JP5817169B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

特許文献１には、現像ロールの回転軸方向両端部に、その回転方向に沿って設けられた磁性部を有し、その磁性部の、現像剤の供給側の磁力よりも回収側の磁力を小さくすることが提案されている。

特開平６−１１０３０６号公報

本発明は、現像ロール両端部から洩れる現像剤の飛散を抑えることを目的とする。

請求項１の現像装置は、
トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、現像剤を、潜像を保持する像保持体に対面した現像領域に運んで潜像をトナーで現像する現像ロールと、
像保持体に向かって開いた第１の開口を有し、現像ロールの、像保持体に対面する領域を上記第１の開口から露出させた状態に現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、
上記第１の開口よりも下側において像保持体側に開いた第２の開口を有する空気流路と、
筐体と像保持体との間に飛散したトナーを第２の開口から吸引する向きに上記空気流路内の空気を送る送風機と、
筐体内部において現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、筐体に収容された現像剤の、回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、
上記筐体が、磁性板の上記第１の開口下縁側の端縁とその第１の開口下縁との間に、上記空気流路に繋がり、筐体から洩れ出てきた現像剤を該空気流路内に吸引させる吸引穴を有し、
上記筐体がさらに、上記第１の開口の下縁から筐体内部に向かって現像ロールに対面しながら斜めに下った斜面を有し、その斜面が、回転軸方向について現像ロール両端部それぞれに対面した位置で切り立って下った壁面で終端した斜面であって、
上記吸引穴が、回転軸方向に関し、上記壁面外側の、その壁面に隣接した位置に形成されていることを特徴とする現像装置である。

請求項２は、上記磁性板が、前記現像ロールの回転方向について第１の開口下縁寄りの部分が、回転軸方向について現像ロールの端部寄りの部分を残して中央寄りの部分が切り欠かれて、回転軸方向に相対的に狭幅に形成された形状を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置である。

請求項３は、上記現像ロールが、回転軸方向両端部に、像保持体上の潜像の現像には寄与しない非現像領域を有し、上記磁性板は、その非現像領域に対面して広がるものであることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置である。

請求項４の画像形成装置は、
潜像を保持し現像を受けてトナー像を保持する像保持体と、
像保持体上の潜像をトナーで現像する現像器と、
像保持体に保持されたトナー像を記録媒体上に転写して定着する転写定着手段とを有し、
上記現像器が、
トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、現像剤を、潜像を保持する像保持体に対面した現像領域に運んで潜像をトナーで現像する現像ロールと、
像保持体に向かって開いた第１の開口を有し、現像ロールの、像保持体に対面する領域を上記第１の開口から露出させた状態に現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、
上記第１の開口よりも下側において像保持体側に開いた第２の開口を有する空気流路と、
筐体と像保持体との間に飛散したトナーを第２の開口から吸引する向きに空気流路内の空気を送る送風機と、
筐体内部において現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、筐体に収容された現像剤の、回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、
上記筐体が、磁性板の上記第１の開口下縁側の端縁と、その第１の開口下縁との間に、上記空気流路に繋がり、筐体から洩れ出てきた現像剤を該空気流路内に吸引させる吸引穴を有し、
上記筐体がさらに、上記第１の開口の下縁から筐体内部に向かって現像ロールに対面しながら斜めに下った斜面を有し、その斜面が、回転軸方向について現像ロール両端部それぞれに対面した位置で切り立って下った壁面で終端した斜面であって、
上記吸引穴が、回転軸方向に関し、上記壁面外側の、その壁面に隣接した位置に形成されていることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１の現像装置および請求項４の画像形成装置によれば、上記の吸引穴を有しない
場合と比較し、現像ロール両端部から洩れる現像剤の飛散が抑えられる。

