JP4339276B2 - 現像装置およびこの現像装置が適用された画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式で感光体ドラムの周面に形成された静電潜像に向けてトナーを供給することによりトナー像を形成させるように構成された現像装置およびこの現像装置が適用された画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式が採用された画像形成装置に適用される現像装置が知られている。この現像装置は、感光体ドラムの周面に画像データに基づいて形成された静電潜像へ向けて現像剤であるトナーを供給するものであり、周面に形成されたトナー像は、感光体ドラムの軸心回りの回転で用紙貯留部から搬送されてきた被転写材である用紙に転写されるようになっている。感光体ドラムの直下流側には定着装置が設けられ、トナー像の転写された用紙は、この定着装置で加熱により当該トナー像を用紙に定着させる定着処理が施された後、外部に排出されるようになっている。

前記現像装置は、所定の筐体内に現像剤（１成分系の場合はトナー、２成分系の場合はトナーとキャリヤとの混合物）を攪拌する攪拌手段と、この攪拌手段によって攪拌されつつあるトナーを感光体ドラムの周面に供給する円筒状の現像スリーブとが装着されることによって構成されている。そして、所定のトナーカートリッジから筐体内に供給されたトナーは、１成分系の場合はそのまま攪拌され、２成分系の場合は予め装填されているキャリヤと混合攪拌され、軸心回りに回転している現像スリーブの周面を介して均一な状態で感光体ドラムの周面に供給されるようになっている。感光体ドラムの周面と対向した現像スリーブの周面の直上位置には所定の隙間を介してブレードが設けられ、現像スリーブ周面のトナーは、このブレードで相対的に擦り取られることにより感光体ドラムに過剰に供給されないようになされている。

このような現像装置の内で特許文献１に記載されたものが注目されている。この現像装置は、ブレードにおける現像スリーブと対向した縁面の厚み寸法がブレード本体のそれより薄く設定された薄肉エッジ部を有し、ブレードおよび現像スリーブ内にそれぞれ設けられた磁石の磁力線をこの薄肉エッジ部に集中させるようになされている。こうすることによってブレードと現像スリーブとの間の隙間空間に密度の高い強力な磁束が形成されるため、現像スリーブによって隙間空間を介し感光体ドラムへ向けて搬送されるトナーは、この強力な磁束による拘束でブレードの長手方向において均等な圧力を受け、これによって粗密のない均一な状態になるという格別の作用効果を得ることができる。
特開２００３−１６７４２６号公報

このように、特許文献１に記載の現像装置においては、現像スリーブから感光体ドラムに向けて均一な状態のトナーが供給されるという優れた利点を備えているが、強力な磁束によりブレードの両端部から現像スリーブの両端部に押し出されるトナーの量が増加することにもなる。かかる押し出されたトナーが現像スリーブの端部から漏洩するのを防止するべく、通常、現像スリーブの両端部には磁性材料製の磁性シール部材が設けられ、この磁性シール部材と現像スリーブ内の磁石との間に架橋される磁束によってトナーの漏洩が防止されるようになされている。

従って、ブレードの端部から押し出されたトナーは、この磁性シール部材によって移動が阻止されるため、結果として押し出されたトナーがブレードと磁性シール部材との間の現像スリーブ周面に滞留し、この部分が滞留したトナーで盛り上がったいわゆるトナー太りが生じるという問題点が提起される。

本発明は、従来のこのような問題点を解消するためになされたものであり、現像ローラ周面に形成されるトナー太り現象が起らないようにすることができる現像装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、軸心回りに回転しながら感光体ドラムの周面の潜像領域にトナーを供給する、スリーブ側磁石の内装された現像スリーブが所定の筐体内に装着されてなる現像装置において、所定寸法の隙間を介して前記現像スリーブの周面の中央部に対向配置されたトナーの感光体ドラムへの供給量を調節するブレードと、前記ブレードに長手方向の略全長に亘って付設されたブレード側磁石とが備えられ、前記ブレード側磁石は、前記ブレード側磁石周りに形成された磁力線の磁力の方が前記スリーブ側磁石による磁力線の磁力よりも強くなるように両端部の高さ寸法が中央部の高さ寸法より低く設定されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、筐体内にトナーを装填した状態で現像スリーブを軸心回りに回転させることにより、筐体内のトナーは、現像スリーブの周面に誘導されて感光体ドラムの方向に向けて搬送され、ブレード側磁石およびブレードの下端縁部と現像スリーブの周面との隙間を潜り搬送量が調節された状態で軸心回りに回転している感光体ドラム周面の潜像領域に供給されてトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラムの回転に応じて同期搬送されてきた用紙に転写される。

