JP6012241B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は現像装置を有し電子写真方式による複写機等の画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機などの画像形成装置では、感光体ドラム（像担持体）上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて可視像化する。この現像工程に用いられる現像装置では、従来、トナーとキャリアからなる二成分現像剤が用いられる。特に、高速機やフルカラー機などでは、二成分現像剤を用いる現像装置が広く用いられる。

二成分現像剤を用いる現像装置においては、二成分現像剤を円筒状の現像ローラ（現像剤担持体）の表面に現像剤を担持し、この現像ローラによって感光体ドラムとの対向部である現像領域へと現像剤を搬送し、現像を行う。

ここで、現像ローラの表面には、現像時において均一な現像剤層を形成する必要がある。このため、現像ローラの表面には、サンドブラスト処理等を施すことにより、細かな凹凸が形成される必要がある。

ここで、現像ローラ表面に形成される凹凸の表面粗さが小さいと、現像剤の搬送性が十分に確保できない。一方で、表面粗さをある程度の大きさ以上にしようとすると、サンドブラスト処理時に現像ローラを変形させ、現像ローラ周期の画像濃度ムラが発生してしまうおそれがある。

また、現像ローラ表面の材質として、特に低コスト化のためにアルミを用いた場合、長期間の使用による摩耗によって、表面粗さが低下するおそれがある。この場合、現像剤の搬送力が低下し、所望の現像剤搬送量が得られなくなるという問題もある。

一方、サンドブラスト処理の他に、現像ローラの長手方向に平行、もしくは斜め方向（アヤメ形状）に規則的なパターンで凹状の溝を形成することで現像剤の搬送性を確保するものがある（例えば、特許文献１〜特許文献２）。

凹状の溝を形成する手段としては、機械的な加工やエッチング処理等が用いられる。これらの処理方法は、何れも現像ローラ表面に対して垂直方向の力が加わることが無いため、現像ローラに変形が生じにくい。また、サンドブラスト処理をした場合に比べて形成される凹部の深さが深いため、現像剤の搬送性に優れる。更に、表面に摩耗しやすい凸状の突起が無いため、長期間の使用によっても表面形状の変化が少なく、常に安定した搬送性を発揮できるという特徴がある。

特開２００３−３１６１４６号 特開２００８−１４５５３０号

しかしながら、その一方で、現像ローラ表面に凹状の溝を形成した場合、現像剤のコート領域端部からのトナー飛散がサンドブラスト処理を施した場合に比べて多くなるという課題であった。その理由を以下で説明する。図１２は従来の現像ローラ表面のキャリア粒子の状態を示す図である。

凹状の溝を表面に形成した場合、サンドブラスト処理した場合に比べ、溝の深さが深くなる。代表的な値で比較すると、キャリア粒子径は３０〜５０μｍ程度であり、サンドブラスト処理したときの表面粗さＲｚは８〜１５μｍ程度であるのに対し、溝深さは７０〜１００μｍ程度と大きい。すると、図１２に示すように、キャリア粒子とＶ字溝との間には、隙間ができやすくなる。

キャリア粒子と溝との間に図１２に示すような隙間があるとその隙間をトナーが移動しやすくなる。すると、溝に沿うようにトナーが移動することとなり、次第に現像剤のコート領域端部まで達するようになる。

ここで、キャリア粒子がコート領域外部に漏れないように、現像剤のコート領域端部には磁性板等の端部シール部材を設けることが一般的に行われているが、このような磁気シールは、非接触のシール部材である。このため、非磁性のトナーは、溝の隙間を伝ってシール部材よりも外側へと移動し続けてしまう。

また、溝を形成した現像ローラを使用する場合、現像剤のコート領域外の両端部では、当該両端部を研磨することによって、一旦形成された溝を消去して鏡面化することが一般的に行われている。これは、コート領域外まで溝を形成したままにしておくと、コート領域外に僅かにはみ出した現像剤を溝形状による大きな搬送力によって次々と搬送してしまい、端部からの現像剤漏れが増えてしまうためである。

図１２は従来の現像ローラの溝部と両端部に形成される非溝部を示す断面図である。上述のように、現像ローラの両端部において溝を消去する場合は、溝を形成した後で両端部を研磨して溝を消すため、両端部は図１１に示すように研磨した分だけ外径が小さくなる。両端部の外径が小さいと、上述のように、Ｖ字溝の底でキャリアとの隙間から移動してきたトナーが両端部から抜けやすくなる。このため、端部からのトナー飛散が悪化して機内を汚染してしまうことがあった。

