JPS6385662A - 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、電子写真法や静電記録法等による記録装置に
使用される現像装置に関する。

従来の技術 電子写真法や静電記録法は、感光体あるいは記録体上に
静電潜像を形成し、この静電潜像に現像剤を近接させ現
ｒ象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。

この記録法の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顔料
を分散した樹脂粒子からなるトナーとを混合した現ｆ象
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
、また、カラー画浄記録用トナーとしては、磁性材料を
分散した磁性トナーは色調や彩度の面から使用できず、
非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、現像操作が容易で形成された画
（象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、トナー濃度が高い場合は非画像部へのカプリを生じ
やすく、また、現像剤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。このため二成
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この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行なわれているが、
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、二成分現像法の磁気ブラシをメツシュ・ス
クリーンと摺擦させ、メソシュ・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顕電性トナーの移動
を行なわせることにより二成分系現像剤中のトナー濃度
を調節する方法（特開昭５９−５５４６３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’Ｊ　ｙ　）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
を備えた現像装置たよる方法（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なった結果、
上記の２種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、磁気ブラシと顕電性トナー
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、トナー
槽側のトナーの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ｆ象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
ー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、他の供給用スリットへの圧力を付与する手
段が必要であるが、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［象は得られないという問題点を有していた。

上記問題点を解決するために、本発明者らは、磁性キャ
リアとトナーとからなる現像剤を支持搬送するための、
内部に磁石ロールを有する現１象スリーブと、前記現像
剤の穂高を規制するだめのブレードと、前記磁石ロール
の磁界の及ぶ領域内で、前記現像剤内シて埋没するよう
に設けた磁性キャリア粒子およびトナー粒子の粒径より
犬である開口径の複数個の開口を有する網状部材とを備
えた現（１装んと提案した。

この現像装置は、現１象装置の動作時に現像スリーブ、
ブレードおよび網状部材によって包含される部分の磁性
キャリアとトナーとからなる現像剤は、磁石ロールによ
る磁力と現像スリーブによる搬送力によって一定の圧力
と攪拌力とをうけ、摺擦を拌されて十分に帯電した適正
なトナー濃度の現１象剤を形成する。この時、磁性キャ
リアの量が犬であれば圧力が犬となり、余分な磁性キャ
リアは磁石ロールの磁力による吸引力にうち勝って網状
部材の開口を通過してトナー室側へ移動する。

トナー室側に移動した磁性キャリアはトナーと混合攪拌
され網状部材近傍で高トナー濃度の現像剤が形成される
。

静電潜像の現像により現１象スリーブ上のトナーが消費
されると、トナーの消費量に応じて、現像スリーブ、ブ
レードおよび網状部材によって包含される部分の現像剤
のうける圧力が低下し、網状部材近傍の高トナー濃度現
像剤中の磁性キャリアは、トナーを帯電吸着した状態で
現像スリーブ内部・〕磁石ロールの磁力による吸引力に
よって艶状部材の開口を通過して現像スリーブ側へ供給
される。このように、網状部材を磁石ロールの磁界の及
ぶ領域内で現像剤内に埋没する位置に設け、現像スリー
ブ上の現像剤のうける圧力を一定に保つことにより、磁
性キャリアの移動に共なってトナーの消費量に応じてト
ナーが供給され適正トナー濃度が維持される。また、ト
ナーが非磁性トナーであっても、トナーは磁性キャリア
に帯電吸着した状態で磁性キャリアのうける磁力により
磁性キャリアと共に供給されるので特別な供給装置を必
要とせず、また、トナーの流動性等の材料特性の影響が
少ない。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の本発明者らが提案した現像装置に
おいて、さらに種々検討を行なった結果、次のような問
題点が生じた。現像スリーブ上の現像剤は、ブレードに
よって穂立を規制されて、連続的に現像スリーブ上へ供
給される０しかしながら、現像スリーブ上の現像剤は層
を形成しているので、現像スリーブ、ブレードおよび網
状部材によって包含される部分の現像剤と円滑な置換が
行なわれにくい。このため、黒化率に分布があり現像に
必要とされるトナー量がスリーブ軸方向にバラツキの大
きい静電潜像全連続的に現像すると、黒化率が高く多量
のトナー消費を必要とする部分では、現１象スリーブ上
の現像剤のトナー濃度が徐々に低下し、現像スリーブ上
の現像剤が現像スリーブ軸方向に、静電ａ像の黒化率の
分布に対応するように、トナー濃度の分布を生じるよう
になる。

