JPS62138877A - 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】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、潜像保持体面上の潜像を乾式現像剤により現
像する現像装置に関する。

更に詳しくは、現像装置内における現像剤の撹拌・搬送
・循環・トナー補給構成に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、静電潜像・電位潜像等のｆｒＬ気的潜像の乾式現
像手法ｅ′ＡＩとしては各種の方式のものが提案され、
又実用化されているが、何れも一長一短を有する。

例えば、２成分系現像剤を用いた現像方法では現像ロー
ラ上に塗布された該現像剤によって潜像の画像部を現像
する場合、現像剤中のトナーは現像ローラ上に塗布され
た現像剤のうちの数パーセント以下しか使用していない
、このことは現像器構成から考慮して非常に効率の悪い
ものである。

なぜならば所定の十分な現像濃度を得るために多量の現
像剤を現像ローラの回転毎に現像ローラ上に一定量かつ
トナーｅＩｆを均一にして塗布する必要があるためであ
る。このため現像器構成は大型化・複雑化していた。

もちろん、この種の現像方式においても現像効率の向上
は試みられた。たとえば本出願人は特開昭５５−３２０
ＥｉＯ号、開閉５５−１３３０５８号、開閉５８−７０
５Ｈ号等で改善方式を提案し、且つ実用にも供している
（キャノン機種ＮＰ８５００）　、これによれば、現像
濃度をあげることができ、現像効率を上昇することがで
きた。しかし、それでも画像部においてほぼ１００％に
近い現像効率を達成するには至っていない。

現像効率の向上という点では１成分現像方法の方が２成
分現像方法よりも優れている。その中でも本出願人が先
に出願した、特開昭５４−４３０３７号の現像方式ない
しは現像装置は現像ローラ（スリーブ）上に　ｔｏｏ　
ｈ以下のトナー薄層を形成し、スリーブ上に塗布したそ
のトナーを画像部においてほぼ１００％に近い現像効率
で現像に供することができる。このため現像器構成を小
型化・簡略化して実用化することができた。

これは現像ローラ上に　ｌｏｎ＃Ｌ以下というトナー薄
層を形成することができたため達成されたものである。

ただしこの現像方式はトナーとして磁性トナーを用いる
ものであり、磁性トナーは磁性を持たせるためトナー内
に磁性体を内添しなければならず、これは転写紙に転写
した現像像を熱定着する際の定着性の悪さ、現像剤自身
に磁性体を内添するため（ｒａ性体の通常黒色である）
そのカラー再現の際の色彩の悪さ等の問題点がある。

このため非磁性トナーの薄層形成方式としてビーバーの
毛のような柔かい円筒状のブラシにして、これにトナー
を付着塗布する方法や、表面がベルベット等のｒａｍで
作られた現像ローラにドクターブレード等により塗布す
る方式が提案されている。

しかしながら、上記繊維ブラシにドクターブレードとし
て弾性体ブレードを使用した場合、トナー量の規制は可
能であるが、均一な塗布は行われず、又現像ローラ上の
繊維ブラシを摺擦するだけではブラシの繊維間に存在す
るトナーへの摩擦帯′ｉｉ電荷賦与は行われないため、
カブリ等の発生しやすい問題点があった。

而して、本出願人は上述従来の各種方式と全く異なる現
像装置として、非磁性トナーと磁性粒子を用い、トナー
担持体に対向して磁性粒子拘束部材を設け、トナー担持
体表面の移動方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁
界発生手段の磁気力によって磁性粒子の磁気ブラシを形
成し、磁性粒子拘束部材によって磁気ブラシを拘束し、
トナー担持体面に対して非磁性トナーを含む少量の磁性
粒子の薄いブラシ状磁気吸着層を形成する方法を既に提
案した（特開昭５８−１４３３８０号）、そして該トナ
ー担持体と潜像保持体とを対向させ、現像部（潜像保持
体とトナー担持体との対向部）において潜像保持体とト
ナー担持体との間隙をトナ一層厚（トナー担持体面に形
成された非磁性トナーを含む少量の磁性粒子の薄いブラ
シ状磁気吸着層）よりも広く設定し、交番電界を印加す
ることによって、層像保持体表面に潜像パターンに対応
したポジ又はネガの非磁性トナー現像画像を得る方法を
実用化した。

