JPS6153677A - 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】 産業上の利用分野 本発明は電子写真複写プロセス等で使用される乾式現像
装置に関する。

従来の技術 既に、実用化されている乾式現像方法として、磁性トナ
ーのみからなる現像剤を用いる一成分現像方法がある。

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トナーを使用し、種々の対策を
講じて現像特性の向上を図っている。

この種の対策の一つとして、既に、本出願人によって、
第５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搬送するだめの現像スリーブ（
−１）と、現像剤搬送方向［矢印（ｂ）］の現像領域（
Ａ）上流側に設けた穂高規制板（３）と、この穂高規制
板（３）の上流側に現像スリーブ（１）の外周面に対向
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ブ（１）の外周面に
向かって開口する様に形成した空室（５）と、前規制板
（４）の上流側に設置したトナー補給部（６）とを備え
た乾式現像装置が提案されている（特願昭５８−１８３
６３３号参照）。

この乾式現像装置においては、現像スリーブ（１）の矢
印（ｂ）方向の回転又は／及び磁気ローラ（２）の矢印
（ａ）方向の回転に基づいて、現像スリーブ（１）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（ｂ）方向に循環搬送
し、現像領域（Ａ）にて矢印（Ｃ）方向に回転する感光
体ドラム（９）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
レーバ（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ら、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、透磁率の向上による搬送力
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
の大巾な向上を期待できる。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）に滞溜して混合撹拌されることにより
、磁性キャリアかトナー補給槽（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。　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　Ｉ発明が解決しようとする問題点 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、ブロッキングトナーが空室（
５）内ひいては現像スリーブ（１）上の磁性現像剤に供
給されてしまうという問題点及び長時間作動させた際に
は、磁性キャリアが現像スリーブ（＋）の外周面上から
トナー補給１（１ｙ（７）内へ散逸する問題点が確認さ
れた。この散逸によって現像スリーブ（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上に上昇
し、キャリアの散逸か軸方向に不均一な場合には軸方向
にトナー濃度のむらか発生ずることとなる。

曲者の問題点は、トナー補給部（６）が広く、ブロッキ
ングトナーの供給阻止あるいは粉砕機能を有しないこと
に起因する。

また、後者の問題点は、前記装置においてトナー補給部
（６）が周方向に比較的長く設定され、＋）（Ｘ＋）で
供給されたトナーが（Ｘ２）に搬送されるまでに磁性キ
ャリアと混合撹拌され、現像スリーブ（１）の外周面上
から若干浮き上った磁性キャリアが前規制板（４）の先
端で規制されること、百）トナーが供給される場所と方
向は矢印（Ｙｌ）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
ャリアか徐々にトナー補給槽（７）内へと散逸して行く
こととなる。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、現像スリーブの外
周面上で一方向に搬送される敵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行くこと
及びブロッキングトナーの供給を確実に防止することを
目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明に係る乾式現像装置は、本出願人が提案した前記
乾式現像装置を基本とするもので、磁気ローラの磁界の
及ぶ領域内に前記現像スリーブの軸方向に延在し、現像
領域上流側に設けられた空室とトナー補給槽とを導通す
るトナー供給用スリットと、トナー補給槽内に収容され
ているトナーを前記トナー０（給用スリットを通過させ
て前記空室内に供給するトナー供給手段とを備えていれ
る。

作用 即ち、トナー補給槽と空室は磁気ローラの磁界の及ぶ領
域内に現（象スリーブの軸方向に延在するトナー供給用
スリットでのみ等連され、トナー補給槽内に収容されて
いるトナーは、空室内のトナーの減少に応じて前記トナ
ー供給手段による搬送力にてスリットを通じて空室内に
供給され、ここで磁性現像剤と混合撹拌されて現像スリ
ーブの外周面上の磁性キャリアに対してトナーが供給さ
れることとなる。

この場合、スリット部分において、トナーはトナー供給
手段にて空室方向への圧力（供給力）を付与されている
ため、スリットからトナー補給槽内へと散逸しようとす
る磁性キャリアを抑え、その散逸が防止される。また、
トナー補給槽内のブロッキングトナーはスリット構成部
材に当接して粉砕されるかスリットの通過を阻止され、
ブロッキングトナーが空室を介して現像スリーブの外周
面上の磁性キャリアに対して供給されることが防止され
る。

