JPH03200983A - 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】 の１ 本発明は、トナーとキャリアを有する二成分現像剤を用
いた現像装置に関し、特に現像剤担持体上にトナーの薄
層を良好に形成することを可能とした現像装置に関する
。

藍朱立且１ トナーとキャリア（磁性粒子）を有する二成分現像剤を
用いた現像装置として、特開昭５４−１１６２４０号公
報に示されるものが知られている。

斯かる現像装置では、トナーとキャリアを有する二成分
現像剤を撹拌手段で撹拌して、トナーを摩擦静電させ、
その現像剤から帯電しているトナ−を導電性ローラに付
着し、担持させて、像担持体との間の現像位置へと搬送
させ、そして導電性ローラにトナーの帯電極性と逆の極
性のバイアス電界をバイアス電源により印加して、像担
持体上に形成、されている静電潜像にトナーを付着し、
静電潜像をトナー像として可視化している。

しかしながら、この方式の現像装置では、現像剤のトナ
ー濃度が許容以上に高くなった場合、導電性ローラへの
トナーの付着量が過度に多くなり、画像のカブリやトナ
ー飛散の発生原因となってしまう不都合が生じる。

二成分現像剤を用いた現像装置の別の例としては、磁界
発生手段が内蔵された現像剤担持体としての現像スリー
ブと、現像スリーブの周表面に当接してキャリアを規制
し、像担持体との現像位置へ搬送するトナーを所定厚さ
に塗布する弾性ブレードを配設したものが知られ、例え
ば特開昭６２−９６９５６号公報に示されている。

この現像装置では、現像スリーブに弾性ブレードを弾性
的に当接させ、ブレードの近傍でキャリアの循環により
トナーを撹拌し、トナーにいわゆるトリボを十分に確保
してトナーを塗布しようとするものである。

しかしながら、キャリアを十分に循環させるためには十
分な空間が必要であり、キャリアの量も少量に抑えなけ
ればトリボを得るために自由に循環できず、そのために
は弾性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、かかる少量のキャリアではトナーの搬送量が不足
し、現像位置にトナーを十分に搬送できず、いわゆるゴ
ースト現象が生ずる問題を有している。

また、弾性ブレード自体を磁性材料とし、″磁気力を用
いてキャリアを規制する装置にあっては、ブレード近傍
の位置にキャリアの不動層が生じてしまい、キャリアの
循環および現像スリーブへのトナー供給が不十分となり
、やはりゴースト現象を生じる問題があった。

が　　しよ　と　る 以上のようなことから、トナー濃度の制御ＩＩＩＷＪを
必要としない簡単な構成で、二成分現像剤のキャリアに
対するトナー濃度の広い範囲に亘り、塗布されたトナー
の薄層を安定して得て、カブリやトナー飛散のない高濃
度、高品質の画像を容易に得ることができ、且つ装置の
安価、小型化を可能とした現像装置の開発が望まれてい
る。

従って、本発明の目的は、上記特性を具備した現像装置
を提供することである。

・　を　゛　るた　の 上記目的は、本発明にかかる現像装置にて達成される。

要約すれば本発明は、トナーとキャリアを有する二成分
現像剤を担持して、前記現像剤の磁気ブラシを形成しな
がら前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤
担持体の前記現像剤の磁気ブラシを形成した領域に対向
して配置された、前記現像剤の磁気ブラシと接触して前
記現像剤中のトナーを受け取り、担持、搬送するトナー
担持体と、前記トナー担持体の前記現像剤担持体との対
向部の、前記トナーの搬送方向下流位置に配置された、
前記現像剤の磁気ブラシと接触して、前記トナー担持体
上に担持されたトナーの通過量を規制するトナー規制部
材とを設けたことを特徴とする現像装置である。

本発明の一態様によれば、前記トナー規制部材が弾性ブ
レードからなり、且つ前記弾性ブレードが前記トナーの
搬送方向と逆方向に対向して配設される。本発明の他の
態様によれば、前記現像剤担持体とトナー担持体との間
に、直流電界またはこれを重畳した交流電界が形成され
る。

Ｘ型Ｅ 以下、本発明の実施例について詳述する。

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成
図である。

第１図に示すように、本発明の現像装置は、二成分現像
剤９を収容した現像容器７内に配設した入方向に回転す
る現像剤担持体としての現像剤担持ローラ１に対向して
、Ｂ方向に回転するトナー担持体としてのトナー担持ロ
ーラ６を配設し、このトナー担持ローラ６に当接する弾
性ブレード８を配設している。

