現像装置及び画像形成装置
【課題】粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる現像装置およびこの現像装置が適用された画像形成装置を提供することを目的としている。
【解決手段】固定マグネット１５を内包する回転スリーブ１３と、回転スリーブ１３上に形成されるトナー層の厚みを規制するトナー層厚規制部材１６とを有する磁性１成分現像剤を用いた現像装置１０であって、トナー層厚規制部材１６は、磁性体の板状部材から構成されたブレード１１と、ブレード１１における回転スリーブ１３の回転方向Ｂ上流側に取り付けられた磁石１２とを備えられている。さらに、磁石１２における回転スリーブ１３側部分に形成されている磁界の方向が、回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略平行となるように磁石１２が配置されている。
【解決手段】固定マグネット１５を内包する回転スリーブ１３と、回転スリーブ１３上に形成されるトナー層の厚みを規制するトナー層厚規制部材１６とを有する磁性１成分現像剤を用いた現像装置１０であって、トナー層厚規制部材１６は、磁性体の板状部材から構成されたブレード１１と、ブレード１１における回転スリーブ１３の回転方向Ｂ上流側に取り付けられた磁石１２とを備えられている。さらに、磁石１２における回転スリーブ１３側部分に形成されている磁界の方向が、回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略平行となるように磁石１２が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式で静電潜像が形成された像担持体に向けて、磁性１成分現像剤を供給することによりトナー像を形成させる現像装置及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式が採用された画像形成装置に適用される現像装置は、画像データに基づく静電潜像が形成された感光体ドラムの周面に向けて現像剤のトナーを供給しトナー像を形成する。この現像装置を備えた画像形成装置は、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写する。そして、この転写されたトナー像を、感光体ドラムの下流側に設けられた定着装置で加熱することによって、記録媒体に定着させる。そうすることによって、前記画像形成装置は、画像データに基づく画像を記録媒体上に形成する。
【０００３】
また、前記現像装置は、感光体ドラムと対向した回転スリーブの上流側の位置に、ブレードが設けられ、回転スリーブ上に厚く形成されたトナー層の厚みを、このブレードで規制することによって、感光体ドラムに過剰に供給されないようになされている。よって、画像形成装置は、現像装置に備えられた回転スリーブを介してトナーを均一な状態で感光体ドラムに供給できる。
【０００４】
磁性１成分現像剤（磁性トナー）を用いた現像装置としては、例えば、固定マグネットを内包する回転スリーブ上の磁性トナーを、非接触の磁性ブレードを用いてトナー層の厚みを規制する磁性１成分現像装置が知られている。磁性１成分現像装置は、回転スリーブ上に厚く形成されたトナー層が回転スリーブに磁性ブレードが対向する位置（以下、「層厚規制位置」という。）を通過する際、回転スリーブと磁性ブレードとの間で２分される。磁性ブレードに近い方のトナーは、磁性ブレードに付着され、回転スリーブに近い方のトナーは、磁気吸着力により回転スリーブに吸着されて磁性ブレードから離れる。このように、磁性１成分現像装置は、トナー層をブレードで掻きとって、トナー層の厚みを規制するのではなく、回転スリーブに磁性ブレードを接触させずにトナー層の厚みを規制する。よって、磁性１成分現像装置は、高速印刷しても、磁性トナー、ブレード及び回転スリーブに対する損傷が少なく、高速印刷や高耐久が求められる画像形成装置に好適に適用されている。
【０００５】
しかしながら、磁性１成分現像装置は、回転スリーブに内包された固定マグネット等の磁気吸着力によって、トナー層の厚みを規制するので、トナーの帯電性、遊離した微粉トナー、トナーの外添剤、及び回転スリーブの表面性等の周囲の環境に影響されて、層厚規制されたトナー層に乱れが発生し、粗密のあるトナー層が形成されてしまう場合がある。
【０００６】
このようなトナー層の粗密の発生を低減させた現像装置としては、ブレードの回転スリーブ回転方向上流側面に磁石を取り付けた現像装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６７４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の現像装置は、ブレードに取り付けた磁石によって、ブレードの回転スリーブ側の端面に強力な磁界を形成させた場合、トナー層を乱すことなく、トナー層の厚みを規制でき、粗密のほとんどない均一なトナー層が得られる。しかしながら、ブレードに取り付けた磁石の配置具合によっては、磁石の回転スリーブ側の端面にも強力な磁界が形成される場合がある。このような場合、磁石の回転スリーブ側の端面に、磁性トナーが多量に付着される。このような現像装置を、長時間使用したり、高温で使用したりすると、磁石に付着したトナーが凝集して、固まりとなる。この凝集したトナーが層規制位置に突入した場合、凝集したトナーが混入した部分は、他の部分と比較してトナー層の層厚及び帯電の状態が異なるため、筋状の画像不具合が発生してしまう。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになされたものであり、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる現像装置およびこの現像装置が適用された画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の現像装置は、固定マグネットを内包する回転スリーブと、前記回転スリーブ上に形成されるトナー層の厚みを規制するトナー層厚規制部材とを有する、磁性１成分現像剤を用いた現像装置であって、前記トナー層厚規制部材は、磁性体の板状部材から構成されたブレードと、前記ブレードにおける前記回転スリーブの回転方向上流側に取り付けられた磁石とを備え、前記磁石における前記回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向が、前記回転スリーブの回転方向と略平行となるように、前記磁石が配置されていることを特徴とする現像装置である。
【００１０】
この構成によれば、回転スリーブ上に厚く形成されたトナー層をトナー層厚規制部材でトナー層の厚みを規制し、層厚の規制されたトナー層を回転スリーブを介して像担持体に供給することができる。このトナー層厚規制部材は、磁性体の板状部材であるブレードの回転スリーブ回転方向上流側に磁石が取り付けられているので、ブレードの回転スリーブ側の端面に強力な磁界を形成させることができる。よって、ブレードと回転スリーブとの間にわたって強力な磁力が働くので、層厚規制位置におけるトナー層が、この磁力以外の環境に影響を受けにくくなる。このため、層厚規制位置におけるトナー層の乱れがほとんど発生しなくなるので、層厚を規制しても粗密のほとんどないトナー層が形成される。また、前記磁石は、回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向が、回転スリーブの回転方向と略平行となるように配置されている。よって、前記磁界の方向が回転スリーブの回転方向と垂直となるように磁石が配置されている場合と比較して、ブレードの回転スリーブ側の端面に形成される磁界が同程度の強さであっても、磁石の回転スリーブ側の端面に形成される磁界は弱い。したがって、磁石の回転スリーブ側の端面にトナーが付着しにくくなり、凝集したトナーによる画像不具合の発生を防止することができる。したがって、本発明の現像装置は、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる。
【００１１】
また、前記現像装置において、具体的には、前記ブレードが、前記回転スリーブの回転方向に対して垂直方向に配置され、前記磁石は、前記ブレードの平面方向に平行に配置する板状磁石であり、前記板状磁石の着磁方向が、前記ブレードの平面方向に垂直であることが好ましい。そうすることによって、磁石の回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向が、回転スリーブの回転方向と略平行となるように、容易に配置することができ、粗密のほとんどない層厚規制されたトナー層を形成することができるとともに、凝集したトナーによる画像不具合の発生を防止することができる。
