JPS6383756A - 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、電子写真複写プロセス等で使用される乾式の
現像装置に関する。

従来の技術 既に、実用化されている乾式現像方法として、磁性トナ
ーのみからなる現像剤を用いる一成分現像方法と、磁性
キャリアとトナーとの混合物からなる現像剤を用いる二
成分現像方法がある。−成分現像方法は、現像装置の簡
素化、小型・低価格化等の利点が得られるが、トナーに
関しては現像時に導電性を、転写時には絶縁性をという
互いに相反する条件全要求されるという点で困難な問題
があり、現状では複写プロセスにあまり負担がかからず
転写特性が良好な高抵抗を有するトナーを使用し１種々
の対策を講じて現像特性の向上を図っている。二成分現
像方式においては、本来−成分現像剤であっても磁性キ
ャリアの混入によってトナーの摩擦帯電の確実化、透磁
率の向上による搬送力の増大等が図られ、トナー自体の
現像、転写特性は良好であるが、現像装置が複雑化、大
型になる等の欠点を有している。

この様な欠点を除去する対策の一つとして、現像ローラ
の外周面上のトナー層に磁性キャリア全混入して現像す
る形態の乾式現像方法を考案され、第４図に示す様に、
内部に磁気ローラ１を有すると共に外周面上で磁性現像
剤を一方向に搬送するための現像スリーブ２と、現像剤
搬送方向（矢印ｂ）の現像領域大上流側に位置する現像
スリーブ２の外周面に向って開口し、予め磁性キャリア
あるいは磁性キャリアとトナーとの混合物が装填される
空室３と、磁気ローラ１の磁界の及ぶ領域内に現像スリ
ーブ２の軸方向に延在し、空室３とトナー補給槽４とを
導通するトナー供給用スリット５と、トナー補給槽４内
に収容されているトナーをトナー供給用スリット６を通
過させて空室３内に供給するトナー供給手段６とを備え
た乾式現像装置が提案されている（特開昭６１−５３６
７７号公報参照）Ｏ この乾式現像装置は、最初に空室３内に磁性キャリアと
トナーとの混合物からなる磁性現像剤が装填され、トナ
ー補給槽４内に磁性トナーを装填される。空室３内の現
像剤は、現像スリーブ２の矢印す方向の回転及び磁気ロ
ーラ１の矢印ａ方向の回転により矢印す方向に循環搬送
され、現像頌域ムにて矢印Ｃ方向に回転する感光体ドラ
ム７の表面に担持される静電潜像を現像する。現像に供
された後現像スリーブ２の外周面に残留する磁性現像剤
は再度空室３へと至り、そこで新たな磁性トナーが供給
され供給され空室３内で混合攪拌された後、再度現像に
供される。トナー補給槽４内に収納されている磁性トナ
ーは、トナー供給羽根６の矢印ｄ方向への回転にて、第
１仕切板８と第２仕切板９とで形成されたトナー供給用
スリット５側に搬送され、かつ磁気ローラ１の矢印ａ方
向の回転にもとづく脈動作用で上昇し、トナー供給用ス
’）　ｙ　ト（５を通じて空室３内に供給される。供給
量は、空室３内においてトナーが減少した分量に対応す
る。

発明が解決しようとする問題点 しかし、この様な構成の現像装置金柑いて長時間作動さ
せた際には、現像スリーブ２の外周面上に保持搬送され
る磁性現像剤のトナー濃度のムラが発生し、特に現像ス
リーブ２の軸方向の両端近傍部のトナー濃度が薄くなっ
ている。この時、トナー補給槽４内への磁性キャリアの
流出、及び空室３内へのブロッキングトナーの混入はな
いことが確認された。

全体的に生じたトナー濃度のムラは、磁性現像剤を収納
し混合攪拌する空室３の領域が磁気ローラ１の磁界領域
外を有していることに起因するものと考える。つまり、
空室３内で矢印ｅ方向に流動しながら混合攪拌される磁
性現像剤の上層部は。

磁気ローラ１の磁力による保持が得られず、空室３内の
磁性現像剤の初圧に応じて現像スリーブ２の軸方向に流
動される。したがって、空室３内の磁性現像剤は、磁性
キャリアが現像スリーブ２の軸方向に不均一に混合され
たものになり、トナー濃度のムラが生じると考えられる
。

