JPH0827567B2

JPH0827567B2 - 静電潜像現像装置

Info

Publication number: JPH0827567B2
Application number: JP60205781A
Authority: JP
Inventors: 博水野; 博司村崎; 彰仁池側; 浩一衛藤
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1985-09-17
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS6265066A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子写真複写プロセス等で使用される静電
潜像現像装置に関する。

従来技術とその問題点従来、この種の静電潜像現像装置としては種々の形態
のものが提供されており、磁性キャリアとトナーとの混
合物からなる２成分系現像剤を現像スリーブの周面に沿
って搬送するものが一般的である（例えば、特開昭59−
111664号公報参照）。そして、この種の静電潜像現像装
置では、外周部にＮ極,S極を周方向に順次着磁した磁気
ローラを現像スリーブに内蔵し、この磁気ローラの磁力
にて現像剤をブラシ上に現像スリーブ周面に吸着すると
共に、磁気ローラの回転による磁界の移動にてブラシ状
の現像剤を攪拌しつつ一方向（磁気ローラの回転とは逆
方向）に搬送している。

しかしながら、磁気ローラの回転に基づいて現像剤を
搬送しようとすると、磁気ローラをかなりの高速で回転
させる必要があり、現像装置の駆動系に加わる負担が増
大し、近年の傾向である複写機の小型，軽量，コンパク
ト化に逆行することとなる。そのため、現像スリーブ内
の磁石を固定し、現像スリーブのみを回転させて現像剤
を搬送すること（この場合、現像スリーブは現像剤搬送
速度と同速で回転させればよい）が考えられるが、これ
では、別途、現像剤攪拌羽根等を付設せぬ限り現像剤の
攪拌性が低下し、現像カブリ，画像の濃度ムラ，トナー
の飛散が生じるという問題点を有している。

問題点を解決するための手段以上の問題点を解決するため、本発明に係る静電潜像
現像装置は、固定磁石を内蔵した回転可能な現像スリー
ブの周面上に磁気吸着されている磁性キャリアに対して
絶縁性トナーを供給することにより、現像スリーブの周
面上においてキャリアとトナーとの混合物からなる磁性
現像剤を調整し、この磁性現像剤を用いて静電潜像を現
像する形態の静電潜像現像装置であって、トナー供給領域から現像領域に至る現像スリーブの周
面に対向して中央に開口を有する補助現像剤攪拌板と主
現像剤攪拌板とを前者がトナー供給領域側になるように
設け、主現像剤攪拌板と現像スリーブとの間隙を前記ト
ナー供給ローラと現像スリーブとの間隙及び現像スリー
ブと静電潜像担体との間隙よりも小さく設定すると共
に、補助現像剤攪拌板と現像スリーブとの間隙を主現像
剤攪拌板と現像スリーブとの間隙と等しいかそれよりも
小さく設定したことを特徴とする。

作用即ち、現像スリーブの周面上に磁気吸着されている磁
性キャリアに対して絶縁性トナーを供給することによ
り、現像スリーブの周面上において磁性現像剤が調製さ
れ、この磁性現像剤は現像スリーブの内部に設けられて
いる磁石の磁力にて現像スリーブ周面に磁気ブラシ状に
保持されて現像スリーブの回転と共に搬送される。そし
て、磁性現像剤はトナー供給部から現像領域へと現像ス
リーブの回転に基づいてその周面に沿って搬送される途
中で補助現像剤攪拌板で大半の現像剤が現像スリーブか
ら一旦引き剥がされて磁石の影響から解放して現像剤の
攪拌性を向上し、同様工程を主、補助現像攪拌板の間で
も行なって、現像剤の均一混合攪拌を行う。

一方、トナー供給部にあっては、トナー供給ローラの
周面に付着して搬送されるトナーは現像スリーブの周面
に保持されている現像後の現像剤に接触し、磁性キャリ
アに吸引されて現像剤中に供給される。過剰なトナーは
トナー供給ローラの周面に付着してトナー収容槽に戻さ
れていく。このように、トナー供給ローラは必要量のト
ナーを現像スリーブの周面に供給するものであり、現像
スリーブとの間隙を適正に設定することにより、現像剤
中のトナー濃度を常に一定に維持し、高品位の画像形成
に寄与するのである。

