JPS62289874A - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、−成分磁性トナーを用いる現像装置に関し、
特に電子写真法を利用した複写装置あるいは印加装置等
の現像装置に関するものである。

従来の技術 従来より、電子写真法を利用した複写装置等の一成分磁
性トナーを用いた方式としては、例えば米国特許３，９
０９，２５８号公報に見られるような低抵抗トナーを用
いた誘導帯電方式あるいは英国特許Ｌ３９６，９７９号
公報に見られるようなトナーを高電場下において物理的
に急速攪乱する注入帯電方式などが知られているが、前
者は像担持体に現像されて付着したトナーを転写紙（普
通紙）に転写することが通常の電界を利用した方法では
困難なこと、後者は構成が複雑であることなどのために
実用されている例が少ない。最近においては、例えば米
国特許４，２９２，４２７号公報あるいは同じく米国特
許４，２５９．４２７号公報に見られるようなトナーを
保持している部材やトナ一層を規制する部材、またはト
ナー相互などによる摩擦で帯電する方式が実用に供され
るようになってきた。その具体的な代表例を第２図に示
す。第２図において、磁性体あるいは弾性体からなるト
ナ一層規制部材３によって、回動するトナー保持部材２
の表面に供給されたトナー１の層厚を規制するとともに
、この時にこれら規制部分３や保持部分２さらにはトナ
ー相互などによる摩擦によって現像に必要な電荷をトナ
ーに与える方式である。このような簡便な方式によって
トナーの層厚、さらには電荷を均質に得ることは十分に
可能なことであるが、しかしながら長期的な信顛性の面
から見るとトナ一層規制部材３の近傍特に上流側Ａにお
いて、トナーが造粒減少によりブロック化し規制部材３
とトナー保持部材２の僅かの規制間隙に対して目詰まり
を生し、トナー薄層に筋状の不均質なむらをもたらすこ
とに加えて、上述のトナーの造粒ブロックが規制間隙か
ら摺り抜けて像担持体４、例えば感光体の潜像を顕像化
するための現像部Ｂに到ることもしばしば見られる。こ
の造粒現象は画像の解像度を上げるためにトナー粒径を
通常の十数ミクロンから数ミクロンに下げた場合に著し
く生じ易い。

そして、このような造粒ブロック化現象は一成分磁性ト
ナーにおいて特有の現象である。

発明が解決しようとする問題点 上述したように、このようなトナ一層の不均質な筋上の
むら、あるいは規制間隙を摺り抜けたブロック状トナー
粒は、当然の事ながら現像に対して具合いの悪い結果を
与える事は明らかである。

前者は画像上においては筋状の白抜けとなり、後者は縞
状の地かぶりをもたらすものである。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであってトナ
一層厚ならびにトナーの帯電電荷を長期間に亙って均質
安定に得られる現像装置を提案することを目的とするも
のである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の現像装置は、その
表面に磁界トナーを保持して回動するトナー保持部材と
、トナー保持部材の裏面側に配設された磁界発生手段と
、トナー保持部材の下部で、かつトナー保持部材の表面
に近接して配置された前記磁性トナーを薄層化するため
の規制部材と、該規制部材の上流側で、かつ前記磁性発
生手段の磁界が及ぶ範囲のトナー保持部材表面近傍に配
設された磁性トナーを攪乱するための磁性部材と、前記
規制部材と前記磁性部材の下部には、磁性部材上流側に
トナーを供給するための供給手段を有する構成を備えた
ものである。

作用 本発明は上記した構成によって、トナー保持部材に保持
されて規制部材に到る磁性トナーをその上流側において
磁界中を通過させることによって攪乱し、造粒ブロック
化することを防止し、かつまた攪乱されたトナーのみ規
制部材によって薄層化されるようにしているために、規
制部材とトナー保持部材の規制間隙にブロック状トナー
が目詰まりすることが解消され、従って長期間に亙って
均質なトナー３層が得られ、この均質な磁性トナー薄層
によってｅ担持体の表面を摺擦することから、その結果
均一な濃度で地かぶりの少ない高品質の画像を得ること
が可能となる。

実施例 以下、本発明の具体的な一実施例について添付した図面
に基づいて詳述する。第１図は、本発明の現像装置が適
用される電子写真法を利用した印字装置の一例を示す内
部構造図である。第１図において、５は印字装置本体で
あって、その略中央部に像担持体、具体的には感光体ド
ラム４が矢符方向へ回転駆動されるように設けられてい
る。ドラム４の周囲には、帯電用チャージャ６、本発明
に従う現像装置１９、転写用チャージャ７、分離除電用
チャージャ８、クリーニング装置９が感光体ドラム４の
矢符で示されている回転方向に順次配設され、ドラム４
０回転に伴って動作し、ドラム４の回転と同期して搬送
される転写紙１０上に、トナー像を転写される作像部を
構成している。

