JP3786415B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの、画像形成装置に関する。特にそのうち、帯電・露光・現像により像担持体上に形成したトナー画像を転写して、シート・中間転写体等の転写材上に画像を記録する、電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、画像形成装置本体に対して着脱自在に備えるプロセスカートリッジに関する。ならびに、そのような画像形成装置やプロセスカートリッジにおいて、像担持体上の潜像を現像する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤を使用する現像装置では、例えば図１３に示すように、現像ケース１内に収納する現像剤をパドル２の回転により掻き上げて現像剤担持体３に付着し、その現像剤担持体３の回転とともにその上に担持する現像剤を薄層化部材４で薄層化し、その薄層化後の現像剤を付着して像担持体５上の静電潜像を現像していた。
【０００３】
ところで、この種の現像装置では、現像剤担持体３の回転方向Ｂにおける薄層化部材４の下流側に隣接して現像剤飛散防止部材６を設け、その現像剤飛散防止部材６で、ポリウレタン等よりなる入口シール７・８を保持するとともに、それに現像剤担持体３に対向する対向面９を形成していた。
【０００４】
そして、薄層化部材４で薄層化後の現像剤担持体３上の現像剤に触れないように、現像剤飛散防止部材６の対向面９を薄層化部材４の先端より現像剤担持体３の周面から離れた位置に退避していた。このため、現像剤担持体３の回転方向Ｂにおける薄層化部材４の下流側先端には、段部ｓが形成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
よって、例えば図１４に示すように、その段部ｓ上に現像剤が付着して時間の経過とともにｔのように堆積し、やがて固化してそれが衝撃等により現像剤担持体３上に落下し、転写材上で画像乱れを生ずる問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２３４０号公報
【特許文献２】
特開平５−２３４１号公報
このような問題を解決すべく、例えば特許文献１および特許文献２に記載のものでは、現像剤担持体の回転方向における薄層化部材の上流側と下流側とで、現像剤担持体の磁力の大きさや極性を変えている。しかし、薄層化部材の先端面へのトナー固着等には効果はあるものの、下流側先端や現像剤飛散防止部材へのトナー付着には十分な効果が得られなかった。
【０００７】
また、従来の現像装置の中には、対向面９を下流側に向かうに連れて現像剤担持体３の回転中心から離れるようにしたものがある。これにより、薄層化部材４先端への紙粉溜りを防ぐとともに、対向面９との間に空間を確保してトナーが穂立ちしてもブロッキングを起こしたり入口シール７・８が剥がれたりすることを防止していた。
【０００８】
しかしながら、現像剤担持体３上で現像剤搬送極Ｐ５から現像主極Ｐ１へ現像剤が搬送される過程で、現像剤搬送極Ｐ５の穂立ちがいったん寝ることになる。このときに、紙粉や低帯電トナーが現像剤から離れて飛散しやすいことが確認されている。そして、この飛散した紙粉等は、現像剤飛散防止部材６の先端に溜まりやすく、トナー落ち等の異常画像を引き起こすこととなる。
【０００９】
そこで、この発明の第１の目的は、上述のような画像形成装置において、紙粉除去装置等の特別な装置を搭載することなく、コストをかけずに、現像剤飛散防止部材の先端に、紙粉を含んだトナーが堆積して紙粉溜りを生ずることを防止し、それが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることにある。
【００１０】
この発明の第２の目的は、良好な現像能力を確保しながら、現像剤飛散防止部材の先端の現像ニップ部での巻込みを有効に防止し、紙粉を含んだ低帯電トナーが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることにある。
【００１１】
この発明の第３の目的は、例えば図１４に示すように、薄層化部材の下流側先端にトナーが付着することを阻止し、付着したトナーが現像剤担持体上に落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることにある。
