現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】現像に供されない現像剤を現像スリーブ上から確実に剥ぎ取り、画像形成の高速化に対応した良好な画像を得られる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置は、感光体ドラム１１に対向した現像領域Ｄに磁性現像剤を供給し、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体２５を内蔵するとともに軸回りに回転自在な現像スリーブ２６と、この現像スリーブ２６上の現像剤の量を規制する規制部材２８と、現像剤を撹拌して現像スリーブ２６に供給する撹拌部材２４と、現像領域Ｄの現像スリーブ２６回転方向下流側で現像スリーブ２６と対面するシールド部２２ｅと、撹拌部材２４を配設される現像剤収容部２２ａと、シールド部２２ｅと現像剤収容部２２ａとが軸方向に沿って接続される先端部２２ｄとを有する現像容器２２と、現像スリーブ２６に対して所定の空間を有して、現像容器２２の先端部２２ｄに固設される磁石５１とを備える。
【解決手段】現像装置は、感光体ドラム１１に対向した現像領域Ｄに磁性現像剤を供給し、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体２５を内蔵するとともに軸回りに回転自在な現像スリーブ２６と、この現像スリーブ２６上の現像剤の量を規制する規制部材２８と、現像剤を撹拌して現像スリーブ２６に供給する撹拌部材２４と、現像領域Ｄの現像スリーブ２６回転方向下流側で現像スリーブ２６と対面するシールド部２２ｅと、撹拌部材２４を配設される現像剤収容部２２ａと、シールド部２２ｅと現像剤収容部２２ａとが軸方向に沿って接続される先端部２２ｄとを有する現像容器２２と、現像スリーブ２６に対して所定の空間を有して、現像容器２２の先端部２２ｄに固設される磁石５１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像してトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、小型で低コストな磁性現像装置が実用化されている。この現像装置は、現像剤担持体たる現像スリーブの内部に複数の磁極を有する磁石を設け、更に現像スリーブ上の磁性現像剤の量を規制する規制部材を設けて、規制部材と現像スリーブ間で磁性現像剤を帯電させ、現像スリーブ上に磁性現像剤を担持させている。
【０００３】
近年、低コストな磁性現像装置においても、出力スピードの高速化が必要になり、現像スリーブの回転速度が大きくなっている。現像スリーブの回転速度を大きくすると、現像スリーブ上でトナーが強く帯電し、現像スリーブ上に強固に付着することになる。このチャージアップしたトナーによって、その後新たに供給されるトナーは現像スリーブと接触することを妨げられ、十分な電荷を持つことができない。その結果、濃度低下やゴースト現象等の異常画像が発生する。また、チャージアップしたトナーによって、規制部材と現像スリーブ間でトナーが詰まりやすくなり、凝集トナーが発生する。この凝集トナーによって、グレー画像上に縦白筋の異常画像が発生する。
【０００４】
そこで、トナーのチャージアップによって現像スリーブ上に強固に付着したトナーを現像スリーブから引き剥がすために、特許文献１では、現像スリーブ内に、周方向に複数の磁極を有する磁石を固定支持し、現像剤の量を規制する規制部材よりも現像スリーブの回転方向上流側には、磁石からなる磁界発生部材が固定磁石体の磁極間部に対向する位置に設けられている。この磁界発生部材によって、当該位置において磁性現像剤の磁気ブラシを形成するようになっている。この構成において、現像スリーブ上の磁性トナーが像担持体に供給され、像担持体上の静電潜像が現像され、像担持体上にトナー像が形成される。さらに、現像部において消費されずに現像スリーブ上に残存した磁性トナーは、当該位置の磁気ブラシによって、現像スリーブ上から剥ぎ取られ、現像スリーブの回転により現像スリーブの下部より現像容器内に回収される。
【０００５】
しかしながら、上述した先行技術では、現像スリーブと、現像スリーブに隣接して配設される撹拌部材との間のスペースが限られており、例えば、磁界発生部材を現像容器の側壁に取り付けることになり、磁界発生部材の位置精度を確保するのが難しく、また、現像剤の圧力を受けて、磁界発生部材に位置ズレが生じ、磁界発生部材と現像スリーブとの間隔が安定しないことになる。現像スリーブ内の固定磁石体に対して、磁界発生部材の位置が定まらないと、現像スリーブ上から磁性トナーを剥ぎ取りにくくなるという不都合が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３４２６７号公報（段落［００２８］、［００３３］〜［００３５］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像に供されない現像剤を現像スリーブ上から確実に剥ぎ取り、画像形成の高速化に対応した良好な画像を得られる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体に対向した現像領域に磁性現像剤を供給し、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体を内蔵するとともに軸回りに回転自在な現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する規制部材と、現像剤を撹拌して前記現像剤担持体に供給する撹拌部材と、現像領域の現像剤担持体回転方向下流側で前記現像剤担持体と所定の空間を有して対面するシールド部と、前記撹拌部材が回転自在に配設される現像剤収容部と、前記シールド部と前記現像剤収容部とが軸方向に沿って接続される接続部とを有する現像容器と、前記現像剤担持体と所定の空間を有して、前記接続部に固設される磁性部材とを備えることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、撹拌部材で撹拌された現像剤が、現像剤担持体内の固定磁石体により、現像剤担持体に供給され、規制部材と現像剤担持体間で、現像剤が帯電され、現像剤担持体上に薄層として付着する。現像剤担持体上の現像剤が現像領域に供給されると、像担持体上の静電潜像が現像され、像担持体上にトナー像が形成される。現像領域において現像に供されない、現像剤担持体上に残存した現像剤は、シールド部に形成される空間を通ると、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像剤担持体上から剥ぎ取られる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、前記磁性部材は、磁石からなり、前記固定磁石体の磁極間部に近接して配設されることを特徴としている。この構成によれば、固定磁石体の磁極間部では現像剤の現像剤担持体上への付着力が弱くなり、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、残存した現像剤は現像剤担持体上から剥ぎ取られる。更に、固定磁石体の磁極間部では磁力が弱く、磁性部材の磁石の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤は現像剤収容部に回収される。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、前記磁性部材の前記現像剤担持体に対向する磁極は、前記固定磁石体の現像剤担持体回転方向上流側の磁極と異極であることを特徴としている。この構成によれば、磁性部材と固定磁石体との異極間における磁気ブラシがシールド部の空間に形成され、この磁気ブラシによって、現像剤が現像剤担持体上から剥ぎ取られ、また、現像容器内の現像剤が装置外に漏れるのを抑える。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、前記シールド部を形成され前記現像剤担持体を配設される現像剤供給部を有し、前記接続部は前記現像剤供給部と前記現像剤収容部とを仕切る仕切り部に形成され、前記磁性部材は前記仕切り部の先端部に固設されることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明では、前記仕切り部は、前記シールド部と前記前記現像剤収容部とを貫通させる開口部を有することを特徴としている。