JP3268206B2 - 画像形成装置の現像装置 - Google Patents

画像形成装置の現像装置

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JP3268206B2
JP3268206B2 JP20084496A JP20084496A JP3268206B2 JP 3268206 B2 JP3268206 B2 JP 3268206B2 JP 20084496 A JP20084496 A JP 20084496A JP 20084496 A JP20084496 A JP 20084496A JP 3268206 B2 JP3268206 B2 JP 3268206B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光プリンタ装置、
複写機又はファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装
置に備えられる現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像形成装置である複写機に備えられる
従来の現像装置として、例えば図19に示す現像装置が
ある。この現像装置は、感光体81に対向して形成され
た長方形状の開口部90を有するケーシング80を備え
ており、ケーシング80の上部に、トナー補給口83が
形成されている。
【0003】ケーシング80内には、固定のマグネット
ローラ84aと、このマグネットローラ84aに回転自
在に外嵌されたスリーブ84bとからなる現像ローラ8
4が、感光体81に近接して配設されており、現像ロー
ラ84のスリーブ84bは、反時計回りに回転駆動され
る。上記スリーブ84bの表面には、内部のマグネット
ローラ84aの磁気力により、現像剤が磁気的に吸着さ
れて穂立ち状態となる。この現像ローラ84の上方に
は、現像ローラ84上に形成された現像剤の穂立ちの高
さを規制するドクタ85が配設されている。
【0004】また、ケーシング80内には、上記現像ロ
ーラ84の他に、現像ローラ84から上記トナー補給口
83に向かって、第1,第2攪拌ローラ86・87が順
に配されている。そして、これら第1,第2攪拌ローラ
86・87の上方には、搬送マグネットローラ88が配
され、この搬送マグネットローラ88と第1攪拌ローラ
86との間に、流し板89が配設されている。
【0005】上記流し板89は、その上端部がドクタ8
5近傍に位置し、下端部が第1,第2攪拌ローラ86・
87の間で、現像剤中に埋没されており、ドクタ85に
より規制された現像剤が、その上面に沿って下端側へと
誘導される。また、この流し板89は、その下端部と対
向するケーシング80の内壁面80aとで、第1攪拌ロ
ーラ86側へと流れていく現像剤の量を規制する役割も
担っている。また、上記第1,第2攪拌ローラ86・8
7、搬送マグネットローラ88は、図示しないモータに
よって図中に示す矢印方向に連動して回転駆動されるよ
うになっている。
【0006】上記構成において、トナー補給口83を介
して供給されたトナーは、第2攪拌ローラ87にて現像
剤と攪拌され、現像剤中のキャリアと摩擦しあって、感
光体81に形成される静電潜像と逆の極性に帯電され、
その一部が流し板89に沿って搬送マグネットローラ8
8に汲み上げられて再び戻され、残りの現像剤は、第1
攪拌ローラ86の方へ流れ、さらに攪拌される。そし
て、現像ローラ84に送られてきた現像剤は、スリーブ
84b上に磁気的に吸着して穂立ち状態となり、磁気ブ
ラシが形成され、余分な現像剤はドクタ85にて規制さ
れ、必要量の現像剤のみが、スリーブ84bの回転によ
り感光体81側へと搬送され、感光体81上の静電潜像
の現像を行う。
【0007】ところで、昨今、市場からは、さらなるラ
ンニングコストの低減が要求されており、上記のような
構成の現像装置においても、現像剤にかかる機械的スト
レスを減じて現像剤のキャリアの長寿命化を達成し、ラ
ンニングコストを低減させることで、市場の要求に応え
ようとした。ところが、現像剤の機械的ストレスを軽減
しようとすると、必然的にトナーの帯電量の低下を伴う
ため、トナー飛散といった別の問題が発生することとな
り、市場の要求に充分に応え得る優れた複写機を提供す
ることができない。
【0008】つまり、図19に示した現像装置を用いて
説明すると、該現像装置において、現像剤にかかる機械
的ストレスを減じるためには、スリーブ84bにて搬送
される現像剤量を減じて流し板89と現像ローラ84の
間に入る現像剤量を減らし、搬入される現像剤が流し板
89と現像ローラ84とに挟まれにくいようにすればよ
い。これにより、現像剤に圧力がかからないため、キャ
リアにかかる機械的ストレスを小さくできる。しかしな
がら、その場合、現像剤が現像ローラ84と流し板89
との間に挟み込まれた状態でキャリアとトナーとの摩擦
が高まって得られていたトナーの帯電が望めないので、
必然的にトナーの帯電量が低下してしまう。尚、トナー
の帯電量を高めるには、攪拌を多く行えばよいが、攪拌
は現像剤のストレスを高めてしまう。
【0009】その結果、上述したように、トナーのキャ
リアとの吸着力が低下してしまい、浮遊トナーが多くな
る。ケーシング80内は、動作時、現像ローラ84、第
1,第2攪拌ローラ86・87等の回転により引き起こ
される機内風や、現像剤の流れにより内圧が高くなるた
め、その高圧となっている空気がケーシング80に形成
された開口部90から吹き出し、これに浮遊トナーが巻
き込まれることで、トナー飛散が発生する。
【0010】特に、現像ローラ84の回転軸方向両端部
には、通常、現像剤が付着されないため、現像ローラ8
4表面と上記開口部90との隙間が広くなっており、開
口部90の長手方向両端部側からのトナー飛散が顕著で
ある。そして、このような開口部90の長手方向両端部
側からのトナー飛散は、現像ローラ84の回転に伴い連
れ回る空気流によりドクタ85の前面部分に形成される
