JPH0469787B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は粒状物の混合装置に関する。このよ
うな装置は、限定されるわけでないが、特に像形
成面上の静電潜像を現像するための磁気ブラシ現
像装置において有用である。かかる装置では一般
に、磁気的に吸引可能なキヤリア粒子と摩擦電気
でこれらに付着するトナー粒子から成る２成分現
像剤を使用する。

（従来技術） 本発明が関連しており、磁気ブラシ現像装置で
しばしば使われるこの種混合装置は、クロスミキ
サとして知られている。このクロスミキサは並列
に配列された複数組の室を備え、各室は装置頂部
の入口で粒状物を受取つて下端にある出口から粒
状物を放出し、更に各室は入口の垂直下方位置か
らずれた出口を有する。

磁気ブラシ現像装置の１種では、像形成面上で
静電潜像を現像するため、現像材が磁気ブラシ現
像ロールにより搬送されて像形成面と現像接触さ
れ、次いで磁気ブラシ搬送ロールにより現像ロー
ルから上方へ搬送される。搬送ロールの頂部近く
で、現像材をロールに付着していた磁場が消え、
現像材をロールから離反させ、上記のごときクロ
スミキサの頂部へ向かつて搬送又は投出せしめ
る。クロスミキサを含むこの種磁気ブラシ現像装
置は、英国特許第1372731号に記載されている。
同特許のクロス混合装置は２列の平行なシユート
（樋）状の室を含み、１列中の全シユートは現像
材を左側へ移動させ、他列中の全シユートは現像
材を右側へ移動させる。こうしたクロスミキサは
良好な混合特性を与えるが、場合によつてはもつ
と完全な混合を得るのが望ましい。更に、この種
クロス混合装置は装置の傾斜による影響を受け易
いだけでなく、２列のシユート内へ落下する現像
材の量が不均衡になる傾向を持つ。これらいずれ
の傾向もポンプ作用を生み、現像材の大部分を装
置の一端に集めてしまい、その結果他端では不足
が生じる。

（発明の目的と構成） 本発明は上記の問題を解決することを目的と
し、各列の室がそれぞれ各入口の垂直下方位置か
ら左側及び右側へ離間した出口を有する交互に連
なつた室から成り、別の列に属する室の入口と出
口が、装置の底部から頂部へ向かう装置外部での
垂直移動による粒状物の連続した再循環時に、重
力下で装置内を通る連続通路について、左から右
へ且つ列から列へ及び右から左へ且つ列から列へ
向かう粒状物の同時移動が生じるように位置合せ
されたことを特徴とする混合装置を提供するもの
である。

以下、磁気ブラシ現像装置用の本発明による混
合装置を、添付の図面を参照しながら一列として
説明する。

（発明の実施例） まず第１図を参照すると、本発明を組込んだゼ
ログラフイツク（静電写真式）複写装置が示して
ある。この複写装置は、回転自在（第１図におい
て時計方向）に装着された受光体ドラム１を含
み、ドラムの光導電性像形成面を次の一連のゼロ
グラフイツク処理ステーシヨンへ順次搬送する：
帯電ステーシヨン２、像形成ステーシヨン３、現
像ステーシヨン４、転写ステーシヨン５及び清掃
ステーシヨン６。

帯電ステーシヨン２は、受光体上に一様な静電
荷を形成するコロトロンから成る。複写すべき原
稿はプラテン（原稿台）１３上に置かれ、移動す
る光走査系によつて走査されて、流動光像をドラ
ム上の３に生じる。光像が像の形状に応じて受光
体を選択的に放電させ、これによつて対象物の静
電潜像がドラムの表面上に与えられる。現像ステ
ーシヨン４では、静電潜像をトナー粒子と接触さ
せ、トナー粒子を受光体の帯電領域上へ付着する
ことによつて、静電潜像が可視像へ現像される。
用紙の切断シートがドラム表面上の像と同期して
転写ステーシヨン５へ移動されると共に、現像後
の像が転写ステーシヨン５でコピー用紙へ転写さ
れ、そこでは転写コロトロン７がトナー粒子の転
写を助ける電場を与える。次いでコピー用紙がド
ラム１から剥されるが、この引離しは分離用コロ
トロン８から与えられる電場で促進される。その
後、現像済像を持つたコピー用紙が搬送ベルト系
９によつて定着ステーシヨン１０へ運ばれる。

