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JPS6161108B2 - - Google Patents
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JPS6161108B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6161108B2
JPS6161108B2 JP13913977A JP13913977A JPS6161108B2 JP S6161108 B2 JPS6161108 B2 JP S6161108B2 JP 13913977 A JP13913977 A JP 13913977A JP 13913977 A JP13913977 A JP 13913977A JP S6161108 B2 JPS6161108 B2 JP S6161108B2
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JP
Japan
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magnetic
developer
roller
sleeve
toner
Prior art date
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JP13913977A
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Japanese (ja)
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JPS5472060A (en
Inventor
Makoto Hashimoto
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Ricoh Co Ltd
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Priority to US05/958,725 priority patent/US4226524A/en
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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写装置、静電記録装置等の
静電潜像を現像する磁気ブラシ現像装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetic brush developing device for developing electrostatic latent images in electrophotographic copying devices, electrostatic recording devices, and the like.

従来の現像装置は1つの現像ローラーで現像剤
を汲み上げ静電潜像を現像していた。しかし最近
は高速複写の要求が高くなりかつ、現像剤の交換
等のメンテナンスの回数を少なくするメンテナン
スフリーという思想が高まつている。このような
要求を満足させるためには、現像装置内に収容さ
れている現像剤の量を多くすることが必要であ
る。もつとも現像剤を改良する等の他の方法もあ
るが、未だ実用化はされていない。現像剤の量を
多くすることによつて現像剤が循環する回数を減
らし、現像剤特にキヤリヤの疲労を出来るだけ防
止させようとするものである。即ち、キヤリヤの
疲労・劣化は、キヤリヤが他の物質又はキヤリヤ
同士で機械的に衝合することによつて促進される
ので1度現像に寄与した現像剤をしばらくの間休
息させる時間を持たせるようにした。従つて、高
速複写機の現像装置では、高速度で現像剤が循環
されるが、現像剤の量が多いのでトナーの濃度変
化は著しくなくまた現像剤の疲労・劣化度合も低
減出来、ひいては現像剤の交換の時期も大幅に延
ばすことが出来る。しかしながら、現像剤の量が
多くなると現像剤を収容するための現像装置が大
型化するが、従来のように1つの現像ローラーで
は横方向に長くなり、複写機全体のレイアウト上
余裕度が無くなつたり、遠くから現像剤を搬送手
段等で撹拌しつゝ搬送するのでこの間に現像剤が
機械的に摩擦され劣化させられることになり、好
ましくない。特に乾式の現像装置においては、全
ての現像剤が循環されるようにしないと、現像剤
が固化もしくは死蔵されてしまい種々の悪影響が
発生する。
A conventional developing device uses one developing roller to draw up developer and develop an electrostatic latent image. Recently, however, there has been an increasing demand for high-speed copying, and the concept of maintenance-free printing, which reduces the frequency of maintenance such as developer replacement, is increasing. In order to satisfy such demands, it is necessary to increase the amount of developer contained in the developing device. There are other methods, such as improving the developer, but they have not yet been put to practical use. By increasing the amount of developer, the number of times the developer is circulated is reduced, and fatigue of the developer, especially the carrier, is prevented as much as possible. That is, since fatigue and deterioration of the carrier is accelerated when the carrier mechanically collides with other substances or with each other, the developer that once contributed to development should be allowed to rest for a while. I did it like that. Therefore, in the developing device of a high-speed copying machine, developer is circulated at a high speed, but since the amount of developer is large, there is no significant change in toner concentration, and the degree of fatigue and deterioration of the developer can be reduced, which in turn reduces the development speed. The time required for agent replacement can also be significantly extended. However, as the amount of developer increases, the size of the developing device to accommodate the developer increases, and as in the past, a single developing roller becomes long in the horizontal direction, and there is no room for the overall layout of the copying machine. In addition, since the developer is agitated and transported from a distance by a transport means, the developer is mechanically rubbed and deteriorated during this time, which is undesirable. Particularly in a dry type developing device, if all the developer is not circulated, the developer will solidify or remain dead, resulting in various adverse effects.

そこで、従来第1図及び第2図に示すような現
像装置が提案された。
Therefore, a developing device as shown in FIGS. 1 and 2 has been proposed.

第1図は、多段磁気ブラシ現像装置を使用した
もので符号1は感光体ドラムで示矢方向に回転し
ている。現像装置2は非磁性スリーブと磁石とか
ら成る3本の現像ローラー3,4,5がそれぞれ
感光体ドラム1に近接して示矢方向に回転可能に
配置されている。現像ローラー3は現像装置2の
下部の現像剤を汲み上げ現像ローラー4に供給
し、さらに現像ローラー4から現像ローラー5に
汲み上げた現像剤を全て移し、それぞれの現像ロ
ーラー3,4,5で感光体ドラム1上の静電潜像
を現像する。現像に寄与した現像剤は現像ローラ
ー5から掻き落し板6によつて除去され現像剤溜
め部7に落下させられる。現像剤溜め部7から間
隙7aを通つて所定量の現像剤が現像ローラー3
に向けて供給される。このような現像装置におい
ては、現像前にドクター部材がない為に各現像ロ
ーラー上の現像剤の量を常に一定に保つことは難
しい。特に1方の現像ローラーから他方の現像ロ
ーラーへ現像剤を磁気的に搬送する方式では両ロ
ーラー上の現像剤の磁気ブラシの穂高は次第に高
くなつていく。(嵩密度が低下して行く。)その為
現像ローラーと感光体ドラム1との間隙を各ロー
ラー毎に微妙に調整しなければならず、磁気的転
移は不安定な現像剤の流れを作るため均一な磁気
ブラシを作ることは難しく均一現像は行い難い。
In FIG. 1, a multi-stage magnetic brush developing device is used, and reference numeral 1 denotes a photosensitive drum rotating in the direction indicated by the arrow. In the developing device 2, three developing rollers 3, 4, and 5 each consisting of a nonmagnetic sleeve and a magnet are arranged close to the photosensitive drum 1 so as to be rotatable in the direction indicated by the arrow. The developing roller 3 pumps up the developer from the lower part of the developing device 2 and supplies it to the developing roller 4, and further transfers all the developer pumped up from the developing roller 4 to the developing roller 5. The electrostatic latent image on drum 1 is developed. The developer that has contributed to the development is removed from the developing roller 5 by a scraping plate 6 and dropped into a developer reservoir 7. A predetermined amount of developer passes through the gap 7a from the developer reservoir 7 to the developing roller 3.
will be supplied to. In such a developing device, since there is no doctor member before development, it is difficult to keep the amount of developer on each developing roller constant. In particular, in a system in which the developer is magnetically conveyed from one developing roller to the other, the height of the magnetic brushes of the developer on both rollers gradually increases. (The bulk density decreases.) Therefore, the gap between the developing roller and the photoreceptor drum 1 must be delicately adjusted for each roller, and the magnetic transfer creates an unstable flow of developer. It is difficult to make a uniform magnetic brush and it is difficult to perform uniform development.

