JPS6032074A - 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】 本発明は画像担体表面に形成された静電潜像を磁性キャ
リアとトナーを含む現像剤を用いて顕像化する現像装置
に関する。

電子写真装置あるいは静電記録装置等の画像形成装置は
、光導電体層又は誘電体層を表面に形成した画像担体の
周囲に少なくとも帯電装置、露光装置、現像装置を配設
し、又転写工程を含む場合は現像画像を転写シート上へ
転移させる転写装置と転写後の画像担体の表面に残留す
るトナーを除去するクリーニング装置を配設し、そして
最終画像を得る定理装置を備えている。

上記現像装置としては、磁性キャリアとトナーとの混合
粉体を現像剤として使用し、内部に永久磁石部材を有す
る非磁性スリーブ上に磁気ブラシを形成し、該磁気ブラ
シで画像担体表面を摺擦して静電潜像を可視像化する形
式のものが画質の点から多く使用されている。この棟現
像装置においては、現像終了後の現像剤は一担非磁性ス
リー１から掻落されると共に再び現像に使用されるまで
−の間に現像剤中のトナー濃度を検出し、ついでこのト
ナー濃度に応じて補給されたトナーと共に混合されて再
び現像に供給される。この場合現像剤を長期間使用する
とキャリアが疲労してその摩擦帯電特性が低下するので
、定期的にキャリアを交換することが行なわれ、又トナ
ーも消費されるので定期的に補充する必要がある。

このように通常の画像形成装置では、磁性キャリア（以
下単にキャリアという］の交換及びトナーの補充を頻繁
に行なう必要があり、この他にも画像担体（感光体］や
クリーニング部材等の交換も必要である。

そこで画像形成装置の保守・維持を容易ならしめるため
に、消耗品を含む交換部材を一体化すること（例えは特
開昭５８−２４１５１号公報参照）あるいは記録体（感
光体）の交換とトナーの補給とを同時かつ適切な時期に
行なえるようにすること（例えは実開昭５８−５７８７
３号及び同５８−５７８７４号の各公報参照）が提案さ
れている。

しかして上述した種々の改良を行なった場合でも、依然
としてキャリアの交換及びトナーの補充作業は必要であ
り、実質的なメインテナンス・フリーは達成できない。

本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解ｍＬ、
、現像剤中のキャリアが所定の寿命に達するまでの間は
実質的に無点検で使用できる現像装置を提供することで
ある。

本発明の現像装置は、磁性キャリアとトナーを混合した
現像剤を保持する回転自在な非磁性スリーブと、該非磁
性スリ篤ブ内に配置された複数個の磁極を有する現像剤
槽と、前記トナーを収容しかつ前記現像剤槽に連通ずる
トナー排出口を有しかつ該トナー排出口にトナー補給用
可動部材を有するトナ一槽と、前記現像剤槽の内部に設
置された現像剤混合用可動部材を備えてなる現像装置に
おいて、前記現像剤槽内に予め所定濃度に調整された前
記現像剤が所定量だけ収納され、前記磁性キャリアが所
定の寿命に達した後は全体が廃却される如く構成したこ
とを特徴としている。

以下本発明の詳細を図面により説明する。

第１図および第２図はそれぞれ本発明の一実施例に係る
現像装置の断面図及び側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ
断面図、第４図は第１図の現像装置のシール手段を説明
するための断面図、第５図は第２図のＢ−１矢視図、第
６図は本発明の他の実施例に係る現像装置の一部を示す
断面図である。

まず第１図および第２図において、１（第２図では省略
しである）は表面に静電層ｋ（図中上記号で示す）を保
持してなる感光体ベルトであり、図示矢印Ｘ方向に移動
する。２は現像装置であり現像剤３を収容する現像剤槽
４とトナー３ａを収容するトナ一槽５を有している。現
像剤３は磁性キャーリーアとトナーとの混合粉体であり
、この場合は現像剤のトナー濃度は所定の値（通常は３
〜１０％の範囲で設定される）に調整されている。現像
剤槽４の内部には、感光体ベル）ｌに対向して回転自在
に配置された非磁性スリーブ６、非磁性スリーブ６の内
部に設けられた、表面に被数個（図では３個）の磁極を
有する永久磁石７を軸８に固着して形成された永久磁石
部材９、現像剤３のトナ−濃度を検出するトナー濃度検
出部材ｌＯ１非磁性スリーブ６上を搬送される現像剤の
厚さを規制するドクタ一部材１１、掻落し部材１２、Ｉ
Ｊならびに現像剤３を攪１字する混合四−ラ１３．１４
が設けられている。トナー４ＩＩ５は下部にトナー排出
用の開口を有し、核間【！には多孔質弾性体ｌδを軸１
６の周囲に固着して形成したトナー補給ｐ−ルが設けで
ある。

