JPH0376457B2 - - Google Patents

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JPH0376457B2
JPH0376457B2 JP57184729A JP18472982A JPH0376457B2 JP H0376457 B2 JPH0376457 B2 JP H0376457B2 JP 57184729 A JP57184729 A JP 57184729A JP 18472982 A JP18472982 A JP 18472982A JP H0376457 B2 JPH0376457 B2 JP H0376457B2
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JP
Japan
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toner
magnetic brush
mesh screen
magnetic
sleeve
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Application number
JP57184729A
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Japanese (ja)
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JPS5975268A (en
Inventor
Akira Fushida
Juji Hasegawa
Masahiko Maeda
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Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mita Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0376457B2 publication Critical patent/JPH0376457B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/09Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
    • G03G15/0907Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush with bias voltage

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トナー濃度調節方法及びそのための
装置に関するもので、より詳細には、二成分系磁
性現像剤を実際に現像に用いる磁気ブラシ上でト
ナー濃度を正確に且つ広い範囲内で自由に調節す
る方法及び装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for adjusting toner concentration and an apparatus therefor, and more particularly, the present invention relates to a method for adjusting toner concentration and an apparatus for the same. The present invention relates to a method and device for freely adjusting within a wide range.

電子写真法や静電記録法では、感光体乃至は記
録体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像
剤と接触させて静電潜像に対応する可視像を形成
させる。この静電潜像用の現像剤としては、現像
操作の容易さから、鉄粉等から成る磁性キヤリヤ
と顔料を内部に分散した樹脂バインダー粒子等か
ら成る顕電性トナーとを混合した二成分系磁性現
像剤が最も広く使用されている。この二成分現像
剤を混合するするとトナー粒子が固有の電荷に摩
擦帯電されて、磁性キヤリヤ表面に保持される。
この二成分系現像剤を磁気ブラシの形で静電潜像
を有する基体と摺擦させると、トナー粒子が静電
潜像に吸引されてトナー像が形成されることにな
る。
In electrophotography and electrostatic recording, an electrostatic latent image is formed on a photoreceptor or recording medium, and this electrostatic latent image is brought into contact with a developer to form a visible image corresponding to the electrostatic latent image. let The developer for this electrostatic latent image is a two-component system in which a magnetic carrier made of iron powder or the like is mixed with an electrostatic toner made of resin binder particles in which a pigment is dispersed, for ease of development operation. Magnetic developers are the most widely used. When the two-component developer is mixed, the toner particles are triboelectrically charged and held on the surface of the magnetic carrier.
When this two-component developer is rubbed in the form of a magnetic brush against a substrate having an electrostatic latent image, toner particles are attracted to the electrostatic latent image to form a toner image.

二成分系磁性現像剤は、このように、現像操作
が容易でしかも形成される画像の品質も概して良
好であるという利点を有するが、その反面現像剤
中のトナー濃度が現像操作の継続に伴つて低下
し、その濃度を一定に調節することが困難である
という問題がある。即ち、現像剤中のトナー濃度
が低下すると形成される画像濃度もこれに伴なつ
て低下し、一方トナー濃度が高すぎるとバツクグ
ラウンド(非画像部)へのトナー付着や磁気ブラ
シローラからのトナー飛散等のトラブルが生じる
ようになる。
As described above, two-component magnetic developers have the advantage that the developing operation is easy and the quality of the images formed is generally good. However, on the other hand, the toner concentration in the developer decreases as the developing operation continues. There is a problem in that the concentration decreases over time and it is difficult to control the concentration to a constant level. In other words, when the toner concentration in the developer decreases, the image density formed also decreases, while if the toner concentration is too high, toner adheres to the background (non-image area) and toner flows from the magnetic brush roller. Problems such as scattering will occur.

このため、二成分系現像剤中のトナー濃度の低
下を、画像濃度の低下により、また現像剤のイン
ダクタンスの変化や現像剤の体積の変化等により
検出し、人手でトナーの補給を行つている。しか
しながら、人手によるトナーの補給では、トナー
濃度が段階的に変化し、現像剤中のトナー濃度を
一定の設定値に調節することが困難となる。更
に、トナー濃度を検出し、この検出信号に基づい
てトナーの補給を自動的に行なうようにした装置
も知られているが、このような装置は複雑な検出
制御系を必要とし、価格が高価なものとなるのを
免れないと共に、そのトナー濃度調節もやはり段
階的なものとなるのを免れない。
For this reason, a decrease in toner concentration in a two-component developer is detected by a decrease in image density, a change in the inductance of the developer, a change in the volume of the developer, etc., and the toner is replenished manually. . However, when replenishing toner manually, the toner concentration changes stepwise, making it difficult to adjust the toner concentration in the developer to a constant set value. Furthermore, devices are known that detect toner concentration and automatically replenish toner based on this detection signal, but such devices require a complicated detection control system and are expensive. In addition, it is inevitable that the toner density adjustment will be gradual.

しかも、これら公知のトナー濃度調節機構で
は、二成分系現像剤中のトナー濃度が設置値より
も高くなつた場合に、トナー濃度を低下させると
いう機能は到底達成できなかつた。
Moreover, these known toner concentration adjustment mechanisms cannot achieve the function of lowering the toner concentration when the toner concentration in the two-component developer becomes higher than the set value.

従つて、本発明の目的は、二成分系現像剤中の
トナー濃度を簡単な手段でしかも自動的且つ連続
的に調節し得る方法及び装置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus that can automatically and continuously adjust the toner concentration in a two-component developer using simple means.

