JP2008134404A - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像装置の左右両端部からの現像剤のトナー漏れを防止する装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持体２１と現像ローラ２２の磁気ブラシが接触して像担持体２１上の画像潜像が現像される領域を現像領域Ｄと呼ぶ。現像ローラ２２周辺からの飛散トナーは、現像ローラ２２の現像領域Ｄより回転方向上流側では現像ローラ２２とトナー飛散防止板２６に対応する位置にある上現像ハウジング２９ａの端面及び内周面に貼り付けられたマグネットシート２４の磁気シールドによって防止され、現像ローラ２２の現像領域Ｄよりも下流側では現像ローラ２２の回転により発生する空気流３０により下現像ハウジング２９ｂの端部の隙間３１から現像槽に還流されるから、現像ハウジング２９の外部に漏出することはない。
【選択図】 図４

Description

この発明は、電子複写機、プリンタやその複合機などの画像形成装置に使用される現像装置、及びその現像装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、帯電させた像担持体上に画像信号で変調されたレーザ光を投射して画像の静電潜像を形成し、形成された静電潜像をトナーで現像して像担持体上にトナー像を形成する。次に、このトナー像を記録用紙に転写し、記録用紙に転写されたトナー像を定着処理し、排紙トレイに排出する工程をとる。

このような画像形成装置の現像装置は、互いに反対方向に回転する像担持体と現像剤担持体とを備え、画像の静電潜像に現像剤担持体の表面に吸着されている現像剤（トナー）を付着させて現像するように構成されているものがある。

現像装置による現像動作では、像担持体と現像剤担持体との間に形成される現像領域において現像に関与しなかったトナーが飛散して現像装置の外部に漏出し、帯電器を汚染したり画像形成装置の内部を汚染するなどして画像品質の不良を発生させていた。

このようなトナーが飛散対策の第１の例として、例えば磁気ブラシ方式の現像装置においては、現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材の両端部に、画像領域外に相当する現像ローラの両端に当接する弾性部材を設け、軸方向両端部からの現像剤の漏出を防止するものが提案されている（特許文献１参照）。

このほか、磁気ブラシ方式の現像装置の現像ローラを覆う現像ハウジングの内周面にマグネットシートを貼り付け、マグネットシートに現像剤に含まれている磁性キャリアを吸着させ、現像ローラの非着磁領域である軸方向両端部からの現像剤の漏出を防止するものが広く使用されている。

図５は、上記したトナー飛散対策の第１例の磁気ブラシ方式の現像装置のトナー漏れ防止装置の構成を説明する図で、図５（ａ）は現像装置の現像ローラと厚規制部材の正面図、図５（ｂ）は層厚規制部材の動作を説明する斜視図、図５（ｃ）は層厚規制部材への弾性部材の装着を説明する斜視図である。

図５（ａ）乃至（ｃ）において、磁気ブラシ方式の現像ローラ１０１は、複数の磁極が形成された固定磁石１２１の回りに非磁性体からなる円筒状の現像スリーブ１２２が回転自在に装着されて構成されている。現像ローラ１０１上に搬送された現像剤１２５は、層厚規制部材１０２により所定の薄い層厚１２５ａに規制される。現像ローラ１０１の画像形成領域外である両端部１０１ａでは、層厚規制部材１０２に取付られた弾性部材１０３が現像ローラ１０１に押し付けられているので、現像剤の層厚１２５ｂは殆どゼロとなり、現像ローラの非着磁領域である軸方向両端部からの現像剤の漏出を防止することができる。

図６は、上記したトナー飛散対策の第２例の磁気ブラシ方式の現像装置のトナー漏れ防止装置の構成を説明する図で、図６（ａ）は現像装置の断面図、図６（ｂ）は現像装置の現像ローラ附近を拡大した断面図、図６（ｃ）は現像装置の現像ローラ附近の水平方向の拡大断面図である。

図６（ａ）乃至（ｃ）において、像担持体１３１に接近して配置された磁気ブラシ方式の現像ローラ１３２は、上記図５で説明した構成と同じく、複数の磁極が形成された固定磁石１３２ａの回りに非磁性体からなる円筒状の現像スリーブ１３２ｂが回転自在に装着されて構成されている（図６（ｃ）参照）。なお、符号１３６はトナー回収装置を示す。

現像ローラ１３２が収容される現像ハウジング１３９には、そのハウジング端部１３９ａ（現像ローラの軸受がある）に、像担持体１３１と現像ローラ１３２との接触点である現像領域Ｄから現像ローラ１３２の回転方向下流側の現像ハウジング１３９の内周面及び端面にマグネットシート１３３が貼り付けられている。

