JPS5968762A - 磁性現像剤現像装置 - 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】 本発明は、磁性現像剤現像装置に関する。磁性トナー等
の磁性現像剤を用いて、感光ドラム等の潜像担体の潜像
を現像する装置は公知である。

従来、感光ドラム上の静電潜像を磁性トナーで現像する
現像装置では、現像スリーブとマグネットロールの一方
もしくは双方を回転させることによって、磁性トナーを
層状に現像領域へ搬送する。

そして、所望の磁性トナ一層の厚さで現像するだめに、
トナーホッパ等の磁性現像剤容器の開口部にはドクタブ
レードが設けられ、トナ一層の厚さに対応して、現像ス
リーブ表面との間隔を０．２　ｍ。

〜０．５　ｍｍ程度に設定し、トナ一層の厚さを規制し
ている。

しかし、トナーの流れをせきとめる構成であるため、ト
ナーに大きな圧力がかかり、トナーの塊集が発生し易く
、この塊集がドクタブレード部に詰って、均一な厚さの
トナ一層を安定に形成することが妨げられることがある
。この現像はブロッキングと呼ばれている。ブロッキン
グを防止する目的でホッパと現像スリーブを分離した構
成とし、現像スリーブ上のトナー量を検出し、ホッパー
より現像スリーブ上へトナーを搬送する手段を前記検出
信号によシ制御する方式が提案されている。しかし、実
用上この方式はトナー量検出精度が悪く、搬送手段が複
雑な構成となる欠点を有する。

本発明の目的は、このようなブロッキングの問題を解決
することにあり、これを、非磁性の現像スリーブの回転
軸方向に沿って現像スリーブの表面に当接もしくは近接
してストッパを設けることによって、搬送領域すなわち
磁性現像剤層形成領域を規制し、且つ、現像スリーブと
マグネットロールとを共に、潜像担体の潜像を現像する
領域から、現像スリーブと磁性現像剤容器と現像スリー
ブとで形成される開口部へ向けて回転させ、磁性現像剤
層の所望の厚さに応じて現像スリーブとマグネットロー
ルとの回転数を設定することによって達成したものであ
る。

本発明においては、現像スリーブに拘束されて開口部へ
向かう磁性現像剤とマグネットロールによってストッパ
へ向かう磁性現像剤とがあり、両者の回転数によって磁
性現像剤層の厚さが決定されるものであり、従って開口
部は主に磁性現像剤の供給のために存在し、そのため、
磁性現像剤層の所望の厚さに比べて十分大きな間隙を持
つものでよく、逆に、磁性現像剤層の所望の厚さよりも
小さい間隙に設定しておいても、現像スリーブに拘束さ
れて動く磁性現像剤は搬送領域から磁性現像剤容器へ入
る方向であるだめ、磁性現像剤へかかる圧力は小さく、
塊集は発生し難いものであり、次に実施例を用いて説明
する。

第１図は本発明の実施例を示す側断面図であり、１は静
電潜像を担持し且つ回転する感光ドラム、２はトナーホ
ッパ、２ａはその開口部の側板、３は磁性材とプラスチ
ックとを主成分とする磁性トナー、４はゴム板の（ある
いは金属板をスポンジゴムで被覆した）ホラ・ぐ側板、
５は感光ドラム１の現像領域から開口部に向う方向に回
転する非磁性の金属の現像スリーブ、６は現像スリーブ
５内にあってＳ極とＮ極とが交互に配置されたものであ
って現像スリーブと同一方向に回転するマグネットロー
ル、７は現像スリーブの回転軸方向に沿って現像スリー
ブの表面に当接もしくは近接して設けられ、磁性トナー
の搬送領域を規制するものであり、当接する場合はゴム
材で構成されたものを用い、微小間隔で近接する場合は
金属で構成されたものを用いるものである。

又、ホラ・母側板４は現像スリーブ５０表面に当接して
おシ、トナーホッパ２外の磁性トナー３が現像スリーブ
の回転に伴なってトナーホッパ２の外へ漏れることを防
止している。

又、開口部の側板２ａは、現像スリーブ５の表面と適当
な間隔をもって現像スリーブ５０回転軸方向に沿って設
けられ、その間隔をトナーホラ・ぐの開口部とする。そ
の開口部は後に説明する如く磁性トナー３の厚さを規制
するドクタブレードの作用を有せず、磁性トナー３がト
ナーホッパ２外へ搬送される出入口となる機能をもつ。

