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発明の名称 現像装置
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11−174800
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−356264
出願日 平成9年(1997)12月9日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
発明者 肥田野 浩之 / 山本 康義
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 トナーとキャリアからなる現像剤を収容させた現像剤容器と、現像剤容器内の現像剤を被現像部材に適用する現像部材と、現像剤容器内を現像部材の長手にほぼ平行な2室に区画する仕切り部材と、この2室の、現像部材側の室を第2現像剤室とし、該第2現像剤室を中にして現像部材側とは反対側の室を第1現像剤室としたとき、第1現像剤室の現像剤を該室の長手に沿う一方向に攪拌・移送する第1の現像剤攪拌・移送手段と、第2現像剤室の現像剤を該室の長手に沿って第1の現像剤攪拌・移送手段による現像剤移送方向とは逆方向に攪拌・移送する第2の現像剤攪拌・移送手段と、第1現像剤室の現像剤移送方向下流側と第2現像室の現像剤移送方向上流側との間に設けた第1連通路と、第2現像剤室の現像剤移送方向下流側と第1現像室の現像剤移送方向上流側との間に設けた第2連通路を有し、現像剤容器内の現像剤を第1現像剤室、第1連通路、第2現像剤室、第2連通路の経路で循環移送させる現像装置において、第2連通路の部分に、現像剤にトナーを補給するトナー補給口と、現像剤を攪拌・移送する少なくとも1つ以上の第3の現像剤攪拌・移送手段が配設されると共に、該第2連通路が現像部材長手方向の現像部材端面外の領域に配設されていることを特徴とする現像装置。
【請求項2】 第3の現像剤攪拌・移送手段が、側断面方向において第1・第2の現像剤攪拌・移送手段と略水平の位置に配設されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
【請求項3】 第3の現像剤攪拌・移送手段が、側断面方向において第1・第2の現像剤攪拌・移送手段より下方に配設されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
【請求項4】 現像部材が現像スリーブであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の現像装置。
【請求項5】 現像剤攪拌・移送手段は回転スクリュー軸であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の現像装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置における現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真複写機等の画像形成装置において、感光体・誘電体等の像担持体面に形成した静電潜像の現像装置として、着色微粒子であるトナーをいわゆるキャリアと呼ばれる鉄粉に混合した2成分系の現像剤を使用するものがある。
【0003】この様な現像装置では現像剤容器内においてトナーとキャリアを攪拌・混合した現像剤を所定方向に移送する手段が設けられている。
【0004】図3にそのような現像装置例を示した。(a)は横断側面図、(b)は縦断平面図である。
【0005】100は被現像部材としての像担持体であり、例えば回転ドラム型の電子写真感光体である。この感光体は矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動され、その表面に不図示の潜像形成プロセス手段にて目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0006】1は現像装置であり、上記の感光体100に対して所定に対向させて配置してあり、感光体100面の静電潜像をトナー画像として現像する。
【0007】現像装置1において、2は現像容器であり、この容器内にトナーとキャリアを混合した2成分系現像剤(不図示)を収容させてある。
【0008】3は現像部材としての現像スリーブであり、現像容器2の前面側に両端軸部を現像容器の奥側側壁4と手前側側壁5との間に回転自由に軸受けさせて配設してあり、該現像スリーブ3の後半面部は現像容器2内に位置し、前半面部は現像容器2の外側に露呈している。
【0009】現像装置1は上記の現像スリーブ3を感光体100に所定の隙間を存して対向させて配設してあり、現像スリーブ3と感光体100との対向部が現像部Dである。