そこで本発明の目的は、表面に溝を形成した現像ローラを使用する場合、現像剤のコート領域端部から外側にトナーが飛散することを防止することである。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体に形成される静電潜像に対して、担持したトナーとキャリアから成る現像剤を供給する円筒状の現像剤担持体を具備する現像装置と、を有する画像形成装置において、前記現像剤担持体は、現像剤を搬送するために表面に溝が形成された溝形成領域と、前記溝形成領域よりも外側で、表面に前記溝が形成されていない非溝形成領域と、一周にわたり前記非溝形成領域に設けられたシール部材と、を有し、前記非溝形成領域の半径は前記溝形成領域の前記溝の部分の半径よりも小さく、前記シール部材が設けられた部分の外径は前記溝形成領域の外径よりも大きいことを特徴とする。

上述の構成とすることで、表面に溝を形成した現像ローラを使用する場合、現像剤のコート領域端部から外側にトナーが飛散することを防止することができる。

画像形成装置の概略構成図。 現像装置の断面図。 比較例１に係る現像スリーブの平面図。 現像スリーブのパイプ部の表面の溝の断面拡大図。 端部シール構成を説明するパイプ部の断面図。 熱収縮チューブを被せた状態のパイプ部端部の断面図。 現像スリーブ端部において熱収縮チューブの状態を説明するための説明図。 熱収縮チューブの有無によるトナー飛散レベルを比較した図表。 実施形態に係る現像スリーブの平面図。 比較例２に係る現像スリーブの平面図。 従来の現像ローラ表面のキャリア粒子の状態を示す図。 従来の現像ローラの溝とキャリアとの関係を示す断面図。

〔比較例１〕
（画像形成装置）
図１は画像形成装置の概略構成図である。図１では、本発明が適用できる画像形成装置の一実施形態である、電子写真方式を採用したフルカラー画像を形成する画像形成装置を示す。

図１に示すように、比較例１にて、画像形成装置１００は、４つの画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ）を備える。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの添え字は、それぞれイエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの４色を示し、各画像形成部Ｐで形成されるトナー像の色を表している。各画像形成部Ｐの構造は同様であるため、以下、必要な場合を除いて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの添え字を省略して説明する。

画像形成部Ｐは、像担持体としての感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）を備える。感光体ドラム１は矢印方向（時計回り）に回転するドラム状の電子写真感光体である。

感光体ドラム１の周囲には、各色ごとに、画像形成手段を有する。具体的には、感光体ドラム１の周囲に、帯電器２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）、現像装置４０（４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｂｋ）、ドラムクリーナ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ）を有する。また、感光体ドラム１の上方には、露光手段としてのレーザービームスキャナ３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ）を有する。また、後述の中間転写ベルト５を介して一次転写ローラ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ）が各画像形成部Ｐごとに配設される。

次に、上記構成の画像形成装置全体の画像形成シーケンスについて説明する。

感光体ドラム１は、図１における矢印の方向（時計回り）に２７５ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転する。まず、感光体ドラム１が、帯電器２によって一様に帯電される。

帯電器２によって一様に帯電された感光体ドラム１は、次に、レーザービームスキャナ３による走査露光が行われる。

レーザービームスキャナ３は、半導体レーザーを内蔵している。半導体レーザーは、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御される。このため、半導体レーザーが制御されることで、画像信号から変調されたレーザー光が、レーザービームスキャナ３の半導体レーザーから射出される。すると、一様に帯電された感光体ドラム１の表面電位が画像を形成する部分において変化し、この変化した部分が静電潜像となる。感光体ドラム１上の静電潜像は、現像装置４０からのトナー供給によって現像されると、可視画像、即ち、トナー像となる。

比較例１では、現像装置４０は、現像剤としてトナーとキャリアを混合した現像剤を使用する二成分現像方式を用いる。

上記工程を画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ）ごとに行うことによって、感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）上に、それぞれ、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が形成される。

比較例１では、４つの画像形成部Ｐの下方位置に、中間転写ベルト５（中間転写体）が配置される。中間転写ベルト５は、張架ローラ５１、二次転写内ローラ５２、駆動ローラ５３に懸架され、図中矢印方向（時計回り）に移動自在とされる。

感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）上のトナー像は、一次転写部としての一次転写ローラ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ）によって、まず、中間転写ベルト５に一次転写される。これによって、中間転写ベルト５上にて、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光体ドラム１上に転写されずに残ったトナーは各画像形成部Ｐのドラムクリーナ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ）に回収される。重ね合わせられたフルカラー画像は、二次転写内ローラ５２と対向する二次転写部まで搬送される。

