JP4339278B2 - 現像装置およびこの現像装置が適用された画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式で感光体ドラムの周面に形成された静電潜像に向けてトナーを供給することによりトナー像を形成させるように構成された現像装置およびこの現像装置が適用された画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式が採用された画像形成装置に適用される現像装置が知られている。この現像装置は、感光体ドラムの周面に画像データに基づいて形成された静電潜像へ向けて現像剤であるトナーを供給するものであり、周面に形成されたトナー像は、感光体ドラムの軸心回りの回転で用紙貯留部から搬送されてきた被転写材である用紙に転写されるようになっている。感光体ドラムの直下流側には定着装置が設けられ、トナー像の転写された用紙は、この定着装置で加熱により当該トナー像を用紙に定着させる定着処理が施された後、外部に排出されるようになっている。

前記現像装置は、所定の筐体内に現像剤（１成分系の場合はトナー、２成分系の場合はトナーとキャリヤとの混合物）を攪拌する攪拌手段と、この攪拌手段によって攪拌されつつあるトナーを感光体ドラムの周面に供給する円筒状の現像スリーブとが装着されることによって構成されている。そして、所定のトナーカートリッジから筐体内に供給されたトナーは、１成分系の場合はそのまま攪拌され、２成分系の場合は予め装填されているキャリヤと混合攪拌され、軸心回りに回転している現像スリーブの周面を介して均一な状態で感光体ドラムの周面に供給されるようになっている。感光体ドラムの周面と対向した現像スリーブの周面の直上位置には所定の隙間を介してブレードが設けられ、現像スリーブ周面のトナーは、このブレードで相対的に擦り取られることにより感光体ドラムに過剰に供給されないようになされている。

ところで、トナーの一部が現像スリーブの回転に誘導されてブレードと衝突すると、この衝突したものがブレードの中央部から両端部に向かって逃げ、現像スリーブの各端部から外れて漏洩してしまうという不都合の生じることがある。

かかる不都合を解消するために、特許文献１には、現像スリーブの両端部において当該現像スリーブの周面に沿うように所定の間隙を備え磁性部材を配設し、この磁性部材と現像スリーブに内装された磁石とにより現像スリーブの周面に磁力線が集中した磁気ブラシを形成させるようにしたものが提案されている。かかる方策を講じることにより、磁気ブラシが磁性部材と現像スリーブとの間隙にシール部材として機能し、これによって現像スリーブ両端部からのトナーの漏洩が防止される。
特開平２−２６２１７１号公報

ところで、特許文献１に記載のトナー漏洩防止構造を採用した場合、円弧状を呈した磁性部材の内面と現像スリーブの周面との間の隙間寸法が一定に設定されているため、磁気ブラシのトナー拘束力は磁性部材の上流端と下流端との間で均一になっており、従って、磁性部材によってカバーされている範囲については同一のトナー漏洩防止効果が得られるという利点が存在する反面、磁気ブラシに規制されながら現像スリーブによって搬送されつつあるトナーが磁性部材の下流端から外れると、当該トナーは、相当強い磁気ブラシの拘束力から開放されるため、その反動で回りに飛散し、これがトナー漏洩の原因になるという不都合が存在する。

そして、例えば磁性部材の取り付け誤差等によって当該磁性部材の下流端における現像スリーブ周面との間の隙間が狭まってしまっているような場合には、磁気に拘束されながら下流側に移動したトナーは、狭くなった隙間で圧縮された状態になるため、磁性部材の下流端でそれから急激に開放され、圧縮によるトナー圧により行き場を失ったトナーが空間の存在するシール内部に移動してトナーに対する磁気拘束力が低下し、これによってトナーは飛散する。

本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになされたものであり、磁性部材の下流端から拘束が解放された状態で放出されるトナーの飛散を有効に防止することができる現像装置およびこの現像装置が適用された画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、軸心回りに回転しながら感光体ドラムの周面の潜像領域にトナーを供給する、磁石の内装された現像スリーブが所定の筐体内に装着されてなる現像装置において、所定寸法の隙間を介して前記現像スリーブの周面における前記筐体側の両端部で対向配置された円弧状を呈する一対の磁性部材と、所定寸法の隙間を介して前記現像スリーブの周面の中央部に対向配置されたトナーの感光体ドラムへの供給量を調節するブレードとが備えられ、前記磁性部材の円弧状の内面と現像スリーブの周面との間に形成された隙間寸法は、現像スリーブの回転方向の上流側から下流側に向けて漸増するように設定されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、筐体内にトナーを装填した状態で現像スリーブを軸心回りに回転させることにより、筐体内のトナーは、現像スリーブの周面に誘導されて感光体ドラムの方向に向けて搬送され、ブレードの下端縁部と現像スリーブの周面との隙間を潜り搬送量が調節された状態で軸心回りに回転している感光体ドラム周面の潜像領域に供給されてトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラムの回転に応じて同期搬送されてきた用紙に転写される。