また、両端近傍部におけるトナー濃度の低下は、空室３
内に磁性現像剤を装填し作動させた際、磁性現像剤は第
２仕切板９に当接しながら矢印ｅ方向に流動し、第１図
のｘ　、　−ｘ　、’断面矢視図を表わす第５図に示す
ように、現像スリーブ２の軸方向の第２仕切板９の両端
近傍部９＆に磁性現像剤が多く集合された状態で流動す
ることから、現像スリーブ２の軸方向の空室３の両端近
傍部に収納されている磁性現像剤は、初圧が高められて
流動性が低下していること、及びトナー供給用スリット
６の供給路が集合された磁性現像剤で狭くなり、トナー
供給不足が生じることに起因するものと考えられる。

そこで、本発明は現像領域に搬送される現像剤の混合攪
拌の均−化及び安定化と、現像剤の供給性の安定化が得
られる現像装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、現像剤搬送方向の層厚規制部材上流側でスリ
ーブの軸方向に延在せしめる第１現像剤室を磁気ローラ
の磁界領域内に配設せしめると共に、この第１現像剤室
内に突出せしめる案内板の少なくとも現像剤供給路を形
成する側の面をスリーブの軸に対して略凹状に形成せし
めるものであるＯ 作用 即ち、磁気ローラの磁界領域内に配設された第１現像剤
室と現像剤供給手段を有する第２現像剤室は、第１現像
剤室を形成せしめるために配設した規制板と第１現像剤
室内に突出せしめて配設した案内板のスリーブの軸に対
して略凹状に形成せしめた面とにより形成される現像剤
供給路のみで導通される。第２現像剤室に収納される現
像剤は、第１現像剤室内の現像剤の減少に応じて現像剤
供給手段による搬送力と磁気ローラの磁界作用とにより
現像剤供給路を通じて第１現像剤室内に供給され、ここ
で現像ローラの保持搬送力にて混合攪拌される。

この場合、第１現像剤室における現像剤は、磁気ローラ
の磁力により常にスリーブ表面方向に吸引されているた
めに、全体的に均一に混合攪拌されるとともにスリーブ
の軸方向への流動が抑えられる。したがって磁性キャリ
アを有する現像剤を使用した時、磁性キャリアはスリー
ブの軸方向に均一に保持でき、トナー濃度のムラの防止
が図られる。

また、スリーブの軸方向の両端近傍における第１現像剤
室内の現像剤は、スリーブ表面と案内板の現像剤供給路
側の面との距離を中央付近に対して両端近傍を大きくし
たことにより、案内板による阻害が減少するとともに流
動により筐体側面方向に圧縮されつつある現像剤を中央
方向に戻す作用が働らくために流動性が向上し、混合攪
拌が十分に得られるとともに現像剤の供給を阻害しなく
なり現像剤供給路は確保される。

また、現像剤供給路において、現像剤は現像剤供給手段
にて第１現像剤室方向への圧力（供給力）を受けるとと
もに磁気ローラの回転による磁界作用で第１現像剤室方
向への圧力（供給力）を付与されているため、第１現像
剤室方向に流出しようとする第１現像剤室内の現像剤は
抑えられ流出が防止される。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図において、現像装置の筐体１０中に、複数の磁極
を有する回転自在な磁気ローラ１１を内包し、かつこの
磁気ローラ１１と相対回転自在な非磁性体よりなるスリ
ーブ１２とより成る現像ローラ１３を感光像ドラム７の
表面に近接する様に配設されている。また、スリーブ１
２の外周面は２４０メツシユのサンドブラスト処理等に
より微小の凹凸が形成されている。現像剤は、磁気ロー
ラ１１の矢印＆方向の回転及びスリーブ１２の矢印す方
向の回転によシスリーブ１２の外周面上全矢印す方向に
保持搬送される。現像領域入方向に保持搬送されるスリ
ーブ１２表面上の現像剤の層厚を規制するために、現像
剤搬送方向の現像領域人士流側に位置し、スリーブ１２
表面に対し所定間隙１１を保つように、磁性体より成る
層厚規制部材１４を支持部材１５に固定的に設置される
。

