JPS60220376A

JPS60220376A - 現像装置

Info

Publication number: JPS60220376A
Application number: JP7659184A
Authority: JP
Inventors: Katsutomo Oomika; 大美賀　克友
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1985-11-05

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もので
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、酸化亜鉛感光体、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てい
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
キャリアと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、フェ
ライト粉末、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、トナー粒子は
、樹脂中に＠色顔料や染料などの添加物を分散したもの
であり、キャリア粒子とトナー粒子は、それらの混合に
よつ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揚台
、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１１反が低下する。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％稈痩）に保つため
に、トナーＳ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。イしてトナー濃度検出方法と
しては、現像剤中のトナー１１反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
度は高いが濃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
としてトナー濃度を検出することが多い（例えば特開昭
５３−４９４３７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では、現像後の
現像剤を新たに補給されたトナーと混合覆る必要がある
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、非磁性スリーブに近接してスクレーパ部材を
設置プることが多い（例えば実公昭５５−５０６８５号
、同５３−３４９２１号の各公報参照）。

ところで、検出コイルのインダクタンスの変化を検出し
てトナー濃度を検出する場合、磁性キャリアは、永久磁
石の磁界により磁気飽和するので、磁石の温度特性や経
詩変化に伴う飽和度の違いによるインダクタンス変化が
検出誤差として現われること、およびトナー濃度検出部
材の取付スペースの関係で検出コイルの大きさが制限さ
れるので、現像剤の不均一混合に基く検出誤差が生じる
などの問題が生じる。

そこで、従来から１〜ナ一淵度の検出は、現像剤の一部
をサンプルとして取り出し、永久磁石の磁界を受Ｇノな
い位置で行うのが一般的である（例えば特開昭５３−１
２６９４４号、同５４−７６１６５号の各公報参照）。

しかし、この場合には、トナ−１１ｉ１度検出部材が大
型化および複雑化するという不具合がある。

従って、サンプリング機構を設けずに、かつ、現像剤の
流れに治って検出コイルを配置するために、トナー濃度
検出部材の検出部を上述したスクレーパ部材の上面に対
向して設けることも行われている。しかしながら、この
場合は、検出面と現像剤との接触が不安定となる。すな
わち現像剤密度が変動するため、検出されたトナー濃度
の信頼性が劣るという欠点があった。

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
ることにある。

発明の構成本発明の構成は、磁性キャリアとドブ−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ｍｌおよび該磁極と逆極性の
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、前記現像剤を収容づる現像槽と、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−８１度検出
部材とを有する現像装置において、前記スクレーパ部材
を軟磁性材料で形成した現像装置にある。

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、一実施例に係る坦像装（６の断面図
、第２図は、第１図の１〜ナ−ｍ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、磁性キャリアとトナーからなる
二成分系現像剤２は、Ｉ像Ｗ１３内に収容され、また現
像槽３の内部には、図示矢印Ｚ方向に回転Ｊ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）の磁極を有する永久磁石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、Ｓ１極は、掻き落し磁極、Ｎ２およびＳ２極
は、搬送磁極を各々示している。非磁性スリーブ４の回
転方向からみて、Ｓ１極の後方にはスフ１ノーパ部材１
５が設置されている。

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
、一対のスクリュー９．９′が回転自在に設置されてお
り、スクリュー９，９′の上方には、ドブ−２８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
厚さを規制するドクタ一部材１４が設置されている。そ
してトナー濃度検出部材８は、スクレーパ部材１５に対
向して設置されている。

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−
トに吸着された現像剤２は、ドクターギャップｄから現
像ギャップＤに向って搬送される。現像ギャップ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１０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１５３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、回収後の現像剤２は、１〜ナー補給［１−ル１３
の回転により、トナ一槽１０からＩＪＩ出されたトナー
２ａ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４．１＝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を通過しに後にスクレ
ーパ部材１５上を通過するど、そこで現像剤層に接触づ
るトナー濃度検出部材８によって現像剤２中のトナー濃
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の回転を制御する。

次に、検出コイルのインダクタンスの変化を利用した上
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１
−１８と二次コイル］−２８が、同様に磁心１６ｂには
、−次コイル１−１ｂ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ている。

−次］イルｌ＋ａとｌ＋ｂ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１２ｂ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１ヘナー
ｉｌ！ａに対応する基準電Ｆ１ど比較され、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を軒７負荷（し−夕等の駆動源）２１に接続さ
れる。

−Ｆ記回路構成によれば、発信器１７からの５を信用力
が各−次コイルＬｅａおよび「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Ｌ２
ａおよび１−２ｂ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ｌ−２１）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、二次コイル
１−２ａおよび１−２ｂのどちらか一方の出力が大とな
って、結合度の差に応じた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。

すなわち、トナー濃度が設定値と等しい場合には、位相
検波出力が０となるように［第３図（イ）参照１、基準
電圧を調整しておき、トナー濃度が変化し現像剤の透磁
率が変動した時に、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］、す
ればよい。

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、ソフトフェライト等の磁性体からなるねし
］アを用い、これを基準磁気回路側に設ければよい。

