JPS633308B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、記録媒体上に形成された静電潜像
をトナーなどの現像剤により現像するための現像
装置に関するものである。

従来、静電潜像の記録されている記録媒体の表
面を現像器の開口部に押しつけて閉じた室を形成
し、該室内に液体トナーを導入して現像液室とな
し、記録媒体に液体トナーを付加することにより
静電潜像を現像する装置があり、複写機、フアク
シミリ受信機、静電プリンタなどにおいて使用さ
れている。この種の現像装置は、ポンプを使つて
現像液室の出口から入口側へ液体トナーを循環さ
せるものであり、ポンプの循環させる能力を変え
ることにより、現像剤である液体トナーの流量調
節を比較的容易におこないうるなど利点も多い。
しかし、このような湿式の現像方式は、トナーを
溶剤に分散させて成る現像液を用いるものである
が、その溶剤に公害上の問題がある。そこでこの
点を解決するため、液体トナーを廃止して乾式ト
ナーを用いたとすると、トナー粒径が大（例えば
５〜20μm）であり、またトナーの輸送には空気
の如き気体の流れを利用することになるので、湿
式方式のように、粘性液体中の小粒子（例えば
0.2〜0.4μm）を輸送すれば良い場合と異なり、新
たな問題が出てくる。すなわち、乾式トナーを直
接ポンプを使つて輸送すると、ポンプの故障が多
発し結局ポンプの寿命を短くするので実用上、乾
式トナーの使用は困難である。

この発明は、上述の困難な点を解決するために
なされたものであり、従つてこの発明の目的は、
乾式トナーを直接ポンプを使つて気体の流れに乗
せて循環輸送してもポンプを痛めることのないよ
うにした上述のような現像装置を提供することに
ある。

この発明の構成の要点は、現像室の出口側とポ
ンプの吸込側との間の循環輸送路部分に、トナー
と気体を分離するためのフイルタ面の一端を配置
し、該フイルタ面の一端により除去されたトナー
を、該フイルタ面を回動させることにより前記循
環輸送路部分の外に移動させ、そこからポンプを
バイパスさせて循環輸送路に再導入し、そのとき
前記循環輸送路部分には、前記フイルタ面の他端
が位置して、該フイルタ面の回動につれて以下同
様に機能するようにした点にある。

次に図を参照してこの発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は、この発明の一実施例の構成概要図で
ある。第１図において、回転ドラム１の表面に沿
つて図示せざる記録媒体が送られてきて、現像室
２において媒体上の静電潜像が現像される。現像
室２へはホツパー３から乾式トナー（以下、単に
トナーと云えば乾式トナーを指すこととし、液体
トナーについては、単にトナーとは云わず、必ず
液体トナーという）が供給され、現像室２で現像
処理のために使用されたトナーの残りは、循環輸
送路４により、ポンプ５の吸引力によつて空気と
共に運ばれるが、途中にフイルタ６が設けてある
ので、ここで濾過される。従つてポンプ５に吸い
込まれて吐出されるのはトナーを僅かしか含まな
い空気ということになる。一方、フイルタで排除
されたトナーは、ブラシ８によりバイパス輸送路
９へかき落とされた後、再び循環輸送路４に戻さ
れてポンプ５からの空気流に乗つて運ばれ、ホツ
パー３からのトナーと混合されて現像室２へ入
る。なおフイルタ６は回転軸７を中心として回動
するようにしておけば、ブラシ８により、たまつ
たトナーがかき落とされて掃除された、きれいな
フイルタ面が輸送路４からの流れに対し絶えず供
給されることになる。フイルタ６の斜視図を第２
図に示す。第２図ａは円板状のフイルタ１枚を用
いた例であり、第２図ｂは２枚用いた例である
が、これは勿論、必要に応じて何枚設けてもよ
い。フイルタ６としては、布、紙、合成繊維、ゴ
ム、プラスチツク等の材料で構成し得ることは勿
論であるが、磁性トナーの場合には磁石による磁
気的な作用を濾過に使用することもできる。また
フイルタに付着したトナーをブラシ８により機械
的な力でかき落とすのでなく、同様に磁石を使つ
て除去することもできる。

