JP2009042418A - 現像装置，画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電不良やカブリなどの原因となる劣化トナーの残留をできる限り防止することのできる現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像ローラ２１に接触することにより該現像ローラ２１に付着したトナーを薄層に形成する薄層形成ブレード２１１と，前記現像ローラ２１に接触してトナーの漏れを防止するシール部材２１２との各々の供給ローラ２２２側の先端が，前記現像ローラ２１及び前記供給ローラ２２２の接触部の両側においてトナーカートリッジ２２の開口範囲２２３ａ内に位置するように，前記薄層形成ブレード２１１及び前記シール部材２１２が配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は，着脱可能に構成されたトナー収容器から供給されるトナーを像担持体に供給する現像装置及びこれが搭載される画像形成装置に関し，特に，当該現像装置内における劣化トナーの残存防止を図る技術に関するものである。

一般に，電子写真方式の複写機，プリンタ装置，ファクシミリ装置，これらの複合機などの画像形成装置には，感光体ドラムなどの像担持体に形成された静電潜像をトナー（一成分現像剤）によって現像する現像装置が搭載される。この現像装置には，トナーが収容されたトナー収容器が着脱可能に設けられる（例えば，特許文献１，２参照）。ここに，図４は特許文献１の図１を引用した図，図５は特許文献２の図１を引用した図である。
図４に示されているように，特許文献１の現像装置では，トナーを収容するトナー収容部３が現像部４に着脱可能に構成されている。トナー収容部３から供給されたトナーは，現像部４に設けられた貯留スペースＲ１に貯留され，供給ローラ４１によって現像ローラ４０に供給される。そして，トナー収容部３内のトナーがなくなると，該トナー収容部３が交換される。
一方，図５に示されているように，特許文献２の現像装置では，トナーが収容されるトナー収容部６内に供給ローラ３が配置されている。そして，この供給ローラ３は，トナー収容部６と共に着脱される。このような構成では，現像装置側のトナーの貯留スペースＲ２は，前記特許文献１の現像装置の貯留スペースＲ１に比べて小さい。
特開平１―２６６５７１号公報 特開２００５−３０８９０８号公報

しかしながら，前記特許文献１の現像装置では，トナー収容部３が交換されても，供給ローラ４１や現像ローラ４０の周りの貯留スペースＲ１（図４参照）に多くのトナーが残留することになる。そのため，その供給ローラ４１や現像ローラ４０の周りの劣化トナーが多くなり，トナーの帯電不良やカブリなどの問題が生じるおそれがある。
また，前記特許文献２の現像装置では，前記特許文献１の現像装置に比べて，現像装置側の貯留スペースＲ２に残留するトナーの量が少ないものの，依然として現像ローラ２の上下に設けられた貯留スペースＲ２には劣化トナーが残留するため，その劣化トナーによる同様の問題が生じるおそれがある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，帯電不良やカブリなどの原因となる劣化トナーの残留をできる限り防止することのできる現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，潜像を担持する像担持体にトナーを供給することにより該潜像を現像する現像ローラと，前記現像ローラに接触することにより該現像ローラに付着したトナーを薄層に形成する薄層形成部材と，前記現像ローラに接触してトナーの漏れを防止するシール部材と，当該現像装置に着脱可能であって，トナーが収容されるトナー収容部及び該トナー収容部のトナーを前記現像ローラに供給する供給ローラを有するトナー収容器と，を備えてなり，前記トナー収容器及び当該現像装置各々に，前記トナー収容器が当該現像装置に装着されているときに前記現像ローラ及び前記供給ローラを接触させるための開口が形成されてなる現像装置に適用されるものであって，前記薄層形成部材及び前記シール部材各々の前記供給ローラ側の先端が，前記現像ローラ及び前記供給ローラの接触部の両側において前記トナー収容器の開口範囲内に位置するように，前記薄層形成部材及び前記シール部材が配置されてなることを特徴とする現像装置として構成される。
本発明に係る前記現像装置では，前記薄層形成部材及び前記シール部材各々の先端が前記トナー収容器の開口範囲内に位置しているため，当該現像装置側のトナーの貯留スペースをごく小さなものにすることができ，当該現像装置側の劣化トナーの残存を防止することができる。これにより，前記現像装置では，劣化トナーによる帯電不良やカブリなどを防止することができる。
また，前記薄層形成部材及び前記シール部材各々の前記供給ローラ側の先端を，当該現像装置から前記トナー収容器内に突出するように配置しておけば，当該現像装置側の劣化トナーの残留をより確実に防止することができる。

