JP4448122B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置、画像形成装置本体に装着されるプロセスカートリッジに関する。

ここで電子写真方式の画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体（記録紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成するものである。例えば電子写真複写機、電子写真プリンター、電子写真ファクシミリ装置等が含まれる。

またプロセスカートリッジとは、少なくとも、現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置の現像装置においては、現像枠体に現像ローラのような現像剤担持体を回転可能に支持する構成が知られている。こうした現像装置では、現像枠体からトナーが漏れるのを防止するためのシール部材が設けてある。従来、磁性トナーを用いる現像装置では、現像ローラ両端部のシール部材として、現像ローラの外周面と微小な間隙を隔てて磁石を配置し、この間隙に介在させたトナーを磁力で保持することによってトナーの漏出を防止する磁気シール構成が知られている（特許文献１、２参照）。また、現像枠体の現像ローラ長手方向（現像ローラの軸線方向）に沿った開口部からのトナー漏れを防止するために、現像ローラに当接するように設けたシートからなるシート部材を用いる構成が知られている（特許文献３参照）。

図１１は従来の現像装置の磁気シール部の構成の一例を示す図である。図１１において４０は現像ローラを支持する現像枠体であり、その長手方向両端部には磁気シール４１、４２が取り付けられる。また、現像枠体４０の開口部の長手方向に延びる一辺には可撓性のシートからなるシート部材４３が両面テープ４４によって貼り付けられている。
特許第３３７２７４７号公報 特許第３８１４３９６号公報 特開２０００−２７５９６５号公報

しかしながら、上述したような構成の現像装置では、磁気シール４１及びシート部材４３の端部でシール性が低くなるおそれがあった。すなわち、矢印ｒで示すように、シート部材４３の裏側の磁気シール４１と両面テープ４４の間の隙間からトナーが外に漏れ出すおそれがあった。従来こうした問題に対しては、別のシール部材を設けることなどで対処していた。そのため、部品点数や組立工数の増加によるコストアップを招く場合があった。本発明はこうした問題を解決するものであり、その目的は、磁性現像剤のシール性を向上することのできる現像装置、プロセスカートリッジ、及び、磁気シール部材を提供することである。

上記目的を達成するための、本出願に係る発明は、画像形成装置に用いられる現像装置において、磁性現像剤を担持搬送する現像ローラと、前記現像ローラの一部を露出するための開口部を有し、前記現像ローラを回転可能に支持する現像枠体と、前記現像枠体と前記現像ローラとの間から前記磁性現像剤が漏れるのを規制するために、前記現像ローラの回転方向における前記現像枠体の上流側端部に取り付けられて前記現像ローラに当接するシート部材と、前記現像枠体と前記現像ローラとの間で前記磁性現像剤をシールするために、前記現像ローラの長手方向の端部において前記現像枠体に取り付けられた磁気シール部材であって、磁性を有して前記現像ローラの外周面と間隙をもって対向する円弧面と、磁性を有して前記回転方向における前記円弧面の上流側端部から前記回転方向の上流側へ突出して、前記円弧面よりも前記現像ローラの外周面から離れるように構成され、前記シート部材によって少なくとも一部が覆われた突出面と、を有する磁気シール部材と、前記現像ローラに付着した前記磁性現像剤を前記長手方向の内側に掻き寄せるために、前記現像ローラと当接する掻き寄せ部であって、前記回転方向における前記円弧面の下流側端部よりも前記回転方向の下流側、かつ、前記突出面よりも前記回転方向の上流側に配置された掻き寄せ部と、を有し、前記長手方向における前記突出面の内側端部が、前記長手方向における前記掻き寄せ部の内側端部よりも、前記長手方向において外側に位置し、
前記長手方向における前記円弧面の内側端部が、前記長手方向における前記掻き寄せ部の内側端部よりも、前記長手方向において内側に位置することを特徴とする。