現像済像のドラムからの転写後、通常一部のト
ナー粒子がドラム上に残つており、これらは清掃
ステーシヨン６で除去される。清掃後、ドラム上
に残つている静電荷が消去用コロトロン１１によ
つて完全に取り除かれる。それで受光体は、次の
複写サイクルの第１ステツプとして、帯電用コロ
トロン２により再び帯電されるべき準備を完了す
る。

像形成ステーシヨン３での光像は、光学系１２
によつて形成される。複写すべき原稿（図示せ
ず）はプラテン１３上に置かれ、鏡１６を保持す
る走査可動台１５上に装着されたランプ１４で照
明される。鏡１６は、全速及び半速走査系の全速
走査鏡である。全速走査鏡１６は複写すべき原稿
の帯電状像を半速走査鏡１７へ反射する。像はレ
ンズ１８でドラム１上に収束され、その途中固定
鏡１９で偏向される。動作時、全速鏡１６とラン
プ１４は定速で装置を横切つて移動する一方、こ
れと同時に半速鏡１７は半分の速度で同方向に移
動する。走査の終了時、各鏡は第１図中左側の破
線で示した位置にくる。各鏡のこうした移動によ
つて一定の光路長が保たれ、走査の全体を通じ鮮
明な焦点像をドラム上に維持する。

現像ステーシヨン４では、磁気ブラシ現像系２
０が静電潜像を現像する。トナーが回転する発泡
ロール分配器２２によつて、ホツパー２１から現
像器ハウジング２３内へ分与される。ハウジング
２３は磁気的に吸引可能なキヤリアとトナーから
成る２成分現像剤混合物を内部に含み、この混合
物が３ロール式の磁気ブラシ現像器機構２４によ
りドラム１と現像接触させられる。

現像済像は転写ステーシヨン５で、給紙系２５
によりドラムへと接触される一枚のコピー用紙
（図示せず）にドラムから転写される。各コピー
用紙は２個の用紙トレイ、つまり上方の主トレイ
２６と下方き補助トレイ２７内に収納されてい
る。必要に応じいずれかのトレイ中の頂部用紙
が、共通の固定位置にある給送器２８と給送接触
される。給送器２８が整合点３０における整合の
ため、湾曲ガイド２９に沿つて用紙を送る。整合
後、用紙は像と同期した関係でドラムと接触する
ように送られ、転写ステーシヨン５で像を受取
る。

転写像を持つコピー用紙は真空搬送ベルト９
で、加熱ロール式定着器である定着器１０へと搬
送される。像は定着器の２個のロール間に挟持さ
れ、熱と圧力でコピー用紙上に固定される。最終
コピーは、定着器のローラで出口ガイド３１に沿
いながら受取トレイ３２へと送られ、受取トレイ
は位置ずれ式であるのが好ましい。

ドラムからコピー用紙への現像済像の転写後、
ドラム表面が清掃ステーシヨン６で清掃される。
清掃ステーシヨンでは、ハウジング３３がドラム
１と共に密閉空所を形成し、その内部に掻落し板
３４が取付けられている。掻落し板３４が残留ト
ナー粒子をドラムから拭い取り、拭い取られた粒
子はハウジングの底部へ落下し、そこからオーガ
（ネジ錐）によつて除去される。

次に第２，３図を参照すると、現像系２０は非
導電性の磁気ブラシ現像器から成り、その主要部
品は上下現像ロール４１，４２、単一の搬送ロー
ル４３及びクロスミキサ４４である。現像剤混合
物は、磁化可能なキヤリア粒子とトナー粒子から
成る。キヤリア粒子は現像器ハウジング３３で再
循環され、一部が現像中に消費されるトナー粒子
はトナーホツパー２１内の供給源から補給され、
必要に応じ回転する発泡ローラ２２によつてホツ
パーから分与される。

