JPH117189A

JPH117189A - 現像装置

Info

Publication number: JPH117189A
Application number: JP17754697A
Authority: JP
Inventors: Masanori Shida; 昌規志田; Katsuaki Kobayashi; 克彰小林; Masaru Hibino; 勝日比野; Ichiro Ozawa; 一郎小澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1999-01-12
Also published as: US6449442B1

Abstract

(57)【要約】【課題】２成分現像剤の規制部での圧縮など使用によ
る劣化等に起因した現像剤のかさ密度の変化を抑えて、
コイル方式のトナー濃度検知センサーにより現像剤のト
ナー濃度を正確に検知して、良好な濃度制御を可能とし
た現像装置である。【解決手段】現像装置１の２成分現像剤３に対し、規
制部での圧縮を減らすために、現像スリーブ９の回転方
向を感光ドラム１００との対向部で逆方向に移動する向
きとし、規制ブレード１１を現像スリーブの下方に配置
し、そしてさらに現像剤３の非磁性トナーの形状変化を
減らすために、重合法で製造した球形状のトナーを使用
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、静
電記録方式等の複写機、プリンタ、記録画像表示装置、
ファクシミリなどの画像形成装置において、像担持体上
に形成した静電潜像を現像して可視化するのに使用する
現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真方式などの画像形成
装置では、像担持体上に静電潜像を形成し、その潜像を
現像装置により現像剤を用いて現像することを行なって
いる。

【０００３】現像装置は、現像剤を担持して像担持体の
表面近傍に搬送する現像剤担持体を有し、像担持体の表
面近傍に搬送された現像剤により、現像剤担持体と像担
持体との間に交互（交番）電界を印加しながら静電潜像
を現像し、潜像を可視化する。一般に、像担持体には感
光ドラムが、現像剤担持体に現像スリーブが用いられる
ことが多い。

【０００４】上記の現像方法として、たとえばキャリア
粒子とトナー粒子からなる２成分現像剤により、内部に
磁石を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成
させ、微小間隙を保持して対向させた感光ドラムにこの
磁気ブラシを摺擦または近接させ、そして現像スリーブ
と感光ドラムの間（Ｓ−Ｄ間）に交互電界を印加させる
ことにより、現像スリーブ上のトナー粒子を感光ドラム
との間で転移および逆転移を繰り返して、感光ドラム上
の潜像を現像させるいわゆる磁気ブラシ現像法が知られ
ている（たとえば特開昭５５−３４０６０号、同５９−
１６５０８２号公報を参照）。

【０００５】上記の２成分磁気ブラシ現像用の現像装置
は、主として図４に示すように構成されている。図４に
おいて、符号１０５は２成分磁気ブラシ現像用の現像装
置の現像容器で、現像容器１０５内には非磁性トナーと
磁性キャリアを混合した２成分現像剤１０３が収容され
ている。現像容器１０５は、感光ドラム１００と対面し
た箇所に開口部を有し、この開口部に内側にマグネット
ローラ１０７が固定配置された現像スリーブ１０９が、
感光ドラム１００と所定の間隙を開けて近接置されてい
る。現像容器１０５の現像スリーブ１０９上方の部分に
は、現像スリーブ１０９上に担持した現像剤の層厚を規
制して、現像スリーブ１０９の表面に現像剤の薄層を形
成する規制ブレード１１１が配置されている。現像容器
１０５内の略下半分は隔壁１１３により現像室Ｒ１、撹
拌室Ｒ２に区画され、撹拌室Ｒ２の上方に補給用トナー
１１９を収容したトナー貯蔵室Ｒ３が設置されている。

【０００６】現像スリーブ１０９は、感光ドラム１００
との対向部が同方向に移動する向きの順方向に回転され
る。現像スリーブ１０９は、マグネットローラ１０７の
作用により現像容器１０５内の２成分現像剤１０３を担
持して、回転により感光ドラム１００に搬送する。現像
スリーブ１０９上の現像剤が、感光ドラム１００に接触
する状態で現像できるように、現像スリーブ１０９と感
光ドラム１００の間隙１２５が設定されている。