そして、ブレード側磁石は、両端部の高さ寸法が中央部の高さ寸法より低く設定され、これによって当該ブレード側磁石の両端部は中央部より磁力が強くなっているため、この部分と現像スリーブの周面との間にはスリーブ側磁石との協働によって形成された磁束が中央部より強力になっており、この強力な磁束に阻まれることによって現像スリーブ周面のトナーが現像スリーブの端部に移動することが阻止され、トナーが現像スリーブの端部に滞留することによって形成されるトナー太りの発生が有効に防止される。

因みに、磁石は、磁性材料を強力な磁場空間の中に置くことにより製造されるが、磁場空間内における磁束は、磁性材料の薄い部分に集中する性質があるため、両端部の高さ寸法が中央部より低く設定されたブレード側磁石を磁場空間内に放置すると、自然とブレード側磁石の両端部に磁束が集中して両端部が中央部より強力な磁石になる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ブレード側磁石の両端部の高さ寸法の設定は、中央部より低い高さが均等な段差部によって行われていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、段差部は、高さ寸法が均等であるため、段差部の全域に亘って同一の強さの磁力が形成される。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ブレード側磁石の両端部の高さ寸法の設定は、中央部から端部に向かうに従い高さが漸減する傾斜部によって行われていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、傾斜部は、高さ寸法が端部に向かうに従って漸減しているため、磁力は、端部に向かって漸増していく。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記現像スリーブには、両端部にその周面から所定寸法の隙間を介して対向配置された円弧状を呈する一対の磁性部材が設けられていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、たとえブレード側磁石の高さ寸法が低く設定された端部を通過して現像スリーブの端部にトナーが向かっても、磁性部材とスリーブ側磁石との間に架橋された磁力線に規制され、これによってトナーが現像スリーブの端部から漏洩することが有効に防止される。

請求項５記載の発明は、前記感光体ドラムの周面に形成された静電潜像にトナーを供給することによりトナー像を形成し、このトナー像を用紙に転写するように構成された画像形成装置において、前記トナー像を形成するべく請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置が適用されていることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、画像形成装置に請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置が適用されているため、画像形成装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置の作用効果を享受したものになり、現像スリーブの両端部におけるトナー太りの発生が有効に防止される。

請求項１記載の発明によれば、ブレード側磁石は、両端部の高さ寸法が中央部の高さ寸法より低く設定され、これによって当該ブレード側磁石の両端部は中央部より磁力が強くなっているため、この部分と現像スリーブの周面との間にはスリーブ側磁石との協働によって形成された磁束が中央部より強力になっており、この強力な磁束に阻まれることによって現像スリーブ周面のトナーが現像スリーブの端部に移動することが阻止され、トナーが現像スリーブの端部に滞留することによって形成されるトナー太りの発生を有効に防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、ブレード側磁石の両端部に形成された段差部は、高さ寸法が均等であり、これによって段差部の全域に亘って同一の強さの磁力が形成されるため、段差部に対応した現像スリーブ周面の隙間は、全体的に同一の磁力でトナーの侵入を拒み、これによってトナーが段差部を越えることを効果的に規制することができる。

請求項３記載の発明によれば、ブレード側磁石の両端部に形成された傾斜部は、高さ寸法が端部に向かうに従って漸減し、これによって磁力は、端部に向かって漸増していくため、たとえ傾斜部に対応した隙間にトナーが入り込んでも、傾斜部の先端において最も強力な磁力によりそれ以上のトナーの移動を確実に阻止することができる。

請求項４記載の発明によれば、現像スリーブには、両端部にその周面から所定寸法の隙間を介して対向配置された円弧状を呈する一対の磁性部材が設けられているため、たとえブレード側磁石の高さ寸法が低く設定された端部を通過して現像スリーブの端部にトナーが向かっても、磁性部材とスリーブ側磁石との間に架橋された磁力線に規制され、これによってトナーが現像スリーブの端部から漏洩することを有効に防止することができる。

請求項５記載の発明によれば、画像形成装置を、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置の作用効果を享受したものにすることができる。

図１は、本発明に係る現像装置が適用されたプリンタの一実施形態を示す正面断面視の説明図である。図１に示すように、プリンタ（画像形成装置）１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙Ｐに対して画像の転写処理を施す画像形成部１３と、この画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とが装置本体１１に内装されると共に、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が装置本体１１の頂部に設けられることによって構成されている。

前記用紙貯留部１２には、所定数（本実施形態では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の上流端（図１の右方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して画像形成部１３に給紙されるようになっている。

前記画像形成部１３は、コンピュータ等から電送された画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、前後方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム軸２１回りに回転可能に設けられた感光体ドラム２０の周面に沿うように、当該感光体ドラム２０の直上位置から時計方向に向けて帯電ローラ３０、露光装置４０、現像装置５０、転写ローラ６０およびクリーニング装置７０が配設されることによって形成されている。

