(57)【要約】【課題】消費電力及び現像剤の消費量の増加や、形成される画像の画質の低下を生じさせることなく、現像剤の飛散を防止することが可能な現像装置を提供する。【解決手段】現像装置は、潜像担持体２０と、潜像担持体２０に対向して設けられた現像ローラ１５と、現像ローラ１５の下側に設けられ、現像ローラ１５と対向する部分が現像ローラ１５と略同心円上のＲ形状である現像装置下カバー１６と、現像剤の吸引を行うために現像装置下カバー１６の下側に設けられた吸引部３０と、を有し、現像装置下カバー１６と吸引部３０との間に設けられた、現像ローラ１５の軸部に平行で、先端部分が潜像担持体２０に近接している凸部２２を有する。【選択図】  図１
2015108662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、
前記潜像担持体に対向して設けられた現像ローラと、
前記現像ローラの下側に設けられ、前記現像ローラと対向する部分が前記現像ローラと略同心円上のＲ形状である現像剤収納部材と、
前記現像剤収納部材の下側に設けられた、現像剤を吸引する吸引手段と、
を有する現像装置であって、
前記現像剤収納部材と前記吸引手段との間に設けられた、前記現像ローラの軸部に平行で、先端部分が前記潜像担持体に近接している少なくとも１つの凸部を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤収納部材の前記潜像担持体に対向している凸形状の第１の先端部及び前記吸引手段の前記潜像担持体に対向している凸形状の第２の先端部のうち少なくとも一方をさらに有し、
前記第１の先端部及び前記第２の先端部のうち少なくとも一方は、前記凸部との間に凹部を形成することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記凸部の先端部分と前記潜像担持体との距離が、前記凹部の深さ以下であることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項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。
【請求項６】
請求項４記載のプロセスユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置に関し、特に、トナー飛散を防止する機構を持つ現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式印刷装置等の画像形成装置で使用される現像装置において、磁性キャリアと磁性あるいは非磁性のトナーを混合した２成分系現像剤を用いるものが知られている。
【０００３】
このような現像装置では、撹拌混合されて互いに逆極性の摩擦帯電を施された現像剤が現像ローラに向けて供給される。現像ローラに供給された現像剤は、内部に現像主極用及び現像剤搬送用の磁石を設けた現像ローラの表面に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシを形成した現像剤は、現像ローラに担持され、感光体上に形成された静電潜像まで搬送されて、潜像の可視像処理に用いられるようになっている。
【０００４】
近年、電子写真式印刷装置の高速化、トナーのリサイクル、現像剤の長寿命化等の動向に伴って、現像装置からのトナー飛散に対して、防止性能の向上の要求が高まってきている。
【０００５】
例えば、電子写真式印刷装置を高速化するためには、感光体線速を速める必要があるが、その場合、感光体に沿った気流も速くなるため、現像装置内で浮遊したトナーが気流によって運ばれて、現像装置外に飛散しやすくなる。
【０００６】
また、感光体線速を速めると、感光体上の静電潜像に対する現像剤供給量が不足し、画像濃度が低下するため、現像ローラの線速を上げて現像剤の供給量を増やし、画像濃度の低下を防止する必要がある。しかし、現像ローラの線速を上げると、現像ローラ上の現像剤に作用する遠心力が増加するので、現像剤からトナーが飛散しやすくなる。現像ローラの線速を上げずに、現像剤供給量を増やすために、２本の現像ローラを感光体の移動方向に沿って並べて配置することが提案されている。しかし、この場合でも、現像ローラ上で現像剤が搬送される距離が長くなったり、現像剤が現像ローラ間で受け渡されたりするため、現像剤からトナーが飛散しやすくなる。
