JP4018210B2 - 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
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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、図12に示すように、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50内の開口部に、磁石部材51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52を介して電子写真感光体53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52と開口部の両端部に弾性シール部材54を取り付け、このシール部材54該端部からトナーが漏れないようにシールしている。しかし、このシール構成にあっては、弾性シール部材54を現像スリーブ52の外周面に圧接するために、現像スリーブ52の回転負荷が大きく、また弾性シール部材54の劣化によりシール性が低下してしまう。
【０００５】
そこで、磁気吸着するトナーにあっては磁力発生手段によって磁気シールすることが考えられる。例えば、図13に示すように、現像スリーブ52の表面と所定間隔ｇを維持して対向する対向面に現像スリーブ52の回転周方向へＮＳ極を多磁極に着磁した磁気シール部材55を設け、トナーを磁気吸着して保持する構成である。この磁気シール構成は現像スリーブ52と磁気シール部材55とが非接触であるために、現像スリーブ52の回転負荷を小さくし、また摩耗等による劣化を生じないために磁気シール部材55のリサイクルも可能となる利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記磁気シール構成にあっては、現像スリーブ52と磁気シール部材55との間隔ｇを小さくすると、磁気シール部材55の磁力を実質的に大きくすることができ、シール性を向上させることができるので好ましい。しかし、前記間隔ｇを極めて小さくすると、現像領域を通過したトナーを再度トナー容器へ取り込み、回収する際に、トナーのこぼれや飛散等を生じ易くなる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像領域を通過したトナーのトナー容器への取り込み、回収を確実にして、トナーのこぼれや飛散等を抑制、防止し得る現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
【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、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取り付けられ、内部に磁石部材を固定配置することにより現像剤を容器内部で付着させた搬送面を回転移動させて現像剤容器外部の現像領域へと搬送し、現像後に残存した現像剤を現像剤容器内部へと搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段の搬送表面に所定間隔を維持して対向する対向面に前記現像剤搬送手段の周方向へＮＳ極を多磁極に着磁し、前記現像剤搬送手段の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、前記現像剤搬送手段の搬送表面に所定間隔を維持して対向しており、前記磁力発生手段から広がる磁力線を収束させる磁性部材と、を有し、前記現像後に残存した現像剤を現像剤容器内へ搬送する開口部入口部において、前記磁石部材の磁極と、該磁極と対向する位置にある前記磁力発生手段の磁極とを同極性にしており、前記現像剤搬送手段の回転軸方向において前記磁力発生手段の外側に前記磁性部材が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成にあっては、現像領域を通過したトナーをトナー容器内に再度搬送する際の開口部では、トナー搬送手段に内包された磁石部材と、磁気シール部を構成する磁力発生手段の磁極が同極性であるために、該部分で反発磁界が生じて磁力線に隙間が生じ、トナーが確実にトナー容器内に回収されるようになる。
【００１０】
また、前記磁力発生手段の外側であって現像剤搬送手段の軸線方向外側に磁性部材を設けることにより、前記外側に広がる磁力線が収束するようになり、現像剤搬送手段の軸線方向外側へのトナーのすり抜けを抑制、防止することが可能となる。
【００１１】
【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。尚、ここでは、まず参考例として現像スリーブの両端部に磁石シール部材 18 を単独で配設する構成について説明し、次に磁石シール部材の外側に磁性部材を配設した本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
〔参考例〕
図１乃至図７を参照して本発明の参考例を説明する。尚、図１は参考例に係る現像装置を用いたプロセスカートリッジの構成模式説明図であり、図２はプロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の構成模式説明図、図３は現像装置の断面図を示し、(a)は長手方向中央断面図、(b) は長手方向端部断面図を示す説明図であり、図４は磁気シール構成の斜視説明図、図５はシール構成の断面説明図であり、図６は磁気シール部材の斜視説明図、図７は磁力線の状態を示し、(a)は逆極性間の磁力線の状態、(b) は同極性間の磁力線の状態の説明図である。
【００１３】
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。
【００１４】
｛電子写真画像形成装置｝
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２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。
