(57)【要約】【課題】現像剤の凝集に起因する印刷画像における白抜け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】  円筒形部材１０の表面に積層した現像剤を感光体２００に供給して静電潜像を現像する現像部材６の磁性部材９は、感光体２００に対向する位置を基点に現像剤を円筒形部材１０の回転方向に、磁極Ｎ１、磁極Ｓ２、磁極Ｓ３、磁極Ｎ２、及び、磁極Ｓ１を備え、円筒形部材１０の表面に保持して搬送される現像剤の層の厚みを一定の厚みに制限する厚み制限部材７の端部７０を、第２の磁極（Ｓ１）の磁束密度のピークから円筒形部材１０の回転の逆方向側であって、該磁極の磁束密度が該磁極の磁束密度のピークの５０％以上となる範囲Ｗに固定部材８によって筐体２に固定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部に充填された現像剤を撹拌する撹拌部材と、
円柱形状を有し、軸を中心に回転可能な非磁性の円筒形部材を周外に同軸に備え、感光体に対向する位置で磁束密度のピークが１０７±５ｍＴとなるＳ極及びＮ極のうち一方の極である第１の磁極を有し、前記第１の磁極の磁束密度のピークを基点として前記円筒形部材の回転の逆方向に６４±５°の位置で磁束密度のピークが６６±５ｍＴとなるＳ極及びＮ極のうち他方の極である第２の磁極を有し、前記基点から前記円筒形部材の回転の順方向に８４±５°の位置で磁束密度のピークが６３±５ｍＴとなるＳ極及びＮ極のうち他方の極である第３の磁極を有し、前記基点から前記順方向に１９６±５°の位置で磁束密度のピークが前記第２の磁極の磁束密度のピークの５０％から８０％となるＳ極及びＮ極のうち他方の極である第４の磁極を有し、前記基点から前記順方向に２４０±５°の位置で磁束密度のピークが前記第２の磁極の磁束密度のピークの５０％から７０％となる極磁力のＳ極及びＮ極のうち一方の極である第５の磁極を有し、前記撹拌部材によって撹拌された前記現像剤を前記円筒形部材の表面に保持して搬送して前記感光体に供給する磁性部材と、
前記円筒形部材の前記撹拌部材が位置する側に該円筒形部材の表面から所定の距離を隔てて配置され、前記円筒形部材の表面に保持して搬送される前記現像剤の層の厚みを一定の厚みに制限する厚み制限部材と、
前記厚み制限部材を前記筐体に固定する固定部材と、を備えることを特徴とする現像装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に関し、詳しくは、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に用いられ、感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に用いられ、感光体に形成された静電潜像を、トナー及びキャリアを用いた２成分現像剤によって現像する現像装置が発明されている。このような現像装置としては、例えば、特許文献１に示すような現像装置が発明されているが、特許文献１に示す装置の他にも、図５に示すような現像装置１００が存在する。
【０００３】
図５に示す現像装置１００は、筐体１０１を備えており、該筐体１０１の内部には、撹拌部材１０２、供給部材１０３、磁性部材１０４、円筒形部材１０５、厚み制限部材１０６、及び、固定部材１０７が設けられている。このような現像装置１００では、筐体１０１の内部に充填され、撹拌部材１０２で撹拌されて供給部材１０３により供給された現像剤が、磁性部材１０４の磁力によって円筒形部材１０５の表面に積層される。円筒形部材１０５の表面に積層された現像剤は、円筒形部材１０５の回転によって、該円筒形部材１０５の表面に保持されたまま感光体２００と対向する位置まで搬送される。円筒形部材１０５の表面に積層された現像剤は、搬送の過程で、円筒形部材１０５の表面から所定の距離の位置に固定部材１０７によって筐体１０１に固定された厚み制限部材１０６の端部１０６０によって、層の厚みが一定の厚みに制限される。
