JP4395764B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体現像剤を用いて画像を再生する複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機に適用される現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、粉体現像剤を用いて画像を再生する電子写真式画像形成装置では、静電潜像担持体に形成されている静電潜像に対して粉体現像剤を供給してこれを可視像化する現像装置から粉体現像剤が飛散するのを防止するために種々の技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、現像剤であるトナーを担持する現像スリーブの近傍で且つ現像スリーブによって搬送されるトナーの量を規制する規制板の下流側にシートを設け、このシートを現像スリーブ上の現像剤に接触させる技術が開示されている。また、特許文献２には、現像スリーブに対向する飛散防止カバーの先端から、現像スリーブと感光体が対向する現像領域の直前まで、先端が現像スリーブ上の現像剤に接するように絶縁シートを配置する技術が開示されている。さらに、特許文献３には、現像スリーブによって搬送される現像剤の量を規制する規制部材に、現像スリーブと規制部材との間をシールするシール部材を設ける技術が開示されている。
実開平７−３２６６３号公報 特開平１１−１７４９７８号公報 特開２０００−２８４６９０号公報

しかし、これらの技術では、年々高まるシステム速度の高速化とともに、粉煙となって飛散する現像剤の量が増え、そのために粉煙の流出を規制するシートや部材に現像剤が凝集し、その凝集した現像剤が現像スリーブ上に落下して画像ノイズの原因となる恐れがあった。

そこで、本発明は、高速のシステム領域にあっても確実に粉煙の飛散を防止するとともに、現像剤が粉煙流出防止シート等に凝集することを防止する技術を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、無端状の現像剤担持面に粉体現像剤を担持する現像剤担持体と、上記現像剤担持体と所定の間隔をあけて対向する現像剤飛散防止部と、一端の固定端部を上記現像剤飛散防止部に固定し、他端の自由端部を上記現像剤担持面に接触させた粉煙防止部材を備え、上記粉煙防止部材によって上記現像剤担持体と上記現像剤飛散防止部との隙間からの現像剤の飛散を防止する現像装置、またこの現像装置を備えた画像形成装置において、上記現像剤担持体の中心軸と平行な方向に関して上記現像剤担持面の一端側又は他端側若しくは両端側の近傍には、上記隙間を上記粉煙防止部材の外側に位置する空間に連通する粉煙排出開口部が形成されており、上記粉煙排出開口部は粉煙吸引回収手段に接続されていることを特徴とする。

上記粉煙排出開口部は、上記粉煙防止部材の上記中心軸方向端部の外側に形成してもよい。

また、上記粉煙排出開口部は、上記粉煙防止部材の一部を切除して形成してもよい。

さらに、上記粉煙防止部材は、一端の固定端部を上記現像剤飛散防止部に固定し、他端の自由端部を上記現像剤担持面に接触させた第１と第２の粉煙防止シートを有し、上記粉煙排出開口部は上記第１と第２の粉煙防止シートの間に形成してもよい。

そして、上記粉煙排出開口部は、上記粉煙防止部材の一部を曲げて形成してもよい。

このような構成を備えた現像装置及び画像形成装置によれば、現像剤担持体と現像剤飛散防止部との隙間に存在する粉煙現像剤は、粉煙排出開口部を通じて、粉煙吸引回収手段に吸引されて回収される。したがって、粉煙防止部材に現像剤粉煙が堆積することはない。その結果、粉煙防止部材に堆積した粉煙の塊が現像剤担持面に落下してこれが画質を低下させるという問題もない。

以下、添付図面を参照して本発明に係る現像装置及びこの現像装置を搭載した画像形成装置の実施形態を説明する。なお、以下の図面を参照した説明では、図面に表された具体的な構成や配置を説明する際に特定の方向を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「時計回り方向」、「反時計回り方向」及びそれらの用語を含む派生語）を用いるが、それらの用語は発明の理解を容易にするために使用するのであって、それらの用語によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきものではない。

図１は、本発明に係る現像装置及びこの現像装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示している。図面から理解できるように、実施の形態で説明する画像形成装置は、シート上にフルカラーの画像を作成するフルカラープリンタ１０である。ただし、本発明の適用はプリンタに限るものでなく、複写機、ファクシミリ、複合機などの他の種類の画像形成装置にも同様に適用可能である。

