JPH02141780A - 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、乾式２成分現像剤を使用する現像装置に係り
、トナー補給領域と現像領域との間で定常的にサイクル
搬送されるキャリアに対してトナーを補給し現像を行な
わせるようにした現像装置ａに関する。

［従来の技術］ 一般に、複写機などの各種画像形成装置に設けられてい
る乾式２成分現像剤を使用する現像装置においては、撹
拌ローラー、搬送スクリュー、撹拌セパレーターなどの
各種撹拌機構が大型の現像タンク内に配置されている。

そして１〜ナーホツパー側から現像タンク内に補給され
たトナーが上記各種撹拌４！１横によってキャリアと十
分に撹拌された後、現像スリーブなどを含む現像剤担持
体に補給供給され、上記現像スリーブの表面上に現像剤
が穂立ちされて磁気ブラシが形成されるようになされて
いる。この磁気ブラシの穂高さすなわち現像剤の量はド
クターの穂切り作用によって一定状態に規制されるよう
になっている。

−力感光体などからなる潜像担持体上には画像に対応す
る静電潜像が形成され、現像領域において上記静電潜像
に磁気ブラシの穂が接触されることにより静電潜像にト
ナーが供給されて現像が行なわれ、これにより可視像が
得られるようになっている。現像動作が終了されると、
磁気ブラシを構成する現像剤は現像タンク内に掻き落さ
れ、再び前記撹拌ローラーなどの撹拌機祷によって混合
・撹拌され、つぎの現像サイクルに供せられようになっ
ている。

このように乾式２成分現像剤には十分な撹拌および混合
を施す必要があるが、それはトナー濃度の均一性を保つ
とともに、トナーのＪＰ’電を良好に行なわせるなどの
理由によるものである。しかして乾式２成分呪像剤を用
いる従来の現像装置においては、安定した画像品質を得
ることができるという利点はあるが、そのためには現像
剤の十分な撹拌・混合を行なわねばならない、そして十
分な撹拌・混合を行なわせるには上述したような種々の
撹拌機購を必要とするとともに、十分な現像剤流路を形
成するためのスペースを要し、このため装置全体が大型
化あるいは重量化されてしまうという問題がある。

このような問題を解消するため、２成分現像剤を１成分
現像剤と類似の方式で使用し、現像装置の小型化および
軽量化を図るようにした現像装置が提案されている。こ
の小型化された現像装置においては、一定方向に回転移
送される現像スリーブ表面上に磁石体から発せられる磁
界によってキャリアが常時穂立ちされるとともに、この
キャリアが、上記現像スリーブの搬送作用にともなって
トナー補給域と現像領域との間で定常的にサイクル搬送
されている。またローラ一体などからなるトナー補給手
段がトナー補給領域において上記キャリアに接触される
ように配置されている。そしてトナー蓄積部内のトナー
が摩擦作用などによって帯電されながら上記トナー補給
手段から現像スリーブ上のキャリアに補給されて磁気ブ
ラシが形成されるようになっている。この磁気ブラシの
現像剤穂は、トナー補給領域から現像領域に搬送されて
静電潜像に接触されこのとき磁気°ブラシ中のトナーが
現像動作に供されてトナー可視像が得られることとなる
。

［発明が解決しようとする課題〕 ところがこのように撹拌機も！をなくすことにより小型
軽量化を図った現像装置においては、トナー補給手段と
現像剤担持体との対向領域であるトナー′補給領域に現
像剤の滞留部分すなわち剤溜り部が生じる傾向がある。

そしてこの剤溜り部によって現像剤担持体による現像剤
搬送作用に支障を来たし、現像剤担持体上の現像剤が現
像領域に向かって送り出されて行かなくなり、現像剤担
持体側に補給されるべきトナーがトナー補給手段側にま
とわりついて、再びトナー蓄積部内へ逆流されてしまう
ことがある。

このような問題を解消するために、ドクターと現像剤担
持体との間隔すなわちドクターギャップ量をトナー補給
手段と現像剤担持体との間隔すなわちトナー補給ギャッ
プ量と同じかやや広めに設定して現像剤の通過性を向上
させようとすることが考えられている。しかしながらこ
のような構成を採用した場合においても、トナー補給手
段と現像剤担持体との間に印加されているトナー補給用
のバイアス電圧によってキャリア粒子がトナー補給手段
側に吸着されてしまうことを防止することはできない、
このようなキャリア粒子のトナー補給手段側への付着が
生じると、キャリア粒子とともにトナーもトナー補給手
段上に付着されてしまい、その結実現像剤の逆流を同様
に生じることとなる。