負圧空間C(図19参照)によって、さらに助長される
こととなる。尚、開口部90の長手方向中央部は、現像
ローラ44の回転に伴う連れ回り空気流が層流になって
いて、浮遊トナーをケーシング80内に引き込み易い構
成となっているため、端部側に比べてトナーの飛散量は
少ない。
【0011】さらに、上記のような流し板89を備えた
構成では、流し板89の上端側がドクタ85によって規
制された現像剤にて詰まる一方、その下端側は現像剤に
埋没しているので、流し板89を隔てて二つの空間部A
・Bが形成されることとなり、開口部90のある空間部
Aの内圧が特に高くなるため、開口部90からのトナー
の飛散量も多くなる。
【0012】一方、このようなトナー飛散を抑制するた
めの手法が、従来、例えば実開平1−142962号公
報、実開昭61−196262号公報、特開平2−13
9587号公報、特開昭61−145570号公報、実
開昭62−170953号公報、特開昭62−2440
72号公報、特公平1−39581号公報に開示されて
いる。
【0013】 実開平1−142962号公報 これには、ケーシング内に、現像ローラの回転に伴って
圧力の高まる空間と、圧力の低下する空間とが形成され
る場合に、各空間部を形成している現像槽の周壁にフィ
ルタ付き通気孔を設けて、それぞれを外気と導通させる
ことで、現像槽内外の圧力差を是正し、トナー飛散を抑
制することが記載されている。
【0014】 実開昭61−196262号公報 これには、現像ローラ、攪拌ローラ、及びケーシングに
囲まれた、高圧となる空間と、ケーシング外部とを導通
させるフィルタ付きの導通手段を設けることで、ケーシ
ング内の圧力を低減させて、トナー飛散を抑制すること
が記載されている。
【0015】 特開平2−139587号公報 これには、ケーシングに形成された開口部の下部側に、
気流案内板を設けると共に、ケーシングにフィルタ付き
の通気孔(圧抜き孔)を設けて、内圧上昇を防ぎ、トナ
ー飛散を抑制することが記載されている。
【0016】 特開昭61−145570号公報 これには、ケーシングに形成された開口部の上部側に、
感光体と開口部の縁との隙間を塞ぐシール材が備えられ
た現像装置において、ケーシングに取り付けられたドク
タ近傍に、ケーシング内の圧力上昇を抑えるフィルタ付
きの通気孔(圧抜き孔)を設けて、トナー飛散を抑制す
ることが記載されている。
【0017】 実開昭62−170953号公報 これには、現像ローラの回転軸方向両端部付近に、外気
を導入する通気孔(外気取入れ孔)を設けると共に、ケ
ーシングに形成された開口部の縁部と感光体との外表面
部との隙間を所定の寸法に設定し、現像装置の外部から
内部に向かう空気流を生じさせることで、トナー飛散を
抑制することが記載されている。
【0018】 特開昭62−244072号公報 これには、ケーシング内の圧力抜きを行うと共に、ケー
シングに形成された開口部の縁部と現像ローラ表面との
隙間寸法を、現像ローラ上の現像剤層の厚さに関連付け
て規定し、ケーシング内の空気流をケーシング内で循環
させて吹き出しを抑え、トナー飛散を抑制することが記
載されている。
【0019】 特公平1−39581号公報 これには、現像ローラの下部に空気の吐出口を設けると
共に、この吐出口に、気流を案内するように、ケーシン
グの開口部から現像ローラ下流に向かうにつれて現像ロ
ーラとの間隔が拡大する形状に気流案内板を設けて、開
口部からケーシング内へと吸い込まれる空気流を形成
し、トナー飛散を抑制することが記載されている。
【0020】尚、本明細書中の以下の説明において、特
に断らない限り、トナー飛散は、ケーシングに設けられ
た開口部からのものであり、また、端部側、中央部とい
った記載についても、特に断らない限り、現像剤担持体
である現像ローラの回転軸方向、及びこれに沿った現像
装置の長手方向に対してのものとする。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た〜の各公報の手法では、トナー飛散は抑制し得る
ものの、低メンテナンス性、コストアップ、トナーのフ
ィルタすり抜け、或いは黒芯による画質低下といった課
題を有しており、また、上記したの各公報の手法で
は、トナー飛散の抑制力に現像ローラの回転軸方向で不
均一性を生じる。
【0022】つまり、の手法では、ケーシング内の
最も圧力の高い部分と外気とを導通させるため、高圧部
の圧力を低下させるのに必ずフィルタ等の部材が必要と
なり、部材点数の増加によるコストアップを招来する。
また、高圧部の空気が直接フィルタを通るため、フィル
タの寿命が短く、フィルタ交換が頻繁に必要となり、メ
ンテナンス性が低くなる。また、高圧部の空気が直接フ
ィルタを通るとき、浮遊トナーがフィルタをすり抜ける
可能性が高くなり、現像装置外にトナーが飛散して画像
形成装置内部を汚染することにもなる。
【0023】の手法は、ケーシング内の最も圧力の
高い部分ではないものの、外気と導通させることで、ケ
ーシング内の圧力を低下させるようになっているので、
やはり、浮遊トナーのフィルタすり抜けが起こり易く、
また、フィルタの短期サイクルでの交換が必要となる。
特に、現像ローラと攪拌ローラとが駆動を開始した直後
に急激に圧力が上がった場合に、トナー飛散が生じ易
い。
【0024】の手法では、現像ローラの両端部付近
に、外気を導入する通気孔を設けて、トナー飛散を抑制
するようになっているが、この構成では、両端シール部
材から空気を導入するため、ドクタの前部へのトナー付
着を防止できず、ドクタに付着したトナーが塊になって
落ちることによる黒芯が発生し、画質の低下が起こる。
【0025】の手法では、ケーシングに形成された
開口部の下端側の形状を、何れもその長手方向全体にわ
たって一様としている。しかしながら、現像ローラの両
端部ではローラ表面に現像剤が付着していないことや、
それによりケーシング内部からの空気の吹き出しの生じ
易いこと、現像ローラの磁力がその両端部ではだれてし
まうこと等の理由により、開口部における中央部と両端
