JP2009008797A - 現像装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ロールのスリーブの両端部分における画像乱れの防止を図る現像装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド現像方式の現像装置(7)であって、像担持体に対峙した開口を有するハウジング(30)と、ハウジング内に配設されており、キャリア及びトナーによる磁気ブラシを形成させる磁石(56)を備えた磁気ロール(50)と、開口にて磁気ロールの回転軸線に対して略平行に並設されており、磁石の軸方向の幅よりも短い幅のスリーブ(64)を備えるとともに、スリーブの回転軸方向の幅よりも短い幅に形成され、磁気ブラシから移送されたトナーの薄層を形成させる磁石(66)を備えた現像ロール(60)と、スリーブの端部分に形成されたトナー層をスリーブの略中央部分に形成されたトナー層と同様に回収すべく、スリーブの端部分に対峙した磁気ブラシの密度を強化するブラシ密度強化手段(80)とを具備する。
【選択図】図５

Description

本発明は、キャリア及びトナーを有する２成分現像剤を用いた現像装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。

この種の現像装置では、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナー画像を現像し、このトナー画像を用紙に転写及び定着させる。
ここで、この現像装置には、いわゆるハイブリッド現像による方式がある。詳しくは、当該方式は、２成分現像方式と１成分現像方式とを組み合わせたものであり、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させ、このトナーのみをドラムに供給し、その表面にトナー画像を現像している。

そして、当該方式を用いた技術が開示されており（例えば、特許文献１参照）、ドラムに対峙する現像ロールと、このロールに対峙する磁気ブラシロールとを備え、このブラシロールには、キャリア及びトナーによる磁気ブラシを形成する磁石が設けられている。また、現像ロールのスリーブ内にも磁石が設けられており、磁気ブラシの密度が高められている。そして、このスリーブにはトナーのみの薄層が形成される。

特開２００５−２７４９２４号公報

しかしながら、上述した現像ロールでは、その磁石の幅がスリーブの幅よりも短く形成されている。この磁石を配置させるためには、その両端部分をフランジで支持する必要があるからである。
また、上述した磁気ブラシロールでは、上記スリーブの幅に亘って形成されたトナー層を現像後に掻き取るために、その磁石の幅が上記スリーブの幅よりも長く形成されている。

すなわち、磁気ブラシロールの磁石の幅は現像ロールのスリーブの幅よりも大きく、このスリーブの幅は現像ロールの磁石の幅よりも大きいことから、このスリーブの両端部分にはその磁石ない領域が存在し、これでは、この両端部分に形成されたトナー層は回収され難くなり、次回の現像に差が生じて画像乱れを招くとの問題がある。

このように、上記従来の技術では、現像ロールのスリーブの両端部分における画像乱れの防止については依然として課題が残されており、このスリーブ幅を大きな印字可能幅にする点については格別な配慮がなされていない。なお、スリーブ幅を大きな印字可能幅にするために、幅の長いスリーブに変更することも考えられるが、これでは現像装置の大型化を招くとの問題が別途生じてしまう。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、現像ロールのスリーブの両端部分における画像乱れの防止を図ることができる現像装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、キャリアを用いてトナーを帯電させ、トナーを像担持体に供給してトナー画像を現像させる現像装置であって、像担持体に対峙した開口を有するハウジングと、ハウジング内に配設されており、キャリア及びトナーによる磁気ブラシを形成させる磁石を備えた磁気ロールと、開口にて磁気ロールの回転軸線に対して略平行に並設されており、磁石の軸方向の幅よりも短い幅のスリーブを備えるとともに、スリーブの回転軸方向の幅よりも短い幅に形成され、磁気ブラシから移送されたトナーの薄層を形成させる磁石を備えた現像ロールと、スリーブの端部分に形成されたトナー層をスリーブの略中央部分に形成されたトナー層と同様に回収すべく、スリーブの端部分に対峙した磁気ブラシの密度を強化するブラシ密度強化手段とを具備する。

