JPS634278A - 乾式現像装置 - 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、電子写真法、あるいは静電記録法などによつ
て形成された潜像を現像する現像装置に関するものであ
る。

（従来技術） 従来から現像装置として粉体現像剤を使用する装置は実
用化されているが、現像剤の供給方式には、予め容器内
に収容されたものを使用する（カートリッジ化されたプ
ロセスユニットに採用されている）非補給型と装置内の
現像剤の残量に応じて現像剤を補給する補給型とがある
。

これらはいずれも現像剤に帯電を生じさせて現像時の静
電潜像への付着効果を高めるように構成されており、そ
の帯電は一成分現像剤でも存在し、特に２成分現像剤で
は重要な機能である。

現像装置が収納される記録機器には小型化、性能向上が
強いられているため、必然的に現像装置の小型化が要求
される。

この様な小型の現像装置に於ては、現像剤に充分な帯電
を与えるためにＡＴＲ等の複雑な機構を搭載することは
難しく、より簡易な構成で現像剤に充分な帯電を与えな
くてはならない。本出願人らはこれらの現像装置として
特開昭５８−１４３３６０、特開昭５９−１０１６８０
等に記載されるものを提案した。さらに画質を向上させ
たものとして特別な現像方式を提案している。

これらは磁性粒子に対して、磁力、動、現像スリーブと
の摩擦力を利用して磁性粒子層の循環運動を発生させ、
それにより現像剤の帯電を行なうものであった。しかし
ながら、磁性粒子層の循環によりトナーを補給するため
、過剰なトナーを磁性粒子層に取り込み、帯電不足でカ
ブリを生じる恐れが存在した。

（目的） 本発明は、小型の現像装置においてトナーの供給過剰に
よるｉ電不足を防止し、カブリのない良好な画像を得ら
れる現像装置を提供することである。

（発明の概要） 本発明は、現像スリーブ内に固着して設けられた磁石を
有し、その外周面上に磁気吸着されている磁性粒子層に
対して、トナー貯蔵容器内に貯蔵されているトナーを供
給することにより現像スリーブの回動に伴なって磁性粒
子とトナーの混合物からなる磁性現像剤を調製し、この
磁性現像剤を用いて静電潜像を現像する乾式現像装置で
あって、トナー供給口より磁性現像剤搬送方向下流側に
あって、かつ現像剤層厚規制部材の上流側に少なくとも
１つの磁極が有り、その磁極の磁界の及ぶ範囲内に現像
剤遮蔽部材を設けるものである。

これによって磁性粒子層に対するトナーの供給過剰を防
止するとともに、現像剤層に規制を加えて現像剤への帯
電を充分に行なうことが可能なため良好な画像を提供し
得る。

（実施例） 第１図は、本発明実施例の要部説明図である。

本図において、ｌは現像されるべき静電潜像を担持する
静電潜像担持体であり、具体的には無端移動可能な感光
ドラムあるいはベルトもしくは誘電体ドラムあるいはベ
ルトなどである。この上に静電潜像を形成する方法は本
発明の要旨ではな（、公知の方法でよい。本実施例では
静電潜像担持体は電子写真法によって静電潜像が形成さ
れる感光ドラムであり、矢印ａの方向に回転可能である
。

本実施例の装置は現像剤容器２１、現像剤保持部材であ
る現像スリーブ２２（以下単にスリーブと呼ぶ）、磁界
発生手段である磁石２３、スリーブ２２上で現像部に搬
送される現像剤の量を制御する規制ブレード２４（以下
単にブレードと呼ぶ）等を有する。

以下それぞれの構成を説明する。

容器２１は磁性粒子２７とトナー粒子２８とを混合物と
して有する現像剤を収容する。トナー粒子は本実施例で
は、例えばカーボン１０部、ポリスチレン９０部を主体
として形成された粒径７〜２０μｍの非磁性トナー粒子
である。トナー粒子と磁性粒子とは本実施例では、スリ
ーブ２２近傍で磁性粒子の濃度が高く、スリーブ２２か
ら離れたところでは低いように収容されているが、均等
な混合物として容器２１内に収容してもよい。容器２１
は第１図左下部に開口を有する。

スリーブ２２は、例えばアルミニウムなどの非磁性材料
製であり、容器２１の上記開口部に設けられ、その表面
の一部を露出させ、他の面を容器２１内に突入させてい
る。スリーブ２２は図面に直角な軸の回りに回転可能に
軸支され、感光ドラムの周速とほぼ等速で矢印すで示す
方向に回転駆動される。