一方、給送カセット１２に載置される紙などの転写材Ｓは、給送ローラ１３により取り出される。その後、転写材Ｓは、給送ガイド１１を経由して、二次転写内ローラ５２と二次転写ローラ１０（二次転写部材）によって形成される二次転写部に搬送される。

二次転写部において、中間転写ベルト５上のフルカラー画像は、二次転写ローラ１０の作用により転写材Ｓに転写される。二次転写されずに中間転写ベルト５の表面に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーナ１８に回収される。

その後、転写材Ｓは、定着器１６（熱ローラ定着器）に送られる。定着器１６では、トナー像が転写された転写材Ｓに対して加熱・加圧が行われ、画像の定着が行わる。トナー像の定着が行われた転写材Ｓは、排出トレー１７に排出される。

尚、比較例１では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光体ドラム１を使用したが、これに限るものではない。例えば、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。

（現像装置）
次に、図２を参照して、現像装置４０の概略構成及び動作を説明する。図２は現像装置の断面図である。

比較例１に係る現像装置４０は、現像容器４１を有する。現像容器４１内には、現像剤として、トナーとキャリアを含む二成分現像剤が収容される。また、現像装置４０は、現像容器４１内の現像剤を担持する現像スリーブ４２（現像剤担持体）と、現像スリーブ４２上に担持された現像剤の穂の高さを規制する規制ブレード４３を有する。

現像容器４１の内部は、その略中央部が図２の紙面に垂直方向に延在する隔壁４４によって、現像室４５と撹拌室４６に区画されている。現像剤は、現像室４５及び撹拌室４６に収容され、次の構成により循環搬送される。

現像室４５と撹拌室４６には、それぞれ現像剤を撹拌・搬送するための搬送スクリューが配置される。具体的には、現像室４５には第一搬送スクリュー４７（第一搬送部材）が配置され、撹拌室４６には第二搬送スクリュー４８（第二搬送部材）が配置される。

第一搬送スクリュー４７は、現像室４５の底部に現像スリーブ４２に対してほぼ平行に配置される。第一搬送スクリュー４７は、回転することで、現像室４５内の現像剤を、軸線方向に沿って一方向に搬送する。

第二搬送スクリュー４８は、撹拌室４６の底部に第一搬送スクリュー４７に対してほぼ平行に配置される。第二搬送スクリュー４８は、回転することで、撹拌室４６内の現像剤を、第一搬送スクリュー４７と反対方向に搬送する。

このように、第一搬送スクリュー４７、第二搬送スクリュー４８の回転による搬送によって、現像剤が隔壁４４の両端にある開口部（連通部）を通じて現像室４５と撹拌室４６との間で循環される。

第一搬送スクリュー４７及び第二搬送スクリュー４８は、ともに外径１８ｍｍ、軸径６ｍｍ、ピッチ２０ｍｍの形状である。また、作像時における第一搬送スクリュー４７及び第二搬送スクリュー４８の回転速度の設定値は、３６０ｒｐｍである。

次に、現像スリーブ４２から感光体ドラム１へのトナーの供給に関わる構成及び動作を詳細に説明する。

比較例１においては、図２に示すように、現像容器４１の感光体ドラム１に対向する現像領域に相当する位置は、開口している。この開口から、現像スリーブ４２が感光体ドラム１方向に露出する。

比較例１において、現像スリーブ４２の直径（外径）は２０ｍｍ、感光体ドラム１の直径（外径）は４０ｍｍである。また、現像スリーブ４２と感光体ドラム１との最近接領域を約３４０μｍの距離とする。そして、現像スリーブ４２は、感光体ドラム１と接触した状態で、現像領域に搬送した現像剤を感光体ドラム１に供給する。このように現像が行われる。

現像スリーブ４２はアルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成される。現像スリーブ４２の内部にはマグネットローラ４２ｍ（磁界発生部材）が非回転状態で設置される。マグネットローラ４２ｍは、現像領域における感光体ドラム１に対向して配置された現像極Ｎ１と、規制ブレード４３に近接して配置された磁極Ｎ２と、それらの間に配置された磁極Ｓ１と、現像室に対向して配置された磁極Ｓ２及び磁極Ｓ３を有する。作像時における現像スリーブ４２の回転数は、４２０ｒｐｍ（対感光ドラム周速比＝１６０％）に設定される。

規制ブレード４３は、現像スリーブ４２の長手方向に延在した板状のアルミニウムなどの非磁性部材で構成される。規制ブレード４３は、感光体ドラム１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設される。

