JP2008116483A - 現像装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラ５１と磁気ローラ５２を備える現像装置１において、現像剤の飛散及び漏れ出しを確実に防止するとともに、現像ローラ５１に現像剤が付着して形成される画像の品質の低下を防ぐことを目的とする。
【解決手段】像担持体である感光体ドラム４０ａの側方に現像ローラ５１が配置され、現像ローラ５１の下方に現像ローラ５１と対向して磁気ローラ５２が配置される現像装置１ａにおいて、感光体ドラム４０ａと現像ローラ５１の最近接位置の下方に、カバー５７が現像ローラ５１の軸線方向にわたって設けられ、カバー５７の現像装置１ａ内部方向における面は、磁気ローラ５２にむけて、下向きの傾斜面７３となっている。これにより、現像剤が、開口部から飛散し、漏れ出すことや現像ローラ５１の周面上に形成されたトナー層に付着することがなくなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に用いられ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、電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ等）では、像担持体上に静電潜像が形成され、その像担持体にトナーが供給され、このトナーにより現像されたトナー像を用紙等に転写し定着させて画像形成が行われる。ここで、像担持体に対しトナーを供給し、像担持体上の静電潜像を現像する役割を果たすのが、現像装置である。

そして、一般に現像装置は、像担持体にトナーを供給するためローラを像担持体に対向させる。従って、ローラの一部は現像装置から露出させる必要があり、現像装置の一部は開口されている。そうすると、この開口部から、現像剤が飛散し、又は漏れ出す場合がある。現像剤が飛散等すると画像形成装置の内部を汚したり、画像形成装置内の他装置の機能に悪影響を与えたり、形成される画像の品質を低下させたりする場合がある。

そこで、現像剤の飛散や漏れ出し防止のため、一般に、この開口部にシール部材等を設けるようなことが行われている。このような現像剤が飛散することや漏れ出すことを防止する発明として、特許文献１及び特許文献２に記載されるような発明が提案されている。

特許文献１では、複数の磁極を有するマグネットと、マグネットの外周に回転可能に配置されるスリーブを有し、像担持体に現像剤を搬送する現像ロールと、現像剤の漏れ出しを防止するシール部材（シールロール）を有し、現像ロールの磁極の１つをシール部材に対向配置し、現像剤の磁気ブラシをシール部材に当接させるようにした現像装置が提案されている。このように構成することで、シールロールに捕集されたトナーを現像装置内に搬送・回収しようとしている（請求項１、段落００３９、図２等参照）。

特許文献２では、現像剤として磁性トナーを用いる電子写真式画像形成装置において、現像後画像転写前の像担持体表面に近接するケース部分に磁石を設けた画像形成装置又はプロセスカートリッジが提案されている。この磁石により飛散した磁性トナーを保持するようにしている（請求項１、請求項１０、図１参照）。
特開２００６−８４９０１ 特開２００４−７８２５７

ここで、現像装置には、主としてトナーと磁気ブラシを形成するためのキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像方式において、現像装置に磁気ローラと現像ローラの２本のローラを備えるものが存在する。この方式では、まず、磁石部材を内包した磁気ローラは、２成分現像剤を保持するとともに、キャリアによる磁気ブラシを磁気ローラ上に形成する。この磁気ブラシを現像ローラにあてることにより、トナーのみの薄層が現像ローラに形成される。そして、トナーが現像ローラから像担持体に飛翔され、静電潜像が現像される。この方式は、磁気ローラの磁気ブラシを直接像担持体に当てず現像ローラと像担持体間では１成分方式的に現像がなされ、かつ、２成分現像の特徴である安定性、高速性等を有するものであり、磁気ブラシによるはけめもなく、画像品質の向上を図ることができるという利点がある。しかし、このタイプの現像装置でも現像剤の飛散や漏れ出しを防止する必要がある。

ここで、特許文献１記載の発明は、現像装置にシールロールを配置しているが、シールロールを配置すれば当然現像装置は大型化する。又、現像ロールとシールロールの間に現像剤が溜まってしまった場合（トナー使用率の低い画像形成が続いた場合等）、確実にトナーを回収しきれないことが考えられ、現像剤が像担持体側に漏れ出す可能性があるという問題がある。

又、特許文献２記載の発明は、磁石を像担持体の近傍に設けているが、磁性を有さないトナーを使用する場合、トナーは回収できない。又、回収したトナーが溜まってしまった場合には、磁石が保持しきれず、結果としてトナーが飛散したり、漏れだしたりすることも考えられる。

即ち、特許文献１又は２記載の現像装置は、現像ローラ及び磁気ローラの２本のローラを備えた現像装置を考慮してなされたものではなく、現像ローラ及び磁気ローラを備えた現像装置に完全に適用できるものではない。更に言えば、現像剤の飛散や漏れ出しを防止策自体としても万全とは言えるものではない。