【００１５】
｛プロセスカートリッジ｝
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。
【００１６】
本参考例のプロセスカートリッジＢは、図１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。
【００１７】
即ち、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
｛現像装置及び磁気シール構成｝
次に前記現像装置Ｃ及び該現像装置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。
【００２１】
図３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。現像スリーブ13は、アルミニウム、ステンレス鋼等の非磁性円筒であり、内部にローラ状のマグネットローラ12が固定配置され、トナー容器10にスリーブ軸受20（図５参照）を介して回転可能に取り付けられている。本参考例のマグネットローラ12は表面に２つのＮ極Ｎ1、Ｎ2 、及び２つのＳ極Ｓ1 、Ｓ2 を有している。現像スリーブ13は図３の矢印に示す反時計回り方向に回転して、トナー容器10内で供給された磁性トナーをマグネットローラ12の磁力により表面に付着させて搬送する。現像ブレード14は現像剤層厚規制手段を構成するものであり、トナー容器10の開口出口部においてＮ2極の存在下で現像スリーブ13を押圧し、現像スリーブ13が現像領域Ｐ1 に担持搬送するトナー層の厚みを規制している。
【００２２】
前記現像スリーブ13に図示しない電源から交流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加することにより、担持搬送した磁性トナーを現像領域Ｐ1 において(現像磁極Ｓ1)、図３の矢印方向に移動する感光体ドラム８に形成された潜像に転移して可視化する。尚、振動バイアス電圧の波形としては矩形波、サイン波等が使用できる。
【００２３】
現像後に現像スリーブ13に残存した磁性トナーは、トナー容器10入口の取り込み極Ｎ1 においてトナー容器10内へ回収され、汲み上げ極Ｓ2 を経てトナー容器10内の磁性トナーと撹拌混合される。
【００２４】
18は内周面にＮＳ極を多磁極に着磁した磁力発生手段である磁石シール部材であり、図４及び図５に示すように、現像スリーブ13の両端部に配設されている。この磁石シール部材18は、現像スリーブ13の搬送表面13ａと間隙ｇを隔てて配置され、トナー容器10に取り付けられている。本参考例では、この磁石シール部材18は図６に示すように、現像スリーブ搬送表面13ａと対向する対向面に３つのＳ極Ｓ11、Ｓ12、Ｓ13及び３つのＮ極Ｎ11、Ｎ12、Ｎ13が着磁されている。
【００２５】
この磁石シール部材18は、スリーブ対向面にＮＳ極の多磁極を着磁した構成としていることから、磁石シール部材18の磁界の作用により磁気ブラシの穂立ちを形成できる。このため、良好なシール性を発揮することができ、トナーのすり抜けや衝撃に対するトナーもれ等を効果的に抑制、防止ことができる。
【００２６】
尚、磁石シール部材18の磁力を大きくすると、コストが高くなることから、磁石シール部材18のスリーブ対向面と現像スリーブ13搬送表面との間隔ｇを小さくし、磁石シール部材18と現像スリーブ13表面間の実質的な磁力を大きくすることで、シール性を良好にすることが行なわれている。しかし、磁石シール部材18と現像スリーブ13表面と間隔ｇが極めて小さい場合は、現像領域Ｐ1を通過したトナーのトナー容器10への取り込み、回収が不充分となる可能性がある。
【００２７】
そこで、本参考例においては、図３に示すように、残存したトナーをトナー容器内へ搬送する開口部入口部において、マグネットローラ12の磁極（Ｎ1 極）と、これに略対向配置される磁石シール部材18の磁極（Ｎ11極）とが同極性になるように構成している。これにより、現像領域Ｐ1を通過したトナーのトナー容器10への取り込み、回収を確実に行うことが可能となる。その理由を以下説明する。
【００２８】
図７はマグネットローラ12と磁石シール部材18との対向磁極による磁力線の様子を示す模式図であり、図７(a) はＮ−Ｓ順磁界を形成した場合を示し、図７(b)はＮ−Ｎ反発磁界を形成した場合を示す。図７(a) に示すようにＮ−Ｓ順磁界を形成している場合は、磁力線が垂線方向に集中し、この磁力線に沿って、磁性トナーが配列され、この磁性トナーのチェーンにシールされてトナーの取り込み、搬送がしずらくなると考えられる。しかし、図７(b)に示すように対向磁極を同一極性としてＮ−Ｎ反発磁界を形成している場合は、磁力線が曲がり、この磁力線に沿って、磁性トナーが配列されるので、Ｎ−Ｎ磁極間ではこの磁性トナーによるチェーンを形成していない領域があり、この部分でトナーの取り込み、搬送をし易くする。
【００２９】
従って、前記のように構成にすることにより、磁石シール部材18と現像スリーブ13表面との間隔がかなり小さい場合でも、現像領域Ｐ1 を通過したトナーのトナー容器10への取り込み、回収を確実にすることができ、トナーのこぼれ、飛散を効果的に抑制、防止することできる。
【００３０】
尚、本参考例の磁石シール部材18は、図３に示すように、前記トナー容器内へ搬送する開口部入口部にある取り込み磁極Ｎ1 以外のマグネットローラ12の２つの磁極Ｓ2、Ｎ2 と対向する位置に、各々異極性であるＮ12極、Ｓ13極を配置し、マグネットローラ12と協同してＮ-Ｓ磁界を構成している。このため、この部分では磁性トナーのブラシを形成して良好なシール性が発揮される。トナー容器10内の多量にトナーがある部分ではトナーが圧力を受け両端部へ移動しようとする力が働くので、トナーのすり抜けや衝撃に対するトナーもれ等を生じ易い。従って、この部分では充分なシール性が必要とされており、Ｎ-Ｓ磁界はシール性に大きな効果を発揮する。一方、現像装置の開口部ではトナーの存在量が少なく、トナーによる圧力を受けることも少なく、トナーのすり抜けや衝撃に対するトナーもれ等を生じ難いため、同極性を対向させるようにしてもシール性に問題ない。