第１の発明によれば、キャリア及びトナーからなる２成分現像剤が用いられており、磁気ロールでは、この現像剤による磁気ブラシが形成される。詳しくは、このブラシは磁気ロール内の磁石によって形成され、現像ロールにトナーの薄層を形成させる。そして、このトナーが像担持体に供給されることにより、トナー画像が現像される。一方、このブラシは、現像後には現像ロールのトナー層を掻き取って回収する。

ここで、この磁気ブラシの軸方向の幅は、現像ロールのスリーブの幅よりも長く形成されているので、現像後の総てのトナー層を掻き取ることができ、現像ロールにおけるトナー層の未回収領域をなくすことができる。
これに対し、例えば現像ロールに磁石を設けるために、その両端部分を支持するフランジをスリーブに設ける場合のように、現像ロールの磁石の幅がスリーブの幅よりも短く形成されるときには、このスリーブの両端部分には磁石のない領域が存在することになる。つまり、スリーブの略中央部分に形成されたトナー層は回収される一方、この両端部分に形成されたトナー層は回収され難くなる。

しかしながら、ブラシ密度強化手段は、現像ロールのスリーブの端部分に形成されたトナー層がその略中央部分に形成されたトナー層と同様に回収できるように、このスリーブの端部分に対峙した磁気ブラシの密度を強化しているので、スリーブの両端部分に形成されたトナー層も、その略中央部分に形成されたトナー層と同様に回収可能になる。この結果、次回の現像に差が生じ難くなり、画像乱れ等が回避可能になる。
しかも、現像ロールのスリーブの幅を長くすることなく、このスリーブの端部分に形成されたトナー層がその略中央部分に形成されたトナー層と同様に回収できることから、現像装置の小型化に寄与する。

第２の発明は、第１の発明の構成において、ブラシ密度強化手段は、スリーブの端部分に対峙した磁気ブラシを形成させる磁石の主極磁力の値を、スリーブの略中央部分に対峙した磁気ブラシを形成させる磁石の主極磁力の値よりも約１０ｍＴ以上の大きな値に設定することを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、ブラシ密度強化手段は、磁気ブラシを形成させる磁石の主極磁力の値について、スリーブの端部分に対峙する値をスリーブの略中央部分に対峙する値よりも約１０ｍＴ以上の大きな値に設定しており、このスリーブの端部分におけるブラシ密度が略中央部分におけるブラシ密度よりも高められているので、現像ロールのスリーブの両端の磁石が存在しない部分のトナー層を回収することが可能となるため、現像ロールのスリーブの幅はより大きな印字可能幅になる。

第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、ブラシ密度強化手段は、スリーブの端部分に対峙した磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置を、スリーブの略中央部分に対峙した磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置よりも、磁気ロールの回転方向で見て上流側に約５°以上移動した位置に設定することを特徴とする。
第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、ブラシ密度強化手段は、磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置について、スリーブの端部分に対峙する位置をスリーブの略中央部分に対峙する位置よりも、磁気ロールの回転方向で見て上流側に約５°以上移動した位置に設定しており、このスリーブの端部分におけるブラシ密度を中央部分におけるブラシ密度よりも高められていることから、現像ロールのスリーブの両端の磁石が存在しない部分のトナー層を回収することが可能となるため、現像ロールのスリーブの幅はより大きな印字可能幅になる。

第４の発明は、第１から第３の現像装置を搭載した画像形成装置であることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、現像ロールのスリーブの幅がより大きな印字可能幅になり、次回の現像に差が生じ難くなることから、良好な画像形成が行われ、画像形成装置の信頼性向上に寄与するし、また、現像ロールのスリーブの幅を長くすることなく、より大きな印字可能幅になるので、画像形成装置の小型化にも寄与する。

本発明によれば、幅の長いスリーブを用いることなく、このスリーブ幅をより大きな印字可能幅にする現像装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施例であるタンデム方式のカラープリンタの概略構成図であり、同図の右方向がプリンタ１の正面に対応し、左方向が背面に対応している。
同図に示されるように、この装置本体２の下部には用紙のカセット３が配置されており、カセット３には画像形成前の用紙Ｐが積層状態で収容され、この用紙Ｐはローラ２１を介して１枚ずつ分離され、カセット３から左方向に向けて送出される。