実施例以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。

第１図は本発明に係る静電潜像現像装置を備えた複写
機の要部を示す。

感光体ドラム（１）は一定速度で矢印（ａ）方向に回
転駆動可能であり、その周囲には帯電チャージャ
（２），画像露光手段（３），本発明に係る現像装置
（４），転写チャージャ（５），クリーニングブレード
（６）を備えた残留トナーのクリーニング装置，残留電
荷イレーサランプ（７）が設置されている。

また、複写紙は左方の図示しない給紙部から１枚ずつ
給紙され、図中２点鎖線で示す搬送路を経て図示しない
定着装置にてトナー像の定着を施され、複写機外に排出
されるようになっている。

なお、この種の複写工程の詳細については周知であ
り、その説明は省略する。

現像装置（４）は、導電性非磁性材からなる円筒状現
像スリーブ（40）内に、外周部に複数極を有する磁気ロ
ーラ（41）を同軸に収納し、この現像スリーブ（40）を
現像槽（42）の開口部に感光体ドラム（１）の表面と近
接するように設置し、背部にトナー収容槽（46）を設け
たもので、磁性現像剤は現像スリーブ（40）の回転〔矢
印（ｂ）〕方向にその回転速度と同速で循環搬送され
る。

穂高規制板を兼ねた主現像剤攪拌板（43）と補助現像
剤攪拌板（44）は非磁性材からなり、現像槽（42）内に
その先端が現像スリーブ（40）の周面に近接するように
設置されている。主現像剤攪拌板（43）は現像スリーブ
（40）の周面上を矢印（ｂ）方向に搬送される磁性現像
剤の一部を現像領域（Ａ）の上流側で塞止め、現像領域
（Ａ）に搬送される磁性現像剤を規制すると共に、その
上流側に設けられた補助現像剤攪拌板（44）とで空間部
（45a）を形成する。補助現像剤攪拌板（44）は主現像
剤攪拌板（43）と同様に、空間部（45a）に搬送される
磁性現像剤の一部を塞止めると共に、トナー収容槽（4
6）との間を仕切るトナー供給ローラ（47）とブレード
（48）とで空間部（45b）を形成する。また、補助現像
剤攪拌板（44）は現像スリーブ（40）の軸方向に一様に
長く延びた磁性現像剤の通過可能なスリット状開口（44
b）を有している。これら主，補助現像剤攪拌板（4
3），（44）の先端は対向する磁気ローラ（41）の磁極
間のほぼ中央に位置するように設けられている。

一方、トナー収容槽（46）内の底部開口にはトナー供
給ローラ（47）が現像スリーブ（40）の周面に近接し、
かつ現像スリーブ（40）の回転と同期して矢印（ｃ）方
向に回転駆動可能に設置されている。このトナー供給ロ
ーラ（47）は導電性非磁性材、例えばアルミニウムから
なり、その表面にはブラスト処理にて50μｍ程度の微小
凹凸が形成されており、非磁性材からなる、ブレード
（48）及びシール部材（49）が接触している。ブレード
（48）は、厚さが２〜3mm,ゴム硬度が70゜〜80゜のウレ
タンからなり、その弾性力によるくい込み量が0.5〜1.0
mmになるようにトナー供給ローラ（47）の回転方向と対
向する向きに固設されている。

ここで以上の構成からなる現像装置の動作について説
明する。

まず、空間部（45a）内に磁性キャリアと絶縁性トナ
ーとの混合物からなるスタータを装填し、トナー収容槽
（46）内に絶縁性トナーを装填する。この際、空間部
（45a）内には前記スタータに変えて磁性キャリアのみ
を装填してもよい。そして、絶縁性トナーが装填された
状態で現像装置（４）によって静電潜像の現像が可能と
なる。