本実施例ではスリーブ２２は円筒状のスリーブであるが
、これは無端ベルトでもよい。

磁石２３はスリーブ２２内部に静止的に固定され、スリ
ーブ２２の回転時も不動である。磁石２３は後述のブレ
ード２４と協働してスリーブ２２上への現像剤塗布量を
制御するＮ磁極２３ａ１現像磁極であるＳ磁極２３ｂ１
現像部通過後の現像剤を容器２１内に搬送するＮ磁極２
３ｃおよびＳ磁極２３ｄを有する。Ｓ極とＮ極は逆でも
よい。

ブレード２４は本実施例では、少なくともその先端が例
えばアルミニウムなどの非磁性材料製であり、容器２１
の開口の上部近傍でスリーブ２２の長手方向に延在し、
その基部は容器２．１に固定され、先端側はスリーブ２
２の表面に間隙をもって対向している。ブレード２４の
先端とスリーブ２２の表面との間隙は５０〜５００　μ
ｍ　、好ましくは１００〜３５０μｍであり、本実施例
では２５０μｍである。この間隙が５０μｍより小さい
と、磁性粒子がこの間隙に詰まり易＜、５００μｍを越
えると、磁性粒子およびトナーが多量に間隙を通過し、
スリーブ２２上に適当な厚さの現像剤層が形成できない
。

本実施例においては、非磁性ブレード２４の容器内側に
補助磁性ブレード２４ａを設け、現像剤層のより一層の
安定を図っている。

さらに補助磁性ブレード２４ａの容器２１内側には、磁
性粒子循環限定部材２６がカット磁極２３ａの概略対向
位置で磁界の及ぶ位置に設置されている。

つぎに本実施例の現像装置の作動について説明する。ま
ず、容器２１に磁性粒子２７を投入する。

投入された磁性粒子は磁極２３ａおよび２３ｄによって
スリーブ２２上に保持され、容器２１内に面するスリー
ブ２２の表面全体に互って付着し、磁性粒子層を構成す
る。この磁性粒子層の磁極２３ａおよび磁極２３ｄに近
い部分では磁性粒子２７は磁気ブラシを構成する。その
後、トナー２８を容器２１内に投入し、前記磁性粒子層
の外側にトナー層を形成する。前記の最初に投入する磁
性粒子２７は磁性粒子に対して、もともと２〜７０％（
重量）トナーを含むことが好ましいが、磁性粒子のみと
してもよい。磁性粒子２７は一部スリーブ２２表面上に
磁性粒子層として吸着保持されれば、装置の振動やかな
り大きな傾きによっても実質的な流動あるいは傾斜は発
生せず、スリーブ２２の表面を覆った状態が維持される
。

つぎに、スリーブ２２を矢印方向に回転すると、磁性粒
子は容器２１の下部からスリーブ２２の表面に沿った方
向に上昇し、ブレード２４の近傍に至る。

そこで、磁性粒子の一部はトナーとともにブレード２４
の先端とスリーブ２２の表面との間隙を通過し、他部は
部材２６に衝突し、後からスリーブの回動に伴なって搬
送されてくる。磁性粒子の圧力により、−見したところ
動かない不動層を形成する。

すなわちスリーブ２２の表面近くに形成された磁性粒子
層は、ご（スリーブの近傍でのスリーブ２２の回動に伴
なった磁性粒子移動層と、遮蔽部材である循環領域限定
部材２６で塞き止められた不動層から形成される。

トナー供給開口３１では、少な（ともその下部部分では
移動層が露出し、磁性粒子の動きによりトナーを磁性粒
子層に補給していくものであり、磁性粒子層のＴ／Ｃ（
トナーコンテンツ）の変化により不動層の体積が増減し
、すなわちＴ／Ｃが上昇すると不動層の体積が増し、ト
ナー供給口の実質的開口幅（移動層の露出幅）が減少し
トナーの取り込み量が減少し、逆にＴ／Ｃが下降すると
不動層の体積が減少し、実質的トナー供給開口が増加し
て磁性粒子層へのトナー取り込み量が増加するものであ
り、概ね磁性粒子層のＴ／Ｃ安定化が達成される。

本実施例の現像装置においては容器２１内側にはカット
磁極２３ａしがなく、トナー供給開口部には磁極は存在
しない。さらにカット磁極２３ａの上方でその磁界の及
ぶ範囲内に遮蔽部材２６が設けられている。遮蔽部材２
６により磁性粒子不動層が形成され、前述の様なメカニ
ズムでＴ／Ｃの安定がなされると共に、カット磁極位置
での穂立ちが防止され、さらにトナー供給口に磁極が存
在しないことにより磁性粒子の密度の低い穂立ち部から
のトナーの過剰供給が防止され、さらにＴ／Ｃが安定す
ると共にさらに閉塞空間の磁性粒子層の圧力が上昇し、
トナーへの帯電付与能力が高まり、極めて安定した現像
剤層が得られる。