そこで本発明は、定常的にサイクル搬送されるキャリア
を備え２成分現像剤を１成分現像剤と類似の方式で使用
することによって小型化および軽量化を図るようにした
現像装置において、現像剤担持体に対する補給トナーの
逆流を防止して良好なトナー補給動作を行なわせること
ができ、−Ｊｔｎ良好な画像を形成することができるよ
うにした現像装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明は、一定方向に回転邸動
される磁石体を現像スリーブ内に備える現像剤担持体と
、この現像剤担持体の磁石体によって現像スリーブ表面
上に穂立ちされトナー補給領域と現像領域との間で定常
的にサイクル搬送されるキャリアと、上記トナー補給領
域にてキャリアに対し帯電トナーを補給し磁気ブラシを
形成するトナー補給手段とを備えてなり、上記磁石体に
設けられている複数の磁極のうちトナー補給領域に対向
されるように配置される磁極の磁極中心は、上記現像ス
リーブの回転中心とトナー補給手段の移送中心とを結ぶ
線上もしくは上記線上よりトナー補給手段の移送方向上
流側に位置される構成を有している。

［作　　用］ このような構成を有する手段においては、まず現像剤担
持体上に穂立ちされ定常的に保持されながら搬送されて
いるキャリアに対しトナー補給手段から帯電トナーが送
給されて現像剤担持体上に磁気ブラシが形成される。

このときトナー補給領域に対向されるように配置される
磁極の磁極中心がトナー補給領域の上流側に位置される
ため、１−ナー補給領域における所定上流側部分で現像
剤が磁極により穂立ちされ、キャリアに対する磁気的拘
束力が十分に存在している領域内でトナーの補給動作が
行なわれるようになっている。したがって現像剤担持体
とトナー補給手段との間に形成されているトナー補給用
の電界あるいはトナー補給手段におけるトナーに対する
電気的吸引力にかかわらず、トナー補給手段上へのキャ
リアの付着現象あるいはトナーの再付着現象が有効に防
止されるようになっている。

このようにして形成された磁気ブラシは現像領域に送り
込まれ、該現像領域内に搬入された磁気ブラシの現像剤
穂が潜像担持体の表面に形成されている静電潜像に接触
されることによって現像動作が行なわれることとなる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第４図に示されるように、潜像担持体としての感光体ド
ラム１が図示を省略した検切機構によって矢印方向すな
わち時計回りの方向へ回転駆動されている。この感光体
ドラム１は例えば有機感光体（Ｏｒ３Ｇ）から形成され
ており、図示を省略したイＩＦ電チャージャーによって
所定の電位（例えば−７８０Ｖ）に−様に初期帯電され
るようになっている。

さ・らに上記感光体ドラム１の近傍には、現像装置２が
近接配置されている。この現像装置２の現像ケーシング
３内には現像材担持体としての円筒状部材からなる現像
スリーブ４が設けられており、この現像スリーブ４の一
部は、上記現像ケーシング３に設けられている開口部か
ら感光体ドラム１側に向かって露出されている。上記現
像スリーブ４は、アルミニウムなどの非磁性体を中空円
筒状に形成してなるものであり、図示を省略した駆動機
構によって矢印方向すなわち反時計回りの方向へ回転駆
動されているとともに、感光体ドラム１に対して一定の
ギャップをもって対向するように配置されている。そし
てこの現像スリーブ４と感光体ドラム１との対向部分に
現像領域が形成されるようになっている。

一方上記現像スリーブ４の内部には、後述するように複
数の異なる磁極が交互に配置されてなる現像磁石体５が
一定位置に固定される状態で設けられている。そしてこ
の現像磁石体５の各磁極から発せられる磁力によって上
記現像スリーブ４の外表面上に磁性のキャリアとトナー
とからなる磁気ブラシＢが穂立ちされるようになってい
る。この磁気ブラシＢは、上記現像スリーブ４の回転駆
動にともなって同方向すなわち反時計回りの方向に移動
されるようになっている。この場合磁気ブラシＢを構成
するキャリア粒子は現像スリーブ４から剥離されること
なく常時穂立ちされて定常的にサイクル搬送されており
、この定常的なキャリアに対して後述するトナー補給領
域にてトナーが補給されるとともに現像領域でトナーが
消費されるようになっている。また上記現像スリーブ４
には、電源回路６から所定の現像バイアス電圧ｖＳ（例
えば−４５０Ｖ）が印加されている。なお最終的な現像
バイアス値は原稿濃度あるいは使用者の好みに対応して
定められることとなる。

