JPS6270882A - 現像剤供給装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は粉体現像剤を供給する装置に関し、静電潜像を
形成する電子写真画像形成装置等に適用される現像装置
や現像剤層形成装置に関係するものである。

〈従来の技術〉 近年電子写真の分野に於ても軽薄短小化が進み、電子写
真装置の小型化が進んでいる。又このような小型電子写
真装置においては保守メンテナンスを容易にするために
感光体、現像装置、クリーナ等プロセスユニットを１体
化しカートリッジ化するものもある。

これらのプロセスカートリッジに用いられる現像装置は
、流通段階でのトナー飛散等を防ぐために現像容器とト
ナー貯蔵部あるいはそれに加えて磁性粒子貯蔵部をシー
ルで遮断し、使用直前にシールを開封し現像剤を現像容
器に投入するようになっている。これらの容器の開口面
積は装置本体の軽薄短小化に伴って一層小さいものが要
求されている。さらに現像剤として磁性粒子とトナーを
用い各々を個別に貯蔵するものにおいては開口面積が著
しく狭くトナー粒子である現像剤の搬送が充分になされ
ない場合が存在した。

又、このような要求を満たした構成をとると、トナー粒
子を予め貯蔵した量よりも少ない量しか現像部へ搬送で
きず、無駄なトナー粒子を残してしまう問題が生じてし
まった。

く目的〉 本発明は、現像剤を保有している保有部内の現像剤を現
像剤受容部へ安定供給でき、しかも保°有部内の残存現
像剤量を激減せしめることを目的とし、これを達成する
現像剤供給装置を提供するものである。

〈発明の概要〉 本発明は現像剤保有部内に回転可能に設けられた現像剤
搬送部材と、上記現像剤保有部と上記現像剤受容部との
間で現像剤が通過する開口部と、該保有部から該開口部
に向って現像剤通過空間を小ならしめると共に重力方向
へ傾斜して現像剤を上記現像剤受容部へ導びく現像剤案
内部材と、を有し、該現像剤搬送部材が現像剤を現像剤
案内部材の案内面側へ搬送するように回転することを特
徴とする現像剤供給装置である。

これによって、現像剤保有部内の現像剤は確実に無駄な
く現像剤受容部へ供給できる。

〈実施例〉 第１図は本発明実施例の要部説明図、第２図は第１図中
のトナー搬送部材の移動説明図である。

６１は現像剤保有部としてのトナー貯蔵容器で、全体に
微粒子トナーを保有している。４１は現像剤受容部とし
ての現像容器で、トナー貯蔵容器６１の側方に並設され
ている。８は時計方向に回転して、貯蔵容器６１内のト
ナーを製送する搬送部材で、その外側には弾性シート８
１が取付けられている。搬送部材８は容器の長手方向に
わたって存在する板状で、その回転半径方向に短かい幅
を有する。弾性シート８１はトナー貯蔵容器の球状の底
全体に当接しながら移動する。部材８．シート８１は、
現像剤搬送部材として機能する。３９は、貯蔵容器６１
゜現像容器４１との間に形成され、現像剤としてのトナ
ーが通過する開口部で、運搬時又は装置使用開始前には
シール３１で封鎖されている。

開口部３９はシール３１を除去することで開放される。

３０は開口部３９の上方にあって、トナー貯蔵容器６１
内に設けられた現像剤案内部材としての分流板で、容器
６１内部から開口部３９へ向かい重力方向へ傾斜してい
る現像剤案内面３０１を備えている。この案内面３０１
は、搬送部材８と弾性シー）８１が搬送してくるトナー
を受けて、実質的にトナーを開口部３９側の矢印Ｂ方向
と、容器６１内部側の矢印Ｃ方向とに分流せしめる。

木実流側では開口部３９を、案内面３０１の傾斜方向と
は逆方向に即ち、現像容器４１から貯蔵容器６１側へ傾
斜するように、上部開口端３９１を下部開口端３９２よ
りも貯蔵容器側に位置させている。従って、これらを重
力方向に見た正射影では、上部開口端３９１の正射影点
３２と下部開口部３９２の正射影点３３との間に案内面
３０１の一部が存在する。この構成によって、案内面３
０１の分流効果によるトナー供給をより確実に受容する
ことができる。

