(57)【要約】【課題】画像濃度の変化や画像地肌カブリ等のない良質の鮮明な画像を得る。【解決手段】磁気ロール１はトナーと磁性体とを含む現像剤を磁力により外周面に被着させる。現像剤規制部材９は磁気ロール１の外周面に被着した現像剤を所要厚さに規制する。現像ロール２は磁気ロール１に対向するように並置され、磁気ロール１の外周面上の現像剤からトナーの供給を受けることによりトナー層を自身の外周面上に形成する。ギャッププーリ２１は、現像ロール２の両端部において現像ロール２と等軸に配置され、周径が現像ロール２よりも大きく形成されている。可動軸受けとして機能するロール支持体１５Ａは、装置本体部１２に回動可能に軸支され、磁気ロール１、現像ロール２及びギャッププーリ２１を回転自在に軸支するとともに、現像剤規制部材９を支持する。コイルバネ１７は、ロール支持体１５Ａを一回動方向に付勢する。【選択図】図４
2007163766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体部と、
トナーと磁性体とを含む現像剤を磁力により外周面に被着させる磁気ロールと、
当該磁気ロールの外周面に被着した現像剤を所要厚さに規制する現像剤規制部材と、
前記磁気ロールに対向配置され、当該磁気ロールの前記外周面上の前記現像剤からトナーの供給を受けることによりトナー層を自身の外周面上に形成する現像ロールと、
前記現像ロールの両端部において前記現像ロールと等軸に配置され、周径が前記現像ロールよりも大きいギャッププーリと、
前記装置本体部に回動可能に軸支され、前記磁気ロール、前記現像ロール及び前記ギャッププーリを回転自在に軸支するとともに、前記現像剤規制部材を支持する可動軸受けと、
前記可動軸受けを一回動方向に付勢する弾性部材と、
を備える現像装置。
【請求項２】
前記可動軸受けが、前記磁気ロールの回転軸と同一軸の回りに回動可能に前記装置本体部に軸支されている請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤規制部材が円柱状又は円筒状である請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤規制部材と前記装置本体部との間に介挿された伸縮性ある柔軟な封止部材を更に備える請求項１ないし３の何れかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の現像装置と、
前記ギャッププーリが当接する像担持体を含み、前記現像装置が前記像担持体に形成するトナー像を記録用紙へ転写することにより当該記録用紙へ画像を形成する画像形成手段と、を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置、及び当該現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像方式には、特許文献１に記載されるように、現像剤としてトナーと磁性キャリアとを用いた２成分現像方式、絶縁トナーや導電トナーを用いた１成分現像方式、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる２成分現像剤を使用しつつも、現像ロール上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像に飛翔させ、当該潜像を現像するようにしたハイブリッド現像方式などが知られている。
【０００３】
２成分現像方式は、キャリアによるトナーの帯電性に優れ、長寿命化が可能であると共にベタ画像の均一化などの利点がある反面、現像装置が大きく複雑になる、トナー飛散やキャリア引きが発生する、キャリアの耐久性によって画質が変化するなどの欠点がある。また１成分現像方式は、現像装置がコンパクトになってドット再現性に優れているが、現像ロール、チャージロールの劣化のために耐久性が低く、現像装置を消耗品として交換する必要があるので使用に伴うコストが高価になる、選択現像が発生するなどの欠点を有している。これに対し、ハイブリッド現像方式は、ドット再現性に優れて長寿命化、高速の画像形成が可能な方式、すなわち２成分現像方式と１成分現像方式の各々の長所を生かした方式であり、近年に注目を集めている。
【０００４】
ハイブリッド方式による現像装置は、画像形成装置が有する感光体ドラムに対向配置される現像ロール、及び当該現像ロールに対向配置される磁気ロールを有し、感光体ドラムと現像ロール間、また現像ロールと磁気ロール間のギャップが大きく画像に影響を与えることになるので、形成画像に適度な画像濃度を得るためには、両ギャップを常に安定した距離に保持させる構造が要求される。特に、感光体ドラムを画像形成装置本体に保持させ、現像ロール、磁気ロール、トナー収納室等を含む現像装置を別体として該画像形成装置本体に着脱可能にして、トナー補給時に現像装置を引き出してトナー補給を行う機構を採用する場合には、現像装置の着脱の度に、その収納位置が微妙にずれることがあり、それにより、感光ドラムと現像ロールとの間の距離が変動する恐れがある。
【０００５】
この問題を解消するものとして、現像ロールと同心的に該現像ロールより大径のギャッププーリを配置して感光体ドラムと現像ロール間の間隔を規制する技術が、特許文献２に開示されている。当該従来技術による装置と動作原理を同じくする現像装置の部分斜視図を図１４に示す。当該従来技術では、ギャッププーリ１２１が現像ロール１０２の両端部に配置され、且つ現像ロール１０２の回転軸の周りに回転自在に取り付けられる。そして現像ロール１０２及びギャッププーリ１２１を軸支する可動軸受け１１５が、図略の現像装置本体に対して揺動可能に軸支されており、且つギャッププーリ１２１が図略の感光体ドラムの周面に当接するように、当該可動軸受け１１５が図略の弾性体により付勢されている。付勢によりギャッププーリ１２１が感光体ドラムの周面に常時当接するので、現像ロール１０２の周面と感光体ドラムの周面との間には、ギャッププーリ１２１と現像ロール１０２との間の半径の差分に相当する一定の間隙が常時確保される。