現像器ハウジング２３は、下方押出物４５と上
方押出物４６から成る。第２図において下方押出
物４５の左側先端４７と前方押出物４６の下側先
端４８が、受光体ドラム１に隣接した開口を限定
する。両押出物４５，４６は装置前後のエンドプ
レート（図示せず）間に取付けられ、全体の組体
が頂部をトナーホツパー２１及び負圧室４９によ
つて閉じられた実質上密閉の室を形成している。

ハウジング２３内に、３個の磁気ブラシロール
４１，４２及び４３が装着される。ロール４１，
４２が現像ロールで、上側現像ロール４１の上方
に位置するロール４３が搬送ロールである。これ
らロール４１，４２及び４３は、フロー成形又は
押出成形されたアルミニウム又はアルミニウム合
金製の筒体で、固定の多極ゴム磁石５１，５２及
び５３をそれぞれ取り巻いている。各磁石は、エ
ンドキヤツプ内の軸受を介してロール４１〜４３
がそれぞれを中心に回転するそれぞれの主軸の平
坦部で所定位置に保持される。

次に第３図を参照し、本発明の３ロール式現像
器機構の動作を更に詳しく説明する。上下現像ロ
ール４１，４２は、矢印５４，５５で示すように
逆向きに回転自在に装着される。現像材は、ハウ
ジング３３の底部に近く且つクロスミキサ４４と
隣接した取込領域５６内で、下側現像ロール４２
によつて拾い上げられる。第３図の矢印で示すよ
うに、現像材は下側現像ロール４２のうち受光体
ドラム１から最も遠い部分で上方に運ばれ、下側
現像ロール４２と上側現像ロール４１の間の隙間
へ至る。上側現像ロール４１は下側現像ロール４
２と逆向きに回転しているので、下側ロールの頂
部と上側ロールの底部は同方向に、つまり受光体
ドラム１の方向に移動している。固定磁石５１，
５２内の磁極は現像材の流れを実質上等しい区分
流へ分割するように配置されており、一方の流れ
は上側現像ロール４１により受光体表面に対して
上向きに運ばれ、他方の流れは下側現像ロール４
２により受光体に対して下向きに運ばれる。両現
像ロールに近接した受光体表面上を現像材が通過
する間、受光体上における静電潜像の現像が、現
像材中の一部のトナー粒子が静電付着することに
よつて生じる。受光体上の潜像を現像した後、上
側現像ロール４１上の現像材は搬送ロール４３へ
向かい上向きに運ばれる。搬送ロール４３は上側
現像ロール４１と同方向に回転自在に装着され、
上側現像ロール４１の磁石５１の磁極は、その磁
場が上側現像ロール４１と搬送ロール４３間のニ
ツプで実質上消失するように配置されているた
め、現像材は両ロール間のニツプへ入るのを実質
上防止されている。従つて、搬送ロール４３は現
像材を受光体ドラムから上方へ、ハウジング２３
の後方へ向つて運ぶ。搬送ロール４３内に含まれ
た磁石５３の磁場は搬送ロール４３の頂部をちよ
うど越えた所で実質上消失しているので、現像材
はそこで搬送ロールから離れ、クロスミキサ４４
を常時満たしている現像材のリザーバ５８内へ落
下する。垂下体６０が、磁気ブラシロールを含む
ハウジング２３の領域を、クロスミキサ４４を含
む領域から分割している。垂下体の上縁６１が現
像材をそのリザーバ５８内へと偏向させるのを助
ける一方、垂下体の下縁６２が下側現像ロール４
２に隣接した給送ギヤツプを限定し、このギヤツ
プを通じて領域５６から下側現像ロール４２によ
つて拾われる現像材が通過する。

現像材を表わす点と添付の矢印で第３図中概略
的に示したように、現像材は現像器ハウジング内
を循環し、別々の２ケ所で受光体と現像接触す
る。第１の現像は、受光体の移動方向と逆向きに
現像材が運ばれるとき、上側現像ロール４１の近
くで生じる。第２の現像は、受光体と同じ向きに
現像材が運ばれる下側現像ロール４２の近くで生
じる。このような２モードのそれぞれの現像で得
られる異つた現像特性はその組合せにより、１個
の磁気ブラシ現像ロール又は同方向に回転する２
個の現像ロールで得られる現像と比べ、現像され
た像の品質において顕著な改善をもたらすことが
認められている。