【０００７】現像容器１０５内の２成分現像剤１０３の
トナー濃度、つまりトナーとキャリアの混合比（Ｔ／Ｃ
比）は、トナー貯蔵室Ｒ３の下部の補給口１２１からト
ナー１１９を、現像により消費されたトナーに見あった
量で落下補給することにより、一定に保もたれている。

【０００８】この現像容器１０５内現像剤のＴ／Ｃ比の
検知および維持には、従来種々の方法が提案され実用化
さている。たとえば、感光ドラム１００の周辺に光学式
の濃度センサーを設置し、感光ドラム１００上の潜像を
現像したトナー像に光を当て、このときの透過光あるい
は反射光からトナー像の濃度を検知してトナー補給量を
調整し、これによりＴ／Ｃ比を一定に維持する。あるい
は、現像スリーブ１０９上に光学式の濃度センサーを設
置し、現像スリーブ１０９上に担持された現像剤に光を
当てたときの反射光からＴ／Ｃ比を検知して、トナー補
給量を調整する。

【０００９】しかし、前者の感光ドラム１００上のトナ
ー像の濃度検知を基に現像容器１０５内現像剤のＴ／Ｃ
比を維持する方法は、複写機や画像形成装置の小型化に
ともない、センサーを設置するスペースが確保できなく
なる問題がある。後者の現像スリーブ１０９上の現像剤
のＴ／Ｃ比検知から容器１０５内現像剤のＴ／Ｃ比を維
持する方法は、トナー飛散等によりセンサーが汚れる場
合があり、現像スリーブ上現像剤のＴ／Ｃ比を正確に検
知できなくなる。

【００１０】これに対し、現像容器１０５中にコイルセ
ンサーを設置し、コイルセンサー近傍の一定体積の現像
剤の見かけの透磁率をコイルのインダクタンスを利用し
て検出し、その透磁率の変化から現像剤のＴ／Ｃ比を検
知し、トナー補給量を調整する方法がある。

【００１１】コイル方式のトナー濃度検知センサーを利
用した方法では、たとえば一定体積内の現像剤の透磁率
が大きくなった場合、その一定体積内の現像剤のＴ／Ｃ
が低くなったこと、つまり現像剤のトナー濃度が減った
ことを意味するので、トナーの補給を開始する。逆に一
定体積内の現像剤の透磁率が小さくなった場合、その一
定体積内の現像剤のＴ／Ｃが大きくなったこと、つまり
現像剤のトナー濃度が増したことを意味するので、この
ときはトナー補給を停止する。以上のようなシーケンス
に基づきＴ／Ｃ比を制御する。

【００１２】このコイル方式のトナー濃度検知センサー
は、センサー単体のコストも安価なことに加え、上記の
ようなスペースの問題、トナー飛散によるセンサーの汚
れの影響を受けないため、Ｔ／Ｃ比検知手段（ひいては
濃度制御装置）は、低コスト、小スペースの複写機ある
いは画像形成装置にとって最適である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コイル
方式のトナー濃度検知センサーの場合、現像容器１０５
内の現像剤のかさ密度が何らかの影響により変化する
と、現像剤の見かけの透磁率も変化するので、容器１０
５内現像剤のＴ／Ｃ比が一定なのに、センサー出力が変
わってしまう。その結果、現像剤中のトナーが減ってい
ないのに、トナーが減ったことを示す信号が出力され
て、トナー補給が開始されたり、あるいは現像剤中のト
ナーが減っているにもかかわらず、トナーが減ったこと
を示す信号が出力されず、トナー補給が開始されない事
態を生じる。

【００１４】前者の場合には、トナーの過補給が生じて
画像濃度が濃くなったり、トナー量増加にともなう現像
剤量の増加により、現像剤が現像容器１０５から溢れた
り、現像剤中のトナー比率の増加にともないトナーの帯
電量が低下し、トナー飛散等の問題を引き起こす。後者
の場合は、現像剤中のトナー量減少による画像劣化、画
像の濃度薄、あるいはトナーの帯電量増加による画像の
濃度薄等の問題を引き起こす。

