(57)【要約】【課題】  磁性一成分現像剤（磁性トナー）を用いた現像装置において、簡単な構成で回転スリーブ長手方向両端部におけるトナーの過帯電及び凝集を防止して、均一なトナー薄層を形成する。【解決手段】  現像ローラ２３は周方向に沿って複数の磁極が形成された固定マグネットローラ２３ｂと固定マグネットローラを内包する回転スリーブ２３ａとを有しており、現像ローラの軸方向に延びる磁性ブレード２４ａが回転スリーブと対面して回転スリーブ上に形成される磁性トナーの厚みを規制してトナー薄層とする。磁性ブレードの回転スリーブとの対面側部には、磁性ブレードの軸方向両端部側に現像ローラとの間の磁力を集中させるための磁力集中部（薄肉部）２４１が形成されている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性一成分現像剤が用いられ、周方向に沿って複数の磁極が形成された固定マグネットローラと該固定マグネットローラを内包する回転スリーブとを有する現像ローラと、前記現像ローラの軸方向に延び、前記回転スリーブと対面して前記回転スリーブ上に形成される磁性一成分現像剤層の厚みを規制して現像剤薄層とする層厚規制部材とを備え、像担持体に形成された静電潜像を前記現像剤薄層によって現像して現像像とする現像装置において、
前記層厚規制部材の前記回転スリーブとの対面側部には、前記層厚規制部材の前記軸方向両端部側に前記現像ローラとの間の磁力を集中させるための磁力集中部が形成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁力集中部は、前記層厚規制部材の軸方向両端部に形成されていることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁力集中部は、前記現像ローラの軸方向に延び、該磁力集中部の前記軸方向内側端が前記像担持体上の前記現像像が転写される記録媒体のうち最大サイズの記録媒体の幅方向端部よりも内側に位置するようにしたことを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記層厚規制部材の前記回転スリーブの回転方向上流側に位置する側面は、前記層厚規制部材に対応する前記磁極による最大磁界強度と前記現像ローラの中心軸とを結ぶ線分よりも前記回転方向下流側に位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項５】
前記層厚規制部材の軸方向両端部には、前記層厚規制部材の他の部分よりも薄肉化された薄肉部が形成され、
該薄肉部が前記磁力集中部として機能するようにしたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記層厚規制部材の軸方向両端部には、鋭角状のエッジ端部が形成され、
該エッジ端部が前記磁力集中部として機能するようにしたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性一成分現像剤（磁性トナー）を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像するための現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁性一成分現像剤（磁性トナー（以下単にトナーと呼ぶ））を用いた現像装置においては、現像ローラは、複数の磁極が着磁された固定マグネットローラとこのマグネットローラを内包する回転スリーブとを備えており、現像ローラに対向してトナー層厚規制部材である磁性ブレードが設けられている。そして、トナーは回転スリーブとの摩擦によって所定の極性に帯電され、帯電トナーは回転スリーブに付着してトナー層として搬送される。
【０００３】
回転スリーブ上に形成されたトナー層は、磁性ブレードを通過する際に、磁性ブレードに近いトナーは磁性ブレードに捕らえられ、回転スリーブに近いトナーは磁気吸引力により回転スリーブに吸引されて、トナー薄層として像担持体である感光体ドラムに向かう。そして、感光体ドラムとの対向位置（現像位置）に達したトナー薄層は、感光体ドラム上に形成された静電潜像に飛翔し、静電潜像が現像されて、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【０００４】
このような現像装置において、トナー薄層（トナー層厚み規制後のトナー層）を均一に形成するため、トナー層厚規制部材が磁性ブレードと、回転スリーブ回転方向上流側に取り付けられた磁石とを備えて、磁性ブレードは、回転スリーブとの対向部を薄肉エッジ部状に形成するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
