JPH0753090Y2

JPH0753090Y2 - 現像装置

Info

Publication number: JPH0753090Y2
Application number: JP1987175386U
Authority: JP
Inventors: 政人桜井
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2002-11-17
Also published as: JPH0179063U

Description

【考案の詳細な説明】〔考案の技術分野〕本考案は、電子写真技術を応用した複写機或いは、プリ
ンタ等の画像形成装置に係り、特に画像形成装置内に設
けられた現像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電子写真技術を応用した画像形成装置において静
電潜像を現像する方法として磁性トナーのみからなる所
謂一成分磁性トナー現像法が知られている。これは導電
性かつ非磁性の現像スリーブ内に設けられた磁石の磁力
により導電性の磁性トナーを前記スリーブ上に保持し、
スリーブと磁石との相対運動により磁性トナーを静電潜
像上に運び、この状態において静電潜像担持体の導電性
裏打ち部材と前記スリーブおよび磁性トナーとの間に導
電路を形成させて、磁性トナーに潜像とは逆極性の電荷
を誘導させ現像するという方法である。

この現像法に用いられる導電性磁性トナーは、トナー粒
子の表面をその核部分より電気的に導電性としたもので
ある。しかしながら、このような導電性磁性トナーを用
いて現像したトナー画像は、他の記録体上へ静電的に転
写するということが困難であるという欠点があった。

これを改良する目的で磁性トナーの電気抵抗を高くする
ことも提案されているが、この場合、逆に現像性を損な
うことになり、現像性及び転写性の両特性を満足させる
現像剤は未だ開発されていない。

そこで、上記問題点を改良するため現像性及び転写性の
優れた現像剤として、磁性微粉末を分散含有する高電気
抵抗磁性トナーと、導電性磁性粒子との混合物からなる
静電潜像用現像剤が提案されている。

このような、混合現像剤は、トナーより磁性粒子の電気
抵抗が低いので、電極効果を持たらし、所謂エッジ効果
を低減させる。又、適宜な攪拌によりトナーとの摩擦帯
電が行われトナーに安定した電荷が与えられる。さら
に、現像スリーブの現像主極位置における現像穂立ちを
良好にすることができ、穂立ち高さ規則部へのトナー詰
まりを解消し、安定したトナー層を形成させる等の効果
がある。

このような磁性粒子（以下キャリアで表す）と磁性トナ
ーの混合物である現像剤を用いて現像形成を行った場合
のトナー濃度（以下すべて重量パーセント）と、画像の
関係を測定したところトナー濃度が80％を越える領域で
は、画像濃度（5mm角の黒ベタ部の濃度）は低下し、白
地濃度が高く良好な画像を得ることができない。また、
トナー濃度が60％未満の領域では、画像濃度と白地濃度
は十分だが、画像のかすれやライン画像の濃度低下が発
生し、良好な画像は得られない。さらに、極端にトナー
濃度が低下した場合、磁性トナーのみならずキャリアが
感光体ドラムに付着し、このキャリアが転写紙に転写さ
れ、キャリアの付着した紙が定着ロールを通過すると、
定着ロールの表面を傷つけてしまい、定着ロールの寿命
を短くしてしまうという欠点が存在した。

従って、このような現像剤はトナー濃度が80％から60％
の領域で使用する必要がある。

第５図は上述のような混合現像剤を用いた従来の現像装
置１の断面図である。トナーとキャリアからなる混合現
像剤３は現像容器２内に収容され、矢印方向に回転する
攪拌部材４によってトナー濃度が一定になるように攪拌
されている。攪拌部材４によって攪拌された混合現像剤
３はバイアス電源９から負極性の電圧が印加されている
現像スリーブ５の周面に付着し、現像スリーブ５の矢印
方向の回転に従って穂立ち規制板６によって所定の高さ
に穂切りされ、感光体７と摺擦する。感光体７との摺擦
部ではマグネットロール８内の磁極によりトナーは穂立
ちし、現像スリーブ５周面のキャリア上に付着したトナ
ーは感光体７へ吸着され感光体７上にトナー像を形成す
る。以上の現像動作の間上述のようにトナー濃度は60％
〜80％に制御され、トナー濃度が60％〜80％である時は
良好な現像を行うことができる。

