JPH02196258A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 にス」囚Ｊ訓３Ｍ 本発明は、複写装置、画像表示装置、画像記録装置、プ
リンタあるいはファクシミリなどにおいて、ｉｔｔ子写
真感光体、静電記録誘電体などの像担持体の表面に形成
された潜像を現像して顕像化する現像装置に係り、とく
に、トナー粒子と磁性粒子とを用いて現像を行なう二成
分現像方式における現像装置に関する。

従ｄ遣 現像剤としてトナー粒子とキャリア粒子の混合からなる
二成分系現像剤を使用する現像装置では、現像剤中のト
ナー分は現像部において消費されて行くが、磁性粒子よ
りなるキャリア分は消費されないで、現像・副容器側へ
戻されて行くので、そのままでは現°像剤中のトナー分
が減少し、トナーｍ度ｃトナーコンテンツ、トナーとキ
ャリアとの混合比、現像剤濃度などの用語で表現される
）が次第に低下して行く。

この現像剤のトナー濃度の変動は、直ちに出力画像の濃
度や画質に影響を与えるから、上記ｌ・ナー濠度を常に
所定レベルの範囲に１持管理することが１画像品質の安
定化の上で極めて重要である。

そこで、従来の方式では、現像装置内の現像剤について
、現像剤使用に伴なうトナー濃度の経時的変化をセンサ
を用いて正確に検出し、このセンサからの情報に基づい
て適正なトナー補給を行なう現像剤濃度自動管理機構（
ＡＴＲ機構）が装備されている。

しかし、このようなＡＴＲ機構を装備することは、現像
装置を複雑化、大型化し、高コスト化を招く原因となる
。また、トナー濃度の検知手段としてのセンサには、誤
動作も、実ＶＡ　、Ｊ二、皆無とはいえないために、充
分な信頼性を確保できない。

そこで、本出願人は、先に特願昭６０−２１７５５７号
明細書によって、ＡＴＲ機構を用いることなく、トナー
濃度を所定の許容レベル範囲に自己制御的に制御できる
構造の現像装置を提唱した。

この現像装置は、第４図に示すような構成であって、こ
の現像装置は現像剤容器１及び現像剤担持体としての現
像スリーブ２を備えている。上記現像スリーブ２は、Ａ
文、５ＵＳ３１６などの非磁性創料で作られており、現
像剤容器１の左側に突１ｆｊする樋状の壁ｌａ下に配置
されていて、右略半分を現像剤容器１内に突入させた状
態で、容器の長手方向に形成された横長の開口に臨ませ
ている。そして、上記現像剤担持体２は、左側の現像部
Ａにおいて、像担持体としての感光ドラム１００に近接
もしくは接触した状態で対峙し、矢印方向に所定速度に
て回転駆動されるようになっている。上記現像スリーブ
２内には図示の位置において、固定磁界発生手段として
の固定の永久磁石（マグネットロール）３が非回転状態
で配設されている。この磁石３は、」二記現像スリーブ
２の円周方向に沿って、Ｎ、、ＮＺ極、Ｓ、、、ＳＺ極
を交星に配列した構成になっている。Ｓ１極は、現像極
として感光１ラム１００に対応する現像部Ａに位置し、
Ｎ１極は現像剤塗布棒（カット極）として、上記現像部
Ａの上流に位置される。また、Ｎｚ極およびＳ、！極は
それぞれ、現像剤搬送極として働いている。尚、磁界発
生手段としての磁石３は電磁石であっても良い。

現像スリーブ２の上方に位置して、現像剤容器１の前壁
には、現像剤規制部材としての非磁性ブレード４が配設
されていて、その先端が現像スリーブ２の表面と所定間
隔になるように調整され、現像スリーブ？上に相持され
る現像剤の層厚を設定している。なお、上記ブレード４
は１例えば、５Ｕ５３１６などを用いて構成される。ま
た、現像剤容器ｌ内には、上記ブレード４の背後に位置
して現像剤容器１内での現像剤循環部に循環限定部材５
が配置されている。この循環限定部材５は、現像剤容器
ｌの開口の横軸に亘って設けられている。これによって
、現像剤循環部と現像スリーブ２の表面との間での現像
剤の循環の状態を規制している。そして、ここでは、更
に、循環限定部材５はその主要部５ａの後方に、現像剤
の循環を更に規制する規制板部５ｂを有している。

現像剤容器１の底部には磁力線を集中させる意図で、磁
性体よりなる薄板６が設けてあり、その先端辺は前記磁
石３の現像剤搬送極ＳＺの位置に略対応する現像スリー
ブ外面に対し所定の間隔。