本発明の他の目的は、二成分系現像剤中のトナ
ー濃度を、広範囲の中の任意の設定値に自由に調
節し得る方法及び装置を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a method and apparatus that can freely adjust the toner concentration in a two-component developer to any set value within a wide range.

本発明の更に他の目的は、現像スリーブ上の磁
気ブラシ上で局部的なトナーの消費による濃度低
下が生じた場合にも、このトナー濃度低下部分に
対して、全体としてのトナー濃度が一様となるよ
うに、トナーの供給が行われるトナー濃度調節方
法及び装置を提供するにある。
Still another object of the present invention is to maintain a uniform toner density as a whole with respect to the area where the toner density has decreased, even when the density decreases due to local toner consumption on the magnetic brush on the developing sleeve. It is an object of the present invention to provide a toner concentration adjusting method and apparatus in which toner is supplied so that the toner is supplied.

本発明の更に他の利点は、明細書の以下の記述
より明白となろう。
Further advantages of the invention will become apparent from the following description of the specification.

本発明によれば、、磁性キヤリヤと顕電性トナ
ーとの混合物から成る2成分系現像剤の磁気ブラ
シを現像スリーブ上に形成させ、顕電性トナーの
みを収容するトナー溜めの開口部にメツシユ・ス
クリーンを配置して、該トナー溜内の顕電性トナ
ーと2成分系現像剤の磁気ブラシとメツシユ・ス
クリーンを介して接触させ、前記磁気ブラシをメ
ツシユ・スクリーンと摺擦させると共にスリーブ
とメツシユ・スクリーンとの間にバイアス電圧を
印加し、該メツシユ・スクリーンの開口を通して
磁気ブラシ側或いはトナー溜め側への顕電性トナ
ーの移動を行わせることにより2成分系現像剤中
のトナー濃度を調節することを特徴とする2成分
系現像剤中のトナー濃度の調節方法が提供され
る。
According to the present invention, a magnetic brush of a two-component developer made of a mixture of a magnetic carrier and an electrostatic toner is formed on a developing sleeve, and a mesh is inserted into an opening of a toner reservoir containing only an electrostatic toner.・A screen is arranged so that the electrostatic toner in the toner reservoir and the magnetic brush of the two-component developer come into contact with each other through the mesh screen, and the magnetic brush is rubbed against the mesh screen, and the sleeve and the mesh are brought into contact with each other.・Adjust the toner concentration in the two-component developer by applying a bias voltage between the mesh screen and the electrostatic toner moving to the magnetic brush side or toner reservoir side through the openings of the mesh screen. A method for adjusting toner concentration in a two-component developer is provided.

本発明によればまた、導電性の非磁性材料から
成るスリーブと該スリーブ内部に組込まれた多数
の磁極を備えた磁石とから成り且つその少なくと
も一方が可動に設けられた、磁性キヤリヤと顕電
性トナーとの混合物から成る磁気ブラシを形成し
且つ搬送するための機構;内部に顕電性トナーの
みを収容し且つ下部に開口を有するトナー溜め;
トナー溜めの開口部に設けられ、上面側が顕電性
トナーを支持し且つ下面側が前記磁気ブラシと摺
擦するように配置された導電性材料から成るメツ
シユ・スクリーン;及び前記スリーブとメツシ
ユ・スクリーンとの間にバイアス電圧を印加する
ためのバイアス圧印加機構から成ることを特徴と
する二成分系磁性現像剤中のトナー濃度調節装置
が提供される。
The invention also provides a magnetic carrier and a microelectromagnetic carrier comprising a sleeve made of an electrically conductive non-magnetic material and a magnet with a plurality of magnetic poles built into the sleeve, at least one of which is movable. a mechanism for forming and transporting a magnetic brush made of a mixture with electrostatic toner; a toner reservoir that contains only electrostatic toner therein and has an opening at the bottom;
a mesh screen made of a conductive material provided at the opening of the toner reservoir, the upper surface side of which supports electrostatic toner, and the lower surface side of which is arranged to rub against the magnetic brush; and the sleeve and the mesh screen; An apparatus for adjusting toner concentration in a two-component magnetic developer is provided, which is characterized by comprising a bias pressure applying mechanism for applying a bias voltage between the two components.

本発明を、以下添付図面に示す具体例に基づい
入て詳細に説明する。
The present invention will be described in detail below based on specific examples shown in the accompanying drawings.

本発明を説明するための第1図において、アル
ミの如き非磁性材料から成るスリーブ1の内部に
は、多数の磁極を有する磁石ロール2が収容され
ており、これらスリーブ1と磁石ロール2とは、
それらの少なくとも一方が回転し得るように機枠
(図示せず)に支持されている。
In FIG. 1 for explaining the present invention, a magnet roll 2 having a large number of magnetic poles is housed inside a sleeve 1 made of a non-magnetic material such as aluminum, and these sleeve 1 and magnet roll 2 are ,
At least one of them is rotatably supported by a machine frame (not shown).

スリーブ1の表面はには、磁性キヤリヤと顕電
性トナーとの混合物から成る二成分系現像剤の磁
気ブラシ3が形成されている。このスリーブ1に
近接して電子写真感光層4を有する回転ドラム5
が設けられている。スリーブ1上の磁気ブラシ3
は、スリーブ1の回転或いは磁石ロール2の回転
に伴なつて、例えば図において矢印方向に移動
し、感光層4表面と摺察して感光層4の静電潜像
6に対応してトナー像7が形成されることにな
る。
A magnetic brush 3 of a two-component developer made of a mixture of a magnetic carrier and electrostatic toner is formed on the surface of the sleeve 1 . A rotating drum 5 having an electrophotographic photosensitive layer 4 adjacent to this sleeve 1
is provided. Magnetic brush 3 on sleeve 1
As the sleeve 1 rotates or the magnet roll 2 rotates, the toner image 7 moves, for example in the direction of the arrow in the figure, and slides against the surface of the photosensitive layer 4 to form a toner image 7 corresponding to the electrostatic latent image 6 on the photosensitive layer 4. will be formed.