その結果、カブリ、ムラのない良質な画像を得ることが
できる。

（実験例） 第１図の構成の現像装置において 現像スリーブ径　　φ２０．Ｏｍｍ 感光ドラム径　　　φ６０．Ｏｍｍ カット磁極２３ａ　　　９００　　　　Ｇ現像磁極２３
ｂ　　　　９５０　　　　Ｇ（スリーブ表面で）搬送磁
極２３ｃ、ｄ　　　８００　　　　Ｇ遮蔽部材をカット
磁極位置でスリーブ表面より４ｍｍ離して設置 磁性粒子としては平均粒径５０μｍのフェライト粒子に
樹脂コートしたものを用い、トナーとしては平均粒径１
２μｍの絶縁性非磁性トナーを用いた現像剤を使用して
キャノン（株）製ＰＣ−２０複写機に組み込み、感光体
電位ＶＤ＝６００Ｖ、　Ｖｔ＝２２０Ｖ。

プロセス速度６６　ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃに設定し、
現像バイアスとしてＰｅａｈ　　ｖｓ　　Ｐｅａｈ電圧
１．３ＫＶｐｐ、周波数１．６Ｋ）ｌｚの交番電界に一
３００ｖの直流電圧を重畳したものを用い、画出しを行
なったところカブリ、ムラのない良好な画像を得ること
が可能であった。さらに２千枚の耐久に亙っても良質な
画像が得られた。

前記実施例においては、現像バイアスとして交番電界に
直流電界を重畳したものを用いたが、もちろん直流バイ
アスのみでも良い。

本実施例の現像装置においては、磁性粒子層は現像スリ
ーブ内の磁石により不動層も含めて完全に拘束されてい
るため、現像装置の傾き、振動等により磁性粒子層の片
寄り等は起こりにクク、ムラの生じに（い安定した画像
が得られる。

前記実施例においては遮蔽部材２６が完全な閉塞空間を
形成し、不動層を造り、現像剤層に強い圧力を加えて充
分な帯電を行なっているが、例えば線圧力数Ｋｇで定着
するような軽圧力定着トナーを使用する場合には、圧力
が高すぎ現像剤の劣化を引き起こす可能性があり遮蔽部
材２６による圧力を弱め軽負荷とした例を第２．３．　
４図に示す。

第２図は規制ブレード２４遮蔽部材２６の設定位置を変
更し重力を用いて不動層の形成を防止し、軽負荷とした
ものである。

本実施例の現像装置における磁性粒子の挙動は、スリー
ブ２２を矢印方向に回転すると、磁性粒子は容器２１の
下部からスリーブ２２の表面に沿った方向に上昇し、ブ
レード２４の近傍に至る。そこで、磁性粒子の一部はト
ナーとともにブレード２４の先端とスリーブ２２の表面
との間隙を通過し、他部は部材２６に衝突した後、後続
の磁性粒子の動きに押され、矢印Ｃ方向に移動し、やが
て磁極２３ａの磁界外へ出て、磁性粒子の上昇経路の外
側を重力によって下降して容器２１の下部に至り、再び
スリーブ２２の近傍を上昇して上記動作を繰返す。

このようにして遮蔽部材２６の先端付近より反転して落
下する磁性粒子はその外側のトナー層からトナー粒子を
取込んで行く。

スリーブ２２の回転とともにこのように循環することに
よって、トナー２８は磁性粒子２７およびスリーブ２２
表面との摩擦によって帯電する。ブレード２４の手前近
傍では、スリーブ２２の表面に近い磁性粒子２７は磁極
２３ａによってスリーブ２２表面に引き付けられ、スリ
ーブ２２の回転とともにブレード２４の下方を抜けて容
器２１外に出る。このさい磁性粒子２７はその表面に付
着したトナーを一緒に運び出す。また帯電したトナー粒
子２８の一部はスリーブ２２表面に鏡映力によって付着
したままスリーブ２２上を容器外に出る。ブレード２４
はスリーブ２２上に塗布される現像剤量を規制する。

本実施例では遮蔽部材２６はトナー供給開口を制限する
とともにトナー供給開口部での磁極２３ａによる磁性粒
子穂立ちを防止し、穂立ち部からのトナーの過剰な取り
込みを防ぎ遮蔽部材２６の設定角度を変えることにより
、ブレード付近での現像剤層へ加わる圧力を適宜調整可
能であり、現像剤の劣化を引き起こさず、かつ充分に帯
電を行なう点を選択し得り、都合が良い。

