JPH0486775A - トナー補給装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に使
用される現像装置にトナーを補給するトナー補給装置に
係り、特に、現像剤にトナーとキャリアとを使用しな二
成分現像方式の現像装置にトナーを補給するトナー補給
装置に間するものである。

［従来技術及びその問題点コ 従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置におい
ては、トナーだけを使用した一成分現像方式による現像
装置の他に、トナーとキャリアとを使用した二成分現像
方式による現像装置が使用されていた。

ここで、このようにトナーとキャリアとを使用した二成
分現像方式の現像装置においても、現像によってトナー
が消費され、現像装置内におけるトナーの量が減少する
ため、この現像装置内にトナー補給装置によってトナー
を補給しなければならなかった。

そして、このように現像装置にトナーを補給するトナー
補給装置としては、従来より様々な種類のものが使用さ
れていた。

しかし、上記のようにトナーを現像装置に補給する場合
、トナーが凝集し易く、トナー補給装置から凝集したト
ナーが塊の状態で現像装置に補給されることがあった。

そして、このようにトナーが凝集して塊の状態で現像装
置に補給されると、補給されたトナーが現像装置内にお
いてキャリアと十分に混合されず、キャリアとの接触に
よるトナーの帯電が十分に行われなくなり、トナーの帯
電量が低下し、画像濃度が高くなりすぎたり、下地かぶ
りが生じたり、またトナーが飛散したりする等の問題が
生じた。

そこで、従来のトナー補給装置においても、トナーが凝
集して塊の状態で現像装置に補給されるのを防止するた
め、ブラシ等によりトナーをスクリーン部材に設けられ
た多数の微細孔を通して、現像装置に分散させて補給す
るようにしたものが知られていた。

しかし、このような機械的な作用によってトナーを分散
させて現像装置に補給するようにした場合、トナーに機
械的なストレスが加わってトナーか劣化する等の問題が
生じた。

一方、上記のように凝集して塊の状態で補給されたトナ
ーを、現像装置内においてキャリアと十分に混合させる
ため、これらの攪拌粂件を強くした場合、通常に補給さ
れたトナーが過剰に帯電されたり、強い攪拌によって現
像剤が劣化する等の問題が生じた。

また、近年においては、上記のような画像形成装置にお
いて、システムの高速化が進むと共に、高精細な画像形
成を行うために、小粒径のトナーを使用することが検討
されるようになった。

このため、上記のような現像装置においても、補給され
たトナーをさらに早く帯電させることが必要になったが
、従来のトナー補給装置によってトナーを現像装置に補
給していたのでは、補給されたトナーがキャリアとうま
く混合されず、トナーの帯電立ち上がりを速めることが
困難であった。

また、上記のように高精細な画像形成を行うために小粒
径のトナーを使用した場合には、トナーがさらに凝集し
易くなると共に、キャリアとの接触も悪くなり、小粒径
のトナーが凝集して塊の状態で現像装置に補給されるこ
とが多くなったり、トナーの帯電性がさらに低下する等
の問題か生じた。

また、従来においては、特開昭５１−３４６号公報に示
されるように、トナー収容部内に収容されたトナーを供
給するトナー供給口に、マグネットローラを内装させた
補給ローラを設け、この補給ローラに現像剤を供給する
と共に、この補給ローラとマグネットローラとを逆方向
に回転させて、補給ローラ上に現像剤の磁気ブラシを形
成し、この磁気ブラシにトナー収容部内に収容されたト
ナーを取り込み、この状態で現像装置にトナーを補給す
るようにしたトナー補給装置も存在した。

このように補給ローラ上に形成された現像剤の磁気ブラ
シにトナーを取り込んだ状態で、現像装置にトナーを補
給するようにした場合には、トナーがキャリアと混合さ
れた状態て補給されるため、トナーの帯電立ち上がりを
ある程度速めることができた。