この構成によれば、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像剤が現像剤担持体上から剥ぎ取られ、磁性部材で形成される開口部内の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤は開口部を通って現像剤収容部に回収される。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、撹拌部材で撹拌された現像剤が、現像剤担持体内の固定磁石体により、現像剤担持体に供給され、規制部材と現像剤担持体間で、現像剤が帯電され、現像剤担持体上に薄層として付着する。現像剤担持体上の現像剤が現像領域に供給されると、像担持体上の静電潜像が現像され、像担持体上にトナー像が形成される。現像領域において現像に供されない、現像剤担持体上に残存した現像剤は、シールド部に形成される空間を通ると、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像剤担持体上から剥ぎ取られる。上記の磁性部材は、現像剤担持体と所定の空間を有して現像容器の接続部に固設されるので、固定磁石体と磁性部材との間で安定して磁界が形成され、残存した現像剤を現像剤担持体上から確実に剥ぎ取ることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、固定磁石体の磁極間部では現像剤の現像剤担持体上への付着力が弱くなり、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、残存した現像剤は現像剤担持体上から確実に剥ぎ取られる。更に、固定磁石体の磁極間部では磁力が弱く、磁性部材の磁石の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤を現像剤収容部に回収することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、磁性部材と固定磁石体との異極間における磁気ブラシがシールド部の空間に形成され、この磁気ブラシによって、現像剤が現像剤担持体上から剥ぎ取られ、また、現像容器内の現像剤が装置外に漏れるのを抑えることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、磁性部材を接着剤等で仕切り部の先端部に取り付けると、磁性部材は強固に固定支持され、磁性部材と現像剤担持体との所定の間隔が保持されるので、固定磁石体と磁性部材との間で安定して磁界が形成され、残存した現像剤を現像剤担持体上から確実に剥ぎ取ることができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明によれば、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像剤が現像剤担持体上から剥ぎ取られ、更に、磁性部材で形成される開口部内の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤を開口部から現像剤収容部に回収することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明によれば、現像に供されないトナーを現像剤担持体上から確実に剥ぎ取り、画像形成の高速化に対応した良好な画像を得られる現像装置を備える画像形成装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の要部構成を示す断面図である。
【図４】は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の要部構成を示す断面図である。
【図５】は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の要部構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、その下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側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、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とを備えている。
【００２４】
給紙部２は、用紙９を収容する複数の給紙カセット７を備えており、給紙ローラ８の回転動作により、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を１枚ずつ確実に用紙搬送部３に送り出す。
【００２５】
用紙搬送部３に送られた用紙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にトナー像を形成するものであり、所定の方向（図１の矢印方向）に回転可能に軸支された感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部１２、現像装置１４、転写部１５、クリーニング部１６、及び除電部１７を備えている。
【００２６】
帯電部１２は、高電圧を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ドラム１１表面に所定電位を与えると、感光体ドラム１１表面が一様に帯電させられる。そして、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、露光部１３により感光体ドラム１１に照射されると、感光体ドラム１１の表面電位が選択的に減衰され、感光体ドラム１１表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４が感光体ドラム１１表面の静電潜像を現像し、感光体ドラム１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写部１５によって感光体ドラム１１と転写部１５との間に供給された用紙９に転写される。
【００２７】
トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着部５に向けて搬送される。定着部５では、加熱部材１８及び加圧ローラ１９によって、用紙９が加熱加圧され、用紙９上にトナー像が溶融定着される。次いで、定着された用紙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。転写部１５による転写後、感光体ドラム１１表面に残留しているトナーは、クリーニング部１６により除去され、また感光体ドラム１１表面の残留電荷は、除電部１７により除去される。そして、感光体ドラム１１は帯電部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。
【００２８】
次に、現像装置について図２に基づいて説明する。図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置１に用いられる現像装置の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
図２に示すように、現像装置１４は、一成分磁性現像剤を収容する現像容器２２と、この現像剤（以下、「トナー」と記すことがある）を撹拌および搬送する撹拌部材２３、２４と、現像剤担持体である現像スリーブ２６、及び規制部材２８とを備えている。そしてトナータンク３１は現像装置１４にトナーを供給する。
【００３０】
撹拌部材２３、２４は、現像容器２２内の底部に回転可能に配設され、トナーを撹拌、循環させて、現像スリーブ２６に搬送する。
【００３１】
現像スリーブ２６は、円筒状をなして、撹拌部材２４に隣接する位置で現像容器２２に回転自在に支持され、現像スリーブ２６に向けて磁界を発生する固定磁石体２５を内蔵している。また、現像スリーブ２６は、現像容器２２の開口から露出し、像担持体である感光体ドラム１１に一定の間隔を有して対向している。この対向する領域には、現像スリーブ２６に担持されているトナーを感光体ドラム１１に向けて供給するための現像領域Ｄが形成されている。更に、現像スリーブ２６には、現像スリーブ２６上のトナーを感光体ドラム１１供給するために、直流に交流を重畳した現像バイアス２９が印加される。