上述したように、このトナーｍ麿検出部材によれば、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、温度および湿度などの環境条件の変化には実質
的に影響されず、極めて信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。しかして従来の現像
装置においては、スクレーパ部材１５上での現像剤の流
れを一定に維持することができなかった。

そこで、本発明者が検討した結果、従来は、非磁性材料
（例えばアルミニウム合金）で形成したスクレーパ部材
に代えて、純鉄、ソフトフェライト（Ｍｎ−Ｚｎフェラ
イト、Ｎｔ−Ｚｎ）１ライト等）の軟磁性月利で形成し
たスクレーパ部材を用いることにより、現像剤がスクレ
ーパ部４４１５」−で一定した流れどなり、１〜ブ一瀧
ｍの検出部１１を向上しうろことが見出された。

すなわち、従来のスクレーパ部材（゛は、現像剤は、主
として重力により該部材上に沿っ（流れるため、不安定
な流れとなる。これに対１〕で、軟磁性材料で形成した
スクレーパ部材によれば、永久磁石部材７の８１極の磁
界を受り、スクレーパ部材１５は、弱磁性に対して磁化
し、該スクレーパ部材１５上を通る現像剤２を磁化する
ため、現像剤２の流れは、磁界と重力による半強制的な
搬送により安定した搬送となる。

さらに、本発明者が検討した結果、検出面をスクレーパ
部０１５の上面に対してやや傾けることにより、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、検出部材８の検出部をスクレーパ部材１５
の上面に対して微小角だけ傾斜させると、スクレーパ部
材１５の上面を現像剤２が通過する時に、現像剤２が検
出部材８の検出面で適度に圧迫されて現像剤２は、比較
的密な状態で検出面と接触するため、ずなわら、現像剤
２の密度がほぼ一定の状態で検出が行われるために、出
力信号の変動幅を狭くでき、よって高精度の検出が可能
となる。具体的な傾斜角度（第１図にθで示す）どして
は、２〜１０°の範囲が適当である。これは、２°未渦
の時は現像剤の密度のむら（圧力むら）が生じ易く、よ
って検出精度の変動は、４０％を越えてしまい、一方１
０’を越える時は、現像剤の流れが阻害され、しかも現
像剤密度の影響を受け易く出力信号の変動が大きくなる
からである。

傾斜角度の最適範囲は、３〜８°である。

具体例第１図において、感光体ドラム１としてＳｅドラム（外
径１２０ＩｌｌＩＩｌφ１周速１５０ｍｍ／ｓｅｃ　）
を、非磁性スリーブ４として、外径３２ｍｍφの３ａ−
フェライト磁石を用いた。また、永久磁石５において、
Ｎ１極は、８００Ｇ、Ｎ２．８＋　、Ｓ２極は、全て６
５０Ｇ（いずれもスリーブ上での値）とし、角度θ１は
１０°、１ｉｔｌ極間角度０２゜θ３およびθ４は、各
々９０°、１２０°および６０°とした。たたし、Ｎ１
極と永久磁わ部材７の中心０を結ぶ線と水平線ρのイ１
ず角度θ１は、１０°とした。現像剤としては粒径１０
０〜２００μｍの鉄粉キャリア（日本鉄粉製Ｅ　Ｆ　Ｖ
　）と、粒径５〜２０μｍのトナー粒子を用いた。

そして、ドクターギャップｄ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　Ｏｒ
、ｐ、ｍで回転させ、現像剤中のトナー濃度の基準値を
５％に設定して連続１００００枚のコピーテストを行っ
た。

ここで、スクレーパ部材は、Ｎｔ−７ｎフ」ライトで形
成し、また検出部材どしては、第２図のものを使用し、
出力信号の中央飴を２．５Ｖに、そして、目標変動幅１
ｖ以下に設定した時の出力信号を測定した。その結宋、
出力信号の変動幅は、１ｖ以下に収めることができた。

比較のために、Δで合金製スクレーパ部材を用いた以外
は上記と同様の条件で、出力信号を測定したところ、出
力変動幅は、２．５Ｖであった。

また、スクレーパ部材を２〜１０°の範囲で傾斜させた
時は（但しＮｔ　Ｚｎフェライト製スクレーパ使用）、
出力信号の変動幅は、０．８ｖ以下に収めることができ
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
トナー濃度の高精度の検出を可能とする効果を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本弁明に係る現像装置の一実施例を示す断面
図、第２図は、トナー濃度検出部材の回路構成を示１図
、第３図は、第２図の回路出力波形を示す図である。１・・・感光体ドラム、２・・・現像剤、３・・・現像
槽、４・・・非磁性スリーブ、７・・・永久磁石部材、
８・・・トナー濃度検出部材、１５・・・スクレーパ部
材。特許出願人日　立　金　属　株式会社范１図范２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１ｍ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磁極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、前記スクレーパ部材を軟磁性材
料で形成したことを特徴とする現像装置。
（２）上記スクレーパ部材の上面に対して上記トナー濃
度検出部材の検出面を２〜１０°の範囲内で傾斜させた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置
。