(57)【要約】【課題】簡易な構成で規制ブレード周辺へのトナーの堆積を抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置は、現像容器と、攪拌搬送部材と、現像剤担持体と、規制ブレードと、を備える。現像容器は、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する。攪拌搬送部材は、現像容器内に回転可能に支持され、現像容器内に収容された現像剤を攪拌搬送する。現像剤担持体は、現像容器内に回転可能に支持されるとともに現像容器の外部に配置された像担持体と対向配置される。現像剤担持体は、現像容器内の現像剤を表面に担持して像担持体と対向する現像領域において像担持体にトナーを供給する。規制ブレードは、現像剤担持体と所定の間隔を隔てて対向配置される。規制ブレードは、現像剤担持体の回転中心を原点とする直交座標系において、現像剤担持体のＹ軸方向の最高点を挟んで現像領域と反対側に配置される。【選択図】図２
2019144446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器内に回転可能に支持され、前記現像容器内に収容された現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材と、
前記現像容器内に回転可能に支持されるとともに前記現像容器の外部に配置された像担持体と対向配置され、前記現像容器内の現像剤を表面に担持して前記像担持体と対向する現像領域において前記像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と所定の間隔を隔てて対向配置される規制ブレードと、
を備えた現像装置において、
前記規制ブレードは、前記現像剤担持体の回転中心を原点とする直交座標系において、前記現像剤担持体のＹ軸方向の最高点を挟んで前記現像領域と反対側に配置されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像領域は前記直交座標系の第１象限に配置され、前記規制ブレードは前記直交座標系の第３象限に配置されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像領域は前記直交座標系の第４象限に配置され、前記規制ブレードは前記直交座標系の第２象限に配置されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記規制ブレードは、前記現像剤担持体に向かって下り勾配となるように配置されることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体の回転方向は、前記像担持体との対向面において前記像担持体の回転方向と逆方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、原稿画像から読み取られた画像情報、或いはコンピューター等の外部機器から伝送等された画像情報に基づく光を像担持体（感光体ドラム）の周面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置からトナーを供給してトナー像を形成させた後、当該トナー像を用紙に転写する。転写処理後の用紙は、トナー像の定着処理が施されたのち外部へ排出される。
【０００３】
近年、カラー印刷化や高速処理化の進行に伴い画像形成装置の構成が複雑になると共に、高速処理化に対応するべく現像装置内でのトナー攪拌部材の高速回転が余儀なくされる。そのため、現像ローラーと感光体ドラムとの対向部分の近傍においてトナーの飛散が発生し易くなり、現像装置内で浮遊するトナーが穂切りブレード（規制ブレード）周辺で堆積する。堆積したトナーが凝集して現像ローラーに付着し、さらに凝集トナーが感光体ドラム上に移行するとトナー落ちとなって画像不具合が発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、規制ブレード周辺へのトナーの堆積を防止してトナー落ちの発生を抑制する方法が種々提案されており、例えば特許文献１には、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、現像剤を担持する磁気ローラーと、トナーのみを担持する現像ローラーとを用いる現像装置において、現像ローラー又は磁気ローラーと対向するトナー受け支持部材と、トナー受け支持部材の長手方向に沿って配置され現像ローラーから落下するトナーを受けるトナー受け部材と、トナー受け部材を振動させる振動発生手段と、を設けた現像装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、現像ローラーに対向する現像容器の内壁部（スリーブカバー）にフィルム部材を取り付け、現像装置の駆動ギア列を回転させたとき、リンク部材駆動機構によりリンク部材がフィルム部材を間欠的に引っ張ることでフィルム部材を長手方向に往復移動させることにより、フィルム部材に堆積したトナーを振い落とすようにした現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２０８４６９号公報
【特許文献２】特開２０１６−４２１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２の方法では、規制ブレード周辺に堆積したトナーを振るい落とすための振動発生装置やフィルム部材を往復移動させる機構が必要となり、現像装置の構成が複雑化するとともにコストアップに繋がるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成で規制ブレード周辺へのトナーの堆積を抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像容器と、攪拌搬送部材と、現像剤担持体と、規制ブレードと、を備えた現像装置である。現像容器は、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する。攪拌搬送部材は、現像容器内に回転可能に支持され、現像容器内に収容された現像剤を攪拌搬送する。現像剤担持体は、現像容器内に回転可能に支持されるとともに現像容器の外部に配置された像担持体と対向配置される。現像剤担持体は、現像容器内の現像剤を表面に担持して像担持体と対向する現像領域において像担持体にトナーを供給する。規制ブレードは、現像剤担持体と所定の間隔を隔てて対向配置される。規制ブレードは、現像剤担持体の回転中心を原点とする直交座標系において、現像剤担持体のＹ軸方向の最高点を挟んで現像領域と反対側に配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の構成によれば、現像領域付近で発生する飛散トナーは、現像剤担持体のＹ軸方向の最高点を挟んで反対側に位置する規制ブレード上に堆積するのではなく、現像領域の下方に落下して現像容器内に回収される。従って、規制ブレードへの飛散トナーの堆積を抑制することができ、規制ブレード上で凝集したトナーが現像剤担持体を介して像担持体に付着するトナー落ちの発生を効果的に抑制することができる。また、規制ブレードと現像領域との位置関係を調整するだけでトナーの堆積を抑制でき、別部材を追加する必要もないため、現像装置の構成の複雑化やコストアップも回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の現像装置３ａ〜３ｄを備えたカラープリンター１００の全体構成を示す概略断面図
