(57)【要約】【課題】現像スリーブの表面形状に拠らず搬送能力を維持し、同時に現像スリーブと感光体間の電界にムラを与えず、安定した画像品質が維持できる現像装置、作像カートリッジ及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】回転しない複数のマグネットからなるマグネットローラ３を内部に配置した現像ローラを有する現像装置において、前記現像ローラの表層である現像スリーブ２の内周に、その内周に沿って磁性部材６が固定設置されていることを特徴とする現像装置、作像カートリッジ及び画像形成装置１００を提供することができる。【選択図】図２
2007225630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転しない複数のマグネットからなるマグネットローラを内部に配置した現像ローラを有する現像装置において、
前記現像装置は、磁性部材が、前記現像ローラの表層である現像スリーブの内周に沿って固定設置されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像装置は、前記磁性部材が、複数の磁性部材によって構成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記現像装置は、複数の前記磁性部材が、それぞれ現像ローラ長手方向に伸びる棒状の部材である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の現像装置において、
前記現像装置は、複数の棒状の前記磁性部材が、それぞれ平行に配置されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項２に記載の現像装置において、
前記現像装置は、複数の前記磁性部材が、現像スリーブ垂直方向に対して外側に凸となる形状で、棒状の部材である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の現像装置において、
前記現像装置は、
前記磁性部材が、円筒状の形状をしており、
かつ、現像スリーブ垂直方向外側に対して凹凸をもって存在しており、
前記凹凸の間が、非磁性若しくは前記磁性部材より磁性の弱い部材で埋められている、又は空隙を持っている
ことを特徴とする現像装置。 
【請求項７】
作像カートリッジは、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の現像装置を内蔵している
ことを特徴とする作像カートリッジ。
【請求項８】
画像形成装置は、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の現像装置を有する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、電子写真における、２成分現像剤を用いる現像装置、作像カートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の現像装置において、現像スリーブの表面は、種々の手法により、凹凸が形成されている。この凹凸があることにより、現像剤に対して摩擦力が発生し、現像剤を搬送することが可能となる。この凹凸の程度が顕著なほど、現像スリーブは現像剤に対して大きな摩擦力を発生させることができ、搬送能力が向上する。
しかしながら、現像スリーブ表面にこのような凹凸があると、現像スリーブと感光体間に発生する電界に、凹凸に対応したムラが発生してしまう。現像剤のトナーは、上記電界にそって感光体へ現像されるため、電界が乱れていれば、それが画像のムラとして顕在化し、画質劣化へ繋がってしまう。現像スリーブの凹凸によって電界が乱れる原因は、電界は電極の凸部に集中する性質をもつことが要因である。このように、現像スリーブ表面の凹凸に対し、現像剤の搬送能力の向上と、電界の一様性の向上はトレードオフとなっている。すなわち、現像スリーブの機能として、現像剤の十分な搬送能力を維持し、同時に、現像スリーブと感光体の間に一様な電界を発生させることが問題となっている。
【０００３】
特許文献１では、サンドブラスト処理が行われた現像スリーブ表層を、さらに研磨処理することで、現像剤の汲み上げ量低下を低減している。
しかしながら、この構成では上記トレードオフが解決されていないという問題点があった。すなわち、前記方法は、現像剤の搬送能力の維持を実現するものであり、現像剤の搬送能力を上げようとすれば、より粗い凹凸を形成する必要は残っている。その結果、上述したように、現像スリーブと感光体間に発生する電界が、凹凸に対応して乱れてしまうという問題点を生じる。
図６、図７に上述の現像スリーブの構成と、電界のイメージを示す。図６において、現像スリーブ２の表面はブラスト処理により凹凸が形成されている。ブラスト処理による凹凸の程度は基本的に顕著ではないため、図７に示すように、現像スリーブに電圧を印加したとき発生する電界は、ある程度一様となる。図７で、電気力線を破線矢印で示した。また、電子（電荷）をｅで示している。しかしながら、ブラスト処理による凹凸の程度が顕著ではないために、現像剤の搬送能力が不十分な場合がある。さらに、搬送能力を上げるために、より凹凸を顕著にしてしまうと、一様であったはずの電界が乱れ、画質劣化を招いてしまうという問題点があった。