【０００６】
また、当該従来技術では、現像ロール１０２とギャッププーリ１２１とに加えて、磁気ロール１０１も可動軸受け１１５に軸支されているので、現像ロール１０２の周面と磁気ロール１０１の周面との間の間隙も、一定に保持されるものとなっている。
【０００７】
ところで、磁気ロール１０１の周面に磁力により汲み上げられるキャリアの厚さ、すなわち磁気ブラシ（磁気穂とも称される）の高さを調整するために、磁気ロール１０１の周面にはブレード状の現像剤規制部材１０９が対向配置される。この現像剤規制部材１０９と磁気ロール１０１との位置関係を図１５に示す。磁気ロール１０１は所要数の永久磁石が埋設され、可動軸受け１１５に対して回転することなく固定された円柱状のマグネットロール１０１Ａと、当該マグネットロール１０１Ａの周面に回転可能に嵌合し、非磁性金属材料からなる円筒状のスリーブ１０１Ｂとを有する。
【０００８】
スリーブ１０１Ｂが回転するのにともない、その周面上の各部位は、マグネットロール１０１Ａに埋め込まれた各磁石の磁極の上を通過することとなる。スリーブ１０１Ｂの周面は、通過する磁極の位置に応じて、磁性体のキャリアをそれに吸着するトナーと共に汲み上げ、更に穂立った状態にして現像剤規制部材１０９により磁気ブラシの高さを規制し、現像ロール１０２の周面に磁気ブラシを触れさせると同時に電場の作用をも得ることにより、トナーを現像ロール１０２へ飛翔させる。また、トナー飛翔後の磁気ブラシは、スリーブ１０１Ｂの周面から解放される。スリーブ１０１Ｂは、一回転する毎に、以上の動作を反復するものである。
【特許文献１】特開２００５−１０２９０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６７４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の通り、現像剤規制部材１０９は、磁気ブラシの高さを規制する部材である。磁気ブラシは、磁力線に沿って穂立つので、磁極との位置関係に応じて、その高さが変動する。従って、現像剤規制部材１０９の位置と磁極の位置との関係が変動すると、現像剤規制部材１０９によって穂切りされる高さが変動することとなる。
【００１０】
図１５（ａ）は、不図示の現像装置が正規の位置に収納されることによって、可動軸受け１１５の回動位置が設計どおりの位置にある場合の位置関係を示している。当該従来技術では、キャリアを汲み上げる汲み上げ極として機能する磁極Ｎ２が、穂切り極としても機能するように、設計上、現像剤規制部材１０９に対向する位置を占める。その結果、可動軸受け１１５の回動位置を示す折れ線である、磁極Ｎ２、磁気ロール１０１の回転軸、及び現像ロール１０２の回転軸が並ぶ折れ線ａ１，Ｏ，ａ２は、図１５（ａ）の通りとなり、線分ａ１が現像剤規制部材１０９の規制面１０９ｂ内の所定の部位を通過することとなる。
【００１１】
これに対して、図１５（ｂ）は、不図示の現像装置の収納位置が、正規の位置から微妙にずれることによって、可動軸受け１１５の回動位置が設計上の位置から、わずかな角度Δθだけずれた場合の位置関係を示している。この場合、可動軸受け１１５の回動位置を示す折れ線である、磁極Ｎ２、磁気ロール１０１の回転軸、及び現像ロール１０２の回転軸が並ぶ折れ線ｂ１，Ｏ，ｂ２は、図１５（ｂ）の通りとなる。その結果、磁極Ｎ２と現像剤規制部材１０９との対向関係が外れてしまっている。
【００１２】
このように、特許文献２に開示される従来技術では、現像装置の収納位置のわずかなずれによって、磁極Ｎ２と現像剤規制部材１０９とが最適な対向関係から外れてしまうという問題点があった。磁極Ｎ２と現像剤規制部材１０９とが、最適な位置関係からずれを生じると、磁気ブラシが最適状態とは異なる直立状態で現像剤規制部材１０９に遭遇し、その規制を受けることとなる。したがって、磁気ブラシの高さが、精度良く最適値に調整されなくなる。
【００１３】
磁気ブラシの高さの変動は、磁気ロール１０１から現像ロール１０２へ輸送されるトナーの流量に変動をもたらすこととなる。それにより、現像ロール１０２から感光体ドラムの周面へ飛翔するトナー量が変動する。その結果、記録用紙に形成される画像の濃度が変わったり、画像地肌かぶり（本来白地である領域に霧がかかったように着色が現れる現象）等の異常画像が現れる場合があるという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記課題を解消するためになされたもので、画像濃度の変化や画像地肌かぶり等の異常画像を抑制し得る現像装置及び画像形成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】
【００１５】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、現像装置であって、装置本体部と、トナーと磁性体とを含む現像剤を磁力により外周面に被着させる磁気ロールと、当該磁気ロールの外周面に被着した現像剤を所要厚さに規制する現像剤規制部材と、前記磁気ロールに対向配置され、当該磁気ロールの前記外周面上の前記現像剤からトナーの供給を受けることによりトナー層を自身の外周面上に形成する現像ロールと、前記現像ロールの両端部において前記現像ロールと等軸に配置され、周径が前記現像ロールよりも大きいギャッププーリと、前記装置本体部に回動可能に軸支され、前記磁気ロール、前記現像ロール及び前記ギャッププーリを回転自在に軸支するとともに、前記現像剤規制部材を支持する可動軸受けと、前記可動軸受けを一回動方向に付勢する弾性部材と、を備えるものである。
