JPH07333997A - トナー供給用の磁気オーガ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型で低廉なトナーの供給 【構成】磁性素子（１０２）の周囲に置かれた非磁性体
スリーブ（１０１）が回転して、磁性トナーを吸着して
前面に吐き出し、印刷用紙に塗布する。ホッパ（２０
１）のトナー（１０４）はスリーブとスリーブを同心で
囲むリブ（１０３）の間をスリーブの回転につれて右方
へ供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は一般に電子写真式印刷の分
野に関し、特にトナー供給装置を現像装置の一側面に配
置できる装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来形の電子写真処理工程では、帯電潜
像が記録面上に作成された後、着色現像剤を加えること
によって可視画像に現像される。記録面は、例えば予め
均一な静電荷を帯びた光導電層からなっているものでよ
い。次に光導電層は、複製される画像に対応する光パタ
ーンに記録層を露出することによって、画像毎に選択的
に放電される。それによって静電潜像が作成され、これ
に帯電した現像剤粒子が固着される。現像された画像
は、加熱、加圧、溶剤、およびこれらの任意の組合せの
ような種々の方法で定着、すなわち永久画像にすること
ができる。

【０００３】上記の工程は工学式画像複製工程には不可
欠であり、市販されている殆どの種類の写真式文書複写
機およびレーザー式プリンタで採用されている。光導電
層は最終記録媒体に被覆してもよいが、回転式ドラムの
ような中間転写部材の表面に被覆するほうがより一般的
である。

【０００４】電子写真技術を利用して作成される静電潜
像を現像するため、これまで多様な方法が採用されてき
た。初期の現像方法の一つには、現像される潜像領域を
横切って現像剤をカスケード式に流し込む方法が含まれ
ていた。粉末噴霧(powder cloud)現像と呼ばれる別の方
法は、移動する気流に現像剤粒子を分散させてから、同
伴粒子を潜像担体面と接触させる方法であった。ある種
の初期の電子写真式映像装置では記録媒体に現像剤粒子
を塗布するために回転式毛皮ブラシも使用された。

【０００５】現在のより一般的な現像方法は磁気ブラシ
現像と呼ばれている。この方法では、現像剤を給送し、
これを潜像担体面へと塗布するために、代表的には円筒
形ロールの形状の磁性素子を使用する工程が含まれてい
る。現像剤は、最終的には分割され、着色されるトナー
粉末がやや大きい強磁性の担体粒子とともに混在される
２成分型の現像剤でよい。あるいは、現像剤は、一種類
の粒子だけが含まれる１成分型の現像剤でもよい。一般
的な種類の１成分型現像剤は、軟化温度が比較的低い樹
脂内に封入した鉄、または酸化鉄のような磁性材料の微
細粒子からなっている。現像剤を所望のとおりに着色す
るために、通常は例えばカーボンブラックのような適当
な顔料が添加される。

【０００６】２成分型または１成分型の現像剤を磁界に
配すると、現像剤は鉄の填剤が棒磁石の端部で自然に磁
束線と位置合わせされるのと同様に、ブラシの剛毛と類
似した流線を形成する。磁気ブラシ現像システムでは、
現像剤のブラシ状の層を磁気ロール・アセンブリの周囲
面に保持するために、磁気ロール・アセンブリを利用す
ることによって上記の特性が活用される。現像剤の層は
ロール自体が回転すると、ロール軸と垂直な方向に移動
する潜像担体面へと接近する。このブラッシング作用に
よって現像剤は記録面と密接し、現像剤粒子がロールか
ら潜像領域へと静電式に転写されることが可能になる。

