JPS5931705B2 - トナ−層厚調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトナー層形成装置に関するものであり、特にト
ナー支持手段上のトナー層厚を調節可能としたトナー層
厚調節装置に関するものである。

従来、静電荷パターンを現像する乾式現像法として、現
像剤の構成から区分すると二成分現像法と一成分現像法
がある。前者は現像剤が、鉄粉やガラスビーズ等のキャ
リア粒子と実際に静電像を現像するトナー粒子との混合
物からなる。この二成分現像法はキャリア粒子とトナー
粒子との混合比の変化による画像濃度の変動、キャリア
粒子の劣化にともなう画質の低下という欠点を有してい
る。一方、後者の一成分現像法は、キャリア粒子が存在
しない為、上記の二成分現像法のもつ欠点はなく、現像
法として将来性の高いものである。

一般的に知られかつ用いられている一成分現像剤は、相
対的な運動による摩擦帯電や静電像と対向する現像領域
迄現像剤を搬送する手段の必要性等から、トナー粒子内
に磁性粉体を包含せるものである。しかるに、該磁性粉
体の含有量は、転写紙上のトナー像を該転写紙に定着す
るために、熱あるいは圧力等の手段を用いて転写紙にト
ナーを結着させるので、おのずと制限されてくる。実用
上、磁性粉体はトナー粒子の１０重量％から６０重量％
を占めるものであるが、樹脂と磁性粉体の比重の違いか
らトナー粒子中の磁性粉体の体積占有率は、２０％以下
程度となり、トナー中での磁性粉体の体積占有率がごく
少ない事から、磁界中でのトナーの挙動は、磁性粉体単
体とは異なり、磁極位置で密度が疎な長いブラシを形成
しにくくなる。その為に、トナー支持部材上でトナー層
の厚みを数ｍｌに規制した場合支持部材土のトナー層は
、ムラを生じやすく不均一なものになりやすい。この支
持部材上のトナー層の不均一性は現像画像に直接再現さ
れやすく、また、密なトナー層であるので層厚にバラツ
キが生じると、静電像保持部材である光導電体表面に圧
接されトナーが凝集したりあるいは、光導電体を損傷す
る危険性がある。

したがつて、このような意味から一成分磁性トナーを用
いる現像法としては、均一なトナーの薄層をトナー支持
部材上に形成する必要性がある。一般的に、支持部材上
の粉粒体の層厚を規制する為に厚み規制部材を支持部材
表面に近接させスリツトを形成し、支持部材が厚み規制
部材に対して相対運動を行なつた場合、実際に厚み規制
されたトナー層厚は、前記のスリツト間隙よりもいくぶ
ん厚いものとなる。このような事情から、一成分磁性ト
ナーの現像においては、トナーの薄層を形成するために
、従来は厚み規制部材をきわめてトナー支持部材に近接
させなければならず、機械的な精度が要求され更に種々
の原因によつて凝集したトナーが、スリツトの微小間隙
にはさまり、その部分だけトナー層が形成されなくなる
事があつた。

本発明は、従来の一成分磁性トナーの現像装置が有する
上記のような欠点を悉く解消し、所望厚さの均一な現像
剤層を現像剤支持体上に形成することを可能とする装置
を提供するものである。

さらに本発明の主たる目的は、現像剤層の厚みを制御す
ることを可能とし、これによつて容易に現像濃度の調節
を行い得る現像装置を提供することにある。この様な目
的を達成する本発明に係る実施態様並びに実施例を、以
下図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る一実施態様を示すもので、図に於
て、１は主極２を有する固定のマグネツトロール、３は
該マグネツトロールを内包する非磁性スリーブである。
４は主極２に対向して配設された磁性体ブレードであり
、スリーブ３の回転に併つて、容器６より供給される絶
縁性磁性トナー５を、スリーブ３上に適正な厚みに塗布
する役割をもつ。

磁性ブレード４は、主極に対向していることが本質的に
重要であつて、両者の間に働く磁力によつてトナー容器
からスリーブ上へ塗布される磁性トナーの量が規制され
（特願昭５２１０９２４０号参照）、その結果、スリー
ブ表面上のトナー層の厚みは、上記両者の間隙以下とな
る。

