JP3937534B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents
現像装置及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3937534B2 JP3937534B2 JP30704797A JP30704797A JP3937534B2 JP 3937534 B2 JP3937534 B2 JP 3937534B2 JP 30704797 A JP30704797 A JP 30704797A JP 30704797 A JP30704797 A JP 30704797A JP 3937534 B2 JP3937534 B2 JP 3937534B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- developer
- developing device
- toner
- magnetic pole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Electrophotography Configuration And Component (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式によって記録を行うための現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、電子写真方式による画像形成装置は複写機、プリンタ等に広く使用されているが、これは電子写真感光体に形成した潜像を現像剤（以下「トナー」という）によって現像し、その像を記録媒体に転写するものである。そして、トナー現像を行う現像装置は、例えば磁性トナー或いは磁性体からなるキャリアを混合した２成分トナーを収納したトナー容器内の開口部に、磁石を内包して回転可能に取り付けた円筒状のトナー搬送手段である現像スリーブを介して電子写真感光体へと転移させるようにしている。
【０００３】
このような現像方法は、近年では画像形成装置から着脱可能で、電子写真感光体や現像装置を備えるプロセスカートリッジを利用した画像形成装置にも適用されている。
【０００４】
ここで、前記現像装置は現像スリーブと開口部の端部からトナーが漏れないようにシールする必要があり、磁気吸着するトナーにあっては磁気シールが使用されている。
【０００５】
図９は磁気シールを使用した現像装置の要部断面を示し、トナー容器の端部断面説明図である。図９において、トナー容器50には軸受51を介して現像スリーブ52が回転可能に取り付けられている。この現像スリーブ52の両端にはその外周面から所定の間隙を有して現像スリーブ52を包囲するように磁性体53が配置され、現像スリーブ52と磁性体53の間にトナーＴの磁気カーテンを形成して現像スリーブ52の端部からのトナーの漏出を防止するものである。
【０００６】
図10は図９のＭ1 断面における現像スリーブ52、磁性体53、マグネットロール54の断面を示すものである。現像スリーブ52の内部にはマグネットロール54が配置されている。このマグネットロール54には図に示されるように、Ｓ1 、Ｎ1 、Ｓ2 、Ｎ2 の４極が着磁されており、このマグネットロール54と磁性体53の間に形成される磁界によって現像スリーブ52と磁性体53の間のトナーＴを保持し、トナー漏れを防止する。
【０００７】
ここでマグネットロール54の磁力は現像動作に最適となるように設定されているため、形成される磁界の最大磁束密度は現像スリーブ52の表面で600 〜1000ガウス程度であり、現像装置に衝撃が加わったときなどはトナーの保持力が足りずにトナー漏れが発生するおそれがあった。
【０００８】
据置き型の複写機のように、現像装置が装置本体内に固定され、使用者が現像装置を動かす必要がない場合は装置の画像形成動作中のシール性のみを確保すればよく、前記したような磁気シールで必要なシール性が得られていた。
【０００９】
しかし、パーソナルの複写機やプリンタの現像装置やプロセスカートリッジの場合は、使用者が本体への着脱操作を行うときに衝撃が加わってしまったり、持ち運ぶときに誤って衝撃を与えてしまうことも考えられるため、前記したようなマグネットロールの磁力を利用した構成ではトナーシール性に不安があった。
【００１０】
そこでこの問題を解決する手段として、現像スリーブの外周面から所定の間隙を有して現像スリーブを包囲するように磁力発生手段である磁石を配置して磁気シールとする構成がある。
【００１１】
図11はこの構成を説明する図である。図11において現像スリーブ52の周面から所定の間隙ｇを隔てて現像スリーブ52を包囲するように磁気シールを構成する磁石55が配置されている。この磁石55の現像スリーブ52との対向面には現像スリーブ52の周方向に沿って複数のシール磁極▲１▼〜▲６▼が配置されている。
【００１２】
この構成によれば、磁石55の磁力を高く設定することによって間隙ｇのトナーの保持力を大きくすることが可能なので、衝撃に対するシール性も確保し易い。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した構成では次に示すような問題点があった。磁石55の磁極は、図11に示すように、周方向に沿って配置されている。磁極の数は現像スリーブ52の径や磁石の磁力などによって適当に選ばれる( 図11では６極の場合を示している) 。
【００１４】
この磁石55により発生する磁力線を模式的に示すのが、図12(a) である。図12(a) に示すように、周方向端部の磁力線は周方向中央部の磁力線と異なり、磁石55の背面55ａに回り込む。このため、スリーブ52方向に向かう磁力線の本数が減る、即ち垂直方向の磁束密度Ｂγが小さくなる。また、背面部には、もともと着磁された磁極を持たないため、水平方向の磁束密度Ｂθは磁石55の周方向端部では当然小さくなる。
【００１５】
磁石55の各磁極間の法線方向の磁界と接線方向の磁界を合成した磁界を大きくして、この磁界の作用により磁性トナーを拘束することで、各磁極間のシール性を良好にすることができる。
【００１６】
現像スリーブ52上の磁束密度Ｂは、式Ｂ＝（Ｂγ2 ＋Ｂθ2 ）1/2 から求めることができる。ここで、Ｂγは現像スリーブ52上における法線方向の磁束密度（ガウス）、Ｂθは現像スリーブ52上における接線方向の磁束密度（ガウス）である。
【００１７】
図12(b) は磁石55の現像スリーブ表面位置における磁極位置と磁束密度Ｂの分布形態を説明するものであり、横方向は現像スリーブ52周方向の位置を（角度で）示しており、縦方向はスリーブ上の磁束密度Ｂ、Ｂγ、Ｂθの大きさを示している。この図12(b) に示すように、磁石55は端部の磁束密度Ｂが中央の磁束密度よりも小さくなる。従って、この部分からのトナー漏れが発生し易くなってしまう。
【００１８】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、トナー搬送手段に対向して設けられ、磁気シールを行うための磁力発生手段により発生する磁束の磁束密度を、磁束密度の変化を少なく安定して形成することにあり、換言するとトナー搬送手段と磁力発生手段との間に形成される磁気シール部により均一なトナー保持力を発生させてトナー漏れを防止することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、電子写真感光体に形成した潜像を現像剤によって現像する現像装置において、磁気吸着する現像剤を収容する現像剤容器であって、開口部を有する現像剤容器と、前記開口部に該現像剤容器の内部と外部とを隔てるように備えられた現像剤搬送手段であって、前記現像剤を搬送するための搬送表面を有し、前記現像剤を容器内部で付着させた前記搬送表面を回転移動させて容器外部へと搬送する現像剤搬送手段と、前記搬送表面に所定の間隔を維持して対向する対向面と、前記現像剤搬送手段の周方向に沿って前記対向面に設けられた複数のシール磁極と、を備え、前記搬送表面と前記対向面との間隙に、前記現像剤を磁気吸着して保持する磁気シール部を形成する磁力発生手段と、を有し、前記磁力発生手段は、前記現像剤搬送手段の回転方向における前記対向面の端部において、前記対向面よりも前記搬送表面から離間している端面部を有し、該端面部に前記シール磁極から発散する磁束を収束させる端部磁極を形成し、該端部磁極の磁力が前記シール磁極の磁力よりも小さく、該端部磁極に隣接するシール磁極と反対極性を有することを特徴とする。
【００２０】
上記構成にあっては、対向部にトナー搬送手段の周方向に沿って備えられた複数のシール磁極のうち、端部近傍の磁極から発散する磁束が端面部に形成された端部磁極に収束するために、磁気シール部の端部においても磁束密度が低下せず、均一なトナー保持力を発生してトナー漏れが防止される。
【００２１】
