JP2018169566A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の実施形態について、図1乃至図7を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1及び図2を用いて説明する。
本実施形態の画像形成装置100は、それぞれ像担持体としての感光ドラム1を有する4つの画像形成部PY、PM、PC、PKを備えた電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置100は、装置本体100Aに接続された原稿読み取り装置(図示せず)又は装置本体100Aに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器からの画像信号に応じてトナー像(画像)を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。また、画像形成部PY、PM、PC、PKは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。
次に、現像装置4の詳しい構成について、図3及び図4を用いて説明する。現像装置4は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容する現像容器41と、現像容器に収容された現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての現像スリーブ44とを有する。現像容器41内には、現像容器内の現像剤を攪拌・搬送しつつ現像容器内を循環させる現像剤搬送部材としての搬送スクリュー43a、43bが配置されている。現像スリーブ44は、感光ドラム1と対向する対向領域Aに現像剤を搬送可能である。また、現像スリーブ44の内部には、周方向に複数の磁極を有する磁束発生手段としてのマグネット44aが、回転不能に配置されている。更に、現像スリーブ44の表面に、現像剤の薄層を形成する規制部材としての現像ブレード42が配置されている。尚、図4中等において、現像スリーブ44の長手方向、即ち回転軸線方向(軸方向)を幅方向Wとして示す。
次に、現像剤補給装置80について、図5を用いて説明する。現像剤補給装置80は、補給用の現像剤を収容する収容容器8と、補給機構81と、補給搬送部83とを有する。収容容器8は、円筒状の容器の内壁に螺旋状の溝を掘った構成となっており、収容容器8自体が回転することで長手方向(回転軸線方向)へと現像剤の搬送力を発生させる。収容容器8の現像剤搬送方向下流端部には、補給機構81に接続されている。補給機構81は、収容容器8から現像剤が搬送される排出口82から排出するポンプ部81aを有する。ポンプ部81aは、蛇腹状に形成され、回転駆動されることで容積が変化して空気圧を発生し、収容容器8から搬送された現像剤を排出口82から排出する。
ここで、現像装置から発生する現像剤の飛散について説明する。まず、画像形成装置では、出力画像の高速化や高画質化を求められると共にメンテナンスの簡略化が求められている。このメンテナンス簡略化の中の一つとして画像形成装置内部の現像剤による汚染の低減が挙げられる。画像形成装置内部が現像剤で汚染されると、出力画像の汚れなどの画像不良が発生したり、現像装置や感光ドラムユニットなどの交換時などに清掃作業が発生したりする。また、現像剤がギアなどの各駆動系に付着した場合、駆動系に滑りなどが発生する虞がある。
Qa+Qd=Qb・・・(3)
本実施形態では、現像装置4の現像容器41の構成を次のようにしている。本実施形態の現像容器41の詳細構成について、図6を用いて説明する。図6の現像スリーブ44の周囲に示す曲線Cは、マグネット44aの各磁極の磁束密度の分布を示している。現像スリーブ44の回転方向をRとする。マグネット44aの各磁極のうち、剥離用磁極S3は第1磁極に相当し、吸着用磁極S2は第2磁極に相当する。剥離用磁極S3は、回転方向Rに関して、対向領域Aの下流側に配置され、現像スリーブ44に担持された現像剤を剥ぎ取る。吸着用磁極S2は、剥離用磁極S3の下流側に隣接して配置され、剥離用磁極S3と同極で、現像容器41内の現像剤を現像スリーブ44に汲み上げる。図6では、磁束密度のピーク位置を示す直線で、5つの各磁極の位置を表示している。
次に、本実施形態の現像装置4の特徴的な構成について、図4及び図7を用いて説明する。まず、内カバー48と現像スリーブ44との隙間を、第1隙間(隙間)F1とする。内カバー48と外カバー47との隙間を、第2隙間(流路、隙間)F2とする。外カバー47の感光ドラム1に対向する対向端部47aと感光ドラム1との隙間を、第3隙間F3とする。そして、現像容器41は、外カバー47と内カバー48との間において、現像スリーブ44の幅方向Wの両端部に設けられた一対の側壁49(図4参照)を有している。各側壁49は、外カバー47及び内カバー48の間の空間を幅方向Wの両側部で遮り、外カバー47及び内カバー48と共に回転方向Rに沿った流路としての第2隙間F2を形成する。
次に、本実施形態の効果を確認するために、比較例の構成と本実施形態の構成とでトナーの飛散量を比較した実験について説明する。各現像装置に対してトナー補給動作した時、現像容器の開口部近傍からのトナー飛散量の測定と現像装置周辺のトナー汚染の確認を実施した。まず、この実験で採用したトナー飛散量の計測方法の概略について、図7を参照して説明する。なお、実験で使用した装置は、現像装置、感光ドラム及び感光ドラム周りの露光装置を除く構成を取り出して、組み付けたものである。そして、実験では、通常の画像形成時と同様に、感光ドラムの回転、帯電、現像の各駆動やバイアス印加も行った状態で、以下のようにトナーの飛散量を計測した。
上述した第1の実施形態の現像装置4を利用し、L1>L2となる構成とした。ここでは、L1=320mm、L2=290mm、H1=2.9mm、H2=3.2mmとした。
図8に示す従来の現像装置400を利用した。図8に示すように、現像装置400は、内カバーを有していない。
上述した第1の実施形態の現像装置4においてL1=L2となる構成とした。ここでは、L1=320mm、L2=320mm、H1=2.9mm、H2=2.9mmとした。
