JP2019138958A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域から回転軸線方向の外側へのトナー飛散を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光ドラム1を対して支持するドラム軸受12を有するドラムカートリッジ10と、現像スリーブ44を支持すると共にドラム軸受12に当接することで感光ドラム1と現像スリーブ44との間の隙間Gを所定間隔に維持するスリーブ軸受49を有する現像装置4と、感光ドラム1及び現像スリーブ44の長手方向Xに関して、感光ドラム1及び現像スリーブ44の両外側において、長手方向Xから視て対向領域Ar1に重なる位置に配置され、ドラムカートリッジ10及び現像装置4の少なくとも一方のユニットに設けられ、ドラムカートリッジ10及び現像装置4の間で非接触の状態で、対向領域Ar1を含む隙間Gを長手方向Xの外側から遮る遮り部20と、を備える。【選択図】図4
Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置に関する。
電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置は、現像剤により像担持体としての感光ドラム上に形成された静電像を現像する現像装置を有する。現像装置は、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を有し、現像スリーブに担持された現像剤を感光ドラムに供給するようにしている。また、現像スリーブと感光ドラムとは対向して配置されており、互いに対向する領域は現像スリーブが感光ドラム状の静電像を現像する現像領域とされている。
このような現像装置の場合、現像スリーブの回転により現像装置を構成する現像容器内に空気が流入し、現像容器内の気圧が上昇し、現像容器内の現像剤が容器外に飛散する虞がある。このため、現像容器の外側のカバーと現像スリーブとの間に内側のカバーを設け、現像スリーブと内側のカバーとの間から現像容器内に流入した空気を、内側のカバーと外側のカバーとの間から現像容器外に排出する構成が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の構成の場合、現像スリーブの周方向の空気の流れは制御可能であるが、現像スリーブの軸方向の端部から軸方向外側へ流れる空気については制御していない。このため、現像スリーブの軸方向外側への空気の流れにより、現像スリーブと感光ドラムとが対向する現像領域の近傍から軸方向の外側に向けてトナー飛散が発生する虞がある。特に、現像領域から軸方向の外側に向けてのトナー飛散は、現像ユニットの交換時にユーザが把持する部位を汚す原因となる虞があり、トナーの飛散量の抑制が望まれている。
本発明は、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域から回転軸線方向の外側へのトナー飛散を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、像担持体容器と、前記像担持体容器に収容されて静電像を担持可能な像担持体と、前記像担持体を前記像担持体容器に対して移動可能に支持する第1支持部と、を有する像担持体ユニットと、現像剤が収容される現像容器と、前記像担持体に対し隙間を空けて前記現像容器に収容され、前記現像容器に収容された現像剤を担持し、前記像担持体に対向する現像領域に現像剤を搬送して前記静電像を現像可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体を前記現像容器に対して移動可能に支持すると共に、前記第1支持部に直接又は間接的に当接することで前記像担持体と前記現像剤担持体との間の前記隙間を所定間隔に維持する第2支持部と、を有する現像ユニットと、前記像担持体及び前記現像剤担持体の移動方向に交差する幅方向に関して、前記像担持体及び前記現像剤担持体の両外側において、前記幅方向から視て前記現像領域に重なる位置に配置され、前記像担持体ユニット及び前記現像ユニットの少なくとも一方のユニットに設けられ、前記像担持体ユニット及び前記現像ユニットの間で非接触の状態で、前記現像領域を含む前記隙間を前記幅方向の外側から遮る遮り部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、遮り部が、像担持体及び現像剤担持体の幅方向の両外側において、幅方向から視て現像領域に重なる位置に配置されているので、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域から回転軸線方向の外側に向いたトナー飛散を抑制できる。
実施の形態について、図1〜図12(a)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。
[画像形成装置]
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。
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。
なお、画像形成装置100が備える4つの画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、代表して画像形成部PYについて説明し、その他の画像形成部については説明を省略する。
[ドラムカートリッジ]
図2に示すように、画像形成部PYには、ドラムカートリッジ(像担持体ユニット)10が設けられている。ドラムカートリッジ10は、ドラム容器(像担持体容器)11と、ドラム容器11に収容されて静電像を担持可能な像担持体として円筒形状の回転体である感光体、即ち、感光ドラム1と、を有している。感光ドラム1は、中心軸1a(図4参照)を有し、中心軸1aをドラム容器11に対して回転可能(移動可能)に支持するドラム軸受(第1支持部、第1軸受)12(図4参照)により支持され、図2中矢印方向に回転駆動される。尚、ドラム軸受12(図4参照)は、ドラムカートリッジ10に設けられており、その配置位置については後述する。
図2に示すように、画像形成部PYには、ドラムカートリッジ(像担持体ユニット)10が設けられている。ドラムカートリッジ10は、ドラム容器(像担持体容器)11と、ドラム容器11に収容されて静電像を担持可能な像担持体として円筒形状の回転体である感光体、即ち、感光ドラム1と、を有している。感光ドラム1は、中心軸1a(図4参照)を有し、中心軸1aをドラム容器11に対して回転可能(移動可能)に支持するドラム軸受(第1支持部、第1軸受)12(図4参照)により支持され、図2中矢印方向に回転駆動される。尚、ドラム軸受12(図4参照)は、ドラムカートリッジ10に設けられており、その配置位置については後述する。
ドラム容器11には、帯電手段としての帯電ローラ2と、クリーニング手段としてのクリーニングブレード7が設けられている。感光ドラム1と帯電ローラ2はドラム容器11に対して回転可能に支持され、帯電ローラ2及びクリーニングブレード7は感光ドラム1に押圧した状態で支持されている。感光ドラム1は、装置本体100Aに内蔵された不図示の駆動源に駆動連結され、駆動源の駆動力により回転する。帯電ローラ2は、感光ドラム1に押圧されているため感光ドラム1に従動して回転する。これらの感光ドラム1、帯電ローラ2、クリーニングブレード7は、画像形成を行うと劣化していくため、ドラムカートリッジ10はプリント量に応じて交換する必要がある。従って、ドラムカートリッジ10は装置本体100Aに対して着脱可能になっている。
