JP2013037196A - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】現像装置からのトナー飛散及び現像装置内でのトナーの滞留を効果的に抑制可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置3aには、磁気ローラー30の回転方向に対し穂切りブレード35の対峙位置よりも下流側に隣接してトナー飛散防止部材40が配置されている。トナー飛散防止部材40には磁気ローラー30と対向する対向面40aに開口する空気流入口41aから現像容器20の外部に連通する空気流入路41が設けられている。空気流入口41aに垂直な直線Aと、空気流入路41の穂切りブレード35側に位置する内壁面41bとのなす角度θは25°以上40°以下、空気流入口41aの開口幅wは、磁気ローラー30の直径Lに対しL/15以上L/10以下、空気流入速度sは1.0m/秒以上1.5m/秒以下に設定されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、像担持体に現像剤を供給する現像装置及びそれを備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、原稿画像を読み取った画像情報、或いはコンピューター等の外部機器から伝送等された画像情報に基づく光を像担持体(感光体ドラム)の周面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置からトナーを供給してトナー像を形成させた後、当該トナー像を用紙に転写する。転写処理後の用紙は、トナー像の定着処理が施されたのち外部へ排出される。
電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリア(以下、単にキャリアともいう)を用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像剤担持体上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、カラー画像形成装置においてはキャリアを用いて非磁性トナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。
ところで、近年の画像処理速度の高速化に伴い、現像装置内でのトナー攪拌部材や現像剤担持体の高速回転が余儀なくされている。そのため、上記の二成分現像方式では、現像剤担持体上に担持されたトナーの一部が浮遊トナーとなって現像装置内の空間へ飛翔する。また、トナー攪拌部材や現像剤担持体の高速回転により現像装置内が大気圧より高い正圧になり易くなっている。現像装置内が正圧になると、現像装置のケーシングと現像剤担持体との隙間から浮遊トナーが漏出し、画像形成装置の内部を汚染するとともに、現像装置内の特定箇所への付着や滞留が発生する。
また、浮遊トナーは外添剤の剥がれ等の要因により流動性が著しく低下しており、現像剤担持体の近傍への飛散であっても現像剤担持体によって完全に回収することは困難である。その結果、塊状の滞留トナーが現像剤担持体上へ落下し、必要なトナーが像担持体上の静電潜像に供給され難くなる、いわゆるトナー落ち現象が発生する等の不具合が生じ易くなる。
このような不具合を解消するべく、特許文献1には、トナーの飛散及び漏洩を防止し得るように改良された現像装置が提案されている。この現像装置は、現像ローラーと磁気ローラーとを備え、感光体ドラムと現像ローラーの最近接位置の下方に現像剤の飛散を防止するカバーを設け、カバーの現像装置内部方向における面を磁気ローラーに向けて下向きの傾斜面としている。
特許文献1に記載されている現像装置にあっては、カバーの現像装置内部方向における面が磁気ローラーに向けて下向きに傾斜しているため、カバー上に溜まろうとする現像剤が磁気ローラーに向かって滑り落ち、磁気ローラー表面に形成される磁気ブラシによって回収される。これにより、現像ローラーまたは磁気ローラーとカバーとの間に溜まった現像剤が現像装置の開口から飛散及び漏出することを抑制できる。
また、特許文献2には、現像剤担持体の回転方向に対しブレードの下流側において現像剤担持体と対向する現像装置のケーシング壁面に空気流入孔を設け、壁面に堆積しようとする現像剤を空気流により流動させて壁面への堆積及びトナー落ち現象を防止するようにした現像装置が開示されている。
特開2008−116483号公報 特開2010−276954号公報
しかし、特許文献1の現像装置においても、トナーの劣化により現像剤の流動性が低下した場合はカバーの傾斜面への現像剤の滞留は起こり得る。そのため、トナー落ち現象を完全に抑止することができなかった。
