JP2006259085A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤の漏出を抑制する工夫が図られた現像装置、および、この現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 外周面に磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を担持して回転する現像スリーブと、該現像スリーブに挿入され現像スリーブの外周面に磁性キャリアを引き寄せる磁界を発生させる固定マグネットと、現像スリーブの両端それぞれで該外周面との間隔を保って該外周面に対向した磁性部材とを備えた現像装置において、現像スリーブが、両端それぞれに形成された相対的に表面が平滑な平滑領域と、平滑領域を結ぶ、相対的に表面が粗い粗面領域とを有するものであり、磁性部材が、平滑領域に対向するものであり、固定マグネットは、該固定マグネットの端部が磁性部材が設けられた位置よりも現像スリーブの縁側に突出したものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を担持して回転する現像スリーブと、該現像スリーブに挿入された固定マグネットとを有し、像担持体に形成された静電潜像を現像剤中のトナーによって現像する現像装置、および、この現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、複写機やプリンタなどの画像形成装置には、静電潜像を担持する像担持体に対向して配備され、外周面に磁性キャリアとこの磁性キャリアに吸着するトナーとを含む現像剤を担持して回転する現像スリーブと、この現像スリーブに挿入され、かつこの現像スリーブの軸方向に延在して現像スリーブの外周面に磁性キャリアを引きよせる磁界を発生する固定マグネットとを備え、現像スリーブの外周面に担持した現像剤を像担持体との間に形成した現像領域に搬送し、搬送した現像剤中のトナーによって静電潜像を現像する現像装置を備えたものがある。現像スリーブの外周面は、現像剤を担持しやすいように粗面加工が施されている。

このような現像装置では、現像スリーブの外周面に担持した現像剤のうちのトナーを像担持体側に移行させるために、この現像ロールの上記現像領域側は、現像装置のハウジングから露出した状態となっている。

ところで、現像スリーブによる現像剤の担持は、静電的にトナーが吸着した磁性キャリアが固定マグネットから発生する磁界によって現像スリーブの外周面に引きつけられることでなされている。

しかしながら、固定マグネットの両縁では磁力が低下することから、現像スリーブの外周面両端において磁性キャリアを引きつけておく力は弱く、そのため、現像スリーブ表面に担持されていた現像剤が徐々に現像スリーブの両端から現像装置外に漏出し、これにより、画像形成装置内が汚れたり、中間転写ベルトや記録媒体上にトナーが落下して画像品質の低下を引き起こすといった事態が報告されている。

そこで、現像スリーブの両端をシール部材でシールすることで現像スリーブ両端からの現像剤の漏出を抑える提案がなされている（特許文献１参照）。

しかし、この提案では、現像スリーブの両端がシール部材と接触するため、シール部材が削れ、異物として現像剤中に混入してしまい画像品質に悪影響を与えるおそれがある。

これに対し、現像スリーブの、固定マグネットの端縁の位置に相当する軸方向両端部それぞれに、現像スリーブの外周面との間隔を保って外周面に対向する磁性部材を配備する提案がなされている（特許文献２参照）。

この提案によれば、固定マグネットの端縁それぞれにおける磁界は、配備した磁性部材に向かうため、現像スリーブ外周面の、粗面加工が施された端部に担持された現像剤が磁性部材側に引きつけられて穂立ちした状態になり、この状態の現像剤を遮蔽壁として作用させ、現像スリーブの両端から現像装置外への現像剤の漏出の抑制を期待している。
特開２００１−１３４０８６号公報 特開平５−４０４０２号公報

しかし、上記提案では、現像スリーブの外周面に穂立ちした状態の現像剤が、現像スリーブの回転によって磁性部材の端部に衝突すると、穂立ちした現像剤がこの衝突により現像スリーブから離れ、現像装置のハウジングと磁性部材との隙間に溜まる。ハウジングと磁性部材との隙間に溜まった現像剤がオーバーフローすると、やはり中間転写ベルト上や記録媒体上にトナーが落下してしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、現像剤の漏出を抑制する工夫が図られた現像装置、および、この現像装置を備えた画像形成装置を提供すること目的とする。

