JPH0616214B2 - 電子写真現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔 産業上の利用分野 〕 本発明は電子写真記録の現像工程に用いられる現像装置
に関するもので、特に現像ロールを利用した乾式の現像
装置に関する。

〔 従来の技術 〕

電子写真記録は、周知のように感光ドラム上に形成され
た静電潜像を現像してトナー像化し、これを転写紙に転
写した後、定着させて画像記録を得るものである。

このような電子写真記録の現像工程に用いられる乾式の
現像装置として現像ロールを利用したものがあり、この
現像装置では、一般に磁性粉体とトナーとの２種類の粉
体を混合した現像剤を前記現像ロールにより現像位置に
搬送して、前記静電潜像の現像を行うが、この場合感光
ドラム上に付着するのはトナーのみで、磁性粉体は殆ど
付着しないため、トナーに較べて磁性粉体の消費量はほ
んの僅かである。

〔 発明が解決しようとする問題点 〕

しかし、良質な現像を行うには磁性粉体とトナーの混合
比率を保つ必要があり、そのため従来は磁性粉体とトナ
ーの混合比率を測定して、トナーを逐次補給する等の手
段を講じているが、これによると装置が大形となり、か
つ正確な測定が難しいため安定性に欠けるという問題が
あった。

また、磁性トナーを磁性粉体として使用する場合は、磁
性トナーの消費量も大きいので補給する必要が生じる
が、磁性トナーの消費量を検出することは困難である。

本発明はこのような従来の技術における問題点を解決す
ることを目的とするものである。

〔 問題点を解決するための手段 〕

この目的を達成するため、本発明の電子写真現像装置
は、感光ドラムの近傍に設置され、該感光ドラムと対向
する位置に現像用の開口部を設けたトナーホッパと、前
記トナーホッパの開口部内に配置され、円周方向にＮ極
とＳ極とを交互に着磁したマグネットロールと該マグネ
ットロールの外側に同心状に配置された非磁性金属によ
るスリーブとより成り、かつ該マグネットロールをスリ
ーブより速い速度でかつスリーブと同方向に回転する構
造とした現像ロールと、前記トナーホッパ内を第１の収
容部と第２の収容部とに分けるように先端を前記スリー
ブに接触させて前記トナーホッパ内に設けた仕切板と、
前記第１の収容部に収容され、前記マグネットロールの
磁力により前記スリーブの周面に吸着されて層を成し、
前記マグネットロール及び前記スリーブの回転により前
記層の上部側は前記第１の収容部から前記スリーブと前
記感光ドラムとの間の現像位置を経て第２の収容部内で
前記仕切板に至るように搬送されて前記仕切板の位置で
前記層の下部側に回り込み、前記層の下部側は前記仕切
板から前記現像位置を経て前記第１の収容部に至るよう
に搬送される磁性粉体と、前記第２の収容部に収納さ
れ、前記マグネットロール及び前記スリーブの回転によ
り前記第２の収容部内に搬送されてくる前記磁性粉体に
一定量混入して、磁性粉体と共に前記現像位置に搬送さ
れるトナーを備えたことを特徴とする。

〔 作 用 〕

このような構成を有する本発明は、第１の収容部から供
給される磁性粉体をスリーブの周面に吸着して、この磁
性粉体をマグネットロールとスリーブの回転により現像
位置を通過させて第２の収容部に搬送し、第２の収容部
内で磁性粉体にトナーに混入させた後、このトナーに混
入した磁性粉体の搬送方向を仕切板の位置で反転させ
て、現像位置に搬送するようにしているため、簡単な構
造でスリーブ上での磁性粉体とトナーの混合比率を常に
一定に保つことができる。

また、磁性粉体とトナーを仕切板により仕切られた第１
と第２の収容部に別々に収容しているため、トナーの消
費量を容易に検出することが可能となり、トナーと磁性
粉体の補給も別々に行えるため、長期間安定して良質な
現像を行うことができる。

〔 実施例 〕

以下図面を参照して実施例を説明する。

図面は本発明による電子写真現像装置の一実施例を示す
概略的な断面図で、図において１は感光ドラムであり、
その表面には図示しない公知の静電荷の潜像形成手段に
より静電潜像が形成されている。

２は前記感光ドラム１の近傍に設置されたトナーホッパ
で、感光ドラム１と対向する位置に現像用の開口部３を
有しており、この開口部３内に現像ロール４が感光ドラ
ム１に対して平行にかつ一定の間隙を保って配置されて
いる。

現像ロール４は、円周方向にＮ極とＳ極とを交互に着磁
したマグネットロール５と、非磁性金属により形成され
た円筒状のスリーブ６とで構成され、このスリーブ６を
前記マグネットロール５の外側に同心状に配置すると共
に、両者が矢印で示した方向にそれぞれ独立して回転す
る構造となっている。

