JP6347709B2

JP6347709B2 - 現像装置

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Description

本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式を採用した画像形成で用いられる現像装置に関するものである。

電子写真方式或いは静電記録方式によって像担持体上に形成された静電潜像を１成分現像剤或いは２成分現像剤を用いて現像するための現像装置としては、従来、現像スリーブを備えた現像装置が多く提案され、採用されている。

現像スリーブは、両端部の軸受を介して、現像装置の開口部に回転自在に支持されているのが一般的である。そして、この現像スリーブはその表面がブラスト等によって粗面化処理されたものや長手方向に形成された溝を周方向に規則的に配列したもので、現像剤を担持させて搬送し、担持された現像剤で像担持体上の潜像を顕像化する。

ここで、現像スリーブ表面上の現像剤の量が不均一である場合には、感光体ドラム上の顕像化された画像も不均一な濃度となり、画像上問題がある。そのため、現像スリーブ表面上の現像剤量を均一にすることが望ましく、規制ブレードと呼ばれる規制部材により現像スリーブ表面上の現像剤量を均一に規制することが一般的に行われている。

また、現像装置は現像剤を収容する現像容器を備え、現像容器内にはスクリュー等の搬送部材が配設される場合が一般的で、これら搬送部材によって現像剤が現像容器内で循環搬送される。

ところで、近年このような電子写真方式の画像形成装置において、高速化が進んでいる。これまで、感光体ドラムの回転移動速度が比較的低い場合には、現像時間が短くても十分良好な現像画像が得られる。そのため、現像スリーブが１本であっても良好な画像が得られた。

ところが、感光体ドラムの回転移動速度が速くなった場合は、現像スリーブが１本では必ずしも好適な画像形成ができるとは限らなくなった。その対策として、現像スリーブの周速度を大きくすることで、現像効率を上げる方法がある。しかし、現像スリーブの周速度を大きくすると磁気ブラシを形成している現像剤に働く遠心力が大きくなり、現像剤の飛散が多くなり、複写機内部の汚染を引き起こし、装置の機能を低下させることになりかねない。

そこで、別の対策として、現像スリーブを２本またはそれ以上を使用した、いわゆる多段磁気ブラシ現像方法が提案されている（特許文献１）。つまり、多段磁気ブラシ現像方法では、複数の現像スリーブを互いに隣り合うように周面を近接させて配置し、互いの周面を伝わって連続して現像剤が搬送されるようにして、現像時間を延ばして現像能力を上げる。

ところが、このような現像スリーブを例えば２本備えた磁気ブラシ現像では現像スリーブ端部における上流現像スリーブと下流現像スリーブの間より、下流現像スリーブ回転方向に現像剤が漏れ出すという課題がある。これに対し、特許文献２では以下のような対策をしている。現像スリーブの軸方向端部には各々磁石部材が非接触状態で受渡磁極には対向しないで近接配置され、磁石部材のうち、少なくとも下流現像スリーブの回転方向下流側で対向する面は、下流現像スリーブの受渡磁極と同極とする構成である。これにより、上流現像スリーブ−下流現像スリーブ間からの現像剤漏れを抑制することができるとしている。

特開２００７−７２２２１特開２００７−７２２２２

しかしながら、さらなる高速化の要求の流れの中で、現像スリーブの周速度を大きくしていくと下流現像スリーブの反発極と磁石部材の関係次第では２つのスリーブ間から無視できないほどの現像剤漏れが発生してしまうことがある。そこで、本発明の目的は、複数の現像スリーブを備えた現像装置に対し、以下を実現することにある。即ち、現像スリーブ端部の磁気シール性を確保しながら、２つの現像スリーブ間からの現像スリーブ回転方向の現像剤漏れを抑制可能な現像装置を提供することである。