よって開口部間隔は０．２朋〜２ｍｍ程度の適当に値に
決められうる。

次に現像スリーブ５とマグネットロール６の回（５） 転方向と磁性トナー３の搬送方向について説明する。

現像スリーブ５は矢印ａ方向へ回転する。つまり、トナ
ーをホラ・ぞ２内へ引き戻す搬送を行う。

マグネットロール６は矢印す方向へつｔｐ現像スリーブ
５と同方向へ回転する。マグネットロール６の回転に伴
なって磁力線の略回転が発生し、磁性）す−３はマグネ
ットロール６の回転方向と逆の方向へ搬送される。つま
りマグネットロール６による搬送方向はトナーホラ・ぐ
２から搬出する方向であシ、現像スリーブ５による搬送
方向と相対する方向である〇 次に具体的な数値で説明する。飽和磁化５２ｅｍｕ／ｇ
の粒径１０〜２０μｍの磁性トナーを使い、直径３７？
１ｌ１１１の現像スリーブと１６極６００ガウスの磁束
密度を有するマグネットロールで現像スリーブ回転数６
０　ｒｐｍｓマグネットロール回転数１８０Ｏｒｐｍで
回転したとき、トナー高さ０．４ｆｉを安定して得るこ
とができた。

第２図は、本発明における磁性トナ一層の厚さく６） を、現像スリーブ回転数及びマグネットロール回転数と
の関係で説明する図である。

測定に使用した現像スリーブ５は直径３７闇、長さ３０
０ｍｍであり、マグネットロール６はスリーブ表面で各
極の最高値が６００ガウスの磁束密度を有する１２極構
成である。使用した磁性トナー３は粒度分布１０〜２０
μｍ１飽和磁化６０　ｅｍｕ／ｇである。

トナー厚さの測定にはチェンマー社製光学微小変位計を
使用した。後に詳しく説明するが、マグネットロール６
の極上では磁性トナーで形成された連鎖が磁力線に沿っ
て立ち上がるだめ、トナ一層は山部となり逆に極の間で
は磁性トナ一連鎖が倒れ谷部となる。

第２図ではトナー厚さは谷部を測定したものであシ、Ａ
、Ｂの２曲線はマグネットロール回転数を１１０００ｒ
ｐと１５０　Ｏｒｐｍで固定し、スリーブ回転数を変動
させたときのトナー厚さの関係を示す。

測定の結果、次の事柄が判明した。

（Ａ）　　マグネットロール回転数を固定した場合、ト
ナー厚さはスリーブ回転数が増加すると略反比例の関係
で減少し、さらに増加すると最終的には磁性トナー３は
トナーホッパや２内へ全て回収されてトナーホッパ２の
外には磁性トナー３は存在しなかった。

（Ｂ）トナー厚さはマグネットロール回転数とスリーブ
回転数によって決まり、再現性と長時間の安定が確認で
きた。

さらに実験によって次の事柄が判明した。

（Ｃ）トナーホラ・ぐ２内の磁性トナー３の量を増減し
てもトナー高さは変動しなかった。

■）搬送中の磁性トナー３を現像スリーブ５上から外部
へ取り去っても、トナー高さは一度減少するが、すみや
かにトナーホラ・′ｅ２から磁性トナー３が供給されて
元のトナー厚さに戻った。

