JPS6348581A - 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、−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字装置な
どの現像装置の改良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、たとえば米国特許３９
０９２５８号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１３９６９７９号に見られ
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
る注入帯電方式どが知られているが、前者は像担持体に
現（象されて付着したトナーを転写紙（９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デ「ｌ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、ｌことえば米国特許
４２９２４２７号あるいは同しく米国特許４２５９４２
７号に見られるようなトナーを保持している部材やトナ
ー層を規制する部材、またはトナー相互などによる）？
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４図に示す。第４図において、
磁性体あるいは弾性体からなるトナー層規制部材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
ナーの層厚を規制するとともに、この時にこれら規制部
材３や保持部材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。

このような面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頼性の面から見るとトナー規制部
材３の近傍特に上流側Ａにおいて、トナーが造粒現象に
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じ、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、
たとえば感光体の潜像を顕（本化するための現像部已に
至ることもしばしば見られる。この造粒現象は画像の解
像変を上げるためにトナー粒径をｉｍ常の十数ミクロン
から数ミクロンに下−デた場合に著しく生じ易い。

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ー層の不均質な筋状のむ
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、当然のことながら現像に対して具合いの悪い結果を
与えることは明らかである。

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
ー層厚ならびにトナーの帯電電荷を長期間に互って均質
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ｉｆｆ性トナーを保持して回・助するトナー保持
部材と、トナー保持部材の黒面側に配設された４５ｉ界
発生手段と、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、前記
規制部材の上流側で、少なくとも前記規制部材近傍で残
余となったトナーを排出し得る間隙を設けて、かつ前記
磁界発生手段の磁界がおよ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、規制部材近傍上流側で残余となり規制部材と磁性部
材の前記間隙より排出された１ナーを磁性部材上流側に
送るための回送手段とを有する構゛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
されて規制部材に至る磁性トナーをその上流側において
磁界中をｊ１１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（オ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、従って長時間に
亘って均質なトナー薄層が得られ、この均質な磁性トナ
ー薄層によって像担持体の表面を）ｇ擦することから、
その結果均一な６濃度で地かぶりの少ない商品ｎ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。図において、５は印字装置本体であっ
て、その路中央部に像担持体、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、分離除電用チセ
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の回
転に伴って動作し、ドラム４の回転と同＃ＪＩ　して搬
送される転写紙１０上に、トナー像を転写させる作像部
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。ドラム４のこの帯電表面には、たとえば半導
体レーザダイオードと多面回転体およびレンズ光学系か
らなる露光系１１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
って転写させる。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！１０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、および転写紙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、給紙カセット１５が印字装置本体５の一方の側面へ
張り出す状態で装着され、給紙ローラ１６を駆動するこ
とによって給紙カセット１５から転写紙１０をタイミン
グローラ１７へ送りだし、ガイドキ反１日によって案内
されて、前記作像部へ：μ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２図は、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る。

第２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扮砕した平均粒径が
１０μ程度の高抵抗−成分磁性トナーの薄層１で摺擦さ
れる。この６イ１性１−ナー層１は、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（第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の周面性近傍には磁性ト
ナーを貯留しトナー保持部材の周面に所定の量ずつトナ
ーを補給するためのホッパ２０が配設されている。

ホッパ２０の一端部にはトナー補給口２１が設けられ、
他端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ー層厚や規制部材２２が磁
性か非磁性かによって異なるが一般的には０．５〜０．
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と同じようにトナー保持部
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〜
Ｑ、５ｍｍ程度が、そして近接面の幅は、少なくとも１
ｍ１以上がのぞましい。これらの数値は、たとえば規制
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量を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ばてましくは、
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の下流側でのトナー層
厚が不安定になり易く、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
ー層１をブラン状に起毛させるために多極永久磁石２４
が内包固定されている。その磁極は、通常のこの種の現
像装置と同しように、像担持体４と相対してブラシ状ト
ナー層で像担持体４を摺擦できる位置、規制部材２２と
相対してトナー層をブラシ状に穂立ちさせてトナー層厚
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２３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も■湯中でトナー
層を起毛攪乱できる位置に配置されている。

