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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11−174844
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−354173
出願日 平成9年(1997)12月8日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
発明者 田倉 慶三 / 國司 毅
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 現像剤担持体上に現像剤を担持して、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、時刻を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づき、画像を出力したときの日時およびそれからの経過時間を記憶する記憶手段と、経過時間の情報に基づき現像剤担持体への回転指令を行う制御手段とを有し、前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が所定の時間に達したときに、前記現像剤担持体を所定時間だけ空回転させることを特徴とする現像装置。
【請求項2】 前記現像剤担持体の空回転時に現像装置の電源が投入されていないときは、現像装置への電源の投入があった直後に、現像剤担持体の空回転を行う請求項1の現像装置。
【請求項3】 前記現像剤担持体の空回転時に現像装置の電源が投入されていないときは、現像装置の電源への投入があった後の最初の画像形成の開始直前に、前記現像剤担持体の空回転を行う請求項1の現像装置。
【請求項4】 前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が、段階的に設定した所定の各時間に達したときに、前記現像剤担持体を前記段階に設定した所定の各時間に対応して設定した各所定時間だけ空回転させる請求項1の現像装置。
【請求項5】 現像剤担持体上に現像剤を担持して、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、時刻を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づき、画像を出力したときの日時およびそれからの経過時間を記憶する記憶手段と、雰囲気の湿度を検知する検知手段と、経過時間および湿度の情報に基づき現像剤担持体への回転指令を行う制御手段とを有し、雰囲気の湿度が所定湿度以上で、かつ前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が所定の時間に達したときに、前記現像剤担持体を所定時間だけ空回転させることを特徴とする現像装置。
【請求項6】 前記現像剤担持体の空回転時に現像装置への電源が投入されていないときは、現像装置への電源の投入があった直後に、現像剤担持体の空回転を行う請求項5の現像装置。
【請求項7】 前記現像剤担持体の空回転時に現像装置への電源が投入されていないときは、現像装置の電源への投入があった後の最初の画像形成の開始直前に、現像剤担持体の空回転を行う請求項5の現像装置。
【請求項8】 前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が、段階的に設定した所定の各時間に達したときに、前記現像剤担持体を前記段階に設定した所定の各時間に対応して設定した各所定時間だけ空回転させる請求項5の現像装置。
【請求項9】 前記現像剤担持体の空回転後に、現像剤担持体を1回以上回転してベタ画像の現像を行わせる請求項1〜8のいずれかの項に記載の現像装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式を採用した画像形成装置において、電子写真感光体あるいは静電記録誘電体等の像担持体上に形成した静電潜像を可視化する現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式等を利用した画像形成装置では、像担持体としての感光ドラム表面に静電潜像を形成し、その潜像を現像装置により現像剤を用いて現像して、トナー像として可視化している。
【0003】現像剤として一成分系現像剤の磁性トナーを用いる現像装置は、トナー粒子相互の摩擦、現像剤担持体としての現像スリーブ表面と、その現像スリーブ上のトナーの層厚を規制するブレードとの間における摩擦により、感光ドラム上に形成された静電潜像と逆極性の電荷をトナーに与え、この電荷を付与されたトナーをブレードによる規制で現像スリーブ上に極めて薄く塗布し、現像スリーブの回転により感光ドラムとの対向部に形成される現像領域に搬送する。そして、現像領域で、現像スリーブ内に配置された磁石による磁界と、感光ドラムと現像スリーブとの間に印加した現像バイアス電圧による電界とにより、現像スリーブ上の磁性トナーを感光ドラム上の潜像に飛翔させて付着し、潜像をトナー像として可視化するものである。
【0004】感光ドラム上に得られたトナー像は、必要に応じて紙等の転写材に転写された後、加熱、加圧あるいは溶剤蒸気などにより定着して、複写物が得られる。
【0005】上記の磁性トナーを用いる現像装置の現像する方法は、特開昭54−43036号におけるものであるが、この方法によれば、磁性トナーを現像スリーブ上に極めて薄く塗布するので、トナーと現像スリーブとの接触する機械が増し、トナーの十分な摩擦帯電が可能になったこと、磁石の磁力によってトナーを現像スリーブ上に支持し、かつ磁石とトナーを相対的に移動することにより、トナーの粒子間の凝集を解くとともにトナーを現像スリーブと十分に摩擦できる現像スリーブ上に支持したトナーを感光ドラム表面に接触させることなく対向させて、感光ドラム上の潜像を現像することにより、白地部へのトナーの付着(カブリ)を防止できることなどにより、高品質な画像が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の現像装置は、その使用間隔、湿度条件等によって、その性能が影響を受けることがある。
