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現像装置及び画像形成装置 - キヤノン株式会社
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発明の名称 現像装置及び画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−143223
公開日 平成11年(1999)5月28日
出願番号 特願平9−327156
出願日 平成9年(1997)11月12日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
発明者 高原 浩行
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 現像剤を担持して像担持体との対向部に搬送して像担持体側の潜像をトナー現像する現像剤担持搬送部材と、該現像剤担持搬送部材に対向配設された現像剤規制部材を有する現像装置において、現像剤担持搬送部材と現像剤規制部材との対向部近傍に、該対向部を現像剤担持搬送部材の長手方向に覆うダクト部材を設け、該ダクト部材の内部を吸引するエア吸引手段、又はダクト部材内にエアを吹き付けるエア吹き付け手段を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項2】 前記ダクト部材の内側に前記現像剤規制部材に接触するヒートシンク部材を設けたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
【請求項3】 前記現像剤担持搬送部材が一方向に回転するスリーブ部材であり、前記現像剤規制部材が前記スリーブ部材に略一定の隙間を有して対向配設されたブレード部材であることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
【請求項4】 像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により像担持体に形成された潜像をトナー現像する現像手段を有する画像形成装置において、現像手段が請求項1ないし3の何れか1つに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体に電子写真プロセス・静電記録プロセス等の適宜の作像手段・プロセスにて形成させた潜像をトナー像として現像する現像装置、及び該現像装置を備えた複写機・ファクシミリ・プリンター等の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5に従来の現像装置(現像器)の一例の概略構成図を示す。41は現像剤としてのトナーTを収容させた現像容器、42は現像剤担持搬送部材としての現像スリーブであり、現像容器41の前側に横設してある。43は現像剤規制部材としての現像ブレードであり、現像スリーブ42の上側において、現像容器41に固定した現像ブレード支持板44に固定支持させてある。現像ブレード43の下辺は現像スリーブ42の上面に対して所定の隙間を存して対向させてある。45・46は現像容器41内の手前側と奥側に配設した第1と第2の現像剤攪拌棒である。47は第2の現像剤攪拌棒46の上方に位置させて現像容器41の上面部材に設けたトナー補給口部であり、このトナー補給口部47と不図示のトナー貯蔵部とを連絡させてある。
【0003】現像装置は、像担持体1に対して現像スリーブ42を所定の隙間を存して並行に対向させて配設してある。像担持体1と現像スリーブ42の対向領域部が現像部aである。
【0004】像担持体1は例えば回転ドラム型の電子写真感光体であり、矢印の時計方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動され、その周面に不図示の潜像形成手段により目的の画像情報の静電潜像が形成される。
【0005】現像装置の現像スリーブ42は不図示の駆動系により矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。また現像スリーブ42には不図示の現像バイアス電源より所定の現像バイアスが印加される。
【0006】第1及び第2の現像剤攪拌棒は不図示の駆動系により矢印の時計方向に所定の周速度で同期して回転駆動される。
【0007】不図示のトナー貯蔵部からトナー補給口部47を通して現像容器41内に供給されたトナーは第2の現像剤攪拌棒46付近に落下し、この攪拌棒46により攪拌されつつ第1の現像剤攪拌棒45側へ搬送され、さらにこの攪拌棒45により攪拌されつつ現像スリーブ42側へ搬送される。