離間されている。また、現像剤容器１の現像スリーブ嵌
入開口の下縁にはトナー飛散防止電極板７が設けられて
いる。また、現像剤容器ｌの後方にはトナー容器９が設
けてあり、現像剤容器１に対しては連絡開口９ａを介し
て連通されている。また、上記連絡開口９ａに対応して
、現像剤容器１内には支軸１０ａを中心に矢印方向に回
転されるトナー送り部材１０が設けられている。なお、
現像剤容器ｌの開口の下部と現像スリーブ２の下部との
間に形成されている空隙からのトナーや現像剤の漏れを
防止するために弾性シール部材８が、現像剤容器１の開
口の下辺に一端を固定して設けられており、現像スリー
ブ２の回転方向に対して順方向に屈曲してスリーブ表面
側を弾性的に押圧している。

」二成現像剤容器１内には、キャリアとしての磁性粒子
Ｃが非磁性トナー粒子ｔに混合された状態の二成分現像
剤Ｔが収容されており、トナー補給は５　トナー容器９
からなされる。」−記磁性粒子Ｃは、粒径３０〜１００
　ｌＪ、ｍ、好ましくは４０〜８０用ｍであり、抵抗値
１０”Ω参〇ｍ以上、好ましくはＩ　Ｏ”　Ｑ　ａ　ｅ
　ｍ以上のものがよく１例えば、フェライト粒子（最大
磁化６０ｅｍｕ／ｇ）を樹脂コーティングした形態であ
る。

このような構成になる現像装置での現像剤Ｔの挙動は以
下の通りである。上記現像剤Ｔは、キャリアとしての磁
性粒子Ｃを含んでいるので、磁性体の薄板６から現像剤
規制部材４までの現像スリーブ表面（現像剤容器１の内
側部分について）に沿って、磁石３による磁界で、磁気
ブラシ状に吸引保持されており、この保持された現像剤
Ｔについては、現像スリーブ２の回転に伴なって、現像
剤容器１の底部側から現像剤循環限定部材５に向けて搬
送される。この時、規制板部５ｂは、現像剤Ｔをブｌ／
−１４へ向けられる分と、反対に現像剤容器１内の後部
へ向けられる分とに成る割合での捩り分けを行なう、そ
して、ブレード４側＾向けられた現像剤Ｔは、ブレード
４で規制された層厚で、現像剤担持体に担持されて、感
光ドラムｌＯＯに向けられ、現像部Ａにおいて、ここに
作用する電界、磁界の作用により、担持現像剤中のトナ
ーが感光ドラム１００側へ飛翔し、トナー現像を実現す
る。

そして、現像部Ａを通過した現像剤Ｔは、現像スリーブ
に担持された状態で現像剤容器１内に戻り、新たに供給
されたトナー粒子と混合され、所定混合比の現像剤とし
て再び現像剤容器ｌの底部から現像剤循環部を経由して
、現像剤循環規制部材５側へと送られる。このような流
動過程において、現像剤は、接触摩擦、現像剤相互の流
動混合摩擦を受けて、トナー分が所定の極性に十分な帯
電状態となるやまた、現像剤Ｔは、現像スリーブ２の回
転に従って移動層（あるいは流動層）を形成するが、現
像スリーブ２から遠ざかったものほど、磁気拘束力が低
減されるので、現像スリーブ２の表面と現像剤循環規制
部材５との間では、上記規制部材５側において静止層が
形成される。

トナー容器９からは、トナー送り部材ｌＯの働きで、漸
次、トナーの送り込みがなされているが、この現像剤Ｔ
の循環部への取り込み量は上記移動層での動きによって
なされる。すなわち、現像剤Ｔのトナーｍ度が増すと、
静止層現像剤の体積が増して移動層現像剤を覆ってしま
い、移動層へのトナーの取込みが減少するが、逆に、現
像剤Ｔのトナー濃度が減少すると、静止層現像剤の体積
が減少し、移動層現像剤を覆わなくなるので、その流動
性が向上し、トナーを取込み易くなるという自己制御性
が発揮できるのである。このようにして、本出願人が先
に提唱した現像装置では、自己制御的なトナー取込みサ
イクルにより、ＡＴＲ機構なしでも、現像剤容器ｌから
導出される現像剤Ｔのトナー濃度を、常に所定レベルの
範囲に自然に保持できることになる。

か　　　　　　　う しかしながら、上記現像装置において、現像スリーブの
長子方向に関してのトナー濃度の均一性については次の
ような問題が残されている。

これは、現像スリーブの長子方向に関して現像剤の体積
の変動がおこり、その結果、トナーの取込み酸が相違す
るという現象があるために、トナー濃度の不均一が発生
するということである。実際に、現像剤容器１の両側壁
近傍、約２ｃｍの幅で、現像スリーブの長手方向に関し
て、その内側よりも、結果としての画像濃度が増すとい
う本実がある。この原因は以下のとおりである。実験に
よると、初期段階で現像スリーブ２の長子方向に均一に
現像剤が保持されていても、現像作業が持続されて行く
と、徐々に現像スリーブ２の両端、すなわち、現像剤容
器１の側壁に近い約２ｃｍはどの領域の現像剤の体積が
減ってくるという現象がおきるのである。逆に中央部の
現像剤の体積は若干ふえてくる。このことから、本発明
者は、壁際の現像剤には、中央へ向く運動成分があると
想定した。