部とでは、現像ローラ回りの空気の流れが異なり、トナ
ー飛散の様相が変わってくる とに何ら着目していな
い。そのため、トナー飛散の抑制力に長手方向で不均一
性を生じている。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明の画像形成装置の現像装置は、感光体に対向して形
成された開口部を有するケーシング内に、感光体に現像
剤を供給する現像剤担持体が回転自在に備えられると共
に、該現像剤担持体の回転に伴って、圧力の高くなる現
像剤担持体が配設されている側の第1の空間部と、該第
1の空間部より圧力の低くなる第2の空間部とが区画さ
れる画像形成装置の現像装置において、上記第1の空間
部と第2の空間部とを連通させる連通手段が設けられ
該連通手段に、当該連通手段からの現像剤の落下を防止
するメッシュ部材が設けられていると共に、上記ケーシ
ングにおける第2の空間部を区画する部分に、該第2の
空間部の空気をケーシング外へ排出するために、フィル
タを備えた圧力抜き孔が形成されていることを特徴と
る。
【0027】これによれば、第1の空間部の高圧空気
は、連通手段を介して圧力の低い第2の空間部へと抜け
るため、第1の空間部の圧力が低下し、第1の空間部を
区画するケーシングの開口部からの現像剤の飛散、二成
分現像剤の場合はトナーの飛散が減少する。つまり、ケ
ーシング内に圧力の高い空間部と低い空間部とがある場
合、まずは両空間を連通させることで、フィルタを備え
た通気孔を設けて外気との連通を図ることなく、現像剤
の飛散を低減させることができる。尚、ここでの現像剤
の飛散とは、2成分現像剤の場合はトナー飛散のことで
あり、以下、トナー飛散と言う。
【0028】
【0029】また、上記圧力抜き孔により、ケーシング
内の圧力がさらに低くなるので、さらにケーシング内の
開口部からの現像剤トナー飛散を減少させることができ
る。そして、この場合は、高圧な第1の空間部の空気
を、低圧な第2の空間部に連通させて緩和してから圧力
抜き孔を通して装置外へ抜くので、圧力抜き孔に備えら
れたフィルタに付着するトナー量が減少し、フィルタ交
換は従来の直接高圧空気がフィルタを通っていた場合に
比べて少なくてすみ、また、トナーのフィルタすり抜け
も生じ難くなる。
【0030】上記の課題を解決する本発明による他の
像形成装置の現像装置は、感光体に対向して形成された
開口部を有するケーシング内に、感光体に現像剤を供給
する回転可能な現像剤担持体と、上記現像剤担持体表面
に形成される現像剤層の厚さを規制する現像剤層厚規制
部材と、現像剤を攪拌して上記現像剤担持体に供給する
回転可能は攪拌部材と、上端部が上記現像剤層厚規制部
材近傍に位置する一方、下端部が上記現像剤担持体と攪
拌部材との間で現像剤中に埋設され、上記現像剤層厚規
制部材により規制された余分な現像剤をその上面に沿っ
て下端部側へと誘導する現像剤流れ規制板とが備えら
れ、かつ、上記現像剤流れ規制板に、該現像剤流れ規制
板を隔てて現像剤担持体側と攪拌部材側とにそれぞれ形
成される二つの空間を連通させる通気孔が形成され、該
通気孔に、当該通気孔からの現像剤の落下を防止するメ
ッシュ部材が設けられていると共に、上記ケーシングに
おける攪拌部材側の空間を区画する部分に、該攪拌部材
側の空間の空気をケーシング外へ排出するために、フィ
ルタを備えた圧力抜き孔が形成されていることを特徴と
る。
【0031】
【0032】この構成によれば、現像剤担持体の回転に
より搬送され、現像剤層厚規制部材により規制された現
像剤は、現像剤流れ規制板の上面を流れて攪拌部材側へ
と戻され再度攪拌された後、再び現像剤担持体へと搬送
される。上記現像剤層厚規制部材の下端側は、現像剤層
に埋没されており、現像剤流れ規制板の下端部と上記ケ
ーシングの内壁面との間に形成された空間により、現像
剤担持体へと供給される現像剤量が規制される。
【0033】上記のように現像剤が流れる場合、ケーシ
ング内には、この現像剤流れ規制板と、その上端部にあ
る現像剤層厚規制部材により戻された現像剤と、その下
端部にある現像剤とで、二つの空間が区画されることと
なる。これら2つの空間の圧力は、現像剤担持体及び攪
拌部材の各回転により生じる機内風、及び現像剤の流れ
により、現像剤担持体側にて特に高くなるが、上記現像
剤流れ規制板には、これら二つの空間を連通させる通気
孔が形成されているので、現像剤担持体側の空間の高圧
が低減され、トナー飛散が減少することとなる。
【0034】この場合の圧力抜きは、ケーシング内での
圧力調整であり、現像剤流れ規制板に通気孔を開けるだ
けの構成で足り、その通気孔を介して空気と共にトナー
が抜けても阻止する必要はなく、部品点数の増加やそれ
に伴うコストアップもなく、開口部からのトナー飛散を
効果的に減少させることができる。
【0035】そして、圧力抜き孔からケーシング内の圧
力を抜くことで、さらに開口部からのトナー飛散を減少
させることができる。この場合も、高圧な現像剤担持体
側の空間の空気を、低圧な攪拌部材側の空間に連通させ
て緩和してから圧力抜き孔を通して現像装置外へ抜くの
で、圧力抜き孔に備えられたフィルタに付着するトナー
量が減少し、フィルタ交換は従来の直接高圧空気がフィ
ルタを通っていた場合に比べて少なくてすみ、かつ、ト
ナーがフィルタをすり抜けるといったことも殆どない。
【0036】
【0037】通常、現像剤流れ規制板上を流れる現像剤
の速度から考えて、通気孔からの落下は起こり難いが、
例えば現像剤担持体がマグネットローラを備えた現像ロ
ーラであり、その汲み上げ極磁力が小さい場合や、現像
剤の流動性が悪い場合は、現像剤の流れが弱くなり、
通気孔から落ちる現像剤が多くなり、攪拌不良を生じる
虞れがある。しかしながら、この通気孔にメッシュ部材
を設け、該メッシュ部材の目を、現像剤が通り抜けない
程度の大きさとしておければ、現像剤が通気孔から落下
することなく流れる。したがって、現像剤の流れに影響
を与えることなく通気孔からの落下を防止し、攪拌不良
を防止できる。
