JPH0797252B2 - 現像剤搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁性現像剤を搬送する装置に関し、複写機，プ
リンター，レーザー記録器，表示器の如き記録装置に適
用するものである。特に有効なものは、現像装置及び現
像される像担持体表面に残る現像剤のクリーニング装置
である。

〔背景技術〕

従来の磁性現像剤搬送装置として代表的なものは、現像
装置やクリーニング装置が挙げられる。

これらの装置には、潜像を現像するために現像剤を搬送
する手段や感光体の如き像担持体表面に残留している現
像剤を除去する手段として、無端移動可能な非磁性スリ
ーブとその内側に磁界発生用の磁石を配置し、これらの
一方又は両方を相対的に回転可能にする構成が採用され
ている。

これらの磁石としては、実用上、小片の磁石を芯金に貼
り合わせた米国特許4,557,582号明細書の如き磁石が使
用されている。

一方、非磁性スリーブ表面上に担持される磁性現像剤に
は、内部からの磁界によって磁気拘束されるために、一
成分磁性トナーや磁性粒子とトナー粒子の混合状態の二
成分現像剤が使用されるのが一般的である。これらの磁
性現像剤は粉体状で流動性のあるものであるが、現像や
クリーニングを達成するために、層厚規制されたり現像
剤を実質的に回収する容器内に安定して回収されること
が好ましい。

一成分磁性トナーの層厚規制としては、米国特許第4,38
6,577号、第4,391,512号、第4,511,239号、第4,297,970
号各明細書に記載された発明にあるように磁性ブレード
を用いるものが知られており、２成分現像剤のうち磁性
粒子を拘束するものとしては、米国特許第4,548,489
号、第4,579,082号明細書に記載されたように磁極の下
流側に設けた磁性ブレードが知られている。又、現像剤
の回収としては、米国特許第4,563,978号明細書に記載
されているように、現像剤の回収部に磁性体を設けるも
のが知られている。又、キヤノン株式会社は、さらに回
収を良好ならしめるものとして特願昭60−217507号明細
書及び図面がある。又、ブレード近傍に磁性体を設ける
ものとしては、米国特許4,244,322号明細書がある。

このように、非磁性スリーブの表面に対しては近接又は
接触するように所定の目的のために磁性体を配置するこ
とが行われていた。

〔解決すべき問題点〕

装置の小型化，軽量化，低価格化の目的のために開発さ
れた樹脂材と磁性粉の混合材を用いた一体成形マグネツ
トは、極めて重要となってきている。この一体成形マグ
ネツトに関しては、キヤノン株式会社より提案され出願
されている。

前述した一体成形マグネツトを磁界発生手段として実用
化することは、従来では知られていないことであるが、
一体成形プラスチツクマグネツトを現像装置やクリーニ
ング装置に採用したところ現像不良やクリーニング不良
が見られた。樹脂磁石の両端支持部側とその中央部とを
見ると、現像不良は、中央部と支持部である両端部との
間に濃度差が出たり、装置の振動という弊害が生ずると
いう問題点があった。

本件本発明者達は、この原因について追求，研究したと
ころ、非磁性スリーブの現像やクリーニングのための作
用部において内部磁界発生手段としての磁石が与える磁
界が大きく変動していることが見られた。さらに作用部
の周辺について検討したところ、大きな変動部や小さな
変動部があることも見い出した。

本件発明者達は、さらに技術的に検討したところ樹脂マ
グネツト自体が大きくたわんでいる現象がわかり、これ
が非磁性スリーブ周辺に位置する上述した目的の磁性体
に帰因することが判明した。