【００３１】
一般に、現像スリーブ13を回転させると、スリーブ13上の磁性トナーは拡散作用によりスリーブ長手方向端部側へ移動しようとする力が働く。開口部におけるすり抜けを防止するには、トナー容器10内から開口部へ供給、コーティングされた磁性トナーが再びトナー容器10内に戻るまでの間、端部への拡散、移動を防止すればよい。そしてトナー容器10の開口入口部においては、トナーの存在量が少ないので、同極性の磁極を対向させても、すぐさまトナーのすり抜けを生じるわけではない。
【００３２】
｛実験結果｝
次に、前述した構成の現像装置を用いて実験した結果を示す。本参考例では、感光体ドラム８の周速は94mm/sec、外径は30mm、現像スリーブ13の周速は111mm/sec、現像スリーブ13の外径は16mmとした。現像スリーブ13の回転方向は感光体ドラム８に対して順方向とした。感光体ドラム８と現像スリーブ13との間隔ｈは0.3mmとした。
【００３３】
このとき、現像スリーブ13内に固定するマグネットローラ12の各磁極の現像スリーブ表面上での、現像スリーブ表面に対する接線方向の磁束密度のピーク値は400〜900 ×10-4Ｔ( テスラ) であった。磁石シール部材18は、Nd-Fe-B の磁性粉末を含有するナイロンバインダーを備えた幅４mmの射出成型品である。磁石シール部材18と現像スリーブ13との間隔ｇは、0.1〜0.7mm とした。
【００３４】
このとき、磁石シール部材18の各磁極の現像スリーブ表面上での、現像スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度のピーク値は1000〜2200×10-4Ｔ(テスラ)であった。
【００３５】
本参考例の画像形成装置を用いて、2000枚の画像形成を行なったところ、トナーの取り込みが良好で、トナーのこぼれ、飛散を生じることがなく、画像濃度が十分に高く、かぶりがなく、良好な画像が得られた。
【００３６】
以上のように本参考例の現像装置にあっては、磁石シール部材18と現像スリーブ13との間隔ｇが0.7mm 以下という狭い場合においても、トナーの取り込みが良好で、トナーのこぼれ、飛散を抑制、防止することができ、画像濃度が充分に高く長好な画像を得ることができる。更に現像スリーブ13の長手方向（軸線方向）へのトナーのすり抜けを抑制、防止することできる。また、使用者により、プロセスカートリッジＢを、画像形成装置本体に対して着脱する際の衝撃などを加えられてもトナーがもれることのない良好なシール性が得られる。
【００３７】
〔第１実施形態〕
次に現像装置の磁気シール構成の第１実施形態について、図８乃至図11を参照して説明する。図８は本発明をデジタル電子写真複写機に適用した実施形態を示す現像装置の磁気シール構成を示す斜視説明図であり、図９は現像装置要部の長手方向の断面説明図、図10及び図11には磁力線の様子の模式図を示す。尚、この実施形態は現像装置の磁気シール部の構成が参考例と異なるのみであり、他は同一であるために参考例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。
【００３８】
参考例では現像スリーブ13の両端部に磁石シール部材18を単独で配設したが、本実施形態は磁石シール部材18の外側( 現像スリーブ13の回転軸線方向外側)に磁性部材19を配設した構成になっている。
【００３９】
図８及び図９に示したように、磁石シール部材18はスリーブ13の長手方向両端部に配設されており、この磁石シール部材18の幅方向端部側の側面に磁性部材19を接合して一体化構成としている。
【００４０】
次に本実施形態に用いた磁石シール部材18及び磁性部材19について詳細に説明する。
【００４１】
磁石シール部材18は、Nd-Fe-B の磁性粉末を含有するナイロンバインダーを備えた幅３mmの射出成形品で、磁性部材19は厚さ１mmの鉄材である。そして、磁石シール部材18と磁性部材19との接合方法は、射出成形のインサート成形によって形成している。但し、接着剤両面テープ、磁力のみによる吸着接合でも後述の効果は同様に得られる。また、磁石シール部材18及び磁性部材19と現像スリーブ13との間隔ｇは0.1〜0.7mm とした。このとき、磁石シール部材18の各磁極のスリーブ表面上でのスリーブ表面に対する法線方向の磁束密度のピーク値は1000〜2200×10-4Ｔ(テスラ) であった。
【００４２】
図10は磁力線の様子を説明するための模式図であり、図10(a) は磁石シール部材18のみを単独で配設した場合を示し、図10(b) は図10(a) のＡ部を拡大したものであり、図10(c)は磁石シール部材18の外側( 端部側) に磁性部材19を配設した場合を示し、図10(d) は図10(c) のＢ部を拡大した説明図である。
【００４３】
図10(a) 、(b) に示すように、磁石シール部材18のみを単独で配設した場合は、磁力線が垂線方向に延びているが、図10(c) 、(d) に示すように、磁石シール部材18の外側(端部側) に磁性部材19を配設した場合は、磁石シール部材18と磁性部材19の境界部で磁石シール部材18から放射された磁力線は透磁率の高い磁性部材19に入っていくため、磁石シール部材18及び磁性部材19の幅の外側まで広がる磁力線は発生しない。
【００４４】
従って、図10(c) 、(d) に示すように、磁石シール部材18の外側( 端部側) に磁性部材19を配設した場合は、磁石シール部材18の表面の磁力線に沿って広がる磁性トナーは磁性部材側では磁性部材19から外側に存在しないため、磁石シール部材18上の磁性トナーは磁性部材19よりも外側に広がらない。このために、磁石シール部材18の表面の磁力の強い範囲で確実に磁性トナーを保持することが可能となり、トナーの端部へのすり抜けを抑制、防止ことができ、衝撃に対するトナーもれを抑制、防止ことができる。
【００４５】
