JP3584949B2

JP3584949B2 - Developing device

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Publication number: JP3584949B2
Application number: JP08954995A
Authority: JP
Inventors: 欣郎古賀
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JPH08286495A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリンターやファクシミリや複写機等の電子写真方式による画像形成装置に用いられる現像装置に関し、さらに詳しくは、磁性粒子を用いてトナーの帯電及び薄層化を行うことに特徴を有する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体のトナーを用いて画像を顕像化する現像装置では、現像装置のメンテナンスを低減するために二成分現像剤を用いた現像装置から一成分現像剤を用いた現像装置へと移行が進み、カラー化に対応するため磁性現像剤から非磁性現像剤へと移行が進みつつある。そこで、特開昭５９−３４５８号公報に開示されるように、二成分現像剤を用いた現像装置の長所と一成分現像剤を用いた現像装置の長所を併せ持った現像装置が提案されている。
【０００３】
しかし、上述の公報に開示されるような現像装置では、磁性粒子の飛散を防止するためにトナー担持体の内外に磁性の部材を配設して磁力線を閉じさせる必要があり、現像装置の構成が複雑になるだけでなく、現像装置が大型化していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型化に適した簡略な構造の現像装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、効率の良い磁気回路を構成して、磁性粒子の保持力を上げることにある。さらに、本発明の他の目的は、磁性粒子を用いてトナーと接触する機会を高め、トナーの摩擦帯電を高速に行うことが可能で、カブリ（背景部へのトナー付着）の少ない画像を形成可能な現像装置を提供することにある。さらにまた、本発明の他の目的は、トナー担持体を回動させるのに要するトルクが小さい現像装置を提供することにある。さらにまた、本発明の他の目的は、トルクを安定させて装置の騒音を低減すると共にジッタ等の画像不良を防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、非磁性一成分トナーを搬送する非磁性のトナー担持体と、前記トナー担持体に対向して配設される永久磁石と、前記トナー担持体と前記永久磁石との間の空間に配設され前記永久磁石の磁力線に沿って保持される磁性粒子とを有する現像装置において、前記永久磁石を一対の軟磁性材からなるヨークで挟持せしめ、前記一対の軟磁性材からなるヨークのうち、前記トナー担持体の回転方向上流側に配設される一方の前記ヨークの前記トナー担持体に対する対向幅を、前記トナー担持体の回転方向下流側に配設される他方の前記ヨークの前記トナー担持体に対する対向幅よりも大きくせしめることを特徴とする。
【００１７】
【作用】
本発明の上記の構成によれば、永久磁石の磁力線により磁性粒子の少なくとも一部を円弧状にトナー担持体に対向させることにより、非磁性一成分トナーが接触する磁性粒子の表面積を十分に大きくして、非磁性一成分トナーを高速かつ安定に帯電させることができるだけでなく、簡略で高効率の閉磁気回路を構成して磁性粒子を保持するため磁性粒子の飛散のない小型の現像装置を提供することができる。
【００１８】
また、永久磁石上に直接、磁性粒子を保持せしめると共に、永久磁石とトナー担持体との空隙を、磁性粒子の体積平均粒子径の５倍以上で永久磁石の磁極間距離の半分以下とすることにより、磁性粒子を永久磁石上に確実に保持すると共にブラシ状の磁性粒子をソフトにトナー担持体に接触させてトルクを低減することができる。尚、トルクの低減により、トナー担持体の回転むらに起因する画像ジッタも低減することができる。
【００１９】
さらに、永久磁石を導電性とすることにより、磁性粒子との導通を取ることができ、磁性粒子へのバイアス電圧の印加が可能になるだけでなく、磁性粒子への電荷の蓄積を防止することができる。
【００２０】
さらに、永久磁石を一対の軟磁性材からなるヨークで挟持せしめることにより、効率の良い閉磁気回路を構成し、磁性粒子を保持するための高い磁束密度を得ることができる。
【００２１】
さらに、永久磁石またはヨーク上に直接、磁性粒子を保持せしめると共に、ヨークと前記トナー担持体との空隙を、磁性粒子の体積平均粒子径の５倍以上で永久磁石によりヨーク間に形成される磁界の磁極間距離の半分以下とすることにより、磁性粒子をヨーク上に確実に保持すると共にブラシ状の磁性粒子をソフトにトナー担持体に接触させてトルクを低減することができる。尚、トルクの低減により、トナー担持体の回転むらに起因する画像ジッタも低減することができる。
【００２２】
さらに、一対の軟磁性材からなるヨークについて、トナー担持体の回転方向上流側に配設されるヨークのトナー担持体に対する対向幅を、トナー担持体の回転方向下流側に配設されるヨークのトナー担持体に対する対向幅よりも大きくすることにより、トナー担持体の回転方向下流側に配設されるヨークによる磁束密度（磁気勾配）を大きくして、下流側にいく程、磁性粒子の保持力を高めて磁性粒子の現像装置外への飛散を防止することができる。
【００２３】
さらに、永久磁石とトナー担持体との間に、板状部材を配設し、板状部材上に磁性粒子を保持することにより、永久磁石と磁性粒子が直接接触しない構成とすることができ、使用可能な永久磁石の自由度を向上することができる。
【００２４】
さらに、板状部材を非磁性とすることにより、永久磁石による磁束を有効に磁性粒子に作用させて、磁性粒子の飛散を防止することができる。
【００２５】
さらに、板状部材を導電性とすることにより、磁性粒子との導通を取ることができ、磁性粒子へのバイアス電圧の印加が可能になるだけでなく、磁性粒子への電荷の蓄積を防止することができる。
【００２６】
さらに、永久磁石とトナー担持体との空隙を、磁性粒子の体積平均粒子径の５倍以上で永久磁石の磁極間距離の半分以下とすることにより、板状部材が介在しても、磁性粒子を板状部材に確実に保持すると共にブラシ状の磁性粒子をソフトにトナー担持体に接触させてトルクを低減することができる。尚、トルクの低減により、トナー担持体の回転むらに起因する画像ジッタも低減することができる。
【００２７】
さらに、板状部材の板厚を永久磁石とトナー担持体との空隙の半分以下とすることにより、板状部材が介在しても、磁性粒子に過大な力がかからず、トルクを低減すると共に磁性粒子の耐久性を損なうことがない。
【００２８】
さらに、板状部材の先端がトナー担持体の回転方向下流側にくるように配設すると共に、板状部材をトナー担持体に対して弾性的に付勢せしめることにより、低圧力での弾性ブレードによるトナーの搬送量規制が可能になり、トルクを低減すると共に非磁性一成分トナーのフィルミングを防止することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の現像装置の第一の参考例を示す断面概観図である。
【００３１】
図において符号１１は、現像部材一式を収容するケースで、このケース１１には、その内部に非磁性一成分トナー１２を搬送する非磁性のトナー担持体１３が配設され、またこの一側には、非磁性一成分トナー１２を薄層規制するとともに摩擦帯電する規制部材１４が配設され、さらに他側には、現像後の非磁性一成分トナー１２を回収し飛散を防止するシール部材１６がトナー担持体１３と摺接するように配設され、ケース１１の内部に閉空間を形成している。また、ケース１１の内部には、トナー担持体１３と隣接して、トナー担持体１３または規制部材１４に非磁性一成分トナー１２を供給する供給部材１５が配設され、非磁性一成分トナー１２の供給や剥離や攪拌等を行う。この非磁性一成分トナー１２は、規制部材１４により１〜２層に薄層化されると同時に、規制部材１４及びトナー担持体１３との間の摩擦帯電により所定の極性に帯電される。
【００３２】
