JP2007178905A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤が外部に飛散することを防止することができる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】筐体４０内部は、仕切壁４０ａにより現像剤Ｔを収容する収容槽４４と空気槽４７とに分離されている。仕切壁４０ａの現像ローラ４１側には、空気槽４７と収容槽４４内の現像剤Ｔに占有されていない槽内空間４４ａとを連通する第１開口部４５を形成し、仕切壁４０ａの撹拌搬送ローラ４２ａ側には、空気槽４７と槽内空間４４ａとを連通する第２開口部４６を形成してある。これにより、第１開口部４５、槽内空間４４ａ、第２開口部４６、空気槽４７で構成される空気循環路を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像剤を収容し、感光体に現像剤を付着させる現像ローラを有する収容槽を備える現像装置に関し、特に現像剤の飛散を長期間抑制することができる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用する画像形成装置に備えられる現像装置は、像担持体である感光体の近傍に配置され、トナー及びキャリアからなる二成分の現像剤を収容する収容槽と、収容槽内に配置され、現像剤を感光体に付着させるべく感光体と平行な軸を中心として回転する現像ローラと、現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送ローラとを備える。

現像ローラは、その内部に周方向に沿って複数の磁石を設けてあり、磁石の磁力により現像ローラ表面にトナーを保持するようにしている。現像ローラの表面には、トナーの穂高を制御するためのドクターブレードが適宜の押圧を有して当接されている。

このような現像装置は、現像ローラの回転により現像ローラと収容槽との間隙から空気が収容槽内に流れ込み、収容槽内の圧力を増加させる。このため、収容槽内のトナーが現像ローラとドクターブレードとの間を通り抜けて現像装置の外部に飛散するという問題を有していた。

そこで、現像装置にフィルタを取り付けた排気口を設け、トナーが現像装置外部に飛散することを防止することができる現像装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開昭６２−１０８２７０号公報

しかしながら、特許文献１の現像装置にあっては、初期の使用状態においては、フィルタでトナーを捕獲して、トナーが飛散することを防止することができるものの、使用するにつれて、フィルタに付着したトナーがフィルタの目詰まりを発生させ、収容槽内の空気が排気口から外部へ排気されず、トナーが現像ローラとドクターブレードとの間から外部へ飛散するという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、収容槽の槽壁に離隔して第１開口部及び第２開口部を設け、該第１開口部及び第２開口部で内部が連通されるとともに、大気に連通する連通孔を有する空気槽を前記収容槽に併設し、前記収容槽内の現像剤に占有されていない槽内空間を現像ローラの回転により流れる空気を、前記第１開口部、槽内空間、第２開口部、及び空気槽内部を通じて循環させることにより、現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、第１開口部を第２開口部より槽内空間を流れる空気の流動方向の上流側に設けることにより、収容槽内の空気の流れに沿って空気循環路を形成して、現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、第１開口部の槽内空間側近傍は、槽内空間を流れる空気により負圧を生じるように構成することにより、空気の循環を促して現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、第１開口部の空気槽側から槽内空間側への開口方向を、前記第１開口部近傍の槽内空間を流れる空気の流動方向に対して鋭角をなすように構成することにより、空気の循環を一層促して現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、第１開口部の槽内空間側の縁部近傍を、前記槽内空間を流れる空気の流動方向に対して、上流側縁部近傍より下流側縁部近傍で前記槽内空間を拡大するように構成することにより、空気の循環を一層促して現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、連通孔を、空気が循環する循環路（空気循環路）から離隔することにより、現像剤（トナー）による目詰まりを抑制して、フィルタ交換までの期間を従来よりも一層長期化して、利用者の利便性を向上させることができる現像装置及び該現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る現像装置は、現像剤を収容し、感光体に現像剤を付着させる現像ローラを有する収容槽を備える現像装置において、前記収容槽の槽壁に離隔して設けられた第１開口部及び第２開口部と、前記収容槽に併設され、前記第１開口部及び第２開口部で内部が連通されるとともに、大気に連通する連通孔を有する空気槽とを備え、前記収容槽内の現像剤に占有されていない槽内空間を前記現像ローラの回転により流れる空気を、前記第１開口部、槽内空間、第２開口部、及び空気槽内部を通じて循環するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る現像装置は、前記第１開口部を第２開口部より前記槽内空間を流れる空気の流動方向の上流側に設けていることを特徴とする。

