JP2660050B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP2660050B2
JP2660050B2 JP1138955A JP13895589A JP2660050B2 JP 2660050 B2 JP2660050 B2 JP 2660050B2 JP 1138955 A JP1138955 A JP 1138955A JP 13895589 A JP13895589 A JP 13895589A JP 2660050 B2 JP2660050 B2 JP 2660050B2
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裕二 酒見
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、像担持体に静電潜像を形成し、該潜像を現
像する現像装置に関するものである。
〔従来の技術〕
トナーと磁性粒子(キヤリア)を有する2成分現像剤
による磁気ブラシ現像方法は安定した現像が可能で、非
黒色またはフルカラー現像などに適した簡便な現像方法
であるが、磁性粒子表面の変化(スペントトナー等)に
よる現像剤劣化の問題がある。
そこで2成分磁気ブラシ現像方法の上記問題を解決す
る手段として本出願人は特開昭62−153882号発明を提案
した。
前記特開昭62−153882号の発明は、第3図に例示する
ように静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置
であって、トナー粒子128と磁性粒子127とを有する現像
剤を収容する現像剤容器2と、静電潜像担持体1と対向
して、トナー粒子128を該静電潜像担持体1に供給する
現像部を形成するとともに、前記容器2から現像剤を該
現像部に担持搬送する現像剤担持体部材21と、前記現像
剤担持部材21の回転方向で現像部の上流に位置し、該現
像剤担持部材表面から離間している規則部先端を有する
現像剤規制部材9と、前記現像剤規制部材9の部分を通
過してさらに現像部を通過して前記現像剤担持部材21上
を搬送された現像剤を、該現像部下流で受取り、該現像
剤を、前記現像剤容器2内へ搬送し、これを、前記現像
剤規制部材9によって前記現像剤容器21内へ反転された
現像剤と混合させる搬送撹拌部材(スクリユ)23,24と
を有する現像装置である。
〔発明が解決しようとしている課題〕
しかしながら、上記従来例では現像容器21内で自然循
環している現像剤により現像剤劣化を防ぐ構成を取って
いる為に、せっかく反発極S2,S3を設けてあってもS2,S3
部での剤の循環を有効に利用出来ていない為に軸方向で
の搬送撹拌が充分に行えず、現像剤中のトナー濃度の偏
りが生じ、画像濃度ムラや濃度勾配の原因となり均一な
画像を安定して出すことは難しい。さらに高画質なフル
カラー画像を得る目的でポリエステル樹脂等のシヤープ
メルトの樹脂を含むトナーを使用した場合、特に画質向
上の目的で体積平均粒径12μm未満のトナーを使用する
と、現像剤劣化が生じてしまい、長期に亘って画像形成
を行うと、濃度低下やカブリが生じるという問題があっ
た。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決する本発明は、トナー粒子と磁性粒子
とを有する現像剤を収容する現像剤容器と、潜像を担持
する潜像担持体と対向して現像部を形成し容器から現像
剤を現像部に搬送する現像剤担持部材と、この現像剤担
持部材内に設けられ第1磁極及び第1磁極の現像剤担持
部材の移動方向下流側に隣り第1磁極と同極性の第2磁
極とを有する磁石部材と、第1磁極と第2磁極間で現像
剤担持部材から落下した現像剤を搬送、撹拌する搬送回
転体と、を有する現像装置において、第1磁極と第2磁
極間の現像剤担持体表面上に法線方向の磁界の強さBr
び接線方向の磁界の強さBθともに50ガウス以下の低磁
界領域を有し、この低磁界領域中央の水平方向位置を搬
送回転体の回転域内で且つ搬送回転体の回転中心より潜
像担持体側とし、搬送回転体の回転方向を現像剤担持体
の回転方向と同方向としたことを特徴とするものであ
る。
〔本発明の作用〕
以上の構成を取ることにより現像部から搬送された現
像剤は現像撹拌搬送部材の、現像部に近い側で搬送部材
に確実に取り込まれ、現像剤担持体から落下した現像剤
のたまりを形成することがない。さらに搬送部材により
容器内を搬送されている現像剤と充分撹拌された後に第
2の磁界発生手段により汲み上げられるという循環経過
を取る為に従来例で説明した自然循環に頼っている構成
に比較して、剤の循環が非常に効率良くなる。この為に
従来問題となっていた画像濃度ムラや、長期に亘って画
像形成を行った場合の劣化等の問題がなくなり、高精細
な画像を長期に亘って安定して得ることが可能となっ
た。
〔実施例〕
以下に本発明者の一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
第1図は本発明に係る現像装置の縦断面図、第2図は
第1図の剤循環の原理を補足説明する図である。
当該現像装置は例えば、感光体、誘電体等の潜像担持
体1上に電子写真法、静電記録法等によって形成された
潜像を現像するものであって、これは現像容器2、現像
剤担持体としての現像スリーブ21、現像剤層規制部材と
