JP3538346B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンタ又
はファクシミリ等の電子写真方式を採用した画像形成装
置に用いられる現像装置の技術分野に属するものであ
り、さらに詳細には、現像剤が飛散したり、飛散した現
像剤が落下して画質品位を低下させるといった不具合を
防止できる現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ又はファクシミ
リ等の電子写真方式を採用した画像形成装置において
は、その感光体へ現像剤を供給する現像装置の現像剤担
持体（現像スリーブなど）の回転に伴って、穂高規制ブ
レードと現像領域との間の現像剤流路から現像剤が漏洩
し、現像剤が飛散することで、記録紙上や転写ベルトへ
現像剤が落下したり、画質品位の低下や機内汚染などを
引き起こすといった、所謂現像剤飛散（トナー飛散）を
招来することがあった。

【０００３】そこで従来の現像装置では、現像剤飛散を
防止するため、穂高ブレードと現像領域との間の現像剤
流路において、カバーを設けていた。図１０を用いて従
来技術を詳細に説明すると、感光体１に対向する穂高規
制ブレード７と現像領域との間の現像剤流路をカバーす
るように、フレーム２を設けている。

【０００４】また、フレーム２にシール部材４を貼着し
て現像剤の飛散を防止する機構（以下、現像剤飛散防止
機構と略す）を構成し、現像ローラ３の回転に伴う穂高
規制ブレード７と現像領域との間の現像剤流路から現像
剤が漏洩して飛散することのないようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の現像装置における現像剤飛散防止機構において
は、図１０に示すように、現像剤飛散を防止するための
フレーム２の裏面（現像ローラ３側）と、現像ローラ３
上に形成された現像ブラシとの間に間隙があったので、
現像剤流路から飛散した現像剤がフレーム２の裏面側に
付着し堆積してしまうことになる。

【０００６】従って、前記堆積した現像剤層は、装置の
駆動に伴う振動、現像ブラシの擦れ又は現像剤層の自重
等により、現像剤流路に落下し、現像剤飛散を招来して
しまうという問題点があった。

【０００７】前記問題点を鑑みて、一部の現像装置で
は、図１１及び図１２で示しているように、フレーム２
の裏面と現像ローラ３上に形成された現像ブラシ８との
隙間を塞ぐように、樹脂製のシール状部材５や可撓性弾
性部材６を設けているが、これらの部材は一般的に柔軟
性に乏しいことから、現像ローラ３上に形成された現像
ブラシ８の表面と接触することにより、現像ブラシ８が
強く押圧されることとなり、穂立ち不良や長手方向の現
像剤供給量が不均一になるといった弊害を引き起こし易
く、画像むらなどが生じる原因となり得る。

【０００８】また、前記現像装置の現像剤飛散防止機構
においては、シール部材４、感光体１、フレーム２及び
現像ローラ３とで囲繞された空間を有することから、当
該囲繞空間には、現像剤流路から飛散した現像剤がシー
ル部材４上に付着して堆積することには変わりはなく、
堆積した現像剤が漏洩すると第１の従来技術と同様の問
題が発生し、仮に現像剤の漏洩が確実に防止できるとし
ても、防止する機能を維持するために、シール部材４に
付着した現像剤を除去するためのメンテナンスを定期的
に行う必要性が新たに生じるという問題があった。