【００３２】
規制部材２８は、現像スリーブ２６表面に担持されるトナーを所定の層厚に規制するものであり、ブレード状をなし現像スリーブ２６の略上方で現像スリーブ２６表面と所定間隔を設けて、現像容器２２に取り付けられる。
【００３３】
現像スリーブ２６内の固定磁石体２５の磁力により、撹拌部材２４から搬送されたトナーが現像スリーブ２６表面に担持される。担持されたトナーは、規制部材２８により一定の層厚に規制され、現像スリーブ２６の図２矢印方向の回転により、現像流域Ｄに向けて搬送される。この現像領域Ｄにおいて、現像スリーブ２６と感光体ドラム１１との間に、現像バイアス２９が印加されることにより、現像スリーブ２６上のトナーは感光体ドラム１１に供給され、感光体ドラム１１上の静電潜像は現像され、トナー像となる。
【００３４】
現像装置１４の詳しい構成を図３に基づいて説明する。図３は現像装置の要部構成を示す断面図である。
【００３５】
現像容器２２は、トナーを収容する現像剤収容部２２ａと、トナーを感光体ドラム１１に供給する現像剤供給部２２ｂと、現像剤収容部２２ａと現像剤供給部２２ｂを仕切る仕切り部２２ｃを有し、樹脂で形成される。
【００３６】
現像剤収容部２２ａには、撹拌部材２３、２４が隔壁２２ｈを挟んで配設されている。撹拌部材２３、２４は、支軸に回転自在に支持され、軸方向にスパイラル状に形成される羽根を備える。撹拌部材２３、２４が回転すると、トナーが撹拌され、撹拌されたトナーが隔壁２２ｈに設けた穴を介して、現像剤収容部２２ａ内を循環し、トナー相互の摩擦によってトナーが帯電する。そして、撹拌部材２４によって、トナーが現像スリーブ２６に搬送される。
【００３７】
現像剤供給部２２ｂには現像スリーブ２６が回転自在に配設される。現像スリーブ２６はアルミニウム等の非磁性材料で円筒状に形成される。現像スリーブ２６の回転方向（図２の矢印方向）に沿って、現像スリーブ２６の周りには、その上方に配設される規制部材２８と、感光体ドラム１１と対向する現像領域Ｄと、その下方に形成されるシールド空間Ｔ、及び磁性部材である磁石５１が設けられる。尚、シールド空間Ｔと磁石５１は後で詳しく説明する。
【００３８】
仕切り部２２ｃは、現像スリーブ２６外周と空間を有して、現像スリーブ２６と同心の円弧状であるシールド部２２ｅと、現像剤収容部２２ａの撹拌部材２４外周と空間を有して、撹拌部材２４外周と同心の円弧状部位とが現像スリーブ２６の軸方向に沿って接続される接続部に形成される。この仕切り部２２ｃの先端部２２ｄは、磁石５１を取り付け可能なように、平坦に形成されている。上記のシールド部２２ｅと現像スリーブ２６外周との間に、トナーを現像スリーブ２６から剥ぎ取り、また現像容器２２内のトナーの漏れを防ぐシールド空間Ｔが形成される。
【００３９】
現像スリーブ２６内には、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体２５が固定支持される。固定磁石体２５は、Ｓ極とＮ極が周方向に交互に配列され、現像スリーブ２６表面に向けて磁界を発生させる。固定磁石体２５は、円筒の磁石の周囲に複数の磁極を配置してもいいし、複数の磁石で構成してもよい。
【００４０】
固定磁石体２５の撹拌部材２４に対向する位置には、磁極Ｎ１が配置され、磁極Ｎ１の磁力によって撹拌部材２４から搬送されるトナーが現像スリーブ２６表面に付着する。また、規制部材２８に対向する位置には、磁極Ｓ１が配置され、規制部材２８と現像スリーブ間のトナーの摩擦帯電とともに磁極Ｓ１の磁力によって、現像スリーブ２６表面にトナーが付着する。付着したトナーは規制部材２８によって層厚を規制される。現像領域Ｄに対向する位置には磁極Ｎ２が配置される。
【００４１】
更に、現像容器２２のシールド部２２ｅに対向する位置には磁極Ｓ２が配置される。磁極Ｓ２の磁力によって現像スリーブ２６表面にトナーによる磁気ブラシが形成され、現像容器２２内のトナーが、装置外に漏れ出るのを防ぐ。この磁気ブラシの高さに応して、シールド部２２ｅまでのシールド空間Ｔの幅が設定される。現像スリーブ２６の外径が２０ｍｍで、その線速が１５０ｍｍ／ｓであり、磁極Ｓ２の磁束密度が８０ｍＴであるなら、シールド空間Ｔの幅は０．５ｍｍ〜４ｍｍが望ましく、２ｍｍが一層望ましい。このように設定すると、現像容器２２内のトナーが、シールド空間Ｔから装置外に漏れ出ることがない。この場合、固定磁極のＮ１極は８０ｍＴ、Ｓ１極は１００ｍＴ、Ｎ２極は９０ｍＴが望ましい。
【００４２】
磁石５１は、現像領域Ｄで感光体ドラム１１に供給されなかった残存トナーを現像スリーブ２６から剥ぎ取り、剥ぎ取ったトナーを現像剤収容部２２ａに回収するものであり、２極磁石が用いられる。磁石の替わりに鉄等の磁性材料でもよい。磁石５１は、断面台形状をして、現像スリーブ２６の軸方向（図３の紙面方向）に延び、その下面部が仕切り部２２ｃの先端部２２ｄ（現像容器２２）に接着剤で固着される。磁石５１が仕切り部２２ｃに取り付けられると、磁石５１のＳ極は現像剤収容部２２ａ側を向き、磁石５１のＮ極は、シールド空間Ｔと略同じ幅を有して現像スリーブ２６表面に対向する。
【００４３】
また、磁石５１のＮ極は、固定磁石体２５の磁極Ｎ１と磁極Ｓ２の間に対応する位置で対向し、且つ磁極Ｓ２の現像スリーブ２６の回転方向下流側に配置されることになる。磁極Ｎ１と磁極Ｓ２間では、磁力が弱く、磁石５１のＮ極と固定磁石体２５の磁極Ｓ２では強い磁力が発生することにより、シールド空間Ｔに形成される磁気ブラシは、磁石５１のＮ極と固定磁石体２５の磁極Ｓ２間でチェーン状に繋がる。このチェーン状の磁気ブラシによって、現像容器２２内の圧力が大きくなっても、容器内のトナーがシールド空間Ｔから装置外に吹き出すことが防がれ、また、現像スリーブ２６上に固着した残存トナーは、現像スリーブ２６上から剥ぎ取られる。更に、磁石５１のＮ極とＳ極によって形成される磁力によって、剥ぎ取られたトナーは現像剤収容部２２ａに回収される。
【００４４】
前述のように、現像スリーブ２６の外径が２０ｍｍで、その線速が１５０ｍｍ／ｓであり、磁極Ｓ２の磁束密度が８０ｍＴ、磁極Ｎ１の磁束密度が８０ｍＴであるなら、磁石５１のＮ極は、現像スリーブ２６から０．５ｍｍ〜４ｍｍ離間させて配置し、特に２ｍｍ離間させるのが望ましい。この時の磁石５１の磁束密度は、５０〜１５０ｍＴであって、望ましくは１００ｍＴであり、磁石５１のＮ極は、固定磁石体２５の磁極間の磁束密度１０ｍＴに対応する位置に配置するのが望ましい。
【００４５】
上記第１実施形態によれば、現像装置１４は、感光体ドラム１１に対向した現像領域Ｄに磁性現像剤を供給し、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体２５を内蔵するとともに軸回りに回転自在な現像スリーブ２６と、この現像スリーブ２６上の現像剤の量を規制する規制部材２８と、現像剤を撹拌して撹拌した現像剤を現像スリーブ２６に供給する撹拌部材２４とを備える。更に、現像装置１４は、現像領域Ｄの現像スリーブ２６回転方向下流側で現像スリーブ２６と所定の空間を有して対面するシールド部２２ｅと、撹拌部材２４を回転自在に配設される現像剤収容部２２ａと、シールド部２２ｅと現像剤収容部２２ａとが軸方向に沿って接続される先端部２２ｄ（接続部）とを有する現像容器２２と、現像スリーブ２６に対して所定の空間を有して、現像容器２２の先端部２２ｄに固設される磁石５１（磁性部材）とを備える。
【００４６】
この構成によると、撹拌部材２４で撹拌された現像剤が、固定磁石体２５により、現像スリーブ２６に供給され、規制部材２８と現像スリーブ２６間で、現像剤が帯電され、現像スリーブ２６上に薄層として付着する。現像スリーブ２６上の現像剤が現像領域Ｄに供給されると、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像され、感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。現像領域Ｄにおいて現像に供されない、現像スリーブ２６上に残存した現像剤は、シールド部２２ｅに形成される空間を通ると、固定磁石体２５と磁石５１との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像スリーブ２６上から剥ぎ取られる。上記の磁石５１は、現像スリーブ２６と所定の空間を有して現像容器２２の先端部２２ｄに固設されるので、固定磁石体２５と磁石５１との間で安定して磁界が形成され、残存した現像剤を現像スリーブ２６上から確実に剥ぎ取ることができる。
