JPH06230667A - 現像剤攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、流動性の低い而も小粒子の現像剤
においても円滑に攪拌可能にして而も機械的ストレスを
かける事なく容易に攪拌可能に構成し、これにより良好
な攪拌性能と帯電性能を維持出来る攪拌装置を提供する
こと。 【構成】 回転軸３１上に軸方向に所定空隙介して断続
的に配設した羽根体３２上に、回転方向に向けて、頂部
を中心として左右に振分けられる少なくとも一対以上の
傾斜面を有する突起３３を設けると共に、該突起３３を
回転軸若しくは回転軸と直交する方向に対し所定角度傾
斜して配設した攪拌機構を具えた事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトナー容器や現像容器内
の現像剤収納部内に配置される現像剤攪拌装置に係り、
特に樹脂キャリアを含む現像剤のように、主として流動
性の低い複数成分現像剤に使用される現像剤攪拌装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より例えばフェライト等の磁性粉で
形成されるキャリアと、樹脂、カーボン等の非磁性体か
ら形成されたトナーからなる２成分現像剤を用いた現像
装置は公知であり、この種の現像装置における現像剤の
混合攪拌装置は、一般的に、現像容器内に回転自在に装
着された回転軸と、該回転軸の周りにスクリュー、又
は、羽根からなる攪拌部材とから構成され、前記キャリ
アとトナーが収容された現像容器内に、現像作業に使用
された量に応じて順次補充されるトナー容器側より補給
されるトナーを、前記攪拌部材により混合攪拌しなが
ら、該容器内のトナーとキャリアの濃度分布を均一に維
持するよう図られている。更に、上記方式に依る混合攪
拌装置にあっては、キャリアとの摩擦帯電より電荷が注
入され、トナー濃度の均一化と共に円滑な現像を可能に
するという効果がある。

【０００３】さて前記キャリアには従来よりフェライト
等の磁性粉で形成されるキャリアを用いていたが、近年
キャリア表面の均一化、酸化防止、キャリアによる感光
体表面の擦傷、摩耗阻止、及び帯電制御の面より磁性芯
材の表面に樹脂コーティングした、いわゆる樹脂キャリ
アが多く用いられている。一方近年、円筒状の透光性支
持体上に透光性導電層と光導電体層を積層して感光体ド
ラムを形成すると共に、該ドラム内に、画像情報に対応
した光出力を生成する露光手段を内挿し、該露光手段の
光出力を集束レンズを通して前記光導電体層に潜像を結
像（露光）すると同時若しくはその直後に前記感光体ド
ラムと対面配置させたトナー担持体を介して前記潜像を
トナー像化（現像）した後、該トナー像を転写ローラそ
の他の転写手段を介して記録紙に転写可能に構成した画
像形成装置が提案されている（特開昭６２−２８０７７
２、特開昭６３−１４２３８３他） この種の装置は一般に前記現像剤に導電性トナーを用い
て現像スリーブ上若しくは磁気ブラシ帯電器により保持
されたトナー摺擦域を形成し、該摺擦域を介して感光体
ドラム側の電荷の注入（帯電）の容易化を図っている
が、導電性トナーを用いると露光／現像後の再帯電が容
易になされ、画像濃度の低下や、画像乱れ、かぶり等が
発生し、画像品質の向上につながらない。

