JPH0753086Y2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ、考案の目的 〔産業上の利用分野〕 本考案は、潜像保持体面の潜像を乾式現像剤により現像
する現像装置に関する。

〔従来の技術と問題点〕

従来、電気的潜像の乾式現像方法もしくは装置として
は、各種の方式のものが提案され実用化されているが、
何れも一長一短を有する。例えば２成分現像剤を用いた
現像方法もしくは装置では、現像剤担持体としての現像
ローラ上に塗布した現像剤によって潜像の画像部を現像
する場合、現像剤中のトナーは現像ローラ上に塗布され
た現像剤の内の数パーセント以下しか使用していない。
このことは、現像器構成から考慮して非常に効率の悪い
ものである。なぜならば所定の十分な現像濃度を得るた
めに、多量の現像剤を現像ローラの回転毎に現像ローラ
上に一定量かつトナー濃度を均一にして塗布する必要が
あるためである。さらに現像ローラの直径も上記の様な
構成の為40〜60mmと大きくして現像容器内部への露出部
を広くする構成をとらなくてはならない。そして現像ロ
ーラの周囲には現像剤の剥ぎ取り機構や多量の現像剤の
滞留部を設けなくてなはらなかった。このため従来の２
成分現像剤を用いた現像器の構成は総じて大型化・複雑
化していた。

本考案は上記に鑑みて、特に、Ｎ極・Ｓ極交互配置の多
磁極磁界発生手段（少なくとも４極以上の多磁極）を有
する現像剤担持体上に非磁性トナーと磁性粒子よりなる
現像剤を担持させ、その担持現像剤により潜像保持体面
の潜像をトナー現像する方式の現像装置について、その
可及的小型化を図ると共に、常に安定した高画質の現像
画像が得られるように性能の向上化を図ることを目的と
する。

ロ、考案の構成 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決する本考案は、非磁性トナーと磁性粒
子よりなる現像剤を担持し潜像保持体と対向する現像剤
担持体と、この現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制す
る規制部材と、を有する現像装置において、上記現像剤
担持体内に設けられ、規制部材と対向する800〜900Gの
現像剤塗布極と、潜像保持体に対向する800〜900Gの現
像極と、層厚規制部から現像部に現像剤を搬送するため
の600〜700Gの搬送極と、を有することを特徴とするも
のである。

〔作用〕

上記の構成により、現像剤担持部材を従来のものよりも
小径化しても該部材上に常に適正な層厚・荷電状態の現
像剤層がスムーズに形成・担持される。これにより現像
装置の可及的小型化を図ることができると共に、良好な
現像性能を確保することができる。

〔実施例〕

図面は本考案現像装置の一実施例を示すものである。

第１図において、Ａは潜像保持体としてのドラム状・ベ
ルト状・シート状等の電子写真感光体・静電記録誘導体
等であり、矢印方向に所定速度で面移動駆動され、不図
示の作像プロセス機器により潜像が形成され、それが現
像装置Ｂにより顕画像として現像される。

現像装置Ｂにおいて、１は現像容器であって、内部を隔
壁２によって補充用非磁性トナーの収納部３と、非磁性
トナーと磁性粒子からなる現像剤を収納する現像剤収納
部（現像剤容器部）４とに区画されている。トナー収納
部３内の収納トナー、及び現像剤収納部４内の現像剤は
便宜上図に省略した。

トナー収納部３内の収納トナーは第１及び第２のトナー
搬送部材6₁・6₂が回動駆動されることにより逐次に隔壁
２方向に搬送され、トナー補給口16から或は該口に張設
したメッシュ部材16aのメッシュ目を通して現像剤収納
部４内へ補給される。

第１及び第２のトナー搬送部材6₁・6₂はトナー収納部３
内の前半側（隔壁２寄り）と後半側とに配設してあり、
本例の場合は何れも棒材を曲げ加工したクランク型のも
ので、軸部6a・6aを中心に矢示方向に回転駆動される。

7₁は現像剤収納部４内に配設した現像剤担持部材として
の非磁性現像スリーブであり、該現像スリーブ7₁は左斜
め下面部が現像剤収納部４に設けた開口部から外部に露
呈しており、現像装置Ｂは該現像スリーブ7₁の上記外部
露呈面部が潜像保持体Ａ面に対して所定の僅小な隙間を
存して対向位置するように支持部材に位置決め保持され
る。上記潜像保持体Ａと現像スリーブ7₁との対向部ａが
現像部である。

