JPH02220084A - ２成分現像装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は静電記録装置に用いられる２成分現像装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、静電語録装置において、トナーとキャリアからな
る２成分現像剤を用いる２成分現像装置が広く使用され
ているが、その殆どがトナーの帯電量を上げる（立ち上
げる）ため、キャリアと、補給されたトナーとをパドル
・ホイール等により攪拌、摩擦帯電させるようにしであ
る。そのため、スペースを必要とし、小型化することが
難しく、現像剤量もかなり多かった。

そこで、小型、軽量で、現像剤量も少ない２成分現像装
置を提供すべく、トナータンク底部にトナー補給ローラ
に圧接する摩擦部材を設け、トナー補給ローラを回転さ
せることにより、トナー補給ローラと摩擦部材の間を通
してトナータンク内のトナーを摩擦帯電させる技術が既
に提案されている。

しかしながら、上記技術においては、補給ローラと現像
ローラの間隙の手前側に現像剤の溜まりが生じてしまい
、このため、間隙の後方へ現像剤が送られず補給ローラ
にまとわりつき、トナータンク内に現像剤が入り込む（
現像剤逆流）欠点がある。

そのため、現像スリーブと補給ローラとの間隙を現像ス
リーブとドクターブレードとの間隙と等しく、または該
間隙よりも広くする技術も既に提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この技術によれば、補給ローラと現像スリーブとの間隙
の手前側の現像剤の溜まりの圧力による逆流は無くなっ
たが、現像スリーブと補給ローラ間にバイアスが印加さ
れているため、補給ローラへのキャリア付着による逆流
が発生した。

特にこの現象は、低抵抗の現像剤の場合あるいは低トナ
ー濃度時に発生し易い。このように補給ローラヘキャリ
アが付着し、トナータンク内へ逆流すると、トナーを補
給ローラ上にｍＮ化ができなくなったり（トナー補給不
良）、補給ローラを削り、過剰トナー補給（補給時地汚
れ）となり、安定したトナー補給ができなくなる。

また、現像スリーブ内の磁石の磁力分布によっては、現
像剤が搬送できず、現像剤の搬送不良による逆流も発生
する欠点もあった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、安定し
たトナー補給を行って画像品質を維持することができる
２成分現像装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段〕 上記目的は、内部に、トナーを吸着するための磁石群を
有する現像スリーブと、この現像スリーブに近接して設
けられ、トナーホッパーからのトナーを現像スリーブに
供給するトナー補給ローラとを備えた２成分現像装置に
おいて、上記磁石群の現像スリーブ表面でのピークガウ
ス量が５００ガウス以上とすることにより達成される。

〔作用〕

現像スリーブから補給ローラへのキャリア付着による現
像剤のトナータンク内への逆流および現像剤の搬送不良
による逆流が防止される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による２成分現像装置の一実施例の構成
図であって、潜像担持体としての感光体ドラム１が、図
示を省略した駆動機構により矢印方向、すなわち時計回
りの方向へ回転駆動されている。この感光体ドラム１は
、例えば有機感光体＜ｏ　ｐ　ｃ＞からなり、該感光体
ドラム１は、図示を省略した帯電チャージャにより一７
８０ｖに初期帯電されるようになっている。

さらに、上記感光体ドラム１の近傍には、現像装置２が
近接配置されている。この現像装置２のケーシング３内
には、上記感光体ドラム１に対向する開口部から一部が
露出するように現像剤支持部材としての円筒状現像スリ
ーブ４が配設されている。上記現像スリーブ４は、図示
を省略した駆動機構により矢印方向、すなわち反時計回
りの方向へ回転駆動されているとともに、感光体ドラム
ｌに対して所定のギャップ長を有するように配置されて
おり、両部材の対向部分に現像領域が形成されるように
なっている。また、この円筒状の現像スリーフ゛４は、
アルミニウム等からなる非磁性体から形成されている。

