JP2017107040A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Shinnosuke Koshizuka
慎之介 腰塚
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Koichi Yamazaki
晃一 山▲崎▼
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Tatsuya Kubo
達哉 久保
篤 中本
Atsushi Nakamoto
篤 中本
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伸雄 高見
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一範 鈴木
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直大 川島
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Abstract

【課題】現像剤漏れを抑制できる現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤を表面上に担持して回転軸を中心に回転することにより潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体5と、現像剤を収容する現像剤収容部40aを有し、前記現像剤担持体が設けられている現像ケーシング40とを備えた現像装置4において、前記現像領域に対して現像剤担持体回転方向下流側に位置し、前記現像剤担持体の表面との間に所定のギャップを形成するギャップ形成部40bと、前記ギャップ形成部の現像剤担持体軸方向端面と前記端面に対向する対向壁面との間に設けられている第一シール部材66と、現像剤担持体軸方向と交差する方向で、前記ギャップ形成部の現像剤担持体軸方向端部と第二シール部材67を介して突き当たる突き当て部88Aとを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
従来、現像剤を収容する現像ケーシングと、現像ケーシング内に収容された現像剤を表面に担持して潜像担持体との対向領域である現像領域に搬送する現像剤担持体とを備えた現像装置が知られている。
特許文献1には、係る現像装置であって、現像ケーシングの現像ローラ軸方向両端それぞれに、現像ケーシングとは別体であり現像ローラの回転軸を支持する軸支持側板を取り付けたものが記載されている。
しかしながら、現像ケーシングと軸支持側板との間に隙間があると、その隙間から現像ケーシング内に収容された現像剤が漏れ出してしまうといった問題生じる。
上記課題を解決するために、本発明は、現像剤を表面上に担持して回転軸を中心に回転することにより潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、現像剤を収容する現像剤収容部を有し、前記現像剤担持体が設けられている現像ケーシングとを備えた現像装置において、前記現像領域に対して現像剤担持体回転方向下流側に位置し、前記現像剤担持体の表面との間に所定のギャップを形成するギャップ形成部と、前記ギャップ形成部の現像剤担持体軸方向端面と前記端面に対向する対向壁面との間に設けられている第一シール部材と、現像剤担持体軸方向と交差する方向で、前記ギャップ形成部の現像剤担持体軸方向端部と第二シール部材を介して突き当たる突き当て部とを有することを特徴とする。
以上、本発明によれば、現像剤漏れを抑制することができるという優れた効果がある。
(a)実施形態に係る現像装置の手前側側板近傍のシール構成を感光体側から見た模式図、(b)実施形態に係る現像装置の手前側側板近傍のシール構成を現像ローラ軸方向装置中央側から手前側側板側を見た模式図。 実施形態に係る複写機の概略構成図。 プロセスカートリッジの奥側の斜視図。 プロセスカートリッジの手前側斜視図。 プロセスカートリッジの概略構成図。 現像装置の概略構成図。 現像ケーシングの手前側に取り付けられる手前側側板を現像装置中央側から見た斜視図。 現像ケーシングの手前側に取り付けられる手前側側板を手前側見た斜視図。 現像ケーシングの他端側に取り付けられる奥側側板を現像装置中央側から見た斜視図。 現像ケーシングの斜視図。 ギャップ形成部の斜視図。 現像ケーシングに対する端面シールの形状を示した模式図。 現像装置の手前側側板近傍の拡大斜視図。 サイドシールを設けた場合における現像装置の手前側側板近傍の拡大斜視図。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機(以下、単に「複写機」という)の一実施形態(以下、単に「実施形態」という)について説明する。図2は、実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機はプリンタ部100、これを載せる給紙装置200、プリンタ部100の上に固定されたスキャナ300などを備えている。また、このスキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400なども備えている。
プリンタ部100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のプロセスカートリッジ18Y,M,C,Kからなる画像形成ユニット20を備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示している。プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kの他には、光書込ユニット21、中間転写ユニット17、二次転写装置22、レジストローラ対49、ベルト定着方式の定着装置25などが配設されている。光書込ユニット21は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
図3は、プロセスカートリッジ18の奥側の斜視図であり、図4は、プロセスカートリッジ18の手前側斜視図である。ここで、各プロセスカートリッジ18の構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字(Y,C,M,K)を省略して、プロセスカートリッジ18の構成及び動作について説明する。プロセスカートリッジ18は、図中矢印Aで示す方向に向けて装置手前側から奥側へ複写機本体内の装着空間へ挿入されることで、複写機本体に装着される。プロセスカートリッジ18は、ドラム状の感光体1と、感光体1の周りに配置されたドラムクリーニングユニット72、帯電ユニット71及び現像装置4を備えている。現像装置4の現像剤収容部40aの側面に放熱部120が形成されている。
