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発明の名称 磁気ブラシ現像器
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2001−134099(P2001−134099A)
公開日 平成13年5月18日(2001.5.18)
出願番号 特願平11−318288
出願日 平成11年11月9日(1999.11.9)
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 AB00 AB03 AB09 AC33 AC34 AD03 AD05 AD09 AD11 AE00 BA03 BA04 EA03 
2H077 AA37 AB03 AB06 AC03 AC16 AD06 AD13 AD18 AD31 AD35 AE02 BA07 BA08 CA19 EA01 EA13 GA17
発明者 南條 譲 / 渡木 龍司 / 堤 真洋 / 丹村 栄司 / 菊田 慎司 / 坂田 徳幸
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 磁性現像剤が充填される現像ハウジングから成り、該ハウジング内には、感光体ドラム表面に対面して配置される現像剤搬送スリーブと、該スリーブと一定間隔で配置された穂切りブレードと、現像剤攪拌部材とを備え、該ブレードによって穂長が調整された現像剤の磁気ブラシを現像剤搬送スリーブによって現像域に供給することにより、感光体ドラム表面上の静電像を現像してトナー像を形成する磁気ブラシ現像器において、前記現像ハウジング内には、低帯電乃至未帯電トナー吸引用の吸引管が延びていることを特徴とする磁気ブラシ現像器。
【請求項2】 前記現像ハウジングには、トナー補給口が設けられており、前記吸引管は、トナー補給口から離れた位置に配置されている請求項1に記載の磁気ブラシ現像器。
【請求項3】 前記穂切りブレードの近傍には、該ブレードによって塞き止められた現像剤を、現像剤攪拌部材上に流すための整流板が配置されており、該整流板上に、前記吸引管が配置されている請求項1に記載の磁気ブラシ現像器。
【請求項4】 前記現像剤として、非磁性トナーと磁性キャリヤとから成る二成分系磁性現像剤が使用される請求項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画像形成装置に使用される磁気ブラシ現像器に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機に代表される画像形成装置においては、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】このような画像形成装置において、感光体ドラム表面に形成された静電潜像の現像を行うための方法としては、磁気ブラシ現像法が広く採用されている。磁気ブラシ現像法は、磁性トナーから成る一成分系磁性現像剤や、トナーと磁性キャリヤとから成る二成分系磁性現像剤などを現像剤として用いるものであり、磁気ブラシ現像法により現像を行うための現像器は、通常、磁性現像剤が充填された現像ハウジングから成っており、この現像ハウジング内には、感光体ドラム表面に対面するように、現像剤搬送スリーブが収容されている。即ち、現像剤搬送スリーブは、アルミ等の非磁性スリーブ内に複数の磁極を有するマグネットを備えた構造を有しており、スリーブ回転により、所定極性に帯電されたトナーを磁気ブラシの形で、現像域(該スリーブと感光体ドラム表面との間の領域)に搬送し、現像を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、所定極性に帯電されたトナー中には、未帯電(ゼロ帯電)トナーや帯電量の小さい低帯電トナーなどの低特性トナーが含まれており、このような低特性トナーは、トナー飛散やカブリの原因となる。
【0005】また、最近になって、省資源や環境性等の見地から、所定の転写材上にトナー像を転写した後に、クリーニングブレード等のクリーニング装置により感光体表面から取り除かれて回収されたトナーを、上記の現像器内にリサイクルして再使用するシステムを採用している画像形成装置が広く普及しているが、回収トナー中には、上記の低特性トナーが多く含まれている。従って、このような回収トナーを現像器中にリサイクルするにしたがい、現像器中での低特性トナーの量が増大し、上述した不都合を頻繁に生じるようになる。
