JP6365448B2 - 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。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、現像方式として、キャリアおよびトナーを有する現像剤を用いた二成分現像方式が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の画像形成装置は、トナー回収ローラーを備える。特許文献１に記載の画像形成装置では、トナー回収ローラーによって、トナー担持体（現像ローラー）または二成分現像剤担持体（マグネットローラー）の近傍に浮遊するトナーを回収している。

特開２００８−１８５７３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、回収ローラーはマグネットローラーの近傍に配置されており、現像ローラーとハウジング壁との隙間が広くなっている。したがって、回収ローラーで回収されなかったトナーが現像ローラーとハウジング壁との隙間から現像装置の外部へと飛散する可能性があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は現像装置の外部にトナーが飛散することを抑制することができる現像装置および画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る現像装置は、ハウジングと、現像剤担持体と、トナー担持体と、第１トナー遮断部材とを備える。前記ハウジングは、壁部を有する。前記現像剤担持体は、現像剤を表面に担持する。前記現像剤は、キャリアとトナーとを有する。前記現像剤担持体は、前記ハウジングの内部に配置される。前記現像剤担持体は、回転可能である。前記トナー担持体は、前記現像剤担持体から前記トナーを受け取る。前記トナー担持体は、表面に前記トナーを担持する。前記トナー担持体は、前記ハウジングの内部に前記現像剤担持体に対向して配置される。前記トナー担持体は、回転可能である。前記第１トナー遮断部材は、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との最近接位置に対する前記現像剤担持体の下流側において、前記トナー担持体と前記壁部との間に、前記現像剤担持体よりも前記トナー担持体に近い位置に配置される。前記第１トナー遮断部材は、前記トナーの流動を遮断する。前記現像剤担持体および前記トナー担持体が駆動されている際、前記現像剤担持体と前記第１トナー遮断部材とは、同一の電位が印加される。

本発明に係る画像形成装置は、上記に記載の現像装置と、像担持体とを備える。前記像担持体は、前記現像装置によって形成されたトナー像を担持する。前記像担持体は、回転可能である。

本発明によれば、現像装置の外部にトナーが飛散することを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の断面図である。 図２に示した現像装置の断面の第１トナー遮断部材の近傍の拡大図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは互いに直交し、Ｚ軸は鉛直方向に略平行であり、Ｙ軸とＺ軸とは水平方向に略平行である。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１を示す断面図である。画像形成装置１はシートＰに画像を形成する。本実施形態では、画像形成装置１はプリンターである。画像形成装置１は、タンデム方式を採用し、給送部１０、搬送部２０、画像形成部３０、および排出部１００を備える。

給送部１０は、複数のシートＰを収容するカセット１１を含む。シートＰは、例えば、紙製または合成樹脂製のシートである。給送部１０は、カセット１１から搬送部２０へシートＰを給送する。搬送部２０は、画像形成部３０にシートＰを搬送する。画像形成部３０はシートＰに画像を形成する。搬送部２０は、画像の形成されたシートＰを排出部１００に搬送する。排出部１００は画像形成装置１の外部にシートＰを排出する。

画像形成部３０は、露光ユニット３１、ユニット３２ａ、ユニット３２ｂ、ユニット３２ｃ、ユニット３２ｄ、中間転写ベルト３３、２次転写ローラー３４、および定着ユニット３５を含む。

露光ユニット３１は、画像データに基づく光をユニット３２ａ〜ユニット３２ｄの各々に照射し、ユニット３２ａ〜ユニット３２ｄの各々に静電潜像を形成する。

ユニット３２ａは、静電潜像に基づきイエロー色のトナー像を形成し、ユニット３２ｂは、静電潜像に基づきマゼンタ色のトナー像を形成し、ユニット３２ｃは、静電潜像に基づきシアン色のトナー像を形成し、ユニット３２ｄは、静電潜像に基づきブラック色のトナー像を形成する。

中間転写ベルト３３は回転方向Ｒ１に回転する。中間転写ベルト３３の外表面には、ユニット３２ａ〜ユニット３２ｄから４色のトナー像が重畳して転写され、画像が形成される。２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト３３の外表面に形成された画像をシートＰに転写する。定着ユニット３５はシートＰを加熱および加圧して、画像をシートＰに定着させる。

