(57)【要約】【課題】  簡単な構成で安定的に現像剤の飛散を防止し、ノイズの無い良質の画像を形成する現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  無端状の現像剤担持面に粉体現像剤３１を担持する現像剤担持体３５と、現像剤担持体と所定の間隔をあけて対向する現像剤飛散防止部３０ａと、一端の固定端部４２ａを現像剤飛散防止部に固定し、他端の自由端部４２ｂを現像剤担持面に接触させた粉煙防止部材４２を備え、粉煙防止部材によって現像剤担持体と現像剤飛散防止部との隙間４１からの現像剤の飛散を防止する現像装置２２及び画像形成装置１０において、現像剤担持面の背後には複数の磁極を有する磁石体３６が配置されている。複数の磁極は、現像剤担持面から静電潜像担持体２３に現像剤を供給する現像領域３７に隣接し且つ現像剤担持面の移動方向に関して現像領域の上流側に配置された第１の磁極Ｓ１を有する。噴煙防止部材の自由端部は、第１の磁極と現像領域との間で、現像剤担持面に接触している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の現像剤担持面に粉体現像剤を担持する現像剤担持体と、上記現像剤担持体と所定の間隔をあけて対向する現像剤飛散防止部と、一端の固定端部を上記現像剤飛散防止部に固定し、他端の自由端部を上記現像剤担持面に接触させた粉煙防止部材を備え、上記粉煙防止部材によって上記現像剤担持体と上記現像剤飛散防止部との隙間からの現像剤の飛散を防止する現像装置において、
上記現像剤担持面の背後には複数の磁極を有する磁石体が配置されており、
上記複数の磁極は、上記現像剤担持面から静電潜像担持体に現像剤を供給する現像領域に隣接し且つ上記現像剤担持面の移動方向に関して上記現像領域の上流側に配置された第１の磁極を有し、
上記噴煙防止部材の自由端部は、上記第１の磁極と現像領域との間で、上記現像剤担持面に接触していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記複数の磁極は、上記第１の磁極に隣接し且つ上記現像剤担持面の移動方向に関して下流側に配置された第２の磁極を有し、上記第１の磁極と第２の磁極の間に現像領域が配置されてい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】
上記噴煙防止部材は、厚みが約０．０５ｍｍ〜０．２７ｍｍのシートで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
上記現像剤担持面上の現像剤に上記噴煙防止部材が接触する接点を通る上記現像剤担持面の接線と上記噴煙防止部材との間に形成される角度が約４５°〜９０°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体現像剤を用いて画像を再生する複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機に適用される現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉体現像剤を用いて画像を再生する電子写真式画像形成装置では、静電潜像担持体に形成されている静電潜像に対して粉体現像剤を供給してこれを可視像化する現像装置から粉体現像剤が飛散するのを防止するために種々の技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、現像剤であるトナーを担持する現像スリーブの近傍で且つ現像スリーブによって搬送されるトナーの量を規制する規制板の下流側にシートを設け、このシートを現像スリーブ上の現像剤に接触させる技術が開示されている。また、特許文献２には、現像スリーブに対向する飛散防止カバーの先端から、現像スリーブと感光体が対向する現像領域の直前まで、先端が現像スリーブ上の現像剤に接するように絶縁シートを配置する技術が開示されている。さらに、特許文献３には、現像スリーブによって搬送される現像剤の量を規制する規制部材に、現像スリーブと規制部材との間をシールするシール部材を設ける技術が開示されている。
【特許文献１】実開平７−３２６６３号公報
【特許文献２】特開平１１−１７４９７８号公報
【特許文献３】特開２０００−２８４６９０号公報
【０００４】