【００１２】
この発明の第４の目的は、現像剤担持体と対向面との間に空間を確保してトナーが穂立ちしてもブロッキングを起こさず、薄層化部材で薄層化後の現像剤担持体上のトナーを乱すことなく、常に良好な画像を得ることにある。
【００１３】
この発明の第５の目的は、上述した各目的を達成した現像装置を備えるプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１４】
この発明の第６の目的は、上述した第１から第４の目的を達成した現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
この発明の第７の目的は、上述した第５の目的を達成したプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
ところで、近年、画像形成装置では、環境保護やランニングコストの低減などの観点から、シート・中間転写体等の転写材への未転写トナーを回収して現像装置へと戻すトナーリサイクル装置を備えるものが一般的になってきている。
【００１７】
ところが、このような画像形成装置では、転写時に像担持体や中間転写体に付着した紙粉等の異物がリサイクルトナー中に混入することとなる。混入した紙粉は、現像装置に戻して再使用するまでに搬送部材等により多くの機械的ストレスを受けて微粉状に粉砕する。粉砕された紙粉は帯電量が小さく、キャリアで保持できない帯電量の小さな紙粉が時間の経過とともに現像剤中で多くなると、紙粉を多く含んだトナーが飛散して、例えば段部ｓ上に堆積する。
【００１８】
特に最近では、リサイクルペーパー等の紙粉の多い用紙を使用するユーザーが多くなってきていることから、紙粉を多く含んだ低帯電トナーが一層飛散堆積し、やがて固化してそれが衝撃等により現像剤担持体上に落下し、転写材上で画像乱れを生ずる問題があった。
【００１９】
そこで、この発明の第８の目的は、上述したように紙粉等の異物が混入してトナー付着を生じ易いトナーリサイクル装置を備える画像形成装置においても、薄層化部材の下流側先端やそれに隣接する現像剤飛散防止部材へのトナー付着を阻止して、付着したトナーが現像剤担持体上に落下して画像品質を低下することを有効に防止することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に係る発明は、上述した第１および第２の目的を達成すべく、現像剤担持体の回転とともにそれに担持する現像剤を薄層化部材で薄層化し、その薄層化後の現像剤を現像剤飛散防止部材で飛散を防止しながら現像剤搬送極で搬送して現像主極でトナーを付着し、像担持体上の潜像を可視像化する、画像形成装置の現像装置において、現像剤搬送極と現像主極間の接線方向磁束密度分布曲線と、現像主極の法線方向磁束密度分布曲線との交点をＳとするとき、その交点Ｓと現像剤担持体の回転中心Ｏとを結んだ直線に対し、現像剤飛散防止部材の先端が現像剤搬送方向の下流側に位置するとともに、現像主極のピーク角度が、現像剤担持体の回転中心と像担持体の回転中心とを結んだ直線に対し、現像剤搬送方向の上流側に６°〜１６°傾いている、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項２に係る発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項１に記載の現像装置において、現像剤飛散防止部材の、現像剤担持体に対向する対向面の薄層化部材側と、その薄層化部材の先端とを、現像剤担持体から等距離に設けている、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項３に係る発明は、上述した第４の目的も達成すべく、請求項１または２に記載の現像装置において、現像剤飛散防止部材の対向面を、現像剤担持体の移動方向下流側に向けて漸次現像剤担持体から離している、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項４に係る発明は、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし３のいずれか１に記載の現像装置を備えるとともに、少なくとも像担持体を備えていることを特徴とする、プロセスカートリッジである。