またトナ一槽５の上下には各々仕切部材１８及び１９が
摺動自在に装着されている。現像剤槽４およｉトナ一槽
５内側面には一対の側板２０がネジ（第２図の２１λ〜
２１８参照）によって固定されている。なお。

第２図において、２２は永久磁石部材９を支持するため
の支持部材でネジｚｓｌ、ｅｓｍによって側板２０に固
定され、２４は軸８を回動するための回動部材で長孔２
５に挿入されたネジ回器によって支持部材２２に固定さ
れ、２６および２６′は位置決め用のマークを示してい
る。

また非磁性スリーブ６と永久磁石部材９は第３因に示す
ように現像剤槽４に支承されている。非磁性スリーブ６
の両端には各々フランジ２７及びＢ７１−が固定され、
一方のフランジ２７は駆動軸２８を有し駆動軸２８は軸
受２９を介して側板２０に支承され、軸８は軸受３０及
び３０′を介してそれぞれフランジ３０及び３０′に支
承されると共にフランジ３０９１において軸８の端面は
ネジ２３４によって回動部材２４に固定されている。

このような構成によれは、非磁性スリーブ６を１＼ 図示矢印ｙ方向に回転させると該スリーブ上に吸着され
た現像剤はそれと同方向に搬送され、現像領域２で形成
された磁気ブラシで感光体ドラムｌの表面を摺擦して静
電潜像が可視像化される。現像終了後の現像剤３はスク
レーパ部材１２．１２’によりスリーブ６上から除去さ
れると共に１　トナー濃度検出部材１０の近くを通過す
る時にトナー濃度が検出され、検出されたトナー濃度に
応じて（但し制御回路は省略しである）トナ一槽５内の
トナー３ａがトナー補給ｐ−ル１フの回転により現像剤
槽４内に補給される。この場合トナー３＆は予め所定量
だけトナ一槽に収納しておき、不足分はカートリッジ（
図示せず）により補給してもよい。補給されたトナー３
ａは混合ｐ−ラ１３、：Ｌ４の回転によりスフレ駕パ部
材で掻落された現像剤と共に混合されて再び非磁性スリ
ーブ６に吸着される。

上述した二成分現像剤を用いる磁気ブラシタイプの現像
装置について、保守・点検を実質的に不要ならしめるべ
く本発明者が種々検討した結果、像装置それ自体を廃却
し、現像剤槽中に予め所定のトナー濃度に調整された現
像剤を所定量だけ収納した現像装置と交換することが見
出された。

このような現像装置とするためには、第１図に示すよう
に現像装置がユニット化され、一体的に複写機に挿入さ
れかつそれから引出せることはもちろんできるだけ以下
の条件を備えている必要がある。

まず現像装置自体を廃却することから、現像装置ができ
るだけ低価格であり、コピ一枚数に対して採算がとれる
こと°が必要である。そのためには第１図示す現像剤槽
４及びトナ一槽５をプラスチック等の有機重合体材料に
より射出成形等の手法により一体に形成することが考え
られる。また低価格化のためには、スクレーパ部材１２
．１２′、混合ローラ１３．１４、仕切部材１８．１９
、ならびに非磁性スリーブ６、混合ｐ−ラ１３．１４お
よびトナー補給資−ラ１７を駆動するための部材（歯車
あるいはプロ及び永久磁石部材９を小径化することも有
効な手段であり、具体的には非磁性スリーブの外径を中
低速フビーの場合は約３５１１１φ以下（好ましくは３
Ｂ１１＋８φ以下）にするとよい。

次に現像装置を交換する場合、新しい現像装置はそのま
まの状態で複写機に組み込まれ直ちに体用できる状態に
あることが必要となる。すなわち現像装置は、その内部
に所定のトナー濃度に１整された現像剤およびトナーが
入っている状態で運搬してもこれらが流出しないように
することが必要である。そこで現像装置を上下逆にした
場合の現像剤の流出を防止するために永久磁石の磁気吸
引力を利用することが考えられる。すなわち二成分現像
剤を用いる現像装置においては、永久磁石部材は現像用
Ｍ１極と現像剤搬送用の数磁極からなる複数個の磁極を
有し、かつこれらの磁極は非対称に配置されるのか一般
的である。従って第１図に示すように現像剤掻落し部よ
り内側（図ではＳ−８極間）の永久磁石部材の表面には
強い磁界を発生させる磁極はないので、現像装置を未使
用の時はネジ２３．を取外しかつネジ２３．を緩めた状
態で支持部材２４（第２図及び第３図参照）を約半回転
して、第４図に示すように永久磁石部材９の磁極を移動
させてその位置でネジ２３１１及び２３４を締付ける。

