JP2010217425A - 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤担持体の移動に連動して移動する現像剤が現像領域を通過した後、ケーシング内に取り込まれる際に発生する噴き出し気流を確実に防止すると共に、仮に噴き出し気流が生じてトナーが飛散しようとした場合にそのトナーを回収できることでトナー飛散による装置内の汚染を確実に防止できる構成を備えた現像装置を提供する。
【解決手段】二成分系現像剤を用いる現像スリーブ５Ａ内で該スリーブ５Ａの現像領域５０１通過後の位置に配置されている２つ以上の磁極Ｐ２．Ｐ３を対象として該現像スリーブ５Ａが収容されているケーシング５００の内面に対向部５００Ａ、５００Ｂをそれぞれ設け、各対向部５００Ａ、５００Ｂでの現像スリーブ５Ａとの間の対向間隔ＣＧ１，ＣＧ２を上記回転方向下流側ＣＧ２の方が、これの上流側ＣＧ１よりも小さくなるように設定すると共に、ケーシング開口５０１近傍にトナー捕集部材５０３を設けたことを特徴としている。
【選択図】図６

Description

本発明は、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像剤担持体に担持されるトナーの飛散防止機構に関する。

周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像が現像装置から供給される現像剤によって可視像処理される。可視像処理された画像は、記録シートなどに転写され、定着されることで複写出力とされる。

静電潜像の可視像処理に用いられる現像装置は、トナーのみを用いた一成分系現像剤を用いる構成の他に、トナーをキャリアに付着させた二成分系現像剤を用いる構成が知られている。

二成分系現像剤を用いる現像装置の構成としては、複数の磁極を内蔵した現像担持体としての現像スリーブ表面に、トナーと磁性キャリアとを含む二成分系現像剤を補立ちさせて磁気ブラシを形成する構成が磁気ブラシ現像装置としてよく知られている。

磁気ブラシを表面に担持している現像スリーブは、回転することにより担持した磁気ブラシを潜像担持体である感光体表面に形成されている静電潜像に接触させることにより静電潜像との間で生起される静電引力によって現像剤中のトナーが静電潜像に転移するようになっている。

ところで、磁気ブラシを表面に担持している現像スリーブが回転すると、磁気ブラシに引きずられてスリーブ周辺の空気が現像スリーブの回転軸を中心とした方向の旋回流、いわゆる、空気の流れが生じる。

現像スリーブの回転により生起される空気流は、磁気ブラシの移動に伴い感光体での現像領域を通過した後、現像装置に設けられている現像スリーブの収容ケースの端部に至る。

図１４は、感光体の可視像処理を終えた現像剤が現像スリーブとともに移動する状態を示す図であり、同図において現像スリーブＡは、内部に感光体Ｂと対向する現像主極Ｓ１および周方向に沿って配置された汲み上げ、搬送そして剤離れなどの機能を持つ複数の補助極Ｓ２を備えており、現像スリーブＡは、現像装置のケーシングＣによって周囲を覆われて、現像主極Ｓ１が位置する周面をケーシングＣから露呈させている。

現像スリーブの回転と共に移動する現像剤は、感光体を通過した後、ケーシングＣの開口Ｃ１（便宜上、図１４においては、現像剤がケーシングＣ内に入り込む位置を符号Ｃ１で示す）から内部に進入して移動するが、このとき、磁気ブラシに引きずられて移動する空気流は、開口Ｃ１の端壁に衝突すると流れが剥離されてしまい、矢印ＲＢで示すように、移動方向とは逆方向の流れとなって噴き出すことがある。

一方、磁気ブラシに引きずられた空気流は、ケーシングＣの開口端壁に衝突することで正圧傾向となり、この正圧傾向は、ケーシング内面と現像スリーブＡの表面との間の間隙が開口Ｃ１の位置で急激に小さくなることによる空気の圧縮作用によっても生じる。このため、開口Ｃ１からの噴き出し気流が多くなり、この噴き出し気流とともに浮遊トナーやキャリアが移動し、これらのトナーやキャリアが現像装置周辺に飛散することがある。

従来、このような噴き出し気流によるトナーやキャリアの飛散を防止する構成として、現像スリーブの回転方向において現像領域を通過した後、現像スリーブ内の補助極と対向するケーシングの内面に現像剤の移動方向上流側と下流側とで圧力差を生起できる段差部を設けた対向面とした構成（例えば、特許文献１）、あるいは、上述した補助極と対向するケーシング内面にケーシングの開口よりも現像スリーブとの間隔を大きくできる凹部を設け、この凹部空間を圧力抜き空間とした構成（例えば、特許文献２）が提案されている。

