JP2006058371A - 現像装置、これを備えた作像ユニットおよびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーが現像剤表面を環流せず、トナー供給口からのトナー飛散を低減し、それによって画像異常と内部のトナー汚染を低減する現像装置、これを備えた作像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像剤１と攪拌部材２と現像剤担持体１２と現像剤規制部材１４と、それらを内包、または取り付けるハウジング３で構成される現像装置において、トナー供給機構６を備えたトナー供給装置の先端５ａを接続する開口部３ｂを、ハウジングケース３外壁の攪拌部材２の回転中心高さより下に設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを使用する画像形成装置において紛体供給を必要とする現像装置、これを備えた作像装置およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真式の画像形成装置に用いられる現像装置では、現像容器内に攪拌部材を配置して回転させることにより現像剤を攪拌、搬送し、感光体と対向配置された現像ローラに現像剤を供給するようにしている。また、現像容器に設けたトナー補給部から容器内に新たな現像剤を供給するように構成されている。
従来の技術では、トナー補給部付近にて攪拌部材が現像剤で覆われていると、供給されたトナーが現像剤表面に浮き、攪拌されずに環流することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来のトナー補給装置では、磁束の変化により現像剤濃度を検知している濃度センサーがトナー量が少ないという誤った検知をすることでトナーが過補給される場合がある。
さらに、キャリアと充分に電気的に結び付いていないトナーが現像部（感光体との対向部）に供給されると、トナー飛散が発生し、異常画像、画像形成装置内のトナー汚染を引き起こす場合もある。
特開平１０−１４２９１６号公報

また、従来の技術では、トナー供給口からのトナー飛散による画像形成装置内外のトナー汚染も発生している。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、トナーが現像剤表面を環流せず、トナー供給口からのトナー飛散を低減し、それによって画像異常と内部のトナー汚染を低減する現像装置、これを備えた作像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、現像剤を収容したハウジングケースと、ハウジングケース内に回転自在に支持されて現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、を備えた現像装置において、トナー供給装置の先端を接続する開口部を、ハウジングケース外壁の攪拌部材の回転中心高さより下に設けたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記開口部を開閉する逆流防止弁を設けたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２において、前記逆流防止弁と前記ハウジングケースの一部との間に、逆流防止弁を閉止方向へ付勢する弾性体を配置したことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、開口部近傍に永久磁石を配置した請求項２記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記逆流防止弁が磁性体である請求項４記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記弾性体が磁性体である請求項３記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記トナー供給装置の先端と逆流防止弁の間に風出口を設け、攪拌室の上面に風入口を設け、風出口と風入口の間に送風機構を設けた請求項１ないし６のいずれか１項記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項記載の現像装置を備えている作像ユニットを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項記載の現像装置を備えている画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８記載の作像ユニットを備えている画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、トナー供給装置の開口が現像剤で隠れることにより、トナーが現像剤の中に供給され、現像剤上をトナーが環流することを防止することで、トナー飛散などによる異常画像を防止する。
本発明によれば、現像剤の嵩が攪拌部材の回転中心より高い場合に、供給トナーが現像剤の上に乗り環流することを防止することで、現像装置からのトナー飛散による画像異常と、画像形成装置内外のトナー汚染を低減できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による現像装置の実施の形態の構成を示す概略断面図である。図１において、現像装置ハウジングを形成するハウジングケース３内には現像剤１が収容され、更に攪拌部材２が回転自在に支持されている。
この攪拌部材２の回転中心より下側のハウジングケース３の外壁には、コイル状のトナー供給装置の先端５を接続する開口部３ｂを設けている。このトナー供給装置先端５から現像剤１の中でトナーが供給されるという動作を行う。図中、符号４は攪拌部材の回転方向を、符号７はトナー供給機構の回転方向を示している。
図１において、攪拌部材２の隣りには別の攪拌部材２’が回転自在に並置され、この攪拌部材２’の斜め上方には現像剤担持体（現像ローラ）１２が配置されている。また、現像剤担持体１２の直上には現像剤規制部分１４が、そして現像剤担持体１２の斜め上方には潜像担持体（感光体ドラム）１３が配置されている。
ハウジングケース３の深さは、攪拌部材２の外径の２倍程度で逆ドーム型にした。現像剤１は平均して攪拌部材２の２／３程度の高さまで投入した。攪拌部材２は、スパイラル形状のスクリュを使用した。
ハウジングケース３の外壁には、攪拌部材２の回転中心より斜め４５度下の位置に中心が来るように、トナー供給装置先端５を接続する開口部３ｂを設けた。開口の一部が、攪拌部材２の回転中心よりも上方にはみ出ないようにした。
通常、トナー供給部位の現像剤１の嵩は、攪拌部材２の回転数と搬送能力、画像形成装置の設置角度により異なる。この実施の形態では、攪拌部材２を回転させた状態で、画像形成装置の設置角度を傾けて攪拌部材２が隠れる現像剤高さにした。
トナー供給装置先端５は円筒状の管体になっており、管体の内部には螺旋のコイル状のトナー供給機構６を設けた。トナー供給機構６を回転させることにより現像剤１の中にトナーを押し出して供給した。