【０００７】磁気ブラシ現像システムでは多くの異なる
構造が利用されてきた。最も簡単な構成は、周囲面に現
像剤の層を担持した露出磁気ロールである。このロール
は固有の磁気的特性により磁化してもよく、またはロー
ルの周囲面を磁気材料で被覆することによって磁化して
もよい。現時点でより広範に使用されている別の構成
は、外側の非磁性シェルまたはスリーブ内に磁石である
磁性素子を封入した２分割ロール・アセンブリである。
シェルの形状は通常は円筒形であり、また、平坦な担持
面を備えていて、現像剤粒子が内部の磁性素子によって
保持されつつ、前記担持面上で慴動可能である。シェル
表面での磁束密度はシェルと内部の磁性素子との間隔、
およびシェル材料の透磁率とに応じて異なる。従って、
上記の要素を適切に選択すれば、現像剤粒子をシェル表
面上に保持するために使用される磁界強度を厳密に制御
することができる。シェルのもう一つの利点は、磁性素
子およびこれと連結されたベヤリング、シャフト等が現
像剤粒子で汚れることから有効に防護できることにあ
る。

【０００８】種々の種類の２分割磁気ブラシがこれまで
提案されてきた。内部の磁性素子が回転することによっ
てシェルの外周上で現像剤粒子が逆回転、または宙返り
運動し、その結果、現像剤が磁性素子の回転方向とは反
対方向に有効に伝搬される。現像剤粒子の伝搬速度は磁
性素子の回転速度よりも大幅に遅いが、現像剤粒子が現
像ゾーン内に連続的に流れるのに充分な速度である。別
の形態の装置では、外側シェル自体が固定的に保持され
た内側の磁性素子に対して回転せしめられる。外側シェ
ルの回転によってトナーとキャリヤ粒子とが完全に混合
され、現像ゾーンで使用された現像剤が連続的に交換さ
れるので、この実施例は通常は、２成分現像装置で使用
される。

【０００９】回転可能なシェルが使用される実施例で
は、シェルの回転速度を変化させることによって現像剤
の移動速度を制御することが可能であり、ひいてはシェ
ルの回転速度を高めることによってより多くの現像剤を
給送し、また、逆にシェルの速度を減じることによって
現像ゾーンに担持される現像剤の量は少なくなる。固定
式シェルを使用した実施例では、内側の磁性素子の速度
を変化させることによって同様の効果が得られるが、そ
れほど顕著な効果にはならない。

【００１０】上述の説明は主として電子写真式工程によ
って作成される静電潜像の現像に関するものであるが、
同様の事項が磁気映像システムおよび静電式印刷技術に
も適用されることを指摘しておく。静電印刷技術の場
合、代表的にはドット・マトリクス式の静電式印刷ヘッ
ドを使用して、潜像が非光学式に、通電により荷電保持
面上に作成される。電子写真式装置の光導電層のような
通電層は、最終記録媒体、または中間転写部材のいずれ
に備えてもよい。磁気映像化は磁気記録ヘッドを使用し
て磁性材料層の選択された領域を磁化することによって
実行できる。あるいは、磁性材料層を均一に磁化させて
から、選択された領域の温度を材料のキューリ温度以上
に上昇させることにより材料を画像パターンに応じて選
択的に減磁することによっても達成可能である。いずれ
の方法でも、磁気吸引可能な現像剤を加えることによっ
て可視化できる磁性潜像を有する材料層が残る。

【００１１】回転可能なシェルの実施例では、充分な現
像剤が回転可能シェルの背後に残留していることが重要
である。代表的には、これはシェルの背後に大きい現像
剤タンクを設けることによって達成される。この設計は
簡単であるが、現像剤が現像装置の長手方向に沿って均
等に配されるので、かなりのスペースが必要になる。更
に、トナーを再充填できるにしても、現像装置に沿って
トナーを均一に補給することが困難である。

【００１２】電子写真式プリンタの現在の趨勢は、サイ
ズの大幅な縮小に向かっている。現像装置の背後の前述
の大型のタンクは他に活用できる相当なスペースを占め
る。サイズ縮小の方法の一つは、溜めを現像装置の片側
に置き換えることにある。

