JP2010128191A - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラの端部に現像後残留したトナーを回収し、良好な画像を得られる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置は、回転スリーブ７３に保持される磁気ブラシを現像ローラ７２に接触させるとともに磁気ローラ７１にバイアス電圧を印加することにより、磁気ブラシを形成する現像剤中のトナーを現像ローラ７２に供給し、該トナーによって感光体上の潜像を現像する。回転スリーブ７３外周面には、回転スリーブ７３の軸方向に沿って延びる複数の溝７３ａが形成され、この複数の溝７３ａの軸方向長さをＬ、磁極部材７４の軸方向長さをＭ、現像ローラ７２の軸方向長さをＮで表すとき、Ｌ＞Ｍ≧Ｎである。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、トナーをトナー担持体から現像剤担持体へ回収可能である現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、電子写真方式を利用した画像形成装置における現像方式には、絶縁トナーや導電トナーを用いた１成分現像方式、トナーと磁性キャリアを用いた２成分現像方式などがある。

２成分現像方式として、例えば特許文献１では、現像装置は、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を磁気的に吸引して磁気ブラシを表面に形成する現像剤担持体と、この現像剤担持体上の現像剤量を規制する規制部材と、トナーのみを付着して回転する円筒状のトナー担持体とを有している。つまり現像剤担持体は、回転スリーブの内側に固定された磁極部材が配置され、回転スリーブの表面に現像剤を磁気的に吸着して磁気ブラシを形成するとともに、回転スリーブが回転して現像剤を搬送する。この現像剤担持体は、バイアス電圧を印加されると、回転スリーブとトナー担持体との対向位置で、磁気ブラシを形成する現像剤中のトナーをトナー担持体に供給し、トナー担持体上にトナーの薄層が形成される。そして、トナー担持体上のトナー層によって像担持体上の潜像が現像される。

現像が行われた後、残留トナー層を有するトナー担持体は、回転して現像剤担持体との対向位置において、磁気ブラシを形成した現像剤担持体と最接近し、この対向位置で、トナー担持体上のトナー層が磁気ブラシによる機械的な力によって掻き取られる。このようにトナー担持体上の残留トナーを回収することにより、現像履歴がトナー担持体に残存しないようにして、次回現像時の画像に影響を及ぼさないようにしている。

しかしながら、上述した従来技術では、現像剤担持体の軸方向端部では、内包する磁極部材の磁力が中央部に対して小さくなり、磁気ブラシの回転スリーブ上での保持力が弱くなる。したがって、回転スリーブの端部では、磁気ブラシがトナー担持体に接触しても、磁気ブラシによってトナー担持体上の残留トナー層を掻き取り難くなり、トナー担持体の端部にトナーが残留し、固着するという問題があった。
特開２００５−２７４９２４号公報（段落［００１８］〜［００２０］、［００２４］、［００２５］、図１）

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、トナー担持体の端部に現像後残留したトナーを回収し、良好な画像を得られる現像装置及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。

上記目的を達成するために本発明は、磁性キャリアとトナーからなる現像剤を担持する回転スリーブを有し前記回転スリーブの内側に磁極部材を支持し、前記現像剤を磁気ブラシとして搬送する現像剤担持体と、前記回転スリーブ上の現像剤量を規制する規制部材と、潜像を形成した像担持体に対向して配置されるトナー担持体とを備え、前記回転スリーブに保持される前記磁気ブラシを前記トナー担持体に接触させるとともに前記現像剤担持体にバイアス電圧を印加することにより、トナーを前記トナー担持体に供給し、前記トナーによって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置において、前記回転スリーブ外周面には、前記回転スリーブの軸方向に沿って延びる複数の溝が形成され、前記複数の溝の軸方向長さをＬ、前記磁極部材の軸方向長さをＭ、前記トナー担持体の軸方向長さをＮで表すとき、
Ｌ＞Ｍ≧Ｎ
であることを特徴としている。

この構成によれば、磁極部材の軸方向長さ（Ｍ）がトナー担持体の軸方向長さ（Ｎ）と同等以上の長さで構成されるので、トナー担持体の端部で磁極部材の磁力が小さくなるおそれがなく、トナー担持体端部において、磁気ブラシの回転スリーブ上の保持力が弱くなるおそれがない。さらに、磁気ブラシが複数の溝に入り込んだ状態で回転スリーブ外周面に形成されると、磁気ブラシの保持力が強化されるが、複数の溝の軸方向長さ（Ｌ）が磁極部材の軸方向長さ（Ｍ）より長いので、トナー担持体端部において、磁気ブラシの回転スリーブ上の保持力も強化される。

