JPS60467A - 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】 ［技術分野］ 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
シ法により頭像化りる現像装置に関する。

［先行技術Ｊ 電子写真装置や静電記録装置等の画像形成装置においη
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で磁気ブラシ法により現像し、
ついで定着覆るかもしくは現像画像を普通紙等の転写シ
ー］−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１７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℃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
ｅ　１１重合体で被覆したものであり、又トナー粒子は
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１７リア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月利が選定される
。

上記の二成分系現像剤を用い【静電潜俄を現像りる場合
、現像によりトナー粒子が消費されるので現像が繰返さ
れると現像剤中のドブー瀧度が低下する。トナー１１１
１度が低下したままで現像を行うと、画像濃度が低下し
でしまう。

そこで二成分系現像剤を使用りる場合は、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
トナー濃度を検出づる手段を設置し、該検出部拐からの
信号に応じてトナーを補給Ｊ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りることが多く、例えば永久磁石部
材の磁場中にホール素子を設（）、現像剤からの漏洩磁
束を検出層ること（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１
〜ナ一濃度を検出することが多い。（例えば特開昭５３
−４９，１３７号及び同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ｌＣトナーと混合り′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落
する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【ノることが多い。

（例えば実公昭５１−１９８８４＠、実公昭５３−３５
４７９号公報、特公昭５６−４７５５２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する現像装置
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するため、］・ナー濃
度検出部材は同極対向部の間に設置されでいる。（例え
ば特開昭５２−１２４３３９号、同５２−１２７２４ｉ
号、同５３−１２６９４４号、同５４−７６１６５号の
各公報参照） しかしてトナー濃度検出部材をこのような位置に設けた
場合、非磁性スリーブから掻き落された現像剤がトナー
濃度検出部材と非磁性スリーブとの間に滞留し、検出精
度が低下り°るという問題があった。

［目的］ 本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解消し、
正確にトナー１度を検出し得る現像装置を提供すること
である。

［要旨］ 本発明の現像装置は、Ｆ４に竹キャリアとトナー粒子を
含む現像剤を保持する非磁性スリーブと、該非磁性スリ
ーブの内部に固定して配置された同秤対向部を形成づる
一対の磁極を含む複数個の磁極を有する永久磁石部材と
、前記同極対向部で前記非磁性スリーブから分１１１１
１された現像剤のトナー濃度を検出りるトナー濃度検出
部材を備えた現像装置におい−Ｃ１前記同極対向部の間
にそれと逆極性の補助磁極を設り、該補助磁極に近接し
て前記トナーｍ度検出部祠を配置したことを特徴としで
いる。

［実施例］ 以下本発明の詳細を図面により説明づる。

第１図は本発明の現像装置の一実施例を示す断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ矢視図、第３図はトナー検出部材
の回路溝底を示り図、第４図は第３図の回路の出力波形
を示づ図である。

まず第１図において、磁性キｌ！リアとトナーからなる
現像剤２は現像剤槽３内に収容され、又現像剤槽３の内
部には図示矢印Ｚ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が固定して配置されている。該磁極のうち
Ｎ極は現像ギャップＤに対向する位置にある現像磁極、
Ｓｌ及びＳ２極は同極対向部を形成する掻落し磁極、ｎ
極はＳ＋　−８２間に設けられた補助磁極を各々示して
いる。補助ｌ＆ｆｆ１ｎの付近には１〜ナ一濃度検出部
材８が設置されている。トナー濃度検出部材８の側方に
は羽根車９が回転自在に設置され、現像剤槽３の上方に
はトナー２ａを収容するトナ一槽１０がＭＩＩされてい
る。トナー４Ｗ１０の下部開口には、軸１１の回りに多
孔質弾性体層１２を固定してなるトナー補給ロール１３
が回転自在を設けられている。また現像剤槽３には非磁
性スリーブ４土の現像剤の厚さを規制づるドクタ一部材
１４が設置されηいる。