現像中、現像材はその一部のトナー粒子を失
い、この損失は新たなトナー粒子を追加すること
で補われる。トナー粒子の追加は、より多くのト
ナーが必要という要望に応じて回動するように配
置された発泡ローラ２２によりハウジング２３の
上部領域で行われ、搬送ロール４３でリザーバ５
８へと運ばれているキヤリア粒子上へトナー粒子
を落下させる。

現像をハウジング２３内に含めておくため、前
方押出物４６の下側先端４８で形成されたハウジ
ングの縁部に沿つて磁気片シール７７が設けられ
る。つまり、先端４８の縁部に沿つて溝又は突起
が設けられ、断面矩形の磁気片を受入れる。この
磁気片は強磁性体の可撓性片で、片の所望長が先
端４８の溝又は突起に接着剤で接着すればよい。
磁気片７７の磁極は、受光体に隣接したその面が
一つの極性となるように配置され、この極性は上
側現像ロール４１によつて磁気片の方へ運ばれる
キヤリア粒子を反発させるように運ばれる。同様
の磁気片シール（図示せず）を、下方押出物４５
の左側先端４７で形成されたハウジングの縁に沿
つて設けてもよい。

ハウジング２３の頂部にはトナーホツパー２１
の右側に、負圧室ハウジング４９が取付けられて
いる。この室の頂部出口６３が筒を介して真空系
に接続され、現像器ハウジング内に小さい負圧を
形成する。この負圧が受光体ドラムの領域からハ
ウジングへ向かうエア流を引起し、これによつて
トナー煙がハウジングから放出されるのを防ぎ、
装置内の汚染を減少させる。

トナーハウジング２１は比較的高く、狭い容器
で、その頂部にほゞ水平の蓋６４を備え、蓋６４
へは装置の頂部からアクセス可能である。ハウジ
ング２１は装置の光学系の右側部分と適合するよ
うに形成され、その下端は発泡ロール２２を収容
するように形成されている。ホツパーの首部は発
泡ロールを挟み付けるように構成され、トナーを
ロールから離し、ハウジング２３内へ落下させる
のを助けている。ロール２２の真上に攪拌器６５
が取付けられ、ホツパー２１内のトナーがスムー
ズにロール２２へと流れるようにしている。

クロスミキサ４４は垂下体６０とハウジング２
３の下方押出物４５の間に位置し、クロスミキサ
の最下部が現像剤取込み領域５６に隣接する。ク
ロスミキサは３列の平行な室から成り、それは、
現像ロールに最も近い前列７１、中間列７２及び
現像ロールから最も遠い後列７３である。３列の
室は分割壁から突出した各組のベーンによつて形
成され、好ましい実施例においてクロスミキサは
例えばアルミニウム合金から鋳造されるのが適切
な２つの構成部品から成る。前記鋳造品７４（現
像ロールに最も近い）はプレート７５の両面から
突出したベーンを有するのに対し、後側鋳造品７
６はその後面のみから突出したベーンを持つプレ
ート７７から成る。両鋳造品のベーンは、前側鋳
造品の前方突出ベーンが垂下体６０と当接し、そ
の後方突出ベーンが後側鋳造品のプレート７７と
当接するように形成されている。後側鋳造品の後
方突出ベーンは、ハウジング２３の下方先端４５
の内面と当接する。このように、垂下体６０と下
方先端４５の間に３列の室が形成され、各列はプ
レート７５，７７で相互に分割されると共に、各
室はプレート７５，７７から突出したベーンによ
つて相互に分割されている。

