JPS62138878A - 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】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、潜像保持体面上の潜像を乾式現像剤により現
像する現像装置に関する。

更に詳しくは、現像装置内における現像剤の撹拌−搬送
・循環・トナー濃度検知の関連構成に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、静電潜像・電位潜像等の′を磁的潜像の乾式現像
手法・装置としては各種の方式のものが提案され、又実
用化されているが、何れも一長一短を有する。

例えば、２成分系現像剤を用いた現像方法では現像ロー
ラ上に塗布された該現像剤によって潜像の画像部を現像
する場合、現像剤中のトナーは現像ローラ上に塗布され
た現像剤のうちの数パーセント以下しか使用していない
、このことは現像器構成から考慮して非常に効率の悪い
ものである。

なぜならば所定の十分な現像濃度を得るために多情の現
像剤を現像ローラの回転毎に現像ローラ上に一定量かつ
トナー濃度を均一にして塗布する必要があるためである
。このため現像器構成は大型化Φ複雑化していた。

もちろん、この種の現像方式においても現像効率の向上
は試みられた。たとえば本出願人は特開昭５５−３２０
８０号、開閉５５−１３３０５８号、開閉５８−７０５
１３０号等で改善方式を提案し、且つ実用にも供してい
る（キャノン機種ＮＰ８５００）　、これによれば、現
像濃度をあげることができ、現像効率を上昇することが
できた。しかし、それでも画像部においてほぼ１００％
に近い現像効率を達成するには至っていない。

現像効率の向上という点では１成分現像方法の方が２成
分現像方法よりも優れている。その中でも本出願人が先
に出願した、特開昭５４−４３０３７号の現像方式ない
しは現像装置は現像ローラ（スリーブ）上に　１００　
ＪＬ以下のトナー薄層を形成し、スリーブ上に塗布した
そのトナーを画像部においてほぼ１００％に近い現像効
率で現像に供することができる。このため現像器構成を
小型化−簡略化して実用化することができた。

これは現像ローラ上に１００に以下というトナー薄層を
形成することができたため達成されたものである。ただ
しこの現像方式はトナーとして磁性トナーを用いるもの
であり、磁性トナーは磁性を持たせるためトナー内に磁
性体を内添しなければならず、これは転写紙に転写した
現像像を熱定着する際の定着性の悪さ、現像剤自身に磁
性体を内添するため（磁性体の通常黒色である）そのカ
ラー再現の際の色彩の悪さ等の問題点がある。

このため非磁性トナーの薄層形成方式としてビーバーの
毛のような柔かい円筒状のブラシにして、これにトナー
を付着塗布する方法や、表面がベルベット等のｍ維で作
られた現像ローラにドクターブレード等により塗布する
方式が提案されている。

しかしながら、上記繊維ブラシにドクターブレードとし
て弾性体ブレードを使用した場合、トナー量の規制は可
能であるが、均一な塗布は行われず、又現像ローラ上の
繊維ブラシを摺擦するだけではブラシの繊維間に存在す
るトナーへの摩擦帯電電荷賦与は行われないため、カブ
リ等の発生しやすい問題点があった。

而して、本出願人は上述従来の各種方式と全く異なる現
像装置として、非磁性トナーと磁性粒子を用い、トナー
担持体に対向して磁性粒子拘束部材を設け、トナー担持
体表面の移動方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁
界発生手段の磁気力によって磁性粒子の磁気ブラシを形
成し、磁性粒子拘束部材によって磁気ブラシを拘束し、
トナー担持体面に対して非磁性トナーを含む少礒の磁性
粒子の薄いブラシ状磁気吸着層を形成する方法を既に提
案した（特開昭５８−１４３３ｅｏ号）、そして該トナ
ー担持体と潜像保持体とを対向させ、現像部（潜像保持
体とトナー担持体との対向部）において潜像保持体とト
ナー担持体との間隙をトナ一層厚（トナー担持体面に形
成された非磁性トナーを含むル１．１のｍＫ：粒子の藺
いブラシ４ｋｍ媛賜書層）よりも広く設定し、交番電界
を印加することによって、潜像保持体表面に潜像パター
ンに対応したポジ又はネガの非磁性トナー現像画像を得
る方法を実用化した。

