現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】磁気シール部材のシール性能を簡便且つ低コストで向上でき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】現像ローラ２５の両端部にはハウジング２０と現像ローラ２５との隙間からの現像剤漏出を防止するための磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配設されている。磁気シール部材３３ａ、３３ｂは内周面に多数のＮ極及びＳ極を所定のピッチ幅ｐで交互に着磁したものであり、Ｎ極及びＳ極のピッチ幅ｐを１ｍｍ以上３ｍｍ以下とする。
【解決手段】現像ローラ２５の両端部にはハウジング２０と現像ローラ２５との隙間からの現像剤漏出を防止するための磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配設されている。磁気シール部材３３ａ、３３ｂは内周面に多数のＮ極及びＳ極を所定のピッチ幅ｐで交互に着磁したものであり、Ｎ極及びＳ極のピッチ幅ｐを１ｍｍ以上３ｍｍ以下とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びそれに用いる現像装置に関し、特に、磁性を有する現像剤を用いる現像装置からの現像剤の漏出を防止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。
【０００３】
現像剤は、トナーと磁性キャリア（以下、単にキャリアともいう）から成る二成分現像剤と、磁性を帯びたトナーのみから成る一成分現像剤とに大別され、規制ブレード（現像剤規制部材）により現像ローラ（現像剤担持体）に担持された現像剤の摩擦帯電を促進させる。規制ブレードとしては、磁性部材のみで構成されるものや、非磁性部材をベースとし、現像ローラに対向する部分（現像剤規制部）に磁性部材を配置した構成が知られている。
【０００４】
このような規制ブレードを用いた現像装置においては、現像ローラの回転に伴い現像剤規制部に供給された現像剤のうち、一部は規制ブレードを通過して現像ローラ上に現像剤薄層を形成するが、残りの大部分の現像剤は規制ブレードに乗り上げて現像装置内へ戻される。このとき、現像剤が現像ローラ及び規制ブレードの長手方向両端部へ向かう傾向がある。従って、この部分における現像装置からの現像剤の漏出を防止する必要があった。
【０００５】
従来、現像装置の長手方向両端部に磁気シール部材を設けて現像剤の漏出を防止する方法が提案されている。これは、現像剤担持体内に配置された固定マグネット体と磁気シール部材との間の磁界によって磁気シール部材と現像ローラとの間に形成される磁気ブラシを用いて現像剤の漏出を防止するものである。
【０００６】
例えば特許文献１には、現像ローラの周方向にＮＳ極を多磁極に着磁した磁気シール部材を設けた現像装置が開示されている。また、特許文献２には、ＮＳ極を多磁極に着磁した複数の磁気シール部材を、磁気シール部材間において異磁極が対向するように現像ローラの両端部に隣接して配置した現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１３３７５０号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、二成分現像剤中のトナーとキャリアとの混合性を高めるとともに現像装置内の現像剤を円滑に循環させて攪拌スクリューの駆動トルクを低下させるために、円形度若しくは見かけ嵩密度（ＡＤ）の高い球形キャリアを用いる場合がある。このようなキャリアを使用すると、現像剤担持体上の磁気ブラシが緻密且つ均一に形成できるため、画像の高画質化も可能となる。しかし、円形度の高いキャリアを用いた場合、キャリア同士の付着性が弱くなるため現像装置からの現像剤の漏出が起こりやすくなる。
【０００９】
そこで、現像剤の漏出を防止するために磁気シール部材のシール性能を高める必要が生じる。シール性能を高める方法としては、磁気シール部材に着磁された各磁極の磁力を強くする方法が考えられるが、磁気シール部材のコストが高くなるという不都合があった。また、特許文献２のように磁気シール部材を複数設けた場合、部品点数や組み立て工数が増加するため、組み立て作業性が低下するとともにコスト面においても不利であった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、磁気シール部材のシール性能を簡便且つ低コストで向上でき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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、磁性を有する現像剤を収納する筐体と、該筐体に回転自在に支持され内部に固定された磁石部材によって現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体の長手方向両端部の外周面に沿って所定の間隔を隔てて配置され、前記現像剤担持体との対向面に複数のＮ極及びＳ極が前記現像剤担持体の周方向に交互に着磁された磁気シール部材と、を備えた現像装置において、前記磁気シール部材のＮ極及びＳ極のピッチ幅が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気シール部材のＮ極及びＳ極の磁束密度が４００Ｇ以上８００Ｇ以下であることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像剤がトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、磁性キャリアの円形度が０．９３以上であることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁性キャリアが球状フェライト粒子から成るキャリア心材を樹脂液で被覆したコーティングフェライトキャリアであり、磁性キャリアの見掛け嵩密度が２．３５以上であることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気シール部材と前記現像剤担持体の外周面との間隔が０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像剤担持体の軸方向における前記磁気シール部材と前記磁石部材との距離が１ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の構成によれば、磁気シール部材に着磁されるＮ極及びＳ極に強い磁力が不要になり、比較的小さな磁束密度に着磁された磁石を用いて良好なシール性を維持可能となる。そして、円形度の高いキャリアを使用する場合であっても現像剤の漏れを効果的に防止することができる。
【００１９】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、磁気シール部材のＮ極及びＳ極の磁束密度を４００Ｇ以上８００Ｇ以下とすることにより、低コストで良好なシール性を有するシール構造となる。
【００２０】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置において、現像剤がトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、磁性キャリアの円形度を０．９３以上とすることにより、現像剤の漏れを生じさせることなく、現像装置内のトナーとキャリアとの混合性を高めるとともに現像剤を円滑に循環させて攪拌駆動トルクを低下させることができ、現像剤担持体上の磁気ブラシを緻密且つ均一に形成できる。
【００２１】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の現像装置において、磁性キャリアが球状フェライト粒子から成るキャリア心材を樹脂液で被覆したコーティングフェライトキャリアの場合、磁性キャリアの見掛け嵩密度を２．３５以上とすることにより、円形度が０．９３以上の球形キャリアを容易に調製できる。
