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発明の名称 二成分系現像剤用現像装置
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2001−117341(P2001−117341A)
公開日 平成13年4月27日(2001.4.27)
出願番号 特願平11−297903
出願日 平成11年10月20日(1999.10.20)
代理人 【識別番号】100067183
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 郁男
【テーマコード(参考)】
2H031
2H077
【Fターム(参考)】
2H031 AB02 AC08 BA04 BC00 
2H077 AB02 AC02 AD06 BA08 DA10 EA03 FA19
発明者 枝廣 和久 / 丹村 栄司 / 菊田 慎司 / 大橋 広章
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 磁性キャリヤとトナーとから成る二成分系現像剤を感光体ドラム表面に供給して感光体ドラム表面上に形成された静電像の現像を行う現像装置において、下部室と上部室とに区画された現像ハウジングを備え、前記下部室には、感光体ドラムに対面して配置されるマグネット内蔵の現像スリーブと、該現像スリーブと間隔を置いて配置され且つ該現像スリーブの軸方向に沿って現像剤の送りを行う第1の現像剤攪拌送り機構とが収容されており、前記上部室には、前記第1の現像剤攪拌送り機構とは反対方向に現像剤の送りを行う第2の現像剤攪拌送り機構が収容されており、前記下部室と上部室とは、第1の現像剤攪拌送り機構による送り方向先端部分及び第2の現像剤攪拌送り機構による送り方向先端部分において、それぞれ互いに連通しており、第1の現像剤攪拌送り機構による送り方向先端部分に位置する下部室と上部室との連通部には、現像剤を下部室から上部室に汲み上げる現像剤汲み上げ機構が設けられており、上面から見て、前記現像スリーブが配置されている領域内に位置する上部室の部分に、トナー補給口が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項2】 前記現像剤汲み上げ機構が,非磁性スリーブ内にマグネットを備えたマグネットローラまたはマグネット単体から成るマグネットローラである請求項1に記載の現像装置。
【請求項3】 前記第1及び第2の現像剤攪拌送り機構がスパイラルである請求項1に記載の現像装置。
【請求項4】 前記現像ハウジングの下部室には、トナー濃度センサが設けられている請求項1に記載の現像装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真装置に使用される現像装置に関するものであり、特に二成分系現像剤を用いて感光体上に形成された静電像の現像を行う現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機に代表される電子写真装置においては、感光体ドラム表面を一様に帯電し、画像露光により感光体ドラム表面に原稿像に対応する静電潜像を形成し、次いで現像剤により該静電潜像を現像して感光体ドラム表面にトナー像を形成し、このトナー像を感光体ドラム表面から紙等の転写材上に転写し、転写されたトナー像を熱、圧力等により定着させることによって、画像の形成が行われる。
【0003】このような電子写真装置において、静電像の現像に用いる現像剤としては、磁性キャリヤとトナーとから成る二成分系現像剤が広く使用されており、マグネット内蔵の現像スリーブを備えた現像装置により、該現像剤を磁気ブラシの形で感光体ドラム表面に摺擦して、該ドラム表面に形成されている静電像の現像が行われるようになっている。
【0004】上記のような現像装置では、現像装置内に、現像スリーブ以外に、スパイラルやパドルなどの現像剤の攪拌送り部材が、一般に複数設けられており、これにより、トナーと磁性キャリヤとの均一混合及びトナーの摩擦帯電が十分に行われるようになっている。ところで、現在では、コンパクトな画像形成装置が望まれており、従って、現像装置もよりコンパクトなものが望まれている。