本件発明は、このように新たなる構成を実用化しようと
した際に、新たに発生した問題自体を解明した本件発明
者達がこの問題を解決しようとしてなされた発明であ
る。

このような問題は、本件出願時においては知られておら
ず、前述した特許の中でも認識されていない問題であっ
て、本発明によって初めてその解決がなされたものであ
る。

〔目的〕

本発明の目的は、上記問題が固定され、非磁性スリーブ
の外部にある磁性体と非磁性スリーブ内側の樹脂磁石と
の間に形成された磁力によって、この樹脂磁石が固定磁
性体側に引きつけられ樹脂磁石自体が変化していること
であるため、これを解決し、良好な現像剤搬送を行える
装置の提供にある。

〔概要〕

本発明は、この磁力バランスを補正でき、樹脂磁石に作
用する力の合力に着目したものであり、この合力を補正
する磁性部材に特徴をもつものである。本発明のさらに
好ましい構成については以下の実施例の説明から理解さ
れよう。

〔実施例〕

以下第１図ないし第４図にもとづいて本発明の実施例を
説明する。

第１図は本発明の第１実施例である。同図においてドラ
ム状の潜像担持体（図示せず）に近接して非磁性スリー
ブ４が配設されている。該非磁性スリーブ４の内部空間
には同心位置にて該非磁性スリーブ４の内面と半径方向
で均一な間隔を保つ磁界発生体としてのマグネツトロー
ル５が両端固定支持状態で固定配置されている。このマ
グネツトロール５はナイロン樹脂にフエライトを分散さ
せた後に各磁極が配向成形されたものである。本発明は
上記樹脂により一体成形されたマグネツトロールの場合
に好適である。上記マグネツトロール５と非磁性スリー
ブ４は相対的に回転するようになっている。

非磁性スリーブ４の上方やや左方位置には、先端が該非
磁性スリーブ４の外周と一定間隙を保った磁性体からな
る現像剤規制部材としての磁性ブレード３がマグネツト
ロール５の長手方向中央部を含むスリーブ，ロールの長
手方向にわたって設けられている。この磁性ブレード３
とマグネツトロール５との間に作用する磁気的吸引力
が、マグネツトロール５によって非磁性スリーブ４の外
周面に付着する現像剤の余剰量を引きつけて適正な量だ
け潜像担持体１に搬送される。

上記非磁性スリーブ４の下方位置すなわち磁性ブレード
３と反対側位置には現像剤２を収容するプラスチツク製
筺体の下部開口に対応する磁極Ｎの磁極幅よりも大きい
面を形成している補正用磁性部材９がスリーブの長手方
向を中央部を含むスリーブ，ロールの長手方向にわたっ
て取りつけられている。

このように補正用磁性部材８を設けると、マグネツトロ
ール５に作用する各力、すなわち磁性ブレード３との間
の吸引力Ｍ、補正用磁性部材８との吸引力M1そしてマグ
ネツトロール５の自重Ｇは第２図のごとく釣合い状態と
なり、その合力Ｒはベクトルとしてほぼ零になる。この
部材８は、スリーブ４の中心に関してブレード３と180
°の点対称位置に磁性面を有している。

本実施例における例を数値をもって示すならば、上記マ
グネツトロールの各磁極の磁力は650±80ガウス、外径1
8mmそして重量を180gのものとし、磁性ブレード３は上
記マグネツトロール５のＮ極に指向してマグネツトまで
の距離を2.2mmとし、そして補正用磁性部材８からマグ
ネツトまでの距離を約2.8mmとした場合、マグネツトロ
ール５の最大撓みは0.05mm以下となった。この撓みにお
ける現像域での磁力変動は10ガウス以下となる。なおこ
の例において補正用磁性部材８を採用しない場合の撓み
は0.15mmそして磁力変動は60ガウスであり、補正用磁性
部材８によって大幅に改善されたことが示されている。