【００１６】
この構成によれば、感光体ドラム等の現像対象となる像担持体に現像装置を対向させて使用する際に、弾性部材の弾性復元力により、ギャッププーリを像担持体に当接させ且つ押圧させることが可能となる。それにより、現像装置の取り付け位置が変動することにより、装置本体部と像担持体との間の距離に変動があっても、現像ロールと像担持体との間隔を安定的に一定に保持することができる。更に、磁気ロールと現像ロールとが共に可動軸受けに軸支されているので、装置本体部と像担持体との間の距離に変動があって、それに伴い回動軸受けの回動位置が変動しても、それらのロール間の位置関係が一定に保持される。更に加えて、現像剤規制部材も可動軸受けに支持されているので、現像剤規制部材と磁気ロールとの間の位置関係も一定に保持される。このため、装置本体部と像担持体との距離に変動があっても、磁気ロールから現像ロールへ、更に現像ロールから像担持体へ安定した量のトナーを供給することができる。それにより、画像濃度の変化や画像地肌かぶり等の異常画像が抑制された良質で鮮明な画像を形成することができる。
【００１７】
本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係る現像装置であって、前記可動軸受けが、前記磁気ロールの回転軸と同一軸の回りに回動可能に前記装置本体部に軸支されているものである。
【００１８】
この構成によれば、磁気ロールに対向する現像剤規制部材の可動軸受けの回動に伴う動きが小さくなる。このため、現像剤規制部材の動きに対する現像剤の抵抗を低くし、可動軸受けの回動への現像規制部材の干渉を緩和することができる。
【００１９】
本発明のうち第３の態様に係るものは、第１又は第２の態様に係る現像装置であって、前記現像剤規制部材が円柱状又は円筒状であるものである。
【００２０】
この構成によれば、現像剤規制部材が円柱状又は円筒状であるので、同一の剛性を得るのに径を小さくすることができる。それにより、可動軸受けの回動にともなう現像剤規制部材の動きに対する現像剤の抵抗を低く抑えることができ、可動軸受けの回動に対する現像剤の干渉を低減することができる。その結果、現像ロールと像担持体との間の間隔を安定的に一定に保持することが可能となる。
【００２１】
本発明のうち第４の態様に係るものは、第１ないし第３の何れかの態様に係る現像装置であって、前記現像剤規制部材と前記装置本体部との間に介挿された伸縮性ある柔軟な封止部材を更に備えるものである。
【００２２】
この構成によれば、可動軸受けの回動に伴って装置本体部との位置関係を変える現像剤規制部材と、装置本体部との間に、伸縮性ある柔軟な封止部材が介挿されているので、簡単な構成で、現像剤規制部材の動きを拘束することなく、装置本体部内の現像剤の装置外部への漏出を防止することができる。
【００２３】
本発明のうち第５の態様に係るものは、画像形成装置であって、第１ないし第４の何れかの態様に係る現像装置と、前記ギャッププーリが当接する像担持体を含み、前記現像装置が前記像担持体に形成するトナー像を記録用紙へ転写することにより当該記録用紙へ画像を形成する画像形成手段と、を備える。
【００２４】
この構成によれば、本発明の現像装置を備えるので、現像装置の装置本体部と像担持体との距離に変動があっても、磁気ロールから現像ロールへ、更に現像ロールから像担持体へ安定した量のトナーを供給することができる。それにより、画像濃度の変化や画像地肌かぶり等の異常画像が抑制された良質で鮮明な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によれば、画像濃度の変化や画像地肌かぶり等の異常画像が抑制された良質で鮮明な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施形態１による画像形成装置の内部構成を概略的に示す側面図である。この画像形成装置２０は、プリンタ装置として構成されている。画像形成装置２０では、無端状ベルト５４が、給紙カセット５３からの記録用紙を定着装置５９に向かって搬送可能に配設されている。記録用紙を搬送する無端状ベルト５４の上側には、ブラック用現像装置５０Ａ、イエロー用現像装置５０Ｂ、シアン用現像装置５０Ｃ及びマゼンタ用現像装置５０Ｄが配設されている。
【００２７】
これらの現像装置５０（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）にはそれぞれ磁気ロール１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）、該磁気ロール１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に近接して現像ロール２（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が配設され、該現像ロール２に対面して感光体ドラム３（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が配設され、該感光体ドラム３の周囲には帯電器５６（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）及び露光器５７（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が配置されている。