本発明によれば、スリーブ1上の磁気ブラシ3
をメツシユ・スクリーン8と摺察させる。磁気ブ
ラシ3とメツシユ・スクリーン8との摺察状態を
拡大して模式的に示す第2図において、メツシ
ユ・スクリーン8は、メツシユ開口9と誘電性の
メツシユ・ストランド乃至は遮蔽部10とを有し
ており、一方磁気ブラシ3は、表面にトナー粒子
11を静電的に吸着保持している磁性キヤリヤ1
2が房状に且つ連鎖状に連なつた構造となつてい
る。このメツシユ・スクリーン8の上側にはトナ
ー粒子11のみが収容されてトナー溜め13を形
成しており、一方メツシユ・スクリーン8の下側
には磁気ブラシ3のみが位置しているが、メツシ
ユ開口9の大きさによつては、磁気ブラシ3の先
端がメツシユ開口9から上側に突出している場合
もある。
According to the invention, the magnetic brush 3 on the sleeve 1
Let's see it as mesh screen 8. In FIG. 2, which schematically shows an enlarged view of the sliding state between the magnetic brush 3 and the mesh screen 8, the mesh screen 8 has a mesh opening 9 and a dielectric mesh strand or shielding portion 10. On the other hand, the magnetic brush 3 has a magnetic carrier 1 on the surface of which the toner particles 11 are electrostatically attracted and held.
2 are connected in a tuft-like and chain-like structure. Only the toner particles 11 are accommodated above the mesh screen 8 to form a toner reservoir 13, while only the magnetic brush 3 is located below the mesh screen 8. Depending on the size of the magnetic brush 3, the tip of the magnetic brush 3 may protrude upward from the mesh opening 9.

本発明によれば、第1図に示すように、このメ
ツシユ・スクリーン8と磁気ブラシ支持体、即ち
スリーブ1との間にバイアス電圧を印加する。こ
のために、バイアス電圧印加用の電圧調節可能な
可変直流電源14が設けられ、この電源14は双
投二極スイツチの接点S1及び結線15を介してメ
ツシユ・スクリーン8に、また前記スイツチの接
点S2及び結線16を介してスリーブ1に接続され
る。かくして、スリーブ1を基準にして、メツシ
ユ・スクリーン8にはスイツチの切換により正の
バイアス電圧を印加し、或いは負のバイアス電圧
を印加し、しかもこのバイアス電圧の大きさも自
由に調節し得るようになつている。
According to the invention, a bias voltage is applied between the mesh screen 8 and the magnetic brush support or sleeve 1, as shown in FIG. For this purpose, a voltage-adjustable variable DC power supply 14 for applying a bias voltage is provided, which power supply 14 is connected to the mesh screen 8 via the contact S 1 and the connection 15 of the double-throw double-pole switch and to the mesh screen 8 of the switch. It is connected to the sleeve 1 via the contact S 2 and the connection 16 . Thus, with the sleeve 1 as a reference, a positive bias voltage or a negative bias voltage can be applied to the mesh screen 8 by switching the switch, and the magnitude of this bias voltage can also be freely adjusted. It's summery.

本発明においては、磁気ブラシ3とメツシユ・
スクリーン8とを摺察させると、磁気ブラシを形
成している二成分系現像剤中のトナー濃度に対応
して、メツシユ・スクリーン8を通してのトナー
粒子11の吸込み或いはトナー粒子11の吐出し
が行われること、及びこの際磁気ブラシを支持す
るスリーブ1とメツシユ・スクリーン8との間に
バイアス電圧を印加すると、このバイアス電圧の
極性及び電圧の大きさに応じてこのトナー移動量
及びトナー移動が実質上ゼロとなる磁気ブラシ中
のトナー濃度(以下単に基準濃度CSと呼ぶことが
ある)が変化することの新規知見を利用するもの
である。
In the present invention, the magnetic brush 3 and mesh
When the screen 8 is rubbed, the toner particles 11 are sucked in or the toner particles 11 are discharged through the mesh screen 8, depending on the toner concentration in the two-component developer forming the magnetic brush. At this time, if a bias voltage is applied between the sleeve 1 supporting the magnetic brush and the mesh screen 8, the amount of toner movement and the toner movement can be substantially controlled depending on the polarity and magnitude of this bias voltage. This method utilizes the new knowledge that the toner concentration in the magnetic brush (hereinafter sometimes simply referred to as the reference concentration C S ) changes, which is the upper zero.