ところで，本発明は，前記のように構成された現像装置を一又は複数備えてなる画像形成装置の発明として捉えてもよい。
特に，前記画像形成装置は，前記現像ローラが前記供給ローラの略鉛直上方向に位置することを条件に，前記トナー収容器の前記現像装置からの着脱が可能となるように構成することが望ましい。これにより，前記トナー収容器を離脱する際には，前記現像ローラ近傍のトナーが前記供給ローラ側に落下することになるため，該現像ローラ近傍のトナーの残留をより確実に防止することができる。また，前記トナー収容器を離脱させるときのトナー漏れも防止される。

本発明によれば，前記薄層形成部材及び前記シール部材各々の先端が前記トナー収容器の開口範囲内に位置しているため，前記現像装置側のトナーの貯留スペースをごく小さなものにすることができ，前記現像装置側の劣化トナーの残存を防止することができる。これにより，前記現像装置では，劣化トナーによる帯電不良やカブリなどを防止することができる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るカラープリンタ１の概略構成図，図２は本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘの概略構成図，図３は本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘの要部模式図である。なお，図１〜図３に付した符号は，図４，５に示した符号とは独立したものである。
まず，図１を用いて本発明の実施の形態に係るカラープリンタ１の概略構成について説明する。
図１に示すように，前記カラープリンタ１は，ロータリー型現像装置２，感光体ドラム５，帯電装置６，露光装置７，感光体ドラム５のクリーニング装置８，中間転写ベルト９，一次転写ローラ１０，二次転写ローラ１１，用紙搬送経路１２，定着装置１３，排紙トレイ１４，中間転写ベルト９のクリーニング装置１５，給紙トレイ１６，不図示の制御装置などを有している。なお，前記カラープリンタ１は，本発明に係る画像形成装置の一例に過ぎず，本発明は，その他に複写機やファクシミリ装置，複合機などに適用可能である。また，後述の現像装置Ｘを複数有するカラーの画像形成装置，或いは後述の現像装置Ｘを一つだけ有する単色（モノクロ）の画像形成装置のいずれに適用してもよい。
前記ロータリー型現像装置２は，ブラック（Ｂ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の各色に対応する４つの現像装置Ｘを有している。前記ロータリー型現像装置２では，前記現像装置Ｘが順次感光体ドラム（像担持体）５に対向した現像位置となるよう回転される。そして，前記現像装置Ｘ各々は，前記感光体ドラム５上に形成された静電潜像をトナー（一成分現像剤）によって現像する。

ここで，前記カラープリンタ１における基本的な画像形成動作について説明する。
前記制御装置（不図示）に外部の情報処理装置から画像データが送られてくると，その画像データはブラック（Ｂ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の各色の画像データに分解される。一方，前記感光体ドラム５は，前記帯電装置６で均一に帯電される。このとき，前記ロータリー型現像装置２では，ブラックに対応する前記現像装置Ｘが前記感光体ドラム５に対向した現像位置にある。
そして最初にブラックの画像データが前記露光装置７に与えられ，前記感光体ドラム５にはその画像データに対応した潜像が形成される。次に，前記感光体ドラム５の潜像は，ブラックに対応する前記現像装置Ｘで現像されてトナー像となる。
その後，前記感光体ドラム５のトナー像は，一次転写バイアスが与えられた前記一次転写ローラ１０によって前記中間転写ベルト９に一次転写（中間転写）される。このとき，前記中間転写ベルト９に転写されなかった前記感光体ドラム５上の残トナーは，前記クリーニング装置８でクリーニングされる。なお，前記二次転写ローラ１１及び前記クリーニング装置１５は，全ての色のトナー像が前記中間転写ベルト９に重ね合わせて転写されるまで，該中間転写ベルト９から離間させられている。

