現像装置およびそれを備えた画像形成装置
【課題】現像ゴースト等の画像不良を抑制しつつ、現像装置の小型化、ひいては現像装置を用いる画像形成装置の小型化が可能な現像装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置３は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部４１と、内部に磁石６０〜６４を有しており、現像剤貯留部４１から供給された現像剤を担持する磁気ローラ５６と、磁気ローラ５６に対向して配置されており、磁気ローラ５６から現像剤のトナーを受け取って、周面４７にトナー層が形成される現像ローラ４２とを含む。現像ローラ４２は、少なくとも周面４７が軟質磁性材料から構成され、磁気ローラ５６の磁石６０との間で磁界を形成する。
【解決手段】現像装置３は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部４１と、内部に磁石６０〜６４を有しており、現像剤貯留部４１から供給された現像剤を担持する磁気ローラ５６と、磁気ローラ５６に対向して配置されており、磁気ローラ５６から現像剤のトナーを受け取って、周面４７にトナー層が形成される現像ローラ４２とを含む。現像ローラ４２は、少なくとも周面４７が軟質磁性材料から構成され、磁気ローラ５６の磁石６０との間で磁界を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に、キャリアおよびトナーを含む２成分現像剤により現像ローラ上にトナー層を形成し、現像ローラ上のトナーを感光体に現像するタッチダウン現像方式の現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置として、キャリアおよびトナーを含む２成分現像剤を用いるものが知られている。タッチダウン現像方式の現像装置は、一般的に、現像剤を貯留する現像剤貯留部と、現像剤貯留部から現像剤を磁気的に汲み上げて該現像剤を担持する磁気ローラと、磁気ローラから現像剤のトナーのみを受け取って周面にトナー層が形成される現像ローラとを含む。現像ローラの周面上のトナー層によって、画像形成装置の感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【０００３】
上記構成の現像装置では、感光体ドラム上の静電潜像を現像する際、現像ローラの周面上のトナーの一部が消費されずに周面上に残留する場合がある。残留トナーが除去（回収）されずに次の現像処理が行われると、画像不良、例えば現像ゴーストが発生する。
【０００４】
この現像ゴーストを抑制する技術として、例えば、特許文献１のものが知られている。特許文献１の現像装置では、磁気ローラ上に形成される磁気ブラシによるトナー回収力を高めることにより現像ゴーストを抑制している。具体的には、図４に示すように、磁気ローラ８０の内部に配置された磁極体８１とは反対の磁極を有する磁極体８３を、磁気ローラ８０の磁極体８１と対向するように現像ローラ８２の内部に配置して、現像ローラ８２の磁極体８３と磁気ローラ８０の磁極体８１との間に磁界を形成することにより、磁気ローラ８０上の磁気ブラシのトナー回収力を高め、現像ローラ８２上の残留トナーを磁気ローラ８０上に回収している。
【特許文献１】特開２００５−２７４９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、上記構成のような現像装置が内蔵される画像形成装置の小型化が要求されている。しかしながら、特許文献１の現像装置では、磁気ローラ８０との間に磁界を形成するために現像ローラ８２の内部に磁極体８３を配置しているので、磁極体８３を配置した分、現像ローラ８２が大径化し、ひいては現像装置が大型化してしまう。その結果、画像形成装置の小型化の要求に応えることは困難である。
【０００６】
また、現像ローラ８２の両端部８２ａ，８２ａには、該現像ローラ８２の回転軸８４の支持に用いられるフランジ部８５が嵌入されている。そのため、現像ローラ８２は、両端部８２ａ，８２ａに、磁気ローラ８０の磁極体８１と対向させた磁極体を配置することができない。したがって、両端部８２ａ，８２ａに磁気ローラ８０上の磁気ブラシを強固に当接させることができず、両端部８２ａ，８２ａにトナーが付着した場合、磁気ローラ８０側にトナーを回収することが困難になる。その結果、画像不良が発生する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、現像ゴースト等の画像不良を抑制しつつ、現像装置の小型化、ひいては現像装置を用いる画像形成装置の小型化が可能な現像装置、およびそれを備えた画像形成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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部と、内部に磁石を有しており、前記現像剤貯留部から供給された前記現像剤を担持する磁気ローラと、前記磁気ローラに対向して配置されており、前記磁気ローラから前記現像剤のトナーを受け取って、周面にトナー層が形成される現像ローラとを含む。前記現像ローラは、少なくとも前記周面が軟質磁性材料から構成され、前記磁気ローラの前記磁石との間で磁界を形成する。
【０００９】
本発明に係る現像装置によれば、現像ローラの少なくとも周面を軟質磁性材料から構成しているので、現像ローラの内部に磁極体を配置する従来の構成と比較して現像ローラの小径化、ひいては現像装置の小型化を図ることができる。しかも、軟質磁性材料は磁気ローラの磁石によって磁化されて、軟質磁性材料からなる周面と磁気ローラの磁石との間で磁界が形成されるので、磁気ローラ上に良好な磁気ブラシを形成することができる。この磁気ブラシのトナー回収力により、現像ゴーストや画像むら等の画像不良を抑制することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、軟質磁性材料の比透磁率が１０〜１００００である。
【００１１】
この構成によれば、現像ゴーストや画像むら等の画像不良を抑制可能な程度のトナー回収力を有する磁気ブラシを確保することができる。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施形態では、軟質磁性材料は、フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、鉄およびニッケルからなる一群から選択され、現像ローラ全体が軟質磁性材料から構成されている。
【００１３】
この構成によれば、現像ローラを小径化しても、所定の回転数に耐え得る機械的強度を現像ローラに付与することができる。
【００１４】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、現像ローラの周面には、樹脂コーティングが施されている。
【００１５】
