JPH0619300A - 攪拌スクリュー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 攪拌スクリューに関し、搬送能力を損なうこ
となく攪拌能力を高められるようにした攪拌スクリュー
を提供することを目的とする。 【構成】 回転軸１４ａ及び回転軸１４ａと同心状に配
置され、螺旋状に連続する羽根板１４ｂを備える攪拌ス
クリューにおいて、上記羽根板１４ｂが回転軸１４ａの
周面から連出されるとともに、羽根板１４ｂの間で回転
軸１４ａの周面から適当な間隔を置いて外径方向に突出
する攪拌部材１４ｃを設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ装置等の電子写真式画像形成装置の現像剤の
攪拌に用いられる攪拌スクリューに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式画像形成装置では、一様に帯
電させた感光体を露光させて潜像を形成し、現像器でそ
の潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、紙等
の印字媒体にトナー画像を転写し、定着させるというプ
ロセスで画像が形成される。

【０００３】トナーは、例えば図７の断面図に示すよう
に、トナーホッパー１０１から供給量を制御されながら
現像器１０２内の攪拌室１０３に落下供給され、攪拌室
１０３内で例えば２本の攪拌スクリュー１０４・１０５
によってキャリアと攪拌されて現像剤１０６を形成す
る。

【０００４】各攪拌スクリュー１０４・１０５は、図８
の平面図に示すように回転軸１０４ａ・１０５ａと、回
転軸１０４ａ・１０５ａの周面から連出され、螺旋状に
連続する羽根板１０４ｂ・１０５ｂとを備え、トナー及
びキャリアを一方向に搬送しながらトナーとキャリアと
を混合攪拌している。

【０００５】トナーとキャリアとは混合される時に互い
に摩擦し合うことにより極性が反対で等電荷に帯電し、
キャリアに比べて極端に粒径の小さいトナーがキャリア
の表面に吸着される。そして、トナーを吸着したキャリ
アがマグローラ１０７の表面に吸着され、感光体１０８
に対向する位置まで運び出される。

【０００６】感光体１０８に対向する位置まで運び出さ
れた現像剤のうちトナーは感光体に形成された静電潜像
に吸着され、キャリアはマグローラ１０７に吸着された
まま攪拌室１０３に戻され、再びトナーと攪拌される。

【０００７】ところで、攪拌室１０３に落下供給された
トナーの大部分は攪拌スクリュー１０４・１０５によっ
てキャリアと攪拌されるが、キャリアに比べて大幅に比
重が小さいトナーの一部分が攪拌室１０３内の現像剤１
０６の上に浮遊し、マグローラ１０７の位置まで現像剤
１０６に混ざることなく漂着することがある。

【０００８】マグローラ１０７の位置まで漂着したトナ
ーは、キャリアと攪拌されていないので帯電しておら
ず、いわば、搬送力によってマグローラ１０７に押し付
けられるようにして付着し、感光体１０８に対向する位
置まで運ばれる。そして、感光体１０８に帯電状態とは
関係無く付着し、やがて印字媒体に転写されて印字汚れ
となる。

【０００９】このような印字汚れを防止するためには、
攪拌スクリューの攪拌能力を高め、トナーを確実にキャ
リアと攪拌した後にマグローラ１０７の位置に到達させ
ることが望まれる。

【００１０】そこで、従来では、例えば実開昭６０−１
４０９６９号公報に開示されているように、回転軸の周
囲に螺旋状の羽根板を固定した攪拌スクリューにおい
て、羽根板の搬送面の背面に回転軸の軸心方向及び回転
軸の放射方向に伸びる面に形成されたフラット羽根を設
けることが提案されている。

【００１１】また、例えば図９に示すように、回転軸２
０１と、回転軸２０１の周面から連出され、螺旋状に断
続する羽根板２０２とを備える攪拌スクリューや、例え
ば特開昭６０−１７６４４４号公報に開示されているよ
うに回転軸との間に所定の間隔を置いて同心状に配置さ
れる螺旋状に連続する羽根板を有するリボンブレンダを
備えた攪拌装置も提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ラット羽根を有する攪拌スクリューは、フラット羽根で
現像剤を押し回すので搬送力を高めることはできるが、
フラット羽根の両面の近傍に現像剤が滞留するため、攪
拌能力を高めると言う点では期待した程の効果を得るこ
とができず、上記の印字汚れを解消するには至っていな
い。

【００１３】これに対して螺旋状に断続する羽根板２０
２を備える攪拌スクリューや、リボンブレンダを有する
攪拌装置は、攪拌能力は高められるが搬送能力を高める
と言う点では不利であり、印字品質が幅方向の一方で損
なわれるおそれがあるとともに、回転軸の近傍の現像剤
の攪拌が不十分になり、上記の印字汚れを十分には解消
できない。