第４図に示すように、現像剤槽４の内側に磁極が集まる
と現像剤３は現像剤槽４内で各磁極に吸着されて磁気的
なロックがなされ、開口からの流出を防止できる。そし
て現像装置を使用する際は、ネジ２３．及び２３４を緩
めて回動部材２４の目盛２６′を支持部材２２の目盛２
６に合わせた（第２図参照）後ネジ２３１１及び為４を
締付けれはよい。

同様に、トナ一槽５の上部開口を仕切部材で密閉してあ
けばトナ一槽５からのトナー３ａの流出が防止できる。

この場合は、現像装置を複写機に組み込んだ後ツマミ１
８ａ　（第２ＦＡ参照）を引張ることにより仕切部材１
８は現像装置から引出せる。また現像剤槽４には所定の
トナー濃度に゛調整された現像剤３が収納されているの
で、現像装置を上下逆にしても現像剤３とトナー３ａが
混合されないようにするために、現像剤槽４とトナ一槽
５との間に仕切部材１９を設けておく必要がある。この
場合もツマミ１９＆　（第２図参照）を引張ることによ
り仕切部材１９は現像装置から引出せる。なお上記の仕
切部材１Ｂ、１９の代りに、引剥し可能なシール部材を
用いてもよく、この場合は、シール部材を奥側で折返し
て挿入側にリーダ部を設けておくと現像装置を複写機に
組込んだ後でもシール部材の引剥しをワンタッチで行な
うことができる。

次に現像装置２の側板２０．２０’からは（第５図に示
すように）非磁性スリーブ６の駆動軸２８が突出してお
り、これ以外にも混合ローラ１３．１４やトナー補給セ
ーラ１７の軸端が突出しているので、このままの状態で
は複写機の操作者の取扱いミスによりこれらが回転して
種々の不具合が生ずることが十分予測される。例えは現
像装置の使用前にトナー補給ローラ１７が回転するとト
ナー３ａが現像剤槽４内に補給されてトナー濃度が上昇
してしまう。

このような不具合を防止するためには、上記の各軸端部
にロック手段を設け、現像装置の使用開始時にこれを解
除するように搗成すれはよい。四ツク手段としてはレバ
ーやカム等を組合せた機械的ロック機構でもよいが、第
５図に示すように現像装置２を熱収縮性合成樹脂フィル
ム３′Ｘ例えはポリエステルフィルム）でバック状に包
んで、上記各軸端部を固定しておくと容易にがっ安価に
ロック及びその解除か行なえ、極めて有効である。また
合成樹脂フィルムでパックする場合も、現像装置２の全
体をバックすれは上述した１ｊ１．像剤檜４の開口部や
トナ一槽５の上部開口のシールも可能となり、シール部
材を省略することができる。

更に、コピーコストの点から現像装置の交換頻度は可能
な限り少なくする必要があり、そのため−には寿−命の
長いキャリアを用いるとよい。具体的には、例えは特願
昭５７−６２９４３号明細誓に記載されている如くのフ
エライトキャ？ア（例えは日立金属製ＫＢＨ−ｚｏｏ　
）によればキャリア１ｋｇ当り１０万枚程度のコピーを
行なうことができる。ま、た現像剤の量が多い程現像剤
の寿命は長くなるので、現像剤槽の容量は可能な限り多
くするとよい。

本発明は、−上述した実施例に限らず次のような変形及
び応用が可能である。

まず１一般的にはキャリアが所定の寿命に達するまでの
間には数十回のトナー補給が必要であり保守・点検作業
を少なくするためにはトナー補給回数を減らすことが当
然考えられる。そのためには第６図に示すようにトナ一
槽５の上部に予備ホッパー３３２を設けるとよい。この
場合は予備ホッパー３２内にトナー３ａを充填し、開口
を奥側で折返して挿入側にリーダ部を有するシール部材
（図示せず］でシールした後面示の如くトナ一槽５に取
付けておけは、予備ホッパー３２からトナ一槽５のトナ
ーの供給をワンタッチで行なえる。