ドラムカートリッジ10の周囲には、現像装置4と、転写手段としての一次転写ローラ52とが配置され、感光ドラム1の図中下方には、露光手段としての露光装置(本実施形態ではレーザースキャナ)3が配置されている。
図1に示すように、各画像形成部PY、PM、PC、PKの上方には、転写装置5が配置されている。転写装置5は、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト51が複数のローラに張設されて、矢印方向に周回移動(回転)するように構成されている。そして、中間転写ベルト51は、後述するように中間転写ベルト51に一次転写されたトナー像を担持して搬送する。中間転写ベルト51を張架するローラのうちの二次転写内ローラ53と中間転写ベルト51を挟んで対向する位置には、二次転写手段としての二次転写外ローラ54が配置され、中間転写ベルト51上のトナー像を記録材に転写する二次転写部T2を構成している。二次転写部T2の記録材搬送方向下流には定着装置6が配置される。
画像形成装置100の下部には、記録材Sが収容されたカセット9が配置されている。カセット9から給送された記録材Sは、搬送ローラ91によりレジストレーションローラ92に向けて搬送される。そして、停止状態のレジストレーションローラ92に記録材Sの先端が突き当たり、ループを形成することで記録材Sの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト51上のトナー像と同期してレジストレーションローラ92の回転を開始させ、記録材Sを二次転写部T2に搬送する。
上述のように構成される画像形成装置100により、例えば4色フルカラーの画像を形成するプロセスについて、図1に基づいて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム1は、露光装置3から発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光される。これにより、感光ドラム1上に画像信号に応じた静電像が形成される。感光ドラム1上の静電像は、現像装置4内に収容された現像剤としてのトナーによって顕像化され、可視像となる。
感光ドラム1上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト51を挟んで配置される一次転写ローラ52との間で構成される一次転写部T1(図2参照)にて、中間転写ベルト51に一次転写される。この際、一次転写ローラ52には一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム1の表面に残った転写残トナーは、クリーニングブレード7によって除去される。
このような動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部で順次行い、中間転写ベルト51上で4色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて、カセット9に収容された記録材Sが二次転写部T2に搬送される。そして、二次転写外ローラ54に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト51上の4色のトナー像を、記録材S上に一括で二次転写する。二次転写部T2で転写しきれずに中間転写ベルト51に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ55により除去される。
次いで、記録材Sは定着手段としての定着装置6に搬送される。定着装置6は、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有する定着ローラ61及び加圧ローラ62を備え、定着ローラ61と加圧ローラ62とで定着ニップ部を形成する。この定着装置6の定着ニップ部にトナー像が転写された記録材Sを通過させることで、記録材Sが加熱及び加圧される。そして、記録材S上のトナーは溶融及び混合されて、フルカラーの画像として記録材Sに定着される。その後、記録材Sは、排出ローラ101により排出トレイ102に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。
なお、本実施形態の画像形成装置100は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色または4色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することも可能である。
[現像装置]
次に、現像装置(現像ユニット)4の詳しい構成について、図2〜図4を用いて説明する。本実施形態では、現像装置4はカートリッジ状で現像カートリッジを構成している。現像装置4は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤が収容される現像容器41と、現像容器内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての円筒形状の回転体である現像スリーブ44とを有する。現像スリーブ44は、感光ドラム1に対し隙間Gを空けて現像容器41に収容され、現像容器41に収容された現像剤を担持し、感光ドラム1に対向する対向領域(現像領域)Ar1に現像剤を搬送して静電像を現像可能である。図4に示すように、対向領域Ar1は、コート領域である。
次に、現像装置(現像ユニット)4の詳しい構成について、図2〜図4を用いて説明する。本実施形態では、現像装置4はカートリッジ状で現像カートリッジを構成している。現像装置4は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤が収容される現像容器41と、現像容器内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての円筒形状の回転体である現像スリーブ44とを有する。現像スリーブ44は、感光ドラム1に対し隙間Gを空けて現像容器41に収容され、現像容器41に収容された現像剤を担持し、感光ドラム1に対向する対向領域(現像領域)Ar1に現像剤を搬送して静電像を現像可能である。図4に示すように、対向領域Ar1は、コート領域である。
現像スリーブ44は、中心軸44bを有し、中心軸44bを現像容器41に対して回転可能(移動可能)に支持するスリーブ軸受(第2支持部、第2軸受)49により支持され、図2中矢印方向に回転駆動される。スリーブ軸受49は、現像装置4に設けられており、その配置位置については後述する。尚、本明細書では、現像スリーブ44の回転方向(移動方向)に交差する方向、例えば直交する方向を長手方向(幅方向)Xとして示す。また、現像スリーブ44と感光ドラム1とが対向領域Ar1において対向する方向、即ち、長手方向X及び対向領域Ar1での回転方向に交差する方向を対向方向Yとして示す(図4参照)。
図2に示すように、現像スリーブ44の内部には、回転方向に並んだ複数の磁極を有する磁界発生手段としてのマグネットローラ44aが現像容器41に対して非回転に配置されている。現像容器41の内部は、その略中央部が現像スリーブ44の回転軸線方向に延在する隔壁41cによって現像室41aと攪拌室41bに水平方向の左右に区画されており、現像剤は現像室41a及び攪拌室41bに収容されている。現像室41a及び攪拌室41bには、現像容器41内の現像剤を攪拌・搬送しつつ現像容器41内を循環させる搬送部材としての搬送スクリュ43a、43bがそれぞれ配置されている。隔壁41cの長手方向Xの両端部(現像スリーブ44の回転軸線方向両端部、図3の左側部及び右側部)には、現像室41aと攪拌室41bとの間での現像剤の通過を許す受渡し部41d、41eが設けられている。
