JPS6319685A - 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） 本発明は複写機、プリンター、印！１１１４１等に用い
られる現像装置に関する。

′　（従来の技術） 従来、この種の現像装置としては１次に示すようなもの
がある。すなわち、現像剤として磁性粒子とトナーとの
混合体を用い、該混合体を現像容器内の現像スリーブ近
傍に収容する。また、現像によって消費されるトナーは
、現像容器内において混合体の上方に積層状態で収容し
である。しかして、現像スリーブの回転に伴い、該現像
スリーブ近傍の混合体を攪拌してトナーを帯電させると
共に、現像容器の外側を移動する現像スリーブの表面に
磁性粒子とトナーの穂立ちを形成し、現像する。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、斯かる従来技術の場合には、磁性粒子とトナー
との混合体上にトナー層が位置しているため、トナーが
十分帯電されずに混合体層を介して現像スリーブ上に取
り込まれることがある。この場合、十分帯電されないト
ナーが現像に用いられると、該トナーに現像バイアスが
十分作用せず、カブリを生じるという問題点があった。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、トナー
を現像容器内に補給する際に、トナーの帯電を安定して
行なえ、カブリが生じたりするのを防止可濠な現像装置
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、現像容器内に
磁性粒子とトナーを収容して現像を行なう現像装置にお
いて、前記トナーを現像容器下方側へ導く案内部材を、
トナー収容部開口の重力方向の下部に配置するように構
成されている。

（作　　　用） 本発明においては、案内部材によってトナーを現像容器
下方へ導く。

（実　施　例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例による現像装置の断面図である
。

本図において、１は現像されるべき静電潜像を担持する
静電潜像担持体であり、具体的には無端移動可能な感光
ドラムあるいはベルトもしくは誘電体ドラムあるいはベ
ルトなどである。この上に静１ｒＬ潜像を形成する方法
は本発明の要旨ではなく、公知の方法でよい０本実施例
では静電潜像担持体は電子写真法によって静電潜像が形
成される感光ドラムであり、矢印ａの方向に回転可能で
ある。

本実施例の装とは現像剤容器２１、現像剤保持部材であ
る現像スリーブ２２（以下単にスリーブと呼ぶ）、磁界
発生手段である磁石２３、スリーブ２２上で現像部に搬
送される現像剤の量を制御する規制ブレード２４（以下
単にブレードと呼ぶ）、後述するトナーを案内する案内
部材４２゜交互電界形成手段である電源３４などを有す
る。

以下それぞれの構成を説明する。

容器２１は磁性粒子２７とトナー粒子２８とを混合物と
して有する現像剤を収容する。この容器２１の上部から
なるトナー収容部４１は現像剤の上方にトナー粒子２８
のみを蹟層状態に収容し、このトナー収容部４１は下端
に開口４１ａを有している。トナー粒子は本実施例では
、例えばカーボン１０部、ポリスチレン９０部を主体と
して形成された粒径７〜２０ＪＬｍの非磁性トナー粒子
である。トナー粒子と磁性粒子とは本実施例では、スリ
ーブ２２近傍で磁性粒子の濃度が高く、スリーブ２２か
ら敲れたところでは低いように収容されている。容器２
１は第１図左下部に開口を有する。

スリーブ２２は、例えばアルミニウムなどの非磁性材料
製であり、容器２１の上記開口部に設けられ、その表面
の一部を露出させ、他の面を容器２１内に突入させてい
る。スリーブ２２は図面に直角な軸の回りに回転可能に
軸支され、矢印すで示す方向に回転駆動される０本実施
例ではスリーブ２２は円筒状のスリーブであるが、これ
は無端ベルトでもよい。

