JP4794225B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、特に、画像形成装置の感光体ドラムにトナーを供給するための現像装置に関する。

レーザープリンタ等の電子写真方式を採用する画像形成装置は、トナー像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムにトナーを供給するための現像装置とを備えており、現像装置は、感光体ドラムに近接して配置される現像ローラを備えている。

この種の従来の画像形成装置として、現像装置が画像形成装置本体に対し着脱自在に装着可能なものが知られている。このタイプの画像形成装置では、一般に、現像装置は本体とは別に個装されて出荷されるが、現像装置内には、通常、現像剤が充填され、現像ローラ表面には現像剤が付着し易い状況にある。したがって、現像装置の梱包を解いた後は、通常、現像ローラ表面に付着した現像剤を、所定の治具を用いて除去する作業が行われる。

しかし、現像装置を個別に包装する梱包形態は、製造工数が増えることとなり、画像形成装置の設置時に梱包を解く作業や現像剤の充填作業により多くの時間を要したり、セットアップ作業が煩雑化することに伴うミスが生じるおそれがある。

そこで、プリンタ専用機のような比較的小型の画像形成装置では、現像装置を別梱包する手間を省くべく、現像剤を充填した現像装置を先に本体に装着した状態で出荷し、設置作業の際に画像形成装置を傾けて現像ローラ上の現像剤の除去作業を行う方法が採用される場合がある。

なお、関連する技術として、例えば、特許文献１に示すようなものが既に提案されている。
特開平５−３４６７３１号公報

しかしながら、画像形成装置本体に現像装置が装着された状態では、現像ローラに付着した現像剤が現像装置の外部に飛散して、画像形成装置内が汚染されるおそれがある。

本発明の課題は、現像装置が画像形成装置本体に装着された状態での現像装置からの現像剤の飛散を抑え、画像形成装置内が汚染されるのを回避することにある。

本発明に係る現像装置は、画像形成装置の感光体ドラムに現像剤を供給するため装置であって、第１現像ローラと、ローラ駆動機構とを備えている。第１現像ローラは、表面に現像剤が供給され得る筒状のスリーブと、スリーブの内周側に配置され、現像剤を汲み上げるための汲み上げ極及び現像剤を引き剥がすための引き剥がし極を有し、汲み上げ極が引き剥がし極に対し、画像形成動作に伴って回転する第１回転方向上流側に隣接して配置されている磁気ローラとを有する。ローラ駆動機構は、スリーブを、画像形成動作に伴って第１回転方向に回転させるとともに、第１回転方向と逆側の第２回転方向に回転させ得る。

この装置では、第１現像ローラは、通常の画像形成動作時には、ローラ駆動機構により第１回転方向に回転駆動されて、汲み上げ極での現像剤の汲み上げ及び引き剥がし極での現像剤の引き剥がしが行われる。一方、第１現像ローラは、第２回転方向に回転駆動されると、第１回転方向回転時とは逆に、引き剥がし極が汲み上げ極に対し上流側に配置されることにより、汲み上げ極による現像剤の汲み上げが行われないようになっている。

したがって、ここでは、第１現像ローラ表面に付着した現像剤を、第２回転方向への回転駆動によって引き剥がして、確実に現像装置内に回収することができ、これにより、画像形成装置内の汚染を回避することができる。

また、この装置では、画像形成装置に装着した状態での出荷等が可能であるので、従来のように現像装置を個装する必要がなく、したがって、画像形成装置の製造工数の低減や、画像形成装置の設置の際の作業時間の短縮、作業ミス防止等を図れる。

本発明に係る現像装置は、前記装置において、現像剤は、トナー及びキャリアを含む。また、この装置は、第１現像ローラと感光体ドラムとの間に配置され、トナーを感光体ドラムに供給可能な第２現像ローラをさらに備えている。