カセット３から送出された用紙Ｐは本体２の左側面に沿って上方に向けて搬送される。この本体２の内部には、用紙搬送方向でみて下流側にフィードローラ２２、レジストローラ２４、画像形成部４及び転写部７１が順番に配置されている。この画像形成部４の下方には露光ユニット２０が備えられており、このユニット２０からは画像形成部４の感光体ドラム（像担持体）５に向けてレーザ光が照射される。

また、用紙搬送方向でみて転写部７１の下流側には、定着部７２及び排出分岐部７４が順番に配置され、片面印刷の場合には、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４を経て排紙トレイ７６に排出される。
一方、この排出分岐部７４とカセット３との間には両面印刷用ユニット７８が配置されており、このユニット７８では定着部７２から排出された用紙Ｐをレジストローラ２４に戻し、画像形成部４に向けて再び送出する。

ここで、本実施例の画像形成部４は、４つの画像形成ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄで構成されている。これら各ユニット４ａ〜４ｄは、プリンタ１の正面側から背面側に向けて順に配列され、異なる４色（イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程を通じてイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像を順次形成している。

具体的には、各ユニット４ａ〜４ｄには、各対応色の可視像（トナー画像）を担持するドラム５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが設けられている。各ドラム５ａ〜５ｄは本体２に対して回転自在に設置され、図示しない駆動モータによって同図の反時計回りに駆動する。
また、各ドラム５ａ〜５ｄの周囲の適宜位置には、それぞれ対応する帯電器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、現像装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、クリーニング部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄや、中間転写ローラ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられている。

この帯電器６ａ〜６ｄでは、対応するドラム５ａ〜５ｄの表面を一様に帯電させる。また、現像装置７ａ〜７ｄでは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナーを用いてドラム５ａ〜５ｄの表面に静電的に付着させる。これにより、ドラム５ａ〜５ｄの表面には、露光ユニット２０による静電潜像に応じたトナー画像が現像される。そして、これらドラム５ａ〜５ｄ上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１０上に順次転写され、１ページ分のトナー画像として合成される。

詳しくは、上記ベルト１０は、誘電体樹脂製のシート材の両端部分を重ね合わさせて接合したエンドレス形状のベルトや、継ぎ目を有しないシームレスのベルトが用いられており、駆動ローラ１２と搬送ローラ１１との間に掛け回され、図示しない駆動モータによって同図の時計回りに走行する。
このベルト１０は、ドラム５ａ〜５ｄと中間転写ローラ９ａ〜９ｄとの間を走行しており、これにより、ドラム５ａ〜５ｄ上に形成されたトナー画像はベルト１０上に１次転写される。なお、クリーニング部８ａ〜８ｄでは、ドラム５ａ〜５ｄ上に残留したトナーが除去される。

上述した転写部７１は駆動ローラ１２に隣接して設けられ、この転写部７１のローラとベルト１０との間を用紙Ｐが通過すると、ベルト１０上に転写されたトナー画像は用紙Ｐに２次転写され、この用紙Ｐは定着部７２に向けて搬送される。
ところで、本実施例のドラム５ａ〜５ｄの外周面には、非晶質シリコン系の層が形成されており、同図において各ドラム５ａ〜５ｄの右側には現像装置７ａ〜７ｄが設置されている。

本実施例の各現像装置７には、いわゆるハイブリッド現像による方式が採用されている。すなわち、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させ、この帯電されたトナーのみをドラム５に向けて飛翔させており、非接触の現像方式によってトナー画像をドラム５に現像している。
より具体的には、図２に示されたハウジング３０を有しており、本実施例のハウジング３０は、ドラム５に対峙する開口３２と、この開口３２から下方に向けて延設する周壁３４と、この周壁３４の下端部分に形成される底壁３６とを有している。