実施例 第１図ないし第１１図は本発明に１糸る乾式現像装置の
一実施例を示し、導電性非磁性材から円筒状に形成した
現像スリーブ（１０）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（１０）をトナー補給槽（２０）の
開口部に感光体ドラム（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／及び現像スリーブ（１０）の矢印
（ｂ）方向の回転に括づいて、現像スリーブ（１０）の
外周面上を矢印（ｂ）方向に搬送される。

穂高規制板（２２）はトナー補給槽（２０）の傾斜した
上面部の内面に一体に形成したもので、現像剤搬送方向
の現像領域（Ａ）の上流側に設置されている。また、ト
ナー補給槽（２０）は第１仕切り仮（１２）と第２仕切
り板（Ｉ４）とによって現像部とトナー収容部（２１）
とに仕切られている。第２仕　　　　　　　　　　　（
切り板（１４）はトナー補給槽（２０）の底部に取付け
られ、先端部は現像スリーブ（１０）の外周面に近接し
ている。第１仕切り板（Ｉ２）はトナー補給槽（２０）
の天井部に取付けられ、下端部は第２仕切り板（１４）
の方向に折り曲げられ、この折り曲げ片（１２ａ）と第
２仕切り板（Ｉ４）とでトナー供給用スリット（１３）
が形成されている。スリット（Ｉ３）は前記磁気ローラ
（１１）の磁界の及ぶ領域内に現像スリーブ（１）の軸
方向に延在している。

さらに、穂高規制板（２２）と第１仕切り板（１２）と
の間には予め磁性キャリアあるいは磁性キャリアとトナ
ーとの混合物が装填されるための空室（１５）が現像ス
リーブ（１６）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（１
６）は第１仕切り板（Ｉ２）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付けたしので、磁
性現像剤を空室（Ｉ５）内で現像スリーブ（ｌＯ）の軸
方向に撹拌する機能を存する。、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
を存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
、この現像剤こぼれ防止板（１７）、　（Ｉ　１３）に
よって磁気的に吸着される。

一方、１ｉｒｉ記トナー補給槽（２０）のトナー収容部
（２１’）の底部にはトナー供給羽根（２３）、トナー
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１ｉｉｊ記スリツト（１３）側に搬送する。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上動し、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じて変化、
即ちトナー量が少なくなれば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ング手
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）の上部にはトナー捕充用の
カートリッジ（２８）か着脱自在に装着されている。カ
ートリッジ（２８）内に予め収容されているトナーは、
カートリッジ蓋（２９）をトナー捕９６槽Ｍ（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、以上の＋＋ｉ’を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）内に磁性キャリアとトナーと
の混合物からなるスタータが装填され、本装置が予備作
動された後に、トナー収容部（２１）内に磁性トナーが
装填される。この際、空室（Ｉ５）内には、面記スター
タに換えて磁性キャリアのみを装填しても良い。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、磁性トナーは磁気ローラ（１１）の矢印（ａ）
方向への回転に基づいて現像スリーブ（１０）の外周面
上を矢印（ｂ）方向に搬送され、空室（１５）を通過す
る際に磁性キャリアと混合撹拌され、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
るトナーと磁性キャリアとは、この時点で絶えず一定の
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光体ドラム（９）の表面を摺擦し、
その表面上の静電潜像を現像して顕像化する。現像に供
された後、現像スリーブ（１０）の外周面に残留する磁
性現像剤は再度空室（１５）へと至り、そこで新たなト
ナーが供給されて混合攪拌された後、再度現像に供され
る。

″　　トナーの供給は次の様にして行イつれる。

トナー収容部（２１）内に収容されている磁性トナーは
トナー供給羽根（２３）の矢印（ｄ）方向への回転にて
スリブＩ−（１３）側に搬送され、かつ磁気ローラ（１
１）の矢印（ａ）方向の回転に基づく脈動作用で第２仕
切り仮（１４）の第１図中右側面にｔｅって上昇し、ス
リット（１３）を通じて空室（Ｉ５）内に供給される。

供給型は空室（１５）内においてトナーが減少した分量
に対応する。　　　　　　　　　　　　　　　　１なお
、現像バイアスとしては、通常の手法に基づいて直流電
圧を現像スリーブ（１０）に印加するが、これに交流電
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
よっても磁性キャリアがトナー収容’Ｉ　（２１）内に
散逸することはなかった。これは、磁性キャリアが散逸
する箇所はスリット（１３）のみでδうるが、スリット
（Ｉ３）にはトナーが充愼されており、しかもこのトナ
ーはトナー供給手段としても機能する磁気ローラ（１１
）の磁界の作用を受け、その矢印（ａ）方向への回転に
て空室（Ｉ５）方向への圧力（供給力）を付与され、か
つトナー供給羽根（２３）の矢印（ｄ）方向への回転に
ても空室（Ｉ５）方向への圧力（供給力）を受けている
ため、磁性キャリアの散逸が抑えられることとなるから
である。