前記磁性部材19を設ける構成は、磁石シール部材18とマグネットローラ12の磁極が同極性で対向している場合には、トナーの端部へのすり抜けをより確実に抑制、防止できるので効果的である。その理由を、図11を参照して説明する。図11はＮ−Ｎ反発磁界を形成している場合の磁力線の様子を説明するための模式図であり、図11(a)は磁石シール部材18のみを単独で配設した場合を示し、図11(b)は磁石シール部材18の外側（端部側）に磁性部材19を配接した場合の説明図である。
【００４６】
図11(a) に示すように磁石シール部材18のみを単独で配設した場合は、磁石シール部材18とマグネットローラ12の中間で磁力線が水平方向に曲がり、現像スリーブ表面の位置では磁力線が現像スリーブ13と略平行になっており、この磁力線に沿って磁性トナーが配列されるので、トナーが端部方向へすり抜け易くなっていると考えられるが、図11(b)に示すように磁石シール部材18の外側( 端部側)に磁性部材19を配設した場合は、磁石シール部材18から放射された磁力線は透磁率の高い磁性部材19に入っていくため、磁石シール部材18と磁性部材19の境界部で磁力線が垂線方向に偏向し、この磁力線に沿って、磁性トナーが配列されるので、磁性トナーによるチェーンが形成され、トナーの端部へのすり抜けを抑制、防止することができると考えられる。
【００４７】
本実施形態の画像形成装置を用いて、参考例と同様の条件で15000 枚の画像形成を行なったところ、トナーの取り込みが良好で、トナーのこぼれ、飛散を生じることがなく、画像濃度が充分に高く、かぶりがなく、良好な画像が得られた。また、現像スリーブ長手方向へのトナーのすり抜けを生じることもなかった。
【００４８】
このように本実施形態にあっては、参考例の効果に加えて、15000 枚という多数枚の耐久記録を行なってもトナーのすり抜けを抑制、防止することできた。
【００４９】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、磁性トナーを用いる場合を例に説明したが、現像剤として非磁性トナーと磁性粒子( キャリア) からなる２成分磁性現像剤を用いても同様の効果が得られる。
【００５０】
また、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。
【００５１】
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。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は前述のように、現像領域を通過したトナーをトナー容器内に再度搬送する際の開口部では、トナー搬送手段に内包された磁石部材と、磁気シール部を構成する磁力発生手段の磁極が同極性に構成したために、該部分で反発磁界が生じて磁力線に隙間が生じ、トナーが確実にトナー容器内に回収されるようになる。
【００５３】
また、前記磁力発生手段の外側であって現像剤搬送手段の軸線方向外側に磁性部材を設けることにより、前記外側に広がる磁力線が収束するようになり、現像剤搬送手段の軸線方向外側へのトナーのすり抜けを抑制、防止することが可能となる。
【００５４】
従って、本発明に係る現像装置を用いてプロセスカートリッジ、或いは電子写真画像形成装置を構成することにより、トナーこぼれ、飛散等が抑制され、高品位の画像を得ることができると共に、メンテナンス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係る現像装置を用いたプロセスカートリッジの構成模式説明図である。
【図２】 プロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の構成模式説明図である。
【図３】 現像装置の断面図を示し、(a) は長手方向中央断面図、(b) は長手方向端部断面図を示す説明図である。
【図４】 磁気シール構成の斜視説明図である。
【図５】 シール構成の断面説明図である。
【図６】 磁気シール部材の斜視説明図である。
【図７】 磁力線の状態を示し、(a) は逆極性間の磁力線の状態、(b) は同極性間の磁力線の状態の説明図である。
【図８】 本発明をデジタル電子写真複写機に適用した実施形態を示す現像装置の磁気シール構成を示す斜視説明図である。
【図９】 現像装置要部の長手方向の断面説明図である。
【図１０】 磁力線の様子を説明するための模式図であり、図10(a) は磁石シール部材のみを単独で配設した場合を示し、図10(b) は図10(a) のＡ部を拡大したものであり、図10(c)は磁石シール部材の外側( 端部側) に磁性部材を配設した場合を示し、図10(d) は図10(c) のＢ部を拡大した説明図である。
【図１１】 Ｎ−Ｎ反発磁界を形成している場合の磁力線の様子を説明するための模式図であり、図11(a) は磁石シール部材のみを単独で配設した場合を示し、図11(b)は磁石シール部材の外側（端部側）に磁性部材を配接した場合の説明図である。
【図１２】 現像装置の弾性シール構成の説明図である。
【図１３】 現像装置の磁気シール構成の説明図である。
【符号の説明】
Ａ …電子写真画像形成装置
Ｂ …プロセスカートリッジ
Ｃ …現像装置
Ｐ …転写材
Ｐ1 …現像領域
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
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 …磁石シール部材
19 …磁性部材
20 …スリーブ軸受
【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、図12に示すように、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50内の開口部に、磁石部材51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52を介して電子写真感光体53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52と開口部の両端部に弾性シール部材54を取り付け、このシール部材54該端部からトナーが漏れないようにシールしている。しかし、このシール構成にあっては、弾性シール部材54を現像スリーブ52の外周面に圧接するために、現像スリーブ52の回転負荷が大きく、また弾性シール部材54の劣化によりシール性が低下してしまう。
