JP2832368B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば電子写真複写機や静電記録装置や
レーザープリンタ等の乾式現像剤を用いる画像形成装置
の現像装置に関し、特に、現像装置のケーシングの内壁
形状に関するものである。

〔発明の背景〕

第５図は画像形成装置における画像形成部の主要構成
を示した断面図である。

画像形成部では、像担持体である感光体ドラム１を帯
電装置２により帯電し、露光光学系により原稿の像を露
光位置３において露光して前記感光体ドラム１の周面に
静電潜像を形成し、この感光体ドラム１の周面上に形成
された静電潜像を現像装置10で現像してトナー像を形成
し、該トナー像を転写極４の電圧印加のもとで記録紙
（転写紙）Ｐに転写し、転写後の感光体ドラム１をクリ
ーニング装置６でクリーニングしたのち、帯電前露光７
を行い、残留電荷を除去し、再び上記の工程が繰り返さ
れる。一方、給紙手段８およびガイド板8Aを介して給送
されて、トナー像が転写された転写紙Ｐは、分離極５の
作用下で感光体ドラム１から分離され、搬送部材（ベル
ト等）９により定着装置（図示せず）に搬送されて定着
されたのちに外部に排出される。

上記のような電子写真複写装置は、前記現像装置10お
よびその上部に設けられ、その現像装置10に現像剤Ｄの
トナーＴを補給するトナー補給装置20が設けられてい
る。この現像装置10は感光体ドラム１側が開口している
ケーシング11を有し、このケーシング11に主撹拌手段12
と現像ローラ13と第一搬送部14,第二搬送部15とが設け
られ、現像ローラ13の近傍には、現像ローラ13の表面の
現像剤Ｄの厚みを規制する穂立規制板16が設けられてい
る。

また前記現像装置10のケーシング11の上部には、下部
にトナー補給ローラ21が位置しているホッパ22が設けら
れていて、このホッパ22のトナー補給ローラ21の搬送方
向先方側の下面には、前記第一搬送部14と連通する開口
17が設けられている。

コピーが繰返されると、現像装置10内の現像剤Ｄに含
まれるトナーは消費されるので、その消費量に見合った
量だけトナーを補給し、常にトナーとキャリアの混合比
を一定に保っておかないと、適正な濃度をもったコピー
が行われないので、現像装置10内のトナーとキャリアの
混合比を検出し、自動的に前記ホッパ22からトナーＴを
落下・補給するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記現像剤撹拌部材35の回転により、現像剤Ｄが現像
領域Ｅの下方の開口部Ａに向かって放出され、現像剤Ｄ
が前号装置外に飛散・落下し、像担持体１や下方の転写
極４等を汚損させたり、多色画像形成装置においては下
方の現像装置内に混入したりする。

これを防止する一手段として、上記開口部Ａの近傍で
現像ローラ13の下方付近の現像装置本体底部に上方の凹
状の現像剤受け部を設けて、上記開口部からの現像剤落
下を受け入れるようにした装置が本出願人により提案さ
れている（特開平１−10608号公報）。

しかしながら、前記撹拌部材により撹拌された現像剤
は、前記開口部に向かって噴出して飛散したり、前記現
像剤受け部から溢れ出して外部に落下・飛散するから、
画像形成装置内の汚損や形成された画像の地汚れ等の問
題が発生する。

第６図（Ａ）へ現像装置のＡ−Ａ断面図である。図示
のように、前記ケーシング11は、底板部11Aと両側板部1
1B,11Bとから成る字形構造をなし、上方は開放状態に
なっている。この上方の開口11Cは上蓋17,24によって閉
蓋されている。

上記ケーシング11の両側板部11B,11Bに現像ローラ13
が回転自在に軸支されている。そしてケーシング11の底
板部11Bの内壁と、上記現像ローラ13の円周面との間隙
ｌは、等間隔の一定値に保持されている。この間隙ｌが
少なすぎると、現像ローラ13の表面に付着した現像剤Ｄ
が撹拌部に還流せず、この狭隘な間隙部で現像剤Ｄが詰
まってしまい、現像装置外に溢れ出て、外部へ流出・飛
散して汚染する。また、上記間隙ｌが広すぎると、現像
装置内の撹拌部から現像剤Ｄがこの広い間隙部を容易に
通過して外部に流出・飛散する。