本発明によれば、磁性現像剤のシール性を向上させることができる。

（実施例１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

〔画像形成装置全体についての説明〕
先ず、本実施例のプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置について、図２および図３を参照して説明する。図２は、本実施例に係る電子写真画像形成装置の構成を示す概略構成図である。図３は、本実施例に係る電子写真画像形成装置本体（以下、「装置本体」と称す）Ａに着脱可能なプロセスカートリッジＢの断面図である。画像形成装置としては、本実施形態では、特に、電子写真式のレーザービームプリンタを例にとって説明する。

カートリッジＢは、ドラム形状の電子写真感光体（以下、単に、感光体ドラムという）７を有する。また、カートリッジＢは、現像装置としての現像ユニット１９を有する。

以下、電子写真の画像形成工程に沿って、画像形成装置全体について説明する。まず、回転している感光体ドラム７の表面が、帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加によって、一様に帯電される。次いで、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、レンズ、反射ミラーを有する光学手段１からの画像情報に応じたレーザー光が感光体ドラム７へ照射される。これによって感光体ドラム７に画像情報に応じた潜像が形成される。その後、この潜像がトナーｔを用いて現像手段によって現像される。

前記現像手段は、トナー収納容器１４の内部に収納されたトナーｔをトナー搬送部材１５、１６の回転によって現像室１３ａに送り出す。そして、マグネットローラ（固定磁石）１１を内蔵した現像ローラ１０を回転させる。それとともに、現像ブレード１２によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ１０の表面に形成する。そして、そのトナーｔを潜像に応じて感光体ドラム７へ転移させることによって感光体ドラム７上にトナー像を形成して可視像化する。即ち、現像ローラ１０はトナーｔを担持して感光体ドラム７との対向領域へ搬送する。ここで、現像ブレード１２は、弾性体（ゴム）で形成された規制部１２ａを有する。そして、規制部１２ａが現像ローラ１０に当接することにより、現像ローラ１０の周面のトナー量を規制すると共に摩擦帯電電荷を付与する。

次に、感光体ドラム７上のトナー像の形成と同期して、給紙カセット３ａにセットされた記録媒体２が、ピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、３ｅによって、転写位置へと搬送される。転写位置には、転写手段としての転写ローラ４が配置されている。そして、転写ローラ４に電圧が印加されることによって、感光体ドラム７上のトナー像が記録媒体２に転写される。

次に、トナー像が転写された記録媒体２は、搬送ガイド３ｆを介して定着手段５へと搬送される。定着手段５は、駆動ローラ５ｃおよびヒータ５ａを内部に有する定着ローラ５ｂを備える。定着手段５によって熱および圧力が印加されることにより、転写されたトナー像が記録媒体２上に定着される。その後、記録媒体２は、排出ローラ対３ｇ、３ｈで搬送され、反転経路３ｉを経由して排出トレイ６へと排出される。この排出トレイ６は、画像形成装置本体Ａの上面に設けられている。ここで、ピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、３ｅ、搬送ガイド３ｆ、および排出ローラ対３ｇ、３ｈ等が記録媒体２の搬送手段３を構成している。

次に、転写ローラ４によってトナー像が記録媒体２に転写された後の感光体ドラム７は、クリーニング手段１７によってトナーｔを除去される。その後、感光体ドラム７は次の画像形成プロセスに供される。ここで、クリーニング手段１７は、弾性クリーニングブレード１７ａと、廃トナー溜め１７ｂと、を有する。そして、クリーニングブレード１７ａの一端は、感光体ドラム７に当接して設けられており、感光体ドラム７上の残留トナーを掻き落とす。そしてその残留トナーが廃トナー溜め１７ｂへと集められる。

〔プロセスカートリッジについての説明〕
図３に示すように、プロセスカートリッジＢは、現像ユニット１９とドラムユニット２０を有する。

ドラムユニット２０は、ドラム枠体１８、感光体ドラム７、帯電ローラ８およびクリーニング手段１７を有する。感光体ドラム７、帯電ローラ８およびクリーニング手段１７は、ドラム枠体１８に支持されている。

