JPH04140778A - 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〕 本発明は像担持体の表面に形成された静電荷像を絶縁性
を有する磁性トナーによって可視像化する電子写真法に
おける現像装置に関するものであり、特に磁性キャリア
と磁性トナーとを混合してなる現像剤を磁気的搬送手段
によって現像領域に搬送して現像を行うように構成した
現像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

電子写真法は、感光体表面に静電荷像を形成しこの静電
荷像をトナーと呼ばれる着色粒子により可視像化し、こ
の可視像化したトナー像を転写部材上に転写後熱的手段
等により定着しハードコピーを得るものに代表される。

この電子写真法における現像方式はこれまで種々提案さ
れているが。

現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアの混合粉体で
ある二成分現像剤を用いて磁気ブラシ法により行う方式
、あるいは磁性トナーのみを用いて行う方式が主流とな
っている。従来これら粉体現像剤を用いる場合、非磁性
金属スリーブと、当該非磁性金属スリーブ内に配Ｗされ
た磁石ロールとを相対的に回転させ、非磁性金属スリー
ブ表面に吸着した現像剤を現像装置内部から現像領域ま
で搬送し、再び現像装置内に回収する方式がとられる。

−船釣にこれら現像剤の搬送速度は画質の向上あるいは
画像濃度を高くするため、比較的高速に設定される。特
に−成分方式ではこの傾向が強く１代表的な公知例とし
ては米国特許第４，１２１，９３１号明細書に記載され
る絶縁性磁性トナーを用いた現像方式が知られている。

しかしながら上記の方式においては現像剤を高速で搬送
させるため、トナーの現像装置外への飛散や、−成分方
式ではトナーへ加わる力が大きくなり、トナーの凝集が
発止しやすいというような問題、また二成分方式ではキ
ャリア表面にトナーを構成する樹脂成分の付着を促進し
、現像剤の寿命を短くするような問題がある。従って、
信頼性を考慮すると現像剤の搬送速度は出来るかぎり低
く設定することが理想であるが、十分な画像濃度すなわ
ち十分な現像性を得るために、現像剤を比較的高速で搬
送することが必要となっている。

また近年１例えば特公平２−３１３８３号公報に記載さ
れるように磁性キャリアと絶縁性摩擦帯電型磁性トナー
との混合物を現像剤として使用することも提案され、前
述の二成分方式と二成分方式の長所を共有するものとさ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような磁性キャリアと磁性トナーとの混合物を現
像剤として使用する方式においては、現像剤の磁気的搬
送手段を構成する金属スリーブと磁石ロールの両者が回
転する方式が主流であった。

またこの方式において使用する現像剤を構成する磁性キ
ャリアとしては比較的導電性の良好なもの（例えば半導
電性フェライトキャリア）が使用されると共に、現像装
置の構造を簡単にするためトナー濃度については特にそ
の制御手段を設＋Ｊでいない。このため現像領域におけ
るトナー濃度は６０重量％以上の高濃度になることが多
い。従って電気抵抗の高いトナー成分が多くなるため現
像側全体としての電気抵抗が大きくなり、効率的な静電
荷像の現像を行うために現像剤の搬送速度を大きくする
必要があった。この結果、現像剤の搬送手段である金属
スリーブおよび磁石ロールは高速で回転され２　このよ
うな現像装置においては現像剤にも悪影響を及ぼすのみ
ならず駆動系における騒音が大となるため事務環境を悪
化させると共に、４１造が複雑になる等の問題点があっ
た。また前記のようにこの方式においては現像剤中のト
ナー濃度を制御する手段を特に設けていないため現像領
域におけるトナー濃度の変動が大きく　かつバラツキが
大きい場合がある。このため画質が低下し、あるいはチ
リその他の画像不良を惹起することとなる。なお良好な
画像を形成するためには、金属スリーブ上の現像領域に
おけるトナー濃度を１０〜５０重看％、好ましくは２５
〜４０重量％に制御する必要がある（なお適正なトナ・
−濃度は現像剤の磁気特性、特にキャリアの保持力トナ
ーの飽和磁化によって多少変わる）。しかしながら磁性
キャリアと磁性トナーとを混合してなる現像剤を使用す
る方式の従来装置においては前記のようにトナ−４度制
御手段を設けていないため、トナー濃度を適正に保持す
ることができず良好な画像を安定して得ることができに
くいことがあるという問題点があった。

上記問題点を解決する手段として、［性キャリアと磁性
トナーとからなる現像剤を金属スリーブ上において磁気
ブラシを形成させ、この磁気ブラシを前記スリーブ上の
集中平行磁界域に通すことを内容とする提案がなされて
いる（例えば特開昭５９−７５２６９号公報参照）、上
記集中平行磁界域を形成するためには、磁性材料のプレ
ート等からなる穂立促進機構を金属スリーブ表面から小
間隔をおいて配置する旨の記載があり、この穂立促進機
構の配置部位において磁気プランを拡大することができ
、現像領域の全面に亘って１４淡のない、−様でしかも
安定した濃度の画像形成が可能であるとしている。

