JP4574284B2 - 現像装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤（以下、「トナー」と言うことがある）を用いて電子写真現像法により現像を行う現像装置に係り、特に、現像領域外への現像剤の飛散を防止する現像装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

一般に、電子写真現像法のプリンタやファクシミリ、複写機などの画像形成装置には、原稿の画像データに基づく静電潜像が形成された感光体の表面にトナー像を形成するために、現像剤を収容する現像装置が設けられている。

又、従来、この様な現像装置においては、現像領域外へトナーが流出するのを防止するためのシール部材が設けてあり、当該シール部材としては、例えば、フェルトやスポンジ等の弾性体により構成された弾性シール部材が利用されている。この弾性シール部材は、固定マグネットを内包する現像スリーブから構成される現像ローラの長手方向の両端部に取り付けられており、当該弾性シール部材を現像スリーブの外周面に圧接させることによりトナーの流出を防止している。

ここで、近年、複写機などの画像形成装置においては、高速印字化を目指しており、現像スリーブの回転数の高速化が進んできている。従って、上記構成の現像装置では、上述のごとく、現像スリーブの外周面に弾性シール部材が圧接しているため、弾性シール部材が磨耗して劣化し、シール性能が悪化するという不都合が生じていた。

そこで、これらの問題を解決すべく、現像ローラの長手方向の両端部に一定の間隔をもって磁性体により構成された磁性体シール部材を配設し、トナーの流出を防止することが一般に行われている。この場合、固定マグネットの磁力により現像スリーブ上に担時された磁性トナーを、固定マグネットの端部と磁性体シール部材との隙間に形成される磁界によって拘束し、現像スリーブと磁性体シール部材との隙間に磁性トナーの穂立ちによる磁気ブラシを形成させることにより、流出しようとする磁性トナーを阻止してシール作用を行うことになる。

しかし、当該磁性体シール部材のシール性能は十分とは言えず、例えば、現像装置が画像形成装置に着脱自在となるカートリッジ式の場合には、着脱操作時の振動や衝撃によってトナー漏れが起き易く、磁性体シール部材だけでは、十分なシール性能が発揮できないという問題があった。

そこで、現像ローラの長手方向の両端部に一定の間隔をもって磁性体シール部材を配設するとともに、現像スリーブの長手方向において、磁性体シール部材の外側端部に隣接して弾性シール部材を並設した現像装置が提案されている。この弾性シール部材は、その端部が、現像スリーブの外周面と当接しており、当該弾性シール部材を設けることにより、磁性体シール部材と現像スリーブの隙間に形成された磁気ブラシの一部が、現像ローラの軸受方へと飛散するのを防止するというものである（例えば、特許文献１参照）。

又、現像ローラの長手方向の両端部に一定の間隔をもって磁性体シール部材を配設するとともに、現像スリーブの長手方向において、磁性体シール部材の現像領域側に隣接して弾性発砲体を設けた現像装置が提案されている。この弾性発砲体は、その内周面が、現像スリーブに当接するように配置されており、振動や衝撃が加わった場合であっても、良好なシール性能を発揮するというものである（例えば、特許文献２参照）。
特開平３−１３９７５号公報（第９頁、第３図） 特開平７−２１９３４３号公報（第３頁、第１−３図）

ここで、一般に、現像装置には、現像スリーブ上方より、当該現像スリーブ上面に向け垂下するトナー層圧規制部材（以下、「磁性ブレード」という。）が設けられているが、上述の高速印字化に伴い、現像スリーブの回転数を高速化すると、当該磁性ブレードに対するトナーの圧力が上昇するため、磁性ブレードの、トナー圧力が最も高くなる部分（即ち、磁性ブレードの現像ローラ回転方向上流側面）からトナー飛散が起こりやすくなる。

