JPS63155164A - 静電複写装置 - 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 本発明は静電潜像を現像剤により顕像化する電子写真複
写機や静電複写機等の静電複写装置に関する。

従来の技術 静電複写装置は、感光体あるいは記録体上に静電潜像を
形成し、現像装置によりこの静電潜像に現像剤を近接さ
せ現像剤中のトナーを付着せしめ静電潜像を可視化し、
これを紙等に転写・定着して記録する。

静電複写装置の現像装置に現在実用化されている現像剤
および現像方法としては、磁性トナーのみからなる現像
剤を用いる一成分現像法と、鉄粉・磁性体を分散した樹
脂粒子・樹脂被覆したフェライト焼結体粒子等の磁性キ
ャリアと着色材を樹脂に分散した粒子からなるトナーと
を混合した現像剤を用いる二成分現像法とがある。−成
分現像法は、トナー濃度コントロールが不要で現像装置
の構造が簡素化できる等の利点があるが、トナーの帯電
の安定化が複雑である等の現像操作上の難点と画像品質
上の欠点があり、まだカラー画像記録用としては、磁性
材料を分散した磁性トナーが使用されているが、磁性−
成分現像法の技術が適用できないという問題がある。

一方、二成分現像法は、現像操作が容易で、しかも形成
された画像品質も比較的良好であり使用されるトナー材
料への制約も少ない等の利点があり広く実用化されてい
る。しかしながら、二成分現像法は、トナー濃度の画質
への影響が大きく、トナー濃度が低い場合は画像濃度の
低下を生じ、トナー濃度の高い場合は非画像部へのカブ
リを生じやすい。また現像剤からなる磁気ブラシからの
トナー飛散を生み装置内を汚染する等の問題を発生する
。このだめ二成分現像法ではトナー濃度コントロールが
必要であり、このトナー濃度コントロールは、画像濃度
あるいは現像剤のインダクタンスの変化を検出し、検出
信号に基づいて自動的にトナー補給する装置により）ナ
ー濃度コントロールが行なわれているが、その装置が高
価となるという欠点がある。

このため、二成分現像法のトナー濃度を簡易に調節する
方法として、二成分系現像剤の磁気ブラシをメノンユス
クリーンと摺擦させ、メソンユスクリーンの開口を通し
て磁気ブラシ側あるいは逆側へのトナーの移動を行なわ
せることにより二成分系現像剤のトナー濃度を調節する
方法（特開昭６９−６５４６３号公報）や磁気ローラの
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を備えた現像装置に
よる方法（特開昭６１−５３６７７号公報）等が提案さ
れている。

しかしながら本発明者らが種々検討を行った結果、上記
の二者の簡易にトナー濃度を調節する方法において、前
者は、トナー消費量が少ない現像時には比較的安定した
トナー濃度が維持されるが、高黒化率の現像を行ないト
ナー消費量が多い時は、磁気ブラシとトナーとの摺擦機
会が不充分となりトナーの供給が不足し低トナー濃度に
なるという問題が発生した。またトナ一槽側のトナー量
やトナー材料の流動性がトナー濃度に与える影響が゛大
きく、現像装置構成上制御が困難な点が多くあった。ま
た後者による方法では、非磁性トナーを用いた場合、ト
ナーが非磁性であるため磁気ローラの回転に基づくトナ
ーの自転作用によるトナー供給力がないので、供給用ス
リットへの圧力を付与する手段が必要である。しかし、
供給用スリット全域にわたって均一に圧力を付与するこ
とが困難で、圧力が強い部分では高トナー濃度、圧力が
弱い部分では低トナー濃度となり、現像スリーブ軸方向
でのトナー濃度のバラツキが大きく安定した画像は得ら
れない。