このようにして所定のトナー搬送量に薄層化され、かつ、所定の極性に帯電された非磁性一成分トナー１２は、静電潜像と対向した部分で、現像電界に応じて所定量を画像パターン部に移行して、静電潜像を顕像化する。ここでは、図示しない現像バイアス電源により、−３５０〜−５５０Ｖの直流電圧に１０００〜２０００Ｖ_ｐ−ｐの交流電圧を重畳した電圧をトナー担持体１３に印加して、現像電界を形成する。尚、図中の矢印Ａ、Ｂは、それぞれ、トナー担持体１３、供給部材１５の回転方向を示す。
【００３３】
特に、規制部材１４は、トナー担持体１３に対向して配設される永久磁石１７と、トナー担持体１３と永久磁石１７との間の空間に配設され永久磁石１７の磁力線に沿って保持される複数の磁性粒子１８と、永久磁石１７を固着すると共に磁気回路の一部を構成する軟磁性の取付部材１９とで構成される。この永久磁石１７は、トナー担持体１３に対向する部分で一対の磁極を有し、永久磁石１７の磁力線により磁性粒子１８の少なくとも一部を円弧状にトナー担持体１３に対向させることができる。従って、磁性粒子１８の稠密な空間内を非磁性一成分トナー１２が通過するため、トナー薄層を形成可能であり、非磁性一成分トナー１２と磁性粒子１８との接触帯電機会を増大させることが可能である。一方、永久磁石１７と磁性粒子１８と取付部材１９とで閉磁気回路を形成することにより、磁束の利用効率が高く、高い磁束密度が得られるため、磁性粒子１８を安定して永久磁石１７に保持することができる。尚、図中の記号Ｎ、Ｓは、永久磁石１７の磁極を示すが、電磁石を用いても同様な構成を得ることができるのは言うまでもない。
【００３４】
このように、規制部材１４を永久磁石１７と磁性粒子１８と取付部材１９とで構成することにより、磁性粒子１８をトナー担持体１３にソフトに接触させることができ、トナー担持体１３を回転させるトルクを低減することができる。また、規制部材１４として、トナー担持体１３の一側に配設できるため、構造が簡単で小型化に適している。さらに、磁性粒子１８とトナー担持体１３との接触幅を十分に大きくでき、しかも、磁性粒子１８の非磁性一成分トナー１２に対する接触面積も十分に大きくできるため、トナー搬送量を一定にし、かつ、トナーを薄層化して安定して所定の極性に帯電でき、カブリの少ない画像を形成することができる。
【００３５】
ここで、永久磁石１７は、磁石材料として公知のものを用いることができ、より詳しくは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、のうち少なくとも一種類の元素を含有する磁性材料、例えば、γ−Ｆｅ_２Ｏ_３、ＢａＯ−６Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｍｎ−Ａｌ等が使用可能で、樹脂バインドの磁石を用いると成形性やコストの面で有利である。また、永久磁石１７を導電性とすることにより、磁性粒子１８との導通を取ることができ、磁性粒子１８へのバイアス電圧の印加が可能になるだけでなく、磁性粒子１８への電荷の蓄積を防止することができる。さらに、磁石自体が絶縁性の場合には、表面に導電性のコーティングを施して、磁性粒子１８への電荷の蓄積を防止することができるが、これに留まらず、永久磁石１７の表面の平滑化や酸化防止のためにコーティングすることも有効である。
【００３６】
また、磁性粒子１８についても、二成分現像における磁性キャリアで公知のように、上記の永久磁石材料とほぼ同様な材料を用いることができるが、磁性粒子１８の体積平均粒子径は一成分非磁性トナー１２の体積平均粒子径の数倍程度（２０〜１００μｍ程度）にするとトナー搬送量むらを小さくすることができる。
【００３７】
図２は、本発明の現像装置の第二の参考例を示す断面概観図である。
【００３８】
図２において、規制部材は、トナー担持体２３に対向して配設される永久磁石２７と、トナー担持体２３と永久磁石２７との間の空間に配設され永久磁石２７の磁力線に沿って保持される複数の磁性粒子２８と、永久磁石２７を固着すると共に磁気回路の一部を構成する軟磁性の取付部材２９とで構成される。一方、この永久磁石２７は、トナー担持体２３に対向して空隙ｇをもって配設されると共に、トナー担持体２３に対向する部分で磁極間距離ｐをもって一対の磁極を有し、空隙ｇを磁極間距離ｐの半分以下とすることにより、永久磁石２７の磁力線により磁性粒子２８の少なくとも一部を円弧状にトナー担持体２３に対向接触させ、磁性粒子２８の稠密な空間内を非磁性一成分トナーが通過するため、トナー薄層を形成可能であり、非磁性一成分トナーと磁性粒子２８との接触帯電機会を増大させることが可能である。他方、永久磁石２７は、トナー担持体２３との間の空隙ｇが磁性粒子２８の体積平均粒子径の５倍以上となるように配設され、少なくとも１０個以上ブラシ状に連なった磁性粒子２８を過剰に圧粉することなくソフトにトナー担持体２３に接触させてトルクを低減することができる。ここで、取付部材２９は、磁束密度の低下を無視すれば必ずしも必要はないが、この場合、永久磁石２７の肉厚ｔを空隙ｇに対して十分に大きく（少なくとも２倍以上）しないと、永久磁石２７の側面に磁性粒子２８の付着を生じて好ましくない。尚、図中の記号Ｎ、Ｓは、永久磁石１７の磁極を示す。
【００３９】
このように、空隙ｇを磁極間距離ｐの半分以下とすることにより、磁性粒子２８の稠密な空間内を非磁性一成分トナーが通過するため、トナー薄層を形成可能であり、非磁性一成分トナーと磁性粒子２８との接触帯電機会を増大させることが可能であって、高速でカラー化に適した現像装置を構成することができる。また、空隙ｇを磁性粒子２８の体積平均粒子径の５倍以上とすることにより、磁性粒子２８を過剰に圧粉することなくソフトにトナー担持体２３に接触させて、磁性粒子２８の非磁性一成分トナーに対する接触面積も十分に大きくできるため、トナー搬送量を一定にし、かつ、トナーを薄層化して安定して所定の極性に帯電でき、カブリの少ない画像を形成することができるだけでなく、トルクを低減し、トルク変動による画像ジッタも低減することができる。
【００４０】
次に、永久磁石を軟磁性材からなるヨークで挟持して磁気回路を構成した例を示す。
【００４１】
図３は、本発明の現像装置の第三の参考例を示す断面概観図である。
【００４２】
図３において、規制部材は、トナー担持体３３に対向して配設される永久磁石３７と、永久磁石３７を挟持する軟磁性材からなる一対のヨーク３５と、一対のヨーク３５の間の空間を埋める非磁性材からなるスペーサ３４と、トナー担持体３３とヨーク３５との間の空間に配設され永久磁石３７の起磁力に応じてヨーク３５間に形成される磁力線に沿って保持される複数の磁性粒子３８とで構成される。従って、永久磁石３７とヨーク３５と磁性粒子３８とで閉磁気回路を形成することにより、磁束の利用効率が高く、高い磁束密度が得られるため、磁性粒子３８を安定してヨーク３５に保持することができる。尚、図中の記号Ｎ、Ｓは、永久磁石３７の磁極を示す。
【００４３】
このように、永久磁石３７を一対の高透磁率の軟磁性材からなるヨーク３５で挟持せしめることにより、効率の良い閉磁気回路を構成し、磁性粒子３８を保持するための高い磁束密度を得ることができ、磁性粒子３８の飛散を防止することができる。また、非磁性材からなるスペーサ３４により磁性粒子３８の存在領域を限定して、磁束の有効利用が可能である。
【００４４】
一方、ヨーク３５は、トナー担持体３３に対向して空隙ｇをもって配設されると共に、トナー担持体３３に対向する部分で磁極間距離ｐをもって一対の磁極を有し、空隙ｇを磁極間距離ｐの半分以下とすることにより、永久磁石３７の起磁力に応じてヨーク３５間に形成される磁力線に沿って磁性粒子３８の少なくとも一部を円弧状にトナー担持体３３に対向接触させ、磁性粒子３８の稠密な空間内を非磁性一成分トナーが通過するため、トナー薄層を形成可能であり、非磁性一成分トナーと磁性粒子３８との接触帯電機会を増大させることが可能である。
【００４５】
他方、ヨーク３５は、トナー担持体３３との間の空隙ｇが磁性粒子３８の体積平均粒子径の５倍以上となるように配設され、少なくとも１０個以上ブラシ状に連なった磁性粒子３８を過剰に圧粉することなくソフトにトナー担持体３３に接触させてトルクを低減することができる。尚、図中の記号Ｎ、Ｓは、永久磁石３７の磁極を示す。
【００４６】