【０００７】
また、トナー消費量を低減するため、トナーのリサイクルを行うと、逆帯電トナー及び弱帯電トナーの発生が増えるため、トナーの飛散が起きやすくなる。
【０００８】
更に、現像剤の長寿命化にともなってメンテナンス間隔も長期間化するため、トナー飛散によるトラブルを低減させる要求が高まっている。
【０００９】
これらの問題を解決するための技術として、下記のようなものが開示されている。
【００１０】
特許文献１では、トナー飛散を防止するため、現像装置下ケースの現像スリーブ対向位置が、現像スリーブと略同心円状のＲ形状である現像装置において、現像装置下ケースに対向する極を、Ｒ形状の中央にすることが提案されている。例えば、図６に示すように、現像ローラ１５の磁極Ｐ２２に付着した現像剤が現像装置下ケース１６と現像スリーブ１５ａの間をシールする。これにより、このシール性が十分であれば、現像スリーブ１５ａの回転方向に沿った気流が発生するため、現像装置下ケース１６近傍のトナー飛散を防止することが出来る。これをポンピング効果という。この例では、現像ローラ１５の磁極Ｐ２２の位置を、現像ローラ１５のポンピング効果を高めるのに、より効率的である位置、すなわち現像装置下ケース１６のＲ形状の中央においている。
【００１１】
また、特許文献２には、現像装置下ケースの下面の近接した位置に吸引ダクトを形成し、ブロワーで吸引することによって、トナーの飛散を低減する方法が記載されている。
【００１２】
通常、現像装置自体も、吸い込み気流を形成してトナーを現像装置内に吸い込んでいる。上記のように、現像装置の現像ローラ下部に吸引スリット、例えば吸引ダクトを近接させて吸引すると、現像装置自体により形成されている気流までも吸引ダクトに吸い込むことになり、吸引効率は却って悪くなる。吸引ダクトのフィルタは定期的に交換しなければならず、交換を行わないと吸引効果が低下する。この例の場合、フィルタの交換頻度が増えるため、メンテナンスの手間が増大する。
【００１３】
特許文献２では、上記問題点を改善するため、吸引スリットを形成している上側プレートと下側プレートのうちの上側プレートにスリット部を形成して現像装置内と連通することが更に提案されている。
【００１４】
特許文献３では、特許文献２の吸引力が強く画像形成のためのトナーまで吸引してしまうという問題点を、現像作動時には風量を下げ、非現像動作時に風量を増すように風量可変にすることで解決している。
【００１５】
特許文献４では、特許文献３の、現像動作が長時間続いた場合に、トナーが飛散してしまうという問題点を解消するための技術が開示されている。特許文献４の現像装置では、トナーを収容する現像装置下ケースの下部に吸引スリット、吸引スリットに連結されるフィルタ及びブロワーを設けている。吸引スリットの吸引開口は現像装置下ケースの底に形成された現像ローラの軸線にほぼ平行なスリットに接続されており、スリットに現像剤粒子を通過しないが空気を通過させる多数の穴を有する通気性シートを取付けることが提案されている。このように構成された現像装置用吸引装置では、現像装置の吸い込み気流を利用し、クラウドトナーを現像装置内に吸引し、その際、現像装置に設けたスリット穴を通し、フィルタを介して空気を現像装置外へ吸引する。これにより、吸い込み気流による吸引力を増大させ、クラウドトナーの画像形成装置の本体内への飛散を防止することを図っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１の現像装置は、現像装置下ケースに対向する極において、現像剤搬送速度が低いため、現像スリーブの回転方向に沿った気流速度が低く、ポンピング効果が小さい。そのため、トナー飛散の防止性能が十分ではなく、印刷装置内外をトナーで汚したり、印刷装置内外に付着したトナーが印刷物を汚したりしてしまうという問題点がある。
【００１７】