そして、上述のような現像ローラと磁気ローラを備える現像装置においては、現像ローラ上のトナーのみの薄層に現像剤中のキャリア成分が混入すると、キャリア成分が形成される画像の品質に悪影響を与えるという問題がある。しかし、特許文献１及び特許文献２記載の現像剤の飛散等を防止する方法は、この問題を考慮してなされたものではなく、全く対応できない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、現像ローラと磁気ローラを備える現像装置において、現像剤の飛散及び漏れ出しを確実に防止するとともに、現像ローラに現像剤が付着して形成される画像の品質の低下を防ぐことを目的とする。又、この現像装置を用いることで、形成される画像品質の低下がなく、装置内部が現像剤によって汚されることがない長寿命の画像形成装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、像担持体の側方に対向して配置され前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラの下方に対向して配置され、現像剤を保持し前記現像剤の成分のうちトナーのみを前記現像ローラに供給する磁気ローラとを有する現像装置において、前記像担持体と前記現像ローラの最近接位置の下方に、前記現像剤の飛散を防止するためのカバーが前記現像ローラの軸線方向にわたって設けられており、前記カバーの現像装置内部方向における面は、前記磁気ローラにむけて、下向きの傾斜面となっていることとした。

又、請求項２係る発明は、請求項１記載の現像装置において、前記磁気ローラのスリーブ内のローラ軸に１又は複数の磁石部材が設けられており、前記磁石部材は、前記磁気ローラのスリーブ内で複数の磁極が前記磁気ローラのスリーブと対向するように配されているとともに、前記磁気ローラのローラ軸に固定され、前記スリーブと対向する磁極のうちの１つは、前記カバーの前記傾斜面に向けるようにして設けられた現像剤回収用磁極であることとした。

又、請求項３に係る発明は、請求項２記載の現像装置において、前記現像剤回収用磁極は、前記現像ローラと前記磁気ローラの対向する位置にくるよう前記磁気ローラ内に設けられた主極用磁極と、前記磁気ローラ上で形成される磁気ブラシの高さを所定の高さとするために前記カバーの下端に近接して設けられた層厚規制部材よりも、前記磁気ローラの回転方向上流側に設けられた磁気ブラシを形成するための前記磁気ローラ内に設けられた穂切り用磁極との間に位置するようになっていることとした。

又、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３いずれか１項記載の現像装置において、前記カバーの上端部に、現像剤の飛散を防止するためのシート部材が設けられていることとした。

又は、請求項５に係る発明は、請求項１乃至４いずれか１項に記載の現像装置において、前記カバーには、１又は複数の穴が設けられており、前記カバーは、現像装置本体に設けられた突起に穴を嵌め込むことができ、かつ、スライドさせて装着されるようになっていることとした。

更に、請求項６に係る発明は、画像形成装置において請求項１乃至５いずれか１項に記載の現像装置を備えることとした。

請求項１記載の発明によれば、その構成上、現像剤が、現像装置において下方に収納されるので、現像剤の飛散、漏れ出しが生じにくい。更に、カバーの現像装置内部方向における面は、磁気ローラにむけて、下向きの傾斜面となっているので、カバー上に溜まろうとする主としてキャリア及びトナーからなる現像剤が、磁気ローラにむけて滑り落ちる。そして、滑り落ちた現像剤が、磁気ローラの周面上に形成される磁気ブラシに回収され、搬送される。従って、カバーと現像ローラ又は磁気ローラの間の空間に溜まった現像剤が、開口部から飛散し、漏れ出すこともなくなる。

更に、カバーと現像ローラ又は磁気ローラの間の空間に溜まった現像剤が、現像ローラの周面上に形成されたトナーのみの薄層に付着して像担持体に向けて搬送されることがなくなる。従って、像担持体上に形成された静電潜像を現像する際にキャリアが像担持体に付着する等によって生じる画像品質の低下を防ぐことができる。又、現像装置からの現像剤の飛散、漏れ出しがないから、画像形成装置内を汚すことや、画像形成装置内の他の装置に悪影響を与えない。従って、長期にわたり形成される画像の品質が安定し、画像形成装置の長寿命化につながる。

又、請求項２記載の発明によれば、磁極がカバーの傾斜面に向くようにして磁石部材が形成されているので、カバー上に溜まろうとする現像剤は、より一層磁気ローラ側に引きつけられる。従って、現像剤の回収効率が高まる。

又、請求項３記載の発明によれば、現像剤回収用磁極は、主極用磁極と、穂切り用磁極間に位置するようになっている。主極用磁極は、現像装置の機能上、現像ローラと磁気ローラ間の隙間において磁気ブラシの拘束力を高めるために必要である。又、穂切り用磁極は、キャリアを確実に立たせた上で磁気ブラシが層厚規制部材を通過するようにするために必要である。従って、主極用磁極と、穂切り用磁極の果たすべき機能を全く妨げることなく、現像剤回収用磁極を配置することができる。

又、請求項４記載の発明によれば、カバーの上端部に、現像剤の飛散を防止するためのシート部材を設けているので、現像剤の飛散、漏れ出しを更に防ぐことができる。

又、請求項５記載の発明によれば、カバーに設けられた１又は複数の穴を、現像装置本体に設けられた突起に嵌め込み、かつ、スライドさせてカバーを装着するので、ネジ止め等が不要であり、容易に、現像装置をカバーに装着できる。特に、カバーの上端部にシート部材を設けた状態でも現像装置へのカバーを容易に装着できるから、作業効率が高い。

更に、請求項６記載の発明によれば、画像形成装置は、請求項１乃至５いずれか１項に記載の現像装置を備えるので、画像形成装置内部が現像剤で汚れることがなく、長期にわたり形成される画像の品質が安定し、長寿命の画像形成装置が提供される。

以下、本発明の実施形態について図１〜４を参照しつつ説明する。まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施形態における現像装置１を備えた画像形成装置２の概略を説明する。尚、本実施形態では、電子写真方式でタンデム型のフルカラーの画像形成装置２について説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す正面から見た断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの構成を示す拡大断面図である。