【０００４】
図５に示すように、厚み制限部材１０６は、現像剤の厚みを制限するその端部１０６０の先端が、固定部材１０７の端部１０７０の先端より所定の長さＬだけ突出している。そして、この端部１０６０の先端と端部１０７０の先端との間の距離Ｌは、現像装置１００の小型化に伴い、短くすることが要求されている。
【特許文献１】特開２００１−９２２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、厚み制限部材１０６の端部１０６０の先端と固定部材１０７の端部１０７０の先端との間の距離Ｌが短くなると、固定部材１０７の端部１０７０の先端から円筒形部材１０５の表面までの距離も短くなる。固定部材１０７の端部１０７０の先端から円筒形部材１０５の表面までの距離が短くなると、厚み制限部材１０６の端部１０６０で削ぎ落とされた円筒形部材１０５の現像剤が固定部材１０７の端部１０７０と円筒形部材１０５の表面との間に凝集されやすくなる。大量の枚数の記録紙の印刷に使用され、記録紙の紙粉が混入し、また、キャリアにトナーが埋まり込んで流動性が悪化した現像剤の場合にはこの凝集の現象が顕著となる。このような流動性が悪化した現像剤の凝集が発生した場合には、凝集した現像剤が円筒形部材１０５の回転方向の後方から搬送される現像剤を塞き止め、現像剤が凝集した箇所に対応する円筒形部材１０５の表面に現像剤が積層されなくなる。その結果、記録紙へ印刷された画像において、記録紙の搬送方向に白い線状の色抜け（以下、“白抜け”と呼ぶ。）が起こるという問題が発生する。
【０００６】
そこで、本発明は、現像剤の凝集に起因する印刷画像における白抜け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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、筐体と、前記筐体の内部に充填された現像剤を撹拌する撹拌部材と、円柱形状を有し、軸を中心に回転可能な非磁性の円筒形部材を周外に同軸に備え、感光体に対向する位置で磁束密度のピークが１０７±５ｍＴとなるＳ極及びＮ極のうち一方の極である第１の磁極を有し、前記第１の磁極の磁束密度のピークを基点として前記円筒形部材の回転の逆方向に６４±５°の位置で磁束密度のピークが６６±５ｍＴとなるＳ極及びＮ極のうち他方の極である第２の磁極を有し、前記基点から前記円筒形部材の回転の順方向に８４±５°の位置で磁束密度のピークが６３±５ｍＴとなるＳ極及びＮ極のうち他方の極である第３の磁極を有し、前記基点から前記順方向に１９６±５°の位置で磁束密度のピークが前記第２の磁極の磁束密度のピークの５０％から８０％となるＳ極及びＮ極のうち他方の極である第４の磁極を有し、前記基点から前記順方向に２４０±５°の位置で磁束密度のピークが前記第２の磁極の磁束密度のピークの５０％から７０％となる極磁力のＳ極及びＮ極のうち一方の極である第５の磁極を有し、前記撹拌部材によって撹拌された前記現像剤を前記円筒形部材の表面に保持して搬送して前記感光体に供給する磁性部材と、前記円筒形部材の前記撹拌部材が位置する側に該円筒形部材の表面から所定の距離を隔てて配置され、前記円筒形部材の表面に保持して搬送される前記現像剤の層の厚みを一定の厚みに制限する厚み制限部材と、前記厚み制限部材を前記筐体に固定する固定部材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