【0006】従って本発明の目的は、未帯電トナーや低帯電トナーなどの低特性トナーを有効に排除し得る磁気ブラシ現像器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁性現像剤が充填される現像ハウジングから成り、該ハウジング内には、感光体ドラム表面に対面して配置される現像剤搬送スリーブと、該スリーブと一定間隔で配置された穂切りブレードと、現像剤攪拌部材とを備え、該ブレードによって穂長が調整された現像剤の磁気ブラシを現像剤搬送スリーブによって現像域に供給することにより、感光体ドラム表面上の静電像を現像してトナー像を形成する磁気ブラシ現像器において、前記現像ハウジング内には、低帯電乃至未帯電トナー吸引用の吸引管が延びていることを特徴とする磁気ブラシ現像器が提供される。
【0008】上述したゼロ帯電トナーや帯電量の小さいトナーなどの低特性トナーは、静電気的結着力が小さいため、現像装置内で浮遊し易い。従って、本発明においては、現像ハウジング内に吸引管を設けることにより、浮遊した低特性トナーを吸引除去し、現像装置内から低特性トナーを選択的に取り除くことができる。
【0009】本発明において、上記の吸引管は、低特性トナーが浮遊する現像ハウジング内の上部空間に配置されるが、特にトナー補給口からできるだけ離れた位置に設けることが好ましい。即ち、トナー補給口からは、ニュートナーやクリーニング装置で回収されたトナーが供給されるが、このような補給トナーは、現像ハウジング内での攪拌部材による摩擦帯電処理が行われておらず、低特性トナーと同様、摩擦帯電量が十分でない。このため、トナー補給口周辺では、補給されたトナーが浮遊しており、このような部分に吸引管を配置すると、低特性トナー以外のトナーも吸引されてしまうからである。
【0010】また、現像ハウジング内には、現像剤搬送スリーブと一定間隔を置いて穂切りブレードが設けられており、この穂切りブレードにより穂長が調整された現像剤の磁気ブラシが現像域(感光体ドラムと現像剤搬送スリーブとの間の領域)に供給される。更に、穂切りブレードの近傍には、該ブレードによって塞き止められた現像剤を現像剤剤攪拌部材上に流すための整流板が配置されている。本発明においては、この整流板上に、前述した吸引管を配置することが最も好適である。即ち、この整流板上には、穂切りブレードによって塞き止められた現像剤が落下して流れ込んでくるため、整流板近傍は、最も低特性トナーの飛散を生じ易く、整流板の上方には飛散した低特性トナーが浮遊している。しかも、この部分は、トナー補給口から離れた部分に位置している。従って、整流板の上方に吸引管を配置することにより、最も効率よく、低特性トナーを吸引することができる。
【0011】尚、上述した本発明の磁気ブラシ現像器は、非磁性トナーと磁性キャリヤとから成る二成分系磁性現像剤を用いる場合に、特に有効である。即ち、二成分系磁性現像剤においては、十分に帯電されている正規の帯電トナーは、キャリヤ(トナーは逆極性に摩擦帯電されている)に保持されているため、キャリヤの保持力の小さい低特性トナーのみを、最も効率よく、選択的に吸引することができる。
【0012】
【発明の実施の態様】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、本発明の磁気ブラシ現像器の構造を、この現像器を備えた画像形成装置の構造の概略と共に示す図であり、図2は、図1の磁気ブラシ現像器の要部を示す平面断面図である。
【0013】図1において、この画像形成装置においては、図の矢線方向に回転可能に設けられている感光体ドラム1の周囲に、主帯電装置2、露光機構3、本発明の磁気ブラシ現像器4、転写装置5、クリーニング装置6、除電装置7が、感光体ドラム1の回転方向に沿って、この順に配置されており、感光体ドラム1と転写装置5との間に、紙やOHPフィルムなどの転写材10が通され、転写材10の排出経路上には、定着装置(図示せず)が設けられている。
【0014】感光体ドラム1としては、アルミ等の導電性基体ローラ上に、セレン、非晶質シリコンなどの感光層を設けた無機感光体ドラムや、バインダー樹脂中に電荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた有機感光体ドラムなどが使用される。主帯電装置2としては、ローラ型の接触帯電装置もあるが、一般には、コロナ帯電器が使用され、この主帯電装置2により、感光体ドラム1の表面(感光層)が、感光層の種類に応じて所定極性に一様に帯電される。この時の感光体表面の主帯電電位は、通常、200〜1000V(絶対値)である。次いで画像露光機構3により、原稿の反射光或いはコンピュータなどからの電気信号により原稿に対応するレーザビームなどのドット光が感光体ドラム表面に照射され、光照射部分の電位が光減衰し、静電潜像が形成される。