また、前記端部磁極を、前記シール磁極よりも前記現像剤搬送手段の周面から離間した位置に着磁させるようにすることにより、磁力発生手段の端部近傍のシール磁極から発散する磁束が端面部に形成された端部磁極により効果的に収束するようになる。
【００２２】
更に、前記端部磁極の磁力を、シール磁極の磁力に対して５〜30％にすることにより、端部磁極近傍でのトナーの保持量が少なくなり、トナーの端面部における滞留量が減少し、この部分からのトナーの落下や剥離量が低減するようになる。
【００２３】
更に、前記端部磁極の磁力を、前記トナー搬送手段に内包される磁石部材の前記端部磁極に対向する位置の磁力よりも小さくすることにより、該端部磁極近傍でのトナーがトナー搬送手段に引き寄せられるようになり、端面部でのトナーの落下、剥離量をより効果的に低減することができる。
【００２４】
更に、前記磁力発生手段を、磁石と、該磁石の前記トナー搬送手段の軸線方向外側に配置された磁性部材とで構成し、前記磁石からトナー搬送手段の軸線方向外側に広がる磁力線が前記磁性部材に収束させるようにすることにより、トナーがトナー搬送手段の軸線方向外側に拡散することを防止することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る現像装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像を形成する電子写真画像形成装置の一実施形態について説明する。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図１乃至図４は本発明の第１実施形態を示すものであり、図１は現像装置の磁気シール部構成を示す側断面説明図であり、図２は現像スリーブの磁束密度の状態説明図、図３は画像形成装置の全体模式説明図であり、図４は現像装置を有するプロセスカートリッジの構成模式説明図である。
【００２７】
ここでは、まず現像装置を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の全体構成について説明し、次に現像装置の磁気シール構成について説明する。
【００２８】
｛電子写真画像形成装置の全体構成｝
この電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａは、図３に示すように、光学系１から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体へ照射して該感光体に潜像を形成し、この潜像を現像してトナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、転写材Ｐをカセット２からピックアップローラ３ａ、搬送ローラ３ｂ、レジストローラ対３ｃ等からなる搬送手段３で搬送し、且つプロセスカートリッジＢとしてカートリッジ化された前記電子写真感光体に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって転写材Ｐに転写する。そして像転写後の転写材Ｐをヒータを内蔵する定着回転体５ａ及び前記回転体５ａに転写材Ｐを押圧して搬送する駆動ローラ５ｂからなる定着手段５に搬送し、転写トナー像を転写材Ｐに定着する。更に、前記転写材Ｐを排出ローラ対３ｄで搬送し、反転搬送経路６を通して排出部７へと排出する如く構成している。
【００２９】
一方、前記プロセスカートリッジＢは、電子写真感光体と、プロセス手段として少なくとも現像装置を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像装置、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。
【００３０】
本実施形態のプロセスカートリッジＢは、図４に示すように、電子写真感光体である感光層を有する感光体ドラム８を回転し、その表面を帯電手段である帯電ローラ９への電圧印加によって一様に帯電し、前記光学系１からの情報光を露光部を介して感光体ドラム８に露光して潜像を形成し、現像装置Ｃによって現像するように構成している。
【００３１】
現像装置Ｃは、トナー容器10内に収納した磁性トナーをトナー送出部材11で送り出し、磁石部材であるマグネットローラ12を内蔵したトナー搬送手段である現像スリーブ13を回転させると共に、現像ブレード14によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像スリーブ13の表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム８へ転移させることによってトナー像を形成して前記潜像を可視像化するものである。
【００３２】
そして転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を転写材Ｐに転写した後は、クリーニングブレード15ａによって感光体ドラム８に残留したトナーを掻き落としてクリーニング容器15ｂへ集めるクリーニング手段15によって感光体ドラム８上の残留トナーを除去するものである。
【００３３】
尚、前記感光体ドラム８等の各部品は、トナー容器10と現像スリーブ13及び現像ブレード14を取り付けた現像枠体16とを溶着した現像容器と、これにクリーニング容器15ｂを結合したハウジングで支持してカートリッジ化されている。そして、画像形成装置本体内にカートリッジ装着スペースが設けてあり、この装着スペースに設けられたカートリッジ装着手段を構成するガイド支持部17によってプロセスカートリッジＢが装着、取り外し可能となっている。
【００３４】
｛現像装置の磁気シール構成｝
次に前記現像装置Ｃのトナー容器開口部と現像スリーブ13の長手方向端部の隙間からトナーが漏れないようにする磁気シール構成について説明する。
【００３５】
図１に示すように、現像装置Ｃはトナーを収容するトナー容器10の開口部に、現像スリーブ13が配置されている。この現像スリーブ13は、トナー容器10の内部と外部とを隔てるように備えられ、且つトナーを容器10内部で付着させた搬送面を回転移動させて容器10外部へと搬送するものであり、この現像スリーブ13の両端が図示しない軸受によって回転可能に支持されている。従って、現像スリーブ13の外周表面はトナーを搬送する搬送表面13ａとなり、この搬送表面13ａが回転移動することでトナーを感光体ドラム８と接近する現像領域Ｐ1 へと搬送する。
【００３６】
トナー容器10内には磁気吸着する磁性トナーが収納され、現像スリーブ13の内部に配設されたマグネットローラ12の磁力で現像スリーブ13に付着し、現像スリーブ13が回転することによって感光体ドラム８へと搬送される。
【００３７】
前記現像スリーブ13の長手方向両端部には、トナー容器10の開口部との隙間からトナーが漏れないようにするために、磁気シール部を構成する磁力発生手段が設けてある。
【００３８】
前記磁力発生手段は、現像スリーブ13の長手方向両端部に磁石18を配置することによって構成され、この磁石18は現像スリーブ13の搬送表面13ａと所定の間隙ｇを有して現像スリーブ13を包囲するように対向する対向面18ａを備えている。そしてこの磁石18の発生する磁界によって、間隙ｇに磁気シール部19を形成し、現像スリーブ13の両端部からの磁性トナーの漏出を防止する。
【００３９】
磁石18は現像スリーブ13との対向面18ａに、現像スリーブ13の周方向に沿って６個のシール磁極▲１▼〜▲６▼が着磁されている。これらのシール磁極▲１▼〜▲６▼の磁力は間隙ｇに介在する磁性トナーを保持し、漏出を防止するためになるべく高いことが望ましい。図１においては、磁極の位置は実線として表わしている。また、磁石18は対向面18ａの両端において、現像スリーブ13の搬送表面13ａから離間する端面部18ｂ，18ｃがあり、この端面部18ｂ，18ｃに端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 が形成されている。この端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 は対向面18ａ上のシール磁極▲１▼〜▲６▼から発散する磁束を収束させるものであり、より詳しくは、端部磁極Ａ1 はシール磁極▲１▼と接続する磁束を、また端部磁極Ｂ1 はシール磁極▲６▼と接続する磁束を形成している。図２は磁石18の各シール磁極▲１▼〜▲６▼に対応する現像スリーブ13の搬送表面13ａの位置における磁束密度を示したものである。
【００４０】
図２(a) は磁束密度の測定位置を説明する図である。20は現像スリーブ13と同じ径を持つ仮想円で、この円20上に磁束密度測定用のホール素子を配置し、前記仮想円20と同心円上の置かれた磁石18の内周面( 被着磁面) を、磁石18を仮想円20と同心円上に回転させて，磁束密度を測定した。
【００４１】
