JP3786415B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの、画像形成装置に関する。特にそのうち、帯電・露光・現像により像担持体上に形成したトナー画像を転写して、シート・中間転写体等の転写材上に画像を記録する、電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、画像形成装置本体に対して着脱自在に備えるプロセスカートリッジに関する。ならびに、そのような画像形成装置やプロセスカートリッジにおいて、像担持体上の潜像を現像する現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤を使用する現像装置では、例えば図13に示すように、現像ケース1内に収納する現像剤をパドル2の回転により掻き上げて現像剤担持体3に付着し、その現像剤担持体3の回転とともにその上に担持する現像剤を薄層化部材4で薄層化し、その薄層化後の現像剤を付着して像担持体5上の静電潜像を現像していた。
【0003】
ところで、この種の現像装置では、現像剤担持体3の回転方向Bにおける薄層化部材4の下流側に隣接して現像剤飛散防止部材6を設け、その現像剤飛散防止部材6で、ポリウレタン等よりなる入口シール7・8を保持するとともに、それに現像剤担持体3に対向する対向面9を形成していた。
【0004】
そして、薄層化部材4で薄層化後の現像剤担持体3上の現像剤に触れないように、現像剤飛散防止部材6の対向面9を薄層化部材4の先端より現像剤担持体3の周面から離れた位置に退避していた。このため、現像剤担持体3の回転方向Bにおける薄層化部材4の下流側先端には、段部sが形成されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
よって、例えば図14に示すように、その段部s上に現像剤が付着して時間の経過とともにtのように堆積し、やがて固化してそれが衝撃等により現像剤担持体3上に落下し、転写材上で画像乱れを生ずる問題があった。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−2340号公報
【特許文献2】
特開平5−2341号公報
このような問題を解決すべく、例えば特許文献1および特許文献2に記載のものでは、現像剤担持体の回転方向における薄層化部材の上流側と下流側とで、現像剤担持体の磁力の大きさや極性を変えている。しかし、薄層化部材の先端面へのトナー固着等には効果はあるものの、下流側先端や現像剤飛散防止部材へのトナー付着には十分な効果が得られなかった。
【0007】
また、従来の現像装置の中には、対向面9を下流側に向かうに連れて現像剤担持体3の回転中心から離れるようにしたものがある。これにより、薄層化部材4先端への紙粉溜りを防ぐとともに、対向面9との間に空間を確保してトナーが穂立ちしてもブロッキングを起こしたり入口シール7・8が剥がれたりすることを防止していた。
【0008】
しかしながら、現像剤担持体3上で現像剤搬送極P5から現像主極P1へ現像剤が搬送される過程で、現像剤搬送極P5の穂立ちがいったん寝ることになる。このときに、紙粉や低帯電トナーが現像剤から離れて飛散しやすいことが確認されている。そして、この飛散した紙粉等は、現像剤飛散防止部材6の先端に溜まりやすく、トナー落ち等の異常画像を引き起こすこととなる。
【0009】
そこで、この発明の第1の目的は、上述のような画像形成装置において、紙粉除去装置等の特別な装置を搭載することなく、コストをかけずに、現像剤飛散防止部材の先端に、紙粉を含んだトナーが堆積して紙粉溜りを生ずることを防止し、それが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることにある。
【0010】
この発明の第2の目的は、良好な現像能力を確保しながら、現像剤飛散防止部材の先端の現像ニップ部での巻込みを有効に防止し、紙粉を含んだ低帯電トナーが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることにある。
【0011】