【００１５】上記の現像剤のかさ密度の変化には、本発
明者らの詳細な検討の結果、つぎの３つの態様のものが
ある。

【００１６】その第１は、従来一般に使用されている粉
砕トナーで起こりやすいもので、粉砕トナーは個々のト
ナーが凹凸形状で個々に異なることから、現像剤の静止
状態、流動状態あるいは放置状態において、現像剤にか
さ密度の変動を招きやすく、しかも長期使用によるトナ
ー形状の変化が引き起こすかさ密度の変動が大きい。

【００１７】第２は、現像スリーブが感光ドラムに対し
順方向に回転し、さらに現像スリーブ上での現像剤のコ
ートむらを防止するために、現像スリーブの規制ブレー
ド近傍で現像剤を溜め、現像剤を圧縮する機構に起因す
るものである。さらに図４より、現像スリーブ１０９が
マグネットローラ１０７の作用により現像容器１０５内
の２成分現像剤１０３を担持するには、マグネットロー
ラ１０７の磁極Ｎ３、Ｓ２に高い磁力のマグネットを用
い、その作用により現像剤を汲み上げねばならず、現像
スリーブ１０９と規制ブレード１１１間の磁気的拘束が
強まり、現像剤は徐々に機械的、磁気的に圧縮され、ト
ナーの形状が変化して現像剤のかさ密度が変化し、ある
いは外添剤の埋め込まれによりかさ密度が変化する。

【００１８】第３は、トナー帯電量の変動による。特に
現像スリーブの順方向回転では、上記のとおり、現像ス
リーブの規制ブレード近傍で現像剤が溜って詰まり、現
像剤が圧縮されやすいために、現像スリーブの回転にと
もなう現像剤同士の摩擦力も増し、現像スリーブが回転
すればするほどトナーの帯電量が増加して、初期のトナ
ー帯電量からの帯電量変化が大きくなる。トナーの帯電
量の変化が大きいことは、現像剤間の反発力の変化が大
きいことを意味し、トナー帯電量が大きいほど現像剤間
の反発力も大きくなって、現像剤同士の間が広がるた
め、現像剤のかさ密度が減少する。

【００１９】本発明の目的は、コイル方式のトナー濃度
検知センサーにより２成分現像剤のトナー濃度を検知し
て、現像剤のトナー濃度を制御する現像装置において、
使用による現像剤の劣化等に起因した現像剤のかさ密度
の変化を抑えて、検知センサーにより現像剤のトナー濃
度を正確に検知して、良好な濃度制御を可能とした現像
装置を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】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、
非磁性トナーと磁性キャリアを混合した現像剤を収容す
るとともに、現像剤を担持して回転する像担持体と対向
した現像部へ搬送し、現像剤を像担持体上に形成された
静電潜像の現像に供する、内側に磁石が非回転に配置さ
れた回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に担
持された現像剤の層厚を規制して、現像に供する現像剤
の量を調節する、現像剤担持体に対した規制部材とを有
する現像容器に、現像剤トナー濃度制御装置の濃度検知
手段を備え、前記検知手段はコイルセンサーであって、
コイルのインダクタンスを利用して現像容器内の現像剤
の見かけの透磁率の変化から、現像容器内の現像剤のト
ナー濃度を検知する現像装置において、前記非磁性トナ
ーは、重合法により製造した球形状のトナーであること
を特徴とする現像装置である。

【００２１】本発明によれば、好ましくは、前記非磁性
トナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、形状係数
ＳＦ−２が１００〜１２０である。前記現像剤担持体の
回転方向が、像担持体との対向部で像担持体と逆方向に
移動する向きであり、前記規制部材を現像剤担持体の下
方に配置した。前記現像容器に現像剤撹拌手段を有し、
前記コイルセンサーの設置位置を、撹拌手段による現像
剤の撹拌時にコイルセンサーの検出面を流れる現像剤の
流動が一定である箇所とした。