【０００５】
そこで、磁気吸着するトナーにあっては磁力発生手段によって磁気シールすることが考えられる。例えば、図13に示すように、現像スリーブ52の表面と所定間隔ｇを維持して対向する対向面に現像スリーブ52の回転周方向へＮＳ極を多磁極に着磁した磁気シール部材55を設け、トナーを磁気吸着して保持する構成である。この磁気シール構成は現像スリーブ52と磁気シール部材55とが非接触であるために、現像スリーブ52の回転負荷を小さくし、また摩耗等による劣化を生じないために磁気シール部材55のリサイクルも可能となる利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記磁気シール構成にあっては、現像スリーブ52と磁気シール部材55との間隔ｇを小さくすると、磁気シール部材55の磁力を実質的に大きくすることができ、シール性を向上させることができるので好ましい。しかし、前記間隔ｇを極めて小さくすると、現像領域を通過したトナーを再度トナー容器へ取り込み、回収する際に、トナーのこぼれや飛散等を生じ易くなる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像領域を通過したトナーのトナー容器への取り込み、回収を確実にして、トナーのこぼれや飛散等を抑制、防止し得る現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
【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、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取り付けられ、内部に磁石部材を固定配置することにより現像剤を容器内部で付着させた搬送面を回転移動させて現像剤容器外部の現像領域へと搬送し、現像後に残存した現像剤を現像剤容器内部へと搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段の搬送表面に所定間隔を維持して対向する対向面に前記現像剤搬送手段の周方向へＮＳ極を多磁極に着磁し、前記現像剤搬送手段の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、前記現像剤搬送手段の搬送表面に所定間隔を維持して対向しており、前記磁力発生手段から広がる磁力線を収束させる磁性部材と、を有し、前記現像後に残存した現像剤を現像剤容器内へ搬送する開口部入口部において、前記磁石部材の磁極と、該磁極と対向する位置にある前記磁力発生手段の磁極とを同極性にしており、前記現像剤搬送手段の回転軸方向において前記磁力発生手段の外側に前記磁性部材が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成にあっては、現像領域を通過したトナーをトナー容器内に再度搬送する際の開口部では、トナー搬送手段に内包された磁石部材と、磁気シール部を構成する磁力発生手段の磁極が同極性であるために、該部分で反発磁界が生じて磁力線に隙間が生じ、トナーが確実にトナー容器内に回収されるようになる。
【００１０】
また、前記磁力発生手段の外側であって現像剤搬送手段の軸線方向外側に磁性部材を設けることにより、前記外側に広がる磁力線が収束するようになり、現像剤搬送手段の軸線方向外側へのトナーのすり抜けを抑制、防止することが可能となる。
【００１１】
【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。尚、ここでは、まず参考例として現像スリーブの両端部に磁石シール部材 18 を単独で配設する構成について説明し、次に磁石シール部材の外側に磁性部材を配設した本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
〔参考例〕
図１乃至図７を参照して本発明の参考例を説明する。尚、図１は参考例に係る現像装置を用いたプロセスカートリッジの構成模式説明図であり、図２はプロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の構成模式説明図、図３は現像装置の断面図を示し、(a)は長手方向中央断面図、(b) は長手方向端部断面図を示す説明図であり、図４は磁気シール構成の斜視説明図、図５はシール構成の断面説明図であり、図６は磁気シール部材の斜視説明図、図７は磁力線の状態を示し、(a)は逆極性間の磁力線の状態、(b) は同極性間の磁力線の状態の説明図である。
【００１３】
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。
【００１４】
｛電子写真画像形成装置｝
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２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。
【００１５】
｛プロセスカートリッジ｝
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。
【００１６】
本参考例のプロセスカートリッジＢは、図１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。
【００１７】
即ち、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
｛現像装置及び磁気シール構成｝
次に前記現像装置Ｃ及び該現像装置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。
【００２１】
