JPS6383749A - トナ−濃度調節方法 - 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、電子写真法や静電記録法等による記録装置に
使用される現像装置の現像剤のトナー濃度調節方法に関
する。

従来の技術 電子写真法や静電記録法は、感光体あるいは記録体上に
静電潜像を形成し、この静電潜像に現像剤を近接させ現
像剤中のトナーを付着せしめ静電潜像を可視化し、これ
を紙等に転写・定盾して記録する。

この記録法の現在実用化されている現像剤および現像方
法としては、磁性トナーのみからなる現像剤を用いる一
成分現像法と、鉄粉、磁性体を分散した樹脂粒子、樹脂
被覆したフェライト焼結体粒子等の磁性キャリアと顔料
を分散した樹脂粒子からなるトナーとを混合した現像剤
を用いる二成分現作法とがある。−成分現像法は、トナ
ー濃度コントロールが不要で現像装置の構造が簡素化で
きる等の利点があるが、トナーの帯電の安定化が複雑で
ある等の現像操作上の難点と画像品質上の欠点があり、
また、カラー画像記録用トナーとしては、磁性材料を分
散した磁性トナーは色調や彩度の面から使用できず、非
磁性トナーが庚用されているが、磁性−成分現像法の技
術が適用できないという問題がある。

一方、二成分現像法は、現像操作が容易で形成された画
像品質も比較的良好であり醍用されるトナー材料への制
約も少ない等の利点があり広く実用化されている。しか
しながら、二成分現像法は、トナー濃度の画質への影響
が大きく、トナー濃度が低い場合は画像濃度の低下を生
じ、トナー濃度が高い場合は、非画像部へのカプリを生
じやすく、また、現像剤磁気ブラシからのトナー飛散を
生み装置内を汚染する等の問題全発生する。このため、
二成分現像法ではｌ・ナーｃ３度調節が必要でありこの
トナー濃度調節は、画像濃度あるいは現像剤のインダク
タンスの変化を検出し、この検出信号に基づいて自動的
にトナー補給する装置により行なわれているが、装置が
高価となるという欠点がある。

このため、二成分現像法のトナー濃度を簡易に調節する
方法として、二成分系現像剤の磁気ブラシをメソシュ・
スクリーンと摺擦させ、メツシュ・スクリーンの開口を
通して磁気ブラシ側あるいは逆側への顕電性トナーの移
動を行なわせることにより二成分系現像剤中のトナー濃
匣ヲ調節する方法（特開昭５９−５５４６３号公報）や
磁気ローラの磁界の及ぶ領域内に現像スリーブの軸方向
に延在し、現像領域上流側に設けられた空室と、トナー
補給槽とを導通するトナー供給用スリットと、トナー袖
給糟内に収容されているトナーをトナー供給用スリッ）
ｋ通過させて前記空室内に供給するトナー供給手段を備
えた現像装置による方法（！＋！ｆ開昭６１−５３６７
了号公報）等が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、本発明者らが種々検討を行なった結果、
上記の２種の簡易にトナー濃度を調節する方法において
、前者は、トナー消費量が少ない現像時には比較的安定
したトナー濃度が維持されるが、高黒化率の現像全行な
いトナー消費量が多い時は、磁気ブラシと顕電性トナー
との摺擦機会が不光分となりトナーの供給が不足し、低
トナー濃度になるという問題が発生した。また、トナー
槽側のトナーの量やトナー材料の流動性がトナー濃度に
与える影響が大きく、現像装置構成上制御が困難な点が
多くあった。また、後者による方法では、非磁性トナー
を用いた場合、トナーが非磁性であるため磁気ローラー
の回転に基づくトナーの自転作用によるｌ・ナー供給力
がないので、供給用スリットへの圧力を付与する他の手
段が必要であるが、供給用スリット全域にわたって均一
に圧力を付与することが困難で、圧力が強い部分では高
トナー濃度、圧力が弱い部分では吐トナー膿度となり、
現像スリーブ軸方向でのトナー濃度のバラツキが大きく
安定した画像は得られないという問題点を有していた。

本発明は、上記の種々の問題点を解決するためになされ
たもので、現像時のトナーの消費量の影響が少なく、１
だ、トナー材料の磁性の有無、流動性等の材料特性の影
響が少なく、特別な装置を必要とせずトナー濃度の調節
を可能にしたトナー濃度調節方法を提供するものである
。

問題点を解決するだめの手段 上記間１ｍ点を解決するために、本発明の１・す−濃度
調節方法は、磁性キャリア粒子およびトナー粒子の粒径
より大である開口径の複数個の開口を有する網状部材を
、内部に磁気ローラーを有する現像スリーブの磁界の及
び領域内に設け、磁性キャリアまたは磁性キャリアとト
ナーとからなる現像剤を、網状部材が磁性キャリア内ま
たは現像剤内に埋没するよう投入し、網状部材の開口を
通して磁性キャリアの移動を行なわせ、同時に磁性キャ
リアに帯電吸着したトナーを移動させてトナー濃度の調
節を行なうものである。