【０００４】
また、特許文献２では、Ｖ字型の溝が掘られた現像スリーブにおいて、Ｖ字溝の形状を規定することで、現像剤の搬送量の低下を低減している。この方法も同様に、上記トレードオフが解決されていない。すなわち、現像スリーブ表面の凹凸の形状が溝であることで、現像剤の搬送能力は上記ブラスト処理の現像スリーブより向上している。また、現像剤搬送能力の経時劣化も少ない。しかしながら、凹凸が顕著である分、現像スリーブと感光体間の電界は溝の大きさに対応し、より乱れたものとなる。乱れた電界は、画像の劣化に繋がるという問題点があった。
図８、図９に上述の現像スリーブの構成と、電界のイメージを示す。図８において、現像スリーブ２の表面には、Ｖ字型の溝が複数本、ローラ長手方向に彫られている。この溝による凹凸の程度は、上記ブラスト処理によるものより大きい。よって、図９に示すように、溝に現像剤が入り込み、その現像剤により磁力線が集中し、より大きな磁気ブラシが形成される。これにより、大きな搬送能力を得ることができる。しかしながら、凹凸の程度が大きい分、現像スリーブと感光体間の電界は乱れ、画質を劣化させていることが問題となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７８２５２号公報
【特許文献２】特開２００４−２１０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像スリーブの表面形状に拠らず搬送能力を維持し、同時に現像スリーブと感光体間の電界にムラを与えず、安定した画像品質が維持できる現像装置、作像カートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、回転しない複数のマグネットからなるマグネットローラを内部に配置した現像ローラを有する現像装置において、前記現像装置は、磁性部材が、前記現像ローラの表層である現像スリーブの内周に沿って固定設置されていることを特徴とする現像装置である。
本発明は、前記磁性部材が、複数の磁性部材によって構成されていることを特徴とする。
本発明は、複数の前記磁性部材が、それぞれ現像ローラ長手方向に伸びる棒状の部材であることを特徴とする。
本発明は、複数の棒状の前記磁性部材が、それぞれ平行に配置されていることを特徴とする。
本発明は、複数の前記磁性部材が、現像スリーブ垂直方向に対して外側に凸となる形状で、棒状の部材であることを特徴とする。
本発明は、前記磁性部材が、円筒状の形状をしており、かつ、現像スリーブ垂直方向外側に対して凹凸をもって存在しており、前記凹凸の間が、非磁性若しくは前記磁性部材より磁性の弱い部材で埋められている、又は空隙を持っていることを特徴とする。 
本発明は、前記記載の現像装置を内蔵していることを特徴とする作像カートリッジである。
本発明は、前記記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、前記解決するための手段によって、現像スリーブの表面形状に拠らず搬送能力を維持し、同時に現像スリーブと感光体間の電界にムラを与えず、安定した画像品質が維持できる現像装置、作像カートリッジ及び画像形成装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１０】
図１は、本発明の構成を示す図である。像担持体である感光体１は、一様な帯電工程後、レーザー照射により露光され、静電潜像が形成される。上記感光体１に対して適当なギャップを空け、現像ローラが配置されている。現像ローラは、現像スリーブ２とマグネットローラ３により構成されている。現像スリーブ２とマグネットローラ３の間には空隙が設けられており、現像スリーブ２は、回転しないマグネットローラ３の周囲を回転する。トナーと磁性キャリアの混合剤である現像剤４は、上記マグネットローラ３の磁力によって現像スリーブ２へ汲み上げられる。汲み上げられた現像剤は、ドクターブレード５と現像スリーブとのギャップにより適当な量に制限され、感光体と現像スリーブとの間の現像ニップへ搬送され、現像に寄与する。現像に寄与した現像剤は、現像スリーブの剤切り部によって下方に落下され、図示しない現像剤収容槽内で攪拌を受ける。
【００１１】
本発明における現像ローラの構成例を図２に示す。図２では、現像スリーブの表面として、Ｖ溝形状ではなく、ブラスト処理による表面形状を採用しているが、本発明ではスリーブ表面形状を規定するものではない。
図２において、本発明では、現像スリーブ２の内周に、その内周に沿って磁性部材６が固定設置されている。これにより、前記磁性部材６の形状等により、現像スリーブ表面に存在する磁力線の分布を制御することができ、現像剤の搬送能力をより適切な条件に制御する基盤ができる。また、前記磁性部材６は、現像スリーブ２の内円に固定されているため、現像スリーブ２と共に回転する。
さらに、図２において、本発明では、現像スリーブ２の内周に複数の磁性部材６が設置されている。前記磁性部材６は、現像スリーブ２の内円と、マグネットローラ３の間に位置する。これにより、前記磁性部材を周期的に設置することで、現像スリーブ周方向に、磁力分布の変化を一様に生み出すことができ、現像スリーブ周方向に対して、一様に、現像剤の搬送能力の向上を及ばせることができる。
