JP2004021125A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤担持体を複数用いた現像装置において、現像剤担持体として、装置の小型化に対応し、現像剤搬送を潤滑に行える磁力を有する小径の現像スリーブ等を用いた場合でも、現像剤担持体内部の磁界発生手段でのたわみを防止し、装置の破損やコートムラ等による画像不良を回避した現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】固定配置された複数の磁極を有する磁界発生手段７、１０と、磁界発生手段７、１０を内包し、像担持体２１の移動方向に沿って回転可能に備えられた、像担持体２１上の潜像を現像するための現像剤１３を表面に担持する複数の現像剤担持体６、９と、を有し、複数の現像剤担持体のうち少なくとも２個６、９が周面を近接して設けられ、磁界発生手段７、１０の、近接して設けられた現像剤担持体６、９間で対向する磁極が互いに異極性である現像装置１において、近接して設けられた現像剤担持体６、９間で対向する磁極間に働く磁気力に対して、逆方向に働く磁気力を磁界発生手段７、１０にかける磁気的手段８、１６を設けた。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成する複写機、プリンター、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像装置に関するもので、換言すれば、非磁性体のスリーブ等の現像剤担持体及び該現像剤担持体に内包させた磁界発生手段を複数個用いて、現像剤の磁気ブラシを形成して、これによって現像動作を行う現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機等の画像形成装置において、従来これら画像形成装置に適用される現像装置としてはパウダークラウド法、カスケード法、磁気ブラシ法等によるものが知られているが、これらは各々異なった特性を有しており、各特性に応じて各方面で実用化されてきた。
【０００３】
このうちパウダークラウド法、カスケード法の場合、現像トナーは感光体ドラム等の像担持体表面に形成された静電潜像の電界傾度の大きなところ、即ち、原稿画像濃度の不連続部に集中され、この部分の再生画像が強調して得られる。いわゆる周辺（エッジ）効果の発生があることから、文字等の事務用文書画像複写の再現性即ちライン・コピーには長所を有するものである。しかしながら、これは一般的な階調画像（中間調濃度を含む画像）の再現、即ち原稿画像の濃度が連続的に変化する部分の再現に短所として現われるものであり、例えば高画質の要求されるフルカラー複写機等には向かなかった。
【０００４】
又、パウダークラウド法、カスケード法いずれの場合も現像剤が感光体ドラムに作用する領域を広範にする必要があるため、現像装置自体の容積も大型になる欠点を有していた。
【０００５】
これに対し、二成分現像方式の磁気ブラシ法の場合は、磁性キャリア、トナー等を混合して含んでいる二成分現像剤を磁界発生手段に吸着し、磁極部分において現像剤をブラシ状に穂立ちさせ、感光体ドラム上の静電潜像を摺擦することにより現像し、画像形成するものである。この時、現像剤中の磁性キャリア自体はやわらかい現像電極として働くため、トナーを静電潜像の電荷密度に比例して付着させることが可能、即ち、階調画像の再生に適しているものである。又、現像装置自体としても小型に構成できるという特徴を有している。
【０００６】
この二成分現像法式の磁気ブラシ現像装置の更なる改良型として、現像剤担持体である現像スリーブを用いた磁気ブラシ現像方法が一般化されている。感光体ドラム上の静電潜像を効率よく現像する目的を達成するために、磁性体の粉末、例えばフェライト等である磁性キャリアと、樹脂中に顔料を分散させたトナーと、を含む二成分現像剤を攪拌混合し、互いの摩擦による摩擦帯電によってトナーに電荷を保有させる一方、この現像剤をその内部に磁極を有する非磁性体で作られた中空の円筒状の現像剤担持体である現像スリーブに保持させる。現像スリーブによって、現像剤容器から感光体ドラムに対向する現像領域まで現像剤を搬送させ、この現像領域で上記磁界の作用により現像剤を穂立ちさせて感光体ドラム表面を摺擦させることにより、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像させる。
【０００７】
この現像スリーブを用いた二成分磁気ブラシ現像方法は、白黒デジタル複写機や高画質を要求されるフルカラー複写機を中心に多くの製品で用いられている。
【０００８】
これまで、感光体ドラムの回転移動速度が比較的低い場合には、つまり比較的低速な複写機の場合には、現像時間が短くても充分であり良好な現像画像が得られるので、現像スリーブが１本であっても良好であった。しかしながら、最近の複写機への高速化の要求の流れの中で、感光体ドラムの回転移動速度が速くなった場合は、現像スリーブが１本では必ずしも好適な画像形成ができるとは限らなくなった。
【０００９】
その対策として、現像スリーブの周速度を大きくすることで、現像効率を上げる方法があるが、現像スリーブの周速度を大きくすると磁気ブラシを形成している現像剤に働く遠心力が大きくなり、現像剤の飛散が多くなり、複写機内部の汚染を引き起こし、装置の機能を低下させることになりかねない。