【００２２】また好ましくは、前記磁性キャリアは、バ
インダー樹脂、磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物
から重合法により製造した高抵抗の樹脂磁性キャリアで
ある。前記樹脂磁性キャリアの形状係数ＳＦ−１が１０
０〜１４０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１２０であ
る。前記樹脂磁性キャリアの比抵抗が１０¹⁰〜１０¹⁴Ω
ｃｍである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００２４】図１は、本発明の現像装置の一実施例を示
す断面図である。現像装置１は、非磁性トナーと磁性キ
ャリアとを混合した２成分現像剤３を収容した現像容器
５を備え、現像容器５の感光ドラム１００と対面した開
口部に、現像スリーブ９が感光ドラム１００と所定の間
隙を開けて近接置されている。現像スリーブ９の内側に
はマグネットローラ７が固定配置される。マグネットロ
ーラ７は、磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２を有す
る。

【００２５】また現像スリーブ９には規制ブレード１１
が所定の間隙で近接配置されている。本発明によれば、
この規制ブレード１１は、現像剤３の劣化等を抑え、こ
れに起因した現像剤のかさ密度の変化を抑制できるよう
にするために、現像スリーブ９の下方位置に配置してい
る。

【００２６】現像容器５内の略下半分は、現像スリーブ
９の方向に突出した隔壁１３により現像室Ｒ１、撹拌室
Ｒ２に区画され、それぞれ現像剤搬送スクリュー１５、
１７が設置されている。撹拌室Ｒ２の上方には、補給用
トナー１９を収容したトナー貯蔵室Ｒ３が設置され、貯
蔵室Ｒ３の下部には補給口２１が設けられている。

【００２７】現像剤搬送スクリュー１５は回転すること
によって、現像室Ｒ１内の現像剤を撹拌しながら現像ス
リーブ９の長手方向に沿って一方向に搬送する。隔壁１
３には図の手前側と奥側に図示しない開口が設けられて
おり、スクリュー１５によって現像室Ｒ１の一方に搬送
された現像剤は、その一方側の隔壁１３の開口を通って
撹拌室Ｒ２に送り込まれ、現像剤搬送スクリュー１７に
受け渡される。スクリュー１７の回転方向はスクリュー
１５と逆で、撹拌室Ｒ２内の現像剤、現像室Ｒ１から受
け渡された現像剤およびトナー貯蔵室Ｒ３から補給され
たトナーを撹拌、混合しながら、スクリュー１５とは逆
方向に撹拌室Ｒ２内を搬送し、隔壁１３の他方の開口を
通って現像室Ｒ１に送り込む。

【００２８】現像スリーブ９は、アルミニウムや非磁性
ステンレス等の非磁性材料の円筒からなっており、その
表面には適度な凹凸が設けられている。本発明によれ
ば、この現像スリーブ９は、現像剤３の劣化等を抑え、
これに起因した現像剤のかさ密度の変化を抑制できるよ
うにするために、矢印ａ方向に回転する感光ドラム１０
０との対向部が逆方向に移動する向きの矢印ｂ方向の回
転、つまり逆方向回転（カウンター方向回転）とされ
る。

【００２９】上記構成の現像装置１により、感光ドラム
１００上に形成された静電潜像を現像するには、まず、
現像スリーブ９がカウンタ方向に回転し、その表面に現
像室Ｒ１内の現像剤３がマグネットローラ７の磁極Ｎ
３、Ｓ２により汲み上げられ、担持される。現像スリー
ブ９上に担持された現像剤は、現像スリーブ９の回転に
ともない規制ブレード１１に搬送され、そこで適正な層
厚の現像剤薄層に規制された後、現像スリーブ９と感光
ドラム１００とが対向した現像領域２５に至る。マグネ
ットローラ７の現像領域２５に対応した部位には、磁極
（現像極）Ｓ１が位置されており、現像極Ｓ１が現像領
域２５に現像磁界を形成し、この現像磁界により現像剤
が穂立ちして、現像領域２５に現像剤の磁気ブラシが生
成される。そして磁気ブラシが感光ドラム１００に接触
し、磁気ブラシに付着しているトナーおよび現像スリー
ブ９の表面に付着しているトナーが、感光ドラム１００
上の静電潜像の領域に転移して付着し、潜像が現像され
トナー像として可視化される。