そして、本実施例にあっては磁性キャリアが散逸する方
向は第１図中トナー１ノ（給用スリット（１３）位置で
は下方であり、この部分では磁気ローラ（１１）の回転
に伴って磁性現像剤は上方への搬送力を受けているため
、磁性キャリアがトナー収納１（２１）内へ散逸しよう
とする力はあまり強くないといえる。

また、トナーは直ちに現像スリーブ（１０）上の磁性現
像剤に供給されるのではなく、いったん空室（１５）に
入ってここで混合攪拌されれるため、トナー粒子が十分
に帯電され、現像バイアスの印加が有効に作用し、トナ
ーのカブリ等を確実に除去できる。

さらに、ブロッキングトナーが空室（１５）に入りこみ
、ひいては現像スリーブ（１０）の外周面に供給される
こともなくなった。これは、供給通路が中挟のスリット
（１３）とされており、ブロッキングトナーがスリット
構成部材に当接（７て通過を阻止されると供に粉砕され
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１１丁ｊ記フィン（１６）にて現像スリーブ（１０
）の軸方向にも十分に撹拌される。そして、空室（１５
）内のトナー濃度が一定であれば、現像領域（Ａ）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一定
である。本発明では、トナーは消費された量のみがスリ
ット（１３）を通じて空室（Ｉ５）内に（）（給され、
空室（１５）内のトナー量（トナー濃度）は略一定であ
る。従って、体積制御に基つく自動トナ−７Ｃ度制御が
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混合比
を変えて、あるいは現像ギャップ、穂高規制ギヤツブ、
面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： 球形フェライトキャリア（富士電気化学社製）平均粒径
３５μｍ、抵抗１．５　Ｘ　Ｉ　Ｏ”Ｑｃｍ（４００Ｖ
　／ａｍの電界下で測定）、飽和磁化５０ｅｍｕ／ｇ０ トナー； スヂンレアクリル共重合体（グツドイヤー社製：ＰＬＩ
ＯＲＩＴＥ　　ＡＣ）１００重量部、磁性微粉末（チタ
ン工業社製：ＭＡＧＥＴＩＴＥ　　ＲＢ−ＢＬ）８０重
量部、カーボンブラック（三菱化成社製：ＭＡ＃　Ｉ　
００）４重量部、倚電制御用染料（オリエンント化学社
製：ＮＹＧＲＯ５ＩＮＥ）２重量部を溶融混合した後に
冷却粉砕、分繊して得られた平均粒径Ｉ２μｍ１抵抗値
１０Ｉ４Ωｃｍの磁性トナー。

スタータ： 予め空室（１５）内に装填される現像剤であり、前記キ
ャリア２００ｗｔ％と前記トナー１００ｗｔ％を混合攪
拌したもので、トナー濃度は３３ｗｔ％である。

現像条件 現像スリーブ：　直径２４．５ｉｍ 回転数７９ｒｐｍ 磁気ローラ　　・　極数　　８ 磁束密度７５０ガウス 回転数　９０　Ｏｒｐｍ 現像ギャップ（ｄｉ）　　　　：　　　０．４５ｍｍ穂
高規制ギャップ（ｄ２）　　：　　　０．３５ｍｍ　　
　　　　　　　　　　　　’第２仕切り仮ギャップ（ａ
）：　　　１５　　ｍｍスリット幅（ｂ）　　　　　　
：　　　１．５　　市スリット高さくｃ）　　　　　：
　　　１．Ｏｍｍプロセス速度　　　　　　：　　　１
１２ｍｍ／５ｅｃ（感光体ドラム周速） 静電虐政最高電位　　　：　　＋５００Ｖ現像バイアス
　　　：　直流　＋２００■交流　　６００１−１ｚ （３５０Ｖ　ｒｍｓ） トナー供給羽根　　：　回転数　　６　Ｏｒｐｍこの実
験例ではｌＯ万枚の複写を行なったが、磁性キャリアか
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もな
かった。

