JP5264653B2 - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用する現像装置に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリア（以下、単にキャリアともいう）を用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより感光体上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。

二成分現像方式を用いた画像形成装置では、環境に対する負荷を考慮して梱包材や緩衝材を極力減少させるために、現像剤が充填された現像装置を画像形成装置本体内に装着した状態で工場から出荷することも多い。そこで、搬送時の転倒、落下等の衝撃により現像剤が漏出しないように現像装置の密閉性を高める設計がなされている。

一方、近年の画像処理速度の高速化に伴い現像装置の駆動速度が速くなった結果、現像装置内部の現像剤の移動速度も上昇している。現像剤の漏出を防止するために現像装置の密閉性を高めた場合、現像装置内部の圧力も上昇するため、補給装置から現像装置内に落下したトナーが空気圧により現像装置の現像剤面より上の空間に滞留してしまい、トナー補給が不安定になるという不具合が発生することがあった。特に、耐用期間の末期に近く、キャリアの帯電能力が低下している状態では、滞留したトナーが一度に落下することなどに起因して一時的にトナーの帯電不良が起こり、カブリが発生する。

そこで、現像装置内部の圧力上昇を緩和する方法が提案されており、例えば特許文献１及び２には、現像装置のハウジング上部に圧抜き穴を設け、さらに圧抜き穴をフィルタで覆うことで、圧力の上昇と現像剤の漏れを抑制する現像装置が開示されている。

特開平２−１３９５８７号公報 特開２００６−２５０９７３号公報

しかしながら、特許文献１、２の方法では、耐用期間の長い現像装置の場合、フィルタの目詰まりによって圧力低減効果が低下してしまう。また、現像剤が充填された現像装置を画像形成装置本体内に装着した状態で出荷した場合、フィルタを介して現像剤が現像装置の外部に漏出し、画像形成装置内部を汚染するおそれがあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、画像処理速度が高速化した場合でも内部の圧力が上昇せず、さらに転倒や落下の衝撃による現像装置内からの現像剤の漏出も抑制可能な二成分現像方式の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、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内に収容された現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材と、該攪拌搬送部材の上方に回転自在に設けられ、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の内部に固定され、前記現像剤担持体表面から現像剤を剥離する剥離極を含む複数の磁極を有する固定マグネット体と、前記剥離極から見て前記現像剤担持体の回転方向下流側において前記現像剤担持体に対向配置される穂切りブレードと、を有する現像装置において、前記剥離極から見て前記現像剤担持体の回転方向上流側には、第１シート材と、該第１シート材に対し前記現像剤担持体の回転方向上流側に重なる第２シート材とで構成される逆流防止部材が、基端部を前記現像容器の内面に固定され、先端部を前記現像剤担持体の回転方向下流側に向けて、前記第１シート材の先端部のみが前記現像剤担持体に接触するように前記現像剤担持体の長手方向全域に亘って配置されており、前記第１シート材には前記第２シート材と重なり合う部分に少なくとも１つの開口部が形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記第２シート材には、少なくとも１つの開口部が前記第１シート材に形成された開口部と重なり合わない位置に形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記第２シート材は、前記第１シート材よりも弾性率が大きいことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、画像形成装置の搬送時には現像剤担持体に接触する第１シート材により現像剤担持体と現像容器との隙間が閉じられ、第１シート材に形成された開口部は第２シート材により閉じられているため、転倒や落下の衝撃による現像容器からの現像剤の漏出を防止することができる。また、現像装置の駆動時には現像剤担持体上の現像剤層によって第１シート材が持ち上げられて第２シート材との間に隙間が生じるため、第１シート材に形成された開口部が通気路となって現像容器内の圧力上昇が抑制される。従って、トナー補給が安定化され、トナーの帯電不良によるカブリの発生を低減することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、第２シート材に少なくとも１つの開口部を、第１シート材に形成された開口部と重なり合わない位置に形成することにより、現像剤担持体上の現像剤層によって第１シート材が持ち上げられたときに多数の通気路が形成されるため、現像容器内の圧力上昇をより効果的に抑制することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置において、第１シート材よりも弾性率の大きい材料で第２シート材を形成することにより、第２シートの復元力により第１シート材の姿勢を安定させて現像剤担持体との接触状態を確実に維持することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の現像装置を搭載することにより、画像処理速度が高速化した場合でも現像装置内の圧力が上昇せず安定したトナー補給が行われるため、トナーの帯電不良やカブリが抑制され、さらに輸送時における現像剤の漏出も抑制可能な画像形成装置となる。