【００２２】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の現像装置において、磁気シール部材と現像剤担持体の外周面との間隔を０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることにより、磁気シール部材上に保持された現像剤が磁気シール部材と現像剤担持体の隙間を十分に埋めることができ、シール性能をより向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１又乃至第５のいずれかの構成の現像装置において、現像剤担持体の軸方向における磁気シール部材と磁石部材との距離を１ｍｍ以下とすることにより、磁石部材と磁気シール部材との間のＮ−Ｓ順磁界を強めることができ、シール性能をより向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の現像装置を搭載することにより、簡易な構成で現像装置からの現像剤の漏出を長期間に亘って防止できる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の現像装置を備えた画像形成装置の概略断面図
【図２】本発明の現像装置の平面図及び正面図
【図３】本発明の現像装置の側面断面図
【図４】図３における現像ローラ周辺の拡大図
【図５】磁気シール部材を平板状に伸ばした状態を示す斜視図
【図６】磁気シール部材を構成する磁極のピッチ幅と磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す平面図
【図７】現像ローラ及び磁気シール部材間のギャップと磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す側面図
【図８】現像ローラ内の固定マグネット体と磁気シール部材との軸方向の距離と、磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンタ）１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内の画像形成部９において、不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から行われる。そして、このような画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回りに回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。
【００２７】
画像形成部９には、感光体ドラム１の回転方向（時計回り）に沿って、帯電装置２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラ６、クリーニング装置７、及び除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電装置２により表面を均一に帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が好ましい。
【００２８】
帯電装置（帯電チャージャー）２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電装置２は、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００２９】
現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。なお、本実施形態ではトナーと磁性キャリアとから構成される二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。クリーニング装置７は、感光体ドラム１の長手方向（紙面方向）に線接触するクリーニングローラやブレード材等を備えており、トナー像が用紙に移行（転写）された後に、感光体ドラム１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。
【００３０】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム１に向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラ対１３を経由して所定のタイミングで画像形成部９に搬送される。転写ローラ６は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに、用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に移行（転写）する。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、クリーニング装置７により感光体ドラム１表面の残留トナーが除去され、除電装置により残留電荷がキャンセルされる。
【００３１】
そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着装置８に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着装置８を通過した用紙は、排出ローラ対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。
【００３２】
図２（ａ）、（ｂ）は、現像装置の平面図及び正面図であり、図３は、現像装置の側面断面図である。なお、図２（ａ）では便宜上、上面カバーを取り外して内部が見える状態を表現している。図２及び図３に示すように、ハウジング２０内はハウジング２０と一体形成された仕切壁２０ａによって、第１貯留室２１と第２貯留室２２とに区画されている。そして、この第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。
【００３３】
第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸（回転軸）の周囲に螺旋羽を設けた構成になっており、互いに平行な状態でハウジング２０に回転可能に軸支されている。なお、図２（ａ）に示すように、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向であるハウジング２０の長手方向の両端部においては仕切壁２０ａが存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間での現像剤の受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内の現像剤を攪拌しながら矢印Ｐ方向へと搬送して第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきた現像剤を攪拌しながら矢印Ｑ方向へと搬送して現像ローラ２５に供給する。
【００３４】
現像ローラ２５は、感光体ドラム１（図１参照）の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。現像ローラ２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成る固定マグネット体２７が固定されている。この固定マグネット体２７の磁力により現像ローラ２５の表面に現像剤を付着（担持）させて磁気ブラシを形成する。現像ローラ２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で、ハウジング２０に回転可能に軸支されている。第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、及び現像ローラ２５は、モータ（図示せず）により回転駆動される。
【００３５】
規制ブレード２９は、その長手方向（図２の左右方向）が最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラ２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量を規制する規制部３０を形成する。規制ブレード２９の材質としては、磁性体或いは非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。なお、非磁性体の規制ブレード２９に永久磁石を装着して磁性を付与しても良い。
【００３６】
第２攪拌スクリュー２４に対向する第２貯留室２２の底面には、ハウジング２０内に貯留される現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ（図示せず）が設けられている。このトナー濃度センサの検知結果に応じて、トナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーがハウジング２０の上部に設けられたトナー供給口２０ｂを介してハウジング２０内に供給される。
【００３７】