次に，前記ロータリー型現像装置２は，次のマゼンタに対応する前記現像装置Ｘが前記感光体ドラム５に対向した現像位置になるように回転する。そして，マゼンタに対応する画像データが前記露光装置７に与えられて，前記感光体ドラム５上に形成された潜像が，マゼンタに対応する前記現像装置Ｘによってトナー像に現像される。その後，前記感光体ドラム５上のマゼンタのトナー像は，前記中間転写ベルト９上に既に転写されているブラックのトナー像の上に重ね合わせて転写される。
そして，シアン，イエローについても前記同様の動作が繰り返されることにより，前記中間転写ベルト９には，全ての色のトナー像が重ね合わされたフルカラーのトナー像が形成される。そして，前記二次転写ローラ１１及び前記クリーニング装置１５が前記中間転写ベルト９に接触され，前記中間転写ベルト９が回転することにより，該中間転写ベルト９のトナー像は，前記二次転写ローラ１１によって，前記給紙カセット１６から前記用紙搬送路１２で搬送される用紙に転写される。このとき，前記中間転写ベルト９から用紙に転写されなかったトナーは，前記クリーニング装置１５によってクリーニングされる。
このようにしてトナー像が転写された用紙は，前記定着装置１３で熱と圧力によってトナー像が定着された後，前記排紙トレイ１４に排出される。これにより，一連の画像形成動作は終了する。

前述したように，前記カラープリンタ１のような画像形成装置では，前記現像装置Ｘの劣化トナーが多くなると，該現像装置Ｘにおけるトナーの帯電不良などが生じるおそれがある。これにより，前記感光体ドラム５の潜像以外の領域にトナーが付着するカブリ等の問題が生じることがある。
そこで，本発明の実施の形態に係る前記現像装置Ｘでは，該現像装置Ｘ内に残留する劣化トナーをできるだけ少なくすることのできる構成を採用している。以下，この点について説明する。

まず，図２を用いて前記現像装置Ｘの概略構成について説明し，その後，図３を用いて前記現像装置Ｘの特徴点について説明する。
図２に示すように，前記現像装置Ｘには，現像ローラ２１，薄層形成ブレード２１１（薄層形成部材の一例），シール部材２１２，及びトナーカートリッジ２２（トナー収容器の一例）が設けられている。
前記トナーカートリッジ２２は，トナー（一成分現像剤）が収容されるトナー収容部２２１及び該トナー収容部２２１のトナーを供給する供給ローラ２２２を有しており，前記現像装置Ｘに着脱可能に構成されている。
前記トナーカートリッジ２２の前記現像装置Ｘへの着脱は，前記カラープリンタ１の筐体に設けられた着脱口（不図示）から行われる。前記カラープリンタ１では，前記着脱口（不図示）が，前記現像ローラ２１が前記供給ローラ２２２の略鉛直上方向に位置する状態となった前記現像装置Ｘのみについて，前記トナーカートリッジ２２を着脱し得るような位置に設けられている。即ち，前記カラープリンタ１では，前記現像ローラ２１が前記供給ローラ２２２の略鉛直上方向に位置することを条件に，前記トナーカートリッジ２２の離脱が可能となる。

また，前記現像装置Ｘ及び前記トナーカートリッジ２２各々には，前記トナーカートリッジ２２が前記現像装置Ｘに装着されているときに前記現像ローラ２１及び前記供給ローラ２２２を接触させるための開口２１３，２２３が設けられている。従って，図２に示すように前記トナーカートリッジ２２が前記現像装置Ｘに装着されると，前記現像ローラ２１及び前記供給ローラ２２２は接触した状態となる。なお，前記開口２１３及び前記開口２２３の一方又は両方の縁部には，トナーの漏れを防止するためのシール部材（不図示）が設けられている。
さらに，前記現像装置Ｘや前記トナーカートリッジ２２に，前記開口２１３，２２３を覆うことによりトナーの漏れを防止する逆流防止弁などを設けてもよい。但し，この場合には，前記トナーカートリッジ２２が前記現像装置Ｘに装着されたときに，その逆流防止弁が前記開口２１３，２２３を開放するように構成しておく必要がある。