【００２８】
そして、図示しない制御回路からプリント開始信号が伝えられると、現像装置内のキャリアとトナーが攪拌され、トナーが摩擦帯電されてキャリア表面に付着し、磁気ロール１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の表面にキャリアによる磁気ブラシが形成され、現像ロール２（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）上にトナーの薄層が形成される。
【００２９】
給紙カセット５３から記録用紙が送り出されて無端状ベルト５４に送られ、その記録用紙が各色の感光体ドラム３（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に達するタイミングに合うように、帯電器５６（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）による感光体ドラム３の帯電、露光器５７（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）からの画像信号による感光体ドラム３への露光と潜像の形成、現像ロール２上のトナーによる該潜像の現像が行われ記録用紙が感光体ドラム３に達すると、転写装置５８（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）による転写バイアスが印加され記録用紙にトナー像が転写されて、定着装置５９で定着され、排紙される。
【００３０】
次に現像装置５０を説明する。図１には４種類の現像装置が開示されているが、機能は同じであるため、ブラック用トナーを用いる現像装置５０Ａを代表して説明する。図２は現像装置５０Ａの概略構成を示す概略断面図である。断面コ字状に枠体として形成された装置本体部１２内には、感光体ドラム３に所定距離離間して現像ロール２が配設され、該現像ロール２から所定距離離間して磁気ロール１が配設されている。磁気ロール１は、所要数の永久磁石が埋設された円柱状のマグネットロール１Ａ（後述する図８に図示）と、当該マグネットロール１Ａの周面に回転可能に嵌合し、非磁性金属材料からなる円筒状のスリーブ１Ｂ（後述する図８に図示）とを有する。装置本体部１２の一部として、攪拌ミキサ２３の室とパドルミキサ２２の室とを仕切る仕切板２６が、その残余の部分に連結して設けられている。
【００３１】
図３は現像装置５０Ａの斜視図であり、図４は現像装置５０Ａの一部の詳細斜視図である。装置本体部１２の一端側にはモータ１９が固定され、磁気ロール１は両端に磁気ロール軸１３，１３が設けられ、一方側の磁気ロール軸１３には前記モータ１９の回転軸が連結され、他方側の磁気ロール軸１３は、開口部１２ａを介して装置本体部１２より突出し、先端の小判形部分１３ｂは伝達ギヤ２７及び該伝達ギヤ２７より小径の伝達ギヤ３１が、ギヤ２７と同軸で固着されている。伝達ギヤ３１と噛合する駆動ギヤ２８が現像ロール２の現像ロール軸１４の先端１４ｂに固着され、伝達ギヤ２７と噛合する駆動ギヤ２９はパドルミキサ２２に固着され、駆動ギヤ２９と噛合する駆動ギヤ３０は攪拌ミキサ２３に固着されている。
【００３２】
図５は、図２のＡ−Ａ切断線に沿った現像装置５０Ａの概略断面図である。感光体ドラム３と現像ロール２との間にはバイアスＤＣ７ａとＡＣ７ｂが印加される。また、磁気ロール１にはバイアスＤＣ８が印加される。バイアスＤＣ７ａ及びバイアスＤＣ８は直流バイアスであり、バイアスＡＣ７ｂは交流バイアスである。磁気ロール１の上面には、磁気ブラシの厚さを制御するブレード状の現像剤規制部材９が対向するように設けられている。現像剤規制部材９は、磁気ロール１の軸方向に延在し、且つその主面が磁気ロール１の周面に対して略直立するように設けられている。また、装置本体部１２には、現像剤の量を検知するトナーセンサ２５が取り付けられている。
【００３３】
図６は、磁気ロール１及び現像ロール２の支持構造を詳細に示す現像装置５０Ａの一部の斜視図である。また、図７は、磁気ロール１及び現像ロール２の支持構造を詳細に示す現像装置５０Ａの一部の断面図である。これらの図６、図７及び先の図４を参照しつつ現像ロール２の構成をさらに詳しく説明する。
【００３４】
現像ロール２は導電体であるアルミで形成された円筒３３（図４）と、該円筒３３の一方の端部にはアルミ材で形成された現像ロール軸１４の大径部１４ａが嵌合するとともに、合成樹脂等の絶縁部材で形成されたロール支持体１５Ａに回転可能に支持されている。そして、該現像ロール軸１４の先端１４ｂは、図示しない接点とリード線によってバイアス電源部７（図５）に接続されている。
【００３５】
可動軸受けであるロール支持体１５Ａは、開口部１５Ａａ及び開口部１５Ａｃと二眼の開口部を有し、一方側の開口部１５Ａａには磁気ロール１の磁気ロール軸１３が回転可能に嵌合されている。また、ロール支持体１５Ａは、磁気ロール軸１３の軸心を中心として、回動可能に構成されている。ロール支持体１５Ａはこのように構成し、二眼の開口部１５Ａａ及び開口部１５Ａｃを同一部品上に開設しているので、精度良く開口部を形成することができる。また、磁気ロール軸１３の軸心を中心として現像ロール２が揺動する際に、磁気ロール１の表面と現像ロール２の表面との間の間隔を精度よく維持することができる。
【００３６】
尚、磁気ロール軸１３は低摩擦部材で形成することが望ましい。低摩擦部材としては、二硫化タングステンＷＳ２、窒化ホウ素ＢＮなどがあり、これらを潤滑材で形成したり、また、これらを固体潤滑剤として下部材に蒸着、スパッタリングによって付着して用いることができる。
