JP2002341659A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像装置の小型化・低廉化を図る。 【解決手段】 感光体ドラム２８の被現像部に現像剤を
供給する現像ローラ７２と、現像剤を現像ローラの一端
側から他端側へ攪拌しながら搬送する第１のスパイラル
７３と、この第１のスパイラル７３の上部に配置され
て、第１のスパイラル７３の現像剤搬送方向と逆方向に
現像剤を攪拌しながら搬送する第２のスパイラル７４
と、を備えている。この第２のスパイラル７４の搬送方
向下流端側と第１のスパイラル７３の搬送方向上流端側
とが第１の現像剤連通部で連通されている。又、第１の
スパイラル７３の搬送方向下流端側と第２のスパイラル
７４の搬送方向上流端側とが第２の現像剤連通部８６で
連通されている。第２のスパイラル７４の少なくとも上
部には、第２の現像剤連通部８６を介して現像剤を吸い
上げる磁石８７が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被現像部に現像
剤を供給して静電潜像を可視化する現像装置及びこの現
像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、現像装置には、トナーとキャ
リアとからなる二成分現像剤を使用して、被現像部であ
る感光体表面の静電潜像部にトナーを付着させて可視化
するようにしたものがある。このような現像装置は、感
光体の幅方向に沿うように配置された現像剤供給手段と
しての現像ローラと、この現像ローラの一端側から他端
側まで現像剤を攪拌しながら搬送する第１のスパイラル
（第１の現像搬送手段）と、この第１のスパイラルによ
って搬送された現像剤を第１のスパイラルの現像剤搬送
方向上流端側へ攪拌しながら還流させる第２のスパイラ
ルとを備えており、第１のスパイラル及び第２のスパイ
ラルの攪拌・搬送作用により現像剤を帯電させ、その帯
電した現像剤を現像ローラに供給するようになってい
る。

【０００３】このような現像装置には、上述の現像ロー
ラ，第１のスパイラル及び第２のスパイラルをほぼ水平
な方向に並べたものが知られていた。しかしながら、こ
のような従来の現像装置は、感光体の幅方向に垂直な断
面において、ほぼ水平方向の寸法が大きくなってしまう
ため、例えば、４連タンデム方式のカラー複写機等に適
用した場合に、各感光体間の間隔を大きくとらなければ
ならず、複写機全体の外観形状が大型化するという問題
を有していた。

【０００４】そこで、このような問題を解決するものと
して、特開平１０−１４２９４２号公報に開示された現
像装置（第２従来例）が開発された。この現像装置は、
第１のスパイラルの上部に第２のスパイラルを配置し、
現像ローラの端部側に現像ローラと共に回転するマグネ
ットローラを取り付け、このマグネットローラで現像ロ
ーラ端部側の現像剤を第２のスパイラル側へ汲み上げる
ようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような第
２従来例は、マグネットローラが現像ローラと類似の構
造であり、そのマグネットローラが現像ローラと同軸上
に配置されるようになっているため、実質上現像ローラ
が長くなったような構造となり、感光体周辺のスペース
が狭くなり、他の部品の配置設計が難しくなるという新
たな問題を招来した。しかも、マグネットローラが現像
ローラと類似の構造であり、現像装置の構造が複雑で高
価であった。

