(57)【要約】【課題】現像剤の漏れをより確実に防止することができる現像カートリッジ及び作像カートリッジを提供する。【解決手段】画像形成装置に取り外し可能に取り付けられる現像カートリッジ７。容器３０は、磁性材料を含む現像剤を収納する。現像ローラ３１は、容器３０に形成された開口Ｏを介して一部が露出するように、該容器３０内に取り付けられる。磁石４１，４２は、現像ローラ３１の軸方向に２種類の磁極が交互に形成されるように、容器３０に取り外し可能に取り付けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に取り外し可能に取り付けられる現像カートリッジにおいて、
磁性材料を含む現像剤を収納する容器と、
前記容器に形成された開口を介して一部が露出するように、該容器内に取り付けられた現像ローラと、
前記現像ローラの軸方向において２種類の磁極が交互に形成されるように、前記容器に取り外し可能に取り付けられた磁石と、
を備えること、
を特徴とする現像カートリッジ。
【請求項２】
前記磁石は、前記現像ローラの軸方向において交互に２種類の磁極が並ぶように形成された磁石であって、該現像ローラに対して略平行となるように配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ。
【請求項３】
前記磁石は、前記容器の壁面を挟んで前記現像ローラと対向するように配置されていること、
を特徴とする請求項２に記載の現像カートリッジ。
【請求項４】
前記容器内に取り付けられ、前記現像剤を前記現像ローラに供給する供給ローラを、
更に備え、
前記磁石は、前記容器の壁面を挟んで前記供給ローラと対向するように配置されていること、
を特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の現像カートリッジ。
【請求項５】
磁性体からなる軸を有すると共に、前記容器内に取り付けられ、前記現像剤を前記現像ローラに供給する供給ローラを、
更に備え、
前記磁石は、前記供給ローラの両端に配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ。
【請求項６】
前記磁石は、前記供給ローラを挟んで同じ磁極が対向するように配置されていること、
を特徴とする請求項５に記載の現像カートリッジ。
【請求項７】
磁性体からなる軸を有すると共に、前記容器内に取り付けられ、前記現像剤を撹拌する撹拌ローラを、
更に備え、
前記磁石は、前記撹拌ローラの両端に配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ。
【請求項８】
前記磁石は、前記撹拌ローラを挟んで同じ磁極が対向するように配置されていること、
を特徴とする請求項７に記載の現像カートリッジ。
【請求項９】
画像形成装置に取り外し可能に取り付けられる作像カートリッジにおいて、
磁性材料を含む現像剤を収納する容器と、
前記容器に形成された開口を介して一部が露出するように、該容器内に取り付けられた現像ローラと、
前記開口を介して前記現像ローラと対向する感光体と、
前記現像ローラの軸方向において２種類の磁極が交互に形成されるように、前記容器に取り外し可能に取り付けられた磁石と、
を備えること、
を特徴とする作像カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像カートリッジ及び作像カートリッジに関し、より特定的には、磁性現像剤を用いてトナー画像を形成するための現像カートリッジ及び作像カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやコピー機等の画像形成装置には、交換可能な現像カートリッジが取り付けられている。このような現像カートリッジは、工場において現像剤が注入された後に、梱包されて出荷される。
【０００３】
しかしながら、前記現像カートリッジは、運搬中の衝撃により、現像ローラと容器との隙間から現像剤が漏れてしまうという問題があった。以下に、図９を参照しながら説明する。図９は、現像ローラの軸方向に対する垂直方向における現像カートリッジ１００の断面構造図である。
【０００４】
図９に示す現像カートリッジ１００は、容器１０１と現像ローラ１０２とを備える。容器１０１は、現像剤を収納する役割を果たす。現像ローラ１０２は、容器１０１に回動可能に取り付けられ、感光体ドラム（図示せず）と対向できるように、容器１０１から露出するように取り付けられている。
【０００５】
前記のように構成された現像カートリッジ１００では、図９の矢印の方向に現像ローラ１０２が回転し、対向する感光体ドラム（図示せず）にトナーを供給する。そして、感光体ドラムとの対向領域を通過した残留トナーは、容器１０１と現像ローラ１０２との隙間ｇから回収される。そのため、容器１０１と現像ローラ１０２との隙間ｇは、残留トナーを十分に回収できる程度の広さを有している。このような隙間ｇが存在すると、容器１０１内に収納された現像剤が、現像カートリッジ１００の運搬時の衝撃により隙間ｇから漏れてしまう。