これは現像領域において、トナー担持体側の非磁性トナ
ーを含む磁性粒子の薄いブラシ状磁気吸着層が潜像保持
体とトナー担持体との間隙長さよりも長く形成されるか
、もしくは現像部に作用させた電界により伸長して潜像
保持体面を摺擦し、該磁性粒子のブラシ状磁気吸着層に
含まれる非磁性トナーがトナー担持体と潜像保持体との
間で往復連動を発生することによって潜像保持体側の潜
像が非磁性トナーで潜像パターンに対応してポジ現像或
はネガ現像されるものである。

これにより、現像効率が極めてたかく、小型・簡素な現
像器を構成することができ、又非磁性トナーにより色彩
性のよいカラー現像像を得ることができるようになった
。特に２成分磁気ブラシ摺擦現像時にベタ画像が得られ
る。　　・〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した各種の現像方式装置のうち特に最後の現像方式
装置は現像特性に優れたもので推奨されるが、更に常に
安定した高品質・高濃度・長駆調性等の現像画像性を持
続するもの、高速画像形成装置にも十分に適用できる高
い耐久性φ信頼性を有するもの等の開発が望まれている
。

本発明はこれに応えるものである。即ちトナーと磁性粒
子とからなる現像剤を現像剤担持部材に担持させ潜像保
持体面を現像する方式のものについて、常に安定して、
画像ムラやカブリのない高品質（高画質）の現像画像が
得られるようにしたものを提供することを目的とする。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、トナーと磁性粒子とからなる現像剤を現像剤
担持部材に担持させ潜像保持体面を現像する現像装置に
おいて、現像剤容器内に現像剤担持部材長手方向に対し
て現像剤を撹拌・搬送する手段と、現像剤撹拌・搬送部
にトナーを補給する手段と、を有し、トナー補給手段か
ら現像剤撹拌・搬送部に対するトナー補給は、現像剤撹
拌・搬送部の現像剤搬送方向に関して搬送方向下流に向
うに従いトナー補給量が徐々に或は段階的に少なくなる
ように行わせるように構成した。ことを特徴とする現像
装置を要旨とする。

〔作　用〕

即ち、現像剤としてトナーと磁性粒子からなる現像剤を
用いる方式の現像装置の場合は、現像によって消費され
るのはトナー分のみであるので、現像剤容器内の現像剤
のトナー濃度を常に適正に保つ為には、現像剤の現在ト
ナー濃度の速やかな検知、その検知値にもとすくトナー
分の適時−適量補給、補給トナー分の現像剤全体への速
やかな均一分散混合が必要である。

この場合上記のトナー補給に関して、現像剤容器内の現
像剤がスクリュ軸９等（第３図　（ｂ）の０図）現像剤
撹拌・搬送手段により現像剤担持部材の長手一方向Ｘに
撹拌・搬送状態にあるもののとき、そのＸ方暖りに流動
している現像剤撹拌・搬送部の現像剤搬送方向に沿う領
域りの各部に対してトナー補給部のトナー補給口部１６
（０図）からトナーを均一量分布（０図）で補給すると
、現像剤撹拌・搬送部の現像剤搬送方向Ｘの下流側には
上記各部に均一量分布で補給されたトナーが徐々に寄せ
られてくるので、現像剤容器内の現像剤のトナー濃度は
現像剤の搬送進行につれて、現像剤搬送方向下流側に向
うに従って次第に高くなった傾斜した濃度分布状態（０
図）となり、その結果画像ムラやカブリを生じやすい傾
向となる。

