JPH0225876A - 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］ 本発明は複写装置・画像表示装置・画像記録装置・プリ
ンタ・ファ′クシミリ等において、電子写真感光体・静
電記録誘電体等の潜像保持体面に形成された潜像を顕画
化する現像装置に関する。

さらに詳しくは、トナー粒子とキャリア粒子の混合から
なるいわゆる二成分系現像剤を現像剤担持体に担持させ
て潜像保持体面に適用し潜像保持体面の潜像を現像する
方式の現像装置に関する。

［従来の技術］ 現像剤としてのトナー粒子とキャリア粒子の混合からな
る二成分系現像剤を使用する現像装置は、該現像剤中の
トナーは潜像の現像のために潜像保持体面に付着して逐
次に消費されて行き、−方、キャリアは消費されないの
で、そのままでは現像剤中のトナーが潜像の現像に消費
されていくに伴ないトナー濃度（＝トナーコンテンツ、
トナーとキャリアの混合量比、現像剤濃度）が次第に低
下して行く、現像剤のトナーコンテンツの低下等の変動
は出力画像の画像濃度や画質の変動としてあられれる。

したがってこの種の現像装置においては現像剤のトナー
コンテンツについてそれを常に所定の許容範囲レベルに
維持管理することが、画像品質を安定化させる上で極め
て重要な要素である。

そこで本出願人は、特にセンサ等をもった複雑な現像剤
濃度制御機構を用いることなく、現像剤のトナーコンテ
ンツを常に所定の許容範囲レベルに自己制御的に自然に
維持させることができると共に、現像装置構成の簡素化
・小型化・コストダウン化も可能とした現像装置を先に
提案済み（特願昭６０−２１７５５７号等）である。

第５図はそのような現像装置例の要部の横断面図を示し
ている。ｌは現像容器、２は現像剤担持体としての非磁
性材の現像スリーブであり、図面上現像容器１の左側壁
下部に６鼻長手方向に形成した横長開口部に対してスリ
ーブの右側路半周面を容器内方に突入させ、左側路半周
面を潜像担持体１００と間隙をもって対向するように容
器外へ露出させて軸受により回転自由に横設してあり、
駆動系（図示せず）により矢示の反時計方向に所定の周
速度で回転駆動される。

上記回転駆動を受ける現像スリーブ２内には静止せる磁
界発生手段として、磁極Ｎｌ、Ｓ、、Ｎ２゜Ｓ２をもつ
マグネットロール（永久磁石ロール）３が内蔵されてい
る。かくして、回転する現像スリーブ２の外表面に生ず
る磁力によってキャリアを上記外表面に吸着し、またト
ナー粒子は上記キャリアの周面には付着されて搬送され
る。

現像容器ｌの出口部となる横長開口部には、現像剤規制
部材としてのステンレス鋼等で作られた非磁性規制ブレ
ード４が設けられたおり、現像スリーブ２の北面に対し
て所定の借手な隙間を対向形成しており、現像スリーブ
周面に担持された現像部Ａへ搬送される現像剤の層厚を
所定厚さに規制している。

上記規制プレート４の内面側（現像容器内方面側）には
現像剤（磁性粒子）循環限定部材５が配設されている。

現像容器ｌ内には現像剤Ｔが収容されている。

該現像剤Ｔはトナー粒子ｔとキャリアとしての磁性粒子
Ｃとの混合からなる二成分系現像剤である。キャリアと
しての磁性粒子Ｃは例えば、粒径３０〜１００　％諺、
好ましくは、４０〜８０蒔園、抵抗値１０７Ω・０１以
上、好ましくは１０’Ω・０１以上のものがよく、例え
ばフェライト粒子（最大磁化６０ｅｍｕ／ｇ　）を樹脂
コーティングした形態のものなどが用いられ得る。

９はトナー貯蔵容器の一部であり、補給用トナーｔが収
容されている。該トナー貯蔵容器９は現像容器１と連絡
開口９ａを介して連通している。

現像容器ｌ内のトナーｔは、現像容器ｌ内に設けられ支
軸１０ａを中心に矢示の時計方向に回転駆動されるトナ
ー粒子補給手段１０により、現像スリーブ２の方向へ逐
次に寄せ移動される。

