JPH0567233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真法、あるいは静電記録法な
どによつて形成された潜像を現像する現像装置に
関するものである。

（従来技術） 従来から現像装置として粉体現像剤を使用する
装置は実用化されているが、現像剤の供給方式に
は、予め容器内に収容されたものを使用する（カ
ートリツジ化されたプロセスユニツトに採用され
ている）非補給型と装置内の現像剤の残量に応じ
て現像剤を補給する補給型とがある。

これらはいずれも現像剤に帯電を生じさせて現
像時の静電潜像への付着効果を高めるように構成
されており、その帯電は一成分現像剤でも存在
し、特に２成分現像剤では重要な機能である。

現像装置が収納される記録機器には小型化、性
能向上が強いられているため、必然的に現像装置
の小型化が要求される。

この様な小型の現像装置に於ては、現像剤に充
分な帯電を与えるためにATR等の複雑な機構を
搭載することは難しく、より簡易な構成で現像剤
に充分な帯電を与えなくてはならない。本出願人
らはこれらの現像装置として特開昭58−143360、
特開昭59−101680等に記載されるものを提案し
た。さらに画質を向上させたものとして特別な現
像方式を提案している。

これらは磁性粒子に対して、磁力、動、現像ス
リーブとの摩擦力を利用して磁性粒子層の循環運
動を発生させ、それにより現像剤の帯電を行なう
ものであつた。しかしながら、磁性粒子層の循環
によりトナーを補給する部分で磁性粒子の磁気ブ
ラシを形成して磁性粒子層の密度を疎の状態にす
るため、過剰なトナーを磁性粒子層に取り込み、
帯電不足でカブリを生じる恐れが存在した。

（目的） 本発明は、小型の現像装置においてトナーの供
給過剰による帯電不足を防止し、カブリのない良
好な画像を得られる現像装置を提供することであ
る。

（発明の概要） 本発明は、容器と、この容器に配置した回転す
る現像スリーブと、この現像スリーブ内に固定配
置された磁石と、を備え、容器内で現像スリーブ
上に磁性粒子層を形成するとともに、容器内のト
ナー供給部に於いてこの磁性粒子層に接触するよ
うにトナーを収容し、現像スリーブの回転に伴う
磁性粒子層の磁性粒子の移動によつて上記トナー
供給部で磁性粒子層内にその外側のトナー層から
トナーを取り込み、トナーと磁性粒子の混合され
た現像剤を規制部材で層厚規制して現像部に搬送
する現像装置に於いて、上記磁石は上記トナー供
給部に対向する磁極を持たず、現像スリーブ回転
方向に関して上記トナー供給部の下流側、かつ上
記規制部材の上流側に磁極を持ち、上記トナー供
給部の下流側、かつ上記規制部材の上流側で、上
記磁極の磁界が及ぶ範囲内の位置に現像スリーブ
と対向して設けられ、現像スリーブとの間に磁性
粒子層の充満して領域を形成する遮蔽部材を有す
ることを特徴とする乾式現像装置である。

これによつて磁性粒子層に対するトナーの供給
過剰を防止するとともに、現像剤層に規制を加え
て現像剤への帯電を充分に行なうことが可能なた
め良好な画像を提供し得る。

（実施例） 第１図は、本発明実施例の要部説明図である。

本図において、１は現像されるべき静電潜像を
担持する静電潜像担持体であり、具体的には無端
移動可能な感光ドラムあるいはベルトもしくは誘
電体ドラムあるいはベルトなどである。この上に
静電潜像を形成する方法は本発明の要旨ではな
く、公知の方法でよい。本実施例では静電潜像担
持体は電子写真法によつて静電潜像が形成される
感光ドラムであり、矢印ａの方向に回転可能であ
る。

本実施例の装置は現像剤容器２１、現像剤保持
部材である現像スリーブ２２（以下単にスリーブ
と呼ぶ）、磁界発生手段である磁石２３、スリー
ブ２２上で現像部に搬送される現像剤の量を制御
する規制ブレード２４（以下単にブレードと呼
ぶ）等を有する。

以下それぞれの構成を説明する。

容器２１は磁性粒子２７とトナー粒子２８とを
混合物として有する現像剤を収容する。トナー粒
子は本実施例では、例えばカーボン10部、ポリス
チレン90部を主体として形成された粒径７〜20μ
ｍの非磁性トナー粒子である。トナー粒子と磁性
粒子とは本実施例で、スリーブ２２近傍で磁性粒
子の濃度が高く、スリーブ２２から離れたところ
では低いように収容されているが、均等な混合物
として容器２１内に収容してもよい。容器２１は
第１図左下部に開口を有する。