現像ユニット１９は現像ローラ１０を有するが、詳細については後述する。

現像ユニット１９とドラムユニット２０は、ピン３１によって回動可能に結合されている。そして、両ユニット１９、２０間に設けられた弾性部材（不図示）によって、感光体ドラム７に現像ローラ１０が押圧されている。なお、１９ａは現像ユニット１９に設けられた腕部である。この腕部１９ａがドラムユニット２０に係合して、腕部１９ａとドラムユニット２０に設けられた穴にピン３１が嵌合している。

〔現像ユニットについての説明〕
次に、本実施例の現像ユニット１９の構成について説明する。図４は、現像ユニット１９の斜視図である。図４に示すように、現像ユニット１９は現像枠体１３とトナー収納容器１４とを有する。ここで、現像枠体１３は現像ローラ１０を回転可能に支持する。一方、トナー収納容器１４はトナーｔを収納している。

また、図５は現像枠体１３の斜視図である。図５に示すように、現像枠体１３は、現像ローラ１０の一部を露出させるための開口部１３ｂを有する。ここで、開口部１３は、トナーｔを現像枠体１４の内部から感光体ドラム７に搬送するために開口している部分である。また開口部１３は略長方形の形状で開口している。

開口部１３ｂの長手方向（現像ローラの長手方向）の一端部と他端部には、磁気シール部材２１、２２が取り付けられている。磁気シール部材２１、２２は、現像ローラ１０の長手方向に沿って現像枠体１３と現像ローラ１０との間からトナーｔが漏れるのを規制する。即ち、磁気シール部材２１、２２は、現像枠体１３と現像ローラ１０との間でトナーｔをシールする。

また、開口部１３ｂの長手方向に亘って開口部１３ｂの下辺部には被取り付け部１３ｃが設けられている。尚、被取り付け部１３ｃは、現像ローラ１０の回転方向（図３参照）において、現像枠体１３の上流側端部に設けられている。ここで、シート部材２３が、両面テープ２６（図５中の破線部）を介して、被取り付け部１３ｃに取り付けられ（貼り付けられ）ている。ここで、シート部材２３は、現像枠体１３に取り付けられた現像ローラ１０に軽圧で当接する。これによって、シート部材２３は、現像ローラ１０の下辺部と被取り付け部１３ｃとの間からトナーｔが漏れるのを規制する。尚、本実施例ではシート部材２３として、厚みが５０μｍのＰＥＴシートを用いた。更に、本実施例では、シート部材２３の短手方向の一端部が被取り付け部１３に固定されており、シート部材２３の短手方向の他端部が現像ローラ１０と接触している。そして、シート部材２３の短手方向の一端部から他端部へ向かう方向が現像ローラ１０の回転方向（図３においてＲ方向）と順方向となるように構成されている。

また、前述した現像ブレード１２が、開口部１３ｂの長手方向に亘って設けられている。ここで、現像ブレード１２は、現像ローラ１０の回転方向において、現像枠体１３の下流側端部に設けられている。

そして、現像ブレード１２を介して、現像枠体１３に掻き寄せ部材２４、２５が取り付けられている。掻き寄せ部材２４，２５は、現像ローラ１０の回転方向において、現像枠体１３の下流側端部に設けられている。更に言い換えれば、掻き寄せ部材２４，２５は、現像ローラ１０の回転方向における円弧面２１ａの下流側端部の近傍（円弧面２１ａの下流側端部よりも更に下流側）に設けられている。ここで、掻き寄せ部材２４，２５は、薄肉で内側に向かって傾斜するようにテーパ形状に成型された掻き寄せ部２４ａ、２５ａを有する。この掻き寄せ部２４ａ、２５ａは、現像ローラ１０の外周面に当接する。これにより、現像ローラ１０の表面に付着したトナーｔを現像ローラ１０の長手方向内側に掻き寄せる。