また、請求項２に記載の発明では、前記トナー担持体の軸方向の両端部には、前記回転スリーブ外周面に当接するシール部材が設けられ、前記シール部材間の軸方向長さをＳで表すとき、
Ｓ＞Ｌ
であることを特徴としている。この構成によれば、バイアス電圧を印加されると、磁気ブラシを形成する現像剤中のトナーが回転スリーブからトナー担持体に供給される。このとき、シール部材間の軸方向長さ（Ｓ）が複数の溝の軸方向長さ（Ｌ）より長いので、トナー担持体に接触しない磁気ブラシから供給されるトナーが装置外に飛散するのを抑える。

また、請求項３に記載の発明では、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、磁極部材の軸方向長さ（Ｍ）がトナー担持体の軸方向長さ（Ｎ）と同等以上の長さで構成されるので、トナー担持体の端部で磁極部材の磁力が小さくなるおそれがなく、トナー担持体端部においても、磁気ブラシの回転スリーブ上の保持力が弱くなるおそれがない。さらに、磁気ブラシが複数の溝に入り込んだ状態で回転スリーブ外周面に形成されると、磁気ブラシの保持力が強化されるが、複数の溝の軸方向長さ（Ｌ）が磁極部材の軸方向長さ（Ｍ）より長いので、トナー担持体端部においても、磁気ブラシの回転スリーブ上の保持力も強化される。従って、現像が行われた後、トナー担持体の端部に残留するトナーは、回転スリーブに保持された磁気ブラシによる機械的な力によって掻き取られ、トナー担持体の端部まで現像履歴が残存しないようになり、良好な画像を得られる。

また、請求項２に記載の発明によれば、バイアス電圧を印加されると、磁気ブラシを形成する現像剤中のトナーが回転スリーブからトナー担持体に供給される。このとき、シール部材間の軸方向長さ（Ｓ）が複数の溝の軸方向長さ（Ｌ）より長いので、トナー担持体に接触しない磁気ブラシから供給されるトナーが装置外に飛散するのを抑えることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、トナー担持体の端部に現像後残留したトナーを回収し、良好な画像を得られる現像装置を備える画像形成装置にすることができる。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すタンデム型カラープリンタの概略構成図である。図１において、画像形成装置１は、用紙１１を収容する給紙部１０と、給紙部１０の上方に配される４個の画像形成部３０ａ〜３０ｄと、画像形成部３０ａ〜３０ｄの上方に配される露光器３３ａ〜３３ｄと、画像形成部３０ａ〜３０ｄの左方に配される定着部４０と、給紙部１０の右方に配される用紙搬送路２０と、画像形成装置１の上部に用紙１１を排出する排出部５０とを備えている。

給紙部１０は、給紙カセット１３内に積層載置された用紙１１を１枚ずつ給紙カセット１３の出口側（図１の右側）に繰り出すフィードローラ２１を備え、繰り出した用紙１１を用紙搬送路２０に給紙する。用紙搬送路２０は搬送ローラ対及び搬送ガイド等を備えてなり、繰り出された用紙を画像形成部３０ａ〜３０ｄに向けて搬送するものである。また、手差しトレイ２３は、給紙部１０に載置されていないサイズの用紙等を別途供給するもので、フィードローラ２２を備え、用紙を１枚ずつ用紙搬送路２０に給紙する。

画像形成部３０ａ〜３０ｄは、上流側（図１の右側）から搬送方向に沿って、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナーに応じて設けられており、装置の水平方向に直列に配置されている。各画像形成部３０ａ〜３０ｄは、円筒状の感光体３１ａ〜３１ｄを有するとともに、その回転方向の周囲に上流側から順に、帯電器３２ａ〜３２ｄと、現像装置３４ａ〜３４ｄと、転写ローラ３５ａ〜３５ｄと、クリーナー３６ａ〜３６ｄが配設されている。