【０００４】そこで本出願人は、複数成分の現像材を用
い、前記現像剤を、高抵抗若しくは絶縁性トナーと、バ
インダ樹脂中に磁性体を分散した粒子の表面に導電性微
粒子を固着して形成した導電性樹脂キャリアとした技術
を提案している。そして、さらに前記樹脂キャリアにお
いては導電性微粒子が表面に打込まれているのみである
為に、剥離しやすく而も該微粒子が剥離してキャリアの
劣化が生じた場合には絶縁性となるために、前記キャリ
アの直径比をトナーの１〜５倍、より具体的にはキャリ
アの平均粒度を５〜５０μｍで設定する事により、前記
劣化したキャリアはトナーと共に感光体ドラムの潜像部
に付着して前記摺擦域から脱離して常にフレッシュなキ
ャリアが供給される事となり、好ましい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
様に樹脂キャリアを用いるとトナーの主成分も樹脂であ
るため両者間の比重差が小になり、結果としてフェライ
ト系や鉄分系のキャリアに比較して流動性が大幅に低下
し、特に前記したようにトナーと共にキャリアを小粒径
にした場合においてはいわゆるメリケン粉状になり、例
えば攪拌羽根の様に堆積している現像剤を回転方向と直
交する面で押圧しながら攪拌を行なう攪拌機構を用いて
攪拌を行なうと、前記攪拌羽根の回転に追従して現像剤
が攪拌羽根にくっついたままリング状に回動し、円滑な
攪拌が出来ない。又回転軸の周りにスパイラル状にスク
リュー羽根を配した機構においては、メリケン粉状の現
像剤の堆積部内をスクリューが切断するように回転する
のみであるから前記スクリューピッチ間に挟まれる現像
剤が、単に回転軸方向に往動若しくは復動するのみで、
やはり円滑な攪拌が不可能である。

【０００６】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、流
動性の低い而も小粒子の現像剤においても円滑に攪拌可
能にして而も機械的ストレスをかける事なく容易に攪拌
可能に構成し、これにより良好な攪拌性能と帯電性能を
維持出来る攪拌装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記した樹脂キャ
リアの様に主として流動性の低い複数成分現像剤に使用
される攪拌機構に関するもので、その特徴とする所は、
回転軸上に軸方向に所定空隙介して断続的に配設した羽
根体上に、回転方向に向けて、頂部を中心として左右に
振分けられる少なくとも一対以上の傾斜面を有する突起
体を設けると共に、該突起体を回転軸若しくは回転軸と
直交する方向に対し所定角度傾斜して配設した攪拌機構
を具えた点にある。そしてより具体的には、前記羽根体
を回転軸周囲に形成される仮想スパイラル線状に沿って
周方向に所定位相角毎に配設し、言換えれば周方向に隣
接する羽根体が軸方向に順次位置をずらして配設される
のがよい。

【０００８】この場合前記羽根体は回転軸を中心として
周方向に所定位相角単位で配設され、結果として位相角
を異ならせて軸方向に直線状に連設させた複数の羽根体
群とにより構成されるわけであるが、この場合、一の羽
根体群に対し周方向に隣接する他の羽根体群の夫々に設
けた突起の傾斜方向が夫々逆向きに設定するのが好まし
い。尚前記突起は、頂点を中心として一対の傾斜面を有
する三角形状突起で形成するのが一般的であるが、これ
のみに限定される事なく、例えば等辺台形の上辺に二等
辺三角形を取付けた五角台形の様な形状にする事が出来
る。

【０００９】

【作用】かかる技術手段によれば、流動性の低下してい
る現像剤若しくは放置され固化状態にある現像剤である
場合、本実施例は前記従来技術の様に回転軸と平行に配
設した羽根体の面で前記現像剤を押圧させるのではな
く、又スクリューの様に切るようにして攪拌させるので
はなく、前記突起頂部を滞留している現像剤に衝突さ
せ、該頂部に衝突した現像剤を、頂部を中心として左右
に振分けられる傾斜面を利用して軸方向に隣接する他側
突起側に移動させ、両突起間に移動する現像剤同士が衝
突混合される。而もこの際前記突起は回転軸若しくは回
転軸と直交する方向に対し所定角度傾斜して配設されて
いるために、その混合が一層円滑に行なわれる。

