現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】２成分現像方式において現像剤の連れ回りを抑制して、コンパクトで高画質な画像が得られる現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転可能な現像スリーブ２１と、内包されるマグネットロール２２とを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて現像スリーブ表面に磁気ブラシを形成して、感光体４０にトナーを供給する現像ローラにおいて、マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅を２５°以下とする。
【解決手段】回転可能な現像スリーブ２１と、内包されるマグネットロール２２とを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて現像スリーブ表面に磁気ブラシを形成して、感光体４０にトナーを供給する現像ローラにおいて、マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅を２５°以下とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ、現像ローラを有する現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置においてはコンパクト化のニーズが高まっている。これに伴い、２成分現像装置もコンパクト化する必要があり、現像ローラの小径化や、現像ユニット内の空間を少なくし現像剤の量を少量にする方法が採用されている。しかし、副作用として現像剤の連れ回りが発生しやすくなり、画像ムラの異常画像を発生させやすくなっている。
【０００３】
一般に、２成分現像装置の現像ローラは、非磁性体よりなる円筒状の現像スリーブと、現像スリーブに内包されるマグネットロールとを有している。マグネットローラは、複数の磁極が磁石等で形成され、現像領域で現像スリーブ表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給するための主磁極、現像領域通過後に使用した現像剤を現像スリーブ表面から離脱させるための現像剤剥離磁極、現像容器内から現像剤を汲み上げるための現像剤汲み上げ磁極、現像スリーブ表面で現像剤を搬送する現像剤搬送磁極から構成されている。
【０００４】
上記現像剤の連れ回りは、使用した現像剤を現像スリーブから離脱し、現像容器内を搬送されてくる現像剤と十分攪拌されリフレッシュされた現像剤を現像スリーブに汲み上げれば、発生しない。しかし、現像スリーブの小径化により、マグネットローラの現像剤剥離磁極とその下流に隣接して配置されるの現像剤汲み上げ磁極の距離が近くなってしまい、現像スリーブから離れようとする現像剤をそのまま汲み上げてしまうために起こる。
【０００５】
また、近年、画像形成装置においては高画質化のニーズも高まっており、２成分現像方式では現像剤に用いるキャリア・トナーの小径化が採用され、高画質化に効果があることが確認されている。しかし、キャリア・トナーの小径化により現像剤の流動性が低下してしまうので、現像スリーブから現像剤の離脱が遅くなり、現像剤の連れ回りが発生しやすくなる。また、現像剤の流動性低下により、現像容器内からの汲み上げムラも発生しやすくなるため、画像ムラとして顕れ易くなっている。
【０００６】
この現像剤の連れ回りは、現像剤剥離磁極と現像剤汲み上げ磁極とを離して配置することにより抑制できるが、現像装置構成とのマッチングを考慮すると磁気特性設計自由度が高いとはいえず、改善が困難である。
【０００７】
また、特許文献１には、現像スリーブを離脱した現像剤が、現像ケースの内壁に跳ね返って現像剤攪拌部に落下するようにして、直接、現像剤汲み上げ磁極に汲み上げられないようにするために、現像剤剥離位置で現像スリーブ表面の法線ベクトルがケース部材の内壁面で反射して作られる法線反射ベクトルの向きと、現像剤汲み上げ磁極の磁力とを規定したものが提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２６６３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の装置では、連れ回りを十分に抑制できるとは言えず、画像濃度ムラに対して余裕度が無いものとなっていた。
【００１０】
本発明者は、現像剤の連れ回りを抑制するために、特願２００６−２６６９２８号にて、現像剤剥離磁極の半値幅が２５°であることを特徴とする現像装置を提案している。この現像装置では、現像剤剥離磁極の半値幅を上記のように規定することにより、現像剤剥離磁極による法線方向磁束密度の広がりを小さく抑える。これにより、現像剤離脱位置と現像剤汲み上げ極とが離れるようにして、現像剤汲み上げ磁極から離れたところで現像剤を離脱させて、脱離した現像剤がそのまま汲み上げられないようにする。また、同特願にて現像剤剥離磁極の法線方向の磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とする現像装置も提案している。この現像装置では、現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の半径方向の減衰率を上記のように規定することにより、磁束密度はローラ表面から離れるに従って急激に低下するようになる。このため、現像スリーブ表面に形成される磁気ブラシは短い状態となり、現像剤は現像スリーブからスムーズに離脱するようになる。
【００１１】
しかし、この現像装置では、現像剤剥離極近傍のケース形状をある程度大きくしなければ効果が小さいことが解った。このため、現像装置の設計上で制限が残ってしまう。
【００１２】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、２成分現像方式において現像剤の連れ回りを抑制して、コンパクトで高画質な画像の得られる現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して、潜像担持体にトナーを供給する現像ローラにおいて、上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の半値幅が２５°以下であることを特徴とするものである。ここで、半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力の半分の値を指す部分の角度幅のことである。