この作像部は、感光体ドラム４をクリーニング装置９に
よりクリーニングしたのち、帯電用チャージャ６により
帯電させる。トラム４のこの帯電表面には、例えば半導
体レーザダイオードと多面回転体及びレンズ光学系から
なる露光系Ｕにより露光され、静電潜像が形成される。

次に、この静電潜像を本発明に従う現像装置１９によっ
てトナー現像し、現像後のトナー像を、同期を取ってト
ナー現像し、現像後のトナー像を、同期を取って送られ
てくる転写紙１０上へ転写用チャージャ７によって転写
される。さらに、転写後の転写紙１０は分離除電用チャ
ージャ８によってドラム４の表面から分離される。転写
紙ＩＯが分離された転写後のドラム４の表面は、クリー
ニング装置９により残留トナーをかき落とされた後、最
初の状態に戻る。

作像部の左側には、前記転写紙１０を運ぶベルト帯電用
チャージャ１３によって帯電され、転写紙１０を静電力
によって吸着する搬送ベルト１２、及び転写紙１０上の
転写トナー像を加熱融着させる加熱定着器１４が配設さ
れて通常の電子写真印字装置を構成している。給紙部は
、給紙カ七ソ１−１５が印字装置本体５の一方の側面へ
張り出す状態で装置され、給紙ローラ１６を駆動するこ
とによって給紙カセットＸ５から転写紙１０をタイミン
グローラ１７へ送りだし、ガイド板１８によって案内さ
れて、前記作像部へ感光体ドラム４上のトナー像の移動
と同期を取って送り込む。

以上は、本発明に伴う現像装置が適用される印字装置の
一例を示したものである。

第３図は（ａ）は、本発明を前述の電子写真印字装置に
適用した場合の現像装置を示す内部構造図であり、（ｂ
ｌは、現像装置のトナー貯留部の構造図である。第３図
において、像担持体４の表面は、アクリル、スチロール
、ポリエステル等の樹脂中に、フェライト等の磁性粉を
主成分として混合分散し粉砕した平均粒径が１０μ程度
の高抵抗−成分磁性トナーの薄層ｌで摺擦される。この
ｆ■磁性トナ一層、回動自在に支持されて矢符方向に回
転駆動されている非磁性円筒状のトナー保持部材２の周
面に保持されて像担持体４の表面に搬送される。トナー
保持部材２の下部にはトナー保持部材２の周表面に近接
して磁性トナーを薄層化するための規制部材２２が配設
されている。規制部材２２の規制面とトナー保持部材２
の周表面との規制間隙は要求されるトナ一層厚や規制部
材２２が磁性か非磁性かによって異なるが一般的には０
．５〜Ｑ、２＋＋ｎである。