【0010】6は現像剤容器2内を現像スリーブ3の長手にほぼ平行な2室7・8に区画させた仕切り部材(仕切り板)であり、現像剤容器2底壁より突出して設けられている。この2室7・8の、現像スリーブ3側の室8を第2現像剤室とし、該第2現像剤室8を中にして現像スリーブ3側とは反対側の室7を第1現像剤室とする。
【0011】9・10は上記の第1と第2の現像剤室7・8内に夫々配設した第1と第2の現像剤攪拌・移送手段としての回転スクリュー軸である。この両回転スクリュー軸9・10はそれぞれ第1と第2の現像剤室7・8内の長手方向寸法にほぼ対応する長さ寸法を有していて、両端軸部を現像容器2の奥側側壁4と手前側側壁5との間に回転自由に軸受けさせて配設してある。
【0012】現像スリーブ3、回転スクリュー軸9・10はそれぞれ矢印の方向に不図示の駆動系により所定の周速度で回転駆動される。
【0013】第1現像室7内の現像剤はこの現像室内の上記第1の現像剤攪拌・移送手段としての回転スクリュー軸9の回転により、該室7の長手に沿う一方向、本例では現像容器2の手前側側壁5側から奥側側壁4側へ向かう矢印A方向に攪拌されながら移送される。
【0014】また第2現像室8内の現像剤はこの現像室内の上記第2の現像剤攪拌・移送手段としての回転スクリュー軸10の回転により、第1の回転スクリュー軸9による現像剤移送方向とは逆方向、本例では現像容器2の奥側側壁4側から手前側側壁5側へ向かう矢印B方向に該室8の長手に沿って攪拌されながら移送される。仕切り部材6は第1現像剤室7で攪拌・移送される現像剤と第2現像剤室8で攪拌・移送される現像剤との混合を防止している。
【0015】11は第1現像剤室6の現像剤移送方向下流側と第2現像室7の現像剤移送方向上流側との間(現像容器2の奥側側壁4と仕切り部材6のその側の端部との間)に設けた第1連通路(現像剤循環経路)、11は第2現像剤室7の現像剤移送方向下流側と第1現像室6の現像剤移送方向上流側との間(現像容器2の奥側側壁4と仕切り部材6のその側の端部との間)に設けた第2連通路(現像剤循環経路)である。
【0016】従って、現像装置1の現像剤容器2内の現像剤は、第1及び第2のスクリュー軸9・10が回転されることで、第1現像剤室7、第1連通路11、第2現像剤室8、第2連通路12の経路で攪拌混合されながら循環移送される。この現像剤の攪拌・移送により現像剤のトナー濃度の均一化、トナーに対する電荷付与がなされる。
【0017】そして第2現像剤室8内を第2の回転スクリュー軸9によって攪拌されながら移送される現像剤の一部が回転現像スリーブ3に担持されて現像部Dに搬送され、現像剤中のトナーにより感光体100面の静電潜像がトナー画像として現像される。現像スリーブ3には不図示の電源より所定の現像バイアスが印加される。
【0018】現像部Dを通過した現像スリーブ3上の現像剤は引き続く現像スリーブの回転により現像剤容器2内に戻し搬送される。
【0019】現像容器2内の現像剤のトナー濃度は感光体100の静電潜像の現像に消費され、その消費に伴って低下していく。そこで、現像容器2内の現像剤のトナー濃度を検知する手段(不図示)を具備させ、該検知手段により検知されるトナー濃度が許容下限まで低下したら、トナー補給ホッパー13から現像剤容器2の第1現像剤室7内にトナーを補給する動作を行なわせることで、現像容器2内の現像剤のトナー濃度を常に所定の濃度範囲に維持管理させている。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】■.しかしながら、前記従来技術では、第1の課題として、第1現像剤室7内の現像剤の攪拌・移送を行う第1の現像剤攪拌・移送手段9の機能が現像剤の攪拌より移送に偏り易いため、該第1現像剤室7内の現像剤が十分に攪拌されないまま第1連通路11から現像部材である現像スリーブ3側の第2現像剤室8内へ搬送されてしまうことがある。
【0021】また、トナー補給を行うホッパー13のトナー補給口が第1現像剤室7に対して図3の(b)の斜線部に示す領域の第1の現像剤攪拌・移送手段9上に配設されるため、この場合もホッパー13からトナー補給された第1現像剤室7内の現像剤が十分に攪拌されないまま現像スリーブ3側の第2現像剤室8内へ搬送されてしまうことがある。
【0022】十分に攪拌されていない現像剤は攪拌により付与される単位トナー重量あたりの電荷(トリボ)が不十分な状態となり、このまま現像スリーブ3側に搬送されると、画像濃度にむらを生じることがあった。
【0023】■.第2の課題として、現像剤容器2の奥側側壁4と手前側側壁5間の寸法L1が現像スリーブ3の長手方向の寸法L2と近似しているため、現像スリーブ3の、第2現像剤室8における現像剤移送方向Bの下流側端部3aが、第2現像剤室8における現像剤の流動変曲部であると共に、現像剤の圧積しやすい現像剤容器2の手前側側壁5の付近14に近付いてしまい、この付近14に攪拌の不足によるトリボの小さい現像剤が滞留することにより現像スリーブ3に描かれる画像の端部に濃度低下を生じることがあった。
