JPH0623891B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は磁性力の異なる２種類の磁性トナーを現像剤と
して用い、感光体上に形成された静電潜像を現像してな
る現像装置に関する。

＜従来技術＞ 一般に電子写真複写機は、感光体を均一に帯電し、露光
することで感光体表面に静電潜像を形成しており、この
潜像を可視像化するために、潜像に着色顔料である現像
粉（通称トナー）を付着させている。このようにして感
光体表面に形成されたトナー像は、感光体上に直接定着
されるか、または他の転写材に転写された後、定着され
コピーとして仕上げられる。

上記トナーを潜像に付着させるための現像方法として
は、着色顔料のトナーと鉄粉等の磁性体であるキャリア
とからなる２成分系の現像剤を用い、トナーとキャリア
の摩擦帯電によりトナーを感光体上の静電潜像と逆極性
に帯電させて、該トナーを静電潜像に付着させるものが
ある。また別の方法としてトナー自体に磁気特性を持た
せた１成分系の現像剤を用い、静電潜像の電界により誘
電分極等を作用させてトナーを静電潜像に静電吸着させ
るものとがある。

上記２成分系又は１成分系の現像剤を、静電潜像が形成
された感光体の現像領域まで搬送し、トナーを付着させ
て現像する手段としては、磁気ブラシ現像方式が広く利
用されている。この現像方式はカスケード現像方式に比
べ、構造が簡単であって小型になる等の利点を有してい
る。磁気ブラシ現像方式は、非磁性体からなる円筒状の
スリーブと、該スリーブの内部に回転自在に設けられた
マグネットロールとからなる現像ローラを用いるものが
一般的であって、両者の相対的な回転により、キャリア
又は磁性トナーを磁力によりスリーブ上に吸着せしめ、
現像剤を現像領域へ搬送している。

上記２成分系の現像剤は、キャリアとトナーを一定比率
で混合されており、この比率がくずれる程、画像の仕上
りが悪くなる。そのため、現像剤濃度（トナー濃度）を
一定にする何らかの手段を用いているのが実状である。
トナー濃度が規定値にならないときは、複写機本体の補
充用トナーが消耗されたということで、複写機本体にそ
の旨の表示を行っている。しかし、トナー濃度が下がっ
たままで複写機を使用していても多少画像品質の低下を
許容するならば、その後にトナーを補充することで元の
現像剤の状態に復する。従って複写機の使用者に対して
はトナー補充の情報を与えることで、本体の制御は特に
必要としない。またこれらのことは、１成分系の現像剤
を用いる場合でも同様の理屈である。

一方、見掛けは１成分系の磁性トナーでありながら、２
成分系の長所をも取入れた現像剤を用いる現像方式が提
案されている。これは、磁性粉含有率の異なる２種類の
１成分系磁性トナーを用い、特に磁性粉含有率を多くす
ることで磁性力を強くしキャリアとして機能させる強磁
性トナーと、該強磁性トナーより磁性粉含有率を少なく
し現像トナーとして機能させる磁性トナーとからなるも
のである。この現像方式によれば、現像トナーとして機
能する磁性トナーの混合比率が許容限界値を下回ると、
キャリアとして機能している磁性トナーも現像される程
度は違っても、現像トナーとして使用され消費される。
これは、２成分系現像剤として考えた場合、キャリアが
消費されたことになり、上で述べた２成分系の現像剤と
は事情が大きく異なる。即ち、キャリアに相当する強磁
性トナーが消費された後に、本来の現像トナーとして機
能する磁性トナーを補充しても、元の現像剤の比率には
戻らず、画質不良を来たすことにもなる。

＜発明の目的＞ 本発明は、磁性力の異なる２種の磁性トナーを用いて現
像を行うものにおいて、キャリアとして機能する強磁性
トナーが現像に寄与する以前の状態を、磁気ブラシ現像
ローラに補給される現像トナーとして機能する磁性トナ
ーの残量を検出するようにすることで現像装置の動作を
停止させ、上記強磁性トナーの消費を事前に阻止するこ
とを目的とする。

＜実施例＞ 本発明は、現像トナーとして機能する磁性トナーを現像
ローラに補給する過程において、その磁性トナーの残量
を検出し、補給される磁性トナーの残量がゼロ、つまり
現像ローラにおけるキャリアとして機能する強磁性トナ
ーと磁性トナー混合比率が許容範囲以下になる以前の状
態を検出させるようにし、この検出時点で、現像動作を
停止させ、この停止状態を磁性トナーが補充されるまで
維持させる。

