(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤の現像容器に回動自在に支持され、電子写真感光体上の潜像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の長手方向両端部に、かつ外周面に対して間隙部を形成するように配置された磁気シール部材とを有する現像装置において、
前記磁気シール部材が、磁石と、該磁石の前記現像剤担持体の軸方向に対して直交する少なくとも一側面に設けられた磁性部材と、を有し、
前記磁性部材の前記現像体担持体対向面が露出し、
前記磁石と前記磁性部材との間で磁気回路を形成し、前記磁気シール部材と前記現像剤担持体との間隙部をシールする磁力線が前記現像剤担持体の軸方向に拡散することを防止する、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気シール部材は、前記現像剤担持体の前記感光体とは反対側に配置されたことを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】
前記磁気シール部材は、略半円筒部を有することを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
【請求項４】
電子写真感光体と、現像装置とを有し、前記現像装置は、現像剤の現像容器に回動自在に支持され、電子写真感光体上の潜像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の長手方向両端部に、かつ外周面に対して間隙部を形成するように配置された磁気シール部材とを有するプロセスカートリッジにおいて、
前記磁気シール部材が、磁石と、該磁石の前記現像剤担持体の軸方向に対して直交する少なくとも一側面に設けられた磁性部材と、を有し、
前記磁性部材の前記現像体担持体対向面が露出し、
前記磁石と前記磁性部材との間で磁気回路を形成し、前記磁気シール部材と前記現像剤担持体との間隙部をシールする磁力線が前記現像剤担持体の軸方向に拡散することを防止する、
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記磁気シール部材は、前記現像剤担持体の前記感光体とは反対側に配置されたことを特徴とする請求項４のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記磁気シール部材は、略半円筒部を有することを特徴とする請求項４又は５のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体のような像担持体に潜像を形成し、この潜像を現像してトナー像とする現像装置及び現像装置を備えたプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセスを用いて像担持体に画像形成する電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらず、ユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そのため、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【０００３】
このようなプロセスカートリッジに内蔵された現像手段（現像装置）においては、現像装置に設けられた回転する現像スリーブのような現像剤担持体の両端部に、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。
【０００４】
従来、このトナー流出を防ぐシール部材にはフェルトや発砲ゴムなどの弾性体が広く利用されている。その代表的な例を図９及び図１０に示す。図９は従来のプロセスカートリッジに内蔵された現像装置の要部を示す正面断面図、図１０は現像装置の要部を示す側面断面図である。
【０００５】
図９に示すように、現像スリーブ５は、その内部に磁石ローラ６を有し、現像容器３に図１０に示すようなスリーブ軸受１２を介して回転可能に支持されている。従って、現像容器３から供給されたトナーは、磁石ローラ６の磁力により現像スリーブ５の表面に付着し、現像ブレード７により層厚が一定に規制された後、現像スリーブ５の回転に伴って、感光ドラム１上の潜像と対向する位置において、この潜像に付着して現像を行う。
【０００６】
