(57)【要約】【目的】トナー飛散による弊害を抑制し、良好な画像を出力することができる画像形成装置を提供すること。【構成】潜像担持体と、現像剤担持体と、  磁性ブレード（磁性体規制部材）４３と、磁石シール（磁石シール部材）４８と、を有する画像形成装置において、  前記磁性ブレード４３と前記磁石シール４８の接合部を磁力により吸着し、前記磁石シール４８表面に磁性板金（板金状磁性部材）４９を取り付けることにより、前記磁石シール４８と前記現像剤担持体との間隙をシールする磁力線の前記現像剤担持体の軸方向及び周方向への拡散を防止するようにする。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持して回転する潜像担持体と、
前記潜像担持体表面に対向する前記現像容器開口部に回転自在に配設され、その内部に複数の磁極を有する磁界発生手段を有し、  現像剤を所定方向に担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する磁性体規制部材と、
前記現像剤担持体の軸方向に沿って前記開口部の両端部において前記現像剤担持体の外周面に対して間隙を介して前記現像容器にそれぞれ対面配設され、ＮＳ極を多磁極に着磁させて形成された磁石シール部材と、を有する画像形成装置において、
前記磁性体規制部材と前記磁石シール部材の接合部を磁力により吸着し、前記磁石シール部材表面に板金状磁性部材を取り付けることにより、前記磁石シール部材と前記現像剤担持体との間隙をシールする磁力線の前記現像剤担持体の軸方向及び周方向への拡散を防止するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潜像担持体上に形成された潜像を現像するための現像装置を有する複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを利用した複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置の構成と作用を図１０に基づいて説明する。
【０００３】
図１０は従来の画像形成装置の縦断面図であり、該画像形成装置の装置本体内部（以下、「機内」と称する）には、潜像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と称する）１が配置されている。ここでは、感光ドラム１としてアモルファスシリコン感光体を使用しており、その断面構成を図１１に示す。
【０００４】
図１１において、１０１はＡｌ等の導電性支持体、１０２は導電性支持体１０１からの電荷の注入を阻止するための電荷注入阻止層としての光導電装置、１０３は光導電層１０２を保護するための表面保護層、１０４は導電性支持体、１０５は導電性支持体１０１からの反射を防止するための長波長光吸収層である。ここで、光導電層１０２は少なくとも非晶質シリコン系の材料で構成され、光導電性を示す。
【０００５】
而して、感光ドラム１は、所定の周速度（プロセススピード）で図示矢印Ｒ１方向に回転駆動され、その表面に対して後述の各画像形成プロセスが繰り返し行われる。
【０００６】
即ち、感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向の回転過程においてコロナ放電器等の帯電器２により所定の極性及び表面電位に帯電処理され、次いで露光部３（カラー原稿画像の色分解に基づく結像露光光学系や画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザスキャナによる走査露光光学系）による画像露光Ｌを受け取ることにより目的の画像に対応した静電潜像が形成される。
【０００７】
画像形成装置は、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）について固定的に配置された現像器４を有しているが、この現像器４の詳細を図１２に基づいて説明する。
【０００８】
図１２に示す現像器４において、現像容器４０は、装置の長手方向（図１０の紙面に直角方向）に延在する開口部を有し、その開口部に現像スリーブ４１が設置されている。現像スリーブ４１は、例えばアルミニウム、ＳＵＳ等の材料で構成され、開口部の右略半周面が現像容器４０内に収容され、左略半周面が現像容器４０外へ露出しており、感光ドラム１と対向するようにして回転自在に横設されている。そして、現像スリーブ４１と感光ドラム１との間には突き当てコロ４６により僅かな微小間隙（Ｓ−Ｄｇａｐ）が設けられ、現像スリーブ４１は、感光ドラム１の回転方向Ｒ１に対して矢印Ｒ４ａ方向に回転駆動される。
【０００９】
