JPS60257466A - 乾式現像装置 - 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】 抹匝す訪 本発明は電子写真法等の複写プロセスで使用される乾式
現像装置に関する。

従来技術 既に、実用化されている乾式現像方法として、磁性トナ
ーのみからなる粉体現像剤を用いる一成分現像力法があ
る。しかし、この−成分現像方法は、トナーに関しては
現像時に導電性を、転写時には絶縁性をという互いに相
反する条件を要求されるという点で困難な問題があり、
現状では、複写プロセスにあまり負担がかからず、転写
特性が良好な高抵抗を有する磁性トナーを使用し、種々
の対策な購じて現像特性の向上を図っている。

この種のλ・」策の−・つとし′０既に、本出願！（に
よって、第１図に示す様に、内部に磁気ローラ（２）を
有すると共に外周面上で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一方向に循環搬送するための現
像スリーブ（１）と、現像剤搬送方向［矢印（＋１）　
］の現像領域（Ａ）、１−流側に設けた穂高規制板（３
）と、この穂高規制板（３）の」−流側に現像スリーブ
（１）の外周面にヌ・］向する様に設けた前規制板（４
）と、穂高規制板（３）と前規制板（，４）との間に現
像スリー７（１）の外周面に向がって開口する様に形成
した空室（５）と、前規制板（イ）の」１流側に設置し
たトナー補給部（６）とをイ萌えた乾式現像装置が提案
されている（特Ｍ（ｉ昭５　Ｅｉ　１８３６３３号参照
）、。

この乾式現像装置においては、現像スリー７（１）の矢
印（１））方向の回転又は／及び磁気ローラ（２）１１
、　の矢印（”）方向の回転に基づパて・現像８リーフ
！’　（ｊ）の外周面上で予め供給されている磁性キャ
リアにトナーを補給して磁性現像剤を調製し、矢印（Ｉ
］）　’ｌｉ向に循環搬送し、現像領域（Ａ）にて矢印
（ｃ）方向に回転する感光体ドラム（０）の表面に担持
される静電潜像を現像する。現像後トナー濃度の低下し
た磁性現像剤は孔明きスクレーパ（８）（必ずしも必要
ではない）を通過し、トナー補給部（６）にてトナー補
給槽（７）内に収容されているトナーを補給される。

この乾式現像装置を用いれば、本来−成分現像系のトナ
ーによる現像であっても、磁性キャリアの混入によって
トナーの摩擦帯電の確実化、透磁率の向」二による搬送
力増大や、これに起因するトナー凝集の防止、現像領域
での実質電界、電界強度の増大等が図られ、現像特性の
大１Ｊな向」二を期待できる。特に、前記空室（５）の
存在によって現像領域（Ａ）へ搬送される磁性現像剤が
いったん空室（５）に’ｔｊ）溜して混合撹拌されるこ
とにより、磁性キャリアがトナー補給槽（７）内に拡散
されるのが防止され、現像領域（Ａ）において常時一定
のトナー濃度を維持できる。

ところで、以上の乾式現像装置を用いて本発明者等が種
々の実験を行なった結果、長時間作動さぜた際には、磁
性キャリアが現像スリーブ（１）の外周面」二よりトナ
ー補給槽（７〕内へ散逸する現象が羅認された。この散
逸によって現象スリーブ（１）の外周面上で調製される
磁性現像剤のトナー濃度が必要以」二に」二列し、キャ
リアの散Ｍが軸方向に不均一な場合には軸方向にトナー
濃度のむらが発生することとなる。

この様な問題点は、前記装置においてトナー補給部（６
）か周方向に比較的長く設定され、ｉ）　（ＸＩ）で供
給されたトナーが（Ｘ２）に搬送されるまでに磁性キャ
リアと（１１，今撹拌され、現像スリーブ（１）の外周
面」二から若干浮き」二つだ磁性キャリアが前規制板（
４）の先端で規制されること、１１）トナーが供給され
る場所と方向は矢印い／、）で示すとおりであり、磁性
キャリアが散逸する場所と方向は矢印（Ｙ２）で示すと
おりであり、磁性キャリアの散逸を効果的に防止しえな
いこと、に起因するものと考えられる。このため、若干
量の磁性キャリアが徐々にトナー補給槽（７）内へと散
逸して行くこととなる。

