JP4068725B2

JP4068725B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP4068725B2
Application number: JP20961798A
Authority: JP
Inventors: 英勝和田; 克則水田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: JP2000039772A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、対象物の画像に対応する画像情報に基づいて画像を形成する画像形成装置に適用される現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置、例えば静電複写プロセスが利用される複写装置では、光の明暗として感光体に伝達された複写対象物の画像情報に対応する静電潜像を現像することで、画像が複写される。
【０００３】
感光体は、例えば円筒状に形成されたアルミニウムの外周に、無機または有機の感光体の薄層を形成したものが利用される。
静電潜像の現像に際しては、可視化材であるトナーを、トナーと静電潜像との間の静電力により感光体上の静電潜像に選択的に付着させる方法が利用される。
【０００４】
トナーを感光体上の静電潜像に供給する方法として、トナーを搬送するためのキャリアをトナーと所定の比率で混合した現像剤を、内部に固定磁石を有し、外周面が所定の速度で回転可能に構成された現像ローラを用いて、感光体に向けて搬送し、感光体上の静電潜像にトナーのみを付着させる現像ローラ方式の２成分磁気ブラシ現像が広く利用されている。
【０００５】
この現像方法によれば、感光体と現像ローラとが対向される現像領域に現像剤中のトナーが飛翔することから、感光体上の静電潜像の現像に寄与しないトナークラウドが生じることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
トナークラウドは、画像形成回数の累積に応じて現像装置のハウジングや画像形成装置内部に付着し、その結果、機内汚れおよび非画像部への不所望なトナーの付着等を引き起こすことがある。
【０００７】
このことから、例えば特公平第２−６１７５５号に示されるように、現像装置のハウジングの底部に現像ローラの軸方向に平行なスリットを設け、現像に寄与しないトナークラウドをハウジング内に吸引して、フィルタにより回収する回収機構が提案されている。
【０００８】
しかしながら、上述した回収機構では、回収したトナーがフィルタに詰まって回収機構の回収効率の低下させることから、メインテナンスあるいはフィルタの交換の頻度を高める問題がある。なお、トナーの吸い込み量が多すぎると、一定量のトナーで現像可能な画像形成回数（複写可能枚数）が低下する問題がある。
【０００９】
また、回収機構による吸引により引き寄せられてハウジングの外部に付着したトナーが感光体に付着して、現像された画像（トナー像）に、不所望なこすれが生じる問題がある。
この発明の目的は、感光体と現像ローラとが対向する領域を飛翔するトナーを効率よく回収可能な現像装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、静電潜像が形成される像担持体と対向する少なくとも１つの磁極を有し、外周部が回転される現像ローラと、この現像ローラおよび現像剤を収容するハウジングと、このハウジングの所定位置に像担持体に面することがないよう前記現像ローラの外周面と対向するように、かつ像担持体から落下する現像剤を回収するよう、現像剤が落下する方向の下流域に設けられ、像担持体との間の空間で飛翔している現像剤を前記ハウジング内に吸い込む第１の開口と、前記ハウジングの所定位置に設けられた第２の開口部であって、像担持体と前記現像ローラとが対向する領域に前記第２の開口部が面しない位置で前記第１の開口から離れた位置に設けられ、前記第１の開口から前記ハウジング内に吸い込まれる現像剤量を制御するとともに前記第２の開口部の周辺で飛翔している現像剤及びそのクラウドを前記ハウジング内に吸い込む際に、前記第１の開口部から前記ハウジング内に吸い込まれる現像剤量を制御するための現像剤およびそのクラウドの吸入量を設定する第２の開口と、を有することを特徴とする現像装置を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いてこの発明の実施の形態を説明する。
図１には、画像形成装置例えば複写装置に利用される現像装置と感光体ドラムを中心として拡大した詳細が示されている。
【００１２】
図１に示すように、感光体ドラム１０は、例えば厚さが２．５ｍｍで、５９．９６ｍｍの外径を有するＡｌ（アルミニウム）円筒の外周面に感光層が用意されて約６０ｍｍの外径および約３４０ｍｍの軸方向長さが与えられたものである。なお、感光体ドラム１０は、図示しない駆動モータにより、複写速度に対応した所定の速度で回転される。
【００１３】
