JP3001760B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写機やページ
プリンタ等とされる電子写真式或は静電記録式の画像形
成装置に関し、特に現像装置及びプロセスカートリッジ
に特徴を有する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタや複写機等とされる画像形成装
置は、一様に帯電させた像担持体に選択的な露光をして
潜像を形成し、この潜像を現像剤担持体に付着したトナ
ーで顕像化すると共に、該トナー像を記録媒体に転写し
て画像記録を行う。このような装置にあっては、トナー
が無くなる都度補給しなければならず、このトナーの補
給作業が煩わしいばかりか、汚れを伴うこともある。
又、各部材のメンテナンスは専門のサービスマンでなけ
れば行うことができず、ユーザーには不便を伴うことが
多かった。

【０００３】そこで、上記像担持体、帯電装置、現像装
置、クリーニング装置等を一体構造にまとめてカートリ
ッジ化することにより、ユーザーが該カートリッジを装
置本体に装填することによって、トナー補給や寿命に達
した像担持体の部品交換を可能とし、メンテナンスを容
易にしたものが実用化されている。

【０００４】このようなプロセスカートリッジに組み込
まれた現像装置において、回転する現像剤担持体の両端
部には、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る。従来、この現像剤の流出
を防ぐシール部材には、フェルトや発泡ゴム等の弾性体
のシール部材が広く利用されている。

【０００５】上記のような現像装置の代表的な例を図１
１、及び図１２に示す。図１１は従来の現像装置の主断
面構成図、図１２は従来の現像装置要部の長手方向の断
面構成図である。

【０００６】図１１に示すように、現像剤担持体である
現像スリーブ４ａはその内部に磁界発生手段である磁石
４ｂを有し、トナー容器３にスリーブ軸受５を介して回
転可能に支持されている。トナー容器３から供給された
トナーは磁力により現像スリーブ４ａ表面に付着し、現
像ブレード４ｃにより層厚が一定に規制された後、像担
持体である感光ドラム１上の潜像にトナーが付着され
る。又、現像スリーブ４ｂの両端部には弾性シール部材
４ｄが、感光ドラム１と対向する側のトナー容器３に固
定されており、現像スリーブ４ｂの外周面に圧着させる
ことによりトナーの流出を防止している。

【０００７】しかしながら、このような構成のものでは
現像スリーブ４ａの外周面に圧接した弾性シール部材４
ｄによる負荷が大きく、又、現像スリーブ４ａとの接触
により弾性シール部材４ｄが劣化し、シール性が悪化す
る等の問題があった。更に、現像スリーブ４ａと弾性シ
ール部材４ｄとの間に僅かであるがトナーが侵入してし
まう場合があり、この侵入したトナーが凝集・融着を起
こして画像に白スジ等が生じることがあった。

【０００８】そこでこれらの問題を解決すべく、現像ス
リーブの両端部に一定の間隙をもって磁性体のシール部
材を配置し、これによりトナーの流出を防止する構成を
備えた現像装置が提案されている。

【０００９】この現像装置は、図９及び図１０に示すよ
うに、磁性体シール部材ｄ’が現像スリーブ４ａの両端
部にその外周面と一定間隙ｇを隔てて、感光ドラム１に
対向する側のトナー容器３に固定されている。現像スリ
ーブ４ａは磁石４ｂを内包しており、磁性体シール部材
４ｄ’と磁石４ｂの磁極との間に集中磁界を形成し、間
隙ｇに走る磁束に沿ってトナーを介在させて磁気ブラシ
を形成し、これ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。