これは現像領域において、トナー担持体側の非磁性トナ
ーを含む磁性粒子の薄いブラシ状磁気吸着層が潜像保持
体とトナー担持体との間隙長さよりも長く形成されるか
、もしくは現像部に作用させた電界により伸長して潜像
保持体面を摺擦し、該磁性粒子のブラシ状磁気吸着層に
含まれる非磁性トナーがトナー担持体と？Ｍａ’保持体
との間で往復運動を発生することによって潜像保持体側
の潜像が非磁性トナーで潜像パターンに対応してポジ現
像或はネガ現像されるものである。

これにより、現像効率が極めてたかく、小型φ簡素な現
像器を構成することができ、又非磁性トナーにより色彩
性のよいカラー現像像を得ることができるようになった
。特に２成分磁気ブラシ摺擦現像時にベタ画像が得られ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した各種の現像方式装置のうち特に最後の現像方式
装置は現像特性に優れたもので推奨されるが、更に常に
安定した高品質・高濃度・段階調性等の現像画像性を持
続するもの、高速画像形成装置にも十分に適用できる高
い耐久性・信頼性を有するもの等の開発が望まれている
。

本発明はこれに応えるものである。即ちトナーと磁性粒
子とからなる現像剤を現像剤担持部材に担持させ潜像保
持体面を現像する方式のものについて、常に安定して、
画像ムラやカブリのない高品質（高画質）の現像画像が
得られるようにしたものを提供することを目的とする。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、トナーと磁性粒子とからなる現像剤を現像剤
担持部材に担持させ潜像保持体面を現像する現像装置に
おいて、現像剤担持部材長手方向に対して現像剤を撹拌
・搬送する手段と、現像剤のトナー濃度を検知する検知
手段と、その検知手段によって得られたトナー濃度情報
に応じて適宜、トナーを補給する補給手段とを有し、前
記現像剤撹拌・搬送手段は現像剤↓す持部材に対して」
二下に配置され互いに長−「に沿う現像剤搬送方向を異
にする部材である、ことを特徴とする現像装置を要旨と
する。

より好ましくは、上記搬送方向の違いは、トナー濃度検
知手段への現像剤搬送力が該方向と逆方向への現像剤搬
送力よりも大きい現像剤撹拌・搬送が行われるものであ
る、ことを特徴とする現像装置である。

〔作　用〕

即ち、現像剤としてトナーと磁性粒子からなる現像剤を
用いる方式の現像装置の場合は、現像によって消費され
るのはトナー分のみであるので、現像剤のトナー濃度を
常に適正に保つ為には、現像剤のトナー濃度の速やかな
検知、その検知値にもとず〈トナー分の適時争適徽補給
、補給トナー分の現像剤全体への速やかな均−分散混合
及びその現像剤のトナー濃度検知部への迅速な搬送が感
型である。

そこで本発明はトナー補給手段により現像剤に対して補
給されたトナー分の現像剤全体への速やかな均−分散混
合及びその現像剤のトナー濃度検知部への迅速な搬送を
良好に行わせるべく、前記のように、現像剤担持部材長
手方向に対して現像剤を撹拌・搬送する手段として、現
像剤担持部材に対して上下に配された互いに長手に沿う
現像剤搬送方向を異にする部材を用い、更に好ましくは
、上記搬送方向の違いは、トナー濃度検知手段への現像
剤搬送力が該方向と逆方向への現像剤搬送力よりも大き
い現像剤撹拌・搬送が行われるものである、ことにより
トナー補給時における現像剤全体に対する補給トナー分
の速やかな撹拌・搬送、それに伴なう迅速・均一な分散
混合がなされ、又その現像剤のトナー濃度検知手段への
搬送が迅速になされてトナー補給に基づく現像剤全体の
トナー濃度上昇状態が迅速に検知（トナー濃度検知の応
答性向上）される。

かくして上記によって現像剤中のトナー分の現像による
消費に拘らず、現像剤のトナー濃度が常に適正に維持管
理され１画像ムラやカブリのない高品質の現像画像を安
定に得ることが可能となった。

〔実施例〕

図面は本発明現像装置の一実施例を示すものである。

第１図において、Ａは潜像保持体としてのドラム状或は
ベルト状の電子写真感光体赤静電記録、誘電体等であり
、矢印方向に所定速度で面移動駆動され、不図示の作像
プロセス機器により潜像が形成され、それが現像装置Ｂ
により顕画像として現像される。