【００１０】
別の対策として、現像領域におけるブラシ穂立ちの幅を広くして、より効率的に現像するために、同極の磁極を現像領域に対面させて２個並べて反発磁界を作り、ここで現像剤を穂立ちさせる方法が提案されている（特願昭４９−１１６８９９号公報）。
【００１１】
この方法において、現像するための現像剤を保持する、そして磁極部で穂立ちさせる現像スリーブ内の磁極配置、特に感光体ドラムと対向して現像スリーブ上の現像剤を穂立ちさせて現像させる現像磁極の配置として、反発磁界を形成する磁極を備えることは現像効率の面から非常に効果的である。
【００１２】
しかしながら、感光体ドラムに対面した現像極の反発磁界内では、磁性キャリアを現像スリーブに保持する磁力が極度に低下するため、磁性キャリアが感光体ドラムに付着し画像品位を損ねる場合があり、必ずしも好適な画像形成ができるとは限らなかった。
【００１３】
そこで、更なる対策として、現像スリーブ等の現像剤担持体を２本、又はそれ以上を使用し、それを互いに隣り合うように周面を近接させて配置し、互いの周面を伝わって連続して現像剤が搬送されるようにして、現像時間を延ばし現像能力を上げるいわゆる多段磁気ブラシ現像方法が提案されてきている。
【００１４】
ここで、従来の現像スリーブを２本備えた多段磁気ブラシ現像方式の現像装置の例を図７に示す。
【００１５】
現像装置１０１は感光体ドラム２１と平行に配置された現像剤容器２を備え、その内部は感光体ドラム２１に平行な隔壁３によって現像室Ｒ１と撹拌室Ｒ２に区画され、撹拌室Ｒ２の上方にはトナー貯蔵室Ｒ３があり、中には補給用トナー１１が収容されている。トナー貯蔵室Ｒ３下部にある補給口１２からは、現像で消費されたトナーに見合った量のトナー１１が撹拌室Ｒ２内に落下補給される。一方、現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２内には、上記トナー粒子と磁性キャリアが混合された現像剤１３が収容されている。
【００１６】
現像室Ｒ１内には搬送スクリュー４が収容されており、回転駆動により現像剤１３を、現像剤容器２の感光体ドラム２１に平行な長手方向に沿って搬送する。スクリュー５による現像剤搬送方向はスクリュー４によるそれとは反対方向である。
【００１７】
隔壁３には手前側と奥側に開口が設けられており、スクリュー４で搬送された現像剤１３がこの開口の１つからスクリェー５に受渡され、スクリュー５で搬送された現像剤１３が、上記の開口の他の１つからスクリュー４に受渡される。
【００１８】
現像剤容器２の感光体ドラム２１に近接する部位には開口部が設けられ、該開口部に非磁性の材料で構成された第１の現像スリーブ６及び第２の現像スリーブ９の２本の現像剤担持体が設けられている。
【００１９】
この２本の現像剤担持体のうち感光体ドラム２１回転方向ａで上流側で対向する、第１の現像スリーブ６は矢印ｂの方向（感光体ドラム２１回転方向ａとは逆方向）に回転し、現像スリーブ６回転方向で現像領域１４より上流に配置された、ここでは現像剤容器２開口上端にあるブレード状の現像剤規制部材（層厚規制ブレード）８にて適正な現像剤層厚に規制された後、現像剤１３を第１の現像領域１４に担持搬送する。
【００２０】
現像スリーブ６内にはローラ状の第１の磁界発生手段（マグローラ）７が固定配置されている。この第１のマグローラ７は、第１の現像領域１４に対向する現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１が第１の現像領域１４に形成する現像磁界により現像剤の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが、第１の現像領域１４で矢印ａ方向に回転する感光体ドラム２１に接触して静電潜像をこの第１の現像領域１４で現像する。
【００２１】
第１のマグローラ６は上記現像磁極Ｓ１の他にＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極を有しており、このうちＮ２極とＮ３極は現像剤容器２内で同極で隣り合っており現像剤１３に対してバリアが形成されている。
【００２２】
更に、上記第１の現像スリーブ６の下部で、感光体ドラム２１回転方向ａ下流側に、第１の現像スリーブ６及び感光体ドラム２１の双方に略対向した領域に、第２の現像剤担持体である第２の現像スリーブ９を矢印ｃに回転可能に配設している。この第２の現像スリーブ９は第１の現像スリーブ６と同様に非磁性材料で構成され、その内部には第２の磁界発生手段であるローラ状の第２のマグローラ１０が非回転状態で設置されており、この第２のマグローラ１０は磁極Ｓ３、Ｓ４、Ｎ４の３極を有している。
【００２３】
現像剤１３の流れは、第１の現像スリーブ６をＮ２→Ｓ２→Ｎ１→Ｓ１→Ｎ３と搬送された後、第１の現像スリーブ６上の現像剤は第２の現像スリーブ９へと移動し、第２の現像スリーブ９上をＳ３→Ｎ４→Ｓ４と搬送される。
【００２４】
このうち、第２の現像スリーブ９と感光体ドラム２１の対向部、つまり第２の現像領域１５にて、Ｎ４極は感光体ドラム２１に接触しており、第１の現像領域１４を通過後の感光体ドラム２１上の静電潜像に対し、更に２度目の現像を行う。このように、２回目の現像を行なうことにより、高い現像効率が達成される。