図5は、プロセスカートリッジ18の概略構成図である。図5に示すように、ドラムクリーニングユニット72は、感光体1の回転軸方向に長尺な弾性部材であるクリーニングブレード72aと、排出スクリュ72bとから主に構成されている。クリーニングブレード72aにおけるその長尺方向に延びる一辺(当接辺)をエッジ部として感光体1の表面に押しつけて、感光体1表面上の転写残トナー等の不要な付着物を引き離し除去する。除去されたトナーは、排出スクリュ72bによってドラムクリーニングユニット72の外に排出される。また、ドラムクリーニングユニット72には、直流電圧を印加された除電部材72cが配置されている。帯電ユニット71は、感光体1に当接するように配置された帯電ローラ71aと、この帯電ローラ71aに当接して回転する帯電ローラクリーナ71bとから主として構成されている。
現像装置4は、図中矢印I方向に表面移動しながら感光体1の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ5と、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤現像剤を収容する現像ケーシング40とを備えている。なお、本実施形態では、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる二成分現像方式を採用しているが、磁力によって現像剤を後述する現像剤担持体上に担持する構成であれば、磁性一成分現像剤を用いる一成分現像方式を採用しても良い。現像ローラ5は、内部に固設された複数の磁石からなるマグネットローラ5bと、マグネットローラ5bを内包しマグネットローラ5bの周囲を回転する非磁性材料からなる円筒形状の現像スリーブ5aとから構成される。複数の磁極を形成するマグネットローラ5bの周囲を現像スリーブ5aが回転することで、その回転にともない現像剤が現像ローラ5上を移動する。
現像ローラ5の現像スリーブ5aに現像バイアス印加手段たる現像電源150から現像バイアスが印加されることにより、現像領域では現像スリーブ5aと感光体1との間に現像電界が形成される。この現像電界により、現像領域では現像スリーブ5aの表面上の現像剤中のトナーが感光体1の表面上の潜像に供給され、感光体1上の潜像が現像される。本実施形態では、現像バイアスとして、ピーク電圧が1kV以上ACバイアスを現像スリーブ5aに印加している。現像バイアスを、ACバイアスとすることで、DCバイアスに比べてキャリアから離れるトナーを増加させ、現像能力を向上させることができ、鮮鋭性の高いシャープな画像を得ることができる。
また、現像ローラ5の供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ12を備えている。現像剤収容部40aは第一仕切り壁133と第二仕切り壁134とを有しており、現像剤貯留部3は、第一仕切り壁133と第二仕切り壁134とにより、供給搬送路9と回収搬送路7と攪拌搬送路10とに仕切られている。
現像剤供給部たる供給搬送路9には、現像ローラ5に現像剤を供給しながら図中紙面手前側に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ8が配置されている。供給スクリュ8は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュである。現像ローラ5の感光体1との対向部である現像部から表面移動方向下流側に配置され、現像部を通過した現像済みの現像剤は、現像剤回収部たる回収搬送路7に落下し回収される。現像剤回収部たる回収搬送路7には、回収した回収現像剤を供給スクリュ8と同方向に搬送する回収搬送部材としての回収スクリュ6を備えている。供給スクリュ8を備えた供給搬送路9は現像ローラ5の横方向に、回収スクリュ6を備えた回収搬送路7は現像ローラ5の下方に並設されている。
攪拌搬送部たる攪拌搬送路10は、供給搬送路9の下方で回収搬送路7に並列して設けている。攪拌搬送路10は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向である図中紙面奥側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ11を備えている。供給搬送路9と攪拌搬送路10とは第一仕切り壁133によって仕切られている。第一仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路10とを仕切る箇所は図中紙面手前側と奥側との両端は開口部133a(図10参照)となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。なお、供給搬送路9と回収搬送路7も第一仕切り壁133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の供給搬送路9と回収搬送路7とを仕切る箇所には開口部を設けていない。また、攪拌搬送路10と回収搬送路7との2つの搬送路は第二仕切り壁134によって仕切られている。第二仕切り壁134は、回収スクリュ6による現像剤搬送下流側が開口部134a(図10参照)となっており、攪拌搬送路10と回収搬送路7とが連通している。
また、供給搬送路9には、供給搬送路9内の現像剤が所定の嵩を越えた場合にその一部を現像装置4の外部に排出する現像剤排出口94を有している。さらに、現像剤排出口94から排出された現像剤を現像装置4の外部に搬送する排出搬送スクリュ2aを備えた排出搬送路2も有している。排出搬送路2は、供給搬送路9の搬送方向下流側で仕切り壁135を挟んで供給搬送路9と隣り合うように配置され、現像剤排出口94は供給搬送路9と排出搬送路2とを連通するように仕切り壁135に設けられた開口である。
帯電手段たる帯電ユニット71によって、感光体1の表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体1の表面には、光書込ユニット21によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部(露光部)の電位が減衰する。この減衰により、感光体1表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像手段たる現像装置4によって現像されてトナー像となる。感光体1上に形成されたトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1の表面は、ドラムクリーニングユニット72のクリーニングブレード72aによって転写残トナーがクリーニングされる。クリーニングされた感光体1は、除電部材72cによって除電される。そして、帯電ユニット71によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。