〔従来技術の問題点〕上述のような従来の現像装置において、現像容器２内に
収納された混合現像剤３のトナー濃度を全ての位置で一
定とすることができない。すなわち、攪拌部材４は現像
装置１の長手方向（第５図の紙面垂直方向）に長い棒状
の部材であり、例えば攪拌部材４が回転して混合現像剤
３を攪拌したとしても、その攪拌効果は不十分であり、
現像剤の中に空洞等も生じている。特に現像スリーブ５
上に付着する混合現像剤３と、他の位置に存在する混合
現像剤３とのトナー濃度の差は大きい。その理由は、例
えば80％であった現像スリーブ５上のトナー濃度がくり
返しのプリントとともにキャリアは磁気力及び電荷力の
ため現像スリーブ５上に集中し蓄積していき、トナーの
み消費され、現像スリーブ５上のトナー濃度が例えば60
％になってしまう。しかし、現像スリーブ５と離れた位
置の混合現像剤３のトナー濃度は上述のように十分攪拌
できない為、70％程度である。従って、くり返し使用し
ていくと現像スリーブ５上のトナー濃度が他の位置の混
合現像剤３のトナー濃度より低くなってしまう。

例えば、トナー濃度80％、250gの現像剤（トナー200g、
キャリア50g）を現像容器２内に投入し、トナー濃度60
％（トナー75g、キャリア50g）になるまで計算上125gの
トナーの使用が可能であるが、実測では80gのトナー程
度の使用しかできない。すなわち、トナーを80g程度使
用した時点で現像スリーブ５上のトナー濃度は60％に低
下し、これ以上現像装置１を使用した場合には、上述の
キャリア引き等の現像不良を生ずることになる。

〔考案の目的〕

本考案は、上記従来の欠点に鑑み、現像装置内のトナー
濃度を全ての現像剤の部分で一定とし、現像スリーブへ
のキャリアの蓄積を防止することを可能とした現像装置
を提供することを目的とする。

〔考案の要点〕

本考案は上記目的を達成するために、高抵抗磁性トナー
と該トナーと摩擦することにより互いに反発する極性に
帯電される磁性粒子とよりなる現像剤を前記トナーの帯
電極性とは逆極性のバイアス電位が印加された現像剤搬
送用の磁気ロールに吸着させ、現像を行う現像装置にお
いて、前記現像剤を貯留する現像剤容器内に、前記現像
剤を攪拌する攪拌部材を有し、該攪拌部材は導電性部材
より成り前記磁気ロールに印加される現像バイアス電圧
と同極性の電圧が印加される網状部を具備することを特
徴とする。

〔考案の実施例〕

以下本考案の実施例について図面を参照しながら詳述す
る。

第２図は本考案に係る現像装置を使用した液晶プリンタ
の概略構成図である。同図において液晶プリンタは、感
光体ドラム11と、その周囲に配置された前記感光体ドラ
ム11をコロナ放電等により帯電する帯電器12と、均一に
帯電された感光体ドラム11上に記録情報に対応した露光
を行い静電潜像を形成する光学ヘッド13と、形成された
静電潜像をトナーで現像する現像器14と、該現像器14で
顕像化されたトナー像を図外の給紙構成で搬送される転
写材Ｐ上に転写する転写器16と、感光体ドラム11表面の
未転写トナーを除去するクリーナ17と、前記転写器16で
トナー像の転写された転写材Ｐを加熱挟持してトナー粒
子を溶解定着する定着器18等から構成されている。ここ
で、帯電器12は、感光体ドラム11表面を略−450Vに帯電
するように設定されている。光学ヘッド13は、光源13a
と、該光源13aからの光を液晶光シャッタ13bへ導く導光
管13cと、液晶光シャッタ13bで形成された印字画像を感
光体ドラム11表面へ結像する結像素子13dで構成されて
いる。また、現像器14は、感光体ドラム11表面に形成さ
れた静電潜像の低電位部にトナーを付着させるいわゆる
反転現像方式の現像器を用いており、転写器16は、正極
性のコロナ放電を行う放電器である。

