JP4669164B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式にて像担持体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で可視像化する画像形成装置、並びに該画像形成装置に設けられ、複数の現像剤担持体を有する現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写装置や画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、その画像形成部において、回転する像担持体である感光体を帯電装置により帯電し、露光光学系により原稿の画像を露光位置において露光して感光体の周面に静電潜像を形成し、この感光体の周面上に形成された静電潜像を現像装置で現像して現像剤（トナー）像を形成し、該トナー像を転写装置の電圧印加によって転写紙に転写し、転写後の感光体をクリーニング装置でクリーニングした後、帯電前露光を行い、残留電荷を除去し、再び上記の工程を繰り返して画像形成を行う。
【０００３】
この画像形成部において現像動作を行う現像装置としては、現像剤担持体である現像スリーブを複数設けることで、現像スリーブの周速を上げずに高速対応可能とされた現像装置がある。このような現像装置では、現像スリーブを複数使用するため、現像装置が大型化してしまう傾向がある。そこで、複数の現像スリーブを近接させ一体構成されていることが多い。
【０００４】
ところで、現像装置の現像容器内を循環移動する現像剤は、現像スリーブの表面に沿って軸受け方向に移送されたものが、現像スリーブの表面を伝わって端部へと移送され、現像スリーブの端面の軸受け部を介して外部へと漏出して、装置本体内部に飛散して、種々の不都合を引き起こすという問題があった。
【０００５】
そこで、この問題に対して、従来までは、フェルトによって現像スリーブ上の現像剤を機械的にかきとる方法を用いていたが、この方法では現像スリーブを駆動させるトルクが大きくなり、モーターに大きな負荷をかけ、寿命を短くすると共に、端部昇温が生じて端部トナー固着などを引き起こす虞があった。
【０００６】
従って、このような現像剤の上記端部への漏出を防止する方法として、特開平２−２６２１７１号公報にも開示されているように、現像スリーブの軸線方向両端部に、磁性の現像剤シール部材を設け、現像スリーブの表面と所定の間隔をもって、少なくとも一部の周面に沿って現像剤による磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシによって、現像剤の現像スリーブの軸線方向両端部への漏出をシールする方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の現像装置のように高速化及び、小型化のために、像担持体（感光体）の回転方向に対し順方向に回転する複数の現像スリーブを近接させ、一体的に構成した現像装置では、現像能力を増大させるという点で利点があるが、磁性の現像剤シール部材を設けることによって、感光体の回転方向の上流側にて感光体と対向する現像スリーブ（第一スリーブ）に対して下流側で感光体に対向する現像スリーブ（第二スリーブ）端部の磁性シールとして形成された現像剤の磁気ブラシの流動が、第一スリーブ端部の磁性シールとして形成された現像剤の磁気ブラシの流動により阻害され、第二スリーブ−磁性シール間隙でトナーが滞留したり、溢れ出したり、又は、現像には寄与しない無駄なトナーを消費したりするという問題があった。
【０００８】
又、現像スリーブの軸線方向端部でトナー飛散が生じると、それに伴い現像スリーブと感光体との距離を一定に維持するための感光体突き当てコロ等が汚れて、耐久してしまい、そして、突き当てコロのトナー付着により、現像スリーブと感光体との距離が一定に保てなくなる。言い換えれば、現像スリーブと感光体とのギャップが広がる。結果として、濃度低下や、ピッチむらを発生させる虞があった。これに関しては、特に、ギャップ精度の厳しい非接触現像方式を採用した一成分磁性現像剤を用いた方式、例えば一成分ジャンピング現像方式では不利であった。
【０００９】
又、現像スリーブの軸線方向端部でトナー飛散が生じると、それに伴い、感光体である感光ドラム、ベルト端部にもトナーが付着し、付着したまま、画像形成装置を作動させると、感光体端部にトナーが融着してしまうといった現象が生じ、クリーニング部でのクリーニング不良や感光体の端部汚れを促進させる虞があった。
【００１０】