また、特許文献2の現像装置のように空気流によって現像剤の飛散や堆積を防止する場合、空気流の向きや強さ等の条件によっては現像剤の滞留を効果的に抑制することができず、トナー落ち現象が発生する場合があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、現像装置からのトナー飛散及び現像装置内でのトナーの滞留を効果的に抑制するとともに、塊状の滞留トナーが現像剤担持体へ再供給されることによるトナー落ち現象を防止可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成される像担持体と対向して回転可能に配置され、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持するとともに前記像担持体との対向領域において直接若しくはトナー担持体を介して前記像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体と所定の間隔を隔てて対峙し、前記現像剤担持体に担持される二成分現像剤の量を規制するブレードと、該ブレードと前記現像剤担持体を収容するケーシングと、を有する現像装置であって、前記ケーシングは、前記現像剤担持体の回転方向に対し前記ブレードの対峙位置よりも下流側において前記ブレードに隣接して配置されるトナー飛散防止部材を有し、前記トナー飛散防止部材には、前記現像剤担持体と対向する壁面に設けられ前記現像剤担持体の長手方向に沿って開口する長孔状の空気流入口を介して外部の空気を前記ケーシング内に流入させる空気流入路が形成されており、前記空気流入口の開口面と垂直な直線と前記空気流入路の前記ブレード側の内壁面とのなす角度をθ、前記現像剤担持体の長手方向と直交する方向の前記空気流入口の最小開口幅をw、前記現像剤担持体の直径をL、前記空気流入口を通過する空気流の流入速度をsとするとき、以下の条件式(1)〜(3)を満たすことを特徴としている。
25°≦θ≦40° ・・・(1)
L/15≦w≦L/10 ・・・(2)
1.0m/秒≦s≦1.5m/秒 ・・・(3)
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記空気流入口に、前記ケーシングから前記空気流入路へのトナーの漏出を防止するフィルターを設けたことを特徴としている。
また本発明は、上記構成の現像装置と、前記ケーシングの外面に沿って前記空気流入路に空気流を送り込む送風手段と、を備えた画像形成装置である。
本発明の第1の構成によれば、空気流入口の開口面と垂直な直線と空気流入路のブレード側の内壁面とのなす角度θ、現像剤担持体の長手方向と直交する方向の空気流入口の最小開口幅w、現像剤担持体の直径L、空気流入口を通過する空気流の流入速度sが条件式(1)〜(3)を満たすことにより、空気流入路及び空気流入口を介してケーシング内に吹き込まれる空気流により浮遊トナーを現像剤担持体側に押し戻す際の、空気流の流入角度、流入速度、及び現像剤担持体への吹き付け幅が適切なものとなる。その結果、ブレードの上面へのトナーの滞留、及びケーシングの隙間からのトナーの漏洩を効果的に防止することができる。
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の現像装置において、空気流入口にフィルターを設けることにより、空気流入路に空気流が流れていないときでもケーシング内のトナーの空気流入路への漏出を確実に防止することができる。
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成の現像装置と、ケーシングの外面に沿って空気流入路に空気流を送り込む送風手段と、を備えた画像形成装置とすることによって、トナーの堆積に起因するトナー落ち等の画像不具合及び現像装置の内部から飛散したトナーによる装置内部の汚染を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る現像装置3a〜3dを備えた画像形成装置100の概略構成図 本発明の一実施形態に係る現像装置3aの側面断面図 図2におけるトナー飛散防止部材周辺の部分拡大図
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラープリンター100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、搬送方向上流側(図1では右側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
これらの画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a、1b、1c及び1dが配設されており、さらに駆動手段(図示せず)により図1において時計回りに回転する中間転写ベルト8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a〜1dに当接しながら移動する中間転写ベルト8上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラー9の作用によって記録媒体の一例としての転写紙P上に二次転写され、さらに、定着部13において転写紙P上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム1a〜1dを図1において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。