そこで本発明は第３図（ａ）のように、トナー補給部の
トナー補給口部１６から現像剤撹拌・搬送部に対するト
ナー補給を、現像剤撹拌・搬送部の現像剤搬送方向Ｘに
関して搬送方向下流に向うに従いトナー補給部が徐々に
（０図）或は段階的に少なくなるように行わせるもので
、その補給されたトナーは現像剤搬送進行についてて現
像剤内に撹拌混入していき、この場合補給トナー量は上
記のように現像剤搬送方向り流側に対して下流側を少な
くするように差がつけられているから、現像剤搬送方向
に沿う現像剤各部のトナー濃度は０図のように均一化し
、前述第４図（ｂ）の０図のような傾斜濃度分布を生ぜ
ず、画像ムラ・カブリのない高品位の画像を得ることが
可能となった。

〔実施例〕

図面は本発明現像装置の一実施例を示すものである。

第１図において、Ａは潜像保持体としてのドラム状或は
ベルト状の電子写真感光体・静電記Ｑ誘電体等であり、
矢印方向に所定速度で面移動駆動され、不図示の作像プ
ロセス機器によりＨｓ像が形成され、それが現像装置１
１Ｂにより顕画像として現像される。

現像装置Ｂにおいて、ｌは現像容器であって、内部を隔
壁２によってトナー収納部３と、トナーと磁性粒子から
なる現像剤を収納する現像剤収納部４とに区画されてい
る。トナー収納部３内の収納トナー、及び現像剤収納部
４内の現像剤は図には省略した。トナー収納部３内の収
納トナーはトナー搬送部材６．＋１６２が回動駆動され
ることにより逐次隔ｑ！２方向に搬送され、部材６１に
取り付けられた弾性かき上げ板６ａによりかき上げられ
て隔壁２部分に設けたトナー補給口１６から現像剤収納
部４内へ補給される。トナー補給口１６は、現像剤収納
部４内に配設した後述する現像スリーブ７１に並行させ
て設けた現像剤撹拌・搬送手段としてのスクリュ軸９に
並行させて横長スリット状に形成しである。

７は現像剤収納部４内に配設した現像剤担持部材であり
、マグネットロール７２を内蔵した非磁性物質でできた
現像スリーブ７１で構成されている。該現像スリーブ７
１は右斜め下面部が現像剤収納部４に設けた開口部から
外部に露呈しており、現像装置Ｂは現像スリーブ７１の
上記外部露呈面部が潜像保持体Ａ面に対して所定の径小
な隙間を存して対向位置するように支持部材に位置決め
保持されている。

Ｓ、〜Ｓ３．Ｎ１〜Ｎ３はマグネットロール７２の着磁
位置を示している。マグネットロール７２は両端部を固
定支持されていて回転せず、その外側の現像スリーブ７
１がマグネットロール７２の囲りを所定の周速で矢印方
向に回転駆動される。

８・９は現像剤収納部４内において、現像スリーブ７１
とほぼ並行に上下に配設した現像剤撹拌・搬送手段とし
てのスクリュ軸であり、それぞれ矢印方向に回転駆動さ
れている。１７は該上下のスクリュ軸８・９の間に設け
た現像剤循環規制部材である。

ｌＯ・１４は現像剤収納部４内の上下部に配設した現像
スリーブ７１周面上の現像剤の＠環領域指定部材、１１
−１３は現像剤収納部４の底面と現像スリーブ７１下面
との隙間部から収納現像剤が潜像保持体Ａ方向へ流動漏
洩することを防１１ニするべく現像剤収納部４の底面側
に配設した磁性部材とマグネ−２ト、１２は現像スリー
ブ７、の周面に形成する現像剤の層厚を規制するために
、現像スリーブ７！の上面側に下辺を現像スリーブ上面
に対して所定の径小の隙間を存して対向させて配設した
非磁性ブレードである。

１５は現像剤収納部４内の現像剤の濃度（トナーと磁性
粒子との混合比）を検知するセンサであり、このセンサ
の出力が制御回路（不図示）へ入力され、それに応じて
前記トナー収納ＢＢｓ内のトナー搬送部材６Ｉ　・６２
の回動駆動が制御される。