本発明に係る現像装置は、前記第１開口部の槽内空間側近傍は、前記槽内空間を流れる空気により負圧を生じるように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る現像装置は、前記第１開口部の前記空気槽側から槽内空間側への開口方向は、前記第１開口部近傍の槽内空間を流れる空気の流動方向に対して、鋭角をなすように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る現像装置は、前記第１開口部の前記槽内空間側の縁部近傍は、前記槽内空間を流れる空気の流動方向に対して、上流側縁部近傍より下流側縁部近傍で前記槽内空間を拡大するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る現像装置は、前記連通孔は、空気が循環する循環路から離隔していることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、現像剤を収容し、感光体に現像剤を付着させる現像ローラを有する収容槽を備える現像装置で前記感光体に形成された静電潜像を現像し、現像された静電潜像をシートに転写して画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置は、前述の本発明のいずれか１つに係る現像装置であることを特徴とする。

本発明にあっては、第１開口部、槽内空間、第２開口部、及び空気槽内部で空気を循環させる空気循環路を構成する。現像ローラの回転により、前記収容槽内の現像剤に占有されていない槽内空間に流れ込む空気は、第２開口部を通じて空気槽内に流れ、空気槽内に流れ込んだ空気は、第１開口部を通じて、前記槽内空間を流れる空気に合流する。連通孔は、前記槽内空間に流れ込む空気により空気循環路内の内圧が上昇した場合であっても、前記空気槽を大気に連通することにより、内圧の上昇を抑制する。これにより、現像ローラの回転により前記槽内空間に流れ込む空気を循環させて、例えば、現像ローラとドクターブレードとの隙間から空気の流れとともに現像剤（トナー）が外部へ飛散することを防止する。

本発明にあっては、前記第１開口部を第２開口部よりも前記槽内空間を流れる空気の流動方向の上流側に設ける。両開口部を現像ローラの回転により生ずる空気の流動方向に対して、上流側と下流側とに設けることにより、槽内空間内での空気の循環を促す。

本発明にあっては、前記第１開口部の槽内空間側近傍は、前記槽内空間を流れる空気により負圧を生じるように構成する。これにより、前記第１開口部を通じて前記空気槽内の空気を前記槽内空間内の空気の流れに合流させ、前記空気循環路における空気の循環を促す。

本発明にあっては、前記第１開口部の前記空気槽側から槽内空間側への開口方向を、前記第１開口部近傍の槽内空間を流れる空気の流動方向に対して、鋭角をなすように構成する。これにより、前記第１開口部を通じて前記空気槽から槽内空間へ流れ込む空気を、前記槽内空間の第１開口部付近を流れる空気の流れに逆らわず合流させる。

本発明にあっては、前記第１開口部の前記槽内空間側の縁部近傍を、前記槽内空間を流れる空気の流動方向に対して、上流側縁部近傍より下流側縁部近傍で前記槽内空間を拡大するように構成する。前記槽内空間を流れる空気は、前記第１開口部の上流側縁部近傍において、空気圧が下がり、前記第１開口部の槽内空間側近傍で負圧が生じる。これにより、前記第１開口部を通じて前記空気槽内の空気を前記槽内空間内の空気の流れに合流させ、前記空気循環路における空気の循環を促す。

本発明にあっては、前記連通孔を、空気が循環する循環路（空気循環路）から離隔して設ける。これにより、空気の流れとともに循環する現像剤（トナー）が、前記連通孔付近まで飛散することを防止する。前記連通孔がフィルタで覆われている場合には、現像剤がフィルタに付着することを抑制する。

本発明にあっては、第１開口部、槽内空間、第２開口部、及び空気槽内部を通じて空気を循環させることにより、空気槽を介して収容槽内の空気を循環させて、現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる。

本発明にあっては、第１開口部を第２開口部よりも槽内空間を流れる空気の流動方向の上流側に設けることにより、現像ローラの回転により生ずる収容槽内の空気の流れに沿って空気循環路を形成して、現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる。

本発明にあっては、第１開口部の槽内空間側近傍は、槽内空間を流れる空気により負圧を生じるように構成することにより、空気の循環を促して現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる。

本発明にあっては、第１開口部の空気槽側から槽内空間側への開口方向を、前記第１開口部近傍の槽内空間を流れる空気の流動方向に対して鋭角をなすように構成することにより、空気の循環を一層促して現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる。

本発明にあっては、第１開口部の槽内空間側の縁部近傍を、前記槽内空間を流れる空気の流動方向に対して、上流側縁部近傍より下流側縁部近傍で前記槽内空間を拡大するように構成することにより、空気の循環を一層促して現像剤（トナー）が外部に飛散することを防止することができる。

