JPS58156973A - 磁気刷子現像装置 - 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】 技術分野 本発明は、絶縁性トナーと磁性キャリアとの混合物から
なる磁性現像剤を用いて、静電潜像担体の表面に担持さ
れる静電潜像を現像する磁気Ｊ１１子現像装置に関する
ものであり、この様な磁気刷子現像装置は、粉像転写型
電子写真複写機中において、感光体ドラムの表面に形成
された静電潜像を現像するのに多用されている。

従来技術 粉像転写型電子写真複写機中において、得られる複写画
像の濃度全変化させる方法の最も一般的なものとしては
、前記磁気刷子現像装置の現像スリーブに対して印加さ
れる現像バイアス電圧を調整する方法が挙げられる。と
ころで、この方法によれば、確かに複写画像濃度を変化
させることが可能であるものの、例えば、この方法に従
って複写画像濃度を低下させるべく現像バイアス電圧値
を高めると、複写原稿中の低濃度画像が゛複写画像中に
再現さｈなくなる等の不都合が生ずる０具体的にば、原
稿画像の階調再現域が狭めら九複写画像の画質自体が全
体的に掠れたものとなる０こ′のため、前記の如き不都
合を解消する目的で、前記現像バイアス電圧の調整に併
せて、感光体に対する原稿画像露光光量をも一諸に調整
しようとする方法が提案されるに至っている。しかしな
がら、この方法に従っても、原稿画像の階調再現領域を
実質的に変化させることなく、複写画像濃度を変化させ
ることは容易なことではなく、また、この方法を前記複
写機中で実施しようとする場合、前記現像バイアス電圧
と原稿画像露光光蓋とを関連付けて調整するための複雑
な制御機構等が必要されることとなり、この点から言っ
てもこの方法に実用面において難点を有している。

発明の目的 本発明の目的は、前言ｅ複写機中において用いられた際
、原稿画像の階調再現領域を実質的に変化させることな
く、複写画像濃度を容易に変化させ得る新規な現像濃度
調整機構を備えた磁気刷子現像装置を提供することにあ
る。

発明の要旨 本発明の要旨は、本発明に係る磁気刷子現像装置におい
て、現像スリーブが現像剤の搬送方向と逆の方向に回１
駆動されること、現像領域に対して現像剤搬送方向手前
側の現像スリーブ局面に対向すると共に、現像スリーブ
周面に沿って搬送ζねる現像剤によって摺擦される位置
に設けられている導電性部材と現像スリーブとの間に、
現像剤中の絶縁性トナーを現像スリーブの周面に対して
静電的に吸着させる方向の電界が形成されること、及び
この電界の強度が調整されることの３点にある。そして
、前記電界の強度に応じて、現像領域に到達する現像剤
中のトナー濃度が調整され、その結果、現像画像濃度が
全体として比例的に変化これるのである。またこの様に
して現像画像濃度が全体として比例的に変化されること
に起因して、本発明に係る磁気刷子現像装置が前記複写
機中において用いられた際、前記の如き複写画像濃度の
変化を可能とする。

実施例 第１〜４図を参、照しながら本発明に係る磁気刷子現像
装置の実施例につき説明する０なお、以下に説明する実
施例は粉像転写型電子写真複写機内に組み込まれたもの
として示されているが、本発明に係る磁気刷子現像装置
は他の電子機器内に組込まれても良いものである。

第１図中、電子写真感光体ドラム（１）ハ周速１１０ｍ
ｍ　／　ｓｅｅで矢印（ａ）方向に回転駆動されると共
に、その回転に伴い図示されぬ作像装置により、その表
面に静電潜像が形成される様になっている。そして、そ
の表面に対向した状態で磁気刷子現像装置（ＭＤ　）が
設置されており、感光体ドラム（１）の表面に担持され
る静電潜像が磁性現像剤（Ｄｅ　）を用いて現像される
。因に、前記作像装置によって形成される静電潜像の最
高電位は一３５０ｖに、また、背景部の電位は−２５０
Ｖ　Ｖｃ段設定れている。

