JPS58166366A - 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刷子現像装置に関するもの
である。

従来技術 前記磁気刷子現像装置は、現在、粉像転写型電子写真複
写機等において、感光体の表面に担持される静電潜像を
現像するのに多用されている。

ところで、前記現像装置においては、使用される現像剤
が粉体であることに起因して、現像装置が作動されてい
る際、その内部で現像剤の粉煙が発生する。そして、こ
の様な現像剤の粉煙は現像槽に設けられている現像用開
口を通過して現像装置外へと飛散され、種々の不都合を
生ずる。このため、前記複写機においては、現像剤の粉
煙の飛散を防止するための対策が構せられる必要がある
。

この対策の代表的なものとしては、既に、先端部が感光
体の表面に対して軽圧接触される可撓性フィルムを現像
槽の現像用開口縁に取付け、この可撓性フィルムによっ
て前記粉煙の飛散路を遮断しようとするものが知られて
いる。ところが、前記複写機に対してこの対策を講じた
場合、使用される感光体の種類によっては前記可撓性フ
ィルムと摩擦接触することにより感光体の表面が損傷さ
れたり、あるいは感光体の表面に形成された静電潜像が
乱されたりするといった問題が生じ得る。

一方、前記現像装置においては、使用される現像剤がト
ナーとキャリアとの混合物からなることに起因して、両
者の混合比、具体的には現像装置内に収容されている現
像剤のトナー濃度に依存して現像画像の濃度が変化する
。このため、前記複写機において、絶えず一定濃度の複
写画像を得るためには、前記現像剤に対して適宜トナー
を補給して、そのトナー濃度を一定に維持せねばならな
いのであるが、その際に、前記現像剤のトナー濃度を検
出することが必要とされる。

発明の目的 本発明の目的は、前記の如き問題を生ずることなく現像
剤の粉煙の飛散が防止されると共に、粉煙の飛散防止用
の部材を巧みに利用して現像装置内に収容されている現
像剤のトナー濃度を検出し得る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が、静
電潜像担体の表面に対して微小間隙を保つと共に、現像
スリーブの局面に沿っ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、トナー濃度
検出時に現像スリーブと導電性部材との間に、現像剤中
の絶縁性トナーを導電性部材の表面に対して静電的に吸
着させる方向の電界を形成する手段と、導電性部材の表
面に対して静電的に吸着された絶縁性トナーの量に応じ
て現像剤のトナー濃度を検出する手段とを備えたことに
ある。このことにより、本発明に係る磁気刷子現像装置
においては、前記導電性部材によって現像剤の粉煙の飛
散が防止されると共に、この導電性部材を利用して現像
装置内に収容されている現像剤のトナー濃度が検出され
得る。

実施例 第１．２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。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み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）は、周速１１０
ｍｍ／ｓｅｅで矢印（−）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。

前記現像装置（ＭＤ）は、概略、感光体ドラム（１）の
表面に対向した部分に現像用開口（２ａ）を有する現像
槽（２）と、現像槽（２）内であって、前記開口（２ａ
）を介して感光体ドラム（１）の表面に対向する位置に
設けられた現像スリーブ（８）と、現像スリーブ（３）
の内部に設けられた磁気ローラ（４）とから構成されて
いる。ここで、現像スリーブ（８）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、その外径は８１■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、図示されぬ駆動源によって矢印
（ｂ）方向に３９ｒｐｍの回転数で回転駆動される。

また、前記磁気ローラ（４）は周囲にＳ、Ｎ極を順次着
磁してなるものであり、前記現像スリーブ（８）と同様
、矢印（ｂ）方向に１８００　ｒｐｍの回転数で回転駆
動される。なお、磁気ローラ（４）の磁力は、現像スリ
ーブ（８）の局面において１０００　Ｇａｕｓｓの磁界
が形成される様に設定されている。このため、現像槽（
２）内に収容されている一部の現像剤（Ｄｅ）は、現像
スリーブ（３）の局面に磁気刷子状に吸着されると共に
、現像時に矢印（Ｃ）方向へと搬送される。