【００１４】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであって、搬送能力を損なうことなく攪拌能力を高め
られるようにした攪拌スクリューを提供することを目的
とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、回転軸１４ａ及び回転軸１４ａと同心状に
配置され、螺旋状に連続する羽根板１４ｂを備える攪拌
スクリューを前提として、上記の目的を達成するため、
上記羽根板１４ｂが回転軸１４ａの周面から連出される
とともに、羽根板１４ｂの間で回転軸１４ａの周面から
適当な間隔を置いて外径方向に突出する攪拌部材１４ｃ
を設けたことを特徴としている。

【００１６】

【作 用】攪拌スクリュー１４を回転させると、羽根板
１４ｂが回転軸１４ａの周面から連出されるとともに、
螺旋状に連続しているので、羽根板１４ｂの間の現像剤
は羽根板１４ｂに押されて一方向に搬送される。これと
同時に攪拌部材１４ｃが搬送される現像剤の流れを横切
るようにして回転し、現像剤を掻き分けるようにして攪
拌する。また、攪拌部材１４ｃが回転することにより、
現像剤の上層部やその上に浮遊するトナーが搬送されな
がら持ち上げられたり、掻き分けられたり、引きずり込
まれたりして攪拌されることになる。

【００１７】

【実施例】以下、電子写真式画像形成装置の一例である
レーザプリンタの現像器に適用された本発明の一実施例
に係る攪拌スクリューを図面に基づき具体的に説明する
が、その前にこの攪拌スクリューを備えるレーザプリン
タの概要を図２に基づき説明する。

【００１８】このレーザプリンタは、感光体ドラム１を
回転させることにより、帯電器２で感光体ドラム１を一
様に帯電させ、露光器３から照射されるレーザビームで
感光体ドラム１を露光させて、その照射点の電位を低下
させて静電潜像を形成し、現像器４からマイナスに帯電
したトナーを吸着して現像を行い、転写器５によってプ
ラスの電荷を与えられる用紙８に感光体ドラム１のトナ
ー像を転写するように構成される。

【００１９】転写後に感光体ドラム１の表面に残留する
微量のトナーは除電ランプ６によって感光体ドラム１を
除電してからクリーナ７によって感光体ドラム１から除
去されるようにしている。また、用紙８に転写されたト
ナー像は定着器９によって用紙８に定着させた後、排紙
トレー１０に排出されるようにしている。

【００２０】図１及び図３の断面図に示すように、上記
現像器４には、トナーホッパー１１とトナー濃度センサ
ー（以下Ｔｃセンサーとする）１２とが付設され、Ｔｃ
センサーが検出する現像器４内のトナー濃度が所定の下
限値以下に低下すると供給ローラ１３を回転させてトナ
ーホッパー１１から現像器４内にトナーが補給され、現
像器４内のトナー濃度が所定の上限値まで上昇すると供
給ローラ１３を停止させてトナーの補給を停止するよう
にしている。

【００２１】図３及び図４の平面図に示すように、現像
器４内にはそれぞれ射出成形された合成樹脂からなる第
１攪拌スクリュー１４と第２攪拌スクリュー１５とが互
いに平行な水平軸心回りに回転可能に設けられる。

【００２２】第１・第２各攪拌スクリュー１４・１５は
それぞれ中心に位置する回転軸１４ａ・１５ａと、回転
軸１４ａ・１５ａの周面から連出され、回転軸１４ａ
・１５ａと同心状に配置された螺旋状に連続する羽根板
１４ｂ・１５ｂとを備えている。

【００２３】両羽根板１４ｂ・１５ｂの螺旋方向を同方
向にするとともに、第１・第２両攪拌スクリュー１４・
１５を互いに逆回転方向に回転駆動することにより、第
１攪拌スクリュー１４の一端側でトナーホッパー１１か
ら落下供給されたトナーを第１攪拌スクリュー１４の他
端側に送りながら現像剤１６と攪拌し、第１攪拌スクリ
ュー１４から送り出される攪拌された現像剤１６を第２
攪拌スクリュー１５の他端側に巻き込んで第２攪拌スク
リュー１５の一端側に搬送させる。

【００２４】なお、第２攪拌スクリュー１５の一端側ま
で搬送された現像剤１６は再び第１攪拌スクリュー１４
の一端側に巻き込まれて、循環するようにしている。ま
た、現像剤１６を第１攪拌スクリュー１４と第２攪拌ス
クリュー１５とにわたって円滑に循環させるため、第１
・第２両攪拌スクリュー１４・１５の間にはその両端部
を除いて仕切壁１７が設けられる。

