(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はシャフト３６とブレード３７からなり、ブレード３７の長手方向対向辺には、Ａ３サイズを縦にした用紙幅に対応する第１の規制部Ｋ１と、Ａ４サイズを縦にした用紙幅に対応する第２の規制部Ｋ２とを形成する。電動機２２でブレード３７を上下反転させることにより、第１の規制部Ｋ１と第２の規制部Ｋ２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、
前記規制部材の中で、前記現像ローラとの間に前記規制ギャップを形成する部分の幅を、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】
前記規制部材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、現像ローラとの間に前記規制ギャップを形成する部分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】
請求項１または２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、前記規制部材の中で、前記現像ローラとの間に前記規制ギャップを形成する部分の幅を、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】
この構成によると、現像ローラの表面に担持された現像剤の中で、出力用紙の幅に応じた箇所の現像剤は正規の規制ギャップを通すが、そこからはみ出した箇所の現像剤はそれよりも広い間隙を通すこととして、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、前記規制部材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、現像ローラとの間に前記規制ギャップを形成する部分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規制部材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を備える画像形成装置であることを特徴としている。
【００１３】
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】
【００１４】
本発明によると、現像ローラの表面に担持された現像剤の中で、出力用紙の幅に応じた箇所の現像剤は正規の幅の規制ギャップを通すが、そこからはみ出した箇所の現像剤はそれよりも広い間隔を通すこととして、トナー像の形成に関わることなく回収される現像剤に無用のストレスを与えず、現像剤の劣化を抑制することができる。これにより、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】
【００１５】
本発明の第１実施形態を図１−５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、図５は規制ギャップの間隔と現像剤に加わるストレスとの相関関係を示すグラフである。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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に磁性または非磁性のブレード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ブレード３７も回転する。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。
【００１９】
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極とされている。磁極４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅは位置不動であり、現像ローラ３３がその周囲を回る。
【００２０】
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。ブレード３７の長手方向対向辺には出力用紙の幅に対応させて２種類の幅の規制部を形成する。
【００２１】
ブレード３７の一方の辺全体が第１の規制部Ｋ１となる。第１の規制部Ｋ１の幅は縦にしたＡ３用紙の幅より若干大きい。
【００２２】
第２の規制部Ｋ２は、第１の規制部Ｋ１と反対側の辺に、その中央部から突き出す形で設けられる。第２の規制部Ｋ２の幅は縦にしたＡ４用紙の幅より若干大きい。規制ギャップ３８の間隔は０．３〜１mm、第２の規制部Ｋ２の突き出し量は０．１〜０．３mmである。
【００２３】
シャフト３６の軸心から第１の規制部Ｋ１までの距離、言い換えれば第１の規制部Ｋ１の半径と、シャフト３６の軸心から第２の規制部Ｋ２までの距離、言い換えれば第２の規制部Ｋ２の半径は、相等しい。
【００２４】
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ブレード３７で規制される。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、ブレード３７の第２の規制部Ｋ２を下に向け、現像ローラ３３に対向させておく。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、出力用紙の幅に応じた箇所の現像剤は正規の規制ギャップ３８を通ることになり、層厚を規制されるが、そこからはみ出した箇所の現像剤は規制ギャップ３８よりも広い間隙を通ることになり、受けるストレスが軽減される。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。
【００２８】
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を駆動してブレード３７を回動させ、ブレード３７の上下を反転する。図４のように第１の規制部Ｋ１が下を向くと、現像ローラ３３に担持された現像剤の全体が第１の規制部Ｋ１によって層厚を規制されることになる。
【００２９】
規制ギャップの間隔と現像剤の受けるストレスの間には図５のグラフのような相関関係がある。ストレスを図る尺度としては現像ローラの回転トルクを用いた。
【００３０】
幅３１５mmのブレードの全幅を規制部として用い、規制ギャップを０．５５mmとして現像ローラの回転トルクを測定したところ、１．３ｋｇｆ・ｃｍであった。規制ギャップが０．５５mmである箇所の幅を２２５mmに減らし、残りの箇所の規制ギャップを０．７mmに広げて現像ローラの回転トルクを測定したところ、１．０ｋｇｆ・ｃｍであった。ストレス低減率は約２３％となった。
【００３１】
本発明の第２実施形態を図６−８に示す。図６は現像装置の垂直断面図、図７及び図８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。
【００３２】
第２実施形態の現像装置１３では、規制部材３５を構成する部品として、ブレード３７に代わりローラ３９が用いられている。ローラ３９の両端部には、円周の半分に肉盗み部３９ａが設けられ、その間の部分が第２の規制部Ｋ２となる。肉盗み部３９ａが設けられなかった箇所は第１の規制部Ｋ１となる。それ以外の構成は第１実施形態と変わらない。
【００３３】
第１実施形態はブレード３７の上下反転で、第２実施形態はローラ３９の上下反転で、第１の規制部Ｋ１と第２の規制部Ｋ２を切り換えるものであるが、第１の規制部Ｋ１と第２の規制部Ｋ２の切り換え手段はこれに限定されない。例えば第１の規制部Ｋ１の幅を有するブレードと第２の規制部Ｋ２の幅を有する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、規制部の幅の段階を多くすることも可能である。
【００３４】
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】
【００３５】
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】
【００３６】
【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】規制ギャップの間隔と現像剤に加わるストレスとの相関関係を示すグラフ
【図６】第２実施形態に係る現像装置の垂直断面図
【図７】第２実施形態に係る規制部材の正面図
【図８】第２実施形態に係る規制部材の正面図にして、図７と異なる動作状態を示すもの
【符号の説明】
【００３７】
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  ブレード
３８  規制ギャップ
３９  ローラ
【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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