【００１０】このような構成の現像装置は、現像スリー
ブと磁性体シール部材が非接触であるため、現像スリー
ブの回転トルクが著しく小さく、従って、駆動モータも
小型で低価格なものでよい。又、磨耗等がないのでその
使用は半永久的であり、リサイクルにも対応可能であ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記磁
性体シール部材を用いた現像装置において、現像剤のシ
ール能力は十分満足がいくものではなかった。特に磁石
４ｂの磁極と磁極の間、つまり磁極の着磁されていない
部分に磁束の走らない、疎なる部分ができる。従って、
例えばプロセスカートリッジのユーザー操作性を考慮し
た場合、特にプロセスカートリッジを画像形成装置本体
に装着する際などの衝撃が加わる場合等は、磁束の疎な
る部分から現像剤の漏れが発生する恐れがあり、そのシ
ール性に大きな不安があった。

【００１２】従って、本発明の目的は、ユーザー操作性
がよく、衝撃等が加わった場合においてもシール性能を
十分に発揮し、なおかつ現像剤担持体への負荷が小さく
長期使用にも耐えうるシール部材を有する現像装置及び
プロセスカートリッジを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置及びプロセスカートリッジにて達成される。要
約すれば、本発明の第１の態様によれば、現像剤を収容
する現像容器と、前記現像容器の開口部に現像剤を担持
搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の外周面の
端部と間隙をもって対向し、現像剤の漏れを防止する磁
石と、を有する現像装置において、前記磁石は、前記現
像剤担持体の周面に沿ってＮ極とＳ極との磁極を複数備
え、前記磁石の前記現像剤担持体の側の面とは反対側の
面に前記複数の磁極に跨って磁性体を設けたことを特徴
とする現像装置が提供される。本発明の一実施態様によ
ると、前記現像剤担持体の内部には磁界発生手段が設け
られる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】本発明の第２の態様によれば、上記現像装
置と、上記現像装置が現像作動を行う像担持体と、を有
し、画像形成装置本体に着脱可能であるプロセスカート
リッジが提供される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明に係る現像装置及びプロセスカ
ートリッジの実施例を図面に則して更に詳しく説明す
る。尚、前出の部材と同一の部材については同一符号を
付するものとする。又、次に説明する実施例にては、本
発明は、例えば図８に示されるような電子写真画像形成
装置に使用されるものとして説明するが、これに限定さ
れるものではない。

【００１９】図８にて、電子写真画像形成装置は、像担
持体である感光ドラム１を回転自在に設け、該感光ドラ
ム１を帯電装置２で一様に帯電し、次に例えばレーザの
ような発光素子１３によって情報信号を露光して静電潜
像を形成し、現像装置４で可視像化する。次に該可視像
を転写帯電器１５により転写紙１６に転写し、更に定着
装置１７にて定着して永久画像を得る。又、感光ドラム
１上の転写残トナーはクリーニング装置６により除去す
る。

【００２０】参考例１ 本発明による現像装置の第１参考例について、図１ない
し図３を参照して説明する。同図にて、現像装置４は画
像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジに組み込
まれている。図１はプロセスカートリッジの断面構成
図、図２は現像装置の主断面構成図、図３はその長手方
向の断面構成図を示している。

【００２１】プロセスカートリッジは、感光ドラム１
と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであ
る。例えば感光ドラム１の表面を帯電させる帯電装置
２、感光ドラム１にトナー像を形成する現像装置４、感
光ドラム１表面に残留したトナーを除去するためのクリ
ーニング装置６等である。本参考例のプロセスカートリ
ッジは、図１に示すように像担持体である電子写真感光
ドラム１の周囲に帯電装置２、トナー（現像剤）を収容
するトナー装置３を具備した現像装置４、及びクリーニ
ング装置６を配置し、枠体７、８からなるハウジングで
覆って一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に
対して着脱自在に構成している。

【００２２】現像装置４には、磁性部材たる磁性体シー
ル部材４ｄ’が現像スリーブ４ａの両端部にその外周面
と一定間隙ｇを隔て、感光ドラム１に対向する側のトナ
ー容器３に固定されており、磁性体シール部材４ｄ’と
現像スリーブ４ａに内包される磁石４ｂの磁極との間に
集中磁界を形成し、間隙ｇに走る磁束に沿ってトナーを
介在させ磁気ブラシを形成することでトナーが現像領域
外に流出するのを防止している。このとき、前記間隔ｇ
に介在させるトナーは磁性トナーである。一方、現像容
器内に収納されるトナーは磁性トナーに限らず非磁性ト
ナーでもよい。

