JPH0282276A - 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〕 本発明は画像担体表面に形成した静電荷像を磁性キャリ
アと磁性トナーとを含む現像剤を使用して顕像化する現
像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

画像担体表面に形成した静電荷像を現像する場合には、
−触に磁気ブラシ法が使用されている。

而して磁気ブラシ現像に使用される現像剤とじては、磁
性キャリアと非磁性トナーとを混合した二成分系現像剤
が多い。一方現像剤として樹脂と磁性粉を主成分とする
トナーからなる一成分系現像剤を使用する方法もある。

前者の二成分系現像剤を使用する場合の現像装置におい
ては、独立したトナーホッパ一部と、現像剤を収容する
現像剤槽部とからなり、現像剤槽内の現像剤中のトナー
濃度を検出して、トナーホッパ一部に設けたトナー補給
ロールを駆動させて。

不足分のトナーを補給する構成としである。しかしなが
ら、この構成の装置においては、構造が複雑であると共
に、トナーの補給が間欠的であり。

トナー補給のタイミングの遅れがあるため、信鎖性が低
いというＪ、１題点がある。また装置全体の価格が高く
、かつ補給したトナーと現像剤槽内に存在する磁性キャ
リアとの混合が充分に行われないという欠点もある。

一方後者の一成分系現像剤を使用する場合においては、
トナーに所定極性の電荷を与えるためのキャリア粒子を
使用しないので、トナーの帯電が不安定となり１画質が
低下する。またトナーはスリーブ等のトナー搬送部材と
の接触により電荷を持つため、帯電量の制御が困難であ
り、限界があるという問題点がある。これらの問題点を
解決する手段として１例えば特開昭５９−１６２５６３
号、同５９１８２４６４号および同５９−２１６１４９
号公報に記載のような磁性キャリアと磁性トナーとを混
合した現像剤が提案されており、前記従来の二成分系現
像剤および一成分系現像剤の両者の長所を併有するもの
とされている。

第３図は上記磁性キャリアと磁性トナーとを混合してな
る現像剤を使用する現像装置の一例を示す要部断面図で
ある。同図において、１は担持体であり１表面に静電荷
像（図示せず）を担持して矢印方向に回転する。次に２
は現像剤槽であり。

上方にトナーカートリッジ３を装着可能に形成すると共
に、下端部に現像ロール４を設ける。現像ロール４は前
記担持体ｌと対向して設けると共に。

非磁性材料からなる中空円筒状のスリーブ５内に軸方向
に延びる複数個の磁極を有する磁石ロール６を同軸的に
かつ相対回転自在に設ける。第３図においては、スリー
ブ５を固定し、磁石ロール６を反時計方向に回転するよ
うに形成した例を示す。

７はドクターブレードであり、現像剤槽２に設けると共
に、その先端部を現像ロール４の表面に臨ませ、かつ出
入自在に形成する。次に現像ロール４と対向させてトナ
ー回収ロール８を設ける。トナー回収ロール８はアルミ
ニウムおよびその合金あるいはステンレス鋼等の金属な
どの導電性材料により横断面円形に形成し、現像剤槽２
内の現像ロール４の近傍に回転自在に設けると共に、ト
ナー回収ロール８の表面には、スクレーパー９を接線状
に、かつ摺接自在に設ける０以上の構成により、現像ロ
ール４を駆動すると、Ｍｉ磁性トナー磁性キャリアとか
らなる現像剤１０は現像ロール４の表面に吸着されて移
動し、担持体１の表面に担持する静電荷像を現像し、余
剰の現像剤１０ａは再び現像剤槽２内に帰還する。この
場合に、トナー濃度センサー（図示省略）によって測定
されたトナー濃度が大であれば、電気信号により制御手
段を介してトナー回収ロール８のバイアス電圧を上昇さ
せ、トナー回収ロール８により現像ロール４の表面に吸
着されて移動する現像剤ｌＯ中の磁性トナーを静電的に
吸収除去し、トナー濃度を最適範囲に制御するのである
。

上記従来の現像装置においては、現像剤槽２内に比較的
多量の現像剤ｌＯを収容した状態で現像ロール４を駆動
するため、現像ロール４と現像剤１０との接触面積が大
であると共に、現像ロール４が現像剤１０中に埋没した
状態であるため２回転トルクが大であるという問題点が
ある。また現像剤ＩＯ中の磁性トナー濃度の調整におい
ても。

現像剤槽２内に供給すべき磁性キャリアの量を多量に必
要とすると共に、調整が極めて煩雑であり。

時間を要するという問題点がある。

上記問題点を解決するために２本出願人は改良した現像
装置についてすでに出願している（特願昭６３−９９０
０４号）。第２図は上記改良された現像装置の実施例を
示す要部断面図であり、同一部分は前記第３図と同一の
参照符号で示す。第２図において１１は支持板であり、
非磁性材料によって平板状若しくは樋状に形成すると共
に、現像ロール４の下方に間隙ｄを介して設ける。この
間隙ｄは磁性粉体が磁石ロール６の磁気吸引力によって
。