現像装Ｍ稼動時は現像スリーブ７□、スクリュ軸８・９
はそれぞれ所定の速度で回転駆動され、現像スリーブ７
１と潜像保持体Ａの間にはバイアス電源Ｓにより交番電
圧が印加される。

スクリュ軸８１１９の回転により現像剤収納部４内の現
像剤は現像スリーブ７１の長手方向に十分撹拌され、現
像スリーブ７１付近ではほぼ均一なトナーと磁性粒子の
混合比が得られ、実質的に現像スリーブ７Ｉの長手方向
各部についてのムラが除去される。

スクリュ軸８番９は夫々矢印の方向に回転するが、それ
により現像剤収納部４内の現像剤が上側のスクリュ軸８
近傍の現像剤と下側のスクリュ軸９近傍の現像剤とが夫
々のスクリュ軸の長手方向に対して反対方向に搬送され
るように上下のスクリュ軸８・９のスクリュ羽根の向き
を夫々逆向きに設定しである。

現像剤収納部４内における現像剤の現像剤収納部横断面
上での動きは、現像スリーブ７１の回転、スクリュ軸８
・９の回転、マグネットロール７□の磁界、現像剤循環
領域指定部材１０争１４、同循環規制部材１７の存在、
現像スリーブ７、と現像剤との摩擦力、現像剤の重力等
により第１図の白抜き矢示の如き循環的流動運動となる
。

而して現像剤収納部４の現像剤溜り内に臨んでいる現像
スリーブ７１の面領域にその近傍の現像剤即ちトナーを
含む磁性粒子がスリーブ７１内のマグネットロール７２
の磁力により磁気ブラシ吸着層として付着保持されて現
像スリーブ７１の回転に伴ない非磁性ブレード１２位置
へ搬送され、非磁性ブレード１２位置を通過する過程で
層厚が規制され、トナーを含む少縫の磁性粒子の薄層と
なって現像部ａ（潜像保持体Ａと現像スリーブ７１の対
面部、磁極Ｎ２付近）を通過する。

その現像部ａの通過過程において現像部ａに作用してい
る電界、磁極Ｎ２の磁界作用により、現像スリーブ７１
側の現像剤層のトナーが潜像保持体Ａ面側に潜像パター
ンに対応して移行付着して潜像保持体Ａ面の潜像のトナ
ー現像が順次に行われる。

現像に供され、現像部ａを通過した現像スリーブ７、側
の現像剤層は引続く現像スリーブ７□の回動により現像
剤収納部４内に、磁極Ｓ２・Ｎ３の磁界によりそのまま
スリーブ７、面に保持されて戻し搬送されて現像剤収納
部４内の現像剤と混り合う。

現像剤収納部４の現像剤内のトナー分は潜像の現像に消
費されることにより経時的に磁性粒子との混合比が低下
していく、その低下度合がセンサ１５により検知されそ
の検知情報が制御回路（不図示）に入力され、低下度が
所定の許容下限になるとその信号によりトナー収納部３
内のトナー供給部材６１・６２の回転がなされ、これに
よりトナー収納部３内のトナーがトナー補給口１６から
現像剤収納部４内へ逐次導入補給される。

この場合本発明は、トナー補給口１６から現像剤収納部
４へのトナーの補給を前記第３図（ａ）で説明したよう
に、現像剤収納部４内の現像剤撹拌・搬送部の現像剤搬
送方向Ｘに関して搬送方向下流に向うに従いトナー補給
量が徐々に或は段階的に少なくなるように行わせて、ト
ナー補給時以後の現像剤撹拌・搬送部の現像剤搬送方向
に沿う現像剤各部のトナー濃度を片寄りなく均一化させ
るもので、その具体的手段・構成は種々考えられる。第
２図（ａ）〜（ｄ）はその数例を示すものである。

