JPH0761593A - 磁性粉体の搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】夾雑物を含む磁性粉体を効果的に分離搬送す
る。 【構成】粉体搬送路に磁力発生手段を設けて磁性粉体の
みをこれに吸引保持、かつ搬送するとともに、夾雑物
を、重力、気流、静電気力等の外力によって粉体から分
離する手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】この発明は、非磁性粉状の夾雑物
を含む磁性粉体の搬送装置、とくに静電複写機、同プリ
ンタ等に用いるに適した磁性粉体の搬送装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術と解決すべき課題】静電複写機等に現像剤と
して磁性トナーが従来から広く実用されているが、この
種の装置では転写の際にすべてのトナーを転写材に転移
させることは困難で、一部のトナーが像担持体に残留す
ることを免れない。このため、次の画像形成工程のため
に、転写の都度、像担持体表面の残留トナーを除去する
ので、この残留トナーが逐次蓄積することになる。

【０００３】このように蓄積された使用済みのトナー
は、通常そのまま廃棄するのが普通であるが、近来、こ
の使用済みのトナーを再び現像器に戻して再使用を図る
ような試みがなされている。

【０００４】併しながら、使用済みのトナーには紙粉、
塵埃その他種々な夾雑物が混入しており、さらに元来ト
ナーに混入されている潤滑剤、研磨剤、帯電制御剤など
は転写のさい転写材に転移しないので、使用済みトナー
にはこれらの物質が多量に含まれることになり、回収さ
れた現像剤をそのまま再使用すると、画像の乱れ、濃度
不足等の画像欠陥が生ずるので、そのまま再使用するの
は困難であった。

【０００５】このような問題を回避するために、たとえ
ば回収した使用済み現像剤をフィルタに通す仕方、磁力
によってトナーと夾雑物とを分離する仕方等が提案され
ているが、前者の場合にはフイルタの目より小さいもの
は分離できず、また現像剤はそれ自体微細な粒子である
のでフィルタの目詰り防止操作を頻繁に行う必要があっ
て、このための付帯機構、定期的な点検保守が必要とな
りコストアップを免れない。

【０００６】また、上記後者の場合、夾雑物を除去する
ための機構が大型となって小型の画像形成装置には搭載
困難でこれもまた実際的ではないというのが実態であ
る。

【０００７】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであって、粉体の搬送通路に超音波振動発生手段
と、重力のような磁力外の作用を利用して、極めて簡
単、小型な構成によって夾雑物を包含する微粒粉体から
夾雑物を除去、搬送する装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００８】

【発明の構成】

【課題を解決する技術手段、その作用】上記の目的を達
成するため、本発明は夾雑物を含む磁性粉体を搬送すべ
き搬送管の外側の少なくとも一部に前記磁性粉体を吸引
する磁力発生手段を配設し、前記搬送管適所に前記粉体
を振動によって搬送させるための超音波振動発生手段を
設け、さらに、前記磁力発生手段の存する部位に、磁性
粉体から非磁性夾雑物を分離収集するための外力を作用
させる手段を設けてなることを特徴とするか、または、
このものにおいて、夾雑物を分離する手段が、重力また
は（及び）気流または（及び）静電気力であるか、また
は、このものにおいて、搬送管内に再利用可能の粉体の
みを通過させる規制部材を配設してなることを特徴とす
る磁性粉体の搬送装置である。

【０００９】この様な構成とすることによって、簡単で
安価な構成なよって搬送中の磁性粉体から夾雑物を効果
的に分離することが可能となり、特に複写機など画像形
成装置に用いてその効果顕著である。

【００１０】

【実施例の説明】「図１」は本発明の実施例を示す要部
の斜視図であって、内部に被搬送粉体４を内蔵した搬送
管３に適宜の間隔を存して被搬送粉体に振動を与える超
音波振動発生手段１、１が配設してあり、その間に磁力
発生手段２が設けてあり、さらに該磁力発生手段２の下
方に設けた開口３’に対向して回収夾雑物収納容器５が
配置してある。

【００１１】図示の場合、搬送管３として外径１５ｍ
ｍ、内径１０ｍｍの中空パイプを用い、その上部、前記
開口３’に対応する位置にフエライトからなる磁力発生
手段２が配設してある。