磁石ロール６に向かって吸引される磁気吸引領域（鎖線
Ａの内側）内に設定する。支持板１１の一方の端部に形
成した縁部１１ａにはドクターブレード７を装着すると
共に、縁部１１ａと現像ロール４の中心線４ａ近傍との
間に磁性キャリア収容域１１ｂを形成する６次に支持板
１１の他の端部すなわち自由端ｌｉｄを、現像ロール４
の中心線４ａからＬの距離まで伸長させて形成し、現像
ロール４の中心近傍と支持板１１の自由端ｌｉｄとの間
に磁性キャリア供給域１１ｃを形成する。前記距離りは
磁性粉体が磁石ロール６の回転磁界により自転して外側
に移動する自転領域（鎖・線Ｂの内側）内に支持板１１
の先端部が位置するように定める０次に１２は供給パド
ルであり１両端部に半径方向（厚さ方向）に着磁した棒
状の永久磁石１３を設けると共に、現像剤槽２内におい
て反時計方向に回転自在に形成する。なお供給パドル１
２の両端部に設けた永久磁石１３の軌跡は、前記支持板
１１の自由端ｌｉｄ近傍に設ける。

上記の構成により５次に作用について記述する。

まず現像剤槽２内にトナーカートリッジ３を介して磁性
トナー２ａを供給する。次に磁性キャリア収容域１１ｂ
に磁性キャリアを供給し、磁石ロール６を反時計方向に
回転させると、磁性キャリア収容域１１ｂにある磁性キ
ャリアは、支持板１１上を矢印にて示すように右方向に
移動して磁性キャリア供給域１１ｃに滞留する。このよ
うにして滞留した磁性キャリアは、磁石ロール６の磁気
吸引力によって、矢印にて示すようにスリーブ５の表面
に吸着され、スリーブ５の時計方向への回転および磁石
ロール６の反時計方向への回転により。

自転しながら時計方向に搬送される。供給パドル１２を
反時計方向に回転させると、永久磁石１３によって吸着
された磁性トナー２ａは、支持板１１の自由端１１ｄに
至って前記磁石ロール６の磁気吸引力の作用により、ス
リーブ５の表面に吸着される。スリーブ５の表面には前
記のように磁性キャリアが吸着され、かつ磁石ロール６
の回転により自転しながら時計方向に搬送されているか
ら。

磁性トナー２ａと磁性キャリアとは各々自転により均一
に混合されて磁気ブラシを形成するのである。この磁気
ブラシの形態は、磁性トナー２ａが磁石ロール６の磁気
吸引力の影響も受けるため磁性トナー２ａが磁性キャリ
ア粒子間の接触部近傍に集中して付着したような形態を
呈する。ここでスリーブ５上に余剰の磁性トナー２ａが
供給された場合には、−時的にはスリーブ５上に保持さ
れたとしても、スリーブ５上に吸着されている磁性キャ
リアの量に応じて磁性キャリアによって保持され得る磁
性トナー２ａの量が定まるので、上記余剰の磁性トナー
２ａは磁石ロール６の回転磁界により直ちに磁気ブラシ
から離脱して現像剤槽２内に返戻される。従ってスリー
ブ５上に吸着された現像剤中の磁性トナー濃度は常に一
定の値に維持されるため、良好な現像を行うことができ
る。

次に支持板ｌｌ上に形成される磁性キャリア収容域１１
ｂを形成する間隙ｄは、現像ロール４を構成する磁石ロ
ール６の磁気吸引力が作用する範囲内および限界近傍に
設定するのであるが、磁石ロール６の直径、スリーブ５
上の表面磁束密度。

磁性キャリアおよび磁性トナーの特性等によって異なる
。そして磁性キャリア供給域１１ｃを形成する距離りは
、前記間隙ｄの値に基づいて定まる現像剤移動距離から
求められる。

例えばスリーブ５の外径３１ｍ＋ｗ、磁石ロールの外径
２９．３ｎａ＋、磁極数１６極、スリーブ５上の表面磁
束密度６００Ｇの場合においては１間隙ｄ””７ｎ＋＋
ｎの場合、距離りは４〜１３ｍｎ＋の範囲となり、特に
Ｌ＝１１ｍ＋ｗとするのが好ましい。この場合に使用し
た磁性キャリアは日立金属製ＫＢＮ−１００（粒径７４
〜１４９μｍ）　、　［性トナーは平均粒径１２μｍ。