スリーブ２２は、例えばアルミニウムなどの非
磁性材料製であり、容器２１の上記開口部に設け
られ、その表面の一部を露出させ、他の容器２１
内に突入させている。スリーブ２２は図面に直角
な軸の回りに回転可能に軸支され、感光ドラムの
周速とほぼ均等で矢印ｂで示す方向に回転駆動さ
れる。本実施例ではスリーブ２２は円筒状のスリ
ーブであるが、これは無端ベルトでもよい。

磁石２３はスリーブ２２内部に静止的に固定さ
れ、スリーブ２２の回転時も不動である。磁石２
３は後述のブレード２４と協働してスリーブ２２
上への現像剤塗布量を制御するＮ磁極２３ａ、現
像磁極であるＳ磁極２３ｂ、現像部通過後の現像
剤を容器２１内に搬送するＮ磁極２３ｃおよびＳ
磁極２３ｄを有する。Ｓ極とＮ極は逆でもよい。

ブレード２４は本実施例では、少なくともその
先端が例えばアルミニウムなどの非磁性材料製で
あり、容器２１の開口の上部近傍でスリーブ２２
の長手方向に延在し、その基部は容器２１に固定
され、先端側はスリーブ２２の表面に間〓をもつ
て対向している。ブレード２４の先端とスリーブ
２２の表面との間〓は50〜500μｍ、好ましくは
100〜350μｍであり、本実施例では250μｍであ
る。この間〓が50μｍより小さいと、磁性粒子が
この間〓に詰まり易く、500μｍを越えると、磁
性粒子およびトナーが多量に間〓を通過し、スリ
ーブ２２上に適当な厚さの現像剤層が形成できな
い。

本実施例においては、非磁性ブレード２４の容
器内側に補助磁性ブレード２４ａを設け、現像剤
層のより一層の安定を図つている。

さらに補助磁性ブレード２４ａの容器２１内側
には、磁性粒子循環限定部材２６がカツト磁極２
３ａの概略対向位置で磁界の及ぶ位置に設置され
ている。

つぎに本実施例の現像装置の作動について説明
する。まず、容器２１に磁性粒子２７を投入す
る。投入された磁性粒子は磁極２３ａおよび２３
ｄによつてスリーブ２３上に保持され、容器２１
内に面するスリーブ２２の表面全体に亙つて付着
し、磁性粒子層を構成する。この磁性粒子層の磁
極２３ａおよび磁極２３ｄに近い部分では磁性粒
子２７は磁気ブラシを構成する。その後、トナー
２８を容器２１内に投入し、前記磁性粒子層の外
側にトナー層を形成する。前記の最初に投入する
磁性粒子２７は磁性粒子に対して、もともと２〜
70％（重量）トナーを含むことが好ましいが、磁
性粒子のみとしてもよい。磁性粒子２７は一旦ス
リーブ２２表面上に磁性粒子層として吸着保持さ
れれば、装置の振動やかなり大きな傾きによつて
も実質的な流動あるいは傾斜は発生せず、スリー
ブ２２の表面を覆つた状態が維持される。

つぎに、スリーブ２２を矢印方向に回転する
と、磁性粒子は容器２１の下部からスリーブ２２
の表面に沿つた方向に上昇し、ブレード２４の近
傍に至る。そこで、磁性粒子の一部はトナーとと
もにブレード２４の先端とスリーブ２２の表面と
間〓を通過し、他部は部材２６に衝突し、後から
スリーブの回動に伴つて搬送されてくる。磁性粒
子の圧力により、一見したところ動かない不動層
を形成する。

すなわちスリーブ２２の表面近くに形成された
磁性粒子層は、ごくスリーブの近傍でのスリーブ
２２の回動に伴なつた磁性粒子移動層と、遮蔽部
材である循環領域限定部材２６で塞き止められた
不動層から形成される。

トナー供給開口３１では、少なくともその下部
部分では移動層が露出し、磁性粒子の動きにより
トナーを磁性粒子層に補給していくものであり、
磁性粒子層のＴ／Ｃ（トナーコンテンツ）の変化
により不動層の体積が増減し、すなわちＴ／Ｃが
上昇すると不動層の体積が増し、トナー供給口の
実質的開口幅（移動層の露出幅）が減少しトナー
の取り込み量が減少し、逆にＴ／Ｃが下降すると
不動層の体積が減少し、実質的トナー供給開口が
増加して磁性粒子層へのトナー取り込み量が増加
するものであり、概ね磁性粒子層のＴ／Ｃ安定化
が達成される。

