JP4756687B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジとに関し、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容した現像装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、現像装置は、現像ローラ（現像剤担持体）、ドクターブレード（現像剤規制部材）、２つの搬送スクリュ、等で構成される。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一端に設けられたトナー補給口から装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、２つの搬送スクリュによって、装置内を長手方向に循環しながら混合される。その混合された現像剤は、その一部が、現像ローラに対向する搬送スクリュによって、現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードとの対向位置（第２対向位置）で適量に規制された後に、その現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置（第１対向位置）で感光体ドラム上の潜像に付着する。

現像装置では、装置内の現像剤が装置外に飛翔するのを防止するために、第２対向位置から第１対向位置に至る間にケースが設けられることが多い（例えば、特許文献２参照。）。ケースは、現像ローラに対向する対向面と現像ローラとの間隙（ケースギャップ）が均一になるように形成されている。また、ケースは、ドクターブレードや入口シールを支持する構成になっているものが多い。ここで、入口シールは、第１対向位置における現像装置の開口（現像ローラの一部が露呈している。）の一部（ドクターブレード側である。）を覆う、ウレタンゴム等からなる可撓性部材（第２可撓性部材）である。

一方、特許文献２等には、リサイクルトナーに含まれる劣化トナー等が感光体ドラム上に地肌汚れとして付着する不具合を抑止することを目的として、現像ローラに対向するケースの対向面（ガイド面）に導電性を有する対向部材を貼着する技術が開示されている。

特開２０００−８９５５０号公報 特開２００４−２９０４４号公報

上述した従来の現像装置は、現像剤担持体に対向するケースの対向面にトナーが付着したものが堆積されて、やがて堆積したトナーが現像剤担持体に担持された現像剤上に落下する不具合が発生する場合があった。このように、現像剤担持体に担持された現像剤上に多量のトナーが落下すると、そのトナーがそのまま像担持体上に付着した後に記録媒体上に転写されて、記録媒体に画像汚れが発生することになる。

このような問題を解決するために、ケースの対向面にアルミ蒸着マイラー等のシール部材を貼着して、対向面にトナーが静電的に付着しにくくする方策も考えられる。しかし、本願発明者は、研究を重ねた結果、ケースの対向面の材質を最適化するだけでは、対向面におけるトナー付着を充分に抑止できないことを知るに至った。

一方、上述の特許文献２等の技術は、現像ローラに対向するケースの対向面に導電性を有する対向部材を貼着するものであって、上述の本願発明者の研究結果と同様に、対向面におけるトナー付着を充分に抑止する効果は期待できない。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤担持体に対向するケースの対向面へのトナーの付着堆積が軽減されて、画像汚れ等の異常画像が生じることのない現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。

本願発明者は、上述した課題を解決するために研究を重ねた結果、次の事項を知るに至った。
すなわち、現像剤担持体に対向するケースの対向面へのトナーの付着堆積を軽減するためには、第１に、現像剤担持体に担持された現像剤を穂立ちさせて対向面に当接させることが有効である。すなわち、対向面にトナーが付着していても、穂立ちした現像剤によって付着トナーをクリーニングすることができる。
第２に、対向面において、現像剤担持体に担持された現像剤を穂立ちさせることができない領域については、現像剤担持体との間隙（ケースギャップ）を最適化する必要がある。すなわち、できるだけケースギャップを狭くして、現像剤担持体に担持された現像剤によって生じる気流を速めることで、対向面にトナーが付着していても、気流の層によって付着トナーをクリーニングすることができる。

この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、第１対向位置で前記像担持体に対向するとともに、トナー及びキャリアを有する現像剤が担持される現像剤担持体と、第２対向位置で前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体に担持される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、前記第２対向位置から前記第１対向位置までの間で前記現像剤担持体に対向する対向部材と、を備え、前記対向部材の位置に、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤が穂立ちする第１領域と、当該第１領域に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側と回転方向下流側とにそれぞれ位置する第２領域と、が形成され、前記対向部材は、前記第１領域では穂立ちする前記現像剤に当接し、前記第２領域における前記現像剤担持体との間隙が前記第１領域における前記現像剤担持体との間隙に比べて小さくなるように形成されたものである。