正の静電電潜像現像用の二成分系現像剤中のト
ナー濃度Cとメツシユ・スクリーンを通してのト
ナー移動量Mとの関係をバイアス電圧との関連の
もとに示す第3図において、トナー移動量のプラ
スは、メツシユ・スクリーン8上のトナー溜め1
3から該スクリーン8を通して磁気ブラシ3への
トナー移動を示し、一方マイナスは、磁気ブラシ
3からスクリーン8を通してのトナー溜め13へ
のトナー移動を示す。こくして、第3図の原理図
を参照すると、先ず、二成分系現像剤とトナー濃
度Cが或る基準濃度CSよりも低い場合には、トナ
ー溜め13からスクリーン8を通して磁気ブラシ
3へのトナー移動が生じ、一方トナー濃度がこの
基準濃度CSよりも高い場合には、逆に磁気ブラシ
3からスクリーン8を通してトナー溜め13への
トナー移動を生じ、しかもトナー濃度が基準濃度
CSに等しいときには、スクリーン8を通してのト
ナー移動が生じないという事実が明らかとなる。
また、正の潜電潜像用二成分現像剤の場合、スリ
ーブ1を基準にしてメツシユ・スクリーン8に対
してマイナスのバイアス電圧を印加すると前述し
た基準濃度CSが高濃度側に移行すると共に、スク
リーン8を介してトナー移動量も著しく増大し、
またスリーブ1を基準にしてメツシユ・スクリー
ン8に対してプラスのバイアス電圧を印加すると
基準濃度CSが低濃度側に移行すると共にスクリー
ン8を介してトナー移動量も顕著に減少させるこ
とが可能となる。
In FIG. 3, which shows the relationship between the toner concentration C in a two-component developer for developing a positive electrostatic latent image and the toner movement amount M through the mesh screen in relation to the bias voltage, the toner movement The positive amount is the toner reservoir 1 on the mesh screen 8.
3 indicates the toner transfer through the screen 8 to the magnetic brush 3, while the minus sign indicates the toner transfer from the magnetic brush 3 through the screen 8 to the toner reservoir 13. Thus, referring to the principle diagram in FIG. 3, first, when the two-component developer and toner concentration C are lower than a certain standard concentration C S , the toner is transferred from the toner reservoir 13 to the magnetic brush 3 through the screen 8. On the other hand, if the toner concentration is higher than this standard concentration C S , toner movement occurs from the magnetic brush 3 through the screen 8 to the toner reservoir 13, and the toner concentration is higher than the standard concentration.
The fact that when equal to C S no toner movement through the screen 8 occurs is evident.
In addition, in the case of a two-component developer for positive latent images, when a negative bias voltage is applied to the mesh screen 8 with respect to the sleeve 1, the reference density C S mentioned above shifts to the high density side and , the amount of toner movement through the screen 8 also increases significantly,
Furthermore, when a positive bias voltage is applied to the mesh screen 8 with the sleeve 1 as a reference, the reference density C S shifts to the lower density side and the amount of toner movement through the screen 8 can be significantly reduced. Become.

更に、第4図、第5図及び第6図は、磁気ブラ
シ中のトナー濃度と経過時間との関係を示す線図
であつて、これらの線図中、曲線Αは磁気ブラシ
中の初期トナー濃度が基準濃度CSよりも高かつた
場合、曲線Βは磁気ブラシ中の初期トナー濃度が
基準濃度CSより低かつた場合における夫々濃度変
化を示す。更に、第4図はスリーブ基準のメツシ
ユ・スクリーンへの印加電圧が0ボルトの場合、
第5図はこの印電圧が−150ボルトの場合、第6
図はこの印加電圧が+100ボルトの場合を夫々示
す。これらの図面から、トナー濃度Cが基準値CS
より高い濃度(曲線Α)にある場合も、トナー濃
度Cが基準値CSよりも低い濃度(曲線Β)にある
場合にも、時間の経過と共に基準濃度CSに収束す
ること及びこの収束する基準濃度CSはバイアス電
圧がマイナス側では高濃度側にあり、プラス側で
は低濃度側にあることが明白となる。
Furthermore, FIGS. 4, 5, and 6 are diagrams showing the relationship between the toner concentration in the magnetic brush and elapsed time, and in these diagrams, the curve A indicates the initial toner concentration in the magnetic brush. When the density is higher than the reference density C S , the curve B shows the density change when the initial toner density in the magnetic brush is lower than the reference density C S . Furthermore, Fig. 4 shows that when the voltage applied to the mesh screen based on the sleeve is 0 volts,
Figure 5 shows that when this applied voltage is -150 volts, the 6th
The figures show the case where this applied voltage is +100 volts. From these drawings, it can be seen that the toner concentration C is the standard value C S
Whether the toner concentration C is at a higher density (curve A) or lower than the standard value C S (curve B), it converges to the standard concentration C S over time and this convergence. It is clear that the reference concentration C S is on the high concentration side when the bias voltage is on the negative side, and on the low concentration side when the bias voltage is on the positive side.

以上の事実から、本発明によれば、スリーブ1
上の現像剤磁気ブラシ3と摺察するメツシユ・ス
クリーン8にバイアス電圧を印加し、この現像剤
が正電荷潜像用のトナーを含有する場合には、バ
イアス電圧をマイナス側に大きくすることによつ
て、磁気ブラシ中のトナー濃度を高濃度側に移行
させ、またこのバイアス電圧をプラス側に移行さ
せることによつて磁気ブラシ中のトナー濃度を低
濃度側に移行させ得ることが明らかとなる。
From the above facts, according to the present invention, sleeve 1
A bias voltage is applied to the mesh screen 8 that rubs against the upper developer magnetic brush 3, and if this developer contains toner for a positively charged latent image, the bias voltage is increased to the negative side. Therefore, it becomes clear that the toner concentration in the magnetic brush can be shifted to the low density side by shifting the toner concentration in the magnetic brush to the high density side and shifting this bias voltage to the positive side.