【００２５】
上述のように、現像スリーブを２本設けた構成をとることで、例えば感光体ドラムの周速度の高速化に伴い現像時間が短くなっても、高い現像効率が可能となり、現像濃度の低下や濃度ムラを発生することなく良好に画像形成ができる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記２本のスリーブ６、９を用いた従来例においては、第１の現像スリーブ６内部の第１のマグローラ７と第２の現像スリーブ９内部の第２のマグローラ１０との間には磁気的な引力がかかり、両マグローラ７、１０の中央部分がたわむという問題が起こりやすい。
【００２７】
マグローラ７と１０間の磁気的引力の原因として、両マグローラ７と１０とのの対向した極（Ｎ３極とＳ３極）が異極同士であることが挙げられるが、この２極を同極同士とすると、両極間には磁界が形成されず、第１の現像スリーブ６から第２の現像スリーブ９への現像剤の受け渡しがスムーズに行なわれなくなる可能性が高いため、異極同士とされることが多い。
【００２８】
マグローラ７、１０とのたわみが生じると、まずマグローラ７、１０の一部が現像スリーブ６、９の内壁と接触しその部分に摩擦力が生じ、現像駆動に大きな力が必要となり、場合によっては負荷が重くて止まってしまう（ロックしてしまう）ことがある。
【００２９】
この問題への対策としては、マグローラ７、１０の外径と現像スリーブ６、９の内壁との間に充分なマージンをとっておくことが考えられるが、ただでさえ現像スリーブを２本用いている上に、更に現像スリーブを大きくすることは、現像装置の大型化につながり、例えばフルカラー複写機のように現像装置を４台用いる場合や、社会の複写機に対する小型化の要求、コストの面からも適切でない。逆に、マグローラの外径を小さくすることは、マグネットの体積が減ることを意味し、現像に適したの磁力を得ることが難しくなる可能性が高い。
【００３０】
又、仮に充分なマージンが取れ、マグローラと現像スリーブの内壁が接触しなくなったとしても、以下のような問題は避けられない。つまり、マグネットローラがたわんでいると、現像スリーブ表面における磁力の分布が一様でなくなり、現像スリーブ上の現像剤のコートが一様でなくなるという問題が起こる。このようなコートムラは画像に影響を及ぼす可能性が高い。
【００３１】
従って、上記の問題への対策としては、たわみそのものを無くす必要がある。その対策のひとつとして、通常、マグローラは金属で構成される軸心棒の周囲にマグネットを設けて作られる場合が多く、たわみへの対策として軸芯棒の径を太くし強度を増すことが考えられる。しかし、軸芯棒の径を太くするということはマグネット部分の体積を減らすことになるので、先のマグネットの外径を小さくした場合と同様、現像に適した磁力を得ることが難しくなる可能性が高い。
【００３２】
特に、直径２５ｍｍ以下の小径の現像スリーブを用いた場合、マグローラの直径も小さくせざるをえないので、磁力を得るために軸芯棒をなるべく細くする傾向があり、現像に適した磁力を得ることが困難である。
【００３３】
従って、本発明の目的は、現像剤担持体を複数用いた現像装置において、現像剤担持体として、装置の小型化に対応し、現像剤搬送を潤滑に行える磁力を有する小径の現像スリーブ等を用いた場合でも、現像剤担持体内部の磁界発生手段でのたわみを防止し、装置の破損やコートムラ等による画像不良を回避した現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、固定配置された複数の磁極を有する磁界発生手段と、該磁界発生手段を内包し、像担持体の移動方向に沿って回転可能に備えられた、前記像担持体上の潜像を現像するための現像剤を表面に担持する複数の現像剤担持体と、を有し、前記複数の現像剤担持体のうち少なくとも２個が周面を近接して設けられ、前記磁界発生手段の、前記近接して設けられた現像剤担持体間で対向する磁極が互いに異極性である現像装置において、
前記近接して設けられた現像剤担持体間で対向する磁極間に働く磁気力に対して、逆方向に働く磁気力を前記磁界発生手段にかける磁気的手段を設けたことを特徴とする現像装置を提供する。
【００３５】
第１の本発明の一実施態様によると、前記磁気的手段は、前記近接して設けられた現像剤担持体のうち前記像担持体移動方向で最上流に位置する第１の現像剤担持体に対し、該第１の現像剤担持体に近接する他の現像剤担持体の位置と反対側の位置と、前記近接して設けられた現像剤担持体のうち前記像担持体移動方向最下流に位置する第２の現像剤担持体に対し、該第２の現像剤担持体に近接する他の現像剤担持体と反対側の位置と、に設けられた。
【００３６】
第２の本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上の前記静電潜像を現像剤にて現像する第１の本発明の現像装置と、を有し、記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３８】
実施例１
図１を参照してカラー電子写真画像形成装置の一つの実施の形態である概略構成についてより詳細に説明するが、本発明はこの形態に限定されない。本実施例では、画像形成装置として、複数の像担持体を有し、そのそれぞれの像担持体毎に備えられた画像形成手段にて構成された、複数の画像形成部を装備したカラー電子写真画像形成装置を用いて説明する。図１は画像形成装置１’の全体構成を示す断面説明図である。
