JPS61120176A - 現像装置の現像剤冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明Ｉｌ′ｉ複写機、ファクシミＩＪその他種々の電
子写真装置に用いられる現像装置における現像剤冷却装
置に関する。特に、現像剤を収容させながら感光体等と
いった像担持体上に形成された静電潜像を現像する型式
の現像装置の現像冷却装置に関する。

従来技術 一般に、上記の電子写真装置の内部には原稿を照明する
ための照明光源、感光体あるいは紙搬送系等を駆動する
ための駆動源等のような発熱機器が配置嘔れている。従
って、原稿の画像の記録が繰返されると電子写真装置の
内部は次第に高温となり、それに応じて現像装置も高温
となる。

現像装置ｔはその内部に現像剤を収容しており、その現
像剤は一般に高温で溶ける性質を有している。現像剤の
このような温度に対する溶融性は定着時に必要不可欠な
性質である。この溶融性のため、現像装置が高温になる
と現像剤は軟化し、それにより互いに溶着し合い、その
結実現像ムラを生ずる虞れがある。又、現像剤がトナー
とキャリアから成る２成分現像剤である場合には適時に
現・　像側中のトナー濃度を検出する作業が行なわれる
のであるが、高温のためにトナー同士が溶着してしまう
と、そのトナー濃度検知作業もできなくなる〇 電子写真複写機において、感光体のまわりに３個の現像
装置を配置し、イエロー、シアン、マゼンタの各色の現
像剤を一種類づつそれらの現装置に収容シ、ブルー、ル
ツド、グリーンの各色のフィルターを通して感光体上に
照射された光像によって形成された静電潜像？それらの
現像剤で順次に現像し、最終的にカラー画像を得るよう
にし念カシー護写機がある。このカラー複写機では、フ
ィルターを通して感光体を露光するため、通常の複写機
に比（へ）で大光量の光源を必要とする。このような光
源は原稿照明時の発熱量も大きいので複写機内の温度も
それに応じて非常に高温となる。しかも、上記の通り現
像装置が３個並べて配置されるので、現像装置の紋熱が
悪く、よって現像装置の内部の温度は相乗的に上昇する
。従って、現像剤の溶着による上述し念不都合は極めて
顕著である。

目　　　的 本発明は上記の点に鑑み、現像剤温度の上昇による現像
ムラ、トナー濃度検知不良等といった不都合？回避でき
る現像装置を提供することを目的とする。

構　　我 上記の目的は、循環する現像剤によって潜像を現像する
現像装置において、循環する現像剤に接触する熱伝導性
の吸熱部材と、その吸熱部材に接触する流動体とを設け
、流動体によって冷却される吸熱＆材を介して現像剤を
冷却することにより達成される。

以下、本発明をその実施例を示す図面を用いて説明する
。

＠１図において、図示しない露光光学系による光像照射
により静ｉｆｆ像２有するに至った感光体ｌは、矢印の
如く反時計方向に回転して静電潜像を現像装置２に対向
する位Ｉｌｌまで持ち来たす。現像装ｆ１１２のうち吸
熱部材として働く内容器３の内部には、下から順に攪拌
羽根４、下くみ上げローラ５、上くみ上げローラ６、そ
して現像ローラ７が配置されている。

内容器３の底部に収容されている現像剤８は、攪拌羽根
４によって攪拌され、上・下くみ上げローラ５．６の反
時計回転及びそれらのローラ内に収められた磁石（図示
せず）の磁界の影響によって現像ローラ７へくみ上げら
れる。現像ローラ７は反時計方向に回転すると共に、そ
の内部に磁石を備えている。上記の如く現像ローラフに
くみ上げられた現像剤は、ローラの回転に従って移動し
、感光体ｌＣＣ内向る位置でいわゆる磁気ブラシを形成
し、この磁気ブラシにより感光体１上の静電潜像が現像
されて顕像となる。

現像剤８がいわゆる２成分現像剤、すなわちキャリアと
トナーから成るものである場合には、上記の現像作業後
に、キャリア及び現像に寄与しなかつ次トナーが現像ロ
ーラフの上に残留する。こうして残留するキャリア及び
トナーは、スクレーバ９によってローラ上から掻き取ら
れ、現像剤の落下方向に対して斜めに設けられた筒数の
斜め羽根１０によって紙面の奥側あるいは手前側のいず
れか一方に片寄せられながら落下する。落下する現像剤
はスクリュー軸１２によって攪拌された後再び攪拌羽根
４に送られる。落下する現像剤の−ｇは、スクリュー軸
１２の上方に配置されているトナー濃度センサ１１によ
ってトナー濃度検知作業を受ける。