勿論、用いる二成分系現像剤が負電荷潜像用の
トナーを含有する場合には、上記と逆に、バイア
ス電圧をプラス側に大きくとることによつて磁気
ブラシ中のトナー濃度を高濃度側に移行させ、ま
たバイアス電圧をマイナス側に移行させることに
よつてこのトナー濃度を低濃度側に移行させるこ
とが可能となる。
Of course, if the two-component developer used contains toner for forming a negative charge latent image, contrary to the above, by increasing the bias voltage to the positive side, the toner concentration in the magnetic brush can be adjusted to the high density side. By shifting the toner density to the negative side and shifting the bias voltage to the negative side, it is possible to shift the toner density to the low density side.

かくして、本発明によれば、バイアス電圧の大
きさを調節し、必要あればその極性をも変化させ
ることによつて、磁気ブラシ中のトナー濃度を、
かなり広い範囲の中で、任意の選定された濃度
に、正確にしかも自動的且つ連続的に調節し得る
という利点が達成される。
Thus, according to the present invention, by adjusting the magnitude of the bias voltage and, if necessary, also changing its polarity, the toner concentration in the magnetic brush can be adjusted.
The advantage is achieved that any selected concentration can be precisely and automatically and continuously adjusted within a fairly wide range.

更に、一定の巾の感光層と現像スリーブとを、
この巾よりも狭い巾の原稿の複写に長時間使用
し、次いで一杯の巾の原料の複写に使用する場
合、或いは巾方向の一定の部分に像が偏在する原
稿の複写を長時間行い、次いで巾方向全体にわた
つて像が一様に存在する原稿を複写する場合等に
は、現像スリーブのトナーが消費された部分で
は、トナー濃度の低下により濃度の低い画像形成
が行われ、それ以外の部分ではトナー濃度が高す
ぎてカブリを生じるという欠点を招き易い。
Furthermore, a photosensitive layer of a certain width and a developing sleeve,
When using for a long time to copy an original whose width is narrower than this width, and then when using it to copy a full width raw material, or when copying an original whose image is unevenly distributed in a certain part in the width direction, and then When copying a document in which an image exists uniformly across the entire width, a low-density image is formed in the area where the toner of the developing sleeve is consumed due to a decrease in toner density, and other areas are In some areas, the toner concentration is too high, which tends to cause fogging.

これに対して、本発明によれば現像スリーブ上
の磁気ブラシ上で局部的のトナー消費による濃度
低下が生じた場合にも、この濃度低下部分に対し
て、第3図等から明らかな通り、選択的にトナー
補給が行われ、磁気ブラシ全体にわたつてトナー
濃度を一様に保つことが可能となるものである。
On the other hand, according to the present invention, even when the density decreases due to local toner consumption on the magnetic brush on the developing sleeve, the density decrease area is treated as follows, as is clear from FIG. Toner is selectively replenished, making it possible to maintain a uniform toner concentration over the entire magnetic brush.

本発明において、メツシユ・スクリーン8を通
しての磁気ブラシ3からのトナーの吐出しや磁気
ブラシ3へのトナーの吸い込みが行われること及
びこれらが更にメツシユ・スクリーン8へのバイ
アス電圧によつて変化することの正確な理由は未
だ解明されるに至つていないが、本発明者等はこ
の理由を次のように推測している。即ち、顕電性
トナー粒子11が静電気力で磁性キヤリヤ12の
表面に吸着保持されて磁気ブラシ3を形成してい
ることは既に前述した通りであるが、メツシユ・
スクリーン8は、その開口9を通して磁気ブラシ
3を形成している磁性キヤリヤ12とトナー溜り
13内のトナー粒子11との接触及び相互摩擦を
可能にすると共に、そのメツシユ・ストランド乃
至は遮蔽部10によつて、磁気ブラシ3中のトナ
ー粒子11を削り取るスクレーパー的作用を行う
ものと信じられる。かくして、磁気ブラシ中のト
ナー濃度が低い場合には、メツシユ開口を通して
磁気ブラシ中にトナー粒子11が静電的に吸引さ
れ、逆にトナー濃度が高い場合には、過剰のトナ
ー粒子が磁気ブラシ3から削り取られてメツシ
ユ・スクリーン上に貯留されるものと認められ
る。また、正の静電潜像用のトナーの場合、当然
このトナー粒子は負に帯電しているが、メツシ
ユ・スクリーン8に負のバイアス電圧を印加する
ときには、このメツシユ・スクリーン8がトナー
粒子11を逆極性のスリーブ1側乃至キヤリヤー
12側に押しやるように反撥力を加えることによ
つて、メツシユ・スクリーン8を介してトナー吸
込みが増大し、一方逆に正のバイアス電圧を印加
するときには、負帯電しトナー粒子11とメツシ
ユ・スクリーン8との間に吸引力が作用して、メ
ツシユ・スクリーン8へのトナー吸込みが抑制さ
れるものと認められる。
In the present invention, toner is ejected from the magnetic brush 3 through the mesh screen 8 and toner is sucked into the magnetic brush 3, and these are further changed by the bias voltage applied to the mesh screen 8. Although the exact reason for this has not yet been elucidated, the present inventors speculate that the reason is as follows. That is, as described above, the electrostatic toner particles 11 are attracted and held on the surface of the magnetic carrier 12 by electrostatic force to form the magnetic brush 3, but the mesh
The screen 8 allows contact and mutual friction between the magnetic carrier 12 forming the magnetic brush 3 and the toner particles 11 in the toner reservoir 13 through its openings 9 and also allows its mesh strands or shield 10 to Therefore, it is believed that the magnetic brush 3 acts like a scraper to scrape off the toner particles 11 in the magnetic brush 3. Thus, when the toner concentration in the magnetic brush is low, toner particles 11 are electrostatically attracted into the magnetic brush through the mesh openings, and conversely, when the toner concentration is high, excess toner particles are attracted to the magnetic brush 3. It is recognized that the material is scraped off from the surface and stored on the mesh screen. In the case of toner for a positive electrostatic latent image, the toner particles are of course negatively charged, but when a negative bias voltage is applied to the mesh screen 8, the mesh screen 8 By applying a repulsive force to push the toner toward the sleeve 1 side or the carrier 12 side of opposite polarity, toner suction through the mesh screen 8 is increased.On the other hand, when applying a positive bias voltage, the negative It is recognized that an attractive force acts between the charged toner particles 11 and the mesh screen 8, and the suction of the toner into the mesh screen 8 is suppressed.

