JPH05127530A - 画像形成装置の現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像形成装置の現像装置において、簡単な構成
により精度良く現像剤のトナー濃度を定量制御すると共
に、装置のコンパクト化を図る。 【構成】現像剤24を収容する現像剤容器18の上部に、ト
ナー粒子が通過可能なメッシュ19を介して補給トナー収
容ホッパー20を連設する。ＮＳ一対の磁極が周方向に交
互に並ぶように周面に均等配置させたマグネットローラ
17を、メッシュ19に近接させて現像剤容器18内の補給ト
ナー収容ホッパー20下部に回転駆動可能に配置する。こ
れにより、マグネットローラ17の周面に形成される磁気
ブラシで補給トナー収容ホッパー20内のトナーａを現像
剤容器18側に掻き取る。また、現像剤容器18の周辺部に
磁石25ａ〜25ｄまたは磁性体を配置し、これらとマグネ
ットローラ17との間の領域に生じる磁界の変化によって
現像剤24の流動性、攪拌性を向上する事により帯電量の
立ち上がりを早くするとともに現像剤24の固化防止を図
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電写真複写機などの
画像形成装置における現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置である静電写真複写機に用
いられる現像剤として、磁性を有するトナーのみからな
る一成分系のものと、非磁性トナーと磁性キャリアとを
混合した二成分系のものとがある。二成分系現像剤の場
合、摩擦帯電により磁性キャリアに非磁性トナーが静電
吸着した状態で現像剤容器内に収容される。

【０００３】例えば、上記二成分系現像剤を用いた現像
装置で静電写真複写機の感光体にポジ画像を現像する場
合、その現像剤の一成分を構成する非磁性トナーとし
て、感光体の帯電とは逆極性に帯電するトナーが用いら
れ、このトナーが感光体の静電荷残留部分に静電吸着さ
れる。現像剤容器内に収容された磁性キャリアと非磁性
トナーとは攪拌器によって攪拌され、非磁性トナーだけ
が消費量分だけ順次現像剤容器内に補給される。

【０００４】このような従来の現像装置において、現像
剤のトナー濃度を一定にコントロールする方式として、
次に挙げるようなものが採用されている。 透磁率センサーを用いて、現像剤の透磁率を測定
し、その測定値からトナー濃度を割り出し、トナー濃度
が一定となるように非磁性トナーの補給を行うもの。 レベルセンサーを用いて、現像剤容器内での現像剤
の収容レベルを測定し、その測定レベルからトナーの濃
度を割り出し、トナー濃度つまり現像剤の収容レベルが
一定となるように非磁性トナーの補給を行うもの。 ＣＣＤカメラやフォトカメラなどのフォトセンサー
を用いて、感光体上の規定電位上に現像された画像濃度
を測定し、その測定値が一定になるように非磁性トナー
の補給を行うもの。 現像剤の抵抗値を測定し、その測定値が一定になる
ように非磁性トナーの補給を行うもの。 感光体上に形成した規定幅の潜像を現像し、その線
幅を細線幅測定センサーで測定し、その測定値が一定に
なるように非磁性トナーの補給を行うもの。 トナータンク開口部の内側に設けたマグネットロー
ラ外周に定量の磁性キャリアによるブラシを形成し、こ
のマグネットローラの回転によりトナー収容タンクから
トナーを摩擦により磁性キャリア側へ静電吸着させ、別
のローラで該マグネットローラ外周面のトナーと磁性キ
ャリアの両方を掻き取り感光体側へと定量供給するよう
にしたもの（特開昭50−149352号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の現像装置の場合、以下に挙げるような問題点がある。
の透磁率センサーを用いてトナー濃度を一定に制御す
る方式の場合、長期の使用により磁性キャリアが劣化す
るなどに起因して、同じ透磁率でも時の経過につれてト
ナー濃度が上昇するという現象が生じるため、トナーの
帯電量が低下しトナーの飛散やかぶりなどが発生しやす
いという問題がある。のレベルセンサーによる現像剤
の収容レベル測定値に基づき、現像剤容器内の現像剤量
を一定に保つ方式は、現像剤の全体量変化をチェックす
るものであるため、トナー濃度を高精度に制御できない
という問題点がある。のフォトセンサーにより感光体
上に現像された画像の濃度を測定する方式では、飛散す
るトナーなどによってフォトセンサーの表面が汚れやす
く、保守を確実にしないと精度良くトナー濃度を一定に
制御できないという問題点がある。の現像剤の抵抗値
を測定する方式では、長期の使用による磁性キャリアの
劣化により、同じトナー濃度でも時の経過につれて現像
剤の抵抗値が変化してしまい、やはり精度よくトナー濃
度を一定に制御できないという問題点がある。の方式
も、の方式と同様に飛散するトナーなどによってセン
サーの表面が汚れて、トナー濃度を精度良く一定に制御
できないという問題点がある。のマグネットローラと
他のローラとを組み合わせて現像剤を定量供給する方式
では、多くのローラを使用するため、機構が複雑になり
現像装置が大型化してしまう。また、必要以上のトナー
が補給され、トナー帯電量の低下や、かぶり、飛散が起
こる可能性がある。