画像形成装置２の全体をみると、画像形成装置２は、上ハウジング１１と下ハウジング１２を有しており、その間に連結ハウジング１３が配される。

まず、上ハウジング１１の上方に原稿自動送り装置１４が載置される。原稿自動送り装置１４は紙面の奥側を支点として開閉自在に取り付けられている。原稿自動送り装置１４は、原稿給紙トレイ１５、原稿排紙トレイ１６および原稿カバー１７を備える。原稿給紙トレイ１５は原稿搬送路１８の上流端をなし、原稿排紙トレイ１６は原稿搬送路１８の下流端をなす。又、原稿排紙トレイ１６は、原稿カバー１７上面の一部として一体に形成される。

原稿自動送り装置１４本体内の原稿搬送路１８（矢印にて図示）には、原稿搬送用のローラ対１９が複数設けられている。原稿給紙トレイ１５に画像面を上向きにセットされた原稿は、コピー開始ボタン（不図示）が押されると、前記各ローラ対１９によって原稿搬送路１８を搬送され、途中読取り部２０で上ハウジング１１に内蔵されている原稿読取部２１によって画像が読み取られる。

一方、原稿自動送り装置１４を用いず、原稿載置板２２に原稿を載置し、１枚ずつ原稿を読み取ることもできる。その場合には、原稿自動送り装置１４を持ち上げて、原稿を原稿載置板２２に載置し、原稿自動送り装置１４を閉じるという動作を経て、原稿読取部２１によって原稿が読取走査される。

そして、上ハウジング１１内に収められている原稿読取部２１は、露光ランプ２３、反射板２４、複数のミラー２５、集光レンズ２６およびイメージセンサ２７（例えばライン型のＣＣＤ）を備える。まず、露光ランプ２３からの光が原稿を露光する。そして光は、複数のミラー２５および集光レンズ２６を通じてＣＣＤに到達して電気信号となるように読み取られる。このようにして原稿の読み取りが行われる。

次に、下ハウジング１２ついてみると、図１に示すように、各画像形成部１０ａ〜１０ｄ、給紙部３０、光学ユニット３１及び定着装置３２等が内蔵されている。

本発明に係る現像装置１を備えた画像形成装置２は、ブラックの画像を形成する画像形成部１０ａと、イエローの画像を形成する画像形成部１０ｂと、シアンの画像を形成する画像形成部１０ｃと、マゼンタの画像を形成する画像形成部１０ｄを備えている。これらの４つの各画像形成部１０ａ〜１０ｄは一定の間隔をおいて一列に配置されている。この各画像形成部１０ａ〜１０ｄは、それぞれ、各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄ、各帯電ローラ４１ａ〜４１ｄ、各ドラムクリーニングローラ４２ａ〜４２ｄ、各クリーニング部材４３ａ〜４３ｄと、各転写ローラ４４ａ〜４４ｄそして、中間転写ベルト４５、現像装置１ａ〜１ｄ等を備えているが（図２参照）、この各画像形成部１０ａ〜１０ｄの詳細は後述する。

前記給紙部３０は、給紙カセット３３、給紙ローラ３４、給紙トレイ３５等からなる。下ハウジング１２の下部には、用紙を収容した給紙カセット３３が設けられる。尚、この給紙カセット３３は複数設けてもよい。用紙はこの給紙カセット３３から給紙ローラ３４により１枚ずつ用紙搬送路３７に送り出される。また、下ハウジング１２の左側下部には給紙トレイ３５が備えられ、用紙を載置しておくことで、前記と同様に用紙は給紙ローラ３４により１枚ずつ用紙搬送路３７へ送り出される。

露光手段としての光学ユニット３１は、原稿読取部２１やホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄをレーザ出力部（不図示）から出力し、各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄ表面を走査露光することにより、各帯電ローラ４１ａ〜４１ｄで帯電された各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。

又、定着装置３２は、主として加熱ローラ３９ａと加圧ローラ３９ｂとで構成されている。加熱ローラ３９ａと加圧ローラ３９ｂは圧接されていて、ニップが形成されている。加熱ローラ３９ａには、発熱体が内蔵されており、画像形成部１０により、用紙に転写されたトナー像が、加熱ローラ３９ａと加圧ローラ３９ｂとのニップを通過することで加熱・加圧される。これにより、トナーが溶融・加熱され、トナー像が用紙に定着する。

尚、ここで、図１中破線で示す矢印は用紙の搬送方向である。給紙カセット３３又は給紙トレイ３５から用紙が用紙搬送路３７に送り込まれ、二次転写部（後述）で転写後、定着装置３２でトナー像が定着され、用紙は、連結ハウジング１３に設けられた排紙トレイ５０に排出される。

次に、図２に基づき、各画像形成部１０ａ〜１０ｄについて詳述する。尚、図２では、各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄ、各転写ローラ４４ａ〜４４ｄ、中間転写ベルト４５に矢印で回転方向を記入しており、又、破線にて用紙の搬送方向を示している。

図２に示すように、各画像形成部１０ａ〜１０ｄは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと、各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄを帯電させるための帯電ローラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、ドラムクリーニングローラ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄと、クリーニング部材４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ及び現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、転写ローラ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、中間転写ベルト４５等が設置されている。尚、各現像装置１ａ〜１ｄ自体の構成の詳細は、後述する。