【0015】この静電潜像は、本発明による磁気ブラシ現像器4を用いての磁気ブラシ現像によって現像され、感光体ドラム1の表面にトナー像15が形成される。現像剤としては、磁性キャリヤと絶縁性トナーとから成る二成分系現像剤や磁性トナーから成る一成分系現像剤が使用され、この現像器4によって、所定極性に摩擦帯電したトナーが磁気ブラシの形で搬送され、このトナーにより、感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像が現像され、感光体ドラム1の表面にトナー像15が形成されるものである。トナー、即ちトナー像15の帯電極性は、所謂正規現像により画像形成が行われる場合には、感光体ドラム1表面の帯電極性と逆極性であり、反転現像により画像形成が行われる場合には、感光体ドラム1表面の帯電極性と同極性である。また、現像に際しては、一般に、感光体ドラム1と現像スリーブ31との間にバイアス電圧が印加される(通常、正規現像において絶対値で100〜300V程度、反転現像において絶対値で300〜700V程度)。
【0016】転写装置5は、一般に転写チャージャ5aと分離用チャージヤ5bとから構成されており、この転写装置5と感光体ドラム1との間に導入された転写材10の背面が、転写チャージャ5aにより、トナー像15と逆極性に帯電され、この電荷とトナー像15との静電引力によって、転写材10の上にトナー像15が転写され、転写トナー像16が形成される。また、トナー像16の形成と同時に、分離チャージャ5bにより交流帯電され、転写材10が感光体ドラム1の表面から速やかに分離するようになっている。尚、転写装置5としては、転写ローラを用いることも可能であり、この場合には、分離用チャージャ5aの如き、転写材分離装置は必要でない。
【0017】転写トナー像16を有する転写材10は、図示されていない定着装置に搬送され、熱、圧力等により、転写トナー像16が転写材10の表面に定着される。一方、トナー像15が転写材10上に転写された後、クリーニングブレード等を備えたクリーニング装置6により、感光体ドラム1の表面に残存するトナーが掻き取られて回収され、除電装置7による光照射により、感光体ドラム1の表面電荷が除去されて、次の画像形成プロセスが行われる。尚、クリーニング装置6に回収されたトナーは、必要により、スパイラルなどの搬送装置を用いて、20で示す経路にしたがって現像器4にリサイクルされて再使用に供される。
【0018】上述した画像形成装置において、本発明の磁気ブラシ現像器4は、現像剤25が充填された現像ハウジング30から構成されており、この現像ハウジング30内には、感光体ドラム1に対面するように現像剤搬送スリーブ(現像スリーブ)31が配置されており、更に現像スリーブ31と同軸方向に攪拌パドル32a,32b,32cが並列に配置されている。
【0019】現像スリーブ31は、内部に複数の磁極を有するマグネットが固定されており、スリーブ回転により、現像剤25を磁気ブラシの形で搬送するものであり、通常、現像スリーブ31とドラム1の間隔は、一般に0.3〜1.0mm程度に設定されている。勿論、この現像スリーブ31は、スリーブを固定し、内部のマグネットを回転することにより現像剤を搬送するものであってもよい。また、現像スリーブ31と一定間隔(通常、0.3〜1.0mm程度)を置いて、穂切りブレード35が取り付けられている。即ち、現像スリーブ31により汲み上げられた現像剤25は、穂切りブレード35で塞き止められ、一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で、現像剤25は、現像域(感光体ドラム1と現像スリーブ31との間の領域)に搬送され、この部分で静電潜像の現像が行われる。
【0020】攪拌パドル32a,32b,32cは、現像剤25を混合攪拌することにより、現像剤25中のトナーを十分に摩擦帯電させるものであり、各パドルの羽根は、現像剤25を軸方向に攪拌送りするように設定されており、隣り合うパドルは、中央部或いは両端部を除いて仕切り37によって区画されている。即ち、複数の攪拌パドル32a,32b,32cにより、現像剤25を軸方向に攪拌送りしながら、各パドルの中央部或いは両端部間で現像剤25が出し入れされ、効率よく摩擦帯電が行われるようになっている。このようにして所定極性に摩擦帯電された現像剤(トナー)25を、現像スリーブ31によって汲み上げ、穂切りブレード35によって穂長が調整された磁気ブラシの形で現像剤が現像域に搬送され、静電潜像の現像が行われる。
【0021】また、前述した穂切りブレード35の近傍、即ち、該ブレード35によって現像剤25が塞き止められる側には、整流板40が配置されている。整流板40の上面には、一定の間隔でガイド板40aが設けられている(図2参照)。即ち、穂切りブレード35によって塞き止められた現像剤35は、整流板40上に落下し、ガイド板40aの間をスムーズに流れて、攪拌パドル32b上に落とされ、再度、混合攪拌されて、現像スリーブ31に供給される。
【0022】更に、現像スリーブ31から最も離れた側に位置している攪拌パドル32cの上方部分のハウジング壁には、トナー補給口42が設けられている。即ち、この補給口42から、ニュートナーが補給され、或いは前述したクリーニング装置6により回収されたトナーが供給されるようになっている。