なお、“磁束密度のピーク”とは、磁性部材の各磁極に起因する磁束密度の垂直成分のピークのことである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る現像装置によれば、第４の磁極の磁束密度のピークは第２の磁極の磁束密度のピークの５０％から８０％であり、第５の磁極の磁束密度のピークは第２の磁極の磁束密度のピークの５０％から７０％である。したがって、現像剤の凝集に起因する印刷画像における白抜けの発生を抑制することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る現像装置１について説明する。現像装置１は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に用いられ、図１に示すように、感光体２００の表面に形成された静電潜像を、トナー及びキャリアを用いた２成分現像剤（以下、“現像剤”と呼ぶ。）によって現像するものである。現像装置１は筐体２を備えている。そして、現像装置１は、この筐体２の内部に、撹拌部材３，４、供給部材５、現像部材６、厚み制限部材７、及び、固定部材８を備えている。
【００１１】
撹拌部材３，４は、断面が円状の棒状部材に板状の羽部材がらせん状に巻かれたスクリューの形状となっており、棒状部材の軸を中心とする回転によって筐体２の内部に充填された現像剤を撹拌する。
【００１２】
筐体２に充填される現像剤は、着色するための粉体であるトナーと磁性を有する粉体であるキャリアとから構成されている。そして、トナーは、例えば、スチレンアクリル系、又は、ポリエステル系の樹脂で構成されており、キャリアは、例えば、マグネタイト、フェライトなどの磁性体を樹脂コートして構成されている。
【００１３】
供給部材５は、断面が円状の棒状部材の表面に断面が略三角形状である羽部材が棒状部材の軸に並行に、例えば、５本だけ配置されており、撹拌部材３，４によって撹拌された現像剤を、棒状部材の軸を中心とする回転によって現像部材６に供給する。
【００１４】
現像部材６は、断面が円状の棒状であり磁性を有する磁性部材９と、円筒形状で磁性を有さない円筒形部材１０とから構成される。磁性部材９は、円筒形部材１０の中空部分に同軸に収容されている。また、磁性部材９は、長手方向の両端が筐体２に固定されており、軸を中心とした回転は行われない。一方、円筒形部材１０は、軸を中心として回転することが可能になっている。なお、撹拌部材３，４、供給部材５、及び、円筒形部材１０は、複写機などの画像形成装置が備える駆動部（不図示）から伝達される駆動力によってそれぞれの軸を中心に回転される。
【００１５】
現像部材６は、磁性部材９の磁力によって、供給部材５によって供給された現像剤を円筒形部材１０の表面に保持し、円筒形部材１０の回転によって、保持された現像剤を搬送して感光体２００に供給する。
【００１６】
磁性部材９は、図２に示すように、周方向に放射状に５つの磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｎ２を有している。以下、現像部材１が複写機などの画像形成装置に取り付けられた場合の水平方向であって、磁性部材９の撹拌部材３，４が位置する側を基点Ｐ（０°）として５つの磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｎ２の位置及び磁力の強さについて説明する。
【００１７】