この底壁３６には上述のキャリア及びトナーが収納され、撹拌ミキサー４０及びパドルミキサー４４がそれぞれ配置されている。各ミキサー４０，４４の軸４２，４６はハウジング３０に対して回転自在に支持されており、これらミキサー４０，４４が図示しない駆動モータによって回転すると、キャリア及びトナーが撹拌されてトナーを帯電させる。そして、これらキャリア及びトナーはミキサー４４を介して磁気ブラシロール（磁気ロール）５０に搬送される。

磁気ブラシロール５０は、ミキサー４４の上方に配設されており、図３に示されるように、その軸５２はハウジング３０に対して回転自在に支持されている。本実施例の軸５２はフランジ部５８を有し、フランジ部５８の外周には管状のブラシ側スリーブ５４が嵌合されている。これにより、軸５２が図示しない駆動モータによって回転すると、このスリーブ５４は図２の時計回りに回転する。

一方、ブラシ側スリーブ５４内において、軸５２の同一線上には保持軸５３が配設されている。この保持軸５３の外周側にはブラシ側磁石（磁石）５６が所定の主極磁力や主極角度を有して保持されており、ミキサー４４からのキャリア及びトナーを吸引して磁気ブラシを形成させる。詳しくは、本実施例では、このブラシ側磁石５６の両端側はフランジ５８にそれぞれ狭持され、このスリーブ５４の回転軸方向幅はブラシ側磁石５６の軸方向幅よりも長く形成されているので、当該磁気ブラシは、スリーブ５４の外周面において、ブラシ側磁石５６を有する領域に形成される。

また、この磁気ブラシの厚さは穂切りブレード３８で規制されており（図２）、所定の直流（ＤＣ）バイアスが印加されると、磁気ブラシはトナーを現像ロール６０に向けて搬送させる。一方、この磁気ブラシは現像後のトナー層を現像ロール６０から掻き取っている。
このように、当該磁気ブラシでは、強固に付着したトナー層を現像ロール６０から機械的な力で引き剥がす一方、現像に必要な新たなトナーを現像ロール６０に供給しており、上記現像剤にはトナーの回収と供給との役割が求められる。この役割を果たすには、体積固有抵抗１０^６から１０^１３Ωｃｍのキャリアを用い、また、平均粒径５０μｍ以下のキャリアを用いてトナーとの接点を増やすことが望ましい。そこで、本実施例のキャリアには、体積固有抵抗１０^１０Ωｃｍ、飽和磁化６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアが用いられている。

そして、上述した磁気ブラシによれば、現像後のトナーは掻き取りブレードなどの特別な装置を設けなくて済み、この磁気ブラシは、スリーブ６４上のトナー層に接触し、各ロール５０，６０の回転速度差によるブラシ効果と、ミキサー４０，４４での攪拌による磁気ブラシの現像剤の入れ替えとによってトナーの回収と搬送とが容易にされている。

なお、この現像剤の入れ替えを促進するには、ブラシロール５０の回転速度を、現像ロール６０の回転速度の約１から２倍に設定すれば良い。これにより、スリーブ６４上のトナーを回収するとともに、適切なトナー濃度に設定された現像剤を現像ロール６０に供給し、均一なトナー層を形成できる。また、均一な画像濃度を維持するには、現像タイミング以外の時間において、各ロール５０，６０の電位差を同電位にすれば良い。これにより、トナーに負担をかけることなく、スリーブ６４上のトナーをブラシロール５０に回収できる。

この現像ロール６０は、開口３２にてブラシロール５０の上方に配設されている。
ロール６０の軸６２は、図３に示されるように、ブラシロール５０の回転軸線に対して略平行に並設されており、ハウジング３０に回転自在に支持されている。また、本実施例の軸６２もフランジ部６８を有し、その外周にも管状の現像側スリーブ６４が嵌合されている。これにより、軸６２が図示しない駆動モータによって回転すると、スリーブ６４は図２の時計回りに回転する。