【００１３】現像剤を現像装置の片側に蓄積できるよう
に、ある種の装置は現像剤を現像装置の長手方向下方に
供給するためのオーガを使用している。このオーガは脱
穀機のオーガ（スクリューコンベヤ）と同様の形でトナ
ーを駆動する回転らせん部材を備えた延長オーガであ
る。オーガを既存の現像装置に付加すると、故障までの
平均時間が早まるとともに、付加的な部品とコストが必
要になる。従って、現像剤を給送するために付加的なオ
ーガを必要とせずに現像機能を統合することが望まし
い。

【００１４】

【発明の目的】従って本発明の目的は、付加オーガが不
要で小型・廉価な現像機能の提供である。

【００１５】

【発明の概要】本発明を達成するために、現像装置の片
側に位置するタンク内にばらの現像剤が貯蔵されている
現像装置の軸に沿って、現像剤を移動させる装置が備え
られる。現像装置はタンクと、現像装置の軸に沿って延
在する空洞を有するハウジングとからなっている。幾つ
かの湾曲したリブが空洞内に形成されている。磁気的に
透明なスリーブを空洞内に設け、これが軸の回りを回転
する。最後に、スリーブ内に配置した磁性素子が現像剤
をスリーブ方向に吸引して、スリーブの回転によって現
像剤も回転されるようにされる。現像剤が湾曲したリブ
と接触すると、現像剤の回転運動は湾曲リブによって軸
に沿った側方運動へと変換される。

【００１６】

【発明の実施例】本発明では現像剤を現像装置のスリー
ブ自体の長手方向下流に移動させるために現像装置の回
転式スリーブを利用するものである。第１図を参照する
と、本発明の実施例が図示されている。本発明では、現
像装置は現像スリーブ１０１の中心部に磁性素子１０２
を備えている。スリーブ１０１はアルミニウムのような
非磁性材料からなっている。磁性素子１０２は固定され
ており、その目的は、現像剤１０４（ここではトナーと
呼ぶ）を現像装置のスリーブ１０１へと吸引することに
ある。スリーブ１０１は磁性素子１０２の周囲を図示の
Θ方向へ回転し、トナー１０４とスリーブ１０１の摩擦
によりトナー１０４をスリーブ１０１の周囲に引き出
す。トナー１０４がスリーブ１０１とともに逆時計回り
に移動すると、トナーの高さは図示のような調整ブレー
ド１０５によって動作レベルまで低くなる。

【００１７】トナー１０４が調整ブレード１０５を通過
すると、磁性素子１０２によって誘発された磁界によっ
て、トナー１０４は前述の磁気ブラシを形成する。磁気
ブラシは潜像担持面（第１図には図示せず）と密接、す
なわち、軽くブラッシングするように接触する。潜像担
持面はスリーブと同じ向きを有しており、現像装置のス
リーブ１０１に対して垂直な方向への運動を伴なう。こ
のブラッシング作用によってトナー１０４は記録面と直
接接触し、トナー１０４がスリーブ１０１から潜像領域
へと転写されることが可能にされる。

【００１８】次に第１図を側方から見た第２図を参照す
ると、トナーホッパ２０１が現像装置の片側に配置され
ている。このように、現像装置の末端部に充分な量のト
ナー１０４が確実に給送されるように、ある種の現像剤
の運動が必要である。

【００１９】現像装置ハウジング１００の背面にリブ１
０３を形成することによって、スリーブ１０１の運動が
トナー１０４に僅かな長手方向への力を付与することに
より、トナー１０４は現像剤ハウジング１００の下方へ
と移送される。