本発明にあっては、連通孔を、空気が循環する循環路（空気循環路）から離隔することにより、現像剤（トナー）による目詰まりを抑制して、フィルタ交換までの期間を従来よりも一層長期化して、利用者の利便性を向上させることができる。

以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の構成を示す模式図である。画像形成装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を備え、各画像形成ユニットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、後述する転写材搬送手段である転写搬送ベルト７の用紙１０の搬送方向に沿って上流側（用紙搬送方向の上流側）から下流側に向かって並置してある。各画像形成ユニットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の構成は同様であるので、ブラックの画像形成ユニットＳ１について説明し、他の画像形成ユニットについての説明は省略する。

図において、１はドラム状の感光体である。感光体１は、図中矢印方向に回転し、その周囲には、回転方向に沿って、帯電用ロールブラシ２、現像装置４、クリーニング装置３を配置してある。帯電用ロールブラシ２は、感光体１の表面に単一極性の電荷を均一に帯電させる。

帯電用ロールブラシ２と現像装置４との間の感光体１の表面には、書き込み光学系（不図示）からのレーザ光Ｌ（原稿からの反射光）の照射による光導電作用によって静電潜像が形成される。現像装置４は、静電潜像を形成した感光体１の表面にトナーを供給し、静電潜像を現像剤画像に顕像化する。

転写搬送ベルト７は、各画像形成ユニットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の現像装置４と、クリーニング装置３との間で感光体１に当接させてあり、当接位置近傍には、現像剤画像を用紙１０に転写させるための転写バイアスを印加する転写ブラシ６が、画像形成ユニット毎に配置してある。

トレイ１１に収容された用紙１０は、給紙コロ（不図示）によりトレイ１１から送り出され、一対のレジストローラ８で一旦停止された後、感光体１への画像形成とタイミングを合わせて転写搬送ベルト７へ送られる。転写搬送ベルト７に保持された用紙１０は、各感光体１との当接位置において、転写ブラシ６のコロナ放電により各色の現像剤画像（トナー像）が転写される。

各画像形成ユニットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４で４色のトナー像が転写された用紙１０は定着装置９へ搬送される。定着装置９は、搬送された用紙１０を定着ローラで高温押圧してトナーを用紙１０に定着する。トナーが定着された用紙１０は、所定の排紙トレイ（不図示）に排出される。

図２は本発明に係る現像装置４の正面配置を示す模式図である。現像装置４は、水平方向に設けられた転写搬送ベルト７の搬送方向に沿って上流側から下流側に並置された各画像形成ユニットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４内に設けられ、現像ローラ４１が感光体１に当接するように配置してあり、現像ローラ４１及び感光体１夫々は、例えば、図中矢印方向に示すようにカウンタ方向に回転する。

図において、４０は筐体である。筐体４０は、箱体状をなし、略中央部に設けられた仕切壁４０ａにより、筐体４０内部を、トナー及びキャリアからなる二成分の現像剤Ｔを収容する収容槽４４と空気槽４７とに分離している。

収容槽４４には、感光体１の回転軸と平行に、円筒状の現像ローラ４１、現像剤Ｔを撹拌及び搬送する撹拌搬送ローラ４２ａ、４２ｂなどが適長の離隔寸法を有して配置されている。現像ローラ４１の表面と筐体４０の端部４０ｂとの間隙には、筐体４０に固定され、現像ローラ４１表面上の現像剤Ｔの穂高を所定の寸法に制御するためのドクターブレード４３を有する。ドクターブレード４３は、薄板状であって所定の押圧を有して現像ローラ４１表面に当接している。

収容槽４４には、所定量の現像剤Ｔを収容してあり、現像剤Ｔに占有されていない槽内空間４４ａが存在する。現像ローラ４１、撹拌搬送ローラ４２ａ、４２ｂには、各ローラを回転駆動させるためのモータ、ギアなどの駆動系（不図示）が設けられている。撹拌搬送ローラ４２ａ、４２ｂを回転させることにより、収容槽４４内の現像剤Ｔを撹拌・搬送し、現像ローラ４１の表面に保持された現像剤Ｔは、ドクターブレード４３により所定の穂高に制御され感光体１へ供給される。また、現像ローラ４１を回転させた場合、現像ローラ４１と筐体４０との間隙を通じて、現像装置４の外部から図中矢印方向に空気が流入する。例えば、現像ローラ４１の表面に保持された現像剤Ｔを収容槽４４に回収する際に、現像剤Ｔの穂立ちにより空気が一緒に収容槽４４内に巻き込まれる。