前記目的を達成するための本発明は、磁性粒子を含む現像剤を担持搬送して像担持体に形成された静電潜像を現像する第１現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転可能に設けられ、前記第１現像剤担持体から受け渡された現像剤を担持搬送して前記像担持体に形成された静電潜像を現像する第２現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体及び前記第２現像剤担持体を開口部にて一部露出させ、現像剤を収容する現像容器と、前記第１現像剤担持体の内部に配置され、少なくとも前記第２現像剤担持体に対向して設けられた第１磁極を含む複数の磁極を有する第１磁界発生部材と、前記第２現像剤担持体の内部に配置され、前記第１磁極と略対向して設けられ、前記第１磁極とは異極性の第２磁極と前記第２磁極と同極で前記第２現像剤担持体の回転方向に関して、前記第２磁極よりも上流側に配置された第３磁極を含む複数の磁極を有する第２磁界発生部材と、前記第１現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第１現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記第１現像剤担持体の回転方向に関して、前記第１磁極よりも下流側に設けられ、前記第１現像剤担持体の周面に沿って配置された第１磁石部材と、
前記第２現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第２現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記第２現像剤担持体の回転方向に関して、前記第２磁極よりも上流側に設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って配置された第２磁石部材と、を有する現像装置において、前記第２磁極と前記第３磁極の磁束密度のピーク位置に挟まれたピーク間領域に対して、前記第２磁極と前記第３磁極の間に形成される、磁束密度が５０ガウス以下となるゼロガウス帯が、前記第２磁石部材によって覆われている割合が３０％以上に構成され、前記第２現像剤担持体の回転方向に関して、前記第２磁石部材の上流端は、前記ゼロガウス帯の上流端よりも上流に配置され、前記第２磁石部材の下流端は、前記ゼロガウス帯と対向されることを特徴とする。

本発明によれば、複数の現像スリーブを備えた現像装置に対し、現像スリーブ端部の磁気シール性を確保しつつ、２つの現像スリーブ間からの現像スリーブ回転方向の現像剤漏れを抑制することができる。

本発明を実施可能な現像装置の断面構成図。本発明に係る画像形成装置の概略構成図。本発明に係る実施例１の現像スリーブおよび内包マグネットと磁気シール部材の位置関係を示した図である。本発明に係る実施例１−１と従来例のマグパターンを表した図である。本発明に係る実施例１−２と従来例のマグパターンを表した図である。本発明に係る実施例２の構成を表した図である。本発明に係る実施例２の現像スリーブおよび内包マグネットと磁気シール部材の位置関係を示した図である。本発明の構成に対する従来例の構成を表した図である。

以下、本発明による現像装置及び画像形成装置の実施形態を添付図面に従って説明する。なお、この現像装置は、例えば以下に述べるような画像形成装置の中で使用されるが、必ずしもこの形態に限られるものではない。従って、画像形成装置であれば、感光ドラムの数や、中間転写体の有無の区別無く実施でき、さらに、二成分現像剤／一成分現像剤の区別も無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

図１は、フルカラー画像形成装置における、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションにおける像担持体（感光ドラム）１０と現像装置１との位置関係を示したものである。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションはほぼ同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。以下の説明において、例えば現像装置１とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各ステーションにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとする。

まず、図２により、画像形成装置全体の動作を説明する。像担持体である感光ドラム１０は回動自在に設けられており、その感光ドラム１０を一次帯電器２１で一様に帯電し、例えばレーザのような発光素子２２によって情報信号に応じて変調された光で露光して潜像を形成する。その潜像は現像装置１により、後述のような過程で現像像（トナー像）として可視像化される。そのトナー像を、第１転写帯電器２３によって、転写材搬送シート２４によって搬送されてきた記録材である転写紙２７上に各ステーションごとに転写し、その後、定着装置２５によって定着して永久画像を得る。又、感光ドラム１０上の転写残トナーはクリーニング装置２６により除去する。又、画像形成で消費された現像剤中のトナーはトナー補給槽２０から補給される。又、ここでは、感光ドラム１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋから転写材搬送シート２４に搬送された記録材である転写紙２７に直接転写する方法をとったが、転写紙搬送シート２４の代わりに中間転写体を設けた構成の画像形成装置においても、本発明は適用できる。この場合、各色の感光ドラム１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋから中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、転写紙に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成となる。なお、画像形成装置のプロセススピードＰは５００ｍｍ／ｓである。