第３図は、この発明の他の実施例の構成概要図
である。第３図においては、フイルタ６を傾斜さ
せると共に、フイルタ６の回転軸７を回転駆動す
る駆動手段１０が、フイルタ６に対し、回転駆動
だけでなく、同時に振動を与えるよう構成されて
いる。従つてフイルタ６により除去されたトナー
は重力によつてバイパス輸送路９へ落下すること
ができる。なお、フイルタ６に対し、回転駆動と
同時に振動を付与する手段１０としては、任意適
宜のものを用いてよい。

第４図は、フイルタを湿式現像装置に適用した
場合の構成概要図である。液体トナーは、ポンプ
５の働きにより循環輸送路４を循環するが、途中
にフイルタ６が設けてあり、ここで液体トナーの
凝集したもの、紙粉、ゴミ等の現像に悪影響を及
ぼす異物を取り除き、これらの異物はブラシ８に
よつて異物回収部１１に回収される。

第５図は、この発明の更に他の実施例の構成概
要図である。この実施例においては、フイルタ６
は、現像室２の出口からポンプ５の吸込口に至る
輸送路と、ポンプ５の吐出口から現像室２の入口
に至る輸送路の両方にまたがつて図示の如く配置
される。フイルタ６は勿論回転軸７を中心として
回転駆動される。従つてトナーは、主として、ホ
ツパ３→現像室２→フイルタ６の片面→ホツパ３
の経路を循環するのに対し、空気は、現像室２→
フイルタ６通過→ポンプ５→フイルタ６反対方向
に通過→現像室の経路を循環する。なお、フイル
タ６の回転駆動手段１０として、単にフイルタ６
を回転駆動するだけでなく、同時に該フイルタ６
に振動を与えるような任意適宜の手段を用いれ
ば、フイルタ６に付着したトナーの除去を一層容
易にすることができる。或はフイルタ面に、図示
せざるブラシなどを接触させておいても、トナー
の除去に効果があることは云うまでもない。この
実施例は、空気流を利用してフイルタ２へのトナ
ーの付着および除去をおこなつているので、循環
輸送路が比較的単純になるという特徴がある。

第６図は、この発明の別の実施例の構成概要図
であり、そのフイルタ６に特徴がある。第７図
は、第６図の実施例に用いるフイルタの斜視図で
ある。第７図に見られるように、このフイルタ６
には、濾過面に、フイン１３が多数取り付けられ
ている。そして濾過面に空気の流れが衝突する
と、フイン１３と空気流の相互作用によつて、フ
イルタ６が回転軸７を中心として、風車式に回転
するようになつている。図では、フイルタ６の上
面と下面の双方にフイン１３を取り付けたものが
示されているが、どちらか一方の面にのみフイン
１３を取り付けたものでもよい。フイルタに回転
力を与えるという点からみると、空気の流れはフ
イルタを通過する前にフインに衝突する方が好ま
しいから、フイルタの下面にのみ取り付けるより
は、上面にのみフインを取り付ける方がよい。

第８図は、この発明の更に別の実施例の構成概
要図である。第８図の実施例においては、フイル
タ６に付着したトナーは、フイルタ６の回転運動
や振動によりふるい落とされた後、輸送路４に再
導入される。フイルタ６のポンプ５の側の面にフ
イン１３に取り付けられており、ポンプ５が空気
を吸い込むときの空気の流れによりフイルタ６は
回転する。なお、フイルタ６のポンプ５と反対側
の面にフインを取り付けなかつたのは、この面が
トナーの付着する面だからであり、この面にフイ
ンを取り付けると、付着したトナーの除去効率が
低下するからである。この実施例によれば（第６
図の実施例も同じであるが）、フイルタを回転さ
せるための特別の駆動手段を具備する必要がない
こと、また空気の流れが輸送路を循環するときの
みフイルタが回転するので実用上好都合であるこ
と、などの特徴がある。