この時、現像動作の停止状態に至るまでの間に、磁性ト
ナーの残量が規準量以下、つまり上記許容範囲よりもま
だ磁性トナーが残存しており現像ローラへのトナー補給
を可能にする残量以下が検出された時点で磁性トナーの
補充を行うべき警告を行う。これにより現像動作を停止
させる以前に現像を行うための磁性トナーの補充を促
し、停止動作を阻止することができる。

なお、残量検出においては、現像を行うためのトナーが
磁性トナーであることを利用し、その透磁率を検出する
手段を設けることで、基準量の検出及び強磁性トナーと
現像するための磁性トナーとの許容できる混合比率なる
以前の残量検出を正確に行える。

以下本発明を図面に従って詳細に説明する。図は本発明
による現像部を示す断面図である。図中１はドラム状に
形成され矢印方向へ回転される感光体、２は現像槽、３
は現像槽内に設けられた現像ローラである。現像ローラ
３は外周の磁極が順次異なるように配置されたマグネッ
トロール４と、該マグネットロール４を覆う非磁性体の
円筒状スリーブ５とで構成されており、スリーブ５上に
磁性トナー６をマグネットロール４の磁力にて吸着さ
せ、スリーブ５とマグネットロール４との相対的な回転
により磁性トナー６を矢印方向へ供給し感光体１と対向
する現像領域へ搬送している。

上記磁性トナー６は、２種類の磁性トナーからなってい
る。つまり、感光体１に形成された静電潜像に付着する
現像トナーとして機能する磁性トナー（以下現像トナー
と記す）７と、スリーブ５上に吸着されており、キャリ
アとして機能する強磁性トナーとからなっている。上記
現像トナー７は、現像槽２の上部に着脱自在に設けられ
たカートリッヂ８内に収容されており、カートリッヂ８
の開口部８１より現像槽２の現像部である現像ローラ３
へと通ずる補給部２１を介して補給される。カートリッ
ヂ８の開口部８１は、通常は蓋等にて密閉されており、
カートリッヂ８の装着後に蓋を除外して開放する構成で
ある。上記現像トナー７は、一例として磁性粉含有率が
重量比30〜50％のものを用い、キャリアとして機能する
強磁性トナーは磁性粉含有率が重量比70〜80％のものを
用いる。従ってキャリアトナーは磁性粉の重量比が高い
ことから、スリーブ５に吸着される力が強く、磁性トナ
ー６中の現像トナー７のみが感光体側に付着し、消費さ
れることはない。これは、現像トナー７が現像ローラ３
へ補給されている間維持される。

一方、現像槽２へ現像トナー７を補給する部分２１に
は、現像トナー７の残量を検知する素子９が設けられて
いる。該素子９は一具体例として、トナー７等の透磁率
の変化を検知するものを用いればよい。つまり、素子９
は現像トナー７が補給部２１に図に示す通り充満してお
れば、透磁率が大きい状態として信号を出力し、トナー
７が無くなれば透磁率が小さくなり、これを示す信号を
出力する。従って、補給部２１での現像トナー７の状態
に比例した信号を出力する。この素子９の出力信号は複
写機を制御するための制御部１０に送られる。この制御
部１０は複写機の複写制御をする一方、素子９の信号を
入力し現像トナー７が無くなったことを使用者に報知
し、しかもトナー７の補給が完全に無くなった段階で複
写動作の制御を停止させる。

次に図に示す構成の動作を説明する。素子９は現像トナ
ー７が補給部２１に充満されていることを検知した信号
を制御部１０に入力しておれば、制御部１０は通常の複
写制御をコピースタート信号に基いて実行する。

上記コピースタート信号に応じて、制御部１０は複写動
作を開始させその制御を行う。これに伴い、感光体１に
形成された静電潜像を現像するために現像装置を他の画
像形成にかかる装置と同様に動作させ、現像トナー７を
上記静電潜像に付着させて現像を行わせる。現像により
消費された現像トナー７は、現像ローラ３の回転によ
り、補給部２１に達することで、この補給部２１にて消
費された分が磁気的に吸着補給され再度現像に寄与され
る。そのため、複写動作に従って現像トナー７が徐々に
消費され補給部において図中矢印Ａのレベルまで低下す
ると、この時の信号を素子９が制御部１０へ入力する。
そのため、制御部１０はカートリッヂ８の交換を行うよ
う例えば表示装置を駆動し使用者に報知する。この場
合、現像自体には全く支障がないため、制御部１０は複
写制御を継続して実行する。上記表示装置はランプ又は
音による報知手段を用ればよい。