スリーブ２２は感光ドラム１に対して微小間隙をもって
対向して現像部を構成する。この現像部にはトナーおよ
び磁性粒子がスリーブ２２によって搬送される。

磁石２３はスリーブ２２内部に静止的に固定され、スリ
ーブ２２の回転時も不動である。／ａ石２３は後述のブ
レード２４と協同してスリーブ２２上への現像剤塗布量
を制御するＮ磁極２３ａ、現像磁極であるＳ磁極２３ｂ
、現像部通過後の現像剤を容器２１内に搬送するＮ磁極
２３ｃおよびＳ磁極２３ｄを有する。Ｓ極とＮ極は逆で
もよい、この磁石は本実施例では永久磁石であるが、こ
れに代えて電磁石を使用してもよい。

ブレード２４は本実施例では、少なくともその先端が例
えばアルミニウムなどの非磁性材料製であり、容器２１
の開口の上部近傍でスリーブ２２の長手方向に延在し、
その基部は容器２１に固定され、先端側はスリーブ２２
の表面に間隙をもって対向している。ブレード２４の先
端とスリーブ２２の表面との間隙は５０〜５００　ｐｍ
、好ましくは１００〜３５０　ｇｍであり、本実施例で
は２５０　ｐｍである。この間隙が５０部ｍより小さい
と、磁性粒子がこの間隙部に詰まり易く、５００　ｐｍ
を越えると、磁性粒子およびトナーが多量に間隙を通過
し、スリーブ２２上に適当な厚さの現像剤層が形成でき
ない、現像剤層の厚さは後述の現像部における感光ドラ
ム１とスリーブ２２との間隙よりも小さい（だだしこの
とき現像剤の厚さとは磁力が働いていない状態でのスリ
ーブ２２上での厚さである）。

ブレード２４の容器２１内部側には、磁性粒子″＠環限
定部材２６が設けられ、これは後述の磁性粒子の容器２
１内での循環域を制限する。

さらに現像剤層の上方には、平板状の案内部材４２が設
けられ、該案内部材４２はトナー２８を現像容器２１下
方へ導く、案内部材４２の基端部は、磁性粒子循環限定
部材２６上に固着され、案内部材４２はトナー収容部の
開口４１ａの重力方向の下部に位置し、容器２１内にブ
レード２４側から略中央部まで延設されている。

電源３４は感光ドラム１とスリーブ２２との間に電圧を
印加して、それらの間の空隙に交互電界を形成させ、ス
リーブ２２上の現像剤からトナーを感光ドラムｌに転移
させる。電源３４による電圧は正側と負側のピーク電圧
が同じである対称型交互電圧でも、このような交互電圧
に直流電圧を重畳した形の非対称交互電圧でもよい、具
体的な電圧値としては、例えば暗部電位−６００Ｖ、明
部電位−２００Ｖの静電潜像に対して、−例として、直
流電圧−３００ｖを重畳してピーク・ピーク電圧を１３
００Ｖｐｐ、周波数１６００Ｈｚ交互電圧をスリーブ２
２側に印加し、感光ドラム１を接地電位に保持する。

容器２１の下部は感光ドラムｌの方向に延びて延長部を
構成し、現像剤（特にトナー粒子）が外部に漏れること
を防止している。また、このような漏出の防止をさらに
確実ならしめるために、前記延長部の上面に、漏出現像
剤を受取ってこれを拘束する部材２９を設けている。さ
らに、前記延長部の先端にはスリーブ２２の長手方向に
沿って飛散防止部材３０が図示のごとく固定されている
。この部材３０にはトナー粒子と同極性の電圧生印加し
てもよい、これによって現像領域から飛散したトナーを
電界によって感光ドラム３の方向へ押しつけ、トナーの
飛散を防止することができる。