ところで、前記現像装置（ＭＤ）においては、現像スリ
ーブ（３）の局面に沿って現像剤（Ｄｅ）を搬送するた
めに、現像スリーブ（３）と磁気ローラ（４）の両者が
回転駆動される構成が採用されているが、いずれか一方
のみを回転駆動する構成としても良い。また、現像槽（
２）内に収容されている現像剤（Ｄｅ）は、平均粒径１
２μｍの絶縁性トナーと、平均粒径２−１抵抗値１０１
３ΩＧの高抵抗磁性キャリアとの混合物からなるが、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れば、どの様なものが用いら
れても良い。但し、前記磁性キャリアとしては、１０１
２ΩＧ以上の抵抗値を有する平均粒径１０〜５０μｍの
磁性キャリアを用いることが望ましい。

前記現像スリーブ（３）に対しては、切替スイッチ（Ｓ
ｗ）を介して現像バイアス電源（５）、及び電流計（６
）が交互に接続可能となっている。現像バイアス電源（
５）は現像スリーブ（８）と後記の導電性ローラ（７）
とに対して感光体ドラム（１）の表面に担持される静電
潜像の極性と同じ極性のバイアスを印加するものであり
、そのバイアス電圧は一８００■に設定されている。こ
れは、感光体ドラム（１）の表面に形成される静電潜像
の最高電位が一５６０ｖ、また、その背景部の電位が略
−１６０ｖとされている関係上、前記背景部が現像され
て画像カブリを生じぬ様に考慮した結果である。ここで
、前記切替スイッチ（Ｓｗ）は２つのスイッチ接点（Ｓ
す、（８２）を有すると共に、その接点（Ｓｌ）、（Ｓ
２）は現像時と非現像時とで切替られる様になっている
。具体的には、切替スイッチ（ＳＷ）は図示されぬ原稿
画像走査機構における走査系駆動クラッチの動作に対し
て一定の遅延関係を保ちつつ作動され、現像時には接点
（Ｓりが閉じられる一方、非現像時には接点（Ｓ２）が
閉じられる様になっている。このため、現像スリーブ（
３）は、現像時において現像バイアス電源（５）に対し
て接続され、−８００Ｖの電圧値のバイアスを印加され
る一方、非現像時において前記接続が断たれ、電流計（
６）を介して接地されることとなる。なお、前記現像時
とは、現像されるべき静電潜像を担持する感光体ドラム
（１）の表面部分が現像領域、具体的には、感光体ドラ
ム（１）の表面と現像スリーブ（８）の周面とが近接対
向する領域を通過する際のことであり、また、非現像時
とは、実質的に電荷を有さない感光体ドラム（１）の表
面部分が前記現像領域を通過する際のことである。

一方、感光体ドラム（１）の表面に対して０．５ｍとい
う微小間隙を保った位置であって、前記現像領域に対し
て現像剤搬送方向、即ち、矢印（Ｃ）方向手前側の現像
スリーブ（８）の周面に対向する位置には、導電性ロー
ラ（７）が回転可能に設けられている。この導電性ロー
ラ（７）は導電性と非磁性とを兼ね備えた金属、例えば
アルミニウム、非磁性ステンレス等からなり、直径１０
団の外径を有すると共に、矢印（ｄ）方向に１０　Ｏｒ
ｐｍの回転数で回転駆動される。

なお、この導電性ローラ（７）は現像スリーブ（３）の
局面に対して０．７　ｍの間隙を保った位置にあり、そ
の局面は現像スリーブ（８）の局面に沿って搬送される
現像剤（Ｄｅ）によって摺擦される様にもなっている。

