JPS6367188B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、現像剤搬送装置に係るもので、特に
像担持体上の潜像を現像する為の磁性現像剤を良
好に搬送することを可能とする現像剤搬装置に関
するものである。

従来、像担持体上に現像像を形成し利用する画
像形成装置は各種の画像形成方式に基くものが提
案され、又実施に供されている。

例えば、光導電層を有する感光体上に光像を照
射して静電潜像を形成して現像々の作製に利用す
る電子写真方法に基く装置が広く汎用されてい
る。この様な装置に於て、感光体上で直接現像し
て像を形成する方式や、いつたん他の担持部材に
潜像を転写して現像する方式等が周知である。

又、スクリーン状に構成した感光体に静電潜像
を形成し、そのスクリーン感光体を通してコロナ
イオン流を流し画像状に変調して像担持体上に静
電像を得るスクリーン方式がある。

更に、絶縁性部材上に記録電極により信号に応
じた静電荷像を形成して現像する方式の場合も含
むことは勿論である。

これらの静電潜像を現像する現像剤として通
常、磁性キヤリアーとトナー粒子を混合した二成
分現像剤と、キヤリアーを含まないトナー粒子の
みの一成分系現像剤が広く用いられている。

前者の二成分系現像剤は、キヤリアーとトナー
の混合比率の変動により現像濃度が変化する為
に、その濃度制御を厳密に行うことを必須とする
ものであるが、後者の一成分系現像剤の場合は、
全く濃度変化の恐れがなく、従つて、濃度制御の
必要がないので装置構成が簡単である。しかも、
濃度が均一なので現像画像も常に安定良質なもの
が得られるのである。

しかも、この様な一成分現像剤は、トナー粒子
自体が磁性を有するので、静電潜像の現像のみな
らず磁気潜像の現像も有効になしうることは勿論
である。

即ち、磁気記録体上に記録ヘツドにより磁気潜
像を形成し、この潜像を磁性現像剤で現像して現
像々を得る方式である。

そして、これら各方式のいずれに基くにしろ実
用的装置に於ては像担持体を繰返し利用する為、
像担持体の残留現像剤の処理は極めて重要となる
のである。

上述した各種方式に基く画像形成装置に於て、
現像々を転写した後に像担持体表面に残留した現
像剤を回収し現像装置で再使用することが次第に
試みられている。

ところが、従来、この様な現像剤を搬送する手
段としては、搬送路とするパイプ内にスクリユー
コンベアーを設けて回転する云わばスクリユーコ
ンベアー方式と称しうるもの、或はスクリユーコ
ンベアーの替りにスプリングコイルを設けて回転
する方式と称しうるもの、又チユーブ内に連珠状
に連結した中空ボールを循環させ、その中空ボー
ル内に現像剤トナーをつめて搬送するボールチエ
ーン方式と称しうるもの、更に重力作用を作用し
て現像剤を落下させて搬送する落下方式と称しう
るもの等が提案され、一部は実用に供されてい
る。

ところが、重力作用を利用する落下方式以外
は、機械的圧力を現像剤に加えるものであり、現
像剤の固化変性を生ずる恐れも有り、搬送速度、
構造に制約が存するものである。

そして、これらの方式では、パイプ内に搬送機
構を設置するものであるから、搬送量に対する現
像剤搬送路空間の割合は大きく、即ち、落下方式
と等量の現像剤を搬送する為には、落下方式の場
合に比べて大きな搬送路空間を要することになる
のである。

一方、重力作用を利用する落下方式は、現像剤
に大きな圧力は全く加わるものでないので、現像
剤を良好な状態で搬送しうるものであるが、回収
位置と再使用位置が上下方向に規定されるので配
置上極めて大きな制約が存するものである。

本発明は、上述の点に鑑み成されたもので、現
像剤を良好な状態で搬送することを可能とする方
法及び装置を提供するものである。

本発明による装置は像坦持体上に形成した潜像
を磁性現像剤で現像して、その現像々を利用する
画像形成装置における現像剤搬送装置において、 磁力源を有し、磁性現像剤に移動力をあたえる
磁性現像剤搬送手段と、 磁性現像剤の搬送方向にみて下流側にゆくに従
つて拡開する現像剤案内手段とをそなえたことを
特徴とするものである。