【０００６】そこで、本発明は、現像装置の構造を簡素
化して、現像装置の全体形状の小型化を図り、現像装置
の低廉化を図ると共に、感光体周辺のスペースを十分に
確保することを目的とすると共に、このような現像装置
を備えた小型化・低廉化された画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る現
像装置は、被現像部に現像剤を供給する現像剤供給手段
と、この現像剤供給手段に沿って配置されて、現像剤を
現像剤供給手段の一端側から他端側へ攪拌しながら搬送
する第１の現像剤搬送手段と、この第１の現像剤搬送手
段の上部に配置され、前記第１の現像剤搬送手段の現像
剤搬送方向と逆方向に現像剤を攪拌しながら搬送する第
２の現像剤搬送手段と、この第２の現像剤搬送手段の搬
送方向下流端側と前記第１の現像剤搬送手段の搬送方向
上流端側とを連通する第１の現像剤連通部と、前記第１
の現像剤搬送手段の搬送方向下流端側と前記第２の現像
剤搬送手段の搬送方向上流端側とを連通する第２の現像
剤連通部と、前記第２の現像剤搬送手段の少なくとも上
部に配置され、前記第２の現像剤連通部を介して第１の
現像剤搬送手段の搬送方向下流端側に位置する現像剤を
第２の現像剤搬送手段の搬送方向上流端側に吸い上げる
静的な磁石と、を備えたことを特徴としている。

【０００８】このような現像装置は、現像剤が第１の現
像剤搬送手段によって被現像部の一端側から他端側へ攪
拌されながら搬送される。そして、第１の現像剤搬送手
段の搬送方向下流端側の第２の現像剤連通部に搬送され
た現像剤が磁石の磁力で吸引される。この際、現像剤が
磁石からチェーン状に垂れ下がり第２の現像剤搬送手段
ですくい取られる。そして、第２の現像剤搬送手段によ
ってすくい取られた現像剤が第２の現像剤搬送手段によ
って第１の現像剤連通部まで攪拌されながら搬送され、
その後、現像剤が第１の現像剤連通部から第１の現像剤
搬送手段の搬送方向上流端側へ落下させられる。このよ
うに、現像剤が第１及び第２の現像剤搬送手段によって
攪拌されながら搬送されることにより帯電させられ、そ
の帯電された現像剤が現像ローラ側に均等に供給され
る。

【０００９】請求項２の発明に係る画像形成装置は、上
記請求項１に記載の現像装置と、この現像装置によって
被現像部に形成されたトナー像を記録材に転写する転写
手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１０】このような画像形成装置は、第１の現像剤
搬送手段の上部に第１の現像剤搬送手段と磁石を重ねて
配置することにより小型化した現像装置を備えているた
め、外観形状を小型化することができる。とりわけ、現
像装置をほぼ水平に複数個並べるタンデム方式のカラー
の画像形成装置において、現像装置の小型化の効果が大
きい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳述する。

【００１２】（画像形成装置の概略構成）図１は、本発
明の実施の形態に係るカラープリンタ（画像形成装置）
２の概略構成図である。

【００１３】先ず、図１に基づいてカラープリンタ２の
概略構成を説明する。カラープリンタ２は、記録材とし
てのシート材（例えば、シート状の紙、プラスチックフ
ィルム等）３を一枚ずつ送り出す給紙部４と、この給紙
部４から送り出されたシート材３を後述する作像部（画
像形成部）５まで搬送する搬送部６と、この搬送部６に
よって搬送されたシート材３に転写すべきトナー像を作
成する作像部５と、前記搬送部６によって搬送されたシ
ート材３を受け取り、そのシート材３を所定方向に搬送
すると共に、そのシート材３に作像部５で形成されたト
ナー像を転写する転写搬送部（転写手段）７と、この転
写搬送部７によって搬送されたシート材上のトナー像を
シート材３に定着させる定着部８と、この定着部８から
排出されたシート材３を受け取る排紙部１０と、前記作
像部５に向けて露光用のレーザ光を照射する光学ユニッ
ト１１と、を備えている。

【００１４】給紙部４は、第１の給紙トレイ１２上に積
載されたシート材３を給紙ローラ１３とリバースローラ
１４とで一枚ずつ送り出す第１給紙部１５と、手差しト
レイ１６上のシート材（図示せず）を給紙ローラ１７で
送り出す第２給紙部１８とからなっている。