しかしながら上記捷案においては、磁気的搬送手段を構
成する金属スリーブが常時多量の磁性トナーと接触して
いるため１　トナー濃度が必然的に高濃度となり易（、
前記問題点を完全に解決するまでに至っていないという
課題が残されている。

本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し、トナ
ー濃度を適正に制御し得ると共に、現像剤の搬送速度が
低速であるのに拘らず良好な画像を安定して形成し得る
現像装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段〕 上記目的を達成するために１本発明においては非磁性材
料により中空円筒状に形成したスリーブと、このスリー
ブ内に同軸的に設けられかつ外周に軸方向に延びる複数
個の磁極を設けてなる永久磁石部材と、磁性トナーを収
容するトナー槽と前記スリーブと永久磁石部材とを保持
する混合室とを備え、磁性キャリアと磁性トナーとを混
合してなる現像剤をスリーブにより現像領域まで搬送し
て現像を行うように構成した現像装置においてトナー槽
内に磁性トナーの供給手段を設けると共に、現像剤の層
厚を規制するようにスリーブの外周に臨ませて設けたド
クター部材の現像剤移動方向上流側にかつ永久磁石部材
の磁界作用範囲に強磁性材料からなる仕切部材を設け、
供給手段を介して混合室に供給した磁性トナーの一部を
仕切部材の磁性トナー移動方向上流側に還流させるよう
に形成する。という技術的手段を採用した。

〔作　用〕

上記の構成により、トナー槽内において多量の磁性トナ
ーとスリーブとが直接接触することを防止し、余剰の磁
性トナーがスリーブ上に咬着されるのを規制することが
でき、現像領域におけるスリーブ上の現像剤のトナー濃
度を適正範囲に保持することができる。また仕切部材に
よって還流させられた磁性トナーは、現像領域を経て返
戻された現像剤およびドクター部材近傍から還流された
現像剤と混合さｒ、得る。

（実施例］ 図は本発明の実施例を示す要部横断面図である。

図において１はトナー槽であり、磁性トナー２を収容す
る収容部３と磁気的搬送手段４を保持する保持部５とか
らなる。収容部３内には磁性トナー２の供給手段６を矢
印方向に往復回動自在に設ける。供給手段６は例えば小
径の丸棒をＵ字状に折り曲げて形成することができる。

収容部３の上方にはトナーカートリッジ（図示せず）を
設け、磁性トナー２を補給可能に形成する。次に収容部
３と保持部５との間には仕切板８を設けて混合室７を形
成すると共に、底部に磁性トナー２供給用の連通口９を
設ける。なお仕切板８の下端部は磁気的搬送手段４の表
面に近接させて設ける。磁気的搬送手段４は１アルミニ
ウム合金若しくはステンレス鋼等の非磁性材料により中
空円筒状に形成したスリーブＩＯと、スリーブ１０内に
同軸的に設けられかつ外周に軸方向に延びる複数かつ奇
数個の磁極を設けてなる永久磁石部材１１とから構成す
る。なお永久磁石部材１１は複数個の磁極のうちの例え
ば特定のＮ極を像担持体１２と対向させて（間隙０．２
〜０．６ｍ＋ａ）固定し、スリーブ１０を反時計方向回
転自在に形成する。次に１３はドクター部材であり、ス
リーブ１０の上方に間隙（０，２〜０．６＋ｎｍ）を介
して固定し、スリーブ１０上の現像剤１４の層厚を所定
の値に規制可能に形成する。

なお永久磁石部材】１に設けた礎掻のうち隣接する２個
を同極反発磁極１例えばＳ極とし１前記仕切板８の下端
部とドクター部材１３の先端部との間に配設する。次に
１５は仕切部材であり１例えば軟鉄からなる丸棒によっ
て形成し、ドクター部材１３のスリーブ１０回転方向上
流側に、スリーブ１０と間隙０．５〜５Ｉｏｆｆｌを介
してスリーブ１０と平行に設ける。