上記特許文献においては、補助極と対向するケーシング内面に現像剤の移動方向上流側と下流側とで圧力差を設定することにより噴き出し気流を吸い込むようにしている反面、次のような不具合がある。

つまり、段差部あるいは凹部を設けた場合、段差部あるいは凹部空間内に現像剤が移動した際には、その時点での体積膨張による圧力低下が期待できることにより噴き出し気流を吸い込みことができるが、体積膨張による圧力低下、いわゆる負圧傾向が瞬間であるため、安定した吸い込み気流の維持が難しいといえる。段差部を通過した時点あるいは凹部内に現像剤が移動した直後は急激な圧力低下が期待できるものの、段差部あるいは凹部内を現像剤が移動する過程では所望する圧力低下を維持できないことから、トナー飛散を永続的に防止することが期待できない。

さらに、磁気ブラシが補助極と対向する位置で段差部あるいは凹部に対して磁気ブラシが接触していないと、所定のポンピング作用が確保できなくなり、噴き出し気流を吸い込むための圧力を生起できないことから、トナー飛散の防止が不確実となるばかりでなく、飛散したトナーはそのままとされてしまうことになる。このため、飛散トナーによる画像形成装置内の汚染や保守時に飛散後に周辺機器に付着したトナーがユーザの手に付着するなどの不具合がある。

本発明の目的は、上記従来の現像装置、特に噴き出し気流の問題に鑑み、現像剤担持体の移動に連動して移動する現像剤が現像領域を通過した後、ケーシング内に取り込まれる際に発生する噴き出し気流を確実に防止すると共に、仮に噴き出し気流が生じてトナーが飛散しようとした場合にそのトナーを回収できることでトナー飛散による装置内の汚染を確実に防止できる構成を備えた現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、次の構成よりなる。
（１）トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内の開口近傍に回転自在に配置され、複数の磁極を備え該現像剤を担持して、潜像が形成されている潜像担持体との対向部に搬送して該潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の層の厚さを規制する現像剤層規制部材とを備える現像装置において、
前記現像剤担持体に設けられている磁極のうちで、現像領域で磁気ブラシを穂立たせる該現像担持体の主極よりも該現像剤担持体の回転方向下流側であって、剤離れ極を形成する極よりも回転方向上流側である極のうち、２つ以上の極において磁気ブラシの穂が当接する対向部と、現像領域よりも該現像剤担持体回転方向下流側の該現像容器外側にトナー捕集部材とを設けたことを特徴とする現像装置。
（２）前記トナーの捕集部材としてフィルタが用いられることを特徴とする（１）に記載の現像装置。
（３）前記複数の磁極のうちで、前記現像剤担持体の剤離れ極を形成する極には、磁気ブラシが当接する対向部が設けられていないことを特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。
（４）前記対向部が存在する現像剤担持体の磁極のうち、少なくとも一つの磁極での前記対向部は、他の磁極での対向部に対して現像剤担持体の長手方向に沿った長さが異ならせてあることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の現像装置。
（５）前記対向部が存在する現像剤担持体の磁極のうち、少なくとも一つの磁極では現像剤担持体の長手方向の一部のみ対向部を設けたことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の現像装置。
（６）前記トナー捕集部材を現像剤担持体長手方向の一部のみに設けたことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の現像装置。
（７）前記磁極の配置位置における現像剤担持体の表面と前記対向部との間の直径方向での間隔の最小値が異ならせてあることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載の現像装置。
（８）前記直径方向の間隔が、前記現像担持体の移動方向下流側ほど小さくされていることを特徴とする請求項（１）乃至（８）のいずれかに記載の現像装置。
（９）前記対向部の少なくとも一つに対面する前記現像剤担持体の表面は、曲面で形成され、該曲面の曲率中心が前記現像剤担持体の中心軸に一致させてあることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれかに記載の現像装置。
（１０）前記現像容器における前記対向部の一つの近傍には、該現像容器内と外部とを連通する開口部が設けられ、該開口部にはトナーを捕集するフィルタが配置されていることを特徴とする（１）に記載の現像装置。
（１１）前記対向部は前記現像容器の一部で構成されていることを特徴とする（１）乃至（１０）のいずれかに記載の現像装置。
（１２）前記現像剤担持体に担持される現像剤は、平均円形度が０．９３〜１．００のトナーを含むことを特徴とする（１）乃至（１１）のいずれかに記載の現像装置。
（１３）前記トナーは、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られたものであることを特徴とする（１２）に記載の現像装置。
（１４）前記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする（１２）または（１３）に記載の現像装置。
（１５）（１）乃至（１４）のいずれかに記載の現像装置を収容可能なプロセスカートリッジであって、潜像担持体およびこれを用いた画像形成処理に用いられる帯電装置およびクリーニング装置のいずれか一つ以上の装置を纏めて収容可能なハウジングを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
（１６）（１５）記載のプロセスカートリッジが着脱可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
（１７）前記プロセスカートリッジが複数色を対象として複数設けられていることを特徴とする（１６）に記載の画像形成装置。