しかし、このようなトナー補給装置を使用しても、トナ
ーがキャリアとうまく混合された状態で十分には補給さ
れず、上記のようにシステムの高速化が進み、また高精
細な画像形成を行うために、小粒径のトナーを使用した
ものにおいては、トナーの補給量や帯電量の点で依然と
して問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、現像剤にトナーとキャリアとを使用した二
成分現像方式の現像装置に、トナー補給装置からトナー
を補給する場合における上記のような様々な問題を解決
することを課題とするものである。

すなわち、この発明は、現像剤にトナーとキャリアとを
使用した二成分現像方式の現像装置に、トナー補給装置
からトナーを補給するにあたり、トナーが小粒径のもの
であっても、トナーが凝集して塊になった状態で現像装
置に補給されることなく、またトナーに機械的なストレ
スが加わってトナーが劣化することもなく、トナーがう
まく分散された状態で現像装置に補給されるようになる
と共に、補給されたトナーがキャリアとうまく混合され
て、トナーの帯電立ち上がりも速められ、高速化した画
像形成装置にも対応できるようにすることを課題とする
ものである。

［課題を解決するための手段］ この発明においては、上記のような課題を解決するため
、現像剤にトナーとキャリアとを使用した二成分現像方
式の現像装置に、トナー収容部内に収容されたトナーを
補給するトナー補給装置において、上記トナー収容部内
に収容されたトナーを供給するトナー供給口の近傍に補
給ローラを設け、この補給ローラを回転させるようにす
ると共に、この補給ローラの内周側に同極性の磁極が隣
り合うようにして設けられたマグネットを収容させ、こ
のマグネ・ットにおける同極性の磁極が隣り合う部分を
トナー収容部内に収容されたトナーと対向する箇所番こ
位置させるようにし、さらに上記補給ローラＧこ現像剤
を供給する現像剤供給手段を設けるよう番ニしたのであ
る。

［作用］ この発明に係るトナー補給装置にお％１て＆虚、上記の
ようにトナー収容部内に収容されたトナーを供給するト
ナー供給口の近傍に設けられた補給ローラを回転させる
と共に、この補給ローラに現像剤供給手段によって現像
剤を供給するようになっている。

このように補給ローラに現像剤を供給すると、この現像
剤が補給ローラの内周側番二設番すられた上記マグネッ
トの磁力作用によって補給ローラ上で穂立ちされ、補給
ローラの回転に伴って現像剤が磁気ブラシの状態でトナ
ー収容部内に導かれ、このトナー収容部内に収容された
トナーと上記現像剤とが混合されて、この現像剤中のキ
ャリアによってトナーが現像剤中に取り込まれるように
なる。

特に、上記のように磁気ブラシの状態でトナー収容部内
に導かれた現像剤が、上記のマグネットにおいて同極性
の磁極が隣り合う部分に達すると、この同極性の磁極に
よる反発磁界の作用によって、現像剤が撹乱され、この
ように撹乱された現像剤のキャリアによって、トナー収
容部内に収容されたトナーがより効率よく取り込まれる
ようになる。

そして、このようにトナー収容部内に収容されたトナー
を撹乱された現像剤のキャリアによって現像剤中に取り
込んだ後は、この現像剤を補給ローラの回転に伴ってト
ナー収容部内から導き出し、トナーを取り込んだ状態で
現像剤を現像装置内に戻して、現像装置にトナーを補給
するようになっている。

このようにするとトナーが現像剤中のキャリアによって
効率よく取り込まれると共に、取り込まれたトナーがキ
ャリアと十分に混合された状態で現像装置に補給される
ようになり、補給されたトナーが現像装置内において素
早く帯電されるようになる。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に
説明する。

この実施例のものにおいては、第１図に示すように、ト
ナー（１ａ）とキャリアとを混合させた現像剤（１）を
使用した二成分現像方式の現像装置（１０）において、
像担持体（２）と反対側の上部位置にトナー補給装置（
２０）を設けるようにした。

そして、この現像装置（１０）を使用して像担持体（２
）に現像を行うことにより、現像装置（１０）内のトナ
ーが消費されて減少した場合には、このトナー補給装置
（２０）によって現像装ｆ（１０）内にトナー（１ａ）
を補給するようにした。