【００１２】
また、前記現像装置において、前記回転スリーブに対向する前記磁石の端面が、前記回転スリーブに対向する前記ブレードの端面より、前記回転スリーブに対して遠い位置にあることが好ましい。そうすることによって、磁石のスリーブ側端面にトナーが少し付着した場合であっても、磁石と回転ブレードとの間にトナーの目詰まりが発生しないので、トナーの目詰まりによる画像不具合の発生を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、前記現像装置を備え、前記現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置である。この構成によれば、画像形成装置は、本発明の現像装置の効果を享受したものであり、画像不具合が発生しにくく、高品質な画像を記録媒体に形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の現像装置は、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる。したがって、本発明の現像装置を備えた場合、画像不具合の発生の少なく、高品質な画像を形成することができる画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態である画像形成装置の一例について説明する。画像形成装置として、複写機を例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、ファクシミリ装置、及びプリンタ等であってもよい。また、像担持体として、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、ベルト状の感光体、及びシート状の感光体等に対しても適用できる。
【００１６】
図１は、本発明の現像装置が適用された画像形成装置（複写機）６０の概略構成を示す模式図である。この複写機６０は、複写機本体の下部に配設された給紙部２００と、この給紙部２００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００よりも排出側に配設された定着部４００と、複写機本体の上部に配設された画像読取部５００と、複写機本体と画像読取部５００との間に配置された排紙部６００とを含む、いわゆる胴内排紙型の複写機である。なお、複写機本体には、上記給紙部２００、上記画像形成部３００、上記定着部４００、及び上記排紙部６００を繋ぐ用紙搬送部１００が備えられている。
【００１７】
上記画像形成部３００は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支された感光体ドラム３０１と、この感光体ドラム３０１の周囲にその回転方向Ａに沿って、帯電ユニット３０２と、露光ユニット３０３と、現像ユニット（現像装置）１０と、転写ユニット３０５と、クリーナー３０６とを備えている。現像ユニット１０は、静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム３０１の表面にトナー像を形成するものである。
【００１８】
上記定着部４００は、上記画像形成部３００の用紙搬送方向の下流側に配置され、上記画像形成部３００においてトナー像が転写された用紙を、一対のローラ（加熱ローラ４０１及び加圧ローラ４０２）によって挟んで加熱し、用紙上にトナー像を定着させるものである。
【００１９】
画像読取部５００は、コンタクトガラス上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、その反射光を反射鏡を介して光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取るものである。
【００２０】
上記給紙部２００は、複数の給紙カセット２０１，２０２，２２１を備える。このうちの給紙カセット２２１は複写機側面から用紙を補充するバイパストレイとなっており、蓋部２２２により閉じることができる。
【００２１】
それぞれの給紙カセット２０１，２０２，２２１には用紙搬送路１１０が接続され、この用紙搬送路１１０は画像形成部３００に向かい、さらに定着部４００を経て排紙部６００に向かっている。これらの用紙搬送路１１０により上記用紙搬送部１００が構成されている。また複写が完了した用紙は、排紙部６００の排出ローラ６０５から排出トレイ６１０上に排出される。
【００２２】
図２は、上記複写機６０等の画像形成装置の画像形成部３００周辺を示す模式図である。上記画像形成部３００は、電子写真プロセスによって記録紙１１５に所定のトナー像を形成する部分であり、感光性を有する感光体ドラム３０１の周囲に、感光体ドラム３０１の回転方向Ａに沿って順に、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット１０、転写ユニット３０５、除電ユニット３０７、及びクリーナー３０６を備えている。なお、除電ユニット３０７とクリーナー３０６とが逆の配置であっても良い。
【００２３】
上記帯電ユニット３０２は、コロナ放電を発生させることによって感光体ドラム３０１の表面に所定電位を与えるものである。上記露光ユニット３０３は、所望の画像に対応する光を照射することにより感光体ドラム３０１の表面電位を選択的に減衰させて静電潜像を形成するものである。上記現像ユニット１０は、感光体ドラム３０１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、トナー像を形成するものである。上記転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１上に形成されたトナー像を記録紙１１５上に転写するものである。上記除電ユニット３０７は、感光体ドラム３０１の表面電荷をランプ光によって除電するものである。上記クリーナー３０６はファーブラシ３１６とゴムブレード３２６とにより構成されており、感光体ドラム３０１の表面に残留したトナーやその添加剤等を除去するものである。なお、図示例のクリーナー３０６は、ファーブラシ３１６とゴムブレード３２６との両方を有するが、一方のみを有するクリーナー３０６の場合もある。
【００２４】
上記画像形成部でトナー像が転写された記録紙１１５は、定着部４００（加熱ローラ４０１及び加圧ローラ４０２）により熱と圧力とが加えられてトナー像が定着され、その後排紙ローラ（図示せず）によって排紙トレイ上に排出されるようになっている。
【００２５】
以下、上記複写機に用いられる本発明の一実施形態に係る現像ユニット（現像装置）１０について説明する。
【００２６】
図３は、上記現像ユニット（現像装置）１０を示す断面図であり、感光体ドラム３０１とともに図示している。この現像ユニット１０のトナー収容部分３５４には、不図示の磁性一成分現像剤（トナー）が収納されており、このトナーを撹拌する２つの撹拌ローラ３１４，３２４と、トナーを感光体ドラム３０１表面に移行させるための現像ローラ１４とが備えられている。
【００２７】
上記現像ローラ１４は、アルミニウム等の非磁性体によって構成された円筒状の回転スリーブ１３と、この回転スリーブ１３に内包される固定マグネット１５とからなり、この固定マグネット１５の位置が固定された状態でその周囲を上記回転スリーブ１３が回転する構成となっている。また、上記現像ローラ１４の回転スリーブ１３に対峙してトナー層厚規制部材１６が設けられている。
【００２８】
上記固定マグネット１５は、以下のような磁極配置の６極構造のマグネットである。感光体ドラム３０１と対向する位置にＳ極（現像極Ｓ１）と、トナー層厚規制部材１６に対向する位置にＳ極（ブレード極Ｓ３）とが配置されている。現像極Ｓ１から回転スリーブ１３の回転方向Ｂ下流に向かって順にＮ極（Ｎ１）、Ｓ極（Ｓ２）、Ｎ極（Ｎ２）を配置され、さらに、ブレード極Ｓ３の回転スリーブ１３の回転方向Ｂ下流側にＮ極（Ｎ３）を配置されている。
【００２９】
上記トナー層厚規制部材１６は、ブレード１１と磁石１２とからなる。ブレード１１は、回転スリーブ１３の回転方向Ｂに対して垂直方向に配置されており、磁石１２は、ブレード１１の回転スリーブ１３の回転方向Ｂ上流側に取り付けられる。
