JP7484505B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、二成分現像方式を採用した現像装置を備えた装置では、梱包材や緩衝材等の使用を減少させるべく現像装置に現像剤が充填された状態で工場から出荷される場合がある。このような場合において、装置搬送時における転倒や落下等の衝撃により現像剤が漏出することを防止すべく、現像装置の密閉性を高める構成が採用されている。

このような密閉性の高い現像装置では現像装置内部の圧力が上昇するため、トナー補給装置から現像装置内に供給されたトナーが空気圧により現像剤面よりも上方の空間内に滞留してしまい、トナー供給が不安定となるという問題点があった。そこで、現像装置内部の圧力上昇を緩和する方法として現像装置のハウジング上部にフィルタを有する減圧孔を設け、現像剤の漏出と圧力上昇とを抑制する技術が提案されていた。

しかし上述の技術では、現像装置に現像剤が充填された状態で工場から出荷される場合において、ハウジング上部に設けられたフィルタを介してトナーが漏出して画像形成装置内部を汚損するという問題点があった。そこで、現像ローラの近傍に設けられ現像ローラに現像剤を受け渡す磁気ローラの周面近傍に、磁気ローラの周面に担持される現像剤に触れるかまたは近接する態様で、可撓性シートを設ける技術が提案されている（例えば「特許文献１」参照）。

上述の技術において、可撓性シートに接触している現像剤は、初期状態時における現像剤規制部材のギャップのバラツキや経時条件あるいは環境条件によってその量が変化することが常であり、また可撓性シートと回転体との隙間を管理することは簡単ではない。従って、現像装置内からのトナーの漏出を防止できても現像装置内の圧力が非常に高くなるため、その内部圧力を抑制するためのハウジング上部に設けられたフィルタを早期に汚染させることとなり、内部圧力の上昇によってフィルタが早期に劣化して装置内部から漏出するトナーが増加してしまうという問題点がある。
本発明は上述の問題点を解決し、現像装置内部の圧力上昇を抑制して現像装置内部からのトナーの漏出を防止可能な現像装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、トナーとキャリアとを有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、周面に前記二成分現像剤を担持して回転し、前記周面に担持した前記二成分現像剤中のトナーを供給位置において他の部材に供給する現像剤担持体と、前記現像剤収容部の、前記供給位置よりも前記現像剤担持体の回転方向において下流側の所定位置に一端が支持され、前記周面に担持された前記二成分現像剤に接触しつつ前記現像剤担持体との間に隙間を有して対向する接触部を有し、他端が自由端部である可撓性部材と、前記現像剤収容部の、前記現像剤担持体と対向する位置に設けられ、前記現像剤収容部の内部と外部とを連通し、フィルタ部材を有する開口と、を備え、前記開口は、前記現像剤担持体の回転中心と前記接触部とを結ぶ直線の延長線上に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤収容部内の内圧が上昇すると、フィルタ部材を介して現像剤収容部の内部から外部へと流れる気流が発生して現像剤収容部内の内圧上昇が抑制されるので、現像剤収容部内からのトナーの吹き出しや漏出を防止でき、安定したトナー供給を行うことが可能な現像装置を提供できる。

本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の要部拡大概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の要部概略平面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機を示している。カラー複写機１の装置本体２の中央部には、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像を形成するためのプロセスカートリッジ３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋが配置されている。各プロセスカートリッジ３には、それぞれ対応する像担持体としての感光体ドラム４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋが設けられている。
図１において、反時計回り方向に回転する各感光体ドラム４の周囲には、それぞれ図示しない帯電装置、現像装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ、感光体クリーニング装置６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋが配置されている。各プロセスカートリッジ３の下方には、各感光体ドラム４にレーザ光を照射する光学ユニット７が配置されている。

各プロセスカートリッジ３の上方には、各プロセスカートリッジ３によって形成されたトナー像が転写される、中間転写ベルト８を有する中間転写ユニット９が設けられている。中間転写ユニット９は、中間転写ベルト８を支持する複数のローラを有しており、何れか一つのローラが回転駆動することによって中間転写ベルト８が図１において時計回り方向に走行駆動される。中間転写ベルト８の内周側であって各感光体ドラム４と対向する位置には、各感光体ドラム４上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８上に一次転写させる一次転写ローラ１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋが設けられている。