しかも上記磁力によつて、トナーの集積５は適当にほぐ
されるため、スリーブ上極めて均一なトナー層が形成さ
れる。この絶縁性磁性トナーは、スリーブ表面上を搬送
される過程で、スリーブとの摩擦により帯電される。７
は静電像保持体であつて、その静電像に応じてスリーブ
３よりトナーが現像間隙を転移し顕像化される。

現像濃度は、一般にスリーブ上のトナー層の厚みに依存
し、厚ければより大きな現像濃度が得られる。従つて、
スリーブ上のトナー層厚を制御する手段があれば、利用
者が好みに応じて現像濃度を選択することが可能になる
。図示の実施態様では磁性ブレード４と、それに対向す
る主極２との相対位置を次の如く変えることにより、ス
リーブ３上に塗布されるトナー層の厚みを容易に変え得
ることが判明した。

即ち主極２の中心位置に対し、スリーブ回転方向を前方
、その逆方向を後方と定義すると、磁性ブレードの先端
を磁極の前方に位置せしめたときはトナー層は薄く、又
後方に位置せしめたときには厚くなる。例えば、第１図
において、主極２の磁極巾（着磁極の場合、最大表面磁
束密度の半値を有する幅をいう）は、０１−３００であ
つて、スリーブ表面最大磁束密度は１１００ガウスであ
る。又、スリーブ３と磁性ブレード４の間隙は１５０μ
に設定されている。トナー５は、ポリスチレン樹脂７０
部、磁性体（フエライト）２５部、カーボンブラツク３
部、荷電制御剤（Ｃｒ−）２部から成り、流動性向上の
ためコロイダルシリカ（Ｒ−９７２）が０．２ｗｔ％外
添されている。磁性ブレードと主極の位置を、該主極幅
の中心を基準として永久磁石を回転させることにより変
化させたところ、スリーブ３上に塗布されるトナー層の
厚みは、第２図ａに示される如く変化した。横軸は、磁
性ブレードと上記主極との相対位置、縦軸はトナー層の
厚みμである。ドツト印で示した点は、その位置ではス
リーブ上にトナーのムラが発生し、最早均一なトナーの
コーテイングは不可能になる限界値を示す。７は静電像
保持体であり、両像部（現像されるべき部分）電位＋５
００Ｖに設定されている。

スリーブ３と静電像担持体７は、最近接距離１５０μに
設定されており、トナーは現像空隙を介して、スリーブ
３より静電像担持体７へ転移する。１２は現像部にある
磁極であり、スリーブ表面磁束密度８００ガウスである
。

第２図ｂは、上記設定のもとでの現像濃度を磁性ブレー
ド４と主極２との相対位置を変えてプロツトしたもので
ある。

これから判るように、磁性ブレード４と主極２との相対
的位置変化によつて変化するトナー層厚と、現像濃度（
反射濃度）変化には強い相関がある。現像剤塗布磁極と
しての主極２の磁極幅として半値幅２１！（表面磁束密
度が最大磁束密度の半値となる幅）が３０面の場合を第
２図Ａ，ｂに示した。

次に、この半値幅を増大させ６０，とし、最大磁束密度
７５０ガウスの場合を第３図Ａ，ｂに示した。このとき
使用された磁性トナーは、スチレンマレイン酸樹脂６５
ｗｔ％、マグネタイト３３ｗｔ％、荷電制御剤２ｗｔ％
を混練、粉砕後、コロイダルシリカ０．２ｗｔ％外添ト
ナーによるものである。スリーブと磁性ブレード間隙を
２５０μに維持して他は第２図の場合と同様にして、該
スリーブ表面にトナー層を形成したところ、均一且つ薄
層を形成することができた。第２図Ａ，ｂの主極の半値
幅が３０ 磁性ブレードと主極との相対位置θは前方向約２５ブ、
後方向約１５のの範囲内であれば、第２図ａに示される
トナー層厚にて、実質的にコーテイング厚さムラのない
薄層がスリーブ上に形成できた。