現像ローラ２５の回転軸にはＤＳコロ３１ａ、３１ｂが回転自在に外挿されている。ＤＳコロ３１ａ、３１ｂは、感光体ドラム１の外周面の両端部に当接することにより現像ローラ２５と感光体ドラム１との距離を厳密に規制している。ＤＳコロ３１ａ、３１ｂにはベアリングが内蔵されており、感光体ドラム１に従動して回転することでドラム表面の摩耗を防止できるようになっている。また、現像ローラ２５の両端部にはハウジング２０と現像ローラ２５との隙間からの現像剤の漏出を防止するための磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配設されている。
【００３８】
図４は、図３における現像ローラ周辺の拡大図である。図４を用いて現像ローラ２５上のトナー量の規制方法を詳細に説明する。図４に示すように、固定マグネット体２７は、Ｎ極２７ａ、２７ｃと、Ｓ極２７ｂ、２７ｄ、２７ｅから成る５つの磁極２７ａ〜２７ｅを有している。規制ブレード２９には固定マグネット体２７のＮ極（規制極）２７ａが対向するため、規制ブレード２９の先端にはＳ極が誘起され、規制部３０に引き合う方向の磁界が発生する。
【００３９】
この磁界により、規制ブレード２９と現像ローラ２５との間にキャリアとトナーとが連なった磁気ブラシが形成され、磁気ブラシが規制部３０を通過することにより所望の高さに層規制される。一方、磁気ブラシの形成に用いられなかった現像剤は規制ブレード２９の上流側（右側）の側面に沿って滞留する。その後、現像ローラ２５が反時計方向に回転して磁気ブラシが感光体ドラム１に対向する位置に移動すると、Ｓ極（主極）２７ｂにより磁界が付与されるため、磁気ブラシは感光体ドラム１の表面に接触して静電潜像を現像する。
【００４０】
さらに現像ローラ２５が反時計方向に回転すると、今度はＮ極２７ｃにより引き合う磁界が付与されて、磁気ブラシと共にトナー像の形成に使われなかったトナーがハウジング２０内に回収される。さらに、Ｓ極２７ｄ、２７ｅにより反発する磁界が付与されるため、磁気ブラシはハウジング２０内で現像ローラ２５から離脱する。そして、第２攪拌スクリュー２４により攪拌、搬送された後、Ｓ極２７ｅの磁界により再び現像ローラ２５上に磁気ブラシが形成される。
【００４１】
現像ローラ２５の両端部を囲むハウジング２０には、それぞれ磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配置されている。なお、図４では磁気シール部材３３ａのみを図示している。磁気シール部材３３ａ、３３ｂは、図４に示すように、現像ローラ２５と非接触の状態、即ち、現像ローラ２５の外周面と所定の間隔を隔てた状態で現像ローラ２５の両端部に配設される。また、磁気シール部材３３ａ、３３ｂは、現像ローラ２５を挟んで感光体ドラム１の反対側に配設されている。
【００４２】
図５は、磁気シール部材を平板状に伸ばした状態を示す斜視図である。以下、磁気シール部材３３ａの構成について説明するが、磁気シール部材３３ｂについても全く同様であるため説明を省略する。図５に示すように、磁気シール部材３３ａは内周面に多数のＮ極及びＳ極を所定のピッチ幅ｐで交互に着磁したものであり、磁極パターンにより発生する磁力線に沿って磁気ブラシを形成することにより現像剤のシール性を向上させている。磁気シール部材３３ａの材質としては、例えば、所定の磁束密度に着磁された異方性のゴム磁石や、ネオジウム系の磁石が使用される。
【００４３】
磁気シール部材３３ａの長さＬは、図４に示すように規制ブレード２９から現像ローラ２５の下方まで磁気シール部材３３ａを円弧状に配置できるように、現像ローラ２５の直径に応じて決定される。また、磁気シール部材３３ａの幅Ｗ、厚みｔについても、それぞれ現像装置４の仕様に応じて決定すれば良い。
【００４４】
次に、本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤について説明する。二成分現像剤は、トナーとキャリアとを含有するものである。二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの重量比（Ｔ／Ｃ）は、キャリア１００重量部に対してトナー５〜２０重量部が好ましく、８〜１５重量部がより好ましい。
【００４５】
トナーはトナー母粒子に外添剤を添加したものである。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を含有するものである。トナー母粒子には、必要に応じて離型剤、電荷制御剤、磁性粉等を含有させてもよい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、５〜１２μｍが好ましく、６〜１０μｍがより好ましい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、粒度分布測定装置（例えば、コールター社製、マルチサイザーＩＩ型）によって測定する。トナー母粒子は、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、重合法等の公知の方法で製造される。
【００４６】
外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の無機酸化物、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸等が挙げられる。外添剤の量は、トナー母粒子１００重量部に対して、通常０．１〜５重量部である。
【００４７】
キャリアとしては、磁性体の粒子、または結着樹脂中に磁性体を分散させた樹脂粒子が挙げられる。磁性体としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属、これらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物、これらの混合物が挙げられる。
【００４８】
結着樹脂としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、これらの混合物等が挙げられる。磁性体の粒子は、焼結法、アトマイズ法等の公知の方法によって製造される。キャリアは、その表面に、コート樹脂からなる被覆層を有していてもよい。
【００４９】
ここで、二成分現像剤中のトナーとキャリアとの混合性を高めるとともに現像装置内の現像剤を円滑に循環させて攪拌スクリュー２３、２４の駆動トルクを低下させるために、円形度が０．９３以上の球形キャリアを用いる場合がある。このようなキャリアを使用すると、現像ローラ２５上の磁気ブラシが緻密且つ均一に形成できるため、画像の高画質化も可能となる。
【００５０】
また、円形度に代えて見掛け嵩密度により球形キャリアを規定しても良い。例えば、球状フェライト粒子から成るキャリア心材を樹脂液で被覆した後、加熱処理を行ったコーティングフェライトキャリアの場合、円形度を０．９３以上としたときの見掛け嵩密度（ＡＤ）は２．３５以上となる。
【００５１】
しかし、円形度若しくは見掛け嵩密度の高いキャリアを用いた場合、キャリア同士の付着性が弱くなるためハウジング２０からの現像剤の漏出が起こりやすくなる。そこで、磁気シール部材３３ａのシール性能を高める必要が生じる。
【００５２】
図６は、磁気シール部材を構成する磁極のピッチ幅ｐと磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す平面図である。多数のＮ極及びＳ極を交互に着磁した磁気シール部材３３ａでは、Ｎ極及びＳ極の境界に発生するＮ−Ｓ順磁界に沿って現像剤の磁気ブラシが形成される。そのため、図６（ａ）のように磁極のピッチ幅ｐが広い場合は磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄに隙間が生じ、この隙間をすり抜けて現像剤漏れが発生する。
【００５３】
一方、図６（ｂ）のように磁極のピッチ幅ｐが狭い場合はＮ−Ｓ順磁界の間隔も狭くなり、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄが重なり合うため隙間が埋められる。現像剤Ｄの重なりによって隙間を無くすためにはピッチ幅ｐを３ｍｍ以下とする必要がある。また、ピッチ幅ｐを１ｍｍ未満にすると、現像剤Ｄの隙間は埋められるが、Ｎ極及びＳ極が小さくなるため、発生するＮ−Ｓ順磁界も小さくなる。その結果、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄの高さ（図６の紙面方向）が低くなってしまい、現像ローラ２５と現像剤Ｄとの間に隙間が生じて現像剤漏れが発生する。