【0024】そこで本発明の第1の目的は、この種の現像装置において、現像剤の攪拌不足を解消し、現像剤の攪拌・移送の初期段階にトナーとキャリアとの十分な攪拌を行うことにより、より大きなトリボを付与することを可能にし、画像の濃度低下とむらを解消することである。
【0025】また、第2の目的は、現像装置(現像剤容器)内で攪拌・移送される現像剤の現像部材近傍での滞留による攪拌不足を防止することにより、現像剤中のトナーの部分的なトリボの低下を防止し、これにより画像の部分的な濃度の低下を解消すると共に、現像装置内のトナーの総量を増加することにより、トナー濃度の低下した現像剤にトナーを補給するときにまれに発生する一時的な濃度変動を軽減することである。
【0026】
【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である。
【0027】(1)トナーとキャリアからなる現像剤を収容させた現像剤容器と、現像剤容器内の現像剤を被現像部材に適用する現像部材と、現像剤容器内を現像部材の長手にほぼ平行な2室に区画する仕切り部材と、この2室の、現像部材側の室を第2現像剤室とし、該第2現像剤室を中にして現像部材側とは反対側の室を第1現像剤室としたとき、第1現像剤室の現像剤を該室の長手に沿う一方向に攪拌・移送する第1の現像剤攪拌・移送手段と、第2現像剤室の現像剤を該室の長手に沿って第1の現像剤攪拌・移送手段による現像剤移送方向とは逆方向に攪拌・移送する第2の現像剤攪拌・移送手段と、第1現像剤室の現像剤移送方向下流側と第2現像室の現像剤移送方向上流側との間に設けた第1連通路と、第2現像剤室の現像剤移送方向下流側と第1現像室の現像剤移送方向上流側との間に設けた第2連通路を有し、現像剤容器内の現像剤を第1現像剤室、第1連通路、第2現像剤室、第2連通路の経路で循環移送させる現像装置において、第2連通路の部分に、現像剤にトナーを補給するトナー補給口と、現像剤を攪拌・移送する少なくとも1つ以上の第3の現像剤攪拌・移送手段が配設されると共に、該第2連通路が現像部材長手方向の現像部材端面外の領域に配設されていることを特徴とする現像装置。
【0028】(2)第3の現像剤攪拌・移送手段が、側断面方向において第1・第2の現像剤攪拌・移送手段と略水平の位置に配設されることを特徴とする(1)に記載の現像装置。
【0029】(3)第3の現像剤攪拌・移送手段が、側断面方向において第1・第2の現像剤攪拌・移送手段より下方に配設されることを特徴とする(1)に記載の現像装置。
【0030】(4)現像部材が現像スリーブであることを特徴とする(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の現像装置。
【0031】(5)現像剤攪拌・移送手段は回転スクリュー軸であることを特徴とする(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の現像装置。
【0032】〈作 用〉a)即ち、従来装置と同様に、現像容器内の現像剤のトナー濃度は被現像部材側の潜像の現像に消費され、その消費に伴って低下していく。この現像容器内の現像剤のトナー濃度を検知する手段により検知されるトナー濃度が許容下限まで低下したら、トナー補給部から現像装置の現像剤容器内にトナーが補給されることとなる。
【0033】この場合、本発明では上記のように第2連通路の部分に、現像剤にトナーを補給するトナー補給口と、現像剤を攪拌・移送する少なくとも1つ以上の第3の現像剤攪拌・移送手段を配設したことにより、第2連通路の部分に新たに補給されたトナーは第1現像剤室に進入する前に、第3の現像剤攪拌・移送手段により現像装置内の現像剤と十分に攪拌されて第1現像剤室に入り、さらに第1現像剤室内を第1の現像剤攪拌・移送手段で攪拌されつつ移送されて第1連通路から第2現像剤室に入ることで、第2現像剤室に入るまでには十分に攪拌されてトナー濃度は均一化され、またトリボが増加し、不十分な攪拌の場合のような画像濃度ムラや画像の濃度低下が防止される。
【0034】b)また、上記の第3の現像剤攪拌・移送手段を設けた第2連通路が現像部材長手方向の現像部材端面外の領域に配設されていることにより、第2連通路部の容積を長手方向に拡大できて、現像部材端部に接触する現像剤の流れを直線的にして滞留を防止し、部分的なトナー濃度の低下による画像の濃度むらを解消することができる。
【0035】c)また、第3の現像剤攪拌・移送手段を設けた第2連通路の容積を任意の方向に拡大することにより現像装置内の現像剤の総量を増加し、上記a)に記したようなトナー補給時に現像剤のトナー濃度が一時的あるいは部分的に上昇することによる画像の濃度むらを軽減させる。
