JP2011242450A

JP2011242450A - 現像装置

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Publication number: JP2011242450A
Application number: JP2010112136A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Miyazawa; 宮澤　　英朗
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2030-05-14
Also published as: JP5602491B2

Abstract

【課題】本発明は、現像剤担持体の長手方向端部において、回収ローラとシート状カバー部材との隙間を埋めることで、隙間へトナーが蓄積することを抑制し、回収ローラとシート状カバー部材を併用して現像装置のトナー漏れ出しを更に防ぐことができる現像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る現像装置の代表的な構成は、現像剤を収容する現像容器４０と、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに形成された潜像を現像剤にて現像する現像スリーブ４１、４３と、現像スリーブ４１、４３の長手方向端部において、現像スリーブ４１、４３の感光ドラム１Ｙ〜１Ｋ側を覆うシート状カバー部材７０と、現像スリーブ４１、４３の現像領域下流側で、現像スリーブ４３と対向する位置で現像剤をする回収ローラ８０と、を有する現像装置において、現像スリーブ４３に沿うように、回収ローラ８０とシート状カバー部材７０との隙間に設けられ、回収ローラ８０に現像剤をガイドするガイド部材８２、を有することを特徴とするを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像装置に関するものである。

従来の現像装置において、現像スリーブ（現像剤担持体）の端部からのトナーの漏れ出しを防ぐため、現像スリーブ端部の像担持体側をシート状カバー部材で覆う事でトナーの漏れ出しを防止したものがある（特許文献１）。

また、現像スリーブと現像領域の下流側に回収ローラを設け、磁極によって穂立ちする現像剤を回収ローラで回収する構成によりトナーの漏れ出しを防止したものがある（特許文献２）。また、現像器下部へのトナー飛散防止技術として、飛散トナー回収用の回収ローラを設けたものがある（特許文献３）。回収ローラは、感光体と現像スリーブとが接触する位置の下流側に近接して配置されている。回収ローラにはバイアス電圧が印加されており、現像スリーブと逆方向に回転する。現像領域から飛散したトナーはその下方の回収ローラ上に堆積あるいは吸着する。回収ローラに堆積したトナーは、回収ローラの回転駆動によって搬送され、スクレーパによってかきとられ、現像容器内に回収される。このように、現像スリーブより飛散したトナーが現像容器外部へ漏れることを防ぐことが可能となる。

特開平９−３１９２１５特開２００６−８４９０１特開２０００−１１２２３７

しかしながら、上記特許文献１に記載のシート状カバー部材と、上記特許文献２、３に記載の回収ローラとを併用して、現像装置のトナー漏れ出しを更に抑制しようとすると、現像スリーブの長手方向端部では、回収ローラの外周とシート状カバー部材との間に隙間ができる。このため、この隙間にトナーが蓄積し、トナーの塊となって現像装置外に落下するというおそれがある。

そこで本発明は、現像剤担持体の長手方向端部において、回収ローラとシート状カバー部材との隙間を埋めることで、隙間へトナーが蓄積することを抑制し、回収ローラとシート状カバー部材を併用して現像装置のトナー漏れ出しを更に防ぐことができる現像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る現像装置の代表的な構成は、現像剤を収容する現像容器と、像担持体に形成された潜像を現像剤にて現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の長手方向端部において、前記現像剤担持体の前記像担持体側を覆うカバー部材と、前記現像剤担持体の現像領域下流側で、前記現像剤担持体と対向する位置で現像剤をする回収ローラと、を有する現像装置において、前記現像剤担持体に沿うように、前記回収ローラと前記シート材との隙間に設けられ、前記回収ローラに現像剤をガイドするガイド部材、を有することを特徴とするを特徴とする。

本発明によれば、現像剤担持体の長手方向端部において、回収ローラとシート状カバー部材との隙間を埋めることで、隙間へトナーが蓄積することを抑制し、回収ローラとシート状カバー部材を併用して現像装置のトナー漏れ出しを更に防ぐことができる。

本実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の構成図である。（ａ）現像剤担持体、磁性シールの構成図である。（ｂ）現像剤担持体、磁性シールの断面図である。シート状カバー部材の配置図である。（ａ）本実施形態の現像装置の構成図である。本実施形態のかかる現像装置の斜視図である。・・・本発明の現像容器のシール部長手図シート状カバー部材と回収ローラを併用した構成の課題を説明する図である。

本発明に係る現像装置の実施形態について、図を用いて説明する。

＜画像形成装置＞
図１は本実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の構成図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト２５に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの複数の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型フルカラープリンタである。