【００３０】この現像剤の際、バイアス電源２３により
現像スリーブ９に感光ドラム１００との間で、直流電圧
と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加し、現像を促
進させることが好ましい。また現像スリーブ９の周速度
Ｖｂは、感光ドラム１００の周速度の１３０〜２００％
の周速比であることが好ましい。感光ドラムに対する現
像スリーブの周速比が１３０％未満では、十分な画像濃
度が得られず、また２００％を超えるとトナーの飛散が
生じる。より好ましくは、現像スリーブの周速比は１５
０〜１８０％である。

【００３１】現像を終えた現像剤は、現像スリーブ９の
回転にともない現像容器５内に戻され、磁極Ｎ２、Ｎ３
間の反撥磁界により現像スリーブ９から剥ぎ取られ、現
像室Ｒ１および撹拌室Ｒ２内に落下して回収される。

【００３２】上記の現像により現像容器５内現像剤３の
Ｔ／Ｃ比（トナーとキャリアの混合比、すなわち現像剤
のトナー濃度）が減ったら、トナー貯蔵室Ｒ３からトナ
ー１９を現像で消費された量に見あった量で撹拌室Ｒ２
に落下補給し、現像剤３のＴ／Ｃを一定量に保つが、本
発明では、その容器内５現像剤３のＴ／Ｃ比の検知に、
コイル方式の濃度検知センサーを使用する。

【００３３】図１に示すように、コイル方式の濃度検知
センサーは、検出部としてコイルセンサー２７を有し、
本実施例では、このコイルセンサー２７を撹拌室Ｒ２内
の搬送スクリュー１７の設置高さの位置に設置した。こ
れは、この位置では、コイルセンサー２７の検出面に、
コイルのインダクタンスを利用して現像剤３の見かけの
誘電率変化により現像剤のＴ／Ｃ比の変化を検知するの
に十分な層厚の現像剤が接し、かつ搬送スクリュー１７
等の撹拌による現像剤の流動が一定状態を有するからで
ある。従って、このような特性を有する位置ならば、原
則として現像容器５のどこでも位置可能である。

【００３４】本発明では、現像剤３の使用による劣化等
を抑え、これに起因した現像剤のかさ密度の変化を抑え
て、コイル方式のトナー濃度検知センサーにより現像剤
のトナー濃度を正確に検知することを可能とするため
に、現像剤の構成成分の１つである非磁性トナーとし
て、重合法で製造した球形状のトナー（重合トナー）を
使用した。本実施例では、モノマーに着色剤および荷電
制御剤を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁
重合した、懸濁重合法のトナーを使用した。しかし、重
合法は上記に限られるものではなく、乳化重合法等を用
いても構わず、また他の添加物が入っていても構わな
い。

【００３５】重合トナー、特に懸濁重合法による重合ト
ナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２
が１００〜１２０である。この形状係数ＳＦ−１、ＳＦ
−２とは、日立製作所製の電子顕微鏡ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ
−８００）を用い、無作為にトナー粒子を１００個サン
プリングし、その画像情報をインターフェースを介して
ニコレ社製の画像解析装置（Ｌｕｓｅｘ３）導入して解
析し、下式より得られた値として定義した。

【００３６】ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥ
Ａ｝×（π／４）×１００ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）² ／ＡＲＥＡ｝×（π／４）
×１００ただし、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、
ＰＥＲＩ：周長

【００３７】形状係数ＳＦ−１は球形の度合を示し、数
値が大きくなるにつれて球形から徐々に不定形となる。
ＳＦ−２は凹凸の度合を示し、数値が大きくなると表面
の凹凸が顕著になる。

【００３８】従来の粉砕トナーでは、形状係数ＳＦ−１
が１８０〜２２０、ＳＦ−２が１８０〜２００であるか
ら、形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１
００〜１２０の重合トナーは、粒子形状が真円に近いこ
とが分かる。

【００３９】この重合トナーは、従来の粉砕トナーに比
べて現像剤劣化に対する粒子の形状係数の変化も少な
い。たとえば現像装置を５時間稼働したときに現像剤の
撹拌、圧縮にともない形状係数の変化は、粉砕トナーで
ＳＦ−１が１２０〜１５０、ＳＦ−２が１２０〜１４０
と球形に近くなるのに対し、重合トナーではＳＦ−１が
１００〜１２０、ＳＦ−２が１００〜１２０とほとんど
形状変化しない。これは、粉砕トナーの場合、撹拌によ
るトナーとキャリアの摩擦、トナー同士の摩擦により、
トナー粒子表層の凹凸が削り取られて球形に近くづくた
め、形状係数の変化が大きいが、重合トナーの場合はも
ともと真円に近く、粉砕トナーのような形状変化の要因
が少ないため、形状変化が少ないことを意味する。

