JP2012203303A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は現像装置および画像形成装置に関し、現像ロール両端部から洩れる現像剤の飛散を抑える。
【解決手段】 トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、その現像剤を、潜像を保持する像保持体に対面した現像領域に運んで該潜像をトナーで現像する現像ロールと、像保持体に向かって開いた第1の開口を有し、現像ロールの、像保持体に対面する領域を第1の開口から露出させた状態に該現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、第1の開口よりも下側において像保持体側に開いた第2の開口を有する空気流路と、筐体内部において現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して該現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、筐体に収容された現像剤の、回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、筐体が、磁性板の第1の開口下縁側の端縁と、第1の開口下縁との間に、上記空気流路に繋がり、筐体から洩れ出てきた現像剤を空気流路内に吸引させる吸引穴を有する。
【選択図】 図7

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
特許文献1には、現像ロールの回転軸方向両端部に、その回転方向に沿って設けられた磁性部を有し、その磁性部の、現像剤の供給側の磁力よりも回収側の磁力を小さくすることが提案されている。
特開平6−110306号公報
本発明は、現像ロール両端部から洩れる現像剤の飛散を抑えることを目的とする。
請求項1の現像装置は、
トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、現像剤を、潜像を保持する像保持体に対面した現像領域に運んで潜像をトナーで現像する現像ロールと、
像保持体に向かって開いた第1の開口を有し、現像ロールの、像保持体に対面する領域を上記第1の開口から露出させた状態に現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、
上記第1の開口よりも下側において像保持体側に開いた第2の開口を有する空気流路と、
筐体と像保持体との間に飛散したトナーを第2の開口から吸引する向きに上記空気流路内の空気を送る送風機と、
筐体内部において現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、筐体に収容された現像剤の、回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、
上記筐体が、磁性板の上記第1の開口下縁側の端縁とその第1の開口下縁との間に、上記空気流路に繋がり、筐体から洩れ出てきた現像剤を該空気流路内に吸引させる吸引穴を有することを特徴とする現像装置である。
請求項2は、上記筐体が、上記第1の開口の下縁から筐体内部に向かって現像ロールに対面しながら斜めに下った斜面を有し、その斜面が、回転軸方向について現像ロール両端部それぞれに対面した位置で切り立って下った壁面で終端した斜面であって、上記吸引穴が、回転軸方向に関し、上記壁面外側の、その壁面に隣接した位置に形成されていることを特徴とする請求項1記載の現像装置である。
請求項3は、上記磁性板が、現像ロールの回転方向について第1の開口下縁寄りの部分が、回転軸方向について現像ロールの端部寄りの部分を残して中央寄りの部分が切り欠かれて、回転軸方向に相対的に狭幅に形成された形状を有することを特徴とする請求項1又は2記載の現像装置である。
請求項4は、上記現像ロールが、回転軸方向両端部に、像保持体上の潜像の現像には寄与しない非現像領域を有し、上記磁性板は、その非現像領域に対面して広がるものであることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の現像装置である。
請求項5の画像形成装置は、
潜像を保持し現像を受けてトナー像を保持する像保持体と、
像保持体上の潜像をトナーで現像する現像器と、
像保持体に保持されたトナー像を記録媒体上に転写して定着する転写定着手段とを有し、
上記現像器が、
トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、現像剤を、潜像を保持する像保持体に対面した現像領域に運んで潜像をトナーで現像する現像ロールと、
像保持体に向かって開いた第1の開口を有し、現像ロールの、像保持体に対面する領域を上記第1の開口から露出させた状態に現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、
上記第1の開口よりも下側において像保持体側に開いた第2の開口を有する空気流路と、
筐体と像保持体との間に飛散したトナーを第2の開口から吸引する向きに上記空気流路内の空気を送る送風機と、
筐体内部において現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、筐体に収容された現像剤の、回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、