一方、第2図のように1つの現像ローラー8と
汲み上げローラー9とから成る現像装置10を使
用するものがあるが、汲み上げローラー9から現
像剤を現像ローラー8へ磁気的に移すのみである
ので、上述したように均一な磁気ブラシを形成す
ることは難しかつた。汲み上げローラー9に近接
してドクター部材を設けることも提案されている
が、これのみでは現像時に磁気ブラシの穂高を均
一に揃えることは容易でない。
On the other hand, as shown in FIG. 2, there is a developing device 10 consisting of one developing roller 8 and a pumping roller 9, but the developer is only transferred magnetically from the pumping roller 9 to the developing roller 8. However, as mentioned above, it is difficult to form a uniform magnetic brush. Although it has been proposed to provide a doctor member close to the pumping roller 9, it is not easy to uniformly align the height of the magnetic brush during development with only this.

そこで、例えば第2図の現像装置10におい
て、現像ローラー8に近接してドクター部材を配
置するものも考えられるが、ここで余剰の現像剤
を除去すると、この除去された現像剤は次第に蓄
積して逃げ場所が無くなり、現像ローラーに大き
な負荷がかかつたり、現像剤に圧力が加えられ、
その劣化を促進することになつてしまう。
Therefore, for example, in the developing device 10 shown in FIG. 2, a doctor member may be arranged close to the developing roller 8, but if the excess developer is removed here, the removed developer will gradually accumulate. There is no place for the developer to escape, and a large load is placed on the developing roller and pressure is applied to the developer.
This will accelerate its deterioration.

本発明は上述のような欠点を解消し、均一な磁
気ブラシを形成して、均一な画像を得ることの出
来るようにした現像装置を提供することを目的と
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a developing device capable of eliminating the above-mentioned drawbacks, forming a uniform magnetic brush, and obtaining a uniform image.

以下図面を参照しながら本発明の実施例につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は本発明の実施例を示す現像装置の断面
図である。符号11は感光体ドラムで示矢方向に
一定速度で回転している。感光体としては、酸化
亜鉛、セレン、cdsのような無機光導電体や有機
光導電体及びそれらの組合せのものが使用され
る。感光体としては本実施例のようにドラム状の
ものに限らず可撓性のものを使用してベルト状で
あつてもよい。感光体ドラム11上に帯電、露光
して静電潜像を形成した後、トナー粉末によつて
それが可視像化される。この現像装置12は上記
感光体ドラム11の下方に移動する部分であつ
て、その下方部分に配置されている。現像容器1
3は支持板14上に取り付けてあり、該支持板1
4は複写装置本体に取付けられた案内部材15
a,15bと底部案内部材16とによつて、図の
手前方向に引き出し可能である。現像装置12を
さらに引き出して複写装置から現像装置12を取
り出すようにも出来る。
FIG. 3 is a sectional view of a developing device showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 11 denotes a photoreceptor drum that rotates at a constant speed in the direction of the arrow. As the photoreceptor, inorganic photoconductors such as zinc oxide, selenium, CDS, organic photoconductors, and combinations thereof are used. The photoreceptor is not limited to a drum-shaped one as in this embodiment, but may be a flexible one, such as a belt-shaped one. After an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor drum 11 by being charged and exposed, it is made into a visible image by toner powder. The developing device 12 is a portion that moves below the photosensitive drum 11 and is disposed at a lower portion thereof. Developer container 1
3 is attached on the support plate 14, and the support plate 1
4 is a guide member 15 attached to the main body of the copying machine.
a, 15b and the bottom guide member 16, it can be pulled out toward the front in the figure. It is also possible to further pull out the developing device 12 and take out the developing device 12 from the copying machine.