前後鋳造品上のベーンで形成された各室は頂部
に入口、底部に出口を持ち、それぞれの出口は入
口の垂直下方線より左側か右側かいずれかにずれ
ている。これらの室は、更に後述するように、装
置を通る現像材通過用の主流室を構成する。各室
はそれぞれ対毎に分けられ、一対の室と次の一対
の室の間で、ベーンが頂部の開いたホツパーを限
定し、このホツパーは最下部に小出口を備えてい
る。このように、クロスミキサを通過する現像材
の主流が主流室を経て生じると同時に、それより
はるかに小さい副流が介在ホツパーを通じて生じ
る。

各室列において、隣り合つた室はそれぞれの入
口に対し左側又は右側へ交互に現像材を向かわせ
る。従つてある所定の列において、室の１つに入
つた現像材の一定小量はクロスミキサを通り下方
へ通過する間に左側又は右側へと移動され、ほゞ
垂直な動きである装置頂部への磁気ブラシロール
による再循環の際、小量の現像材がクロスミキサ
の頂部に再び入り、その最初の通過時その位置が
左側又は右側へと移動される。更に主流室は後述
の説明から明らかになるごとく、連続する再循環
時、現像材が列から列へとシフトするようにも構
成される。

室とホツパーの構成の一例として、次に第４，
５及び８図と特に後列室の中央部分を参照する。
第５図に示したベーンの模式図は、第８図に示し
た２つの鋳造品のうち下側の方である後側鋳造品
７６の図と対応している。但し、第５図の模式図
は現像器ハウジングの前方から見た断面を示して
いるのに対し、第８図は後方から見た場合の図で
ある。傾斜ベーン８３と垂直ベーン８４の間及び
垂直ベーン８４と傾斜ベーン８５の間に、室８
１，８２がそれぞれ形成される。室８１の入口１
１６が、両ベーン８３，８４の上縁更にプレート
７７とハウジングの下方先端４５によつて形成さ
れている。同じく室８２の入口１０４が、両ベー
ン８４，８５の上縁更にプレート７７と下方先端
４５によつて形成される。室８１，８２の底部は
ほゞ水平なベーン８８，８９によつて形成され、
室８１の主出口９０が入口１１６の垂直下方位置
から（第５図中）左側へずれた位置に形成されて
いる。同じく、室８２の主出口９１が入口１０４
の垂直下方位置から右側へずれた位置に形成され
る。室８１の入口１１６へ入つた現像材は出口９
０を通つて室を離れ、現像材用の主流路を構成す
る。各室内に現像材の静止量が形成さるのを防ぐ
ため、垂直ベーン８４に近接した水平ベーン８
８，８９にそれぞれ小出口９２，９３が形成され
る。

傾斜ベーン８３，８５及び主流室８１，８２の
形成壁が更に、ホツパー９４，９５の傾斜床面を
形成する。各ホツパーの別の傾斜床面は、ベーン
９６等次の主流室の傾斜ベーンによつて形成され
る。ホツパー内に現像材の静止量が生じるのを防
ぐため、開口９７，９８等の小開口がホツパー下
部の各側で、主流室の出口真上に形成される。

クロスミキサがいかに現像材の完全な混合を果
すかを説明するため、次に小サンプル量の現像材
の動きを全サイクルを通じて追跡する。理解し易
くするため、サンプル量が連続的に辿るクロスミ
キサの入口を、第４，５，６及び６図において１
０１から始め１１８まで順次番号を付した。まず
第４，５図を参照すると、スタート点が後列の最
も左側における入口１０１としてある。現像材は
この第１室へ落下した後、クロスミキサ底部の出
口１２０からそこを出る。この第１室を経由して
クロスミキサを通過する際、現像材は右側へシフ
トされる。次いで現像材は、前述のごとく磁気ブ
ラシロールによつて垂直上方へ運ばれながら再循
環され、出口１２０の真上でクロスミキサへ再び
導入される。従つて現像材は一部が後列のホツパ
ー９４へ入り、一部が中間列の入口１０２（第６
図）へ入り、更に一部が前列のホツパー１２１へ
入る。ホツパー９４，１２１は小出口だけを有す
るため、現像材の遅い流れのリザーバを与える。
そこでこの時点における主流ルートは、入口１０
２を持つ中間列の室で与えられる。

