(57)【要約】【課題】現像ローラと磁気ローラの間での現像剤の滞留または漏れを防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる現像装置を提供する。【解決手段】現像装置１は、キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラ１３および現像ローラ１４を介して静電潜像担持体２１に供給するものである。この現像装置１において、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、磁気ローラ１３の内部に配設された第１の磁極Ｎ１と現像ローラ１４の内部に配設された第２の磁極Ｓとの間の磁界の強さを弱くする。【選択図】図２
2008145709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラおよび現像ローラを介して静電潜像担持体に供給する現像装置において、
前記磁気ローラの内部には、前記現像ローラに近接する位置に第１の磁極が配設されている一方、前記現像ローラの内部には、前記磁気ローラに近接する位置に第１の磁極と異なる極性の第２の磁極が配設されており、
前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、第１の磁極と第２の磁極との間の磁界の強さを弱くする磁界調整手段を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
第１の磁極は、固定的に配設されている一方、第２の磁極は、前記現像ローラの軸心を中心に回転可能に配設されており、前記磁界調整手段は、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、第２の磁極を第１の磁極から遠ざかるように回転させる回転手段で構成されてい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】
第２の磁極は、電磁石の一部分で構成されており、前記磁界調整手段は、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、前記電磁石への通電量を減らして第２の磁極の磁力を小さくする通電量調整手段で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば画像形成装置等に組み込まれる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば画像形成装置等に組み込まれる現像装置として、キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラおよび現像ローラを介して静電潜像担持体であるドラム状の感光体に供給するいわゆるハイブリッド方式の現像装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この現像装置は、トナーおよびキャリアを含有する二成分現像剤を磁気ローラ（現像剤担持体ともいう）の表面に担持させて磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ（トナー担持体ともいう）の表面に移送させてトナー層を形成する。そして、現像装置は、前記トナー層からトナーを、静電潜像が形成された感光体の表面に飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する。
【０００４】
また、この現像装置では、磁気ローラ上に形成された磁気ブラシによって、現像ローラから感光体に移行せずに現像ローラ上に残存するトナーが掻き取られるようになっている。
【０００５】
ここで、磁気ブラシによるトナーの掻き取りが不十分であると、現像装置の現像性が低下することになる。特に現像ローラの２周目以降の現像性の低下につながり、１周目の現像履歴が２周目以降に発現して、図３に示すようないわゆる現像ゴーストＰａが現れるようになる。現像ゴーストＰａの発生を抑制する手段として、例えば特許文献１には、磁気ローラの内部に配設される複数の磁極のうちの１つ（第１の磁極）を現像ローラに近接する位置に配設するとともに、現像ローラの内部における磁気ローラに近接する位置に第１の磁極と異なる極性の第２の磁極を配設することにより、磁気ブラシの拘束力を強くして、トナーの掻き取りを効率的に行うようにすることが記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２７４９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記のような構成では、磁気ローラの第１の磁極と現像ローラの第２の磁極との間の磁界の強さが常に一定であるために、例えば現像剤が耐久によって劣化したり環境が変化したりすると、現像剤がローラ間を通過できずに滞留し、やがては現像剤が漏れるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、現像ローラと磁気ローラの間での現像剤の滞留または漏れを防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、磁気ローラの第１の磁極と現像ローラの第２の磁極との間の磁界の強さを変更することによって、現像剤の滞留または漏れを起こさずに、現像ゴースト等の発生しない安定した画像を提供できることを見出した。
【０００９】