発明が解決しようとする問題点 上記二者の簡易二成分現像法は、現像を終えた現像剤を
スクレーパによシ現像スリーブ上から剥ぎと９、それを
他の現像剤と撹拌羽根により撹拌して均一なトナー濃度
に維持するという通常の手段を、その構造を簡易にぜん
がため省略したため、黒化率に分布を有する静電潜像を
連続的に現像する場合に、スリーブ軸方向でトナー濃度
のバラツキを生じ、得られたコピーに濃度のムラができ
るという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、現（像装置の構造を複雑に
することなくコピーの濃度ムラを解決する手段を具備し
た静電複写装置を提供するものである。

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は、現象装置の構造
を複雑にすることなく上記の問題点を解決するもので、
少なくとも原稿に光を照射して、その反射光を感光体上
に結像する光学手段と、前記感光体上に作製された静電
潜像を顕像化するための現像装置とを備えた静電複写装
置であって、前記現像装置は磁性キャリアとトナーを含
む現像剤を支持搬送するための、内部に独立して回転可
能な磁石ロールを有する現像スリーブと前記現像剤の穂
立を規制するためのブレードを備え、現像スリーブが回
転または磁石ロールと現像スリーブが同時に回転するこ
とにより静電潜像を顕像化し、これとは別に一時的に前
記現像スリーブを停止させ前記磁石ロールを回転するこ
とにより前記現像剤の撹拌を行う操作手段を有する。前
記操作手段が、前記光学手段の露光後の所定時間を動作
することにより、濃度のムラの発生を解消するものであ
る。

作用 本発明は上記した構成により、現像スリーブが停止し磁
石ロールが回転すると、現像スリーブと磁石ロールが共
に回転している時に較べて、現像剤の磁石ロールの回転
による転勤が行なわれやすくなり、ブレード部より流出
する現像剤の量が多くなる。これによシブレード部に包
含されていた多量の現像剤の受ける圧力が低下し、現像
剤の磁石ロールの回転による転勤が、より円滑となり、
ブレード部で圧迫をうけていた現像剤の混合撹拌がスム
ーズに行われ、現像剤が均一化される。

通常は、トナー消費量が少ない現像時は、比較的安定し
たトナー濃度が維持されるが、高黒化率の現像を行ない
トナー消費量が多い場合は、現像スリーブ上の現像剤の
トナーの供給が不足し低トナー濃度になり、濃度のムラ
を生じる。そこで本発明では、静電複写装置の光学手段
の露光後の所定時間を前述の現像スリーブが一時的に停
止し、磁石ロールが回転する操作を現像装置に施すこと
により現像剤の撹拌を行い現像剤の均一化をはかるもの
で、従って、−回の複写動作毎に上記現像剤の撹拌を行
うものである。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

Ｍ１図および第２図は本発明の実施例における静電複写
装置の現像装置の断面図を示すものであり、第１図は、
現像スリーブと磁石ロールとがともに回転しているモー
ドを示すものであり、第２図は、現像スリーブが停止し
磁石ロールが回転しているモードを示すものである。第
１図および第２図において、１は現像装置筐体、２は現
像スリーブ、３は磁石ロール、４はブレード、５は複数
個の開口を有する網状部材、６はトナー室、アは保護カ
バー、８はトナー撹拌羽根、９は現像剤であり、現像剤
９は、磁性キャリア９１とトナー９２とからなる。１ｏ
は現像剤室で、現像スリーブ２゜ブレード４、および網
状部材６とによって形成される。１１は静電潜像が形成
される感光体ドラムで、導電性保持体１２の表面に光導
電層１３を形成してなる。

現像スリーブ２は、円筒状の導電性非磁性材からなジ、
その内部に磁石ロール３を有しておシ、その磁石ロール
３の外周部にＮ、Ｓ極を交互に着磁している。現像スリ
ーブ２と磁石ロール３は、それぞれ独立して回転するこ
とが可能である。感光体ドラム１１上に形成された静電
潜像を現像する時は、第１図に示すように、現像スリー
ブ２は矢印乙の方向に、磁石ロール３は矢印すの方向に
ともに回転して現像剤９を矢印ａの方向に搬送して磁気
プランの層を形成し静電潜像全摺擦して現像を行なう。