Ｄ、Ｃ，４０００Ｖ　／　ｃ＋＋＋の電場における体積
抵抗１０”Ω・ｃｍ、ブローオフ帯電量１０μｃ／ｇ　
＋　マグネタイト含有量６０重量％のものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような改良発明により、現像ロール４を構成する
スリーブ５上にまず磁性キャリアのみを所定量吸着させ
１次いで磁性トナー２ａを少量宛スリーブ５上に供給す
るから、より精度の高い磁性トナー濃度の制御若しくは
調整を行うことができるのである。しかしながら現像装
置によっては磁性トナー２ａが若干供給過多になる傾向
のものがあり、所謂尾引き現象が発生する場合がある。

一方近年においてはトナー濃度を従来のものより低くシ
１例えば３５±５重量％（Ｔ６ｉ性キャリアの粒径が７
４〜１０５μｍの場合）で使用した方が磁気ブラシの穂
立の状態が良好である（殆どの磁性トナーが磁性キャリ
アに付着し、磁性キャリアと共に搬送される）ことが明
らかになってきた。

なお最適トナー４度は、磁性キャリアの粒径・抵抗のほ
かトナーの特性によっても変わるので、こ東うを考慮し
て定めることが望ましい。

本発明は上記の改良発明における若干の要改良点を解決
し、比較的少量の磁性キャリアの使用により、容易かつ
迅速に磁性トナー濃度の制御若しくは調整を行い得る更
に高性能化した現像装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために８本発明においては。

静電荷像の担持体と対向して、非磁性材料により中空円
筒状に形成したスリーブ内に軸方向に延びる複数個の磁
極を有する磁石ロールを相対回転自在に設けてなる現像
ロールを設け、この現像ロールを介して磁性キャリアと
磁性トナーとからなる現像剤を前記担持体に供給して前
記静電荷像を現像するように構成した現像装置において
、現像ロールの下方に間隙を介して支持板を設けると共
に。

この支持板の自由端の位置を現像ロールの磁気的吸引力
が作用する範囲の外側の自転領域内に設け。

現像ロールの軸線を含む垂直面近傍の支持板上に現像ロ
ール表面と間隙を介して規制部材を突設し。

支持板の一方の端部と規制部材との間に磁性キャリア収
容域を形成し、支持板の自由端近傍と現像ロール表面と
の間に磁性トナー量の規制部材を設け、磁性トナー補給
手段を、その移動軌跡が前記支持板の自由端近傍に存在
するように設け、磁性トナーを前記現像ロールの表面に
供給可能に構成する。という技術的手段を採用した。

なお上記構成に加えて、支持板の上流の移動軌跡近傍に
磁性トナー量を規制する他の規制部材を設けてもよい。

〔作用〕

上記の構成により、現像ロールを構成するスリーブ上に
まず磁性キャリアのみを所定量吸着させ。

次いで磁性トナーを少量宛スリーブ上に供給することが
できると共に、規制部材により磁性キャリア収容域を有
効範囲内に設定し、かつ磁性トナーの供給量を所定範囲
内に規制することができ、極めで精度の高い磁性トナー
濃度の制御ができるのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す要部断面図であり、同一
部分は前記第２図および第３図と同一の参照符号で示す
。第１図において、１４は規制部材であり５横断面を略
り字形に形成すると共に。

支持板ｌｌ上に現像ロール４の表面と間隙δ１を介して
突設する。なお規制部材１４の設置位置は。

現像ロール４の軸線を含む垂直面近傍に設けるのが好ま
しい。ｌｉｅは磁性キャリア収容域であり。

支持板１１の自由端ｌｉｄと規制部材１４との間の支持
板１１上に形成される。次に１５は他の規制部材であり
、横断面を円弧状に形成すると共に。

現像ロール４の外方に配設し、その下端部を支持板１１
の自由端ｌｉｄと間隙δ２を介して設ける。

１６は供給口であり、支持板１１の自由端ｌｉｄと規制
部材１５とによって溝状に形成される。１７は更にまた
他の規制部材であり、平板状に形成し、供給パドル１２
の端部に設けた永久磁石１３と間隙δ、を介して設ける
。

上記の構成により３次に作用について記述する。

現像ロール４および供給バドル１２の作動により。

前記第２図を参照して説明したように、磁性キャリア収
容域ｌｉｅに磁性トナー（図示せず）を逐次供給できる
。この場合まず供給パドル１２を構成する永久磁石１３
の外方に磁性トナーが吸着されるが、規制部材１７の下
方を通過する際に、磁性トナーの層厚がδ、（例えば２
．０ｍｍ）に規制され、余剰の磁性トナーは現像剤槽２
内に落下するから　予め設定された所定量の磁性トナー
のみを現像ロール４の外方に供給することができる。次
に上記磁性トナーは支持板１１上に形成される磁性キャ
リア収容域ｌｉｅに供給されるのであるが。

