JPH0229671A - トナーの薄層を形成する方法 - 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］ 本発明はトナーとキャリアを有する二成分現像剤を用い
る現像技術の分野で利用され、特に現像剤担持体上にト
ナーの薄層な形成する方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］トナー
とキャリアの二成分現像剤を用いる現像方法としては、
特開昭６２−９６９５６号公報に示されるものかある。

かかる方法は、磁界発生手段を内設した現像剤担持体と
しての現像スリーブに、キャリアを規制するブレートを
弾性的に当接させて、該ブレードの近傍にまで上記磁界
発生手段によって磁気的拘束力を及ぼしキャリアの循環
をさせるものである。そして、このキャリアの循環によ
りトナーを攪拌しいわゆるトリボを十分確保して現像ス
リーブ上に塗布している。

しかしながら、キャリアを十分に循環せしめるには十分
な空間が必要であり、キャリアの量を少量に抑えなけれ
ばならず、ブレード近傍の現像スリーブの表面において
キャリアの存在率は１０％以下にしなければならない。

その結果キャリアによるトナーの搬送量が不足し現像ス
リーブ上にトナーの均一な薄層を形成して現像領域に搬
送できず現像時にいわゆるゴースト現像が生ずるという
問題点を有している。

［課題を解決するための手段コ 本発明は、上述した問題点を解決し、現像担持体上にト
ナーを薄層均一に塗布する方法を提供することを目的と
しである。

上記目的達成のために、本発明は、 トナーと、該トナーに電荷を付与しかつ該の粒径より大
なる径を有するキャリアとを有する二成分現像剤を、回
転する現像剤担持体の側部周表面に拘束力をもって接触
若しくは摺擦させ該周表面に担持しつつ上方へ搬送し、
該現像剤担持体の上部位置ではキャリアへの拘束力を弱
めて上記現像剤を現像剤は担持体表面より離反落下させ
て現像剤容器内で循環せしめ、上記現像剤担持体の周表
面の上記接触若しくは摺擦領域より上方となる位置に現
像剤のキャリアの通過を規制する規制部材を当接し、上
記規制部材によりキャリアを上記現像剤担持体の周表面
から離反せしめる、ことにより構成される。

［実施例］ 以下添付図面に基いて発明の一実施例装置について説明
する。

第１図は、本発明を具現化した一実施例としての現像装
置の概要縁を示す図である。同図においてｌはＢ方向に
回転可能な現像剤担持体としての現像スリーブであり、
二成分現像剤を収容するホッパ８の前部開口に突出して
配設されている。

このホッパ８に収容されている二成現像剤は、トナー５
と該トナーの粒径より大なる径を有する非磁性のキャリ
ア４の混合体である。またホッパ８の底部位置には上記
現像剤を攪拌する手段として攪拌部材７が配設されてい
る。さらに該ホッパ８の内部中央には攪拌手段７で十分
攪拌された現像剤を拘束して一度上方へ搬送した後、上
記現像スリーブ２の側部周表面の向は落下させる手段と
してパケットをもつベルトコンベア３が配設されている
。このベルトコンベア３の現像剤落下開始位置から現像
スリーブ１の周面近傍位置までガイド板６が配設されて
いる。