スリーブ２２の長手方向両端部には、現像剤阻止部材３
３が設けられ、スリーブ２２両端部での現像剤の塗布を
阻止している。

つぎに本実施例の現像装置の作動について説明する。ま
ず、容器２１に磁性粒子２７を投入する。投入された磁
性粒子は磁極２３ａおよび２３ｄによってスリーブ２２
上に保持され、容器２１内に面するスリーブ２２の表面
全体に渡って付着し、磁性粒子層を構成する。この磁性
粒子層の磁極２３ａおよび磁極２３ｄに近い部分では磁
性粒子２７は磁気ブラシを構成する。その後、トナー収
容部４１と容器２１を隔てるシール（図示せず）を抜き
取り、トナー２８を容器２１内に投入し、前記磁性粒子
層の外側にトナー層を形成する。前記の最初に投入する
磁性粒子２７は磁性粒子に対して、もともと２〜７０％
Ｃ＝ｆＬｍ＞　　トナーを含むことが好ましいが、磁性
粒子のみとしてもよい、磁性粒子２７は−Ｈスリーブ２
２表面上に磁性粒子層として吸着保持されれば、装この
振動やかなり大きな傾きによっても実質的な流動あるい
は傾斜は発生せず、スリーブ２２の表面を覆った状態が
維持される。

つざに、スリーブ２２を矢印方向に回転すると、磁性粒
子は容器２１の下部からスリーブ・　２２の表面に沿っ
た方向に上昇し、ブレード２４の近傍に至る。そこで、
磁性粒子の一部はトナーとともにブレード２４の先端と
スリーブ２２の表面との間隙を通過し、他部は部材２６
に衝突した後、反転して磁性粒子の上昇経路の外側を重
力によって下降して容器２１の下部に至り。

再びスリーブ２２の近傍を上昇して上記動作を鰻返す、
なお、容器２１の下部からブレード２４に向かって上昇
する磁性粒子２７のなかにはブレード２４の近傍に至る
前に反転して落下するものもある。これは特にスリーブ
２２の表面から遠い磁性粒子に顕著に見られる。

このようにして、ブレード２４の近傍あるいはその手前
で反転して落下する磁性粒子はその外側のトナー層から
トナー粒子を取込んで行く。

スリーブ２２の回転とともにこのように循環することに
よって、トナー２８は磁性粒子２７およびスリーブ２２
表面との摩擦によってｒｊＦ’Ｒする。

ブレーグ２４の手前近傍では、スリーブ２２の表面に近
い磁性粒子２７は磁極２３ａによってスリーブ２２表面
に引付けられ、スリーブ２２の回転とともにブレード２
４の下方を抜けて容器２１外に出る。この１２磁性粒子
２７はその表面に付着したトナーを一緒に運び出す、ま
た帯電したトナー粒子２８の一部はスリーブ２２表面に
鏡映力によって付着したままスリーブ２２上を容器外に
出る。この点については後述する。ブレード２４はスリ
ーブ２２上に塗布される現像剤量を規制する。

このようにしてスリーブ２２の表面上に形成された現像
剤層（磁性粒子２７とトナー２８との混合体）はスリー
ブ２２の回転とともに感光ドラム１と対面する現像部に
至る。ここでは、感光ドラム１とスリーブ２２との間に
印加される交互電界によってトナーがスリーブ２２の表
面および磁性粒子の表面から潜像上に転移し、該潜像を
現像する。

ひきつづくスリーブ２２の回転によって、現像に消費さ
れなかったトナー粒子および磁性粒子は容器２１内に回
収され、容器２１内で前述の循環作用によって再びスリ
ーブ２２上に塗布される工程を繰返す、この再度の循環
時に磁性粒子は容器２１上部のトナー層からトナーを取
込んで、現像に消費された分のトナーの供給を受る。

このように、容器２１内に案内部材４２をトナー収容部
開口４１ａの重力下方の下部に設け、トナー２８を現像
容器２１下方へ導くことにより、現像スリーブ２２上の
現像剤へのトナーの供給は、重力による上部からの直接
的なものがなくなり、現像スリーブ２２側方の循環領域
からのみになり、安定した量のトナーが補給されるとと
もに十分な摩擦帯電が行なわれる。