感光体ドラム１０の回りには、現像手段としての現像装置１１、感光体ドラム１０に形成された静電潜像を現像装置１１により現像して得られたトナー像を記録用紙に転写する転写装置１２、転写装置１２によりトナー像が転写された記録用紙と感光体ドラム１０との間の静電吸着を減衰する分離装置１３、記録用紙を感光体ドラム１０の表面から剥離する剥離装置１４、転写装置によりトナー像が記録用紙に転写された後に、感光体ドラム１０に残された転写残りトナーを取り除いて回収するクリーニング装置１５、感光体ドラム１０の表面の残存電荷を除去する除電装置１６、感光体ドラム１０を所定の表面電位に帯電する帯電装置１７および帯電装置１７により帯電された感光体ドラム１０の電位を選択的に減衰して、非画像領域を提供する部分消去ＬＥＤユニット１８が順に、配置されている。
【００１４】
なお、現像装置１１と部分消去ＬＥＤユニット１８との間の空間から、感光体ドラム１０の外周面に、図示しない画像読取部により、光の明暗情報として取り込まれた複写対象物の画像情報が、ミラー１９を経由して露光される。
【００１５】
次に、図２を参照して現像装置１１について詳細に説明する。
図２に示されるように、現像装置１１は、例えばアルミニウム製の円筒により形成された現像スリーブと現像スリーブの内部に固定された複数の磁石とを含む現像ローラ２１、外部から供給されるトナーを攪拌する第１および第２のミキサ２２，２３および図示しない現像バイアス電源回路等を有している。なお、現像ローラ２１、ミキサ２２，２３は、ハウジング２４に一体に収容されている。
【００１６】
ハウジング２４の外側にあたる所定の位置には、図示しないブロアーファンとフィルタ部材からなる飛翔トナー回収装置２５および飛翔トナー回収装置２５に現像ローラ２１と感光体ドラム１０とが対向する現像領域において生じるトナークラウド（現像に寄与しない飛翔トナー）を誘導するためのダクト２６が設けられている。なお、ダクト２６は、ハウジング２４の外側に所定間隔で設けられるプレート２７とダクト２６のうちのプレート２７とハウジング２４からなる部分（ダクト２６ａ）とトナー回収装置２５との間に設けられる回収通路部材２８により定義される。
【００１７】
ハウジング２４の外側にあたる所定の位置であって、感光体ドラム１０と近接する側で現像ローラ２１が回転される方向の下流側に位置する領域には、トナークラウドと感光体ドラム１０から落下するトナー（および詳述しないキャリア）を回収する現像剤回収部材２９が配置されている。また、現像剤回収部材２９とハウジング２４とにより、トナークラウドをダクト２６（ダクト２６ａ）に誘導する第１の開口２９ａが提供される。なお、第１の開口２９ａは、現像ローラ２１の軸線方向に沿ってハウジング２４の長さ方向の概ね全域に亘って設けられている。
【００１８】
ハウジング２４の外側であって、被転写材としての記録用紙が案内される図示しない搬送路とハウジング２４（プレート２７）との間には、ハウジング２４と現像材回収部材２９のそれぞれに対して所定の間隔で設けられ、現像装置１１の近傍を搬送される図示しない記録用紙をガイドするガイド部材３０が設けられている。なお、ガイド部材３０とハウジング２４とは、例えば樹脂フィルム３１により接続される。これにより、ガイド部材３０とプレート２７およびハウジング２４、ならびにフィルム３１により、ダクト２６に流入する空気流を取り入れるための吸入口（第２の開口）３０ａが定義される。また、第２の開口３０ａは、現像領域から直接トナーを吸引することは少ない。
【００１９】
次に、図３を用いて、ダクト２６を流れる空気流について説明する。
帯電装置１７により所定の電位が帯電され、部分消去ＬＥＤユニット１８により予め所定の大きさの画像形成領域が提供された感光体ドラム１０の外周面には、ミラー１９により図示しない露光装置から画像情報に対応する露光光が照射される。
【００２０】
露光光が照射されることにより感光体ドラム１０に形成された静電潜像は、現像装置１１により提供されるトナーが、感光体ドラム１０の静電潜像と現像装置１１の現像ローラ２１に印加される現像バイアス電圧とにより生じる電位差に基づいて（静電潜像に）選択的に付着することにより現像されてトナー像に変換される。
【００２１】
このとき、感光体ドラム１０と現像装置１１の現像ローラ２１とが対向する現像領域には、現像ローラ２１のスリーブに磁気的に吸着されているキャリアから静電潜像に向けて移動されるトナーおよびキャリア（スリーブ）と感光体ドラム１０（静電潜像）との間を往復動するトナーからなるトナークラウドが生じる。
【００２２】
このトナークラウドすなわち現像領域で飛翔するトナーのうち、静電潜像の現像に寄与しないトナーは、飛翔トナー回収装置２５の図示しないブロアーによる吸引力により、第１の開口２９ａから、ダクト２６（２６ａ）および回収通路部材２８を通って、トナー回収装置２５の図示しないフィルタ部材に捕捉される。なお、このとき、図示しないブロアーによる吸引力により、第２の開口（空気流吸入口）３０ａから、第１の開口２９ａからダクト２６に向けて流れる空気流よりも流量の多い空気流がダクト２６に提供される。
【００２３】