回転自在である感光体３１ａ〜３１ｄは、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体が用いられ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応させて配される。感光層は有機感光体（ＯＰＣ感光体）でもよい。現像装置３４ａ〜３４ｄは、感光体３１ａ〜３１ｄの右方に配され、現像ローラとトナーの収容部等を有し、感光体３１ａ〜３１ｄにトナーを供給する。帯電器３２ａ〜３２ｄは感光体３１ａ〜３１ｄ表面を一様に帯電させる。

露光器３３ａ〜３３ｄは、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された原稿画像データに基づいて、各感光体３１ａ〜３１ｄ表面に図１の破線で示すようにレーザ光を照射する。照射されたレーザ光により、各感光体３１ａ〜３１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置３４ａ〜３４ｄにより現像される。

用紙搬送ベルト３８は、駆動ローラ６２及び従動ローラ６１間に張架されるとともに、感光体３１ａ〜３１ｄと転写ローラ３５ａ〜３５ｄとの間に、用紙を搬送するベルト走行路が形成されている。各転写ローラ３５ａ〜３５ｄは、用紙搬送ベルト３８を挟んで各感光体３１ａ〜３１ｄと対向して用紙搬送転写ベルト３８に圧接し、転写ニップ部を形成する。この各転写ニップ部において、用紙搬送ベルト３８の回転とともに所定のタイミングで、用紙搬送路２０から搬送される用紙１１に、各感光体３１ａ〜３１ｄのトナー像が順次転写されることにより、用紙１１にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、カラートナー像が形成される。

トナータンク３９ａ〜３９ｄは、画像形成部３０ａ〜３０ｄの上方に配され、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのいずれかの色のトナーを収容する。各色のトナーが対応する現像装置３４ａ〜３４ｄに供給される。

定着部４０は、画像形成部３０ａの下流側に配され、画像形成部３０ａ〜３０ｄにおいてトナー像が転写された用紙１１を加熱及び加圧して用紙１１にトナー像を溶融定着させる。定着部４０を通過した用紙１１は、用紙搬送路１５を介して排出部５０へ排出される。

次に、現像装置３４ａ〜３４ｄについて図２〜図４に基づいて説明する。図２は上述の画像形成装置１に用いられる現像装置３４ａ〜３４ｄの構成を示す断面図であり、図３は現像ローラと一部断面した磁気ローラとを示す平面図であり、図４は回転スリーブの要部を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１の感光体３１ａと対向する現像装置３４ａの構成及び動作について説明するが、現像装置３４ｂ〜３４ｄの構成及び動作については現像装置３４ａと同様であり説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略し、必要な場合には、ａ〜ｄの符号を付与して説明する。

図２に示すように、現像装置３４は、トナー担持体としての現像ローラ７２と、現像剤担持体としての磁気ローラ７１と、パドルミキサー８２と、撹拌スクリュー８３、及び規制部材８４等により構成されている。

撹拌スクリュー８３は、磁性体のキャリアとトナーからなる現像剤を撹拌して、現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは、キャリアに保持される。また、撹拌スクリュー８３が回転すると、現像剤がパドルミキサー８２に搬送され、撹拌スクリュー８３とパドルミキサー８２とを循環する。パドルミキサー８２が回転して、現像剤を磁気ローラ７１に搬送する。

磁気ローラ７１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成される回転スリーブ７３と、その内側に配置された磁極部材７４とを備える。

磁極部材７４は、フェライト系の磁石からなり、複数の磁極が配設されて、その磁石の磁力によって、現像剤に含まれるキャリアを引き付けて、磁気ブラシを回転スリーブ７３の外周面に形成する。

回転スリーブ７３は、磁極部材７４の外周面と所定の間隔を設けて、回転可能に支持され、現像剤を磁気ブラシとして図２の矢印方向に回転搬送する。規制部材８４はこの磁気ブラシを所定の層厚になるように規制する。そして回転スリーブ７３には、直流電源８８ａと交流電源８８ｂが接続され、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧が印加される。一方、現像ローラ７２には、直流電源８７ａと交流電源８７ｂが接続され、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧が印加される。

現像ローラ７２と回転スリーブ７３間には、これらのバイアスによる電界が形成される。この電界によって、回転スリーブ７３と現像ローラ７２との近接位置Ｔで、回転スリーブ７３外周面に保持された磁気ブラシが現像ローラ７２表面に接触し、磁気ブラシを形成する現像剤中のトナーが現像ローラ７２表面に移動してトナー層を形成する。