また、スタータは６４ｇを予め空室（Ｉ５）内に装填し
たか、この場合現像領域（Ａ）におけるトナー濃度は４
５ｗｔ％である。６４ｇのスタータを空室（１５）内に
装填した時点では空室（Ｉ６）の上部に若干の空隙が残
る。現像に先立って現像装置を予備作動すると、空室（
Ｉ５）内にトナーが供給されて空室（１５）はいイつば
満タン状態になる。この時点から現像が可能である。そ
して、スタータの量を変更することによる現像領域（Ａ
）でのトナー濃度の変化は第４図に示すとおりである。

従って、現像領域（Ａ）におけるトナー濃度は空室（１
５）内に予め装填される磁性キャリアの量に応じて調整
することが可能である。

第２仕切り板ギャップ（ａ）に関しては、１４〜２．５
曲の範囲が適当であり、広ずぎると磁気ローラ（１１）
の磁界の作用が弱まってトナーの供給不足を来たし、決
すざるとトナー供給か不安定となりトナーの濃度ムラが
発生する。また、スリット巾（ｂ）に関しては、１．４
〜２　、５　ｍｍ程度が適当であり、広ずぎるとトナー
の濃度ムラが発生し、決すざるとトナーの供給不足を招
来する。ただし、以上の数値や前記トナー濃度は、磁気
ローラ（１１）の磁力、磁性キャリアやトナーの種類に
よって適宜決定される乙ので、一義的に決定されるもの
ではない。

なお、空室（１５）内に設けたフィン（Ｉ６）は本発明
では必ずしも必要なものではないか、空室（１５）内に
おける磁性現像剤の撹拌性を向上させ゛る作用を奏ずろ
。そこで、同様の作用を奏するらのとして空室（１５）
内に磁性材からなる棒状体を軸方向に設置した構成に置
換可能である。この場合、社外棒状体は磁気ローラ（１
１）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。

また、現像スリーブ（１０）による現像剤の搬送力を上
昇さけるためには、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。

一方、第１図に示した乾式現像装置は、磁性トナーのみ
ならず、非磁性トナーと磁性キャリアとを使用して静電
層１象を現像する際にも使用可能である。この場合、ト
ナーは非磁性であるために、磁気ローラ（ＩＩ）の回転
に基づくトナーの自転作用によるトナーの供給は期侍で
きず、常にトナーを供給用スリット（工３）に対して圧
力を付与する手段が別途必要となる。この様なトナー供
給手段を設けることにより、トナーの消費で空室（１５
）に空隙ができるとトナーが空室（１５）に供給され、
トナー０度が一定値に保たれる。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、磁気ロー
ラの磁界の及ぶ領域内に現像スリーブの軸方向に延在し
、現像領域上流側に設けられた空室とトナー補給槽とを
導通するトナー供給用スリットと、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用スリットを通過
させて前記空室内に供給するトナー供給手段とを設けた
ため、前記スリットには常時トナーの供給圧力が作用す
ることとなり、現像スリーブの外周面上で一方向に搬送
される磁性現像剤中の磁性キャリアか装置の作動中にト
ナー補給槽内に散逸することを確実に防止でき、また前
記スリットの存在にてブロッキングトナーの空室への供
給を防止でき、その結果、長期にわたって良好な画質の
複写画像を得ることが可能である。　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１

【図面の簡単な説明】

１図の■−■断面図、第３図は部分断面図、第４図はト
ナー濃度を示すグラフである。第５図は先行技術として
開示する乾式現像装置の断面図である。 （９）・・・感光体ドラム、（１０）・・・現像スリー
ブ、（１１）・・磁気ローラ、（１２）・・・第１仕切
り板、（Ｉ３）・・・トナー供給用スリット、（１４）
・・・第２仕切り阪、（１５）・・空室、（２０）・・
・トナー補給槽、（２１）・・・トナー収容部、（２２
）・・・穂高規制板、（２３）・・・トナー供給羽根、
（Ａ）・・・現像領域。 特許出願人　　　ミノルタカメラ株式会社代理人　弁理
士　前出　葆　　　ほか２名第２図 一７６弓− ′＃；５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現像スリーブの外周面上に磁気吸着されている磁性
   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を
   現像する形態の乾式現像装置であって、 内部に磁気ロー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上流側に位置する現像スリー
   ブの外周面に向って開口し、予め磁性キャリアあるいは
   磁性キャリアとトナーとの混合物が装填される空室と、 前記磁気ローラの磁界の及ぶ領域内に前記現像スリーブ
   の軸方向に延在し、前記空室とトナー補給槽とを導通す
   るトナー供給用スリットと、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用スリットを通過させて
   前記空室内に供給するトナー供給手段と、 を備えたことを特徴とする乾式現像装置。