7₂は上記現像スリーブ7₁内に挿入内蔵させた磁界発生手
段としての多磁極マグネットロールである。本例の該ロ
ールは周面にN₁〜N₃、S₁〜S₃の都合６磁極をＮ極・Ｓ極
交互に所定の位置間隔で着磁処理した永久磁石ロールで
ある。

このマグネットロール7₂は両端部を固定支持されていて
回転せず、その外側の現像スリーブ7₁が該固定ロール7₂
の囲りを所定の周速で矢印方向に回転駆動される。

８・９は現像剤収納部４内において、現像スリーブ7₁と
ほぼ並行に上下に配設した現像剤撹拌・搬送手段として
のスクリュ軸であり、それぞれ矢印方向に回転駆動され
ている。

10は現像剤収納部４内において現像スリーブ7₁の上側に
設けた現像剤循環規制部材である。

14・17は現像剤収納部４内の下側と、スクリュ軸８・９
の間とに配設した、現像スリーブ7₁の周面上の現像剤の
循環領域指定部材、11・13は現像剤収納部４の底面と現
像スリーブ7₁下面との隙間部から収納現像剤が潜像保持
体Ａ方向へ流動漏洩することを防止するべく現像剤収納
部４の底面側に配設した磁性部材、12は現像スリーブ7₁
の周面に形成する現像剤の層厚を規制するために、現像
スリーブ7₁の上面側に下辺を現像スリーブ上面に対して
所定の僅小の隙間を存して対向させて配設した非磁性ブ
レードである。

15は現像剤収納部４内の現像剤の濃度（トナーと磁性粒
子との混合比）を検知するセンサであり、このセンサの
出力が制御回路（不図示）へ入力され、それに応じて前
記トナー収納部３内のトナー搬送部材6₁・6₂の回動駆動
が制御される。

磁性発生手段としての前記多磁極マグネットロール7₂の
各磁極について、N₁極は現像剤塗布極として、現像剤層
厚規制部材としての前記非磁性ブレード12に略対向する
位置に存在する。N₂極は現像極として、現像部ａ即ち潜
像保持体Ａ面に対向する位置に存在する。S₁極は現像剤
搬送極として、上記N₁極とN₂極との間位置に存在する。
S₂極及びN₃極は現像剤漏洩防止極として、夫々現像剤収
納部４の底面に設けた前述の磁性部材13・11に対向する
位置に存在する。S₃極は現像剤搬送循環極として、N₁極
とN₃極との間位置に存在する。

現像装置稼働時は現像スリーブ7₁、スクリュ軸８・９は
それぞれ所定の速度で回転駆動され、現像スリーブ7₁と
潜像保持体Ａの間にはバイアス電源Ｓにより交番電圧が
印加される。

スクリュ軸８・９の回転により現像剤収納部４内の現像
剤は現像スリーブ7₁の長手方向に十分撹拌され、現像ス
リーブ7₁付近でほぼ均一なトナーと磁性粒子の混合比が
得られ、実質的に現像スリーブ7₁の長手方向各部につい
てのムラが除去される。

スクリュ軸８・９の夫々矢印の方向に回転するが、それ
により現像剤収納部４内の現像剤が上側のスクリュ軸８
近傍の現像剤と下側のスクリュ軸９近傍の現像剤とが夫
々のスクリュ軸の長手方向に対して反対方向に搬送され
るように上下のスクリュ軸８・９のスクリュ羽根の向き
を夫々逆向きの関係にしてある。

現像剤収納部４内における現像剤の現像剤収納部横断面
上での動きは、現像スリーブ7₁の回転、スクリュ軸８・
９の回転、マグネットロール7₂の磁界、現像剤循環規制
部材10、同循環領域指定部材14・17の存在、現像スリー
ブ7₁と現像剤との摩擦力、現像剤の重力等により、第１
図の白抜き矢示の如き循環的流動運動となる。そしてこ
の現像剤の循環的流動運動、スクリュー軸８・９に沿う
流動による撹拌等でトナーに十分なトリボが付与され
る。

而して、現像剤収納部４の現像剤溜り内に臨んでいる現
像スリーブ7₁の面領域にその近傍の現像剤即ち磁性粒子
と非磁性トナーとからなる現像剤がスリーブ7₁内のマグ
ネットロール7₂の磁力により磁気ブラシ吸着層として付
着保持されて現像スリーブ7₁の回転に伴ない現像剤循環
規制部材10の方向へ搬送され、該部材10の下面部を通過
することにより現像剤の磁気ブラシが拘束され、次いで
非磁性ブレード12位置へ至り、該非磁性ブレード12位置
を通過する過程で層厚が規制され、少量の磁性粒子と非
磁性トナーからなる現像剤の薄層となって現像部ａを通
過する。

