(57)【要約】【課題】規制ローラを用いて現像部へ搬送される現像剤量を規制する現像装置において、装置の大型化を招くことなく、規制ローラの温度上昇を抑え、トナーの融着等を確実に防止する。【解決手段】クリーニングブレード５を規制ローラ２に圧接し、規制ローラ２の表面に付着した現像剤等を掻き落とす。またクリーニングブレード５の裏面側にペルチェ素子６を取り付け、クリーニングブレード５を介して規制ローラ２を冷却する。【選択図】図１
2008180855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と対向する現像部に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、現像部に搬送される現像剤量を規制する、回転自在の規制ローラと、この規制ローラの表面に接触して規制ローラに付着した現像剤を除去するクリーニング手段とを備えた現像装置において、
前記クリーニング手段を冷却する冷却手段をさらに備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段がクリーニングブレードであり、前記冷却手段がペルチェ素子を備えたものであり、前記クリーニングブレードに前記ペルチェ素子の冷却面側を取り付けた請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記クリーニング手段が、空気流通路が形成されたクリーニングブレードであり、
前記冷却手段が、前記空気流通路に空気を供給するファンを備えるものである請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記クリーニング手段が、冷媒流通路が形成されたクリーニングブレードであり、
前記冷却手段が、前記冷媒流通路内を流動する冷媒と、この冷媒を冷却するファンとを備えたものである請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記規制ローラの、前記現像剤担持体と対向する部分又はその近傍の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、前記温度検知手段によって検知される温度が所定温度以上となったときに前記規制ローラを回転させる請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記規制ローラは画像形成時は停止し、非画像形成時に回転する請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体と前記規制ローラの対向部分において、前記現像剤担持体の回転方向と反対方向に前記規制ローラを回転させる請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤がキャリアとトナーとが混合されてなる二成分系現像剤である請求項１〜７のいずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像装置に関し、より詳細には現像剤量規制ローラを備えた現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置における現像方式には大きく分けて、磁性トナーや非磁性トナーを用いた一成分系現像方式と、磁性キャリアとトナーを用いた二成分現像方式とがある。一成分系現像方式は、キャリアを用いないため現像装置の小型軽量化が図れ、またキャリア交換といったメンテナンスが不要となることから、低速の小型複写機やプリンター、複写機を中心に用いられている。また二成分現像方式は、各種環境下におけるトナー帯電特性の安定性や、ハーフトーンの再現性などの点に優れこれまでから広く用いられている。
【０００３】
一成分現像方式及び二成分現像方式ともに、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像部へ搬送される現像剤量を制御する必要がある。現像剤量を制御する方法としては、ブレード形状の現像剤量規制部材を現像剤担持体に圧接又は近接させて現像部へ搬送される現像剤量を制御する方法が従来は用いられていた。
【０００４】
しかしブレードによって現像部に搬送される現像剤量を制御すると、現像剤の凝集物や固着が生じることがあり、延いては濃度ムラや縦スジといった画像不良を招くことがあった。
【０００５】
そこで、現像剤量規制部材としてブレードに代えてローラを用いることが提案されている。現像剤量規制部材として規制ローラを用いると、前記不具合は解消されるものの現像剤担持体と規制ローラとの摩擦によって摩擦熱が生じ、現像剤担持体や規制ローラの表面にトナーが融着するという新たな問題が生じるおそれがある。
【０００６】
特許文献１では、規制ローラを冷却手段によって冷却し、前記の摩擦熱による温度上昇を抑える技術が提案されているが、新たに冷却手段を設ける必要があり装置が大型化することがある。