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
1ないし図18に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。本実施の形態においては、本発明に係る現像装置
が、画像形成装置である両面複写機能付きの複写機に搭
載された場合を例示する。
【0057】まず、本実施の形態の複写機の構成を、図
3を参照して、一連の複写処理を基に説明する。
【0058】複写機1では、複写機本体3の機体上方側
面4に、硬質ガラスなどの材料からなる透明板5が配置
されており、この透明板5が原稿読取面となる。上記透
明板5の上方側には、図示しない回転軸に関して角変位
自在に取り付けられた原稿供給装置2が装備されてお
り、この原稿供給装置2により、原稿供給装置2の原稿
収納部(図示せず)に積重して載置される原稿が上記読
取位置5aへ自動的に順次供給され、その原稿像が呈示
される。呈示された原稿像は、複写機1内に備えられた
光学的読取手段によって光学的に走査され、原稿像の読
取露光動作が行われる。原稿像が読み取られた原稿は、
再び原稿収納部へ再収納される。このような原稿の循環
供給が、原稿収納部に積重された原稿に対して順次実行
され、こうして記録紙への片面複写や両面複写が実行さ
れる。
【0059】前述のように、読取位置5aへ呈示される
原稿像に対して、光学的読取手段によって読取露光動作
が実行される。光学的読取手段において、ハロゲンラン
プなどの光源(図示せず)及び複数の反射鏡9を備える
移動体7は、読取位置5aに対して水平な矢印8にて示
す方向に往復移動し、呈示された原稿に光を照射し、そ
の反射光は反射鏡10・11・12を経て、矢印方向に
回転駆動される直円筒状の感光体ドラム(感光体)14
上に結像される。
【0060】上記感光体ドラム14の表面は、帯電用コ
ロナ放電器15によって予め帯電されており、原稿像の
結像によって感光体ドラム14上には原稿像に対応した
静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置16
によってトナー像に顕像化され、転写用コロナ放電器1
7によって記録紙の一方表面に転写される。記録紙は、
予め給紙カセット18a・18b・18cに収納されて
おり、搬送手段19a・19b・19cによって1枚ず
つ給紙され、搬送経路20を搬送された後、転写が行わ
れる転写領域21へと導かれる。
【0061】上記搬送経路20の転写領域21の近傍に
は、一対のレジストローラ22が備えられており、レジ
ストローラ22の回転軸には、図示しないクラッチを介
して動力伝達手段が連結されている。このクラッチの連
結/遮断制御を、原稿供給装置2における原稿の搬送時
期の制御に基づいて行うことによって、感光体ドラム1
4上のトナー像に対して、レジストローラ22により転
写紙の搬送時期を合致させることができる。転写用コロ
ナ放電器17によってトナー像か転写された記録紙は、
搬送手段26から定着装置27に導かれ、トナー像の定
着が行われる。
【0062】定着後の記録紙は、反転手段23によって
記録紙の搬送方向が反転され、中間トレイ24に一旦収
納される。中間トレイ24の記録紙は、搬送手段25に
よって再び搬送経路20に供給され、レジストローラ2
2によって再び転写領域21へ導かれて記録紙の他方表
面にトナー像が転写される。
【0063】転写が終了した記録紙は、転送手段26、
定着装置27、搬送経路28及び排紙機構部29を経
て、機外の排紙トレイ30に排出される。このようにし
て、対応する記録紙の表裏両面にそれぞれ対応する原稿
の原稿像が複写される。
【0064】尚、片面への複写のみの場合には、一方表
面に転写された記録紙は、中間トレイ24に収納される
ことなく、排紙トレイ30へ排出される。給紙カセット
18a・18b・18cからは、例えば相互に異なる寸
法の有する転写紙が転写領域21に選択的に搬送され
る。
【0065】ところで、本実施の形態における上記現像
装置16は、現像装置16の中央部断面図である図1、
又は現像装置16の端部断面図である図2に示すよう
に、感光体ドラム14と対向して形成された長方形状の
開口部43を有するケーシング41を備えており、ケー
シング41の上部には、トナーを補給するためのトナー
補給口42が形成されている。
【0066】上記ケーシング41内には、開口部43を
通して感光体ドラム14と対向するように現像ローラ4
4が配設される一方、この現像ローラ44からトナー補
給口42に向かって、第1,第2攪拌ローラ45・46
が順次配設され、また、上記現像ローラ44の上部には
ドクタ47が、さらにケーシング41内のほぼ中央部に
は、流し板48がそれぞれ配設されている。
【0067】上記現像ローラ(現像剤担持体)44は、
感光体ドラム14へとトナーとキャリアとからなる二成
分現像剤を供給するもので、ケーシング41に回転自在
に支持された支持軸44aに外嵌され、ケーシング41
に固定されたマグネットローラ44bと、このマグネッ
トローラ44bに回転自在に外嵌されたスリーブ44c
とからなる。上記スリーブ44cは、図示しないモータ
により矢印方向(反時計方向)に回転駆動されるように
なっている。
【0068】第1攪拌ローラ(攪拌部材)45は、図4
の如く、ケーシング41に回転自在に支持されたローラ
軸45aと、このローラ軸45aに対して垂直に多数の
フィン45bが突設されたものである。第2攪拌ローラ
(攪拌部材)46は、図5の如く、ケーシング41に回
転自在に支持されたローラ軸46aと、このローラ軸4
6aに傾斜して多数の楕円フィン46bが取り付けられ
たものである。これら第1,第2攪拌ローラ45・46
は、図示しないモータによって、図中の矢印方向にそれ
ぞれ回転駆動されるようになっている。
【0069】ドクタ(現像剤層厚規制部材)47は、現
像ローラ44の回転軸方向に伸びる平板状を成し、現像
ローラ44の外周とドクタ47の先端部とで形成する空
間の距離に応じて、現像ローラ44上に形成される現像