なお上記補正用磁性部材８によってプラスチツク製筺体
６が補強されると共に、該補正用磁性部材８は筺体６の
下部間隙に位置している。

なお現像剤２は磁性現像剤で、一成分磁性トナーや２成
分現像剤（磁性粒子含む）のいずれでも良い。

次に第３図に示される第二実施例について説明する。本
実施例は２つの補正用磁性部材81,82が配置されている
点で前実施例で相違している。その際、上記２つの補正
用磁性部材81,82と非磁性スリーブ４との距離1,l2
は、共に磁性ブレード３と非磁性スリーブ５との距離Ｌ
よりも大に設定してあるが、磁界吸引力を形成するため
に3mm以下であることが好ましい。これは上記補正用磁
性部材を撓み補正としてのみ作用し、現像材規制部材と
して作用しないように配慮したためである。

本実施例のごとく補正用磁性部材を複数位置に配置する
ならば、各部材の寸法ありは位置等誤差の影響は少なく
安定して合力Ｒを零に近づけることができる。

本実施例における例を数値をもって示すならば、固定マ
グネツトロール５の材質を前実施例におけるものと同一
として各磁極の磁力を600±50ガウス，外径を12mmと
し、上記間隙寸法をＬ＝0.25mm,１＝1.0mm,l2＝0.5mm
とした場合、マグネツトロールの最大撓みは0.07mmで現
像域における磁力変動は20ガウスとなった。なお、この
例において補正用磁性部材を採用しない場合には、撓み
は0.25mm,磁力変動は80ガウスであり、本例によって大
幅に改善されることが判る。

なお本例によっても前述の例のおけるごとく筺体の補強
・効果は同様に得られた。

尚、第１図実施例は複数の補正用磁性部材を一体的に連
結したものと見ることもでき、補正作用の安定化を生む
ので好ましいものである。

以上のように本実施例は固定樹脂マグネツトに作用する
力を釣合せ、その合力を大幅に減少もしくは零に近づけ
るように補正用磁性部材を配することとしたので、樹脂
マグネツトの撓みは極めて小さくなり、その結果振動や
画像の濃度ムラが著しく少なくなり、現像装置の特性を
大幅に向上させる効果を得る。

さらには現像剤容器としての筺体の補強もできる。

特に最近小型化，軽量化そしてコストの低減のために、
バインダー樹脂中に磁性粉を混ぜたものを芯金なしで軸
部も同一部材で一体的に型形成し、磁性粉を配向し着磁
した形成のマグネツトロールのように強度の高くないも
のは、前述した問題が大きな原因となって現像不良や清
掃不良を起こすが、本発明の適用によって実用化される
ものとなり、全体として安価で小型，計量の装置を現像
又は清掃の効果を安定したものとして提供できる。

さらに発明者達が研究したところ、この撓みは直径20mm
以下の樹脂マグネツトロールにおいて大きな変化が生
じ、所定作用域の磁力変動が磁束密度で100ガウスを越
える場合もあり、より小型化の装置が形成されないとい
う不都合があることがわかったが、本発明の適用によ
り、小型樹脂マグネツトロールを最大撓み（ロール長手
方向に関しての中央域）が0.1mm以下に減少でき実用化
を達成できるものとできた。又、磁束密度の磁力変動
は、40ガウス以下に減少でき、さらには20ガウス以下に
もでき、実用上不都合のない範囲にできた。

又、減少された上記合力Ｒは、樹脂マグネツトを作用す
る現像域や清掃域方向に向けるものであることが良く、
この場合撓み量が他の方向に向いた場合よりも許容範囲
を広くすることができるためである。マグネツトを作用
域側へ向ける合力Ｒは、製造上のバラツキによる構造上
の精度誤差を吸収でき、大量生産上有効である。

又、前述した第１図例のように非磁性スリーブの円周方
向に面を形成することが良く、その長さとしては7mm以
上であることが好ましい。

上記補正用磁性部材の取付位置は、上記合力を減少し樹
脂マグネツトを安定させることを満たせば特に制限され
ないが、例えば現像剤容器たる筺体とすることができ
る。

さらに補正用磁性部材は、円周方向の複数位置に分布し
て配置されるならば、各力の釣合いが安定すなわち合力
が安定して零に近づけることができる。

また上記補正用磁性部材は磁界発生体に作用する各力の
合力をベクトルとして零に近づけることを目的としたも
のであり、非磁性スリーブ上の現像剤の厚さの制限すな
わち余剰現像剤の除去をするものではないので、上記補
正用磁性部材と非磁性スリーブとの距離は、現像材規制
部材と非磁性スリーブとの距離よりも大とするのが望ま
しい。