ユニット３２ａ〜ユニット３２ｄの各々は、感光体ドラム５０（像担持体）、帯電装置５１、現像装置６０、１次転写ローラー５３、除電器５４、およびクリーナー５５を含む。複数の感光体ドラム５０は、中間転写ベルト３３の外表面に当接し、中間転写ベルト３３の回転方向Ｒ１に沿って配置される。複数の１次転写ローラー５３は、複数の感光体ドラム５０に対応して設けられ、中間転写ベルト３３を介して、複数の感光体ドラム５０に対向する。

ユニット３２ａ〜ユニット３２ｄの各々において、帯電装置５１、現像装置６０、１次転写ローラー５３、除電器５４、およびクリーナー５５は、感光体ドラム５０の周面に沿って順に配置される。

感光体ドラム５０は回転方向Ｒ２に回転する。帯電装置５１は感光体ドラム５０の周面を帯電する。感光体ドラム５０の周面には、露光ユニット３１によって光が照射され、静電潜像が形成される。現像装置６０は、静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像を現像し、感光体ドラム５０の周面にトナー像を形成する。つまり、感光体ドラム５０はトナー像を担持する。１次転写ローラー５３は、感光体ドラム５０が担持するトナー像を中間転写ベルト３３の外表面に転写する。除電器５４は、感光体ドラム５０の周面を除電する。クリーナー５５は、感光体ドラム５０の周面に残留しているトナー像を除去する。

なお、画像形成装置１は、プリンターであったが、複写機またはファクシミリであってもよく、複合機であってもよい。複合機は、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ、およびスキャナーのうち少なくとも２つの機器を備える。また、画像形成装置１は、カラー対応であったが、モノクロ対応であってもよい。

次に、図２および図３を参照して、本発明の実施形態に係る現像装置６０について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る現像装置６０の断面図である。図３は、図２に示した現像装置６０の断面の第１トナー遮断部材６５の近傍の拡大図である。

図２に示すように、現像装置６０は、ハウジング７０と、現像剤容器８０と、マグネットローラー（現像剤担持体）６３と、現像ローラー（トナー担持体）６４と、第１トナー遮断部材６５と、ブレード６６とを備える。

ハウジング７０には、現像剤容器８０と、マグネットローラー６３と、現像ローラー６４と、第１トナー遮断部材６５と、ブレード６６とが収容される。ハウジング７０は、壁部７１と開口７２とを有する。

現像剤容器８０には、現像剤が収容される。現像剤容器８０は、第１搬送室８１と、第２搬送室８２と、仕切壁８３とを有する。現像剤は、キャリアと、トナーとを有する二成分現像剤である。現像剤容器８０は、仕切壁８３によって、第１搬送室８１と、第２搬送室８２とに区画されている。

第１搬送室８１は、第１搬送スクリュー８１１を有する。第２搬送室８２は、第２搬送スクリュー８１２を有する。第１搬送スクリュー８１１は、回転方向Ｒ３に回転し、第１搬送室８１において、現像剤を攪拌しながら搬送する。加えて、第２搬送スクリュー８１２は、回転方向Ｒ３と同じ回転方向Ｒ４に回転し、第２搬送室８２において、現像剤を攪拌しながら搬送する。その結果、現像剤は、第１搬送室８１と第２搬送室８２との間を循環しながら搬送される。トナーおよびキャリアが、第１搬送スクリュー８１１および第２搬送スクリュー８１２によって攪拌されることによってトナーは帯電する。本実施形態では、トナーは正帯電性のトナーである。また、第２搬送スクリュー８１２は、マグネットローラー６３に現像剤を供給する。

マグネットローラー６３は、ハウジング７０の内部に配置される。マグネットローラー６３は、現像剤を表面に担持する。マグネットローラー６３は、第２搬送室８２に対向し、ハウジング７０に回転可能に支持される。マグネットローラー６３は、マグネット６３１と、スリーブ６３２とを含む。スリーブ６３２は、回転可能であり、円筒形状を有する。マグネット６３１は、スリーブ６３２の内部に、回転不能に固定される。つまり、スリーブ６３２は、マグネット６３１を静止させたまま、回転方向Ｒ５に回転する。

ブレード６６は、マグネットローラー６３の長手方向に沿ってハウジング７０に取り付けられている。ブレード６６は、マグネットローラー６３の回転方向Ｒ５において、マグネットローラー６３と現像ローラー６４との最近接位置Ｐ１によりも上流側に配置されている。ブレード６６の先端部とマグネットローラー６３との間には僅かな隙間が形成されている。ブレード６６は、マグネットローラー６３に担持される現像剤の層の厚さを規制する。