本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図 本発明の現像装置の一構成例を示す側面断面図 現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図 本発明の現像装置に装着される逆流防止部材の側面図 逆流防止部材を補助シート側から見た平面図 図５における逆流防止シートと補助シートとの重複部分の断面拡大図 現像装置の駆動時における逆流防止部材と磁気ローラとの関係を示す側面拡大図 図７における逆流防止シートと補助シートとの重複部分の断面拡大図 逆流防止部材に形成される開口部の他のパターンを示す平面図 本発明の現像装置に装着される逆流防止部材の他の構成を示す平面図 図１０に示す逆流防止部材を用いた現像装置の駆動時における逆流防止シートと補助シートとの重複部分の断面拡大図 本発明の現像装置の他の構成例を示す側面断面図 実施例における第１及び第２開口部の位置関係を示す拡大図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、図１では右側から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写されて重畳された後、二次転写ローラ９の作用によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラ１１との間のニップへと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９から見て中間転写ベルト８の移動方向の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合には不図示のトナー補給装置から各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより一次転写ローラ６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。

定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ対１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ対１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラ対１２ｂに再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラ対１５から排出トレイ１７に排出される。

図２は、本発明の現像装置の構成を示す側面断面図である。以下、図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。

図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂが回転可能に配設されている。

そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器２０は左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第２攪拌スクリュー２１ｂの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３はそれぞれの回転軸周りに関して図中時計回りに回転する。

なお、現像容器２０には、第１攪拌スクリュー２１ａと対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置（図示せず）からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。

磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体２２ｂで構成されている。本実施形態では、固定マグネット体２２ｂの磁極は、主極３５、規制極（穂切り用磁極）３６、搬送極３７、剥離極３８、及び汲上極３９の５極構成である。

また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード２５の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。

現像ローラ２３は、円筒状の現像スリーブ２３ａと、現像スリーブ２３ａ内に固定された現像ローラ側磁極２３ｂで構成されており、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。現像ローラ側磁極２３ｂは、固定マグネット体２２ｂの対向する磁極（主極）３５と異極性である。

現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１は共通のグランドに接地されている。

第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及び磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を可変できるようになっている。

前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。穂切りブレード２５には固定マグネット体２２ｂの規制極３６が対向するため、穂切りブレード２５として非磁性体或いは規制極３６と異なる極性の磁性体を用いることにより、穂切りブレード２５の先端と回転スリーブ２２ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。

この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、磁気ローラ２２上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制された後、回転スリーブ２２ａの回転に伴い現像ローラ２３に対向する位置に移動すると、固定マグネット体２２ｂの主極３５及び現像ローラ側磁極２３ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラ２３表面に接触する。そして、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。

現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。

図３は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス回路３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相が異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス回路３１から印加される。

従って、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３間（以下、ＭＳ間という）に印加される電圧は、図３（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図３で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。

磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。

さらに回転スリーブ２２ａが時計回りに回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の搬送極３７により発生する水平方向（ローラ周方向）の磁界により磁気ブラシは現像ローラ２３表面から引き離され、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラ２３から回転スリーブ２２ａ上に回収される。さらに回転スリーブ２２ａが回転すると、磁気ローラ側磁極２２ｂの剥離極３８（現像剤分離部）及びこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、現像剤は現像容器２０内で回転スリーブ２２ａから離脱する。そして、第２攪拌スクリュー２１ｂにより攪拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２２ａ上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。