【００２５】また、この現像器４には攪拌された現像剤
１６を感光体ドラム１に対向する位置に運び出すための
マグローラ１８と、マグローラ１８への現像剤１６の付
着量を均一にするための穂切ブレード１９と、感光体ド
ラム１への吸着によりトナーを失ったキャリア及び余剰
の現像剤１６をマグローラ１８から剥離させて現像器４
内に還流させる剥離ブレード２０とが設けられる。

【００２６】図１（ａ）の正面図に示すように、上記第
１攪拌スクリュー１４には更に羽根板１４ｂの間で回転
軸１４ａの周面から適当な間隔を置いて外径方向に突出
させた多数の攪拌部材１４ｃが設けられる。

【００２７】各攪拌部材１４ｃの断面形状は特に限定さ
れないが、回転軸１４ａの軸心方向に幅広に形成すると
攪拌部材１４ｃの回転方向の両側に現像剤１０６が滞留
する部分が生じるので、攪拌部材１４ｃの回転軸１４ａ
の軸心方向への幅はできるだけ小さくすることが好まし
い。

【００２８】また、各攪拌部材１４ｃの回転方向への長
さを長くすると、搬送に対する抵抗が増大するので、各
攪拌部材１４ｃの回転方向への長さもできるだけ短くす
ることが好ましい。

【００２９】更に、各攪拌部材１４ｃを角張らせること
はキャリアの劣化を速めるおそれがあるので、各攪拌部
材１４ｃの表面はできるだけ丸くすることが好ましい。
したがって、この実施例では、各攪拌部材１４ｃの断面
形状を円形に形成することにより、第１攪拌スクリュー
１４の攪拌能力、搬送能力及びキャリアの耐久性を損な
わないようにしている。

【００３０】また、各攪拌部材１４ｃは羽根板１４ｂの
間に配置してあればよいが、回転角度による回転抵抗の
変化が大きくなると、現像器４の負荷トルクが変動し、
ジッターと呼ばれる印字障害を発生する恐れが生じる。

【００３１】そこで、この実施例では、各攪拌部材１４
ｃを軸心方向の投影において、例えば図１（ｂ）に示す
ように１８０°間隔、あるいは図５に示すように１２０
°間隔等の等間隔で配置して、現像器４の負荷トルクを
安定させ、ジッターが発生することを防止している。

【００３２】更に、各攪拌部材１４ｃの回転軸心からの
高さは、特に限定されないが、攪拌効果を高める上では
高い方が好ましい。実験的には羽根板１４ｂ間の中央に
位置して１８０°おきに攪拌部材１４ｃを設けた場合に
は、攪拌部材１４ｃの高さが羽根板１４ｂの半径の１／
２又は外径の１／４以上であれば満足な結果が得られて
いる。

【００３３】しかしながら、各攪拌部材１４ｃの回転軸
心からの高さを羽根板１４ｂの外径以上にすると現像器
４を大型化する必要が生じるので、この実施例では、各
攪拌部材１４ｃの回転軸心からの高さを羽根板１４ｂの
外径と等しくしている。

【００３４】もちろん、各攪拌部材１４ｃを羽根板１４
ｂ間の中央に位置させることは本発明に必須のことでは
なく、例えば図６の正面図に示すように、各攪拌部材１
４ｃを羽根板１４ｂ間で千鳥状に配置するようにしても
よい。この場合には、現像剤１６が羽根板１４ｂ間の複
数箇所で攪拌部材１４ｃによって攪拌されるので、攪拌
効率を一層高めることができ、攪拌部材１４ｃの高さを
羽根板１４ｂの半径の１／２又は外径の１／４よりも低
くしても満足な結果を得ることができる。

【００３５】なお、上記Ｔｃセンサー１２の設置箇所の
近傍では、攪拌部材１４ｃの通過に対してトナー濃度検
出の演算方式を変更する必要が生じるので制御回路の設
計変更が必要になる。しかし、この実施例では、攪拌部
材１４ｃの通過しない場所にＴｃセンサー１２を配置し
ているので、トナー濃度検出の演算方式及び制御回路の
設計変更は不要であり、容易に、かつ、安価に実施でき
るようになる。

【００３６】もっとも、Ｔｃセンサー１２の設置箇所を
避けて攪拌部材１４ｃを設置する場合にも、トナー濃度
検出の演算方式及び制御回路の設計変更は不要であり、
容易に、かつ、安価に実施できるようになる。

【００３７】このプリンタでは、トナーホッパー１１か
ら第１攪拌スクリュー１４の一側部に落下供給されたト
ナーが第１攪拌スクリュー１４の羽根板１４ｂによって
搬送される。この羽根板１４ｂは回転軸１４ａから連出
された螺旋状に連続する羽根板１４ｂであるので、効率
良く現像剤６を搬送する。

