JP2004354854A

JP2004354854A - 現像装置

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Publication number: JP2004354854A
Application number: JP2003154623A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yamagishi; 義弘山岸; Hirohisa Endo; 裕久遠藤
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP4093918B2

Abstract

【課題】本発明は、低コストかつ簡単な構成で、現像剤の現像スリーブの端部方向へのすり抜けを抑制、防止できるとともに、良好なシール性を発揮することができる磁気シール部材を備える現像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】磁気シール部材１４の内周面１５には、３つのＮ極（Ｎ_ａ、Ｎ_ｂ、Ｎ_ｃ）と２つのＳ極（Ｓ_ａ、Ｓ_ｂ）が、現像スリーブ９の長手方向Ｘに対して略垂直に着磁されている。磁気シール部材１４の内周面１５に磁石９ｂのＮ極（Ｎ_１）が対向した場合、磁気シール部材１４の内周面１５に着磁されたＮ極（Ｎ_ａ、Ｎ_ｂ、Ｎ_ｃ）と、磁石９ｂのＮ極（Ｎ_１）は平行に対向しない。従って、磁気シール部材１４と現像スリーブ９との対向磁極による磁力線は、Ｎ−Ｓ順磁界に従って形成され、Ｎ−Ｎ反発磁界が形成されることない。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置に関するものであり、特に、デジタル複写機やファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に使用され、現像スリーブと非接触に配置される磁気シール部材を有する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機、ファクシミリ、プリンター等に代表される画像形成装置においては、感光体ドラムの表面を一様に帯電し、原稿画像に基づく光を感光体ドラム表面に照射することにより当該原稿画像の静電潜像を形成し、その後、現像装置によりその静電潜像に現像剤（又は、トナー）を付着させトナー像が形成される。次いで、転写装置により感光体ドラムからトナー像が用紙上に引き寄せられて転写される。その後、トナー像が転写された用紙は感光体ドラムから分離されて、定着装置に搬送され、熱、圧力等によりそのトナー像が転写紙上に定着される。
【０００３】
このようなトナー現像を行う画像形成装置においては、現像剤として、磁性トナーから成る一成分系磁性現像剤や、磁性キャリアとトナーを混合して成る二成分系磁性現像剤などが一般的に使用されている。又、このような磁性現像剤を用いて現像を行うための現像装置には、感光体ドラム表面に対面するように設けられるとともに、当該感光体ドラムの表面に所定の極性に帯電されたトナーを含む現像剤を搬送するための現像スリーブが収容されている。
【０００４】
ここで、この様な磁性トナーを用いた現像装置において、現像領域外に現像剤が流出するのを防止するために、現像スリーブの両端部に磁気シール部材を設ける構成が提案されている。この磁気シール部材は、磁石により形成されるとともに、所定の磁極パターンによりＮＳ極が多磁極に着磁されており、当該磁極パターンにより発生する磁力線に沿ってトナーの穂立ちによる磁気ブラシを形成することによりトナーのシール性を向上させている。しかしながら、この様な構成を有する磁気シール部材では、上述の現像スリーブは、アルミ等の非磁性スリーブ内に複数の磁極を有するマグネット（固定磁石）を備えた構造を有しており、現像スリーブの回転により、磁気シール部材に着磁された磁極と上記マグネットが有する磁極において、同一極性を有する磁極が平行に対向した場合、例えば、図９（ａ）に示す様に磁気シール部材５０に着磁されたＮ極とマグネット５１が有するＮ極が平行に対向した場合には、Ｎ−Ｎ反発磁界が形成されてしまうため、磁気シールの磁力線が現像スリーブの長手方向（軸方向）に曲がってのびてしまう。又、トナーは当該磁力線に沿って配列されるため、現像剤が現像スリーブの端部方向へすり抜けやすくなってしまい、結果として、現像領域外に現像剤が流出しやすくなり、良好なシール性を発揮することができなくなる。そこで、磁気シール部材の外側（現像スリーブの回転軸方向外側）に透過率の高い磁性部材を配設した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