また、剥離極３８から見て回転スリーブ２２ａの回転方向上流側には、磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面方向）全域に亘ってシート状の逆流防止部材４０が設けられている。逆流防止部材４０の基端部は現像容器２０の内側に固定されており、先端部を回転スリーブ２２ａの回転方向下流側に向けて配置されている。

図４は、逆流防止部材４０と磁気ローラ２２との関係を示す側面拡大図である。逆流防止部材４０は、第２攪拌室２０ｃ内の現像剤の逆流を防止する逆流防止シート（第１シート材）４０ａと、逆流防止シート４０ａの外側（第２攪拌室２０ｃと反対側）であって基端部４１側に重ね合わされた補強用の補助シート（第２シート材）４０ｂから構成されている。ここでは厚さ０．２ｍｍのウレタン製の逆流防止シート４０ａに、補助シート４０ｂとして厚さ０．１ｍｍのＰＥＴシートを重ね合わせている。また、逆流防止シート４０ａ及び補助シート４０ｂの基端部４１を延長することにより、現像容器２０の内側に固定される貼り付け部４２が形成されている。

図５は、逆流防止部材４０を補助シート４０ｂ側から見た平面図、図６は、逆流防止シート４０ａと補助シート４０ｂとの重複部分の断面拡大図（図５のＸＸ′断面）である。なお、貼り付け部４２は記載を省略している。図５及び図６に示すように、逆流防止シート４０ａ及び補助シート４０ｂには、それぞれ長手方向に沿って３箇所ずつ第１開口部５０ａ、第２開口部５０ｂが形成されている。逆流防止シート４０ａの第１開口部５０ａと補助シート４０ｂの第２開口部５０ｂとは、長手方向（水平方向）に対して同じ位置に形成されているが、垂直方向に対してずれた位置に形成されている。

図４に示すように、逆流防止シート４０ａの先端部４３は回転スリーブ２２ａ表面に接触するように配置されているため、搬送時の転倒や落下により現像装置３ａに衝撃が加えられた場合でも現像剤が逆流防止部材４０により堰き止められ、現像容器２０の開口部（現像ローラ２３周辺）からの漏出を防止することができる。

ところで、逆流防止シート４０ａと回転スリーブ２２ａとを接触させて配置した場合、磁気ローラ２２の下方に位置する第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃが穂切りブレード２５及び逆流防止部材４０によって閉空間に近い状態となり、駆動時に圧力が上昇してトナー補給が不安定となるおそれがある。そこで、本発明では、逆流防止シート４０ａに第１開口部５０ａを、補助シート４０ｂに第２開口部５０ｂを形成することにより、現像装置３ａの駆動時における第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ内の圧力上昇を抑制している。

図７は、現像装置の駆動時における逆流防止部材４０と磁気ローラ２２との関係を示す側面拡大図であり、図８は、図７における逆流防止シート４０ａと補助シート４０ｂとの重複部分の断面拡大図である。図５及び図６と同様に貼り付け部４２は省略して記載している。現像装置３ａを駆動させると、回転スリーブ２２ａ上には現像剤層（磁気ブラシ層）Ｇが形成される。そのため、逆流防止シート４０ａは現像剤層Ｇの厚み分だけ第２攪拌室２０ｃ側（図７の矢印方向）に持ち上げられる。一方、逆流防止シート４０ａに重なり合う補助シート４０ｂは回転スリーブ２２ａに接触していないため、元の位置に保持される。

その結果、逆流防止シート４０ａ及び補助シート４０ｂの重複部分に隙間が生じ、第１開口部５０ａ、第２開口部５０ｂを通る通気路５１（図８の破線矢印）が形成される。従って、現像装置３ａの駆動時に第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ内の圧縮された空気が通気路５１を通過して外部に抜けるため、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ内の圧力上昇を抑制することができる。また、逆流防止シート４０ａが接触する部分は主極３５から見て回転スリーブ２２ａの回転方向下流側であるため、現像ローラ２３上へのトナー薄層の形成に影響を及ぼすおそれはない。

