JPH0566679A - 現像装置及びプロセスカートリツジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 支持部も含め同一材料から構成されたマグネ
ットロールの１つの磁極に対向して、現像剤担持体の外
方に磁性体を有す場合でも、マグネットロールと現像剤
担持体の接触を防止できる現像装置等を提供することで
ある。 ［構成］ 端部側の支持部１１ａも含めて単一の材料で
構成されたマグネットロール１１の現像剤担持体１０へ
の非接触を保証すべく、磁性体１５側のマグネットロー
ル１１と現像剤担持体１０間の隙間Ｋを磁性体１５が無
い場合の通常の隙間より大きくした。従って、マグネッ
トロール１１の１つの磁極Ｎ２側に磁性体１５が配設さ
れ、このマグネットロール１１が磁性体１５側に撓んで
も、内部のマグネットロール１１が現像剤担持体１０に
接触することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機等の画像形成装置
に用いられる現像装置及び該現像装置を有するプロセス
カートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の電子写真方式の画像形成装置
では、像担持体である感光ドラムの表面に形成された潜
像を、現像装置によって現像することにより画像が形成
される。この現像作業は現像装置の現像剤担持体である
現像スリーブの外周部に現像剤、例えば磁性トナーを磁
力吸着させてこの現像スリーブを回転させ、該現像スリ
ーブ上のトナーを感光ドラム側に移動させた後、この現
像スリーブにバイアス電圧等を印加することにより行な
われる。

【０００３】そして、例えば図４で示される如く、円筒
上の現像スリーブ１００には、その外周面にトナーを磁
力吸着するために、その内方に外周部に複数の磁極が形
成されたマグネットロール１０１がこの現像スリーブ１
００と同心上に非接触状態で固定されている。一般にマ
グネットロールは金属等の剛性の高いシャフトの周囲に
磁石を配したものと、シャフトも磁石と同一材料で一体
的に構成したものとの二種類があるが、特に一体型のも
のは、マグネットロールの中心部まで磁石であるため小
径化しても高磁力が出せ、且つフェライト等の磁性体を
混入したナイロン等のプラスチック樹脂を所定の型で射
出成形したものを外部から着磁することにより製作でき
て、微細な形状のものも精度より製作できるため、小型
の現像装置に多く用いられている。

【０００４】尚、マグネットロール１０１の磁極は図４
で示される如く、現像用に感光ドラム１１０に対向する
位置（磁極Ｓ１）に設けられている他、現像されずに現
像スリーブ１００上に残ったトナーを現像器本体１０２
内に確実に搬送するため、現像スリーブ１００の下方位
置（磁極Ｎ２）にも必ず設けられている。

【０００５】一方、現像装置に外部から衝撃を与えると
現像器本体１０２内のトナーが現像スリーブ１００下方
の現像器本体１０２との隙間Ｌから外部へ漏れ出してし
まうという不都合があるため、マグネットロール１０１
の磁極Ｎ２に対向する現像器本体１０２側には鉄板等の
磁性体１０３を配設し、該磁性体１０３により磁力線を
集中することにより、前記隙間Ｌからのトナー漏れが防
止されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一体成
型タイプのマグネットロール１０１はシャフトが別部材
となったものに比べ強度的に弱いため、その中央部が磁
力等により前記磁性体１０３側に湾曲し、該湾曲部が現
像スリーブに接触してしまうという問題を生じる。この
ため、現像スリーブ１００の回転に伴ない、マグネット
ロール１０１と現像スリーブ１００とに摺擦が生じ、異
常音が発生したり、現像スリーブ１００の回転トルクが
高くなったりする現象が生じると共に、摩擦によって生
じた熱によりトナーが劣化して画像不良を生じさせてし
まうという問題があった。

【０００７】かかる問題により一体成型タイプのマグネ
ットロールの使用が困難となるため、現像装置の大型化
を招くこととなるが、現像装置等を有した小型化の要請
の強いプロセスカートリッジの場合、その小型化が十分
に達成できないとう問題も生じる。

【０００８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、支持部も含め同一部材で構成
されるマグネットロールの１つの磁極に対向して、現像
剤担持体の外方に磁性体が配設されている場合でも、マ
グネットロールと現像剤担持体の接触を防止できる現像
装置、及び該現像装置を備えたプロセスカートリッジを
提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、回転可能な現像剤担持体の内部に、その外周部
に複数の磁極を有するマグネットロールが、現像剤担持
体と非接触状態で配設され、且つ、マグネットロールの
１つの磁極に対向して、所定の磁性体が現像剤担持体の
外方に配設されている現像装置において、マグネットロ
ールをその端部側の支持部も含めて単一の材料で構成す
ると共に、マグネットロールの現像剤担持体への非接触
を保証すべく、磁性体側のマグネットロールと現像剤担
持体間の隙間を磁性体が無い場合の通常隙間より大きく
したことを特徴とする。