この装置では、特に、２成分系の現像剤に対応可能な装置（以下、ハイブリッド型ともいう）において第１現像ローラからの現像剤の除去を確実に行えるようにしている。

本発明に係る現像装置は、前記装置において、ローラ駆動機構は、第１現像ローラを第２回転方向に回転させる場合に、第１回転方向に回転させる場合に比べ低速で駆動させる。

この装置では、第１現像ロータを第２回転方向に回転駆動する場合は、通常の画像形成動作時よりも低速で回転させることで、現像剤がローラ表面から飛散するのを抑えるようにしている。

本発明に係る現像装置は、前記装置において、ローラ駆動機構は、第１現像ローラを第２回転方向に回転させる場合に所定時間だけ回転させる。

この装置では、第１現像ローラ表面に付着した現像剤を引き剥がすのに必要十分な所定時間だけ回転駆動させることで、現像剤の飛散を抑えるようにしている。

本発明に係る現像装置は、前記装置において、画像形成装置は、感光体ドラム表面に形成される画像が転写される転写ベルトを有するタンデム型カラープリンタである。そして、この装置は、感光体ドラムと共に転写ベルトの下方に配置可能である。

かかる構成のカラープリンタは、特に第１現像ローラを第２回転方向に回転させて現像剤を引き剥がすのに適した構成であり、現像剤の現像装置内への回収が容易に行える。

本発明によれば、第１現像ローラは、第２回転方向に回転駆動されると、第１回転方向回転時とは逆に、引き剥がし極が汲み上げ極に対し上流側に配置されることにより、汲み上げ極による現像剤の汲み上げが行われないようになっている。したがって、第１現像ローラ表面に付着した現像剤を、第２回転方向への回転駆動によって引き剥がすことができ、現像剤の現像装置からの漏出を防ぎ、画像形成装置内の汚染を回避することができる。

また、本発明によれば、画像形成装置に装着した状態での出荷等が可能であるので、従来のように現像装置を個装する必要がなく、したがって、画像形成装置の製造工数の低減や、画像形成装置の設置の際の作業時間の短縮、作業ミス防止等を図れる。

＜カラープリンタ＞
図１及び図２に、本発明の一実施形態が採用された現像装置１を備えたタンデム型カラープリンタ１０を示す。

プリンタ１０は、プリンタ本体２と、プリンタ本体２に装着される現像装置１とで構成される。プリンタ本体２は、現像装置１が着脱自在に装着できるよう構成され、ここでは、現像装置１を、軸方向奥側又は手前側に動かすことで感光体ドラム３近傍の所定位置に配置できるようになっている。

プリンタ本体２は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナーにそれぞれ対応する４つの感光体ドラム３と、中間転写ベルト５と、制御部４と、操作パネル３１と、他の入出力部とを備えている。

各感光体ドラム３は、表面に各色のトナー像を担持して中間転写ベルト５にトナー像を転写するためのものであり、現像装置１と共に中間転写ベルト５の下方に配置される。

中間転写ベルト５は、プリンタ本体２内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、画像形成動作に伴って循環駆動される。中間転写ベルト５上に転写されたトナー像は、給紙カセット７又はバイパストレイ９から用紙搬送路６を通って搬送されてきた用紙に対し、転写装置８により転写される。

制御部４は、図示しないＣＰＵ及びメモリを含むマイクロコンピュータで構成され、メモリには、ＣＰＵに実行される各種制御プログラムが格納されている。これら制御プログラムには、後述する現像剤回収を行うためのプログラムが含まれる。このプログラムが実行されると、制御部４は、後述するローラ接離機構１６によって第２現像ローラ１５が退避した場合に、後述するローラ駆動機構１２を所定時間だけ回転駆動させ、第１現像ローラ１１を数回転程度（例えば５回転）回転させる。

操作パネル３１は、図示しない複数の操作キーを有しており、操作キーには、第１現像ローラ１１からの現像剤の回収を指示するための回収指示ボタンが含まれる。

プリンタ本体２は、他の入出力部として、転写装置８、定着装置１４や、図示しない給紙機構及び排紙機構等をさらに備えている。

＜現像装置＞
図３に、現像装置１を示す。

ここでは、４つある現像装置１のうち１つについてのみ説明するが、使用されるトナーの色が異なるほかは、いずれも同様に構成されている。

現像装置１は、プリンタ１０の感光体ドラム３にトナーを供給するための装置であって、第１現像ローラ１１と、ローラ駆動機構１２と、ブレード１３と、第２現像ローラ１５と、ローラ接離機構１６と、２つの撹拌部材１７，１９と、これらが配置されるケーシング２１とを備えている。