本発明によれば、現像剤担持体に設けられている磁極のうちで現像領域出磁気ブラシを穂立ちさせる現像主極よりも現像剤担持体の回転方向下流側で剤離れ極を形成する磁極よりも上記回転方向上流側に位置する極の２つ以上の磁極において磁気ブラシの穂が当接する間隔を設定された対向部を備えているので、対向部で構成される段差を利用した圧力差に加えて、磁気ブラシの穂が対向部に当接することによるポンピング作用により対向部入り口側での正圧化されている空気を吸い込むことが可能となる。これにより、現像領域を通過した現像剤に連れ動く空気が対向部入り口で正圧化された場合に発生する噴き出し気流を抑制してトナーの飛散を防止することができる。

しかも、対向部開口近傍で噴き出し気流が完全に抑制されない場合においても、飛散しようとするトナーを捕集部材によって捕集することができるので、トナーの飛散を効率的に抑制することができる。

本発明による現像装置を装備したプロセスカートリッジが適用される画像形成装置の内部構成を説明するための図である。 本発明による現像装置を装備したプロセスカートリッジの構成を説明するための図である。 本発明による現像装置の要部構成を説明するための模式図である。 形状計数ＳＦ−１に関する模式図である。 形状計数ＳＦ−２に関する模式図である。 図３に示した現像装置の要部構成における特徴部を説明するための図である。 図６に示した特徴部に用いられる磁極対向部の長さに関する構成を示す現像装置の概略正面図である。 本発明による現像装置の要部構成における特徴部の他の例を説明するための図である。 図８の要部拡大図である。 図８に示した特徴部に用いられる磁極対向部の長さに関する構成を説明するための現像装置の概略正面図である。 本発明による現像装置の要部構成における特徴部の他の例を説明するための図である。 図１１の要部拡大図である。 図１１に示した特徴部に用いられる磁極対向部の長さに関する構成を説明するための現像装置の概略正面図である。 現像装置における現像剤の移動過程を説明するための模式図である。

以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。 図１は、本発明による潤滑剤供給装置を備えたプロセスカートリッジが適用される画像形成装置の本体１００における内部機構の全体概略構成を示している。

図１は、画像形成装置の一例を示す図であり、同図に示す画像形成装置は、異なる色の画像を独立して形成可能な作像部が複数並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタである。
図１において、カラープリンタ１には、色分解色に対する補色関係にある色のトナーであるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｂｋ）を用いた画像を形成可能な感光体ドラム２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋが水平方向で同一線上に並設されている。
各感光体ドラムは、後述する作像ユニット内に装備されており、作像ユニットの上部には感光体ドラム２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｂｋの並設方向に平行する展張面を有するベルトを用いた転写装置３が配置されている。

作像ユニットは、感光体ドラムおよびこれに関連する画像形成処理を行うプロセスカートリッジで構成されており、その内部には、図２を用いて後で説明するが、感光体ドラムに対する画像形成処理工程のうちで、帯電工程、現像剤供給部材としての現像スリーブによる可視像処理を行う現像工程およびクリーニング工程をそれぞれ実行するための装置４，５，６が纏めて収容されている。

作像ユニットの下方には、書込行程に用いられる走査装置７が配置されている。
なお、図２においては、一つの色の作像ユニットを対象としてその構成が示されており、色分けの符号を付けていないが、他の色を対象とする装置も同様な構成とされている。