この構成により、現像ローラ１３２の非着磁領域である軸方向両端部から飛散して現像ハウジング端部１３９ａに向かう現像剤は、磁性キャリアがマグネットシート１３３に捕らえられ、現像ハウジング端部１３９ａからのトナーの漏出を防止することができる。
特開平５−２１０３０７号公報

しかしながら、図５を参照して説明したトナー飛散対策の第１例では、層厚規制部材１０２に取付られた弾性部材１０３が現像ローラ１０１に直接押し付けられているので、弾性部材１０３と現像ローラ１０１との間で現像剤がしごかれて軟凝集し、この軟凝集した現像剤が現像装置の現像剤槽に混入して現像剤供給路のフイルタの目詰まりや、形成された画像に白抜けが発生する等の不都合が発生する。

また、図６を参照して説明したトナー飛散対策の第２例では、像担持体１３１と現像ローラ１３２との接触点である現像領域Ｄから現像ローラ１３２の回転方向上流側には、現像ハウジング端部１３９ａの内周面及び端面にマグネットシート１３３が貼り付けられていない。

このため、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記現像ローラ１３２の回転方向上流側から飛散する現像剤は、そのまま現像ハウジング端部１３９ａに移動する。

現像ハウジング端部１３９ａに移動した現像剤は、現像ハウジング端部１３９ａの内周面及び端面にマグネットシート１３３が貼り付けられているため、現像ローラ１３２の円筒状の現像スリーブ１３２ｂの内部の固定磁石１３２ａと接近するマグネットシート１３３の全表面に現像剤の磁性キャリアが吸着され、現像ハウジング端部１３９ａとマグネットシート１３３とに囲まれる空間に、現像ローラ１３２の回転方向上流側及び下流側から飛散したトナーが矢印ｃで示すように移動してトナーの堆積Ｔが生じ、現像ハウジング端部１３９ａ付近からトナーが漏出するという不都合が発生する。

この発明は、上記した課題を解決し、現像装置からのトナー漏れを十分に防止できる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ものである。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナーとキャリアからなる現像剤を保持する現像剤担持体と、前記像担持体と現像剤担持体とを収容する現像ハウジングとを備えた画像形成装置の現像装置において、前記現像ハウジングの現像剤担持体収容部は、前記像担持体と現像剤担持体とで形成される現像領域から現像剤担持体回転方向上流側にはハウジング端部及びハウジング内面にマグネットシートが配置されて磁気シールドが形成され、前記現像領域から現像剤担持体回転方向下流側にはハウジング端部に隙間が設けられていることを特徴とする現像装置である。

そして、前記磁気シールドは現像ハウジング端部からのトナー漏れを防止し、前記隙間は現像ハウジング端部に集積するトナーを現像槽に還流させるものである。

そして、前記現像剤担持体は、複数の永久磁石を配置して複数の磁極が形成された磁石体の回りに非磁性体からなる円筒状の現像スリーブが回転自在に装着されて構成され、現像スリーブの両端部は対応する磁極のない非着磁部に形成されているものとする。

そして、前記現像ハウジングには、前記現像剤担持体に付着する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材が配置され、現像ハウジングの層厚規制部材の配置部分にはハウジング内面にマグネットシートが配置されているものとする。

そして、前記マグネットシートは、前記現像剤担持体における前記非着磁部に対応する位置に配置されるものとする。

また、前記現像ハウジングの現像剤担持体回転方向上流側には飛散トナー防止板が配置されているものとする。

また、前記像担持体と前記現像剤担持体とは、両者が互いに対向する位置において反対方向に進行するよう回転駆動されるものとする。

請求項８の発明は、像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナーとキャリアからなる現像剤を保持する現像剤担持体と、前記像担持体と現像剤担持体とを収容する現像ハウジングとを備えた画像形成装置の現像装置において、前記現像剤担持体は前記像担持体と対向する位置において像担持体とは反対方向に進行するよう回転駆動されるとともに、その両端部に非着磁部が形成されてなり、前記現像ハウジングの現像剤担持体収容部は、前記像担持体と現像剤担持体とで形成される現像領域から現像剤担持体回転方向上流側にはハウジング端部及びハウジング内面にであって前記現像剤担持体の非着磁部に対応する位置にマグネットシートが配置されて磁気シールドが形成され、前記現像領域から現像剤担持体回転方向下流側には、ハウジング端部に隙間が設けられていることを特徴とする現像装置である。

請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の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。