この構成によれば、樹脂コーティングにより、トナーの現像ローラの周面に対する付着力を低下させることができ、その結果、良好な画像濃度を確保できる。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成装置は、外部から入力された画像データに基づき静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を現像する上記構成の現像装置とを含み、前記現像装置の現像ローラの周面上に形成されたトナー層によって、前記静電潜像が現像される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る現像装置およびそれを備えた画像形成装置によれば、現像ゴースト等の画像不良を抑制しつつ、現像装置の小型化、ひいては現像装置を用いる画像形成装置の小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの内部構成を概略的に示す正面図である。図１に示すように、プリンタ１は、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各色別の画像形成部２（２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｂｋ）を含むタンデム式のカラープリンタである。各画像形成部２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｂｋは、現像装置３、感光体ドラム４、帯電器５、露光器（ＬＥＤプリントヘッドユニット等）６、トナー供給部７、クリーナー２１および１次転写ローラ９を含む。
【００２０】
トナー供給部７は、マゼンタ，シアン，イエロー，ブラックの各色の現像剤を貯蔵する。現像装置３は、トナー供給部７から供給される現像剤を感光体ドラム４に供給して、感光体ドラム４の周面上に形成された静電潜像を現像する。この現像処理により、感光体ドラム４の周面上にトナー像が形成される。
【００２１】
感光体ドラム４は、後述する転写ベルト８の下方に位置し、転写ベルト８の外表面に接触した状態で配設されている。感光体ドラム４は、転写ベルト８の回転方向Ｂの上流側からマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの順番で並設されている。また、感光体ドラム４は、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等から構成され、図１における時計回りの方向（図示のＡ方向）に回転する。
【００２２】
感光体ドラム４の対向する位置には、１次転写ローラ９が転写ベルト８の内表面に接触した状態で転写ベルト８を介して配置されている。１次転写ローラ９は、転写ベルト８の回転により従動回転するローラであり、感光体ドラム４とで転写ベルト８をニップして、感光体ドラム４に形成された各色のトナー像を転写ベルト８に１次転写させる１次転写部Ｔを構成する。ここで、転写ベルト８は、各色のトナー像が多重転写されるように１次転写される。これにより、転写ベルト８にはカラーのトナー像が形成される。
【００２３】
帯電器５は、感光体ドラム４の周面を一様に帯電する。露光器６は、外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等から入力された原稿画像データに基づくレーザ光を感光体ドラム４の周面に導くポリゴンミラー６ａを有している。ポリゴンミラー６ａは、図略の駆動源によって回転しつつ、各感光体ドラム４の周面上にレーザ光を走査して、各周面に静電潜像を形成する。
【００２４】
クリーナー２１は、各感光体ドラム４の周面上に配置され、１次転写後に該周面上に残留する残留トナー等を除去する。
【００２５】
転写ベルト８は、感光体ドラム４の列の上方に配置されると共に、外表面が感光体ドラム４の周面に接触した状態となるように、従動ローラ１０と駆動ローラ１１との間に張設されている。また、転写ベルト８は、アイドルローラ１９によって上方に付勢されている。駆動ローラ１１は、図略の駆動源による駆動力を受けて回転して、転写ベルト８を回転駆動させる。従動ローラ１０は、転写ベルト８の回転によって従動回転する。これにより、転写ベルト８はＢ方向（反時計回りの方向）に回転する。
【００２６】
また、転写ベルト８は、駆動ローラ１１に巻回されている部位が屈曲した状態となっており、この屈曲部位は、転写ベルト８に１次転写されたトナー像が用紙Ｐに２次転写される２次転写位置Ｐ１として設定されている。この２次転写位置Ｐ１には、転写ベルト８を介して駆動ローラ１１に対向する２次転写ローラ１８が設けられている。２次転写ローラ１８は、駆動ローラ１１との間でニップを形成して、該ニップを通過する用紙Ｐに、転写ベルト８の外表面上のトナー像を２次転写する。
【００２７】
２次転写位置Ｐ１の下方には、一対のローラから構成されるレジストローラ１７が配設されている。このレジストローラ１７は、用紙Ｐを２次転写位置Ｐ１に向けて搬送すると共に、用紙Ｐの斜め送りを修正する。
【００２８】
２次転写位置Ｐ１の上方には、２次転写位置Ｐ１でトナー像の２次転写が施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着装置１４が設けられている。定着装置１４は、一対の定着ローラ１４１を含み、用紙Ｐを加熱しつつ、定着ローラ１４１間でニップすることで、２次転写されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させる。
【００２９】
プリンタ１の下部における、露光器６の下方位置には、用紙束を収納する給紙カセット１２が配置されている。そして、給紙カセット１２と２次転写位置Ｐ１との間には、用紙Ｐを給紙カセット１２から２次転写位置Ｐ１まで用紙Ｐを案内する用紙搬送路１３が設けられている。用紙搬送路１３には、上述のレジストローラ１７が配設されている。また、用紙搬送路１３には、レジストローラ１７の他に、用紙Ｐを案内するための複数のローラ対が適所に配設されている。
【００３０】
プリンタ１の上面には、定着装置１４によって定着処理が施された用紙Ｐが排出される排出部１６が形成されており、この排出部１６と定着装置１４との間には、用紙Ｐを案内するための用紙排出路１５が設けられている。この用紙排出路１５にも、用紙Ｐを搬送するためのローラ対が適所に配設されている。
【００３１】
以下、本実施形態に係る現像装置３について説明する。現像装置３は、キャリアおよびトナーを含有する現像剤を用いるタッチダウン現像方式の現像装置である。本明細書において、「トナー」とは、着色剤、電荷制御剤、ワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた微粉体のことであり、また、「磁性キャリア」とは、Ｆｅ３Ｏ４等の磁性粒子であって、トナーを帯電させるためのものである。さらに、「トナー」は、トナーカートリッジから現像装置３に適宜補給される消耗品であるのに対し、「磁性キャリア」は、予め所定量が現像装置３内に装填されており、消耗することなく循環使用されるため、通常、補給されることはない。
【００３２】