現像ローラー６４は、ハウジング７０の内部にマグネットローラー６３に対向して配置される。現像ローラー６４は、マグネットローラー６３からトナーを受け取る。現像ローラー６４は、表面にトナーを担持する。現像ローラー６４は、ハウジング７０に回転可能に支持される。現像ローラー６４は、マグネット６４１と、スリーブ６４２とを含む。スリーブ６４２は、回転可能であり、円筒形状を有する。マグネット６４１は、スリーブ６４２の内部に、回転不能に固定される。つまり、スリーブ６４２は、マグネット６４１を静止させたまま、回転方向Ｒ６に回転する。

マグネットローラー６３には、直流電圧および交流電圧が印加される。現像ローラー６４には、直流電圧および交流電圧が印加される。直流電圧および交流電圧は、現像バイアス電源からバイアス制御回路（いずれも図示せず）を経由して、マグネットローラー６３および現像ローラー６４に印加される。マグネットローラー６３に印加される電圧と現像ローラー６４に印加される電圧との電位差によって、トナーはマグネットローラー６３から現像ローラー６４に供給される。

第１トナー遮断部材６５は、最近接位置Ｐ１に対するマグネットローラー６３の下流側において、現像ローラー６４と壁部７１との間に、マグネットローラー６３よりも現像ローラー６４に近い位置に配置される。図３に示すように、第１トナー遮断部材６５と現像ローラー６４との距離ｄ１は、予め定められた寸法以下であることが好ましい。本実施形態では、第１トナー遮断部材６５と現像ローラー６４との距離ｄ１は、０．３ｍｍ以下である。

再び、図２を参照して第１トナー遮断部材６５について説明する。第１トナー遮断部材６５は、円筒形状または円柱形状に形成されることが好ましい。角を有する直方体状の形状に比べて、円筒形状または円柱形状である方が、表面に反りが出にくく精度よく第１トナー遮断部材６５を製造することができる。本実施形態では、第１トナー遮断部材６５は、円柱形状に形成される。第１トナー遮断部材６５は、ハウジング７０に支持される。第１トナー遮断部材６５は、回転しないようハウジング７０に設けられている。第１トナー遮断部材６５は、弱磁性または非磁性の金属部材である。第１トナー遮断部材６５が弱磁性である場合、第１トナー遮断部材６５は、オーステナイト系のステンレスであることが好ましい。第１トナー遮断部材６５の直径は、例えば、４ｍｍ以上である。

一般的に、マグネットローラー６３と、現像ローラー６４と、壁部７１との間の空間Ｓにおいて、マグネットローラー６３の回転と現像ローラー６４の回転とによって空気の流れが発生する。したがって、ハウジング７０内の圧力が、ハウジング７０外の圧力よりも高くなる。その結果、一般的に、空間Ｓでは、現像に用いられなかったトナーが磁気ブラシによって現像ローラーから離され、現像ローラーから離されたトナーは浮遊し、ハウジングの開口から現像装置の外部に飛散する可能性がある。特に、感光体ドラム５０（図１参照）の周速が定められた周速以上（例えば、１８０ｍｍ／秒以上）である場合、トナーの飛散が顕著になる。

現像装置６０では、第１トナー遮断部材６５が、最近接位置Ｐ１に対するマグネットローラー６３の下流側において、現像ローラー６４と壁部７１との間に、マグネットローラー６３よりも現像ローラー６４に近い位置に配置される。したがって、トナーの流動を遮断することができる。その結果、トナーが現像装置６０の外部に飛散することを抑制することができ、現像装置６０の外部に配置される装置がトナーによって汚れることを抑制することができる。

また、マグネットローラー６３および現像ローラー６４が駆動されている際、マグネットローラー６３と第１トナー遮断部材６５とには、同一の電位が印加される。マグネットローラー６３と第１トナー遮断部材６５とに同一の電位が印加されると、第１トナー遮断部材６５の表面にトナーが付着することを抑制することができる。

現像装置６０は、第２トナー遮断部材６７をさらに備えることが好ましい。第２トナー遮断部材６７は、第１トナー遮断部材６５と壁部７１との間に配置される。第２トナー遮断部材６７は、シート状の部材である。第２トナー遮断部材６７は、壁部７１に取り付けられている。第２トナー遮断部材６７は、ウレタン製の部材である。第２トナー遮断部材６７は、第１トナー遮断部材６５と壁部７１との隙間をふさぐ。したがって、トナーの流動を遮断することができる。その結果、トナーが現像装置６０の外部に飛散することを抑制することがきる。