【0036】
【発明の実施の形態】〈第1の実施例〉(図1)
図1の(a)は第1の実施例の現像装置の横断側面図、(b)は縦断平面図である。前述した図3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。
【0037】13aは第2連通路12部分の上部に配設したトナー補給口、15は第2連通路12部分に配設した第3の現像剤攪拌・移送手段である。本例におけるこの第3の現像剤攪拌・移送手段は第1と第2の現像剤攪拌・移送手段9と10と同様に回転スクリュー軸であり、現像剤容器2の手前側側壁5と仕切り部材6の端部との間に回転自由に軸受けさせて、第1、第2の現像剤攪拌・移送手段9と10に略平行させての配設してある。この第3の現像剤攪拌・移送手段としてのスクリュー軸は矢印の方向に所定の回転速度で回転駆動される。
【0038】また、この第3の現像剤攪拌・移送手段15を配設した第2連通路12部分は現像スリーブ長手方向の現像スリーブ端面外の領域に配設してある。
【0039】上記のように第2連通路12の部分に、現像剤にトナーを補給するトナー補給口13aと、現像剤を攪拌・移送する第3の現像剤攪拌・移送手段15を配設したことにより、第2連通路12の部分に新たに補給されたトナーは第1現像剤室7に進入する前に、第3の現像剤攪拌・移送手段9により現像装置内の現像剤と攪拌されて攪拌・移送工程の初期段階で十分に攪拌・混合されて第1現像剤室7に入り、さらに第1現像剤室7内を第1の現像剤攪拌・移送手段9で攪拌されつつ移送されて第1連通路11から第2現像剤室8に入ることで、第2現像剤室8に入るまでには十分に攪拌されてトナー濃度は均一化され、またトリボ付与を増加させ、不十分な攪拌の場合のような画像濃度ムラや画像の濃度低下が防止される。
【0040】また、上記の第3の現像剤攪拌・移送手段15を設けた第2連通路12が現像ローラ長手方向の現像ローラ端面外の領域に配設されていることにより、第2連通路12部の容積を長手方向に拡大できて、現像ローラ端部3aに接触する現像剤の流れを直線的にして滞留を解消し、トナーを含んだ現像剤を安定して現像スリーブ全体に供給することが可能となり、部分的なトナー濃度の低下による画像の濃度むらを解消することができる。
【0041】また、第3の現像剤攪拌・移送手段15を設けた第2連通路12の容積を任意の方向に拡大することにより現像装置内の現像剤の総量を増加し、上記したようなトナー補給時に現像剤のトナー濃度が一時的あるいは部分的に上昇することによる画像の濃度むらを軽減させる。
【0042】〈第2の実施例〉(図2)
図2の(a)は第2の実施例の現像装置の横断側面図、(b)は縦断平面図である。
【0043】本実施例の現像装置は上記の第1の実施例の現像装置において、第2連通路12の第3の現像剤攪拌・移送手段15を、現像装置の側断面方向において第1・第2の現像剤攪拌・移送手段9・10より下方に配設したものである。その他の装置構成は第1の実施例の現像装置と同様である。
【0044】本実施例の現像装置も第1の実施例の現像装置と同様の作用効果を有すると共に、さらには第1の実施例の現像装置よりも第2連通路12部の容積を増加させて現像装置内の現像剤の総量を増加させ得て、トナー補給時に現像剤のトナー濃度が一時的あるいは部分的に上昇することによる画像の濃度むらをより軽減させる効果がある。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、この種の現像装置において、現像剤の攪拌不足を解消し、現像剤の攪拌・移送の初期段階にトナーとキャリアとの十分な攪拌を行うことにより、より大きなトリボを付与することを可能にし、画像の濃度低下とむらを解消することが可能になった。
【0046】また、現像装置内で攪拌・移送される現像剤の現像部材近傍での滞留による攪拌不足を防止することにより、現像剤中のトナーの部分的なトリボの低下を防止し、これにより画像の部分的な濃度の低下を解消すると共に、現像装置内のトナーの総量を増加することにより、トナー濃度の低下した現像剤にトナーを補給するときにまれに発生する一時的な濃度変動を軽減することが可能になった。したがって、現像剤に含まれるトナーに十分なトリボを付与することが可能になり、画像の濃度低下あるいはむらを解消し、良好な画像を得ることが可能になった。
【0047】また、現像部材付近の現像剤の滞留を防止し、更に現像剤中のトナー含有量の増減による影響を軽減することにより、現像剤中のトナーの濃度低下、あるいはむらを軽減し、均一な濃度の画像を得ることが可能になった。




 

 


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