【0005】このような要望を満足させる現像装置として、例えば特公平4−39073号公報や特開平10−142942号公報などには、縦循環方式の現像装置が開示されている。これらの現像装置では、現像スリーブを収容する現像ハウジングが、上下に区画されており、下部側に現像スリーブが配置されていると共に、上部側及び下部側のそれぞれに、現像スリーブの軸方向に沿って且つ互いに反対方向に現像剤の送りを行うスパイラルが設けられている。即ち、上部側と下部側との間で現像剤を攪拌しながら循環送りしながら、下部側の配置されている現像スリーブ上に現像剤を供給し、現像スリーブにより、現像剤の磁気ブラシを感光体表面に摺擦させることにより現像を行うものである。このような縦循環方式の現像装置は、非常にコンパクトな大きさでありながら、現像剤の攪拌送りが十分に行われるため、トナーと磁性キャリヤとの均一混合、及びトナーの摩擦帯電を十分に行うことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した先行技術に開示された縦循環方式の現像装置においては、現像剤のトナー濃度の制御性に問題がある。即ち、二成分系現像剤を用いて現像を行う場合、現像に消費されるのはトナーのみであり、現像後のキャリヤは現像スリーブより回収される。従って、現像が繰り返し行われるにしたがってトナー濃度が低下するため、現像ハウジング、特に現像スリーブが配置されている部分のトナー濃度をセンサにより検知し、トナー濃度が一定値以下となった場合に、現像ハウジング内にトナーを補給する必要がある。しかるに、上記先行技術の装置では、トナー濃度制御の応答性が悪く、トナーを補給した後、現像スリーブ上に現像剤を供給する部分のトナー濃度が所定の値に上昇するまでにかなりの時間がかかるという問題があった。
【0007】従って本発明の目的は、トナー濃度制御の応答性に優れ、トナーが補給された後に、非常に短時間で現像スリーブ上に現像剤を供給する部分のトナー濃度が所定値以上に上昇し得る縦循環方式による現像装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁性キャリヤとトナーとから成る二成分系現像剤を感光体ドラム表面に供給して感光体ドラム表面上に形成された静電像の現像を行う現像装置において、下部室と上部室とに区画された現像ハウジングを備え、前記下部室には、感光体ドラムに対面して配置されるマグネット内蔵の現像スリーブと、該現像スリーブと間隔を置いて配置され且つ該現像スリーブの軸方向に沿って現像剤の送りを行う第1の現像剤攪拌送り機構とが収容されており、前記上部室には、前記第1の現像剤攪拌送り機構とは反対方向に現像剤の送りを行う第2の現像剤攪拌送り機構が収容されており、前記下部室と上部室とは、第1の現像剤攪拌送り機構による送り方向先端部分及び第2の現像剤攪拌送り機構による送り方向先端部分において、それぞれ互いに連通しており、第1の現像剤攪拌送り機構による送り方向先端部分に位置する下部室と上部室との連通部には、現像剤を下部室から上部室に汲み上げる現像剤汲み上げ機構が設けられており、上面から見て、前記現像スリーブが配置されている領域内に位置する上部室の部分に、トナー補給口が設けられていることを特徴とする現像装置が提供される。
【0009】即ち、本発明の現像装置においては、先行技術の装置と同様、上部室と下部室との間で現像剤の攪拌及び送りが循環して行われながら、下部室の現像スリーブ上に現像剤が供給されて現像が行われるが、トナー補給口は、上部室であって、上面から見た時、現像スリーブが配置されている領域内に位置する部分に設けられている。この様な位置にトナー補給口を設けることにより、補給されたトナーが下部室の現像スリーブと対面する領域に迅速に供給される。従って、トナー補給後、適正トナー濃度での現像を行うまでに要する時間を短縮する事が可能となる。前述した先行技術の現像装置では、現像スリーブが配置された領域から離れた位置にトナー補給口が設けられており、この結果、トナー濃度制御の応答性が悪く、トナーを補給してから所定値以上にトナー濃度が上昇する迄にかなりの時間を要する。
【0010】
【実施例】本発明を以下、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の現像装置を上面から見た時の概略配置を示す図であり、図2は、図1の現像装置における要部正面断面を示す図であり、図3は、図2のA−A側断面を感光体ドラムと共に示す図であり、図4は、図2のB−B側断面を感光体ドラムと共に示す図である。