現像装２ｔＢにおいて、ｌは現像容器であって、内部を
隔壁２によってトナー収納部３と、トナーと磁性粒子か
らなる現像剤を収納する現像剤収納部４とに区画されて
いる。トナー収納部３内の収納トナー、及び現像剤収納
部４内の現像剤は図には省略した。トナー収納部３内の
収納トナーはトナー搬送部材６１−６２が回動駆動され
ることにより逐次隔壁２方向に搬送され、トナー補給口
１６から現像剤収納部４内へ補給される。

７は現像剤収納部４内に配設した現像剤担持部材であり
、マグネン］・ロール７２を内蔵した非磁性物質ででき
た現像スリーブ７１で構成されている。該現像スリーブ
７１は右斜め下面部が現像剤収納部４に設けた開口部か
ら外部に露呈しており、現像装置Ｂは現像スリーブ７１
の上記外部露Ｖ面部が潜像保持体Ａ面に対して所定の径
小な隙間を存して対向位こするように支持部材に位置決
め保持されている。

５１〜Ｓ３、Ｎ１〜Ｎ３はマグネットロール７２の着磁
位訝を示している。マグネットロール７２は両端部を固
定支持されていて回転せず、その外側の現像スリーブ７
Ｉがマグネットロール７２の囲りを所定の周速で矢印方
向に回転駆動される。

８番９は現像剤収納部４内において、現像スリーブ７１
とほぼ並行に上下に配設した現像剤撹拌・搬送手段とし
てのスクリュ軸であり、それぞれ矢印方向に回転駆動さ
れている。１７は該り下のスクリュ軸８・９の間に設け
た現像剤循環規制部材である。

１０・１４は現像剤収納部４内の上下部に配設した現像
スリーブ７１周面上の現像剤の循環領域指定部材、１１
・１３は現像剤収納部４の底面と現像スリーブ７１下面
との隙間部から収納現像剤が潜像保持体Ａ方向へ流動漏
洩することを防止するべく現像剤収納部４の底面側に配
設した磁性部材とマグネット、１２は現像スリーブ７１
の周面に形成する現像剤の層厚を規制するために、現像
スリーブ７、の上面側に下辺を現像スリーブ上面に対し
て所定の径小の隙間を存して対向させて配設した非磁性
ブレードである。

１５は現像剤収納８１１４内の現像剤の濃度（トナーと
磁性粒子との混合比）を検知するセンサであり、このセ
ンサの出力が制御回路（不図示）へ入力され、それに応
じて前記トナー収納部３内のトナー搬送部材６１　・６
２の回動駆動が制御される。

現像装置稼動時は現像スリーブ７Ｉ、スクリュ軸８・９
はそれぞれ所定の速度で回転駆動され、現像スリーブ７
１と潜像保持体Ａの間にはバイアス電源Ｓにより交＃電
圧が印加される。

本例装置における前記トナー濃度検知センサ１５は、現
像スリーブ７、に印加した上記交番電界で誘起されるセ
ンナ電圧が該センサに作用する現像剤のトナーと磁性粒
子との混合比（即ち現像剤のトナー濃度）により変化し
てセンサ出力となる構成のもので、スクリュ軸９で搬送
された現像剤がトナーと磁性粒子との混合比により体積
が変化してセンサ１５を覆い、その混合比に対応して上
記のセンサ電圧が変化してセンサ出力となる。そのセン
サ出力が現像剤の現在トナー濃度情報として制御回路へ
入力される。

スクリュ軸８・９の回転により現像剤収納部４内の現像
剤は現像スリーブ７１の長手方向に十分撹拌され、現像
スリーブ７Ｉ付近ではほぼ均一なトナーと磁性粒子の混
合比が得られ、実質的に現像スリーブ７□の長手方向各
部についてのムラが除去される。

スクリュ軸８・９は夫々矢印の方向に回転するが、それ
により現像剤収納部４内の現像剤が上側のスクリュ軸８
近傍の現像剤と下側のスクリュ軸９近傍の現像剤とが夫
々のスクリュ軸の長手方向に対して１例えばスクリュ軸
８近傍の現像剤は該スクリュ軸長手に沿って第２図矢示
（イ）のように現像剤収納部４の奥側から手前側へ、ス
クリュ軸９近傍の現像剤は逆に矢示（ロ）方向に手前側
から奥側へと互いに反対方向に、且つ軸８・９の回転に
伴ない軸回りを回動しながら搬送されるように上下のス
クリュ軸８・９のスクリュ羽根８１φ９Ｉの向きを夫々
逆向きに設定しである。