発を即とけ−（２） 本発明は前記乾式現像装置の改良としてなされたもので
、その目的は、現像スリーブの外周面一にで一方向に循
環搬送される磁性現像剤中の磁性キャリアが装置の作動
中にトナー補給槽内に散逸してイｔくことを確実に防止
することにある。

発−！Ｕへ粟支１ 以上の］」的を達成するため、本発明に係る乾式現像装
置は、本出願人が提案した前記乾式現像装置に、前規制
部材上流側にトナー補給槽と現像スリーブの外周面とを
導通する状態で形成したトナー供給通路と、トナー補給
槽内に設置され、トナー補給槽内に収容されているトナ
ーを前記トナー供給通路を通過させて現像スリーブの外
周面方向へと送り出すトナー供給手段とを設けたことを
要旨とする。

即ち、現像スリーブの外周面上で循ＲＷ！送される磁性
現像剤に対するトナーの供給部を周方向に短くし、供給
直後には前規制板を通過させること、及び磁性キャリア
の散逸をトナー供給手段によりイ」与されたトナーの搬
送力でいわば押えることによって磁性キャリアのトナー
補給槽内への散逸を防１にするのである。

実施例 第２図は本発明に係る乾式現像装置の一実施例を示し、
導電性非磁性材から円部状に形成した現像スリーブ（ｉ
、　ｏ　）内に、外周部にＳ、Ｎ極を順次着磁した磁気
ローラ（１１）を同軸に収納し、この現像スリーブ（１
，ｆ）　）をトナー補給槽（２＋））の開ｌ−１部に感
光体ドラム（９）の表面と近接する様に設置したもので
、磁性現像剤に磁気ローラ（１１）の矢印（ａ）方向の
回転又は／及び現像スリー７（１０）の矢印（１〕）方
向の回転に基づいて、現像スリーブ（１０）の外周面上
を矢印（１〕）方向に循環搬送される。

穂高規制板（２２）はトナー補給４＋’／（２０）の傾
斜した上面部の内面に一体に形成したちので、現像剤搬
送方向の現像領域（Ａ）の−に流側に設置されている。

前規制板（１２）はトナー補給槽（２０）の天井部に取
付けたもので、下部は前記穂高規制板（２２）の−１−
流側で現像スリーブ（］０）の外周面と対向している。

この前規制板（１２）はトナー補給槽（２１＋）内を現
像部とトナー収容部（２１）とに仕切る仕切板としでも
機能すると共に下端水平部（１２ａ）とトナー補給槽（
２０）の底部とでトナー供給通路（１３）を形成してい
る。この通路（１３）はトナー収容部（２１）と現像ス
リーブ（１０）の外周面とを導通する状態にあり、入口
側には供給規制板（１４）が設置されている。

さらに、穂高規制板（２２）と前規制板（１２）との開
には磁性キャリアを収納するための空室（１５）が現像
スリーブ（１０）の外周面に向ってのみ開口する様に形
成されている。この空室（１５）内に位置するフィン（
１６）は前規制板（１２）に多数枚のものを現像スリー
ブ（１０）の軸方向に傾斜させて取（＝Ｉけだもので、
磁性現像剤を空室（１５）内で現像スリーブ（１０）の
軸方向に撹拌する機能を有する。また、トナー補給槽（
２０）の下端であって現像領域（Ａ）の下方には、磁性
を有する現像剤こぼれ防止板（１７）、（１８）が設置
されており、現像領域（Ａ）からこぼれ落ちたトナーは
１、二の現像剤こぼれ防止板（１７）、（１８）によっ
て磁気的に吸着される。

一方、前記トナー補給槽（２０）のトナー収容部（２］
）の底部にはトナー供給羽４１Ｎ２３Ｌ　）ナエンプテ
ィ検出板（２５）が設置されている。トナー供給羽根（
２３）は支軸（２４）を支点として矢印（ｄ）方向に一
定速度で回転駆動可能であり、この回転にてトナーを前
記通路（１３）を通じて現像スリーブ（１０）の外周面
上を循環搬送される磁性現像剤に供給する。トナーエン
プティ検出板（２５）は支軸（２６）を支点として回転
自在であり、矢印（ｄ）方向に回転するトナー供給羽根
（２３）の当接にていったん」１動し、当接が解除され
た後は自重で下動する。この下動時間は収容されている
トナー量に応して変化、即ちトナー量が少なくなれば摩
擦による抵抗が減少して下動時間が短くなる。そこで、
この下動時間を適宜スイッチ７１１２段で測定すること
によりトナー量を検出し、エンプティになれば外部に表
示する様に構成されている。