一方、上記現像スリーブ４の内部には、複数の異なる磁
極が後述する配置関係により交互に配置されてなる固定
現像磁石ローラ５が、上記現像スリーブ４の内面側から
一定間隔を隔てて設けられている。そして、この固定現
像磁石ローラ５からの磁力によって、上記現像スリーブ
４の表面上に磁性のキャリアとトナーとを含んでなる磁
気ブラシ６が形成されるようになっている。この磁気ブ
ラシ６は、上記現像スリーブ４が回転されることによっ
て同方向、つまり反時計回りの向きに移動される。また
、上記円筒状の現像スリーブ４には、電源回路７を通し
て一４５０■の現像バイアス電圧Ｖ、が印加されている
。なお、最終的な現像バイアス値は、原稿濃度あるいは
使用者の所望に応じて定められることになる。

さらにまた、前記円筒状の現像スリーブ４の現像領域と
反対側領域、すなわち現像スリーブ４の後方側領域には
、トナー補給手段としてのトナー補給ローラ８が、上記
現像スリーブ４に対して所定のギャップ長にて設置され
、その対向領域にトナー補給領域が形成されるようにな
っている。

上記トナー補給ローラ８は、その上部側に設置されたト
ナーホッパー９内に一部が露出されるように設置されて
おり、そのホッパー側露出部分が常時トナーに接触しな
がら図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向、す
なわち反時計回りの方向に回転駆動されている。

これにより、トナーホッパー９内に蓄えられたトナーが
磁気ブラシ６側へ送られていくようになっている。

なお、該トナー補給ローラ８は、後述する制御装置によ
り、トナー消費量に対応して間欠的に回転駆動されてい
る。

このようなトナー補給ローラ８としては、ＮＢＲにリト
リゴム）もしくはシリコン等のゴム類や、テフロン等の
樹脂材から全体もくしは表層が形成されてなるもの、あ
るいはアルミ、ステンレス等の金属ローラから形成され
てなるものが採用されているとともに、−６００Ｖのト
ナー補給用バイアス電圧Ｖ、が、電源回路１１を通して
印加されている。

また、上記トナー補給ローラ８の表面上には、トナー層
規制ブレード１２の一端縁部が、軸方向に略均−状態と
なるように圧接されている。一方、このトナー層規制ブ
レード１２の他端部分は、上記トナーホッパー９の開口
端縁部に固定されており、該トナー層規制ブレード１２
によって、前記トナー補給ローラ８上のトナーが均一薄
層状にて被覆されるとともに、トナー粒子の摩擦帯電が
行われるようになっている。このようなトナー層規制ブ
レード１２の材質としては、炭素鋼等の薄板金属や、シ
リコン等のゴムあるいはテフロン等の樹脂のように適度
の弾性を有する材料が採用される。

さらに、上記トナー補給ローラ８のトナーホッパー９内
におけるトナー埋設部分には、トナーを摩擦帯電する機
能をより発揮させ、かつ、トナー補給ローラ８にトナー
をむらなく付着せしめるように、スポンジローラ等から
なるトナー供給ローラ１３が、上記トナー補給ローラ８
の表面側に所定の食い込み量をもって圧接されるように
設置されている。このトナー供給ローラ１３としては、
金属製からなる芯金に対して、カーボン分散等の導電処
理が行われた発泡ウレタンを巻きつけて形成されてなる
ものが採用されている。また、このトナー供給ローラ１
３は、図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向、
すなわち反時計回りの方向に回転駆動されている。

また、前記トナーホッパー９の底部部分には、トナーの
流出を防止する板状のシール材１４が前記トナー補給ロ
ーラ８の表面に圧接するように設置されている。

つぎに、現像領域の上流側直前部分には、現像領域へ移
送される現像剤の量、すなわち磁気ブラシ６の穂高を規
制する現像剤規制部材としてのドクターブレード１５が
設置されている。これにより、ドクターブレード１５の
上流側に現像剤の剤溜まりが形成されるようになってい
る。

さらに、上記ドクターブレード１５と前記トナー補給領
域との間部分の現像剤搬送領域、すなわち上記剤溜まり
領域には、磁気ブラシ６丙の現像剤を攪拌してトナーの
軸方向（図面垂直方向）分布を均一化せしめる第１スク
リユー１６および第２スクリユーＩ７が順次並設されて
いる。上記第１スクリユー１６は、ドクターブレード１
５の直前部分において前記現像スリーブ４側に近接して
配置されており、その回転軸１６ａの回りには、現像剤
を図面奥側から手前側へ送る螺旋体１６ｂが装着されて
いる。