請求項２の現像装置によれば、切り欠きのない磁性板を有する場合と比較し、現像ロール両端部からの現像剤の洩れが抑えられる。

請求項３の現像装置によれば、本構成を有しない場合と比較し、現像ロール両端部からの現像剤の洩れが抑えられる。

本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。 図１に示す画像形成装置の、感光体周りの構造と、空気の流れを示した図である。 現像器を斜め上から見た外観斜視図である。 現像器の正面図である。 現像器からカバー部材等を取り外して現像ロール等を示した、斜め上から見た斜視図である。 現像器からカバー部材等を取り外して現像ロール等を示した平面図である。 現像器の、図５，図６に示す状態からさらに現像ロールを取り外した状態を示した斜視図である。 現像器の、図５，図６に示す状態からさらに現像ロールを取り外した状態を示した正面図である。 現像器の、図５，図６に示す状態からさらに現像ロールを取り外した状態を示した平面図である。 図５，図６と同じく、現像器からカバー部材等を外して現像ロールの右隅の部分を示した正面図である。 現像ロールをさらに取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した正面図である。 現像ロールを取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した平面図である。 現像ロールを取り外した状態の現像器の、右隅の部分を、少し前方の傾いた視線から見た図である。 現像器筐体下面を示した底面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。

この図１の下部に示された給紙台１１には、用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。画像形成にあたっては、この給紙台１１から送出しロール１２により用紙Ｐが１枚送り出され、さらに搬送ロール１３により搬送路１４上を矢印Ａで示す向きに搬送され、待機ロール１５によりそれ以降の搬送タイミングが調整されてさらに搬送される。この待機ロール１５以降の搬送については後述する。

また、この図１の中央部に示すように、この画像形成装置１０は、矢印Ｂで示す向きに回転する感光体２１を有する。この感光体２１は本発明にいう像保持体の一例である。また、この感光体２１の周囲には、帯電器２２、現像器２３、補助転写器２４、除電器２５、およびクリーナ２６が配置されている。また、感光体２１の上方には露光器２７が配置されている。さらに、感光体２１との間に後述する転写ベルト３１を挟んだ位置には、転写ロール２８が置かれている。

感光体２１は円筒形状を有し、帯電により電荷を保持し露光によりその電荷を放出してその表面に静電潜像を保持する。

帯電器２２は、放電により感光体２１の表面をある帯電電位に帯電する。

また、露光器２７には画像信号が入力され、露光器２７は、その入力された画像信号に応じて変調された光ビーム２７１を出力する。この露光器２７は、矢印Ｂ方向に回転する感光体２１の表面の、帯電器２２による帯電を受けた部分を、その感光体２１の回転軸方向（図１の紙面に垂直な方向）に光ビーム２７１で繰り返し走査し、感光体２１の表面に静電潜像を形成する。

さらに感光体２１は、光ビーム２７１の走査を受けて表面に静電潜像が形成された後、現像器２３により現像され、その感光体２１の表面にトナー像が形成される。この現像器２３は、本発明の現像装置の一実施形態に相当する。この現像器２３についての詳細説明は後に譲る。

現像器２３による現像により、感光体２１上に形成されたトナー像は、補助転写器２４によりそのトナー像が保持する電荷が調整されて、転写器２８が配置された転写位置に達する。感光体２１上のトナー像が転写位置に達するタイミングで用紙Ｐもその転写位置に達するように用紙Ｐが待機ロール１５から送り出され、その転写位置において、転写器２８の作用により、感光体２１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。この感光体２１は、この転写後に除電器２５による除電を受け、さらにクリーナ２６により、転写後の感光体２１に残存しているトナーが除去される。

一方、感光体２１からのトナー像の転写を受けた用紙Ｐは、２本のロール３３に架け回され矢印Ｃで示す向きに循環移動する無端の転写ベルト３１に載って矢印Ｄで示す向きに搬送される。そしてそれぞれ矢印Ｅ，Ｆで示す向きに回転する加熱ロール４１と加圧ロール４２とを有する定着器４０による加熱および加圧を受けて、その用紙上にトナー像が定着される。この定着器４０を通過した用紙はさらに搬送されて、この画像形成装置の外に送り出される。