【００２０】より詳細に説明すると、スリーブ１０１に
よってトナー１０４に加えられる垂直方向の力によって
トナー１０４にも同じ運動が誘発される。トナー１０４
がスリーブ１０１の運動に対して垂直な方向に移動する
と、トナーはリブ１０３内に押し込められる。トナー１
０４がリブ１０３と接触すると生ずるトナー１０４の垂
直方向への力により、トナー１０４をスリーブ１０１に
沿って長手方向に推進する垂直力が生ずる。この長手方
向運動の副次的利点として、トナー１０４の混合も増強
される。図４はリブ１０３をより明瞭に示すために、ス
リーブ１０１を取除いた装置の断面図である。

【００２１】次に、本発明の別の実施例を示した第３図
を参照する。この図では、リブ３０１と３０２とは、ト
ナー１０４の推進運動がスリーブ１０１に沿って双方向
に生ずるように構成こされている。トナーは現像装置の
長手方向下流に押しやられるので、トナーが一定の高さ
に達すると、リブ３０１が反対方向の力を誘発すること
により、過剰なトナー１０４を再びトナーホッパ２０１
へと戻す。このような構成によって、トナー１０４が混
合され、更に、現像装置に継続的にトナーが新たに補給
されることが確実にされる。図５はリブ１０３をより明
瞭に示すために、スリーブ１０１を取除いた装置の断面
図である。

【００２２】これらのリブは、特にハウジングを射出成
形によって形成すると容易に形成可能である。従って、
本実施例では、付加的な可動部品がなくても現像剤を現
像装置の長手方向下流に移動させることができる。この
ような構成によって現像装置のコストが低減されるとと
もに、高い信頼性が保持される。

【００２３】上記の詳細な説明は、磁性素子を固定的に
保持し、現像装置のスリーブが回転される構成に焦点を
当てたものであるが、本発明はスリーブが固定され、磁
性素子が回転される構成でも実施可能であることが当業
者には容易に理解されよう。

【００２４】これまで本発明の好ましい実施例を図示
し、説明してきたが、本発明の趣旨、または添付の特許
請求項の範囲から離れることなく多様な変更が可能であ
ることが当業者には明白であろう。以下に実施態様のい
くつかを例示する。

【００２５】（実施態様１）軸に沿って材料（１０４）
を移動させる装置であって、前記軸に沿って延在する空
洞を有するハウジング（１００）と、前記空洞内に形成
した複数個の湾曲部材（１０３，３０１，３０２）と、
前記材料（１０４）が前記複数個の湾曲部材（１０３，
３０１，３０２）と接触すると、前記材料（１０４）を
前記軸を支点に回転させる回転手段（１０１，１０２）
とを備え、前記材料（１０４）の前記回転は前記複数個
の湾曲部材（１０３，３０１，３０２）によって前記軸
に沿った側方運動へと変換されることを特徴とする装
置。 （実施態様２）前記回転手段が、前記軸を支点に回転さ
れる回転部材（１０１）と、前記回転部材（１０１）
が、前記材料（１０４）の回転が誘発される前記回転部
材（１０１）の方向に前記材料（１０４）を吸引するた
めの吸引手段（１０２）とを備えたことを特徴とする実
施態様１に記載の装置。

【００２６】（実施態様３）前記材料（１０４）が磁気
特性を有することを特徴とする実施態様１に記載の装
置。 （実施態様４）前記回転手段が、磁気透過性材料からな
っていて、前記軸を支点に更に回転せしめられるスリー
ブ（１０１）と、前記スリーブ（１０１）内に配置され
ていて、前記スリーブ（１０１）の回転によって前記材
料（１０４）に前記回転が誘発されるように、前記材料
（１０４）を前記スリーブ（１０１）の方向に磁気吸引
する磁性素子（１０２）とを備えたことを特徴とする実
施態様３に記載の装置。

【００２７】（実施態様５）前記回転手段が、前記軸を
支点に回転される磁性素子（１０２）を備え、前記磁性
素子（１０２）の回転によって前記材料（１０４）に前
記回転が誘発されるように、前記材料（１０４）を前記
磁性素子（１０２）の方向に磁気吸引することを特徴と
する実施態様３に記載の装置。