一方、上記第２スクリユー１７は、第１スクリユー１６
のやや上流側に配置されており、その回転軸１７ａの回
りには、現像剤を図面手前側から送る螺旋体１７ｂが装
着されている。さらに、上記螺旋体１７ｂは、その現像
スリーブ４側に対面する側部分が、断面Ｕ字状のスクリ
ューカバー１７０により覆われている。このスクリュー
カバー１７ｃの図面手前側端部分および奥側端部分には
、図示を省略した開口部がそれぞれ切り欠き形成されて
おり、その各開口部から現像剤が出し入れされて現像剤
が循環されるようになっている。

ところで、前記現像スリーブ４内に配置される固定現像
磁石ローラ５には、現像領域に対向する現像主ｉ５ａが
備えられている他に、トナー補給領域に対向する磁極す
およびケーシング３に対向する磁極５ｃ、５ｄ、５ｅが
それぞれ備えられている。

一方、前記第１スクリユー１６および第２スクリユー１
７が配置されている現像剤搬送領域には、磁極は設けら
れていない。

また、このような現像装置２に隣接して、感光体ドラム
１上に形成されたテストパターン可視像のトナー現像濃
度を検知する濃度検出素子１８が感光体ドラム１の表面
に近接して設けられている。

この濃度検出素子１Ｂは、例えばフォトセンサから形成
されている。そして該温度検出素子１８から出力される
トナー濃度検知信号は、図示を省略した制御装置に送ら
れて基準濃度と比較され、濃度不足と判断された場合に
は、該制御装置から前記トナー補給ローラ８の駆動機構
に回転駆動信号が送られるようになっている。

このような実施例における現像装置では、まず、トナー
ホッパー９内のトナーが、トナー供給ローラ１３の回転
によってトナー補給ローラ８に供給され表面上に保持さ
れる。このトナー補給ローラ８上に保持されたトナーは
、トナー層規制ブレードエ２により、均一薄層化されな
がら摩擦帯電される。

そして、所定のトナー補給用のバイアス電圧によって、
上記トナー補給ローラ８上のトナーが現像スリーブ４上
のキャリアに送給されて磁気ブラシ６が形成される。

このようにして形成された磁気ブラシ６は、現像領域に
向かって搬送されるが、その途中で第１スクリユー１６
および第２スクリユー１７によって、現像スリーブ４の
軸方向に往復攪拌され、これによって磁気ブラシ６中の
トナー分布が軸方向に均一化される。攪拌後の磁気ブラ
シ６は、ドクターブレード１５により量規制された後、
現像領域に送り込まれ、該磁気ブラシ６の穂が感光体ド
ラム１上に形成された静電潜像に接触することにより現
像が行われることとなる。

第２図は下記の現像条件で、実施例１〜５および参考例
１〜４の磁力分布をもつ固定現像磁石ロール（マグロー
ル）５を実装し、現像スリーブ４を回転させ、さらにト
ナー補給動作を行い、キャリアのトナーホッパー９内へ
の侵入（逆流）と現像剤の搬送性を評価した結果の説明
図である。

く現像条件〉 帯電電位　　　　−７５０ｖ 現像バイアス　　−５７０ｖ 補給バイアス　　−７００Ｖ 現像スリーブ　　３０φ、１８０ｒｐｍ補給ローラ　　
　１９φ　２５９ｒｐｍ現像スリーブ／感光体、線速比
　　　３現像スリーブ−感光体ギャップ　　　１，０ｍ
ｍ現像スリーブ−補給ローラギャップ　１．８ｍｍ現像
スリーブ−ドクターギャップ　　１．１ｍｍトナー　　
　スチレン系樹脂トナー トナー濃度　２〜３ｗＬ％ 第２図に示すように、現像剤Ａの搬送が良好な時、現像
剤の逆流は、磁極５ｂのピークガウス量が小さくなる時
発生し、参考例１　（ピークガウス量＝６３０ガウス）
では、キャリアの侵入はＡ３゜５００枚コピーで数ｇあ
り、さらにコピーを続けるとトナー層規制ブレード１２
先端に多量のキャリアが集まり、トナー補給ローラ８上
にトナーを均一に薄層化できなくなる（薄層不良）。