＜二成分現像剤の説明＞
次に、本実施形態にて用いられる二成分現像剤について説明する。

トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、本実施形態では体積平均粒径は７．０μｍのトナーを用いた。

又キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。

＜現像装置＞
次に、図１により、現像装置１の動作を説明する。第１の現像剤担持体である非磁性材料で構成された上流現像スリーブ８Ａ内には磁界発生手段（第１磁界発生部材）としての、ローラー状の第１のマグローラ８Ａ’が固定配置されている。上流現像スリーブ８Ａの径はΦ２０ｍｍで、７５０ｍｍ／ｓの周速度で矢印の方向に回転し、現像剤を担持搬送する。上流現像スリーブ８Ａの上方には規制ブレード９が配置されており、マグローラの規制ブレード近傍には磁極Ｎ２が配置されている。磁極Ｎ２の磁力に拘束されて溜った現像剤は、規制ブレードにて適正な現像剤層厚に規制された後、該現像剤を第１の現像領域に担持搬送される。第１のマグローラ８Ａ’は、第１の現像領域に対向する現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１が、第１の現像領域に形成する現像磁界により現像剤の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが第１の現像領域で回転する感光体ドラム１０に接触して静電潜像をこの第１の現像領域で現像する。その際、磁気ブラシに付着しているトナーと、現像スリーブ表面に付着しているトナーも、該静電潜像の画像領域に転移して現像する。本実施例では、第１のマグローラ８Ａ’は上記磁極Ｓ１やＮ２の他にＮ１、Ｎ３、Ｓ２極を有しており、このうちＮ２極とＮ３極は同極で隣り合っており反撥磁界が形成されるため、現像剤に対してバリアが形成されている。

上記上流現像スリーブ８Ａの下部および感光体ドラム１の双方に略対向した領域に第２の現像剤担持手段である下流現像スリーブ８Ｂを配設している。下流現像スリーブ８Ｂの径はΦ２０ｍｍで、７５０ｍｍ／ｓの周速度でを矢印方向（上流現像スリーブとは同一方向）に回転可能である。この下流現像スリーブ８Ｂは上流現像スリーブ８Ａと同様に非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段（第２磁界発生部材）としてのローラー状の第２のマグローラ８Ｂ’が非回転状態で設置されている。また、この第２のマグローラ８Ｂ’は磁極Ｓ３、Ｎ４、Ｓ４、Ｎ５、Ｓ５の５極を有している。このうち、Ｎ４極上の磁気ブラシは第２の現像領域で感光体ドラム１に接触しており、第１の現像領域を通過後の感光体に対し、更に２度目の現像を行う。またＳ３極とＳ５極は同極でありＳ３極とＳ５極の間には反発磁界が形成され、現像剤に対してバリアが形成されている。このうちＳ３極は上流現像スリーブ８Ａに内包された第１のマグローラ８Ａ’のＮ３極に、両スリーブが最も接近している位置の近傍で対向している。

第１の現像スリーブ８ＡのＮ３極とＮ２極間には反発磁界が形成されおり、また、第２の現像スリーブ８ＢのＳ３極とＳ５極間にも反発磁界が形成されている。このため、第１の現像スリーブ８Ａ上を搬送され現像領域を通過してきた現像剤はＮ３極へ至り、反発磁界によって両スリーブの最近接位置を通過することができない。本実施例では、第１の現像スリーブ８Ａの内部で、第２の現像スリーブ８Ｂと対向する位置に第１磁極としてのＮ３極が設けられている。更に、第２の現像スリーブ８Ｂの内部には、第１磁極と対向する位置に、第１磁極とは異極性である、第２磁極としてのＳ３極が配置されている。