前記導電性ローラ（７）は、先ず第１の機能として、現
像槽（２）の内部で発生される現像剤（Ｄｅ）の粉煙の
外部飛散を防止する機能を果すものであり、そのために
下記の如き配慮がなされている。即ち、導電性ローラ（
７）の局面が現像スリーブ（８）の局面に沿って搬送さ
れる現像剤（Ｄｅ）によって摺擦されることによって、
現像槽（２）の内部で発生された現像剤（Ｄｅ〉の粉煙
が現像スリーブ（８）と導電性ローラ（７）との間を通
過して上方へと浮遊するのを阻止する様になっている。

このため、前記現像装置（ＭＤ）においては、外部に飛
散される可能性のある現像剤ｅ）の粉煙は第１図中（−
）で図示される領域で発生されたもののみに制限される
。なお、導電性ローラ（７）の局面が前記の如く現像剤
（Ｄｅ）によって摺擦されることは、後記の現像剤（Ｄ
ｅ）のトナー濃度検出に（ｗ）で発生された現像剤（Ｄ
ｅ）の粉煙にしても、導電性ローラ（７）が感光体ドラ
ム（１）の表面に対して微小間隙を保って設けられてい
ることにより、外部に飛散される際には前記微小間隙を
通過せねばならず、それ自体飛散され難くなっている。

しかも、前記微小間隙において感光体ドラム（１）の表
面、及び導電性ローラ（７）の局面が現像剤（Ｄｅ）の
飛散方向と逆の方向に移動されていること、更には、導
電性ローラ（７）に対して常時−８００Ｖの電圧値のバ
イアスが印加されていることも相俟って前記現像剤（Ｄ
ｅ）の粉煙の飛散がより一層生じ難くなっている。

即ち、現像剤（Ｄｅ）の粉煙自体、主として静電潜像の
極性と逆の極性に麻擦帯電された絶縁トナーからなり、
このため、静電潜像の極性と同じ極性のバイアスの印加
された導電性ローラ（７）の局面に対して現像剤（Ｄｅ
）の粉煙が静電的に吸着され得るからである。

一方、前記導電性ローラ（７）は、第２の機能として、
現像槽（２）の内部に収容されている現像剤（Ｄｅ）の
トナー濃度を検出するための電極としての機能を果すも
のである。前記現像装置（ＭＤ）　＋こおし）で１よ、
非現像時に前記トナー濃度が検出される様１こなってお
り、そのために、前記の如（現像スリーブ（８）が非現
像時にスイッチ（ＳＷ）によって接地される。

そしてこの結果、現像バイアス電源（５）によってトナ
ー濃度検出時、即ち、非現像時に現像スリーブ（８）と
導電性ローラ（７）との間に、現像剤（Ｄｅ）中の絶縁
性トナーを導電性ローラ（７）の局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。この電界は現像ス
リーブ（８）が接地されてその電位がＯｖとされるのに
対し、導電性ローラ（７）が−〇００Ｖの電位を維持し
ていることによって形成されるのであるが、現像スリー
ブ（８）の電位を一８００■に維持しておいたまま、導
電性ローラ（７）の電位を現像スリーブ（８）の電位に
対して、静電潜像の極性と同じ極性側に偏らせることに
よっても形成され得るものであり、この様にして前記電
界を形成する様にしても良い。但し、この場合別電源が
必要とされることとなる。

ところで、前記の如き電界が形成された場合、現像剤（
））のトナー濃度に依存して、導電性ローラ（７）の局
面に対して静電的に吸着される絶縁性トナーの量が変動
することは、既に本発明者によって経験されているとこ
ろである。このため、前記現像装置（ＭＤ）においては
、この現象を利用して次の様にして現像剤（Ｄｅ）のト
ナー濃度が検出される様になっている。即ち、前記現像
装置（ＭＤ）においては、前記絶縁性トナーの吸着量を
現像スリーブ（３）と導電性ローラ（７）との間を流れ
る電流量として測定するためのものとして前記電流計（
６）が設けられており、この電流計（６）の測定値に応
じて現像剤（Ｄｅ）のトナー濃度が検出される。なお、
電流計（６）の測定結果は、図示されぬ制御回路等に入
力され、現像槽（２）の内部に収容されている現像剤（
Ｄｅ）に対するトナー補給制御等に利用される。また、
前記絶縁性トナーの吸着量が前記電流量として測定され
るのは、絶縁性トナー自体一定の電荷を有する荷電粒子
と見なせるからである。