また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記対向部材は、前記第２領域における前記現像剤担持体との間隙をＧ２（ｍｍ）とし、前記第２対向位置における前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との間隙をＤＧ（ｍｍ）としたときに、
ＤＧ≦Ｇ２≦ＤＧ＋１
なる関係が成立するように形成されたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記対向部材は、その一部が支持部材に支持された可撓性部材であって、該支持部材に支持されない先端部が前記第１対向位置に近接するように形成されたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記像担持体に当接して前記第１対向位置における現像剤規制部材側の開口を覆う第２可撓性部材を備え、前記可撓性部材は、前記先端部が前記現像剤担持体に担持される前記現像剤に直接的に当接するように形成されて、前記第２可撓性部材は、前記現像剤担持体に担持される前記現像剤に直接的に当接しないように形成されたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項４に記載の発明において、前記可撓性部材が前記先端部から前記像担持体に当接する位置まで延設されたときの仮の当接位置に対して、前記第２可撓性部材が前記像担持体に当接する当接位置が前記像担持体の回転方向上流側になるように形成されたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記像担持体に当接して前記第１対向位置における現像剤規制部材側の開口を覆う第２可撓性部材と、前記可撓性部材と前記第２可撓性部材と前記支持部材とによって形成される空隙を長手方向両端部で封止する封止部材と、を備えたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、第１対向位置で前記像担持体に対向するとともに、トナー及びキャリアを有する現像剤が担持される現像剤担持体と、第２対向位置で前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体に担持される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、前記第２対向位置から前記第１対向位置までの間で前記現像剤担持体に対向するとともに、その一部が支持部材に支持されて当該支持部材に支持されない先端部が前記第１対向位置に近接するように形成された可撓性部材と、前記像担持体に当接して前記第１対向位置における現像剤規制部材側の開口を覆う第２可撓性部材と、前記可撓性部材と前記第２可撓性部材と前記支持部材とによって形成される空隙を長手方向両端部で封止する封止部材と、を備え、前記可撓性部材は、前記現像剤担持体の回転方向上流側における前記現像剤担持体との間隙と、前記現像剤担持体の回転方向下流側における前記現像剤担持体との間隙と、がそれぞれ、前記現像剤担持体の回転方向上流側と回転方向下流側とに挟まれた領域における前記現像剤担持体との間隙よりも小さくなるように形成されたものである。

また、請求項８記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項６又は請求項７に記載の発明において、前記封止部材は、弾性材料で形成されるとともに前記像担持体に当接するように配設されたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項８に記載の発明において、前記封止部材は、前記像担持体に当接する長手方向の範囲が、前記像担持体を帯電する帯電部と当該像担持体とのギャップを定めるギャップ規制部材が当該像担持体に当接する長手方向の範囲を含むように形成されたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項６〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記第２可撓性部材は、その一部が前記支持部材に支持されて当該支持部材に支持されない先端部が前記像担持体に当接するように形成されたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３〜請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記可撓性部材を、アルミ蒸着マイラーとしたものである。

また、請求項１２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記支持部材を、前記現像剤規制部材を支持するケースとしたものである。

また、請求項１３記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。

また、請求項１４記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。

なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置（現像部）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたユニットと定義する。

本発明は、第１領域においては穂立ちする現像剤に当接して、第２領域においては現像剤担持体に近接するように、対向部材を形成している。これにより、現像剤担持体に対向するケースの対向面へのトナーの付着堆積が軽減されて、画像汚れ等の異常画像が生じることのない現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図４にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収容された像担持体としての感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電ローラ（帯電部）、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像装置（現像部）、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。

また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、２９は中間転写ベルト２７上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、３０は４色カラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐを搬送する搬送ベルト、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに各色のトナーを補給するトナー補給部、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部（スキャナ）、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部を示す。

ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング部２５が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。同様に、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫも、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。
各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、フォトセンサ４１（図２を参照できる。）との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト２７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、第２転写バイアスローラ２８位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ２８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２及び図３にて、画像形成装置の作像部について詳述する。図２は作像部を示す断面図であり、図３はその現像装置を示す長手方向（図２の紙面垂直方向である。）の断面図である。
なお、装置本体１に設置される４つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像装置及びトナー補給部における符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を省略して図示する。