そして、図１のようにＮ３極からＳ３極方向へのびる磁力線に従って下流現像スリーブ８Ｂ側へ移動し、下流現像スリーブ８Ｂ上を攪拌室内の搬送スクリュー６まで搬送される。第１磁極としてのＮ３極は、第１の現像スリーブ８Ａから第２の現像スリーブ８Ｂへ現像剤を受け渡す受渡極として機能している。また、第２磁極としてのＳ３極は、第１の現像スリーブ８Ａから第２の現像スリーブ８Ｂへ現像剤を受け取る受取り極として機能している。本実施例のように上流現像スリーブ８Ａの下に下流現像スリーブ８Ｂを設けることで、現像剤の流れは上流現像スリーブ８ＡをＮ２→Ｓ２→Ｎ１→Ｓ１→Ｎ３と搬送される。その後、上流現像スリーブ８Ａ上の現像剤は両スリーブの反発磁界によりブロックされ、下流現像スリーブ８Ｂへと移動し、下流現像スリーブ８Ｂ上をＳ３→Ｎ４→Ｓ４→Ｎ５→Ｓ５と搬送される。その後、Ｓ５極で反発磁界にブロックされ攪拌室６へと現像剤が剥ぎ落とされる。

なお、受渡極であるＮ３とＳ３は完全に対向している必要はない。完全に対向している状態から４５°のズレの範囲内で略対向していれば、現像剤の受渡はスムーズに行うことが可能である。

そして、現像容器２内の略中央部は紙面に垂直方向に延在する隔壁７によって現像室３と攪拌室４に上下に区画されており、現像剤は現像室３及び攪拌室４に収容されている。現像容器２には、開口部が設けられ、この開口部から第１の現像スリーブ８Ａ及び第２の現像スリーブ８Ｂが一部露出するように構成されている。

現像室３及び攪拌室４には現像剤を攪拌・搬送し、現像容器２内を循環させる循環手段である第１及び第２の搬送スクリュー５、６がそれぞれ配置されている。第１の搬送スクリュー５は現像室３の底部に現像スリーブ８Ａの軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室３内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。又、第２の搬送スクリュー６は攪拌室４内の底部に第１の搬送スクリュー５とほぼ平行に配置され、攪拌室４内の現像剤を第１の搬送スクリュー５と反対方向に搬送する。このようにして、第１及び第２の搬送スクリュー５、６の回転によって搬送された現像剤は、隔壁７の両端部の開口部（連通部）を通じて現像室３と攪拌室４との間で循環される。第一の搬送スクリュー部の現像剤は、攪拌スクリュー５の駆動によって規制ブレード９と隔壁７の開口部から現像剤を供給する構成をとっている。なお、前記第一及び第二の搬送スクリュー５、６は、回転軸の周りに非磁性材料で構成された攪拌翼をスパイラル状に設けたスクリュー構造であって、各スクリュー径は全てΦ３０ｍｍでスクリューピッチは３０ｍｍで、回転数は８００ｒｐｍに設定している。

そして、この規制ブレード９の先端部と上流現像スリーブ８Ａとの間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。尚、規制ブレード９の上流現像スリーブ８Ａの表面との間隙（ギャップ）を調整することによって、上流現像スリーブ８Ａ上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施形態においては、規制ブレード９によって、上流現像スリーブ８Ａ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。また、下流現像スリーブ８Ｂの現像剤コート量は、上流現像スリーブ８Ａから現像剤が受け渡されるため、略３０ｍｇ／ｃｍ^２となる。上下現像スリーブの現像剤コート量は、耐久を通して３０±１０ｍｇ／ｃｍ^２程度の範囲であれば問題ない。