本発明はこのような観点からなされたものであり、請求項１の発明は、キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラおよび現像ローラを介して静電潜像担持体に供給する現像装置において、前記磁気ローラの内部には、前記現像ローラに近接する位置に第１の磁極が配設されている一方、前記現像ローラの内部には、前記磁気ローラに近接する位置に第１の磁極と異なる極性の第２の磁極が配設されており、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、第１の磁極と第２の磁極との間の磁界の強さを弱くする磁界調整手段を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
例えば、請求項２の発明のように、第１の磁極は、固定的に配設されている一方、第２の磁極は、前記現像ローラの軸心を中心に回転可能に配設されており、前記磁界調整手段は、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、第２の磁極を第１の磁極から遠ざかるように回転させる回転手段で構成されている構成としたり、請求項３の発明のように、第２の磁極は、電磁石の一部分で構成されており、前記磁界調整手段は、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、前記電磁石への通電量を減らして第２の磁極の磁力を小さくする通電量調整手段で構成されている構成としたりすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、磁気ローラの第１の磁極と現像ローラの第２の磁極との間の磁界の強さを弱くするようにしたから、現像ローラと磁気ローラの間での現像剤の滞留または漏れを防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１に、本発明の一実施形態に係る現像装置１が組み込まれた画像形成装置２の主構成部分を示す。なお、画像形成装置２としては、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ、これらの複合機等が挙げられる。
【００１４】
画像形成装置２は、ドラム状の感光体（静電潜像担持体）２１と、感光体２１の表面を帯電させる帯電手段２２と、感光体２１の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段２５と、静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する現像装置１と、トナー像を感光体２１から無端ベルト２６上を移動する被転写体（図示せず）へ転写する転写手段２３と、感光体２１の表面をクリーニングするクリーニング手段２４とを備えている。
【００１５】
感光体２１としては、セレン、アモルファスシリコン等の無機感光体、導電性基体上に電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂等を含有する単層または積層の感光層が形成された有機感光体等が挙げられる。
【００１６】
帯電手段２２としては、スコロトロン方式、帯電ローラ、帯電ブラシ等が挙げられる。
【００１７】
露光手段２５、転写手段２３、クリーニング手段２４としては、公知のものを用いればよい。
【００１８】
現像装置１は、詳しくは後述するが、キャリアおよびトナーを含有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラ１３および現像ローラ１４を介して感光体２１に供給するものである。
【００１９】
次に、画像形成装置２によって行われる画像形成方法について説明する。
【００２０】
まず、帯電手段２２によって感光体２１の表面を帯電させる（帯電工程）。ついで、露光手段２５によって感光体２１の表面を露光して静電潜像を形成する（露光工程）。ついで、現像装置１によって感光体２１の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する（現像工程）。ついで、転写手段２３によってトナー像を感光体２１から被転写体へ転写する（転写工程）。ついで、クリーニング手段２４を用いて感光体２１の表面をクリーニングする。以上の工程は、繰り返し行われる。
【００２１】
次に、現像装置１について詳細に説明する。現像装置１は、現像剤担持体である磁気ローラ１３と、磁気ローラ１３上に形成される磁気ブラシ（図示せず）によってトナー層（図示せず）を形成される現像ローラ（トナー担持体）１４と、磁気ローラ１３上に形成された磁気ブラシの高さを一定に保つための規制ブレード１５と、トナーとキャリアを撹拌し帯電させる撹拌ミキサー１２ａ，１２ｂと、磁気ローラ１３、現像ローラ１４、撹拌ミキサー１２ａ，１２ｂが収納された枠体１１とを備えている。現像ローラ１４には、直流（ＤＣ）バイアスと交流（ＡＣ）バイアスが印加され、磁気ローラ１３には、直流（ＤＣ）バイアスと、現像ローラ１４に印加する交流（ＡＣ）バイアスと逆位相になる交流（ＡＣ）バイアスが印可される。
【００２２】
枠体１１は、感光体２１に向かって開口する形状に形成されている。そして、現像ローラ１４は、枠体１１の開口から感光体２１に僅かな隙間を隔てて対向し、磁気ローラ１３は、枠体１１の内部で現像ローラ１４に僅かな隙間を隔てて対向している。
【００２３】
現像装置１は、二成分現像剤を磁気ローラ１３の表面に担持させて磁気ブラシを形成し、磁気ローラ１３の表面の磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ１４の表面に移送させて現像ローラ１４の表面にトナー層を形成させ、ついで、現像ローラ１４のトナー層からトナーを飛翔させ、感光体２１の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する。なお、現像ローラ１４にトナーを供給した後の磁気ブラシは、現像ローラ１４から感光体２１に移行せずに現像ローラ１４上に残存するトナーを掻き取る。