【００５４】
そこで、本発明においては、Ｎ極及びＳ極のピッチ幅ｐを１ｍｍ以上３ｍｍ以下としている。この構成により、磁気シール部材３３ａに着磁されるＮ極及びＳ極に強い磁力が不要になり、４００〜８００Ｇという比較的小さな磁束密度に着磁されたゴム磁石等を用いて良好なシール性を維持可能となる。そして、円形度の高いキャリアを使用する場合であっても現像剤の漏れを効果的に防止することができる。
【００５５】
図７は、現像ローラ及び磁気シール部材間のギャップと磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す側面図である。図７（ａ）のように現像ローラ２５と磁気シール部材３３ａとのギャップｄが広い場合、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄと現像ローラ２５との隙間から現像剤が漏れ易くなる。一方、図７（ｂ）のように現像ローラ２５と磁気シール部材３３ａとのギャップｄが狭い場合、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄがギャップｄを埋めるため現像剤が漏れにくくなる。
【００５６】
従って、ギャップｄを狭くすることで、現像剤の漏れをより効果的に防止することができる。具体的には、Ｎ極及びＳ極のピッチ幅ｐや磁束密度の強さにもよるが、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄがギャップｄを隙間無く埋めるためにはギャップｄを１ｍｍ以下とすることが好ましい。また、現像ローラ２５の寸法公差や取り付け誤差等を考慮してギャップｄを０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００５７】
図８は、現像ローラ内の固定マグネット体と磁気シール部材との軸方向の距離と、磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す平面図である。磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄは、磁気シール部材３３ａを構成するＮ極及びＳ極の境界に発生するＮ−Ｓ順磁界だけでなく、固定マグネット体２７と磁気シール部材３３ａとの間に発生するＮ−Ｓ順磁界の影響を受ける。
【００５８】
即ち、図８（ａ）のように固定マグネット体２７と磁気シール部材３３ａとの軸方向の距離ｒが広い場合、固定マグネット体２７と磁気シール部材３３ａとの間の磁界が弱くなるため現像剤Ｄの保持幅が小さくなり、現像剤Ｄの隙間から現像剤が漏れ易くなる。一方、図８（ｂ）のように軸方向の距離ｒが狭い場合、現像剤Ｄの保持量が増加して現像剤Ｄの保持幅も広がるため現像剤が漏れにくくなる。
【００５９】
従って、軸方向の距離ｒを狭くすることで、現像剤の漏れをより効果的に防止することができる。具体的には、ＮＳ極のピッチ幅ｐや磁束密度の強さにもよるが、距離ｒを１ｍｍ以下とすることが好ましい。また、磁気シール部材３３ａと固定マグネット体２７とが軸方向にオーバーラップしても良いが、磁気シール部材３３ａが現像ローラ２５の現像領域にかかると現像ローラ２５上のトナー薄層の形成に影響を及ぼすため、磁気シール部材３３ａを現像領域にかからない範囲に配置する必要がある。
【００６０】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本発明は図２に示したような現像装置に限定されるものではなく、磁気ローラ（現像剤担持体）及び現像ローラを備え、磁気ローラ上にキャリアを残したまま現像ローラ上にトナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる方式の現像装置における、磁気ローラ両端部のシール構造にも全く同様に適用できる。また、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる現像装置に限らず、磁性一成分現像剤を用いる現像装置のシール構造にも適用できるのはもちろんである。
【実施例１】
【００６１】
Ｎ極及びＳ極が交互に着磁された磁気シール部材を用いた場合の、磁極のピッチ幅ｐ、現像ローラと磁気シール部材とのギャップｄ、現像ローラの軸方向における固定マグネット体と磁気シール部材との距離ｒ、及び磁極の磁束密度ρと、現像剤の漏れとの関係について調査した。
【００６２】
試験方法としては、図５に示したような磁気シール部材３３ａ、３３ｂを、ｐ、ｄ、ｒ、ρの各パラメータのうちいずれかを変化させて図３に示した現像装置４に装着し、現像装置４を駆動させたときの現像ローラ２５両端部からの現像剤の漏れを目視により観察した。磁気シール部材の寸法は長さ５０ｍｍ、幅６ｍｍ、厚み１ｍｍとし、現像剤としては、平均粒径６．８μｍ、比重１．２の正帯電トナーと、個数平均粒径３５μｍ、円形度０．９５、見掛け嵩密度２．３５のコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、キャリアに対するトナーの混合比率（Ｔ／Ｃ）を９重量％とした。結果を表１〜表４に示す。表中、現像剤の漏れが認められない場合を○、漏れが認められた場合を×とした。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
【表３】
【００６６】
【表４】
【００６７】
表１から明らかなように、磁極のピッチ幅ｐを１ｍｍ〜３ｍｍとすることで、円形度０．９５、見掛け嵩密度２．３５の球形キャリアを用いた場合にも、磁束密度ρが７００Ｇの磁気シール部材を用いて現像剤の漏れを防止できることが確認された。また、表２及び表３に示すように、磁極のピッチ幅ｐが３ｍｍの場合、現像ローラと磁気シール部材とのギャップｄ、或いは現像ローラの軸方向における固定マグネット体と磁気シール部材との距離ｒが１ｍｍを超えると現像剤の漏れが発生した。また、表４に示すように、磁束密度ρが４００Ｇを下回った場合は現像剤の漏れが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、磁性を有する現像剤を用いる現像装置のシール機構に利用可能であり、内周面に複数のＮ極及びＳ極が交互に着磁された磁気シール部材のＮ極及びＳ極のピッチ幅を１ｍｍ以上３ｍｍ以下としたものである。これにより、円形度の高いキャリアを使用する場合であっても、比較的小さな磁束密度に着磁された磁気シール部材を用いて現像剤の漏れを効果的に防止できる現像装置を提供することができる。
【００６９】
また、本発明の現像装置を搭載することにより、簡易な構成で現像剤の漏出を長期間に亘って防止可能なメンテナンスフリーの画像形成装置を提供できる。
【符号の説明】
【００７０】
４ 現像装置
９ 画像形成部
２０ ハウジング（筐体）
２３ 第１攪拌スクリュー
２４ 第２攪拌スクリュー
２５ 現像ローラ（現像剤担持体）
２７ 固定マグネット体（磁石部材）
２９ 規制ブレード
３３ａ、３３ｂ 磁気シール部材
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びそれに用いる現像装置に関し、特に、磁性を有する現像剤を用いる現像装置からの現像剤の漏出を防止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。
【０００３】
現像剤は、トナーと磁性キャリア（以下、単にキャリアともいう）から成る二成分現像剤と、磁性を帯びたトナーのみから成る一成分現像剤とに大別され、規制ブレード（現像剤規制部材）により現像ローラ（現像剤担持体）に担持された現像剤の摩擦帯電を促進させる。規制ブレードとしては、磁性部材のみで構成されるものや、非磁性部材をベースとし、現像ローラに対向する部分（現像剤規制部）に磁性部材を配置した構成が知られている。
【０００４】
このような規制ブレードを用いた現像装置においては、現像ローラの回転に伴い現像剤規制部に供給された現像剤のうち、一部は規制ブレードを通過して現像ローラ上に現像剤薄層を形成するが、残りの大部分の現像剤は規制ブレードに乗り上げて現像装置内へ戻される。このとき、現像剤が現像ローラ及び規制ブレードの長手方向両端部へ向かう傾向がある。従って、この部分における現像装置からの現像剤の漏出を防止する必要があった。
【０００５】
従来、現像装置の長手方向両端部に磁気シール部材を設けて現像剤の漏出を防止する方法が提案されている。これは、現像剤担持体内に配置された固定マグネット体と磁気シール部材との間の磁界によって磁気シール部材と現像ローラとの間に形成される磁気ブラシを用いて現像剤の漏出を防止するものである。