又、現像スリーブの軸線方向端部でトナー飛散が生じると、それに伴い一次帯電器にへも飛散トナーが舞い、帯電器のワイヤー端部付近にワイヤー汚れが生じ、特に低湿状況下では帯電が不安定であるために、汚れがそのまま画像ムラとなる虞があった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、複数の現像剤担持体を備える現像装置に、一成分磁性現像剤を採用しても、現像剤担持体の軸線方向端部での現像剤の飛散、漏れを抑制し、現像剤を無駄に使用することや、現像剤担持体周辺に配設された像担持体、帯電体等の汚れを防止して、画像ムラやピッチムラ等の画像不良が生じることのない、高速な画像形成を実現可能な現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第一の本発明は、像担持体上に形成された潜像を現像剤によって可視像化する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、該現像容器の開口部であって且つ前記像担持体と対向配設される位置に設けられ、前記像担持体の回転方向に対し順方向に回転し、内部に周方向に複数の磁極を有する略円筒状の磁界発生手段が固定配置されて、前記現像剤を担持して前記像担持体へと搬送する複数の現像剤担持体と、を有し、該複数の現像剤担持体の軸線方向両端部の少なくとも一部の周面に沿って、磁性物質で形成された現像剤シール部材が設けられ、該現像剤シール部材と前記現像剤担持体内部の前記磁界発生手段との間に発生した磁界により、前記現像剤シール部材の前記現像剤担持体に対する対向面と前記現像剤担持体周面両端部との間に磁気ブラシを形成する現像装置において、
前記複数の現像剤担持体のうち、前記像担持体の回転方向の下流側で対向する現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向の上流側で対向する現像剤担持体よりも、前記現像剤シール部材との間隙が大きいことを特徴とする現像装置を提供する。
【００１３】
第二の本発明は、像担持体と、該像担持体上に形成された現像剤にて静電潜像を現像する現像装置を有し、
該現像装置は、前記現像剤を収容する現像容器と、該現像容器の開口部で且つ前記像担持体と対向配設される位置に設けられ、前記像担持体の回転方向に対し順方向に回転し、内部に周方向に複数の磁極を有する略円筒状の磁界発生手段が固定配置されて、前記現像剤を担持して前記像担持体へと搬送する複数の現像剤担持体と、を有し、該複数の現像剤担持体の軸線方向両端部の少なくとも一部の周面に沿って、磁性部材で形成された現像剤シール部材が設けられ、該現像剤シール部材と前記現像剤担持体内部の前記磁界発生手段との間に発生した磁界により、前記現像剤シール部材の前記現像剤担持体に対する対向面と前記現像剤担持体周面両端部との間に磁気ブラシを形成する画像形成装置において、
前記複数の現像剤担持体のうち、前記像担持体の回転方向の下流側で対向する現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向の上流側で対向する現像剤担持体よりも、前記現像剤シール部材との間隙が大きいことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、本発明は、複写装置や画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びそれに設けられる現像装置に適用でき、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定するものではない。
【００１５】
実施例１
図６に、本発明の画像形成装置の概略構成の一例を示す。本実施例の画像形成装置にあっては、プロセススピードが４５０ｍｍ／ｓｅｃで毎分８５枚の白黒デジタル複写機であって、像担持体たる感光体１として、外径１０８ｍｍのａ−Ｓｉドラム感光体を用いている。ａ−Ｓｉドラム感光体は、有機感光体に比べ、高耐久で寿命が３００万枚以上あり、高速機に向いているという特徴がある。
【００１６】
斯かる画像形成装置にあっては、感光体１が帯電器３により、例えば＋４００Ｖに一様帯電された後、６００ｄｐｉで画像露光１２がなされる。画像露光１２は、不図示の半導体レーザーを光源として画像信号により変調されたレーザービームであり、レーザービームは不図示のモーターにより一定の回転数で回転する多面鏡により偏光され、結像レンズを経て、折り返しミラーで反射された後、感光体１上をラスタ走査されその露光部の表面電位を例えば＋１００Ｖに減衰させて像状の潜像を形成する。波長は６８０ｍｍである。
【００１７】
その後、現像装置２によって上記潜像をトナー像として現像する。本実施例においては、現像剤（トナー）Ｔとして、取り扱いが簡易で、現像スリーブ寿命２０００ｋ枚までメンテナンスの要らない高耐久な現像方式である黒の一成分磁性現像剤を用いた一成分磁性現像方式を採用して現像動作を行う。トナーＴはポジトナーで粒径は７．３μｍである。又、本実施例においては、後述にて詳しく説明する、複数の現像剤担持体たる現像スリーブ２０、３０を用いた反転現像を行う。
【００１８】
本実施例では、現像装置２で静電潜像を現像像（トナー像）にした後、ポスト帯電器１０で総電流−２００μＡ（ＡＣ＋ＤＣ）を流してトナー像を帯電させた後、矢印方向に進む転写材Ｐに転写帯電器４により転写し、定着装置たる定着器７に送ってトナー像を定着する。
【００１９】
その後、感光ドラム１上の表面に残留したトナーは、クリーニング装置６により清掃される。
【００２０】
次に、本発明の特徴部分である現像装置について詳しく説明する。本実施例の現像装置２に使用される現像剤（トナー）Ｔは、簡易でメンテナンスが要らなく高耐久高信頼性で生産性の高い一成分磁性現像剤（トナー）となっている。
【００２１】