【００１０】そして、前記羽根体を回転軸周囲に形成さ
れる仮想スパイラル線状に沿って周方向に所定位相角毎
に配設する事により前記混合された現像剤が回転軸方向
に往動しながら混合される事になるために、現像容器内
の現像剤が片寄りが生じて堆積している場合でも、その
堆積の平均化が図れる。この場合前記羽根体は回転軸を
中心として周方向に所定位相角単位で配設され、結果と
して位相角を異ならせて軸方向に直線状に連設させた複
数の羽根体群とにより構成されるわけであるが、この場
合、一の羽根体群に対し周方向に隣接する他の羽根体群
の夫々に設けた突起の傾斜方向が夫々逆向きに設定する
事により１の羽根体群では一の方向に移動（往動）さ
れ、一方他の羽根体群ではその反対方向に移動（復動）
する事が出来、結果として現像容器内で現像剤が往復動
される。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図３
は本発明の実施例に係る現像装置の内部構成を示し、そ
の機械的構成について簡単に説明するに、１はキャリア
とトナーが所定濃度割合で収納された現像容器１で、感
光体ドラム3 と対面する開口側に、不図示のマグロール
が内包された現像スリーブ4 を回転自在に軸支させると
ともに、該現像容器1 の左端上面に、スリット開口１１
を介して、上方に向け着脱を可能に介してトナー容器2
を取付ける。２４はトナー攪拌部材である。

【００１２】そして前記スリット開口１１と対面する容
器２底部に形成したテーパ状のガイド凹部２１を形成す
るとともに、該ガイド凹部２１にスポンジが包被された
トナー補給ローラ２２を回転自在に取付け、該ローラ２
２に連結された直流モータ（不図示）を回転制御する事
により、トナー補給量を任意に調整可能に構成してい
る。一方現像容器1 は、前記スリット開口１１の下方に
回転可能な攪拌部材３０を取付け、前記トナー補給ロー
ラ２２より現像容器1 内に補給されたトナーをキャリア
とともに攪拌可能に構成している。

【００１３】攪拌部材３０は図１及び図２に示すよう
に、回転軸３１、該回転軸３１に固着された多数枚の方
形羽根体３２、及び該羽根体３２上に夫々突設させた厚
肉三角形状の突起３３からなり、前記羽根体３２と突起
３３は硬質樹脂にて一体的に形成されている。回転軸３
１は、図１（Ｂ）に示すように両端の軸受支持部３１１
を除く羽根体取付け軸部３１２を、羽根体３２の取付け
位相角に合せて断面多角形（本実施例の場合は周方向に
９０°単位で４枚の羽根体３２を取付けるものであるた
めに断面４角形）に形成してある。そして図１（Ａ）及
び図２に示すように前記回転軸３１の各軸辺に、軸方向
に所定空隙介して一定ピッチ（隣接する羽根体３２の左
端から左端までの間隔をピッチＰという）間隔で断続的
に回転軸３１と直交する方向に延在させて放射状に羽根
体３２を固設すると共に、該羽根体３２の固着位置を回
転軸３１周囲に形成される仮想スパイラル線状に沿っ
て、周方向に隣接する羽根体３２が軸方向に順次、例え
ば前記羽根体３２が１／４ピッチづつ位置をずらして固
設する。

【００１４】そして前記羽根体３２の回転軸３１回転方
向前面側には、頂部３３ｃを中心として左右に振分けら
れる一対の傾斜面３３ａ、３３ｂを有する二等辺三角形
状の厚肉ブロック体からなる突起３３を設けられてい
る。該突起３３は図２に示すように回転軸３１に対し略
４５°傾斜させて配設し、そして好ましくは該突起３３
の前記二等辺三角形の裾野の一部が回転軸面３１ａまで
延在するごとくその形状及び大きさを決定する。

【００１５】そして図２に示すように前記突起３３は周
方向に所定位相角単位で配設された羽根体３２の内、０
°と１８０°位置に夫々直線状に連設されている羽根体
群３２Ａ、該羽根体群３２Ａと周方向に９０°位相を異
ならせて隣接する（９０°と２７０°位置にある）他の
羽根体群３２Ｂの夫々に設けた突起３３の傾斜方向を夫
々逆向きに設定する。

