JPS6128980A - 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。

従来の技術 においでは、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−１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、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、
キャ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、該検出手段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
変化して見かけ上用像側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濃度を検出するこ
とが多い。（例えば特開昭５３−４９４３’７号及び同
５４−１５９２３３号公報参照） 発明が解決しようとする問題点 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ける
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、検出コイル部は現像剤に接
触せしめて行なわれるが、現像剤が安定して流れている
場所に検出フィル部を設置しなければならず、このよう
な設定は困難をともなう。、すなわち検出コイル部近傍
の現像剤の流れの状態の変化により見かけ上の現像の透
磁率の変化が生じ、それが検出コイルのインダクタンス
を変化させ、検出誤差として現われてくる。そこで、従
来からトナー濃度の検出は、現像剤の一部をサンプルと
して取出し、永久磁石の磁界を受けない位置で行なうの
が一般的である（例えば特開昭５３−１２６９４４号、
同５４−７６１６５号の各公報参照）。しかしこの場合
には、トナー濃度検出部材が大型化お　　　　゛よび複
雑化するという不具合を伴う。

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
沿って検出コイルを配置するために、トナー濃度検出部
材の検出面を上述したスクレーパ部材の上面に対向して
かつ平行に設けることも行なわれている。しかしながら
この場合には検出面近傍の現像剤の流れに対し検出面は
逆られないように配置されており、検出は現像剤の流れ
の状態だけに依存しており、流れの状態の変化にともな
う検出誤差をまぬがれない。現像剤の流れの状態の変化
の原因としては温湿度変化によル現像側の流動性の変化
及び、長期使用時の現像剤の劣下、特にキャリア表面へ
のトナー樹脂のフィルミングによる現像剤の流動性の変
化が最も大きい。

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。

問題点を解決するための手段 本発明の現像装置は、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複数器　ｎ）口重　飼Ｇ　
　ｆ−ｆ；　−＋　　Ｌ　　几　ｈ　１）ｌ−☆Ｒ１唾
　し　　　　姑　普コ　づト　０幡　繕　１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を備えた現
像装置において、前記スクレーパ部材の上面に対して前
記トナー濃度検出部材の検出面を１０°〜４５″傾けた
構成を有−している。

実施例 以下本発明の詳細を図面により説明する。

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図は環境条件によるトナー濃度の変動を示す図である
。

まず第１図において、磁性キャリアとトナーからなる現
像剤２は現像槽３内に収容され、又現像槽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Ｎ１極
Ｌｅｔ　ＴＢ　ａ　’ｌ！−ｔ７１ｙプＤ「対向する位
階（ある狽（２）磁極−Ｓ１極は掻落し磁極、Ｎ２及び
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８１極の後方にはスクレーパ部材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ｌ−の上方にはドナー２
ａを収容〜するトナ一槽１ｏ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が回転自在に
設けられている。

また現像槽３には非磁性スリーブ４１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はスレーパ一部材１５に対向して設
置されている。

上記現像装置の動作を説明すると次の通りである。

まず非磁性スリーブ４を図示矢印×方向に回転させると
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（図示ぜず）が現像される。現像ギャ
ップＤを通過後の現像剤３はスクレーパ部材１５により
非磁性スリーブ２から掻落されて現像槽３内に回収され
る。

次に回収後の現像剤３は、トナー補給ロール１３の回転
によりトナ一槽１ｏから排出されたトナー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を通過した後にスクレー
パ部材上を通過すると、そこで現像剤層に接触するトナ
ー濃度検出部材８によって現像剤中のトナー８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。

トナー濃度検出部材８としては特開昭５４−１５９２３
３号あるいは特開昭５９−９９４６２号、同５９−９９
４６３号等の公知のものが使用できる。これらのトナー
濃度検出部材はトナー濃度の変化を現像剤の透磁率の変
化として検出コイルのインダクタンス変化として検知す
るものである。

上述した如くの検出コイルのインダクタンスの変化を利
用して１−ナー濃度の検出する場合は、検出面付近の現
像剤の流れを安定させ、検出面に接触する現像剤の密度
を常に安定させることが不可欠である。