更に上側のスクリュ軸８と下側のスクリュ軸９の夫々の
軸長手方向への現像剤搬送力は、下側スクリュ軸９の方
が相対的に大きくなるように、上記両スクリュ軸８・９
のスクリュ羽根８１　・９１についての長さ・間隔文、
・！１２　（第２図）を１１＜　ｌ　２の関係に設定し
である。

現像剤収納部４内における現像剤の現像剤収納部横断面
上での動きは、現像スリーブ７！の回転、スクリュ軸８
・９の回転、マグネットロール７２の磁界、現像剤循環
領域指定部材１０・１４、同循環規制部材１７の存在、
現像スリーブ７１と現像剤との摩擦力、現像剤の重力等
により第１図の白抜き矢示の如き循環的流動１１！勅と
なる。

面して現像剤収納部４の現像剤溜り内に臨んでいる現像
スリーブ７１の面領域にその近傍の現像剤即ちトナーを
含む磁性粒子がスリーブ７１内のマグネットロール７２
の磁力により磁気ブラシ吸着層として付着保持されて現
像スリーブ７Ｉの回転に伴ない非磁性ブレード１２位置
へ搬送され。

非磁性ブレード１２位置を通過する過程で層厚が規制さ
れ、トナーを含む少量の磁性粒子の薄層となって現像部
ａ（潜像保持体Ａと現像スリーブ７１の対面部、磁極Ｎ
２付近）を通過する。

その現像部ａの通過過程において現像部ａに作用してい
る電界、磁極Ｎ２の磁界作用により、現像スリーブ７１
側の現像剤層のトナーが潜像保持体Ａ面側に潜像パター
ンに対応して移行付着して潜像保持体Ａ面の潜像のトナ
ー現像が順次に行われる。

現像に供され、現像部ａを通過した現像スリーブ７、側
の現像剤層は引続〈現像スリーブ７１の回動により現像
剤収納部４内に、磁極Ｓ２　・Ｎ２の磁界によりそのま
まスリーブ７１面に保持されて戻し搬送されて現像剤収
納部４内の現像剤と混り合う。

現像剤収納部４の現像剤内のトナー分は潜像の現像に消
費されることにより経時的に磁性粒子との混合比が低下
していく、その低下度合がセンサ１５により検知されそ
の検知情報が制御回路（不図示）に入力され、低下度が
所定の許容下限になるとその信号によりトナー収納部３
内のトナー供給部材６１　・６２の回転がなされ、これ
によりトナー収納部３内のトナーがトナー補給口１６か
ら現像剤収納部４内へ逐次導入補給される。

補給されたトナーは現像剤収納部４内の現像剤内に下記
のように取り込まれて現像剤の全体に均−拳迅速に混入
していく、このトナー補給により現像剤収納部４内の現
像剤のトナー分混合比が上昇し所定の許容上昇になった
ことがセンサ１５により検知されると、トナー補給部材
６１　・６２の回転駆動が停止ヒされる。これにより現
像剤収納部４内の現像剤の磁性粒子に対するトナー分の
混合比が常に略一定に保たれ、常に安定した高画質画像
を得ることができる。

即ちトナー補給口１６から現像剤収納部４内に補給され
るトナーは下側のスクリュ軸９によって既存の現像剤内
に該軸に沿う前記（ロ）方向に移動且つ回動しながら撹
拌・搬送されて混合分散される。そしてその現像剤は現
像スリーブ７！上を移動し、循環規制部材１７と磁極Ｓ
３との間で循環が規制され、潜像保持体Ａを現像し締え
て現像剤収納部４内に戻し搬送されたスリーブ７１上の
現像剤、及びスクリュ軸８により該軸に沿う前記（イ）
方向に移動且つ回動搬送された現像剤と合流して混合撹
拌され、一部はスクリュ軸９の方向へ一部はＦ側の現像
剤循環領域指定部材１０を通って非磁性ブレード１２側
へ流動して層厚規制を受は現像スリーブ７１上に保持さ
れて現像部ａへ搬送され、潜像の現像に供される。スク
リュ軸８方向へ搬送された現像剤は、該スクリュ軸８の
軸方向へスクリュ軸９とは反対方向に搬送されながら一
部はスリーブ方向へ、一部はスクリュ軸９の方向へと搬
送される。スクリュ軸８によって軸方向へ移動する際に
スリーブ７１表面の現像剤は軸方向にわたってほぼ均一
にならされる。