【００３０】
図４は、上記現像ローラ１４と上記トナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。上記ブレード１１は、磁性体の板状部材から構成されている。磁性体の板状部材としては、例えば、ＳＵＳ３４０及びＳＵＳ４３０等が挙げられ、ＳＵＳ４３０が好ましく使用される。回転スリーブ１３に対向するブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａは、回転スリーブ１３に対し、所定の間隔Ｗ１をあけて回転スリーブ１３の軸方向に平行に延在するように配設されている。所定の間隔Ｗ１は、０．２〜０．４ｍｍであることが好ましく、例えば０．３ｍｍである。ブレード１１の厚みＴ１は、撓むことなくしっかりと回転スリーブ側端面１１ａの保持できる厚さであればよく、例えば２ｍｍである。また、回転スリーブ１３に対向する磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａが、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａより、回転スリーブ１３に対して遠い位置にあることが好ましい。ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａと磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａとの距離、つまり、ブレード１１の磁石１２に対する突出長さＷ２は、０．３〜０．８ｍｍであることが好ましく、例えば０．５ｍｍである。
【００３１】
上記磁石１２は、ブレード１１の平面方向に平行に配置される板状磁石である。また、この磁石１２は、所定の磁界を発生することができればよく、厚みＴ２が例えば４ｍｍであり、長さＬが例えば５ｍｍであり、現像ローラ１４の軸心方向に平行な長さが例えば２１８ｍｍである。この磁石１２は、着磁方向がブレード１１の平面方向に垂直である。具体的には、ブレード１１に接する貼着面側が、現像ローラ１４内の固定マグネット１５のブレード１１に対向する部分の磁極（ブレード極Ｓ３）とは異なるＮ極となっており、ブレード１１と接しない開放面側が、ブレード極Ｓ３と同じＳ極となっている。つまり、磁石１２における回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向Ｃが、回転スリーブ１３の回転方向Ｂ（回転スリーブ１３の外表面の移動方向）と略平行となる配置である。
【００３２】
図５は、図４に示すような位置関係で磁極を形成させた場合の磁場解析の結果を示す図である。この磁場解析は、磁界の方向を明確にして、後述の比較実施形態との違いをわかりやすくするため、上記磁石１２と固定マグネット１５と距離を実際より縮めて行っている。図５からわかるように、上記のような位置関係で配置された磁石１２は、磁石１２における回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向Ｃが、回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略平行となるように配置された磁石である。
【００３３】
また、磁石１２は、磁界の方向Ｃが、上記のように回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略平行となるように配置されていればよく、上記の配置に限らない。
【００３４】
上記現像ユニット１０においては、層厚規制位置では、固定マグネット１５のＳ３極と磁石１２の開放面側端面１２ｃのＳ極とによって、強力な磁界が形成されている。また、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａには、上記のような磁界の方向Ｃが形成されていることからわかるように、強力なＮ極が誘起されている。さらに、磁石１２における回転スリーブ側部分には、磁界の方向Ｃが回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略平行となるような磁界が形成されているので、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａには、強力な磁極が形成されない。
【００３５】
以下、この現像ユニット１０の動作について説明する。
【００３６】
現像ユニット１０のトナー収容部分３５４内のトナーは、固定マグネット１５のＮ２極及びＮ３極の磁力によって吸引され、回転スリーブ１３の回転によって上昇するようにして層厚規制位置に搬送される。このとき、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａのＮ極と固定マグネット１５のＳ３極とによって、強力な磁界が形成されているので、トナー層は、粗密の極めて低減されたほぼ均一な状態で層厚規制位置を通る。そして、トナー層が層厚規制位置から離れるときに、ブレード１１に近い方のトナーは、ブレードの回転スリーブ側端面１１ａのＮ極によって、ブレード１１に付着される。また、回転スリーブ１３に近い方のトナーは、固定マグネット１５のＳ３極によって回転スリーブ１３に吸引されて、ブレード１１から離れる。よって、このように回転スリーブ１３上のトナー層は、均一な状態で２分されて層厚規制される。その後、この層厚規制され薄くなったトナー薄層は感光体ドラム３０１に向かう。
【００３７】
このように本実施形態においては、トナー層厚規制部材１６の磁石１２によって、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａに、強力なＮ極が誘起されているので、ブレード１１と回転スリーブ１３との間にわたって強力な磁力が働くので、層厚規制位置におけるトナー層が、この磁力以外の環境に影響を受けにくくなる。このため、層厚規制位置でのトナー層の乱れが解消され、層厚を規制してもほぼ均一な粗密のほとんどないトナー層を形成させることができる。
【００３８】
さらに、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａには、強力な磁極が形成されないので、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａにトナーが付着しにくくなり、凝集したトナーによる画像不具合の発生を防止することができる。
【００３９】
以上より、この現像装置６０は、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる。
【００４０】
次に、本発明と比較するため比較用の実施形態として、磁石１２の配置が本発明と異なる現像装置２０について説明する。現像装置２０は、磁石１２の配置以外は、本発明の現像装置１０と同様であり、図４と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００４１】
図６は、現像装置２０における現像ローラ１４とトナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。ブレード１１に取り付けられた磁石１７は、回転スリーブ側端面１７ａが、現像ローラ１４内の固定マグネット１５のブレード１１に対向する部分の磁極（ブレード極Ｓ３）と同じＳ極で、反対側の端面１７ｂがＮ極となっている。よって、この磁石１７の配置は、磁石１７における回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向Ｄが、回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略垂直となる配置である。
【００４２】
図７は、図６に示すような位置関係で磁極を形成させた場合の磁場解析の結果を示す図である。この磁場解析は、図５と同様、上記磁石１７と固定マグネット１５と距離を実際より縮めて行っている。図７からわかるように、上記のような位置関係で配置された磁石１７は、磁石１７における回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向Ｄが、回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略垂直となるように配置された磁石である。
【００４３】