現像装置２は、図２に示すように、現像剤担持体として、第一スリーブ２０及び第二スリーブ３０の２つの現像スリーブを備えている。これらは、トナーを収容する現像容器２１の、感光体１に対向した開口部２９に、並ぶように、互いに近接して配設された筒状の回転体であり、ここでは、感光体１の回転に対し、上流側の現像スリーブを第一スリーブ２０とし、下流側の現像スリーブを第二スリーブ３０とする。又、現像装置２においては、図３に示すように、現像容器２１の両側壁に、現像スリーブ２０、３０の軸２０ｂ、３０ｂが、軸受け２２を介して支持されている。
【００２２】
又、第一スリーブ２０と第二スリーブ３０は同方向に回転しており、担持している外部の感光体１に搬送されるトナーが現像容器２１より搬出される時、両現像スリーブ２０、３０の上方から搬出されるような回転方向、つまり、回転体１の回転に従動するように、図２にては反時計回りに回転している。
【００２３】
第一スリーブ２０は、非磁性部材である外径２０ｍｍのアルミＡ２０１７の上にＦＧＢ＃３００（ＪＩＳ Ｚ ８８０１で定められた粒形）でブラスト処理をした後、その表面にフェノール樹脂と結晶性グラファイト及びカーボンを１００：３６：４の割合で混合した膜が形成されている。これはゴースト画像を防止するとともに現像スリーブ２０表面の耐久性を高めるためである。
【００２４】
第一スリーブ２０は、その内部に固定配置され、図２において時計回りにＮ１、Ｓ２、Ｎ３、Ｎ２、Ｓ１極を有し、表１に示すように、磁力６０〜１００ｍＴの磁場パターンの磁界発生手段である固定マグネット２０ａを備えている。図２、表１に示すように、Ｎ１極とＮ２極は現像容器２１の開口部２９に並ぶ位置に対向して配置され、Ｓ２、Ｎ３極は、現像容器２１内部側に配置され、Ｓ１極は現像容器２１外部側に配置されている。
【００２５】
【表１】

【００２６】
現像スリーブ２０は、感光体１の周速度に対して１５０％の周速度で回転するようになっている。現像スリーブ２０上のトナー量は、現像容器２１開口部２９に現像スリーブ２０に近接させて設けられた層厚規制部材である磁気ブレード２６によって層厚を規制して調整されるようになっている。尚、現像スリーブ２０と磁気ブレード２６との距離Ｓ−Ｂｇａｐは２３０μｍとなっており、第一スリーブ２０と感光体１との距離Ｓ−Ｄｇａｐは２１５μｍとなっている。
【００２７】
そして、現像スリーブ２０には＋３００ＶのＤＣバイアスとＶｐｐ１０００Ｖ、周波数２．７ｋＨｚの矩形波をＡＣバイアスとして印加した一成分磁性非接触現像を行うようになっており、現像コントラストはトナーの飛翔方向に２００Ｖ、かぶりとりコントラストが１００Ｖとなる。
【００２８】
第二スリーブ３０は、非磁性部材である外径２０ｍｍのアルミＡ２０１７に、現像スリーブ２０と同様な約１０μｍの膜を形成したものを用いている。
【００２９】
現像スリーブ３０は、その内部に固定配置され、図２において時計回りにＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、極を有し、表２に示すように、磁力９０〜１００ｍＴの磁場パターンの磁界発生手段である固定マグネット３０ａを備えている。図２、図３、表２に示すように、Ｓ１極とＳ２極は現像容器２１の開口部に並ぶ位置に対向して配置され、Ｎ２極は、現像容器２１内部側に配置され、Ｎ１極は現像容器２１外部側に配置されている。又、Ｓ１極は第一スリーブ２０内部のマグネット２０ａのＮ２極に対向している。
【００３０】
【表２】

【００３１】
第二スリーブ３０は、感光体１の周速度に対して１５０％の周速度で回転するようになっている。第二スリーブ３０上のトナーは、第一スリーブ２０によって層厚規制されるようになっている。尚、第一スリーブ２０との距離Ｇｇａｐは４００μｍ、第二スリーブ３０と感光体１との距離Ｓ−Ｄｇａｐは２１５μｍとなっている。
【００３２】
そして、第一スリーブ２０と同様に、第二スリーブ３０も、＋３００ＶのＤＣバイアスとＶｐｐ１０００Ｖ、周波数２．７ｋＨｚの矩形波をＡＣバイアスとして印加した一成分磁性非接触現像を行うようになっており、現像コントラストはトナーの飛翔方向に２００Ｖ、かぶりとりコントラストが１００Ｖとなる。
【００３３】
次に、現像装置２に備えられた現像剤シール部材２７について説明する。
【００３４】
上記に説明したように、第一スリーブ２０は現像スリーブ２０内部に５つの磁極たるＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２，を有するマグネット２０ａを備え、第二スリーブ３０は現像スリーブ３０内部に４つの磁極たるＮ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２を有するマグネット３０ａを備えている。
【００３５】
そして、図１の現像スリーブ２０、３０の軸線に交差する方向（短手方向）の正面図、図３の現像スリーブ２０、３０の軸線方向（長手方向）の正面図に詳しく示すように、これらの両現像スリーブ２０、３０の外周に沿って、磁性物質である現像スリーブ用の主に鉄で作成されたモルグロイ（ＫＮメッキ、透磁率１０．６）で作製した現像剤シール部材である磁気シール部材２７を現像スリーブ２０、３０の軸体方向両端近傍に設けた。尚、図１においては、現像スリーブ２０、３０内の固定マグネット２０ａ、３０ａは省略する。