特許文献２の現像装置では、吸引スリットは現像装置の下側で開口する開口とスリット部とを通して空気を吸引するため、高い空気吸引力を必要とし、吸引モータが大型化し、消費電力が増大するという問題がある。しかもスリット部を通して現像剤が落下し、現像剤が吸引されるため、トナーの消費が大きくなるという問題もある。また、感光ドラムと現像装置との間の間隙は他の場所より小さいため、現像装置の近くに設けた吸引装置による吸引が強すぎると、感光ドラムと現像装置との間隙における流速が大きくなり、飛散したトナーが感光体に付着して地汚れを生じたり、かぶりを生じたりして画質が低下する。更には浮遊したトナー以外のトナーまで吸引し、特に感光ドラム上の画像形成のためのトナーまで吸引してしまい、画質が低下したり、トナー消費量が増大したりするという問題がある。
【００１８】
特許文献３の現像装置では、現像作動時が長く続いた場合、トナー飛散の防止性能が十分ではなく、印刷装置内外及び印刷物を印刷装置内外に付着したトナーが汚してしまうという問題点がある。
【００１９】
特許文献４の現像装置では、通気性シートにトナーが付着していくため、経時的に通気性シートの透気度が低下し、吸引力が低下する。吸引力が低下すると、トナー飛散の防止性能が低下し、印刷装置内外及び印刷物を印刷装置内外に付着したトナーが汚してしまうという問題点がある。
【００２０】
本発明の目的は、消費電力及び現像剤の消費量の増加や、形成される画像の画質の低下を生じさせることなく、現像剤の飛散を防止することが可能な現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の現像装置は、潜像担持体と、前記潜像担持体に対向して設けられた現像ローラと、前記現像ローラの下側に設けられ、前記現像ローラと対向する部分が前記現像ローラと略同心円上のＲ形状である現像剤収納部材と、前記現像剤収納部材の下側に設けられた、現像剤を吸引する吸引手段と、を有する現像装置であって、前記現像剤収納部材と前記吸引手段との間に設けられた、前記現像ローラの軸部に平行で、先端部分が前記潜像担持体に近接している少なくとも１つの凸部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、消費電力及び現像剤の消費量の増加や、形成される画像の画質の低下を生じさせることなく、現像剤の飛散を防止することが可能な現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の現像装置の実施形態１の全体図である。
【図２】本発明の現像装置の実施形態１の斜視図である。
【図３】本発明の現像装置の実施形態１の吸引スリット周辺の側面図である。
【図４】従来の現像装置の側面図である。
【図５】従来の現像装置の側面図である。
【図６】従来の現像装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜実施形態１の構成＞
以下に、本発明の実施形態１の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。実施形態１では、例としてキャリアとトナーを混合した２成分現像剤を用い、２つの現像ローラを有する構成とする。これは実施形態の１つの例であり、実際には１成分の現像剤を使用しても良いし、現像ローラが３つ以上であっても良い。
【００２５】
図１に示すように、現像装置１は、現像剤３を入れる現像剤タンク２、トナー５を貯蔵するトナーホッパー４、トナー５の補給を行う補給ローラ６、トナー濃度センサ７、楕円板８、フィン１０、パドル１１を有する。また、現像及びトナーのリサイクルを行う機構として、スクリュー９、セパレータ１２、ドクターブレード１３、現像ローラ１４、現像ローラ１５、現像剤収納部材として現像装置下ケース１６、潜像担持体として感光体２０、吸引手段として吸引部３０を有する。
【００２６】
現像ローラ１４及び１５は感光体２０に対向して設けられており、現像ローラ１４は磁極Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５を、現像ローラ１５は磁極Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３を有する。現像ローラ１４及び１５の周囲には、固定磁極と回転するアルミスリーブからなる現像スリーブ１４ａ及び１５ａが備え付けられている。
【００２７】