また、この画像形成装置１０には、ブロワ４５が備えられている。このブロワ４５は、この図１には図示しない空気ダクトに連結されており、現像器２３から洩れ出て飛散しかけたトナーや帯電器２２での放電の副産物である放電生成物などを空気とともに吸引し、フィルタにより空気を浄化してこの画像形成装置１０の機外に排出する役割りを担っている。

図２は、図１に示す画像形成装置の、感光体周りの構造と、空気の流れを示した図である。

前述の通り、感光体２１の周囲には帯電器２２、現像器２３、除電器２５、クリーナ２６などが配置されている。尚、図１に示すように、感光体２１の周りにはさらに補助転写器２４や転写ベルト３１等も配置されているが、この図２では図示省略されている。

図１に示すブロワ４５による空気の吸引により、感光体２１周りでは矢印Ｇ，Ｈ，Ｉで示す向きの空気の流れが形成される。帯電器２２での放電生成物は、矢印Ｇに沿う空気の流れによって回収され、現像器２３から上向きに飛散しかけたトナーは矢印Ｈに沿う空気の流れによって回収され、現像器２３から下側に飛散したトナーは矢印Ｉに沿う空気の流れによって回収される。本実施形態における関心の１つは、矢印Ｉに沿う空気の流れにある。

以下では、この矢印Ｉに沿う空気の流れに関係する、現像器２３の構造について説明する。

現像器２３は、筐体２３１と現像ロール２３２を有する。筐体２３１内には、トナーとキャリアとを有する現像剤が、仕切板２３１ｄで仕切られた２つの現像剤収容室２３１ｃ内に収容されている。それら２つの現像剤収容室２３１ｃは、図２の紙面に垂直な方向両端部で互いに繋がっている。またそれえら２つの現像剤収容室２３１ｃには各オーガ２３３，２３４が配置されており、それら２つの現像剤収容室２３１ｃ内の現像剤は、２本のオーガ２３３，２３４により、攪拌されながら図２の紙面に垂直な方向に循環移動している。

筐体２３１は、感光体２１に向かって開いた第１の開口２３１ａを有し、現像ロール２３２の、感光体２１に対面する領域を第１の開口２３１ａから露出させた状態に、現像ロール２３２を回転自在に保持する。

現像ロール２３２は、筐体２３１内の現像剤をその表面に保持して矢印Ｊで示す向きに回転し、その現像剤を、図１に示す露光器２７からの光ビーム２７１の走査により形成された静電潜像を保持する感光体２１に対面した現像領域に運んで、その静電潜像をトナーで現像する。この現像器２３の筐体２３１は、第１の開口２３１ａの下縁から筐体２３１の内部に向かって現像ロールに対面しながら斜めに下った斜面２３１ｂを有する。

また、この筐体２３１の下部には、この筐体２３１の下面との間に矢印Ｉに沿う空気を通すエアーダクト２９１を形成するエアーダクト板２９２が配置されている。このエアーダクト２９１は、筐体２３１に形成され現像ロール２３２を露出させた第１の開口２３１ａよりも下側において感光体２１側に開いた第２の開口２９１ａを有する。この第２の開口２９１ａは、エアーダクト２９１内への空気の流入口となっており、この第２の開口２９１ａからエアーダクト２９１内に空気が流入する際に、筐体２３１と感光体２１との間に飛散したトナーがこの第２の開口２９１ａから空気とともに吸引される。

以下、現像器２３についてさらに詳述する。

図３は、現像器を斜め上から見た外観斜視図である。また、図４は、この現像器の正面図である。

この現像器２３は、下部に、エアーダクト２９１（図２参照）への空気流入口である第２の開口２９１ａが設けられており、その上に現像ロール２３２が見えている。また、図３には第２の開口２９１ａから流入した空気の流出口２９１ｂも示されているが、ここには、さらに延びるエアーダクトが連結される。また、現像ロール２３２は、その一部がフイルムシール２９４ａで覆われている。このフイルムシール２９４ａは、現像器内の現像剤中のトナーの飛散を押えるためのシール部材である。このフイルムシール２９４ａはシール固定部材２９４に固定されており、このシール固定部材２９４は、この現像器２３の筐体にネジ止めにより固定されている。また、この現像器２３の上面には、カバー部材２９５が配置されている。