図２は、本実施形態に係る現像装置の内部構造を示す断面図である。現像装置３は、該現像装置３の内部空間を画定し、画像形成装置１の前後方向に延びる現像容器（壁部）４５を含む。現像装置３は、現像容器４５内に、現像剤を貯留すると共に、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能とされた現像剤貯留部４１と、現像剤貯留部４１の上方に配置された磁気ローラ５６と、磁気ローラ５６の斜め上方位置で磁気ローラ５６に対向配置された現像ローラ４２と、先端が磁気ローラ５６に対向するように配置された現像剤規制ブレード５５とを含む。
【００３３】
現像剤貯留部４１は、現像装置３の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室４１ａ，４１ｂから構成されており、現像剤貯留室４１ａ，４１ｂは、現像容器４５の一部である仕切り板５０によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両隅部において互いに連通されている。また、各現像剤貯留室４１ａ，４１ｂには、回転により現像剤を攪拌するスクリューフィーダ４３，４４が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ４３，４４は、回転方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤貯留室４１ａおよび現像剤貯留室４１ｂ間を攪拌されつつ搬送される。この攪拌により、トナーとキャリアとが混合され、トナーが帯電される。
【００３４】
磁気ローラ５６は、図略の駆動源によって回転される回転軸５８と、この回転軸５８と矢印で示す方向に一体に回転するように構成された回転スリーブ５７とを有する。回転軸５８は、現像装置３の長手方向（画像形成装置１の前後方向）に延びるように配設されており、回転スリーブ５７は、例えばアルミ等の非磁性材料から構成され、軸心が回転軸５８と一致する円筒状の形状を有している。回転スリーブ５７の内部には、現像装置３の長手方向に延びる複数の磁石６０〜６４が配置されている。これらの磁石６０〜６４は、矢印で示す磁気ローラ５６の回転方向に沿って、汲上極６２、規制極６１、主極６０、搬送極６４、剥離極６３とされている。これらの磁石６０〜６４は、回転スリーブ５７内で固定されており、回転軸５８の回転に伴って一体に回転しない。
【００３５】
回転軸５８の回転に伴って回転スリーブ５７が回転すると、汲上極６２によって現像剤貯留部４１から現像剤が磁気的に汲み上げられ、磁気ローラ５６の周面５９に現像剤の層が形成される。そして、現像剤の磁性キャリアによって周面５９上に磁気ブラシが形成される。
【００３６】
磁気ローラ５６の周面５９（つまり、回転スリーブ５７の周面）に磁気的に付着した現像剤の層厚は、現像剤規制ブレード５５によって規制される。現像剤規制ブレード５５は、回転スリーブ５７の長手方向に沿って延び、その先端が周面５９との間で所定の隙間を形成するように配設された板部材である。回転スリーブ５７が回転すると、現像剤規制ブレード５５の前記先端によって、磁気ローラ５６の周面５９上の現像剤の穂切りが行われる。この穂切りによって、現像剤の層厚が規制され、磁気ローラ５６の周面５９上に、所定厚みの現像剤層、つまり磁気ブラシ層が均一に形成される。
【００３７】
現像ローラ４２は、図略の駆動源によって回転される軸部４８と、この軸部４８と矢印で示す方向に一体に回転するように構成された回転スリーブ４９とを有するシャフト状の部材である。軸部４８は、現像装置３の長手方向（画像形成装置１の前後方向）に延びるように配設されており、回転スリーブ４９は、軸心が軸部４８と一致する円筒状の形状を有している。現像ローラ４２は、その周面４７（つまり、回転スリーブ４９の周面）が、磁気ローラ５６の周面５９との間で所定の隙間を形成するように、かつ磁気ローラ５６の主極６０と周面５９を介して対向するように配設されている。また、現像ローラ４２は、現像容器４５に形成された所定の開口を通して感光体ドラム４に臨むように配設されており、その周面４７と感光体ドラム４の周面との間には所定の隙間が形成されている。また、図３に示すように、回転スリーブ４９の両端部４９ａ，４９ａには、軸部４８の支持に用いられるフランジ部６５が嵌入されている。
【００３８】
現像ローラ４２の回転スリーブ４９は、軟質磁性材料から構成されている。軟質磁性材料としては、例えば、フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、鉄、ニッケルが挙げられる。これらの軟質磁性材料の比透磁率は、好ましくは１０〜１００００である。回転スリーブ４９は、このように軟質磁性材料から構成されているので、磁気ローラ５６の主極６０によって磁化され、主極６０との間で磁界を形成する。特に、回転スリーブ４９を軟質磁性材料から構成することで、回転スリーブ４９の両端部４９ａ，４９ａを主極６０によって磁化させることができ、両端部４９ａ，４９ａと主極６０との間で磁界を形成することができる。この磁界により、現像ローラ４２と磁気ローラ５６の主極６０との間で良好な磁気ブラシが形成される。現像ローラ４２の回転スリーブ４９は、その全体を軟質磁性材料から構成してもよく、周面４７のみを軟質磁性材料から構成してもよい。また、現像ローラ４２の周面４７には、例えばシリコン変性ウレタンからなる樹脂コーティングが施されている。
【００３９】
また、現像ローラ４２の回転スリーブ４９は、図３に示すように、回転スリーブ４９の長手方向の寸法（幅寸法）が、磁気ローラ５６内の主極６０の長手方向の寸法（幅寸法）と等しく、またはそれよりも小さい寸法に設定された状態で主極６０と長手方向において対向するように配置されることが好ましい。回転スリーブ４９の長手方向寸法を主極６０の長手方向寸法よりも大きく設定すると、回転スリーブ４９の両端部４９ａ，４９ａが磁気ローラ５６上の磁気ブラシと対向しなくなる。そのため、両端部にトナーが付着した場合、トナーを磁気ローラ５６側に回収することが困難になる。
【００４０】
現像ローラ４２は、矢印の方向に回転されると、周面４７が磁気ローラ５６上の磁気ブラシ層と接触する。このとき、現像ローラ４２と磁気ローラ５６との間にバイアスを印加すると、電位差によって磁気ブラシ層からトナーのみが現像ローラ４２の周面４７に移動し、周面４７上にトナー層が形成される。そして、周面４７上のトナー層が、現像ローラ４２と感光体ドラム４との間の電位差によって感光体ドラム４の周面に移動すると、感光体ドラム４の周面に形成されている静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００４１】
上述した構成の現像装置３によれば、現像ローラ４２を軟質磁性材料から構成しているので、現像ローラの内部に磁石を配置して磁気ローラとの間で磁界を形成する従来の構成と比較して現像ローラ４２の小径化を図ることができる。これにより、現像装置３の小型化、ひいては画像形成装置１の小型化を実現できる。
【００４２】
