(57)【要約】【課題】現像ローラに担持された現像剤のうち、出力用紙の幅からはみ出す分に対しては余計なストレスを与えないようにする。【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム１０の表面の静電潜像に現像装置１３でトナーを付着させ、トナー像を形成する。現像装置１３は、トナー成分と磁性キャリアからなる２成分現像剤を磁界で現像ローラ３３表面に担持する。現像剤の層厚を規制する規制部材３５は非磁性ブレード３７及びこれに支持された磁性板４１、４２を含む。磁性板４１の幅は縦にしたＡ３用紙の幅より若干大きく、磁性板４２の幅は縦にしたＡ４用紙の幅より若干大きい。シャフト３６を回転して非磁性ブレード３７の上下を反転させ、磁性板４１と磁性板４２を使い分ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を有する現像剤を磁界で現像ローラ表面に担持させ、所定の規制ギャップを隔てて現像ローラに対向する規制部材により担持現像剤の層厚を規制した上で像担持体に供給する現像装置において、
前記規制部材を、非磁性ブレードと、これに支持された磁性板により構成し、前記磁性板の幅を、現像剤中のトナーが転写される出力用紙の幅に応じて変えられるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記非磁性ブレードは前記現像ローラと平行な軸線まわりに回動可能であり、回動角によって現像ローラに対向させる磁性板の幅が異なることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記非磁性ブレードは、中央部に固定された第１磁性板の両側に可動の第２磁性板を備え、前記第２磁性板は前記現像ローラに接近する位置と現像ローラから離間する位置とに選択的に移動せしめられるものであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像が形成された像担持体、例えば感光体ドラム表面をトナーで現像する。最近では、トナー成分と磁性キャリアからなる２成分現像剤が用いられることが多い。２成分現像剤は磁界で現像ローラに担持され、トナー成分のみ電界によって像担持体に付着せしめられる。このような現像装置を備えた画像形成装置の例を特許文献１、２に見ることができる。
【０００３】
電子写真方式画像形成装置の現像装置では、像担持体に供給するトナー量を規制するため、現像ローラに規制部材を対向させる。規制部材の存在は不可欠であるが、反面、その存在によりトナーが機械的ストレスを受け、劣化が促進される。
【０００４】
上記の問題は以前から認識されており、特許文献１にもそれを解決する手段が記載されている。特許文献１記載の装置では、規制部材と現像ローラとの間に形成される規制ギャップに発生する磁界の強さを、画像の印字率に応じて調節し、トナーへの機械的ストレスを低減する。具体的には、低印字率の画像を連続印刷する場合に現像ローラ内の磁界発生部材を所定量回転移動させて規制ギャップにおける磁界の強さを変化させ、現像剤に加わるストレスを緩和する。また特許文献２にはブレード部材を個別に出入りさせることにより規制ブレードの厚みを変化させる装置が記載されている。この装置も現像剤に加わるストレスの軽減に役立てることができる。
【特許文献１】特開２００６−２０８５７９号公報
【特許文献２】特開２０００−２６７４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子写真方式画像形成装置では、通常、２種類以上の幅の出力用紙（合成樹脂フィルムも含む）に画像を形成する。ドラム類やローラ類の幅は、その画像形成装置で取り扱う最大幅の出力用紙に合わせて決められる。
【０００６】
現像ローラは、幅の狭い出力用紙に画像を形成するときも、最大幅の出力用紙に対するのと同じ幅で現像剤を担持する。現像剤は規制ギャップでストレスを受け、トナー表面処理剤の脱離や埋め込み、キャリアのコート剤剥がれ、温度上昇による性能劣化などの悪影響を被る。規制ギャップ通過時に受けるストレスは、出力用紙の幅内の現像剤にとっては仕方のないことと言えるが、出力用紙の幅からはみ出し、トナー像形成に関わることなく回収される現像剤にとっては過剰なストレス以外の何者でもない。このように、単に余分なストレスを経験したのみで回収される現像剤の累積量が多くなるにつれ、現像剤全体としての劣化が進む。この問題に関しては特許文献１記載の装置も特許文献２記載の装置も解決策を見出し得ていない。