第９図は、この発明の更にまた他の実施例の構
成概要図、第１０図は第９図の要部の側面図であ
る。第９図の実施例は、フイルタに特徴のある実
施例である。すなわち、フイルタ６はベルト状に
構成され、２個の駆動ローラ１４により駆動され
て無限に循環移動するようになつている。フイル
タ６の材質は紙、布、合成繊維、ゴム、プラスチ
ツク等であつてよいが、現像剤として磁性トナー
を用いる場合には、フイルタ６の材料として磁性
体（Fe、Niなど）を用い、磁性体材料を使つて
金網状のベルトを形成するか、或いは多数の孔を
有するシート状の磁性体ベルトを形成し、駆動ロ
ーラ１４も磁石で構成して駆動するとよい。ベル
ト面に付着したトナーは、該ベルトの近傍に適宜
固定した突起物またはブラシ１５によりかき落と
すとよい。ベルトによるフイルタは、ベルトの往
動面と復動面により、２重のフイルタを用いたの
と同じ効果を奏することができる。

第１０図は、第９図におけるフイルタ６がその
正面を示すものとすれば、フイルタ６の側面を示
す図である。適宜の位置に固定された突起物また
はブラシ１６が、ローラによりベルト駆動される
フイルタ６の内側面に接触していて、フイルタ内
部に付着したトナーをかき落とすようにした構成
を示している。

第１１図は、この発明において用い得る他のフ
イルタの断面図、第１２図は仝側断面図である。
すなわち、フイルタ６が円筒状をなした例であ
り、この円筒状フイルタ６は外から回転駆動する
必要があるが、駆動方法は、第９図の場合よりも
容易である。

第１３図は、第１１図および第１２図に示した
円筒状フイルタ６の回転駆動手段の一例を示す断
面図である。すなわち、円筒状フイルタ６の側面
に、円筒状ローラ１７を接触配置し、このローラ
１７を回転駆動することにより、これと係合する
円筒状フイルタ６を回転駆動させるものである。
回転がより安定するという特徴がある。

第１４図はポンプ５と円筒状フイルタ６の他の
配置例を示すための構成概要図であり、第１５図
は第１４図の要部の側断面図、第１６図は同じく
断面図である。第１４図においては、ポンプと円
筒状フイルタが特別な配置をとつており、その要
部１８の詳細な側断面図が第１５図であり、断面
図が第１６図である。フイルタ６は、円筒状の回
転フイルタであつて、ベアリング１９に接して回
転するように構成されている。ポンプ５に吸引さ
れた空気（トナーを含む）は、回転フイルタ６の
外部から該フイルタ６にてトナーを除去された
後、回転フイルタ６の内部でポンプ５に吸い込ま
れる。ポンプ５から吐出された空気は、回転フイ
ルタ６の内部から該フイルタを通つて外部へ送出
される。従つてトナーは回転フイルタ６の外面に
付着されることになる。

第１７図と第１８図は、それぞれ第１５図と第
１６図の改良を示す同様な断面図である。すなわ
ち、第１５図に示した方式は、円筒形フイルタ６
の一方の端面から回転駆動をおこなつている関係
上、円筒（フイルタ）の他の端面からポンプへの
空気の流入、流出がなされており、そのためフイ
ルタ６の面へのトナーの付着に片寄りが生じるの
で、時折フイルタ６の向きを左右交換する必要が
あつた。第１７図の方式では、この点の改良を図
つている。つまり、円筒状フイルタ６の回転駆動
を、円筒の外部から接する円筒状ローラ１７によ
りおこない、円筒状フイルタ６の両端面におい
て、空気の流入、流出を可能ならしめたものであ
る。

