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公開番号2021086043
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210603
出願番号2019215815
出願日20191128
発明の名称現像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人特許業務法人近島国際特許事務所
主分類G03G 15/08 20060101AFI20210507BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】現像剤の搬送性と撹拌性とを両立する。
【解決手段】第2搬送スクリュ65は、撹拌室63に配設され、回転軸と、回転軸の周囲に螺旋状に形成され、回転方向R1への回転により現像剤を長手方向Xで第2方向D2に搬送する複数の条数の羽根部91、92、93を有する。複数の条数の羽根部91、92、93のうち、少なくとも1条の羽根部93が、第2方向D2に関して補給口の下流端から検知手段の上流端までの間の設置領域の少なくとも一部において、羽根部93が不連続となる空隙部94と、回転方向R1の下流側端部93aが空隙部94に対向する羽根部93の下流側端部93aから第2方向D2の上流側に連続すると共に、第2方向D2に関して上流側に隣り合って位置する羽根部93とは異なる羽根部92との間に間隙96を有して設けられるリブ95と、を有する形状である。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項1】
現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1室と、前記第1室と現像剤の循環経路を形成する第2室と、を有する現像容器と、
前記第1室に配設され、回転により現像剤を第1方向に搬送する第1搬送部材と、
前記第2室に配設され、前記現像容器に対して回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸の周囲に螺旋状に形成され、回転方向への回転により現像剤を回転軸線方向で前記第1方向と反対の第2方向に搬送する複数の条数の羽根部と、を有する第2搬送部材と、
前記現像容器に現像剤を補給可能な補給手段から現像剤が補給される補給口と、
前記第2室に設けられ、前記第2室内の現像剤のトナー濃度に関する情報を検知する検知手段と、を備える現像装置であって、
前記複数の条数の羽根部のうち、少なくとも1条の第1羽根部が、前記第2方向に関して前記補給口の下流端から前記検知手段の上流端までの間の設置領域の少なくとも一部において、前記第1羽根部が不連続となる空隙部と、前記回転方向の下流側端部が前記空隙部に対向する前記第1羽根部の前記下流側端部から前記第2方向の上流側に連続すると共に、前記第2方向に関して上流側に隣り合って位置する前記第1羽根部とは異なる第2羽根部との間に間隙を有して設けられるリブと、を有する形状である、
ことを特徴とする現像装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記リブは、前記第1羽根部の前記下流側端部から前記第2搬送部材の回転軸線に沿った第1仮想線を設定し、前記第1羽根部の前記下流側端部から前記空隙部に向けた第2仮想線を設定した場合に、前記第1仮想線から前記第2仮想線までの範囲内に設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
【請求項3】
前記リブは、前記第1仮想線上に設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
【請求項4】
前記リブは、前記間隙の前記回転軸線方向の長さが、前記リブの前記回転軸線方向の長さに対して0.7〜1.3倍であるように設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像装置。
【請求項5】
前記リブは、前記間隙の前記回転軸線方向の長さが、前記リブの前記回転軸線方向の長さと同じであるように設けられている、
ことを特徴とする請求項4に記載の現像装置。
【請求項6】
前記リブ及び前記間隙の配置位置において前記リブ及び前記間隙を周方向から視たときに、前記リブの面積を第1面積とし、前記間隙の面積を、前記リブ及び前記第2羽根部の前記回転軸線方向の間隔と前記回転軸からの前記第2羽根部の高さとに基づく第2面積とした場合に、
前記リブは、前記第2面積が前記第1面積に対して0.7〜1.3倍の面積であるように設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の現像装置。
【請求項7】
前記リブは、前記第2面積が前記第1面積と同じであるように設けられている、
ことを特徴とする請求項6に記載の現像装置。
【請求項8】
