JP2005346035A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 現像剤Gを担持するとともに像担持体1に対向する現像剤担持体51と、現像剤担持体51の一部を覆うケース50と、装置外に通ずる開口部50aと、を備える。そして、像担持体1との対向位置を通過した現像剤担持体51とケース50との間から装置内に気体が流入されて、その流入された気体が開口部50aから装置外に排出されるように気体の流路を形成する。
【選択図】 図2
Description
このような現像装置からのトナー飛散を防止するために、一般的に、現像装置を構成する部品と部品との隙間にはシール部材が貼着されている。
現像装置には、感光体ドラムに対して現像ローラを対向して設置するための開口が設けられている。この開口に設置された現像ローラや装置内に配設された撹拌部材が回転することにより、現像装置内には気流が発生する。この気流によって、装置内における内圧が変化する。装置内の内圧が上昇すると、内外の圧力差によって、装置を構成する部品間の隙間から装置内に浮遊するトナーが噴出することになる。
しかし、特許文献1等の技術によれば、開口部が現像ローラの下方を覆うハウジングに設けられているために、現像装置内に収容された現像剤によって開口部が埋没してしまい開口部として機能しない可能性がある。したがって、装置内に浮遊するトナーは、現像ローラの回転によって感光体ドラムに対向する開口から飛散したり、構成部品間の隙間等から飛散したりする可能性が高い。すなわち、現像装置内には、フィルタが設けられた開口部から装置内の気体を確実に排出する気流が発生しないために、トナー飛散を確実に抑止することができない。
R1>R2
なる関係が成立するように形成されたものである。
図1〜図5にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
なお、本実施の形態1では、作像部6を構成する、感光体ドラム1、帯電部4、現像部5Y、クリーニング部2を、それぞれ、単独のユニットとしたが、これらを一体化して、装置本体100に着脱自在に設置されるプロセスカートリッジとすることもできる。その場合、作像部6のメンテナンスをおこなう際の作業性が向上する。
その後、感光体ドラム1の表面は、露光部7(図1を参照できる。)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1の表面は、中間転写ベルト8及び第1転写バイアスローラ9との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
最後に、感光体ドラム1の表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の被転写材Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、被転写材Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置本体100外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
現像部5(現像装置)は、感光体ドラム1に対向する現像剤担持体としての現像ローラ51、現像ローラ51の下方に設置された現像剤規制部材としてのドクターブレード52、現像剤収容部53、54内に配設された2つの搬送スクリュ55、56、現像剤G中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ57、現像ローラ51の上方を覆うケース50、装置外に通ずるようにケース50に設けられた開口部50a、開口部50aに設けられたフィルタ61、現像ローラ51の側方を覆うようにケース50に一体的に設けられた壁部58、等で構成される。現像剤収容部53、54内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤Gが収容されている。
なお、一方の現像剤収容部54の上方には、トナー搬送パイプ43のトナー補給口44が接続されている。これにより、現像剤収容部54内にトナー搬送パイプ43からフレッシュトナーが適宜に補給される。
現像ローラ51のスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51上に担持された現像剤Gは、上述したように、スリーブの回転にともない現像ローラ51上を移動する。
なお、トナー搬送パイプ43は、図1を参照して、装置本体100の上方のボトル収容器31に設置されたトナーボトル32Y、32M、32C、32Kのうち対応するトナーボトルに連通している。これにより、各色のトナーが収容されたトナーボトル32Y、32M、32C、32Kから、トナー搬送パイプ43を介して、各現像部5にそれぞれ各色のトナーが搬送される。
すなわち、現像ローラ51とケース50との間から流入した気体は、現像ローラ51の回転にともないケース50との対向面と壁部58との対向面とを通過して、壁部58の先端部に至る。そして、装置内に流入した気体は、壁部58の先端部を回り込んで、フィルタ61が設置された開口部50aから装置外に排出される。ここで、壁部58の先端部が現像剤Gに埋没しない位置に設置されているので、装置内に流入した気体は現像剤収容部53内の現像剤Gに遮断されることなく、開口部50aまでの流路が確保される。
現像ローラ51上の現像剤Gは、現像ローラ51内のマグネットが発する磁力線に沿って整列しようとする。しかし、現像ローラ51表面から離れた位置では、磁力が弱まることから、図3に示すように、P2極、P3極等の磁極付近では現像剤Gがブラシ状に整列する(この状態を磁気ブラシと呼ぶ。)。
図4にて、その構成・動作を説明する。図4は、現像部5の現像ローラ51近傍を、感光体ドラム1側から長手方向(図2の紙面垂直方向である。)にみた正面図である。
なお、現像剤Gが現像ローラ51の長手方向全域に担持されないのは、現像ローラ51に内設したマグネットの長さによるものである。すなわち、現像ローラ51内のマグネットによる磁力の及ぶ現像ローラ51上の領域に、現像剤Gが担持される。
図5にて、その構成・動作を説明する。図5は、現像部5の長手方向両端部(図4におけるシール部材65が設置された領域に相当する。)の断面図である。なお、先に説明した図2は、現像部5の長手方向中央部(図4における現像剤Gが担持された領域に相当する。)の断面図である。