さらには上述の補正用磁性部材をマグネツトとし、現像
器のプラスチツク製の筺体に固着するならば、該筺体の
補強にもなる。

また補正用磁性部材は多くの場合、現像剤規制部材と反
対側に位置するが、少なくとも１個を筺体を下部におけ
る非磁性スリーブとの間隙近傍に配すれば、この間隙か
らの現像剤の吹出しの防止の上で好ましい。

補正用磁性部材はマグネツトでも良い。

上記潜像担持体はその形態には制約はなく、例えばドラ
ム状，ベルト状そしてシート状のものであってもよい。

上記樹脂マグネツトの樹脂としては、軸部を含む一体成
形としてはポリアミド樹脂（ナイロン）が良く、他の樹
脂としては合成樹脂，ゴム材,2種の樹脂混合ブレンドで
も良い。具体的には、硬化ポリ塩化ビニル樹脂，ポリス
チレン樹脂，ポリプロピレン樹脂，スチレンアクリロニ
トリル樹脂,ABS樹脂，ポリアセタール樹脂，ポリカーボ
ネート樹脂，ポリフエニレン樹脂，ポリスルホン樹脂等
が挙げられる。

ここで、従来の装置においてこのような問題が発生せず
注目もされていなかった理由について第5,6図で説明
し、第7,8図では、本発明を採用しない場合の装置につ
いて説明し、本発明との比較例とする。

従来この種の装置は、第５図に示されるように構成され
ていた。すなわちドラム状の潜像担持相１に近接して非
磁性スリーブ４が配され、該非磁性スリーブ４内に間隙
を保って固定磁界発生体としてのマグネツトロール51が
同心的に配設されている。上記非磁性スリーブ４はマグ
ネツトロール51に対して相対的に回転可能となってい
る。

例えば第５図では補強用の芯部材（芯金）に磁石を取り
つけたマグネツト５は静止していて、非磁性スリーブ４
がＢ方向に回転している。

これに対して第１図，第３図の補正用磁性部材8,81,82
を除去した第７図の比較例では、固定樹脂マグネツト５
には磁性ブレード３とこれに主に作用する近傍の磁極Ｎ
との間に形成されるブレード方向の吸引力Ｍと樹脂マグ
ネツト５の重力Ｇとの合力は、固定樹脂マグネツトを変
形させるのに充分な力となり、現像域に固定磁界を形成
する磁極Ｓの所定位置を変位させ、現像域の固定磁界を
乱してしまう。従って本発明を用いない比較例では、前
述した問題が発生することが理解されよう。

本発明は、非磁性スリーブの表面全域に磁性現像剤を担
持するものに最適であるが、現像容器内に２成分現像剤
を収容し、現像部へはトナー粒子のみを搬送する現像装
置にも適用でき、この場合は現像剤自体の搬送性や現像
剤の塗布状態に対しての乱れを防止できるものである。
上記実施例は磁石５の磁極を４極としたが、これに限定
されることなく現像域用磁極と現像剤層形成用磁極のみ
の樹脂マグネツトでも良く、本発明はこれらを含むもの
である。

第５図において磁性現像剤（トナー）２は、非磁性スリ
ーブ４内に配されたマグネツトロール５の吸引力によっ
て非磁性スリーブ４上に付着する。そしてこの現像剤２
は矢印Ｂの方向に回転する非磁性スリーブ４によって搬
送され、矢印Ａの方向に回転移動する潜像担持体１上の
潜像を現像する。