以上のような一連のプロセスは、プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kについて同様である。
次に、図2を用いて、中間転写ユニットについて説明する。中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110やベルトクリーニング装置90などを有している。また、張架ローラ14、駆動ローラ15、二次転写バックアップローラ16、4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kなども有している。中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、ベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kは、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト110をその内周面側から感光体1Y,M,C,Kに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。Y用の感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1M,C,K上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
次に、二次転写装置22について説明する。中間転写ユニット17の図中下方には、2本の張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している二次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくとも何れか一方の張架ローラ23の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ23のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット17の二次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、二次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ23には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット17の中間転写ベルト110上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ23側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対49によって中間転写ベルト110上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。
複写機本体の下部に設けられた給紙装置200には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット44が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット44は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ42を押し当てている。そして、給紙ローラ42を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路46に向けて送り出される。給紙カセット44から送り出された転写紙を受け入れる給紙路46は、複数の搬送ローラ対47と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対49とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対49に向けて搬送する。レジストローラ対49に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対49のローラ間に挟まれる。
一方、中間転写ユニット17において、中間転写ベルト110上に形成された4色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対49は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて4色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト110上の4色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト24の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト24上から定着装置25に送られる。
定着装置25は、定着ベルト26を2本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ27とを備えている。これら定着ベルト26と加圧ローラ27とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト24から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける2本のローラのうち、加圧ローラ27から押圧される方のローラは、内部に熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト26を加圧する。加圧された定着ベルト26は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。定着装置25内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部57上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置400の原稿台30上にセットされる。ただし、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス32上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置400が開かれ、スキャナ300のコンタクトガラス32が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置400によって片綴じ原稿が押さえられる。 このようにして原稿がセットされた後、コピースタートスイッチが押下されると、スキャナ300による原稿読取動作がスタートする。ただし、原稿自動搬送装置400にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置400がシート原稿をコンタクトガラス32まで自動移動させる。