そして、現像スリーブの両端部には周面との間に所定寸法の隙間を介して対向配置された円弧状を呈する磁性部材がそれぞれ設けられているため、トナーが現像スリーブの両端部に向かったとしても、この磁性部材と現像スリーブ内部の磁石との間に架橋された磁力線（磁気ブラシ）に拘束されることによってトナーのそれ以の移動が阻止され、これによってトナーが現像スリーブの端部から外部に漏洩することが有効に防止される。

加えて、磁性部材の円弧状の内面と現像スリーブの周面との間に形成された隙間寸法は、現像スリーブの回転方向の上流側から下流側に向けて漸増するように設定されているため、トナーが圧縮されて外側に逃げようとする力が発生し難くなり、これによってトナーは、現像スリーブのトナー保持領域にスムーズに移動する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記磁性部材の内面は、同一の曲率中心を有する円弧状に形成され、当該磁性部材の内面の曲率中心の位置を前記現像スリーブの中心から偏心させることによって前記隙間寸法が設定されているものである。

また、かかる磁性部材は、角材状の原料を所定の曲率半径になるように湾曲させるだけで得ることができるため、磁性部材の製造コストの低減化に貢献する。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記磁性部材の内面は、漸次異なる曲率中心を有する円弧状に形成され、当該磁性部材の内面の曲率中心の位置を前記現像スリーブの中心と一致させることによって前記隙間寸法が設定されているものである。かかる構成によれば、隙間寸法を、磁性部材の形状設定で行うことにより、磁性部材の内面側の形状を厳密な円弧に限らず、例えば、曲率半径を漸次異ならせるような二次曲線に沿うように形成するなど、実状に合った形で隙間の形状を設定することが可能になり、隙間形成の自由度が向上する。

請求項４記載の発明は、前記感光体ドラムの周面に形成された静電潜像にトナーを供給することによりトナー像を形成し、このトナー像を用紙に転写するように構成された画像形成装置において、前記トナー像を形成するべく請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置が適用されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、画像形成装置に請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置が適用されているため、画像形成装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置の作用効果を享受したものになり、漏洩したトナーで装置内が汚染される不都合の発生が有効に防止される。

請求項１記載の発明によれば、磁性部材の円弧状の内面と現像スリーブの周面との間に形成された隙間寸法は、現像スリーブの回転方向の上流側から下流側に向けて漸増するように設定されているため、トナーが圧縮されて外側に逃げようとする力が発生し難くなり、これによってトナーは、現像スリーブのトナー保持領域にスムーズに移動し、結果としてトナーの現像スリーブ端部からの漏洩を有効に規制することができる。

請求項２記載の発明によれば、前記磁性部材の内面は、同一の曲率中心を有する円弧状に形成され、当該磁性部材の内面の曲率中心の位置を前記現像スリーブの中心から偏心させることによって前記隙間寸法が設定されているものであり、角材状の原料を所定の曲率半径になるように湾曲させるだけで得ることができるため、磁性部材の製造コストの低減化に貢献することができる。

請求項３記載の発明によれば、前記磁性部材の内面は、漸次異なる曲率中心を有する円弧状に形成され、当該磁性部材の内面の曲率中心の位置を前記現像スリーブの中心と一致させることによって前記隙間寸法が設定されているものであるため、実状に合った形で隙間の形状を設定することが可能になり、隙間形成の自由度を向上させることができる。

請求項４記載の発明によれば、画像形成装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置の作用効果を享受したものになり、漏洩したトナーで装置内が汚染される等の不都合の発生を有効に防止することができる。

図１は、本発明に係る現像装置が適用されたプリンタの一実施形態を示す正面断面視の説明図である。図１に示すように、プリンタ（画像形成装置）１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙Ｐに対して画像の転写処理を施す画像形成部１３と、この画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とが装置本体１１に内装されると共に、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が装置本体１１の頂部に設けられることによって構成されている。

前記用紙貯留部１２には、所定数（本実施形態では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の上流端（図１の右方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して画像形成部１３に給紙されるようになっている。