これらの画像形成部１０ａ〜１０ｄのうち、前記各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄは、例えば、アルミニウム製のドラムの外周面上に正帯電のＯＰＣ感光体やアモルファスシリコンからなる光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで正面視反時計方向に回転駆動されている。

帯電手段としての前記各帯電ローラ４１ａ〜４１ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄ表面を所定電位に均一に帯電させるものであり、所定のプロセススピードで正面視時計方向に回転駆動されている。

前記各ドラムクリーニングローラ４２ａ〜４２ｄは、例えば、回転軸の外周にＥＰＤＭのような弾性を有する素材を円筒状に設けたものであり、各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄの表面にそれぞれ残った転写残トナーを除去して回収するものであり、所定のプロセススピードで正面視反時計方向に回転駆動されている。

前記各クリーニング部材４３ａ〜４３ｄは、所定の方向に回転し、各帯電ローラ４１ａ〜４１ｄの表面に付着したトナー等の異物（帯電生成物）を除去する。このため、クリーニング部材４３ａ〜４３ｄは、棒状の支持部材に樹脂製等のブラシを巻き付けたローラ状のものである。

転写手段としての転写ローラ４４ａ〜４４ｄは、各一次転写ニップ部にて無端ベルト状の中間転写ベルト４５を介して各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄにそれぞれ当接している。中間転写ベルト４５は、駆動ローラ４６、従動ローラ４７間に張架されており、駆動ローラ４６の駆動によって正面視時計方向に回転駆動される。

駆動ローラ４６は、中間転写ベルト４５を介して二次転写ローラ４８と当接して、二次転写部を形成している。二次転写ローラ４８は、中間転写ベルト４５に接離自在に設置されている。そして、二次転写部の用紙搬送方向の下流側には、上述した定着装置３２が設置されている（図１参照）。

次に、上記した画像形成部１０における画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄは、各帯電ローラ４１ａ〜４１ｄによって一様に正極性に帯電される。そして、各光学ユニット３１は、入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光３８ａ〜３８ｄを帯電された各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄ上でそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。

そして、先ず感光体ドラム４０ｄ上に形成された静電潜像に、感光体ドラム４０ｄの帯電極性（正極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置１ｄによりマゼンタのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。その後、マゼンタのトナー像は、感光体ドラム４０ｄと転写ローラ４４ｄ間の一次転写部にて一次転写バイアス（トナーと逆極性（負極性））が印加された転写ローラ４４ｄにより、回転（移動）している中間転写ベルト４５上に一次転写される。

マゼンタのトナー像が転写された中間転写ベルト４５は画像形成部１０ｃ側に回転（移動）される。そして、画像形成部１０ｃにおいても、前記同様にして感光体ドラム４０ｃに形成されたシアンのトナー像が、中間転写ベルト４５上のマゼンタのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部にて転写される。

以下、同様にして中間転写ベルト４５上に重畳転写されたマゼンタ、シアンのトナー像上に、画像形成部１０ｂ、１０ａの感光体ドラム４０ｂ、４０ａで形成されたイエロー、ブラックのトナー像を各一次転写部にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト４５上に形成する。中間転写ベルト４５上で重ね合わせられたトナー像は二次転写部で搬送されてきた用紙に二次転写され、用紙は定着装置３２に搬送されてトナー像が溶融定着された後、連結ハウジング１３に設けられた排出トレイ５０に排出される（図１参照）。

上記した一次転写時において、各感光体ドラム４０ａ〜４０ｄ上に残留している一次転写残トナーは、各ドラムクリーニングローラ４２ａ〜４２ｄによってそれぞれ除去されて回収される。また、二次転写後に中間転写ベルト４５上に残った二次転写残トナー等は、ベルトクリーニング部材４９で除去されて回収される。

また、単色画像（例えばモノクロ画像）を得る場合は、特定の画像形成部１０（例えば画像形成部１０ａ）より中間転写ベルト４５上に単色（ブラック）の可視画像が一次転写され、以下上記したフルカラー画像を形成する場合と同様のプロセスを経て、単色画像を得ることができる。

次に、本発明の実施形態に係る現像装置１について図３を参照しつつ説明する。図３は、本発明の実施形態に係る現像装置１の概略構成を示す断面図である。尚、各現像装置１ａ〜１ｄの構成は、同様であるので、図３では、主として現像装置１ａを例にして説明する。従って、他の現像装置１ｂ〜１ｄも同様に説明できるものであり、以下、特に説明がない限り現像装置１ａについての説明は、現像装置１ｂ〜１ｄにもあてはまる。

この現像装置１ａは、主として、現像ローラ５１、磁気ローラ５２、枠体５３、搬送部材５４ａ、５４ｂ、現像槽５５、層厚規制部材５６、カバー５７、シート部材５８等により構成されている。

本実施形態における現像装置１ａでは、図３の一点鎖線で示す像担持体としての感光体ドラム４０ａの側方に対向するように一定の隙間を設けて現像ローラ５１が配される。そして図３における右斜め下方に現像ローラ５１に対向するように一定の隙間を設けて磁気ローラ５２が配される。そして、搬送部材５４ａ、５４ｂは、磁気ローラ５２の下方に設けられる。又、層厚規制部材５６は、図１における磁気ローラ５２の左方に設けられる。そして、これらの現像ローラ５１、磁気ローラ５２、搬送部材５４ａ、５４ｂ、層厚規制部材５６は、枠体５３に保持される。尚、現像装置１ａにおいて、現像ローラ５１の下方に磁気ローラ５２を、磁気ローラ５２の下方に搬送部材５４を配置することで、本実施形態に係る現像装置１ａは、現像装置１ａの下方に現像剤を貯める構成となり基本的に現像剤が漏れ出しにくい構成となっているとともに、現像装置１ａ自体の幅を小さく（図３における左右方向）することができる。