非磁性スリーブ４に付着されて搬送される現像剤の厚さ
を一定の設置値に規制するために、磁性体からなる現像
剤規制部材としての磁性ブレード３を、その先端が非磁
性スリーブ４外周面と一定間隔を保つ位置に配設されて
いる。したがって上記非磁性スリーブ４に付着する現像
剤２のうち、一定の設置値以上の現像剤は該磁性ブレー
ド３による磁気吸引力によって非磁性スリーブ４から取
り去られて、所定値の厚さが確保される。

なお第５図において、７は現像器の筺体６中の現像剤２
を攪拌するための攪拌手段である。

上記従来装置にあっては、第６図に示されるようにマグ
ネツトロール51に作用する重力Ｇと磁性ブレード３の吸
引力Ｍの合力Ｒはかなり大きいが、マグネツトロール自
体が強固な金属材料からなるため、この合力Ｒによる影
響は発生していなかった。このため従来技術において
は、本発明で認識されている問題自体が認識さえされて
いなかったことの理由であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第１図は
第一実施例装置の概要断面図、第２図は第１図装置に作
用する力を示すベクトル図、第３図は第二実施例装置の
概要断面図、第４図は第３図装置に作用する力を示すベ
クトル図、そして第５図ないし第８図は従来例を示すも
ので、第５図は一従来例装置の概要を示す断面図、第６
図は第５図装置に作用する力を示すベクトル図、第７図
は本発明を用いない場合の樹脂マグネツトを用いた比較
装置の問題概要を示す断面図、第８図は第７図装置に作
用する力を示すベクトル図である。 ３は磁性ブレード、8,81,82は補正用磁性体、４はスリ
ーブ、５はマグネツト。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性現像剤を担持する非磁性スリーブと、
   該スリーブの内側に固定配置された樹脂磁石であって、
   スリーブの長手方向にわたって延在し、樹脂と磁性体と
   の混合材料を用いて形成され、第1,第２の磁界発生部を
   有している樹脂磁石と、該スリーブの外側で、該第１の
   磁界発生部の形成する磁界内に設けられた第１の磁性部
   材とを有する現像剤搬送装置であり、該スリーブの外側
   で、該第２の磁界発生部の形成する磁界内に設けられた
   第２の磁性部材を備え、第1,第２の磁性部材は互いに離
   間し、第２の磁界発生部と第２の磁性部材とが磁石を第
   ２磁性部材側へ引き付ける吸引力が、第１の磁界発生部
   と第１の磁性部材とが磁石を第１磁性部材側へ引き付け
   る吸引力と、磁石の重力との合力を減少する位置関係に
   あることを特徴とする現像剤搬送装置。
2. 【請求項２】上記磁石は、軸部を含めた全体が樹脂と磁
   性体との混合材料を用いて一体成形された樹脂マグネッ
   トローラである特許請求の範囲第１項記載の現像剤搬送
   装置。
3. 【請求項３】上記磁石は、外径20mm以下のローラである
   特許請求の範囲第１項乃至第２項いずれかに記載の現像
   剤搬送装置。
4. 【請求項４】上記スリーブは潜像担持体に現像剤を付与
   する現像スリーブであり、上記第１磁性部材は現像スリ
   ーブが潜像現像部に搬送する現像剤の層厚を規制する部
   材である特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれかに記
   載の現像剤搬送装置。
5. 【請求項５】上記第1,第２磁性部材は、非磁性スリーブ
   とは離間していて、かつ非磁性スリーブ表面から3mm以
   下の距離にある特許請求の範囲第４項に記載の現像剤搬
   送装置。
6. 【請求項６】上記第１磁性部材は、上記スリーブの現像
   剤搬送方向に関して上記第１磁界発生部よりも大きい対
   向面を有している特許請求の範囲第５項に記載の現像剤
   搬送装置。
7. 【請求項７】上記第１磁性部材と上記第２磁性部材は、
   上記スリーブの中心部に関して対向している特許請求の
   範囲第４項乃至第６項のいずれかに記載の現像剤搬送装
   置。