JP2005189753A - 現像装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラの表面にトナー薄層を安定して形成させることができるとともに、画像の劣化を防止することができる現像装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】磁性ブレード２８の現像ローラ２７回転方向上流側面２８ａには、磁石体２９が取付けられており、磁石体２９と接する磁性ブレード２８の端部がＮ極として作用するため、現像ローラ２７内の固定マグネットローラ２５、磁性ブレード２８、及び、磁石体２９の磁力により所定の磁力線が形成される。磁石体２９は、磁石体２９の現像ローラ２７に対向する端部面２９ａと、磁性ブレード２８の現像ローラ２７に対向する端部面２８ｂが面一となるように取付けられており、磁性ブレード２８の現像ローラ２７回転方向下流側先端部にはトナーが付着しない。
【選択図】 図３

Description

本発明は、一成分磁性現像剤（又は、一成分磁性トナー）を用いて電子写真現像法により現像を行なう現像装置に係り、特に、固定マグネットローラを内包する回転スリーブ上に配置されたトナー層厚規制部材を用いた現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

一般に、電子写真現像法のプリンターやファクシミリ、複写機などの画像形成装置には、原稿の画像データに基づく静電潜像が形成された感光体の表面にトナー像を形成するための現像装置が設けられており、又、使用される現像剤としては、磁性トナーから成る一成分磁性現像剤や、磁性キャリアとトナーを混合して成る二成分磁性現像剤が一般的に知られている。

又、一成分磁性現像剤を用いて現像する現像装置としては、磁性トナー粒子相互の摩擦、及び、現像剤担持体としてのスリーブと磁性トナー粒子の摩擦により、潜像担持体上の静電像電荷と現像基準電位に対して逆極性の電荷を磁性トナーに与え、この磁性トナーを回転スリーブ上に極めて薄く塗布して、像担持体である感光体と回転スリーブとが対向した現像領域に当該磁性トナーを搬送し、現像領域において、感光体表面と、現像ローラと感光体の間に印加される現像バイアスとの電位差により、磁性トナーを感光体表面の静電潜像に飛翔、付着して現像し、静電潜像をトナー像として顕像化するものが一般的に知られている。

ここで、この様な一成分磁性現像剤を用いる場合、感光体表面上に形成されるトナー薄層の粗密性を低減させるために、層厚規制部材として作用する磁性ブレード（又は、ドクターブレード）の現像容器側壁面に磁石体を貼り付けた現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３３３４３７号公報（第３−４頁、第１図）

しかし、上記従来の現像装置においては、図７に示す様に、磁石体５０の現像ローラ５１に対向する端部面５０ａと、磁性ブレード５２の現像ローラ５１に対向する端部面５２ａが階段状となるように、磁石体５０が磁性ブレード５２に貼り付けられているため、当該磁石体５０の端部面５０ａにトナー溜まり５３が形成されてしまう。そうすると、図８に示す様に、磁石体５０、磁性ブレード５２、及び、現像ローラ５１内の固定マグネットローラ５４の磁力により形成される磁力線（図７の矢印）に伴い、磁性ブレード５２の現像ローラ５１回転方向下流側先端部にトナーＴaが付着してしまい、連続した現像処理に伴い、当該トナーＴａが成長すると、現像ローラ５１の表面にトナーＴの薄層を安定して形成させることが不可能になり、当該トナーＴの薄層が乱れてしまうという問題があった。又、振動等に基づくトナーＴの薄層上へのトナーＴaの落下に伴う画像不良が生じてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、現像ローラの表面にトナー薄層を安定して形成させることができるとともに、画像の劣化を防止することができる現像装置、およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、複数の磁極を有する固定マグネットローラを内包する回転スリーブからなり、回転スリーブ上に担持された磁性トナーを感光体表面上に導く現像ローラと、現像ローラの上方に配設され、磁性トナーの厚みを規制するトナー層厚規制部材とを備え、トナー層厚規制部材の現像ローラ回転方向上流側面には磁石体が取付けられており、トナー層厚規制部材の現像ローラに対向する端部面と、磁石体の現像ローラに対向する端部面とが面一であることを特徴とする。

ここで、本発明の現像装置においては、トナー層厚規制部材は、磁性体により構成されているものとすることができる。

又、本発明の他の現像装置は、複数の磁極を有する固定マグネットローラを内包する回転スリーブからなり、回転スリーブ上に担持された磁性トナーを感光体表面上に導く現像ローラと、現像ローラの上方に配設され、磁性トナーの厚みを規制するトナー層厚規制部材とを備え、トナー層厚規制部材の現像ローラに対向する端部が略Ｌ字形状を有するとともに、トナー層厚規制部材の現像ローラ回転方向上流側面には磁石体が取付けられており、端部の現像ローラ回転方向上流側面と、磁石体の現像ローラ回転方向上流側面とが面一であることを特徴とする。