ここで、本実施形態における磁気ローラ５２は、現像ローラ５１にトナーの供給を行うものであるため、磁気ローラ５２の外周面上に、搬送部材５４ａ、５４ｂにより撹拌された主としてトナーと磁性体キャリアとからなる現像剤を保持する。その現像剤は、搬送部材５４ａの上方の位置で磁気ローラ５２に供給される。そして、磁気ローラ５２は、内包する磁石部材Ｍにより磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシを現像ローラ５１に当てて、現像ローラ５１にトナーを供給し、現像ローラ５１でトナーの薄層が形成される。そして、現像ローラ５１から感光体ドラム４０にトナーが飛翔され、現像が行われる。尚、これらの現像動作については、後に詳述する。

次に、本発明の実施形態における現像ローラ５１及び磁気ローラ５２の具体的な構成について述べる。現像ローラ５１は、ローラ軸５１ａ、スリーブ５１ｂ、キャップ（不図示）、軸線方向に長く形成された１つの磁石部材Ｍとで構成されている。磁石部材Ｍは、接着等によりローラ軸５１ａに固着される。又、ローラ軸５１ａは、スリーブ５１ｂ内に挿通される。スリーブ５１ｂの両端に、それぞれ円形のキャップが嵌入され、ローラ軸５１ａは、そのキャップから突出する。そして、このように組み立てられた際、磁石部材Ｍとスリーブ５１ｂの間には所定の隙間が設けられる。

現像ローラ５１のローラ軸５１ａが、枠体５３に支持された場合、ローラ軸５１ａは、支持手段（不図示）により回転不能に支持され、併せて、磁石部材Ｍは周方向の所定の角度で回転不能に支持される。一方、スリーブ５１ｂとキャップは、一体で回転可能となっており、図示しない駆動機構により回転駆動される。ローラ軸５１ａ、スリーブ５１ｂ、キャップは、例えばアルミニウム製のものを本実施形態で用いることができる。

一方、磁気ローラ５２は、現像ローラ５１と同様にローラ軸５２ａ、スリーブ５２ｂ、キャップ（不図示）と、複数の磁石部材Ｍとで構成されている。尚、ローラ軸５２ａに複数の磁石部材Ｍを設けるのではなく、円筒状に形成された磁性体の表面を着磁させて複数の磁極を形成するようにしてもよい。言い換えると、１つの磁石部材Ｍにより複数の磁極を形成するようにしてもよい。

ローラ軸５２ａは、スリーブ５２ｂ内に挿通されるとともに、そのローラ軸５２ａには複数の磁石部材Ｍが接着等により固着される。又、スリーブ５２ｂの両端に、それぞれ円形のキャップが嵌入され、ローラ軸５２ａは、そのキャップから突出する。このように組み立てられた際、磁石部材Ｍとスリーブ５２ｂの間には所定の隙間が設けられる。

磁気ローラ５２のローラ軸５２ａが枠体５３に支持された場合、ローラ軸５２ａは、支持部材（不図示）により回転不能に支持され、それぞれの磁石部材Ｍは、周方向の所定の角度で回転不能に支持される。一方、スリーブ５２ｂとキャップは、一体で回転可能となっており、図示しない駆動機構により回転駆動される。ローラ軸５２ａ、スリーブ５２ｂ及びキャップは、例えばアルミニウム製のものを本実施形態で用いることができる。

前記現像槽５５は、現像剤を搬送部材５４ａ、５４ｂにより撹拌し、現像槽５５内を循環させるためのものである。この撹拌、循環により、現像剤中のトナーが所定の電位に帯電する。又、現像槽５５内は、分離壁５９が設けられている。分離壁５９は現像槽５５を仕切るものであるが、完全に仕切るものではなく、ローラの軸線方向において（図１の紙面手前と奥側の方向）、分離壁５９の長さは現像槽５５の長さよりも短くなっている。この分離壁５９により現像槽５５内が仕切られ現像剤を循環させるための第１搬送経路６０ａ及び第２搬送経路６０ｂが形成される。尚、図１において、磁気ローラ５２の直下における経路を第１搬送経路６０ａとし、磁気ローラ５２から遠い方の経路を第２搬送経路６０ｂとする。

そして、現像槽５５内であって第１搬送経路６０ａには、第１の搬送部材５４ａが、第２搬送経路６０ｂには、第２の搬送部材５４ｂが設けられている。即ち、計２本の搬送部材５４が設けられている。この２本の搬送部材５４は、回転可能に枠体５３に支持され、不図示の駆動装置により回転駆動される。又、搬送部材５４は、軸に対しスクリュー６１が螺旋状に設けられて構成されている。この搬送部材５４ａ、５４ｂにより、現像剤は、現像槽５５内を図３の紙面奥側から手前側へ、手前側から奥側へと、循環するように搬送・撹拌され、所定のレベルに帯電される。これによりトナーは、キャリアに保持される。

又、前記層厚規制部材５６は、磁気ローラ５２上に形成される磁気ブラシの層規制を行うためのものであり、磁気ブラシを所定の高さに調節する。層厚規制部材５６は、ネジ６２等により枠体５３に取り付けられる。