【００２５】
請求項５に係る発明は、上述した第６の目的を達成すべく、請求項１ないし３のいずれか１に記載の現像装置を備えてなることを特徴とする、画像形成装置である。
【００２６】
請求項６に係る発明は、上述した第７の目的を達成すべく、請求項４に記載のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に備えていることを特徴とする、画像形成装置である。
【００２７】
請求項７に係る発明は、上述した第８の目的を達成すべく、転写材への未転写トナーを回収して現像装置に戻すトナーリサイクル装置を備えてなることを特徴とする、請求項５または６に記載の画像形成装置である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について説明する。
図１には、この発明に係る現像装置を備えるレーザ複写機（画像形成装置）であって、その要部の概略構成を示す。
【００２９】
図中符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体である。この感光体１０のまわりには、図中左側の帯電装置１１から該感光体１０の図中矢印Ａで示す回転方向（図中反時計方向）に順に、下側に現像装置１２、右側に転写装置１３、上側にクリーニング装置１４を配置してなる。
【００３０】
そのうち、転写装置１３は、感光体１０と平行な上下のローラ１５・１６間に転写ベルト１７を掛け回して構成し、その転写ベルト１７を感光体１０の周面に押し当てるとともに、その転写ベルト１７に、ホルダ４０で支持する転写ベルトクリーニングブレード４１の先端を押し当ててなる。そして、そのような転写装置１３の下方位置には、ガイド板１８・１９で感光体１０に向かうシート搬送路２０を形成し、そのシート搬送路２０を挾んで一対のレジストローラ２１・２１を設ける。他方、転写装置１３の上方位置には、定着ローラ２２に押圧ローラ２３を押し当てて定着装置２４を設けてなる。
【００３１】
なお、図１中帯電装置１１およびクリーニング装置１４の左側に設けるものは、現像装置１２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２５である。
【００３２】
そして、図示レーザ複写機では、一般の複写機と同様に、図示しない原稿台上に原稿をセットしてスタートスイッチを押し、そのセット原稿の画像情報を読み取る。同時に、帯電装置１１の帯電ローラ２６で感光体１０の周面を一様に帯電する。
【００３３】
次いで、読取り内容に応じて露光装置２７からレーザ光Ｌ１を照射し、該感光体１０の回転とともにその周面に光書込みを行い、感光体１０上に静電潜像を形成する。続いて、現像装置１２の現像スリーブ（現像剤担持体）２８でトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、感光体１０上に読取り内容に応じた画像を形成する。
【００３４】
図示省略するが、感光体１０のまわりには、光センサがあって、帯電ローラ２６の印加電圧および現像のトナー濃度を制御する。
【００３５】
一方、転写材である、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートは、図示しない給紙カセット内から送り出してシート搬送路２０に導き、先端を一対のレジストローラ２１・２１間に突き当てて止める。そして、上記感光体１０上に形成した画像にタイミングを合わせてそれらのレジストローラ２１・２１を回転し、そのシートを感光体１０の図中右側へと送り込む。
【００３６】
そうして、転写装置１３の転写ベルト１７で、感光体１０上の画像をシートに転写するとともに、画像転写後のシートを定着装置２４へと搬送する。定着装置２４では、定着ローラ２２と押圧ローラ２３間を通してそれらで搬送しながら熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。画像定着後のシートは、図示しない排紙路を通して排紙スタック部へと排出し、コピーを終了する。
【００３７】