【0007】たとえば長期間にわたり画像を出力しない場合、現像装置に収容したトナーの帯電量が減少して、画質の劣化や白地部に付着するトナーの増加などの不都合を生じる。また、高湿環境下でトナーの流動性が低下した状態等では、トナーの帯電量が減少し、同様の現象を引き起こす。さらに、複写を重ねるにつれて、トナーが現像スリーブと繰り返し摩擦されると、トナーが劣化して帯電量が不安定になり、同様に画質の劣化につながる。
【0008】このようなことから、以上の問題を防止する様々な提案がなされてきたが、未だこれらの問題を十全に解決できる技術は得られていなのが現状である。
【0009】従って、本発明の目的は、長時間の使用のない後に使用したり、高湿下に使用する際、所定以上の帯電量に保たれた状態のトナーを使用できるようにして、トナーの帯電量不足や不安定化に起因する白地部へのトナー付着の増加、画質の劣化を等を防止し、高品質な画像を得ることを可能とした現像装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にかかる画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤担持体上に現像剤を担持して、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、時刻を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づき、画像を出力したときの日時およびそれからの経過時間を記憶する記憶手段と、経過時間の情報に基づき現像剤担持体への回転指令を行う制御手段とを有し、前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が所定の時間に達したときに、前記現像剤担持体を所定時間だけ空回転させることを特徴とする現像装置である。
【0011】本発明よれば、前記現像剤担持体の空回転時に現像装置の電源が投入されていないときは、現像装置への電源の投入があった直後に、現像剤担持体の空回転を行うことができる。もしくは、前記現像剤担持体の空回転時に現像装置の電源が投入されていないときは、現像装置の電源への投入があった後の最初の画像形成の開始直前に、前記現像剤担持体の空回転を行うことができる。また、前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が、段階的に設定した所定の各時間に達したときに、前記現像剤担持体を前記段階に設定した所定の各時間に対応して設定した各所定時間だけ空回転させることができる。
【0012】本発明の他の一態様は、現像剤担持体上に現像剤を担持して、像担持体と対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、時刻を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づき、画像を出力したときの日時およびそれからの経過時間を記憶する記憶手段と、雰囲気の湿度を検知する検知手段と、経過時間および湿度の情報に基づき現像剤担持体への回転指令を行う制御手段とを有し、雰囲気の湿度が所定湿度以上で、かつ前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が所定の時間に達したときに、前記現像剤担持体を所定時間だけ空回転させることを特徴とする現像装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に即して詳細に説明する。
【0014】実施例1図1は、本発明の現像装置の一実施例の概略構成を示す断面図、図2は、図1の現像装置を設置した画像形成装置を示す断面図である。
【0015】まず、画像形成装置について説明する。本画像形成装置は、図2に示すように、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、すなわち感光ドラム1を有し、その周囲に、帯電ローラ12、図示しない露光装置、現像装置10、転写ローラ15およびクリーナ17を備え、さらに定着装置16を備えている。
【0016】画像形成をするには、感光ドラム1が矢印A方向に回転し、その感光ドラム1の表面を帯電ローラ2により一様に帯電し、露光装置からの像露光3を施して感光ドラム3の表面に静電潜像を形成する。そして、この潜像を現像装置5により現像してトナー像として可視化し、得られたトナー像を感光ドラム1に供給された転写材P上に転写ローラ15の作用により転写し、トナー像が転写された転写材Pを感光ドラム1〜分離して定着装置16に送り、そこで加熱および加圧することにより、トナー像を転写材Pに定着して複写物が得られ、画像形成が終了する。
【0017】本実施例によれば、現像装置10は、図1に示すように、磁性一成分現像剤の磁性トナー5を収容した現像容器4を備え、この現像容器4の感光ドラム1と対面した開口部には、現像剤担持体としての現像スリーブ2が配設されている。現像スリーブ2は、感光ドラム1と所定の間隙をあけて配置され、矢印A方向に回転する感光ドラム1に対し対向部が同方向に移動する向きの矢印B方向に回転される。
【0018】現像スリーブ2の内側には、複数の磁極を有するローラ状の永久磁石3が非回転に配置されている。また現像スリーブ2の上方の現像容器4の部分には、現像剤層厚規制部材として磁性および導電性を有するドクターブレード6が取り付けられ、このドクターブレード6は、磁石3の頂部上の磁極N(規制極)にほぼ対向した位置で、現像スリーブ2の表面と約200μmの間隔をあけて配置されている。ドクターブレード6の代わりに、永久磁石を磁石3の規制極Nに対向配置して現像剤規制部材とすることもできる。