ここで、本発明の他の現像装置においては、トナー層厚規制部材は、磁性体により構成されているものとすることができる。

又、本発明の画像形成装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする。

本発明の現像装置によれば、トナー層厚規制部材の現像ローラ回転方向上流側面に磁石体が取付けられるとともに、トナー層厚規制部材の現像ローラに対向する端部面と、磁石体の現像ローラに対向する端部面とが面一となるように構成されているため、磁石体の端部面にトナー溜まりが形成されず、トナー層厚規制部材の現像ローラ回転方向下流側先端部におけるトナーの付着を回避することが可能になる。従って、現像ローラの表面にトナー薄層を安定して形成させることが可能になるとともに、画像不良を回避することが可能になる。

又、本発明の他の現像装置によれば、トナー層厚規制部材の現像ローラに対向する端部が略Ｌ字形状を有するとともに、トナー層厚規制部材の現像ローラ回転方向上流側面には磁石体が取付けられており、当該端部の現像ローラ回転方向上流側面と、磁石体の現像ローラ回転方向上流側面とが面一となるように構成されているため、磁石体の端部面にトナー溜まりが形成されず、トナー層厚規制部材の現像ローラ回転方向下流側先端部におけるトナーの付着を回避することが可能になる。従って、現像ローラの表面にトナー薄層を安定して形成させることが可能になるとともに、画像不良を回避することが可能になる。

又、本発明の画像形成装置によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置を備える構成としているため、上述の請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置と同じ効果を得ることが可能になる。

以下に、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。

図１に示す様に、この画像形成装置１は、画像形成装置１本体の下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方及び上方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、この画像形成部４よりも排出側に配設された定着部５と、これらの画像形成部４、及び定着装置５の上方に配設された画像読取部６を備えている。

給紙部２は、用紙９が収容された複数（本実施形態においては４つ）の給紙カセット７を備えており、給紙ローラ８の回転動作により、当該複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から用紙９が用紙搬送部３側に送り出され、用紙９が１枚ずつ確実に用紙搬送部３に給紙されるように構成されている。尚、これら４つの給紙カセット７は、画像形成装置本体１に対し、着脱自在となるように構成されている。

用紙搬送部３に給紙された用紙９は、用紙供給経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。この画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙９に所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された像端持体である感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６、及び除電装置１７を備えている。

帯電装置１２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体１１の表面に所定電位を与えることにより、感光体１１の表面が一様に帯電させられる。そして、露光装置１３により、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、感光体１１に照射されることにより、感光体１１の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体１１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４により、上記静電潜像にトナーが付着し、感光体１１の表面にトナー像が形成され、転写装置１５により、感光体１１の表面のトナー像が、感光体１１と転写装置１５との間に供給された用紙９に転写される。

トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４から定着部５に向けて搬送される。この定着部５は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部４においてトナー像が転写された用紙９は、定着部５に設けられた加熱ローラ１８、及び当該加熱ローラ１８に押し付けられる加圧ローラ１９によって挟まれるとともに加熱され、用紙９上にトナー像が定着される。次いで、画像形成部４から定着装置５において画像形成がなされた用紙９は、排出ローラ対２０によって排出トレイ２１上に排出される。一方、上記転写後、感光体１１の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置１６により除去され、感光体１１の表面の残留電荷は、除電装置１７により除去される。そして、感光体１１は帯電装置１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。

次に、図面を参照して現像装置について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像装置を示す断面図である。図２に示す様に、本実施形態に係る現像装置１４は、磁性一成分現像剤を収納する現像容器２２、当該現像容器２２内に配設された一対のミキサ２３、２４、現像容器２２のドラム開口側に配設され、複数の磁極を有する固定マグネットローラ２５を内包する回転非磁性スリーブ２６からなる現像ローラ２７（トナー担持ローラ）、板状の磁性体により構成されており、現像ローラ２７上方より現像ローラ２７上面に向け垂下する磁性ブレード２８、当該磁性ブレード２８の現像容器２２側壁面に取付けられ、下端がＳ極である磁石体２９、現像ローラ２７と感光体１１間に印加される現像バイアス３５から構成されている。