これにより、第１の開口２９ａから、多量のトナーがトナー回収装置２５に向けて流入することが防止される。なお、図示しないブロアーによる空気流の吸入により生じる現像領域からダクト２６へ向かう空気流により、現像領域を漂うトナークラウドの一部は、第１の開口２９ａに向けて吸引される途中で、感光体ドラム１０と対向する現像材回収部材２９にも、捕捉される。従って、感光体ドラム１０および現像装置１１のハウジング２４の周囲がトナーにより汚れることも防止される。
【００２４】
また、第２の開口３０ａの大きさは、第１の開口２９ａの大きさに比較して大きくなるよう定義されている。
図４は、図２および図３に示した第１および第２の開口２９ａ，３０ａを有する現像装置１１と、比較のため第２の開口３０ａを塞いで第１の開口２９ａのみとした現像装置と、を用いて画像形成工程を繰り返した結果得られた複写装置内部の汚れの程度を示すグラフである。なお、図４の縦軸は、装置内部の汚れの許容限度を「１」として正規化した任意スケールである。
【００２５】
図４に示されるように、第１の開口２９ａのみが与えられた現像装置においては、画像形成工程の回数すなわち複写枚数が１０万枚を越えた付近で、装置内部の汚れが許容値を越えることが認められる。その一方で、第２の開口３０ａを設けて、トナークラウドの吸引量（空気流）を最適化したこの発明の現像装置１１では、複写枚数が３０万枚を経過した時点でも装置内部の汚れが許容値を越えることはない。
【００２６】
図５は、図２に示した現像装置の別の実施の形態を説明する概略図である。
図５に示されるように、現像装置１１１は、現像ローラ２１を収容するハウジング１２１の外側に設けられたダクト２６と第１の開口２９ａとの間に、第１の開口２９ａからダクト２６に向けて吸引されたトナークラウドを捕獲するトナー回収タンク部１３２を有する。また、第２の開口３０ａは、トナー回収タンク部１３２の大きさに関連して感光体ドラム１０から遠のく方向すなわち飛翔トナー回収装置２５の側に移動される。なお、この構成においても、図示しないブロアーによる吸引力により、第２の開口（空気流吸入口）３０ａから、第１の開口２９ａからダクト２６に向けて流れる空気流よりも流量の多い空気流がダクト２６に提供される。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の現像装置は、感光体ドラムと対向する現像領域において飛翔しているトナーをハウジング内に吸い込む第１の開口と、現像領域から直接トナーを吸引することのない位置に設けられ、第１の開口から吸い込まれるトナー量を制御する第２の開口と、を有することから、現像領域を飛翔するトナーのうちの潜像の現像に寄与しないトナーを効率よく回収可能で、しかも不所望に多くのトナーを回収することのない（飛翔）トナーの回収ができる。
これにより、複写装置内部の汚れを許容範囲内に抑え、フィルタ交換の頻度を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態が適用される複写装置（画像形成装置）の感光体ドラムを中心とした主要部を説明する概略図。
【図２】図１に示した複写装置に組み込まれる現像装置を説明する概略図。
【図３】図２に示した現像装置のダクトの近傍を詳細に説明する部分拡大図。
【図４】図１に示した複写装置の内部のトナー汚れの程度を示すグラフ。
【図５】図３に示した現像装置のダクトの別の実施の形態を説明する部分拡大図。
【符号の説明】
１０ …感光体ドラム、
１１ …現像装置、
２１ …現像ローラ、
２４ …ハウジング
２６ …ダクト、
２７ …プレート、
２９ …現像剤回収部材、
２９ａ…第１の開口、
３０ …ガイド部材、
３０ａ…第２の開口、
３１ …フィルム。

Claims

静電潜像が形成される像担持体と対向する少なくとも１つの磁極を有し、外周部が回転される現像ローラと、
この現像ローラおよび現像剤を収容するハウジングと、
このハウジングの所定位置に像担持体に面することがないよう前記現像ローラの外周面と対向するように、かつ像担持体から落下する現像剤を回収するよう、現像剤が落下する方向の下流域に設けられ、像担持体との間の空間で飛翔している現像剤を前記ハウジング内に吸い込む第１の開口と、
前記ハウジングの所定位置に設けられた第２の開口部であって、像担持体と前記現像ローラとが対向する領域に前記第２の開口部が面しない位置で前記第１の開口から離れた位置に設けられ、前記第１の開口から前記ハウジング内に吸い込まれる現像剤量を制御するとともに前記第２の開口部の周辺で飛翔している現像剤及びそのクラウドを前記ハウジング内に吸い込む際に、前記第１の開口部から前記ハウジング内に吸い込まれる現像剤量を制御するための現像剤およびそのクラウドの吸入量を設定する第２の開口と、
を有する
ことを特徴とする現像装置。
前記第２の開口は、前記第１の開口から吸い込まれる空気の流量に比較して、等しいか、より多い空気の流量を提供可能であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
前記第２の開口の開口部の大きさは、前記第１の開口の開口部の大きさに比較して大きく定義されていることを特徴とする請求項２記載の現像装置。