転写装置３は、複数のローラに掛け回されたベルトを転写体として用いた構成を備え、各感光体ドラムに対向する展張面に対してそれぞれ異なる色の画像が順次転写される１次転写工程と、１次転写工程において重畳された画像を給紙装置（図示されず）から繰り出されるシートに対して一括転写する２次転写工程とを実行するために設けられている。

転写装置３における各感光体ドラムと対峙する位置には、ローラで構成された１次転写装置９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋが、そして、２次転写位置には、シートを転写装置３に応接させながら搬送する搬送ベルト１０および２次転写装置１１２が配置されている。

カラープリンタ１では、各感光体ドラムに対する帯電後に書き込み走査に応じた静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置５によって可視像処理されると転写装置３に対して各感光体ドラムからの色画像が１次転写装置９（図１参照）を介して順次転写されて重畳画像が形成され、重畳画像がシートに対して２次転写装置１１によって一括転写される。
転写装置３から重畳画像を一括転写されたシートは、排紙トレイ１Ａに至る搬送路中に設けられている定着装置１２によって定着処理されて排出される。なお、図１において符号１３は、転写装置３のベルトクリーニング装置に用いられるクリーニングブレードを示している。

図２においてプロセスカートリッジ３００は、一つのカートリッジケース３０１の内部に、感光体２とともに、帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６、図示されない除電装置などの電子写真方式の画像形成プロセス装置が組み込まれて一体化されている。

プロセスカートリッジ３００は、上述した画像形成プロセス装置を纏めて収容することにより作像ユニットを小型化して感光体２に対する各プロセス装置の位置精度を向上させることができる。しかも、画像形成装置本体１００に対して一括して着脱可能に設けられていることで、個々の部品などの不具合をプロセスカートリッジの修理や交換で対応できるようにしてメンテナンス性を向上させることができる。
画像形成装置本体１００がタンデム方式を対象としているので、本実施形態においては、各作像ユニットでのプロセスカートリッジが異なる色のトナーを用いるだけでそれぞれ同一構成とされている。

ここで、プロセスカートリッジ３００には、感光体２とともに、これに対する画像形成処理に用いられる、帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６、図示されない除電装置などの装置を纏めて設ける必要はなく、この発明では、感光体２とともに、いくつかの装置を纏めて収容できるようにすればよい。

なお、帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６などの各プロセス装置をそれぞれモジュール化し、プロセスカートリッジ３００ごと交換できるとともに、プロセスカートリッジ３００を画像形成装置本体１００から取り外した状態においてモジュール単位で交換できるようにしてもよい。このようにすると、使い勝手がよく、使えるプロセス装置をプロセスカートリッジ３００の寿命とともに廃棄することによる資源の無駄使いを防ぐことができる。

図２に示すように、本実施形態に用いられるクリーニング装置６は、プロセスカートリッジ３００のカートリッジケース３０１にブレードホルダを取り付け、そのブレードホルダでクリーニングブレード６Ａの基端を支持し、クリーニングブレード３０３の先端を感光体２の外周面に押し当てる。

カートリッジケース３０１には、またマイラ（登録商標）フィルム等の樹脂フィルム６Ｂの基端を取り付け、先端を同じく感光体２の外周面に軽く押し当てている。

プロセスカートリッジ３００の内部には、感光体２の回転方向ａにおいて、クリーニング工程に用いられるクリーニングブレード６Ａの下流側で帯電工程に用いられる帯電装置４の上流側に、感光体２を塗布対象物として潤滑剤を供給するための潤滑剤供給装置４００が設けられている。

潤滑剤供給装置４００は、固形潤滑剤４０１と、これに接触して固形潤滑剤４０１を感光体２に塗布する潤滑剤供給部材４０２と、潤滑剤供給部材４０２と感光体２との接触位置の下流に配置されて感光体２の表面に塗布された潤滑剤を均して均一な膜厚に規定して塗り広める潤滑剤均し部材４０３とを備えている。

本実施例における潤滑剤均し部材４０３は、ゴムブレードが用いられ、塗布ブレードとして機能するようになっている。

プロセスカートリッジ３００内に収容されている現像装置５は、その詳細な構成が図３に示されている。
図３において現像装置５は、トナーと磁性キャリアとを混在させた二成分系現像剤を用いる構成が用いられ、ケーシング５００の内部に現像剤担持体である現像スリーブ５Ａを備えている。