搬送スクリュ43a、43bは、それぞれ回転軸の周りに、搬送部としての螺旋状の羽根を設けて形成されている。搬送スクリュ43aは、現像室41aの底部に現像スリーブ44の長手方向Xに沿って配置されており、不図示のモータによって回転軸を回すことで現像室41a内の現像剤を軸線方向に沿って搬送しつつ、現像スリーブ44に現像剤を供給する。現像スリーブ44に担持され、現像工程でトナーが消費された現像剤は、現像室41aに回収される。また、搬送スクリュ43bは、攪拌室41b内の底部に現像スリーブ44の長手方向Xに沿って配置され、攪拌室41b内の現像剤を搬送スクリュ43aとは反対に軸線方向に沿って搬送する。現像剤は、このようにして、搬送スクリュ43a、43bによって搬送され、受渡し部41d、41eを介して現像容器41内を循環する。
攪拌室41bの搬送スクリュ43bの搬送方向上流端部には、現像容器41内にトナーを含む現像剤を補給するための現像剤補給口46が設けられている。現像剤補給口46は、後述する図8に示す現像剤補給装置80の補給搬送部83に接続されている。したがって、補給用の現像剤は、現像剤補給装置80から補給搬送部83及び現像剤補給口46を介して攪拌室41b内に供給される。搬送スクリュ43bは、現像剤補給口46から補給された現像剤と、既に攪拌室41b内にある現像剤とを攪拌しつつ搬送し、トナー濃度を均一化する。
したがって、搬送スクリュ43a、43bの搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度が低下した現像室41a内の現像剤が、一方の受渡し部41d(図3の左側)を介して攪拌室41b内へ移動する。そして、攪拌室41b内に移動した現像剤は、補給された現像剤と攪拌されつつ搬送され、他方の受渡し部41e(図3の右側)を介して現像室41aへ移動する。
現像容器41の現像室41aには、感光ドラム1に対向した対向領域Ar1に相当する位置に開口部41hがあり、この開口部41hにおいて現像スリーブ44が感光ドラム1の方向に一部露出するように回転自在に配設されている。このような現像スリーブ44は、不図示のモータにより回転させられて、現像剤を対向領域Ar1に搬送可能で、対向領域Ar1において現像剤を感光ドラム1に供給する。本実施形態では、現像スリーブ44は、非磁性材料として例えばアルミニウムやステンレスにより円筒状に形成されている。また、現像スリーブ44は、対向領域Ar1において重力方向下方から上方に向かって、即ち、図2の反時計回り方向に回転する。
開口部41hの現像スリーブ44の回転方向上流側には、現像スリーブ44に担持された現像剤の量(層厚)を規制する規制部材としての現像ブレード42が固定されている。現像ブレード42は、現像スリーブ44の表面に現像剤の薄層を形成する。本実施形態では、現像スリーブ44が対向領域Ar1において重力方向下方から上方に向かって回転するため、現像ブレード42は、対向領域Ar1の重力方向下方に位置する。
マグネットローラ44aは、図2に示すように、周方向に複数の磁極S1、S2、S3、N1、N2極の合計5極を有して、ローラ状に形成されている。このようなマグネットローラ44aは、現像スリーブ44に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、後述する剥離領域Ar2(図9参照)で現像スリーブ44から現像剤を剥離させる磁界を発生させる。即ち、現像室41a内の現像剤は、搬送スクリュ43aにより現像スリーブ44に供給される。そして、現像スリーブ44に供給された現像剤は、マグネットローラ44aの吸着用磁極S2が発生する磁界により、現像スリーブ44上に所定の量が担持され、現像剤溜まりを形成する。
現像スリーブ44上の現像剤は、現像スリーブ44が回転することによって、現像剤溜まりを通過し、規制用磁極N1にて穂立ちして、規制用磁極N1と対向する現像ブレード42によって層厚が規制される。そして、層厚が規制された現像剤は、感光ドラム1と対向する対向領域Ar1へと搬送され、現像用磁極S1にて穂立ちして磁気穂を形成する。この磁気穂が、対向領域Ar1において現像スリーブ44と同方向に回転する感光ドラム1に接触し、帯電したトナーによって静電像をトナー像として現像する。
その後、現像スリーブ44上の現像剤は、搬送用磁極N2により、現像スリーブ44の表面に対する現像剤の吸着を維持されつつ、現像スリーブ44の回転により現像容器41内へと搬送される。そして、現像スリーブ44に担持された現像剤は、現像スリーブ44の回転方向に順に配置された同極の剥離用磁極S3と吸着用磁極S2とにより形成された剥離領域Ar2で、現像スリーブ44の表面から剥離される。尚、本実施形態で、剥離領域Ar2とは、例えば、磁力の現像スリーブ44の回転中心方向成分が0N以下の領域としている。剥離された現像剤は、現像容器41の現像室41aに回収される。
なお、現像容器41には、図3に示すように、現像容器41内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサとしてのインダクタンスセンサ45が設けられている。本実施形態では、インダクタンスセンサ45は、攪拌室41bの現像剤搬送方向下流側に設けられている。
[現像カートリッジとドラムカートリッジの位置関係]
次に、装置本体100Aにおける現像装置4とドラムカートリッジ10との位置関係について、図4〜図7を用いて説明する。本実施形態では、現像装置4及びドラムカートリッジ10は、装置本体100A(図1参照)に対してそれぞれ着脱可能としている。そして、ドラム容器11及び現像容器41が装置本体100Aに装着された状態を、装着状態という。装置本体100Aに現像装置4及びドラムカートリッジ10の少なくとも一方を装着する際は、例えば、図6及び図7に示すように、現像装置4及びドラムカートリッジ10を装置本体100Aに仮装着する。この時は、現像装置4及びドラムカートリッジ10は、対向方向Yに離間しており、現像スリーブ44と感光ドラム1との隙間Gは形成されていない。そして、図4及び図5に示すように、現像装置4及びドラムカートリッジ10を互いに対向方向Yに当接させて位置決めし、対向領域Ar1において対向する現像スリーブ44と感光ドラム1との間に所定間隔の隙間Gを形成する。
次に、装置本体100Aにおける現像装置4とドラムカートリッジ10との位置関係について、図4〜図7を用いて説明する。本実施形態では、現像装置4及びドラムカートリッジ10は、装置本体100A(図1参照)に対してそれぞれ着脱可能としている。そして、ドラム容器11及び現像容器41が装置本体100Aに装着された状態を、装着状態という。装置本体100Aに現像装置4及びドラムカートリッジ10の少なくとも一方を装着する際は、例えば、図6及び図7に示すように、現像装置4及びドラムカートリッジ10を装置本体100Aに仮装着する。この時は、現像装置4及びドラムカートリッジ10は、対向方向Yに離間しており、現像スリーブ44と感光ドラム1との隙間Gは形成されていない。そして、図4及び図5に示すように、現像装置4及びドラムカートリッジ10を互いに対向方向Yに当接させて位置決めし、対向領域Ar1において対向する現像スリーブ44と感光ドラム1との間に所定間隔の隙間Gを形成する。