しかし、上記従来の現像装置の構成では、上述のトナー圧力が最も高くなる部分からのトナー飛散を防止することができないため、飛散トナーにより画像形成装置内が汚染され、画像形成装置内の各種の画像形成手段に悪影響を及ぼすという問題があった。又、上記弾性発砲体を設ける現像装置においては、当該弾性発砲体が、フェルト等により形成されている。従って、現像スリーブの回転数を高速化すると、現像スリーブ表面に当接した弾性発砲体が、上述のフェルトやスポンジ等の弾性体により構成された弾性シール部材と同様に、磨耗して劣化してしまう。その結果、弾性発砲体と現像スリーブとの隙間に入り込んだトナーが、現像スリーブの表面に付着して凝集し、現像ローラの回転に伴い、当該凝集トナーが現像スリーブの表面を傷つけ、画像形成手段に悪影響を及ぼすという不都合が生じていた。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、現像スリーブの表面を傷つけることなく、安定したシール性能を長期にわたって発揮することができる現像装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、固定マグネットローラを内包するとともに、トナーを感光体の表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブと、現像スリーブの近傍に配設され、トナーの厚みを規制するトナー層厚規制部材と、現像スリーブの長手方向端部に配設された磁性体シール部材と、を備える現像装置において、前記磁性体シール部材に対して現像領域側に設けられるとともに、前記現像スリーブの表面と一定の間隔を隔てて配設されたシート部材を更に備え、前記シート部材が非磁性体により形成され、前記現像スリーブの表面と前記シート部材との間隔が、前記現像スリーブの表面と前記磁性体シール部材との間隔よりも小さく設定されていることを特徴とする。

ここで、本発明の現像装置においては、シート部材が、トナー層厚規制部材の現像スリーブの回転方向上流側に配置されているものとすることができる。
又、本発明の現像装置においては、現像スリーブの表面とシート部材の間隔を、０．１〜０．２ｍｍにすることができ、シート部材が、ポリエステルにより形成されているものとすることができる。

又、本発明の画像形成装置は、上述のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする。

本発明の現像装置によれば、シート部材を、磁性体シール部材の現像領域側に近接させるとともに、現像スリーブの表面と一定の間隔を隔てて配設し、現像スリーブの表面とシート部材の間隔を、現像スリーブの表面と磁性体シール部材の間隔よりも小さく設定している。従って、シート部材が現像スリーブの表面と非接触の状態にあるため、現像スリーブの表面を傷つけることなく、現像領域側から磁性体シール部材の方へ移動するトナーの量を低減させ、安定したシール性能を発揮することができるようになる。

又、シート部材が、トナー層厚規制部材の現像スリーブの回転方向上流側に配置されているため、トナー圧力が最も高くなるトナー層厚規制部材の現像ローラの回転方向上流側からのトナー飛散を効果的に防止することが可能になる。

又、本発明の画像形成装置によれば、上述のいずれかに記載の現像装置を備える構成としているため、上述のいずれかに記載の現像装置と同じ効果を得ることが可能になる。

以下に、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
図１に示す様に、この画像形成装置１は、画像形成装置本体１ａの下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方及び上方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、この画像形成部４よりも排出側に配設された定着部５と、これらの画像形成部４、及び定着部５の上方に配設された画像読取部６を備えている。

給紙部２は、用紙９が収容された複数（本実施形態においては４つ）の給紙カセット７を備えており、給紙ローラ８の回転動作により、当該複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から用紙９が用紙搬送部３側に送り出され、用紙９が１枚ずつ確実に用紙搬送部３に給紙されるように構成されている。尚、これら４つの給紙カセット７は、画像形成装置本体１ａに対し、着脱自在となるように構成されている。

用紙搬送部３に給紙された用紙９は、用紙供給経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。この画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙９に所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された像端持体である感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６、及び除電装置１７を備えている。

帯電装置１２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体１１の表面に所定電位を与えることにより、感光体１１の表面が一様に帯電させられる。そして、露光装置１３により、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、感光体１１に照射されることにより、感光体１１の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体１１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４により、上記静電潜像にトナーが付着し、感光体１１の表面にトナー像が形成され、転写装置１５により、感光体１１の表面のトナー像が、感光体１１と転写装置１５との間に供給された用紙９に転写される。

トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４から定着部５に向けて搬送される。この定着部５は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部４においてトナー像が転写された用紙９は、定着部５に設けられた加熱ローラ１８、及び当該加熱ローラ１８に押し付けられる加圧ローラ１９によって挟まれるとともに加熱され、用紙９上にトナー像が定着される。次いで、画像形成部４から定着部５において画像形成がなされた用紙９は、排出ローラ対２０によって排出トレイ２１上に排出される。一方、上記転写後、感光体１１の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置１６により除去され、感光体１１の表面の残留電荷は、除電装置１７により除去される。そして、感光体１１は帯電装置１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。