ところで、画像転写後は、感光体１０の回転とともにそれに押し当てるクリーニング装置１４のクリーニングブレード３２で、画像転写後に感光体上に残留する残トナーをせき止め除去し、クリーニング装置１４で感光体１０の周面を清掃する。除去した残トナーは、トナー回収羽根３３でかき上げて残トナー回収部３４に入れ、その残トナー回収部３４内に収納するスクリュー３５で図１中手前側へと搬送する。
【００３８】
クリーニング後の感光体１０の周面には、除電ランプ４２からの除電光Ｌ２を照射し、感光体１０の回転とともにその感光体１０上に残留する電荷を除去し、次の新たな作像動作に備える。
【００３９】
また、転写ベルト１７に付着したトナーは、転写ベルトクリーニングブレード４１で転写ベルト１７表面から掻き落として不図示の廃トナー収容部内に入れ、定期点検時等に廃棄する。
【００４０】
さて、このようなレーザ複写機において、上述した現像装置１２は、現像ケース３７内に、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤を収容し、その現像剤を撹拌しながら搬送するパドル３６を設ける。また、現像剤中のトナーとキャリアとの混合比を検知するトナー濃度センサ４３を設けてなる。
【００４１】
さらに、上述した現像スリーブ２８は、現像ケース３７の現像窓３８を通して感光体１０と対向する位置に設け、内部に磁石を配置する。また、感光体１０への現像剤の供給量を制御する現像ドクタ（薄層化部材）２９を設けてなる。
【００４２】
感光体１０の上に備えるクリーニング装置１４には、図示省略するが、クリーニング装置１４で回収したトナーをパイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュー・コイル・ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして現像装置１２へと戻すトナーリサイクル装置を備える。
【００４３】
そして、現像装置１２では、コピー時、不図示の駆動モータを駆動し、その駆動を伝達して現像スリーブ２８を回転するとともに、パドル３６を回転して現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら現像スリーブ２８へ搬送する。これにより、現像スリーブ２８の回転とともに、それに現像剤を担持し、その担持した現像剤を現像ドクタ２９で薄層化する。一方、現像スリーブ２８に所定バイアスを印加して現像剤中のトナーを感光体１０の表面に静電的に付着し、その表面上の潜像を可視像化する。
【００４４】
一方、クリーニング装置１４では、感光体１０の回転をギヤを介して伝達してスクリュー３５を回転駆動し、感光体１０から除去した残留トナーをスクリュー３５で搬送して手前側に集め、トナーリサイクル装置で現像装置１２に戻す。
【００４５】
ところで、図示レーザ複写機では、上述した感光体１０と帯電装置１１と現像装置１２とクリーニング装置１４とを１つのカートリッジケース内に設けて一体化し、プロセスカートリッジ４５を形成してレーザ複写機の複写機装置本体（画像形成装置本体）に対して一括して着脱自在とする。
【００４６】
図２には、そのプロセスカートリッジ４５を複写機装置本体１００に取り付ける状態を示す。
【００４７】
プロセスカートリッジ４５は、図示するように、上部取っ手４６と手前取っ手４７とを持って正面側から矢示方向に装置本体１００内に挿入する。このプロセスカートリッジ４５の手前上部には、不図示のばねにより上方に付勢してボタン状のストッパ４８を設ける。そして、装置本体１００内にプロセスカートリッジ４５を完全に挿入したとき、そのストッパ４８を装置本体１００の前側板４９に引っ掛けて掛け止めセットされるようにする。
【００４８】
図３には、プロセスカートリッジ４５を複写機装置本体１００から取り出す状態を示す。
【００４９】
この図３から判るとおり、プロセスカートリッジ４５を取り出すときは、ストッパ４８に指を当ててそれを押し込み、前側板４９に対する引っ掛けを解除して後、装置本体１００から図中矢示する手前側に引き出す。
【００５０】
図４には、現像装置１２の一部を拡大して示す。
【００５１】
この図４に示すように、図示レーザ複写機では、像担持体である感光体１０はＡ方向（図中反時計まわり）に回転し、現像剤担持体である現像スリーブ２８はＢ方向（図中時計まわり）に回転する。
【００５２】