【００１２】振動発生手段１は、「図２」に示すよう
に、外径３０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚み２ｍｍのセラミ
ックＰＺＴ圧電素子を電極７で挟持したものを用い、こ
れを前記搬送管に間隔を隔てて装着し、各高周波交流電
源６に位相をずらせてピーク間電圧１００Ｖ、周波数５
０ＫＨｚの交流を印加し、これによる圧電素子の変形に
よって搬送管３に定在波の重畳による進行波の振動を発
生させて内部の粉体を搬送する。

【００１３】このような構成によって、画像形成装置の
クリーニング装置から回収した使用済みの磁性トナー４
を前記搬送管３に給送すると、該管の振動によって、こ
の使用済みトナー４は、全体としてほぐされた状態にな
りつつ「図１」の矢印方向に進行する。搬送管３の、開
口３’が存在する範囲には管３上部に前記磁力発生手段
２が配設してあるので、この部分では、トナー４はこれ
に吸着されながら進行する。このとき、夾雑物はおおむ
ね非磁性物質からなるので、振動状態で移動し、さらに
磁力発生手段２に吸引される過程でほぐされるような状
態となり、トナーとの物理的な結合状態が弱められた夾
雑物は、主として前記磁力発生手段２の位置でトナーか
ら重力で分離し、さらに開口３’から落下して容器５に
回収される。

【００１４】振動発生手段２の圧電素子の厚み、形状を
変えることによって共振周波数を変化でき、また、圧電
素子を複数個配した積層タイプとすることによって励起
振動量は大きくなり、搬送管３に伝わる進行波も大きく
なるので搬送量を増大できる。なお電極は圧電素子の円
周部位に設けてもよい。

【００１５】電極の細分化と、夫々の電極への印加電圧
の位相をずらせることによって多種の振動モードが得ら
れ、粉体の特性に応じた振動モードを設定して粉体に合
わせて充分な輸送機能を持たせることが可能である。

【００１６】また、圧電素子の電極を分割して印加電圧
の極性を変えることによって種々な振動モードを得るこ
とができる。上記の場合、「図３」に示すような電極配
列によって「図４」に示すような（１、１）モードと称
される１軸対称型の振動を励起することで搬送を行っ
た。

【００１７】容器５は回収される夾雑物が外部に漏出し
ないように密閉して置く必要があり、また必要に応じて
装置に対して着脱自在としておくのがよい。夾雑物を除
去されたトナーはそのまま搬送して画像形成装置の現像
器に供給するものとする。

【００１８】「図５」は上記のような搬送装置を適用し
た画像形成装置の概略側面図であって、回転円筒状の像
担持体９の表面感光層が一次帯電器１０によって一様に
帯電され、この帯電面に画像信号１７が投射されて静電
潜像が形成される。

【００１９】この潜像が、現像器１１が配設された現像
部位に到達すると、該現像器から磁性トナーが供給され
て前記潜像に付与されてトナー像が形成される。このト
ナー像は、像担持体９の回転走行によって、転写帯電器
１２を配設した転写部位にいたると、これにタイミング
をあわせて搬送路１８から転写材（不図示）が前記転写
部位に供給され、像担持体側のトナー像が転写材に転写
される。

【００２０】転写後転写材は分離帯電器１３の作用で像
担持体９から分離して不図示の定着部位に搬送され、転
写時に転写に寄与せず像担持体に残るトナーはクリーニ
ング装置１４に達し、ここで像担持体上のトナーが回収
される。

【００２１】このような画像形成装置において、図示の
場合、前記クリーニング装置１４内に回収された使用済
みのトナーは外部に取り出されてスクリューコンベア１
５を内装する搬送管３に収容され、符号１、１で示す前
述の振動手段を備えた搬送装置部分を通り、ここで夾雑
物を除去されたトナーは現像器１１に収納されて再度現
像に寄与する。

【００２２】このような画像形成装置を用い、上述の実
施態様の搬送装置を備えたものと、然らざるものとを比
較した。

【００２３】上述の実施例のような搬送装置を使用しな
いで、回収トナーをそのまま再使用した場合には、１万
枚通紙ごろから画像濃度の低下がみられ、５万枚で反射
濃度が規格以下になった。このときのトナーの帯電量
は、当初の１０μＣ／ｇから６μＣ／ｇまで低下してい
た。また、２万枚ごろから画像に白い筋が現れ始め、５
万枚の時点で縦方向に完全に画像が抜けてしまった。さ
らに、このとき現像スリーブの近接配置されていて、ス
リーブ上のトナー層厚を規制する部材端縁と現像スリー
ブの間には紙粉と思われる異物が所々に付着しているの
が観察された。