現像ローラ７２は、磁気ローラ７１から供給されたトナー薄層を担持し、図示しないモータとギヤからなる駆動機構により、回転スリーブ７３と同方向に回転（図２の矢印方向）することにより、トナー薄層を感光体３１側に搬送する。また、現像ローラ７２には、直流電源８７ａと交流電源８７ｂによるバイアスが印加され、一方、像担持体としての感光体３１上には、露光器３３（図１参照）からレーザ光Ｐを照射された露光部に静電電位が形成されている。現像ローラ７２のバイアス電位と感光体３１上の露光部の電位との電位差により、帯電したトナー薄層が現像ローラ７２から感光体３１に飛翔する。飛翔したトナーが感光体３１上の露光部に付着し、静電潜像が現像される。

現像が行われた後、現像に供されないトナー層が現像ローラ７２表面に残留する。現像ローラ７２表面の残留トナー層は、現像ローラ７２の図２に示す矢印方向の回転によって、近接位置Ｔまで搬送され、近接位置Ｔにおいて、回転スリーブ７３に保持された磁気ブラシに当接すると、磁気ブラシによる機械的な力によって掻き取られ、磁気ローラ７１側に回収される。

上述の現像及びトナー回収において、トナーはプラス帯電を用いるのが好ましく、その帯電量は１０〜２０μＣ／ｇが好ましい。帯電量が１０μＣ／ｇより小さくなると、磁気ブラシからトナーが離脱し周辺に散乱するおそれがあり、逆に、帯電量が２０μＣ／ｇより大きくなると、現像ローラ７２へのトナー薄層が形成され難くなる。

また、キャリアは、フェライトのコアを用いて、その表面に樹脂のコーティングを施すのがよい。キャリアの粒径は３０〜６０μｍのサイズが好ましい。キャリアの粒径が３０μｍより小さくなると、現像剤の流動性が悪くなり、トナーとの撹拌混合時に、均一に分散するのが困難になり、逆に、キャリアの粒径が６０μｍより大きくなると、現像ローラ７２へのトナー薄層が形成され難くなる。

さらに、キャリアの飽和磁化は３５〜９０ｅｍｕ／ｇであることが好ましい。キャリアの飽和磁化が３５ｅｍｕ／ｇより小さくなると、著しくキャリア飛びが悪くなり、逆に、キャリアの飽和磁化が９０ｅｍｕ／ｇより大きくなると、磁気ブラシが疎になり、均一なトナー薄層を現像ローラ７２上に形成することができなくなる。

現像ローラ７２と磁気ローラ７１の回転スリーブ７３との近接位置Ｔのギャップは、０．２〜０．６ｍｍであるのが好ましい。ギャップがこの範囲にあると、現像ローラ７２上にトナー薄層を瞬時に形成することができる。ギャップが０．２ｍｍより小さくなると、規制部材８４と磁気ローラ７１間を通過する磁気ブラシがギャップを通過できずにトナー薄層を乱してしまうおそれがあり、逆にギャップが０．６ｍｍより大きくなると、トナー薄層を形成する効率が低下し、現像ゴーストが発生する。

直流バイアスは、磁気ローラ７１に３００〜５００Ｖを印加して、現像ローラ７２に１００Ｖを印加するのがよい。トナー薄層を現像ローラ７２上に形成する電位差は、２００〜４００Ｖが適正で、トナーの帯電量とのバランスで調整すればよい。フィードバック制御等を用いることで、トナー薄層の層厚を一定にすることが可能である。交流バイアスについては、磁気ローラ７１は、ピーク交流バイアスＶｐ−ｐは０．５〜２．５ｋＶ、周波数は２〜４ｋＨｚ、デューティ比は２０〜４０％とするのが好ましく、また、現像ローラ７２は、ピーク交流バイアスＶｐ−ｐは０．５〜２．０ｋＶ、周波数は２〜４ｋＨｚ、デューティ比は２０〜４０％とするのが好ましい。ピーク交流バイアスを大きくすると、現像ローラ７２上で、トナー薄層の形成がより瞬時に行われるが、リーク耐性が弱くなり、ノイズ発生の原因になる。ノイズの発生については、磁気ローラ７１や現像ローラ７２の表面にアルマイト処理を施し、絶縁性を高めると、マージンが広がるので好ましい。周波数については、トナーの帯電量で調整すればよい。ピーク交流バイアスのデューティ比は、４０％より小さくすると、トナー薄層を形成しながら、短時間に高い電位差でトナーを磁気ブラシに回収する作用をもたらし、現像ローラ７２へのトナーの固着を抑制する効果がある。