図4及び図5に示すように、装置本体100Aに装着された現像装置4及びドラムカートリッジ10では、現像スリーブ44を支持するスリーブ軸受49と感光ドラム1を支持するドラム軸受12との外周同士が対向方向Yに当接している。これにより、現像スリーブ44及び感光ドラム1の間の隙間Gを所定距離に維持される。隙間Gの距離は、例えば300±30μmとしている。この距離が長すぎると感光ドラム1上にトナーが載らずに画像が薄くなる一方、距離が短すぎると感光ドラム1上にトナーが過剰に載ることで画像が濃くなったり、感光ドラム1及び現像スリーブ44の間からトナーが溢れるなどの弊害を生じてしまう。ここで、本実施形態では、各軸受49,12の外周面は円周面状であり、各軸受49,12の接触は長手方向Xに沿った線接触で行われる。これにより、各軸受49,12が面接触により当接する場合に比べて、隙間Gを所定距離に高精度に維持することができる。
本実施形態では、スリーブ軸受49とドラム軸受12とは、直接接触するものとしている。但し、これには限られず、スリーブ軸受49とドラム軸受12とは、例えば、現像容器41あるいはドラム容器11を挟んで間接的に接触するものとしてもよい。即ち、スリーブ軸受49とドラム軸受12とは、互いに直接又は間接的に当接することで、隙間Gを所定間隔に維持する。
[現像剤補給装置]
次に、現像剤補給装置80について、図8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X(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から現像剤を排出するポンプ部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。
次に、現像剤補給装置80について、図8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X(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から現像剤を排出するポンプ部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。
排出口82には、補給搬送部83の上端部が接続されており、補給搬送部83の下端部は、現像装置4の現像剤補給口46に接続されている。即ち、補給搬送部83は、排出口82と現像剤補給口46とを連通させている。したがって、ポンプ部81aにより排出口82から排出された現像剤は、補給搬送部83を通って現像装置4の現像容器41内に補給される。
なお、上述の現像装置4において、現像剤補給口46は、攪拌室41bの現像剤搬送方向上流端部で、且つ、現像室41aと攪拌室41bとで形成される現像剤の循環経路の外側に備えられている。具体的には、現像剤補給口46は、一方の受渡し部41dよりも攪拌室41bの現像剤搬送方向上流側に設けられている。したがって、現像剤補給口46の近傍は、現像剤の循環経路の現像剤は殆ど存在せず、補給用の現像剤が通過するのみである。
このような現像剤補給装置80による補給は、自動トナー補給制御(以下、「ATR(Automatic Toner Replenisher)制御」という)により行われる。このATR制御は、画像形成時の画像比率、インダクタンスセンサ45、トナー像の濃度を検知する濃度センサ103(図1参照)によるパッチ画像の濃度検知結果に応じて、現像剤補給装置80の動作を制御して、現像剤を現像装置4に補給するものである。
濃度センサ103は、図1に示すように、中間転写ベルト51の回転方向に関し、画像形成部PKの下流で、二次転写部T2の上流に、中間転写ベルト51の表面と対向して配置されている。濃度センサ103を用いる制御では、例えば、画像形成ジョブの開始時や所定枚数の画像形成毎などのタイミングで、制御用のトナー像(パッチ画像)を中間転写ベルト51上に転写し、濃度センサ103によりパッチ画像の濃度を検知する。そして、この検知結果に基づいて、現像剤補給装置80による現像剤の補給制御を行う。
なお、現像装置4に現像剤を補給する構成は、このような構成に限らず、従来から知られている構成を用いても良い。
[現像剤の飛散]
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。
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。
このような画像形成装置内部の現像剤による汚染の原因の一つとして、現像剤が現像装置内から飛散してしまうことが挙げられる。例えば、二成分現像剤の場合、通常、現像装置内部では、トナーとキャリアとが摩擦帯電しているため、トナーとキャリアは静電気力で付着している。しかし、何らかの衝撃でこの付着が解放され、キャリアから遊離したトナーが現像装置内部から気流とともに排出されてしまう現像剤の飛散が発生する虞がある。
このような現像剤の飛散について、図9を用いて説明する。なお、図9の矢印は気流の流れを、梨地部分は現像剤13を示す。この一般的な現像容器41は、現像スリーブ44の上方を覆う上壁41kを備える。そして、上壁41kと現像スリーブ44とで構成される現像容器41内部と外部を連通する連通口47には、現像スリーブ44の回転により空気が現像容器41内に流入する空気の流路が形成される。この流路は、感光ドラム1と対向した位置で開口しており、現像容器41内からの現像剤の飛散は、主としてこの流路から発生する。これは、この流路と反対側(図9の下側)は、現像ブレード42が現像スリーブ44と近接して対向しているためである。即ち、この位置では、現像スリーブ44に担持された現像剤が現像ブレード42に層厚が規制されている状態であり、現像スリーブ44と現像ブレード42との隙間からは空気が流出しにくいためである。
ここで、現像剤の飛散とは、現像剤の攪拌・搬送や現像剤の補給によって現像容器41内に生じる遊離トナーなどの現像剤が流路の開口を通って、現像容器41の外部に排出され、現像容器41内に回収しきれないもののことをさす。
まず、トナー遊離について説明する。現像容器41に収容されているトナー及びキャリアは、攪拌室41b及び現像室41aにおいて摩擦帯電され、摩擦帯電により生じる静電付着力及び表面性などにより生じる非静電付着力によって、互いに付着している。このキャリアに付着しているトナーに対し衝撃や剪断力を加えられると、トナーがキャリアから引き剥がされ現像容器41内で遊離する。この時の衝撃や剪断力として、現像スリーブ44による現像剤搬送の際の現像剤挙動がある。
現像剤は、現像スリーブ44上で、内部の磁極の磁力線に沿ったチェーン状の構造である磁気穂を形成する。この磁気穂は、現像スリーブ44の回転により、磁極直前に回転方向前方に立ち上がり、磁極上を通過すると回転方向前方に倒れる。このとき、磁気穂の回転方向は現像スリーブ44の回転方向と同一方向である。この磁気穂が倒れるときの衝撃や遠心力あるいは慣性力によって、トナーがキャリアから引き剥がされることがトナー遊離の原因となっている。
現像スリーブ44による現像剤搬送の際にトナー遊離への寄与の大きい磁極は、吸着用磁極S2との間で反発磁界を生成する剥離用磁極S3である。この剥離用磁極S3では、現像剤を現像スリーブ44から剥離するため、磁極によって現像スリーブ44の回転方向と逆方向の磁気力を加え、搬送される現像剤の速度を落とし、現像剤を滞留させる。そして、現像スリーブ44の外周面のうち、剥離用磁極S3の磁界の大きさの現像スリーブ44の法線方向成分が極大(接線方向成分が極小)となる点を中心とした現像剤滞留部(現像剤溜り)14が形成される。このとき、現像スリーブ44の表面を搬送される現像剤流量は保存されるため、磁気穂の長さが長くなる。磁気穂が長くなると、磁気穂が倒れるときの衝撃や遠心力あるいは慣性力が大きくなり、トナー遊離量が増加する傾向がある。なお、磁気穂が倒れるときの衝撃は、現像用磁極S1や搬送用磁極N2でも発生するため、剥離用磁極S3よりは少ないものの現像用磁極S1や搬送用磁極N2でもトナー遊離は発生する。
