JPH0519153B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像担体表面に形成した静電荷像を、
磁性キヤリアと磁性トナーとを含む現像剤を使用
して顕像化する現像装置に関するものであり、特
に現像剤中の磁性キヤリアが所定の寿命に到達す
るまでの間は実質的に無点検で使用し得る現像装
置の改良に関する。

〔従来の技術〕

画像担体表面に形成した静電荷像を現像する場
合には、一般に磁気ブラシ法が使用されている。
而して磁気ブラシ現像に使用される現像剤として
は、磁性キヤリアと非磁性トナーとを混合した二
成分系現像剤が多い。一方現像剤として樹脂と磁
性粉を主成分とするトナーからなる一成分系現像
剤を使用する方法もある。

前者の二成分系現像剤を使用する場合の現像装
置においては、独立したトナーホツパー部と、現
像剤を収容する現像剤槽部とからなり、現像剤槽
内の現像剤中のトナー濃度を検出して、トナーホ
ツパー部に設けたトナー補給ロールを駆動させ
て、不足分のトナーを補給する構成としてある。
しかしながら、この構成の装置においては、構造
が複雑であると共に、トナーの補給が間欠的であ
り、トナー補給のタイミングの遅れがあるため、
信頼性が低いという問題点がある。また装置全体
の価格が高く、かつ補給したトナーと現像剤槽内
に存在する磁性キヤリアとの混合が充分に行なわ
れないという欠点もある。

一方後者の一成分系現像剤を使用する場合にお
いては、トナーに所定極性の電荷を与えるための
キヤリア粒子を使用しないので、トナーの帯電が
不安定となり、画質が低下する。またトナーはス
リーブ等のトナー搬送部材との接触により電荷を
持つため、帯電量の制御が困難であり、限界があ
るという問題点がある。これらの問題点を解決す
る手段として、例えば特開昭59−162563号、同59
−182464号および同59−216149号公報に記載のよ
うな磁性キヤリアと磁性トナーとを混合した現像
剤が提案されており、前記従来の二成分系現像剤
および一成分系現像剤の両者の長所を併有するも
のとされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の現像装置においては、現像剤を長期間
使用するとキヤリアが疲労して、その摩擦帯電特
性が低下するので、定期的にキヤリアを交換し、
また消費されたトナーも定期的に補充する必要が
ある。更に上記に加えて感光体である画像担体や
クリーニング部材等の交換が必要である。

そこで画像形成装置の保守、点検、維持等を容
易にするために、消耗品を含む交換部材を一体化
すること（例えば特開昭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（例えば実開昭58−57873号、同58−57874号公
報参照）が提案されている。

しかしながら上記の種々の改良を実施した場合
でも、依然としてキヤリアの交換およびトナーの
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。なお磁性キヤリアと
非磁性トナーとの混合剤からなるいわゆる二成分
系の現像剤を使用するものにおいては、本出願人
の提案になる現像装置（特開昭60−32074号公報
参照）があるが、前記磁性キヤリアと磁性トナー
とを混合してなる現像剤を使用するものを対象と
する提案は未だなされてなく、その実現が要望さ
れている。

本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決
し、磁性キヤリアと磁性トナーとを混合してなる
現像剤を使用する現像装置において、運動当初に
装入したキヤ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
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来技術の問題点を解決するため、本発明
においては、磁性トナーを収容するトナー槽の内
部に現像ロールを設け、この現像ロールを、非磁
性材料からなる中空円筒状のスリーブ内に、外周
に複数個の磁極を配設してなる永久磁石部材を同
軸かつ相対回転自在に設けて構成し、前記現像ロ
ール上方に、横断面をＵ字状に形成しかつ下方に
開口部を有するキヤリア供給部を設けると共に、
現像開始までこのキヤリア供給部の開口部を、現
像ロールの接線方向への引張りにより剥離可能の
フイルム状シートで閉塞してある構成とする、と
いう技術的手段を採用したのである。

本発明において、キヤリア供給部からのキヤリ
アが寿命に達した後においては、全体を廃却する
ように構成してもよい。

また本発明において、キヤリアとしてフエライ
トキヤリアを使用することができる。

更に本発明において、トナー槽内にトナー量を
検出する手段を設け、あるいはトナー槽内に、両
端部に永久磁石を設け、かつそれらの軌跡が現像
ロール近傍に臨むように形成したトナー供給パド
ルを回転自在に設けることができる。