図２に示すように、プロセスカートリッジ２０には、主として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電部２２と、クリーニング部２５とが、筐体２６に一体的に収納されている。クリーニング部２５には、感光体ドラム２１に当接するクリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂが設置されている。

現像装置２３は、主として、感光体ドラム２１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ２３ａ、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送スクリュ２３ｂ、仕切部材２３ｅを介して第１搬送スクリュ２３ｂに対向する第２搬送スクリュ２３ｃ、現像ローラ２３ａに対向する現像剤規制部材としてのドクターブレード２３ｄ、等で構成される。図３を参照して、現像ローラ２３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネット２３ａ１、マグネット２３ａ１の周囲を回転するスリーブ２３ａ２、等で構成される。スリーブ２３ａ２は、その外径が１８ｍｍであって、その幅が３２０ｍｍであって、外周面にはＶ溝が周方向に所定ピッチで形成されている。マグネット２３ａ１によって現像ローラ２３ａ上に５つの磁極Ｐ１〜Ｐ５が形成される（図４を参照できる。）。

現像領域（第１対向位置Ｘ１）における現像ローラ２３ａと感光体ドラム２１との間隙（現像ギャップ）は、０．４±０．０５ｍｍとなるように設定されている。現像ローラ２３ａとドクターブレード２３ｄとの間隙（ドクターギャップＤＧ）は、０．５５±０．０４ｍｍとなるように設定されている。ドクターブレード２３ｄは、ＳＵＳ３１６等の非磁性材料で形成され、その一部にＳＵＳ４３０等からなる磁性板４８が設置されている（図４を参照できる。）。第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃは、直径が５ｍｍの軸部に外径が１４ｍｍの羽根が２０ｍｍピッチで螺旋状に形成されたものである。

現像装置２３内には、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。
現像剤Ｇ中のキャリアＣは、芯材表面に樹脂被覆層を有したものである。キャリアの樹脂被覆層の層中には、基体粒子表面に二酸化スズ層と二酸化スズ層上に設けた二酸化スズを含む酸化インジウム層とからなる導電性被覆層を設けてなる導電性粒子が含有されている。樹脂被覆層中に含有された導電性粒子は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成されている。
なお、導電性粒子の吸油量は、ＪＩＳ−Ｋ５１０１「顔料試験方法」における「２１吸油量」に準じて測定することができる。

導電性粒子の基体粒子としては、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、硫化バリウム、酸化ジルコニウムのうち少なくとも１種類を用いることができる。導電性粒子の粉体比抵抗は、２００Ω・ｃｍ以下になるように形成されている。樹脂被覆層の層中には、導電性粒子の他に、非導電性粒子が含有されている。そして、キャリアＣの体積固有抵抗が、１０〜１６Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）の範囲になるように形成されている。

以上述べたように、本実施の形態１のキャリアＣは、基体粒子の表面に、二酸化スズ層、二酸化スズを含む酸化インジウム層を順次形成しているために、導電層が粒子表面に均一かつ強固に固定される。樹脂被覆層中に含有された導電性粒子は、その吸油量が１０〜３００ｍｌ／１００ｇになるように形成されている。
また、本実施の形態１において、現像剤Ｇ中のキャリアＣは、その重量平均粒径が３５μｍになるように形成されている。

また、本実施の形態１におけるトナーＴは、平均粒径が６．８μｍになるように形成されている。なお、トナーＴの平均粒径は、３．５〜７．５μｍの範囲になるように形成することが好ましい。
また、本実施の形態１におけるトナーＴは、主として、結着樹脂、離型剤、着色剤で構成される。トナーＴの結着樹脂は、ビニル系重合体とポリエステル系重合体とを有するハイブリッド樹脂を含有する。また、離型剤の含有量に対するハイブリッド樹脂の含有量が、０．５〜３の範囲になるように形成されている。
ハイブリッド樹脂は、縮重合系樹脂の原料モノマーと付加重合系樹脂の原料モノマーを含む混合物を用いて、同一反応容器中で縮重合反応と付加重合反応とを同時に又はそれぞれ独立におこなうことで得られる。離型剤は、カルナウバワックス、モンタンワックス、酸化ライスワックス等を用いることができて、その含有量を３．５〜１０重量％とすることが好ましい。