この発明の第3の目的は、例えば図14に示すように、薄層化部材の下流側先端にトナーが付着することを阻止し、付着したトナーが現像剤担持体上に落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることにある。
【0012】
この発明の第4の目的は、現像剤担持体と対向面との間に空間を確保してトナーが穂立ちしてもブロッキングを起こさず、薄層化部材で薄層化後の現像剤担持体上のトナーを乱すことなく、常に良好な画像を得ることにある。
【0013】
この発明の第5の目的は、上述した各目的を達成した現像装置を備えるプロセスカートリッジを提供することにある。
【0014】
この発明の第6の目的は、上述した第1から第4の目的を達成した現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【0015】
この発明の第7の目的は、上述した第5の目的を達成したプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。
【0016】
ところで、近年、画像形成装置では、環境保護やランニングコストの低減などの観点から、シート・中間転写体等の転写材への未転写トナーを回収して現像装置へと戻すトナーリサイクル装置を備えるものが一般的になってきている。
【0017】
ところが、このような画像形成装置では、転写時に像担持体や中間転写体に付着した紙粉等の異物がリサイクルトナー中に混入することとなる。混入した紙粉は、現像装置に戻して再使用するまでに搬送部材等により多くの機械的ストレスを受けて微粉状に粉砕する。粉砕された紙粉は帯電量が小さく、キャリアで保持できない帯電量の小さな紙粉が時間の経過とともに現像剤中で多くなると、紙粉を多く含んだトナーが飛散して、例えば段部s上に堆積する。
【0018】
特に最近では、リサイクルペーパー等の紙粉の多い用紙を使用するユーザーが多くなってきていることから、紙粉を多く含んだ低帯電トナーが一層飛散堆積し、やがて固化してそれが衝撃等により現像剤担持体上に落下し、転写材上で画像乱れを生ずる問題があった。
【0019】
そこで、この発明の第8の目的は、上述したように紙粉等の異物が混入してトナー付着を生じ易いトナーリサイクル装置を備える画像形成装置においても、薄層化部材の下流側先端やそれに隣接する現像剤飛散防止部材へのトナー付着を阻止して、付着したトナーが現像剤担持体上に落下して画像品質を低下することを有効に防止することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項1に係る発明は、上述した第1および第2の目的を達成すべく、現像剤担持体の回転とともにそれに担持する現像剤を薄層化部材で薄層化し、その薄層化後の現像剤を現像剤飛散防止部材で飛散を防止しながら現像剤搬送極で搬送して現像主極でトナーを付着し、像担持体上の潜像を可視像化する、画像形成装置の現像装置において、現像剤搬送極と現像主極間の接線方向磁束密度分布曲線と、現像主極の法線方向磁束密度分布曲線との交点をSとするとき、その交点Sと現像剤担持体の回転中心Oとを結んだ直線に対し、現像剤飛散防止部材の先端が現像剤搬送方向の下流側に位置するとともに、現像主極のピーク角度が、現像剤担持体の回転中心と像担持体の回転中心とを結んだ直線に対し、現像剤搬送方向の上流側に6°〜16°傾いている、ことを特徴とする。
【0022】
請求項2に係る発明は、上述した第3の目的も達成すべく、請求項1に記載の現像装置において、現像剤飛散防止部材の、現像剤担持体に対向する対向面の薄層化部材側と、その薄層化部材の先端とを、現像剤担持体から等距離に設けている、ことを特徴とする。
【0023】
請求項3に係る発明は、上述した第4の目的も達成すべく、請求項1または2に記載の現像装置において、現像剤飛散防止部材の対向面を、現像剤担持体の移動方向下流側に向けて漸次現像剤担持体から離している、ことを特徴とする。
【0024】
請求項4に係る発明は、上述した第5の目的を達成すべく、請求項1ないし3のいずれか1に記載の現像装置を備えるとともに、少なくとも像担持体を備えていることを特徴とする、プロセスカートリッジである。
【0025】