図２は図１の概略四角で囲んだＡ部の第１の実施の形態を示す概略断面図である。図２において、ハウジングケース３の開口部３ｂには、可倒式の逆流防止弁８が設けてある。この逆流防止弁８はケーシングに設けたその支点９を中心として揺動して開口部３ｂを開閉する。
現像装置にトナー供給装置先端５が接続されているときは、トナー供給装置先端５が逆流防止弁８に当たり攪拌部材２の側に動く。現像装置からトナー供給装置先端５を離すときは、トナー供給装置先端５が逆流防止弁８から離れ、逆流防止弁８は現像剤１の圧により閉じるという動作を行う。
本発明では、トナー供給時はトナー供給装置の開口部が現像剤内に入り込むことにより、トナーが現像剤の内部に供給され、現像剤表層上をトナーが環流することを防止することで、トナー飛散などによる異常画像を防止する。
開口穴を覆う可倒式の逆流防止弁８は、ハウジングケース３の開口部３ｂ裏側の上側に設けた凸部に軸を通す穴を形成し、ハウジング３に設けたこの穴と逆流防止弁８の穴を１本の軸で通して支点９とし、この支点９により逆流防止弁８を開閉自在に軸支した。
現像装置は図示しない駆動機構により感光体ドラム１３に対して矢印方向へ進退可能に構成されており、現像時（駆動時）には感光体側へ変位して現像ローラ１２を感光体ドラムに近接させ、非現像時には感光体と反対側へ移動して離間する。現像装置の移動方向は、トナー供給装置先端５の着脱方向と平行である。
現像装置が駆動時の位置にあるときは、トナー供給装置先端５が逆流防止弁８に当たり逆流防止弁８は攪拌部材２の側に浮いて開き、ケーシング内にトナーを入り込ませる。現像装置を取り外したときは、トナー供給装置先端５が逆流防止弁８から離れ、逆流防止弁８は現像剤１の圧により閉じて、現像剤１がハウジングケース３に漏れるのを塞ぐ。
或いは、現像装置を固定とし、トナー供給装置先端５を開口部３ａに対して出入れ自在に（進退自在に）構成することにより、逆流防止弁を開閉するようにしてもよい。

図３は図２の第１の実施の形態の変形例を示す概略断面図である。図３において、逆流防止弁８とハウジングケース３に凹所が設けてあり、この凹所に弾性体１０を入れて挟む構成になっている。つまり、ケース３内壁に突起３Ａを設け、突起３Ａに一端を支持した弾性体１０の他端によって逆流防止弁８を閉止方向へ付勢するようにしている。
この構成によって、トナー供給装置先端５が逆流防止弁８から離れると弾性体１０が元に戻る反発力で、逆流防止弁の支点と反対側もハウジングケース３の内壁に接触して逆流防止弁８が閉じるという動作を行う。
トナー供給装置先端５を現像装置に接続した場合には、逆流防止弁８がトナー供給装置に押され、逆流防止弁８が倒され接続部が開口する。トナー供給装置先端５を現像装置から離した場合には、現像剤自重による現像剤圧で逆流防止弁８が戻り開口部を塞ぎ、現像剤が流出するのを防止する。
弾性体１０としては、例えばφ３ｍｍの金属ばねを用いる。逆流防止弁８の適所にばね線径と同等の穴を開ける。ハウジングケース３にも凸部を設け、該凸部が逆流防止弁８と対応する面にばね線径と同等の穴を開け、両穴にばねをセットする。トナー供給装置先端５が逆流防止弁８から離れると弾性体１０が元に戻る反発力で、逆流防止弁８が閉じる。