なお、現像装置３ａを駆動させる前は回転スリーブ２２ａ上に現像剤層Ｇは形成されておらず、逆流防止シート４０ａ及び補助シート４０ｂは隙間無く重なり合っている。そのため、画像形成装置１００の搬送時に第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂを通って現像剤が漏出するおそれもない。

また、本実施形態のように逆流防止シート４０ａよりも弾性率の大きい材質（ＰＥＴシート）で形成された補助シート４０ｂを重ね合わせることによって逆流防止部材４０の復元力（コシ）が強くなり、現像剤の押圧力による逆流防止シート４０ａの変形が生じ難くなって現像剤の漏出防止効果が向上するため好ましい。

一方、回転スリーブ２２ａに接触する逆流防止シート４０ａの剛性が大きいと、回転スリーブ２２ａ表面に傷を付けるおそれがあるため、逆流防止シート４０ａにはウレタン等の低弾性率の材質を用いることが好ましい。

なお、ここでいう弾性率（elastic modulus）とは、変形のしにくさを表す物性値であり、弾性変形内での応力と歪みの間の比例定数である。つまり、弾性率の大きい材料ほど変形しにくく、復元性に優れている。

第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂの配置については上記実施形態に限定されるものではなく、第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂが互いに重なり合わない配置であれば良い。例えば図９（ａ）のように千鳥状に配置しても良いし、図９（ｂ）のように長手方向に沿って交互に配置しても良い。また、第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂの形状や大きさ、個数についても任意に変更可能である。

但し、第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂの位置が基端部４１から離れすぎると、現像装置３ａに衝撃が加えられた場合に逆流防止シート４０ａ及び補助シート４０ｂの重複部分が離間し、現像剤の漏出が発生するおそれがある。そのため、逆流防止シート４０ａ或いは補助シート４０ｂの剛性や重複部分の寸法にもよるが、第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂはなるべく基端部４１の近傍に形成することが好ましい。

図１０は、本発明の現像装置に用いられる逆流防止部材の他の構成例を示す平面図であり、図１１は、図１０の逆流防止部材を用いた現像装置の駆動時における逆流防止シート４０ａと補助シート４０ｂとの重複部分の断面拡大図（図１０のＹＹ′断面）である。図１０及び図１１に示す構成例では、逆流防止シート４０ａのみに第１開口部５０ａが形成されており、補助シート４０ｂには第２開口部５０ｂが形成されていない。他の部分については図５及び図６に示した構成と同様であるため説明を省略する。

この構成においても、現像装置３ａを駆動させると、図７に示すように逆流防止シート４０ａは回転スリーブ２２ａ上に形成された現像剤層Ｇの厚み分だけ第２攪拌室２０ｃ側（図７の矢印方向）に持ち上げられる。一方、逆流防止シート４０ａに重なり合う補助シート４０ｂは回転スリーブ２２ａに接触していないため、元の位置に保持される。その結果、図１１に示すように逆流防止シート４０ａ及び補助シート４０ｂの重複部分に隙間が生じ、この隙間と第１開口部５０ａとを通る通気路５１（図１１の破線矢印）が形成される。

従って、現像装置３ａの駆動時に第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ内の圧縮された空気が通気路５１を通過して外部に抜けるため、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ内の圧力上昇を抑制することができる。また、現像装置３ａを駆動させる前は逆流防止シート４０ａ及び補助シート４０ｂは隙間無く重なり合っているため、画像形成装置１００の搬送時に第１開口部５０ａを通って現像剤が漏出するおそれもない。