また一方、導電性ローラ（７）の局面に対しては、クリ
ーニングブレード（８）が軽圧接触されているうこのク
リーニングブレード（８）は、導電性ローラ（７）の周
面に対して静電的に吸着された絶縁性トナーをその周面
から掻き取って現像槽（２）内へと落下させるものであ
り、その他端は現像槽（２）の内壁に固定されている。

このため、粉煙となった後に導電性ローラ（７）によっ
て捕獲回収された絶縁性トナー、及びトナー濃度検出時
に導電性ローラ（７）の局面に吸着された絶縁性トナー
の各々は現像槽（２）内へと戻され、後程現像に使用さ
れることになる。これは、絶縁性トナーの有効利用に関
して極めて重要なことである。なぜならば、感光体ドラ
ム（１）の表面にトナー濃度検出用の基準潜像を形成し
、この基準潜像を現像することによりトナー濃度を検出
しようとする場合、基準潜像に吸着された絶縁性トナー
は無駄に消費されることになってしまうからである。更
に、現像スリーブ（８）の局面に対しては、スクレーパ
板（９）が圧接されている。このスクレーパ板（９）は
、現像領域を通過して現像スリーブ（８）の局面に沿っ
て搬送される現像剤（Ｄｅ）をその周である。更にまた
、現像槽（２）の内部下方には、矢印（ｅ）方向に回転
駆動される１対のスパイラルローラ（１０）が設けられ
ており、現像槽（２）内に収容されている現像剤（Ｄｅ
）は、このスパイラルローラ（１０）によって混合攪拌
される様になっている。

この様な構成において、現像時には、現像槽（２）の内
部に収容されている現像剤（Ｄｅ）の一部が現像スリー
ブ（３）の局面に磁気刷子状に吸着され、現像スリーブ
（３）及び磁気ローラ（４）の回転駆動に伴い現像スリ
ーブ（８）の局面に沿って矢印（Ｃ）方向へと搬送され
る。そして、現像領域において感光体ドラム（１）の表
面を摺擦し、その表面に担持される静電潜像を現像する
。そして更に矢印（Ｃ）方向へと搬送されることにより
、スクレーパ板（９）によって現像スリーブ（３）の局
面から掻き取られて現像槽（２）の下方へと落下される
。この現像時において、現像槽（２）の内部で現像剤（
Ｄｅ）の粉煙が発生するのであるが、それらは、導電性
ローラ（７）によって外部への飛散路を実質的に遮蔽さ
れるなり、あるいは導電性ローラ（７）の局面に静電的
に吸着されるなりして外部への飛散が確実に防止される
。

一方、トナー濃度検出時、即ち、非現像時４１よ、切替
スイッチ（Ｓｗ）が切替られることにより、現像スリー
ブ（８）と導電性ローラ（７）との間に８００ｖの電位
差を有する電界が形成される。そして、この電界の形成
により、非現像時にのみ始めて、現像剤（Ｄｅ）のトナ
ー濃度に応じた量の絶縁性トナーが導電性ローラ（７）
の局面に吸着されることとなる。そして、この絶縁性ト
ナーの吸着量は適時、電流計（６）によって間接的に測
定され、その測定結果に基づき現像剤（Ｄｅ）のトナー
濃度が検出される。この際、現像スリーブ（３）、磁気
ローラ（４）、ス／’ｅイラルローラ（１０）等は回転
駆動されており、現像時と同様に現像槽（２）の内部で
現像剤（Ｄｅ）の粉煙が発生されるのであるが、現像時
と全く同様にしてその飛散は導電性ローラ（７）によっ
て確実に防止される。