【0019】上記の現像装置が起動して、現像スリーブ2が矢印B方向に回転すると、現像容器4内に収容された磁性トナー5に、トナー同士の摩擦および現像スリーブ2の表面との摩擦によって、感光ドラム1上に形成された静電潜像と逆極性の帯電電荷が付与される。電荷を付与されたトナー5は、磁石3の容器4の内方の磁極S(汲み上げ極)の磁力によって現像スリーブ2上に汲み上げられ、担持される。
【0020】現像スリーブ2上に担持された磁性トナー5は、現像スリーブ2の回転にともないドクターブレード6に搬送され、ブレード6と現像スリーブ2との間でさらに摩擦により帯電電荷を付与されるとともに、磁石3の規制極Nとブレード6との間の磁力により磁気的に層厚を規制され、現像スリーブ2上に均一に約100μmの層厚の薄層のトナー層に塗布される。
【0021】薄層に塗布された磁性トナー5は、現像スリーブ2の回転により感光ドラム1と対向した現像領域へ搬送され、磁石3の現像領域に位置した磁極S(現像極)による磁界と、現像スリーブ2と感光ドラム1との間に印加した現像バイアス電圧による電界の作用により、トナー5が感光ドラム1上の静電潜像に飛翔して付着し、潜像がトナー像として現像される。現像バイアス電圧に交流電圧を重畳しておくことにより、現像領域のトナー5を現像スリーブ2と感光ドラム1との間で往復飛翔させながら、潜像を現像するようにしてもよい。
【0022】しかしながら、現像装置10は、使用間隔によってその性能が影響を受け、長期間にわたり画像を出力しない場合、収容したトナー5の帯電量が減少して、画質の劣化や白地部に付着するトナーの増加などの不都合を生じる。
【0023】そこで、本実施例では、図1に示すように、現像装置10の現像容器4に、時刻を計測するタイマー7と、画像を出力したときの日時およびそれからの経過時間を記憶するメモリ8とを設置し、測定装置でメモリ8から前回の出力時からの経過時間を読み出すことにより、前回の出力時からの経過時間を測定可能とした。本例では、図1に示すように、画像形成装置に備えている制御用CPU11を経過時間の測定装置に利用した。
【0024】そして、現像装置10を使用した後、使用しなかった時間、すなわち前回の出力時からの経過時間が所定の長時間、たとえば150時間に達したときに、CPU11から現像装置10に指令を出して、所定の短時間、たとえば2分間、画像形成の実行とは関係なく現像スリーブ2を回転、つまり空回転させ、現像容器4内に収容されている磁性トナー5を摩擦帯電させる。
【0025】この150時間に達したとき、現像装置10への電源が投入されていないとき、つまり画像形成装置がオンされていない場合は、オンされた直後に現像スリーブ2を2分間回転させるようにする。
【0026】本実施例によれば、現像装置10を長時間使用しないことがあっても、現像装置10を使用するときには、トナー5の帯電量が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっているので、白地部に付着するトナーもなく、カブリ等のない高品質な画像を常に安定して得ることができる。
【0027】本実施例の現像装置における長期放置後および高湿下のトナーの摩擦帯電性、帯電安定性性、得られた画像の濃度維持性、カブリおよび高精細性について調べた結果を表1に示す。比較のために、長時間の使用がない現像装置を使用するときに、トナーに現像スリーブの回転による所定量以上の帯電量がない、従来の現像装置の場合についても、同様に上記項目について調べた。結果を表1に示す。
【0028】表1において、記号は、◎:非常に良好、○:良好、△:普通を示す。また上段が長期放置後の場合、下段が高湿下の場合である。
【0029】
【表1】

【0030】以上では、メモリ8からの読み出しによる前回の出力時からの経過時間を測定する測定装置、および現像スリーブ2を回転させる制御装置として、画像形成装置に備えている制御用CPU11を利用したが、これらの装置を現像装置10に専用に備えさせてもよい。
【0031】実施例2実施例1では、前回の出力時から150時間経過した時点で、画像形成装置の電源がオンされていない場合、その150時間経過後に電源がオンされた直後に速やかに現像スリーブ2を回転させるようにしたが、本実施例2では、150時間経過後の電源のオン後、その直後であろうと否と、150時間経過後の最初の画像形成の直前に現像スリーブ2を2分間回転させるようにした。
【0032】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の結果を表1に示す。
【0033】本実施例によっても、長時間使用しなかった現像装置10を使用するときには、トナー5の帯電量が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっているので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ等のない高品質な画像を常に安定して得ることができる。
【0034】実施例3本実施例3では、前回の出力時から次回現像装置あるいは画像形成装置の電源がオンされるまでの経過時間を測定して、経過時間が50時間以上100時間以下のときは、現像スリーブ2を1分間回転し、100時間以上150時間以下のときは、1.5分間回転し、150時間以上500時間以下のときは2分間回転し、500時間以上のときは4分間回転するようにした。
【0035】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の結果を表1に示す。
【0036】本実施例によっても、長時間使用しなかった現像装置10を使用するときには、トナー5の帯電量が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっているので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ等のない高品質な画像を常に安定して得ることができる。
