JPH05127528A - 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。ま
た、現像剤が非磁性トナーａと磁性キャリアｂとからな
る二成分系の場合には、摩擦帯電系列において非磁性ト
ナーａの材料と磁性キャリアｂの材料との中間の順位に
ある樹脂をメッシュ19の材料とし、現像剤が磁性トナー
からなる一成分系の場合には、摩擦帯電系列において磁
性トナーの材料と異なる順位にある樹脂をメッシュ19の
材料とする。

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、かつトナー補給時に帯電を行い、装置のコンパクト
化を図る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、かつ、前記現像剤が非磁性トナーと磁性キャリ
アとからなる二成分系の場合には、摩擦帯電系列におい
て非磁性トナーの材料と磁性キャリアの材料との中間の
順位にある樹脂を前記メッシュの材料とし、前記現像剤
が磁性トナーからなる一成分系の場合には、摩擦帯電系
列において磁性トナーの材料と異なる順位にある樹脂を
前記メッシュの材料と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。このとき、メッシュと磁性キャリアとの摩
擦帯電により、例えば磁性キャリアが正側に帯電すると
メッシュは負側に帯電する。また、メッシュを経て現像
剤容器側に非磁性トナーが取り込まれるとき、メッシュ
と非磁性トナーとの摩擦帯電により、メッシュは正側
に、非磁性トナーは負側に帯電する。その結果、磁性キ
ャリアには正電荷が、非磁性トナーには負電荷がそれぞ
れ帯電する。従って、補給トナーは現像剤容器内に供給
される前に、ある程度の電荷を有する事となる。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。また、マグネットローラの回転によって、現像剤容
器内の現像剤が十分攪拌され、トナーに電荷を与えると
ともに現像剤の固化が防止される。

【０００９】また、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。
このとき、メッシュと磁性トナーとの摩擦により、例え
ばメッシュに正電荷が帯電すると、未帯電の磁性トナー
には逆極性の負電荷が帯電する。

【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。
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。

【００１５】この実施例では、二成分系現像剤24の磁性
キャリアｂは、表面をフッ素系樹脂によりコートされた
ものからなり、非磁性トナーａは、負帯電制御剤を添加
したスチレンアクリル系樹脂からなる。すなわち、磁性
キャリアｂは摩擦帯電系列において正帯電側の順位にあ
り、非磁性トナーａは摩擦帯電系列において負帯電側の
順位にある。また、メッシュ19は、摩擦帯電系列におけ
る順位がフッ素系樹脂と負帯電制御剤を添加したスチレ
ンアクリル系樹脂との中間にあるポリエチレン樹脂から
なる。したがって、摩擦帯電系列において正帯電側を
大、負帯電側を小と大小関係を定めた場合、上記磁性キ
ャリアｂ、非磁性トナーａおよびメッシュ19の大小関係
は、 磁性キャリアｂ＞メッシュ19＞非磁性トナーａ となる。

【００１６】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電荷と逆極
性、つまり負の電荷の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。

【００１７】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25が立ち、マグネットローラ17の回転に伴い磁気ブラ
シ25の穂がメッシュ19を擦過する。これにより、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。

【００１８】このとき、磁気ブラシ25を形成する磁性キ
ャリアｂとメッシュ19との間では上述したように、摩擦
帯電系列の順位において磁性キャリアｂが正帯電側、メ
ッシュ19が負帯電側となる関係にあるので、磁性キャリ
アｂとメッシュ19との摩擦では、磁性キャリアｂが正
に、メッシュ19が負にそれぞれ帯電する。一方、メッシ
ュ19と非磁性トナーａとの間では上述したように、摩擦
帯電系列の順位においてメッシュ19が正帯電側、非磁性
トナーａが負帯電側となる関係にあるので、メッシュ19
を通過するときの未帯電の非磁性トナーａとメッシュ19
との摩擦では、メッシュ19が正に、非磁性トナーａが負
にそれぞれ帯電する。すなわち、電荷の移動に着目すれ
ば、磁性キャリアｂからメッシュ19に負電荷が移動し、
さらにメッシュ19から非磁性トナーａへ負電荷が移動す
る。その結果、磁性キャリアａには正電荷が帯電し、現
像剤容器18内に取り込まれる非磁性トナーａには負電荷
が帯電し、非磁性トナーａは磁性キャリアｂに静電吸着
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25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
機の作動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、現像剤容器18内の現像剤24を固化させな
いように維持できると共に、非磁性トナーａと磁性キャ
リアｂとの摩擦帯電も促進される。

【００２１】なお、上記実施例では、二成分系現像剤24
の磁性キャリアｂに正電荷を、非磁性トナーａに負電荷
を帯電させる場合について説明したが、逆に磁性キャリ
アｂに負電荷を、非磁性トナーａに正電荷を帯電させる
場合には、磁性キャリアｂ、メッシュ19および非磁性ト
ナーａの間の摩擦帯電系列の関係が上記実施例の場合と
逆の関係となるように各材料を選択すればよい。

【００２２】また、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側の磁性トナーが現像剤容器18内に
取り込まれる。

【００２４】このとき、例えば現像剤となる磁性トナー
の材料として負帯電制御剤を添加したスチレンアクリル
樹脂が選択され、メッシュ19の材料としてポリエチレン
樹脂がそれぞれ選択されるものとすると、メッシュ19は
摩擦帯電系列において正帯電側の順位となり、磁性トナ
ーは負帯電側の順位となる。したがって、メッシュ19を
通過するときの未帯電の磁性トナーとメッシュ19との摩
擦では、メッシュ19が正に、磁性トナーが負にそれぞれ
帯電する。この場合、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側に吸引される。

【００２５】

【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、かつ、前記現像
剤が非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分系の
場合には、摩擦帯電系列において非磁性トナーの材料と
磁性キャリアの材料との中間の順位にある樹脂を前記メ
ッシュの材料とし、前記現像剤が磁性トナーからなる一
成分系の場合には、摩擦帯電系列において磁性トナーの
材料と異なる順位にある樹脂を前記メッシュの材料とし
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、現像剤の
固化も防止できる。また、トナー補給時にも帯電が行わ
れるので、現像剤容器内のトナーを十分かつ均一に帯電
させることができ、トナーのかぶりや飛散なども防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置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。

【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

フロントページの続き (72)発明者 菊田 慎司 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 枝廣 和久 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

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、かつ、前記現像剤が非磁性トナーと磁性キャリアと
   からなる二成分系の場合には、摩擦帯電系列において非
   磁性トナーの材料と磁性キャリアの材料との中間の順位
   にある樹脂を前記メッシュの材料とし、前記現像剤が磁
   性トナーからなる一成分系の場合には、摩擦帯電系列に
   おいて磁性トナーの材料と異なる順位にある樹脂を前記
   メッシュの材料としたことを特徴とする画像形成装置の
   現像装置。