（ａ）図二本例はトナー収納部３偶のトナー搬送部材６
１に取付けられ、トナーをかき上げてトナー補給口１６
から現像剤収納部４側へ導入する弾性かき上げ板６ａに
ついて、その幅寸法を現像剤収納部４側のスクリュ軸９
による現像剤搬送方向Ｘに対して現像剤搬送方向下流側
に向うに従って漸次小さくした形ｍ（Ｗｌ→Ｗ２）とし
たものである、これによりトナー補給口１６の長手各部
から現像剤収納部４側へ導入される補給トナー量は現像
剤収納部４側の現像剤撹拌・搬送部の現像剤搬送方向Ｘ
に関して搬送方向下流に向うに従い徐々に少ないものと
なる。

（ｂ）図：本例は弾性かき上げ板６＆によるトナー補給
口１６から現像剤収納部４内へのトナー補給が、現像剤
収納部４の現像剤撹拌・搬送部の現像剤搬送方向Ｘに沿
う全長域りの現像剤搬送方向上流側の略半部長さ領域Ｌ
ａについてのみなされ、下流側の残余の長さ領域Ｌｂに
ついては行われないように、上記長さ領域Ｌａに対応す
るトナー搬送部材６１側の侵さ部分にのみに短尺の弾性
かき上げ板６ａを取付けＡ＃ｉｌさせたものである。こ
れによってもトナー補給時以後の現像剤搬送方向Ｘに沿
う現像剤各部のトナー濃度を実質的に片寄りなく均一化
状態にさせることができる。

ただし、必ずしも領域Ｌａ＊Ｌｂの長さは上記の長さに
限られる訳ではなく所望の設定条件で決定されてよい。

（Ｃ）Ｎ：本例はトナー補給口１６の開口幅を、開口長
手に沿って現像剤搬送方向Ｘに対して現像剤搬送方向下
流に向うに従って漸次小さくした形態（Ｗｒ　→Ｗ２）
としたものである。

（ｄ）図：本例はトナー補給口１６にメツシュ部材１６
ａを配設し、そのメツシュ部材の目の粗さを、開口長手
に沿って現像剤搬送方向Ｘに対して現像剤搬送方向下流
に向うに従って漸次小さくする、或は段階的に小さくし
た（１６ａ（１）＞１６ａ　　（２）＞　１６　ａ　（
３））ものである。

−１−記　（Ｃ）図・　（ｄ）図の場合も、トナー補給
口１６の長手各部から現像剤収納部４側へ導入される補
給トナー礒は現像剤搬送方向Ｘに関して搬送方向下流に
向うに従い徐々に、或は段階的に少ないものとなる。

その他トナー搬送部材６Ｉの回転半径を現像剤搬送方向
下流側に向うに従って減少させる等の手段・構成であっ
てもよい。

補給されたトナーは現像剤収納部４内の現像剤内に下記
のように取り込まれて現像剤の全体に均一・迅速に混入
していく、このトナー補給により現像剤収納部４内の現
像剤のトナー分混合比が上昇し所定の許容上昇になった
ことがセンサ１５により検知されると、トナー補給部材
６１　・６２の回転駆動が停止される。これにより現像
剤収納部４内の現像剤の磁性粒子に対するトナー分の混
合比が常に略一定に保たれ、常に安定した高画質画像を
得ることができる。

即ちトナー補給口１６から現像剤収納部４内に補給され
るトナーは下側のスクリュ軸９によって既存の現像剤内
に軸方向に移動しながら撹拌・搬送されて混合分散され
る。そしてその現像剤は現像スリーブ７１上を移動し、
循環規制部材１７と磁極Ｓ３との間で循環が規制され、
潜像保持体Ａを現像し終えて現像剤収納部４内に戻し搬
送されたスリーブ７Ｉ上の現像剤、及びスクリュ軸８に
より搬送された現像剤と合流して混合撹拌され、一部は
スクリュ軸８の方向へ一部は上側の現像剤循環領域指定
部材１０を通って非磁性ブレード１２側へ流動して層厚
規制を受は現像スリーブ７１上に保持されて現像部ａへ
搬送され、潜像の現像に供される。スクリュ軸８方向へ
搬送された現像剤は、該スクリュ軸８の軸方向へスクリ
ュ軸９とは反対方向に搬送されながら一部はスリーブ方
向へ、一部はスクリュ軸９の方向へと搬送される。