【0008】現像スリーブ42側へ搬送されたトナーは現像スリーブ42の外面に磁気的に吸着保持されてトナー層として現像スリーブの回転により搬送され、現像スリーブ42と現像ブレード43との対向隙間部を通り抜けていくとき層厚が所定の均一な厚さに規制されて薄層化されると共に、摩擦帯電されて現像性が高められ、この層厚規制された現像剤薄層Taが引き続く現像スリーブ42の回転で像担持体1と現像スリーブ42との対向部である現像部aに搬送される。
【0009】そして、現像部aにおいて、現像スリーブ42側の現像剤薄層Taのトナーが像担持体1の潜像面に潜像パターンに対応して選択的に静電吸着して静電潜像のトナー現像が非接触方式あるいは接触方式にてなされる。
【0010】現像部aにおいて像担持体1面の潜像の現像に供されずに現像スリーブ42側に残存した現像剤は引き続く現像スリーブ42の回転により現像容器41内に戻し搬送される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述従来例のような現像装置については下記のような問題点がある。
【0012】1)第1番目の問題点;現像剤が現像剤担持搬送部材42と現像剤規制部材43との間を通過する際に飛散して機械内部を汚したり、転写材である紙等の上に落下したりして、形成される画像を汚したりしていた。
【0013】2)第2番目の問題点;現像剤と現像剤規制部材43との摺擦により発熱するため、摩擦帯電の性能が劣化し、画像濃度が落ちたり、また温度が上がることにより現像剤(トナー)が固まりやすくなり、現像装置内部に固着したり、また画像劣化につながっていた。更に、現像剤担持搬送部材長手方向で不均一な温度分布になると画像の場所場所による画像ムラが発生してしまうという問題点を有していた。
【0014】特に、上記の2つの問題点は、画像形成スピード(プロセススピード)が速い画像形成装置で顕著に現れる。
【0015】本発明は上記のような問題点を解消することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特徴とする現像装置及び画像形成装置である。
【0017】(1)現像剤を担持して像担持体との対向部に搬送して像担持体側の潜像をトナー現像する現像剤担持搬送部材と、該現像剤担持搬送部材に対向配設された現像剤規制部材を有する現像装置において、現像剤担持搬送部材と現像剤規制部材との対向部近傍に、該対向部を現像剤担持搬送部材の長手方向に覆うダクト部材を設け、該ダクト部材の内部を吸引するエア吸引手段、又はダクト部材内にエアを吹き付けるエア吹き付け手段を設けたことを特徴とする現像装置。
【0018】(2)前記ダクト部材の内側に前記現像剤規制部材に接触するヒートシンク部材を設けたことを特徴とする(1)に記載の現像装置。
【0019】(3)前記現像剤担持搬送部材が一方向に回転するスリーブ部材であり、前記現像剤規制部材が前記スリーブ部材に略一定の隙間を有して対向配設されたブレード部材であることを特徴とする(1)または(2)に記載の現像装置。
【0020】(4)像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により像担持体に形成された潜像をトナー現像する現像手段を有する画像形成装置において、現像手段が(1)ないし(3)の何れか1つに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【0021】〈作 用〉上記のダクト部材、エア吸引手段またはエア吹き付け手段を具備することにより、現像剤担持搬送部材と現像剤規制部材の対向部近傍に飛散する現像剤を吸引して回収することができると共に、この部分の温度を均一に下げることができる。
【0022】またこれに加えて、ダクト部材の内側に現像剤規制部材に接触するヒートシンク部材を設けることにより、現像剤規制部材の温度を均一に下げる効果を促進できる。
【0023】
【発明の実施の形態】〈第1の実施例〉(図1〜図3)
(1)画像形成装置例図1は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。本例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、光学系移動型の複写機である。
【0024】20は複写機本体機筐、21はこの機筐20の上面板に配設した固定の原稿台ガラスであり、原稿Oはこの原稿台ガラス21の上面に複写すべき画像面を下向きにして所定の載置基準に合わせて載置し、その上から原稿圧着板22をかぶせることによりセットされる。