＜端部構成について＞
ここで、図３を参照して本実施例における磁気シール部分を詳しく述べる。図３のように上下現像スリーブ８Ａ、８Ｂの軸方向端部であって、感光ドラムが配置されている側とは逆側において、上下現像スリーブ８Ａ、８Ｂに沿って非接触状態で近接する板状の磁石（磁石板）１１、１２が設けられている。板状の磁石（磁石板）１１、１２は、磁石部材であり、磁気シール部材として配置されている。この構成によって現像スリーブ８Ａ、８Ｂ内のマグネットローラ８Ａ’、８Ｂ’と磁気シール部材である磁石１１、１２との間に現像剤による磁気穂を形成することによって、現像剤漏れを防止できる。ここでは、磁気シール部材１１、１２の１面がＮ極であり、その裏面がＳ極である磁石板を用いる。上流、下流現像スリーブ８Ａ、８Ｂに対して、その内部のマグネットローラ８Ａ’、８Ｂ’の反発磁界を形成する極（Ｎ２とＮ３、Ｓ３とＳ５）と異極の面を現像スリーブ側の面とする。これにより、上流、下流現像スリーブ８Ａ、８Ｂ内のマグネットローラ８Ａ’、８Ｂ’と磁気シール部材１１、１２である磁石との間に磁力線が延びて、現像剤による磁気穂が形成され、現像剤の漏れを防止する。

しかしながら、「背景技術」でも述べたが従来例（図８）のように、上流、下流現像スリーブの端部方向への現像剤漏れ防止は良好となる一方で、現像スリーブ端部における上流現像スリーブと下流現像スリーブ間からの現像剤は漏れ出しやすい。これは以下の理由による。

下流現像スリーブ８Ｂの反発磁界を形成するＳ３極とＳ５極のうちＳ３極は、上流現像スリーブ８Ａより現像剤を受け取る受け取り極でもある。その結果、受け取り極Ｓ３極の対向部には磁気シール部材が対向していない。しかし、磁気シール部材と受け取り極Ｓ３極は異極同士であり、磁気シール部材１２と受け取り極Ｓ３極間には磁力線が形成される。そのため、磁気シール部材１２に対向する部分のマグネットのパターンによっては磁気シール部材１２に捕獲された現像剤の一部が下流現像スリーブ８Ｂに引き寄せられる。引き寄せられた現像剤は、下流現像スリーブ８ｂの回転に伴って搬送されることにより上流、下流現像スリーブ８Ａ、８Ｂの間より漏れ出すこととなる。

ここで、図４に本実施例と従来例の下流現像スリーブ内マグネットローラ８Ｂ’の反発極のマグパターンを示す。横軸の角度は水平面を０度とし、時計回り方向を正としたときの角度で表している。まず、従来例の場合について説明する。従来例では、反発極が形成するゼロガウス帯は、角度で言うと２１０度〜２３０度＝２０度であり、反発極Ｓ３，Ｓ５極の極間の角度（１４０度から３００度＝略１６０度）に対して、１０％程度であった。ただし、ゼロガウス帯とは、本発明では、磁束密度が５０ガウス以下となる領域のことを指す。

一方、本実施例では、反発極間に占めるゼロガウス帯の割合を従来に比べて大きくしている。具体的に本実施例では、反発極の極間（略１４０度〜略３００度＝略１６０度）に対して、ゼロガウス帯を（略１７０〜略３００度＝９０度）である。これは、反発極の磁束密度がピークとなるピーク位置で挟まれたピーク間領域に対して、ゼロガウス帯が占める割合は略５６％となっている。

そして、本実施例では、反発極のピーク間領域において、前記第２磁石部材によって覆われているゼロガウス帯は、反発極のピーク間領域に対して、３０％以上となるように構成されている。

このように、反発極間に占めるゼロガウス帯を大きくすることで、磁気シール部材１２によってシールされる（覆われる）ゼロガウス帯の領域を十分確保できる。加えて、磁気シール部材１２の下流端が対向する位置がゼロガウス帯とすることができる。ここで、マグパターンの調整は、例えば、反発極の磁束密度ベクトルの配向を調整することで行うことができる。また、反発極間を異極方向に磁化することでセロガウス帯域を大きくする方向に調整することができる。これに限らず、周知の方法でマグパターンを調整できる。

また、反発極のピーク間領域に形成されるゼロガウス帯は、反発極のピーク間領域で前記第２磁石部材によって覆われているゼロガウス帯よりも大きくする必要がある。そのため、反発極のピーク間領域に形成されるゼロガウス帯は、少なくとも４０％以上が望ましい。より好ましくは、反発極のピーク間領域に形成されるゼロガウス帯は、５０％以上である。