前記画像形成部１３は、コンピュータ等から電送された画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、前後方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム軸２１回りに回転可能に設けられた感光体ドラム２０の周面に沿うように、当該感光体ドラム２０の直上位置から時計方向に向けて帯電ローラ３０、露光装置４０、現像装置５０、転写ローラ６０およびクリーニング装置７０が配設されることによって形成されている。

前記感光体ドラム２０は、周面に静電潜像を形成させた後にこの静電潜像に沿ったトナー像を形成させるためのものであり、周面にアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。かかる感光体ドラム２０は、装置本体１１の略中央部で前後方向（図１の紙面に直交する方向）に延びるドラム軸２１に同心で一体的に軸支され、図略の駆動手段の駆動によるドラム軸２１の時計方向に向かう駆動回転によって当該ドラム軸２１と一体回転し得るようになっている。

前記帯電ローラ３０は、ドラム心回り時計方向に回転している感光体ドラム２０の周面に一様な電荷を形成させるものであり、周面が感光体ドラム２０の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２０へ電荷を付与するようになっている。なお、帯電ローラ３０に代えてワイヤからのコロナ放電により感光体ドラム２０の周面に電荷を付与するコロナ放電方式のものを採用してもよい。

前記露光装置４０は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づき強弱の付与されたレーザー光を回転している感光体ドラム２０の周面に照射し、これによるレーザー光が照査された部分の電荷の消去によって当該周面に静電潜像を形成させるものである。

前記現像装置５０は、感光体ドラム２０の周面に現像剤であるトナーＴを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーＴを付着させ、これによって感光体ドラム２０の周面にトナー像を形成させるものである。なお、本実施形態においては、現像剤としてトナーＴのみからなる、いわゆる１成分系のものが採用されているが、本発明は、現像剤がトナーＴのみからなる１成分系のものであることに限定されるものではなく、現像剤がトナーＴとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものであってもよい。

因みに、トナーＴは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。これに対し、キャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーＴを帯電させるために使用される。そして、トナーＴは、トナーカートリッジ５９から現像装置５０に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置５０内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的であるが、本実施形態においては、現像装置５０にキャリアは装填されていない。

前記転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム２０の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与するようになっている。

従って、感光体ドラム２０の直下位置を越えた用紙Ｐは、転写ローラ６０と感光体ドラム２０とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム２０周面のトナー像がマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施されることになる。

前記クリーニング装置７０は、転写処理後の感光体ドラム２０の周面に残留しているトナーＴを取り除いて清浄化するためのものである。このクリーニング装置７０によって清浄化された感光体ドラム２０の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電ローラ３０へ向かうことになる。

前記定着部１４は、画像形成部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像に加熱による定着処理を施すものであり、内部にハロゲンランプ等の通電発熱体が装着されたヒートローラ１４１と、このヒートローラ１４１の下部で周面が対向配置された加圧ローラ１４２とを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ローラ心回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ１４１と、ローラ心回りに反時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ１４２との間のニップ部を通過することによって、ヒートローラ１４１からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出されることになる。

前記排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。

図２は、現像装置５０の一実施形態を示す一部切り掻き斜視図であり、図３は、そのＡ−Ａ線断面図である。図２および図３において、Ｘ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。これらの図に示すように、現像装置５０は、異形の箱形を呈した筐体５８内に、トナーカートリッジ５９から補給されたトナーを攪拌しながら後方に向かって搬送する第１スパイラルフィーダ５１と、この第１スパイラルフィーダ５１から受け渡されたトナーを前方に向かって搬送する第２スパイラルフィーダ５２と、この第２スパイラルフィーダ５２によって搬送されつつあるトナーＴを受け取って感光体ドラム２０の周面の潜像領域に供給する現像スリーブ５３とが装着されることによって構成されている。

前記筐体５８は、図２および図３に示すように、−Ｙ方向（図２）から見た正面視でＬ字状を呈し、左右方向の略中央位置から左方が先上がりに傾斜して左端部が感光体ドラム２０に対向した底板５８１と、上部でこの底板５８１に対向配置された天板５８２と、これら底板５８１および天板５８２の前後の端部間に架設された前後方向一対の側板５８３（図２には前方の側板を二点鎖線で示している）と、これら一対の側板５８３間に架設されたトナー受けトレイ５８４とを備えている。

前記天板５８２は、左方が１段高くなった階段状に形成され、右方の低位天板５８２ａと、左方の高位天板５８２ｂと、これら低位天板５８２ａの左端縁部と高位天板５８２ｂの右端縁部との間に架設された垂直天板５８２ｃとからなっている。低位天板５８２ａの前端部には、トナーカートリッジ５９からのトナーを受け入れるためのトナー受入れ口５８２ｄが設けられている。また、高位天板５８２ｂの左端縁部と、底板５８１の左端縁部との間には、感光体ドラム２０の周面に対向して筐体５８内のトナーＴを感光体ドラム２０の周面に供給するためのトナー供給口５８６が開口されている。