〔磁気シール部材の構成〕
図６に示すように、磁気シール部材２１は、磁石２１ｃと磁性体の板金２１ｄを一体的に成型したものである。板金２１ｄは磁石２１ｃからの磁力線を収束させる。これにより、現像ローラ１０の長手方向外側へのトナーｔの拡散を抑制している。磁気シール部材２１は、円弧部２１ｇと突出部２１ｈを有する。ここで、円弧部２１ｇの現像ローラ１０と対向する面を円弧面２１ａと称し、突出部２１ｈの現像ローラ１０と対向する面を突出面２１ｂと称す。ここで、円弧面２１ａと突出面２１ｂは共に磁性を有する。即ち、円弧面２１ａには現像ローラ１０の回転方向に沿って複数の磁極が設けられており、突出面２１ｂにも磁極が設けられている。また、円弧面２１ａは、現像ローラ１０の外周面と微小の間隔をもって対向している。また、突出面２１ｂは、現像ローラ１０の回転方向における円弧面２１ａの上流側端部から前記回転方向の上流側へ突出している。更に、突出面２１ｂは、円弧面２１ａよりも現像ローラ１０の外周面から離れている。ここで、前記回転方向において円弧面２１ａから離れるに従って、現像ローラ１０の外周面と突出面２１ｂとの間隙が大きくなっている。

〔磁気シール部材の現像枠体への取り付け〕
現像ローラ１０の長手方向において、現像枠体１３の端部にはボス１３ｄ、１３ｅが設けられている。ここで、ボス１３ｄ、１３ｅは現像枠体１３の端部から現像ローラ１０の長手方向外側に突出している。一方、磁気シール部材には、穴部２１ｅ、２１ｆが設けられている。磁気シール部材２１を現像枠体１３に取り付ける際には、磁気シール部材２１を現像ローラ１０の長手方向外側から内側に向かって移動させて、穴部２１ｅ、２１ｆをボス１３ｄ、１３ｅに嵌合させる。

〔磁気シール部材、シート部材、トナー掻き寄せ部材の位置関係〕
次に、磁気シール部材２１とシート部材２３、およびトナー掻き寄せ部材２４の配置について、図１及び図７、図８を用いて説明する。図７は、磁気シール部材２１、シート部材２３、トナー掻き寄せ部材２４等の位置関係を示す図である。また、図８は、現像枠体１３に磁気シール部材２１が取り付けられる側の側面から（現像ローラ１０の長手方向と平行な方向に沿って）見た図である。

〔シート部材と磁気シール部材の位置関係〕
図７に示すように、シート部材２３の少なくとも一部が突出面２１ｂの少なくとも一部を覆うように、シート部材２３が被取り付け部１３ｃに取り付けられている。これにより、突出面２１ｂとシート部材２３の間のトナーｔを突出面２１ｂの磁力で保持することができる。即ち、シート部材２３と現像枠体１３の間（図８の参照番号２７）を矢印ｙに沿って漏れ出ようとするトナーｔを突出面２１ｂの磁力でシールすることができる。そのため、トナーｔが現像枠体１３から外側へ漏出するのを抑制することができる。図８に示すように、被取り付け部１３ｃは、現像ローラ１０の回転方向において、現像枠体１３の上流側端部に設けられている。言い換えれば、被取り付け部１３ｃは、現像ローラ１０の回転方向において、突出面２１ｂの上流側に位置する。

また、図７に示すように、開口部１３ｂの短手方向において、突出面２１ｂの領域はシート部材２３の領域内に位置している。また、現像ローラ１０の長手方向において、両面テープ２６の少なくとも一部が突出面２１ｂの少なくとも一部とオーバーラップしている。