また、磁気シール部材１２は表面磁極がＮ極でＳ３極およびＳ５極と異極であり、１３０°から２５０°の角度領域を覆っている。なお、この磁気シール部材１２は、端部方向の現像剤漏れを防ぐために一般的に反発極Ｓ３極とＳ５極の少なくとも５０％以上覆っていることが望ましい。より好ましくは、反発極Ｓ３極とＳ５極の少なくとも６０％以上覆っていることが好ましい。この磁気シール部材１２は、６５０ガウスの磁束密度を有し、下流現像スリーブ８Ｂとのギャップは０．６ｍｍとした。本実施例の特徴としては、磁気シール部材１２の下流端に対向する位置がマグネットローラ８Ｂ’の反発極によって形成されるゼロガウス帯に含まれていることである。尚、Ｓ３極およびＳ５極によって形成されるゼロガウス帯では反発極と同極の極性であることが望ましい。これに対し、従来例では、スリーブ周方向に関して、十分な磁気シール領域を確保しようとすると、磁気シール部材１２の下流端に対向する位置がゼロガウス帯になっていない。そのため、磁気シール部材１２によって端部方向に漏れるのを防いで補足された現像剤が反発極間の磁束密度によって引き寄せられ、一定の割合で下流現像スリーブ８Ｂの回転に伴って搬送され漏れ出してしまう。

表１にスリーブ間からの現像剤漏れについての検討結果を示す。検討方法としては現像器の空回転試験を行い、端部においてスリーブ間から１分間に漏れ出す現像剤の量を定量した。従来例では、０．０５０ｇ／ｍｉｎに対し、実施例１−１では、０．００５ｇ／ｍｉｎに減少した。これは、実施例１−１では磁気シール部材１２の下流端近傍に捕捉された現像剤が下流現像スリーブ８Ｂに磁気的に引き寄せられないために良化したと考えられる。それに対し、従来例では磁気シール部材１２の下流端近傍に捕捉された現像剤が下流現像スリーブ８Ｂに磁気的に引き寄せられるため、スリーブ間からの現像剤漏れが多くなってしまう。特に端部方向からの現像剤漏れに加えて周方向からも磁気シール部材１２に現像剤が供給される状態だと漏れが顕著となる。

そこで、実施例１−２では、図５のようにＳ５極の極位置（磁束密度のピーク位置）を磁気シール部材１２の上流端に対して、より上流に配置したマグネットローラを使用した。これにより、実施例１−２では実施例１−１よりもさらに現像剤漏れを少なくすることができた。これは、Ｓ５極のピーク位置の上流側では周方向の磁気力Ｆθが現像スリーブ回転方向に働くためであり、現像スリーブによって磁気的に搬送されてしまう。そのため、Ｓ５極のピーク位置が磁気シール部材１２の上流端よりも上流側に位置することで周方向に現像剤が侵入することを防ぐことができる。なお、Ｓ５極のピーク位置よりも下流側ではＦθはスリーブ回転方向と逆に磁気力として働く。よって、Ｓ５極のピーク位置は、磁気シール部材１２の上流端対向よりも上流が望ましい。但し、磁気シール部材１２の上流端は、ゼロガウス帯よりも上流に配置する必要がある。本実施例では、磁気シール部材１２の上流端は、Ｓ５極の磁束密度がピークの半分となる領域である半値幅内に配置されるようにしている。

ここで、マグネットローラが現像スリーブ表面に形成する磁束密度Ｂ、磁気力Ｆは、次のように定義される。

即ち、現像スリーブ中心の極座標を考えた場合、現像スリーブの半径をｒ、現像スリーブ８の外周面の任意の点の角度をθとした場合に、この任意の点（ｒ、θ）における磁束密度Ｂ（Ｂｒ、Ｂθ）とする。即ち、Ｂｒは、磁束密度のスリーブ半径方向成分であり、Ｂθは、スリーブ周方向成分である。同様に、磁気力であるＦは、任意の点（ｒ、θ）におけるキャリアに作用する磁気力であり、Ｆ（Ｆｒ，Ｆθ）とする。