しかし、これらの技術では、環境変動や耐久によるシートの変形や劣化により現像剤飛散防止シートが感光体に接触し、この感光体の外周面に形成されている静電潜像を乱したり、感光体を損傷するおそれがあった。また、現像スリーブによって搬送される規制部材の近傍にシートを取り付けるとともに該シートで現像剤を覆うようにした場合、現像スリーブと感光体との近接領域（現像領域）までシートを伸ばす必要があり、そのためにシートの取り付け等に高い精度が要求されるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、簡単な構成で安定的に現像剤の飛散を防止し、ノイズの無い良質の画像を形成する現像装置及び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】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明は、無端状の現像剤担持面に粉体現像剤を担持する現像剤担持体と、上記現像剤担持体と所定の間隔をあけて対向する現像剤飛散防止部と、一端の固定端部を上記現像剤飛散防止部に固定し、他端の自由端部を上記現像剤担持面に接触させた粉煙防止部材を備え、上記粉煙防止部材によって上記現像剤担持体と上記現像剤飛散防止部との隙間からの現像剤の飛散を防止する現像装置において、上記現像剤担持面の背後には複数の磁極を有する磁石体が配置されており、上記複数の磁極は、上記現像剤担持面から静電潜像担持体に現像剤を供給する現像領域に隣接し且つ上記現像剤担持面の移動方向に関して上記現像領域の上流側に配置された第１の磁極を有し、上記噴煙防止部材の自由端部は、上記第１の磁極と現像領域との間で、上記現像剤担持面に接触している。
【０００７】
この現像装置及び画像形成装置において、複数の磁極は、上記第１の磁極に隣接し且つ上記現像剤担持面の移動方向に関して下流側に配置された第２の磁極を有し、上記第１の磁極と第２の磁極の間に現像領域が配置されていることが好ましい。
【０００８】
また、上記噴煙防止部材は、厚みが約０．０５ｍｍ〜０．２７ｍｍのシートで形成されていることが好ましい。
【０００９】
さらに、上記現像剤担持面上の現像剤に上記噴煙防止部材が接触する接点を通る上記現像剤担持面の接線と上記噴煙防止部材との間に形成される角度が約４５°〜９０°の範囲に設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成を備えた現像装置及び画像形成装置によれば、簡単な構成で、環境や耐久においても安定して、現像剤の飛散を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明に係る現像装置及びこの現像装置を搭載した画像形成装置の実施形態を説明する。なお、以下の図面を参照した説明では、図面に表された具体的な構成や配置を説明する際に特定の方向を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「時計回り方向」、「反時計回り方向」及びそれらの用語を含む派生語）を用いるが、それらの用語は発明の理解を容易にするために使用するのであって、それらの用語によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきものではない。
【００１２】
図１は、本発明に係る現像装置及びこの現像装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示している。図面から理解できるように、実施の形態で説明する画像形成装置は、シート上にフルカラーの画像を作成するフルカラープリンタ１０である。ただし、本発明の適用はプリンタに限るものでなく、複写機、ファクシミリ、複合機などの他の種類の画像形成装置にも同様に適用可能である。
【００１３】
プリンタ１０は、その外観を構成している筐体１１の内部に、４色の現像剤を用いてフルカラーの現像剤像を作成する画像作成部１２を有する。画像作成部１２の下にはシート供給部１３が配置されている。画像作成部１２の右側には、シート供給部１３から排出されたシート（図示せず）を点線で示すシート搬送経路１４に沿って上方に搬送するシート搬送部１５が配置されている。シート搬送経路１４には、画像作成部１２で作成された現像剤像をシートに転写する転写装置（二次次転写部）１６と、シートに転写された現像剤を加熱してシートに定着する定着装置１７が設けてある。そして、画像作成部１２の上には、現像剤が定着されたシートを排出するシート排出部１８が設けてある。