その現像部ａの通常過程において現像部ａに作用してい
る電界，磁極N₂の磁界作用により、現像スリーブ7₁側の
担持現像剤層のブラシ状の含有磁性粒子が潜像保持体Ａ
面と現像スリーブ7₁との対向間隙長よりも長く形成され
るか、もしくは現像部ａの電界により伸長するこによっ
て潜像保持体Ａ面を摺擦し、且つトナー分がスリーブ7₁
側と潜像保持体Ａ側との間で往復運動を行うことによっ
てトナーが潜像保持体Ａ面側に潜像パターンに対応して
移行付着して潜像保持体Ａ面の潜像のトナー現像が順次
に行われる。

現像に供され、現像部ａを通過した現像スリーブ7₁側の
現像剤層は引続く現像スリーブ7₁の回動により現像剤収
納部４内に磁極S₂・N₃の磁界によりそのままスリーブ7₁
面に保持されて戻し搬送されて現像剤収納部４内の現像
剤と再び混り合う。

現像剤収納部４の現像剤内のトナー分は潜像の現像に消
費されることにより経時的に磁性粒子との混合比が低下
していく。その低下度合がセンサ15により検知されその
検知情報が制御回路（不図示）に入力され、低下度が所
定の許容下限になるとの信号によりトナー収納部３内の
トナー搬送部材6₁・6₂の回転がなされ、これによりトナ
ー収納部３内のトナーがトナー補給口16から現像剤収納
部４内へ逐次導入補給される。

センサ15としては例えば現像剤の体積変化検知素子、圧
電素子、イングクタンス変化検知素子、交番バイアスを
利用したアナテナ方式等を利用することができる。

補給されたトナーは現像剤収納部４内の現像剤内に取り
込まれて現像剤の全体に均一・迅速に混入していく。こ
のトナー補給により現像剤収納部４内の現像剤のトナー
分混合比が上昇し所定の許容上昇になったことがセンサ
15により検知されると、トナー搬送部材6₁・6₂の回転駆
動が停止される。これにより現像剤収納部４内の現像剤
の磁性粒子に対するトナー分の混合比が常に略一定に保
たれる。

即ちトナー補給口16から現像剤収納部４内に補給される
トナーは下側のスクリュ軸９によって既存の現像剤内に
軸方向に移動しながら撹拌・搬送されて混合分散され
る。そしてその現像剤は現像スリーブ7₁上を移動し、部
材17と磁極S₃との間で循環が規制され、潜像保持体Ａを
現像し終えて現像剤収納部４内に戻し搬送されたスリー
ブ7₁上の現像剤、及びスクリュ軸８により搬送された現
像剤と合流して混合撹拌され、一部はスクリュ軸８の方
向へ一部は上側の現像剤循環規制部材10の下面を通って
非磁性ブレード12側へ流動して層厚規制を受け現像スリ
ーブ7₁上に保持されて現像部ａへ搬送され、潜像の現像
に供される。スクリュ軸８方向へ搬送された現像剤は、
該スクリュ軸８の軸方向へスクリュ軸９とは反対方向に
搬送されながら一部はスリーブ方向へ、一部はスクリュ
軸９の方向へと搬送される。スクリュ軸８によって軸方
向へ移動する際にスリーブ7₁表面の現像剤は軸方向にわ
たってほぼ均一にならされる。

部材17は、スリーブ7₁側では磁極S₃付近の現像剤の循環
搬送を規制すると共に、スクリュ軸８或は同９に対して
はガイド板の役割を果し、現像剤の撹拌搬送の安定化に
も寄与している。又スリーブ7₁と反対側においては現像
容器１との間に空隙を有し、スクリュ軸８により循環搬
送された現像剤の一部をスクリュ軸９の方向へ導く作用
もしている。

第２図は多極マグネットロール7₂の各磁極N₁〜N₃、S₁〜
S₃相互の磁力（磁束密度）グラフである。

本例装置においては本考案に従って現像剤塗布極N₁と現
像極N₂の磁力を他の磁極S₁・S₂・N₃・S₃のそれよりも強
く設定してある。

具体的には本例装置の場合は磁極N₁・N₂は夫々800〜900
G（ガウス）に、磁極S₁・S₂は600〜700G、磁極N₃は600
〜650G、磁極S₃は700〜750Gに設定してある。