図３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。現像スリーブ13は、アルミニウム、ステンレス鋼等の非磁性円筒であり、内部にローラ状のマグネットローラ12が固定配置され、トナー容器10にスリーブ軸受20（図５参照）を介して回転可能に取り付けられている。本参考例のマグネットローラ12は表面に２つのＮ極Ｎ1、Ｎ2 、及び２つのＳ極Ｓ1 、Ｓ2 を有している。現像スリーブ13は図３の矢印に示す反時計回り方向に回転して、トナー容器10内で供給された磁性トナーをマグネットローラ12の磁力により表面に付着させて搬送する。現像ブレード14は現像剤層厚規制手段を構成するものであり、トナー容器10の開口出口部においてＮ2極の存在下で現像スリーブ13を押圧し、現像スリーブ13が現像領域Ｐ1 に担持搬送するトナー層の厚みを規制している。
【００２２】
前記現像スリーブ13に図示しない電源から交流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加することにより、担持搬送した磁性トナーを現像領域Ｐ1 において(現像磁極Ｓ1)、図３の矢印方向に移動する感光体ドラム８に形成された潜像に転移して可視化する。尚、振動バイアス電圧の波形としては矩形波、サイン波等が使用できる。
【００２３】
現像後に現像スリーブ13に残存した磁性トナーは、トナー容器10入口の取り込み極Ｎ1 においてトナー容器10内へ回収され、汲み上げ極Ｓ2 を経てトナー容器10内の磁性トナーと撹拌混合される。
【００２４】
18は内周面にＮＳ極を多磁極に着磁した磁力発生手段である磁石シール部材であり、図４及び図５に示すように、現像スリーブ13の両端部に配設されている。この磁石シール部材18は、現像スリーブ13の搬送表面13ａと間隙ｇを隔てて配置され、トナー容器10に取り付けられている。本参考例では、この磁石シール部材18は図６に示すように、現像スリーブ搬送表面13ａと対向する対向面に３つのＳ極Ｓ11、Ｓ12、Ｓ13及び３つのＮ極Ｎ11、Ｎ12、Ｎ13が着磁されている。
【００２５】
この磁石シール部材18は、スリーブ対向面にＮＳ極の多磁極を着磁した構成としていることから、磁石シール部材18の磁界の作用により磁気ブラシの穂立ちを形成できる。このため、良好なシール性を発揮することができ、トナーのすり抜けや衝撃に対するトナーもれ等を効果的に抑制、防止ことができる。
【００２６】
尚、磁石シール部材18の磁力を大きくすると、コストが高くなることから、磁石シール部材18のスリーブ対向面と現像スリーブ13搬送表面との間隔ｇを小さくし、磁石シール部材18と現像スリーブ13表面間の実質的な磁力を大きくすることで、シール性を良好にすることが行なわれている。しかし、磁石シール部材18と現像スリーブ13表面と間隔ｇが極めて小さい場合は、現像領域Ｐ1を通過したトナーのトナー容器10への取り込み、回収が不充分となる可能性がある。
【００２７】
そこで、本参考例においては、図３に示すように、残存したトナーをトナー容器内へ搬送する開口部入口部において、マグネットローラ12の磁極（Ｎ1 極）と、これに略対向配置される磁石シール部材18の磁極（Ｎ11極）とが同極性になるように構成している。これにより、現像領域Ｐ1を通過したトナーのトナー容器10への取り込み、回収を確実に行うことが可能となる。その理由を以下説明する。
【００２８】
図７はマグネットローラ12と磁石シール部材18との対向磁極による磁力線の様子を示す模式図であり、図７(a) はＮ−Ｓ順磁界を形成した場合を示し、図７(b)はＮ−Ｎ反発磁界を形成した場合を示す。図７(a) に示すようにＮ−Ｓ順磁界を形成している場合は、磁力線が垂線方向に集中し、この磁力線に沿って、磁性トナーが配列され、この磁性トナーのチェーンにシールされてトナーの取り込み、搬送がしずらくなると考えられる。しかし、図７(b)に示すように対向磁極を同一極性としてＮ−Ｎ反発磁界を形成している場合は、磁力線が曲がり、この磁力線に沿って、磁性トナーが配列されるので、Ｎ−Ｎ磁極間ではこの磁性トナーによるチェーンを形成していない領域があり、この部分でトナーの取り込み、搬送をし易くする。
【００２９】
従って、前記のように構成にすることにより、磁石シール部材18と現像スリーブ13表面との間隔がかなり小さい場合でも、現像領域Ｐ1 を通過したトナーのトナー容器10への取り込み、回収を確実にすることができ、トナーのこぼれ、飛散を効果的に抑制、防止することできる。
【００３０】
尚、本参考例の磁石シール部材18は、図３に示すように、前記トナー容器内へ搬送する開口部入口部にある取り込み磁極Ｎ1 以外のマグネットローラ12の２つの磁極Ｓ2、Ｎ2 と対向する位置に、各々異極性であるＮ12極、Ｓ13極を配置し、マグネットローラ12と協同してＮ-Ｓ磁界を構成している。このため、この部分では磁性トナーのブラシを形成して良好なシール性が発揮される。トナー容器10内の多量にトナーがある部分ではトナーが圧力を受け両端部へ移動しようとする力が働くので、トナーのすり抜けや衝撃に対するトナーもれ等を生じ易い。従って、この部分では充分なシール性が必要とされており、Ｎ-Ｓ磁界はシール性に大きな効果を発揮する。一方、現像装置の開口部ではトナーの存在量が少なく、トナーによる圧力を受けることも少なく、トナーのすり抜けや衝撃に対するトナーもれ等を生じ難いため、同極性を対向させるようにしてもシール性に問題ない。
【００３１】
一般に、現像スリーブ13を回転させると、スリーブ13上の磁性トナーは拡散作用によりスリーブ長手方向端部側へ移動しようとする力が働く。開口部におけるすり抜けを防止するには、トナー容器10内から開口部へ供給、コーティングされた磁性トナーが再びトナー容器10内に戻るまでの間、端部への拡散、移動を防止すればよい。そしてトナー容器10の開口入口部においては、トナーの存在量が少ないので、同極性の磁極を対向させても、すぐさまトナーのすり抜けを生じるわけではない。
【００３２】
｛実験結果｝
次に、前述した構成の現像装置を用いて実験した結果を示す。本参考例では、感光体ドラム８の周速は94mm/sec、外径は30mm、現像スリーブ13の周速は111mm/sec、現像スリーブ13の外径は16mmとした。現像スリーブ13の回転方向は感光体ドラム８に対して順方向とした。感光体ドラム８と現像スリーブ13との間隔ｈは0.3mmとした。