又、３４は現像剤搬送部材８．８１の回転中心で、水平
面からの高さは、案内面３０１のそれよりも低く、開口
部３９の開口位置にある。

一般に回転型のトナー搬送部材８では第２図に示されて
いるように回転中心３４と部材８を結ぶ直線と回転中心
３４を通る鉛直線とのなす角をθ１部材８の回転による
トナー総合搬送力をＦ、水平方向の搬送力をＦλ、垂直
方向の搬送力をＦｙとすると、このトナー搬送部材８に
よりトナーの受ける力は、送り部材回転円の接線方向を
向いているので水平方向にトナーの受ける搬送力ＦＸは
、ＦＸ＝Ｆ＊ＣＯ５θである。すなわちθ＝００の時ト
ナーの水平搬送力Ｆｘは最大となり、θ＝９０°では０
となる。

第１図の如く、現像容器４１とトナー貯蔵容器６１が概
略水平方向に隣接し、開口部３９の総面積が狭い場合ト
ナー搬送部材からトナーの受ける力は開口付近に於ては
回転円の接線方向（矢印Ａ方向）となり、Ｆｘが小さい
ので（θユ９０’のため）、案内部材３０のない場合ト
ナーは現像容器４１へ有効に搬送されにくく特にトナー
貯蔵容器内のトナーが少ない場合にはほとんど搬送され
ない。

それに対し案内部材３０を設けることによりトナーが受
ける矢印Ａ方向の力は現像容器１１へ向う力Ｂとトナー
貯蔵容器へ戻す力Ｃに分割され、実質的に水平方向の搬
送力ＦＸが増加し少量のトナーであっても開口が狭くて
も効果的に搬送することができる。

第３図は本発明の実施例の現像装置の構成説明図である
。図に於て、２は現像されるべき潜像を有する潜像担持
体であり静電記録用絶縁ドラムあるいはａ−Ｓｅ　、Ｃ
ｄｓ　、ＺｎＯ２。

ＯＰＣ、α−Ｓｉの様な光導電絶縁物質層を持つ感光ド
ラムもしくは感光ベルトである。現像スリーブ３は潜像
担持体２に接触もしくは近接されている。現像スリーブ
３は例えばアルミニウム等の非磁性スリーブであり、現
像容器４１の左側壁の横長開口に、右略半周面を容器４
１内へ突入させ、左略半周面を容器外へ露出させている
。現像スリーブ３は回転駆動される無端ベルト形態の現
像剤担持体でも良い。

３６は現像スリーブ２内に挿入し、図示の位置・姿勢に
位置決め保持した固定磁界発生手段としての固定の永久
磁石（マグネット）であり、現像スリーブ３が矢印方向
に回転駆動されてもこの磁石３６は図示の位置−姿勢に
そのまま固定保持される。この磁石３６は図示の如くＮ
１極φＮ２極・Ｓ１極・Ｓ２極の４磁極を有する。磁石
３６は永久磁石に代えて電磁石を配設してもよい。

３８は現像スリーブ３を配設した現像剤供給容器開口の
上縁側に、基部を容器側壁に固定し、先端側は開口上縁
位置よりも容器４１の外方へ突出させて開口上縁長手に
沿って配設した現像剤塗布量規制部材としての非磁性ブ
レードであり、例えば５Ｕ３３１６を横断簡略への字形
に曲げ加工したものである。

３５は非磁性ブレード３８の下面側に上面を接触させ、
前端面をアンダカット面とした磁性粒子循環域限定部材
である。本例は２成分現像剤を使用するもので、現像容
器４１内に順次に収容した磁性粒子Ｇと非磁性現像剤（
トナー）Ｔである。

磁性粒子Ｇは粒子が３０〜２００ｐｍ、好ましくは４４
０−１Ｏ０７ｚである。磁性粒子は抵抗値が１０７ΩＣ
ｍ以上、好ましくは１０８Ωｃｍ以上でフェライト等の
磁性材料に樹脂コーティングしたものが用いられうる。

そしてこの磁性粒子７を先ずはじめに磁性粒子収納部５
より現像容器４１内に投入することにより、その磁性粒
子７が容器４１内に臨んでいるスリーブ面領域、（即ち
スリーブ３を配設した現像容器４１からの磁性粒子ない
しはトナーの漏出を防止する部材４０から現像剤量規制
ブレード３８の先端部までのスリーブ面領域）各部にス
リーブ３内の磁石３６による磁界により吸着保持される
。これは磁性粒子層として該スリーブ面領域を全体的に
覆った状態になる。この時磁性粒子層には所定量のトナ
ーを含むことが好ましい。