先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
現像ローラ２３ａは、図２中の矢印方向に回転している。現像装置２３内の現像剤Ｇは、図３に示すように、間に仕切部材２３ｅを介在するように配設された第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部３２からトナー補給口２３ｆを介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図３中の破線矢印方向の循環である。）。

そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、キャリアＣとともに現像ローラ２３ａ上に担持される。現像ローラ２３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード２３ｄの位置（第２対向位置Ｘ２）に達する（図４を参照できる。）。そして、現像ローラ２３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム２１との対向位置（第１対向位置Ｘ１）に達する。

その後、現像領域（第１対向位置Ｘ１）において、現像剤Ｇ中のトナーＴが、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ２３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。

その後、現像工程にて感光体ドラム２１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト２７上に転写される。そして、感光体ドラム２１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂによってクリーニング部２５内に回収される。
なお、本実施の形態１においては、現像ローラ２３ａに印加される現像バイアスとして、ＡＣ成分の現像バイアスは印加されておらず、ＤＣ成分の現像バイアスのみが印加されている。

ここで、装置本体１に設けられたトナー補給部３２は、交換自在に構成されたトナーボトル３３と、トナーボトル３３を保持・回転駆動するとともに現像装置２３にフレッシュトナーＴを補給するトナーホッパ部３４と、で構成されている。また、トナーボトル３３内には、トナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナーボトル３３の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。

なお、トナーボトル３３内のトナーＴは、現像装置２３内のトナーＴの消費にともない、トナー補給口２３ｆから現像装置２３内に適宜に補給されるものである。現像装置２３内のトナーＴの消費は、感光体ドラム２１に対向する反射型フォトセンサ４１と、現像装置２３の第２搬送スクリュ２３ｃの下方に設置された磁気センサ４０と、によって間接的又は直接的に検知される。また、トナー補給口２３ｆは、第２搬送スクリュ２３ｃの長手方向（図３の左右方向である。）の一端であって、第２搬送スクリュ２３ｃの上方に設けられている。

ここで、本実施の形態１では、トナー濃度（ＴＣ）が所定範囲内になるように制御されている。具体的には、磁気センサ４０や反射型フォトセンサ４１の検知結果が上述したトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーＴの割合である。）の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部３２からトナー補給口２３ｆを介して現像装置２３にトナーが補給される。

以下、図４を用いて、本実施の形態１で特徴的な構成・動作について詳述する。
図４は、現像装置２３の現像ローラ２３ａ近傍を示す部分拡大図である。図４に示すように、現像ローラ２３ａの外周には、マグネットによって５つの磁極Ｐ１〜Ｐ５が形成されている。

Ｐ１磁極は、第１対向位置Ｘ１で現像ローラ２３ａ上の現像剤を穂立ちさせて、感光体ドラム２１上の潜像にトナーを付着させるためのものである。Ｐ２磁極は、現像後の現像剤を現像装置２３内に搬送するためのものである。Ｐ２磁極とＰ３磁極との間では、現像ローラ２３ａ上にほとんど磁力が及ばずに、この位置で一旦現像剤が現像ローラ２３ａから離脱する。Ｐ３磁極は、現像装置２３内の現像剤を現像ローラ２３ａ上に汲み上げるためのものである。Ｐ４磁極は、現像ローラ２３ａ上に担持された現像剤を第２対向位置Ｘ２まで搬送して、ドクターブレード２３ｄによって現像剤量を規制するためのものである。Ｐ５磁極は、量が規制された現像剤を第２対向位置Ｘ２から第１対向位置Ｘ１まで搬送するためのものであって、その経路中に現像剤は穂立ちすることになる。

