JP2013041295A - 画像形成装置及び現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラ内の磁石を回転させることなく、簡単な作業で現像剤の交換を可能にする現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置内を現像室４０Ａと攪拌・搬送室４０Ｂとに分ける仕切部材４３を、カバー４２を取り外したときに、現像剤を収容するハウジング４１に対して移動するか又は移動可能にする。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置及び該画像形成装置において用いられる現像装置に関する。

トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いる現像装置においては、消費されたトナーが補給されて現像剤中のトナー濃度が一定に維持される。

また、長期間の作動により現像剤が劣化したときには、劣化した現像剤を現像装置から取り出し、新しい現像剤を装填する現像剤交換が行われる。

磁性キャリアを含む現像剤は、現像ローラに磁気吸着されているために、現像装置から取り出し難く、現像剤交換には熟練した技術が要求されるとともに、現像剤交換に長時間を要するという問題がある。

特許文献１では、現像ローラ内の磁石を回転させて現像剤取り出し部における磁界を弱くすることによって、現像剤を取り出しやすくすることが提案されている。

実願平５−９８３５５号明細書

本発明が解決しようとする課題について、図１を参照して説明する。

図１（ａ）は作動状態にある現像装置４を示し、図１（ｂ）は現像剤が交換される場合の現像装置４を示す。

ハウジング４１とカバー４２とにより現像装置４の外形が形成され、内部に、現像ローラ５０、攪拌・搬送手段としてのスクリュー５１、５２、現像剤規制部材５３、現像剤ガイド部材５４等が配置される。現像装置内部は仕切部材４３によって、現像室４０Ａと攪拌・搬送室４０Ｂとに分けられている。

現像ローラ５０は、複数の磁極を有する磁石ロールと矢印のように回転する現像スリーブとで構成される。

磁石ロールは二つのＮ極Ｎ１、Ｎ２及び三つのＳ極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有する。

Ｎ１極は現像極を構成し、同極が隣り合うＳ１とＳ２とは、反発磁界を形成し現像剤Ｄを現像ロール５１から離脱させる剥離極を構成する。

図１（ａ）において、トナーは攪拌・搬送室４０Ｂに供給され、スクリュー５１の回転でトナーとキャリアからなる現像剤Ｄ中に混合される。

補給トナーが混合された現像剤Ｄは通路（図示せず）を通って現像室４０Ａに供給される。

現像ローラ５０の矢印で示す回転により、現像剤Ｄが現像室から汲み上げられ、現像剤規制部材５３により規制されて、現像ローラ５０上に現像剤Ｄの層が形成される。

現像剤Ｄの層により、現像装置４の右方に配置された感光体（図示せず）上の静電潜像が現像されてトナー像が形成される。

現像後の現像剤Ｄはスクリュー５２の下方を通過し、攪拌・搬送室４０Ｂに還流する。

現像により消費されトナー濃度が低下した現像剤Ｄには、攪拌・搬送室４０Ｂにおいてトナーが補給される。

以上説明した現像剤Ｄの循環により連続した現像が行われて、連続画像形成が行われる。

長期間の画像形成動作により現像剤Ｄが劣化したときは、旧い現像剤Ｄを現像装置４から抜き取り、新しい現像剤Ｄを装填する現像剤交換が行われる。

この現像剤交換は、ユーザ又はサービスマンが現像装置４を画像形成装置本体ＧＨから取り出すことにより行われる。

現像剤交換時には、現像装置４は図１（ｂ）に示されるように、現像装置４が横向きにされる、即ち、図１（ａ）の作動状態において、底部を占めているハウジング４１が図１（ｂ）のように側部となるように現像装置４の向きが変えられ、カバー４２が取り外される。

その結果、攪拌・搬送室４０Ｂの上方〔図１（ａ）に示す作動状態における上方〕が開放される。

図１（ｂ）の状態で現像剤Ｄは下方に落下して、現像装置４から取り出される。

しかしながら、現像剤Ｄは磁極Ｓ２と磁極Ｎ２とにより形成された磁界により、現像ローラ５０に吸着し、図示のように現像剤Ｄが現像装置４内に残留する。

この残留現像剤Ｄは磁力により吸着しているために除去が困難であり、現像剤交換の作業を行っても、旧い現像剤が現像装置４内の現像剤のかなりの割合を占めるという結果になる。