また、トナー補給槽（２０）の上部にはトナー補充用の
カートリ７ノ（２８）が着脱自在に装着されている。カ
ートリソ：）（２８）内に予め収容されているトナーは
、カートリッジ蓋（２９）をトナー補給Ｈシ蓋（２７）
と一体に引き出すことにより、収容部（２１）内に補充
される。

次に、以」二の構成からなる乾式現像装置の作動につい
て説明する。

まず、最初に空室（１５）内に磁性キャリア、例えば強
磁性粒子とバイング型磁性粒子とを予め混合したものが
装填され、本装置が予備作動された後に、１ナ一収容部
（２１）内にトナーが装填される。この際、空室（１５
）内に装填される磁性キャリ゛アは、強磁性粒子のみか
らなるものでも良く、また予め磁性キャリア中にトナー
を混入したものを空室（１５）内に装填しても良い。そ
して、この状態で本装置によって静電潜像の現像が可能
となる。

ここで、トナーは磁気ローラ（１１）の矢印（ａ）方向
への回転及び現像スリーブ（１０）の矢印（ｌ〕）ヘの
回転に基ついて現像入’／−７（Ｉｎ）の外周面上を矢
印（１））方向に搬送され、空：＜（１５）を通過する
際に磁性キャリアと４１７１合撹拌され、トナーと磁性
キャリアとは各々摩擦帯電される。そして、この混合撹
拌の結果、磁性現像剤の各成分である）ナーと磁性キャ
リアとは、この時点で絶えす一定の混合比で一体化され
、現像領域（Ａ）においては磁性現像剤からなる磁気刷
子が確実に形成される。ここで形成される磁気刷子は感
毘体ドラｌ、（９）の表面を摺擦上その表面１−の♂Ｉ
ｉＩ電潜像全潜像して顕像化する。現像に供された後、
現像スリー７（１（＋）の外周面に残留する磁性現像剤
はトナー供給通路（１３）の出口側へと至り、ぞこで１
ナ一洪給羽恨（２３）の回転にてトナーか１′！（給さ
れた後、再度現像に供される。

現像バイアスとしては、通常の手法に基づいて直流電圧
を現像入り−フ（］、　Ｏ’　）に印加するか、こ１ れに交流電圧を重畳させても良く、また、現像スリーブ
（２）を接地する様にしても良い。

ところで、本装置を使用した場合には、長時間の作動に
よっても磁ｆ１：キャリアが）ナー収容部（２１）内に
散逸することはなかった。これは、次の理由によるもの
と考えられる。

１）現像領域（Ａ）に至る磁性現像剤の搬送量は租（高
規制板（２２）にて規制されるが、前規制板（１２）と
現像スリーブ（１０）とで形成される前規制ギャップは
、穂高規制板（２２）と現像スリーブ（４０）とで形成
される穂高規制ギャップよりも大きく設定されているこ
と。これにて、原則的に磁性キャリアは全てｉ’＋：ｉ
規制ギャップを通って空室（１Ｓ）へ至るからである。

１１）搬送量」−にある磁性現像剤に対してトナー供給
通路（１３）からトナーが供給され、トナーの０ξ給と
同１時に前規制板（１２）による規制がなさノすること
。

即ち、トナーが供給されてから前規制板（１２）による
規制がなされるまでに磁性現像剤に供給された１ナーと
磁性キャリアとが混合撹拌されることはなく、磁性現像
剤の層厚が増加することはないからである。詳しくは、
現像によってトナーが消費されると、消費分だけ磁性現
像剤の層厚が減少し、そこにトナーが供給されてｂ山“
、合撹拌がなければトナーは磁性現像剤の外側に位置上
前規制板（１２）によって規制されるのはこの様に供給
されたトナーのみである。従って、１１ｊ規制板（１２
）によって磁性現像剤が規制されることはなく、第１図
に示した装置の様に、層厚の増加にて浮き上った磁性キ
ャリアが前規制板（４）でｊＡ制されて散逸する不具合
は生しない。

１ｉｉ）磁性キャリアがトナー収容部（２１）内へ散逸
しようとする場所と方向に対してトナーが供給され、し
がもトナーはトナー（Ｊ（給羽根（２３）の回転にて搬
送力を付与されていること。