一次転写ローラ１０Ｋよりも中間転写ベルト８の走行方向下流側には、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像を転写シートＳに二次転写させる二次転写ローラ１１が設けられている。また、一次転写ローラ１０Ｙよりも中間転写ベルト８の走行方向上流側には、画像転写後において中間転写ベルト８上に残留した残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１２が設けられている。二次転写ローラ１１の上方には、転写シートＳ上に二次転写されたトナー像を定着させる、加熱ローラと加圧ローラとを有する定着装置１３が配置されている。

装置本体２の下部には、給紙部１４が配置されている。給紙部１４は、給紙カセット１５、給紙ローラ１６、レジストローラ対１７を有しており、給紙カセット１５内に収容された転写シートＳを給紙ローラ１６によってレジストローラ対１７に向けて給送する。レジストローラ対１７は、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像が転写シートＳの所定位置に合致する所定のタイミングで、転写シートＳを二次転写ローラ１１と中間転写ベルト８とが接触する二次転写ニップ部に向けて給送する。
装置本体２の上部には、各現像装置５へ供給するためそれぞれ対応する色のトナーを収容したトナーボトル１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋ、定着装置１３にてトナー像が定着された転写シートＳを装置本体２の外部に排出する排出ローラ対１９、排出された転写シートＳが積載される排紙トレイ２０が配置されている。

ここで、カラー画像を得る際のカラー複写機１の動作を簡単に説明する。
先ず、各感光体ドラム４が各帯電装置によってそれぞれ一様に帯電される。その後、光学ユニット７が作動して感光体ドラム４の表面がレーザ光により露光走査され、感光体ドラム４の表面に画像情報に基づいた静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各現像装置５の作動により各色のトナーによってそれぞれ現像され、各感光体ドラム４の表面には各色のトナー像がそれぞれ形成される。各感光体ドラム４上のトナー像は、それぞれ対応する各一次転写ローラ１０の作動により中間転写ベルト８上に重畳転写され、トナー像が転写された各感光体ドラム４は、感光体クリーニング装置６によってその表面をクリーニングされ、次の画像形成に備える。

一方給紙部１４では、給紙カセット１５内の転写シートＳが給紙ローラ１６の作動によって一枚分離給送され、給送された転写シートＳはレジストローラ対１７の作動により所定のタイミングで二次転写ニップ部に送られる。二次転写ニップ部において中間転写ベルト８上に形成されたフルカラートナー像が転写された転写シートＳは、定着装置１３に送られて転写された画像を定着された後、排出ローラ対１９によって排紙トレイ２０上に排出される。感光体ドラム４と同様に、中間転写ベルト８上に残存した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１２によってクリーニングされる。各トナーボトル１８内に収容されている各色トナーは、必要に応じて図示しないトナー補給装置によりトナー搬送経路を介して対応する現像装置５に所定量補給される。

次に、図２及び図３を用いて現像装置５について説明する。現像装置５は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる現像装置であり、現像剤収容部である現像ケース２１内に現像剤担持体である現像ローラ２２とドクタ部材としてのドクタブレード２３とを有している。現像ローラ２２から現像剤を受け渡される他の部材である感光体ドラム４と対向配置された現像ローラ２２は、内部に設けられたマグネットローラと、その周囲に設けられた現像スリーブとを有している。ドクタブレード２３は、現像スリーブ上における現像剤の担持量を規制し、現像スリーブ上に担持される現像剤量を均一化させる。

アルミニウム製の円筒形状を呈する現像スリーブは、感光体ドラム４と所定の現像ギャップを保つ位置に配置され、図示しない駆動手段によって図２において時計回り方向に回転駆動される。現像スリーブとしては、アルミニウムの他、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体等から構成してもよい。
現像スリーブ内には、現像スリーブ上に現像剤の穂が生成されるように磁界を形成するマグネットローラが固定状態で設けられている。二成分現像剤を構成するキャリアは、マグネットローラから発せられる磁力線に沿うように、現像スリーブ上に穂を形成する。さらに、この穂を形成したキャリアに対して帯電されたトナーが付着することにより、磁気ブラシが形成される。

マグネットローラは、磁気力のピークが感光体ドラム４の中心に向かうように設定されて対向配置されたＰ１極（主極）と、Ｐ１極から現像スリーブの回転方向順にＰ２極、Ｐ３極、Ｐ４極、Ｐ５極の各磁極が配置されている。Ｐ１極によって現像スリーブ上に形成された現像剤の薄い層が感光体ドラム４に対して接触状態で形成され、感光体ドラム４との対向位置である供給位置Ｃとしての現像領域に位置する現像剤層からトナーが現像に供される。
その後、現像スリーブの回転に伴ってＰ２極からの磁力により現像剤は現像ケース２１内に移動して戻り、その後Ｐ３極及びＰ４極の反発磁力によって現像剤が現像スリーブ上から剥離されて現像ケース２１内に落下する。