図２(b) の横軸は磁束密度の測定位置を角度で表わしている。０°、180 °にそれぞれ対応するのが図２(a) のＰ2 、Ｐ3 の位置である( 図１のＰ2 、Ｐ3 の位置) 。即ち、シール磁極▲１▼からシール磁極▲６▼及び端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 の磁束密度の測定位置が図２(a) の矢印▲１▼〜▲６▼及びＡ1 ，Ｂ1 の範囲に対応する。
【００４２】
図２(b) に磁石18により発生する磁力線を示す。前述の従来例の着磁による周方向端部付近での磁力線を比較すると、磁石18上の磁極▲１▼及び▲６▼から発散する磁力線は、端部磁極Ａ1 及びＢ1 に収束する。このため、従来例では磁石の背面に周り込んでいた磁力線が磁石端部に収束し、垂直方向の磁束密度Ｂγは従来例より大きくなる。
【００４３】
また、水平方向の磁束密度Ｂθは、磁極▲１▼−Ａ1 間、磁極▲６▼−Ｂ1 間でなされるため、磁極▲１▼、▲６▼から発散した磁力線が磁石の背面に回り込む従来例よりも大きくなる。前述のように、磁束密度ＢはＢ＝（Ｂγ2 ＋Ｂθ2 ）1/2 から求められる。
【００４４】
図２(c) にスリーブ上の磁束密度Ｂ、垂直方向の磁束密度Ｂγ、水平方向の磁束密度Ｂθを示す。従来例の磁束密度Ｂを示す図12(b) と本発明の磁束密度Ｂを示す図２(b) を比較すると、周方向端部の磁束密度Ｂは本発明の方が大きい。また、磁性トナーを拘束する力は、磁束密度Ｂに依存するので、本発明のように構成することによって周方向端部におけるトナーのシール性が向上する。
【００４５】
更に、本実施形態では現像スリーブ13に内包されるマグネットローラ12は、図１に示す端面部18ｂ，18ｃの端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 に略対向する位置での磁束密度が、端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 の磁束密度よりも大きくなるように設定している。これにより、磁力が弱い端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 に堆積するトナーは、マグネットローラ12の磁力に引き寄せられ、この引き寄せられたトナーは現像スリーブ13表面を介して、磁石18と現像スリーブ13の隙間に引き込まれる。即ち、磁石18のシール磁極▲１▼〜▲６▼の範囲にトナーは引き込まれ、ついにはシール磁極▲１▼〜▲６▼によって保持される。
【００４６】
｛実験結果｝
前述した現像装置を有するプロセスカートリッジを用いて実験を行った。具体的には、現像スリーブ13として外径16mmのアルミ材を使用し、また磁力発生手段としての磁石18はネオジム、鉄、ボロンを原料としたボンド磁石を使用した。そして、前述したように、現像スリーブ13との対向面18ａにシール磁極を６極、その周方向両端部の外側に端部磁極を１極ずつの計８極を着磁してある。この磁石18を現像スリーブ13と0.2 〜0.6mm の間隙（間隙ｇ）をもって配置した。
【００４７】
磁石18の磁束密度は現像スリーブ13の表面に対応する位置（磁石18の対向面18ａから0.4mm の位置）で約1900ガウスであった。そして、磁石18の端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 の磁束密度は現像スリーブ13の表面に対応するシール磁極▲１▼〜▲６▼の磁束密度の５〜30％になるようにした。また、磁石18の端部に対向するマグネットローラ12の磁束密度は700 ガウスにした。
【００４８】
上記構成の現像装置を設け、粒径５〜７μm の磁性トナーを収納したプロセスカートリッジＢに約50Ｇの衝撃を与えてトナー漏れ試験を行ったところ、間隙部分、特にＰ2 及びＰ3 近傍の磁気シール部の端部からのトナー漏れは発生しなかった。
【００４９】
尚、前述した現像装置Ｃ及びプロセスカートリッジＢの数値等に限定する必要はなく、間隙ｇの大小や、使用するトナーの種類に応じて適切な磁力を持った磁石18を使用することによって同様の効果が得られることは当然である。
【００５０】
例えば、プロセスカートリッジＢを用いるプリンタのプリントスピードアップを行う際、トナー供給不足による画像濃度薄防止のため、現像スリーブ13の外径を大きくする場合がある。そこで、外径20mmのアルミ材からなる現像スリーブ13を使用した実験をおこなった。磁気シール部を構成する磁石18は対向面18ａが現像スリーブ13から0.2 〜0.6mm の間隙をもつように配置し、磁気シール部の現像スリーブ13との対向面18ａにはシール磁極を８極着磁したものを使用した。ここで、その磁石18の周方向両端部の外側には、端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 として磁束密度が現像スリーブ13の表面に対応するシール磁極の磁束密度の５〜30％となる極を１極ずつ配置し、計10個の磁極を持たせた。このようなプロセスカートリッジを前述したと同様の条件で衝撃を与えた実験の結果、外径16mmの現像スリーブ用磁気シール部と同様に、磁気シール部の端部からのトナー漏れは発生しなかった。
【００５１】
〔第２実施形態〕
次に現像装置の磁気シール部の第２実施形態について説明する。図５は第２実施形態に係る現像装置の磁気シール部構成を示す側断面説明図である。尚、この実施形態は現像装置の磁気シール部の構成が第１実施形態と異なるのみであり、他は同一であるために第１実施形態の部材と同一機能を有する部材は同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５２】
図５において、現像スリーブ13は図示しない軸受によってトナー容器13に回転可能に支持されている。現像スリーブ13と所定の間隙を有して磁気シール部を構成するための磁石18を配置し、現像スリーブ13の両端部からのトナー漏れを防止する構成は第１実施形態と同様である。
【００５３】
但し、磁石18は端部の形状が第１実施形態とは異なり、間隙ｇに形成された磁気シール部19から離間する平面部21をもっている。部品の構成上、磁石18がこのような形状となる場合でも、第１実施形態に説明したように、現像スリーブ13と対向面18ａの外側にも端部磁極Ａ2 ，Ｂ2 を構成することによって対向面18ａの端部の磁力が低くなるのを防ぎ、トナー漏れを防止することができる。
【００５４】
尚、上記構成にあっては、プロセスカートリッジＢや現像装置Ｃの使用期間が長期に及ぶ場合には、現像動作の繰り返しによって、現像スリーブ13上に付着した磁性トナーが現像領域よりも現像スリーブ回転方向下流側で対向面18ａの外側の端部磁極Ａ2 によって引き寄せられ、現像スリーブ下部Ｐ4 付近に磁性トナーが溜まり、トナー漏れが発生するおそれがある。
【００５５】
そこで、本実施形態では端部磁極Ａ2 ，Ｂ2 の現像スリーブ表面における磁力を、シール磁極▲１▼〜▲６▼の現像スリーブ表面における磁力よりも小さく構成している。このため、現像動作を長時間繰り返してもＰ4 付近に磁性トナーが溜まることが無く、安定したシール性が得られる。前記のように、端部磁極Ａ2 ，Ｂ2 の磁力は対向面18ａのシール磁極▲１▼〜▲６▼の磁力よりも小さい方がよいが、具体的にはシール磁極▲１▼〜▲６▼の磁力の５〜30％とすることが望ましい。
【００５６】
〔第３実施形態〕
図６は本発明の現像装置の磁気シール部の第３実施形態を示す説明図である。
基本的な構成は前述した第１実施形態と同様であるため、この場合も第１実施形態と同一機能を有する部材は同一符号を付す。
【００５７】
図６において、端部磁極Ａ3 ，Ｂ3 の現像スリーブ13の表面における磁力は小さくした方が良いことは既に説明したが、本実施の形態では磁石18の端部22の形状を、図６に示すように、現像スリーブ表面から逃げるような形状とすることで、端部磁極Ａ3 の現像スリーブ表面における磁束密度が小さくなるようにしている。このようにすることによって第２実施形態と同様に、現像スリーブ13の下部Ｐ4 付近に磁性トナーが溜まるのを防止することができる。
【００５８】
〔第４実施形態〕
図７は本発明の現像装置の磁気シール部の第３実施形態を示す説明図であり、図８は(a) が図７のＣ1 断面図であり、(b) が(a) のＸ部分の拡大説明図である。この実施形態にあっても、基本的な構成は前述した第１実施形態と同様であるため、この場合も第１実施形態と同一機能を有する部材は同一符号を付す。
【００５９】
この実施形態では、図７に示すように、磁石18の現像スリーブ13の回転軸線方向外側に磁性部材23を配置したものである。
【００６０】
上記のように構成することにより、磁石18の軸方向に広がる磁力線24は、磁性部材23に収束するようになる。磁性トナーは磁力線に沿って拡散することから、磁性部材23を磁石18の軸方向外側面に配置することで、磁性トナーの軸方向への拡散を防止することができる。