前記感光体ドラム２０は、周面に静電潜像を形成させた後にこの静電潜像に沿ったトナー像を形成させるためのものであり、周面にアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。かかる感光体ドラム２０は、装置本体１１の略中央部で前後方向（図１の紙面に直交する方向）に延びるドラム軸２１に同心で一体的に軸支され、図略の駆動手段の駆動によるドラム軸２１の時計方向に向かう駆動回転によって当該ドラム軸２１と一体回転し得るようになっている。

前記帯電ローラ３０は、ドラム心回り時計方向に回転している感光体ドラム２０の周面に一様な電荷を形成させるものであり、周面が感光体ドラム２０の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２０へ電荷を付与するようになっている。なお、帯電ローラ３０に代えてワイヤからのコロナ放電により感光体ドラム２０の周面に電荷を付与するコロナ放電方式のものを採用してもよい。

前記露光装置４０は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づき強弱の付与されたレーザー光を回転している感光体ドラム２０の周面に照射し、これによるレーザー光が照査された部分の電荷の消去によって当該周面に静電潜像を形成させるものである。

前記現像装置５０は、感光体ドラム２０の周面に現像剤であるトナーＴを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーＴを付着させ、これによって感光体ドラム２０の周面にトナー像を形成させるものである。なお、本実施形態においては、現像剤としてトナーＴのみからなる、いわゆる１成分系のものが採用されているが、本発明は、現像剤がトナーＴのみからなる１成分系のものであることに限定されるものではなく、現像剤がトナーＴとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものであってもよい。

因みに、トナーＴは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。これに対し、キャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ_３Ｏ_４）等の粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーＴを帯電させるために使用される。そして、トナーＴは、トナーカートリッジ５９から現像装置５０に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置５０内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的であるが、本実施形態においては、現像装置５０にキャリアは装填されていない。

前記転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム２０の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与するようになっている。

従って、感光体ドラム２０の直下位置を越えた用紙Ｐは、転写ローラ６０と感光体ドラム２０とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム２０周面のトナー像がマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施されることになる。

前記クリーニング装置７０は、転写処理後の感光体ドラム２０の周面に残留しているトナーＴを取り除いて清浄化するためのものである。このクリーニング装置７０によって清浄化された感光体ドラム２０の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電ローラ３０へ向かうことになる。

前記定着部１４は、画像形成部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像に加熱による定着処理を施すものであり、内部にハロゲンランプ等の通電発熱体が装着されたヒートローラ１４１と、このヒートローラ１４１の下部で周面が対向配置された加圧ローラ１４２とを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ローラ心回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ１４１と、ローラ心回りに反時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ１４２との間のニップ部を通過することによって、ヒートローラ１４１からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出されることになる。

前記排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。

図２は、現像装置５０の第１実施形態を示す一部切り掻き斜視図であり、図３は、そのＡ−Ａ線断面図である。図２および図３において、Ｘ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。これらの図に示すように、現像装置５０は、異形の箱形を呈した筐体５８内に、トナーカートリッジ５９から補給されたトナーを攪拌しながら後方に向かって搬送する第１スパイラルフィーダ５１と、この第１スパイラルフィーダ５１から受け渡されたトナーを前方に向かって搬送する第２スパイラルフィーダ５２と、この第２スパイラルフィーダ５２によって搬送されつつあるトナーＴを受け取って感光体ドラム２０の周面の潜像領域に供給する現像スリーブ５３とが装着されることによって構成されている。

前記筐体５８は、図２および図３に示すように、−Ｙ方向（図２）から見た正面視でＬ字状を呈し、左右方向の略中央位置から左方が先上がりに傾斜して左端部が感光体ドラム２０に対向した底板５８１と、上部でこの底板５８１に対向配置された天板５８２と、これら底板５８１および天板５８２の前後の端部間に架設された前後方向一対の側板５８３（図２に前方の側板を二点鎖線で示している）と、これら一対の側板５８３間に架設されたトナー受けトレイ５８４とを備えている。

前記天板５８２は、左方が１段高くなった階段状に形成され、右方の低位天板５８２ａと、左方の高位天板５８２ｂと、これら低位天板５８２ａの左端縁部と高位天板５８２ｂの右端縁部との間に架設された垂直天板５８２ｃとからなっている。低位天板５８２ａの前端部には、トナーカートリッジ５９からのトナーを受け入れるためのトナー受入れ口５８２ｄが設けられている。また、高位天板５８２ｂの左端縁部と、底板５８１の左端縁部との間には、感光体ドラム２０の周面に対向して筐体５８内のトナーＴを感光体ドラム２０の周面に供給するためのトナー供給口５８６が開口されている。

