JP2004264381A - 画像形成装置および現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラの端部から飛散する浮遊トナーを抑制し，高品質の画像を形成することができる画像形成装置および画像形成装置に用いる現像装置を提供すること。
【解決手段】本発明の画像形成装置は，回転部材４６Ｋを有している。回転部材４６Ｋは，現像位置より現像ローラ４３Ｋの回転方向の上流側に配置されている。回転部材４６Ｋは，感光体ドラム４１Ｋおよび現像ローラ４３Ｋに対してカウンタ回転（矢印Ａ回り）する。これにより，回転部材４６Ｋの周囲にうず気流が発生する。すなわち，現像位置において，感光体ドラム４１Ｋから現像器４３Ｋに向かう気流が発生する。また，回転部材４６Ｋ自体は，螺旋状のスクリューである。そのため，発生した気流は，軸方向に沿って左右両端から中央に向かう成分も有している。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，複写機，プリンタ等の画像形成装置および画像形成装置装置に用いる現像装置に関する。さらに詳細には，トナーを収容する現像装置およびトナーを供給することで画像を形成する画像形成装置画像形成装置装置に用いる現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，電子写真方式の画像形成装置では，トナーを収容する現像器と，トナー像を担持する感光体ドラムとを有している。この画像形成装置では，次のような画像形成プロセスにて画像が形成される。まず，感光体ドラム上に静電潜像が形成される。そして，形成された静電潜像が現像器に近接することで，現像器の現像ローラに付着したトナーが静電潜像に付着する。これにより，感光体ドラムの表面上にトナー像が形成される。そして，そのトナー像を記録用紙等に転写し，記録用紙上等に定着させる。これにより，画像が形成・出力される。
【０００３】
このようにトナーによって画像を形成する画像形成装置では，現像器から感光体ドラム上にトナーが供給される際に，現像器と感光体ドラムとの隙間からトナーの一部が粉煙となって浮遊してしまうことがある。そして，その浮遊したトナー（以下，「浮遊トナー」とする）が帯電器等を汚染することで，出力画像の画質に悪影響を及ぼすことがある。この浮遊トナーの捕集に着目した技術としては，例えば特許文献１，２がある。特許文献１に記載された画像形成装置では，浮遊トナーとは逆極性の電圧が印加された帯電部材と，その帯電部材と帯電器との間に位置する羽状回転部材とを設けている。そして，羽状回転部材が回転することにより気流を発生させ，浮遊トナーを帯電部材の近傍へ向けて流している。そして，浮遊トナーを帯電部材に付着させることで，浮遊トナーの捕集を行っている。また，特許文献２に記載された画像形成装置では，現像ローラに近接した位置にトナーシールローラを設けている。そして，このローラを現像ローラの回転方向と逆方向に回転させ，浮遊トナーを現像装置内へ引き込む気流を発生させている。これにより，浮遊トナーの捕集を図っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１９４３７７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７４９５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の技術には以下のような問題があった。すなわち，各特許文献に記載された画像形成装置では，現像器と感光体ドラムとの隙間に漂う浮遊トナーは捕集できている。しかし，現像ローラの端部から外部へ一旦漏れ出た浮遊トナーを捕集することができない。そのため，出力画像の品質を維持するまでに至っていない。また，現像ユニットの交換作業時に，浮遊トナーにより作業者を汚してしまう。
【０００６】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，現像ローラの端部から飛散する浮遊トナーを抑制し，高品質の画像を形成することができる画像形成装置および画像形成装置に用いる現像装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた画像形成装置は，トナーにて画像を形成する画像形成装置であって，トナー画像を担持する像担持体と，回転しつつ前記像担持体上にトナーを付与する現像ローラと，軸の両端部から中央に向かう成分を有するとともに，現像ローラが像担持体上にトナーを付与する位置では現像ローラに向かう成分を有する気流を発生させる回転部材とを有するものである。
【０００８】