しかも、軟質磁性材料から構成される現像ローラ４２の回転スリーブ４９は、磁気ローラ５６の主極６０によって磁化されて、回転スリーブ４９と磁気ローラ５６の主極６０との間で磁界が形成されるので、磁気ローラ５６の周面５９上に良好な磁気ブラシを形成することができる。特に、本実施形態では、現像ローラの両端部が磁化されない従来の構成と異なり、回転スリーブ４９（現像ローラ４２）の両端部４９ａ，４９ａは主極６０によって磁化されるので、回転スリーブ４９の周面４７全体と主極６０との間で磁界を形成することができる。感光体ドラム４上の静電潜像を現像する際に現像ローラ４２の周面４７上のトナーの一部が消費されずに周面４７上に残留すると、現像ゴーストや画像むら等の画像不良が発生する場合があるが、上述のように形成された磁気ブラシのトナー回収力により、そのような画像不良を抑制することができる。
【００４３】
さらに、比透磁率が１０〜１００００である軟質磁性材料から現像ローラ４２の回転スリーブ４９を構成することで、所望のトナー回収力を有する磁気ブラシを容易に形成することができる。比透磁率が１０未満であると、磁気ローラ５６と現像ローラ４２の間の磁束密度が上がらないため、所望のトナー回収力を有する磁気ブラシを形成することは難しい。一方、比透磁率が１００００を越えると現像ローラ４２上にキャリアが現像されやすくなるため、感光体ドラム４上にキャリア現像するなどの不具合が生じる。
【００４４】
さらに、現像ローラ４２全体を軟質磁性材料から構成した場合、現像ローラ４２を小径化しても、所定の回転数に耐え得る機械的強度を現像ローラ４２に付与することができる。
【００４５】
また、現像ローラ４２の周面４７に形成された樹脂コーティングにより、トナーの現像ローラ４２の周面４７に対する付着力を低下させることができ、その結果、良好な画像濃度を確保できる。
【００４６】
以下、上述の作用を有する現像装置３を用いて行った画像評価の試験について説明する。画像評価試験は、現像ゴースト、画像むら（濃度追随性）および画像濃度について行った。試験では、現像ローラ４２として、軟質磁性材料がＳＵＳ４３０であり、周面に樹脂コーティングが施されていないシャフト部材（実施例１）、軟質磁性材料がＳＵＳ４３０であり、周面に樹脂コーティングが施されたシャフト部材（実施例２）を用い、比較例として、非磁性材料であるアルミニウムから構成されたシャフト部材を用いた。実施例２の樹脂コーティングは、シリコン変性ウレタンからなる。また、ＳＵＳ４３０の比透磁率は７４、飽和磁束密度は１．６［Ｔ］であり、実施例１，２および比較例のシャフト部材は、径が１２ｍｍのものを用いた。
【００４７】
実験条件は以下の通りである。
・磁気ローラ５６：径１６ｍｍ
・磁気ローラ５６の磁力：主極６０ ８５［ｍＴ］、規制極６１ ６０［ｍＴ］、
汲上極６２ ６０［ｍＴ］、剥離極６３ ３５［ｍＴ］
搬送極６４ ６５［ｍＴ］
・システム速度：１６９ｍｍ／ｓ
・現像ローラ４２のローラ周速：２７０ｍｍ／ｓ
・磁気ローラ５６のローラ周速：４０６ｍｍ／ｓ
・現像ローラ４２および感光体ドラム４間の隙間：１２０μｍ
・現像ローラ４２および磁気ローラ５６間の隙間：３００μｍ
・現像剤規制ブレード５５および磁気ローラ５６間の隙間：３５０μｍ
そして、現像ローラ４２に、周波数３ＫＨｚ、Ｖｐｐ１．３ＫＶ、Ｖｄｃ７５Ｖ、デューティサイクル３５％、磁気ローラ５６に、逆位相で、Ｖｐｐ１．１ＫＶ、Ｖｄｃ３００Ｖのバイアスを印加した。なお、主極６０の磁力は８０〜１００ｍＴであり、好ましくは８５ｍＴ以上である。主極６０の磁力が８５ｍＴ未満の場合は、現像ロール４２と磁気ローラ５６との間に発生する磁界が不十分となり、現像ローラ４２から磁気ローラ５６へトナーを十分に引き戻せない場合がある。
【００４８】
上記の実験条件で得られた画像評価を次の表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１では、現像ゴーストについては、○は現像ゴーストがない、×は現像ゴーストが明らかにある、を示す。また、画像むらについては、○は、画像むら評価係数が０．１３以上、×は、画像むら評価係数が０．１６５以上を示す。また、画像濃度については、○は、濃度ＩＤが１．３０以上、△は、濃度ＩＤが１．３０未満１．２８以上、×は濃度ＩＤが１．２８未満を示す。なお、画像濃度ＩＤは、ベタ画像をポータブル反射濃度計ＲＤ−１９（サカタインクスエンジニアリング社製）で測定した反射濃度を示している。
【００５１】
表１に示すように、実施例１は、画像濃度の評価が△であるものの、現像ゴーストおよび画像むらの評価が○であった。実施例２は、実施例１とは異なり現像ローラ４２の周面４７に樹脂コーティングが施されているため、画像濃度の評価が○であった。実施例２は、現像ゴーストおよび画像むらの評価も○であった。これに対し、比較例は、現像ゴースト、画像むらおよび画像濃度の全ての評価が×であった。この結果は、比較例では、現像ローラ４２が非磁性材料から構成されているため、磁気ローラ５６の主極６０との間で磁界を形成することができず、磁気ローラ５６の周面５９上に所望のトナー回収力を有する磁気ブラシを形成することができなかったことに起因する。
【００５２】
上述の実験結果から明らかなように、本実施形態に係る現像装置３によれば、現像ローラ４２の小径化による現像装置３の小型化を達成しつつ、現像ゴースト、画像むら等の画像不良を抑制すること、適正なレベルの画像濃度を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの内部構成を概略的に示す正面図である。
【図２】本実施形態に係る現像装置の内部構造を示す断面図である。
【図３】現像装置の磁気ローラおよび現像ローラを概略的に示す正面図である。
【図４】従来の現像装置の磁気ローラおよび現像ローラを概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 画像形成装置
２ 画像形成部
３ 現像装置
４ 感光体ドラム
４１ 現像剤貯留部
４５ 現像容器
４２ 現像ローラ
４３，４４ スクリューフィーダ
４７ 周面
５５ 現像剤規制ブレード
５６ 磁気ローラ
５７ 回転スリーブ
５８ 回転軸
５９ 周面
６０〜６４ 磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に、キャリアおよびトナーを含む２成分現像剤により現像ローラ上にトナー層を形成し、現像ローラ上のトナーを感光体に現像するタッチダウン現像方式の現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置として、キャリアおよびトナーを含む２成分現像剤を用いるものが知られている。タッチダウン現像方式の現像装置は、一般的に、現像剤を貯留する現像剤貯留部と、現像剤貯留部から現像剤を磁気的に汲み上げて該現像剤を担持する磁気ローラと、磁気ローラから現像剤のトナーのみを受け取って周面にトナー層が形成される現像ローラとを含む。現像ローラの周面上のトナー層によって、画像形成装置の感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【０００３】
上記構成の現像装置では、感光体ドラム上の静電潜像を現像する際、現像ローラの周面上のトナーの一部が消費されずに周面上に残留する場合がある。残留トナーが除去（回収）されずに次の現像処理が行われると、画像不良、例えば現像ゴーストが発生する。
【０００４】