ブレード４は、現像スリーブ２の表面に対向し、現像剤
搬送方向の現像領域の上流側に設置されていて、現像剤
磁気ブラシの穂高を規制するもので、ブレード４と現像
スリーブ２との間隔は精密に設定される。ブレード４と
して磁性材、非磁性材のいずれも使用できる。網状部材
６は、現像スリーブ２の軸方向と平行に延在している。

網状部材５としては、ステンレススチール。

銅、黄銅等の非磁性金属材料、鋼、ニッケル等の磁性金
属材料、絹、ナイロン、ポリエステル等の有機高分子材
料からなる繊維あるいは針金を織製したもの、成型打ち
抜き加工あるいはエツチング加工したもののいずれでも
良く複数個の開口を有するよう形成したものであれば良
い。網状部材６の開口の開口径は、現像剤すなわち磁性
キャリア。

トナーおよびトナーを帯電吸着した磁性キャリアが通過
するに十分な寸法が必要である。一般に使用される二成
分現像剤は、粒径が３μｍから２０μｍのトナーと粒径
が２０μｍから１５０μｍの磁性キャリアとからなるも
のである。従って、開口径１５０μｍ以上つまり１００
メツシユ以下で、現像スリーブ上の現像剤の圧力を保持
する機能から９．２メツシュ以上（開口径２Ｈ以下）で
あることが望ましく開孔率３Ｑ％から７０％の網状部材
が使用できる。

トナー撹拌羽根８は、トナー室６に存するトナー９２を
回転撹拌してトナーの流動性を高め現像剤９近傍へトナ
ーを送９込む機能を有するものである。保護カバー７は
、現像スリーブ上の現像剤磁気ブラシからのトナーの飛
散の防止と、現像剤中への異物の混入防止等の機能を有
する。現像装置筺体１は、有機高分子材料、金属材料地
から成り、上記の現像スリーブ２．磁石ロール３．ブレ
ード４．網状部材５．保護カバー７およびトナー撹拌羽
根８を保持固定するとともに、トナー室６を構成してい
る。現像剤９は、磁性キャリア９１とトナー９２との混
合物であり、現像スリーブ２上に磁気ブラシの層を形成
するに必要な量と現像スリーブ２．ブレード４．網状部
材５および現像装置筺体１の一部で包含される現像剤室
１０の容、積を満たすに十分な量としている。

以上のように構成された静電複写装置について、以下第
１図及び第２図を用いてその動作を説明する。

第１図に示すような現像スリーブ２と磁石ロール３とが
ともに回転するモードで現像装置を動作させることによ
って、現像剤のトナー濃度を適正な範囲に保つことが可
能であるが、そのレベルは必ずしも十分といえるもので
はない。そこで静電潜像を現像し終った後に現像スリー
ブ２が停止し磁石ロール３が回転している第２図に示す
モードで動作させる。現像スリーブ２の回転が停止する
と、現像スリーブ２による現像剤９の搬送力がなくなり
、現像剤９は磁石ロール３の回転による転勤を行ないや
すくなるため、ブレード４で規制される現像剤９の穂立
は高くなる。すなわち、ブレード４から現像スリーブ２
上に流出する現像剤量が増すので、これに対応するよう
に現像剤室１０の現像剤量が減り、現像剤室１ｏの現像
剤９のうける圧力が下がる。このため、現像剤室１０の
現像剤９は磁石ロール３の回転による転勤を行ないやす
く、現像スリーブ２上に磁気ブラシの層を形成していた
現像剤９は、現像剤室１０に到達した時に、現像剤室１
０で撹拌されていた現像剤と再び混合撹拌され、均一化
される。このような状態を経た後、再び、現像スリーブ
２と磁石ロール３をともに回転しているモードに切り換
えると、現像スリーブ２上の現像剤９のトナー濃度は、
現像スリーブ２が停止し磁石ロール３が回転しているモ
ードを経ない場合に較べて均一化されたものとなる。現
像スリーブ２が停止し磁石ロール３が回転しているモー
ドで現像装置を動作させる時間は、長い方が効果が犬で
あるが、長ずざると、現像スリーブ２上に流出する現像
剤９の量が多くなり、感光体ドラムと現像スリーブ２と
の間で現像剤９が圧縮されるとともに、圧縮した現像剤
９が感光体ドラムを傷つける等の弊害があるので、現像
装置が組み込まれる装置との組み合わせに応じて適切に
選ぶ必要がある。