前記リブは、前記第1羽根部の外径以下の外径を有するように設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の現像装置。
【請求項9】
前記リブは、前記第1羽根部の外径と同じ外径を有するように設けられている、
ことを特徴とする請求項8に記載の現像装置。
【請求項10】
前記第1羽根部は、前記第1羽根部の1条の体積が、前記空隙部を有さない他の羽根部の1条の体積の75%以下であるように形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の現像装置。
【請求項11】
前記第1羽根部は、1ピッチの間に前記空隙部を複数有する領域が、前記設置領域において少なくとも1箇所に存在するように形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の現像装置。
【請求項12】
前記複数の条数は、3条であり、
前記3条の羽根部のうちの1条が前記第1羽根部であり、
前記3条の羽根部のうちの残りの2条が前記空隙部を有さない前記第2羽根部と他の羽根部である、
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の現像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に適用される現像装置に関する。
続きを表示(約 7,600 文字)【背景技術】
【0002】
電子写真方式の画像形成装置で、特にフルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置では、画像の色味などの観点から、多くの現像装置で非磁性トナーと磁性キャリアとを主成分とした二成分現像剤が使用されている。二成分現像剤を用いた現像装置の場合、現像容器内に収容された現像剤をスクリュにより撹拌しつつ搬送する。このように現像剤を撹拌しつつ搬送するスクリュとして、回転軸の周囲に螺旋状に形成された2条の羽根部を設け、2条の羽根部のそれぞれに、回転軸の軸線方向で不連続となる不連続部を設けた構成が提案されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2010−256429号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した特許文献1に記載の構成では、2条の羽根部のそれぞれに不連続部を設けているので、現像剤の搬送性を十分に確保できない可能性がある。即ち、2条の羽根部のそれぞれに設けられた不連続部は、互いに位相が異なるだけで、同じ体積分、それぞれの羽根を切り欠くように形成されている。このため、現像剤の撹拌性については向上を期待できるものの、羽根部に不連続部があることで、現像剤の搬送に寄与する羽根部の面積が減少するため、現像剤の搬送性が低下してしまう。特許文献1に記載の構成では、いずれの羽根部も現像剤の搬送性が低下してしまうため、スクリュとしての現像剤の搬送性を十分に確保できない可能性がある。
【0005】
本発明は、現像剤の搬送性と撹拌性とを両立できる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の現像装置は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1室と、前記第1室と現像剤の循環経路を形成する第2室と、を有する現像容器と、前記第1室に配設され、回転により現像剤を第1方向に搬送する第1搬送部材と、前記第2室に配設され、前記現像容器に対して回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸の周囲に螺旋状に形成され、回転方向への回転により現像剤を回転軸線方向で前記第1方向と反対の第2方向に搬送する複数の条数の羽根部と、を有する第2搬送部材と、前記現像容器に現像剤を補給可能な補給手段から現像剤が補給される補給口と、前記第2室に設けられ、前記第2室内の現像剤のトナー濃度に関する情報を検知する検知手段と、を備える現像装置であって、前記複数の条数の羽根部のうち、少なくとも1条の第1羽根部が、前記第2方向に関して前記補給口の下流端から前記検知手段の上流端までの間の設置領域の少なくとも一部において、前記第1羽根部が不連続となる空隙部と、前記回転方向の下流側端部が前記空隙部に対向する前記第1羽根部の前記下流側端部から前記第2方向の上流側に連続すると共に、前記第2方向に関して上流側に隣り合って位置する前記第1羽根部とは異なる第2羽根部との間に間隙を有して設けられるリブと、を有する形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、現像剤の搬送性と撹拌性とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。
本実施形態に係る現像装置の断面図である。
本実施形態に係る現像装置の縦断面図である。
本実施形態に係る第2搬送スクリュの側面図である。
