(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーおよびキャリアを有する２成分現像剤を用いて感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像装置であって、
固定軸と固定軸に外嵌されて一方向へ回転する円筒状のスリーブとを有する現像ローラを備え、
固定軸は、現像剤をスリーブ外周面に磁気吸着させるために設けられた軸方向に延びる汲上磁極と、スリーブの回転方向に見て下流側であって、静電潜像に対向する位置に設けられた軸方向に延びる主磁極と、スリーブの回転方向に見て汲上磁極から主磁極へ向かうほぼ中間部に設けられた補助極とを有し、
主磁極の軸方向長さは、上記感光体ドラムの静電潜像が形成される有効画像領域の幅とほぼ等しくされ、
汲上磁極の軸方向両端は主磁極の軸方向両端よりもそれぞれ一定寸法だけ軸方向に内側になるように、汲上磁極の長さが主磁極の長さに比べて短くされており、
スリーブの回転方向に見て汲上磁極と補助極との間に位置するスリーブ外周面に対向して、スリーブ外周面に磁気吸着された現像剤を穂切ることにより、その厚みが所定の厚みになるように制限する穂切り板と、穂切り板を支持するための支持部材とが備えられ、
支持部材は、スリーブ両端と対向する領域において、スリーブ外周面との間隔が、穂切り板とスリーブ外周面との間隔よりも狭い間隔となるように、その両端がスリーブ方向へ延び出していることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタ等に利用される現像装置であって、トナーおよびキャリアを有する２成分現像剤を用いる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置の分野において、トナーおよびキャリアを有する２成分現像剤を用いる現像装置が公知である。かかる現像装置は、感光体ドラム等の表面に形成される静電潜像をトナー像に現像するために、感光体ドラムに近接して配置されている。そして、現像装置に備えられた現像ローラによって適量の現像剤が感光体ドラムの表面に供給され、現像剤が感光体ドラム表面と擦れる際に現像剤中のトナーが感光体ドラム表面に形成された静電潜像に応じて選択的に静電吸引され、感光体ドラムの静電潜像がトナー像に現像される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の現像装置では、感光体ドラムへ供給される現像剤密度が、現像ローラの軸方向に見て均一に分布しておらず、現像ローラの軸方向両端部の現像剤密度が中央部に比べて高くなる傾向があった。具体的には、現像ローラの外周面に磁気吸着された現像剤の厚みが、中央部に比べて軸方向両端部で厚くなっている（現像ローラの外表面からの高さが高くなっている）と現象があった。
【０００４】
このため、使用に伴う経年変化として、感光体ドラムの軸方向両端の表面が他の部分に比べて現像剤によって強く擦られるため、感光体ドラムの両端表面の感光体層が膜荒れを起こすという問題があった。そして感光体層が膜荒れを起こすと、形成される画像の両端部の濃度低下、地肌被り等が生じるという課題があった。
この発明は、かかる課題を解消して、感光層表面の一部、特に感光体層の両端部に生じやすかった膜荒れを防止する現像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
この発明は、また、現像ローラの軸方向両端において、現像剤の厚みが中央部分に比べて厚くならないように改良された現像装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、トナーおよびキャリアを有する２成分現像剤を用いて感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像装置であって、固定軸と固定軸に外嵌されて一方向へ回転する円筒状のスリーブとを有する現像ローラを備え、固定軸は、現像剤をスリーブ外周面に磁気吸着させるために設けられた軸方向に延びる汲上磁極と、スリーブの回転方向に見て下流側であって、静電潜像に対向する位置に設けられた軸方向に延びる主磁極と、スリーブの回転方向に見て汲上磁極から主磁極へ向かうほぼ中間部に設けられた補助極とを有し、主磁極の軸方向長さは、上記感光体ドラムの静電潜像が形成される有効画像領域の幅とほぼ等しくされ、汲上磁極の軸方向両端は主磁極の軸方向両端よりもそれぞれ一定寸法だけ軸方向に内側になるように、汲上磁極の長さが主磁極の長さに比べて短くされており、スリーブの回転方向に見て汲上磁極と補助極との間に位置するスリーブ外周面に対向して、スリーブ外周面に磁気吸着された現像剤を穂切ることにより、その厚みが所定の厚みになるように制限する穂切り板と、穂切り板を支持するための支持部材とが備えられ、支持部材は、スリーブ両端と対向する領域において、スリーブ外周面との間隔が、穂切り板とスリーブ外周面との間隔よりも狭い間隔となるように、その両端がスリーブ方向へ延び出していることを特徴とする現像装置である。