現像剤循環規制部材１７は、スリーブ７１側では磁極Ｓ
３付近の現像剤の循環・搬送を規制すると」（に、スク
リュ軸８或は同９に対してはガイド板の役−（を果し、
現像剤の撹拌会搬送の安定化にも寄与している。又スリ
ーブ７、と反対側においては現像容器１との間に空隙を
有し、スクリュ軸８によりｌｉ’ｌ環・搬送された現像
剤の一部をスクリュ軸９の方向へ導く作用もしている。

現像剤循環規制部材１７はスリーブ７宜側の先端に磁性
部材１８を設けると、磁極Ｓ３との間に磁界が発生し、
該磁極Ｓ３付近のスリーブ７１の上の現像剤の循環をよ
り強く規制することができる。尚該磁性部材１８はマグ
ネットにしてもよいし、現像剤循ＩＯ規制部材１７自体
を磁性体で構成することも可（ｂである。マグネットを
使用する場合は磁極Ｓ３と異極ならば現像剤循環の規制
が強まり、同極の場合は循環が良くなり、スリーブ７＋
、−Ｌの現像剤と現像剤収納部４内の現像剤の入れ替り
が良くなることが観察された。

センサ１５としては本例装置の現像剤の鉢植検知方式の
池にも、圧″ｆｒＬ素子、インダクタンス変化検知素子
、交番バイアスを利用したアンテナ方式等を利用するこ
とができる。

尚上記実施例において現像剤撹拌・搬送手段としてのス
クリュ軸８・９、現像スリーブ７Ｉの回転方向は実施例
のものに限定されるものではない。

また、撹拌・搬送手段８ψ９はスクリュ軸に限らず回転
羽根でも良い、マグネットロール７２の磁極数、磁極種
も実施例に限られるものではない。

更に、撹拌・搬送手段８拳９について、下側の手段９に
よる現像剤搬送力の方が上側の手段８による現像剤搬送
力よりも相対的に大きくなる様にする為に、現像器或は
機械本体を傾けて設置しても良い。また、現像剤循環領
域指定部材１４・１７について下の搬送力が大きくなる
様にそれ等の形状・配置等を変更しても良い、制御回路
でトナー補給信号が出力された時点から、所要績のトナ
ー補給が終了するまでの間或は所定のタイマ時間の間、
下側の現像剤撹拌・搬送手段９、又は下側と上側の同手
段８拳９について、通常の回転駆動速度よりも高速の回
転駆動速度に切換え状態にする、ようにすることもでき
る。

ハ、発明の効果 以り本発明によれば、トナー濃度検知の応答性があがり
、安定した高画質の現像を行うことのできる現像装置を
構成することができ、所期の目的が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の一実施例の横断側面図、第２
図は上下のスクリュ軸の関係構成を説明する斜面図であ
る。 Ａは潜像保持体、Ｂは現像装置、７Ｉは現像剤４１１持
部材としての現像スリーブ、８争９は現像剤撹拌・搬送
手段としてのスクリュ軸。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーと磁性粒子とからなる現像剤を現像剤担持
   部材に担持させ潜像保持体面を現像する現像装置におい
   て、 現像剤担持部材長手方向に対して現像剤を撹拌・搬送す
   る手段と、 現像剤のトナー濃度を検知する検知手段と、その検知手
   段によって得られたトナー濃度情報に応じて適宜、トナ
   ーを補給する補給手段と、を有し、前記現像剤撹拌・搬
   送手段は現像剤担持部材に対して上下に配置され互いに
   長手に沿う現像剤搬送方向を異にする部材である、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）上記搬送方向の違いは、トナー濃度検知手段への
   現像剤搬送力が該方向と逆方向への現像剤搬送力よりも
   大きい現像剤撹拌・搬送が行われるものである、ことを
   特徴とする特許請求の範囲（１）項記載の現像装置。