現像ケース２１内には、現像ローラ２２と平行となるように供給部材としての第一攪拌スクリュ２４が回転自在に設けられている。第一攪拌スクリュ２４は、図２において時計回り方向に回転することにより現像剤を現像ローラ２２に対して常時供給すると共に、現像ケース２１内の第一空間２５内で現像ローラ２２から剥離された現像済みの現像剤をその軸方向に搬送しつつ、第一空間２５内の新たな現像剤との攪拌混合を行う。
第一空間２５と内壁２６によって仕切られた現像ケース２１内には、図示しないトナー補給口からトナーの補給を受ける第二空間２７が形成されており、第二空間２７内には第二攪拌スクリュ２８が配置されている。第二攪拌スクリュ２８は、図２において反時計回り方向に回転することにより、図示しないトナー補給口から補給されたトナーとキャリアとを攪拌し、トナーに対して所定の帯電電位を付与しつつ現像剤を搬送する。第二攪拌スクリュ２８の下方には、第二空間２７内におけるトナー濃度を検知して図示しないトナー補給装置の動作制御の際に用いられるトナー濃度検知センサ３１が設けられている。
内壁２６には各空間２５，２７を連通する連通口３２，３３（図４参照）が設けられており、現像剤は各連通口３２，３３を介して各空間２５，２７を循環する。そして、新たな現像剤がＰ５極によって担持搬送され、ドクタブレード２３を介して現像ローラ２２上に薄層化され、上述した工程を繰り返す。

現像ローラ２２の周面上には、上述したように薄層化された現像剤が供給されるが、現像ローラ２２及び第一攪拌スクリュ２４が回転することにより現像装置５内、すなわち現像ケース２１内には図２及び図３に示す気流Ａが発生する。この気流Ａは、現像ローラ２２上の現像剤が現像ケース２１を摺擦することにより強く発生するが、この気流Ａの働きによって現像ケース２１内に浮遊したトナーを第一攪拌スクリュ２４が吸い込み、良好な現像剤供給を行うことができる。
しかし、上述したように現像ローラ２２の周面上には現像剤が供給されており、しかもこの現像剤の供給量が常時一定ではないことから、現像剤と現像ケース２１との間に空隙が生じて気流Ａの強さが弱まり、浮遊したトナーを十分に吸い込むことができなくなるという問題点がある。これは、初期のドクタブレード２３による規制量のばらつきや経時で現像剤の流動性が変化すると現像ローラ２２の表面性状が低下して現像剤の規制量が低下することに起因している。予め現像ローラ２２上の現像剤と現像ケース２１との間隙を狭く設定することも考えられるが、逆に現像剤の規制量が多すぎると現像剤が溢れるという問題が発生する。

上述した問題点を解決すべく、現像ケース２１の内部には可撓性部材としてのウレタンシート２９が設けられている。ウレタンシート２９は、図４に示すように現像ローラ２２の長手方向である幅（軸方向長さ）以上の幅となるように、換言すると現像ローラ２２の長手方向全幅にわたって設けられており、図３に示すように供給位置Ｃよりも現像ローラ２２の回転方向下流側に位置する現像ケース２１にその基端部２９ａが固定されている。ウレタンシート２９は、その一部である接触部２９ｂが現像ローラ２２上の現像剤に対して常時接触する態様で現像ケース２１に支持されており、自由端部２９ｃは接触部２９ｂよりも現像ローラ２２の回転方向下流側に向けて延伸されている。この構成によりウレタンシート２９は、現像ローラ２２と、現像ローラ２２と対向する現像ケース２１との間に配置される。
このウレタンシート２９の働きにより、現像ローラ２２上の現像剤はその担持量に拘わらず常時ウレタンシート２９によって摺擦されるため、気流Ａを常時安定して発生させることが可能となり、現像剤を溢れさせることなく浮遊したトナーを十分に吸い込むことが可能となる。