即ち、通路（１３）に位置する現像剤は前規制板（１２
）の規制作用と矢印（＋３）　方向の現像剤に対する搬
送力によって通路（１３）を第２図中右方に移動し現像
スリーブ（’１．０　）の外周面から離れようとする。

しかし、トナーは通路（１３）において供給羽根（２３
）の矢印（ｄ）方向への回転によって左方への搬送力を
イ」与され、磁性キャリアの散逸を押えることとなるか
らで゛ある。

一方、空室（１５）内では穂高規制板（２２）で規制さ
れた磁性キャリアとトナーとが滞溜して混合撹拌され、
特にｎｉｊ記フィン（１Ｇ）にて現像スリー７（＋（＋
）の軸方向にも十分に撹拌される。そして、現像領域（
Δ）において磁気刷子を形成する磁性現像剤のトナー濃
度は、空室（１５）に滞溜する磁性Ａ・ヤリアの量で決
まる。従って、現像領域（Ａ）でのトナー濃度は常に一
定値を保つこととなり、このトナー濃度は空室（１５）
内に予め装填される磁性キャリアの量に応して調整する
ことが可能である。

ここで、本装置を用いて本発明者等が行なった実験デー
タを示す。実験はトナーや磁性キャリアの種類や８７合
比を変えて、あるいは現像ギャップ、札１高規制ギャッ
プ、前規制ギャップ等の現像条件を変えて行なわれ、各
々良好な結果を得た。以下に示すデータはその一例であ
る。

磁性キャリア： フェライトキャリア（日本鉄粉社製Ｆ−１４１，。

平均粒径５　ｏμＩｎ　）と樹脂中に磁性微粉末を分散
させてなるバインダ型キャリア（平均粒径３７μＩｎ。

磁性粉含有率６６１％）とを２５８ずつ混合したもの。

トナー：　磁性トナー 磁性粉含有率　３０田ｔ％ 現像条件 現像スリーブ：　直径２４　、５　ｍｌｌＴ回転数　７
９ｒｐｍ 磁気ローラ　二　極数　１３ 磁束密度７５０ガウス 回転数　９００　ｒ１〕＋ｎ 現像ギ−ｔ−ツブ（ｄ］）　：　０．４５ｍｍ穂高規制
ギ＋’７プ（ｄ２）：　（’、１．３５ｍ＋ｎ前規制ギ
ヤｙブ（ｄ３）　：　１．５　ｍａｎ供給通路長（ｄ４
）　：　５．５　＋ｎｍ、借　供給通路高さくｄ５）　
：　３．５　＋ｎ＋ｎ１１′　プロセス速度　：　１１
２　ｍｍ／　５ｅｃ（感光体ドラム周速） 静電潜像最高電位　：＋５００Ｖ 現像バイアス　：　直流　＋２００＼゛交流　６　ｆ）
　（，１１１） ３Ｓ（）＼“ｌ”　Ｉｎ　り １ナ一供給羽根　二　回転数　６（ｌ　ｒｌｕｎこの実
験例では１０万枚の複写を行なったが、磁性キャリアが
トナー収容部（２１）内に散逸することはなく、複写画
像は最後まで良好であり、磁性キャリア自体の劣化らな
かった。

、１：ｔこ、現像領域（Ａ）におけるトナー濃度は２５
ｕ＋１％に相持されており、磁性キャリアの量を３０−
（’ｉ　（１８で変化させると、トナー濃度を１５〜５
０ｕ＋ｔ％の範囲で変化させることがＩ′ｉ丁能であっ
た。

トナー供給通路長（ｄ　４．　）に関しては、３ｍ＋ｎ
以にか望ましく、・・１〜１ｏｎｏｎ程度が良好であっ
た。短かいと磁性キーリアの散逸か見られ、艮すぎると
トナーの供給か不十分となる。トナー（５％給通路高さ
くｄ５）に関Ｕては、８ｍｍ以下が望ましく、２〜°７
ｍｍ程度が良好であった。狭すぎると１ナーの供給か不
十分となり、広くなると磁性キャリアの散逸か見ぬれた
。いずれも前記範囲外ではトナー供給通路（１３）とし
て所定の目的を達成できない。たたし、この種の数値や
前記トナー濃度は、磁気ローラ（１１）の磁力、磁性キ
ャリアや１ナーの種類によって適宜決定されるもので、
　表面に決定されるものではない。