【００３９】
画像形成装置１’本体の内部には、像担持体等のプロセス手段を内蔵する画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが水平方向に配置されており、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの下部には、ベルト駆動ローラ３１、３２、３３に掛けわたされた、転写材担持体としての無端状の転写ベルト３０が設置されている。転写ベルト３０は、図示しない駆動モータによりベルト駆動ローラ３１を各像担持体の回転方向と順方向に回転させる。
【００４０】
カセット４１は、記録媒体である記録シートＰを収納しており、内部に収納された記録シートＰは、重ねた最上部のものから給送される。そしてレジストローラ対４２によって斜行が補正されると共に、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの画像形成動作に対して同期どりを行って、転写ベルト３０上に搬送される。搬送ガイド４３は上記記録シートＰをレジストローラ対４２より転写ベルト３０に導く。
【００４１】
次に、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成を説明すると、像担持体として感光体ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを有し、その周囲にプロセス手段を構成する帯電手段としての一次帯電器２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、現像手段としての現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、転写手段としての転写帯電器２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、クリーニング手段としてのクリーニング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、前露光光源２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄがそれぞれ設けられている。又、感光体ドラム２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの上方には、静電潜像形成手段としてのレーザビームスキャナ２５が設けられている。
【００４２】
一次帯電器２２ａ〜２２ｄは、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄを露光するに先立って、ドラム２１ａ〜２１ｄ表面を均一に帯電するものであり、現像装置１ａ〜１ｄは、露光されてドラム２１ａ〜２１ｄ表面に形成された静電潜像にブラック、マゼンタ、イエロー、シアンの各色トナーを付着させて可視像化しトナー像とするものである。又、転写帯電器２３ａ〜２３ｄは、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄに形成されたトナー像を、転写ベルト３０上に搭載された記録シートＰに転写させるものであり、クリーニング装置２４ａ〜２４ｄは、画像転写後に感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ面に付着している転写残トナーを除去するものである。前露光光源２２１ａ〜２２１ｄは、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの表面電位を除電するものであり、レーザビームスキャナ２５は、半導体レーザー、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を有し、電気デジタル画像信号の入力を受けてその信号に対応して変調されたレーザビーム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの母線方向に照射して露光するものである。
【００４３】
転写ベルト３０の移動方向で各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの下流に位置する分離帯電器２６は、転写ベルト３０上に搬送されてきた記録シートＰを分離するためのものである。定着器２７は、記録シートＰに転写された転写画像を定着させるための定着手段であって、内部にヒータ等の加熱手段を有する定着ローラ２８とこれに圧接する加圧ローラ２９を有している。排出トレイ４４は装置外に排出された記録シートＰを積載するためのものである。
【００４４】
次に画像形成動作について説明すると、画像形成作業開始信号が装置本体１’に入力されると、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄは矢印方向に回転し始め、一次帯電器２２ａ〜２２ｄによって一様に帯電され、露光工程にて、レーザビームスキャナ２５によって原稿画像のブラック成分に対応する画像信号によって変調されたレーザービーム２５ａ〜２５ｄがドラム２１ａ〜２１ｄ面に照射されて静電潜像が形成される。