また、請求項２の発明は、回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して、潜像担持体にトナーを供給する現像ローラにおいて、上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の現像ローラにおいて、上記現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のいずれかの現像ローラにおいて、上記現像剤汲み上げ磁極が希土類マグネットブロックで構成されることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像ローラにおいて、上記希土類マグネットブロックが磁気異方性を有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像ローラにおいて、上記希土類マグネットブロックの磁化方向が半径方向に対して前記非磁性スリーブ回転下流側に向いていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のいずれかの現像ローラにおいて、上記マグネットロールは高分子化合物としてエチレン・エチル重合体で構成されることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の現像ローラにおいて、上記エチレン・エチル重合体のエチル成分が２５％〜３５％であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有する現像ローラを備え、該現像ローラでキャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給して現像する現像装置において、上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の半値幅が２５°以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有する現像ローラを備え、該現像ローラでキャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給して現像する現像装置において、上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項９または１０の現像装置において、上記現像ローラ表面に担持される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を、該現像ローラの略下側に配設することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項９、１０または１１のいずれかの現像装置において、現像剤は５０μｍ以下のキャリアを有することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の現像装置において、トナーは平均粒径１０μｍ以下の重合トナーであることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、少なくとも潜像担持体と現像手段とを一体に形成し、装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として請求項９、１０、１１、１２または１３のいずれかの現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として請求項９、１０、１１、１２または１３のいずれかの現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１４の画像形成装置において、請求項１４のプロセスカートリッジを採用することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１、または、請求項３乃至１６の発明においては、現像剤汲み上げ磁極の半値幅を上記のように規定することにより、現像剤汲み上げ磁極による法線方向磁束密度の広がりを小さく抑える。これにより、現像剤剥離磁極と現像剤の汲み上げ位置との距離が大きくなり、スリーブから離脱した現像剤をそのまま汲み上げないようにするとともに、現像剤汲み上げ磁極は磁極近傍の現像剤のみを汲み上げるようになる。よって、現像剤の連れ回りを抑制できる。
請求項２乃至１６の発明においては、現像剤汲み上げ磁極の減衰率を上記のように規定することにより、磁束密度は現像スリーブ表面から離れるに従って急激に低下するようになる。これにより、現像スリーブ表面に形成される磁気ブラシは短くなり、現像剤汲み上げ磁極は磁極近傍の現像剤のみを汲み上げて、現像スリーブから離脱した現像剤をそのまま汲み上げないようになる。よって、現像剤の連れ回りを抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、本発明によれば、２成分現像方式において現像剤の連れ回りを抑制して、コンパクトで高画質な画像が得られるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としての電子写真方式フルカラープリンタの概略構成図である。このプリンタの画像ユニット１０は、矢印方向に無端移動する像担持体としての中間転写ベルト１１を備え、中間転写ベルト１１の下部張架面には、トナー像形成手段である４個の画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋが配置されている。画像形成ユニット１２の番号に沿えたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、扱うトナーの色と対応するもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。画像形成ユニット１２に備えられ、中間転写ベルト１１とともに回転する潜像担持体（以下、感光体）４０に対しても同じようにＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋを沿えている。なお、感光体４０Ｙ〜４０Ｋは等間隔に配置され、少なくとも画像形成時には中間転写ベルト１１との張架部の一部と接触するようになっている。
【００１７】
図２は、画像形成ユニットを示す図である。扱うトナーの色は異なるが、画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋの構成はそれぞれ同じであるので、その構成を画像形成ユニット１２として図２により説明する。図２において、プリンタの動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう支持された円筒状の感光体４０が配設されている。そして、感光体４０の周囲には、静電写真プロセスに従い帯電装置４１、露光装置、現像装置１、クリーニング装置４２、光除電装置などの作像部材や電位センサ、画像センサが配されているが、それらの構成・作動は基本的に公知であるので、説明の簡略化のために、ここでは本発明と特に関わりのある部分について述べる。
【００１８】
一様帯電された感光体４０の表面は、画像情報に基づいた露光４３により静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置１により現像され、感光体表面上にトナー像が形成される。トナー像は転写帯電器１３により中間転写ベルト１１（図１）に転写させられる。中間転写ベルト１１に転写されたイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像は重ね合わされ、給紙ユニット１４（図１）から給紙ローラ、レジストローラ対を経て搬送された用紙上に二次転写ローラ１５を用いて転写される。転写終了後の用紙は、定着ユニット１６によりトナー像を定着され、片面画像形成の場合には、そのまま機外に排出され、両面画像形成の場合には、公知のように、反転路（図示せず）を介した後、両面部（図示せず）を通って再び二次転写ユニットへ送られる。