まず、磁性部材９は、基点Ｐから円筒形部材１０の回転の順方向（図１及び図２の時計回り方向）に１０５±５°の位置で磁束密度のピークが１０７±５ｍＴ（milli-Tesla）となるＮ極の磁極Ｎ１（第１の磁極）を備えている。なお、“磁束密度のピーク”とは、磁束密度の垂直成分のピークのことを意味する。この磁極Ｎ１は、感光体２００に対向する箇所に位置する。また、磁性部材９は、基点Ｐから円筒形部材１０の回転の順方向に４１±５°の位置で磁束密度のピークが６６±５ｍＴとなるＳ極の磁極Ｓ１（第２の磁極）を備えている。（この磁極Ｓ１の磁束密度のピークの位置は、磁極Ｎ１の磁束密度のピークの位置を基準とすると、円筒形部材１０の回転の逆方向に、６４±５°である。）さらに、磁性部材９は、基点Ｐから円筒形部材１０の回転の順方向に１８９±５°の位置で磁束密度のピークが６３±５ｍＴとなるＳ極の磁極Ｓ２（第３の磁極）を備えている。（この磁極Ｓ２の磁束密度のピークの位置は、磁極Ｎ１の磁束密度のピークの位置を基準とすると、円筒形部材１０の回転の順方向に、８４±５°である。）また、磁性部材９は、基点Ｐから円筒形部材１０の回転の順方向に３０１±５°の位置で磁束密度のピークの値が磁極Ｓ１の磁束密度のピークの値の５０％から８０％となるＳ極の磁極Ｓ３（第４の磁極）を備えている。（この磁極Ｓ３の磁束密度のピークの位置は、磁極Ｎ１の磁束密度のピークの位置を基準とすると、円筒形部材１０の回転の順方向に、１９６±５°である。）さらに、磁性部材９は、基点Ｐから円筒形部材１０の回転の順方向に３４５±５°の位置で磁束密度のピークの値が磁極Ｓ１の磁束密度のピークの値の５０％から７０％となるＮ極の磁極Ｎ２（第５の磁極）を備えている。（この磁極Ｎ２の磁束密度のピークの位置は、磁極Ｎ１の磁束密度のピークの位置を基準とすると、円筒形部材１０の回転の順方向に、２４０±５°である。）なお、角度の値及び磁束密度の値における±５°及び±５ｍＴは公差である。また、図３は、このように磁極が配置された磁性部材９における磁束密度の垂直成分の分布を示す説明図である。
【００１８】
また、図３は、このように磁極が配置された磁性部材９における磁束密度の垂直成分の分布を示す説明図である。図３からわかるように、磁極Ｓ３の磁束密度のピークの値は、磁極Ｓ１の磁束密度のピークの値の５０％から８０％となっており、磁極Ｎ２の磁束密度のピークの値は、磁極Ｓ１の磁束密度のピークの値の５０％から７０％となっている。
【００１９】
このような磁性部材９において、磁極Ｓ３は、供給部材５によって供給された現像剤を円筒形部材１０の表面に引き寄せて積層させる働きをする。そして、磁極Ｎ２は、同じく、供給部材５によって供給された現像剤を円筒形部材１０の表面に引き寄せて積層させるとともに、当該表面に保持する働きをする。また、磁極Ｓ１は、現像剤を円筒形部材１０の表面に保持する働きをする。さらに、磁極Ｎ１は、円筒形部材１０の表面に保持された現像剤に含まれるトナーを感光体２００の表面に供給し、感光体２００の表面に形成された静電潜像を現像する働きをする。また、磁極Ｓ２は、磁極Ｓ３の磁力を相殺して、円筒形部材１０の表面に保持された現像剤を磁極Ｓ２と磁極Ｓ３との磁力の境界で円筒形部材１０の表面から引き剥がす働きをする。
【００２０】
このような磁性部材９を備える現像部材６の供給部材５が位置する側には、厚み制限部材７が配置されている。厚み制限部材７は、細長い板状の部材であり、板の一方の長辺である端部７０が円筒形部材１０の表面から０．５５から０．６０ｍｍの間隔を隔てた状態で、固定部材８によって筐体２に固定されている。この厚み制限部材７は、磁性部材９の磁極Ｓ３及びＮ２によって円筒形部材１０の表面に積層された現像剤の厚みを、円筒形部材１０の回転に伴って、積層された現像剤を端部７０で削ぎ落とすことによって所定の厚みに制限する。なお、固定部材８は、厚み制限部材７の長辺と同程度の長さであり、その長辺の端部８０の先端と円筒形部材１０の表面との距離は、厚み制限部材７の端部７０の先端と円筒形部材１０の表面との距離よりも長くなっている。
【００２１】