上記現像ユニット２０においては、層厚規制位置では、固定マグネット１５のＳ３極と磁石１７の回転スリーブ側端面１７ａのＳ極とによって、強力な磁界が形成されている。また、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａには、上記のような磁界の方向Ｄが形成されていることからわかるように、強力なＮ極が誘起されている。磁石１７における回転スリーブ側部分には、磁界の方向Ｄが回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略垂直となるような磁界が形成されているので、磁石１７の回転スリーブ側端面１７ａには、強力な磁極が形成される点が、上記現像ユニット１０と大きく異なる。
【００４４】
この現像ユニット２０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａに強力なＮ極が誘起されているので、上記現像ユニット１０と同様、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができる。しかしながら、磁石１７の回転スリーブ側端面１７ａに強力な磁極が形成されるので、磁石の回転スリーブ側の端面に、トナーが多量に付着される。よって、現像装置２０を、長時間使用したり、高温で使用した場合、磁石に付着したトナーが凝集して、固まってしまうおそれがある。この凝集したトナーが層規制位置に突入した場合、凝集したトナーが混入した部分は、他の部分と比較してトナー層の層厚及び帯電の状態が異なるため、筋状の画像不具合が発生してしまう。
【００４５】
以下に、本発明の実施形態である現像ユニット１０と本発明と比較するため比較用の実施形態である現像ユニット２０とにおいて、実際に測定した磁束密度について説明する。
【００４６】
図８は、磁束密度を測定した際の現像ユニット１０，２０の現像ローラ１４とトナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。磁束密度を測定した際の現像ユニット１０，２０の各部材の寸法および位置関係は、以下のとおりであった。回転スリーブ１３に対向するブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａと回転スリーブ１３との間隔Ｗ１は、０．３ｍｍである。ブレード１１の厚みＴ１は、２ｍｍである。ブレード１１の磁石１２，１７に対する突出長さＷ２は、０．５ｍｍである。磁石１２，１７は、厚みＴ２が４ｍｍであり、長さＬが５ｍｍであり、現像ローラ１４の軸心方向に平行な長さが２１８ｍｍである。回転スリーブ１３の直径Ｒは１６ｍｍである。ブレード１１の平面方向とブレード１１に対向する固定マグネット１５の長手方向との角αは４度である。現像ユニット１０，２０は、磁石１２として、７０ｍＴのマグネットを使用し、固定マグネット１５として、９０ｍＴのマグネットを使用し、上記の測定条件（形状及び位置関係）で磁束密度を測定した。磁束密度の測定は、テスラメーターを用いて測定した。
【００４７】
現像ユニット１０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａの回転スリーブ１３の回転方向上流側エッジ１１ｃには、４０ｍＴのＮ極が形成されていた。磁石１２の開放面側端面１２ｃの中央部には、７０ｍＴのＳ極が形成されていた。磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａのＳ極側中央部には、３０ｍＴのＳ極が形成されていた。したがって、現像ユニット１０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａには強力な磁界を形成されていたが、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａには、強力な磁極が形成されなかったことがわかった。
【００４８】
本発明に対して、現像ユニット２０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａの回転スリーブ１３の回転方向上流側エッジ１１ｃには、４０ｍＴのＮ極が形成されていた。磁石１７の開放面側端面１７ｃのＮ極側中央部には、２０ｍＴのＮ極が形成され、Ｓ極側中央部には、２０ｍＴのＳ極が形成されていた。磁石１７の回転スリーブ側端面１７ａの中央部には、７０ｍＴのＳ極が形成されていた。したがって、現像ユニット１０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａには強力な磁界を形成されており、同時に磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａにも、強力な磁極が形成されていたことがわかった。
【００４９】
以上より、本発明である現像装置（現像ユニット１０）は、現像ユニット２０と比較して、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａの磁力はほぼ同じ強さを維持することができ、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａでは磁力を抑えることができる。よって、本発明である現像装置（現像ユニット１０）は、上記のような動作によって、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａに付着するトナーも減少し、画像不具合、特に中間調画像に現れる縦筋状の画像不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の現像装置が適用された画像形成装置（複写機）６０の概略構成を示す模式図である。
【図２】上記複写機６０等の画像形成装置の画像形成部３００周辺を示す模式図である。
【図３】上記現像ユニット（現像装置）１０を示す断面図である。
【図４】上記現像ローラ１４と上記トナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。
【図５】図４に示すような位置関係で磁極を形成させた場合の磁場解析の結果を示す図である。
【図６】現像装置２０における現像ローラ１４とトナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。
【図７】図６に示すような位置関係で磁極を形成させた場合の磁場解析の結果を示す図である。
【図８】磁束密度を測定した際の現像ユニット１０，２０の現像ローラ１４とトナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 現像ユニット（現像装置） １１ ブレード
１２，１７ 磁石 １３ 回転スリーブ
１４ 現像ローラ １５ 固定マグネット
１６ トナー層厚規制部材 ６０ 複写機（画像形成装置）
１００ 用紙搬送部 １１０ 用紙搬送路
１１５ 記録紙 ２００ 給紙部
２０１，２０２，２２１ 給紙カセット ２２２ 蓋部
３００ 画像形成部 ３０１ 感光体ドラム
３０２ 帯電ユニット ３０３ 露光ユニット
３０５ 転写ユニット ３０６ クリーナー
３０７ 除電ユニット ３１４，３２４ 撹拌ローラ
３１６ ファーブラシ ３２６ ゴムブレード
３５４ トナー収納部分 ４００ 定着部
４０１ 加熱ローラ ４０２ 加圧ローラ
５００ 画像読取部 ６００ 排出部
６０５ 排出ローラ ６１０ 排出トレイ
Ａ 感光体ドラムの回転方向 Ｂ 回転スリーブの回転方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式で静電潜像が形成された像担持体に向けて、磁性１成分現像剤を供給することによりトナー像を形成させる現像装置及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式が採用された画像形成装置に適用される現像装置は、画像データに基づく静電潜像が形成された感光体ドラムの周面に向けて現像剤のトナーを供給しトナー像を形成する。この現像装置を備えた画像形成装置は、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写する。そして、この転写されたトナー像を、感光体ドラムの下流側に設けられた定着装置で加熱することによって、記録媒体に定着させる。そうすることによって、前記画像形成装置は、画像データに基づく画像を記録媒体上に形成する。
【０００３】