請求項5に係る発明は、上述した第6の目的を達成すべく、請求項1ないし3のいずれか1に記載の現像装置を備えてなることを特徴とする、画像形成装置である。
【0026】
請求項6に係る発明は、上述した第7の目的を達成すべく、請求項4に記載のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に備えていることを特徴とする、画像形成装置である。
【0027】
請求項7に係る発明は、上述した第8の目的を達成すべく、転写材への未転写トナーを回収して現像装置に戻すトナーリサイクル装置を備えてなることを特徴とする、請求項5または6に記載の画像形成装置である。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について説明する。
図1には、この発明に係る現像装置を備えるレーザ複写機(画像形成装置)であって、その要部の概略構成を示す。
【0029】
図中符号10は、像担持体であるドラム状の感光体である。この感光体10のまわりには、図中左側の帯電装置11から該感光体10の図中矢印Aで示す回転方向(図中反時計方向)に順に、下側に現像装置12、右側に転写装置13、上側にクリーニング装置14を配置してなる。
【0030】
そのうち、転写装置13は、感光体10と平行な上下のローラ15・16間に転写ベルト17を掛け回して構成し、その転写ベルト17を感光体10の周面に押し当てるとともに、その転写ベルト17に、ホルダ40で支持する転写ベルトクリーニングブレード41の先端を押し当ててなる。そして、そのような転写装置13の下方位置には、ガイド板18・19で感光体10に向かうシート搬送路20を形成し、そのシート搬送路20を挾んで一対のレジストローラ21・21を設ける。他方、転写装置13の上方位置には、定着ローラ22に押圧ローラ23を押し当てて定着装置24を設けてなる。
【0031】
なお、図1中帯電装置11およびクリーニング装置14の左側に設けるものは、現像装置12に新しいトナーを補給するトナー補給装置25である。
【0032】
そして、図示レーザ複写機では、一般の複写機と同様に、図示しない原稿台上に原稿をセットしてスタートスイッチを押し、そのセット原稿の画像情報を読み取る。同時に、帯電装置11の帯電ローラ26で感光体10の周面を一様に帯電する。
【0033】
次いで、読取り内容に応じて露光装置27からレーザ光L1を照射し、該感光体10の回転とともにその周面に光書込みを行い、感光体10上に静電潜像を形成する。続いて、現像装置12の現像スリーブ(現像剤担持体)28でトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、感光体10上に読取り内容に応じた画像を形成する。
【0034】
図示省略するが、感光体10のまわりには、光センサがあって、帯電ローラ26の印加電圧および現像のトナー濃度を制御する。
【0035】
一方、転写材である、用紙・OHPフィルム等のシートは、図示しない給紙カセット内から送り出してシート搬送路20に導き、先端を一対のレジストローラ21・21間に突き当てて止める。そして、上記感光体10上に形成した画像にタイミングを合わせてそれらのレジストローラ21・21を回転し、そのシートを感光体10の図中右側へと送り込む。
【0036】
そうして、転写装置13の転写ベルト17で、感光体10上の画像をシートに転写するとともに、画像転写後のシートを定着装置24へと搬送する。定着装置24では、定着ローラ22と押圧ローラ23間を通してそれらで搬送しながら熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。画像定着後のシートは、図示しない排紙路を通して排紙スタック部へと排出し、コピーを終了する。
【0037】
ところで、画像転写後は、感光体10の回転とともにそれに押し当てるクリーニング装置14のクリーニングブレード32で、画像転写後に感光体上に残留する残トナーをせき止め除去し、クリーニング装置14で感光体10の周面を清掃する。除去した残トナーは、トナー回収羽根33でかき上げて残トナー回収部34に入れ、その残トナー回収部34内に収納するスクリュー35で図1中手前側へと搬送する。