ここで、上記の現像装置（１０）においては、同図に示
すように、この現像装置！　（１０）内に設けられた攪
拌部材（１１）によって、トナー（１ａ）とキャリアと
が混合された現像剤（１）を攪拌させた後、この現像剤
（１）を搬送部材（１２）に送り、この搬送部材（１２
）によって現像剤（１）を、内部にマグネットローラ（
１３）が設けられた現像ローラ（１４）の表面に供給す
るようにした。

そして、このように現像剤（１）が供給された現像ロー
ラ（１４）の回転に伴い、現像ローラ（１４）に供給さ
れた現像剤（１）を、現像ローラ（１４）の内部に設け
られた上記マグネットローラ（１３）の磁力作用によっ
て磁気ブラシを形成しなから像担持体（２）側に搬送さ
せると共に、現像剤（１）を像担持体（２）に搬送する
途中において、上記現像ローラ（１４）と所要間隔を介
して設けられた穂高規制板（１５）によって、上記現像
剤（１）による磁気ブラシの高さを規制し、像担持体（
２）に搬送される現像剤（１）の量を調整するようにし
た。

そして、このように穂高規制板（１５〉により磁気ブラ
シの高さが調整されて、像担持体り２）側に搬送されて
きた現像剤（１）を、現像ローラ（１４）が像担持体（
２）と対面する現像領域において像担持体（２）の表面
に接触させ、像担持体（２）の表面に形成された静電潜
像箇所にトナー（１ａ）を供給するようにした。

一方、このような現像装置（１０）にトナー（１ａ）を
補給するトナー補給袋ｆ（２０）においては、トナー収
容部（２１）内にトナー（１ａ）を収容させると共に、
このトナー収容部（２１）からトナー（１ａ）を現像装
置（１０）内に供給するトナー供給口（２２）の下に、
トナー収容部（２１）の側壁（２３）と僅かな間隔を介
するようにして補給ローラ（２４）を設け、この補給ロ
ーラ（２４）を回転させるようにすると共に、Ｓ１極と
Ｓ２極、Ｎ１極とＮ２極からなる２対の同極性の磁極が
適当な間隔を介して隣り合うように設けられたマグネッ
ト（２５）を、この補給ローラ（２４）の内周側に設け
、このマグネット（２５）を補給ローラフ２４）の内周
側で回動できるようにした。

このとき、Ｓ１極、Ｓ２極の間では現像剤（１）が補給
ローラ（２４）の回転と共に搬送可能な角度θｌに設定
する一方、Ｎ　１Ｎ！、Ｎ２極の間は補給ローラ（２４
）の回転と共に現像剤（１）が搬送されない角度θ２に
設定した。

また、上記のようにマグネット（２５〉を補給ローラ（
２４）の内周側で回動できるように設けるにあたり、こ
の実施例のものにおいては、第５図（Ａ）、（Ｂ）に示
すようにしてマグネット（２５）を回動させるようにし
たが、マグネット（２５）を回動させる手段は、特にこ
れらのものに限定されるものではない。

ここで、第５図（Ａ）に示すものにおいては、上記マグ
ネット（２５）の軸（２５ａ）に角度板（２６）を取り
付けると共に、この角度板（２６）にソレノイド（２７
）の作用によって伸縮するロッド（２７ａ）を取り付け
、このソレノイド（２７）にトナー濃度センサー（２８
）からの信号を伝達させるようにし、このトナー濃度セ
ンサー（２８）からの信号により上記ソレノイド（２７
）を作動させて、そのロッド（２７ａ）を伸縮させ、こ
のロッド（２７ａ）の伸縮により、上記角度板（２６）
を介してマグネット（２５）を回動させるようにした。

また、第５図（Ｂ）に示すものにおいては、マグネット
（２５）の軸（２５ａ）に取り付けられた角度板（２６
）を、ばね等の付勢手段（２９）によって偏心カム（３
０）に圧接させ、この偏心カム（３０）にトナー濃度セ
ンサーク２８）からの信号を伝達して、この偏心カム（
３０）を回動させ、偏心カム（３０）に圧接された上記
角度板（２６）を介してマグネット（２５）を回動させ
るようにした。