本発明の画像形成装置では，回転することで気流を発生させる回転部材が配置されている。そして，その気流は，軸の両端部から中央に向かう成分を有するとともに，現像ローラが像担持体上にトナーを付与する位置では現像ローラに向かう成分を有している。そのため，現像ローラの両端部の浮遊トナーが回転部材の中央部に集められる。これにより，浮遊トナーが外部に漏れ出すことを抑制し，帯電器等の汚染を防止することができる。従って，高品質の画像を形成することができる。また中央部に集められた浮遊トナーは，現像ローラに向けて流される。これにより，浮遊トナーの回収を行うこともできている。また，現像ユニットの交換作業時に作業者を汚してしまうことも少ない。
【０００９】
また，本発明の画像形成装置の回転部材は，現像ローラの移動方向に対して現像ローラが像担持体上にトナーを付与する位置より上流に位置し，現像ローラに対してカウンタ回転することとするとよりよい。あるいは，現像ローラの移動方向に対して現像ローラが像担持体上にトナーを付与する位置より下流に位置し，現像ローラに対して順方向に回転することとするとよりよい。これにより，確実に浮遊トナーを現像ローラに向けて流すことができる。
【００１０】
また，本発明の現像装置は，トナーを収容し，像担持体上にトナー画像を現像する現像装置であって，回転しつつ前記像担持体上にトナーを付与する現像ローラと，軸の両端部から中央に向かう成分を有するとともに，現像ローラが像担持体上にトナーを付与する位置では現像ローラに向かう成分を有する気流を発生させる回転部材とを有するものである。本現像装置を備える画像形成装置でも，問題点が解決されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，本実施の形態は，電子写真方式のカラー複写機に本発明を適用したものである。
【００１２】
本形態の画像形成装置は，タンデム方式のフルカラー複写機であり，図１に示すように並列に配置された４つの作像ユニットを有するものである。詳細には，本形態のカラー複写機は，イメージリーダ部１と，プリンタ部２とを備えている。さらに，プリンタ部２は，イメージリーダ部１にて作成された画像データを基に，記録用紙Ｓ上に画像を形成するものである。詳細には，プリンタ部２は，制御部３と，作像部４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙと，転写ベルト５と，定着器８とを有している。
【００１３】
作像部４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙは，ＬＥＤアレイ７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙと，トナー像を形成する画像プロセス部６Ｋ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｙと，形成されたトナー像を転写ベルト５上に転写する１次転写ローラ４５Ｋ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙとを有している。さらに，画像プロセス部６Ｋ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｙは，トナー像を担持する感光体ドラム４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙを有し，これを中心として帯電器４２Ｋ，４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，現像ローラ４３Ｋ，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙ，回転部材４６Ｋ，４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，クリーナ４４Ｋ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｙ等を有している。
【００１４】
次に，Ｋ色の現像器について詳説する。なお，他色の現像器についても同様である。現像器には，トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が収容されている。また，現像器は，その現像剤を担持する現像ローラ４３Ｋを有している。現像ローラ４３Ｋは，感光体ドラム４１Ｋと対向するように配置されている。この現像ローラ４３Ｋと感光体ドラム４１Ｋとが対向する位置で現像が行われる（以下，この対向している位置を「現像位置」とする）。なお，現像ローラ４３Ｋと感光体ドラム４１Ｋとは接触していない。そのため，現像ローラ４３Ｋと感光体ドラム４１Ｋとの間には若干の隙間がある。また，現像ローラ４３Ｋは，固定式のマグネットローラを内蔵し，その周囲を円筒状の現像スリーブが感光体ドラム４１Ｋに対してカウンタ回転するようになっている。