【００６１】
従って、第１実施形態と同様に、磁石18の端部付近に磁性トナーが溜まるのを防止し、且つ、軸方向への磁性トナーの拡散を防止し、更なるシール性の向上が図れるようになる。
【００６２】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、現像装置を感光体ドラムと共にカートリッジ化したプロセスカートリッジの一部として用いた例を示したが、これら感光体ドラムや現像装置をカートリッジ化することなく、装置本体に直接取り付けた画像形成装置にも、本発明に同様に適用し得る。特に、小型の複写機やプリンタ等において、使用者が持ち運ぶことが可能な画像形成装置にあっては、誤って衝撃を与えたとしても、磁気シールによって現像装置からトナーが漏れることを確実に防止し得るので好適に用いられる。
【００６３】
また、前述した実施形態では画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成装置に使用することも当然可能である。
【００６４】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、現像剤搬送手段の回転方向における磁力発生手段の端部において磁束密度が低下することを抑制でき、磁力発生手段に均一な現像剤保持力を発生させて現像剤が漏れるのを抑制することができる。
【００６５】
また、前記端部磁極を、シール磁極よりも前記現像剤搬送手段の周面から離間した位置に着磁させるようにすることにより、磁力発生手段の端部近傍のシール磁極から発散する磁束が端面部に形成された端部磁極により効果的に収束させることができる。
【００６６】
更に、前記端部磁極の磁力を、シール磁極の磁力に対して５〜30％にすることにより、端部磁極近傍でのトナーの保持量が少なくなり、トナーの端面部における滞留量が減少し、この部分からのトナーの落下や剥離量を低減させることができる。
【００６７】
更に、前記端部磁極の磁力を、前記トナー搬送手段に内包される磁石部材の前記端部磁極に対向する位置の磁力よりも小さくすることにより、該端部磁極近傍でのトナーがトナー搬送手段に引き寄せられるようになり、端面部でのトナーの落下、剥離量をより効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像装置の磁気シール部構成を示す側断面説明図である。
【図２】現像スリーブの磁束密度の状態説明図である。
【図３】画像形成装置の全体模式説明図である。
【図４】プロセスカートリッジの構成模式説明図である。
【図５】第２実施形態に係る現像装置の磁気シール部構成を示す側断面説明図である。
【図６】本発明の現像装置の磁気シール部の第３実施形態を示す説明図である。
【図７】本発明の現像装置の磁気シール部の第３実施形態を示す説明図である。
【図８】 (a) は図７のＣ1 断面図であり、(b) は(a) のＸ部分の拡大説明図である。
【図９】磁気シールを使用した現像装置の要部断面を示し、トナー容器の端部断面説明図である。
【図１０】従来技術を示す現像装置のシール構成の説明図である。
【図１１】シール磁極のみを設けた磁気シール部の構成説明図である。
【図１２】図11における磁気シール部の各磁極の磁束密度の説明図である。
【符号の説明】
Ａ …電子写真画像形成装置
Ａ1 ，Ｂ1 ，Ａ2 ，Ｂ2 ，Ａ3 ，Ｂ3 …端部磁極
Ｂ …プロセスカートリッジ
Ｃ …現像装置
Ｐ …転写材
Ｔ …トナー
ｇ …間隙
１ …光学系
２ …カセット
３ …搬送手段
３ａ …ピックアップローラ
３ｂ …搬送ローラ
３ｃ …レジストローラ対
３ｄ …排出ローラ対
４ …転写ローラ
５ …定着手段
５ａ …定着回転体
５ｂ …駆動ローラ
６ …反転搬送経路
７ …排出部
８ …感光体ドラム
９ …帯電ローラ
10 …トナー容器
11 …トナー送出部材
12 …マグネットローラ
13 …現像スリーブ
13ａ …搬送表面
14 …現像ブレード
15 …クリーニング手段
15ａ …クリーニングブレード
15ｂ …クリーニング容器
16 …現像枠体
17 …ガイド支持部
18 …磁石
18ａ …対向面
18ｂ，18ｃ…端面部
19 …磁気シール部
20 …仮想円
21 …平面部
22 …端部
23 …磁性部材
24 …磁力線
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式によって記録を行うための現像装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、電子写真方式による画像形成装置は複写機、プリンタ等に広く使用されているが、これは電子写真感光体に形成した潜像を現像剤（以下「トナー」という）によって現像し、その像を記録媒体に転写するものである。そして、トナー現像を行う現像装置は、例えば磁性トナー或いは磁性体からなるキャリアを混合した２成分トナーを収納したトナー容器内の開口部に、磁石を内包して回転可能に取り付けた円筒状のトナー搬送手段である現像スリーブを介して電子写真感光体へと転移させるようにしている。
【０００３】
このような現像方法は、近年では画像形成装置から着脱可能で、電子写真感光体や現像装置を備えるプロセスカートリッジを利用した画像形成装置にも適用されている。
【０００４】
ここで、前記現像装置は現像スリーブと開口部の端部からトナーが漏れないようにシールする必要があり、磁気吸着するトナーにあっては磁気シールが使用されている。
【０００５】
図９は磁気シールを使用した現像装置の要部断面を示し、トナー容器の端部断面説明図である。図９において、トナー容器50には軸受51を介して現像スリーブ52が回転可能に取り付けられている。この現像スリーブ52の両端にはその外周面から所定の間隙を有して現像スリーブ52を包囲するように磁性体53が配置され、現像スリーブ52と磁性体53の間にトナーＴの磁気カーテンを形成して現像スリーブ52の端部からのトナーの漏出を防止するものである。
【０００６】
図10は図９のＭ1 断面における現像スリーブ52、磁性体53、マグネットロール54の断面を示すものである。現像スリーブ52の内部にはマグネットロール54が配置されている。このマグネットロール54には図に示されるように、Ｓ1 、Ｎ1 、Ｓ2 、Ｎ2 の４極が着磁されており、このマグネットロール54と磁性体53の間に形成される磁界によって現像スリーブ52と磁性体53の間のトナーＴを保持し、トナー漏れを防止する。
【０００７】
ここでマグネットロール54の磁力は現像動作に最適となるように設定されているため、形成される磁界の最大磁束密度は現像スリーブ52の表面で600 〜1000ガウス程度であり、現像装置に衝撃が加わったときなどはトナーの保持力が足りずにトナー漏れが発生するおそれがあった。
【０００８】
据置き型の複写機のように、現像装置が装置本体内に固定され、使用者が現像装置を動かす必要がない場合は装置の画像形成動作中のシール性のみを確保すればよく、前記したような磁気シールで必要なシール性が得られていた。
【０００９】
しかし、パーソナルの複写機やプリンタの現像装置やプロセスカートリッジの場合は、使用者が本体への着脱操作を行うときに衝撃が加わってしまったり、持ち運ぶときに誤って衝撃を与えてしまうことも考えられるため、前記したようなマグネットロールの磁力を利用した構成ではトナーシール性に不安があった。
【００１０】
そこでこの問題を解決する手段として、現像スリーブの外周面から所定の間隙を有して現像スリーブを包囲するように磁力発生手段である磁石を配置して磁気シールとする構成がある。
【００１１】
図11はこの構成を説明する図である。図11において現像スリーブ52の周面から所定の間隙ｇを隔てて現像スリーブ52を包囲するように磁気シールを構成する磁石55が配置されている。この磁石55の現像スリーブ52との対向面には現像スリーブ52の周方向に沿って複数のシール磁極▲１▼〜▲６▼が配置されている。
【００１２】
この構成によれば、磁石55の磁力を高く設定することによって間隙ｇのトナーの保持力を大きくすることが可能なので、衝撃に対するシール性も確保し易い。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した構成では次に示すような問題点があった。磁石55の磁極は、図11に示すように、周方向に沿って配置されている。磁極の数は現像スリーブ52の径や磁石の磁力などによって適当に選ばれる( 図11では６極の場合を示している) 。
【００１４】
この磁石55により発生する磁力線を模式的に示すのが、図12(a) である。図12(a) に示すように、周方向端部の磁力線は周方向中央部の磁力線と異なり、磁石55の背面55ａに回り込む。このため、スリーブ52方向に向かう磁力線の本数が減る、即ち垂直方向の磁束密度Ｂγが小さくなる。また、背面部には、もともと着磁された磁極を持たないため、水平方向の磁束密度Ｂθは磁石55の周方向端部では当然小さくなる。