次に、図面を参照して現像装置について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像装置を示す断面図であり、図３は、図２に示す現像装置に設けられた現像ローラを感光体側から見た場合の正面図である。

図２に示す様に、本実施形態に係る現像装置１４は、トナーを収納する現像容器２２、当該現像容器２２内に配設された一対のミキサ２３、２４、現像容器２２のドラム開口側に配設され、複数の磁極を有する固定マグネットローラ２５と、当該固定マグネットローラ２５を内包するとともに、収納されたトナーを感光体１１の表面上に導くために回転自在に軸支された非磁性の現像スリーブ２６からなる現像ローラ（又は、トナー担持ローラ）２７と、板状の磁性体により構成され、現像スリーブ２６の近傍に配設されるとともに、当該現像スリーブ２６上面に向け垂下する磁性ブレード２８と、現像スリーブ２６の長手方向（図３に示した矢印Ｘの方向）端部に配設された磁性体シール部材２９と、現像ローラ２７と感光体１１間に印加される現像バイアス４０から構成されている。

ミキサ２３上方の現像容器２２の上面にはトナー補給孔Ｈが開口されており、不図示のトナーカートリッジによりのトナーが投入可能となるように構成されている。投入されたトナーは、一対のミキサ２３、２４により十分攪拌されて現像スリーブ２６に導かれる。現像スリーブ２６に導かれたトナーは、固定マグネットローラ２５の磁力を利用して現像スリーブ２６上に担持され、当該トナーは、現像スリーブ２６の近傍に配設され、トナー層厚規制部材として作用する磁性ブレード２８により厚みが規制される。その後、現像スリーブ２６上に担持されたトナーは、現像ローラ２７により、現像位置、即ち、感光体１１の表面上に導かれる。

現像スリーブ２６は所定の周速に設定するが、当該現像スリーブ２６は、感光体１１の回転方向に対して、ドラム−スリーブ間において同方向に回転するように設定されている（図２参照）。又、現像スリーブ２６は感光体１１と所定の距離を隔てて配置されている。現像バイアス４０は直流成分ＤＣと交流成分ＡＣが重畳された低電界現像バイアスが印加されており、画像濃度の調整はＡＣの発振周波数をコントロールすることで行なわれる。又、非現像時においては、直流成分ＤＣを切り、交流成分ＡＣのみを印加させて逆極性トナーを除去するようにしている。

又、磁性体シール部材２９は、現像スリーブ２６の長手方向端部からトナーが漏れるのを防止するためのものであり、図３に示す様に、現像スリーブ２６の長手方向Ｘの両端部に現像スリーブ２６の表面（又は、外周面）２６ａに対して一定の間隔Ｃを隔てて配設されている（後述の図５参照）。尚、本実施形態においては、当該間隔Ｃは、０．２〜１ｍｍに設置されている。この磁性体シール部材２９は、磁性体（例えば、磁石や強磁性体）により形成されており、現像スリーブ２６の端部から外側に流出するように移動するトナーは、固定マグネットローラ２５と磁性体シール部材２９との隙間に形成される磁界によって拘束され、固定マグネットローラ２５の磁極と磁性体シール部材２９の磁極により形成される各磁力線に沿って、トナーの穂立ちによる磁気ブラシが形成され、当該磁気ブラシが現像スリーブ２６の外周面と、磁性体シール部材２９の表面との隙間を埋めることにより、トナーが現像領域外に流出するのを防止している。尚、当該磁性体シール部材２９は、図２、図３に示す様に、現像スリーブ２６を介して、感光体１１とは反対側に配設されている。

かかる構成において、本実施形態においては、トナーの漏れを防止するためのシート部材を設けた点に特徴がある。以下に図面を参照して詳細に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁性体シール部材とシート部材の位置関係を説明するための断面図であり、図５は、図４を現像領域側から見た場合の側面図である。

図２〜図５に示す様に、本実施形態の現像装置１４においては、現像スリーブ２６の表面２６ａに対して一定の間隔Ｄを隔ててシート部材３０が設けられている。当該シート部材３０は、図３に示す様に、磁性体シール部材２９の現像領域側に近接するとともに、図５に示す様に、磁性ブレード２８の現像スリーブ２６の回転方向上流側に配置されている。又、このシート部材３０は、例えば、ポリエステルフィルムにより形成されており、当該シート部材３０の厚さは、０．１〜０．５ｍｍに設定されている。