感光体３１にＯＰＣ感光体を用いると、全露光で７０〜１２０Ｖが得られ、感光体３１にアモルファスシリコン感光体を用いると、１０〜５０Ｖの露光後電位となる。磁気ブラシは、規制部材８４と磁気ローラ７１間の通過量（流量）が、１８〜４０ｍｇ／ｃｍ²となるように調整するのがよい。通過量（流量）が、１８ｍｇ／ｃｍ²より小さくなると、現像ローラ７２上でトナー薄層の形成と剥ぎ取り性とが極端に悪くなり、逆に、通過量（流量）が、４０ｍｇ／ｃｍ²より大きくなると、磁気ブラシが磁気ローラ７１と現像ローラ７２間を通過することができずに、磁気ローラ７１と現像ローラ７２間からあふれ出るといった不具合が生じる。

次に、図３を用いて磁気ローラ７１の詳しい構成を説明する。図３に示すように、磁気ローラ７１は、前述の回転スリーブ７３と磁極部材７４の他に、磁極部材７４を固設する支軸部材７５と、回転スリーブ７３の両端を支持するフランジ７９、８０、及びフランジ８０に固設される支軸部材７６とを備える。

支軸部材７５は、その一端側（図３の左側）で断面小判形状の切り欠きによって、図示しないハウジングに対して回転しないように支持される。

回転スリーブ７３の一方を固定支持するフランジ７９の内周部には、軸受け７７が固着され、回転スリーブ７３の他方を固定支持するフランジ８０の内周部には、軸受け７８が固着される。各軸受け７７、７８を介して、フランジ７９、８０は支軸部材７５に対して回転可能になる。またフランジ７９、８０の各側面部において、磁極部材７４は軸方向に移動しないように規制されている。フランジ８０には、支軸部材７６が支軸部材７５と同軸に設けられている。支軸部材７６は、図示しないハウジングに回転可能に支持され、図示しないモータ、ギヤ等の駆動源よって回転する。支軸部材７６の回転により、回転スリーブ７３はフランジ８０を介して回転することになる。

回転スリーブ７３の外周面には、回転スリーブ７３の軸方向に沿って延びる複数の溝７３ａが全周面に亘って等間隔に形成されている。溝７３ａの形状は、図４に示すように、断面三角形状である。つまり、溝７３ａは、周方向の幅Ａが深さＢより大きい２等辺三角形状である。具体的には、幅Ａは０．２ｍｍ、深さＢは０．１ｍｍであり、溝７３ａは回転スリーブ７３の外周面に８０本設けられている。複数の溝７３ａ間には円周状平坦面が設けられている。

回転スリーブ７３外周面に複数の溝７３ａを設けることにより、現像剤が複数の溝７３ａに入り込み、回転スリーブ７３による現像剤の搬送量を確保することができ、また複数の溝７３ａと円周状平坦面に形成される磁気ブラシの回転スリーブ７３への保持力を強化することができる。この複数の溝７３ａと円周状平坦面にブラスト加工を施すと、磁気ブラシの保持力等の搬送性が一層向上する。

ここで、磁極部材７４の軸方向長さＭが現像ローラ７２の軸方向長さＮと同等以上の長さ（Ｍ≧Ｎ）で構成され、また複数の溝７３ａの軸方向長さＬが磁極部材７４の軸方向長さＭより長く（Ｌ＞Ｍ）構成される。

Ｍ≧Ｎの関係で構成することにより、現像ローラ７２の軸方向の端部で磁極部材７４の磁力が小さくなるおそれがなく、現像ローラ７２端部に対して、磁気ブラシの回転スリーブ７３上の保持力が弱くなるおそれがない。従って、現像剤が回転スリーブ７３の中央部から端部までを安定して搬送され、回転スリーブ７３上に保持された磁気ブラシが現像ローラ７２に接触すると、磁気ブラシを形成する現像剤中のトナーが現像ローラ７２端部においても供給される。また、現像が行われた後、現像ローラ７２端部に残留するトナーは、回転スリーブ７３に保持された磁気ブラシに当接すると、磁気ブラシによる機械的な力によって掻き取られ、磁気ローラ７１側に回収される。