即ち、図１０に示す様に、磁気シール部材５０の端部に磁性部材５２を配設することにより、図９（ｂ）に示す様に、磁気シール部材５０に着磁されたＮ極とマグネット５１が有するＮ極が平行に対向し、Ｎ−Ｎ反発磁界が形成される場合であっても、磁気シール部材５０と磁性部材５２の境界部においては、磁気シール部材５０から放射された磁力線は透過率の高い磁性部材５２に入っていくため、磁性部材５２の外側まで広がる磁力線の発生を抑えることができる様になる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１３３７５０号公報（第４−６頁、第６−１１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の現像装置における磁気シール部材においては、磁性部材５２の外側への磁力線の広がりを抑制できるものの、依然として、磁気シール部材５０に着磁されたＮ極とマグネット５１が有するＮ極が平行に対向し、Ｎ−Ｎ反発磁界が形成されるので、磁気シール部材５０と磁性部材５２の境界部において、磁気シール部材５０から放射された磁力線を透過率の高い磁性部材５２へと導くための強い磁力（磁束密度で１０００〜２２００ガウス）が必要になる。その結果、磁気シール部材５０のコストが高くなるという不都合があった。又、磁気シール部材５０の端部に別途上記磁性部材５２を設ける必要があるため、磁気シール部材５０の製造工程が複雑になるとともに、コストが高くなるという不都合があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決し、低コストかつ簡単な構成で、現像剤の現像スリーブの端部方向へのすり抜けを抑制、防止できるとともに、良好なシール性を発揮することができる磁気シール部材を備える現像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、現像剤が充填された現像剤容器と、磁石を内蔵するとともに、現像剤容器の開口部に回転自在に取り付けられ、感光体上に形成された静電潜像に現像剤を搬送する現像スリーブと、内周面にＮＳ極が多磁極に着磁されるとともに、現像スリーブの外周面と所定の距離隔てた状態で現像スリーブの両端部に配設された磁気シール部材とを有する現像装置において、内周面に多磁極に着磁されたＮＳ極が、現像スリーブの長手方向に対して略垂直に着磁されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、多磁極に着磁された磁極において、磁気シール部材の内周面に対向する磁石の磁極と同一極性を有する磁極が平行に対向することがなくなるため、現像剤の現像スリーブの端部方向へのすり抜けを防止できるとともに、良好なシール性を発揮することができる。
【００１１】
ここで、本発明においては、現像剤は磁性トナーから成る一成分系磁性現像剤とすることができる。
【００１２】
又、本発明においては、多磁極に着磁されたＮＳ極において、隣接する磁極が所定の間隔により内周面に着磁されているものとすることができ、当該所定の間隔を１〜５ｍｍとすることができる。更に、本発明においては、磁気シール部材をゴム磁石とすることができる。
【００１３】
この構成によると、隣接する磁極の間隔を狭くすることが可能になるため、現像スリーブの表面に対向する内周面に着磁可能な磁極数が増すことになる。従って、現像スリーブの表面に対向する位置における磁気シール部材の磁力（又は、磁束密度）が増すため、従来の磁気シール部材と比較して小さな磁束密度（４００〜５００Ｇ）に着磁されたゴム磁石を使用することが可能になるとともに、この様に磁力が小さいゴム磁石により良好なシール性を発揮することができるようになる。又、低コストなゴム磁石を使用することにより、磁気シール部材のコストを低減させることが可能になる。
【００１４】
更に、本発明においては、磁気シール部材は、現像スリーブを介して感光体と反対側に配設することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置本体の主要部の構成を示す正面図である。当該主要部は、一方向（図中の矢印方向）に回転する感光体ドラム１、感光体ドラム１に対向するとともに、当該感光体ドラム１の上記回転方向に沿って配設された帯電装置２、現像装置３、転写装置４、分離装置５、及びクリーニング装置６から構成されている。
【００１６】
この様な構成のもとで、不図示の原稿読取部により、複写原稿の画像が読み取られ、これとともに図中の矢印方向に回転する感光体ドラム１の表面は帯電装置２により一様に帯電させられる。次いで、原稿読取部によって読み取られた画像に基づく光が、露光装置７により感光体ドラム１の表面に照射されてその画像の静電潜像が形成される。そして、内部に磁石を内蔵する現像スリーブ９上にはトナー薄膜が形成され、当該現像スリーブ９により、その静電潜像にトナーを搬送し、付着させることにより、トナー像が形成される。