上記筐体が、磁性板の上記第1の開口下縁側の端縁と、その第1の開口下縁との間に、上記空気流路に繋がり、筐体から洩れ出てきた現像剤を該空気流路内に吸引させる吸引穴を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項1の現像装置および請求項5の画像形成装置によれば、上記の吸引穴を有しない場合と比較し、現像ロール両端部から洩れる現像剤の飛散が抑えられる。
請求項2の現像装置によれば、本構成を有しない場合と比較し、現像剤の飛散が一層確実に抑えられる。
請求項3の現像装置によれば、切り欠きのない磁性板を有する場合と比較し、現像ロール両端部からの現像剤の洩れが抑えられる。
請求項4の現像装置によれば、本構成を有しない場合と比較し、現像ロール両端部からの現像剤の洩れが抑えられる。
本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。 図1に示す画像形成装置の、感光体周りの構造と、空気の流れを示した図である。 現像器を斜め上から見た外観斜視図である。 現像器の正面図である。 現像器からカバー部材等を取り外して現像ロール等を示した、斜め上から見た斜視図である。 現像器からカバー部材等を取り外して現像ロール等を示した平面図である。 現像器の、図5,図6に示す状態からさらに現像ロールを取り外した状態を示した斜視図である。 現像器の、図5,図6に示す状態からさらに現像ロールを取り外した状態を示した正面図である。 現像器の、図5,図6に示す状態からさらに現像ロールを取り外した状態を示した平面図である。 図5,図6と同じく、現像器からカバー部材等を外して現像ロールの右隅の部分を示した正面図である。 現像ロールをさらに取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した正面図である。 現像ロールを取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した平面図である。 現像ロールを取り外した状態の現像器の、右隅の部分を、少し前方の傾いた視線から見た図である。 現像器筐体下面を示した底面図である。
以下、本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。
この図1の下部に示された給紙台11には、用紙Pが積み重なった状態に収容されている。画像形成にあたっては、この給紙台11から送出しロール12により用紙Pが1枚送り出され、さらに搬送ロール13により搬送路14上を矢印Aで示す向きに搬送され、待機ロール15によりそれ以降の搬送タイミングが調整されてさらに搬送される。この待機ロール15以降の搬送については後述する。
また、この図1の中央部に示すように、この画像形成装置10は、矢印Bで示す向きに回転する感光体21を有する。この感光体21は本発明にいう像保持体の一例である。また、この感光体21の周囲には、帯電器22、現像器23、補助転写器24、除電器25、およびクリーナ26が配置されている。また、感光体21の上方には露光器27が配置されている。さらに、感光体21との間に後述する転写ベルト31を挟んだ位置には、転写ロール28が置かれている。
感光体21は円筒形状を有し、帯電により電荷を保持し露光によりその電荷を放出してその表面に静電潜像を保持する。
帯電器22は、放電により感光体21の表面をある帯電電位に帯電する。
また、露光器27には画像信号が入力され、露光器27は、その入力された画像信号に応じて変調された光ビーム271を出力する。この露光器27は、矢印B方向に回転する感光体21の表面の、帯電器22による帯電を受けた部分を、その感光体21の回転軸方向(図1の紙面に垂直な方向)に光ビーム271で繰り返し走査し、感光体21の表面に静電潜像を形成する。
さらに感光体21は、光ビーム271の走査を受けて表面に静電潜像が形成された後、現像器23により現像され、その感光体21の表面にトナー像が形成される。この現像器23は、本発明の現像装置の一実施形態に相当する。この現像器23についての詳細説明は後に譲る。
現像器23による現像により、感光体21上に形成されたトナー像は、補助転写器24によりそのトナー像が保持する電荷が調整されて、転写器28が配置された転写位置に達する。感光体21上のトナー像が転写位置に達するタイミングで用紙Pもその転写位置に達するように用紙Pが待機ロール15から送り出され、その転写位置において、転写器28の作用により、感光体21上のトナー像が用紙P上に転写される。この感光体21は、この転写後に除電器25による除電を受け、さらにクリーナ26により、転写後の感光体21に残存しているトナーが除去される。
一方、感光体21からのトナー像の転写を受けた用紙Pは、2本のロール33に架け回され矢印Cで示す向きに循環移動する無端の転写ベルト31に載って矢印Dで示す向きに搬送される。そしてそれぞれ矢印E,Fで示す向きに回転する加熱ロール41と加圧ロール42とを有する定着器40による加熱および加圧を受けて、その用紙上にトナー像が定着される。この定着器40を通過した用紙はさらに搬送されて、この画像形成装置の外に送り出される。