【０００９】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、その目的とするとこ
ろは、現像剤の飛散を最小限に抑制して良好な画像形成
が行えると共に、現像剤飛散を抑制する機能を安定して
維持でき、メンテナンスが不要又は軽微なものとなる現
像装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、静電潜像を担
持する回動自在な潜像担持体と現像領域を形成する開口
部を介して対向配置され、現像剤により前記静電潜像の
現像を行う現像装置であって、現像剤を筐体内部に収容
する現像槽と、回動することで前記現像槽内の現像剤を
前記現像領域へ担持供給する現像剤担持体と、前記現像
剤担持体に対し弾性当接し、前記現像剤担持体上にて担
持搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規制部材とを
備え、前記現像剤担持体、前記層厚規制部材、前記筐体
内部及び前記現像領域に包囲された現像剤流路におい
て、前記現像剤担持体の回動方向上流側を固定端とし、
前記現像領域側を自由端として配設され、前記現像剤担
持体上に担持された前記現像剤層に軟接触する厚さ０．
１〜０．２ｍｍの薄いシール状部材とを備え、前記シー
ル状部材は、摩擦抵抗の少ない高分子ポリマーをコーテ
ィングした柔軟性を有する素材で形成され、自由端の先
端縁が、前記現像剤流路下流側の前記開口部の開口端面
よりも感光体に近接する方向に突出し、前記現像領域よ
りも前記現像剤担持体の回動方向上流側であって、前記
シール状部材自由端と前記筐体内面との間に弾性発泡部
材を挟着し、この弾性発泡部材と前記筐体内面との間に
可撓性弾性部材を挟着することを特徴とする現像装置で
ある。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、図１を用いて、本発明の実
施形態に係る現像装置の構成及び動作概要について説明
する。１００は２成分現像剤を用いたスリーブ方式の現
像装置であり、現像装置１００内の現像剤を収容する筐
体（フレーム）で内包された容器構成の現像槽１０内で
回転可能な現像剤担持体たる現像ローラ３と、現像ロー
ラ３と並設され現像剤を搬送又は攪拌するための攪拌ロ
ーラ１１とが備えられており、現像槽１０の上面部、特
に現像ローラ３と攪拌ローラ１１の配設位置の上方部位
には、トナーの供給と現像剤の循環供給とを行うための
スクリュー構成の攪拌スクリューローラ１２・１３をそ
れぞれ並設されている。

【００１４】現像ローラ３は、その外周面端部に円筒状
非磁性体スリーブ３ａと、該スリーブ３ａ内に設けられ
た５磁極（Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３）からなるマ
グネットローラを配設して構成されており、磁極Ｎ１が
感光体１と略対向する現像位置（現像領域）になるよう
固定されている。即ち、現像槽の開口部３０より、現像
ローラ３に担持された現像剤が感光体１へ供給され現像
領域を形成する。

【００１５】感光体１が矢印方向Ｅ方向に回動しスリー
ブ３ａが矢印方向Ａに回動すると、マグネットローラの
磁力により、現像剤を表面に吸着して担持搬送し、現像
後の現像剤を現像槽１０へ回収するようになっている。
スリーブ３ａ表面に吸着され、感光体１側へ担持搬送さ
れ供給される現像剤は、感光体１と対向する現像位置
（現像領域）まで搬送される前に、その吸着量が一定と
なるように、現像ローラ３に弾性当接する層厚規制部剤
を構成する規制部材７において一部が除去される。即
ち、規制部材７を刷り抜ける現像剤は、スリーブ３ａに
より吸着される量が一定量に規制されて現像位置まで搬
送されることとなる。

【００１６】攪拌ローラ１１は、図１で示している矢印
方向Ｂに回転駆動させられており、現像槽１０内の現像
剤を現像ローラ３方向へ搬送し攪拌を行う。現像ローラ
３側では磁極Ｓ２にて現像剤が汲み上げられる。

【００１７】現像剤は回転されるスリーブ３ａの表面に
吸着され、磁極Ｎ２とＳ１との間に対向配置されている
規制部材７にて余分な量が除去される。そして予め設定
された量の現像剤が現像ローラに吸着された状態で磁極
Ｓ１を経て現像磁極Ｎ１の位置へ到達する。この位置で
は、現像剤がブラシ状に穂立ち、対向する感光体１の表
面にて摺擦されて、予め感光体表面に形成されている静
電潜像に対応してトナーが付着しトナー像として顕像化
される。

