JP2006184524A - 現像装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、固定マグネットと磁性体シール部材間の磁気拘束力を集中させ、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、複数の磁極を有する固定マグネットローラ２５を内包するとともに、回転自在に軸支された現像スリーブ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の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、固定マグネットローラ２５の両端部には、固定マグネットローラ２５の磁力を遮断するための磁気シールド部材３０が設けられている。従って、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ側に磁気拘束力を集中させることが可能になる。
【選択図】 図４

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、およ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。

また、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力によって拘束する。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（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１５４１１号公報

しかし、上記従来技術のごとく、磁性体シール部材を設けるだけでは、十分なシール性能が発揮できないという問題があった。即ち、図６に示す様に、一般に、現像ローラ５０には、現像スリーブ５１の上方より、当該現像スリーブ５１上面に向け垂下するトナー層圧規制部材（以下、「磁性ブレード」という。）５２が設けられているが、現像作業を繰り返し行うと、磁性体シール部材５３の内側端部５３ａに対向する現像スリーブ５１の外周面上におけるトナー層が厚くなるとともに、磁性ブレード５２に対するトナーの圧力が上昇するため、現像スリーブ５１の外周面上に保持された磁性トナーを現像領域外に押し出す力が作用し、当該磁性トナーが現像領域外へ流出しようとする。

また、図６に示す様に、現像スリーブ５１の長手方向Ｘにおいて、固定マグネットローラ５４の着磁端部５４ａが、磁性体シール部材５３の外側端部５３ｂの近傍に配置されている場合は、現像スリーブ５１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５３を配設すると、図６に示す様に、固定マグネットローラ５４と磁性体シール部材５３との隙間において、磁性体シール部材５３の内側端部５３ａ側のみならず、外側端部５３ｂ側にも磁力が形成される。即ち、固定マグネットローラ５４と磁性体シール部材５３との隙間において形成される磁力が、磁性体シール部材５３の内側端部５３ａに形成される磁力Ｇａと外側端部５３ｂに形成される磁力Ｇｂに分散されるため、当該内側端部５３ａ側においては、ある程度の磁力は集中しているものの、磁力Ｇａは、現像領域外への磁性トナーの流出を効果的に防止するのに十分な大きさとは言えない。

従って、上述の押し出し力により、磁性トナーが、磁性体シール部材５３をすり抜けて現像領域外へ漏れ易くなる。また、磁性体シール部材５３の外側端部５３ｂにおける磁力Ｇｂは、内側端部５３ａにおける磁力Ｇａよりも小さく、当該外側端部５３ｂ側の磁気拘束力は、内側端部５３ａ側の磁気拘束力よりも弱い。従って、磁性体シール部材５３の内側端部５３ａ側を通過し、流出しようとする磁性トナーを当該外側端部５３ｂにおいて十分に拘束することはできない。その結果、磁性体シール部材５３を設けるだけでは、十分なシール性能が発揮されず、現像領域外への磁性トナーの流出を抑制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、簡単な構成で、固定マグネットと磁性体シール部材間の磁気拘束力を集中させ、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、請求項１に記載の現像装置は、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、固定マグネットローラの両端部に、固定マグネットローラの磁力を遮断するための磁気シールド部材が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の現像装置によれば、磁性体シール部材の内側端部側に磁気拘束力を集中させることが可能になる。従って、簡単な構成で、流出しようとする磁性トナーを、磁性体シール部材の内側端部において効果的に拘束することが可能になるため、結果として、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ことになる。

また、請求項２に記載の現像装置は、請求項１に記載の現像装置において、磁気シールド部材が、現像スリーブの長手方向において、磁性体シール部材の内側端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２に記載の現像装置によれば、固定マグネットローラの両端部における、磁性体シール部材の外側端部側の磁力を遮蔽することが可能になるため、固定マグネットと磁性体シール部材との隙間に形成される磁力を磁性体シール部材の内側端部側においてのみ形成させることが可能になる。従って、磁性体シール部材の内側端部側に磁気拘束力を集中させることが可能になり、流出しようとする磁性トナーを、内側端部において効果的に拘束することが可能になるため、結果として、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ことになる。

