JP2975451B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等の画像形成装置の現像装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置、例えば複写機において
は、現像装置が駆動されているときに、トナーが現像装
置内から複写機本体内に舞って出るために、本体内が汚
れ、現像装置の脱着時等本体内部における操作のときに
作業者の手や衣服等を汚すという問題がある。

【０００３】この問題を解消するためにエアによりトナ
ーを吸引する方法が例えば特開昭６４−１１２７６号公
報等により知られている。

【０００４】従来の装置では、吸引装置を現像装置外に
設けて飛散トナーを吸引することを基本思想としている
ため、常時吸引するのでなく間欠的に吸引する場合でも
飛散トナーを吸引するには多くの風量を必要とし、消費
電力が大になり、吸引装置も大きくなり必要スペース並
びにコストが増大するという問題並びに本体内の空気を
吸引するために現像装置内部に流れているトナーも吸引
することになり、不必要に多くのトナーを吸引してしま
うため効率的でないという問題がある。

【０００５】更に吸引によりトナーが流れる過程で部品
を汚す可能性があるという問題がある。

【０００６】従来の方法では２成分現像剤におけるトナ
ー濃度上昇によるトナー飛散並びに地汚れを防ぐことが
できない点に問題があり、又補給トナーが立上がらずに
現像領域に搬送され、地汚れ、むらを生ずる現象を防ぐ
ことができないという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の問題点を解消し、少ない消費電力で本体内部のトナー
飛散による汚れ等を防止することを可能にした画像形成
装置の現像装置を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、像担持体に形成された潜像に現像剤を供給する現像
剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制す
る規制部材と、上記現像剤担持体による現像剤の搬送方
向の上記規制部材より上流側に配置され上記現像剤担持
体の方に空気流を吹き出すノズルとを備えた画像形成装
置用の現像装置において、前記ノズルが前記搬送方向の
上流側に斜めに空気流を吹き出すことを特徴とする現像
装置により、解決した。

【０００９】

【作用】本発明により、現像装置内の現像剤担持体の現
像剤搬送方向において規制部材より上流側にノズルを設
けたので、キャリアに充分摩擦接触されていない浮遊ト
ナー等が規制部材に到達するのを防ぐことができるの
で、トナー濃度が増大したときトナーの現像装置外への
飛散を低減でき、然も現像装置内の極く一部に空気を吹
きつけるだけであるので風量も少なくてすみ、消費電力
も低減される。

【００１０】

【実施例】本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説
明する。

【００１１】図１において、像担持体１、例えば感光体
に形成された潜像が現像装置２により現像され顕像が形
成される。

【００１２】現像装置２はケーシング３と該ケーシング
３の上部を覆うカバー４とを有し、ケーシング３内に形
成される現像室５には現像剤担持体６、例えば現像ロー
ラが回転可能に支持され、該現像ローラ６は感光体１に
対向配置され、現像剤を感光体１に供給する。

【００１３】現像ローラ６は磁石ローラ１２と現像スリ
ーブ１３を備える。現像ローラ６に隣接して攪拌ローラ
７が配置され、該攪拌ローラ７はトナーと現像剤を攪拌
し、現像ローラ６に送る。

【００１４】ケーシング３にはトナーカートリッジ８が
脱着、交換可能に装着される。トナーカートリッジ８は
内部に補給すべきトナーを収容し、アジテータ９がトナ
ーカートリッジ８内で旋回動することによりトナーが攪
拌される。アジテータ９の先端に弾性シート１０が設け
られ、トナーカートリッジ８の円周上の補給位置に、複
数の小孔が長手方向に配列されたマイラ１１が設けら
れ、アジテータ９が回転することにより、弾性シート１
０の弾性力によってマイラ１１の小孔を通してトナーが
現像室５に補給される。

【００１５】補給されたトナー１９は攪拌ローラ７によ
る攪拌によりキャリア１８との間の摩擦により帯電され
てキャリアに付着する付着トナー１９ｂとなる（図
２）。トナーがキャリアとの間で十分に摩擦帯電されな
いと、キャリアに付着しない浮遊トナー１９ａとなった
り、極く弱い力で付着する状態となる。

