(57)【要約】【課題】現像剤を短時間で立ち上げるとともに、それに伴う現像剤、主にトナーの飛散や、現像剤劣化を低減できる現像装置を提供すること。【解決手段】現像剤を像担持体表面に搬送する現像スリーブと前記現像スリーブを駆動する現像スリーブ駆動手段と、前記現像剤を前記現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する搬送スクリュー駆動手段と前記搬送スクリュー駆動手段の速度を切り替える切り換え手段を有し、電源投入時スリープ復帰時に前記搬送スクリュー駆動手段によって前記搬送スクリューを通常速度より早く駆動することを特徴とする。現像室に帯電電極を配置し少なくとも立上げ時に帯電電極を動作させる。現像室に加熱手段を有し少なくとも立上げ時に加熱手段を動作させる。【選択図】図１
2005227316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を像担持体表面に搬送する現像スリーブと前記現像スリーブを駆動する現像スリーブ駆動手段と、前記現像剤を前記現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する搬送スクリュー駆動手段と前記搬送スクリュー駆動手段の速度を切り替える切り換え手段を有し、電源投入時スリープ復帰時に前記搬送スクリュー駆動手段によって前記搬送スクリューを通常速度より早く駆動することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像室に帯電電極を配置し少なくとも立上げ時に帯電電極を動作させることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
現像室にに加熱手段を有し少なくとも立上げ時に加熱手段を動作させることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
現像剤を像担持体表面に搬送する現像スリーブと前記現像スリーブを駆動する現像スリーブ駆動手段と、前記現像剤を前記現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する搬送スクリュー駆動手段と現像剤を現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する駆動手段と前記搬送スクリュー近傍に配置された攪拌部材と攪拌部材を駆動する攪拌駆動手段を有し、電源投入時スリープ復帰時には攪拌駆動を行うことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
現像器立上げ時には現像スリーブは作像時の回転速度と略等しく、搬送スクリュー又は攪拌部材の少なくともどちらか一方を通常速度より早く回転させることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
攪拌部材に帯電電極を配置し少なくとも立上げ時に帯電電極を動作させることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項７】
攪拌部材に加熱手段を有し少なくとも立上げ時に加熱手段を動作させることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項８】
攪拌部材の材料に帯電し易い材料を使用することを特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項９】
現像剤を像担持体表面に搬送する現像スリーブと前記現像スリーブを駆動する現像スリーブ駆動手段と、前記現像剤を前記現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する搬送スクリュー駆動手段と、作像中に使用する現像室と立上げ中に使用する攪拌室を有し、立上げ時には現像剤の一部或は全てを攪拌室に移動し、攪拌するとともに、現像室内の搬送スクリューを駆動することを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
現像剤を現像スリーブに搬送する搬送スクリュー或は攪拌部材に帯電補助部材を有し、少なくとも立上げ時に動作させることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１１】
前記帯電補助部材は電極であることを特徴とする請求項９記載の現像装置。
【請求項１２】
前記帯電補助部材は加熱手段であることを特徴とする請求項９記載の現像装置。
【請求項１３】
前記加熱手段は現像剤のブロッキング温度以上に加熱可能であり、立上げ時にはブロッキング温度以上の温度で加熱することを特徴とする請求項１１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式に用いられる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置の概略を図３に示す。
【０００３】
図３に示すように、回転自在に指示された矢印方向に回転する像担持体、即ち、感光体ドラム５を有し、その外周部に画像形成手段が配置される。この画像形成手段は任意のものを採用し得るが、本例では、感光体ドラム５表面を帯電する１次帯電器１と画像パターンに相当する光像、又はこれに相当する光像を感光体ドラム５上に照射して、画像の静電潜像を感光体ドラム上に形成するレーザビーム露光装置等の露光手段１７と、感光体ドラム５上の静電潜像を現像してトナー像として可視化する現像装置とを備えている。