前記視像装置（ＭＤ）は、概略、現像部に設けられた現
像スリーブ（２）と、現像スリーブ（２）の内部に設け
られた磁気ローラ（３）と、現像槽（４）の内部に収容
されている現像剤（Ｄｅ　）中に一部が埋没した状態で
設けらねたパケットローラ（５）とから構成される装る
。ここで、現像スリーブ（２）は非磁性導電材、具体的
には、非磁性ステンレスを筒状に形成されてなるもので
あり、その外径４ｄ３１ｍｍとされている。

そして、感光体ドラム（１）の表面に対しては０．７ｍ
ｍの間隙を保っており、現像時に、図示されぬ駆動源に
よって矢印（ｂ）方向に３Ｏｒｐｍの回転数で回転駆動
される。また、前記磁気ローラ（３）ハ周囲［８、Ｎ極
を順次着磁してなるものであり、前記現像スリーブ（２
）と同様、矢印（ｃ）方向に１３００ｒｐｍの回転数で
回転駆動される。なお、磁気ローラ（３）の磁力は、現
像スリーブ（２）の周面において１０００　Ｇａｕｓｓ
の磁界が形成される様に設定されている。このため、現
像スリーブ（２）の周面上に供給された現像剤（Ｄｅ　
）は、現像スリーブ（２）の周面ｆ磁気刷子状に吸着さ
れると共に、現像時に矢印（ｄ３方向へと搬送される。

ここで、前記現像スリーブ（２）の回転数ＦｉＩＯ〜８
０ｒｐｍの範囲で、また、磁気ローラ（３）の回転数は
３００〜３０００ｒｐｍの範囲で任意に変更し得るもの
であるが、現像スリーブ（２）の回転方向と現像剤（Ｄ
ｅ）の搬送方向とを各々逆の方向に維持しておくために
は、前者の回転数に対して後者の回転数全３０倍以上の
値に設定しておくことが必要である０なお、この様な条
件は、磁気ローラ（３）の磁極の数が８極の場合の条件
であり、その極数が変更された場合にはこの限りではな
い。また、現像スリーブ（２）の外径等が変更された場
合も同様である。

前記現像槽（４）の内部に収容されている現像剤（Ｄｅ
）は、絶縁性トナーと磁性キャリアとの混合物からなる
、いわゆる２成分系磁性現像剤であり、具体的には、平
均粒径１２μｍの絶縁性トナーと平均粒径２０μｍの、
また、抵抗値１０”Ω備の高抵抗磁性キャリアとの混合
物からなる０なお、この現像剤（Ｄｅ　）中のトナー濃
度は１０ωｔ％に設定されており、そのトナー濃度は図
示されぬトナー補給装置により絶えず一定の値に維持さ
れる様になっている。１１た、前記磁性キャリアとして
は、平均粒径１０〜１００μｍの、また、抵抗値１０９
Ω備以上のものが適宜使用され得る。この様な磁性キャ
リアは、樹脂中に磁性微粉末を分散させること、あるい
は、磁性粒子を樹脂で被覆すること等によって製造され
る。ここで、前記磁性キャリアの抵抗値全１０９Ω信以
上としたのは、抵抗値１０’Ω信未満の磁性キャリアが
現像剤（Ｄｅ　）中に用いられた場合、前記現像装置（
ＭＤ）における現像画像の濃度調整が効果的に行われ難
くなることが本発明者によって経験されているからであ
る。

前記パケットローラ（５）　Ｈ、現像時に矢印（ｅ）方
向に２４ｒｐｍの回転数で回転駆動され、その周面に設
けられた複数個のバケツ）　（５ａ）、　（５ｂ）によ
って現像槽（４）の内部に収容されている前記現像剤（
Ｄｅ）を掬い上げて現像スリーブ（２）の局面に供給す
るものである。また、現像スリーブ（２）の下方に位置
する局面に対しては、可撓性を有する非磁性材、例えば
、樹脂フィルム、金属薄板等からなるスクレーパ板（６
）、クリーニング板（７）とが現像スリーブ（２）の回
転方向に対して追随する逆方向、対向する順方向にそれ
ぞれ圧接される様、支持体（８）ニ貼着されている。な
お、前記スクレーパ板（６）、クリー二シグ板（７）と
しては、具体的には、厚さ５０〜１００　Ｐｍのステン
レス薄板、リン青銅薄板、ポリエステルフィルム等が適
している。