なお、本実施形態では、少なくとも感光体４０と現像装置１とでカートリッジユニットが構成され、更に帯電装置４１、クリーニング装置４２、除電装置を備えてプロセスカートリッジが構成可能である。プロセスカートリッジと称する場合、現像装置１と他のプロセス手段が一体となって着脱可能にされたものであり、上記カートリッジユニットだけでもプロセスカートリッジとなり得るし、現像装置１と感光体４０と帯電装置４１、現像装置１と感光体４０と帯電装置４１とクリーニング装置４２など、様々なバリエーションが存在し得る。
【００１９】
次に作像部について図２を用いて説明する。図２の画像形成ユニットは感光体４０と現像装置１、帯電装置４１（本実施例では帯電ローラ）、クリーニング装置４２（本実施例ではクリーニングブレード）を一体としたプロセスカートリッジである。現像装置１には感光体４０上に書込手段の露光４３により光学的に形成された感光体４０上の潜像に対しトナーの可視化像を形成する現像ローラ２があり、その現像ローラ現像領域の上流側には現像ローラ２上の現像剤量をある一定量に規制する規制部材４（以降の現像ドクタ４とする）がある。現像装置１内の現像タンク部にはトナー粒子と磁性粒子（キャリア）を混合した２成分現像剤が納められており、その現像剤は２本の搬送スクリュ、第１搬送スクリュ５ａと第２搬送スクリュ５ｂにより循環している。また、第２搬送スクリュ５ｂの下側にはトナー濃度センサ６が配置され、現像タンク内のトナー濃度を随時計測し、適正値に収まるよう制御している。また、現像ドクタ４右側には現像ニップ部からのトナー飛散を防止するための入口シール７が配置されている。
【００２０】
現像ローラ２は、非磁性スリーブである現像スリーブ２１とマグネットロール２２からなり、マグネットロール２２は、複数の磁極が磁石等で形成され、現像領域で現像スリーブ２１表面に磁気ブラシを形成して現像をおこなう主磁極、現像領域通過後に使用した現像剤を現像スリーブ２１から離脱させるための現像剤剥離磁極、現像タンク内から現像剤を汲み上げるための現像剤汲み上げ磁極、現像スリーブ表面で現像剤を搬送する現像剤搬送磁極等から構成されている。これらは、それぞれ役割によって着磁幅や、磁束密度が異なっている。本実施形態のマグネットローラ２２では、現像剤汲み上げ磁極２４の法線方向磁束密度の半径方向の減衰率を４０％以上としている。このように減衰率を規定することにより、磁束密度は現像スリーブ２１表面から離れるに従って急激に低下するため、現像剤によって形成される磁気ブラシは短くなる。そのため、現像剤汲み上げ磁極２４近傍のみから現像剤を汲み上げることができると共に、現像剤剥離極２３との合成磁束密度を低く抑えることができ、現像スリーブ２１からスムーズに剥離し、現像剤が連れ回りしにくい現像ローラ２を得ることができる。
【００２１】
ここで、高い磁束密度を得るためには、マグネットロール２２に高い磁気特性を持った材料を用いることで達成できるが、これらの材料は一般的に高価なため、マグネットローラ２２全体に用いるとローラコストが高くなってしまうという問題点がある。そこで、少なくとも現像剤汲み上げ磁極２４を、希土類金属を含む材料を用いることにより、低コストで磁束密度の高い現像ローラ２を提供することができる。希土類磁石材料としては、一般的にはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉やＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石粉を高分子化合物に混合・混錬したプラスチックマグネットを用いることが加工上・コスト上望ましい。この場合の磁気特性としては最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）で８ＭＧＯｅ以上であることが望ましく、材料としては磁気異方性を持った材料をマグネット成形時に磁界を印加させながら成形を行い、材料を異方化して用いることで高い磁気特性を得ることができる。また磁気異方性を持つことにより現像剤汲み上げ磁極２４の磁束密度の法線方向を半径方向に対して現像スリーブ回転下流側に向けることができる（図３参照）。
【００２２】
このように、現像剤汲み上げ磁極２４に高い磁気特性を持った材料を用いることで、現像剤汲み上げ磁極２４としての法線方向磁束密度を得るために必要な体積を従来のマグネットよりも狭くすることができるため、着磁幅も狭くすることができる。よって現像剤剥離磁極２３と現像剤汲み上げ磁極２４の磁極間を広げることができ、現像剤の剥離がしやすくなる効果を得られることができる。
【００２３】
希土類磁石以外の材料としては、磁性粉に高分子化合物を混合した、プラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることが多い。磁性粉としては、ＳｒフェライトもしくはＢａフェライトを用い、高分子化合物としては６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）・ＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料が使用できる。特にＥＡ成分２５％〜３５％であるエチレンエチルアクリレートでは、生産性に優れた押出し成型に適切であり、低コストの現像ローラ２を提供することができる。
【００２４】
また、上記に示した現像ローラ２は粒径が５０μｍ以下のキャリア、１０μｍ以下の重合トナーを用いた場合、より顕著な現像剤連れ回り余裕度を高める効果が期待できる。すなわち、小粒径キャリア／重合トナーを用いることで感光体４０上の潜像を忠実に再現でき、高画質の画像を得られ、かつ現像剤連れ回り性能に優れた現像装置を得ることができるためである。
【００２５】
また、本発明の現像ローラ２は画像形成装置にプロセスカートリッジ形態で使用すれば、交換が容易であり、常に高画質画像を提供することができる。
【００２６】
次に、マグネットローラ２２を、実施例１，２，３を用いて具体的に説明する。図４は、従来例のマグネットローラの磁束密度分布を示す図である。また、図５は実施例１のマグネットローラの磁束密度分布を示す図であり、図６は実施例２のマグネットローラの磁束密度分布を示す図であり、図７は実施例３のマグネットローラの磁束密度分布を示す図である。従来例は現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅が４０°である。実施例１は現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅が２５°、実施例２は１５°、実施例３は、実施例１の半値幅で磁化方向が半径方向に対して現像スリーブ回転上流側に向けたものである。
【００２７】
これらの現像ローラ２を用い、平均粒径５５μｍと３５μｍのキャリアを用いて画像の確認を行った。評価は５段階評価とし、５が最も良好で、画像ムラ、画像均一性、画像の滑らかさである粒状度について評価を行った。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表１に示すように、従来例に対して画質を改善する効果が得られた。現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅を２５°以下とすることで、現像剤連れ回りによる画像ムラや画像濃度均一性が改善された。さらに、磁化方向が半径方向に対して現像スリーブ回転上流側に向けるとより高い改善効果が確認された。
【００３０】