支持部材１５は、非磁性体よりなシ筺体１０ｉ／Ｃ取付
けている。規制板１６は、現像剤搬送方向の層厚規制部
材１４上流側でスリーブ１２表面に対向する様にスリー
ブ１２の軸方向に延在させて配設し、この規制板１６と
筐体１０．現像ローラ１３゜層厚規制部材１４及び支持
部材１６により磁気ローラ１１の磁界領域内に現像ロー
ラ１３にて搬送される現像剤全収納する第１現像剤室１
７全形成せしめている。案内板１８は、現像剤搬送方向
の第１現像剤室１７上流側でスリーブ１２の軸方向に延
在させるとともに、先端部を第１現像剤室１７内に所定
寸法Ｈ突出せしめ、スリーブ１２表面及び規制板１６下
端部に対し各々所定間隙１２゜ｌ、を設けて配設され、
筐体１０の底部に取付けられている。規制板１６の下端
近傍と案内板１８とで現像剤供給路１９が形成されてい
る。規制板１６及び案内板１８は例えば、非磁性の金属
板より成っている。

案内板１８は、第２図に示すようにスリーブの軸に対し
て略凹状に形成し、スリーブ表面に対する中央付近と両
端近傍の距離’？４”’４’が、１２＜４２′になる様
に配設している。

現像剤供給路１９の後方には、現像剤を収納する第２現
像剤室２ｏ及びその上方部に第３現像剤室２１が設けら
れている。第２現像剤室２ｏ内には、現像剤全攪拌する
とともに現像剤供給路１９内に供給するための現像剤供
給手段と、現像剤のエンプティを検出するための現像剤
量検出手段とが設置されている。

現像剤供給手段は、羽根板又はクランク棒等を用いた回
転自在に軸支された攪拌供給部材２２等により構成され
、攪拌供給部材２２は矢印ｄ方向に一定速度で回転可能
であり、この回転にて第２現像剤室２０内の現像剤を攪
拌するとともに現像剤供給路１９側に搬送する。現像剤
量検出手段は、揺動可能に軸支されたアーム２３を有し
、第２現像剤室２０内上部の第１位置Ｙ、とその下部の
第２位置Ｙ２との間を往復移動可能に設けた検出部材２
４と、アーム２３の下端部に対し定期的に当接し検出部
材２４を第１位置Ｙ、へと強制移動させる規制手段とし
て流用する攪拌供給部材２２と、検出部材２４全第２位
置へと付勢せしめるためにアーム２３と検出部材２４と
の自重全適正にし用いた付勢手段と、検出部材２４が第
２位置Ｙ２に位置したことを適宜スイッチング手段で検
知する検知手段とで構成され、第２現像剤室２ｏ内がエ
ンプティになると外部に表示される。攪拌供給部材２２
の回転によシ定期的に当接するアーム２３の下端部は、
攪拌供給部材２２が矢印ｄ方向と反対方向に回転しても
アーム２３を揺動可能にせしめるために、略円弧状に形
成せしめ、攪拌供給部２．２の回転方向に関係なくスム
ーズな揺動を可能にならしめる位置にアーム２３を軸支
している。

第２現像剤室２０と第３現像剤室２１との間には、揺動
可能に軸支された仕切板２６が設けられ。

仕切板２５と筐体１０底面とで現像剤補給路２６が形成
されている。仕切板２５の揺動は、第３現像剤室２１内
の現像剤重圧と仕切板２６の自重。

及び攪拌供給部材２２と仕切板２６に設けられた突起部
２５＆とを定期的に当接せしめて行なう様に構成されて
いる。

次に、以上の構成からなる現像装置の作動について説明
する。

最初に第１現像剤室１７内に磁性キャリアと磁性トナー
との混合物からなる現像剤が装填され、本装置が予備作
動された後に、第３現像剤室２１及び第２現像剤室２０
に磁性トナーの現像剤が装填される。この際、第１現像
剤室１７内に磁性キャリアのみを装填しても良い。また
、磁性キャリアを使用せず磁性トナーの現像剤のみを用
いる一成分現像の場合は、第３ｊ第２現像剤室２１゜２
ｏ全至で第１現像剤室１Ｔ内に現像剤全装填しても良い
。そして、この状態で本装置によって静電潜像の現像が
可能になる。