第１９図は、この発明の更にまた別の実施例を
示す構成概要図である。第１９図においては、輸
送路４においてフイルタ６の前後に、空気の流れ
状態（流速とか流量など）を検出する素子２０を
配置し、フイルタ６の目詰まりが生じたりする
と、該検出素子２０による検出値が予め設定され
た値から外れるので、そのことを検出部２１にお
いて検出し、それにより制御部２２がポンプ５を
制御して、その空気循環能力をアツプさせるよう
にしたものである。第１９図に示したものは、ト
ナーがフイルタ６の面に付着すると共に、該面が
180度回転した状態で、ポンプ５からの送風によ
りトナーが除去されるものであるから、ポンプ５
のパワーをアツプすることにより、トナーのフイ
ルタ面への付着、フイルタ面からの除去の能力が
上昇するものである。検出素子２０としては、羽
根車を用いてその回転数を検出してもよく、或は
オリフイスなどの流量計を使用してもよい。

第２０図は、第１９図と同様な実施例であつ
て、唯、制御の対象が第１９図の場合にはポンプ
であつたものが、フイルタ６の回転数制御に変つ
たものである。回転フイルタ６の回転数が増加す
れば、ブラシ８とフイルタ面との接触時間が実質
的に増加したのと同じことになり、フイルタ面か
らのトナー除去能力が向上することになる。また
フイルタ６を機械的に振動させるタイプのものの
場合には、制御部２２の出力によりその振動数を
増すことによりトナー除去能力を高め、フイルタ
面における目詰まりを軽減することができる。

第２１図も、第１９図および第２０図と同様な
実施例を示す構成概要図である。すなわち、第２
１図においては、輸送路においてフイルタ６の前
後３箇所に流れ状態検出素子２０を配置し、これ
によりフイルタ６におけるトナーの付着能力、或
いは除去能力を検出するようにし、その検出され
た値が、予め設定されたフイルタ６の濾過能力の
限界を超したことが、比較部２３における設定値
との比較の結果、判明すると、それに基づき表示
部２４において警告表示をなすものである。フイ
ルタ６の濾過能力は、現像室における現像能力と
密接な関係があるから、フイルタ６の濾過能力を
検出し、それを制御することは、現像の安定化に
結びつくもので、第１９図乃至第２１図の各実施
例は、この点において特徴があると云える。

第２２図は、現像室２の回転ドラム１に対向し
た面に張り渡した導線から成る現像電極を示す斜
視図であり、第２３図は同様なメツシユ状の現像
電極を示す斜視図である。ポンプを用いてトナー
の如き現像剤を循環させることにより現像室で現
像をおこなう既述のような現像装置においては、
トナーの循環速度が速く、しかも記録媒体にトナ
ーが衝突するために、記録媒体上で静電潜像の形
成されていない非画像部にもトナーが付着し、所
謂、地肌汚れの原因となつている。そこで第２２
図に示した如き、現像室の長手方向に、導線を
0.5〜１mm間隔程度に配置した現像電極を用いれ
ば、それらの間を通過するトナーの流れが邪魔さ
れて物理的に整流（場所により異なつていたトナ
ーの流速、流量が整えられて均一になること）さ
れ、またその流速も遅くなるので前述の地肌汚れ
を軽減させることができる。また、トナーで帯電
極性を有しないものは、何らかの手段で帯電させ
ることにより、トナーが潜像に容易に接近するこ
とになり現像が容易におこなわれる。この意味
で、第２２図に示した現像電極は、長手方向に張
られた導線の近傍で電界の乱れが生じるので、こ
の近傍に存在するトナーはその影響で帯電し易
く、従つて潜像への付着効果が強くなる。回転ド
ラムの回転速度が速いと、見かけ上、現像電極は
連続したものと等価になる。

