JP2006126624A - 現像装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速化に対応した画像形成装置においても、トナー漏れを効果的に防止できるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することができる現像装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】現像装置は、回転自在に軸支された非磁性の現像スリーブ２６を有する現像ローラ２７と、現像スリーブ２６の長手方向Ｘ端部に配設された磁性体シール部材２９とを備えている。そして、磁性体シール部材２９の内周面２９ａに、トナーを現像領域側へ導くための溝部２９ｂが設けられるとともに、内周面２９ａの外側端部２９ｃに段差部３０が設けられている。従って、現像領域外へ漏れようとするトナーを現像領域側へ導くことが可能になるとともに、トナーが現像領域外へ流出するのを効果的に防止することが可能になる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、磁性トナー（以下、「トナー」と言う場合がある。）を用いて電子写真現像法により現像を行う現像装置に係り、特に、現像領域外への磁性トナーの飛散を防止する現像装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

一般に、電子写真現像法のプリンタやファクシミリ、複写機などの画像形成装置には、原稿の画像データに基づく静電潜像が形成された感光体の表面にトナー像を形成するために、現像剤を収容する現像装置が設けられている。

又、従来、この様な現像装置においては、現像領域外へトナーが流出するのを防止するためのシール部材が設けられている。当該シール部材としては、例えば、磁性体により構成された磁性体シール部材が利用されており、現像ローラの長手方向の両端部に、現像スリーブの外周面に対して一定の間隔をもって磁性体シール部材を配設し、トナーの流出を防止することが一般に行われている。より具体的には、固定マグネットの磁力により現像スリーブ上に担持された磁性トナーを、固定マグネットの端部と磁性体シール部材との隙間に形成される磁界によって拘束する。そして、現像スリーブと磁性体シール部材との隙間に磁性トナーの穂立ちによる磁気ブラシを形成させることにより、流出しようとする磁性トナーを阻止してシール作用を行う構成となっている。

しかし、当該磁性体シール部材のシール性能は十分とは言えず、例えば、現像装置が画像形成装置に着脱自在となるカートリッジ式の場合には、着脱操作時の振動や衝撃によってトナー漏れが起き易く、磁性体シール部材だけでは、十分なシール性能が発揮できないという問題があった。

そこで、現像ローラの長手方向の両端部に一定の間隔をもって磁性体シール部材を配設するとともに、当該磁性体シール部材の内周面に溝部を設ける現像装置が提案されている。この溝部は、磁性トナーを現像容器の現像領域側へ導く方向に形成されており、当該溝部を設けることにより、トナー拘束力の強い磁気ブラシを形成し、トナー漏れを防止するというものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１３７２７５号公報

しかし、上記従来の現像装置のごとく、磁性体シール部材の内周面に溝部を設けるだけでは、例えば、現像容器を現像スリーブに対して傾けて配置した場合や、スパイラル等のミキサにより現像容器内に収納されたトナーを攪拌する場合等のトナーの圧力が上昇する場合に、トナー飛散を効果的に防止することができないという問題があった。

又、近年、複写機などの画像形成装置においては、高速印字化を目指しており、現像スリーブの回転数の高速化が進んできている。そして、この様な高速化に対応した画像形成装置（以下、「高速機」という。）に使用される現像装置においては、磁性トナーを外部へ押し出す力が上昇する。従って、この様な高速機においては、この押し出し力が磁性体シール部材の磁気拘束力よりも大きくなると、磁性トナーが、磁性体シール部材をすり抜けて、現像領域外へ特に漏れ易くなる。

そこで、この様な高速機においても、トナー漏れを効果的に防止する必要があるが、上記従来の現像装置のごとく、磁性体シール部材の内周面に溝部を設けるだけでは、この様な高速機におけるトナー飛散を効果的に防止することができないという問題があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、高速化に対応した画像形成装置においても、トナー漏れを効果的に防止できるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することができる現像装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、複数の磁極を有する固定マグネットローラを内包するとともに、トナーを感光体の表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブからなる現像ローラと、現像スリーブの長手方向端部に現像スリーブの外周面に対して間隔を隔てて配設された磁性体シール部材と、を備え、現像スリーブの外周面と対向する磁性体シール部材の内周面に、トナーを現像領域側へ導くための溝部または凹凸部を設けるとともに、磁性体シール部材の内周面の外側端部に段差部を設けることを特徴とする。