このように、ヨーク３５上に直接、磁性粒子３８を保持せしめると共に、空隙ｇを磁極間距離ｐの半分以下とすることにより、磁性粒子３８の稠密な空間内を非磁性一成分トナーが通過するため、トナー薄層を形成可能であり、非磁性一成分トナーと磁性粒子３８との接触帯電機会を増大させることが可能であって、高速でカラー化に適した現像装置を構成することができる。また、空隙ｇを磁性粒子３８の体積平均粒子径の５倍以上とすることにより、磁性粒子３８を過剰に圧粉することなくソフトにトナー担持体３３に接触させて、磁性粒子３８の非磁性一成分トナーに対する接触面積も十分に大きくできるため、トナー搬送量を一定にし、かつ、トナーを薄層化して安定して所定の極性に帯電でき、カブリの少ない画像を形成することができるだけでなく、トルクを低減し、トルク変動による画像ジッタも低減することができる。
【００４７】
図４は、本発明の現像装置の実施例を示す断面概観図である。
【００４８】
図４において、規制部材は、トナー担持体４３に対向して配設される永久磁石４７と、永久磁石４７を挟持する軟磁性材からなる一対のヨーク４５、４６と、一対のヨーク４５、４６の間の空間を埋める非磁性材からなるスペーサ４４と、トナー担持体４３とヨーク４５、４６との間の空間に配設され永久磁石４７の起磁力に応じてヨーク４５、４６間に形成される磁力線に沿って保持される複数の磁性粒子４８とで構成される。一対の軟磁性材からなるヨーク４５、４６について、トナー担持体４３の回転方向Ｃの上流側に配設されるヨーク４５は、トナー担持体４３に対して対向幅ａをもって配設され、トナー担持体４３の回転方向Ｃの下流側に配設されるヨーク４６は、コーナー部を面取りすることにより、トナー担持体４３に対して対向幅ｂを持って配設される。従って、トナー担持体４３の回転方向Ｃの上流側に配設されるヨーク４５の対向幅ａを、トナー担持体４３の回転方向Ｃの下流側に配設されるヨーク４６の対向幅ｂよりも大きくすることにより、トナー担持体４３の回転方向下流側に配設されるヨーク４６による磁束密度（磁気勾配）を大きくして、下流側にいく程、磁性粒子４８の保持力を高めて磁性粒子４８の現像装置外への飛散を防止することができる。また、このような構成は、トナー担持体４３の回転方向Ｃの上流側に配設されるヨーク４５の空隙を、トナー担持体４３の回転方向Ｃの下流側に配設されるヨーク４６の空隙よりも大きくすることによっても達成可能である。尚、図中の記号Ｎ、Ｓは、永久磁石４７の磁極を示す。
【００４９】
このように、一対の軟磁性材からなるヨーク４５、４６について、トナー担持体４３の回転方向上流側に配設されるヨーク４５のトナー担持体４３に対する対向幅ａを、トナー担持体４３の回転方向下流側に配設されるヨーク４６のトナー担持体４３に対する対向幅Ｂよりも大きくすることにより、トナー担持体４３の回転方向下流側に配設されるヨーク４６による磁束密度（磁気勾配）を大きくして、下流側にいく程、磁性粒子４８の保持力を高めて磁性粒子４８の現像装置外への飛散を防止することができ、カラーの現像装置としても混色がなく鮮明な色再現が可能である。
【００５０】
また次に、永久磁石とトナー担持体との間に板状部材を配設し、板状部材上に磁性粒子を保持して構成した例を示す。
【００５１】
図５は、本発明の現像装置の第四の参考例を示す断面概観図である。
【００５２】
図５において、規制部材は、トナー担持体５３に対向して配設される永久磁石５７と、トナー担持体５３と永久磁石５７との間の空間に配設され永久磁石５７に固着して配設される非磁性材からなる板状部材５４と、永久磁石５７の磁力線に沿って板状部材５４上に保持される複数の磁性粒子５８と、永久磁石５７を固着すると共に磁気回路の一部を構成する軟磁性の取付部材５９とで構成される。この永久磁石５７は、トナー担持体５３に対向する部分で一対の磁極を有し、永久磁石５７の磁力線により磁性粒子５８の少なくとも一部を円弧状にトナー担持体５３に対向させることができる。従って、磁性粒子５８の稠密な空間内を非磁性一成分トナーが通過するため、トナー薄層を形成可能であり、非磁性一成分トナーと磁性粒子５８との接触帯電機会を増大させることが可能である。一方、永久磁石５７と磁性粒子５８と取付部材５９とで閉磁気回路を形成することにより、磁束の利用効率が高く、高い磁束密度が得られるため、磁性粒子５８を安定して永久磁石５７に保持することができる。尚、図中の記号Ｎ、Ｓは、永久磁石５７の磁極を、矢印Ｄは、トナー担持体５３の回転方向を示す。
【００５３】
特に、永久磁石５７とトナー担持体５３との間に、板状部材５４を配設し、板状部材５４上に磁性粒子５４を保持することにより、永久磁石５７と磁性粒子５８が直接接触しない構成とすることができ、使用可能な永久磁石の自由度を向上することができると共に、磁性粒子５８を板状部材５４上に保持することができ現像装置のシール性を向上することができる。また、板状部材５４を非磁性とすることにより、永久磁石５７による磁束を有効に磁性粒子５８に作用させて、磁性粒子５８の飛散を防止することができる。さらに、板状部材５４を導電性とすることにより、磁性粒子５８との導通を取ることができ、磁性粒子５８へのバイアス電圧の印加が可能になるだけでなく、磁性粒子５８への電荷の蓄積を防止することができる。
【００５４】
ところで、図５において、永久磁石５７は、トナー担持体５３に対向して空隙ｇをもって配設されると共に、トナー担持体５３に対向する部分で磁極間距離ｐをもって一対の磁極を有し、空隙ｇを磁極間距離ｐの半分以下とすることにより、永久磁石５７の磁力線により磁性粒子５８の少なくとも一部を円弧状にトナー担持体５３に対向接触させている。また、永久磁石５７は、トナー担持体５３との間の空隙ｇが磁性粒子５８の体積平均粒子径の５倍以上となるように配設され、少なくとも１０個以上ブラシ状に連なった磁性粒子５８を過剰に圧粉することなくソフトにトナー担持体５３に接触させている。さらに、板状部材５４の肉厚ｈを空隙ｇの半分以下とすることにより、磁性粒子５８を圧粉することなく、ソフトにトナー担持体５３に接触させることができる。
【００５５】
このように、空隙ｇを磁極間距離ｐの半分以下とすることにより、磁性粒子５８の稠密な空間内を非磁性一成分トナーが通過するため、トナー薄層を形成可能であり、非磁性一成分トナーと磁性粒子５８との接触帯電機会を増大させることが可能であって、高速でカラー化に適した現像装置を構成することができる。また、空隙ｇを磁性粒子５８の体積平均粒子径の５倍以上とすることにより、磁性粒子５８を過剰に圧粉することなくソフトにトナー担持体に接触させて、磁性粒子５８の非磁性一成分トナーに対する接触面積も十分に大きくできるため、トナー搬送量を一定にし、かつ、トナーを薄層化して安定して所定の極性に帯電でき、カブリの少ない画像を形成することができるだけでなく、トルクを低減し、トルク変動による画像ジッタも低減することができる。さらに、板状部材５４の板厚ｈを空隙ｇの半分以下とすることにより、板状部材５４が介在しても、磁性粒子５８に過大な力がかからず、トルクを低減すると共に磁性粒子５８の耐久性を損なうことがない。
【００５６】
さらに次に、板状部材を弾性体で構成した例を示す。
【００５７】
図６は、本発明の現像装置の第五の参考例を示す断面概観図である。
【００５８】
図６において、規制部材は、トナー担持体６３に傾斜対向して配設される永久磁石６７と、トナー担持体６３と永久磁石６７との間の空間に配設され永久磁石６７に離間して配設される非磁性材からなり片持ち梁状に支持される板状部材６４と、永久磁石６７の磁力線に沿って板状部材６４上に保持される複数の磁性粒子６８と、永久磁石６７を固着すると共に磁気回路の一部を構成する軟磁性の取付部材６９とで構成される。また、トナー担持体６３に対して弾性的に付勢された板状部材６４は、板状部材６４の自由端に相当する先端を、トナー担持体６３の回転方向Ｅに対して下流側にくるように配設される。永久磁石６７は、トナー担持体６３に傾斜対向する部分で一対の磁極を有し、永久磁石６７の磁力線により磁性粒子６８の少なくとも一部を円弧状にトナー担持体６３に対向させることができる。従って、磁性粒子６８の稠密な空間内を非磁性一成分トナーが通過した後に、板状部材６４の少なくとも先端を非磁性一成分トナー層に軽圧で接触させてトナー層を均すことができるため、均一で掃け目のないトナー薄層を形成することができる。尚、図中の記号Ｎ、Ｓは、永久磁石６７の磁極を、矢印Ｅは、トナー担持体６３の回転方向を示す。