原稿読取動作では、まず、第一走行体33と第二走行体34とがともに走行を開始し、第一走行体33に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第二走行体34内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ35を通過した後、読取センサ36に入射される。読取センサ36は、入射光に基づいて画像情報を構築する。このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ18Y,M,C,K内の各機器や、中間転写ユニット17、二次転写装置22、定着装置25がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ36によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット21が駆動制御されて、各感光体1Y,M,C,K上に、Y,M,C,Kトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像となる。
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置200内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ42の1つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク43内に多段に収容される給紙カセット44の1つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ45で1枚ずつ分離されて給紙路46に進入した後、搬送ローラ対47によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット44からの給紙に代えて、手差しトレイ51からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ50が選択回転せしめられて手差しトレイ51上の転写紙を送り出した後、分離ローラ52が転写紙を1枚ずつ分離してプリンタ部100の手差し給紙路53に給紙する。
本複写機は、2色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト110をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体1Y,M,C,Kを接触させる。これに対し、Kトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、中間転写ベルト110を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をY,M,C用の感光体1Y,M,Cから離間させる。そして、4つの感光体1Y,M,C,Kのうち、K用の感光体1Kだけを図中反時計回りに回転させて、Kトナー像だけを作像する。この際、Y,M,Cについては、感光体1だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体1や現像剤の不要な消耗を防止する。
本複写機は、複写機内の下記機器の制御を司るCPU等から構成される制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、3つのモードの中から1つを選択することができる。この3つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
図6は、現像装置4の概略構成図である。現像装置4の現像ケーシング40は、現像剤を収容する現像剤収容部40aと、現像領域よりも現像ローラ回転方向下流側で現像ローラ表面との間に所定のギャップを形成するギャップ形成部40bとで構成されている。現像剤収容部40aは、アルミニウムなどの金属材料により、第一仕切り壁133、第二仕切り壁134、放熱部120などが一体成形されたものである。なお、現像剤収容部40aは、電気的に接地されている。ギャップ形成部40bは、絶縁性を有する樹脂材料で構成されており、第二仕切り壁134と対向し現像剤回収部たる回収搬送路7の壁部を構成するとともに、現像ローラ5の現像剤を現像剤収容部40a内に進入させるケーシングギャップGを形成している。
現像装置4の現像領域では、現像ローラ5の表面に担持された現像剤が一時的に現像剤収容部40aの外側へ搬送されることになる。現像剤は磁気力及び静電気力によって現像ローラ5の表面上に担持されており、現像領域を通過した後は、再び現像剤収容部40a内に回収される。しかし、現像ローラ5の現像スリーブ5aが回転しているため、その遠心力によって現像ローラ5の表面上の現像剤が一部が遊離して、飛散してしまうことは不可避である。現像剤の飛散を少しでも抑制するため、ケーシングギャップGにおいて、現像剤収容部40a内に向かう気流である吸い込み気流を生じさせることが有効である。この吸い込み気流は、現像ローラ5とギャップ形成部40bとを所定の範囲で、所定のギャップを持たせて対向、近接させることで、現像スリーブ5aとともに回転しながら搬送される現像剤が空気と共に現像剤収容部40a内に向かうことで発生する。このような吸い込み気流を発生させることにより、現像ローラ5から遊離し現像剤も、現像剤収容部40a内に向かう吸い込み気流に乗せることで、現像剤収容部40aの外へ飛散させることなく現像剤収容部40a内に回収することが可能となる。
上述した吸い込み気流は、現像ローラ5に保持されて搬送される現像剤の磁気ブラシの流れによって生じる。しかし、この磁気ブラシとギャップ形成部40bとの間が広すぎると、ケーシングギャップGの全域で吸い込み気流を生じさせることができなくなり、現像剤の飛散を抑制する効果が十分に得られなくなる。これは、現像剤の流れにより、磁気ブラシの表面近傍には現像剤の移動方向と同じ方向の吸い込み気流が生じるが、この吸い込み気流により上昇した現像剤収容部40aの内部の圧力が、磁気ブラシとギャップ形成部40bとの隙間から抜けてしまうためである。よって、吸い込み気流による現像剤の飛散抑制効果を得るためには、現像剤の磁気ブラシとギャップ形成部40bとが接触していることが望ましい。