また、請求項３に記載の現像装置は、請求項１または請求項２に記載の現像装置において、磁気シールド部材は、固定マグネットローラの両端部において、磁性体シール部材と対向する部分に設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の現像装置によれば、大幅なコストアップを行うことなく、磁性体シール部材の内側端部側に磁気拘束力を集中させることが可能になる。従って、流出しようとする磁性トナーを、磁性体シール部材の内側端部において効果的に拘束することが可能になるため、結果として、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ことになる。

また、請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項３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。
請求項４に記載の画像形成装置によれば、請求項１乃至請求項３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、請求項１乃至請求項３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。

本発明によれば、簡単な構成で、流出しようとする磁性トナーを効果的に拘束することが可能になるため、結果として、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ことになる。

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の側方およ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、および定着部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（本実施形態においては４つ）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、および除電装置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、および当該加熱ローラ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と、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。また、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（または、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、現像スリーブ２６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）。また、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。

尚、固定マグネットローラ２５の磁極配置は、図２に示す様に、現像位置付近にＮ極の現像極Ｎ１、この現像極Ｎ１に隣接した引き込み極Ｓ１、引き込み極Ｓ１に隣接してなる搬送極Ｎ２、更に、これに隣接してなる汲み上げ極Ｓ２、汲み上げ極Ｓ２に隣接してなる飛散防止極Ｎ３、および飛散防止極Ｎ３に隣接したブレード極Ｓ３が夫々配置されている。

また、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、現像スリーブ２６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、本実施形態においては、当該間隔は、０．１〜１ｍｍに設定されている。

また、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力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の表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。

以上の構成の下、本実施形態においては、固定マグネットローラ２５の磁力を遮断するための磁気シールド部材を設けている点に特徴がある。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気シールド部材の配置を説明するための部分拡大図であり、図５は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁気シールド部材の配置を説明するための側面図である。

図４に示す様に、本実施形態においては、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａに、固定マグネットローラ２５の磁力を遮断するための磁気シールド部材３０が設けられている。この磁気シールド部材３０としては、例えば、高透磁性を有するとともに加工性に優れたパーマロイにより構成された金属製の磁気シールド板、強磁性を示すとともに軟磁気特性を示すファインメット（登録商標）のような磁気シールドシート、もしくは、透磁率が高く、フレキシブルで曲げ加工による特性劣化が非常に少ないアモルファス磁気シールドテープが使用される。

また、図４に示す様に、磁気シールド部材３０は、現像スリーブ２６の長手方向において、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａよりも外側に配置されている。この様な磁気シールド部材３０を設けることにより、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａにおける、磁性体シール部材２９の外側端部２９ｂ側の磁力を遮蔽することが可能になるとともに、固定マグネットローラ２５の着磁端部２５ｂが、現像スリーブ２６の長手方向Ｘにおいて、図６に示した従来技術の場合に比し、現像領域側に移動することになる。従って、磁性体シール部材２９を設ける構成とした場合においても、固定マグネットローラ２５の磁力が磁性体シール部材２９の外側端部２９ｂへ分散するのを防止することが可能になるため、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力は、磁性体シール部材２９の外側端部２９ｂ側では形成されず、内側端部２９ａ側においてのみ形成されることになる。そうすると、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ側に磁気拘束力を集中させることが可能になるため、当該内側端部２９ａにおいて、磁性トナーの流出を効果的に防止するのに十分な大きさの磁力ｇを得ることが可能になり、結果として、流出しようとする磁性トナーを、当該内側端部２９ａにおいて効果的に拘束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できることになる。

なお、上述の作用効果は、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａを、単に短くしただけでは得ることはできない。即ち、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａにおいては、磁力勾配が形成されており、現像スリーブ２６の長手方向Ｘの内側から外側にかけて磁力が弱くなる。従って、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａを短くしても、上記磁力勾配が形成された状態で、固定マグネットローラ２５と磁性体シール部材２９間に磁力作用が生じるため、固定マグネットローラ２５と磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ間の磁力を強くすることは難しい。一方、本実施形態のごとく、現像スリーブ２６の長手方向において、磁気シールド部材３０を、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａよりも外側に配置することにより、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａにおいて磁力勾配が形成される部分（即ち、上述の、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａにおける、磁性体シール部材２９の外側端部２９ｂ側）の磁力を遮蔽することが可能になる。従って、固定マグネットローラ２５の磁力が磁性体シール部材２９の外側端部２９ｂへ分散するのを防止することが可能になるとともに、上述の磁力勾配が形成されていない状態で、固定マグネットローラ２５と磁性体シール部材２９間に磁力作用が生じることになる。従って、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力を、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ側においてのみ形成させることが可能になるとともに、固定マグネットローラ２５と磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ間の磁力を強くすることが可能になるため、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ側に磁気拘束力を集中させることが可能になる。

また、本実施形態においては、磁気シールド部材３０を設けることにより、磁性体シール部材２９の外側端部２９ｂに対して固定マグネットローラ２５の磁力が作用するのを防止することが可能になれば良い。従って、当該磁気シールド部材３０は、固定マグネットローラ２５の両両端部２５ａの全周に設ける必要はなく、図５に示す様に、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａにおいて、磁性体シール部材２９と対向する部分にのみ設ける構成とすれば良い。本構成により、大幅なコストアップを行うことなく、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。

以上に説明したように、本実施形態においては、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａに、固定マグネットローラ２５の磁力を遮断するための磁気シールド部材３０を設ける構成としている。従って、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ側に磁気拘束力を集中させることが可能になり、流出しようとする磁性トナーを、当該内側端部２９ａにおいて効果的に拘束することが可能になるため、結果として、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ことになる。

また、磁気シールド部材３０を、現像スリーブ２６の長手方向において、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａよりも外側に配置する構成としている。従って、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａにおける、磁性体シール部材２９の外側端部２９ｂ側の磁力を遮蔽することが可能になり、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力を内側端部２９ａ側においてのみ形成させることが可能になる。そうすると、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ側に磁気拘束力を集中させることが可能になり、流出しようとする磁性トナーを、当該内側端部２９ａにおいて効果的に拘束することが可能になるため、結果として、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ことになる。

また、磁気シールド部材３０を、固定マグネットローラ２５の両端部２５ａにおいて、磁性体シール部材２９と対向する部分に設ける構成としている。従って、大幅なコストアップを行うことなく、磁性体シール部材２９の内側端部２９ａ側に磁気拘束力を集中させることが可能になる。その結果、簡単な構成で、流出しようとする磁性トナーを当該内側端部５１ａにおいて、効果的に拘束することが可能になり、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ことになる。

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、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、およびこれを備えた画像形成装置が挙げられる。

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気シールド部材の配置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気シールド部材の配置を説明するための側面図である。 従来の現像装置において形成される磁力の配置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、２５ａ…固定マグネットローラの両端部、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…磁性体シール部材の内側端部、２９ｂ…磁性体シール部材の外側端部、３０…磁気シールド部材、ｇ…磁力、Ｘ…現像スリーブの長手方向

Claims (4)

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、
   前記固定マグネットローラの両端部に、前記固定マグネットローラの磁力を遮断するための磁気シールド部材が設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記磁気シールド部材が、前記現像スリーブの長手方向において、前記磁性体シール部材の内側端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. 前記磁気シールド部材は、前記固定マグネットローラの両端部において、前記磁性体シール部材と対向する部分に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. 請求項１乃至請求項３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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