【００１５】
磁石55の各磁極間の法線方向の磁界と接線方向の磁界を合成した磁界を大きくして、この磁界の作用により磁性トナーを拘束することで、各磁極間のシール性を良好にすることができる。
【００１６】
現像スリーブ52上の磁束密度Ｂは、式Ｂ＝（Ｂγ2 ＋Ｂθ2 ）1/2 から求めることができる。ここで、Ｂγは現像スリーブ52上における法線方向の磁束密度（ガウス）、Ｂθは現像スリーブ52上における接線方向の磁束密度（ガウス）である。
【００１７】
図12(b) は磁石55の現像スリーブ表面位置における磁極位置と磁束密度Ｂの分布形態を説明するものであり、横方向は現像スリーブ52周方向の位置を（角度で）示しており、縦方向はスリーブ上の磁束密度Ｂ、Ｂγ、Ｂθの大きさを示している。この図12(b) に示すように、磁石55は端部の磁束密度Ｂが中央の磁束密度よりも小さくなる。従って、この部分からのトナー漏れが発生し易くなってしまう。
【００１８】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、トナー搬送手段に対向して設けられ、磁気シールを行うための磁力発生手段により発生する磁束の磁束密度を、磁束密度の変化を少なく安定して形成することにあり、換言するとトナー搬送手段と磁力発生手段との間に形成される磁気シール部により均一なトナー保持力を発生させてトナー漏れを防止することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、電子写真感光体に形成した潜像を現像剤によって現像する現像装置において、磁気吸着する現像剤を収容する現像剤容器であって、開口部を有する現像剤容器と、前記開口部に該現像剤容器の内部と外部とを隔てるように備えられた現像剤搬送手段であって、前記現像剤を搬送するための搬送表面を有し、前記現像剤を容器内部で付着させた前記搬送表面を回転移動させて容器外部へと搬送する現像剤搬送手段と、前記搬送表面に所定の間隔を維持して対向する対向面と、前記現像剤搬送手段の周方向に沿って前記対向面に設けられた複数のシール磁極と、を備え、前記搬送表面と前記対向面との間隙に、前記現像剤を磁気吸着して保持する磁気シール部を形成する磁力発生手段と、を有し、前記磁力発生手段は、前記現像剤搬送手段の回転方向における前記対向面の端部において、前記対向面よりも前記搬送表面から離間している端面部を有し、該端面部に前記シール磁極から発散する磁束を収束させる端部磁極を形成し、該端部磁極の磁力が前記シール磁極の磁力よりも小さく、該端部磁極に隣接するシール磁極と反対極性を有することを特徴とする。
【００２０】
上記構成にあっては、対向部にトナー搬送手段の周方向に沿って備えられた複数のシール磁極のうち、端部近傍の磁極から発散する磁束が端面部に形成された端部磁極に収束するために、磁気シール部の端部においても磁束密度が低下せず、均一なトナー保持力を発生してトナー漏れが防止される。
【００２１】
また、前記端部磁極を、前記シール磁極よりも前記現像剤搬送手段の周面から離間した位置に着磁させるようにすることにより、磁力発生手段の端部近傍のシール磁極から発散する磁束が端面部に形成された端部磁極により効果的に収束するようになる。
【００２２】
更に、前記端部磁極の磁力を、シール磁極の磁力に対して５〜30％にすることにより、端部磁極近傍でのトナーの保持量が少なくなり、トナーの端面部における滞留量が減少し、この部分からのトナーの落下や剥離量が低減するようになる。
【００２３】
更に、前記端部磁極の磁力を、前記トナー搬送手段に内包される磁石部材の前記端部磁極に対向する位置の磁力よりも小さくすることにより、該端部磁極近傍でのトナーがトナー搬送手段に引き寄せられるようになり、端面部でのトナーの落下、剥離量をより効果的に低減することができる。
【００２４】
更に、前記磁力発生手段を、磁石と、該磁石の前記トナー搬送手段の軸線方向外側に配置された磁性部材とで構成し、前記磁石からトナー搬送手段の軸線方向外側に広がる磁力線が前記磁性部材に収束させるようにすることにより、トナーがトナー搬送手段の軸線方向外側に拡散することを防止することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る現像装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像を形成する電子写真画像形成装置の一実施形態について説明する。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図１乃至図４は本発明の第１実施形態を示すものであり、図１は現像装置の磁気シール部構成を示す側断面説明図であり、図２は現像スリーブの磁束密度の状態説明図、図３は画像形成装置の全体模式説明図であり、図４は現像装置を有するプロセスカートリッジの構成模式説明図である。
【００２７】
ここでは、まず現像装置を用いたプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の全体構成について説明し、次に現像装置の磁気シール構成について説明する。
【００２８】
｛電子写真画像形成装置の全体構成｝
この電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａは、図３に示すように、光学系１から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体へ照射して該感光体に潜像を形成し、この潜像を現像してトナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、転写材Ｐをカセット２からピックアップローラ３ａ、搬送ローラ３ｂ、レジストローラ対３ｃ等からなる搬送手段３で搬送し、且つプロセスカートリッジＢとしてカートリッジ化された前記電子写真感光体に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって転写材Ｐに転写する。そして像転写後の転写材Ｐをヒータを内蔵する定着回転体５ａ及び前記回転体５ａに転写材Ｐを押圧して搬送する駆動ローラ５ｂからなる定着手段５に搬送し、転写トナー像を転写材Ｐに定着する。更に、前記転写材Ｐを排出ローラ対３ｄで搬送し、反転搬送経路６を通して排出部７へと排出する如く構成している。
【００２９】
一方、前記プロセスカートリッジＢは、電子写真感光体と、プロセス手段として少なくとも現像装置を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像装置、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。
【００３０】
本実施形態のプロセスカートリッジＢは、図４に示すように、電子写真感光体である感光層を有する感光体ドラム８を回転し、その表面を帯電手段である帯電ローラ９への電圧印加によって一様に帯電し、前記光学系１からの情報光を露光部を介して感光体ドラム８に露光して潜像を形成し、現像装置Ｃによって現像するように構成している。
【００３１】
現像装置Ｃは、トナー容器10内に収納した磁性トナーをトナー送出部材11で送り出し、磁石部材であるマグネットローラ12を内蔵したトナー搬送手段である現像スリーブ13を回転させると共に、現像ブレード14によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像スリーブ13の表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム８へ転移させることによってトナー像を形成して前記潜像を可視像化するものである。
【００３２】
そして転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を転写材Ｐに転写した後は、クリーニングブレード15ａによって感光体ドラム８に残留したトナーを掻き落としてクリーニング容器15ｂへ集めるクリーニング手段15によって感光体ドラム８上の残留トナーを除去するものである。
【００３３】
尚、前記感光体ドラム８等の各部品は、トナー容器10と現像スリーブ13及び現像ブレード14を取り付けた現像枠体16とを溶着した現像容器と、これにクリーニング容器15ｂを結合したハウジングで支持してカートリッジ化されている。そして、画像形成装置本体内にカートリッジ装着スペースが設けてあり、この装着スペースに設けられたカートリッジ装着手段を構成するガイド支持部17によってプロセスカートリッジＢが装着、取り外し可能となっている。
【００３４】
｛現像装置の磁気シール構成｝
次に前記現像装置Ｃのトナー容器開口部と現像スリーブ13の長手方向端部の隙間からトナーが漏れないようにする磁気シール構成について説明する。
【００３５】