この現像ゴーストを抑制する技術として、例えば、特許文献１のものが知られている。特許文献１の現像装置では、磁気ローラ上に形成される磁気ブラシによるトナー回収力を高めることにより現像ゴーストを抑制している。具体的には、図４に示すように、磁気ローラ８０の内部に配置された磁極体８１とは反対の磁極を有する磁極体８３を、磁気ローラ８０の磁極体８１と対向するように現像ローラ８２の内部に配置して、現像ローラ８２の磁極体８３と磁気ローラ８０の磁極体８１との間に磁界を形成することにより、磁気ローラ８０上の磁気ブラシのトナー回収力を高め、現像ローラ８２上の残留トナーを磁気ローラ８０上に回収している。
【特許文献１】特開２００５−２７４９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、上記構成のような現像装置が内蔵される画像形成装置の小型化が要求されている。しかしながら、特許文献１の現像装置では、磁気ローラ８０との間に磁界を形成するために現像ローラ８２の内部に磁極体８３を配置しているので、磁極体８３を配置した分、現像ローラ８２が大径化し、ひいては現像装置が大型化してしまう。その結果、画像形成装置の小型化の要求に応えることは困難である。
【０００６】
また、現像ローラ８２の両端部８２ａ，８２ａには、該現像ローラ８２の回転軸８４の支持に用いられるフランジ部８５が嵌入されている。そのため、現像ローラ８２は、両端部８２ａ，８２ａに、磁気ローラ８０の磁極体８１と対向させた磁極体を配置することができない。したがって、両端部８２ａ，８２ａに磁気ローラ８０上の磁気ブラシを強固に当接させることができず、両端部８２ａ，８２ａにトナーが付着した場合、磁気ローラ８０側にトナーを回収することが困難になる。その結果、画像不良が発生する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、現像ゴースト等の画像不良を抑制しつつ、現像装置の小型化、ひいては現像装置を用いる画像形成装置の小型化が可能な現像装置、およびそれを備えた画像形成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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部と、内部に磁石を有しており、前記現像剤貯留部から供給された前記現像剤を担持する磁気ローラと、前記磁気ローラに対向して配置されており、前記磁気ローラから前記現像剤のトナーを受け取って、周面にトナー層が形成される現像ローラとを含む。前記現像ローラは、少なくとも前記周面が軟質磁性材料から構成され、前記磁気ローラの前記磁石との間で磁界を形成する。
【０００９】
本発明に係る現像装置によれば、現像ローラの少なくとも周面を軟質磁性材料から構成しているので、現像ローラの内部に磁極体を配置する従来の構成と比較して現像ローラの小径化、ひいては現像装置の小型化を図ることができる。しかも、軟質磁性材料は磁気ローラの磁石によって磁化されて、軟質磁性材料からなる周面と磁気ローラの磁石との間で磁界が形成されるので、磁気ローラ上に良好な磁気ブラシを形成することができる。この磁気ブラシのトナー回収力により、現像ゴーストや画像むら等の画像不良を抑制することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、軟質磁性材料の比透磁率が１０〜１００００である。
【００１１】
この構成によれば、現像ゴーストや画像むら等の画像不良を抑制可能な程度のトナー回収力を有する磁気ブラシを確保することができる。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施形態では、軟質磁性材料は、フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、鉄およびニッケルからなる一群から選択され、現像ローラ全体が軟質磁性材料から構成されている。
【００１３】
この構成によれば、現像ローラを小径化しても、所定の回転数に耐え得る機械的強度を現像ローラに付与することができる。
【００１４】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、現像ローラの周面には、樹脂コーティングが施されている。
【００１５】
この構成によれば、樹脂コーティングにより、トナーの現像ローラの周面に対する付着力を低下させることができ、その結果、良好な画像濃度を確保できる。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成装置は、外部から入力された画像データに基づき静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を現像する上記構成の現像装置とを含み、前記現像装置の現像ローラの周面上に形成されたトナー層によって、前記静電潜像が現像される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る現像装置およびそれを備えた画像形成装置によれば、現像ゴースト等の画像不良を抑制しつつ、現像装置の小型化、ひいては現像装置を用いる画像形成装置の小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの内部構成を概略的に示す正面図である。図１に示すように、プリンタ１は、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各色別の画像形成部２（２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｂｋ）を含むタンデム式のカラープリンタである。各画像形成部２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｂｋは、現像装置３、感光体ドラム４、帯電器５、露光器（ＬＥＤプリントヘッドユニット等）６、トナー供給部７、クリーナー２１および１次転写ローラ９を含む。
【００２０】
トナー供給部７は、マゼンタ，シアン，イエロー，ブラックの各色の現像剤を貯蔵する。現像装置３は、トナー供給部７から供給される現像剤を感光体ドラム４に供給して、感光体ドラム４の周面上に形成された静電潜像を現像する。この現像処理により、感光体ドラム４の周面上にトナー像が形成される。
【００２１】
感光体ドラム４は、後述する転写ベルト８の下方に位置し、転写ベルト８の外表面に接触した状態で配設されている。感光体ドラム４は、転写ベルト８の回転方向Ｂの上流側からマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの順番で並設されている。また、感光体ドラム４は、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等から構成され、図１における時計回りの方向（図示のＡ方向）に回転する。
【００２２】
感光体ドラム４の対向する位置には、１次転写ローラ９が転写ベルト８の内表面に接触した状態で転写ベルト８を介して配置されている。１次転写ローラ９は、転写ベルト８の回転により従動回転するローラであり、感光体ドラム４とで転写ベルト８をニップして、感光体ドラム４に形成された各色のトナー像を転写ベルト８に１次転写させる１次転写部Ｔを構成する。ここで、転写ベルト８は、各色のトナー像が多重転写されるように１次転写される。これにより、転写ベルト８にはカラーのトナー像が形成される。
