JPH0131613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電潜像を可視化する現像装置、特
に磁性現像剤を用いる現像装置に適用される。一
成分現像法における磁性現像剤である磁性トナ
ー、又は二成分現像法における磁性現像剤である
磁性体キヤリアを含有する磁性現像剤を現像領域
に供給するにあたり、前記磁性現像剤を均一に且
つ薄く現像剤搬送支持手段の上に支持せしめるた
めに、本発明よりなる現像剤量規制手段を具備し
た現像装置を提供するものである。

以下、本発明の実施例として、一成分現像法に
おける磁性現像剤（以下、単に磁性トナーと呼
ぶ）の現像領域への搬送量の規制に適用した場合
について説明する。

まず、従来において一般的であつた二成分現像
法が、一定の混合比を有すトナーとキヤリアから
なる現像剤を用い、画像濃度を安定させるため前
記トナーとキヤリアの混合比を常に一定に保つよ
うトナー補給せねばならなかつたのに比して、一
成分現像法では前記キヤリアを必要としないトナ
ーのみで構成された現像剤を用いるので、前記二
成分現像法の如くトナーとキヤリアの混合比を制
御せねばならないという問題は生じないので、単
純な構成の現像装置を可能ならしめている。

一成分現像法におけるトナーも何らかの方法で
現像領域まで搬送せねばならない。一般に用いら
れる一成分現像でのトナーの搬送方法は、該トナ
ーを磁性トナーとし、以下の説明では前記現像剤
搬送支持手段を非磁性の外周部材（スリーブ）と
該スリーブの内部に、該スリーブと軸を同じくす
る、円柱状の回転可能になした磁性回転体（回転
方向に沿つて磁極が交互に、且つＮ極とＳ極が同
数となるよう、例えばＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極…
…の如く配列されている回転体で、以下単にマグ
ネツトロールと呼ぶ）を配設し、該マグネツトロ
ールの外周面に形成される磁界によつて前記スリ
ーブ上に前記磁性トナーを磁気的に付着（支持）
せしめ、同時に前記マグネツトロールの回転に基
づく磁界の回転移動によつて前記磁性トナーを移
動せしめ現像領域へ搬送せしめる。

該磁性トナーは磁気力によつて移動せしめられ
るべく該磁性トナーの粒子の内部にマグネタイト
等の磁性体粉を含有しており、他に樹脂、カーボ
ンブラツク等の色素及び荷電制御剤等を含有して
いる。

さて、一成分現像において前記現像領域に供給
される磁性トナーの量が、時間と場所において均
一でない場合は、現像後の像担持体上の一次画像
であるトナー像におけるトナー（磁性トナー）付
着ムラ、ひいては複写物の画像濃度ムラが生じ、
極めて複写性能を低下させることになる。

従つて前記磁性トナーの量（層厚）を前記スリ
ーブ上に極めて均一に付着せしめねばならない。
また、前記磁性トナーの層は均一のみならず、例
えば磁性トナー粒子径10μ程度の場合、数層乃至
数10層の範囲で、前記スリーブ上に付着させるこ
とが高品質の複写物の形成及び転写効率の向上を
生ずる条件となつている。

従来において、前記スリーブ上の磁性トナーの
層厚を均一且つ薄く形成せしめるための種々の手
段が提案されている。初期においては前記スリー
ブ上の磁性トナーを機械的に板状部材によつてか
き取る（規制する）手段（機械ブレード式）が提
案及び検討されていたが、該機械ブレード式では
前記磁性トナーの層厚を均一且つ非常に薄く規制
するためには、前記機械ブレード部材を精度よく
製作し、且つ取付けにおいて前記スリーブの外周
面との間隔を非常に精度よく調整せねばならない
という問題があつた。さらに前記機械ブレード式
において実際に形成される磁性トナーの層厚は、
該磁性トナーの粒径及び流動性にも依るが、前記
機械ブレードとスリーブの外周面との間隔よりか
なり厚くなつてしまい、該磁性トナーの層厚を薄
くするための制御は非常に困難であつた。また磁
性トナーが極めて狭いスリーブの外周面とトナー
規制部材である機械ブレードとの間隙（トナー規
制部）を通過せねばならないので、該機械ブレー
ドのスリーブ側近傍に強い圧力が加わり、前記磁
性トナーを凝集せしめてしまうこともあつた。該
凝集したトナーや他の原因で既に凝集して塊り状
になつていたトナー塊が前記トナー規制部に詰ま
つて、その結果、スリーブ上に磁性トナーの付着
しない部分（例えば線状又は帯状に形成される）
が生じ、複写画像に白スジ、白帯等を出現させる
危険性があつた。