又、図１０をも参照すると理解されるように、現像スリーブ５の現像領域より外側の長手方向の両端部で、現像容器３に装着される現像スリーブ５の開口側と反対側の奥部には弾性シール部材８が取り付けられており、この弾性シール部材８を現像スリーブ５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、このような構成の現像装置では、現像スリーブ５の外周面の半分に弾性シール８が圧接しているため、現像動作時に回転する現像スリーブ５の負荷が大きく、また現像スリーブ５との接触により弾性シール部材８が劣化し、シール性が悪化するなどの問題があった。さらに、現像スリーブ５と弾性シール部材８との間にわずかではあるがトナーが進出してしまう場合があり、これが原因でトルクが高くなったり、トルクの変動が大きくなって回転ムラが生じ、画像形成に悪影響を及ばすことがあった。
【０００８】
そのため、これらの問題を解決すべく、現像スリーブ５の両端部に一定の間隙を持って磁性体のシール部材（以下「磁気シール部材」と呼ぶ。）を配置し、これによりトナーの流出を防止する方法が提案されている。
【０００９】
図１１は、磁気シール部材を用いた現像装置を示す正面断面図である。同図において、磁気シール部材２１は、磁石から形成されたもので、現像スリーブ５の外周面に対して一定の間隙ｇを隔てて配置するために現像スリーブ５の両端部に巻装されるとともに、この状態で現像スリーブ５と共に現像容器３に取り付けられている。磁気シール部材２１は、図１２のような磁極パターンに着磁されており、各々の磁力線２１ｇに沿って形成されるトナーの穂立ちによる磁気ブラシによって現像スリーブ５の外周面と、磁気シール部材２１の表面との間隙ｇを埋め、トナーが現像領域外に流出するのを防止している。
【００１０】
又、このほかの従来例として図１３及び図１４に示すような磁極パターンに着磁された磁気シール部材２１を用いて磁気ブラシを形成する構成も知られている。
【００１１】
更に、その改良として、図１５に示すように、磁気シール部材２１を磁石２１ａの幅方向の一側面に軟磁性体からなる磁性板２１ｂを配置することで、幅方向に発散する磁力線２１ｇを磁性板２１ｂに集約させることで磁力を高め、トナーのシール性を向上させる方式も考案されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図１５に示す磁気シール部材２１は、内底部に磁性板２１ｂを設置した金型内に、磁石粉末と樹脂バインダーとを混合した混合物を高圧下で射出することにより一体的に成形することで製造される。この時、金型内に設置された磁性板は当然のことながら金型に対して隙間をもつ。そのため、磁気シール部材２１を成形するとき、磁性板２１ｂと金型との間に樹脂（磁石）が流れ込み、それによって成形後の磁性板２１ｂの現像スリーブ対向面には、磁石部が形成される。その後、磁気シール部材２１の現像スリーブ対向面を着磁することで、シール部材となる。
【００１３】
しかしながら、このような構成の磁気シール部材２１によると、前述の現像スリーブ対向側の磁性板表面に形成された磁石により、現像スリーブの長手方向の磁気シールの磁力線は、磁性板２１ｂの現像スリーブの長手方向に直交する面にのびる。トナーは磁力線に沿って広がるために、前述の磁石の側面に磁性板２１ｂを配置することによって得られる効果を失い、結果として現像装置若しくはプロセスカートリッジの大型化を招く。更に、衝撃をうけた際には、トナー漏れの恐れもある。
【００１４】
又、磁性板２１ｂの現像スリーブ対向面とそれに対応する金型部との隙間を限りなく小さくして、磁性板２１ｂの現像スリーブ対向面に樹脂（磁石）が流れ込むことを防止する手段も考えられるが、金型形状と磁性板形状の完全なる一致は大変難しい。そのため、金型と磁性板２１ｂの隙間に樹脂（磁石）が射出されると、磁性板表面にバリとなって形成される。そのバリが搬送、取り扱い時に脱落すると、そのバリが現像スリーブ等に付着し画像不良を引き起こす恐れがある。
【００１５】
従って、本発明の目的は、上記の課題を改善するものであって、現像スリーブのような現像剤担持体の長手方向に磁気シール部材の磁力線に沿ってトナーが広がることを防ぐことで、トナーが広がることによって生じる現像装置の大型化、衝撃によって生じるトナー漏れ、磁性板の現像スリーブ対向面に形成した樹脂（磁石）の脱落により、それが現像剤担持体等に付着した際に発生する画像不良を防止するようにした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。