【００３７】
一対のロール支持体１５Ａの各々の開口部１５Ａａの直上方には、現像剤規制部材９を支持する支持部材６０が、ロール支持体１５Ａの一部として、その残余の部分と一体的に連結している。支持部材６０は板状の部材であって、開口部１５Ａａの略直上方に略直立するように突起している。各支持部材６０には、その両主面を貫通するように貫通孔６０ａ（図４）が設けられている。当該貫通孔６０ａには、現像剤規制部材９の両側面に設けられた突起部９ａ（図６）が嵌入されており、それによって、現像剤規制部材９がロール支持体１５Ａに固定的に支持されている。従って、磁気ロール軸１３の軸心を中心としてロール支持体１５Ａが揺動する際に、磁気ロール１の表面と現像ロール２の表面との間の間隔だけでなく、磁気ロール１と現像剤規制部材９との位置関係をも精度よく維持することができる。この点については、後に図９を参照しつつ詳述する。
【００３８】
現像剤規制部材９は、例えば、アルミニウムのような非磁性の金属の板材で構成される。また現像剤規制部材９は、剛性を高めるために、直立した部分の上端部に略直角に折り曲げられた張出部分を有するのが更に望ましい（図４及び図６）。上述の通り、現像剤規制部材９は、ロール支持体１５Ａの揺動に伴って揺動する。このため、現像剤規制部材９と装置本体部１２との間には、現像剤規制部材９の揺動を拘束せずに現像剤の漏出を防止するように、ウレタンフォーム（いわゆるスポンジ）等の伸縮性に富む柔軟な材料で構成される封止部材９０が介挿される。封止部材９０は、装置本体部１２と現像剤規制部材９との一方又は双方に接着されている。
【００３９】
他方側の開口部１５Ａｃは、周囲を円形状の壁面１５Ａｄにより囲繞され、該壁面１５Ａｄを形成する壁１５Ａｇと一方側開口部１５Ａａを形成する壁１５Ａｆとの連結部には突起１５Ａｂが設けられ、該突起１５Ａｂにはコイルバネ１７が配置され図７上時計方向にロール支持体１５Ａを付勢している。
【００４０】
前記円形状の壁面１５Ａｄは、約６０゜にわたって削欠空所１５Ａｅが形成され、壁面１５Ａｄ内には感光体ドラム３（図７）の表面と現像ロール２の円筒３３の表面との間の間隔を規制するギャッププーリ２１が回転可能に現像ロール軸１４の大径部１４ａに嵌合している。
【００４１】
図７（ａ）に示すように、装置本体部１２は、磁気ロール軸１３の太径部分１３ａを回転可能に嵌合保持（図１）するとともに、現像ロール軸１４を磁気ロール軸１３の軸心中心に矢印方向５２に揺動可能にロール支持体１５Ａに保持している。そして、突起１５Ａｂに設けたコイルバネ１７によって磁気ロール軸１３の軸心を中心に時計方向に付勢されている。
【００４２】
よって、図７（ａ）の状態から矢印５１の方向に装置本体部１２を移動すると、削欠空所１５Ａｅに存在するギャッププーリ２１の外周が感光体ドラム３の外周に当接し、コイルバネ１７が圧縮され、図７（ｂ）の位置に安定する。この位置においては、感光体ドラム３の外周と現像ロール２の外周間、また、現像ロール２の外周と磁気ロール１の外周間はそれぞれ所定距離に設定される。
【００４３】
このように、ギャッププーリ２１は図７に示すように右横の若干下方より感光体ドラム３の表面に当接するので、装置本体部１２全体の重力荷重がギャッププーリ２１を介して感光体ドラム３の表面にかからず、ギャッププーリ２１や感光体ドラム３の耐久性能を向上することができる。
【００４４】
図８は、感光体ドラム３と現像装置５０内の磁気ロール１と、現像ロール２との動作を説明する動作説明図である。磁気ロール１は、所要数の永久磁石が埋設され、ロール支持体１５Ａに対して回転することなく固定された円柱状のマグネットロール１Ａと、当該マグネットロール１Ａの周面に回転可能に嵌合し、非磁性金属材料からなる円筒状のスリーブ１Ｂとを有する。スリーブ１Ｂが図上反時計回りに回転するのにともない、その周面上の各部位は、マグネットロール１Ａに埋め込まれた各磁石の磁極の上を通過することとなる。
【００４５】
パドルミキサ２２及び攪拌ミキサ２３（図２）によって２成分の現像剤が攪拌されることにより、本来の分子間力に加えて静電引力が付加されることにより、トナー５がキャリア４に付着する。十分に攪拌され、トナー５が付着した磁性体のキャリア４は、汲み上げ極として機能する磁極Ｎ２とその直前に位置する反対極である磁極Ｓ３との間の領域で、磁界の勾配によりスリーブ１Ｂの周面に吸引され付着する。トナー５が付着したキャリア４は、図８に示すように、スリーブ１Ｂの周面上に、磁力線に沿っていくつも連なることにより、磁気ブラシ（又は磁気穂）１０と称される状態を形成する。磁気ブラシ１０は、穂切り極としても機能する磁極Ｎ２の付近で、直立に近い状態で穂立つ。このとき、磁気ブラシ１０は、現像剤規制部材９に遭遇することとなり、当該現像剤規制部材９によって、その高さが揃えられる。
【００４６】
現像剤規制部材９によって穂切りされた磁気ブラシ１０は、磁極Ｎ２、その反対極である磁極Ｓ１、更にその反対極である磁極Ｎ１を通過する間、磁界の勾配により、スリーブ１Ｂの周面に吸着した状態を維持する。磁極Ｎ１は、現像ロール２に対向する部位に配設されている。このため、磁気ブラシ１０は、磁極Ｎ１に収束する磁界の作用により略直立した状態で、対向する現像ロール２の周面に接触する。磁気ロール１と現像ロール２との間に印加される電位差による電場の作用と相俟って、磁気ブラシ１０が現像ロール２の表面を摺擦することにより、キャリア４に強固に静電的に付着したトナー５が引き剥がされ、当該トナー５が現像ロール２の周面に供給される。
【００４７】