トナー像が転写される転写紙Pは、装置下部の用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラー12a及びレジストローラー対12bを介して二次転写ローラー9と後述する中間転写ベルト8の駆動ローラー11とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー9の下流側には中間転写ベルト8表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー19が配置されている。
次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム1a〜1dの周囲及び下方には、感光体ドラム1a〜1dを帯電させる帯電器2a、2b、2c及び2dと、各感光体ドラム1a〜1dに画像情報を露光する露光装置5と、感光体ドラム1a〜1d上にトナー像を形成する現像ユニット3a、3b、3c及び3dと、感光体ドラム1a〜1d上に残留した現像剤(トナー)等を除去するクリーニング装置7a、7b、7c及び7dが設けられている。
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置5によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dには、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置3a〜3d内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ(補給手段)4a〜4dから各現像装置3a〜3dに現像剤(トナー)が補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置5からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
そして、一次転写ローラー6a〜6dにより一次転写ローラー6a〜6dと感光体ドラム1a〜1dとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム1a〜1d上のマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナー等がクリーニング装置7a〜7dにより除去される。
中間転写ベルト8は、上流側の搬送ローラー10と、下流側の駆動ローラー11とに掛け渡されており、駆動モーター(図示せず)による駆動ローラー11の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回りに回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラー対12bから所定のタイミングで駆動ローラー11とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー9とのニップ部(二次転写ニップ部)へ搬送され、中間転写ベルト8上のフルカラー画像が転写紙P上に転写される。トナー像が転写された転写紙Pは定着部13へと搬送される。
定着部13に搬送された転写紙Pは、定着ローラー対13aにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Pの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対15によって排出トレイ17に排出される。
一方、転写紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着部13を通過した転写紙Pは一旦排出ローラー対15方向に搬送され、転写紙Pの後端が分岐部14を通過した後に排出ローラー対15を逆回転させるとともに分岐部14の搬送方向を切り換えることで、転写紙Pの後端から反転搬送路18に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト8上に形成された次の画像が二次転写ローラー9により転写紙Pの画像が形成されていない面に転写され、定着部13に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対15によって排出トレイ17に排出される。