特許文献１では、現像剤交換時に、現像ローラ内の磁石ロールを回転させ、現像剤取り出し部に、強い磁界が形成されないようにしている。

しかしながら、特許文献１の方法を採った場合、現像剤交換後に、現像ローラにおける磁極の位置が交換前の位置と異なる場合が生じる。

現像工程にいては、磁極の位置が画質に影響するために、現像ローラ内での磁極の位置に関しては高精度な設定が要求される。

特許文献１では磁極を回転させるために、現像剤交換後に磁極位置を元位置に設定するための調整に高度な技術と長時間が必要になる。

磁極位置が適正でない場合、画質が低下し、また、著しい場合には画像形成装置の作動中に現像剤のこぼれが発生する場合もある。

本発明は、現像剤交換に関する従来技術における前記の問題を解決し、現像剤交換による現像ローラ内の磁極位置の変動がなく、しかも、簡単な作業で現像剤交換を行うことができる現像装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。

１．現像剤を収容するハウジング、
該ハウジングを覆い、前記ハウジングから取り外し可能なカバー、
前記ハウジングと前記カバーとにより形成された空間内に配置された現像ローラ及び、 前記ハウジングと前記カバーとにより形成された空間を、現像剤を前記現像ローラに供給する現像室と、補給されたトナーを現像剤に混合する攪拌・搬送室とに分ける仕切部材、
を有し、画像形成装置本体から取り出し可能な現像装置において、
前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材が前記ハウジングに対して移動するか又は前記仕切部材の前記ハウジングに対する移動を可能にしたことを特徴とする現像装置。

２．前記現像装置が前記画像形成装置本体から取り出されたときに、前記仕切部材は前記カバーとともに、前記現像装置から取り外し可能であることを特徴とする前記１に記載の現像装置。

３．前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材が回転可能になることを特徴とする前記１に記載の現像装置。

４．前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材はスライドすることを特徴とする前記１に記載の現像装置。

５．前記仕切部材は前記ハウジングに取り付けられており、前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材は前記ハウジングから取り外し可能になることを特徴とする前記１に記載の現像装置。

６．前記現像ローラは、回転する現像スリーブ及び該現像スリーブ内で前記ハウジングに固定され、反発磁界を形成する剥離極を有する磁石ローラを備え、
前記仕切部材の移動により、前記剥離極の間の前記現像ローラの表面が開放されることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。

７．像担持体、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段及び前記１〜６のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。

本発明においては、現像装置内を現像室と攪拌・搬送室とに分ける仕切部材を、現像装置が画像形成装置本体から取り出されたときに移動するか、移動可能にしている。

これによって、現像装置から現像剤を抜き出すための開口が大きく開かれる。

したがって、磁極の位置を変えることなく、簡単な操作で現像装置から現像剤を抜き出すことが可能になる。

従来の現像装置における現像剤交換を説明する図である。 本発明に実施の形態に係る現像装置を有する画像形成装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る現像装置を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る現像装置を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る現像装置を示す図である。

以下に本発明の実施の形態に基づいて、本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図２は本発明に係る現像装置を有する画像形成装置の全体構成を示すである。本画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨ、画像読取装置ＹＳ等で構成される。画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋからなる画像形成部、無端ベルト状の中間転写体６、２次転写ローラ７Ａ、定着装置９等で構成される。

画像形成装置本体ＧＨの上には、自動原稿送り装置５０１と原稿画像走査露光装置５０２からなる画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置５０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置５０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、帯電手段２Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ７Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。帯電手段２Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ７Ｙ及びクリーニング手段８Ｙは図示のように、感光体ドラム１Ｙの周囲に配置される。

マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、現像装置４Ｍ、一次転写ローラ７Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、現像装置４Ｃ、一次転写ローラ７Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｂｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、現像装置４Ｋ、一次転写ローラ７Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。

画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは個々に画像形成装置本体に対して着脱可能である。また、現像装置４Ｙは、画像形成装置本体から取り出された画像形成ユニット１０Ｙから取り出し可能であり、現像装置４Ｍは、画像形成装置本体から取り出された画像形成ユニット１０Ｍから取り出し可能であり、現像装置４Ｃは、画像形成装置本体から取り出された画像形成ユニット１０Ｃから取り出し可能であり、現像装置４Ｋは、画像形成装置本体から取り出された画像形成ユニット１０Ｋから取り出し可能である。

画像形成ユニット１０Ｙのための露光装置３Ｙ、画像形成ユニット１０Ｍのための露光装置３Ｍ、画像形成ユニット１０Ｃのための露光装置３Ｃ、画像形成ユニット１０Ｋのための露光装置３Ｋは、画像形成装置内に固定設置されている。

帯電手段２Ｙと露光装置３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光装置３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段を構成する。

なお、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。

中間転写体６は、駆動ローラ６１、バックアップローラ６２、テンションローラ６３、及びアイドラーローラ６４、６５に張架され、図示のように水平方向に長いベルトユニット６０を構成する。