【００５９】
このように、板状部材６４の先端がトナー担持体６３の回転方向下流側にくるように配設すると共に、板状部材６４をトナー担持体６３に対して弾性的に付勢せしめることにより、低圧力での弾性ブレードによる均一なトナー搬送量規制が可能になり、濃度むらを低減できるだけでなく、トルクを低減すると共に非磁性一成分トナーのフィルミングを防止することができる。
【００６０】
このような板状部材６４は、トナー担持体６３に追従して摺接させるための可撓性、電荷を蓄積させないための導電性、トナーを固着させないための粘着性や表面粗さ、のそれぞれの特性を満足する材質で構成されることが望ましく、例えば、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリエチレン樹脂等の板状の樹脂、或いはこれらの樹脂にカーボンブラック等の導電性微粉末を分散した板状の導電性樹脂、ステンレス、リン青銅等の金属薄板バネ、或いはこれらを組み合わせた多層の薄板バネを用いると、適度な可撓性及び導電性が得られる。勿論、このような板状部材を、図１〜図５に示した規制部材の下流側にトナー担持体と軽圧で接触するように配設してトナー層を均すことにより、均一な画像を形成することができる。
【００６１】
尚、図１〜図６において、磁性粒子等は誇張して大きく粗に描かれている。
【００６２】
以上実施例と参考例を述べたが、本発明は上記の実施例に限定されることなく、電子写真方式を用いた現像装置、特にカラー画像を形成する現像装置に用いると、装置を小型化できるだけでなく、良好な画像を形成することがでできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、永久磁石の磁力線により磁性粒子の少なくとも一部を円弧状にトナー担持体に対向させることにより、非磁性一成分トナーが接触する磁性粒子の表面積を十分に大きくして、非磁性一成分トナーを高速かつ安定に帯電させることができるだけでなく、簡略で高効率の閉磁気回路を構成して磁性粒子を保持するため磁性粒子の飛散がなく、小型で高速化、カラー化に適した現像装置を提供することができる。
【００６４】
また、永久磁石上に直接、磁性粒子を保持せしめると共に、永久磁石とトナー担持体との空隙を、磁性粒子の体積平均粒子径の５倍以上で永久磁石の磁極間距離の半分以下とすることにより、磁性粒子を永久磁石上に確実に保持すると共にブラシ状の磁性粒子をソフトにトナー担持体に接触させてトルクを低減することができる。尚、トルクの低減により、トナー担持体の回転むらに起因する画像ジッタも低減することができる。
【００６５】
さらに、永久磁石を導電性とすることにより、磁性粒子との導通を取ることができ、磁性粒子へのバイアス電圧の印加が可能になるだけでなく、磁性粒子への電荷の蓄積を防止することができる。
【００６６】
さらに、永久磁石を一対の軟磁性材からなるヨークで挟持せしめることにより、効率の良い閉磁気回路を構成し、磁性粒子を保持するための高い磁束密度を得ることができる。
【００６７】
さらに、永久磁石またはヨーク上に直接、磁性粒子を保持せしめると共に、ヨークと前記トナー担持体との空隙を、磁性粒子の体積平均粒子径の５倍以上で永久磁石によりヨーク間に形成される磁界の磁極間距離の半分以下とすることにより、磁性粒子をヨーク上に確実に保持すると共にブラシ状の磁性粒子をソフトにトナー担持体に接触させてトルクを低減することができる。尚、トルクの低減により、トナー担持体の回転むらに起因する画像ジッタも低減することができる。
【００６８】
さらに、一対の軟磁性材からなるヨークについて、トナー担持体の回転方向上流側に配設されるヨークのトナー担持体に対する対向幅を、トナー担持体の回転方向下流側に配設されるヨークのトナー担持体に対する対向幅よりも大きくすることにより、トナー担持体の回転方向下流側に配設されるヨークによる磁束密度（磁気勾配）を大きくして、下流側にいく程、磁性粒子の保持力を高めて磁性粒子の現像装置外への飛散を防止することができる。
【００６９】
さらに、永久磁石とトナー担持体との間に、板状部材を配設し、板状部材上に磁性粒子を保持することにより、永久磁石と磁性粒子が直接接触しない構成とすることができ、使用可能な永久磁石の自由度を向上することができる。
【００７０】
さらに、板状部材を非磁性とすることにより、永久磁石による磁束を有効に磁性粒子に作用させて、磁性粒子の飛散を防止することができる。
【００７１】
さらに、板状部材を導電性とすることにより、磁性粒子との導通を取ることができ、磁性粒子へのバイアス電圧の印加が可能になるだけでなく、磁性粒子への電荷の蓄積を防止することができる。
【００７２】
さらに、永久磁石とトナー担持体との空隙を、磁性粒子の体積平均粒子径の５倍以上で永久磁石の磁極間距離の半分以下とすることにより、板状部材が介在しても、磁性粒子を板状部材に確実に保持すると共にブラシ状の磁性粒子をソフトにトナー担持体に接触させてトルクを低減することができる。尚、トルクの低減により、トナー担持体の回転むらに起因する画像ジッタも低減することができる。
【００７３】
さらに、板状部材の板厚を永久磁石とトナー担持体との空隙の半分以下とすることにより、板状部材が介在しても、磁性粒子に過大な力がかからず、トルクを低減すると共に磁性粒子の耐久性を損なうことがない。
【００７４】
さらに、板状部材の先端がトナー担持体の回転方向下流側にくるように配設すると共に、板状部材をトナー担持体に対して弾性的に付勢せしめることにより、低圧力での弾性ブレードによるトナーの搬送量規制が可能になり、トルクを低減すると共に非磁性一成分トナーのフィルミングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の第一の参考例を示す断面概観図である。
【図２】本発明の現像装置の第二の参考例を示す要部断面図である。
【図３】本発明の現像装置の第三の参考例を示す要部断面図である。
【図４】本発明の現像装置の実施例を示す要部断面図である。
【図５】本発明の現像装置の第四の参考例を示す要部断面図である。
【図６】本発明の現像装置の第五の参考例を示す要部断面図である。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a developing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a facsimile or a copying machine, and more particularly, to a developing device characterized in that toner is charged and thinned using magnetic particles. Equipment related.
[0002]
[Prior art]
In developing devices that visualize images using powdered toner, the transition from developing devices using two-component developer to developing devices using one-component developer has been progressing in order to reduce maintenance of the developing device. In order to cope with colorization, the transition from a magnetic developer to a non-magnetic developer is progressing. Therefore, as disclosed in JP-A-59-3458, there has been proposed a developing device having both the advantages of a developing device using a two-component developer and the advantages of a developing device using a one-component developer. .