次に、この現像装置を静電複写装置に組み込み実験を行
なった結果について具体的に説明する。

本発明の静電複写装置の一実施例を第３図に示す。この
静電複写装置は、ドラム直径６０ＪｆｆのＳθ系の感光
体ドラム１４を用いたもので、ドラム周速１ｏ　ｔｓｍ
ｚ／ｓｅｃ　、帯電電位＋７ｓｏ’ｉでＡ４サイズで１
５枚／分の複写スピードを有する。感光体上に静電潜像
を形成するための光学手段は、原稿面露光用のう／プ１
６を有し、複写１回毎に原稿面に光を照射しながら矢印
Ｃ方向に所定の位置まで移動する。露光を終了したラン
プ１６は、逆方向に移動して元の位置まで戻る。例えば
、Ａ３サイズの原稿をコピーするときは、ランプ１５が
矢印Ｃ方向の移動に要する時間は、約４秒で、逆方向に
移動する時間は約３秒を要する。

図中、１６．１７は現像装置を示す。現像装置の現像条
件は、現像スリーブは直径２４．５ｆｌで回転数６０ｒ
ｐｍ、磁石ロールは８極で磁束密度８００ガウス、回転
数４００ｒｐＨ１、感光体ドラムと現像スリーブとの間
隔０，４４Ｊｆｆ、ブレードは４Ｈ厚の磁性ステンレス
スチールを使用し、ブレードと現像スリーブとの間隔Ｑ
、３ｆｆ、　）ナー撹拌羽根の回転は現像スリーブの回
転と連動しており、その回転数は４５　ｒｐｍ　　であ
った。

磁性キャリアは、スチレンアクリル樹脂中に７５ｗｔ％
のマグネタイトを分散した磁性体分散型樹脂キャリアで
平均粒径６ｏμｍ　１粒径２０μｍ以下および粒径１０
０μｍ以上が５チ以下の粒度分布のものを使用した。ま
た、トナーは、非磁性の赤色のマイナス帯電トナーでス
チレンアクリル樹脂中にＳｗｔ％　の顔料性の無機材料
成分を分散したもので、平均粒径１２μｍ９粒径６μｍ
　以下および２０μｍ以上が５％以下の粒度分布のもの
を使用した。初期投入する現像剤は、磁性樹脂キャリア
９０　ｗｔ％、トナー１０ｗｔ％　の混合物６０ｙ（現
像スリーブ上に磁気プランを形成するに必要な量と現像
剤室を満たすに十分な量）とし、トナー室に１５０ｙの
トナーを投入した。

網状部材として、非磁性ステンレススチール製の３２メ
ソシユ（開口寸法Ｑ、５Ｑｎ）の金網を用いた。

上記構成の現像器にて、終始現像スリーブと磁石ロール
を共に回したままで部分的に黒化率６０％を有する原稿
を連続して５０枚コピーしたところ、黒化率の高い部分
の濃度が低下し濃度ムラが生じた。

そこで次に、光学手段の露光後の所定時間を、一時的に
現像スリーブを停止させ、磁石ロールを回転させて現像
剤の撹拌を行う操作を試た。

原稿としてＡ３サイズを用いると、第３図の露光ランプ
１５は最初に停止していた点（これを原点という）から
、光を原稿に照射しながら矢印Ｃ方向に一定速度で移動
し、Ａ３サイズの走査が終了すると（この点を終点とい
う）、露光う／プは消灯して原点に戻り、露光ラングが
終点から原点に戻る時間は約３秒を要する。露光ラング
が矢印Ｃ方向に移動している間は、現像スリーブと磁石
ロールは共に回り、感光体上の静電潜像の現像を行う。