また、図8に示すように、現像剤補給装置80からの現像剤補給口46に現像剤が補給される際に、十分に攪拌される前に舞い上がった現像剤も、現像容器41内で遊離トナーの要因となっている。現像剤補給口46に供給されたトナーは、既に攪拌室41b内にある現像剤と攪拌されつつ搬送される。このとき、補給現像剤と既にある現像剤の混合領域では、一時的にトナーと現像剤の混合比が高くなる。トナーと現像剤の混合比が高い場合、トナーの帯電量が低下し、トナーとキャリア間の静電付着力が低下する。現像剤と混合しきれなかったトナーはそのまま、若しくは、搬送スクリュ43a、43b(図9参照)による現像剤の攪拌・搬送時の衝撃で遊離され、遊離トナーが現像容器41内で舞い上がる。
更に、ポンプ部81aによって発生する空気圧で排出される現像剤補給装置80を用いた場合、その空気圧が補給搬送部83を通じて伝搬し、現像剤補給口46から現像容器41に空気の流入を生じる場合がある。このとき流入した気流は、現像剤補給口46近傍のトナーと現像剤の混合比が高い部分での遊離トナーを現像容器41内に巻き上げる。また、この現像容器41への空気圧伝搬は、現像剤補給口46から攪拌室41bにかけて非定常な気圧の上昇を生じさせる。この気圧の上昇は、後述するように、遊離トナーを現像容器41の外部に流出させる要因になる。特に、このような現像剤補給による流入空気は、現像容器41の長手方向Xに関し、端部から外側に向けての現像剤の飛散の原因の一つとなる。
次に、現像装置4の内部及び近傍の気流について説明する。現像装置4の近傍において気流を生成するのは、現像スリーブ44及び感光ドラム1である。ここでは、それぞれ説明する。まず、現像スリーブ44の回転及び磁極上の磁気穂の挙動により、現像スリーブ44の回転方向と略同方向に気流が生成される。この現像スリーブ44の回転方向と略同方向に生成される気流は、現像容器41の連通口47を介して現像容器41の内部に空気を取り込む。また、現像容器41には、現像剤の補給によっても空気が流入する。
現像容器41を略閉空間と仮定すると、空気は流体であるため連続の方程式を適用できる。空気の流速をv、密度をρとすると、次の数式(1)が成り立つ。
Ia(スリーブ流入)+Id(補給流入)=Ib(スリーブ排出)・・・(3)
現像スリーブ44によって取り込まれ、現像スリーブ44に沿って流れる気流は、現像容器41内で折り返して排出される。この際、剥離用磁極S3の現像剤滞留部14で、現像スリーブ44から剥離した現像剤を含んで、気流が折り返されると、その気流は、現像容器41内で発生した遊離トナーなどの現像剤を多く含んで排出方向に向かうことになる。
現像スリーブ44によって取り込まれ、現像スリーブ44に沿って流れる気流は、現像容器41内で折り返して排出される。この際、剥離用磁極S3の現像剤滞留部14で、現像スリーブ44から剥離した現像剤を含んで、気流が折り返されると、その気流は、現像容器41内で発生した遊離トナーなどの現像剤を多く含んで排出方向に向かうことになる。
このIb(スリーブ排出)に含有した遊離トナーが現像容器41の外部へ排出される工程としては、以下の3つが挙げられる。第1の工程は、連通口47より現像装置4の外部に排出されたIb(スリーブ排出)が上壁41kと感光ドラム1との間隙より直接排出されるものである。第2の工程は、Ib(スリーブ排出)が感光ドラム1の近傍で混合され、感光ドラム1が生成する気流に乗って排出されるものである。第3の工程は、Ib(スリーブ排出)に含有される遊離トナーが慣性力で感光ドラム1が生成する気流に移ることで現像容器41の外部に排出されるものである。飛散トナーは、上述した3つの工程のうちの少なくとも1つ以上の要因により現像容器41の外部に排出されて、現像装置4の周囲を汚染してしまう虞がある。
[本実施形態の現像容器の構成]
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10を用いて説明する。図10の現像スリーブ44の周囲に示す曲線Cは、マグネットローラ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。図10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。
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10を用いて説明する。図10の現像スリーブ44の周囲に示す曲線Cは、マグネットローラ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。図10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。
本実施形態の現像容器41は、対向領域Ar1よりも現像スリーブ44の回転方向Rの下流側で現像スリーブ44を覆う上蓋30を有する。上蓋30は、第1覆い部としての外カバー31と、第2覆い部としての内カバー32と、を有する。外カバー31は、回転方向Rに関して対向領域Ar1よりも下流側に配置され、間隔を空けて現像スリーブ44を覆う。内カバー32は、長手方向Xに関しては、現像スリーブ44よりも広く、感光ドラム1よりも狭い設置領域Ar3(図4参照)に設置されている。
内カバー32は、外カバー31と現像スリーブ44との間に、外カバー31と現像スリーブ44とのそれぞれに対して間隔を空けて配置され、現像スリーブ44を覆う。内カバー32の現像スリーブ44の回転方向Rの下流端32bは、剥離用磁極S3の磁束密度の分布の絶対値の回転方向Rに関する一対の極小値M1、M2のうちの上流側の極小値M1よりも下流側に位置する。また、内カバー32の回転方向Rの下流端32bは、剥離用磁極S3の磁束密度のピーク位置又はピーク位置よりも回転方向Rの下流側に位置することが好ましい。内カバー32の回転方向Rの下流端32bの位置をこれらの条件を満たす位置に配置することで、内カバー32により剥離用磁極S3を覆う範囲をより広くできる。
但し、内カバー32の回転方向Rの下流端32bは、現像スリーブ44の中心Oを通る水平面Hの位置、又は、水平面Hの位置よりも回転方向Rの上流側に位置することが好ましい。これは、内カバー32の回転方向Rの下流端32bがこれよりも更に下流側に位置すると、現像スリーブ44から剥離された現像剤を現像室41a内に取り込みにくくなるためである。
そして、図11に示すように、内カバー32と現像スリーブ44との隙間を、第1隙間F1とする。内カバー32と外カバー31との隙間を、第2隙間F2とする。外カバー31の感光ドラム1に対向する開口部41hと感光ドラム1との隙間を、第3隙間F3とする。現像スリーブ44の近傍では現像スリーブ44の回転に伴って気流aが発生し、第1隙間F1を流通して現像容器41内に流入する。現像容器41への流入により現像容器41の内圧が高まり、排出経路から排気が行われる。そして、第2隙間F2に向けて現像容器41の内部から気流dが発生し、排気気流として第2隙間F2に気流eが発生する。これにより、第1隙間F1には、排気気流である気流bは発生しないので、剥離用磁極S3の近傍を通過させずに現像容器41内の空気を排出できトナー飛散を低減できる。