上記目的を達成するための本発明の現像装置は、
静電潜像を担持する像担持体に対向して配備され、外周面に磁性キャリアとこの磁性キャリアに吸着するトナーとを含む現像剤を担持して回転する現像スリーブと、この現像スリーブに装入されこの現像スリーブの軸方向に延在しこの現像スリーブの外周面に上記磁性キャリアを引き寄せる磁界を発生させる固定マグネットと、この現像スリーブの、この軸方向両端それぞれで、この外周面との間隔を保ってこの外周面に対向した磁性部材とを備え、この像担持体に形成された静電潜像を、この外周面に担持した現像剤中のトナーによって現像する現像装置において、
上記現像スリーブが、上記外周面の上記軸方向両端それぞれに形成されこの現像スリーブの周方向に周回した相対的に表面が平滑な平滑領域と、この外周面に形成され、この外周面のこの軸方向両端それぞれに形成された平滑領域を結ぶ、この周方向に周回した相対的に表面が粗い粗面領域とを有するものであり、
上記磁性部材が、上記平滑領域に対向するものであり、
上記固定マグネットは、この固定マグネットの端部が、上記軸方向に関し、上記磁性部材が設けられた位置よりも上記現像スリーブの縁側に突出したものであることを特徴とする。

本発明の現像装置では、固定マグネットの端縁を、磁性部材が設けられた位置よりも現像スリーブの縁側に突出させることで、固定マグネットの両端部と磁性部材との間に発生する磁界を従来よりも強力にし、固定マグネットと磁性部材都の間に形成する穂立ちを強固なものとすることで、現像スリーブの平滑領域と磁性部材の間をすり抜けることによる現像剤の流出を抑制すると共に、磁性部材を平滑領域に対向させて配備することで、固定マグネットの磁界によって現像剤は平滑領域に引きつけられてはいるものの、現像スリーブの回転には追随しない、すなわち、平滑領域上の現像剤をスリップさせた状態とすることで、従来のように現像スリーブの回転に追随して現像剤も回転する場合と比べ、磁性部材の端部への現像剤の衝突を和らげることができ、これにより、トナーを吸着した磁性キャリアを平滑領域に滞留させることができる。したがって、本発明の現像装置によれば、現像剤の漏出を抑制することができる。

ここで、磁性キャリアと球形トナーとを含む現像剤を収容した現像剤収容部を備え、上記現像スリーブが、外周面に上記現像剤収容部に収容された現像剤を担持するものであってもよい。

また、上記固定マグネットの磁界によって引き寄せられた磁性キャリアを上記現像スリーブの平滑領域に滞留させる空間を確保してこの平滑領域に対向する対向面を有するハウジングを備えることが好ましい。

このようにすると、平滑領域により多くの現像剤を滞留させることができる。

ここで、上記現像スリーブは、上記平滑領域として表面粗さが１０μｍ未満の領域を有するものであることも好ましい態様である。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
静電潜像が形成される像担持体に対向して配備され、この像担持体に形成された静電潜像を磁性キャリアとこの磁性キャリアに吸着するトナーとを含む現像剤中のトナーによって現像する現像装置を備え、この像担持体に形成された静電潜像をこの現像装置を用いて現像することでこの像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を最終的に所定の記録媒体上に転写および定着することによりこの記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記現像装置が、
上記像担持体に対向して配備され、外周面に上記現像剤を担持して回転する現像スリーブと、
上記現像スリーブに装入されこの現像スリーブの軸方向に延在しこの現像スリーブの外周面に上記磁性キャリアを引き寄せる磁界を発生させる固定マグネットと、
上記現像スリーブの、上記軸方向両端それぞれで、上記外周面との間隔を保ってこの外周面に対向した磁性部材とを備え、上記像担持体に形成された静電潜像を、上記外周面に担持した現像剤中のトナーによって現像する現像装置において
上記現像スリーブが、上記外周面の上記軸方向両端それぞれに形成されこの現像スリーブの周方向に周回した相対的に表面が平滑な平滑領域と、この外周面に形成され、この外周面のこの軸方向両端それぞれに形成された平滑領域を結ぶ、この周方向に周回した相対的に表面が粗い粗面領域とを有するものであり、
上記磁性部材が、上記平滑領域に対向するものであり、
上記固定マグネットは、この固定マグネットの端部が、上記軸方向に関し、上記磁性部材が設けられた位置よりも上記現像スリーブの縁側に突出したものであることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の漏出を抑制することができる現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の現像装置の一実施形態を備えた、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの主要部の概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態のプリンタ１には、４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが備えられており、各画像形成部には、それぞれ、感光体ロール６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、露光器３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、現像ロール４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、および、一次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが備えられている。尚、このプリンタ１は、フルカラーの印刷が可能となっており、上記の各構成要素の末尾に付された符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。

