| 【発明の名称】 |
現像装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】粟屋 哲郎
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】現像ユニット内のギア列周りやトナーの発熱によるトナー融着や濃度低下の防止。
【解決手段】現像ユニット内のアイドラ軸にヒートパイプを用いる。現像ユニット内の攪拌ブレード・搬送ブレードをヒートパイプで構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 現像剤を把持して回転する現像スリープと、前記現像剤を保持し前記現像スリーブ両端を回動自在に保持する筐体と、前記筐体に回動自在に保持され前記現像剤を前記筐体内で移動させる回転ブレードと、前記現像スリーブと前記回転ブレードを駆動する駆動機構を持つ現像装置において、前記駆動機構の回転中心軸はヒートパイプを有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】 前記駆動機構の回転中心軸は、現像装置外側に面したヒートシンクに連結し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】 前記駆動機構の回転中心軸は、前記ヒートシンクと一体となっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】 前記回転ブレードは、前記駆動機構と一体に回転し、さらに前記回転ブレードはヒートパイプを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】 前記回転ブレードは、前記現像スリーブに前記現像剤を搬送する搬送ブレードであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】 前記回転ブレードは、前記筐体内の現像剤を攪拌する攪拌ブレードであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４に記載の現像装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子画像形成装置の現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５から図７に、本発明の従来例を示す。図５は本発明の従来例に係る現像装置の概略断面図、図６・図７は本発明の従来例に係る現像装置のスラスト断面図である。
【０００３】従来、電子写真画像形成装置の現像装置における現像スリープヘの現像剤の供給は以下のように行なわれている。即ち、局方向位置で磁界の強弱を持つ磁石３１ｂを現像スリープ３１の中心部に配し、このうちの１つの磁界のピークに対応する位置に磁性材料より成る現像プレード３６を配し、該現像プレード３６を長手方向一様に現像スリーブ３１の表面から数１００μｍの微小ギャップを保つように現像容器３５に固定する。
【０００４】一方、現像容器３５内の搬送ブレード３３・３４によって現像容器３５内の現像剤３７は常に現像スリーブ側に搬送される。また、現像スリーブ３１直前で攪拌ブレード３２により現像剤３７は攪拌され、現像スリーブに均一に吸着されやすくなる。ここで、現像剤３７は磁性材より成り、現像スリーブ３１内の磁石３１ｂによって現像スリープ３１の表面３１ａに吸着される。そして、吸着された現像剤３７は、回転駆動される現像スリーブ３１上を搬送され、現像スリーブ３１と現像プレード３６との微小ギャップに到達し、この微小ギャップにおいて現像スリーブ３１表面に均一にコートされるとともに、同微小ギャップでの摺擦により摩擦帯電される。
【０００５】各回転体の駆動に関して説明する。図６に示すように、図示せぬ駆動源により回転駆動を受けたカップリング４３は、軸４２を通してギア４１に駆動力を伝達し、ギア４０を介して現像スリーブ表面３１ａを、またギア４４を介して攪拌ブレード３２を回転させる。また、ギア４４からギア４５・ギア４６を介して搬送ブレード３３を、ギア４７・ギア４８を介して搬送ブレード３４をそれぞれ回転する。ここで、図示せぬ固定部材によって、カップリング４２とギア４１は軸４２に、ギア４０は現像スリーブ表面３１ａに、ギア４４は攪拌ブレード３２に、ギア４６は搬送ブレード３３に、ギア４８は搬送ブレード３４に、それぞれ固定されている。また、ギア４５・ギア４７は、それぞれ現像容器３５の外壁３５ｂより突出しているギア軸部３５ｃ・３５ｄにそれぞれ回動自在に支持されている。また、攪拌ブレード３２は、トナー攪拌のために軸をコの字に折り曲げたような形状である。また、搬送ブレード３３は、軸３３ａに対してモールド薄板３３ｂを取り付け、さらにモールド薄板３３ｂの先端に、数百ミクロンのマイラー３３ｃを取り付けた構成になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】生産性の高速化を図るため、近年の高速機の場合、画像を潜像として形成するための感光体ドラム７２の線速度（プロセススピード）を上げる必要があり、同時に潜像を現像するための速度も上げる必要がある。具体的には、現像スリーブ３１・攪拌ブレード３２や搬送ブレード３３・３４の線速度を上げる必要がある。そのために、それぞれを駆動しているギアの回転速度も上がっていく。近年、ユニットの低コスト化に伴い、ギア・軸をモールド部品化している場合が多い。このとき、ギア４５とギア軸３５ｃ、ギア４７とギア軸３５ｄのように互いにモールド部品で摺擦しながら高速回転している場合、摩擦熱が発生しやすい。また、摩擦熱によりモールド部品であるギア４５とギア軸３５ｃ、ギア４７とギア軸３５ｄは膨張するため、摩擦面の圧が上がって摩擦熱がさらに高くなる。この状態が続くと、ギア列の負荷が大きくなり駆動源に高トルクが必要になるばかりでなく、外壁３５ｂを通して現像容器３５内の現像剤３７に熱が伝わるため、最悪の場合、外壁３５ｂの内側に現像剤が融着してしまう。