現像スリーブ４２は、現像時に図示矢印方向（時計回り）に回転しつつ、現像室４５内の二成分現像剤を担持する。現像スリーブ４２上には、マグネットローラ４２ｍの作用により現像剤の層（いわゆる磁気ブラシ）が形成される。磁気ブラシは、規制ブレード４３によって層厚を規制される。これを穂切りという。規制ブレード４３による穂切りが行われると、現像スリーブ４２上には層厚が規制された現像剤が担持される。

尚、規制ブレード４３の現像スリーブ４２の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ４２上に担持した現像剤の磁気ブラシの穂切り量が規制される。これにより、現像領域へ搬送される現像剤量を調整することができる。

比較例１においては、規制ブレード４３によって、現像スリーブ４２上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ^２に規制している。なお、規制ブレード４３と現像スリーブ４２は、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは４００〜７００μｍに設定される。比較例１では４８０μｍに設定した。

この状態で、現像スリーブ４２上に担持された現像剤が、感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。この現像領域において現像剤（トナーとキャリアの両方）が感光体ドラム１に供給され、感光体ドラム１上に形成されていた静電潜像は、トナーにより現像される。

（現像スリーブ）
次に比較例１の特徴である現像スリーブ４２の詳細構成について、図３を用いて詳細に説明する。図３は比較例１に係る現像スリーブの平面図である。

比較例１で使用している現像スリーブ４２は、パイプ部２０１を有する。パイプ部２０１は、外径が２０ｍｍ、内径が１８．４ｍｍ、長手方向の長さは３４０ｍｍであり、円筒状のアルミからなる。

パイプ部２０１の長手方向の両端部には、軸部２０２ａを有するフランジ部２０２と軸部２０３ａを有するフランジ部２０３が嵌合する。軸部２０２ａ及び軸部２０３ａは、ベアリング等の軸受けに通す。

パイプ部２０１の表面には、長手方向に平行になるように、等間隔な溝２０６が形成される。図４は現像スリーブのパイプ部の表面の溝の断面拡大図である。図４に示すように、溝２０６はＶ字型である。比較例１では溝形状として溝深さｄ＝０．０９５ｍｍ、溝角度θ＝１００°、溝間隔ａ＝０．９８ｍｍとなるものを用いた。尚、溝２０６の形状やパラメータは、この数値に限定されるものではなく、使用する現像剤の種類等になって最適な形状を選ぶことができる。

比較例１では、溝２０６の深さｄは、キャリアの半径Ｒよりも大きくしている。また、溝２０６のスリーブ周方向の幅は、キャリアの直径２Ｒよりも大きく、かつ、磁性キャリアの１０個分の幅（２０Ｒ）よりも小さい方が好ましい。溝２０６の幅が２０Ｒよりも大きい場合、キャリアが引っ掛りにくく、溝２０６による搬送性向上の効果が充分に得られない可能性がある。

比較例１におけるパイプ部２０１の溝２０６の形状は次のように形成される。まず、アルミニウム（Ａ６０６３）のパイプを用意し、次に、当該パイプを溝２０６を形成するための型に入れる。この型の内部には、Ｖ字形の溝形状に対応した突起が形成されている。このため、型に入った状態の前記パイプを型から引き抜くと、パイプ外径を所望の外径に形成するとともに、パイプの表面にはＶ字形の溝２０６が形成される。このように、パイプ部２０１の表面には長手方向全域に渡って、直線状の溝２０６が形成される。

パイプ部２０１の両端において、一端のフランジ部２０２には熱収縮チューブ２０４が、他端のフランジ部２０３には熱収縮チューブ２０５が被される。熱収縮チューブ２０４及び熱収縮チューブ２０５（端部シール部材）は、パイプ部２０１の長手方向が１２ｍｍとなるような幅を有する絶縁性の熱収縮チューブである。当該絶縁性の熱収縮チューブは、材料としてＰＥＴを用い、収縮後の厚さが約０．０８ｍｍとなるように構成される。尚、熱収縮チューブの材料としては、ＰＥＴの他にもＰＦＡなど他の材料を使うことも可能である。

このように、熱収縮チューブ２０４、２０５をパイプ部２０１の両端に被せることにより、パイプ部２０１表面に溝が露出している部分の長さを３１６ｍｍに設定する。一方、熱収縮チューブ２０４、２０５で覆われ、溝２０６が露出しない部分の長さをパイプ部２０１の両端部でそれぞれ１２ｍｍに設定する。