また、このプリンタ１には、中間転写ベルト３０、二次転写ロール３１、定着器３２、テンションローラ３３、および制御部４０も備えられている。

このプリンタ１の基本的な画像形成動作について説明する。

先ず、イエローの画像形成部１Ｙによるトナー像形成が開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール６Ｙ表面に、接触式の帯電器２Ｙにより所定の電荷が付与される。次に、露光器３Ｙにより感光体ロール６Ｙ表面にイエロー画像に相当する露光光が照射され潜像が形成される。その潜像は現像ロール４Ｙによりイエローのトナーで現像されて感光体ロール６Ｙ上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写ロール５Ｙにより中間転写ベルト３０に転写される。

中間転写ベルト３０は矢印Ｂ方向に循環移動しており、中間転写ベルト３０上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部１Ｍの一次転写ロール５Ｍに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写ロール５Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成部１Ｍによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写ロール５Ｍにおいて中間転写ベルト３０上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。

続いて、シアンおよび黒の画像形成部１Ｃ、１Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写ロール５Ｃ、５Ｋにおいて中間転写ベルト３０のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。

こうして、中間転写ベルト３０上に転写された多色トナー像は、二次転写ロール３１により用紙２００上に二次転写され、多色トナー像は用紙２００とともに矢印Ｃ方向に搬送され、定着器３２により用紙２００上に定着されることによりカラー画像が形成される。尚、以下では、ＹＭＣＫの各色の画像形成部の機能は同じであることからＹ（イエロー）色の画像形成部を代表的に取りあげて説明する。

図２は、図１に示す現像ロールを構成要素とする現像部の概略構成図である。

図２に示す現像部１０Ｙは、ハウジング４４Ｙ、このハウジング４４Ｙに回転軸が軸支された現像ロール４Ｙ、感光体ロール６Ｙと現像ロール４Ｙとの間に形成された現像領域３００に現像剤を搬送する前に層厚を規制する層厚規制部材４５Ｙ、現像ロール４Ｙの軸方向の両端部それぞれの外周面に対向して配備された磁性部材であるステンレス４２Ｙ、および、ハウジング内の現像剤を撹拌すると共に、現像剤を現像ロール側に供給するアジテータ４３Ｙで構成されている。

ハウジング４４Ｙには、現像ロール４Ｙがその外周面に担持する、磁性キャリアと球形重合トナーとを含む現像剤を収容した現像剤収容領域４４２Ｙ、および、ハウジング４４Ｙとステンレス４２Ｙとの間に隙間４４１Ｙが確保されている。

図３は、図２に示す現像ロールを感光体側から見た場合の図である。

図３には、現像ロール４Ｙを構成する、現像剤を担持して回転する現像スリーブ４０Ｙと、この現像スリーブ４０Ｙに挿入され、この現像スリーブ４０Ｙの軸方向に延在し、この現像スリーブ４０Ｙの外周面に磁性キャリアを引き寄せる磁界を発生させる固定マグネット４１Ｙとが示されている。現像スリーブ４０Ｙの外周面では、固定マグネット４１Ｙからの磁界により現像剤が担持されると、静電的にトナーを吸着した磁性キャリアが穂立ち状に担持される。