本発明に用いるメツシユ・スクリーン8のメツ
シユ開口9の大きさは、少なくとも顕電性トナー
11の粒径よりも大であるが、このメツシユ・ス
クリーン8上に顕電性トナー11を静置したと
き、該トナー11が重力によつて自由に落下する
大きさよりも小となるように定める。このメツシ
ユ開口9の具体的寸法は、トナー粒子の粒径や流
動性(案息角)によつても相違するので、一概に
規定することは困難である。
The size of the mesh openings 9 of the mesh screen 8 used in the present invention is at least larger than the particle size of the electrostatic toner 11, but when the electrostatic toner 11 is placed on the mesh screen 8, , the size of the toner 11 is determined to be smaller than the size at which the toner 11 falls freely due to gravity. The specific dimensions of the mesh openings 9 vary depending on the particle size and fluidity (angle of sway) of the toner particles, so it is difficult to define them unconditionally.

しかしながら、商業的に普通に使用されている
二成分系現像剤は、一般に粒径が10乃至200ミク
ロンの比較的粗大な磁性キヤリヤと、粒径が1乃
至40ミクロンの比較的微細な顕電性トナー粒子と
から成るものであり、またこの顕電性トナー粒子
は、混練・粉砕法により製造された不定形の比較
的流動性に乏しいものが多い。このような二成分
系現像剤に対しては、50乃至500メツシユ(タイ
ヤー標準)、特に80乃至200メツシユのスクリーン
を使用すれば満足できる結果が得られることがわ
かつた。即ち、二成分系磁性現像剤においては、
磁性キヤリヤとトナーとの合計量当り3乃至20%
のトナーを含有するものが普通であるが、上述し
たメツシユ・スクリーンを使用すると、トナーの
基準濃度CS(第3乃至6図参照)をほぼこの範囲
に合致させることが可能となる。
However, two-component developers commonly used commercially typically consist of a relatively coarse magnetic carrier with a particle size of 10 to 200 microns and a relatively fine electrostatic carrier with a particle size of 1 to 40 microns. These electrostatic toner particles are often manufactured by a kneading/pulverizing method and have an amorphous shape and relatively poor fluidity. It has been found that for such a two-component developer, satisfactory results can be obtained by using a screen of 50 to 500 meshes (tire standard), particularly 80 to 200 meshes. That is, in a two-component magnetic developer,
3 to 20% based on the total amount of magnetic carrier and toner
However, by using the mesh screen described above, it is possible to bring the toner standard concentration C S (see FIGS. 3 to 6) approximately within this range.

勿論、このトナーの基準濃度CSは、バイアス電
圧のみならず用いるスクリーンのメツシユサイズ
やスクリーンの磁気ブラシへの摺擦の程度によつ
ても若干変化する。一般に、スクリーンのメツシ
ユサイズが大きくなればこの基準濃度CSは高濃度
側に移行し、一方磁気ブラシへのスクリーンの摺
擦の程度が高くなるとトナーの基準濃度は低濃度
側へ移行する傾向が認められる。
Of course, this reference concentration C S of toner varies slightly depending on not only the bias voltage but also the mesh size of the screen used and the degree of rubbing of the screen against the magnetic brush. Generally, as the mesh size of the screen increases, this reference density C S shifts to the higher density side, and on the other hand, as the degree of rubbing of the screen against the magnetic brush increases, the standard density of toner tends to shift to the lower density side. It will be done.

本発明において、メツシユ・スクリーンとスリ
ーブとの間に印加するバイアス電圧は、両者の間
に放電破壊等のトラブルが生じない範囲で自由に
変化させ得るが、一般にマイナス500Vからプラ
ス500V、特にマイナス200Vからプラス200Vの間
で用いるのがよい。
In the present invention, the bias voltage applied between the mesh screen and the sleeve can be freely varied within a range that does not cause problems such as discharge breakdown between the two, but it is generally from -500V to +500V, particularly -200V. It is best to use between +200V and +200V.

本発明において、メツシユ・スクリーンとして
は導電性である限り、任意の材料から成るものを
使用することができる。例えばスクリーンの材質
としては、ステンレス・スチール、真鍮、銅、ブ
ロンズ、リン青銅、アルミ、モネル等の非磁性金
属材料;ニツケル、亜鉛メツキ銅、硬鋼等の磁性
金属材料;導電処理したナイロン、ポリエステ
ル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン樹脂、アク
リル、絹等の有機高分子材料を用いることができ
る。スクリーンは、これらの材料から成る繊維或
いは針金を、平織、綾織等の形に織製した所謂織
網でも良いし、また前述した材料を打抜き(パン
チング)して製造した打抜網や、金属材料の電鋳
法で製造した電鋳金網であつてもよい。スクリー
ンの空間率、即ちスクリーンの全面積当りのメツ
シユ開口部の面積の割合いは、一般的に言つて、
20乃至80%、特に40乃至70%の範囲にあること
が、スクリーンの機械的強度乃至は耐久性と、濃
度調節の迅速性との兼ね合いから望ましい。
In the present invention, the mesh screen may be made of any material as long as it is electrically conductive. For example, screen materials include non-magnetic metal materials such as stainless steel, brass, copper, bronze, phosphor bronze, aluminum, and monel; magnetic metal materials such as nickel, galvanized copper, and hard steel; conductive-treated nylon, and polyester. Organic polymer materials such as polyvinyl chloride, vinylidene chloride resin, acrylic, and silk can be used. The screen may be a so-called woven net made by weaving fibers or wires made of these materials into a plain weave, twill weave, etc., or a punched net made by punching the above-mentioned materials, or a metal material. It may be an electroformed wire mesh manufactured by the electroforming method. The porosity of the screen, that is, the ratio of the area of the mesh openings to the total area of the screen, is generally speaking:
A range of 20 to 80%, particularly 40 to 70%, is desirable from the viewpoint of the mechanical strength or durability of the screen and the speed of concentration adjustment.