第２対向位置Ｘ２から第１対向位置Ｘ１までの間には、対向部材としてのシール部材４６が設置されている。シール部材４６は、可撓性部材であって、アルミ蒸着マイラーやウレタンシート等で形成することが好ましい。シール部材４６は、ドクターブレード２３ｄ及び入口シール４７を支持する支持部材としてのケース４５の対向面（現像ローラ２３ａとの対向面である。）に貼着されている。シール部材４６の先端部４６ａは、ケース４５に支持されずに、自由端として第１対向位置Ｘ１に近接されている。

本実施の形態１において、シール部材４６（又は、ケース４５）によって形成される現像ローラ２３ａとの間隙（ケースギャップ）は、第２対向位置Ｘ２側から第１対向位置Ｘ１側にかけて均一になっていない。
シール部材４６と現像ローラ２３ａとの対向面において、現像剤が穂立ちされる第１領域（Ｐ５磁極の位置である。）では、穂立ちした現像剤にシール部材４６が当接するようにケースギャップＧ１が設定されている。
これに対して、現像剤が穂立ちされない第２領域（第２対向位置Ｘ２とＰ５磁極との間の領域と、Ｐ５磁極と第１対向位置Ｘ１との間の領域と、である。）では、ケースギャップＧ２、Ｇ２´が現像剤の搬送を妨げずに極力狭くなるように設定されている。

具体的に、Ｐ５磁極直前のケースギャップＧ２（ｍｍ）と、現像ローラ２３ａとドクターブレード２３ｄとのドクターギャップＤＧ（ｍｍ）と、には、
ＤＧ≦Ｇ２≦ＤＧ＋１
なる関係が成立するように設定されている。
同様に、Ｐ５磁極直後のケースギャップＧ２´（ｍｍ）と、ドクターギャップＤＧ（ｍｍ）と、にも、
ＤＧ≦Ｇ２´≦ＤＧ＋１
なる関係が成立するように設定されている。

このように、ケースギャップＧ２、Ｇ２´をできるだけ狭くすることで、現像ローラ２３ａに担持された現像剤によって生じる気流を速めることができる。これにより、シール部材４６の対向面にトナーが付着していても、速められた気流の層が付着トナーをクリーニングすることになる。なお、上式における上下限の範囲は、現像剤の搬送を妨げずに、付着トナーをクリーニングする効果を得るための好適な条件である。

他方、Ｐ５磁極のケースギャップＧ１（ｍｍ）は、Ｐ５磁極によって穂立ちする現像剤に当接するように設定されている。第２領域におけるケースギャップＧ２、Ｇ２´とには、
Ｇ２≦Ｇ１、 Ｇ２´≦Ｇ１
なる関係が成立するように設定されている。

このように、シール部材４６の対向面を穂立ちする現像剤に当接させることで、シール部材４６の対向面にトナーが付着していても、穂立ちした現像剤が付着トナーをクリーニングすることになる。なお、上式の関係を設定することで、穂立ちする現像剤の搬送を妨げずに、付着トナーをクリーニングする効果を得ることができる。

一方、ケース４５に支持された第２可撓性部材としての入口シール４７は、感光体ドラム２１に当接して、第１対向位置Ｘ１における開口の一部（ドクターブレード２３ｄ側である。）を覆って、現像装置２３からのトナー飛散を抑止するものである。入口シール４７は、ウレタンゴム等で形成することができる。

本実施の形態１では、入口シール４７が、現像ローラ２３ａに担持（搬送）された現像剤に直接的に当接しないように配設されている。これに対して、シール部材４６の先端部４６ａは、第１対向位置Ｘ１に近接していて、現像ローラ２３ａに担持（搬送）された現像剤（第１対向位置Ｘ１近傍の現像剤である。）に直接的に当接する。入口シール４７の先端部４７ａが現像ローラ２３ａに搬送された現像剤に直接的に当接しないことで、入口シール４７の先端部４７ａにトナーが付着堆積するのを防止することができる。

具体的に、図４を参照して、シール部材４６が先端部４６ａから感光体ドラム２１に当接する位置まで延設されたときの仮の当接位置Ａに対して、入口シール４７が感光体ドラム２１に当接する当接位置Ｂが、感光体ドラム２１の回転方向上流側になるように設定されることで、入口シール４７の先端部４７ａにトナーが付着堆積するのを効果的に防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、第１領域（Ｐ５磁極）においては穂立ちする現像剤に当接して、第２領域（Ｐ５磁極の前後）においては現像ローラ２３ａに近接するように、シール部材４６（及びケース４５）を形成している。これにより、現像ローラ２３ａに対向するシール部材４６の対向面へのトナーの付着堆積が軽減されて、画像汚れ等の異常画像の発生を抑止することができる。