【００１６】
【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、本発明は、現像剤の現像容器に回動自在に支持され、電子写真感光体上の潜像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の長手方向両端部に、かつ外周面に対して間隙部を形成するように配置された磁気シール部材とを有する現像装置において、
前記磁気シール部材が、磁石と、該磁石の前記現像剤担持体の軸方向に対して直交する少なくとも一側面に設けられた磁性部材と、を有し、
前記磁性部材の前記現像体担持体対向面が露出し、
前記磁石と前記磁性部材との間で磁気回路を形成し、前記磁気シール部材と前記現像剤担持体との間隙部をシールする磁力線が前記現像剤担持体の軸方向に拡散することを防止する、
ことを特徴とする現像装置である。
【００１７】
本発明の他の態様によると、電子写真感光体と、現像装置とを有し、前記現像装置は、現像剤の現像容器に回動自在に支持され、電子写真感光体上の潜像領域に前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の長手方向両端部に、かつ外周面に対して間隙部を形成するように配置された磁気シール部材とを有するプロセスカートリッジにおいて、
前記磁気シール部材が、磁石と、該磁石の前記現像剤担持体の軸方向に対して直交する少なくとも一側面に設けられた磁性部材と、を有し、
前記磁性部材の前記現像体担持体対向面が露出し、
前記磁石と前記磁性部材との間で磁気回路を形成し、前記磁気シール部材と前記現像剤担持体との間隙部をシールする磁力線が前記現像剤担持体の軸方向に拡散することを防止する、
ことを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００１８】
上記各本発明において、その一実施態様によると、前記磁気シール部材は、前記現像剤担持体の感光体とは反対側に配置され、又、他の実施態様によると、前記磁気シール部材は、略半円筒部を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置及びプロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。
【００２０】
先ず、図１を参照して本発明に従って構成されるプロセスカートリッジの一実施例を説明する。
【００２１】
本実施例にて、プロセスカートリッジ１００は、例えば電子写真感光体とされるドラム状の像担持体、即ち、感光ドラム１と、少なくとも一つのプロセス手段を備えている。
【００２２】
ここで、プロセス手段としては、例えば感光ドラムの表面を帯電させる帯電手段、感光ドラムにトナー像を形成する現像手段、感光ドラム表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段などがある。本実施例のプロセスカートリッジ１００は、像担持体である感光ドラム１の周囲に帯電手段２、トナー（現像剤）を収納した現像手段（現像装置）５０、及びクリーニング手段１１を配置し、クリーニング枠体１５、現像枠体１６、１７、１８などから成るハウジングで覆って一体的にカートリッジとし、図示してはいないが、画像形成装置本体に対して装着ガイド手段を介して装着自在とされる。
【００２３】
このようなプロセスカートリッジ１００に内蔵された現像手段（現像装置）５０は、上述のように現像枠体１６、１７、１８にて一体に構成されており、現像装置５０には、現像容器３内の現像剤（トナー）を感光ドラム１へと担持し搬送するための現像剤担持体、即ち、現像スリーブ５が回転自在に設けられている。
【００２４】
図９に関連して説明したように、従来と同様に、現像スリーブ５は、その内部に磁石ローラ６を有し、現像容器３に、例えば図１０に示すようなスリーブ軸受１２を介して回転可能に支持されている。従って、現像容器３から供給されたトナーは、磁石ローラ６の磁力により現像スリーブ５の表面に付着し、現像ブレード７により層厚が一定に規制された後、現像スリーブ５の回転に伴って、感光ドラム１上の潜像と対向する位置において、この潜像に付着して現像を行う。
【００２５】
現像スリーブ５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に、一定の間隙を持って磁性体のシール部材、即ち、磁気シール部材２１が設けられている。