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、磁性を有する現像剤を磁界で現像ローラ表面に担持させ、所定の規制ギャップを隔てて現像ローラに対向する規制部材により担持現像剤の層厚を規制した上で像担持体に供給する現像装置において、現像ローラに担持された現像剤のうち、出力用紙の幅からはみ出す分に対しては余計なストレスを与えないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために本発明は、磁性を有する現像剤を磁界で現像ローラ表面に担持させ、所定の規制ギャップを隔てて現像ローラに対向する規制部材により担持現像剤の層厚を規制した上で像担持体に供給する現像装置において、前記規制部材を、非磁性ブレードと、これに支持された磁性板により構成し、前記磁性板の幅を、現像剤中のトナーが転写される出力用紙の幅に応じて変えられるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
磁性板が存在すると磁界の強度が高まる。本発明では現像剤担持量を規制する規制部材に支持される磁性板の幅を出力用紙の幅に応じて変えられるので、出力用紙の幅に応じた箇所の現像剤に対しては規制ギャップの磁界を強めて現像剤担持量を多くする一方、そこからはみ出した箇所の現像剤には規制ギャップの磁界を弱めて現像剤担持量を少なくし、規制部材から受けるストレスを軽減することができる。従って、トナー像の形成に関わることなく回収される現像剤の累積量が多くなったとしても現像剤の劣化は遅く、長期間にわたり現像剤性能を維持して安定したトナー像を形成できる。
【００１０】
（２）また本発明は、上記構成の現像装置において、非磁性ブレードは前記現像ローラと平行な軸線まわりに回動可能であり、回動角によって現像ローラに対向させる磁性板の幅が異なることを特徴としている。
【００１１】
この構成によると、規制部材を回転させることにより磁性板の幅を確実且つ速やかに切り換えることができる。
【００１２】
（３）また本発明は、上記構成の現像装置において、前記非磁性ブレードは、中央部に固定された第１磁性板の両側に可動の第２磁性板を備え、前記第２磁性板は前記現像ローラに接近する位置と現像ローラから離間する位置とに選択的に移動せしめられるものであることを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、第２磁性板を移動させることにより磁性板全体の幅を確実且つ速やかに切り換えることができる。
【００１４】
（４）また本発明は、上記構成の現像装置を備える画像形成装置であることを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、長期間にわたり安定した画像形成を行うことができる画像形成装置が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、現像剤担持量を規制する規制部材に支持される磁性板の幅を出力用紙の幅に応じて変え、出力用紙の幅に対応する箇所の現像剤に対しては規制ギャップの磁界を強めて現像剤担持量を多くする一方、そこからはみ出した箇所の現像剤には規制ギャップの磁界を弱めて現像剤担持量を少なくし、規制部材から受けるストレスを軽減することができる。これにより現像剤の劣化を抑制し、長期間にわたり現像剤性能を維持して安定したトナー像を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１実施形態を図１−４に示す。図１は画像形成装置の概略構成図、図２は現像装置の垂直断面図、図３及び図４は規制部材の正面図にして互いに異なる動作状態を示すものである。
【００１８】
図１に示す画像形成装置１はプリンタである。画像形成装置１は、像担持体である感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を均一に帯電させる帯電装置１１と、感光体ドラム１０の帯電表面を露光して静電潜像を形成する画像書込装置（レーザスキャンユニット）１２と、感光体ドラム１０の表面の静電潜像をトナー像として現像する現像装置１３と、感光体ドラム１０との間に転写ニップ部１４を形成し、出力用紙にトナー転写を行う転写ローラ１５と、トナー転写後感光体ドラム１０の表面に残留するトナーを回収するクリーニング装置１６と、出力用紙に転写されたトナーを定着する定着装置１７と、転写ニップ部１４に供給する出力用紙を収容する出力用紙収容部１８と、トナー定着後の出力用紙を受ける排紙部１９と、出力用紙収容部１８から排紙部まで出力用紙を搬送する搬送部２０と、全体動作を統括制御する制御部２１を備える。現像装置１３以外の構成要素は従来公知のものをそのまま使用することができる。
【００１９】