以下、本発明の詳細を、理解を容易とする為、
具体例により図面を参照して述べる。

尚、各図面において同一部材は同一番号で示
す。

第１図は、本発明の係る現像剤搬送の基本構成
を説明する原理装置側面図である。

複数の磁極を有する磁気ローラＭが、回転可能
に支持され、矢印方向に図示しない駆動源で回転
される。

この磁気ローラＭに対面して、対向磁極板cp
が配置される。この対向磁極板cpと磁気ローラ
Ｍは、最小間隙doのスリツト状通路を形成する。
そして、スリツト状通路の磁気ローラ回転方向に
相当する出口側に、対向磁極板cpの延長面と対
面したガイド板Ｇが配置され搬送通路が形成され
る。ガイド板Ｇと対向磁極板cpの延長面との間
隙Ｄは、スリツト状通路の最小間隔do以上に設
けるものである。

そして、磁気ローラと対向磁極板間のスリツト
状通路入口側（即ち、図磁気ローラ右下側）に磁
性現像剤が存在すると磁気ローラの移動につれて
スリツト状通路を通過し、左上方の搬送過路に導
くのである。そして、現像剤が連続的にスリツト
状通路から、搬送通路に送り込まれることによ
り、搬送通路に至つた現像剤は、更に上方に進行
するものである。

この様に現像剤が搬送される機構は以下の如く
と考えられる。

先ず、スリツト状通路入口側に於て、磁気ロー
ラーの回転により、その磁極が対向磁極板cpに
接近する。即ち、図示S₁磁極の状態である。対向
磁極板の存在により、接近したS₁磁極による磁界
強度で急激に強まり、拘束磁界を形成する。

そして、その磁界内に存在する現像剤は、S₁磁
極から対向磁極板間に向う磁力線沿に架橋状態と
なるのである。磁気ローラの回転に伴ない、磁極
と対向磁極板間隙が狭まり、磁界強度が強まるの
である。そして、最小間隙部（即ち図N₁磁極位
置）で、最も磁界強度が強まり、その磁界に拘束
された現像剤架橋は、強力に圧縮された状態とな
る。一方、スリツト状通路の出口側では、磁気ロ
ーラが対向磁極板から離れていくので、拘束磁界
も次第に弱まつていくのである。この拘束磁界の
弱まつたスリツト状通路の出口側から現像剤は押
し出される訳である。

尚、現像剤が押し出される際の拘束磁界と現像
剤粒子の相互関係、或は現像剤相互の作用関係
も、詳かでない。しかし、上記現像の理解とし
て、スリツト状通路出口側の弱い拘束磁界下にあ
る現像剤架橋部は、後から最小間隙部に到達した
現像剤架橋部の圧縮変形により直接前の現像剤架
橋部を押して或は間接的に影響作用を与え、この
作用により、弱い拘束磁界下にあつた現像剤架橋
部が、その拘束から脱して前方に進むと考えるこ
とは、有効である。

上述に明らかな如く、本発明の現像剤搬送方法
では、磁性現像剤を拘束する拘束磁界を形成し、
該拘束磁界を移動させつつ、該拘束磁界強度を増
大させ、しかる後、該拘速磁界強度を増大させ、
しかる後、該拘速磁界強度を弱めることにより該
磁性現像剤に押出力を与えるものである。

そして、この押出力を利用して、現像剤を搬送
するものである。

更に、本発明に於ては、この様に現像剤を拘速
することで得られる搬送力を減殺しないように搬
送路は摩擦抵抗性を低める構成としているのであ
る。

即ち、本発明に於て、前述案内板Ｇの対向磁極
板cpとの設置角度を搬送路内空間が次第に広が
る、云わば末広がり空間を形成するのである。従
つて、対向磁極cpの設置角θと同一基準線（図
水平軸）に対する案内板Ｇの設置角θ′は、前記設
置角θより大と設定するのである。

ところで、上記磁気ローラに対面する対向磁極
板としては、磁化し易い磁性体で良いが、又後に
詳述する磁気ローラの如く着磁した対向磁石とし
ても良い。

又、対向磁極板は、平板状の外、磁気ローラに
対して突弯状とすることができる。又逆に磁気ロ
ーラを覆う如く凹弯状としても良く、他の場合に
は、ローラ状等適宜選択しうるものである。

一方対向磁極板以外の案内部材は、非磁性体と
すると良好である。

特に、磁気ローラに隣接する案内部材の先端
を、磁気ローラに密着しない場合には、その先端
近傍を非磁性部材で構成しておくことが重要であ
る。何故なら、この先端部分に磁性部材を用いて
いると、案内部材先端とローラ間から磁性現像剤
を外部へ押し出すことになるからである。