そして、このトナー補給装置（２０）によって現像装置
（１０）にトナー（ｌａ）を補給する場合には、第１図
および第２図に示すように、上記のマグネット（２５）
に設けられたＳ１極と８２極とが隣り合う部分を、トナ
ー収容部（２１）内に収容されたトナー（１ａ）側に位
置させる一方、Ｎ、極とＮ２極とが隣り合う部分を、上
記Ｓ１［！とＳ２極とが隣り合う部分と反対側の現像装
置（１０）側に位置させるようにした。

また、上記のようにトナー供給口（２２）の下に設けら
れた補給ローラ（２４）に現像剤（１）を供給する現像
剤供給手段（３１）として、この実施例のものにおいて
は、上記の現像装置（１０）に設けられた穂高規制板（
１５）の近傍から案内板（３１）をこの補給ローラ（２
４）の近傍まで設け、前記のように穂高規制板（１５）
によって現像ローラ（１４）の表面から除去された現像
剤（１）を、この案内板（３１〉を通して補給ローラ（
２４）側に搬送させるようにした。

そして、このように搬送されてきた現像剤（１）を、補
給ローラ（２４）の内周側に設けられた上記マグネット
（２５）のＮ１極の磁気力によって、この補給ローラ（
２４）上に補給させるようにした。

さらに、この実施例のものにおいては、上記のトナー収
容部（２１）において、現像剤（１）が供給される側の
側壁（２３）外面に、規制部材（３２）を補給ローラ（
２４）の周面と若干の隙間ｄ１を介するようにして取り
付け、この規制部材（３２）によって、トナー収容部（
２１）内に導かれる現像剤（１）の量を規制すると共に
、この側壁（２３）の内面側に、トナー収容部（２１）
内に収容されたトナー　（ｌａ）の流出を抑制する弾性
シール材（３３）を設けた。

一方、このトナー収容部（２１）からトナー（ｌａ）が
送り出される側の側壁（２３）外面には、補給ローラ（
２４）の周面と若干の隙間ｄ２を介するようにして磁性
体（３４）を取り付けた。

そして、この実施例のトナー補給装置（２０）によって
現像装置（１０）にトナー（１ａ）を補給する場合には
、前記のようにマグネット（２°５）に設けられたＳ１
極と８２極とが隣り合う部分を、トナー収容部（２１）
内に収容されたトナー（１ａ）側に位置させると共に、
穂高規制板（１５）によって現像ローラ（１４）の表面
から除去された現像剤（１）を、上記の案内板（３１）
によって補給ローラ（２４）側に搬送し、上記マグネッ
ト（２５）におけるＮ１極の磁気力により、搬送されて
きた現像剤（１）を回転する補給ローラ（２４）上に供
給するようにした。

このように現像剤（１）が補給ローラ（２４）上に供給
されると、この補給ローラ（２４）の回転に伴って、上
記現像剤（１）が、補給ローラ（２４）の内周側に設け
られた上記マグネット（２５）の磁力作用により、補給
ローラ（２４）上で磁気ブラシを形成しながらトナー収
容部（２１）側に送られるようになった。

次いで、このようにトナー収容部（２１）側に送られる
現像剤（１）の量を、上記の規制部材（３２）によって
調整し、適当な量の現像剤（１）を補給ローラ（２４）
によってトナー収容部（２１）内に導くようにした。

このようにして補給ローラ（２４）に供給された現像剤
（１）がトナー収容部（２１）内に導かれると、この現
像剤（１）がトナー収容部り２１）内において収容され
たトナー（１ａ）と混合されて、この現像剤（１）中の
キャリアによってトナー（ｌａ）が現像剤（１）中に取
り込まれるようになった。