また、表面に溝２０６が露出した部分の外径が２０ｍｍであるのに対して、その両端部でチューブを被せた部分の外径が約２０．１６ｍｍとなる。このため、溝２０６が露出する部分と露出しない部分の境界部において、熱収縮チューブ２０４、２０５を被せた部分の方が０．０８ｍｍだけ高くなるような段差が生じることになる。尚、比較例１では、熱収縮チューブ２０４、２０５を被せた部分の方が０．０８ｍｍだけ高くなるようにしているが、同等以上であれば良い。

（現像スリーブ端部のシール構成）
次に比較例１における現像スリーブ端部のシール構成について図５を用いて説明する。図５は端部シール構成を説明するパイプ部の断面図である。比較例１のパイプ部２０１とフランジ部２０２、２０３との境界において、磁性板２１１とマグネットシート２１２とを用いて前記境界部分の端部シールを行う。

具体的には、現像スリーブ４２の溝２０６が露出している部分の両端部（熱収縮チューブ２０４、２０５との段差がある部分）において、図５に示すように、現像スリーブ４２の現像容器４１側の面に対向するように、磁性板２１１が設置される。磁性板２１１は、比較例１においては、厚さ０．８ｍｍの磁性体である。

磁性板２１１が現像スリーブ４２に対向して設置されると、現像スリーブ４２の内部に内包されたマグネットローラ４２ｍの磁極から磁性板２１１に向けて磁力線が延びる。すると、現像剤のキャリア粒子は磁性板２１１に引きつけられ、前記磁力線に沿うように移動する。よって、現像スリーブ４２の溝２０６が露出している部分の両端部（磁気シール部）において、磁気的にシールされる。

また、磁気シール部においては、図５に示すように、マグネットシート２１２が磁性板２１１の外側に隣接するように設置される。マグネットシート２１２は、幅１０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍに成形されたシート状のマグネットであり、現像容器４１（図２参照）の壁面に両面テープによって固定される。マグネットシート２１２表面の磁束密度は約５５ｍＴであり、現像スリーブ４２と対向する面がＮ極、現像容器４１に固定される側の面がＳ極となる。

マグネットシート２１２を配設する理由は次の通りである。マグネットローラ４２ｍのＳ２極とＳ３極の間には磁束密度がほぼ０ｍＴとなる現像剤剥ぎ取り領域が存在する。すると、前記現像剤剥ぎ取り領域とこれに対向する磁性板２１１との間には、磁力線が延びなくなるため、そのままでは磁気シールをすることができない。そこで、上述のように磁性板２１１にマグネットシート２１２を隣接させることによって、現像剤剥ぎ取り領域でも磁気的にシールすることが可能となる。

このように、パイプ部２０１表面に溝２０６が形成される領域（溝形成領域）を設け、溝形成領域に現像剤がコートされる。また溝形成領域の両端部、即ちシールを施すべき部分に磁性板２１１が設置される。このため、磁性板２１１が設置される位置から外側には、キャリア粒子が流出することを防止することが可能となる。

なお、上述のように、溝形成領域の端部の磁気シール部において磁性を有するキャリア粒子の漏れを防止することはできる一方で、非磁性であるトナー粒子は磁気的に拘束することができない。しかしながら、キャリア粒子が磁力線に沿って密集することで、キャリア間、もしくはキャリアと現像スリーブ４２間の隙間を小さくすることができる。このため、キャリア粒子と現像スリーブ４２の隙間からトナーが外側に抜けることを防止することができる。

また、現像スリーブに溝が形成される場合、図１２を用いて説明したように、溝とキャリア粒子との間に隙間ができる。ここで、当該隙間はトナーの大きさに比べると大きいため、この隙間から溝に沿ってトナーが外側に抜けるおそれがあった。

そこで、比較例１においては、上述のようにパイプ部２０１の溝形成領域の外側に熱収縮チューブ２０４、２０５を被せ、溝２０６が消去された非溝形成領域を形成する。熱収縮チューブ２０４、２０５を被せた場合の効果について、図を用いて説明する。図６は熱収縮チューブを被せた状態のパイプ部端部の断面図である。比較例１では、溝２０６はパイプ部２０１の両端まで形成されている。このため、熱収縮チューブ２０４、２０５はパイプ部２０１の溝部の上を覆うように被せられている。

パイプ部２０１に熱収縮チューブ２０４、２０５を被せた領域では、図６に示すように、溝２０６の隙間の大部分が埋まる。このため、トナーが現像剤のコート領域の端部から外側にトナーが移動することを抑制することができる。