【００２６】
磁気シール部材２１は、図１１をも参照すると理解されるように、現像スリーブ５の外周面に対して一定の間隙ｇを隔てて配置するために現像スリーブ５の両端部に巻装されるとともに、この状態で現像スリーブ５と共に現像容器３に取り付けられている。
【００２７】
次に、本発明に従って構成される磁気シール部材２１につき、好適な実施例をあげて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
磁気シール部材２１は、図２に示すように、略半円筒部２１ｃと直線状部２１ｄとで構成され、幅（Ｗ１）３ｍｍの磁石２１ａの一側面に、磁石２１ａとの間で磁気回路を形成する相似形状とされる軟磁性体からなる幅（Ｗ２）１ｍｍの磁性板２１ｂを接合することにより形成される。磁気シール部材２１の現像スリーブ５表面での磁束密度は１５００〜２５００ガウス程度である。
【００２９】
前記磁石２１ａは、サマリウム−コバルト系や希土類−鉄−ボロン系等の希土類磁石粉末と樹脂バインダーとを所要の割合で混合した混合物であって、希土類磁石粉末としては、公知の急冷法により得られる希土類−鉄−ボロン系の磁石合金粉末が最も好適に使用される。また、磁石粉末と混合する樹脂バインダーとしては、熱可塑性樹脂を主体とし、必要により磁石粉末と樹脂との親和力を向上させるシラン系、チタネート系、アルミ系のカップリング剤、樹脂の流動性を高めるフタル酸系、スルホン酸系、リン酸系、エポキシ系等の可塑剤、混合物の流動性を高めるステアリン酸、ステアリン塩酸、脂肪酸アミド、ワックス類等の滑剤及び充填物の酸化を防止するヒーンダードフェノル系、硫黄系、リン系等の酸化防止剤等を適宜添加したものが好適に用いられる。なお、熱可塑性樹脂は塩化ビニル系、ポリアミド系等の一般的な樹脂でよいが、画像形成装置内部の温度上昇に対応するべく、より耐熱性の高いＰＰＳ、ＰＢＬ、ＬＣＴ等の耐熱グレードの樹脂を用いてもよい。
【００３０】
前記磁気シール部材２１は、図３に示すように、内底部に磁性板２１ｂを設置した金型３０内に、上述の希土類磁石粉末と樹脂バインダーとを混合した混合物を高圧下で射出することにより一体的に成形することによって製造される。
【００３１】
一般的に、上記構成にて磁石２１ａと磁性板２１ｂを一体的に成形する場合には、成形金型３０に磁性板２１ｂを挿入するために、磁性板２１ｂを成形金型３０より若干小さくし、成形金型３０と磁性板２１ｂとの間にクリアランス３０ａ、３０ｂを設けなければならない。
【００３２】
そのため、成形時に、樹脂（磁石２１ａ）が成形金型３０と磁性板２１ｂとの間隙３０ａ、３０ｂに流れ込み、磁性板２１ｂ表面に磁石部２１ｅが形成されたり（図４）、成形バリ２１ｆが磁性板２１ｂ表面の内向き略半円筒面２１ｃ側の軸方向に並行になるように発生する（図５）。
【００３３】
図４に示すように、磁性板２１ｂ表面に磁石部２１ｅが形成されると、図６に示すように、現像スリーブ５の長手方向の磁気シール部材２１の磁力線２１ｇは、磁性板２１ｂの現像スリーブ５の長手方向に直交する面２１ｊにも延びることとなる。
【００３４】
トナーＴは磁力線２１ｇに沿って広がるため、図７に示すように、トナーは磁気シール部材２１の幅方向外側まで広がる。従って、現像スリーブ５と感光ドラム１との間隙保持部材である画像領域の外側に配置されたスペーサーコロ２５との接触を回避するために、現像装置５０若しくはプロセスカートリッジ１００の大型化を図り、磁気シール部材２１上のトナーとスペーサーコロ２５との長手方向のクリアランスを大きくする必要が生じたり、又は、衝撃によってトナー漏れを生じることがある。
【００３５】
また、図５に示すように、バリ２１ｆができると、磁気シール２１の搬送及び、取扱い途中にバリ２１ｆが脱落する恐れがあり、現像スリーブ５にそのバリが付着することによる画像不良の恐れがある。
【００３６】
従って、磁性板２１ｂ表面に磁石部２１ｅが形成されたり、或いは、バリ２１ｆが発生するのを完全に押さえる必要がある。
【００３７】
そこで、本発明においては、図８に示すように、磁性板２１ｂの現像スリーブ５対向面を成形金型３０に密着させるために、成形金型３０内のスライド構造を用いて、スライド部３０ｃで磁性板２１ｂの現像スリーブ５と離間する面２１ｈを押し、磁性板２１ｂの現像スリーブ対向面を成形金型３０に密着させる。
【００３８】