第１図は、上述の現像器14の詳しく構成を説明する図で
ある。同図に示すように、現像器14は、現像容器19内に
設けられた現像スリーブ20、攪拌部材22、現像剤23等か
ら成り、現像スリーブ20は、バイアス電源24に接続され
ている。また、現像スリーブ20は、アルミニウム等の非
磁性金属パイプより成り、内部にマグネットロール21を
内蔵している。そして、感光体ドラム11上の静電潜像を
現像する際には、現像スリーブ20に−350Vのバイアス電
圧がバイアス電源24から印加される。

現像剤23は、高抵抗磁性トナーとキャリアとの混合物か
ら成り、高抵抗磁性トナーはマグネタイト等の磁性体微
粉末（重量比50％）と染料と樹脂成分とを含有し、10¹⁵
Ω程度の高抵抗であり、攪拌部材22で攪拌することによ
りキャリアと摩擦されマイナスに帯電する帯電特性を有
し、その粒径は10〜13ミクロン程度である。

一方、キャリアは前記磁性トナーとほぼ同粒径（磁性ト
ナーの粒径の50％乃至150％の粒径）フェライトもしく
はマグネタイトであり、その抵抗値は10⁸〜10⁹Ω程度で
ある。

攪拌部材22は第３図にその斜視図を示すように、折り曲
げて構成された攪拌棒22aと該攪拌棒22aに取付けられた
メッシュ部22bで構成されている。攪拌棒22aは非磁性の
導電部材より成り、その回転軸部22a′を中心に図示し
ない回転機構により矢印方向に回転する。メッシュ部22
bは導電性の金属網より成り、その目の粗さは32メッシ
ュ（開口率約65％）で構成されている。また、このメッ
シュ部22bには上述のバイアス電源24が攪拌棒22aに接続
されることにより、導電性の攪拌棒22aを介して−350V
の電圧が印加される構成である。

以上のような構成の現像器14においてその動作説明を以
下に述べる。

前述のように現像器14は感光体ドラム11の周面を現像
（トナー像化）する。この現像動作は現像容器19内の現
像剤23に含まれるトナー及びキャリアがマグネットロー
ル21の磁力により現像スリーブ20の周面に付着し、現像
スリーブ20の矢印方向の回転に従ってトナーは感光体ド
ラム11の周面との摺擦部へ移動する。その間、ドクター
ブレード25により、現像スリーブ20上に付着したトナー
は所定の高さに規制される。摺擦部ではマグネットロー
ル21内の主磁極によりトナーは穂立ちし、静電潜像の低
電位部へトナーは吸着される。このようにして、静電潜
像の現像を行い、その後、静電潜像の高電位部と摺擦し
現像スリーブ20の周面に残ったトナー及びキャリアは、
現像スリーブ20の回転移動に伴って、攪拌部材22の回転
領域側へ移動する。攪拌部材22は上述のようにメッシュ
部22bを有し、矢印方向に回転している為、現像スリー
ブ20に吸着したトナー及びキャリアを周期的に掻き落と
すと共に現像容器19内に収容されている現像剤23とトナ
ー濃度が十分均一になるように攪拌している。しかも、
このメッシュ部22bには−電圧がバイアス電源24から供
給されている為、現像スリーブ20と同電位であり、攪拌
部材22が上述の様にトナー及びキャリアを付着した現像
スリーブ20近傍を通過する時現像スリーブ20上のトナー
及びキャリアを掻き落とす。この時メッシュ部22bを通
過するキャリアはメッシュ部22bに吸着して現像スリー
ブ20より離れる方向に移動する。すなわち、キャリアは
トナーと摩擦帯電することにより＋（プラス）に帯電さ
れているため−極性の電圧が印加された攪拌部材22にも
吸着するのである。従って、従来より、キャリアが現像
スリーブ20に集中する度合（スピード）は遅くなり、ま
た現像スリーブ20上に蓄積するキャリアは少なくなりよ
り多くの枚数のプリントが可能となる。また、従来現像
容器内の現像剤に生じていた空洞も、攪拌力が十分であ
る為、全く生じることがない。

