JPH04204877A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は静電潜像を現像して可視化する画像形成装置、
例えば複写機、レーザービームプリンター等の現像装置
に関するものである。

〔発明の背景〕

電子写真法を利用した複写機やレーザービームプリンタ
では、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が多用
されている。２成分現像剤では、記録時にはトナーのみ
が消費される。そのために消費されたトナーの分だけ新
しいトナーを補給する必要がある。補給されたトナーは
、撹拌混合部材によって現像剤と撹拌混合されるが、こ
のとき撹拌混合が不十分である場合、補給されたトナー
が帯電することができず、かぶり、トナー飛散の原因に
なりやすい。

補給されたトナーを現像剤と撹拌混合する性能を向上さ
せるために、実公５６−５１０２のように螺旋状の翼を
有する撹拌混合部材に、軸方向に延びるリニヤフィンを
付加したものがある。

このようにして撹拌混合の性能を向上させることができ
るが、リニヤフィンの占める断面積が大きいため、現像
剤にかかる機械的負荷が大きく、現像剤の寿命が短くな
るという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、撹拌混合部材の撹拌混合性能を向上さ
せるとともに、必要な個所にだけ、撹拌補助部材を付加
し、現像剤にかかる負荷を最小限に抑え、現像剤の長寿
命化を達成することにある〔発明の概要〕 本発明は、現像剤を現像容器内で、撹拌混合する螺旋状
構造で代表される回転状の撹拌混合部材（以下単に撹拌
混合部材と称す）に撹拌混合部材を必要個所に間欠的に
付加することにより、上記目的を達するようにしたもの
である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、現像剤中に補給したトナ
ーを、撹拌混合するものにおいて、撹拌混合部材に間欠
的に撹拌補助部材を付加したものであるから、画質の長
期安定、高品位化、かぶり、トナー飛散の防止、機内の
汚染防止、トナー消費量の適正化、節約、現像剤の長寿
命化をはかることができる。

〔発明の効果〕

本発明を電子写真法を用いるレーザープリンタに適用し
た実施例を以下説明する。

現像剤収容容器１底部には撹拌補助部材２を付加した回
転軸に螺旋状の翼を有する２本の撹拌混合部材Ａ３、Ｂ
４が設けられている。２本の撹拌混合部材の位置関係は
、水平方向に対して撹拌混合部材Ｂ４が撹拌混合部材Ａ
３の上方１０°の位置にあり、現像剤を撹拌、混合しな
がら現像スリーブ５まで現像剤を搬送する。

現像スリーブ５の表面は金属粒子融着、溝加工等の表面
処理が施されている。内部には複数の磁極を持つ永久磁
石が内在されており、矢印方向に回転しながら現像剤６
を扱者、搬送し、搬送方向に設けられた規制部材７によ
って一定の高さに規制され、現像スリーブ５により感光
体８まで搬送する。感光体８上には帯電器９のコロナ放
電により表面を均一に帯電されたのち半導体レーザー。

ＬＥＤ等の光源１０により潜像が形成される。感光体８
上の潜像に搬送された現像剤はトナーのみ感光体８に付
着し、現像を終えた現像剤はスクレーバ１１で現像スリ
ーブ５から、かき落とされ再び撹拌混合が行なわれる。

規制部材７で蔑制された残りの現像剤は傾斜案内板１２
により予備撹拌部材１３に運ばれる。

トナーホッパ１４は現像剤収容容器１上に設けられてお
り、現像剤中のトナー濃度が一定レベル以下になったと
き、トナーフィードロール１５を駆動し、トナー１６を
予備撹拌部材１３上に投入する。このとき補給されたト
ナーは、傾斜案内板１２上から運ばれて来る現像剤と予
備撹拌された後、撹拌混合部材Ａ３、Ｂ４により撹拌混
合を行なうため、より効果的な混合性能が得られる。

この傾斜案内板１２上を流れる現像剤は、現像スリーブ
５内の磁極Ｎ２から受ける磁力のため、流れが悪くなる
傾向がある。このため、傾斜案内板１２は、アルミ、ス
テンレスのような非磁性体からなり、磁極Ｎ２からの磁
力を弱めるように、非磁性体の磁気遮断部材１７を有し
ている。このとき、（Ｎ２の磁力は５００Ｇａｕｓｓ以
下）、傾斜案内板１２上の磁力は５０　（Ｇａｕｓｓ）
以下であるとき、傾斜案内板１２上を流れる現像剤は、
Ｎ２の磁力の影響を受けることなく、流れることができ
、その結果、補給されたトナーが混入し易くなり、予備
撹拌も良好に行なうことができる。