現像スリーブ２８には、薄層化部材である現像ドクタ２９の先端を対向する。現像ドクタ２９は、薄い金属板で基端を上向きに折り曲げて断面Ｌ形状につくり、現像スリーブ２８の軸方向に沿って水平に配置して、両端を不図示の支持板で支持する。
【００５３】
現像スリーブ２８の回転方向Ｂにおける現像ドクタ２９の下流側には、その現像ドクタ２９に、好ましくは０．５mm以下の小さな間隙を隔てて隣接し、現像剤飛散防止部材５０を設け、それで現像スリーブ２８を被って薄層化後の現像剤の飛散を防止する。
【００５４】
現像剤飛散防止部材５０は、図５に示すように、細長板状で複数の補強フィン５１で補強してなり、片側上にフィルム状の入口シール５５の基端を取り付け、片側下に別のフィルム状の入口シール５６の基端を取り付け、現像スリーブ２８と現像ドクタ２９を支持する不図示の支持部材に両端をねじで固定し、図４に示すように現像装置１２の上部を被う。ここで、入口シール５５・５６は、ポリウレタン等でつくり、両面テープ等で現像剤飛散防止部材５０に貼り付ける。
【００５５】
この現像剤飛散防止部材５０を現像装置１２に取り付けた状態では、入口シール５５・５６の先端を感光体１０の周面に接触する。また、現像装置１２に取り付けた状態では、現像スリーブ２８の周面と対向する部分には対向面５８を形成してなる。そして、その対向面５８の現像ドクタ２９側と、該現像ドクタ２９の先端とを、現像スリーブ２８から等距離に設け、現像スリーブ２８の回転方向Ｂにおける現像ドクタ２９の下流側先端を現像剤飛散防止部材５０で完全に被ってそこに従来形成されていた段部ｓをなくす。
【００５６】
これにより、紙粉除去装置等の特別な装置を搭載することなく、コストをかけずに、現像スリーブ２８まわりに飛散したトナーが、現像スリーブ２８の回転方向Ｂにおける現像ドクタ２９の下流側先端に付着して堆積することを阻止し、付着したトナーが現像スリーブ２８上に落下して画像品質を低下することを防止することができる。
【００５７】
ところで、対向面５８の現像ドクタ２９側と、その現像ドクタ２９の先端とを、現像スリーブ２８から等距離に設け、対向面５８と現像スリーブ２８の周面との間隙を、現像スリーブ２８の回転方向Ｂの下流側までそのままとすると、トナーを搬送する空間が小さくなって現像剤のブロッキングや入口シール５５・５６のはがれなどを生ずる。
【００５８】
そこで、図６に示すように、現像剤飛散防止部材５０の対向面５８を、現像スリーブ２８の回転方向Ｂの下流側に向けて漸次現像スリーブ２８から離すようにするとよい。
【００５９】
このようにすると、対向面５８との間に空間を確保してトナーが穂立ちしてもブロッキングを起こしたり入口シール５５・５６がはがれたりすることなく、現像ドクタ２９で薄層化後の現像スリーブ２８上のトナーを乱すことなく、良好な画像を提供することができる。
【００６０】
さて、上述のような現像装置１２で、現像スリーブ２８上に形成するトナーの穂立ちの先端が対向面５８に接触すると、その対向面５８に付着するトナーを除去して清掃効果を持たせることができる。そこで、漸次現像スリーブ２８から離れる対向面５８を、現像スリーブ２８の回転方向Ｂ下流側の途中より以降、現像スリーブ２８から一定以上離れないようにすることが望ましい。
【００６１】
いま、図７に示すように、現像スリーブ２８まわりの法線方向磁束密度分布曲線をａ〜ｅとし、現像ドクタ２９の上流側に配置する現像スリーブ２８の現像剤搬送極Ｐ４と下流側に配置する現像スリーブ２８の現像剤搬送極Ｐ５間の接線方向磁束密度分布曲線をｆとする。
【００６２】
また、その分布曲線ｆと、現像剤搬送極Ｐ５の分布曲線ｅとの交点をＱとし、その交点Ｑと現像スリーブ２８の回転中心Ｏとを結んだ線をＬとしたとき、線Ｌと対向面５８との交点をＰ、線Ｌと現像スリーブ２８表面との交点をＲとする。また、現像剤搬送極Ｐ５の法線Ｍと対向面５８との交点をＸとし、法線Ｍと現像スリーブ２８表面との交点をＹとする。
【００６３】
すると、図８に示すように、交点Ｒでのトナーの穂立ちは、接線方向に対して４５°の傾きをもって立ち上がり始めている。それから、漸次立ち上がり、交点Ｙで接線方向に対して９０°に立ち上がる。
【００６４】
そこで、対向面５８を、現像ドクタ２９に隣接する位置では、回転中心Ｏを中心とする半径Ｒ１でつくり、現像スリーブ２８の回転方向Ｂ下流側の交点Ｐ以降、漸次半径を大きくし、さらに下流側の交点Ｘ以降、半径Ｒ１よりも大きな半径Ｒ２とし、再び現像スリーブ２８より等間隔とする。