図１に示すように、現像ローラ１５は現像ローラ１４の下側に備え付けられている。現像ローラ１５の下側には、現像装置下ケース１６が設けられており、現像ローラ１５と対向する部分は、現像ローラ１５と略同心円上のＲ形状であり、磁極Ｐ１２がＲ形状の中心部分と対向している。現像装置下ケース１６と現像スリーブ１５ａの間の距離は、例えば０．５〜３ｍｍである。ここで、磁極Ｐ２１、Ｐ２２の法線方向磁束密度は、例えば１１０〜１４０ｍＴである。また、現像装置下ケース１６の感光体２０に近接する部分は凸形状である。
【００２８】
現像装置下ケース１６の下側には、凸部２２が形成されており、凸部２２は現像ローラ１５の軸部に平行である。吸引部３０は凸部２２の下側に設けられている。図２に示すように、凸形状の吸引スリット３５が感光体２０に対向するように設置されている。吸引スリット３５には吸引路３３が連結されており、吸引路３３には吸引ファン３２が連結されている。凸部２２の先端部分は感光体２０に近接しており、その間の距離Ｌ１は例えば０．５〜３ｍｍ、凹部の深さＬ２は、例えば３ｍｍである。
【００２９】
＜実施形態１の動作＞
実施形態１の動作について説明する。図１に示す現像装置１の現像剤タンク２内に入っている現像剤３に、トナーホッパー４の補給ローラ６からトナー５が補給される。トナー補給量はトナー濃度センサ７の出力値などから、適正量が決定される。補給されたトナー５は楕円板８によって現像剤３と攪拌され、矢印Ａ方向に回転しているパドル１１によって現像ローラ１４に投げ飛ばされる。
【００３０】
現像ローラ１４の磁極Ｐ１３極が現像剤汲み上げ極であり、投げ飛ばされた現像剤３はこの磁極で保持される。現像スリーブ１４ａ、１５ａは、矢印Ｂ方向に回転している。現像ローラ１４の磁極Ｐ１３に保持された現像剤３は、現像ローラ１４の磁極Ｐ１４から磁極Ｐ１５方向に搬送され、その間でドクターブレード１３によって穂の高さである層厚が規制される。その後、矢印Ｃ方向に回転している感光体２０に、現像ローラ１４の主極である磁極Ｐ１１で潜像を現像する。
【００３１】
現像ローラ１４の磁極Ｐ１２と現像ローラ１５の磁極Ｐ２３が受け渡し極で、その間で現像剤３が現像ローラ１４から現像ローラ１５へ受け渡される。現像の終了した現像剤３は、そのまま搬送され、現像ローラ１５の磁極Ｐ２３、Ｐ２１、Ｐ２２を通過後に、現像ローラ１５から解離し、パドル１１によって再び楕円板８の位置まで搬送され、新たに補給されたトナー５と攪拌される。
【００３２】
ドクターブレード１３によって層厚が規制された後の現像剤３は、セパレータ１２の斜め板の部分を自然落下し、一部はフィン１０によって若干斜行されてから楕円板８の位置に戻る。また、一部はスクリュー９によってフィン１０による斜行とは逆方向に搬送されてから、楕円板８の位置に戻る。以上のようにして、現像装置における横方向の現像剤の攪拌が行われる。
【００３３】
図２に示すように、現像ローラ１４と現像ローラ１５の両端部には、固定磁極を設けていないため、現像剤３が搬送されないが、この領域からトナーや現像剤が飛散することを防止するため、両端部には、サイドシールド２１が設置されている。
【００３４】
現像ローラ１５の磁極Ｐ２２に付着した現像剤３が現像装置下ケース１６と現像スリーブ１５ａの間をシールする。このシール性が十分であれば、現像スリーブ１５ａの回転方向に沿った気流が発生するため、現像装置下ケース１６の上側で浮遊したトナーは、現像スリーブ１５ａと現像装置下ケース１６の間に吸い込まれる。これをポンピング効果という。
【００３５】
吸引ファン３２は、吸引スリット３５内部の空気を吸引し、吸引路３３の外に出すように動作させているので、現像装置１から飛散したトナー５が、吸引スリット３５近傍に来ると、吸引路３３内に吸引される。吸引ファン３２の空気吸引量は、例えば２０〜１００L／minである。
【００３６】
＜実施形態１の作用・効果＞
図４及び図５は従来の現像装置の吸引スリット３５周辺部分を示している。図中の矢印１０４及び１０５は空気の流れを表している。図４は、現像装置下ケース１６と吸引スリット３５との間に開放路４０が設けられた構成である。図４及び図５に示すように、従来の現像装置には凸部２２が設けられていない。そのため、吸引スリット３５が形成する空気の流れによって、現像装置下ケース１６と現像スリーブ１５ａの間の空気が吸引される。その結果、現像装置下ケース１６と現像スリーブ１５ａの間のポンピング効果が低下し、現像装置下ケース１６の上側で浮遊しているトナーまで吸引スリット３５に吸引される。