【００２３】
帯電器５は、感光体ドラム４の周面を一様に帯電する。露光器６は、外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等から入力された原稿画像データに基づくレーザ光を感光体ドラム４の周面に導くポリゴンミラー６ａを有している。ポリゴンミラー６ａは、図略の駆動源によって回転しつつ、各感光体ドラム４の周面上にレーザ光を走査して、各周面に静電潜像を形成する。
【００２４】
クリーナー２１は、各感光体ドラム４の周面上に配置され、１次転写後に該周面上に残留する残留トナー等を除去する。
【００２５】
転写ベルト８は、感光体ドラム４の列の上方に配置されると共に、外表面が感光体ドラム４の周面に接触した状態となるように、従動ローラ１０と駆動ローラ１１との間に張設されている。また、転写ベルト８は、アイドルローラ１９によって上方に付勢されている。駆動ローラ１１は、図略の駆動源による駆動力を受けて回転して、転写ベルト８を回転駆動させる。従動ローラ１０は、転写ベルト８の回転によって従動回転する。これにより、転写ベルト８はＢ方向（反時計回りの方向）に回転する。
【００２６】
また、転写ベルト８は、駆動ローラ１１に巻回されている部位が屈曲した状態となっており、この屈曲部位は、転写ベルト８に１次転写されたトナー像が用紙Ｐに２次転写される２次転写位置Ｐ１として設定されている。この２次転写位置Ｐ１には、転写ベルト８を介して駆動ローラ１１に対向する２次転写ローラ１８が設けられている。２次転写ローラ１８は、駆動ローラ１１との間でニップを形成して、該ニップを通過する用紙Ｐに、転写ベルト８の外表面上のトナー像を２次転写する。
【００２７】
２次転写位置Ｐ１の下方には、一対のローラから構成されるレジストローラ１７が配設されている。このレジストローラ１７は、用紙Ｐを２次転写位置Ｐ１に向けて搬送すると共に、用紙Ｐの斜め送りを修正する。
【００２８】
２次転写位置Ｐ１の上方には、２次転写位置Ｐ１でトナー像の２次転写が施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着装置１４が設けられている。定着装置１４は、一対の定着ローラ１４１を含み、用紙Ｐを加熱しつつ、定着ローラ１４１間でニップすることで、２次転写されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させる。
【００２９】
プリンタ１の下部における、露光器６の下方位置には、用紙束を収納する給紙カセット１２が配置されている。そして、給紙カセット１２と２次転写位置Ｐ１との間には、用紙Ｐを給紙カセット１２から２次転写位置Ｐ１まで用紙Ｐを案内する用紙搬送路１３が設けられている。用紙搬送路１３には、上述のレジストローラ１７が配設されている。また、用紙搬送路１３には、レジストローラ１７の他に、用紙Ｐを案内するための複数のローラ対が適所に配設されている。
【００３０】
プリンタ１の上面には、定着装置１４によって定着処理が施された用紙Ｐが排出される排出部１６が形成されており、この排出部１６と定着装置１４との間には、用紙Ｐを案内するための用紙排出路１５が設けられている。この用紙排出路１５にも、用紙Ｐを搬送するためのローラ対が適所に配設されている。
【００３１】
以下、本実施形態に係る現像装置３について説明する。現像装置３は、キャリアおよびトナーを含有する現像剤を用いるタッチダウン現像方式の現像装置である。本明細書において、「トナー」とは、着色剤、電荷制御剤、ワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた微粉体のことであり、また、「磁性キャリア」とは、Ｆｅ３Ｏ４等の磁性粒子であって、トナーを帯電させるためのものである。さらに、「トナー」は、トナーカートリッジから現像装置３に適宜補給される消耗品であるのに対し、「磁性キャリア」は、予め所定量が現像装置３内に装填されており、消耗することなく循環使用されるため、通常、補給されることはない。
【００３２】
図２は、本実施形態に係る現像装置の内部構造を示す断面図である。現像装置３は、該現像装置３の内部空間を画定し、画像形成装置１の前後方向に延びる現像容器（壁部）４５を含む。現像装置３は、現像容器４５内に、現像剤を貯留すると共に、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能とされた現像剤貯留部４１と、現像剤貯留部４１の上方に配置された磁気ローラ５６と、磁気ローラ５６の斜め上方位置で磁気ローラ５６に対向配置された現像ローラ４２と、先端が磁気ローラ５６に対向するように配置された現像剤規制ブレード５５とを含む。
【００３３】
現像剤貯留部４１は、現像装置３の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室４１ａ，４１ｂから構成されており、現像剤貯留室４１ａ，４１ｂは、現像容器４５の一部である仕切り板５０によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両隅部において互いに連通されている。また、各現像剤貯留室４１ａ，４１ｂには、回転により現像剤を攪拌するスクリューフィーダ４３，４４が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ４３，４４は、回転方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤貯留室４１ａおよび現像剤貯留室４１ｂ間を攪拌されつつ搬送される。この攪拌により、トナーとキャリアとが混合され、トナーが帯電される。
【００３４】
磁気ローラ５６は、図略の駆動源によって回転される回転軸５８と、この回転軸５８と矢印で示す方向に一体に回転するように構成された回転スリーブ５７とを有する。回転軸５８は、現像装置３の長手方向（画像形成装置１の前後方向）に延びるように配設されており、回転スリーブ５７は、例えばアルミ等の非磁性材料から構成され、軸心が回転軸５８と一致する円筒状の形状を有している。回転スリーブ５７の内部には、現像装置３の長手方向に延びる複数の磁石６０〜６４が配置されている。これらの磁石６０〜６４は、矢印で示す磁気ローラ５６の回転方向に沿って、汲上極６２、規制極６１、主極６０、搬送極６４、剥離極６３とされている。これらの磁石６０〜６４は、回転スリーブ５７内で固定されており、回転軸５８の回転に伴って一体に回転しない。
【００３５】
回転軸５８の回転に伴って回転スリーブ５７が回転すると、汲上極６２によって現像剤貯留部４１から現像剤が磁気的に汲み上げられ、磁気ローラ５６の周面５９に現像剤の層が形成される。そして、現像剤の磁性キャリアによって周面５９上に磁気ブラシが形成される。
【００３６】
磁気ローラ５６の周面５９（つまり、回転スリーブ５７の周面）に磁気的に付着した現像剤の層厚は、現像剤規制ブレード５５によって規制される。現像剤規制ブレード５５は、回転スリーブ５７の長手方向に沿って延び、その先端が周面５９との間で所定の隙間を形成するように配設された板部材である。回転スリーブ５７が回転すると、現像剤規制ブレード５５の前記先端によって、磁気ローラ５６の周面５９上の現像剤の穂切りが行われる。この穂切りによって、現像剤の層厚が規制され、磁気ローラ５６の周面５９上に、所定厚みの現像剤層、つまり磁気ブラシ層が均一に形成される。