ここで，前記供給ローラ２２２は，例えば抵抗値１Ｅ＋８Ωのウレタンスポンジローラなどであって，前記トナーカートリッジ２２が前記現像装置Ｘに装着されたとき，前記現像ローラ２１との接触ニップが３ｍｍとなるように構成されている。
また，前記供給ローラ２２２は，前記現像装置Ｘに設けられた不図示の供給ギアに連結される。前記供給ギアは，前記現像ローラ２１に連結された不図示の現像ギアと共に，所定の駆動モータに連結されたギアに噛合されている。従って，前記現像装置Ｘでは，前記所定の駆動モータが作動されると，前記供給ギア及び前記現像ギアが連動し，前記供給ローラ２２２及び前記現像ローラ２１が回転する。これにより，前記トナー収容部２２１のトナーが前記現像ローラ２１に供給される。なお，前記トナー収容部２２１内のトナーは，前記供給ローラ２２２の回転によってある程度攪拌されるが，前記トナー収容部２２１内に，トナーを攪拌する攪拌部材を設けておいてもよい。

一方，前記現像ローラ２１は，前記供給ローラ２２２から供給されたトナーを用いて，潜像を担持する前記感光体ドラム５にトナーを供給することにより該感光体ドラム５上に形成された潜像を現像するものである。具体的に，前記現像ローラ２１のトナーは，前記現像ローラ２１及び前記感光体ドラム５の間に生じた電位差によって前記感光体ドラム５に移動する。例えば，前記現像ローラ２１は，ＪＩＳ−Ａ硬度４５度，抵抗値が１Ｅ＋６Ω，表面粗さがＲａ（算術平均粗さ ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１）１．０μｍの弾性ローラで構成されている。
前記薄層形成ブレード２１１は，０．１ｍｍ程度のＳＵＳ箔を規制圧２５Ｎ／ｍ程度に設定して前記現像ローラ２１上のトナー層厚を規制すると共にトナーを荷電させる金属製のブレードである。前記薄層形成ブレード２１１は，前記現像ローラ２１に接触することにより該現像ローラ２１に付着したトナーを薄層に形成する。即ち，前記現像ローラ２１上には所定の厚みに均されたトナー層が形成される。
前記シール部材２１２は，前記現像ローラ２１に接触して配置され，トナーの漏れを防止するための部材であって，例えば導電性の高分子量ＰＥフィルムである。前記シール部材２１２は，均一に前記現像ローラ２１に接触するようにウレタンスポンジなどの弾性部材によって該現像ローラ２１側に付勢されている。

次に，図３を用いて，前記現像装置Ｘの特徴点について説明する。
図３に示すように，前記薄層形成ブレード２１１は，一端が前記現像装置Ｘの筐体に固定されているが，他端は前記トナーカートリッジ２２側に開放された自由端となっている。同じく，前記シール部材２１２も，一端は前記現像装置Ｘの筐体に固定されているが，他端は，前記トナーカートリッジ２２側に開放された自由端となっている。
そして，前記現像装置Ｘでは，前記現像ローラ２１及び前記供給ローラ２２２の接触部の両側に，前記薄層形成ブレード２１１及び前記シール部材２１２各々の自由端が位置している。
また，前記トナーカートリッジ２２が前記現像装置Ｘに装着されたとき，前記薄層形成ブレード２１１及び前記シール部材２１２各々の自由端は，前記トナーカートリッジ２２の開口２２３の開口範囲２２３ａ内に位置している。なお，前記薄層形成ブレード２１１及び前記シール部材２１２各々の自由端は，前記現像装置Ｘから前記トナーカートリッジ２２内に若干突出するように配置されている。即ち，前記現像装置Ｘでは，前記薄層形成ブレード２１１の自由端と前記シール部材２１２の自由端との間の開口範囲２１３ａが，前記トナーカートリッジ２２の開口２２３の開口範囲２２３ａよりも小さく，前記開口範囲２１３ａの全てが前記開口範囲２２３ａ内に納まるように設計されている。