この発明によれば、現像ローラ周辺からの飛散トナーは、現像ローラの現像領域Ｄより回転方向上流側では、現像ローラとその周辺の部材に設けられたマグネットシートの磁気シールドによって防止され、現像ローラの現像領域Ｄよりも下流側では、現像ローラの回転により発生する空気流により、現像ローラ周辺の端部の隙間から下現像ハウジングに還流され、現像ハウジングの外部に漏出することがない。

以下、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明に係るトナー漏れ防止装置を有する現像装置を備えたタンデム方式の画像形成装置１０の主要部の構成を説明する正面図で、タンデム方式の画像形成装置１０そのものは公知の構成である。

図１において、一次転写ベルト１１が駆動ローラ１２及び従動ローラ１３の間に架設され、図示しない駆動源により矢印ａ方向に一定速度で移動するように構成されている。

一次転写ベルト１１の下側には、像担持体の回りに帯電装置、露光装置、現像装置、クリーニング装置が一体的に組み込まれたイメージングカートリッジ１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙが配置される。

イメージングカートリッジ１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙの内部に組み込まれた像担持体、帯電装置、露光装置、現像装置、クリーニング装置の構成と機能は公知のものであるからここでは詳細な説明は省略するが、帯電装置の作用により表面が均一に帯電された像担持体の表面に、露光装置のレーザ装置から画像信号で変調されたレーザ光が投射され、画像潜像が形成される。画像潜像は現像装置に装填されたトナーとキャリアから構成される現像剤で現像され、形成されたトナー像は後述する一次転写装置により一次転写ベルト１１に転写される。転写後、像担持体の表面の残留トナーはクリーニング装置により除去清掃される。

イメージングカートリッジには、その現像装置に黒色現像剤が装填されたイメージングカートリッジ１４Ｋ、シアン現像剤が装填されたイメージングカートリッジ１４Ｃ、マゼンタ現像剤が装填されたイメージングカートリッジ１４Ｍ、イエロー現像剤が装填されたイメージングカートリッジ１４Ｙがあり、一次転写ベルト１１の下側右側からイメージングカートリッジ１４Ｋ、イメージングカートリッジ１４Ｃ、イメージングカートリッジ１４Ｍ、イメージングカートリッジ１４Ｙの順に配置される。

イメージングカートリッジ１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙと対向する位置には、一次転写ベルト１１を挟んで一次転写装置１５Ｋ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙが配置され、さらに、従動ローラ１３と対向する位置には、一次転写ベルト１１を挟んで二次転写ローラ１６が配置される。

また、イメージングカートリッジ１４Ｋ〜１４Ｙの下側には記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１７が配置され、一次転写ベルト１１と二次転写ローラ１６とのニップ部Ｎの上流側に記録媒体Ｐを搬送する搬送路１８が設けられ、前記ニップ部Ｎの下流側には、トナー像が転写された記録媒体Ｐを定着処理する定着装置１９が配置されている。

簡単に画像形成装置１０の作像動作を説明する。電源の投入によりイメージングカートリッジ１４Ｋ〜１４Ｙが作動を開始する。まず、イメージングカートリッジ１４Ｙによりイエローのトナー像が形成され、一次転写装置１５Ｙの作用により一次転写ベルト１１の上に転写される。次に、イメージングカートリッジ１４Ｍによりマゼンタのトナー像が形成され、一次転写装置１５Ｍの作用により前記イエローのトナー像の上に重畳して転写される。以下同様にイメージングカートリッジ１４Ｃによりマゼンタのトナー像が形成され、一次転写装置１５Ｃの作用により前記トナー像の上に重畳して転写され、イメージングカートリッジ１４Ｋにより黒色トナー像が形成され、一次転写装置１５Ｋの作用により前記トナー像の上に重畳して転写され、一次転写ベルト１１の上にフルカラーのトナー像が形成される。

一次転写ベルト１１の上のフルカラートナー像が二次転写ローラ１６の位置に到達するタイミングに合わせて給紙カセット１７から記録媒体Ｐが給紙され、二次転写ローラ１６の作用によりフルカラートナー像は記録媒体Ｐに転写される。この後、記録媒体Ｐは定着装置１９に搬送されて定着処理され、フルカラー画像が完成する。

上記した画像形成装置１０の構成は一例を示したものであって、各構成要素の配置等は装置の設計に応じて適宜変更することができる。

次に、現像装置のトナー漏れ防止装置を説明する。図２は磁気ブラシ方式の現像装置２０の構成を説明する断面図、図３は図２に示す現像装置２０のトナー漏れ防止装置の部分構成を説明する斜視図、図４は図２に示すトナー漏れ防止装置の構成の詳細を説明する図であって、図４（ａ）は現像装置２０の断面図、図４（ｂ）は現像装置２０の現像ローラ附近を拡大した断面図、図４（ｃ）は現像装置２０の現像ローラ附近の水平方向の拡大断面図である。