【0011】図1乃至図4を参照して、本発明の現像装置は、全体として1で示す現像ハウジングを備えており、特に図2乃至図4の断面図から明らかな通り、この現像ハウジング1は、仕切り壁2よって下部室3と上部室4とに区画されている。下部室3には外方(感光体ドラム側)への張り出し部3’が形成されており、この張り出し部3’内に内部にマグネットを備えた現像スリーブ5が配置されており、且つ現像スリーブ5の表面との間に一定間隔を置いて穂切りブレード6が配置されている。即ち、この現像スリーブ5は、マグネット固定−スリーブ回転或いはマグネット回転−スリーブ固定により、穂切りブレード6により一定の長さに調整された現像剤の磁気ブラシを現像域に搬送する。
【0012】例えば、上記の現像スリーブ5は、図3及び図4に示す様に、回転感光体ドラム10に対面するように配置される。図示されていないが、感光体ドラム10の回転方向上流側には、主帯電装置及び画像露光を行う光学系が配置されており、その下流側には、転写チャージヤ或いは転写ローラから成る転写機構、除電機構及びクリーニングブレードなどのクリーニング装置が配置されている。即ち、主帯電装置により感光体ドラム表面が一様に帯電され、光学系による画像露光により感光体ドラム10表面に静電像が形成され、前述した現像スリーブにより現像域(現像スリーブ5と感光体ドラム10との間)に搬送された現像剤の磁気ブラシが静電像に摺擦され、この結果、感光体ドラム10の表面にトナー像が形成される。このトナー像は、転写機構により、所定の転写紙表面に転写される。転写トナー像は、転写紙の排出経路上に設けられている定着機構により、熱、圧力等の公知の手段により、転写紙表面に定着される。一方、トナー像の転写が終了した後の感光体ドラム10の表面は、除電機構により除電されて主帯電前の電位に戻され、更にクリーニング機構により、感光体ドラム表面に残存するトナーが除去され、これにより、画像形成の1サイクルが完了する。
【0013】特に図2乃至図4を参照して、現像ハウジング1の下部室3内には、例えば現像剤の透磁率から現像剤中のトナー濃度を検知するセンサ15が配置されていると共に、現像ローラ5と間隔を置いて、該現像スリーブ5の軸方向に沿って延びている第1のスパイラル(第1の現像剤攪拌送り機構)16が設けられている。更に、上部室4には、やはり現像スリーブ5の軸方向に沿って延びている第2のスパイラル(第1の現像剤攪拌送り機構)17が設けられている。この現像装置の上面から見ての概略配置構造を示す図1を参照して、下部室3内の第1のスパイラル16と上部室4内の第2のスパイラル17とは、現像スリーブ5の軸方向に沿って互いに反対方向に現像剤を送る様に、その羽根或いは回転方向が設定されており、例えば、第1のスパイラル16は図1中の矢線Xの方向に現像剤の攪拌送りを行い、第2のスパイラル17は、図1中の矢線Yの方向に現像剤の攪拌送りを行うように設定されている。(尚、図1の上面からみた図の場合、第1のスパイラル16と第2のスパイラル17とは、実際上は完全にオーバーラップするが、説明の便宜上、図1では、両スパイラル16,17を並置して示した。)
【0014】図1から明らかな通り、現像スリーブ5が収容されている下部室3の張り出し部3’は、現像ハウジング1の長手方向の一部に形成されており、下部室3及び上部室4の長手方向両端に位置する部分には、張り出し部3’(現像スリーブ5)は配置されていない。
【0015】また、現像ハウジング1の長手方向の両端部には、下部室3と上部室4との連通部20,21が形成されている。上部室4内の第2のスパイラル17の送り方向(Y)の先端となる部分に位置する連通部20においては、図示されていないが、仕切り壁5が設けられていないか或いは仕切り壁5に適当な大きさの開口が形成されており、これにより、第2のスパイラル17によって攪拌送りされてきた現像剤は、上部室4から下部室3内に落下するようになっている。更に、下部室3内の第1のスパイラル16の送り方向(X)の先端となる部分に位置する連通部21は、図1及び4に示されている様に、現像スリーブ5とは反対側に張り出しており、その内部には、現像剤汲み上げ用のマグネットローラ25が収容されている。このマグネットローラ25は、現像スリーブ5と同様、内部にマグネットを備えた非磁性スリーブから形成されており、マグネット回転或いはスリーブ回転により、下部室3内の現像剤を磁気ブラシの形で上部室4内に汲み上げるように設定されている。また、このマグネットローラ25は、フェライトや磁性粉含有プラスチックをローラ状に成形し、これを複数極に着磁したマグネットをそのまま使用することもできる。