さらに、本現像装置が画像形成装置本体から取り出され
た際に、強い衝撃を受けても、現像剤層と磁性粒子循環
限定部材２６との間に隙間が生じ難い０例えば、案内部
材４２が存在しない場合には、磁性粒子循環限定部材２
６と現像剤層との間に間隙を生じ、そこへトナーが入り
込み、十分帯電されずに現像部へ搬送されてカブリが生
じるが１本実施例の現像装置においては、このようなこ
とは生ぜず、安定した画像を得ることができる。

ここで、第２図をもって現像スリーブ２２、現像剤層規
制ブレード２４、磁性粒子循環限定部材２６と案内部材
４２の好ましい設定条件について説明する。

現像剤層規制ブレード２４は非磁性の材質からなり、現
像スリーブ２２との間隔ｇを５０〜５００　ｇｍ、好ま
しくはｌｏＯ〜３５０ＪＬｍに設定することが好ましい
、これは前述の理由による。

現像剤層規制ブレード２４には磁性粒子循環限定部材２
６が固着される。磁性粒子循環限定部材２６は、現像剤
層規制ブレード２４の先端部よりも間隔ｄを持って設定
される０間隔ｄは１Ｏｉｕ＋以上３．０層層以下が好ま
しい、ｄが１．０■鳳を割ると。

磁性粒子循環限定部材２６により現像剤層規制ブレード
２４直前の現像剤が強い圧力を受け、現像剤のチャージ
アップ等が発生しやすくなり、現像画像の濃度低下、カ
ブリ、現像ムラ等を生じる。

又、ｄが３，０履■を越えると磁性粒子循環限定部材２
６の効果が薄れ、現像剤が帯電不足になり、カブリが生
じやすく好ましくない。

さらに、現像剤層規制ブレード先端と現像スリーブ回転
中心を結ぶ直線と現像スリーブが交わる点での接線と磁
性粒子循環限定部材２６の下面の延長線が、現像剤層規
制ブレード２４より現像スリーブ２４の回転方向下流側
で交じわり、かつ両線の交差角が５〜４０’好ましく、
より好ましくは１０〜３０’に設定されるのが良い、両
線が現像剤層規制ブレード２４の上流側で交差あるいは
交差角が５°以下の場合、磁性粒子が詰めこまれ現像剤
が強い圧力を受は前述の如く現像剤のチャージアップ等
をひきおこし好ましくない、又交差角が４０’以上では
磁性粒子循環限定部材２６の効果が薄れカブリ等を発生
し好ましくない。

磁性粒子′＠環限定部材２６下面の長さ立は設計者の裁
量により決定されるが部材２６の効果を確実にするため
には１）５０ｔａであることが好ましい。

第２図においては磁性粒子循環限定部材２６と案内部材
４２が１体となっている。案内部材４２は磁性粒子層に
トナーの圧力が加わらないこと、並びに磁性粒子層上部
からトナーを取り込まないようにすることさらに現像装
置本体に強い衝撃が加えられた際に磁性粒子層をおさえ
トナーが部材２６と磁性粒子層の隙間へ侵入するのを防
止するために以下の条件を満たすことが好ましい。

磁性粒子層鉛直上方部を密閉し、かつ磁性粒子層に接触
することである０以上の条件を満足すれば上部からのト
ナー取り込みによるカプリムラまたトナー圧によるチャ
ージアップ等が防止され極めて安定したトナーの取り込
み、帯電付与が可能になり良好な画像を得ることができ
る。

さらに本実施例の如く磁性粒子循環限定部材２６と案内
部材４２を一体化した構造では、工程上の管理が楽にな
るばかりではなく案内部材４２にも磁性粒子＠環限定部
材の機漁を持たせることが可ｆ２となりトナーへの摩擦
帯電付与がさらに安定し好ましい。

第３図は磁性粒子循環限定部材２６と現像剤層規制ブレ
ード２４（非磁性ブレード）の間に磁性材料からなる補
助ブレード４３を設けたものである。

補助ブレードを設けることにより現像剤の規制をメカ的
な圧力だけでなく磁気的な力を充分に利用できるため極
めて安定したコートができるとともに案内部材４２と相
俟って安定した循環、安定した取り込み、安定した帯電
付与、安定したコートが達成され好ましい。