第２図は、本発明を適用する具体的画像形成装
置の側面図を示すもので、本発明の現像剤搬送方
法を利用したクリーニング装置を具備したもので
ある。

図示画像形成装置は、電子写真プロセスに基き
現像すべき潜像を形成し現像するものである。

１が感光体ドラムで、支軸１₁、により回転可
能に支持され、図示しない駆動手段により矢印方
向に回動する。

感光体ドラム１の周治には、感光体表面を一様
帯電するコロナ放電器２、再現すべきオリジナル
光像Ｌを露光する為の光学系３、感光体上の潜像
を現像する現像装置４、該現像々を転写材上に転
写する為の転写コロナ放電器５、転写材を分離す
る分離ローラ６、クリーニング装置７等が配置さ
れる。

一方、転写位置へ転写材を送り込む案内ローラ
８、案内ガイド板９及び分離後の転写材を不図示
定着器へ搬送する搬送ベルト１０等の搬送機構
が、感光体ドラム下方側に配置される。

図示装置に於ては、感光体上に形成された静電
潜像を現像する現像装置４は、非磁性体スリーブ
４₁内に、磁気ローラ４₂を設けた所謂る磁気スリ
ーブ現像装置である。非磁性体スリーブ４₁が矢
印方向に回転する。そして、該スリーブ上部に配
置した調整ブレード４₃によりスリーブ表面に磁
性現像剤を薄く塗布し、現像に供するものであ
る。

そして、感光体上に形成された現像々は、大部
分は転写材に転写されるが、若干の現像剤が感光
体表面に残留する。

クリーニング装置７は感光体ドラム１の上昇回
転側に配置され、その感光体回転方向に対抗する
ように（即ちカウンター状態で弾性クリーニング
ブレード７₁は当接される。この弾性クリーニン
グブレード７₁は、支持軸７₂に回動自在に取付け
られ、図示しない固定手段により感光体表面への
当接が維持される。クリーニング装置筐体は、非
磁性部材（例えばアルミニウム）で作られ、その
下部に現像剤搬送用の磁気ローラ７₃が配置され
る。装置筐体下側は、磁気ローラ周に沿う如く曲
率を設けられ現像剤搬送路を形成する。又磁気ロ
ーラが接近配置された側壁に対向磁極板となる磁
性部材７₄が配置されスリツト状通路が形成され
る。そして、上方に伸びる側壁沿に、その上方側
の間隙が広がるように案内板７₅を設置し、現像
剤上方搬送用空間をクリーニング装置内に形成す
る。一方、案内板と平行した側壁の上部は折返さ
れ現像剤排出開口を成す。その排出用開口部に接
続する上部開口を有する排出現像剤回収容器７₅
が、装置本体の側壁に係合部材により係止され
る。

該構成により、先ず感光体表面の残留現像剤
は、弾性クリーニングブレード７₁で除去され落
下する。そして、除去現像剤は、磁気ローラ表
面、或はクリーニング装置筐体底部に落下し、磁
気ローラの回転に従つて、現像剤搬送路内回転方
向に移動せしめられる。そして移動させられた現
像剤は、スリツト状通路を通過し、現像剤上方搬
送用空間に先の現像剤を押し込む様に作用する。
そして先の現像剤を押し込んだ現像剤も続く現像
剤に押し出されて現像剤上方搬送用空間に押し込
まれ、更に側壁沿に上方とと進み、上部の現像剤
排出用開口から排出現像剤回収容器７₅内に落下
する。従つて、スリツト状通路から押し上げられ
た現像剤は、排出現像剤回収容器の略上部開口に
溢れる迄は、回収容器内に搬送され得るのであ
る。この事は、回収容器のスペース性が極めて良
いことを示している。

即ち、クリーニング装置の側壁に密接した回収
容器は、クリーニング装置の奥行を若干長くした
にとどまるのみで、感光体ドラム幅方向には本来
クリーニング装置が有する幅以上に突出させる要
がない。又高さ方向は、任意に設定できるから、
これも周囲の空間に応じて設定できるので、いず
れも画像成形装置内のスペース性を良好とするも
のである。

第３図は、前述した第２図と同様の画像形成装
置に設けた本発明に基づく具体例装置の側面図で
ある。即ち磁性現像剤を用いて現像する電子写真
装置の感光体クリーニング装置の下部において、
除去現像剤の回収搬送を成す様にしたものであ
る。

感光体ドラム１１は矢印方向に回転する。この
感光体ドラム１１面にウレタンゴム等の弾性部材
より成る弾性クリーニングブレード１２を当接
し、感光体表面の残留現像剤を、そのエツジで除
去クリーニングし、落下させる。そのクリーニン
グ部に隣接して落下現像剤を吸着する位置に磁気
ローラ１８が回動自在に配置され、図示しない駆
動装置により矢印方向に回動される。