また、シート部材２３は、現像ローラ１０の長手方向において少なくとも突出面２１ｂの内側の部分を覆っている。

また、シート部材は、円弧面２１ａの一部も覆っている。

ここで、図８に示すように、突出面２１ｂは、被取り付け部１３ｃと略同一平面を構成している。これにより、シート部材２３を略同一平面に取り付けることができるため、シート部材２３が波打つのを抑制できる。そのため、更にトナーｔの漏れを抑制することができる。

尚、突出面２１ｂにはトナー漏れを防ぐことのできる磁力が必要であるが、突出部２１ｈの磁石の体積が小さいと、突出面２１ｂに着磁可能な磁力が小さくなってしまい、トナー漏れを防止できなくなるおそれがある。このため、本実施例では、図６にも示すように、板金２１ｄを突出部２１ｈの側面には配置しない（即ち、板金２１ｄは円弧部２１ｇの側面にのみ配置している）ことによって、突出部２１ｅの磁石の体積を確保している。もちろん、板金２１ｄが突出部２１ｈの側面に配置されても、突出面２１ｂの磁力がトナー漏れを防ぐのに十分な大きさであれば本実施例のような構成にする必要はない。

〔掻き寄せ部と突出面の位置関係〕
図７に示すように、現像ローラ１０の長手方向において、突出面２１ｂの内側端部２１ｂ１が、掻き寄せ部２４ａの内側端部２４ａ１よりも外側に位置するように配置される。これによって、突出面２１ｂの領域には現像ローラ１０表面にトナーｔが搬送されない。従って、現像ローラ１０上を搬送されるトナーｔが、突出面２１ｂの磁力でシート部材２３上に溜まってこぼれ落ちることを抑制することができる。言い換えると、現像ローラ１０の長手方向における突出面２１ｂの範囲であって、現像ローラ１０の回転方向において掻き寄せ部２４ａより下流側、かつ、突出面２１ｂよりも上流側の範囲における現像ローラ上にトナーｔが付着するのを抑制できる。そのため、前記範囲にはトナー層はほとんど形成されない。一方、現像ローラ１０の長手方向における突出面２１ｂの外側端部２１ｂ２は、掻き寄せ部２４ａの外側端部２４ａ２よりも内側に位置するように配置されている。

〔掻き寄せ部と円弧面の位置関係〕
図７に示すように、現像ローラ１０の長手方向において、円弧面２１ａの内側端部２１ａ１が、掻き寄せ部２４ａの内側端部２４ａ１よりも内側に位置するように配置される。即ち、図９に示すように、円弧面２１ａの内側端部２１ａ１は、現像ブレード１２の規制部１２ａの端部１２ａ１と内側端部２４ａ１との間に配置されている。これにより、端部１２ａ１と内側端部２４ａ１との間からトナーｔが溢れるのを抑制することができる。また、現像ローラ１０の長手方向において、円弧面２１ａの外側端部２１ａ２が、掻き寄せ部２４ａの外側端部２４ａ２よりも内側に位置するように配置されている。

〔突出面と円弧面の位置関係〕
また、現像ローラ１０の長手方向において、突出面２１ｂの内側端部２１ｂ１は、円弧面２１ａの内側端部２１ａ１よりも外側に位置している。更に、現像ローラ１０の長手方向において、突出面２１ｂの外側端部２１ｂ２は、円弧面２１ａの外側端部２１ａ２よりも外側に位置している。

（実施例２）
次に本発明の第二の実施例について説明する。本実施例では前述の第一の実施例と異なる項目のみを説明し、第一の実施例と同様の構成については説明を省略する。

本実施例では、図１０に示すように接着部材としての両面テープ２９が磁気シール部材２８の突出面２８ｂの一部を覆うように貼り付けられている。シート部材３０は、第１の実施例と同様に突出面２８ｂを覆うように貼り付けられる。これにより、現像枠体１３と突出面２８ｂとの境界部に隙間が形成されないので、より確実にトナーｔの漏出を抑制することができる。即ち、シート部材３０を現像枠体１３に取り付けるための両面テープ２９で突出面２８ｂの一部を接着したため、磁気シール部材２８とシート部材３０の間に隙間ができない。そのため、トナーｔの漏出をより確実に抑制することができる。また、この構成によれば、両面テープ２９によって磁気シール部材２８を現像枠体１３に固定できるため、他に固定の手段を設けること必要が無くなる。