【０００４】
現像装置は、現像剤を収納した現像器を感光体ドラム５の外周面と対向した現像位置へと搬送して、現像剤で感光体ドラム上の静電潜像を現像してトナー像として可視化するように構成されている。感光体ドラム上に形成されたトナー像は、転写装置７によりこれに担持した転写材Ｐ上に転写される。
【０００５】
上記構成の電子写真複写装置による画像形成工程を簡単に説明すると、以下のようである。
【０００６】
先ず、１次帯電１によって感光体ドラムを均一に帯電する。
【０００７】
均一に帯電された感光体ドラム上に露光手段を作動させることによって、静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置の現像剤で現像される。一方、転写装置へと給紙された転写材Ｐはトナー像と当接される。このトナー像は、転写帯電器の作動により転写材Ｐ上に転写される。次いで、熱定着ローラ６で転写材Ｐ上のトナーを定着した後、複写装置の機外に排出される。尚、感光体ドラム上に残留したトナーはクリーナ４により除去して、再び画像形成プロセスに入る。
【０００８】
現像器は、現像剤を感光体ドラム表面対向部まで搬送する現像スリーブ３、現像スリーブ３の現像剤の量を規制するコート規制ブレード、現像剤の攪拌と現像剤を現像スリーブ３まで搬送する搬送スクリューから成っている。
【０００９】
電子写真方式の現像は、感光体ドラムの表面電位と現像剤を担持する現像スリーブ３に印加される現像バイアスＤＣとの電位差（現像コントラスト電位）で現像される。現像剤はトナーだけの１成分現像方式とトナーとキャリアを混合して使用する２成分現像方式等がある。トナーはスリーブ３やキャリアと摺擦によって摩擦帯電することで電荷を持ち、現像コントラスト電位に応じた量の電荷に相当したトナーが現像される。
【００１０】
本従来例では２成分現像方式について述べる。上記のように２成分現像はトナーとキャリアの摺擦により帯電される。キャリアは主にトナーの帯電と搬送を目的としており、強磁性体が含まれる。一般に２成分現像を用いる電子写真方式では、マイナスに帯電した感光体ドラムを使用して、露光部を現像する反転現像方式を使用することから、トナーをマイナス帯電、キャリアをプラス帯電するように現像剤の材料を選択する。マイナスのトナーはプラスのキャリアに付着し、現像スリーブ３内配置されたマグネットによる磁力でキャリアと共にトナーが現像スリーブ３上に担持され、現像スリーブ３の回転によって感光体ドラム対向部へ搬送される。前述のように、感光体ドラムの表面電位と現像スリーブ３電位との電位ポテンシャルの関係でトナーはキャリアから引き剥がされ、感光体ドラム上に付着する。
【００１１】
トナーが消費されると現像剤中に含まれるトナーの重量比（以下、Ｔ／Ｄ比）が変化してしまうことでトナーとキャリアの摩擦帯電による帯電量が変化したり現像するための必要なトナー量が得られない等で、適正な現像を行うことが困難になる。２成分現像方式では、消費したトナーを補給することで一定のＴ／Ｄ比を保つことで、所望の摩擦帯電特性と現像特性を得ている。
【００１２】
ところで、トナーとキャリアは現像剤として混合されているが、長時間使用せずに放置していると、互いの電荷で電荷量を相殺したり、他の部材へ電荷が逃げたりすることで、帯電量が低下する。そのようなことになると、トナーの電荷量が低下していることから、感光体ドラムに現像するトナー量が通常時より増して、結果的に画像濃度が高くなったり、よりひどいときには、トナーがキャリアに付着していることができずに、スリーブ３が回転するとトナーが飛散したりする場合がある。そのような問題が発生しないように、長期放置が想定される場合は、電源投入時等に現像器を動作させ、トナーとキャリアを攪拌し電荷を立ち上げるというようなことを行っている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１２３０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記構成の電子写真装置は、極めて良好に作動するものの、以下の問題があった。
【００１５】
即ち、現像器の攪拌は長いもので２分程度行う場合がある。この時間は画像形成装置のウォームアップタイムに影響を及ぼし、ユーザを待たせる結果となっている。そのために現像器の立上げ時間の短縮への要請が高くなってきている。そのために、例えば、特許文献１（特開２００２−１２３０８４号公報）のように現像器全体の駆動源を通常回転より高速に回転させ現像器を短時間で立ち上げることも行われている。
【００１６】
しかし、この方法では、現像剤は短時間で立ち上がるが、スリーブ３駆動も同一のため、スリーブ３まで高速に回転してしまう。その場合、高速で回転することから、トナー飛散が発生したり、又、２成分現像の場合、通常コート規制ブレードで現像剤が圧縮摺擦されるが、この部分が高速に回転すると現像剤の圧縮が強くなり、摺擦により現像剤の劣化が早まってしまう。又、スリーブ３を回転しないとスリーブ３に保持された現像剤の電荷を立ち上げることができないといった問題が発生する。
【００１７】
従って、本発明の目的は、現像剤を短時間で立ち上げるとともに、それに伴う現像剤、主にトナーの飛散や、現像剤劣化を低減できる現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は、現像剤を像担持体表面に搬送する現像スリーブと前記現像スリーブを駆動する現像スリーブ駆動手段と、前記現像剤を前記現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する搬送スクリュー駆動手段と前記搬送スクリュー駆動手段の速度を切り替える切り換え手段を有し、電源投入時スリープ復帰時に前記搬送スクリュー駆動手段によって前記搬送スクリューを通常速度より早く駆動することを特徴とする。