[0003]
However, in the developing device disclosed in the above-mentioned publication, it is necessary to arrange magnetic members inside and outside the toner carrier to close magnetic lines of force in order to prevent scattering of magnetic particles. Not only became complicated, but also the developing device became larger.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a developing device having a simple structure suitable for downsizing. It is another object of the present invention to configure an efficient magnetic circuit and increase the holding power of magnetic particles. Further, another object of the present invention is to increase the chance of contact with the toner by using magnetic particles, to perform triboelectric charging of the toner at high speed, and to form an image with less fog (toner adhesion to a background portion). It is to provide a possible developing device. It is still another object of the present invention to provide a developing device that requires a small torque for rotating the toner carrier. Still another object of the present invention is to stabilize the torque to reduce noise of the apparatus and to prevent image defects such as jitter.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The developing device according to the present invention includes a non-magnetic toner carrier that conveys a non-magnetic one-component toner, a permanent magnet disposed to face the toner carrier, and a gap between the toner carrier and the permanent magnet. A magnetic particle disposed in the space of the permanent magnet and held along the line of magnetic force of the permanent magnet, The permanent magnet is sandwiched between a pair of soft magnetic yokes, and one of the pair of soft magnetic yokes is disposed upstream of the toner carrier in the rotational direction of the toner carrier. The width of the other yoke, which is disposed downstream of the toner carrier in the rotation direction, is greater than the width of the other yoke, which is opposed to the toner carrier. It is characterized by that.
[0017]
[Action]
According to the above configuration of the present invention, by causing at least a part of the magnetic particles to face the toner carrier in an arc shape by the lines of magnetic force of the permanent magnet, the surface area of the magnetic particles contacted by the non-magnetic one-component toner is sufficiently large. As a result, not only can the non-magnetic one-component toner be charged quickly and stably, but also a simple and high-efficiency closed magnetic circuit can be configured to hold the magnetic particles so that a small developing device without scattering of the magnetic particles can be provided. Can be provided.
[0018]
In addition, the magnetic particles are held directly on the permanent magnet, and the gap between the permanent magnet and the toner carrier is set to be not less than 5 times the volume average particle diameter of the magnetic particles and not more than half the distance between the magnetic poles of the permanent magnet. Accordingly, the magnetic particles can be securely held on the permanent magnet, and the brush-like magnetic particles can be softly brought into contact with the toner carrier to reduce the torque. Note that, by reducing the torque, image jitter due to uneven rotation of the toner carrier can also be reduced.
[0019]
Furthermore, by making the permanent magnet conductive, conduction with the magnetic particles can be established, and not only can a bias voltage be applied to the magnetic particles, but also the accumulation of electric charges on the magnetic particles can be prevented. Can be.
[0020]
Furthermore, an efficient closed magnetic circuit can be configured by sandwiching the permanent magnet between a pair of yokes made of a soft magnetic material, and a high magnetic flux density for holding magnetic particles can be obtained.
[0021]
Further, the magnetic particles are held directly on the permanent magnet or the yoke, and a gap between the yoke and the toner carrier is formed between the yokes by the permanent magnet with a volume average particle diameter of 5 times or more of the magnetic particles. By setting the distance between the magnetic poles to half or less, the magnetic particles can be securely held on the yoke and the brush-like magnetic particles can be softly brought into contact with the toner carrier to reduce the torque. Note that, by reducing the torque, image jitter due to uneven rotation of the toner carrier can also be reduced.
[0022]
Further, with respect to the yoke made of a pair of soft magnetic materials, the opposing width of the yoke disposed on the upstream side in the rotation direction of the toner carrier with respect to the toner carrier is set to the width of the yoke disposed on the downstream side in the rotation direction of the toner carrier. By making the width larger than the width facing the toner carrier, the magnetic flux density (magnetic gradient) of the yoke provided on the downstream side in the rotation direction of the toner carrier is increased, and the retention force of the magnetic particles increases toward the downstream side. And the scattering of the magnetic particles out of the developing device can be prevented.
[0023]
Further, by disposing a plate-shaped member between the permanent magnet and the toner carrier and holding the magnetic particles on the plate-shaped member, the permanent magnet and the magnetic particles can be configured not to come into direct contact with each other, The degree of freedom of usable permanent magnets can be improved.
[0024]
Further, by making the plate-shaped member non-magnetic, the magnetic flux generated by the permanent magnet can be effectively applied to the magnetic particles, and the scattering of the magnetic particles can be prevented.
[0025]
Further, by making the plate-shaped member conductive, conduction with the magnetic particles can be achieved, and not only can a bias voltage be applied to the magnetic particles, but also the accumulation of electric charges on the magnetic particles can be prevented. be able to.
[0026]
Further, by setting the gap between the permanent magnet and the toner carrier to be not less than 5 times the volume average particle diameter of the magnetic particles and not more than half the distance between the magnetic poles of the permanent magnet, the magnetic particles can be removed even if the plate-shaped member is interposed. Can be reliably held on the plate-like member, and the brush-like magnetic particles can be softly brought into contact with the toner carrier to reduce the torque. Note that, by reducing the torque, image jitter due to uneven rotation of the toner carrier can also be reduced.
[0027]
Further, by setting the thickness of the plate-shaped member to be equal to or less than half of the gap between the permanent magnet and the toner carrier, even if the plate-shaped member is interposed, no excessive force is applied to the magnetic particles and the torque is reduced. In addition, the durability of the magnetic particles is not impaired.
[0028]
Further, the plate-like member is disposed so that the tip thereof is located on the downstream side in the rotation direction of the toner carrying member, and the plate-like member is elastically urged against the toner carrying member, so that the elastic blade at low pressure is provided. , It is possible to reduce the torque and prevent filming of the non-magnetic one-component toner.
[0029]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0030]
FIG. 1 shows a first embodiment of the developing device of the present invention. reference It is a cross-sectional view showing an example.
[0031]
In the figure, reference numeral 11 denotes a case for accommodating a set of developing members. In this case 11, a non-magnetic toner carrier 13 for transporting a non-magnetic one-component toner 12 is provided. Is provided with a regulating member 14 which regulates the non-magnetic one-component toner 12 in a thin layer and frictionally charges, and on the other side, a sealing member 16 which collects the developed non-magnetic one-component toner 12 and prevents scattering. Are arranged so as to be in sliding contact with the toner carrier 13, and form a closed space inside the case 11. A supply member 15 for supplying the non-magnetic one-component toner 12 to the toner carrier 13 or the regulating member 14 is disposed adjacent to the toner carrier 13 inside the case 11. Supply, peeling, stirring and the like. The non-magnetic one-component toner 12 is thinned into one or two layers by the regulating member 14 and is charged to a predetermined polarity by frictional charging between the regulating member 14 and the toner carrier 13.
[0032]
In this way, the non-magnetic one-component toner 12 thinned to a predetermined toner transport amount and charged to a predetermined polarity has a predetermined amount corresponding to the developing electric field at a portion facing the electrostatic latent image. The process proceeds to the image pattern section to visualize the electrostatic latent image. Here, a DC voltage of −350 to −550 V is applied to a voltage of 1000 to 2000 V by a developing bias power supply (not shown). _pp Is applied to the toner carrier 13 to form a developing electric field. Arrows A and B in the figure indicate the rotation directions of the toner carrier 13 and the supply member 15, respectively.
[0033]
In particular, the regulating member 14 is disposed in a space between the permanent magnet 17 and the permanent magnet 17 disposed opposite to the toner carrier 13 and is held along the line of magnetic force of the permanent magnet 17. And a soft magnetic mounting member 19 that fixes the permanent magnet 17 and forms a part of a magnetic circuit. The permanent magnet 17 has a pair of magnetic poles at a portion facing the toner carrier 13, and at least a part of the magnetic particles 18 can be made to face the toner carrier 13 in an arc shape by lines of magnetic force of the permanent magnet 17. Accordingly, since the non-magnetic one-component toner 12 passes through the dense space of the magnetic particles 18, a thin toner layer can be formed, and the chance of contact charging between the non-magnetic one-component toner 12 and the magnetic particles 18 is increased. Is possible. On the other hand, by forming a closed magnetic circuit with the permanent magnet 17, the magnetic particles 18, and the mounting member 19, the utilization efficiency of the magnetic flux is high and a high magnetic flux density can be obtained. Can be held. Although the symbols N and S in the figure indicate the magnetic poles of the permanent magnet 17, it goes without saying that a similar configuration can be obtained by using an electromagnet.