【特許文献１】特開２００２−１６９３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、規制ローラを用いた現像装置において、装置の大型化を招くことなく、規制ローラの温度上昇を抑え、トナーの融着等を確実に防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、像担持体と対向する現像部に現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、現像部に搬送される現像剤量を規制する、回転自在の規制ローラと、この規制ローラの表面に接触して規制ローラに付着した現像剤を除去するクリーニング手段とを備えた現像装置において、前記クリーニング手段を冷却する冷却手段をさらに備えたことを特徴とする現像装置が提供される。
【０００９】
クリーニング手段としてクリーニングブレードを用い、冷却手段としてペルチェ素子を備えたものを用い、クリーニングブレードにペルチェ素子の冷却面側を取り付けた構成としてもよい。またクリーニング手段として、空気流通路が形成されたクリーニングブレードを用い、冷却手段として、前記空気流通路に空気を供給するファンを備えるものを用いてもよい。さらにクリーニング手段として、冷媒流通路が形成されたクリーニングブレードを用い、冷却手段として、前記冷媒流通路内を流動する冷媒と、この冷媒を冷却するファンとを備えたものを用いてもよい。
【００１０】
省エネルギーの観点などから、規制ローラの、現像剤担持体と対向する部分又はその近傍の温度を検知する温度検知手段をさらに設け、温度検知手段によって検知される温度が所定温度以上となったときに規制ローラを回転させるようにしてもよい。
【００１１】
また、規制ローラと前記現像剤との摩擦熱の発生を抑える観点から、規制ローラは画像形成時は停止させ、非画像形成時に回転させるのが好ましい。
【００１２】
また、規制ローラと現像剤担持体との間及びその近傍に滞留する現像剤を撹拌部へ戻す観点から、現像剤担持体と規制ローラの対向部分において、現像剤担持体の回転方向と反対方向に規制ローラを回転させるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像装置では、規制ローラ表面に付着した現像剤を除去するクリーニング手段を冷却手段で冷却して、クリーニング手段を介して規制ローラを冷却するようにしたので、規制ローラの温度上昇が抑えられると共に、従来の装置に比べて規制ローラの周りに配設する部材が少なく装置の小型・軽量化が図れる。
【００１４】
クリーニング手段としてクリーニングブレードを用い、冷却手段としてペルチェ素子を備えたものを用い、クリーニングブレードにペルチェ素子の冷却面側を取り付けた構成とすると、規制ローラを冷却する作用を低下させることなく装置の一層の小型・軽量化が図れる。またクリーニング手段として、空気流通路が形成されたクリーニングブレードを用い、冷却手段として、前記空気流通路に空気を供給するファンを備えるものを用いる、あるいはクリーニング手段として、冷媒流通路が形成されたクリーニングブレードを用い、冷却手段として、前記冷媒流通路内を流動する冷媒と、この冷媒を冷却するファンとを備えたものを用いても、前記と同様に装置の小型・軽量化が図れる。。
【００１５】
また規制ローラの、現像剤担持体と対向する部分又はその近傍の温度を検知する温度検知手段をさらに設け、温度検知手段によって検知される温度が所定温度以上となったときに規制ローラを回転させるようにすると、一層の省エネルギー化が図れる。
【００１６】
規制ローラを画像形成時は停止させ、非画像形成時に回転させるようにすると、規制ローラと現像剤との摩擦熱の発生が抑えられ、規制ローラなどへのトナー融着がより抑えられる。
【００１７】
また、現像剤担持体と規制ローラの対向部分において、現像剤担持体の回転方向と反対方向に規制ローラを回転させると、規制ローラと現像剤担持体との間及びその近傍に滞留する現像剤を撹拌部へ戻すことができ、トナーの融着等が抑えられやすくなると同時に規制ローラによる現像剤量規制がより精度よく行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る現像装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明に係る現像装置の一例を示す概説図である。この図の現像装置Ｓは、トナーとキャリアとが混合されてなる二成分系現像剤を使用するものであって、複数の磁極を内蔵した回転自在の現像ローラ（現像剤担持体）１と、現像部へ搬送される現像ローラ１上の現像剤量を規制する規制ローラ２と、水平方向に平行に配置され、互いに逆向きに現像剤を撹拌搬送する２本の搬送部材３ａ，３ｂと、２本の搬送部材３ａ，３ｂの間に形成され、両搬送部材の両端部において、一方の搬送部材から他方の搬送部材に現像剤の移動を可能とし、両端部以外での現像剤の移動を防ぐ仕切板４とを備える。そして規制ローラ２には、表面に付着した現像剤を掻き落とすクリーニングブレード５と、規制ローラ２の表面温度を検知する温度センサ（温度検知手段）７が設けられている。そしてクリーニングブレード５には冷却手段としてのペルチェ素子６が取り付けられている。クリーニングブレード５及びペルチェ素子６については後述する。