【図２】本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａの構造を示す側面断面図
【図３】本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａの構造を示す側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置３ａ〜３ｄを備えたカラープリンター１００の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）からＰｄ〜Ｐａの順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアン）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。
【００１３】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。
【００１４】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄから補給されるブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色のトナーと、磁性キャリアとを含む二成分現像剤が所定量充填されている。現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００１５】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等はクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。
【００１６】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、カラープリンター１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されている。転写紙Ｐは、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【００１７】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ベルトと加圧ローラーとのニップ部を通過することにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１８に振り分けられ、両面に画像が形成された後）排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００１８】
図２は、カラープリンター１００に搭載される本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａの構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。また、図２では現像装置３ａを図１の裏面側から見た状態を示しており、現像装置３ａ内の各部材の配置は図１と左右が逆になっている。図２に示すように、現像装置３ａは、現像ローラー（現像剤担持体）２０と、規制ブレード２１と、現像容器２２と、攪拌搬送部材４２と、を備えている。
【００１９】
現像容器２２は、現像装置３ａの外郭を構成し、仕切り部２２ｂによって第１搬送室２２ｃと第１搬送室２２ｃの上方に配置された第２搬送室２２ｄとに仕切られている。第１搬送室２２ｃおよび第２搬送室２２ｄには、磁性キャリアおよびトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が収容される。また、現像容器２２は、攪拌搬送部材４２および現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体ドラム１ａに向けて露出させる開口２２ａが形成されている。
【００２０】
攪拌搬送部材４２は、第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）４３と第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）４４の２本で構成される。第１スパイラル４３は第１搬送室２２ｃ内に回転可能に支持される。第２スパイラル４４は第２搬送室２２ｄ内に回転可能に支持される。
【００２１】
第１スパイラル４３および第２スパイラル４４は現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄとを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面と垂直な方向）の両端部分には、連通部（図示せず）が設けられている。第１スパイラル４３および第２スパイラル４４が回転すると、現像剤が仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２スパイラル４４に搬送され、他方の連通部から第１スパイラル４３に搬送されて現像剤が第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄとを循環する。そして、第２スパイラル４４から現像ローラー２０に現像剤が供給され、現像ローラー２０上に磁気ブラシが形成される。
【００２２】
現像ローラー２０は、現像容器２２に回転可能に支持される現像スリーブ２０ａと、固定軸（図示せず）に固定され、複数の磁極を有する磁極部材２０ｂと、を備える。現像スリーブ２０ａの近傍には、現像スリーブ２０ａから所定の距離を隔てて配置され、現像スリーブ２０ａ表面の磁気ブラシを層厚規制する規制ブレード２１が設けられている。現像スリーブ２０ａは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転する。また、現像スリーブ２０ａには、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【００２３】
現像バイアスが印加された現像スリーブ２０ａが図２の時計回り方向に回転すると、現像バイアス電位と感光体ドラム１ａの露光部の電位との電位差により、現像ローラー２０と感光体ドラム１とが対向する現像領域Ｒにおいて現像スリーブ２０ａ表面の磁気ブラシに担持されたトナーが感光体ドラム１ａに移動する。トナーは時計回り方向に回転する感光体ドラム１ａ上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００２４】
なお、現像領域Ｒは、現像ローラー２０と感光体ドラム１との隙間（ギャップ）において、現像ローラー２０の回転中心Ｏ１と感光体ドラム１の回転中心Ｏ２とを結ぶ線分Ｓが通過する領域である。