前述のように本発明の現像装置１は、磁極Ｓ３の磁束密度のピークを磁極Ｓ１の磁束密度のピークの５０％から８０％とし、磁極Ｎ２の磁束密度のピークを磁極Ｓ１の磁束密度のピークの５０％から７０％としている。このような現像装置１によれば、厚み制限部材７の端部７０及び固定部材８の端部８０における現像剤の凝集に起因する印刷画像における白抜けの発生を抑制できる。この磁極Ｓ１の磁束密度のピークと磁極Ｓ３及び磁極Ｎ２の磁束密度のピークとの関係は実験により導き出されたものである。図４は、磁極Ｓ３及び磁極Ｎ２の磁束密度のピークの値と印刷画像における白抜けの発生に関する実験の条件及び結果のデータを示す説明図である。
【００２２】
図４に示すように、現像部材６の磁性部材９の条件を変えてＮｏ．１からＮｏ．８の８つの実験を行った。これらの実験においては、１０００００枚以上の記録紙に対してベタ塗りの画像を印刷して流動性を悪化させた現像剤を使用している。また、実験の結果、１００００（１０ｋ）枚未満の記録紙への印刷で白抜けが発生した場合、白抜けの発生を防止する効果がないとし、１００００（１０ｋ）枚以上の記録紙への印刷で白抜けが発生した場合、白抜けの発生を防止する効果があるとする。実験で記録紙に印刷する画像もベタ塗りの画像である。なお、実験Ｎｏ．１では、厚み制限部材７の位置を、基準Ｐ（図２参照）から円筒形部材１０の回転の順方向に９°の位置とし、実験Ｎｏ．２から実験Ｎｏ．８では、１７°としている。厚み制限部材７の位置が基準Ｐから９°である場合には、厚み制限部材７の端部７０は、磁極Ｎ２の磁力の範囲内であり、端部７０における磁束密度は磁極Ｎ２の磁束密度のピークの２０％である。また、厚み制限部材７の位置が基準Ｐから１７°である場合には、厚み制限部材７の端部７０は、磁極Ｓ１の磁力の範囲内であり、端部７０における磁束密度は磁極Ｓ１の磁束密度のピークの２５％である。なお、Ｎｏ．１からＮｏ．８の実験の現像部材６の磁性部材９の条件（以下、“現像部材条件”と呼ぶ。）において、磁極Ｓ３及び磁極Ｎ２以外の磁極についても磁束密度のピークの値が変化しているが、これは公差の範囲内における変化であり、意図したものではない。各磁極の角度（位置）についても同様に公差の範囲内の変化である。
【００２３】
以下において、磁極Ｓ３の磁束密度のピークが磁極Ｓ１の磁束密度のピークの５０％から８０％であるという条件を“条件１”と呼び、磁極Ｎ２の磁束密度のピークが磁極Ｓ１の磁束密度のピークの５０％から７０％であるという条件を“条件２”と呼ぶ。
【００２４】
Ｎｏ．１の実験の現像部材条件は、従来の現像装置における条件である。Ｎｏ．１の実験の現像部材条件は、条件１を満たしているが条件２を満たしていない。そして、実験の結果、１枚目の記録紙への印刷で白抜けが２本発生した。したがって、Ｎｏ．１の実験の現像部材条件では、白抜けの発生を抑制する効果は得られなかった。
【００２５】
Ｎｏ．２の実験の現像部材条件は、磁極Ｎ２の磁束密度のピークの値をＮｏ．１の実験の値から小さくしたものであり、条件１を満たすが条件２は満たさない。そして、実験の結果、９５００（９．５ｋ）枚目の記録紙への印刷で白抜けが１本発生した。したがって、Ｎｏ．２の実験の現像部材条件では、白抜けの発生を抑制する効果は得られなかった。
【００２６】
Ｎｏ．３の実験の現像部材条件は、磁極Ｓ３の磁束密度のピークの値を、Ｎｏ．２の実験の条件と同じとして、磁極Ｎ２の磁束密度のピークの値の磁極Ｓ１の磁束密度のピークの値に対する割合（以下、単に“割合”と呼ぶ。）を、Ｎｏ．２の実験の値から小さくしたものであり、条件１及び条件２を満たす。そして、実験の結果、１７５００（１７．５ｋ）枚目の記録紙への印刷で白抜けが１本発生した。したがって、Ｎｏ．３の実験の現像部材条件では、白抜けの発生を抑制する効果が得られた。
【００２７】