【００３７】
現像ローラ４２は、図略の駆動源によって回転される軸部４８と、この軸部４８と矢印で示す方向に一体に回転するように構成された回転スリーブ４９とを有するシャフト状の部材である。軸部４８は、現像装置３の長手方向（画像形成装置１の前後方向）に延びるように配設されており、回転スリーブ４９は、軸心が軸部４８と一致する円筒状の形状を有している。現像ローラ４２は、その周面４７（つまり、回転スリーブ４９の周面）が、磁気ローラ５６の周面５９との間で所定の隙間を形成するように、かつ磁気ローラ５６の主極６０と周面５９を介して対向するように配設されている。また、現像ローラ４２は、現像容器４５に形成された所定の開口を通して感光体ドラム４に臨むように配設されており、その周面４７と感光体ドラム４の周面との間には所定の隙間が形成されている。また、図３に示すように、回転スリーブ４９の両端部４９ａ，４９ａには、軸部４８の支持に用いられるフランジ部６５が嵌入されている。
【００３８】
現像ローラ４２の回転スリーブ４９は、軟質磁性材料から構成されている。軟質磁性材料としては、例えば、フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、鉄、ニッケルが挙げられる。これらの軟質磁性材料の比透磁率は、好ましくは１０〜１００００である。回転スリーブ４９は、このように軟質磁性材料から構成されているので、磁気ローラ５６の主極６０によって磁化され、主極６０との間で磁界を形成する。特に、回転スリーブ４９を軟質磁性材料から構成することで、回転スリーブ４９の両端部４９ａ，４９ａを主極６０によって磁化させることができ、両端部４９ａ，４９ａと主極６０との間で磁界を形成することができる。この磁界により、現像ローラ４２と磁気ローラ５６の主極６０との間で良好な磁気ブラシが形成される。現像ローラ４２の回転スリーブ４９は、その全体を軟質磁性材料から構成してもよく、周面４７のみを軟質磁性材料から構成してもよい。また、現像ローラ４２の周面４７には、例えばシリコン変性ウレタンからなる樹脂コーティングが施されている。
【００３９】
また、現像ローラ４２の回転スリーブ４９は、図３に示すように、回転スリーブ４９の長手方向の寸法（幅寸法）が、磁気ローラ５６内の主極６０の長手方向の寸法（幅寸法）と等しく、またはそれよりも小さい寸法に設定された状態で主極６０と長手方向において対向するように配置されることが好ましい。回転スリーブ４９の長手方向寸法を主極６０の長手方向寸法よりも大きく設定すると、回転スリーブ４９の両端部４９ａ，４９ａが磁気ローラ５６上の磁気ブラシと対向しなくなる。そのため、両端部にトナーが付着した場合、トナーを磁気ローラ５６側に回収することが困難になる。
【００４０】
現像ローラ４２は、矢印の方向に回転されると、周面４７が磁気ローラ５６上の磁気ブラシ層と接触する。このとき、現像ローラ４２と磁気ローラ５６との間にバイアスを印加すると、電位差によって磁気ブラシ層からトナーのみが現像ローラ４２の周面４７に移動し、周面４７上にトナー層が形成される。そして、周面４７上のトナー層が、現像ローラ４２と感光体ドラム４との間の電位差によって感光体ドラム４の周面に移動すると、感光体ドラム４の周面に形成されている静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
【００４１】
上述した構成の現像装置３によれば、現像ローラ４２を軟質磁性材料から構成しているので、現像ローラの内部に磁石を配置して磁気ローラとの間で磁界を形成する従来の構成と比較して現像ローラ４２の小径化を図ることができる。これにより、現像装置３の小型化、ひいては画像形成装置１の小型化を実現できる。
【００４２】
しかも、軟質磁性材料から構成される現像ローラ４２の回転スリーブ４９は、磁気ローラ５６の主極６０によって磁化されて、回転スリーブ４９と磁気ローラ５６の主極６０との間で磁界が形成されるので、磁気ローラ５６の周面５９上に良好な磁気ブラシを形成することができる。特に、本実施形態では、現像ローラの両端部が磁化されない従来の構成と異なり、回転スリーブ４９（現像ローラ４２）の両端部４９ａ，４９ａは主極６０によって磁化されるので、回転スリーブ４９の周面４７全体と主極６０との間で磁界を形成することができる。感光体ドラム４上の静電潜像を現像する際に現像ローラ４２の周面４７上のトナーの一部が消費されずに周面４７上に残留すると、現像ゴーストや画像むら等の画像不良が発生する場合があるが、上述のように形成された磁気ブラシのトナー回収力により、そのような画像不良を抑制することができる。
【００４３】
さらに、比透磁率が１０〜１００００である軟質磁性材料から現像ローラ４２の回転スリーブ４９を構成することで、所望のトナー回収力を有する磁気ブラシを容易に形成することができる。比透磁率が１０未満であると、磁気ローラ５６と現像ローラ４２の間の磁束密度が上がらないため、所望のトナー回収力を有する磁気ブラシを形成することは難しい。一方、比透磁率が１００００を越えると現像ローラ４２上にキャリアが現像されやすくなるため、感光体ドラム４上にキャリア現像するなどの不具合が生じる。
【００４４】
さらに、現像ローラ４２全体を軟質磁性材料から構成した場合、現像ローラ４２を小径化しても、所定の回転数に耐え得る機械的強度を現像ローラ４２に付与することができる。
【００４５】
また、現像ローラ４２の周面４７に形成された樹脂コーティングにより、トナーの現像ローラ４２の周面４７に対する付着力を低下させることができ、その結果、良好な画像濃度を確保できる。
【００４６】
以下、上述の作用を有する現像装置３を用いて行った画像評価の試験について説明する。画像評価試験は、現像ゴースト、画像むら（濃度追随性）および画像濃度について行った。試験では、現像ローラ４２として、軟質磁性材料がＳＵＳ４３０であり、周面に樹脂コーティングが施されていないシャフト部材（実施例１）、軟質磁性材料がＳＵＳ４３０であり、周面に樹脂コーティングが施されたシャフト部材（実施例２）を用い、比較例として、非磁性材料であるアルミニウムから構成されたシャフト部材を用いた。実施例２の樹脂コーティングは、シリコン変性ウレタンからなる。また、ＳＵＳ４３０の比透磁率は７４、飽和磁束密度は１．６［Ｔ］であり、実施例１，２および比較例のシャフト部材は、径が１２ｍｍのものを用いた。
【００４７】
実験条件は以下の通りである。
・磁気ローラ５６：径１６ｍｍ
・磁気ローラ５６の磁力：主極６０ ８５［ｍＴ］、規制極６１ ６０［ｍＴ］、
汲上極６２ ６０［ｍＴ］、剥離極６３ ３５［ｍＴ］
搬送極６４ ６５［ｍＴ］
・システム速度：１６９ｍｍ／ｓ
・現像ローラ４２のローラ周速：２７０ｍｍ／ｓ
・磁気ローラ５６のローラ周速：４０６ｍｍ／ｓ
・現像ローラ４２および感光体ドラム４間の隙間：１２０μｍ
・現像ローラ４２および磁気ローラ５６間の隙間：３００μｍ
・現像剤規制ブレード５５および磁気ローラ５６間の隙間：３５０μｍ