なお、逆流防止シート４０ａが持ち上げられることで通気路５１が容易に形成されるように、第１開口部５０ａは補助シート４０ｂの先端部近傍に重なる位置に形成することが好ましい。第１開口部５０ａの形状や大きさ、個数についても任意に変更可能であるのはもちろんである。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態で示した逆流防止部材４０の材質や寸法については一例に過ぎず、現像装置の仕様に応じて適宜設計することができる。

また、本発明は図２に示したような磁気ローラ２２と現像ローラ２３を備えた現像装置に限定されるものではなく、図１２に示すように、内部に固定マグネット体２２ｂを備えた磁気ローラ２２上にトナー成分と磁性キャリアとから成る磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを感光体ドラム１に接触させることで感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像装置３の現像剤漏れ防止機構としても全く同様に適用可能である。

また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、二成分現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。

図２に示した本発明の現像装置が搭載された図１に示すような試験機において、逆流防止部材４０に形成された第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂの位置関係と、カブリ及び現像剤漏れの発生との関係について調査した。なお、試験は感光体ドラム１ａ及び現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。

試験機の条件としては、システム速度を３５枚／分、感光体ドラム周速を２４０ｍｍ／秒とし、ドラム表面電位は白地部電位（Ｖ０）を３００Ｖ、画像部電位（ＶＬ）を２０Ｖとした。また、現像ローラ及び磁気ローラの直径は２０ｍｍとし、現像ローラの周速比を感光体ドラムに対し１．５（感光体との対向面において順回転）、磁気ローラの周速比を現像ローラに対し１．５（現像ローラとの対向面においてカウンタ回転）とした。また、感光体ドラム−現像ローラ間ギャップを０．１５ｍｍ、磁気ローラ−現像ローラ間ギャップを０．３ｍｍとした。さらに、磁気ローラ内には磁気ローラと現像ローラとの最近接部から下流側に１０°の位置に主極が配置されるように固定マグネット体を固定し、主極の磁力を７０ｍＴとした。

現像剤としては、平均粒径６．８μｍ、比重１．２の正帯電トナーと、平均粒径３５μｍ、比重４．５のコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、キャリアに対するトナーの混合比率（Ｔ／Ｃ）を９重量％とした。

現像ローラへの電圧印加条件は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）＝５０Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐを１．５ｋＶ、周波数を３ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝３５％とした。また、磁気ローラへの電圧印加条件は、Ｖｍａｇ（ＤＣ）＝２５０Ｖ、Ｖｍａｇ（ＡＣ）のＶｐｐを１．４ｋＶ、周波数を３ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝６５％とした。

評価方法としては、図１３に示すように、逆流防止シート４０ａの長さＬ１を１０．５ｍｍ、補助シート４０ｂの長さＬ２を５．５ｍｍ、貼り付け部４２の長さを３ｍｍとし、逆流防止部材４０の貼付基準位置となる基端部４１から第１開口部５０ａの上端までの距離Ａ、第１開口部５０ａの下端までの距離Ｂ、第２開口部５０ｂの上端までの距離Ｃ、第２開口部５０ｂの下端までの距離Ｄを変化させたときの、白紙（白ベタ）画像２５万枚印字後におけるカブリの発生を目視により観察し、カブリが確認できない場合を○、ややカブリがあるが実用上問題のない場合を△、カブリがあり、実用上問題のある場合を×とした。

現像剤漏れについては、現像装置を搭載した試験機を６０ｃｍの高さから角部（１箇所）、稜線（角部を囲む縦、横、高さ方向の３箇所）、上面、側面（４箇所）、底面が着地点となるように、各１回ずつ計１０回落下させる落下試験を行った。その後、試験機から現像装置を取り外して現像剤の漏出を目視により観察し、現像剤の漏出がない場合を○、やや現像剤の漏出があるが実用上問題のない場合を△、現像剤の漏出があり、実用上問題のある場合×とした。評価結果を距離Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの値と合わせて表１に示す。