【００４５】
次いで、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、静電潜像が感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの回転に従って、現像装置１ａ〜１ｄの位置に到来したときに、現像装置１ａ〜１ｄによってブラック色、マゼンタ色、イエロー色、シアン色の現像剤（トナー）がそれぞれ供給されてこの静電潜像を可視像化した現像剤像（トナー像）が形成される。
【００４６】
一方、転写ベルト３０上に導かれた記録シートＰは、一時的に停止しているレジストローラ対４２によって斜行が補正された後、感光体ドラム２１ａに形成されたブラックトナー像とのタイミングをとって、転写ベルト３０の回転によって、画像形成部Ｐａの感光体ドラム２１ａに対向する位置（転写部）に搬送される。記録シートＰは、画像形成部Ｐａの転写部で、転写ベルト３０内側に備えられた転写帯電器２３ａによって転写帯電が行われて、ブラックトナー像が記録シートＰに転写される。こうした転写工程が画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおいても同様に行われ、マゼンタトナー像、イエロートナー像、シアントナー像が順次記録シートＰに重ねて転写され、カラー画像となる。
【００４７】
画像転写が終了した記録シートＰは、転写ベルト３０の左端部で分離帯電器２６によってＡＣ除電を受けながら転写ベルト３０より分離され定着器２７に搬送される。そして、定着器２７によって画像定着が行われた記録シートＰは、装置外の排出トレイ４４に排出される。
【００４８】
ここで、図２を用いて本実施例の現像装置について詳述する。尚、本実施例の画像形成装置１’本体に用いられる各現像装置１ａ〜１ｄは同一の構成をとるので、これを現像装置１として説明を行う。以下の説明で、現像装置１といえば、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのどれを指してもよい。
【００４９】
現像装置１は現像剤容器２を備え、その内部は従来の現像装置１０１と同様の構成であり、隔壁３によって現像室Ｒ１と撹拌室Ｒ２に区画され、撹拌室Ｒ２の上方にはトナー貯蔵室Ｒ３があり、中には補給用トナー１１が収容されている。トナー貯蔵室Ｒ３下部にある補給口１２からは、現像で消費されたトナーに見合った量のトナーが撹拌室Ｒ２内に落下補給される。一方、現像室Ｒ１および撹拌室Ｒ２内には、上記トナー粒子と磁気キャリアが混合された現像剤１３が収容されている。本発明で用いる磁気キャリアはフェライトキャリアやバインダ樹脂と磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物を含む樹脂磁性キャリア等を用いればよい。現像剤容器２内のスクリュー４、スクリュー５によって、現像剤容器２内の現像剤１３は攪拌搬送される。
【００５０】
そして、従来例の現像装置１０１と同様に、現像剤容器２の感光体ドラム２１に近接する部位には開口部が設けられ、該開口部にアルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の材質であり、その表面に適度な凹凸を有する第１の現像スリーブ６及び第２の現像スリーブ９の２本の現像剤担持体である現像スリーブが設けられている。
【００５１】
本実施例において、２本の現像スリーブ６、９の直径は２０ｍｍとした。これは本実施例のようなカラー電子写真画像形成装置１’においては、現像装置は４個備えられ、１個の現像装置につき現像スリーブは２本づつ備えられるため、画像形成装置１’には合計８本の現像スリーブが備えられることとなる。それらの直径を大きくすることは、即ち装置の大型化を意味する。従って、これらの直径は小さく設定されている。
【００５２】
第１の現像スリーブ６は、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄである感光体ドラム２１に回転方向ａに対し順方向である矢印ｂの方向（感光体回転方向ａとは逆方向）に周速度Ｖｂで回転し、現像剤容器２に収容され攪拌された現像剤１３を表面に汲み上げて担持し、現像スリーブ９の回転方向ｂで第１の現像領域１４の上流に備えられた、ここでは現像剤容器２開口上端に備えられた現像剤規制部材である層厚規制ブレード８にて適正な現像剤層厚に規制された後、第１の現像領域１４に搬送する。層厚規制ブレード８については、後でまた述べる。
【００５３】
そして、現像スリーブ６内にはローラ状の磁界発生手段である第１のマグローラ７が固定配置されている。この第１のマグローラ７は、第１の現像領域１４に対向する位置に現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１が、第１の現像領域１４に形成する現像磁界により現像剤の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが第１の現像領域１４で矢印ａ方向に周速度Ｖａで回転する感光体ドラム２１に接触して静電潜像をこの第１の現像領域１４で現像する。その際、磁気ブラシに付着しているトナーと、現像スリーブ６表面に付着しているトナーも、該静電潜像の画像領域に転移して現像する。本実施例では、第１のマグローラ７は上記現像磁極Ｓ１の他にＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極を有しており、このうち現像剤容器２内に位置しているＮ２極とＮ３極は同極で隣り合っており現像剤に対してバリアが形成されている。