また前記現像領域の反対側の領域すなわち現像スリーブ
４の後方側領域には、トナー補給手段としてのトナー補
給ローラー７が」；記現像スリーブ４に所定のギＪツブ
をもって対向するように設置されており、このトナー補
給ローラー７と現像スリーブ４との対向領域にトナー補
給領域が形成されるようになっている。さらにこのトナ
ー補給ローラー７の後方側斜め上方領域には、新規トナ
ーを蓄えるトナーホッパー８が前記ｔ＋像ケーシング３
に対して一体的に連設されている。上記トナー補給ロー
ラー７は、その一部が１ヘナーホッパ−８の出口部分に
露出するようにして設けられており、このトナーホッパ
ー８側への露出部分が常時蓄積トナーに接触されながら
図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向すなわち
反時計回りの方向に回転駆動されている。そして上述し
たように定常的にサイクル搬送されているキャリアに対
し、上記トナーホッパー８内に蓄えられている新規トナ
ーがトナー補給ローラー７の移送作用によって補給され
、これにより磁気ブラシＢが形成されるようになってい
る。上記トナー補給ローラー７は。

図示を省略した制御装置により現像領域におけるトナー
消費量に対応して間欠的に回転駆動されている。このよ
うなトナー補給ローラー７としては、ＮＢＲにトリルゴ
ム）もしくはシリコンなどのゴム類やテフロンなどの樹
脂材から全体もしくは表層部分が形成されてなるもの、
あるいはアルミニウム、ステンレスなどからなる金属ロ
ーラ一体から形成されてなるものなどが採用される。ま
た該トナー補給ローラー７に対しては、トナー補給用の
所定バイアス電圧■１１（例えば−６００Ｖ）が電源回
路９から印加されている。

さらにまた上記トナー補給ローラー７の表面上には、ト
ナー層規制ブレード１１の一端縁部がトナー補給ローラ
ー７の軸方向に向がってほぼ均一状態となるように圧接
されている。一方このトナー層規制ブ・レード１１の基
端縁部分は上記トナーホッパー８の出口開口縁部分に固
定されている。

そしてこのトナー層規制ブレード１１によって前記１〜
ナー補給ローラー７上のトナー粒子が均−薄層状に被着
されるとともに、トナー粒子の摩擦帯電が行なわれるよ
うになっている。このようなトナー層規制ブレード１１
の材質としては、炭素鋼などの薄板金属やシリコンなど
のゴムあるいはテフロンなどの樹脂のように適度の弾性
を有する材料が採用されている。

上記トナーホッパー８の出口開口部分には、トナー補給
ローラー７の表面部に所定の食い込み量をもって１−ナ
ー供給ローラー１２が設置されている。このトナー供給
ローラー１２は、金属性の芯金に対してカーボン分散な
どの導電性処理が施された発泡ウレタンを巻きつけてな
るスポンジローラ一体などから形成されており、１−チ
ーホッパー８内のトナーをトナー補給ローラー７に対し
て摩擦帯電させながらしかもむらなく付着させるように
なっている。またこのトナー供給ローラー１２は１図示
を省略した回転駆動機構によって矢印方向すなわち反時
計回りの方向に回転駆動されている。

また上記トナーホッパー８の出口開口部分に設けられて
いる１〜ナー暦規ｆ［ｉ！Ｉブレード１１の反対側部分
には、現像ケーシング３内へトナーが流出していくのを
防止するように板状のシール部材１３がトナー補給ロー
ラー７の表面に圧接状態に設けられている。このシール
部材１３はマイラーから形成されている。

つぎに前記磁気ブラシ７の移送方向において現像領域の
上流側直前部分には、現像領域へ送り込まれる現像剤の
量すなわち磁気ブラシの穂の高さを調製する現像剤規制
部材としてのドクターブレード１５が現像スリーブ４の
表面に対して一定のギャップを形成するように設置され
ている。このドクターブレード１５の上流側部分には、
該ドクターブレード１５によって掻き落された余剰現像
剤のいわゆる剤溜りが形成されるようになっている。