画像形成部ＰＹ〜ＰＫでは、帯電装置２Ｙ〜２Ｋによって帯電された感光ドラム（像担持体）１Ｙ〜１Ｋが、露光装置３Ｙ〜３Ｋによって露光され、潜像が形成される。形成された潜像は、装置４Ｙ〜４Ｋにより各色のトナーを用いて各色のトナー像として現像され、一次転写転写ローラ５Ｙによって一次転写部ＴＹ〜ＴＫを通過する中間転写ベルト２５に順次重ねて一次転写される。一次転写後に感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに残った転写残トナーはクリーニング装置６Ｙにより除去される。

一方、記録材カセット１０に収納された記録材Ｐは、ピックアップローラ１１、分離装置１２により、分離給送され、レジストローラ１３によって、二次転写部Ｔ２へ搬送される。一次転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２にて記録材Ｐへ二次転写される。二次転写された記録材Ｐは、定着装置７の定着ローラ７１と加圧ローラ７２により加熱加圧されて、トナー像を定着される。

中間転写ベルト２５は、テンションローラ２１、駆動ローラ２２、対向ローラ２３に支持されている。二次転写後に中間転写ベルト２５に付着した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置２６により除去される。

＜現像装置＞
図４（ａ）は本実施形態の現像装置の構成図である。現像装置４Ｙ〜４Ｋは、同一の構成であるため、以下では現像装置４Ｙについて説明する。図４（ａ）に示すように、現像装置４Ｙは、感光ドラム１Ｙの回転方向に順に、現像スリーブ（現像剤担持体）４１、４３を回転可能に設けている。現像容器４０に収容されたトナーは、現像スリーブ４１、４３に担持されて、負極性に帯電し、相対的に正極性となった感光ドラム１Ｙに塗布され、静電潜像を現像している。現像によってトナーの一部が消費された現像剤は、現像スリーブ４３に担持されて回転し、再び現像容器４０に回収される。

＜磁性シール５１、５２＞
図４（ａ）、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、現像スリーブ４１、４３の端部かつ、感光ドラム１Ｙの反対側に、現像スリーブ４１、４３を覆うように、帯状の磁性シール５１、５２が配置される。磁性シール５１、５２は、表面に現像剤の磁気穂Ｈを形成して磁性シール５１、５２と現像スリーブ４１、４３の隙間を埋める。

すなわち、磁性シール５１に形成された磁気穂Ｈによって、現像スリーブ４１における現像剤の担持領域Ａ１、感光ドラムに対向する現像領域Ａ２、現像スリーブ４１と現像スリーブ４３の間隔Ｇ１が長手方向端部から所定の領域に限定される。磁性シール５２に形成された磁気穂Ｈによって、現像スリーブ４３における現像剤の担持領域Ａ３、現像スリーブ４３の現像剤の現像領域Ａ４、間隔Ｇ１が長手方向端部から所定の領域に限定される。

これにより、現像剤が磁性シール５１、５２と現像スリーブ４１、４３の隙間を通じて長手方向へ移動して、現像スリーブ４１の端部に付着したり、現像容器４０から漏れ出すことを抑制している。

図２（ｂ）に示すように、現像スリーブ４１、４３の間隔Ｇ２に近い側の磁性シール５１、５２の端部は、下流側のマグネット４４のＳ３磁極と同一極性の磁極に形成してある。下流側規制部材の一例である磁性シール５２の端部とマグネット４４のＳ３磁極との間に反発磁界を形成して、現像スリーブ４３に連れ回る現像剤が現像スリーブ４１、４３の間隔Ｇ２へ搬送されることを阻止している。

しかし、磁性シール５１、５２の磁極をこのように設定しても、担持領域Ａ１、Ａ３の外側の現像スリーブ４１、４３の間隔Ｇ２から漏れ出す現像剤を完全には防止できない。このため、長期間に渡って大量の画像形成を行うと、現像装置４Ｙが搭載されたガイド上で、現像スリーブ４１、４３の現像領域Ａ２、Ａ４の外側の直下位置に、現像剤が堆積する。堆積した現像剤は、帯電電荷が減衰すると、非磁性トナーと磁性キャリアとに分離するため、現像装置４Ｙを手前側に引き出す際のわずかな風で微粒子の非磁性トナーが周囲に飛び散ってしまう。

そして、堆積した現像剤は長手方向の内側に向かって広がって、中間転写ベルト２５に落下して画像を汚してしまう。また、感光ドラム１Ｙの回転に伴って運ばれたトナーは、図１に示すクリーニング装置６Ｙへ到達し、クリーニングブレードよりも長手方向外側の領域を汚してしまう。このため。クリーニングブレードの外側に設置されたサイドシールにせき止められて落下し、クリーニング装置６Ｙを搭載したガイド上に堆積する。そして、ここでも、ガイド上を長手方向の内側に向かって広がって、中間転写ベルト２５に落下して画像を汚してしまう。さらに、トナーの一部は、クリーニング装置６Ｙをすり抜けて帯電装置２Ｙまで達し、帯電装置２Ｙのシールド板やグリッドを汚して、メンテナンス頻度を高める結果となる。