図３に示すように、カバー５７は、感光体ドラム４０ａと現像ローラ５１の最近接位置の下方、言い換えると層厚規制部材５６の上方かつ磁気ローラ５２の側方に設けられ、現像剤が飛散しないように、現像ローラ５１及び磁気ローラ５２の軸線方向と平行に設けられている。シート部材５８は、例えば、ウレタンシートからなり、カバー５７の上端部に設けられ、現像ローラ５１及び磁気ローラ５２の軸線方向と平行となるように設けられている。このシート部材５８は、現像ローラ５１、磁気ローラ５２によって巻き上げられる現像剤が飛散しないようにする働きを有する。

尚、ここで、複数の磁石部材Ｍについて説明すると、現像ローラ５１と磁気ローラ５２の対向する位置に設けられる２つの磁石部材Ｍは、拘束力の強い磁気ブラシ形成のため異なる磁極が対向されるように設定される。この磁石部材Ｍを主極用磁石部材Ｍ１（現像ローラ５１側）、主極用磁石部材Ｍ２（磁気ローラ５２側）とする。これにより、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂに対向する位置に主極用磁極が形成される。又、磁気ローラ５２の回転方向（矢印にて図示）において、層厚規制部材５６のすぐ上流側に、表面磁束密度のピーク（図３において破線にて各磁石部材について図示）がくるように磁石部材Ｍが配される。これは現像剤中のキャリアを立たせた状態とし、その高さを層厚規制部材５６で調整するためである。この磁石部材Ｍを穂切り用磁石部材Ｍ３とする。これにより、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂに対向する位置に穂切り用磁極が形成される。更に、主極用磁石部材Ｍ２と穂切り用磁石部材Ｍ３の間に、現像剤回収用磁石部材Ｍ４が設けられる。これにより、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂに対向する位置に現像剤回収用磁極が形成される。尚、他の磁石部材Ｍについては、特に後述する以外、説明を省略する。

ここで、本実施形態にかかる現像装置１ａにより静電潜像を現像する動作の具体例を述べる。

まず、現像装置１ａ内部の現像剤は、主としてキャリアとトナーからなる２成分現像剤を用いる。現像剤に含まれるキャリアは、１０⁶Ωｃｍ〜１０¹³Ωｃｍの体積固有抵抗を有するようにする。又、キャリアは、強固に静電的に現像ローラ５１に付着したトナーを磁気ブラシで引き剥がし、現像に必要なトナーを供給するからトナーと接する表面積が多い方がよく、５０μｍ以下の小径のキャリアを用いられる。そこで、本実施形態では、使用する現像剤は、キャリアとして、体積固有抵抗が１０¹⁰Ωｃｍ、飽和磁化が６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアを用いる。

一方、現像剤中のトナーは、例えば、ポリエステル樹脂ベースであって、帯電制御剤やシリカ等の添加剤を含み、平均粒径８μｍのものを用いることができる。又、現像剤中にトナーは、５重量パーセント含まれている。尚、上記は実施形態として一例にすぎず、公知の現像剤を用いても構わない。

まず、搬送部材５４が現像剤を撹拌することで、トナーは、所定のレベルに帯電される。磁気ローラ５２は、このトナーを磁性体であるキャリアに保持させるとともに、このキャリアによる磁気ブラシを、複数の磁石部材Ｍにより発生させる。尚、磁気ブラシは、層厚規制部材５６により高さが一定に規制される。

ここで、現像ローラ５１及び磁気ローラ５２は、電源（不図示）により直流の電圧をかけられている。現像ローラ５１と磁気ローラ５２にかける電圧は異なっており、この電位差により、トナーのみの薄層が現像ローラ５１に形成される。本実施形態における画像形成装置２は、カラー対応であるから、各色のトナーの帯電特性等により、現像ローラ５１及び磁気ローラ５２にかける電圧の大きさは異なるが、この電位差が大きいと現像ローラ５１上のトナーの薄層は厚くなり、小さくすると薄くなる。本実施形態では、両ローラの電位差は１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が好ましい。

現像ローラ５１上に薄層に形成、保持されたトナーは、現像ローラ５１に更に交流電圧を印加することで感光体ドラム４０ａに飛翔される。尚、トナーの飛散を防ぐために、交流電圧は現像の直前に印加する。

このようにして、現像ローラ５１の外周表面上にトナーのみの薄層を形成し、このトナーを感光体ドラム４０ａに飛翔させることで、感光体ドラム４０ａ上の静電潜像が現像される。この場合、磁気ブラシを直接感光体ドラム４０ａに当てるものではないから、いわゆる磁気ブラシによるはけめもなくなり、形成される画像の品質が向上する。

次に、図３及び４に基づき本実施形態におけるカバー５７の詳細について説明する。図４は、本発明の実施形態に係るカバー５７の取り付けを説明するための斜視図である。

まず、図４に示すように、本実施形態の現像装置１ａにおけるカバー５７には、２つの穴７１が設けられている。一方、現像装置１ａ本体における層厚規制部材５６に突起７２が設けられている。従って、カバー５７は、現像装置１ａ側の突起７２に穴７１を嵌め込むことができ、かつ、スライドさせて装着されるようになっている。これにより、ネジ止め等が不要であり、容易に、現像装置１ａにカバー５７を装着できる。特に、カバー５７の上端部にシート部材５８を設けた状態でも現像装置１ａにカバー５７を容易に装着できるから、作業効率が高いものとなっている。尚、図４に示す穴７１は、嵌め込んでスライドされるから瓢箪型の形状をしているがこれに限られず、現像装置１ａ側の突起７２との兼ね合いで自由に定めることができる。