そこで、プリント枚数に対して現像スリーブ５上のトナ
ー濃度が従来と比べてどの程度異なるかを実測した。第
４図（ａ）、（ｂ）はその結果を示すものである。ここ
で、第４図（ａ）は、プリント枚数０、500、1000、150
0、2000枚時におけるトナー濃度を重量パーセントで示
す図表であり、第４図（ｂ）は、それをグラフ化したも
のである。同図（ａ）、（ｂ）から明らかな如く、０〜
100枚迄は、双方ともそれ程差は生じないが、1000枚で
トナー濃度の差が大きくなり、従来例では、1200枚まで
にトナー濃度60％の適正濃度範囲を逸脱してしまう。こ
れに対して、本願の現像装置では、良好画像を得ること
のできる適正濃度範囲内であり、さらに現像を継続する
ことができる。そして、本実施例では約2000枚の現像が
可能となり、従来に比べて800枚もさらに現像可能とな
る。

以上のように、本実施例の現像器14は撹拌部材22を撹拌
棒22aとメッシュ部22bで構成し、これに現像バイアスと
同じ−極性の電圧を印加することにより、現像剤23のト
ナー濃度が十分均一になるように撹拌し、しかも現像ス
リーブ20上にキャリアが必要以上付着しないようにする
ものである。

尚、本実施例では上述のメッシュ部22bを32メッシュで
構成したが、20〜60メッシュ（開口率50〜70％）の範囲
内の粗さであれば、同様に実施することができる。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように本考案によれば、バイアス電
圧が印加された撹拌部材で十分に現像剤を撹拌できるの
でトナー濃度が現像容器内で均一となり、トナーを効率
良く消費させて従来より多枚数の画像形成が可能とな
る。

また、メッシュを設けた撹拌部材で現像剤を撹拌する
為、よりきめ細かい撹拌が可能となり、現像剤中に生じ
る空洞を防止できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本実施例の現像器の構成図、第２図は本実施例の現像器を含む液晶プリンタの構成
図、第３図は本実施例の現像器内に設けられた攪拌部材の斜
視図、第４図（ａ）は本実施例の現像器と従来の現像器とのト
ナー濃度の変化の違いを示す図表、第４図（ｂ）は本実施例の現像器と従来の現像器とのト
ナー濃度の変化の違いを示す特性図、第５図は従来の現像装置の構成図である。 14……現像器、19……現像容器、21……マグネットロー
ル、22……攪拌部材、22a……攪拌棒、22a′……回転軸
部、22b……メッシュ部、23……現像剤、24……バイア
ス電源、25……ドクターブレード．

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高抵抗磁性トナーと該トナーと摩擦するこ
とにより互いに反発する極性に帯電される磁性粒子とよ
りなる現像剤を前記トナーの帯電極性とは逆極性のバイ
アス電位が印加された現像剤搬送用の磁気ロールに吸着
させ、現像を行う現像装置において、前記現像剤を貯留する現像剤容器内に、前記現像剤を攪
拌する攪拌部材を有し、該攪拌部材は導電性部材より成
り前記磁気ロールに印加される現像バイアス電圧と同極
性の電圧が印加される網状部を具備することを特徴とす
る現像装置。