一方、磁気ローラ１８と間隙を保つて回動自在
に支持した磁気ローラ１４が配置される。該磁気
ローラ１４の磁極は磁気ローラ１８のＮにはＳ，
ＳにはＮと対向磁極となる様に配置される。対向
磁極を成す磁気ローラ１４は、上記磁気ローラ１
８の移動に従つて、磁気的に拘束されているの
で、独立に駆動しなくても矢印方向に回転する。
上記磁気ローラ１４を独立に駆動しても良いこと
勿論である。又、両ローラの下部には現像剤の落
下を防止する様にケース１５が受部を構成する。

一方、両ローラの上方に、案内部材１６が設け
られ、その下端は磁気ローラ１８及び１４に各々
接触し、ローラ表面の現像剤を掻落すスクレーパ
ー１７₁，１７₂を構成する。

従つて、弾性クリーニングブレードで除去され
た現像剤は、磁気ローラ１３の磁力により飛散す
ることなくそのローラ表面に吸着され、そして磁
気ローラ１３の回転に従つて、対向磁極を成す磁
気ロール１４間に移動される。

そして対向磁極の作用で、案内部材１６間に蓄
積されている現像剤量にもかかわらず、ローラ表
面に付着した現像剤は上方に移動する。更に移動
した現像剤はスクレバー１７₁，１７₂の作用で、
ローラ面より分離されて案内部材１６，１６′間
に押し込まれる。この案内部材間隙が次第に広が
つていることは前記例の場合と同様である。この
現像剤は後から送り込まれる現像剤の侵入により
落下することなく上方へと移動し、現像剤溜１８
に蓄積されるのである。

第４図は、本発明に基づく更に異なる具体例装
置構成を示す側面図である。

同図装置においては、前記第３図装置の磁気ロ
ーラ１４に代えて、磁極を有さない磁性部材から
なる磁性ローラ１９を設けたものである。この磁
性ローラ１９は、磁気ローラ１８の磁界に応じて
破線で示す対向極が誘起される。従つて、磁性ロ
ーラ１９は敢て回転させず、固定した構成で十分
磁気ローラと同様の作用効果を達成することがで
きる。尚、現像剤の移動に対し、磁性ローラ１９
表面が摩擦抵抗を生じ易い場合には破線矢印の如
く回転させると有効である。

同図示構成においては、磁気ローラが１本で良
いので、安価で有効な装置を得ることができるの
である。

第５図示装置は、更に異なる変形例である。同
図装置においては、前記第４図装置の磁気ローラ
１４に代えて磁性物質より成る磁性板状体２０を
設置したものである。

この磁性板状体２０は、前記第５図の磁性ロー
ラと同様に、磁気ローラ１８の磁極に応じて対向
磁極を誘起して磁気ローラ１８の現像剤搬送力を
十分補助するものである。

同図構成では、磁性板状体２０側の空間がロー
ラを配置した場合に比較して極めてコンパクトで
あり、しかもスクレーパーも片側で良く、部品点
数の少ない簡易な装置構成を可能とするものであ
る。

第６図は、更に異なる具体例装置で、磁性ロー
ラをクリーニング作用も果す如く構成したもので
ある。

磁性ローラ２１及び２２を、感光体ドラム１１
に隣接した位置に配置し、各々を矢印方向に回転
させる。一方、案内部材１６の各ローラに隣接す
る両端部は、その各ローラに密着させずにローラ
表面に所望層厚の磁気ブラシを形成する程度の間
隙を保たせ、その層厚以上の現像剤を掻き除き、
所謂穂切りブレードの作用を成すスクレーパーを
構成するものである。

そして感光体ドラム１１上の残留現像剤は、各
ローラ表面に形成された磁気ブラシにより磁気ブ
ラシクリーニングを成され、ローラ表面に付着し
て案内部材１６部分へ送り込まれる。そして案内
部材１６沿に移動した現像剤は、後から送り込ま
れる現像剤により上方に移動させられ、トナー溜
り１８に蓄積される。

第７図は、本発明に基く更に異なる変形例で弾
性クリーニングブレードから除き現像剤を受ける
位置に磁気ローラ２３を配置し、その上方に鉄等
の磁性体ローラ２４を配置し各々図示矢印の方向
に回転させるものである。特に、図示例では磁気
ローラが感光体ドラムに近接して同方向に周面を
移動させているのでクリーニング効果も発揮でき
るのである。即ち、筐体と一体に設けた非磁性体
スクレーパー２５で磁気ローラ表面にマグネツト
ブラシを形成し、そして弾性クリーニングブレー
ドに先立つて予備クリーニングを成すのである。
これにより転写紙片等の粗大付着物は除かれ、弾
性クリーニングブレードは静電的に付着した現像
剤の除去を専用にすれば良いので、極めて効率の
良いものとなる。又、磁気ローラと鉄等の磁性体
ローラが協働回転しているので、搬送力が更に高
まつていることは他の例と同様である。