しかし、現像装置は一般に樹脂材料で成形されている
が、外部の温度変化によって膨張または収縮すると、ケ
ーシング11は第６図（Ｂ）に示すように湾曲変形する。
これによってケーシング11の底板部11Aの内壁の現像ロ
ーラ13の円周面との間隙は不均一となり、中央付近の間
隙l1は、両側板部11B,11B付近の間隙l2に比し小さくな
ってしまう。このため前述のように、この中央付近の狭
隘な間隙部で、現像剤が詰まってしまい、外部へ溢れ出
すようになる。また、この中央間隙部での現像剤詰まり
は、現像ローラ13の駆動トルクのブレーキとなり、回転
不円滑や現像ローラ表面に擦傷を発生するなどの問題を
発生する。

この発明は上記した点に鑑み、これらの欠点を除去す
るためになされまものであって、現像器の開口部から現
像剤が落下しないようにして画像形成装置内の汚損を防
止するとともに、地汚れ等の無い高画質の複写画像が形
成されることが可能な現像装置を提供することを目的と
したものである 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するこの発明の現像装置は、像担持体
に近接対向させて現像剤担持体を設け像担持体に近接対
向させて現像剤担持体を設け、像担持体上の静電潜像に
現像剤を付着させて可視像化する現像装置において、前
記現像剤担持体を収容する現像装置ケーシングの内壁底
部であって、前記像担持体に対向する現像開口部より内
方に位置し、上記現像剤担持体の周面とこれに近接する
このケーシング底部との間隙が、上記現像剤担持体の軸
端のケーシングの両側板近傍よりも、中央部分を広く形
成されたことを特徴としている。

〔実施例〕

次に、この発明を添付図面に示す実施例に基づいて説
明する。なお、以下の説明中、現像剤という場合は二成
分系の現像剤であるトナーとそのキャリアとの混合物を
指し、単にトナーという場合と区別している。

第１図は現像装置の断面図、第２図はその平面断面図
である。これらの図において、１は感光体ドラム（像担
持体）、11は現像装置10の本体（ケーシング）である。
該本体11内には、磁気ロール13Aを内蔵した回転式現像
スリーブ（現像剤担持体）13B、該現状スリーブ13Bに付
着する現像剤Ｄの厚さを規制する穂立規制板（ブレー
ド）16、現像剤Ｄの主撹拌手段12、補給トナー或は本体
11内の現像剤Ｄを現像幅方向の一端側から他端側へ向け
て一方向に搬送する第一搬送手段14と、該第一搬送手段
14とは逆方向に搬送する第二搬送手段15とを備えてい
る。

前記現像スリーブ13Bは感光体ドラム１に近接して配
され、現像剤Ｄを感光体ドラム１上に静電的に吸着さ
せ、その静電潜像をトナー像として現像する作用をなす
ものである。

前記主撹拌手段12はその回転軸12Aに対し斜めに固定
された複数の楕円撹拌板12Bによって現像剤と補給され
たトナーとを撹拌混合しつつ、かつその軸方向へ混合物
をならす機能を有しているもので、これらの撹拌板12B
間には前記回転軸12Aに沿って平板部材12Cが設けられて
いる。この平板部材12Cは現像剤を充分に撹拌するとと
もに、主撹拌手段12の回転方向に現像剤の一部を掻き揚
げ、前記第一搬送手段14に投入する機能を有する。

前記第一搬送手段14は受け皿部材141と、該受け皿部
材141内に縦通した搬送スクリュー142および前記主撹拌
手段12と搬送スクリュー142との中間に設けられ現像剤
Ｄの循環搬入量を規制する飛び込み規制板143から成
る。

上記搬送スクリュー142は、第２図に図示のように金
属シャフトの周囲に少なくとも１枚の金属薄板をコイル
状に巻き付けて固着して一体に形成した金属性スパイラ
ルスクリューである。該搬送スクリュー142は、スクリ
ューピッチが短く、リード傾斜角が急であるから、該ス
クリュー曲面による軸方向の現像剤搬送力は大きい。

前記受け皿部材141の底部には搬送方向に向かって孔
径を少しずつ大きくした複数個の現像剤落下孔が列設さ
れ、搬送中に一様な量で現像剤Ｄを落下させることがで
きるようになっている。この搬送方向の最下流にある落
下孔は、搬送スクリュー142によって現像装置本体の一
方の壁面に現像剤Ｄが押し込められること（パッキン
グ）のないよう、オーバーフロー分の現像剤落下のため
に大きめに形成されている。

また、前記受け皿部材141には、主搬送手段12により
掻き揚げられた現像剤Ｄを搬送スクリュー142の上方か
ら投入するための仕切り壁部71Cが形成され、前記飛び
込み規制板143とともに現像剤投入口145を形成してい
る。