これにより、磁性板２１ｂの現像スリーブ５対向面と成形金型３０との間、即ち、図３にて間隙３０ａに樹脂が流れ込むことがなく、磁性板２１ｂの表面に磁石部２１ｅが形成されることはなく、磁力線２１ｇ（図６）は磁性板２１ｂの現像スリーブ５対向面２１ｋ（図２）に収束するため、トナーが磁気シール部材２１の幅方向外側に広がることがなく、現像装置５０若しくはプロセスカートリッジ１００の長手寸法の大型化、又は衝撃によって生じるトナー漏れ、更には、バリ２１ｆの発生によって懸念される画像不良をなくすことができる。
【００３９】
また、これまで、磁石２１ａと磁性板２１ｂの結合方法を射出成形のインサート成形として述べてきた。これは磁石２１ａと磁性板２１ｂを高精度で結合するためである。なぜならば、磁気シール部材２１と現像スリーブ５間のトナーシール性を確保するために磁気シール部材２１と現像スリーブ５間距離は極力狭く、かつ、磁気シール部材２１は現像スリーブ５と干渉しないようにクリアランスを確保しなければならず、そのために、磁石２１ａよりも現像スリーブ５から離れた位置に精度良く磁性板２１ｂを配置しなければならないからである。
【００４０】
しかし、高磁力の磁石を使用するなどでトナーのシール性を維持できるのであれば、磁気シール部材２１と現像スリーブ５のクリアランスを広げることで磁石２１ａと磁性板２１ｂの取り付け精度を落とし、例えば、磁石２１ａから磁性板２１ｂを現像スリーブ５側へと出っ張らせることなどによって、磁石２１ａと磁性板２１ｂとを磁力のみによる結合、或いは、接着剤、両面テープ等によって結合するより安価な結合方法でも、上記の効果が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置及びプロセスカートリッジは、現像スリーブのような現像剤担持体の長手方向両端部に、かつ外周面に対して間隙部を形成するように磁気シール部材が配置され、この磁気シール部材は、磁石と、磁石の現像剤担持体の軸方向に対して直交する少なくとも一側面に設けられた磁性部材と、を有し、磁性部材の前記現像体担持体対向面が露出し、磁石と磁性部材との間で磁気回路を形成し、磁気シール部材と現像剤担持体との間隙部をシールする磁力線が現像剤担持体の軸方向に拡散することを防止する構成とされるので、現像剤担持体の長手方向に磁気シール部材の磁力線に沿ってトナーが広がることを防ぐことができ、トナーが広がることによって生じる現像装置の大型化、衝撃によって生じるトナー漏れ、磁性板の現像スリーブ対向面に形成した樹脂の脱落により、それが現像剤担持体等に付着した際に発生する画像不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施例の断面図である。
【図２】磁気シール部材の一実施例の斜視図である。
【図３】磁気シール部材の成型金型と磁性板との関係を示す説明図である。
【図４】磁気シール部材の他の実施例の斜視図である。
【図５】磁気シール部材の他の実施例の斜視図である。
【図６】磁気シール部材からの磁力線を説明する図である。
【図７】磁気シール部材からの磁力線に沿って形成されたトナーの状態を説明する図である。
【図８】磁気シール部材の成形機のスライド機構を示す図である。
【図９】従来の現像装置の要部を示す正面断面図である。
【図１０】従来の現像装置におけるシール部材の配置を示す現像装置の要部の側面断面図である。
【図１１】従来の磁気シール部材を備えた現像装置の要部を示す正面断面図である。
【図１２】従来の磁気シール部材の着磁パターンを示す図である。
【図１３】従来の磁気シール部材の着磁パターンを示す図である。
【図１４】従来の磁気シール部材の着磁パターンを示す図である。
【図１５】従来の磁性板を側面に備えた磁気シール部材の着磁パターンを示す図である。
【符号の説明】
１                          電子写真感光体（感光ドラム）
５                          現像剤担持体（現像スリーブ）
２１                        磁気シール部材
２１ａ                      磁石
２１ｂ                      磁性部材（磁性板）
５０                        現像装置
１００                      プロセスカートリッジ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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