ギャップ形成部40bは、現像剤収容部40aの底部に図中上下方向にスライド可能に取り付けられ、ケーシングギャップGを調整するギャップ調整部材としての機能も有する。具体的には、ギャップ形成部40bの下部には、上下方向に延びる長穴状のギャップ調整部たる調整穴131が設けられており、この調整穴131に固定ネジ136が挿入されて、現像剤収容部40aにギャップ形成部40bが固定されている。ケーシングギャップGの隙間を調整する際は、固定ネジ136を緩めることで、ギャップ形成部40bが上下方向にスライド移動可能となり、ケーシングギャップGを所定のギャップに調整することができる。
なお、ギャップ形成部40bを、カシメや溶着などにより現像剤収容部40aに対して完全に固定するような構成を採用してもよい。一方で、現像剤保持部40aとギャップ形成部40bとが別部品であり、ギャップ形成部40bをスライド移動させてケーシングギャップGの大きさを調整した後、現像剤収容部40aにギャップ形成部40bをネジ止めする構成では、次のような効果を得られる。すなわち、部品ばらつきの積み上げでケーシングギャップGがばらついても、組立時にケーシングギャップGの大きさを調整して、ケーシングギャップGを高精度に保つことができる。
また、ケーシングギャップGは、できるだけ狭くするほうが現像剤保持部40a内のトナーをよりシールし現像剤保持部40a内からのトナー飛散を抑制することができる。ところが、ケーシングギャップGを狭くしすぎると現像剤が現像ローラ5から剥離せず、現像ローラ5ともに連れまわってしまう不具合が生じるおそれがある。ケーシングギャップGの現像ローラ回転方向上流側を現像ローラ回転方向下流側よりも広くし、さらにギャップ形成部40bの現像ローラ5と対向する面の表面性を良くすることで、上述したような現像剤の連れ回りのリスクを低減すことが可能である。
ここで、ギャップ形成部40bが、金属材料で構成され導電性を有する場合、磁気ブラシが接触するほど現像スリーブ5aにギャップ形成部40bを近づけると、現像バイアスが印加された現像スリーブ5aからギャップ形成部40bに向けて放電が発生し得る。特に、本実施形態では、上述したように、現像バイアスとして、ACバイアスを用いている。ACバイアスを用いた場合、ACバイアス現像方式のメリットを得るためには、ピーク電圧を1kV以上にする必要があり、DCバイアス現像方式よりも電圧が高くなり、現像スリーブ5aとギャップ形成部40bとの間で放電が発生しやすい。このような、放電が発生すると、十分な現像バイアスがかからなくなってしまい、現像不良が生じて所望の画像濃度が得られなくなるなどの異常画像が形成されてしまう。
これに対し、本実施形態では、現像剤収容部40aとは別体の絶縁性部材からなるギャップ形成部40bを設けることにより、導電性の現像剤収容部40aを現像ローラ5から離して配置することができる。これにより、現像ローラ5に印加した現像バイアスが、現像剤収容部40aに放電するのを抑制することができる。また、ケーシングギャップGで、現像ローラ5の磁気ブラシが接触するほど、現像スリーブ5aにギャップ形成部40bを近づけても、絶縁性のギャップ形成部40bと現像ローラ5との間で放電が発生することがない。これにより、磁気ブラシによる吸い込み気流によりケーシングギャップGから飛散する現像剤を抑制しつつ、現像バイアスの低下を抑制することができる。さらには、ケーシングギャップGで強い電界が生じることがなく、ケーシングギャップGでトナーがギャップ形成部40bに静電的に付着してしまうのを防止することができる。これにより、ギャップ形成部40bにトナーが堆積するのを抑制することができ、堆積したトナーによる不具合(装置外へのトナーの漏れ出し、吸い込み気流の阻害)の発生を抑制することができる。
また、現像剤収容部40aは、金属で構成されているので、現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材を駆動した際に、現像剤攪拌搬送部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤同士の摺擦による摩擦熱を放熱部120に効率良く伝達させることができる。これにより、放熱部120により現像装置4内の熱を効率よく放熱することができ、現像装置4内の温度上昇を良好に抑制できる。その結果、現像装置4内の温度上昇によるトナーの帯電量低下や、温度上昇で溶融したトナーが現像ドクタ12や現像ローラなどに付着するのを抑制することができ、画像品質の低下を抑制することができる。
また、現像剤収容部40aは、金属で構成し導電性を有し、現像剤収容部40aを電気的に接地させている。これにより、以下の効果を得ることができる。すなわち、現像剤収容部40aが樹脂などの絶縁性部材である場合、帯電した現像剤の電荷が現像剤収容部40aをチャージアップさせ、これが画像上の不具合を引き起こすことがある。例えば、現像剤収容部40a自体のチャージアップによって内部で循環しているトナーをひきつけて壁面固着を引き起こし、この固着が剥がれ落ちて現像に使用されると画像上黒斑点や白抜けといった異常画像を発生させてしまう。また、現像装置4の下方に中間転写ベルト110が位置している構成では、チャージアップした現像剤収容部40aが中間転写ベルト110上に転写されたトナー像との間で電気的な力が働くおそれがある。このような電気的な力が働くと、中間転写ベルト110上のトナー像を乱して画像上チリやかすれとなって現れることがある。
これに対し、本実施形態の現像装置4では、現像剤収容部40aの材料としてアルミニウムなどの金属を用いて導電性を持たせ電気的に接地することで、現像剤収容部40aがチャージアップすることに起因する上述したような不具合の発生を防止できる。
ギャップ形成部40bと現像剤収容部40aとの間には、スポンジなどの弾性シール部材161が設けられている。この弾性シール部材161は、回収搬送路7内の現像剤が、ギャップ形成部40bと現像剤収容部40aとの隙間から外へ漏れ出すのを防止する機能している。また、ギャップ形成部40bには、飛散した現像剤を吸引するダクト140が取り付けられている。ダクト140には、複数の吸引口が設けられており、この吸引口からポンプなどの吸引手段によって発生させたダクト140内の吸い込み気流によって、ダクト140内に飛散トナーが回収される。ダクト140内に回収された飛散トナーは、複写機内に設けられたトナー回収容器に収容される。