【００３６】
現像剤シール部材２７は、図２、図３に示すように、第一スリーブ２０、第二スリーブ３０の、現像容器２１内部側の両方の周面に連続して沿って設けられ、図１、図２の現像スリーブ２０、３０の軸線に交差する方向の断面図にては３字形状（右側が現像容器２１内部）であり、弧状部分に両現像スリーブ２０、３０をはめ込む構成となっている。現像剤シール部材２７は、図３に示すように、現像スリーブ２０、３０の長手方向両端部のみに設けられた、細幅の部材である。
【００３７】
軸線方向長さＬ１＝３１０ｍｍの現像スリーブ２０，３０に対し、同軸線方向におけるマグネット２０ａの長さをＬ２＝３０５ｍｍ、同様に、マグネット３０ａの長さをＬ２’＝３０５ｍｍとした時は、磁性スリーブ２７の幅Ｌ３は、約４ｍｍ〜８ｍｍで、本実施例の場合はＬ３＝６ｍｍである（図３）。
【００３８】
このように、現像スリーブ２０、３０の両端部に現像剤シール部材２７を配置することにより、図１に示すように、現像スリーブ２０、３０内のマグネット２０ａ、３０ａの磁力によって現像剤シール部材２７が磁化され、マグネット２０ａ、３０ａと、現像剤シール部材２７との間に磁気回路が形成され、現像剤シール部材２７の現像スリーブ２０、３０と対向した端部に磁界が集中し、よって現像剤シール部材２７と現像スリーブ２０、３０の間の空隙部２０Ｇ、３０Ｇに現像剤Ｔによる密な磁気ブラシ２０Ｂ、３０Ｂが形成される。
【００３９】
この磁気ブラシ２０Ｂ、３０Ｂは、現像スリーブ２０、３０に沿って、現像容器２１側壁と現像スリーブ２０、３０との間の空隙を通って、現像スリーブ２０、３０の軸受け２２へと侵入する現像剤を阻止する作用をなす。
【００４０】
つまり、現像剤シール部材２７と現像スリーブ２０、３０との間の空隙部２０Ｇ、３０Ｇに形成されるトナーＴによる磁気ブラシは端部シール部材としての機能をなす。
【００４１】
マグネット２０ａ、３０ａに対する現像剤シール部材２７の適切な位置は、図３に示すように、現像スリーブ２０，３０の長手方向における、現像剤シール部材２７の外側の端部位置とマグネット２０ａ、３０ａの両端部位置とを一致させるのが最も好ましい。
【００４２】
なぜならば、現像剤シール部材２７の端部よりマグネット２０ａ、３０ａが外側にはみ出ると、現像スリーブ２０ａ、３０ａ長手方向に、両端外部にも、磁力がはみ出て存在するために、その磁力によってトナーが外部に運ばれてしまい、トナー漏れを引き起こす虞があるからである。
【００４３】
又、逆に現像剤シール部材２７の外端に対してマグネット２０ａ、３０ａの端部が中に入り過ぎると、本来、現像剤シール部材２７とマグネット２０ａ、３０ａとの間で磁気ブラシを形成してトナー漏れを無くす現像剤シール部材２７が、現像剤シール部材２７の外端部では、磁力が存在しないのにもかかわらず、その近辺の現像スリーブ２０，３０表面部分には現像剤シール部材２７の幅で磁気ブラシを形成するために、外側のトナーは端部に漏れると同時に、トナー層厚も大きくなり、ボタ落ちする虞があるからである。
【００４４】
更に、現像スリーブ２０，３０及びマグネット２０ａ、３０ａの長手方向においては、現像スリーブ２０，３０とマグネット２０ａ、３０ａとの関係等でマグネット２０ａ、３０ａの伸縮や摩擦等によりガタがあるために、それらを考慮してマグネット端から１ｍｍ外側に現像剤シール部材２７の外端が位置するようにした。
【００４５】
又、第一スリーブ２０表面と現像剤シール部材２７との間隙（ギャップ）２０Ｇは第一スリーブ２０の周全体に亘って、４００μｍ±１００μｍとなるようにし、更に、第二スリーブ３０表面と現像剤シール部材２７との間隙（ギャップ）３０Ｇは現像スリーブ３０の周全体に亘って６００μｍ±１００μｍとなるようにした。
【００４６】
本実施形態にかかる現像装置が、上述のように、現像剤シール部材２７とのギャップが、第二スリーブ３０と現像剤シール部材２７のギャップ３０Ｇを、第一スリーブ２０と現像剤シール部材２７とのギャップ２０Ｇよりも大きくした構成をとる理由を以下に説明する。
【００４７】
前記現像剤シール部材２７が配設された現像スリーブ２０、３０端部の領域では、現像剤の磁気ブラシ２０Ｂ、３０Ｂが該ギャップ部２０Ｇ、３０Ｇに形成されるため、現像スリーブ２０，３０上のトナーコート量は端部以外の領域と比して多くなる。
【００４８】
このため、第一、第二スリーブ２０、３０が近接する部分においてトナーの流れは、両現像スリーブ２０、３０が同方向に回転することから、図１に示すように、（１）第一スリーブ２０に担持されたトナーが現像容器２１内に戻る流れ（２）第二スリーブ３０に担持されたトナーが感光体１と担持する領域側に流出する流れ（３）第一スリーブ２０から第二スリーブ３０へトナーが移る流れ、の３種の流れが、組み合わさったものとなる。
【００４９】
