JPH0410605Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、電子写真複写装置を始めとする静電
記録装置における現像装置に関するものである。 静電記録装置においては、その静電記録体に静
電潜像が形成され、かれは現像装置において現像
剤によつて現像されることにより可視化される。 而して現像装置においては、現像剤が特にキヤ
リアとトナーとからなる二成分現像剤である場合
にはこれを攪拌混合することが必要であるため
に、また一成分現像剤の場合にもトナーの凝集或
いはケーキングをほぐすために、現像剤攪拌器が
用いられる。斯かる攪拌器は現像方式に対応した
ものとされ、例えば磁気ブラシ現像装置において
も種々の構造の攪拌器が考案されている。従来代
表的なものとして、例えば米国特許第3697050号
明細書に記載されたクロスミキサーと称する攪拌
器が知られている。こん攪拌器は、攪拌混合性能
は優れているが、小型磁気ブラシ現像装置におい
ては、相当の落下距離が必要であるために適用が
困難であり、しかも小型現像装置に適用した場合
には補給直後において現像剤が十分に混合されな
い状態のまま現像領域に引き出されてくるように
なつてカブリ、トナー飛散の原因になる等、性能
上も必ずしも十分でない欠点がある。 またスパイラル・スクルユー型攪拌器は軸方向
においては十分な攪拌作用が得られるが、回転方
向における攪拌作用が不十分であり、水車、バケ
ツトタイプの攪拌器は軸方向における攪拌作用が
不十分である。 一方、実公昭53−32029号公報の攪拌器は、小
型現像装置においても相当優れた性能を示すもの
であるが、今日のように高画質の可視像が求めら
れている状況下では必ずしも十分なものとは言え
ず、更にミクロ的に均一に現像剤を混合攪拌する
ことのできる攪拌器を有する現像装置が必要とさ
れている。 本考案は以上のような情況に基づいてなされた
ものであつて、小型で簡単な構造で、短時間のう
ちに現像剤を十分均一に混合攪拌することができ
て良質な画像を得ることのできる現像装置を提供
することを目的とする。 本考案は、前述の実公昭53−32029号公報に記
載された考案（以下「先行考案」という。）を更
に改良してその攪拌作用を向上せしめたものであ
る。 第１図は現像部分の概略を示す図である。図中
１はドラム状感光板Ｐの移動軌路に近接して設け
た磁気ブラシ型現像装置（以下単に「現像装置」
という。）、１００はトナーとキヤリアとから成る
現像剤Ｄを貯蔵すべく凹部を有する現像剤タンク
で、前記感光板Ｐ側の一端部には後述する円筒保
持部材上に吸着する前記現像剤Ｄの量の規制し得
るように折曲部１０１を設けてある。１０２は前
記現像剤Ｄを搬送するための円筒保持部材（以下
「スリーブ」という。）で前記タンク１００の側板
（図示せず）に回転（矢印方向）し得るように形
成してある。１０３は前記スリーブ１０２の内周
に沿つて近接し得るようにコア１０４上に配置し
てある永久磁石である。該永久磁石を保持する前
記コア１０４は前記タンク１００の側板（図示せ
ず）に固定的に保持されている。勿論、前記スリ
ーブ１０２と前記永久磁石１０３（コア１０４）
との関係は、前記スリーブを固定して永久磁石を
回転し得るようになしてもよく、また両者を互い
に逆回転させるようにしてもよい。但しその際に
は前記永久磁石はスリーブの内側に沿つて、且つ
その全域に配置せしめるようにすることが好まし
い。更に図においては、１ケ１ケの磁石をコア上
に設けたものとして永久磁石の配列を示してある
が、例えば円筒形をなしておりその表面上適宜の
部分に着磁したものからなる所謂ドーナツ型磁石
を用いても差し支えない。１０５は前記スリーブ
１０２の周面にその前端１０６を接触、もしくは
近接して設けてあるスクレーパーで、前記スリー
ブ１０２上に磁気吸着しながら移動する現像剤Ｄ
を剥ぎ取る役割りをなす。トナーホツパー１２０
は補給用トナーを貯蔵し、任意のトナー補給制御
機構からのトナー補給信号により弾性ローラ、溝
付きローラなどの補給ローラ１２１を回転してト
ナーを現像器に落下補給し、これによつて現像剤
Ｄ中のトナー濃度をコントロールするものであ