図7は、現像剤収容部40aの手前側に取り付けられる手前側側板80Aを現像装置中央側から見た斜視図である。図8は、手前側側板80Aを手前側から見た斜視図である。また、図9は、現像剤収容部40aの他端側に取り付けられる奥側側板80Bを現像装置中央側から見た斜視図である。手前側側板80A及び後側側板80Bは、現像ケーシング40と別体であり、現像ローラ5、回収スクリュ6、供給スクリュ8、及び、攪拌スクリュ11などを軸受を介して回転自在に支持する機能を有する。なお、手前側側板80Aと後側側板80Bとの少なくとも一方を現像ケーシング40と一体で成型してもよい。手前側側板80A及び後側側板80Bは、樹脂で成型されており、各軸受を入れ込む中空部を形成し、中空部の内周面によって各軸受嵌合部を形成する。これら軸受嵌合部としては、現像ローラ軸受嵌合部81A,81B、回収スクリュ軸受嵌合部82A,82B、供給スクリュ軸受嵌合部83A,83B、及び、攪拌スクリュ軸受嵌合部84A,84Bが設けられている。そして、各軸受嵌合部にそれぞれ軸受が圧入されることで、各軸受が手前側側板80A及び後側側板80Bに固定される。これにより、側板80A,80Bに対する、現像ローラ5、回収スクリュ6、供給スクリュ8、及び、攪拌スクリュ11それぞれの位置が決定し、現像ローラ5、回収スクリュ6、供給スクリュ8、及び、攪拌スクリュ11それぞれの相対位置も決定される。
手前側側板80A及び後側側板80Bは、現像剤収容部40aの両端にねじ止めにより固定する。手前側側板80A及び後側側板80Bには、現像剤収容部40aに側板80A,80Bを取り付けるためのねじを挿入するねじ挿入孔85A,85Bがそれぞれ2箇所設けられている。また、手前側側板80A及び後側側板80Bには、現像剤収容部40aに位置決めされるケーシング位置決め突起87A,87Bがそれぞれ2箇所設けられている。ケーシング位置決め突起87A,87Bは、断面略円形であり現像装置中央側に向かう方向に突出している。また、現像ローラ軸受嵌合部81A,81Bの下方には、ギャップ形成部40bを位置決めするための壁位置決め突起86A,86Bが設けられている。この壁位置決め突起86A,86Bは、断面略円形であり現像装置中央側に向かう方向に突出している。
図10は、現像剤収容部40aの斜視図である。現像剤収容部40aは、アルミニウムなどの金属で構成されており第一仕切り壁133や第二仕切り壁134、放熱部120を有している。放熱部120は、先の図3に示すように、長手方向に延びる複数の放熱フィンにより構成されている。現像剤収容部40aの奥側端面には、奥側側板80Bをネジ止めするためのネジ溝が切られた側板固定用ネジ穴152が2箇所設けられている。また、奥側側板80Bのケーシング位置決め突起87Bが嵌る側板位置決め穴151が2箇所設けられている。なお、現像剤収容部40aの手前側端面にも、手前側側板80Aをネジ止めするための側板固定用ネジ穴、手前側側板80Aのケーシング位置決め突起87Aが嵌る側板位置決め穴151がそれぞれ2箇所設けられている。また、現像剤収容部40aの感光体1と対向する端面には、ギャップ形成部40bがネジ止めされる壁部固定用ネジ穴154が長手方向に所定の間隔を開けて4箇所形成されている。
図11は、ギャップ形成部40bの斜視図である。ギャップ形成部40bには、長手方向に等間隔に、上下方向に延びる長穴状のギャップ調整部としての調整穴131が4箇所形成されている。また、ギャップ形成部40bの長手方向両端には、位置決め溝132が形成されている。また、ギャップ形成部40bは、樹脂の射出成型で成型されている。このため、ヒケなどにより、ギャップ形成部40bが、壁面と直交する方向に反りが生じるおそれがある。このような反りを防止するために、ギャップ形成部40bには、複数の補強リブ130bが形成されている。このような補強リブ130bを設けることで、ギャップ形成部40bの強度が増し、変形し難くすることができるとともに、肉厚を均等にして、ヒケの発生を抑制している。
図1(a)は、本実施形態に係る現像装置4の手前側側板80A近傍のシール構成を感光体側から見た模式図である。図1(b)は、本実施形態に係る現像装置4の手前側側板80A近傍のシール構成を現像ローラ軸方向装置中央側から手前側側板80A側を見た模式図である。図12は、現像ケーシング40に対する端面シール66の形状を示した模式図である。本実施形態に係る現像装置4においては、図1(a)に示すように、少なくともギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端面と手前側側板80Aとの間に、板状のスポンジからなる端面シール66を配置している。これにより、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端面と手前側側板80Aとの隙間が端面シール66によって塞がれている。なお、本実施形態においては、手前側側板80Aの現像ローラ軸方向装置内側端面に、図12に示すような現像剤収容部40a及びギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端面に対応した形状の端面シール66が貼りつけられている。また、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端面が端面シール66に食い込むことで、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向の寸法誤差によるシール性のバラツキを小さくすることができる。なお、現像ケーシング40における現像剤収容部40aに対するギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向の位置決めを、端面シール66を用いて行うように構成しても良い。
図13は、現像装置4の手前側側板40A近傍の拡大斜視図である。本実施形態に係る現像装置4においては、現像ローラ軸方向と直交する方向で、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端部と、板状のスポンジからなる端部シール67を介して突き当たる突き当て部88Aを手前側側板80Aに設けている。この突き当て部88Aは、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端面に対向する対向壁面から所定の角度を持って延設されている。そして、突き当て部88Aは、現像ローラ軸方向と直交する方向で、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端部と端部シール67を介して突き当たる。これにより、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端部と、手前側側板80Aの突き当て部88Aとの隙間が、端部シール67によってシールされる。すなわち、本実施形態に係る現像装置4においては、現像ローラ軸方向とそれに直交する方向とで、現像ケーシング40と手前側側板80Aとの隙間が端面シール66及び端部シール67によって塞がれることになる。よって、及び奥側側板80Bと、現像ケーシング40と手前側側板80Aとの隙間を端面シール66だけで塞ぐ場合よりも、現像剤漏れが生じるのを抑制することができる。