現像容器13内には現像ローラー17と汲み上
げローラー18とが縦に並べられて配置されてい
る。現像ローラー17は表面がアヤメローレツト
加工の施された非磁性の回転スリーブ19と、そ
の内部に固定された磁石20,20とから成
つている。磁石20は感光体ドラム11と対向
しており約450Gの磁力で、磁石20は磁石2
と約90゜傾けられていてその磁力は750Gで
ある。スリーブ19は感光体ドラム11と約2〜
3mmの間隙を有して120〜170rpmの速さで回転さ
れている。この現像ローラー17の右側部にはド
クター部材21が上記スリーブ19の回転軸に向
けて延びており、スリーブ19とドクター部材2
1の先端との間隙は上記間隙よりもわずかに狭く
設定されている。ドクター部材21は逆L字状で
ドクター部材21を現像剤が通過した時空気中に
舞い上がるトナー等をドクター部材21、スリー
ブ19及び感光体ドラム11とで形成される空間
A部にて捕捉し、トナー粉末等を現像装置12外
に飛散させないようにしている。現像ローラー1
7の下部には汲み上げローラー18があり、これ
は非磁性の回転スリーブ22とその内部に固定さ
れた4つの磁石23〜23とから成つてい
る。汲み上げ用の磁石23〜23はそれぞれ
等角度で交互に磁極が異なるように配列されてお
り、磁石23〜23はその磁力は550Gで、
磁石23は750Gである。磁石20及び23
はスリーブ19とスリーブ22との回転中心を
結んだ線よりもそれぞれ54゜〜56゜程傾斜してい
る。スリーブ22とスリーブ19との間隙は約7
mmで、スリーブ22はスリーブ19と同速度で回
転している。スリーブ22に対向して現像容器1
3の底部にはスリーブ22の軸方向に延びた突起
13aが形成されており、これとスリーブ22と
の間隙は4mm程度である。スリーブ22の左方に
は掻き落し板24が設けられており、該掻き落し
板24は垂直部分と、両端をスリーブ22の方に
折り曲げられた先端部分とから成つている。一端
はスリーブ22の表面に接触又は近接させられて
いて、スリーブ22上の現像剤を除去し、他端は
現像容器13底部と約5mmの間隙を有して現像容
器13に貯蔵された現像剤の流れを規制してい
る。
A developing roller 17 and a pumping roller 18 are arranged vertically in the developing container 13. The developing roller 17 consists of a non-magnetic rotating sleeve 19 whose surface is knurled and magnets 20 1 and 20 2 fixed therein. The magnet 20 1 faces the photosensitive drum 11 and has a magnetic force of about 450G, and the magnet 20 2
It is tilted at an angle of about 90 degrees , and its magnetic force is 750G. The sleeve 19 is connected to the photoreceptor drum 11 by about 2~
It is rotated at a speed of 120 to 170 rpm with a gap of 3 mm. A doctor member 21 extends toward the rotation axis of the sleeve 19 on the right side of the developing roller 17.
The gap with the tip of 1 is set to be slightly narrower than the above-mentioned gap. The doctor member 21 has an inverted L-shape and captures toner and the like that fly up into the air when the developer passes through the doctor member 21 in a space A formed by the doctor member 21, the sleeve 19, and the photoreceptor drum 11. Toner powder and the like are prevented from scattering outside the developing device 12. Developing roller 1
At the bottom of 7 there is a pumping roller 18, which consists of a non-magnetic rotating sleeve 22 and four magnets 23 1 - 23 4 fixed inside it. The pumping magnets 23 1 to 23 4 are arranged so that their magnetic poles are alternately arranged at equal angles, and the magnetic force of the magnets 23 1 to 23 3 is 550G.
The magnet 234 is 750G. Magnet 20 2 and 23
4 are inclined by about 54° to 56° from a line connecting the centers of rotation of the sleeves 19 and 22, respectively. The gap between sleeve 22 and sleeve 19 is approximately 7
mm, and the sleeve 22 is rotating at the same speed as the sleeve 19. The developer container 1 is placed opposite the sleeve 22.
A projection 13a extending in the axial direction of the sleeve 22 is formed at the bottom of the sleeve 22, and the gap between this and the sleeve 22 is about 4 mm. A scraping plate 24 is provided on the left side of the sleeve 22, and the scraping plate 24 consists of a vertical portion and a tip portion whose both ends are bent toward the sleeve 22. One end is in contact with or close to the surface of the sleeve 22 to remove the developer on the sleeve 22, and the other end is connected to the bottom of the developer container 13 with a gap of about 5 mm to remove the developer stored in the developer container 13. It regulates the flow of

一方、現像ローラー17の左上部分にも掻き落
し板25がスリーブ19に接触又は近接して設け
られており、現像に寄与した現像剤を磁石20
の磁力の及ばない個所でスリーブ19表面から除
去し、現像剤の自重で、掻き落し板25上を落下
させて、現像容器13内に戻す。上記掻き落し板
25の後線部下方には撹拌羽根26が図示しない
駆動装置により時計方向に回転させられている。
撹拌羽根26は軸26aに傾斜した複数の楕円板
が等間隔で取り付けられているものである。従つ
て、該撹拌羽根26が180゜ずつ回転した状態を
みるとそれぞれの状態で互いに逆向きの傾斜を上
記楕円板が呈しているので、掻き落し板25から
落下する現像剤の流路中にこれを配置しているの
で、現像剤は撹拌羽根26の軸方向に撹拌され
る。
On the other hand, a scraping plate 25 is also provided in the upper left portion of the developing roller 17 in contact with or in close proximity to the sleeve 19, and a scraping plate 25 is provided in contact with or in close proximity to the sleeve 19.
The developer is removed from the surface of the sleeve 19 at a location where the magnetic force does not reach, and is dropped onto the scraping plate 25 by the developer's own weight and returned to the developer container 13. Below the rear line of the scraping plate 25, a stirring blade 26 is rotated clockwise by a drive device (not shown).
The stirring blade 26 has a plurality of inclined elliptical plates attached to a shaft 26a at equal intervals. Therefore, when the stirring blades 26 are rotated by 180 degrees, the elliptical plates exhibit inclinations in opposite directions in each state. Due to this arrangement, the developer is stirred in the axial direction of the stirring blade 26.

