JP2007011029A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像容器内の層厚規制手段近傍において、帯電等により団子状に塊となったトナーを効果的に除去し、高画質な画像形成ができる現像装置、この現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 層厚規制手段８３の長手方向を覆うとともに、現像スリーブ８２ａと、層厚規制手段８３とにより形成されるギャップＧに対向するように形成された開口部１２ａを有するダクト１２と、ダクト１２を介して開口部１２ａからギャップＧに向かって気体を吹付ける吹付け手段１１とを設ける。現像スリーブの停止時に、吹付け手段により開口部１２ａからギャップＧに向けて気体を吹付ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、トナーを有する現像剤を用いて感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。

一般的に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、画像形成手段で形成された画像を被記録用紙に転写するため、通常、トナーを有する現像剤を用いて感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置が装備されている。

従来、このような現像装置として、現像容器内に収納された現像剤を、現像剤坦持体としての現像ローラの現像スリーブ上に搬送し、現像スリーブ上に導かれた現像剤を、ドクターブレード等からなる層厚規制手段によって現像剤の層厚を一定に規制する。その後、一定に規制された現像剤を、現像スリーブと静電潜像坦持体である感光体との最近接領域である現像領域に導き、感光体上への現像を行わせるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１４３２２３号公報

上述の特許文献１の記載のものでは、ダクトを設け、現像ローラの長手方向に吸引または、エアを吹付けるようにしている。このため、層厚規制手段を通過後、現像領域に到達するまでの間に飛散したトナーは、吸引または、エアの吹付けにより回収することはできる。ところが、特許文献１の記載のものでは、現像容器内の層厚規制手段近傍において、帯電量の上昇等によりトナーが凝集して団子状に塊、現像スリーブに付着したり、或いは現像ローラと層厚規制手段との間に形成されるギャップに詰まったりした場合、これを除去することができない。このため、塊となったトナーが現像スリーブを損傷したり、現像剤の層厚を一定に規制できなくなり、形成された画像に白筋ができる等、安定した画像形成ができないといった問題があった。このようにトナーが団子状に塊となるのは、特に、現像剤として磁性１成分現像剤を用いた場合に多く発生する傾向にある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、現像容器内の層厚規制手段近傍において、帯電等により団子状に塊となったトナーを効果的に除去し、高画質な画像形成ができる現像装置および、この現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、トナーを有する現像剤を収納する現像容器と、現像剤を感光体表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブを有する現像ローラと、現像スリーブ上に形成される現像剤の層厚を規制する層厚規制手段と、を備えた現像装置において、層厚規制手段の長手方向を覆うとともに、現像スリーブと、層厚規制手段の先端部とにより形成されるギャップに対向するように形成された開口部を有するダクトと、ダクトを介して開口部からギャップに向かって気体を吹付ける吹付け手段とを、更に備え、現像スリーブの停止時に、吹付け手段により開口部からギャップに向けて気体を吹付けることを特徴とする。なお、本明細書において、エージング処理とは、トナーの帯電を安定させるために画像形成時以外の現像装置の撹拌動作や、トナーが補給された場合にそのトナーを十分に現像装置内で撹拌等する処理を言う。

この構成によれば、現像容器内の層厚規制手段近傍において、帯電量の上昇等によりトナーが凝集して団子状に塊となっても、現像スリーブ８２ａの停止時に、ダクトを介して開口部からギャップに向かって気体が吹付けられる。このため、層厚規制手段近傍において、団子状に塊となったトナーは、現像容器内の攪拌スクリュー側に吹き飛ばされる。この結果、層厚規制手段近傍の清掃が行われ、常に安定して画像形成が可能となり、高画質な画像を得ることができる。また、攪拌スクリュー側に吹き飛ばされた団子状に塊となったトナーは、攪拌スクリューにより再攪拌され、塊が解され、再度利用される。

また、本発明においては、吹付け手段は、ダクト内を吸引する吸引機能を更に備え、当該現像装置によるエージング処理時および／または現像処理が行われる際に、吹付け手段によりダクト内を吸引するようにしたことを特徴とする。

この構成によれば、エージング処理時および／または現像処理時に、吹付け手段によりダクト内が吸引されるので、層厚規制手段が均一に冷却される。この結果、層厚規制手段の不均一な温度分布に基因する画像ムラの発生を防止することができる。また、開口部を近傍にある飛散トナーを、ダクトを通じて回収することができ、飛散トナーに基因する画像への悪影響を防止することができる。