また、前記現像装置は、感光体ドラムと対向した回転スリーブの上流側の位置に、ブレードが設けられ、回転スリーブ上に厚く形成されたトナー層の厚みを、このブレードで規制することによって、感光体ドラムに過剰に供給されないようになされている。よって、画像形成装置は、現像装置に備えられた回転スリーブを介してトナーを均一な状態で感光体ドラムに供給できる。
【０００４】
磁性１成分現像剤（磁性トナー）を用いた現像装置としては、例えば、固定マグネットを内包する回転スリーブ上の磁性トナーを、非接触の磁性ブレードを用いてトナー層の厚みを規制する磁性１成分現像装置が知られている。磁性１成分現像装置は、回転スリーブ上に厚く形成されたトナー層が回転スリーブに磁性ブレードが対向する位置（以下、「層厚規制位置」という。）を通過する際、回転スリーブと磁性ブレードとの間で２分される。磁性ブレードに近い方のトナーは、磁性ブレードに付着され、回転スリーブに近い方のトナーは、磁気吸着力により回転スリーブに吸着されて磁性ブレードから離れる。このように、磁性１成分現像装置は、トナー層をブレードで掻きとって、トナー層の厚みを規制するのではなく、回転スリーブに磁性ブレードを接触させずにトナー層の厚みを規制する。よって、磁性１成分現像装置は、高速印刷しても、磁性トナー、ブレード及び回転スリーブに対する損傷が少なく、高速印刷や高耐久が求められる画像形成装置に好適に適用されている。
【０００５】
しかしながら、磁性１成分現像装置は、回転スリーブに内包された固定マグネット等の磁気吸着力によって、トナー層の厚みを規制するので、トナーの帯電性、遊離した微粉トナー、トナーの外添剤、及び回転スリーブの表面性等の周囲の環境に影響されて、層厚規制されたトナー層に乱れが発生し、粗密のあるトナー層が形成されてしまう場合がある。
【０００６】
このようなトナー層の粗密の発生を低減させた現像装置としては、ブレードの回転スリーブ回転方向上流側面に磁石を取り付けた現像装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６７４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の現像装置は、ブレードに取り付けた磁石によって、ブレードの回転スリーブ側の端面に強力な磁界を形成させた場合、トナー層を乱すことなく、トナー層の厚みを規制でき、粗密のほとんどない均一なトナー層が得られる。しかしながら、ブレードに取り付けた磁石の配置具合によっては、磁石の回転スリーブ側の端面にも強力な磁界が形成される場合がある。このような場合、磁石の回転スリーブ側の端面に、磁性トナーが多量に付着される。このような現像装置を、長時間使用したり、高温で使用したりすると、磁石に付着したトナーが凝集して、固まりとなる。この凝集したトナーが層規制位置に突入した場合、凝集したトナーが混入した部分は、他の部分と比較してトナー層の層厚及び帯電の状態が異なるため、筋状の画像不具合が発生してしまう。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになされたものであり、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる現像装置およびこの現像装置が適用された画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の現像装置は、固定マグネットを内包する回転スリーブと、前記回転スリーブ上に形成されるトナー層の厚みを規制するトナー層厚規制部材とを有する、磁性１成分現像剤を用いた現像装置であって、前記トナー層厚規制部材は、磁性体の板状部材から構成されたブレードと、前記ブレードにおける前記回転スリーブの回転方向上流側に取り付けられた磁石とを備え、前記磁石における前記回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向が、前記回転スリーブの回転方向と略平行となるように、前記磁石が配置されていることを特徴とする現像装置である。
【００１０】
この構成によれば、回転スリーブ上に厚く形成されたトナー層をトナー層厚規制部材でトナー層の厚みを規制し、層厚の規制されたトナー層を回転スリーブを介して像担持体に供給することができる。このトナー層厚規制部材は、磁性体の板状部材であるブレードの回転スリーブ回転方向上流側に磁石が取り付けられているので、ブレードの回転スリーブ側の端面に強力な磁界を形成させることができる。よって、ブレードと回転スリーブとの間にわたって強力な磁力が働くので、層厚規制位置におけるトナー層が、この磁力以外の環境に影響を受けにくくなる。このため、層厚規制位置におけるトナー層の乱れがほとんど発生しなくなるので、層厚を規制しても粗密のほとんどないトナー層が形成される。また、前記磁石は、回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向が、回転スリーブの回転方向と略平行となるように配置されている。よって、前記磁界の方向が回転スリーブの回転方向と垂直となるように磁石が配置されている場合と比較して、ブレードの回転スリーブ側の端面に形成される磁界が同程度の強さであっても、磁石の回転スリーブ側の端面に形成される磁界は弱い。したがって、磁石の回転スリーブ側の端面にトナーが付着しにくくなり、凝集したトナーによる画像不具合の発生を防止することができる。したがって、本発明の現像装置は、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる。
【００１１】
また、前記現像装置において、具体的には、前記ブレードが、前記回転スリーブの回転方向に対して垂直方向に配置され、前記磁石は、前記ブレードの平面方向に平行に配置する板状磁石であり、前記板状磁石の着磁方向が、前記ブレードの平面方向に垂直であることが好ましい。そうすることによって、磁石の回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向が、回転スリーブの回転方向と略平行となるように、容易に配置することができ、粗密のほとんどない層厚規制されたトナー層を形成することができるとともに、凝集したトナーによる画像不具合の発生を防止することができる。
【００１２】
また、前記現像装置において、前記回転スリーブに対向する前記磁石の端面が、前記回転スリーブに対向する前記ブレードの端面より、前記回転スリーブに対して遠い位置にあることが好ましい。そうすることによって、磁石のスリーブ側端面にトナーが少し付着した場合であっても、磁石と回転ブレードとの間にトナーの目詰まりが発生しないので、トナーの目詰まりによる画像不具合の発生を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、前記現像装置を備え、前記現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置である。この構成によれば、画像形成装置は、本発明の現像装置の効果を享受したものであり、画像不具合が発生しにくく、高品質な画像を記録媒体に形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の現像装置は、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる。したがって、本発明の現像装置を備えた場合、画像不具合の発生の少なく、高品質な画像を形成することができる画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態である画像形成装置の一例について説明する。画像形成装置として、複写機を例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、ファクシミリ装置、及びプリンタ等であってもよい。また、像担持体として、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、ベルト状の感光体、及びシート状の感光体等に対しても適用できる。
【００１６】
図１は、本発明の現像装置が適用された画像形成装置（複写機）６０の概略構成を示す模式図である。この複写機６０は、複写機本体の下部に配設された給紙部２００と、この給紙部２００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００よりも排出側に配設された定着部４００と、複写機本体の上部に配設された画像読取部５００と、複写機本体と画像読取部５００との間に配置された排紙部６００とを含む、いわゆる胴内排紙型の複写機である。なお、複写機本体には、上記給紙部２００、上記画像形成部３００、上記定着部４００、及び上記排紙部６００を繋ぐ用紙搬送部１００が備えられている。