一方、現像スリーブ（２）の上方に位置する周面に対し
ては、円弧状ケーシング（９）が現像スリーブ（りの局
面に対して一定の間隙を保って設けられている。この間
隙は、現像スリーブ（２）と感光体ドラム（１）との間
の間隙より若干大きな値、具体的には、１．３ｍｍとさ
れている。このため、現像スリーブ（２）の周面上に形
成される磁気刷子の穂の高さが２．５ｍｍ程度である関
係上、前記円弧状ケーシング（９）の円弧面は現像スリ
ーブ（２）の周面に沿って搬送される現像剤（Ｄｅ　）
によって確実に摺擦される０前記円弧状ケーシング（９
）が対向している現像スリーブ（２）の周面は、現像領
域、即ち、現像スリーブ（２）と感光体ドラム（１）と
が近接対向している領域に対して現像剤搬送方向手前に
位置しており、このため、現像スリーブ（２）の周面に
沿って搬送される現像剤（Ｄｅ）Ｆｉ前記間隙を通過し
て現像領域へと到達することになる。前記円弧状ケーシ
ング（９）は非磁性導電材、具体的に一ハ、非磁性ステ
ンレス、アルミニウム等からなるものであるが、必要に
応じては、絶縁性樹脂で形成されると共に、その円弧面
に導電１層が被覆される様にしても良い。また、この円
弧状ケーシング（９）の感光体ドラム（１）側の端部に
は、前記円弧面を延長する状態でシール板（９ａ）が取
付られている。このシール板（９ａ）　ｆｌ可撓性絶縁
シートからなり、その先端は感光体ドラムα）の表面に
軽圧接触されている。

この様な構成において、現像剤（Ｄｅ　）はパケットロ
ーラ（５）の回転駆動に伴い、パケット（５ａ）、（５
ｂ）により磁気ローラ（３）の磁気作用、を受ける位置
にまで搬送供給され、現像スリーブ（２）の局面に磁気
刷子状に吸着される。そして、明像スリーブ（２）及び
磁気ローラ（３）の回転駆動に伴い、現像スリーブ（２
）の周面に沿って矢印（ｄ３方向へと搬送される。そし
て、現像領域へと到達し、この領域において感光体ドラ
ム（１）の表面を摺擦して、その表面に担持さｈる静電
潜像が現像されるのであるが、現像スリーブ（２と円弧
状ケーシング（９）の各々に対しては、現像バイアス電
源（１０）、現像画像濃度調整用バイアス電源（１１）
の各々が電気的に接続されており、これらの電源（１０
）、（１１）によって印加されるバイアス電圧の値に応
じて静電潜像の現像、自体が影響を受ける様になってい
る。

具体的には、現像バイアス電源（１０）により、現像ス
リーブ（２）　ＶＣ対して静電潜像の極性と同極性の−
３００Ｖの値の現像バイアス電圧が印加されている。こ
の現像バイアス電圧の印加は、現像時に、静電潜像の背
景部にトナーが付着すること、結果的には、現像画像中
にカプリが発生するのを防止することに対して有効であ
り、その電圧の値は静電潜像の背景部の電位よりわずか
に高めの値に設定されている。本実施例においてに、前
記電源〔１０〕は固定電源であり、現像バイアス電圧の
値は不変であるが、現像画像中でのカプリ発生の有無に
応じて可変としても良い。