図2は、本発明の一実施形態に係る現像装置の概略側面断面図である。なお、図2は図1の背面側から見た状態を示しており、現像装置内の各部材の配置は図1と左右が逆になっている。また、ここでは図1の画像形成部Paに配置される現像装置3aについて説明するが、画像形成部Pb〜Pdに配置される現像装置3b〜3dの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
図2に示すように、現像装置3aは、二成分現像剤(以下、単に現像剤と呼ぶ)が収納される現像容器(ケーシング)20を備えており、現像容器20は仕切壁20aによって攪拌搬送室21、供給搬送室22に区画されている。攪拌搬送室21及び供給搬送室22には、トナーコンテナ4a(図1参照)から供給されるトナー(正帯電トナー)をキャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー25a及び供給搬送スクリュー25bがそれぞれ回転可能に配設されている。
そして、攪拌搬送スクリュー25a及び供給搬送スクリュー25bによって現像剤が攪拌されつつ軸方向(図2の紙面と垂直な方向)に搬送され、仕切壁20aの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室21、供給搬送室22間を循環する。即ち、攪拌搬送室21、供給搬送室22、現像剤通過路によって現像容器20内に現像剤の循環経路が形成されている。
現像容器20は図2の右斜め上方に延在しており、現像容器20内において供給搬送スクリュー25bの上方には磁気ローラー(現像剤担持体)30が配置され、磁気ローラー30の右斜め上方には現像ローラー(トナー担持体)31が対向配置されている。そして、現像ローラー31は現像容器20の開口側(図2の右側)において感光体ドラム1a(図1参照)に対向しており、磁気ローラー30、現像ローラー31は、それぞれ図2において反時計回り方向に回転する。
攪拌搬送室21には攪拌搬送スクリュー25aと対面して不図示のトナー濃度センサーが配置されており、トナー濃度センサーの検知結果に基づいてトナーコンテナ4aから不図示のトナー補給口を介して攪拌搬送室21にトナーが補給されるようになっている。トナー濃度センサーとしては、例えば、現像容器20内におけるトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。
磁気ローラー30は、図2において反時計回り方向に回転する非磁性の回転スリーブと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体で構成されている。
現像ローラー31は、図2において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された現像ローラー側磁極で構成されており、磁気ローラー30と現像ローラー31とはその対面位置(対向位置)において所定のギャップをもって対向している。現像ローラー側磁極は、固定マグネット体の対向する磁極(主極)と異極性である。
また、現像容器20には穂切りブレード35が磁気ローラー30の長手方向(図2の紙面と垂直方向)に沿って取り付けられており、穂切りブレード35は、磁気ローラー30の回転方向(図2の反時計回り方向)において、現像ローラー31と磁気ローラー30との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード35の先端部と磁気ローラー30表面との間には僅かな隙間(ギャップ)が形成されている。
現像ローラー31には、直流電圧(以下、Vslv(DC)という)及び交流電圧(以下、Vslv(AC)という)が印加され、磁気ローラー30には、直流電圧(以下、Vmag(DC)という)及び交流電圧(以下、Vmag(AC)という)が印加されている。これらの直流電圧及び交流電圧は、現像バイアス電源からバイアス制御回路(いずれも図示せず)を経由して現像ローラー31及び磁気ローラー30に印加される。
前述のように、攪拌搬送スクリュー25a及び供給搬送スクリュー25bによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器20内の攪拌搬送室21及び供給搬送室22を循環してトナーを帯電させ、供給搬送スクリュー25bによって現像剤が磁気ローラー30に搬送される。そして、磁気ローラー30上に磁気ブラシ(図示せず)を形成し、磁気ローラー30上の磁気ブラシは穂切りブレード35によって層厚規制された後、磁気ローラー30と現像ローラー31との対向部分に搬送され、磁気ローラー30に印加されるVmag(DC)と現像ローラー31に印加されるVslv(DC)との電位差ΔV、及び磁界によって現像ローラー31上にトナー薄層を形成する。