【００４０】このように粉砕トナーは粒子形状の変化が
大きく、従って現像剤同士の接触面積の変化も大きく、
空隙率、かさ密度の変化も大きい。これに対し、重合ト
ナーは粒子形状の変化が少ないから、かさ密度の変化も
少ない。故にコイル方式のトナー濃度検知センサーを重
合トナーを使用した２成分現像剤に適用すれば、その出
力の変動を少なくでき、現像剤のＴ／Ｃ比（トナー濃
度）をより正確に検知することが可能となる。

【００４１】前述したように、従来の現像装置では、図
４に示すように、現像スリーブ１０９を感光ドラム１０
０に対し順方向回転し、規制スリーブ１１１を現像スリ
ーブ１０９の上方に配置した。そのためマグネットロー
ラＮ３、Ｓ２により汲み上げた現像スリーブ１０９上の
現像剤は、現像スリーブ９上方の規制スリーブ１０９の
近傍に次々に搬送されて詰め込まれていき、規制スリー
ブ１１の近傍で圧縮される。

【００４２】これに対し本実施例では、前記したよう
に、現像スリーブ９を感光ドラム１００に対し逆方向回
転させるとともに、規制スリーブ１１を現像スリーブ９
の下方に配置した。従って、マグネットローラ７の磁極
Ｎ３、Ｓ２により現像剤を現像スリーブ９上に汲み上
げ、その現像剤を現像スリーブ９の回転により、現像ス
リーブ９の下方の規制スリーブ１１に搬送して規制して
いる。このため、従来の現像装置のような、現像容器か
ら現像剤を汲み上げる機構が必要でなく、現像スリーブ
９のマグネットローラ７の磁極Ｓ２、Ｎ３の磁力を従来
よりも弱めることができるため、現像スリーブ９と規制
ブレード１１との間の磁気的拘束力を弱めることがで
き、また現像スリーブ９上でのコートむらを防止するた
めの、現像スリーブ９と規制ブレード１１の間の現像剤
溜りを作る必要がない。これにより、現像スリーブ９上
の現像剤の規制スリーブ１１の近傍での圧縮が抑えら
れ、その結果、現像剤の劣化を防止し、またトナーの帯
電量の変動を抑えることが可能である。

【００４３】従って、本実施例では、現像剤の圧縮にと
もなうトナーの形状変化を抑え、それによる現像剤のか
さ密度変化を抑制し、また現像剤の圧縮にともなうトナ
ー帯電量変化を抑え、それによる現像剤同士の反撥から
生じる現像剤のかさ密度変化を減少させることができ
る。その結果、コイル方式のトナー濃度検知センサーの
出力変動を抑え、現像剤のＴ／Ｃ比（トナー濃度）をよ
り正確に検知することが可能となる。

【００４４】以上のように、本実施例では、現像スリー
ブ９を逆方向回転とし、規制スリーブ１１を現像スリー
ブ９の下方に配置することにより、現像剤の圧縮による
トナー形状の変化等にともなう現像剤のかさ密度の変化
を抑制するとともに、そのトナーに形状変化を生じにく
い球形状の重合トナーを使用して、トナーの面からも現
像剤のかさ密度の変化を抑制するようにしたので、コイ
ル方式のトナー濃度検知センサーにより、現像剤のＴ／
Ｃ比をより正確に検知して、良好に濃度制御することが
できる。

【００４５】本実施例に合致するように、キヤノン製の
複写機ＣＬＣ７００の現像器を改造して画像形成に使用
し、実機により本実施例の効果を確認した。画像形成
は、原稿の画像比率を異ならせて５万枚行ない、その
間、現像剤のＴ／Ｃ比を７％を中心に±１％に維持する
ように、現像剤のＴ／Ｃ比が６％になった時点でトナー
の補給を開始し、Ｔ／Ｃ比が８％になった時点でトナー
の補給を停止する態様で濃度制御した。