作用 本発明は上記した溝底によって、現像装着の動作時に現
像スリーブ、ブレードおよび網状部材によって包含され
る部分の磁性キャリアとトナーとからなる現像剤は、磁
気ローラーによる磁力と現像スリーブによる搬送力によ
って一定の圧力と攪拌力とをうけ、摺擦攪拌されて十分
に帯電した適正なｌ・ナー濃度の現像剤を形成する。こ
の時、磁性キャリアの量が大であれば圧力が大となり、
余分な磁性キャリアは磁気ローラーの磁力による吸引力
にうち勝って網状部材の開口を通過してトナー室側へ移
動する。ｌ・ナー室側に移動した磁性キャリアはトナー
と混合攪拌され網状部材近傍で高トナー濃度の現像剤が
形成される。

静電潜像の現像により現像スリーブ上のトナーが消費さ
れると、トナーの消費量に応じて、現像スリーブ、ブレ
ードおよび網状部材によって包含される部分の現像剤の
うける圧力が代下し、網状部材近傍の高トナー濃度現像
剤中の磁性キャリアは、トナーを帯電吸着した状態で現
像スリーブ内部の磁気ローラーの磁力による吸引力によ
って網状部材の開口を通過して現像スリーブ側へ供給さ
れる。このように、網状部材を磁気ローラーの磁界の及
ぶ領域内で現像剤内に埋没する位置に設け、現像スリー
ブ上の現像剤のうける圧力全一定に保つことにより、磁
性キャリアの移動に伴なってトナーの消費量に応じてト
ナーが供給され適正トナー濃度が維持される。また、ト
ナーが非磁性トナーであっても、トナーは磁性キャリア
に帯電吸着した状態で磁性キャリアのうける磁力により
磁性キャリアと共に供給されるので特別な供給装置を必
要とせず、また、゛トナーの流動性等の材料特性の影響
が少ない。

実施例 以下本発明の一実施例のトナー′ＩＪ５度調節方法につ
いて図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明のトナー濃度調節方法を適用した実施例
における現像装置の断面図を示すものである。第１図に
おいて、１は現像装置筐体、２は現像スリーブ、３は磁
気ローラー、４はブレード、６は複数の開口を有する網
状部材、６はトナー室、７は保護カバー、８はトナー攪
拌羽根、９は現像剤であり、現像剤９は、磁性キャリア
９１とトナー９２とからなる。

以上のように構成された現像装置について、構成および
動作の詳細について以下に説明する。

現像スリーブ２は円筒状の導電性非磁性材からなり、そ
の内部に外周部にＮ、Ｓ極を交互に着磁した磁気ローラ
ー３を有している。現像スリーブ２と磁気ローラー３は
、それぞれ独立して回転することか可能であり、現像装
置動作時には、現像スリーブ２は矢印ａ方向に、磁気ロ
ーラー３は矢印す方向に回転して現像剤９を矢印ａ方向
に搬送して磁気ブラシを形成し静電潜像の現像を行なう
。

ブレード４は、現像スリーブ２０表面に対向し、現像剤
搬送方向の現像領域の上流側に設置されている。ブレー
ド４は現像剤磁気ブラシの穂高全規制するものでブレー
ド４と現像スリーブ２との間隔は鞘部に設定される。ブ
レード４として磁性材。

非磁性材のいずれも実用できる。網状部材５は、現像ス
リーブ２の軸方向と平行に延在しており、磁気ローラー
３の磁界の及ぶ領域内で現像剤９に埋没するよう設けて
いる。網状部材５としては、ステンレススチール、銅、
黄銅等の非磁性金属材料、鋼、ニッケル等の磁性全屈材
料、絹、ナイロン、ポリエステル等の有機高分子材料か
らなる繊維あるいは針金を織製したもの、成型、打ち抜
き加工あるいはエツチング加工したもののいずれでも良
く複数個の開口を万するよう形成したものであれば良い
。、ｔ４状部材５の開口の開口径は、現像剤すなわち磁
性キャリア、トナーおよびトナーを帯電吸着した磁性キ
ャリアが通過するに十分な寸法が必要である。一般に実
用される２成分現像剤は、粒径が３μｍから２０７４ｍ
のトナーと粒径が２０μｍから１６０βｍの磁性キャリ
アとからなるものであり、従って、開口径１５０μｍ以
上つ１す１００メソシユ以下で、現像スリーブ上の現像
剤の圧力を保持する機能から９．２ツノシュ以上（開口
径２ｍｍ以下）であることが望−ましく開孔率３０％か
ら７０％の網状部材が実用できる。