次に、本発明の第2の実施形態を、図9を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、第2隙間F2が同幅部F2aと漸減部F2bとを有する点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
上述した第2の実施形態の現像装置4を利用してL1>L2となる構成とし、上述した実施例1と同様の実験を行った。ここでは、L1=320mm、L2=290mm、H1=2.9mm、H2=3.2mmとした。実験結果を、図12に示す。実施例2では実施例1と比較し、端部での飛散抑制効果が更に向上した。理由としては、実施例2では、同幅部F2aを有することから、内カバー48によって現像スリーブ44のコート領域B1の幅方向Wの両端部を覆う面積が大きくなり、コート領域B1における気流bの発生をより効果的に抑制したためと考えられる。従って、実施例2の構成は、実施例1と同様に、トナー飛散の低減に効果的であることが確認された。
次に、本発明の第3の実施形態を、図10及び図11を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、流出口12が感光ドラム1に対向せずに現像スリーブ44の最上部付近に対向している点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
上述の各実施形態では、現像装置4として、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いた構成について説明した。但し、本発明は、磁性を有するトナーを含む一成分現像剤を用いたものであっても、上述した剥離用磁極S3を有する構成であれば適用可能である。また、上述の各実施形態の構成は、適宜組み合わせて実施可能である。例えば、第2の実施形態の構成と第3の実施形態の構成を組み合わせても良い。
Claims (12)
- 現像剤が収容される現像容器と、前記現像容器に収容された現像剤を担持して回転し、像担持体と対向する対向領域に現像剤を搬送可能な現像剤担持体と、を備え、
前記現像容器は、
前記現像剤担持体の回転方向に関して前記対向領域よりも下流側に配置され、隙間を介して前記現像剤担持体を覆う第1覆い部と、
前記第1覆い部と前記現像剤担持体との間に、前記第1覆い部と前記現像剤担持体とのそれぞれに対して隙間を有して配置され、前記現像剤担持体を覆う第2覆い部と、
前記第1覆い部及び前記第2覆い部の間において前記現像剤担持体の回転軸線方向の両側部に設けられ、前記第1覆い部及び前記第2覆い部の間の空間を前記回転軸線方向の両側部で遮り、前記第1覆い部及び前記第2覆い部と共に前記回転方向に沿った流路を形成する一対の側壁と、を有し、
前記流路は、前記第1覆い部と前記第2覆い部と前記一対の側壁とのそれぞれの前記回転方向の下流側の端部により形成される開口である第1開口と、前記第1覆い部と前記第2覆い部と前記一対の側壁とのそれぞれの前記回転方向の上流側の端部により形成される開口である第2開口と、を有し、
前記第2開口は、前記第1開口よりも前記回転軸線方向に関して幅狭である、
ことを特徴とする現像装置。 - 前記第2開口は、前記第1開口よりも前記回転軸線方向に直交する方向に関して広い、
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記第1開口の面積と前記第2開口の面積とは等しい、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。 - 前記流路において、流通する気体の流れ方向に直交する断面の面積は一定である、
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。 - 前記第1開口の前記回転軸線方向の両端部は、前記現像剤担持体の現像剤を担持可能な現像剤担持領域よりも前記回転軸線方向の外側に位置する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記第2開口の前記回転軸線方向の両端部は、前記現像剤担持体の現像剤を担持可能な現像剤担持領域よりも前記回転軸線方向の内側に位置する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記流路の前記回転軸線方向の幅は、前記第1開口の側から前記第2開口の側に向けて漸減する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記流路は、前記第1開口から前記回転方向の上流側に所定長さだけ前記回転軸線方向の幅を一定にして形成された同幅部と、前記同幅部から前記第2開口に向けて前記回転軸線方向の幅が漸減して形成された漸減部と、を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記回転方向に関して、前記対向領域の下流側に配置され、前記現像剤担持体に担持された現像剤を剥ぎ取る第1磁極と、前記第1磁極の下流側に隣接して配置され、前記第1磁極と同極で、前記現像容器の現像剤を前記現像剤担持体に汲み上げる第2磁極と、を有する磁束発生手段を備え、
前記第1開口は、前記第1磁極の磁束密度の分布の絶対値の前記回転方向に関する一対の極小値のうちの上流側の極小値よりも下流側に位置する、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記第1開口は、前記第1磁極の磁束密度のピーク位置又は前記ピーク位置よりも前記回転方向の下流側に位置する、
ことを特徴とする請求項9に記載の現像装置。 - 前記第2覆い部は、前記回転方向の上流端が前記第1覆い部の一部と前記回転方向に隙間を介して対向するように形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の現像装置。 - 請求項1乃至11のうちのいずれか1項に記載の現像装置と、
前記現像装置により現像される静電潜像を担持して、前記対向領域において前記現像剤担持体と同方向に回転する像担持体と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
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