【００１７】
上記画像形成部３００は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支された感光体ドラム３０１と、この感光体ドラム３０１の周囲にその回転方向Ａに沿って、帯電ユニット３０２と、露光ユニット３０３と、現像ユニット（現像装置）１０と、転写ユニット３０５と、クリーナー３０６とを備えている。現像ユニット１０は、静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム３０１の表面にトナー像を形成するものである。
【００１８】
上記定着部４００は、上記画像形成部３００の用紙搬送方向の下流側に配置され、上記画像形成部３００においてトナー像が転写された用紙を、一対のローラ（加熱ローラ４０１及び加圧ローラ４０２）によって挟んで加熱し、用紙上にトナー像を定着させるものである。
【００１９】
画像読取部５００は、コンタクトガラス上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、その反射光を反射鏡を介して光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取るものである。
【００２０】
上記給紙部２００は、複数の給紙カセット２０１，２０２，２２１を備える。このうちの給紙カセット２２１は複写機側面から用紙を補充するバイパストレイとなっており、蓋部２２２により閉じることができる。
【００２１】
それぞれの給紙カセット２０１，２０２，２２１には用紙搬送路１１０が接続され、この用紙搬送路１１０は画像形成部３００に向かい、さらに定着部４００を経て排紙部６００に向かっている。これらの用紙搬送路１１０により上記用紙搬送部１００が構成されている。また複写が完了した用紙は、排紙部６００の排出ローラ６０５から排出トレイ６１０上に排出される。
【００２２】
図２は、上記複写機６０等の画像形成装置の画像形成部３００周辺を示す模式図である。上記画像形成部３００は、電子写真プロセスによって記録紙１１５に所定のトナー像を形成する部分であり、感光性を有する感光体ドラム３０１の周囲に、感光体ドラム３０１の回転方向Ａに沿って順に、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット１０、転写ユニット３０５、除電ユニット３０７、及びクリーナー３０６を備えている。なお、除電ユニット３０７とクリーナー３０６とが逆の配置であっても良い。
【００２３】
上記帯電ユニット３０２は、コロナ放電を発生させることによって感光体ドラム３０１の表面に所定電位を与えるものである。上記露光ユニット３０３は、所望の画像に対応する光を照射することにより感光体ドラム３０１の表面電位を選択的に減衰させて静電潜像を形成するものである。上記現像ユニット１０は、感光体ドラム３０１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、トナー像を形成するものである。上記転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１上に形成されたトナー像を記録紙１１５上に転写するものである。上記除電ユニット３０７は、感光体ドラム３０１の表面電荷をランプ光によって除電するものである。上記クリーナー３０６はファーブラシ３１６とゴムブレード３２６とにより構成されており、感光体ドラム３０１の表面に残留したトナーやその添加剤等を除去するものである。なお、図示例のクリーナー３０６は、ファーブラシ３１６とゴムブレード３２６との両方を有するが、一方のみを有するクリーナー３０６の場合もある。
【００２４】
上記画像形成部でトナー像が転写された記録紙１１５は、定着部４００（加熱ローラ４０１及び加圧ローラ４０２）により熱と圧力とが加えられてトナー像が定着され、その後排紙ローラ（図示せず）によって排紙トレイ上に排出されるようになっている。
【００２５】
以下、上記複写機に用いられる本発明の一実施形態に係る現像ユニット（現像装置）１０について説明する。
【００２６】
図３は、上記現像ユニット（現像装置）１０を示す断面図であり、感光体ドラム３０１とともに図示している。この現像ユニット１０のトナー収容部分３５４には、不図示の磁性一成分現像剤（トナー）が収納されており、このトナーを撹拌する２つの撹拌ローラ３１４，３２４と、トナーを感光体ドラム３０１表面に移行させるための現像ローラ１４とが備えられている。
【００２７】
上記現像ローラ１４は、アルミニウム等の非磁性体によって構成された円筒状の回転スリーブ１３と、この回転スリーブ１３に内包される固定マグネット１５とからなり、この固定マグネット１５の位置が固定された状態でその周囲を上記回転スリーブ１３が回転する構成となっている。また、上記現像ローラ１４の回転スリーブ１３に対峙してトナー層厚規制部材１６が設けられている。
【００２８】
上記固定マグネット１５は、以下のような磁極配置の６極構造のマグネットである。感光体ドラム３０１と対向する位置にＳ極（現像極Ｓ１）と、トナー層厚規制部材１６に対向する位置にＳ極（ブレード極Ｓ３）とが配置されている。現像極Ｓ１から回転スリーブ１３の回転方向Ｂ下流に向かって順にＮ極（Ｎ１）、Ｓ極（Ｓ２）、Ｎ極（Ｎ２）を配置され、さらに、ブレード極Ｓ３の回転スリーブ１３の回転方向Ｂ下流側にＮ極（Ｎ３）を配置されている。
【００２９】
上記トナー層厚規制部材１６は、ブレード１１と磁石１２とからなる。ブレード１１は、回転スリーブ１３の回転方向Ｂに対して垂直方向に配置されており、磁石１２は、ブレード１１の回転スリーブ１３の回転方向Ｂ上流側に取り付けられる。
【００３０】
図４は、上記現像ローラ１４と上記トナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。上記ブレード１１は、磁性体の板状部材から構成されている。磁性体の板状部材としては、例えば、ＳＵＳ３４０及びＳＵＳ４３０等が挙げられ、ＳＵＳ４３０が好ましく使用される。回転スリーブ１３に対向するブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａは、回転スリーブ１３に対し、所定の間隔Ｗ１をあけて回転スリーブ１３の軸方向に平行に延在するように配設されている。所定の間隔Ｗ１は、０．２〜０．４ｍｍであることが好ましく、例えば０．３ｍｍである。ブレード１１の厚みＴ１は、撓むことなくしっかりと回転スリーブ側端面１１ａの保持できる厚さであればよく、例えば２ｍｍである。また、回転スリーブ１３に対向する磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａが、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａより、回転スリーブ１３に対して遠い位置にあることが好ましい。ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａと磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａとの距離、つまり、ブレード１１の磁石１２に対する突出長さＷ２は、０．３〜０．８ｍｍであることが好ましく、例えば０．５ｍｍである。
【００３１】
上記磁石１２は、ブレード１１の平面方向に平行に配置される板状磁石である。また、この磁石１２は、所定の磁界を発生することができればよく、厚みＴ２が例えば４ｍｍであり、長さＬが例えば５ｍｍであり、現像ローラ１４の軸心方向に平行な長さが例えば２１８ｍｍである。この磁石１２は、着磁方向がブレード１１の平面方向に垂直である。具体的には、ブレード１１に接する貼着面側が、現像ローラ１４内の固定マグネット１５のブレード１１に対向する部分の磁極（ブレード極Ｓ３）とは異なるＮ極となっており、ブレード１１と接しない開放面側が、ブレード極Ｓ３と同じＳ極となっている。つまり、磁石１２における回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向Ｃが、回転スリーブ１３の回転方向Ｂ（回転スリーブ１３の外表面の移動方向）と略平行となる配置である。
【００３２】