【００４７】
また、上記第１実施形態によれば、磁石５１は固定磁石体２５の磁極間部に近接して配設される。これによって、固定磁石体２５の磁極間部では現像剤の現像スリーブ２６上への付着力が弱くなり、固定磁石体２５と磁石５１との磁界で形成される磁気ブラシによって、残存した現像剤は現像スリーブ２６上から確実に剥ぎ取られる。更に、固定磁石体２５の磁極間部では磁力が弱く、磁石５１の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤を現像剤収容部２２ａに回収することができる。
【００４８】
また、上記第１実施形態によれば、磁石５１の現像スリーブ２６に対向する磁極は、固定磁石体２５の現像スリーブ２６回転方向上流側の磁極と異極である。これによって、磁石５１と固定磁石体２５との異極間における磁気ブラシがシールド部２２ｅの空間に形成され、この磁気ブラシによって、現像剤が現像スリーブ２６上から剥ぎ取られ、また、現像容器２２内の現像剤が装置外に漏れるのを抑えることができる。
【００４９】
また、上記第１実施形態によれば、シールド部２２ｅを形成され現像スリーブ２６を配設される現像剤供給部２２ｂと、この現像剤供給部２２ｂと現像剤収容部２２ａとを仕切る仕切り部２２ｃとを有し、磁石５１は仕切り部２２ｃの先端部２２ｄに固設される。これによって、磁石５１を接着剤等で仕切り部２２ｃの先端部２２ｄに取り付けると、磁石５１は強固に固定支持され、磁石５１と現像スリーブ２６との所定の間隔が保持されるので、固定磁石体２５と磁石５１との間で安定して磁界が形成され、残存した現像剤を現像スリーブ２６上から確実に剥ぎ取ることができる。
【００５０】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の要部構成を示す断面図であり、図５は現像装置の要部構成を示す側面図である。第１実施形態と異なる、仕切り部に設けた開口部について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００５１】
現像容器２２２は、トナーを収容し、撹拌部材２２４を回転自在に配設される現像剤収容部２２２ａと、トナーを感光体ドラム２１１に供給し、現像スリーブ２２６を回転自在に配設される現像剤供給部２２２ｂと有し、樹脂で形成される。現像剤供給部２２２ｂには、現像領域Ｄの現像スリーブ２２６回転方向下流側にシールド部２２２ｅが形成される。シールド部２２２ｅは、現像スリーブ２２６外周に所定の距離を有して対面し、現像スリーブ２２６とともにシールド空間Ｔを形成する。
【００５２】
また、現像容器２２２には、現像剤収容部２２２ａと現像剤供給部２２２ｂを仕切る仕切り部２２２ｃを有する。この仕切り部２２２ｃは、現像スリーブ２２６外周と空間を有する同心の円弧状のシールド部２２２ｅと、撹拌部材２２４の外周と空間を有する同心の円弧状部位とが現像スリーブ２２６の軸方向に沿って接続される接続部に形成される。この仕切り部２２２ｃには、シールド部２２２ｅと現像剤収容部２２２ａとを貫通させる開口部２２２ｆと、平坦に形成され、磁石２５１を取り付ける先端部２２２ｄが形成される。図５に示すように、開口部２２２ｆは、軸方向に複数個形成され、先端部２２２ｄ側が開放されている。尚、先端部２２２ｄは軸方向に連続して延びて、開口部２２２ｆは先端部２２２ｄ側を開放していない開口でもよい。
【００５３】
磁石２５１は、断面台形状をして軸方向に延び、仕切り部２２２ｃの先端部２２２ｄに接着剤で固着される。図４に示すように、磁石２５１は２極磁石が用いられ、そのＳ極は現像剤収容部２２２ａ側を向き、そのＮ極は、シールド空間Ｔと略同じ幅を有して現像スリーブ２２６表面に対向する。
【００５４】
また、磁石２５１のＮ極は、固定磁石体２２５の磁極Ｎ１と磁極Ｓ２の間に対応する位置で対向し、且つ磁極Ｓ２の現像スリーブ２２６回転方向下流側に配置されることになる。磁極Ｎ１と磁極Ｓ２間では、磁力が弱く、磁石２５１のＮ極と固定磁石体２２５の磁極Ｓ２では強い磁力が発生することにより、シールド空間Ｔに形成される磁気ブラシは、磁石２５１のＮ極と固定磁石体２２５の磁極Ｓ２間でチェーン状に繋がる。このチェーン状の磁気ブラシによって、現像容器２２２内の圧力が大きくなっても、容器内のトナーがシールド空間Ｔから装置外に吹き出すことが防がれ、また、現像スリーブ２２６上に固着した残存トナーは、現像スリーブ２２６上から剥ぎ取られる。更に、磁石２５１のＮ極とＳ極によって形成される開口部２２２ｆ内の磁力によって、剥ぎ取られたトナーは開口部２２２ｆ内を通って現像剤収容部２２２ａに回収される。
【００５５】
上記第２実施形態によれば、シールド部２２２ｅを形成され現像スリーブ２２６を配設される現像剤供給部２２２ｂと、この現像剤供給部２２２ｂと現像剤収容部２２２ａとを仕切る仕切り部２２２ｃとを有し、磁石２５１は仕切り部２２２ｃの先端部２２２ｄに固設され、仕切り部２２２ｃは、シールド部２２２ｅと現像剤収容部２２２ａとを貫通させる開口部２２２ｆを有する。
【００５６】
この構成によると、現像領域Ｄで現像に供されずに残存する現像剤は現像スリーブ２２６に付着している。固定磁石体２２５と磁石２５１との磁界で形成される磁気ブラシによって、残存する現像剤が現像スリーブ２２６上から剥ぎ取られ、更に、磁石２５１で形成される開口部２２２ｆ内の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤を開口部２２２ｆから現像剤収容部２２２ａに回収することができる。
【００５７】
尚、上記第１及び第２実施形態では、磁性部材である磁石は、現像剤供給部の円弧状のシールド部と、現像剤収容部の円弧状部位とが交わる仕切り部に配設される構成を示したが、本発明はこれに限らず、磁石は、現像剤供給部の円弧状のシールド部と、現像剤収容部の下部に形成される平面部とが軸方向に沿って接続される接続部に配設される構成にしてもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５８】
また上記第１及び第２実施形態では、磁性部材を現像容器に接着剤で固着させる構成を示したが、本発明はこれに限らず、現像剤供給部と現像剤収容部とが接続される接続部に軸方向に延びる溝を設け、この溝に磁性部材を嵌め込む構成でもよい。更に、現像容器を樹脂成形するとき、接続部に磁性部材を埋め込むように一体成形してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 画像形成装置
１１、２１１ 感光体ドラム（像担持体）
１４、１１４ 現像装置
２２、２２２ 現像容器
２２ａ、２２２ａ 現像剤収容部
２２ｂ、２２２ｂ 現像剤供給部
２２ｃ、２２２ｃ 仕切り部
２２ｄ、２２２ｄ 先端部（接続部）
２２ｅ、２２２ｅ シールド部
２３、２４、２２４ 撹拌部材
２５、２２５ 固定磁石体
２６、２２６ 現像スリーブ（現像剤担持体）
２８、２２８ 規制部材
２９ 現像バイアス
５１、２５１ 磁石（磁性部材）
２２２ｆ 開口部
Ｄ 現像領域
Ｔ シールド空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像してトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、小型で低コストな磁性現像装置が実用化されている。この現像装置は、現像剤担持体たる現像スリーブの内部に複数の磁極を有する磁石を設け、更に現像スリーブ上の磁性現像剤の量を規制する規制部材を設けて、規制部材と現像スリーブ間で磁性現像剤を帯電させ、現像スリーブ上に磁性現像剤を担持させている。
【０００３】
近年、低コストな磁性現像装置においても、出力スピードの高速化が必要になり、現像スリーブの回転速度が大きくなっている。現像スリーブの回転速度を大きくすると、現像スリーブ上でトナーが強く帯電し、現像スリーブ上に強固に付着することになる。このチャージアップしたトナーによって、その後新たに供給されるトナーは現像スリーブと接触することを妨げられ、十分な電荷を持つことができない。その結果、濃度低下やゴースト現象等の異常画像が発生する。また、チャージアップしたトナーによって、規制部材と現像スリーブ間でトナーが詰まりやすくなり、凝集トナーが発生する。この凝集トナーによって、グレー画像上に縦白筋の異常画像が発生する。