【0023】上述した現像器4において、本発明によれば、整流板40の上方部分に、吸引管50が設けられる。図2を合わせて参照して、この吸引管50は、現像スリーブ31の軸とほぼ平行に延びており、現像スリーブ31に対して一定間隔を置いて配置されている穂切りブレード35のほぼ全面が、この吸引管50に対面するようになっている。即ち、この吸引管50は、吸引ファンや吸引ポンプなどの吸引装置51に連なる吸引ダクト52に接続されており、現像ハウジング30内の吸引を行うものである。
【0024】現像剤25は、前述した攪拌パドル32a〜32cにより混合攪拌され、現像剤25中のトナーは所定極性に摩擦帯電され、この帯電トナーにより感光体ドラム1上に形成された静電潜像の現像が行われるのであるが、当然のことながら、現像剤25中には、微量ではあるが、未帯電トナーや低帯電トナーなどの低特性トナーも存在している。このような低特性トナーが現像域に供給されて現像が行われると、トナー飛散やカブリなどの不都合を生じてしまう訳である。
【0025】ところで、先にも述べた通り、低特性トナーは、十分な帯電量を有する正規に帯電したトナーに比して、静電気的結着力が小さく、現像器4内で浮遊し易いという性質を有している。例えば、二成分系磁性現像剤では、正規に帯電したトナーは、逆帯電されたキャリヤによって保持されているが、帯電量が小さい或いはゼロの低特性トナーは、キャリヤにより有効に保持されず、この結果、現像器4内で浮遊し易いものとなっている。即ち、整流板40には、穂切りブレード35により塞き止められた現像剤25が落下してくるため、図1から明らか通り、現像ハウジング30の内部でも、整流板40の上方部分には、浮遊トナー55が特に多く存在しており、この浮遊トナー55は、低特性トナーを主体とするものである。
【0026】従って、本発明によれば、整流板40の上部に設けた吸引管50によって浮遊トナー55を排気することにより、低特性トナーを選択的に現像器4(現像ハウジング30)外に排出することが可能となる。尚、吸引管50により排出された浮遊トナーは、吸引ダクト52内に設けられているフィルター(図示せず)により捕捉されるので、このフィルターを適宜交換することにより、吸引管50による排気を継続して行うことができる。この吸引管50と整流板40との間隔(或いは穂切りブレード35との間隔)、吸引装置51による排気の程度は、浮遊していない現像剤25を吸引しない程度に設定される。
【0027】上述した吸引管50は、多数の吸引口を有する吸引パイプであってよいが、本発明においては、メッシュ部材(タイラー基準で100〜300メッシュ程度)を筒状に形成したものを用いるのが好適である。即ち、クリーニング装置6により回収されたトナーを現像器4内にリサイクルする場合には、現像器4内にリサイクルトナーと共に紙粉が導入され、吸引管50により排気(吸引)を行うと、浮遊トナーと一緒に紙粉も吸引されてしまう恐れがある。紙粉が吸引されると、吸引ダクト52内のフィルターの目詰まりが頻繁に生じてしまい、フィルター交換を頻繁に行わなければならなくなる。しかるに、上記の様なメッシュ部材で吸引管50を形成すれば、紙粉はメッシュ部に引っ掛かるため、吸引ダクト52内でのフィルターの目詰まりを有効に防止することが可能となる。
【0028】本発明において、上述した吸引管50の位置は、浮遊トナー55の吸引が有効に行われ且つ浮遊していない現像剤25が吸引されない限り、整流板50の上方に限定されず、例えば、攪拌パドル32a〜32cの上方に吸引管50を配置することもできる。ただし、この吸引管50は、トナー補給口42から離れた位置に配置されることが必要である。即ち、トナー補給口42から供給されるニュートナーは、十分に摩擦帯電されていないため、トナー補給口42の近辺で浮遊している恐れがある。このため、トナー補給口42の近辺に吸引管50を配置すると、このような浮遊したニュートナーも吸引して排出してしまうおそれがある。このようなニュートナーの排出を防止するために、吸引管50は、トナー補給口42から離れた位置に配置すべきである。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、現像ハウジング内の所定位置に吸引管を設けて吸引を行うことにより、ゼロ帯電乃至低帯電トナーなどの低特性トナーを選択的に外部に排出することができ、このような低特性トナーによって生じるトナー飛散やカブリを有効に防止することができる。特にクリーニング装置により回収されたトナーを現像器内にリサイクルする場合には、現像器内での低特性トナー量が増大していくが、本発明では、このような低特性トナーの増大を有効に回避することができる。かかる本発明の現像器は、特に低特性トナーを選択的に排出できるという点で、二成分系磁性現像剤を用いる場合に最も有効である。




 

 


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