第１現像ローラ１１は、表面に現像剤が供給され得る筒状のスリーブ１１ａと、スリーブ１１ａの内周側に配置された磁気ローラ１１ｂとを有する。それぞれ周方向の所定位置に設けられた汲み上げ極Ｍ１、引き剥がし極Ｍ２及び無磁極領域Ｍ０（図３において、それぞれ破線で囲まれた周方向領域）を有している。汲み上げ極Ｍ１は、現像剤をローラ表面に汲み上げるための磁極であり、引き剥がし極Ｍ２は、現像剤をローラ表面から引き剥がすための磁極である。汲み上げ極Ｍ１、引き剥がし極Ｍ２及び無磁極領域Ｍ０は、第１回転方向にこの順で互いに隣接して並んで配置されている。

ローラ駆動機構１２は、第１現像ローラ１１を回転駆動させるためのものであり、モータ等で構成される。ローラ駆動機構１２は、制御部４による制御を受けて、画像形成動作に伴って第１現像ローラ１１を第１回転方向（図３の矢印Ａ方向）に回転させるほか、操作パネル３１の回収指示ボタンが押された場合に、現像剤回収時に第１現像ローラ１１を第２回転方向（図３の矢印Ｂ方向）にも回転させることができる。

現像剤回収は、第２現像ローラ１５がローラ接離機構１６によって感光体ドラム３から退避した状態で行われ、このとき、ローラ駆動機構１２は、第１現像ローラ１１を、画像形成動作時に第１回転方向に回転させる場合に比べ低速で回転駆動させる。また、現像剤回収は、所定時間だけ行われ、第１現像ローラ１１は数回転程度だけ回転する。

ブレード１３は、第１現像ローラ１１上に汲み上げられた現像剤に対し穂切りを行うための部材であり、第１現像ローラ１１の軸方向両端部に対向する２カ所に配置されている。

第２現像ローラ１５は、第１現像ローラ１１に近接して配置されるとともに、プリンタ１０内では感光体ドラム３に近接して配置可能である。第２現像ローラ１５は、ローラ接離機構１６によって感光体ドラム３に対して接近又は退避可能に可動である（図３において、接近状態の感光体ドラム３を実線で、退避状態の感光体ドラム３を一点鎖線でそれぞれ示す）。第２現像ローラ１５は、画像形成動作に伴って回転駆動され、第１現像ローラ１１上の現像剤からトナーを汲み上げることができる。

第２現像ローラ１５には、軸方向両端部にギャップコロ（図示せず）が装着されるとともに、感光体ドラム３側に付勢力を付与する付勢機構（図示せず）が設けられている。これにより、現像装置１がプリンタ本体２に装着されると、ギャップコロが感光体ドラム３の軸方向両端部に当接して、感光体ドラム３と第２現像ローラ１５との間の距離が一定に保たれる。

ローラ接離機構１６は、レバー部材と、レバー部材の操作により作動する他の部材（いずれも図示せず）とを有しており、現像装置１のプリンタ本体２への着脱時にレバー部材を操作することで、第２現像ローラ１５を退避させて感光体ドラム３と接触するのを回避することができ、第１現像ローラ１１の回転中心を回動中心として、第２現像ローラ１５を所定角度（ここでは２０°程度）だけ回動させることができる。

各撹拌部材１７，１９は、軸の外周部にスパイラル状の羽根が形成された形状の部材であり、ケーシング２１内の底部に互いに平行に配置されている。撹拌部材１７，１９は、画像形成動作に伴って回転駆動されることで、ケーシング２１の仕切壁２３を介して現像剤をケーシング２１内で循環搬送することができる。