図２、図３、及び図４（ａ）乃至（ｃ）を参照して現像装置２０の構成を説明する。現像装置２０は、現像ハウジング２９の内部に像担持体２１に接近して配置された磁気ブラシ方式の現像ローラ２２を備える。現像ローラ２２は、複数の永久磁石を配置して複数の磁極が形成された磁石体２２ａの回りに非磁性体からなる円筒状の現像スリーブ２２ｂが回転自在に装着されて構成され、磁石体２２ａの磁極は円筒状の現像スリーブ２２ｂの端部にはなく、現像ローラ２２の両端部は非着磁部となっている（図４（ｃ）参照）。

現像剤担持体である現像スリーブ２２ｂの回転方向と像担持体２１の回転方向とは、両者が互いに対向する位置において反対方向に進行するよう回転駆動される。即ち、図４（ａ）では、像担持体２１が時計方向に回転するときは、現像剤担持体である現像スリーブ２２ｂも時計方向に回転する。像担持体２１が反時計方向に回転するときは、現像スリーブ２２ｂも反時計方向に回転する。

以下の説明では、像担持体２１と現像ローラ２２の磁気ブラシが接触して像担持体２１上の画像潜像が現像される領域を現像領域Ｄと呼ぶことにする。

また、現像ハウジング２９は、前記現像領域Ｄよりも現像ローラ２２の回転方向上流側の現像ローラ２２に沿った部分を上現像ハウジング２９ａと呼び、現像領域Ｄよりも現像ローラ２２の回転方向下流側の現像ローラ２２に沿った部分を下現像ハウジング２９ｂと呼び、上下を区別しない場合は単に現像ハウジング２９と呼ぶことにする。

上現像ハウジング２９ａには、現像ローラ２２によって搬送される現像剤の層厚を所定の薄い層厚に規定する層厚規制部材２３が、現像ローラ２２に非接触の状態で接近配置されている。層厚規制部材２３の上面には現像剤が搬送される際に生じる飛散トナーの、現像装置外部への漏出を防止するトナー飛散防止板２６が配置されている。また、その上には回収トナーを収容するトナー収容箱３２が配置されている。

上現像ハウジング２９ａには、像担持体２１の現像領域Ｄの上流側に当接するウレタンシート製の現像シール２８が取付けられているほか、上現像ハウジング２９ａの左右両端部には端部シール２７（図３参照）が設けてあり、像担持体２１から飛散するトナーの装置外部への漏出を防止している。

層厚規制部材２３近傍の現像ローラ２２両端部の非着磁部に対向する上現像ハウジング２９ａの端面及び内周面と、トナー飛散防止板２６の現像ローラ２２両端部の非着磁部に対向する上現像ハウジング２９ａの端面及び内周面には、マグネットシート２４が貼り付けられて磁気シールドが形成されている。また、下現像ハウジング２９ｂと現像ローラ２２との間には隙間３１が形成されており、現像ローラ２２の回転により発生する空気流３０により下現像ハウジング２９ｂの両端部に集まる飛散トナーを、図示しない現像槽に還流させるように構成されている。

次に、上記した現像装置２０による飛散トナーの動きと飛散防止について説明する。現像装置２０にトナーの飛散防止の構成を備えないときは、現像ローラ２２はトナーとキャリアから構成される現像剤を磁気吸着して像担持体２１に接近して回転するから、現像ローラ２２の軸方向の全領域からトナーが浮遊し飛散することになる。また、現像ローラ２２に対向して像担持体２１が接近配置されており、その近傍には一次転写ベルト等が対向配置されているから、現像ローラ２２からの飛散トナーは主として現像ハウジング２９の左右両端部に移動し、両端部から現像ハウジングの外部に漏出することになる。

そこで、この発明の実施の形態では、マグネットシート２４による磁気シールドと、現像ローラ回転で発生する空気流により現像ハウジングの外部への漏出を防止している。即ち、図４（ａ）乃至（ｃ）を参照すると明らかなように、現像ローラ２２周辺からの飛散トナーは、現像ローラ２２の現像領域Ｄより回転方向上流側では、現像ローラ２２とトナー飛散防止板２６に対応する位置にある上現像ハウジング２９ａの端面及び内周面に貼り付けられたマグネットシート２４による磁気シールドによって阻止され、上現像ハウジング２９ａの外部に漏出することはない。