【0025】3は原稿台ガラス21の下側に配設した光学系移動型の露光装置である。この露光装置3は、原稿走査スタート信号に基づいて、原稿照明ランプ3aと第1ミラー3bを搭載させた第1ミラー台3cが原稿台ガラス21の左辺側の実線示位置のホームポジションから原稿台ガラス21の右辺側の2点鎖線位置まで原稿台ガラス下面に沿って所定の制御速度にて不図示の駆動手段で往動移動駆動され、またこれに同期して第2ミラー3dと第3ミラー3eを搭載させた第2ミラー台3fが原稿台ガラス21の左辺側の実線示位置のホームポジションから原稿台ガラス21の右辺側の2点鎖線位置まで原稿台ガラス下面に沿って上記第1ミラー台3cの1/2の速度にて往動移動駆動されることで、原稿台ガラス21上のセット原稿Oの下向き画像面が左辺側から右辺側に順次に照明走査露光され、その照明走査露光の原稿面反射光が、移動第1ミラー3b→移動第2ミラー3d→移動第3ミラー3e→結像レンズ3g→固定の第4ミラー3hの経路で後述する回転感光ドラム1の露光部に結像される。第1と第2のミラー台3cと3fは原稿台ガラス21上の原稿面と感光ドラム1上の受光面の光学的な共役関係を保つように駆動され原稿面の画像を走査露光する。
【0026】1は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)である。この感光ドラム1は上記の露光装置2の第1と第2のミラー台3c・3fの走査動作と同期して矢印の時計方向に所定の制御周速度にて回転駆動される。
【0027】感光ドラム1はその回転過程で一次帯電器2により所定の極性・電位の均一な帯電処理を受け、次いでその帯電処理面に上述の露光装置3による原稿画像の露光を受けることにより、感光ドラム面に露光した原稿画像に対応した静電潜像が形成される。
【0028】次いで、その静電潜像が現像装置4によりトナー像として現像処理される。この現像装置4については次の(2)項で詳述する。
【0029】回転感光ドラム1面に形成されたトナー像は転写帯電器5との対向部である転写部において、該転写部に給紙部から給送された転写材Pに対して転写されていく。6は給紙カセットであり、転写材Pが積載収納されている。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ7が回転駆動されることで給紙カセット6内の積載収容転写材の最上位の1枚が分離爪等の分離部材との協動で1枚分離給送され、レジストローラ対8により転写部に所定の制御タイミングにて給送される。
【0030】転写部でトナー像の転写を受けた転写材は分離帯電器9により回転感光ドラム1面から分離されて搬送ベルト装置11により定着装置12へ搬送導入される。
【0031】また、転写材分離後の感光ドラム1面はクリーニング装置10により転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清浄面化されて繰り返して作像に供される。本例の場合は回転感光ドラム1面上の残留トナーはクリーニングブレード10aにより回転感光ドラム1面上から掻き落とされ、クリーニング装置内に回収され、クリーナースクリュウ10bによりクリーニング装置内から排出される。
【0032】定着装置12は本例のものは不図示のヒーターにより所定の高温に保たれているローラ対12a・12bから構成されており、トナー像を加熱及び加圧することで転写材Pに定着させる。
【0033】トナー像の定着処理を受けた転写材は排紙ローラ13・排紙口14を通って排紙台15に排出される。
【0034】(2)現像装置4図2の(a)は現像装置4の横断面模型図、(b)は一部切欠き平面図である。前述した図5の現像装置と共通する構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【0035】本例において、現像剤としてのトナーTは磁性体を有するトナーである。現像容器41内にはトナー貯蔵部49(図1)から連絡口48・トナー補給口部47を通してトナーが逐次に補給される。
【0036】現像剤担持搬送部材としての現像スリーブ42は、磁石等の磁性体をローラ状にしたものである。
【0037】現像ブレード支持板44は非磁性の材料で構成され、本実施例では非磁性のステンレス材を使用している。
【0038】また現像剤規制部材としての現像ブレード43は磁性材料で構成されており、本実施例では磁性の鋼材を使用している。現像ブレード43は現像スリーブ42に対して0.23mmのギャップを保つ様に現像ブレード支持板44に固定されている。従って、現像スリーブ42と現像ブレード43との間には磁界が発生している構成を採る。