そして、カバー５７が現像装置１ａに装着されれば、感光体ドラム４０とその側方に対向して配置される現像ローラ５１との最近接位置の下方に、カバー５７が現像ローラ５１の軸線方向にわたって配置されることになる。例えば、層厚規制部材５６と磁気ローラ５２の間から現像剤が漏れ出したり、画像形成装置２の使用により現像剤が現像ローラ５１の下方に溜まったりしても、これにより、現像ローラ５１及びその下方に位置する磁気ローラ５２からのトナー飛散及び漏れ出しが防止される。

そして、図３に示すように、カバー５７が取り付けられた状態では、カバー５７の現像装置１ａ内部方向における面、即ちカバー５７が現像ローラ５１及び磁気ローラ５２と対向する面は、前記磁気ローラ５２にむけて、下向きの傾斜面７３となっている。この傾斜面７３に現像ローラ５１からのトナー及び磁気ローラ５２からの現像剤が溜まろうとしても、磁気ローラ５２にむけて下向きの傾斜面７３となっているので、現像剤は、磁気ローラ５２にむけて滑り落ちる。そして、滑り落ちた現像剤が、磁気ローラ５２の周面上に形成される磁気ブラシに回収され、搬送される。従って、カバー５７と現像ローラ５１又は磁気ローラ５２の間の空間に溜まった現像剤が、開口部から飛散し、漏れ出すことがなくなる。

更に、カバー５７と現像ローラ５１又は磁気ローラ５２の間の空間に溜まった現像剤が、現像ローラ５１の周面上に形成されたトナー層に付着して像担持体に向けて搬送されることもなくなる。現像ローラ５１上に、現像剤中のキャリア成分が付着すると、像担持体にキャリアが付着することを招くとともに、更には現像、転写、定着等の各動作においても妨げとなり、形成される画像品質の低下を招く。又、現像装置１ａからの現像剤の飛散、漏れ出しがないから、画像形成装置２内を汚すことや、画像形成装置２内の他の装置に悪影響を与えない。従って、長期にわたり形成される画像の品質が安定し、画像形成装置２の長寿命化につながるものとなっている。

又、図３に示すように、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂ内のローラ軸５２ａに設けられた複数の磁石部材Ｍのうち１つは、その磁極をカバー５７の傾斜面７３に向けるようにして設けられる。この磁石部材Ｍが、現像剤回収用磁石部材Ｍ４となっている。これにより、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂに対向する位置かつ傾斜面７３に向けて現像剤回収用磁極が形成される。又、現像剤回収用磁石部材Ｍ４は、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂ内のローラ５２ａ軸に同じく設けられている上述の主極用磁石部材Ｍ２と穂切り用磁石部材Ｍ３との間に設けられている。

カバー５７の傾斜面７３上に溜まろうとする現像剤は、この現像剤回収用磁石部材Ｍ４の磁極により、磁気ローラ５２側に引きつけられる。従って、現像剤に傾斜面７３を滑り落ちようとする力が働く。しかも、この現像剤回収用磁石部材Ｍ４により、磁気ローラ５２上に形成される磁気ブラシの拘束力が高まっており、更に現像剤の回収効率が高いものとなっている。

ここで、磁気ローラ５２の各磁石部材Ｍのスリーブ５２ｂ側における磁極の極性は、主極用磁石部材Ｍ２と、穂切り用磁石部材Ｍ３が同じであり、現像剤回収用磁石部材Ｍ４はこれらと異なるようにする。これは、同じ磁極とすれば、各磁極どうしで反発力が生じてしまい、磁気ローラ５２の周面上で形成される磁気ブラシに影響を与えるとともに、磁気ローラ５２の製造も困難となり得るからである。従って、例えば、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂ側において、主極用磁石部材Ｍ２と、穂切り用磁石部材Ｍ３がＮ極とすれば、現像剤回収用磁石部材Ｍ４は、Ｓ極となる。尚、図３における主極用磁石部材Ｍ２の右側に配される３つの磁石部材Ｍも磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂ側に交互に磁極が配される。

このようにして、像担持体である感光体ドラム４０ａの側方に対向して配置され感光体ドラム４０ａにトナーを供給する現像ローラ５１と、現像ローラ５１の下方に対向して配置され、現像剤を保持し現像剤の成分のうちトナーのみを現像ローラ５１に供給する磁気ローラ５２とを有する現像装置１ａにおいて、感光体ドラム４０ａと現像ローラ５１の最近接位置の下方に、現像剤の飛散を防止するためのカバー５７が現像ローラ５１の軸線方向にわたって設けられており、カバー５７の現像装置１ａ内部方向における面は、磁気ローラ５２にむけて、下向きの傾斜面７３とすれば、そもそも、現像剤を保持する磁気ローラ５２が、現像装置１ａにおいて下方に位置するので、現像剤の飛散、漏れ出しが生じにくい。更に、カバー５７上に溜まろうとするキャリア及びトナーからなる現像剤が、磁気ローラ５２にむけて滑り落ち、磁気ブラシに回収され、搬送される。従って、カバー５７と現像ローラ５１又は磁気ローラ５２の間の空間に溜まった現像剤が、開口部から飛散し、漏れ出すことがなくなる。更に、カバー５７と現像ローラ５１又は磁気ローラ５２の間の空間に溜まった現像剤が、現像ローラ５１の周面上に形成されたトナー層に付着して像担持体に向けて搬送されることがなくなる。従って、画像品質の低下を防ぐことができる。又、現像装置１ａからの現像剤の飛散、漏れ出しがないから、画像形成装置２内を汚すことや、画像形成装置２内の他の装置に悪影響を与えない。従って、長期にわたり形成される画像の品質が安定し、画像形成装置２の長寿命化につながる。