【００１８】ここで、現像に寄与しない現像剤は、スリ
ーブ３ａの回転により磁極Ｓ２との共同により現像槽内
へ回収され、磁極Ｓ３とＳ２その間の磁力関係により、
現像剤がスリーブ３ａより分離し、攪拌ローラ１１側へ
と取り込まれ、次の現像動作に備えて十分に攪拌された
後、現像ローラ３へと供給される。

【００１９】また、規制部材７にて現像ローラ３上より
除去された現像剤が、規制部材７の上方近傍で開口して
いる取り入れ口１５より、現像槽１０内を仕切る区切片
１０ａ上に汲み上げられる。

【００２０】区切片１０ａ上方位置には、紙面奥行き方
向（長手方向）を軸心方向とするスクリューローラ１２
・１３が回動自在に軸支されており、トナー補給口１８
から補給されるトナーと、取り入れ口１５より汲み上げ
られる現像剤とを混合し、搬送すると同時に攪拌を行
う。

【００２１】尚、スクリューローラ１２・１３の回動方
向Ｃ・Ｄは、図示するように回転方向が互いに逆方向と
なっており、スクリューローラ１２に搬送された現像剤
が、スクリューローラ１３に受け渡されると、その現像
剤はスクリューローラ１３にて反対方向に搬送される途
中で部分的に徐々に戻し口１６から攪拌ローラ１１へ落
下させられ、現像剤が循環されることになる。

【００２２】さらに、現像装置１００内の現像剤のトナ
ー濃度は、現像装置１００に設けられたトナー濃度検知
用センサ１７で検知し、センサ１７の検知結果に基づい
て、図示しないコントロール手段により検出される。

【００２３】ここで、現像装置１００内のトナー濃度が
基準値よりも低いと判断されると、図示しないトナー供
給モータ、トナー搬送ローラ及びトナー補給ローラ等か
ら構成されるトナー供給手段が駆動され、図示しないト
ナーホッパ内に予め収容されている新しいトナーが、現
像装置１００の上面部１４に設けられたトナー補給口１
８より図示するように矢印方向Ｐに補給されることにな
る。このトナー補給動作は、トナー補給により現像装置
１００内のトナー濃度が基準値に達したことを検出した
時点で停止される。

【００２４】（本発明の第１の実施形態）図２と図３を
参照して、本発明の第１の実施形態に係る現像装置の構
成及び動作について説明する。ここで図２は現像装置１
００の現像ローラ３近傍の要部断面図であり、図３は図
２における発泡弾性部材６近傍の拡大断面図である。

【００２５】図２と図３に示しているように、穂高規制
ブレード７と現像領域との間の現像剤流路をカバーする
フレーム２の枠体部裏面（筐体内面）に、現像ローラ３
の長手方向に沿ってシール状部材５を配置し、シール状
部材５の一端側が周知の両面テープ等による固定部材に
より（シール状部材５の固定する領域に接着材等を塗布
しても良い、以下の実施形態でも同様）、フレーム２の
枠体部裏面の現像剤流路上流側に固定され固定端とさ
れ、シール状部材５の他端側は自由端とされており、当
該自由端の部分に弾性発泡部材６を現像ローラ３の長手
方向に沿って貼着し、フレーム２の枠体部裏面端部に設
けられている部分に当接させられている。

【００２６】シール状部材５の自由端が現像ローラ３上
に形成された現像ブラシ８へ接触するように弾性発泡部
材６の厚みが設定されており、シール状部材５の自由端
側の先端縁はフレーム２の枠体部先端から突出するよう
になっており、感光体表面まで例えば０．５ｍｍの距離
を有している。尚、シール状部材５は現像ブラシ（現像
剤層）に軟接触させられており、現像剤の現像能力に悪
影響を及ぼさない範囲で接触している。