また、この画像形成装置10には、ブロワ45が備えられている。このブロワ45は、この図1には図示しない空気ダクトに連結されており、現像器23から洩れ出て飛散しかけたトナーや帯電器22での放電の副産物である放電生成物などを空気とともに吸引し、フィルタにより空気を浄化してこの画像形成装置10の機外に排出する役割りを担っている。
図2は、図1に示す画像形成装置の、感光体周りの構造と、空気の流れを示した図である。
前述の通り、感光体21の周囲には帯電器22、現像器23、除電器25、クリーナ26などが配置されている。尚、図1に示すように、感光体21の周りにはさらに補助転写器24や転写ベルト31等も配置されているが、この図2では図示省略されている。
図1に示すブロワ45による空気の吸引により、感光体21周りでは矢印G,H,Iで示す向きの空気の流れが形成される。帯電器22での放電生成物は、矢印Gに沿う空気の流れによって回収され、現像器23から上向きに飛散しかけたトナーは矢印Hに沿う空気の流れによって回収され、現像器23から下側に飛散したトナーは矢印Iに沿う空気の流れによって回収される。本実施形態における関心の1つは、矢印Iに沿う空気の流れにある。
以下では、この矢印Iに沿う空気の流れに関係する、現像器23の構造について説明する。
現像器23は、筐体231と現像ロール232を有する。筐体231内には、トナーとキャリアとを有する現像剤が、仕切板231dで仕切られた2つの現像剤収容室231c内に収容されている。それら2つの現像剤収容室231cは、図2の紙面に垂直な方向両端部で互いに繋がっている。またそれえら2つの現像剤収容室231cには各オーガ233,234が配置されており、それら2つの現像剤収容室231c内の現像剤は、2本のオーガ233,234により、攪拌されながら図2の紙面に垂直な方向に循環移動している。
筐体231は、感光体21に向かって開いた第1の開口231aを有し、現像ロール232の、感光体21に対面する領域を第1の開口231aから露出させた状態に、現像ロール232を回転自在に保持する。
現像ロール232は、筐体231内の現像剤をその表面に保持して矢印Jで示す向きに回転し、その現像剤を、図1に示す露光器27からの光ビーム271の走査により形成された静電潜像を保持する感光体21に対面した現像領域に運んで、その静電潜像をトナーで現像する。この現像器23の筐体231は、第1の開口231aの下縁から筐体231の内部に向かって現像ロールに対面しながら斜めに下った斜面231bを有する。
また、この筐体231の下部には、この筐体231の下面との間に矢印Iに沿う空気を通すエアーダクト291を形成するエアーダクト板292が配置されている。このエアーダクト291は、筐体231に形成され現像ロール232を露出させた第1の開口231aよりも下側において感光体21側に開いた第2の開口291aを有する。この第2の開口291aは、エアーダクト291内への空気の流入口となっており、この第2の開口291aからエアーダクト291内に空気が流入する際に、筐体231と感光体21との間に飛散したトナーがこの第2の開口291aから空気とともに吸引される。
以下、現像器23についてさらに詳述する。
図3は、現像器を斜め上から見た外観斜視図である。また、図4は、この現像器の正面図である。
この現像器23は、下部に、エアーダクト291(図2参照)への空気流入口である第2の開口291aが設けられており、その上に現像ロール232が見えている。また、図3には第2の開口291aから流入した空気の流出口291bも示されているが、ここには、さらに延びるエアーダクトが連結される。また、現像ロール232は、その一部がフイルムシール294aで覆われている。このフイルムシール294aは、現像器内の現像剤中のトナーの飛散を押えるためのシール部材である。このフイルムシール294aはシール固定部材294に固定されており、このシール固定部材294は、この現像器23の筐体にネジ止めにより固定されている。また、この現像器23の上面には、カバー部材295が配置されている。
また、この現像器内の現像剤中のトナーは、上述の通り、感光体21上の静電潜像の現像に使われるため、補給する必要がある。この図3には、補給トナーが収容された図示しないトナーカートリッジからの補給トナーを受け入れるトナー受入口296が見えている。また、そのトナー受入口296とは反対側には、現像ロール232と同軸に、画像形成装置本体側に備えられた図示しないモータからの回転駆動力を受けるカップリング297が備えられている。図示しないモータからこのカップリング297に回転駆動力が伝えられて、現像ロール232が回転する。また、このカップリング297に隣接した位置には、そのカップリング297と同軸に、ギア298aが設けられており、このギア298aには、2本のオーガ233,234(図2参照)のうちの1本のオーガ233と同軸に設けられたもう1つのギア298bが噛み合っている。また、このギア298bは、内部に隠れて見えない、もう1本のオーガ234と同軸に設けられたギアと噛み合っている。したがって、カップリング297に伝達された回転駆動力は2本のオーガ233,234にも伝達され、これらのオーガ233,234が回転して内部の現像剤を攪拌しながら循環させる。
図5,図6は、現像器からカバー部材等を取り外して現像ロール等を示した、それぞれ、斜め上から見た斜視図および平面図である。