仕切壁４０ａの現像ローラ４１側には、空気槽４７と収容槽４４内の槽内空間４４ａとを連通する第１開口部４５を形成し、仕切壁４０ａの撹拌搬送ローラ４２ａ側には、空気槽４７と槽内空間４４ａとを連通する第２開口部４６を形成してある。第１開口部４５及び第２開口部４６は、夫々現像ローラ４１、撹拌搬送ローラ４２ａ、４２ｂの軸方向に平行であって、各ローラの長さと略同寸法の長孔である。これにより、第１開口部４５、槽内空間４４ａ、第２開口部４６、空気槽４７で構成される空気循環路を形成する。

筐体４０の空気槽４７を構成する槽壁の第１開口部４５及び第２開口部４６から離れた箇所には、空気槽４７を大気に連通する所定寸法の連通孔４８を設けてあり、連通孔４８は、空気を通過させ、現像剤Ｔを捕獲するように微小な多孔を有するフィルタ４９で覆われている。これにより、フィルタ４９で覆われた連通孔４８を、第１開口部４５、槽内空間４４ａ、第２開口部４６、空気槽４７で構成される空気循環路から離隔した位置に設けている。

図３は第１開口部４５の断面拡大図である。図に示すように、第１開口部４５は、仕切壁４０ａに設けられ、槽内空間４４ａと空気槽４７とを連通するように構成している。図中矢印Ｂは、現像ローラ４１の回転により槽内空間４４ａを流れる空気の流動方向を示す。なお、空気の流動方向の流動元を上流側とし、流動先を下流側とする。

図中矢印Ａは、第１開口部４５の空気槽４７側から槽内空間４４ａ側への開口方向を示し、第１開口部４５は、開口方向Ａが第１開口部４５近傍の槽内空間４４ａを流れる空気の流動方向Ｂに対して、鋭角をなすように設けている。これにより、第１開口部４５を通じて空気槽４７から槽内空間４４ａへ流れ込む空気を、槽内空間４４ａの第１開口部４５付近を流れる空気の流れに逆らわず合流させることができる。

第１開口部４５の槽内空間４４ａ側の縁部近傍を、槽内空間４４ａを流れる空気に対して、上流側縁部４５ａ近傍より下流側縁部４５ｂ近傍で槽内空間４４ａが拡大するように構成する。槽内空間４４ａを流れる空気は、第１開口部４５の上流側縁部４５ａ近傍において、空気圧が下がり、第１開口部４５の槽内空間側近傍４５ｃで負圧が生じる。これにより、第１開口部４５を通じて空気槽４７内の空気を槽内空間４４ａ内の空気の流れに合流させ、第１開口部４５、槽内空間４４ａ、第２開口部４６、空気槽４７で構成される空気循環路における空気の循環を促すことができる。

次に現像装置４の動作について説明する。図４は現像装置４内の空気の循環を示す説明図である。図に示すように、現像ローラ４１が回転することにより、外部から空気が槽内空間４４ａに流れ込む。外部から流入した空気は、矢印Ｂに示すように槽内空間４４ａ内を移動し、矢印Ｃに示すように第２開口部４６を通じて空気槽４７へ流入する。

空気槽４７内の空気は、第１開口部４５近傍で生じる負圧により、矢印Ｄに示すように第１開口部４５の方へ流れ、矢印Ａに示すように第１開口部４５を通じて、槽内空間４４ａを流れる空気に合流する。現像装置４内に流入した空気は、第１開口部４５、槽内空間４４ａ、第２開口部４６、空気槽４７で構成される空気循環路を、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａのように循環する。

これにより、現像ローラ４１の回転により現像装置４内に流れ込んだ空気が、現像ローラ４１表面とドクターブレード４３との間隙を通じて、現像装置４の外部へ流れることを防止し、空気の流れとともに、現像ローラ４１表面とドクターブレード４３との間隙から飛散する現像剤Ｔを抑制することができる。

現像ローラ４１の回転により槽内空間４４ａに空気が流入し続けることにより、槽内空間４４ａ及び空気槽４７内の内圧が上昇した場合であっても、空気槽４７の槽壁に設けられた連通孔４８により、空気槽４７内の空気が大気に連通されるため、内圧の上昇を抑制することができ、第１開口部４５、槽内空間４４ａ、第２開口部４６、空気槽４７で構成される空気循環路を通じて、空気を循環し続けることができる。