また、上記ベルトコンベア３により落下してくる現像剤
が接触する現像スリーブｌの周面の領域より高位置で該
現像スリーブｌの回転方向Ｂの下流位置の周面には、現
像剤のキャリアの規制部材として弾性を有するブレード
２が該周面に当接して配設されている。この弾性のブレ
ード２の取付は構成を拡大して示したのが第２図である
。同図においてブレード２は現像スリーブ１の周表面の
押付けられて接触しているので、図示のごとく変形して
いる。これにより、ブレート２の端部はスリーブｌに当
接するように付勢される。なお、ここでブレート端部と
は、ブレード先端、該先端を含む近傍または先端を含ま
ない先端近傍であるブレード２は該端部から現像スリー
ブ回転方向Ｂの下流側に傾斜するいわゆるカウンタ形式
とされている。点線は現像スリーブｌが存在しないと仮
定したときのブレード２の状態を示している。直線ｍは
現像スリーブ１の中心Ｏを通る鉛直線、直線ｎはブレー
ド２と現像スリーブｌの接触部Ｑと現像スリーブｌの中
心０を通る直線である。また直線ｍと直線ｎのなす角を
Ｘする。その際直線ｍを基準とし現像スリーブの回転方
向Ｂに対し上流側に向う方向を玉とする。同図で面Ｔは
、ブレード２か現像スリーブｌと接触前にあって変形さ
れない状態におけるブレード２の底面である。点Ｐは面
Ｔと現像スリーブｌの表面との交線の断面、角度θは点
Ｐを通る現像スリーブｌの接線と面Ｔとのなす角、距ｇ
Ｉｄは面Ｔが現像スリーブｌの内部に進入している長さ
である。ここで直線ｍは点Ｐを通るか、これは必ずしも
必要なことてはない 角度θとしては、現像スリーブｌの回転時それとの彦擦
力によりブレード２が反り返るなどの問題を発生させな
いために、θ°から４０″好ましくは２″から２０　’
の範囲である。

またブレード２の進入量ｄは０．５〜２ｍｍが好ましく
、しかもブレード２の先端のエツジ部が現像スリーブｌ
に対して接触していることが好ましい。これはブレード
２の先端のエツジ部が現像スリーブ１表面を離れている
と、この間隙からキャリア４か漏れ出してしまう不都合
が生しるからである。

さらに、上記角Ｘについて、次の条件Ｏ″≦Ｘ≦９０°
を満たすことが好ましい、Ｘ＜Ｏの場合には、ブレード
２の方向に力か作用するため、キャリア４がブレード２
先端部近傍に滞留する傾向にありキャリア４の良好循環
を妨げるが判明している。重力の関係により角Ｘのより
好ましい範囲は５　”＜ｘ＜４０°である。

なお、現像スリーブｌの表面は鏡面とするよりも微小な
凹凸を変えることがトナーを均一に塗布する点から好ま
しい。

ブレード２の材料としては、例えばＪＩＳ硬度４０〜８
０″のゴム、好ましくは５０〜７０″のものが現像剤薄
層の安定形成のためによい。ブレード２の厚さはキャリ
ア４がブレードをすり抜けることを妨げるためにある程
度の腰を必要とすることや逆に腰が強すぎると、塗布し
たトナーを掻き取ってしまうことから、０．５〜３．０
ｍｍ好ましくは、１．０〜２．０ｍｍが退出テある。

次に本実施例のキャリア４とトナー５から成る二成分現
像剤について説明する。

本実施例で現像剤は、非磁性のキャリア４として粒径４
０〜２００ル通のガラスビーズまたは樹脂粒子、トナー
５として粒径ｌ〜２０ル請のものが使用可能である。上
記キャリアとの関係により、第３図で示されるごとく、
ブレード２により粒径の大きいキャリア４のみを規制す
ることとなり、その結実現像スリーブ１上にはトナー５
のみの均一な薄層な形成することが可能となる。

なお、ここで使用可能な樹脂粒子はトナーとの摩擦帯電
系列によって選ばれるが一般的に、スチレン系樹脂、ア
クリル系樹脂、ロジン変性樹脂、ポリアミド樹脂、フッ
素系樹脂等である。