【０００４】
そこで、トナーのチャージアップによって現像スリーブ上に強固に付着したトナーを現像スリーブから引き剥がすために、特許文献１では、現像スリーブ内に、周方向に複数の磁極を有する磁石を固定支持し、現像剤の量を規制する規制部材よりも現像スリーブの回転方向上流側には、磁石からなる磁界発生部材が固定磁石体の磁極間部に対向する位置に設けられている。この磁界発生部材によって、当該位置において磁性現像剤の磁気ブラシを形成するようになっている。この構成において、現像スリーブ上の磁性トナーが像担持体に供給され、像担持体上の静電潜像が現像され、像担持体上にトナー像が形成される。さらに、現像部において消費されずに現像スリーブ上に残存した磁性トナーは、当該位置の磁気ブラシによって、現像スリーブ上から剥ぎ取られ、現像スリーブの回転により現像スリーブの下部より現像容器内に回収される。
【０００５】
しかしながら、上述した先行技術では、現像スリーブと、現像スリーブに隣接して配設される撹拌部材との間のスペースが限られており、例えば、磁界発生部材を現像容器の側壁に取り付けることになり、磁界発生部材の位置精度を確保するのが難しく、また、現像剤の圧力を受けて、磁界発生部材に位置ズレが生じ、磁界発生部材と現像スリーブとの間隔が安定しないことになる。現像スリーブ内の固定磁石体に対して、磁界発生部材の位置が定まらないと、現像スリーブ上から磁性トナーを剥ぎ取りにくくなるという不都合が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３４２６７号公報（段落［００２８］、［００３３］〜［００３５］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像に供されない現像剤を現像スリーブ上から確実に剥ぎ取り、画像形成の高速化に対応した良好な画像を得られる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体に対向した現像領域に磁性現像剤を供給し、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体を内蔵するとともに軸回りに回転自在な現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する規制部材と、現像剤を撹拌して前記現像剤担持体に供給する撹拌部材と、現像領域の現像剤担持体回転方向下流側で前記現像剤担持体と所定の空間を有して対面するシールド部と、前記撹拌部材が回転自在に配設される現像剤収容部と、前記シールド部と前記現像剤収容部とが軸方向に沿って接続される接続部とを有する現像容器と、前記現像剤担持体と所定の空間を有して、前記接続部に固設される磁性部材とを備えることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、撹拌部材で撹拌された現像剤が、現像剤担持体内の固定磁石体により、現像剤担持体に供給され、規制部材と現像剤担持体間で、現像剤が帯電され、現像剤担持体上に薄層として付着する。現像剤担持体上の現像剤が現像領域に供給されると、像担持体上の静電潜像が現像され、像担持体上にトナー像が形成される。現像領域において現像に供されない、現像剤担持体上に残存した現像剤は、シールド部に形成される空間を通ると、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像剤担持体上から剥ぎ取られる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、前記磁性部材は、磁石からなり、前記固定磁石体の磁極間部に近接して配設されることを特徴としている。この構成によれば、固定磁石体の磁極間部では現像剤の現像剤担持体上への付着力が弱くなり、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、残存した現像剤は現像剤担持体上から剥ぎ取られる。更に、固定磁石体の磁極間部では磁力が弱く、磁性部材の磁石の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤は現像剤収容部に回収される。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、前記磁性部材の前記現像剤担持体に対向する磁極は、前記固定磁石体の現像剤担持体回転方向上流側の磁極と異極であることを特徴としている。この構成によれば、磁性部材と固定磁石体との異極間における磁気ブラシがシールド部の空間に形成され、この磁気ブラシによって、現像剤が現像剤担持体上から剥ぎ取られ、また、現像容器内の現像剤が装置外に漏れるのを抑える。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、前記シールド部を形成され前記現像剤担持体を配設される現像剤供給部を有し、前記接続部は前記現像剤供給部と前記現像剤収容部とを仕切る仕切り部に形成され、前記磁性部材は前記仕切り部の先端部に固設されることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明では、前記仕切り部は、前記シールド部と前記前記現像剤収容部とを貫通させる開口部を有することを特徴としている。この構成によれば、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像剤が現像剤担持体上から剥ぎ取られ、磁性部材で形成される開口部内の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤は開口部を通って現像剤収容部に回収される。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、撹拌部材で撹拌された現像剤が、現像剤担持体内の固定磁石体により、現像剤担持体に供給され、規制部材と現像剤担持体間で、現像剤が帯電され、現像剤担持体上に薄層として付着する。現像剤担持体上の現像剤が現像領域に供給されると、像担持体上の静電潜像が現像され、像担持体上にトナー像が形成される。現像領域において現像に供されない、現像剤担持体上に残存した現像剤は、シールド部に形成される空間を通ると、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像剤担持体上から剥ぎ取られる。上記の磁性部材は、現像剤担持体と所定の空間を有して現像容器の接続部に固設されるので、固定磁石体と磁性部材との間で安定して磁界が形成され、残存した現像剤を現像剤担持体上から確実に剥ぎ取ることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、固定磁石体の磁極間部では現像剤の現像剤担持体上への付着力が弱くなり、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、残存した現像剤は現像剤担持体上から確実に剥ぎ取られる。更に、固定磁石体の磁極間部では磁力が弱く、磁性部材の磁石の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤を現像剤収容部に回収することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、磁性部材と固定磁石体との異極間における磁気ブラシがシールド部の空間に形成され、この磁気ブラシによって、現像剤が現像剤担持体上から剥ぎ取られ、また、現像容器内の現像剤が装置外に漏れるのを抑えることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、磁性部材を接着剤等で仕切り部の先端部に取り付けると、磁性部材は強固に固定支持され、磁性部材と現像剤担持体との所定の間隔が保持されるので、固定磁石体と磁性部材との間で安定して磁界が形成され、残存した現像剤を現像剤担持体上から確実に剥ぎ取ることができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明によれば、固定磁石体と磁性部材との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像剤が現像剤担持体上から剥ぎ取られ、更に、磁性部材で形成される開口部内の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤を開口部から現像剤収容部に回収することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明によれば、現像に供されないトナーを現像剤担持体上から確実に剥ぎ取り、画像形成の高速化に対応した良好な画像を得られる現像装置を備える画像形成装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の要部構成を示す断面図である。