【００３８】そして、この搬送の間に羽根板１４ｂ間の
現像剤１６は攪拌部材１４ｃによって掻き分けるように
して攪拌される。また、この攪拌部材１４ｃが回転する
ことにより、現像剤１６の上層部及びその上に浮遊する
トナーが持ち上げられたり、掻き分けられたり、下方に
引きずり込まれたりして攪拌されるので、浮遊している
トナーが攪拌部材１４ｃによって粉砕され、確実に現像
剤１６に混合され、攪拌されてから第２攪拌スクリュー
１５の他端部に巻き込まれることになる。

【００３９】その結果、トナーが無帯電のままマグロー
ラ１８に付着し、用紙８に転写される生トナー上がり及
びこれによる印字汚れを完全に無くすことができた。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転軸
と同心状に配置され、回転軸の表面から連出された螺旋
状に連続する羽根板を備えるので、トナーをマグローラ
全体にわたって十分に搬送することができ、印字の幅方
向の一方で印字濃度の過不足が生じることを確実に防止
できる。

【００４１】また、上記羽根板の間で回転軸の周面に適
当な間隔を置いて外径方向に突出する攪拌部材を設けて
いるので、搬送される現像剤の流れがこの攪拌部材に掻
き分けられて攪拌されるようにしているので、攪拌効率
を高めることができる。

【００４２】更に、攪拌部材の回転にともなって現像剤
の上層部及びその上に浮遊するトナーを持ち上げたり、
掻き分けたり、下方に引き込んだりして攪拌することが
でき、現像剤の上に浮遊するトナーを確実に現像剤と混
合攪拌させる。従って、攪拌効率を一層高めることがで
き、生トナー上がり及び生トナー上がりによる印字汚れ
を解消することができた。

【００４３】本発明において、特に攪拌部材の断面形状
が円形に形成される場合には、現像剤の淀みが発生し難
くなるので攪拌スクリューの攪拌能力を損なうことがな
く、また、搬送抵抗が小さいので攪拌スクリューの搬送
能力を損なうことがなく、しかも、キャリアの表面が傷
つけられ難いので、キャリアの耐久性を損なうこともな
くなる。

【００４４】また、本発明において、特に攪拌部材の回
転中心からの高さが羽根板の半径の１／２又は外径の１
／４以上である場合には、攪拌部材の回転にともなって
現像剤の上層部及びその上に浮遊するトナーが確実に持
ち上げられたり、掻き分けられたり、下方に引き込まれ
たりするので、一層確実に現像剤の上に浮遊するトナー
を現像剤と混合攪拌させることができ、攪拌効率を更に
高めて、生トナー上がり及び生トナー上がりによる印字
汚れを解消することができた。

【００４５】更に、本発明において、特に攪拌部材が軸
心方向の投影において等間隔に配置される場合には、現
像器の負荷トルクの変動を小さくすることができ、ジッ
ターの発生を防止することかできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の正面図及び（ｂ）本発明の側面
図である。

【図２】本発明を備えるプリンタの構成図である。

【図３】本発明を備える現像器の概略を示す断面図であ
る。

【図４】本発明を備える現像器を概略的に示す平面図で
ある。

【図５】他の本発明の側面図である。

【図６】また他の本発明の正面図である。

【図７】従来の現像器の概略を示す断面図である。

【図８】従来の現像器を概略的に示す平面図である。

【図９】他の従来例の斜視図である。

【符号の説明】

１４ 第１攪拌スクリュー １４ａ 回転軸 １４ｂ 羽根板 １４ｃ 攪拌部材

フロントページの続き (72)発明者 吉井 仁司 兵庫県加東郡社町佐保35番（番地無し） 富士通周辺機株式会社内 (72)発明者 猪原 浩二 兵庫県加東郡社町佐保35番（番地無し） 富士通周辺機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸(14a) 及び回転軸(14a) と同心状
   に配置され、螺旋状に連続する羽根板(14b) を備える攪
   拌スクリューにおいて、 上記羽根板(14b) が回転軸(14a) の周面から連出される
   とともに、 羽根板(14b) の間で回転軸(14a) の周面から適当な間隔
   を置いて外径方向に突出する攪拌部材(14c) を設けたこ
   とを特徴とする攪拌スクリュー。
2. 【請求項２】 攪拌部材の断面形状(14c) が円形に形成
   される請求項１に記載の攪拌スクリュー。
3. 【請求項３】 攪拌部材(14c) の回転軸心からの高さが
   羽根板(14b) の半径の１／２又は外径の１／４以上であ
   る請求項１または２に記載の攪拌スクリュー。
4. 【請求項４】 上記攪拌部材(14c) が軸心方向の投影に
   おいて等間隔に配置される請求項１、２または３に記載
   の攪拌スクリュー。