図５は、図４に示すような位置関係で磁極を形成させた場合の磁場解析の結果を示す図である。この磁場解析は、磁界の方向を明確にして、後述の比較実施形態との違いをわかりやすくするため、上記磁石１２と固定マグネット１５と距離を実際より縮めて行っている。図５からわかるように、上記のような位置関係で配置された磁石１２は、磁石１２における回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向Ｃが、回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略平行となるように配置された磁石である。
【００３３】
また、磁石１２は、磁界の方向Ｃが、上記のように回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略平行となるように配置されていればよく、上記の配置に限らない。
【００３４】
上記現像ユニット１０においては、層厚規制位置では、固定マグネット１５のＳ３極と磁石１２の開放面側端面１２ｃのＳ極とによって、強力な磁界が形成されている。また、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａには、上記のような磁界の方向Ｃが形成されていることからわかるように、強力なＮ極が誘起されている。さらに、磁石１２における回転スリーブ側部分には、磁界の方向Ｃが回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略平行となるような磁界が形成されているので、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａには、強力な磁極が形成されない。
【００３５】
以下、この現像ユニット１０の動作について説明する。
【００３６】
現像ユニット１０のトナー収容部分３５４内のトナーは、固定マグネット１５のＮ２極及びＮ３極の磁力によって吸引され、回転スリーブ１３の回転によって上昇するようにして層厚規制位置に搬送される。このとき、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａのＮ極と固定マグネット１５のＳ３極とによって、強力な磁界が形成されているので、トナー層は、粗密の極めて低減されたほぼ均一な状態で層厚規制位置を通る。そして、トナー層が層厚規制位置から離れるときに、ブレード１１に近い方のトナーは、ブレードの回転スリーブ側端面１１ａのＮ極によって、ブレード１１に付着される。また、回転スリーブ１３に近い方のトナーは、固定マグネット１５のＳ３極によって回転スリーブ１３に吸引されて、ブレード１１から離れる。よって、このように回転スリーブ１３上のトナー層は、均一な状態で２分されて層厚規制される。その後、この層厚規制され薄くなったトナー薄層は感光体ドラム３０１に向かう。
【００３７】
このように本実施形態においては、トナー層厚規制部材１６の磁石１２によって、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａに、強力なＮ極が誘起されているので、ブレード１１と回転スリーブ１３との間にわたって強力な磁力が働くので、層厚規制位置におけるトナー層が、この磁力以外の環境に影響を受けにくくなる。このため、層厚規制位置でのトナー層の乱れが解消され、層厚を規制してもほぼ均一な粗密のほとんどないトナー層を形成させることができる。
【００３８】
さらに、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａには、強力な磁極が形成されないので、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａにトナーが付着しにくくなり、凝集したトナーによる画像不具合の発生を防止することができる。
【００３９】
以上より、この現像装置６０は、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、画像不具合の発生を防止することができる。
【００４０】
次に、本発明と比較するため比較用の実施形態として、磁石１２の配置が本発明と異なる現像装置２０について説明する。現像装置２０は、磁石１２の配置以外は、本発明の現像装置１０と同様であり、図４と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００４１】
図６は、現像装置２０における現像ローラ１４とトナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。ブレード１１に取り付けられた磁石１７は、回転スリーブ側端面１７ａが、現像ローラ１４内の固定マグネット１５のブレード１１に対向する部分の磁極（ブレード極Ｓ３）と同じＳ極で、反対側の端面１７ｂがＮ極となっている。よって、この磁石１７の配置は、磁石１７における回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向Ｄが、回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略垂直となる配置である。
【００４２】
図７は、図６に示すような位置関係で磁極を形成させた場合の磁場解析の結果を示す図である。この磁場解析は、図５と同様、上記磁石１７と固定マグネット１５と距離を実際より縮めて行っている。図７からわかるように、上記のような位置関係で配置された磁石１７は、磁石１７における回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向Ｄが、回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略垂直となるように配置された磁石である。
【００４３】
上記現像ユニット２０においては、層厚規制位置では、固定マグネット１５のＳ３極と磁石１７の回転スリーブ側端面１７ａのＳ極とによって、強力な磁界が形成されている。また、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａには、上記のような磁界の方向Ｄが形成されていることからわかるように、強力なＮ極が誘起されている。磁石１７における回転スリーブ側部分には、磁界の方向Ｄが回転スリーブ１３の回転方向Ｂと略垂直となるような磁界が形成されているので、磁石１７の回転スリーブ側端面１７ａには、強力な磁極が形成される点が、上記現像ユニット１０と大きく異なる。
【００４４】
この現像ユニット２０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａに強力なＮ極が誘起されているので、上記現像ユニット１０と同様、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができる。しかしながら、磁石１７の回転スリーブ側端面１７ａに強力な磁極が形成されるので、磁石の回転スリーブ側の端面に、トナーが多量に付着される。よって、現像装置２０を、長時間使用したり、高温で使用した場合、磁石に付着したトナーが凝集して、固まってしまうおそれがある。この凝集したトナーが層規制位置に突入した場合、凝集したトナーが混入した部分は、他の部分と比較してトナー層の層厚及び帯電の状態が異なるため、筋状の画像不具合が発生してしまう。
【００４５】
以下に、本発明の実施形態である現像ユニット１０と本発明と比較するため比較用の実施形態である現像ユニット２０とにおいて、実際に測定した磁束密度について説明する。
【００４６】
図８は、磁束密度を測定した際の現像ユニット１０，２０の現像ローラ１４とトナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。磁束密度を測定した際の現像ユニット１０，２０の各部材の寸法および位置関係は、以下のとおりであった。回転スリーブ１３に対向するブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａと回転スリーブ１３との間隔Ｗ１は、０．３ｍｍである。ブレード１１の厚みＴ１は、２ｍｍである。ブレード１１の磁石１２，１７に対する突出長さＷ２は、０．５ｍｍである。磁石１２，１７は、厚みＴ２が４ｍｍであり、長さＬが５ｍｍであり、現像ローラ１４の軸心方向に平行な長さが２１８ｍｍである。回転スリーブ１３の直径Ｒは１６ｍｍである。ブレード１１の平面方向とブレード１１に対向する固定マグネット１５の長手方向との角αは４度である。現像ユニット１０，２０は、磁石１２として、７０ｍＴのマグネットを使用し、固定マグネット１５として、９０ｍＴのマグネットを使用し、上記の測定条件（形状及び位置関係）で磁束密度を測定した。磁束密度の測定は、テスラメーターを用いて測定した。