尚、上記具体例においては、磁気ローラを用い
たものを説明したが、非磁性体スリーブ内に磁石
を配置し相対的に回転させる様な構成等も用いう
ることは勿論である。

以下更に本発明の理解を容易とする為に実施例
を示す。

実施例 １ 前記第３図構成とした装置において、回転磁気
ローラ１８，１４としてN.S極を交互に配した直
径25mm磁束密度1000ガウスの８極ローラを用い、
ローラ間隙を２mmとし、又0.8mm厚のステンレス
板で案内部材１６及びスクレーパー１７₁，１７₂
を構成した。スチレン樹脂３重量部にマグネタイ
ト１重量部を混練粉粋した磁性トナーを用いて、
一方上記磁気ローラ１３，１４を60rpmで回転さ
せたところ、飛散を生ずることなく現像剤搬送が
なされ、しかもトナー溜りにおいても現像剤の固
化はない良好な結果を得た。

又、上記磁性現像剤に替えて、ポリエステル樹
脂３重量部マグネタイト１重量部を混練、粉粋し
て得た磁性トナーをカーボンと混合しフローユー
ター法で、球状化し、導電性トナーを得た。この
磁性トナーを用いて搬送したところ、同様に良好
な搬送が成し得た。しかも搬送されたトナーは固
化変性することなく再使用の為に極めて良好な状
態であつた。

実施例 ２ 実施例１の装置において磁気ローラ１４の代り
に、直径25mmの鉄ローラを用いて、同様の条件で
実験したところ、現像剤飛散が生ぜず、又固化現
像も起こらず良好な結果を得た。

実施例 ３ 実施例１の装置において、磁気ローラ１４の代
りに厚さ２mmの鉄板を磁気ローラ１８沿に配置
し、第 図示構成とした。磁気ローラ１４を除い
たことによりコンパクトな装置が更にコンパクト
なものとなつた。

そして、磁気ローラ１３を60rpmで回転したと
ころ、実施例１，２と同様に良好な結果を得た。

実施例 ４ 前記第６図示構成とした装置において、回転磁
気ローラ２１，２２としてＮ・Ｓ極を交互に配し
た直径22mm磁束密度650ガウスの６極ローラを用
いローラ間隙を１mmとし、案内部材１６そのスク
レーパー１７₁，１７₂を0.8mm厚ステンレス板で
構成した。各スクレーパーとローラ間隙を0.5mm
に保ち、ローラを40rpmで回転したところ、上記
実施例と同様に良好な結果を得た。

以上、具体例により詳述した如く本発明は、磁
性現像剤を極めて良好な状態で搬送を可能とし、
しかもその搬送を極めてコンパクトな構成で可能
とするものである。

しかも、本発明は、磁性現像剤を略垂直方向を
含む上方にさえ搬送可能としたものである。

そして、本発明装置は極めてコンパクトである
から、磁性現像剤を用いる小型の画像形成装置に
極めて有効に利用しうるものである。

勿論、本発明は上記実施例に限定されるもので
なく、本発明の主旨に照らし広く適用しうるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の係る現像剤搬送の基本構成
を説明する原理装置側面図。第２図は、本発明を
適用する具体的画像形成装置の側面図。第３図
は、本発明に基く具体例装置の側面図。第４図、
第５図、第６図及び第７図は、いずれも本発明に
基く異なる具体例装置の側面図。 図中、１；感光体ドラム、２；コロナ放電器、
３；光学系、４；現像装置、５；転写コロナ放電
器、６；分離ローラ、７；クリーニング装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 像坦持体上に形成した潜像を磁性現像剤で現
   像し、その現像々を利用する画像形成装置におけ
   る現像剤搬送装置において、 磁力源を有し磁性現像剤に移動力をあたえる磁
   性現像剤搬送手段と、 磁性現像剤の搬送方向にみて下流側にゆくに従
   つて拡開する現像剤案内手段とをそなえてなる現
   像剤搬送装置。 ２ 案内通路を構成する案内手段が非磁性部材を
   有する特許請求の範囲第１項記載の現像剤搬送装
   置。 ３ 搬送手段が回転する磁気ローラを有する特許
   請求の範囲第１項記載の現像剤搬送装置。