この傾斜案内板１２、磁気遮断部材１７には、現像剤の
片寄り、不均一、流量を調整できるように分流調整穴１
８、ガイド板１９、仕切り板ａ２０等を取り付けるとよ
い。

仕切り板ｂ２１は、補給されたトナーが撹拌混合部材上
に運ばれ、浮遊して直接現像スリーブ５に搬送されるの
を防ぐためのもので、これよりトナーを現像剤中に確実
に混入することができる。

仕切り板ｃ２２は、左右の撹拌混合部材Ａ３、Ｂ４の間
に設けられており、トナーを補給直後、混合撹拌が十分
行なわれず、帯電の不十分なトナーや前記浮遊トナーが
現像スリーブ５に搬送されるのを防いだり、現像剤の淀
みを防止するのに有効である。この仕切り板ｃ２２は、
搬送の片寄、不均一を防ぐため、必要に応じて、通路を
設けてもよい。実験によれば現像剤の上層部５閣程度の
深さにまで仕切られていれば上述目的を達することがで
きた。

また仕切り板ｃ２２の下部先端が撹拌混合部材３．４の
上面より深く仕切られているときには、現像剤収容容器
１の仕切り板ｃ２２に対抗する凸部を省略でき形状の簡
素化が可能となる。さらに、このとき撹拌混合部材Ｂ４
を上方に５〜２５゜傾けると現像剤の滞留をより少なく
でき好ましし１゜撹拌混合部材Ｂ４を上方に傾斜させる
ことは凸部を有するときにも有効で、現像機の設定時の
傾きに対する搬送安定裕度を広げることができる。

仕切り板ｃ２０は、分流調節穴１８から落下する現像剤
を確実に容器内の所望する場所に戻すためのもので、２
本の撹拌部材のどちらか一方又は両方に落下せしめる。

このように傾斜案内板１２上を経て還流する現像剤の一
部を分流せしめて容器内に戻すことにより、現像容器内
の現像剤のレベルを均一化することができるのみならず
、浮遊トナーの発生を防ぐことができる。

実験によると第１図のごとく傾斜案内板１２上を流れる
現像剤をトナー補給部と撹拌混合部材Ｂ４の一方とに分
流した場合、よい結果が得られた。

以上のように、第１図に示した本実施案により、撹拌混
合の性能を向上させ、高品位な画像を安定して得ること
ができる。

以下に各機構部について詳しく説明する。

第２図（ａ）（イ）は、板金加工した撹拌補助部材２を
撹拌混合部材の回転軸２３に取り付けたものである。

撹拌混合部材３は、現像容器底部において、互いに逆方
向に回転しているため、第２図（ｂ）のように、撹拌補
助部材は１ピッチより小さいものを、螺旋の１ピッチお
きに、左右２本の撹拌混合部材Ａ３．Ｂ４に対して交互
（千鳥配りになるように取り付けるのが好ましい。この
ようにすると現像剤にかかる負荷が軽減できる上、２本
の撹拌混合部材Ａ３、Ｂ４の撹拌効果が及ぶ領域のバラ
ンスを良好にとることができる。

また、撹拌補助部材２の取り付は位置は、現像剤の搬送
方向に対して、螺旋のピッチの下流側つまり、和光側が
よい。下流側に取り付けると搬送する際機械的撹拌をよ
り与えることができるので好都合である。

また撹拌補助部材２の形状としては、この他に第２図（
ａ）（ロ）のように山形に折り曲げたもの、（ハ）のよ
うに角形の部材を取り付けたもの、あるいは（ニ）のよ
うに一体加工したものが考えられるが、形状としては、
このようなものに限定されず、機械的撹拌を付与できる
ものであれば効果を上げることができる。