【００２３】図２及び図３に示す参考例では、磁石４ｂ
の両端部の、磁性体シール部材４ｄ’の内周面に対向す
る部分４ｂ’に、その周方向に沿って多数のＮＳ極を着
磁している。

【００２４】これにより、磁石４ｂに着磁されている磁
極が従来に比べ多磁極になっている分、磁極と磁極の間
隔は狭まり、着磁のされていない部分即ち磁束の疎なる
部分を小さくすることができる。その結果、現像スリー
ブ４ａと磁性体シール部材４ｄ’との間隙ｇに走る磁束
はより密となり、シール性能が向上する。

【００２５】尚、本参考例では、磁石４ｂの両端部の多
磁極化した部分４ｂ’において、ＮＳ極を全周にわたっ
て着磁した例を示したが、磁性体シール部材４ｄ’に内
包される半周部分のみ着磁した場合でも同様の効果が得
られる。

【００２６】また、磁石４ｂの両端部の多磁極化した部
分４ｂ’に着磁される磁極の数は、特に限定されるもの
ではない。

【００２７】参考例２ 次に、図４により第２参考例について説明する。

【００２８】第１参考例において、磁石４ｂの両端部の
多磁極した部分４ｂ’が、磁石４ｂの一部を着磁した構
成、即ち多磁極した部分４ｂ’と磁石４ｂとが一体成形
である例を示したが、これを別部材にした構成にしても
よい。

【００２９】図４に示すように、磁石４ｂの両端部の磁
性体シール部材４ｄ’と対応する部分を磁石４ｂの外径
より小径化し、そこに別体として磁石４ｂと同じ外径
で、その外周面を多磁極に着磁した部材４ｂ”をはめ込
む構成としたものである。これによっても第１参考例と
同様の効果を得ることができる。

【００３０】参考例３ 次に図５及び６に沿って本発明の第３参考例について説
明する。

【００３１】第１及び第２参考例では、磁石４ｂの両端
部の磁性体シール部材４ｄ’と対向する部分４ｂ’を多
磁極化することで磁束の疎なる部分を小さくし、シール
性を向上させる例を示したが、逆に磁石４ｂ側に磁性体
を配置し、シール部材の方を多磁極に着磁して、磁力を
もたせた構成にすることもできる。

【００３２】図５及び６に示すように、磁石４ｂの両端
部に磁性部材たる磁性体リング９を配置し、更に磁性体
リング９と対向する位置に、内周面をＮＳ極の多磁極に
着磁した磁石シール部材４ｅを、磁性体リング９を覆う
ように配置する。

【００３３】これにより、磁性体リング９と磁石シール
部材４ｅとの間には磁界が形成され、第１参考例と同
様、磁束の疎なる部分の小さい、より密な磁束を現像ス
リーブ４ａと磁石シール部材４ｅとの間隙ｇに走らせる
ことができ、シール性能が向上する。

【００３４】尚、磁石シール部材４ｅの内周面に着磁さ
れる磁極の数は、第１参考例と同様、特に限定されるも
のではない。

【００３５】実施例１ 図７により本発明の実施例について説明する。

【００３６】第３参考例において、磁石４ｂの両端部に
磁性体リング９を配置し、更に内周面を多磁極に着磁し
た磁石シール部材４ｅを磁性体リング９に対向する位置
に配置する構成を示したが、図７のように磁石シール部
材４ｅの外周面に薄い磁性体シート部材１０を配置する
ことで、更にシール性能を向上することができる。