また、本発明においては、ダクトは、開口部を形成する開口端部を有する断面が略Ｌ字状の先端部材と、先端部材の連結部に接離可能に連結される連結端部および吹付け手段が連結される結合部を有する連結部材とから形成され、連結部材の連結端部は、吹付け手段により、ダクト内が吸引されるのに伴って、連結部から離間してダクト内側に移動され、連結端部と、連結部との間に吸引口が形成されるとともに、吹付け手段により、ギャップに気体が吹付けられるのに伴って、吸引口が閉塞され、かつ、開口端部が、現像スリーブ側に移動されることを特徴とする。

この構成によれば、ダクト内を吸引する際には、ダクトの先端の開口部とは別に吸引口からもエアが吸引されるので、層厚規制手段等を効果的に冷却できる。また、ギャップに気体を吹付ける際には、吸引口は吹付けられる気体により閉塞されるので、気体は吸引口から漏れることなく、効果的にギャップに向けて吹付けられ、塊となったトナーを吹き飛ばし、層厚規制手段近傍の清掃を行うことができる。

更に、本発明においては、上述したいずれかの構成を有する現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。従って、この構成によれば、上述したいずれかの構成を有する現像装置と同じ作用を奏する画像形成装置を得ることができる。

本発明の構成によれば、現像容器内の層厚規制手段近傍において、帯電等により団子状に塊となったトナーを効果的に除去し、高画質な画像形成ができる現像装置および、この現像装置を備えた画像形成装置を得ることができる。

（第１実施形態）
以下に、本発明の具体的な第１実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置としての複写機に適用した場合の概略構成を示す概略構成図である。

図１に示すように、この画像形成装置である複写機１は、原稿搬送手段３と、画像読取手段２と、被記録用紙Ｐに画像を形成する画像形成手段４と、定着手段５と、被記録用紙Ｐが積載収納された給紙手段６と、を備えている。また、被記録用紙Ｐを画像形成手段４、定着手段５を介して排紙部７１に搬送する用紙搬送装置７が形成されている。

画像読取手段２は、周知の通り、原稿搬送手段３から搬送されてきた原稿が、コンタクトガラス上を通過する際、通過する原稿に、露光ランプから光を照射する。そして、反射鏡を介してその反射光をＣＣＤセンサ等からなる光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を流し読み取る。

原稿搬送手段３は、原稿を載置するための原稿載置台３１と、原稿載置台３１に積載された原稿を給紙する原稿給紙部と、給紙された原稿を画像読取手段２に搬送するための原稿給紙用搬送路と、読み終えた原稿を、排出する原稿排出部３２等を備えている。

給紙手段６は、被記録用紙Ｐが収容された複数の給紙カセット６１を備えており、ピックアップローラ６２の回転動作により、当該複数の給紙カセット６１のうち選択された給紙カセット６１から被記録用紙Ｐが用紙搬送装置７側に送り出されるように構成されている。この構成により、被記録用紙Ｐが１枚ずつ確実に用紙搬送装置７に給紙される。これら各給紙カセット６１は、複写機１に対し、引出し或いは着脱自在となるように構成されている。

用紙搬送装置７に給紙された被記録用紙Ｐは、搬送経路７２上に設けられた駆動ローラ７３と、この駆動ローラ７３対向して配設された従動ローラ７４とで挟持（把持）されつつ順次、画像形成手段４に向けて搬送される。この画像形成手段４は、電子写真プロセスによって、被記録用紙Ｐに所定のトナー像を形成するものである。例えば、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された像端持体である感光体４１と、この感光体４１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置４２、露光装置４３、現像装置８、転写装置４５、クリーニング装置４６、および除電装置４７を備えている。

帯電装置４２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体４１の表面に所定電位を与えることにより、感光体４１の表面が一様に帯電させられる。そして、露光装置４３により、画像読取手段２によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、感光体４１に照射されることにより、感光体４１の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体４１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置８により、静電潜像にトナーが付着し、感光体４１の表面にトナー像が形成され、転写装置４５により、感光体４１の表面のトナー像が、感光体４１と転写装置４５との間に供給された被記録用紙Ｐに転写される。

トナー像が転写された被記録用紙Ｐは、画像形成手段４から定着手段５に向けて搬送される。この定着手段５は、画像形成手段４の用紙搬送方向の下流側に配置されている。画像形成手段４においてトナー像が転写された被記録用紙Ｐは、定着手段５に設けられ、回転可能に軸支された加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１に押し付けられる加圧ローラ５２によって形成された定着ニップに搬送される。そして、定着ニップにおいて加熱・加圧され、被記録用紙Ｐ上にトナー像が定着される。次いで、画像形成手段４から定着手段５において画像形成がなされた被記録用紙Ｐは、排紙部７１上に排出される。一方、上記転写後、感光体４１の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置４６により除去され、感光体４１の表面の残留電荷は、除電装置４７により除去される。そして、感光体４１は帯電装置４２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。

