JPH0456979A - 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、画像形成装置である電子写真装置あるいはプ
リンタ等に用いられる現像装置に関し、特に、−成分系
の現像剤が用いられる現像装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、画像形成装置である電子写真複写機あるいはプリ
ンタ等の現像装置に現像剤として用いられる乾式一成分
磁性現像剤（トナー）分級品の体積平均粒径は、１０〜
１４ＩＬｍの範囲内にあるのが一般的であり、特に１代
表的な乾式−成分磁性トナーの現像方式としての、現像
剤担持体と潜像担持体の間に交番電界を生せしめる。い
わゆるジャンビング現像にあフては、粒径に関して、−
成分磁性トナーの体積平均粒径が１２ｕＬ−てあり、さ
らに述べると、この−成分磁性トナーには、体積平均粒
径か６．３５ｐｍ以下のものか個数分布で約２０％以下
１体積平均粒径が２０．２ｇｍ以上のものか体積分布て
約２％以下の割合て含まれているトナーか使用されてい
る。

これは、トナー製造工程における粉砕・分級装置の能力
、効率にも左右されるが、主としてトナーの帯電性能と
流動性のバランスを考慮して決定されてきていた。

しかるに、近年、電子写真複写装置の高画質化に対する
市場の要望に応えるために、トナーの一層の小粒径化が
図られてきている。例えば、電子写真式レーザビームプ
リンタて言えば、印字密度を従来の３００ｄｐｉから倍
の６００ｄｐｉ（２３，６ｐｅｌ）に１げたものの実現
にあたっては、解像度、シャープネス等を上げ静電潜像
を忠実に再現させるに際し、従来の１２終１程度の粒径
のトナーては現像プロセスの大幅な見直しか必要になる
のに対して、粒径か８鉢叢ないし６鉢叢程度のトナーを
用いることて比較的簡単に上記問題点か解決される。こ
のような小粒径化のトナーの一例を示すと、トナー分級
品の体積平均粒径か６．０μ諺であり、さらに述べると
、この−成分磁性トナーには、体積平均粒径か３．５　
ｇｍ以下のものか個数分布で約２０％以下、体積平均粒
径か１６７ｔ■以北のものか体積分布て約１％以下の割
合で含まれているトナー等である。このトナーが、帯電
制御剤として、ニグロシン等を含むポジトナーてあれば
、該トナーに対し、外添剤としてアミノ変成シリコーン
オイル処理されたシリカを１．２重量％程度、外添した
うえて現像剤として使用している。ところが、このよう
な小粒径トナーは、従来のトナーに比べると、体積当り
の比表面積か大きいため、トナーの流動性が従来粒径に
比べかなり劣るとともに、摩擦帯電量も大きいために、
いわゆるトナーのチャージアップに起因するスリーブゴ
ーストや画像濃度の立ち上かり、立ち下がりといった現
象か従来トナーに比べかなり増長されるといった欠点か
ある。

トナーの流動性を−Ｅげるためには、シリカ等の外添剤
を増量するという方法かあるが、従来のトナー並みの流
動性を確保させる程に外添剤を増量すると、低湿環境と
高湿環境下における画像濃度差か増大したり、帯電量が
増大するためにスリーブゴーストか悪化したり、また、
外添シソ力が大きく影響するドラム融着か生じたりする
という欠点がある。

そのため、流動性の劣るトナーを用い、スリーブゴース
トが少なく、画像濃度の立ち上がり、立ち下がりの少な
い現像を行なう手段とし、従来。

いわゆる、少量補給現像というシステムか高級機におい
ては採用されている。

［発明か解決しようとする課Ｂ］ しかしながら、上述の少量補給現像のシステムによる現
像装置にあっては、現像部とトナーホッパーを分離し、
かつ、現像部内のトナー量を常時検知し、必要に応じて
トナーホッパーから現像部へトナーを少量ずつ補給する
といった比較的太きなスペースと、圧電素子等からなる
トナーセンサ、トナー量検出回路及びトナーホッパーか
ら現像部へのトナー補給機構か必要となるため、小型の
複写機や電子写真方式の卓上プリンタに採用するには、
サイズ及びコストの上で不都合な点が多かった。

本発明は、かかる問題を解決し、小型かつ簡単な構成の
もとに、必要最小限の現像剤をホ・ンバーから取り込む
ことを可能とし、かつドクターフレート近傍ての現像剤
の循環を良好とし、画像の良い現像装置を提供すること
を目的とする。

［Ｈ題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記発明は、 一成分磁性現像剤を現像剤担持体の表面に薄層形成し、
該現像剤担持体の表面から潜像担持体の表面に上記現像
剤を転移させて潜像担持体の潜像を顕像化する現像装置
において。

該現像装置が、現像剤ホッパーと現像スリーブ容器を有
し。

上記ホッパーと現像スリーブ容器との間には現像剤の流
入のための開口か形成されかつその流入量の規制を行な
う隔壁か設けられ、上記現像剤担持体上に保持される現
像剤か上記隔壁の開口部近傍にて落下するように構成さ
れている、ことにより達成される。