そして、現像ローラ４２に、周波数３ＫＨｚ、Ｖｐｐ１．３ＫＶ、Ｖｄｃ７５Ｖ、デューティサイクル３５％、磁気ローラ５６に、逆位相で、Ｖｐｐ１．１ＫＶ、Ｖｄｃ３００Ｖのバイアスを印加した。なお、主極６０の磁力は８０〜１００ｍＴであり、好ましくは８５ｍＴ以上である。主極６０の磁力が８５ｍＴ未満の場合は、現像ロール４２と磁気ローラ５６との間に発生する磁界が不十分となり、現像ローラ４２から磁気ローラ５６へトナーを十分に引き戻せない場合がある。
【００４８】
上記の実験条件で得られた画像評価を次の表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１では、現像ゴーストについては、○は現像ゴーストがない、×は現像ゴーストが明らかにある、を示す。また、画像むらについては、○は、画像むら評価係数が０．１３以上、×は、画像むら評価係数が０．１６５以上を示す。また、画像濃度については、○は、濃度ＩＤが１．３０以上、△は、濃度ＩＤが１．３０未満１．２８以上、×は濃度ＩＤが１．２８未満を示す。なお、画像濃度ＩＤは、ベタ画像をポータブル反射濃度計ＲＤ−１９（サカタインクスエンジニアリング社製）で測定した反射濃度を示している。
【００５１】
表１に示すように、実施例１は、画像濃度の評価が△であるものの、現像ゴーストおよび画像むらの評価が○であった。実施例２は、実施例１とは異なり現像ローラ４２の周面４７に樹脂コーティングが施されているため、画像濃度の評価が○であった。実施例２は、現像ゴーストおよび画像むらの評価も○であった。これに対し、比較例は、現像ゴースト、画像むらおよび画像濃度の全ての評価が×であった。この結果は、比較例では、現像ローラ４２が非磁性材料から構成されているため、磁気ローラ５６の主極６０との間で磁界を形成することができず、磁気ローラ５６の周面５９上に所望のトナー回収力を有する磁気ブラシを形成することができなかったことに起因する。
【００５２】
上述の実験結果から明らかなように、本実施形態に係る現像装置３によれば、現像ローラ４２の小径化による現像装置３の小型化を達成しつつ、現像ゴースト、画像むら等の画像不良を抑制すること、適正なレベルの画像濃度を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの内部構成を概略的に示す正面図である。
【図２】本実施形態に係る現像装置の内部構造を示す断面図である。
【図３】現像装置の磁気ローラおよび現像ローラを概略的に示す正面図である。
【図４】従来の現像装置の磁気ローラおよび現像ローラを概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 画像形成装置
２ 画像形成部
３ 現像装置
４ 感光体ドラム
４１ 現像剤貯留部
４５ 現像容器
４２ 現像ローラ
４３，４４ スクリューフィーダ
４７ 周面
５５ 現像剤規制ブレード
５６ 磁気ローラ
５７ 回転スリーブ
５８ 回転軸
５９ 周面
６０〜６４ 磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部と、
内部に磁石を有しており、前記現像剤貯留部から供給された前記現像剤を担持する磁気ローラと、
前記磁気ローラに対向して配置されており、前記磁気ローラから前記現像剤のトナーを受け取って、周面にトナー層が形成される現像ローラと、
を備え、
前記現像ローラは、少なくとも前記周面が軟質磁性材料から構成され、前記磁気ローラの前記磁石との間で磁界を形成する現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、前記軟質磁性材料の比透磁率が１０〜１００００である現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、前記軟質磁性材料は、フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、鉄およびニッケルからなる一群から選択され、前記現像ローラ全体が前記軟質磁性材料から構成されている現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像ローラの前記周面には、樹脂コーティングが施されている現像装置。
【請求項５】
画像形成装置であって、
外部から入力された画像データに基づき静電潜像が形成される感光体ドラムと、
前記静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を現像する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置と、
を備え、
前記現像装置の現像ローラの周面上に形成されたトナー層によって、前記静電潜像が現像される画像形成装置。
【請求項１】
トナーおよびキャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部と、
内部に磁石を有しており、前記現像剤貯留部から供給された前記現像剤を担持する磁気ローラと、
前記磁気ローラに対向して配置されており、前記磁気ローラから前記現像剤のトナーを受け取って、周面にトナー層が形成される現像ローラと、
を備え、
前記現像ローラは、少なくとも前記周面が軟質磁性材料から構成され、前記磁気ローラの前記磁石との間で磁界を形成する現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、前記軟質磁性材料の比透磁率が１０〜１００００である現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、前記軟質磁性材料は、フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、鉄およびニッケルからなる一群から選択され、前記現像ローラ全体が前記軟質磁性材料から構成されている現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置において、前記現像ローラの前記周面には、樹脂コーティングが施されている現像装置。
【請求項５】
画像形成装置であって、
外部から入力された画像データに基づき静電潜像が形成される感光体ドラムと、
前記静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を現像する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置と、
を備え、
前記現像装置の現像ローラの周面上に形成されたトナー層によって、前記静電潜像が現像される画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−５４８４５（Ｐ２０１０−５４８４５Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２０１６４（Ｐ２００８−２２０１６４）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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