【００６５】
このようにすると、トナーの穂立ちに合わせ、穂立ちしたトナーの先端を常に現像剤飛散防止部材５０の対向面５８に接触しながらトナーを搬送し、清掃効果を持たせて対向面５８にトナーが付着することを阻止し、付着したトナーが現像スリーブ２８上に落下して画像品質を低下することを防止することができる。
【００６６】
なお、現像剤搬送極Ｐ５は薄層化後の現像剤を搬送し、現像主極Ｐ１はその搬送する現像剤中のトナーを感光体１０に付着する。
【００６７】
ところで、上述したような構成であると、現像ドクタ２９の下流側に設けられた現像剤搬送極Ｐ５の磁力により現像剤の穂立ちが寝ると、紙粉や低帯電トナーがキャリアから離れて図９中矢示するように飛散する。飛散した紙粉や低帯電トナーは、入口シール５６の先端に堆積しやすく、紙粉を多く含んだ低帯電トナーが落下して画像品質を低下することとなる。
【００６８】
そこで、この発明では、図１０に示すように、現像剤搬送極Ｐ５と現像主極Ｐ１間の接線方向磁束密度分布曲線をｇとして、その接線方向磁束密度分布曲線ｇと現像主極Ｐ１の法線方向磁束密度分布曲線ａとの交点をＳとするとき、その交点Ｓと現像スリーブ２８の回転中心Ｏとを結んだ直線Ｎに対し、現像剤飛散防止部材５０の先端５０ａが現像剤搬送方向の下流側に位置するようにし、現像スリーブ２８の回転中心Ｏと感光体１０の回転中心Ｕとを結んだ直線をＶとし、直線Ｎとなす角度をθとする。
【００６９】
このようにすると、直線Ｎと現像スリーブ２８表面との交点Ｔでは、法線方向と接線方向の磁束密度が等しいので、図１１に示すように現像剤の穂６０の立ち上がり角度は、４５°となる。
【００７０】
そして、いま図１０に示すように、現像主極Ｐ１のピーク位置と現像スリーブ２８の回転中心Ｏとを結んだ線をＷとし、その線Ｗが前記線Ｖとなす角度、すなわち感光体１０に対する現像主極Ｐ１のピーク角度（現像主極角度）をαとするとき、その現像主極角度αを現像剤飛散防止部材５０側（現像剤搬送方向上流側）に傾けて現像主極Ｐ１の穂６０の立ち始めを入口シール５６の先端裏側に接触し、その先端５０ａに付着している紙粉を含んだ低帯電トナーを除去する。
【００７１】
これにより、現像剤飛散防止部材５０の先端５０ａを清掃してその先端５０ａに紙粉を多く含んだ低帯電トナーが堆積して紙粉溜りを発生することを防止し、それが落下してトナー落ちや画像領域周辺のチリの発生を防ぎ、常に良好な画像を得ることができる。
【００７２】
さて、現像主極角度αを現像剤搬送方向上流側に傾けると、交点Ｓも上流側にシフトする。現像主極角度αを大きくすると、現像能力は低下するが、入口シール５６の先端が現像スリーブ２８と感光体１０とのギャップＰＧの最接近部から遠ざかることができるので、現像スリーブ２８と感光体１０間の現像ニップ部からの入口シール５６の巻込みを防止することができる。
【００７３】
図１２には、現像主極角度αを振ったときの画像濃度と入口シール５６の現像ニップ部での巻込み発生の有無を示す。画像濃度の数値は、マクベス濃度計で測定した値であり、初期画像濃度は規格上１．４０以上必要である。また、入口シール５６の巻込みの有無に関しては、２０００枚のプリント出力で未発生の場合を○とした。
【００７４】
図１２から判るとおり、現像主極角度αが１６°付近から現像能力が低下して１８°で規格を満足できなくなる。また、現像主極角度αが６°以上で、入口シール５６の巻込みが未発生となっている。このことから、現像主極角度αが、現像スリーブ２８の回転中心Ｏと感光体１０の回転中心Ｕとを結んだ直線Ｖに対し、現像剤搬送方向の上流側に６°〜１６°傾いていると、良好な現像能力を確保するとともに、現像剤飛散防止部材５０先端の現像ニップ部での巻込みを有効に防止し、紙粉を含んだ低帯電トナーが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることができる。
【００７５】
なお、図示例では、紙粉等の異物が混入してトナー付着を生じ易いトナーリサイクル装置を備える画像形成装置において、現像ドクタ２９の下流側先端やそれに隣接する現像剤飛散防止部材５０へのトナー付着を阻止し、付着したトナーが現像スリーブ２８上に落下して画像品質を低下することを有効に防止している。
【００７６】