そこで、現像剤容器の開口の横長手方向、すなわち、現
像スリーブの幅方向（長さ方向）について、その中間に
、現像スリーブの回転方向に向けた仕切壁を設けた場合
について検討した。その結果は、やはり、その仕切壁の
壁際では現像剤の量が減少する。

よって、現像剤容器１の端部に対応する位置では、現像
された画像濃度が濃くなるという現象は壁のあるところ
から中央部に向かって現像スリーブの長手方向に現像剤
の移動があって、その部分で現像剤の量が減少し、した
がって、現像スリーブの回転方向への現像剤の移動がし
易くなり、トナーを取り込み易くなることによるものと
思われる。すなわち、壁のある部分では、静止層現像剤
の生成が少なくトナーの取込みが仕易い流動層の体積が
他の個所よりも大きいものと思われる。この壁際におけ
る現象は、現像スリーブの全長が長くなる程、著しくな
るものである。

したがって２本発明は上記事情にもとづいてなされたも
ので、現像剤担持体の長手方向に関して、好適に仕切壁
を設けて、現像剤担持体の長手方向にわたって現像剤の
移動を略均−トーシ、すなわち現像剤の現像剤担持体の
長手方向における静止層現像剤の生１ｆｔ、具合を均一
になるように調整し、画像濃度のムラをなくすように工
夫した画像形成装置における現像装置を提供することを
目的とする。

るための 上記目的は１本発明に係わる現像装置によって達成され
る。すなわち、要約すると、本発明では、現像剤容器に
収容されているトナー粒子とキャリアとしての磁性粒子
との混合からなる現像剤を、磁界発生手段を内蔵した現
像剤担持部材面上に保持させて、潜像保持体面と対向す
る現像部へ搬送し、該潜像保持体面上の潜像の現像を行
なう現像装置において、上記現像剤容器に」二記トナー
を補給するトナー補給手段を設け、に記現像部より上流
に位置して現像剤担持体表面に所定間隙で現像剤規制部
側を配設し、該規制部材の後方において、現像剤容器内
の現像剤循環部に、現像剤循環限定部材を設け、かつ上
記現像剤循環限定部材には、現像剤担持体の軸方向に、
所望間隔で。

板状の仕切り壁を設けたことを特徴とする現像装置であ
る。

１−」 これによって、現像剤担持体の幅方向（長手方向）にお
ける現像剤の静止層および流動層の均一化をはかること
ができ、結果として、画像濃度の均一化をはかることが
できる・ 見ム」 以下１本発明を実施例に基づいて第１図ないし第３図を
参照して具体的に説明する。なお、第４図についての説
明部分と共通するところは、同一符号を付けて説明を省
略する０本発明において従来技術の第４図と相違する点
は、現像剤循環限定部材５の下側に、現像スリーブ２に
向けて仕切り１！１２を設けた点であり、上記仕切り壁
１２は、第２図およびＭＳ３図に示すように、現像スリ
ーブ２の幅方向（長手方向）について所望間隔（不等間
隔でもよい）に配設される板状体であり、その板端面は
、現像スリーブ２の回転方向に向けられている。この板
状の仕切り壁１２の厚みは、撓まない限り、可及的に薄
い方がよく、実験では厚さ２ｍｍ以上では、その部分に
対応して現像剤の動きがわるくなり、現像される画像に
、七の厚みの幅で白抜は現象を起すおそれがでてくる。

したがって、出来れば０．５〜１．０ｍｍ程度にすると
よく、この場合には、上述の白抜は現象がさけられる。

また、仕切り壁の厚みが薄くても、仕切り壁１２の下縁
が現像剤循環限定部材５から延設されている壁５ｂより
も下方（スリーブ２の更に上流側）まで垂れ下がると、
次のような弊害を生じるので、さけなければならない。