トナー（覚拌羽根８は、トナー室６に存するトナー９２
′ｆｆ：回転攪拌してトナーの流動性全高め現像剤９近
傍へトナーを送り込む機能を有するものである。保護カ
バー７は、現像スリーブ上の現像剤磁気ブラシからのト
ナーの飛散の防止と、現像剤中への異物の混入防止等の
機能を有する。現像装置’ｌｌ笛体１は、有機高分子材
（１，金属材料他から成り、上記の現像スリーブ２．磁
気ローラー３．ブレード４．網状部材５．保護カバー７
およびトナー攪拌羽根８を保持固定するとともに、トナ
ー室６全構成している。現像剤９は、磁性キャリア９１
とトナー９２との混合物であり、その量は、網状部材が
現像剤中にｆｆＴＡ没するに十分な量が必要であり、現
像スリーブ２上に磁気ブラシを形成するに必要な量と現
像スリーブ２．ブレード４．網状部材５および現像装置
筐体１の一部で包含される容積を満たすに十分な量の和
よりも犬としている。

次に、第１図の現像装置を複写装置に組み込み実験を行
なった結果について具体的に説明する。

感光体ドラムは、Ｓｓ系悪感光体ドラム直径６０ｎｔｍ
、ドラム周速１ｏ　ｓｍｍ／ｓｅｃ、静電潜像最高電位
＋７５０Ｖで、現像装置の現像条件は、現像スリーブ直
径２４．５ｍ１ｌｌ、回転ｈ　６０　ｒｐｍ、磁気ロー
ラー極数８極、磁束密度８００ガウス、回転数４０Ｏｒ
ｐｍ、感光体ドラムと現像スリーブとの間隔０．４４ｍ
ｍ、ブレードとして磁性のステンレススチールを使用し
、ブレードと現像スリーブとの間隔０．３゜ｎ＋ｍ、ト
ナー攪拌羽根回転数４６　ｒｐｍで行なった。

磁性キャリアは、スチレンアクリル樹脂中に７５ｗｔ％
のマグネタイを分散した磁性体分散型樹脂キャリアで平
均粒径６０μｍ１粒径２０μｍ以下および粒径１００μ
ｍ以上が５％以下の粒度分布のものを使用した。またト
ナーは、非磁性の赤画像用マイナス帯電トナーでスチレ
ンアクリル樹脂中にＳｗｔ％の顔料能の無機材料成分を
分散したもので、平均粒径１２μｍ、粒径６μｍ以下お
よび粒径２０μｍ以上が６％以下の粒度分布のものを使
用した。上記の磁性キャリアとトナーからなる現像剤の
場合、良好な画像を得るに適し、トナー飛散等の問題を
発生しないトナー濃度はＳｗｔ％から１５ｗｔ％であっ
た。

上記した条件のもとで、網状部材として非磁性のステン
レススチールスクリーンを使用し、メツシュ寸法の影響
、また現像剤として磁性樹脂キャリア９０ｗｔ％、トナ
ー１０ｗｔ％の混合物全使用し、現像剤の量の影響につ
いて調べた。評価は、トナー室に１６０ｇのトナー全投
入し、黒化率０％、６％、１６％の３種の原稿を現像方
向に平行に並べ、同時に連続で３０ｏＯ枚の複写を行な
い、各原稿相当部分の現像スリーブ上の現像剤磁気ブラ
シのトナー濃度の推移を調べることにより行なった。ト
ナー濃度の測定は、ＳＯＯ枚複写ごとに行ない、現像ス
リーブ上の現像剤を各０．１９程度採取し、燃焼後の重
量を測定する方法により行なった。実験結果を以下に記
す。

３２メツシユ（開口寸法０　、５０　ｍｍ　）のステン
レススクリーンを使用し、現像剤量を変えて実験した結
果のトナー濃度のバラツキを第１表に示す。

第１表 現像剤量３０ｇは、本実験で使用した現像装置の場合、
現像スリーブ上に磁気ブラシを形成するに必要な量と現
像スリーブ、ブレード、３２メツシユステンンススクリ
ーンおよび現像装置筐体の一部で包含される容積を満た
すに十分な量の和にほぼ等しい量であり、現像剤は、ス
テンレススクリーンよりトナー室側にあふれない状態で
投入した。

現像剤量４ｏ９以上では、現像剤は、ステンレススクリ
ーンを通過してトナー室側にあふれ、ステンレススクリ
ーン埋没させるに十分な量であった。

第１表に示した実験結果のように、現像剤量３０ｇでは
トナー濃度のバラツキが太きく、安定した複写画像は得
られなかったが、現像剤量４ｏ、９以上では、４０．９
でやや高トナー濃度、１００ｇでやや低トナー濃度では
あるがほぼ安定したトナー濃度で推移し、良好な複写画
像が得られた。