【０００６】
そこで、従来では、図１０に示すように、容器１０１に対して磁石１０３，１０４を貼り付けていた。図１０は、磁石１０３，１０４が貼り付けられた状態での現像ローラ１０２の軸方向に対する垂直方向における現像カートリッジ１００の断面構造図である。また、図１１（ａ）は、容器１０１に貼り付けられる磁石１０３，１０４の正面図であり、図１１（ｂ）は、該磁石１０３，１０４の側面図である。
【０００７】
図１０に示すように、容器１０１に対して磁石１０３，１０４が貼り付けられることにより、磁性体を含む現像剤は、磁力により磁石１０３，１０４が貼り付けられた壁面の内側に吸引されるようになる。その結果、衝撃によって隙間ｇから現像剤が漏れることが防止される。
【０００８】
ところで、従来の現像カートリッジ１００に用いられていた磁石１０３，１０４は、図１１（ａ）に示すように、現像ローラ１０２の軸方向にＮ極とＳ極とが延び、現像ローラ１０２の周方向にＮ極とＳ極とが交互に並ぶ磁石であった。このような磁石１０３，１０４では、現像カートリッジ１００の運搬時の衝撃による現像剤の漏れを十分に防止することはできなかった。以下に説明する。
【０００９】
図１１（ａ）に示す磁石では、磁界は、図１１（ｂ）に示すように、現像ローラ１０２の周方向に発生し、現像ローラ１０２の軸方向には発生しない。そのため、現像カートリッジ１００が立てかけられた場合、重力により現像剤は、下側の端部へと集中してしまう。そのため、現像カートリッジ１００が倒れてしまうと、衝撃により隙間ｇの端部から現像剤が漏れてしまっていた。
【００１０】
なお、磁石で現像剤の漏れを防止するものとしては、特許文献１に記載の現像ユニットが提案されている。ただし、特許文献１では、前記のような現像剤の漏れに対する対策は何らなされていない。
【特許文献１】特開平８−２７２２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の目的は、現像剤の漏れをより確実に防止することができる現像カートリッジ及び作像カートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、画像形成装置に取り外し可能に取り付けられる現像カートリッジにおいて、磁性材料を含む現像剤を収納する容器と、前記容器に形成された開口を介して一部が露出するように、該容器内に取り付けられた現像ローラと、前記現像ローラの軸方向において２種類の磁極が交互に形成されるように、前記容器に取り外し可能に取り付けられた磁石と、を備えること、を特徴とする。
【００１３】
本発明は、画像形成装置に取り外し可能に取り付けられる作像カートリッジにおいて、磁性材料を含む現像剤を収納する容器と、前記容器に形成された開口を介して一部が露出するように、該容器内に取り付けられた現像ローラと、前記開口を介して前記現像ローラと対向する感光体と、前記現像ローラの軸方向において２種類の磁極が交互に形成されるように、前記容器に取り外し可能に取り付けられた磁石と、を備えること、を特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、現像ローラの軸方向に２種類の磁極（Ｎ極とＳ極）が交互に形成されるように容器に磁石が取り付けられるので、容器内には軸方向に磁界が発生するようになる。この軸方向に発生した磁界は、磁性材料を含む現像剤が軸方向に移動することを制限する。そのため、カートリッジが立てかけられたとしても、容器の一方の端部に現像剤が集中することが防止される。その結果、カートリッジが倒れることにより現像剤が容器から漏れることが防止される。
【００１５】
本発明において、前記磁石は、前記現像ローラの軸方向において交互に２種類の磁極が並ぶように形成された磁石であって、該現像ローラに対して略平行となるように配置されてもよい。これにより、容器内の現像剤が、現像ローラの軸方向に移動することが制限された状態で、容器の壁面に吸着されるようになる。
【００１６】
本発明において、前記磁石は、前記容器の壁面を挟んで前記現像ローラと対向するように配置されてもよい。現像ローラは、開口の近くに設けられる。そのため、本発明によれば、開口近傍の現像剤が、現像ローラの軸方向に移動することを制限できるようになる。その結果、より効果的に現像剤が容器から漏れることを防止できるようになる。
【００１７】
本発明において、前記容器内に取り付けられ、前記現像剤を前記現像ローラに供給する供給ローラを、更に備え、前記磁石は、前記容器の壁面を挟んで前記供給ローラと対向するように配置されてもよい。
【００１８】