本実施例の現像装置においては容器２１内側に
はカツト磁極２３ａしかなく、トナー供給開口部
には磁極は存在しない。さらにカツト磁極２３ａ
の上方でその磁界の及ぶ範囲内に遮蔽部材２６が
設けられている。遮蔽部材２６により磁性粒子不
動層が形成され、前述の様なメカニズムＴ／Ｃの
安定がなされると共に、カツト磁極位置での穂立
ちが防止され、さらにトナー供給口に磁極が存在
しないことにより磁性粒子の密度の低い穂立ち部
からのトナーの過剰供給が防止され、さらにＴ／
Ｃが安定すると共にさらに閉塞空間の磁性粒子層
の圧力が上昇し、トナーへの帯電付与能力が高ま
り、極めて安定した現像剤層が得られる。

その結果、カブリ、ムラのない良質な画像を得
ることができる。

（実施例） 第１図の構成の現像装置において 現像スリーブ径 φ20.0 mm 感光ドラム径 φ60.0 mm カツト磁極２３ａ 900 Ｇ 現像磁極２３ｂ 950 Ｇ（スリーブ表面で） 搬送磁極２３ｃ，ｄ 800 Ｇ 遮蔽部材をカツト磁極位置でスリーブ表面より
４mm離して設置 磁性粒子としては平均粒径60μｍのフエライト
粒子に樹脂コートしたものを用い、トナーとして
は平均粒径12μｍの絶縁性非磁性トナーを用いた
現像剤を使用してキヤノン(株)製PC−20複写機に
組み込み、感光体電位V_D＝600V、V_L＝220V、
プロセス速度66mm／secに設定し、現像バイアス
としてピーク・トウ・ピーク電圧1.3KVpp、周
波数1.6KHzの交番電界に−300Vの直流電圧を重
畳したものを用い、画出しを行なつたところカブ
リ、ムラのない良好な画像を得ることが可能であ
つた。さらに２千枚の耐久に亙つても良質な画像
が得られた。

前記実施例においては、現像バイアスとして交
番電界に直流電界を重畳したものを用いたが、も
ちろん直流バイアスのみでも良い。

本実施例の現像装置においては、磁性粒子層は
現像スリーブ内の磁石により不動層も極めて完全
に拘束されているため、現像装置の傾き、振動等
により磁性粒子層の片寄り等は起こりにくく、ム
ラの生じにくい安定した画像が得られる。

前記実施例においては遮蔽部材２６が完全な閉
塞空間を形成し、不動層を造り、現像剤層に強い
圧力を加えて充分な帯電を行なつているが、例え
ば線圧力数Kgで定着するような軽圧力定着トナー
を使用する場合には、圧力が高すぎ現像剤の劣化
を引き起こす可能性があり遮蔽部材２６による圧
力を弱め軽負荷とした例を第２，３，４図に示
す。

第２図は規制ブレード２４遮蔽部材２６の設定
位置を変更し重力を用いて不動層の形成を防止
し、軽負荷としたものである。

本実施例の現像装置における磁性粒子の挙動
は、スリーブ２２を矢印方向に回転すると、磁性
粒子は容器２１の下部からスリーブ２２の表面に
沿つた方向に上昇し、ブレード２４の近傍に至
る。そこで、磁性粒子の一部はトナーとともにブ
レード２４の先端とスリーブ２２の表面との間〓
を通過し、他部は部材２６に衝突した後、後続の
磁性粒子の動きに押され、矢印Ｃ方向に移動し、
やがて磁極２３ａの磁界外へ出て、磁性粒子の上
昇経路の外側を重力によつて下降して容器２１の
下部に至り、再びスリーブ２２の近傍を上昇して
上記動作を繰返す。