このように，前記現像装置Ｘでは，前記薄層形成ブレード２１１及び前記シール部材２１２各々の前記供給ローラ２２２側の先端（自由端）が，前記現像ローラ２１及び前記供給ローラ２２２の接触部の両側において前記トナーカートリッジ２２の開口２２３の開口範囲２２３ａ内に位置するように，前記薄層形成ブレード２１１及び前記シール部材２１２が配置されており，前記現像装置Ｘ側にトナーが残留しにくい構造となっている。
従って，前記現像装置Ｘでは，該現像装置Ｘ内への劣化トナーの残留を防止することができ，該劣化トナーによる帯電不良やカブリなどを防止することができる。
特に，前記現像装置Ｘでは，前記薄層形成ブレード２１１及び前記シール部材２１２各々の自由端が，前記現像装置Ｘから前記トナーカートリッジ２２内に若干突出するように配置されている。これにより，前記現像装置Ｘ側へのトナーの残留をより確実に防止することができる。
しかも，前述したように，前記カラープリンタ１では，前記トナーカートリッジ２２の着脱が，前記現像ローラ２１が前記供給ローラ２２２の略鉛直上方向に位置する場合に限られる。そのため，前記現像ローラ２１近傍のわずかなスペースにトナーが残留していたとしても，そのトナーは，前記トナーカートリッジ２２を離脱する際に，前記トナーカートリッジ２２に落下し，該トナーカートリッジ２２と共に取り除かれることになる。

本発明の実施の形態に係るカラープリンタ１の概略構成図。 本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘの概略構成図。 本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘの特徴を説明するための要部模式図。 従来の現像装置を説明するための図（特許文献１の図１引用）。 従来の現像装置を説明するための図（特許文献２の図１引用）。

符号の説明

Ｘ…現像装置
１…カラープリンタ（画像形成装置の一例）
２…ロータリー型現像装置
２１…現像ローラ
２１１…薄層形成ブレード（薄層形成部材の一例）
２１２…シール部材
２１３…開口
２１３ａ…開口範囲
２２…トナーカートリッジ（トナー収容器の一例）
２２１…トナー収容部
２２２…供給ローラ
２２３…開口
２２３ａ…開口範囲

Claims (4)

1. 潜像を担持する像担持体にトナーを供給することにより該潜像を現像する現像ローラと，前記現像ローラに接触することにより該現像ローラに付着したトナーを薄層に形成する薄層形成部材と，前記現像ローラに接触してトナーの漏れを防止するシール部材と，当該現像装置に着脱可能であって，トナーが収容されるトナー収容部及び該トナー収容部のトナーを前記現像ローラに供給する供給ローラを有するトナー収容器と，を備えてなり，
   前記トナー収容器及び当該現像装置各々に，前記トナー収容器が当該現像装置に装着されているときに前記現像ローラ及び前記供給ローラを接触させるための開口が形成されてなる現像装置であって，
   前記薄層形成部材及び前記シール部材各々の前記供給ローラ側の先端が，前記現像ローラ及び前記供給ローラの接触部の両側において前記トナー収容器の開口範囲内に位置するように，前記薄層形成部材及び前記シール部材が配置されてなることを特徴とする現像装置。
2. 前記薄層形成部材及び前記シール部材各々の前記供給ローラ側の先端が，当該現像装置から前記トナー収容器内に突出してなる請求項１に記載の現像装置。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載の現像装置を一又は複数備えてなる画像形成装置。
4. 前記現像ローラが前記供給ローラの略鉛直上方向に位置することを条件に，前記トナー収容器の前記現像装置からの着脱が可能となる請求項３に記載の画像形成装置。

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