現像ローラー31上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラー30と現像ローラー31との回転速度差等によっても変化するが、ΔVによって制御することができる。ΔVを大きくすると現像ローラー31上のトナー層は厚くなり、ΔVを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔVの範囲は一般的に100V〜350V程度が適切である。
磁気ブラシによって現像ローラー31上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー31の回転によって感光体ドラム1aと現像ローラー31との対向部分(対向領域)に搬送される。現像ローラー31にはVslv(DC)及びVslv(AC)が印加されているため、感光体ドラム1aとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム1a上の静電潜像が現像される。
現像に用いられずに残ったトナーは、再度現像ローラー31と磁気ローラー30との対向部分に搬送され、磁気ローラー30上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネット体の同極部分で磁気ローラー30から引き剥がされた後、供給搬送室22内に落下する。
その後、トナー濃度センサー(不図示)の検知結果に基づいてトナー補給口(不図示)から所定量のトナーが補給され、供給搬送室22及び攪拌搬送室21を循環する間に再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤となる。この現像剤が再び供給攪拌スクリュー25bにより磁気ローラー30上に供給されて磁気ブラシを形成し、穂切りブレード35へ搬送される。
現像容器20における図2の右側壁において磁気ローラー30の側方、且つ現像ローラー31の下方には、トナー飛散防止部材40が設けられている。また、現像容器20の右側壁の外側下方にはファン45が配置されている。ファン45は、現像容器20の右側壁に沿って上向きの空気流Fを発生させる。
また、トナー飛散防止部材40の上端にはフィルム状のシール部材44が設けられている。シール部材44は、先端部が感光体ドラム1aの表面に接触するようにトナー飛散防止部材40の長手方向(図2の紙面と垂直な方向)に延在しており、現像容器20内のトナーが外部に漏出しないように遮蔽する機能を有している。
図3は、現像装置3aのトナー飛散防止部材40周辺の断面拡大図である。図3に示すように、トナー飛散防止部材40は、現像容器20の長手方向(図3の紙面と垂直な方向)に沿って設けられ、磁気ローラー30の回転方向に対し穂切りブレード35の対峙位置よりも下流側において穂切りブレード35に隣接して配置されている。トナー飛散防止部材40には、磁気ローラー30と対向する対向面40aに開口する空気流入口41aから現像容器20の外部に連通する空気流入路41が設けられている。対向面40aには空気流入口41aを覆うように不織布製のフィルター47が付設されており、現像容器20内から空気流入路41へのトナーの逆流を防止している。空気流入口41aは現像容器20の長手方向全域に亘って設けられており、長手方向全域に連続して形成されていても良いし、所定の間隔で複数形成されていても良い。
ファン45によって発生する空気流Fは、現像容器20の右側壁に沿って直進する空気流F1と、空気流入路41を通って空気流入口41aから現像容器20の内部に吹き込む空気流F2とに分かれる。現像容器20の内部に吹き込まれた空気流F2は、現像ローラー31とシール部材44との隙間R(図2参照)を通って現像容器20の外部に流出し、再び空気流F1と合流する。
磁気ローラー30上に形成された磁気ブラシは、穂切りブレード35を通過した後、現像ローラー31上に接触してトナー薄層を形成する。このとき、磁気ローラー30の回転方向に対し穂切りブレード35の下流側近傍にトナーの一部が飛散して浮遊トナーとなるが、現像装置3aの駆動時にファン45を回転させることにより、空気流入路41を通って空気流入口41aから流入する空気流F2によって浮遊トナーが磁気ローラー30側に押し戻される。これにより、現像容器20と感光体ドラム1aとの間の開口(隙間R)からのトナーの漏洩、及び穂切りブレード35の上面へのトナーの滞留を防止することができる。
ここで、浮遊トナーを磁気ローラー30側に押し戻す効果は、磁気ローラー30に対する空気流F2の流入角度、磁気ローラー30の表面に対する空気流F2の吹き付け幅(空気流入口41aの開口幅w)、及び空気流F2の流入速度sによって大きく変化する。
磁気ローラー30に対する空気流F2の流入角度は、トナー飛散防止部材40の空気流入口41aの開口面(対向面40a)に垂直な直線Aと、空気流入路41の穂切りブレード35側に位置する内壁面41bとのなす角度θで表される。角度θが25°未満である場合、ファン45(図2参照)からの空気流Fと空気流入路41とのなす角度が直角に近づくため、空気流入路41に入り込む空気流F2の風量を十分に確保できなくなる。一方、角度θが40°よりも大きい場合、磁気ローラー30に向かって空気流F2を送り込むことができない。従って、角度θは25°以上40°以下に設定する必要がある。