このスリーブ６４内においても、軸６２の同一線上には保持軸６３が配設されており、現像側磁石（磁石）６６が所定の主極磁力や主極角度を有して保持されている。これにより、各ロール５０，６０に対峙した部分の磁気ブラシの密度が高められる。そして、これらブラシロール５０と現像ロール６０との電位差によって、ブラシロール５０から移送されたトナーのみの薄層が形成される。

なお、当該薄層の厚さは、上記現像剤の抵抗や各ロール５０，６０の回転速度差などによっても変化するが、本実施例では、上記電位差を約１００Ｖから約３５０Ｖに設定して薄層の厚さを調整している。この電位差を大きく設定するに連れて薄層の厚みが増すからである。
そして、本実施例では、この現像側磁石６６の両端側もまたフランジ６８にそれぞれ狭持されており、このスリーブ６４の回転軸方向幅がブラシ側磁石５６の軸方向幅よりも短く形成されているので、当該薄層はスリーブ６４の外周面の全領域に亘って形成される。

また、上述した各軸５２，６２は軸受７０に支持され、この軸受７０は、軸５２を回転中心として回動可能に構成されている。そして、現像バイアス、すなわち、所定の直流（ＤＣ）バイアスを重畳した交流（ＡＣ）バイアスが印加されると、現像ロール６０のトナーがドラム５に向けて飛翔する。これにより、各ドラム５の表面にはトナー画像が現像されることになる。なお、トナーの飛散を防止するために、本実施例では交流（ＡＣ）バイアスは現像の直前に印加されている。

ここで、本実施例の如く各ドラム５の感光材料として非晶質シリコン系を用いた場合には、その表面の露光後の電位は２０Ｖ以下の非常に低い特徴を有するが、その膜厚を薄くすると飽和帯電電位が低下し、絶縁破壊に至る耐電圧が低下する。一方、潜像形成したときのドラム５の表面の電荷密度は向上し、現像性能は向上する傾向がある。この特性は、誘電率が約１０程度になる当該ドラム５の膜厚が２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下の場合に特に顕著である。そこで、現像バイアスのＤＣ成分は１５０Ｖ以下、ＡＣ成分はＶ_Ｐ−Ｐ＝５００から２０００Ｖ、周波数１から４ｋＨｚに設定して現像することが可能である。

なお、仮に、このドラムに正帯電の有機感光体（ＯＰＣ）を用いた場合には、残留電位を１００Ｖ以下にするために、その膜厚を２５μｍ以上に設定し、電荷発生材料の添加量を増やすことが特に重要である。特に、単層構造のＯＰＣは、感光層の中に電荷発生剤を添加することから、この感光層の膜減りによっても感度変化が少なく有利である。この場合にも、現像バイアスのＤＣ成分は４００Ｖ以下、さらに好ましくは３００Ｖ以下に設定することが、トナーに強い電界をかけることを防止する意味でも好ましい。

ところで、図４にも示される如く、本実施例では、現像側スリーブ６４の回転軸方向幅は現像側磁石６６の軸方向幅よりも長く形成されている。換言すれば、このスリーブ６４の両端部分には、現像側磁石６６のない領域（約４から５ｍｍ程度）がそれぞれ存在しており、上述の如くトナーの薄層はスリーブ６４の外周面の全領域に亘って形成されるものの、当該薄層の性質は、現像側磁石６６のある領域と、現像側磁石６６のない領域とは異なることになる。

より詳しくは、磁気ブラシが現像後のトナー層を現像ロール６０から掻き取る際に、現像側磁石６６のある領域のトナーは掻き取れるのに対し、現像側磁石６６のない領域のトナーが掻き取れないとの懸念がある。
そこで、本実施例では、図示しないコントローラにブラシ密度強化部（ブラシ密度強化手段）８０を設け（図３）、現像側磁石６６のある領域に対峙するブラシ側磁石５６の主極磁力や主極角度と、現像側磁石６６のない領域に対峙するブラシ側磁石５６の主極磁力や主極角度とをそれぞれ異ならせている。

