JPS63131160A - 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 本発明は静電潜像を現像剤により顕像化する電子写真複
写機や静電複写機等の現像装置に関する。

従来の技術 現像装置は、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・
定着して記録する。

現像装置に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着色材
を樹脂に分散した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像法とがある。−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としては、磁性材料を分散した磁
性トナーが使用されているが、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、しかも形成
された画像品質も比較的良好であり使用されるトナー材
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、トナー濃度の高い場合は非画録部へのカブ
リを生じやすい。また現像剤からなる磁気ブ九φらのト
ナー飛散を生み装置内を汚染する等の問題を発生する。

このため二成分現像法ではトナー濃度コントロールが必
要であり、このトナー濃度コントロールは、画像４度あ
るいは現像剤のインダクタンスの変化を検出し、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トナー
濃度コントロールが行われているが、その装置が高価と
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１象剤の磁気ブラシをメソシュ
スクリーンと摺擦σ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トナーの移動を行わ
せることにより二成分系現像剤のトナー濃度を調節する
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補給槽内に収容さ
れているトナーをトナー供給用スリットを通過させて前
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（特開昭６１−６３６７７号公報）等が提案さ
れている。

しかしながら本発明者らが種々検討を行った結果、上記
の二種の簡易にトナー疑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、高黒化率の現像を行いトナー
消費量が多い時は、磁気ブラシとトナーとの摺擦機会が
不充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。またトナ一槽側のトナー量やト
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の回転に基づくトナーの自
転作用によるト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手段が必要である。しかし、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
分では低トナー濃度となり、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
。

発明が解決しようとする問題点 上記三者の簡易二成分現像法は、現像を終えた現像剤を
スクレーパにより現像スリーブ上から剥ぎと枚それを他
の現像剤と撹拌羽根により撹拌して均一なトナー濃度に
維持するという通常の手段を、その構造を簡易にぜんが
ため省略したため、黒化率に分布を有する静電潜像を連
続的に現像する場合に、スリーブ軸方向でトナー濃度の
バラツキを生じ、得られたコピーに濃度のムラができる
という問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、現像装置の構造を複雑にす
ることなくコピーの濃度ムラを解決する手段を具備した
現像装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、現像装置の構造
を複雑にすることなく上記の問題点を解決するもので、
磁性キャリアとトナーを含む現像剤を支持搬送するため
の、内部に独立して回転可能な磁石ロールを有する現像
スリーブと前記現像剤の穂立を規制するためのブレード
を備え、前記現像スリーブが回転または磁石ロールと現
像スリーブが同時に回転することにより静電潜像を顕像
化し、これとは別に一時的に前記現像スリーブを停止さ
せ前記磁石ロール全回転することにより前記現像剤の撹
拌を行う操作手段を有し、前記操作手段がコントロール
パネル上の操作釦を押すことによシ動作し、発生した濃
度のムラを解消するという構成を備えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成により、現像スリーブが停止し磁
石ロールが回転すると、現像スリーブと磁石ロールが共
に回転している時に較べて、現〔象剤の磁石ロールの回
転による転動が行われやすくなり、ブレード部より流出
する現像剤の量は多くなる。これによりブレード部に包
含されていた多量の現像剤の受ける圧力が低下し、現像
剤の磁石ロールの回転による転勤がより円滑となり、ブ
レード部で圧迫を受けていた現像剤の混合撹拌がスムー
ズに行われ、現像剤が均一化される。

トナー消費量が少ない現像時は、比較的安定したトナー
法度が維持されるが、高黒化率の現像を行いトナー消費
量が多い場合は、現像スリーブ上の現像剤のトナーの供
給が不足し低トナー濃度になり、濃度のムラが生じてく
る。このような時、使用者が濃度ムラ解消用のコントロ
ールパネル上の釦を押すことにより、前述の現像スリー
ブが一時的に停止し、磁石ロールが回転する操作が現像
装置に施てれて現像剤の撹拌が行われ現像剤が均一化さ
れる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図および第２図は本発明の実施例における現像装置
の断面図を示すものであり、第１図は現像スリーブと磁
石ロールとがともに回転しているモードを示すものであ
り、第２図は現像スリーブが停止し磁石ロールが回転し
ているモードを示すものである。第１図および第２図に
おいて、１は現像装置筐体、２は現像スリーブ、３は磁
石ｏ　−ル、４はブレード、５は複数個の開口を有する
網状部材、６はトナー室、７は保護カバー、８はトナー
撹拌羽根、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。１０は現像剤室で現像ス
リーブ２．ブレード４および網状部材６とによって形成
式れる。１１は静電潜像が形成される感光体ドラムで、
導電性保持体１２の表面に光導電層１３を形成してなる
。