剤の穂立ちの高さを規制するようになっている。
【0070】流れ板(現像剤流れ規制板)48は、現像
ローラ44の軸方向に伸びる略平板状を成し、その上端
部がドクタ47の後面側近傍に位置し、下端部が前述の
第1,第2攪拌ローラ45・46の間に位置するように
斜めに配設されており、ドクタ47にて規制された現像
剤が、その上面を流れて下端部側へと誘導される。ま
た、流し板48の下端部は現像剤に埋没されており、そ
の下端部とケーシング41の内壁面41aとの間で、第
2攪拌ローラ46から第1攪拌ローラ45側へと供給さ
れる現像剤の供給量を制御するようになっている。
【0071】また、ケーシング41に形成された開口部
43の上部縁(現像ローラ44の回転方向上流側の縁
部)には、ケーシング41内からのトナーが漏れなよう
にするための上部シール部材49が長手方向ほぼ全域に
設けられている。このシール部材49は、例えば0.1
mm厚のウレタンゴムからなり、感光体ドラム14に先
端が接触して配される。また、開口部43の下部縁(現
像ローラ44の回転方向下流側の縁部)には、感光体ド
ラム14との間に所定の隙間を有した状態で、気流規制
板50が、長手方向ほぼ全域に設けられている。
【0072】上記の構成を有する現像装置16の内部で
は、ケーシング41内の現像剤が、第2攪拌ローラ46
に攪拌されると共にその回転により、流し板48の下端
部とケーシング41の内壁面41aとの間を通って第1
攪拌ローラ45側へと搬送される。搬送された現像剤
は、第1攪拌ローラ45にて攪拌されると共にその回転
により現像ローラ44へと供給される。現像剤が攪拌さ
れることで、トナーはキャリアと摩擦され、感光体ドラ
ム14に形成される静電潜像と逆の極性に帯電される。
【0073】現像ローラ44へ供給された現像剤は、現
像ローラ44におけるスリーブ44cの回転により汲み
上げられ、このとき、現像剤は、スリーブ44cの表面
にマグネットローラ44bの磁気力により穂立ち状態と
なる。そして、ドクタ47にて穂立ちの高さが規定され
た後、感光体ドラム14へと供給され、感光体ドラム1
4上の静電潜像を顕像化する。一方、ドクタ7にて規制
された現像剤は、流し板48の上面を流れて、トナー補
給口42から補給された補給トナーと共に、第2攪拌ロ
ーラ46にて再び攪拌されることとなる。
【0074】次に、上記現像装置16に施されている、
開口部43からのトナー飛散を抑制するための手法につ
いて詳細に説明する。上記現像装置16では、トナー飛
散を抑制するために、以下に示す(1)〜(4)の4つ
の手法が施されている。
【0075】(1) 流し板48に通気孔60を形成
し、空間部Aの圧力を抜く。 (2) ドクタ47前方に形成される負圧空間Cと外気
とを連通させてドクタ47の前面に沿って外気を取り込
む通気孔64を形成し、負圧空間Cの負圧を緩和する。 (3) 開口部43の下部縁の形状を、トナー飛散を最
適化するように、長手方向で変化させる。 (4) 第1,第2攪拌ローラ45・46の回転開始タ
イミングを、現像ローラ44の開始タイミングより遅ら
せる。
【0076】まず、(1)の手法について説明する。上
記現像装置16のように、流し板48を備えた構成で
は、流し板48の上端側がドクタ47によって規制され
た現像剤にて詰まる一方、その下端側は現像剤に埋没し
ているので、流し板48を隔てて二つの空間部A・Bが
形成されることとなる。そして、現像ローラ44、及び
第1,第2攪拌ローラ45・46の回転に伴う機内風、
及び現像剤の流れにより、開口部43のある空間部A
(第1の空間部)の内圧が空間部B(第2の空間部)よ
りも特に高くなる。その結果、開口部43から空気が吹
き出し、これに浮遊トナーが巻き込まれ、トナー飛散が
起こる。
【0077】そこで、上記現像装置16に備えられた流
し板48には、図6に示すように、通気孔(連通手段)
60が形成されている。図6(b)は流し板48の正面
図であり、同図(a)は同図(b)のA−A’線矢視断
面図である。
【0078】これによれば、空間部Aの高圧空気が通気
孔60を通って空間部Bへ流れ、空間部Aの圧力が低下
する。したがって、開口部43からの空気の吹き出しが
抑制され、トナー飛散が減少することとなる。そして、
この場合、流し板48に通気孔60を開けるだけなので
部品点数も増加せず、コストアップも伴わない。
【0079】さらに、上記現像装置16では、ケーシン
グ41における空間部Bを区画する部分に、図示しない
フィルタを備えた圧力抜き孔39が形成されている。こ
れにより、空間部Bの空気はこの圧力抜き孔39からフ
ィルタを通してケーシング41外へ排出されることとな
る。したがって、空間部Aの圧力がさらに低下し、トナ
ー飛散がより一層抑制されることとなる。
【0080】尚、このような圧力抜き孔をケーシングに
設ける構成は、従来からもあったが、空間部Aの圧力を
圧力抜き孔にて直接抜くと、トナー飛散を抑制すること
はできるが、その場合、圧力抜き孔に設けられたフィル
タの交換頻度が高くなってメンテナンス性に劣り、ま
た、高圧空気の吹き出しに伴ってトナーがフィルタをす
り抜けるといったことも起こり得た。しかしながら、上
記のように、流し板48に通気孔60を設けて空間部A
の高圧空気を空間部Bに導き、ここで一旦高圧を緩和さ
せてから圧力抜き孔39を通すことで、フィルタの交換
回数も少なくてすみ、また、トナーのフィルタすり抜け
も防止できる。
【0081】尚、上記現像装置16に備えられる流し板
48に設けられる通気孔60の形状や形成位置は、図6
にて示したものに限定されるものではなく、例えば、図
7に示す流し板のような○形状でももちろんよく、ま
た、図8に示す流し板のように、両端部側にのみ通気孔
60を形成した構成としてもよい。この場合、前述した
ように、トナー飛散は現像ローラ44の端部側にて顕著
であるため、端部側部位にのみ通気孔60を形成した構
成でも、充分効果がある。
【0082】また、本実施の形態の現像装置16の流し
板48としては、その他、図9〜図11に示すような構
