JPH08173839A - 分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像形成後の像担持体から除去された現像剤
と混入異物を分離するメッシュの目詰まりの問題を解消
し、良好な分離機能を維持すること。 【構成】 内部に磁力発生手段を、外部に回転可能な円
筒状スリーブを有する磁力スリーブ（１８、１９）をメ
ッシュ（２０）を挟んで対向して配置し、対向する部分
の磁極を逆極性とし集中磁界を発生させ、磁力スリーブ
（１９）の磁力（Ｎ₁₉）を他方の磁力スリーブ（１８）
の磁力（Ｓ₁₈）より大きく設定し、磁力スリーブ（１
８）側へ磁性粉体を補給して磁力スリーブに付着した磁
性粉体をメッシュを介して対向側磁力スリーブ（１９）
へ磁力により搬送して異物等を分離する装置において、
メッシュに振動を付与する振動付与手段（２３）の回転
数の異常を検知（２５、２６）し、磁力スリーブ（１
９）の磁極を回転退避させ、目詰まりしたメッシュを移
動し、該スリーブを再び対向部位置へ戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成後の像担持体
から除去された現像剤を再利用すべく、現像剤に混入し
た不純物を除去する分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置、静電記録装置等に於い
て、感光体、絶縁体等の像担持体から画像形成後にクリ
ーナにより除去された現像剤を再使用するに当たって
は、その回収現像剤につき一旦再生処理をする必要があ
る。

【０００３】それは、一旦画像形成に供されてクリーナ
に回収された現像剤中には転写紙の紙粉、空気中のゴミ
等の異物、現像剤の凝集体、凝固体が含まれており、そ
のまま現像装置側に戻して再使用すると、それらの夾雑
物の為に現像画像に欠け部やその他の画像欠陥を生じて
画質の低下を招いたり、或いは像担持体に傷を生じさせ
たりする不具合が発生するからである。

【０００４】従来、現像剤再生手段としては、網目フィ
ルター（メッシュ）によるものが提案されているが、網
目フィルターに目詰まりを生じさせたり、小さな夾雑物
はそのまま通過したりして回収現像剤を使用する上で実
用上問題があった。特に、小さな夾雑物をも除去するよ
うにフィルターの目を細かくするとフィルターへの回収
現像剤の目詰まりが顕著になり二律背反を生じてしま
う。従って、再生装置のメンテナンスを頻繁に行わなけ
ればならず、実用化するのが難しかった。

【０００５】また、特公平２−１１９１３に於いては更
に分離性能を向上させる為に、網目フィルターに沿って
磁界を発生させ磁性現像剤を強制的に吸引搬送し、網目
フィルターを通過しなかった夾雑物を回収する回収部を
設ける考案がなされているが、特に回収現像剤の場合は
一度使用されており現像剤が劣化している為、凝集し易
くなっているにも拘らず、夾雑物を強制的にフィルター
から除去する手段を設けていない為、現像剤同士が凝集
するとそこで目詰まりが発生してしまい、現像剤と夾雑
物を完全に分離することはできなかった。

【０００６】更にその問題点に鑑み、メッシュを介して
内部に磁力発生手段を、外部に回転可能な円筒状スリー
ブを有する磁力スリーブを上下に配置し、特に上下磁力
スリーブの対向する部分の磁極を逆極性とし集中磁界を
発生させると共に、上側磁力スリーブの磁力を下側磁力
スリーブの磁力より大きくして下側より回収現像剤を補
給して下側磁力スリーブに付着した磁性現像剤をメッシ
ュを介して上側磁力スリーブへと強制的に搬送して分離
する装置が提案され、更にモーター軸に偏心カムを取り
付けそれによってメッシュへ強制的に振動を付与させて
現像剤の凝集を破壊し、目詰まりを解消させる提案がな
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、スリーブの対向部分に搬送されてきた磁性現像
剤は効率的に集中磁界に捕捉され、下側から上側へ強制
的に搬送され夾雑物と分離される。その時メッシュには
モーターにより回転する偏心カムによって振動が付与さ
れているので分離された夾雑物は重力下方側へ落ちて磁
力スリーブによって下流側へと搬送される。この時上記
分離動作は付与される振動の振動数に支配される所が多
く、振動数が小さくなるに従い夾雑物と磁性現像剤及び
磁性現像剤同士の密着力を分断する事ができなくなり、
次第に分離する事ができなくなりメッシュが目詰まりの
様相を呈してくる。