前記トナー受けトレイ５８４は、第１スパイラルフィーダ５１を収容する第１トレイ５８４ａと、第２スパイラルフィーダ５２を収容する第２トレイ５８４ｂと、下部で現像スリーブ５３と対向配置された第３トレイ５８４ｃとを備えている。第１〜第３トレイ５８４ａ，５８４ｂ，５８４ｃは、いずれも対応した第１および第２スパイラルフィーダ５１，５２並びに現像スリーブ５３に対応するように正面視で円弧状に形成されている。また、第１トレイ５８４ａの右端部には右側壁５８７が設けられ、この右側壁５８７が底板５８１および低位天板５８２ａの各右端部間に架設されることによって筐体５８内の右面側が閉止されている。

前記第１スパイラルフィーダ５１は、第１トレイ５８４ａの直上位置で一対の側板５８３間に貫通架設された第１フィーダ軸５１１と、この第１フィーダ軸５１１に同心で外嵌固定された第１スパイラルフィン５１２とを備えて構成されている。前記第１スパイラルフィン５１２は、左ねじ状態で螺旋状に形成され、第１フィーダ軸５１１が正面視で時計方向に回転することにより第１トレイ５８４ａ上のトナーＴを後方に向かって搬送するようになっている。

前記第２スパイラルフィーダ５２は、第２トレイ５８４ｂの直上位置で一対の側板５８３間に貫通架設された第２フィーダ軸５２１と、この第２フィーダ軸５２１に同心で外嵌固定された第２スパイラルフィン５２２とを備えて構成されている。前記第２スパイラルフィン５２２は、右ねじ状態で螺旋状に形成され、第２フィーダ軸５２１が正面視で時計方向に回転することにより第２トレイ５８４ｂ上のトナーＴを前方に向かって搬送するようになっている。

前記第１および第２トレイ５８４ａ，５８４ｂ間には仕切り壁５８５が設けられている。この仕切り壁５８５の前方位置には、前方流通口５８５ａが開口されているとともに、同後方位置には後方流通口５８５ｂが開口されている。そして、トナーカートリッジ５９からトナー受入れ口５８２ｄを介して筐体５８内に導入されたトナーＴは、まず第１トレイ５８４ａ内において第１スパイラルフィーダ５１の駆動回転で後方に向けて搬送され、後方流通口５８５ｂを通って第２トレイ５８４ｂへ搬入され、第２トレイ５８４ｂ内において第２スパイラルフィーダ５２の駆動回転で前方に向けて搬送され、以後、第１および第２トレイ５８４ａ，５８４ｂ間を循環しながら一部が現像スリーブ５３へ供給されるようになっている。

前記現像スリーブ５３は、一対の側板５８３間に貫通架設されたスリーブ軸５３１と、このスリーブ軸５３１に同心で一体外嵌されたスリーブ本体５３２とからなっている。かかる現像スリーブ５３は、前記第３トレイ５８４ｃの上方位置においてスリーブ本体５３２の周面がトナー供給口５８６を介して感光体ドラム２０の周面と対向するように設置位置が設定され、図略の駆動手段の駆動でスリーブ軸５３１回りに図３における反時計方向に向けて回転し、これによって第３トレイ５８４ｃ上に送り込まれたトナーＴを感光体ドラム２０の周面に向かわせるようになっている。

そして、本発明においては、このように構成された現像装置５０に、トナーＴを適正に感光体ドラム２０に供給するとともに、スリーブ本体５３２の端部にトナーが滞留して形成される、いわゆるトナー太りを防止し、かつ、トナーＴのスリーブ本体５３２端部からの漏洩を防止するためのトナー太り防止構造８０が付設されている。

図４は、トナー太り防止構造８０を説明するための当該トナー太り防止構造８０の一実施形態を示す斜視図である。また、図５は、図４に示すトナー太り防止構造８０の平面視の説明図であり、図６は、同トナー太り防止構造８０の側面視の説明図であり、図７は、同トナー太り防止構造８０の正面視の説明図である。なお、図４〜図７におけるＸおよびＹによる方向表示は、図２の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。以下、図４〜図７を基に、必要に応じて図１〜図３を参照しながらトナー太り防止構造８０について説明する。

まず図４に示すように、トナー太り防止構造８０は、筐体５８（図２）の高位天板５８２ｂの左縁部からスリーブ本体５３２の周面に向けて垂下された前後方向に延びるブレード８１と、スリーブ本体５３２の右側位置において当該スリーブ本体５３２の前後の縁部に対向配置された前後方向一対の磁性部材８２と、前記ブレード８１の右面側に積層されたブレード側磁石８３とを備えて構成されている。

前記ブレード８１は、現像スリーブ５３のスリーブ軸５３１回りの回転によって感光体ドラム２０の周面の潜像領域２２（図４に示す二点鎖線間の静電潜像が形成される領域）に対して供給されるトナーＴの量を規制して過供給されないようにするためのものであり、スリーブ本体５３２の上方位置で当該スリーブ本体５３２を略横断するように設けられている。

