JPH0740156B2 - 現像装置 - Google Patents

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，
一般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しては，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ー部と，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，トナーホッパー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
してある。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，信頼性
が低いという問題点がある。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な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，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，例えば特開昭59-162563号，同59-
182464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２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，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１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２図においては，スリ
ーブ５を固定し，磁石ロール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。以
上の構成により，現像ロール４を駆動すると，磁性トナ
ーと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10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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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10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，回転トルクが大であるという問題点がある。
また現像剤10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。

本発明は上記従来の技術に存在する問題点を解決し，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ない得る現像装
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，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，この支持板
の前記担持体側の端縁部にドクターブレードを設けると
共に，この端縁部と現像ロールの軸線を含む垂直面近傍
との間に磁性キャリア収容域を形成し，支持板の他方の
自由端を現像ロールの軸線を含む垂直面から現像ロール
の磁気吸引力が作用する範囲の外側の自転領域まで所定
距離伸長させて磁性キャリア供給域を形成し，磁性トナ
ー補給手段を介して前記支持板の自由端近傍から磁性ト
ナーを前記スリーブ上に供給可能に構成する，という技
術的手段を採用したのである。

〔作用〕

上記の構成により，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なうことができるのである。

〔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図と同一の参照符号で示す。第１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
軸線を含む垂直面4a近傍との間にキャリア収容域11bを
形成する。次に支持板11の他の端部すなわち自由端11d
を，現像ロール４の軸線を含む垂直面4aからＬの距離ま
で伸長させて形成し，現像ロール４の軸線を含む垂直面
4a近傍と支持板11の自由端11dとの間に磁性キャリア供
給域11cを形成する。前記距離Ｌ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。次に12は供給パドルであり，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12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11d近傍に設ける。

上記の構成により，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，一時的にはスリーブ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，良好な現像を行なうこと
ができる。

次に支持板11上に形成される磁性キャリア収容域11b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Ｌ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31mm,磁石ロールの外径29.3mm,
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，間隙ｄ＝7mmの場合，距離Ｌは４〜13mmの範
囲となり，特にＬ＝11mm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），磁性トナーは平均粒径12μm,D.C.4000V/c
mの電場における体積抵抗10¹⁵Ω・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。

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
域と磁性キャリア供給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，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。

〔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，高精度であるという効果が
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，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図および第２図は各々本発明の実施例および従来の
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:スリーブ,6:磁石ロール,11:支持板,11
b:磁性キャリア収容域,11c:磁性キャリア供給域,12:供
給パドル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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，この支持板の前記担持体側の端縁部にドクター
   ブレードを設けると共に，この端縁部と現像ロールの軸
   線を含む垂直面近傍との間に磁性キャリア収容域を形成
   し，支持板の他方の自由端を現像ロールの軸線を含む垂
   直面から現像ロールの磁気吸引力が作用する範囲の外側
   の自転領域まで所定距離伸長させて磁性キャリア供給域
   を形成し，磁性トナー補給手段を介して前記支持板の自
   由端近傍から磁性トナーを前記スリーブ上に供給可能に
   構成したことを特徴とする現像装置。