【００１７】
更に、用紙供給経路８を経由して感光体ドラム１と転写装置４との間に供給された用紙（不図示）上に、転写装置４により感光体ドラム１からトナー像が引き寄せられて転写される。その後、トナー像が転写された用紙は分離装置５により感光体ドラム１から分離されて、不図示の定着装置に搬送され、当該定着装置によりそのトナー像が転写紙上に定着される。
【００１８】
一方、転写装置４によるトナー像転写後、感光体ドラム１の表面に残留するトナーは、クリーニング装置６により完全に除去される。そして、残留トナーが除去された感光体ドラム１は、複数のＬＥＤ等で構成された不図示の除電部によりその表面の残留電荷が除去され、帯電装置２に至る。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係る現像装置の断面図である。この現像装置３は、磁性現像剤（又は、磁性トナー）が充填された現像剤容器である現像ハウジング１３を有しており、この現像ハウジング１３内には、スパイラル状の第１攪拌搬送部材１０と、同じくスパイラル状の第２攪拌搬送部材１１が設けられている。又、複数の磁極を有する磁石（又は、マグネットローラ）９ｂをアルミ等から構成される非磁性のスリーブ９ａに内蔵した現像スリーブ９が、現像ハウジング１３の開口部１３ａに回転自在に取り付けられており、当該現像スリーブ９に内蔵された磁石９ｂは、２つのＮ極（Ｎ_１とＮ_２）、及び２つのＳ極（Ｓ_１とＳ_２）により構成されている。又、現像スリーブ９の上方には、感光体ドラム１へと搬送される上記現像剤の量（又は、トナー量）を規制する現像ブレード１２が、現像スリーブ９から所定距離離れて配設されている。
【００２０】
ここで、本実施形態における現像スリーブ９においては、内蔵されている磁石９ｂを固定するとともに、円筒状のスリーブ９ａを図２で示す矢印方向（即ち、時計回りの方向）に回転させる構造としているが、磁石９ｂを回転させるとともに、スリーブ９ａを固定する構造、あるいは、磁石９ｂとスリーブ９ａの双方を回転させる構造（回転方向は、同方向・逆方向のいずれでも良い）としても良い。
【００２１】
現像装置３内のトナー量の不足がトナーセンサ（不図示）により検知されると、トナーホッパー（不図示）から現像装置３にトナーＴが供給される。尚、本実施形態においては、当該トナーＴは磁性トナーであり、現像剤として当該磁性トナーから成る一成分系磁性現像剤（一成分系磁性トナー）を使用する構成となっている。又、当該トナーＴは、まず第１攪拌搬送部材１０が図中の矢印方向に回転することにより、図の手前から奥方面に攪拌されながら搬送され、奥側端部で第１攪拌搬送部材１０から第２攪拌搬送部材１１に送られる。そして、第２攪拌搬送部材１１が図中の矢印方向に回転することにより、トナーＴは図の奥側から手前方向に攪拌されながら搬送され、その間に、磁石９ｂの磁力を受けて現像スリーブ９の周面（搬送面）に適宜付着する構成となっている。
【００２２】
現像スリーブ９の周面に付着したトナーＴは、現像スリーブ９による時計回りの回転によって感光体ドラム１の対向位置（現像部）へと搬送される。又、この際に、現像スリーブ９から所定距離離れて配設された現像ブレード１２によって、現像スリーブ９が現像部に担持搬送するトナー層の厚みが規制され、現像部に搬送されるトナー量が制御される。
【００２３】
尚、感光体（静電潜像担持体）上の静電潜像を現像する方法は正現像法および反転現像法のいすれでも良く、又、現像方式としてはトナー薄層と感光体が接触する接触現像方式および両者が接触しないジャンピング現像方式のいずれでも良いが、カブリを抑制する観点からは反転現像法・ジャンピング現像方式の組み合わせが推奨される。この場合、感光体をトナーと同極性に帯電させ、潜像部分の電荷を露光により除去する。そして、現像部において現像スリーブと感光体との間に、現像バイアスとして直流に交流を重畳した交互電圧を印可することにより、現像スリーブ上のトナーを感光体上の電荷の除去された静電潜像に転移させ、当該トナーを静電潜像に付着させてトナー像として可視化する。
【００２４】
又、ここで使用できる感光体の材料に限定はなく、従来から公知のものが使用できる。例えば、非晶質シリコン系感光体、有機系感光体、Ｓｅ系感光体、ＺｎＯ感光体、ＣｄＳ系感光体などの感光体を使用することができる。又、本実施形態においては、ドラム状の感光体、即ち、感光体ドラム１を使用しているが、感光体の形状にも限定はなく、上記ドラム状以外の公知の形状を用いることができる。例えば、シート状、ベルト状、ウェブ状などの形状が挙げられる。