以上のととくの実施例装置によるならばガラスまたは、
樹脂等の非磁性粒子であるキャリア４と、トナー５の混
合体である二成分現像剤は、攪拌部材７の作用で十分に
攪拌、混合された後、−度ベルトコンベア−３によって
、上方へ搬送されて、ガイド板６の上部近傍でバラケト
から落下される。この落下する現像剤はガイド板６と摺
擦しながら現像スリーブｌの側部周面の達する。ここで
キャリア４はトナー５を現像スリーブｌ上に塗布した後
その大部分はさらにホッパ８の底部へ落下していくので
、キャリア４に対するトナー５の混合比（Ｃパ比）は現
像スリーブ１の上部において大となる。さらに現像スリ
ーブｌ上に塗布されたトナー５及びキャリア４の一部は
現像スリーブ１の回転に伴なって接触位置よりブレード
２に向は搬送される。ここで、現像スリーブ周面に当接
しているブレード２は、搬送されてきた現像剤のうち、
キャリア４及びトリボが不十分で現像スリーブ１に対す
る付着したトナー５を掻き落とし、トリボが十分付与さ
れた一定量のトナー５のみを通過させ均一な薄層を形成
することなる。

次に第４図に基いて本発明を実現化した他の実流側につ
いて説明する。本実施例の装置においては、現像スリー
ブ１１の内部の磁界発生手段として二磁極のマグネット
１９を配設するもので、前実施例と異なり磁性のきキャ
リア１４を利用してトナー１５の薄層を形成するもので
ある。

同図においてＢ方向に回転回部な現像スリーブ１１が二
成分の現像剤を貯蔵するホッパ１８の前部開口に一部を
突出して配設されている。この現像スリーブ１１の内部
には磁界発生手段としてのマグネット１９が配設され該
マグネットはＮ極のＳ極の二磁性を有している。

との二磁極は、Ｓ極が現像スリーブ底部に配設されて、
Ｎ極か中間位置のホッパ１８寄りに配設されている。

ホッパ１８内に貯蔵される二成分現像剤はトナー１５と
磁性のキャリア１４が一定の割合て混合されており、前
実施例の場合と同様キャリア１４の粒子径の方がトナー
１５より大なるものとされる。また上記現像スリーブ１
１の最上部近傍の周表面には非磁性で弾性を有する部材
より形成されるブレード１２が当接されている。

本実施例では現像スリーブ１１の下部では上記マグネッ
ト１９の磁気力をキャリア１４に及ぼしているが、現像
スリーンｉｔの上部に向かうに従って拘束力を弱めてキ
ャリア１４が自然落下容易な状態を形成して第４図で示
される矢印のととくき循環を形成し、上述側同様にＴ／
Ｃ比を現像スリーブ上部周面ては大とし、下部周面では
小とするものである。

以下、本実施例の特徴的構成を説明する。まず、ト記ブ
レード１２か現像スリーブ１１に当接する位置をＤとし
たときに、マグネット１９のブレード１２に近接する上
述の磁極Ｎとの関係について説明する。

現像スリーブ１１の回転中心を０．磁極Ｎの位置なＥと
すると角ＤＯＥであるδは３００以上必要であることが
実験的に確認されている。δが３０°以下では、ブレー
ド１２の当接位置りで磁極Ｎの磁力が及びキャリア１４
に拘束力が働いてキャリア１４の循環を悪くしたり、ブ
レード当接位置りのキャリア１２漏れを防止することは
困難をなる。

次に上記ブレード１２の設定方法と材質について説明す
る。上記ブレード１２は、その先端部の縁端角にて現像
スリーブ１１に圧接させても、腹の面て圧接させても良
いが、腹の面で圧接させる場合、縁端角が現像スリーブ
１１の表面から浮き上った状態となるためキャリア１４
が当接部［Ｄを通過ｌ）て漏れ出てしまい画質に悪影響
を及ぼすので同時に縁端角も接触したニップを広くした
状態に設定する事が好ましい。また、ブレード１２の設
定形態には、上述実施例の第３図に示したと同様に現像
スリーブ１１の回転方向Ｂに対してブレード１２（２）
と現像スリーブ１１（１）の周面との間隙量が漸増する
ように傾けたカウンタ形式の圧接と、反対に漸減するよ
うに傾けた順方向形式圧接のどちらでも可能であるか、
順方向圧接とする場合、ブレード１２と、現像スリーブ
１１との間隙部にキャリア１４やトナー１５の滞留が生
じ、キャリア１４が漏れやすくするためにカウンタ形式
のブレードとすることか好ましい。上記ブレード１２材
賀についてはキャリア１４の規制部材として用いている
と共にトナー１５接触した際摩擦により期待する電荷極
性をトナー１５に与えるような材質のものを選んで用い
るのが好ましい。材質にもよるが例えばポリスチレンを
主成分とするトナーを正に帯電せるためには、エチレン
プロピレン、弗素ゴム、天然ゴム、ポリクロロブタジェ
ン、Ｎ、Ｂ、Ｒ等が有効であり、−力負に帯電させるた
めにはシリコーンゴム、ポリウレタン、スチレンブタジ
ェンゴム等が有効である。