撹拌混合部材の材質は、金属に比べ動摩擦係数が小さい
プラスチックが良く、シかも、トナーの組成樹脂、帯電
制御剤と帯電系列を選んでポリカーボネート、ＡＢＳ（
アクリルニトリルブタジェン共重合体）、ポリアミド、
アクリルのようなプラスチックまたは、これらをコーテ
ィングしたものにすると、トナーの帯電性をより高め、
現像剤の負荷を軽減できので現像剤の長寿命化が達成で
きる。トナーの帯電性安定、現像剤の長寿命化につなが
るゆ 動摩擦係数は鋼に対して０．４以下、トナーの樹脂に対
して０．３もしくは０．２５以下であるもの（例えばＡ
ＢＳ、ポリカーボネートのようなもの）が良い、またト
ナー樹脂との相溶性を考慮すると、両者の溶解度パラメ
ータ（ＳＰ値）が１　　ｃａ下７１以上離れているもの
がよい。摩擦係数や帯電系列、溶解度係数については、
撹拌混合部材のみならず、現像剤収容容器も同様の材質
にするのが好ましいが、金属の場合は、キャリアに蓄積
された電荷を放電させるために接地するのがよい。

さらにモールド加工のように撹拌混合部材と撹拌補助部
材を一体で製造す□るときには低コストにできる長所が
ある。

一部プラスチックの場合、熱伝導率が小さいので、現像
剤の温度上昇が金属の場合に比へて大きくなる傾向があ
る。これを抑えるには現像剤収容容器の底面を空冷など
で冷却したり、撹拌混合部材３．４の基体を金属とし、
この表面をプラスチックコーティングしたり或は、熱伝
導性のよいフィシを混合したプラスチックを撹拌混合部
材として用いるとよい、実験によれば、トナー樹脂とし
てスチレンアクリル、或はポリエステルを主成分とし、
負帯電に制御されたものを用いたとき撹拌混合部材、撹
拌混合補助部材、または現像剤収容容器としてＡＢＳま
たはポリカーボネートが製造上の問題を含めて最も良い
結果を得た。

撹拌補助部材２は、螺旋の１ピッチおきに取り付けたが
、撹拌混合部材の１本当りに取り付ける数は限定されな
い。

また、上記構造と併合して補給したトナーの帯電性を高
めるため、トナー補給時に撹拌混合部材の駆動回転数を
高める方式、また軸方向の不均一を抑えるため螺旋のピ
ッチを変える方式と併用することで、より一層効果を上
げることができる。

このような構造にした場合には、従来の、撹拌混合部材
のみにより撹拌する方式と比較して、撹拌補助部材を付
加することで、機械的に撹拌を行なう範囲を拡大するこ
とができ、撹拌混合の性能を向上することができる。

第３図は、トナー補給を行なったときの帯電量の時間的
変化を撹拌混合部材の有無により比較した図である。飽
和帯電量の約９０％に達する時間（帯電飽和時間）を、
撹拌補助部材２の有無により比較すると、撹拌補助部材
２が無い場合、約１分であるのに対して、撹拌補助部材
２がある場合、約２０秒となり、帯電が飽和に達する時
間が短くなり、トナーの帯電性の良好な状態で現像が行
なわれるため、かぶり、トナー飛散時の不具合を生じる
ことがない。

第４図は仕切り板ｃ２２の形状を示したもので、（ａ）
は通路の加工を施してないものである。第４図（ｂ）は
、搬送の片寄り、不均一を防ぐため、通路２４を設けた
もので、第４図（ｃ）は、上面から通路２４と撹拌補助
部材の位ａ！関係を表わしたものである。この通路２４
は撹拌補助部材２の位置と対応しており、左右の現像剤
が互いに移動できるようになっている。

このように通路２４を設けることによって、左右のトナ
ー濃度、現像剤量が異なるとき、左右の現像剤が通路を
通過して移動するため、左右の均一混合を促進し、現像
剤の片寄りや負荷を軽減することができる。

第５図（ａ）は、傾斜案内板１２．磁気遮断部材１７の
外観を表わしたものである。傾斜案内板１２上を流れる
現像剤を一部、撹拌混合部材Ｂ４に分流するように分流
調整穴１８を設けている。

螺旋状の撹拌混合部材で、撹拌混合を行ない軸方向に搬
送する場合、軸方向に不均一が起こりやすい、すなわち
現像剤を搬送する上流側では現像剤量が少なくなり、下
流側では多くなる。

この軸方向の現像剤の片寄りを防ぐため、ガイド板１９
を取り付け、傾斜案内板１２上を流れる現像剤を上流側
に戻すようにするとよい。或は穴の大きさを調整しても
よい。