以上、図１〜図３を参照して説明したように、現像装置６０では、第１トナー遮断部材６５が、マグネットローラー６３と現像ローラー６４との最近接位置Ｐ１に対するマグネットローラー６３の下流側において、現像ローラー６４と壁部７１との間に、マグネットローラー６３よりも現像ローラー６４に近い位置に配置される。したがって、トナーの流動を遮断することができる。その結果、トナーが現像装置６０の外部に飛散することを抑制することがきる。このため、現像装置６０の外部に配置される装置がトナーによって汚れることを抑制することができる。

次に、図４を参照して、本発明の実施形態に係る現像装置６０について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る現像装置６０の斜視図である。

図４に示すように、現像装置６０は、バイアス印加部材６８をさらに備えることが好ましい。バイアス印加部材６８は、板状の金属部材である。マグネットローラー６３は、回転軸６３３を有する。第１トナー遮断部材６５は、軸６５１を有する。マグネットローラー６３の回転軸６３３と、第１トナー遮断部材６５の軸６５１とは、バイアス印加部材６８を介して接続されている。したがって、バイアス印加部材６８にバイアスが印加された際、マグネットローラー６３の電位と第１トナー遮断部材６５の電位とは同一になる。

次に、図５を参照して、本発明の実施形態に係る現像装置６０について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る現像装置６０の斜視図である。

図５に示すように、現像装置６０は、位置決め部材６９をさらに備えることが好ましい。位置決め部材６９は、マグネットローラー６３の両端部と現像ローラー６４の両端部と第１トナー遮断部材６５の両端部とを覆うように支持する。位置決め部材６９は、マグネットローラー６３と現像ローラー６４とに対する第１トナー遮断部材６５の位置を決める。したがって、第１トナー遮断部材６５を所望の位置に配置することができる。

以上、図面（図１〜図５）を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 画像形成装置
５０ 感光体ドラム（像担持体）
６０ 現像装置
６３ マグネットローラー（現像剤担持体）
６４ 現像ローラー（トナー担持体）
６５ 第１トナー遮断部材
６７ 第２トナー遮断部材
６８ バイアス印加部材
６９ 位置決め部材
７０ ハウジング
７１ 壁部
Ｐ１ 最近接位置
ｄ１ 距離

Claims (7)

1. 壁部を有するハウジングと、
   キャリアとトナーとを有する現像剤を表面に担持し、前記ハウジングの内部に配置され、回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体から前記トナーを受け取り、表面に前記トナーを担持し、前記ハウジングの内部に前記現像剤担持体に対向して配置され、回転可能なトナー担持体と、
   前記現像剤担持体と前記トナー担持体との最近接位置に対する前記現像剤担持体の下流側において、前記トナー担持体と前記壁部との間に、前記現像剤担持体よりも前記トナー担持体に近い位置に配置され、前記トナーの流動を遮断する第１トナー遮断部材と、
   を備え、
   前記現像剤担持体および前記トナー担持体が駆動されている際、前記現像剤担持体と前記第１トナー遮断部材とは、同一の電位が印加され、
   前記現像剤担持体と前記第１トナー遮断部材とを接続するバイアス印加部材をさらに備え、
   前記バイアス印加部材によって前記現像剤担持体と前記第１トナー遮断部材とが保持されており、
   前記現像剤担持体と前記第１トナー遮断部材とは、前記バイアス印加部材を介して同一の電位が印加され、
   前記第１トナー遮断部材は、円筒形状または円柱形状に形成されており、
   前記第１トナー遮断部材と前記壁部との間に、前記トナーの流動を遮断する第２トナー遮断部材をさらに備え、
   前記第２トナー遮断部材は、前記第１トナー遮断部材の外周面に沿った円弧状部を有する、現像装置。
2. 前記第１トナー遮断部材は、前記ハウジングに対して回転しないよう設けられている、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤担持体と前記トナー担持体と前記第１トナー遮断部材とを支持する位置決め部材をさらに備え、
   前記位置決め部材は、前記現像剤担持体と前記トナー担持体とに対する前記第１トナー遮断部材の位置を決める、請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第１トナー遮断部材は、弱磁性の金属または非磁性の金属である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記第１トナー遮断部材と前記トナー担持体との距離は、予め定められた寸法以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の現像装置と、
   前記現像装置によって形成されたトナー像を担持し、回転可能な像担持体と
   を備える、画像形成装置。
7. 前記像担持体の周速は、予め定められた値以上である、請求項６に記載の画像形成装置。

Images