図6の平面図では、2本のオーガ233,234が示されているが、図5では、それら2本のオーガ233,234のうち、現像ロール232側のロール233は現像ロール232に隠れた位置にあり、1本のオーガ233のみ示されている。ただし、この1本のオーガも、2つの現像剤収容室231cを仕切る仕切板231dによってその大部分が覆い隠されている。この仕切板231dの長手方向両側には、それら2つの現像剤収容室231cを互いに繋ぐ通路231eが形成されている。また、現像ロール232はその回転軸方向両端部に現像器筐体内の現像剤材を保持せず、感光体21(図1参照)上の静電潜像の現像には寄与しない非現像領域232aを有する。現像ロール232の、両端部の非現像領域232aを除く中央の部分は、現像剤を保持して静電潜像の現像を担う現像領域232bである。
図7〜図9は、現像器の、図5,図6に示す状態からさらに現像ロールを取り外した状態を示した、それぞれ、斜視図、正面図および平面図である。
さらに、図10は、図5,図6と同じく、現像器からカバー部材等を外して現像ロール等の右隅の部分を示した正面図、図11は、現像ロールをさらに取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した正面図である。
さらに、図12は、図7〜図9、図11と同様、現像ロールを取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した平面図である。図13も、図7〜図9,図11,図12と同様、現像ロールを取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した図であるが、真上からではなく、少し前方に傾いた視線から見た図である。
図7等に示すように、現像器筐体には、図2にも示す斜面231bが形成されている。この斜面231bは、第1の開口231a(図2参照)の下縁から筐体内部に向かって現像ロール232(図2,図5,図6参照)に対向しながら斜めに下った斜面である。この斜面231bは、長手方向(現像ロール232の回転軸方向)については、その現像ロール両端部にそれぞれ対面した位置で切り立って下った壁面231fで終端している。
また、この現像器23には、筐体内部の現像ロールの回転軸両端部に対応した位置に、磁性板293が配置されている(図7,図10,図11参照)。これらの磁性板293は、現像ロールを回転方向に取り巻くように広がっており、筐体に収容された現像剤の中のキャリアを磁気的に吸着して回転軸方向への現像剤の洩れを抑える役割りを担っている。
現像ロール232には、その回転軸方向両端部に、非現像領域232a(図5,図6参照)を有する。図10には、両端部の現像領域232aのうちの右端部の非現像領域が示されている。これらの非現像領域232aは、前述の通り、現像器筐体内の現像剤を保持せず、感光体21(図1参照)上の静電潜像の現像には寄与しない領域である。
図7,図10,図11に示す磁性板293は、現像ロール232の回転軸方向両端部の非現像領域232a(図5,図6,図10参照)に対面して広がっており、現像剤の洩れをこの位置でせき止めている。
さらに、この磁性板293は、狭幅に形成された領域293aを有する。この領域293aは、現像ロール232の回転方向について、現像器筐体の第1の開口231a(図2参照)の下縁寄りの部分に設けられている。さらにこの領域293aは、現像ロール232の回転軸方向については、現像ロール232の端寄りの部分を残して中央寄りの部分が切り欠かれて回転軸方向に相対的に狭幅に形成された形状を有する。
この領域293aは、切り欠かれた分、現像ロール232の現像領域232b(図6,図10参照)からは回転軸方向に離れており、これにより、現像器内の現像剤を磁気的に引き寄せる力を弱めている。この磁性板293の狭幅の領域293aは、斜面231bの端部の切り立った壁231f(図7,図11,図13参照)の直ぐ外側にあり、現像器内からこの領域293aに向かって食み出してきた現像剤は、斜面231bに沿って下り、現像器内に戻される。
さらに、この現像器筐体には、磁性板293が隣接した位置に、吸引穴299が設けられている(図7,図12,図13参照)。この吸引穴299は、磁性板293の、第1の開口231a(図2参照)の下縁側の端縁と、その第1の開口231aの端縁との間に形成された、エアーダクト291(図2参照)に繋がる穴である。この吸引穴299は、回転軸方向に関しては、斜面231bの両端の壁面231fの外側の、その壁面231fに隣接した位置に形成されている。エアーダクト291内の空気が図2に示す矢印Iで示す向きに引かれると、現像器内から雰れ出た現像剤であって、斜面231bに沿って現像器内に回収されずにさらに雰れた現像剤がその吸引穴299に吸い込まれ、エアーダクト291を通って回収される。
本実施形態ではこの吸引穴299が形成されていることによって、現像ロール両端部から洩れる現像剤の飛散が抑えられている。
図14は、現像器筐体下面を示した底面図である。
この図14では、エアーダクト板292(図2,図3等参照)が取り外され、そのエアーダクト板292とともにエアーダクト291を形成する、筐体下面が示されている。
この筐体下面には、相対的に幅広の第2の開口291a(図2を合わせて参照)から空気が均一に流入するように、その第2の開口291aから空気出口291bに向かって流れる空気を案内するウレタン製の案内壁291cが設けられている。また、この図14には、前述の吸引穴299の、エアーダクト291側の開口も示されている。