【００１５】搬送部６は、第１給紙部１５から送り出さ
れたシート材３の移動を案内する搬送路２０と、この搬
送路２０の途中に配置された搬送ローラ２１と、搬送ロ
ーラ２１からシート材３を受け取り、シート材３の斜行
を補正して作像部５に送り込むレジストローラ対２２
と、このレジストローラ対２２よりもシート搬送方向上
流側の搬送路２０に接続される手差し搬送路２３とから
なっている。

【００１６】画像形成部である作像部（作像ユニット）
５は、シート搬送方向上流側から順に、ブラックのトナ
ー（以下、ブラックと略称する）を有する第１作像部２
４、シアン顔料を含むトナー（以下、シアンと略称す
る）を有する第２作像部２５、マゼンタ顔料を含むトナ
ー（以下、マゼンタと略称する）を有する第３作像部２
６、及びイエロー顔料を含むトナー（以下、イエローと
略称する）を有する第４作像部２７とからなっている。
そして、第１から第４の各作像部２４〜２７は、円筒状
の感光体ドラム２８と、この感光体ドラム２８の外周面
にトナー像を形成する現像装置３０と、感光体ドラム２
８上の残留トナーを除去するファーブラシ３１及びクリ
ーニングブレード３２を備えたクリーニングデバイス３
３と、感光体ドラム２８に電荷を付与して感光体ドラム
２８を帯電させる帯電デバイス３４とを有している。こ
こで、現像装置３０は、後に詳述するように、従来例と
は異なる特徴的構造を備えている。尚、この作像部５
は、その作像フレーム３５と一体で画像形成装置本体３
６から引き出すことができるようになっている。また、
各作像部２４〜２７は、作像フレーム３５に対してそれ
ぞれ着脱できるようになっている。

【００１７】転写搬送部（転写ベルトユニット）７は、
フッ素系樹脂材料製の無端状の転写ベルト３７と、この
転写ベルト３７を巻掛ける駆動ローラ３８及びテンショ
ンローラ４０と、各感光体ドラム２８と対向する位置に
それぞれ配置された転写ローラ（転写部材）４１ａ，４
１ｂ，４１ｃ，４１ｄとを有しており、転写体搬送装置
としても機能する。そして、これら転写ローラ４１ａ〜
４１ｄは、所定押圧力を有し、感光体ドラム２８とで転
写ベルト３７を挟むようになっている。また、転写ベル
ト３７内周側の適当な位置にベルトガイドローラ４２，
４３が配置されている。

【００１８】定着部８は、ヒータを内蔵した加熱ローラ
４４と、定着ローラ４５と、これら加熱ローラ４４と定
着ローラ４５とに巻掛けられた金属製の無端状ベルト４
６と、定着ローラ４５に押し付けられる加圧ローラ４７
とを有している。そして、無端状ベルト４６の外周面に
油を供給するドナーローラ４８と、このドナーローラ４
８にころがり接触するオイルローラ５０と、クリーニン
グローラ５１とが配置されている。

【００１９】排紙部１０は、定着部８から排出されたシ
ート材３を排出路５３を介して画像形成装置本体３６上
部に導き、画像形成面を裏にして積載する排紙トレイ５
４を有している。尚、排紙カバー５２は、ジャム処理す
る際には画像形成装置本体３６から引き出され、ジャム
処理しない場合には画像形成装置本体３６に収納される
ようになっている。

【００２０】光学ユニット１１は、ポリゴンスキャナミ
ラー５５と結像レンズ５６，５７とミラー５８とが各感
光体ドラム２８に対応して配置されており、レーザ光を
光学ユニット支持板６０に形成されたスリット６１から
感光体ドラム２８に向けて照射するようになっている。