【図４】は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の要部構成を示す断面図である。
【図５】は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の要部構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、その下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側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、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とを備えている。
【００２４】
給紙部２は、用紙９を収容する複数の給紙カセット７を備えており、給紙ローラ８の回転動作により、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を１枚ずつ確実に用紙搬送部３に送り出す。
【００２５】
用紙搬送部３に送られた用紙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にトナー像を形成するものであり、所定の方向（図１の矢印方向）に回転可能に軸支された感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部１２、現像装置１４、転写部１５、クリーニング部１６、及び除電部１７を備えている。
【００２６】
帯電部１２は、高電圧を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ドラム１１表面に所定電位を与えると、感光体ドラム１１表面が一様に帯電させられる。そして、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、露光部１３により感光体ドラム１１に照射されると、感光体ドラム１１の表面電位が選択的に減衰され、感光体ドラム１１表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４が感光体ドラム１１表面の静電潜像を現像し、感光体ドラム１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写部１５によって感光体ドラム１１と転写部１５との間に供給された用紙９に転写される。
【００２７】
トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着部５に向けて搬送される。定着部５では、加熱部材１８及び加圧ローラ１９によって、用紙９が加熱加圧され、用紙９上にトナー像が溶融定着される。次いで、定着された用紙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。転写部１５による転写後、感光体ドラム１１表面に残留しているトナーは、クリーニング部１６により除去され、また感光体ドラム１１表面の残留電荷は、除電部１７により除去される。そして、感光体ドラム１１は帯電部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。
【００２８】
次に、現像装置について図２に基づいて説明する。図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置１に用いられる現像装置の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
図２に示すように、現像装置１４は、一成分磁性現像剤を収容する現像容器２２と、この現像剤（以下、「トナー」と記すことがある）を撹拌および搬送する撹拌部材２３、２４と、現像剤担持体である現像スリーブ２６、及び規制部材２８とを備えている。そしてトナータンク３１は現像装置１４にトナーを供給する。
【００３０】
撹拌部材２３、２４は、現像容器２２内の底部に回転可能に配設され、トナーを撹拌、循環させて、現像スリーブ２６に搬送する。
【００３１】
現像スリーブ２６は、円筒状をなして、撹拌部材２４に隣接する位置で現像容器２２に回転自在に支持され、現像スリーブ２６に向けて磁界を発生する固定磁石体２５を内蔵している。また、現像スリーブ２６は、現像容器２２の開口から露出し、像担持体である感光体ドラム１１に一定の間隔を有して対向している。この対向する領域には、現像スリーブ２６に担持されているトナーを感光体ドラム１１に向けて供給するための現像領域Ｄが形成されている。更に、現像スリーブ２６には、現像スリーブ２６上のトナーを感光体ドラム１１供給するために、直流に交流を重畳した現像バイアス２９が印加される。
【００３２】
規制部材２８は、現像スリーブ２６表面に担持されるトナーを所定の層厚に規制するものであり、ブレード状をなし現像スリーブ２６の略上方で現像スリーブ２６表面と所定間隔を設けて、現像容器２２に取り付けられる。
【００３３】
現像スリーブ２６内の固定磁石体２５の磁力により、撹拌部材２４から搬送されたトナーが現像スリーブ２６表面に担持される。担持されたトナーは、規制部材２８により一定の層厚に規制され、現像スリーブ２６の図２矢印方向の回転により、現像流域Ｄに向けて搬送される。この現像領域Ｄにおいて、現像スリーブ２６と感光体ドラム１１との間に、現像バイアス２９が印加されることにより、現像スリーブ２６上のトナーは感光体ドラム１１に供給され、感光体ドラム１１上の静電潜像は現像され、トナー像となる。
【００３４】
現像装置１４の詳しい構成を図３に基づいて説明する。図３は現像装置の要部構成を示す断面図である。
【００３５】
現像容器２２は、トナーを収容する現像剤収容部２２ａと、トナーを感光体ドラム１１に供給する現像剤供給部２２ｂと、現像剤収容部２２ａと現像剤供給部２２ｂを仕切る仕切り部２２ｃを有し、樹脂で形成される。
【００３６】
現像剤収容部２２ａには、撹拌部材２３、２４が隔壁２２ｈを挟んで配設されている。撹拌部材２３、２４は、支軸に回転自在に支持され、軸方向にスパイラル状に形成される羽根を備える。撹拌部材２３、２４が回転すると、トナーが撹拌され、撹拌されたトナーが隔壁２２ｈに設けた穴を介して、現像剤収容部２２ａ内を循環し、トナー相互の摩擦によってトナーが帯電する。そして、撹拌部材２４によって、トナーが現像スリーブ２６に搬送される。
【００３７】
現像剤供給部２２ｂには現像スリーブ２６が回転自在に配設される。現像スリーブ２６はアルミニウム等の非磁性材料で円筒状に形成される。現像スリーブ２６の回転方向（図２の矢印方向）に沿って、現像スリーブ２６の周りには、その上方に配設される規制部材２８と、感光体ドラム１１と対向する現像領域Ｄと、その下方に形成されるシールド空間Ｔ、及び磁性部材である磁石５１が設けられる。尚、シールド空間Ｔと磁石５１は後で詳しく説明する。
【００３８】
仕切り部２２ｃは、現像スリーブ２６外周と空間を有して、現像スリーブ２６と同心の円弧状であるシールド部２２ｅと、現像剤収容部２２ａの撹拌部材２４外周と空間を有して、撹拌部材２４外周と同心の円弧状部位とが現像スリーブ２６の軸方向に沿って接続される接続部に形成される。この仕切り部２２ｃの先端部２２ｄは、磁石５１を取り付け可能なように、平坦に形成されている。上記のシールド部２２ｅと現像スリーブ２６外周との間に、トナーを現像スリーブ２６から剥ぎ取り、また現像容器２２内のトナーの漏れを防ぐシールド空間Ｔが形成される。
【００３９】