磁性現像剤は現像スリーブ（40）の回転に基づいて矢
印（ｂ）方向に搬送されて空間部（45b）に至る。空間
部（45b）において、磁性現像剤は補助現像剤攪拌板（4
4）によって一部塞止められ、後から搬送されてくる磁
性現像剤により、補助現像剤攪拌板（44）に沿って押し
上げられる。その後、磁性現像剤は磁気ローラ（41）の
磁力と引力の作用によって現像スリーブ（40）上に落下
し、再び補助現像剤攪拌板（44）の設置方向に搬送さ
れ、その一部が塞止められて攪拌が連続的に行われる。
このようにして、空間部（45b）において補助現像剤攪
拌板（44）の搬送方向上流側で磁性現像剤が反時計方向
に回転し、これによって攪拌が行われる。このとき、攪
拌されている磁性現像剤の一部は補助現像剤攪拌板（4
4）に形成されたスリット状開口（44b）を通り空室（45
a）に至る。また、空間部（45b）にて攪拌された磁性現
像剤の一部は現像スリーブ（40）の回転に伴い補助現像
剤攪拌板（44）と現像スリーブ（40）との間隙を通って
空間（45a）に搬送される。このように空間部（45a）に
搬送された現像剤の多くは、主現像剤攪拌板（43）によ
って塞止められ、空間部（45b）での攪拌と同様に反時
計方向に回転して攪拌される。

前述したように、空間部（45a），（45b）で良好に攪
拌された磁性現像剤は、主現像剤攪拌板（43）と現像ス
リーブ（40）との間隙を通り穂高を規制され、現像領域
（Ａ）において磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシ
は感光体ドラム（１）の表面を摺擦し、その表面上の静
電潜像を現像して顕像化する。現像に供された後、現像
スリーブ（40）の周面に残留する磁性現像剤はトナー供
給ローラ（47）との対向部（Ｂ）に至り、ここで新たな
トナーが供給された後、再度現像に供される。

トナーの供給は次のようにして行われる。

トナー収容槽（46）内に収容されているトナーはトナ
ー供給ローラ（47）の周面上の微小凹部に入り、該ロー
ラ（47）の矢印（ｃ）方向への回転に基づいてブレード
（48）で余分な付着トナーが掻き落され、現像スリーブ
（40）円周上の対向位置に供給される。即ち、トナー供
給ローラ（47）は現像スリーブ（40）との電位差に基づ
き現像スリーブ（40）の周面に吸着されている現像剤に
対してトナーを必要量だけ供給し、過剰トナーをその周
面に吸着した状態でトナー補給槽（46）に戻すため、磁
性現像剤中のトナー濃度は一定値に保たれる。

なお、前記電位差はトナー供給ローラ（47）に印加さ
れるバイアスの電圧値と現像バイアスの電圧値との相関
関係にて決定される。

ところで、このような現像装置においては、その性能
を高めると共に長期にわたって性能を安定に維持するた
めには、特にトナー供給を安定して行うということとト
ナー供給領域（Ｂ）でのトナーの取り込み方が重要であ
り、さらには、現像スリーブ（40）の周面での混合攪拌
性も重要である。

まず、一定量のトナー供給を安定して行うためには、
ブレード（48）をトナー供給ローラ（47）に対し、その
軸方向において均一に接触させ、かつ、トナー供給ロー
ラ（47）の回転に伴って振動しないよう設定する必要が
ある。また、長期間に渡ってトナー供給量を一定にする
ためには、ブレード（48）自体がひずんだりしないよう
設定する必要がある。

従って、本実施例において、ブレード（48）は、その
設置角度をトナー供給ローラ（47）の周面との接点にお
ける接線に対して10゜に設定されると共に、その突出量
を10mmに設定されている。

なお、本発明者らの実験によると、上記目的を達成す
るには、ブレード（48）の設置角度は５〜15゜に設定す
るのが好しく、その突出量は５〜15mmに設定するのが適
当であることが確認されている。

次に、トナー供給領域（Ｂ）の設定条件について説明
する。ここではトナーは出来るだけバラバラの状態で現
像スリーブ（40）上の磁性現像剤中奥深く、かつ均一に
供給されることが望ましい。このような状態を形成する
ためには、トナー供給ローラ（47）の周面上の凹部形状
も非常に重要な要因となるが、現像スリーブ（40）の周
面を搬送される現像剤の厚み、現像スリーブ（40）と感
光体ドラム（１）との間隙（Ds）、トナー供給ローラ
（47）と現像スリーブ（40）との間隙（Dss）、トナー
供給領域（Ｂ）での磁気ローラ（41）の磁力の大きさ等
も重要である。