【0038】
クリーニング後の感光体10の周面には、除電ランプ42からの除電光L2を照射し、感光体10の回転とともにその感光体10上に残留する電荷を除去し、次の新たな作像動作に備える。
【0039】
また、転写ベルト17に付着したトナーは、転写ベルトクリーニングブレード41で転写ベルト17表面から掻き落として不図示の廃トナー収容部内に入れ、定期点検時等に廃棄する。
【0040】
さて、このようなレーザ複写機において、上述した現像装置12は、現像ケース37内に、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤を収容し、その現像剤を撹拌しながら搬送するパドル36を設ける。また、現像剤中のトナーとキャリアとの混合比を検知するトナー濃度センサ43を設けてなる。
【0041】
さらに、上述した現像スリーブ28は、現像ケース37の現像窓38を通して感光体10と対向する位置に設け、内部に磁石を配置する。また、感光体10への現像剤の供給量を制御する現像ドクタ(薄層化部材)29を設けてなる。
【0042】
感光体10の上に備えるクリーニング装置14には、図示省略するが、クリーニング装置14で回収したトナーをパイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュー・コイル・ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして現像装置12へと戻すトナーリサイクル装置を備える。
【0043】
そして、現像装置12では、コピー時、不図示の駆動モータを駆動し、その駆動を伝達して現像スリーブ28を回転するとともに、パドル36を回転して現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら現像スリーブ28へ搬送する。これにより、現像スリーブ28の回転とともに、それに現像剤を担持し、その担持した現像剤を現像ドクタ29で薄層化する。一方、現像スリーブ28に所定バイアスを印加して現像剤中のトナーを感光体10の表面に静電的に付着し、その表面上の潜像を可視像化する。
【0044】
一方、クリーニング装置14では、感光体10の回転をギヤを介して伝達してスクリュー35を回転駆動し、感光体10から除去した残留トナーをスクリュー35で搬送して手前側に集め、トナーリサイクル装置で現像装置12に戻す。
【0045】
ところで、図示レーザ複写機では、上述した感光体10と帯電装置11と現像装置12とクリーニング装置14とを1つのカートリッジケース内に設けて一体化し、プロセスカートリッジ45を形成してレーザ複写機の複写機装置本体(画像形成装置本体)に対して一括して着脱自在とする。
【0046】
図2には、そのプロセスカートリッジ45を複写機装置本体100に取り付ける状態を示す。
【0047】
プロセスカートリッジ45は、図示するように、上部取っ手46と手前取っ手47とを持って正面側から矢示方向に装置本体100内に挿入する。このプロセスカートリッジ45の手前上部には、不図示のばねにより上方に付勢してボタン状のストッパ48を設ける。そして、装置本体100内にプロセスカートリッジ45を完全に挿入したとき、そのストッパ48を装置本体100の前側板49に引っ掛けて掛け止めセットされるようにする。
【0048】
図3には、プロセスカートリッジ45を複写機装置本体100から取り出す状態を示す。
【0049】
この図3から判るとおり、プロセスカートリッジ45を取り出すときは、ストッパ48に指を当ててそれを押し込み、前側板49に対する引っ掛けを解除して後、装置本体100から図中矢示する手前側に引き出す。
【0050】
図4には、現像装置12の一部を拡大して示す。
【0051】
この図4に示すように、図示レーザ複写機では、像担持体である感光体10はA方向(図中反時計まわり)に回転し、現像剤担持体である現像スリーブ28はB方向(図中時計まわり)に回転する。
【0052】
現像スリーブ28には、薄層化部材である現像ドクタ29の先端を対向する。現像ドクタ29は、薄い金属板で基端を上向きに折り曲げて断面L形状につくり、現像スリーブ28の軸方向に沿って水平に配置して、両端を不図示の支持板で支持する。