本実施形態に係る第2搬送スクリュにおける羽根角度と外周長との関係を示すグラフである。
本実施形態に係る第2搬送スクリュの羽根部の空隙部の長さと位相を示すグラフである。
本実施形態に係る第2搬送スクリュの側面図であり、(a)はリブの外周面から視た状態、(b)は(a)のV方向から視た状態である。
本実施形態に係る第2搬送スクリュの側面図であり、(a)は現像剤が空隙部に落下した状態、(b)は落下した現像剤の一部がリブによりすくい上げられた状態である。
実施例と比較例に係る各第2搬送スクリュの現像剤量と現像剤量比との関係を示すグラフである。
実施例と比較例に係る各第2搬送スクリュの現像剤量と濃度差との関係を示すグラフである。
比較例に係る第2搬送スクリュの側面図である。
比較例に係る第2搬送スクリュの側面図であり、(a)は現像剤が空隙部に落下した状態、(b)は落下した現像剤が分流した状態である。
比較例に係る第2搬送スクリュにおいて、現像剤が少量の場合の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態を、図1〜図10を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1を用いて説明する。
【0010】
[画像形成装置]
本実施形態の画像形成装置1は、それぞれ像担持体としての感光ドラム3を有する4つの画像形成部PY、PM、PC、PKを備えた電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置1は、上部に設けられた原稿読み取り装置2又は画像形成装置1に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器からの画像信号に応じて、トナー像(画像)を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材(以下、シートと略称する)が挙げられる。また、画像形成部PY、PM、PC、PKは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。
【0011】
なお、画像形成装置1が備える4つの画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、ここでは代表して画像形成部PYについて説明し、その他の画像形成部については説明を省略する。
【0012】
画像形成装置1は、制御部12を備えている。制御部12は、CPUと、各部を制御するプログラムを記憶するROMと、データを一時的に記憶するRAMと、外部と信号を入出力する入出力回路とを備えている。CPUは、画像形成装置1の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。CPUは、入出力回路を介して、シート給送部、画像形成部PY、PM、PC、PK、シート搬送部等に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。
【0013】
[画像形成部]
画像形成部PYは、感光ドラム3と、帯電ローラ4と、露光装置5と、現像装置6と、一次転写ローラ7と、クリーニングブレード8とを有している。感光ドラム3と帯電ローラ4とは、ドラム容器51により回転可能に支持され、帯電ローラ4及びクリーニングブレード8は感光ドラム3に押圧した状態で支持されている。これら感光ドラム3と、帯電ローラ4と、クリーニングブレード8と、ドラム容器51とは、ドラムカートリッジ50を構成し、装置本体10に対して着脱可能になっている。
【0014】
回転可能な像担持体として感光ドラム3は、負帯電特性の有機光半導体である感光層を有した円筒状(ドラム型)の電子写真感光体である。感光ドラム3は、直径が30mm、長手方向の長さが360mmであり、装置本体10に内蔵された不図示の駆動源に駆動連結され、250mm/secのプロセススピード(周速度)で駆動源の駆動力により回転する。
【0015】
帯電ローラ4は、例えば、直径14mm、長手方向の長さ320mmで、感光ドラム3に押圧されているため感光ドラム3に従動して回転する。帯電ローラ4は感光ドラム3に向かって不図示の付勢ばねによって付勢されている。また、印加手段としての高圧電源から帯電バイアス(DC電圧:−900V、ACピーク間電圧:1500V)が帯電ローラ4に印加されることによって、感光ドラム3は均一に帯電される。露光装置5としては、帯電ローラ4により帯電処理された感光ドラム3にレーザ光を照射する半導体レーザを備えたレーザビームスキャナが適用されている。
【0016】
各画像形成部PY、PM、PC、PKの上方には、転写装置20が配置されている。転写装置20は、無端状の中間転写ベルト21が複数のローラに張設されて、矢印方向に周回移動(回転)するように構成されている。そして、中間転写ベルト21は、中間転写ベルト21に一次転写されたトナー像を担持して搬送する。中間転写ベルト21を張架するローラのうちの二次転写内ローラ22と中間転写ベルト21を挟んで対向する位置には、二次転写外ローラ23が配置され、中間転写ベルト21上のトナー像をシートSに転写する二次転写部T2を構成している。二次転写部T2のシート搬送方向の下流には定着装置30が配置されている。転写装置20の上方には、現像装置6に補給用の現像剤を補給するための収容容器9が配置されている。