【００１５】
次に，回転部材４６Ｋについて詳説する。回転部材４６Ｋは，図２に示すように現像位置より感光体ドラム４１Ｋの回転方向の下流側に配置されている。また，現像ローラ４３Ｋから見ると，現像位置より現像ローラ４３Ｋの回転方向の上流側に配置されている。回転部材４６Ｋは，感光体ドラム４１Ｋおよび現像ローラ４３Ｋに対してカウンタ回転（図２の矢印Ａ回り）する。これにより，回転部材４６Ｋの周囲にうず気流が発生する。すなわち，現像位置付近においては，感光体ドラム４１Ｋから現像ローラ４３Ｋに向かう気流が発生する。また，回転部材４６Ｋ自体は，図３に示すように螺旋状のパドルが形成されているスクリューである。このパドルは，回転部材４６Ｋの中央部を中心として左右対称となるように形成されている。そのため，回転部材４６Ｋが図２の矢印Ａ回りに回転することで発生する気流は，軸方向に沿って左右両端から中央に向かう成分も有する螺旋状の気流である。
【００１６】
次に，現像ローラ４３Ｋおよび回転部材４６Ｋの動作について説明する。現像ローラ４３Ｋは，現像材を保持しつつ感光体ドラム４１Ｋに対してカウンタ回転している。そして，現像位置にて，感光体ドラム４１Ｋの感光層に形成されている静電潜像にトナーを付着させることで顕像化（現像）する。現像の際，帯電量の不十分なトナーは，現像ローラ４３Ｋから遊離する。そして，遊離したトナーは，現像ローラ４３Ｋと感光体ドラム４１Ｋとの隙間で浮遊する。なお，浮遊トナーは，現像ローラ４３Ｋの軸方向のいずれの場所であっても発生する。すなわち，軸方向の中央部であっても端部であっても発生する。
【００１７】
ここで，回転部材４６Ｋが回転することで発生する気流は，回転部材４６Ｋの周囲を周回するとともに回転部材４６Ｋの両端から中央に向かう成分をも有する。そのため，軸方向の端部で発生した浮遊トナーは，回転部材４６Ｋの軸方向の中央部に集められる。さらには，現像ローラ４３Ｋに向けて流される。そして，現像ローラ４３に回収される。これにより，浮遊トナーは現像器内に捕集される。
【００１８】
なお，回転部材４６Ｋの配置については，図４に示すように現像位置より感光体ドラム４１Ｋの回転方向の上流側に配置してもよい。すなわち，現像位置より現像ローラ４３Ｋの回転方向の下流側に配置してもよい。その場合の回転部材４６Ｋは，感光体ドラム４１Ｋおよび現像ローラ４３Ｋと順方向（図４の矢印Ｂ回り）に回転させる。これにより，感光体ドラム４１Ｋから現像ローラ４３Ｋに向かう気流が現像位置で発生する。勿論，その気流は軸方向に沿って左右両端から中央に向かう成分も有している。すなわち，このような配置であっても，図２の配置と同様に浮遊トナーを捕集することができる。
【００１９】
また，回転部材４６Ｋは，螺旋状のスクリューに限るものではない。すなわち，軸方向に沿って回転軸の両端から中央に向かう気流を発生させる形状であればよい。例えば，図５に示すように半月状の羽根を持つスクリューでもよい。このような回転部材の場合は，図５中の左右両端部から中央部に向けて，左右対称となるように半月状のパドルが交互に組み込まれている。また，図６に示すように螺旋状の溝が形成されているローラであってもよい。
【００２０】
また，回転部材４６Ｋは，中央部分で分割された状態のものであってもよい。すなわち，図７に示すように２つの回転部品４６１Ｋ，４６２Ｋを有するものであってもよい。また，回転部品４６１Ｋ，４６２Ｋは，螺旋状のスクリュー等であってもよい。また，図８に示すように螺旋状の溝が形成されている円錐型のローラであってもよい。また，このように２つの回転部品を有する回転部材の場合には，回転部品ごとに浮遊トナーの発生量に応じて回転数を変化させてもよい。
【００２１】
また，図２もしくは図４に示した回転部材４６Ｋは，上流側もしくは下流側のいずれか一方にのみ配置されているが，両方の側に配置してもよい。また，現像ローラＫは，感光体ドラム４１Ｋに対してカウンタ回転しているが，順方向に回転するものであってもよい。この場合には，回転部材４６Ｋを現像位置より感光体ドラム４１Ｋの回転方向の下流側に配置するとよい。浮遊トナーは，感光体ドラム４１Ｋおよび現像ローラ４３Ｋの回転によって発生する気流によって，現像位置より感光体ドラム４１Ｋの回転方向の下流側に移動しやすいからである。そして，回転部材４６Ｋは，感光体ドラム４１Ｋに対してカウンタ回転であって現像ローラ４３Ｋに対して順方向に回転させる。これにより，現像位置で現像ローラ４３Ｋに向かう気流が発生し，浮遊トナーが現像ローラ４３Ｋに回収される。なお，回転部材４６Ｋを現像位置より感光体ドラム４１Ｋの回転方向の上流側に配置してもよい。その場合の回転部材４６Ｋは，現像ローラ４６Ｋに対してカウンタ回転であって感光体ドラム４６Ｋに対して順方向に回転させる。