【０００６】
例えば特許文献１には、現像ローラの周方向にＮＳ極を多磁極に着磁した磁気シール部材を設けた現像装置が開示されている。また、特許文献２には、ＮＳ極を多磁極に着磁した複数の磁気シール部材を、磁気シール部材間において異磁極が対向するように現像ローラの両端部に隣接して配置した現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１３３７５０号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、二成分現像剤中のトナーとキャリアとの混合性を高めるとともに現像装置内の現像剤を円滑に循環させて攪拌スクリューの駆動トルクを低下させるために、円形度若しくは見かけ嵩密度（ＡＤ）の高い球形キャリアを用いる場合がある。このようなキャリアを使用すると、現像剤担持体上の磁気ブラシが緻密且つ均一に形成できるため、画像の高画質化も可能となる。しかし、円形度の高いキャリアを用いた場合、キャリア同士の付着性が弱くなるため現像装置からの現像剤の漏出が起こりやすくなる。
【０００９】
そこで、現像剤の漏出を防止するために磁気シール部材のシール性能を高める必要が生じる。シール性能を高める方法としては、磁気シール部材に着磁された各磁極の磁力を強くする方法が考えられるが、磁気シール部材のコストが高くなるという不都合があった。また、特許文献２のように磁気シール部材を複数設けた場合、部品点数や組み立て工数が増加するため、組み立て作業性が低下するとともにコスト面においても不利であった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、磁気シール部材のシール性能を簡便且つ低コストで向上でき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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、磁性を有する現像剤を収納する筐体と、該筐体に回転自在に支持され内部に固定された磁石部材によって現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体の長手方向両端部の外周面に沿って所定の間隔を隔てて配置され、前記現像剤担持体との対向面に複数のＮ極及びＳ極が前記現像剤担持体の周方向に交互に着磁された磁気シール部材と、を備えた現像装置において、前記磁気シール部材のＮ極及びＳ極のピッチ幅が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気シール部材のＮ極及びＳ極の磁束密度が４００Ｇ以上８００Ｇ以下であることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像剤がトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、磁性キャリアの円形度が０．９３以上であることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁性キャリアが球状フェライト粒子から成るキャリア心材を樹脂液で被覆したコーティングフェライトキャリアであり、磁性キャリアの見掛け嵩密度が２．３５以上であることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気シール部材と前記現像剤担持体の外周面との間隔が０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像剤担持体の軸方向における前記磁気シール部材と前記磁石部材との距離が１ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の構成によれば、磁気シール部材に着磁されるＮ極及びＳ極に強い磁力が不要になり、比較的小さな磁束密度に着磁された磁石を用いて良好なシール性を維持可能となる。そして、円形度の高いキャリアを使用する場合であっても現像剤の漏れを効果的に防止することができる。
【００１９】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、磁気シール部材のＮ極及びＳ極の磁束密度を４００Ｇ以上８００Ｇ以下とすることにより、低コストで良好なシール性を有するシール構造となる。
【００２０】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置において、現像剤がトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、磁性キャリアの円形度を０．９３以上とすることにより、現像剤の漏れを生じさせることなく、現像装置内のトナーとキャリアとの混合性を高めるとともに現像剤を円滑に循環させて攪拌駆動トルクを低下させることができ、現像剤担持体上の磁気ブラシを緻密且つ均一に形成できる。
【００２１】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の現像装置において、磁性キャリアが球状フェライト粒子から成るキャリア心材を樹脂液で被覆したコーティングフェライトキャリアの場合、磁性キャリアの見掛け嵩密度を２．３５以上とすることにより、円形度が０．９３以上の球形キャリアを容易に調製できる。
【００２２】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の現像装置において、磁気シール部材と現像剤担持体の外周面との間隔を０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることにより、磁気シール部材上に保持された現像剤が磁気シール部材と現像剤担持体の隙間を十分に埋めることができ、シール性能をより向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１又乃至第５のいずれかの構成の現像装置において、現像剤担持体の軸方向における磁気シール部材と磁石部材との距離を１ｍｍ以下とすることにより、磁石部材と磁気シール部材との間のＮ−Ｓ順磁界を強めることができ、シール性能をより向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の現像装置を搭載することにより、簡易な構成で現像装置からの現像剤の漏出を長期間に亘って防止できる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の現像装置を備えた画像形成装置の概略断面図
【図２】本発明の現像装置の平面図及び正面図
【図３】本発明の現像装置の側面断面図
【図４】図３における現像ローラ周辺の拡大図
【図５】磁気シール部材を平板状に伸ばした状態を示す斜視図
【図６】磁気シール部材を構成する磁極のピッチ幅と磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す平面図
【図７】現像ローラ及び磁気シール部材間のギャップと磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す側面図
【図８】現像ローラ内の固定マグネット体と磁気シール部材との軸方向の距離と、磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンタ）１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内の画像形成部９において、不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から行われる。そして、このような画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回りに回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。
【００２７】
画像形成部９には、感光体ドラム１の回転方向（時計回り）に沿って、帯電装置２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラ６、クリーニング装置７、及び除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電装置２により表面を均一に帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が好ましい。