上記現像装置の動作を説明づると次の通りぐある。

まず非磁性スリーブ４を図示矢印Ｘ　ｌｊ向に回転させ
ると該スリーブ上に吸着された現像剤２は、ドクターギ
ャップｄから現像ギャップ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３は同極対向部に至ると反
発磁界により非磁性スリーブ４から掻落されて現像剤槽
３内に回収される。

次に回収後の現像剤３は、１〜ナー補給ロール−３の回
転により］〜ナ一槽１０から排出された１・す−２ａと
共に羽根車９によって撹拌混合された後、再び非磁性ス
リーブ４上に吸にされて現像に供さまた現像剤２が非磁
性スリーブ４から掻き落される時に、トナ−１５度検出
部材８によって現像剤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ツノして、図示し
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。

この場合、同極対向部（Ｓ−８）の中間には補助磁極ｎ
が設けられでいるため、非磁性スリーブ４に沿ってトナ
ーｍ度検出部材８の検出部まで搬送される。搬送された
現像剤はトナー濃度によりその中の磁性粉の密度が変化
するためトナー濃度検出部材によりトナー濃度の検出が
可能となる。

稲 このように補助［ｎは現像剤を検出部まで安定して搬送
する役割を果す。これに対し〔補助磁極ｎがない場合に
は、同極間での現像剤に対重る搬送力が非常に弱いため
現像剤の流れが不安定となり、トナー濃度の精度より検
出が困難となる。

また、補助１１１ｍ　ｎが強づぎても掻落しが十分に行
なえず、一方弱すぎでも効果がないので、補助磁極の強
さは同極対向部を形成する磁極（Ｓ、Ｓ）の強さの１１
５〜２／３の範囲が適当である。また補助磁１１ｉ（１
１＞の長さは、第２図に示すように、同極対向部を形成
する磁ｔｒｉ（Ｓ、Ｓ）の長さΩと同じ場合は掻落し効
果を妨げるので、トナー濃度検出部材８の検出部８ａの
長さΩ１と略同等の長さどづることか必要である。

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としては挿々の構造のものが知られて
いるが、第２図に示す１訂造のものが適当である。

同図において、コテ形の磁心１５ａには一次コイルＬｅ
ａと二次コイルＬ２ａが、同様に磁心１５ｂには一次コ
イルＬ＋ｂと二次コイルＬ２ｂが巻回されて２個のトラ
ンスを溝底している。−次］イルＬｅａとＬ＋ｂは発信
器１６の出力端子（図示せず）に接続され、二次コイル
Ｌ２ａとＬ２ｂは位相比較器１７の信号入力端子（図示
せず）に接続されＣおり、又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１７の比較信号入力端子に接続されている。

位相比較器１７の出ツノ端子（図示せず）は電位比較器
１８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１８は駆動回
路１９を経て負荷（モータ等の駆動源）２０に接続され
る。

上記回路構成によれば、発振器からの発振出力が各−次
コイルＬ＋ａａ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１−２ａお
よびＬ　２．　ｂ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Ｌ２ｂの出力は逆位相であることから打
消し合って、その作動出力は０となる。しかしで、両磁
気回路の結合度が異なる場合には、二次コイルＬ２ｂの
どら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。

Ｊなわちトノ一温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４図（イ）参照＞４ｉＱＥ
電１Ｆを調整しておき、ド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（第４図（ロ）参照）が出力されるにうにり゛
ればよい。

なａ３この１〜ブ一濃度検出部Ｈにおいては、例えば、
ソフトフェライト等の磁性体からなるネジコアを用い、
これを基準磁気回路側に設（）れば、感度調整が可能と
なる。

上述したように、この１−ブーｉＦ１度検出部祠によれ
ば、２つの磁気回路の出力信号を比較し１１〜ナ一濃度
を検出υるため、温度及び湿度４Ｔ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
度の検出が可能どなる。