現像スリーブ２により保持された現像剤Ｔは現像スリー
ブ２の回転に伴ない現像剤循環限定部材５の方向へ搬送
され、該部材５の下面５ａにより規制ブレード４へ向う
分と、それとは反対方向へ向う分とに成る割合で振り分
けられる。そして規制ブレート４側へ向ワた分は該規制
プレート４の下辺を通過する過程で層厚規制を受けて現
像容器ｌ外へ現像スリーブ２面に磁気的に担持されて搬
出され、潜像保持体１００と対向する現像部Ａを通過し
て現像に供する。

一方、現像スリーブの回転により、既述の規制ブレード
４とは反対側に向った現像剤Ｔは、現像容器の底部に設
けられた磁性体薄板６の方向へ循環的に戻り移動する流
動過程等で、現像スリーブ２、部材５の下面５ａ面との
接触摩擦や、現像剤量Ｖの流動混合摩擦を受けることに
よりトナー分が所定の極性に十分に帯電を受ける。

現像容器ｌ内の現像剤Ｔは潜像保持体１００の潜像の現
像に使用されるに伴なってトナーコンテンツが減少して
いくが、その減り分は上述するようなメカニズムで自己
制御的に補充されてトナーコンテンツは常に所定の許容
範囲レベルに自然に維持される。

すなわち、前述したように現像容器ｌ内の現像剤Ｔは現
像ス１ルーツ２の回転に伴ない現像スリーツ近傍に現像
スリーブと同方向に移動する移動層（流動層）を形成す
るが、現像スリーブ２から遠ざかるにしたがい磁気拘束
力が低減していくことにより該移動層の上にはほとんど
動かない静止層か形成される。

そしてトナー貯蔵容器９側から現像容器１側へ逐次に補
給されるトナーｔの、現像容器ｌ内の現像剤Ｔ中への取
り込みは上記の移動層によって行われるが、その取り込
み量は移動層現像剤の上に存在する静止層現像剤中のト
ナーコンテンツの増減によって該静止層現像剤の体積が
変化することで制御される。すなわち現像剤のトナーコ
ンテンツが増すと静止層現像剤の体積（量）が増して移
動層現像剤を覆ってしまい移動層へのトナーｔの取り込
みが減少する。また現像剤Ｔのトナーコンテンツが減る
と静止層現像剤の体積が減り移動層現像剤を覆う部分か
減るのでトナーを取り込み易くなる。

このような自己制御的のトナー取り込み量増減サイクル
により現像容器ｌ内の現像剤Ｔのトナーコンテンツが常
に所定の許容範囲レベル（はぼ−定レベル）に自然に維
持される。

［発明が解決しようとする課題］ このように、現像容器内において現像剤担持体たる回転
現像スリーブの面に磁気ブラシ状に磁気保持された現像
剤の移！ｌＩｙ層とその上の静止層の体積変化を利用し
た自己制御的なトナーコンテンツ維持制御は、現像容器
内の現像剤が現像スリーブ長手に沿って各部均一に磁気
保持された状態が維持されることにより安定に保たれる
。

しかし、画出し初期における現像装置の設置時には現像
剤が現像スリーブの長手方向に略均−に保持されていて
も、現像スリーブの回転が進むことによって、現像容器
内壁（上記長手方向での両端）付近で現像スリーブに保
持された現像剤の動きは中央部のそれに比べて早く動く
ようになり、中央部での現像剤は次第に増して行きその
動きが低下し、トナーの取り込みは悪くなって濃度薄と
なってしまうという問題を生じていた。

本発明は、上述のような問題を解決し、現像スリーブの
長手方向で現像剤を常に均一な濃度とし、良好な画像を
得られる現像装置を提供することを目的としてる。

［課題を解決するための手段］ 本発明のよれば上記目的は。

静止せる磁界発生手段が内蔵された回転部をもつ現像剤
担持体の面にトナー粒子とキャリアとしての磁性粒子と
を混合した現像剤を磁気保持させて潜像担持体の面と対
向する現像部へ搬送し潜像担持体の面の潜像を現像する
現像装置において、上記現像剤担持体に対する現像剤を
収納した現像容器と、 上記現像容器内へトナー粒子を補給するトナー粒子補給
手段部と。