規制部材２２のトナーが搬送されて来る上流側には、規
制部材２２と同じ様にトナー保持部材２の周表面に近接
して磁性部材２３が配設されている。磁性部材２３のト
ナー保持部材２に対する近接面とトナー保持部材２の周
表面との間隙は、先の規制部材２２における規制間隙よ
り大きく取る必要が有り約１．０〜０．５１層程度が、
そして近接面の幅は、少なくともｌ　ａｍ以上がのぞま
しい。これらの数値は、例えば規制部材２２に規制され
て像担持体４側に搬送されるトナーの単位時間当たりの
世を１とした場合、磁性部材２３とトナー保持部材２と
の間隙を通過する量は望ましくは１．２〜１．５程度、
言い替えるならば規制を受けて残余となるトナーが２０
〜５０％に調整される必要がある。この量が少ないと規
制部材２２の下流側でのトナ一層厚が不安定になり易（
、逆に多い場合には規制部材２２近傍上流側でトナーの
造粒ブロック化現象が生ずるようになるからである。ト
ナー保持部材２の円筒周面内には、トナー保持部材２の
周表面に保持されている磁性トナ一層をブラシ状に起毛
させるために多種永久ｔ■石２４が内包固定されている
。その磁極は、通常のこの種の現像装置と同じ様に像担
持体４と相対してブラシ状トナ一層で層担持体４を摺擦
できる位置、規制部材２２と相対してトナ一層をブラシ
状に穂立ちさせてトナ一層厚を規制できる位置に加えて
、本発明においては磁性部材２３と相対して磁性部材２
３に磁界の作用を及ぼし磁性部材２３との間で強磁場を
形成しこの磁場中でトナ一層を起毛攪乱できる位置に配
置されている。磁性トナーは、通常磁場中では磁力線に
そって羽毛状に各粒子が連なり、その層密度が小さくな
るので、この状態でトナー保持部材２に保持して磁場中
を搬送することは、トナー粒子が動き易いために容易に
攪乱されてブロック状トナーの解し現象が生ずる。この
磁性部材２３の働きは、上記した攪乱によるブロック状
トナーの解し現象とさらに前記した規制部材２２側に送
り出す量を規制して規制部材２２近傍でのトナーのブロ
ック化を防止するものである。本発明の現像装置には、
さらに規制部材２２と磁性部材２３下部に円筒状のトナ
ー貯保部２０が配設されその内部には円筒状の内周面を
軟質ゴム薄板で作られた先端部が摺擦するトナー掻き揚
げ羽根２１が設けられている。この掻き揚げ羽根２１は
円筒状のトナー貯留部２０の中心部に支点を持って図示
のように矢符方向に回転している。トナー貯留部２０の
円筒状壁面には２箇所に切り欠き部２５．２６が有って
、その１つは規制部材の、他の１つは磁性部材の各々上
流側に相当する部分にある。規制部材側の切り欠き部２
５は、トナー保持部材２の回動によって搬送されてきた
トナーが規制部材２２により規制されて余分となるので
、規制部材近傍の上流側で残余となったトナーをトナー
貯留部２０内に回収するためのものであり、磁性部材側
の切り欠き部２６は磁性部材２３の上流側に回収された
トナーを含めて当初より貯留ささていたトナーを供給す
るためのものである。また、本発明において重要な構成
の１つとして円筒状トナー貯留部２０の２つの切り欠き
部の間に存在する内壁面２７の働きがある。この内壁面
２７は、前記強磁場中で起毛攪乱された以外のトナーが
規制部材２２と磁性部材２３の間から浸入することを避
ける働きをおこなう。この間において、他よりトナーが
紛れ込むと規制部材２２上流側でのトナーのブロック化
が発生し本発明の効果を大きく損なうことになる。

本実施例において、トナーの供給は前記円筒状トナー貯
留部２０の壁面を２重構造、即ち第４図に示すように外
壁円筒体２８と内壁円筒体２９として、該内壁円筒体２
９をトナー供給カートリッジとしてトナーとを貯留し、
これを外壁円筒体２８に挿入することにより行うことも
できる。

第５図は、本発明に従う他の実施例であり、第３図に示
した要素と共通の要素については同一符号を付して説明
を省略する。第５図においては、磁性部材２３に対向す
る磁極が複数となっており、前記攪乱効果がより高めら
れた構成となっている。

次に、上記実施例について具体的なデータを付は加えて
さらに説明する。像担持体４は、感光体としてセレンド
ラムあるいは有機窓光体ドラムやベルトでも良く、ここ
では機能分離有機窓光体ドラムを用いた。表面帯電電圧
は一７５０■であり、周速は９０ｍｍ／Ｓｅｃ、である
。磁性トナーは、−例としてポリエステル樹脂５７．５
部、マグネタイト３５部、電荷制御剤３部、カーボン４
部、ステアリン酸０．５部の比率で周知の方法により混
合分散し粉砕した平均粒径８μのものを利用した。なお
、トナーとしては上記組成に限定されるものではない。

トナー保持部材としては、第３図に従う状態において、
非磁性ステンレス円筒材を用い、これに内包されている
多種永久磁石には円筒表面上から計測して９００ガウス
の表面磁束密度のものを使用した。規制部材には非磁性
ステンレス、磁性部材には磁性ステンレスを各々用いた
。規制間隙は、０．３１ｍであり、磁性部材とトナー保
持部材との間隙は０．８Ｕに選択した。この時、規制部
材上流側での残余のトナーは前記した比率で約３．５％
であった。像担持体、即ち有機感光体ドラムとトナー保
持部材表面との間隙は、０．４　ｍ麿であり、この条件
において感光体表面をトナー薄層は磁界の作用によりブ
ラシ状起毛し摺擦できる状態にある。トナー保持部材の
周速は、感光体と等速とし、この時現像位置に達したト
ナーの帯電電荷量を測定した結果、−５，２〜−６，０
μＣ／ｇであった。この条件においてトナー保持部材に
−６５０Ｖのバイアスを与えて、第２図に示した露光系
を利用し潜像を作成し、反転現像して印字試験を行った
。露光系を解像度は、２０ドツト／１ｍ、即ち５０μの
最小線像で露光したが、得られた印字品質においては、
はぼこれを再現する解像度であった。さらにこの条件に
おいて磁性トナー２　ｋｇを消費して連続印字試験を行
ったが、当初の印字品質を維持し解像度の高い地かぶり
の少ない画像が得られた。