現像スリーブ２６内には、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体２５が固定支持される。固定磁石体２５は、Ｓ極とＮ極が周方向に交互に配列され、現像スリーブ２６表面に向けて磁界を発生させる。固定磁石体２５は、円筒の磁石の周囲に複数の磁極を配置してもいいし、複数の磁石で構成してもよい。
【００４０】
固定磁石体２５の撹拌部材２４に対向する位置には、磁極Ｎ１が配置され、磁極Ｎ１の磁力によって撹拌部材２４から搬送されるトナーが現像スリーブ２６表面に付着する。また、規制部材２８に対向する位置には、磁極Ｓ１が配置され、規制部材２８と現像スリーブ間のトナーの摩擦帯電とともに磁極Ｓ１の磁力によって、現像スリーブ２６表面にトナーが付着する。付着したトナーは規制部材２８によって層厚を規制される。現像領域Ｄに対向する位置には磁極Ｎ２が配置される。
【００４１】
更に、現像容器２２のシールド部２２ｅに対向する位置には磁極Ｓ２が配置される。磁極Ｓ２の磁力によって現像スリーブ２６表面にトナーによる磁気ブラシが形成され、現像容器２２内のトナーが、装置外に漏れ出るのを防ぐ。この磁気ブラシの高さに応して、シールド部２２ｅまでのシールド空間Ｔの幅が設定される。現像スリーブ２６の外径が２０ｍｍで、その線速が１５０ｍｍ／ｓであり、磁極Ｓ２の磁束密度が８０ｍＴであるなら、シールド空間Ｔの幅は０．５ｍｍ〜４ｍｍが望ましく、２ｍｍが一層望ましい。このように設定すると、現像容器２２内のトナーが、シールド空間Ｔから装置外に漏れ出ることがない。この場合、固定磁極のＮ１極は８０ｍＴ、Ｓ１極は１００ｍＴ、Ｎ２極は９０ｍＴが望ましい。
【００４２】
磁石５１は、現像領域Ｄで感光体ドラム１１に供給されなかった残存トナーを現像スリーブ２６から剥ぎ取り、剥ぎ取ったトナーを現像剤収容部２２ａに回収するものであり、２極磁石が用いられる。磁石の替わりに鉄等の磁性材料でもよい。磁石５１は、断面台形状をして、現像スリーブ２６の軸方向（図３の紙面方向）に延び、その下面部が仕切り部２２ｃの先端部２２ｄ（現像容器２２）に接着剤で固着される。磁石５１が仕切り部２２ｃに取り付けられると、磁石５１のＳ極は現像剤収容部２２ａ側を向き、磁石５１のＮ極は、シールド空間Ｔと略同じ幅を有して現像スリーブ２６表面に対向する。
【００４３】
また、磁石５１のＮ極は、固定磁石体２５の磁極Ｎ１と磁極Ｓ２の間に対応する位置で対向し、且つ磁極Ｓ２の現像スリーブ２６の回転方向下流側に配置されることになる。磁極Ｎ１と磁極Ｓ２間では、磁力が弱く、磁石５１のＮ極と固定磁石体２５の磁極Ｓ２では強い磁力が発生することにより、シールド空間Ｔに形成される磁気ブラシは、磁石５１のＮ極と固定磁石体２５の磁極Ｓ２間でチェーン状に繋がる。このチェーン状の磁気ブラシによって、現像容器２２内の圧力が大きくなっても、容器内のトナーがシールド空間Ｔから装置外に吹き出すことが防がれ、また、現像スリーブ２６上に固着した残存トナーは、現像スリーブ２６上から剥ぎ取られる。更に、磁石５１のＮ極とＳ極によって形成される磁力によって、剥ぎ取られたトナーは現像剤収容部２２ａに回収される。
【００４４】
前述のように、現像スリーブ２６の外径が２０ｍｍで、その線速が１５０ｍｍ／ｓであり、磁極Ｓ２の磁束密度が８０ｍＴ、磁極Ｎ１の磁束密度が８０ｍＴであるなら、磁石５１のＮ極は、現像スリーブ２６から０．５ｍｍ〜４ｍｍ離間させて配置し、特に２ｍｍ離間させるのが望ましい。この時の磁石５１の磁束密度は、５０〜１５０ｍＴであって、望ましくは１００ｍＴであり、磁石５１のＮ極は、固定磁石体２５の磁極間の磁束密度１０ｍＴに対応する位置に配置するのが望ましい。
【００４５】
上記第１実施形態によれば、現像装置１４は、感光体ドラム１１に対向した現像領域Ｄに磁性現像剤を供給し、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体２５を内蔵するとともに軸回りに回転自在な現像スリーブ２６と、この現像スリーブ２６上の現像剤の量を規制する規制部材２８と、現像剤を撹拌して撹拌した現像剤を現像スリーブ２６に供給する撹拌部材２４とを備える。更に、現像装置１４は、現像領域Ｄの現像スリーブ２６回転方向下流側で現像スリーブ２６と所定の空間を有して対面するシールド部２２ｅと、撹拌部材２４を回転自在に配設される現像剤収容部２２ａと、シールド部２２ｅと現像剤収容部２２ａとが軸方向に沿って接続される先端部２２ｄ（接続部）とを有する現像容器２２と、現像スリーブ２６に対して所定の空間を有して、現像容器２２の先端部２２ｄに固設される磁石５１（磁性部材）とを備える。
【００４６】
この構成によると、撹拌部材２４で撹拌された現像剤が、固定磁石体２５により、現像スリーブ２６に供給され、規制部材２８と現像スリーブ２６間で、現像剤が帯電され、現像スリーブ２６上に薄層として付着する。現像スリーブ２６上の現像剤が現像領域Ｄに供給されると、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像され、感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。現像領域Ｄにおいて現像に供されない、現像スリーブ２６上に残存した現像剤は、シールド部２２ｅに形成される空間を通ると、固定磁石体２５と磁石５１との磁界で形成される磁気ブラシによって、現像スリーブ２６上から剥ぎ取られる。上記の磁石５１は、現像スリーブ２６と所定の空間を有して現像容器２２の先端部２２ｄに固設されるので、固定磁石体２５と磁石５１との間で安定して磁界が形成され、残存した現像剤を現像スリーブ２６上から確実に剥ぎ取ることができる。
【００４７】
また、上記第１実施形態によれば、磁石５１は固定磁石体２５の磁極間部に近接して配設される。これによって、固定磁石体２５の磁極間部では現像剤の現像スリーブ２６上への付着力が弱くなり、固定磁石体２５と磁石５１との磁界で形成される磁気ブラシによって、残存した現像剤は現像スリーブ２６上から確実に剥ぎ取られる。更に、固定磁石体２５の磁極間部では磁力が弱く、磁石５１の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤を現像剤収容部２２ａに回収することができる。
【００４８】
また、上記第１実施形態によれば、磁石５１の現像スリーブ２６に対向する磁極は、固定磁石体２５の現像スリーブ２６回転方向上流側の磁極と異極である。これによって、磁石５１と固定磁石体２５との異極間における磁気ブラシがシールド部２２ｅの空間に形成され、この磁気ブラシによって、現像剤が現像スリーブ２６上から剥ぎ取られ、また、現像容器２２内の現像剤が装置外に漏れるのを抑えることができる。
【００４９】
また、上記第１実施形態によれば、シールド部２２ｅを形成され現像スリーブ２６を配設される現像剤供給部２２ｂと、この現像剤供給部２２ｂと現像剤収容部２２ａとを仕切る仕切り部２２ｃとを有し、磁石５１は仕切り部２２ｃの先端部２２ｄに固設される。これによって、磁石５１を接着剤等で仕切り部２２ｃの先端部２２ｄに取り付けると、磁石５１は強固に固定支持され、磁石５１と現像スリーブ２６との所定の間隔が保持されるので、固定磁石体２５と磁石５１との間で安定して磁界が形成され、残存した現像剤を現像スリーブ２６上から確実に剥ぎ取ることができる。
【００５０】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る現像装置の要部構成を示す断面図であり、図５は現像装置の要部構成を示す側面図である。第１実施形態と異なる、仕切り部に設けた開口部について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００５１】
現像容器２２２は、トナーを収容し、撹拌部材２２４を回転自在に配設される現像剤収容部２２２ａと、トナーを感光体ドラム２１１に供給し、現像スリーブ２２６を回転自在に配設される現像剤供給部２２２ｂと有し、樹脂で形成される。現像剤供給部２２２ｂには、現像領域Ｄの現像スリーブ２２６回転方向下流側にシールド部２２２ｅが形成される。シールド部２２２ｅは、現像スリーブ２２６外周に所定の距離を有して対面し、現像スリーブ２２６とともにシールド空間Ｔを形成する。
【００５２】