このように、現像剤収容部53内の長手方向両端部において、内部に収容された現像剤Gと壁部58との隙間を限りなく小さくすることで、現像剤収容部53内の両端部に回り込む気流の損失を軽減することができる。したがって、上述した気体の流路を、効率よく確実に形成することができる。
図6にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図6は、実施の形態2における画像形成装置の作像部近傍を示す断面図であって、前記実施の形態1における図2に相当する図である。本実施の形態2の現像部5は、開口部50aの近傍に吸気ファンを設けている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
これによって、現像部5の内圧が常に外圧よりも小さくなるために、現像部5を構成する筐体に隙間がある場合であってもその隙間には吸い込み気流が発生することになる。すなわち、筐体の隙間からトナー飛散が生じることなく、現像部5内に浮遊するトナーは、すべて、開口部50aからフィルタ60及び吸気ファン70を介して現像部5外に排出される。
また、本実施の形態2では、吸気手段としての吸気ファン70を現像部5と一体化した。これに対して、現像部5と一体化せずに、現像部5から離れた位置に吸気手段を独立して装置本体100に設置することもできる。この場合、現像部5から吸気手段までを、ダクトやチューブ等によって接続して流路を形成することになる。
図7にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図7は、実施の形態3における画像形成装置の作像部の長手方向端部近傍を示す断面図であって、前記実施の形態1における図5に相当する図である。本実施の形態3の現像部5は、壁部端部58aの先端部にさらにマグネット69を設けている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
図8にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図8は、実施の形態4における現像部の現像ローラ近傍を感光体ドラム側からみた正面図であって、前記実施の形態1における図4に相当する図である。本実施の形態4の現像部5は、ケース50の長手方向両端部に現像ローラ51に近接するケース端部50bを設けている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
図9及び図10にて、この発明の実施の形態5について詳細に説明する。
図9は、実施の形態5における現像部の現像ローラ近傍を示す部分拡大図であって、前記実施の形態1における図3に相当する図である。
R1>R2
なる関係が成立するように形成されている。
これにより、壁部58の裏面(開口部が設けられている側の壁面である。)に現像剤Gが堆積して、気体の流路を塞ぐ不具合が抑止される。
図11及び図12にて、この発明の実施の形態6について詳細に説明する。
図11は、実施の形態6における現像部のフィルタ近傍を示す部分拡大図である。本実施の形態6のフィルタ61は、装置内側のメッシュ密度が装置外側のメッシュ密度よりも大きくなるように形成されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
図12(A)に示すように、実施の形態6のフィルタ61を用いた場合、開口部50a近傍に浮遊するトナーTは、第2フィルタ61b内で分散されて捕集されることになる。すなわち、トナーTは第2フィルタ61b内に3次元的に捕集されるために、フィルタ61が目詰まりして寿命に至るまでの時間を長くできる。
これに対して、図12(B)に示すように、単層構造のフィルタ61を用いた場合、開口部50a近傍に浮遊するトナーTは、フィルタ61の底面上で捕集されることになる。すなわち、トナーTはフィルタ61の表面に2次元的に捕集されるために、フィルタ61が目詰まりして寿命に至るまでの時間が短くなってしまう。
また、本実施の形態6のフィルタ61は、第1フィルタ61aと第2フィルタ61bとを一体的に形成することもできるし、第1フィルタ61aと第2フィルタ61bとを分離自在に形成することもできる。前者の場合には双方のフィルタ61a、61bを同時に交換できるために交換作業性が向上し、後者の場合には目詰まりしやすい一方のフィルタ61bのみを交換できるために経済性が向上する。
図13及び図14にて、この発明の実施の形態7について詳細に説明する。
図13は、実施の形態7における現像部のフィルタ近傍を示す部分拡大図である。本実施の形態7のフィルタ61は、フィルタ61に振動を伝達する振動伝達手段67、68が設置されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
2 クリーニング部、 4 帯電部、 5 現像部(現像装置)、
6、6Y、6M、6C、6K 作像部、 7 露光部、 8 中間転写ベルト、
9、9Y、9M、9C、9K 1次転写バイアスローラ、
15 中間転写ユニット、 19 2次転写ローラ、 20 定着部、
26 給紙部、 31 ボトル収容器、
32Y、32M、32C、32K トナーボトル、
43 トナー搬送パイプ、 44 トナー補給口、
50 ケース、 50a 開口部、 50b ケース端部、
51 現像ローラ(現像剤担持体)、
52 ドクターブレード(現像剤規制部材)、 53、54 現像剤収容部、
55 第1搬送スクリュ、 56 第2搬送スクリュ、
57 トナー濃度センサ、 58 壁部、 58a 壁部端部、
60 空隙、 61 フィルタ、 65 シール部材、
67 発振器、 68 板材、 68a 通気孔、
69 マグネット、 70 吸気ファン(吸気手段)、
100 画像形成装置本体(装置本体)、 G 現像剤。
Claims (27)
- 像担持体上に形成される潜像を現像するための現像剤を収容する現像装置であって、
前記現像剤を担持するとともに前記像担持体に対向する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の一部を覆うケースと、
装置外に通ずる開口部と、を備え、