【００１９】
現像室に帯電電極を配置し少なくとも立上げ時に帯電電極を動作させることを特徴とする。
【００２０】
現像室に加熱手段を有し少なくとも立上げ時に加熱手段を動作させることを特徴とする。
【００２１】
又、本発明は、現像剤を像担持体表面に搬送する現像スリーブと前記現像スリーブを駆動する現像スリーブ駆動手段と、前記現像剤を前記現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する搬送スクリュー駆動手段と現像剤を現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する駆動手段と前記搬送スクリュー近傍に配置された攪拌部材と攪拌部材を駆動する攪拌駆動手段を有し、電源投入時スリープ復帰時には攪拌駆動を行うことを特徴とする。
【００２２】
現像器立上げ時には現像スリーブは作像時の回転速度と略等しく、搬送スクリュー、又は攪拌部材の少なくともどちらか一方を通常速度より早く回転させることを特徴とする。
【００２３】
攪拌部材に帯電電極を配置し少なくとも立上げ時に帯電電極を動作させることを特徴とする。
【００２４】
攪拌部材に加熱手段を有し少なくとも立上げ時に加熱手段を動作させることを特徴とする。
【００２５】
攪拌部材の材料に帯電し易い材料を使用することを特徴とする。
【００２６】
更に、本発明は、現像剤を像担持体表面に搬送する現像スリーブと前記現像スリーブを駆動する現像スリーブ駆動手段と、前記現像剤を前記現像スリーブに搬送する搬送スクリューを駆動する搬送スクリュー駆動手段と、作像中に使用する現像室と立上げ中に使用する攪拌室を有し、立上げ時には現像剤の一部或は全てを攪拌室に移動し、攪拌するとともに、現像室内の搬送スクリューを駆動することを特徴とする。
【００２７】
現像剤を現像スリーブに搬送する搬送スクリュー或は攪拌部材に帯電補助部材を有し、少なくとも立上げ時に動作させることを特徴とする。
【００２８】
前記帯電補助部材は電極であることを特徴とする。
【００２９】
前記帯電補助部材は加熱手段であることを特徴とする。
【００３０】
前記加熱手段は現像剤のブロッキング温度以上に加熱可能であり、立上げ時にはブロッキング温度以上の温度で加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、通常作像時より高速で攪拌動作を行うとともに、その際の現像スリーブ回転数を通常速度で駆動することで、現像剤を短時間で立ち上げるとともに、それに伴う現像剤、主にトナーの飛散や、現像剤劣化を低減できる現像装置を提供することができた。
【００３２】
又、現像スリーブ内に攪拌部材を設け、現像立上げ時に動作させたり、攪拌室を設けてそこで現像剤を移動し攪拌することで、同様に短時間で現像剤を帯電させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３４】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の現像装置の実施の形態を示す概略構成図である。
【００３５】
現像器には、現像スリーブ３、搬送Ａスクリュー２２、搬送Ｂスクリュー２３、コート規制ブレードが配置されている。現像スリーブ３は、本実施の形態では、２００ｒｐｍの回転速度で図中反時計周りに回転している。搬送Ａスクリュー２２、搬送Ｂスクリュー２３は、１５ｍｍのピッチのスクリュー形状であり、通常作像時には３５０ｒｐｍで回転している。搬送Ａスクリュー２２と搬送Ｂスクリュー２３はギアで連結されており、回転時には同時に回転する。搬送スクリューが配置され現像剤が搬送される部分を現像室と呼ぶ。
【００３６】
現像剤は搬送スクリューによって現像器内を循環するように構成されている。搬送Ａスクリュー２２は、現像スリーブ３近傍に配置されており、現像スリーブ３内部に配置されたマグネットによって、トナーと強磁性体を含むキャリアを現像スリーブ３上に担持され、現像スリーブ３が回転することにより、感光体ドラム対向部へと搬送される。感光体ドラム対向部に搬送される間に、コート規制ブレード２１により、適正な現像剤量に調整され搬送される。
【００３７】
現像スリーブ３と搬送スクリューにはそれぞれ独立駆動を有している。本実施の形態に係る画像形成装置では、電源ＯＮ時の定着温度にて長期放置かどうかを判断している。定着温度が低い時には長期放置と判断して、現像器の立上げモードを実行する。現像器の立上げモードに入った場合、搬送スクリュー駆動３２の回転速度を通常の３５０ｒｐｍ〜７００ｒｐｍに上げる。これによって現像室内の現像剤の摩擦帯電を加速させ、短時間で現像剤の帯電量を立ち上げることが可能となる。又、その際には現像スリーブ３のスリーブ駆動３１の駆動速度は通常作像時と同じ速度とすることで、スリーブ３上の飛散トナーを低減でき、又、コート規制ブレード２１部での現像剤圧縮も通常作像時と同じになり、現像剤劣化も低減することが可能となる。
【００３８】
本実施の形態では、通常速度で現像器の立上げを行った場合、９０秒〜１２０秒程度掛かっていたものが、６０秒以下で現像器の立上げを終了することが可能となった。
【００３９】