したがつて、この相対位置範囲内で、この相対位置を変
化させることによつて現像濃度を変化させ、所望濃度の
顕画像を得ることができる。次に第３図Ａ，ｂの主極の
半値幅が６００の場合、磁性ブレードと主極との相対位
置θは前方向約４００、後方向約２０との範囲内であれ
ば、第３図ａに示されるトナー層厚にて、実質的にコー
テイング厚さムラのない薄層がスリーブ上に形成できた
。したがつて、この相対位置範囲内で、この相対位置で
変化させることによつて現像濃度を変化させ、所望濃度
の顕画像を得ることができる。磁性ブレード４と主極２
との相対位置が変わることにより、トナー層の厚みが変
わる原因は次のように推測される。第４図に於て、ｂは
磁性ブレードの先端が磁極の中心に位置した例、ａは磁
極の前方に位置した例、ｅは磁極の後方に位置した例で
ある。ａでは磁力は比較的後方に向つて集中し、トナー
を後方に引く力が強く働く。従つてブレードを通過して
スリーブに塗布されるトナー量は少なくなり、トナー層
は薄くなる。逆にｃでは、磁力は比較的前方に向つて集
中しトナーを前方に押し出す力が強く働く。従つて、ブ
レードを通過してスリーブに塗布されるトナー量は多く
なりトナー層は厚くなるものと考えられる。好ましい相
対位置θとしては、第２図Ａ，ｂ、第３図Ａ，ｂに示さ
れるように、前方向においては主極の半値幅２１によつ
て異なり、前述の通りであるが、更に好ましくはほぼ半
値幅の％（即ち１）までが良く、他方後方向においては
半値幅の変化によつても大きな変化を受けないがＩ／２
以下、また回転スリーブの場合約１５いの範囲内が好ま
しい範囲である。

半値幅を２１、磁性ブレードの主極に対する相対位置を
θとすると、フ と表わされる。

但し＋の符号は現像剤支持手段の移動の前方向、一の符
号は後方向を示している。このθの範囲のいずれにブレ
ードが位置しても、均一なトナー層形成が可能であるが
、更にこの範囲内でブレードと主極の相対位置を変化さ
せることによつて前述のように現像濃度を変化させるこ
とができる。このための濃度調整手段について以下説明
する。

第１図において、９は永久磁石１の中心軸８に連結され
たサーボモータ、１０は制御回路、１１は濃度選択ダイ
ヤルであつて、操作者が好みに応じてダイヤル設定する
と９が回転することによつて、磁性ブレード４と主極２
との相対位置が設定される。又、現像部の磁極１２は、
磁石ローラ１が回動することにより．現像部での磁力が
大きく変化しないよう、上記主極の半値眺 よりも大き
い磁極巾８２を有している（８１く８２）。第５図には
、永久磁石を回転させるための別の方法が示されている
。

１３は永久磁石の中心軸８にとりつけられたウオームで
あつて、１４はウオームホイルである。

１４は別のギヤを介して、濃度調整用のダイヤル１５に
連結されている。

本発明は以上の実施態様に限定されないことは勿論で、
スリーブ等の回転体でなく移動現像剤支持手段表面への
磁性現像剤のコーテイングに適用できる。また、静電潜
像の現像剤のみならず、磁気的潜像の現像のための現像
剤層の形成にも適用できる。

本発明の特徴をなす要件を具備した現像装置は次のよう
に例示される。（１）磁石１に対面して移動する非磁性
現像剤支持手段３と、磁性現像剤５を供給する手段６と
、上記磁石の主極２の位置に該現像剤支持手段表面と間
隙を保持して配設され磁力によつて該磁性現像剤の上記
現像支持体表面上への塗布を規制する磁性部材４と、該
磁性部材４と上記主極２との対向相対位置を該磁石の磁
力が働く範囲内において調節する手段９を設け、現像濃
度の調節を行うことを特徴とする現像装置。