【0016】また、下部室3内の第1のスパイラル16の先端(送り方向先端)には、パドル16aが設けられており、先端部に送られてきた現像剤を連通部21内のマグネットローラ25側に汲み上げるようになっている(図2参照)。更に、マグネットローラ25により汲み上げられた現像剤は、図4に示されている様に、仕切り壁2の先端で掻き取られ、上部室4内に導入されて第2のスパイラル17により、図1中のY方向に攪拌送りされる。
【0017】かくして上述した現像装置によれば、下部室3と上部室4との間で現像剤が循環して攪拌送りされ、下部室3内の現像剤の一部が現像スリーブ5上に供給されて現像が行われることになる。尚、上述した現像装置において、下部室3と上部室4との連通部20,21には、現像スリーブ5が隣接していないが、これは、連通部20,21では、現像剤の流れが不均一となりやすいため、現像スリーブ5が隣接していると、現像スリーブ5への現像剤の供給ムラを生じ易くなるからである。
【0018】図1、図2及び図3を参照して、上部室4の上部壁には、トナー補給用の開口30が形成されており、この開口30を介してトナーが補給されるようになっている。即ち、現像の繰り返しによるトナー消費によって、下部室3内のトナー濃度が所定値以下に減少したことがセンサ15により検知された場合、上部室4の上部壁にトナーカートリッジ(図示せず)を装着し、トナー補給用開口30から上部室4内に所定量のトナーが補給され、これにより、再び一定のトナー濃度を確保するようになっている訳である。
【0019】本発明においては、図1及び図2に示されている様に、トナー補給用開口30が、現像スリーブ5が設けられている領域Z内に位置するように配置されていることが重要である。即ち、このような位置にトナー補給用開口30を配置することにより、この開口30から補給されたトナーは、迅速に下部室3内に搬送される。従って、トナーが補給された後、直ちに適正トナー濃度での現像を行うことが可能となる。このトナー補給用開口30を、現像スリーブ5が設けられている領域Z外、例えば、連通部21側に配置したような場合には、開口30から補給されたトナーが下部室3内に搬送されるまでの時間が長く、適正トナー濃度での現像が可能となるまでに時間がかかり、連通部20側に配置した場合には、補給されたトナーが均一に混合されずに下部室3内に搬送されてしまい、下部室3内でのトナー濃度が十分に均一にならず、結局、適正トナー濃度での現像が可能となるまでの時間が長くなる。
【0020】本発明において、トナー補給用開口30の位置は、現像スリーブ5が設けられている領域Z内に設定されている限り特に制限されないが、一般的には、該開口30の端部と、連通部20との間隔L(上部室4のトナーが下部室3内に落下するまでの間隔)が、領域Zの軸方向長さ(現像スリーブ5の軸方向長さ、即ち現像幅に相当)に対し、40〜90%の範囲となるように設定することが好適である。即ち、この間隔Lがあまり短いと、開口30から補給されたトナーが下部室3内に搬送するまでの間に十分に混合攪拌されないおそれがあり、また必要以上に長いと、下部室3内のトナー濃度が適正範囲に上昇するのに時間がかかるためである。また上述した具体例においては、トナー補給用開口30は1個しか示されていないが、これを複数設けることも勿論可能であるし、この開口30が現像スリーブ5の軸方向に沿って長く延びているような形状とすることもできる。
【0021】上述した本発明は、図1乃至4に示す例に限定されるものではなく、種々の設計変更が可能である。例えば、上述した例では、下部室3から上部室4への現像剤の汲み上げをマグネットローラ25により行っているが、この代わりに、上方へ現像剤を攪拌送りするスパイラルを設けることも可能である。但し、現像剤の攪拌能力の点で、マグネットローラ25を用いることが最も好ましい。また、クリーニングブレードなどのクリーニング装置によって感光体ドラム10の表面から回収されたトナーを、スパイラルなどの送り装置を用いて上述した現像ハウジング1内にリサイクルすることもできる。この場合、回収トナーは、図示されていないトナーカートリッジ内に供給され、上記開口30を介して補給される様にすることが好ましい。部分に供給するようにすることが最も好ましい。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、トナー補給用開口を、現像ハウジングの上部室であって、現像スリーブが配置されている領域内に配置することにより、トナー濃度制御の応答性を著しく向上させ、該開口を介してトナーを補給した後、適正トナー濃度での現像が可能となるまでの時間を短縮することができる。




 

 


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