ここで、現像剤は磁気ローラ１１の矢印ａ方向の回転と
スリーブ１２の矢印す方向の回転によりスリーブ１２外
周面上を矢印す方向に保持搬送される。第１現像剤室１
７を通過する際に磁性キャリアと磁性トナーは混合攪拌
され、各々摩擦帯電される。そして、この混合攪拌の結
果、現像剤である磁性キャリアと磁性トナーとは、この
時点で絶えず一定範囲内の混合比で一体化され、現像領
域ムにおいては現像剤からなる磁気ブラシが確実に形成
される。ここで形成される磁気ブラシは感光体ドラム７
の表面を摺擦し、その表面上の静電潜像を現像して顕像
化する。現像に供された後、スリーブ１２の外周面に残
留する現像剤は再度第１現像剤室１７へと至り、そこで
第２現像剤室２ｏから供給される現像剤と混合攪拌され
た後、再度現像Ｇて供される。この時、第１現像剤室１
７内の現像剤は、磁気ローラ１１の磁力により常（″Ｃ
スリーブ１２表面方向に吸引されているために、現像ロ
ーラ１３の回転によシ、スリーブ１２表面近傍の現像剤
は矢印す方向に保持搬送され、層厚規制部材１４にて規
制されて残留する現像剤は矢印ｅ方向に流動し全体的に
均一に混合攪拌されるとともにスリーブ１２の軸方向へ
の流動が抑えられる。また、スリーブ１２の軸方向の両
端近傍の第１現像剤室１７内の現像剤は第１図に示す中
央部分の流下状態に対して、第３図に示すように矢印ｅ
方向の流動に対する案内板１８による阻害が減少される
とともに、流動により筐体１０側面方向に圧縮されつつ
ある現像剤は案内板１８に当接することにより案内板１
８の斜面に沿って流動し第１現像剤室１７の中央方向に
戻る作用を受けるために、流動性が向上し混合攪拌が十
分に得られるとともに、矢印ｅ方向からスリーブ１２表
面方向へ循環する現像剤が案内板１８の先端近傍に当接
して集合することを防止でき、現像剤の供給全阻害する
ことなく現像剤供給路１９が確保される。

第１現像剤室への現像剤供給は次の様にして行われる。

第２現像剤室内に収納されている現像剤は、攪拌供給部
材２２の矢印ｄ方向への回転にて現像剤供給路１９側に
搬送され、かつ磁気ローラ１１の矢印ａ方向の回転に基
づく脈動作用で案内板１８の規制板１６側の面に沿って
上昇し、現像剤供給路１９を通じて第１現像剤室１７内
に供給される。

供給量は、第１現像剤室１７内において現像剤が減少し
た分量に対応する。

第３現像剤室２１内に収納されている現像剤は、仕切板
２６を回転する攪拌供給部材の当接にて上方に移動し、
当接が解除された後仕切板２５０自重及び第３現像剤室
２１内の現像剤の重圧で下動する仕切板２６の揺動にて
現像剤補給路２６’ｊ５通じて第２現像剤室２０内に補
給される。補給量は第２現像剤室２０の内圧に対応して
補給され、第２現像剤室２０の上層部は常に空間部が確
保されている。

第３現像剤室２１内の現像剤がなくなるとともに第２現
像剤室２ｏ内の現像剤が減少するに伴って検出部材２４
の揺動が大きくなり、検出部材２４が第２位ｔ　Ｙ２ま
で下動して揺動されると第２、第３現像剤室２０．２１
内の現像剤のエンプティが検出され、外部に表示される
。

また、現像バイアスとしては、通常の手法に基づいて直
流電圧をスリーブ１２に印加するか、これに交流電圧全
重畳させても良く、また、スリーブ１２を接地する様に
しても良い。

ところで、本装置を使用した場合には、長時間の作動に
よってもスリーブ１２の軸方向に対するトナー濃度のム
ラは生じなかった。また、本装置をスリーブ１２の軸方
向に約５／１ｏＯＨの傾斜させた状態で作動しても高品
質の画像全確保できる一定範囲内のトナー濃度を維持で
きた。これは、第１現像剤室１７内の現像剤は磁気ロー
ラ１１の磁力を受けて常にスリーブ１２表面方向に吸引
されているため、全体的に均一に混合攪拌されるととも
に、スリーブ１１の軸方向への流動、特に磁性キャリア
の流動が抑えられることとなるからである。また、現像
剤供給路１９には現像剤が充填されており、この現像剤
は第１現像剤室１Ｔ方向に現像剤供給手段の攪拌供給部
材２２の回転及び磁気ローラ１１の回転による磁界作用
による圧力（供給力）全受けているため、第２現像剤室
２０内への現像剤の流出、特に磁性キャリアの流出が抑
えられるからである。さらに、第１現像剤室１了に供給
される現像剤は、直ちにスリーブ１２の表面上に供給さ
れるのではなく、第１現像剤室１了内で混合攪拌される
ため、現像剤が十分に帯電され、現像バイアスの印加が
有効に作用し、カブリ等のない高品位の画像が得られる
。そして、第１現像剤室１了内のトナー濃度を一定に維
持することにより現像領域Ａにおいて磁気ブラシを形成
する現像剤のトナー濃度は常に一定になる。本発明では
、消費され第１現像剤室１了内の現像剤が減少した分量
のみが第１現像剤室１７に供給され、第１現像剤室１７
内のトナー濃度は略一定である。従って体積制御に基づ
く自動トナー濃度制御が可能である。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、現像ロー
ラにて搬送される第１現像剤室を磁気ローラの磁界領域
内に配設せしめると共に、第１現像剤室内に突出せしめ
現像剤供給路を形成せしめる案内板の少なくとも現像剤
供給路を形成する側の面をスリーブの軸に対して略凹状
に形成し、この案内板の現像剤供給路側の面とスリーブ
表面との距離全スリーブの軸方向の中央付近に対し両端
部近傍を大きくしたことにより、第１現像剤室内の現像
剤は全体的に均一に混合攪拌でき、現像剤の帯電が十分
に得られると共にスリーブの軸方向への現像剤の流動、
特に磁性キャリアの流動によるトナー濃度のムラが防止
できる。また、スリーブの軸方向の両端近傍における第
１現像剤室内の現像剤の流動は案内板による阻害が減少
されると共に流動により筐体側面方向に圧縮されつつあ
る現像剤は案内板の斜面にて第１現像剤室の中央方向へ
の流動を受けるために、初圧の増加を抑えられ、Ｋ動性
の向上及び混合攪拌が十分に得られる。