以上、本実施形態によれば、マグネットローラ２２の現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅を２５°以下とすることにより、現像剤汲み上げ磁極２４による法線方向磁束密度の広がりを小さく抑える。これにより、現像剤剥離磁極と現像剤の汲み上げ位置との距離を大きくして、現像スリーブ２１から離脱した現像剤をそのまま汲み上げないようにするとともに、現像剤汲み上げ磁極２４は磁極近傍の現像剤のみを汲み上げるようにする。よって、現像剤の連れ回りを抑制できる。
また、マグネットローラ２２の現像剤汲み上げ磁極２４の減衰率を４０％以上とすることにより、磁束密度は現像スリーブ２１表面から離れるに従って急激に低下するようになるため、現像スリーブ２１表面に形成される磁気ブラシは短くなる。これにより、現像剤汲み上げ磁極２４は磁極近傍の現像剤のみを汲み上げるようになり、現像スリーブ２１から離脱した現像剤をそのまま汲み上げないようにする。よって、現像剤の連れ回りを抑制できる。
また、磁気特性の高い希土類元素を含むマグネットブロックを現像剤汲み上げ磁極２４に使用することにより、磁束密度の半値幅を狭く、減衰率が高いマグネットローラが構成でき、現像剤の連れ回り余裕度の高い現像ローラ２を提供することができる。
また、希土類元素を含むマグネットブロックが磁気異方性を有することにより、磁束密度の方向に自由度があり、現像剤連れ回り余裕度の高い現像ローラ２を提供することができる。さらに、磁束密度の方向をより現像剤剥離磁極より遠くすることができ、現像剤連れ回り余裕度の高い現像ローラを提供することができる。また、生産性に優れた押出し成型が可能なため、低コストの現像ローラを提供することができる。また、押出成型における配向性が高い材料を使用しているため、低コストで現像剤連れ回り余裕度の高い現像ローラを提供することができる。
また、現像剤規制部材としての現像ドクタ４が、現像ローラ２の略下側に配置されている現像装置に対して、現像剤連れ回り余裕度の高い現像ローラを提供することができる。
また、粒径５０μｍ以下のキャリアを用いるため、現像剤連れ回り余裕度の高い良好な画像特性の現像装置を得ることができる。
また、平均粒径１０μｍ以下の重合トナーを用いるため、現像剤連れ回り余裕度の高い良好な画像特性の現像装置を得ることができる。
また、プロセスカートリッジとすることにより、交換が容易であり、常に高画質画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】画像形成ユニットの概略構成図。
【図３】現像剤剥離磁極の磁束密度の法線方向を、半径方向に対して現像スリーブ回転上流側に向けた図。
【図４】従来例のマグネットローラの磁束密度分布図。
【図５】実施例１のマグネットローラの磁束密度分布図。
【図６】実施例２のマグネットローラの磁束密度分布図。
【図７】実施例３のマグネットローラの磁束密度分布図。
【符号の説明】
【００３２】
１ 現像装置
２ 現像ローラ
４ 規制部材（現像ドクタ）
５ａ 第１搬送スクリュ
５ｂ 第２搬送スクリュ
６ トナー濃度センサ
７ 入口シール
１０ 画像ユニット
１１ 中間転写ベルト
１２ 画像形成ユニット
１３ 転写帯電器
１４ 給紙ユニット
１５ 二次転写ローラ
１６ 定着ユニット
２１ 現像スリーブ（非磁性スリーブ）
２２ マグネットロール
２３ 現像剤剥離磁極
２４ 現像剤汲み上げ磁極
４０ 感光体（潜像担持体）
４１ 帯電装置
４２ クリーニング装置
４３ 露光（書込手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ、現像ローラを有する現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置においてはコンパクト化のニーズが高まっている。これに伴い、２成分現像装置もコンパクト化する必要があり、現像ローラの小径化や、現像ユニット内の空間を少なくし現像剤の量を少量にする方法が採用されている。しかし、副作用として現像剤の連れ回りが発生しやすくなり、画像ムラの異常画像を発生させやすくなっている。
【０００３】
一般に、２成分現像装置の現像ローラは、非磁性体よりなる円筒状の現像スリーブと、現像スリーブに内包されるマグネットロールとを有している。マグネットローラは、複数の磁極が磁石等で形成され、現像領域で現像スリーブ表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給するための主磁極、現像領域通過後に使用した現像剤を現像スリーブ表面から離脱させるための現像剤剥離磁極、現像容器内から現像剤を汲み上げるための現像剤汲み上げ磁極、現像スリーブ表面で現像剤を搬送する現像剤搬送磁極から構成されている。
【０００４】
上記現像剤の連れ回りは、使用した現像剤を現像スリーブから離脱し、現像容器内を搬送されてくる現像剤と十分攪拌されリフレッシュされた現像剤を現像スリーブに汲み上げれば、発生しない。しかし、現像スリーブの小径化により、マグネットローラの現像剤剥離磁極とその下流に隣接して配置されるの現像剤汲み上げ磁極の距離が近くなってしまい、現像スリーブから離れようとする現像剤をそのまま汲み上げてしまうために起こる。
【０００５】
また、近年、画像形成装置においては高画質化のニーズも高まっており、２成分現像方式では現像剤に用いるキャリア・トナーの小径化が採用され、高画質化に効果があることが確認されている。しかし、キャリア・トナーの小径化により現像剤の流動性が低下してしまうので、現像スリーブから現像剤の離脱が遅くなり、現像剤の連れ回りが発生しやすくなる。また、現像剤の流動性低下により、現像容器内からの汲み上げムラも発生しやすくなるため、画像ムラとして顕れ易くなっている。
【０００６】
この現像剤の連れ回りは、現像剤剥離磁極と現像剤汲み上げ磁極とを離して配置することにより抑制できるが、現像装置構成とのマッチングを考慮すると磁気特性設計自由度が高いとはいえず、改善が困難である。
【０００７】
また、特許文献１には、現像スリーブを離脱した現像剤が、現像ケースの内壁に跳ね返って現像剤攪拌部に落下するようにして、直接、現像剤汲み上げ磁極に汲み上げられないようにするために、現像剤剥離位置で現像スリーブ表面の法線ベクトルがケース部材の内壁面で反射して作られる法線反射ベクトルの向きと、現像剤汲み上げ磁極の磁力とを規定したものが提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２６６３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の装置では、連れ回りを十分に抑制できるとは言えず、画像濃度ムラに対して余裕度が無いものとなっていた。
【００１０】
本発明者は、現像剤の連れ回りを抑制するために、特願２００６−２６６９２８号にて、現像剤剥離磁極の半値幅が２５°であることを特徴とする現像装置を提案している。この現像装置では、現像剤剥離磁極の半値幅を上記のように規定することにより、現像剤剥離磁極による法線方向磁束密度の広がりを小さく抑える。これにより、現像剤離脱位置と現像剤汲み上げ極とが離れるようにして、現像剤汲み上げ磁極から離れたところで現像剤を離脱させて、脱離した現像剤がそのまま汲み上げられないようにする。また、同特願にて現像剤剥離磁極の法線方向の磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とする現像装置も提案している。この現像装置では、現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の半径方向の減衰率を上記のように規定することにより、磁束密度はローラ表面から離れるに従って急激に低下するようになる。このため、現像スリーブ表面に形成される磁気ブラシは短い状態となり、現像剤は現像スリーブからスムーズに離脱するようになる。