〔作 用〕

上記の構成により、キヤリア供給部から適量の
磁性キヤリアが現像ロールの外周面に供給される
と共に、例えばトナー供給パドルの回転によつて
トナー槽から現像ロールに供給され、現像ロール
の外周面において均一に混合され、現像を行なう
ことができるのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す要部断面図であ
る。同図において１はトナー槽であり、例えば底
部を円筒側面状に形成し、磁性トナー２を収容す
る。３はトナー供給口であり、例えばトナーカー
トリツジ（図示せず）により、トナー槽１内に磁
性トナー２を供給する。次にトナー槽１の上端部
に現像ロール４を設け、感光体ドラム５と対向さ
せる。現像ロール４は、ステンレス鋼等の非磁性
材料からなる中空円筒状のスリーブ６内に、外周
に複数個の磁極を配設してなる永久磁石部材７
を、同軸かつ相対回転自在に設けて構成する。本
実施例においては、スリーブ６を時計方向に、永
久磁石部材７を反時計方向に回転させる構成とし
てある。８はドクターブレードであり、スリーブ
６の外周面と若干の隙間を介して設ける。次に９
はトナー供給パドルであり、両端部に半径方向
（厚さ方向）に着磁した棒状の永久磁石１０を設
けると共に、トナー槽１内において反時計方向に
回転自在に形成する。なおトナー供給パドル９の
両端部に設けた永久磁石１０の軌跡は、前記現像
ロール４の近傍に臨むように形成するのが望まし
い。現像ロール４の上方にはキヤリア供給部１１
を設けるのであるが、キヤリア供給部１１は例え
ば横断面をＵ字状若しくはコ字状に形成し、かつ
下方に開口部１２を有するように構成する。１３
はトナーレベルセンサであり、トナー槽１の底側
面に設ける。なお感光体ドラム５の表面に対向し
て、帯電手段１４、露光手段１５および転写手段
１６を夫々感光体ドラム５の回転方向に沿つて順
次設ける。上記のトナーレベルセンサーとして
は、公知の種々の形式のものが使用できる。例え
ば、現像剤の透磁率の変化を検出コイルのインダ
クタンスの変化として検出するもの（特開昭54−
159233号、特開昭59−10814号等参照）、あるい
は、圧電性材料を使用するもの（特開昭53−
72650号、特公昭58−1371号等参照）などが挙げ
られる。

上記の構成により、次に作用について説明す
る。まずトナー槽１内に、例えばトナーカートリ
ツジ（図示せず）により、トナー供給口３を経由
して磁性トナー２を供給する。次に後述のように
してキヤリア供給部１１から現像ロール４にキヤ
リア（図示せず）を供給する。スリーブ６を時計
方向に回転させるとキヤリアは永久磁石部材７の
磁力によつてスリーブ４の表面に吸着されて搬送
される。トナー供給パドル９を反時計方向に回転
させると、永久磁石１０によつて吸着された磁性
トナー２は、現像ロール４の近傍に至つて、永久
磁石部材７の磁力によつて、スリーブ６の表面に
吸着され、スリーブ６の回転により、すでに吸着
されているキヤリアと均一に混合される。ここ
で、スリーブ６上に余剰のトナーが供給された場
合には、スリーブ６上に吸着されているキヤリア
の量に応じてスリーブ６上に保持されるトナー量
が定まるので、前記余分なトナーはスリーブ６上
から落下し、トナー槽１内にもどる。したがつて
本発明においては、現像剤中のトナー濃度は常に
一定の値に維持されることから、良好な現像を行
なうことができる。上記のようにして混合された
現像剤は、ドクターブレード８によつてその層厚
を規制されて、感光体ドラム５に搬送されるので
ある。従つて帯電手段１４および露光手段１５に
よつて感光体ドラム５の表面に形成された静電荷
像を顕像化し、転写手段１６において、矢印方向
に移動する記録紙１７上に転写されるのである。

次に第２図は第１図におけるキヤリア供給部１
１を示す拡大断面図であり、使用開始前の状態を
示し、同一部分は前記第１図と同一の参照符号で
示す。第２図において、１８はフイルム状シ−ト
であり、キヤリア供給部１１内に所定量の磁性キ
ヤリアを装入した後、開口部１２に接着剤を介し
て貼着する。なおフイルム状シート１８は第２図
に示すように開口部１２の外端縁１２ａから内端
縁１２ｂに向かつて閉塞した後、再び外端縁１２
ａに向かうように折返し、端縁１８ｂを外方に突
出させた状態に保持する。なおフイルム状シート
１８の端縁１８ｂは、第３図に示すようにキヤリ
ア供給部１１の開口部１２の長手方向に沿つて１
８ａにて示すように斜めに切断し、突出寸法が漸
減するように形成する。