また、第１現像剤室内の現像剤による現像剤の供給の阻
害を解除できる。さらに、現像剤供給路には常時現像剤
の供給圧力が作用するので、第１現像剤室内の現像剤が
第２現像剤室内に流出することを確実に防止できる。そ
の結果、長期にわたって良好な画質の複写画像を得るこ
とが可能である。

また、装置設置における対傾斜性の向上を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における現像装置の構成を示
す中央断面図、第２図は第３図における案内板周辺構成
を示す要部平面図、第３図は本発明における筐体側面近
傍の現像剤の流下状態を示す説明図、第４図は従来の現
像装置の構成を示す断面図、第５図は第１図のｘ−ｘ’
断面矢視図で現像剤の流下状態を示す説明図である。 ７・・・・・・感光体ドラム、１０・・・・・・筐体、
１１・・・・・・磁気ローラ、１２・・・・・・スリー
ブ、１４・・・・・・層厚規制部材、１６・・・・・・
支持部材、１ｅ・・・・・・規制板、１γ・・・・・・
第１現像剤室、１８・・・・・・案内板、１９・・・・
・・現像剤供給路、２ｏ・・・・・・第２現像剤室、２
２・・・・・・攪拌供給部材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１２
−スリーブ゛ １４−　、ｍｌ）東唱す庁訂薯イ ｌＳ−叉膚邪材 １６−煩１歌 第　、い　　　　　　　　　　　　１８−某内扱一一す
−／　　　　　ｌ（ｆ　　　１３ｆ３ 第３図 第　４　図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の磁極を有する回転自在な磁気ローラを内包し、か
   つこの磁気ローラと相対的に回転自在な非磁性体のスリ
   ーブとよりなり、このスリーブ表面に現像剤を保持し一
   方向に循環搬送する現像ローラと、前記スリーブ表面に
   対向して配設し、前記現像ローラ上に保持搬送される現
   像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、現像剤搬送方向
   の層厚規制部材上流側で前記スリーブの軸方向に延在せ
   しめて配設し、前記現像ローラにて搬送される現像剤を
   収納する第１現像剤室と、この第１現像剤室を形成せし
   めるため前記スリーブ表面に対向して配設せしめる規制
   板と、前記第１現像剤室上流側でスリーブの軸方向に延
   在し、かつ先端部を前記第１現像剤室内に突出せしめて
   配設し、前記第１現像剤室に現像剤を供給するための現
   像剤供給路を形成せしめる案内板と、現像剤を収納しか
   つこの現像剤を攪拌しつつ前記現像剤供給路側に搬送す
   る現像剤供給手段を有する第２現像剤室とから成り、前
   記第１現像剤室を前記磁気ローラの磁界領域内に配設せ
   しめると共に、前記案内板の少なくとも前記現像剤供給
   路を形成する側の面を前記スリーブの軸に対して略凹状
   に形成せしめ、この案内板の現像剤供給路を形成する面
   と前記スリーブ表面との距離を前記スリーブの軸方向の
   中央付近に対し両端部近傍を大きくした現像装置。