一方、画像形成領域（感光体ドラム上の現像領域）において、その長手方向両端部近傍では、画像形成が行われることが少ない関係上、この部分におけるトナー消費量は少ない。このため、回転スリーブの長手方向両端部においてトナーが摩擦によって過帯電してしまい、これによって、トナー滞留（凝集）が生じて、トナー薄層が乱れてしまうことが多く、現像の際、所謂画像かぶりが発生してしまう。つまり、トナー薄層の層厚が乱れて、回転スリーブの長手方向両端部においてトナー薄層が厚くなると、非画像形成領域へトナーが飛翔しやすくなって、画像かぶりが発生する。特に、低湿環境では、トナー粒子中に摩擦電荷が蓄積し易く、画像かぶりが発生し易くなる。
【０００６】
このような不具合を防止するため、感光体ドラムの通紙領域に対応した回転スリーブ表面において、最大通紙サイズの両端部から所定距離内側に至る表面に金属石鹸を塗布して、回転スリーブの両端部におけるトナーの過帯電を防止して、画像かぶりを防止するようにしたものがある（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１６７４２６公報（段落（００４１）〜段落（００４８）、第３図〜第４図）
【特許文献２】特開２００３−１６２１４３公報（段落（００３６）〜段落（００４３）、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された現像装置においては、回転スリーブと対向する磁性ブレードを薄肉エッジ状として、磁力を集中させ、強い磁力をブレード先端（薄肉エッジ部）と回転スリーブとの間に生じさせて、磁性ブレードと回転スリーブとの間においてトナー薄層の乱れをなくして、粗密のない均一なトナー薄層を形成することができる。しかしながらこの現像装置においても、特殊な使用、例えば回転スリーブの両端側に画像が存在しないような印字出力を連続して繰り返したり、あるいは毎分６０枚以上の印字（複写）速度を有する高速の画像形成装置に採用し、５０万回を越えるような極めて大量の現像処理を施すというような場合には、回転スリーブの長手方向両端部において、トナーが摩擦によって過帯電してしまうこともあり、この結果、トナー滞留（凝集）が生じて、回転スリーブの両端部でトナー薄層が乱れてしまい、現像の際、画像かぶりが発生してしまうという更なる性能向上のための課題がある。
【０００９】
一方、特許文献２に記載された現像装置は、未使用状態の新品の現像装置にトナーを新しく補給して使用する場合のトナー規制板としてのブレードの長手方向両端部に生じるトナー凝集を解決するために、最大通紙サイズの両端部から所定距離内側に至る表面に金属石鹸を塗布して、回転スリーブの両端部におけるトナーの凝集を防止したものである。またこの特許文献２には、低湿度環境下における、上述した凝集部分におけるトナーの電荷の蓄積現象についても説明されている。
しかしながら、上記特許文献２は未使用状態の新品現像装置の初期不良対策を目的としたものであり、金属石鹸の塗布による恒久的な解決、更には高速機や長寿命機への応用を意図したものではないので、その使用用途によっては更なる解決策を求める必要がある。
【００１０】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、簡単な構成で回転スリーブ長手方向両端部におけるトナーの過帯電及び凝集を防止して、均一なトナー薄層を形成することのできる現像装置を提供することを目的とする。
更には、高速機や長寿命の画像形成装置に対しても均一なトナー薄層を形成する上で恒久的に有効な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】
【００１１】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、磁性一成分現像剤が用いられ、周方向に沿って複数の磁極が形成された固定マグネットローラと該固定マグネットローラを内包する回転スリーブとを有する現像ローラと、前記現像ローラの軸方向に延び前記回転スリーブと対面して前記回転スリーブ上に形成される磁性一成分現像剤層の厚みを規制して現像剤薄層とする層厚規制部材とを備え、像担持体に形成された静電潜像を前記現像剤薄層によって現像して現像像とする現像装置において、前記層厚規制部材の前記回転スリーブとの対面側部には、前記層厚規制部材の軸方向両端部側に前記現像ローラとの間の磁力を集中させるための磁力集中部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
例えば、前記磁力集中部は、前記層厚規制部材の軸方向両端部に形成されており、前記磁力集中部の軸方向内側端が前記像担持体上の現像像が転写される記録媒体のうち最大サイズの記録媒体の幅方向端部よりも内側に位置することが望ましい。