図２（ａ）に示すように、担持領域Ａ１、Ａ３の外側の間隔Ｇ２からは、間隔Ｇ１からよりも多く、二成分現像剤が感光ドラム１Ｙ側へ飛散している。そして、二成分現像剤の漏れ出しに起因する非磁性トナーが感光ドラム１に連れ回って、感光ドラム１の端部の周囲に不必要なトナー汚染を引き起している。

＜シート状カバー部材７０＞
そこで、図３、図４（ａ）に示すように、現像装置４Ｙでは、現像スリーブ４１、４３の感光ドラム１Ｙ側の外側（像担持体側）をカバー部材の一例であるシート状カバー部材７０で覆って、間隔Ｇ２から漏れ出す現像剤を現像装置４Ｙに閉じ込める。間隔Ｇ２から漏れ出す現像剤をシート状カバー部材７０で捕捉した後、現像スリーブ４３の回転を利用して現像容器４０へ回収する。

図４（ａ）に示すように、シート状カバー部材７０の断面形状は、一対の現像剤担持体（４１、４３）の外周形状に沿って出入りする。図３、図５に示すように、シート状カバー部材７０は、上部７０ｃと下部７０ｄを現像容器４０に固定して取り付けられる。シート状カバー部材７０の長手方向方向外側の側部７０ｂを現像容器４０に密着させて、現像剤が外へ漏れ出す隙間が形成されないようにしている。シート状カバー部材７０の内側の縁７０ａは、現像スリーブ４１から現像スリーブ４３への受け渡しに伴って外側へ拡散した現像剤の担持領域Ａ３に接触しない範囲でできるだけ近付けて位置決めされている。

これにより、磁性シール５１、５２で抑制しきれない、間隔Ｇ２から漏れ出した現像剤をシート状カバー部材７０にて現像容器４０へ回収することができる。よって、漏れ出した現像剤に起因する画像汚れ、現像装置内のトナー汚染等を抑制できる。

＜回収ローラ８０＞
図４（ａ）に示すように、回収ローラ８０が、感光ドラム１Ｙと現像スリーブ４３とが接触する位置より現像スリーブ４３の回転方向下流側に、配置されている。回収ローラ８０は、感光体１Ｙおよび現像スリーブ４３に接触しない程度に現像スリーブ４３に近接していることが望ましい。

現像スリーブ４３上での磁気穂による衝撃や現像スリーブ４３の回転駆動時に働く遠心力によって現像スリーブ４３から落下飛散する。回収ローラ８０は、この落下飛散する現像剤を回収する。これにより、落下飛散したトナーによる画像形成装置内部の汚染を抑制できる。

本実施形態では、回収ローラ８０は現像スリーブ４３の略直下に配置し、回収ローラ８０と現像スリーブ４３との間隔を１．３ｍｍ、回収ローラ８０の半径を３ｍｍとしている。回収ローラ８０は、現像スリーブ４３上から落下する現像剤を捕集する位置に配置されており、現像スリーブ４３上の磁気穂と回収ローラ８０の接触をすることがないため現像剤の循環を妨げることなくトナー落下による飛散を防止できる。

さらに、回収ローラ８０には飛散防止バイアス電圧が印加され、現像バイアスとの電位差による電界シールドを形成している。これにより、感光体１Ｙに転写されないで浮遊する反転トナーが回収ローラ８０上へ吸着され、飛散トナーを低減できる。

回収ローラ８０には、現像スリーブ４３より回転方向下流側でスクレーパ８１が当接している。これにより、飛散する現像剤を効率よく回収ローラ８０上に捕獲し現像容器４０内部に回収することが可能となる。

＜ガイド部材＞
しかしながら、シート状カバー部材７０と回収ローラ８０を併用した構成においては、以下のような課題がある。図７はシート状カバー部材７０と回収ローラ８０を併用した構成の課題を説明する図である。図７に示すように、現像スリーブ４３の長手方向端部において、回収ローラ８０とシート状カバー部材７０の間には隙間Ｔができ、この隙間Ｔに現像剤が蓄積される。蓄積された現像剤のうち電荷の小さい現像剤は、回収ローラ８０への静電的付着力も小さく、現像容器４０内に回収されなくなる。電荷が小さく隙間Ｔに蓄積された現像剤は、最終的には現像容器４０端部からオーバーフローし、現像容器４０の外に飛散、落下してしまう。