［作用］ 上述のととくの本発明ては、現像剤担持体の背後に形成
されるトナー塊か隔壁の開口に対してシャッタのごとく
機能し、現像剤ホッパーからの現像スリーブ容器への現
像剤の流入を規制する。そして、現像か進んで現像剤の
消費か多くなったときには、上記トナー塊は小さくなり
、上記流入規制か緩和されて現像剤は現像スリーブ容器
へ必要量たけ送られる。しかし、その際でも、ドクター
ブレード近傍には十分現像剤は存在している。

［実施例］ 以下、添付図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第一実施例装置の断面図である。図に
おいて、ｌは潜像担持体としての感光ドラム、２はこれ
に近接配置された現像剤担持体たる回転せる現像スリー
ブである。該現像スリーブ２内には、磁極Ｓ、、Ｎ、　
、Ｎ２．Ｎ２を有する非回転の現像マクネット３か配設
されている。

上記現像スリーブ２は、現像剤（トナー）ホッパー５に
一体的に設けられた現像スリーブ容器７の−Ｌ部開口部
に収容されている。そして、現像スリーブ２には、上記
現像スリーブ容器７に基端か取り付けられたウレタンゴ
ム等のドクターブレード４の先端か弾圧接触しており、
現像スリーブ２の表面上の現像剤の層厚を−様な所定値
としている。

上記トナーホッパー５と現像スリーブ容器７との間には
、開口を形成する隔壁８．８′か設けられている。また
、上記トナーホッパー５内には前後て一対として回転す
る攪拌部材６か設けられている。ここて、上記トナーは
、スチレンアクリル共重合体を主成分とし、これに磁性
付与剤としマクネタイトを１００重量部、帯電制御剤と
してモノアゾ含金属錯体を２重量部含有するネカトナー
を用いた。このトナー分級品の体積平均粒径は６μＩて
あり１体積平均粒径か３．５４曽以下のものが個数分布
で２０％以下、体積平均粒径か１６膳層以とのものか体
積分布で１％以下である。このトナー分級品に対し、流
動性を上げ、トナー帯電電荷を安定させるためにヘキサ
メチレンデイシラザン処理された乾式ネガシリカを１．
２重量部外添し、現像剤として用いた。

かかる本発明において、現像スリーブ２は、該現像スリ
ーブ２の背後に形成されるトナー塊９の後部（図中Ａの
部分）が、現像マクネット３の磁力による拘束力と現像
スリーブ２の回転による搬送力から解放されることによ
り、はぼ鉛直下方に落下しながら再びトナー取り込み極
Ｎ、に拘束され、再び循環に加わるような構成にされ、
かつ、上記トナーが落下する位置が、トナーホ・ソバ−
５と現像スリーブ容器７との境界部分にあるようになっ
ている。

このような構成の本実施例装置ては、トナー塊９自身か
現像スリーブ容器７とトナーホッパー５との間のシャッ
ターの役割を果たし、必要以上のトナーかトナーホッパ
ー５から現像スリーブ容器７偏に流入するのを防止する
。また、トナー消費量か多い画像パターンを出力して、
現像スリーブ近傍のトナーか少なくなったときには、即
座に、トナーホ・ソバ−５側からトナーか補給されるこ
とになる。

また、現像スリーブ２に拘束されているトナーの循環と
いう面からは、循環するトナー塊９の中に、ドクターフ
レート４か進入していることが望ましい。こうすること
により、現像スリーブ２と摩擦帯電を行なったトナーか
確実にドクターフレード４と現像スリーブ２のニップ部
まで搬送され、良好なトナーの塗布か行なわれる。

このようなトナーの循環を生しさせるために、本実施例
においては、第２図に示すように外径２０ｍｍの現像ス
リーブに対し、隔壁８，８′の延長線と現像スリーブ２
との距離ｄを８腫組隔壁８の下縁を通る水平面とドクタ
ーブレード４の下端を通る水平面との距離ａが３麿組隔
壁８′の上縁を通ろ水平面と現像スリーブ中心を通る水
平面との距離すか６■■となるように設定されている。

このような構成をとることにより、体積平均粒径６μ■
の乾式−成分磁性トナーを用いＡ４．１００００枚に対
し、スリーツボ−ストや濃度立ち上かり、立ち下がりが
従来に比べ大幅に少ない現像を行なうことが可能になっ
た。

次に、第３図に本発明の第二実施例を示す。

本実施例においては、画像上にいわゆる、白ヌケか生じ
る前に、現像スリーブ容器７内のトナー量を検知するた
めにアンテナ板１０が隔壁８に取り付けられている。

現像スリーブ容器７内において、トナーは主に、Ｓ２極
とＮ、極（カット極）の間に磁力で保持され、かつ、現
像スリーブ２の回転に伴ない該現像スリーブ容器７内で
循環している。

トナーホッパー５内のトナーかなくなり、現像スリーブ
容器７内にトナーが補給されなくなると、トナー塊９の
うち先ず、Ｓ２極とアンテナ板ＩＯの間の部分（図中Ｂ
）のトナー量が減ってくる。