【０００７】また、高速回転により、現像スリーブ表面３１ａと現像プレード３６との微小ギャップにおいて現像剤３７の摺擦量が増える。さらに攪拌ブレード３２と現像剤３７・搬送ブレード３３・３４と現像剤３７の摩擦量も増える。このために現像容器３５内の現像剤の発熱（以下、現像摺擦熱と称する）が引き起こされる。これによって現像剤の異常発熱がより顕著になり、耐久と共に現像剤の劣化が進んで現像濃度の低下を招き、最悪の場合には、現像容器３５内壁または現像スリープに現像剤が融着してしまうという問題が生じる。
【０００８】上記問題を解決するために、ギア周辺の排熱が必要であるが、ギア列の配置してある空間は狭いため、排熱するのが困難である。また、現像容器を外部から強制冷却する方法が提案されているが、現像容器内の現像剤を冷却する効果は薄い。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明においては、現像剤を把持して回転する現像スリープと、前記現像剤を保持し前記現像スリーブ両端を回動自在に保持する筐体と、前記筐体に回動自在に保持され前記現像剤を前記筐体内で移動させる回転ブレードと、前記現像スリーブと前記回転ブレードを駆動する駆動機構を持つ現像装置において、前記駆動機構の回転中心軸はヒートパイプを有することを特徴とする。また、前記回転軸は、現像装置外側に面したヒートシンクに連結していることを特徴とする。さらに前記駆動機構の回転中心軸は、前記ヒートシンクと一体となっていることを特徴とする。
【００１０】これによって、ギア周辺で発生する摩擦熱が、効率よくヒートシンクに排熱されるため、駆動トルクの上昇を防ぐことができ、さらに現像容器の内壁への現像剤の融着を防止することができる。
【００１１】また、前記回転ブレードは、前記駆動機構と一体に回転し、さらに前記回転ブレードはヒートパイプを有することを特徴とし、前記回転ブレードは、前記現像スリーブに前記現像剤を搬送する搬送ブレードであることを特徴とする。さらに、前記回転ブレードは、前記筐体内の現像剤を攪拌する攪拌ブレードであることを特徴とする。
【００１２】これによって、現像容器内の現像剤の摩擦による発熱を速やかに冷却し、現像剤の劣化による現像濃度の低下を防止し、現像容器内壁または現像スリープに現像剤が融着することを防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図４は本発明に係る現像装置を備えたデジタル複写機の断面図であり、同図において、５１は原稿を載置する原稿搬送装置、５２は原稿画像を読み取るスキャナー、５３はスキャナー５２で読み取られた画像若しくはネットワークを介してパソコン等から送られてくる情報を印刷するプリンターである。
【００１４】ここで、スキャナー５２の上面に支持される原稿台ガラス６０上の原稿画像を読み取ってプリンター５３で画像を形成する一般的な複写動作について説明する。
【００１５】原稿はスキャナー５２内部の第１ミラー台６１内の光源６２によって照射され、その像は第１ミラー台６１に支持された第１反射ミラー６３で反射される。又、６５は第２反射ミラー、６６は第３反射ミラーであり、両者はその反射面の法線が直交するように配置されて第２ミラー台６４に支持されている。
【００１６】而して、前記第１反射ミラー６３により照射された原稿の画像は、第２反射ミラー６５と第３反射ミラー６６で反射し、集光レンズユニット６７に入射し、更にＣＣＤ等の光電変換素子６８に集光される。
【００１７】第１ミラー台６１は図示矢印ａ方向に一定の速度で移動しながら原稿画像を読み取る。同様に第２ミラー台６４は図示矢印ｂ方向に第１ミラー台６１の速度の１／２の一定速度で移動する。
【００１８】次に、プリンタ５３について説明する。
【００１９】７０は前記光電変換素子６８で読み取った画像をレーザー光のＯＮ／ＯＦＦに変調するためのレーザースキャナー、７１は帯電器であり、この帯電器７１は一定速度で回転する感光ドラム７２の表面を均一に帯電する。
【００２０】而して、前記レーザースキャナー７０から出射されたレーザー光は反射ミラー７３で反射され、感光ドラム７２の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像は本発明に係る現像装置１の現像剤によって現像される。