【０００９】
通常、汲上磁極によってスリーブ外周面に磁気吸着された現像剤は、穂切り板を通過する際、汲上磁極の長さよりも両端側に広がってしまう。そしてその状態で主磁極に対向する位置までスリーブが回転すると、スリーブ両端側に広がった現像剤を主磁極両端部の磁力が引きつける。このため、主磁極両端部における現像剤密度、すなわちスリーブ外周面に吸着された現像剤の厚みが厚くなる。
かかる不具合を解消するため、請求項１の発明では汲上磁極の長さを主磁極の長さと比べて短くしている。このため、スリーブ外周面両端に付着する現像剤の量が少なく、主磁極に対向した状態で、スリーブ両端の現像剤密度がちょうど良い状態に保たれる。
【００１０】
このように、請求項１の発明では、汲上磁極の長さを主磁極よりも短くすることにより、穂切り板通過前にスリーブ外周面上の軸方向に見て現像剤が乗る範囲を狭くし、穂切り板通過時にスリーブの軸方向両端部へ現像剤が過剰に広がるのを防止する。これにより、感光体層の両端部の過剰摩擦を防ぎ、感光体層両端部の荒れや摩耗を防止できる。よって、形成された画像の両端部の画質が劣化することがない。また結果的に感光体の寿命を向上させることができる。
【００１１】
また、汲上磁極によりスリーブ外周面に磁気吸着された現像剤のうち、軸方向両端に付着した現像剤の厚みが薄くなるように制限される。すなわち、スリーブの軸方向に両端部以外の現像剤の厚みは所定の厚みに制限され、スリーブ両端部の現像剤の厚みはその所定の厚みよりもさらに厚みが薄く制限される。このため、主磁極に対向した際に、スリーブ両端側へ広がっていた現像剤が主磁極両端部で引きつけられるが、この部分の現像剤の厚みが薄く制限されているから、主磁極により現像剤が引きつけられることにより、中央部の現像剤とほぼ等しい厚みになる。
【００１２】
スリーブ外周面に磁気吸着される現像剤の厚み制限は、スリーブの軸方向両端では、穂切り板ではなく、穂切り板を支持する支持部材によって行う。かかる構成では、従来より使用している穂切り板をそのまま使用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態に係る現像装置１の断面図であり、この現像装置１が装着される画像形成装置の感光体ドラム２が一緒に示されている。
現像装置１にはスライドレール機構３が取り付けられている。現像装置１はスライドレール機構３に支持されて、紙面に直交方向に手前側へ引き出すことができる。
【００１４】
現像装置１内には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤Ｄが収容されており、この現像剤Ｄを撹拌するための３つの撹拌ローラ５，６，７と、現像剤Ｄを感光体ドラム２表面に搬送するための現像ローラ８とが備えられている。さらに、収容室９内の現像剤Ｄに含まれるトナー濃度が低くなった場合にトナーを補給するためのトナー補給用ローラ１０およびトナー補給用ローラ１０が収容されたサブトナーホッパ１１が設けられている。これらは、収容室９の外側に隣接配置されている。
【００１５】
現像ローラ８は円柱状の固定軸１２と、固定軸１２に外嵌されて矢印ＡＲ方向（図において反時計回り）へ回転する円筒状のスリーブ１３とを有している。固定軸１２およびスリーブ１３は紙面に直交方向に長手をしている。固定軸１２には、軸方向に延びるたとえば５つの磁石が固定軸１２の周面沿いに所定間隔隔てて配置されている。５つの磁石は、それぞれ、感光体ドラム２に対向する位置に設けられた主磁極Ｎ１と、主磁極Ｎ１とほぼ約１８０度隔たる位置に設けられた汲上磁極Ｎ３と、スリーブ１３の回転方向に見て汲上磁極Ｎ３から主磁極Ｎ１へ向かうほぼ中間部に設けられた補助極Ｓ２と、主磁極Ｎ１から汲上磁極Ｎ３へ向かう位置に順に配置された２つの補助極Ｓ１およびＳ２とを含んでいる。
【００１６】
固定軸１２に備えられた５つの磁石による５つの磁極が生じる磁力により、スリーブ１３の外周面には現像剤Ｄが磁気吸着される。なぜなら、現像剤Ｄは、磁性体の粒子で構成されたキャリアおよびトナーが混合されたものであり、撹拌による摩擦で生じた静電気力でキャリアとトナーとが吸引し合い、かつ、キャリアが磁力によりスリーブ１３の外周面に磁気吸引されるからである。