【００２１】このように形成されたカラープリンタ２
は、第１給紙部１５又は第２給紙部１８からシート材３
が送り出されると、そのシート材３が搬送部６によって
第１作像部２４の感光体ドラム２８と転写搬送部７の転
写ベルト３７との間に送り込まれる。そして、シート材
３は、感光体ドラム２８と転写ローラ４１ａ〜４１ｄと
の間を転写ベルト３７で搬送される間に、ブラック、シ
アン、マゼンタ、イエローの各感光体ドラム２８に形成
されたトナー像が順次に転写される。そして、カラー画
像の転写が終了したシート材３は、転写ベルト３７によ
って定着部８の定着ローラ４５と加圧ローラ４７との間
に送り込まれ、ここで加熱・加圧されてカラートナー像
が定着される。定着作業が終了したシート材３は、排紙
トレイ５４に排出されることになる。一方、各感光体ド
ラム２８は、シート材３に転写されないで表面に残った
それぞれの色の残留トナーがそれぞれのクリーニングデ
バイス３３によって除去され、次の画像形成に供され
る。

【００２２】（現像装置）図２〜図３は、本発明の実施
の形態に係る現像装置３０を示すものである。なお、図
２は、現像装置３０の断面図（図３のＡ−Ａ線に沿って
切断して示す断面図）である。また、図３は、図２のＢ
−Ｂ線に沿って切断して示す現像装置３０の断面図であ
る。

【００２３】これらの図に示すように、本発明の現像装
置３０は、ハウジング７１の内部に現像ローラ（現像剤
供給手段）７２と第１のスパイラル（第１の現像剤搬送
手段）７３と第２のスパイラル（第２の現像剤搬送手
段）７４とが収容されている。また、ハウジング７１内
には、トナーとキャリア（鉄粉系、フェライト系等）か
らなる現像剤が収容されている。

【００２４】このうち、現像ローラ７２が感光体ドラム
２８の長手方向（軸線方向）に沿って配置されており、
この現像ローラ７２によって現像剤が感光体ドラム２８
の表面の被現像部に供給される。現像ローラ７２は、Ｎ
極とＳ極とが交互に複数配置されてなるマグネットロー
ラ７５と、このマグネットローラ７５の外周側に回転可
能に配置されたスリーブ７６とからなっており、両端部
がハウジング７１側に支持されている。

【００２５】上記現像ローラ７２の右斜め下には、第１
のスパイラル７３が現像ローラ７２とほぼ平行に配置さ
れている。そして、この第１のスパイラル７３の上方に
は、この第１のスパイラル７３と逆方向に回転する第２
のスパイラル７４が第１のスパイラル７３と平行に配置
されている。これら第１のスパイラル７３と第２のスパ
イラル７４は、ハウジング７１に形成されたスパイラル
収納部７７，７８にそれぞれ収容され、隔壁８０によっ
て上下方向に仕切られており、その両端部がハウジング
７１に回転可能に支持されている。そして、これら第１
及び第２のスパイラル７３，７４は、軸８１，８２の外
周に形成された螺旋状の溝８３，８４に現像剤を収容
し、その現像剤を攪拌しながら搬送する際に、現像剤を
帯電（約−１０〜−２０μＣ／ｇ）させるようになって
いる。

【００２６】図２に示すように、第１及び第２のスパイ
ラル７３，７４の右側端部には、上下のスパイラル収納
部７８，７７を連通する第１の現像剤連通部８５が形成
されており、第２のスパイラル７４で搬送されてきた現
像剤が第１の現像剤連通部８５から第１のスパイラル７
３の右側端部（搬送方向上流端側）に落下する。

【００２７】また、図２に示すように、第１及び第２の
スパイラル７３，７４の左側端部には、上下のスパイラ
ル収納部７８，７７を連通する第２の現像剤連通部８６
が形成されている。そして、この第２の現像剤連通部８
６が形成されている位置で、且つ第２のスパイラル７４
の上部には、磁石８７が配置されている。この磁石８７
は、第１のスパイラル７３によって第２の現像剤連通部
８６まで搬送された現像剤を上方へ吸引するようになっ
ている。例えば、この磁石８７としては、圧縮成形又は
射出成形で所望形状に形成されたプラスチックマグネッ
トや、焼結成形されたフェライト磁石等が適宜使用され
る。なお、磁石８７は、図４（ａ）に示すように全体を
略矩形板状に形成するか、又は図４（ｂ）に示すように
略円板状に形成し、その第２のスパイラル７４に対向す
る面側に、第２のスパイラル７４の上部を収容する略円
弧状の凹部８８を形成するようになっている。