現像剤９は、トナー４とこれよりも大粒径の磁性粒子か
らなるキャリア３を有する混合体となっている。現像剤
担持ローラｌの頂部上には、ローラ１上に塗布される現
像剤９の量を規制するドクターブレード５がローラ１と
間隔を開けて配置される。現像剤担持ローラｌ内には、
磁界発生手段としてのマグネットローラ２が、ローラ１
の回転に対して不動に設置される。マグネットローラ２
は、ドクタブレード５の箇所からローラ１の回転方向に
Ｎｒ　、Ｓｌ、Ｎａ　、Ｓｉの４磁極を有する。

トナー担持ローラ６は、現像剤担持体１の現像剤９の磁
気ブラシを形成した、マグネット２の８１側の領域に、
現像剤担持ローラ１上の現像剤９の磁気ブラシと接触す
るようにして対向して、像担持体としての感光ドラム１
０に対向した現像容器７の開口部に配置されている。

弾性ブレード８は、トナー担持ローラ６の現像剤担持ロ
ーラ１との対向部に、現像剤担持ローラｌ上に形成され
た現像剤９の磁気ブラシと接触するように設けられ、ト
ナー担持ローラ６によるトナーの搬送方向（ローラ６の
回転方向）下流側に、上方からカウンタ方向に傾斜して
当接されている。弾性ブレード８は、トナー担持体ロー
ラ６への押圧によって図示の如く変形して、ブレード８
の先端部がローラ６に接触するように付勢される。

次に、本現像装置の動作について説明する。

現像容器７内に収容された現像剤９は、現像剤担持ロー
ラ１の回転力、マグネットローラ２の磁力および重力の
作用によって循環流Ｃを形成し、この循環流Ｃによって
現像剤９中のキャリア３とトナー４とが混合撹拌され、
更にトナー４には摩擦帯電により電荷が付与される。

一方、現像剤担持ローラ１上に担持された現像剤９は、
ドクタブレード５によって塗布量が規定され、現像剤９
の一定量がローラｌ上に塗布され、残りは現像容器７内
に戻され、現像剤ｌの循環流Ｃに組み込まれる。

本実施例では、ドクタブレード５と現像剤担持ローラｌ
との間の間隙は、８００ＬＬｍに設定され、またドクタ
ブレード５に対向したマグネットローラ２の磁極Ｎ１は
、ブレード５よりもローラｌの回転方向上流側に角度θ
だけ若干傾斜して位置されている。これにより、現像剤
９の循環流Ｃをスムーズに形成させることができる。

現像剤担持ローラ１上に塗布された現像剤９は、ローラ
ｌによってトナー担持ローラ６との対向部に搬送される
。このトナー担持ローラ６との対向部には、マグネット
ローラ２の磁極Ｓ１が配置されており、現像剤９は、磁
極Ｓｌの作用により磁気ブラシの穂立ちを形成して、ロ
ーラ６の表面を摺擦する。そして、この摺擦された際に
、現像剤９中のトナー４の一部がトナー担持ローラ６の
表面に塗布される。この場合、主として帯電したトナー
４の鏡映力によって、トナー担持体ローラ６の表面にト
ナー４が付着することとなる。

現像剤担持ローラｌとトナー担持ローラ６との間の間隙
は、その間に現像剤９が滞留しすぎないように留意して
設定する必要があり、本実施例では７００μｍとしであ
る。

現像剤担持ローラｌからトナー担持ローラ６へ転移する
トナー４の量は、現像剤９中のトナー４の濃度に大きく
依存し、トナー濃度が高いときには転移量は多く、トナ
ー濃度が低いときには転移量は少なくなる。このトナー
担持ローラ６に転移、塗布されるトナー量が過度に多く
なると、画像のカブリやトナー飛散の原因になり、少な
い場合には十分な画像濃度が得られないという不都合が
生じる。従ってトナー担持ローラ６に塗布されるトナー
４の塗布量は常に一定に制御する必要がある。

そこで、弾性ブレード８の先端部を、上述したようにト
ナー担持ローラ６に当接させている。このようにするこ
とによって、トナー担持ローラ６に塗布された余分なト
ナーを掻き落とし、トナー４を適量だけ通過させるので
ある。