また、この現像器内の現像剤中のトナーは、上述の通り、感光体２１上の静電潜像の現像に使われるため、補給する必要がある。この図３には、補給トナーが収容された図示しないトナーカートリッジからの補給トナーを受け入れるトナー受入口２９６が見えている。また、そのトナー受入口２９６とは反対側には、現像ロール２３２と同軸に、画像形成装置本体側に備えられた図示しないモータからの回転駆動力を受けるカップリング２９７が備えられている。図示しないモータからこのカップリング２９７に回転駆動力が伝えられて、現像ロール２３２が回転する。また、このカップリング２９７に隣接した位置には、そのカップリング２９７と同軸に、ギア２９８ａが設けられており、このギア２９８ａには、２本のオーガ２３３，２３４（図２参照）のうちの１本のオーガ２３３と同軸に設けられたもう１つのギア２９８ｂが噛み合っている。また、このギア２９８ｂは、内部に隠れて見えない、もう１本のオーガ２３４と同軸に設けられたギアと噛み合っている。したがって、カップリング２９７に伝達された回転駆動力は２本のオーガ２３３，２３４にも伝達され、これらのオーガ２３３，２３４が回転して内部の現像剤を攪拌しながら循環させる。

図５，図６は、現像器からカバー部材等を取り外して現像ロール等を示した、それぞれ、斜め上から見た斜視図および平面図である。

図６の平面図では、２本のオーガ２３３，２３４が示されているが、図５では、それら２本のオーガ２３３，２３４のうち、現像ロール２３２側のロール２３３は現像ロール２３２に隠れた位置にあり、１本のオーガ２３３のみ示されている。ただし、この１本のオーガも、２つの現像剤収容室２３１ｃを仕切る仕切板２３１ｄによってその大部分が覆い隠されている。この仕切板２３１ｄの長手方向両側には、それら２つの現像剤収容室２３１ｃを互いに繋ぐ通路２３１ｅが形成されている。また、現像ロール２３２はその回転軸方向両端部に現像器筐体内の現像剤材を保持せず、感光体２１（図１参照）上の静電潜像の現像には寄与しない非現像領域２３２ａを有する。現像ロール２３２の、両端部の非現像領域２３２ａを除く中央の部分は、現像剤を保持して静電潜像の現像を担う現像領域２３２ｂである。

図７〜図９は、現像器の、図５，図６に示す状態からさらに現像ロールを取り外した状態を示した、それぞれ、斜視図、正面図および平面図である。

さらに、図１０は、図５，図６と同じく、現像器からカバー部材等を外して現像ロール等の右隅の部分を示した正面図、図１１は、現像ロールをさらに取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した正面図である。

さらに、図１２は、図７〜図９、図１１と同様、現像ロールを取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した平面図である。図１３も、図７〜図９，図１１，図１２と同様、現像ロールを取り外した状態の現像器の、右隅の部分を示した図であるが、真上からではなく、少し前方に傾いた視線から見た図である。

図７等に示すように、現像器筐体には、図２にも示す斜面２３１ｂが形成されている。この斜面２３１ｂは、第１の開口２３１ａ（図２参照）の下縁から筐体内部に向かって現像ロール２３２（図２，図５，図６参照）に対向しながら斜めに下った斜面である。この斜面２３１ｂは、長手方向（現像ロール２３２の回転軸方向）については、その現像ロール両端部にそれぞれ対面した位置で切り立って下った壁面２３１ｆで終端している。

また、この現像器２３には、筐体内部の現像ロールの回転軸両端部に対応した位置に、磁性板２９３が配置されている（図７，図１０，図１１参照）。これらの磁性板２９３は、現像ロールを回転方向に取り巻くように広がっており、筐体に収容された現像剤の中のキャリアを磁気的に吸着して回転軸方向への現像剤の洩れを抑える役割りを担っている。