前記トナー受けトレイ５８４は、第１スパイラルフィーダ５１を収容する第１トレイ５８４ａと、第２スパイラルフィーダ５２を収容する第２トレイ５８４ｂと、下部で現像スリーブ５３と対向配置された第３トレイ５８４ｃとを備えている。第１〜第３トレイ５８４ａ，５８４ｂ，５８４ｃは、いずれも対応した第１および第２スパイラルフィーダ５１，５２並びに現像スリーブ５３に対応するように正面視で円弧状に形成されている。また、第１トレイ５８４ａの右端部には右側壁５８７が設けられ、この右側壁５８７が底板５８１および低位天板５８２ａの各右端部間に架設されることによって筐体５８内の右面側が閉止されている。

前記第１スパイラルフィーダ５１は、第１トレイ５８４ａの直上位置で一対の側板５８３間に貫通架設された第１フィーダ軸５１１と、この第１フィーダ軸５１１に同心で外嵌固定された第１スパイラルフィン５１２とを備えて構成されている。前記第１スパイラルフィン５１２は、左ねじ状態で螺旋状に形成され、第１フィーダ軸５１１が正面視で時計方向に回転することにより第１トレイ５８４ａ上のトナーＴを後方に向かって搬送するようになっている。

前記第２スパイラルフィーダ５２は、第２トレイ５８４ｂの直上位置で一対の側板５８３間に貫通架設された第２フィーダ軸５２１と、この第２フィーダ軸５２１に同心で外嵌固定された第２スパイラルフィン５２２とを備えて構成されている。前記第２スパイラルフィン５２２は、右ねじ状態で螺旋状に形成され、第２フィーダ軸５２１が正面視で時計方向に回転することにより第２トレイ５８４ｂ上のトナーＴを前方に向かって搬送するようになっている。

前記第１および第２トレイ５８４ａ，５８４ｂ間には仕切り壁５８５が設けられている。この仕切り壁５８５の前方位置には、前方流通口５８５ａが開口されているとともに、同後方位置には後方流通口５８５ｂが開口されている。そして、トナーカートリッジ５９からトナー受入れ口５８２ｄを介して筐体５８内に導入されたトナーＴは、まず第１トレイ５８４ａ内において第１スパイラルフィーダ５１の駆動回転で後方に向けて搬送され、後方流通口５８５ｂを通って第２トレイ５８４ｂへ搬入され、第２トレイ５８４ｂ内において第２スパイラルフィーダ５２の駆動回転で前方に向けて搬送され、以後、第１および第２トレイ５８４ａ，５８４ｂ間を循環しながら一部が現像スリーブ５３へ供給されるようになっている。

前記現像スリーブ５３は、一対の側板５８３間に貫通架設されたスリーブ軸５３１と、このスリーブ軸５３１に同心で相対回転可能に外嵌されたスリーブ本体５３２とからなっている。かかる現像スリーブ５３は、前記第３トレイ５８４ｃの上方位置に置いてスリーブ本体５３２の周面がトナー供給口５８６を介して感光体ドラム２０の周面と対向するように設置位置が設定され、図略の駆動手段の駆動でスリーブ軸５３１回りに図３における反時計方向に向けて回転し、これによって第３トレイ５８４ｃ上に送り込まれたトナーＴを感光体ドラム２０の周面に向かわせるようになっている。

そして、本発明においては、このように構成された現像装置５０に、トナーＴを適正に感光体ドラム２０に供給するとともに、当該トナーＴのスリーブ本体５３２端部からの漏洩を防止するためのトナー漏洩防止構造８０が付設されている。図４は、トナー漏洩防止構造８０を説明するための斜視図である。また、図５は、図４に示すトナー漏洩防止構造８０の平面視の説明図であり、図６は、同トナー漏洩防止構造８０の側面視の説明図であり、図７は、同トナー漏洩防止構造８０の正面視の説明図である。なお、図４〜図７におけるＸおよびＹによる方向表示は、図２の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。以下、図４〜図７を基に、必要に応じて図１〜図３を参照しながらトナー漏洩防止構造８０について説明する。