現像スリーブ（40）の周面を搬送される現像剤の厚み
は、主現像剤攪拌板（43）と現像スリーブ（40）との間
隙（Db₂）の値で変わるが、通常0.5〜2mm程度である。
この場合、現像スリーブ（40）と感光体ドラム（１）と
の間隙（Ds）を0.6〜0.9mmに設定すると良好な画質が得
られることが確認された。ちなみに、間隙（Ds）につい
ては0.6mmより小さくすると、現像領域（Ａ）において
現像剤のつまりが発生し、画像上につまり模様が現われ
て著しく画像品位を損なうことになる。また、間隙（D
s）を0.9mmより大きくすると、現像スリーブ（40）上の
磁気ブラシと感光体ドラム（１）との接触が悪くなり、
現像効率が低下して画像濃度低下という問題をひき起こ
す。

トナー供給領域（Ｂ）において、現像スリーブ（40）
上の磁気ブラシがトナー供給ローラ（47）の凹部に入っ
て搬送されてくるトナーを掻き取るわけであるが、トナ
ーが磁気ブラシに取り込まれる様相はトナー供給ローラ
（47）と現像スリーブ（40）との間隙（Dss）の値によ
って大きく異なる。本実施例では、トナー供給領域
（Ｂ）で磁気ローラ（41）の磁極をほぼトナー供給ロー
ラ（47）の設置方向に設置し、かつその磁極の大きさを
約1000ガウスにした。この場合、前記間隙（Dss）を間
隙（Ds）と略等しい0.6〜0.9mmに設定することが適当で
あることが確認された。

ちなみに、間隙（Dss）を0.6mmより小さくすると、ト
ナー供給領域（Ｂ）の下側に現像剤が多量にたまりトナ
ー供給ローラ（47）の回転によって現像剤の一部がトナ
ー収容槽（46）内に搬送されてしまう。その結果、現像
スリーブ（40）上の現像剤量が少なくなり、十分な現像
が出来なくなってしまう。さらにトナー収容槽（46）内
に入り込んだ現像剤は、再びトナー供給ローラ（47）の
回転によってブレード（48）の先端部に至り現像剤中の
キャリアがブレード（48）の先端部の欠損，摩耗を大き
くし、その結果トナー規制能力に支障を生じることとな
る。また、間隙（Dss）を0.9mmよりも大きくすると、現
像スリーブ（40）上の磁気ブラシのトナー掻き取り力が
急激に低下すると共に、供給されたトナーは磁気ブラシ
の先端部にしか存在しないためキャリアとの混合も不十
分となり帯電性不良となる。

前述した現像スリーブ（40）と感光体ドラム（１）と
の間隙（Ds）及び現像スリーブ（40）とトナー供給ロー
ラ（47）との間隙（Dss）は、いずれも現像スリーブ（4
0）の周面の現像剤の厚みに関係して設定されるもので
あるが、この現像剤の厚みは現像スリーブ（40）と主現
像剤攪拌板（43）との間隙（Db₂）に存在する。また、
主現像剤攪拌板（43）は現像剤を塞止め攪拌するための
ものであり、本実施例においては、間隙（Db₂）を0.3〜
0.6mmに設定するのが適当であることが確認された。

現像スリーブ（40）の周面における混合攪拌は、主現
像剤攪拌板（43）と現像スリーブ（40）との間隙（D
b₂）だけでなく、それと関連した補助現像剤攪拌板（4
4）と現像スリーブ（40）との間隙（Db₁）の設定状態に
も影響される。

補助現像剤攪拌板（44）は、前述したように、現像ス
リーブ（40）上の磁性現像剤をいったん現像スリーブ
（40）から剥離して塞止めることで磁性現像剤を反時計
方向に回転させ、これによって混合攪拌を行うと共に剥
離した現像剤を補助現像剤攪拌板（44）に形成したスリ
ット状開口（44b）を通して磁気ローラ（41）の磁極方
向に流すよう作用する。

磁性現像剤はその磁気力が強いため、現像スリット
（40）上にて混合攪拌を行っても磁気ローラ（41）の磁
極の影響をうけ、凝集が起こって十分に混合させること
は困難である。このような問題を避けて混合攪拌性を上
げるため、補助現像剤攪拌板（44）はいったん現像スリ
ーブ（40）から現像剤を剥離し、磁気ローラ（41）の影
響を小さくすることにより、現像剤がほぐれたバラバラ
の状態にすることでトナーとの混合性を向上させる目的
で設置されている。