その後、前記機械ブレード式の現像剤規制手段
の欠点を補うため、例えば特開昭53−125844号公
報に開示されているような技術等が提案されてき
た。これを第１図に概略図を示し、簡単に説明す
る。１は静電潜像を形成する像担持体であつて、
図中破線矢印方向に回転するものとする。磁性ト
ナー６を現像領域５へ供給するため、スリーブ３
の外周面上に磁性トナー６の層を形成せしめる
際、スリーブ３の外周面と対向する位置に磁性ト
ナー６の層を規制するための磁性体からなるトナ
ー層厚規制板７を設け、現像剤規制手段を構成し
ている。トナー層厚規制板７が、スリーブ３の内
部のマグネツトロール４のトナー層厚規制板７に
対向する磁極（第１図ではＮ極性）によつて磁気
誘導を生じ、前記対向する磁極と異極性（第１図
ではＳ極性）に誘導磁化され、該誘導磁化された
トナー層厚規制板７とマグネツトロール４の上の
前記トナー層厚規制板７に対向する磁極との間に
磁界によつて、磁性トナー６がトナー規制部８を
通過しにくくなるため、スリーブ３に磁性トナー
６の層厚を薄く形成せしめ得る現像装置２が提案
されている。６Ａはトナー規制部８を通過した後
のスリーブ３上の磁性トナーを示す。前記公報記
載の技術によれば、前記機械ブレード式現像剤規
制手段に比し、容易に薄い磁性トナー層を形成す
ることが可能になつたのであるが、依然としてト
ナー規制部近傍において磁性トナーの凝集が発生
してしまう場合もあつた。

以上の問題点に鑑みて、本発明は磁性現像剤
（磁性トナー又は磁性体キヤリアを有す二成分現
像剤）を現像剤搬送支持手段上に均一且つ薄く付
着せしめるとともに、トナー規制部の付近での前
記磁性現像剤の凝集を防止し、さらに他の原因で
生じたトナー凝集塊を前記トナー規制部につまら
ないようにすることによつて、前記現像剤搬送支
持手段上に均一なムラのない磁性現像剤層を安定
に形成せしめるようになしたものである。

これらの効果を達成するための本発明の構成要
件は、下記に示す特徴を有するものである。すな
わち、 回転可能なマグネツトロールを内部に有する現
像剤搬送支持手段と、前記マグネツトロールの回
転に伴つて磁気誘導させる磁性体を有する現像剤
量規制手段と、を有し； 前記搬送支持手段と前記規制手段とで形成され
る現像剤量規制部で、 前記磁性体に生じる誘導磁化された磁極の移動
により磁性現像剤の一部を除去すると共に、現像
領域に搬送される前記搬送支持手段上の磁性現像
剤の量を規制することを特徴とする現像装置 である。

以下、本発明を磁性現像剤のうち磁性トナーを
用いる一成分現像法による現像装置に適用した実
施例について説明する。第２図に本発明の一実施
例の構成の概略を示し、それに基づいて説明する
と、現像装置１２は像担持体１の上の潜像を顕像
化（トナー像化）するための装置であつて、回転
可能に設けられた磁性回転体（マグネツトロー
ル）１４、磁性トナー１６を現像領域１５に搬送
せしめる現像剤搬送支持手段（マグネツトロール
１４及びマグネツトロール１４の周囲に配設した
外周部材１３）、外周部材（以下単にスリーブと
呼ぶ）１３の外周面の近傍に配設した、現像領域
１５に搬送する磁性トナー１６の量を規制する、
主に磁性体からなる現像剤量規制手段１７、現像
剤量規制手段１７の表面に付着し移動する磁性ト
ナーを第２図中白矢印の如くかき落とす、ゴム等
からなるかき落とし部材２０、及び現像装置１２
の内部にたまつている磁性トナー１６がマグネツ
トロール１４の黒矢印方向の回転に基づく磁界の
回転移動によつてスリーブ１３の上を上昇し、現
像剤量規制手段１７とスリーブ１３との間隙（ト
ナー規制部１８＝現像剤量規制部分）に到達する
前に磁性トナー１６の量を予備規制する樹脂等の
誘電体又はアルミニウム等の磁化されにくい材料
からなる予備規制部材１９が設けられている。