ここで、現像装置4の開口部41hにおいて長手方向Xの両端部より排出されたトナーは、現像スリーブ44から長手方向Xの外側に向かう気流によって、対向領域Ar1から長手方向Xの外側に向けて飛散して現像装置4の周辺の汚染の原因となる虞がある。即ち、現像スリーブ44は感光ドラム1に対向して配置されているため、現像スリーブ44の長手方向Xの両端部で排出された気流は、現像スリーブ44と感光ドラム1との隙間Gに沿って長手方向Xの外側に向かう気流となる。また、前述したように、現像剤補給装置80(図8参照)の補給搬送部83からの空気の流入によって、現像容器41の両端部で第2隙間F2の流入口41mに入る気流には中央部に比べてトナーを多く含む。この結果、現像スリーブ44と感光ドラム1との隙間Gの長手方向Xの両端部から両外側に向けて、トナー飛散が増加する虞がある。
[遮り部の構成]
そこで、本実施形態では、図4及び図5に示すように、長手方向Xに関して、現像スリーブ44及び感光ドラム1の両外側において、対向領域Ar1を含む隙間Gを長手方向Xの外側から遮る遮り部20を設けている。遮り部20は、長手方向Xから視て対向領域Ar1に重なる位置に配置され、現像装置4及びドラムカートリッジ10の間で非接触の状態で設けられている。これにより、ドラム容器11及び現像容器41の装置本体100Aへの装着状態において、遮り部20は、トナー飛散が発生しやすい対向領域Ar1における長手方向Xの空気の流れを妨げて、トナー飛散を抑えることができる(図4中、矢印で示す)。遮り部20は、ドラム容器11に設けられたドラム側部材(第1の部材)21と、現像容器41に設けられたスリーブ側部材(第2の部材)22とを有している。即ち、遮り部20は、ドラムカートリッジ10及び現像装置4の両方のユニットに設けられている。
そこで、本実施形態では、図4及び図5に示すように、長手方向Xに関して、現像スリーブ44及び感光ドラム1の両外側において、対向領域Ar1を含む隙間Gを長手方向Xの外側から遮る遮り部20を設けている。遮り部20は、長手方向Xから視て対向領域Ar1に重なる位置に配置され、現像装置4及びドラムカートリッジ10の間で非接触の状態で設けられている。これにより、ドラム容器11及び現像容器41の装置本体100Aへの装着状態において、遮り部20は、トナー飛散が発生しやすい対向領域Ar1における長手方向Xの空気の流れを妨げて、トナー飛散を抑えることができる(図4中、矢印で示す)。遮り部20は、ドラム容器11に設けられたドラム側部材(第1の部材)21と、現像容器41に設けられたスリーブ側部材(第2の部材)22とを有している。即ち、遮り部20は、ドラムカートリッジ10及び現像装置4の両方のユニットに設けられている。
ドラム側部材21は、ドラム容器11の一部である壁部11wの対向方向Yの現像スリーブ44側の端部に形成されている。スリーブ側部材22は、現像容器41の一部である壁部41wの対向方向Yの感光ドラム1側の端部に形成されている。ドラム側部材21及びスリーブ側部材22は、ドラム容器11及び現像容器41が装置本体100Aに装着された状態において、互いに非接触で長手方向Xから視て、少なくとも一部が重なるように設けられている。また、ドラム側部材21及びスリーブ側部材22は、対向方向Yから視て、少なくとも一部が重なるように配置されている。また、ドラム側部材21及びスリーブ側部材22は、長手方向Xから視ると、感光ドラム1の中心軸1aと現像スリーブ44の中心軸44bとを結んだ線分上で重なるように形成されている。本実施形態では、ドラム側部材21及びスリーブ側部材22は、長手方向Xから視ると、隙間Gの上下方向に亘って設けられ、現像装置4の開口部41h(図2参照)を覆う程度に設けられている。このため、トナー飛散が発生し得る開口部41hの上下方向の全体を長手方向Xから抑えることができ、トナー飛散を効果的に抑えることができる。
遮り部20は、対向領域Ar1の長手方向Xの両端部よりも外側に配置される。このため、遮り部20が画像形成の邪魔になることを防止できる。また、遮り部20は、長手方向Xに関して、ドラム軸受12及びスリーブ軸受49と、感光ドラム1及び現像スリーブ44との間に配置されている。これにより、遮り部20は、ドラム軸受12及びスリーブ軸受49の近傍に配置されることができ、長手方向Xへの気流の流れを効果的に遮ることができる。更に、遮り部20は、内カバー32(図10参照)の長手方向Xの設置領域Ar3の外側に配置されている。このため、内カバー32の特に長手方向Xの端部から飛散したトナーが長手方向Xの外側に流れそうになっても、遮り部20はその外側に配置されているので、長手方向Xの外側へのトナー飛散を効果的に抑えることができる。
図12(a)に示すように、本実施形態では、ドラム側部材21は、スリーブ側部材22に面した第1面21aと、第1面21aの長手方向Xの側方からスリーブ側部材22側に突出した第1突出部21bと、を有している。また、スリーブ側部材22は、ドラム側部材21に面した第2面22aと、第2面22aの長手方向Xの側方からドラム側部材21側に突出した第2突出部22bと、を有している。ドラム容器11及び現像容器41の装置本体100Aへの装着状態において(図4参照)、第1面21aと第2突出部22bの先端面22cとは、対向方向Yに僅かな隙間を空けて対向して位置する。また、装着状態において、第2面22aと第1突出部21bの先端面21cとは、対向方向Yに僅かな隙間を空けて対向して位置する。更に、装着状態において、第1突出部21bの側面21dと第2突出部22bの側面22dとは、長手方向Xに僅かな隙間を空けて対向して位置する。これにより、ドラム側部材21とスリーブ側部材22との間では、僅かな隙間がラビリンス状に連続しているので、この間を流れようとする空気の圧力損失を大きくすることができる。上述のように、感光ドラム1と現像スリーブ44の隙間Gの間隔がドラム軸受12とスリーブ軸受49との当接により設定されるため、この隙間Gの間隔を保証するためにスリーブ側部材22とドラム側部材21とが当接しないように隙間を設ける。
ここで、現像スリーブ44と感光ドラム1とは部品寿命が異なるため、部品交換の時期が異なる。ここでは、ランニングコストとサービス性の観点から、現像装置4とドラムカートリッジ10とを別ユニットとして構成している。しかしながら、現像スリーブ44と感光ドラム1とが近接しているため、カートリッジの端部を完全に覆う壁部を形成しようとしても、互いの壁部同士が当接してしまうと感光ドラム1と現像スリーブ44の隙間Gの間隔を保証することが困難になる。そこで、本実施形態では、現像装置4とドラムカートリッジ10との両端部に互いに非接触の遮り部20を設けることで、感光ドラム1と現像スリーブ44の隙間Gの間隔を保証している。これと同時に、現像装置4とドラムカートリッジ10との両端部に互いに非接触の遮り部20を設けることで、現像スリーブ44及び感光ドラム1を囲い込んで飛散トナーの抑制を図っている。
上述のように本実施形態の画像形成装置100によれば、遮り部20が、感光ドラム1及び現像スリーブ44の長手方向Xの両外側において、長手方向Xから視て対向領域Ar1に重なる位置に配置されている。このため、対向領域Ar1から長手方向Xの外側に向いたトナー飛散を抑制することができる。また、スリーブ側部材22とドラム側部材21とが、長手方向Xから視て、感光ドラム1の中心軸1aと現像スリーブ44の中心軸44bとを結んだ線分上で重なるように形成されている。これにより、トナー飛散が発生しやすい対向領域Ar1における長手方向Xの空気の流れを妨げることができる。