【0053】
現像スリーブ28の回転方向Bにおける現像ドクタ29の下流側には、その現像ドクタ29に、好ましくは0.5mm以下の小さな間隙を隔てて隣接し、現像剤飛散防止部材50を設け、それで現像スリーブ28を被って薄層化後の現像剤の飛散を防止する。
【0054】
現像剤飛散防止部材50は、図5に示すように、細長板状で複数の補強フィン51で補強してなり、片側上にフィルム状の入口シール55の基端を取り付け、片側下に別のフィルム状の入口シール56の基端を取り付け、現像スリーブ28と現像ドクタ29を支持する不図示の支持部材に両端をねじで固定し、図4に示すように現像装置12の上部を被う。ここで、入口シール55・56は、ポリウレタン等でつくり、両面テープ等で現像剤飛散防止部材50に貼り付ける。
【0055】
この現像剤飛散防止部材50を現像装置12に取り付けた状態では、入口シール55・56の先端を感光体10の周面に接触する。また、現像装置12に取り付けた状態では、現像スリーブ28の周面と対向する部分には対向面58を形成してなる。そして、その対向面58の現像ドクタ29側と、該現像ドクタ29の先端とを、現像スリーブ28から等距離に設け、現像スリーブ28の回転方向Bにおける現像ドクタ29の下流側先端を現像剤飛散防止部材50で完全に被ってそこに従来形成されていた段部sをなくす。
【0056】
これにより、紙粉除去装置等の特別な装置を搭載することなく、コストをかけずに、現像スリーブ28まわりに飛散したトナーが、現像スリーブ28の回転方向Bにおける現像ドクタ29の下流側先端に付着して堆積することを阻止し、付着したトナーが現像スリーブ28上に落下して画像品質を低下することを防止することができる。
【0057】
ところで、対向面58の現像ドクタ29側と、その現像ドクタ29の先端とを、現像スリーブ28から等距離に設け、対向面58と現像スリーブ28の周面との間隙を、現像スリーブ28の回転方向Bの下流側までそのままとすると、トナーを搬送する空間が小さくなって現像剤のブロッキングや入口シール55・56のはがれなどを生ずる。
【0058】
そこで、図6に示すように、現像剤飛散防止部材50の対向面58を、現像スリーブ28の回転方向Bの下流側に向けて漸次現像スリーブ28から離すようにするとよい。
【0059】
このようにすると、対向面58との間に空間を確保してトナーが穂立ちしてもブロッキングを起こしたり入口シール55・56がはがれたりすることなく、現像ドクタ29で薄層化後の現像スリーブ28上のトナーを乱すことなく、良好な画像を提供することができる。
【0060】
さて、上述のような現像装置12で、現像スリーブ28上に形成するトナーの穂立ちの先端が対向面58に接触すると、その対向面58に付着するトナーを除去して清掃効果を持たせることができる。そこで、漸次現像スリーブ28から離れる対向面58を、現像スリーブ28の回転方向B下流側の途中より以降、現像スリーブ28から一定以上離れないようにすることが望ましい。
【0061】
いま、図7に示すように、現像スリーブ28まわりの法線方向磁束密度分布曲線をa〜eとし、現像ドクタ29の上流側に配置する現像スリーブ28の現像剤搬送極P4と下流側に配置する現像スリーブ28の現像剤搬送極P5間の接線方向磁束密度分布曲線をfとする。
【0062】
また、その分布曲線fと、現像剤搬送極P5の分布曲線eとの交点をQとし、その交点Qと現像スリーブ28の回転中心Oとを結んだ線をLとしたとき、線Lと対向面58との交点をP、線Lと現像スリーブ28表面との交点をRとする。また、現像剤搬送極P5の法線Mと対向面58との交点をXとし、法線Mと現像スリーブ28表面との交点をYとする。
【0063】
すると、図8に示すように、交点Rでのトナーの穂立ちは、接線方向に対して45°の傾きをもって立ち上がり始めている。それから、漸次立ち上がり、交点Yで接線方向に対して90°に立ち上がる。
【0064】
そこで、対向面58を、現像ドクタ29に隣接する位置では、回転中心Oを中心とする半径R1でつくり、現像スリーブ28の回転方向B下流側の交点P以降、漸次半径を大きくし、さらに下流側の交点X以降、半径R1よりも大きな半径R2とし、再び現像スリーブ28より等間隔とする。