バックアップローラ６２は二次転写ローラ７Ａに対向する。

一次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ，７Ｋは中堅転写体７の水平部分に接触する。

定着装置９は、定着ローラ９３及び加圧ローラ９４を有し、定着ローラ９３と加圧ローラ９４との間に形成されたニップ部で記録紙Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着する。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写され合成されてカラートナー像が形成される。

記録紙収納手段である給紙トレイ２１内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段２０の給紙ローラ２２により１枚分離されて給紙され、給紙ローラ２３を経て、停止状態にあるレジストローラ２４へ給紙される。そこで一旦停止されて、その先端と中間転写体６上のトナー像との位置関係が正確に一致するタイミングで、そのレジストローラ２４が回転を開始することにより二次転写ローラ７Ａに給紙され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。カラートナー像が転写された記録紙Ｐは定着装置９において加熱・加圧され、記録紙Ｐ上のカラートナー像が定着される。その後、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

２７は裏面画像形成時に記録紙Ｐを表裏反転して搬送する再給紙部である。

一方、二次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐにカラートナー像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、中間転写体クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。

図３は本発明の実施の形態１に係る現像装置を示す。

図２における現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは図３に示す構造を有する。

図３以下においては、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを符号４で示す。前記に説明したように、現像装置４は画像形成装置本体ＧＨに対して着脱可能である。

図３（ａ）は、画像形成装置本体ＧＨに装着され作動時の現像装置４を示し、図３（ｂ）は画像形成装置本体から取り出され、現像剤交換が行われる時の現像装置４を示す。図示のように、装着時において、ハウジング４１は現像装置４の底部を占め、カバー４２はハウジング４１の上方を覆っている。

図１に関連して説明したように、ハウジング４１とカバー４２により現像装置４の外形が形成され、内部に、現像ローラ５０、攪拌・搬送手段としてのスクリュー５１、５２、現像剤規制部材５３、現像剤ガイド部材５４等が配置される。現像装置内部は仕切部材４３によって、現像室４０Ａと攪拌・搬送室４０Ｂとに分けられている。

ハウジング４１内には現像剤が収容され、図１に関連して説明したように、現像室４０Ａから現像ローラ５０に現像剤が供給され、現像が行われる。

現像ローラ５０は、複数の磁極を有するハウジング４１に固定された磁石ロールと矢印のように回転する現像スリーブとで構成される。

磁石ロールは二つのＮ極Ｎ１、Ｎ２及び三つのＳ極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有する。

Ｎ１極は現像極を構成し、同極が隣り合うＳ１とＳ２とは反発磁界を形成し、現像剤を現像ロール５１から離脱させる剥離極を構成する。

図３に示す現像装置４では、仕切部材４３が、カバー４２と一体に形成され、カバー４２が取り外された図３（ｂ）の状態では、仕切部材４３もカバー４２とともに、現像装置４から取り外される。

長期間の画像形成動作により現像剤が劣化したときは、旧い現像剤を現像装置４から抜き取り、新しい現像剤を装填する現像剤交換が行われる。

この現像剤交換には、ユーザ又はサービスマンにより現像装置４が画像形成装置本体ＧＨ（図２に示す）から取り出される。

像剤剤交換時には、現像装置４は図１（ｂ）に示されるように、現像装置４が横向きにされる。即ち、図３（ａ）の作動状態において、底部を占めているハウジング４１が図３（ｂ）のように側部となるように現像装置４の向きが変えられ、カバー４２が取り外される。

図３（ｂ）では、カバー４２及び仕切部材４３がともに、現像装置４から取り外されている。

その結果、図３（ｂ）における現像ローラ５０の下方が大きく開放される。これにより、現像剤は矢印Ｗで示すように落下する。

図３（ｂ）においては、剥離極を構成する磁極Ｓ１、Ｓ２間の現像ローラ５０の表面が開放された空間に臨んでいる。したがって、剥離極Ｓ１、Ｓ２間の現像剤が現像ローラ５０から離れて落下する。

磁極Ｎ２近傍には、現像剤が付着している場合あるが、このような付着現像剤を磁極Ｓ１と磁極Ｓ２との間に寄せることにより、現像ローラ５０から除去される。

結果として、現像装置４内の大部分の現像剤が除去される。

図４は本発明の実施の形態２に係る現像装置４を示す。

図４に示す現像装置４では、その作動時に、図４（ａ）に示すように仕切部材４３の頭部がカバー４２により支持され、現像装置４内に固定されているが、現像剤交換時にカバー４２を取り外すことにより、図４（ｂ）に示すように、仕切部材４３はその基部を中心に回転して、現像室４０Ａを開放する。