かかるブレード８１は、本実施形態においては、下端縁部とスリーブ本体５３２の周面との間の隙間寸法（ギャップＢ（図６参照））が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに設定されている。このような範囲が設定されるのは、ギャップＢが０．１ｍｍ未満であると、あまりにも隙間が狭すぎてトナーＴを適正に感光体ドラム２０の周面に供給し得なくなり、これによって適正な濃度のトナー画像が形成されなくなるからであり、逆にギャップＢが０．５ｍｍを超えると、感光体ドラム２０に対してトナーＴが供給過多になってしまい、感光体ドラム２０の潜像領域２２に濃過ぎるトナー画像が形成されてしまうからである。

また、本実施形態においては、ブレード８１は、ローカルコンディションに応じて上下寸法が略２５ｍｍに設定されているが、本発明は、ブレード８１の上下寸法が略２５ｍｍであることに限定されるものではなく、設計条件など状況に応じて適宜設定すればよい。

また、ブレード８１の厚み寸法ｔ（図５）は、本実施形態においては２．０ｍｍに設定されているが、２．０ｍｍであることに限定されるものではなく、状況に応じて２．０ｍｍ未満であってもよいし、２．０ｍｍを超えてもよい。

そして、本発明においては、ブレード８１として磁性材料が採用されている。ブレード８１に磁性材料が採用されるのは、ブレード８１に付設されたブレード側磁石８３およびスリーブ本体５３２に内装されたスリーブ側磁石５３３（図６）からの磁力線をブレード８１へ導くようにし、これによってブレード８１の先端縁部とスリーブ本体５３２の周面との隙間に、電荷の付与されたトナーＴとの協働で形成される磁力線による磁気穂に誘導させてトナーＴの感光体ドラム２０への供給を適正に行わせるとともに、ブレード側磁石８３との協働でスリーブ本体５３２の端部にトナーが堆積することによるトナー太りを防止するためである。

前記磁性部材８２は、筐体５８内においてトナーＴがブレード８１に到達するまでの間にスリーブ本体５３２の中央部周面から端部に向けて移動するのを防止するためのものであり、正面視で曲率中心角が略１８０°に設定された円弧状に形成されている。かかる磁性部材８２は、図７に示すように、上端部がブレード８１の右面側に当接固定されているとともに、下端部が筐体５８の第３トレイ５８４ｃに対向配置され、これによってスリーブ本体５３２に対する離間状態が確保されるようになっている。

このような磁性部材８２によれば、当該磁性部材８２とスリーブ本体５３２に内装されたスリーブ側磁石５３３との間に磁力線による磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシがトナーＴの移動を規制するため、トナーＴがスリーブ本体５３２の周面からその端部に向かう移動が有効に防止される。

そして、このような磁性部材８２は、その曲率内径寸法がスリーブ本体５３２の外径寸法より０．１ｍｍ〜０．５ｍｍだけ大きめに設定されている。このような範囲が設定されるのは、磁性部材８２の曲率内径寸法差が０．１ｍｍ未満であると、あまりにも隙間が狭すぎてスリーブ本体５３２の周面が磁性部材８２の内面と摺接してしまう虞がある一方、逆に前記曲率内径寸法差が０．５ｍｍを超えると、磁気ブラシによるトナーＴの確実な漏洩防止作用を得ることができなくなるからである。

また、このような磁性部材８２は、図６に示すように、スリーブ本体５３２の前後方向（図６の紙面では当該紙面の左右方向）で内側の端部がスリーブ側磁石５３３の端部と若干重なり合うように設置位置が設定されている。本実施形態においては、この重なり量ｍは０．５ｍｍに設定されているが、０．５ｍｍに限定されるものではなく、状況に応じて重なり量を適宜設定することができる。かかる重なり量ｍが設定されるのは、スリーブ側磁石５３３からの磁気ブラシをスリーブ側磁石５３３の径方向に向けて真っ直ぐに形成させ、これによって磁気ブラシの磁力の作用を最大限に引き出してトナーＴのスリーブ本体５３２端部へ向かう移動を効果的に規制するためである。

さらに、磁性部材８２は、前後幅寸法Ｃが５ｍｍ〜１０ｍｍに設定されている。前後幅寸法Ｃとしてこのような範囲が設定されるのは、磁性部材８２の前後幅寸法が５ｍｍ未満の場合、幅寸法が小さすぎることによって磁気ブラシのトナー移動規制力が弱いものになり、スリーブ本体５３２周面のトナーＴがスリーブ本体５３２の端部に移動するのを充分に規制することができない一方、磁性部材８２の前後幅寸法が１０ｍｍを超えた場合、磁気ブラシのトナー移動規制力がそれ程向上しないため、１０ｍｍを超えた長さにする必要性が存在しないからである。