また、現像容器２２２には、現像剤収容部２２２ａと現像剤供給部２２２ｂを仕切る仕切り部２２２ｃを有する。この仕切り部２２２ｃは、現像スリーブ２２６外周と空間を有する同心の円弧状のシールド部２２２ｅと、撹拌部材２２４の外周と空間を有する同心の円弧状部位とが現像スリーブ２２６の軸方向に沿って接続される接続部に形成される。この仕切り部２２２ｃには、シールド部２２２ｅと現像剤収容部２２２ａとを貫通させる開口部２２２ｆと、平坦に形成され、磁石２５１を取り付ける先端部２２２ｄが形成される。図５に示すように、開口部２２２ｆは、軸方向に複数個形成され、先端部２２２ｄ側が開放されている。尚、先端部２２２ｄは軸方向に連続して延びて、開口部２２２ｆは先端部２２２ｄ側を開放していない開口でもよい。
【００５３】
磁石２５１は、断面台形状をして軸方向に延び、仕切り部２２２ｃの先端部２２２ｄに接着剤で固着される。図４に示すように、磁石２５１は２極磁石が用いられ、そのＳ極は現像剤収容部２２２ａ側を向き、そのＮ極は、シールド空間Ｔと略同じ幅を有して現像スリーブ２２６表面に対向する。
【００５４】
また、磁石２５１のＮ極は、固定磁石体２２５の磁極Ｎ１と磁極Ｓ２の間に対応する位置で対向し、且つ磁極Ｓ２の現像スリーブ２２６回転方向下流側に配置されることになる。磁極Ｎ１と磁極Ｓ２間では、磁力が弱く、磁石２５１のＮ極と固定磁石体２２５の磁極Ｓ２では強い磁力が発生することにより、シールド空間Ｔに形成される磁気ブラシは、磁石２５１のＮ極と固定磁石体２２５の磁極Ｓ２間でチェーン状に繋がる。このチェーン状の磁気ブラシによって、現像容器２２２内の圧力が大きくなっても、容器内のトナーがシールド空間Ｔから装置外に吹き出すことが防がれ、また、現像スリーブ２２６上に固着した残存トナーは、現像スリーブ２２６上から剥ぎ取られる。更に、磁石２５１のＮ極とＳ極によって形成される開口部２２２ｆ内の磁力によって、剥ぎ取られたトナーは開口部２２２ｆ内を通って現像剤収容部２２２ａに回収される。
【００５５】
上記第２実施形態によれば、シールド部２２２ｅを形成され現像スリーブ２２６を配設される現像剤供給部２２２ｂと、この現像剤供給部２２２ｂと現像剤収容部２２２ａとを仕切る仕切り部２２２ｃとを有し、磁石２５１は仕切り部２２２ｃの先端部２２２ｄに固設され、仕切り部２２２ｃは、シールド部２２２ｅと現像剤収容部２２２ａとを貫通させる開口部２２２ｆを有する。
【００５６】
この構成によると、現像領域Ｄで現像に供されずに残存する現像剤は現像スリーブ２２６に付着している。固定磁石体２２５と磁石２５１との磁界で形成される磁気ブラシによって、残存する現像剤が現像スリーブ２２６上から剥ぎ取られ、更に、磁石２５１で形成される開口部２２２ｆ内の磁力によって、剥ぎ取られた現像剤を開口部２２２ｆから現像剤収容部２２２ａに回収することができる。
【００５７】
尚、上記第１及び第２実施形態では、磁性部材である磁石は、現像剤供給部の円弧状のシールド部と、現像剤収容部の円弧状部位とが交わる仕切り部に配設される構成を示したが、本発明はこれに限らず、磁石は、現像剤供給部の円弧状のシールド部と、現像剤収容部の下部に形成される平面部とが軸方向に沿って接続される接続部に配設される構成にしてもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５８】
また上記第１及び第２実施形態では、磁性部材を現像容器に接着剤で固着させる構成を示したが、本発明はこれに限らず、現像剤供給部と現像剤収容部とが接続される接続部に軸方向に延びる溝を設け、この溝に磁性部材を嵌め込む構成でもよい。更に、現像容器を樹脂成形するとき、接続部に磁性部材を埋め込むように一体成形してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 画像形成装置
１１、２１１ 感光体ドラム（像担持体）
１４、１１４ 現像装置
２２、２２２ 現像容器
２２ａ、２２２ａ 現像剤収容部
２２ｂ、２２２ｂ 現像剤供給部
２２ｃ、２２２ｃ 仕切り部
２２ｄ、２２２ｄ 先端部（接続部）
２２ｅ、２２２ｅ シールド部
２３、２４、２２４ 撹拌部材
２５、２２５ 固定磁石体
２６、２２６ 現像スリーブ（現像剤担持体）
２８、２２８ 規制部材
２９ 現像バイアス
５１、２５１ 磁石（磁性部材）
２２２ｆ 開口部
Ｄ 現像領域
Ｔ シールド空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向した現像領域に磁性現像剤を供給し、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体を内蔵するとともに軸回りに回転自在な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する規制部材と、
現像剤を撹拌して前記現像剤担持体に供給する撹拌部材と、
現像領域の現像剤担持体回転方向下流側で前記現像剤担持体と所定の空間を有して対面するシールド部と、前記撹拌部材が回転自在に配設される現像剤収容部と、前記シールド部と前記現像剤収容部とが軸方向に沿って接続される接続部とを有する現像容器と、
前記現像剤担持体と所定の空間を有して、前記接続部に固設される磁性部材とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁性部材は、磁石からなり、前記固定磁石体の磁極間部に近接して配設されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁性部材の前記現像剤担持体に対向する磁極は、前記固定磁石体の現像剤担持体回転方向上流側の磁極と異極であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記シールド部を形成され前記現像剤担持体を配設される現像剤供給部を有し、前記接続部は前記現像剤供給部と前記現像剤収容部とを仕切る仕切り部に形成され、前記磁性部材は前記仕切り部の先端部に固設されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記仕切り部は、前記シールド部と前記前記現像剤収容部とを貫通させる開口部を有することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【請求項１】
像担持体に対向した現像領域に磁性現像剤を供給し、周方向に複数の磁極を有する固定磁石体を内蔵するとともに軸回りに回転自在な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する規制部材と、
現像剤を撹拌して前記現像剤担持体に供給する撹拌部材と、
現像領域の現像剤担持体回転方向下流側で前記現像剤担持体と所定の空間を有して対面するシールド部と、前記撹拌部材が回転自在に配設される現像剤収容部と、前記シールド部と前記現像剤収容部とが軸方向に沿って接続される接続部とを有する現像容器と、
前記現像剤担持体と所定の空間を有して、前記接続部に固設される磁性部材とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁性部材は、磁石からなり、前記固定磁石体の磁極間部に近接して配設されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁性部材の前記現像剤担持体に対向する磁極は、前記固定磁石体の現像剤担持体回転方向上流側の磁極と異極であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記シールド部を形成され前記現像剤担持体を配設される現像剤供給部を有し、前記接続部は前記現像剤供給部と前記現像剤収容部とを仕切る仕切り部に形成され、前記磁性部材は前記仕切り部の先端部に固設されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記仕切り部は、前記シールド部と前記前記現像剤収容部とを貫通させる開口部を有することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２５６６００（Ｐ２０１０−２５６６００Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０６２１７（Ｐ２００９−１０６２１７）
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]