(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤に磁力を作用させる磁石部材と、
前記磁石部材を覆う被覆部材であって、潜像を保持する像保持体と対向して設けられ、トナーとキャリアからなる現像剤のトナーを現像部にて前記像保持体に供給するように回転する被覆部材と、
前記被覆部材上に形成された磁気ブラシの層厚を規制するように、前記像保持体と前記被覆部材とが対向する現像部の前記被覆部材の回転方向の上流側に設けられた層厚規制部材と、
前記現像部に現像剤が滞留するように、前記現像部の前記被覆部材の回転方向の下流側に設けられた磁性体と、
前記現像部と前記磁性体との間に配置された非磁性体部と、
を有する現像装置。
【請求項２】
前記磁性体は円柱状に形成されている請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記非磁性体部は、前記磁性体の前記現像部側を覆うように、現像装置の筺体に取り付けられている請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記非磁性体部は、前記筺体と一体に形成されている請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記磁性体は、前記像保持体、前記被覆部材及び前記筺体に囲まれた空間に配置されている請求項３又は４記載の現像装置。
【請求項６】
前記磁石部材は、現像磁極と搬送磁極を有し、前記磁性体は、前記現像磁極と前記搬送磁極との間に配置されている請求項１乃至５いずれか記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置により、前記像保持体上の潜像を現像し、現像された前記潜像を用紙上に転写する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、現像剤を収納する現像容器と、複数の磁極を有する固定マグネットを内包するとともに、前記現像剤を感光体表面上に導くために回転自在に軸支された現像スリーブからなる現像ローラと、を備えた現像装置において、前記現像容器の、前記現像ローラ近傍に位置する部分に、磁性部材を設けたことを特徴とする現像装置を開示する。
【０００３】
特許文献２は、感光体ドラムと、この感光体ドラム上の潜像を顕像化する現像器と、この現像器内に配設され内部に複数個の磁石を配置した現像ローラと、この現像ローラを内包した現像スリーブと、前記感光体ドラムの潜像を顕像化するための現像剤の供給量を規制する現像剤規制部材と、現像極磁力ピーク位置から現像スリーブ回転方向下流側９０°以内に前記現像スリーブとの間に現像剤の穂を形成する第一の磁性体を配設したことを特徴とする現像装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４２１９４号公報
【特許文献２】特開平１０−３２６０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現像スリーブ回転方向下流側に磁性体を設けると、現像スリーブと磁性体との間に現像剤の穂立ちが形成され、現像極磁力ピーク位置を通過した現像剤が穂立ちによりせき止められて滞留する。現像剤が長時間にわたって滞留した場合、感光体ドラムの潜像のうち、滞留した現像剤によって顕像化された部分と現像スリーブに新たに供給された現像剤で顕像化された部分との間に濃度の差が生じてしまい、結果として用紙上に濃度むらが目立つことがある。
本発明の目的は、非磁性体部を設けない場合と比較して、磁石部材と磁性体とによって形成される現像剤の穂立ちを抑えることができる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る本発明は、現像剤に磁力を作用させる磁石部材と、前記磁石部材を覆う被覆部材であって、潜像を保持する像保持体と対向して設けられ、トナーとキャリアからなる現像剤のトナーを現像部にて前記像保持体に供給するように回転する被覆部材と、前記像保持体と前記被覆部材とが対向する現像部に現像剤が滞留するように、前記現像部の前記被覆部材の回転方向の下流側に設けられた磁性体と、前記現像部と前記磁性体との間に配置された非磁性体部と、を有する現像装置である。
【０００７】
請求項２に係る本発明は、前記磁力調整部は、非磁性体から構成されている請求項１記載の現像装置ある。
【０００８】
請求項３に係る本発明は、前記非磁性体部は、前記筺体と一体に形成されている請求項２または３記載の現像装置である。
【０００９】