【0065】
このようにすると、トナーの穂立ちに合わせ、穂立ちしたトナーの先端を常に現像剤飛散防止部材50の対向面58に接触しながらトナーを搬送し、清掃効果を持たせて対向面58にトナーが付着することを阻止し、付着したトナーが現像スリーブ28上に落下して画像品質を低下することを防止することができる。
【0066】
なお、現像剤搬送極P5は薄層化後の現像剤を搬送し、現像主極P1はその搬送する現像剤中のトナーを感光体10に付着する。
【0067】
ところで、上述したような構成であると、現像ドクタ29の下流側に設けられた現像剤搬送極P5の磁力により現像剤の穂立ちが寝ると、紙粉や低帯電トナーがキャリアから離れて図9中矢示するように飛散する。飛散した紙粉や低帯電トナーは、入口シール56の先端に堆積しやすく、紙粉を多く含んだ低帯電トナーが落下して画像品質を低下することとなる。
【0068】
そこで、この発明では、図10に示すように、現像剤搬送極P5と現像主極P1間の接線方向磁束密度分布曲線をgとして、その接線方向磁束密度分布曲線gと現像主極P1の法線方向磁束密度分布曲線aとの交点をSとするとき、その交点Sと現像スリーブ28の回転中心Oとを結んだ直線Nに対し、現像剤飛散防止部材50の先端50aが現像剤搬送方向の下流側に位置するようにし、現像スリーブ28の回転中心Oと感光体10の回転中心Uとを結んだ直線をVとし、直線Nとなす角度をθとする。
【0069】
このようにすると、直線Nと現像スリーブ28表面との交点Tでは、法線方向と接線方向の磁束密度が等しいので、図11に示すように現像剤の穂60の立ち上がり角度は、45°となる。
【0070】
そして、いま図10に示すように、現像主極P1のピーク位置と現像スリーブ28の回転中心Oとを結んだ線をWとし、その線Wが前記線Vとなす角度、すなわち感光体10に対する現像主極P1のピーク角度(現像主極角度)をαとするとき、その現像主極角度αを現像剤飛散防止部材50側(現像剤搬送方向上流側)に傾けて現像主極P1の穂60の立ち始めを入口シール56の先端裏側に接触し、その先端50aに付着している紙粉を含んだ低帯電トナーを除去する。
【0071】
これにより、現像剤飛散防止部材50の先端50aを清掃してその先端50aに紙粉を多く含んだ低帯電トナーが堆積して紙粉溜りを発生することを防止し、それが落下してトナー落ちや画像領域周辺のチリの発生を防ぎ、常に良好な画像を得ることができる。
【0072】
さて、現像主極角度αを現像剤搬送方向上流側に傾けると、交点Sも上流側にシフトする。現像主極角度αを大きくすると、現像能力は低下するが、入口シール56の先端が現像スリーブ28と感光体10とのギャップPGの最接近部から遠ざかることができるので、現像スリーブ28と感光体10間の現像ニップ部からの入口シール56の巻込みを防止することができる。
【0073】
図12には、現像主極角度αを振ったときの画像濃度と入口シール56の現像ニップ部での巻込み発生の有無を示す。画像濃度の数値は、マクベス濃度計で測定した値であり、初期画像濃度は規格上1.40以上必要である。また、入口シール56の巻込みの有無に関しては、2000枚のプリント出力で未発生の場合を○とした。
【0074】
図12から判るとおり、現像主極角度αが16°付近から現像能力が低下して18°で規格を満足できなくなる。また、現像主極角度αが6°以上で、入口シール56の巻込みが未発生となっている。このことから、現像主極角度αが、現像スリーブ28の回転中心Oと感光体10の回転中心Uとを結んだ直線Vに対し、現像剤搬送方向の上流側に6°〜16°傾いていると、良好な現像能力を確保するとともに、現像剤飛散防止部材50先端の現像ニップ部での巻込みを有効に防止し、紙粉を含んだ低帯電トナーが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることができる。
【0075】
なお、図示例では、紙粉等の異物が混入してトナー付着を生じ易いトナーリサイクル装置を備える画像形成装置において、現像ドクタ29の下流側先端やそれに隣接する現像剤飛散防止部材50へのトナー付着を阻止し、付着したトナーが現像スリーブ28上に落下して画像品質を低下することを有効に防止している。