この際に、現像剤担持ローラ１に担持されている現像剤
９のトナー濃度を比較的高くなるようにして、ローラｌ
からトナー担持ローラ６へのトナ−４の供給量を常に多
くなるようにすると共に、弾性ブレード８によって余分
なトナーとキャリアとを除くようにすることで、トナー
担持ローラ６上に常に一定量のトナー４の塗布ができ、
トナー塗布量の低下による画像の濃度薄が生じることも
ない。

次に、弾性ブレード８によるトナーの塗布の安定化につ
いて更に詳述する。

第２図は、トナー担持ローラ６に当接する弾性ブレード
８の当接部を示す模式図である。

現像剤担持ローラｌ上に形成された現像剤１の磁気ブラ
シは、トナー担持ローラ６と摺擦して、トナー４をロー
ラ６に転移し、塗布させる。そして、その塗布されたト
ナー４やキャリア３の一部が摩擦力または静電力によっ
て付着して、ローラ６の回転により弾性ブレード８との
当接部りまで運ばれる。

この当接部りでは、塗布されたトナー４のうち比較的強
く帯電されているトナー４がトナー担持ローラ６との付
着力が強いために、弾性ブレード８に抗して当接部りの
隙間を擦り抜けるが、帯電が弱いトナー４は掻き落とさ
れ、また粒径の大きなキャリア３はその隙間を通り抜け
ることができず、同様に掻き落とされる。

このようにして、弾性ブレード８の当接部りを通過した
後のトナー担持ローラ６の表面には、適量にトナー４が
塗布されたトナー４の薄層を形成することができる。

弾性ブレード８の当接部りにおいては、余分なトナーを
掻き落とすことから、現像剤担持ローラｌからトナー担
持ローラ６へ供給する際、上述したように、トナー４の
供給量を適量以上にすればよい。本発明者らの実験によ
ると、現像剤担持ローラｌに担持された現像剤９のＴ／
Ｃ比（トナー４とキャリア３の重量比）が１２％以上あ
れば、十分な量のトナーの供給が行えることが判明した
。

現像剤担持ローラ１に担持される現像剤９のＴ／Ｃ比は
、１２％以上ならばどれだけでも良いが、トナーへの電
荷の十分な付与および現像容器７内での現像剤９の循環
をスムースに行わせるためには、４０％以下とすること
が好ましい。

弾性ブレード８の当接部りで掻き落とされたトナーおよ
びキャリアは、該当接部りを現像剤担持ローラ１が形成
する現像剤９の磁気ブラシと接触する位置に配置してい
ることによって、磁気ブラシに掃き取られ、磁気ブラシ
の移動に伴って現像容器７内に戻される。これにより、
弾性ブレード８の当接部りにトナー３やキャリア４の滞
留が発生しないために、弾性ブレード８へのトナー３の
融着が発生したり、トナー担持ローラ６と弾性ブレード
８との間にキャリア４が挟まったためにスジが発生する
という不都合が生じない。

また、本構成では、トナー４が塗布されているトナー担
持ローラ６の表面を常に現像剤担持ローラｌに形成され
た磁気ブラシが摺擦しており、ローラ６上のトナー４の
薄層を掻き乱し、また適度に掻き取ることによって、ト
ナー４の入れ替わりが生じるので、過度にトナー４が帯
電されることもなく、一定量の電荷をトナー４に維持さ
せることができる。

弾性ブレード８の設定方法については、弾性ブレード８
の先端部角部における稜辺でトナー担持ローラ６に圧接
させる形式、先端部における腹部で同様に圧接させる形
式がある。前者の場合、第３図に示したように、トナー
担持ローラ６に対して弾性ブレード８を立てすぎると、
塗布されたトナー４をすべて剥ぎ取ることになり、後者
の場合、第４図に示したように、弾性ブレード８の先端
部がトナー担持ローラ６から浮き上がりすぎると、その
浮いた領域１１にキャリア３が詰まって塗布ムラ生じ易
くなる。従って、弾性ブレード８の先端部、つまり先端
およびその近傍を、トナー担持ローラ６に当接するよう
に、付勢させる必要がある。