又、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂ内のローラ軸５２ａに設けられる複数の磁石部材Ｍのうちの１つとして現像剤回収用磁石部材Ｍ４が設けられ、その磁極をカバー５７の傾斜面７３に向けるようにして設ければ、カバー５７上に溜まろうとする現像剤は、より一層磁気ローラ５２側に引きつけられる。従って、現像剤の回収効率が高まる。

又、現像剤回収用磁石部材Ｍ４は、同じく磁気ローラ５２のローラ軸５２ａに設けられる主極用磁石部材Ｍ２と穂切り用磁石部材Ｍ３との間に設けられるようにすれば、主極用磁石部材Ｍ２と、穂切り用磁石部材Ｍ３の果たすべき機能を全く妨げることなく、現像剤回収用磁石部材Ｍ４を配置することができる。

又、カバー５７の上端部に、現像剤の飛散を防止するためのシート部材５８が設ければ現像剤の飛散、漏れ出しを更に防ぐことができる。

又、カバー５７には、１又は複数の穴７１が設けられ、カバー５７は、現像装置１ａ本体に設けられた突起７２に穴７１を嵌め込むことができ、かつ、スライドさせて装着されるようにすれば、ネジ止め等が不要であり、容易に、現像装置１ａをカバー５７に装着できる。特に、カバー５７の上端部にシート部材５８を設けた状態でも現像装置１ａへのカバー５７を容易に装着できるから、作業効率が高い。

更に、画像形成装置２において上記の現像装置１ａを備えるようにすれば、画像形成装置２内部が現像剤で汚れることがなく、長期にわたり形成される画像の品質が安定し、長寿命の画像形成装置２が提供される。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、磁石部材Ｍを複数設けることにより、磁気ローラ５２のスリーブ５２ｂ内に現像剤回収用、主極用、穂切り用の磁極を設けたが、円筒状の磁性体を、その周面上に軸線方向に複数の磁極を形成するように着磁させるようにしてもよい。この１つの磁石部材Ｍによっても同様の効果を得ることができる。

本発明は、画像形成装置に用いられる現像装置及び画像形成装置において利用可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成部の構成を示す拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るカバーの取り付けを説明するための斜視図である。

符号の説明

１ 現像装置（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）
２ 画像形成装置
１０ 画像形成部（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）
４０ 感光体ドラム（像担持体）（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）
５１ 現像ローラ
５２ 磁気ローラ
５２ａ ローラ軸（磁気ローラ）
５２ｂ スリーブ（磁気ローラ）
５６ 層厚規制部材
５７ カバー
５８ シート部材
７３ 傾斜面
Ｍ 磁石部材
Ｍ２ 主極用磁石部材（主極磁極形成用・磁石部材Ｍ）
Ｍ３ 穂切り用磁石部材（穂切り磁極形成用・磁石部材Ｍ）
Ｍ４ 現像剤回収用磁石部材（現像剤回収磁極形成用・磁石部材Ｍ）
７１ 穴
７２ 突起

Claims (6)

1. 像担持体の側方に対向して配置され前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラの下方に対向して配置され、現像剤を保持し前記現像剤の成分のうちトナーのみを前記現像ローラに供給する磁気ローラとを有する現像装置において、
   前記像担持体と前記現像ローラの最近接位置の下方に、前記現像剤の飛散を防止するためのカバーが前記現像ローラの軸線方向にわたって設けられており、
   前記カバーの現像装置内部方向における面は、前記磁気ローラにむけて、下向きの傾斜面となっていることを特徴とする現像装置。
2. 前記磁気ローラのスリーブ内のローラ軸に１又は複数の磁石部材が設けられており、
   前記磁石部材は、前記磁気ローラのスリーブ内で複数の磁極が前記磁気ローラのスリーブと対向するように配されているとともに、前記磁気ローラのローラ軸に固定され、
   前記スリーブと対向する磁極のうちの１つは、前記カバーの前記傾斜面に向けるようにして設けられた現像剤回収用磁極であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像剤回収用磁極は、
   前記現像ローラと前記磁気ローラの対向する位置にくるよう前記磁気ローラ内に設けられた主極用磁極と、
   前記磁気ローラ上で形成される磁気ブラシの高さを所定の高さとするために前記カバーの下端に近接して設けられた層厚規制部材よりも、前記磁気ローラの回転方向上流側に設けられた磁気ブラシを形成するための前記磁気ローラ内に設けられた穂切り用磁極との間に位置するようになっていることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 前記カバーの上端部に、現像剤の飛散を防止するためのシート部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記カバーには、１又は複数の穴が設けられており、前記カバーは、現像装置本体に設けられた突起に穴を嵌め込むことができ、かつ、スライドさせて装着されるようになっていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記請求項１乃至５いずれか１項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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