【0076】
図示例では、感光体10のクリーニング装置14からトナーを回収するトナーリサイクル装置を備える画像形成装置において、現像ドクタ29や現像剤飛散防止部材50へのトナー付着を阻止して画像品質の低下を有効に防止した。
【0077】
しかし、そのような画像形成装置に限らず、例えば像担持体上のトナー画像をいったん中間転写体上に転写して後、用紙・OHPフィルム等のシートに転写する画像形成装置において、中間転写体のクリーニング装置からトナーを回収するトナーリサイクル装置を備える画像形成装置に適用しても、同様な効果を得ることができる。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項1に係る発明によれば、現像剤搬送極と現像主極間の接線方向磁束密度分布曲線と、現像主極の法線方向磁束密度分布曲線との交点をSとするとき、その交点Sと現像剤担持体の回転中心Oとを結んだ直線に対し、現像剤飛散防止部材の先端が現像剤搬送方向の下流側に位置するから、現像主極角度を現像剤飛散防止部材側(現像剤搬送方向上流側)に傾けて現像主極の穂の立ち始めを現像剤飛散防止部材の先端に接触し、その先端に付着している紙粉を含んだトナーを除去する。
【0079】
よって、紙粉除去装置等の特別な装置を搭載することなく、コストをかけずに、現像剤飛散防止部材の先端に、紙粉を含んだトナーが堆積して紙粉溜りを生ずることを防止し、それが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることができる。
【0080】
また、現像主極の現像主極角度が、現像剤担持体の回転中心と像担持体の回転中心とを結んだ直線に対し、現像剤搬送方向の上流側に6°〜16°傾いているから、良好な現像能力を確保しながら、現像剤飛散防止部材先端の現像ニップ部での巻込みを有効に防止し、紙粉を含んだトナーが落下して画像品質を低下することを防ぎ、常に良好な画像を得ることができる。
【0081】
請求項2に係る発明によれば、現像剤飛散防止部材の、現像剤担持体に対向する対向面の薄層化部材側と、その薄層化部材の先端とを、現像剤担持体から等距離に設けから、薄層化部材の下流側先端の段部をなくしてそこにトナーが堆積することを阻止することができる。
【0082】
これにより、紙粉除去装置等の特別な装置を搭載することなく、コストをかけずに、薄層化部材の下流側先端にトナーが付着することを阻止し、付着したトナーが現像剤担持体上に落下して画像品質を低下することを防ぐことができる。
【0083】
請求項3に係る発明によれば、現像剤飛散防止部材の対向面を、現像剤担持体の移動方向下流側に向けて漸次現像剤担持体から離すから、現像剤担持体と対向面との間に空間を確保してトナーが穂立ちしても、ブロッキングを起こしたり入口シールがはがれたりすることなく、薄層化部材で薄層化後の現像剤担持体上のトナーを乱すことなく、良好な画像を提供することができる。
【0084】
請求項4に係る発明によれば、請求項1ないし3のいずれか1に記載の現像装置を備えるとともに、少なくとも像担持体を備えているから、上述した各効果を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを提供することができる。
【0085】
請求項5に係る発明によれば、請求項1ないし3のいずれか1に記載の現像装置を備えるから、上述した請求項1から3に係る発明の各効果を有する現像装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【0086】
請求項6に係る発明によれば、請求項4に記載のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に備えているから、上述した請求項5に係る発明の効果を有するプロセスカートリッジを備えるとともに、保守・交換といったメンテナンス性を向上し、かつ必要に応じプロセスカートリッジを交換して常に良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【0087】