【０００８】また上記実施例では、何らかのトラブルに
よりメッシュが目詰まりを呈してくると、搬送されてく
る磁性現像剤によってモーター及び分離装置に加わる負
荷が増大してやがては装置の損傷に至ってしまうという
欠点があった。

【０００９】本発明は、上記のようなメッシュの目詰り
が生じた場合に速やかに自動修復し、再利用すべき現像
剤と異物を常に良好に分離し得るようにした分離装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は上記問
題点に鑑みて考案された物であり、内部に磁力発生手段
を、外部に回転可能な円筒状スリーブを有する磁力スリ
ーブをメッシュを介して上下に配置し、特に上下磁力ス
リーブの対向する部分の磁極を逆極性とし集中磁界を発
生させると共に、上側磁力スリーブの磁力を下側磁力ス
リーブの磁力より大きくして下側より回収現像剤を補給
して下側磁力スリーブに付着した磁性現像剤をメッシュ
を介して上側磁力スリーブへと強制的に搬送して分離
し、更に下側スリーブ搬送下流側に回収手段を配置した
装置において、振動を付与するモーター軸をモーター本
体の両側（以後両軸という）に出し、一方側には振動付
与の為の偏心カムを、またもう一方側の軸には回転検知
用のフラッグを取り付け、更にフラッグ部に透過型セン
サーを配置しモーターの回転数を検知すると共に入力電
圧を可変制御可能とし、モーターの本体中間部分をシー
ル材によってシールしている。また、上側磁力スリーブ
の磁極を回転退避できるよう構成したものである。更に
はメッシュを自動的に巻き取る機構を備えている。

【００１１】上記構成によって、装置に何らかのトラブ
ルが発生しモーターの負荷が増大しモーターの回転数が
所定回転数以下になった時、所定入力電圧より高く電圧
を入力する。これにより発生トルクを増大し所定回転数
まで引き上げることができる。それでもモーター回転数
が復帰しない場合、上側スリーブの磁極を回転退避させ
スリーブ対向部に形成されていた集中磁界を解放する。
すると集中磁界に捕捉されていた磁性現像剤及び夾雑物
は下側磁力スリーブ側へと吸着され下流側へと強制的に
搬送され回収手段によって全て回収される。更にメッシ
ュを所定長さ巻き取る。

【００１２】これにより画像形成装置の動作を停止させ
る事無くメッシュの目詰まりを修復する事ができ分離性
能を維持する事ができる（自動修復モード）。また、メ
ッシュを巻き終えた場合は、モーターの回転数が所定回
転数以下になった時、警告表示をすると共に上側スリー
ブ磁極を回転退避させ磁性現像剤を回収手段によって自
動的に回収させる。これによって装置を損傷させる事も
なく、かつ、画像形成装置本体の動作を可能としたまま
ユーザーに対して警告を表示することができる（回収モ
ード）。

【００１３】

【実施例】

（第１の実施例）図１は本発明を適用した画像形成装置
を示す概略本体断面図、図２は分離装置の構成を示す断
面図、図３はメッシュ部での分離状態を説明する図、図
４は分離装置の側面図、図５，６は磁極の回転退避を説
明する図である。

【００１４】まず画像形成装置の構成について説明す
る。

【００１５】１は画像形成部において潜像を形成する像
担持体、２は像担持体１の潜像を現像する現像器、３は
現像器２に新しい現像剤（現像剤は磁性現像剤）を送り
込むホッパー部、４は転写分離帯電器、５は像担持体１
上に残留している現像剤を回収するクリーナ、６は前露
光、７は像担持体１を帯電させる一次帯電器、８は原稿
画像を読みとる光学系で、８ａは像担持体１上に潜像を
書き込む露光部、９は原稿を読み取り部へ導く原稿処理
装置、１０は画像形成部にシートを給送するシート給送
部、１１は搬送台、１２は画像形成部で形成されたシー
トの画像を定着する定着部、１３は画像形成を完了した
シートを排出するシート排出部、１５は一度画像形成さ
れて再度画像形成部に給送されるシートを一旦収納する
中間トレイ、１４は再給紙するシートを中間トレイ１５
に誘導する再給紙シート誘導部、１６は中間トレイ１５
に収納されたシートを再度画像形成部に給送するシート
再給紙部である。