本発明において、磁性体からなる軸を有すると共に、前記容器内に取り付けられ、前記現像剤を前記現像ローラに供給する供給ローラを、更に備え、前記磁石は、前記供給ローラの両端に配置されてもよい。これにより、供給ローラの軸は、磁化する。その結果、容器内の現像剤が供給ローラに吸着されるようになる。
【００１９】
本発明において、前記磁石は、前記供給ローラを挟んで同じ磁極が対向するように配置されてもよい。これにより、供給ローラの軸には、二つの磁極が交互に形成されるようになる。
【００２０】
本発明において、磁性体からなる軸を有すると共に、前記容器内に取り付けられ、前記現像剤を撹拌する撹拌ローラを、更に備え、前記磁石は、前記撹拌ローラの両端に配置されてもよい。これにより、撹拌ローラの軸は、磁化する。その結果、容器内の現像剤が撹拌ローラに吸着されるようになる。
【００２１】
本発明において、前記磁石は、前記撹拌ローラを挟んで同じ磁極が対向するように配置されてもよい。これにより、撹拌ローラの軸には、二つの磁極が交互に形成されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（画像形成装置の構成について）
以下に、本発明の一実施形態に係る現像カートリッジ又は作像カートリッジを備えた画像形成装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、該画像形成装置１の全体構成を示した図である。
【００２３】
図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、印刷ジョブを受付けて紙等の印刷媒体に画像を形成する機能を有し、印刷部２、給紙部１４、定着装置１９及び排紙トレイ２０を備える。
【００２４】
給紙部１４は、用紙を一枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１５及び給紙ローラ１６を含む。用紙トレイ１５は、印刷前の状態の複数種類の用紙が複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１６は、用紙トレイ１５に載置された紙を一枚ずつ取り出す。
【００２５】
印刷部２は、給紙部１４から供給されてくる用紙にトナー画像を形成するトナー画像形成手段としての役割を果たし、画像形成ステーション２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）、露光制御部３、１次転写ローラ８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、転写ベルト１０、駆動ローラ１１、従動ローラ１２、転写ローラ１３及びクリーニングブレード１７を含む。また、画像形成ステーション２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）、露光装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）、現像カートリッジ７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）及びクリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）を含む。
【００２６】
感光体ドラム４の周面は、帯電器５により帯電させられる。そして、露光装置６は、露光制御部３の制御により、レーザを照射する。これにより、感光体ドラム４の周面には静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された感光体ドラム４に対して、現像カートリッジ７の現像ローラがトナーを供給することにより、感光体ドラム４の周面にトナー画像が形成される。
【００２７】
前記トナー画像は、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に張り渡された転写ベルト１０に転写される。そして、該トナー画像は、転写ベルト１０が駆動させられることにより、転写ローラ１３まで搬送され、転写ローラ１３により、給紙部１４から搬送されてきた用紙に転写される。
【００２８】
トナー画像が転写された用紙は、定着装置１９に搬送される。定着装置１９は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる定着手段としての役割を果たす。排紙トレイ２０には、印刷済みの用紙が載置される。
【００２９】
（現像カートリッジについて）
次に、現像カートリッジ７について、図２、図３及び図４を参照しながら説明する。図２は、現像カートリッジ７に含まれる現像ローラ３１の軸方向に対する垂直方向における現像カートリッジ７の断面構造図である。図３は、現像カートリッジ７の外観斜視図である。図４は、現像カートリッジ７に貼り付けられる磁石４１，４２の磁極を示した図である。より詳細には、図４（ａ）は、磁石の正面図であり、図４（ｂ）は、磁石のＡ−Ａ'における断面構造図である。