特に、上記の現像剤（１）が、補給ローラ（２４）の回
転に伴って上記マグネット（２５）の８１極とＳ２極と
が隣り合う部分に達すると、この同極性の磁極による反
発磁界によって、この現像剤（１）が補給ローラ（２４
）上で大きく撹乱され、このように撹乱された現像剤（
１）中のキャリアとトナー収容部（２１）内におけるト
ナー（ｌａ）とが十分に混合されて、トナー（１ａ）が
分散された状態で現像剤（１）中に十分に取り込まれる
ようになった。

そして、このようにトナー（１ａ）を分散した状態で現
像剤（１）中に十分に取り込んだ後は、この現像剤（１
）を、補給ローラ（２４）の回転に伴って磁性体（３４
）が設けられたトナー収容部（２１）の側壁（２３）と
の間を通過させ、トナー収容部（２１）内から取り出す
ようにした。

なお、このようにして現像剤（１）を補給ローラ（２４
）の回転に伴ってトナー収容部（２１）内から取り出す
にあたり、この実施例のものにおいては、磁性体（３４
）と補給ローラ（２４）の周面との間の隙間ｄ２を、上
記規制部材（３２）と補給ローラ（２４）の周面との間
の隙間ｄｌより大きくしておき、磁性体（３４〉が設け
られた側壁（２３）の近くで現像剤り１）が滞留するこ
となく、現像剤（１）がトナー収容部（２１）内からス
ムーズに取り出されるようにした。

そして、このようにトナー（１ａ）を十分に取り込んだ
現像剤（１）をトナー収容部（２１）内から取り出した
後は、補給ローラ（２４）の回転に伴ってこの現像剤（
１）が上記マグネット（２５）のＮ２極の位置に達する
と、このＮ２極と前記のＮ、極との間に作用する反発磁
界によって、上記現像剤（１）が補給ローラ（２イ）上
から離脱されて、現像装ｆ　（１０）内に供給されるよ
うになった。

このようにしてトナー収容部（２１）内に収容されたト
ナー（１ａ）を現像装置（１ｏ）内に補給するようにし
た場合、上記のようにトナー（１ａ）が撹乱された現像
剤（１）中のキャリアと十分に混合され、トナー（１ａ
）が分散されて現像剤（１）中に取り込まれた状態で現
像装置（１ｏ）内に補給されるため、従来のようにトナ
ー（１ａ）が凝集された状態で、現像装置（１０）内に
補給されるということがなくなった。

また、上記のようにトナー（１ａ）がキャリアと十分に
混合されて、分散された状態で現像装置（１０〉に補給
されるなめ、現像装置（１０）内に設けられた前記攪拌
部材（１１）による攪拌により、補給されたトナー（ｌ
ａ）がキャリアとうまく接触して、速やかに適正な帯電
量に達するようになった。

一方、このトナー補給装置（１０）によるトナー（１ａ
）の補給を停止させる場合には、第３図に示すように、
補給ローラ（２４）の内周側に設けられた上記マグネッ
ト（２５）を所要角度回転させて、このマグネット（２
５）におけるＳ２極をトナー収容部り２１）の外に位置
させると共に、そのＳ１極をトナー収容部（２１）の側
壁（２３）に設けられた上記磁性体（３４）と対向させ
るようにする一方、前記の案内板（３１）によって搬送
されてきた現像剤（１）が、このマグネット〈２５）に
おけるＮＩ＆とＮ２％との間に導かれるようにしな。

このようにすると、案内板〈３１）によって搬送されで
きた現像剤（１）が、上記マグネット（２５）のＮ１極
とＮ２極との間に作用する反発磁界によって補給ローラ
（２４）に補給されなくなると共に、現像剤（１）が送
り込まれる側壁（２３）の内面側に設けられた前記の弾
性シール材（３３）が、その弾性力及びトナー収容部（
２１）に収容されたトナー（１ａ）の重量によって補給
ローラ（２４）の周面に圧接されるようになった。

そして、この弾性シール材（３３）より、トナー（１ａ
）がトナー収容部（２１）内から上記側壁（２３）と補
給ローラ（２４）との間の隙間を通して現像装置（１０
）に流出するということがなくなった。