又、本実施形態においては、図５に示す様に、現像スリーブ２６の表面２６ａとシート部材の間隔Ｄは、現像スリーブ２６の表面２６ａと磁性体シール部材２９の間隔Ｃよりも小さく設定されている。この間隔Ｄは、０．１〜０．２ｍｍに設定されており、例えば、間隔Ｃを０．２ｍｍに設定した場合は、間隔Ｄを０．１ｍｍに設定する構成としている。

尚、当該間隔Ｄを設定する際には、まず、現像ローラ２７等を取り付けた後に、現像スリーブ２６とシート部材３０の間に所定のスペーサー（不図示）を挿入し、その後、例えば、現像容器２２にシート部材３０を貼り付ける。この様な構成にすることにより、現像容器２２等の寸法のバラツキに影響を受けることなく、上記間隔Ｄを一定にすることができる。

以上に説明した様に、本実施形態においては、シート部材３０を、磁性体シール部材２９の現像領域側に近接させるとともに、現像スリーブ２６の表面２６ａと一定の間隔Ｄを隔てて配設し、現像スリーブ２６の表面２６ａとシート部材３０の間隔Ｄを、現像スリーブ２６の表面２６ａと磁性体シール部材２９の間隔Ｃよりも小さく設定している。従って、シート部材３０は、現像スリーブ２６の表面２６ａと非接触の状態にあるため、現像スリーブ２６の表面２６ａを傷つけることなく、現像領域側から磁性体シール部材の方へ移動するトナーの量を低減させることが可能になり、結果として、トナー飛散を効果的に防止することが可能になるとともに、安定したシール性能を発揮することができるようになる。

又、本実施形態においては、シート部材３０が、磁性ブレード２８の現像スリーブ２６の回転方向上流側に配置されているため、トナー圧力が最も高くなる磁性ブレード２８の現像ローラ２７の回転方向上流側からのトナー飛散を効果的に防止することが可能になる。

尚、上記実施形態は、単なる説明例であり、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各構成物品の形状、寸法、材料等を変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

例えば、上述のシート部材３０を、磁性体シール部材２９の現像領域側に近接させるとともに、現像スリーブ２６の外周面と対向する磁性体シール部材２９の全面に沿って設ける構成としても良い。

又、上記実施形態においては、画像形成装置の一例として、デジタル複写機を示したが、ファクシミリやプリンタ等の他の画像形成装置であっても良いことは言うまでもない。

本発明の活用例としては、トナーを用いて電子写真現像法により現像を行う現像装置に係り、特に、現像領域外への現像剤の飛散を防止する現像装置、及びこれを備えた画像形成装置が挙げられる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像装置を示す断面図である。 図２に示す現像装置に設けられた現像ローラを感光体側から見た場合の正面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置における磁性体シール部材とシート部材の位置関係を説明するための断面図である。 図４を現像領域側から見た場合の側面図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…給紙部、３…用紙搬送部、４…画像形成部、５…定着部、６…画像読取部、１１…感光体、１４…現像装置、２５…固定マグネットローラ、２６…現像スリーブ、２６a…表面、２７…現像ローラ、２８…磁性ブレード、２９…磁性体シール部材、３０…シート部材、Ｃ…現像スリーブの表面と磁性体シール部材の間隔、Ｄ…現像スリーブの表面とシート部材の間隔

Claims (5)

1. 固定マグネットローラを内包するとともに、トナーを感光体の表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブと、前記現像スリーブの近傍に配設され、前記トナーの厚みを規制するトナー層厚規制部材と、前記現像スリーブの長手方向端部に配設された磁性体シール部材と、を備える現像装置において、
   前記磁性体シール部材に対して現像領域側に設けられるとともに、前記現像スリーブの表面と一定の間隔を隔てて配設されたシート部材を更に備え、
   前記シート部材が非磁性体により形成され、
   前記現像スリーブの表面と前記シート部材との間隔が、前記現像スリーブの表面と前記磁性体シール部材との間隔よりも小さく設定されている
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記シート部材が、前記トナー層厚規制部材の前記現像スリーブの回転方向上流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像スリーブの表面と前記シート部材の間隔が、０．１〜０．２ｍｍであ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. 前記シート部材が、ポリエステルにより形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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