【００２４】本発明のよる搬送装置を「図５」に示すよ
うに配置して通紙を行った場合では、１０万枚通紙まで
良好な画像が得られ、濃度の低下、縦筋の発生などもみ
られなかった。トナー帯電量も１０万枚通紙時点で９μ
Ｃ／ｇに維持され、現像スリーブ表面とトナー層厚規制
部材との間にも異物の付着はみられなかった。

【００２５】「図６」は他の実施例を示す搬送装置の要
部の側断面図であって、前記実施例のものと対応する部
分には同一の符号を付して示してあり、それらについて
の説明は省略する。

【００２６】この装置においては、磁力発生手段２は搬
送管３の下方に配置してあり、振動発生手段１によって
搬送管に付着状態で搬送される。前記磁力発生手段２の
存在する領域において、前記搬送管３の上部には開口が
形成してあり、搬送管３側方に配設したファン１７によ
って矢印ａ方向に気流を生ぜしめ。この場合、磁性トナ
ーは磁力発生手段２によって補足されたままであり、混
入する主として非磁性の夾雑物のみが気流によって吹き
飛ばされるように、夾雑物の分離性によって風向、風
力、磁力などを適宜に設定するものとする。

【００２７】搬送管３の、前記ファン１７の反対側には
吹き飛ばされた物質を受容する回収容器５が配設してあ
り、これには夾雑物を分離するためのフィルタ１８が配
設してあって、空気を通過させて夾雑物のみを収集す
る。この場合のフィルタは粒状物質と空気を分離するだ
けであるので、構成も簡単でよく長期の使用に耐える。

【００２８】この実施例装置を前述の装置と併用して、
より効果的にトナーと混入夾雑物とを分離することが可
能であることは容易に理解できるところであろう。この
装置を用いて通紙テストを行ったところ、１０万枚通紙
後にも画質の劣化はみられず、トナー帯電量も９μＣ／
ｇを維持していることを確認した。

【００２９】「図７」は、さらに他の実施例を示す要部
側断面図であって、このものにおいても、搬送管３、磁
力発生手段２、振動発生手段１等搬送の基本的な構成は
前述の各実施例装置と同様で、対応する部分には同一の
符号を付して示してある。

【００３０】図示の装置においては、搬送管３の搬送前
の適宜の位置に電源２０に接続したコロトロン１９が配
設してあり、これによって搬送管３内を進行する粉体４
をマイナスに帯電させる。

【００３１】また、磁力発生手段２の存在する部位の上
下位置に非磁性導電性材料からなる平行電極２１、２２
を配設し、この場合下側の電極２１を電源２０のプラス
側に、上側の電極をマイナス側に接続する。

【００３２】このような構成によって現像剤の搬送を行
うと、搬送中、マイナス帯電した夾雑物、トナーへの添
加物などは電極部分でプラス電極２１側に引きつけられ
て搬送され、磁性トナーはこの電極のある部位において
も、磁力発生手段２によって搬送管３に張り付いて搬送
される。搬送された夾雑物などは回収容器５に収集され
ることになる。

【００３３】この装置の場合、現像剤を全体として一様
に帯電させるため、トナーに始めから添加されている物
質はトナーより小径であるので、単位重量あたりの帯電
量がトナーより大きくなり、これらの物質は効果的に分
離される。

【００３４】この場合、電極に印加される電圧、磁力発
生手段の磁力、現像剤に添加される磁性体の質、量、現
像剤の帯電量などは現像剤中に含まれる夾雑物、添加物
などの分離性によって適宜に決定することは勿論であ
る。

【００３５】この実施例装置が前述の各実施例装置と併
用できるものであることは勿論であり、また、この装置
による通紙テストによれば、１０万枚の通紙でも画質の
劣化は認められず、トナー帯電量も最終的に１０μＣ／
ｇを維持していることが確認されている。

【００３６】「図８」、「図９」はさらにまた他の実施
例を示すものであって、前者はその要部側断面図、後者
は一部の拡大図である。この装置では、搬送管３、振動
発生手段１、磁力発生手段２等は基本的に前記各実施例
装置と同様であるが、発生振動は進行波ではなく単純な
振動を搬送管に与えるようになっている。また、搬送管
３は若干傾斜配置となっいる。この様な構成によって、
搬送管に供給された粉体は重力と振動とによって、図示
の場合右方から左方に搬送される。