予備規制部材１９は、第２図の場合、現像剤量
規制手段１７からかき落とされた磁性トナーをす
ぐスリーブ１３付近には落とさず、図中現像装置
１２の右方にたまつている新しい磁性トナーと混
合せしめる役割をも果たすよう構成することもで
きる。ここで本発明の実施例を示した第２図にお
いて、マグネツトロール１４が黒矢印方向に回転
（通常100〜2000rpmの回転速度である）すると、
スリーブ１３の上の磁性トナー１６Ａは、マグネ
ツトロール１４の回転方向とは逆の方向（図では
左回転方向）に移動する。従つて現像領域５にお
いて像担持体１の回転方向（図示破線矢印で示
す）とスリーブ１３上の磁性トナー１６Ａの移動
方向が同一となる現像形式を得ることができる。
以下この現像形式の下に説明を行なう。

ここで、第２図及び第３図に基づいて、磁性ト
ナーの層厚規制、すなわち現像剤量規制が行なわ
れる過程を説明する。

まず第２図で現像装置１２の中にたまつている
又は新たに補給される（補給装置・機構は図示せ
ず）磁性トナー１６はスリーブ１３上に付着し
（この状態を磁性トナー１６Ａで示す）、スリーブ
１３上をマグネツトロール１４の磁極の回転に起
因する磁気力で黒矢印と逆方向に搬送される。磁
性トナー１６は予備規制部材１９によつて、まず
機械的に層厚を適度に規制された後、スリーブ１
３上をさらに上昇移動し、現像剤量規制手段１７
付近に到達する。現像剤量規制手段１７は、マグ
ネツトロール１４の順次配列されたＮ極、Ｓ極、
Ｎ極、…等の磁極による磁気誘導によつて、例え
ば第３図（第２図中のトナー規制部１８付近の拡
大図）の如く、現像剤量規制手段１７に対向する
磁極がＳ極である瞬間においては、現像剤量規制
手段１７の内部は、マグネツトロール１４に対向
する側１７Ａ（破線に囲まれている部分周辺）は
極に磁化され、マグネツトロール１４に対向し
ない側１７Ｂは極に磁化されることになる。
（、は誘導磁化された磁極を意味する）次に
前記瞬間より少しマグネツトロール１４が第１３
図中の黒矢印方向に回転するにつれて、マグネツ
トロール１４内の前記Ｓ極はS′極に移動し、それ
に対応して現像剤量規制手段１７の前記極は
′極に移動し、マグネツトロール１４の前記
S′極との磁界は弱まる。同時にマグネツトロール
１４の現像剤量規制手段１７に対向する部分が
N′極になるので、それに対応して現像剤量規制
手段１７の前記マグネツトロール１４に対向する
側１７Ａは′に誘導磁化されるようになる。す
なわち現像剤量規制手段１７のマグネツトロール
１４に対向する側１７Ａの周辺では、マグネツト
ロール１４の回転方向と逆の左回転（第３図）に
相当する誘導磁化された極極の移動を生ずること
になる。

特に現像剤量規制手段に用いる磁性体は磁界中
において磁化されやすい、例えば鉄、フエライト
などに代表される強磁性体（高透磁率材料）で、
形状的にも、磁界中において一部が他に比して強
い磁界を発生してしまうことのないような例えば
円柱のような形状であることが望ましい。