上記の構成により、まず磁気的搬送手段４に所定量の磁
性キャリアを供給すると共に、トナー槽ｌの収容部３内
にトナーカートリッジ（図示せず）を介して磁性トナー
２を供給する。次にスリーブ１０を回転させて磁性キャ
リア（図示せず）を表面に層状に吸着させると共に、磁
性トナー２を収容部３から供給手段６および連通口９を
介してスリーブ１０上に供給する。この場合磁性トナー
２はスリーブ１０上に間欠的に供給されるため、従来の
構成のものにおいては現像剤１４のトナー濃度が一時的
に高濃度になることがある。しかしながら本発明のもの
においては、現像領域Ｚに搬送される現像剤１４のトナ
ー濃度を低濃度に抑制することができる。すなわち混合
室７内にはスリーブ１０に近接させて仕切部材１５を設
けてありかつこの仕切部材１５を軟鉄のような強磁性材
料によって形成しであるため、永久磁石部材１１のＳ極
による磁力線が集中する。このため磁性トナー２の通過
が妨げられ、その一部は移動方向上流側に還流させられ
る。従って現像領域Ｚに搬送される現像剤１４のトナー
濃度を１０〜５０重量％好ましくは２５〜４０重量％に
制御することができる。若干の時間経過後、磁性キャリ
アと磁性トナー２とを混合してなる現像剤１４がスリー
ブ１０上に層状に形成されると共に、ドクター部材】３
によって現像剤１４のＮ厚が規制される結果ドクター部
材１３の近傍かつ現像剤１４の搬送方向上流側に現像剤
溜り１４ａが形成される。

この状態で現像作業を行うと、現像剤１４中の磁性トナ
ー２が消費されるが、この消費分に相当する磁性トナー
２は、仕切板８の下方に設けられた連通口９を経由して
逐次スリーブ１０上に補給されるが、この場合の磁性ト
ナー２は前記のようにその一部が上流側に還流され、ト
ナー濃度が過剰となるのが防止される。なお現像領域Ｚ
を通過した現像剤１４はスリーブ１０の回転と共に移動
するが、仕切板８の下端部とドクター部材Ｉ３の先端部
との間に、同極反発磁極Ｓ極が２個隣接して配設しであ
るため、スリーブ１０上の現像剤１４にはスリーブ１０
から離れるような力が作用し　一部は落下する等によっ
て撹拌される。このため帯電性が向上すると共に、現像
剤１４を構成する磁性キャリアおよび／または磁性ｌ・
ナー２が相対位置を変動する現象が起こる。このため現
像領域Ｚにおいて磁性トナー２の消費が偏った場合にお
いても、不足する磁性トナー２の取り込みが確実となる
と共に現像剤１４中の磁性トナー２の分布が均一化され
る。なお上記Ｓ極による反発力によって磁性キャリアの
一部がスリーブ１０の表面から離脱するが、スリーブ１
０の表面に近接させて仕切板８を設けであるため、磁性
キャリアが収容部３内に発散する不都合を防止できる。

本実施例においては、スリーブと同軸的に設ける永久磁
石部材を中実円柱状に形成した例を示したが、永久磁石
部材の形状はこれに限定されず。

例えばブロック状の永久磁石をシャフトの周囲に固着し
て形成してもよい。

また永久磁石部材に設けるべき磁極の数を偶数としても
よく、更には永久磁石部材とスリーブとを両方回転とし
てもよく、要するに両者間に相対回転が存在すればよい
。

次に仕切部材を構成する材料は、軟鉄のみでなく綱、ニ
ッケル、コバルト、磁石材料等、他の強磁性材料であっ
てもよく、更に横断面形状は円形のみでなく、正方形、
長方形、多角形等の他の任意の幾何学的形状とすること
ができる。

（発明の効果） 本発明は以上記述のような構成および作用であるから、
比較的低速なスリーブ回転のみによって現像剤を搬送す
ることができるため、装置の構造が簡単であり、騒音を
発しないため事務環境を著しく向上させ得る。またスリ
ーブ上の現像領域におけるトナー濃度を低濃度かつ適正
な濃度に制御することができるため、チリ、かぶりのな
い良好な画像を安定してかつ長時間に亘って形成するこ
とができる。更に同極反発磁極により現像剤ならびに磁
性キャリアおよび／または磁性トナーを撹拌するように
構成したため、帯電性を向上させ得ると共に、磁性トナ
ーの取り込みが円滑となりかつ磁性トナーの分布を均一
にする結果１画質を大幅に向上させ得るという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示す要部横断面図である。 １：トナー槽、８：仕切板、ｉｏスリーフ１１：永久磁
石部材、１３；ドクター部材、Ｉ５：仕切部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性材料により中空円筒状に形成したスリーブと、こ
   のスリーブ内に同軸的に設けられかつ外周に軸方向に延
   びる複数個の磁極を設けてなる永久磁石部材と、磁性ト
   ナーを収容するトナー槽と、前記スリーブと永久磁石部
   材とを保持する混合室とを備え、磁性キャリアと磁性ト
   ナーとを混合してなる現像剤をスリーブにより現像領域
   まで搬送して現像を行うように構成した現像装置におい
   て、トナー槽内に磁性トナーの供給手段を設けると共に
   、現像剤の層厚を規制するようにスリーブの外周に臨ま
   せて設けたドクター部材の現像剤移動方向上流側にかつ
   永久磁石部材の磁界作用範囲に強磁性材料からなる仕切
   部材を設け、供給手段を介して混合室に供給した磁性ト
   ナーの一部を仕切部材の磁性トナー移動方向上流側に還
   流させるように形成したことを特徴とする現像装置。