る。トナーホツパー１２０よりのトナーの落下位
置は、スクレーパー１０５上、あるいはスクレー
パーによつて剥ぎ取られた現像剤上、あるいはそ
の下流側となるように設計される。 ２は、前記スクレーパー１０５の後端１０７に
近接して設けてある回転攪拌手段であつて、先行
考案においては第２図に示すごとく軸２０１とこ
れに固定された複数の変位板２００とにより構成
される。該変位板２００は円板から成り軸２０１
に任意の傾斜をもつて固定される。その際、隣あ
わせの変位板同士は前記スクレーパー１０５上を
ほぼ直線的に滑る前記現像剤Ｄがそのまま自重で
落下せず、前記スリーブ１０２の長手方向におい
て変位し得るように重合部分を有する如く構成さ
れることが望ましい。即ち、第３図に示すよう
に、隣接する変位板２００の離間距離Ｄより各変
位板２００の長さ幅Ｌを大きなものとする。第３
図は、回転攪拌手段２の取付状態を平面から見た
図であり、前記第１図および第２図中の記号と同
一記号は同一部材を示すので説明は省略する。１
０８は前記タンク１００の側板である。前記回転
攪拌手段２の軸２０１は前記側板１０８に設けた
穴１０８ａを通して延長しており、軸受１０９に
より支持してある。１１０はトナー粉末が前記軸
受に侵入しないように設けたフエルトである。３
は前記軸２０１の駆動側（図においては右側）に
設けた歯車で、前記スリーブ１０２の駆動軸Ｓ上
に設けた他の歯車４と噛み合わせてある。５は前
記駆動軸Ｓ上の端部に植設してあるピンで、装置
側に設けた動力伝達手段６と係合し得るように構
成してある。７は前記ピン５を覆つている絶縁性
樹脂から成るリングである。 本考案は以上のごとき先行考案における変位板
を改良したものであつて、本考案においては、複
数の変位板を長板の端部を屈曲させて形成した曲
面部分を有する回転対称体とし、これらの複数の
変位板を、回転する軸に対して斜めに交差した状
態で当該軸に沿つてほぼ等間隔で、かつ、隣接す
る変位板の離間間隔が当該変位板の軸方向の長さ
幅以下となる状態で配置する。このような構成に
よれば、後述する実験例の説明から明かなよう
に、特に小型な現像装置においても、十分な攪拌
作用が得られて現像剤をミクロ的に十分均一に混
合することを短時間のうちに達成することがで
き、静電記録体に付着すべきトナー粒子が好まし
い帯電量（例えば５〜30μC／ｇ）にすみやかに
達し、濃度ムラやカブリのない良質画像を得るこ
とができる。 本考案の現像装置は、トナーとキヤリアとの混
合体より成る二成分現像剤、或いは互いに異なる
複数の種類のトナーの混合体より成る現像剤によ
り現像を行なう場合に極めて有効である。 第４図は本考案に係る現像装置を搭載した複写
機の概略を示す断面図であつて、は給紙部、
は露光系、はクリーニング部、は定着部であ
る。 第５図及び第６図は、本考案に用いることがで
きる変位板の例を示す説明図である。 第５図Ａ及びＢの例では、長円状の板の端部を
屈曲させて形成した曲面部分を有する全体が波形
の回転対称体からなる複数の変位板Ｂを、軸２０
１に対して斜めに交差した状態で当該軸２０１に
沿つてほぼ等間隔で、かつ、隣接する変位板Ｂ，
Ｂの離間間隔が当該変位板Ｂの軸方向の長さ幅以
下となる状態（第３図参照）で配置されている。 第６図の例では、長円状あるいは多角形状の細
長い板の先端近傍を屈曲させて形成した曲面部分
を有する回転対称体からなる複数の変位板Ｂを用
いたほかは第５図と同様に構成されている。 ここで、変位板Ｂは、金属、樹脂、セラミツク
スなどの材料で作製することができ、構造が簡単
なので一体成型化することができ、低コスト化が
可能である。 以下本考案の実験例について説明する。 第５図に示した構成の攪拌器を作製し、電子写
真複写機「Ｕ−Bix 3000」及び「Ｕ−Bix V2」
の現像器に装着し、各複写機に専用の現像剤を用
いて実験を行なつた。 一方比較のため、クロスミキサーと先行考案に
従つて攪拌器を作製して同様にして現像器に装着
し、同様の条件で実験を行なつた。なおクロスミ
キサーは、米国特許第3697050号明細書に述べら
れている構成に従つて既述の複写機に適用し得る