現像剤担持体の面に対する塗布現像剤量を規制すべく現
像剤担持体に間隙を存して対向させて配設した現像剤規
制部材と、 上記現像剤規制部材に対して現像容器内方面側の位置に
配設された現像剤循環限定部材とを有し、 上記現像剤循環限定部材と現像剤規制部材と現像剤担持
体で囲まれる現像剤循環空間が、上記現像剤担持体の長
手方向の中央部で広く端部にて狭くなっている、 ことにより達成される。

［作用］ 以上のような本発明によると、現像スリーブの長子方向
の中央部での循環空間が広くなるために現像剤の流動が
改善されて、　トナーも所定量だけ堆り込まれるように
なって、現像剤は所定のトナーコンテンツを維持するよ
うになり、その結果１画像も上記長手方向で均一な良質
なものとなる。

［実施例］ 以下、添付図面にもとづき本発明の詳細な説明するが、
それに先立ち５本発明に至った経緯について述べておく
。

現像剤が現像スリーブの長手方向中央部での動きが現像
容器内壁（上記長手方向両端）付近におけるよりも遅く
なり、その結実現像剤が詰まる傾向（以下「バッキング
状態」という、）を示す。

そこで、この現象が、現像容器内壁そのものの影響なの
か、現像スリーブ内のマグネットロールの端部によるも
のなのか、を明らかにするために次のような実験を行ワ
た。

現像剤循環限定部材（以下これを「キャリア返し」とい
つ、）の現像スリーブと対向する面から前述の現像剤面
領域部分（現像剤の移動層と静止層のある部分）に非磁
性の薄板をスリーブ長手方向の数箇所に配設し、あたか
も現像容器内側壁かそこに存在しているようにして、画
像出しを行なうと、該薄板両脇２〜３Ｃ■の部分の画像
濃度か薄板間中央部に比べて濃く、現像剤の動きが速い
ことか判明した。これによって、８泰内側壁近傍の方が
中央部に比べて濃度が出るのはスリーブ内マグネットの
端部ということではなく、壁際たからということである
といえる。そこで、壁際の現像剤の動きを観察すると、
現像剤は壁際に沿って下流側に動いて行き、規制ブレー
ド近傍までいくと、スリーブ長手方向中央部に僅かづつ
寄っていくのがわかる。それにより中央部の現像剤は次
第に増して動きが悪くなり、トナーの取り込みが悪く濃
度薄となるということが明らかになった。

そこで、本発明は以上の実験の結果にもとづいてなされ
たものである。

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。同図
において前述の第５図例装置と共通する構成部材部分に
は同一の符号を付して再度の説明を省略する。

本実施例装置においても、キャリア返し５は第２図にも
よく示されているようにその底面が凹状にクラウニング
されていて、キャリア返し５の現像スリーブ対向面と、
キャリア返しに配設している薄板部材１２と磁力線集中
部材６と現像スリーブ３とによって囲まれた循環空間は
、現像スリーブ３の長手方向でみると、キャリア返し５
の中央部５ｂにおいて端部５ａよりもクラウニングされ
ている分たけ広く形成されている。

このようにすることのよつて、現像スリーブ３に磁気保
持されている現像剤の動きを長手方向に均一にすること
を可能となった。その理由としては以下のとおりである
。

現像スリーブ呵保持されている現像剤の動きは、上記循
環空間と現像剤の量（体積）、および現像スリーブ内マ
グネットの磁力、磁極位置、現像スリーブ周速、現像ス
リーブ表面性によってほぼ決定される。上記各条件の中
で、循環空間の体積と現像剤の量に着目し、その他の条
件は現像スリーブの長子方向に略均−であるとすると、
循環空間の体積が小さいときはその中の現像剤のバッキ
ング状態が強く現像剤の動きが悪く逆に体積か大きくな
ると、その中の剤のバッキング状態が弱くなり、現像剤
の動きは良くなる。前述のとおり、現像容器内側壁近傍
の現像剤の動きは、従来のようにキャリア返しの現像ス
リーブ対向面が長手方向に均一である場合は、中央部に
比べ動き易くなってしまう。そこで、本実施例のように
側壁付近のキャリア返しの現像スリーブ対向面を現像ス
リーブに近づけることにより包囲Ａの体積を狭くして現
像剤の動きを低下せしめ、中央部との動きの差を少なく
し、長子方向に均一な画像書るのである。