請求項４に係る本発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置により、前記像保持体上の潜像を現像し、現像された前記潜像を用紙上に転写する画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１または請求項５に係る本発明によれば、非磁性体部を設けない場合と比較して、磁石部材と磁性体とによって形成される現像剤の穂立ちを抑えられた現像装置または画像形成装置を提供することができる。
【００１１】
請求項２に係る本発明によれば、磁性体が円柱状でない場合と比較して、磁石部材からの磁力が特定の箇所に集中することが低減できる。
【００１２】
請求項３に係る本発明によれば、磁性体を非磁性体部で覆わない場合と比較して、磁性体に作用する磁力の調整が容易となる。
【００１３】
請求項４に係る本発明によれば、筺体と非磁性体部とを別体とする場合と比較して、部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置の磁力線図を含めた要部の側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置における現像剤の動きを示す側面図である。
【図５】比較例１、２と実施例とを比較した図表である。
【図６】（ａ）比較例１の現像結果を示す平面図、（ｂ）は比較例２の現像結果を示す平面図、（ｃ）は実施例の現像結果を示す平面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る現像装置の磁力線図を含めた要部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１０を示す概略図である。
【００１７】
画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有する。画像形成装置本体１２の下部には用紙収容部１４が設けられ、また、画像形成装置本体１２の上部には、用紙排出部１６が設けられている。用紙収容部１４には、多数枚の用紙が収容されている。用紙収容部１４から用紙排出部１６までに用紙搬送路１８が形成されている。
【００１８】
用紙収容部１４の最上位に配置された用紙は、ピックアップロール２０により送り出され、搬送ロール２２により捌かれて用紙搬送路１８に搬送される。搬送された用紙は、レジストロール２４により一時停止されて位置決め規制され、予め定められてタイミングで画像形成部２６へ搬送される。
【００１９】
画像形成部２６は、光書込み装置２８、像保持体３０、帯電装置３２、現像措置３４、転写ロール３６及びクリーニング装置３８から構成されている。光書込み装置２８は、画像信号に同期してレーザを発光し、帯電装置３２により帯電された像保持体３０上に潜像を形成する。現像装置３４は、像保持体３０上に形成された潜像を現像剤により現像する。像保持体３０上の現像剤像は転写ロール３６により用紙に転写される。像保持体３０上に残った現像剤は、例えばブレードから構成されたクリーニング装置３８によりクリーニングされる。
【００２０】
定着装置４０は、例えば加熱ロール４２と加圧ロール４４とから構成され、用紙に転写された現像剤を熱と圧力により用紙に定着する。この定着装置４０により現像剤が定着された用紙は、排出ロール４５により用紙排出部１６へ排出される。
【００２１】
次に現像装置３４について詳述する。
図２は、現像装置３４を示す断面図である。
【００２２】
現像装置３４は、トナーとキャリアとを用いて現像する二成分現像装置である。この現像装置３４は、現像装置本体４６を有する。この現像装置本体４６の下部には収容部４８が形成されている。第一の現像剤搬送部材５０と第二の現像剤搬送部材５２とは、現像装置本体４６に回転自在に支持され、収容部４８に収容されている。第一の現像剤搬送部材５０と第二の現像剤搬送部材５２とは、それぞれ回転軸５４と、この回転軸５４の周囲に形成された螺旋状の撹拌搬送部５６とから構成されている。また、第一の現像剤搬送部材５０と第二の現像剤搬送部材５２とは、収容部４８の中央長手方向に形成された隔壁部５８により隔てられている。隔壁部５８の長手方向両側には開口部（図示せず）が形成されている。この開口部を介して現像剤が循環する搬送路６０が形成されている。
【００２３】
また、現像装置本体４６には、搬送路６０に接続された現像剤供給口（図示せず）が形成されている。この現像剤供給口からは、新しいトナーが供給される。
【００２４】
現像ロール（供給部材）６２は、第二の現像剤搬送部材５２の斜め上方に設けられている。この現像ロール６２は、円筒状のスリーブ（被覆部材）６４と、このスリーブ６４内に配置された磁石部材６６とにより構成されている。スリーブ６４は、アルミニウム合金等の非磁性材料で形成され、図２の矢印Aで示すように、例えば時計方向に回転する。磁石部材６６は、異なる磁極を有する永久磁石が周方向に複数設けられて構成されている。