ここで、第一スリーブ２０端部と現像剤シール２７のギャップ２０Ｇと、第二スリーブ３０端部と現像剤シール２７のギャップ３０Ｇに存在するトナー量を比較すると、第二スリーブ３０端部と現像剤シール部材２７のギャップ３０Ｇにおいては、上記（２）の流れに由来するトナーと、上記（３）の流れに由来するトナーが足し合わさった量のトナーが担持されているため、ギャップ３０Ｇ部分のトナー量は、ギャップ２０Ｇ部分のトナー量よりも多くなる。従って、従来の第二スリーブ３０端部と現像剤シール部材２７とのギャップ３０Ｇが、第一スリーブ２０端部と現像剤シール部材２７とのギャップ２０Ｇと同じ大きさ（４００μｍ±１００μｍ）では、ギャップ部３０Ｇからトナーが溢れ出し、トナーが漏れる虞があった。
【００５０】
又、第一スリーブ２０端部と現像剤シール２７のギャップ２０Ｇにおけるトナー量はギャップ３０Ｇにおけるトナー量と比較して少なくなっているが、第一スリーブ２０内マグネット２０ａと現像剤シール部材２７により形成される磁界により、瞬時にトナーの磁気ブラシ２０Ｂが形成され、ギャップ２０Ｇはトナーで満たされる。
【００５１】
一方、第二スリーブ３０端部と現像剤シール部材２７とのギャップ３０Ｇ部分に形成されるトナーの磁気ブラシ３０Ｂの流れはギャップ２０Ｇ部分に比して量が多いにも関わらず、ギャップ２０Ｇ部分が上記理由により満たされているため、ギャップ３０Ｇからギャップ２０Ｇ側にトナーが流れ込むことが困難である。
【００５２】
ギャップ２０Ｇに流れ込むことができなかったトナーは、ギャップ３０Ｇ部分から現像剤容器２１内部に戻ることとなる。しかし、ギャップ３０Ｇが４００μｍ±１００μｍと、少ない場合は現像容器２１内部に戻れなかったトナーが、第一スリーブ２０と第２スリーブ３０の対向部で現像容器２１内部側付近（図１のｈ部分）で詰まり始める。
【００５３】
更に、ギャップ３０Ｇ部分に形成されるトナー量の多い磁気ブラシ３０Ｂの流れにより、ギャップ３０Ｇ部分は、次々とトナーが供給されるため、トナーが滞留し、耐久枚数が増えるにつれ、トナーが漏れ出すという問題が発生する。
【００５４】
従って、本実施例では第二スリーブ３０と現像剤シール部材２７とのギャップ３０Ｇを従来の構成より拡大することで、第一スリーブ２０と第２スリーブ３０の対向部で現像容器２１内部側付近（図１のｈ部分）でのトナーの詰まりを回避する。即ち、ギャップ３０Ｇを拡大することで、トナーが現像剤容器２１側に戻るための逃げ道を確保でき、第二スリーブと現像剤シール部材２７とのギャップ部３０Ｇでのトナー滞留を防ぐので、ギャップ部３０Ｇからトナーが漏れるのを防止することが可能な構成となった。
【００５５】
本実施例に斯かる現像装置２を備える画像形成装置の実力評価を表３に示す。
尚、表３は、長さ３１０ｍｍの現像スリーブ２０，３０の軸線方向におけるマグネット２０ａ及びマグネット３０ａの長さがともに３０５ｍｍで、現像剤シール部材２７として主に鉄よりなるモルグロイ（ＫＮメッキ、透磁率１０．６）を用いており、現像剤シール部材２７の幅が６ｍｍの場合について、第二スリーブ３０表面と現像剤シール部材２７の対面する周全体に亘ってのギャップ３０Ｇの広さを変化させ、２５ｋ枚印刷による耐久試験にて現像装置２の実力の評価を行った。
【００５６】
【表３】

【００５７】
表３に示すように、現像スリーブ３０表面と現像剤シール部材２７の対面する周全体に亘ってのギャップ３０Ｇの広さが増大するほど、トナー端部漏れ、コロ汚れ、ドラム端部汚れのいずれに関してもギャップ３０Ｇとギャップ２０Ｇが同じ大きさの従来例に比べ良い評価を得ることができる。
【００５８】
尚、現像剤シールギャップ３０Ｇを広げすぎた場合（８００±１００μｍ）は現像剤シール部材２７と第二スリーブ３０内マグネット３０ａにより形成される磁界が弱くなるため、トナー端部漏れ、コロ汚れ、感光体であるドラム端部汚れの評価が低下する。
【００５９】
従って、本実施例にあっては、現像スリーブ３０表面と現像剤シール部材２７の対面する周全体に亘っての現像剤シールギャップ３０の広さを６００±１００μｍとした。
【００６０】
以上の結果より、従来例における現像剤シール部材の実力と本実施例の現像剤シール部材の実力との差は明らかであり、本発明は本実施例の構成の現像装置に限らず、複数の現像スリーブを有する構成のあらゆる現像装置において効果的である。
【００６１】
即ち、感光体の回転方向の下流側で対向する現像スリーブ（第二スリーブ）が、感光体の回転方向の上流側で対向する現像スリーブ（第一スリーブ）よりも、前記現像剤シール部材との間隙（ギャップ）が大きいことによって、現像剤担持体である現像スリーブの軸線方向端部における、現像剤滞留、現像剤飛散や漏れ、現像には寄与しない無駄な現像剤を消費したりすることを防止した現像装置を提供することができ、特に、現像部で交番電界を用いた現像方式であり、且つ、キャリアを用いないために飛散し易い一成分磁性現像剤を用いる一成分ジャンピング現像方式に対応した現像装置を提供することができる。
【００６２】
よって、現像スリーブ軸線方向端部でのトナー飛散を防ぐので、感光体突き当てコロ等へのトナー付着を防止でき、現像スリーブと感光体との距離が一定に保て、耐久試験での濃度低下や、ピッチむらを回避できる。
【００６３】
又、更に、感光体であるドラム、ベルト端部のトナー付着を防止し、耐久によるクリーニング部でのクリーニング不良や感光体の端部汚れの悪化を防ぐ現像装置を提供することができる。
【００６４】
又、現像スリーブ端部からのトナー飛散によって生じる一次帯電器等のワイヤー汚れを防止するとともに画像ムラのない現像装置を提供することができる。