【０００６】上記の従来欠点に鑑み、本発明は、簡単な
構成により精度良く現像剤のトナー濃度を定量制御で
き、装置のコンパクト化を図るとともに、現像剤容器内
での現像剤の攪拌を十分に行うことのできる画像形成装
置の現像装置を提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、現像剤を収容する現像剤容器の上部
に、トナー粒子が通過可能なメッシュを介して補給トナ
ー収容ホッパーを連設すると共に、ＮＳ一対の磁極が周
方向に交互に並ぶように周面に均等配置させたマグネッ
トローラを、前記メッシュに近接させて前記現像剤容器
内の前記補給トナー収容ホッパー下部に回転駆動可能に
配置し、前記現像剤容器の周辺部に磁石または磁性体を
配置したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】現像剤が二成分系の場合、現像剤容器内のトナ
ーが減少すると、現像剤容器内で回転駆動されるマグネ
ットローラの一部が現像剤の上に露出し、その露出した
マグネットローラの周面に磁性キャリアの磁気吸着によ
って磁気ブラシが形成され、その磁気ブラシの穂により
メッシュを介して補給トナー収容ホッパー側の非磁性ト
ナーが掻き取られて現像剤容器内へ取り込まれトナーが
補給される。トナーの補給によって、マグネットローラ
が現像剤で隠れると、磁気ブラシが無くなりトナーの補
給が停止する。この動作の繰り返しにより、トナー濃度
が一定に保たれる。現像剤容器内では、マグネットロー
ラの回転によって現像剤容器内の現像剤が攪拌されるの
で、これによって現像剤の固化が防止されると共に、マ
グネットローラと現像剤容器の周辺部に配置されている
磁石または磁性体との間の領域において磁界に変化が生
じ、現像剤の攪拌性、流動性が活発化することで、補給
トナーの帯電量の立ち上がりが早くなるとともに磁性キ
ャリア及びトナーが解砕され現像剤容器内での現像剤の
固化防止が一層促進される。

【０００９】現像剤が磁性一成分トナーの場合、現像剤
容器内のトナーが減少してマグネットローラの一部が現
像剤の上に露出すると、その露出したマグネットローラ
の周面に磁性トナーの磁気吸着によって磁気ブラシが形
成され、その磁気ブラシの穂の掻き取り動作とマグネッ
トローラの磁気吸引力とで、同様に補給トナー収容ホッ
パー側のトナーが現像剤容器側に取り込まれる。この場
合も、マグネットローラと現像剤容器の周辺部に配置さ
れている磁石または磁性体との間の領域において生じる
磁界の変化によって磁性トナーが解砕され、現像剤容器
内での現像剤の固化防止が促進される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は静電写真複写機における現像部付近の構成
を示す断面図であり、図２はその静電写真複写機の概要
を示す断面図である。

【００１１】この実施例の静電写真複写機では、外周面
に感光層１を有する感光体２が複写機本体３に横架され
ると共に、前記感光体２の周囲に、帯電装置４、光学系
移動式の露光装置５、現像装置６、チャージャ式の転写
装置７、複写紙分離装置８、およびクリーニング装置９
が、前記感光体２の回動方向（矢印Ｒで示す）にこの順
に配置されている。また、給紙部10から前記転写装置７
にわたって給紙搬送手段11が、前記複写紙分離装置８か
ら定着装置12にわたって排紙搬送手段13がそれぞれ配置
されると共に、排紙ローラ対14と排紙トレイ15とが設け
られている。

【００１２】前記現像装置６は、図１に示すように現像
スリーブ16とマグネットローラ17とを現像剤容器18内に
配置して構成される。現像剤容器18の上部にはメッシュ
19を介してトナーホッパー20が連設されている。

【００１３】前記現像スリーブ16は、Ｎ極とＳ極が周方
向に交互に並ぶように複数の磁石21を周面に均等配置し
た固定ローラ22の外周側に回転自在に嵌挿させて構成さ
れ、現像剤容器18の開口18ａから対向する感光体２に近
接させて臨ませてあり、図示しない駆動手段によって静
電写真複写機の複写動作時に感光体２とは逆方向に回転
駆動される。