また、本実施形態の画像形成装置100では、現像スリーブ44に平行な断面において、スリーブ側部材22とドラム側部材21との隙間を設けることで、空気の圧損失を大きくしている。そのため、現像スリーブ44と現像容器41との間から流入した空気により現像装置4の内部の圧力が上昇することで、現像容器41の内部から外部への空気の流れが発生しても、長手方向Xへの空気の流れを抑制できる。これに対し、例えば、現像装置4とドラムカートリッジ10との長手方向Xの端部が開放されていると、現像容器41の内部から外部への長手方向Xの空気の流れを妨げることができない。従って、本実施形態によれば、長手方向Xの端部に遮り部20がない場合に比べて、長手方向Xへの空気の流れを抑制できるために、現像装置4の端部からのトナー飛散を抑制することができる。
また、本実施形態の画像形成装置100では、遮り部20の位置を現像スリーブ44のトナー担持領域である対向領域Ar1の外側に設けることで、遮り部20の位置を内側に設けるよりも確実に飛散を抑制している。また、長手方向Xの空気の流れを妨げることにより、現像スリーブ44の長手方向Xの中央部付近においては現像容器41の内部から外部へ現像スリーブ44の周方向に流れる空気の量が増加する可能性はある。しかしながら、現像スリーブ44の中央部付近では端部にくらべて感光ドラム1へのトナー付着力が強く、少量のトナーが浮遊しても感光ドラム1に付着し、画像上視認できない程度で付着されるため問題にはならない。
ところで、本実施形態の代替案として、空気の流れを抑制するために、係合部に隙間を作らずに弾性部材などを挟む構成なども考えられる。しかしながら、その場合、弾性部材の反力によって現像スリーブ44と感光ドラム1との隙間Gが所定距離に保たれず、感光ドラム1上に載るトナー量が安定しなくなり画像に影響が出てしまう。そのため、本実施形態のように、圧力損失が大きくなるような隙間を有する遮り部20を設けることが望ましい。
<他の実施形態>
上述の実施形態では、遮り部20は、図12(a)に示すように、ドラム側部材21及びスリーブ側部材22は、いずれも1つずつの面21a、22aと突出部21b、22bとを有する場合について説明したが、これには限られない。例えば、図12(b)に示すように、ドラム側部材121及びスリーブ側部材122が互いに非接触で入れ込む凹凸部を有する遮り部120としてもよい。ドラム側部材121は、ドラム容器11の壁部11wに形成され、スリーブ側部材122は、現像容器41の壁部41wに形成されている。この場合、ドラム側部材121は、第1面121aと、第1面121aの長手方向Xの中央部からスリーブ側部材122側に突出した第1突出部121bと、を有する。また、スリーブ側部材122は、ドラム側部材121に面した第2面122aと、第2面122aの長手方向Xの両側方からドラム側部材121側に突出した2つの第2突出部122bと、を有する。ドラム容器11及び現像容器41の装着状態において(図4参照)、第1面121aと第2突出部122bの先端面122cとは、対向方向Yに僅かな隙間を空けて対向して位置する。また、装着状態において、第2面122aと第1突出部121bの先端面121cとは、対向方向Yに僅かな隙間を空けて対向して位置する。更に、装着状態において、第1突出部121bの外側面121dと第2突出部122bの内側面122dとは、長手方向Xに僅かな隙間を空けて対向して位置する。この場合、ドラム側部材121とスリーブ側部材122との間では、僅かな隙間がラビリンス状に複雑に連続しているので、この間を流れようとする空気の圧力損失をより大きくすることができる。
上述の実施形態では、遮り部20は、図12(a)に示すように、ドラム側部材21及びスリーブ側部材22は、いずれも1つずつの面21a、22aと突出部21b、22bとを有する場合について説明したが、これには限られない。例えば、図12(b)に示すように、ドラム側部材121及びスリーブ側部材122が互いに非接触で入れ込む凹凸部を有する遮り部120としてもよい。ドラム側部材121は、ドラム容器11の壁部11wに形成され、スリーブ側部材122は、現像容器41の壁部41wに形成されている。この場合、ドラム側部材121は、第1面121aと、第1面121aの長手方向Xの中央部からスリーブ側部材122側に突出した第1突出部121bと、を有する。また、スリーブ側部材122は、ドラム側部材121に面した第2面122aと、第2面122aの長手方向Xの両側方からドラム側部材121側に突出した2つの第2突出部122bと、を有する。ドラム容器11及び現像容器41の装着状態において(図4参照)、第1面121aと第2突出部122bの先端面122cとは、対向方向Yに僅かな隙間を空けて対向して位置する。また、装着状態において、第2面122aと第1突出部121bの先端面121cとは、対向方向Yに僅かな隙間を空けて対向して位置する。更に、装着状態において、第1突出部121bの外側面121dと第2突出部122bの内側面122dとは、長手方向Xに僅かな隙間を空けて対向して位置する。この場合、ドラム側部材121とスリーブ側部材122との間では、僅かな隙間がラビリンス状に複雑に連続しているので、この間を流れようとする空気の圧力損失をより大きくすることができる。
また、例えば、図13(a)に示すように、ドラム側部材221及びスリーブ側部材222が互いに非接触で対向する斜面を有する遮り部220としてもよい。ドラム側部材221は、ドラム容器11の壁部11wに形成され、スリーブ側部材222は、現像容器41の壁部41wに形成されている。この場合、ドラム側部材221は、スリーブ側部材222側に突出した第1突出部221aと、第1斜面221bとを有する。また、スリーブ側部材222は、ドラム側部材221側に突出した第2突出部222aと、第1斜面221bに対向する第2斜面222bとを有する。ドラム容器11及び現像容器41の装着状態において(図4参照)、第1斜面221bと第2斜面222bとは、対向方向Yに僅かな隙間を空けて対向して位置する。この場合、ドラム側部材221とスリーブ側部材222との間では、僅かな隙間が空いているので、この間を流れようとする空気の圧力損失を大きくすることができる。
また、例えば、図13(b)に示すように、ドラム側部材321及びスリーブ側部材322が、対向方向Yから視て重ならないようにした遮り部320としてもよい。ドラム側部材321は、ドラム容器11の壁部11wに形成され、スリーブ側部材322は、現像容器41の壁部41wに形成されている。この場合、ドラム側部材321のスリーブ側部材322への第1対向面321aと、スリーブ側部材322のドラム側部材321への第2対向面322aとが、互いに長手方向Xに対向して位置する。この場合、ドラム側部材321とスリーブ側部材322との間では、僅かな隙間が空いているので、この間を流れようとする空気の圧力損失を大きくすることができる。
また、上述の実施形態では、遮り部20は、ドラム側部材21及びスリーブ側部材22を有するものとしたが、これには限られない。例えば、ドラム側部材21及びスリーブ側部材22のいずれか一方のみを有し、その部材が対向するユニットの容器に非接触で僅かな隙間を有して位置する構成であってもよい。即ち、遮り部20は、ドラムカートリッジ10及び現像装置4の少なくとも一方のユニットに設けられていればよい。この場合、ドラム側部材21及びスリーブ側部材22のいずれか一方と対向するユニットの容器との間では、僅かな隙間が空いているので、この間を流れようとする空気の圧力損失を大きくすることができる。