固定マグネットローラ２５の磁極は、図２に示す様に、現像位置付近にＮ極の現像極Ｎ１ 、当該現像極Ｎ1 の回転スリーブ２６回転方向下流側の現像容器底面２２ａと対峙する位置にＳ極のシールド極Ｓ１、及び、現像極Ｎ１の回転スリーブ２６回転方向上流側の磁性ブレード２８と対峙する位置にＳ極のブレード極Ｓ２が夫々配置されている。そして、上記磁極のうち、ブレード極Ｓ２は、磁束密度を７００Ｇ（ガウス）に、磁性ブレード２８の配設位置より回転スリーブ２６上流側に１０°程度偏角させて配置されている。そして、現像極Ｎ１は、磁束密度を９００Ｇに、ブレード極Ｓ２を基準として回転スリーブ２６下流側に１０５°の位置に、又、シールド極Ｓ１は、磁束密度を７００Ｇに、磁性ブレード２８の配設位置を基準として回転スリーブ２６下流側に１９０°の位置に配置されている。又、磁性ブレード２８は回転スリーブ２６に対し、０．３ｍｍのギャップで配設されている。

ミキサ２３上方の現像容器２２の上面にはトナー補給孔Ｈが開口されており、不図示のトナーカートリッジよりトナーが投入可能となるように構成されている。投入されたトナーは、一対のミキサ２３、２４により十分攪拌されて回転スリーブ２６に導かれる。回転スリーブ２６に導かれた磁性トナーは、固定マグネットローラ２５の磁力を利用して回転スリーブ２６上に担持され、当該磁性トナーは、現像ローラ２７の上方に配設され、トナー層厚規制部材として作用する磁性ブレード２８により厚みが規制される。その後、回転スリーブ２６上に担持された磁性トナーは、現像ローラ２７により、現像位置、即ち、感光体１１の表面上に導かれる。

回転スリーブ２６は１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速に設定するが、当該回転スリーブ２６は、感光体１１の回転方向に対して、ドラム−スリーブ間において同方向に回転するように設定されており、回転スリーブ２６と感光体１１の最近接距離は０．３２ｍｍになるように配置されている。現像バイアス３５は直流成分ＤＣと交流成分ＡＣが重畳された低電界現像バイアス（直流成分２７５Ｖ、交流成分１．８２ｋＶ）が印加されており、画像濃度の調整はＡＣの発振周波数をコントロールする事で行なわれる。又、非現像時においては、直流成分ＤＣを切り、交流成分ＡＣのみを印加させて逆極性トナーを除去するようにしている。

かかる構成において、本実施形態においては、磁性ブレードと磁石体の配置に特徴がある。以下に図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態に係る現像装置における磁性ブレードと磁石体の配置を説明するための要部拡大図であり、図４は、本発明の実施形態に係る現像装置におけるトナーの配列を説明するための要部拡大図である。

図３に示す様に、磁性ブレード２８の現像ローラ２７回転方向上流側面２８ａには、磁石体２９が取付けられており、又、上述のごとく、磁性ブレード２８は、板状の磁性体により構成されいるため、当該磁性ブレード２８のうち、磁石体２９と接する端部がＮ極として作用することになる。従って、現像ローラ２７内の固定マグネットローラ２５、磁性ブレード２８、及び、磁石体２９の磁力により、磁性ブレード２８の周辺においては、Ｎ−Ｓ順磁界に従って、図３に示す磁力線が形成されることになる。そうすると、磁性トナーＴは、図４に示す様に、上記磁力線に伴い、磁性ブレード２８と磁石体２９の表面に付着するとともに、現像ローラ２７の表面に沿って配列され、当該現像ローラ２７の表面にトナーＴの薄層が形成される。

ここで、本実施形態においては、図３に示す様に、磁石体２９の現像ローラ２７に対向する端部面２９ａと、磁性ブレード２８の現像ローラ２７に対向する端部面２８ｂとが面一となるように、磁性ブレード２８の現像ローラ２７回転方向上流側面２８ａに、磁石体２９が取付けられている。即ち、本実施形態においては、上述の従来技術とは異なり、磁石体５０の現像ローラ５１に対向する端部面５０ａと、磁性ブレード５２の現像ローラ５１に対向する端部面５２ａの段差に起因するトナー溜まり５３（図７参照）が形成されないため、現像ローラ２７内の固定マグネットローラ２５、磁性ブレード２８、及び、磁石体２９の磁力により形成される磁力線に伴い、磁性ブレード２８の先端部にトナーＴa（図８参照）が付着するのを回避することができる。従って、現像ローラ２７の表面にトナーＴの薄層を安定して形成させることが可能になるとともに、振動等に基づくトナー薄層上へのトナーＴaの落下に伴う画像不良を回避することが可能になる。