成のものを用いることができる。図9〜図11において
(b)は流し板の正面図であり、同図(a)は同図
(b)のA−A’線矢視断面図である。
【0083】これら図9〜図11に示す各流し板は、現
像剤の攪拌不良を確実に防止し得るものである。つま
り、通常、図6に示した流し板48の構成でも、流し板
48上を流れる現像剤の速度から考えて、通気孔60か
らの現像剤の落下は起こり難いが、例えば現像ローラ4
4の汲み上げ極磁力が小さい場合や、現像剤の流動性が
悪い場合などは、現像剤の流れが弱くなって通気孔60
から落ちる現像剤が多くなり、攪拌不良を生じる虞れが
ある。
【0084】そこで、図9に示す流し板においては、通
気孔60の現像剤が流れてくる側に、カバー(落下防止
部材)61が形成されている。これにより、現像剤の通
気孔60からの落下が確実に防止され、攪拌不良を防ぐ
ことができる。
【0085】図10に示す流し板においては、通気孔6
0を覆うようにメッシュ部材からなるメッシュカバー
(落下防止部材)62が貼り付けられている。これによ
れば、図9に示したカバー61のように、カバー61上
に現像剤が溜まるようなことがなく、現像剤の流れがス
ムーズになる。上記メッシュカバー61となるメッシュ
部材のメッシュ間隔dは、少なくともキャリアの平均径
より小さければよく、例えば、 トナー平均粒径×2<d<キャリア平均粒径×0.8 を満たすものとすればよい。
【0086】図11に示す流し板においては、プレス加
工により、流し板となる平板から通気孔60となる部分
を抜いた抜き片を上部に折り曲げてカバー(落下防止部
材)63が形成されている。これによれば、カバー63
は流し板と一体に形成されるので、図9、図10に示し
た流し板に設けられているカバー61、メッシュカバー
62に比べて、部品点数が削減され、低コストであると
いった利点がある。
【0087】次に、(2)の手法について説明する。現
像ローラ44の両端部には、通常、現像剤が付着されな
いため、現像ローラ44表面と開口部43との隙間が広
くなっており、開口部43の両端部側からのトナー飛散
が顕著である。そして、このようなトナー飛散は、現像
ローラ44の回転に伴い連れ回る空気流によりドクタ4
7の前面部分に形成される負圧空間Cによって、さらに
助長されることとなる。
【0088】そこで、本実施の形態の現像装置16のケ
ーシング41には、図2に示すように、ドクタ47が取
り付けられている位置近傍で、かつ、その両端部分(現
像ローラ44の両端部に対応する領域)に、ドクタ47
の前面部分に形成される負圧空間Cと外気とを連通させ
る通気孔64が形成されている。これにより、図中矢印
にて示す吹き込み風38が、現像ローラ44の両端部側
から負圧空間Cに導入され、負圧空間Cの負圧が緩和さ
れることとなり、開口部43の両端部側からのトナー飛
散を抑制できる。そしてこの場合、通気孔64の設ける
位置を、ドクタ47の取り付け位置近傍とし、吹き込み
風38がドクタ47の前面に沿ったものとなるようにし
たので、ドクタ47の前面にトナーが付着し、これが塊
となって剥がれ落ちることで生じる黒芯による画質低下
も回避できる。
【0089】具体的には、ケーシング41を組み立てる
一つの構成部材であり、ドクタ47の前方側に配され開
口部43の上部縁となる部分も有する前カバー部51
に、図12に示すように、ドクタ47と接触する側で、
かつ、その両端部側にそれぞれ切り欠き51a・51a
が形成されており、この切り欠き51a・51aが、通
気孔64となる。図12(a)は前カバー部51の正面
図であり、同図(b)は前カバー部51の右側面図であ
る。
【0090】また、本実施の形態の現像装置16のケー
シング41を構成する前カバー部51としては、図13
に示すような前カバー部とすることもできる。図13
(a)は前カバー部の正面図であり、同図(b)は前カ
バー部の右側面図である。
【0091】この前カバー部は、ドクタ47と接触する
側で、かつ、その両端部側に切り欠き51a・51a
が、矢印にて示す吹き込み風38が端部側から中央部に
向かうように、位置をずらして形成されている。これに
よれば、吹き込み風38の中央へ向かう空気流により、
浮遊しているトナーを現像ローラ44の中央部へ運び、
現像ローラ44の連れ回りの空気流にのせて、再びケー
シング41内に引き込むことができるので、トナー飛散
をさらに改善できる。
【0092】ところで、上記通気孔64から流入した空
気は、負圧空間Cに到達するまでは、通気孔64が小さ
いため比較的高速な流れであるが、負圧空間Cに達する
と流入空気が現像ローラ44の回転軸方向に沿って長手
方向に広がるため減速され、現像ローラ44のスリーブ
44cの回転速度と同速の流れになる。したがって、例
えば通気孔64が現像ローラ44のマグネットローラ4
4bの磁気パターンの山になる位置に配設されていたと
すると、空気との接触面積の多い穂立ち部に空気流があ
たり、トナーを舞いあげてしまうこととなり、トナー飛
散を効果的に減じることができないこととなる。
【0093】そこで、上記現像装置16では、ドクタ4
7及び通気孔64は、図14に示すように、現像剤を穂
立ち状態とするマグネットローラ44bの径方向の磁気
パターン65の谷間にくるように位置合わせされてい
る。これにより、通気孔64から流入した直後の高速な
空気が現像ローラ44上の現像剤の穂立ちに直接当たら
ず、減速してから穂立ちに当たるため、トナーの舞い上
げを防止して、効果的なトナー飛散が可能となる。尚、
図中66にて示す磁気パターンは、マグネットローラ4
4bの周方向の磁気パターンである。
【0094】次に、(3)の手法について説明する。ケ
ーシング41に形成された開口部43の中央部では、現
像ローラ44の回転に伴う連れ回り空気流が層流になっ
ていて、浮遊トナーをケーシング内に引き入れやすい。
これに対し、開口部の両端部では、ケーシング41内か
らの空気の吹き出しと現像ローラ44の連れ回り空気流
とで空気の流れが乱れている。
【0095】そこで、本実施の形態の現像装置16で