スリーブ２を矢印す方向に回転させた時、磁極Ｎｌ、Ｓ
２の配置位置と磁性粒子７の流動性及び磁性特性を適宜
選ぶことによって磁気ブラシは磁極Ｎ１の付近で矢印ｅ
方向に循環し、循環層を形成するこの磁性粒子の循環に
より磁気ブラシ中に周囲のトナーを取り込み磁性粒子あ
るいはスリーブとの摺擦によりトナーは摩擦帯電を受は
スリーブの回転に伴って現像領域へ搬送され現像に共さ
れる。

トナー供給部材３７は、現像容器４１内にあって磁気ブ
ラシに近接、あるいは接触し矢印方向（反時計方向）に
回転駆動してトナーを磁気ブラシに供給する。

このような現像装置においては現像剤としてのトナー粒
子が現像容器内へ安定供給されることが必要である。本
実施例では、第１図で説明した現像剤保有部、受容部、
搬送部材、開口部、案内部材をそのまま適用しているが
、案内部材は、磁性粒子の収納部の隔壁を利用して構成
を簡単にしつつ装置内に設けられている。この構成は磁
性粒子及びトナー粒子を合理的兼つ大量に収納しつつト
ナー粒子の無駄を激減せしめ、しかも安定トナー供給を
達成できるものである。

特に、このように磁性粒子を収納するために開口部３９
が小径化、小面積化してしまう場合においては、案内部
材９１の構成、作用は極めて重要である。

次に、これらを使用した画像形成装置を第４図に簡単に
示し、具体的数値例を説明する。

本例は、カートリッジ式小型電子複写機（パーソナルタ
イプ）を示し、内部のプロセスは周知のプロセスのいず
れもが使用可能であるが、本例では圧力定着方式、２成
分現像方式、原稿台２４移動型、を採用している。

簡単に述べれば、コロナ帯電器１１によって均一帯電さ
れた感光ドラム２は単焦点光学素子アレイｌからの光情
報を受け、後に第３図現像装置で現像された後、現像像
を転写コロナ放電器２０により転写紙Ｐへ転写する。転
写紙は次いでドラム２面から分離されて、搬送ベルト１
９を通って圧力定着装置１６へ導入され、像定着を受は
排出ローラ対１７により機外のコピートレイ２７に排出
される。像転写後の感光ドラム２面はクリーニング装置
１２にてクリーニングされ、繰り返し像形成に使用され
る。

感光ドラム２・コロナ放電器２０φ現像装置・クリーニ
ング装置１７は全体が一体のカートリッジ体にとして共
通のフレーム１０（断面表示）に予め所定の位置関係を
もって組付けられていて、該カートリッジ体には複写機
本機内へ複写機前面扉（不図示）を開けて挿入装着する
ことができ、逆に複写機本機内から引き出して外すこと
ができる。カートリッジ体Ｋを複写機本機内へ十分に挿
入したときは、カートリッジ体に側の機器類が本機側と
機械的に、又電気的に接続して本機側の駆動機構や給電
回路でカートリッジ体に側の機器類の機械的駆動や給電
が可能状態となる。尚、１３．１４．１５は複写機本体
に固定されたステーであり、カートリッジにの位置決め
を行う。

而してカートリッジ体には組込んだ感光ドラム２の実用
寿命、現像装置内に収容した現像剤量等で定められた所
定の複写総枚数分（例えば３０００枚分等）の使用がな
された後は、新しいカートリッジ体Ｋを複写機内に交換
装着して使用する６又現像装置７内の収容現像剤の色を
種々異ならせた数種のカートリッジ体Ｋを用意しておき
、所要色の現像剤の収容されたカートリッジ体Ｋを複写
機本機に対して交換装着して使用することができる。

圧力定着装置１６は、周知の交差型定着ローラ対を有し
、ローラ対間に線圧１０Ｋｇ／ｃｍの圧力を加える加圧
手段を有している。そしてプロセスカートリッジ１０内
の現像剤貯蔵容器６１は、キャリアと線圧８　Ｋ　ｇ　
／　ｃ　ｍの圧力で定着可能な軽圧力定着用のトナーと
を仕切板１ｏによって仕切り、上方の収納部５に相対的
に重いキャリアを収納し、下方の収納部にトナー搬送部
材８と共にトナーを収納している。