この現像剤の逆流は、トナー補給領域で現像剤が磁極５
ｂにより穂を形成し、トナー補給ローラ８に接触する際
、キャリアの磁気的拘束力よりも現像スリーブ４とトナ
ー補給ローラ８間で発生する電解による力、あるいはト
ナー補給ローラ８上のトナーとの電気的吸引力が強くな
り、トナー補給ローラ８上にキャリアが付着してしまう
ためと考えられる。

また、実施例５（ピークガウス量＝７００ガウス）は、
キャリアの侵入は発生したが、キャリアの存在する場所
がシール剤１４上かあるいはトナー供給ローラ１３下方
部でトナー補給ローラ８のトナー薄層不良は発生しない
。

つぎに、参考例２〜４に示すごとく現像スリーブ４上の
法線成分の磁力分布で磁極５ｂのビーク位置と下流側で
θガウス（Ｍｉ磁力線向きが逆転する位置）となる時の
なす角度θが４０＠以上となると、現像剤を搬送できな
くなり、スクリューカバ−１７ｃ壁面に入り込んだり、
トナーｉ［Ｊｉｉ後のトナー補給ローラ８上に積もって
しまい、トナーの補給不良、現像剤の逆流が発生する。

これは現像主極５ａと磁極５ｂのガウス量が小さい時、
あるいはそれらのなす角度が大きい時、また異極同士の
時に発生し易く、現像スリーブ４上で磁力線の法線成分
が低いガウス量であると、現像剤の現像スリーブ４への
吸着力が小さくなってしまうためである。

また、現像剤Ｂについても上記の傾向は同様で、実施例
では、ピークガウス５００ガウス、なす角度を４０６未
満としている。

第３図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図、第
９図、第１０図、第１１図および第１２図は上述した実
施例１〜６および参考例１〜４の磁力分布図であって、
各図において、Ｇｌは現像スリーブ４上の磁力分布、Ｇ
２は現像スリーブ４から０．５　ｍ　ｍ離れた点の磁力
分布、Ｇ、は現像スリーブ４からｌ、Ｑｍｍ離れた点の
磁力分布を示す。

以上、本発明は、磁極５ｂのピークガウス量を少なくと
も５００ガウスとし、また磁極５ｂのピーク位置と下流
側で０ガウス（磁力線の向きが逆転する位置）となる時
のなす角度を４０＠未満とすることによって現像剤の搬
送不良、現像剤の逆流を防止し、安定したトナー補給を
行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、現像剤の搬送不
良、現像剤のホッパーへの侵入を防止でき、安定した現
像剤搬送ｐトナー補給が行え、画像品質を維持できる２
成分現像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２成分現像装置の一実施例の構成
図、第２図はピークガウス量と現像剤搬送性の関係を示
す説明図、第３図、第４図、第５図、第６図、第７図、
第８図、第９図、第１０図。 第１１図および第１２図は実施例１〜６および参考例１
〜４の磁力分布図である。 ４・・・現像スリーブ、５・・・画定現像磁石ローラ、
８・・・トナー補給ローラ、９・・・トナーホッパー第
１図 第２ 図 第４ 図 ｘ　：　ＩＩＩ：Ａ不良 ｉ 第３ 図 第５ 図 第６ 図 第８ 図 第７ 図 第９ 図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に、トナーを吸着するための磁石群を有する現像ス
   リーブと、この現像スリーブに近接して設けられ、トナ
   ーホッパーからのトナーを現像スリーブに供給するトナ
   ー補給ローラとを備えた２成分現像装置において、上記
   磁石群の現像スリーブ表面でのピークガウス量が５００
   ガウス以上であることを特徴とする２成分現像装置。