【００２８】（実施態様６）出力装置で使用される現像
装置であって、磁気特性を有する現像剤（１０４）と、
前記現像装置の第１側面に配置された現像剤（１０４）
の供給装置と、磁気透過性材料からなる、軸を支点に更
に回転される現像剤スリーブ（１０１）と、前記現像剤
スリーブ（１０１）の回転によって前記材料（１０４）
に運動が誘発されるように、前記現像剤（１０４）を前
記現像剤スリーブ（１０１）の方向に磁気吸引する、前
記現像剤スリーブ（１０１）内に配置された磁性素子
（１０２）とを備え、前記現像剤スリーブ（１０１）が
現像剤ハウジング（１００）内に配置され、前記現像剤
ハウジング（１００）は内側に形成された湾曲リブ（１
０３，３０１，３０２）を有し、前記湾曲リブ（１０
３，３０１，３０２）は、前記現像剤（１０４）の前記
運動が、前記現像装置の前記第１の側面から離れる方向
への前記現像剤（１０４）の側方運動を生ずるように配
置されたことを特徴とする現像装置。 （実施態様７）前記磁性素子（１０２）が永久磁石形の
素子であることを特徴とする実施態様６に記載の現像装
置。

【００２９】（実施態様８）出力装置で使用される現像
装置であって、磁気特性を有する現像剤（１０４）と、
前記現像装置の第１側面に配置された現像剤の供給装置
（２０１）と、透磁性材料からなる現像剤スリーブ（１
０１）と、前記現像剤スリーブ（１０１）内に配置され
た磁性素子（１０２）とを備え、前記磁性素子（１０
２）は軸を支点に更に回転され、前記磁性素子（１０
２）が前記現像剤（１０４）を前記現像剤スリーブ（１
０１）の方向に磁気吸引し、前記素子の回転によって前
記材料（１０４）に運動が誘発されるとともに、前記現
像剤スリーブ（１０１）が現像剤ハウジング（１００）
内に配置され、前記現像剤ハウジング（１００）は内側
に形成された湾曲リブ（１０３，３０１，３０２）を有
し、前記湾曲リブ（１０３，３０１，３０２）は、前記
現像剤（１０４）の前記運動が、前記現像装置の前記第
１の側面から離れる方向への前記現像剤（１０４）の側
方運動を生ずるように配置されたことを特徴とする現像
装置。 （実施態様９）前記磁性素子（１０２）が永久磁石形の
素子であることを特徴とする実施態様６に記載の現像装
置。

【００３０】

【発明の効果】本発明の実施により、付加的な可動部品
がなくても現像剤を現像装置の長手方向下流に移動させ
ることができる。このような構成によって現像装置が小
型化されコストが低減されるとともに、高い信頼性が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を組み入れた現像装置の側断面
図である。