【００１３】
さらに、本発明では、前記層厚規制部材の前記回転スリーブの回転方向上流側に位置する側面を、前記層厚規制部材に対応する前記磁極による最大磁界強度と前記現像ローラの中心軸とを結ぶ線分よりも前記回転方向下流側に位置づけることが好ましい。
【００１４】
また、本発明では、前記層厚規制部材の軸方向両端部に、前記層厚規制部材の他の部分よりも薄肉化された薄肉部を形成して、該薄肉部を前記磁力集中部として機能させるようにしてもよく、前記層厚規制部材の軸方向両端部に、鋭角状のエッジ端部を形成して、該エッジ端部を前記磁力集中部として機能させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の現像装置は、層厚規制部材の回転スリーブとの対面側部に、層厚規制部材の軸方向両端部側に現像ローラとの間の磁力を集中させるようにしたので、層厚規制部材の両端部においては、回転スリーブ上の現像剤層が層厚規制部材と回転スリーブとのギャップを通過して、像担持体側に搬送される量が少なくなり、層厚規制部材の両端部における磁性トナーの入れ替えが円滑に行われることになって、簡単な構成で、層厚規制部材の両端部における現像剤の過帯電が防止でき、現像剤薄層を均一に形成することができる。
【００１６】
本発明では、磁力集中部を層厚規制部材の軸方向両端部に形成して、磁力集中部の軸方向内側端が像担持体上の現像像が転写される記録媒体のうち最大サイズの記録媒体の幅方向端部よりも内側に位置しているので、画像形成の際に記録媒体に画像かぶり等の不具合が発生することがない。
【００１７】
さらに、本発明では、層厚規制部材の回転スリーブの回転方向上流側に位置する側面を、層厚規制部材に対応する磁極による最大磁界強度と現像ローラの中心軸とを結ぶ線分よりも回転方向下流側に位置づけるようにしたので、層厚規制部材によって現像剤を効果的に拘束することができる結果、現像剤薄層をさらに均一化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１９】
図１を参照して、図示の現像装置１０は、毎分８０枚（Ａ４横送り）を想定した電子写真プロセスを用いた複写機等の画像形成装置（実験機）に使用したものである。像担持体である感光体ドラム１１（ａ−Ｓｉ感光体）の表面は帯電器１２によって均一に帯電された後、感光体ドラム１１の表面は画像データに応じて露光され、感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。現像装置１０は磁性一成分現像剤（磁性トナー）で感光体ドラム１１上の静電潜像を現像して、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。
【００２０】
そして、記録用紙（図示せず）に感光体ドラム１１上のトナー像が転写ベルト１３によって転写され、記録用紙は定着ユニット（図示せず）に送られ、記録用紙に転写されたトナー像が定着された後、記録用紙は排紙トレイ（図示せず）に排紙される。なお、感光体ドラム１１上に残留した残留トナーはクリーニング機構１４によってクリーニングされて、廃トナーコンテナ（図示せず）に廃棄される。また、感光体ドラム１１は除電器１５によって、除電される。
【００２１】
図２及び図３も参照して、現像装置１０は磁性トナーが収容される現像筐体２０を有しており、現像筐体２０には第１及び第２の攪拌スクリュー２１及び２２が回転可能に配設されている。そして、第１及び第２の攪拌スクリュー２１及び２２の回転によって磁性トナーが攪拌されつつ、現像ローラ２３側に搬送される。
【００２２】
図１及び図３に示すように、現像筐体２０にはトナー層厚規制部材２４が取り付けられ、トナー層厚厚規制部材２４の先端は現像ローラ２３の表面と予め規定された隙間をもって対面しており、トナー層厚規制部材２４によって、後述するようにして、現像ローラ２３上にトナー薄層が規定される。現像ローラ２３は感光体ドラム１１と所定の隙間（ギャップ）をおいて配置されており、現像位置に達すると、現像ローラ２３上のトナー薄層からトナーが感光体ドラム１１側に飛翔して、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像され、感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。
【００２３】
現像ローラ２３は、アルミニウム等の非磁性材によって構成された円筒状の回転スリーブ２３ａと、この回転スリーブ２３ａに内包される固定マグネットローラ（以下単に固定マグネットと呼ぶ）２３ｂとを備え、回転スリーブ２３ａは現像筐体２０に回転可能に取り付けられている。そして、固定マグネット２３ｂが固定された状態で、固定マグネット２３ｂの周囲を回転スリーブ２３ａが回転する。