【００３７】図示の装置における夾雑物分離の仕方は前
記「図１」に示したものと同様であるが、さらに、粗大
化して再使用に適さないトナーをも排除できるようにな
っている。即ち、トナーは現像、転写、クリーニング、
搬送などの工程中にストレスをうけるので、その特性、
ストレスの加わりかた、環境温湿度などによって凝集融
合して粒径の大きい粗粒となることがある。このような
現象は低融点のトナーの場合に顕著である。この様な粗
粒化したトナーは現像器にもどしても現像機能を欠いて
いて現像器内に停滞するので種々な不都合を生ずる可能
性がある。

【００３８】このような粗粒化したトナーの現像器への
移行を阻止するため、図示の装置では、磁力発生手段２
の後段適所に、粗大トナー規制部材２３を配設してあ
る。「図９」は、該規制部材２３近傍部分を示す拡大図
で、規制部材２３の頂部とこれに対向する搬送管３内壁
面との間隙を、例えば１５μｍに設定する。

【００３９】これによって粒径１５μｍを越える粗粒化
トナーは夾雑物とともに容器５に回収されて現像器に達
することはない。なお規制部材としては、図示のような
ブレード状のもの以外に、メッシュ、フィルタ状のもの
など適宜のものを利用できることは勿論である。

【００４０】この様な搬送装置を用いない画像形成装置
によって、低融点トナーで当初の平均粒径が８μｍのト
ナーで通紙テストを行った。１０万枚通紙後には平均粒
径１６μｍとなり、画像濃度の低下もみられた。また、
現像スリーブと、これに近接配置したトナー層厚規制部
材都の間隙部分に粗大トナーが詰り、画像に白筋が発生
した。

【００４１】これに対して上記の搬送装置を搭載した画
像形成装置による通紙テストによれば、１０万枚通紙後
のトナー平均粒径は１０μｍで画像濃度への影響はあら
われなかった。また現像スリーブとトナー層厚規制部材
との間隙にも粗粒化トナーの詰りはみられなかった。

【００４２】以上本発明を複写機に適用した実施態様に
ついて説明したが本発明がこの様なものに限定されるも
のでないことは云う迄もない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
夾雑物を含む微粒粉体から該夾雑物を除去する際、粉体
搬送路に形成した極めて簡単で小型の機構を用いること
によって、有効に夾雑物を除去できる。特に本発明を画
像形成装置に適用した場合、使用済みのトナーを、画質
の劣化を招来することなく、また、特段装置の大型化を
もたらすことなく再使用できるので、この種の装置の適
用範囲を格段にひろげることを可能とするとともに、コ
ストダウンに資するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す搬送装置の要部斜視図

【図２】同上振動発生手段の斜視図

【図３】同上振動発生手段の電極配置を示す図

【図４】同上の振動モードを示す図

【図５】同上搬送装置を適用した複写機の概略側面図

【図６】

【図７】及び

【図８】夫々他の実施例を示す搬送装置の側断面図

【図９】「図８」の示す実施例装置の一部の拡大側断面
図

【符号の説明】

１ 振動発生手段 ２ 磁力発生手段 ３ 搬送管 ４ 現像剤 ５ 回収現像剤収納容器 ６ 電源 ７ 電極 ９ 像担持体 １０ 一次帯電器 １１ 現像器 １２ 転写帯電器 １３ 分離帯電器 １４ クリーニング装置 １７ ファン １８ 搬送路 １９ コロトロン ２１、２２ 電極 ２３ 規制部材 ２４ 粗粒化トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 21/10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】夾雑物を含む磁性粉体を搬送すべき搬送管
   の外側の少なくとも一部に前記磁性粉体を吸引する磁力
   発生手段を配設し、 前記搬送管適所に前記粉体を振動によって搬送させるた
   めの超音波振動発生手段を設け、 さらに、前記磁力発生手段の存する部位に、磁性粉体か
   ら非磁性夾雑物を分離収集するための外力を作用させる
   手段を設けてなることを特徴とする磁性粉体の搬送装
   置。
2. 【請求項２】夾雑物を分離する手段が、重力または（及
   び）気流または（及び）静電気力である「請求項１」記
   載の磁性粉体の搬送装置。
3. 【請求項３】搬送管内に再利用可能の粒径の粉体のみを
   通過させる規制部材を配設してなる「請求項１」または
   「請求項２」のいずれか記載の搬送装置。
4. 【請求項４】前記「請求項１」乃至「請求項３」のいず
   れか記載の搬送装置を具備する画像形成装置。