更に、比較例１では熱収縮チューブ２０４、２０５をパイプ部２０１の端部に被せる際、熱収縮チューブ２０４、２０５の熱収縮する前の長手方向の幅Ｗ１を、溝２０６が覆われる幅Ｗ０よりも長くする。図７は現像スリーブ４２の端部において熱収縮チューブ２０５の状態を説明するための説明図である。熱収縮チューブ２０５の部分のみが断面図になっている。パイプ部２０１は、溝２０６が形成される溝形成領域Ａ１と溝２０６が表面に現れない非溝形成領域Ａ２を有する。尚、熱収縮チューブ２０５が覆われている現像スリーブ４２の表面には溝部が形成されている。

例えば、図７に示すように、非溝形成領域Ａ２の幅Ｗ０＝１２ｍｍであれば、それよりも長く、Ｗ１＝１５ｍｍにしておく。これにより、熱収縮後の熱収縮チューブ２０４、２０５は、図７に示すように、現像スリーブ４２のパイプ部２０１の端部で折り返されるようになる。このため、溝２０６を断面方向から見たときの隙間を完全に塞ぐことになる。よって、現像スリーブ４２の端部からのトナーの飛散を更に確実に防ぐことができる。

図８は熱収縮チューブの有無によるトナー飛散レベルを比較した図表である。即ち、図８では、上述の熱収縮チューブ２０４、２０５をパイプ部２０１端部に被せた場合と被せていない場合において、パイプ部２０１端部からのトナー飛散のレベルを比較している。

この比較検討は、画像形成装置本体を用いた連続プリント動作によって行う。そして、プリントする画像の画像比率を１０％、現像剤のトナー濃度を８％でほぼ一定になるような制御を行った。トナー飛散のレベルの評価方法は、現像スリーブ端部から飛散したトナーによるその周辺のパーツの汚れレベルを５段階で評価する。汚れがほとんど無いレベルを５とし、汚れが顕著な状態を１とした。

その結果、熱収縮チューブ２０４、２０５をパイプ部２０１端部に被せなかった場合、図８の上段に示すように、プリント枚数（１Ｋは１０００枚）が進むにつれて、現像スリーブ４２端部からのトナー飛散のレベルが悪化した。特に、６０Ｋ枚を過ぎたあたりから清掃が必要なほどのレベルに悪化した。

これに対して、比較例１の構成とした場合、図８の下段に示すように、プリント枚数が進んでも目立ったトナー飛散はなく、１００Ｋ枚までプリントが進んでも顕著なトナー飛散が発生することはなかった。

また、比較例１では使用するトナーとしてマイナス極性に帯電するものを用いているが、その場合、熱収縮チューブ２０４、２０５の材質としてはトナーの帯電極性と同じ極性であるマイナスに帯電するものを用いた方がより好ましい。これは、トナーと同じ極性のものを用いることで、トナーは熱収縮チューブ２０４、２０５と電気的に反発するようになり、溝形成領域の端部からトナーが外側に移動しようとするのをより効果的に防止することができるためである。

比較例１では熱収縮チューブ２０４、２０５の材質としてＰＥＴを用いているが、これに限るものではない。他の材質でも、トナーと同極性のものを用いることで同様の効果を得ることができる。

尚、比較例１では溝形成領域Ａ１の外側を覆って非溝形成領域Ａ２とする端部シール部材として熱収縮チューブ２０４、２０５を用いたが、端部シール部材はこれに限るものではない。熱収縮チューブ２０４、２０５以外の部材、例えば絶縁性のテープを巻きつけることによっても、同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体として表面に規則的な凹状の溝が形成されたものを用いた場合、比較例１の構成は有効である。即ち、現像剤担持体の溝形成領域の外側を上述のような部材によって覆うことで、現像剤担持体の溝形状とキャリア粒子との隙間を伝って移動してきたトナーが更に外側に移動することを防ぐ。このため、現像剤担持体の端部からのトナー飛散による機内の汚染を防止し、常に安定した画像形成を行うことのできる画像形成装置を提供することが可能となった。

〔実施形態〕
本実施形態における画像形成装置、及び現像装置の構成で、前述の比較例１と同様の構成については、前述の比較例１と同一符号を用いて説明する。本実施形態では、現像スリーブ４２のパイプ部２０１の表面にＶ字形状の溝２０６を形成した後、パイプ部２０１の両端を研磨し、両端の溝形状を消去したことを特徴とする。図９は実施形態に係る現像スリーブ４２の平面図である。尚、図９の熱収縮チューブ２２４、２２５を表す部分のみが現像スリーブ４２の断面を表している。