本実施例の現像装置において現像剤として、ＰＣ−３０
用軽圧力定着用現像剤を用いて現像を行なったところ２
０００枚にわたり現像剤の劣化はなく、かつ、カプリム
ラのない画像が得られた。

第３，４図は遮蔽部材２６の下流側、ブレード直前に空
室を設けて負荷を軽減したものである。

第３図は、カット磁極２３ａをブレード部から離し、カ
ット磁極２３ａに対して遮蔽部材２６が設けられている
例である。本実施例における磁性粒子の挙動は、スリー
ブ２２の回転とともに磁性粒子は容器下部からスリーブ
局面を伝わってトナーを取り込みながら、カット磁極部
２３ａに至る。カット磁極部付近では磁界により穂立ち
し遮蔽部材との間で磁気カーテンを形成する。磁気カー
テンによリ、トナー供給口で過剰に取り込んだトナーを
漉し出し安定したトナーコンテンツを維持する。

さらに空室にはスリーブへ搬送されない現像剤が滞留し
現像剤へ負荷を与え帯電を充分に行なうことができる。

現像剤への帯電負荷は滞留する磁性粒子層の量に依存し
、これを適宜調整することにより良好な現像特性が得ら
れる。

本実施例においては、ブレード２４と遮蔽部材２６の間
に空間をつくるのでカット磁極２３ａの影響が、弱く、
層厚規制が充分に行ないにくいため、ブレード２４背面
に補助磁性ブレード２４ａを設けることが好ましい。こ
れにより、現像剤のコートが安定される。

上記実施例においてはカット磁極２３ａに対向して遮蔽
部材２６を設置していたが、もちろん独立に設けても良
い。そのような実施例を第４図に示す。

第４図の現像装置においてはカット磁極２３ａの上流側
の磁極２３ｅの磁極に対向して遮蔽部材２６を設けてい
る磁極２３ｅの上流側でトナー供給開口部に対向して、
磁極２３ｆが存在する。磁極２３ｆは、現像剤の搬送性
を高めるために用いるものであり、存在しな（でも良い
。磁性粒子の挙動は第３図の実施例のものと同等であり
、詳しい説明は略す。

本実施例においては、磁極２３ｅによる磁気カーテンを
つよめトナーの濾過効果を強化するために遮蔽部材２６
の現像スリーブ対向面又はその１部を磁性部材で形成す
ることも好ましい。本実施例では磁極各々に機能分散で
きるため、より安定した現像剤層、画像が得られる。

従って本実施例においては前述の様にトナー供給開口部
に搬送磁極を設けて開口部で磁性粒子を穂立ちさせ、過
剰なトナーを取り込んでも、磁気カーテンのトナーの濾
過効果により安定なＴ／Ｃを維持することができ良好な
画像を保ちつづけることが出来る。

（効　果） 以上説明したように、トナー供給開口より下流側でかつ
規制部材の上流側に磁極が存在し、かつその磁界の及ぶ
範囲内に現像剤遮蔽部材を設けることにより現像剤層の
Ｔ／Ｃを維持し、トナーへ帯電を充分に与えることによ
ってカブリ、ムラのない良質な画像を得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の１実施例の要部説明図
、 第２図、第３図、第４図は夫々他の実施例の要部拡大図
である。 ｌは感光ドラム　　　２１は容器 ２２はスリーブ　　　　２３は磁石 ２４はブレード　　　　２６は遮蔽部材２７は磁性粒子
　　　　２８はトナー ２９は磁性シール　　　３゛１はトナー供給開口２４ａ
は磁性ブレード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）現像スリーブ内に固着された磁石を有し、その外周
   面上に磁気吸着されている磁性粒子に対して、トナー貯
   蔵容器内に貯蔵されているトナーを供給することにより
   現像スリーブの回動に伴なって磁性粒子とトナーの混合
   物からなる磁性現像剤を調製し、この磁性現像剤を用い
   て静電潜像を現像する乾式現像装置であって、トナー供
   給開口より磁性現像剤搬送方向下流側にあって、かつ現
   像剤層厚規制部材の上流側に少なくとも１つの磁極が有
   り、その磁極の磁界の及ぶ範囲内に現像剤遮蔽部材を設
   けることを特徴とした現像装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の現像装置において、上
   記現像剤遮蔽部材と上記現像剤層厚規制部材との間に空
   室を設けることを特徴とする現像装置。 ３）特許請求の範囲第２項記載の現像装置において、現
   像剤層厚規制部材の少なくとも一部が磁性体であること
   を特徴とする現像装置。