なＪ３、トナー供給通路（］：（）の人１−１側に設け
た供給規制板（１，１，）は、本発明では必ずしも必要
なものではないか、トナー供給通路（１３）内でのトナ
ーの圧力を弱くする作用を奏する１、トナー供給通路（
１３）は狭いため、流動性のあ、１；ｌ）良くないトナ
ーを用いたＩ）すると、トナーか由：力によって固化す
るおそれかあり、これを肋１１するためである。従って
、供給規制板（１／１）は１す一供給羽根（２３）から
の直接圧力を緩和する機能を有するものに置換可能であ
る。例えは、１ナ一供給通路（１３）の入口側にメンシ
ュを張ったり、通路（１３）の底部に永久磁石や磁性板
を埋めてもよい。ただし、磁性板は磁気ローラ（１１）
の磁ノ月：て磁化されて供給圧力を緩和するものである
ため、磁気ローラ静止タイプの装置においてのみ用いる
ことができる。

また、空室（１５）内に設けたフィン（１Ｇ）も本発明
では必ずしも必要なものではないが、空室（１５）内に
おける磁性現像剤の撹拌性を向上さぜる作用を奏する。

そこで、同様の作用を奏するものとして空室（１５）内
に磁性相からなる棒状体を軸ノ月【１１に設置した構成
に置換可能である。この場合、磁性棒状体は磁気ローラ
く１１）の磁力にて磁化され、その周辺に撹拌用の磁界
を形成することとなる。従って、本実施例の如く磁気ロ
ーラ回転タイプの装置において有効である。

一すへ前記トナー供給通路（１３）は必ずしも前規制板
（１２）自体によって形Ｊ＆されることは必要なく、前
規制板（１２）の形状も本発明の目的を達成できる限り
任意である。例えば、下部の折り曲げ方向を第２図に示
したものとは反対方向としても良い。

さら［こ、現像スリーブ（１０）による現像剤の搬送力
を−に列させるためには、現像スリーブ（１０）の外周
面をブラスト処理等により微小凹凸を形成すれば良い。

介層の一然釆　− 以」二の説明で明らかな様に、本発明によれば、前規制
部材上）Ｉコ側にトナー補給４１！ｆと現像スリーブの
外周面とを導通する状態で１ナ一供給通路を形成すると
共に、トナー補給槽内にトナーを前記トナー供給通路を
通過させて現像スリーブの外周面方向へと送り出すトナ
ー供給手段を設けたため、現像スリーブの外周面」二で
一方向に循環搬送される磁性現像剤中の磁性キャリアが
装置の作動中に１ナー補給槽内に散逸することを確実に
防１１−でき、長期にわたって良好な画質の複′グ画像
を屑る、−とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術として開示する乾式現像装置の断面図
、＠２図は本発明に係る乾式現像装置の一実施例を示す
断面図である。 （９）・・・感光体ドラム、　（１０）・・・現像スリ
ーブ、（１１）・・・磁×ローラ、　（１２）・・・前
規制板、（１３）・・トナー供給通路、　（１５）・・
・空室、（２０）・・・トナー補給槽、　（２１）・・
・トナー収容部、（２２）・・・穂高規制板、　（２３
）中トナー供給羽根、χＡ）・・・現像領域。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代　理　人　前出　葆　はが２名 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現像スリーブの外周面一１−に磁気吸Ｘｆされてい
   る磁性キャリアに対して、トナー補給槽内に収容されて
   いるトナーを供給することにより、前記現像スリーブの
   外周面上において磁性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
   潜像担体表面に担持される静電潜像を現像する形態の乾
   式現像装置であって、 内部に磁気Ｕ−ラを有すると共に外周面上で前記磁性現
   像剤を一方向に循環搬送するための現像スリーブと、現
   像剤搬送方向の現像領域」１流側に設けた穂高規制部材
   と、この穂高規制部材」１流側に現像スリーブの外周面
   に対向する様に設けた前規制部材と、穂高規制部材と前
   規制部材との間に現像スリーブの外周面に向かって開口
   する様に形成した空室と、前規制部材上流側にトナー補
   給槽と現像スリーブの外周面とを導通する状態で形成し
   たトナー供給通路と、トナー補給槽内に設置され、トナ
   ー補給槽内に収容されているトナーを前記トナー供給通
   路を通過させて現像スリーブの外周面方向へと送り出す
   トナー供給手段とを備えたことを特徴とする乾式現像装
   置。