なお、突き当て部88Aに突き当たるギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端部は、現像ローラ5の軸方向に向いている端部面である。また、現像ローラ軸方向に対し傾斜させて突き当て部88Aを設け、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端部を端部シール67を介して突き当てる構成でもよい。すなわち、現像ローラ軸方向と交差する方向で、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置手前側端部と突き当て部88Aとが端部シール67を介して突き当たるように構成すればよい。なお、前記交差する方向とは、突き当て部88Aの面に直交する直線が、現像ローラ軸部を含む仮想平面と交わるようになっていることである。
図14は、サイドシール68を設けた場合における現像装置4の手前側側板80A近傍の拡大斜視図である。図14に示すように、端面シール66及び端部シール67を覆うように、ギャップ形成部40bと手前側側板80Aそれぞれの感光体1と対向する側の面に沿わせて、板状のスポンジからなるサイドシール68が貼り付けることで、シール性を高めている。なお、端部シール67の感光体側端部は、図1(b)に示すように、ギャップ形成部40bと手前側側板80Aそれぞれの感光体と対向する側の面よりも感光体側にはみ出しており、そのはみ出した部分を潰しながらサイドシール68を貼り付けている。これにより、端部シール67とサイドシール68との密着性が高められ、端部シール67とサイドシール68との間に隙間を作ることなくシールすることができる。なお、端部シール67の感光体側にはみ出す量は、2[mm]以下が望ましい。また、端部シール67の少なくとも感光体側にはみ出した部分には、マイラーなどの補強部材や、ギャップ形成部40bと手前側側板80Aとの少なくとも一方に端部シール67を固定するための両面テープなどの固定部材を設けないのが望ましい。これにより、端部シール67の感光体側にはみ出した部分がサイドシール68によって潰し易くなり、シール性を高めることができる。
ここで、回収搬送路の現像剤搬送方向上流側端部では、回収スクリュ6により現像剤が下流側に向かって搬送されることで比較的、現像剤量が少ない状態となっている。一方で、回収搬送路の現像剤搬送方向下流側端部では、回収スクリュ6により現像剤が上流側から搬送されることで現像剤量が多く、現像剤が回収搬送路の下流側端面に向かって押し込まれるため高い圧がかかった状態となっている。そのため、回収スクリュ6による現像剤搬送方向下流側に位置するギャップ形成部40bと突き当て部88Aとの隙間から現像剤が漏れ出す可能性が高い。そこで、回収スクリュ6による現像剤搬送方向下流側に位置する、ギャップ形成部40bと突き当て部88Aとの隙間のみに端部シール67を設けることで、現像剤が漏れ出す可能性が高い部分のシール性を確保しつつ、低コスト化を図ることができる。
なお、奥側側板80B側には、前述したような端面シール66とサイドシール68とを少なくとも設けることでシール性を確保することは可能である。当然ながら、現像ローラ軸方向と直交する方向で、ギャップ形成部40bの現像ローラ軸方向装置奥側端部と、板状のスポンジからなる端部シールを介して突き当たる突き当て部を奥側側板80Bに設けるような構成を採用しても良い。これにより、さらにシール性を高めることができる。
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
現像剤を表面上に担持して回転軸を中心に回転することにより感光体1などの潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像ローラ5などの現像剤担持体と、現像剤を収容する現像剤収容部40aなどの現像剤収容部を有し、前記現像剤担持体が設けられている現像ケーシング40などの現像ケーシングとを備えた現像装置4などの現像装置において、前記現像領域に対して現像剤担持体回転方向下流側に位置し、前記現像剤担持体の表面との間に所定のギャップを形成するギャップ形成部40bなどのギャップ形成部と、前記ギャップ形成部の現像剤担持体軸方向端面と前記端面に対向する対向壁面との間に設けられている端面シール66などの第一シール部材と、現像剤担持体軸方向と交差する方向で、前記ギャップ形成部の現像剤担持体軸方向端部と端部シール67などの第二シール部材を介して突き当たる88Aなどの突き当て部とを有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤漏れを抑制することができる。
(態様B)
(態様A)において、前記第一シール部材及び前記第二シール部材を覆うサイドシール68などの第三シール部材を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、シール性を高めることができる。
(態様C)
(態様B)において、前記第二シール部材の潜像担持体側端部が、前記端面及び前記対向壁面よりも潜像担持体側にはみ出している。これによれば、上記実施形態について説明したように、第二シール部材と第三シール部材との密着性を高めてシール性を向上させることができる。
(態様D)
(態様C)において、前記第二シール部材の潜像担持体側端部のはみ出し量が2[mm]以下である。これによれば、上記実施形態について説明したように、シール性を確保することができる。
(態様E)
(態様C)または(態様D)において、前記第二シール部材の少なくとも前記端面及び対向壁面よりも潜像担持体側にはみ出している部分には、該第二シール部材を補強する補強部材、及び、前記ギャップ形成部と前記軸支持側板との少なくとも一方に該第二シール部材を固定するための固定部材を設けない。これによれば、上記実施形態について説明したように、前記第二シール部材の前記はみ出している部分を第三シール部材によって潰し易くなり、シール性を高めることができる。
(態様F)
(態様A)乃至(態様E)のいずれかにおいて、前記現像ケーシング内で現像剤担持体軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送手段を有しており、前記現像剤搬送手段による現像剤搬送方向下流側のみに前記第二シール部材を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、低コスト化を図ることができる。
(態様G)
(態様A)乃至(態様F)において、前記現像ケーシングは、現像剤を収容する現像剤収容部と前記ギャップ形成部とが別体であり、該ギャップ形成部を絶縁性部材で構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤担持体とケーシング壁部との間で放電が生じるのを抑制することができる。
(態様H)