プリンタ１０は、その外観を構成している筐体１１の内部に、４色の現像剤を用いてフルカラーの現像剤像を作成する画像作成部１２を有する。画像作成部１２の下にはシート供給部１３が配置されている。画像作成部１２の右側には、シート供給部１３から排出されたシート（図示せず）を点線で示すシート搬送経路１４に沿って上方に搬送するシート搬送部１５が配置されている。シート搬送経路１４には、画像作成部１２で作成された現像剤像をシートに転写する転写装置（二次転写部）１６と、シートに転写された現像剤を加熱してシートに定着する定着装置１７が設けてある。そして、画像作成部１２の上には、現像剤が定着されたシートを排出するシート排出部１８が設けてある。

画像作成部１２は転写ベルト１９を有する。転写ベルト１９は、無端状のベルトで構成されており、図上左右に配置された一対のローラ２０，２１に巻回されており、図示しないモータの駆動に基づいて図上反時計回り方向に回転するようにしてある。転写ベルト１９の下には、左側のローラ２０から右側のローラ２１に向かって移動するベルト部分に対向して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を個々に作成する４つのイメージングユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）が配置されている。実施の形態において、左側から右側に向かって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応するイメージングユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）が順番に配置されている。図上最も左側に配置されているイメージングユニット２２（２２Ｙ）の構成に関してのみ示されている符号を参照すると、各イメージングユニット２２は、転写ベルト１９に対向する円筒状の感光体（静電潜像担持体）２３と、感光体２３の外周面を帯電する帯電装置２４と、後述する画像露光装置２５によって帯電後の感光体外周面を露光することにより該感光体外周面に形成される静電潜像を現像剤で現像（可視像化）する現像装置２６と、可視像化された現像剤を転写ベルト１９に転写した後に感光体外周面に残存する現像剤を回収する回収装置２７を一体的に備えており、プリンタ１０に着脱自在としてある。各イメージングユニット２２の下には露光装置２５が配置されており、帯電装置２４と現像装置２６の間から感光体外周面に、再現すべき画像に対応した光が露光されるようにしてある。転写ベルト１９の内側には、各イメージングユニット２２の感光体２３に対向して転写ローラ２８が配置されている。転写ベルト１９の上には各イメージングユニット２２の現像装置２６に対して現像剤（実施の形態では後述するトナー）を補充する現像剤補充部２９が配置されており、転写ベルト１９の左側には、ローラ２０に対向して回収部３０が配置されている。

このように構成されたプリンタ１０の動作を説明する。画像作成部１２では、図示しないプリント指令装置（パーソナルコンピュータ、ネットワーク等）から出力されたプリント信号に基づき、必要なイメージングユニット２２において、感光体２３が時計回り方向し、帯電装置２４によって感光体外周面が所定の電位に帯電される。次に、帯電された感光体２３の外周面には、再現すべき画像に応じた光が露光装置２５によって露光されて静電潜像が形成される。続いて、静電潜像は現像装置２６から供給される現像剤によって可視像化され、再現すべき画像に対応した現像剤の像が形成される。続いて、現像剤の像は、転写ローラ２８との対向部（一次転写領域）で転写ベルト１９の外周面に転写される。転写ローラ２８の対向部を通過した感光体２３は、回収装置２７との対向部に移動し、そこで未転写の現像剤が回収されて次の画像形成に備える。

２つ以上の色からなるカラー画像を形成する場合、画像形成に関与した各イメージングユニット２２から転写ベルト１９に転写された現像剤像は転写ベルト１９上で順次重ね合わされる。そして、シート供給部１３から供給されたシートはシート搬送経路１４に沿って搬送されており、転写装置１６との対向部（二次転写領域）で転写ベルト１９からシートに現像剤像が転写される。次に、シートは定着装置１７に搬送され、そこで現像剤像が加熱されてシートに定着される。最後に、現像剤像が定着されたシートは、シート排出部１８に排出される。