７は仕切板で、先端が前記スリーブ６と接触するように
トナーホッパ２内に設けられている。

この仕切板７によりトナーホッパ２内は第１の収容部８
と第２の収容部９とに２分割され、感光ドラム１側に位
置する第１の収容部８内には磁性粉体１０が、また第２
の収容部９にはトナー１１がそれぞれ収容されている。

この磁性粉体１０とトナー１１は本発明における現像剤
を成すもので、ここで磁性粉体１０はキャリアといわれ
る鉄粉あるいはプラスチックと磁性鉄粉を主成分とする
磁性がかなり強い磁性トナーであり、一方トナー１１は
プラスチックを主成分とする粉体あるいは磁性が弱い磁
性トナーである。

磁性トナーの場合、マグネットロール５の磁極の強さに
依存するが、飽和磁化量が約３０emu ／ｇ以下の磁性ト
ナーは、トナー１１として使用することができる。

次に作用について説明する。

まず、磁性粉体１０の搬送について説明すると、現像ロ
ール４のマグネットロール５は、例えば１０００rpm 程
度の高速で矢印方向に回転し、一方スリーブ６は２０rp
m 程度の低速で同方向に回転する。

トナーホッパ２の第１の収容部８に収容されている磁性
粉体１０は、最初マグネットロール５の磁力によってス
リーブ６上に連鎖状に吸着され、そしてマグネットロー
ル５が回転することで発生する磁力線の略回転により前
記連鎖状の磁性粉体１０はマグネットロール５及びスリ
ーブ６の回転方向と逆の方向にスリーブ６の周面に沿っ
て自転運動する。

この磁性粉体１０の自転運動は、第１の収容部８の出口
からスリーブ６と感光ドラム１との間、及びスリーブ６
とトナーホッパ２の底面との間を経て、トナーホッパ２
の第２の収容部９内で仕切板７に到達するまで行われ、
これによりスリーブ６の周面にて一定の厚さの磁性粉体
１０の層が形成される。

ここで、マグネットロール５と一方スリーブ６の回転が
継続されると、磁性粉体１０の層の上部側はマグネット
ロール５及びスリーブ６の回転方向と逆の方向に搬送さ
れ、磁性粉体１０の層の下部側はマグネットロール５及
びスリーブ６の回転方向と同じ方向に搬送される。

このように磁性粉体１０の層の上部側と下部側が逆の方
向に搬送されるのは、マグネットロール５を回転速度
を、スリーブ６の回転速度より大きくしていることによ
るものである。

すなわち、本出願人により既に出願された特開昭５９−
６８７６２号に述べられているように、スリーブ６上に
おける磁性粉体１０の層の上部側の搬送は主としてマグ
ネットロール５の回転に依存し、磁性粉体１０の層の下
部側の搬送は主としてスリーブ６の回転に依存する。

この場合のスリーブ６による搬送の拘束力は、マグネッ
トロール５への磁気吸引力のスリーブ６面に垂直な成分
に対応する摩擦力と考えられ、磁性粉体１０の搬送速度
はスリーブ６の回転速度と同速度となる。

一方、マグネットロール５による搬送は、前記のように
磁力線の略回転による連鎖状の磁性粉体１０の自転運動
であり、搬送速度はマグネットロール５の磁極数，回転
数，及び連鎖の長さの三者の積にほぼ等しく、スリーブ
６による搬送速度より速いものとなる。

このマグネットロール５により搬送された磁性粉体１０
の層の上部側は、トナーホッパ２の第２の収容部９内で
仕切板７により止められる。

これにより磁性粉体１０の層の上部側は搬送速度が落
ち、スリーブ６による搬送速度より遅くなるため、それ
までマグネットロール５により拘束されていた磁性粉体
１０の層の上部側は仕切板７の位置でスリーブ６による
拘束力を受ける。

その結果、磁性粉体１０の層の上部側は仕切板７の位置
で下部側に回り込むという現象が生じ、下部側に回り込
んだ磁性粉体１０は搬送方向が反転されてスリーブ６に
より第１の収容部８側に向かって前記とは逆に搬送され
て行く。

このように磁性粉体１０の層の上部側が第１の第１の収
容部８からスリーブ６と感光ドラム１との間を経て第２
の収容部９内に搬送され、下部側は第２の収容部９内の
仕切板７の位置からはスリーブ６と感光ドラム１との間
を経て第１の収容部８へ搬送されるという往復搬送が行
われるものであり、搬送中磁性粉体１０はマグネットロ
ール５の磁力により常時スリーブ６の周面に吸着される
ことから離れることはない。

また、磁性粉体１０の層の厚さは、マグネットロール５
とスリーブ６の回転速度によって調整され、スリーブ６
と感光ドラム１との間の現像位置における現像間隙に適
した層厚が得られる。

次に、現像について説明すると、本発明では前述した磁
性粉体１０とトナー１１とが現像剤として使用される。

そこで、前述の如く磁性粉体１０が搬送されると、この
磁性粉体１０はスリーブ６と感光ドラム１との間の現像
位置を経て第２の収容部９内に入り、更に仕切板７に至
るので、第２の収容部９内に入ってから仕切板７に至る
までの途中に第２の収容部９内のトナー１１と接触す
る。