【００３７】
そのため、感光体２０に沿って、現像装置下ケース１６から下側に飛散するトナーが増え、現像装置下ケース１６や吸引スリット３５にトナーが付着するようになる。この場合、経時的に現像装置下ケース１６や吸引スリット３５へのトナー付着量が増加し、トナー付着量が限界を超えるとトナーが落下し、印刷装置内外及び印刷物をトナーで汚してしまう。
【００３８】
図３は本発明の現像装置の実施形態１の吸引スリット周辺部分を示している。図中の矢印１０３は空気の流れを表している。図３に示すように、吸引スリット３５と現像装置下ケース１６の間に、凸部２２を形成すると、２つの凹部が形成される。この凹部において、吸引スリット３５に吸込まれる空気の流れが阻害されるので、現像装置下ケース１６と現像スリーブ１５ａの間の空気が吸引されなくなる。この場合には、現像装置下ケース１６と現像スリーブ１５ａの間のポンピング効果は低下することがない。よって、現像装置下ケース１６の上側で浮遊している大部分のトナーは、ポンピング効果によって、現像スリーブ１５ａと現像装置下ケース１６の間に吸い込まれ、一部の現像装置下ケース１６の下側に飛散したトナーは、吸引スリット３５で吸引される。
【００３９】
表１に、図３から図５に示す構成において、現像装置の外に飛散したトナーによる汚れ状況を示す。開放路４０の有無、凸部２２の有無、また、凸部２２がある場合の凸部２２と感光体２０との距離Ｌ１及び凸部２２によって形成される凹部の深さＬ２によって構成を表している。表１の構成例１は図４の構成、構成例２は図５の構成にそれぞれ対応している。表１の構成例３から構成例８は実施形態１の構成である図３の構成で、Ｌ１とＬ２を変えた時の現像装置の外に飛散したトナーによる汚れ状況を示している。
【００４０】
表１に示すように、図３に示す実施形態１の構成である構成例３から構成例８は、図４及び図５に示す従来の構成である構成例１及び構成例２に比べてトナーによる汚れが少ない。特に、Ｌ１≦Ｌ２とした構成、即ち構成例４、構成例５、構成例７及び構成例８においてはトナーによる汚れが発生しなかった。
【００４１】
【表１】
2015108662.tif 000003
【００４２】
これより、実施形態１の構成は、従来の構成に比べて、ポンピング効果を低下させず、現像剤収納部剤からのトナーの飛散を防止する性能が高くなっていることが分かる。
【００４３】
また、現像装置１は、画像形成装置もしくは画像形成装置に装着するためのプロセスユニットに備え付けられて使用される場合が例として考えられる。
【００４４】
なお、上記の実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【００４５】
例えば、凸部を２つ設ける構成としても良い。その場合、凸部によって３つの凹部が形成され、現像装置下ケース１６から吸引スリット３５へ流れる空気を阻害する効果が大きくなり、トナーの飛散を防止する性能が更に向上する。
【符号の説明】
【００４６】
１    現像装置
２    現像剤タンク
３    現像剤
４    トナーホッパー
５    トナー
６    補給ローラ
７    トナー濃度センサ
８    楕円板
９    スクリュー
１０    フィン
１１    パドル
１２    セパレータ
１３    ドクターブレード
１４，１５    現像ローラ
１４ａ，１５ａ    現像スリーブ
１６    現像装置下ケース
２０    感光体
２１    サイドシールド
２２    凸部
３０    吸引部
３２    吸引ファン
３３    吸引路
３５    吸引スリット
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２００２−１８９３４９号公報
【特許文献２】特公平２−６１７５５号公報
【特許文献３】特開平１−１１２７６号公報
【特許文献４】特開平５−５３４２５号公報
【図１】
2015108662.tif 000004
【図２】
2015108662.tif 000005
【図３】
2015108662.tif 000006
【図４】
2015108662.tif 000007
【図５】
2015108662.tif 000008
【図６】
2015108662.tif 000009