トナー５が引き剥がされたキャリア４は、磁極Ｎ１からその反対極である磁極Ｓ２までの領域を通過する間は、スリーブ１Ｂの周面に付着したままとなる。その後、互いに同極である磁極Ｓ２と磁極Ｓ３との間の領域では、反発磁極が作り出す磁界の勾配により、キャリア４はスリーブ１Ｂから引き離される。これにより、トナー５を失って用済みとなったキャリア４は、一旦回収され、再びパドルミキサ２２及び攪拌ミキサ２３（図２）による攪拌に供せられ、新たなトナー５を吸着した後に、スリーブ１Ｂの周面に再び汲み上げられることとなる。
【００４８】
上記の通り、現像ロール２の表面には、磁気ブラシ１０からトナー５が供給され、その結果、トナー薄層６が形成される。そして、現像ロール２と感光体ドラム３との間に印加される電位差による電場の作用により、トナー薄層６のトナーが、感光体ドラム３の周面上に形成された静電潜像に応じて選択的に飛翔し、それにより現像が実現する。
【００４９】
なお、マグネットロール１Ａに埋め込まれている各磁極は、その機能に基づいて、以下の通りに呼称される。すなわち、磁極Ｎ２は上記の機能から汲み上げ極及び穂切り極と称され、キャリア４を搬送する磁極Ｓ１は搬送極、現像ロール２に対向する磁極Ｎ１は主極、キャリア４を分離する磁極Ｓ２及びＳ３は分離極とそれぞれ称される。また、各磁極に関して、「Ｎ」はＮ極を表し「Ｓ」はＳ極を表しているが、Ｎ極とＳ極とを置き換えて実施しても同一の効果が得られることは言うまでもない。
【００５０】
感光体ドラム３は、例えば、アモルファスシリコンの感光層を含む、厚さ１０〜２５μｍの感光体を表面に有している。この感光体は、基材の上に、阻止層、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の感光層及び表面保護層を順次に積層することにより形成される。アモルファスシリコンとしては、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等の無機材料を挙げることができる。
【００５１】
数値の一例を挙げると、現像剤規制部材９と磁気ロール１との間隙は、０．３〜１．５ｍｍである。また、磁気ロール１と現像ロール２との間隙も、同様に、０．３〜１．５ｍｍである。また、現像ロール２と感光体ドラム３との間隙は、１５０〜４００μｍ、好ましくは、２００〜３００μｍである。このような間隙や最適化された印加電圧条件の下で、トナー薄層６を形成すると、トナー薄層６の厚さは１０〜７０μｍ、好ましくは３５〜７０μｍとなる。
【００５２】
図５及び図８に示す例では、現像ロール２と磁気ロール１とは、異なる方向に回転する。その結果、周速差によるブラシ効果によって、現像ロール２上において、現像残のトナー５と新たに供給されるトナー５とを容易に入れ替えることができる。このことは、残像の発生を抑制するとともに、鮮明な画像を形成することに寄与する。
【００５３】
また、図２に示す例では、磁気ブラシ形成領域Ｈ３が、現像ロール２上のトナーを回収する幅であるので、現像ロール２の軸方向幅Ｈ１を磁気ブラシ形成領域Ｈ３より短くすることによって確実に未回収領域をなくすことができる。そうすることにより、磁気ブラシ領域外の現像ロールスリーブに付着するトナーがなくなり、両端部のトナー飛散を無くすことが可能となる。
【００５４】
図９は、現像剤規制部材９と磁気ロール１との位置関係を示す動作説明図である。図９（ａ）は、現像装置５０Ａが正規の位置に収納されることによって、ロール支持体１５Ａの回動位置が設計どおりの位置にある場合の位置関係を示している。上述の通り、本実施の形態では、キャリア４を汲み上げる汲み上げ極として機能する磁極Ｎ２が、穂切り極としても機能するように、設計上、現像剤規制部材９に対向する位置を占める。その結果、ロール支持体１５Ａの回動位置を示す折れ線である、磁極Ｎ２、磁気ロール１の回転軸、及び現像ロール２の回転軸が並ぶ折れ線ａ１，Ｏ，ａ２は、図９（ａ）の通りとなり、線分ａ１が現像剤規制部材９の規制面９ｂ内の所定の部位を通過することとなる。
【００５５】
これに対して、図９（ｂ）は、現像装置５０Ａの収納位置が、正規の位置から微妙にずれることによって、ロール支持体１５Ａの回動位置が設計上の位置から、わずかな角度Δθだけずれた場合の位置関係を示している。この場合、ロール支持体１５Ａの回動位置を示す折れ線である、磁極Ｎ２、磁気ロール１の回転軸、及び現像ロール２の回転軸が並ぶ折れ線ｂ１，Ｏ，ｂ２は、図９（ｂ）の通りとなる。
【００５６】
磁気ロール１の芯部であり、複数の磁極が埋め込まれているマグネットロール１Ａは、ロール支持体１５Ａに固定されており、ロール支持体１５Ａと共に回動する。また、現像ロール２もロール支持体１５Ａに固定されており、ロール支持体１５Ａとともに回動する。従って、ロール支持体１５Ａが回動しても、マグネットロール１Ａと現像ロール２との位置関係は不変であり、例えば、主極である磁極Ｎ１と現像ロール２の周面との位置関係や、スリーブ１Ｂの周面と現像ロール２の周面の間の間隔は不変である。
【００５７】
これに加えて、図１５（ｂ）に示した従来技術の場合とは異なり、現像剤規制部材９もロール支持体１５Ａに固定的に支持されていることから、現像剤規制部材９もロール支持体１５Ａと一体となって回動する。その結果、ロール支持体１５Ａが回動しても、マグネットロール１Ａと現像剤規制部材９との位置関係は不変であり、例えば、穂切り極である磁極Ｎ２と現像剤規制部材９との位置関係や、スリーブ１Ｂの周面とこれに対向する現像剤規制部材９の端面である規制面９ｂとの間の間隔は不変である。
【００５８】
