JPS60220375A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、画像担体表面に形成された静電荷像を磁気ブ
ラシ法により顕像化するための現像装置に関する−６の
である。

従来技術 電子写真装置や静電記録装置等の画像形成装置において
は、画像担体（セレン感光体、酸化曲鉛感光体、有機光
導電体、誘電体等）の表面に静電潜像を形成し、該静電
潜像を磁性現像剤を用いて磁気ブラシ法により現像し、
ついで定着するか、もしくは、現像画像を普通紙等の転
写シート上に転写した後定着して最終画像を得でいる。

磁気ブラシ法に使用される磁性現像剤としては、強磁性
４−ヤリアどトナー粒子の混合物である二成分系現像剤
が多く使用されている。この磁性キャリアは、鉄粉、フ
エライ１〜粉末、ニッケル粉末等もしくは、それらの表
面を有機重合体で被覆したものであり、また、１ヘナ一
粒子は、樹脂中に着色顔料や染料などの添加物を分散し
たものであり、キレ９フ粒子とトナー粒子は、それらの
混合によって互に逆極性に摩擦帯電するように材料が選
定される。

上記の二成分系現像剤を用いて静電潜像を現像する場合
、現像によりトナー粒子が消費されるので現像が繰返さ
れると現像剤中のトナー濃度が低下する。トナー濃度が
低下したままで現像を行なうと、画像濃度が低下してし
まうものである。

そこで、二成分系現像剤を使用する場合は、現像剤中の
トナー濃度を所定レベル（３〜１０％程度）に保つため
に、トナー濃度を検出する手段を設置し、該検出部材か
らの信号に応じてトナーを補給するように現像装置を構
成するのが一般的である。そしてトナー濃度検出方法と
しては、現像剤中のトナー濃度が変化して現像剤の透磁
率が変化することを利用することが多く、例えば、永久
磁石部材の磁場中にホール素子を設け、現像剤からの漏
洩磁束を検出すること（特開昭５１−１１７０４７号公
報参照）も提案されているが、ホール素子は、検出精麿
は高いが温度変化の影響を受けやすく信頼性に問題があ
る。従って、通常は、現像剤で検出コイルの磁気回路の
一部を構成させ、検出コイルのインダクタンスの変化と
してトナーＳ度を検出することが多い（例えば特開昭５
３−４９４３７号および同５４−１５９２３３号公報参
照）。

また、二成分系現像剤を用いた現像装置ａでは、現像後
の現像剤を新たに補給されたトナーと混合する必要があ
ることから、現像後の現像剤を非磁性スリーブから掻き
落すために、非磁性スリーブ内部の永久磁石部材に同極
対向部を設番プることが多い（例えば実公昭５１−１９
８８４号、同５３−３５４７９号公報、特公昭５６−４
７５５２号等の各公報参照）。

同極対向部を設けた永久磁石、部材を有Ｊる現像装置に
おいては、トナー濃度検出部材が永久磁石部材から生ず
る磁束の影響を受けないようにづるため、トナー濃度検
出部材は、同極対向部の間に設置されている（例えば特
開１１８５２−１２４３３９号、同５２−１２７２４１
号、同５３−１２６９４４号、同５４−７６１６５号の
各公報参照）。

しかして、前述の公知例においては、１１束線の影響の
できるだけ少い範囲で検知しようどするため、現像剤を
検出部にて一部レベルに維持しつつ搬送でることは、非
常にむずかしい。

発明の目的 本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解消し、信
頼性の高いトナー濃度の検出が可能な現像装置を提供す
ることである。

発明の構成 本発明の構成は、磁性キレリアとトナー粒子を含む現像
剤を保持する非磁性回転スリーブと、該非磁性回転スリ
ーブ内に設けられた現像用磁極および該磁極と逆極性の
掻き落し用１１極を含む複数個の磁極を有する永久磁石
部材と、前記現像剤を収容する現像槽と、前記非磁性回
転スリーブに近接して設けられたスクレーパ部材と、前
記スクレーパ部材に対向して設けられたトナー濃度検出
部材とを有する現像装置において、前記検出部材の検出
面を前記非磁性回転スリーブの回転方向からみて前記掻
き落し磁極のピークの手前に設けた現像装置にある。

実施例 以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。

ここで、第１図は、−実論例艇係る現像装置の断面図、
第２図は、第１図のトナー濃度検出部材の回路構成を示
す図、第３図は、第２図の回路出力波形を示す図である
。

まず、第１図において、磁性キャリアとドブ−からなる
二成分系現像剤２は、現像槽３．内に収容され、また現
像槽３の内部には、図示矢印７方向に回転する感光体ド
ラム１に対向して円筒状の非磁性スリーブ４が回転自在
に配置されている。非磁性スリーブ４内には表面に複数
個（図では４個）の磁極を右する永久磁石５を、軸６に
固定してなる永久磁石部材７が配置されている。該磁極
のうちＮ１極は、現像ギャップＤに対向する位置にある
現像磁極、Ｓｔａ極およびＳ＋ｂ極は、それぞれ掻き落
し磁極を示している。