次に、現像剤量６０ｇで、ステンレススクリーンのメソ
シュを変えて実験した結果、１４メツシユ（開口寸法１
．２ｍ＋ｎ）でトナー濃度１０ｗｔ％がら２０ｗｔ％と
やや高トナー濃度、了Ｑメツ・／ユ（開口寸法０．２１
　ｍｍ　）でトナー濃度３ｗｔ％から１０ｗｔ％とやや
１氏トナー濃度であったが、２０ノノンユ（開口寸法０
．８４ｍｍ）から４８ノソ／ユ（開口寸法０．３０ｍｍ
）ではトナー濃度ｓｗｔ％から１５ｗｔ％と安定したト
ナー濃度で推移した。

さらに、現像剤ｔ　６０　ｇで３２メソシユステンレス
スクリーンを使用し、現像装置の現像スリーブとスリー
ブとの間隔（穂高規制寸法）を変えてその影響を調べた
。この結果、穂高規ｊｌｒｌ１寸法が小さい場合は抵ト
ナー濃度、穂高規制寸法が大きい場合は高トナー濃度と
なる傾向があったが、穂高規制寸法０．２５ｍｍから０
．４５　ｍｍでトナー濃度は６ｗｔ％から１５ｗｔ％と
なり、良好な複写画像が得られた。

以上、本発明の一実施例とこれを用いた実験結果につい
て説明したが、現像条件、現像装置の各部寸法、現像剤
の適正トナー濃度その他各種数値は、要求される現像条
件や使用される現像剤によって適宜決定されるもので一
義的に決定されるものではない。

以上の説明のように、現像スリーブ内部の磁気ローラー
の磁界の及ぶ領域内に、磁性キャリア粒子およびトナー
粒子の粒径より大である開口径の複数の開口を有する網
状部材を設け、この網状部材を埋没させるに足る量の現
像剤を投入することにより、安定してトナー濃度が制御
でき、網状部材の開口寸法、穂高規制寸法および現像剤
量を適正に設定することにより、１史用される現像剤の
適正トナー濃度に合致するよう制御できることが明らか
になった。

発明の効果 以上のように本発明は、磁性キャリア粒子およびトナー
粒子の粒径より大である開口径の複数個の開口を有する
網状部材を、内部に磁気ローラーを有する現像スリーブ
の磁界の及ぶ領域内に設け、磁性キャリアまたは磁性キ
ャリアとトナーとからなる現像剤を、網状部材が磁性キ
ャリア内または現像剤内に埋没するよう投入し、網状部
材の開口を通して磁性キャリアの移動を行なわせ、同時
に磁性キャリアに帯電吸着したトナーの移動を行なわせ
ることにより、現像剤のトナー濃度の調節を行なう方法
であるので、特別なトナー濃度検知装置および制御装置
を必要としないため現像装置を簡素化できるとともに、
現像時のトナーの消費量の影響やトナー材料の磁性の有
無、流動性等の材料特性の影響の少ないトナー濃度の調
節が可能である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のトナー濃度調節方法の一実施例を示す現像
装置の断面図である。 １・・・・・・現像装置筐体、２・・・・・・現像スリ
ーブ、３・・・・・磁気ローラー、４・・・・・ブレー
ド、５・・・・・・網状部材、６・・・・・ｌ・ナー室
、了・・・・・・保護カバー、８・・・・・トナー攪拌
羽根、９・・・・・・現像剤、９１・川・・磁性キャリ
ア、９２・・・・・トナー。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−−現傷装Ｘｖ体 ２−現体スリーブ ３−磁気ローラー ４−　プレー≦ Ｓ〜鯛林部材 ６−）　　　す　−　１＝ ７　−一−イ禾　ｉｊＦ　クツ　、バ　　−８−）サー
↑寛１午町町ｊｔ艮 ５７　−−一　　現　イ象　斧り ９７一一通性千マリア ９２−）ナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁性キャリア粒子およびトナー粒子の粒径より大である
   開口径の複数個の開口を有する網状部材を、内部に磁気
   ローラーを有する現像スリーブの磁界の及ぶ領域内に設
   け、磁性キャリアまたは磁性キャリアとトナーとからな
   る現像剤を、前記網状部材が前記磁性キャリア内または
   前記現像剤内に埋没するよう投入し、前記網状部材の開
   口を通して磁性キャリアの移動を行なわせ、同時に磁性
   キャリアに帯電吸着したトナーの移動を行なわせること
   を特徴とするトナー濃度調節方法。