また、上述の実施形態では、現像装置4とドラムカートリッジ10とはそれぞれ別個に装置本体100Aに着脱可能である場合について説明したが、これには限られない。例えば、現像装置4とドラムカートリッジ10とを一体化した状態で装置本体100Aから取り外し、装置本体100Aの外で現像装置4とドラムカートリッジ10とを分離する構成としてもよい。
また、上述の各実施形態では、画像形成装置としてプリンタを用いた場合について説明したが、本発明は、プリンタ以外に、複写機、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置にも適用可能である。
また、上述の各実施形態では、現像装置として、現像室から現像スリーブに現像剤を供給し、現像スリーブから剥離された現像剤を現像室で回収する構成について説明した。但し、本発明は、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と、現像スリーブから現像剤を回収する回収室とを分けた、所謂、機能分離型の構成にも適用可能である。
また、上述の各実施形態では、現像装置として、上蓋30が外カバー31及び内カバー32の二重のカバーを有する場合について説明したが、これには限られない。例えば、上蓋30が1枚である場合でも、遮り部の構成を適用可能である。
1…感光ドラム(像担持体)、4…現像装置(現像ユニット)、10…ドラムカートリッジ(像担持体ユニット)、11…ドラム容器(像担持体容器)、12…ドラム軸受(第1支持部、第1軸受)、20,120,220,320…遮り部、21,121,221,321…ドラム側部材(第1の部材)、21a,121a…第1面、21b,121b…第1突出部、22,122,222,322…スリーブ側部材(第2の部材)、22a,122a…第2面、22b,122b…第2突出部、31…外カバー(第1覆い部)、32…内カバー(第2覆い部)、41…現像容器、44…現像スリーブ(現像剤担持体)、49…スリーブ軸受(第2支持部、第2軸受)、100…画像形成装置、100A…装置本体、Ar1…対向領域(現像領域)、G…隙間、X…長手方向(幅方向)、Y…対向方向。
Claims (8)
- 像担持体容器と、前記像担持体容器に収容されて静電像を担持可能な像担持体と、前記像担持体を前記像担持体容器に対して移動可能に支持する第1支持部と、を有する像担持体ユニットと、
現像剤が収容される現像容器と、前記像担持体に対し隙間を空けて前記現像容器に収容され、前記現像容器に収容された現像剤を担持し、前記像担持体に対向する現像領域に現像剤を搬送して前記静電像を現像可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体を前記現像容器に対して移動可能に支持すると共に、前記第1支持部に直接又は間接的に当接することで前記像担持体と前記現像剤担持体との間の前記隙間を所定間隔に維持する第2支持部と、を有する現像ユニットと、
前記像担持体及び前記現像剤担持体の移動方向に交差する幅方向に関して、前記像担持体及び前記現像剤担持体の両外側において、前記幅方向から視て前記現像領域に重なる位置に配置され、前記像担持体ユニット及び前記現像ユニットの少なくとも一方のユニットに設けられ、前記像担持体ユニット及び前記現像ユニットの間で非接触の状態で、前記現像領域を含む前記隙間を前記幅方向の外側から遮る遮り部と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記遮り部は、前記像担持体容器に設けられた第1の部材と、前記現像容器に設けられ、前記像担持体容器及び前記現像容器が装置本体に装着された状態において前記第1の部材に対して非接触で前記幅方向から視て、少なくとも一部が重なる第2の部材と、を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記幅方向及び前記移動方向に交差する前記像担持体及び前記現像剤担持体の対向方向から視て、少なくとも一部が重なるように配置される、
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記第1の部材は、前記第2の部材に面した第1面と、前記第1面の前記幅方向の側方から前記第2の部材の側に突出した第1突出部と、を有し、
前記第2の部材は、前記第1の部材に面した第2面と、前記第2面の前記幅方向の側方から前記第1の部材の側に突出した第2突出部と、を有し、
前記第1面と前記第2突出部とは前記対向方向に対向し、前記第2面と前記第1突出部とは前記対向方向に対向し、前記第1突出部と前記第2突出部とは前記幅方向に対向する、
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記遮り部は、前記幅方向に関して、前記第1支持部及び前記第2支持部と、前記像担持体及び前記現像剤担持体との間に配置される、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体及び前記現像剤担持体は、いずれも回転体であり、
前記第1支持部は、前記像担持体を前記像担持体容器に対して回転可能に支持する第1軸受であり、
前記第2支持部は、前記現像剤担持体を前記現像容器に対して回転可能に支持する第2軸受である、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記現像剤担持体は回転体であり、
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現像領域よりも下流側に配置され、間隔を空け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間隔を空けて配置され、前記現像剤担持体を覆う第2覆い部と、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項に記載の画像形成装置。 - 前記遮り部は、前記第2覆い部の前記幅方向の外側に配置される、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
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JP2018019606A JP2019138958A (ja) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018019606A JP2019138958A (ja) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | 画像形成装置 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2018019606A Pending JP2019138958A (ja) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | 画像形成装置 |
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JP (1) | JP2019138958A (ja) |
-
2018
- 2018-02-06 JP JP2018019606A patent/JP2019138958A/ja active Pending
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