第５図は、弾性ブレード８の侵入量を説明する説明図で
ある。

第５図において、点線はトナー担持ローラ６が存在しな
いと仮定したときの弾性ブレード８の先端部の位置を示
し、実線はトナー担持ローラ６が存在している場合の実
際の弾性ブレード８の位置を示している。

弾性ローラ８のトナー担持ローラ６への侵入量ｄ（）ナ
ー担持ローラ６が存在しないと仮定した場合の弾性ブレ
ード８とトナー担持ローラ６との交点Ｐと、弾性ブレー
ド８の先端部のトナー担持ローラ６側の角部Ｑとの間の
長さ）は１弾性ブレード８の先端部（先端およびその近
傍）をトナー担持ローラ６に当接するように付勢するた
めには、０．５〜２ｍｍが好ましい。

弾性ブレード８の材質については、キャリア３の規制を
行えると共に、トナー４と接触した際に摩擦により所望
の極性の電荷をトナー４に付与できるものが好ましい。

トナーの材質にも依るが、例えばポリスチレンを主成分
とするトナーを正に帯電させるためには、エチレンプロ
ピレン、フッ素ゴム、天然ゴム、ポリクロロブクジエン
、Ｎ、Ｂ、Ｒ，等が有効である。一方、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は、ＪＩＳＡの
硬度で５０〜７０°であることが好ましい。ＪＩＳＡで
７０’以上になると、ゴムの腰が強く、当接部りでの圧
が高くなりすぎて、トナー担持ローラ６上に形成される
トナー４の薄層が過度に薄くなり、十分な画像の濃度が
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、当接部りおける圧力を十分に得ることが難
しくなる。

本実施例に用いるキャリア３としては、従来公知の強磁
性体や常磁性体の粒子が使用可能であり、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
、更に上記磁性粒子を樹脂材料に分散した樹脂キャリア
、上記磁性粒子に樹脂材料を被覆したコートキャリアな
どを用いることができる。またトナー担持ローラ６表面
にキャリア３は塗布されないので、導電性キャリア、絶
縁性キャリアを問わず使用が可能である。

キャリア３とトナー４の粒径については、上述の弾性ブ
レード８によりキャリア３を確実に規制するため、トナ
ー４の粒径は１〜２０μｍであり、キャリア３の粒径は
４０〜２００ｕｍの範囲であることが好ましい。キャリ
ア３の粒径が４０ｕｍ未満では、弾性ブレード８による
キャリア３の規制が困難となり、逆に２００μｍを越え
ると、トナー担持ローラ６上でのトナー４の保持能力の
低下が著しくなる。

また、現像剤担持ローラｌ、トナー担持ローラ６の表面
は鏡面とするよりも、微小な凹凸を加えることがトナー
４を均一に塗布する点から好ましく、更に電荷付与能力
を制御するために、表面に樹脂またはカーボン等の導電
性粒子を分散させた樹脂を塗布しても良い。

第６図は、本発明の現像装置の他の実施例を示す概略構
成図である。

本実施例の現像装置では、現像剤担持ローラｌとトナー
担持ローラ６との間に、直流電界またはこれを重畳させ
た交流電界を形成するためのバイアス電源１２を設けた
ことがことが特徴である。本実施例の現像装置のその他
の構成は第１図に示した現像装置と基本的に同じで、第
６図において第１図に付したのと同一の符号は同一の部
材を示す。

上記の直流電界またはこれを重畳さ・せた交流電界は、
現像剤担持ローラｌからトナー担持ローラ６にトナーを
転移させる方向に印加している。

本実施例では、負に帯電したトナーを用いた場合、バイ
アス電源１２に直流電源を用い、直流−３００Ｖの電界
を印加することにより、現像剤担持ローラｌからトナー
担持ローラ６に十分なトナーを供給することができた。

またバイアス電源１２に交流電源を用い、周波数１００
０Ｈｔ、ビーク−ビーク電圧１０００．Ｖの交流電圧に
一３００Ｖの直流を重畳した電界を印加することにより
、同様に現像剤担持ローラ１からトナー担持ローラ６に
十分なトナーを供給することができた。

以上のように、本実施例では、現像剤担持ローラ１から
トナー担持ローラ６に電界を用いてトナーを強制的に転
移させるために、トナーの供給能力が高まり、現像剤担
持ローラ１に担持されたＴ／Ｃが６％以上の現像剤に対
しても、トナー担持ローラ６へのトナーの十分な供給が
可能になった。