してのブレード9等を含んで構成される。即ち、現像容
器2の潜像担持体1に近接する位置には開口部が形成さ
れており、この開口部に前記現像スリーブ21が回転可能
に設けられており、該現像スリーブ21の上方に前記ブレ
ード9が所定隙間を設けて取り付けられている。
尚、上記現像スリーブ21は非磁性材料で構成され、現
像動作時には図示矢印方向に回転し、その内部には磁界
発生手段である磁石3が固定されており、磁石3は現像
磁極S1と後述の現像剤4を搬送する磁極N1,N2規制する
磁極S2汲み上げる磁極N2を有し、N2,N3で現像に使用さ
れ回収された剤をスリーブ3から一度はぎとる反発作用
を与える。又、前記ブレード4はSUS、アルミニウム等
の磁性材料にて構成され、これは前述の如く、現像スリ
ーブ21の表面との間に所定の隙間を設けて、取り付けら
れ、この隙間は現像スリーブ21上を現像剤へと搬送され
る現像剤4の量、具体的には現像スリーブ21上の現像剤
の厚さを規制する。従って本実施例においては、ブレー
ド9の先端部と現像スリーブ21との表面との間を非磁性
トナーと磁性粒子の双方が通過して現像部へ送られる。
ところで、上記現像容器2の内部には、第1図の紙面
垂直方向にある隔壁14a,14b及び隔壁14a,14bとによって
はさまれて形成される開口部8とによって現像室Bと、
撹拌室Aとに分けられ、撹拌室Aの上方にはトナー補給
口13が形成されており、該補給口13を経て消費されたト
ナー量に見合った量のトナーが撹拌室A内に落下補給さ
れる。又、上記現像室B及び撹拌室A内には、現像剤4
が収容されている。現像剤4のうち、非磁性トナーを用
い、平均体積粒径が8μmのものを用いた。
次に、本発明における粒度分布の測定法を説明する。
測定設置としてはコールターカウンターTA−II型(コ
ールター社製)を用い、個数平均分布、体積平均分布を
出力するインターフエイス(日科機製)及びCX−1パー
ソナルコンピユータ(キヤノン製)を接続し、電解液は
1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製す
る。
測定法としては前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤
として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホ
ン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を0.5〜50mg加え
る。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間
分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型に
よりアパーチヤーとして100μmアパチヤーを用いて2
〜40μmの粒子の粒度分布を測定して、体積平均分布を
求める。これらの求めた体積平均分布より体積平均粒径
を得る。
現像容器2の第1図の手前側と奥側の端部において
は、前記隔壁14a,14bが形成されておらず、第5図でわ
かるように、この両端部においては現像室S1と撹拌室A
とを相連通せしめる開口部25,26が形成されている。第
1図において矢印方向かの略断面図である第5図にて現
像剤18の循環を説明すると、トナー補給口13から補給さ
れたトナーは、撹拌室Aへ落下され、撹拌室Aの下部に
ある第1搬送手段23(以下スクリユー23と記す。)にて
現像剤8と撹拌され左から右へと矢印方向に搬送され、
前記開口部25を通して、現像室s2へ受け渡される。現像
室S2には、前記スクリユー23と略同一水平位置にあっ
て、開口25から受け渡された現像剤8をスリーブ21に供
給しつつ、右から左(矢印方向)へ搬送する。スリーブ
3に供給された現像剤はスリーブ3の回転に伴い矢印方
向へ移動し、カツトブレード9によって規定の高さに薄
層が形成され、現像部にて潜像コントラストと、現像バ
イアス等の作用を受けて、トナーが消費され、そのまま
スリーブ3の回転に伴って、現像器2内へ回収され、ス
クリユー24によって搬送され、また現像に寄与されてい
く。
上記のような現像剤の循環が行われつつ、回転現像ユ
ニツト11が回転して、各色のトナーが現像されてゆく。
この回転現像ユニツト11の回転作用により遠心力により
現像剤4はスリーブ方向へ押しつけられる力を受ける
が、スリーブ3の回転及びカツトブレード9、キヤリア
返し5の規制により、図中の矢印のような循環を生じ、
回転現像ユニツト11の回転により、遠心力が働いて、現
像室Aの現像剤が凝集しそうになると、隔壁14aと14bの
間隔8から矢印のように現像剤が撹拌室Aへ排出され、
現像室Aでの現像剤の凝集、ストレスを軽減することが
できる。また、このため、現像剤の循環速度が上がり、
画像両端における濃度差を減らし、トナー大量消費され
るベタ現像においても、トナー供給が十分に行われ、
又、逆にトナー消費量の少ない現像を繰り返しても、ト
ナーのチヤージアツプを減少させることができる。
ここで、本発明の特徴である搬送スクリユーと反発極
N2,N3の関係を説明する。
従来の問題である剤の循環の効率の悪さを除く方法と
して種々の実験を行った結果、我々は反発磁極N2,N3
撹拌スクリユーの位置関係が非常に重要であることを見
出した。1つはスリーブ表面上で現像剤に働く力がほと