【0017】
画像形成装置1の下部には、シートSが収容されたカセット40が配置されている。カセット40から給送されたシートSは、搬送ローラ41によりレジストレーションローラ42に向けて搬送される。そして、停止状態のレジストレーションローラ42にシートSの先端が突き当たり、ループを形成することでシートSの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト21上のトナー像と同期してレジストレーションローラ42の回転を開始させ、シートSを二次転写部T2に搬送する。
【0018】
上述のように構成される画像形成装置1により、例えば4色フルカラーの画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム3の表面が帯電ローラ4によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム3は、露光装置5から発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光され、感光ドラム3上に画像信号に応じた静電像が形成される。感光ドラム3上の静電像は、現像装置6内に収容された現像剤としてのトナーによって顕像化され、可視像となる。
【0019】
感光ドラム3上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト21を挟んで配置される一次転写ローラ7との間で構成される一次転写部T1(図2参照)にて、中間転写ベルト21に一次転写される。この際、一次転写ローラ7には一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム3の表面に残った転写残トナーは、クリーニングブレード8によって除去される。
【0020】
このような動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部PY、PM、PC、PKで順次行い、中間転写ベルト21上で4色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて、カセット40に収容されたシートSが二次転写部T2に搬送される。そして、二次転写外ローラ23に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト21上の4色のトナー像を、シートS上に一括で二次転写する。二次転写部T2で転写しきれずに中間転写ベルト21に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ24により除去される。
【0021】
次いで、シートSは、定着装置30に搬送される。定着装置30は、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有する定着ローラ31及び加圧ローラ32を備え、定着ローラ31と加圧ローラ32とで定着ニップ部を形成する。この定着装置30の定着ニップ部にトナー像が転写されたシートSを通過させることで、シートSが加熱及び加圧される。そして、シートS上のトナーは溶融及び混合されて、フルカラーの画像としてシートSに定着される。その後、シートSは、排出ローラ43により排出トレイ11に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。
【0022】
なお、本実施形態の画像形成装置1は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色または4色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することも可能である。
【0023】
[現像装置]
次に、現像装置6の詳しい構成について、図2及び図3を用いて説明する。本実施形態では、現像装置6はカートリッジ状で現像カートリッジを構成している。現像装置6は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤が収容される現像容器60と、現像容器60内の現像剤を担持して搬送する円筒形状の回転体である現像スリーブ(現像剤担持体)70とを有する。現像スリーブ70は、感光ドラム3に対し隙間Gを空けて現像容器60に収容され、現像容器60に収容された現像剤を担持し、感光ドラム3に対向する現像領域Ar1に現像剤を搬送して静電潜像を現像可能である。
【0024】