【００２５】
また、図２において現像ローラー２０の回転中心Ｏ１を原点とする直交座標系を考え、Ｘ軸よりも上側且つＹ軸よりも右側の領域を第１象限、Ｘ軸よりも上側且つＹ軸よりも左側の領域を第２象限、Ｘ軸よりも下側且つＹ軸よりも左側の領域を第３象限、Ｘ軸よりも下側且つＹ軸よりも右側の領域を第４象限とする。本実施形態では、現像領域Ｒが第１象限に配置され、規制ブレード２１が第３象限に配置されている。即ち、規制ブレード２１と現像領域Ｒとが現像ローラー２０のＹ軸方向の最高点Ｐ１を挟んで反対側に位置している。
【００２６】
この構成によれば、現像領域Ｒ付近で発生する飛散トナーは、現像ローラー２０のＹ軸方向の最高点Ｐ１を挟んで反対側（第３象限）に位置する規制ブレード２１上に堆積するのではなく、図２のハッチング矢印で示すように現像領域Ｒの下方に落下して第２搬送室２２ｄ内に回収される。従って、規制ブレード２１への飛散トナーの堆積を抑制することができ、規制ブレード２１上で凝集したトナーが現像ローラー２０を介して感光体ドラム１ａに付着するトナー落ちの発生を効果的に抑制することができる。また、規制ブレード２１と現像領域Ｒとの位置関係を調整するだけでトナーの堆積を抑制でき、別部材を追加する必要もないため、現像装置３ａの構成の複雑化やコストアップも回避することができる。
【００２７】
また、本実施形態では現像ローラー２０の回転方向を感光体ドラム１ａとの対向面において感光体ドラム１ａと逆方向（カウンター方向）としている。この構成によれば、現像ローラー２０の回転方向を順方向（トレール方向）とした場合に比べて感光体ドラム１ａに対する現像ローラー２０の相対速度が大幅に速くなる。そのため、現像ローラー２０の回転速度を低く設定してもトナー消費前のフレッシュな磁気ブラシの供給能力を維持することができる。そして、現像ローラー２０の回転速度を低く設定することで、現像剤に対する物理的ストレスを低減して現像剤の劣化を抑制することができ、飛散トナーの発生量も低減することができる。
【００２８】
なお、現像領域Ｒを第１象限に配置し、規制ブレード２１を第２象限に配置した場合も、規制ブレード２１と現像領域Ｒとが現像ローラー２０のＹ軸方向の最高点を挟んで反対側に位置するため、規制ブレード２１への飛散トナーの堆積を抑制することができる。しかし、現像領域Ｒと規制ブレード２１とが極力離れているほうが飛散トナーの堆積を抑制する効果は高いため、本実施形態のように現像領域Ｒおよび規制ブレード２１を、それぞれ第１象限および第３象限に配置することが好ましい。
【００２９】
図３は、本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａの構成を示す側面断面図である。図２に示した第１実施形態と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、現像領域Ｒが第４象限に配置され、規制ブレード２１が第２象限に配置されている。即ち、第１実施形態と同様に、規制ブレード２１と現像領域Ｒとが現像ローラー２０のＹ軸方向の最高点Ｐ１を挟んで反対側に位置している。
【００３０】
この構成によれば、第１実施形態と同様に規制ブレード２１への飛散トナーの堆積を抑制することができ、規制ブレード２１上で凝集したトナーが現像ローラー２０を介して感光体ドラム１ａに付着するトナー落ちの発生を効果的に抑制することができる。
【００３１】
また本実施形態では、規制ブレード２１が現像ローラー２０に向かって下り勾配となるように配置されている。規制ブレード２１が現像ローラー２０に向かって上り勾配である場合、規制ブレード２１の上面に飛散トナーが徐々に堆積していくと、堆積トナーが規制ブレードの先端から溢れ出して現像ローラー２０上に落下し、トナー落ちを発生させることがあった。
【００３２】
本実施形態のように規制ブレード２１が現像ローラー２０に向かって下り勾配とすることで、仮に規制ブレード２１の上面にトナーが堆積したとしても、多量のトナーが堆積して凝集する前に徐々に落下して現像ローラー２０上の磁気ブラシに回収される。従って、トナー落ちの発生をより効果的に抑制することができる。
【００３３】
さらに、本実施形態では現像領域Ｒを第４象限に配置し、規制ブレード２１を第２象限に配置している。このように配置することで、現像領域Ｒで発生した飛散トナーが規制ブレード２１に到達するためには、現像ローラー２０のＸ軸方向の最高点Ｐ２、およびＹ軸方向の最高点Ｐ１を越える必要がある。従って、現像領域Ｒで発生した飛散トナーが規制ブレード２１周辺に到達し難くなり、飛散トナーが規制ブレード２１上に堆積することなく、図３のハッチング矢印で示すように現像領域Ｒの下方に落下して第２搬送室２２ｄ内に回収される。
【００３４】
また、第１実施形態と同様に現像ローラー２０の回転方向を感光体ドラム１との対向面において逆方向（カウンター方向）としているため、現像ローラー２０の回転速度を低く設定することができる。従って、現像剤に対する物理的ストレスを低減して現像剤の劣化を抑制するとともに、飛散トナーの発生量も低減することができる。
【００３５】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、第１スパイラル４３が内部に配置される第１搬送室２２ｃと、第１搬送室２２ｃの上方に配置されるとともに第２スパイラル４４が内部に配置される第２搬送室２２ｄと、を備えた現像装置３ａ〜３ｄについて示したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄが水平方向に並列配置された現像装置にも全く同様に適用することができる。
【００３６】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンター１００に限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラー複写機、ファクシミリ等の、二成分現像方式の現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる現像装置に利用可能である。本発明の利用により、簡易な構成で規制ブレード周辺へのトナーの堆積を抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム
３ａ〜３ｄ      現像装置
２０            現像ローラー（現像剤担持体）
２０ａ          現像スリーブ
２０ｂ          磁石部材
２１            規制ブレード
２２            現像容器
２２ｂ          仕切り部
２２ｃ          第１搬送室
２２ｄ          第２搬送室
４２            攪拌搬送部材
４３            第１スパイラル
４４            第２スパイラル
１００          カラープリンター（画像形成装置）
【図１】
2019144446.tif 000003
【図２】
2019144446.tif 000004
【図３】
2019144446.tif 000005