【００３３】
このとき、現像スリーブ13内に固定するマグネットローラ12の各磁極の現像スリーブ表面上での、現像スリーブ表面に対する接線方向の磁束密度のピーク値は400〜900 ×10-4Ｔ( テスラ) であった。磁石シール部材18は、Nd-Fe-B の磁性粉末を含有するナイロンバインダーを備えた幅４mmの射出成型品である。磁石シール部材18と現像スリーブ13との間隔ｇは、0.1〜0.7mm とした。
【００３４】
このとき、磁石シール部材18の各磁極の現像スリーブ表面上での、現像スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度のピーク値は1000〜2200×10-4Ｔ(テスラ)であった。
【００３５】
本参考例の画像形成装置を用いて、2000枚の画像形成を行なったところ、トナーの取り込みが良好で、トナーのこぼれ、飛散を生じることがなく、画像濃度が十分に高く、かぶりがなく、良好な画像が得られた。
【００３６】
以上のように本参考例の現像装置にあっては、磁石シール部材18と現像スリーブ13との間隔ｇが0.7mm 以下という狭い場合においても、トナーの取り込みが良好で、トナーのこぼれ、飛散を抑制、防止することができ、画像濃度が充分に高く長好な画像を得ることができる。更に現像スリーブ13の長手方向（軸線方向）へのトナーのすり抜けを抑制、防止することできる。また、使用者により、プロセスカートリッジＢを、画像形成装置本体に対して着脱する際の衝撃などを加えられてもトナーがもれることのない良好なシール性が得られる。
【００３７】
〔第１実施形態〕
次に現像装置の磁気シール構成の第１実施形態について、図８乃至図11を参照して説明する。図８は本発明をデジタル電子写真複写機に適用した実施形態を示す現像装置の磁気シール構成を示す斜視説明図であり、図９は現像装置要部の長手方向の断面説明図、図10及び図11には磁力線の様子の模式図を示す。尚、この実施形態は現像装置の磁気シール部の構成が参考例と異なるのみであり、他は同一であるために参考例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。
【００３８】
参考例では現像スリーブ13の両端部に磁石シール部材18を単独で配設したが、本実施形態は磁石シール部材18の外側( 現像スリーブ13の回転軸線方向外側)に磁性部材19を配設した構成になっている。
【００３９】
図８及び図９に示したように、磁石シール部材18はスリーブ13の長手方向両端部に配設されており、この磁石シール部材18の幅方向端部側の側面に磁性部材19を接合して一体化構成としている。
【００４０】
次に本実施形態に用いた磁石シール部材18及び磁性部材19について詳細に説明する。
【００４１】
磁石シール部材18は、Nd-Fe-B の磁性粉末を含有するナイロンバインダーを備えた幅３mmの射出成形品で、磁性部材19は厚さ１mmの鉄材である。そして、磁石シール部材18と磁性部材19との接合方法は、射出成形のインサート成形によって形成している。但し、接着剤両面テープ、磁力のみによる吸着接合でも後述の効果は同様に得られる。また、磁石シール部材18及び磁性部材19と現像スリーブ13との間隔ｇは0.1〜0.7mm とした。このとき、磁石シール部材18の各磁極のスリーブ表面上でのスリーブ表面に対する法線方向の磁束密度のピーク値は1000〜2200×10-4Ｔ(テスラ) であった。
【００４２】
図10は磁力線の様子を説明するための模式図であり、図10(a) は磁石シール部材18のみを単独で配設した場合を示し、図10(b) は図10(a) のＡ部を拡大したものであり、図10(c)は磁石シール部材18の外側( 端部側) に磁性部材19を配設した場合を示し、図10(d) は図10(c) のＢ部を拡大した説明図である。
【００４３】
図10(a) 、(b) に示すように、磁石シール部材18のみを単独で配設した場合は、磁力線が垂線方向に延びているが、図10(c) 、(d) に示すように、磁石シール部材18の外側(端部側) に磁性部材19を配設した場合は、磁石シール部材18と磁性部材19の境界部で磁石シール部材18から放射された磁力線は透磁率の高い磁性部材19に入っていくため、磁石シール部材18及び磁性部材19の幅の外側まで広がる磁力線は発生しない。
【００４４】
従って、図10(c) 、(d) に示すように、磁石シール部材18の外側( 端部側) に磁性部材19を配設した場合は、磁石シール部材18の表面の磁力線に沿って広がる磁性トナーは磁性部材側では磁性部材19から外側に存在しないため、磁石シール部材18上の磁性トナーは磁性部材19よりも外側に広がらない。このために、磁石シール部材18の表面の磁力の強い範囲で確実に磁性トナーを保持することが可能となり、トナーの端部へのすり抜けを抑制、防止ことができ、衝撃に対するトナーもれを抑制、防止ことができる。
【００４５】
前記磁性部材19を設ける構成は、磁石シール部材18とマグネットローラ12の磁極が同極性で対向している場合には、トナーの端部へのすり抜けをより確実に抑制、防止できるので効果的である。その理由を、図11を参照して説明する。図11はＮ−Ｎ反発磁界を形成している場合の磁力線の様子を説明するための模式図であり、図11(a)は磁石シール部材18のみを単独で配設した場合を示し、図11(b)は磁石シール部材18の外側（端部側）に磁性部材19を配接した場合の説明図である。
【００４６】
図11(a) に示すように磁石シール部材18のみを単独で配設した場合は、磁石シール部材18とマグネットローラ12の中間で磁力線が水平方向に曲がり、現像スリーブ表面の位置では磁力線が現像スリーブ13と略平行になっており、この磁力線に沿って磁性トナーが配列されるので、トナーが端部方向へすり抜け易くなっていると考えられるが、図11(b)に示すように磁石シール部材18の外側( 端部側)に磁性部材19を配設した場合は、磁石シール部材18から放射された磁力線は透磁率の高い磁性部材19に入っていくため、磁石シール部材18と磁性部材19の境界部で磁力線が垂線方向に偏向し、この磁力線に沿って、磁性トナーが配列されるので、磁性トナーによるチェーンが形成され、トナーの端部へのすり抜けを抑制、防止することができると考えられる。