前記搬送スクリュー142の現像剤搬送上流側には、補
充新規トナーＴの搬入口およびリサイクルトナーの搬入
口が設けてある。

上記現像装置10の本体11の斜上方には、該本体11内に
補給新規トナーＴを補給するトナー補給装置20が接続し
て設けてある。

上記トナー補給装置20は、前記本体11に接続してトナ
ー補給容器30を収容する蓋体24と、スパイラルスクリュ
ーを有するトナー補給ローラ21、トナーＴを収容するホ
ッパ22と、振動板23、仕切り板25とから構成されてい
る。

前記本体11の凹部と前記受け皿部材141とで囲まれた
室には、第二搬送手段15の搬送スクリュー151が設けて
ある。該搬送スクリュー151は樹脂で形成され、スクリ
ューピッチは粗く、リード傾斜角も少ないから、軸方向
のトナー搬送力は少なく、軸直角方向のトナー搬送力が
大きいことを特徴としている。

前記現像スリーブ13Bはステンレス鋼材の薄肉円筒
で、外面をサンドブラスト加工によって粗面としたもの
で、第１図において矢示の反時計方向に感光体ドラム１
の２〜３倍の周速度をもって回転されるもので、現像領
域での顕像形成時には、その外周面と前記感光体ドラム
１の外周面との間隔（D.S.D）を約0.5mmに保つ位置に設
定される。

上記現像スリーブ13Bの内方に固設された磁気ロール1
3Aは、アルミ棒材の外周面に、現像に係る磁石としてＮ
極を外向きとした主磁石N1と、現像剤Ｄを搬送する複数
の磁石としてＳ極を外向きとした副磁石S1,S2,S3,S4
と、該副磁石S1とS2との間の副磁石N2、S3とS4の間の副
磁石N3が固定配置されている。

穂立規制板16は、前記磁気ロール13Aの角副磁石S1〜S
4,S2,N3の磁力によって吸着された現像スリーブ13Bの外
周面に付着して搬送される現像剤Ｄを所定の量すなわち
所定の現像剤の厚さに制限して現像領域Ｅへと搬送し、
現像領域において前記主磁石N1の磁力により穂立ち状態
とし、それによって感光体ドラム１上の静電潜像に対し
付着するに必要とする量の現像剤の供給が行われるよう
になっている。

この発明の現像装置においては、前記本体（ケーシン
グ）11の内壁底部であって、現像スリーブ13Bの周面に
近接する部分に突起部11Cを設けた構成となっている。
該突起部11Cは、第１図に示す断面形状で紙面奥行き方
向に、上記ケーシング11の内側幅員のほぼ全長にわたっ
て設けられる。

なお、ケーシング11は合成樹脂による成形品であり、
前記突起部11Cは該ケーシング11と一体に形成されてい
る。

上記突起部11Cの先端と現像スリーブ13Bの周面との距
離l3は、該現像スリーブ上に形成された現像剤の磁穂の
高さより僅か広めに設定してある。

第３図はケーシング11と現像ローラ13の中央断面図を
示し、第４図はそのＡ−Ａ断面図である。

前記ケーシング11の内壁底部の突起部11Cの内壁と現
像ローラ13の外周面との間隙は一様ではなく、中央部の
間隙は、ケーシング11の両側板部11B,11B近傍の間隙よ
りも広く設定してある。

すなわち、両側板部11B,11Bから軸方向距離ｄの区間
では、突起部11Cの内壁部11D,11Dと現像ローラ13の外周
面との間隙l3は、ほぼ平行あるいは僅か勾配を有する間
隙を形成していてその間隙は1.6〜2.0mmである。この間
隙l3は、この突起部11Cに近接する現像ローラ13の周面
上に形成される現像剤の磁穂の高さより僅か広めに設定
された寸法である。

また、上記突起部11Cの中央付近の軸方向距離ｅの内
壁部11Eでは、該内壁部11Eと現像ローラ13の外周面との
間隙l4は、2.4〜2.8mmに形成した。すなわち、この中央
付近の間隙と、前記両端付近の間隙との差、Δｌ＝l4−
l3は、0.4〜1.2mmである。

上記の段差Δｌを有する内壁部11Dと11Eとの間の距離
ｆは、勾配面11F,11Fで緩やかに接続されている。

また、上記突起部11Cは、前記現像スリーブ13Bに内包
に固設配置された副磁石群の何れか、例えば図示の副磁
石N3に近接した位置に設けてある。これは、固設された
副磁石の磁極に近い位置では磁束密度が高く、現像スリ
ーブ13B上に形成される現像剤の磁穂は、ここでの磁力
により、現像スリーブ13Bの周面に強く付着しているか
らである。