図3に示すように、現像スリーブ70は、中心軸71を有し、中心軸71を現像容器60に対して回転可能に支持するスリーブ軸受72により支持され、図2中矢印方向に回転駆動される。図2に示すように、現像スリーブ70の内部には、周方向に並んだ複数の磁極を有する現像マグネットとしてのマグネットローラ73が、現像容器60に対してマグネット支軸74により非回転に配置されている。現像容器60の内部は、その略中央部が現像スリーブ70の回転軸線方向に延在する隔壁61によって現像室(第1室)62と撹拌室(第2室)63とに水平方向の左右に区画されている。これにより、現像剤は、隔壁61により隔てられた現像室62及び撹拌室63に収容されている。現像室62及び撹拌室63は、現像剤の循環経路を形成する。現像室62には第1搬送部材としての第1搬送スクリュ64が配置され、撹拌室63に第2搬送部材としての第2搬送スクリュ65が配置されている。第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65は、現像スリーブ70の回転軸線方向に沿って略平行に配置されている。尚、本明細書では、第2搬送スクリュ65の回転軸線方向を長手方向(幅方向)X、長手方向Xの装置本体10の奥側を第1方向D1、手前側を第2方向D2として示す。即ち、第1方向D1は、現像室62における現像剤搬送方向であり、第2方向D2は、撹拌室63における現像剤搬送方向である。
【0025】
隔壁61の長手方向Xの両端部(図3の左側部及び右側部)には、現像室62と撹拌室63との間での現像剤の通過を許す第1連通口61a及び第2連通口61bが設けられている。第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65は、現像容器60内の現像剤を撹拌及び搬送しつつ、第1連通口61a及び第2連通口61bを介して現像室62及び撹拌室63を循環させる。
【0026】
第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65は、いずれもスクリュ状部材であり、それぞれ回転軸の周りに螺旋状の羽根を有している。第1搬送スクリュ64は、現像室62の底部に現像スリーブ70の長手方向Xに沿って配設されており、不図示の駆動源によって回転軸を回すことで現像室62内の現像剤を撹拌しながら第1方向D1に搬送しつつ、現像スリーブ70に現像剤を供給する。現像スリーブ70に担持され、現像工程でトナーが消費された現像剤は、現像室62に回収される。
【0027】
第2搬送スクリュ65は、撹拌室63内の底部に現像スリーブ70の長手方向Xに沿って配設され、撹拌室63内の現像剤を第1搬送スクリュ64とは反対向きの第2方向D2に撹拌しながら搬送してトナー濃度を均一化する。また、隔壁61は、撹拌室63から現像室62に現像剤を受け渡す第1連通口61aと、第1連通口61aより第2方向D2の上流側に設けられ、現像室62から撹拌室63に現像剤を受け渡す第2連通口61bとを有している。現像剤は、第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65によって搬送され、第1連通口61a及び第2連通口61bを通過して現像容器60内を循環する。
【0028】
撹拌室63の第2搬送スクリュ65の第2方向D2の上流端部には、現像容器60内にトナーを含む現像剤を補給するための現像剤補給口(補給口)66が設けられている。現像剤補給口66は、不図示の現像剤補給装置を介して、現像容器60に現像剤を補給可能な補給手段としての収容容器9(図1参照)に接続されている。したがって、補給用の現像剤は、収容容器9から現像剤補給装置及び現像剤補給口66を介して撹拌室63内に供給される。第2搬送スクリュ65は、現像剤補給口66から補給された現像剤と、既に撹拌室63内にある現像剤とを撹拌しつつ搬送し、トナー濃度を均一化する。
【0029】
したがって、図3に示すように、第1搬送スクリュ64及び第2搬送スクリュ65の搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度が低下した現像室62内の現像剤が、第1方向D1側の第2連通口61bを介して撹拌室63内へ移動する。そして、撹拌室63内に移動した現像剤は、補給された現像剤と撹拌されつつ搬送され、第2方向D2側の第1連通口61aを介して現像室62へ移動する。
【0030】
図2に示すように、現像容器60の現像室62には、感光ドラム3に対向した現像領域Ar1に相当する位置に開口部60aがあり、この開口部60aにおいて現像スリーブ70が感光ドラム3の方向に一部露出するように回転自在に配設されている。このような現像スリーブ70は、駆動源によって回転駆動され、現像剤を現像領域Ar1に搬送可能で、現像領域Ar1において現像剤を感光ドラム3に供給する。本実施形態では、現像スリーブ70は非磁性材料として例えばアルミニウムやステンレスにより円筒状に形成され、直径が20mm、長手方向の長さが334mmであり、250mm/secのプロセススピード(周速度)で、現像動作時に回転する。
(【0031】以降は省略されています)

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