次の再循環時、現像材は入口１０２より右側へ
ずれて、つまり前列の入口１０３（第７図）に対
応した位置でクロスミキサ内へと落下する。再び
この時点で後及び中間列のホツパー中へ落下した
現像材は流れのうち極めてわずかな部分を形成
し、流れの大部分は入口１０３を通過する。次の
再循環は後列の入口１０４を通じて主流を生じ、
以後続く再循環は逐次入口１０５（中間列）、１
０６（前列）、１０７（後列）、１０８（中間列）
及び１０９（前列）を通る主流を与える。入口１
０９が現像材を右側へ移動させる最後の入口で、
この位置（つまりクロスミキサの最右）における
再循環により、現像材は後列の最も右側の入口１
１０へ入る。次の主流入口は前列の入口１１１
で、その後に続く再循環が入口１１２（中間列）、
１１３（後列）、１１４（前列）、１１５（中間
列）、１１６（後列）、１１７（前列）及び１１８
（中間列）を経て左方への移動を継続して行う。
中間列の左端室（入口１１８）を通過した後、現
像材は再び再循環の位置にきて、入口１０１へ入
り上記のサイクルを繰返す。勿論、現像材は任意
の一時点で全ての入口をそれぞれ通過するから、
クロスミキサの左側から右側へ且つ列から列へ、
及び右側から左側へ且つ列から列へという現像材
の同時移動をもたらす。

（発明の効果） 上記のクロスミキサは、どんな種類の不平衡も
引起こすことなく、現像材の完全な混合をもたら
す。クロスミキサ全体が常時現像材で一杯に満た
され、クロスミキサ底部の取込み領域５６で現像
材が必要になると流れが発生される。３列の室を
持つものとしてクロスミキサを説明したが、同じ
混合原理を２列又はそれより多い列の室を持つク
ロスミキサに適用できることは明らかである。

クロスミキサを形成する素材の占める容積は最
小で、現像材が到達し得ない空所や室はなく、ク
ロスミキサ鋳造品の壁は全て比較的肉薄である。
これは現像装置内に最大量の現像材が存在するこ
とを可能とし、これによつて各キヤリア粒子の摩
損、引裂きが減じられ、現像材の有効な使用寿命
を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込んだゼログラフイツク複
写装置の概略断面図；第２図は第１図の装置で用
いられている磁気ブラシ現像装置の断面図；第３
図は第２図に示した装置の一部の拡大断面図；第
４図は現像装置中のクロス混合装置の平面図；第
５，６及び７図は現像器ハウジングの前方から見
た、クロスミキサの前、中間及び後列の室にそれ
ぞれ沿つた概略断面図で、クロスミキサの動作を
説明するための図；第８図は相互に分離したクロ
スミキサの２つの構成部品の斜視図で、現像器ハ
ウジングの後方から見た場合の図；及び第９図は
第８図に示した２構成部品を現像器ハウジングの
前方から見た場合の図である。 ２０……磁気ブラシ現像装置、２３……現像器
ハウジング、４４……クロス混合装置、７１……
前列、７２……中間列、７３……後列、７５，７
７……分割プレート、８１，８２……室、８３，
８５，９６……傾斜ベーン、８４……垂直ベー
ン、８８，８９……水平ベーン、９０，９１，１
２０……主出口、９４，９５，１２１……ホツパ
ー、９７，９８……ホツパー小出口、１０１〜１
１８……入口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 並列に配列された複数組の室を備え、各室が
   装置上部の入口で粒状物を受取つて装置下端にあ
   る出口から粒状物を放出し、更に各室が入口の垂
   直下方位置からずれた出口を有する粒状物の混合
   装置において、 各列の室がそれぞれ各入口の垂直下方位置から
   左側及び右側へ離間した出口を有する交互に連な
   つた室から成り、別の列に属する室の入口と出口
   が、装置の下部から上部へ向かう装置外部での垂
   直移動による粒状物の連続した再循環時に、重力
   下で装置内を通る連続通路について、列から列に
   左側から右側へ、及び列から列に右側から左側へ
   向けて同時に粒状物が移動することを特徴とする
   混合装置。