【００６５】
更に、複数の現像剤担持体を近接させて高速化、省スペース化を同時にはかると共に、１０万枚の耐久試験で、濃度が高濃度でかつ安定した現像装置を提供することができる。
【００６６】
尚、現像剤担持体である現像スリーブの数は２個に限らず、もっと多くてもよい。この時は、像担持体である感光体の回転に対して、下流に行くほど、現像剤シール部材との間隙（ギャップ）も大きくなるのが好適である。
【００６７】
実施例２
次に、本発明の実施例２について説明する。尚、実施例１と同様の構成に関しては、同一符号を付しその説明を省略する。本実施例の画像形成装置の概略構成は実施例１と同様であるので、その構成についての詳しい説明は省略する。
【００６８】
実施例１にて、第二スリーブ３０表面と現像剤シール部材２７の対面する周全体に亘っての現像剤シールギャップ３０Ｇの広さを増大させたため、ギャップ部３０Ｇに形成される磁界が弱まり、耐久時に、徐々にトナーが飛散するという問題が残る。よって、２５０ｋ枚耐久で端部トナー漏れ量が０．５ｇ以下という条件が不可欠であるような、高速且つ、高耐久の画像形成装置には適応が難しいという課題があった。
【００６９】
従って、本実施例においては、第二スリーブ３０と現像剤シール２７とのギャップ３０Ｇの磁界を強め、トナーのシール性を高めるため、図４（ａ）に示すような、現像剤シール部材２７ａを設けた。図４（ａ）は、現像剤シール部材２７ａを、図４（ｂ）の実施例１と同様の現像剤シール部材２７と並べて、現像スリーブ２０、３０と周面部分と対向した部分を図示したものである。
【００７０】
本実施例の特徴である現像剤シール部材２７ａは、現像剤シール部材２７と同様の部材の現像スリーブ２０、３０の対向面部に、図４に示されるような、周方向に対して直角の溝２７１が入れられたものである。本実施例においては、溝２７１の幅を０．５ｍｍで、溝の深さは１．０ｍｍとした。
【００７１】
表４、表５に、本実施形態の特徴である現像剤シール部材２７ａの設けられた溝２７１の効果に関するデータを示し、特に、表４に溝２７１の深さＤ及び、表５に溝２７１の幅Ｗを変化させたときのデータを示す。
【００７２】
尚、現像剤シール部材２７ａとして主に鉄よりなるモルグロイ（ＫＮメッキ、透磁率１０．６）を用い、第二スリーブとのギャップＧ３の基準を６００μｍとした。そして実施例１にて記載した２５ｋ枚印刷による耐久試験より更に耐久枚数を増やして、２５０ｋ枚印刷による耐久試験を行った。
【００７３】
【表４】

【００７４】
【表５】

【００７５】
ここで、始めに、表４の検討結果を検証する。現像剤シール部材２７ａの溝２７１の深さを深くしていくと、溝の深さＤ＝１．４ｍｍになるまでは現像剤シール部のトナーシール性が増大することがわかる。これは、現像剤シール部材を溝入り構造にすることで、該現像剤シール部材の凸部に、磁力線が集中し、トナーをシールするための磁気拘束力が高められるからである。
【００７６】
又、溝２７１の深さが深くなるにつれて現像剤シール部材２７ａのギャップＧ３０のラチチュード（許容領域）が広くなるのは磁力線の集中の度合いが溝２７１の深さＤに応じて高まるからである。ただし、溝２７１の深さＤが１．６ｍｍ以上では溝２７１の凹部の磁気拘束力が弱まっている部分からトナーが漏れ出す。又、現像剤シール部材２７ａに極度に深い溝を掘ることは現像剤シール部材２７ａ本体の強度を損ねることになり、製造過程の現像剤シール部材２７ａ取り付け等の場合において不利になる。従って該現像剤シール部材の溝の深さは、この場合、０．８ｍｍ〜１．４ｍｍが好適であり、本実施例では該現像剤シール部材の溝の深さが１．０ｍｍのものを採用した。
【００７７】
次に、表５の検討結果を検証する。現像剤シール部材２７ａの溝２７１の幅Ｗを０．５ｍｍより小さくすると、現像剤シールギャップＧ３のラチチュードも減少する。これは溝２７１の幅Ｗが狭くなることによって、現像剤シール部材２７ａの凸部の表面積が増し、凸部への磁力線の集中が起こりにくくなるからである。又、現像剤シール部材２７ａの溝２７１の幅Ｗを０．５ｍｍより広くした場合は、溝２７１の凹部の磁気拘束力が弱まっている部分からトナーが漏れ出す。従って、現像剤シール部材２７ａの溝２７１の幅Ｗは、０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍが好適であり、本実施例では該現像剤シール部材２７ａの溝２７１の幅Ｗが０．５ｍｍのものを採用した。
【００７８】
ここで、現像剤シールギャップＧ３０のラチチュードが広いということは、磁気シール２７を取り付けるための精度をあまり必要としないという点で、現像装置製造上、コスト上非常に重要である。又、溝２７１の形状は矩形が好ましく、鋸歯等では、欠けやすく、その結果としてコストが高くなる。
【００７９】
現像剤シール部材の現像スリーブ２０、３０に対向する面に深さＤ＝１．０ｍｍ、幅Ｗ＝０．５ｍｍの矩形の溝を均等に設けることで、２５万枚以上トナーシール効果が維持できるようになった。
【００８０】