すなわち、使用の開始に当っては、現像剤容器１の後部
上方に配置した貯蔵容器１１からシール部材１１ａを引
き抜くことで、一定混合比のスタート剤としての現像剤
Ｔを現像剤容器ｌ内に導き、静電的、磁気的に現像剤を
スリーブ２表面に担持し、循環部へともたらすのである
が、貯蔵容器１１内で、現像スリーブ２の長手方向に均
一に現像剤Ｔが入れられていないと、現像剤容器ｌに入
った時、現像スリーブ２の長手方向についてそれに担持
される現像剤も不均一となり、これによって画像ムラが
生じることになる。そこで、このような場合、現像剤容
器１を長手方向に左右に振ってスリーブ上に担持される
べき現像剤の均一化をはかろうとするが、この時上記仕
切り壁１２の下縁があまりにも下方に垂れさがっている
場合には、その仕切り・壁１２が邪魔をして現像剤容器
を振っても現像剤を移動させることができず、その均一
化を妨げることになるのである。よって、仕切り７１２
の下方への垂れ下げ長さは、少なくとも壁５ｂよりも、
若干」一方で終るように設定すべきである（実験によれ
ば０〜２ｍｍ）、すでに述べているように、仕切り壁１
２の左右では、壁に近い位置で、現像剤の静止層が少な
く、中間に向けての移動があるということから明らかな
ように、現像剤の動きがよくなる幅は実験によれば約２
〜３ｅ＋ｎはどである。そこで、所望間隔としては４〜
６ｃｍが実際的である。但し、上記間隔は、現像剤循環
限定部材の形状、スリーブｚ内の磁界発生手段における
磁極配置、磁力、スタート時の現像剤の入れ目量などで
異なるので、これらを配慮して設定しなければならない
。

なお、上記仕切り壁１２には、その相対間隔をランダム
にすることで、他の効果も期待できるやすなわち、本実
施例の現像装置のように、現像スリーブ２の長手方向に
向けての現像剤の送り、攪拌のためのスクリューが設置
されていない場合。

もし、仕切り壁１２がなければ、一般に次のような弊害
がある。すなわち、現像スリーブ２の長手方向の幅以下
の原稿サイズで現像を続けて行なっている内に、トナー
を消費しない部分（例えば。

スリーブ長さが第３図のＡ３幅で、Ｂ４サイズ原稿を続
けてとる時、ｌＡ３−８４１の部分）はチャージアップ
して行き、その後、Ａ３サイズの原稿を現像すると、チ
ャージアップしていた部分は他のところより濃度が低下
する。これをＡ−８段差と称すると、もし、原稿を第１
図において奥側基準で原稿台に置く場合は、感光ドラム
１００上では手前基準となり、トナー消費の少ない部分
に対し、奥側の方に仕切り壁１２を狭い間隔で配置すれ
ば、トナーが消費されなくても、現像剤容器内の現像剤
の動きをよくすることができ、すなわち、トナーの取込
みの応答を他の所より速くするようにしておけば、静止
層が生侵されないので、次段において、原稿幅が大きく
なっても、濃度差を少なく、あるいは目立ない程度にす
ることもできる。このように、仕切り壁を設けることに
よって、現像器長手方向の長さが長くなった場合におい
ても、スリーブに担持された現像剤の動きを長手方向に
略均−にでき、その結果、ｉｉｉ像においても、長手方
向の濃度ムラを低減することができる。

発」Ｌｎ」Ｅ果 本発明は１以上詳述したようになり、現像剤担持体に対
向して、現像剤の循環部に設けた現像剤循環限定部材に
対して、現像剤相持体の軸方向（長手方向）に所望間隔
で、板上の仕切り壁を設けたので、現像剤に対し、現像
剤の循環において上記仕切り壁から中央部に向けての現
像剤の移動成分を生成し、これによって、現像剤相持体
の軸方向（長手方向）における現像剤の動きを均一化で
き、その結果、画像濃度の長手方向のムラを低減でき、
また、いわゆるＡ−８段差という問題も、その間隔の設
定の仕方で低減できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す現像装置の概略断面
図である。 第２図は、第１図に示す現像装置の要部の斜視図である
。 第３図は、第１図に示す現像装置に用いられる他の要部
正面図である。 第４図は、従来の現像装置の一例の概略断面図である。 １：現像剤容器 １００：像担持体 ２：現像スリーブ ３：磁石 ４：現像剤規制部材 ５：現像剤循環限定部材 ５ａ：本体部 ５ｂ＝規制板部 ９：トナー容器 ９ａ：連絡開口 １０：トナー送り部材 １２：仕切り壁 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）現像剤容器に収容されているトナー粒子とキャリア
   としての磁性粒子との混合からなる現像剤を、磁界発生
   手段を内蔵した現像剤担持部材面上に保持させて、潜像
   保持体面と対向する現像部へ搬送し、該潜像保持体面上
   の潜像の現像を行なう現像装置において、上記現像剤容
   器に上記トナーを補給するトナー補給手段を設け、上記
   現像部より上流に位置して現像剤担持体表面に所定間隙
   で現像剤規制部材を配設し、該規制部材の後方において
   現像剤容器内の現像剤循環部に、現像剤循環限定部材を
   設け、かつ上記現像剤循環限定部材には、現像剤担持体
   の軸方向に、所望間隔で、板状の仕切り壁を設けたこと
   を特徴とする現像装置。