【００１４】
画像作成部１２は転写ベルト１９を有する。転写ベルト１９は、無端状のベルトで構成されており、図上左右に配置された一対のローラ２０，２１に巻回されており、図示しないモータの駆動に基づいて図上反時計回り方向に回転するようにしてある。転写ベルト１９の下には、左側のローラ２０から右側のローラ２１に向かって移動するベルト部分に対向して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を個々に作成する４つのイメージングユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）が配置されている。実施の形態において、左側から右側に向かって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応するイメージングユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）が順番に配置されている。図上最も左側に配置されているイメージングユニット２２（２２Ｙ）の構成に関してのみ示されている符号を参照すると、各イメージングユニット２２は、転写ベルト１９に対向する円筒状の感光体（静電潜像担持体）２３と、感光体２３の外周面を帯電する帯電装置２４と、後述する画像露光装置２５によって帯電後の感光体外周面を露光することにより該感光体外周面に形成される静電潜像を現像剤で現像（可視像化）する現像装置２６と、可視像化された現像剤を転写ベルト１９に転写した後に感光体外周面に残存する現像剤を回収する回収装置２７を一体的に備えており、プリンタ１０に着脱自在としてある。各イメージングユニット２２の下には露光装置２５が配置されており、帯電装置２４と現像装置２６の間から感光体外周面に、再現すべき画像に対応した光が露光されるようにしてある。転写ベルト１９の内側には、各イメージングユニット２２の感光体２３に対向して転写ローラ２８が配置されている。転写ベルト１９の上には各イメージングユニット２２の現像装置２６に対して現像剤（実施の形態では後述するトナー）を補充する現像剤補充部２９が配置されており、転写ベルト１９の左側には、ローラ２０に対向して回収部３０が配置されている。
【００１５】
このように構成されたプリンタ１０の動作を説明する。画像作成部１２では、図示しないプリント指令装置（パーソナルコンピュータ、ネットワーク等）から出力されたプリント信号に基づき、必要なイメージングユニット２２において、感光体２３が時計回り方向し、帯電装置２４によって感光体外周面が所定の電位に帯電される。次に、帯電された感光体２３の外周面には、再現すべき画像に応じた光が露光装置２５によって露光されて静電潜像が形成される。続いて、静電潜像は現像装置２６から供給される現像剤によって可視像化され、再現すべき画像に対応した現像剤の像が形成される。続いて、現像剤の像は、転写ローラ２８との対向部（一次転写領域）で転写ベルト１９の外周面に転写される。転写ローラ２８の対向部を通過した感光体２３は、回収装置２７との対向部に移動し、そこで未転写の現像剤が回収されて次の画像形成に備える。
【００１６】
２つ以上の色からなるカラー画像を形成する場合、画像形成に関与した各イメージングユニット２２から転写ベルト１９に転写された現像剤像は転写ベルト１９上で順次重ね合わされる。そして、シート供給部１３から供給されたシートはシート搬送経路１４に沿って搬送されており、転写装置１６との対向部（二次転写領域）で転写ベルト１９からシートに現像剤像が転写される。次に、シートは定着装置１７に搬送され、そこで現像剤像が加熱されてシートに定着される。最後に、現像剤像が定着されたシートは、シート排出部１８に排出される。
【００１７】
図２は各イメージングユニット２２に搭載されている現像装置２６の部分断面図、図３は現像装置２６の一部を拡大した断面図である。図示するように、現像装置２６のハウジング３０の内部には、感光体２３に対向して形成された開口部３１に現像ローラ３２が配置されており、現像ローラ３２の下方に供給スクリュー３３が配置されている。ハウジング３０の中には、現像剤３４が収容されている。実施の形態において、現像剤３４は二成分現像剤が使用されており、上述した画像形成によって消費される非磁性トナーと、トナーを所定の極性に帯電させるための磁性キャリアで構成されている。したがって、イメージングユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）に収容されているトナーが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色を有し、これらのトナーが画像作成時に感光体２３に供給されて静電潜像を可視像化した後、転写ベルト１９を通じてシートに転写される。