前記ブレード側磁石８３は、スリーブ本体５３２内に動かない状態で装着されたスリーブ側磁石５３３および磁性材料製のブレード８１との協働によってスリーブ本体５３２周面のトナーＴを適正に感光体ドラム２０の周面に供給するとともに、スリーブ本体５３２の端部周面にトナー太りを形成させないようにするためのものであり、図４に示すように、ブレード８１の上流側（右面側）における一対の磁性部材８２間に積層状態で固定されている。かかるブレード側磁石８３は、前後方向に長尺に設定されることによって形成された板状の磁石本体８３１と、この磁石本体８３１の両端部から互いに反対方向に突設された上下寸法が磁石本体８３１のそれより低い段差を形成する段差部８３２とからなっている。

前記磁石本体８３１は、本実施形態においては、上下寸法が１０ｍｍに設定されているとともに、厚み寸法が１．５ｍｍに設定されているが、本発明は、磁石本体８３１の上下寸法が１０ｍｍであり、かつ、厚み寸法が１．５ｍｍであることに限定されるものではなく、状況に応じて最適の値が適宜設定される。

前記段差部８３２は、ブレード側磁石８３の両端部が上方から所定寸法だけ切り欠かれた状態で形成されている。かかる段差部８３２は、本実施形態においては、上下寸法が4ｍｍに設定されているとともに、磁石本体８３１からの突出量が７ｍｍに設定されている。厚み寸法は磁石本体８３１のそれと同じの１．５ｍｍに設定されている。なお、本発明は、段差部８３２の上下寸法、突出量および厚み寸法がそれぞれ４ｍｍ、７ｍｍおよび１．５ｍｍであることに限定されるものではなく、状況に応じて最適の値が適宜設定される。

そして、本発明においては、このように構成されたブレード側磁石８３がブレード８１に付設されることにより、スリーブ本体５３２周面のトナーＴを適正に感光体ドラム２０の周面に供給することができるとともに、スリーブ本体５３２の端部周面にトナー太りを形成させないようにすることができるようになっている。

図８は、トナー太り防止構造８０の作用を説明するための拡大説明図であり、（イ）は、図４のＢ−Ｂ線断面図であり、（ロ）は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図８におけるＸによる方向表示は、図２の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ右方）である。なお、図８においては、スリーブ本体５３２と磁性部材８２および磁性部材側磁石８３との間の隙間寸法は誇張して示している。

まず、本実施形態においては、図８の（イ）および（ロ）に示すように、スリーブ本体５３２に不動状態で内装されたスリーブ側磁石５３３は、正面視で扇形状を呈した複数の単位磁石（図８には上右側の第１単位磁石５３３ａおよび上左側の第２単位磁石５３３ｂが示されている）が集積されて円柱状に形成されている。スリーブ側磁石５３３の周面における第１単位磁石５３３ａと第２単位磁石５３３ｂとの境界位置は、ブレード側磁石８３の直下に形成されている。前記第１単位磁石５３３ａは、周面側がＳ極に設定されているとともに、前記第２単位磁石５３３ｂは、周面側がＮ極に設定されている一方、前記ブレード側磁石８３は、下部がＳ極に設定されている。

そして、スリーブ側磁石５３３およびブレード側磁石８３がこのように配置設定された状態で第１単位磁石５３３ａのＳ極と第２単位磁石５３３ｂのＮ極との間に架橋される磁力線の磁力の強さと、ブレード側磁石８３の磁石本体８３１のＳ極とブレード８１を介して同Ｎ極との間に架橋された磁力線の磁力の強さとが同一に設定されているため、スリーブ本体５３２の周面におけるブレード側磁石８３の磁石本体８３１に対応した部分においては、図８の（イ）に示すように、スリーブ側磁石５３３の磁力線とブレード側磁石８３側の磁石本体８３１の磁力線とが略拮抗した状態になっている。

従って、スリーブ本体５３２の周面のトナーＴは、当該スリーブ本体５３２の中心回りの回転により、前記拮抗状態の両磁力線に誘導されるようにして感光体ドラム２０へ向けて適正に供給されることになる。

これに対し、ブレード側磁石８３の端部においては、磁石本体８３１より上下寸法が短い段差部８３２が設けられているため、図８の（ロ）に示すように、ブレード側磁石８３の段差部８３２におけるＳ極とＮ極との間に架橋された磁力線の磁束密度が大きくなり、これによって磁石本体８３１周りに形成された磁力線の磁力の方が第１単位磁石５３３ａと第２単位磁石５３３ｂとの間に架橋された磁力線の磁力よりも強くなって段差部８３２の磁力線がスリーブ側磁石５３３の磁力線を下方に押し遣った状態になっているとともに、両磁力線間にはトナーＴに対してより強い排斥力が作用するようになっている。