(態様G)において、前記ギャップの大きさが調整可能なように、前記ギャップ形成部が前記現像剤収容部に取り付けられている。これによれば、上記実施形態について説明したように、前記ギャップを高精度に保つことができる。
(態様I)
(態様G)または(態様H)において、前記現像剤収容部を金属部材で構成しており、該現像剤収容部を冷却する冷却手段を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤収容部の温度上昇による現像剤の帯電量の低下や溶融などを抑制することができる。
(態様J)
潜像担持体と、前記潜像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記現像手段として、(態様A)乃至(態様I)のいずれかの現像装置を用いた。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤漏れを抑制し、良好な画像形成を行うことができる。
1 感光体
2 排出搬送路
2a 排出搬送スクリュ
4 現像装置
5 現像ローラ
5a 現像スリーブ
6 回収スクリュ
7 回収搬送路
8 供給スクリュ
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュ
12 現像ドクタ
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18 プロセスカートリッジ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第一走行体
34 第二走行体
35 結像レンズ
36 読取センサ
40 現像ケーシング
40a 現像剤収容部
40b ギャップ形成部
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ対
49 レジストローラ対
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 給紙路
57 スタック部
62 一次転写バイアスローラ
66 端面シール
67 端部シール
68 サイドシール
71 帯電ユニット
71a 帯電ローラ
71b 帯電ローラクリーナ
72 ドラムクリーニングユニット
72a クリーニングブレード
72b 排出スクリュ
72c 除電部材
80A 手前側側板
80B 奥側側板
81A 現像ローラ軸受嵌合部
81B 現像ローラ軸受嵌合部
82A 回収スクリュ軸受嵌合部
82B 回収スクリュ軸受嵌合部
83A 供給スクリュ軸受嵌合部
83B 供給スクリュ軸受嵌合部
84A 攪拌スクリュ軸受嵌合部
84B 攪拌スクリュ軸受嵌合部
85A 挿入孔
85B 挿入孔
86A 突起
86B 突起
87A 突起
87B 突起
88A 手前側突き当て部
90 ベルトクリーニング装置
94 現像剤排出口
100 プリンタ部
110 中間転写ベルト
120 放熱部
130b 補強リブ
131 調整穴
132 位置決め溝
133 第一仕切り壁
133a 開口部
134 第二仕切り壁
134a 開口部
135 仕切り壁
150 現像電源
151 側板位置決め穴
152 側板固定用ネジ穴
154 壁部固定用ネジ穴
200 給紙装置
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
特開2014−134651号公報

Claims (10)

  1. 現像剤を表面上に担持して回転軸を中心に回転することにより潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、
    現像剤を収容する現像剤収容部を有し、前記現像剤担持体が設けられている現像ケーシングとを備えた現像装置において、
    前記現像領域に対して現像剤担持体回転方向下流側に位置し、前記現像剤担持体の表面との間に所定のギャップを形成するギャップ形成部と、前記ギャップ形成部の現像剤担持体軸方向端面と前記端面に対向する対向壁面との間に設けられている第一シール部材と、現像剤担持体軸方向と交差する方向で、前記ギャップ形成部の現像剤担持体軸方向端部と第二シール部材を介して突き当たる突き当て部とを有することを特徴とする現像装置。
  2. 請求項1に記載の現像装置において、
    前記第一シール部材及び前記第二シール部材を覆う第三シール部材を設けたことを特徴とする現像装置。
  3. 請求項2に記載の現像装置において、
    前記第二シール部材の潜像担持体側端部が、前記端面及び前記対向壁面よりも潜像担持体側にはみ出していることを特徴とする現像装置。
  4. 請求項3に記載の現像装置において、
    前記第二シール部材の潜像担持体側端部のはみ出し量が2[mm]以下であることを特徴とする現像装置。
  5. 請求項3または4に記載の現像装置において、
    前記第二シール部材の少なくとも前記端面及び対向壁面よりも潜像担持体側にはみ出している部分には、該第二シール部材を補強する補強部材、及び、前記ギャップ形成部と前記軸支持側板との少なくとも一方に該第二シール部材を固定するための固定部材を設けないことを特徴とする現像装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一記載の現像装置において、
    前記現像ケーシング内で現像剤担持体軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送手段を有しており、
    前記現像剤搬送手段による現像剤搬送方向下流側のみに前記第二シール部材を設けたことを特徴とする現像装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一記載の現像装置において、
    前記現像ケーシングは、前記現像剤収容部と前記ギャップ形成部とが別体であり、該ギャップ形成部を絶縁性部材で構成したことを特徴とする現像装置。
  8. 請求項7に記載の現像装置において、
    前記ギャップの大きさが調整可能なように、前記ギャップ形成部が前記現像剤収容部に取り付けられていることを特徴とする現像装置。
  9. 請求項7または8のいずれか一記載の現像装置において、
    前記現像剤収容部を金属部材で構成しており、該現像剤収容部を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする現像装置。
  10. 潜像担持体と、
    前記潜像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
    前記現像手段として、請求項1乃至9のいずれか一記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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