【００１４】前記マグネットローラ17は、フェライトな
どからなる回転ローラ23の周面上に、前記固定ローラ22
と同様にＮ極とＳ極が周方向に交互に並ぶように均等配
置させたものであり、その周面の一部が前記メッシュ19
に近接するようにトナーホッパー20の下部に配置され、
静電写真複写機の複写動作時に例えば前記現像スリーブ
16と同じ方向に図示しない駆動手段によって回転駆動さ
れる。

【００１５】前記メッシュ19は、二成分系現像剤24の一
成分である非磁性トナーａの通過が可能で、二成分系現
像剤24の他の一成分である磁性キャリアｂを通過させな
い目の粗さに設定されている。

【００１６】また、前記現像剤容器18の周辺部、すなわ
ち現像スリーブ16とマグネットローラ17の中間に相当す
る現像剤容器18の上部と下部、およびマグネットローラ
17の直下部とマグネットローラ17の側部には、図１に符
号Ｓで示すような現像剤容器18内の各領域で生じがちな
現像剤24の固化ないしたまりを磁界の変化によって解消
するための回転型磁石25ａ〜25ｄがそれぞれ配置されて
いる。これらの回転型磁石25ａ〜25ｄは、例えばマグネ
ットローラ17と同方向に回転駆動され、かつその周面の
磁極が対向するマグネットローラ17の周面の磁極と常に
同極になるように、マグネトローラ17に同期して回転駆
動される。

【００１７】次に、上記現像装置の動作を図３および図
４を参照して説明する。現像剤容器18に収容された二成
分系現像剤24は、例えば正電荷の帯電した磁性キャリア
ｂに負電荷の帯電した非磁性トナーａが静電吸着した状
態にあり、その磁性キャリアｂが現像スリーブ16の周面
に磁気吸着される。すなわち、現像剤24が現像スリーブ
16の周面に磁気ブラシとなって吸着される。この現像ス
リーブ16の回転により、周面に磁気ブラシとなっている
現像剤24が感光体２の表面に接近する。接近する現像剤
24のうち、感光体２の潜像をなす正の帯電と逆極性、つ
まり負に帯電した非磁性トナーａが感光体２の潜像を構
成する正の帯電領域に付着する。磁性キャリアｂは感光
体２表面に付着することなく、現像スリーブ16に吸着し
たまま現像剤容器18内に回収される。

【００１８】現像剤容器18内の現像剤24が消費されて図
３（Ａ）の満杯状態から減少してくると、つまり現像剤
24のトナー濃度が低下してくると、図３（Ｂ）に示すよ
うにマグネットローラ17の周面の一部が現像剤24の上に
露出する。その結果、その露出周面に、現像剤24の磁気
吸着によって図４に示されるように形成される磁気ブラ
シ26が立ち、マグネットローラ17の回転に伴い磁気ブラ
シ26の穂がメッシュ19を擦過する。すなわち、該磁気ブ
ラシ26の穂による掻き取り効果によって、トナーホッパ
ー20側に収容されている未帯電の非磁性トナーａがメッ
シュ19を介して現像剤容器18内に取り込まれ、図３
（Ｃ）に示すようにトナーが補給される。このとき、磁
気ブラシ26を形成する磁性キャリアｂとトナーホッパー
20側に収容されている非磁性トナーａとの摩擦帯電も行
われて、未帯電の非磁性トナーａは負電荷に帯電され、
正電荷に帯電している磁性キャリアｂへの静電吸着力に
よる効果も加わり、トナーホッパー20側の磁性トナーａ
が現像剤容器18側に吸引される。

【００１９】トナーの補給により、マグネットローラ17
が現像剤24に完全に覆われ磁気ブラシ26が消えると、ト
ナー補給が停止する。このような動作を繰り返すことに
より、トナー濃度が常に一定に保たれる。

【００２０】また、現像剤容器18内では、静電写真複写
機の複写動作中にマグネットローラ17が回転しているの
で、この回転によって現像剤容器18内の現像剤24が攪拌
される。その結果、非磁性トナーａと磁性キャリアｂと
の摩擦帯電により、上述したように例えば非磁性トナー
ａは負に、磁性キャリアｂは正に帯電し、非磁性トナー
ａが磁性キャリアｂに静電吸着されると共に、現像剤24
の固化防止が図られる。

【００２１】高温、高湿環境などにおいては、マグネッ
トローラ17の回転による攪拌だけでは、図１や図３に符
号Ｓで示す領域において現像剤24の流動性、攪拌性が不
十分で帯電量が飽和せず、固化やたまりが十分解消され
ないが、マグネットローラ17と同期して回転駆動される
各回転型磁石25ａ〜25ｄによって、マグネットローラ17
と各回転型磁石25ａ〜25ｄとの間に間欠的に反発磁界が
発生するので、この反発磁界によって現像剤24の流動
性、攪拌性が向上し、帯電量の立ち上がりも早くかつ解
砕が行われて固化やたまりが解消され、現像剤容器18内
において現像剤24が均一に収容されることになる。その
結果、トナーの帯電不良が解消され、トナーの複写機内
への飛散や画像へのかぶりを防止できる。