図２は各イメージングユニット２２に搭載されている現像装置２６の斜視図、図３，４は図２に示す現像装置２６のIII-III線、IV-IV線断面図である。特に図３，４に示すように、現像装置２６のハウジング３０の内部には、感光体２３に対向して形成された開口部３１に現像ローラ３２が配置されており、現像ローラ３２の下方に供給スクリュー３３が配置されている。ハウジング３０の中には、現像剤３４が収容されている。実施の形態において、現像剤３４は二成分現像剤が使用されており、上述した画像形成によって消費される非磁性トナーと、トナーを所定の極性に帯電させるための磁性キャリアで構成されている。したがって、イメージングユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）に収容されているトナーが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色を有し、これらのトナーが画像作成時に感光体２３に供給されて静電潜像を可視像化した後、転写ベルト１９を通じてシートに転写される。

現像ローラ３２は、円筒状の現像剤担持体である現像スリーブ３５と、現像スリーブ３５の内部に配置されている磁石体３６を有する。現像スリーブ３５は、図示しないモータに駆動連結されており、時計回り方向に回転するようにしてある。磁石体３６は、回転しないように固定されており、現像スリーブ３５の内面に対向する部分に複数の磁極が配置されている。例えば、磁極Ｓ１（搬送極）とＮ１（現像極）が、現像ローラ３２と感光体２３の対向領域（現像領域３７）の上流側と下流側にそれぞれ配置されている。また、磁極Ｓ２（封止極）とＳ３（キャッチ極）が、現像ローラ３２と供給スクリュー３３との対向領域（供給領域３８）の上流側と下流側にそれぞれ配置されている。磁極Ｎ２（規制極）は、磁極Ｓ３とＳ１の間に配置されており、この磁極Ｎ２に対向するようにハウジング３０に支持されている現像剤返し部材３９と規制部材４０の先端が、現像スリーブ３５の外周面（現像剤担持面）にそれぞれ所定の間隔をあけて対向している。

このように構成された現像装置２６では、供給スクリュー３３等の混合撹拌作用に基づいて現像剤３４のトナーとキャリアが混合撹拌され、これらトナーとキャリアは相互の摩擦接触により所定の極性に帯電される（例えば、トナーは負極、キャリアは正極）。帯電された現像剤３４は、供給領域３８で供給スクリュー３３から現像スリーブ３５の外周面に供給される。現像スリーブ３５に供給された現像剤３４は磁石体３６の磁力によって現像スリーブ３５の外周面に保持され、現像スリーブ３５の回転と共に時計回り方向に搬送される。現像スリーブ３５で搬送される現像剤３４は、現像剤返し部材３９と規制部材４０によって一定量に規制された後、現像領域３７で感光体２３の外周面に接触して静電潜像を現像する。その後、現像領域３７を通過した現像剤３４は、供給領域３８の手前で現像スリーブ３５の外周面から分離し、供給スクリュー３３によって撹拌されている現像剤３４に混合される。

現像スリーブ３５の外周面に保持されている現像剤３４のうち、磁性キャリアは磁石体３６の磁力によって現像スリーブ３５の外周面に安定的に保持される。一方、非磁性トナーは磁性キャリアとの摩擦接触によって両者の間に付与された静電気力によって磁性キャリアに保持されている。しかし、すべてのトナーが十分に帯電されるわけではない。そして、このように十分帯電されていないトナーは現像装置ハウジング３０の内部を浮遊し、その一部が現像スリーブ３５の回転に基づいてその外周に形成される気流に乗って外部に流出することがある。そこで、現像装置２６では、図２，３に示すように、規制部材４０の下流側でハウジング３０と現像スリーブ３５との間に形成されている隙間４１の下流側端部は、粉煙防止部材である粉煙防止シート４２によって塞がれている。

粉煙防止シート４２は、薄い合成樹脂等のシートから構成されており、一端側（図５に符号４２ａで示す部分）がハウジング３０の一部である現像剤飛散防止部３０ａに貼り付けられて固定されており、他端の自由端部（図５に符号４２ｂで示す部分）が現像スリーブ３５の外周面に軽く接触している。粉煙防止シート４２を構成する材料は特に限定的ではないが、例えば、ウレタン、ＰＥＴなどの任意の材料が使用可能である。ただし、ウレタン等の腰の弱い材料は、現像スリーブ３５に接触して滑らかに曲がるが、ＰＥＴ等のウレタンよりも腰の強い材料はほぼまっすぐな状態で現像スリーブ３５に接触する。したがって、ウレタンシートを使用するときは約０．２ｍｍのものを選択し、ＰＥＴシートを使用するときは約０．０５ｍｍのものを選択する。また、粉煙防止シート４２の長さ（ハウジングから突出する長さ）は現像装置２６や現像スリーブ３５の大きさ等によって異なるが、短過ぎると現像スリーブ３５による現像剤のスムーズな搬送を阻害し、長過ぎるとその先端が感光体２３に接触することがあることから、長さの設定には十分配慮する必要がある。なお、実施の形態では、突出長さが４．７ｍｍ程度に設定されている。ただし、粉煙防止シート４２の材料、厚み、突出長は特に限定的ではなく、以上の点を考慮して適当に選択できる。