また、空気流入口41aの開口幅wは、磁気ローラー30の直径Lに対する比率が重要となる。開口幅wがL/15未満である場合、磁気ローラー30に空気流F2が十分に当たらず、浮遊トナーを磁気ローラー30側に押し戻す効果が低下する。一方、現像容器20のレイアウト上、開口幅wをL/10よりも大きくすることは困難である。従って、開口幅wはL/15以上L/10以下に設定する必要がある。なお、ここでいう開口幅wとは、空気流入口41aの最小開口幅(図3では最内側の開口幅)を指している。
なお、空気流入口41aの開口幅wと磁気ローラー30の直径Lとの関係は、空気流入口41aから磁気ローラー30までの距離によっても変化する。しかし、通常の現像容器20では空気流入口41aから磁気ローラー30までの距離は1mm〜5mm程度であるため、開口幅wを上記の範囲に設定することで、浮遊トナーを磁気ローラー30側に押し戻す効果が得られる。
また、空気流F2の流入速度sが1.0m/秒よりも小さい場合、浮遊トナーを磁気ローラー30側に十分に押し戻すことができず、トナー落ち現象が発生し易くなる。一方、流入速度sが1.5m/秒よりも大きい場合、現像容器20内の気圧が高くなり、現像容器20の隙間Rからのトナー飛散が発生する。従って、空気流入速度sは1.0m/秒以上1.5m/秒以下に設定する必要がある。
空気流F2の流入角度θ、流入速度s、及び磁気ローラー30の直径Lに対する空気流入口41aの開口幅wの比率が上記の範囲となるような構成の空気流入路41をトナー飛散防止部材40に設けることで、穂切りブレード35の上面へのトナーの滞留を防止してトナー落ち現象を抑制することができる。また、トナーの飛散による画像形成装置100内の汚染も抑制することができる。
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、二成分現像剤を用い、磁気ローラー30上に磁気ブラシを形成し、磁気ローラー30から現像ローラー31にトナーのみを移動させ、現像ローラー31から感光体ドラム1a〜1dにトナーを供給する現像装置3a〜3dを例に挙げて説明したが、その他、現像ローラー31を設けず磁気ローラー30から感光体ドラム1a〜1dに直接トナーを供給する現像装置にも適用することができる。
また、上記実施形態では、タンデム型のカラー画像形成装置100を例に挙げて説明したが、本発明は、その他、例えば複写機、複合機やファクシミリにも適用でき、モノクロの複合機、プリンターやファックス等にも適用できることはいうまでもない。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。
図2に示した現像装置において、磁気ローラー30に対する空気流入路41からの空気流の流入速度、流入角度、空気流入口41aの開口幅と、トナー落ち現象の抑制効果との関係について調査した。試験方法としては、空気流入孔41からの空気流の流入速度s、流入角度θ、磁気ローラー30の直径Lに対する空気流入口41aの開口幅wの割合を変化させた現像装置を、図1に示したカラープリンター100に搭載し、印字率1.5%のテスト画像を連続して1,000枚印字したときに発生したトナー落ち画像の枚数を計測した。なお、試験はマゼンタの画像形成部Paにおいて行った。
カラープリンター100のプロセス速度(印字速度)は25枚/分(感光体ドラム周速132mm/秒)とした。現像ローラー31の直径は16mmとし、感光体ドラムに対する周速比1.6で順回転(ウィズ回転)させた。磁気ローラー30の直径は16mmとし、現像ローラー31に対する周速比1.13で逆回転(カウンター回転)させた。磁気ローラー30の主極磁力は87mTとし、現像ローラー−磁気ローラー間の距離を0.272mmとした。
また、現像ローラー31への電圧印加条件は、Vslv(DC)=150V、Vslv(AC)のVppを1400V、周波数を3.6kHz、Duty=27%とした。また、磁気ローラー30にはVmag(DC)=450V、Vmag(AC)のVppを747V、周波数を3kHz、Duty=73%として逆位相で印加した。また、平均粒径6.8μm、比重1.2の正帯電トナーと、平均粒径35μm、比重4.5のコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、キャリアに対するトナーの混合比率(T/C)を10重量%とした。
トナー落ち現象の抑制効果の評価基準は、トナー落ち画像の枚数が30枚以下であった場合を○、31〜100枚であった場合を△、101枚以上であった場合を×とした。流入速度s、流入角度θ、磁気ローラー30の直径Lに対する空気流入口41aの開口幅wの割合のいずれかのファクターを変化させ、他のファクターを固定した結果を表1〜表4に示す。また、複数のファクターを同時に変化させた場合の結果を表5に示す。