また、本発明の現像装置は、複数の前記磁性部材６が、それぞれ現像ローラ長手方向に伸びる棒状の部材であるので、現像スリーブ長手方向に対して、磁力分布を制御することができる。それにより、現像スリーブ長手方向に対して、一様に、現像剤の搬送能力の向上を及ばせることができる。
さらに、本発明の現像装置は、複数の棒状の磁性部材６が、それぞれ平行に配置されているので、現像スリーブ長手方向に対して、磁力分布の制御を一様に行うことができる。これにより、現像剤の搬送能力にムラを発生させず、安定した画像形成が実現できる。
【００１２】
前記磁性部材６の周囲は、非磁性部材７若しくは空間で覆われている。磁性部材６は、自身のみでは磁化は持たず、外部磁界により磁化する材料であることが望ましいが、それ自体で磁化をもつマグネットでもよい。ここで、磁性部材６の材料として、それ自体では磁化を持たない磁性材料が望ましいのは、現像スリーブから現像剤を剥離する部位において、より効率よく現像剤の剥離を行うためである。前記磁性材料がそれ自体で磁化をもっていると、現像剤を剥離すべき部位にて、望むように現像剤が剥離できないことがある。また、前記磁性部材６自体が磁化をもっていると、現像スリーブの回転時にマグネットローラ３の磁力と干渉し、回転速度ムラが発生してしまい、望ましくない。また、前記磁性部材６自体がそれ自体で磁化をもつマグネットの場合、それぞれ近接するマグネットローラ３に引力を受ける磁極配置とし、斥力を受ける磁極配置とはしない。
【００１３】
図２における、現像スリーブ表面での現像剤の磁気ブラシの様子を図３に示す。図３では、本発明の磁性部材６の構成を示している。すなわち、磁性部材６が、現像スリーブ法線方向外側に対して凸となる形状をしている。本発明においては、マグネットローラ３から発生する磁力線は、現像スリーブ２の内周に固定設置されている磁性部材６に流入し、且つ集中する。その結果、マグネットローラ３から発生する磁力線は、磁性部材６の位置に集中し、逆に、個々の磁性部材６の間の部分では、磁力線は減少する。換言すれば、それぞれの磁性部材６は磁化し、新たな磁石となり、磁性部材６の位置で現像剤はより強い磁力（引力）を受け、現像スリーブへの垂直抗力が増加する。
それにより、現像剤への摩擦力が増加し、現像剤の搬送能力が向上する。これは、図９におけるＶ溝形状の現像スリーブと同様の現象が起こっていると考えられる。すなわち、図９に示されるような、Ｖ溝形状の現像スリーブでは、まず、溝の間に現像剤が埋め込まれる。現像剤はキャリアを含むため磁性材料である。よって、溝の間に埋まった現像剤は磁化し、次の現像剤を引き寄せる。これを繰り返すことで、最終的に現像剤による磁気ブラシが形成される。磁気ブラシにはより磁力線が集中しているため、磁気ブラシの個々の現像剤粒子はお互いに強い垂直抗力が働いており、結果として摩擦力も強い。摩擦力が強いことで、結果的により多くの現像剤を搬送することができている。
図３に示したように、本発明では、図９での溝に溜まる現像剤の役割を、磁性部材６が担う。これにより、現像スリーブ表面にＶ字等の溝を形成すること無く磁気ブラシを形成でき、現像剤の搬送能力を向上することができる。同時に、Ｖ字等の溝を形成する必要が無いため、ブラスト処理等の凹凸の程度の少ないスリーブ表面にできるので、現像スリーブと感光体間の電界を乱すことなく、一様な電界を形成することができる。一様な電界を形成できるので、安定した画像形成を実現することができている。
【００１４】
さらに、本発明の構成を図４に示す。本発明の現像装置においては、磁性部材６が、円筒状の形状をしており、かつ、現像スリーブ垂直方向外側に対して凹凸をもって存在しており、その間に非磁性若しくは前記磁性部材より磁性の弱い部材７で埋められている、又は空隙を持っている。図４の構成では、磁性部材６は一つの円筒状の部材であり、外縁が凹凸形状となっている。それゆえに、凸部で磁力線が収束し、磁力が増す。これにより、磁力線を、現像スリーブ法線方向外側に対して収束させることができ、磁性部材６の部位において、現像剤をより強く現像スリーブへ引力を及ぼし、搬送能力をより向上させることができる。よって、現像スリーブ表面の凹凸を抑えることができ、一様な電界を得ることができる。
【００１５】
図５は、本発明の一実施の形態に係る現像装置を適用するカラー画像形成装置の内部構成図であり、具体的にはタンデム型間接転写方式の電子写真複写装置である。図中符号１００は画像形成装置本体、２００は画像形成装置本体１００を載せる給紙テーブル、３００は画像形成装置本体１００上に取り付けるスキャナ（読み取り光学系）、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。複写装置本体１００の中央位置には、横方向へ延びる無端ベルト状の中間転写体１１０を設ける。そして、図示例では中間転写体を３つの支持ローラ１１４、１１５、１１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、３つの支持ローラの中で、第２の支持ローラ１１５の左に、画像転写後に中間転写体１１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１１７を設ける。また、３つの支持ローラの中で第１の支持ローラ１１４と第２の支持ローラ１１５間に張り渡した中間転写体１１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの４つの画像形成手段１１８を横に並べて配置してタンデム画像形成部２０を構成する。タンデム画像形成部２０の直上には、図５に示すように、さらに露光装置２１を設ける。