これは現像スリーブ２の搬送力により、トナーか常にド
クターフレード４及びカウト極（Ｎ、）に向かって搬送
されるためである。つまり、現像スリーブ容器７内にト
ナーか補給されなくなってから、トナー塊９において最
初に形状か変化するのは図中Ｂの部分からであり、また
、現像に供するトナーは、ドクターブレード４の近傍に
まだ十分残っているために白ヌケを起こすことはない。

したがって、Ｓ２極とアンテナ１０間の静電容量を検出
することにより、トナーの残量検知を行なうことか可能
になる。

なお、本実施例においても、現像スリーブ２が保持して
いるトナー塊９の大部分か循環していなければ良好な現
像は行なえず、かつ本実施例においては、トナー残量検
知にも支障をきたす、現像スリーブか保持するトナーを
循環させるために、現像スリーブと隔壁との間に必要な
空間的配置について説明すると、現像スリーブと隔壁表
面（本実施例においてはアンテナ板表面）までの距離は
現像スリーブ２の半径をｒとしたとき、３／２ｒ以上あ
ることか望ましい。現像剤が循環するために必要なこの
距離は、使用する現像剤の流動性に大きく依存するが現
在−成分磁性トナーとして実用化されているトナーの場
合、現像スリーブ表面と隔壁との距離か％ｒ程度あれば
循環を始めることが本発明者らの実験で明らかになった
。この結果を第１表に示す、この表はトナー塊、現像ス
リーブ半径、現像スリーブ−隔壁間距離をパラメーター
として、現像スリーブが保持する現像剤が循環を始める
（０）か否（×）かを表したものである。

なお２△は○と×の中間状態である。現像剤か循環を行
なわないときの典型的な問題点として全ベタ黒パターン
上の濃度むらがあるため、この現象によって、Ｏ１×、
△の評価を下した。

また、現像スリーブと隔壁との距離を取り過ぎると、本
発明の目的である必要最小限の現像剤を現像スリーブで
保持し、これを効率良く現像するという目的が果たせな
くなる。つまり、現像スリーブから隔壁まての距離は、
現像スリーブが保持するトナーが循環しさえすれば短い
方か本発明の目的達成に添う。本発明者らの検討による
と、この距離が２ｒより大きくなると、現像スリーブ容
器の容積が大きくなりすぎ、現像マグネットの磁束の影
響を全く受けない領域か生じる。このため、トナーの不
動領域か生じ、これにより濃度の立ち上がりやトナーの
詰まりか誘発され、本発明の目的が達成されないことか
確認された。そのため、この距離は２ｒ以下が望ましい
。

本実施例に３いては、使用する現像スリーブの半径ｒは
８ｍｓであり、現像スリーブ表面とアンテナ板との距離
ｄは６醜１である。

（以下余白） ［発明の効果］ 本発明は１以上説明したように、−成分磁性トナーを用
いる現像装置を、トナーホッパ一部と現像スリーブ容器
とに区分するとともに、これらの間に隔壁を設け、この
隔壁に設けられた開口部よりトナーを現像スリーブ容器
に供給するとともに、現像スリーブと隔壁まての距離ｄ
を現像スリーブの半径を−ｒとしたときに ｈ「≦ｄ≦２ｒ の範囲で設定し、かつ、現像スリーブに保持されている
トナーがほぼ開口部において落下するように構成するこ
とにより、濃度立ち１かりやスリーブゴーストの少ない
現像が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第−実施例側装置の断面図、第２図は
第１図装置の要部拡大図、第３図は第二実施例装置の断
面図である。 １−・・・・・・・・・・・潜像担持体（感光ドラム）
２・・−・・・・・・・・・現像剤担持体（現像スリー
ブ）５・・・・・・・・・・・・現像剤ホッパー７・・
・・・・・・・・・・現像スリーブ容器８．８’−−・
隔壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一成分磁性現像剤を現像剤担持体の表面に薄層形
   成し、該現像剤担持体の表面から潜像担持体の表面に上
   記現像剤を転移させて潜像担持体の潜像を顕像化する現
   像装置において、 該現像装置が、現像剤ホッパーと現像スリーブ容器を有
   し、 上記ホッパーと現像スリーブ容器との間には現像剤の流
   入のための開口が形成されかつその流入量の規制を行な
   う隔壁が設けられ、上記現像剤担持体上に保持される現
   像剤が上記隔壁の開口部近傍にて落下するように構成さ
   れている、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）現像剤担持体の半径をｒとし、該現像剤担持体と
   該隔壁もしくはその延長面との距離をｄとしたときに、 ｄはｒの半径より大きくかつ２によりも小さく設定され
   ている、 こととする請求項（１）に記載の現像装置。
3. （３）使用する一成分磁性現像剤の体積平均粒径が９マ
   イクロメートル以下４マイクロメートル以上であること
   とする請求項（１）または請求項（２）に記載の現像装
   置。