現像ロール２３２には、その回転軸方向両端部に、非現像領域２３２ａ（図５，図６参照）を有する。図１０には、両端部の現像領域２３２ａのうちの右端部の非現像領域が示されている。これらの非現像領域２３２ａは、前述の通り、現像器筐体内の現像剤を保持せず、感光体２１（図１参照）上の静電潜像の現像には寄与しない領域である。

図７，図１０，図１１に示す磁性板２９３は、現像ロール２３２の回転軸方向両端部の非現像領域２３２ａ（図５，図６，図１０参照）に対面して広がっており、現像剤の洩れをこの位置でせき止めている。

さらに、この磁性板２９３は、狭幅に形成された領域２９３ａを有する。この領域２９３ａは、現像ロール２３２の回転方向について、現像器筐体の第１の開口２３１ａ（図２参照）の下縁寄りの部分に設けられている。さらにこの領域２９３ａは、現像ロール２３２の回転軸方向については、現像ロール２３２の端寄りの部分を残して中央寄りの部分が切り欠かれて回転軸方向に相対的に狭幅に形成された形状を有する。

この領域２９３ａは、切り欠かれた分、現像ロール２３２の現像領域２３２ｂ（図６，図１０参照）からは回転軸方向に離れており、これにより、現像器内の現像剤を磁気的に引き寄せる力を弱めている。この磁性板２９３の狭幅の領域２９３ａは、斜面２３１ｂの端部の切り立った壁２３１ｆ（図７，図１１，図１３参照）の直ぐ外側にあり、現像器内からこの領域２９３ａに向かって食み出してきた現像剤は、斜面２３１ｂに沿って下り、現像器内に戻される。

さらに、この現像器筐体には、磁性板２９３が隣接した位置に、吸引穴２９９が設けられている（図７，図１２，図１３参照）。この吸引穴２９９は、磁性板２９３の、第１の開口２３１ａ（図２参照）の下縁側の端縁と、その第１の開口２３１ａの端縁との間に形成された、エアーダクト２９１（図２参照）に繋がる穴である。この吸引穴２９９は、回転軸方向に関しては、斜面２３１ｂの両端の壁面２３１ｆの外側の、その壁面２３１ｆに隣接した位置に形成されている。エアーダクト２９１内の空気が図２に示す矢印Ｉで示す向きに引かれると、現像器内から雰れ出た現像剤であって、斜面２３１ｂに沿って現像器内に回収されずにさらに雰れた現像剤がその吸引穴２９９に吸い込まれ、エアーダクト２９１を通って回収される。

本実施形態ではこの吸引穴２９９が形成されていることによって、現像ロール両端部から洩れる現像剤の飛散が抑えられている。

図１４は、現像器筐体下面を示した底面図である。

この図１４では、エアーダクト板２９２（図２，図３等参照）が取り外され、そのエアーダクト板２９２とともにエアーダクト２９１を形成する、筐体下面が示されている。

この筐体下面には、相対的に幅広の第２の開口２９１ａ（図２を合わせて参照）から空気が均一に流入するように、その第２の開口２９１ａから空気出口２９１ｂに向かって流れる空気を案内するウレタン製の案内壁２９１ｃが設けられている。また、この図１４には、前述の吸引穴２９９の、エアーダクト２９１側の開口も示されている。

尚、ここでは、図１に示す構造の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、電子写真方式の、例えばカラー画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。

１０ 画像形成装置
２１ 感光体
２３ 現像器
４０ 定着器
４５ ブロワ
２３１ 筐体
２３１ａ 第１の開口
２３１ｂ 斜面
２３１ｃ 現像剤収容室
２３１ｄ 仕切板
２３１ｅ 通路
２３１ｆ 壁
２３２ 現像ロール
２３２ａ 非現像領域
２３２ｂ 現像領域
２３３，２３４ オーガ
２９１ エアーダクト
２９１ａ 第２の開口
２９２ エアーダクト板
２９３ 磁性板
２９３ａ 領域
２９４ シール固定部材
２９４ａ フィルムシール
２９５ カバー部材
２９６ トナー受入口
２９７ カップリング
２９８ａ，２９８ｂ ギア
２９９ 吸引穴