第７図は、本発明の現像装置の更に他の実施例を示す概
略構成図である。

本実施例の現像装置は、現像剤担持ローラ１内に従来の
不動に設けたマグネットローラ２に変えて、等極配置（
本実施例では８極等極配置）のマグネットローラ１３を
用いて、これを現像剤担持ローラ１とは逆方向に回転さ
せることが特徴である０本実施の現像装置のその他の構
成は第１図の現像装置と基本的に同じで、第７図におい
て第１図に付したのと同一の符号は同一の部材を示す。

上記のように、現像剤担持ローラｌ内に等極配置のマグ
ネットローラ１３を配置して、現像剤担持ローラ１と逆
方向に回転させる構成をとることにより、現像剤担持ロ
ーラ１上に担持して搬送させる現像剤の搬送スピードを
高めることができ、これによって現像剤の磁気ブラシが
トナー担持ローラ６と接触する量が増えるため、現像剤
担持ローラｌからのトナー担持ローラ６へのトナーの供
給能力を増加させることができる。

本実施例によれば、現像剤の搬送スピードが増加するた
めにトナーとキャリアの混合がよく行われ、また現像剤
の磁気ブラシがトナー担持ローラ６上を良好に摺擦する
ので、トナー担持ローラ６上に塗布されているトナーと
新たに供給されるトナーの入れ替わりもよく行われるた
めに、帯電量が更に安定したトナーの塗布が得られる。

なお、同様の効果は、第１図の現像装置、第６図の現像
装置のように、現像剤担持ローラｌ内にマグネットロー
ラ２を不動に設置した場合でも、トナー担持ローラ６よ
りも現像剤担持ローラ１の回転スピードを速くすること
によって得ることができる。

児」ＬΩ」Ｌ里 以上説明したように、本発明の現像装置では、二成分現
像剤を担持して、搬送する現像剤担持体にトナー担持体
を対向配置して、現像剤担持体上に形成された現像剤の
磁気ブラシにトナー担持体を接触させることにより、現
像剤中のトナーをトナー担持体上に塗布させると共に、
トナー担持体にトナー規制部材を当接して、トナー担持
体上に塗布されたトナーの通過量を規制させるようにし
たので、トナー濃度の制御機構を必要としない簡易な構
成で、現像剤のキャリアに対するトナー濃度の広い範囲
に亘って、塗布したトナーの薄層を安定して得ることが
できる。従って常にカブリおよびトナー飛散がない高濃
度、高品質の画像を得ることができ、また現像装置を安
価、且つ小型化することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成
図である。 第２図は、第１図の現像措置におけるトナー担持ローラ
に当接する弾性ブレードの当接部を示す模式図である。 第３図および第４図は、それぞれ第２図の弾性ブレード
の当接態様を示す説明図である。 第５図は、第２図の弾性ブレードのトナー担持ローラへ
の侵入量を示す説明図である。 第６図は、本発明の現像装置の他の実施例を示す概略構
成図である。 第７図は、本発明の現像装置の更に他の実施例を示す概
略構成図である。 ｌ：現像剤担持ローラ １３：マグネットローラ ：キャリア ：トナー ：ドクターブレード ：トナー担持ローラ ：弾性ブレード ：二成分現像剤 １２：バイアス電源 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トナーとキャリアを有する二成分現像剤を担持して
   、前記現像剤の磁気ブラシを形成しながら前記現像剤を
   搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の前記現像
   剤の磁気ブラシを形成した領域に対向して配置された、
   前記現像剤の磁気ブラシと接触して前記現像剤中のトナ
   ーを受け取り、担持、搬送するトナー担持体と、前記ト
   ナー担持体の前記現像剤担持体との対向部の、前記トナ
   ーの搬送方向下流位置に配置された、前記現像剤の磁気
   ブラシと接触して、前記トナー担持体上に担持されたト
   ナーの通過量を規制するトナー規制部材とを設けたこと
   を特徴とする現像装置。 ２）前記トナー規制部材が弾性ブレードからなり、且つ
   前記弾性ブレードが前記トナーの搬送方向と逆方向に対
   向して配設される請求項１記載の現像装置。 ３）前記現像剤担持体とトナー担持体との間に、直流電
   界またはこれを重畳した交流電界が形成される請求項１
   または２記載の現像装置。