また、Ｌ＞Ｍの関係で構成することにより、現像ローラ７２端部に対しても、複数の溝７３ａによって、磁気ブラシの回転スリーブ７３上の保持力が強化される。従って、現像剤が回転スリーブ７３の中央部から端部までを安定して搬送され、回転スリーブ７３上に保持された磁気ブラシが現像ローラ７２に接触すると、磁気ブラシを形成する現像剤中のトナーが現像ローラ７２端部においても十分に供給される。また、現像が行われた後、現像ローラ７２端部に残留するトナーは、回転スリーブ７３に保持された磁気ブラシに当接すると、磁気ブラシによる機械的な力によって掻き取られ、磁気ローラ７１側に回収される。

複数の溝７３ａは磁極部材７４に対して軸方向の両側に均等な長さに延びて形成され、複数の溝７３ａの軸方向長さＬは、磁極部材７４の軸方向長さＭより１〜１０ｍｍ長くするのが好ましい。複数の溝７３ａの軸方向長さＬが、磁極部材７４の軸方向長さＭに対して１ｍｍより短くなると、現像ローラ７２端部の残留トナーを磁気ブラシにより十分に剥ぎ取れないおそれがある。複数の溝７３ａの軸方向長さＬが、磁極部材７４の軸方向長Ｍに対して１０ｍｍより長くなると、現像ローラ７２に接触しない磁気ブラシから供給されるトナーが飛散するおそれがあり、また装置が大型化する。

複数の溝７３ａの軸方向長さＬは、磁極部材７４の軸方向長さＭより２〜６ｍｍ長くすると、一層好ましい。

上記第１実施形態によれば、現像装置３４は、磁性キャリアとトナーからなる現像剤を担持する回転スリーブ７３を有しこの回転スリーブ７３の内側に磁極部材７４を支持し、現像剤を磁気ブラシとして搬送する磁気ローラ７１と、この回転スリーブ７３上の現像剤量を規制する規制部材８４と、潜像を形成した感光体３１に対向して配置される現像ローラ７２とを備える。また、現像装置３４は、回転スリーブ７３に保持される磁気ブラシを現像ローラ７２に接触させるとともに磁気ローラ７１にバイアス電圧を印加することにより、磁気ブラシを形成する現像剤中のトナーを現像ローラ７２に供給し、該トナーによって感光体３１上の潜像を現像する。回転スリーブ７３外周面には、回転スリーブ７３の軸方向に沿って延びる複数の溝７３ａが形成され、この複数の溝７３ａの軸方向長さをＬ、磁極部材７４の軸方向長さをＭ、現像ローラ７２の軸方向長さをＮで表すとき、
Ｌ＞Ｍ≧Ｎ
である。

この構成によると、Ｍ≧Ｎの関係で構成することにより、現像ローラ７２端部で磁極部材７４の磁力が小さくなるおそれがなく、現像ローラ７２端部においても、磁気ブラシの回転スリーブ７３上の保持力が弱くなるおそれがない。さらに、磁気ブラシが複数の溝７３ａに入り込んだ状態で回転スリーブ７３外周面に形成されると、磁気ブラシの保持力が強化されるが、Ｌ＞Ｍの関係で構成することにより、現像ローラ７２端部においても、磁気ブラシの回転スリーブ７３上の保持力も強化される。従って、現像が行われた後、現像ローラ７２端部に残留するトナーは、回転スリーブ７３に保持された磁気ブラシによる機械的な力によって掻き取られ、現像ローラ７２端部まで現像履歴が残存しないようになり、良好な画像を得られる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る現像装置のシール部材を示す図である。第１実施形態と異なる、シール部材について説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。尚、図５（ａ）はシール部材を備えた現像装置の要部を示す平面図であり、図５（ｂ）はシール部材を備えた現像装置の要部を示す側面図である。