さてスリーブ１３上の磁性トナーはトナー規制
部１８付近に到達すると現像剤量規制手段１７の
うちマグネツトロール１４に対向する側１７Ａの
表面付近の磁界が強く形成されているため（ただ
し現像剤量規制手段１７が円柱状の場合、その曲
率半径がマグネツトロールの曲率半径より小さく
なければならない。特に第２図および第３図にみ
られるように、その直径は、マグネツトロールの
磁極間隔と同程度か、それ以下であることが好ま
しい。）、前記磁性トナーはスリーブ１３より離脱
し、現像剤量規制手段の表面に磁気的に付着す
る。次に第３図に示すようにマグネツトロール１
４の回転に従つて、既に前記した如く、現像剤量
規制手段１７は誘導磁化された磁極がマグネツト
ロール１４の回転と逆方向に回転移動する。この
時、前記スリーブ１３から離脱し、現像剤量規制
手段１７上に付着した磁性トナー１６Ｂは、誘導
磁化された磁極の回転とともに現像剤量規制手段
１７の表面を移動する。前記磁性トナーの移動の
方向はスリーブ１３上の磁性トナーの移動と異な
るが、これはスリーブ１３上のマグネツトロール
１４の回転による磁界の移動においてスリーブ１
３上付近の磁界の向きはスリーブ１３表面に対
し、比較的平行になつているのに比して、現像剤
量規制手段１７の表面では磁界の向きは、現像剤
量規制手段１７の表面に対し垂直に近いので磁性
トナーは磁界の移動につれ平行移動するものと推
測する。

その後現像剤量規制手段１７上の′極を誘導
磁化させたマグネツトロール１４上のS′極がさら
に回転してS″極の如く移動してしまうと、前記
極は非常に弱く誘導磁化されるにすぎなくな
る。従つて前記極に磁気的に付着せしめられた
磁性トナー１６Ｂは、次第に′極位置に移動し、
さらに現像剤量規制手段１７の下面を右方向に移
動するとともに磁気的に付着する力を失なつて落
下することになる（第２図中白矢印にて示す）。
また第２図中、かき落とし部材２０により現像剤
量規制手段表面の磁性トナー１６Ｂをかき落とし
てやることによつて、磁性トナー１６Ｂの磁気的
付着力を失なつたための落下と合わせて現像剤量
規制手段１７の磁性トナーの規制のための搬送及
び除去を、より効果的に達成することができる。

このように現像剤搬送支持手段（前記説明では
スリーブ）上の磁性トナーを磁気的に除去し、他
方へ搬送してしまうことにより、本発明のねらい
である磁性トナーの現像領域への搬送量の規制、
すなわち現像剤搬送支持手段上に均一且つ薄く磁
性トナーの層を形成することが可能となつた。

勿論、現像剤搬送支持手段の外周面上の磁性ト
ナーを全て除去するのではなく、所望の層厚例え
ば数10μｍ乃至700μｍ前後の中で、複写に適した
層厚となるように、前記現像剤搬送支持手段と前
記現像剤量規制手段の間隔を設定しなければなら
ない。現像装置によつて、マグネツトロールの形
状ならびに着磁極の磁界及び間隔等は異なり、現
像剤量規制手段として用いる部材の形状及び透磁
率も異なるため、前記現像剤量規制手段による現
像剤搬送支持手段の外周部材（以下単にスリーブ
と呼ぶ）上の磁性トナーを除去・搬送する力は異
なる。そのため前記スリーブと前記現像剤量規制
手段との間隔は調整可能に配設することが望まし
い。

次に前記現像剤量規制手段として、磁性体の周
囲に樹脂を薄く皮覆することにより、前記現像剤
量規制手段の表面を滑か、且つ汚れ、サビ等を生
じない現像剤量規制手段を構成できることにな
る。

さらに現像剤量規制手段を、第４図に示した如
く磁性トナーを規制する部分、すなわちトナー規
制部１８近傍のみ曲面を有す半円柱状の磁性体２
７で構成することもできる。

以上現像剤搬送支持手段を、回転可能に設けた
磁性回転体（マグネツトロール）と、該マグネツ
トロールの周囲に外周部材（スリーブ）を該マグ
ネツトロールと同心となるよう固設せしめた実施
例について説明したが、第５図に示すようにスリ
ーブ１３をマグネツトロール１４の回転方向（第
５図中黒矢印で示す）と逆方向（白矢印で示す）
に回転せしめることにより、磁性トナーの現像領
域への搬送力を増すことができる。