したがって、黒化率に分布を有する静電潜像を連続的に
現像する場合には、安定した画像が得られにくくなる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、黒化率に分布を有する静電潜像を連続的に現１象す
る場合に静電潜像の黒化率の影響が少なく、また、トナ
ー材料の磁性の有無や流動性等の材料特性の影響が少な
く、特別な装置に必要とせずトナー濃度の調節を可能に
した現像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の現像装置は、磁性
キャリアとトナーとからなる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、前記磁石ロールの磁界の及ぶ領域内で、前記現像
剤内に埋没するように設けた、磁性キャリア粒子および
トナー粒子の粒径より犬である開口径の複数個の開口を
有する網状部材と、前記現像スリーブ、前記ブレード、
及び前記網状部材とで包含される領域内で現像部通過後
の現像スリーブ上の現像剤を現像スリーブから剥ぎ取る
だめのスクレーパと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、現像スリーブ上に磁気
ブラシの層を形成し之現像剤が、現像部を経た後、現像
スリーブ、ブレード、及び網状部材で包含される領域内
で、スクレーパによって現像スリーブから剥ぎとられ、
前記領域内で攪拌されていた現像剤と再びｌ昆合攪拌さ
れるので、次にブレードによって穂立を規制して現像ス
リーブ上に供給される現像剤は、スクレーパがない場合
に較べてより均一化されたものとなる。したがって、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
おいても静電潜像の黒化率の分布の影響を少なくするこ
とが可能となる。

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。

図は本発明の一実施例における現像装置の断面図を示す
ものである。図において、１は現像装置国体、２は現像
スリーブ、３は磁石ロール、４（竹ブレード、６は複数
個の開口を有する網状部材、６はトナー室、７は保護カ
バー、８はトナー攪拌羽根、９は現像剤であり、現像剤
９ば、磁性キャリア９１とトナー９２とからなる。１０
は現像スリーブ２、ブレード４、網状部材５、及び現像
装置国体１の一部とで包含された現像剤室で、１４はス
クレーパである。１１は静電潜１家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。

以上のように構成された現像装置について、構成および
動作の詳細について以下に説明する。

現像スリーブ２は、円筒状の導電性非磁性材からなり、
その内部に、外周部にＮ、Ｓ極を交互に着磁した磁石ロ
ール３を有している。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。現像装
置の動作時は、現像スリーブ２は矢印色の方向に、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＆の方向に搬送して磁気ブラシの層を形成し、現像剤
が感光ドラム１１を摺擦し静電潜像の現像を行なう。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る。ブレード
４は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
ており、磁気ローラ３の磁界の及ぶ領域内で現像剤９に
埋没するよう設けている。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、打ち抜キ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１６０μｍ
の磁性キャリアとからなるものであり、従って、開口径
１５０μｍ以上つｔ５１００メツシュ以下で、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２ＷＷ以下）であることが望ましく開孔
率３０％から７０チの網状部材が使用できる。

トナー攪拌羽根８ば、トナー室６に存するトナー９２を
回転攪拌してトナーの流動性を高め現像剤９近傍へトナ
ーを送り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。現像装置筐体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．磁気ローラ３．ブレ
ード４、網状部材５．保護カバー７、スクレーパ１４お
よびトナー攪拌羽根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、その量は、網状部材が現
像剤中に埋没するに十分な量が必要であり、現１象スリ
ーブ２上に磁気ブラシの層を形成するに必要な量と現１
澹スリーブ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
に十分な量の和よりも犬としている。スクレーパ１４は
現像スリーブ２から現像剤を剥すことができ、現像剤室
１０での現像剤の現（象スリーブ２と磁石ロール３の回
転による攪拌作用が阻止されなけれＱず、材質、形状に
ついて特に制約はない。一般的には、磁性ある込は非磁
性の板金をＬ字状に折り曲げ、Ｌ字の両端が現像スリー
ブに沿うように設ければよい。

次に、この現像装置を電子写真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０ 複写装置は、ドラム直径６０ｍｍのＳｅ系の悪光体ドラ
ムを用いたもので、ドラム周速１０６ｍｒｒｙＳｅｃ。