【００２０】
現像ローラ１は、表面に数μｍの凹凸を付けた金属製の円筒スリーブ１１の内部に順に、現像磁極Ｎ1、搬送磁極Ｓ1、剥離磁極Ｎ2、汲み上げ磁極Ｎ3、ブレード磁極Ｓ2の５つの磁極を配置した固定磁石を有してなる。円筒スリーブ１１が図の矢印方向に回転すると、汲み上げ磁極Ｎ3の磁力によって、撹拌部材３ａから円筒スリーブ１１へ現像剤が汲み上げられる。円筒スリーブ１１の表面に担持された現像剤は、規制ローラ２によって現像部へ搬送される量が規制される。現像部へ搬送される現像剤量の調整は円筒スリーブ１１と規制ローラ２との隙間量によって行われる。すなわち現像部へ搬送する現像剤量を少なくするときは前記隙間を小さくし、逆に現像部へ搬送する現像剤量を多くするときは前記隙間を大きくする。ここで、この実施形態では、規制ローラ２は画像形成時は停止しているので、画像形成中は規制ローラ２を回転させていた従来の現像装置に比べて、規制ローラ２と現像剤との間の摩擦熱が小さく抑えられる。
【００２１】
現像部では、円筒スリーブ１１に図示しないバイアス電圧が印加され、生じた現像電界により、帯電トナーが感光体ドラム（像担持体）Ｄ上の静電潜像に移動して現像がなされる。その後円筒スリーブ１１上の現像剤は、搬送磁極Ｓ1によって装置内部に搬送され、剥離電極Ｎ2によって円筒スリーブ１１から剥離して、撹拌部材３ａ，３ｂによって装置内を再び循環搬送され、現像に供していない現像剤と混合撹拌される。そして汲み上げ極Ｎ3によって、新たに現像剤が撹拌部材３ａから円筒スリーブ１１へ供給される。なお、トナーと磁性キャリアからなる現像剤は、少なくとも画像形成中は２本の撹拌部材３ａ，３ｂによって現像装置Ｓ内を循環され撹拌される。
【００２２】
画像形成が終了すると、不図示の駆動手段によって規制ローラ２が回転し、クリーニングブレード５に取り付けられたペルチェ素子６によって、クリーニングブレード５を介して規制ローラ２の表面が冷却される。図２に、クリーニングブレード５の拡大図を示す。クリーニングブレード５は規制ローラ２に圧接し、規制ローラ２の表面に付着した現像剤等を掻き落とす。またクリーニングブレード５の裏面側には、ペルチェ素子６が取り付けられている。ペルチェ素子６は、２種類の金属（半導体）の接合面を通じて電流を流すと、接合部に発熱または吸熱が生じるというペルチェ効果を利用した冷却素子または加熱素子である。したがって図２では、ペルチェ素子６の吸熱面をクリーニングブレード５に接触させている。規制ローラ２に生じた摩擦熱はクリーニングブレード５からペルチェ素子６へと伝わり空気中へ放熱される。なお、ペルチェ素子６から空気中への放熱が十分でないと、ペルチェ素子６の温度が上昇してクリーニングブレード５側へ熱が逆流することがある。そこで、ペルチェ素子６からの放熱を確実且つ効率的に行うために、ヒートシンクをペルチェ素子６の放熱面に取り付けてもよい。
【００２３】
本発明で使用するクリーニング手段は、ブレード形状のほかブラシ形状など従来公知形状のものを使用できる。クリーニングブレードを用いる場合、弾性と熱伝導性が必要となるから、弾性を有する樹脂基材中にＣｕなどの金属粉末を分散させたものが好適に使用される。
【００２４】
画像形成が開始されると電源コードＣを介して直流電圧が印加され、ペルチェ素子６の吸熱面から発熱面へ熱が移動し、吸熱面に接触しているクリーニングブレード５を介して規制ローラ２が冷却される。これによって画像形成中の摩擦熱による規制ローラ２表面等へのトナー融着が抑えられる。また画像形成が終了すると、後述のように規制ローラ２が回転し、規制ローラ２の表面全体が冷却される。なお、以上説明した実施形態では、画像形成時および非画像形成時のいずれもペルチェ素子６に直流電圧を印加しているが、非画像形成時のみペルチェ素子６に直流電圧を印加して冷却するようにしてもよい。
【００２５】
図３に、本発明で使用するクリーニング手段および冷却手段の他の実施形態を示す。図３のクリーニングブレード５は、クリーニングブレード本体５０の内部に空気流通路５１が形成されてなる。空気流通路５１は、クリーニングブレード本体５０との接触面積を広くするため、連続するＳ字状とされている。空気流通路５１の入口孔には、流通管Ｐ1の一方端が接続されている。そして流通管Ｐ1のもう一方端近傍にはファンＦ1が配設されている。クリーニングブレード５を冷却する場合には、ファンＦ1を回転させて流通管Ｐ1内に空気を送り込む。送り込まれた空気は流通管Ｐ1からクリーニングブレード５の空気流通路５１に入り、空気流通路５１を流れる間にクリーニングブレード本体５０からの熱を吸収してクリーニングブレード本体５０を冷却する。そして熱を吸収した空気は空気流通路５１の出口孔から外に送り出される。
【００２６】