従って、スリーブ本体５３２の反時計方向に向かう回転によってブレード側磁石８３に到達したトナーＴは、前記強い排斥力によってスリーブ本体５３２の端部に向かう移動が規制されるため、スリーブ本体５３２の周面における磁性部材８２の内側にトナーＴが堆積することが防止され、結局、前記体積に起因したトナー太りの発生が防止される。

以上詳述したように、本発明に係る現像装置５０は、スリーブ軸５３１回りに回転しながら感光体ドラム２０の周面の潜像領域２２にトナーＴを供給する、スリーブ側磁石５３３の内装された現像スリーブ５３が所定の筐体内に装着されてなるものであり、所定寸法の隙間を介して現像スリーブ５３の周面の中央部に対向配置されたトナーＴの感光体ドラム２０への供給量を調節するブレード８１と、ブレード８１に長手方向の略全長に亘って付設されたブレード側磁石８３とが備えられ、ブレード側磁石８３は、両端部の高さ寸法が中央部の高さ寸法より低く設定されているものである。

かかる構成によれば、筐体内にトナーＴを装填した状態で現像スリーブ５３を軸心回りに回転させることにより、筐体内のトナーＴは、現像スリーブ５３の周面に誘導されて感光体ドラム２０の方向に向けて搬送され、ブレード側磁石８３およびブレード８１の下端縁部と現像スリーブ５３の周面との隙間を潜り搬送量が調節された状態でドラム軸２１回りに回転している感光体ドラム２０周面の潜像領域２２に供給されてトナーＴ像が形成される。このトナーＴ像は、感光体ドラム２０の回転に応じて同期搬送されてきた用紙に転写される。

そして、ブレード側磁石８３は、両端部の高さ寸法が中央部の高さ寸法より低く設定され、これによって当該ブレード側磁石８３の両端部は中央部より磁力が強くなっているため、この部分と現像スリーブ５３の周面との間にはスリーブ側磁石５３３との協働によって形成された磁束が中央部より強力になっており、この強力な磁束に阻まれることによって現像スリーブ５３周面のトナーＴが現像スリーブ５３の端部に移動することが阻止され、トナーＴが現像スリーブ５３の端部に滞留することによって形成されるトナー太りの発生を有効に防止することができる。

因みに、磁石は、磁性材料を強力な磁場空間の中に置くことにより製造されるが、磁場空間内における磁束は、磁性材料の薄い部分に集中する性質があるため、両端部の高さ寸法が中央部より低く設定されたブレード側磁石８３を磁場空間内に放置すると、自然とブレード側磁石の両端部に磁束が集中し、これによって両端部が中央部より強力な磁石を得ることができる。

そして、上記の実施形態においては、ブレード側磁石８３の両端部には、高さが中央部の磁石本体８３１より低く設定された同一高さ寸法の段差部８３２が設けられているため、段差部８３２とスリーブ本体５３２との間に形成される磁力の強さは段差部８３２の全域に亘って同一になり、磁石本体８３１の下部に侵入したトナーＴは、段差部８３２の範囲内において同一の力でスリーブ本体５３２の端部に向かう移動が規制され、これによってトナーＴが段差部８３２を越えることを効果的に規制することができる。

また、現像スリーブ５３には、その周面から所定寸法の隙間を介して両端部に対向配置された円弧状を呈する一対の磁性部材８２が設けられているため、たとえブレード側磁石８３の高さ寸法が低く設定された端部を通過して現像スリーブ５３の端部にトナーＴが向かっても、磁性部材８２とスリーブ側磁石５３３との間に架橋された磁力線に規制され、これによってトナーＴが現像スリーブ５３の端部から漏洩することを有効に防止することができる。

そして、このようなトナー太り防止構造８０が適用された現像装置５０をプリンタ１０に採用することにより、当該プリンタ１０は、この現像装置５０の備えたの作用効果を享受したものになり、現像スリーブの両端部におけるトナー太りの発生に起因した画像不良を有効に防止することができ、常に汚れのない清浄な印刷出力を行うことができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含したものである。

（１）上記の実施形態においては、現像装置５０が適用される画像形成装置としてプリンタ１０を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるものではなく、複写機やファクシミリ装置、さらには画像情報を読み取ってコンピュータに電送するスキャナであってもよい。

（２）上記の実施形態においては、ブレード側磁石８３の両端部に高さ寸法が一定の段差部８３２を設けているが、かかる段差部８３２に代えて、上下寸法が磁石本体８３１から先端に向かうに従い漸減する傾斜部を設けてもよい。かかる傾斜部を設けた場合には、傾斜部によって形成される磁力は、その端部に向かって漸増していくため、たとえ傾斜部の領域にまでトナーＴが入り込んでも、傾斜部の先端において最も強力な磁力によりそれ以上のトナーＴの移動を確実に阻止することができる。