【００１１】
しかし、この現像装置では、現像剤剥離極近傍のケース形状をある程度大きくしなければ効果が小さいことが解った。このため、現像装置の設計上で制限が残ってしまう。
【００１２】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、２成分現像方式において現像剤の連れ回りを抑制して、コンパクトで高画質な画像の得られる現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して、潜像担持体にトナーを供給する現像ローラにおいて、上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の半値幅が２５°以下であることを特徴とするものである。ここで、半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力の半分の値を指す部分の角度幅のことである。
また、請求項２の発明は、回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して、潜像担持体にトナーを供給する現像ローラにおいて、上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の現像ローラにおいて、上記現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のいずれかの現像ローラにおいて、上記現像剤汲み上げ磁極が希土類マグネットブロックで構成されることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像ローラにおいて、上記希土類マグネットブロックが磁気異方性を有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像ローラにおいて、上記希土類マグネットブロックの磁化方向が半径方向に対して前記非磁性スリーブ回転下流側に向いていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のいずれかの現像ローラにおいて、上記マグネットロールは高分子化合物としてエチレン・エチル重合体で構成されることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の現像ローラにおいて、上記エチレン・エチル重合体のエチル成分が２５％〜３５％であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有する現像ローラを備え、該現像ローラでキャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給して現像する現像装置において、上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の半値幅が２５°以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有する現像ローラを備え、該現像ローラでキャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給して現像する現像装置において、上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項９または１０の現像装置において、上記現像ローラ表面に担持される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を、該現像ローラの略下側に配設することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項９、１０または１１のいずれかの現像装置において、現像剤は５０μｍ以下のキャリアを有することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の現像装置において、トナーは平均粒径１０μｍ以下の重合トナーであることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、少なくとも潜像担持体と現像手段とを一体に形成し、装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として請求項９、１０、１１、１２または１３のいずれかの現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として請求項９、１０、１１、１２または１３のいずれかの現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１４の画像形成装置において、請求項１４のプロセスカートリッジを採用することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１、または、請求項３乃至１６の発明においては、現像剤汲み上げ磁極の半値幅を上記のように規定することにより、現像剤汲み上げ磁極による法線方向磁束密度の広がりを小さく抑える。これにより、現像剤剥離磁極と現像剤の汲み上げ位置との距離が大きくなり、スリーブから離脱した現像剤をそのまま汲み上げないようにするとともに、現像剤汲み上げ磁極は磁極近傍の現像剤のみを汲み上げるようになる。よって、現像剤の連れ回りを抑制できる。
請求項２乃至１６の発明においては、現像剤汲み上げ磁極の減衰率を上記のように規定することにより、磁束密度は現像スリーブ表面から離れるに従って急激に低下するようになる。これにより、現像スリーブ表面に形成される磁気ブラシは短くなり、現像剤汲み上げ磁極は磁極近傍の現像剤のみを汲み上げて、現像スリーブから離脱した現像剤をそのまま汲み上げないようになる。よって、現像剤の連れ回りを抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、本発明によれば、２成分現像方式において現像剤の連れ回りを抑制して、コンパクトで高画質な画像が得られるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としての電子写真方式フルカラープリンタの概略構成図である。このプリンタの画像ユニット１０は、矢印方向に無端移動する像担持体としての中間転写ベルト１１を備え、中間転写ベルト１１の下部張架面には、トナー像形成手段である４個の画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋが配置されている。画像形成ユニット１２の番号に沿えたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、扱うトナーの色と対応するもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。画像形成ユニット１２に備えられ、中間転写ベルト１１とともに回転する潜像担持体（以下、感光体）４０に対しても同じようにＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋを沿えている。なお、感光体４０Ｙ〜４０Ｋは等間隔に配置され、少なくとも画像形成時には中間転写ベルト１１との張架部の一部と接触するようになっている。