現像装置２及び感光体１が備え付けられている装置、例
えば電子寥真複写機は、これらの現像装置及び感光体以
外に、原稿の画像面？照射する光源（図示せず）、感光
体１等を駆動するモータ等といった発熱する機器を含ん
でいるので、現像装ｒｊｔ２の内部は次第に高温になり
、その結果、現像剤８も高温になる。現像剤８は、現像
剤同士の摩擦によっても温健上昇する。温度上昇する現
像剤は疲労が激しく、又現像剤同士が溶着する。現像剤
同士が溶着すると、現像ローラフの上に形成される磁気
ブラシが不均一となって現像ムラが発生し、更にトナー
濃度センサ１１に現像剤が入り難くなっていわゆる空芯
現象を起こし、正確なトナー濃度検知が行なえなくなる
といった不都合が生ずるＯ 本実施例では、現像剤８の温度上昇を防止して上述した
不都合を回避すべく、次のような措置が講じられている
。

内容器３の外側に全面に亘って一様な間隔をもって外客
器１３が設けられる。内容器３と外客器１３との間には
流動体１４が封入されており、それらの容器の間は流動
体が漏れないように密閉されている。流動体１４は熱容
量が大きい性質の液体が望ましい。又、内容器３及び外
客器１３を金属板で作った場合には、その金属板を腐食
しないような性質のものが望まれる。本発明者の実験に
よればトランスオイル、ＰＣＢ等が良好であった０この
ように内容器３の外側？流動体１４で覆っであるので、
現像剤８が内容器３に接触しながら現像装置２内を循環
する間、現像剤８に蓄えられている熱は内容器３を通っ
て流動体１４に流れ込み、もって現像剤８の温度上昇が
防止される。温度上昇を防止する効率を高めるために、
外客器１３の外側を断熱材１５で覆うこともできる。こ
れにより、外部からの熱の侵入が阻止されるので、流動
体１４が徒らに昇温すること”が防止されて、冷却効率
が高まる。

更に、より効率を高めるために、外容器１３の一部、本
実施例では外客器１３の底面に熱電冷却素子１６を取り
付け、その熱電冷却素子１６によって流動体１４の熱を
奪うと共に、その熱をヒートシンク１７及び冷却ファン
１８を用いて外部へ絞出することができる。

本発明者がこの実施例に相当する現像装置ご用いて行な
つ友実験によれば、内容器３及び外客器１３を熱伝導の
良い材質、例えば銅、アルミニウムで作り、流動体１４
の温度を常時２０Ｃに保つことができるように熱電冷却
素子１６及び冷却ファン１７の容置を設定したところ現
像剤の温度を常時３５Ｃ以下に維持でき、良好な現像作
業を行なうことができ、しかも現像剤の疲労を低く押え
ることができた。尚、この場合に必要とされる冷却エネ
ルギーは３．３　ＫＣａ’／ｈｏｕｒ程度であるので、
熱、電冷却素子１６の電源も小さくて済み又ヒートシン
ク１８及び冷却ファン１７も小型で済み、よってこれら
を装備するために特別広いスペースを設ける必要はない
。

上記の実施列において、熱電冷却素子１６の個数は１個
に限らず何個であっても良い。又それらの熱電冷却素子
の取り付は位置も容器底面に限定されな、い。更に、断
熱材１５の材質、寸法、厚さも特に限定されない口 以上の説明からも理解できるように、上記の実施例では
ｌする現像剤８に接触する熱伝導性の吸熱部材として現
像装置の内容器３を用いているが、これに限らず他の部
材を吸熱部材とすることもできる。

第２図は現像剤の循環路上に配置されているスクレーｐ
＜　ｇを吸熱部材として用いる場合の実施例を示してい
る。この実施例において、第１図に示した実施例と同一
の部材は同一の符号を付して説明は省略する。スクレー
バ９は第３図に示すようにその上面に、現像剤の流路方
向人と平行に配置され念複数の冷却用フィン１９を備え
ており、現像ローラ７から掻き取られた現像剤はそれら
のフィン１９及びスクレーバ９と接触しながらそれらの
フィンの間を流下する。その際、スクレーバ９の下面に
は第４図に示すように冷却用／ぐイブ２０が溶接されて
おり、そのバイブ２０内には第５図に示す流動体容器２
１内の流動体２２が流れる。

第５図において流動体２２は、ポンプ２３でチューブ２
４ａへくみ上げられ、冷却用パイプ２０の注入口２５か
らそのペイプ２０内に入り、更に排出口２６から出てチ
ューブ２４ｂを通り、そして冷却器２７へ送られる。冷
却器２７は、チューブ２４ｂ゛に接続された冷却液導管
２８２備えたアルミニウム製の冷却ブロック２９と、そ
の冷却ブロック２９の右側面に取り付けられた熱電冷却
素子３０とを有する。冷却導管２８は第６図に示すよう
にＵ字形をしており、冷却ブロック２・９との接触面積
を大きくとっである。

チューブ２４ｂから冷却導管２８へ入った流動体２２の
熱エネルギーは、流動体２２が冷却導管２８を流れる間
に熱電冷却素子３０の冷却面で吸収され、更にその吸収
された熱エネルギーは、熱電冷却素子３０の他面から放
熱フィン３１及び冷却ファン３２によって外部へ絞出さ
れる。冷却された流動体はチューブ２４ｃを通って再び
流動体容器２１に回収される。符号３５は、熱電冷却素
子３０を駆動する電源である。