【００５４】
第１の現像スリーブ６の下部で、第１の現像スリーブ６及び感光体ドラム２１の双方に略対向した領域に、第２の現像剤担持体である第２の現像スリーブ９を、第１の現像スリーブ６回転方向ｂと同方向である矢印ｃ方向に周速度Ｖｃで回転可能に配設している。
【００５５】
この第２の現像スリーブ９は、第１の現像スリーブ６と同様に非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段であるローラ状の第２のマグローラ１０が非回転状態で設置されており、この第２のマグローラ１０は磁極Ｓ３、Ｓ４、Ｎ４の３極を有している。このうち、Ｎ４極上の磁気ブラシは第２の現像領域１５で感光体ドラム２１に接触しており、第１の現像領域１４を通過後の静電潜像に対し、更に２度目の現像を行う。
【００５６】
又、第２のマグローラ１０の現像剤容器２内部側に位置するＳ３極とＳ４極は同極でありＳ３極とＳ４極の間には反発磁界が形成され、現像剤１３に対してバリアが形成されている。このうちＳ３極は第１の現像スリーブ６に内包された第１のマグローラ７のＮ３極に、両スリーブが最も接近している位置の近傍で対向している。
【００５７】
以下、現像剤１３の流れを第１の現像スリーブ６と第２の現像スリーブ９付近の拡大図である図３を用いて説明する。第１の現像スリーブ６内の第１のマグローラ７の現像剤容器２内に位置するＮ３極とＮ２極間には反発磁界が形成されおり、又、第２の現像スリーブ９内の第２のマグローラ１０の現像剤容器２内に位置するＳ３極とＳ４極間にも反発磁界が形成されているため、第１の現像スリーブ６上を搬送され現像領域１４を通過してきた現像剤はＮ３極へ至っても、反発磁界によって両スリーブ６と９の最近接位置を矢印ｅのように通過することができず、矢印ｄのように第１のマグローラ７のＮ３極から第２のマグローラ１０のＳ３極方向へのびる磁力線ｄに従って第２の現像スリーブ９側へ移動し、第２の現像スリーブ９に担持されて現像室Ｒ１内の搬送スクリュー４まで搬送される。
【００５８】
本実施例のように第１の現像スリーブ６の下に第２の現像スリーブ９を設けることで、現像剤の流れは第１の現像スリーブ６をＮ２→Ｓ２→Ｎ１→Ｓ１→Ｎ３と搬送された後、第１の現像スリーブ６上の現像剤は両スリーブの反発磁界によりブロックされ、第２の現像スリーブ９へと移動し、第２の現像スリーブ９上をＳ３→Ｎ４→Ｓ４と搬送され、Ｓ４極で反発磁界にブロックされ再び現像室Ｒ１へと現像剤が剥ぎ落とされる。
【００５９】
尚、この現像装置１は、近接して設けられた現像スリーブ６と９との間において、内部の第１のマグローラ７の磁極Ｎ３と第２のマグローラ１０の磁極Ｓ３とが対向しており、互いに異極性であるため、第１の現像スリーブ６から第２の現像スリーブ９への現像剤１３の引き渡しがスムーズに行われる。
【００６０】
この時、第１の現像スリーブ６と第２の現像スリーブ９間の距離は、０．１〜３ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍより小さいと２つの現像スリーブ６、９内のマグロール７、１０間の磁気力が大きくなるため、たわみがひどくなるため好ましくない。より好ましくは０．５ｍｍ以上、更に好ましくは０．８ｍｍ以上とすると好ましい。又、３ｍｍより離れると、マグロール７、１０間の磁気力が小さくなるため、たわみに対しては有利だが、現像スリーブ６、９間の現像剤の受け渡しに支障がでる場合がある。
【００６１】
以上述べた構成は、従来例で述べた現像装置１０１と変わらないが、本実施例のように、現像スリーブ６、９の直径を小さくすると、従来例でも述べたように、その内部の磁界発生手段であるマグローラ７、１０も小さくしなければならないので、そうせずに現像に必要な磁気力を出すためにできるかぎりマグネット部分の体積を増やす必要がある。そのため、マグローラ７、１０と現像スリーブ６、９内壁の間のマージンを取ったり、マグローラの軸芯を太くしたりということが不可能であり、近接して設けられた現像スリーブ６と９との間で対向する磁極が互いに異極性であるので、マグローラ７と１０とが引きつきやすく、たわみが生じやすい。
【００６２】
そこで、本発明は、本実施例のように現像剤担持体である現像スリーブが比較的小さい場合に有効であり、２本の現像スリーブのうち少なくとも一方の直径が２５ｍｍ以下の場合、更には２０ｍｍ以下の場合においても、必要な磁力を確保しつつたわみを防止する方法を提供する。
【００６３】
その手段として、以上述べた現像装置１の構成に加えて、本実施例の特徴は、図１に示すように、第２の現像スリーブ９の第１の現像スリーブ６と逆側に位置する磁極、ここではＳ４極に略対向させて、Ｓ４極の磁界の及ぶ範囲で、第２の現像スリーブ９のスラスト方向に沿って、磁気的手段となる第２の磁性板１６を配設した点にある。
【００６４】
これにより、第２の現像スリーブ９内部にある第２のマグローラ１０には、Ｓ３極が第１の現像スリーブ６内部の第１のマグローラ７に引かれる磁気力に加え、Ｓ４極が対向して配設された第２の磁性板１６が磁化されることで反対方向に磁気力がかかる。その結果、第２のマグローラ１０のたわみを防止することができる。