【００２７】このように構成することにより、現像ロー
ラ３の現像剤が、シール状部材５の配設位置を通過する
際に、現像ブラシ８の穂でシール状部材５の表面（現像
剤接触面）を摺擦して、シール状部材５に付着堆積して
いるトナーを掻き落とすセルフクリーニング作用を有す
ることになる。また、シール状部材５の自由端側は、フ
レーム２の枠体部先端（開口部３０の開口端３１）から
感光体に近接する方向に突出しているので、当該突出部
分は現像剤流路からシール状部材５へ飛散したトナーを
カバーすることができ、現像剤飛散を低減又は防止する
ことが可能となる。

【００２８】（本発明の第２の実施形態）図４と図５を
参照して、本発明の第２の実施形態に係る現像装置の構
成及び動作について説明する。ここで図４は現像装置１
００の現像ローラ３近傍の要部断面図であり、図５は図
４における発泡弾性部材６近傍の拡大断面図である。図
４と図５に示しているように、穂高規制ブレード７と現
像領域との間の現像剤流路をカバーするフレーム２の枠
体部裏面に、現像ローラ３の長手方向に沿ってシール状
部材５を配置し、シール状部材５の一端側が周知の両面
テープ等による固定部材により、フレーム２の枠体部裏
面の現像剤流路上流側に固定され、フレーム２の枠体部
裏面端部の段差を設けられている部分に弾性発泡体部材
６を現像ローラ３の長手方向に沿って貼着し、シール状
部材５の自由端とされている部分に当接させる。

【００２９】尚、ここでは、弾性発泡部材を枠体部裏面
端部へ貼着している例を示しているが、貼着に限らず、
前記裏面とシール部材との間に挟まれる形で設けられれ
ば良く、例えばシール部材側に貼着しても良いし、何ら
かの形で挟着されれば良い。

【００３０】シール状部材５の自由端が現像ローラ３上
に形成された現像ブラシ８へ接触するように弾性発泡部
材６の厚みが設定されており、シール状部材５の自由端
側の先端縁はフレーム２の枠体部先端から突出するよう
になっており、感光体表面まで例えば０．５ｍｍの距離
を有している。

【００３１】このように構成することにより、現像ロー
ラ３の現像剤が、シール状部材５の配設位置を通過する
際に、現像ブラシ８の穂でシール状部材５の表面（現像
剤接触面）を摺擦して、シール状部材５に付着堆積して
いるトナーを掻き落とすセルフクリーニング作用を有す
ることになる。また、シール状部材５のフレーム２枠体
部先端から突出している部分は、現像剤流路からシール
状部材５へ飛散したトナーをカバーすることができ、現
像剤飛散を低減又は防止することができる。

【００３２】（本発明の第３の実施形態）図６と図７を
参照して、本発明の第３の実施形態に係る現像装置の構
成及び動作について説明する。ここで図６は現像装置１
００の現像ローラ３近傍の要部断面図であり、図７は図
６における発泡弾性部材６近傍の拡大断面図である。

【００３３】図６と図７に示しているように、穂高規制
ブレード７と現像領域との間の現像剤流路をカバーする
フレーム２の枠体部裏面に、現像ローラ３の長手方向に
沿ってシール状部材５を配置し、シール状部材５の一端
側が周知の両面テープ等による固定部材により、フレー
ム２の枠体部裏面の現像剤流路上流側に固定され、自由
端とされている部分に弾性発泡体部材６を現像ローラ３
の長手方向に沿って貼着し、フレーム２の枠体部裏面端
部の段差が設けられている部分に当接させる。

【００３４】シール状部材５が現像ローラ３上に形成さ
れた現像ブラシ８へ接触するように弾性発泡部材６の厚
みが設定されており、シール状部材５と弾性発泡部材６
の自由端側の先端縁をフレーム２の枠体部先端から突出
するようになっており、シール状部材５の先端は感光体
表面まで例えば０．５ｍｍの距離を有し、弾性発泡部材
６の先端は感光体表面まで１ｍｍの距離を有している。