【００２５】
即ち、磁石部材６６は、ピックアップ磁極Ｓ１、層厚規制補助磁極Ｎ１、現像磁極Ｓ２、搬送磁極Ｎ２及びピックオフ磁極Ｓ３から構成され、現像装置本体４６の筺体に対しては回転しないようにされている。
【００２６】
ピックアップ磁極Ｓ１は、第二の現像剤搬送部材５２と向き合う位置に形成され、第二の現像剤搬送部材５２から供給される現像剤をスリーブ６４にピックアップする。層厚規制補助磁極Ｎ１は、後述する層厚規制部材７０に向き合う位置に形成され、層厚規制部材７０による現像剤の高さ規制作用を補助する。現像磁極Ｓ２は、像保持体３０に向き合う現像部６８に形成され、現像ブラシを像保持体３０に向けて大きくし、現像に寄与するようになっている。搬送磁極Ｎ２は、現像部６８を通過した現像剤をスリーブ６４の外周面に引き寄せて保持させた状態にして搬送するようにしてある。ピックオフ磁極Ｓ３は、スリーブ６４の外周面から現像剤をピックオフさせ、第二の現像剤搬送部材５２側に戻すようにしてある。
【００２７】
現像ロール６２のスリーブ６４は、前述した像保持体３０に予め定められた隙間を介して対向配置される。また、現像ロール６２の像保持体３０とが対向する現像部６８よりも上流側には、層厚規制部材７０が設けられている。この層厚規制部材７０は、スリーブ６４上に形成された磁気ブラシの層厚を規制する。そして、この層厚規制部材７０により層厚が規制された現像剤が供給部６８へ供給され、像保持体上にトナー像が形成されるようになっている。
【００２８】
上記構成において、二成分現像剤は、第一の現像剤搬送部材５０と第二の現像剤搬送部材５２との回転により搬送路６０を循環するように搬送される。新しいトナーは現像剤供給口を介して第一の現像剤搬送部材５０の端部に向けて上方から供給される。二成分現像剤は、搬送路６０を搬送される間に撹拌され、トナーが帯電するようになる。スリーブ６４上には、第二の現像剤搬送部材５２により供給された二成分現像剤が磁石部材６６のピックアップ磁極Ｓ１の磁力により吸着される。この吸着された二成分現像剤はいわゆる磁気ブラシを形成し、スリーブ６４の回転に伴って回転する。スリーブ６４を回転する磁気ブラシは、層厚規制部材７０により層厚が規制される。この層厚が規制された磁気ブラシが像保持体に接触し、トナーがクーロン力により像保持体の画像形成部分に供給される。
【００２９】
また、現像部６８の下流側には、磁性体７２が設けられている。磁性体７２は、鉄等の磁性材料から円柱状に形成され、像保持体３０及び現像ロール６２と同じ方向にほぼ同じ長さまで延び、現像装置本体４６に支持されている。磁性体７２の断面は円形であるため、回転方向の位相を考慮せずに現像装置本体４６に取り付けることができる。この磁性体７２は、像保持体３０、現像ロール６２及び現像装置本体４６に囲まれた空間に配置されている。
【００３０】
また、磁性体７２の現像部６８側には、磁力調整部（非磁性体部）７４が設けられている。この磁力調整部７４は、プラスチック、アルミニウム等の非磁性体から構成されている。この磁力調整部７４は、例えば円弧状に形成され、磁性体７２の現像部６８側を少なくとも覆うように、像保持体３０及び現像ロール６２と同じ方向に延びている。この磁力調整部７４の現像部６８側の表面は滑らかとされ、現像ロール６２の回転方向の下流にいくにしたがって、スリーブ６４と磁力調整部との間隔が減少するようになっている。この磁力調整部６８は、磁性体７２の現像部６８側を覆うことにより、現像磁極Ｓ２と磁性体７２との間に生じる磁力が減少するように調整し、現像磁極Ｓ２と磁性体７２との間に生じる磁力によって、後述する現像剤溜まりに滞留した現像剤の穂立ちが減少するように作用する。この磁力調整部７４は、現像装置本体４６に対して、現像部６８側から磁性体７２を覆うように取り付けられる。なお、現像装置本体４６は樹脂成型されているので、磁力調整部７４を現像装置本体４６に一体に形成してもよい。磁性体７２の円柱状であるため、例えば磁性体が矩形である場合と比較して、特定の場所（例えば矩形の角部）に磁力が集中しない。
【００３１】
磁性体７２を配置した後の極配置は、図３に示すようになっていると推定される。即ち、磁性体７２は、現像ロール６２の回転方向において現像磁極Ｓ２と搬送磁極Ｎ２との間であって現像磁極Ｓ２の磁界が作用する領域内に配置され、現像磁極Ｓ２が形成する磁界が磁性体７２側に広がる。このため、図４に示すように、現像部６８の領域が下流側に広がり、現像剤が滞留する現像剤溜まりが現像部６８の下流側に形成される。なお、搬送磁極Ｎ２から磁性体７２へも磁界が形成されているが、単純化のために図３では搬送磁極Ｎ２からの磁界は図示していない。