又、現像スリーブ４１内には、磁界発生手段としてのマグネット４２が設けられており、本実施の形態では、マグネット４２は永久磁石で構成され、このマグネット４２は、現像スリーブ４１の回転に拘らず固定的な磁界を発生できるように現像スリーブ４１内に非回転に配置されている。
【００１０】
更に、現像容器４０内の現像スリーブ４１の近傍には、現像剤規制部材としての板状の磁性ブレード４３が設けられており、この磁性ブレード４３は、現像容器４０の開口部に固定端を支持され、対向する自由端を現像スリーブ４１に近接させて設けられている。そして、この磁性ブレード４３に、マグネット４２の磁極の１極が略対向するように位置している。
【００１１】
而して、攪拌部材４４によって現像スリーブ４１上に担持された磁性トナー４５は、その後の現像スリーブ４１の回転に伴って磁性ブレード４３の現像スリーブ対向部に搬送される。そして、磁性トナー４５は、磁性ブレード４３と現像スリーブ４１の間隙に形成された磁気的な規制（Ｓ−Ｂｇａｐ）により層厚を規制されて現像スリーブ４１上に薄層に形成された後、規制部（Ｓ−Ｂｇａｐ）を抜け出して感光ドラム１と微小間隙（Ｓ−Ｄｇａｐ）を開けて対向した現像領域へと搬送される。現像領域において、現像スリーブ４１と感光ドラム１との間に、現像バイアスとして直流に交流を重畳した交互電圧を印加することにより、現像スリーブ４１上の磁性トナー４５が感光ドラム１上の静電潜像に対向して転移・付着して静電潜像をトナー像として現像して可視化する。
【００１２】
次に、軸方向への磁性トナー４５のシール構成を図１３に基づいて説明する。
【００１３】
磁性体端部シール４７は、現像スリーブ４１の外周に沿って断面略円弧状に形成される磁性体である。この磁性体端部シール４７は、現像スリーブ４１に内包されたマグネット４２の両端部容器側外周面に対して非接触に配置され、間隙（Ｓ−Ｓｇａｐ）を隔てて現像容器４０に組み付けられている。
【００１４】
現像スリーブ４１と磁性体端部シール４７との間にはマグネット４２によって発生した磁界が発生し、近傍の磁性トナー４５の挙動はそれに支配されるため、現像スリーブ４１端部からの現像容器４０外への磁性トナー４５の飛散は抑制されている。同様に、磁性ブレード４３と磁性端部シール４７との当接部もマグネット４２によって発生した磁界により磁力吸着されていることによって、接着剤等は一切使用していない。
【００１５】
続いて、現像器４による画像形成について説明する。
【００１６】
先ず、感光ドラム１の表面を一次帯電器２によりドラム表面電位Ｖｄ＝＋４００Ｖに一様に帯電する。次いで、波長６８０μｍの半導体レーザにより６００ｄｐｉでＰＷＭによる露光Ｌを行い、  感光ドラム１上に静電潜像を形成する。このときのレーザパワーは静電潜像がＶｌ＝＋５０Ｖになるように設定している。
【００１７】
続いてＳ−Ｂｇａｐ：２５０μｍ、Ｓ−Ｄｇａｐ：２５０μｍとした現像器４により現像を行い、静電潜像をトナー像として可視化する。
【００１８】
ここで、使用する現像剤はネガ帯電性の磁性トナーであり、現像バイアスＶｄｃは＋２００Ｖの直流電圧に２７００Ｈｚ、１５００Ｖｐｐ、５０％Ｄｕｔｙの交流電圧を重畳し、ジャンピング現像を実現している。これは、正規現像における現像コントラストＶｃｏｎｔ＝２００Ｖ、カブリ取りコントラストＶｂａｃｋ＝＋１５０Ｖに設定しているためである。
【００１９】
次いで、給紙カセット８から給紙ローラ９によって転写材（紙葉体）Ｐが１枚ずつ分離搬送され、レジストローラ対１０と転写ガイド１１を経て転写装置５（コロナ帯電器）で形成される転写部へと所定のタイミングで給送される。
【００２０】
ここで、転写装置５には、０Ｖ或は転写工程とは逆のトナーの帯電極性と同じバイアス（本例ではマイナス）がバイアス電源から印加される。更に、所定のタイミングで給送されてきた転写材Ｐ上には、トナー像を転写する際にバイアス電源により、トナー帯電極性（本例ではマイナス）と逆極性（プラス）の転写バイアスが転写装置５に印加されている。
【００２１】
以上の一連の画像形成プロセスを繰り返すことにより、トナー画像は、転写部に次々と送られてくる後続の転写材Ｐに転写されていく。
【００２２】
そして、感光ドラム１上のトナー像が転写された転写材Ｐは、搬送ガイド１２を経て定着器６へ導入され、所定値に加熱温調された定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとにより加熱・加圧されることによりトナー像の定着処理を受け、最終的なカラー画像形成物として出力される。尚、トナー像転写後の感光ドラム１は、クリーニング装置７によって清掃される。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置においては、磁性体端部シールによる現像スリーブ端部からのトナー飛散対策は十分ではないという問題があった。