図９に示すように、本実施形態で使用する現像スリーブ４２は、パイプ部２２１を有する。パイプ部２２１は、外径が２０ｍｍ、内径が１８．４ｍｍ、長手方向の長さは３４０ｍｍの円筒状のアルミからなる。パイプ部２２１の両側から、ベアリング等の軸受けを通すための軸部２２２ａ、２２３ａを有するフランジ部２２２、２２３が嵌合される。

パイプ部２２１の表面には長手方向に平行に等間隔で溝２０６が形成される。溝２０６の断面方向の形状は比較例１と同様にＶ字型の形状である。溝２０６の溝深さｄが０．０９５ｍｍ、溝角度θが１００°、溝間隔ａが０．９８ｍｍとなるものを用いた（溝深さｄ、溝角度θは図４を参照）。この溝２０６の形成方法は比較例１と同様であるが、本実施形態では溝２０６形成後、パイプ部２２１の両端部を幅１２ｍｍだけ研磨する工程を加えている。

研磨工程は、研磨後のパイプ部２２１の外径が１９．８ｍｍになるように行うことで表面に形成されていた溝２０６を完全に消去する。これによって、溝形成領域の磁性板２１１の位置よりも外側の部分は、溝２０６が形成されていない領域となる。

一般に、表面に溝が形成された現像スリーブは、上述のように現像剤の搬送力に優れている。このため、従来のように、磁性板よりも外側まで溝形状が形成されていると、磁性板よりも外側に僅かにはみ出している現像剤までも搬送してしまい、端部シールによる漏れ防止の効果が低下してしまう場合があった。

そこで、本実施形態のように、磁性板２１１の位置よりも外側の部分のパイプ部２２１上の溝２０６を消去すると、溝２０６のある部分とない部分との境界面における長手方向への現像剤の搬送力を大きく低下させることができる。このため、現像スリーブ４２の端部から外部へ現像剤が漏れることを防止し、端部シールの効果を十分に得られるようになる。このような構成により、比較例１の構成よりも、トナー漏れを更に確実に防止することができる。

しかしながら、パイプ部２２１の端部の溝２０６を、所定の研磨厚みだけ研磨することによって消去する。すると、パイプ部２２１における、溝２０６が形成された領域（溝形成領域）の外径よりも、溝が消去された領域（非溝形成領域）の外径が小さくなる。すると、溝形成領域と非溝形成領域との境界部において、非溝形成領域の方が高さが低くなるような段差部が生じることになる。すると、その段差部では溝形状の断面が露出した状態となるため、溝形状に沿って溝形成領域端部に移動してきたトナーが外側に漏れやすくなってしまう。

このような問題を防止するため、本実施形態では研磨工程によって外径が小さくなった非溝形成領域Ａ２に、比較例１と同様の材質の熱収縮チューブ２２４、２２５を被せる。ここで熱収縮チューブ２２４、２２５は、収縮後の厚さが約０．１５ｍｍとなるものを被せる。こうすることで、熱収縮チューブ２２４、２２５を被せた部分の外径が約２０．１ｍｍとなり、溝形成領域Ａ１と非溝形成領域Ａ２との境界部においては非溝形成領域Ａ２の方の高さが高くなるように段差が形成される。よって、境界部において溝形状の断面が露出することがなくなり、この部分でのトナー漏れを防止することができる。

トナー漏れ防止の効果を十分に得るためには、溝形成領域と非溝形成領域との境界部において、溝形状の断面が露出しないようにする必要がある。このため、熱収縮チューブ２２４、２２５を被せた後の非溝形成領域の外径が溝形成領域の外径以上であることが必要である。そこで、被せる熱収縮チューブの厚さとしては、収縮後の厚さｔ（ｍｍ）が片側の研磨量ｗ（ｍｍ）以上（ｔ≧ｗ）のものを用いる。これにより、図９に示すように、熱収縮チューブ２２４、２２５を被せた後の非溝形成領域Ａ２の外径が溝形成領域Ａ１の外径以上である所望の形状を得ることができる。

尚、本実施形態では溝形成領域の外側を覆って非溝形成領域を構成するための端部シール部材として、熱収縮チューブ２２４、２２５を用いたが、それ以外の部材、例えば絶縁性のテープを巻きつけることによっても同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態のような構成とすることにより、現像スリーブ４２端部を研磨することによって溝を消去したものを用いた場合でも、非溝形成領域の方が溝形成領域よりも高くなるように段差をつけることができる。このため、溝形成領域の端部において溝形状が露出することがなくなり、端部からのトナー飛散を確実に防止することが可能となる。