現像ロール６２には外径振れがあるが、現像剤溜まりが形成されることにより、現像ロール６２の濃度が低い領域が現像部６８に位置する場合には、現像剤溜まりから現像部６８へ現像剤が供給されて、用紙上の画像には現像ロール６２の外径振れが表れにくくなる。このため、現像ロール６２の外径振れの影響により生じる現像ロールピッチの濃度むら（現像ロールの回転方向と直交する方向に濃度が高い領域と濃度が低い領域が現像ロールの回転方向に交互に形成される濃度むら）の発生が低減される。
【００３２】
しかしながら、現像剤溜まりに長時間にわたって現像剤が滞留すると、用紙上の画像に現像ロールのピッチとは異なった濃度むらが発生することがある。この濃度むらの発生は次のメカニズムによると推定される。現像剤溜まりに滞留する現像剤は現像部６８を通過した後の現像剤であり、現像部６８に新たに供給される現像剤に比べて現像剤におけるトナーの比率が低くなっている。現像剤溜まりからも現像部６８へは現像剤が供給されるので、現像剤溜まりに現像剤が長時間にわたって滞留すると、現像剤溜まりに滞留する現像剤のトナー比率がますます低くなっていく。現像剤溜まりに滞留する現像剤と現像部６８に新たに供給される現像剤とのトナー比率に過度のかい離が生じると、像保持体３０の潜像のうち、現像剤溜まりに滞留した現像剤によって現像された部分と、現像部６８に新たに供給された現像剤によって現像された部分とで濃度の差が生じてしまい、結果として用紙上にうろこ状の濃度むらが目立ってしまう。
【００３３】
磁力調整部７４は、現像磁極Ｓ２と磁性体７２との間に生じる磁力が減少するように調整する。この結果、次のメカニズムによって濃度むらの発生が低減できると推定される。現像磁極Ｓ２と磁性体７２との間に生じる磁力が減少すると現像剤の穂立ちが減少し、現像剤が現像剤溜まりに保持される力が弱まる。すると、現像部６８から運ばれる現像剤により、現像剤は現像剤溜まりから下流側へ順次送り出される。このため、現像剤溜まりに現像剤が長時間にわたって滞留する現像剤が少なくなりなく、現像剤溜まりに滞留する現像剤と現像部６８に新たに供給される現像剤とのトナー比率が過度にかい離すること抑制される。
なお、磁力調整部７４によって現像磁極Ｓ２と磁性体７２との間に生じる磁力が減少していることは、磁力調整部７４を取り付けた場合と取り外した場合とで比較して、現像磁極Ｓ２と磁性体７２との間に生じる現像剤の穂立ちが小さくなっているかで確認することができる。
【００３４】
次に実施例について説明する。
図５は、比較例１、２と実施例とを比較した図表である。
磁性体及び磁力調整部以外は同じ現像装置を用いた。比較例１は、磁性体と磁力調整部とが無い現像装置である。比較例２は、磁性体はあるが、磁力調整部が無い現像装置である。実施例は、磁性体及び磁力調整部がある現像装置である。
【００３５】
これら比較例１、２及び実施例に対して、同じ条件でベタ画像（濃度１００％の画像）を用紙に形成し、その結果を目視により確認した。
【００３６】
その結果、比較例１においては、図６（ａ）に示すように、現像ロールピッチ濃度むらが発生した。比較例２においては、図６（ｂ）に示すように、うろこ状濃度むらが発生した。これに対し、実施例においては、図６（ｃ）に示すように、現像ロールピッチ濃度むら、うろこ状濃度むら、いずれの発生も抑えられた。
【００３７】
図７は、他の実施形態を示す磁力線図である。この他の実施形態においては、現像ロール６２は、矢印Ｂで示すように、反時計方向に回転する。層厚規制部材７０は、現像部６８の上流側に設けられている。磁性体７２及び磁力調整部７４は、現像部６８の下流側に設けられている。磁力調整部７４は、磁性体７２の現像部６８側を覆っている。この他の実施形態においても、前述した実施形態と同様に、磁性体７２により現像剤溜まり部が形成され、磁力調整部７４により磁性体７２による磁力が減少するように調整される。
【符号の説明】
【００３８】
１０      ：画像形成装置
３０      ：像保持体
３４      ：現像装置
６２      ：現像ロール
６４      ：磁石部材
６６      ：スリーブ
６８      ：現像部
７０      ：層厚規制部材
７２      ：磁性体
７４      ：磁力調整部
【図１】
0006544619.tif 000002
【図２】
0006544619.tif 000003
【図３】
0006544619.tif 000004
【図４】
0006544619.tif 000005
【図５】
0006544619.tif 000006
【図６】
0006544619.tif 000007
【図７】
0006544619.tif 000008