【００４６】その結果、図２に示すように、現像剤のＴ
／Ｃ比を７％を中心に±１％に良好に制御することがで
きた。

【００４７】本発明の他の実施例について説明する。

【００４８】前の実施例では、２成分現像剤のかさ密度
の変化を抑制するために、現像スリーブ９を感光ドラム
１００に対し逆方向回転とし、規制ブレード１１を現像
スリーブ９の下方位置に配置し、そして２成分現像剤の
非磁性トナーとして重合法による球形状トナーを用い
た。本実施例では、前の実施例に加えて、磁性キャリア
の材質を変えることにより、つまり高抵抗の磁性キャリ
アを使用することにより、２成分現像剤のかさ密度の変
化を抑制するようにした。

【００４９】本実施例では、高抵抗の磁性キャリアとし
て、バインダー樹脂、磁性金属酸化物および非磁性金属
酸化物から重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使
用した。しかし、他の方法で製造した高抵抗の磁性キャ
リアでも使用することができる。

【００５０】図３は、本実施例で使用する高抵抗の磁性
キャリア（樹脂磁性キャリア）と従来のフェライト系の
磁性キャリアとを用いた場合の、現像剤のＴ／Ｃ比の変
化に対するトナーの帯電量変化を示すグラフである。図
３に示されるように、従来のフェライト系磁性キャリア
の場合は、トナーの帯電量変化が大きいのに対し、本実
施例の高抵抗の磁性キャリア（低磁化キャリア）の場合
は、トナーの帯電量変化が少ない。この違いは以下のよ
うに考察される。

【００５１】フェライト系キャリアはＳＦ−１が１４０
〜１８０、ＳＦ−２が１４５〜１８５であり、フェライ
ト系キャリアは粒子表層の凹凸が大きい。このためフェ
ライト系磁性キャリアはトナーとの接触面積が広く、ト
ナーに対する摩擦帯電電荷の付与能力が高い。またフェ
ライト系キャリアはキャリア自体の抵抗が低いために、
トナーへの摩擦帯電電荷に対しトナーから受け取る反対
電荷をキャリア内に蓄積することが少なく、キャリアの
帯電が飽和しずらい。このためキャリアがトナーを高い
帯電性で帯電でき、またそのトナーの帯電量がＴ／Ｃ比
の変化、つまりトナーとキャリアの接触頻度の増減に応
じて大きく変動する。しかし、Ｔ／Ｃ比が高くなると、
トナーがキャリアの表面を被覆する面積が大きくなるの
で、トナーがキャリアと接触面積が減り、トナーの帯電
量変化が小さくなる。このようなことから、図３のＴ／
Ｃ比≒５．５〜８．５％の範囲において、トナーの帯電
量がＴ／Ｃ比が低いところでトナー帯電量がかなり高
く、Ｔ／Ｃ比の増大とともにトナー帯電量が大きく低下
し、Ｔ／Ｃ比が大きいところでトナー帯電量の低下が小
さくなるものと思われる。

【００５２】これに対し、高抵抗キャリアは形状係数Ｓ
Ｆ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０で
あり、粒子表層の凹凸が少ないために、フェライト系キ
ャリアほど、トナーとの接触面積が広くはなく、トナー
に対する摩擦帯電電荷の付与能力も高くはない。また高
抵抗キャリアはキャリア自身の比抵抗が１０¹⁰〜１０¹⁴
Ωｃｍと高いため、トナーへの摩擦帯電電荷に対しトナ
ーから受け取る反対電荷をキャリア内に蓄積することが
多く、キャリアの帯電が飽和しやすい。このためキャリ
アによるトナーの帯電性はＴ／Ｃ比が変化しても大きく
変化することはなく、Ｔ／Ｃ比≒５．５〜８．５％の範
囲において、トナーの帯電量はＴ／Ｃ比の増大とともに
わずかに漸減するのみで、ほとんど変化しないものと思
われる。