まず図４に示すように、トナー漏洩防止構造８０は、筐体５８（図２）の高位天板５８２ｂの左縁部からスリーブ本体５３２の周面に向けて垂下された前後方向に延びるブレード８１と、スリーブ本体５３２の右側位置において当該スリーブ本体５３２の前後の縁部に対向配置された一対の磁性部材８２とを備えて構成されている。

前記ブレード８１は、現像スリーブ５３のスリーブ軸５３１回りの回転によって感光体ドラム２０の周面の潜像領域２２（図４に示す二点鎖線間の静電潜像が形成される領域）に対して供給されるトナーＴの量を規制して過供給されないようにするためのものであり、下端縁とスリーブ本体５３２の周面との間の隙間寸法（ギャップＢ（図６参照））が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに設定されている。このような範囲が設定されるのは、ギャップＢが０．１ｍｍ未満であると、あまりにも隙間が狭すぎてトナーＴを適正に感光体ドラム２０の周面に供給し得なくなり、これによって適正な濃度のトナー画像が形成されなくなるからであり、逆にギャップＢが０．５ｍｍを超えると、感光体ドラム２０に対してトナーＴが供給過多になってしまい、感光体ドラム２０の潜像領域２２に濃過ぎるトナー画像が形成されてしまうからである。

かかるブレード８１は、長手方向の中央位置に潜像領域２２と対向するように形成された薄肉部８１１と、両端部に形成された前後方向一対の厚肉部８１２とからなっている。前記厚肉部８１２は、ブレード８１の両端部において薄肉部８１１から右方に向かって（すなわち筐体５８（図２）の内側に向かって）突設されることによって形成されている。そして、薄肉部８１１と厚肉部８１２との境界位置には、それぞれ段差８３が形成されている。これら一対の段差８３と薄肉部８１１の右面とで凹部８４が形成されている。

かかる段差８３が形成されるのは、現像スリーブ５３の回転でその周面に誘導されて感光体ドラム２０へ向かうトナーＴがブレード８１と衝突して一部がブレード８１の長手方向の外側に向けて移動し、スリーブ本体５３２の端部からこぼれ落ちるのを防止するためである。すなわち、ブレード８１の薄肉部８１１に衝突したトナーＴは、前後方向に向かって逃げようとするが、薄肉部８１１の両端部には段差８３が形成されているため、この段差８３によって前後方向への移動が規制されて上方に向けて逃げることになり、これによってトナーＴのスリーブ本体５３２端部からの漏洩が防止されるのである。

本実施形態においては、ブレード８１は、ローカルコンディションに応じて上下寸法が略２５ｍｍに設定されているが、本発明は、ブレード８１の上下寸法が略２５ｍｍであることに限定されるものではなく、設計条件など状況に応じて適宜設定すればよい。また、厚肉部８１２の厚み寸法（図５）は、薄肉部８１１の厚み寸法ｔ（本実施形態においては、薄肉部８１１の厚み寸法ｔは２．０ｍｍに設定されている）に対して１／２〜２倍の範囲内の寸法だけ厚めに設定されている。

このような範囲が設定されるのは、段差８３の寸法が薄肉部８１１の厚み寸法ｔの１／２（ｔ×１／２）より小さい場合、段差があまりにも少なすぎてトナーＴの横方向への移動を規制し得ない一方、段差８３の寸法が薄肉部８１１の厚み寸法ｔの２倍（ｔ×２）を超えると、寸法的な取り合いの関係上、厚肉部８１２を適正な位置に設けることが困難になるからである。

なお、本発明は、厚肉部８１２の厚み寸法（図５）を、薄肉部８１１の厚み寸法ｔに対して１／２〜２倍の範囲内の寸法だけ厚めに設定することに限定されるものではなく、設計上や寸法上の状況に応じて適宜最適の値に設定することができる。

そして、本発明においては、ブレード８１として磁性材料が採用されている。ブレード８１に磁性材料が採用されるのは、スリーブ本体５３２に内装された永久磁石５３３（図６）からの磁力線をブレード８１へ導き易くし、ブレード８１の先端縁部とスリーブ本体５３２の周面との隙間に電荷の付与されたトナーＴとの協働で形成される磁力線による磁気穂に誘導させてトナーＴの感光体ドラム２０への供給を適正に行わせるためである。

前記磁性部材８２は、筐体５８内においてトナーＴがブレード８１に到達するまでの間にスリーブ本体５３２の周面から端部に向けて移動するのを防止するためのものであり、正面視で曲率中心角が略１８０°に設定された円弧状に形成されている。かかる磁性部材８２は、図７に示すように、上端部がブレード８１の厚肉部８１２に当接固定されているとともに、下端部が筐体５８の第３トレイ５８４ｃに対向配置され、これによってスリーブ本体５３２に対し所定の隙間寸法ｄでの装着状態が確保されるようになっている。