よう小型なものを製作した。 現像ロールを１本と攪拌手段を主な構成とする
ような小型な現像装置においては、以上の結果、
本考案による現像装置を用いた場合において最も
画質の良いコピーが得られることが判明した。先
行考案による場合にも、カブリのない均一なベタ
画像が得られるが、細部に至つては本考案の場合
より劣つていた。 一方クロスミキサーを用いた場合においては、
特にトナーの補給直後において可視画像にカブリ
が出るなど劣つていた。 また、トナー補給直後のトナー帯電量を公知の
ブローオフ法で測定した結果、第７図に示すよう
に攪拌性能の目安となるトナー帯電量の攪拌時間
依存性に関し、三者の間に明らかに差が認められ
た。即ち、曲線ａで示す本考案のもの、曲線ｂで
示す先行考案に従うもの、曲線ｃで示すクロスミ
キサーの順にトナー帯電量の立上がりが速く、攪
拌性能がこの順に優劣差があることを示してい
る。 またトナー帯電量の立上がりの速さと現像器か
らのトナー飛散量にも関係あることがわかつた。
帯電量の立上がりが速い程、トナー飛散量が少な
くなるので好ましい。 一方、クロスミキサーを小型現像装置に適用す
ると現像ローラ軸方向に現像剤の片寄りができ易
いことも分つた。以上の結果を第１表にまとめ
た。

【表】 本考案の現像装置がクロスミキサーを用いたも
のよりも優れているのは明らかであるが、また先
行考案による攪拌器を用いたものよりも性能が良
いのは、次のように推測される。 即ち、変位板Ｂが平板ではなくて、長板の端部
を屈曲させて形成した曲面部分を有する回転対称
体であるために、同じ面積の平板状の変位板に比
べて回転半径が小さくなり、回転攪拌手段の小型
化を図ることができるとともに、曲面部分では攪
拌混合すべき現像剤粒子との接触面積が広くなる
ので、同じ径の平板状の変位板に比べて攪拌効率
が向上し、また変位板の回転に伴う曲面部分の回
転により当該変位板により移動する現像剤粒子の
方向がよりランダムになり、補給されたトナー
と、トナーを十分にその表面に付着させていない
キヤリアとの接触する回数が増大したためと思わ
れる。回転に要するトルクは従来型と比べほとん
ど差がないので、複写機の現像装置設計上問題と
はならない。 本考案装置に用いられる現像剤は何ら制限を受
けない。二成分系現像剤を用いる場合における当
該現像剤のキヤリア粒子としては、平均粒径を別
にして、従来の磁性キヤリア粒子と変らないもの
を用いることができる。即ち、鉄、クロム、ニツ
ケル、コバルト等の金属、あるいはそれらの化合
物や合金、例えば、四三酸化鉄、γ−酸化第二
鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フエライト、
マンガン銅系合金、と云つた強磁性体乃至は常磁
性体の粒子、又はそれらの粒子の表面をスチレン
系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変
性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂やパルミチ
ン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワツクスで被覆し
たような絶縁性の粒子を用いることができる。抵
抗率が10⁸Ω・cm以上の絶縁性の磁性粒子も有効
に用いられる。特に、樹脂被覆層を有する絶縁性
キヤリアを含む現像剤を用いる場合には、当該キ
ヤリアの使用寿命が長くなるので好ましい。これ
は、変位板が曲面部分を有することによつてキヤ
リアが変位板に衝突するときの衝撃力が軽減され
る結果、キヤリアの表面における樹脂被覆層が剥
離する等の劣化原因が緩和されたものとなるから
であると推察される。抵抗率が低いと、現像剤搬
送担体にバイアス電圧を印加した場合に、キヤリ
ア粒子に電荷が注入されて、像担持体面にキヤリ
ア粒子が付着し易くなると云う現像が生ずる場合
がある。 なお、抵抗率は、粒子を0.50cm²の断面積を有す
る容器に入れてタツピングした後、詰められた粒
子上に１Kg／cm²の荷重を掛け、荷重と底面電極と
の間に1000V／cmの電界が生ずる電圧を印加した
ときの電流値を読み取ることで得られる値であ