本発明のトナー濃度調節方法は、例えば静電潜
像現像用の磁気ブラシローラに適用して直接現像
剤中のトナー濃度の調節に用い得る他、磁気ブラ
シによるクリーニングローラに適用して、このク
リーニング用磁気ブラシからトナーを分離し或い
はトナーを回収するのに用い得る。
The toner concentration adjusting method of the present invention can be applied, for example, to a magnetic brush roller for developing electrostatic latent images to directly adjust the toner concentration in a developer, and can also be applied to a cleaning roller using a magnetic brush to perform cleaning. It can be used to separate or collect toner from magnetic brushes.

本発明によれば、以上説明した通り、単にメツ
シユ・スクリーンを磁気ブラシと摺察させこのス
クリーンと磁気ブラシ支持体との間にバイアス電
圧を印加するという簡単な操作で格別の検出機構
や格別の制御機構等を必要とせずに、トナー濃度
の調節が自動的にしかも正確に行われるという著
大な利点がある。
According to the present invention, as explained above, an exceptional detection mechanism and an exceptional A significant advantage is that the toner concentration is automatically and precisely adjusted without the need for any control mechanism or the like.

本発明を次の例で説明する。 The invention is illustrated by the following example.

実験1 底部に、20mm×12mmの真鍮製100メツシユのス
クリーンメツシユを設けた測定用の容器を試作
し、この容器の中に0.5gのトナーを入れ、トナ
ー濃度を低めに設定した二成分現像剤のマグネツ
トブラシの穂に、適度に接触せしめ、初期の容器
の重量と60秒間づつエージングした後との重量差
を測定し現像剤中のトナー濃度と、メツシユ・ス
クリーンを通して補給されていくトナー量との関
係を調べた。なお、トナー濃度は、ドラムと接触
する部分のマグネツトブラシから1gサンプルを
採取し洗浄法により行なつた。
Experiment 1 We prototyped a measurement container with a 20 mm x 12 mm 100-mesh screen mesh made of brass at the bottom, put 0.5 g of toner in this container, and used two-component development with the toner concentration set to a low value. The toner concentration in the developer and the toner being replenished through the mesh screen are determined by placing the developer in moderate contact with the tip of a magnetic brush and measuring the difference between the initial weight of the container and the weight after aging for 60 seconds. We investigated the relationship with quantity. The toner concentration was determined by taking a 1 g sample from the magnetic brush in contact with the drum and cleaning it.

又、真鍮製メツシユには、バイアス電源が接続
されており、現像スリーブとメツシユ間との電圧
を任意に設定できるようになつている。
Further, a bias power source is connected to the brass mesh, so that the voltage between the developing sleeve and the mesh can be arbitrarily set.

その結果を第3図に示す。 The results are shown in FIG.

これにより現像剤中のトナー濃度によつて、ト
ナー補給量は変化しているが、さらに現状スリー
ブに対するスクリーンメツシユのバイアス電位に
より大きな変化が見られる。
As a result, the amount of toner replenishment changes depending on the toner concentration in the developer, and furthermore, there is a large change in the current bias potential of the screen mesh with respect to the sleeve.

実験では極性のトナーを使用しているが、ス
クリーンメツシユ電位の100V、0V、150Vに
対し、トナーの補給量とトナーの補給が停止する
トナー濃度値とに大きな変化が見られ、その値は
9%、10%、11%となつた。
Although polar toner was used in the experiment, there was a large change in the amount of toner replenishment and the toner concentration value at which toner replenishment stopped for the screen mesh potential of 100V, 0V, and 150V, and the value was It became 9%, 10%, and 11%.

実施例 1 次に実際にテスト用現像器(三田工業製DC−
161用現像装置を改造)に、現像ローラの軸方向
に、ほぼ全長にわたつて実験1で使用したものと
同種のメツシユ・スクリーン(12mm×230mm)を
トナーホツパーの底部に設けて、ローラーのマグ
ネツトブラシと接触するように設定した。
Example 1 Next, we actually used a test developer (DC-
A mesh screen (12 mm x 230 mm) of the same type as that used in Experiment 1 was installed at the bottom of the toner hopper, extending almost the entire length of the developing roller in the axial direction of the developing device (modified for 161). It was set to make contact with the brush.

初期の現像剤トナー濃度を設定値よりも低目の
C1に設定し、メツシユ電圧100Vにて、現像器
のエージング時間とトナー濃度との関係を調べ
た。
The initial developer toner concentration is lower than the set value.
The relationship between the aging time of the developing device and the toner concentration was investigated using a mesh voltage of 100 V and a setting of C 1 .

その結果を第4図で示す。 The results are shown in FIG.