【0039】現像容器41の上部には現像装置の上蓋50が設けられている。この上蓋50の一部には現像スリーブ42と現像ブレード43の対向部を覆う様にダクト部53が一体的に設けられている。ダクト部53は現像スリーブ42の長手方向全域に設けられており、現像スリーブ42と現像ブレード43とこのダクト部53との3者で長手方向に密閉された空間Aをつくる。この空間Aに対して現像装置4の片側に連結ダクト54が連結されており、この連結ダクト54はトナーを捕集するエアフィルター55を介してファン56に連結されている。
【0040】回転する現像スリーブ42に現像剤としてのトナーが磁気吸着層として保持されて現像スリーブ42と現像ブレード43との対向部のギャップを通過する際に、このギャップ間には磁束が発生している為に、トナーは高密度に圧縮され、更に攪拌されて摩擦帯電される。
【0041】トナーの層が現像スリーブ42と現像ブレード43との間を通過する際に飛散したトナーは、ダクト部53によって作られる空間A内に閉じ込められる。空間Aは連結ダクト54に接続されているファン56により吸引されるために、飛散したトナーは連結ダクト54の方向に集められる。そしてこのトナーはエアフィルター55により補集される。
【0042】また、ダクト部53によって作られる空間A内に生じるエアフローにより同時に現像ブレード43とトナーとの間の摩擦などにより昇温した現像ブレード43付近の熱を排出する。
【0043】これより、現像ブレード43付近の飛散トナーを回収でき、トナー飛散により機械内部を汚したり、紙等の上にトナーが落下したりして、形成される画像を汚すことがなくなる。
【0044】又同時に、現像ブレード43の部分を効率よく廃熱できるために、画像の安定化、均一化が図れる。
【0045】〈第2の実施例〉(図3)
図3は本実施例における現像装置4の横断面模型図である。
【0046】本実施例は、上述した第1の実施例における現像装置4に、更に、ダクト空間A内において現像ブレード43の長手方向全域にわたって密着して固定させてヒートシンク57を設けたものである。
【0047】その他の装置構成は第1の実施例のものと同様であるので再度の説明は省略する。
【0048】上記のヒートシンク57は空間Aの長手方向と平行なフィン57aを有しており、効率よくエアの流れを作ることにも寄与している。
【0049】本実施例によれば、現像ブレード43とトナーとの間の摩擦などにより昇温した現像ブレード43付近の熱をヒートシンク57により均一に拡散してエアフローにより除去するため、第1の実施例より更に画像の安定化、均一化が図れる。
【0050】〈第3の実施例〉(図4)
第1及び第2の実施例においては、ダクト部53によつてつくられる空間Aに対してはファン56により吸引する構成にしているが、エア吹き付けを行う構成を採ってもよい。
【0051】本実施例はその構成例である。即ち、図4のように、現像スリーブ42と現像ブレード43とダクト部53との3者で長手方向に密閉された空間Aに対して、現像装置4の片側に連結ダクト58が連結されており、この連結ダクト58はファン59に連結されている。反対側にはエアフィルター60が設けられている。
【0052】この装置の場合も、飛散したトナーは、現像スリーブ52と現像ブレード53との間を通過する際にダクト部53によって作られる空間A内に閉じ込められる。空間Aは連結ダクト58に接続されているファン59によりエアを吹き付けられるため、飛散したトナーは、連結ダクト58とは反対側にあるエアフィルター60の方向に集められ、エアフィルター60により補集される。
【0053】またこのエアフローにより現像ブレード43とトナーとの間の摩擦などにより昇温した現像ブレード43付近の熱を排出する。
【0054】また本実施例の場合も、第2の実施例のように、ダクト空間A内において現像ブレード43の長手方向全域にわたって密着して固定させてヒートシンク57を設けることで、より効果的な装置となることはもちろんである。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、現像剤を担持して像担持体との対向部に搬送して像担持体側の潜像をトナー現像する現像剤担持搬送部材と、該現像剤担持搬送部材に対向配設された現像剤規制部材を有する現像装置、及び該現像装置を備えた画像形成装置について、現像剤規制部材付近の飛散現像剤を効率よく回収でき、現像剤飛散により機械内部を汚したり、紙等の上に飛散現像剤が落下したりして、形成される画像を汚すことがなくなる。又同時に、現像剤規制部材部分を効率よく、しかも均一に排熱できるために、高画質、高安定化の現像装置、画像形成装置を提供できる。




 

 


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