【００２４】
磁性体端部シール、現像容器及び現像スリーブのそれぞれの寸法誤差や組付誤差によってＳ−Ｓｇａｐが所定値より拡大すると、そこに掛かる磁性トナーへの磁力支配が弱まり、現像容器外へのトナー飛散は増大する。
【００２５】
又、トナーの耐久劣化に伴ってＳ−Ｓｇａｐ近傍のトナーが凝集し、磁力吸着されている磁性ブレードと磁性体端部シールの当接部に間隙が生じてトナーが漏れてしまう。その理由としては、端部シール周りに発生している磁界は元々マグネットによるもので、本来、現像スリーブ上のトナーを周方向に搬送させるための磁気特性となっているため、端部シール周りの飛散防止に必要な磁力が不十分であることが挙げられる。
【００２６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、トナー飛散による弊害を抑制し、良好な画像を出力することができる画像形成装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、静電潜像を担持して回転する潜像担持体と、
前記潜像担持体表面に対向する前記現像容器開口部に回転自在に配設され、その内部に複数の磁極を有する磁界発生手段を有し、  現像剤を所定方向に担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する磁性体規制部材と、
前記現像剤担持体の軸方向に沿って前記開口部の両端部において前記現像剤担持体の外周面に対して間隙を介して前記現像容器にそれぞれ対面配設され、ＮＳ極を多磁極に着磁させて形成された磁石シール部材と、を有する画像形成装置において、
前記磁性体規制部材と前記磁石シール部材の接合部を磁力により吸着し、前記磁石シール部材表面に板金状磁性部材を取り付けることにより、前記磁石シール部材と前記現像剤担持体との間隙をシールする磁力線の前記現像剤担持体の軸方向及び周方向への拡散を防止するようにしたことを特徴とする。
【００２８】
ここで、前記現像剤担持体で使用する現像剤は、磁性トナーのみから成るものであることが望ましい。
【００２９】
前記現像剤担持体は、前記潜像担持部材と非接触に保持されていることが望ましい。
【００３０】
前記現像剤担持体部材上の現像剤層厚は、前記現像剤担持部材と前記潜像担持体との間隙より小さいことが望ましい。
【００３１】
前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間隙は、前記現像剤担持体に備えられた前記潜像担持部材への当接部材により規制されていることが望ましい。
【００３２】
前記現像剤担持部材に、直流電圧と交流電圧が重畳されたバイアスが印加することが望ましい。
【００３３】
前記磁石シール部材は、希土類磁石によって構成されることが望ましい。
【００３４】
前記板金上磁性部材の前記磁石シール部材への取付位置が前記現像剤担持体に対向する面の側面であることが望ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３６】
＜実施の形態１＞
本実施の形態では、端部シールに磁石部材を用いることを提案する。
【００３７】
図１は本実施の形態に係る現像装置４の構成図であり、同図において、４８は磁石シールであり、この磁石シール４８の形状及び取付位置は従来の磁性体端部シール４７（図１３参照）と同様である。
【００３８】
ここで、磁石シール４８を構成する磁石材料としては、希土類磁石が望ましく、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂの磁性粉末を含有するナイロンバインダを備えた射出成形品が用いられる。又、その磁気特性は、現像スリーブ４１に対向する側の円弧状内周面ＮＳ極を多磁極（６極）着磁しており、現像スリーブ４１との間隙Ｓ−Ｓｇａｐ：４００±２００μｍの位置で磁束密度の法線方向ピーク値Ｂｒｓ：１００〜２２０×１０−３Ｔ（テスラ）である。
【００３９】
而して、磁石シール４８の内周面に働く周方向断面の磁界は図２に示すようになり、隣接する異極磁石との間に磁力線が発生しており、近傍の磁性トナーはこれに従属した挙動を示す。これにより、間隙Ｓ−Ｓｇａｐではその磁界によって磁性トナー４５によるシールドが形成されることによって、そこから現像容器４０外へのトナー飛散が抑制される。
【００４０】
現像スリーブ４１内のマグネット４２のシール位置での磁束密度の法線方向ピーク値：Ｂｒｍ：６０〜１００×１０−３Ｔ（テスラ）であることから、従来に対して磁石シール４８の内周面近傍のトナーへの磁力支配が高まり、トナー飛散が大幅に低減していることが分かる。