第２３図に示したメツシユ状の現像電極は、電
源２５に接続され、任意の電位をとり得るもので
ある。従つて回転ドラムとの間にバイアス電位を
与えることも可能であり、しかも前記の第２２図
の電極の場合と同様、メツシユによるトナーに対
する物理的な整流作用、また不均一電界の発生な
どにより現像作用に好結果をおよぼす。なお、か
かる現像電極は、液体トナーを用いる湿式現像方
式にも適用できる。

以上説明した通りであるから、この発明によれ
ば、現像剤として乾式トナーを用いても、ポンプ
の吸い込み口の前にフイルタを配置したことによ
り、ポンプに直接多量のトナーが吸入されること
がないからポンプの寿命が延び、長期間にわたり
安定した良好な現像が可能になるという利点があ
る。従つて液体トナー使用による公害上の問題を
基本的に解決できるという大きな利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の構成概要図で
あり、第２図は、この発明に用いるフイルタの斜
視図、第３図はこの発明の他の実施例の構成概要
図、第４図はフイルタを湿式現像装置に適用した
場合の構成概要図、第５図はこの発明の更に他の
実施例の構成概要図、第６図はこの発明の別の実
施例の構成概要図、第７図は第６図の実施例に用
いるフイルタの斜視図、第８図はこの発明の更に
別の実施例の構成概要図、第９図はこの発明の更
にまた他の実施例の構成概要図、第１０図は第９
図の要部の側面図、第１１図は、この発明におい
て用い得る他のフイルタの断面図、第１２図は仝
側断面図、第１３図は円筒状フイルタの回転駆動
手段の一例を示す断面図、第１４図はポンプと円
筒状フイルタの他の配置例を示すための構成概要
図、第１５図は第１４図の要部の側断面図、第１
６図は同じく断面図、第１７図と第１８図はそれ
ぞれ第１５図と第１６図の改良を示す同様な断面
図、第１９図乃至第２１図はそれぞれこの発明の
更にまた別の実施例を示す構成概要図である。第
２２図は、現像室の回転ドラムに対向した面に張
り渡した導線から成る現像電極を示す斜視図、第
２３図は同様なメツシユ状の現像電極を示す斜視
図である。 図において、１は回転ドラム、２は現像室、３
はホツパー、４は循環輸送路、５はポンプ、６は
フイルタ、７はフイルタ６の回転軸、８はブラ
シ、９はバイパス輸送路、１０はフイルタ６の回
転駆動手段、１１は異物回収部、１２は液体トナ
ー溜め、１３はフイルタのフイン、１４は駆動ロ
ーラ、１５と１６はそれぞれ突起物またはブラ
シ、１７は円筒状ローラ、１８は要部、１９はベ
アリング、２０は空気の流れ状態検出素子、２１
は検出部、２２は制御部、２３は比較部、２４は
表示部、２５は電源、を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録媒体の現像をなすべき現像室と、現像室
   の出口側から入口側へ循環路に沿つて気体の流れ
   を発生させるよう、気体を吸い込んでは吐き出す
   空気ポンプと、を有して成る現像装置において、 現像室の出口側とポンプの吸込側との間の循環
   路部分に、トナーと気体を分離するためのフイル
   タ面の回転中心から見た一方の側を配置すると共
   に、該フイルタ面の前記回転中心から見た他方の
   側から前記ポンプをバイパスして前記循環路に合
   流するバイパス路を設け、 前記入口側から現像室へ導入されたトナーのう
   ち、現像室における現像処理に要した分の残りの
   トナーを前記出口側からポンプが気体と共に吸い
   出したとき、前記フイルタ面の一方の側によりト
   ナーを気体から分離し、分離された該トナーを前
   記フイルタ面をその回転中心を中心として回動さ
   せることにより前記他方の側に移動せしめ、そこ
   から前記バイパス路を介して前記循環路に導き、
   空気の流れに乗せて現像室の入口側へ循環させる
   ことを特徴とする現像装置。