ここで、本発明の現像装置においては、段差部は、現像ローラの長手方向において、溝部または凹凸部よりも外側に配置されているものとすることができる。又、溝部または凹凸部が複数個設けられているものとすることができる。

又、磁性体シール部材の内周面の、段差部より内側の部分の厚みが、現像ローラの長手方向の外側から内側にかけて漸増するものとすることができ、磁性体シール部材の内周面の内側端部の厚みを、外側端部の厚みと同じものとすることができる。

又、本発明の画像形成装置は、上述のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする。

本発明の現像装置によれば、現像スリーブの外周面と対向する磁性体シール部材の内周面に、トナーを現像領域側へ導くための溝部または凹凸部を設けるとともに、磁性体シール部材の内周面の外側端部に段差部を設ける構成としている。従って、現像領域外へ漏れようとするトナーを現像領域側へ導くことが可能になるとともに、外側端部と現像スリーブの外周面との間の磁気拘束力が強くなる。又、現像領域外へ流出しようとするトナーを、段差部により物理的に遮断することが可能になる。その結果、高速化に対応した画像形成装置においても、トナーが現像領域外へ流出するのを効果的に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することが可能になる。

又、段差部を、現像ローラの長手方向において、前記溝部または凹凸部よりも外側に配置する構成としている。従って、溝部または凹凸部により現像領域側へ導かれず、磁性体シール部材をすり抜けて、現像領域外へ流出しようとするトナーが、段差部により物理的に遮断される。その結果、トナーが現像領域外へ流出するのを更に効果的に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することが可能になる。又、溝部または凹凸部を複数個設ける構成としているため、現像領域外へ漏れようとするトナーを効果的に現像領域側へ導くことが可能になる。

又、磁性体シール部材の内周面の、段差部より内側の部分の厚みが、現像ローラの長手方向の外側から内側にかけて漸増する構成としている。従って、外側端部のみならず、磁性体シール部材の内側端部と、現像スリーブの外周面との距離も小さくなるため、内側端部と現像スリーブの外周面との間の磁力が大きくなり、磁気拘束力が強くなる。その結果、トナーが現像領域外へ流出するのを確実に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することが可能になる。

又、磁性体シール部材の内周面の内側端部の厚みを、外側端部の厚みと同じ構成にしている。従って、現像領域外へ流出しようとするトナーを、内側端部により物理的に遮断することが可能になる。その結果、トナーが現像領域外へ流出するのを更に確実に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することが可能になる。

又、本発明の画像形成装置によれば、上述のいずれかに記載の現像装置を備える構成としているため、上述のいずれかに記載の現像装置と同じ効果を得ることが可能になる。

以下に、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１に示す様に、この画像形成装置１は、画像形成装置本体１ａの下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方及び上方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、この画像形成部４よりも排出側に配設された定着部５と、これらの画像形成部４、及び定着部５の上方に配設された画像読取部６を備えている。

給紙部２は、用紙９が収容された複数個（本実施形態においては４個）の給紙カセット７を備えており、給紙ローラ８の回転動作により、当該複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から用紙９が用紙搬送部３側に送り出され、用紙９が１枚ずつ確実に用紙搬送部３に給紙されるように構成されている。尚、これら４つの給紙カセット７は、画像形成装置本体１ａに対し、着脱自在となるように構成されている。

用紙搬送部３に給紙された用紙９は、用紙供給経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。この画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙９に所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された像端持体である感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６、及び除電装置１７を備えている。

帯電装置１２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体１１の表面に所定電位を与えることにより、感光体１１の表面が一様に帯電させられる。そして、露光装置１３により、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、感光体１１に照射されることにより、感光体１１の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体１１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４により、上記静電潜像にトナーが付着し、感光体１１の表面にトナー像が形成され、転写装置１５により、感光体１１の表面のトナー像が、感光体１１と転写装置１５との間に供給された用紙９に転写される。

トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４から定着部５に向けて搬送される。この定着部５は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部４においてトナー像が転写された用紙９は、定着部５に設けられた加熱ローラ１８、及び当該加熱ローラ１８に押し付けられる加圧ローラ１９によって挟まれるとともに加熱され、用紙９上にトナー像が定着される。次いで、画像形成部４から定着部５において画像形成がなされた用紙９は、排出ローラ対２０によって排出トレイ２１上に排出される。一方、上記転写後、感光体１１の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置１６により除去され、感光体１１の表面の残留電荷は、除電装置１７により除去される。そして、感光体１１は帯電装置１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。

次に、図面を参照して現像装置について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像装置を示す断面図であり、図３は、図２に示す現像装置に設けられた現像ローラを感光体側から見た場合の正面図である。

図２に示す様に、本実施形態に係る現像装置１４は、トナーを収納する現像容器２２、当該現像容器２２内に配設された一対のミキサ２３、２４を備えている。又、現像容器２２のドラム開口側に配設され、複数の磁極を有する固定マグネットローラ２５と、当該固定マグネットローラ２５を内包するとともに、収納されたトナーを感光体１１の表面上に導くために回転自在に軸支された非磁性の現像スリーブ２６からなる現像ローラ（又は、トナー担持ローラ）２７を備えている。更に、板状の磁性体により構成され、現像スリーブ２６の近傍に配設されるとともに、当該現像スリーブ２６上面に向け垂下する磁性ブレード２８と、現像ローラ２７の長手方向（図３に示した矢印Ｘの方向）端部に配設された磁性体シール部材２９と、現像ローラ２７と感光体１１間に印加される現像バイアス４０を備えている。

ミキサ２３上方の現像容器２２の上面にはトナー補給孔Ｈが開口されており、不図示のトナーカートリッジによりのトナーが投入可能となるように構成されている。投入されたトナーは、一対のミキサ２３、２４により十分攪拌されて現像スリーブ２６に導かれる。現像スリーブ２６に導かれたトナーは、固定マグネットローラ２５の磁力を利用して現像スリーブ２６上に担持され、当該トナーは、現像スリーブ２６の近傍に配設され、トナー層厚規制部材として作用する磁性ブレード２８により厚みが規制される。その後、現像スリーブ２６上に担持されたトナーは、現像ローラ２７により、現像位置、即ち、感光体１１の表面上に導かれる。

現像スリーブ２６は所定の周速（本実施形態においては、例えば、４３０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定するが、当該現像スリーブ２６は、感光体１１の回転方向に対して、ドラム−スリーブ間において同方向に回転するように設定されている（図２参照）。又、現像スリーブ２６は感光体１１と所定の距離を隔てて配置されている。現像バイアス４０は直流成分ＤＣと交流成分ＡＣが重畳された低電界現像バイアスが印加されており、画像濃度の調整はＡＣの発振周波数をコントロールすることで行なわれる。又、非現像時においては、直流成分ＤＣを切り、交流成分ＡＣのみを印加させて逆極性トナーを除去するようにしている。

又、磁性体シール部材２９は、現像スリーブ２６の長手方向端部からトナーが漏れるのを防止するためのものであり、図３に示す様に、現像ローラ２７の長手方向Ｘの両端部に現像スリーブ２６の外周面に対して一定の間隔を隔てて配設されている。尚、当該間隔は、例えば、０．３〜１ｍｍに設定することができる。

又、この磁性体シール部材２９は、磁性体（例えば、磁石や強磁性体）により形成されており、現像スリーブ２６の端部から外側に流出するように移動するトナーは、固定マグネットローラ２５と磁性体シール部材２９との隙間に形成される磁界によって拘束される。そして、固定マグネットローラ２５の磁極と磁性体シール部材２９の磁極により形成される各磁力線に沿って、トナーの穂立ちによる磁気ブラシが形成される。そして、当該磁気ブラシが現像スリーブ２６の外周面と、磁性体シール部材２９の内周面との隙間を埋めることにより、トナーが現像領域外に流出するのを防止する構成となっている。尚、当該磁性体シール部材２９は、図２、図３に示す様に、現像スリーブ２６を介して、感光体１１とは反対側に配設されている。