図１に示すように、現像装置Ｃはトナーを収容するトナー容器10の開口部に、現像スリーブ13が配置されている。この現像スリーブ13は、トナー容器10の内部と外部とを隔てるように備えられ、且つトナーを容器10内部で付着させた搬送面を回転移動させて容器10外部へと搬送するものであり、この現像スリーブ13の両端が図示しない軸受によって回転可能に支持されている。従って、現像スリーブ13の外周表面はトナーを搬送する搬送表面13ａとなり、この搬送表面13ａが回転移動することでトナーを感光体ドラム８と接近する現像領域Ｐ1 へと搬送する。
【００３６】
トナー容器10内には磁気吸着する磁性トナーが収納され、現像スリーブ13の内部に配設されたマグネットローラ12の磁力で現像スリーブ13に付着し、現像スリーブ13が回転することによって感光体ドラム８へと搬送される。
【００３７】
前記現像スリーブ13の長手方向両端部には、トナー容器10の開口部との隙間からトナーが漏れないようにするために、磁気シール部を構成する磁力発生手段が設けてある。
【００３８】
前記磁力発生手段は、現像スリーブ13の長手方向両端部に磁石18を配置することによって構成され、この磁石18は現像スリーブ13の搬送表面13ａと所定の間隙ｇを有して現像スリーブ13を包囲するように対向する対向面18ａを備えている。そしてこの磁石18の発生する磁界によって、間隙ｇに磁気シール部19を形成し、現像スリーブ13の両端部からの磁性トナーの漏出を防止する。
【００３９】
磁石18は現像スリーブ13との対向面18ａに、現像スリーブ13の周方向に沿って６個のシール磁極▲１▼〜▲６▼が着磁されている。これらのシール磁極▲１▼〜▲６▼の磁力は間隙ｇに介在する磁性トナーを保持し、漏出を防止するためになるべく高いことが望ましい。図１においては、磁極の位置は実線として表わしている。また、磁石18は対向面18ａの両端において、現像スリーブ13の搬送表面13ａから離間する端面部18ｂ，18ｃがあり、この端面部18ｂ，18ｃに端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 が形成されている。この端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 は対向面18ａ上のシール磁極▲１▼〜▲６▼から発散する磁束を収束させるものであり、より詳しくは、端部磁極Ａ1 はシール磁極▲１▼と接続する磁束を、また端部磁極Ｂ1 はシール磁極▲６▼と接続する磁束を形成している。図２は磁石18の各シール磁極▲１▼〜▲６▼に対応する現像スリーブ13の搬送表面13ａの位置における磁束密度を示したものである。
【００４０】
図２(a) は磁束密度の測定位置を説明する図である。20は現像スリーブ13と同じ径を持つ仮想円で、この円20上に磁束密度測定用のホール素子を配置し、前記仮想円20と同心円上の置かれた磁石18の内周面( 被着磁面) を、磁石18を仮想円20と同心円上に回転させて，磁束密度を測定した。
【００４１】
図２(b) の横軸は磁束密度の測定位置を角度で表わしている。０°、180 °にそれぞれ対応するのが図２(a) のＰ2 、Ｐ3 の位置である( 図１のＰ2 、Ｐ3 の位置) 。即ち、シール磁極▲１▼からシール磁極▲６▼及び端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 の磁束密度の測定位置が図２(a) の矢印▲１▼〜▲６▼及びＡ1 ，Ｂ1 の範囲に対応する。
【００４２】
図２(b) に磁石18により発生する磁力線を示す。前述の従来例の着磁による周方向端部付近での磁力線を比較すると、磁石18上の磁極▲１▼及び▲６▼から発散する磁力線は、端部磁極Ａ1 及びＢ1 に収束する。このため、従来例では磁石の背面に周り込んでいた磁力線が磁石端部に収束し、垂直方向の磁束密度Ｂγは従来例より大きくなる。
【００４３】
また、水平方向の磁束密度Ｂθは、磁極▲１▼−Ａ1 間、磁極▲６▼−Ｂ1 間でなされるため、磁極▲１▼、▲６▼から発散した磁力線が磁石の背面に回り込む従来例よりも大きくなる。前述のように、磁束密度ＢはＢ＝（Ｂγ2 ＋Ｂθ2 ）1/2 から求められる。
【００４４】
図２(c) にスリーブ上の磁束密度Ｂ、垂直方向の磁束密度Ｂγ、水平方向の磁束密度Ｂθを示す。従来例の磁束密度Ｂを示す図12(b) と本発明の磁束密度Ｂを示す図２(b) を比較すると、周方向端部の磁束密度Ｂは本発明の方が大きい。また、磁性トナーを拘束する力は、磁束密度Ｂに依存するので、本発明のように構成することによって周方向端部におけるトナーのシール性が向上する。
【００４５】
更に、本実施形態では現像スリーブ13に内包されるマグネットローラ12は、図１に示す端面部18ｂ，18ｃの端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 に略対向する位置での磁束密度が、端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 の磁束密度よりも大きくなるように設定している。これにより、磁力が弱い端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 に堆積するトナーは、マグネットローラ12の磁力に引き寄せられ、この引き寄せられたトナーは現像スリーブ13表面を介して、磁石18と現像スリーブ13の隙間に引き込まれる。即ち、磁石18のシール磁極▲１▼〜▲６▼の範囲にトナーは引き込まれ、ついにはシール磁極▲１▼〜▲６▼によって保持される。
【００４６】
｛実験結果｝
前述した現像装置を有するプロセスカートリッジを用いて実験を行った。具体的には、現像スリーブ13として外径16mmのアルミ材を使用し、また磁力発生手段としての磁石18はネオジム、鉄、ボロンを原料としたボンド磁石を使用した。そして、前述したように、現像スリーブ13との対向面18ａにシール磁極を６極、その周方向両端部の外側に端部磁極を１極ずつの計８極を着磁してある。この磁石18を現像スリーブ13と0.2 〜0.6mm の間隙（間隙ｇ）をもって配置した。
【００４７】
磁石18の磁束密度は現像スリーブ13の表面に対応する位置（磁石18の対向面18ａから0.4mm の位置）で約1900ガウスであった。そして、磁石18の端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 の磁束密度は現像スリーブ13の表面に対応するシール磁極▲１▼〜▲６▼の磁束密度の５〜30％になるようにした。また、磁石18の端部に対向するマグネットローラ12の磁束密度は700 ガウスにした。
【００４８】
上記構成の現像装置を設け、粒径５〜７μm の磁性トナーを収納したプロセスカートリッジＢに約50Ｇの衝撃を与えてトナー漏れ試験を行ったところ、間隙部分、特にＰ2 及びＰ3 近傍の磁気シール部の端部からのトナー漏れは発生しなかった。
【００４９】
尚、前述した現像装置Ｃ及びプロセスカートリッジＢの数値等に限定する必要はなく、間隙ｇの大小や、使用するトナーの種類に応じて適切な磁力を持った磁石18を使用することによって同様の効果が得られることは当然である。
【００５０】
例えば、プロセスカートリッジＢを用いるプリンタのプリントスピードアップを行う際、トナー供給不足による画像濃度薄防止のため、現像スリーブ13の外径を大きくする場合がある。そこで、外径20mmのアルミ材からなる現像スリーブ13を使用した実験をおこなった。磁気シール部を構成する磁石18は対向面18ａが現像スリーブ13から0.2 〜0.6mm の間隙をもつように配置し、磁気シール部の現像スリーブ13との対向面18ａにはシール磁極を８極着磁したものを使用した。ここで、その磁石18の周方向両端部の外側には、端部磁極Ａ1 ，Ｂ1 として磁束密度が現像スリーブ13の表面に対応するシール磁極の磁束密度の５〜30％となる極を１極ずつ配置し、計10個の磁極を持たせた。このようなプロセスカートリッジを前述したと同様の条件で衝撃を与えた実験の結果、外径16mmの現像スリーブ用磁気シール部と同様に、磁気シール部の端部からのトナー漏れは発生しなかった。
【００５１】
〔第２実施形態〕
次に現像装置の磁気シール部の第２実施形態について説明する。図５は第２実施形態に係る現像装置の磁気シール部構成を示す側断面説明図である。尚、この実施形態は現像装置の磁気シール部の構成が第１実施形態と異なるのみであり、他は同一であるために第１実施形態の部材と同一機能を有する部材は同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５２】
図５において、現像スリーブ13は図示しない軸受によってトナー容器13に回転可能に支持されている。現像スリーブ13と所定の間隙を有して磁気シール部を構成するための磁石18を配置し、現像スリーブ13の両端部からのトナー漏れを防止する構成は第１実施形態と同様である。
【００５３】