図示例では、感光体１０のクリーニング装置１４からトナーを回収するトナーリサイクル装置を備える画像形成装置において、現像ドクタ２９や現像剤飛散防止部材５０へのトナー付着を阻止して画像品質の低下を有効に防止した。
【００７７】
しかし、そのような画像形成装置に限らず、例えば像担持体上のトナー画像をいったん中間転写体上に転写して後、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートに転写する画像形成装置において、中間転写体のクリーニング装置からトナーを回収するトナーリサイクル装置を備える画像形成装置に適用しても、同様な効果を得ることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、現像剤搬送極と現像主極間の接線方向磁束密度分布曲線と、現像主極の法線方向磁束密度分布曲線との交点をＳとするとき、その交点Ｓと現像剤担持体の回転中心Ｏとを結んだ直線に対し、現像剤飛散防止部材の先端が現像剤搬送方向の下流側に位置するから、現像主極角度を現像剤飛散防止部材側（現像剤搬送方向上流側）に傾けて現像主極の穂の立ち始めを現像剤飛散防止部材の先端に接触し、その先端に付着している紙粉を含んだトナーを除去する。
【００７９】
よって、紙粉除去装置等の特別な装置を搭載することなく、コストをかけずに、現像剤飛散防止部材の先端に、紙粉を含んだトナーが堆積して紙粉溜りを生ずることを防止し、それが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることができる。
【００８０】
また、現像主極の現像主極角度が、現像剤担持体の回転中心と像担持体の回転中心とを結んだ直線に対し、現像剤搬送方向の上流側に６°〜１６°傾いているから、良好な現像能力を確保しながら、現像剤飛散防止部材先端の現像ニップ部での巻込みを有効に防止し、紙粉を含んだトナーが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることができる。
【００８１】
請求項２に係る発明によれば、現像剤飛散防止部材の、現像剤担持体に対向する対向面の薄層化部材側と、その薄層化部材の先端とを、現像剤担持体から等距離に設けから、薄層化部材の下流側先端の段部をなくしてそこにトナーが堆積することを阻止することができる。
【００８２】
これにより、紙粉除去装置等の特別な装置を搭載することなく、コストをかけずに、薄層化部材の下流側先端にトナーが付着することを阻止し、付着したトナーが現像剤担持体上に落下して画像品質を低下することを防ぐことができる。
【００８３】
請求項３に係る発明によれば、現像剤飛散防止部材の対向面を、現像剤担持体の移動方向下流側に向けて漸次現像剤担持体から離すから、現像剤担持体と対向面との間に空間を確保してトナーが穂立ちしても、ブロッキングを起こしたり入口シールがはがれたりすることなく、薄層化部材で薄層化後の現像剤担持体上のトナーを乱すことなく、良好な画像を提供することができる。
【００８４】
請求項４に係る発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１に記載の現像装置を備えるとともに、少なくとも像担持体を備えているから、上述した各効果を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを提供することができる。
【００８５】
請求項５に係る発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１に記載の現像装置を備えるから、上述した請求項１から３に係る発明の各効果を有する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。
【００８６】
請求項６に係る発明によれば、請求項４に記載のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に備えているから、上述した請求項５に係る発明の効果を有するプロセスカートリッジを備えるとともに、保守・交換といったメンテナンス性を向上し、かつ必要に応じプロセスカートリッジを交換して常に良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００８７】