かかる構成において、本実施形態においては、磁性体シール部材の形状に特徴がある。以下に図面を参照して詳細に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁性体シール部材の斜視図であり、図５は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁性体シール部材の形状を説明するための部分拡大図である。

本実施形態においては、図４に示す様に、現像スリーブ２６の外周面と対向する磁性体シール部材２９の内周面２９ａに、トナーを現像領域側へ導くための溝部２９ｂが設けられている。この溝部２９ｂを設けることにより、磁性体シール部材２９をすり抜けて、現像領域外へ漏れようとするトナーを、現像スリーブ２６の回転動作に伴って、当該溝部２９ｂにより現像領域側へ導くことが可能になる。

又、この溝部２９ｂは、図４に示す様に、複数個（本実施形態においては４個）設けられており、当該溝部２９ｂをこの様に複数設けることにより、現像領域外へ漏れようとするトナーを効果的に現像領域側へ導くことが可能になる。

しかしながら、上述のごとく、磁性体シール部材２９の内周面２９ａに溝部２９ｂを設けるだけでは、トナー飛散を効果的に防止することができないと言えるため、当該溝部２９ｂを複数個設けた場合であっても、トナー飛散を十分に防止することができない場合が起こり得る。

そこで、本実施形態においては、図４、図５に示す様に、現像スリーブ２６の外周面と対向する磁性体シール部材２９の内周面２９ａの外側端部２９ｃに段差部３０を設ける構成としている。このような構成とすることにより、段差部３０が設けられた磁性体シール部材２９の外側端部２９ｃと、現像スリーブ２６の外周面との距離が小さくなるため、外側端部２９ｃと現像スリーブ２６の外周面との間の磁力が大きくなり、磁気拘束力が強くなる。又、現像領域外へ流出しようとするトナーを、段差部３０により物理的に遮断することが可能になる。

又、特に、本実施形態においては、図４、図５に示す様に、当該段差部３０を、現像ローラ２７の長手方向Ｘにおいて、溝部２９ｂよりも外側に配置する構成としている。従って、上述の溝部２９ｂにより現像領域側へ導かれず、磁性体シール部材２９をすり抜けて、現像領域外へ流出しようとする磁性トナーが、当該段差部３０により物理的に遮断されることになる。

尚、段差部３０の厚みは、磁性トナーが磁性体シール部材２９をすり抜けて、現像領域外へ漏れるのを防止することができる範囲の値に設定すれば良く、当該段差部３０の厚みが、０．１ｍｍ以上となるように設定しておけば良い。但し、当該段差部３０の厚みがあまり大きすぎると、磁性体シール部材２９と段差部３０が接触してしまうため、本実施形態においては、例えば、当該段差部３０の厚みを０．１〜０．２ｍｍとするのが好ましい。

以上に説明した様に、本実施形態においては、現像スリーブ２６の外周面と対向する磁性体シール部材２９の内周面２９ａに、トナーを現像領域側へ導くための溝部２９ｂを設けるとともに、磁性体シール部材２９の内周面２９ａの外側端部２９ｃに段差部３０を設ける構成としている。従って、現像領域外へ漏れようとするトナーを現像領域側へ導くことが可能になるとともに、外側端部２９ｃと現像スリーブ２６の外周面との間の磁気拘束力が強くなる。又、現像領域外へ流出しようとするトナーを、段差部３０により物理的に遮断することが可能になる。その結果、高速化に対応した画像形成装置においても、トナーが現像領域外へ流出するのを効果的に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することが可能になる。

又、段差部３０を、現像ローラ２７の長手方向Ｘにおいて、溝部２９ｂよりも外側に配置する構成としている。従って、上述の溝部２９ｂにより現像領域側へ導かれず、磁性体シール部材２９をすり抜けて、現像領域外へ流出しようとするトナーが、当該段差部３０により物理的に遮断される。その結果、トナーが現像領域外へ流出するのを更に効果的に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することが可能になる。