【００２５】
又、図３に示す様に、内周面１５にＮＳ極を多磁極に着磁した磁気シール部材１４が現像スリーブ９の両端部に配設されている。これらの磁気シール部材１４には、例えば、磁束密度が４００〜５００Ｇ（ガウス）に着磁された異方性のゴム磁石や、ネオジウム系の磁石が使用される。この磁気シール部材１４は、図２に示す様に、現像スリーブ９と非接触の状態、即ち、当該現像スリーブ９の外周面（又は、スリーブ９ａの外周面）と所定の距離ｄ隔てた状態で現像スリーブ９の両端部に配設されるとともに、現像スリーブ９を介して感光体ドラム１と反対側に配設されている。尚、当該磁気シール部材１４は、現像ハウジング１３に取り付けられいる。
【００２６】
ここで、本実施形態においては、図３〜図５に示す様に、磁気シール部材１４の内周面１５（即ち、現像スリーブ９に対向する面）に、３つのＮ極Ｎ_ａ、Ｎ_ｂ、Ｎ_ｃと２つのＳ極Ｓ_ａ、Ｓ_ｂが、現像スリーブ９の長手方向（又は、軸方向）Ｘに対して略垂直に着磁されている。尚、これら３つのＮ極Ｎ_ａ、Ｎ_ｂ、Ｎ_ｃ、及び２つのＳ極Ｓ_ａ、Ｓ_ｂにおいて、隣接する磁極は、所定の間隔ｗにより、内周面１５に着磁されている。ここで、所定の間隔ｗとは、隣接する磁極の中心線Ｃのピッチ間隔を言い（図５参照）、当該間隔ｗを狭くすると、内周面１５に着磁可能な磁極数が増すため、現像スリーブ９の表面に対向する位置における磁気シール部材１４の磁力（又は、磁束密度）が増し、より良好なシール性を発揮することができるようになる。
【００２７】
即ち、本実施形態においては、上記構成により、隣接する磁極の間隔ｗを狭くすることにより、現像スリーブ９の表面に対向する内周面１５に着磁可能な磁極数を増やすことが可能になる。従って、現像スリーブ９の表面に対向する位置における磁気シール部材１４の磁力（又は、磁束密度）が増し、従来の磁気シール部材と比較して小さな磁束密度（４００〜５００Ｇ）に着磁されたゴム磁石を使用することが可能になるとともに、この様に磁力が小さいゴム磁石により良好なシール性を発揮することができるようになる。又、低コストなゴム磁石を使用することにより、磁気シール部材１４のコストを低減させることが可能になる。
【００２８】
尚、この様な良好なシール性を発揮するためには、上記所定の間隔ｗを１〜５ｍｍとするのが好ましく、本実施形態においては、上述のごとく、磁束密度を４００〜５００Ｇ（ガウス）に設定すべく、当該所定の間隔ｗを２ｍｍとしている。
【００２９】
この様に、磁気シール部材１４に着磁された各磁極を現像スリーブ９の長手方向Ｘに対して略垂直に着磁した場合、磁気シール部材１４の内周面１５上における磁力線は、図７に示すＮ−Ｓ順磁界に従って形成され、磁性トナーＴは、当該磁力線に沿って、図８に示す様に２つのＳ極Ｓ_ａ、Ｓ_ｂ面上に配列されることになる。
【００３０】
又、複数の磁極を有する磁石９ｂの回転により、例えば、図６に示す様に、上記複数の磁極が着磁された磁気シール部材１４の内周面１５に磁石９ｂが有するＮ極（図６においてはＮ_１極）が対向した場合であっても、上述のごとく３つのＮ極Ｎ_ａ、Ｎ_ｂ、Ｎ_ｃと２つのＳ極Ｓ_ａ、Ｓ_ｂが、現像スリーブ９の長手方向Ｘに対して略垂直に着磁されているため、前述の従来技術とは異なり、上記磁気シール部材１４の内周面１５に対向する磁石９ｂの磁極と同一極性を有する磁極（即ち、Ｎ極）が平行に対向することがなくなる。従って、磁気シール部材１４と現像スリーブ９との対向磁極による磁力線は、図６に示す様に、Ｎ−Ｓ順磁界に従って形成され、Ｎ−Ｎ反発磁界が形成されることないため、磁気シールの磁力線が現像スリーブ９の長手方向Ｘ（又は、軸方向）に曲がることがなくなり、結果として、現像剤の現像スリーブ９の端部方向へのすり抜けを防止できるとともに、良好なシール性を発揮することが可能になる。
【００３１】
又、本実施形態においては、上述のごとく、磁気シール部材１４の内周面１５に対向する磁石９ｂの磁極と同一極性を有する磁極が平行に対向することがなくなるため、磁気シール部材１４と現像スリーブ９との対向磁極による磁力線において、反発磁界が形成されなくなる。従って、磁気シール部材１４の端部に別途磁性部材を設ける必要がなくなり、結果として、磁気シール部材１４の製造工程が容易になるとともに、コストを低減することが可能になる。又、磁気シール部材１４と磁性部材の境界部における強い磁力が不要になるため、磁気シール部材のコストを更に低減することが可能になる。
【００３２】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各部の構造、形状等を適宜変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００３３】