現はスリーブ２は、円筒状の導ｔｈ非磁性材からなり、
その内部に磁石ロール３を有いており、その磁石ロール
３の外周部にＮ、Ｓ極を交互に着磁している。現像スリ
ーブ２と磁石ロール３は、それぞれ独立して回転するこ
とが可能である。

感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像する時
は、第１図に示すように現像スリーブ２は矢印ａの方向
に、磁石ロール３は矢印すの方向にともに回転して現像
剤９を矢印ａの方向に搬送して磁気ブラシの層を形成し
静電潜＠を摺擦して現像を行う。ブレード４は、現像ス
リーブ２の表面に対向し、現像剤搬送方向の現像領域の
上流側に設置されていて、現像剤磁気フリシの穂高を規
制するものでブレード４と現像スリーブ２との間隔は精
密に設定きれる。ブレード４として磁性材、非磁性材の
いずれも使用できる。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いるう網状部材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
ッケル等の磁性金属材料、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有するより形成
したものであれば良い。網状部材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。一般に使用される二成分現像剤は、粒径が３μ
ｍから２０μｍのトナーと粒径が２０μｍから１５０μ
ｍの磁性キャリアとからなるものである。従って、開口
径１６０μｍ以上つまり１ｏ○メツシユ以下で、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メツ
シュ以上（開口径２ｆｆｆｆ以下）であることが望まし
く開孔率３０％から７０チの網状部材が使用できる。

トナー撹拌羽根８は、トナー室６に存するトナー９２を
回転撹拌してトナーの流動性を高め現像剤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。現像装置筐体１は、有機高分子材料、金属材料地
から成り、上記の現像スリーブ２．磁石ロール３．ブレ
ード４．網状部材５．保護カバー７およびトナー撹拌羽
根８を保持固定するとともに、トナー室６を構成してい
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、現像スリーブ２上に磁気ブラシの層を形成
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の一部で包含され石現像剤室
１０の容積を満たすに十分な量としている。

以上のように構成された現像装置について、以下第１図
および第２図を用いてその動作を説明する。

第１図に示すような現像スリーブ２と磁石ロール３とが
ともに回転するモードで現像装置を動作させることによ
って、現像剤のトナー濃度を適正な範囲に保つことが可
能であるが、そのレベルは必ずしも十分といえるもので
はない。そこで、必要に応じて現像スリーブ２が停止し
磁石ロール３が回転している第２図に示すモードで動作
させる。

現像スリーブ２の回転が停止すると、現像スリーブ２に
よる現像剤９の搬送力がなくなり、現像剤９は磁石ロー
ル３の回転による転勤を行いやすくなるため、ブレード
４で規制される現像剤９の穂立は高くなる。すなわち、
ブレード４から現像スリーブ２上に流出する現像剤量が
増すので、これに対応するように現像剤室１ｏの現像剤
量が減り、現像剤室１ｏの現像剤９のうける圧力が下が
る。

このため、現像剤室１０の現像剤９は磁石ロール３の回
転による転勤を行いやすく、現像スリーブ２上に磁気ブ
ラシの層を形成していた現像剤９は、現像剤室１０に到
達した時に、現像剤室１０で撹拌されていた現像剤と再
び混合撹拌され均一化される。このような状態を経た後
、再び、現像スリーブ２と磁石ロール３をともに回転し
ているモードに切り換えると、現像スリーブ２上の現像
剤９のトナー濃度は、現像スリーブ２が停止し磁石ロー
ル３が回転しているモードを経ない場合に較べて均一化
されたものとなる。現像スリーブ２が停止し磁石ロール
３が回転しているモードで現像装置を動作させる時間は
、長い方が効果が犬であるが、長すぎると、現像スリー
ブ２上に流出する現像剤９の量が多くなり、感光体ドラ
ムと現像スリーブ２との間で現像剤９が圧縮されるとと
もに、圧縮した現像剤９が感光体ドラムを傷つける等の
整置があるので、現像装置が組み込まれる装置との組み
合わせに応じて適切に選ぶ必要がある。

次に、この現像装置を電子写真複写装置に組み込み実験
を行った結果について具体的に説明する。

複写装置は、ドラム直径６ｏ朋のＳｅ系の感光体ドラム
を用いたもので、ドラム周速１０５ｆｆ／ｓｃａ帯電電
位＋７５０ＶでＡ４サイズで１５枚／分の複写スピード
を有する。現像装置の現像条件は、現像スリーブは直径
２４．５　ｆｆｆｆで回転数６　Ｏｒｐｍ　。