ケーシング５００における感光体と対向する位置には、現像スリーブ５の外周面の一部を露呈可能な開口５０１が設けられている。

ケーシング５００の内部には、現像スリーブ５Ａに加えて、現像剤の供給部材である供給スクリュー５Ｃ、現像剤の攪拌を行う攪拌スクリュー５Ｄ、そして現像スリーブ５Ａに担持された現像剤の層厚を規定するドクターブレード５Ｅが備えられている。供給スクリュー５Ｃと攪拌スクリュー５Ｄとが配置されている空間は、一部を除いて仕切り壁５Ｆにより仕切られており、各スクリューは回転方向を逆方向に設定されていることにより、現像剤を軸方向に攪拌しながら軸方向一端側から他端側に向けて移動させるようになっている。

現像スリーブ５Ａの内部には、現像スリーブ５Ａの回転方向に沿って配置された複数の磁極を有するマグネットローラ５Ｂを備えている。
マグネットローラ５Ｂに有する磁極としては、感光体と対向する位置に現像主極Ｐ１が、現像スリーブ５Ａの回転方向において現像主極Ｐ１の下流側に搬送用の補助極Ｐ２，Ｐ３が、現像スリーブ５Ａの回転方向において現像主極Ｐ１の上流側に現像スリーブ５Ａから現像剤を離して供給スクリュー５Ｃに向け落下される補助極Ｐ４，そして補助極Ｐ４との間で生起される磁力線を用いて剤離れを行わせると共に、供給スクリュー５Ｃから供給される現像剤を汲み上げて現像主極Ｐ１に持ち来す補助極Ｐ５がそれぞれ配置されている。

上述した現像装置５に用いられる現像剤中のトナーは、次の特性を備えている。
本実施例に用いられるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることが好ましい。本実施例では、下記式（１）より得られた値を円形度と定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。

円形度 ａ＝Ｌ_０／Ｌ ・・・（１）
（Ｌ_０は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Ｌは、粒子の投影像の周囲長を示す。）
平均円形度が０．９３〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。
ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。

また、本実施例において好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。この手法のより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。

さらに、本実施例において好適に用いられるトナーは、トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図４、５は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。

ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（２）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（３）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。

ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π） ・・・式（３）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。なお、形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）で倍率１０００倍のトナーの写真を撮り、スキャナで読み取って画像データ化する。これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）を用いて、画像データを二値化し、少なくとも５００個以上のトナー粒子について解析を行うことで測定した。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。

以上の構成を備えた現像装置を対象として本実施例の特徴について説明する。
本実施例の特徴は、マグネットローラ５Ｂに有する補助極の少なくとも２つを対象として、特に、感光体と対向する現像領域を通過した位置にある補助極を対象として、吹き抜け気流の発生を抑制する構成とこれとは別に吹き抜け気流により飛散しようとするトナーを捕集する構成を備えたことにある。

図６は、上記特徴を説明するためのケーシング５００の一部を拡大して示した図である。
図６において、現像スリーブ５Ａの回転方向における現像主極Ｐ１の下流側で剤離れ用の補助極Ｐ４，Ｐ５の上流側に配置されている補助極の２つ以上の補助極に相当する磁極Ｐ２，Ｐ３と対向するケーシング５００の内面には、磁極Ｐ２，Ｐ３により形成される軸ブラシの穂が当接する対向部５００Ａ、５００Ｂがケーシング５００と一体成形、つまり、現像装置の現像容器に相当する現像槽の一部として設けられている。

対向部５００Ａ、５００Ｂにおける現像スリーブ５Ａに対向する表面は、曲面で構成され、その曲率中心が共に現像スリーブ５Ａの回転中心と一致させてあり、各対向部表面での曲率半径が各対向部毎に一定とされている。

各対向部５００Ａ、５００Ｂは、それぞれ磁気ブラシの穂を当接させる条件として、現像スリーブ５Ａの表面との間の間隔が規定されている。つまり、現像スリーブ５Ａの回転方向上流側に位置する対向部５００Ａの表面と現像スリーブ５Ａの表面との間の間隔ＣＧ１と、現像スリーブ５Ａの回転方向下流側に位置する対向部５００Ｂの表面と現像スリーブ５Ａの表面との間に間隔ＣＧ２とは、ＣＧ１＞ＣＧ２の関係が設定されている。換言すれば、磁気ブラシの移動方向において下流側に位置する対向部と現像スリーブ表面との間の間隔がその上流側に位置する対向部と現像スリーブ表面との間の間隔よりも小さくされている関係である。