一方、現像トナー７がＡのレベルまで低下し更に消費さ
れ、図中Ｂのレベルまで低下すれば、この時の信号を素
子９より制御部１０へ入力する。この時制御部１０は、
複写機本体の複写制御をその状態で停止させる。この複
写動作の制御停止は、複写機本体内の画像形成にかかる
装置全体の停止であり、当然現像装置の動作も停止され
ている。この停止は、現像トナー７が補充され、レベル
Ａ以上にトナー７が補給されたことを検知する素子９か
らの信号を制御部１０が入力するまで維持される。上記
検知レベルＢは特に現像ローラ３に補給される現像トナ
ー７がゼロになり、これ以上現像を継続すればキャリア
トナーも消費され両トナーの混合比が許容範囲を下回る
以前の段階に設定すればよい。また、検知レベルＡは特
にカートリッヂ８内の現像トナー７がゼロになり、多少
なりとも現像ローラ３へトナー７を補給でき得る段階に
設定すればよい。また、検知レベルＡ，Ｂは、両トナー
の特性によってトナー消費量も異なるが、警告表示か
ら、トナー補充（実際には作用者がトナーカートリッヂ
８を交換）する期間から割出した値に設定してもよい。

上記現像トナー７の補給部２１での残量を検出する素子
９は、現像トナー７自体が磁性を有するため、その透磁
率を容易に検出できるため、正確な残量検出を行える。
そのため、上述したように予め設定されるレベルＡまた
はＢの残量状態を正確に検出できる。したがって、現像
ローラ３に吸着されているキャリアとして機能する強磁
性トナーが、現像に寄与される以前を、上記補給部２１
のレベルＢを検出することで現像装置を含む複写機の動
作を停止させて、強磁性トナーの消費を確実に阻止でき
る。また、現像装置の現像動作が停止するまでは、現像
により消費される現像トナー７は、補給部２１において
常に補給され、現像に寄与する際に、現像トナー７と強
磁性トナーの混合比率が変化することなく、常に適正な
状態で現像を行える。

＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明の現像装置によれば、現像に
寄与され消費される磁性（現像）トナーが現像ローラに
吸着され強磁性トナーに補給される補給部での磁性トナ
ーの残量を検出する手段からの信号状態により、磁性ト
ナーの補充の警告及び、現像装置の現像動作の停止を行
われるため、現像が停止されるまでは、強磁性トナーと
現像に寄与する磁性トナーとの混合比率が許容範囲より
外れることなく、常に適正な状態での現像を行え、現像
品位が劣化し大きく変化することはない。

また、１個の検出手段にて残量状態の検出を正確に行
え、現像停止までの間に現像に寄与される磁性トナーの
補充を警告できるため、トナー補充にて現像装置の動作
を停止させる継続動作させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明にかかる現像部を示す断面図である。 １：感光体、２：現像槽、３：現像ローラ、６：２種の
磁性トナー、７：現像トナー、８：トナーカートリッ
ヂ、９：検知素子、１０：制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリアとして機能する強磁性トナーを磁
   気的に吸着すると共に、現像トナーとして機能する磁性
   トナーをさらに磁気的に吸着して搬送し、感光体上に形
   成された静電潜像に上記磁性トナーを付着させて磁気ブ
   ラシ現像を行う回転可能な現像ローラを備えた現像装置
   において、 上記磁性トナーを収容してなる磁性トナー収容部と、 該収容部と現像装置本体の上記現像ローラとの間に位置
   し、磁性トナーを現像ローラへと補給するために現像に
   て消費され分の上記磁性トナーを現像ローラへ磁力にて
   補給するようになした補給部と、 上記補給部に設けられ、該補給部の上記磁性トナーの残
   量を検出すると共に、その残量を磁性トナーの透磁率変
   化として検出し、その残量に応じた信号を出力する残量
   検出手段と、 上記収容部への磁性トナーの補充を警告する警告手段
   と、 上記補給部を介して補給される磁性トナーの残量が規準
   量以下に達した時に上記残量検出手段より出力される信
   号を受けて上記警告手段を駆動し、上記現像ローラでの
   上記強磁性トナーと磁性トナーとの混合比率が許容範囲
   以下に達する以前の上記規準量よりさらに少ない残量状
   態時に上記検出手段より出力される信号を受けて装置の
   動作を停止させ、これを上記補給部に磁性トナーが上記
   規準量以上に補充されたことを上記残量検出手段が検出
   した信号を受けるまで維持させてなる制御手段と、 を備えたなる現像装置。