し具体例］ 第１図におい−Ｃ１感光体ドラム１どしてＳｅドラム（
周滓１５０ｍｍ／５ｅｃ）を、非磁性スリーブ４として
外径３２ｍｍφのステンレス鋼製円筒を、永久磁石５と
しで外径２９．３ｍｍφの［３ａ−フェライト磁石を各
々用いた。また永久磁石５において、スリーブ上の磁束
密度をＮ極は８５０Ｑ、３極は６５０Ｇとしくただし磁
極長さはいずれも２７０ｎ＋ｍ）、ｎ　ｔｒｉは２００
Ｇで磁極長さは４０ｍｍとし、１１極間角度は０１−７
５°、ｅ２　＝９０’　、ｅ３＝６０’　トＬり。Ｉ　
ｌ　剤としては粒径１００〜２００μｍの鉄粉キャリア
（日韓一 本鉄粉＠　Ｅ　Ｆ　Ｖ　２００／　３００）と粒径５〜
２０１１ｍの１−ナー粒子を用いた。

そして現像ギＶツブＤ及びドクターギＩ７ツブｄをそれ
ぞれ４．０ｍｍ及び４．５ｍｍに設定し、非１灸性スビ
ーデストを行なった結果、７１１〜枚数と１〜ナ一濃度
（検出部材の読取値）は第５図の曲線Ｃ１で示すものと
なり、極めＣ良い結果が得られた。

またｎ極を１３５Ｇ及び４１０Ｇに変化さ虻°Ｃ上記と
同様の実験を行なつＩＣ結果、いずれも上記と同様の結
果が得られた。

［比較例］ まず、ｎ極を設けない以外は具体例と同様の条１′１で
実験を行なった結果、１−ナーの濃度は第５図の曲線０
２℃示１ように＝ｌピ一枚数に比例しくトナーミツ１度
は低下した。

次に、ｎｔｉｆｉを５０Ｑとした以外は具体例とＦＢＩ
　Ｎの条（’ｌ　′ｃ実験を行なった結果、トナー濃度
は前記と同様の傾向を示し、ｎ極の効果は認められなが
っｌこ　。

また具体例において、ｎ極の長さが　１５Ｏｎ＋ｍを越
えた場合は、同極対向部での掻落し効果が弱まり、同極
対向部での現像剤の溜りが生じＴ　Ｌ、まった。

［効果１ 以上に記述の如く、本発明によれば、現像剤中のトナー
濃度を精度よくかつ安定しで検出することｅきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置の一実施例を承り断面図、負
１２図は第１図のＡ−Δ屋四図、第３図はトナー検出部
材の回路構成を示づ図、第４図は第３図の回路の出力波
形を示す図、第５図は１〜ナ一′ｆＡ度どコピ一枚数の
関係を示す図である。 １：感光体ドラム、２：現像剤、４：非磁性スリーブ、
７：永久磁石部材、８：トナー１１１度検出部材 図面の（ＩｔＩｉＦ（内’にｊ、：・・上側へし）第１
図 Ａつ 第２図 第３図 第４図 第５図 コピ一枚数 手続補正書訪幻 事件の表示 昭　和５８年特許願第　１０９０５７　号発明の名称　
現像装置 補正をする曹 補正命令の日付　昭和５８年９月２７日（発送日）補正
の対象 図　面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁性キャリア粒子と１−ブー粒子を含む現像剤を保
   持覆る非磁性スリーブと、該非磁性スリーブの内部に固
   定しＣ配置された同極対向部を形成する２個の磁極を含
   む複数個の磁極を有する永久磁石部祠と、前記非磁性ス
   リーブ上を搬送される現像剤のトナーＩ′１度を検出づ
   るトナー濃度検出部材を備えた現像装置においで、前記
   同極対向部の間にそれと逆極性の補助磁極を設け、該補
   助磁極に近接して前記ドブ−ａ度検出部４Ａを配置し／
   ｊことを特徴とす″る現像装置。 ２、補助磁極がトナー濃度検出部材の検出部の長さと対
   応Ｊる長さをイｊ’ｉｆる特πＦ請求第１項に記載の現
   像装置。 ３、補助磁極の強さを同極対向部を形成Ｊる磁極の強ざ
   の１１５〜２／３とした特許請求の範囲第１項記載の現
   像装置