以上の構成により、スクレー／＜９及びその上面に設け
られた冷却用フィン１９は、冷却用パイプ２０ｆ−流れ
る流動体によって冷却され、その結果、スクレーバ９の
上モ流れる現像剤が冷却され、現−像側温度が一定温度
以上に上がるのが防止される。

尚、第５図及び第６図の一点鎖線は、いわゆるカラー複
写機に本実施列を適用する場合を示して、いる。このカ
ラー複写機では感光体のまわりに３個の現像装置が並べ
て配置され、各現像装置に１ｍづつのスクレーバが設け
られる。冷却ブロック２９Ｆｉ、前述したスクレーバ９
に対する冷却導管２８以外に他の２つのスクレーバ９’
　、　９’のタメノ２つの冷却導管２　ｇ’　、　２８
’を備えている。

上記の実施例ではスクレーノぐ９上に互いにほぼ平行な
複数の冷却用フィン１９を設けたが、冷却用フィンの構
成はこれに限定されない。例えば、第７図に示すように
縦方向の複数のフィン３３と横方向の複数のフィン３４
とを互いに交差させ、それらのフィンによって作られる
穴の中を現像剤が通るようにすることができる０この構
成によれば、冷却用フィンと現像剤との接触面積が実質
的に増加するので現像剤の冷却効率が向上する。

実験を行なった。一般に、現像剤冷却装置を用いない通
常の現像装置では、現像剤温度はＬＥ；：　ｔｉ）　ｔ
Ｈ程度まで上がる。これに対し、良好な現像を行なうた
めには現像剤温度は３．０　Ｃ程度であることが望まし
い。よって、現像剤温度を３０Ｃ〜５０Ｃに上げるのに
要する熱エネルギーをスクレーバ９及び冷却用フィン１
９によって吸収することにすれば、現像剤温度を３０Ｃ
程度に維持できるものと考えられる。

この観点から、冷却用フィン１９の温度を２０Ｃに保つ
べく蒸留水の温度をＩＯＣに維持するように冷却器２７
の容量を設定］７た。その結果は、現像剤温度を所望の
３０Ｃ程度に保持することができ、現像ムラが起こらず
又トナー濃度の検知作業も支障なく行なうことができた
。この場合、冷却器２７０大きさは１００”Ｘ１００”
Ｘ１００”程度で良く、又熱電冷却素子３０も１個で十
分であった。従って、冷却器等を設けるためのスペース
をそれ程広く取る必要もなく、従来の電子写真複写機の
左葛に何等支障なく収めることができた。

尚、以上の説明では、現像装置の内容器３（第１図）、
スクレーバ９等といった吸熱部材を常時−律に冷却する
こととしたが、現像剤の湿度を検知し、この検知結果に
基づいて吸熱部材の冷却量を制御すれば、現像剤温度を
より正確に一定温度に維持できる。

効　　果 以上のように本発明によれば、現像装置内に収容される
現像剤の温度上昇が防止され、それにより現像ムラ、ト
ナー濃度検知不良等が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施列企用′いた現像装置の側断面
図、第２図は本発明の他の実施列を用いた現像装置の側
断面図、第３図に第２図に示す実施列におけるスクレー
バの上面図、第４図はそのスクレーバの下面図、第５図
は第２図に示す実施列の要部？示す図式図、第６図は第
５図における冷凹ブロックの平面図、第７図はスクレー
バの変形列を示す図である。 ８・・・現像剤　　　　　　１・・・感光体（像担持体
）３・・・内容器（吸熱部材） ９・・・スクレーバ（吸熱部材） １４．２２・・・流動体　　　　１３・・・外容器７・
・・現像ローラ　　　　２０・・・冷却用パイプ２７・
・・冷却器　　　　　１６．３０・・・熱電冷却素子１
８、３２・・・冷却ファン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）循環する現像剤によつて像担持体上の潜像を現像
   する現像装置の現像剤冷却装置において、循環する現像
   剤に接触する熱伝導性の吸熱部材と、その吸熱部材に接
   触する流動体とを有し、流動体によつて冷却される吸熱
   部材を介して現像剤を冷却するようにしたことを特徴と
   する現像剤冷却装置。
2. （２）吸熱部材が現像剤を収容する内容器であり、流動
   体が内容器の外側に配置される外容器との間に封入され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の現像
   剤冷却装置。
3. （３）現像剤を移動させながらその現像剤を像担持体上
   の潜像へ移すことにより現像を行なう現像ローラと、現
   像ローラに残留する現像剤を現像ローラから取り除くス
   クレーバとを備えた現像装置の現像剤冷却装置において
   、吸熱部材が上記のスクレーバであり、流動体がそのス
   クレーバに接触して設けられる冷却用パイプ内に封入さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の現
   像剤冷却装置。
4. （４）流動体を冷却するための冷却器を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項に記載の現像剤
   冷却装置。
5. （５）冷却器が流動体から熱を奪う熱電冷却素子及び熱
   電冷却素子の熱を外部へ放出する冷却ファンを有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の現像剤冷
   却装置。