前記像担持体との対向位置を通過した前記現像剤担持体と前記ケースとの間から装置内に気体が流入されて、その流入された気体が前記開口部から装置外に排出されるように気体の流路を形成したことを特徴とする現像装置。 - 前記開口部は、装置内に収容された前記現像剤に埋没されない位置に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記像担持体との対向位置に向けて移動する前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、
前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体の下方に設置されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。 - 前記ケースは、前記現像剤担持体の上方を覆うように設置されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の現像装置。
- 前記像担持体との対向位置を通過した前記現像剤担持体と前記ケースとの間において、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤が前記ケースの対向面の一部に対して長手方向にわたり接触するように構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像装置。
- 前記開口部にトナーを捕集するフィルタを設置したことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置。
- 前記フィルタは、装置内側のメッシュ密度が装置外側のメッシュ密度よりも大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項6に記載の現像装置。
- 前記フィルタは、メッシュ密度の異なる複数のフィルタを一体的に形成したものであることを特徴とする請求項7に記載の現像装置。
- 前記フィルタは、メッシュ密度の異なる複数のフィルタを分離自在に形成したものであることを特徴とする請求項7に記載の現像装置。
- 前記フィルタに振動を伝達する振動伝達手段をさらに備えたことを特徴とする請求項6〜請求項9のいずれかに記載の現像装置。
- 前記振動伝達手段は、外部から振動波が入力されるとともに通気孔を有する板材であって、
前記板材は、前記フィルタの装置内側の面に設置されたことを特徴とする請求項10に記載に現像装置。 - 前記振動伝達手段は、現像工程前のウォーミングアップ時に稼動されることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の現像装置。
- 前記開口部から排出される気体を吸気する吸気手段が接続されることを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載の現像装置。
- 前記吸気手段が一体化されたことを特徴とする請求項13に記載の現像装置。
- 前記像担持体との対向位置を通過した前記現像剤担持体と前記ケースとの間であってその長手方向端部にシール部材を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれかに記載の現像装置。
- 前記シール部材は、前記現像剤担持体に担持された現像剤に接触する位置に設置されたことを特徴とする請求項15に記載の現像装置。
- 前記ケースは、前記像担持体との対向位置を通過した前記現像剤担持体との間隙が長手方向中央部よりも長手方向端部で小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項16のいずれかに記載の現像装置。
- 前記現像剤担持体に担持された現像剤が当該現像剤担持体から脱離される位置の近傍まで当該現像剤担持体を覆う壁部を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項17のいずれかに記載の現像装置。
- 前記壁部は、前記ケースと一体化されたことを特徴とする請求項18に記載の現像装置。
- 前記現像剤担持体と前記壁部との間において、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤が前記壁部の対向面の一部に対して長手方向にわたり接触するように構成されたことを特徴とする請求項18又は請求項19に記載の現像装置。
- 前記開口部は、前記現像剤担持体に対して前記壁部を介した位置に設けられたことを特徴とする請求項18〜請求項20のいずれかに記載の現像装置。
- 前記壁部は、装置内に向けて延出する長さが長手方向中央部よりも長手方向端部で大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項18〜請求項21のいずれかに記載の現像装置。
- 前記壁部は、装置内に向けて延出する先端部であって長手方向端部にマグネットを備えたことを特徴とする請求項18〜請求項22のいずれかに記載の現像装置。
- 前記壁部は、装置内に向けて延出する先端部から前記現像剤担持体の中心位置までの距離をR1として、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の先端部から当該現像剤担持体の中心位置までの距離をR2としたときに、
R1>R2
なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする請求項18〜請求項23のいずれかに記載の現像装置。 - 前記現像剤担持体に担持された現像剤が当該現像剤担持体から脱離される位置を挟んで当該現像剤担持体上に形成される2つの磁極は、互いに同極であって、その間の磁束密度が10mT以下となるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項24のいずれかに記載の現像装置。
- 請求項1〜請求項25のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項1〜請求項25のいずれか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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