【００３５】このように構成することにより、現像ロー
ラ３の現像剤が、シール状部材５の配設位置を通過する
際に、現像ブラシ８の穂でシール状部材５の表面（現像
剤接触面）を摺擦して、シール状部材５に付着堆積して
いるトナーを掻き落とすセルフクリーニング作用を有す
ることになる。また、シール状部材５と弾性発泡部材６
のフレーム２枠体部先端から突出している部分は、現像
剤流路からシール状部材５へ飛散したトナーをカバーす
ることができ、現像剤飛散を低減又は防止することがで
きる。

【００３６】（本発明の実施形態の応用例） 図８と図９を参照して、本発明の実施形態の応用例に係
る現像装置の構成及び動作について説明する。ここで図
８は現像装置１００の現像ローラ３近傍の要部断面図で
あり、図９は図８における発泡弾性部材６近傍の拡大断
面図である。

【００３７】図８と図９に示しているように、穂高規制
ブレード７と現像領域との間の現像剤流路をカバーする
フレーム２の枠体部裏面に、現像ローラ３の長手方向に
沿ってシール状部材５を配置し、シール状部材５の一端
側が周知の両面テープ等による固定部材により、フレー
ム２の枠体部裏面の現像剤流路上流側に固定され、自由
端とされている部分に弾性発泡体部材６を現像ローラ３
の長手方向に沿って貼着し、さらに弾性発泡体部材６の
裏側に同じ大きさの可撓性弾性部材９を貼着し、フレー
ム２の枠体部裏面端部の段差部分に当接させる。

【００３８】シール状部材５が現像ローラ３上に形成さ
れた現像ブラシ８へ接触するように弾性発泡部材６及び
可撓性弾性部材９の厚みが設定されており、シール状部
材５、弾性発泡部材６及び可撓性弾性部材９の自由端側
の先端縁をフレーム２の枠体部先端から突出するように
し、シール状部材５の先端は感光体表面まで例えば０．
５ｍｍの距離を有し、弾性発泡部材６の先端はシール状
部材５の先端まで０．５ｍｍの距離を有している。

【００３９】このように構成することにより、現像ロー
ラ３の現像剤が、シール状部材５の配設位置を通過する
際に、現像ブラシ８の穂でシール状部材５の表面（現像
剤接触面）を摺擦して、シール状部材５に付着堆積して
いるトナーを掻き落とすセルフクリーニング作用を有す
ることになる。また、シール状部材５と弾性発泡部材６
のフレーム２枠体部先端から突出している部分は、現像
剤流路からシール状部材５へ飛散したトナーをカバーす
ることができ、現像剤飛散を低減又は防止することがで
きる。

【００４０】さらに、可撓性弾性部材９の配設（挟着）
により、シール状部材５先端の波打ち現象を防止し、シ
ール状部材５と現像ローラ３上に形成された現像ブラシ
８との接触面をより均一にすることができ、またシール
状部材５を枠体部２へ貼設する際の作業性を向上させる
ことができる。尚、図９における２０は、可撓性部材９
と弾性発泡部材６との間に設けられる接着層を表してい
る。

【００４１】以上の実施形態において、シール状部材５
を摩擦抵抗の少ない素材で構成することが望ましい。例
えば、高分子ポリマーをコーティングしたポリウレタン
ゴムのような柔軟性を有する素材が好適である。また、
シール状部材５は、その厚さも重要なポイントであり、
厚さを例えば０．１〜０．２ｍｍ程度の薄いシート状部
材を用いることが望ましい。さらに、本実施形態では、
弾性発泡部材６をポリウレタンフォーム、発泡ポリウレ
タンなどシート状の素材で構成する。

【００４２】本実施形態を評価するために、図１０〜図
１２に示した従来技術での現像装置と、図２〜図９で示
した、第１〜第３の実施形態及び実施形態の応用例にお
ける現像装置を用いて、以下のような評価試験を行っ
た。