請求項7に係る発明によれば、紙粉等の異物が混入してトナー付着を生じ易いトナーリサイクル装置を備える画像形成装置においても、現像剤飛散防止部材等へのトナー付着を阻止して、付着したトナーが現像剤担持体上に落下して画像品質を低下することを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る現像装置を備えるレーザ複写機であって、その要部の概略構成図である。
【図2】そのプロセスカートリッジを複写機装置本体に取り付ける状態を示す斜視図である。
【図3】そのプロセスカートリッジを複写機装置本体から取り外す状態を示す斜視図である。
【図4】そのレーザ複写機に備える現像装置の部分拡大図である。
【図5】その現像装置で用いる現像剤飛散防止部材の斜視図である。
【図6】その現像装置の一部のさらなる拡大図である。
【図7】その現像剤飛散防止部材の対向面の形状を説明する説明図である。
【図8】その一部を拡大してトナーの穂立ち状態を説明する説明図である。
【図9】この発明の特徴を説明するための、上記現像装置の一部のさらなる拡大図である。
【図10】この発明の特徴を説明する、現像装置の部分拡大図である。
【図11】その現像領域部分のさらなる拡大図である。
【図12】現像主極角度と、画像濃度および入口シール巻込みの関係図である。
【図13】従来の現像装置の部分拡大図である。
【図14】その従来の現像装置の一部のさらなる拡大図である。
【符号の説明】
10 感光体(像担持体)
12 現像装置
28 現像スリーブ(現像剤担持体)
29 現像ドクタ(薄層化部材)
45 プロセスカートリッジ
50 現像剤飛散防止部材
50a 現像剤飛散防止部材の先端
58 対向面
100 複写機装置本体(画像形成装置本体)
P1 現像主極
P5 現像剤搬送極
a 現像主極の法線方向磁束密度分布曲線
g 現像剤搬送極と現像主極間の接線方向磁束密度分布曲線
α 現像主極角度(像担持体に対する現像主極のピーク角度)
O 現像剤担持体の回転中心
N SとOとを結んだ直線
S aとgの交点
U 像担持体の回転中心
V OとUとを結んだ直線
Claims (7)
- 現像剤担持体の回転とともにそれに担持する現像剤を薄層化部材で薄層化し、その薄層化後の現像剤を現像剤飛散防止部材で飛散を防止しながら現像剤搬送極で搬送して現像主極でトナーを付着し、像担持体上の潜像を可視像化する、画像形成装置の現像装置において、
前記現像剤搬送極と前記現像主極間の接線方向磁束密度分布曲線と、前記現像主極の法線方向磁束密度分布曲線との交点をSとするとき、その交点Sと前記現像剤担持体の回転中心Oとを結んだ直線に対し、前記現像剤飛散防止部材の先端が現像剤搬送方向の下流側に位置するとともに、
前記現像主極のピーク角度が、前記現像剤担持体の回転中心と前記像担持体の回転中心とを結んだ直線に対し、現像剤搬送方向の上流側に6°〜16°傾いていることを特徴とする、現像装置。 - 前記現像剤飛散防止部材の、前記現像剤担持体に対向する対向面の前記薄層化部材側と、その薄層化部材の先端とを、前記現像剤担持体から等距離に設けていることを特徴とする、請求項1に記載の現像装置。
- 前記現像剤飛散防止部材の前記対向面を、前記現像剤担持体の移動方向下流側に向けて漸次前記現像剤担持体から離していることを特徴とする、請求項1または2に記載の現像装置。
- 請求項1ないし3のいずれか1に記載の現像装置を備えるとともに、少なくとも像担持体を備えていることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
- 請求項1ないし3のいずれか1に記載の現像装置を備えていることを特徴とする、画像形成装置。
- 請求項4に記載のプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に備えていることを特徴とする、画像形成装置。
- 転写材への未転写トナーを回収して前記現像装置に戻すトナーリサイクル装置を備えていることを特徴とする、請求項5または6に記載の画像形成装置。
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