本発明において特徴的な点は、図２〜図５に示すように、現像スリーブ３５の中心軸と平行な方向（図２に矢印Ｘで示す方向）に関して、現像スリーブ３５の両端部近傍（好ましくは、磁極の存在しない領域（非着磁領域）の近傍）には、粉煙防止シート４２が存在せず、粉煙防止シート４２の内側にある隙間４１は、粉煙防止シート４２の両端外側に形成された粉煙排出開口部４３を通じて、粉煙防止シート４２の外側に位置する空間４４に連通させてあることである。また、図３，４に示すように、隙間４１を介して現像スリーブ３５に対向している現像剤飛散防止部３０ａには、現像スリーブ３５と平行な方向に伸びる粉煙回収室４５と、現像スリーブ３５の両端部近傍及び粉煙排出開口部４３の近傍で粉煙回収室４５と外部空間４４を連通する粉煙回収開口部４６が形成されている。さらに、図２に示すように、粉煙回収室４５が粉煙回収装置４７に接続されている。粉煙回収装置４７は、粉煙回収路（ダクト）４８を有し、この粉煙回収路４８に粉煙回収手段であるフィルタ４９とファン５０に接続されている。図２に示すように、実施の形態では粉煙回収室４５の一端部が粉煙回収路４８に接続されているが、粉煙回収路４８は粉煙回収室４５の他端部又は中央部若しくは複数の箇所に接続してもよい。

このような構成によれば、現像スリーブ３５と現像剤飛散防止部３０ａとの隙間４１を浮遊しているトナーは、ファン５０によって形成される気流に基づいて、隙間４１を現像スリーブ３５の中心軸と平行な方向に移動し、粉煙防止シート４２の両端側にある粉煙排出開口部４３を通じて隙間４１から外部空間４４に流出した後、粉煙回収開口部４６を通じて粉煙回収室４５に吸引される。また、粉煙回収室４５に吸い込まれた浮遊トナーは粉煙回収路４８を搬送され、フィルタ４９で捕獲されて回収される。なお、フィルタ４９は交換可能であり、必要に応じて新しいものと交換できる。したがって、隙間４１を浮遊している粉煙トナーが粉煙防止シート４２の背面（隙間４１に接する面）に付着して堆積することがない。そのため、粉煙防止シート４２の背面に堆積したトナーが塊となって現像スリーブ３５上に落下し、これがシートに転写されて画質を損なうということがない。

上述した粉煙防止シート４２の両端外側に形成される粉煙排出開口部４３は、図５（ｂ）に示すように、細長い帯状の粉煙防止シート４２の両端角部（現像スリーブ３５に接する角部）を三角形状又は四角形状に切除して形成することができる。また、図５（ｄ）に示すように、粉煙防止シート４２の長手方向端部近傍に第２の粉煙防止シート５１を取り付け、これら２つの粉煙防止シート４２，５１の間に粉煙排出開口部４３が形成してもよい。この場合、第２の粉煙防止シート５１は、粉煙防止シート４２と異なる材料、厚み、又は突出長を有し、両者の弾性変形の違いによりそれらの間に粉煙排出開口部４３が形成される。さらに、粉煙防止シート４２の端部を折り曲げて浮き上がり部（変形部）５２を形成し、この浮き上がり部５２の下に粉煙排出開口部４３を形成してもよい。さらにまた、粉煙防止シート４２の端部を一部切除して開口部５３を形成し、この開口部５３を粉煙防止開口部４３として利用してもよい。