前記同様に貯蔵容器６１の側方には並列配置された現像
容器４１があり、現像容器４１の現像剤担持体のスリー
ブ３は、感光ドラム２の回転中心を通る重力方向の垂直
線に対して側方に位置しており、プロセスカートリッジ
の直方体化を進めると共にトナー収納量を増大可能とし
、高さをより低くせしめている。

この構成は、軽圧力定着性トナーに対して負荷を与える
ことなく、安定した搬送と現像特性及び定着性能の向上
を達成できる本実施例では、境界部１００によって各部
間の作用力の影響を除去できるので、水平方向供給にお
けるトナー搬送性を、トナーを変形することなく安定化
できる。

本実施例でいう圧力定着用トナーとは、従来線圧１５　
Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ以下より低いもの、事実上は線圧１
３　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ以下、好ましくは線圧８Ｋｇ／
ｃｍ以下、より好ましくは線圧５Ｋｇ／ｃｍ以下のもの
が良く、カプセルトナーと呼ばれる外壁と外壁よりやわ
らかい内部材料からなるようなトナーであることが好ま
しい。

上記の如く、現像剤を水平方向に供飴する場合に、本発
明でいうように、案内部材３０を設けることで現像剤へ
の負荷を減少させて、装置全体の高さを小さくできると
共に現像剤保有量を増加し、その現像剤を無駄なく使用
できる。

具体的には、熱定着を用い、磁性粒子としては平均粒径
６０ｇｍのフェライト粒子にＳｉ系樹脂をコーティング
して１ｏＳΩｃｍの抵抗値にしたものを用い、非磁性現
像剤としてスチレン／アクリル共重合体系樹脂１００部
に銅フタロシアニン系顔料５部からなる平均粒径１２μ
ｍのトナー粉体にコロイダルシリカ１．０％を外添した
ブルートナーを用い、トナー供給部材３７の回転速度を
１３ｒｐｍ、トナー搬送部材８の回転速度を３ｒｐｍ、
現像スリーブ３、潜像担持体２の周速を１２０ｍｍ／ｓ
ｅｃで、現像を行ったところ、良好なブルーの画像が、
２０００枚以上行っても安定して得られ、長期使用の現
像剤供給が安定して行えた。

く効果〉 本発明は、現像剤保有部と現像剤受容部との間で現像剤
が通過する開口部に向って、該保宥部から現像剤通過空
間を小ならしめると共に重力方向へ傾斜して現像剤を現
像剤受容部へ導び〈現像剤案内部材を有しているので、
開口部の面積が小さくても、また現像剤残耕が少量であ
っても、現像剤受容部へ現像剤を円滑に搬送できる。特
に現像装置に適用した場合は、長期にわたって安定した
画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の要部説明図、第２図は第１図中
のトナー搬送部材の移動説明図、第３図は本発明を適用
した現像装置の概要説明図、第４図は本発明を複写機に
適用した実施例の説明図である。 ８は搬送部材、３０は案内部材、４１は現像容器、３９
は開口部、６１は貯蔵容器、８１は弾性シート。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）主に現像剤を保有している現像剤保有部と、該保
   有部から現像剤を受ける現像剤受容部 と、を並設して有し、現像剤を保有部から受容部へ供給
   する現像剤供給装置において、 上記現像剤保有部内に回転可能に設けられ た現像剤搬送部材と、上記現像剤保有部と上記現像剤受
   容部との間で現像剤が通過する開口部と、該保有部から
   該開口部に向って現像剤通過空間を小ならしめると共に
   重力方向へ傾斜して現像剤を上記現像剤受容部へ導びく
   現像剤案内部材と、を有し、該現像剤搬送部材が現像剤
   を現像剤案内部材の案内面側へ搬送するように回転する
   ことを特徴とする現像剤供給装置。
2. （２）上記現像剤受容部は、現像剤を担持して現像部へ
   搬送する現像剤担持体を受容部の開口領域に有すると共
   に、内部に受容した現像剤を攪拌する部材を有している
   特許請求の範囲第１項記載の現像剤供給装置。
3. （３）上記現像剤保有部は、上記現像剤案内部材によっ
   て仕切られた上部領域に磁性粒子を保有し、下部領域に
   現像剤としてのトナー粒子を保有し、該磁性粒子はシー
   ル材によって閉じられていた供給口の開放によって上記
   現像剤受容部内に収容される特許請求の範囲第１項又は
   第２項に記載の現像剤供給装置。