以上、本実施例によれば、上述の構成にすることで、実施例１に記載した効果に加えて、更に、トナーシール効果が長時間維持でき、高速械対応の現像システムであり、現像装置の製造、コストの面で有利な、ギャップラチチュードが広い磁気シール方法が提供でき、複数の現像剤担持体を近接させて高速化、省スペース化を同時にはかると共に、４０万枚の耐久試験で、濃度が高濃度でかつ安定した現像装置を提供することができた。
【００８１】
実施例３
次に、本発明の実施例３について説明する。尚、実施例１及び実施例２と同様の構成に関しては、同一符号を付しその説明を省略する。
【００８２】
本実施例の画像形成装置の概略構成については、実施例１及び実施例２と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００８３】
本実施例の特徴部分である現像剤シール部材２７ｂを、図５（ａ）に示す。図５（ａ）は、現像剤シール部材２７ａを、図５（ｂ）の実施例１と同様の現像剤シール部材２７と並べて、現像スリーブ２０、３０と周面部分と対向した部分を図示したものである。本実施例に係る現像剤シール部材２７ｂは、現像スリーブ２０、３０の対向面部に、現像スリーブ２０、３０の周方向に沿った溝２７２を形成した。溝２７２の幅は０．５ｍｍで、溝２７２の深さは１．０ｍｍとした。
【００８４】
実施例２においては、図４に示すように、溝が周方向に直角に設けられているため、溝の凸部では磁力線が集まり磁気拘束力が最大限に高まるが、逆に、凹部では磁気拘束力が弱まり、この溝の凹部に沿ってトナーが徐々に漏れるという虞があった。
【００８５】
従って、本実施形態においては、現像スリーブ２０、３０の対向面部に図５（ａ）のような周方向に沿った溝２７２を入れた構成とすることにより、上記溝の凹部に沿ってトナーが徐々に漏れるという課題を解決しつつ、磁気拘束力を最大限に高めることが可能である。
【００８６】
ここで、本実施例に係る現像装置２を備える画像形成装置の実力評価を表５に示す。尚、表５は、現像スリーブ２０，３０の軸線方向におけるマグネット２０ａ及びマグネット３０ａの長さがともに３０５ｍｍで、現像剤シール部材２７ｂとして主に鉄よりなるモルグロイ（ＫＮメッキ、透磁率１０．６）を用いており、現像剤シール部材２７ａ、２７ｂの幅が６ｍｍの場合について、本実施例における周方向に溝２７２を設けた現像剤シール部材２７ｂ、及び、実施例２における周方向に交差する方向に溝２７１を設けた現像剤シール部材２７ａについて、２５０ｋ枚耐久及び５００ｋ枚耐久試験にて、現像装置２の実力の評価を行った。
【００８７】
【表６】

【００８８】
表６より本実施例で用いた現像剤シール部材２７ｂのスリーブ２０、３０の溝２７２の方向を周方向に対して平行にした場合、５０万枚以上の印刷にてもトナー漏れがほとんど起こらず、端部トナーシール性が実施例２と比較して向上していることがわかる。
【００８９】
以上、本実施例によれば、上述のような現像剤シール部材に設ける溝の方向を現像スリーブ周方向に対して平行にした構成にすることで、実施例１、２に記載した効果が更に強化され、超高速械対応の現像システムであると共に、現像剤担持体軸方向のトナーシール性が向上することにより、高濃度の印刷が長時間可能となり、２００万枚の現像器寿命で、現像装置の製造、コストの面で有利な、ギャップラチチュードが広い磁気シール方法を提供できた。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置及び画像形成装置は、内部に複数の磁極を有する円筒状の磁界発生手段を有する固定配置された現像剤担持体を複数有し、現像剤シール部材が、複数の現像剤担持体の軸体方向両端部の周面に沿って設けられ、該現像剤シール部材の現像剤担持体との対向面と現像剤担持体周面両端部との間に磁気ブラシを形成する現像装置において、複数の現像剤担持体のうち、像担持体の回転方向の下流側で対向する現像剤担持体が、像担持体の回転方向の上流側で対向する現像剤担持体よりも、現像剤シール部材との間隙が大きいので、
（１）現像剤担持体である現像スリーブの軸線方向端部における現像剤滞留、飛散、漏れ、及び現像には寄与しない無駄な現像剤の消費を防止でき、特に、現像部で交番電界を用いた現像方式であり、且つ、キャリアを用いず、飛散し易い一成分磁性現像剤を用いる一成分ジャンピング現像方式に対応した現像装置を実現できた。
（２）現像剤付着による感光体突き当てコロ等の汚れを防ぎ、現像スリーブと感光体との距離が一定に保ち、耐久試験での濃度低下や、ピッチむらの発生を回避できた。
（３）感光体であるドラム、ベルト端部のトナー付着を防止し、耐久によるクリーニング部でのクリーニング不良や感光体の端部汚れの悪化を防止できた。
（４）現像剤担持体端部からのトナー飛散によって生じる一次帯電器等のワイヤー汚れを防止するとともに画像ムラのない現像装置を提供することができた。
（５）複数の現像剤担持体を近接させて、高速化、省スペース化を同時にはかると共に、２００万枚の現像器寿命で、濃度が高濃度でかつ安定した現像装置を提供することができる。
（６）更に、現像剤シール部材の現像剤担持体と対向する面に溝を設けることで、トナーシール効果が向上し、現像装置の製造、コストの面で有利な、ギャップラチチュードが広い磁気シール方法を実現でき、高耐久且つ高速の画像形成装置にも対応できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第一スリーブ及び第二スリーブの動作及び現像剤シール部材の機能を説明する説明図である。