この様な目的のためには、補助現像剤攪拌板（44）と
現像スリーブ（40）との間隙（Db₁）は、主現像剤攪拌
板（43）と現像スリーブ（40）との間隙（Db₂）よりも
小さいことが必要であり、間隙（Db₁）を0.1〜0.3mmに
設定することで空間部（45b），（45a）での混合攪拌性
能が大幅に向上し良好な結果を得た。この間隙（Db₁）
を0.3mmよりも大きくすると、現像剤の掻き取り効果が
少なくなり、十分な混合攪拌は行われず、また、間隙
（Db₁）を0.1mmよりも小さくすると、現像スリーブ（4
0）の周面と接触して損傷を与えることもある。

本装置のように現像スリーブ（40）の周面上で現像剤
を調製する装置では、現像スリーブ（40）と感光体ドラ
ム（１）との間隙（Ds）と、現像スリーブ（40）とトナ
ー供給ローラ（47）との間隙（Dss）とを等しく設定す
ることによってトナー供給を安定して行うことができ
る。また、攪拌性を考慮すると、特に、主，補助現像剤
攪拌板（43），（44）の先端が磁気ローラ（41）の磁極
間のほぼ中央に位置するように設けられている装置で
は、前記間隙（Ds），（Dss），（Db₁），（Db₂）を、 Db₁≦Db₂＜Ds,Dss の関係に設定することが好ましい。

発明の効果以上の説明で明らかなように、本発明によれば、トナ
ー供給ローラと現像スリーブとの間隙を現像スリーブと
静電潜像担体との間隙と略等しく設定したため、トナー
供給ローラによる新たなトナー供給が効果的に行われ、
現像剤中のトナー濃度を常に自動的に一定に維持するこ
とができ、高品位の画像を得ることができる。

しかも、トナー供給領域から現像領域に至る現像スリ
ーブの周面に対向して補助現像剤攪拌板と主現像剤攪拌
板とを前者がトナー供給領域側になるように設け、主現
像剤攪拌板と現像スリーブとの間隙を前記トナー供給ロ
ーラと現像スリーブとの間隙及び現像スリーブと静電潜
像担体との間隙よりも小さく設定すると共に、補助現像
剤攪拌板と現像スリーブとの間隙を主現像剤攪拌板と現
像スリーブとの間隙と等しいかそれよりも小さく設定し
てあるため、現像剤は補助現像剤攪拌板および主、補助
現像剤攪拌板間において、複雑な運動を行ない、現像剤
を確実に均一に混合攪拌することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静電潜像現像剤装置の一実施例を
備えた複写機の要部を示す断面図、第２図は第１図のも
のにおける現像条件説明図である。（１）……感光体ドラム、（４）……現像装置、（40）
……現像スリーブ、（41）……磁気ローラ、（43）……
主現像剤攪拌板、（44）……補助現像剤攪拌板、（45
a），（45b）……空間部、（46）……トナー収容槽、
（47）……トナー供給ローラ、（48）……ブレード、
（Ds），（Dss）……間隙。

フロントページの続き (72)発明者衛藤浩一大阪府大阪市東区安土町２丁目30番地大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (56)参考文献特開昭59−113463（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−111664（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−58455（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定磁石を内蔵した回転可能な現像スリー
ブの周面上に磁気吸着されている磁性キャリアに対して
絶縁性トナーを供給することにより、現像スリーブの周
面上においてキャリアとトナーとの混合物からなる磁性
現像剤を調製し、この磁性現像剤を用いて静電潜像を現
像する形態の静電潜像現像装置であって、トナー供給領域から現像領域に至る現像スリーブの周面
に対向して中央に開口を有する補助現像剤攪拌板と主現
像剤攪拌板とを前者がトナー供給領域側になるように設
け、主現像剤攪拌板と現像スリーブとの間隙を前記トナ
ー供給ローラと現像スリーブとの間隙及び現像スリーブ
と静電潜像担体との間隙よりも小さく設定すると共に、
補助現像剤攪拌板と現像スリーブとの間隙を主現像剤攪
拌板と現像スリーブとの間隙と等しいかそれよりも小さ
く設定したことを特徴とする静電潜像現像装置。