前記ケーシング11は、変性ポリフェニレンエーテル樹
脂（変成PPE）を主成分とし、これに重量比20％のガラ
ス繊維を混入して補強した成型加工品であり、強度に優
れかつ熱変形の少ない構造体を形成している。

一般の使用状態では、上記ケーシング11は、室温プラ
ス55℃、すなわち最高80℃まで温度上昇することがあ
る。この温度上昇によって、ケーシング11は前記第６図
（Ｂ）に示すように変形して間隙l1が狭隘となる。しか
し、この発明の現像装置のケーシング11のうち、特に現
像ローラ13の外周面との間隙精度を必要とする部分は、
第４図に示すように、中央部の間隙ｌが両側端部に比べ
て広くしてあるから、最高温度上昇によって変形し、突
起部11Cの内壁部11E,11Fが最大に湾曲しても、必要とす
る間隙、すなわち両側端部の間隙l3とほぼ等しい間隙以
内に収まる。従って中央部の内壁が所定間隙以下となっ
て現像ローラ13の外周面に異常近接することはない。

次に、ケーシング11内の現像剤溜まりに収容された現
像剤Ｄは、前記磁気ロール13Aの副磁石の磁力によって
吸着されて、回転する現像スリーブ13Bの外周面にのせ
られて搬送される。該現像剤Ｄは、穂立規制板16によっ
て所定の現像剤の厚さに規制されて現像領域Ｅへと搬送
され、この現像領域Ｅにおいて感光体ドラム１上の静電
潜像に対し付着する。残余の現像剤は、回転する現像ス
リーブ13B上を副磁石S4の磁力によって吸着されて現像
剤受け部11Gを経て搬送されて、副磁石N3と突起部11Cが
対向する少間隙部（l3,l4）を通過する。

この少間隙部では、現像スリーブ13B上の現像剤層
は、副磁石N3の磁力によって強く付着して通過する。且
つ、この少間隙部は上記現像剤層の厚さにほぼ等しい
か、又は僅か広めになっているから、間隙は遮蔽状態と
なっている。

この突起部11Cと現像スリーブ11Bと現像剤層とによる
遮蔽効果によって、現像装置のケーシング11内で回転す
る主撹拌手段12による現像剤の開口部への吹き出しは、
遮蔽されて、現像剤受け皿部11Gまで漏出することはな
い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の現像装置は、現像装置のケ
ーシングの現像スリーブ側開口 付近の底部であって現像スリーブに近接した位置に突起
部を設けて所定の間隙部を形成し、この間隙部をケーシ
ングの両側板近傍よりも中央部分を広く形成したもので
ある。

この間隙部は、使用状態における所定の最高温度上昇
によってケーシングが変形しても、必要とする間隙範囲
内に維持することができる。

この間隙部は、現像スリーブ上の現像剤層を、温度上
昇に拘らず常に遮蔽状態に維持するから、ケーシング内
部で撹拌される現像剤はこの遮蔽効果によって外部に漏
出することはなくなった。これによって現像剤飛散・落
下による装置内汚損を防止するとともみ、地汚れのない
高画質の複写画像の形成が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による現像装置の正面断面図、第２図
は該現像装置の平面断面図、第３図は現像装置本体の中
央断面図、第４図は該現像装置のＡ−Ａ断面図、第５図
は従来の現像装置の断面図、第６図は該現像装置のＡ−
Ａ断面図である。 １……像担持体（感光体ドラム） 11……本体（ケーシング） 11A……底板部、11B……両側板部 11C……突起部 11D,11E,11F……内壁部、12……主撹拌手段 13……現像ローラ 13A……磁気ロール 13B……現像スリーブ（現像剤担持体） 14……第一搬送手段、 15……第二搬送手段 16……穂立規制板、Ｄ……現像剤 Ｔ……補給新規トナー、N1……主磁石 S1〜S4,N2,N3……副磁石 l1,l2,l3,l4……間隙

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に近接対向させて現像剤担持体を
   設け、像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて可視
   像化する現像装置において、 前記現像剤担持体を収容する現像装置ケーシングの内壁
   底部であって、前記像担持体に対向する現像開口部より
   内方に位置し、上記現像剤担持体の周面とこれに近接す
   るこのケーシング底部との間隙が、上記現像剤担持体の
   軸端のケーシングの両側板近傍よりも、中央部分を広く
   形成されたことを特徴とする現像装置。