空気循環路を通じて、空気の流れとともに飛散する現像剤Ｔを循環させるため、現像剤Ｔが、連通孔４８を覆うフィルタ４９に付着することを抑制することができる。また、連通孔４８を空気循環路から離隔して設けていることにより、現像剤Ｔがフィルタ４９に付着することをさらに抑制することができ、現像剤Ｔによる目詰まりを抑制して、フィルタ４９の交換までの期間を従来よりも一層長期化して、利用者の利便性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明にあっては、第１開口部４５、槽内空間４４ａ、第２開口部４６、及び空気槽４７内部を通じて空気を循環させることにより、空気槽４７を介して収容槽４４内の空気を循環させて、現像剤Ｔが外部に飛散することを防止することができる。また、現像剤Ｔによるフィルタ４９の目詰まりを抑制して、フィルタ４９の交換までの期間を従来よりも一層長期化して、利用者の利便性を向上させることができる。

上述の実施の形態においては、画像形成装置は、いわゆる多段型について説明したが、これに限定されるものではなく、単一型の画像形成装置であってもよい。また、現像剤は、２成分に限定されるものではなく、１成分のものにも本発明を適用することができる。

上述の実施の形態においては、第１開口部４５、槽内空間４４ａ、第２開口部４６、及び空気槽４７内部で構成される空気循環路は、一例であって、その配置、位置関係、構成などは限定されるものではなく、現像装置４の収容槽４４の形状若しくは大きさ、又は現像ローラ４１、撹拌搬送ローラ４２ａ、４２ｂの配置若しくは数量などに応じて適宜変更することが可能である。

上述の実施の形態においては、第１開口部４５及び第２開口部４６は、夫々１つの長孔であったが、これに限定されるものではなく、例えば、現像ローラ４１の軸方向に沿って配置された複数の長孔により構成するものでもよい。

上述の実施の形態において、第１開口部４５の断面形状は、一例であって、これに限定されるものではなく、第１開口部４５の槽内空間４４ａ側近傍で槽内空間４４ａを流れる空気に対して負圧が生じるような構成であれば、どのような構成、形状であってもよい。

本発明に係る現像装置を備える画像形成装置の構成を示す模式図である。 本発明に係る現像装置の正面配置を示す模式図である。 第１開口部の断面拡大図である。 現像装置内の空気の循環を示す説明図である。

符号の説明

１ 感光体
４ 現像装置
４０ 筐体
４０ａ 仕切壁
４０ｂ 端部
４１ 現像ローラ
４２ａ、４２ｂ 撹拌搬送ローラ
４３ ドクターブレード
４４ 収容槽
４４ａ 槽内空間
４５ 第１開口部
４５ａ 上流側縁部
４５ｂ 下流側縁部
４５ｃ 槽内空間側近傍
４６ 第２開口部
４７ 空気槽
４８ 連通孔
４９ フィルタ

Claims (7)

1. 現像剤を収容し、感光体に現像剤を付着させる現像ローラを有する収容槽を備える現像装置において、
   前記収容槽の槽壁に離隔して設けられた第１開口部及び第２開口部と、
   前記収容槽に併設され、前記第１開口部及び第２開口部で内部が連通されるとともに、大気に連通する連通孔を有する空気槽と
   を備え、
   前記収容槽内の現像剤に占有されていない槽内空間を前記現像ローラの回転により流れる空気を、前記第１開口部、槽内空間、第２開口部、及び空気槽内部を通じて循環するように構成してあることを特徴とする現像装置。
2. 前記第１開口部を第２開口部より前記槽内空間を流れる空気の流動方向の上流側に設けていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１開口部の槽内空間側近傍は、前記槽内空間を流れる空気により負圧を生じるように構成してあることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第１開口部の前記空気槽側から槽内空間側への開口方向は、
   前記第１開口部近傍の槽内空間を流れる空気の流動方向に対して、鋭角をなすように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記第１開口部の前記槽内空間側の縁部近傍は、
   前記槽内空間を流れる空気の流動方向に対して、上流側縁部近傍より下流側縁部近傍で前記槽内空間を拡大するように構成してあることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の現像装置。
6. 前記連通孔は、
   空気が循環する循環路から離隔していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の現像装置。
7. 現像剤を収容し、感光体に現像剤を付着させる現像ローラを有する収容槽を備える現像装置で前記感光体に形成された静電潜像を現像し、現像された静電潜像をシートに転写して画像を形成する画像形成装置において、
   前記現像装置は、請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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