また、現像ローラ２２の現像領域Ｄよりも下流側では、現像ローラ２２周辺からの飛散トナーは、現像ローラ２２の回転で発生する空気流３０により現像ローラ２２と下現像ハウジング２９ｂの端部の隙間３１から図示しない現像槽に還流され、下現像ハウジング２９ｂの外部に漏出することはない。

画像形成装置の現像装置から現像剤のトナー漏れを防止する装置であって、現像ローラ周辺からの飛散トナーは、現像ローラの現像領域Ｄより回転方向上流側では、上現像ハウジングの現像ローラとその周辺の部材に設けられたマグネットシートの磁気シールドによって防止され、現像ローラの現像領域Ｄよりも下流側では、現像ローラの回転により発生する空気流により現像ローラと下現像ハウジングの隙間から現像槽に還流され、現像ハウジングの外部に漏出することがない。

この発明に係るトナー漏れ防止装置を有する現像装置を備えたタンデム方式の画像形成装置の主要部の構成を説明する正面図。 磁気ブラシ方式の現像装置の構成を説明する断面図。 図２に示す現像装置のトナー漏れ防止装置の構成を説明する斜視図。 図２に示す現像装置のトナー漏れ防止装置の構成の詳細を説明する図。 従来のトナー飛散対策の第１例の磁気ブラシ方式の現像装置のトナー漏れ防止装置の構成を説明する図。 従来のトナー飛散対策の第２例の磁気ブラシ方式の現像装置のトナー漏れ防止装置の構成を説明する図。

符号の説明

１０ 画像形成装置（タンデム方式の画像形成装置）
１１ 一次転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ イメージングカートリッジ
１５Ｋ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ 一次転写装置
１６ 二次転写ローラ
１７ 給紙カセット
１８ 搬送路
１９ 定着装置
２０ 現像装置
２１ 像担持体
２２ 現像ローラ
２２ａ 磁石体
２２ｂ 現像スリーブ
２３ 層厚規制部材
２４ マグネットシート
２６ トナー飛散防止板
２７ 端部シール
２８ 現像シール
２９ 現像ハウジング
２９ａ 上現像ハウジング
２９ｂ 下現像ハウジング
３０ 空気流
３１ 隙間
３２ トナー収容箱

Claims (9)

1. 像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナーとキャリアからなる現像剤を保持する現像剤担持体と、前記像担持体と現像剤担持体とを収容する現像ハウジングとを備えた画像形成装置の現像装置において、
   前記現像ハウジングの現像剤担持体収容部は、前記像担持体と現像剤担持体とで形成される現像領域から現像剤担持体回転方向上流側にはハウジング端部及びハウジング内面にマグネットシートが配置されて磁気シールドが形成され、前記現像領域から現像剤担持体回転方向下流側にはハウジング端部に隙間が設けられていること
   を特徴とする現像装置。
2. 前記磁気シールドは現像ハウジング端部からのトナー漏れを防止し、前記隙間は現像ハウジング端部に集積するトナーを現像槽に還流させること
   を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤担持体は、複数の永久磁石を配置して複数の磁極が形成された磁石体の回りに非磁性体からなる円筒状の現像スリーブが回転自在に装着されて構成され、現像スリーブの両端部は対応する磁極のない非着磁部に形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記現像ハウジングには、前記現像剤担持体に付着する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材が配置され、現像ハウジングの層厚規制部材の配置部分にはハウジング内面にマグネットシートが配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記マグネットシートは、前記現像剤担持体における前記非着磁部に対応する位置に配置されること
   を特徴とする請求項１又は４に記載の現像装置。
6. 前記現像ハウジングの現像剤担持体回転方向上流側には飛散トナー防止板が配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
7. 前記像担持体と前記現像剤担持体とは、両者が互いに対向する位置において反対方向に進行するよう回転駆動されること
   を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
8. 像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナーとキャリアからなる現像剤を保持する現像剤担持体と、前記像担持体と現像剤担持体とを収容する現像ハウジングとを備えた画像形成装置の現像装置において、
   前記現像剤担持体は前記像担持体と対向する位置において像担持体とは反対方向に進行するよう回転駆動されるとともに、その両端部に非着磁部が形成されてなり、
   前記現像ハウジングの現像剤担持体収容部は、前記像担持体と現像剤担持体とで形成される現像領域から現像剤担持体回転方向上流側にはハウジング端部及びハウジング内面にであって前記現像剤担持体の非着磁部に対応する位置にマグネットシートが配置されて磁気シールドが形成され、前記現像領域から現像剤担持体回転方向下流側には、ハウジング端部に隙間が設けられていること
   を特徴とする現像装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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