しかして従来の現像装置においては、トナー濃度検出部
材の検出面はスクレーパーと平行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、検出面をスクレーパー
の上面に対して大きく傾けることにより、検出精度が大
１］に向上することが見出された。

詳述すると、検出面をスクレーパーの上面に対して大き
く傾斜させると、スクレーパの上面を現像剤が通過する
時に、現像剤が検出面で適度に圧迫されて現像剤は比較
的密な状態で検出面と接触する。またスクレーパーと検
出面との設定角が人去いｔ−肪　相部＆１の済釣は検出
部「当ｔ−ム亀とｈす、余剰の現像剤は検出面両側に逃
げるように流れる、すなわち現像剤の流動性が微少変化
した時に予想されるスクレーパー上の現像剤の量の変化
に対し影響を受けにくくなり検出誤差は小さくなる。具
体的な傾斜角度（第１図にθで示−リ）としては１０°
〜４５°の範囲が適当である。これは１０゜未満の時は
くさび状の領域に現像剤が押し込められるため、現像剤
の流動性の変化時に密度むら（圧力むら）が生じ易く検
出精度が低下する。一方４５°を越える時は検出面の大
きさや、現像剤の規制量にもよるが検出コイル面が現像
剤の流れの中に１゛べて入らなくなりむしろ不安定な状
態を作り出す。本発明者の′検討結果では傾斜角の最適
範囲Ｇ、ｉ１５°〜３５°であった。

具体例 第１図にａ３いて、感光体ドラム１としてＳｅドラム（
外径１２０ＩＩ＋ｕ＋φ、周速１５０ｍｍ　／ｓｅｃ　
）を非磁性スリーブ４どして外径３２ｍ　ｎｍφの３ａ
−フエライ１〜ｔａ石用いた。また永久磁石５において
、Ｎ１極は８００Ｇ、Ｎ２　、Ｓｌ、８２極は全て６５
０Ｇ　（いずれもスリーブ十での値）どし、磁極開角度
θ２、θ３及びｅ４は各々９０°、１２０°及び６０゜
とした。ただしＮ１極と永久磁石部材の中心Ｏを結ぶ線
と水平線αのなす角度ｅ１は１０６とした。

現像剤としては粒径１００〜２００μｍの鉄粉主１１リ
ア（日本鉄粉製ＥＦＶ）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及び現像ギャップＤをいずれ
も４．＋＋＋ｎ＋に設定し非磁性スリーブ４を２０ｏｒ
、　ｐ、ｌ　、で回転させ、現像剤中のトナー濃度の基
準値を５％に設定して環境条件を変え、それぞれ２００
０枚のコピーテストを行なった。

ここで検出部材としては、特開昭５９−９９４６２号公
報の第２図に示されるものを使用した。テスト条件のサ
イクルとしては２５℃、５０％ＲＨ，条件下でトナー濃
度検出部材を設定し同条件下で５００枚のコピーを行な
い、次いで１５℃、２０％ＲＨ下で５００枚、次いで３
５℃、８０％ＲＨで５００枚、最後に２５℃、５０％Ｒ
Ｈで５００枚のコピーテストを行ない、各環境条件の最
後で現像剤のトナー濃度を測定した２゜その結果を第２
図に示す。全体の傾向として高温多湿条件下ではトナー
濃度が上昇し、低温低湿条件下ではトナー濃度が低くな
る傾向が見られたが検出面の設定各θによりその変動が
変化し、実用上の許容範囲とＬノで１０°≦θ≦４５°
、望ましくは１５″　≦０３０″　を得た。

発明の効果 以上に記述の如く本発明によれば現像剤中のトナー８１
度を精度良くかつ安定して検出することが゛できる。

【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示す断面図、第
２図は環境条件によるトナー濃度の変動を示す図である
。 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：トナー濃度検出部材、１５ニス
クレーパ一部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、磁性キャリアとトナー粒子を含む現像剤を保持する
   非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に設けられた表
   面に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、前記非磁性スリーブに近接して設
   けられたスクレーバ部材と、前記スクレーバ部材に対向
   して設けられたトナー濃度検出部材を有する現像装置に
   おいて、前記スクレーバー部材の上面に対して前記検出
   部材の検出面を１０°〜４５°傾斜せしめたことを特徴
   とする現像装置。