なお、非現像時であって現像装置（ＭＤ）の非作動時に
は前記トナー濃度の検出は行われない。

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、この実施例は種々の変更が可能である。例え
ば、前記導電性ローラ（７）は現像領域に対して現像剤
搬送方向後方側の現像スリーブ（３）の局面に対向する
位置に設ける様に変更しても良く、また、手前側及び後
方側の両方の現像スリーブ（８）の局面に対向する様、
２つ設けても良い。

また、第２図に示される如く、トナー濃度検出時に導電
性ローラ（７）の局面に吸着される絶縁性トナーの量を
導電性ローラ（７）の局面の反射濃度として測定するた
めに、発光素子（１１〕と受光素子（１２）との対から
構成される濃度測定素子（１８）を導電性ローラ（７）
の局面に対向して設けても良い。この場合、電流計（６
）の設置は不要である。

発明の効果 本発明に係る磁気刷子現像装置においては、静電潜像担
体の表面に対して微小間隙を保って設けられている導電
性部材によって現像剤の粉煙の飛散が防止されるので、
それらの飛散防止のために、静電潜像担体の表面に対し
て摩擦接触する部材は実質的に必要とされない。このた
め、これらの部材によって感光体等の静電潜像担体の表
面が損傷されたり、あるいは静電潜像が乱されたりする
といった問題は生じ得ない。また、トナー濃度の検出に
関しても、前記導電性部材が巧みに利用されているので
、そのための構成自体も簡略である。なお、現像バイア
ス電源自体も巧みに利用され得るので、より一層、その
構成自体簡略化することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気刷子現像装置の一実施例を示
す図面、第２図はその要部変形例を示す図面である。 ＭＤ・・・磁気刷子現像装置　Ｄｅ・・・磁性現像剤Ｓ
ｗ・・・切替スイッチ　　　Ｓｌ、Ｓ２・・・スイッチ
接点１・・・電子写真感光体ドラム　８・・・現像スリ
ーブ４・・・磁気ローラ　　　　５・・・現像バイアス
電源６・・・電流計　　　　　　１・・・導電性ローラ
８・・・クリーニングブレード　１１・・・発光素子１
２・・・受光素子　　　　　１８・・・濃度測定素子第
１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、内部に現
   像磁石を有する導電性現像スリーブと、現像スリーブの
   局面に沿って現像剤を搬送する手段と、静電潜像担体の
   表面に対して微小間隙を保つと共に、前記現像剤搬送手
   段によっ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、トナー濃度検出時に現像
   スリーブと導電、柱部材との間に、現像剤中の絶縁性ト
   ナーを導電性部材の表面に対して静電的に吸着させる方
   向の電界を形成する手段と、導電性部材の表面に対して
   静電的に吸着された絶縁性トナーをその表面から掻き取
   る手段と、導電性部材の表面に対して静電的に吸着され
   た絶縁性トナーの量に応じて現像剤のトナー濃度を検出
   する手段とを備えたことを特徴とする磁気刷子現像装置
   。 ２　絶縁性トナーと、１０１２０Ｇ以上の抵抗値を有す
   る平均粒、径１０〜５０μｍ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。 ６、導電性部材が、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の局面に対向する位置に設けられて
   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。 ４、電界形成手段が、現像スリーブと導電性部材とに対
   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
   同じ極性のバイアスを印加するバイアス電源と、トナー
   濃度検出時に現像スリーブと前記バイアス電源との接続
   を断つ一方、現像スリーブを接地するスイッチング素子
   とからな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。 ５、トナー濃度検出手段が、トナー濃度検出時に現像ス
   リーブと導電性部材との間に流れる電流量を測定する電
   流計を有す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っ６、トナー濃度検出手段が、ト
   ナー濃度検出時に導電部材の表面の反射濃度を測定する
   濃度測定素子を有す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。 乙　導電性部材が、回転駆動される導電性金属ローラか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６
   項までのいずれ力°）に記載の磁気刷子現像装置。