ケーシング２１の内側には、現像剤が充填される。

＜現像装置の動作＞
次に、現像装置１の動作について説明する。

プリンタ１０は、例えば、工場で製造された後出荷される際は、現像装置１がプリンタ本体２に装着された状態で、全体が梱包される。このとき、各現像装置１内には、各色の現像剤が充填されるとともに、ローラ接離機構１６によって退避状態にされる。

この状態で、操作パネル３１の回収指示ボタンを押すと、スリーブ１１ａは、第２回転方向に回転駆動され、引き剥がし極Ｍ２が汲み上げ極Ｍ１に対し上流側に配置されるので、汲み上げ極Ｍ１による現像剤の汲み上げが行われないようになっている。これにより、スリーブ１１ａ表面に付着した現像剤を、引き剥がして確実にケーシング２１内に回収することができ、プリンタ１０内の汚染を回避することができる。

また、この装置では、プリンタ１０に装着した状態での出荷等が可能であるので、従来のように現像装置１を個装する必要がなく、したがって、プリンタ１０の製造工数の低減や、プリンタ１０の設置の際の作業時間の短縮、作業ミス防止等を図れる。

＜他の実施形態＞
（ａ）現像剤回収の際の磁気ローラの駆動時間及び回転速度は、上記実施形態で説明したものに限定されない。

（ｂ）本発明の現像装置は、ハイブリッド現像装置に限定されず、現像ローラが１つのみの現像装置にも適用可能である。

（ｃ）本発明の現像装置は、タンデム型カラープリンタに限定されず、モノクロ印刷専用のプリンタや１ドラム式のカラープリンタにも適用し得る。

（ｄ）本発明の現像装置が装着される画像形成装置は、プリンタに限定されるものではなく、複写機能、ファクシミリ機能等、他の機能も併有する複合機等、電子写真方式を採用するものであっても良い。

本発明の一実施形態が採用されたプリンタを示す図。 前記プリンタの構成を示すブロック図。 前記プリンタのプリンタ本体に装着される、接近状態にある現像装置を示す縦断面図。

符号の説明

１ 現像装置
３ 感光体ドラム
４ 制御部
１０ プリンタ（画像形成装置）
１１ 第１現像ローラ
１１ａ スリーブ
１１ｂ 磁気ローラ
１２ ローラ駆動機構
１５ 第２現像ローラ

Claims (2)

1. 画像形成装置の感光体ドラムにトナー及びキャリアを含む現像剤を供給するための現像装置であって、
   表面に現像剤が供給され得る回転可能な筒状のスリーブと、前記スリーブの内周側に配置され、現像剤を前記スリーブの表面に汲み上げるための汲み上げ極及び現像剤を前記スリーブの表面から引き剥がすための引き剥がし極を有する磁気ローラであって、前記汲み上げ極が前記引き剥がし極に対して画像形成動作に伴って回転する前記スリーブの第１回転方向上流側に隣接して配置されている磁気ローラと、を有する第１現像ローラと、
   前記第１現像ローラと前記感光体ドラムとの間に配置され、前記スリーブの回転中心を回動中心として所定角度回転させることにより、前記第１現像ローラに近接して配置された状態で前記感光体ドラムに対して近接又は退避可能な第２現像ローラであって、前記第１現像ローラ上の現像剤からトナーを汲み上げて前記トナーを前記感光体ドラムに供給可能な第２現像ローラと、
   前記スリーブを、画像形成動作に伴って第１回転方向に回転させるとともに、前記第２現像ローラが前記感光体ドラムから退避した状態において、前記第１回転方向と逆側の第２回転方向に回転させ得るローラ駆動機構と、を備え、
   前記ローラ駆動機構は、現像剤が充填された該現像装置を画像形成装置に装着した状態において前記スリーブを前記第２回転方向に回転させる場合に、前記スリーブを、前記第１回転方向に回転させる場合に比べて低速で駆動させ且つ所定時間だけ回転させる、
   現像装置。
2. 前記画像形成装置は、前記感光体ドラム表面に形成される画像が転写される転写ベルトを有するタンデム型カラープリンタであり、
   前記感光体ドラムと共に前記転写ベルトの下方に配置可能である、
   請求項１に記載の現像装置。

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