又、磁性ブレード２８の現像ローラ２７に対向する端部において、高精度の真直度を実現でき、製造上の歩留まりが向上するため、製造コストを低減することが可能になる。

尚、上記実施形態は、単なる説明例であり、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各構成物品の形状、寸法、材料等を変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

例えば、上記実施形態においては、磁石体２９の現像ローラ２７に対向する端部面２９ａと、磁性ブレード２８の現像ローラ２７に対向する端部面２８ｂとが面一となるように、磁性ブレード２８の現像ローラ２７回転方向上流側面２８ａに、磁石体２９が貼り付ける構成としたが、図５に示す様に、面一となるように構成されている磁石体２９の現像ローラ２７に対向する端部面２９ａと、磁性ブレード２８の現像ローラ２７に対向する端部面２８ｂに、板状の磁性体３０を貼り付ける構成としても良い。この場合、図５に示す様に、板状の磁性体３０の現像ローラ２７に対向する端部面３０ａは面一であり、又、当該板状の磁性体３０を貼り付けても、磁場は殆ど変化しないため、上記実施形態と全く同様の効果を得ることができる。

又、図６に示す様に、現像ローラ２７に対向する端部３２が略Ｌ字形状を有する磁性ブレード３１の現像ローラ２７回転方向上流側面３１ａに、当該端部３２の現像ローラ２７回転方向上流側面３２ａと、磁石体２９の現像ローラ２７回転方向上流側面２９ａとが面一となるように、磁石体２９を取付ける構成としても良い。この場合も、図６に示す様に、磁性ブレード３１の現像ローラ２７に対向する端部面３１ｂは面一であり、又、当該磁性ブレード３１をこの様な形状で構成しても、磁性ブレード３１自体は、上述の磁性ブレード２８と同様に磁性体であるため、磁場は殆ど変化せず、上記実施形態と全く同様の効果を得ることができる。

本発明の活用例としては、トナー担持体として複数の磁極を有する固定マグネットローラを内包する回転スリーブ上に配置されたトナー層厚規制部材を用いた現像装置およびこれを備えた画像形成装置が挙げられる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置における磁性ブレードと磁石体の配置を説明するための要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る現像装置におけるトナーの配列を説明するための要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る現像装置における磁性ブレードと磁石体の配置の変形例を説明するための要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る現像装置における磁性ブレードと磁石体の配置の変形例を説明するための要部拡大図である。 従来の現像装置における磁性ブレードと磁石体の配置を説明するための要部拡大図である。 従来の現像装置におけるトナーの配列を説明するための要部拡大図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 給紙部
３ 用紙搬送部
４ 画像形成部
５ 定着部
６ 画像読取部
１１ 感光体
１４ 現像装置
２５ 固定マグネットローラ
２６ 回転スリーブ
２７ 現像ローラ
２８ 磁性ブレード
２９ 磁石体

Claims (5)

1. 複数の磁極を有する固定マグネットローラを内包する回転スリーブからなり、前記回転スリーブ上に担持された磁性トナーを感光体表面上に導く現像ローラと、前記現像ローラの上方に配設され、前記磁性トナーの厚みを規制するトナー層厚規制部材とを備える現像装置において、
   前記トナー層厚規制部材の前記現像ローラ回転方向上流側面には磁石体が取付けられており、前記トナー層厚規制部材の前記現像ローラに対向する端部面と、前記磁石体の前記現像ローラに対向する端部面とが面一であることを特徴とする現像装置。
2. 前記トナー層厚規制部材は、磁性体により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 複数の磁極を有する固定マグネットローラを内包する回転スリーブからなり、前記回転スリーブ上に担持された磁性トナーを感光体表面上に導く現像ローラと、前記現像ローラの上方に配設され、前記磁性トナーの厚みを規制するトナー層厚規制部材とを備える現像装置において、
   前記トナー層厚規制部材の前記現像ローラに対向する端部が略Ｌ字形状を有するとともに、前記トナー層厚規制部材の前記現像ローラ回転方向上流側面には磁石体が取付けられており、前記端部の前記現像ローラ回転方向上流側面と、前記磁石体の前記現像ローラ回転方向上流側面とが面一であることを特徴とする現像装置。
4. 前記トナー層厚規制部材は、磁性体により構成されていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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