これにより、対向部５００Ａ、５００Ｂは、磁極Ｐ２，Ｐ３に対向する位置で段差部を構成し、段差部に対する気流の入り口側および出口側とで圧力差を生起されるが、その際の圧力差は、間隔の設定によって現像スリーブ５Ａの回転方向下流側に達するほど大きくなる。

特に、各対向部と現像スリーブ５Ａとの間で設定された間隔内では、共に磁気ブラシの穂が対向部表面に接触しているので、磁気ブラシの移動に伴いポンピング作用が得られ、磁気ブラシの移動方向下流側での負圧化も相俟って、段差部入り口側に衝突して正圧化されている空気を吸い込んで吹き出させないようにすることができる。

一方、対向部５００Ａ、５００Ｂは、そのうちの少なくとも一つが他の磁極に対向する対向部に対して現像スリーブ５Ａの長手方向（軸方向）に沿った長さを異ならせてある。 本実施例では、図７に示すように、現像スリーブ５Ａの回転方向を基準として上流側に位置する補助極Ｐ２に対向する対向部５００Ａは、現像スリーブ５Ａの長手方向での現像領域に対応させた長さを（Ｌ１）持ち、これに対して、対向部５００Ａの下流側に位置する補助極Ｐ３と対向する対向部５００Ｂは、対向部５００Ａの長さ（Ｌ）に対してＬ２＝Ｌ１／５の関係を有する長さを持たせて現像スリーブ５Ａの長手方向の一部のみに設けられている。
対向部５００Ｂの長さ（Ｌ２）の始端は、現像スリーブ５Ａの長手方向一端に設定されており、この始端は、現像装置５に装備されている供給スクリュー５Ｃによる現像剤の移動開始端に対応している。

この理由は次の通りである。
供給スクリュー５Ｃにより搬送される現像剤は、攪拌初期の状態であり、トナーの帯電量が比較的少ない。このため、トナーは浮遊しやすい状態にあるため、このトナーを対象として吸い込み空気を用いて飛散を防止する。また、現像スリーブ５Ａの長手方向の一部に対向部を設けることで、その対向部により構成される段差部の占有範囲を少なくして段差部入り口側で発生する正圧化される範囲を少なくし、これによって、現像装置内での内圧が上昇した場合に発生する噴き出し気流を抑制してトナー飛散を抑えるようにできる。

磁極により形成される磁気ブラシによるポンピング作用によって噴き出し気流を抑制することとは別に、本実施例では、ケーシング５００の内圧上昇を抑える構成が用いられている。

図３において、補助極Ｐ３近傍のケーシング５００には、現像装置５の内外を連通する圧抜き開口５０２が設けられており、圧抜き開口５０２の外側にはトナー補修用のフィルタ５０３が配置されている。

一方、補助極Ｐ２の近傍でケーシング５００の開口５０１近傍には、噴き出し気流により飛散しようとするトナーを捕集するためのフィルタ５０４が配置されている。上述したフィルタ５０３，５０４は、いずれも現像スリーブ５Ａの長手方向（軸方向）において少なくとも現像領域をカバーできる長手方向の長さを設定されている。

圧抜き開口５０２は、現像装置５の内圧が上昇した際に空気を抜くことができる部分であり、現像装置内の内圧上昇を抑えて各対向部での吸い込み気流を発生しやすくしており、排気と共に外部に出ようとするトナーがフィルタ５０３により捕集されるようになっている。

現像スリーブ５Ａの一部が露呈しているケーシング５００の開口５０１近傍に設けてあるフィルタ５０４は、仮に、開口５０１から吹き出される気流と一緒に飛散トナーが飛散しようとした場合にそのトナーを捕集するようになっている。つまり、本実施例では、図７において説明したように、補助極Ｐ３に対向する対向部５００Ｂが現像スリーブ５Ａの長手方向の一部に設けてあるため、対向部５００Ｂが存在しない長手方向の領域では、従来と同様に噴き出し気流が発生しやすい。このため、現像装置５とこれの上位に位置する転写ベルト３（図２参照）との間を浮遊するトナーが存在することもある。このようなトナーをフィルタ５０４によって捕集することで、画像装置内へのトナーの飛散を防止している。なお、フィルタ５０３，５０４は、現像スリーブ５Ａの現像領域をカバーできる長さ、つまり、現像スリーブ５Ａの軸方向長さに対応させてあるが、本発明では、これに限ることなく、例えば、補助極Ｐ３に対向する対向部５００Ｂが設けられていない範囲をカバーするようにフィルタの長さを設定して設けるようにしても良い。