これにより現像剤の片寄り、不均一防止、撹拌混合の性
能を向上させることができる。

第５図（ｂ）は、磁気遮断部材１７を用いる他に磁極Ｎ
２との間に空間を形成するように板金加工したものであ
る。磁気遮断部材１７を設ける代わりに、磁極Ｎ２との
間に空間２７を設けることにより、傾斜案内板上１２の
現像剤にかかる磁力を弱めることができる。

第６図は、その他の実施例を示すもので、現像スリーブ
５．撹拌混合部材３．トナーホッパ１４、規制部材７、
傾斜案内板１２、スクレーパ１１、予備撹拌部材１３は
上記実施例と同様に構成されているが撹拌混合部材Ａ３
、Ｂ４の位置関係は水平である。

この実施例においては、撹拌混合部材３で撹拌混合を行
なった後、回転軸に水平の羽根を有する搬送羽根車２５
により現像スリーブ５に現像剤を搬送するようにし、ま
た傾斜案内板１２として。

現像スリーブ５との間に空間を有するように板金加工し
たものを用いたものである。

この場合にも分流調整穴１８を設けるのが好ましい。ま
たトナー供給部近くの撹拌混合部材の上方には混合不十
分なトナーが分離、浮遊した状態で搬送羽根車２５で現
像スリーブ５に搬送されないように、仕切り板ｄ２６を
設けるのが好ましい上記説明において、画像形成装置の
現像機、方式は第１．６図のような構成、方式としたが
、現像スリーブの回転方向、現像スリーブ本数、撹拌混
合部材の形状、撹拌補助部材の形状、傾斜案内板の形状
、仕切り板構造等は、このようなものに限定されること
なく、本発明の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す現像装置の断面図。 第２図（ａ）は、本発明で使用する撹拌補助部材の形状
を表わした図、第２図（ｂ）は１本発明で使用する撹拌
補助部材の取り付は位置の説明図第３図は、帯電量の時
間的変化を撹拌補助部材の有無により比較した図。 第４図（ａ）は、仕切り板Ｃの外観図、第４図（ｂ）は
、通路の加工を施した仕切り板Ｃの外観図、第４図（ｃ
）は、撹拌補助部材と仕切り板Ｃの通路との位置関係を
表わした図。 第５図（ａ）、（ｂ）は、傾斜案内板の外観図第６図は
、その他の実施例を示す現像装置の断面図。 第１，６図において、１は現像剤収容容器、２は撹拌補
助部材、３は撹拌混合部材Ａ、４は撹拌混合部材Ｂ、５
は現像スリーブ、６は現像剤、７は規制部材、８は感光
体、９は帯電器、１０は光源、１１はスクレーバ、１２
は傾斜案内板、１３は予備撹拌部材、１４はトナーホッ
パ、１５はトナーフィードロール、１６はトナー、１７
は磁気遮断部材、１８は分流調整穴、１９はガイド板、
２０は仕切り板ａ、２１は仕切り板ｂ、２２は仕切り板
Ｃ１２３は回転軸、２４は通路、２５は搬送羽根車、２
６は仕切り板ｄ、２７は空間である特許出願人の名称　
日立工機株式会社 才ｆの ｌθ 才２ｍ （α） ブ３ｍ ｚｑ 環４餉鉤ム」〜１ ２夕Ｗ 似） （ｂ） ｆ６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録体に形成した静電潜像をトナーとキャリアを主
   成分とする現像剤を用いて可視化する現像装置において
   、現像剤を現像容器内で、撹拌混合する回転体状の撹拌
   混合部材に撹拌補助部材を間欠的に付加したことを特徴
   とする現像装置。 ２、上記撹拌混合部材は、現像容器底部に設けられた２
   本の回転軸に螺旋状の翼を有するものからなり、２本の
   撹拌混合部材は、その間に仕切り部材を有しており、撹
   拌補助部材は螺旋の１ピッチおきに、また左右２本の撹
   拌混合部材に対して交互になるように取り付けたことを
   特徴とする請求項１記載の現像装置。 ３、記録体上に形成した静電潜像をトナーとキャリアを
   主成分とする現像剤を用い、現像磁気ロールと撹拌混合
   部材とからなる現像装置を用いて現像するものにおいて
   、現像ロール上部から現像容器内に還流する現像剤をト
   ナー補給部と撹拌混合部材部との少なくとも２ケ所に分
   流せしめて撹拌することを特徴とする請求項１記載の現
   像装置。