請求項７に係る発明によれば、紙粉等の異物が混入してトナー付着を生じ易いトナーリサイクル装置を備える画像形成装置においても、現像剤飛散防止部材等へのトナー付着を阻止して、付着したトナーが現像剤担持体上に落下して画像品質を低下することを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る現像装置を備えるレーザ複写機であって、その要部の概略構成図である。
【図２】そのプロセスカートリッジを複写機装置本体に取り付ける状態を示す斜視図である。
【図３】そのプロセスカートリッジを複写機装置本体から取り外す状態を示す斜視図である。
【図４】そのレーザ複写機に備える現像装置の部分拡大図である。
【図５】その現像装置で用いる現像剤飛散防止部材の斜視図である。
【図６】その現像装置の一部のさらなる拡大図である。
【図７】その現像剤飛散防止部材の対向面の形状を説明する説明図である。
【図８】その一部を拡大してトナーの穂立ち状態を説明する説明図である。
【図９】この発明の特徴を説明するための、上記現像装置の一部のさらなる拡大図である。
【図１０】この発明の特徴を説明する、現像装置の部分拡大図である。
【図１１】その現像領域部分のさらなる拡大図である。
【図１２】現像主極角度と、画像濃度および入口シール巻込みの関係図である。
【図１３】従来の現像装置の部分拡大図である。
【図１４】その従来の現像装置の一部のさらなる拡大図である。
【符号の説明】
１０ 感光体（像担持体）
１２ 現像装置
２８ 現像スリーブ（現像剤担持体）
２９ 現像ドクタ（薄層化部材）
４５ プロセスカートリッジ
５０ 現像剤飛散防止部材
５０ａ 現像剤飛散防止部材の先端
５８ 対向面
１００ 複写機装置本体（画像形成装置本体）
Ｐ１ 現像主極
Ｐ５ 現像剤搬送極
ａ 現像主極の法線方向磁束密度分布曲線
ｇ 現像剤搬送極と現像主極間の接線方向磁束密度分布曲線
α 現像主極角度（像担持体に対する現像主極のピーク角度）
Ｏ 現像剤担持体の回転中心
Ｎ ＳとＯとを結んだ直線
Ｓ ａとｇの交点
Ｕ 像担持体の回転中心
Ｖ ＯとＵとを結んだ直線

Claims (7)

1. 現像剤担持体の回転とともにそれに担持する現像剤を薄層化部材で薄層化し、その薄層化後の現像剤を現像剤飛散防止部材で飛散を防止しながら現像剤搬送極で搬送して現像主極でトナーを付着し、像担持体上の潜像を可視像化する、画像形成装置の現像装置において、
   前記現像剤搬送極と前記現像主極間の接線方向磁束密度分布曲線と、前記現像主極の法線方向磁束密度分布曲線との交点をＳとするとき、その交点Ｓと前記現像剤担持体の回転中心Ｏとを結んだ直線に対し、前記現像剤飛散防止部材の先端が現像剤搬送方向の下流側に位置するとともに、
   前記現像主極のピーク角度が、前記現像剤担持体の回転中心と前記像担持体の回転中心とを結んだ直線に対し、現像剤搬送方向の上流側に６°〜１６°傾いていることを特徴とする、現像装置。
2. 前記現像剤飛散防止部材の、前記現像剤担持体に対向する対向面の前記薄層化部材側と、その薄層化部材の先端とを、前記現像剤担持体から等距離に設けていることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤飛散防止部材の前記対向面を、前記現像剤担持体の移動方向下流側に向けて漸次前記現像剤担持体から離していることを特徴とする、請求項１または２に記載の現像装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１に記載の現像装置を備えるとともに、少なくとも像担持体を備えていることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
5. 請求項１ないし３のいずれか１に記載の現像装置を備えていることを特徴とする、画像形成装置。
6. 請求項４に記載のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に備えていることを特徴とする、画像形成装置。
7. 転写材への未転写トナーを回収して前記現像装置に戻すトナーリサイクル装置を備えていることを特徴とする、請求項５または６に記載の画像形成装置。

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