具体的には、まず、本実施例のブラシ密度強化部８０は、現像側磁石６６のない領域、つまり、現像側スリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値を、現像側磁石６６のある領域、例えば、現像側スリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値よりも約１０ｍＴ以上の大きな値に設定している。

換言すれば、仮に、現像側スリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値がＸｍＴに設定されているとすれば、このスリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力は、Ｘ＋１０ｍＴからＸ＋２０ｍＴの範囲内の大きな値に設定して磁気ブラシの密度を強化し、現像側スリーブ６４の軸方向幅がより大きな印字可能幅となるようにしている。

さらに、本実施例のブラシ密度強化部８０は、現像側磁石６６のない領域、つまり、現像側スリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）を、現像側磁石６６のある領域、例えば、現像側スリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）よりも、磁気ブラシロール５０の回転方向で見て上流側に約＋５°以上移動させた位置に設定している。

すなわち、現像側スリーブ６４の略中央部分を示す図５（Ａ）では、仮に、現像側磁石６６の主極角度の位置は、現像ロール６０の回転方向で見て上流側に約＋Ｙ°に設定され、ブラシ側磁石５６の主極角度の位置も、ブラシロール５０の回転方向で見て上流側に約＋Ｚ°に設定されているとすれば、現像側スリーブ６４の両端部分を示す図５（Ｂ）では、ブラシ側磁石５６の主極角度は、ブラシロール５０の回転方向で見て上流側に＋５°以上移動させた位置、つまり、Ｚ＋５°からＺ＋１５°の位置が磁力ピーク位置となるように大きな値に設定して磁気ブラシの密度を強化し、現像側スリーブ６４の軸方向幅がより大きな印字可能幅となるようにしている。

そして、この現像装置７を搭載したプリンタ１では、カセット３から用紙Ｐが１枚ずつ分離して送出され、この用紙Ｐはレジストローラ２４に到達する。このローラ２４は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部４で形成されるトナー画像とのタイミングを計りながら、用紙Ｐを転写部７１へと送出する。

また、上記コントローラからの画像データに基づき、プリンタ１では露光ユニット２０によるレーザ光の照射が制御される。これにより、画像形成部４において各ドラム５ａ〜５ｄ上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの潜像から各ドラム５ａ〜５ｄ上にトナー画像が形成され、中間転写ベルト１０に転写合成される。続いて、このベルト１０に転写合成されたトナー画像は転写部７１にて用紙Ｐに転写される。

その後、用紙Ｐは未定着トナー画像を担持した状態で定着部７２に向けて送られる。次いで、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４を通ってトレイ７６に排出される。
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４にてユニット７８側に引き戻され、この用紙Ｐはレジストローラ２４を経て、再び転写部７１に向けて送られる。そして、この場合には、用紙Ｐの未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。

以上のように、本実施例によれば、磁性キャリア及び非磁性のトナーからなる２成分現像剤が用いられており、ミキサー４０，４４では、キャリアを用いてトナーを帯電させる。次いで、磁気ブラシロール５０では、これらキャリアとトナーによる磁気ブラシが形成される。詳しくは、このブラシはブラシ側磁石５６によって形成され、現像ロール６０とブラシロール５０との電位差によって現像ロール６０にトナーのみの薄層を形成させる。そして、このトナーがドラム５に供給されることにより、トナー画像が現像される。一方、このブラシは、現像後には現像ロール６０のトナー層を掻き取って回収する。

ここで、この磁気ブラシの軸方向の幅は、現像側スリーブ６４の幅よりも長く形成されているので、このスリーブ６４の両端に形成されたトナー層を含む現像後の総てのトナー層を掻き取ることができ、現像ロール６０におけるトナー層の未回収領域をなくし、トナーの飛散が防止可能になる。
これに対し、例えば現像側磁石６６を設けるために、その両端部分を支持するフランジ６８をスリーブ６４に設ける場合のように、現像側磁石６６の幅が現像側スリーブ６４の幅よりも短く形成されるときには、このスリーブ６４の両端部分には磁石のない領域が存在することになる。つまり、現像側スリーブ６４の略中央部分に形成されたトナー層は回収される一方、この両端部分に形成されたトナー層は回収され難くなり、次回の現像に差が生じて画像乱れ等を招くことになる。