Figure 2013037196

※流入角度θ=30°、開口幅w=1.33mm(磁気ローラー直径Lの1/12)
Figure 2013037196

※開口幅w=1.33mm(磁気ローラー直径Lの1/12)、流入速度s=1.3m/秒
Figure 2013037196

※流入角度θ=30°、流入速度s=1.3m/秒、磁気ローラー直径L=16mm
Figure 2013037196

※流入角度θ=30°、流入速度s=1.3m/秒、磁気ローラー直径L=20mm
Figure 2013037196

※磁気ローラー直径L=16mm
表1〜表4、及び表5の本発明1〜5から明らかなように、空気流入孔41からの空気流の流入速度sが1.0m/秒以上1.5m/秒以下、空気流の流入角度θが25°以上40°以下、空気流入口41aの開口幅wが磁気ローラー30の直径Lの1/15以上1/10以下である場合にトナー落ち画像の発生を抑制できることが確認された。また、表3と表4の比較から、開口幅wと磁気ローラー30の直径Lとの関係は、磁気ローラー30の直径Lが変化しても成り立つことがわかった。
一方、表5の比較例1、2では、流入速度sと開口幅w(風量)が範囲内で最大となる条件であり、流入角度θがそれぞれ45°、20°と範囲外であるため多数のトナー落ち画像が発生した。また、比較例3では流入角度θは範囲内であるが、流入速度sと開口幅が範囲を上回っているため、風量が過剰となってトナー飛散が発生した。また、比較例4では流入角度θは範囲内であるが、流入速度sと開口幅が範囲を下回っているため、風量不足となって多数のトナー落ち画像が発生した。
本発明は、ブレードと対向領域との間において現像剤担持体と対向する壁部を有する現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像装置内でのトナーの滞留、及び現像装置外部jへのトナー飛散を効果的に防止できる。また、上記現像装置を備えることによって、トナーの滞留に起因するトナー落ち等の画像不具合や、トナー飛散に起因する装置内部の汚れを効果的に防止可能な画像形成装置とすることができる。
Pa〜Pd 画像形成部
1a〜1d 感光体ドラム(像担持体)
3a〜3d 現像装置
4a〜4d トナーコンテナ
20 現像容器(ケーシング)
30 磁気ローラー(現像剤担持体)
31 現像ローラー(トナー担持体)
35 穂切りブレード(ブレード)
40 トナー飛散防止部材
41 空気流入路
41a 空気流入口
41b 内壁面(穂切りブレード側)
45 ファン(送風手段)
47 フィルター
100 カラープリンター(画像形成装置)

Claims (3)

  1. 静電潜像が形成される像担持体と対向して回転可能に配置され、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持するとともに前記像担持体との対向領域において直接若しくはトナー担持体を介して前記像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、
    該現像剤担持体と所定の間隔を隔てて対峙し、前記現像剤担持体に担持される二成分現像剤の量を規制するブレードと、
    該ブレードと前記現像剤担持体を収容するケーシングと、
    を有する現像装置であって、
    前記ケーシングは、前記現像剤担持体の回転方向に対し前記ブレードの対峙位置よりも下流側において前記ブレードに隣接して配置されるトナー飛散防止部材を有し、
    前記トナー飛散防止部材には、前記現像剤担持体と対向する壁面に設けられ前記現像剤担持体の長手方向に沿って開口する長孔状の空気流入口を介して外部の空気を前記ケーシング内に流入させる空気流入路が形成されており、
    前記空気流入口の開口面と垂直な直線と前記空気流入路の前記ブレード側の内壁面とのなす角度をθ、前記現像剤担持体の長手方向と直交する方向の前記空気流入口の最小開口幅をw、前記現像剤担持体の直径をL、前記空気流入口を通過する空気流の流入速度をsとするとき、以下の条件式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする現像装置。
    25°≦θ≦40° ・・・(1)
    L/15≦w≦L/10 ・・・(2)
    1.0m/秒≦s≦1.5m/秒 ・・・(3)
  2. 前記空気流入口に、前記ケーシングから前記空気流入路へのトナーの漏出を防止するフィルターを設けたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の現像装置と、前記ケーシングの外面に沿って前記空気流入路に空気流を送り込む送風手段と、を備えた画像形成装置。
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