さらに第６図に示すように現像剤搬送支持手段
を前記磁性回転体（マグネツトロール）１４′自
体のみで構成することも可能である。この場合、
第６図の如くマグネツトロール１４′の外周面は
平滑であつて、図中黒矢印方向に回転せしめら
れ、該マグネツトロール１４′上の磁性トナー２
６は図中白矢印方向に搬送されることになる。第
２図乃至第４図に示した実施例とは異なり、マグ
ネツトロール１４′の回転が左回転のため、トナ
ー層厚規制のため搬送・除去される磁性トナー２
６Ａの移動の方向（破線矢印で示す）が、現像剤
量規制手段１７において現像剤量が規制された後
の現像剤（磁性トナー）２６Ａの搬送方向（白矢
印方向）側になるため、各部材の位置関係は変わ
ることになる。

これまで像担持体の回転方向と現像剤、特に磁
性トナーの搬送される方向が現像領域において
ほゞ同一方向の場合（正転）に限つて説明した
が、像担持体の回転方向と、現像剤の搬送される
方向が逆方向の場合においても本発明が適用でき
ることは言うまでもない。

第２図に図示している予備規制部材１９は機械
的に現像剤を予備規制するものとして説明した
が、本発明のねらいである現像剤量規制手段と同
様な機構で予備規制を実施しても勿論さしつかえ
ない。

また、以上の説明は一成分現像法における磁性
トナーの場合に終始したが、説明のはじめに述べ
たように二成分現像法においても磁気ブラシ形成
用マグネツトを回転可能なマグネツトロールとす
れば磁性体キヤリアを磁性トナーと同様に本発明
の現像剤量規制手段によつて規制することもでき
る。

以上、本発明によつて、現像剤搬送支持手段に
支持される磁性現像剤の層厚を薄く且つ均一に規
制することが容易にでき、また磁性現像剤の内部
に凝集塊を生じさせず、且つたとえ他の原因で生
じた磁性現像剤の凝集塊が該現像装置に混入して
も、トナー規制部の間隙に詰まらせずに、現像剤
量規制手段によつて除去・搬送してしまうという
大きな利点を持つ現像装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一成分現像法を用いる現像装置におい
て、従来の磁気ブレードを用いてトナー層厚規制
をしている構成例の概略断面図で、第２図は本発
明を一成分現像法における磁性トナーの層厚規制
に適用した現像装置の一構成例の概略を示す。第
３図は第２図におけるトナー規制部の周辺を拡大
し、現像剤量規制手段の内部に誘導磁化される極
性の移動方向を説明するための図で、第４図は本
発明からなる第２図に示した実施例を変形したも
ので現像剤量規制手段付近のみ示した図である。
第５図は現像剤搬送支持手段の外周部材（スリー
ブ）を回転可能に構成した本発明の一構成例の一
部を示す。第６図は磁性回転体自体が現像剤搬送
支持手段となつた場合の構成例を簡単に示した図
である。 １……像担持体、２，１２……現像装置、３，
１３……現像剤搬送支持手段の外周部材（スリー
ブ）、４，１４，１４′……磁性回転体（マグネツ
トローラ）、５，１５……現像領域、６，１６，
１６Ａ，１６Ｂ，２６，２６Ａ……磁性トナー、
７……トナー層厚規制板、１７，２７……現像剤
量規制手段、８，１８……トナー規制部、１９…
…予備規制部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転可能なマグネツトロールをを内部に有す
   る現像剤搬送支持手段と、前記マグネツトロール
   の回転に伴つて磁気誘導される磁性体を有する現
   像剤量規制手段と、を有し； 前記搬送支持手段と前記規制手段とで形成され
   る現像剤量規制部で、 前記磁性体に生じる誘導磁化された磁極の移動
   により磁性現像剤の一部を除去すると共に、現像
   領域に搬送される前記搬送支持手段上の磁性現像
   剤の量を規制することを特徴とする現像装置。