【００２１】一方、給紙デッキ７５から送られる用紙は、搬送路７６を通り、レジストローラ対７７によって前記感光ドラム７２上に現像された画像に同期して感光ドラム７２に搬送される。ここで、感光ドラム７２の表面上の現像剤は転写装置７８によって用紙上に転写される。そして、転写画像を把持した用紙は分離装置７９によって感光ドラム７２から分離され、その後、搬送ベルト８０で定着装置８１に送られる。ここで、定着装置８１は定着ローラ８２とこれに加圧接触された加圧ローラ８３とで構成され、前記用紙は定着ローラ８２と加圧ローラ８３に扶持されて加熱及び加圧されて画像の定着を受け、画像が定着された用紙は排出トレイ８４に排出される。
【００２２】（第１の実施形態）以下に、図１を用いて本発明の第１の実施形態について説明を行う。ここで図１は本発明の現像装置のスラスト断面図である。従来例の類似構成部に関しては説明を省略する。ギア４５・ギア４７は、軸３５ｃ・軸３５ｄにそれぞれ回動自在に支持されている。また、軸３５ｃ・軸３５ｄはヒートパイプで構成されており、ヒートシンク３９にカシメまたは圧入されている。
【００２３】ここで、ギアの高速回転による摩擦熱がギア４５−軸３５ｃ間およびギア４７−軸３５ｄ間で発生したとする。このとき、各軸のヒートパイプの高い伝熱効果により、発生した摩擦熱がヒートシンク３９に速やかに排熱されるため、駆動トルクの上昇を防ぐことができ、さらに熱による現像容器の内壁への現像剤の融着を防止することができる。
【００２４】本実施形態において、軸３５ｃ・軸３５ｄをヒートパイプで構成しているが、軸３５ｃ・軸３５ｄを中空の軸にし、内部にヒートパイプを有する構成でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２５】（第２の実施形態）以下に、図２〜図３を用いて本発明の第２の実施形態について説明を行う。ここで、図２は本発明の現像装置の概略断面図、図３は本発明の現像装置のスラスト断面図である。従来例および第１の実施形態の類似構成部に関しては説明を省略する。攪拌ブレード３２はヒートパイプによって構成されており、奥側端部は伝熱効果の高い金属軸受５１を介してヒートシンク３９と連結している。また、搬送ブレード３３・３４は、中心軸をヒートパイプで構成されており、奥側端部は伝熱効果の高い金属軸受５２・５３を介してヒートシンク３９と連結している。
【００２６】ここで、現像スリーブ表面３１ａと現像プレード３６との摺擦量の増加、攪拌ブレード３２と現像剤３７・搬送ブレード３３・３４と現像剤３７の摩擦量の増加により現像容器３５内の現像剤が発熱したとする。このとき、各軸のヒートパイプの高い伝熱効果により、発生した摩擦熱がヒートシンク３９に速やかに排熱されるため、現像容器内の現像剤の摩擦による発熱を速やかに冷却し、現像剤の劣化による現像濃度の低下を防止し、現像容器内壁または現像スリープに現像剤が融着することを防止することができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明においては、現像剤を把持して回転する現像スリープと、前記現像剤を保持し前記現像スリーブ両端を回動自在に保持する筐体と、前記筐体に回動自在に保持され前記現像剤を前記筐体内で移動させる回転ブレードと、前記現像スリーブと前記回転ブレードを駆動する駆動機構を持つ現像装置において、前記駆動機構の回転中心軸はヒートパイプを有することを特徴とする。また、前記回転軸は、現像装置外側に面したヒートシンクに連結していることを特徴とする。さらに前記駆動機構の回転中心軸は、前記ヒートシンクと一体となっていることを特徴とする。
【００２８】これによって、ギア周辺で発生する摩擦熱が、効率よくヒートシンクに排熱されるため、駆動トルクの上昇を防ぐことができ、さらに現像容器の内壁への現像剤の融着を防止することができる。
【００２９】また、前記回転ブレードは、前記駆動機構と一体に回転し、さらに前記回転ブレードはヒートパイプを有することを特徴とし、前記回転ブレードは、前記現像スリーブに前記現像剤を搬送する搬送ブレードであることを特徴とする。さらに、前記回転ブレードは、前記筐体内の現像剤を攪拌する攪拌ブレードであることを特徴とする。
【００３０】これによって、現像容器内の現像剤の摩擦による発熱を速やかに冷却し、現像剤の劣化による現像濃度の低下を防止し、現像容器内壁または現像スリープに現像剤が融着することを防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号
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| 【出願日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０５３８
【弁理士】
【氏名又は名称】西山 恵三 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１０７９０６（Ｐ２００３−１０７９０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年４月１１日（２００３．４．１１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３００５５０（Ｐ２００１−３００５５０） |
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