一方、上述した補助極Ｐ２，Ｐ３と対向する対向部を内面に有するケーシング５００は、剤離れ機能を有する補助極Ｐ４，Ｐ５と対向する部分に対向部を設けないようになっている。これにより、補助極による剤離れ機能を阻害しないようにして現像スリーブ５Ａから現像剤が容易に供給スクリュー５Ｃに向けて落下できるようになっている。

次に本発明の別実施例について説明する。
図８乃至図１３に示す実施例は、図２に示した現像スリーブ５Ａ内のマグネットローラ５Ｂに設けられている磁極の数が異なっている例である。

いずれの実施例においても、図３，図７に示した実施例での原理を踏襲している。
図８においては、マグネットローラ５Ｂに装備されている磁極が７極であり、図１１においては、磁極が９極である。

図８乃至図１０に示す実施例においては、補助極Ｐ２〜Ｐ４と対向するケーシング５００の内面に対向部５００Ａ、５００Ｂ，５００Ｃがそれぞれ設けられている。

対向部５００Ａ〜５００Ｃは、図６に示した場合と同様に、現像スリーブ５Ａの回転方向に沿って下流側に位置する対向部５００Ｃと現像スリーブ表面との間の間隔がその上流側に位置する間隔よりも小さくなるように設定されており、具体的には、前述した間隔ＣＧ１，ＣＧ２および増加された補助極Ｐ４に対応する対向部５００Ｃと現像スリーブ表面との間の間隔ＣＧ３との関係が、図９に示すように、ＣＧ１＞ＣＧ２＞ＣＧ３の関係に設定されている。

一方、各対向部同士での現像スリーブ５Ａの長手方向の長さとしては、図１０に示すように、前述した長さ（Ｌ１），（Ｌ２）および新たに増加された対向部５００Ｃの長さ（Ｌ３）との関係が、Ｌ２＝Ｌ１／５、Ｌ３＝Ｌ１／１０の関係に設定されている。

この関係は、先に説明したように、現像スリーブ５Ａの回転方向において、補助極Ｐ５〜Ｐ７が有する剤離れ機能を阻害しないため、および、供給スクリュー５Ｃにより搬送される現像剤が攪拌初期の状態であることにより帯電量が少なく噴き出し気流により飛散しやすい状態にあるのを吸い込み気流によって飛散を抑制するためである。

また、本実施例においても、上述した実施例と同様に、剤離れ極となる補助極Ｐ５〜Ｐ７と対向するケーシング５００の内面には、対向部が設けられていない。

図１１乃至図１３に示す実施例においては、補助極Ｐ２〜Ｐ５と対向するケーシング５００の内面に対向部５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ、５００Ｄ（図１２参照）がそれぞれ設けられている。

対向部５００Ａ〜５００Ｄは、図８に示した場合と同様に、現像スリーブ５Ａの回転方向に沿って下流側に位置する対向部５００Ｃと現像スリーブ表面との間の間隔がその上流側に位置する間隔よりも小さくなるように設定されており、具体的には、前述した間隔ＣＧ１、ＣＧ２、ＣＧ３および増加された補助極Ｐ５に対応する対向部５００Ｄと現像スリーブ表面との間の間隔ＣＧ４との関係が、図１２に示すように、ＣＧ１＝ＣＧ２＞ＣＧ３＞ＣＧ４の関係に設定されている。
この場合においては、間隔ＣＧ１とＣＧ２とが同等となっているが、この場合にも、前述した間隔の条件である、現像スリーブ５Ａの回転方向において下流側の対向部での間隔がそれの上流側での間隔よりも小さくなる関係を踏襲している。このため、図１２に示した関係に限らず、現像スリーブ５Ａの回転方向上流側に位置する対向部５００Ａから回転方向最下流側荷位置する対向部５００Ｄにかけて順次間隔を小さくすることもできる。