現像スリーブ7₁周辺の現像剤のうち、磁極N₁付近の現像
剤は該磁極の磁力が800〜900Gと大きいため大きな穂立
ちを形成しようとうるが、現像剤循環規制部材10により
その穂立ちを抑制される。

スリーブ7₁上の現像剤の層厚を規制する非磁性ブレード
12と、現像スリーブ7₁との間隔は0.2〜0.4mmに保たれ、
現像剤循環規制部材10と現像スリーブ7₁との間隔はブレ
ードの直右側で１〜2mm、そこからスリーブ回転方向上
流側に向って、徐々に空間が広がるように、部材10の突
起部においては２〜3mmになるように構成されている。

非磁性ブレード直裏側の間隔は2mmより広くなると、現
像画像にカブリ・濃度ムラ等が発生しやすくなり、1mm
より狭くなると現像スリーブ7₁上に適正な層厚の現像剤
層を形成しにくくなり、やはり不良画像発生の原因にな
る。またこの適正間隙が保たれていても、磁極N₁の磁力
が800G以下で弱いと、カブリ・濃度ムラ等の不良画像の
原因になりやすく、N₁の磁力が800〜900Gのとき、高品
質の画像が得られることが実証されている。

上記構成により現像剤は、磁極N₁の磁力と、現像剤循環
規制部材10の規制力と、現像スリーブ7₁が回転する際の
摩擦力等によって、現像剤収納部４内で十分に撹拌され
なかった現像剤部分もここにおいて十分なトリボが与え
られ、高品質な画像を得る現像剤層が形成される。

磁力N₁・S₃付近の現像剤の動きに関しては、S₃の磁力が
N₁よりも弱くて700〜750G程度であると、N₁−S₃のスリ
ーブ回転方向下流側に向って大きくなるような磁力の関
係から、S₃付近の現像剤がN₁に引き寄せられ易くなり、
剤の動きがスムーズになる。

現像極たる磁極N₂は潜像保持体Ａの中心軸に向って略対
向し、N₁と非磁性ブレード12の部分でスリーブ7₁上に薄
層にコートされた現像剤にN₂の部分で穂立ちを形成さ
せ、潜像保持体Ａ面に現像剤の穂立ちを接触させるよう
に構成されており、適正画像を得る磁力は800〜900Gが
適当である。該磁極N₂の磁力が800G以下になると、潜像
保持体Ａ上の画像は濃度ウス、ベタ画像のハケ目、キャ
リア（磁性粒子）の付着等様々な不良画像の原因にな
る。

また磁極S₁付近において現像剤は穂立ちを形成するが、
S₁の磁力が800G以上になるとトナー飛散等の障害を起
す。よってS₁の磁力は600〜700Gが最適値である。

さらに現像剤漏洩防止極である磁極S₂・N₃は800G以上に
なるとシール性が協力になりすぎてスリーブ周面の現像
剤を現像剤収納部４内に取り込まないという不都合を生
ずる。しかし600G以下になると本来のシールの役割を果
たさなくなる。よってS₂の磁力は600〜700G、N₃は600〜
650Gが最適値である。

かくして、上記の構成により現像剤担持部材たる現像ス
リーブ7₁の外径を従来のものよりも小径化しても例えば
10〜300mm程の小径なものにしてもその外面に対して常
に適正な層厚・荷電状態の現像剤層をスムーズに形成・
担持させることができ、これにより現像装置の可及的小
型化を図ることができ、又良好な現像性能も確保するこ
とができる。

以上の実施例の磁界発生手段たるマグネットロール7₂の
磁極数は６極であるが、４極以上の磁極構成の何れも本
考案を適用して同じ効果を得ることができることが実証
されている。

ハ、考案の効果 以上のように、本考案は可及的に小型で、高性能な現像
装置を得ることが可能となるもので所期の目的がよく達
成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例現像装置の横断側面図、第２図は多極
マグネットロールの各磁極の磁力グラフである。 Ａは潜像保持体、Ｂは現像装置、7₁は現像剤担持部材と
しての現像スリーブ、7₂は磁界発生手段としての多極マ
グネットロール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 林 信弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−34571（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−54032（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性トナーと磁性粒子よりなる現像剤を
   担持し潜像保持体と対向する現像剤担持体と、この現像
   剤担持体上の現像剤の層厚を規制する規制部材と、を有
   する現像装置において、 上記現像剤担持体内に設けられ、規制部材と対向する80
   0〜900Gの現像剤塗布極と、潜像保持体に対向する800〜
   900Gの現像極と、層厚規制部から現像部に現像剤を搬送
   するための600〜700Gの搬送極と、を有することを特徴
   とする現像装置。