また、以上の説明では、現像スリーブ３５の両端部近傍に粉煙排出開口部４３を形成したが、少なくとも一方にあればよい。さらに、複数の現像装置を内蔵した画像形成装置では、複数の現像装置で一つの粉煙回収装置を共用してもよいし、複数の現像装置にそれぞれ粉煙回収装置を設けてもよい。

さらに、以上の説明では、ハウジング３０の一部に粉煙回収室４５と粉煙回収開口部４６を形成し、これらの粉煙回収室４５と粉煙回収開口部４６を通じて粉煙排出開口部４３からトナー粉煙を吸引したが、粉煙排出開口部４３から吸引排出されたトナー粉煙をフィルタ４９に導く経路は上述の構成に限定されるものでない。

さらにまた、以上の説明では、現像装置及び画像形成装置で使用する現像剤はトナーとキャリアを含む二成分現像剤としたが、トナーのみからなるいわゆる一成分現像剤を用いた現像装置及び画像形成装置にも本発明は適用可能である。

本発明に係る画像形成装置の実施形態であるプリンタの断面図。 図１に示すプリンタに内蔵された現像装置の斜視図。 図２に示す現像装置のIII-III線断面図。 図２に示す現像装置のIV-IV線断面図。 粉煙排出開口部の種々の形態を示す斜視図。

符号の説明

１０：プリンタ（画像形成装置）、１１：筐体、１２：画像作成部、１３：シート供給部、１４：シート搬送経路、１５：シート搬送部、１６：転写装置、１７：定着装置、１８：シート排出部、１９：転写ベルト、２０，２１：ローラ、２２：イメージングユニット、２３：感光体（静電潜像担持体）、２４：帯電装置、２５：露光装置、２６：現像装置、２７：回収装置、２８：転写ローラ、２９：現像剤補充部、３０：ハウジング、３０ａ：現像剤飛散防止部、３１：開口部、３２：現像ローラ、３３：供給スクリュー、３４：現像剤、３５：現像スリーブ、３６：磁石体、３７：現像領域、３８：供給領域、４０：規制部材、４１：隙間、４２：粉煙防止シート、４３：粉煙排出開口部、４４：外部空間、４５：粉煙回収室、４６：粉煙回収開口部、４７：粉煙回収装置、４８：粉煙回収路、４９：フィルタ、５０：ファン、５１：粉煙防止シート、５２：浮き上がり部（変形部）。

Claims (7)

1. 無端状の現像剤担持面に粉体現像剤を担持する現像剤担持体と、上記現像剤担持体と所定の間隔をあけて対向する現像剤飛散防止部と、一端の固定端部を上記現像剤飛散防止部に固定し、他端の自由端部を上記現像剤担持面に接触させた粉煙防止部材を備え、上記粉煙防止部材によって上記現像剤担持体と上記現像剤飛散防止部との隙間からの現像剤の飛散を防止する現像装置において、
   上記現像剤担持体の中心軸と平行な方向に関して上記現像剤担持面の一端側又は他端側若しくは両端側の近傍には、上記隙間を上記粉煙防止部材の外側に位置する空間に連通する粉煙排出開口部が形成されており、
   上記粉煙排出開口部は、粉煙吸引回収手段に接続されていることを特徴とする現像装置。
2. 上記粉煙排出開口部は、上記粉煙防止部材の上記中心軸方向端部の外側に形成さ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. 上記粉煙排出開口部は、上記粉煙防止部材の一部を切除して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 上記粉煙防止部材は、一端の固定端部を上記現像剤飛散防止部に固定し、他端の自由端部を上記現像剤担持面に接触させた第１と第２の粉煙防止シートを有し、上記粉煙排出開口部は上記第１と第２の粉煙防止シートの間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 上記粉煙排出開口部は、上記粉煙防止部材の一部を曲げて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 上記現像剤担持体に対向して配置された静電潜像担持体を備え、
   上記現像剤担持体は、上記静電潜像担持体との対向領域において上記静電潜像担持体の移動方向とは逆の方向に移動可能としてあり、
   上記現像装置には上記静電潜像担持体の移動方向に関して上記対向領域の下流側であって上記粉煙排出開口部の近傍に粉煙回収開口部が形成されており、上記粉煙排出開口部が上記粉煙回収開口部を介して上記粉煙吸引回収手段に接続されていることを特徴とする請求項６の画像形成装置。

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