【００１６】
一方、中間転写体１１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１１０を介して第３の支持ローラ１１６に押し当てて配置し、中間転写体１１０上の画像をシートに転写する。２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。上述した２次転写装置２２は、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。
【００１７】
このカラー画像形成装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動させた後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１１４、１１５、１１６のうちの１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１１０上に合成カラー画像を形成する。
【００１８】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写体１１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写体１１０は、中間転写体クリーニング装置１１７で、画像転写後に中間転写体１１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
上述したタンデム画像形成部２０において、個々の画像形成手段１１８は、ドラム状の感光体４０のまわりに、帯電装置６０、現像装置１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えている。
【００１９】
本発明の作像カートリッジは、本発明の現像装置を内蔵している。具体的には、感光体１と、本発明の現像装置、及び帯電装置とクリーニング装置から選択された少なくとも一つ以上の装置とを一体にしている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の構成を示す図である。
【図２】本発明における現像ローラの構成例を示す図である。
【図３】現像スリーブ表面での現像剤の磁気ブラシの様子を示した図である。
【図４】本発明の構成を示す図である。
【図５】本発明の画像形成装置を示す図である。
【図６】従来の現像スリーブの構成を示す図である。
【図７】従来の電界のイメージを示す図である。
【図８】従来の現像スリーブの構成を示す図である。
【図９】従来の電界のイメージを示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  感光体
２  現像スリーブ
３  マグネットローラ
４  現像剤
５  ドクターブレード
６  磁性部材
７  非磁性部材
２０  タンデム画像形成部
２１  露光装置
２２  ２次転写装置
２３  ローラ
２４  ２次転写ベルト
２５  定着装置
２６  定着ベルト
２７  加圧ローラ
２８  シート反転装置
３０  原稿台
３２  コンタクトガラス
３３  第１走行体
３４  第２走行体
３５  結像レンズ
３６  読み取りセンサ
４０  感光体
４２  給紙ローラ
４３  ペーパーバンク
４４  給紙カセット
４５  分離ローラ
４６  給紙路
４７  搬送ローラ
４８  給紙路
４９  レジストローラ
５５  切換爪
５６  排出ローラ
５７  排紙トレイ
６０  帯電装置
６２  １次転写装置
６３  感光体クリーニング装置
６４  除電装置
１００  画像形成装置本体
１１０  中間転写体
１１４  支持ローラ
１１５  支持ローラ
１１６  支持ローラ
１１７  中間転写体クリーニング装置
１１８  画像形成手段
２００  給紙テーブル
３００  スキャナ（読み取り光学系）
４００  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
【図１】
2007225630.tif 000003
【図２】
2007225630.tif 000004
【図３】
2007225630.tif 000005
【図４】
2007225630.tif 000006
【図５】
2007225630.tif 000007
【図６】
2007225630.tif 000008
【図７】
2007225630.tif 000009
【図８】
2007225630.tif 000010
【図９】
2007225630.tif 000011