【００１６】次に分離装置について説明する。１７は装
置枠体であり、非磁性材（例えば非磁性ステンレス線、
非磁性黄銅線やナイロン繊維など）から成るメッシュ２
０は、適度な回転負荷トルクを持つ送り軸２０ａからガ
イドローラー２１を介して図示しない駆動系により随時
巻き取り可能な巻き取り軸２０ｂへと適度な張力をもっ
て略水平に配置されており、上下から可撓性シート２２
（例えば薄層ステンレス板など）により挟み込まれてい
る。

【００１７】更に、メッシュ２０の上下にはそれぞれ磁
力発生手段を内蔵し回転可能な円筒状スリーブを有する
磁力スリーブ１８，１９が配置されている。磁力発生手
段としては電磁石やマグネットなどがあるが、構成の簡
易性及びコストの観点からマグネットが優れている。ま
た、円筒状スリーブに関しては、樹脂やステンレス、ア
ルミ材などがあるが、コスト、耐久性の観点からアルミ
材が優れている。前記補給側磁力スリーブ１８、吸引側
１９は矢印の方向に図示されていない駆動手段により回
転駆動されている。また、スリーブ同士が対向する分離
部の磁力Ｎ₁₉，Ｓ₁₈は逆極性で、Ｎ₁₉＞Ｓ₁₈となるよう
に設定されている。

【００１８】駆動モーター２３には、一方の軸にはカム
２４、他方側軸には回転検知フラッグ２５が取り付けら
れている。回転するカム２４によって振動が可撓性シー
ト２２に付与され、可撓性シート２２を介してメッシュ
２０に振動が伝えられる。また、回転検知フラッグ２５
部には透過型センサー（フォトセンサー）２６が取り付
けられ駆動モーター２３の回転数を検知できるようにな
っている。また、２７は振動用の駆動モーター略中央部
に配置されたシール材でフォトセンサー２６側へ現像剤
等が飛散して誤検知する事を防止している。２８，２９
は分離部とカム２４との間に配置されたそれぞれ磁性板
金、マグネットであり、集中磁界を形成してカム部へ飛
散する現像剤等を捕捉している。

【００１９】３０，３１は搬送スクリューで、３０はク
リーナより回収された現像剤を奥側より手前側に搬送
し、３１は現像剤を手前側から奥側に搬送して装置外へ
排出し、その後現像剤は現像装置（含ホッパー）へ再供
給される。３２は磁力スリーブ１８表面の現像剤層厚を
規制するドクターブレードで、３３は磁力スリーブ１９
表面から現像剤を掻き取る掻き取りブレードである。３
４は磁力スリーブ１８上に残留現像剤と共に残留して付
着している非磁性物を回収部３５へ掻き落とす非磁性ブ
ラシで磁力スリーブ１８とカウンター方向に図示しない
駆動手段により低速で回転駆動されている。

【００２０】また磁力スリーブ１８の軸端部１８ａに磁
極固定部材３６が連結されており、枠体１７に固定され
ている。これに対して磁力スリーブ１９の磁極回転退避
機構としては、磁力スリーブ１９の軸端部１９ａに磁極
固定部材３７が連結されており、更に軸３８ａを中心に
回動するレバー３８及びソレノイド３９によってソレノ
イド３９がＯＮ時に磁極が回転退避する（図６の状態）
構成となっている。そしてソレノイド３９がＯＦＦ時に
は、コイルバネ４０及びソレノイド３９を枠体１７に固
定している支板４１の位置決め部４１ａによって磁力ス
リーブ１９の磁極は所定位置（図５の状態）に固定され
ている。