また予備ホッパーの代りに着脱自在なトナーカートリッ
ジ（図示せず）をトナ一槽５の上部に設置してもよく、
トナーカートリッジとしては、例えは特開昭５５−９６
９６６号、同５６−１５６８５９号、同５７−２１１１
７５号等の各公報に記載される如くの種々の構造のもの
が使用できる。

次に、現像剤槽の開口をシールする場合、上述した磁気
的シールの代りに、現像剤槽４の開口部をシール部材３
３（第２図に一点鎖線で示す）で密閉し、現像装置を数
案機本体に組み込む時にシール部材を引剥せるようにし
てもよい。

また二成分現像剤用現像装置において、トナー濃度検出
部材は種々の構造のものか使用されるが（例えは特開昭
５１−１１７０４７号、同５３−１２６９４４号の各公
報参照）、該部材はキャリアが所定の寿命に達しても使
用できることから１現像装誼を廃却する時に取外して新
しい現像装置に再び取付けてもよい。ただし予備の現像
装置には、上述した現像１０が装置される位置にキヘツ
プ３４（ｍ１図に一点−鎖線で示す）を嵌装し、この現
像装置を使用する時にキャップ３４を抜き取れはよい。

ただしトナー濃度検出部材の価格が低く、現像装置の価
格に占める比率が極めて少ない（約に％）場合には該部
材を装着したままで現像装置を廃却してもよいことはも
ちろんである。

本発明の現像装置は、上述したように構成されているた
め、キャリアが所定の寿命に達した時には複写機から取
出してそのままあるいはトナー濃度検出部材のみを回収
して廃却し、次いで別に準備した所定のトナー濃度に調
整された現像剤を収納した現像装置と交換するだけでよ
い。この場合上述した種々の田ツクあるいはシール手段
を除去した後複写機に組み込んでもあるいは、複写機に
組み込んでから該除去作業の一部又は全部を実施しても
よい。

従って、本発明によれは実質的にメインテナンスフリー
の二成分現像剤用現像装置が得られ、画像形成装置の保
守・点検を極めて容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一実施例に係る現
像装置の断面図および側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ
断面図、第４図は第１図の現像装置のシール手段を説明
するための断面図、第５図は第２図のＢ−Ｂ矢視図、第
６図は本発明の他の実施例に係る現像装置の一部を示す
断面図下ある。 １：感光体ドラム、２；現像装置、３：現像剤１．４：
現像剤槽、５：トナ一槽、６：非磁性スリーブ、フ：ト
ナー濃度検出部材、９：永久磁石部材１．１１．１８３
スクレ一バ部材、１３．１４：混合ローラ、１７；トナ
ー補給ローラ。 −一ノ′ 第１図 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　磁性キャリアとトナーを混合した現像剤を保持する
   回転自在な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に配
   置された複数個の磁極を有する永久磁石部材と、前記現
   像剤を収容する現像剤槽と、前記トナーを収容しかつ前
   記現像剤槽と連通するトナー排出口を有しかつ該排出口
   にトナー補給用可動部材を有するトナ一槽と、前記現像
   剤槽の内部に設置された現像剤混合用可動部材を備えて
   なる現像装置において、前記現像剤槽内に予め所定のト
   ナー濃度に調整された前記現像剤が所定量だけ収納され
   、前記磁性キャリアが所定の寿命に達した後は全体が廃
   却される如く構成したことを特徴とする現像装置。 ａ　現像剤槽とトナ一槽とを有機重合体材料により一体
   的に形成すると共に、少なくとも前記現像剤槽を開放可
   能なシール手段により外部から密閉し、かつ非磁性スリ
   ーブ、トナー補給用可動部材力らびに現像剤混合用可動
   部の駆動を阻止する１取外し自在なロック手段を前記現
   像剤槽に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の現像装置。 ＆　磁性キャリアとしてフェライトキャリアを用いたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置０ 本　シール手段として永久磁石部材から生ずる磁界を用
   いたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の現像
   装置。 ４　シール手段及びロック手段として、現像剤槽及びト
   ナ一槽の少くとも一部に密着した熱収縮性合成樹脂フィ
   ルムを用いたことを特徴とする特許請求の範囲Ｎ４１項
   ないし１ｇｓ項記載の現像装置。 ６、　現像剤槽に現像剤のトナー濃度を検出する手段を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現
   像装置。 ？、トナー濃度検出手段を取外し自在かつ再使用可能に
   設置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ′現像装置。