【００３７】これは、磁石シール部材４ｅの内周面の磁
極に対し、その外周面にも磁極が多磁極に着磁されてお
り、そのとき磁石シール部材４ｅの外周面の磁気回路を
考えると、磁束はＮ極から空気中を経てＳ極へと走って
いる。そこで、磁性体シート部材１０を配置することに
より、磁束が空気中より抵抗が非常に小さい磁性体シー
ト部材１０内部を走るようになる。従って、磁石シール
部材４ｅの全体の磁気回路の抵抗も小さくなり、その結
果現像スリーブ４ａと磁石シール部材４ｅとの間隙ｇを
走る磁束をより密にすることができ、シール性能が向上
する。

【００３８】以上の説明においては、現像装置４がプロ
セスカートリッジに組み込まれているものについて説明
したが、本発明にかかる現像装置はプロセスカートリッ
ジを使用しない構成の画像形成装置に対しても、ほぼ同
じ構成で適用し、ほぼ同じ効果を上げることができるの
は勿論である。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、現像剤を収容する現像容器と、現像容器の開口部に
現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体の
外周面の端部と間隙をもって対向し、現像剤の漏れを防
止する磁石と、を有する現像装置において、磁石は、現
像剤担持体の周面に沿ってＮ極とＳ極との磁極を複数備
え、磁石の現像剤担持体の側の面とは反対側の面に複数
の磁極に跨って磁性体を設けた構成とされるので、磁石
の現像剤担持体の側の面とは反対側の面で、磁束が、磁
気抵抗が非常に小さい磁性体内部を通ることにより、全
体の磁気回路の抵抗も小さくなり、現像剤担持体と磁石
との間隙を走る磁束を密にすることができ、これによ
り、現像剤のシール性能が向上し、ユーザー操作性を改
善することができる。

【００４０】又、本発明によるプロセスカートリッジ
は、上記構成の現像装置と、現像装置が現像作動を行う
像担持体とを有し、画像形成装置本体に着脱可能とされ
るので、現像剤の外部への流出を防止でき、上記と同様
の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用し得る現像装置を有するプロセス
カートリッジの断面構成図である。

【図２】本発明の第１参考例の現像装置要部の断面構成
図である。

【図３】図２の現像装置要部の長手方向の断面構成図で
ある。

【図４】本発明の第２参考例の現像装置要部の長手方向
の断面構成図である。

【図５】本発明の第３参考例の現像装置要部の主断面構
成図である。

【図６】図５の現像装置要部の長手方向の断面構成図で
ある。

【図７】本発明に係る実施例の現像装置要部の主断面構
成図である。

【図８】本発明が具現化できる電子写真式画像形成装置
の概略構成図である。

【図９】磁性体シール部材を用いた従来のプロセスカー
トリッジの現像器の要部断面構成図である。

【図１０】磁性体シール部材を用いた従来現像装置要部
の長手方向断面構成図である。

【図１１】弾性体シール部材を用いた従来現像装置の主
断面構成図である。

【図１２】弾性体シール部材を用いた従来現像装置要部
の長手方向断面構成図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ３ トナー容器（現像容器） ４ａ 現像スリーブ（現像剤担持体） ４ｂ 磁石 ４ｂ’ 磁石の多磁極部 ４ｂ” 別体の多磁極磁石 ４ｄ’ 磁性体シール部材（磁性部材） ４ｅ 多磁極シール部材 ９ 磁性体リング １０ 磁性体シート部材

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収容する現像容器と、前記現像
   容器の開口部に現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の外周面の端部と間隙をもって対向
   し、現像剤の漏れを防止する磁石と、を有する現像装置
   において、 前記磁石は、前記現像剤担持体の周面に沿ってＮ極とＳ
   極との磁極を複数備え、前記磁石の前記現像剤担持体の
   側の面とは反対側の面に前記複数の磁極に跨って磁性体
   を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤担持体の内部には磁界発生手
   段を有することを特徴とする請求項１の現像装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１又は２に記載の前記現像装
   置と、前記現像装置が現像作動を行う像担持体と、を有
   し、画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とす
   るプロセスカートリッジ。