しかしながら、ブラシ密度強化部８０は、現像側スリーブ６４の幅がより大きな印字可能幅になるように、このスリーブ６４の端部分に対峙した磁気ブラシの密度を強化しているので、現像側スリーブ６４の両端部分に形成されたトナー層も、その略中央部分に形成されたトナー層と同様に回収可能になる。この結果、次回の現像に差が生じ難くなり、画像乱れ等が回避可能になる。
しかも、現像ロール６０のスリーブを幅の長いスリーブに変更することなく、このスリーブ６４の幅がより大きな印字可能幅になることから、現像装置７の小型化に寄与する。

そして、より具体的には、ブラシ密度強化部８０は、磁気ブラシを形成させるブラシ側磁石５６の主極磁力の値について、現像側スリーブ６４の端部分に対峙する値を現像側スリーブ６４の略中央部分に対峙する値よりも約１０ｍＴ以上の大きな値に設定しており、このスリーブ６４の端部分におけるブラシ密度が略中央部分におけるブラシ密度よりも高められているので、現像側スリーブ６４の両端の磁石が存在しない部分のトナー層を回収することが可能となるため、スリーブ６４の幅はより大きな印字可能幅になる。

さらに、ブラシ密度強化部８０は、ブラシ側磁石５６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）についても、スリーブ６４の端部分に対峙する位置をスリーブ６４の略中央部分に対峙する位置よりも、ブラシロール５０の回転方向で見て上流側に約５°以上移動した位置に設定しており、このスリーブ６４の端部分におけるブラシ密度を中央部分におけるブラシ密度よりもさらに高められていることから、現像側スリーブ６４の両端の磁石が存在しない部分のトナー層を回収することが可能となるため、上記主極磁力の値の設定と相俟って、スリーブ６４の幅をより一層大きな印字可能幅にすることができる。

これらの点について詳述すると、図６には、現像側スリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値が、このスリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値を基準として、＋５ｍＴから＋２０ｍＴの範囲内の値に設定するとともに、現像側スリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極角度の位置が、このスリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極角度の位置を基準として、−５°から＋１５°の範囲内の値に設定した実験結果が示されている。

当該実験では、現像側スリーブ６４の幅よりも大きな幅の画像を形成させ、カブリマージン差及びハーフ画像濃度差の各項目で画像を評価したものである。
カブリとは、現像装置７における未回収トナーの飛散によって画像上にトナーが被る現象であり、カブリマージンとは、このカブリが発生するドラム５の表面電位と発生しない表面電位との差であり、本実験ではドラム５の表面電位を振ってカブリの発生しない表面電位の最低値を記録している。

そして、上記カブリマージン差とは、画像の端部分における上記表面電位の最低値と画像の略中央部分における上記表面電位の最低値との差であり、この差が２０Ｖ以内である場合にのみ、同等である（図６中に○で示す）と評価する。
一方、ハーフ画像とは印字されたハーフトーンの画像のことであり、その反射濃度（マクベスＲＤ９１２）の測定値を記録している。そして、上記ハーフ画像濃度差とは、画像の端部分における当該濃度の測定値と画像の略中央部分における当該濃度の測定値との差であり、この差が０．１以内である場合にのみ、同等である（図６中に○で示す）と評価する。

そして、この図６に示されるように、同図（Ａ）のカブリマージン差や、同図（Ｂ）のハーフ画像濃度差のいずれにおいても、スリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値が、スリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値よりも＋１０ｍＴ未満の範囲で大きくした場合には、これら画像の端部分と画像の略中央部分とが明らかに違っていた。これは＋１０ｍＴ未満では、スリーブ６４の両端部分に形成されたトナー層を依然として回収できないからである。