【００１６】次にかかる実施例に用いる現像剤について
説明する。本現像剤に用いるキャリアは、磁性体がバイ
ンダー樹脂中に均一に分散されてなるキャリア母粒子の
表面に導電性微粒子が固定されて構成されており、その
体積固有抵抗は１０⁴・Ω・ｃｍ以下、磁力は、好まし
くは５ｋＯｅ（エールステッド）の磁場での最大磁化が
５５〜８０ｅｍｕ／ｇ、キャリアの平均粒度は、１５〜
５０μｍ、又真密度は、３．０〜４．５ｇ／ｃｍ³の範
囲のものを用いている。そしてキャリア母粒子に用いら
れるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代
表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミ
ド（商品名ナイロン）系樹脂、ポリオレフィン系樹脂な
どが用いられる。トナーは通常の高抵抗若しくは絶縁性
トナーが用いられ、体積固有抵抗が例えば１０¹⁶Ω・ｃ
ｍ以上のものを用い、そして該トナーは、例えば、バイ
ンダー樹脂、着色剤、電荷制御剤、オフセット防止剤な
どに、磁性体を添加して平均粒径が５〜１５μｍ前後の
磁性トナーとして構成し上記のキャリアとトナーとを８
０〜９０：２０〜１０重量％の割合で混合して、現像剤
とする。

【００１７】感光体ドラム３は内面側より透光性支持体
３ａ上に透光性導電層３ｂ、光導電体層３ｃが積層され
て形成されており、そして該ドラム３内にはＬＥＤユニ
ット７が内挿され、その結像位置を現像スリーブ４と対
面する位置に設定している。６は転写ローラで、転写効
率を上げるために導電性ローラを用い、前記トナーの帯
電電位と逆極性の転写バイアスを印加させるとともに、
前記感光体ドラム３周面に均一に圧接し、該ドラム３と
略同期させて回転可能に構成する。

【００１８】次にかかる装置の画像形成動作について簡
単に説明するに、前記攪拌部材３０は反時計廻りに回転
しており、感光体ドラム３側にトナーが消費され、前記
現像容器１のトナーが規定量以下になった際にセンサ１
９よりの検出信号に基づいてトナー容器2 からトナー補
給ローラ２２が回転することによりトナーが補給され、
該トナーは、現像容器１内の現像剤と共に攪拌部材３０
で攪拌され前記発明の作用の項で記載した作用に基づい
て均一混合された現像剤が現像スリーブ４近傍に接近移
動する。そして前記現像剤を固定磁石集成体の磁気力を
利用して現像スリーブ4上に現像剤を担持した後、感光
体ドラム3との間の現像位置に現像剤摺擦域を形成し、
この状態で前記ＬＥＤユニット７により感光体ドラム3
上に露光像を結像すると同時若しくはその直後に前記感
光体ドラム3と対面配置させた現像スリーブ4を介して前
記潜像をトナー像化（現像）した後、該トナー像を転写
ローラ５を介して記録紙に転写可能に構成されている。

【００１９】かかる装置において、本発明の効果を確認
するために、前記突起３３を設けずに羽根体３２のみで
形成した攪拌部材を比較例として用い、所定の混合率で
均一混合した前記現像剤を前記現像容器１中に投入し、
その時点の帯電状態を測定し、次に前記の状態で２４時
間放置した後、前記比較例と本実施例の攪拌部材を用い
た現像剤の立上がり特性を調べてみた所、図４に示すよ
うに比較例に比較して本実施例の立上がり特性が数段向
上している事が理解出来、本発明の効果が確認された。