んどゼロになる点が撹拌スクリユーの回転中心より前に
位置することである。
現像剤に働く力がほとんどゼロになる条件としては、
スリーブ表面上の垂直方向の磁束密度と水平方向の磁束
密度が50ガウス以下となることである。反発極N1,N2
構成を取る場合には垂直方向の磁束密度がゼロ近傍であ
れば水平方向もゼロ近傍となるので、そこで現像剤に働
く力はほとんどゼロとなる。第2図には現像剤の磁石の
部分にスリーブ表面の垂直方向の磁束密度のデータを重
ね合わせた図である。
前述した説明により、11の点でスリーブに現像剤を拘
束する力がほとんどゼロになるので剤は落下する。この
低磁界領域の中央11の水平方向位置がスクリュー24の回
転域内で、且つ、スクリュー24の回転中心より潜像担持
体側とし、しかもスクリュー24を現像剤担持体の回転方
向と同方向のC方向に回転させることにより現像に使用
され現像剤担持体から落下した現像剤上に再び現像剤が
落下することなく現像容器内部の現像剤と十分に混合撹
拌できる。
次に重要なのは現像剤汲み上げ極N2の位置である。ス
リーブ表面に働くスリーブに引きよせる力Fγとスリー
ブ表面の垂直方向の磁束密度Bγの関係は、反発磁極
N3,N2近傍では実験とシユミレーシヨン両方の結果から
ほぼ一致することが判明した。そこで垂直方向の磁束密
度Bγの極大値12の近傍がFγの極大値となり、ここを
中心に剤が汲みあげられるが、この位置がスクリユー24
の回転中心より現像部に対して後ろにあることが重要で
ある。もしこの位置がスクリユーの回転中心より前にあ
ったら、スリーブから取り除かれた剤がスクリユーに取
り込まれる前に再びスリーブに汲み上げられて充分な循
環が得られない。
以上説明した様な位置にスクリユーと反発磁極N2,N3
をすることにより、剤の循環、撹拌が充分に行うことが
出来安定して高画質の画像が得られる様になった。
以下に本実施例での各種条件を記す。
感光対1:OPCドラム80φ スリーブ21:32φドラムと順方向移動280mm/sec スリーブ内マグロールS極 S1Bγ 1000ガウス 半値幅35゜ S2Bγ 790ガウス 半値幅43゜ N1Bγ 500ガウス 半値幅32゜ N2Bγ 500ガウス 半値幅38゜ N3Bγ 500ガウス 半値幅38゜ カツトブレード9:SUS製 スリーブブレード 800μm スクリユー23:外径20φ 360rpm 15mmピツチ スクリユー24:外径20φ 360rpm 20mmピツチ 隔壁14aと14bの間隔:4mm スリーブドラム間:500μm 他の実施例として、スクリユー23,24の軸上に撹拌補
助部材16を設けた以外は実施例1と同様の構成の現像器
を挙げる。
撹拌補助部材を設けることにより第2図の11の点で落
下した現像剤の取り込みと第2図の12の点への現像剤の
汲み上げを効果的に行うことが出来、本発明の目的であ
る剤循環がさらに円滑化に行える様になった。
〔発明の効果〕
以上説明したように、撹拌スクリユーの回転中心の手
前で現像剤がスリーブから完全に取り除かれ、撹拌スク
リユーの回転中心の後ろ側で剤が汲み上げられる様な磁
極配置及びスクリユー配置の構成を取ることにより、小
型の現像器でも充分な剤の循環が得られ、ポリエステル
トナーの様なシヤープメルトのトナーでしかも粒径を体
積平均12μmより小の小粒径にした場合でも、ムラのな
い均一な画像が長期に亘って安定して得られるようにな
った。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の現像器の断面図、 第2図は本発明実施例の原理説明図、 第3図は従来例の現像器の断面図、 第4図は他実施例のスクリユーを示す図、 第5図は第1図のスクリユー、スリーブ部分を上方から
見た図、 1は潜像担持体、 3はマグネツト、 21はスリーブ、 23,24はスクリユー

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トナー粒子と磁性粒子とを有する現像剤を
    収容する現像剤容器と、潜像を担持する潜像担持体と対
    向して現像部を形成し容器から現像剤を現像部に搬送す
    る現像剤担持部材と、この現像剤担持部材内に設けられ
    第1磁極及び第1磁極の現像剤担持部材の移動方向下流
    側に隣り第1磁極と同極性の第2磁極とを有する磁石部
    材と、第1磁極と第2磁極間で現像剤担持部材から落下
    した現像剤を搬送、撹拌する搬送回転体と、を有する現
    像装置において、 第1磁極と第2磁極間の現像剤担持体表面上に法線方向
    の磁界の強さBr及び接線方向の磁界の強さBθともに50
    ガウス以下の低磁界領域を有し、この低磁界領域中央の
    水平方向位置を搬送回転体の回転域内で且つ搬送回転体
    の回転中心より潜像担持体側とし、搬送回転体の回転方
    向を現像剤担持体の回転方向と同方向としたことを特徴
    とする現像装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002278277A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Ricoh Co Ltd 現像装置

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