【００４１】
又、磁石シール４８の内周面端部周りの磁界は、外周面に周り込むように磁力線が発生するため、磁性ブレード４３と当接部における磁気的吸着力が向上することによって当接部からのトナー漏れが抑制される（図３参照）。
【００４２】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００４３】
本実施の形態では、前記実施の形態１に加え、磁石シールの軸方向へのシール性向上について提案する。
【００４４】
前記実施の形態１で述べた通り、磁石シール４８の内周面にある端部周りの磁界は、外周面に周る込むように磁力線が発生する。これは、図４に示すように、磁性ブレード４３との当接部に限らず、軸方向にも同様である。
【００４５】
そこで、図５に示すように、磁石シール４８（幅：４ｍｍ）の軸方向外側面に該磁石シール４８と同形状の磁性板金４９（幅：１ｍｍ）を取り付ける。これにより周り込み磁界は磁性板４９で遮断され、且つ、磁性板４９に磁力線が集中するため、磁性トナー４５の磁界に対する従属性が高まり、現像容器４０外へのトナー飛散が更に抑制される。
【００４６】
以下に磁束密度の測定結果により詳細に説明する。
【００４７】
磁石シール４８（幅：４ｍｍ）について、その内周面とその近傍に働く軸方向断面の磁束密度布を図６に示す。図６は縦軸を磁束密度、横軸をシール内周面幅長さとし、左側に磁性板を設けている。
【００４８】
磁束密度はシール幅中央部をピークに両端方向に低下しているが、磁性板の無い右側では、シール端部を超えて約１．５ｍｍ付近までシールによる磁束密度が存在している。それに対し、磁性板を設けた左側では丁度シール端部で磁束密度が収束している。若干、漏れ磁束密度が存在するが、この結果によって磁性板により磁界を遮断していることが分かる。
【００４９】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
【００５０】
本実施の形態では、前記実施の形態に加え、磁石シールの周方向へのシール性向上について提案する。
【００５１】
前記実施の形態１，２で用いた磁石シール４８の厚みは１．７ｍｍである。これは現像スリーブ４１との間隙Ｓ−Ｓｇａｐ：４００±２００μｍの位置で磁束密度の法線方向ピーク値Ｂｒｓ：１００〜２２０×１０−３Ｔ（テスラ）を確保するための必要条件として設定されている。
【００５２】
しかしながら、前述の通り、磁石シール４８の端部で周り込み磁界が発生するため、現像スリーブ回転下流で磁石シール４８の内周面の下流側面（幅：４ｍｍ、厚さ：１．７ｍｍ）でトナーが堆積した後に現像容器４０下にボタ落ちする現象が発生する（図７参照）。
【００５３】
そこで、前記実施の形態と同様に、図８に示すように下流側面に磁石シール４８と同形状の磁性板金４Ａ（幅：１ｍｍ）を取り付ける。すると、周り込み磁界は磁性板金４Ａによって同様に遮断され、且つ、磁性板金４Ａに磁力が集中することによってトナーが堆積せず、ボタ落ちも著しく低減する。
【００５４】
又、これと同形状の磁石シール上流側面、即ち磁性ブレードとの当接部位にも磁性板金の取り付けを採用する。これは、磁石の組成が脆いために当接時に形状損失し、現像器内にその破片が混入する頻度が低くないことが理由である。又、磁石が磁性粉末から形成されているために表面性が悪く、トナーが介入し易いためでもある。
【００５５】
懸念される点として磁性ブレード４３に掛かる磁力低下があるが、幅１ｍｍの磁性板を介しても殆ど変化せず、磁性ブレード４３と磁石シール４８との磁力吸着に関する障害は発生しない。
【００５６】
従って、磁石シール４８の内周面の側面を囲うように磁性板金４Ａを取り付けることによって、トナーのシール性と磁性ブレード４３との吸着性の双方の向上が期待できる。
【００５７】
＜実施の形態４＞
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
【００５８】
本実施の形態では、前記実施の形態１〜３の提案について、従来構成との飛散の比較をすることによってその効果を確認し、現像容器他の設計が容易であり、環境に優しい構成であり、更にリサイクル性を向上させることを提案する。
【００５９】
従来の磁性端部シール構成と磁石シール構成及び前記実施の形態における磁性板を外周に設けた磁石シール構成について以下の耐久試験を行った。
【００６０】
・現像器のみの回転耐久を５００時間（現像器寿命相当）行う。
【００６１】
・間隙Ｓ−Ｓｇａｐを１００μｍから５０μｍ毎に変更する。
【００６２】
・各間隙Ｓ−Ｓｇａｐにおける端部からのトナー漏れ量を測定する。
【００６３】