【００１８】
現像ローラ３２は、円筒状の現像剤担持体である現像スリーブ３５と、現像スリーブ３５の内部に配置されている磁石体３６を有する。現像スリーブ３５は、図示しないモータに駆動連結されており、時計回り方向に回転するようにしてある。磁石体３６は、回転しないように固定されており、現像スリーブ３５の内面に対向する部分に複数の磁極が配置されている。例えば、磁極Ｓ１（搬送極）とＮ１（現像極）が、現像ローラ３２と感光体２３の対向領域（現像領域３７）の上流側と下流側にそれぞれ配置されている。また、磁極Ｓ２（封止極）とＳ３（キャッチ極）が、現像ローラ３２と供給スクリュー３３との対向領域（供給領域３８）の上流側と下流側にそれぞれ配置されている。磁極Ｎ２（規制極）は、磁極Ｓ３とＳ１の間に配置されており、この磁極Ｎ２に対向するように、ハウジング３０に支持されている現像剤返し部材３９と規制部材４０の先端が、現像スリーブ３５の外周面（現像剤担持面）にそれぞれ所定の間隔をあけて対向している。規制部材４０の下流側でハウジング３０の一部である現像剤飛散防止部３０ａと現像スリーブ３５との間に形成されている隙間４１の下流側端部は、現像剤飛散防止部３０ａに取り付けた粉煙防止部材（粉煙防止シート４２）によって塞がれている。
【００１９】
粉煙防止シート４２は、薄い合成樹脂等のシートから構成されており、一端側（図３に符号４２ａで示す部分）が現像剤飛散防止部３０ａに貼り付けられて固定されている。また、粉煙防止シート４２の他端自由端部（図３に符号４２ｂで示す部分）は、磁極Ｓ１の磁力ピーク位置ＭＰＥＡＫよりも下流側で且つ現像領域３７の上流側で現像スリーブ３５の外周面に接触している。粉煙防止シート４２を構成する材料は特に限定的ではないが、例えば、ウレタン、ＰＥＴなどの任意の材料が使用可能である。ウレタン等の腰の弱い材料は、現像スリーブ３５に接触して滑らかな曲がって現像スリーブ３５の外周面から離れてしまい、十分な封止効果（飛散防止効果）が得られない場合がある。一方、ＰＥＴ等のウレタンよりも腰の強い材料はほぼまっすぐな状態で現像スリーブ３５に接触して現像剤３１の搬送を阻害する恐れがある。したがって、粉煙防止シート４２の材料や厚みを決定するときは、これらの点を考慮する必要がある。粉煙防止シート４２の長さ（現像剤飛散防止部から突出する長さ）は現像装置２６や現像スリーブ３５の大きさ等によって異なるが、短過ぎると現像スリーブ３５による現像剤のスムーズな搬送を阻害し、長過ぎるとその先端が感光体２３に接触することがあることから、長さの設定には十分配慮する必要がある。なお、実施の形態では、突出長さが４．７ｍｍ程度に設定されている。ただし、粉煙防止シート４２の材料、厚み、突出長は特に限定的ではなく、以上の点を考慮して適当に選択できる。
【００２０】
このように構成された現像装置２６では、供給スクリュー３３等の混合撹拌作用に基づいて現像剤３４のトナーとキャリアが混合撹拌され、これらトナーとキャリアは相互の摩擦接触により所定の極性に帯電される（例えば、トナーは負極、キャリアは正極）。帯電された現像剤３４は、供給領域３８で供給スクリュー３３から現像スリーブ３５の外周面に供給される。現像スリーブ３５に供給された現像剤３４は磁石体３６の磁力によって現像スリーブ３５の外周面に保持され、現像スリーブ３５の回転と共に時計回り方向に搬送される。現像スリーブ３５で搬送される現像剤３４は、現像剤返し部材３９と規制部材４０によって一定量に規制された後、現像領域３７で感光体２３の外周面に接触して静電潜像を現像する。その後、現像領域３７を通過した現像剤３４は、供給領域３８の手前で現像スリーブ３５の外周面から分離し、供給スクリュー３３によって撹拌されている現像剤３４に混合される。
【００２１】