（Ｅ）トナー厚さはトナーホラ・や２の出口近傍からス
トッパ７の近傍まで均一の高さが形成された。

（Ｆ）　　他の市販品の磁性トナー（飽和磁化５２ｅｍ
ｕ／ｇ、粒度分布１０〜２０μｍ）に変更した場合も先
の第２図の測定値とほぼ同一の測定結果を得だ。

次に第３図を用いて本発明の搬送作用について説明する
。第３図は説明の簡略化のため、直線的に展開して示し
ている。

本発明者等は、本発明のトナー搬送の状態を観測したと
ころ、トナ一層の下層は主として現像ス１１−ブ５の回
転に依存する搬送（以下、該搬送をスリーブ搬送という
）に、上層は主としてマグネットロール６の回転に依存
する搬送（以下、該搬送をマグネットロール搬送という
）に分離していた。一般に知られている如く、スリーブ
搬送は現像スリーブ５の回転方向と速度が等しい。スリ
−ブ搬送の拘束力はマグネットロール６への磁気吸引力
の現像スリーブ面に垂直な成分に対応する摩擦力と解釈
される。該拘束力は現像スリーブ５表面と磁性トナー３
の間、及び磁性トナー３０間にも作用するから、スリー
ブ搬送の能力は高く、十分に厚い磁性トナ一層を搬送で
きる。第３図では現像スリーブ回転方向が矢印ａ方向で
あり、スリーブ搬送方向は矢印Ｃ方向となる。これに対
してマグネ、トロール搬送は、一般に知られる如く磁力
線の略回転に伴なった磁性トナーの連鎖の自転（９） 運動であり、搬送速度はマグネットロールの極数とマグ
ネットロールの回転数及び磁性トナーの連鎖の長さの王
者の積とおおよそ等しいと説明されうる。マグネットロ
ール搬送の搬送方向は先に説明した如く第３図でマグネ
ットロールの回転方向が矢印す方向であるから、その反
対方向であって矢印ｄで示される。マグネ、）ロール搬
送に拘束されるトナー厚さ、つ１９上述した磁性トナー
の連鎖の長さは磁性トナーの磁気特性とマグネットロー
ルの磁束密度で決まると解釈される。

一般にマグネットロール搬送に拘束される磁性トナーの
厚さは小さい。

第３図で本発明の磁性トナーの搬送状態を具体的に説明
すると、マグネットロール搬送に拘束された磁性トナー
はスリーブ搬送速度よりマグネットロール搬送速度がわ
ずかながら犬であるためスリーブ搬送に拘束されるトナ
一層の上を両者の差の速度で矢印ｄ方向へ進む。次にト
ナーホッパ・ぐ７に衝き当たると、当然マグネットロー
ル搬送は速度が落ち、その結果スリーブ搬送速度より小
と（１０） なる。このためマグネットロール搬送に拘束されていた
磁性トナーはスリーブ搬送に拘束される。

よって下層をＣ方向へ搬送される。

次に、ホラ・ぐ側板４によってトナー溜りがトカーホッ
・ぐ２内に発生しているからＣ方向へ進んだ磁性トナー
はトナー溜りに吸収される。あるいは再びマグネットロ
ール搬送に拘束されて矢印ｄ方向へ搬送される。以」二
、説明した如くに磁性ｌ・カー３は連続に搬送されるか
らそのときのトナー厚さはマグネットロール搬送に拘束
される）・カー厚さと両搬送速度、つ捷りマグネットロ
ール搬送速度とスリーブ搬送速度で決捷ることになる。

換言すればマグネットロール搬送で搬出された磁性トナ
ーはスリーブ搬送で回収される。一方、スリーブ搬送の
拘束力が十分に高いために磁性トナー３はスリーブ搬送
を停止するホラ・ぐ側板４によってトナー溜りを形成す
る。これを数式的に説明すると、マグネットロール搬送
に拘束されるトナー厚さをへ、トナ一層全体の厚さをｌ
とする。

よってスリーブ搬送に拘束されるトナー厚さば（Ａ−１
）となる。さらにマグネッｌ−ｏ−ル搬送速度をＶ、ス
リーブ搬送速度をＶとすると次式が成立する。

Ｚｍ　（ｖｍ　　ｖ　ｓ　）　＝（Ｚ　　Ｚｒｎ）　ｖ
ｓ左辺はマグネットロール搬送による搬送量を示し、右
辺はスリーブ搬送による搬送量である。

上式を変形すると容易に次式となる。

を−侃（ｖｍ／ｖ） この式はトナ一層の高さｔはマグネットロール搬送に拘
束されるトナー厚さＬが一定のときマグネットロール搬
送速度とスリーブ搬送速度の比で決することを示す。こ
れは第２図で説明した本発明者等の実験で求めた傾向と
一致している。ただし、実験で判明した結果ではマグネ
ットロール搬送に拘束されるトナー厚さｔｍはマグネッ
トロール搬送速度Ｖの変数になることを注意する必要が
ある。

磁性ｌ・カーによる現像では感光ドラム１と現像スリー
ブ５との間隙に対してトナ一層の厚さを適当にとること
は現像画像の品質、濃度にとって重要である。本発明で
は磁性トナーの磁気特性やマグネットロールの磁束密度
は現像特性に大きな影響をもつ要因であり、容易に変更
できないので固定しておき、マグネットロール回転数と
スリーブ回転数を適当に選ぶことによって所望のトナ一
層の厚さを決めることができる。