図２は、図１に示す複写機の概略構成を示すブロック図である。複写機１には、画像読取手段２、原稿搬送手段３、現像装置８を有する画像形成手段４、定着手段５、給紙手段６、用紙搬送装置７が備えられている。また、各種入力キースイッチ等として機能する操作表示部９および複写機１全体の制御を司る制御手段１０が備えられている。更に、後述するように、現像スリーブに付着したり、或いは現像ローラと層厚規制手段の先端部との間に形成されるギャップに詰まったりした団子状の塊となったトナーを、吹き飛ばすための吹付け手段１１を備えている。

操作表示部９は、印刷指示入力用のプリントキー、印刷枚数などの入力用のテンキーなどからなる操作部９１と、複写機１で操作可能な各機能、用紙詰まりなどのトラブル状況などを表示する液晶パネルなどの表示装置９２とを備えている。

制御手段１０は、主演算機能を行う他、複写機１の動作制御用のプログラムなどが記憶されたＲＯＭを備えている。また、制御手段１０は、各プログラムの作業領域等として一時的にデータを保管および画像読取手段２で得られた原稿の画像データを記憶するＲＡＭ等からなる記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータ等により構成されている。制御手段１０は、操作表示部９の図示しないスタートキーが押圧されると、複写動作を行わせる制御信号を原稿搬送手段３、画像読取手段２、給紙手段６、画像形成手段４、定着手段５、用紙搬送装置７の各ブロックに出力してその動作を制御する。更に、制御手段１０は、後述するように、吹付け手段１１の駆動を制御する。

次に、本発明の特徴部分にかかる現像スリーブに付着したり、或いは現像ローラと層厚規制手段の先端部との間に形成されるギャップに詰まったりした団子状の塊となったトナーを、吹き飛ばす具体的な構成について、図３および図４並びに上述した図１および図２を参照しながら説明する。図３は、図１に示す複写機に用いられる現像装置の要部を示す概略構成図、図４は、ダクト取付台の一例を示す概略構成図である。

図３および図４に示すように、現像装置８は、現像剤Ｔａを収納する現像容器８１と、現像ローラ８２と、層厚規制手段８３と、攪拌スクリュー８４と、ダクト１２等を備えている。現像ローラ８２は、トナーを有する現像剤Ｔａを感光体４１の表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブ８２ａを備えている。層厚規制手段８３は、現像スリーブ８２ａ上に形成される現像剤Ｔａの層厚を規制するもので、層厚規制手段８３の先端部８３ａと、現像スリーブ８２ａとの間に所定のギャップＧ（例えば、０・５ｍｍ）を形成するように対向して配設される。このギャップＧにより、現像剤Ｔａの層厚が規制される。攪拌スクリュー８４は、現像容器８１内に収納された現像剤Ｔａを、混合攪拌しながら現像スリーブ８２ａ側に循環させる。

ダクト１２は、層厚規制手段８３の長手方向を覆うとともに、現像スリーブ８２ａと、層厚規制手段８３の先端部８３ａとにより形成されるギャップＧに対向するように形成された開口部１２ａを備えている。このダクト１２の開口部１２ａ側は、例えば、図４に示すような、ダクト取付台１３に取付けられている。また、ダクト１２の結合部１２ｃには、例えば、ファンや、エアーポンプ等からなり空気等の気体を吹付ける吹付け手段１１が連結されている。ダクト取付台１３には、ダクト内を通過する気体が層流となるように、通過する気体に沿う方向に延びる補強を兼ねたリブ１３ａが複数個設けられている。

吹付け手段１１は、例えば、正逆回転可能なファンを用い、正回転時には、気体を吹き出し、開口部１２ａからギャップＧに向かって気体を吹付け、逆回転時には、ダクト１２内を吸引する吸引機能を備えたものを用いる。このように、吸引機能を備えた吹付け手段１１を用いると、ダクト１２内の吸引により、層厚規制手段８３を均一に冷却することができる。

次に、本発明の特徴部分にかかる吹付け手段１１の制御について、図５および図１乃至図４を参照しながら説明する。図５は、吹付け手段の動作を説明するためのフローチャートである。