【００２２】
また，現像ローラ４３Ｋの端部の非着磁部には，その非着磁部を覆うキャップが装着されているとよりよい。これにより，現像ローラ４３Ｋの端部の閉塞性が向上し，浮遊トナーの発生量自体を減少させることができる。
【００２３】
以上詳細に説明したように本形態の画像形成装置では，現像位置の近傍に回転部材４６Ｋ，４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙを配置することとしている。そして，各回転部材には，軸方向の両端部から中央部に向けて，左右対称となる螺旋状のパドルが形成されている。そのため，各回転部材が回転すると，現像位置付近にて各感光体ドラムから各現像ローラに向かうとともに，各回転部材の両端部から中央部に向かう気流が発生する。そして，その気流にて各現像器の両端部に発生した浮遊トナーが各回転部材の中央部に集められる。さらに，各現像ローラに向けて流され，それぞれの現像器内に回収される。これにより，浮遊トナーによる帯電器の汚染を抑制することができている。また，現像ユニットの交換作業時に作業者を汚してしまうことも少ない。従って，現像ローラの端部から飛散する浮遊トナーを抑制し，高品質の画像を形成することができる画像形成装置および画像形成装置に用いる現像装置が実現されている。
【００２４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態の画像形成装置では，像担持体として感光体ドラムを使用しているが，これに限るものではない。例えば，感光ベルトであってもよい。
【００２５】
また，実施の形態では複写機に本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち，プリンタやＦＡＸ等であっても現像装置を有するものであれば適用可能である。また，モノクロ画像専用のものであってもよい。また，タンデム方式に限らず，例えば４サイクル方式であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，現像ローラの端部から飛散する浮遊トナーを抑制し，高品質の画像を形成することができる画像形成装置および画像形成装置に用いる現像装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概念図である。
【図２】作像部中の回転部材の配置を示す概略図（その１）である。
【図３】回転部材の形状を示す概略図である。
【図４】作像部中の回転部材の配置を示す概略図（その２）である。
【図５】回転部材の形状の変形例を示す図（その１）である。
【図６】回転部材の形状の変形例を示す図（その２）である。
【図７】回転部材の形状の変形例を示す図（その３）である。
【図８】回転部材の形状の変形例を示す図（その４）である。
【符号の説明】
４１Ｋ 感光体ドラム（像担持体）
４３Ｋ 現像ローラ
４６Ｋ 回転部材

Claims (4)

1. トナーにて画像を形成する画像形成装置において，
   トナー画像を担持する像担持体と，
   回転しつつ前記像担持体上にトナーを付与する現像ローラと，
   軸の両端部から中央に向かう成分を有するとともに，前記現像ローラが前記像担持体上にトナーを付与する位置では前記現像ローラに向かう成分を有する気流を発生させる回転部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載する画像形成装置において，
   前記回転部材は，前記現像ローラの移動方向に対して前記現像ローラが前記像担持体上にトナーを付与する位置より上流に位置し，前記現像ローラに対してカウンタ回転することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載する画像形成装置において，
   前記回転部材は，前記現像ローラの移動方向に対して前記現像ローラが前記像担持体上にトナーを付与する位置より下流に位置し，前記現像ローラに対して順方向に回転することを特徴とする画像形成装置。
4. トナーを収容し，像担持体上にトナー画像を現像する現像装置において，
   回転しつつ前記像担持体上にトナーを付与する現像ローラと，
   軸の両端部から中央に向かう成分を有するとともに，前記現像ローラが前記像担持体上にトナーを付与する位置では前記現像ローラに向かう成分を有する気流を発生させる回転部材とを有することを特徴とする現像装置。

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