尚、前述した実施例１、２においては、カートリッジＢが現像装置としての現像ユニット１９を有する例を用いて説明したが、現像ユニット１９が装置本体Ａに直接取り付けられている場合でも本発明は適用できる。

本発明の第１実施例の現像ユニットの斜視図である。 本発明の第１実施例の画像形成装置の全体構成を示す図である。 本発明の第１実施例のプロセスカートリッジの断面図である。 本発明の第１実施例の現像ユニットの斜視図である。 本発明の第１実施例の現像枠体の斜視図である。 本発明の第１実施例の磁気シール部材と現像枠体の構成を示す図である。 本発明の第１実施例の現像ユニットの構成を示す図である。 本発明の第１実施例の現像ユニットの構成を示す図である。 本発明の第１実施例の現像ユニットの構成を示す図である。 本発明の第２実施例の現像ユニットの構成を示す図である。 従来の現像枠体の構成を示す図である。

符号の説明

１２ 現像ブレード
１３ 現像枠体
１３ｃ 被取り付け部
２１ 磁気シール部材
２１ｂ 突出面
２３ シート部材
２４ トナー掻き寄せ部材
２４ａ 掻き寄せ部

Claims (8)

1. 画像形成装置に用いられる現像装置において、
   磁性現像剤を担持搬送する現像ローラと、
   前記現像ローラの一部を露出するための開口部を有し、前記現像ローラを回転可能に支持する現像枠体と、
   前記現像枠体と前記現像ローラとの間から前記磁性現像剤が漏れるのを規制するために、前記現像ローラの回転方向における前記現像枠体の上流側端部に取り付けられて前記現像ローラに当接するシート部材と、
   前記現像枠体と前記現像ローラとの間で前記磁性現像剤をシールするために、前記現像ローラの長手方向の端部において前記現像枠体に取り付けられた磁気シール部材であって、磁性を有して前記現像ローラの外周面と間隙をもって対向する円弧面と、磁性を有して前記回転方向における前記円弧面の上流側端部から前記回転方向の上流側へ突出して、前記円弧面よりも前記現像ローラの外周面から離れるように構成され、前記シート部材によって少なくとも一部が覆われた突出面と、を有する磁気シール部材と、
   前記現像ローラに付着した前記磁性現像剤を前記長手方向の内側に掻き寄せるために、前記現像ローラと当接する掻き寄せ部であって、前記回転方向における前記円弧面の下流側端部よりも前記回転方向の下流側、かつ、前記突出面よりも前記回転方向の上流側に配置された掻き寄せ部と、
   を有し、
   前記長手方向における前記突出面の内側端部が、前記長手方向における前記掻き寄せ部の内側端部よりも、前記長手方向において外側に位置し、
   前記長手方向における前記円弧面の内側端部が、前記長手方向における前記掻き寄せ部の内側端部よりも、前記長手方向において内側に位置することを特徴とする現像装置。
2. 前記長手方向における前記突出面の外側端部が、前記長手方向における前記掻き寄せ部の外側端部よりも、前記長手方向において内側に位置することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記長手方向における前記円弧面の外側端部が、前記長手方向における前記掻き寄せ部の外側端部よりも、前記長手方向において内側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記長手方向における前記突出面の外側端部が、前記長手方向における前記円弧面の外側端部よりも、前記長手方向において外側に位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記シート部材は、前記長手方向において前記突出面の内側の部分を覆うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記シート部材は、前記円弧面の一部も覆うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記シート部材と前記突出面とが接着されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置と、前記現像ローラによって現像される静電潜像が形成される電子写真感光体と、を有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ。

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