【００２４】
図１に示す例では、固定マグネット２３ｂは、その周方向に沿って、４極が着磁されており、トナー層厚規制部材２４の近傍にＳ極（ブレード極Ｓ１）、感光体ドラム１１と対向する位置にＮ極（現像極Ｎ１）を配置し、この現像極Ｎ１よりも回転スリーブ２３ａの回転方向（図１に実線矢印で示す）下流側にＳ極（Ｓ２）、Ｓ２の下流側にＮ極（Ｎ２）が着磁されている。トナー層厚規制部材２４は、前述したように、回転スリーブ２３ａ（現像ローラ２３）に対峙して配設され、トナー層厚規制部材２４は磁性ブレード２４ａと磁石２４ｂとを有し、この磁石２４ｂは磁性ブレード２４ａよりも回転スリーブ２３ａの回転方向上流側において磁性ブレード２４ａの側面に取り付けられている（図示の例では、磁石２４ｂは回転スリーブ２３ａ側がＳ極に着磁されている。なお、この磁石２４ｂは必須のものではなく、必要に応じて省略される。図３においては、磁石２４ｂは示されていない）。
【００２５】
図４を参照すると、図４（ａ）は磁性ブレード２４ａを正面から示す図であり、図４（ｂ）は磁性ブレード２４ａを下側（先端側）から示す図である。磁性ブレード２４ａは磁性板状部材（例えば、磁性ステンレス鋼、具体的にはＳＵＳ４３０等）であり、図４（ａ）に示すように、磁性ブレード２４ａの下辺部（現像ローラ２３との対面側部：先端部）において、磁性ブレード２４ａはその両端部隅に薄肉部２４１が形成されている。
【００２６】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、薄肉部２４１は、磁性ブレード２４ａの下辺部の両隅に規定された（形成された）薄板部２４２と、この薄板部２４２に連続する斜面部２４３とを有しており、前述のように、磁性ブレード２４ａは回転スリーブ２３ａと予め規定された間隔（例えば０．２〜０．４ｍｍ）をおいて、例えば、回転スリーブ２３ａの軸方向に平行に延在している。そして、磁性ブレード２４ａの厚さを、例えば、２．０ｍｍとした際、薄板部２４２の厚さは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とされる。
【００２７】
ここで、図５を参照して、上述のように、磁性ブレード２４ａの下辺部の両隅に薄肉部２４１を形成すると、磁性ブレード２４ａの先端部両側においては、磁性ブレード２４ａの先端部の他の部分（以下本体先端部と呼ぶ）よりもその肉厚が薄い結果、本体先端部において、磁性ブレード２４ａと回転スリーブ２３ａ（つまり、現像ローラ２３）との間で生じる磁力線の数（つまり、磁束密度：図５（ａ）参照）は、薄肉部２４１において、磁性ブレード２４ａと現像ローラ２３との間で生じる磁力線の数（磁束密度：図５（ｂ）参照）よりも小さい。つまり、磁性ブレード２４ａの先端部両側では磁束密度が高くなることになる。
【００２８】
この結果、磁性ブレード２４ａの先端部両側においては、磁力線が集中することになって、磁性ブレード２４ａの長手方向（現像ローラ２３の軸方向）両側部においては、磁性ブレード２４ａと回転スリーブ２３ａとの間で磁性トナーの磁気的拘束力が、先端部の他の部分（本体先端部）よりも強くなる。これによって、磁性ブレード２４ａの両端部においては、回転スリーブ２３ａ上のトナー層が磁性ブレード２４ａと回転スリーブ２３ａとのギャップを通過して、感光体ドラム１１側に搬送される量が少なくなり（図６参照）、磁性ブレード２４ａの両端部における磁性トナーの入れ替えが円滑に行われることになって、磁性ブレード２４ａの両端部における磁性トナーの過帯電が防止でき、トナー薄層を均一に形成することができる。この効果は磁性トナーを補給しながら５０万枚の複写を行った場合でも維持できており、高速長寿命の画像形成装置においても有効であった。
【００２９】
ここで、図７を参照して、図７は、磁性ブレード２４ａ及び現像ローラ２３と最大通紙幅（現像装置１０が用いられる画像形成装置で用いられる記録用紙の最大サイズ用紙の幅）及び現像幅（画像形成領域）との関係を示す図であり、いま固定マグネット２３ｂの軸方向長さ（マグネット幅）Ｌは現像幅Ｐよりも若干長く、最大通紙幅Ｑは現像幅Ｐよりも短い。そして、前述の薄肉部２４１の軸方向長さは、薄肉部２４１の軸方向内側端が磁性ブレード２４ａの軸方向端部から最大通紙幅Ｑの端部よりも内側に位置するように設定され、この結果、現像ローラ２３の軸方向に沿った磁束密度Ｂは、最大通紙幅Ｑの端部付近で最大となった後、薄肉部２４１の内側端までなだらかに低下し、その後、ほぼフラットな状態となる。
【００３０】
このようにして、薄肉部２４１の軸方向長さを規定すると、最大通紙幅の記録用紙に画像形成を行う際において、記録用紙の幅方向端部に対応するトナー薄層が均一となり、全ての用紙サイズについて画像かぶりが生じることがない。
【００３１】