このようにして遮蔽部材２６の先端付近より反
転して落下する磁性粒子はその外側のトナー層か
らトナー粒子を取込んで行く。

スリーブ２２の回転とともにこのように循環す
ることによつて、トナー２８は磁性粒子２７およ
びスリーブ２２表面との摩擦によつて帯電する。
ブレード２４の手前近傍では、スリーブ２２の表
面に近い磁性粒子２７は磁極２３ａによつてスリ
ーブ２２表面に引き付けられ、スリーブ２２の回
転とともにブレード２４の下方を抜けて容器２１
外に出る。このさい磁性粒子２７はその表面に付
着したトナーを一緒に運び出す。また帯電したト
ナー粒子２８の一部はスリーブ２２表面に鏡映力
によつて付着したままスリーブ２２上を容器外に
出る。ブレード２４はスリーブ２２上に塗布され
る現像剤量を規制する。

本実施例では遮蔽部材２６はトナー供給開口を
制限するとともにトナー供給開口部での磁極２３
ａによる磁性粒子穂立ちを防止し、穂立ち部から
のトナーの過剰な取り込みを防ぎ遮蔽部材２６の
設定角度を変えることにより、ブレード付近での
現像剤層へ加わる圧力を適宜調整可能であり、現
像剤の劣化を引き起こさず、かつ充分に帯電を行
なう点を選択し得り、都合が良い。

本実施例の現像装置において現像剤として、
PC−30用軽圧力定着現像剤を用いて現像を行な
つたところ2000枚にわたり現像剤の劣化はなく、
かつ、カブリムラのない画像が得られた。

第３図は遮蔽部材２６の下流側、ブレード直前
に空室を設けて負荷を軽減したものである。

第３図は、カツト磁極２３ａをブレード部から
離し、カツト磁極２３ａに対して遮蔽部材２６が
設けられている例である。本実施例における磁性
粒子の挙動は、スリーブ２２の回転とともに磁性
粒子は容器下部からスリーブ周面を伝わつてトナ
ーを取り込みながら、カツト磁極部２３ａに至
る。カツト磁極部付近では磁界により穂立ちし遮
蔽部材との間で磁気カーテンを形成する。磁気カ
ーテンにより、トナー供給口で過剰に取り込んだ
トナーを漉し出し安定したトナーコンテンツを維
持する。さらに空室にはスリーブへ搬送されない
現像剤が滞留し現像剤へ負荷を与え帯電を充分に
行なうことができる。現像剤への帯電負荷は滞留
する磁性粒子層の量に依存し、これを適宜調整す
ることにより良好な現像特性が得られる。

本実施例においては、ブレード２４と遮蔽部材
２６の間に空間をつくるのでカツト磁極２３ａの
影響が弱く、層厚規制が充分に行ないにくいた
め、ブレード２４背面に補助磁性ブレード２４ａ
を設けることが好ましい。これにより、現像剤の
コートが安定される。

（効果） 以上説明したように、トナー供給開口より下流
側でかつ規制部材の上流側に磁極が存在し、かつ
その磁界の及ぶ範囲内に現像剤遮蔽部材を設ける
ことにより現像剤層のＴ／Ｃを維持し、トナーへ
帯電を充分に与えることによつてカブリ、ムラの
ない良質な画像を得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の１実施例の要
部説明図、第２図、第３図は夫々他の実施例の要
部拡大図である。 １は感光ドラム、２１は容器、２２はスリー
ブ、２３は磁石、２４はブレード、２６は遮蔽部
材、２７は磁性粒子、２８はトナー、２９は磁性
シール、３１はトナー供給開口、２４ａは磁性ブ
レード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 容器と、この容器に配置した回転する現像ス
   リーブと、この現像スリーブ内に固定配置された
   磁石と、を備え、容器内で現像スリーブ上に磁性
   粒子層を形成するとともに、容器内のトナー供給
   部に於いてこの磁性粒子層に接触するようにトナ
   ーを収容し、現像スリーブの回転に伴う磁性粒子
   層の磁性粒子の移動によつて上記トナー供給部で
   磁性粒子層内にその外側のトナー層からトナーを
   取り込み、トナーと磁性粒子の混合された現像剤
   を規制部材で層厚規制して現像部に搬送する現像
   装置に於いて、上記磁石は上記トナー供給部に対
   向する磁極を持たず、現像スリーブ回転方向に関
   して上記トナー供給部の下流側、かつ上記規制部
   材の上流側に磁極を持ち、上記トナー供給部の下
   流側、かつ上記規制部材の上流側で、上記磁極の
   磁界が及ぶ範囲内の位置に現像スリーブと対向し
   て設けられ、現像スリーブとの間に磁性粒子層の
   充満した領域を形成する遮蔽部材を有することを
   特徴とする乾式現像装置。