図５（ａ）に示すように、磁気ローラ７１と、現像ローラ７２及び感光体３１は第１実施形態と略同じ構成を備える。

現像ローラ７２の近傍には一対のシール部材９１が取り付けられている。シール部材９１は、スポンジ状のゴムを図５（ｂ）に示すように円板状に形成され、磁気ローラ７１の外周面に弾性的に当接し、また感光体３１の表面に弾性的に当接している。これにより、シール部材９１は、現像ローラ７２端部の周辺から装置外にトナーが飛散することを抑えている。

一対のシール部材９１間の軸方向長さＳは、磁気ローラ７１に設けた複数の溝７３ａの軸方向長さＬより長く（Ｓ＞Ｌ）構成される。

Ｓ＞Ｌの関係で構成することにより、磁気ローラ７１に印加されるバイアス電圧より、現像ローラ７２に接触しない磁気ローラ７１上の磁気ブラシから供給されるトナーが現像ローラ７２端部の近傍で散乱するが、一対のシート部材９１によって装置外に飛散するのを抑えることができる。また、Ｓ＞Ｌの関係で構成することにより、現像ローラ７２の回転により発生する空気流や現像装置内を冷却するファンによる空気流によって、散乱するトナーを装置外に飛散するのを抑えることができる。さらに、Ｓ＞Ｌの関係で構成することにより、シール部材９１が複数の溝７３ａに当接することがなく、磁気ローラ７１の端部のシール性を損なうことがなく、またシール部材９１の耐久性が向上する。

以下、本発明の実施形態をさらに具体化した実施例１〜３と、比較例４〜６を表１に示す。尚、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。

実施例１〜３及び比較例１〜３に用いる磁気ローラ７１は、外径が２０ｍｍであり、溝７３ａの幅Ａが０．２ｍｍ、深さＢが０．１ｍｍの三角形状で、溝７３ａの本数が８０本であり、各溝７３ａの軸方向長さＬ、及び各磁極部材７４の軸方向長さＭは、表１に示す長さに設定した。実施例１〜３及び比較例４〜６に用いた現像ローラ７２は、外径が１６ｍｍであり、各現像ローラ７２の軸方向長さＮは、表１に示す長さに設定した。

現像剤は装置内に２５０ｇ収容した。キャリアは平均粒径３５μｍで、飽和磁化５０ｅｍｕ／ｇのフェライトキャリアを用いた。現像ローラ７２への近接位置Ｔでの磁気ローラ７１の磁力は、軸方向の平均で７５ｍＴに設定した。このとき現像ローラ７２端部での磁力は７５ｍＴになるよう調整した。尚、磁力はテスラメータＨＧＭ８３００Ｌ（日本電磁測器社製）を用いて、プローブを測定対象物表面に接触させて測定した。トナーは平均粒径６．５μｍの非磁性トナーを用いた。

次に、以上のように構成された実施例１〜３及び比較例１〜３について、画像濃度と、トナー付着（現像後の現像ローラ上のトナー残留）及びキャリア重量変化（現像後の現像装置に回収されないキャリア重量）を評価した。評価結果を表２に示す。

尚、画像形成には、カラー複合機ＫＭ−Ｃ３２３２（京セラミタ製）の現像装置を使用した。評価方法および評価基準は以下に示すとおりである。

（ａ）画像濃度
感光体を露光してソリッド画像（１００％印字画像）を形成して、現像ローラ７２の端部における画像濃度を測定した。画像濃度は、ポータブル反射濃度計ＲＤ−１９（グレタグマクベス社製）を使用して測定し、１枚の形成画像につき６箇所、つまりＡ３サイズの用紙の搬送方向に平行な両端部に沿って均等間隔に上流端、中央、下流端３点の合計６点で測定した値の平均値を、画像濃度の測定値とした。評価基準として、画像濃度が１．２以上であれば、良（表２では○）とした。
（ｂ）トナー付着の有無
印字率５％の原稿を印刷後に０〜−２００Ｖのバイアスを現像ローラ７２と磁気ローラ７１間に印加して、画像形成動作が停止した後、現像ローラ７２表面に残留するトナーの有無を目視により評価した。評価基準は次のとおりである。表２の○は、トナー付着が確認できない、×は完全にトナーが付着している。
（ｃ）キャリア重量変化
印字率５％の原稿を５万枚印刷した後、現像装置内のキャリア重量の減少量を測定した。つまり現像後の現像装置に回収されないキャリア重量を測定した。尚、キャリア重量の減少量は以下の手順で測定した。
（１）あらかじめ、トナーとキャリアからなる現像剤の入っていない現像装置の重量を測定して、５万枚印刷後の現像剤の入った現像装置の重量を測定し、現像装置に残っている現像剤の重量を測定する。
（２）印刷後の現像装置内の現像剤から約１０ｇ測定して取り出し、この現像剤を６２５メッシュ（目開き２０μｍオープン）の篩に載せてトナーを吸引し、篩上に残ったキャリアの重量を測定する。篩を吸引する前の現像剤重量と篩上に残ったキャリア重量との割合によって、トナー濃度を算出する。
（３）（１）の印刷後の現像装置に残っている現像剤の重量と、（２）で算出したトナー濃度より、印刷後の現像装置内に残るキャリアの重量を算出する。
（４）印刷前に現像装置に収容した現像剤中のキャリア重量をトナー濃度より算出する。この印刷前のキャリア重量と、上記（３）の印刷後のキャリア重量との差から印刷後のキャリアの減少量を算出し、このキャリア減少量を現像装置に回収されないキャリア重量とする。