このように、本実施の形態による現像装置５０Ａでは、現像装置５０Ａの収納位置にずれがあっても、穂切り極たる磁極Ｎ２と現像剤規制部材９とが、常に最適な対向関係に保持されるという利点が得られる。それにより、磁気ブラシ１０が常に設計通りの最適な直立状態で現像剤規制部材９に遭遇し、その規制を受けることとなる。したがって、磁気ブラシ１０の高さが、現像装置５０Ａの収納位置のずれの影響を受けることなく、精度良く最適値に調整される。磁気ブラシ１０の高さが安定することから、磁気ロール１から現像ロール２へ輸送されるトナーの流量も安定することとなる。それにより、現像ロール２から感光体ドラム３の周面へ飛翔するトナー量も安定する。その結果、記録用紙に形成される画像の濃度の変動や画像地肌かぶり等の異常画像が抑制されるという利点が得られる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、穂切り極である磁極Ｎ２が現像剤規制部材９に対向するように配設されたが、対向位置からずれた位置に配設することも可能である。この場合においても、従来技術では、現像装置の収納位置のずれに起因して磁極Ｎ２と現像剤規制部材１０９との位置関係にずれを生じることにより、現像剤規制部材１０９により規制される磁気ブラシ１０の高さに変動を生じるのに対し、本実施の形態では、磁気ブラシ１０の高さに変動を生じない。
【００６０】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２による現像装置の一部構成の斜視図である。また、図１１は、図１０の現像装置における各ロールと現像剤規制部材との位置関係を示す現像装置の一部構成の断面図である。本実施の形態による現像装置５０ＡＡは、ブレード状の現像剤規制部材９が、円柱状ないし円筒状に形成された現像剤規制部材６９に置き換えられている点において、実施の形態１による現像装置５０Ａとは異なっている。それにともない、一対のロール支持体１５Ａの各々の一部をなす支持部材６０が、支持部材６１へ置き換えられている。現像剤規制部材６９の材料として、例えば現像剤規制部材９の材料と同一のものが選択される。
【００６１】
支持部材６１は、支持部材６０（図４）と同様にロール支持体１５Ａの一部として、その残余の部分と一体的に連結している。支持部材６１は板状の部材であって、開口部１５Ａａの略直上方に略直立するように突起している。支持部材６１には、その両主面を貫通するように貫通孔６１ａが設けられている。当該貫通孔６１ａには、現像剤規制部材６９の両端部が嵌入されており、それによって、現像剤規制部材６９がロール支持体１５Ａに固定的に支持されている。現像剤規制部材６９は、その外径よりも内径が小さく形成された貫通孔６１ａに押し込まれることによりロール支持体１５Ａに固定されても良く、それに代えて、或いはそれと共に、接着剤を用いて貫通孔６１ａに接着されることによりロール支持体１５Ａに固定されても良い。
【００６２】
現像剤規制部材６９を円柱状又は円筒状に形成することにより、ロール支持体１５Ａに形成すべき貫通孔６１ａを、磁気ロール１及び現像ロール２の軸支孔である開口部１５Ａａ、１５Ａｃ等と同様の円形とすることができる。それにより、組み立て作業を容易化することができると共に、その形成部位を精度良く設定することができる。また、円柱状又は円筒状の現像剤規制部材６９は、機械的強度を高く維持しつつ、小径にすることができる。現像剤規制部材６９が小径であることによって、ロール支持体１５Ａと共に現像剤規制部材６９が揺動する際に、装置本体部１２内に収納されている現像剤より受ける抵抗を低くすることができる。すなわち、ロール支持体１５Ａの揺動に対する現像剤の干渉を低減することができる。それにより、現像装置５０ＡＡを画像形成装置２０の所定の部位に収納した際に、ギャッププーリ２１の周面を安定的にコイルバネ１７（図４）の付勢力を持って感光体ドラム３の周面に当接させることができ、それにより現像ロール２と感光体ドラム３との間隔を設計通りの適正な値に保持するができる。
【００６３】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３による現像装置の一部構成を示す分解斜視図である。本実施の形態による現像装置５０ＡＢは、ロール支持体１５Ａを１部品ではなく、ロール支持本体部１５Ｂとロール支持リング１６との２部品で構成した点において、実施の形態１による現像装置５０Ａとは異なっている。ロール支持リング１６は、低摩擦部材で形成することが望ましい。低摩擦部材としては、二硫化タングステンＷＳ２、窒化ホウ素ＢＮなどがあり、これらを潤滑材で形成したり、また、これらを固体潤滑剤として下部材に蒸着、スパッタリングによって付着して用いることができる。
【００６４】
本実施の形態にかかる磁気ロール１の軸受部分は、低摩擦部材で形成されたロール支持リング１６が磁気ロール軸１３に回転可能に嵌合し、ロール支持リング１６の外周をロール支持本体部１５Ｂが揺動可能に嵌合しているので、回転する磁気ロール軸１３はロール支持リング１６に保持されている。このため、磁気ロール１の軸受部分の耐久性が向上する。現像ロール軸１４（図７）の表面（大径部）１４ａとロール支持本体部１５Ｂ、ギャッププーリ２１との間に低摩擦部材で形成した軸受を介在させてもよいことは勿論のことである。
【００６５】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４による現像装置の一部構成を示す断面図である。この現像装置５０ＡＣでは、図１３（ａ）に示すように、感光体ドラム３の図上右下方に本体受部１８が設けられ、該本体受部１８に対応して当接可能なロール支持体当部１５Ｃａがロール支持体１５Ｃに設けられている点において、実施の形態１による現像装置５０Ａとは異なっている。よって、装置本体部１２を左行すると、ロール支持体当部１５Ｃａが本体受部１８に当接するとともに、ギャッププーリ２１が感光体ドラム３の表面と当接し、コイルバネ１７は圧縮した状態で図１３（ｂ）に示す位置に保持される。