また、現像剤（１）を送り出す側の側壁（２３）におい
ては、マグネット（２５）に設けられたｓｌ極と８２極
との間に作用する反発磁界によって、現像剤（１）が８
１極側に抑止されると共に、このＳｌ極と上記磁性体（
３４）との間における磁力作用によって、現像剤（１）
が８１極が位置する補給ローラ（２４）と磁性体（３４
）との間にたまり、補給ローラ（２４）と磁性体（３４
）との隙間がたまった現像剤（１）によって閉塞される
になった。

このため、トナー収容部（２１）に収容されたトナー（
１ａ）が、この側壁（２３）と補給ローラ（２４）との
間の隙間を通して現像装置（１０）に流出するというこ
ともなくなった。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に俤るトナー補給装置に
おいては、トナー供給口に設けられた補給ローラを回転
させると共に、この補給ローラに現像剤供給手段によっ
て現像剤を供給し、この現像剤を補給ローラの内周側に
設けられたマグネットの磁力作用により、補給ローラ上
で磁気ブラシの状態にしてトナーが収容されたトナー収
容部内に導き、この現像剤中のキャリアによってトナー
収容部内に収容されたトナーを現像剤中に取り込むよう
にすると共に、上記マグネットにおける同極性の磁極が
隣り合う部分において、この現像剤を撹乱させるように
したなめ、このように撹乱された現像剤のキャリアによ
って、さらに多くのトナーがキャリアと混合されて分散
された状態で取り込まれるようになった。

また、トナー収容部内における下層のトナーは凝集架橋
現象が生じやすいが、同極性の磁極が隣り合う部分にお
けるキャリアの撹乱によって、トナーの凝集架橋現象も
生じなくなった。

さらに、上記のようにトナーを現像剤のキャリアと混合
させて分散さたな状態で現像剤中に取り込んだ後、この
状態でトナーを現像装置に補給するようにしたため、現
像装置に補給されたトナーがキャリアとの接触によって
素早く帯電されるようになった。

この結果、この発明に係るトナー補給装置にによってト
ナーを現像装置に補給するようにした場合、トナーが小
粒径のものであっても、従来のように、トナーが凝集し
て塊になった状態で現像装置に補給されたり、トナーに
機械的なストレスが加わってトナーが劣化したりすると
いうことがなく、トナーがうまく分散された状態で現像
装置に補給されるようになると共に、補給されたトナー
がキャリアとうまく混合されて、トナーの帯電立ち上が
りも速くなり、高速化した画像形成装置にも対応できる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るトナー補給装置の使
用状態を示す概略断面図、第２図は同実施例のトナー補
給装置によってトナーを補給する状態を示す概略断面図
、第３図は同実施例のトナー補給装置によるトナーの補
給を停止させた状態を示す概略断面図、第４図（Ａ）。 （Ｂ）はそれぞれ同実施例のトナー補給装置において使
用したマグネットの磁力線の状態及び磁力分布を示す図
、第５図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同実施例のトナー補
給装置において使用したマグネットを回動させる手段の
例を示した図である。 （１）・・・現像剤　　　　　（ｌａ）・・・トナー（
２）・・・像担持体　　　　（１０）・・・現像装置（
２０）・・・トナー補給装置　（２１）・・・トナー収
容部（２４）・・・補給ローラ （２２）・・・トナー収容部 （２５）・・・マグネット （３１）・・・現像剤供給手段（案内板）第２図 第３図 ６Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、現像剤にトナーとキャリアとを使用した二成分現像
   方式の現像装置に、トナー収容部内に収容されたトナー
   を補給するトナー補給装置において、上記トナー収容部
   内に収容されたトナーを供給するトナー供給口の近傍に
   補給ローラを設け、この補給ローラを回転させるように
   すると共に、この補給ローラの内周側に同極性の磁極が
   隣り合うようにして設けられたマグネットを収容させ、
   このマグネットにおける同極性の磁極が隣り合う部分を
   トナー収容部内に収容されたトナーと対向する箇所に位
   置させるようにし、さらに上記補給ローラに現像剤を供
   給する現像剤供給手段を設けたことを特徴とするトナー
   補給装置。