次に、上記循環空間を中央部にて広くするためには、第
２図、第３図に示すような形態も可能である。すなわち
、第３図ではキャリア返し５の底面を段状にして両端が
現像スリーブに近づくようにしたものである。これは、
第１図の場合に比し形状が単純になるにも拘らず同様の
効果を得る。

第３図ではキャリア返し５に設けられた薄板部材１２の
自由端縁の中央部に四部を設けることにより、現像剤取
り込みのための間隙を広げて上記循環空間を実質的に広
げることとしたものである。

この場合でも、第１図及び第２図の場合と同様の効果を
得る。

また未発明は前述した静止層を形成しないものにも適用
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、現像容器内側壁近
傍の現像剤の動きを、現像剤循ＩＥＩ隈定部材の形状を
現像スリーブの長子方向中央部で変化させることによっ
て中央部での現像剤の動きと略均−にすることができ、
現像スリーブ長手方向に略均−なトナーコンテンツを保
てるようになる。

またキャリア返しに取り付けている薄板の自由端の中央
部に四部を設けることによりて中央部でのトナーの取り
込みを両端部より良くすることで現像剤の動きが中央と
端出で異なっていても長手方向に略均−な濃度を出せる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の断面図、第２図は第１
図における現像剤循環限定部材を示す斜視図、第３図は
第１図装置における現像剤循環限定部材の変形例を示す
斜視図、第４図は第１図装置における現像剤循環限定部
材のさらなる変形例を示す斜視図、第５図は従来装置を
示す断面図である。 １・・・・・・・・・・・・現像容器 ２・・・・・・・・・・・・現像剤担持体（現像スリー
ブ）３−−−−−・・・・・・・磁界発生手段（マグネ
ットロール）４−−−−−−・・・・・−現像剤規制部
材（規制ブレード）５・・・・・・・・・・・・現像剤
循環限定部材１０−−−−−−−−−・・・１ヘナ一粒
子補給手段１２・・・・・・・・・・・・薄板部材Ｃ”
’　”・・・・・・・磁性粒子 １−・・・・・・・・・・・トナー粒子Ｔ−・・・・・
・・・・・・現像剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静止せる磁界発生手段が内蔵された回転部をもつ
   現像剤担持体の面にトナー粒子とキャリアとしての磁性
   粒子とを混合した現像剤を磁気保持させて潜像担持体の
   面と対向する現像部へ搬送し潜像担持体の面の潜像を現
   像する現像装置において、 上記現像剤担持体に対する現像剤を収納した現像容器と
   、 上記現像容器内へトナー粒子を補給するトナー粒子補給
   手段部と、 現像剤担持体の面に対する塗布現像剤量を規制すべく現
   像剤担持体に間隙を存して対向させて配設した現像剤規
   制部材と、 上記現像剤規制部材に対して現像容器内方面側の位置に
   配設された現像剤循環限定部材とを有し、 上記現像剤循環限定部材と現像剤規制部材と現像剤担持
   体で囲まれる現像剤循環空間が、上記現像剤担持体の長
   手方向の中央部で広く端部にて狭くなっている、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）循環空間は、現像剤循環限定部材と現像剤担持体
   の互の対向面同士間隙が長手方向の中央部で広く、端部
   に近づくにしたがい狭くなって形成されていることとす
   る請求項（１）に記載の現像装置。
3. （３）現像剤循環限定部材には、現像剤規制部材に対し
   て反対側面に、面領域の上流に向け延出した薄板部材が
   配設されてい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。