これによりトナー１１は摩擦帯電によって磁性粉体１０
と静電的に結合するか、あるいはトナー１１が磁性トナ
ーの場合には磁気的に結合するため、トナー１１は磁性
粉体１０の中に混入し、磁性粉体１０と共に搬送され
る。

このときの磁性粉体１０の中へのトナー１１の混入量
は、静電的結合の場合では、磁性粉体１０に対するトナ
ー１１の付着量が飽和するので一定となり、また磁気的
に結合する場合にしても、トナー１１は単独で磁気的に
搬送されることはないので、混入量は一定となる。

磁性粉体１０の搬送方向は前記のように仕切板７の位置
で反転するため、一定量のトナー１１が混入した磁性粉
体１０は再びスリーブ６と感光ドラム１との間の現像位
置に達し、これにより感光ドラム１に一定量のトナー１
１が供給される。

従って、トナー１１は現像位置で静電吸引力により感光
ドラム１上に付着し、これにより感光ドラム１上の静電
潜像の現像が行われる。

このとき、磁性粉体１０にはマグネットロール５の磁気
吸引力が強く作用しており、そのため磁性粉体１０はス
リーブ６上に保持され、消費されることは殆どない。

現像後、磁性粉体１０は第１の収容部８に向かって更に
搬送されるが、磁性粉体１０は第１の収容部８の出口と
仕切板７との間を往復搬送されるので、トナー１１が第
１の収容部８内に混入することはない。

尚、本発明では、トナー１１の補給は、トナー１１と第
２の収容部９へ入れることにより行う。磁性粉体１０は
現像によって消費される量はわずかであるため、殆ど補
給する必要はないが、補給する場合は第１の収容部８へ
入れればよい。

また、磁性粉体１０とトナー１１は仕切板７によって分
離した第１の収容部８と第２の収容部９に別々に収容さ
れているので、公知の適当な検出手段により、それぞれ
の消費量を容易に検出することが可能である。

〔 発明の効果 〕

以上説明したように本発明は、第１の収容部から供給さ
れる磁性粉体をスリーブの周面に吸着して、この磁性粉
体をマグネットロールとスリーブの回転により現像位置
を通過させて第２の収容部に搬送し、第２の収容部内で
磁性粉体にトナーに混入させた後、このトナーに混入し
た磁性粉体の搬送方向を仕切板の位置で反転させて、現
像位置に搬送するようにしているため、簡単な構造でス
リーブ上での磁性粉体とトナーの混合比率を常に一定に
保つことができるという効果が得られる。

また、磁性粉体とトナーを仕切板により仕切られた第１
と第２の収容部に別々に収容しているため、トナーの消
費量を容易に検出することが可能となり、トナーと磁性
粉体の補給も別々に行えるため、長期間安定して良質な
現像を行うことができるという効果も得られる。

従って、本発明は電子写真記録を行う複写機やプリンタ
の現像装置として有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による電子写真現像装置の一実施例を示す
概略的な断面図である。 １……感光トラム ２……トナーホッパ ３……開口部 ４……現像ロール ５……マグネットロール ６……スリーブ ７……仕切板 ８……第１の収容部 ９……第２の収容部 １０……磁性粉体 １１……トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 真一 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−73054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−68762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−202466（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−53870（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光ドラムの近傍に設置され、該感光ドラ
   ムと対向する位置に現像用の開口部を設けたトナーホッ
   パと、 前記トナーホッパの開口部内に配置され、円周方向にＮ
   極とＳ極とを交互に着磁したマグネットロールと該マグ
   ネットロールの外側に同心状に配置された非磁性金属に
   よるスリーブとより成り、かつ該マグネットロールをス
   リーブより速い速度でかつスリーブと同方向に回転する
   構造とした現像ロールと、 前記トナーホッパ内を第１の収容部と第２の収容部とに
   分けるように先端を前記スリーブに接触させて前記トナ
   ーホッパ内に設けた仕切板と、 前記第１の収容部に収容され、前記マグネットロールの
   磁力により前記スリーブの周面に吸着されて層を成し、
   前記マグネットロール及び前記スリーブの回転により前
   記層の上部側は前記第１の収容部から前記スリーブと前
   記感光ドラムとの間の現像位置を経て第２の収容部内で
   前記仕切板に至るように搬送されて前記仕切板の位置で
   前記層の下部側に回り込み、前記層の下部側は前記仕切
   板から前記現像位置を経て前記第１の収容部に至るよう
   に搬送される磁性粉体と、 前記第２の収容部に収納され、前記マグネットロール及
   び前記スリーブの回転により前記第２の収容部内に搬送
   されてくる前記磁性粉体に一定量混入して、磁性粉体と
   共に前記現像位置に搬送されるトナーを備えたことを特
   徴とする電子写真現像装置。