また一方、現像画像濃度調整用バイアス電源（１１）σ
摂食電源であり、この電源（１１）により部内弧状ケー
シング（９）に対して、現像バイアス電圧より　　□低
い値の、あるいは現像バイアス電圧の極性と逆の極性の
電界形成用のバイアス電圧が印加される様になっている
。即ち、前記円弧状ケーシング（１１）に対しては、現
像スリーブ（２）との間に、現像剤（Ｄｅ）中の絶縁性
トナーを現像スリーブ（２）の局面に対して静電的に吸
着させる方向の電界を形成するためのバイアス電圧が印
加され、かつ、その電界の強度が調整される様になって
いる。ここで、現像剤（Ｄｅ）中の絶縁性トナーは磁性
キャリアとの摩擦接触によって（＋）極性に帯電されて
いる″ため、前記電界は円弧状ケーシング（９）の電位
を′（＋）極性側に偏らせることによって形成される訳
であり、円弧状ケーシング（９）ニ対しては現像スリー
ブ（２）の電位に対してθ〜２０００Ｖ（＋）極性側に
偏らされた、−３００〜＋１７００　Ｖのバイアス電圧
が印加される様になっている。なお、前記電源（１１）
によって円弧状ケーシング（９）に印加されるバイアス
電、圧は、複写機の操作パネル等に設けらｈた複写画像
濃度調整つまみ等”に連動して変化される様になってい
る。

このバイアス電圧の印加に、現像時に、現像領域に到達
する現像剤（Ｄｅ　）中のトナー濃度を変化させる機能
を果し、このことにより、現像画像濃度が全体として比
例的に調整されることとなる。

このことにつき詳しく説明すると、前記電界、が形成さ
れている場合、現像スリープロ）と円弧状ケーシング（
９）との間を通過して現像領域へと搬送される現像剤（
Ｄｅ）中の絶縁性トナーは、前記電界の作用を受けて、
その強度に応じて現像スリーブ（２）の局面に対して静
電的に吸着される。そして、この様にして現像スリーブ
（２）の周面に吸着された絶縁性トナーは現像スリーブ
己）と一体向に矢印（ｂ）方向へと移動され、クリーニ
ング板（７）ニよって現像スリーブ（２）の局面から掻
き取られて現像槽（４）内へと落下される。即ち、前記
絶縁性トナーは現像領域へは到達することにない。この
ため、現像スリー　７’（２）の局面に供給された当初
め現像剤（Ｄｅ　）中のトナー濃度は現像槽（４）の内
部に収容されている現像剤（Ｄｅ　）のものと同様ニ１
０ωｔ％であるものの、現像領域へと到達する着でには
、前記電界の強度に応じてそのトナー濃度が低下させら
れることになる。そして、その結果、現像画像濃度は、
現像時において現像領域に存在する現像剤（Ｄｅ　）中
の実際のトナー濃度に依存して、全体として比例的に変
化させられるのである。

この様な現像画像濃度の変化につき本発明者が確認した
結果を第２図を参照しながら説明すると次の通りである
。なお、第２図は前記粉像転写型電子写真複写機によっ
て得られる複写画像濃度の変化状態を示すものであるが
、複写画像濃度と現像画像濃度とは略等しい関係にあり
、複写画像濃度を現像画像濃度と見なして以下説明する
。また、第２図中、縦軸は前記複写画像の反射濃度を、
一方、横軸は前記電界の強度、具体的には現像スリーブ
（２）と円弧状ケーシング（９）との間の電位差を示し
ている。更に曲線囚〜（０の各々は、原稿画像の暗部、
中間調部、明部の各々に対応する複写画像濃度の変化を
示している。この第２図に示される結果から明らかな様
に、前記電界の強度が調整されると、現像画像濃度が変
化されるのであるが、その変化は全体として現像画像に
対して比例的であり、具体的には第２図中の曲線（Ａ）
〜（０で示される各濃度の比率が略一定に保たれつつ変
化される。

このため、この様な現像画像濃度の変化を前記原稿画像
と複写画像との関連で見ると、この様な変化は、原稿画
像の階調再現領域を実質的に変化させることなく、複写
画像濃度の変化を可能としている。即ち、前記電界の強
度を強めて複写画像濃度全低下させたとしても、原稿中
の低濃度画像、即ち原稿画像の中間調部、明部が複写画
像中に再現されなくなる等の不都合を生ずることなく、
複写画像濃度の変化を可能としているのである。従って
、前記現像装置（ＭＤ）においては、前記電源（１１）
が調整されることによって、現像画像濃度が好ましい状
態で変化され得るのである。