[0034]
As described above, by forming the regulating member 14 with the permanent magnet 17, the magnetic particles 18, and the mounting member 19, the magnetic particles 18 can be brought into soft contact with the toner carrier 13, and the toner carrier 13 is rotated. The torque can be reduced. Further, since the regulating member 14 can be disposed on one side of the toner carrier 13, the structure is simple and suitable for miniaturization. Further, the contact width between the magnetic particles 18 and the toner carrier 13 can be made sufficiently large, and the contact area of the magnetic particles 18 with the non-magnetic one-component toner 12 can be made sufficiently large. The toner can be made thinner and stably charged to a predetermined polarity, and an image with less fog can be formed.
[0035]
Here, as the permanent magnet 17, a known magnet material can be used, and more specifically, a magnetic material containing at least one element of Fe, Ni, Co, Cr, and Mn, for example, γ -Fe ₂ O ₃ , BaO-6Fe ₂ O ₃ , Ni-Co, Co-Cr, Mn-Al, etc. can be used, and using a resin-bound magnet is advantageous in terms of moldability and cost. Further, by making the permanent magnet 17 conductive, conduction with the magnetic particles 18 can be achieved, and not only can a bias voltage be applied to the magnetic particles 18 but also the accumulation of electric charges in the magnetic particles 18 can be achieved. Can be prevented. Further, when the magnet itself is insulative, a conductive coating can be applied to the surface to prevent the accumulation of electric charges on the magnetic particles 18. However, the present invention is not limited to this, and the surface of the permanent magnet 17 can be smoothed. It is also effective to coat for prevention of oxidation and oxidation.
[0036]
As for the magnetic particles 18, as is well-known for magnetic carriers in two-component development, substantially the same material as the above-described permanent magnet material can be used, but the volume average particle diameter of the magnetic particles 18 is one-component non-magnetic. When the volume average particle diameter of the toner 12 is about several times (about 20 to 100 μm), the unevenness of the toner conveyance amount can be reduced.
[0037]
FIG. 2 shows a second embodiment of the developing device of the present invention. reference It is a cross-sectional view showing an example.
[0038]
In FIG. 2, the regulating member is disposed along a line of magnetic force of the permanent magnet 27 that is disposed in a space between the permanent magnet 27 and the permanent magnet 27 that is disposed to face the toner carrier 23. It is composed of a plurality of magnetic particles 28 to be held and a soft magnetic mounting member 29 to which the permanent magnet 27 is fixed and which constitutes a part of a magnetic circuit. On the other hand, the permanent magnet 27 is disposed with a gap g facing the toner carrier 23, and has a pair of magnetic poles at a portion facing the toner carrier 23 with a magnetic pole distance p. When the distance p is equal to or less than half, at least a part of the magnetic particles 28 is brought into contact with the toner carrier 23 in an arc shape by the lines of magnetic force of the permanent magnet 27, and the dense space of the magnetic particles 28 Since the toner passes, a thin toner layer can be formed, and the chance of contact charging between the non-magnetic one-component toner and the magnetic particles 28 can be increased. On the other hand, the permanent magnet 27 is disposed so that the gap g between the permanent magnet 27 and the toner carrier 23 is at least five times the volume average particle diameter of the magnetic particles 28, and at least 10 or more brush-like magnetic particles 28 are connected. Can be softly brought into contact with the toner carrier 23 without excessively compacting the powder to reduce the torque. Here, the attachment member 29 is not necessarily required if the decrease in the magnetic flux density is ignored, but in this case, unless the thickness t of the permanent magnet 27 is sufficiently large (at least twice or more) with respect to the gap g, It is not preferable because the magnetic particles 28 adhere to the side surface of the permanent magnet 27. The symbols N and S in the figure indicate the magnetic poles of the permanent magnet 17.
[0039]
As described above, by setting the gap g to be equal to or less than half of the distance p between the magnetic poles, the non-magnetic one-component toner passes through the dense space of the magnetic particles 28, so that a thin toner layer can be formed. It is possible to increase the chance of contact charging between the component toner and the magnetic particles 28, and it is possible to configure a developing device suitable for high-speed colorization. Further, by setting the gap g to be at least five times the volume average particle diameter of the magnetic particles 28, the magnetic particles 28 can be softly contacted with the toner carrier 23 without excessively compacting, and the non-magnetic Since the contact area with the one-component toner can be made sufficiently large, not only can the toner transport amount be constant, and the toner can be stably charged to a predetermined polarity by thinning the toner, and an image with less fog can be formed. , The torque can be reduced, and the image jitter due to the torque fluctuation can be reduced.
[0040]
Next, an example in which a permanent magnet is sandwiched between yokes made of a soft magnetic material to form a magnetic circuit will be described.
[0041]
FIG. 3 shows a third embodiment of the developing device of the present invention. reference It is a cross-sectional view showing an example.
[0042]
In FIG. 3, a regulating member includes a permanent magnet 37 disposed to face the toner carrier 33, a pair of yokes 35 made of a soft magnetic material sandwiching the permanent magnet 37, and a space between the pair of yokes 35. And a spacer 34 made of a non-magnetic material, which fills the space, and a space between the toner carrier 33 and the yoke 35. And a plurality of magnetic particles 38. Therefore, by forming a closed magnetic circuit by the permanent magnet 37, the yoke 35, and the magnetic particles 38, the utilization efficiency of the magnetic flux is high and a high magnetic flux density is obtained, so that the magnetic particles 38 are stably held on the yoke 35. be able to. The symbols N and S in the figure indicate the magnetic poles of the permanent magnet 37.
[0043]
As described above, by clamping the permanent magnet 37 between the pair of yokes 35 made of a soft magnetic material having a high magnetic permeability, an efficient closed magnetic circuit is formed, and a high magnetic flux density for holding the magnetic particles 38 is obtained. And scattering of the magnetic particles 38 can be prevented. In addition, the existence region of the magnetic particles 38 is limited by the spacer 34 made of a non-magnetic material, so that the magnetic flux can be effectively used.
[0044]
On the other hand, the yoke 35 is disposed with a gap g opposed to the toner carrier 33, and has a pair of magnetic poles at a portion opposed to the toner carrier 33 with a magnetic pole distance p. By setting the value of p to be equal to or less than half, at least a part of the magnetic particles 38 is opposed to the toner carrier 33 in an arc shape along the line of magnetic force formed between the yokes 35 according to the magnetomotive force of the permanent magnet 37, Since the non-magnetic one-component toner passes through the dense space of the particles 38, a thin toner layer can be formed, and the chance of contact charging between the non-magnetic one-component toner and the magnetic particles 38 can be increased.
[0045]
On the other hand, the yoke 35 is disposed such that the gap g between the yoke 35 and the toner carrier 33 is at least five times the volume average particle diameter of the magnetic particles 38, and at least ten or more brush-like magnetic particles 38 are arranged. The torque can be reduced by softly contacting the toner carrier 33 without excessive powder compaction. The symbols N and S in the figure indicate the magnetic poles of the permanent magnet 37.
[0046]
As described above, the magnetic particles 38 are directly held on the yoke 35 and the gap g is set to be less than half the distance p between the magnetic poles, so that the non-magnetic one-component toner passes through the dense space of the magnetic particles 38. Therefore, a thin toner layer can be formed, the chance of contact charging between the non-magnetic one-component toner and the magnetic particles 38 can be increased, and a developing device suitable for high-speed colorization can be configured. . Further, by setting the gap g to be at least five times the volume average particle diameter of the magnetic particles 38, the magnetic particles 38 can be brought into soft contact with the toner carrier 33 without excessively compacting, and the non-magnetic Since the contact area with the one-component toner can be made sufficiently large, not only can the toner transport amount be constant, and the toner can be stably charged to a predetermined polarity by thinning the toner, and an image with less fog can be formed. , The torque can be reduced, and the image jitter due to the torque fluctuation can be reduced.