Ｎｏ．４からＮｏ．６の実験の現像部材条件は、磁極Ｓ３の磁束密度のピークの値の割合を一定とし、磁極Ｎ２の磁束密度のピークの値の割合を順次に小さくしたものである。Ｎｏ．４及びＮｏ．５の実験の現像部材条件は、条件１及び条件２を満たし、Ｎｏ．６の実験の現像部材条件は、条件１を満たすが条件２を満たさない。そして、実験の結果、Ｎｏ．４の実験では、２０５００（２０．５ｋ）枚目の記録紙への印刷で白抜けが１本発生し、白抜けの発生の抑制効果が認められた。また、Ｎｏ．５の実験では、１９５００（１９．５ｋ）枚目の記録紙への印刷で白抜けが１本発生し、白抜けの発生の抑制効果が認められた。一方、Ｎｏ．６の実験では、現像剤の凝集による白抜けの発生以前に“供給部材ピッチ抜け”が発生した。この供給部材ピッチ抜けとは、記録紙に印刷されたベタ塗りの画像に、記録紙の搬送方向に対して垂直方向の白い線が、供給部材の５つの板状羽部材の間隔に応じたピッチで現れたものである。この供給部材ピッチ抜けは、現像部材６の円筒形部材１０の表面に積層される現像剤が少ないことにより発生する。
【００２８】
Ｎｏ．７及びＮｏ．８の実験の現像部材条件は、磁極Ｎ２の磁束密度のピークの値の割合を一定とし、磁極Ｓ３の磁束密度のピークの値の割合を条件１の下限以下と上限以上としたものである。Ｎｏ．７及びＮｏ．８の実験の現像部材条件は、ともに、条件１を満たさないが条件２を満たす。そして、実験の結果、Ｎｏ．７の実験では、現像剤の凝集による白抜けの発生以前に“撹拌部材ピッチ抜け”が発生した。この撹拌部材ピッチ抜けとは、記録紙に印刷されたベタ塗りの画像に、撹拌部材３，４の棒状部材にらせん状に巻かれた羽部材に起因して、斜めに白い線が現れたものである。この撹拌部材ピッチ抜けは、現像部材６の円筒形部材１０の表面に積層される現像剤が少ないことにより発生する。また、Ｎｏ．８の実験では、６５００（６．５ｋ）枚目の記録紙への印刷で白抜けが２本発生し、白抜けの発生の抑制効果が認められなかった。
【００２９】
以上に説明したように、条件１及び条件２をともに満たしているＮｏ．３からＮｏ．５の実験においてのみ現像剤の凝集に起因する白抜けの発生の抑制効果が認められた。したがって、条件１及び条件２をともに満たした本発明の現像装置１によれば、現像剤の凝集に起因する白抜けの発生を抑制することができる。
【００３０】
なお、上述の実施の形態は、発明の技術的思想の範囲で適宜に変更してもよい。例えば、上述の実施の形態では、第１の磁極（Ｎ１）、及び、第５の磁極（Ｎ２）をＮ極とし、第２の磁極（Ｓ１）、第３の磁極（Ｓ２）、及び、第４の磁極（Ｓ３）をＳ極としたが、これらの磁極の極性は逆であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に用いられ、感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る現像装置１の構成例を示す説明図である。
【図２】現像装置１の磁性部材９が備える各磁極の極性及び位置関係について説明する説明図である。
【図３】磁性部材９における磁束密度の垂直成分の分布を示す説明図である。
【図４】実験のデータを示す説明図である。
【図５】従来の現像装置の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      現像装置
２      筐体
３      撹拌部材
４      撹拌部材
５      供給部材
６      現像部材
７      厚み制限部材
８      固定部材
９      磁性部材
１０    円筒形部材
２００  感光体
【図１】
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【図２】
2009048029.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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