又、現像剤の帯電は摩擦帯電により行われているので、現像器内の雰囲気が乾燥しているほど、摩擦による帯電が加速される。そこで、現像室内に加熱ヒータ４１, ４２を配置し電源投入時には加熱ヒータ４１, ４２を動作させ、現像剤の水分を加熱することで除湿し帯電性を高めることが可能である。特に、通常トナーは４５℃程度以上で長時間放置されるとブロッキングを起こして固まってしまうため、通常、画像形成装置内の温度も４５℃以下になるようにエアフロー設計等で配慮されている。
【００４０】
一方、高温で攪拌した方が除湿効果もあり、より帯電特性が向上する。本発明では攪拌中のみヒータ４１, ４２を動作させることで、現像剤は攪拌していることからブロッキングを起こすことはない。本実施の形態では、現像空回転中にヒータ４１, ４２を６０℃となるようにヒータ４１, ４２を設定することで、３０秒以下で立ち上げることが可能となった。
【００４１】
又、本実施の形態では、現像室下部にヒータ４１,
４２を設置したが、搬送スクリューや現像室上部等、現像室内を加熱できる構成であれば良い。
【００４２】
又、現像室内に電極等を配置し帯電を加速させることでも立上げ時間を短縮することが可能である。
【００４３】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、現像室内に攪拌部材を設けたことを特徴とする。現像室内に攪拌Ａスクリュー５１、攪拌Ｂスクリュー５２を配置してある。通常時搬送スクリューによってのみ攪拌が行われているが攪拌用に専用のスクリューを配置することで、帯電性を高めることが可能である。
【００４４】
一方、通常に攪拌スクリューを動作させると、帯電過剰となり、適正な現像特性が得られない。本実施の形態では、攪拌スクリューを現像器立上げ時に動作させることにより必要時のみ帯電性を高めることが可能である。
【００４５】
又、実施の形態１と同様に立上げ時に搬送スクリューや攪拌スクリューの何れか、或は双方を通常速より早い回転で動作させることにより、より短時間での立上げが可能である。
【００４６】
更には、加熱手段や電極等の電荷付与手段を設けることで更に時間短縮可能である。
【００４７】
＜実施の形態３＞
本実施の形態では、現像室に加え、攪拌専用の攪拌室を設けたことを特徴とする。現像室の横に攪拌室を配置してある。現像室と攪拌室の間には仕切り板６０があり、現像室から攪拌室への移動時、或は攪拌室から現像室への移動時にあけて、現像剤を移動させる。各スクリューにはそれぞれ駆動の伝達を切り替えるクラッチが設けられており、条件に合わせてスクリュー回転動作を切り替えることができる。
【００４８】
本実施の形態において、現像剤を現像室から攪拌室に移動する場合には、先ず、仕切り板６０をあけ、搬送Ｂスクリュー２３と攪拌Ａスクリュー５１攪拌スクリューを動作させる。搬送Ａスクリュー２２を動作させないことで、通常矢印のように現像室内で現像剤が循環しているところを、搬送Ａスクリュー２２が動いていないことから、搬送Ｂスクリュー２３の端部で現像剤の滞留が起こる。滞留した現像剤は仕切り版が開いていることから現像室から攪拌室へと移動する。所望量の現像剤の移動が完了すると、搬送Ａスクリュー２２も動作させて攪拌を行う。
【００４９】
攪拌室から現像室へトナーを戻す場合も同じ要領で戻す。各室に現像剤が多少残るが、予めその量も見込んで現像器に入れる現像剤量を決定している。
【００５０】
又、現像剤の移動方法はこれに限定されるものではない。
【００５１】
通常、現像室内の構成は作像動作を続けていても現像剤が帯電過剰にならないように構成されている。攪拌室はその制約がないため、例えば、攪拌スクリューの軸に羽状のフィンを付けて攪拌による摩擦力を上げたり、実施の形態１，２のように加熱手段や帯電補助部材を付けたりすることも可能である。又、スリーブ３駆動を別としるので、搬送スクリューや攪拌スクリューの速度を通常速度より高速に回転させてより短時間で立ち上げることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられる現像装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る現像装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る現像装置の他の構成を示す概略構成図である。
【図３】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図４】従来の現像装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る現像装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る現像装置の概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る現像装置の上視図である。
【符号の説明】
【００５４】
３      現像スリーブ
２２，５１  搬送Ａスクリュー
２３，５２  搬送Ｂスクリュー
４１，４２  加熱ヒータ
【図１】
2005227316.tif 000003
【図２】
2005227316.tif 000004
【図３】
2005227316.tif 000005
【図４】
2005227316.tif 000006
【図５】
2005227316.tif 000007
【図６】
2005227316.tif 000008
【図７】
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