【００４７】
現像ユニット１０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａの回転スリーブ１３の回転方向上流側エッジ１１ｃには、４０ｍＴのＮ極が形成されていた。磁石１２の開放面側端面１２ｃの中央部には、７０ｍＴのＳ極が形成されていた。磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａのＳ極側中央部には、３０ｍＴのＳ極が形成されていた。したがって、現像ユニット１０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａには強力な磁界を形成されていたが、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａには、強力な磁極が形成されなかったことがわかった。
【００４８】
本発明に対して、現像ユニット２０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａの回転スリーブ１３の回転方向上流側エッジ１１ｃには、４０ｍＴのＮ極が形成されていた。磁石１７の開放面側端面１７ｃのＮ極側中央部には、２０ｍＴのＮ極が形成され、Ｓ極側中央部には、２０ｍＴのＳ極が形成されていた。磁石１７の回転スリーブ側端面１７ａの中央部には、７０ｍＴのＳ極が形成されていた。したがって、現像ユニット１０は、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａには強力な磁界を形成されており、同時に磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａにも、強力な磁極が形成されていたことがわかった。
【００４９】
以上より、本発明である現像装置（現像ユニット１０）は、現像ユニット２０と比較して、ブレード１１の回転スリーブ側端面１１ａの磁力はほぼ同じ強さを維持することができ、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａでは磁力を抑えることができる。よって、本発明である現像装置（現像ユニット１０）は、上記のような動作によって、粗密のほとんどないトナー層を形成させることができるとともに、磁石１２の回転スリーブ側端面１２ａに付着するトナーも減少し、画像不具合、特に中間調画像に現れる縦筋状の画像不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の現像装置が適用された画像形成装置（複写機）６０の概略構成を示す模式図である。
【図２】上記複写機６０等の画像形成装置の画像形成部３００周辺を示す模式図である。
【図３】上記現像ユニット（現像装置）１０を示す断面図である。
【図４】上記現像ローラ１４と上記トナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。
【図５】図４に示すような位置関係で磁極を形成させた場合の磁場解析の結果を示す図である。
【図６】現像装置２０における現像ローラ１４とトナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。
【図７】図６に示すような位置関係で磁極を形成させた場合の磁場解析の結果を示す図である。
【図８】磁束密度を測定した際の現像ユニット１０，２０の現像ローラ１４とトナー層厚規制部材１６とを示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 現像ユニット（現像装置） １１ ブレード
１２，１７ 磁石 １３ 回転スリーブ
１４ 現像ローラ １５ 固定マグネット
１６ トナー層厚規制部材 ６０ 複写機（画像形成装置）
１００ 用紙搬送部 １１０ 用紙搬送路
１１５ 記録紙 ２００ 給紙部
２０１，２０２，２２１ 給紙カセット ２２２ 蓋部
３００ 画像形成部 ３０１ 感光体ドラム
３０２ 帯電ユニット ３０３ 露光ユニット
３０５ 転写ユニット ３０６ クリーナー
３０７ 除電ユニット ３１４，３２４ 撹拌ローラ
３１６ ファーブラシ ３２６ ゴムブレード
３５４ トナー収納部分 ４００ 定着部
４０１ 加熱ローラ ４０２ 加圧ローラ
５００ 画像読取部 ６００ 排出部
６０５ 排出ローラ ６１０ 排出トレイ
Ａ 感光体ドラムの回転方向 Ｂ 回転スリーブの回転方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定マグネットを内包する回転スリーブと、前記回転スリーブ上に形成されるトナー層の厚みを規制するトナー層厚規制部材とを有する、磁性１成分現像剤を用いた現像装置であって、
前記トナー層厚規制部材は、磁性体の板状部材から構成されたブレードと、前記ブレードにおける前記回転スリーブの回転方向上流側に取り付けられた磁石とを備え、
前記磁石における前記回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向が、前記回転スリーブの回転方向と略平行となるように、前記磁石が配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記ブレードが、前記回転スリーブの回転方向に対して垂直方向に配置され、
前記磁石は、前記ブレードの平面方向に平行に配置する板状磁石であり、
前記板状磁石の着磁方向が、前記ブレードの平面方向に垂直である請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記回転スリーブに対向する前記磁石の端面が、前記回転スリーブに対向する前記ブレードの端面より、前記回転スリーブに対して遠い位置にある請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置を備え、前記現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
固定マグネットを内包する回転スリーブと、前記回転スリーブ上に形成されるトナー層の厚みを規制するトナー層厚規制部材とを有する、磁性１成分現像剤を用いた現像装置であって、
前記トナー層厚規制部材は、磁性体の板状部材から構成されたブレードと、前記ブレードにおける前記回転スリーブの回転方向上流側に取り付けられた磁石とを備え、
前記磁石における前記回転スリーブ側部分に形成されている磁界の方向が、前記回転スリーブの回転方向と略平行となるように、前記磁石が配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記ブレードが、前記回転スリーブの回転方向に対して垂直方向に配置され、
前記磁石は、前記ブレードの平面方向に平行に配置する板状磁石であり、
前記板状磁石の着磁方向が、前記ブレードの平面方向に垂直である請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記回転スリーブに対向する前記磁石の端面が、前記回転スリーブに対向する前記ブレードの端面より、前記回転スリーブに対して遠い位置にある請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置を備え、前記現像装置によって感光体上に形成された静電潜像を現像するものであ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８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１８５９０９（Ｐ２００８−１８５９０９Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１０１１（Ｐ２００７−２１０１１）
【出願日】平成１９年１月３１日（２００７．１．３１）
【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２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月３１日（２００７．１．３１）
【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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