【００２０】さて前記実施例においては図２に示すよう
に０°と１８０°位置に夫々直線状に連設されている羽
根体群３２Ａの突起３３と、該羽根体群３２Ａと周方向
に９０°位相を異ならせて隣接する（９０°と２７０°
位置にある）他の羽根体群３２Ｂに設けた突起３３の傾
斜方向を夫々逆向きに設定し、一の羽根体群３２Ａでは
一の方向に移動（往動）され、一方他の羽根体群３２Ｂ
ではその反対方向に移動（復動）する事が出来、結果と
して現像容器１内で現像剤が往復動され、容器の平滑が
図れる訳であるが、必ずしも円滑な往復動がされない場
合がある。このような場合は、前記現像容器１内に一対
の攪拌部材３０、６０を並置させると共に、一の攪拌部
材３０については図２に示す攪拌部材３０と同一の突起
の傾きとし、一方他の攪拌部材６０の羽根体群６０Ａと
６０Ｂについては図２に示す攪拌部材３０と逆向きの突
起の傾きに設定するとともにその回転方向も異ならせ
る。これにより、現像容器１内で現像剤が円滑に往復動
されてその平滑化が円滑に達成される。尚、図５中の符
号２はトナー容器、２４はトナー攪拌部材、２２は補給
ローラ、１１はスリット開口、４は現像スリーブ、３は
ＬＥＤユニット７を内包した感光体ドラムである。

【００２１】

【効果】以上記載した如く本発明によれば、本発明はか
かる従来技術の欠点に鑑み、流動性の低い而も小粒子の
現像剤においても円滑に攪拌可能にして而も機械的スト
レスをかける事なく容易に攪拌出来る。又本発明は従来
のスクリュー攪拌羽根のようにナイフエッジ状に堆積現
像剤をきりながら攪拌を行なうものでなく、突起３３頂
部を堆積部を破砕するごとく攪拌を行なうものであるた
めに、キャリアその他の現像剤に機械的ストレスをかけ
る事なく、而も攪拌部材の周速度に影響される事なく、
容易に円滑な攪拌作用を維持しつつ攪拌部材の回転速度
の高低、即ち低速機と高速機のいずれの場合においても
現像剤の高寿命化を図り得る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３に示す攪拌部材の正面図（Ａ）とそのＡ−
Ａ線断面図（Ｂ）

【図２】９０°単位で取付けられる羽根体のピッチ間隔
を示す。

【図３】本発明の第１実施例に係わる現像装置を含む画
像形成装置の内部構成を示す要部断面図

【図４】本発明の作用を示すトナー立上がり特性を示す
グラフ図。

【図５】本発明の第２実施例に係わる現像装置の内部構
成を示す要部断面図

【符号の説明】

１ 現像容器 ３０、６０、６０Ａ、６０Ｂ 攪拌部材 ３１ 回転軸 ３２ 方形羽根体 ３３ 突起 ３３ａ、３３ｂ 傾斜面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主として流動性の低い複数成分現像剤に
   使用される現像剤攪拌装置において、 回転軸上に軸方向に所定空隙を介して断続的に配設した
   羽根体上に、回転方向に向けて、頂部を中心として左右
   に振分けられる少なくとも一対以上の傾斜面を有する突
   起を設けると共に、該突起を回転軸若しくは回転軸と直
   交する方向に対し所定角度傾斜して配設した攪拌機構を
   具えた事を特徴とする現像剤攪拌装置
2. 【請求項２】 前記羽根体を回転軸周囲に形成される仮
   想スパイラル線状に沿って周方向に所定位相角毎に配設
   した事を特徴とする請求項１記載の現像剤攪拌装置
3. 【請求項３】 軸方向に直線状に連設される一の羽根体
   群と、該羽根体群に対し周方向に隣接する他の羽根体群
   とを具え、一の羽根体群に設けた突起の傾斜方向と隣接
   する他の羽根体群に設けた突起の傾斜方向を夫々逆向き
   に設定した請求項１記載の現像剤攪拌装置
4. 【請求項４】 前記突起が頂点を中心として一対の傾斜
   面を有する三角形状突起である請求項１記載の現像剤攪
   拌装置