〔比較例２〕
比較例２における画像形成装置、及び現像装置の構成で、前述の実施形態と同様の構成については、前述の実施形態と同一符号を用いて説明する。

図１０は比較例２に係る現像スリーブ４２の平面図であり、（ａ）は完成図、（ｂ）はフランジ部の取付前の図である。比較例２では図１０に示すように、表面にＶ字形状の溝２０６が形成された溝形成領域Ａ１と、その外側の非溝形成領域Ａ２が別部材で構成されていることを特徴としている。次に詳しく説明する。

比較例２で使用している現像スリーブ４２は、外径が２０ｍｍ、内径が１８．４ｍｍ、長手方向の長さは３２０ｍｍの円筒状のアルミからなるパイプ部２３１を有する。パイプ部２３１の両側には、ベアリング等の軸受けを通すための軸部２３２ａ、２３３ａを有するフランジ部２３２、２３３が嵌合される。パイプ部２３１の表面には長手方向に平行に等間隔で溝が形成されている。溝２０６の断面方向の形状はＶ字型の形状であり、本比較例２では、溝深さｄが０．０９５ｍｍ、溝角度θが１００°、溝間隔ａが０．９８ｍｍとなるものを用いた。

フランジ部２３２、２３３は、外径２０．４ｍｍ、幅１０ｍｍの溝が形成されていない領域（非溝形成領域２３２ｂ、２３３ｂ）を有する。ここで、非溝形成領域２３２ｂ、２３３ｂの外径は、パイプ部２３１外径よりも大きく構成されている。このため、フランジ部２３２、２３３が、パイプ部２３１に嵌合すると、パイプ部２３１とフランジ部２３２、２３３の境界は、フランジ部２３２、２３３の方が高さが０．２ｍｍ高くなることとなり、段差ができる。

このような構成にすることにより、パイプ部２３１の溝形成領域とフランジ部２３２、２３３の非溝形成領域２３２ｂ、２３３ｂの境界において溝形状の断面が外側に対して露出することがなくなる。よって、この境界において、トナー漏れを防止することができる。

比較例２の構成にすることにより、比較例１、実施形態で使用した熱収縮チューブを用いることなく、非溝形成領域と非溝形成領域の境界に段差を設けることが可能となる。すると、熱収縮チューブのコストを削減することができる。

また、実施形態のように、溝形成後に両端部を研磨する工程が無くとも、非溝形成領域を形成することができる。このため、研磨工程にかかるコストを削減することが可能となる。

以上説明したように、比較例２のような構成とすることにより、パイプ部の両端部を研磨する工程を省くことができる。また、溝２０６が形成されるパイプ部に対して段差を付けるために端部シール部材（熱収縮チューブ、絶縁性テープ等）を追加しなくともよい。このため、溝形成領域と非溝形成領域との間に段差を容易に設けることができるため、安価な構成で溝形成領域の端部からのトナー飛散を確実に防止することが可能となる。

Ａ１…溝形成領域
Ａ２…非溝形成領域
Ｐ…画像形成部
１…感光体ドラム
４０…現像装置
４２…現像スリーブ
１００…画像形成装置
２０１…パイプ部
２０２…フランジ部
２０３…フランジ部
２０４…熱収縮チューブ
２０５…熱収縮チューブ
２０６…溝
２２１…パイプ部
２２２…フランジ部
２２３…フランジ部
２２４…熱収縮チューブ
２２５…熱収縮チューブ
２３１…パイプ部
２３２…フランジ部
２３２ｂ…非溝形成領域
２３３…フランジ部
２３３ａ…軸部
２３３ｂ…非溝形成領域

Claims (5)

1. 像担持体と、
   前記像担持体に形成される静電潜像に対して、担持したトナーとキャリアから成る現像剤を供給する円筒状の現像剤担持体を具備する現像装置と、
   を有する画像形成装置において、
   前記現像剤担持体は、
   現像剤を搬送するために表面に溝が形成された溝形成領域と、
   前記溝形成領域よりも外側で、表面に前記溝が形成されていない非溝形成領域と、
   一周にわたり前記非溝形成領域に設けられたシール部材と、
   を有し、
   前記非溝形成領域の半径は前記溝形成領域の前記溝の部分の半径よりも小さく、前記シール部材が設けられた部分の外径は前記溝形成領域の外径よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シール部材は、熱収縮チューブであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記シール部材は、絶縁性テープであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記絶縁性テープは、前記トナーの帯電極性と同極性であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤担持体における前記溝形成領域と、前記非溝形成領域とが別部材で構成され、前記現像剤担持体がこれらの部材を組み合わせることによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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