ここで、図８を参照すると、図８は現像ローラ２３によって形成される磁界分布を示しており、磁性ブレード２４ａの回転方向（実線矢印で示す）上流側側面の延長線をＲで示し、ブレード磁極Ｓ１によって形成される磁界の最大値と現像ローラ２３の中心軸とを結ぶ線分とをＳで示すと、延長線Ｒと線分Ｓとによって規定される角度αは３°〜１０°の範囲に設定される（好ましくは、８°に設定される）。
【００３２】
つまり、磁性ブレード２４ａの回転スリーブ２３ａの回転方向上流側に位置する側面は、磁性ブレード２４ａに対応する前記磁極による最大磁界強度と現像ローラ２３の中心軸とを結ぶ線分よりも回転方向下流側に位置していることになる。
【００３３】
このように角度αを設定すると、現像ローラ２３と磁性ブレード２４ａとの間に生じる磁力線が現像ローラ２３の回転方向上流側に膨らむことになって、磁性ブレード２４ａによって磁性トナーを良好に拘束でき、トナー薄層をより均一化することができる。
【００３４】
上述の例では、薄肉部２４１が薄板部２４２と斜面２４３とを有する例について説明したが、薄肉部２４１の形状は上述の例に限定されることなく、種々の形状を採用することができる。つまり、磁性ブレード２４ａの先端両端部を他の部分よりも薄肉化して、磁性ブレード２４ａの先端両端部における磁束密度を高くするようにすればよく、さらには、磁性ブレード２４ａの先端両端部の形状を鋭角形状（例えば、楔型形状）のエッジ端部として、磁性ブレード２４ａの先端両端部における磁束密度を高くするようににしてもよい。また、磁性ブレード２４ａの先端両端部に磁石を装着して、磁性ブレード２４ａの先端両端部における磁束密度を高くするようににしてもよい。いずれにしても、磁性ブレード２４ａの先端両端部に磁力を集中させるための磁力集中部を形成するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
磁性一成分現像剤を用いる現像装置において、層厚規制部材（磁性ブレード）２４ａの回転スリーブ２３ａとの対面側部に、磁性ブレード２４ａの軸方向両端部側に現像ローラ２３との間の磁力を集中させるための磁力集中部を形成するようにしたので、磁性ブレード２４ａの両端部において、回転スリーブ上のトナー層が磁性ブレード２４ａと回転スリーブ２３ａとのギャップを通過して、感光体ドラム１１側に搬送される量が少なくなり、磁性ブレード２４ａの両端部における磁性トナーの入れ替えが円滑に行われることになって、簡単な構成で、磁性ブレード２４ａの両端部におけるトナーの過帯電が防止でき、トナー薄層を均一に形成することができる結果、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置において画像欠陥の防止に適用できる。特に毎分８０枚（Ａ４横送り）の高速機に採用した場合においても長寿命の現像装置として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による現像装置の実施例１を感光体ドラムとともに示す図である。
【図２】本発明による現像装置の実施例１で用いられる現像ローラを攪拌スクリューとともに上方から示す図である。
【図３】現像ローラと磁性ブレードとの関係を示す断面図である。
【図４】本発明による現像装置の実施例１で用いられる磁性ブレードを示す図であり、（ａ）は正面から示す図、（ｂ）は下側（先端側）から示す図である。
【図５】図４に示す磁性ブレードと現像ローラとの間の磁力線を示す図であり、（ａ）は磁性ブレードの中央部分における磁力線を示す断面図、（ｂ）は磁性ブレードの両端部における磁力線を示す断面図である。
【図６】図４に示す磁性ブレードを用いた際の両端部におけるトナー規制を概念的に示す断面図である。
【図７】図４に示す磁性ブレードの薄肉部と最大通紙幅との関係を説明するための図である。
【図８】図４に示す磁性ブレードと最大磁界強度との角度関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  現像装置
１１  感光体ドラム
１２  帯電器
１３  転写ベルト
１４  クリーニング機構
２１，２２  攪拌スクリュー
２３  現像ローラ
２４  トナー層厚規制部材
２３ａ  回転スリーブ
２３ｂ  固定マグネットローラ
２４ａ  磁性ブレード
２４１  薄肉部
【図１】
2005077538.tif 000003
【図２】
2005077538.tif 000004
【図３】
2005077538.tif 000005
【図４】
2005077538.tif 000006
【図５】
2005077538.tif 000007
【図６】
2005077538.tif 000008
【図７】
2005077538.tif 000009
【図８】
2005077538.tif 000010