スクリュ軸８によって軸方向へ移動する際にスリーブ７
１表面の現像剤は軸方向にわたってほぼ均一にならされ
る。

現像剤循環規制部材１７は、スリーブ７１側では磁極Ｓ
３付近の現像剤の循環φ搬送を規制すると共に、スクリ
ュ軸８或は回９に対してはガイド板の役割を果し、現像
剤の撹拌・搬送の安定化にも寄与している。又スリーブ
７１と反対側においては現像容塁１との間に空隙を有し
、スクリュ軸８により循環・搬送された現像剤の一部を
スクリュ軸９の方向へ導く作用もしている。

現像剤循環規制部材１７はスリーブ７１側の先端に磁性
部材１８を設けると、磁極Ｓ３との間に磁界が発生し、
該磁極Ｓ３付近のスリーブ７１の上の現像剤の循環をよ
り強く規制することができる。尚該磁性部材１８はマグ
ネットにしてもよいし、現像剤循環規制部材１７自体を
磁性体で構成することも可能である。マグネットを使用
する場合は磁極Ｓ３と異極ならば現像剤循環の規制が強
まり、同極の場合は循環が良くなり、スリーブ７１上の
現像剤と現像剤収納部４内の現像剤の入れ替りが良くな
ることが観察された。

センサ１５として例えば現像剤の体積検知方式、圧電素
子、インダクタンス変化検知素子、交番バイアスを利用
したアンテナ方式等を利用することができる。

尚丘記実施例において現像剤撹拌・搬送手段としてのス
クリュ軸８・９、現像スリーブ７、の回転方向は実施例
のものに限定されるものではない。

また、撹拌・搬送手段８・９はスクリュ軸に限らず回転
羽根でも良い、マグネットロール７２の磁極数、磁極種
も実施例に限られるものではない。

ハ、発明の効果 以上本発明によれば、現像剤収納部の現像剤搬送方向に
対１、丁ト十−鋪禎播ルｍ脅割虐１芋す白Ｔ流側へ向う
に従い徐々に或は段階的に少なくすることにより現像剤
搬送方向に沿う現像剤各部のトナー濃度を均一に保たせ
ることができて、常に安定した高画質の現像を行うこと
のできる現像装置を構成することができ、所期の目的が
達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の一実施例の横断側面図、第２
図（ａ）乃至同図（ｄ）は夫々各種のトナー補給手段構
成例の図、第３図（ａ）・同図（ｂ）は夫々トナー補給
口、該補給日長トに沿うトナー補給値、現像剤搬送方向
、現像剤のトナー濃度分布の関係図である。 Ａは潜像保持体、Ｂは現像装置、７Ｉは現像剤担持部材
としての現像スリーブ、８・９は現像剤撹拌・搬送手段
としてのスクリュ軸、１６はトナー補給口、６１　・６
２はトナー補給部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーと磁性粒子とからなる現像剤を現像剤担持
   部材に担持させ潜像保持体面を現像する現像装置におい
   て、 現像剤容器内に現像剤担持部材長手方向に対して現像剤
   を撹拌、搬送する手段と、 現像剤撹拌・搬送部にトナーを補給する手段と、 を有し、トナー補給手段から現像剤撹拌・搬送部に対す
   るトナー補給は、現像剤撹拌・搬送部の現像剤搬送方向
   に関して搬送方向下流に向うに従いトナー補給量が徐々
   に或は段階的に少なくなるように行わせるように構成し
   た、 ことを特徴とする現像装置。
2. （２）現像剤撹拌、搬送部の現像剤搬送方向に沿う所定
   一部領域に対するトナー補給を停止する、特許請求の範
   囲（１）項に記載の現像装置。