而して、本発明に従い、吹付け手段１１により、ダクト１２を介して開口部１２ａからギャップＧに向かって気体を吹付けるのは、現像スリーブ８２ａの停止時、例えば、現像装置８がエージング処理を行う前、エージング処理が終了した後および／または現像処理が終了した後に行われる。即ち、制御手段１０により、現像ローラ８２が回転していない（ＯＦＦ）状態を確認し、これが確認された時点で、予め設定された時間、例えば、１秒程度、吹付け手段１１を駆動（正転）し、ギャップＧに向かって気体を吹付ける（図３において、実線矢印）。これにより、層厚規制手段８３の先端部８３ａ近傍において、団子状に塊となったトナーは、現像容器８１内の攪拌スクリュー８４側に吹き飛ばされ、再度攪拌されて、塊が解される。

また、吹付け手段１１により、ダクト１２を吸引するのは、現像装置８がエージング処理時および／または現像処理時に行われる。即ち、制御手段１０により、現像ローラ８２を回転（ＯＮ）する際、同時に、吹付け手段１１を駆動（逆転）し、ダクト内が吸引（図３において、点線矢印）される。これにより、開口部１２ａを介して新しい空気がダクト１２内に流入し、順次排気される。

以上の構成による本実施形態よれば、現像容器８１内の層厚規制手段８３の先端部８３ａ近傍において、帯電量の上昇等によりトナーが凝集して団子状に塊となっても、現像スリーブ８２ａの停止時に、ダクト１２を介して開口部１２ａからギャップＧに向かって気体が吹付けられる。このため、層厚規制手段８３の先端部８３ａ近傍において、団子状に塊となったトナーは、現像容器８１内の攪拌スクリュー８４側に吹き飛ばされる。この結果、層厚規制手段８３の先端部８３ａ近傍の清掃が行われ、常に安定して画像形成が可能となり、高画質な画像を得ることができる。また、攪拌スクリュー８４側に吹き飛ばされた団子状に塊となったトナーは、攪拌スクリュー８４により再攪拌され、塊が解され、再度利用される。また、この気体の吹付は、現像スリーブ８２ａの停止時に行っているので、現像処理等に何ら悪影響を及ぼすことがない。

また、エージング処理時および／または現像処理時に、吹付け手段によりダクト１２内が吸引されるので、層厚規制手段８３が均一に冷却される。この結果、層厚規制手段８３の不均一な温度分布に基因する画像ムラの発生を防止することができる。また、開口部１２ａの近傍にある飛散トナーを、ダクト１２を通じて回収することができ、飛散トナーに基因する画像への悪影響を防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６および図７を参照しながら説明する。図６および図７は、本発明の第２実施形態に係る複写機における現像装置の要部を示す概略構成図で、図６は、開口部からギャップに向かって気体を吹付けている状態を示す。また、図７は、ダクト内が吸引されている状態を示す。なお、図６および図７において、上述した図１乃至図５と同じ符号を付した部分は、略同一のものを示すため、ここでは詳細な説明は省略する。以下、上述した実施形態との相違点を中心に説明する。

本実施形態では、図６および図７に示す様に、ダクト１２は、先端部材１４と、連結部材１５と、から形成されている。先端部材１４は、断面が略Ｌ字状で、開口端部１４ａを有し、この開口端部１４ａにより開口部１２ａが形成されている。連結部材１５の一方の端部である連結端部１５ａは、先端部材１４の連結部１４ｂに接離可能に連結され、他方の端部である結合部１５ｃには、吹付け手段１１が連結されている。これら先端部材１４および連結部材１５は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の可撓性を有する部材で形成されている。

そして、連結部材１５は、図７に示すように、ダクト１２内が吹付け手段１１により、吸引されるのに伴って、連結部材１５の先端部材１４の連結部１４ｂ側と接している一方の連結端部１５ａは、連結部１４ｂ側から離間してダクト１２の内側に移動される。これにより、連結部材１５の連結端部１５ａと、先端部材１４の連結部１４ｂとの間に吸引口１２ｂが形成される。

また、吹付け手段１１により、ギャップＧに気体が吹付けられるのに伴って、吸引口１２ｂは閉塞され、かつ、先端部材１４の開口端部１４ａが、現像スリーブ８２ａ側に移動され、開口部１２ａが形成される。

以上の構成による本実施形態よれば、上述した実施形態と同様の作用効果を奏する。即ち、現像容器８１内の層厚規制手段８３近傍において、帯電量の上昇等によりトナーが凝集して団子状に塊となっても、現像スリーブの停止時に、ダクト１２を介して開口部１２ａからギャップＧに向かって気体が吹付けられる。このため、層厚規制手段８３近傍において、団子状に塊となったトナーは、現像容器８１内の攪拌スクリュー８４側に吹き飛ばされる。この結果、層厚規制手段８３近傍の清掃が行われ、常に安定して画像形成が可能となり、高画質な画像を得ることができる。また、攪拌スクリュー８４側に吹き飛ばされた団子状に塊となったトナーは、攪拌スクリュー８４により再攪拌され、塊が解され、再度利用される。また、この気体の吹付は、エージング処理および／または現像処理終了後に行っているので、現像処理等に何ら悪影響を及ぼすことがない。