さらに上記剤溜り領域すなわちドクターブレード１５と
トナー補給領域との間の領域には、磁気ブラシ７を構成
する現像剤を撹拌してトナー濃度を画像形成幅方向（第
４図図面垂直方向）に均一化させる第１スクリユー１６
および第２スクリユー１７が磁気ブラシ７の移送方向に
向かって順に並設されている。上記第２スクリユー１７
は、ドクタープレー４：　１５の直前部分において現像
スリーブ４に近接するように配置されており、その回転
軸１７ａには現像剤を図面奥側から手前側図面手前側か
ら奥側へ送る螺旋状体１７ｂが装着されている。一方上
記第１スクＪＪニー１６は、前記第２スクリユー１７の
やや上流側に配置されており、その回転軸１６ａには現
像剤を図面手前側から奥側へ送る螺旋状体１６ｂが装着
されている。さらに上記螺旋状体１６ｂは、現像スリー
ブ４側に対面される部分が断面０字状のスクリューカバ
ー１６ｃにより覆われている。このスクリューカバー　
Ｉ　Ｇ　ｃの図面手前側の端部部分および奥側の端部部
分には、図示を省略した開口部がそれぞれ切欠き形成さ
れており、それらの各開口部から現像剤が出入りされる
ことによって循環が行なわれるようになっている。

一方前記現像スリーブ４内に配置されている現像磁石体
５には、ｆｌＬ　ｆｉｒ領域に対向されるようにして設
けられている現像主極５ａのほかに、トナー補給領域に
対向するようにして設けられている補給磁極５ｂおよび
Ｊ３′２像後の領域部分に設けられている搬送用磁極５
ｃ、５ｄ、５ａが備えられている。なお前記第１スクリ
ユー１６および第２スクリユー１７が配置されている現
像前の領域部分には磁極は設けられていない。

これら複数の磁極のうちトナー補給領域に対向されるよ
うに配置されている補給磁極５ｂはトナー補給領域の上
流側に対向されるように配置されている。すなわち特に
第１図に示されるように。

上記補給磁極５ｂの両端磁極部どうしを結ぶ磁石中心線
り、は、前記現像スリーブ４の回転中心０４とトナー補
給ローラー７の回転中心０７とを結ぶＪＡ線Ｌ２に対し
て、トナー補給ローラー７の移送力向上流側にほぼ平行
に所定量ずらされている。

そしてそのずらし量は、上記現像スリーブ４の回転中心
Ｏ４と補給磁極５ｂにおける現像スリーブ４側近接磁極
部（Ｎ極）の中心部とを結ぶ線り。

が、上記、！！線Ｌ２に対して６°の角度をなすように
設定されている。このときの上記補給磁極５ｂのほか他
の各磁極５ａ、５ｃ、５ｄにより形成される磁力分布が
第２図に示されている。

第４図に戻って、上述のような現像袋ｒａ２に隣接して
、感光体ドラム１上に形成されたテストパターン可視像
におけるトナー濃度を検知するための濃度検出素子１８
が、感光体ドラム１の表面に近接するようにして設けら
れている。この濃度検出素子１８は１例えばフォトセン
サーから形成されるものである。そして該濃度検出素子
１８から出力されるトナー濃度信号は１図示を省略した
制御装置に送られて基準濃度と比較され、濃度不足と判
断された場合には該制御装置から前記トナー補給ローラ
ー７の駆動機端に回転駆動信号が送られるようになって
いる。

このような実施例における装置では、まずトナーホッパ
ー８内のトナーがトナー供給ローラー１２の回転によっ
てトナー補給ローラー７に供給され表面上に保持される
。このトナー補給ローラー７上に保持されたトナーは、
トナー層規制ブレード１１により均−薄ＷＪ化されなが
ら摩擦帯γはされる。そして現像スリーブ４上に定常的
に保持され搬送されているキャリアに対して上記トナー
補給ローラー７上のトナーが所定のトナー補給用のバイ
アス１１を圧Ｖｌ＋によって送給され磁気ブラシＢが形
成される。

このときトナー補給領域に対向配置される補給磁％ｊｉ
５ｂは、トナー補給領域の上流側に所定片ずらされるよ
うに位置されているため、トナー補給領域の所定量上流
側部分で上記補給磁極５ｂによって現像スリーブ４上に
現像剤が穂立ちされることとなる。したがってキャリア
に対する磁気的拘束力が十分に存在している領域内で１
〜ナーの補給動作が行なわれることとなり、現像スリー
ブ４とトナー補給ローラー７との間に形成されている１
〜ナー補給用の電界あるいはトナー補給ローラー７にお
けるトナーに対する電気的吸引力にかかわらず、トナー
補給ローラー７上へのキャリア付着あるいはトナーの再
付着現象が有効に防止されるようになっている。

なおこの場合第５図（ａ）および（ｂ）に示されるよう
に、上記補給磁極５ｂをトナー補給領域の下流側に移動
（第５図（ａ）は平行移動、第５図（ｂ）は回動移動）
させることとすると、トナー補給領域の直前部分で現像
剤が穂立ちされることとなり、キャリアの磁気的拘束力
よりも現像剤担持体とトナー補給手段・どの間に形成さ
れる電界あるいはトナー補給手段上のトナーに対する電
気的吸引力が強くなってしまう、その結果トナー補給ロ
ーラー７上にキャリアおよびトナーが付着されてしまい
、トナーホッパー８内にキャリアが侵入され１〜ナーの
逆流を生じてしまうこととなる。