例えば、上記実施形態においては、磁気シール部材１４の内周面１５に３つのＮ極Ｎ_ａ、Ｎ_ｂ、Ｎ_ｃと２つのＳ極Ｓ_ａ、Ｓ_ｂを着磁する構成としたが、当該内周面１５上に複数のＮ極と複数のＳ極を交互に着磁する構成であれば、Ｎ極とＳ極の個数には特に制限はない。例えば、５つのＮ極と５つのＳ極を所定の間隔ｗで交互に着磁する構成としても良い。
【００３４】
又、上記実施形態においては、現像剤として磁性トナーから成る一成分系磁性現像剤を使用する構成としたが、本発明は、例えば、現像剤として磁性キャリアとトナーを混合して成る二成分系磁性現像剤を使用する場合においても適用可能であることは言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明した様に、本発明においては、複数の磁極が磁気シール部材の内周面（即ち、現像スリーブに対向する面）に、現像スリーブの長手方向に対して略垂直に着磁されているため、これら複数の磁極において、磁気シール部材の内周面に対向する磁石の磁極と同一極性を有する磁極が平行に対向することがなくなる。従って、現像剤の現像スリーブの端部方向へのすり抜けを防止できるとともに、良好なシール性を発揮することができる。又、磁気シール部材の端部に別途磁性部材を設ける必要がないため、磁気シール部材の製造工程が容易になるとともに、コストを低減することが可能になる。又、磁気シール部材と磁性部材の境界部における強い磁力が不要になるため、磁気シール部材のコストを更に低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置本体の主要部の構成を示す正面図である。
【図２】は、本発明の実施形態に係る現像装置の断面図である。
【図３】は、本発明の実施形態に係る現像装置におけるシール構成を説明するための斜視図である。
【図４】は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁気シール部材の斜視図である。
【図５】は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁気シール部材の正面図である。
【図６】は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁気シール部材と現像スリーブとの対向磁極による磁力線を説明するための斜視図である。
【図７】は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁気シール部材の内周面上における磁力線を説明するための正面図である。
【図８】は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁性トナーの配列を説明するための正面図である。
【図９】は、従来に係る現像装置におけるＮ−Ｎ反発磁界を形成している場合の磁力線を説明するための図である。
【図１０】は、従来に係る現像装置における磁気シール部材の斜視図である。
【符号の説明】
１感光体ドラム
２帯電装置
３現像装置
４転写装置
５分離装置
６クリーニング装置
７露光装置
８用紙供給経路
９現像スリーブ
９ａスリーブ
９ｂ磁石
１０第１攪拌搬送部材
１１第２攪拌搬送部材
１２現像ブレード
１３現像ハウジング
１３ａ開口部
１４磁気シール部材
１５内周面

Claims

現像剤が充填された現像剤容器と、磁石を内蔵するとともに、前記現像剤容器の開口部に回転自在に取り付けられ、感光体上に形成された静電潜像に前記現像剤を搬送する現像スリーブと、内周面にＮＳ極が多磁極に着磁されるとともに、前記現像スリーブの外周面と所定の距離隔てた状態で前記現像スリーブの両端部に配設された磁気シール部材とを有する現像装置において、
前記内周面に多磁極に着磁されたＮＳ極が、前記現像スリーブの長手方向に対して略垂直に着磁されていることを特徴とする現像装置。
前記現像剤は、磁性トナーから成る一成分系磁性現像剤であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記多磁極に着磁されたＮＳ極において、隣接する磁極が所定の間隔により前記内周面に着磁されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
前記所定の間隔が１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
前記磁気シール部材は、ゴム磁石であることを特徴とする請求項４に記載の現像蔵置。
前記磁気シール部材は、前記現像スリーブを介して前記感光体と反対側に配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。