【００２４】
次に、図２を参照して、磁気ローラ１３および現像ローラ１４の構成について詳細に説明する。
【００２５】
磁気ローラ１３は、枠体１１に回転可能に支持された磁気スリーブ１３ｂと、この磁気スリーブ１３ｂの内側に配設され、枠体１１に回転不能に支持された磁気磁極体１３ａとで構成されている。磁気スリーブ１３ｂは、図略のモータ等により図２において時計回りに回転される。磁気磁極体１３ａは、複数（図例では７つ）の永久磁石を保持するものであり、現像ローラ１４に近接する位置に、すなわち磁気ローラ１３と現像ローラ１４の軸心同士を結ぶ線Ｌ上に、Ｎ極の第１の磁極Ｎ１を有しているとともに、第１の磁極Ｎ１から磁気スリーブ１３ｂの回転方向に並ぶようにＳ極の磁極Ｓ１，Ｎ極の磁極Ｎ２，Ｓ極の磁極Ｓ２を有し、第１の磁極Ｎ１から磁気スリーブ１３ｂの回転方向と反対方向に並ぶようにＳ極の磁極Ｓ４，Ｎ極の磁極Ｎ３，Ｓ極の磁極Ｓ３を有している。すなわち、第１の磁極Ｎ１は、磁気ローラ１３の内部における現像ローラ１４に近接する位置に固定的に配設されている。
【００２６】
現像ローラ１４は、枠体１１に回転可能に支持された現像スリーブ１４ｂと、この現像リーブ１４ｂの内側に配設され、枠体１１に現像スリーブ１４ｂと回転中心が一致するように回転可能に支持された現像磁極体１４ａとで構成されている。現像スリーブ１４ｂは、図略のモータ等により図２において時計回りに回転される。現像磁極体１４ａは、１つの永久磁石を保持するものであり、磁気ローラ１３に近接する位置に、すなわち磁気ローラ１３と現像ローラ１４の軸心同士を結ぶ線Ｌ上に、第１の磁極Ｎ１と異なる極性のＳ極の第２の磁極Ｓを有している。すなわち、第２の磁極Ｓは、現像ローラ１４の内部における磁気ローラ１３に近接する位置に現像ローラ１４の軸心を中心に回転可能に配設されている。
【００２７】
なお、第１の磁極Ｎ１の磁力中心は、磁気ローラ１３と現像ローラ１４の軸心同士を結ぶ線Ｌから磁気スリーブ１３ｂの回転方向に僅かにずれており、第２の磁極Ｓの磁力中心は、磁気ローラ１３と現像ローラ１４の軸心同士を結ぶ線Ｌから現像スリーブ１４ｂの回転方向と反対方向に僅かにずれている。これは、磁力中心が線Ｌ上にあると、第１の磁極Ｎ１と第２の磁極Ｓとの間の磁界の強さが強くなりすぎてしまうからである。
【００２８】
さらに、現像装置１は、現像磁極体１４ａを回転させる回転手段（図示せず）を有している。この回転手段は、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し易くなった時に、現像磁極体１４ａを図２に示す正規位置から図２において回転方向上流側に回転させて、第２の磁極Ｓを第１の磁極Ｎ１から遠ざかるように回転させる。これにより、第１の磁極Ｎ１と第２の磁極Ｓとの間の磁界の強さが弱くなる。すなわち、本実施形態の回転手段は、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し易くなった時に、第１の磁極Ｎ１と第２の磁極Ｓとの間の磁界の強さを弱くする磁界調整手段を構成する。
【００２９】
ここで、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し易くなった時とは、現像ローラ１４上のトナー層が所定量よりも増えた時である。例えば、耐久によって現像剤が劣化して現像剤の帯電量が低下した場合や、高温環境において現像剤の帯電量が低下した場合等に、現像ローラ１４上のトナー層が増えることが考えられる。
【００３０】
例えば、予め耐久試験や環境試験によって現像ローラ１４上のトナー層が所定量よりも増える稼働時間や環境温度を測定し、その稼動時間や環境温度を越えた時に、現像剤が滞留し易くなったと判断して、回転手段によって第２の磁極Ｓを回転させるようにしてもよい。なお、画像形成装置の場合には、稼動時間の代わりに印字枚数を用いることができる。
【００３１】
または、現像ローラ１４に供給されるトナー層の層厚を濃度センサ等で検出し、その検出値がある閾値以上になった時に、現像剤が滞留し易くなったと判断して、回転手段によって第２の磁極Ｓを回転させるようにしてもよい。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の現像装置１では、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し易くなった時に、回転手段で第２の磁極Ｓを回転させることにより、磁気ローラ１３の第１の磁極Ｎ１と現像ローラ１４の第２の磁極Ｓとの間の磁界の強さを弱くするようにしたから、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間での現像剤の滞留を防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し易くなった時に、第２の磁極Ｓを回転させて第１の磁極Ｎ１と第２の磁極Ｓとの間の磁界の強さを弱くするようにしているが、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し始めた直後に、第２の磁極Ｓを回転させて第１の磁極Ｎ１と第２の磁極Ｓとの間の磁界の強さを弱くするようにしてもよい。このようにすれば、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間での現像剤の漏れを防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる。
【００３４】
例えば、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し始めると現像剤が盛り上がってくるので、その盛り上がってくる部分をセンサ等で検出するようにして、現像剤の滞留が検知された時に、第２の磁極Ｓを回転させればよい。ただし、現像剤が滞留し始めると、特にハーフ画像上にムラが発生するため、この方法を用いる場合は、滞留のなるべく早期段階で対処することが望まれる。
【００３５】
または、本実施形態では、磁界調整手段が回転手段で構成されているが、現像磁極体１４ａを回転不能に枠体１１に支持させるとともに第２の磁極Ｓを電磁石の一部分で構成して、磁界調整手段を、現像ローラ１４と磁気ローラ１３の間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、前記電磁石への通電量を減らして第２の磁極Ｓの磁力を小さくする通電量調整手段で構成することも可能である。
【実施例１】
【００３６】
画像評価機としては、京セラミタ社製のプリンタ（ＦＳ−Ｃ５０３０Ｎ）を用いた。
【００３７】
評価方法としては、現像ローラ内部に配置された第２の磁極の角度を０°、７°、１４°、２１°にセットして、それぞれの角度について常温環境下でランニング評価を行い、現像剤の滞留のレベルと現像ゴーストのレベルを評価した。その際の評価基準を以下とした。その測定結果を表１、表２に示す。なお、第２の磁極の角度とは、第２の磁極の磁力中心と、磁気ローラと現像ローラの軸心同士を結ぶ線とのなす角度である。また、本評価では、第１の磁極の磁力中心も磁気ローラと現像ローラの軸心同士を結ぶ線上にセットした。
＜現像剤滞留レベル＞
○：現像剤の滞留なし。（判定：合格）
△：現像剤が時々滞留するため、ハーフ画像にムラが発生する。（判定：不合格）
×：現像剤が滞留し、漏れる。（判定：不合格）
＜現像ゴーストレベル＞
○：現像ゴーストが見られない（判定：合格）
△：現像ゴーストが現像ローラ１周後のみ薄く発現する。（判定：不合格）
×：現像ゴーストが現像ローラ２周目以降も発現する。（判定：不合格）
【００３８】
【表１】
2008145709.tif 000003
【００３９】
【表２】
2008145709.tif 000004
【００４０】
以上の結果、表１より印字枚数が増えていくにつれて現像剤が滞留しやすくなり、現像ローラ内部の磁極の角度を上げて磁気ローラから離していかないと、現像剤が漏れてしまう。また、表２より印字枚数が増えていくにつれて現像剤の帯電量が下がり現像性が上がるため、現像ゴーストは発生しにくくなった。よって、これら２つの結果を鑑みて、印字枚数に対して現像ローラの磁極角度を制御するのが望ましいと言える。
【実施例２】
【００４１】
実施例１と同様に、画像評価機としては、京セラミタ社製のプリンタ（ＦＳ−Ｃ５０３０Ｎ）を用いた。
【００４２】
評価方法としては、環境試験室を用いて所定の温度条件において、現像ローラ内部に配置された第２の磁極の角度を０°、７°、１４°、２１°にセットして、現像剤の滞留のレベルと現像ゴーストのレベルを評価した。その際の評価基準は実施例１と同様とした。その測定結果を表３、表４に示す。
【００４３】
【表３】
2008145709.tif 000005
【００４４】
【表４】
2008145709.tif 000006
【００４５】
以上の結果、表３より温度が上がっていくにつれて現像剤が滞留しやすくなり、現像ローラ内部の磁極の角度を上げて磁気ローラから離していかないと、現像剤が漏れてしまう。また、表４より温度が増えていくにつれて現像剤の帯電量が下がり現像性が上がるため、現像ゴーストは発生しにくくなった。よって、これら２つの結果を鑑みて、温度に対して現像ローラの磁極角度を制御するのが望ましいと言える。
【実施例３】
【００４６】
実施例１と同様に、画像評価機としては、京セラミタ社製のプリンタ（ＦＳ−Ｃ５０３０Ｎ）を用いた。
【００４７】
評価方法としては、環境試験室を用いて所定の温度条件において、現像ローラ内部に配置された第２の磁極の磁力を１００ｍＴ、９０ｍＴ、８０ｍＴ、７０ｍＴにセットして、現像剤の滞留のレベルと現像ゴーストのレベルを評価した。その際の評価基準は実施例１と同様とした。その測定結果を表５、表６に示す。
【００４８】
【表５】
2008145709.tif 000007
【００４９】
【表６】
2008145709.tif 000008
【００５０】
以上の結果、表５より温度が上がっていくにつれて現像剤が滞留しやすくなり、現像ローラ内部の磁力を下げて磁気ローラ−現像ローラ間の磁気ブラシのブリッジを弱めていかないと、現像剤が漏れてしまう。また、表６より温度が増えていくにつれて現像剤の帯電量が下がり現像性が上がるため、現像ゴーストは発生しにくくなった。よって、これら２つの結果を鑑みて、温度に対して現像ローラの磁力を制御するのが望ましいと言える。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置が組み込まれた画像形成装置の主構成部分の概略構成図である。
【図２】磁気ローラおよび現像ローラの概略構成図である。
【図３】現像ゴーストを説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    現像装置
１３  磁気ローラ
１３ａ  スリーブ
１３ｂ  磁極体
Ｎ１  第１の磁極
１４  現像ローラ
１４ａ  スリーブ
１４ｂ  磁極体
Ｓ    第２の磁極
２    画像形成装置
２１  感光体（静電潜像担持体）
【図１】
2008145709.tif 000009
【図２】
2008145709.tif 000010
【図３】
2008145709.tif 000011