結果は、表２に示すように、比較例１〜３は画像濃度が低下していた。またトナー付着について、比較例１は現像ローラ７２端部へのトナー５の付着が観察された。これは、現像ローラ７２の軸方向長さＮに対して、磁極部材７４の軸方向長さＭが短く、複数の溝７３ａの軸方向長さＬが同等であることによる。またキャリアの減少について、比較例１〜３は、５万枚の印刷後において、現像装置からのキャリアの減少量が大きく、特に比較例２、３では、現像装置に回収されないキャリアが、感光体３１に飛散し、用紙搬送ベルト３８、定着部４０のローラを汚染し、また用紙の端部にキャリアが見受けられて、印字の汚れが発生していた。さらに比較例２では、シール部材９１間の軸方向長さＳが複数の溝７３ａの軸方向長さＬと同等であり、５万枚の印刷ではシール部材９１が破損した。

実施例１〜３は、画像濃度の低下はなく、またキャリアの減少が僅かであり、現像装置に殆ど回収され、キャリアの飛散がなく、良好な画像形成が行われた。

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、トナーをトナー担持体から現像剤担持体へ回収可能である現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。

は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に用いる現像装置の概略構成図である。 は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の現像ローラと一部断面した磁気ローラとを示す平面図である。 は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の回転スリーブの要部を示す断面図である。 は、本発明の第２実施形態に係る現像装置のシール部材を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３１ａ〜３１ｄ 感光体（像担持体）
３４ａ〜３４ｄ 現像装置
７１ 磁気ローラ（現像剤担持体）
７２ 現像ローラ（トナー担持体）
７３ 回転スリーブ
７３ａ 溝
７４ 磁極部材
７５、７６ 支軸部材
７７、７８ 軸受け
７９、８０ フランジ
８２ パドルミキサー
８３ 撹拌スクリュー
８４ 規制部材
８７ａ、８８ａ 直流電源
８７ｂ、８８ｂ 交流電源
９１ シール部材

Claims (3)

1. 磁性キャリアとトナーからなる現像剤を担持する回転スリーブを有し前記回転スリーブの内側に磁極部材を支持し、前記現像剤を磁気ブラシとして搬送する現像剤担持体と、前記回転スリーブ上の現像剤量を規制する規制部材と、潜像を形成した像担持体に対向して配置されるトナー担持体とを備え、
   前記回転スリーブに保持される前記磁気ブラシを前記トナー担持体に接触させるとともに前記現像剤担持体にバイアス電圧を印加することにより、トナーを前記トナー担持体に供給し、前記トナーによって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
   前記回転スリーブ外周面には、前記回転スリーブの軸方向に沿って延びる複数の溝が形成され、前記複数の溝の軸方向長さをＬ、前記磁極部材の軸方向長さをＭ、前記トナー担持体の軸方向長さをＮで表すとき、
   Ｌ＞Ｍ≧Ｎ
   であることを特徴とする現像装置。
2. 前記トナー担持体の軸方向の両端部には、前記回転スリーブ外周面に当接するシール部材が設けられ、前記シール部材間の軸方向長さをＳで表すとき、
   Ｓ＞Ｌ
   であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の現像装置が搭載された画像形成装置。

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