【図２】第１図の現像装置の正断面図である。

【図３】本発明に従った別の実施例の正断面図である。

【図４】図２の装置においてスリーブ１０１を取除いた
場合の正断面斜視図である。

【図５】図３の装置においてスリーブ１０１を取除いた
場合の正断面斜視図である。

【符号の説明】

１０１ スリーブ １０２ 磁性素子 １０３ リブ １０４ 現像剤（トナー） １０５ 調整ブレード ２０１ トナーホッパ ３０１、３０２ リブ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸に沿って材料（１０４）を移動させ
   る装置であって、 前記軸に沿って延在する空洞を有するハウジング（１０
   ０）と、 前記空洞内に形成した複数個の湾曲部材（１０３，３０
   １，３０２）と、 前記材料（１０４）が前記複数個の湾曲部材（１０３，
   ３０１，３０２）と接触すると、前記材料（１０４）を
   前記軸を支点に回転させる回転手段（１０１，１０２）
   とを備え、前記材料（１０４）の前記回転は前記複数個
   の湾曲部材（１０３，３０１，３０２）によって前記軸
   に沿った側方運動へと変換されることを特徴とする装
   置。
2. 【請求項２】 前記回転手段が、 前記軸を支点に回転される回転部材（１０１）と、 前記回転部材（１０１）が、前記材料（１０４）の回転
   が誘発される前記回転部材（１０１）の方向に前記材料
   （１０４）を吸引するための吸引手段（１０２）とを備
   えたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記材料（１０４）が磁気特性を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記回転手段が、 磁気透過性材料からなっていて、前記軸を支点に更に回
   転せしめられるスリーブ（１０１）と、 前記スリーブ（１０１）内に配置されていて、前記スリ
   ーブ（１０１）の回転によって前記材料（１０４）に前
   記回転が誘発されるように、前記材料（１０４）を前記
   スリーブ（１０１）の方向に磁気吸引する磁性素子（１
   ０２）とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の装
   置。
5. 【請求項５】 前記回転手段が、 前記軸を支点に回転される磁性素子（１０２）を備え、 前記磁性素子（１０２）の回転によって前記材料（１０
   ４）に前記回転が誘発されるように、前記材料（１０
   ４）を前記磁性素子（１０２）の方向に磁気吸引するこ
   とを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 【請求項６】 出力装置で使用される現像装置であっ
   て、 磁気特性を有する現像剤（１０４）と、 前記現像装置の第１側面に配置された現像剤（１０４）
   の供給装置と、 磁気透過性材料からなる、軸を支点に更に回転される現
   像剤スリーブ（１０１）と、 前記現像剤スリーブ（１０１）の回転によって前記材料
   （１０４）に運動が誘発されるように、前記現像剤（１
   ０４）を前記現像剤スリーブ（１０１）の方向に磁気吸
   引する、前記現像剤スリーブ（１０１）内に配置された
   磁性素子（１０２）とを備え、 前記現像剤スリーブ（１０１）が現像剤ハウジング（１
   ００）内に配置され、前記現像剤ハウジング（１００）
   は内側に形成された湾曲リブ（１０３，３０１，３０
   ２）を有し、前記湾曲リブ（１０３，３０１，３０２）
   は、前記現像剤（１０４）の前記運動が、前記現像装置
   の前記第１の側面から離れる方向への前記現像剤（１０
   ４）の側方運動を生ずるように配置されたことを特徴と
   する現像装置。
7. 【請求項７】 前記磁性素子（１０２）が永久磁石形
   の素子であることを特徴とする請求項６に記載の現像装
   置。
8. 【請求項８】 出力装置で使用される現像装置であっ
   て、 磁気特性を有する現像剤（１０４）と、 前記現像装置の第１側面に配置された現像剤の供給装置
   （２０１）と、 透磁性材料からなる現像剤スリーブ（１０１）と、 前記現像剤スリーブ（１０１）内に配置された磁性素子
   （１０２）とを備え、前記磁性素子（１０２）は軸を支
   点に更に回転され、前記磁性素子（１０２）が前記現像
   剤（１０４）を前記現像剤スリーブ（１０１）の方向に
   磁気吸引し、前記素子の回転によって前記材料（１０
   ４）に運動が誘発されるとともに、 前記現像剤スリーブ（１０１）が現像剤ハウジング（１
   ００）内に配置され、前記現像剤ハウジング（１００）
   は内側に形成された湾曲リブ（１０３，３０１，３０
   ２）を有し、前記湾曲リブ（１０３，３０１，３０２）
   は、前記現像剤（１０４）の前記運動が、前記現像装置
   の前記第１の側面から離れる方向への前記現像剤（１０
   ４）の側方運動を生ずるように配置されたことを特徴と
   する現像装置。
9. 【請求項９】 前記磁性素子（１０２）が永久磁石形
   の素子であることを特徴とする請求項６に記載の現像装
   置。