このような磁性部材８２によれば、当該磁性部材８２とスリーブ本体５３２に内装された永久磁石５３３との間に磁力線による磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシがトナーＴの移動を規制するため、トナーＴがスリーブ本体５３２の周面からその端部に向かう移動が有効に防止される。

かかる磁性部材８２は、図６に示すように、スリーブ本体５３２の前後方向（図６の紙面では当該紙面の左右方向）で内側の端部が永久磁石５３３の端部と若干重なり合うように設置位置が設定されている。本実施形態においては、この重なり量ｍは０．５ｍｍに設定されているが、０．５ｍｍに限定されるものではなく、状況に応じて重なり量ｍを適宜設定することができる。かかる重なり量ｍが設定されるのは、永久磁石５３３からの磁気ブラシを永久磁石５３３の径方向に向けて真っ直ぐに形成させ、これによって磁気ブラシの磁力の作用を最大限に引き出してトナーＴのスリーブ本体５３２端部へ向かう移動を効果的に規制するためである。

また、磁性部材８２は、前後幅寸法Ｃが２ｍｍ〜１０ｍｍに設定されている。前後幅寸法Ｃとしてこのような範囲が設定されるのは、磁性部材８２の前後幅寸法が２ｍｍ未満の場合、幅寸法が小さすぎることによって磁気ブラシのトナー移動規制力が弱いものになり、スリーブ本体５３２周面のトナーＴがスリーブ本体５３２の端部に移動するのを充分に規制することができない一方、磁性部材８２の前後幅寸法が１０ｍｍを超えた場合、磁気ブラシのトナー移動規制力がそれ程向上しないため、１０ｍｍを超えた長さにする必要性が存在しないからである。

そして、このような磁性部材８２は、図７に示すように、その内面とスリーブ本体５３２の周面との間の隙間寸法ｄが、現像スリーブ５３の回転方向における上流側から下流側に向け漸増するように設置位置が設定されている。本実施形態においては、磁性部材８２の最上流端（スリーブ本体５３２の直下位置）における隙間寸法ｄ（最小隙間寸法ｄ１）が０．２ｍｍに設定されている一方、磁性部材８２の最下流端（スリーブ本体５３２の直上位置）における隙間寸法ｄ（最大隙間寸法ｄ２）が０．５ｍｍに設定されている。

このようにされるのは、トナーＴが圧縮されて外側に逃げようとする力を発生し難くし、これによる現像スリーブ５３のトナー保持領域へのスムーズな移動でトナーＴの現像スリーブ５３端部からの飛散を防止するためである。

本実施形態においては、磁性部材８２の内面は、同一の曲率中心Ｏ２を有する円弧状に形成され、この曲率中心Ｏ２の位置を現像スリーブ５３の中心Ｏ１から図７における若干右上方位置に設定することによって隙間寸法ｄを磁性部材８２の上流端から下流端に向けて漸増させるようにしている。

以上詳述したように、本発明に係る現像装置５０は、スリーブ軸５３１回りに回転しながら感光体ドラム２０の周面の潜像領域２２にトナーＴを供給する、永久磁石５３３の内装された現像スリーブ５３が所定の筐体５８内に装着されてなるものを前提とし、所定寸法の隙間を介して現像スリーブ５３の周面の両端部に対向配置された円弧状を呈する一対の磁性部材８２と、所定寸法の隙間を介して現像スリーブ５３の周面の中央部に対向配置されたトナーＴの感光体ドラム２０への供給量を調節するブレード８１とが備えられ、磁性部材８２の円弧状の内面と現像スリーブ５３の周面との間に形成された隙間寸法ｄは、現像スリーブ５３の回転方向の上流側から下流側に向けて漸増するように設定されている。

かかる構成によれば、筐体５８内にトナーＴを装填した状態で現像スリーブ５３をスリーブ軸５３１回りに回転させることにより、筐体５８内のトナーＴは、現像スリーブ５３の周面に誘導されて感光体ドラム２０の方向に向けて搬送され、ブレード８１の下端縁部と現像スリーブ５３の周面との隙間を潜り搬送量が調節された状態で軸心回りに回転している感光体ドラム２０周面の潜像領域２２に供給されてトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム２０の回転に応じて同期搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