【００３０】
現像カートリッジ７は、画像形成装置１に対して取り外し可能に取り付けられ、図２に示すように、容器３０、現像ローラ３１、供給ローラ３２及び撹拌ローラ３３を備える。
【００３１】
容器３０は、磁性材料を含む現像剤を収納する役割を果たし、上部に開口Ｏを有する。撹拌ローラ３３は、容器３０内に回動自在に取り付けられ、現像剤を撹拌して、現像剤中のトナーを帯電させる役割を果たす。供給ローラ３２は、容器３０内に回動自在に取り付けられ、撹拌ローラ３３により撹拌された現像剤を現像ローラ３１に供給する役割を果たす。供給ローラ３２及び撹拌ローラ３３はそれぞれ、磁性体からなる軸３２'及び軸３３'を含む。
【００３２】
現像ローラ３１は、容器３０内に回動自在に取り付けられ、供給ローラ３２により供給された現像剤をその周面に担持する。現像ローラ３１の一部は、前記開口Ｏから露出している。現像ローラ３１は、この開口Ｏを介して、画像形成装置１に設けられた感光体ドラム４と対向し、感光体ドラム４の周面にトナー画像を形成する。
【００３３】
ここで、現像ローラ３１は、印刷時には、図２に示すように時計回りに回転する。感光体ドラム４にトナー画像が形成された後に現像ローラ３１の周面に残留したトナーは、容器３０と現像ローラ３１との間に形成された隙間Ｇより、容器３０内に回収される。そのため、該隙間Ｇは、現像剤を回収できる程度の隙間（１〜１．５ｍｍ程度）が空けられている。
【００３４】
しかしながら、このような隙間Ｇが存在すると、現像カートリッジ７の運搬時において、該隙間Ｇから現像剤が漏れてしまうおそれがある。より詳細には、現像ローラ３１の軸方向が垂直となるように現像カートリッジ７が立てかけられると、容器３０内の現像剤は、重力により下側へと集中してしまう。この状態で、現像カートリッジ７が倒れると、現像カートリッジ７の下側に集中している現像剤が、隙間Ｇより漏れてしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態に係る現像カートリッジ７では、運搬中に、容器３０中の現像剤が一方の端部に集中してしまわないように、図２及び図３に示すように、容器３０の外側に磁石４１，４２，４３Ｌ，４３Ｒが取り外し可能に取り付けられ、梱包される。
【００３６】
具体的には、磁石４１，４２は、図４に示すように、現像ローラ３１の軸方向に交互にＳ極とＮ極とが並ぶように形成された磁石であり、図２及び図３に示すように、現像ローラ３１に対して略平行となるように配置される。磁石４１は、容器３０の壁面及び隙間Ｇを挟んで現像ローラ３１と対向するように配置される。また、磁石４２は、容器３０の壁面を挟んで供給ローラ３２と対向するように配置される。磁石４１，４２は、例えば、テープＴにより固定される。
【００３７】
また、磁石４３Ｌ，４３Ｒはそれぞれ、図３に示すように、供給ローラ３２の軸３２'の両端に配置される。この際、磁石４３Ｌと磁石４３Ｒとは、図５に示すように、同じ磁極（図５ではＳ極）が、軸３２'を挟んで対向するように配置される。なお、図５は、供給ローラ３２の軸３２'に発生する磁界φを説明した図である。磁石４３Ｌ，４３Ｒは、例えば、テープＴにより固定される。
【００３８】
（効果）
以上のように構成された現像カートリッジ７では、現像カートリッジ７が立てかけられた状態から横に倒れたとしても、隙間Ｇから現像剤が漏れることを効果的に防止することができる。以下に詳しく説明する。
【００３９】
本実施形態に係る現像カートリッジ７では、図４に示すように、長手方向にＳ極とＮ極とが交互に形成された磁石４１，４２が用いられる。したがって、磁界は、図４（ｂ）に示すように、主に該磁石４１，４２の長手方向に発生する。このような磁石４１，４２を、その長手方向と現像ローラ３１の軸方向とが一致するように、容器３０に取り付けた場合、容器３０内の磁性材料を含む現像剤は、該容器３０の壁面の内側に吸着されると共に、現像ローラ３１の軸方向への移動を制限される。そのため、現像カートリッジ７を立てかけたとしても、重力により容器３０の一方の端部に現像剤が集中することが軽減される。その結果、現像カートリッジ７が立てかけられた状態から倒れたとしても、現像剤が隙間Ｇから漏れることが効果的に防止される。
【００４０】
また、本実施形態に係る現像カートリッジ７では、磁石４３Ｌ，４３Ｒは、供給ローラ３２の軸３２'の両端に配置される。この際、磁石４３Ｌと磁石４３Ｒとは、Ｓ極が対向するように配置されるので、軸３２'の軸方向にＮ極とＳ極とが交互に形成される。より詳細には、軸３２'の軸方向の中央部に、Ｓ極が形成され、軸３２'の軸方向の両端にＮ極が形成される。これにより、軸３２'の軸方向の中央部に磁性材料を含む現像剤が吸着されるようになる。そのため、現像カートリッジ７を立てかけたとしても、重力により容器３０の一方の端部に現像剤が集中することが軽減される。その結果、現像カートリッジ７が立てかけられた状態から倒れたとしても、現像剤が隙間Ｇから漏れることが効果的に防止される。