【0037】実施例4本実施例4では、実施例3と同様、前回の出力時からの経過時間を測定して、経過時間が50時間〜100時間のとき、現像スリーブ2を1分間回転し、100時間〜150時間のとき1.5分間回転し、150時間〜500時間のとき2分間回転し、500時間以上のとき4分間回転するが、この現像スリーブ2の回転(空回転)後、さらに現像スリーブ2を現像に使用し、現像スリーブ2を1回転以上回転してベタ黒画像を現像させた。
【0038】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の結果を表1に示す。
【0039】本実施例によれば、長時間使用しなかった現像装置10の現像スリーブ2を回転してトナー5を摩擦帯電するとともに、現像スリーブ2の1回転分の現像により現像スリーブ2上に付着し続けている劣化したトナーを除去するので、長時間使用しなかった現像装置10を使用するときには、現像スリーブ2上のトナー5の帯電量を所定以上に保たれた状態にしておくことがより確実にでき、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ等のない高品質な画像を常に安定して得ることができる。
【0040】実施例5トナーの帯電量は湿度によっても影響を受け、高湿環境下でトナーの流動性が低下した状態等では、トナーの帯電量が減少する。そこで、本実施例では、これにも対処できるようにするために、図1に示すように、現像装置10の現像容器4にさらに湿度センサー9を設置し、現像装置10の周囲の雰囲気、つまり画像形成装置内の雰囲気の湿度を検知できるようにした。湿度センサー9で測定した湿度は、CPU11により読み出して、現像スリーブ2の回転制御に使用される。
【0041】本実施例によれば、タイマー7および8により前回の出力時からの経過時間を測定するとともに、湿度センサー9で雰囲気の湿度を測定して、雰囲気の湿度が70%以上で、前回出力時からの経過時間が75時間以上に達した時点で、画像形成の実行とは関係なく、現像スリーブ2を2分間回転させ、現像容器4内に収容されている磁性トナー5を摩擦帯電させる。
【0042】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の結果を表1に示す。
【0043】本実施例によっても、長時間使用しなかった現像装置10を使用するときには、トナー5の帯電量が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっているので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ等のない高品質な画像を常に安定して得ることができる。
【0044】以上では、現像装置10に湿度センサー9を設置したが、画像形成装置本体に湿度センサーが設置されていれば、それを利用することができ、必ずしも現像装置10に専用に設置する必要はない。
【0045】実施例6本実施例では、湿度70%以上でかつ前回の出力時から75時間以上経過した時点で、画像形成装置の電源がオンされていない場合、その75時間経過後の電源がオンされた後、最初の画像形成の直前に現像スリーブ2を2分間回転させるようにした。
【0046】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の結果を表1に示す。
【0047】本実施例によっても、長時間使用しなかった現像装置10を使用するときには、トナー5の帯電量が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっているので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ等のない高品質な画像を常に安定して得ることができる。
【0048】実施例7本実施例7では、前回の出力時からの経過時間および雰囲気の湿度を測定して、湿度が70%以下では経過時間が150時間以上のとき、湿度が70%以上85%以下では経過時間が75時間以上のとき、そして湿度が85%以上では経過時間が50時間以上のとき、現像スリーブ2を2分間回転した。
【0049】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の結果を表1に示す。
【0050】本実施例によっても、長時間使用しなかった現像装置10を使用するときには、トナー5の帯電量が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっているので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ等のない高品質な画像を常に安定して得ることができる。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、現像装置に、時刻を計測する計測手段と、該計測手段による計測に基づき、画像を出力したときの日時およびそれからの経過時間を記憶する記憶手段と、現像剤担持体への回転指令を行う制御手段とを設置するか、もしくはさらに雰囲気の湿度を検知する検知手段を設置して、前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が所定の時間に達したときに、もしくは雰囲気の湿度が所定湿度以上で、かつ前回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が所定の時間に達したときに、現像剤担持体を所定時間だけ空回転させるようにしたので、長期間にわたる繰り返しの画像形成により、トナーが劣化して帯電量の減少速度が速まっている状況でも、常に現像剤担持体上に担持したトナーの帯電状態を安定化し、現像特性が変動することのない、耐久性、安定性に優れた現像装置を提供することができ、また高湿下においてもトナーに均一な摩擦電荷量を保持させることができ、画像の濃度が低下せず、さらに鮮明でカブリがなく、高精細な高品質の画像を再現性よく得ることができる。




 

 


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