【図２】本発明の現像装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る第一スリーブ及び第二スリーブの長手方向正面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の実施例２に係る現像剤シール部材を、図４（ｂ）は実施例１に係る現像剤シール部材を示す正面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の実施例３に係る現像剤シール部材を、図５（ｂ）は実施例１に係る現像剤シール部材を示す正面図である。
【図６】本発明の画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体）
２ 現像装置
２０ 第一スリーブ（現像剤担持体）
２０Ｂ 磁気ブラシ
２０Ｇ 現像剤シールギャップ（間隙）
２０ａ マグネット（磁界発生手段）
２０ｂ 現像スリーブ回転軸
２１ 現像容器
２２ 現像スリーブ軸受け
２６ 磁気ブレード
２７ 現像剤シール部材（現像剤シール部材）
２９ 現像容器開口部
３０ 第二スリーブ（現像剤担持体）
３０Ｂ 磁気ブラシ
３０Ｇ 現像剤シールギャップ（間隙）
３０ａ マグネット（磁界発生手段）
３０ｂ 現像スリーブ回転軸

Claims (8)

1. 像担持体上に形成された潜像を現像剤によって可視像化する現像装置であって、
   前記現像剤を収容する現像容器と、該現像容器の開口部であって且つ前記像担持体と対向配設される位置に設けられ、前記像担持体の回転方向に対し順方向に回転し、内部に周方向に複数の磁極を有する略円筒状の磁界発生手段が固定配置されて、前記現像剤を担持して前記像担持体へと搬送する複数の現像剤担持体と、を有し、該複数の現像剤担持体の軸線方向両端部の少なくとも一部の周面に沿って、磁性物質で形成された現像剤シール部材が設けられ、該現像剤シール部材と前記現像剤担持体内部の前記磁界発生手段との間に発生した磁界により、前記現像剤シール部材の前記現像剤担持体に対する対向面と前記現像剤担持体周面両端部との間に磁気ブラシを形成する現像装置において
   前記複数の現像剤担持体のうち、前記像担持体の回転方向の下流側で対向する現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向の上流側で対向する現像剤担持体よりも、前記現像剤シール部材との間隙が大きいことを特徴とする現像装置。
2. 前記像担持体の回転方向の下流側で対向する現像剤担持体と、前記像担持体の回転方向の上流側で対向する現像剤担持体とが、互いに近接して配設されていることを特徴とする請求項１の現像装置。
3. 前記現像剤は、一成分磁性現像剤であることを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
4. 前記現像剤シール部材は、前記複数の現像剤担持体の周面と対向する面に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１、２、又は３の現像装置。
5. 像担持体と、該像担持体上に形成された現像剤にて静電潜像を現像する現像装置を有し、
   該現像装置は、前記現像剤を収容する現像容器と、該現像容器の開口部で且つ前記像担持体と対向配設される位置に設けられ、前記像担持体の回転方向に対し順方向に回転し、内部に周方向に複数の磁極を有する略円筒状の磁界発生手段が固定配置されて、前記現像剤を担持して前記像担持体へと搬送する複数の現像剤担持体と、を有し、該複数の現像剤担持体の軸線方向両端部の少なくとも一部の周面に沿って、磁性部材で形成された現像剤シール部材が設けられ、該現像剤シール部材と前記現像剤担持体内部の前記磁界発生手段との間に発生した磁界により、前記現像剤シール部材の前記現像剤担持体に対する対向面と前記現像剤担持体周面両端部との間に磁気ブラシを形成する画像形成装置において、
   前記複数の現像剤担持体のうち、前記像担持体の回転方向の下流側で対向する現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向の上流側で対向する現像剤担持体よりも、前記現像剤シール部材との間隙が大きいことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記像担持体の回転方向の下流側で対向する現像剤担持体と、前記像担持体の回転方向の上流側で対向する現像剤担持体とが、互いに近接して配設されていることを特徴とする請求項５の画像形成装置。
7. 前記現像剤は、一成分磁性現像剤であることを特徴とする請求項５又は６の画像形成装置。
8. 前記現像剤シール部材は、前記複数の現像剤担持体の周面と対向する面に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項５、６、又は７の画像形成装置。

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