【００１７】
図２は、画像形成ユニットを示す図である。扱うトナーの色は異なるが、画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋの構成はそれぞれ同じであるので、その構成を画像形成ユニット１２として図２により説明する。図２において、プリンタの動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう支持された円筒状の感光体４０が配設されている。そして、感光体４０の周囲には、静電写真プロセスに従い帯電装置４１、露光装置、現像装置１、クリーニング装置４２、光除電装置などの作像部材や電位センサ、画像センサが配されているが、それらの構成・作動は基本的に公知であるので、説明の簡略化のために、ここでは本発明と特に関わりのある部分について述べる。
【００１８】
一様帯電された感光体４０の表面は、画像情報に基づいた露光４３により静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置１により現像され、感光体表面上にトナー像が形成される。トナー像は転写帯電器１３により中間転写ベルト１１（図１）に転写させられる。中間転写ベルト１１に転写されたイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像は重ね合わされ、給紙ユニット１４（図１）から給紙ローラ、レジストローラ対を経て搬送された用紙上に二次転写ローラ１５を用いて転写される。転写終了後の用紙は、定着ユニット１６によりトナー像を定着され、片面画像形成の場合には、そのまま機外に排出され、両面画像形成の場合には、公知のように、反転路（図示せず）を介した後、両面部（図示せず）を通って再び二次転写ユニットへ送られる。
なお、本実施形態では、少なくとも感光体４０と現像装置１とでカートリッジユニットが構成され、更に帯電装置４１、クリーニング装置４２、除電装置を備えてプロセスカートリッジが構成可能である。プロセスカートリッジと称する場合、現像装置１と他のプロセス手段が一体となって着脱可能にされたものであり、上記カートリッジユニットだけでもプロセスカートリッジとなり得るし、現像装置１と感光体４０と帯電装置４１、現像装置１と感光体４０と帯電装置４１とクリーニング装置４２など、様々なバリエーションが存在し得る。
【００１９】
次に作像部について図２を用いて説明する。図２の画像形成ユニットは感光体４０と現像装置１、帯電装置４１（本実施例では帯電ローラ）、クリーニング装置４２（本実施例ではクリーニングブレード）を一体としたプロセスカートリッジである。現像装置１には感光体４０上に書込手段の露光４３により光学的に形成された感光体４０上の潜像に対しトナーの可視化像を形成する現像ローラ２があり、その現像ローラ現像領域の上流側には現像ローラ２上の現像剤量をある一定量に規制する規制部材４（以降の現像ドクタ４とする）がある。現像装置１内の現像タンク部にはトナー粒子と磁性粒子（キャリア）を混合した２成分現像剤が納められており、その現像剤は２本の搬送スクリュ、第１搬送スクリュ５ａと第２搬送スクリュ５ｂにより循環している。また、第２搬送スクリュ５ｂの下側にはトナー濃度センサ６が配置され、現像タンク内のトナー濃度を随時計測し、適正値に収まるよう制御している。また、現像ドクタ４右側には現像ニップ部からのトナー飛散を防止するための入口シール７が配置されている。
【００２０】
現像ローラ２は、非磁性スリーブである現像スリーブ２１とマグネットロール２２からなり、マグネットロール２２は、複数の磁極が磁石等で形成され、現像領域で現像スリーブ２１表面に磁気ブラシを形成して現像をおこなう主磁極、現像領域通過後に使用した現像剤を現像スリーブ２１から離脱させるための現像剤剥離磁極、現像タンク内から現像剤を汲み上げるための現像剤汲み上げ磁極、現像スリーブ表面で現像剤を搬送する現像剤搬送磁極等から構成されている。これらは、それぞれ役割によって着磁幅や、磁束密度が異なっている。本実施形態のマグネットローラ２２では、現像剤汲み上げ磁極２４の法線方向磁束密度の半径方向の減衰率を４０％以上としている。このように減衰率を規定することにより、磁束密度は現像スリーブ２１表面から離れるに従って急激に低下するため、現像剤によって形成される磁気ブラシは短くなる。そのため、現像剤汲み上げ磁極２４近傍のみから現像剤を汲み上げることができると共に、現像剤剥離極２３との合成磁束密度を低く抑えることができ、現像スリーブ２１からスムーズに剥離し、現像剤が連れ回りしにくい現像ローラ２を得ることができる。
【００２１】
ここで、高い磁束密度を得るためには、マグネットロール２２に高い磁気特性を持った材料を用いることで達成できるが、これらの材料は一般的に高価なため、マグネットローラ２２全体に用いるとローラコストが高くなってしまうという問題点がある。そこで、少なくとも現像剤汲み上げ磁極２４を、希土類金属を含む材料を用いることにより、低コストで磁束密度の高い現像ローラ２を提供することができる。希土類磁石材料としては、一般的にはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉やＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石粉を高分子化合物に混合・混錬したプラスチックマグネットを用いることが加工上・コスト上望ましい。この場合の磁気特性としては最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）で８ＭＧＯｅ以上であることが望ましく、材料としては磁気異方性を持った材料をマグネット成形時に磁界を印加させながら成形を行い、材料を異方化して用いることで高い磁気特性を得ることができる。また磁気異方性を持つことにより現像剤汲み上げ磁極２４の磁束密度の法線方向を半径方向に対して現像スリーブ回転下流側に向けることができる（図３参照）。
【００２２】
このように、現像剤汲み上げ磁極２４に高い磁気特性を持った材料を用いることで、現像剤汲み上げ磁極２４としての法線方向磁束密度を得るために必要な体積を従来のマグネットよりも狭くすることができるため、着磁幅も狭くすることができる。よって現像剤剥離磁極２３と現像剤汲み上げ磁極２４の磁極間を広げることができ、現像剤の剥離がしやすくなる効果を得られることができる。
【００２３】
希土類磁石以外の材料としては、磁性粉に高分子化合物を混合した、プラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることが多い。磁性粉としては、ＳｒフェライトもしくはＢａフェライトを用い、高分子化合物としては６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）・ＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料が使用できる。特にＥＡ成分２５％〜３５％であるエチレンエチルアクリレートでは、生産性に優れた押出し成型に適切であり、低コストの現像ローラ２を提供することができる。
【００２４】