【００２２】なお、上記実施例では二成分系の現像剤24
を用いる場合について説明したが、磁性トナーのみから
なる一成分系の現像剤を用いる場合にも、ほぼ同様にし
てトナー濃度を一定に保つことができる。

【００２３】すなわち、この場合、現像剤容器18内のマ
グネットローラ17には、現像剤の減少に伴い露出する周
面部分に磁性トナーの磁気吸着によって磁気ブラシが形
成され、その磁気ブラシによるメッシュ19の擦過によっ
てトナーホッパー20側の磁性トナーが掻き取り効果によ
って現像剤容器18内に取り込まれる。このとき、マグネ
ットローラ17の磁気吸引力によっても、トナーホッパー
20側の磁性トナーが現像剤容器18側に取り込まれる。

【００２４】さらに、現像剤である磁性トナーの現像剤
容器18内での固化やたまりの解消は、同様にマグネット
ローラ17の回転駆動とこれに同期して回転駆動される回
転型磁石25ａ〜25ｄとの間に間欠的に発生する反発磁界
によって促進される。

【００２５】また、上記実施例では現像剤容器18内での
現像剤24の固化やたまりを解消するために、現像剤容器
18の周辺部にマグネットローラ17に同期して回転駆動さ
れる回転型磁石25ａ〜25ｄを配置した場合について説明
したが、上記回転型磁石25ａ〜25ｄに替えて図５に示す
ように現像剤容器18の周辺部に磁石27ａ〜27ｃを固定配
置してもよい。その他の構成は先の実施例と同様であ
る。

【００２６】この実施例の場合、マグネットローラ17の
回転に伴って、このマグネットローラ17と各磁石27ａ〜
27ｃとの間に吸引磁界と反発磁界とが交互に発生し、こ
の磁界の変化によって現像剤24の固化解消が促進され
る。トナー濃度の制御動作は先の実施例と同様である。

【００２７】さらに、上記実施例の磁石27ａ〜27ｃに替
えて磁性体を固定配置してもよい。この場合、マグネッ
トローラ17の回転によって反発磁界が発生することはな
いが、現像剤容器18の周辺部に配置される磁性体によっ
て、マグネットローラ17周面の磁極による磁界が強ま
り、マグネットローラ17の回転に伴う磁界の変化が現像
剤容器18内の広い領域に及ぶことになり、その磁界の変
化で現像剤24の固化やたまり及び帯電不足を解消でき
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、上述した構成より成り、現像
剤を収容する現像剤容器の上部に、トナー粒子が通過可
能なメッシュを介して補給トナー収容ホッパーを連設す
ると共に、ＮＳ一対の磁極が周方向に交互に並ぶように
周面に均等配置させたマグネットローラを、前記メッシ
ュに近接させて前記現像剤容器内の前記補給トナー収容
ホッパー下部に回転駆動可能に配置し、前記現像剤容器
の周辺部に磁石または磁性体を配置しているので、各種
のセンサーを用いることなく簡単な構成により高精度に
トナー濃度を定量制御でき、トナーに十分な電荷を早く
供給しかつ現像剤の固化やたまりも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例が組み込まれた静
電写真複写機の現像部を示す断面図である。

【図２】その静電写真複写機の概要を示す断面図であ
る。

【図３】その現像装置の動作を示す説明図である。

【図４】その現像装置のマグネットローラ周面に形成さ
れる磁気ブラシを示す模式図である。

【図５】本発明の現像装置の他の実施例が組み込まれた
静電写真複写機の現像部を示す断面図である。

【符号の説明】

17…マグネットローラ、18…現像剤容器、19…メッシ
ュ、20…補給トナー収容ホッパー、25ａ〜25ｄ…回転型
磁石、27ａ〜27ｃ…磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今福 達夫 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 井上 豊常 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 門田 拓也 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収容する現像剤容器の上部に、
   トナー粒子が通過可能なメッシュを介して補給トナー収
   容ホッパーを連設すると共に、ＮＳ一対の磁極が周方向
   に交互に並ぶように周面に均等配置させたマグネットロ
   ーラを、前記メッシュに近接させて前記現像剤容器内の
   前記補給トナー収容ホッパー下部に回転駆動可能に配置
   し、前記現像剤容器の周辺部に磁石または磁性体を配置
   したことを特徴とする画像形成装置の現像装置。