実施例 2 初期の現像剤トナー濃度を設置値よりも高めの
C2に設定し、同じくメツシユ電圧100Vで、実
施例1とまつたく同様にして、エージング時間と
トナー濃度との関係を調べた。
Example 2 The initial developer toner concentration was set higher than the set value.
The relationship between the aging time and the toner concentration was investigated in the same manner as in Example 1, with the mesh voltage set at C2 and the mesh voltage at 100V.

その結果を第2図で示す。 The results are shown in FIG.

第2図に示す曲線a,bの結果からトナー濃度
が、基準値CSよりも低い場合も、また高い場合に
も時間とともにCSに集束、安定することがわかつ
た。
From the results of curves a and b shown in FIG. 2, it was found that the toner concentration converged and stabilized at C S with time, both when it was lower than the reference value C S and when it was higher.

第5図、第6図は実施例1、2とまつたく同様
にして、スクリーンメツシユ電圧を、それぞれ
0V、150Vと変化させた場合の特性曲線であ
り、これらより明らかなように、スクリーンメツ
シユ電圧により、現像剤のトナー濃度の集束、安
定値CSを任意に制御することが可能となる。
Figures 5 and 6 show the screen mesh voltages, respectively, in the same manner as in Examples 1 and 2.
These are characteristic curves when changing the voltage to 0 V and 150 V. As is clear from these curves, it is possible to arbitrarily control the focusing and stable value C S of the toner concentration of the developer by adjusting the screen mesh voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の現像方法を用いた現像装置
を示す図であり、第2図は、本発明の現像方法の
要部拡大図であり、第3図は、トナー濃度とトナ
ー移動量との関係を示した図であり、第4図、第
5図、第6図は磁気ブラシ中のトナー濃度と経過
時間との関係を示す線図である。 引照数字は1はスリーブ、2は磁石、3は磁気
ブラシ、8はメツシユ・スクリーン、11はトナ
ー、12は磁性キヤリヤ、14はバイアス用可変
直流電源。
FIG. 1 is a diagram showing a developing device using the developing method of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of main parts of the developing method of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing toner concentration and toner movement amount. FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 are diagrams showing the relationship between the toner concentration in the magnetic brush and the elapsed time. The reference numbers are 1 for the sleeve, 2 for the magnet, 3 for the magnetic brush, 8 for the mesh screen, 11 for the toner, 12 for the magnetic carrier, and 14 for the bias variable DC power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 磁性キヤリヤと顕電性トナーとの混合物から
成る2成分系現像剤の磁気ブラシを現像スリーブ
上に形成させ、顕電性トナーのみを収容するトナ
ー溜めの開口部にメツシユ・スクリーンを配置し
て、該トナー溜内の顕電性トナーと2成分系現像
剤の磁気ブラシとをメツシユ・スクリーンを介し
て接触させ、前記磁気ブラシをメツシユ・スクリ
ーンと摺擦させると共にスリーブとメツシユ・ス
クリーンとの間にバイアス電圧を印加し、該メツ
シユ・スクリーンの開口を通して磁気ブラシ後或
いはトナー溜め側への顕電性トナーの移動を行わ
せることにより2成分系現像剤中のトナー濃度を
調節することを特徴とする2成分系現像剤中のト
ナー濃度の調節方法。 2 導電性の非磁性材料から成るスリーブと該ス
リーブ内部に組込まれた多数の磁極を備えた磁石
とから成り且つその少なくとも一方が可動に設け
られた、磁性キヤリヤと顕電性トナーとの混合物
から成る磁気ブラシを形成し且つ搬送するための
機構;内部に顕電性トナーのみを収容し且つ下部
に開口を有するトナー溜め;トナー溜めの開口部
に設けられ、上面側が顕電性トナーを支持し且つ
下面側が前記磁気ブラシと摺擦するように配置さ
れた導電性材料から成るメツシユ・スクリーン;
及び前記スリーブとメツシユ・スクリーンとの間
にバイアス電圧を印加するためのバイアス圧印加
機構から成ることを特徴とする二成分系現像剤中
のトナー濃度調節装置。
[Scope of Claims] 1. A magnetic brush made of a two-component developer consisting of a mixture of a magnetic carrier and electrostatic toner is formed on a developing sleeve, and a mesh is inserted into the opening of a toner reservoir containing only electrostatic toner. - By arranging a screen, the electrostatic toner in the toner reservoir and the magnetic brush of the two-component developer are brought into contact through the mesh screen, and the magnetic brush is rubbed against the mesh screen, and the sleeve By applying a bias voltage between the mesh screen and the mesh screen, the toner concentration in the two-component developer can be adjusted by moving the electrostatic toner through the openings of the mesh screen to the rear of the magnetic brush or to the toner reservoir side. A method for adjusting toner concentration in a two-component developer, the method comprising: adjusting the toner concentration in a two-component developer. 2. A mixture of a magnetic carrier and electrostatic toner, comprising a sleeve made of an electrically conductive non-magnetic material and a magnet with a large number of magnetic poles built into the sleeve, at least one of which is movable. A mechanism for forming and transporting a magnetic brush consisting of; a toner reservoir that stores only electrostatic toner inside and has an opening at the bottom; a mechanism provided at the opening of the toner reservoir, and whose upper surface side supports the electrostatic toner; and a mesh screen made of a conductive material, the lower surface of which is arranged to rub against the magnetic brush;
and a bias pressure applying mechanism for applying a bias voltage between the sleeve and the mesh screen.
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JPS5792355A (en) * 1980-11-29 1982-06-08 Toshiba Corp Developing device

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