【００２８】
帯電装置（帯電チャージャー）２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電装置２は、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００２９】
現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。なお、本実施形態ではトナーと磁性キャリアとから構成される二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。クリーニング装置７は、感光体ドラム１の長手方向（紙面方向）に線接触するクリーニングローラやブレード材等を備えており、トナー像が用紙に移行（転写）された後に、感光体ドラム１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。
【００３０】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム１に向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラ対１３を経由して所定のタイミングで画像形成部９に搬送される。転写ローラ６は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに、用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に移行（転写）する。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、クリーニング装置７により感光体ドラム１表面の残留トナーが除去され、除電装置により残留電荷がキャンセルされる。
【００３１】
そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着装置８に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着装置８を通過した用紙は、排出ローラ対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。
【００３２】
図２（ａ）、（ｂ）は、現像装置の平面図及び正面図であり、図３は、現像装置の側面断面図である。なお、図２（ａ）では便宜上、上面カバーを取り外して内部が見える状態を表現している。図２及び図３に示すように、ハウジング２０内はハウジング２０と一体形成された仕切壁２０ａによって、第１貯留室２１と第２貯留室２２とに区画されている。そして、この第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。
【００３３】
第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸（回転軸）の周囲に螺旋羽を設けた構成になっており、互いに平行な状態でハウジング２０に回転可能に軸支されている。なお、図２（ａ）に示すように、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向であるハウジング２０の長手方向の両端部においては仕切壁２０ａが存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間での現像剤の受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内の現像剤を攪拌しながら矢印Ｐ方向へと搬送して第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきた現像剤を攪拌しながら矢印Ｑ方向へと搬送して現像ローラ２５に供給する。
【００３４】
現像ローラ２５は、感光体ドラム１（図１参照）の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。現像ローラ２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成る固定マグネット体２７が固定されている。この固定マグネット体２７の磁力により現像ローラ２５の表面に現像剤を付着（担持）させて磁気ブラシを形成する。現像ローラ２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で、ハウジング２０に回転可能に軸支されている。第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、及び現像ローラ２５は、モータ（図示せず）により回転駆動される。
【００３５】
規制ブレード２９は、その長手方向（図２の左右方向）が最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラ２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量を規制する規制部３０を形成する。規制ブレード２９の材質としては、磁性体或いは非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。なお、非磁性体の規制ブレード２９に永久磁石を装着して磁性を付与しても良い。
【００３６】
第２攪拌スクリュー２４に対向する第２貯留室２２の底面には、ハウジング２０内に貯留される現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ（図示せず）が設けられている。このトナー濃度センサの検知結果に応じて、トナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーがハウジング２０の上部に設けられたトナー供給口２０ｂを介してハウジング２０内に供給される。
【００３７】
現像ローラ２５の回転軸にはＤＳコロ３１ａ、３１ｂが回転自在に外挿されている。ＤＳコロ３１ａ、３１ｂは、感光体ドラム１の外周面の両端部に当接することにより現像ローラ２５と感光体ドラム１との距離を厳密に規制している。ＤＳコロ３１ａ、３１ｂにはベアリングが内蔵されており、感光体ドラム１に従動して回転することでドラム表面の摩耗を防止できるようになっている。また、現像ローラ２５の両端部にはハウジング２０と現像ローラ２５との隙間からの現像剤の漏出を防止するための磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配設されている。
【００３８】
図４は、図３における現像ローラ周辺の拡大図である。図４を用いて現像ローラ２５上のトナー量の規制方法を詳細に説明する。図４に示すように、固定マグネット体２７は、Ｎ極２７ａ、２７ｃと、Ｓ極２７ｂ、２７ｄ、２７ｅから成る５つの磁極２７ａ〜２７ｅを有している。規制ブレード２９には固定マグネット体２７のＮ極（規制極）２７ａが対向するため、規制ブレード２９の先端にはＳ極が誘起され、規制部３０に引き合う方向の磁界が発生する。
【００３９】
この磁界により、規制ブレード２９と現像ローラ２５との間にキャリアとトナーとが連なった磁気ブラシが形成され、磁気ブラシが規制部３０を通過することにより所望の高さに層規制される。一方、磁気ブラシの形成に用いられなかった現像剤は規制ブレード２９の上流側（右側）の側面に沿って滞留する。その後、現像ローラ２５が反時計方向に回転して磁気ブラシが感光体ドラム１に対向する位置に移動すると、Ｓ極（主極）２７ｂにより磁界が付与されるため、磁気ブラシは感光体ドラム１の表面に接触して静電潜像を現像する。
【００４０】
さらに現像ローラ２５が反時計方向に回転すると、今度はＮ極２７ｃにより引き合う磁界が付与されて、磁気ブラシと共にトナー像の形成に使われなかったトナーがハウジング２０内に回収される。さらに、Ｓ極２７ｄ、２７ｅにより反発する磁界が付与されるため、磁気ブラシはハウジング２０内で現像ローラ２５から離脱する。そして、第２攪拌スクリュー２４により攪拌、搬送された後、Ｓ極２７ｅの磁界により再び現像ローラ２５上に磁気ブラシが形成される。
【００４１】
現像ローラ２５の両端部を囲むハウジング２０には、それぞれ磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配置されている。なお、図４では磁気シール部材３３ａのみを図示している。磁気シール部材３３ａ、３３ｂは、図４に示すように、現像ローラ２５と非接触の状態、即ち、現像ローラ２５の外周面と所定の間隔を隔てた状態で現像ローラ２５の両端部に配設される。また、磁気シール部材３３ａ、３３ｂは、現像ローラ２５を挟んで感光体ドラム１の反対側に配設されている。