【００１６】トナー粒子はキャリア表面と何回かの接
触、摩擦により何個かの電荷交換を行い、ｑの電荷をも
ち、それに見合う電荷がキャリア側にある。接触点では
クーロン力ｑと短距離ファンデルワールス力Ｆ_v により
付着力Ｆ_t は Ｆ_t ＝Ｆ_v ＋αｑ² ／４πε₀ ｒ² となる。ここでｒはトナー粒子半径、ε₀ は真空の誘電
率、αはトナーの誘電率に依存する定数である。

【００１７】トナーとキャリアを攪拌された現像剤は磁
石ローラ１２のＰ₃極の吸引力により現像スリーブ１３
の上に担持され、現像スリーブ１３の回転により搬送さ
れる。搬送途中において、規制部材１４、例えばドクタ
ーブレードにより規制され、現像スリーブ１３により搬
送される現像剤の厚さが一定厚さに規制され、規制部材
１４に阻止されず通過した現像剤は磁石ローラ２１のＰ
₁ 極によって穂立ちされ、感光体１の静電潜像を現像す
る。

【００１８】現像後の現像剤は磁石ローラ１２のＰ₂ 極
によって搬送され、セパレータ部材１５により現像スリ
ーブ１３から掻き取られ、再び攪拌ローラ７上に落下さ
れる。

【００１９】ケーシング３には、図２に拡大して示すよ
うに、現像ローラ６の現像剤搬送方向における規制部材
１４よりも上流側で、規制部材１４の近くの位置にノズ
ル１６が設けられる。ノズル１６はやや上流方向に空気
を斜めに現像ローラ１３に向かって吹き出すように形成
される。ノズル１６の吹出口は現像ローラ６の軸線方向
にほぼ平行に間隔をおいて配置された多数の小穴として
形成する。必要によっては細い１つのスリット状開口と
して形成することもできる。

【００２０】ケーシング３の内面にはノズル１６の吹出
口にトナーが入り込まない形状のメッシュ部材よりなる
フィルタ１７が固定される。

【００２１】ノズル１６に接続される図示しないファン
により空気流がノズル１６に供給され、規制部材１４、
例えばドクターブレードの手前の現像剤を上流側に吹き
飛ばす。この際キャリアと十分摩擦されていないトナー
が吹き飛ばされ、感光体１に対する現像領域に運び込ま
れるのが防止される。十分に摩擦されたトナーは吹き飛
ばされることなく現像スリーブ１３に吸着されて搬送さ
れる。

【００２２】ノズル１６から吹き出される風量とトナー
帯電量との関係でトナーの吹き飛ばされる状態が変わ
る。この状態の試験結果を示すと図３に示す如くであっ
た。図のＡ領域はトナーが十分摩擦接触されず、トナー
がキャリアに付着しないで浮遊トナーの状態にあり、０
〜０.４ l／min （リットル／分）で飛ばされる。

【００２３】図のＢ領域はトナーがキャリアとやや摩擦
接触され中途半端にトナーがキャリアに付着されている
状態であり、風量０.４〜０.６ l／min 程度で飛ばさ
れる。

【００２４】図のＣ領域はトナーとキャリアが十分摩擦
帯電され、キャリアにトナーが付着している状態であ
り、風量０.６〜１ l／min で飛ばされる。

【００２５】図のＤ領域は風量１ l／min 以上で強す
ぎて、キャリアが磁石ローラ１２の磁力に打ち勝って飛
ばされる可能性がある。これは磁力によって異なるが図
の実施例では８００Ｇを用いる。

【００２６】現像時にノズル１６より０〜０.４ l／mi
n の気流を流して置くと、ドクターブレード１４の手前
でキャリアに付着していないトナーやキャリアに極く弱
い力で付着しているトナーを飛ばすことができ、トナー
が現像装置２の外部へ飛散することが防止される。