実施の形態２．
図５〜図７にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図５は、実施の形態２における現像装置の現像ローラ２３ａ近傍を示す部分拡大図であって、前記実施の形態１における図４に相当する図である。また、図６（Ａ）は現像ローラ２３ａ及び入口シール４７を感光体ドラム２１側から長手方向にみた図であって、図６（Ｂ）は感光体ドラム２１及び帯電部２２を長手方向にみた図である。
本実施の形態２の現像装置２３は、長手方向両端部に封止部材５０が設置されている点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図５を参照して、本実施の形態２の現像装置も、前記実施の形態１のものと同様に、可撓性部材（対向部材）としてのシール部材４６や第２可撓性部材としての入口シール４７が、支持部材としてのケース４５に貼着されている。詳しくは、シール部材４６は、その一部がケース４５に貼着されて、ケース４５に貼着されない先端部４６ａが第１対向位置Ｘ１に近接するように形成されている。入口シール４７は、その一部がケース４５に貼着されて、ケース４５に貼着されない先端部４７ａが感光体ドラム２１に当接するように形成されている。

さらに、図５及び図６（Ａ）を参照して、本実施の形態２の現像装置には、前記実施の形態１のものとは異なり、シール部材４６と入口シール４７とケース４５とによって形成される空隙を長手方向両端部で封止する封止部材５０が設置されている。
詳しくは、封止部材５０は、発泡ウレタン等の弾性材料で形成され、ケース４５の長手方向両端部に両面テープを介してそれぞれ貼着されている（図６（Ａ）を参照できる。）。発泡ウレタンとしては、例えば、「Ｆ−１０Ｓ」（イノアックコーポレーション社製）や、「モルトプレンＳＭ５５」（イノアックコーポレーション社製）や、「マイクロセルホームＵＣＮ」（ブリヂストン社製）、等を用いることができる。

図５を参照して、封止部材５０は、シール部材４６と入口シール４７とケース４５とで囲まれる略三角形のスペース（空隙）を埋めるとともに、感光体ドラム２１に当接するように配設されている。したがって、封止部材５０が設置されていない長手方向両端部以外の範囲では、シール部材４６と入口シール４７とケース４５とで囲まれる略三角形のスペースが確保されている。
このような構成により、現像ローラ２３ａに担持された現像剤中のトナーが飛翔しても、その飛翔トナーは長手方向両端部の封止部材５０によって現像装置２３外に飛散するのを抑止される。すなわち、シール部材４６と入口シール４７とケース４５とで囲まれる長手方向中央部の略三角形スペースは、封止部材５０によって密閉されたスペースになっている。

ここで、封止部材５０が設置されていない場合には、図７に示すように、第１対向位置Ｘ１近傍で飛翔したトナーが、図中の矢印で示す気流にのって長手方向両端部から現像装置２３外に飛散してしまうことになる。
詳しくは、外周に磁気ブラシを有する現像ローラ２３ａが回転すると、現像ローラ２３ａが一種のファンとして作用して第１対向位置Ｘ１近傍に気流が発生してしまう。この気流は感光体ドラム２１に当接する入口シール４７によって軽減されるものの、長手方向両端部には隙間があるために図７中の矢印方向の気流が生じてしまう。この矢印方向の気流にのってトナーが現像装置２３外に飛散してしまうと、装置本体１内を汚染してしまったり、さらには装置本体１外にトナーが飛散してしまったりすることになる。

本実施の形態２では、図７に示す矢印方向の気流をせき止める封止部材５０を設置しているために、、第１対向位置Ｘ１近傍で飛翔したトナーが現像装置２３外に飛散する不具合を抑止することができる。
なお、封止部材５０は、上述したように弾性材料で形成されているために、感光体ドラム２１に当接しても、感光体ドラム２１の表面にダメージを与えにくくなる。