上記のような実験によって規制間隙を一定にして、トナ
ー保持部材表面と磁性部材の間隙を調整し、トナーのブ
ロック化による縞上地かふりおよびトナー薄層の筋状化
による白抜け、さらにはトナーの帯電電荷量の変化を観
察した結果、先に記した残余のトナー比率が１０％程度
ではトナ一層厚に不安定な箇所が生じて画像濃度が常に
均質になり難い面がある。他方、７０％を超えるとブロ
ック状トナーが生成する状態となり帯電電荷量にも変勅
が見られる状況となる。

発明の効果 以上のように本発明は、−成分高抵抗磁性トナーを用い
る現像装置であって、上記トナーがトナー保持部材に保
持されてトナ一層厚の規制部材に搬送されるまでの間に
強磁場を構成してこれを通過させ、これを攪乱すると共
に規制部材に対する搬送量を適正化することによって、
トナーの造粒ブロック化現象を回避し帯電電荷量を安定
に維持しつつ画像に白抜け、縞上地かぶりのない優れた
印字品質を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置が適用される電子写真法を
利用した印字装置の一例を示す内部構成図、第２図は、
従来の現像装置の具体的な代表例本発明の現像装置のト
ナー貯留部の構成図、第４図は、本発明のトナー貯留部
の壁面を２重構造にした現像装置を示す実施例図、第５
図は、本発明の第４図に従う他の実施例図である。 ２・・・・・・トナー保持部材、５・・・・・・印字装
置本体、１９・・・・・・現像装置、２１・・・・・・
トナー掻き揚げ羽根、２２・・・・・・規制部材、２３
・・・・・・磁性部材、２４・・・・・・多極永久磁石
。 代理人の氏名　弁護士　中尾敏男　はか１名４−−−イ
象Ｆ行イ（（ ６一−甲字浪ｉ本体 ６−−帯電ｙＦ４すｒジャ ７−一厭写用ラーシキ ８−８躍＃覧用へ一騰 ｑ−−グリーニンア装電 １０−　敦写抵 ／／−露光＾ ／ど　−ｍ−者石医へルト ノ３−　ベルト帯電Ｍづヤーシー ／４−一力■鼻なｉｎ￥１− １５−ｍ−系き渭−カと９ト ノ６−一一才癖市＼゛ローラ ／’７　−ｍ−タイミシグローラ 第　　１　　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　〕δ　−一−ガイド徹／９−ｍ−酊象ゑ置 ／−トナ一層 と　−一　ドアー婬邪不イ ４−一一像荘矛トも 第２図 ／−トナ１ ど　−ドブー季１唸葡鍋第 ４−ａ且お巾ト ｚｔ−ｈナーセ１４１ア■牙旧（ ？ど　−刀を智ｌ沁り ｚ３−一一石１１艶眉 ｚ４−一一多１永久槌乃 ｚ５−一視謂Ｊ町鉢引糾スンにで部 必−謙１寝陵間吹で部 ご　−円１逼カ ウ　４図　　　　　　　　　　δゝ　−外壁円部体どｑ
−内壁円埼体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体の表面に磁性トナーを摺擦するために磁性トナ
   ーを薄層化して供給する現像装置であって、前記磁性ト
   ナーを摺擦するためにその表面にトナーを保持して回動
   するトナー保持部材と、トナー保持部材の裏面側に配設
   された磁界発生手段と、トナー保持部材の下部で、かつ
   トナー保持部材の表面に近接して配置された前記磁性ト
   ナーを薄層化するための規制部材と、該規制部材の上流
   側で、かつ前記磁界発生手段の磁界が及ぶ範囲のトナー
   保持部材表面近傍に配設された磁性トナーを攪乱するた
   めの磁性部材と、前記規制部材と前記磁性部材の下部に
   は磁性部材の上流側にトナーを供給するためのトナー供
   給手段を有することを特徴とする現像装置。