そこで、この多極永久磁石２４の磁極は、少なくとも曳
制部千オ近傍で残余となったトナーを＋ａ出し得る間隙
２５となるように、即ちトナー保持部＋第２の中心点か
ら規制部材２２と磁性部材２３との角度をαにした状態
で、ｌ・ナー保持部材内に固定されている。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。従って、前記規制部材２２と磁性部材２３の間隙２
５から前記強磁場中で起毛攪乱された以外のトナーが侵
入することは、規制部材２２上流側でのトナー量を適量
に規制できないために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ため、間シシ２５は
上記規制部材上流近傍で残余となったトナーを排出し得
るに必要最小で十分である。なお、 この場合、この間隙２５を小さくするために、前記角度
αも小さくする必要があるが、各磁極における磁束密度
を所望の値とすることが困難となる可能性があるのでα
は適当な角度としＥｆｔ性部材２３のトナー保持部材２
に対する近接面の幅を拡大しても差し支えない。本発明
の現像装置には、さらに規制部材２２近傍の上流側で残
余となったトナーを磁性部材２３の上流側に回送するた
めの手段が付加されている。即ち、規制部材２２の下部
には、トナー保持部材２の回動によって！ｌｌρ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、余分となったトナーを羽根車２６によって回収
しホッパ２０の底部の間を通して６１１性部材２３の上
流側に回送できるように成したものである。

第３図は、本発明に従う池の実施例であり、第２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３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
ラムあるいは有機感光体ドラムやベルトでも良く、ここ
では機能分離型打機感光体ドラムを用いた。表面帯電電
圧は−７５０Ｖ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
ｔ昆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、径２５１の非（ｄ性ステンレス円筒材を用い、これ
に内包されている多極永久磁石には規制部材２２とＫｌ
性部材２３に相対している磁極相互の角度αは３０°で
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。規制部材には厚さＩＩの非磁性ステン
レス、磁性部材には厚さ６１−の磁性ステンレスを各々
用いこれらの間隙２５は最小部で３働醜とした。

規制部材とトナー保持部材の規制間隙は、０．２５鶴で
あり、磁性部材とトナー保持部材との規制間隙は０，１
１朧に選択した。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３０％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、
０．３５−ｍ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に起毛し摺擦でき
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、ごの時現像位置に達したトナーの帯電′７：Ｌ荷
量を測定した結果、−６，８〜−７，７μＣ／ｇであっ
た。この条件においてトナー保持部材に一６５０Ｖのバ
イアスを与えて、第１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。露光系の解像
度は、２０ドツト／菖■、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２ｋｇをｉｒｉ！ｉ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ト〃を一定にして、ト
ナー保持部材表面と６１性部材の間隙を調整し、トナー
のブロック化による縞状地かぶ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ＴＬ電荷量変
化を観察した結果、先に記した残途のトナー比率が１０
％程度ではトナー層厚に不安定な箇所が生して画像）；
度が常に均質になり難い面がある。他方、６０％を越え
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
にも変動が見られる状況となる。特に、８０％以上にお
いては、前記間隙２５が３絹では、ここでのトナー滞留
のためブロック化が著しく見られた。

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
持されてトナー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シナ、縞状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’Ｂ’ｌＬの一例を示す内部構成口、第２図
は本発明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、第３図は本発明に従う他の一実施例
である現像装置を示す内部÷、が遣口、第４図は従来の
現像装置を示す内部構造図である。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第　１　図

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、前記規制部材の上流側で、少なくとも前記規制部
   材で残余となったトナーを排出し得る間隙を設けて、か
   つ前記磁界発生手段の磁界がおよび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、規制部材上流側で残余となり、規制部材と磁
   性部材の前記間隙より排出されたトナーを磁性部材上流
   側に送るための回送手段とを有することを特徴とする現
   像装置。