この場合において、汲上磁極Ｎ３によって現像剤Ｄはスリーブ１３の外周面に吸引され、スリーブ１３が反時計回りに一定速度で回転すると、スリーブ１３の外周面に吸着された現像剤Ｄは穂切り板１４に達する。穂切り板１４は、スリーブ１３の外周面に磁気吸着された現像剤Ｄの量、すなわちスリーブ１３外周面における現像剤Ｄの厚みを制限して、適正量の現像剤Ｄが感光体ドラム２へ搬送されるようにする。穂切り板１４は、支持部材１６によって支持されている。穂切り板１４により厚みが制限された現像剤Ｄは、補助磁極Ｓ２の磁力で吸引され、さらに主磁極Ｎ１に対向する位置に送られる。この位置では主磁極Ｎ１の磁力によりスリーブ１３の外周面に吸着された現像剤はいわゆる磁気ブラシとしてスリーブ１３の外周面から立ち上がっている。この磁気ブラシが感光体ドラム２の表面を擦ることにより静電潜像と接触し、静電潜像の有する静電気とトナー粒子の有する静電気との吸引作用により、トナーは選択的に感光体ドラム２の表面に移動する。これにより感光体ドラム２表面の静電潜像がトナー像として現像される。その後余った現像剤Ｄは収容室９内に戻り、撹拌されて再び汲上磁極Ｎ３で汲上げられる。
【００１７】
図２は、図１のＡ−Ａに沿う断面図である。図２に示すように、固定軸１２に備えられた主磁極Ｎ１は、感光体ドラム２の有効画像領域１５とスリーブ１３を介して対向している。
一方、汲上磁極Ｎ３は、主磁極Ｎ１とほぼ１８０度隔たる位置に設けられている。ここで、汲上磁極Ｎ３の軸方向両端は、主磁極Ｎ１の軸方向両端よりもそれぞれ一定寸法ｘ（ｘ＝１０ｍｍ±５ｍｍ）だけ内方に位置するように、汲上磁極Ｎ３の長さは主磁極Ｎ１の長さに比べて短くされている。たとえば主磁極Ｎ１は、その長さが３０３．５ｍｍ、汲上磁極Ｎ３は、その長さが２８３．５ｍｍである。
【００１８】
これにより、汲上磁極Ｎ３によってスリーブ１３の軸方向端部付近に付着する現像剤の量を少なくすることができる。なお、汲上磁極Ｎ３は、主磁極Ｎ１と１８０度隔たる位置以外の位置であってもよい。要は、スリーブ１３の回転方向に見て、穂切り板１４の上流側にあればよい。
図３は、図１のＢ−Ｂに沿う断面図である。
穂切り板１４は、その先端辺がスリーブ１３の軸方向に延びていて、スリーブ１３の外周面とｄ1 ＝０．６ｍｍという間隔で配置されている。そしてこの実施形態の特徴は、穂切り板１４の軸方向両端部の一定寸法領域では、スリーブ１３の外周面との間隔ｄ2 がｄ2 ＝０．４ｍｍとされていることである。この両端の間隔の狭い領域の幅ｘは、たとえばｘ＝１０ｍｍ±５ｍｍである。
【００１９】
このように穂切り板１４の先端縁とスリーブ１３の外周面との間隔を規定することにより、スリーブ１３の軸方向両端部に付着する現像剤の厚みが中央部に付着する現像剤の厚みに比べて少なくなるように規制される。
なお、穂切り板１４の先端辺両端部を突出させるのに代えて、支持部材１６の両端を穂切り板１４よりも突出させ、スリーブ１３の軸方向両端部分に付着する現像剤の厚みが少なくなるように規制してもよい。
【００２０】
かかる構成により、主磁極Ｎ１に対向する位置に到達する際において、スリーブ１３の外周面に付着した現像剤により形成される磁気ブラシは、その軸方向にほぼ均等になる。よって、感光体ドラム２の軸方向両端部だけが現像剤密度の濃い磁気ブラシに曝されることがなく、感光体ドラムの軸方向両端部が磁気ブラシにより強く擦られることがない。
この結果、感光体ドラム２は軸方向にほぼ均等に磁気ブラシと接し、形成される画像がその端部で劣化する等の不具合はない。
【００２１】
また、現像剤Ｄの側から見ると、感光体ドラムの両端部と強く擦れることがないので、キャリア表面に摩擦により感光体組成物やトナー組成物がコーティングされて、トナーの摩擦帯電を阻害するようなことが緩和され、現像剤の寿命が向上するという効果もある。
さらに現像ローラ８の側から見ると、スリーブ１３の軸方向両端周面が過剰に摩擦されることがなくなり、現像ローラ８の寿命が向上するという効果がある。
【００２２】
この実施形態では、主磁極Ｎ１の長さに比べて汲上磁極Ｎ３の長さが短くされており、かつ、穂切り板１４とスリーブ１３との間隔が、スリーブ１３の軸方向両端部において狭められている実施例を説明した。しかし、この発明の目的を達するには、主磁極Ｎ１の長さに比べて汲上磁極Ｎ３の長さが短い構成だけが採用されていてもよい。あるいは、主磁極Ｎ１の長さと汲上磁極Ｎ３の長さとが同じ長さであるが、穂切り板１４とスリーブ１３との軸方向両端の間隔が中央部に比べて狭くされている構成だけが採用されたものであってもよい。またこの場合、軸方向両端部の間隔を規定する部材が、穂切り板１４に代えて支持部材１６により実現されていてもよい。
【００２３】
この発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る現像装置の断面図であり、感光体ドラムが一緒に示された図である。
【図２】図１のＡ−Ａに沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂに沿う断面図である。
【符号の説明】
１    現像装置
２    感光体ドラム
Ｄ    ２成分現像剤
８    現像ローラ
１２    固定軸
１３    スリーブ
１４    穂切り板
１６    支持部材
Ｎ１    主磁極
Ｎ３    汲上磁極
【図１】
0004245835.tif 000002
【図２】
0004245835.tif 000003
【図３】
0004245835.tif 000004