【００２１】次に画像形成装置の動作について説明す
る。図示しないコピー動作ボタンを押すと原稿処理装置
９内の原稿は読み取り部へと導かれ、ついで光学系８に
よって原稿の画像が読みとられ、前露光６によって除電
された像担持体１は一次帯電器７によって所定の電位に
帯電され、ついで露光部８ａに於いて潜像が書き込まれ
る。次に像担持体１上の潜像は、現像器２によって現像
される。この時現像器２内に現像剤が足りなくなるとホ
ッパー部３より適宜現像剤が補充される。シートｐがシ
ート給送部１０より画像形成部に送り込まれると転写分
離帯電器４によって像担持体１上の現像画像はシートｐ
上に転写され搬送台１１により定着部１２へ送られシー
ト上の画像は定着される。

【００２２】片面コピーの場合はそのままシート排出部
１３へと排出され、両面モード、或いは多重モードの場
合は、そのまま排出されず、再給紙シート誘導部１４に
よって中間トレイ１５上に積載・収納され、所定枚数収
納されたところで、シート再給紙部１６によってシート
は一枚ずつ分離、給紙され画像形成部へと再度給送され
る。そしてつぎの原稿が原稿交換装置９によりプラテン
上に配置されると二度目の画像が形成され、定着部１２
で画像が定着されついでシート排出部１３へと排出され
る。

【００２３】そして、転写分離帯電器４によってシート
ｐ上に転写されなかった像担持体１上の現像剤はクリー
ナ５によって掻き落とされクリーニングされる。ここで
クリーニングされた現像剤は前述の分離装置へと図示し
ない搬送機構により搬送される。クリーナ５によって掻
き落とされた現像剤は、スクリュー３０により分離装置
内部へ搬送されて磁力スリーブ１８側へ補給される。こ
こで現像剤は磁力スリーブ１８上に磁力によって付着し
てスリーブの回転にともない上方へ搬送され、ドクター
ブレード３２によって所定の層厚に規制される。

【００２４】ついで磁力スリーブ１９と対向する分離部
へ送られた現像剤は、Ｓ₁₈かたＮ₁₉へと伸びる集中磁力
線により効率的に引きつけられ、分離部の磁力Ｎ₁₉，Ｓ
₁₈はＮ₁₉＞Ｓ₁₈となるように設定されているので、現像
剤はＮ₁₉により強く引きつけられメッシュ２０を介して
上方へ引き上げられる。しかし、メッシュ２０の目は現
像剤の粒径の数倍の隙間を有しているので、初期のクリ
ーンな状態ではスムーズに現像剤はメッシュを通過する
が、耐久が進むに従い部分的に凝集した現像剤がメッシ
ュ２０の隙間に付着したり、メッシュを通過しなくなる
いわゆる目詰まり現象を呈するようになる。

【００２５】しかしながら、駆動モーター２３に連結さ
れたカム２４によってまず薄層可撓性シート２２（好適
には、厚さ０．０５〜０．２ｍｍ）に振動が与えられ、
更に可撓性シート２２を介してメッシュ２０に振動が与
えられている為、メッシュ２０に付着した現像剤はその
振動力によりその凝集を破壊されメッシュ２０の目詰ま
りは解消され、現像剤は容易に分離される（図３）。

【００２６】また本実施例では特にメッシュ２０を上下
から可撓性シート２２により挟み込んでいるので、可撓
性シート２２は大変薄層であるにもかかわらず振動によ
る撓みに対しても充分に復元することができる。よって
可撓性シート２２は微動振動してメッシュ２０へ振動を
伝達することができ、メッシュ２０を変形させること無
く効率的に振動させることができる。また、可撓性シー
ト２２は、０．０５〜０．２ｍｍ程度の薄層であるので
振動してもその振動音は大変小さいものであり、外部に
騒音を発するようなことはない。

【００２７】そして分離された現像剤はそれ自体の重力
は小さく磁力による搬送力の方が充分に大きくなるよう
な磁力に設定することにより上方へ容易に運ばれ磁力ス
リーブ１９に付着する。そして掻き取りブレード３３に
より掻き取られスクリュー３１によって装置外へと搬送
され、ついで現像系へと供給される。