ところで、現像領域において感光体ドラム（１）の表面
を摺擦した後の現像剤（Ｄｅ）、即ち現像領域を通過し
て更に現像スリーブ（２）の周面に沿って矢印（ｄ１方
向へと搬送される現像剤（Ｄｅ）は、スクレーパ板（６
）によって現像スリーブ（２）の周面から掻き取られて
現像槽（４）内へと落下される。そして、図示されぬト
ナー補給装置から適宜補給されるトナーと混合攪拌され
、再度現像に利用されることになる。

以上が本発明に係る磁気刷子現像装置の一実施例の説明
であるが、この実施例における現像濃度調整機構の要部
は、第３．４図に示される他の実施例の如く変更するこ
とが可能である。

第３図中、円弧状ケーシング（９）ニ、制御回路（ＥＣ
）’！Ｉ−介して現像画像濃匿調整用のノ（イアスミ源
（１１）に対して電気的に接続されている。前記電源（
１１）は、（＋）電源（ｌｌａ）と（→電源（ｌｌｂ）
とに２分割されており、制御回路（ＥＣ）による制御の
下に、円弧状ケーシング（９）ニ対して、現像バイアス
電圧より低い値の、あるいは現像バイアス電圧の極性と
逆の極性の電界形成用のバイアス電圧を印加する様にな
っている。一方、前記制御回路（ＥＣ）中には切替スイ
ッチ（Ｓｗ）が設けられており、この切替スイッチ（Ｓ
ｗ）の各接点υ、（Ｍｌ、　（Ｈ）’を切替えることに
より、円弧状ケーシング（９１Ｋ対して印加されるバイ
アスＮ１圧の電圧値が決定これる。切替スイッチ（Ｓｗ
）は、具体的には、第４図に示される複写機の操作パネ
ル（１２）中に設けられている３つの複写画像濃度選択
ボタン（１３）、（１４）、（１５）の押圧動作に連動
してその接点切替がなされ、例えば、ボタン（１３）が
押圧されることにより、その接点Ｆｉ（Ｅｌへと切替ら
れる０ 更に、前記制御回路（ＥＣ）中には抵抗（Ｒ１）、（Ｒ
Ｊ、（Ｒ，）が設けらねている。これらの抵抗（Ｒ１）
、（Ｒρ、（Ｒ１）の抵抗値は、前記電源（ｌｌａ）、
（ｌｌｂ）の電圧値との関連で、前記ボタン（１３）が
押圧された際［Ｕ円弧状ケーシング（９）に対して一５
００ｖのバイアスＮ１圧が、また、ボタン（１４）、（
１５）が押圧された際には＋　１０００　Ｖ、　＋　１
４００　Ｖのバイアス電圧が印加される様各々調整され
ている。従って、前記ボタン（１３）が押圧された際に
は現像スリーブ（２）と円弧状ケーシング（９）との間
の電位差はＯｖとなり、その結果、現像領域へは１０ω
ｔ％のトナー濃度の現像剤（Ｄｅ　）が到達し、高濃度
の現像画像が得られる。具体的には、この際、原稿画像
の暗部に対応する複写画像として、第２図から明らかな
様に、濃度１．２の画像が得られる。また一方、ボタン
（１４）、（１５）が押圧された際には前記電位差は１
３００Ｖ、　１７００Ｖとなり、その結果、現像領域へ
ハ１０ωｔ％より十分に低いトナー濃度の現像剤（Ｄｅ
　）が到達し、前記の如き場合と比較して低濃度の現像
画像が得られる。具体的には、前記複写画像として濃度
１．０．０．７の画像が得られる。なお、この実施例に
おいては、前記複写画像濃度として濃度１．０の画像が
得られる様な状態が一応標準的な現像状態とされている
。

ところで、第３．４図に示される実施例においては、切
替スイッチ（Ｓｗ）の接点の数が３つとされているが、
必要に応じて接点υを省略して２つとしても良い。また
、逆に接点の数を３つ以上に増しても良い。なお、前記
の如く接点（Ｌｌ’ｅ省略した場合、現像画像としては
高濃度のものと標準的なものの２通りしか得られないの
であるが、現像槽（４）内に収容されている現像剤（Ｄ
ｅ）中のトナー濃度を予め１０ωｔ％以下に設定してお
くことにより、低濃度のものと標準的なものの２通りに
変更することも可能である。