なお、上記で説明したゴムの硬度としてＪＩＳへの硬度
で５０〜７０６であることか好ましい。７０″以上にな
るとゴムの腰が強くなって接面部の圧力が高くなりすぎ
てトナー層が過度に薄くなり、十分な画像濃度が得られ
ないこととなる。逆に５０″以下ではゴム自身の腰が弱
くなってブレード当接部における圧を充分にとることか
難しくなる。

以下では本実施例の装置に使用される二成分現像剤につ
いて説明する。

本実施例に用いる磁性のキャリア１４としては従来公知
の強磁性体や常磁性体の粒子を使用可能であり、例えば
鉄、クロム、ニッケル、コバルトなどの金属粒子、四三
酸化鉄、γ酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、
フェライトなどの金属酸化物、マンガン、銅系合金など
の合金、さらに樹脂材料に上記磁性粉子を分散した樹脂
キャリアなどを用いることができる。また現像スリーブ
１１表面にキャリア１４は塗布されないので導電性キャ
リア６、絶縁性キャリアを０問わず双方の使用か可能で
ある。

キャリア１４とトナー１５の粒径については上述のブレ
ード１２によりキャリア１４を確実に規制するため、ト
ナー１５の粒径は１〜２０ｇ＋ｉであり、キャリア１４
の粒径は４０〜１００　ＪＬｔｓの範囲である。４０Ｊ
Ｌｍ以下ではブレード１２によるキャリアの規制が困難
となり、逆に１００　ＪＪ、＋１以上となるトナー７の
保持能力の低下が著しい。

キャリア１４はトナー１５の搬送及びトリボの付与を行
うのでその存在量とトナー１５との混合比が現像スリー
ブ１】上のトナー搬送量に大きく影響する。この点につ
いて実施的に調べたところキャリア１４により上述の循
環Ｃを形成させるに十分な量は、スリーブ２の周表面の
単位長さ当り１．０〜５．０ｇ／ｃｍの範囲内であった
。

また、トナー１５とキャリア１４の混合比（Ｔ／Ｃ比）
ついては現像スリーブ１１に十分トナー１５を供給可能
となる最低限の量が確保されればよい。本願発明者の実
験ては、Ｔ／Ｃ比＝６〜４０ｗｔ％の範囲で十分な塗布
量か得られた。６％未満では塗布量が不足し、４０％以
上ではトナー１５によってキャリア１４の循環が不十分
となり、トナー１５とキャリア１４の接触機会が減少し
、トナー１５のトリボが不足したりトナー１５の搬送が
不十分であるといった問題点を生じる。

上述のごとく本実施例の装置ではＴ／Ｃ比を広い範囲で
設定できるために一般的に二成分現像法で用いられるト
ナー濃度制御機構を全く必要としない。

なＳ、このＴ／Ｃ比を広く設定できるという点について
は上述した実施例でも同様である。また上記Ｔ／Ｃ比の
設定の下て常に十分なトナー１５が現像スリーブ１１に
供給されるので従来装置のごとくゴースト現象か生ずる
事もなくトナー１５は十分にトリボを有することになる
。さらに常にキャリア１４現像スリーブ１１周表面を摺
擦するため、トナー１５の入れ換わりも行われ、トナー
消費の少ない領域における異常なチャージアップが発生
することがない。以上詳細に説明した構成を有する本実
施例の装置によるならば現像スリーブ１１の回転に伴い
現像スリーブ１１周表面及び近傍に担持されているキャ
リア１４は付着しているトナー１５を現像スリーブ１１
周表面に塗布すると同時に搬送されるがブレード１２に
近づくに従い磁気的拘束力を弱められその量を減少させ
る。その後ブレード１２によってキャリア１４が現像ス
リーブ１１周表面から確実に剥離され均一で薄層のトナ
ーが現像スリーブ１１周面上に塗布されることとなる。