磁石ロールは８極で磁束密度８００ガウス、回転数４０
Ｏｒｐｍ、感光体ドラムと現像スリーブとの間隔０．４
４　ｙｔｔｔｔ　、ブレードは４　ＭＭ厚の磁性ステン
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顧、トナー撹拌羽根の回転は現像スリーブの回
転と連動しておりその回転数は４５ｒｐｍであった。

磁比キャリアは、スチレンアクリル樹脂中に７６重量％
のマグネタイトを分散した磁性体分散型樹および粒径１
ｏｏμｍ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、非磁性の赤色のマイナス帯電トナーで
スチレンアクリル樹脂中に５重量％の顔料他の無機材料
成分を分散したもので、平均粒径１２μｍ２粒径５μｍ
以下および２０　ｐｒｎ以上が６％以下の粒度分布のも
の？使用、した。初期投入する現像剤は、磁性樹脂キャ
リア９０ｗｔ％　、　トｆ−１０ｗｔ％の混合物６ｏ２
（現像スリーブ上に磁気ブラシを形成するに必要な量と
現像剤室を満たすに十分な量）とし、トナー塞に１５０
２のトナーを投入した。

網状部材として、非磁性ステンレススチール製の３２メ
ツシユ（開口寸法０．５０ｍｇ）の金網を用いた。

次に部分的に黒化率６０％を有する原稿？、連続して５
ｏ枚コピーしたところ、黒化率の高い部分の濃度が低下
し濃度ムラが生じた。そこで、この濃度ムラを解消すべ
くコントロールパネル上の操作釦の操作に連動させて動
作するモードと第３図中最上段の斜線の部分け、コント
ロールパネル上の操作釦を押した時の信号を示す。”　
Ｔ　ｂ　ＩＣの各々の上段は、現像スリーブの動作を示
し、下段は磁石ロールのものである。

それぞれパルスの高い部分は回転動作を行っており、低
い部分は停止している。ここでは、操作釦を押してから
現像剤の撹拌操作が終了するまでの時間を約３０秒とし
た。この時間中磁石ロールはいずれも常時回転しつづけ
ている。ａは現像スリーブが８秒停止後２秒回転する動
作を３回繰り返し行う。ｂは現像スリーブが０．６秒停
止後３．６秒回転する動作を７回繰り返す。Ｃは現像ス
リーブは停止したままである。前述の高黒化率を有する
原稿をコピーした後に、ａ、ｂ、ｃそれぞれのモードを
適用したところ、ａ、Ｃは１回の操作で濃度ムラが解消
できた。ｂでも操作を２回繰り返すことにより濃度ムラ
を解消することができた。ただし、Ｃの場合現像スリー
ブとブレードとのギャップを広目に設定したとき、感光
体ドラムと現像スリーブとの間で現像剤が圧縮され、感
光体ドラムを潟つけやすくなるので、設定精度には厳密
を要する。

発明の効果 以上のように本発明は磁性キャリアとトナーを含む現像
剤を支持搬送するだめの、内部に独立して回転可能な磁
石ロールを有する現像スリーブを、前記現像剤の穂立を
規制するためのブレードと全備え、静電潜像を現像して
いるときは現像スＩＪ−ブが常時回転し、一時的に現像
スリーブを停止させ、磁石ロールを回転することにより
現像剤の撹拌を行う操作手段を有し、この操作手段がコ
ントロールパネル上の操作釦を押すことにより動作する
もので、高黒化率の現像全行い濃度ムラが生じた時に、
使用者が判断し、この濃度ムラ解消用の前記コントロー
ルパネル上の操作釦を押すだけで、容易にもとの均一な
コピーに回復させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例における現像装
置の断面図であり、第１図は現像スリーブと磁石ロール
がともに回転しているときの状態を示し、第２図は現像
スリーブが停止し磁石ロールが回転している状態を示す
。第３図は、本発明の実施例における現像剤の撹拌操作
を行う時の現像スリーブと磁石ロールの動作時間を示す
図である。 ２・・・・・・現像スリーブ、３・・・・・・磁石ロー
ル、４・・・・・・ブレード、９・・・・・・現像剤。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２−
助８９〈二（ｉノーフ。 Ｊ−側口→し ９−現１紗Ｊ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を支持
   搬送するための、内部に独立して回転可能な磁石ロール
   を有する現像スリーブと、前記現像剤の穂立を規制する
   ためのブレードとを備え、前記現像スリーブが回転また
   は、磁石ロールと前記現像スリーブが同時に回転するこ
   とにより静電潜像を顕像化する現像装置であって、一時
   的に前記現像スリーブを停止させ、磁石ロールを回転す
   ることにより現像剤の撹拌を行う操作手段を有し、この
   操作手段がコントロールパネル上の操作釦を押すことに
   より動作することを特徴とする現像装置。