【００２８】通常であれば上記分離動作によりメッシュ
が目詰まりする事無く分離性能を維持する事ができる
が、しかしながら、湿度が高い環境等では磁性現像剤の
凝集性が高くなりメッシュの開口と同程度以上の大きさ
の凝集体を形成する場合がある。このような場合凝集現
像剤は対向する集中磁界によって捕捉され上方へ引き上
げられようとするが、振動を付与されても凝集体が解消
しない場合はメッシュ開口を通過する事が出来ない為分
離部に滞留するか、もしくは、メッシュ開口部に詰まっ
てしまう。すると搬送されてきた現像剤は分離されずに
対向分離部に溜ってくるので次第に駆動モーター２３の
負荷が増大し回転数が減少してくる。

【００２９】そこで本実施例では、回転検知フラッグ２
５とフォトセンサー２６により駆動モーター２３の回転
数を検知し、所定回転数（カム形状により適正回転数は
変わってくるが、一回転で二度振動を付与する場合は、
好適には約２０〜６０Ｓ^-1）以下の場合駆動モーター２
３の入力電圧を上げる。それにより駆動モーターの回転
数はアップし分離性能を上げる事ができる。しかしそれ
にも関わらず回転数が復帰しない場合には、分離性能に
異常が発生したと判断する。

【００３０】そこで本実施例では、上側磁力スリーブ１
９の磁極を回転退避させる磁極回転退避機構が設けられ
ている。通常分離状態（図５）では、コイルバネ４０及
び位置決め部４１ａによって磁極は対向位置に固定され
集中磁界が形成されて分離動作が行われる。しかし異常
を検知すると、ソレノイド３９をＯＮしレバー３８及磁
極固定部材３７がリンク動作を行って磁極は図６の状態
に回転退避する（回転退避角度に付いては対向部の磁力
強さ及び半値幅にもよるが、３０〜８０度の範囲で行う
のが適切である）。

【００３１】この状態で磁力スリーブ対向部の集中磁界
は解放されており、現像剤は下側磁力スリーブ１８の表
面に吸着され全て下流側へと強制的に搬送される。更に
非磁性ブラシ３４によって捕捉され回収部３５に回収さ
れる。ついで、図示しない駆動系によって巻き取り軸２
０ｂが駆動されメッシュ２０が所定量巻き取られる。こ
れにより対向分離部にはフレッシュな目詰まりしていな
いメッシュ部分を配置する事ができると共に、現像剤は
全て回収されているので対向分離部には凝集現像剤も滞
留していない。そこで更にソレノイド３９がＯＦＦされ
ると対向部の集中磁界が再び形成され、分離可能状態と
なる（自動修復モード）。

【００３２】また、自動修復モード実施中でも搬送され
てきた現像剤は凝集現像剤と一緒に回収部３５に回収す
る事ができるので、画像形成装置を停止する必要がなく
ユーザーは通常通りコピー動作を行う事ができる。

【００３３】そして上記自動修復モードが繰り返されメ
ッシュ２０を巻き取り切った場合は、ついで駆動モータ
ー２３の回転数が所定回転数以下になった時、ユーザー
に対して警告表示をすると共に、上側スリーブ１９の磁
極を同様に回転退避させ現像剤を全て回収できるように
する（回収モード）。これによってユーザーに対して警
告表示できると共に、画像形成装置自体の動作は可能と
なるので、ユーザーは継続してコピー動作をすることが
できる。また、装置の損傷を未然に防ぐ事もできる。

【００３４】故に上記のように本実施例では、現像剤を
重力方向下側から上側へ搬送して分離するように設定し
分離された異物はメッシュの下側に付着しており、メッ
シュへ付与される振動によって下方にたたき落とす動
作、振動付与モーターの回転数検知、磁極の回転退避に
よる現像剤の強制搬送及び回収、更にメッシュ巻き取り
機構により、たとえメッシュの目詰まりが発生したとし
てもユーザーのコピー動作を阻害する事無く目詰まりを
自動修復し分離性能を維持する事ができ、また最終的に
不具合が発生した場合でもユーザーのコピー動作を阻害
する事無くユーザーに対して警告を表示する事ができ
る。

【００３５】また本実施例では、モーターの回転数を検
知し、「入力電圧をあげる」、「磁極を回転退避させ
る」、「メッシュを巻き取る」を一連の動作として行っ
ているが、必ずしも全てを組み合わせる必要はなく、単
独もしくは部分的組み合わせでも効果が得られるのは容
易に理解されよう。

【００３６】また、本実施例では磁性現像剤を使用する
画像形成装置の分離装置について説明してきたが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、磁性粉体と
非磁性異物との分離においても適用される事は容易に理
解されよう。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内部に磁力発生手段を、外部に回転可能な円筒状スリー
ブを有する磁力スリーブをメッシュを介して上下に配置
し、特に上下磁力スリーブの対向する部分の磁極を逆極
性とし集中磁界を発生させると共に、上側磁力スリーブ
の磁力を下側磁力スリーブの磁力より大きく設定すると
共に、下側磁力スリーブより回収現像剤を補給して下側
磁力スリーブに付着した磁性現像剤をメッシュを介して
上側磁力スリーブへと強制的に搬送して分離し、更に下
側スリーブ搬送下流側に回収手段を配置した分離装置に
おいて、振動を付与するモーターを両軸モーターとし、
一方側には振動付与の為の偏心カムを、またもう一方側
の軸には回転検知用のフラッグを取り付け、更にフラッ
グ部に透過型センサーを配置しモーターの回転数を検知
すると共に入力電圧を可変制御可能すると共に、メッシ
ュを自動的に巻き取る機構を備えていると共に、更に上
側磁力スリーブの磁極を回転退避するよう構成する。こ
れによってユーザーのコピー動作を阻害する事無くメッ
シュ目詰まりを自動修復し分離性能を維持する事ができ
る、また最終的に不具合が発生した場合でもユーザーの
コピー動作を阻害する事無く警告表示する事ができ、ま
た、装置の損傷を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の一実施例を示す概
略本体断面図。

【図２】本発明による分離装置部の一実施例を示す断面
図。

【図３】前記分離装置部のメッシュ部での分離状態を説
明する図。

【図４】前記分離装置の側面図。

【図５】前記分離装置部の磁極の回転退避を説明する
図。

【図６】前記分離装置部の磁極の回転退避を説明する
図。

【符号の説明】

２…現像器 ５…クリーナ １８，１９…内部にマグネットを内蔵したスリーブ ２０…メッシュ ２０ａ…メッシュ
送り軸 ２０ｂ…メッシュ巻き取り軸 ２２…可撓性シー
ト ２３…振動付与モーター ２４…振動カム ２５…回転検知フラッグ ３６，３７…磁極
固定部材 ３８…レバー ３９…ソレノイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に磁力発生手段を、外部に回転可能
   な円筒状スリーブを有する磁力スリーブをメッシュを挟
   んで対向して配置し、両磁力スリーブの対向する部分の
   磁極を逆極性とし集中磁界を発生させると共に、対向部
   の磁力の強さを一方の磁力スリーブの磁力を他方の磁力
   スリーブの磁力より大きく設定すると共に、対向部磁力
   を小さく設定した磁力スリーブ側へ磁性粉体を補給して
   磁力スリーブに付着した磁性粉体をメッシュを介して対
   向側磁力スリーブへと磁力により強制的に搬送して異物
   と磁性粉体とを分離し、更に小さく磁力設定した磁力ス
   リーブ側で対向分離より搬送下流側に回収手段を配置し
   た分離装置において、 メッシュに振動を付与する振動付与手段の回転数を検知
   する検知手段、該検知手段の検知結果に基づき補給側と
   反対側の磁力スリーブの磁極を回転退避させた後、再び
   対向部位置へ戻す手段を有することを特徴とする磁性粉
   体分離装置。
2. 【請求項２】 メッシュを巻き取る巻き取り機構を備え
   た事を特徴とする請求項１記載の磁性粉体分離装置。