は、ケーシング41の開口部43の下部縁の形状が、開
口部43の長手方向で空気の流れに合わせて変化して設
計されている。
【0096】具体的には、図15(a)(b)、図16
(a)(b)に示すように、ケーシング41を組み立てる
一つの構成部材であり、現像ローラ44の下部側を覆う
ように配される下部ケーシング部52の、開口部43の
下部縁となる部分の形状が、中央部側では、現像ローラ
44の表面と下部縁との間隔が小さくなるような形状5
2aに、端部側では、上記間隔が広くなるような形状5
2bにそれぞれ設計されている。尚、図15(a)は、
中央部側の現像ローラ下部側の要部断面図、同図(b)
は、端部側の現像ローラ下部側の要部断面図である。ま
た、図16(a)は、下部ケーシング部52の左側面
図、同図(b)は、下部ケーシング部52の正面図であ
る。
【0097】これによれば、中央部側では、現像ローラ
44と下部縁の隙間が絞られているので、上記の現像ロ
ーラ44の連れ回り空気流の流速がより高まり、ケーシ
ング41内に引き入れる空気流がより強力となり、浮遊
トナーを引き入れてトナー飛散を抑制できる。一方、端
部側では、現像ローラ44と下部縁の隙間が広げられて
いるので、例えば、反対に現像ローラ44と下部縁の隙
間を絞ると、最狭部の手前で空気の流れが滞り、それが
感光体の連れ回り空気流に引っ張られてケーシング41
外へと流れる空気流となって飛散トナーが増加すること
となるが、これにより、両端部でのトナー飛散も抑制で
きる。
【0098】尚、中央部側での現像ローラ44の表面と
下部縁との間隔DS 、端部側での現像ローラ44の表面
と下部縁との間隔DL は、実際に最も効果的にトナー飛
散を抑制し得る間隔を適宜設定すればよく、例えばDS
=2.7mm、DL =4.0mmとすることで、トナー
飛散を効果的に抑制し得た。
【0099】最後に、(4)の手法について説明する。
前述したように、現像ローラ44の両端部には、通常、
現像剤が付着されないため、現像ローラ44表面と開口
部43との隙間が広くなっており、端部側からのトナー
飛散が顕著である。従来、現像ローラ、攪拌ローラは互
いに歯車、タイミングベルトなどにより回転が同調する
ように設計されている。しかしながら、現像ローラ44
の回転開始タイミングと、第1,第2攪拌ローラ45・
46の回転開始タイミングを同期させると、現像ローラ
44や、第1,第2攪拌ローラ45・46の回転に伴う
機内風や、現像剤の流れにより、図18に示すように、
回転開始時、回転及び内圧が安定するまでに空間部Aの
圧力上昇が瞬間的に増大することとなり、このときの端
部側からのトナー飛散は、無視できない量となる。
【0100】そこで、上記現像装置16では、図17に
示すように、現像ローラ44の回転開始タイミングより
も、第1,第2攪拌ローラ45・46の回転開始タイミ
ングが遅く設定されている。
【0101】これによれば、現像装置16の作動開始
時、まず、現像ローラ44のみが回転され、現像ローラ
44の回転により搬送された現像剤の一部がドクタ47
にて規制されて流し板48を流れて第2攪拌ローラ46
へと戻されたところで、第1、第2攪拌ローラ45・4
6の回転を開始するようになる。
【0102】これにより、空間部Aの内圧は、図17の
実線aに示す如く、破線bにて示す開始タイミングが同
期設定されていた場合に比べて、急激な圧力上昇が抑制
されることとなり、作動開始時のトナー飛散を効果的に
抑制し得る。
【0103】尚、現像ローラ44、第1,第2攪拌ロー
ラ45・46の各回転開始タイミングをずらせること
は、各々を別駆動とするか、或いは電磁クラッチにより
第1,第2攪拌ローラ45・46の回転を遅らせるな
ど、従来から周知の技術を用いればよい。
【0104】このような(1)〜(4)の手法が施され
た上記現像装置16の構成により、本複写機において
は、たとえトナーの帯電量が低く、キャリアとの吸着が
弱くとも、トナー飛散がほぼ確実に防止されることとな
る。したがって、本複写機では、現像ローラ44にて汲
み上げられる現像剤量を減らし、キャリアの長寿命化に
よるランニングコスト低減を図っているが、トナー飛散
の問題は何ら起こらず、市場の要求に充分に応えること
ができる。
【0105】尚、本実施の形態における現像装置16で
は、上記したトナー飛散を抑制する(1)〜(4)の全
手法を全て組み合わせた構成としていたが、もちろん各
手法を一つずつ採用することでも、十分にトナー飛散を
低減できる。但し、手法(4)に関してのみは、現像装
置の動作開始時のトナー飛散を抑制し得る効果はあるも
のの、動作中の空間部Aの圧力の高まりによるトナー飛
散抑制効果を奏するものではないので、(1)〜(3)
の手法を組み合わせて用いることで、優れたトナー飛散
抑制効果を相乗的に発揮するものである。
【0106】
【0107】
【0108】
【0109】
【発明の効果】以上のように、本発明の画像形成装置の
現像装置によれば、ケーシング内に圧力の高い空間部の
圧力を低下させ、トナー飛散を低減させることができ
る。また、ケーシング内の開口部からの現像剤トナー飛
散を減少させることができる。そして、この場合、圧力
抜き孔のフィルタ交換は従来のように直接高圧空気がフ
ィルタを通じていた場合に比べて少なくてすみメンテナ
ンス性の向上が図れると共に、かつ、トナーのフィルタ
すり抜けも生じ難いので、画像形成装置内部がトナーに
より汚染されることもなくなる。
【0110】
【0111】
【0112】また、本発明の他の現像装置よれば、部品
点数の増加やそれに伴うコストアップもなく、現像剤流
れ規制板である流し板に通気孔を設けるだけの構成でケ
ーシング内に圧力の高い空間部の圧力を低下させ、トナ
ー飛散を低減させることができる。
【0113】そして、圧力抜き孔からケーシング内の圧
力を抜くことで、さらに開口部からのトナー飛散を減少
させることができ、この場合も、圧力抜き孔のフィルタ
交換は従来の直接高圧空気がフィルタを通っていた場合
に比べて少なくてすみ、メンテナンス性の向上が図れる