次に本発明ではトナーホラ・ぐの開口部の間隙はトナ一
層の高さを決める要因とはならないことは上記の搬送の
説明で明らかであるが、本発明者等は開口部の間隙が所
望のトナ一層の厚さより狭い場合でも、開口部からマグ
ネットロール搬送による搬出が発生し、開口部の間隙が
十分に広い場合と同じトナー厚さを形成し、長時間の現
像を行なってもトナー補給に問題のないことを確認した
。

ホッパ２の側板２ａによる開口部を０．２　ｔｍｈｌ程
度に設置しても長時間安定した現像が行々えた。これは
マグネットロール搬送力は弱く、この流れをせき止める
如く障害物が存在してもトナー塊集が発生しないためと
解釈できる。これは、トカーホッ／ｅヘゴミが混入し易
い環境で使用する場合には有利となる。もちろん、開口
部間隔が極端に狭くな（１３） っだ場合は、マグネットロール搬送による搬送は停止さ
れる。これはマグネットロール搬送速度が磁性トナーの
連鎖に比例するため微小間隙によって磁性トナーの連鎖
が短くなり、マグネットロール搬送速度が低下する。こ
の結果スリーブ搬送速度より小さく々ったときこの微小
間隙を通過できないと説明される。

実験では、この間隔は０．１謳程度であった。このこと
は又、ストノ・Ｊ？７を現像スリーブ５０表面に必ずし
も当接させる必要がないことを説明し得る根拠でもあり
、両者の間に０１箇程度以下の間隔で近接させておくこ
とにより、磁性トナーがストン・ぐ７から外へ漏れない
ようにすることができる。

なお、以上の説明では、磁性トナーを使用した場合につ
いて説明したが、他の磁性現像剤、例えば、非磁性トナ
ーと鉄粉キャリヤとの混合剤、磁性トナーとキャリヤと
の混合剤、あるいは非磁性トナーと磁性トナーとの混合
剤を用いる、磁性現像剤現像装置に適用し得る。

（１４） また、ストッ・や７とホラ／Ｆ’　（Ｉｌｌ板４とを設
けた例で説明したが、両者を兼用させて、ホッパ側板４
の外壁にスト、パの機能を持たせるか、又はホッパが現
像スリーブを大きく取り寸くようにして、ストッ／Ｆ７
にホラ・ぐ側板４の機能を持たせてもよい。

以上の説明から明らか々ように、本発明では磁性現像剤
の搬送領域を開口部とストア・ぐとの間に規制し、現像
スリーブ搬送とマグネット搬送との均衡によって所望の
現像剤厚さを設定しているため、太き々圧力を受けずに
現像剤を搬出でき、塊集発生を防止し得る優れた効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図は、
本発明におけるトナー厚さと回転数との関係を示す説明
図、第３図は本発明における搬送作用を説明するために
示した展開図である。 １・・・感光ドラム、２・・・トナーホッパ、２ａ・・
・開口部のホッパ側板、３・・・磁性トナー、４・・・
当接部のホラ・ぐ側板、５・・・現像スリーブ、６・・
・マグネットロール、７・・ストツノや、ａ・・・現像
ス’Ｊ　　’ｊ”回に方向、ｂ・・・マグネットロール
回転方向。 特許出願人　沖電気工業株式会社 第２図 第３図 手続補正書（師） １　事件の表示 昭和５７年　特　許　　願第１７７５８１号２　発明の
名称 磁性現像剤現像装置 ３　補正をする者 事件との関係　　　　　　　特　許出　願　人任　所（
〒１０５）　　東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号名称
（ｏ　’；ｚ　９）　　　沖電気工業株式会社代表者　
　　　　　　取締役社長橋本南海男４代理人 住　所（〒１０５）　　東京都港区虎ノ門１丁目７番１
２号沖電気工業株式会社内 電話　５０１−３１１１（大代表）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁性現像剤の容器であって現像スリーブとの間で現像剤
   搬送の開口部を形成するものと、潜像担体の潜像を前記
   磁性現像剤で現像する現像領域から、前記開口部へ向う
   方向に回転させられる前記現像スリーブと、 当該現像スリーブの内側に設けられ且つ当該現像スリー
   ブと同じ方向に回転させられるマグネットロールと、 前記現像スリーブの回転軸方向に沿って、当該現像スリ
   ーブの表面に当接もしくは近接して設けられ、当該現像
   スリーブの表面における磁性現像剤層の搬送領域を規制
   するストッ・ぐとを備え、前記磁性現像剤層の所望の厚
   さに応じて、前記現像スリーブの回転数と前記マグネッ
   トロールの回転数とが設定されていることを特徴とした
   磁性現像剤現像装置。