現像スリーブ３５の外周面に保持されている現像剤３４のうち、磁性キャリアは磁石体３６の磁力によって現像スリーブ３５の外周面に安定的に保持される。一方、非磁性トナーは磁性キャリアとの摩擦接触によって両者の間に付与された静電気力によって磁性キャリアに保持されている。しかし、すべてのトナーが十分に帯電されるわけではない。そして、このように十分帯電されていないトナーは現像装置２６の内部を浮遊し、その一部が現像スリーブ３５の回転に基づいて、現像スリーブ３５と現像剤飛散防止部３０ａとの隙間４１に侵入する。しかし、現像スリーブ３５と現像剤飛散防止部３０ａの隙間４１は粉煙防止シート４２で塞がれているので、その隙間４１から外部に粉煙トナーが飛散することはない。
【００２２】
ウレタンシートからなる粉煙防止シートについて、厚みとトナー飛散及び現像剤の詰まりの関係を評価した。粉煙防止シートの突出長は４．７ｍｍとした。結果を図４に示す。図４のグラフにおいて、横軸は粉煙防止シートの厚み、縦軸はトナー飛散量と現像剤詰まりのランクを示す。評価は、ランク１（悪い）からランク５（良い）までの５段階で行い、実際の現像装置及び画像形成装置で使用可能な状態をランク３（使用可能ランク）とした。その結果、図示するように、粉煙防止シートの厚みを小さくすると、現像スリーブと粉煙防止シートとの間に十分な封止が得られず、トナー飛散量が多くなった。また、粉煙防止シートの厚みを大きくすると、粉煙防止シートの柔軟性が失われて現像剤規制力が増し、現像剤の詰まりが多くなった。したがって、使用可能ランク３以上のランクを確保するためには、粉煙防止シートの厚みは約０．０５〜０．２７ｍｍの範囲で決定する必要があることが分かった。
【００２３】
次に、現像スリーブ３５に対する粉煙防止シート４２の接触角とトナー飛散及び現像剤の詰まりの関係を評価した。図３に示すように、接触角は、現像スリーブ上の現像剤に粉煙防止シートが接触する接点Ｐを通る現像スリーブの接線と粉煙防止シート４２との間に形成される角度αで定義した。結果を図５に示す。図５のグラフにおいて、横軸は粉煙防止シートの接触角度、縦軸はトナー飛散量と現像剤の詰まりのランクを示す。評価は、ランク１（悪い）からランク５（良い）までの５段階で行い、実際の現像装置及び画像形成装置で使用可能な状態をランク３（使用可能ランク）とした。その結果、図示するように、接触角度を小さくすると、粉煙防止シートと現像スリーブとの接触力が弱く、そのために現像スリーブと粉煙防止シートとの間に十分な封止が得られず、トナー飛散量が多くなった。一方、接触角が大きくなると、粉煙防止シートと現像スリーブとの接触力が強くなり過ぎ、そのために現像剤規制力が増し、現像剤の詰まりが多くなった。したがって、使用可能ランク３以上のランクを確保するためには、粉煙防止シートの接触角は約４５°〜９０°の範囲で決定する必要があることが分かった。
【００２４】
さらにまた、以上の説明では、現像装置及び画像形成装置で使用する現像剤はトナーとキャリアを含む二成分現像剤としたが、トナーのみを含むいわゆる一成分現像剤を用いた現像装置及び画像形成装置にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態であるプリンタの断面図。
【図２】図１に示す現像装置の部分断面図。
【図３】現像装置の部分拡大断面図。
【図４】粉煙防止シートの厚みを現像剤の飛散及び現像剤の詰まりとの関係を示すグラフ。
【図５】粉煙防止シートの接触角を現像剤の飛散及び現像剤の詰まりとの関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２６】
１０：プリンタ（画像形成装置）、１１：筐体、１２：画像作成部、１３：シート供給部、１４：シート搬送経路、１５：シート搬送部、１６：転写装置、１７：定着装置、１８：シート排出部、１９：転写ベルト、２０，２１：ローラ、２２：イメージングユニット、２３：感光体（静電潜像担持体）、２４：帯電装置、２５：露光装置、２６：現像装置、２７：回収装置、２８：転写ローラ、２９：現像剤補充部、３０：ハウジング、３０ａ：現像剤飛散防止部、３１：開口部、３２：現像ローラ、３３：供給スクリュー、３４：現像剤、３５：現像スリーブ、３６：磁石体、３７：現像領域、３８：供給領域、４０：規制部材、４１：隙間、４２：粉煙防止シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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