但し、磁石18は端部の形状が第１実施形態とは異なり、間隙ｇに形成された磁気シール部19から離間する平面部21をもっている。部品の構成上、磁石18がこのような形状となる場合でも、第１実施形態に説明したように、現像スリーブ13と対向面18ａの外側にも端部磁極Ａ2 ，Ｂ2 を構成することによって対向面18ａの端部の磁力が低くなるのを防ぎ、トナー漏れを防止することができる。
【００５４】
尚、上記構成にあっては、プロセスカートリッジＢや現像装置Ｃの使用期間が長期に及ぶ場合には、現像動作の繰り返しによって、現像スリーブ13上に付着した磁性トナーが現像領域よりも現像スリーブ回転方向下流側で対向面18ａの外側の端部磁極Ａ2 によって引き寄せられ、現像スリーブ下部Ｐ4 付近に磁性トナーが溜まり、トナー漏れが発生するおそれがある。
【００５５】
そこで、本実施形態では端部磁極Ａ2 ，Ｂ2 の現像スリーブ表面における磁力を、シール磁極▲１▼〜▲６▼の現像スリーブ表面における磁力よりも小さく構成している。このため、現像動作を長時間繰り返してもＰ4 付近に磁性トナーが溜まることが無く、安定したシール性が得られる。前記のように、端部磁極Ａ2 ，Ｂ2 の磁力は対向面18ａのシール磁極▲１▼〜▲６▼の磁力よりも小さい方がよいが、具体的にはシール磁極▲１▼〜▲６▼の磁力の５〜30％とすることが望ましい。
【００５６】
〔第３実施形態〕
図６は本発明の現像装置の磁気シール部の第３実施形態を示す説明図である。
基本的な構成は前述した第１実施形態と同様であるため、この場合も第１実施形態と同一機能を有する部材は同一符号を付す。
【００５７】
図６において、端部磁極Ａ3 ，Ｂ3 の現像スリーブ13の表面における磁力は小さくした方が良いことは既に説明したが、本実施の形態では磁石18の端部22の形状を、図６に示すように、現像スリーブ表面から逃げるような形状とすることで、端部磁極Ａ3 の現像スリーブ表面における磁束密度が小さくなるようにしている。このようにすることによって第２実施形態と同様に、現像スリーブ13の下部Ｐ4 付近に磁性トナーが溜まるのを防止することができる。
【００５８】
〔第４実施形態〕
図７は本発明の現像装置の磁気シール部の第３実施形態を示す説明図であり、図８は(a) が図７のＣ1 断面図であり、(b) が(a) のＸ部分の拡大説明図である。この実施形態にあっても、基本的な構成は前述した第１実施形態と同様であるため、この場合も第１実施形態と同一機能を有する部材は同一符号を付す。
【００５９】
この実施形態では、図７に示すように、磁石18の現像スリーブ13の回転軸線方向外側に磁性部材23を配置したものである。
【００６０】
上記のように構成することにより、磁石18の軸方向に広がる磁力線24は、磁性部材23に収束するようになる。磁性トナーは磁力線に沿って拡散することから、磁性部材23を磁石18の軸方向外側面に配置することで、磁性トナーの軸方向への拡散を防止することができる。
【００６１】
従って、第１実施形態と同様に、磁石18の端部付近に磁性トナーが溜まるのを防止し、且つ、軸方向への磁性トナーの拡散を防止し、更なるシール性の向上が図れるようになる。
【００６２】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、現像装置を感光体ドラムと共にカートリッジ化したプロセスカートリッジの一部として用いた例を示したが、これら感光体ドラムや現像装置をカートリッジ化することなく、装置本体に直接取り付けた画像形成装置にも、本発明に同様に適用し得る。特に、小型の複写機やプリンタ等において、使用者が持ち運ぶことが可能な画像形成装置にあっては、誤って衝撃を与えたとしても、磁気シールによって現像装置からトナーが漏れることを確実に防止し得るので好適に用いられる。
【００６３】
また、前述した実施形態では画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成装置に使用することも当然可能である。
【００６４】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、現像剤搬送手段の回転方向における磁力発生手段の端部において磁束密度が低下することを抑制でき、磁力発生手段に均一な現像剤保持力を発生させて現像剤が漏れるのを抑制することができる。
【００６５】
また、前記端部磁極を、シール磁極よりも前記現像剤搬送手段の周面から離間した位置に着磁させるようにすることにより、磁力発生手段の端部近傍のシール磁極から発散する磁束が端面部に形成された端部磁極により効果的に収束させることができる。
【００６６】
更に、前記端部磁極の磁力を、シール磁極の磁力に対して５〜30％にすることにより、端部磁極近傍でのトナーの保持量が少なくなり、トナーの端面部における滞留量が減少し、この部分からのトナーの落下や剥離量を低減させることができる。
【００６７】
更に、前記端部磁極の磁力を、前記トナー搬送手段に内包される磁石部材の前記端部磁極に対向する位置の磁力よりも小さくすることにより、該端部磁極近傍でのトナーがトナー搬送手段に引き寄せられるようになり、端面部でのトナーの落下、剥離量をより効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像装置の磁気シール部構成を示す側断面説明図である。
【図２】現像スリーブの磁束密度の状態説明図である。
【図３】画像形成装置の全体模式説明図である。
【図４】プロセスカートリッジの構成模式説明図である。
【図５】第２実施形態に係る現像装置の磁気シール部構成を示す側断面説明図である。
【図６】本発明の現像装置の磁気シール部の第３実施形態を示す説明図である。
【図７】本発明の現像装置の磁気シール部の第３実施形態を示す説明図である。
【図８】 (a) は図７のＣ1 断面図であり、(b) は(a) のＸ部分の拡大説明図である。
【図９】磁気シールを使用した現像装置の要部断面を示し、トナー容器の端部断面説明図である。
【図１０】従来技術を示す現像装置のシール構成の説明図である。
【図１１】シール磁極のみを設けた磁気シール部の構成説明図である。
【図１２】図11における磁気シール部の各磁極の磁束密度の説明図である。
【符号の説明】
Ａ …電子写真画像形成装置
Ａ1 ，Ｂ1 ，Ａ2 ，Ｂ2 ，Ａ3 ，Ｂ3 …端部磁極
Ｂ …プロセスカートリッジ
Ｃ …現像装置
Ｐ …転写材
Ｔ …トナー
ｇ …間隙
１ …光学系
２ …カセット
３ …搬送手段
３ａ …ピックアップローラ
３ｂ …搬送ローラ
３ｃ …レジストローラ対
３ｄ …排出ローラ対
４ …転写ローラ
５ …定着手段
５ａ …定着回転体
５ｂ …駆動ローラ
６ …反転搬送経路
７ …排出部
８ …感光体ドラム
９ …帯電ローラ
10 …トナー容器
11 …トナー送出部材
12 …マグネットローラ
13 …現像スリーブ
13ａ …搬送表面
14 …現像ブレード
15 …クリーニング手段
15ａ …クリーニングブレード
15ｂ …クリーニング容器
16 …現像枠体
17 …ガイド支持部
18 …磁石
18ａ …対向面
18ｂ，18ｃ…端面部
19 …磁気シール部
20 …仮想円
21 …平面部
22 …端部
23 …磁性部材
24 …磁力線
Claims (8)
- 電子写真感光体に形成した潜像を現像剤によって現像する現像装置において、
磁気吸着する現像剤を収容する現像剤容器であって、開口部を有する現像剤容器と、
前記開口部に該現像剤容器の内部と外部とを隔てるように備えられた現像剤搬送手段であって、前記現像剤を搬送するための搬送表面を有し、前記現像剤を容器内部で付着させた前記搬送表面を回転移動させて容器外部へと搬送する現像剤搬送手段と、
前記搬送表面に所定の間隔を維持して対向する対向面と、前記現像剤搬送手段の周方向に沿って前記対向面に設けられた複数のシール磁極と、を備え、前記搬送表面と前記対向面との間隙に、前記現像剤を磁気吸着して保持する磁気シール部を形成する磁力発生手段と、
を有し、
前記磁力発生手段は、前記現像剤搬送手段の回転方向における前記対向面の端部において、前記対向面よりも前記搬送表面から離間している端面部を有し、該端面部に前記シール磁極から発散する磁束を収束させる端部磁極を形成し、該端部磁極の磁力が前記シール磁極の磁力よりも小さく、該端部磁極に隣接するシール磁極と反対極性を有することを特徴とする現像装置。 - 前記端部磁極は、前記シール磁極よりも前記搬送表面から離間した位置に着磁されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
- 前記端部磁極の磁力は、前記シール磁極の磁力に対して５〜30％であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の現像装置。
- 前記端部磁極の磁力は、前記現像剤搬送手段に内包される磁石部材の前記端部磁極に対向する位置の磁力よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