非磁性スリーブ４の回転方向からみて３１ｂ極の後方に
はスクレーパ部月１５が１ｉＱＩａされている。。

非磁性スリーブ４の感光体ドラム１と反対側の位置には
、一対のスクリコ−９，９′が回転自在に設置されてお
り、スクリコ−９，９′の上方には、トナー２ａを収容
するトナ一槽１０が形成されている。トナ一槽１０の下
部開口には、軸１１の回りに多孔質弾体層１２を固定し
てなるトナー補給ロール１３が回転自在に設けられてい
る。また現像槽３には、非磁性スリーブ４上の現像剤の
厚さを規制づるドクタ一部材１４が設置されている。

上記構成になる現像装置の動作は、まず、非磁性スリー
ブ４を、図示矢印Ｘ方向に回転させると該スリーブ４上
に吸着された現像剤２は、ドクターギャップｄから現像
ギＶツブＤに向って搬送される。現像ギヤツブＤ付近に
おいて、現像剤２により形成された磁気ブラシで感光体
ドラム１の表面を摺擦して、該ドラム１上に形成された
静電潜像〈図示せず）が現像される。現像ギャップＤを
通過後°の現像剤２は、スクレーパ部材１５により非磁
性スリーブ４から掻き落されて現像槽３内に回収される
。

次に、回収後の湧像剤２は、トナー補給ロール１３０回
転により、トナー［１０から排出されたトナー２８と共
にスクリュー９．９′によって攪拌混合された後、再び
非磁性スリーブ４上に吸収されて現像に供される。

また、現像剤２が現像ギャップＤを通過した後に、現像
剤層に接触するトナー濃度検出部材８によって現像剤２
中のトナー！！度を検出し、検出されたトナー濃度に応
じて外部信号を出力して、図示していない駆動手段によ
ってトナー補給ロール１３の回転を制御づる。

次に、検出コイルのインダクタンスの変化を利用したト
ナー濃度検出部材８としては、種々の構造のものが知ら
れているが、例えば、第２図に示す構造のものが提案さ
れている。

同図において、口字形の磁心１６ａには、−次コイルＬ
＋ａと二次コイルＬ２ａが、同様に磁心１６ｂには、−
次コイルＬｔｂと二次コイルＬ２ｂが巻き回されて２個
のトランスを構成しＣいる。

−次コイルｌｚｌと１１ｂは、発信器１７の出力端子（
図示せず）に接続され、二次コイルＬ２ａと１２１）は
、位相比較器１８の信号入力端子（図示せず）に接続さ
れており、また、各トランスの二次側には比較信号検出
コイルＬＲ＋とＬＲ２が巻回され、これらは、位相比較
器１８の比較信号入力端子に接続されている。位相比較
器１８の出力端子（図示せず）は、電位比較器１９の入
力端子（図示せず）に接続され、そこで所定のトナー濃
度に対応する基準電圧と比較され、電位差に応じた信号
が出力される。そして電位比較器１９は、駆動回路２０
を経て負荷（モータ等の駆動源）２１に接続される。

上記回路構成によれば、発信器１７からの発信出力が各
−次コイルｌｅａおよび１−１ｂに印加されると、各磁
気回路の結合度に対応した出力信号が二次コイルＬ２ａ
およびＬ２１）に誘起される。

ここで、両磁気回路の結合度が等しい場合には、二次コ
イルＬ２ａおよびＬ２１１の出力は、逆位相であること
から打消し合って、その差動出力はＯとなる。しかして
、両磁気回路の結合度が異なる場合には、二次］イル１
−２ａおＪ：び１２１１のどちらか一方の出力が大とな
って、結合度の差に応じ酊差動出力が生じるので、その
差動出力を位相比較器１８で基準値と比較し、当該位相
に対応した位相検波出力が出力される。

ずなわち、トナー濃度が設定値と等しい場合には、位相
検波出力がＯとなるように［第３図（イ）参照］、基準
電圧を調整しておぎ、［ヘナー濶度が変化し現像剤の透
磁率が変動した１１４に、この透磁率の変化分に対応し
た位相検波出力が出力されるように［第３図（ロ）参照
］、ＪればＪ：い。

なお、このトナー濃度検出部材８の感度調整機構として
は、例えば、ラフ１〜フエライ１〜等の磁↑１１体から
なるねじコアを用い、これを基準磁気回路側に設番ノれ
ばよい。

上述したように、このトナー濃度検出部材によれば、２
つの磁気回路の出力信号を比較してトナー濃度を検出す
るため、温麿および湿亀などの環境条件の変化には実質
的に影響されず、極めて（ｆｉ頼性の高いトナー濃度の
検出が可能となる。