また、ダクト１２内を吸引する際には、ダクト１２の先端の開口部１２ａとは別に吸引口１２ｂからもエアが吸引されるので、層厚規制手段８３等を効果的に冷却できる。また、ギャップＧに気体を吹付ける際には、吸引口１２ｂは吹付けられる気体により閉塞されるので、気体は吸引口１２ｂから漏れることなく、効果的にギャップＧに向けて吹付けられ、塊となったトナーを吹き飛ばし、層厚規制手段８３近傍の清掃を行うことができる。

なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。
例えば、上述した実施形態では、複写機を例に挙げて説明したが、本発明は、例えば、ファクシミリ装置や、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能等の各種機能を兼ね備えた複合機等に対しても適用可能である。

また、上述した実施形態では、ドラム状の感光体４１を使用しているが、感光体４１の形状には限定はなく、上述したドラム状以外の公知の形状を用いることができる。例えば、シート状、ベルト状、ウェブ状等の形状が挙げられる。

また、上述した実施形態では、吹付け手段１１として、正回転時にギャップＧに気体を吹付け、逆回転時にダクト１２を吸引するようにしたが、これに逆にしてもよい。即ち、逆回転時にギャップＧに気体を吹付け、正回転時にダクト１２を吸引するようにしてもよい。

また、現像剤としては、磁性１成分現像剤の他、トナーと、キャリアとからなる２成分現像剤であってもよい。

本発明の活用例としては、トナーを有する現像剤を用いて感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置が挙げられる。

本発明の第１実施形態に係る用紙給紙装置を用いた画像形成装置としての複写機に適用した場合の概略構成を示す概略構成図である。 図１に示す複写機の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す複写機に用いられる現像装置の要部を示す概略構成図である。 ダクト取付台の一例を示す概略構成図である。 吹付け手段の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る複写機における現像装置の要部を示す概略構成図で、開口部からギャップに向かって気体を吹付けている状態を示す。 本発明の第２実施形態に係る複写機における現像装置の要部を示す概略構成図で、ダクト内が吸引されている状態を示す。

符号の説明

Ｇ…ギャップ、Ｔａ…現像剤、１…複写機（画像形成装置）、８…現像装置、１１…吹付け手段、１２…ダクト、１２ａ…開口部、１２ｂ…吸引口、１２ｃ…結合部、１４…先端部材、１４ａ…開口端部、１４ｂ…連結部、１５…連結部材、１５ａ…連結端部、１５ｃ…結合部、４１…感光体、８１…現像容器、８２…現像ローラ、８２ａ…現像スリーブ、８３…層厚規制手段、８３ａ…先端部

Claims (4)

1. トナーを有する現像剤を収納する現像容器と、前記現像剤を感光体表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブを有する現像ローラと、前記現像スリーブ上に形成される前記現像剤の層厚を規制する層厚規制手段と、を備えた現像装置において、
   前記層厚規制手段の長手方向を覆うとともに、前記現像スリーブと、前記層厚規制手段の先端部とにより形成されるギャップに対向するように形成された開口部を有するダクトと、前記ダクトを介して前記開口部から前記ギャップに向かって気体を吹付ける吹付け手段とを、更に備え、前記現像スリーブの停止時に、前記吹付け手段により前記開口部から前記ギャップに向けて気体を吹付けることを特徴とする現像装置。
2. 前記吹付け手段は、前記ダクト内を吸引する吸引機能を更に備え、当該現像装置によるエージング処理時および／または現像処理が行われる際に、前記吹付け手段により前記ダクト内を吸引するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記ダクトは、前記開口部を形成する開口端部を有する断面が略Ｌ字状の先端部材と、前記先端部材の連結部に接離可能に連結される連結端部および前記吹付け手段が連結される結合部を有する連結部材とから形成され、前記連結部材の連結端部は、前記吹付け手段により、前記ダクト内が吸引されるのに伴って、前記連結部から離間してダクト内側に移動され、前記連結端部と、前記連結部との間に吸引口が形成されるとともに、前記吹付け手段により、前記ギャップに気体が吹付けられるのに伴って、前記吸引口が閉塞され、かつ、前記開口端部が、前記現像スリーブ側に移動されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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