【００４１】
（変形例）
なお、本実施形態に係る現像カートリッジ７において、磁石４１は、図６に示すように、その長手方向の一部にＳ極とＮ極とが並ぶように形成された構造を有していてもよい。より詳細には、磁石４１の長手方向の両端及び中央部において、長手方向にＳ極とＮ極とが並ぶように形成されると共に、該両端及び該中央部に挟まれた領域において、長手方向と直交する方向にＳ極とＮ極とが並ぶように形成されていてもよい。長手方向の一部にＳ極とＮ極とが並ぶように形成されると共に、長手方向のその他の一部に長手方向に直交する方向にＳ極とＮ極とが並ぶように形成された磁石４１を、隙間Ｇ近傍に配置することで、隙間Ｇに存在する現像剤が現像ローラ３１の軸方向及び周方向に移動することを制限できる。その結果、現像剤が容器３０の一方の端部に集中することを防止できると共に、現像剤が隙間Ｇから漏れることを防止することができる。
【００４２】
なお、本実施形態に係る現像カートリッジ７において、供給ローラ３２の軸３２'は、図７に示すように、一部に非磁性体（斜線部分）が設けられていてもよい。より詳細には、軸３２'は、軸方向に磁性体と非磁性体とが交互に並ぶように形成されていてもよい。これにより、より多くの磁極が出現するようになり、現像剤が軸方向に移動することをより効果的に制限することが可能となる。この非磁性体とは、例えば、樹脂やアルミニウムが挙げられる。
【００４３】
なお、本実施形態に係る現像カートリッジ７において、磁石４３Ｌ，４３Ｒは、供給ローラ３２の軸３２'の両端に取り付けられるとしたが、撹拌ローラ３３の軸３３'の両端に取り付けられてもよい。
【００４４】
なお、画像形成装置１は、カラープリンタであるとしたが、例えば、コピー機やファクシミリ等であってもよい。
【００４５】
ここで、画像形成装置１がコピー機である場合には、プリンタのように現像カートリッジ７のみが交換されるのではなく、現像カートリッジ７及び感光体ドラム４を含む作像カートリッジ５７が交換されることがある。そこで、図８に示すような作像カートリッジ５７に対して、磁石４１，４２，４３Ｌ，４３Ｒを取り付けてもよい。なお、図８に示す作像カートリッジ５７では、感光体ドラム４と現像ローラ３１とが対向しているので、シール材などにより隙間Ｇを塞ぐことが困難である。そこで、このような作像カートリッジ５７において、磁石４１，４２，４３Ｌ，４３Ｒを用いて、現像剤の漏れを防止することは特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る現像カートリッジを備えた画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】現像ローラの軸方向に対する垂直方向における現像カートリッジの断面構造図である。
【図３】現像カートリッジの外観斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、磁石の正面図であり、図４（ｂ）は、磁石のＡ−Ａ'における断面構造図である。
【図５】供給ローラの軸に発生する磁界を説明した図である。
【図６】磁石の変形例を示した図である。
【図７】供給ローラの軸の変形例を示した図である。
【図８】現像ローラの軸方向に対する垂直方向における作像カートリッジの断面構造図である。
【図９】現像ローラの軸方向に対する垂直方向における一般的な現像カートリッジの断面構造図である。
【図１０】磁石が貼り付けられた状態での現像ローラの軸方向に対する垂直方向における前記現像カートリッジの断面構造図である。
【図１１】図１１（ａ）は、前記現像カートリッジの容器に貼り付けられる磁石の正面図であり、図１１（ｂ）は、該磁石の側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  画像形成装置
４  感光体ドラム
７  現像カートリッジ
３０  容器
３１  現像ローラ
３２  供給ローラ
３２’，３３’  軸
３３  撹拌ローラ
４１，４２，４３Ｌ，４３Ｒ  磁石
５７  作像カートリッジ
Ｇ  隙間
Ｏ  開口
【図１】
2008262023.tif 000003
【図２】
2008262023.tif 000004
【図３】
2008262023.tif 000005
【図４】
2008262023.tif 000006
【図５】
2008262023.tif 000007
【図６】
2008262023.tif 000008
【図７】
2008262023.tif 000009
【図８】
2008262023.tif 000010
【図９】
2008262023.tif 000011
【図１０】
2008262023.tif 000012
【図１１】
2008262023.tif 000013