これに対し、スリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値が、スリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極磁力の値よりも＋１０ｍＴ以上大きくした場合には、これら画像の端部分と画像の略中央部分とがほぼ等しくなっていた。
但し、＋２０ｍＴを超えると、スリーブ６４の両端部分には多くの電流が流れ、多くのトナー層が形成され易くなってトナーが飛散し易くなる。そこで、本実施例のように、約＋１０ｍＴから約＋２０ｍＴの範囲内の値に設定することが、高密度で掻き取り力の強い適切な磁気ブラシになることが分かる。

また、スリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極角度の位置が、スリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極角度の位置よりも＋５°未満の範囲で移動させた場合にも、これら画像の端部分と画像の略中央部分とが明らかに違っていた。これは＋５°未満では、スリーブ６４の両端部分には多くの電流が流れ、トナーが飛散し易くなるためである。

しかしながら、スリーブ６４の両端部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極角度の位置が、スリーブ６４の略中央部分に対峙したブラシ側磁石５６の主極角度の位置よりも＋５°以上移動させた場合には、これら画像の端部分と画像の略中央部分とがほぼ等しくなっていた。
但し、＋１５°を超えると、磁力が小さくなってこの両端部分に形成されたトナー層を回収できなくなる。そこで、本実施例のように、約＋５°から約＋１５°の範囲内の値に設定することが、高密度で掻き取り力の強い適切な磁気ブラシになることが分かる。

さらに、スリーブ６４の幅がより大きな印字可能幅になり、次回の現像に差が生じ難くなることから、良好な画像形成が行われ、プリンタ１の信頼性向上に寄与するし、また、このスリーブ６４の幅を長くすることなく、より大きな印字可能幅になるので、画像形成部４の小型化、ひいてはプリンタ１の小型化にも寄与する。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。

例えば、本発明の画像担持体は４つの感光体ドラムに限定されるものではなく、また、上記実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。

本実施例の画像形成装置の概略構成図である。 図１の現像装置の断面図である。 図１の現像装置におけるブラシ密度強化の説明図である。 図１の現像装置の部分拡大図である。 図４のＡ−Ａ線、及びＢ−Ｂ線の矢視断面図である。 図１の画像形成装置による実験結果を示した表である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
５ 感光体ドラム（像担持体）
７ 現像装置
３０ ハウジング
３２ 開口
５０ 磁気ブラシロール（磁気ロール）
５６ ブラシ側磁石（磁石）
６０ 現像ロール
６４ 現像側スリーブ（スリーブ）
６６ 現像側磁石（磁石）
８０ ブラシ密度強化部（ブラシ密度強化手段）

Claims (4)

1. キャリアを用いてトナーを帯電させ、該トナーを像担持体に供給してトナー画像を現像させる現像装置であって、
   前記像担持体に対峙した開口を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に配設されており、前記キャリア及び前記トナーによる磁気ブラシを形成させる磁石を備えた磁気ロールと、
   前記開口にて前記磁気ロールの回転軸線に対して略平行に並設されており、前記磁石の軸方向の幅よりも短い幅のスリーブを備えるとともに、該スリーブの回転軸方向の幅よりも短い幅に形成され、前記磁気ブラシから移送されたトナーの薄層を形成させる磁石を備えた現像ロールと、
   前記スリーブの端部分に形成されたトナー層を該スリーブの略中央部分に形成されたトナー層と同様に回収すべく、該スリーブの端部分に対峙した前記磁気ブラシの密度を強化するブラシ密度強化手段と
   を具備することを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置であって、
   前記ブラシ密度強化手段は、前記スリーブの端部分に対峙した前記磁気ブラシを形成させる磁石の主極磁力の値を、該スリーブの略中央部分に対峙した前記磁気ブラシを形成させる磁石の主極磁力の値よりも約１０ｍＴ以上の大きな値に設定することを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２に記載の現像装置であって、
   前記ブラシ密度強化手段は、前記スリーブの端部分に対峙した前記磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置を、該スリーブの略中央部分に対峙した前記磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置よりも、前記磁気ロールの回転方向で見て上流側に約５°以上移動した位置に設定することを特徴とする現像装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
   

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