一方、各対向部同士での現像スリーブ５Ａの長手方向の長さとしては、図１３に示すように、前述した長さ（Ｌ１），（Ｌ２）、（Ｌ３）および新たに増加された対向部５００Ｄの長さ（Ｌ４）との関係が、Ｌ２＝Ｌ１／２、Ｌ３＝Ｌ１／５、Ｌ４＝Ｌ１／１０の関係に設定されており、この場合にも、前述した実施例と同様に、剤離れ極として機能する補助極Ｐ８、Ｐ９に近い補助極と対向する対向部の方が長手方向の長さを短くされている。

この関係は、先に説明したように、現像スリーブ５Ａの回転方向において、補助極Ｐ５〜Ｐ７が有する剤離れ機能を阻害しないため、および、供給スクリュー５Ｃにより搬送される現像剤が攪拌初期の状態であることにより帯電量が少なく噴き出し気流により飛散しやすい状態にあるのを吸い込み気流によって飛散を抑制するためである。

また、本実施例においても、上述した実施例と同様に、剤離れ極となる補助極Ｐ８〜Ｐ９と対向するケーシング５００の内面には、対向部が設けられていない。

図８乃至図１３に示す実施例におけるトナー捕集のためのフィルタ５０３，５０４の構成は図３乃至図７に示した実施例と同様とされている。

１００ 画像形成装置
３００ プロセスカートリッジ
５ 現像装置
５Ａ 現像スリーブ
５Ｂ マグネットローラ
５００ ケーシング
５００Ａ〜５００Ｄ 対向部
ＣＧ１〜ＣＧ３ 対向部と現像スリーブとの間の間隔
Ｌ１〜Ｌ４ 現像スリーブ長手方向に対する対向部の長手方向の長さ
Ｐ１ 現像主極
Ｐ２〜Ｐ９ 補助極

特開２００７−２４９８４号公報 特開２００４−２０７７２号公報

Claims (17)

1. トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内の開口近傍に回転自在に配置され、複数の磁極を備え該現像剤を担持して、潜像が形成されている潜像担持体との対向部に搬送して該潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の層の厚さを規制する現像剤層規制部材とを備える現像装置において、
   前記現像剤担持体に設けられている磁極のうちで、現像領域で磁気ブラシを穂立たせる該現像担持体の主極よりも該現像剤担持体の回転方向下流側であって、剤離れ極を形成する極よりも回転方向上流側である極のうち、２つ以上の極において磁気ブラシの穂が当接する対向部と、現像領域よりも該現像剤担持体回転方向下流側の該現像容器外側にトナー捕集部材とを設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記トナーの捕集部材としてフィルタが用いられることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記複数の磁極のうちで、前記現像剤担持体の剤離れ極を形成する極には、磁気ブラシが当接する対向部が設けられていないことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記対向部が存在する現像剤担持体の磁極のうち、少なくとも一つの磁極での前記対向部は、他の磁極での対向部に対して現像剤担持体の長手方向に沿った長さが異ならせてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記対向部が存在する現像剤担持体の磁極のうち、少なくとも一つの磁極では現像剤担持体の長手方向の一部のみ対向部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記トナー捕集部材を現像剤担持体長手方向の一部のみに設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記磁極の配置位置における現像剤担持体の表面と前記対向部との間の直径方向での間隔の最小値が異ならせてあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置。
8. 前記直径方向の間隔が、前記現像担持体の移動方向下流側ほど小さくされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置。
9. 前記対向部の少なくとも一つに対面する前記現像剤担持体の表面は、曲面で形成され、該曲面の曲率中心が前記現像剤担持体の中心軸に一致させてあることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置。
10. 前記現像容器における前記対向部の一つの近傍には、該現像容器内と外部とを連通する開口部が設けられ、該開口部にはトナーを捕集するフィルタが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
11. 前記対向部は前記現像容器の一部で構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の現像装置。
12. 前記現像剤担持体に担持される現像剤は、平均円形度が０．９３〜１．００のトナーを含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の現像装置。
13. 前記トナーは、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られたものであることを特徴とする請求項１２に記載の現像装置。
14. 前記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項１２または１３に記載の現像装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれかに記載の現像装置を収容可能なプロセスカートリッジであって、潜像担持体およびこれを用いた画像形成処理に用いられる帯電装置およびクリーニング装置のいずれか一つ以上の装置を纏めて収容可能なハウジングを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
16. 請求項１５記載のプロセスカートリッジが着脱可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
17. 前記プロセスカートリッジが複数色を対象として複数設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。

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