現像容器13と掻き落し板24の垂直部分との
間で現像剤を貯蔵しているが、この部分に掻き落
し板24,25から落下される現像剤を回収す
る。この部分には、撹拌羽根27が反時計方向に
回転されるように設けられている。この撹拌羽根
27は軸27aの中心を境として左右で螺旋の巻
き方を互いに逆にして、現像剤を軸27aの中央
部分へ集めるようになつている。
The developer is stored between the developer container 13 and the vertical portion of the scraping plate 24, and the developer dropped from the scraping plates 24 and 25 is collected in this portion. A stirring blade 27 is provided in this portion so as to be rotated counterclockwise. The stirring blades 27 are spirally wound in opposite directions on the left and right sides with the center of the shaft 27a as a boundary, so that the developer is collected in the center of the shaft 27a.

掻き落し板25の中央部には穴25aが形成さ
れていて、この穴25aの下方には非磁性の中空
円筒とそのまわりに巻回されたコイルとからなる
磁気的トナー濃度センサー28が設けられてい
る。中空円筒内には上記穴25aから現像済の現
像剤が流下しそこを通過する現像剤のトナーと磁
性キヤリヤとの混合比をコイルのインダクタンス
の変化で検知する。所定の混合比よりもトナー割
合が低下したことを検知すると図示しない制御回
路によつてトナー補給指令信号を発生する。
A hole 25a is formed in the center of the scraping plate 25, and a magnetic toner concentration sensor 28 consisting of a non-magnetic hollow cylinder and a coil wound around it is provided below the hole 25a. ing. The developed developer flows down from the hole 25a into the hollow cylinder, and the mixing ratio of the toner and the magnetic carrier in the developer passing therethrough is detected by a change in the inductance of the coil. When it is detected that the toner ratio is lower than a predetermined mixing ratio, a control circuit (not shown) generates a toner replenishment command signal.

現像装置12の左方にはトナー補給装置29が
設けられている。トナー補給装置29は上部に細
長いトナー放出用開口30を有する内筒31とそ
の内部で軸32のまわりに時計方向に回転する一
対の腕33,33と、上記両腕間に張設されたコ
イルスプリング34とから構成されている。円筒
31内にはトナー粉末が収容されていて、腕33
は通常仮想線の位置にその自重でトナー層の上部
に載つている。これによつて円筒31内のトナー
残量を上記回転軸32に設けられたトナー残量検
知装置(図示せず)により、その停止位置を知る
ことによつて検知する。腕33及びコイルスプリ
ング34は、軸32に連結された駆動装置によつ
て強制回転され、トナーをコイルスプリング34
中に捕捉して汲み上げ、その遠心力を利用して、
トナー放出用開口30からトナーを現像装置12
内に補給する。腕33が上部に来た時、駆動が切
られ、慣性力によつて回転を続け、上述したよう
にトナー層上において停止する。コイルスプリン
グ34は円筒31とほぼ同心円の回転軌跡をと
り、円筒31の内面とは微少間隙を有して回転し
ている。トナー補給時に、トナー中をコイルスプ
リングが通過するので、トナーが適度に撹拌され
て、架稿現象を防止したり、使用されないトナー
が無いようにする。トナー補給を遠心力を利用し
て放出しているので、現像装置12内では適度に
散布され、またトナー塊がほぐされる等の利点も
有する。
A toner replenishing device 29 is provided to the left of the developing device 12. The toner replenishing device 29 includes an inner cylinder 31 having an elongated toner discharge opening 30 at the top, a pair of arms 33, 33 that rotate clockwise around a shaft 32 inside the cylinder 31, and a coil stretched between the arms. It is composed of a spring 34. Toner powder is stored in the cylinder 31, and the arm 33
usually rests on the top of the toner layer at the position of the imaginary line under its own weight. Thereby, the remaining amount of toner in the cylinder 31 is detected by a remaining toner amount detecting device (not shown) provided on the rotating shaft 32 by knowing its stop position. The arm 33 and the coil spring 34 are forcibly rotated by a drive device connected to the shaft 32, and the toner is transferred to the coil spring 34.
Capturing it inside and pumping it up, using its centrifugal force,
The toner is released from the toner discharge opening 30 into the developing device 12.
Replenish inside. When the arm 33 reaches the top, the drive is turned off and it continues to rotate due to inertia until it stops on the toner layer as described above. The coil spring 34 has a rotation locus that is substantially concentric with the cylinder 31, and rotates with a small gap between the coil spring 34 and the inner surface of the cylinder 31. When replenishing toner, a coil spring passes through the toner, so that the toner is appropriately agitated, preventing the stacking phenomenon and eliminating unused toner. Since the toner supply is discharged using centrifugal force, it has the advantage that it is dispersed appropriately within the developing device 12 and that toner lumps are loosened.

この円筒31の上下には案内板31a,31b
が形成され、現像装置12に設けられた案内レー
ル35,36によつて案内される。トナーをトナ
ー補給装置29に補充する場合には、これを上記
案内レール35,36に沿つて手前に引き出し、
現像装置12に取り付けたまま、トナー放出用開
口30からトナーを円筒31内に補充する。この
時、軸32は機械本体又は現像装置12に設けら
れた駆動装置との連結が外される。トナーを円筒
31内に補充する時、上記開口30が真上に来る
ように円筒31を反時計方向に回転させるように
構成すると都合がよい。この回転は、トナー補給
装置29を機外に完全に引き出した後行われるよ
うにしてもよいし、回転しながらトナー補給装置
29を引き出すようにしてもよい。そもそもトナ
ー放出用開口30がトナー補充用開口を兼用して
おり、かつこの開口30が上方に設けられている
ため、トナー補給装置29を機外に引き出しても
トナーが床や複写装置内に振動が生じても落下す
ることはないので都合がよい。
Guide plates 31a and 31b are provided above and below this cylinder 31.
are formed and guided by guide rails 35 and 36 provided in the developing device 12. When replenishing the toner supply device 29 with toner, pull it out along the guide rails 35 and 36, and
Toner is replenished into the cylinder 31 from the toner discharge opening 30 while the developing device 12 remains attached. At this time, the shaft 32 is disconnected from the drive device provided in the machine body or the developing device 12. When replenishing the cylinder 31 with toner, it is convenient to rotate the cylinder 31 counterclockwise so that the opening 30 is directly above it. This rotation may be performed after the toner replenishing device 29 is completely pulled out of the machine, or the toner replenishing device 29 may be pulled out while rotating. In the first place, the toner discharge opening 30 also serves as a toner replenishment opening, and since this opening 30 is provided above, even if the toner replenishment device 29 is pulled out of the machine, the toner will not vibrate on the floor or inside the copying machine. This is convenient because it will not fall even if it occurs.