【００６５】
尚、この際、第２の磁性板１６は、ここではＳ４極近傍の現像剤搬送方向下流側に対向させて配置したほうが、磁力線が、現像剤容器２に向かって形成されるため、スムーズな現像剤の流れを形成することが可能である。
【００６６】
一方、第１の現像スリーブ内部の第１のマグローラのたわみは同様に、第２の現像スリーブ２と反対側に位置する磁極であるＳ２極に略対向した領域に、磁気的手段となる第１の磁性板８を配置し、やはりマグロール間と反対方向に磁気力がかかるようにすることで、たわみを防止することができる。尚、本実施例においては第１の磁性板８は、現像スリーブ６上に担持された余分な現像剤を掻き取ることにより現像剤層厚を規制する現像剤規制部材である規制ブレード８を兼ねている。
【００６７】
本実施例のように、第１の磁性板と規制ブレードを兼ねることは、スペース、コストの点で有利であるが、製品の必要とするスペックにより、必ずしも兼ねる必要はない。又、現像剤規制部材は本実施例のように、磁性板のみで構成してもよいが、図４に示したように非磁性板金１７に磁性板８を貼り付けて用いてもよい。
【００６８】
第１の磁性板８又は第２の磁性板１６は鉄やニッケル、強磁性ＳＵＳ等の強磁性体や、時勢分含有プラスチックなど、マグローラ磁力で磁化される磁性体であればよく、厚さは０．３〜３ｍｍ程度が好ましい。あまりに薄いと、マグロールを引っ張る磁気力が弱く効果が期待できない。
【００６９】
上記により、現像スリーブを２本以上用いた現像装置において、小径の現像スリーブを用いた場合でも、マグネットロールのたわみを防止し、コートムラ等による画像不良をなくすことができる。
【００７０】
実施例２
本実施例は、以下に述べる点のみ実施例１と異なり、他の構成は全て実施例１と同じとした。
【００７１】
図５を用いて本実施例の説明をする。実施例１においては、磁極Ｓ４に対向させ磁性板８を配置したが、本実施例においてはＳ４極の磁力の及ぶ範囲で現像剤容器２をはさんで、Ｓ４極との間に垂直方向の磁界を形成するように、磁気的手段として、Ｓ４極にＮ５極を対向させた板状の磁界発生部材である永久磁石１８を配設している。実施例１の磁性板８に比べ、本実施例のような永久磁石１８を用いたほうが、より強力にマグローラ７を引きつけることが可能である。尚、本実施例においては磁極Ｓ４の磁束密度６０ｍＴに対しＮ５極の磁束密度を５０ｍＴとした。
【００７２】
この磁束密度に関しては、概ね、２本の現像スリーブ６と９内のマグローラ７と１０の近接する磁極の比（本実施例でいえば、Ｎ３極とＳ３極の比）と、永久磁石１８とマグロール１０の近接する磁極の比（本実施例でいえば、Ｓ４極とＮ５極の比）をほぼ等しくすることで、マグロールの７と１０たわみをもっとも防止できるが、永久磁石１８の形状や大きさ、位置に応じて決定する。
【００７３】
この永久磁石１８は、例えば、固定磁石、磁性粉を含有したプラスチック磁石、磁化された金属等、それ自体が磁極を有しているものであればよく、種類、大きさなどを調節し必要な磁力に調整すればよい。
【００７４】
尚、本実施例にて、永久磁石１８を容器２の外側に配設した理由は、現像剤１３が、磁力部材である永久磁石１８に付着したまま離れず、現像剤容器２内への現像剤１３の取り込み部分で滞留等が起こり現像剤の円滑な流れを阻害するのを防ぐためである。磁力を適当に調整すれば容器２内に設けても良い。
【００７５】
上記構成でも本発明の目的が達成される。
【００７６】
実施例３
本実施例は、以下に述べる点のみ実施例１と異なり、他の構成は全て実施例１と同じとした。本実施例の現像装置１を図６の長手方向からみた断面図に示す。
【００７７】
マグローラ７と１０間の磁気力によるたわみは、現像剤スリーブ６及び９の長手方向中央部で最も大きくなっていることから、現像スリーブ６及び９の長手方向の中央部に±２ｃｍの幅で、第２の現像剤スリーブ９内部の第２のマグローラ１０の磁極Ｓ４の磁力の及ぶ範囲で、現像剤装置２の外側に、磁気的手段である磁界発生部材として、永久磁石１９を配設し、マグローラ７と１０間の磁気力に対し、永久磁石１９による反対側の磁気力を第２のマグローラ１０の中央部に与えることにより、第２のマグローラ１０のたわみを防止している。つまり、永久磁石１９の長手方向の長さは、現像スリーブ９内のマグローラ１０の長さより短く、それをたわみの生じやすい中央部に配置する。
【００７８】
尚、磁気的手段が本実施例のような永久磁石でなく、実施例１のような磁性板であっても、それが現像剤規制部材を兼ねていなければ、このようにマグローラの長さより短くして、中央部に配置することも可能である。ただし、この場合もマグローラの磁力が及ぶ範囲内に設けられる。
【００７９】
これにより、磁力部材のコストおよびスペースの削減が可能となる。
【００８０】
尚、以上に説明した本発明の現像装置及び画像形成装置について、現像剤担持体の数は２個よりも多くすることも可能であるが、少なくともそのうちいずれか２個は周面を近接させており、近接した現像剤担持体に対して本発明は適用される。現像剤担持体がそれぞれの周面を近接させて３個以上連なって設けられている場合は、像担持体の移動方向で最上流の位置の現像剤担持体を第１の現像剤担持体とし、像担持体の移動方向で最下流の現像剤担持体を第２の現像剤担持体とする。この第１及び第２の現像剤担持体に対して本発明の磁気的手段を設けることができ、実施例１〜３に説明された効果を得ることができる。