- 前記磁力発生手段は、磁石と、該磁石の前記現像剤搬送手段の軸線方向外側に配置された磁性部材とを有し、前記磁石から現像剤搬送手段の軸線方向外側に広がる磁力線が前記磁性部材に収束することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
- 電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に形成した潜像を現像剤によって現像する現像装置と、
を有し、
前記現像装置として請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - プロセスカートリッジを着脱可能であって、転写材に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
転写材を搬送するための搬送手段を有し、
請求項６記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする電子写真画像形成装置。 - 電子写真感光体に形成した潜像を現像剤によって現像する現像して転写材に画像形成を行う画像形成装置において、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に形成した潜像を現像剤によって現像する現像装置と、
前記現像した像を転写材に転写する転写手段と、
転写材を搬送するための搬送手段と、
を有し、
前記現像装置として請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の現像装置を用いたことを特徴とする電子写真画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30704797A JP3937534B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 現像装置及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30704797A JP3937534B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 現像装置及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11143224A JPH11143224A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3937534B2 true JP3937534B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=17964416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30704797A Expired - Fee Related JP3937534B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 現像装置及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3937534B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002196583A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-12 | Canon Inc | 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および磁気シール部材 |
| JP4448122B2 (ja) | 2006-11-15 | 2010-04-07 | キヤノン株式会社 | 現像装置及びプロセスカートリッジ |
| JP5114126B2 (ja) * | 2007-08-06 | 2013-01-09 | キヤノン化成株式会社 | 磁気シール部材及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30704797A patent/JP3937534B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11143224A (ja) | 1999-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3323749B2 (ja) | 磁気シール装置及び現像装置並びに画像形成装置 | |
| JP2948238B2 (ja) | 現像装置 | |
| JP2007072222A (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
| JP3914755B2 (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
| JPH10288887A (ja) | 現像装置及びプロセスカートリッジ | |
| JP4018210B2 (ja) | 現像装置及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 | |
| JP3937534B2 (ja) | 現像装置及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 | |
| JPH1026884A (ja) | 磁性粉体シール方法及び現像装置 | |
| JP5103222B2 (ja) | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 | |
| JP5268386B2 (ja) | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 | |
| JP3010079B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP3087934B2 (ja) | 感光体の帯電装置 | |
| US20040114970A1 (en) | Magnetic core | |
| JP2007219295A (ja) | 現像装置，画像形成装置 | |
| JP2855593B2 (ja) | 現像装置 | |
| JPS59231565A (ja) | 現像剤薄層形成装置 | |
| JP2000056560A (ja) | 現像装置及び電子写真画像形成装置 | |
| JPH0384572A (ja) | 電子写真装置 | |
| JPH0749620A (ja) | 電子写真用現像剤転写方法 | |
| JP3488330B2 (ja) | 現像装置 | |
| JP2002196583A (ja) | 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および磁気シール部材 | |
| JP2000347502A (ja) | 現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置 | |
| JP2005181938A (ja) | 現像装置 | |
| JPH03243971A (ja) | 電子写真装置の現像装置 | |
| JP2001350318A (ja) | 磁気ブラシ帯電装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041028 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060427 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060710 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061226 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070213 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070313 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070319 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120406 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140406 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |