JPH11242381A - 磁力現像粉末を供給する供給手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的な負荷による凝集を回避し、大量の現
像粉末を供給する磁気システムからなる磁力現像粉末用
の供給手段を提供する。 【解決手段】 流出開口を設けられた貯蔵器と、該貯蔵
器から現像ユニットに磁力現像粉末を供給する磁気シス
テムとからなり、貯蔵器は２つの磁気システムを設けら
れ、その各々は回転の軸に関して回転可能であり、少な
くとも部分的に静止した筐体により囲まれ、それにわた
り現像粉末が回転磁気システムの影響の下に変位され、
該磁気システムは相互に平行な回転の軸に相互に反対に
配置され、２つの磁気システムの静止した筐体は共に流
出開口を形成し、供給モードで磁気システムは回転によ
り流出開口を通して現像粉末を効果的に搬送し、静止モ
ードで流出開口を通した現像粉末の搬送を阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流出開口を設けられ
た貯蔵器と、該貯蔵器から現像ユニットに磁力現像粉末
を供給する磁気システムとからなる磁力現像粉末用の供
給手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の供給手段は米国特許第５１８１
０７４号から知られており、ここでは現像装置はトナー
と担体粒子の現像粉末について記載されている。この担
体粒子は磁力を有する。この装置では現像粉末は下部が
磁気ローラーにより閉じられている供給ユニットに搬送
される。磁気ローラーの回転により現像粉末が電子写真
プリントユニットの現像ユニットの混合室に供給され、
そのような室は供給ユニットの下に配置される。

【０００３】この装置では実際に、現像粉末が磁力トナ
ーのみからなる場合ですら供給しうる現像粉末の量が制
限されることが見いだされている。例えばそのようない
わゆる一成分又は単一体からなるトナーが用いられると
きに毎分３０から３５グラムの供給速度が得られうる最
大である。この量は非常に高速度（毎分１００コピー又
はプリント以上）で動作するコピー機及びプリンターに
対して不充分である。

【０００４】例えば回転する機械的バルブを用いるよう
な急速に大量のトナーを供給する他の方法は供給用のト
ナーが機械的バルブと接触するという欠点を有する。こ
れは現在開発されている種類のトナーに対して欠点とな
る。これらのトナーは通常比較的低い融解特性を有し、
即ちこのトナーは比較的低温で紙の上に固定され、これ
がエネルギーに関して利点となる。しかしながらこれら
のトナーが機械的に傷つきやすいという欠点を有する。
急速に塊になることが機械的な負荷により生ずる。磁力
トナー又はトナー担体混合物を供給する磁気ローラーの
ような磁気システムを用いることの利点はトナーの低機
械的負荷であり、それにより凝集は可能な限り回避され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題点を解決することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は貯蔵器は２つ
の磁気システムを設けられ、その各々は回転の軸に関し
て回転可能であり、少なくとも部分的に静止した筐体に
より囲まれ、それにわたり現像粉末が回転磁気システム
の影響の下に変位され、該磁気システムは相互に平行な
回転の軸に相互に反対に配置され、２つの磁気システム
の静止した筐体は共に流出開口を形成し、供給モードで
磁気システムは回転により流出開口を通して現像粉末の
効果的な搬送に適合され、静止モードで磁気システムは
流出開口を通した現像粉末の搬送を阻止するよう適合さ
れる手段により達成される。

【０００７】このシステムで機械的な負荷による凝集が
回避される一方で大量の現像粉末を供給することが可能
である。供給は磁気ローラーの回転中になされる。使用
された現像粉末が比較的強く磁化可能であり、及び／又
は流動特性が弱い場合には本発明の第一の実施例は流出
開口は作動状態で貯蔵器の下に位置し、供給モードで磁
気システムの回転の方向は現像粉末供給方向と一致する
ことを特徴とする。静止モードでは強く磁化可能な現像
粉末は流出開口を横切って延在する現像材のブリッジを
形成し、それにより粉末の移動は抑制される。供給モー
ドではこのブリッジは現像粉末が回転磁気システムによ
り流出開口を通して引き出されるために破壊される。

【０００８】用いられる現像粉末が比較的弱く磁化可能
であり、及び／又は良好な流動特性を有する場合には本
発明の第二の実施例では流出開口は作動状態で貯蔵器の
下に位置し、供給モードで磁気システムの回転の方向は
現像粉末供給方向と反対であることを特徴とする。この
種の現像粉末で、流出開口を通る現像粉末の通過は据え
置き（ｓｔａｎｄｓｔｉｌｌ）で生ずる。この通過は更
に増強され、大量の供給が供給の方向と反対の方向に延
在する磁気システムの回転方向により得られる。

【０００９】他の好ましい実施例は各磁気システムは回
転の軸に並行に延在する外側の２つの径方向に向かい合
う磁石からなり、磁石が流出開口と向かい合うように配
置されるときに一の磁気システムの磁石間を接続するラ
インは他の磁気システムの磁石間を接続するラインと実
質的に垂直であることを特徴とする。この効果の一つは
磁気ポール間の磁界は減少し、それにより現像粉末は筐
体から現像装置に落ちることである。磁気システム毎に
２つ以上の磁石は筐体を現像材で完全に覆う機会を増や
す。他方で回転中に別の磁気ポールが回転毎に４回流出
開口に沿って到来し、この磁気ポールは磁石が相互に向
かい合って配置されることなしに現像粉末を引っ張って
行く。

【００１０】他の好ましい実施例は静止モードで磁石の
一つはトナー流出開口に向かい合って位置することを特
徴とする。強い磁力を有し、及び／又は良好な流動特性
を有する場合には現像材のブリッジの自然発生的な形成
はなく、現像粉末の通過はこのようにして防止される。
他の好ましい実施例では貯蔵器は現像粉末をゆるく保つ
手段を設けられ、そのような手段は静止モードで動作せ
ず、供給モードで動作することを特徴とする。

【００１１】流動特性が弱く、強く磁化されうるトナー
及び／又は現像粉末の場合には特に静止モードでの上記
のブリッジ形成は現像粉末粒子間の接続は磁気システム
がそれらを搬送する前にまず破壊されていなければなら
ない。大量供給を達成する目的のための好ましい一実施
例は流出開口を画成する磁気システムの静止筐体は真っ
直ぐな流出ダクトに連続した傾斜角で延在する遷移面を
介して合流し、遷移面は流出開口と流出ダクトを形成す
る筐体の部分と接線方向に隣接することを特徴とする。
第一の磁気ポールにより搬送された現像粉末は対向する
磁気システムの次の磁気ポールの影響外にあるようにさ
れなければならない。さもなければ搬送された現像粉末
は次の磁気ポールにより再び戻されてしまう。搬送面の
形状の結果として現像粉末は急速に流れ去り、それによ
り磁気システムより高速度の回転が可能となる。

【００１２】大量供給を達成するための他の好ましい代
替実施例は同様な理由から流出開口を画成する磁気シス
テムの静止筐体は真っ直ぐな流出ダクトに一定の傾きの
角度を有する遷移面を介して合流し、遷移面は流出開口
を形成する筐体の部分と接線方向に隣接することを特徴
とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明による供給手段は以下に図
面を参照して詳細に説明される。図１はコピー機械又は
レーザー又はＬＥＤプリンターで用いられる種類の電荷
担体２上で現像紙の画像を現像する現像ユニット１を示
す。この目的のために電荷担体２は光導伝性又は誘電体
材料を設けられる。光導伝性材料の場合には、電荷画像
は従来技術又はアナログコピー機械の場合のように直接
画像露光により、又はデジタルコピー機械又はプリンタ
のようにレーザー又はＬＥＤ露光により電荷担体２上で
得られ、局部現像粉末は現像ユニット１位より電荷画像
に堆積されるよう適合される。誘電材料の場合には電荷
画像はこの目的に適合可能な電極システムにより得られ
る。現像粉末はトナーのみを有する単一型の導電型又は
担体とトナーの組合せの形を取る二成分型である。両方
の型のトナーは電荷担体２上に現れる電荷に電気的に付
着する。単一型のトナーはそれが磁気現像ローラー３に
より電荷担体２により塗布されるように磁化可能な材料
からなる。以下に述べる説明の便のために「トナー」と
いう用語は異なる型の現像粉末を示すよう用いられる。
応用のために、現像ローラー３は多数の磁石４を有し、
それの周囲をつなげるスリーブ５は示された方向に回転
する。磁石４はトナーがスリーブ５に誘引され、その間
後者はトナーの搬送を確実にする。類似の磁石中間ロー
ラー３及び機械的供給ローラー７のような適切な供給手
段は貯蔵空間８から現像ローラー３へのトナーの搬送を
確実にする。

【００１４】貯蔵空間８は要求される数のコピー又はプ
リントをなすために充分な容量を有するトナー貯蔵器９
からのトナーで満たされる。トナー貯蔵器９は交換可能
なボトル又は充填開口１０を介して補充される固定され
た貯蔵器として構成されうる。そのようなトナー貯蔵器
９に対して要求される容量は例えば１から２リットルの
領域である。トナー貯蔵器９は管又は可撓性ホース１１
を介して現像ユニット１に接続される。トナーはチュー
ブ１１内の螺旋により動かされうるが、これは可能な限
り機械的な負荷を回避するために重力によりなされた方
が好ましい。

【００１５】好ましくはトナーをゆるく保つ知られた手
段（図示せず）がトナー貯蔵器９内に設けられる。その
ような手段は例えば特定の角度で配置され、壁から短い
距離だけ離れて配置された回転する一組の混合ワイヤを
有する混合器ミルである。これらはトナーの凝集を防止
し又は長い静止期間の後の凝集を除去する。そのような
手段はまた新旧のトナーの混合をなす。

【００１６】図１に示される配置、即ち下方に延在する
トナーオーバーフロー開口１３を有するトナー貯蔵器９
は一方で現像ユニット１へのトナーの望ましくない通過
を防止し、他方で現像ユニット１への要求された所定の
量のトナーを供給するトナー供給手段１４からなる。該
供給手段１４は毎分５０から１００グラムのオーダーの
単位時間当たりの要求された量のトナーを供給すること
が可能でなければならない。そのような量は実際に一分
間に１００コピー以上のコピー機械又はプリンターに要
求される。他方で供給手段はその立ち上がり又は損傷を
避けるためにトナーにかける機械的負荷を可能な限り小
さくしなければならない。

【００１７】図２は本発明の第一実施例により詳細に図
１のトナー供給手段１４を示す。図は棒磁石１７、１
８、１９、２０からなる２つの磁気ローラー１５、１６
を示す。磁石１７−１８は約３４００ガウスの磁気強度
と磁気ローラーの長手軸方向に５０ｍｍの寸法を有す
る。幅Ｂは６ｍｍであり厚さＤは３から６ｍｍの間であ
る。厚さＤを変化することによりトナーにかかる有効磁
力を調節可能である。磁石１７−２０の極と極の間を結
ぶ方向は磁気ローラー１５、１６の軸を通過する。

【００１８】磁気ローラー１５、１６はトナー貯蔵器９
の一部で近接して封入され、トナー流出開口１３は０．
５から２ｍｍの最小ギャップ幅Ｓを有するよう構成され
る。トナーが約１０^* ｍの特性断面積を有することを考
慮しなければならない。磁石１７−２０により作用する
磁力は該磁石１７−２０の近くに配置されたトナー貯蔵
器９のトナー２１に作用する。磁気ローラー１５、１６
の軸方向でトナー流出開口１３の大きさは磁石１７−１
８の長さに対応し、５０ｍｍである。

【００１９】磁気ローラー１５、１６がこの場合にそこ
に埋め込まれた別の磁石１７−２０を有する非磁性材量
のローラーとして構成されているが、磁気ローラーはま
た磁性材料の磁化されたローラーの形で構成されうる。
トナーオーバーフロー開口１３を構成する筐体が磁性又
は磁化可能な材料でないことは無論である。歯車２４は
磁気ローラー１５に固定され、歯車２５は磁気ローラー
１６に固定される。歯車２５は歯のついた駆動ベルト２
２を介してモーター２３により駆動される。歯車２４、
２５はまた磁石１７と１８との間の接続ライン２６が磁
石１９と２０との間の接続ライン２７に常に垂直である
ように結合される。結果として磁気ポールは回転毎に４
回トナー流出開口１３に沿って到来する。駆動器の機械
的負荷の変動はこの場合に受容可能である。磁気ローラ
ー１５、１６は供給されるトナーの必要量に依存して、
毎分５０から１７５回転の速度で駆動される。

【００２０】比較的強く磁化可能であり、及び／又は弱
い流動特性を有するトナーの場合には磁気ローラー１
５、１６が静止しているときにトナーブリッジがトナー
開口１３にわたり形成され、それによりそのような静止
モードでトナーは供給されない。静止モードでトナーを
貯蔵器９内でゆるく保つ上記の手段は形成されたブリッ
ジを破壊しないように作動されない。モーターによりト
ナー供給方向２９、３０に磁気ローラー１５、１６を回
転することによりトナーはトナーオーバーフロー開口１
３を通して移動される。トナーをゆるく保つ手段は形成
されたブリッジを破壊するよう作動する。トナーはトナ
ー貯蔵器９及びローラーの壁にブラシの形で引き寄せら
れ、及び／又は回転磁界の引力の結果としてそれにわた
り摺動する。供給されるトナーの最大量はこの場合回転
の最大速度により主に決定され、磁気ローラー１５、１
６に隣接するトナー貯蔵器９の一部分のトナーでの完全
な被覆（カバー）が得られる。トナーは次の回転磁石が
再びトナーを持ってくる前に重力により落下する時間を
有さなければならない。回転のこの最大速度に到達する
まで供給されたトナーの量は磁気ローラー１５、１６の
回転の速度を増加するにつれて増加する。約２．５ｍｍ
のギャップ幅Ｓでトナーを完全にカバーすることが可能
である。

【００２１】他方で、完全な供給のためにギャップ幅Ｓ
は約０．５ｍｍより小さくてはならない。毎分５０ｇ以
上のトナー供給は磁気ローラー１５、１６の１００ｒｐ
ｍ以上の速度で１ｍｍと２ｍｍの間のギャップ幅Ｓで得
られる。これらの制限内でトナー供給はより強い磁石の
使用で１５０ｒｐｍで最大毎分９０ｇに増加する。比較
的弱く磁化可能なトナー及び／又は良好な流動特性を有
するトナーの場合には生ずるメカニズムが異なる。その
ようなトナーは例えばカラートナーのような形で磁性材
料のパーセンテージが可能な限り低く保たれることが好
ましい。静止モードで、磁気ローラー１５、１６は回転
せず、トナーブリッジは中間状態で形成されない（即ち
トナー流出開口１３で磁気ポールは形成されない）。ト
ナーはトナー流出開口１２を通して自然に流出する。従
って本発明の第二の実施例では静止モードでの磁気ロー
ラー１５、１６は常に一つの磁気ポールがトナー流出開
口１３に対向して存在するように配置される。これは磁
気センサー又は歯車２４、２５の一つの上のマーカーと
組み合わされた光学的センサーのような知られている位
置センサーにより達成される。図３でこれは制御回路３
２を介してモーター２３を制御するセンサー３１により
示される。

【００２２】最大ギャップ幅はこの場合にはトナーの自
然な通過により決定され、一方で最小ギャップ幅は要求
される最小供給量により決定される。実際、毎分５０ｇ
以上の供給に対してギャップ幅Ｓはギャップ長さ５０ｍ
ｍに対して１．３ｍｍと１．９ｍｍの間である。またそ
のような弱く磁化されうるトナーで、磁気ローラー１
５、１６の磁石は貯蔵器の壁の周囲にわたりトナーを誘
引することは不可能である。しかしながら図３の矢印３
２、３３により示される方向にトナー供給方向と逆に、
磁気ローラー１５、１６を上方に回転することによりト
ナーの自然な（自発性の）通過が増強される。１００ｒ
ｐｍより速い回転の速度に対して毎分５０ｇ以上のトナ
ー供給がまた達成され、１５０ｒｐｍの回転速度に対し
て毎分８０ｇの最大までここに達成される。

【００２３】図４は好ましく形成されたトナー流出開口
から更なるトナー搬送導管への遷移面３５のより詳細な
実施例である。上記のように搬送されたトナーは可能な
限り迅速に次の回転磁石の範囲に出現しなければならな
い。傾きの角度が連続的であるよう延在する遷移面３５
の結果として、トナーは停止せず、要求される距離はよ
り迅速に達成される。

【００２４】図５はトナー流出開口と更なるトナー搬送
導管との間の遷移面３６の他の好ましい形を示す。この
場合には遷移面３６の傾きの角度は一定であり、それは
トナー流出開口及びトナー搬送導管に接線方向に隣接す
る。トナーの大量の供給は図４、５に示される遷移面３
５、３６の形状で得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による供給手段を有する現像ユニットを
示す。

【図２】第一の実施例による図１に示された供給手段を
示す。

【図３】第二の実施例による図２に示された供給手段を
示す。

【図４】供給手段の流出開口の第一の実施例を示す。

【図５】供給手段の流出開口の第二の実施例を示す。

【符号の説明】

１ 現像ユニット ２ 電荷担体 ３ 現像ローラー ４ 磁石 ５ スリーブ ７ 供給ローラー ８ 貯蔵空間 ９ トナー貯蔵器 １０ 充填開口 １１ チューブ １３ トナーオーバーフロー開口 １４ トナー供給手段 １７、１８、１９、２０ 棒磁石 １５、１６ 磁気ローラー ２１ トナー ２２ 駆動ベルト ２３ モーター ２４、２５ 歯車 ２６ 接続ライン ２７ 接続ライン ２９、３０ トナー供給方向 ３１ センサー ３５、３６ 遷移面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流出開口を設けられた貯蔵器と、該貯蔵
   器から現像ユニットに磁力現像粉末を供給する磁気シス
   テムとからなる磁力現像粉末用の供給手段であって、 貯蔵器は２つの磁気システムを設けられ、その各々は回
   転の軸に関して回転可能であり、少なくとも部分的に静
   止した筐体により囲まれ、それにわたり現像粉末が回転
   磁気システムの影響の下に変位され、 該磁気システムは相互に平行な回転の軸に相互に反対に
   配置され、 ２つの磁気システムの静止した筐体は共に流出開口を形
   成し、 供給モードで磁気システムは回転により流出開口を通し
   て現像粉末の効果的な搬送に適合され、 静止モードで磁気システムは流出開口を通した現像粉末
   の搬送を阻止するよう適合されることを特徴とする供給
   手段。
2. 【請求項２】 流出開口は作動状態で貯蔵器の下に位置
   し、供給モードで磁気システムの回転の方向は現像粉末
   供給方向と一致することを特徴とする請求項１記載の供
   給手段。
3. 【請求項３】 流出開口は作動状態で貯蔵器の下に位置
   し、供給モードで磁気システムの回転の方向は現像粉末
   供給方向と反対であることを特徴とする請求項１記載の
   供給手段。
4. 【請求項４】 各磁気システムは回転の軸に並行に延在
   する外側の２つの径方向に向かい合う磁石からなり、磁
   石が流出開口と向かい合うように配置されるときに一の
   磁気システムの磁石間を接続するラインは他の磁気シス
   テムの磁石間を接続するラインと実質的に垂直であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載
   の供給手段。
5. 【請求項５】 静止モードで磁石の一つはトナー流出開
   口に向かい合って位置することを特徴とする請求項４記
   載の供給手段。
6. 【請求項６】 貯蔵器は現像粉末をゆるく保つ手段をそ
   の中に含むよう設けられ、その手段は静止モードで動作
   せず、供給モードで動作することを特徴とする請求項１
   乃至５のうちいずれか１項記載の供給手段。
7. 【請求項７】 流出開口を画成する磁気システムの静止
   筐体は真っ直ぐな流出ダクトに連続した傾斜角で延在す
   る遷移面を介して合流し、遷移面は流出開口と流出ダク
   トを形成する筐体の部分と接線方向に隣接することを特
   徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の供給
   手段。
8. 【請求項８】 流出開口を画成する磁気システムの静止
   筐体は真っ直ぐな流出ダクトに一定の傾きの角度を有す
   る真っ直ぐな遷移面を介して合流し、遷移面は流出開口
   を形成する筐体の部分と接線方向に隣接することを特徴
   とする請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の供給手
   段。