このように自然落下若しくは剥離されたキャリア１４は
重力の作用によってホッパ１８の底部へ向は落下し、第
３図の矢印Ｃのごとく大きな循環路を形成し、現像スリ
ーブ１１の上部周面ではＴ／Ｃ比を大とし、下部で小と
することになる。このキャリア１４の循環により、トナ
ー１５の・供給、入れ換えを常に行うこととなるので、
トナー１５の量及びトリボを適度に確保して現像スリー
ブｌｌ上に薄層で均一な塗布をすることが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したごとくの本発明方法によるならば、トナー
とキャリアを十分攪拌した後に現像剤担持体上で搬送し
、しかも現像剤担持体の上部周面に当接する現像剤規制
部材の近傍ではトナーの量を十分確保できるのでトリボ
を十分付与されたトナーの均一な薄層が形成可能となる
。

また、キャリアは現像担持体の上部では拘束力が弱めら
れ落下容易な状態とされるためその量は上方になるにし
たがい順次減少し、その結果、規制部材によりキャリア
の規制が確実になされるのでキャリアが通過してしまう
という問題を生じない。

さらにトナーとキャリアの混合比の設定幅を大きくでき
るので従来装置のごとき混合比を制御するための手段を
配設する必要もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体化した一実施例装置の概要構成
図、第２図装置のブレード周辺を拡大して示した図、第
３図は第１図装置にてブレードにより現像剤が規制され
る様子を示した図、第４図は本発明を具体化した他の実
施例装置を示す図のである。 ５；１５・・・・・・・・・トナー ４；１４・・・・・・・・・キャリア

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーと、該トナーに電荷を付与しかつ該の粒径
   より大なる径を有するキャリアとを有する二成分現像剤
   を、回転する現像剤担持体の側部周表面に拘束力をもっ
   て接触若しくは摺擦させ該周表面に担持しつつ上方へ搬
   送し、該現像剤担持体の上部位置ではキャリアへの拘束
   力を弱めて上記現像剤を現像剤は担持体表面より離反落
   下させて現像剤容器内で循環せしめ、上記現像剤担持体
   の周表面の上記接触若しくは摺擦領域より上方となる位
   置に現像剤のキャリアの通過を規制する規制部材を当接
   し、上記規制部材によりキャリアを上記現像剤担持体の
   周表面から離反せしめる、ことによりトナーの薄層を形
   成する方法。
2. （２）規制部材は、その先端が現像剤担持体の回転方向
   に対して逆方向に指向して配設される弾性ブレードであ
   ることとする請求項（１）に記載のトナーの薄層を形成
   する方法。
3. （３）キャリアは非磁性体粒子であることとする請求項
   （１）に記載のトナーの薄層を形成する方法。
4. （４）非磁性体のキャリアは、粒径４０〜２００ミクロ
   ンメートルのガラスビーズまたは樹脂粒子であることと
   する請求項（３）に記載のトナーの薄層を形成する方法
   。
5. （５）弾性ブレードにより規制されるキャリアは磁性体
   粒子であることとする請求項（２）に記載のトナー薄層
   を形成する方法。
6. （６）磁性体粒子のキャリアは、粒径が４０〜２００ミ
   クロンメートルで、少なくとも導電性粒子を含有してい
   ることとする請求項（５）に記載のトナーの薄層を形成
   する方法。
7. （７）キャリアと混合されるトナーは粒径が１〜２０ミ
   クロンメートルであることとする請求項（４）または請
   求項（６）に記載のトナーの薄層を形成する方法。