また、上記に示した現像ローラ２は粒径が５０μｍ以下のキャリア、１０μｍ以下の重合トナーを用いた場合、より顕著な現像剤連れ回り余裕度を高める効果が期待できる。すなわち、小粒径キャリア／重合トナーを用いることで感光体４０上の潜像を忠実に再現でき、高画質の画像を得られ、かつ現像剤連れ回り性能に優れた現像装置を得ることができるためである。
【００２５】
また、本発明の現像ローラ２は画像形成装置にプロセスカートリッジ形態で使用すれば、交換が容易であり、常に高画質画像を提供することができる。
【００２６】
次に、マグネットローラ２２を、実施例１，２，３を用いて具体的に説明する。図４は、従来例のマグネットローラの磁束密度分布を示す図である。また、図５は実施例１のマグネットローラの磁束密度分布を示す図であり、図６は実施例２のマグネットローラの磁束密度分布を示す図であり、図７は実施例３のマグネットローラの磁束密度分布を示す図である。従来例は現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅が４０°である。実施例１は現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅が２５°、実施例２は１５°、実施例３は、実施例１の半値幅で磁化方向が半径方向に対して現像スリーブ回転上流側に向けたものである。
【００２７】
これらの現像ローラ２を用い、平均粒径５５μｍと３５μｍのキャリアを用いて画像の確認を行った。評価は５段階評価とし、５が最も良好で、画像ムラ、画像均一性、画像の滑らかさである粒状度について評価を行った。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表１に示すように、従来例に対して画質を改善する効果が得られた。現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅を２５°以下とすることで、現像剤連れ回りによる画像ムラや画像濃度均一性が改善された。さらに、磁化方向が半径方向に対して現像スリーブ回転上流側に向けるとより高い改善効果が確認された。
【００３０】
以上、本実施形態によれば、マグネットローラ２２の現像剤汲み上げ磁極２４の半値幅を２５°以下とすることにより、現像剤汲み上げ磁極２４による法線方向磁束密度の広がりを小さく抑える。これにより、現像剤剥離磁極と現像剤の汲み上げ位置との距離を大きくして、現像スリーブ２１から離脱した現像剤をそのまま汲み上げないようにするとともに、現像剤汲み上げ磁極２４は磁極近傍の現像剤のみを汲み上げるようにする。よって、現像剤の連れ回りを抑制できる。
また、マグネットローラ２２の現像剤汲み上げ磁極２４の減衰率を４０％以上とすることにより、磁束密度は現像スリーブ２１表面から離れるに従って急激に低下するようになるため、現像スリーブ２１表面に形成される磁気ブラシは短くなる。これにより、現像剤汲み上げ磁極２４は磁極近傍の現像剤のみを汲み上げるようになり、現像スリーブ２１から離脱した現像剤をそのまま汲み上げないようにする。よって、現像剤の連れ回りを抑制できる。
また、磁気特性の高い希土類元素を含むマグネットブロックを現像剤汲み上げ磁極２４に使用することにより、磁束密度の半値幅を狭く、減衰率が高いマグネットローラが構成でき、現像剤の連れ回り余裕度の高い現像ローラ２を提供することができる。
また、希土類元素を含むマグネットブロックが磁気異方性を有することにより、磁束密度の方向に自由度があり、現像剤連れ回り余裕度の高い現像ローラ２を提供することができる。さらに、磁束密度の方向をより現像剤剥離磁極より遠くすることができ、現像剤連れ回り余裕度の高い現像ローラを提供することができる。また、生産性に優れた押出し成型が可能なため、低コストの現像ローラを提供することができる。また、押出成型における配向性が高い材料を使用しているため、低コストで現像剤連れ回り余裕度の高い現像ローラを提供することができる。
また、現像剤規制部材としての現像ドクタ４が、現像ローラ２の略下側に配置されている現像装置に対して、現像剤連れ回り余裕度の高い現像ローラを提供することができる。
また、粒径５０μｍ以下のキャリアを用いるため、現像剤連れ回り余裕度の高い良好な画像特性の現像装置を得ることができる。
また、平均粒径１０μｍ以下の重合トナーを用いるため、現像剤連れ回り余裕度の高い良好な画像特性の現像装置を得ることができる。
また、プロセスカートリッジとすることにより、交換が容易であり、常に高画質画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】画像形成ユニットの概略構成図。
【図３】現像剤剥離磁極の磁束密度の法線方向を、半径方向に対して現像スリーブ回転上流側に向けた図。
【図４】従来例のマグネットローラの磁束密度分布図。
【図５】実施例１のマグネットローラの磁束密度分布図。
【図６】実施例２のマグネットローラの磁束密度分布図。
【図７】実施例３のマグネットローラの磁束密度分布図。
【符号の説明】
【００３２】
１ 現像装置
２ 現像ローラ
４ 規制部材（現像ドクタ）
５ａ 第１搬送スクリュ
５ｂ 第２搬送スクリュ
６ トナー濃度センサ
７ 入口シール
１０ 画像ユニット
１１ 中間転写ベルト
１２ 画像形成ユニット
１３ 転写帯電器
１４ 給紙ユニット
１５ 二次転写ローラ
１６ 定着ユニット
２１ 現像スリーブ（非磁性スリーブ）
２２ マグネットロール
２３ 現像剤剥離磁極
２４ 現像剤汲み上げ磁極
４０ 感光体（潜像担持体）
４１ 帯電装置
４２ クリーニング装置
４３ 露光（書込手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して、潜像担持体にトナーを供給する現像ローラにおいて、
上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の半値幅が２５°以下であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して、潜像担持体にトナーを供給する現像ローラにおいて、
上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項３】
請求項１の現像ローラにおいて、上記現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれかの現像ローラにおいて、上記現像剤汲み上げ磁極が希土類マグネットブロックで構成されることを特徴とする現像ローラ。
【請求項５】
請求項４の現像ローラにおいて、上記希土類マグネットブロックが磁気異方性を有することを特徴とする現像ローラ。
【請求項６】
請求項５の現像ローラにおいて、上記希土類マグネットブロックの磁化方向が半径方向に対して前記非磁性スリーブ回転下流側に向いていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のいずれかの現像ローラにおいて、上記マグネットロールは高分子化合物としてエチレン・エチル重合体で構成されることを特徴とする現像ローラ。
【請求項８】
請求項７の現像ローラにおいて、上記エチレン・エチル重合体のエチル成分が２５％〜３５％であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項９】
回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有する現像ローラを備え、該現像ローラでキャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給して現像する現像装置において、