（２）前記磁性部材４と前記主極２の中心との相対位置
をθとし、該主極の半値幅を２１とするとき、前記現像
剤支持手段３の移動方向へはθ≦１、またその逆方向へ
はθ≦ｌ／２の範囲内においてθを調節可能にしたこと
を特徴とする現像装置。

（３）前記現像剤支持手段３を静止した磁石ロール１を
内包する回転非磁性スリーブとし、該磁石ロールの主極
の中心に対する前記磁性部材の配設位置をθとし該主極
の半値幅を２１とするとき、該スリーブの回転方向に対
してはθ≦ｌ、該スリーブの回転方向とは逆方向に対し
てはθ≦１５ーの範囲内において、θを調整可能にした
ことを特徴とする現像装置。

（４）前記磁石が現像位置において前記主極の幅よりも
広い磁極幅の現像磁極１２を有することを特徴とする現
像装置。

このような構成を有する本発明装置は、上述したように
前記磁性部材４と主極２の中心位置との相対位置θを変
化させることによつて、該変化量に相応して現像剤支持
手段表面上の磁性現像剤層の厚さを調節し、もつて顕画
化される現像濃度を調節することができるから、所望の
再生画像の種類、色、形状等によつて好ましい濃度の顕
画像を得ることができ、従来のスリツト露光方式の複写
装置に適用される場合、露光量調節による濃度調節と相
俟つて充分にきめ細い濃度コントロールを行い得る効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の１実施態様の概略構成断面
図、第２図Ａ，ｂ、第３図Ａ，ｂは夫々磁性ブレードと
主極との相対位置とトナー層厚、現像濃度との関係を示
すグラフを示した図、第４図Ａ，ｂ，ｃは本発明の原理
を説明する説明図、第５図は現像濃度調節手段の１態様
を示す説明図である。 １・・・・・・磁石、２・・・・・・主極、３・・・・
・・現像剤支持手段、４・・・・・・非磁性部材、５・
・・・・・磁性現像剤、６・・・・・・磁性現像剤を供
給する手段、９・・・・・・調節する手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定磁石に対面して移動する非磁性トナー支持手段
   と、磁性トナーを供給する手段と、上記磁石の主極位置
   に該トナー支持手段表面と間隙を保持して配置され、磁
   力によつて上記トナー支持手段表面上の磁性トナーの層
   厚を規制する磁性部材と、上記磁性部材の先端と上記主
   極の磁極幅の中心とのトナー支持手段の移動方向に対す
   る相対位置を該主極の磁力が働く範囲内において調節す
   る調節手段を設け、トナー支持手段表面上の磁性トナー
   の層厚の調節を行うことを特徴とするトナー層厚調節装
   置。 ２ 磁性部材の先端と主極の磁極幅の中心との相対位置
   を、トナー支持手段の移動方向へは主極の磁極幅の中心
   からトナー支持手段表面上で、最大磁束密度の半値とな
   るところまで、またその逆方向へは主極の磁極幅の中心
   から、トナー支持手段表面上の最大磁束密度が半値とな
   るところの半分までの範囲内において調節可能にしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲の第１項に記載のトナー
   層厚調節装置。 ３ トナー支持手段を静止した磁石ロールを内包する回
   転非磁性スリーブとし、該磁石ロールの主極の磁極幅の
   中心に対する磁性部材の先端の配設位置を、該スリーブ
   の回転方向に対しては主極の磁極幅の中心からスリーブ
   表面上で最大磁来密度の半値となるところまで、該スリ
   ーブの回転方向とは逆方向に対してはスリーブの中心か
   ら見て主極の磁極幅の中心と磁性部材の先端との為す角
   度が１５゜以下の範囲内において調整可能にしたことを
   特徴とする特許請求の範囲の第１項に記載のトナー層厚
   調節装置。 ４ 磁石が現像位置において主極の幅よりも広い磁極幅
   の現像磁極を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項〜第３項のいずれか１項に記載のトナー層厚調節装
   置。 ５ 調節手段は固定磁石を移動させる手段であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１
   項に記載のトナー層厚調節装置。