表１から明らかなように、幅１ｍｍの第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂを１ｍｍ間隔で設けた本発明１、２、及び幅１．５ｍｍの第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂを０．５ｍｍ間隔で設けた本発明３では、カブリが確認できないか、カブリが発生しても実用上問題のない範囲であった。また、落下試験後の現像剤の漏出も認められなかった。

これに対し、第１及び第２開口部５０ａ、５０ｂを形成しない比較例１では、現像剤の漏出は認められなかったがカブリが顕著に発生した。なお、ここではシアンの画像形成部Ｐａを用いて試験を行ったが、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄにおいても同様の結果が得られることが確認されている。

なお、上記実施例は本発明の一構成例にすぎず、ドラム表面電位や現像ローラ及び磁気ローラへの電圧印加条件等は装置の仕様や使用環境に応じて適宜設定することができる。

本発明は、内部に固定マグネット体を備えた現像剤担持体を用いる二成分現像方式の現像装置に利用可能であり、第１シート材と現像剤担持体の回転方向上流側に重なる第２シート材とを重ね合わせて構成される逆流防止部材を、先端部が現像剤担持体の回転方向下流側に向かうように、現像剤担持体の長手方向全域に亘って第１シート材の先端部のみを接触させ、各シート材の重なり合う部分には少なくとも第１シート材に開口部を形成するとともに、第２シート材にも開口部を設ける場合は各シート材の開口部が重なり合わない構成としたものである。

これにより、シート材に形成された開口部によって形成される通気路が現像装置の駆動時における現像容器内の圧力上昇を防止してトナー補給を安定化し、転倒や落下により現像装置に衝撃が加えられた場合は現像剤担持体に接触する逆流防止部材が現像剤を堰き止め、さらに開口部を通過して現像剤が漏出するおそれもないため、カブリの発生と現像剤の漏出を効果的に抑制できる現像装置となる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム
３ａ〜３ｄ 現像装置
２０ 現像容器
２１ａ 第１攪拌スクリュー（攪拌搬送部材）
２１ｂ 第２攪拌スクリュー（攪拌搬送部材）
２２ 磁気ローラ（現像剤担持体）
２２ａ 回転スリーブ
２２ｂ 固定マグネット体
２３ 現像ローラ
２３ａ 現像スリーブ
２３ｂ 現像ローラ側磁極
２５ 穂切りブレード
３５ 主極
３６ 規制極
３７ 搬送極
３８ 剥離極
４０ 逆流防止部材
４０ａ 逆流防止シート（第１シート材）
４０ｂ 補助シート（第２シート材）
４１ 基端部
４３ 先端部
５０ａ 第１開口部
５０ｂ 第２開口部
５１ 通気路
１００ 画像形成装置

Claims (4)

1. トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
   該現像容器内に収容された現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材と、
   該攪拌搬送部材の上方に回転自在に設けられ、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体の内部に固定され、前記現像剤担持体表面から現像剤を剥離する剥離極を含む複数の磁極を有する固定マグネット体と、
   前記剥離極から見て前記現像剤担持体の回転方向下流側において前記現像剤担持体に対向配置される穂切りブレードと、
   を有する現像装置において、
   前記剥離極から見て前記現像剤担持体の回転方向上流側には、第１シート材と、該第１シート材に対し前記現像剤担持体の回転方向上流側に重なる第２シート材とで構成される逆流防止部材が、基端部を前記現像容器の内面に固定され、先端部を前記現像剤担持体の回転方向下流側に向けて、前記第１シート材の先端部のみが前記現像剤担持体に接触するように前記現像剤担持体の長手方向全域に亘って配置されており、前記第１シート材には前記第２シート材と重なり合う部分に少なくとも１つの開口部が形成されることを特徴とする現像装置。
2. 前記第２シート材には、少なくとも１つの開口部が前記第１シート材に形成された開口部と重なり合わない位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第２シート材は、前記第１シート材よりも弾性率が大きい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. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。