の計算方法について述べる。

磁性キャリアに作用する磁気力は、

で与えられる。従って

よって、Ｂｒ及びＢθが分かれば、Ｆｒ及びＦθを求めることができる。ここで、磁束密度Ｂｒは、測定器としてＦ．Ｗ．ＢＥＬＬ社製磁場測定器「ＭＳ−９９０２」（商品名）を用いて測定できる。例えば、測定器の部材であるプローブと現像スリーブ４４の表面との距離を約１００μｍに設定して測定する。

また、Ｂθは以下のように求めることができる。磁束密度Ｂｒの測定位置でのベクトルポテンシャルＡ_Ｚ（ｒ，θ）は、測定された磁束密度Ｂｒを用いて、

で求められる。境界条件をＡ_Ｚ（ｒ，θ）とし、方程式

を解くことでＡ_Ｚ（ｒ，θ）を求める。そして、

より、Ｂθを求めることができる。

以上より測定及び計算されたＢｒ及びＢθを上述の式に当てはめることで、Ｆｒ及びＦθを導き出すことができる。

以上より、磁気シール部材１２の表面磁極を下流現像スリーブ８Ｂの反発極Ｓ３、Ｓ５と異極にしたとしても複数の現像スリーブを有する現像器における端部のスリーブ間からの現像剤漏れを抑制することが可能である。

次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例１のものと同じである。従って、同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例に特徴的な点を以下に説明する。

実施例１では、磁気シール部材１２の下流現像スリーブ８Ｂの回転方向下流端に対向する位置がゼロガウス帯に含まれる。更に、上流端ではＳ５極のピークが上流端よりも上流に位置する構成にすることで２つの現像スリーブ間からの現像スリーブ回転方向の現像剤漏れを抑制することができた。その実施例１では、下流現像スリーブ８ＢのＳ３極、Ｓ５極に対して磁気シール部材１２の表面磁極を異極としたが、実施例２では図６のようにこれを同極にしたものである。

ただし、下流現像スリーブ８ＢのＳ３極、Ｓ５極と同極のＳ極面が対向した場合、Ｓ３極やＳ５極と磁気シール部材１２間にも反発磁界が形成されてしまう。よって、現像スリーブ長手方向のシール性の問題が懸念される。そのため、Ｓ３極、Ｓ５極に対して磁気シール部材１２の表面磁極を異極とする場合には、図７のように磁気シール部材１２の容器内側に磁性部材としての磁性シール部材１３を設けることが望ましい。磁性シール部材１３は、磁気シール部材１２によって磁化され、磁気シール部材１２と協同して、下流現像スリーブ８Ｂの端部を磁気的にシールする。そこで磁性シール部材１３は下流現像スリーブ８Ｂとのギャップを０．６ｍｍとし、下流現像スリーブ８Ｂの周面に沿ってその上流端はＳ５極よりも上流に位置し、下流端は磁気シール部材１２の下流端よりも下流に位置するよう配置した。具体的には、磁性シール部材１３は９０°から２６５°の範囲を覆った。本実施例では、磁性シール部材１３は、ゼロガウス帯と対向する位置に配置した。磁性シール部材１３についても、磁気シール部材１２と同様に、ゼロガウス帯に対向する位置に配置することが好ましい。しかしながら、磁性シール部材１３は、磁気シール部材１２と異なって、磁石ではない為、必ずしもゼロガウス帯と対向しなくてもよい。

上記構成で、実施例１と同様に空回転試験を行ったところ表２のような結果になった。比較として従来例２の結果も合わせて載せる。これによると、現像スリーブ間からの現像剤漏れは従来例２が０．０２６ｇ／ｍｉｎに対し、実施例２−１では、０．０００ｇ／ｍｉｎとなっているが、通常の秤では計測できないほど微量な結果となった。これはまず磁性シール部材１３が現像スリーブ内のＳ３極やＳ５極あるいは磁気シール部材１２によって磁化され、下流現像スリーブ８Ｂとの間に現像剤による磁気シールが形成される。これにより端部方向への現像剤漏れが抑制され、長手方向から磁気シール部材１２に現像剤が供給されにくくなる効果によると考えられる。