【００１０】また本発明は、像担持体の他、少なくとも
現像装置を有し、画像形成装置本体内に着脱自在に配設
されるプロセスカートリッジにおいて、現像装置として
上記現像装置と同一のものを有すことを特徴とする。

【００１１】

【作用】端部側の支持部も含めて単一の材料で構成され
るマグネットロールは一般に射出成型等により一体成型
されるものが多いため、強度的には弱い。従って、かか
るマグネットロールを内部に非接触状態で有する現像剤
担持体の外方に、このマグネットロールの１つの磁極に
対向する如く磁性体が配設されている場合、このマグネ
ットロールは磁性体の影響を受けて該磁性体側に撓み、
マグネットロールが現像剤担持体に接触してしまうとい
う不都合を生じる。

【００１２】そこで、本発明では磁性体側のマグネット
ロールと現像剤担持体間の隙間を磁性体が無い場合の通
常隙間より大きくし、マグネットロールの現像剤担持体
への非接触を保証するようにした。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１４】先ず本発明の第１実施例を図１及び図２に
より説明する。

【００１５】図１は画像形成装置の像担持体である感光
ドラム１の一側に現像装置２が配設されている状態を示
している。この現像装置２はその外周部に現像剤を吸着
保持して回転し、該現像剤を感光ドラム１側に移動して
現像作業を行なう現像剤担持体としての現像スリーブ１
０と、円筒状のこの現像スリーブ１０内に該現像スリー
ブ１０と同心状に非接触状態で配設され、その外周部に
複数の磁極を有して現像スリーブに現像剤を磁力の作用
で吸着保持させるマグネットロール１１と、現像スリー
ブ１０周りに吸着保持された現像剤の層厚を所定の薄層
に規制すると共に、現像剤を摩擦帯電させる弾性ブレー
ド１２と、内部に現像剤を収容し、上記現像スリーブ１
０、マグネットロール１１、弾性ブレード１２等が取り
付けられる現像器本体１３等とから構成されている。

【００１６】尚、現像剤には一般に磁性トナーを用いた
１成分現像剤と、非磁性トナーと磁性キャリアとからな
る２成分現像剤が用いられるが、ここでは説明の都合上
磁性トナーを用いた場合について説明し、以下現像剤を
トナーと称す。

【００１７】即ち、感光ドラム１上に画像光が露光され
静電潜像が形成されると、現像装置２の現像スリーブ１
０も現像器本体１３内のトナーをマグネットロール１１
の作用により磁力吸着しつつ回転される。そして、現像
スリーブ１０上のトナーは、弾性ブレード１２により薄
層に規制された後感光ドラム１側に移動され、該感光ド
ラム１上の静電潜像とタイミングを合せて現像スリーブ
１０に印加されるバイアス電圧によって感光ドラム１側
に飛翔されて、感光ドラム１の静電潜像をトナー像とし
て顕像化する。現像作業に使用されなかったトナーは現
像スリーブ１０の回転とともに現像器本体１３内に戻さ
れ、同様の現像作業が繰り返されると共に、感光ドラム
１上のトナー像は転写紙上に転写された後、不図示の定
着器により永久像として定着されて画像形成作業は終了
する。

【００１８】ここで、現像スリーブ１０は非磁性のアル
ミ、ステンレス等の導電性材料（本実施例ではアルミ材
を使用）から構成される、外径１４mm、厚さ０．８mm
（従って内径は１２．４mm）の円筒状部材であり、その
両端部が現像器本体１３に枢支されている。そして、現
像スリーブ１０の一端部側に固定されている駆動ギヤが
感光ドラム１のドラムギヤに噛合しすることにより、こ
の現像スリーブ１０は図１中矢印方向に回転すされる。
尚、弾性ブレード１２はゴムやウレタン等の弾性部材か
ら構成され、固定部材１４を介して現像器本体１３に取
り付けられている。

【００１９】マグネットロール１１は、フェライトを混
入したナイロンを射出成型によって円柱状に成型したも
のの外周部に、例えば図２で示される如く、４極の磁極
Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２を軸方向に均一に着磁したもの
であり、大径部である着磁部の両端に設けられた小径
（６mm）の軸部１１ａを介して現像器本体１３に固定さ
れている。そして、マグネットロール１１の着磁部の最
大径は１１．４mmであり、このマグネットロール１１と
現像スリーブ１０間の隙間Ｋは最低限０．５mmが確保さ
れている。尚、この０．５mmの隙間Ｋは、マグネットロ
ール１１自体の反りや成型時のバリ、マグネットロール
１１の支持部の位置ずれ等を考慮すると、必要最少限の
ものとなる。