発明の効果 本発明に係る磁気刷子現像装置におりては、導電部材と
現像スリーブとの間に形成される電界の強度に応じて、
その間全通過して現像領域へと搬送される現像剤中のト
ナー濃度が調整されるため、前記電界の強度に応じて現
像画像濃度が変化する。

そして、この現像画像濃度変化の様子は全体として、現
像画像濃度に対して比例的である。このため、粉像転写
型電子写真複写機中において用いられた際、原稿画像の
階調再現領域を実質的に変化させることなく、複写画像
濃度を変化させることができる。また一方、前記電界の
強度を調整するのみで前記の如き複写画像濃度の変化が
可能であるため、特に複雑な制御機構等を必要とせず、
前記複写機中において用いられる場合にも、基本的には
、その構成自体を複雑化させることなく、前記の如き複
写画像濃度の変化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔｒｓ４発８ｆｉ［係る磁気刷子現像装置の一実
施例の要部を示す図面、第２図は前記実施例の組み込ま
れた粉像転写型電子写真複写機によって得られる複写画
像濃度の変化状態を示す図面、第３図は他の実施例の要
部を示す図面、第４図は他の実施例の組み込まれた複写
機の操作パネルの一例を示す図面である。 ＭＤ・・磁気刷子現像装置　Ｄｅ・・・磁性現像剤ＥＣ
・・・制御回路　　　　　Ｓｗ・・切替スイッチｄ・・
・現像剤搬送方向　　１・・・感光体ドラム２・・・現
像スリーブ　　　３・・・磁気ローラ６・・・スクレー
パ板　　　７・・・クリーニング板９・・・円弧状ケー
シング　１０・・・現像バイアス電源１１・・・現像画
像濃度調整用可変バイアス電源１４、１５．１６・・・
複写画像濃度選択ボタン出願人　　ミノルタカメラ株式
会社 第１図 第２図 ′１ＰＪ３ｖＡ １免 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性トナーと磁性キャリアとの混合物からなる磁
   性現像剤を用いて、静電潜像担体の表面に担持される静
   電潜像を現像する磁気刷子現像装置であって、現像剤搬
   送方向と逆の方向に回転駆動される導電性現像スリーブ
   と、現像スリーブ内部に設けられており、現像スリーブ
   と同じ方向に高速で回転駆動される磁気ローラと、現像
   領域に対して現像剤搬送方向手前側の現像スリーブ周面
   に対向すると共に、現像スリーブ周面に沿９て搬送され
   る現像剤によって摺擦される位置に設けられている導電
   性部材と、この部材と現像スリーブとの間に、現像剤中
   の絶縁性トナーを現像スリーブの周面に対して静電的に
   吸着ζせる方向の電界を形成する電界形成手段と、この
   電界形成手段によって形成される電界の強度を調整する
   手段と、現像領域を通過員て現像スリーブの周面に沿っ
   て搬送される現像剤を現像スリーブの周面から掻き取る
   スクレーパ部材と、現像スリーブ局面に対して静電的に
   吸着された絶縁性トナーを現像スリーブ周面から掻き取
   るクリーニング部材とを備えたことを特徴とする磁気刷
   子現像装置０ ２、絶縁性トナーと、１０９Ω備以上の抵抗値を有する
   平均粒径１０〜１００ＩＲｎの磁性キャリアとの混合物
   からなる現像剤を用いることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の磁気刷子現像装置０３、現像スリーブに
   対して、静電潜像担体の表面に担持される静電潜像の極
   性と同じ極性の現像バイアス電圧が印加されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気刷子現像
   装置０４、導電性部材に対して、現像バイアス電圧より
   低い値の、あるいは現像バイアス電圧の極性と逆の極性
   の電界形成用のバイアス電圧が印加されることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の磁気刷子現像装置。