【００２８】ここで、現像ローラ７２は、図示しない感
光体ドラムの動力伝達機構にギヤ９０を介して接続され
ている。また、第１のスパイラル７３は、ギヤ９１，９
２，９３，９４を介して現像ローラ７２に接続され、第
２のスパイラル７４は、ギヤ９４，９３を介して第１の
スパイラル７３に接続されている。そして、現像ローラ
７２と第１のスパイラル７３が同一方向に回転し、第２
のスパイラル７４が第１のスパイラル７３と逆方向に回
転するようになっている。

【００２９】（作用・効果）このような構成の現像装置
３０は、現像剤が第１のスパイラル７３によって図２の
右側から左側に攪拌されながら搬送され、その現像剤が
第２の現像剤連通部８６まで達すると磁石８７で上方
（第２のスパイラル７４）側へ吸引されるようになって
いる。そして、磁石８７で吸引されて、磁石８７からチ
ェーン状に垂れ下がった現像剤が、第２のスパイラル７
４によってすくい取られ、第２のスパイラル７４で図２
の左側から右側へ向かって攪拌されながら搬送される。
そして、現像剤が第２のスパイラル７４で第１の現像剤
連通部８５まで搬送されると、その現像剤が第１の現像
剤連通部８５から第１のスパイラル７３を収容する下の
スパイラル収納部７７に落下する。これにより、現像剤
のハウジング７１内における循環の１サイクルが終了す
る。なお、第１のスパイラル７３によって搬送方向下流
端側まで搬送された現像剤は、上述のように磁石８７に
よって強制的に第２のスパイラル７４側へ持ち上げられ
るようになっているため、第１のスパイラル７３の端部
に溜まって強い力で圧縮されるようなことがなく、その
劣化が抑えられるようになっている。

【００３０】現像剤は、上述のように第１のスパイラル
７３及び第２のスパイラル７４で攪拌されながら搬送さ
れることにより帯電し、現像ローラ７２のスリーブ７６
の外表面に捕捉され、現像ローラ７２のスリーブ７６上
の現像剤層の厚さが穂切り板９５で制限された後、現像
ローラ７２から感光体ドラム２８の外表面の静電潜像部
（被現像部）に現像剤が供給され、感光体ドラム２８の
外表面にトナー像が形成されるようになっている。な
お、感光体ドラム２８に形成されたトナー像が転写搬送
部７でシート材３に転写される。

【００３１】以上のように、本実施の形態の現像装置３
０は、第１のスパイラル７３、第２のスパイラル７４及
び磁石８７を上下方向に配置する構成であるため、感光
体ドラム２８側へのハウジング３１の出っ張りを少なく
でき、感光体ドラム２８周辺のスペースを十分に確保で
きると共に、図３に示すような感光体ドラム２８に対し
て略水平方向への寸法Ｌを小さくすることができ、装置
全体の小型化を図ることができる。

【００３２】しかも、本実施の形態の現像装置３０にお
いて、磁石８７は、従来例のような回転する構造の複雑
なマグネットローラ（現像剤汲み上げ手段）と異なり、
静的であって形状も単純であるため（図４参照）、装置
全体の製造コストの低廉化を図ることができる。