[0047]
FIG. 4 shows a developing device of the present invention. of It is an outline sectional view showing an example.
[0048]
In FIG. 4, the regulating member includes a permanent magnet 47 provided to face the toner carrier 43, a pair of yokes 45 and 46 made of a soft magnetic material sandwiching the permanent magnet 47, and a pair of yokes 45 and 46. And a spacer 44 made of a non-magnetic material that fills the space between them, and is formed between the yokes 45 and 46 in accordance with the magnetomotive force of the permanent magnet 47 provided in the space between the toner carrier 43 and the yokes 45 and 46. And a plurality of magnetic particles 48 held along the lines of magnetic force. With respect to the yokes 45 and 46 made of a pair of soft magnetic materials, the yoke 45 disposed on the upstream side in the rotation direction C of the toner carrier 43 is disposed with a width a facing the toner carrier 43, and The yoke 46 disposed on the downstream side in the rotation direction C of the body 43 is disposed with a facing width b with respect to the toner carrier 43 by chamfering a corner portion. Accordingly, the opposing width a of the yoke 45 disposed on the upstream side in the rotation direction C of the toner carrier 43 is larger than the opposing width b of the yoke 46 disposed on the downstream side in the rotation direction C of the toner carrier 43. By increasing the size, the magnetic flux density (magnetic gradient) of the yoke 46 provided on the downstream side in the rotation direction of the toner carrier 43 is increased, and the holding force of the magnetic particles 48 is increased toward the downstream side, so that the magnetic particles 48 48 can be prevented from scattering outside the developing device. In addition, such a configuration is such that the gap of the yoke 45 arranged on the upstream side in the rotation direction C of the toner carrier 43 is changed to the gap of the yoke 46 arranged on the downstream side of the rotation direction C of the toner carrier 43. It can also be achieved by making it larger. The symbols N and S in the figure indicate the magnetic poles of the permanent magnet 47.
[0049]
As described above, for the yokes 45 and 46 formed of a pair of soft magnetic materials, the opposing width a of the yoke 45 disposed on the upstream side in the rotation direction of the toner carrier 43 is determined by the rotation width of the toner carrier 43. By making the yoke 46 disposed on the downstream side in the direction larger than the facing width B of the toner carrier 43, the magnetic flux density (magnetic gradient) of the yoke 46 disposed on the downstream side in the rotation direction of the toner carrier 43 is reduced. As the size increases, the more the downstream side, the higher the holding power of the magnetic particles 48, and the scattering of the magnetic particles 48 to the outside of the developing device can be prevented. As a color developing device, clear color reproduction without color mixing can be achieved. It is possible.
[0050]
Next, an example is shown in which a plate-like member is provided between a permanent magnet and a toner carrier, and magnetic particles are held on the plate-like member.
[0051]
FIG. 5 shows a developing device of the present invention. Four of reference It is a cross-sectional view showing an example.
[0052]
In FIG. 5, the regulating member is provided with a permanent magnet 57 disposed opposite to the toner carrier 53 and disposed in a space between the toner carrier 53 and the permanent magnet 57 and fixed to the permanent magnet 57. A plate member 54 made of a non-magnetic material, a plurality of magnetic particles 58 held on the plate member 54 along the lines of magnetic force of the permanent magnet 57, the permanent magnet 57 fixed, and a part of a magnetic circuit. And a soft magnetic mounting member 59. The permanent magnet 57 has a pair of magnetic poles at a portion facing the toner carrier 53, and at least a part of the magnetic particles 58 can be made to face the toner carrier 53 in an arc shape by lines of magnetic force of the permanent magnet 57. Therefore, since the non-magnetic one-component toner passes through the dense space of the magnetic particles 58, a thin toner layer can be formed, and the chance of contact charging between the non-magnetic one-component toner and the magnetic particles 58 can be increased. It is. On the other hand, since a closed magnetic circuit is formed by the permanent magnet 57, the magnetic particles 58, and the mounting member 59, the utilization efficiency of the magnetic flux is high and a high magnetic flux density can be obtained. Can be held. The symbols N and S in the figure indicate the magnetic poles of the permanent magnet 57, and the arrow D indicates the rotation direction of the toner carrier 53.
[0053]
Particularly, by disposing the plate-shaped member 54 between the permanent magnet 57 and the toner carrier 53 and holding the magnetic particles 54 on the plate-shaped member 54, the permanent magnet 57 and the magnetic particles 58 do not come into direct contact. With this configuration, the degree of freedom of usable permanent magnets can be improved, and the magnetic particles 58 can be held on the plate member 54, so that the sealing property of the developing device can be improved. Further, by making the plate member 54 non-magnetic, the magnetic flux from the permanent magnet 57 can be effectively applied to the magnetic particles 58 to prevent the magnetic particles 58 from scattering. Further, by making the plate-shaped member 54 conductive, conduction with the magnetic particles 58 can be achieved, and not only can a bias voltage be applied to the magnetic particles 58 but also the charge of the magnetic particles 58 can be reduced. Accumulation can be prevented.
[0054]
In FIG. 5, the permanent magnet 57 is disposed with a gap g opposite the toner carrier 53, and has a pair of magnetic poles at a portion facing the toner carrier 53 with a magnetic pole distance p. By setting g to be equal to or less than half of the distance p between the magnetic poles, at least a part of the magnetic particles 58 is brought into contact with the toner carrier 53 in an arc shape by the lines of magnetic force of the permanent magnet 57. Further, the permanent magnet 57 is disposed so that the gap g between the permanent magnet 57 and the toner carrier 53 is at least 5 times the volume average particle diameter of the magnetic particles 58, and at least 10 or more brush-like magnetic particles 58 are connected. Is softly brought into contact with the toner carrier 53 without excessively compacting. Further, by setting the thickness h of the plate member 54 to be equal to or less than half of the gap g, the magnetic particles 58 can be brought into soft contact with the toner carrier 53 without compacting.
[0055]
By setting the gap g to be equal to or less than half of the distance p between the magnetic poles, the non-magnetic one-component toner passes through the dense space of the magnetic particles 58, so that a thin toner layer can be formed. It is possible to increase the chance of contact charging between the component toner and the magnetic particles 58, and it is possible to configure a developing device suitable for high-speed colorization. Further, by setting the gap g to be at least five times the volume average particle diameter of the magnetic particles 58, the magnetic particles 58 can be brought into soft contact with the toner carrier without excessively compacting, and the non-magnetic particles of the magnetic particles 58 can be softened. Since the contact area with the component toner can be sufficiently increased, the toner transport amount can be kept constant, and the toner can be stably charged to a predetermined polarity by making the toner thinner, and not only can an image with less fog be formed, The torque can be reduced, and image jitter due to torque fluctuation can be reduced. Further, by setting the plate thickness h of the plate member 54 to be equal to or less than half of the gap g, an excessive force is not applied to the magnetic particles 58 even when the plate member 54 is interposed, thereby reducing torque and reducing magnetic particles. 58 is not impaired in durability.
[0056]
Next, an example in which the plate member is formed of an elastic body will be described.
[0057]
FIG. 6 shows a developing device according to the present invention. Five of reference It is a cross-sectional view showing an example.
[0058]
In FIG. 6, a regulating member is disposed in a space between the toner carrier 63 and the permanent magnet 67, and is separated from the permanent magnet 67. A plate-shaped member 64 made of a non-magnetic material and supported in a cantilever shape; a plurality of magnetic particles 68 held on the plate-shaped member 64 along the lines of magnetic force of the permanent magnet 67; And a soft magnetic mounting member 69 forming a part of a magnetic circuit. Further, the plate-like member 64 elastically urged against the toner carrying member 63 has a tip corresponding to a free end of the plate-like member 64 on the downstream side in the rotation direction E of the toner carrying member 63. It is arranged as follows. The permanent magnet 67 has a pair of magnetic poles at a portion obliquely opposed to the toner carrier 63, and at least a part of the magnetic particles 68 can be made to face the toner carrier 63 in an arc shape by lines of magnetic force of the permanent magnet 67. Therefore, after the non-magnetic one-component toner has passed through the dense space of the magnetic particles 68, at least the leading end of the plate member 64 is brought into contact with the non-magnetic one-component toner layer with a light pressure to level the toner layer. Therefore, a uniform thin toner layer can be formed. The symbols N and S in the figure indicate the magnetic poles of the permanent magnet 67, and the arrow E indicates the rotation direction of the toner carrier 63.