続いて図２−４に基づき現像装置１３の構造を説明する。現像装置１３の構造は特許文献１に記載されたものと基本的に同じであり、ケーシング３０の内部に、第１攪拌スクリュー３１及び第２攪拌スクリュー３２と、現像ローラ３３とが水平軸線まわりに回転自在に軸支されている。第１攪拌スクリュー３１、第２攪拌スクリュー３２、及び現像ローラ３３には図示しない電動機より回転動力が与えられる。現像ローラ３３の一部はケーシング３０の開口部３４から露出し、感光体ドラム１０に向き合う。
【００２０】
現像ローラ３３の上には、現像ローラ３３に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材３５が配置されている。規制部材３５はシャフト３６に非磁性ブレード３７を取り付けたものであり、電動機２２によってシャフト３６が回転せしめられると非磁性ブレード３７も回転する。非磁性ブレード３７は現像ローラ３３との間に所定間隔の規制ギャップ３８を形成する。
【００２１】
現像ローラ３３の内部には、現像ローラ３３の外側に磁界を発生させる５個の磁極４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅが配置される。これらの磁極はいずれも永久磁石からなり、その中で磁極４０ａ、４０ｃ、４０ｄがＳ極であり、磁極４０ｂ、４０ｅがＮ極となっている。磁極４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅは位置不動で、現像ローラ３３がその周囲を回る。
【００２２】
画像形成装置１は出力用紙の幅が２種類に設定されている。１種類は縦にしたＡ３サイズの用紙の幅、言い換えれば横にしたＡ４サイズの用紙の幅である。もう１種類は縦にしたＡ４サイズの用紙の幅である。非磁性ブレード３７には、出力用紙の幅に対応する２種類の幅の磁性板４１、４２が貼り付けられる。
【００２３】
磁性板４１、４２の貼り付け方は次の通りである。すなわち、非磁性ブレード３７が垂直に立ったとき、磁性板４１、４２の一方はシャフト３６よりも上になり、他方はシャフト３６よりも下になる。また磁性板４１、４２は非磁性ブレード３７の異なる面に貼り付けられ、現像ローラ３３に対向する側になったときは、現像ローラ３３の回転方向の上流側に位置する。
【００２４】
磁性板４１、４２の幅は次の通りである。すなわち、磁性板４１の幅は縦にしたＡ３用紙の幅より若干大きい。磁性板４２の幅は縦にしたＡ４用紙の幅より若干大きい。図３において、磁性板４１の幅は「Ａ３縦用紙幅＋α」と表示され、磁性板４２の幅は「Ａ４縦用紙幅＋α」と表示されている。
【００２５】
現像装置１３の動作は次の通りである。感光体ドラム１０が回転するに従い、第１攪拌スクリュー３１、第２攪拌スクリュー３２、現像ローラ３３も同期回転する。現像ローラ３３の表面にはＮ極である磁極４０ｅの磁界で現像剤が汲み上げられる。現像ローラ３３の表面に付着した現像剤は、規制ギャップ３８に至ると、Ｓ極である磁極４０ａによる磁界でブラシ状に起立する。いわゆる磁気ブラシとなる。磁気ブラシの高さは非磁性ブレード３７で規制される。
【００２６】
規制ギャップ３８を通過した磁気ブラシは、感光体ドラム１０に対向する位置まで移動すると、Ｎ極である磁極４２ｂによる磁界で感光体ドラム１０に接触し、感光体ドラム１０表面の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。
【００２７】
トナー像の形成に使用されなかった現像剤はＳ極である磁極４２ｃで現像装置１３内に回収される。さらに現像剤は、同じくＳ極である磁極４２ｄによる磁界で現像ローラ３３から離脱する。そして第２攪拌スクリュー３２により攪拌、搬送された後、磁極４２ｅの磁界により再び現像ローラ３３に付着する。
【００２８】
ここで、出力用紙の幅がＡ４の縦サイズであるときは、図３に示すように、磁性板４２が下になるように非磁性ブレード３７を立てる。このようにしておくと、現像ローラ３３の表面に担持された現像剤の中で、Ａ４縦用紙の幅に応じた箇所の現像剤に対しては規制ギャップ３８の磁界が強められ、現像剤担持量が多くなる。一方、その箇所からはみ出した箇所の現像剤に作用する規制ギャップ３８の磁界は弱く、現像剤担持量は少なくなる。現像剤担持量が少なければ規制ギャップ３８を通過するときに非磁性ブレード３７から受けるストレスは小さい。従って、Ａ４縦用紙の幅に応じた箇所以外の現像剤、つまりトナー像の形成に関わることなく回収される現像剤の累積量が多くなったとしても、現像剤の劣化は遅く、長期間にわたり現像剤性能を維持して安定したトナー像を形成できる。
【００２９】
出力用紙の幅がＡ３の縦サイズあるいはＡ４の横サイズであるときは、電動機２２を駆動して非磁性ブレード３７を回動させ、非磁性ブレード３７の上下を反転する。図４のように磁性板４１が下になると、現像ローラ３３に担持された現像剤の全体が規制ギャップ３８で強い磁界の影響下に置かれ、トナー像形成に関与することになる。