つぎに、８１図の現像装置を用いた具体例について述べ
る。第１図において、スリーブ２２として直径２０層層
のアルミスリーブの表面を、７ランダム砥粒により不定
型サンドブラスト処理したものを用い、磁石２３として
４極着磁でＮ極、Ｓ極が交互に第１図で示されるような
ものを用いた。

磁石２３による表面磁束密度の最大値は約９００ガウス
であった。

ブレード２４としては１．２層■厚の非磁性ステンレス
を用いた。

磁性粒子としては、表面にシリコン樹脂コートした粒径
７０〜５０声（２５０／３５０メツシユ）のフェライト
（最大磁化６０　ｅｍｕ／ｇ　）を用いた。

非磁性トナーとしては、スチレン／ブタジェン共重合体
系樹＠１００部に銅フタロシアニン系顔料５部から成る
平均粒径１０μのトナー粉体にコロイダルシリカ０．８
％を外添したブルートナーを用いたところ、スリーブ２
２表面上にコーティング厚約２０〜３０ｐｍのトナー塗
布層を得、さらにその上層として１００〜２００ルの磁
性粒子層を得た。各磁性粒子の表面上には上記トナーが
付着している。

磁性粒子は現像部およびその近傍でスリーブ２２内の磁
極２３ｂにより磁界によって穂立ちして、最大長約０．
９層層程の穂立ちブラシを形成していた。

帯電量をブローオフ法で測定したところスリーブ上及び
磁性粒子上のトナーのトリポ電荷量が＋１０ルＣ／ｇで
あった。

この現像装置をキャノン（株）製ＮＰ−１１５型複写機
に組み込み、感光ドラム３（有機感光材料製）とスリー
ブ２２の表面との間隔を３５０ｐｍとした。このときの
感光ドラム３とスリーブ２２の周速は等速とし、８部繍
層／ｓｅｅとした。バイアス電源３４として周波数１６
００Ｈｚ、　ピーク対ピーク値１３００Ｖの交流電圧に
一３００Ｖの直流電圧を重畳させたものを用いて現像を
行なったところ、良好なブルー色の画像を得た。

前記実施例では、案内部材４２と磁性粒子循環限定部材
２６とを一体としたがもちろん個別に分けても良くその
ような例として第４図をもって説明する。第１図と同等
なものは同一の番号を付し詳細な説明は省略する。第４
図の現像装置においては磁性粒子貯蔵部４４とトナー収
容部４１を隔てる壁を延長し、案内部材４２としたもの
である０本構成によれば磁性粒子層へのトナー圧防止等
の効果の他に、現像装置設芒時に於て磁性粒子貯蔵部４
４から現像容器２１へ磁性粒子を投入する際に案内部材
４２がガイどの役を果たし現像スリーブの周囲に磁性粒
子層を円滑に形成する効果があり好ましい。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので。

案内部材を設けたことにより、現像剤層上部からの直接
的なトナーの取り込みもなくなり、安定した磁性粒子の
循環が維持されるので、トナーの安定した取り込み及び
摩擦帯電が回部となり、カブリの発生を防止でき、良質
な画像を長期に亘って得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図及び第３図は第１図の要部のそれぞれ異なっ
た例を示す説明図、第４図は本発明の他の実施例を示す
縦断面図である。 符号の説明 ２１・・・現像容器　　　　２２・・・現像スリーブ２
４・・・現像剤層規制ブレード ２７・・・磁性粒子　　　　２８・・・トナー４２・・
・案内部材 く５・、”、’３ｊｒ”ｉ；’１ 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　現像容器内に磁性粒子とトナーを収容して現像を行な
   う現像装置において、前記トナーを現像容器下方側へ導
   く案内部材を、トナー収容部開口の重力方向の下部に配
   置したことを特徴とする現像装置。