【００４２】
図５は、磁気シール部材を平板状に伸ばした状態を示す斜視図である。以下、磁気シール部材３３ａの構成について説明するが、磁気シール部材３３ｂについても全く同様であるため説明を省略する。図５に示すように、磁気シール部材３３ａは内周面に多数のＮ極及びＳ極を所定のピッチ幅ｐで交互に着磁したものであり、磁極パターンにより発生する磁力線に沿って磁気ブラシを形成することにより現像剤のシール性を向上させている。磁気シール部材３３ａの材質としては、例えば、所定の磁束密度に着磁された異方性のゴム磁石や、ネオジウム系の磁石が使用される。
【００４３】
磁気シール部材３３ａの長さＬは、図４に示すように規制ブレード２９から現像ローラ２５の下方まで磁気シール部材３３ａを円弧状に配置できるように、現像ローラ２５の直径に応じて決定される。また、磁気シール部材３３ａの幅Ｗ、厚みｔについても、それぞれ現像装置４の仕様に応じて決定すれば良い。
【００４４】
次に、本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤について説明する。二成分現像剤は、トナーとキャリアとを含有するものである。二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの重量比（Ｔ／Ｃ）は、キャリア１００重量部に対してトナー５〜２０重量部が好ましく、８〜１５重量部がより好ましい。
【００４５】
トナーはトナー母粒子に外添剤を添加したものである。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を含有するものである。トナー母粒子には、必要に応じて離型剤、電荷制御剤、磁性粉等を含有させてもよい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、５〜１２μｍが好ましく、６〜１０μｍがより好ましい。トナー母粒子の重量平均粒子径は、粒度分布測定装置（例えば、コールター社製、マルチサイザーＩＩ型）によって測定する。トナー母粒子は、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、重合法等の公知の方法で製造される。
【００４６】
外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の無機酸化物、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸等が挙げられる。外添剤の量は、トナー母粒子１００重量部に対して、通常０．１〜５重量部である。
【００４７】
キャリアとしては、磁性体の粒子、または結着樹脂中に磁性体を分散させた樹脂粒子が挙げられる。磁性体としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属、これらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物、これらの混合物が挙げられる。
【００４８】
結着樹脂としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、これらの混合物等が挙げられる。磁性体の粒子は、焼結法、アトマイズ法等の公知の方法によって製造される。キャリアは、その表面に、コート樹脂からなる被覆層を有していてもよい。
【００４９】
ここで、二成分現像剤中のトナーとキャリアとの混合性を高めるとともに現像装置内の現像剤を円滑に循環させて攪拌スクリュー２３、２４の駆動トルクを低下させるために、円形度が０．９３以上の球形キャリアを用いる場合がある。このようなキャリアを使用すると、現像ローラ２５上の磁気ブラシが緻密且つ均一に形成できるため、画像の高画質化も可能となる。
【００５０】
また、円形度に代えて見掛け嵩密度により球形キャリアを規定しても良い。例えば、球状フェライト粒子から成るキャリア心材を樹脂液で被覆した後、加熱処理を行ったコーティングフェライトキャリアの場合、円形度を０．９３以上としたときの見掛け嵩密度（ＡＤ）は２．３５以上となる。
【００５１】
しかし、円形度若しくは見掛け嵩密度の高いキャリアを用いた場合、キャリア同士の付着性が弱くなるためハウジング２０からの現像剤の漏出が起こりやすくなる。そこで、磁気シール部材３３ａのシール性能を高める必要が生じる。
【００５２】
図６は、磁気シール部材を構成する磁極のピッチ幅ｐと磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す平面図である。多数のＮ極及びＳ極を交互に着磁した磁気シール部材３３ａでは、Ｎ極及びＳ極の境界に発生するＮ−Ｓ順磁界に沿って現像剤の磁気ブラシが形成される。そのため、図６（ａ）のように磁極のピッチ幅ｐが広い場合は磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄに隙間が生じ、この隙間をすり抜けて現像剤漏れが発生する。
【００５３】
一方、図６（ｂ）のように磁極のピッチ幅ｐが狭い場合はＮ−Ｓ順磁界の間隔も狭くなり、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄが重なり合うため隙間が埋められる。現像剤Ｄの重なりによって隙間を無くすためにはピッチ幅ｐを３ｍｍ以下とする必要がある。また、ピッチ幅ｐを１ｍｍ未満にすると、現像剤Ｄの隙間は埋められるが、Ｎ極及びＳ極が小さくなるため、発生するＮ−Ｓ順磁界も小さくなる。その結果、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄの高さ（図６の紙面方向）が低くなってしまい、現像ローラ２５と現像剤Ｄとの間に隙間が生じて現像剤漏れが発生する。
【００５４】
そこで、本発明においては、Ｎ極及びＳ極のピッチ幅ｐを１ｍｍ以上３ｍｍ以下としている。この構成により、磁気シール部材３３ａに着磁されるＮ極及びＳ極に強い磁力が不要になり、４００〜８００Ｇという比較的小さな磁束密度に着磁されたゴム磁石等を用いて良好なシール性を維持可能となる。そして、円形度の高いキャリアを使用する場合であっても現像剤の漏れを効果的に防止することができる。
【００５５】
図７は、現像ローラ及び磁気シール部材間のギャップと磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す側面図である。図７（ａ）のように現像ローラ２５と磁気シール部材３３ａとのギャップｄが広い場合、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄと現像ローラ２５との隙間から現像剤が漏れ易くなる。一方、図７（ｂ）のように現像ローラ２５と磁気シール部材３３ａとのギャップｄが狭い場合、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄがギャップｄを埋めるため現像剤が漏れにくくなる。
【００５６】
従って、ギャップｄを狭くすることで、現像剤の漏れをより効果的に防止することができる。具体的には、Ｎ極及びＳ極のピッチ幅ｐや磁束密度の強さにもよるが、磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄがギャップｄを隙間無く埋めるためにはギャップｄを１ｍｍ以下とすることが好ましい。また、現像ローラ２５の寸法公差や取り付け誤差等を考慮してギャップｄを０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００５７】
図８は、現像ローラ内の固定マグネット体と磁気シール部材との軸方向の距離と、磁気シール部材に保持される現像剤との関係を示す平面図である。磁気シール部材３３ａ上に保持される現像剤Ｄは、磁気シール部材３３ａを構成するＮ極及びＳ極の境界に発生するＮ−Ｓ順磁界だけでなく、固定マグネット体２７と磁気シール部材３３ａとの間に発生するＮ−Ｓ順磁界の影響を受ける。
【００５８】
即ち、図８（ａ）のように固定マグネット体２７と磁気シール部材３３ａとの軸方向の距離ｒが広い場合、固定マグネット体２７と磁気シール部材３３ａとの間の磁界が弱くなるため現像剤Ｄの保持幅が小さくなり、現像剤Ｄの隙間から現像剤が漏れ易くなる。一方、図８（ｂ）のように軸方向の距離ｒが狭い場合、現像剤Ｄの保持量が増加して現像剤Ｄの保持幅も広がるため現像剤が漏れにくくなる。
【００５９】