さて次に、本発明の現像装置の作用について説
明する。本発明に使用される磁性現像剤は非磁性
のトナーと磁性キヤリヤ(鉄粉)からなる2成分
現像剤であり、磁性キヤリヤとしては鉄粉又はそ
のまわりに樹脂コーテイングしたものが使用され
る。もちろん、非磁性トナーに代えて従来公知の
磁性トナーを使用することも可能である。貯蔵さ
れている現像剤は掻き落し板24によつて汲み上
げローラー18と接触するのを防止されている。
これは、現像剤が不必要に機械的摩擦を受け、キ
ヤリヤが劣化するのを防ぐとともに、汲み上げロ
ーラー18の回転トルクが上昇するのを防止する
ためである。現像剤は使用される必要量のみが汲
み上げローラー18の磁石23の磁力によつて
引き出され、突起13aによつて適量に制御され
て出ていく。現像剤は磁石23,23,23
,23の磁気的吸引力によつてスリーブ22
に吸着され、スリーブ22の回転方向に汲み上げ
られる。そして汲み上げローラー18の磁石23
と現像ローラー17の磁石20との磁界の交
叉する部分においてスリーブ22上の現像剤の一
部分はスリーブ19へ磁気的に転移させられ、他
の現像剤はそのままスリーブ22上に残され、掻
き落し板24によつてスリーブ22から掻き落さ
れる。現像ローラー17に供給された現像剤は、
その上で再び磁気ブラシを形成してスリーブ19
の回転方向に移動するが、現像直前において再び
ドクター部材21によつて現像剤の穂高を所定高
さに規制する。この部分において余剰の現像剤が
除去され、図示のように下方に落下し、汲み上げ
ローラー18上の現像剤と一緒になつて再び上部
に汲み上げられることになる。しかしながら、突
起13aによつて補給される現像剤の量は一定で
あるため、複写動作を長時間行うと、余剰現像剤
が汲み上げローラー18と現像ローラー17と現
像剤容器13とで形成される空間Bに充満し、上
記両ローラーの回転負荷が上昇し、現像ローラー
17の回転にムラが生じたりして適正な現像が行
うことが出来なくなる。そのために上記空間Bに
蓄積した現像剤を漸次少量づつ逃がす手段が必要
である。本発明では現像ローラー17と汲み上げ
ローラー18との間に現像剤が流通し得る間隙を
形成し、磁石23と磁石20との相互作用に
よつてそれを達成しているのである。この原理を
第4図を用いて説明することにする。
Next, the operation of the developing device of the present invention will be explained. The magnetic developer used in the present invention is a two-component developer consisting of a non-magnetic toner and a magnetic carrier (iron powder), and the magnetic carrier used is iron powder or one coated with a resin around it. Of course, it is also possible to use a conventionally known magnetic toner in place of the non-magnetic toner. The stored developer is prevented from coming into contact with the pumping roller 18 by the scraping plate 24.
This is to prevent the developer from being subjected to unnecessary mechanical friction and deterioration of the carrier, as well as to prevent the rotational torque of the pumping roller 18 from increasing. Only the necessary amount of developer to be used is drawn out by the magnetic force of the magnet 231 of the pumping roller 18, and the developer is controlled to an appropriate amount by the protrusion 13a and exits. The developer is magnet 23 1 , 23 2 , 23
3 , 23 and 4 , the sleeve 22
and is pumped up in the direction of rotation of the sleeve 22. and the magnet 23 of the pumping roller 18
4 and the magnet 20 of the developing roller 17. A portion of the developer on the sleeve 22 is magnetically transferred to the sleeve 19, while the other developer remains on the sleeve 22 and is not scratched. It is scraped off from the sleeve 22 by the drop plate 24. The developer supplied to the developing roller 17 is
On top of that, a magnetic brush is formed again to form the sleeve 19.
Immediately before development, the blade height of the developer is again regulated to a predetermined height by the doctor member 21. Excess developer is removed at this portion, falls downward as shown in the figure, and is pumped up again to the top together with the developer on the pumping roller 18. However, since the amount of developer replenished by the protrusion 13a is constant, if the copying operation is performed for a long time, excess developer will be removed from the space formed by the pumping roller 18, the developing roller 17, and the developer container 13. B, the rotational load on both of the rollers increases, and uneven rotation of the developing roller 17 occurs, making it impossible to perform proper development. For this purpose, a means is required to gradually release the developer accumulated in the space B in small amounts. In the present invention, a gap is formed between the developing roller 17 and the drawing roller 18 through which the developer can flow, and this is achieved by the interaction between the magnets 234 and 202 . This principle will be explained using FIG. 4.