帯電電位＋７５０ｖで人４サイズで１５枚／分の複写ス
ピードを有する。現像装置の現像条件は、現像スリーブ
は直径２４．５ｍｍで回転数ｅ　ｏ　ｒｐｍ。

磁石ロールは８極で磁束密度８００ガウス、回転数４０
　ｏ　ｒｐｍ　、ブレードは４ｍＩｎ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
０．３ｍｍ、　）ナー攪拌羽根の回転数は４５ｒｐｍで
あった。スクレーパは、０・３ｍｍ厚の非磁性ステンレ
ススチールをＬ字に折り曲げて作製したものを、Ｌ字の
両端が現像スリーブに沿うように設けた。この時のスク
レーパの高さはＩ　Ｉ［＋１１１であった。

磁性キャリアは、スチレンアクリル樹脂中に７５重量％
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６ｏμｍ１粒径２０μｍ以下および１００μｍ
以上が６チ以下の粒度分布のものを使用した。また、ト
ナーは、非磁性の赤画像用マイナス帯電トナーでスチレ
ンアクリル樹脂中に６重量％の顔料能の無機材料成分を
分散したもので、平均粒径１２μｍ１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重量
％、トナー１０重量％の混合物６０ｇ（現像スリーブ上
に磁気ブラシの層を形成するに必要な量と現像剤室を満
たすに十分な量との和より犬）とし、トナー室に１５０
ｇのトナーを投入した。

上記した条件のもとで、黒化率ｏ％　、ｓ％　。

１５％　、２０％の４種の原稿を現像スリーブ軸に垂直
に並べ、同時に連続で３Ｑ００枚の複写を行ない、各原
−稿相当部分の現像スリーブ上の現像剤のトナー濃度の
推移を調べ念。トナー濃度の測定ば、６００枚ごとに行
ない、現像スリーブ上の現像剤を各０．１　ｇ程度し、
燃焼前後の重量変化を測定することにより求めた。（実
験１） 次に、上記の実験におけるＬ字状のスクレーパの代わり
に、直径Ｑ、５ｆｆｌｆｌ＋の磁性ステンレススチール
類より線を現像スリーブに沿って現像スリーブ軸方向に
架張してスクレーパとし、同様の実験を行なった。（実
験２） 次に、比較例のために、上記の現像装置からスクレーパ
を取り去り、同様の実験を行なった。

（実験３） 以上の実験において測定したトナー濃度のバラツキを第
１表に示す。

（以　下　余　白） 第１表 第１表の結果から明らかなように、本発明の実施例であ
る実験１．実験２では、比較例の実験３に較べ、原稿の
黒化率によるトナー濃度のバラツキが少ない。すなわち
、スクレーパを現像剤室に設けることによって、黒化率
に分布をもった原稿を連続的に複写しても、原稿の黒化
率の影響を受けることが少ない。

なお、本発明は、上記実施例の条件に限定されるもので
なく、状況に応じて適宜決定されるものである。

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とから
なる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、前記磁石ロールの
磁界の及ぶ領域内で、前記現像剤内に埋没するように設
けた、磁性キャリア粒子およびトナー粒子の粒径より犬
である開口径の複数個の開口を有する網状部材と、前記
現像スリーブ、前記ブレード、及び前記網状部材とで包
含される領域内で、現像部通過後の現像スリーブ上の現
像剤を現像スリーブから剥ぎ取るためのスクレーパとを
備え次現像装置で、これによれば、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静電潜像の黒化率
の影響を受けることが少なく、また、トナー材料の磁性
の有無や流動性等の材料特性の影響が少なく、特別な装
置を必要とせず、現像スリーブ上のトナー濃度を調節で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例における現ｆ象装置の断面図であＳ
ｏ ２・・・・・・現１象スリーブ、３・・・・・・磁石ロ
ール、４・・・・・・ブレード、５・・・・・・網状部
材、９・・・・・・現像剤、１４・・・・・・スクレー
パ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名？−
視イ＆スワーブ ３−−−　イｂ≦（ンｆテ　エ了−ル ４−　ブレード ６−　網ゴ欠きｐ材 ｑ−ｙ、イＩ−Ｙ）１ １４−一一スクレーノ＼。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁性キャリアとトナーとからなる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、前記磁石ロールの磁界の及ぶ領域内で
   、前記現像剤内に埋没するように設けた、磁性キャリア
   粒子およびトナー粒子の粒径より大である開口径の複数
   個の開口を有する網状部材と、前記現像スリーブ、前記
   ブレード、及び前記網状部材とで包含される領域内で現
   像部通過後の現像スリーブ上の現像剤を現像スリーブか
   ら剥ぎ取るためのスクレーパとを備えたことを特徴とす
   る現像装置。