（３）上記の実施形態においては、ブレード側磁石８３の上流側においてブレード側磁石８３のＳ極と第１単位磁石５３３ａのＳ極とが対向配置されているが、本発明は、ブレード側磁石８３の上流側においてブレード側磁石８３のＳ極と第１単位磁石５３３ａのＳ極とが対向配置されることに限定されるものではなく、Ｎ極同士を対向配置してもよいし、異極同士を対向配置してもよい。

（４）上記の実施形態においては、着脱自在に装着されるトナーカートリッジ５９から現像装置５０にトナーＴを補給する両者分離式のものが適用されているが、本発明は、現像装置５０とトナーカートリッジ５９とがこのような分離式のものであることに限定されるものではなく、当初からトナーカートリッジ５９が現像装置５０の筐体５８に一体化された、いわゆる現像ユニットであってもよい。かかる現像ユニットの場合には、トナー切れの解消は、現像ユニットごとの新旧交換によって行われる。

本発明に係る現像装置が適用されたプリンタの一実施形態を示す正面断面視の説明図である。 現像装置の第１実施形態を示す一部切り掻き斜視図である。 図２ののＡ−Ａ線断面図である。 トナー太り防止構造の一実施形態を示す斜視図である。 図４に示すトナー太り防止構造の平面視の説明図である。 図４に示すトナー太り防止構造の側面視の説明図である。 図４に示すトナー太り防止構造の正面視の説明図である。 トナー太り防止構造の作用を説明するための説明図であり、（イ）は、図４のＢ−Ｂ線断面図であり、（ロ）は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置） １１ 装置本体
１２ 用紙貯留部 １２１ 用紙カセット
１２２ ピックアップローラ １２３ 給紙搬送路
１２４ レジストローラ対 １３ 画像形成部
１４ 定着部 １４１ ヒートローラ
１４２ 加圧ローラ １４３ 排紙搬送路
１５ 排紙部 １５１ 排紙トレイ
２０ 感光体ドラム ２１ ドラム軸
２２ 潜像領域 ３０ 帯電ローラ
４０ 露光装置 ５０ 現像装置
５１ スパイラルフィーダ ５１１ フィーダ軸
５１２ スパイラルフィン ５２ スパイラルフィーダ
５２１ フィーダ軸 ５２２ スパイラルフィン
５３ 現像スリーブ ５３１ スリーブ軸
５３２ スリーブ本体 ５３３ スリーブ側磁石
５３３ａ 単位磁石 ５３３ｂ 単位磁石
５８ 筐体 ５８１ 底板
５８２ 天板 ５８２ａ 低位天板
５８２ｂ 高位天板 ５８２ｃ 垂直天板
５８２ｄ トナー受入れ口 ５８３ 側板
５８４ トナー受けトレイ ５８４ａ 第１トレイ
５８４ｂ 第２トレイ ５８４ｃ 第３トレイ
５８５ 仕切り壁 ５８５ａ 前方流通口
５８５ｂ 後方流通口 ５８６ トナー供給口
５８７ 右側壁 ５９ トナーカートリッジ
６０ 転写ローラ ７０ クリーニング装置
８０ 防止構造 ８１ ブレード
８２ 磁性部材 ８３ ブレード側磁石
８３１ 磁石本体 ８３２ 段差部
Ｂ ギャップ Ｃ 前後幅寸法
Ｐ 用紙 Ｐ１ 用紙束
Ｔ トナー

Claims (5)

1. 軸心回りに回転しながら感光体ドラムの周面の潜像領域にトナーを供給する、スリーブ側磁石の内装された現像スリーブが所定の筐体内に装着されてなる現像装置において、
   所定寸法の隙間を介して前記現像スリーブの周面の中央部に対向配置されたトナーの感光体ドラムへの供給量を調節するブレードと、
   前記ブレードに長手方向の略全長に亘って付設されたブレード側磁石と
   が備えられ、
   前記ブレード側磁石は、前記ブレード側磁石周りに形成された磁力線の磁力の方が前記スリーブ側磁石による磁力線の磁力よりも強くなるように両端部の高さ寸法が中央部の高さ寸法より低く設定されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記ブレード側磁石の両端部の高さ寸法の設定は、中央部より低い高さが均等な段差部によって行われていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記ブレード側磁石の両端部の高さ寸法の設定は、中央部から端部に向かうに従い高さが漸減する傾斜部によって行われていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 前記現像スリーブには、両端部にその周面から所定寸法の隙間を介して対向配置された円弧状を呈する一対の磁性部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記感光体ドラムの周面に形成された静電潜像にトナーを供給することによりトナー像を形成し、このトナー像を用紙に転写するように構成された画像形成装置において、
   前記トナー像を形成するべく請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置が適用されていることを特徴とする画像形成装置。

Images