以上より、複数の現像スリーブを有する現像器における端部のスリーブ間からの現像剤漏れを防止することが可能である。

尚、本発明では、磁気シール部材１２は、下流現像スリーブ８Ｂと対向する面の極性は一律同じ極性となっているがこれに限定されない。即ち、本実施例において、下流現像スリーブ８ＢのＳ３極、Ｓ５極に対して一律に同極性としているが、少なくとも第２現像剤担持体回転方向に関して下流側の端部領域を、Ｓ３磁と同極性とする構成であってもよい。

Claims

磁性粒子を含む現像剤を担持搬送して像担持体に形成された静電潜像を現像する第１現像剤担持体と、
前記第１現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転可能に設けられ、前記第１現像剤担持体から受け渡された現像剤を担持搬送して前記像担持体に形成された静電潜像を現像する第２現像剤担持体と、
前記第１現像剤担持体及び前記第２現像剤担持体を開口部にて一部露出させ、現像剤を収容する現像容器と、
前記第１現像剤担持体の内部に配置され、少なくとも前記第２現像剤担持体に対向して設けられた第１磁極を含む複数の磁極を有する第１磁界発生部材と、
前記第２現像剤担持体の内部に配置され、前記第１磁極と略対向して設けられ、前記第１磁極とは異極性の第２磁極と前記第２磁極と同極で前記第２現像剤担持体の回転方向に関して、前記第２磁極よりも上流側に配置された第３磁極を含む複数の磁極を有する第２磁界発生部材と、
前記第１現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第１現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記第１現像剤担持体の回転方向に関して、前記第１磁極よりも下流側に設けられ、前記第１現像剤担持体の周面に沿って配置された第１磁石部材と、
前記第２現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第２現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記第２現像剤担持体の回転方向に関して、前記第２磁極よりも上流側に設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って配置された第２磁石部材と、を有する現像装置において、
前記第２磁極と前記第３磁極の磁束密度のピーク位置に挟まれたピーク間領域に対して、前記第２磁極と前記第３磁極の間に形成される、磁束密度が５０ガウス以下となるゼロガウス帯が、前記第２磁石部材によって覆われている割合が３０％以上に構成され、前記第２現像剤担持体の回転方向に関して、前記第２磁石部材の上流端は、前記ゼロガウス帯の上流端よりも上流に配置され、前記第２磁石部材の下流端は、前記ゼロガウス帯と対向されることを特徴とする現像装置。
前記第３磁極の磁束密度のピーク位置は、前記第２現像剤担持体の回転方向に関して、前記第２磁石部材の上流端よりもさらに上流に位置することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
前記第２磁石部材によって前記第２現像剤担持体を覆う範囲は、前記第２磁極と前記第３磁極の磁束密度のピーク間領域の５０％以上であることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
前記第２磁石部材の前記第２現像剤担持体に対向する面のうち、少なくとも第２現像剤担持体の回転方向に関して下流側の端部領域は、前記第２磁極と同極性であり、前記第２現像剤担持体の軸方向端部において、前記第２磁石部材と対向するように設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って配置され、前記第２磁石部材によって磁化される磁性部材を有することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の現像装置。
前記磁性部材は、前記第２現像剤担持体の周面に沿って配置され、前記第２現像剤担持体の回転方向に関して、前記磁性部材の上流端は前記第３磁極の磁束密度のピーク位置よりも上流に位置し、前記磁性部材の下流端は前記第２磁石部材の下流端よりも下流に位置していることを特徴とする請求項４記載の現像装置。
前記第１磁極と前記第２磁極とで形成される磁力により前記第１現像剤担持体から前記第２現像剤担持体に現像剤が受け渡されることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の現像装置。