図４は図１の概略四角で囲んだＡ部の第２の実施の形態を示す概略断面図である。ハウジングケース３の開口部３ｂの周りには外側にリブ３ａが立ち、円形環状の永久磁石１１の内径が開口部３ｂの外周に嵌まった状態で配置されている。
トナー供給装置先端５から現像装置が離れる場合は、永久磁石１１からの磁力により規制された現像剤により、ハウジングケース３の開口部３ｂを塞ぐ動作を行う。これと同時に磁性体から成る逆流防止弁８が開口部外側にある永久磁石１１により引き付けられるため、逆流防止弁８の抑え力が向上する。
トナー供給装置先端５を現像装置に接続した場合には、永久磁石１１で規制されていた現像剤がトナー供給装置に押され、接続部が開口する。トナー供給装置を現像装置から離したときには、永久磁石１１で規制された現像剤が開口部を塞ぐ。
さらに、トナー供給装置に逆流した現像剤が永久磁石１１側に吸引されて回収される。磁性体である弾性体１０が開口部３ｂ外側にある永久磁石１１により引き付けられるため、逆流防止弁８の抑え力が向上する。
ハウジングケース３の開口部３ｂの縁に、７ｍｍ程度のリブ３ａを設け、ハウジングケース３の開口部縁のリブ３ａに内径が入る円形環状の永久磁石１１を用意し、これを開口部外周に嵌めた後で接着剤で固定する。開口部３ｂがφ１５ｍｍ程度の場合、８００ガウス程度の磁石を使用した。
この場合、トナー供給装置先端５を現像装置から離すと、永久磁石１１で規制された現像剤により、ハウジングケース３の開口部３ｂが塞がれる。

図５は図１の概略四角で囲んだＡ部の第３の実施の形態を示す概略断面図である。ハウジングケース３の攪拌室上面部に風入口１６を配し、逆流防止弁８とトナー供給装置先端５の間に風出口１５を配し、風入口１６と風出口１５の間には送風機構１７を配している。
この送風機構１７によって攪拌室側の空気を逆流防止弁８近傍に送風するという動作を行う。空気によりトナーが吹き飛ばされるため、吹き飛ばされたトナーを攪拌室に供給することができる。
空気によりトナーが吹き飛ばされるため、攪拌室に供給することができる。開口部周辺に溜まろうとするトナーが吹き飛んで拡散するので、未攪拌トナーが現像部に供給されることを防止することで、トナー飛散による画像異常を防止する。
ハウジングケース３の攪拌室上面部には、φ１０ｍｍの風入口１６を設け、逆流防止弁８とトナー供給装置先端５との間にφ３ｍｍの風出口１５を配する。風入口１６と風出口１５の間には管体２０を設け、この管内部の風入口１６と風出口１５の間に羽根型のファンの送風機構１７を設置し、この送風機構１７を回転させると、ファンにより送られた空気により逆流防止弁８近傍のトナーを動かす。
未攪拌トナーが現像部に供給されることを防止することで、トナー飛散による画像異常と画像形成装置のトナー汚染を防止する。

本発明による現像装置の実施の形態の構成を示す概略断面図である。 図１のＡ部の第１の実施の形態を示す概略断面図である。 図２の第１の実施の形態の変形例を示す概略断面図である。 図１のＡ部の第２の実施の形態を示す概略断面図である。 図１のＡ部の第３の実施の形態を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 現像剤
２ 攪拌部材
３ ハウジングケース（ハウジング）
３ｂ 開口部
５ａ トナー供給装置先端（トナー供給装置）
６ トナー供給機構
８ 逆流防止弁
１０ 弾性体
１１ 永久磁石
１２ 現像剤担持体（現像ローラ）
１３ 潜像担持体（感光体ドラム）
１４ 現像剤規制部材
１５ 風出口
１６ 風入口
１７ 送風機構

Claims (10)

1. 現像剤を収容したハウジングケースと、ハウジングケース内に回転自在に支持されて現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、を備えた現像装置において、トナー供給装置の先端を接続する開口部を、ハウジングケース外壁の攪拌部材の回転中心高さより下に設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記開口部を開閉する逆流防止弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記逆流防止弁と前記ハウジングケースの一部との間に、逆流防止弁を閉止方向へ付勢する弾性体を配置したことを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 前記開口部近傍に永久磁石を配置したことを特徴とする請求項２記載の現像装置。
5. 前記逆流防止弁が磁性体であることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
6. 前記弾性体が磁性体であることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
7. 前記トナー供給装置の先端と逆流防止弁の間に風出口を設け、攪拌室の上面に風入口を設け、風出口と風入口の間に送風機構を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の現像装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項記載の現像装置を備えていることを特徴とする作像ユニット。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項８記載の作像ユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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