【００８１】
又、現像剤は上記に記載したものに限定されるものではなく、白黒画像形成装置にても本発明は適用できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置及び画像形成装置は、固定配置された複数の磁極を有する磁界発生手段と、磁界発生手段を内包し、像担持体の移動方向に沿って回転可能に備えられた、複数の現像剤担持体と、を有し、磁界発生手段の、近接して設けられた現像剤担持体間で対向する磁極が互いに異極性である現像装置において、近接して設けられた現像剤担持体間で対向する磁極間に働く磁気力に対して、逆方向に働く磁気力を磁界発生手段にかける磁気的手段を設けるので、現像剤搬送を潤滑に行える磁力を有する小径の現像剤担持体を用いた場合でも、内部の磁界発生手段のたわみ方向と逆に磁気力がかかるので、磁界発生手段のたわみを防止し、たわみによるコートムラ等の画像不良及び装置の破損を回避し、装置の小型化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る現像剤担持体の一例を示す拡大断面図である。
【図４】本発明に係る磁気的手段の一例を示す拡大断面図である。
【図５】本発明に係る現像装置の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る現像装置の他の例を示す長手方向の正面図である。
【図７】従来の現像装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　現像装置
２　　　　　　　　　　現像剤容器
６　　　　　　　　　　第１の現像スリーブ（現像剤担持体）
７　　　　　　　　　　第１のマグローラ（磁界発生手段）
８　　　　　　　　　　規制ブレード（現像剤規制部材、磁気的手段）
９　　　　　　　　　　第２の現像スリーブ（現像剤担持体）
１０　　　　　　　　　第２のマグローラ（磁界発生手段）
１４　　　　　　　　　第１の現像領域
１５　　　　　　　　　第２の現像領域
１６　　　　　　　　　第２の磁性板（磁気的手段）
１８、１９　　　　　　永久磁石（磁気的手段、磁界発生部材）
２１　　　　　　　　　感光体ドラム（像担持体）

Claims (7)

1. 固定配置された複数の磁極を有する磁界発生手段と、該磁界発生手段を内包し、像担持体の移動方向に沿って回転可能に備えられた、前記像担持体上の潜像を現像するための現像剤を表面に担持する複数の現像剤担持体と、を有し、前記複数の現像剤担持体のうち少なくとも２個が周面を近接して設けられ、前記磁界発生手段の、前記近接して設けられた現像剤担持体間で対向する磁極が互いに異極性である現像装置において、
   前記近接して設けられた現像剤担持体間で対向する磁極間に働く磁気力に対して、逆方向に働く磁気力を前記磁界発生手段にかける磁気的手段を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記磁気的手段は、前記近接して設けられた現像剤担持体のうち前記像担持体移動方向で最上流に位置する第１の現像剤担持体に対し、該第１の現像剤担持体に近接する他の現像剤担持体の位置と反対側の位置と、前記近接して設けられた現像剤担持体のうち前記像担持体移動方向最下流に位置する第２の現像剤担持体に対し、該第２の現像剤担持体に近接する他の現像剤担持体と反対側の位置と、に設けられたことを特徴とする請求項１の現像装置。
3. 前記磁気的手段は、前記磁界発生手段の少なくとも一つの磁極の磁界の及ぶ範囲に設けられ、その一部又は全部が前記磁界発生手段の磁極の磁力で磁化される磁性体にて構成されることを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
4. 前記磁気的手段は、その一部又は全部が、それ自体磁極を有する磁界発生部材にて構成され、前記現像剤担持体内の前記磁界発生手段との間に磁気的引力をかけることを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
5. 前記磁気的手段は、前記現像剤担持体表面に担持される現像剤層の層厚を規制する現像剤規制部材を兼ねることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像装置。
6. 前記磁気的手段の前記現像剤担持体の軸方向に平行な方向の幅が、前記現像剤担持体内の前記磁界発生手段の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像装置。
7. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上の前記静電潜像を現像剤にて現像する請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像装置と、を有し、記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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