上記の構成により、使用開始前までキヤリア供
給部１１内に保持した磁性キヤリアが漏洩するの
を防止することができ、所定量を確保するのであ
る。そして使用開始時において第２図および第３
図に示すフイルム状シート１８の端縁１８ｂを矢
印に示す方向に引張れば、開口部１２を開口し
て、キヤリア供給部１１内に保持した磁性キヤリ
アを現像ロール４に供給することができる。この
場合フイルム状シート１８の端縁１８ｂは第３図
に示すように斜めに切断してあるから、開口部１
２に貼着したフイルム状シート１８の剥離を極め
て容易かつ円滑に行ない得るのである。

本発明の現像装置は、それ自体を廃却するの
で、できるだけ低コストであり、コピー枚数に対
して採算がとれることが必要である。そのために
は現像装置を構成する部品、例えばトナー槽を、
プラスチツク材料により射出成形等の手法により
一体に形成するなどしてプラスチツク化すること
が望ましい。また現像ロールを小径化することも
有効であり、具体的にはスリーブの外径を24mm以
下にすることが望ましい。更にコピーテストの点
から現像装置の交替頻度を少なくすることが必要
であり、そのためには寿命の長いキヤリア、例え
ばフエライトキヤリア（特公昭56−52305号、特
開昭58−202456号等参照）を用いるのが有効であ
る。そして保守・点検作業を少なくするために
は、トナー槽の容量をできる限り大きくして、ト
ナー槽へのトナー補給回数を減らすことが当然考
えられる。そのため本発明では上述したような断
面略Ｕ字形状のトナー槽とし、その上部に現像ロ
ールを配置してトナー槽の内部に大量のトナーを
収容できるようにしてある。しかも本発明では、
トナー槽の内部に上述した構造のトナー供給パド
ルを設けているので、トナー槽内に大量のトナー
が収容されていても、現像ロールに必要な量のト
ナーを円滑に供給することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上記述のような構成および作用であ
るから、磁性キヤリアが所定の寿命に到達した場
合には、複写機から取出してそのまま廃却し、別
に準備した現像装置と交換することができ、実質
的にメインテナンス・フリーを実現できる。また
上記交換は極めて容易であるのみならず、交換後
直ちに所定濃度の現像剤を現像領域に供給でき、
鮮明かつ高品質の画像を得ることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部断面図、第
２図は第１図におけるキヤリア供給部を示す拡大
断面図、第３図は第１図におけるキヤリア供給部
の使用前の状態を示す要部斜視図である。 １：トナー槽、４：現像ロール、９：トナー供
給パドル、１１：キヤリア供給部、１２：開口
部、１８：フイルム状シート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性トナーを収容するトナー槽の内部に現像
   ロールを設け、この現像ロールを、非磁性材料か
   らなる中空円筒状のスリーブ内に、外周に複数個
   の磁極を配設してなる永久磁石部材を同軸かつ相
   対回転自在に設けて構成し、前記現像ロール上方
   に、横断面をＵ字状に形成しかつ下方に開口部を
   有するキヤリア供給部を設けると共に、現像開始
   までこのキヤリア供給部の開口部を、現像ロール
   の接線方向への引張りにより剥離可能のフイルム
   状シートで閉塞してある構成としたことを特徴と
   する現像装置。 ２ キヤリア供給部からのキヤリアが寿命に達し
   た後においては全体を廃却するように構成した特
   許請求の範囲第１項記載の現像装置。 ３ キヤリアがフエライトキヤリアである特許請
   求の範囲第１項若しくは第２項に記載の現像装
   置。 ４ トナー槽にトナー量を検出する手段を設けた
   特許請求の範囲第１項ないし第３項何れかに記載
   の現像装置。 ５ トナー槽内に、両端部に永久磁石を設け、か
   つそれらの軌跡が前記現像ロール近傍に臨むよう
   に形成したトナー供給パドルを回転自在に設けた
   特許請求の範囲第１項ないし第４項何れかに記載
   の現像装置。