従って、軸方向の距離ｒを狭くすることで、現像剤の漏れをより効果的に防止することができる。具体的には、ＮＳ極のピッチ幅ｐや磁束密度の強さにもよるが、距離ｒを１ｍｍ以下とすることが好ましい。また、磁気シール部材３３ａと固定マグネット体２７とが軸方向にオーバーラップしても良いが、磁気シール部材３３ａが現像ローラ２５の現像領域にかかると現像ローラ２５上のトナー薄層の形成に影響を及ぼすため、磁気シール部材３３ａを現像領域にかからない範囲に配置する必要がある。
【００６０】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本発明は図２に示したような現像装置に限定されるものではなく、磁気ローラ（現像剤担持体）及び現像ローラを備え、磁気ローラ上にキャリアを残したまま現像ローラ上にトナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる方式の現像装置における、磁気ローラ両端部のシール構造にも全く同様に適用できる。また、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる現像装置に限らず、磁性一成分現像剤を用いる現像装置のシール構造にも適用できるのはもちろんである。
【実施例１】
【００６１】
Ｎ極及びＳ極が交互に着磁された磁気シール部材を用いた場合の、磁極のピッチ幅ｐ、現像ローラと磁気シール部材とのギャップｄ、現像ローラの軸方向における固定マグネット体と磁気シール部材との距離ｒ、及び磁極の磁束密度ρと、現像剤の漏れとの関係について調査した。
【００６２】
試験方法としては、図５に示したような磁気シール部材３３ａ、３３ｂを、ｐ、ｄ、ｒ、ρの各パラメータのうちいずれかを変化させて図３に示した現像装置４に装着し、現像装置４を駆動させたときの現像ローラ２５両端部からの現像剤の漏れを目視により観察した。磁気シール部材の寸法は長さ５０ｍｍ、幅６ｍｍ、厚み１ｍｍとし、現像剤としては、平均粒径６．８μｍ、比重１．２の正帯電トナーと、個数平均粒径３５μｍ、円形度０．９５、見掛け嵩密度２．３５のコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、キャリアに対するトナーの混合比率（Ｔ／Ｃ）を９重量％とした。結果を表１〜表４に示す。表中、現像剤の漏れが認められない場合を○、漏れが認められた場合を×とした。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
【表３】
【００６６】
【表４】
【００６７】
表１から明らかなように、磁極のピッチ幅ｐを１ｍｍ〜３ｍｍとすることで、円形度０．９５、見掛け嵩密度２．３５の球形キャリアを用いた場合にも、磁束密度ρが７００Ｇの磁気シール部材を用いて現像剤の漏れを防止できることが確認された。また、表２及び表３に示すように、磁極のピッチ幅ｐが３ｍｍの場合、現像ローラと磁気シール部材とのギャップｄ、或いは現像ローラの軸方向における固定マグネット体と磁気シール部材との距離ｒが１ｍｍを超えると現像剤の漏れが発生した。また、表４に示すように、磁束密度ρが４００Ｇを下回った場合は現像剤の漏れが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、磁性を有する現像剤を用いる現像装置のシール機構に利用可能であり、内周面に複数のＮ極及びＳ極が交互に着磁された磁気シール部材のＮ極及びＳ極のピッチ幅を１ｍｍ以上３ｍｍ以下としたものである。これにより、円形度の高いキャリアを使用する場合であっても、比較的小さな磁束密度に着磁された磁気シール部材を用いて現像剤の漏れを効果的に防止できる現像装置を提供することができる。
【００６９】
また、本発明の現像装置を搭載することにより、簡易な構成で現像剤の漏出を長期間に亘って防止可能なメンテナンスフリーの画像形成装置を提供できる。
【符号の説明】
【００７０】
４ 現像装置
９ 画像形成部
２０ ハウジング（筐体）
２３ 第１攪拌スクリュー
２４ 第２攪拌スクリュー
２５ 現像ローラ（現像剤担持体）
２７ 固定マグネット体（磁石部材）
２９ 規制ブレード
３３ａ、３３ｂ 磁気シール部材
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を有する現像剤を収納する筐体と、
該筐体に回転自在に支持され内部に固定された磁石部材によって現像剤を担持する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の長手方向両端部の外周面に沿って所定の間隔を隔てて配置され、前記現像剤担持体との対向面に複数のＮ極及びＳ極が前記現像剤担持体の周方向に交互に着磁された磁気シール部材と、
を備えた現像装置において、
前記磁気シール部材のＮ極及びＳ極のピッチ幅が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気シール部材のＮ極及びＳ極の磁束密度が４００Ｇ以上８００Ｇ以下であ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】
前記現像剤がトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、磁性キャリアの円形度が０．９３以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記磁性キャリアが球状フェライト粒子から成るキャリア心材を樹脂液で被覆したコーティングフェライトキャリアであり、磁性キャリアの見掛け嵩密度が２．３５以上であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記磁気シール部材と前記現像剤担持体の外周面との間隔が０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体の軸方向における前記磁気シール部材と前記磁石部材との距離が１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
磁性を有する現像剤を収納する筐体と、
該筐体に回転自在に支持され内部に固定された磁石部材によって現像剤を担持する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の長手方向両端部の外周面に沿って所定の間隔を隔てて配置され、前記現像剤担持体との対向面に複数のＮ極及びＳ極が前記現像剤担持体の周方向に交互に着磁された磁気シール部材と、
を備えた現像装置において、
前記磁気シール部材のＮ極及びＳ極のピッチ幅が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気シール部材のＮ極及びＳ極の磁束密度が４００Ｇ以上８００Ｇ以下であ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】
前記現像剤がトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、磁性キャリアの円形度が０．９３以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記磁性キャリアが球状フェライト粒子から成るキャリア心材を樹脂液で被覆したコーティングフェライトキャリアであり、磁性キャリアの見掛け嵩密度が２．３５以上であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記磁気シール部材と前記現像剤担持体の外周面との間隔が０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体の軸方向における前記磁気シール部材と前記磁石部材との距離が１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−８１６３（Ｐ２０１１−８１６３Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５３６８７（Ｐ２００９−１５３６８７）
【出願日】平成２１年６月２９日（２００９．６．２９）
【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２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２９日（２００９．６．２９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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