又、磁性体シール部材２９の内周面２９ａに溝部２９ｂを複数個設ける構成としている。従って、現像領域外へ漏れようとするトナーを効果的に現像領域側へ導くことが可能になる。

尚、上記実施形態は、単なる説明例であり、本発明の範囲は、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構成物品の形状、寸法、材料等を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。

例えば、上記実施形態においては、磁性体シール部材２９の内周面２９ａに、トナーを現像領域側へ導くための溝部２９ｂを設ける構成としたが、当該溝部２９ｂの代わりに、凹凸部（不図示）を設け、当該凹凸部によりトナーを現像領域側へ導く構成としても良い。

又、図６に示す様に、磁性体シール部材２９の内周面２９ａの、段差部３０より内側の部分２９ｄの厚みＴが、現像ローラ２７の長手方向Ｘの外側から内側にかけて漸増する構成としても良い。このような構成とすることにより、上述の外側端部２９ｃのみならず、磁性体シール部材２９の内側端部２９ｅと、現像スリーブ２６の外周面との距離も小さくなるため、内側端部２９ｅと現像スリーブ２６の外周面との間の磁力が大きくなり、磁気拘束力が強くなる。従って、磁性トナーが現像領域外へ流出するのを確実に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することが可能になる。

又、この際に、内側端部２９ｅの厚みを外側端部２９ｃの厚みと同じ大きさに設定することができる。このような構成とすることにより、現像領域外へ流出しようとするトナーを、内側端部２９ｅにより物理的に遮断することが可能になる。従って、磁性トナーが現像領域外へ流出するのを更に確実に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を長期にわたって発揮することが可能になる。

又、上記実施形態においては、画像形成装置の一例として、デジタル複写機を示したが、ファクシミリやプリンタ等の他の画像形成装置であっても良いことは言うまでもない。

本発明の活用例としては、磁性トナーを用いて電子写真現像法により現像を行う現像装置に係り、特に、現像領域外への磁性トナーの飛散を防止する現像装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像装置を示す断面図である。 図２に示す現像装置に設けられた現像ローラを感光体側から見た場合の正面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置における磁性体シール部材の斜視図である。 本発明の実施形態に係る現像装置における磁性体シール部材の形状を説明するための部分拡大図である。 本発明の実施形態に係る現像装置における磁性体シール部材の変形例を説明するための部分拡大図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…給紙部、３…用紙搬送部、４…画像形成部、５…定着部、６…画像読取部、１１…感光体、１４…現像装置、２５…固定マグネットローラ、２６…現像スリーブ、２７…現像ローラ、２８…磁性ブレード、２９…磁性体シール部材、２９ａ…内周面、２９ｂ…溝部、２９ｃ…外側端部、２９ｄ…磁性体シール部材の内周面の、段差部より内側の部分、２９ｅ…内側端部、３０…段差部、Ｔ…厚み、Ｘ…現像スリーブの長手方向

Claims (6)

1. 複数の磁極を有する固定マグネットローラを内包するとともに、トナーを感光体の表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブからなる現像ローラと、前記現像スリーブの長手方向端部に前記現像スリーブの外周面に対して間隔を隔てて配設された磁性体シール部材と、を備える現像装置において、
   前記現像スリーブの外周面と対向する前記磁性体シール部材の内周面に、前記トナーを現像領域側へ導くための溝部または凹凸部を設けるとともに、前記磁性体シール部材の内周面の外側端部に段差部を設けることを特徴とする現像装置。
2. 前記段差部は、前記現像ローラの長手方向において、前記溝部または凹凸部よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記溝部または凹凸部が複数個設けら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。
4. 前記磁性体シール部材の内周面の、前記段差部より内側の部分の厚みが、前記現像ローラの長手方向の外側から内側にかけて漸増す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。
5. 前記磁性体シール部材の内周面の内側端部の厚みが、前記外側端部の厚みと同じであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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