【００３０】
上記のように、磁性板４１と磁性板４２の切り換えは非磁性ブレード３７を１８０°回動させるだけで済み、確実且つ速やかに切り換えを完了することができる。
【００３１】
幅３１５mmの磁性板を同程度の幅の非磁性ブレードに貼り付けて現像ローラの回転トルクを測定したところ、１．７ｋｇｆ・ｃｍであった。磁性板の幅を２２５mmに縮めたところ、現像ローラの回転トルクは１．４ｋｇｆ・ｃｍとなった。ストレス低減率は約１８％と計算できる。
【００３２】
本発明の第２実施形態を図５−７に示す。図５は現像装置の垂直断面図、図６及び図７は規制部材の正面図にして互いに異なる動作状態を示すものである。
【００３３】
第２実施形態の現像装置１３は、定位置に固定された非磁性ブレード４３を備える。非磁性ブレード４３の、現像ローラ３３の回転方向上流側を向く側面には、第１磁性板４４と第２磁性板４５が配置されている。
【００３４】
図６に示すように、第１磁性板４４は非磁性ブレード４３の中央で、且つ現像ローラ３３に接近する位置に配置される。第１磁性板４４は非磁性ブレード４３に貼り付けられていて、非磁性ブレード４３に対する位置を変えない。
【００３５】
第２磁性板４５は２枚あり、第１磁性板４４の両側に１枚ずつ配置され、それぞれ上下方向にスライド可能である。電動機２２が第２磁性板４５を上下にスライドさせるが、その仕組みは次の通りである。すなわち第２磁性板４５には垂直方向に延びるラック４６を形成する。ラック４６にかみ合うピニオン４７を不動位置で回転するシャフト４８に固定し、シャフト４８を電動機２２に連結する。
【００３６】
第１磁性板４４の幅は「Ａ４縦用紙幅＋α」である。第１磁性板４４にその両側の第２磁性板４５を加えた幅は「Ａ３縦用紙幅＋α」となる。
【００３７】
出力用紙の幅がＡ４の縦サイズであるときは、図６に示すように第２磁性板４５を引き上げ、現像ローラ３３から離間させる。これは「Ａ４縦用紙幅＋α」の幅の磁性板が選択されたことを意味する。これにより、現像ローラ３３の表面に担持された現像剤の中で、第１磁性板４４に対向する箇所の現像剤には規制ギャップ３８で強い磁界が作用するが、第２磁性板４５に対向する箇所の現像剤には弱い磁界しか作用しなくなる。
【００３８】
出力用紙の幅がＡ３の縦サイズあるいはＡ４の横サイズであるときは、電動機２２でシャフト４８を駆動して図７のように第２磁性板４５を下げ、現像ローラ３３に接近させる。これは「Ａ３縦用紙幅＋α」の幅の磁性板が選択されたことを意味する。これにより、現像ローラ３３に担持された現像剤の全体が規制ギャップ３８で強い磁界の影響下に置かれ、トナー像形成に関与することになる。
【００３９】
第１実施形態では非磁性ブレード３７の上下反転で磁性板の幅を切り換え、第２実施形態では第１磁性板に第２磁性板を加えるかどうかで磁性板の幅を切り換えたが、磁性板の幅の切り換え手段はこれに限定されない。例えば幅の広い磁性板を取り付けた非磁性ブレードと幅の狭い磁性板を取り付けた非磁性ブレードを別々に用意し、それらを使い分けるといった構成が可能である。また、「Ａ３縦」「Ａ４縦」以外の用紙幅にも対応できるように、磁性板の幅の段階を多くすることも可能である。
【００４０】
以上本発明の実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することができる。例えばドラムでなくベルトを像担持体とする構成にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、２成分現像剤を磁界で現像ローラに引きつける方式の画像形成装置に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】画像形成装置の概略構成図
【図２】現像装置の垂直断面図
【図３】規制部材の正面図
【図４】規制部材の正面図にして、図３と異なる動作状態を示すもの
【図５】第２実施形態に係る現像装置の垂直断面図
【図６】第２実施形態に係る規制部材の正面図
【図７】第２実施形態に係る規制部材の正面図にして、図６と異なる動作状態を示すもの
【符号の説明】
【００４３】
１    画像形成装置
１０  感光体ドラム（像担持体）
１３  現像装置
３３  現像ローラ
３５  規制部材
３７  非磁性ブレード
３８  規制ギャップ
４１、４２  磁性板
４３  非磁性ブレード
４４  第１磁性板
４５  第２磁性板
【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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