以上の結果を図９に示す。
【００６４】
現像器としての許容できるトナー漏れ量を８ｍｇとすると、間隙Ｓ−Ｓｇａｐの許容範囲は、従来構成：１５０±５０μｍ、磁石シールのみの構成：４００±３００μｍ、磁性板金＋磁石シール：５００±４００μｍとなる。
【００６５】
実際の設計を考慮すると、従来構成で許容される間隙Ｓ−Ｓｇａｐは、非常に厳しい品質管理と高コストが必要になる。
【００６６】
逆に、磁石シールでは、設計公差を従来の値から更に広げることができ、単品及び組み付けに掛かるコストの低減が可能となる。又、磁石シール内周面のトナーを除去することによって磁石シールを半永久的に再利用することも可能である。
【００６７】
しかしながら、磁石の組成が脆く、磁石部材単体では回収時に形状損失してしまう。
【００６８】
そこで、磁性板を外周面に囲うことによって、部品としての強度を向上させ、磁石シールの再利用率性を更に高めることができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、静電潜像を担持して回転する潜像担持体と、
前記潜像担持体表面に対向する前記現像容器開口部に回転自在に配設され、その内部に複数の磁極を有する磁界発生手段を有し、  現像剤を所定方向に担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する磁性体規制部材と、
前記現像剤担持体の軸方向に沿って前記開口部の両端部において前記現像剤担持体の外周面に対して間隙を介して前記現像容器にそれぞれ対面配設され、ＮＳ極を多磁極に着磁させて形成された磁石シール部材と、を有する画像形成装置において、
前記磁性体規制部材と前記磁石シール部材の接合部を磁力により吸着し、前記磁石シール部材表面に板金状磁性部材を取り付けることにより、前記磁石シール部材と前記現像剤担持体との間隙をシールする磁力線の前記現像剤担持体の軸方向及び周方向への拡散を防止するようにしたため、トナー飛散による弊害を抑制し、良好な画像を出力することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る現像器の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における磁石シールの軸方向断面に働く磁力線概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１における磁石シールに働く磁力線概略図である。
【図４】本発明の実施の形態２における磁石シール内周面の幅方向の磁力線概略図である。
【図５】本発明の実施の形態２における磁性板付の磁石シール内周面幅方向磁力線概略図である。
【図６】本発明の実施の形態２における磁性板付の磁石シール内周面幅方向磁束密度分布を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３における磁石シール下流面の磁力線概略図である。
【図８】本発明の実施の形態３における磁性板付の磁石シール下流面の磁力線概略図である。
【図９】本発明の実施の形態４における回転耐久試験結果を示す図である。
【図１０】従来の画像形成装置の断面図である。
【図１１】従来のアモルファスシリコン感光体の概略断面図である。
【図１２】従来の現像器の構成図である。
【図１３】従来の端部シールの概略構成を示す現像器の構成図である。
【符号の説明】
１        感光ドラム（潜像担持体）
４        現像器
４Ａ      磁性板金（板金状磁性部材）
４０      現像容器
４１      現像スリーブ（現像剤担持体）
４２      マグネット（磁界発生手段）
４３      磁性ブレード（磁性体規制部材）
４５      磁性トナー
４８      磁石シール（磁石シール部材）
４９      磁性板金（板金状磁性部材）
【図１】
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【図２】
2004219739.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004219739.tif 000007
【図６】
2004219739.tif 000008
【図７】
2004219739.tif 000009
【図８】
2004219739.tif 000010
【図９】
2004219739.tif 000011
【図１０】
2004219739.tif 000012
【図１１】
2004219739.tif 000013
【図１２】
2004219739.tif 000014
【図１３】
2004219739.tif 000015