【００２０】また、マグネットロール１１の磁極のう
ち、感光ドラム１に対向する位置にある磁極Ｓ１はその
磁束密度のピーク値が例えば７５０ガウスあり、現像作
業に当ってトナーのかぶりを防止するための現像極であ
り、該現像極Ｓ１から現像スリーブ１１の回転方向に１
００度移動した位置、即ち現像スリーブ１１の下方側に
ある磁極Ｎ２はその磁束密度のピーク値が７００ガウス
あり、現像作業の終了後の現像スリーブ１１上の残留ト
ナーの飛散を防止し、該トナーを現像器本体１３内に戻
すためのトナーの飛散防止極である。そして、こトナー
の飛散防止極Ｎ２から同じ方向に８０度離れた位置にあ
るピーク値が６００ガウスの磁極Ｓ２、及び該磁極Ｓ２
から１００度離れた位置にあるピーク値が７００ガウス
の磁極Ｎ１は現像器本体１３からトナーを汲み上げ搬送
するための搬送極である。

【００２１】ところで、マグネットロール１１のトナー
の飛散防止極Ｎ２が配設される現像スリーブ１０の下部
側と現像器本体１３の底部１３ａとの隙間Ｌの大きさは
約２mm程度あるため、現像装置２に外部から衝撃を与え
ると、前記隙間Ｌからトナーが外部へ漏れ出してしまう
という不都合がある。このため、現像器本体１３の底部
１３ａのトナーの飛散防止極Ｎ２との対向位置に、例え
ば厚さ１mm幅６mmの現像スリーブ１０に沿った鉄製の磁
性板１５を埋め込み、トナーの飛散防止極Ｎ２の磁力線
を集中させて、現像装置２に衝撃が与えられてもトナー
が前記隙間Ｌから漏れ出さないようにされている。

【００２２】しかしながら、マグネットロール１１の磁
極Ｎ２に対向する如く磁性板１５を配設すれば、一体成
型タイプのこのマグネットロール１１の中央部は磁力の
作用により磁性板１５側に引き寄せられて撓んでしま
う。例えば、マグネットロール１１の両端支持部間の距
離が２２０mmの場合、５０℃の高温下で長期間放置すれ
ば、マグネットロール１１の中央部は磁性板１５側に約
３００〜４００μｍ撓み、このマグネットロール１１と
現像スリーブ１０とが接触してしまうという不都合があ
る。従来技術の項でも述べた如く、マグネットロール１
１が現像スリーブ１０に接触すれば、騒音、熱によるト
ナーの劣化等の問題を生じさせ好ましくない。

【００２３】そこで、本発明では、磁極Ｎ２側のマグネ
ットロール１１と現像スリーブ１０間の隙間Ｋを広げ、
マグネットロール１１が磁性板１５側に撓んでもこのマ
グネットロール１１と現像スリーブ１０との隙間Ｋを最
低限０．５mm確保するようにして、マグネットロール１
１が現像スリーブ１０に接触しないようにした。具体的
にはマグネットロール１１の磁極Ｎ２側の円弧部に、そ
の外面から最大削除厚さが４００μｍ（マグネットロー
ル１１の最大撓み量と略等しい程度）程度になるような
直線状の削除部１１ｂを形成し、マグネットロール１１
の中央部が磁性板１５側に撓んでも、このマグネットロ
ール１１と現像スリーブ１０間の隙間Ｋを最低限０．５
mm確保できるようにした。

【００２４】但し、マグネットロール１１はその削除部
１１ｂの影響により、磁極Ｎ２の磁束密度が約５０ガウ
ス程度減少し、且つ、トナーの飛散防止極としての磁極
Ｎ２はそのピーク値の磁束密度が６００ガウス程度必要
であるため、削除前のマグネットロール１１の磁極Ｎ２
の磁束密度のピーク値は６５０ガウス程度必要となる。
尚、マグネットロール１１を削除せず磁極Ｎ２の磁束密
度のピーク値を６５０ガウスとし、磁性板１５を除去す
るより、上記の如くマグネットロール１１を削除した方
が、トナーの漏れ防止に効果があるのは勿論である。

【００２５】ここで、マグネットロール１１として上記
の如き射出成型による軸部一体型のものを用いず、角柱
や円柱の金属シャフトの周りに磁石を接着したものを用
いることも可能である。しかし、シャフトが別部材のマ
グネットロール１１は強度的に強く磁性板１５の方へ撓
むということはないが、シャフトの分だけ磁石の量が減
少するため十分な磁力が出ないという欠点がある。特に
本実施例の如く、外径が１１．４mmしかない場合には相
対的にシャフトの占める体積が増えるため、現像極Ｓ１
で７５０ガウスの磁束密度を確保することは不可能であ
る。このため、画像品質に大きく影響する現像極Ｓ１の
磁束密度が例えば７００ガウス以下になれば、画像にい
わゆる地かぶりを生じ、画像不良を生じさせる。