尚、ここでは、図1に示す構造の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、電子写真方式の、例えばカラー画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。
10 画像形成装置
21 感光体
23 現像器
40 定着器
45 ブロワ
231 筐体
231a 第1の開口
231b 斜面
231c 現像剤収容室
231d 仕切板
231e 通路
231f 壁
232 現像ロール
232a 非現像領域
232b 現像領域
233,234 オーガ
291 エアーダクト
291a 第2の開口
292 エアーダクト板
293 磁性板
293a 領域
294 シール固定部材
294a フィルムシール
295 カバー部材
296 トナー受入口
297 カップリング
298a,298b ギア
299 吸引穴

Claims (5)

  1. トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、該現像剤を、潜像を保持する像保持体に対面した現像領域に運んで該潜像をトナーで現像する現像ロールと、
    前記像保持体に向かって開いた第1の開口を有し、前記現像ロールの、前記像保持体に対面する領域を前記第1の開口から露出させた状態に該現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、
    前記第1の開口よりも下側において前記像保持体側に開いた第2の開口を有する空気流路と、
    前記筐体と前記像保持体との間に飛散したトナーを前記第2の開口から吸引する向きに前記空気流路内の空気を送る送風機と、
    前記筐体内部において前記現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して該現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、該筐体に収容された現像剤の、該回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、
    前記筐体が、前記磁性板の前記第1の開口下縁側の端縁と、該第1の開口下縁との間に、前記空気流路に繋がり、該筐体から洩れ出てきた現像剤を該空気流路内に吸引させる吸引穴を有することを特徴とする現像装置。
  2. 前記筐体が、前記第1の開口の下縁から該筐体内部に向かって前記現像ロールに対面しながら斜めに下った斜面を有し、該斜面が、前記回転軸方向について該現像ロール両端部それぞれに対面した位置で切り立って下った壁面で終端した斜面であって、
    前記吸引穴が、前記回転軸方向に関し、前記壁面外側の、該壁面に隣接した位置に形成されていることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
  3. 前記磁性板は、前記現像ロールの回転方向について前記第1の開口下縁寄りの部分が、前記回転軸方向について該現像ロールの端部寄りの部分を残して中央寄りの部分が切り欠かれて、該回転軸方向に相対的に狭幅に形成された形状を有することを特徴とする請求項1又は2記載の現像装置。
  4. 前記現像ロールは、前記回転軸方向両端部に、前記像保持体上の潜像の現像には寄与しない非現像領域を有し、
    前記磁性板は、該非現像領域に対面して広がるものであることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の現像装置。
  5. 潜像を保持し現像を受けてトナー像を保持する像保持体と、
    前記像保持体上の潜像をトナーで現像する現像器と、
    前記像保持体に保持されたトナー像を記録媒体上に転写して定着する転写定着手段とを有し、
    前記現像器が、
    トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、該現像剤を前記像保持体に対面した現像領域に運んで前記潜像をトナーで現像する現像ロールと、
    前記像保持体に向かって開いた第1の開口を有し、前記現像ロールの、前記像保持体に対面する領域を前記開口から露出させた状態に該現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、
    前記第1の開口よりも下側において前記像保持体側に開いた第2の開口を有する空気流路と、
    前記筐体と前記像保持体との間に飛散したトナーを前記第2の開口から吸引する向きに前記空気流路内の空気を送る送風機と、
    前記筐体内部において前記現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して該現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、該筐体に収容された現像剤の、該回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、
    前記筐体が、前記磁性板の前記第1の開口下縁側の端縁と、該第1の開口下縁との間に、前記空気流路に繋がり、洩れ出た現像剤を該空気流路内に吸引させる吸引穴を有することを特徴とする画像形成装置。
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