その結果、現像剤は、矢印Ｗで示すように落下する。

本実施の形態においても、仕切部材４３の回転により、剥離極を構成する磁極Ｓ１、Ｓ２間の現像ローラ５０の表面が開放される。

その結果、現像ローラ５０から現像剤が落下して、旧い現像剤が効率よく取り除かれる。

現像剤交換後は、現像装置４が図４（ａ）の正立状態とされるとともに、仕切部材４３が作業者の手によって、図４（ａ）の状態に戻されるとともに装着されたカバー４２により仕切部材４３が固定される。

図５は本発明の実施の形態３に係る現像装置４を示す。

仕切部材４３はバネ（図示せず）により、図５（ａ）の上方に付勢されている。図５（ａ）においては、カバー４２により上方への移動を規制され、ハウジング４１に仕切部材４３の下端が接触して現像室４０Ａと攪拌・搬送室４０Ｂとを形成している。

図５（ｂ）のように、カバー４２を取り外すことにより、仕切部材４３がバネの付勢で移動し、その端〔図５（ｂ）における右端〕が、ハウジング４１から離れて、仕切部材４３とハウジング４１との間に間隔４０Ｃが形成される。

現像剤は間隔４０Ｃを通って落下し、現像装置４から取り出される。

図５（ｂ）においても、磁極Ｓ１と磁極Ｓ２間の現像ローラ５０表面が間隔４０Ｃに臨んでおり、現像剤が効率よく抜き取られる。

４、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像装置
４０Ａ 現像室
４０Ｂ 攪拌・搬送室
４１ ハウジング
４２ カバー
４３ 仕切部材
５０ 現像ローラ

１．現像剤を収容し、現像装置の底部を占めるハウジング、
該ハウジングの上方を覆い、前記ハウジングから取り外し可能なカバー、
前記ハウジングと前記カバーとにより形成された空間内に配置された現像ローラ及び、 前記ハウジングと前記カバーとにより形成された空間を、現像剤を前記現像ローラに供給する現像室と、補給されたトナーを現像剤に混合する攪拌・搬送室とに分ける仕切部材、
を有し、画像形成装置本体から取り出し可能な現像装置において、
前記現像ローラは、回転する現像スリーブ及び該現像スリーブ内で前記ハウジングに固定され、反発磁界を形成する剥離極を有する磁石ローラを備え、
前記現像装置が前記画像形成装置本体から取り出されたときに、前記仕切部材は前記カバーとともに、前記現像装置から取り外し可能であり、
前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材が前記ハウジングに対する移動が可能であり、
前記仕切部材の移動により、前記剥離極の間の前記現像ローラの表面が開放されることを特徴とする現像装置。

２．前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材が回転して移動することにより前記剥離極の間の前記現像ローラの表面を開放することを特徴とする前記１に記載の現像装置。

３．前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材はバネの付勢によりスライドして移動することにより前記剥離極の間の前記現像ローラの表面を開放することを特徴とする前記１に記載の現像装置。

４．前記ハウジングが側部となるように当該現像装置の向きが変えられた後に前記カバーが取り外された場合に、前記剥離極の間の前記現像ローラの表面が開放された空間に臨み、前記剥離極の間の現像剤が前記現像ローラから離れて落下することを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の現像装置。

５．像担持体、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段及び請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。

Claims (7)

1. 現像剤を収容するハウジング、
   該ハウジングを覆い、前記ハウジングから取り外し可能なカバー、
   前記ハウジングと前記カバーとにより形成された空間内に配置された現像ローラ及び、 前記ハウジングと前記カバーとにより形成された空間を、現像剤を前記現像ローラに供給する現像室と、補給されたトナーを現像剤に混合する攪拌・搬送室とに分ける仕切部材、
   を有し、画像形成装置本体から取り出し可能な現像装置において、
   前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材が前記ハウジングに対して移動するか又は前記仕切部材の前記ハウジングに対する移動を可能にしたことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像装置が前記画像形成装置本体から取り出されたときに、前記仕切部材は前記カバーとともに、前記現像装置から取り外し可能であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材が回転可能になることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材はスライドすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記仕切部材は前記ハウジングに取り付けられており、前記カバーが前記ハウジングから取り外されたときに、前記仕切部材は前記ハウジングから取り外し可能になることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 前記現像ローラは、回転する現像スリーブ及び該現像スリーブ内で前記ハウジングに固定され、反発磁界を形成する剥離極を有する磁石ローラを備え、
   前記仕切部材の移動により、前記剥離極の間の前記現像ローラの表面が開放されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 像担持体、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段及び請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。