【００２６】従って、外径が１２mmより小さい小径のマ
グネットロール１１に対しては、事実上軸部一体形のマ
グネットロール１１しか採用できず、かかる場合本発明
が特にその効果を発揮できるのである。即ち本発明は小
径のマグネットロール１１を使用する小型の現像装置２
等に特に適していることがわかる。

【００２７】また、感光ドラム１の他、少なくとも現像
装置２を有して画像形成装置本体内に着脱自在に配設さ
れるプロセスカートリッジの場合、その取り扱い等の容
易化のため小型化が求められるが、プロセスカートリッ
ジ内の現像装置として本発明に係る現像装置２を使用す
れば、少なくとも現像装置に関してその小型化は容易に
達成できることとなる。

【００２８】次に、本発明の第２実施例を図３により説
明する。尚、第１実施例に係るものと同一機能を有する
ものについては同一符号を付しその説明を省略する。

【００２９】本実施例では磁性板１５側へのマグネット
ロール１１の撓みに対する該マグネットロール１１の現
像スリーブへの接触を防止すべく、図３で示される如
く、端部から中央部に向かって漸次その径が減少する逆
クラウン形状のマグネットロール１１を使用した。尚、
現像スリーブ１０等の他の条件は第１実施例のものと全
く同一とする。

【００３０】このマグネットロールも両端軸部１１ａと
中央の着磁部１１ｃが射出成型等によって一体成型され
たものであり、着磁部１１ｃの長さが例えば２２０mmで
あり、着磁部１１ｃの両端径が１１．４mm、中央部の径
が１０．６mmでその間径が滑らかに移り変わるように形
成されている。

【００３１】而して、かかるマグネットロール１１を現
像スリーブ１０内に位置決めして使用した場合、このマ
グネットロール１１の中央部は磁性板１５の方へ約３０
０μｍ程度撓むが、この場合でもマグネットロール１１
と現像スリーブ１０との隙間Ｋは０．５mm以上確保でき
るため、第１実施例と同様な効果を得ることができる。
特に本実施例に係るマグネットロール１１では、該マグ
ネットロール１１の外周母線がその中心軸に対して対称
となった形状をしているため、第１実施例に係るマグネ
ットロール１１に比べ、射出成型時にマグネットロール
１１自身に反りが発生しにくく、製作が容易というメリ
ットがある。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く本発明によれ
ば、支持部を含めて同一部材で構成されるマグネットロ
ールの１つの磁極に対向して、現像剤担持体の外方に磁
性体が配設されている現像装置であっても、マグネット
ロールの現像剤担持体への非接触を保証すべく、磁性体
側のマグネットロールと現像剤担持体間の隙間を磁性体
が無い場合の通常隙間より大きくしているため、マグネ
ットロールは現像剤担持体に接触することはない。

【００３３】従って、小型化しても磁力等に問題の生じ
ない一体形に成型されたマグネットロールの使用が容易
となるため、現像装置の小型化が図られ、該現像装置を
使用するプロセスカートリッジの小型化をも図ることが
できることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る現像装置の主要部の断面図で
ある。

【図２】同現像装置のマグネットロール等の詳細を示す
図である。

【図３】第２実施例に係る現像装置のマグネットロール
の斜視図である。

【図４】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１０ 現像スリーブ（現像剤担持体） １１ マグネットロール １５ 磁性板（磁性体） Ｋ 隙間 Ｎ２ マグネットロールの１つの磁極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な現像剤担持体の内部に、その
   外周部に複数の磁極を有するマグネットロールが、現像
   剤担持体と非接触状態で配設され、且つ、マグネットロ
   ールの１つの磁極に対向して、所定の磁性体が現像剤担
   持体の外方に配設されている現像装置において、マグネ
   ットロールをその端部側の支持部も含めて単一の材料で
   構成すると共に、マグネットロールの現像剤担持体への
   非接触を保証すべく、磁性体側のマグネットロールと現
   像剤担持体間の隙間を磁性体が無い場合の通常隙間より
   大きくしたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記マグネットロールはその最大外径が
   １１．４mmであることを特徴とする請求項１記載の現像
   装置。
3. 【請求項３】 像担持体の他少なくとも現像装置を有
   し、画像形成装置本体内に着脱自在に配設されるプロセ
   スカートリッジにおいて、内部の現像装置が請求項１記
   載の現像装置と同一構成を有すことを特徴とするプロセ
   スカートリッジ。