そして、現像スリーブ５３の両端部には周面との間に所定寸法の隙間を介して対向配置された円弧状を呈する磁性部材８２がそれぞれ設けられているため、トナーＴが現像スリーブ５３の両端部に向かったとしても、この磁性部材８２と現像スリーブ５３内部の永久磁石５３３との間に架橋された磁力線（磁気ブラシ）に拘束されることによってトナーＴのそれ以上の移動が阻止され、これによってトナーＴが現像スリーブ５３の端部から外部に漏洩することが有効に防止される。

加えて、磁性部材８２の円弧状の内面と現像スリーブ５３の周面との間に形成された隙間寸法ｄは、現像スリーブ５３の回転方向の上流側から下流側に向けて漸増するように設定されているため、トナーＴが圧縮されて外側に逃げようとする力が発生し難くなり、これによってトナーＴは、現像スリーブ５３のトナー保持領域にスムーズに移動し、結果としてトナーＴの現像スリーブ５３端部からの漏洩を有効に防止することができる。

また、スリーブ本体５３２の周面と磁性部材８２の内面との隙間寸法ｄは、内面が同一曲率中心を備えた磁性部材８２を配置設定することにより形成されているため、かかる磁性部材８２として、内面および外面の曲率中心を同一に設定したものを採用し、この曲率中心共有の磁性部材８２の現像スリーブ５３に対する装着姿勢を適正に調節した配置設定を行うことにより、現像スリーブ５３内面と磁性部材８２内面との間の隙間寸法ｄを、容易に現像スリーブ５３の回転方向の上流側から下流側に向けて漸増したものにすることができる。また、かかる磁性部材８２は、角材状の原料を所定の曲率半径になるように湾曲させるだけで得ることができるため、磁性部材８２の製造コストの低減化に貢献することができる。

そして、このような現像装置５０が採用されたプリンタ１０は、前記のような当該現像装置５０の作用効果を享受し得るものになり、漏洩したトナーＴで装置内が汚染される等の不都合の発生を有効に防止することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、スリーブ本体５３２の周面と磁性部材８２の内面との間の隙間寸法ｄは、最小隙間寸法ｄ１が０．２ｍｍに設定されているとともに、最大隙間寸法ｄ２が０．５ｍｍに設定されているが、本発明は、最小隙間寸法ｄ１が０．２ｍｍで最大隙間寸法ｄ２が０．５ｍｍであることに限定されるものではなく、永久磁石５３３の磁気の強さや現像スリーブ５３の径寸法、回転速度、さらにトナーＴの種類等に応じて適宜最適の値が設定される。但し、この隙間寸法ｄは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内で種々設定されるのが好ましい。その理由は、隙間寸法ｄが０．１ｍｍ未満の場合、あまりにも隙間が狭すぎてトスリーブ本体５３２の周面が磁性部材８２の内面と摺接してしまう虞があるとともに、最小隙間寸法ｄ１と最大隙間寸法ｄ２との間で実質的な差を設けることが困難になる一方、逆に隙間寸法ｄが１．０ｍｍを超えると、磁気ブラシによるトナーＴの確実な漏洩防止作用を得ることができなくなるからである。

（２）上記の実施形態においては、磁性部材８２の内面は、全長に亘って同一の曲率中心Ｏ２を有する円弧状に形成され、この曲率中心Ｏ２の位置を現像スリーブ５３の中心Ｏ１から若干上方位置であって、若干筐体５８の内方に向かった位置に設定することによって隙間寸法ｄを磁性部材８２の下流端から上流端に向けて漸増させるようにしているが、こうする代わりに、磁性部材８２の内面の曲率中心Ｏ２をスリーブ本体５３２の中心Ｏ１と一致させた上で前記内面の曲率半径を漸次増加させるようにするなど、隙間寸法ｄを磁性部材８２の形状設定で行うようにしてもよい。こうすることによって、磁性部材８２の内面側の形状を厳密な円弧に限らず、実状に合った状態で隙間の形状を設定することが可能になり、隙間形成の自由度を向上させることができる。

（３）上記の実施形態においては、現像装置５０が適用される画像形成装置としてプリンタ１０を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるものではなく、複写機やファクシミリ装置、さらには画像情報を読み取ってコンピュータに電送するスキャナであってもよい。

（４）上記の実施形態においては、ブレード８１は、所定の材料に切削加工を施したり、鍛造処理等によって一体的に形成されているが、これに代えて板状を呈する長めの薄肉部８１１を予め調製し、この長めの薄肉部８１１の両端部に厚肉部８１２を形成させるための矩形状の板片を貼着することによってブレード８１を製造してもよい。