【００３３】そして、このような小型化・低廉化された
現像装置３０を使用した画像形成装置は、全体形状を小
型化することができると共に、製品価格の低廉化を図る
ことができる。とりわけ、図１に示したような４連タン
デム方式のカラープリンタ２において本実施の形態の現
像装置３０を使用すれば、各感光体ドラム２８間の寸法
を小さくすることができ、カラープリンタ２を大幅に小
型化することが可能になると共に、感光体ドラム２８周
辺のスペースを確保することができ、各作像部２４〜２
７の設計が容易になる。

【００３４】（現像装置の変形例）図５は、現像装置３
０の変形例を示すものである。この図に示す現像装置３
０は、現像剤を吸い上げる力を大きくするため、磁石８
７の下端を第１のスパイラル７３の直上近傍まで延ばし
たものである。この場合、磁石８７には、図６に示すよ
うな、第１のスパイラル７３を収容する凹部９６と、第
２の現像剤連通部８６の一部を構成する現像剤連通溝９
７を形成しておく必要がある。

【００３５】なお、上述の実施の形態において、現像装
置３０は、４連タンデム式のカラープリンタ２に適用す
る場合について説明したが、これに限られず、モノクロ
の複写機や、カラー複写機、モノクロのプリンタ、ファ
クシミリ等に広く使用することができる。

【００３６】また、被現像部は、感光体ドラム２８の外
表面の静電潜像部を例示したが、これに限られず、例え
ば、感光体ベルトの静電潜像部等も含まれる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の現像装置は、第１の現像剤搬送
手段、第２の現像剤搬送手段及び磁石を順次上方へ並べ
て配置することにより、装置全体の小型化を図ることが
できると共に、現像剤汲み上げ手段として静的な磁石を
使用することにより、装置構造を簡素化することがで
き、製品価格の低廉化を図ることができる。

【００３８】また、本発明の画像形成装置は、上述のよ
うな現像装置を備えているため、装置全体の小型化・軽
量化を図ることができ、製品価格の低廉化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略
構成図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る現像装置の断面図で
あり、図３のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態に係る現像装置の断面図で
あり、感光体ドラムの軸線に直交する平面で切断して示
す断面図（図２のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面
図）である。

【図４】磁石の外観形状を示す斜視図である。

【図５】本発明の現像装置の変形例を示す断面図であ
り、図３に対応する断面図である。

【図６】本発明の磁石の変形例を示す斜視図である。

【符号の説明】

２……カラープリンタ（画像形成装置）、７……転写搬
送部（転写手段）、７２……現像ローラ（現像剤供給手
段）、７３……第１のスパイラル（第１の現像剤搬送手
段）、７４……第２のスパイラル（第２の現像剤搬送手
段）、８５……第１の現像剤連通部、８６……第２の現
像剤連通部、８７……磁石

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被現像部に現像剤を供給する現像剤供給
   手段と、 この現像剤供給手段に沿って配置されて、現像剤を現像
   剤供給手段の一端側から他端側へ攪拌しながら搬送する
   第１の現像剤搬送手段と、 この第１の現像剤搬送手段の上部に配置され、前記第１
   の現像剤搬送手段の現像剤搬送方向と逆方向に現像剤を
   攪拌しながら搬送する第２の現像剤搬送手段と、 この第２の現像剤搬送手段の搬送方向下流端側と前記第
   １の現像剤搬送手段の搬送方向上流端側とを連通する第
   １の現像剤連通部と、 前記第１の現像剤搬送手段の搬送方向下流端側と前記第
   ２の現像剤搬送手段の搬送方向上流端側とを連通する第
   ２の現像剤連通部と、 前記第２の現像剤搬送手段の少なくとも上部に配置さ
   れ、前記第２の現像剤連通部を介して第１の現像剤搬送
   手段の搬送方向下流端側に位置する現像剤を第２の現像
   剤搬送手段の搬送方向上流端側に吸い上げる静的な磁石
   と、 を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の現像装置と、この
   現像装置によって被現像部に形成されたトナー像を記録
   材に転写する転写手段と、を備えたことを特徴とする画
   像形成装置。