しかし、上述したウレタンシート２９を設けることにより気流Ａが強まると現像ケース２１内の内圧が非常に高くなり、不測のトナーの吹き出しや漏出が誘発される、現像ケース２１の上部に設けられた図示しないフィルタに対して過剰にトナーが送られて早期にフィルタが汚損してトナー飛散が悪化する、といった問題点が生じる。
このような問題点を解決すべく、本発明では現像ケース２１に、現像ケース２１の内部と外部とを連通する開口２１ａを設け、この開口２１ａ内にフィルタ部材３０を設けている。フィルタ部材３０は、現像ケース２１の壁部であって接触部２９ｂと対向する位置、すなわち現像ローラ２２の軸心Ｏと接触部２９ｂとを結ぶ直線Ｄが、図３におけるフィルタ部材３０の長手方向である、現像ローラ２２の回転方向における長さのほぼ中央を通る位置に配置されている。
この構成により、気流Ａが強まり現像ケース２１内の内圧が上昇すると、フィルタ部材３０を介して現像ケース２１の内部から外部へと流れる気流Ｂが発生して現像ケース２１内の内圧上昇が抑制されるので、現像ケース２１内からのトナーの吹き出しや漏出を防止でき、安定したトナー供給を行うことが可能な現像装置を提供できる。

また上述の構成では、フィルタ部材３０の図３における下方側端部がウレタンシート２９の自由端部２９ｃよりも現像ローラ２２の回転方向において上流側に配置されている。すなわち、開口２１ａの現像ローラ回転方向下流側端部がウレタンシート２９の自由端部２９ｃよりも現像ローラ回転方向上流側に位置するように配置されている。このため、開口２１ａは完全にウレタンシート２９によって覆われる位置を占め、浮遊する現像剤がフィルタ部材３０に付着することをウレタンシート２９が抑制するのでフィルタ部材３０の汚損が抑制され、フィルタ部材３０の通気性を長期にわたって維持することができる。

さらに上述の構成では、第一攪拌スクリュ２４の回転方向を現像ローラ２２の回転方向と同じ方向としている。このため、第一攪拌スクリュ２４の回転により現像ケース２１内に発生する気流がフィルタ部材３０に影響を及ぼすことを防止でき、フィルタ部材３０の汚損が抑制されるのでフィルタ部材３０の機能をより一層長期にわたって維持することができる。

上記実施形態及び各変形例では、画像形成装置としてフルカラーの複写装置１を用いた例を示したが、画像形成装置としてはこれに限られず、プリンタ、ファクシミリ、複合機、これ等のモノクロ機等にも本発明は適用可能である。また各実施形態では、画像が形成される被記録媒体として転写シートＳを用いる構成を示したが、転写シートＳとしては、厚紙、ハガキ、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、ＯＨＰフィルム、樹脂フィルム等も含まれ、シート状を呈し画像形成が可能であれば、どのようなものを用いてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 画像形成装置（カラー複写機）
４ 他の部材（感光体ドラム）
５ 現像装置
２１ 現像剤収容部（現像ケース）
２１ａ 開口
２２ 現像剤担持体（現像ローラ）
２４ 供給部材（第一攪拌スクリュ）
２９ 可撓性部材（ウレタンシート）
２９ａ 基端部
２９ｂ 接触部
２９ｃ 自由端部
３０ フィルタ部材
Ｃ 供給位置

特開２０１１－４７９６７号公報

Claims (5)

1. トナーとキャリアとを有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   周面に前記二成分現像剤を担持して回転し、前記周面に担持した前記二成分現像剤中のトナーを供給位置において他の部材に供給する現像剤担持体と、
   前記現像剤収容部の、前記供給位置よりも前記現像剤担持体の回転方向において下流側の所定位置に一端が支持され、前記周面に担持された前記二成分現像剤に接触しつつ前記現像剤担持体との間に隙間を有して対向する接触部を有し、他端が自由端部である可撓性部材と、
   前記現像剤収容部の、前記現像剤担持体と対向する位置に設けられ、前記現像剤収容部の内部と外部とを連通し、フィルタ部材を有する開口と、を備え、
   前記開口は、前記現像剤担持体の回転中心と前記接触部とを結ぶ直線の延長線上に設けられている現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置において、
   前記可撓性部材は前記現像剤担持体の長手方向全幅にわたって設けられていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１または２記載の現像装置において、
   前記開口はその全域が前記自由端部よりも前記回転方向において上流側に配置されていることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一つに記載の現像装置において、
   前記現像剤収容部内の前記二成分現像剤を前記現像剤担持体に供給する回転自在な供給部材を備え、前記供給部材の回転方向は前記現像剤担持体の回転方向と同方向であることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１ないし４の何れか一つ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。

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