【００２７】パーソナルな複写機のように小型の現像器
が用いられる場合、攪拌ローラ７の小径化、現像室５の
小スペース化により十分なトナーとキャリアの摩擦が行
われ得ない可能性が多くなる。特にトナー補給時にこの
傾向が顕著になる。この場合に上記の本発明の構成は有
効である。

【００２８】何等かの異常で現像装置内のトナー濃度が
高くなった場合にも、トナーが現像装置外へ飛散するの
を防止でき、地汚れも防ぐことができる。

【００２９】図４に示す、トナー濃度ＴＣ（wt％）とト
ナー飛散量mg／３０sec の関係において、キャリアに付
着するトナー量には限度があり、或る一定のトナー濃度
を越えると、キャリアは付着トナーに覆われてトナーと
キャリアとの間の摩擦帯電ができなくなり、又は付着す
るスペースもなく、浮遊トナーとなってしまう。したが
ってトナー濃度が例えば４wt％を越えるとトナー飛散量
が増大する。

【００３０】ノズル１６から吹き出す風量を、図示しな
い流路における弁を制御したり、ファンの回転数を制御
したり、適当する制御により可変にすることができる。

【００３１】特に現像装置の非作動時にノズル１６より
吹き出す風量を増大するように制御すると、フィルタ１
７の近傍に溜まったトナーを現像室５内に吹き飛ばすこ
とができ、現像装置の作動時に安定して浮遊トナー及び
付着力不十分なトナーを吹き飛ばすことができる。

【００３２】感光体１に形成した基準パターンを現像し
てトナー濃度を検知する方式（Ｐセンサー方式という）
ではトナー濃度が高くなったとき、例えば基準パターン
のトナー像の電位が基準電位より低くなったとき、風量
を増すように制御すると、トナー濃度が高くなった場合
のトナー飛散や地汚れの不具合を防止することができ
る。

【００３３】本発明のノズルは現像装置内の限られた僅
かの空間に送風すればよいのでファンも小型ですみ、消
費電力も少なくなり、コストもスペースも低減できる。

【００３４】本発明は２成分現像方式だけでなく１成分
現像方式にも応用することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明により、キャリアに十分摩擦接触
されないトナーはドクターブレード前で除去できるので
浮遊状態で飛散しやすいトナーが現像装置外に出る事が
防止できる。又トナー補給時の地汚れも防止できる。

【００３６】本発明により、従来に比して、低消費電
力、低コスト、省スペースでトナー飛散を防止した現像
装置が得られた。

【００３７】本発明により現像装置のまわりの部品を汚
すことがなく、トナー飛散を防止できた。

【００３８】本発明により、非現像時と、現像時の風量
を変えることにより経時で安定した効果が得られた。

【００３９】本発明により、Ｐセンサ方式の場合にトナ
ー濃度により風量を変え、トナー濃度の上昇によるトナ
ー飛散、地汚れを防止できた。

【００４０】従来、現像装置外に飛散したトナーを運ぶ
ため、フィルタ交換などの作業が必要であったが、本発
明により飛散するトナーは現像装置内にあるので、外部
が汚れず、清潔であり、フィルタ交流などの無駄な作業
が不必要になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の概略断面図である。

【図２】図１の一部の拡大図である。

【図３】風量とトナー帯電量との関係におけるトナー飛
散状態を示す図である。

【図４】トナー濃度とトナー飛散量の関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 像担持体 ２ 現像装置 ６ 現像剤担持体 １４ 規制部材 １６ ノズル １８ キャリア １９ トナー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に形成された潜像に現像剤を供
   給する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤の厚
   みを規制する規制部材と、上記現像剤担持体による現像
   剤の搬送方向の上記規制部材より上流側に配置され上記
   現像剤担持体の方に空気流を吹き出すノズルとを備えた
   画像形成装置用の現像装置において、 前記ノズルは前記搬送方向の上流側に斜めに空気流を吹
   き出すことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記ノズルにより噴出する空気量を変え
   るための手段が設けられていることを特徴とする請求項
   １に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 トナー濃度検知手段が設けられ、トナー
   濃度が所定量以上になると空気量が増大されることを特
   徴とする請求項２に記載の現像装置。