第4図においてスリーブ22上には厚さhoの
現像剤が汲み上げられ、現像ローラー17のスリ
ーブ19には厚さh1の現像剤が重力に抗して磁気
的に転移される。スリーブ22上には厚さh2の現
像剤が残されたまま移動されている。初期におい
ては、ho=h1+h2の関係が成立しているが、スリ
ーブ19上の現像剤は現像直前においてドクター
部材21によつて厚さh3に規制されるため(h1
h3)の厚さ分の現像剤が汲み上げローラー18の
スリーブ22上に落下し、スリーブ22上では現
像剤の厚さはho+(h1−h3)となつてしまう。も
し、h2が一定であるとすれば空間BにはV=∫
(h1−h3)・Sdtの現像剤が蓄積することになる。
ここでSは現像剤のスリーブ上に形成される軸方
向の単位面積である。なお厳密にいえば現像剤の
厚さhは、現像剤の搬送、磁極通過、スリーブ間
での受け渡し等により、嵩密度が低下して行く影
響を受けるが、基本的な考え方の説明の為その説
明は省略した。
In FIG. 4, a developer having a thickness ho is pumped onto the sleeve 22, and a developer having a thickness h1 is magnetically transferred to the sleeve 19 of the developing roller 17 against gravity. The developer having a thickness h 2 remains on the sleeve 22 while being moved. In the initial stage, the relationship ho=h 1 + h 2 is established, but since the developer on the sleeve 19 is regulated to a thickness h 3 by the doctor member 21 immediately before development (h 1
The developer having a thickness of h 3 ) falls onto the sleeve 22 of the pumping roller 18, and the thickness of the developer on the sleeve 22 becomes ho+(h 1 −h 3 ). If h 2 is constant, then in space B, V=∫ t p
Developer of (h 1 −h 3 )・Sdt will accumulate.
Here, S is the unit area of the developer formed on the sleeve in the axial direction. Strictly speaking, the thickness h of the developer is affected by the decrease in bulk density due to the transport of the developer, passage through the magnetic poles, transfer between sleeves, etc., but for the purpose of explaining the basic concept, this is The explanation was omitted.

スリーブ22内の磁石23の現像剤を磁気的
に吸着し得る磁界の範囲をC、磁石20のそれ
をDとすると、上記両磁極はそれぞれ異極である
ためスリーブ22上の磁性キヤリヤは磁石23
の方にS極が反対側にN極がそれぞれ現われてお
り、従つて磁石20のS極に磁性キヤリヤは磁
気的に吸引される。しかし全ての磁性キヤリヤが
磁石20によつて吸引されるのではなく磁石2
の磁気的吸引力も存在するので、両者の磁気
的吸引力の均衡の破れたところでそれぞれ分離さ
れることになる。また現像剤は重力の作用でスリ
ーブ22上に残留する力も存在しているため磁石
20がスリーブ22上から現像剤をその磁気力
で吸引する量は一定である。従つて、スリーブ2
2上で現像剤hoの厚さが多少変動しても、スリ
ーブ19に転移した現像剤の厚さはほぼh1に近い
値である。従つてhoが変動すればその変動分はh2
が変動することによつて余剰の現像剤はスリーブ
22の回転によつて現像剤容器13に戻されるこ
とになる。
If the range of the magnetic field that can magnetically attract the developer of the magnet 234 in the sleeve 22 is C, and that of the magnet 202 is D, then since the above two magnetic poles are different from each other, the magnetic carrier on the sleeve 22 is Magnet 23 4
A south pole appears on the opposite side and a north pole appears on the opposite side, so that the magnetic carrier is magnetically attracted to the south pole of the magnet 202 . However, instead of all magnetic carriers being attracted by magnet 202 , magnet 2
Since there are also 3 and 4 magnetic attraction forces, they will be separated when the balance between the two magnetic attraction forces is broken. Further, since the developer has a residual force on the sleeve 22 due to the action of gravity, the amount of developer that the magnet 202 attracts from above the sleeve 22 by its magnetic force is constant. Therefore, sleeve 2
Even if the thickness of the developer ho on the sleeve 19 varies somewhat, the thickness of the developer transferred to the sleeve 19 is approximately close to h1 . Therefore, if ho changes, the amount of change is h 2
As a result of this variation, excess developer is returned to the developer container 13 by the rotation of the sleeve 22.

今現像ローラー17の軸をO、汲み上げローラ
ー18の軸をO′とした時、O,O′を結ぶ線と磁
石20のなす角を53゜30′に磁石23と上記
線のなす角を55゜にそれぞれ設定するとスリーブ
22上の現像剤の約1/3〜1/4が現像ローラーに転
移することなくスリーブ22上に残留しているこ
とが判つた。また磁石23をさらに時計方向に
回転させて、上記角度を大きくとると、スリーブ
19に転移する現像剤の厚さh1が高くなり、逆方
向に移動させると、h2が高くなる。このような関
係は磁石20及び磁石23の距離や、その取
付角度及びそれぞれの着磁力の大きさによつて
種々変化するもので一義的に決まるものではな
い。それぞれの要求に応じて任意に変化させるこ
とが出来るものである。従つてスリーブ22上に
残留して移動する現像剤の厚さh2が種々変化する
ので、スリーブ19とスリーブ22との間隙は、
十分大きくし、その間を現像剤が移動するのを阻
止しないようにしなければならない。
Now, assuming that the axis of the developing roller 17 is O and the axis of the pumping roller 18 is O', the angle between the line connecting O and O' and the magnet 202 is 53°30', and the angle between the magnet 234 and the above line is 53°30'. It was found that when the angles were set at 55 degrees, approximately 1/3 to 1/4 of the developer on the sleeve 22 remained on the sleeve 22 without being transferred to the developing roller. Further, when the magnet 234 is further rotated clockwise to increase the above angle, the thickness h 1 of the developer transferred to the sleeve 19 increases, and when the magnet 234 is moved in the opposite direction, the thickness h 2 increases. Such a relationship varies depending on the distance between the magnets 202 and 234 , their mounting angles, and the magnitude of their respective magnetizing forces, and is not uniquely determined. It can be changed arbitrarily according to each request. Therefore, since the thickness h2 of the developer remaining on the sleeve 22 and moving changes variously, the gap between the sleeve 19 and the sleeve 22 is
It must be large enough so that it does not block the movement of developer between them.