また、図３に示す現像スリーブ４０は、現像スリーブ４０の外周面の軸方向両端部それぞれに形成され、この現像スリーブ４０の周方向に周回した相対的に表面が平滑な平滑領域４０２Yと、該外周面に形成され、平滑領域４０２Ｙを結ぶ、該周方向に周回した相対的に表面が粗い粗面領域４０１Ｙとを有する。この平滑領域４０２Yは、表面粗さが１０μｍ未満の領域である。

固定マグネット４１Ｙは、固定マグネット４１Ｙの端縁が、現像スリーブ４０Ｙの軸方向に関し、ステンレス４２Ｙが設けられた位置よりも現像スリーブ４０Ｙの縁側に突出している。

図４は、現像ロールをアジテータ側から見た場合を示す図である。

図４には、現像ロール４Ｙの現像スリーブ４０Ｙの平滑領域４０２Ｙに対向してステンレス４２Ｙが配備されている様子が示されている。なお、図４に示す固定マグネット４１Ｙの、ハウジング４４Ｙの側面との係合部４１１Ｙである。

図５は、図３に示す、現像部のＥ−Ｅ断面図である。

図５（ａ）には、本実施形態の現像部１０Ｙの一部が拡大されて示されており、図５（ｂ）には、比較として従来の現像部の、図５（ａ）に示す部分に対応する部分が示されている。

図６は、図５（ａ）に示すＦ−Ｆ断面の一部を示す図、および、図５（ｂ）に示すＧ−Ｇ断面の一部を示す図である。以下、図５および図６を参照しながら現像部１０Ｙについて説明する。

図５（ａ）および図６（ａ）に示す、本実施形態の現像部１０Ｙでは、固定マグネット４１Ｙの両端縁を、ステンレス４２Ｙが設けられた位置よりも現像スリーブ４０Ｙの縁側に突出させることで、固定マグネット４１Ｙの端縁とステンレス４２Ｙとの間に発生する磁界を従来よりも強力にし、固定マグネット４１Ｙとステンレス４２Ｙとの間に形成する磁性キャリアの穂立ちを強固なものとすることで、現像スリーブ４０Ｙの平滑領域４０２Ｙとステンレス４２Ｙの間をすり抜けることによる現像剤の流出を抑制すると共に、ステンレス４２Ｙを平滑領域４０２Ｙに対向させて配備することで、固定マグネット４１Ｙの磁界によって現像剤は平滑領域４０２Ｙに引きつけられてはいるものの、現像スリーブ４０Ｙの回転には追随しない、すなわち、平滑領域上の現像剤をスリップさせてその場に滞留させたままの状態とすることで、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示す従来のように現像スリーブ４０Ｙの回転に追随して現像剤も回転する場合と比べ、ステンレス４２Ｙの端部４２１Ｙへの現像剤の衝突を和らげることができる。これにより、トナーを吸着した磁性キャリアを平滑領域４０２Ｙに滞留させることができる。したがって、本実施形態のプリンタ１によれば、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示す従来のように、現像スリーブ４０Ｙの回転に追随して現像剤も回転するために、追随した現像剤がステンレス４２Ｙの端部４２１Ｙに衝突して現像スリーブ４０Ｙから離れて上記隙間に溜まり、オーバーフローしてしまうことによる現像剤の漏出を抑制することができる。

また、本実施形態の現像部１０Ｙでは、図５に示すように、従来に比べ上記隙間４４１Ｙを大きくすることで、現像剤の滞留空間を確保しているが、本発明では、この隙間４４１Ｙがこのように確保されておらず従来と同様のものであっても、また、トナーが球形重合以外の、例えば、粉砕方法により得られたトナーであっても、さらには、相対的に表面が平滑な平滑領域であれば、表面粗さが１０μｍ未満でなくても、基本的な効果が減却されるものではない。