る。また、絶縁性粒子は、磁性体粒子の表面に樹
脂等の被覆層を設けたものに限らず、樹脂中に磁
性体粒子が分散しているようなものでもよい。 以上述べたようなキヤリア粒子は、従来のキヤ
リア粒子と同様に製造され、従来公知の平均粒径
選別手段によつて平均粒径のものが選別される。 またトナー粒子についても、従来の非磁性また
は磁性トナー粒子を平均粒径選別手段によつて選
別したようなトナー粒子を用いることができる。
そして、トナー粒子が磁性体微粒子を含有した磁
性粒子も使用可能である。トナー粒子が磁性粒子
を含有したものである場合は、トナー粒子が現像
剤搬送担体に含まれる磁石の磁力の影響を受ける
ようになるから、磁気ブラシの均一形成が一層向
上して、しかも、カブリの発生が防止され、さら
にトナー粒子の飛散も起こりにくくなる。 以上述べたようなトナー粒子は、キヤリア粒子
について述べたような樹脂及びさらには磁性体の
微粒子を用い、それにカーボン等の着色成分や必
要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知のト
ナーの粒子製造方法と同様の方法によつて作るこ
とができる。 二成分現像剤には必要に応じて粒子の流動滑り
をよくするための流動化剤や像担持体面の清浄化
に役立つクリーニング剤等が混合される。流動化
剤としては、コロイダルシリカ、シリコンワツク
ス、金属石鹸あるいは非イオン表面活性剤を用い
ることができ、クリーニング剤としては、脂肪酸
金属塩、有機基置換シリコンあるいは弗素等表面
活性剤等を用いることができる。 第８図は本考案の現像装置の他の実施例を示
し、第９図はこの現像装置を具えた複写機の概略
を示す。この例においては攪拌器の変位板Ｂが、
現像剤中にその一部あるいは大部分が埋没するよ
う設けられている。このような条件下においても
従来型攪拌手段よりも優れた攪拌性能を得ること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案現像装置の説明図、第２図及び
第３図は、本考案に先行する考案についての攪拌
器の斜視図及び現像装置の要部の断面図、第４図
は電子写真複写機の説明図、第５図及び第６図は
本考案において用いることができる回転攪拌手段
の例を示す説明図、第７図は本考案の効果につい
ての実験結果を示す曲線図、第８図及び第９図は
本考案の他の実施例に係る現像装置を示す説明図
及びこれを用いた複写機の概略図である。 １……磁気ブラシ型現像装置、Ｐ……ドラム状
感光板、１００……現像剤タンク、Ｄ……現像
剤、１０２……円筒保持部材、１０３……永久磁
石、１０５……スクレーパー、１２０……トナー
ホツパー、１２１……補給ローラ、Ｂ，２００…
…変位板、２０１……軸、２……回転攪拌手段、
３，４……歯車、Ｓ……駆動軸、……給紙部、
……露光系、……クリーニング部、……定
着部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 静電記録体の静電潜像を粉末現像剤により現
   像して可視像とする現像装置において、 静電記録体表面へ現像剤を搬送する磁石を内
   包する現像ローラと、 この現像ローラの外部に配置した、現像剤を
   攪拌混合する回転攪拌手段とを具え、 前記回転攪拌手段は、現像ローラの軸方向に
   伸びる回転する軸と、この軸に固定配置された
   複数の変位板とを有し、 前記複数の変位板は、長板の端部を屈曲させ
   て形成した曲面部分を有する回転対称体であつ
   て、前記軸に対して斜めに交差した状態で当該
   軸に沿つてほぼ等間隔で、かつ、隣接する変位
   板の離間間隔が当該変位板の軸方向の長さ幅以
   下となる状態で配置されていることを特徴とす
   る現像装置。 (2) 現像ローラから現像剤を剥ぎ取るスクレーパ
   ーと、このスクレーパーに係る現像剤流に補給
   用トナーを供給するためのトナーホツパーとを
   有し、回転攪拌手段は該スクレーパーの下流に
   配置されている実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の現像装置。