【００４７】
本実施形態の画像形成装置を用いて、参考例と同様の条件で15000 枚の画像形成を行なったところ、トナーの取り込みが良好で、トナーのこぼれ、飛散を生じることがなく、画像濃度が充分に高く、かぶりがなく、良好な画像が得られた。また、現像スリーブ長手方向へのトナーのすり抜けを生じることもなかった。
【００４８】
このように本実施形態にあっては、参考例の効果に加えて、15000 枚という多数枚の耐久記録を行なってもトナーのすり抜けを抑制、防止することできた。
【００４９】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、磁性トナーを用いる場合を例に説明したが、現像剤として非磁性トナーと磁性粒子( キャリア) からなる２成分磁性現像剤を用いても同様の効果が得られる。
【００５０】
また、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。
【００５１】
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。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は前述のように、現像領域を通過したトナーをトナー容器内に再度搬送する際の開口部では、トナー搬送手段に内包された磁石部材と、磁気シール部を構成する磁力発生手段の磁極が同極性に構成したために、該部分で反発磁界が生じて磁力線に隙間が生じ、トナーが確実にトナー容器内に回収されるようになる。
【００５３】
また、前記磁力発生手段の外側であって現像剤搬送手段の軸線方向外側に磁性部材を設けることにより、前記外側に広がる磁力線が収束するようになり、現像剤搬送手段の軸線方向外側へのトナーのすり抜けを抑制、防止することが可能となる。
【００５４】
従って、本発明に係る現像装置を用いてプロセスカートリッジ、或いは電子写真画像形成装置を構成することにより、トナーこぼれ、飛散等が抑制され、高品位の画像を得ることができると共に、メンテナンス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係る現像装置を用いたプロセスカートリッジの構成模式説明図である。
【図２】 プロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の構成模式説明図である。
【図３】 現像装置の断面図を示し、(a) は長手方向中央断面図、(b) は長手方向端部断面図を示す説明図である。
【図４】 磁気シール構成の斜視説明図である。
【図５】 シール構成の断面説明図である。
【図６】 磁気シール部材の斜視説明図である。
【図７】 磁力線の状態を示し、(a) は逆極性間の磁力線の状態、(b) は同極性間の磁力線の状態の説明図である。
【図８】 本発明をデジタル電子写真複写機に適用した実施形態を示す現像装置の磁気シール構成を示す斜視説明図である。
【図９】 現像装置要部の長手方向の断面説明図である。
【図１０】 磁力線の様子を説明するための模式図であり、図10(a) は磁石シール部材のみを単独で配設した場合を示し、図10(b) は図10(a) のＡ部を拡大したものであり、図10(c)は磁石シール部材の外側( 端部側) に磁性部材を配設した場合を示し、図10(d) は図10(c) のＢ部を拡大した説明図である。
【図１１】 Ｎ−Ｎ反発磁界を形成している場合の磁力線の様子を説明するための模式図であり、図11(a) は磁石シール部材のみを単独で配設した場合を示し、図11(b)は磁石シール部材の外側（端部側）に磁性部材を配接した場合の説明図である。
【図１２】 現像装置の弾性シール構成の説明図である。
【図１３】 現像装置の磁気シール構成の説明図である。
【符号の説明】
Ａ …電子写真画像形成装置
Ｂ …プロセスカートリッジ
Ｃ …現像装置
Ｐ …転写材
Ｐ1 …現像領域
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
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 …磁石シール部材
19 …磁性部材
20 …スリーブ軸受
Claims (4)
- 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、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取り付けられ、内部に磁石部材を固定配置することにより現像剤を容器内部で付着させた搬送面を回転移動させて現像剤容器外部の現像領域へと搬送し、現像後に残存した現像剤を現像剤容器内部へと搬送する現像剤搬送手段と、
前記現像剤搬送手段の搬送表面に所定間隔を維持して対向する対向面に前記現像剤搬送手段の周方向へＮＳ極を多磁極に着磁し、前記現像剤搬送手段の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、
前記現像剤搬送手段の搬送表面に所定間隔を維持して対向しており、前記磁力発生手段から広がる磁力線を収束させる磁性部材と、
を有し、
前記現像後に残存した現像剤を現像剤容器内へ搬送する開口部入口部において、前記磁石部材の磁極と、該磁極と対向する位置にある前記磁力発生手段の磁極とを同極性にしており、前記現像剤搬送手段の回転軸方向において前記磁力発生手段の外側に前記磁性部材が配置されていることを特徴とする現像装置。 - 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、
請求項２記載のプロセスカートリッジを装着するための装着手段と、
転写材を搬送するための搬送手段と、
を有する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。
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