本発明の現像装置の一実施形態を備えた、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの主要部の概略構成図である。 図１に示す現像ロールを構成要素とする現像部の概略構成図である。 図２に示す現像ロールを感光体側から見た場合の図である。 現像ロールをアジテータ側から見た場合を示す図である。 図３に示す、現像部のＥ−Ｅ断面図である。 図５（ａ）に示すＦ−Ｆ断面の一部を示す図、および、図５（ｂ）に示すＧ−Ｇ断面の一部を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 画像形成部
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電部
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 露光部
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像ロール
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 一次転写ロール
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 感光体ロール
１０Ｙ 現像部
３０ 中間転写ベルト
３１ 二次転写ロール
３２ 定着器
３３ テンションローラ
４０ 制御部
４０Ｙ 現像スリーブ
４０１Ｙ 粗面領域
４０２Ｙ 平滑領域
４１Ｙ 固定マグネット
４１１Ｙ 係合部
４２Ｙ ステンレス
４３Ｙ アジテータ
４４Ｙ ハウジング
４４１Ｙ 隙間
４４２Ｙ 現像剤収容領域
４５Ｙ 層厚規制部材
２００ 用紙
３００ 現像領域

Claims (5)

1. 静電潜像を担持する像担持体に対向して配備され、外周面に磁性キャリアと該磁性キャリアに吸着するトナーとを含む現像剤を担持して回転する現像スリーブと、該現像スリーブに挿入され該現像スリーブの軸方向に延在し該現像スリーブの外周面に前記磁性キャリアを引き寄せる磁界を発生させる固定マグネットと、該現像スリーブの、該軸方向両端それぞれで、該外周面との間隔を保って該外周面に対向した磁性部材とを備え、該像担持体に形成された静電潜像を、該外周面に担持した現像剤中のトナーによって現像する現像装置において、
   前記現像スリーブが、前記外周面の前記軸方向両端それぞれに形成されこの現像スリーブの周方向に周回した相対的に表面が平滑な平滑領域と、該外周面に形成され、該外周面の該軸方向両端それぞれに形成された平滑領域を結ぶ、該周方向に周回した相対的に表面が粗い粗面領域とを有するものであり、
   前記磁性部材が、前記平滑領域に対向するものであり、
   前記固定マグネットは、該固定マグネットの端部が、前記軸方向に関し、前記磁性部材が設けられた位置よりも前記現像スリーブの縁側に突出したものであることを特徴とする現像装置。
2. 磁性キャリアと球形トナーとを含む現像剤を収容した現像剤収容部を備え、
   前記現像スリーブが、外周面に前記現像剤収容部に収容された現像剤を担持するものであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記固定マグネットの磁界によって引き寄せられた磁性キャリアを前記現像スリーブの平滑領域に滞留させる空間を確保して該平滑領域に対向する対向面を有するハウジングを備えたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 前記現像スリーブは、前記平滑領域として表面粗さが１０μｍ未満の領域を有するものであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
5. 静電潜像が形成される像担持体に対向して配備され、該像担持体に形成された静電潜像を磁性キャリアと該磁性キャリアに吸着するトナーとを含む現像剤中のトナーによって現像する現像装置を備え、該像担持体に形成された静電潜像を該現像装置を用いて現像することで該像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に所定の記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
   前記現像装置が、
   前記像担持体に対向して配備され、外周面に前記現像剤を担持して回転する現像スリーブと、
   前記現像スリーブに挿入され該現像スリーブの軸方向に延在し該現像スリーブの外周面に前記磁性キャリアを引き寄せる磁界を発生させる固定マグネットと、
   前記現像スリーブの、前記軸方向両端それぞれで、前記外周面との間隔を保って該外周面に対向した磁性部材とを備え、前記像担持体に形成された静電潜像を、前記外周面に担持した現像剤中のトナーによって現像する現像装置において、
   前記現像スリーブが、前記外周面の前記軸方向両端それぞれに形成されこの現像スリーブの周方向に周回した相対的に表面が平滑な平滑領域と、該外周面に形成され、該外周面の該軸方向両端それぞれに形成された平滑領域を結ぶ、該周方向に周回した相対的に表面が粗い粗面領域とを有するものであり、
   前記磁性部材が、前記平滑領域に対向するものであり、
   前記固定マグネットは、該固定マグネットの端部が、前記軸方向に関し、前記磁性部材が設けられた位置よりも前記現像スリーブの縁側に突出したものであることを特徴とする画像形成装置。

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