【００６６】
したがって、装置本体部１２を左行しようとする力は、この位置においては、本体受部１８とギャッププーリ２１を介して感光体ドラム３の表面に加わり、図７に示した現像装置５０Ａよりも、感光体ドラム３に加わる力は小さくなり、また、装置本体部１２全体の重力荷重がギャッププーリ２１を介して感光体ドラム３の表面にかからず、ギャッププーリ２１や感光体ドラム３の耐久性能を向上することができる。
【００６７】
（その他の実施の形態）
（１）  上記実施の形態では、現像剤規制部材の形状として、ブレード状、円柱状、及び円筒状を例示した。これに対して、現像剤規制部材の形状として、三角柱状、四角柱状等の角柱状、或いはその他の形状を採用することも可能である。
【００６８】
（２）  上記実施の形態では、ロール支持体１５Ａ等を付勢する弾性部材として、コイルバネ１７を例示したが、板バネ等の他の種類のバネを採用することも可能であり、ゴム等の弾性に富む材料の塊を用いることも可能である。
【００６９】
（３）  上記実施の形態では、画像形成装置として、各色の現像装置が並置されるタンデム形式の画像形成装置２０を例示したが、単一感光ドラム形式のフルカラーの画像形成装置、或いは単色の画像形成装置に対しても、各実施の形態による現像装置は利用可能である。また、画像形成装置２０は、プリンタ専用機として例示されたが、各実施の形態による現像装置は、プリンタ機能すなわち印画機能を有する画像装置一般、例えば、複写機、ファクシミリ装置、各種の機能を実現する複合機等にも利用可能である。
【００７０】
（４）  上記実施の形態では、ロール支持体１５Ａは、磁気ロール１の回転軸と同一軸の回りに回動可能なように装置本体部１２に軸支された。これに対し、ロール支持体１５Ａの回動軸の位置を、磁気ロール１の回転軸から外れた部位に設定することも可能である。しかしながら、上記実施の形態による構成では、ロール支持体１５Ａの揺動に伴う磁気ロール１に対向する現像剤規制部材９，６９の動きが小さくなるので、ロール支持体１５Ａの揺動への現像剤の干渉が抑えられるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態１による画像形成装置の内部構成を概略的に示す側面図である。
【図２】図１の画像形成装置が備える現像装置の概略構成を示す概略断面図である。
【図３】図２の現像装置の斜視図である。
【図４】図２の現像装置の一部の詳細斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ切断線に沿った現像装置の概略断面図である。
【図６】図２の現像装置が有する磁気ロール及び現像ロールの支持構造を詳細に示す当該現像装置の一部の斜視図である。
【図７】図６の磁気ロール及び現像ロールの支持構造を詳細に示す現像装置の一部の断面図である。
【図８】感光体ドラムと図２の現像装置内の磁気ロールと現像ロールとの動作を説明する動作説明図である。
【図９】図２の現像装置が有する規制部材と磁気ロールとの位置関係を示す動作説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による現像装置の一部構成の斜視図である。
【図１１】図１０の現像装置における各ロールと現像剤規制部材との位置関係を示す当該現像装置の一部構成の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３による現像装置の一部構成を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態４による現像装置の一部構成を示す断面図である。
【図１４】従来の現像装置における可動軸受けを示す外観斜視図である。
【図１５】従来の可動軸受けの動作説明図であり、（ａ）は初期動作状態を示し、（ｂ）は回動動作状態を示す。
【符号の説明】
【００７２】
１  磁気ロール
２  現像ロール
３  感光体ドラム
４  キャリア
５  トナー
６  トナー薄層
９  現像剤規制部材
１０  磁気ブラシ
１２  装置本体部
１３  磁気ロール軸
１５Ａ  ロール支持体（可動軸受け）
１７  コイルバネ（弾性部材）
２１  ギャッププーリ
５０、５０Ａ、５０ＡＡ、５０ＡＢ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ  現像装置
６９  現像剤規制部材
９０  封止部材
【図１】
2007163766.tif 000003
【図２】
2007163766.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007163766.tif 000006
【図５】
2007163766.tif 000007
【図６】
2007163766.tif 000008
【図７】
2007163766.tif 000009
【図８】
2007163766.tif 000010
【図９】
2007163766.tif 000011
【図１０】
2007163766.tif 000012
【図１１】
2007163766.tif 000013
【図１２】
2007163766.tif 000014
【図１３】
2007163766.tif 000015
【図１４】
2007163766.tif 000016
【図１５】
2007163766.tif 000017