そこで、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、回収ローラ８０とシート状カバー部材７０の間の隙間を埋めるガイド部材８２を設けた。図４（ｂ）に示すように、ガイド部材８２は、現像スリーブ４３から１．０ｍｍ程度離して、現像スリーブ４３上の現像剤の動きを妨げない位置に配置した。ガイド部材８２により、回収ローラ８０と現像スリーブ４３とシート状カバー部材７０との隙間Ｔを埋めることで、現像スリーブ４３端部にまわってきた隙間Ｔへの現像剤の蓄積を抑制できる。ガイド部材８２は、現像スリーブ４３に沿うようにシート状カバー部材７０から回収ローラ８０へ斜め下方へ傾斜しており、回収ローラ８０に現像剤をガイドする。

ガイド部材８２と現像スリーブ４３とのギャップ量Ｌは、０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下としている。ギャップ量Ｌの下限値を０．５ｍｍとすることで、現像スリー部４３上の現像剤がガイド部材８２と摺擦して急激に劣化することを抑制できる。また、ギャップ量Ｌの上限値１．２ｍｍとすることで、現像容器４０内の内圧による現像スリーブ４３とガイド部材８２の隙間からの現像剤の漏れを抑制できる。

回収ローラ８０と現像スリーブ４３のギャップ量Ｓと、ギャップ量Ｌの関係はＳ≧Ｌになるように配置されている。ギャップＳは、１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下に設定している。Ｓ≧Ｌとすることで、現像スリーブ４３端部のトナーを溢れることなく回収ローラ８０に捕集することができる。

図４（ａ）及び図５に示すように、ガイド部材８２は、回収ローラ８０の両端を軸支している。また、ガイド部材８２には、シート状カバー部材７０の下部が貼り付けられる。ガイド部材８２、シート状カバー部材７０の下部は、ビス８４ａ、８４ｂによって現像容器４０に固定される。ガイド部材８２を現像容器４０とは別部材とすることで、現像容器４０に回収ローラ８０を組み付ける際に装置奥側の回収ローラ８０の駆動系（不図示）を組み付ける際の組立て性を向上させている。シート状カバー部材７０の上部は、上カバー部材８３と現像容器４０の間に挟み込まれ、ビス８５によって固定される。

図６は現像装置４Ｙの構成図である。図６に示すように、現像装置４Ｙの長手方向端部２ヶ所にシート状カバー部材７０とガイド部材８２が配設され、ガイド部材８２が回収ローラ８０を両端から軸支している。ガイド部材８２を長手方向端部のみに配置し、長手方向全域に設けないようにすることで、同じく長手方向全域に配置されている回収ローラ８０による飛散トナー（反転トナー）の回収性能を向上させている。

上記構成により、現像スリーブ４３端部の回収ローラ８０外周と回収ローラ８０とシート状カバー部材７０との隙間Ｔをガイド部材８２により埋めることで、隙間Ｔへのトナーの蓄積を抑制できる。これにより、回収ローラ８０とシート状カバー部材７０の併用が可能となり、現像装置４Ｙ〜４Ｋのトナー漏れ出しをよりいっそう抑制できる。その結果、現像装置の下部にある中間転写部へトナー落下防止による画像汚れの防止や、漏れ出したトナーを捕集する装置が必要なくなり、メンテナンス性が向上する。

Ｐ …記録材
ＰＹ〜ＰＫ …画像形成部
Ｔ …隙間
１００ …画像形成装置
１Ｙ〜１Ｋ …感光ドラム
２５ …中間転写ベルト
４０ …現像容器
４１、４３ …現像スリーブ
４Ｙ〜４Ｋ …現像装置
７ …定着装置
７０ …シート状カバー部材
７０ａ …縁
７０ｂ …側部
７０ｃ …上部
７０ｄ …下部
８０ …回収ローラ
８１ …スクレーパ
８２ …ガイド部材
８３ …上カバー部材

Claims

現像剤を収容する現像容器と、
像担持体に形成された潜像を現像剤にて現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の長手方向端部において、前記現像剤担持体の前記像担持体側を覆うカバー部材と、
前記現像剤担持体の現像領域の下流側で、前記現像剤担持体と対向する位置で現像剤をする回収ローラと、
を有する現像装置において、
前記現像剤担持体に沿うように、前記回収ローラと前記カバー部材との隙間に設けられ、前記回収ローラに現像剤をガイドするガイド部材、を有することを特徴とする現像装置。
前記ガイド部材は、前記回収ローラを回転可能に支持することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記ガイド部材は、前記カバー部材を支持することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
前記回収ローラと前記現像剤担持体とのギャップ量は、前記ガイド部材と前記現像剤担持体とのギャップ量より多いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。