上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の半値幅が２５°以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有する現像ローラを備え、該現像ローラでキャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給して現像する現像装置において、
上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項９または１０の現像装置において、上記現像ローラ表面に担持される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を、該現像ローラの略下側に配設することを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項９、１０または１１のいずれかの現像装置において、現像剤は５０μｍ以下のキャリアを有することを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項１２の現像装置において、トナーは平均粒径１０μｍ以下の重合トナーであることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
少なくとも潜像担持体と現像手段とを一体に形成し、装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として請求項９、１０、１１、１２または１３のいずれかの現像装置を採用することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として請求項９、１０、１１、１２または１３のいずれかの現像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１４の画像形成装置において、請求項１４のプロセスカートリッジを採用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して、潜像担持体にトナーを供給する現像ローラにおいて、
上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の半値幅が２５°以下であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有し、キャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して、潜像担持体にトナーを供給する現像ローラにおいて、
上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項３】
請求項１の現像ローラにおいて、上記現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれかの現像ローラにおいて、上記現像剤汲み上げ磁極が希土類マグネットブロックで構成されることを特徴とする現像ローラ。
【請求項５】
請求項４の現像ローラにおいて、上記希土類マグネットブロックが磁気異方性を有することを特徴とする現像ローラ。
【請求項６】
請求項５の現像ローラにおいて、上記希土類マグネットブロックの磁化方向が半径方向に対して前記非磁性スリーブ回転下流側に向いていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のいずれかの現像ローラにおいて、上記マグネットロールは高分子化合物としてエチレン・エチル重合体で構成されることを特徴とする現像ローラ。
【請求項８】
請求項７の現像ローラにおいて、上記エチレン・エチル重合体のエチル成分が２５％〜３５％であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項９】
回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有する現像ローラを備え、該現像ローラでキャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給して現像する現像装置において、
上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の半値幅が２５°以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
回転可能な非磁性スリーブと、該非磁性スリーブ内に固定配置されたマグネットロールとを有する現像ローラを備え、該現像ローラでキャリアとトナーとからなる現像剤を汲み上げて表面に磁気ブラシを形成して潜像担持体にトナーを供給して現像する現像装置において、
上記マグネットロールが、現像剤汲み上げ磁極と、現像剤搬送磁極と、現像領域での現像剤穂立ちのための主磁極と、現像剤剥離磁極とを備え、該現像剤汲み上げ磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項９または１０の現像装置において、上記現像ローラ表面に担持される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を、該現像ローラの略下側に配設することを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項９、１０または１１のいずれかの現像装置において、現像剤は５０μｍ以下のキャリアを有することを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項１２の現像装置において、トナーは平均粒径１０μｍ以下の重合トナーであることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
少なくとも潜像担持体と現像手段とを一体に形成し、装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として請求項９、１０、１１、１２または１３のいずれかの現像装置を採用することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として請求項９、１０、１１、１２または１３のいずれかの現像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１４の画像形成装置において、請求項１４のプロセスカートリッジを採用することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２５１０７５（Ｐ２００９−２５１０７５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９５７２１（Ｐ２００８−９５７２１）
【出願日】平成２０年４月２日（２００８．４．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２日（２００８．４．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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