こうしてスリーブ19に転移された現像剤は磁
石20と20の間でドクター部材21によつ
て適正厚さでかつ均一な磁気ブラシが形成される
ように調整されて感光体ドラム11に接触され
る。現像部を通過した現像剤は掻き落し板25に
よつてスリーブ19から除去され、一部分はトナ
ー濃度センサー28部を通つて現像剤容器13に
戻り、他の大部分は、掻き落し板25の下方に回
転自在に設けられた撹拌羽根26の作用によつて
その回転軸26aの方向に左右に振り分けられ
る。こうすることにより、現像ローラー17の軸
方向に亘つてトナー消費量が違つて濃度ムラがあ
つても均一にならすことが出来て都合がよい。現
像剤容器13中の現像剤溜め部には撹拌羽根27
がその一部分又は全体を現像剤中に埋設させて回
転している。これは、現像剤をその回転軸27a
方向に移動させて、濃度分布を一定にさせること
と、トナーとキヤリヤとの摩擦帯電を促進させる
ためのものである。現像剤はこのようにして現像
装置12内を循環している。特に上述したように
現像装置12は現像剤の2つの循環路を有してい
るのである。
The developer thus transferred to the sleeve 19 is adjusted by the doctor member 21 between the magnets 20 1 and 20 2 so that a magnetic brush having an appropriate thickness and uniformity is formed, and is brought into contact with the photoreceptor drum 11 . Ru. The developer that has passed through the developing section is removed from the sleeve 19 by the scraping plate 25, a part of which passes through the toner concentration sensor 28 section and returns to the developer container 13, and most of the other part is below the scraping plate 25. By the action of a stirring blade 26 which is rotatably provided, the liquid is distributed to the left and right in the direction of its rotation axis 26a. By doing so, even if the toner consumption amount varies in the axial direction of the developing roller 17 and there is uneven density, it is convenient because it can be made uniform. A stirring blade 27 is provided in the developer reservoir in the developer container 13.
is partially or entirely embedded in the developer and rotates. This moves the developer to its rotating shaft 27a.
This is to make the density distribution constant by moving the toner in the same direction, and to promote frictional electrification between the toner and the carrier. The developer is thus circulated within the developing device 12. In particular, as mentioned above, the developing device 12 has two circulation paths for developer.

トナー濃度センサー28によつてトナー濃度が
低下したことを検知して、トナー補給装置29か
ら所定量のトナーを補給する。腕33の1回の回
転によるトナー補給量は数グラムとわずかである
ので何回転かしてトナーを補給する。トナーは遠
心力によつて放出されるが、トナーがトナー濃度
センサー28内に直接投げ込まれないように十分
な距離をとるか、トナー放出用開口30とトナー
濃度センサー28との間に金網又は邪魔板を配置
することによつてそれを防止することが出来る。
When the toner concentration sensor 28 detects that the toner concentration has decreased, a predetermined amount of toner is replenished from the toner replenishing device 29. Since the amount of toner replenished by one rotation of the arm 33 is as small as a few grams, the toner is replenished by making several rotations. The toner is released by centrifugal force, but a sufficient distance must be provided to prevent the toner from being thrown directly into the toner concentration sensor 28, or a wire mesh or obstruction must be provided between the toner release opening 30 and the toner concentration sensor 28. This can be prevented by arranging a plate.

現像装置12の上方及び左方にはこれと所定の
間隔を置いてシールド板37が複写装置本体に固
設されている。シールド板37の先端37aは現
像装置12の上部に設けられた蓋38とによつ
て、感光体ドラム11に対向して開口39を形成
している。シールド板37と現像装置12とで形
成された空間Eは、図示しない空気吸引装置のダ
クトになつている。現像装置12から飛散するト
ナー粉末は特に現像ローラー17の感光体ドラム
11と対向する部分での接続方向にトナーが飛ば
されるために感光体ドラム11の現像装置12の
入口部分に多い。そこで、この部分にダクトの開
口39を設け、そこに飛散されて浮遊しているト
ナーを空気吸引装置によつて吸引し、トナー粉末
を露光光学系、その他の装置に付着するのを防止
している。
Above and to the left of the developing device 12, a shield plate 37 is fixed to the main body of the copying apparatus at a predetermined distance therebetween. The tip 37a of the shield plate 37 forms an opening 39 facing the photoreceptor drum 11 with a lid 38 provided at the top of the developing device 12. A space E formed by the shield plate 37 and the developing device 12 serves as a duct for an air suction device (not shown). The toner powder scattered from the developing device 12 is particularly large at the inlet portion of the developing device 12 of the photosensitive drum 11 because the toner is scattered in the connection direction at the portion of the developing roller 17 facing the photosensitive drum 11 . Therefore, an opening 39 of the duct is provided in this part, and the toner scattered and floating there is sucked by an air suction device to prevent the toner powder from adhering to the exposure optical system and other devices. There is.

なお、上述の実施例において、スリーブ22か
らスリーブ19への現像剤の汲み上げ量又はスリ
ーブ22によつて現像剤容器13に回収する現像
剤の量を変化させるために、現像装置12外に設
けられたつまみ(図示せず)によつてスリーブ2
2内の磁石23〜23を全体的に回転させる
ようにするか、磁石23のみを変位させるよう
にすることが出来る。もちろん、現像装置12の
空間Bに貯まる余剰現像剤の量を検出する装置を
配設し、異常時直前に自動的に磁石23を回転
又は変位させることによりスリーブ22により回
収される現像剤の量を増大させるようにしてもよ
い。
Note that in the above-described embodiment, in order to change the amount of developer pumped from the sleeve 22 to the sleeve 19 or the amount of developer collected into the developer container 13 by the sleeve 22, a controller is provided outside the developing device 12. Sleeve 2 with a tab (not shown)
The magnets 23 1 to 23 4 in 2 can be rotated as a whole, or only the magnet 23 4 can be displaced. Of course, a device for detecting the amount of surplus developer accumulated in the space B of the developing device 12 is provided, and by automatically rotating or displacing the magnet 234 immediately before an abnormality occurs, the amount of developer collected by the sleeve 22 is reduced. The amount may be increased.