と共に、かつ、トナーのフィルタすり抜けも生じ難いの
で、画像形成装置内部がトナーにより汚染されることも
ない。
【0114】
【0115】
【0116】
【0117】さらに、通気孔にメッシュ部材を設けるこ
とで、現像剤の流れに影響を与えることなく通気孔から
の落下を防止でき、これにより攪拌されずに再度現像剤
担持体へ供給されるといった攪拌不良を防止できる。
【0118】
【0119】
【0120】
【0121】
【0122】
【0123】
【0124】
【0125】
【0126】
【0127】
【0128】
【0129】
【0130】
【0131】
【0132】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる複写機に備えられ
る現像装置の一例を示す長手方向中央部の断面図であ
る。
【図2】上記現像装置の長手方向端部側の断面図であ
る。
【図3】上記複写機の全体構成を示す構成図である。
【図4】上記現像装置に備えられる第1攪拌ローラの正
面図である。
【図5】上記現像装置に備えられる第2攪拌ローラの斜
視図である。
【図6】上記現像装置に備えられる流し板の一例を示す
説明図である。
【図7】上記現像装置に備えられる流し板の他の例を示
す説明図である。
【図8】上記現像装置に備えられる流し板の他の例を示
す説明図である。
【図9】上記現像装置に備えられる流し板の他の例を示
す説明図である。
【図10】上記現像装置に備えられる流し板の他の例を
示す説明図である。
【図11】上記現像装置に備えられる流し板の他の例を
示す説明図である。
【図12】上記現像装置におけるケーシングの一構成部
材である前カバー部の一例を示す説明図である。
【図13】上記現像装置におけるケーシングの一構成部
材である前カバー部の他の例を示す説明図である。
【図14】上記現像装置に備えられた現像ローラの磁気
パターンと、ドクタ及びその前方に形成された通気孔と
の配置関係を示す説明図である。
【図15】上記現像装置におけるケーシングの開口部の
下部縁と現像ローラとの間に形成される隙間寸法を示す
説明図である。
【図16】上記現像装置におけるケーシングの一構成部
材である下部ケーシング部の一例を示す説明図である。
【図17】上記現像装置におけるケーシング内の圧力
と、現像ローラ、第1,第2攪拌ローラの動作タイミン
グとの関係を示す説明図である。
【図18】従来の現像装置におけるケーシング内の圧力
と、現像ローラ、第1,第2攪拌ローラの動作タイミン
グとの関係を示す説明図である。
【図19】従来の複写機に備えられる現像装置の一例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 複写機(画像形成装置) 14 感光体(感光体ドラム) 16 現像装置 41 ケーシング 43 開口部 44 現像ローラ(現像剤担持体) 45 第1攪拌ローラ(攪拌部材) 46 第2攪拌ローラ(攪拌部材) 47 ドクタ(現像剤層厚規制部材) 48 流し板(現像剤流れ規制板) 51 前カバー部 52 下部ケーシング部 60 通気孔(連通手段、現像剤流れ規制板の通気
孔) 61 カバー(落下防止部材) 62 メッシュカバー(落下防止部材) 63 カバー(落下防止部材) 64 通気孔(現像剤層厚規制部材の固定位置近傍に
形成された通気孔)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−89279(JP,A) 特開 平5−11619(JP,A) 特開 平4−212975(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 G03G 15/09

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光体に対向して形成された開口部を有す
    るケーシング内に、感光体に現像剤を供給する現像剤担
    持体が回転自在に備えられると共に、該現像剤担持体の
    回転に伴って、圧力の高くなる現像剤担持体が配設され
    ている側の第1の空間部と、該第1の空間部より圧力の
    低くなる第2の空間部とが区画される画像形成装置の現
    像装置において、 上記第1の空間部と第2の空間部とを連通させる連通手
    段が設けられ、該連通手段に、当該連通手段からの現像
    剤の落下を防止するメッシュ部材が設けられていると共
    に、 上記ケーシングにおける第2の空間部を区画する部分
    に、該第2の空間部の空気をケーシング外へ排出するた
    めに、フィルタを備えた圧力抜き孔が形成されているこ
    とを特徴とする画像形成装置の現像装置。
  2. 【請求項2】感光体に対向して形成された開口部を有す
    るケーシング内に、 感光体に現像剤を供給する回転可能な現像剤担持体と、上記 現像剤担持体表面に形成される現像剤層の厚さを規
    制する現像剤層厚規制部材と、 現像剤を攪拌して上記現像剤担持体に供給する回転可能
    は攪拌部材と、 上端部が上記現像剤層厚規制部材近傍に位置する一方、
    下端部が上記現像剤担持体と攪拌部材との間で現像剤中
    に埋設され、上記現像剤層厚規制部材により規制された
    余分な現像剤をその上面に沿って下端部側へと誘導する
    現像剤流れ規制板とが備えられ、 かつ、上記現像剤流れ規制板に、該現像剤流れ規制板を
    隔てて現像剤担持体側と攪拌部材側とにそれぞれ形成さ
    れる二つの空間を連通させる通気孔が形成され、該通気
    孔に、当該通気孔からの現像剤の落下を防止するメッシ
    ュ部材が設けられていると共に、 上記ケーシングにおける攪拌部材側の空間を区画する部
    分に、該攪拌部材側の空間の空気をケーシング外へ排出
    するために、フィルタを備えた圧力抜き孔が形成されて
    いることを特徴とする画像形成装置の現像装置。
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