【００４３】実験条件としては、画像形成装置には試作
機を用い、ベタ面積率１０％の帯チャートを使用し、ト
ナー濃度を通常より３％上げた現像剤を使用し、１００
０枚の加速テストエージングを行った。そのときの評価
結果が下表であり、実施形態１〜３及び実施形態の応用
例の紙上のトナー落ち枚数は、比較例の枚数の略１／３
０以下となり、トナー飛散が抑制されたことを如実に示
している。また、比較例での弊害発生と比較すると、穂
立ち不良に起因する画質品位の低下も見られず、良好で
あった。

【００４４】

【表１】 尚、上記実施形態１乃至３はそれぞれ個別に実施しても
良いが、適宜組み合わせることで、現像剤飛散や現像剤
落下を抑制する効果が増すことはいうまでもない。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、シール状部材の自由端
で、現像ブラシとの接触を安定させ、現像ブラシとの接
触面を均一にさせることもできるので、現像領域内のト
ナー飛散およびトナー落下を低減させることができる。

【００４６】また、弾性発泡部材のみでは、現像剤圧力
の影響で波打ちや変形等を発生しやすいが、可撓性の弾
性部材を挟着することで弾性発泡部材の補強ができ、上
記問題を防止し、作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る現像装置の全体断面図
である。

【図２】本発明の実施形態に係る現像ローラ近傍の要部
断面図である。

【図３】図２におけるシール部材近傍の拡大断面図であ
る。

【図４】本発明の他の実施形態に係る現像ローラ近傍の
要部断面図である。

【図５】図４におけるシール部材近傍の拡大断面図であ
る。

【図６】本発明の他の実施形態に係る現像ローラ近傍の
要部断面図である。

【図７】図６におけるシール部材近傍の拡大断面図であ
る。

【図８】本発明の他の実施形態に係る現像ローラ近傍の
要部断面図である。

【図９】図８におけるシール部材近傍の拡大断面図であ
る。

【図１０】第１の従来技術における現像ローラ近傍の要
部断面図である。

【図１１】第２の従来技術における現像ローラ近傍の要
部断面図である。

【図１２】第３の従来技術における現像ローラ近傍の要
部断面図である。

【符号の説明】 １ 感光体（潜像担持体） ２ フレーム（筐体） ３ 現像ローラ（現像剤担持体） ４ シール部材 ５ シール状部材 ６ 弾性発泡部材 ７ 規制部材（層厚規制部材） ８ 現像ブラシ １０ 現像槽 １０ａ 区切片 １１ 攪拌ローラ １２、１３ スクリューローラ １４ 上面部 １５ 取り入れ口 １６ 戻し口 １７ トナー濃度検知用センサ １８ トナー補給口 ２０ 接着層 ３０ 開口部 １００ 現像装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 宏 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−94362（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−305164（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を担持する回動自在な潜像担持
   体と現像領域を形成する開口部を介して対向配置され、
   現像剤により前記静電潜像の現像を行う現像装置であっ
   て、 現像剤を筐体内部に収容する現像槽と、 回動することで前記現像槽内の現像剤を前記現像領域へ
   担持供給する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に対し弾性当接し、前記現像剤担持体
   上にて担持搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規制
   部材とを備え、 前記現像剤担持体、前記層厚規制部材、前記筐体内部及
   び前記現像領域に包囲された現像剤流路において、前記
   現像剤担持体の回動方向上流側を固定端とし、前記現像
   領域側を自由端として配設され、前記現像剤担持体上に
   担持された前記現像剤層に軟接触する厚さ０．１〜０．
   ２ｍｍの薄いシール状部材とを備え、 前記シール状部材は、 摩擦抵抗の少ない高分子ポリマーをコーティングした柔
   軟性を有する素材で形成され、自由端の先端縁が、前記
   現像剤流路下流側の前記開口部の開口端面よりも感光体
   に近接する方向に突出し、 前記現像領域よりも前記現像剤担持体の回動方向上流側
   であって、前記シール状部材自由端と前記筐体内面との
   間に弾性発泡部材を挟着し、この弾性発泡部材と前記筐
   体内面との間に可撓性弾性部材を挟着することを特徴と
   する現像装置。