このようにして形成された磁気ブラシＢは、現像領域に
向かって搬送されていくが、その途中で、第１スクリユ
ー１６および第２スクリユー１７によって現像スリーブ
４の軸方向に往復撹拌され。

これにより磁気ブラシＢ中のトナー分布が軸方向に均一
化されることとなる。撹拌が行なわれた後の磁気ブラシ
７は、ドクターブレード１５によって量規制された後現
像領域に送り込まれ、該磁気ブラシＢの穂が感光体ドラ
ム１の表面に形成されている静電潜像に接触されて現像
動作が行なわれるようになっている。

第３図（ａ）に示される実施例においては、トナー補給
領域に対向されるように配置されている補給磁極５ｂが
トナー補給領域の中央部に対向されるように配置されて
いる。すなわち上記補給磁極５ｂの両端磁極部どうしを
結ぶ磁石中心線Ｌ工が、前記現像スリーブ４の回転中心
ｏ４とトナー補給ローラーの回転中心ｏ１とを結ぶ基線
Ｌ２と一致するように配置されている。

また第３図（ｂ）に示される実施例においては。

補給磁極５ｂが扇形状に形成されているとともに。

この扇形状の補給磁極５ｂが現像スリーブ４の回転中心
Ｏ，ｋを中心にしてトナー補給領域の上流側に所定角度
にわたって回動移動されている。本実施例における補給
磁極５ｂのずらし角度は、前述した基線Ｌ２に対して６
°の角度をなすように設定されている。

さらに第３図（Ｃ）１こ示される実施例においては、扇
形状の補給磁極５ｂが上記基線Ｌ２と一致するように配
置されており、トナー補給領域の中央部に補給磁極５ｂ
が対向されるように配置されている。

このような第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示
される各実施例においても、上述した第１の実施例と同
様な作用・効果を得ることができる。

［発明の効果〕 以上述べたように本発明は、現像スリーブ表面上に穂立
ちされトナー補給領域と現像領域との間で定常的にサイ
クル搬送されるキャリアおよび上記キャリアに付着され
るトナーがトナー補給領域において現像スリーブ上に十
分な力で保持されるように、トナー補給領域に対向され
るように配置される補給磁極を、上記現像スリーブの回
転中心とトナー補給ローラーの回転中心とを結ぶ基線上
もしくは上記基線上よりトナー補給ローラー回転方向上
流側に位置させることとしたから、定常的にサイクル搬
送されろキャリアを備え２成分現像剤を１成分現像剤と
類似の方式で使用することによって小型化および軽景化
を図るようにした現像装置において、トナー補給領域に
おけるトナー補給手段へのキャリア付着およびトナーの
再付着をなくすことができ、トナーおよびキャリアの逆
流を防止して良好なトナー補給動作を行なわせることが
でき、−層良好な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における補給磁極の配置位置
を表わした模式的側面説明図、第２図は現像磁石体の各
磁極による磁力分布を表わした線図、第３図（ａ）、（
ｂ）、（ｃ）は本発明の他の実施例における補給磁極の
配置位ｉａを表わした模式的側面説明図、第４図は本発
明を適用する現像装置の全体を表わした縦断面説明図、
第５図（ａ）、（ｂ）は補給磁極を本発明とは逆の方向
にずらした場合を表わした模式的側面説明図である。 １・・・感光体ドラム、２・・・現像装置、４・・・現
像スリーブ、訃・・現像磁石体、５ｂ・・・補給磁極、
７・・・トナー補給ローラー 烏７園

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一定方向に回転駆動される磁石体を現像スリーブ内に
   備える現像剤担持体と、この現像剤担持体の磁石体によ
   って現像スリーブ表面上に穂立ちされトナー補給領域と
   現像領域との間で定常的にサイクル搬送されるキャリア
   と、上記トナー補給領域にてキャリアに対し帯電トナー
   を補給し磁気ブラシを形成するトナー補給手段とを備え
   てなり、上記磁石体に設けられている複数の磁極のうち
   トナー補給領域に対向されるように配置される補給磁極
   は、上記現像スリーブの回転中心とトナー補給手段の移
   送中心とを結ぶ基線上もしくは上記基線上よりトナー補
   給手段の移送方向上流側に位置されていることを特徴と
   する現像装置。