【００５３】本実施例では、２成分現像剤の磁性キャリ
アとして、以上のような帯電付与特性を有する高抵抗磁
性キャリアを使用し、Ｔ／Ｃ比の変化に対するトナーの
帯電量変化を抑制する。これによりトナーの帯電量の違
いによる現像剤同士の反撥の相違を抑えて、現像剤の反
撥による現像剤のかさ密度の変化を減少させることがで
きる。従って、前の実施例における現像剤のかさ密度変
化の抑制と組合せることにより、コイル方式のトナー濃
度検知センサーの出力変動をさらに抑えて、現像剤のＴ
／Ｃ比（トナー濃度）の検知をさらに一段と正確にする
ことができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像装置の現像剤担持体の回転方向を像担持体との対向
部で逆方向に移動する向きとし、現像剤規制部材を現像
剤担持体の下方に配置し、そしてさらに現像剤の非磁性
トナーに重合法で製造した球形状のトナーを使用したの
で、規制部材近傍での現像剤の圧縮や現像剤同士の摩擦
によるトナーの劣化、トナーの形状変化、帯電量変化等
を抑えて、これらに起因した現像剤の使用によるかさ密
度の変化を抑えることができる。従って、コイル方式の
トナー濃度検知センサーにより現像剤のトナー濃度を正
確に検知して、良好な濃度制御を可能とすることができ
る。さらに、磁性キャリアとして重合法により製造した
高抵抗の樹脂磁性キャリアを使用した場合には、現像剤
のかさ密度の変化を一段と抑制することができ、現像剤
のトナー濃度検知を一段と正確にでき、濃度制御の精度
をさらに向上することができる。本発明の現像装置によ
れば、小スペース、低コストな画像形成装置に使用する
のに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の現像装置でコイル方式の現像剤トナー濃
度検知による現像剤のＴ／Ｃ比の制御を行なったときの
制御結果を示すグラフである。

【図３】本発明の他の実施例で使用する高抵抗の磁性キ
ャリアを用いた場合と従来のフェライト系の磁性キャリ
アを用いた場合の、現像剤のＴ／Ｃ比の変化に対するト
ナーの帯電量変化を示すグラフである。

【図４】従来の現像装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１現像装置３２成分現像剤５現像容器７マグネットローラ９現像スリーブ１１規制ブレード２７コイルセンサー１００感光ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 15/09 Ｇ０３Ｇ 9/10 ３３１ (72)発明者小澤一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性トナーと磁性キャリアを混合した
現像剤を収容するとともに、現像剤を担持して回転する
像担持体と対向した現像部へ搬送し、現像剤を像担持体
上に形成された静電潜像の現像に供する、内側に磁石が
非回転に配置された回転する現像剤担持体と、前記現像
剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制して、現像
に供する現像剤の量を調節する、現像剤担持体に対した
規制部材とを有する現像容器に、現像剤トナー濃度制御
装置の濃度検知手段を備え、前記検知手段はコイルセン
サーであって、コイルのインダクタンスを利用して現像
容器内の現像剤の見かけの透磁率の変化から、現像容器
内の現像剤のトナー濃度を検知する現像装置において、
前記非磁性トナーは、重合法により製造した球形状のト
ナーであることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記非磁性トナーの形状係数ＳＦ−１が
１００〜１４０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１２０で
ある請求項１の現像装置。
【請求項３】前記現像剤担持体の回転方向が、像担持
体との対向部で像担持体と逆方向に移動する向きであ
り、前記規制部材を現像剤担持体の下方に配置した請求
項１または２の現像装置。
【請求項４】前記現像容器に現像剤撹拌手段を有し、
前記コイルセンサーの設置位置を、撹拌手段による現像
剤の撹拌時にコイルセンサーの検出面を流れる現像剤の
流動が一定である箇所とした請求項１〜３のいずれかの
項に記載の現像装置。
【請求項５】前記磁性キャリアは、バインダー樹脂、
磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物から重合法によ
り製造した高抵抗の樹脂磁性キャリアである請求項１〜
４のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項６】前記樹脂磁性キャリアの形状係数ＳＦ−
１が１００〜１４０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１２
０である請求項５の現像装置。
【請求項７】前記樹脂磁性キャリアの比抵抗が１０¹⁰
〜１０¹⁴Ωｃｍである請求項５または６の現像装置。