この場合において供給口１６は支持板１１の自由端ｌｉ
ｄと規制部材１５とによって間隙δ２　（例えば３．０
ｍ＋＊）に設定されているため、前記永久磁石１３上に
吸着された磁性トナーの層厚が移動中に部分的に大とな
ったとしても、磁性キャリア収容域ｌｉｅ内には所定の
厚さδ２で供給される。

従って磁性キャリア収容域ｌｉｅ内において自転により
均一に混合されつつある現像剤の混合作用への障害を排
除すると共に、磁性トナー濃度の大幅な変動を防止し得
るのである。一方磁性キャリア収容域ｌｉｅの左端は、
規制部材１４によって区画され、現像ロール４を構成す
る磁石ロール６の回転に伴う磁性キャリアおよび磁性ト
ナーの自転、混合および吸引力の作用を最適状態に保持
できるのである。更に上記規制部、材１４と現像ロール
４の表面とは間隙δ、（例えば２．０ｍｍ）に設定しで
あるから、必要以上の量の現像剤が搬送される弊害を防
止すると共に、磁性キャリア収容域１１ｅにおける磁性
キャリアと磁性トナーとの混合作用が均一に行われるの
を確保する。

このようにして現像剤槽２内の磁性トナーは。

複数の規制部材１５．１７によっである程度の量に調整
されてから現像ロール４上に供給されるので、現像ロー
ル４上に保持された現像剤のトナー濃度を適正な値に保
つことができる。したがって尾引きのない良質の画像を
得ることができる。

本実施例においては現像ロールを構成するスリーブと、
磁石ロールとを回転させる例を示したが磁石ロールのみ
を回転させてもよく、要するに磁石ロールの回転磁界が
存在する構成であればよい。

また支持板の形状は本実施例において示した平板状のも
ののみには限定されず、横断面円弧状としてもよく、要
するに磁性キャリア収容域を形成可能の形状であればよ
い。更に磁性トナー補給手段は２本実施例以外の公知の
粉体補給手段と代替しても作用は同一である。なお本実
施例における規制部材は、横断面形状がＬ字形１円弧状
および平板状を呈するものを示したが、これら以外に円
形。

角形その他の幾何学的形状の横断面に形成しても作用は
同一である。更に上記規制部材によって形成される間隙
の値は、現像装置、磁性キャリアおよび磁性トナー等の
仕様、特性等を勘案して適宜選定することができる。ま
た磁性トナー補給手段の外方に設け、磁性トナーの供給
量を規制する規制部材は、場合によっては省略してもよ
い。

（発明の効果〕 本発明は以上記述のような構成および作用であるから、
現像剤中の磁性トナー濃度の制御若しくは調整が極めて
容易かつ迅速であると共に、更に高精度化、および高性
能化を図ることができるという効果がある。また現像ロ
ールと接触する現像剤の量が少量であるため２回転トル
クが小であり駆動部材を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

・第１図は本発明の実施例を示す要部断面図５第２図は
改良された現像装置の実施例を示す要部断面図、第３図
は従来の現像装置の一例を示す要部断面図である。 ４：現像ロール、５ニスリーブ、６：磁石ロール、１１
：支持板、ｌｌｂ、ｌｉｅ：［性キャリア収容域、１２
：供給パドル、１４，１５，１７：規制部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電荷像の担持体と対向して、非磁性材料により
   中空円筒状に形成したスリーブ内に軸方向に延びる複数
   個の磁極を有する磁石ロールを相対回転自在に設けてな
   る現像ロールを設け、この現像ロールを介して磁性キャ
   リアと磁性トナーとからなる現像剤を前記担持体に供給
   して前記静電荷像を現像するように構成した現像装置に
   おいて、現像ロールの下方に間隙を介して支持板を設け
   ると共に、この支持板の自由端の位置を現像ロールの磁
   気的吸引力が作用する範囲の外側の自転領域内に設け、
   現像ロールの軸線を含む垂直面近傍の支持板上に現像ロ
   ール表面と間隙を介して規制部材を突設し、支持板の一
   方の端部と規制部材との間に磁性キャリア収容域を形成
   し、支持板の自由端近傍と現像ロール表面との間に磁性
   トナー量の規制部材を設け、磁性トナー補給手段を、そ
   の移動軌跡が前記支持板の自由端近傍に存在するように
   設け、磁性トナーを前記現像ロールの表面に供給可能に
   構成したことを特徴とする現像装置。
2. （２）支持板の上流の移動軌跡近傍に磁性トナー量を規
   制する他の規制部材を設けた請求項（１）記載の現像装
   置。