[0059]
In this way, by disposing the tip of the plate-shaped member 64 so as to be located on the downstream side in the rotation direction of the toner carrier 63, and by urging the plate-shaped member 64 elastically against the toner carrier 63, A uniform toner conveyance amount can be regulated by the elastic blade at a low pressure, so that not only density unevenness can be reduced, but also torque can be reduced and non-magnetic one-component toner filming can be prevented.
[0060]
Such a plate-like member 64 has flexibility for following and slidingly contacting the toner carrier 63, conductivity for preventing electric charge from accumulating, and adhesion and surface roughness for preventing toner from being fixed. It is desirable to be formed of a material that satisfies the characteristics of, for example, urethane resin, fluororesin, silicon resin, plate-like resin such as polyethylene resin, or conductive fine powder such as carbon black dispersed in these resins. When a plate-shaped conductive resin, a metal thin plate spring made of stainless steel, phosphor bronze, or the like, or a multi-layer thin plate spring obtained by combining these is used, appropriate flexibility and conductivity can be obtained. Needless to say, such a plate-shaped member is disposed downstream of the regulating member shown in FIGS. Can be formed.
[0061]
1 to 6, magnetic particles and the like are exaggerated and roughly drawn.
[0062]
Example above And reference examples However, the present invention is not limited to the above embodiment, and when used in a developing device using an electrophotographic method, particularly a developing device for forming a color image, not only can the device be miniaturized, An image can be formed.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least a part of the magnetic particles is made to face the toner carrier in an arc shape by the lines of magnetic force of the permanent magnet, so that the surface area of the magnetic particles contacted by the non-magnetic one-component toner can be sufficiently increased. Not only is it possible to charge a non-magnetic one-component toner quickly and stably by making it large, but also to form a simple and high-efficiency closed magnetic circuit to hold the magnetic particles, so that there is no scattering of magnetic particles, and compact and high-speed It is possible to provide a developing device suitable for image formation and colorization.
[0064]
In addition, the magnetic particles are held directly on the permanent magnet, and the gap between the permanent magnet and the toner carrier is set to be not less than 5 times the volume average particle diameter of the magnetic particles and not more than half the distance between the magnetic poles of the permanent magnet. Accordingly, the magnetic particles can be securely held on the permanent magnet, and the brush-like magnetic particles can be softly brought into contact with the toner carrier to reduce the torque. Note that, by reducing the torque, image jitter due to uneven rotation of the toner carrier can also be reduced.
[0065]
Furthermore, by making the permanent magnet conductive, conduction with the magnetic particles can be established, and not only can a bias voltage be applied to the magnetic particles, but also the accumulation of electric charges on the magnetic particles can be prevented. Can be.
[0066]
Furthermore, an efficient closed magnetic circuit can be configured by sandwiching the permanent magnet between a pair of yokes made of a soft magnetic material, and a high magnetic flux density for holding magnetic particles can be obtained.
[0067]
Further, the magnetic particles are held directly on the permanent magnet or the yoke, and a gap between the yoke and the toner carrier is formed between the yokes by the permanent magnet with a volume average particle diameter of 5 times or more of the magnetic particles. By setting the distance between the magnetic poles to half or less, the magnetic particles can be securely held on the yoke and the brush-like magnetic particles can be softly brought into contact with the toner carrier to reduce the torque. Note that, by reducing the torque, image jitter due to uneven rotation of the toner carrier can also be reduced.
[0068]
Further, with respect to the yoke made of a pair of soft magnetic materials, the opposing width of the yoke disposed on the upstream side in the rotation direction of the toner carrier with respect to the toner carrier is set to the width of the yoke disposed on the downstream side in the rotation direction of the toner carrier. By making the width larger than the width facing the toner carrier, the magnetic flux density (magnetic gradient) of the yoke provided on the downstream side in the rotation direction of the toner carrier is increased, and the retention force of the magnetic particles increases toward the downstream side. And the scattering of the magnetic particles out of the developing device can be prevented.
[0069]
Further, by disposing a plate-shaped member between the permanent magnet and the toner carrier and holding the magnetic particles on the plate-shaped member, the permanent magnet and the magnetic particles can be configured not to come into direct contact with each other, The degree of freedom of usable permanent magnets can be improved.
[0070]
Further, by making the plate-shaped member non-magnetic, the magnetic flux generated by the permanent magnet can be effectively applied to the magnetic particles, and the scattering of the magnetic particles can be prevented.
[0071]
Further, by making the plate-shaped member conductive, conduction with the magnetic particles can be achieved, and not only can a bias voltage be applied to the magnetic particles, but also the accumulation of electric charges on the magnetic particles can be prevented. be able to.
[0072]
Further, by setting the gap between the permanent magnet and the toner carrier to be not less than 5 times the volume average particle diameter of the magnetic particles and not more than half the distance between the magnetic poles of the permanent magnet, the magnetic particles can be removed even if the plate-shaped member is interposed. Can be reliably held on the plate-like member, and the brush-like magnetic particles can be softly brought into contact with the toner carrier to reduce the torque. Note that, by reducing the torque, image jitter due to uneven rotation of the toner carrier can also be reduced.
[0073]
Further, by setting the thickness of the plate-shaped member to be equal to or less than half of the gap between the permanent magnet and the toner carrier, even if the plate-shaped member is interposed, no excessive force is applied to the magnetic particles and the torque is reduced. In addition, the durability of the magnetic particles is not impaired.
[0074]
Further, the plate-like member is disposed so that the tip thereof is located on the downstream side in the rotation direction of the toner carrying member, and the plate-like member is elastically urged against the toner carrying member, so that the elastic blade at low pressure is provided. , It is possible to reduce the torque and prevent filming of the non-magnetic one-component toner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first example of a developing device of the present invention. reference It is a cross-sectional view showing an example.
FIG. 2 shows a second example of the developing device of the present invention. reference It is principal part sectional drawing which shows an example.
FIG. 3 shows a third embodiment of the developing device of the present invention. reference It is principal part sectional drawing which shows an example.
FIG. 4 is a development device of the present invention. of It is a principal part sectional view showing an example.
FIG. 5 shows a developing device of the present invention. Four of reference It is principal part sectional drawing which shows an example.
FIG. 6 shows a developing device according to the present invention. Five of reference It is principal part sectional drawing which shows an example.

Claims

非磁性一成分トナーを搬送する非磁性のトナー担持体と、前記トナー担持体に対向して配設される永久磁石と、前記トナー担持体と前記永久磁石との間の空間に配設され前記永久磁石の磁力線に沿って保持される磁性粒子とを有する現像装置において、前記永久磁石を一対の軟磁性材からなるヨークで挟持せしめ、前記一対の軟磁性材からなるヨークのうち、前記トナー担持体の回転方向上流側に配設される一方の前記ヨークの前記トナー担持体に対する対向幅を、前記トナー担持体の回転方向下流側に配設される他方の前記ヨークの前記トナー担持体に対する対向幅よりも大きくせしめることを特徴とする現像装置。A non-magnetic toner carrier that conveys a non-magnetic one-component toner; a permanent magnet disposed to face the toner carrier; and a permanent magnet disposed in a space between the toner carrier and the permanent magnet. In a developing device having magnetic particles held along the lines of magnetic force of a permanent magnet, the permanent magnet is sandwiched by a pair of yokes made of a soft magnetic material. The width of one yoke provided on the upstream side in the rotation direction of the body with respect to the toner carrier is set to the opposite width of the other yoke provided on the downstream side in the rotation direction of the toner carrier with respect to the toner carrier. a developing device according to claim Rukoto allowed greater than the width.