上記検出装置としては、音響発振器と受信器か
らなるものでもよいし、光電的、磁気的な公知の
現像剤有無検出装置を使用することが出来る。
The detection device may be one consisting of an acoustic oscillator and a receiver, or a known photoelectric or magnetic developer presence/absence detection device can be used.

本実施例において電子写真複写装置について説
明したが静電記録装置等のように記録体上に静電
潜像が形成され、それを現像するものであれば何
でも利用可能であることは言うまでもない。
Although an electrophotographic copying apparatus has been described in this embodiment, it goes without saying that any apparatus that forms an electrostatic latent image on a recording medium and develops it, such as an electrostatic recording apparatus, can be used.

以上のように本発明によれば、現像剤を一方の
磁気ローラーから他方の磁気ローラーに磁気的に
転移させる現像において、現像直前において均一
な磁気ブラシに調整することが出来るので、優れ
た品質の複写画像を得ることが可能である。また
現像剤を大容量収納することが出来るので現像剤
疲労による交換時期を大幅に延長させることが出
来る。さらに2つの現像剤循環通路を有して、空
間内に余剰に貯まる現像剤を漸次その量に応じて
自動的に搬出するので、磁気ローラーの回転トル
クを一定にし、かつ現像ムラのない現像を行うこ
とが可能となつた。また比較的簡単な装置で、高
速現像に供することが出来るという利点を有する
ものである。
As described above, according to the present invention, in development in which the developer is magnetically transferred from one magnetic roller to the other, it is possible to adjust the magnetic brush to be uniform just before development, resulting in excellent quality. It is possible to obtain a duplicate image. Furthermore, since a large capacity of developer can be stored, the time for replacement due to developer exhaustion can be significantly extended. Furthermore, it has two developer circulation passages, and the excess developer accumulated in the space is gradually and automatically carried out according to the amount, so the rotational torque of the magnetic roller is kept constant and development without unevenness is achieved. It became possible to do so. Further, it has the advantage that it can be used for high-speed development with a relatively simple device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は、従来の現像装置の概略断
面図、第3図は、本発明の実施例を示す磁気ブラ
シ現像装置の断面図、第4図は本発明の原理を説
明するための図である。 1,11……感光体ドラム、12……現像装
置、13……現像剤容器、17……現像ローラ
ー、18……汲み上げローラー、19,22……
スリーブ、20,20,23〜23……
磁石、21……ドクター部材、24,25……掻
き落し板。
1 and 2 are schematic sectional views of a conventional developing device, FIG. 3 is a sectional view of a magnetic brush developing device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is for explaining the principle of the present invention. This is a diagram. 1, 11... Photosensitive drum, 12... Developing device, 13... Developer container, 17... Developing roller, 18... Pumping roller, 19, 22...
Sleeve, 20 1 , 20 2 , 23 1 to 23 4 ...
Magnet, 21... Doctor member, 24, 25... Scraping plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数の磁界発生手段を内包した非磁性の回転
スリーブを有し、このスリーブがそれぞれ同一方
向に回転する磁気ローラーを複数配置し、磁性現
像剤を順次汲み上げて静電潜像を現像する現像装
置において、現像前に磁気ブラシの穂の高さを規
制するドクター部材を、静電潜像を現像する第1
の磁気ローラーに近接して配置し、該第1のの磁
気ローラーに磁性現像剤を供給する第2の磁気ロ
ーラーを第1の磁気ローラーに対して所定間隔だ
け離して配置し、第2の磁気ローラーに供給され
る磁性現像剤の量を一定に規制し、両磁気ローラ
ー内の互いに対向する磁界発生手段のうちの少な
くとも一方を移動可能としてそれぞれの磁力を調
整して上記ドクター部材で第1の磁気ローラーか
ら除去された余剰の磁性現像剤を上記第1及び第
2の磁気ローラーの間から搬出するように構成し
たことを特徴とする磁気ブラシ現像装置。 2 上記第2の磁気ローラーは第1の磁気ローラ
ーのほぼ真下に配置されていて、このローラー内
の磁界発生手段が回動可能となつていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気ブラシ
現像装置。
[Scope of Claims] 1. A non-magnetic rotating sleeve containing a plurality of magnetic field generating means, which is arranged with a plurality of magnetic rollers each rotating in the same direction, and sequentially pumps up magnetic developer to generate an electrostatic latent material. In a developing device that develops an image, a doctor member that regulates the height of the magnetic brush before development is used as a doctor member that controls the height of the magnetic brush.
A second magnetic roller is disposed close to the first magnetic roller and supplies a magnetic developer to the first magnetic roller. The amount of magnetic developer supplied to the roller is regulated to a constant level, and at least one of the mutually opposing magnetic field generating means in both magnetic rollers is made movable to adjust the respective magnetic force, and the doctor member A magnetic brush developing device characterized in that the surplus magnetic developer removed from the magnetic roller is carried out from between the first and second magnetic rollers. 2. Claim 1, characterized in that the second magnetic roller is disposed almost directly below the first magnetic roller, and the magnetic field generating means within this roller is rotatable. magnetic brush developing device.
JP13913977A 1977-11-19 1977-11-19 Magnetic brush developing device Granted JPS5472060A (en)

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GB7843799A GB2008003B (en) 1977-11-19 1978-11-09 Magnetic brush development apparatus
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