上述した如くの検出コイルのインダクタンス変化を利用
してトナー濃度を検出する場合は、出力信号の変動幅（
ノイズ）が大であるとトナー濃度の検出を高精度で行え
なくなる。このため一般には、この変動幅は出来る限り
小さくおさえることが必要である。しかして従来め現像
装置においては、１〜ナ一濶度検出部月８の検出面ｌよ
、掻き落し磁極Ｓ＋　ａ　、Ｓｚ　ｂの直上、即ち磁極
のピークの−Ｌ方に設置されているため、前述した如く
の不具合が生じる。

そこで、本発明者が検討した結果、検出部材の検出面を
非磁性スリーブの回転方向からみて、掻き落し磁極のピ
ークより手前に設けることにより、検出精度が大幅に向
上することが見出された。

詳述すると、Ｓ１８極のピーク値よりもＳ１ｂ楊のピー
ク値を大きくして（第１図参照）その間に検出面を設番
プると、Ｓ＋８４１ｉ上では、幅の広い、かつ比較的平
坦な磁気ブラシが形成されるため、現像剤は、検出部ど
安定した状態で接触することになる。即ち現像剤の密度
がほぼ一定の状態で検出が行われるため、出力信号の変
動幅を狭くでき、高精度の検出が可能となる。一方、Ｓ
＋ａ極のピーク１１ｔｉがＳ＋ｂ極のビーク顧ど同じで
ある時は、両磁極の中間では反発磁界の作用ににり磁力
が略０となり、きめの粗い磁気ブラシとなるため、検出
面と現像剤との接触が不安定どなり、出力信号の変動幅
が大きくなつＣしよう。

また、上記実施例では、掻き落し用磁極を２個設けたが
、単一の掻き落し用磁極を設ける場合には、第４図に示
１ように、磁極のピーク値の手前に検出部を設けても、
その位置では磁気ブラシの穂が寝た状態となり、現像剤
は、検出面と安定した状態で接触するため、上述と同様
の効果が得られる。なお、第１図と第４図中の゛破線は
、掻き落し磁極の非磁性スリーブ４上の磁束密度分布を
示す。

具体例 第１図においＣ１感光体ドラム１どしてＳｅドラム（外
径１２０ｎ＋ｍφ２周速１５０ｍｍ／ｓｅｃ　）を、非
磁性スリーブ４どしで外径３２ｍｍφのＲａ−フェライ
ト磁石を用いた。また、永久限６５に、１３いて、Ｎ１
極は、８００Ｇ、Ｓ＋　、Ｓ２極４；＆　、全（６５０
Ｇ（いずれもスリーブ上での値）とし、角度θ１は１０
’、磁極開角度θ２．θ３は、各々８０″、２１０°と
した。現像剤２としては、粒径１００〜２　’Ｏ０μｍ
の鉄粉ギヤリア（日本鉄粉製ＥＦＶ）と粒径５〜２０　
ｕ　ｒｎのトナー粒子を用いｊこ。

そしＣ、ドクターギレツプ（１および現像ギャップＤを
、いずれも４ｍｍに設定し非磁性スリーブ４を２０　Ｏ
ｒ、ｐ、ｍで回転させ、現像剤中のトノー濶度の基準値
を５％に設定して連続ＩＱＯＯＯ枚のコピーテストを行
った。

ここで、検出部材としては、第２図のものを使用し、出
力信号の中央値を２．５Ｖに、そして目標変動幅を１Ｖ
以下に設定して出）〕信号を測定した結果、出力信号の
変動幅を１Ｖ以内に収めることができた。また、比較の
ために第４図に示すような検出部材８を設定した場合は
、出力信号の変動幅は、２Ｖであった。

発明の効果 以上に述べたように、本発明は、総合して、現像剤中の
１〜ナー８１ａ１宴を粕１αよく検出りることをｉｉｌ
能とする効果を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る現像装着の一実施例を示？ｌ断
面図、第２図は、１−ノーー澗１ｑ検出部（Ａのｌｉｌ
路構成を示１図、第３図は、第２図の回路出力の波形を
示す−図、第４図（，１、他の実／＋角例に係る現Ｆｊ
＋装置を示す断面図である。 １・・・！１名光体ドラム、２・・・Ｊｌ、！　ＩＫｔ
剤、３・・・ｌ（１：像槽、４・・・非磁↑リスリーブ
、７・・・永久限り部材、８・・・１〜ナ一澗度検出部
祠、１５・・・スフ１ノーパ部＋Ａ　、、特許出願人 日　立　金　属　株式会ネ１ 代　理　人 第１図 ｄ　／ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁性キャリアとトナー粒子を含む現像剤を保持する非磁
   性回転スリーブと、該非磁性回転スリーブ内に設けられ
   た現像用磁極および該ｖＡｍと逆極性の掻き落し用磁極
   を含む複数個の磁極を有する永久磁石部材と、前記現像
   剤を収容する現像槽と、前記非磁性回転スリーブに近接
   して設けられたスフ１ノーパ部材と、前記スクレーパ部
   材に対向して設けられたトナー濃度検出部材とを有する
   現像装置において、前記検出部材の検出面を前記非磁性
   回転スリーブの回転方向からみて前記掻き落し磁極のピ
   ークの手前に設けたことを特徴とする現像装置。