さらに、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して、封止部材５０は、感光体ドラム２１に当接する長手方向の範囲Ｓが、感光体ドラム２１を帯電する帯電ローラ２２（帯電部）と感光体ドラム２１とのギャップＷを定めるギャップ規制部材２２ａが感光体ドラム２１に当接する長手方向の範囲を含むように形成されている。
詳しくは、帯電ローラ２２（帯電部）の長手方向両端部には、低摩擦樹脂材料等からなるギャップ規制部材２２ａが巻装されている。これにより、帯電ローラ２２と感光体ドラム２１との間には、０．０４〜０．０６ｍｍ程度の微小なギャップＷが形成される。この微小ギャップＷは、帯電ローラ２２が感光体ドラム２１上をムラなく均一に帯電するためのものである。そのため、ギャップ規制部材２２ａの表面に飛散トナー等の異物が付着すると、ギャップＷの大きさや左右バランスが変動して、帯電ムラが生じてしまう。

感光体ドラム２１に対して、封止部材５０の当接位置は、ギャップ規制部材２２ａの当接位置よりも、感光体ドラム２１の回転方向下流側となっている。また、感光体ドラム２１における封止部材５０の長手方向当接範囲（図中のＳの範囲である。）と、感光体ドラム２１におけるギャップ規制部材２２ａの長手方向当接範囲と、はいずれも実際に画像形成がおこなわれる範囲外（非画像領域）である。

そして、本実施の形態２では、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、感光体ドラム２１における封止部材５０の長手方向当接範囲（図中のＳの範囲である。）は、感光体ドラム２１におけるギャップ規制部材２２ａの長手方向当接範囲をオーバーラップするように構成されている。
これにより、感光体ドラム２１におけるギャップ規制部材２２ａの長手方向当接範囲は、封止部材５０によって常にクリーニングされることになる。したがって、感光体ドラム２１表面にトナー等の異物が付着した場合であっても、その異物は封止部材５０によって除去されるために、ギャップ規制部材２２ａの表面に異物が付着して適正なギャップＷが維持できなくなる不具合が未然に防止される。

以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、第１領域（Ｐ５磁極）においては穂立ちする現像剤に当接して、第２領域（Ｐ５磁極の前後）においては現像ローラ２３ａに近接するように、シール部材４６（及びケース４５）を形成している。これにより、現像ローラ２３ａに対向するシール部材４６の対向面へのトナーの付着堆積が軽減されて、画像汚れ等の異常画像の発生を抑止することができる。
さらに、シール部材４６と入口シール４７と支持部材４５とによって形成される空隙であって長手方向両端部に封止部材を設けているために、第１対向位置Ｘ１近傍における長手方向両端部からのトナー飛散を確実に軽減することができる。

なお、前記各実施の形態では、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング部２５を一体化して構成した。また、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫを、単体のユニットとして構成した。これに対して、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫを、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと一体化することもできる。すなわち、プロセスカートリッジ２０を、感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２３、クリーニング部２５で構成することもできる。この場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を奏することになる。さらには、作像部のメンテナンス性が向上する。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置における作像部を示す断面図である。 現像装置を長手方向にみた断面図である。 現像装置の現像ローラ近傍を示す部分拡大図である。 この発明の実施の形態２における現像装置の現像ローラ近傍を示す部分拡大図である。 図５の現像装置における封止部材の長手方向の設置範囲を示す図である。 図６の封止部材を設置しなかった場合に生じる気流を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、
２２ 帯電ローラ（帯電部）、 ２２ａ ギャップ規制部材、
２３、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫ 現像装置（現像部）、
２３ａ 現像ローラ（現像剤担持体）、
２３ｄ ドクターブレード（現像剤規制部材）、
４５ ケース（支持部材）、
４６ シール部材（対向部材、可撓性部材、アルミ蒸着マイラー）、
４６ａ 先端部、
４７ 入口シール（第２可撓性部材）、
４７ａ 先端部、 ４８ 磁性板、
５０ 封止部材、
Ｘ１ 第１対向位置、 Ｘ２ 第２対向位置、
Ａ 仮の当接位置、 Ｂ 当接位置、
Ｇ ２成分現像剤（現像剤）、 Ｃ キャリア、 Ｔ トナー。