ここで露光ランプが終点に来た時と同期させて現像スリ
ーブを１秒間停止させた。現像スリーブが停止している
のは、露光ランプが消灯状態で終点から原点に戻る間で
、特に感光体上の静電潜像の現像に支障を与えないタイ
ミングである。このようにして前述の黒化率６０％を要
する原稿を連続して５０枚コピーしたところ、黒化率の
高い部分においても濃度の低下および濃度ムラの発生は
みられなかった。次に現像スリーブの停止する時間を０
．５秒および露光ランプが終点から原点まで戻る時間と
して同様な実験を試だ。現像スリーブの停止時間が０．
５秒の場合、黒化率の高い部分において若干の濃度低下
は見られたものの、濃度ムラの発生までには至らず、実
用上殆んど支障のないものであった。次に露光ランプが
Ｐ点から原点まで戻る間中現像スリーブを停止させた場
合は、黒化率の高い部分でも濃度低下や濃度ムラは−切
みられなかった。なお、この場合現像スリーブとブレー
ドとのギャップを広目に設定すると、感光体ドラムと現
像スリーブの間で現像剤のダブツキを生じて、感光体ド
ラムと現像スリーブとの間で現像剤が圧縮され、感光体
ドラムを傷つけやすくなるので、ギャップの設定精度に
は厳密を要する。

次ニ原稿を人３の半分のＡ４サイズとして同様の実験を
行った。この場合、露光ランプが終点から原点まで戻る
時間は約１．５秒要する。露光ランプが終点に来た時と
同期して、０．６秒、１秒および露光ランプが終点から
原点に戻る時間のそれぞれにつき現像スリーブを停止さ
せて現像剤の撹拌操作を行いながら、部分的に黒化率６
０％を有する原稿を６０杖連続してコピーした。この結
果いずれの場合も、濃度低下や濃度ムラは見られず均一
な複写が得られた。

発明の効果 以上のように本発明は、磁性キャリアとトナーを含む現
像剤を支持搬送するための、内部に独立して回転可能な
磁石ロールを有する現像スリーブと、前記現像剤の穂立
を規制するためのブレードとを備え、静電潜像を現像し
ているときは現像スリーブが常時回転し、一時的に現像
スリーブを停止させ、磁石ロールを回転することにより
現像剤の撹拌を行う操作手段を有し、この操作手段が光
学手段の露光後の所定時間動作するもので、１回の複写
に対し、その都度現像剤の撹拌操作が施されるだめ、現
像器の構成が簡略化できかつ高黒化率の原稿の複写を連
続して行った場合でも、濃度低下や濃度ムラの発生がな
く均一なコピーが得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の実施例における現像装
置の断面図であり、第１図は現像スリーブと磁石ロール
がともに回転しているときの状態、第２図は現像スリー
ブが停止し磁石ロールが回転している状態を示し、第３
図は本発明の静電複写装置の一実施例を示す構成図であ
る。 ２・・・・・現像スリーブ、３・・・・・・磁石ロール
、４・・・・・・ブレード、９・・・・・・現像剤、１
５・・・・・露光用ランプ、１６．１７・・・・・・現
像器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２−
・Ｉ東、；象又リープ ３−・５６１石ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも原稿に光を照射して、その反射光を感光体上
   に結像する光学手段と、前記感光体上に作製された静電
   潜像を顕像化するための少なくとも磁性キャリアとトナ
   ーを含む現像剤を支持搬送するための内部に独立して回
   転可能な磁石ロールを有する現像スリーブと、前記現像
   剤の穂立を規制するためのブレードとを備え、前記現像
   スリーブが回転または前記磁石ロールと前記現像スリー
   ブが同時に回転することにより静電潜像を顕像化する現
   像装置と、一時的に前記現像スリーブを停止させ、磁石
   ロールを回転することにより現像剤の撹拌を行う操作手
   段を有し、前記操作手段が、前記光学手段の露光後の所
   定時間動作することを特徴とする静電複写装置。