図４に、本発明で使用するクリーニング手段および冷却手段のさらに他の実施形態を示す。図４のクリーニングブレード５は、クリーニングブレード本体５０の内部に冷媒流通路５２が形成されてなる。冷媒流通路５２は、クリーニングブレード本体５０との接触面積を広くするため、前期実施形態と同様に、連続するＳ字状とされている。冷媒流通路５２の入口孔と出口孔には、流通管Ｐ2の両端部が接続され、流通管Ｐ2内には冷媒が満たされている。そして流通管Ｐ2の一部に、流通管Ｐ2が、連続するＳ字状とされた冷却部８が形成され、冷却部８の外表面に空気を供給できる位置にファンＦ2が配設されている。クリーニングブレード５を冷却する場合には、不図示のポンプによって冷媒流通路５２及び流通管Ｐ2の閉管路内を冷媒を循環させる。そして、ファンＦ2を回転させて流通管Ｐ2の冷却部８の外表面に空気を供給する。これによって流通管Ｐ2内の冷媒を冷却する。冷却された冷媒はクリーニングブレード５の冷媒流通路５２に流動し、冷媒流通路５２を流れる間にクリーニングブレード本体５０からの熱を吸収してクリーニングブレード本体５０を冷却する。熱を吸収した冷媒は循環して再び冷却部８に戻り、ファンＦ2から供給される空気によって空冷される。この熱交換動作が連続して繰り返しなされる。
【００２７】
次に、規制ローラ２の回転制御について説明する。規制ローラ２は画像形成が開始されると回転し始め、このとき同時に冷却手段も駆動する。クリーニングブレード５は規制ローラに２常時圧接しているので、規制ローラ表面に付着した現像剤等はクリーニングブレード５で掻き落とされ、また同時に規制ローラ２はクリーニングブレード５によって冷却される。ただ、画像形成中に規制ローラ２を回転させると、現像剤との摩擦が強くなって摩擦熱が多く発生するので、規制ローラ２の、現像ローラ１と対向する部分又はその近傍の温度を検知する温度センサ７（図１に図示）を設け、温度センサ７による検知温度が所定温度以上となったときに規制ローラ２を回転させるようにしてもよい。あるいは画像形成中は規制ローラ２を停止させ、非画像形成時、主として画像形成終了後に回転するようにしてもよい。
【００２８】
図５に、図１に示した現像装置の冷却制御のフローチャート例を示す。画像形成信号が入力されると（ステップＳ１０１）、現像ローラ１および撹拌部材３ａ，３ｂが回転し画像形成が行われるとともに（ステップＳ１０２）、ペルチェ素子６に直流電圧が印加され、クリーニングブレード５を介して規制ローラ２の冷却がなされる（ステップＳ１０３）。そして温度センサ７の検知温度が所定温度以上（例えば４２℃以上）になると（ステップＳ１０４）、温度センサ７の検知温度が所定温度以下（例えば３５℃以下）になるまで規制ローラ２が回転する（ステップＳ１０６〜Ｓ１０８）。温度センサ７の検知温度が所定温度以下になる前に画像形成が終了したときは（ステップＳ１０９）、検知温度が所定温度以下になるまで規制ローラ２は回転する（ステップＳ１１０）。規制ローラが所定温度以下になると（ステップＳ１１０）、規制ローラ２の回転が停止し（ステップＳ１１１）、ペルチェ素子６への電圧印加が停止し（ステップＳ１１２）、制御が終了する。一方、温度センサ７の検知温度が所定温度以上にならずに画像形成が終了した場合は（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）、ペルチェ素子６への電圧印加が停止し（ステップＳ１１２）、制御が終了する。
【００２９】
規制ローラ２の回転方向は、現像ローラ１と規制ローラ２の対向部分において、現像ローラ１の回転方向と反対方向とするのがよい。規制ローラ２の回転方向をこのようにすることによって、規制ローラ２と現像ローラ１との間及びその近傍に滞留する現像剤を撹拌部へ戻すことができ、トナー融着が抑えられまた規制ローラ２による現像剤量規制がより正確に行えるようになる。
【００３０】
本発明で使用する現像剤は、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤のほか、トナーのみからなる一成分現像剤であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る現像装置の一実施形態を示す概説図である。
【図２】図１の現像装置におけるクリーニングブレード部分の拡大図である。
【図３】冷却手段の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】冷却手段のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】規制ローラの回転及び冷却制御の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１    現像ローラ（現像剤担持体）
２    規制ローラ
５    クリーニングブレード（クリーニング手段）
６    ペルチェ素子
７    温度センサ（温度検知手段）
１１    円筒スリーブ
５１    空気流通路
５２    冷媒流通路
Ｆ1，Ｆ2    ファン
【図１】
2008180855.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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