Claims (14)

1. 像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
   第１対向位置で前記像担持体に対向するとともに、トナー及びキャリアを有する現像剤が担持される現像剤担持体と、
   第２対向位置で前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体に担持される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
   前記第２対向位置から前記第１対向位置までの間で前記現像剤担持体に対向する対向部材と、
   を備え、
   前記対向部材の位置に、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤が穂立ちする第１領域と、当該第１領域に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側と回転方向下流側とにそれぞれ位置する第２領域と、が形成され、
   前記対向部材は、前記第１領域では穂立ちする前記現像剤に当接し、前記第２領域における前記現像剤担持体との間隙が前記第１領域における前記現像剤担持体との間隙に比べて小さくなるように形成されたことを特徴とする現像装置。
2. 前記対向部材は、前記第２領域における前記現像剤担持体との間隙をＧ２（ｍｍ）とし、前記第２対向位置における前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との間隙をＤＧ（ｍｍ）としたときに、
   ＤＧ≦Ｇ２≦ＤＧ＋１
   なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記対向部材は、その一部が支持部材に支持された可撓性部材であって、該支持部材に支持されない先端部が前記第１対向位置に近接するように形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記像担持体に当接して前記第１対向位置における現像剤規制部材側の開口を覆う第２可撓性部材を備え、
   前記可撓性部材は、前記先端部が前記現像剤担持体に担持される前記現像剤に直接的に当接するように形成されて、
   前記第２可撓性部材は、前記現像剤担持体に担持される前記現像剤に直接的に当接しないように形成されたことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記可撓性部材が前記先端部から前記像担持体に当接する位置まで延設されたときの仮の当接位置に対して、前記第２可撓性部材が前記像担持体に当接する当接位置が前記像担持体の回転方向上流側になるように形成されたことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記像担持体に当接して前記第１対向位置における現像剤規制部材側の開口を覆う第２可撓性部材と、
   前記可撓性部材と前記第２可撓性部材と前記支持部材とによって形成される空隙を長手方向両端部で封止する封止部材と、
   を備えたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
7. 像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
   第１対向位置で前記像担持体に対向するとともに、トナー及びキャリアを有する現像剤が担持される現像剤担持体と、
   第２対向位置で前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体に担持される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
   前記第２対向位置から前記第１対向位置までの間で前記現像剤担持体に対向するとともに、その一部が支持部材に支持されて当該支持部材に支持されない先端部が前記第１対向位置に近接するように形成された可撓性部材と、
   前記像担持体に当接して前記第１対向位置における現像剤規制部材側の開口を覆う第２可撓性部材と、
   前記可撓性部材と前記第２可撓性部材と前記支持部材とによって形成される空隙を長手方向両端部で封止する封止部材と、
   を備え、
   前記可撓性部材は、前記現像剤担持体の回転方向上流側における前記現像剤担持体との間隙と、前記現像剤担持体の回転方向下流側における前記現像剤担持体との間隙と、がそれぞれ、前記現像剤担持体の回転方向上流側と回転方向下流側とに挟まれた領域における前記現像剤担持体との間隙よりも小さくなるように形成されたことを特徴とする現像装置。
8. 前記封止部材は、弾性材料で形成されるとともに前記像担持体に当接するように配設されたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の現像装置。
9. 前記封止部材は、前記像担持体に当接する長手方向の範囲が、前記像担持体を帯電する帯電部と当該像担持体とのギャップを定めるギャップ規制部材が当該像担持体に当接する長手方向の範囲を含むように形成されたことを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
10. 前記第２可撓性部材は、その一部が前記支持部材に支持されて当該支持部材に支持されない先端部が前記像担持体に当接するように形成されたことを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の現像装置。
11. 前記可撓性部材は、アルミ蒸着マイラーであることを特徴とする請求項３〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置。
12. 前記支持部材は、前記現像剤規制部材を支持するケースであることを特徴とする請求項３〜請求項１１のいずれかに記載の現像装置。
13. 画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
    請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
14. 請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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