Claims (4)

1. トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、該現像剤を、潜像を保持する像保持体に対面した現像領域に運んで該潜像をトナーで現像する現像ロールと、
   前記像保持体に向かって開いた第１の開口を有し、前記現像ロールの、前記像保持体に対面する領域を前記第１の開口から露出させた状態に該現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、
   前記第１の開口よりも下側において前記像保持体側に開いた第２の開口を有する空気流路と、
   前記筐体と前記像保持体との間に飛散したトナーを前記第２の開口から吸引する向きに 前記空気流路内の空気を送る送風機と、
   前記筐体内部において前記現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して該現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、該筐体に収容された現像剤の、該回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、
   前記筐体が、前記磁性板の前記第１の開口下縁側の端縁と、該第１の開口下縁との間に、前記空気流路に繋がり、該筐体から洩れ出てきた現像剤を該空気流路内に吸引させる吸引穴を有し、
   前記筐体がさらに、前記第１の開口の下縁から該筐体内部に向かって前記現像ロールに対面しながら斜めに下った斜面を有し、該斜面が、前記回転軸方向について該現像ロール両端部それぞれに対面した位置で切り立って下った壁面で終端した斜面であって、
   前記吸引穴が、前記回転軸方向に関し、前記壁面外側の、該壁面に隣接した位置に形成されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記磁性板は、前記現像ロールの回転方向について前記第１の開口下縁寄りの部分が、前記回転軸方向について該現像ロールの端部寄りの部分を残して中央寄りの部分が切り欠かれて、該回転軸方向に相対的に狭幅に形成された形状を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像ロールは、前記回転軸方向両端部に、前記像保持体上の潜像の現像には寄与しない非現像領域を有し、
   前記磁性板は、該非現像領域に対面して広がるものであることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
4. 潜像を保持し現像を受けてトナー像を保持する像保持体と、
   前記像保持体上の潜像をトナーで現像する現像器と、
   前記像保持体に保持されたトナー像を記録媒体上に転写して定着する転写定着手段とを有し、
   前記現像器が、
   トナーとキャリアとを有する現像剤を保持して回転し、該現像剤を前記像保持体に対面した現像領域に運んで前記潜像をトナーで現像する現像ロールと、
   前記像保持体に向かって開いた第１の開口を有し、前記現像ロールの、前記像保持体に対面する領域を前記第１の開口から露出させた状態に該現像ロールを保持するとともに、内部に現像剤を収容した筐体と、
   前記第１の開口よりも下側において前記像保持体側に開いた第２の開口を有する空気流路と、
   前記筐体と前記像保持体との間に飛散したトナーを前記第２の開口から吸引する向きに前記空気流路内の空気を送る送風機と、
   前記筐体内部において前記現像ロールの回転軸方向両端部それぞれに対面して該現像ロールを回転方向に取り巻くように広がり、該筐体に収容された現像剤の、該回転軸方向への洩れを抑える磁性板とを有し、
   前記筐体が、前記磁性板の前記第１の開口下縁側の端縁と、該第１の開口下縁との間に、前記空気流路に繋がり、洩れ出た現像剤を該空気流路内に吸引させる吸引穴を有し、
   前記筐体がさらに、前記第１の開口の下縁から該筐体内部に向かって前記現像ロールに対面しながら斜めに下った斜面を有し、該斜面が、前記回転軸方向について該現像ロール両端部それぞれに対面した位置で切り立って下った壁面で終端した斜面であって、
   前記吸引穴が、前記回転軸方向に関し、前記壁面外側の、該壁面に隣接した位置に形成されていることを特徴とする画像形成装置。

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