（５）上記の実施形態においては、ブレード８１を薄肉部８１１と厚肉部８１２とで形成し、薄肉部８１１と厚肉部８１２との間に段差８３を設けるようにしているが、段差８３に代えてこの部分にスロープを形成してもよい。さらに、薄肉部８１１に代えてこの部分を全体的に円弧形状にしてもよい。

（６）上記の実施形態においては、着脱自在に装着されるトナーカートリッジ５９から現像装置５０にトナーＴを補給する両者分離式のものが適用されているが、本発明は、現像装置５０とトナーカートリッジ５９とがこのような分離式のものであることに限定されるものではなく、当初からトナーカートリッジ５９が現像装置５０の筐体５８に一体化された、いわゆる現像ユニットであってもよい。かかる現像ユニットの場合には、トナー切れの解消は、現像ユニットごとの新旧交換によって行われる。

本発明に係る現像装置が適用されたプリンタの一実施形態を示す正面断面視の説明図である。 現像装置の第１実施形態を示す一部切り掻き斜視図である。 図２に示す現像装置のＡ−Ａ線断面図である。 トナー漏洩防止構造を説明するための斜視図である。 図４に示すトナー漏洩防止構造の平面視の説明図である。 図４に示すトナー漏洩防止構造の側面視の説明図である。 図４に示すトナー漏洩防止構造の正面視の説明図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置） １１ 装置本体
１２ 用紙貯留部 １２１ 用紙カセット
１２２ ピックアップローラ １２３ 給紙搬送路
１２４ レジストローラ対 １３ 画像形成部
１４ 定着部 １４１ ヒートローラ
１４２ 加圧ローラ １４３ 排紙搬送路
１５ 排紙部 １５１ 排紙トレイ
２０ 感光体ドラム ２１ ドラム軸
２２ 潜像領域 ３０ 帯電ローラ
４０ 露光装置 ５０ 現像装置
５１ スパイラルフィーダ ５１１ フィーダ軸
５１２ スパイラルフィン ５２ スパイラルフィーダ
５２１ フィーダ軸 ５２２ スパイラルフィン
５３ 現像スリーブ ５３１ スリーブ軸
５３２ スリーブ本体 ５３３ 永久磁石
５８ 筐体 ５８１ 底板
５８２ 天板 ５８２ａ 低位天板
５８２ｂ 高位天板 ５８２ｃ 垂直天板
５８２ｄ 口 ５８３ 側板
５８４ トレイ ５８４ａ トレイ
５８４ｂ トレイ ５８４ｃ トレイ
５８５ 仕切り壁 ５８５ａ 前方流通口
５８５ｂ 後方流通口 ５８６ トナー供給口
５９ トナーカートリッジ ６０ 転写ローラ
７０ クリーニング装置 ８０ トナー漏洩防止構造
８１ ブレード ８２ 磁性部材
８３ 段差 ８４ 凹部
８１１ 薄肉部 ８１２ 厚肉部
８１３ Ｌ字切欠き部 ８１４ ブレード本体
８１５ 傾斜部 ８１６ 薄肉部
８１７ スロープ Ｂ ギャップ
Ｐ 用紙 Ｐ１ 用紙束
Ｔ トナー

Claims (4)

1. 軸心回りに回転しながら感光体ドラムの周面の潜像領域にトナーを供給する、磁石の内装された現像スリーブが所定の筐体内に装着されてなる現像装置において、
   所定寸法の隙間を介して前記現像スリーブの周面における前記筐体側の両端部で対向配置された円弧状を呈する一対の磁性部材と、
   所定寸法の隙間を介して前記現像スリーブの周面の中央部に対向配置されたトナーの感光体ドラムへの供給量を調節するブレードと
   が備えられ、
   前記磁性部材の円弧状の内面と現像スリーブの周面との間に形成された隙間寸法は、現像スリーブの回転方向の上流側から下流側に向けて漸増するように設定されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記磁性部材の内面は、同一の曲率中心を有する円弧状に形成され、当該磁性部材の内面の曲率中心の位置を前記現像スリーブの中心から偏心させることによって前記隙間寸法が設定されてい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. 前記磁性部材の内面は、漸次異なる曲率中心を有する円弧状に形成され、当該磁性部材の内面の曲率中心の位置を前記現像スリーブの中心と一致させることによって前記隙間寸法が設定されてい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。
4. 前記感光体ドラムの周面に形成された静電潜像にトナーを供給することによりトナー像を形成し、このトナー像を用紙に転写するように構成された画像形成装置において、
   前記トナー像を形成するべく請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置が適用されていることを特徴とする画像形成装置。

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