KR102101338B1

KR102101338B1 - 현상 장치

Info

Publication number: KR102101338B1
Application number: KR1020160106953A
Authority: KR
Inventors: 유스케 이시다; 다카노리 이이다; 야스시 다케우치; 도시유키 야마다; 시로 히가시코조노; 히로토 가키누마; 도시야 고바야시
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2020-04-16
Also published as: CN106483800B; US20170299984A1; JP6918454B2; US20170060034A1; US9733594B2; EP3136180A1; EP3136180B1; KR20170026183A; EP3373077A1; JP2017049582A; EP3373077B1; CN106483800A; US10416593B2

Abstract

현상 장치는, 현상 용기, 현상 슬리브, 마그네트, 및 슬리브의 표면에 제공되고 슬리브의 원주 방향에 교차하는 방향을 따라 형성되는 홈을 포함한다. 단면에서, 각 홈은, 캐리어 입자에 접촉하는 평탄한 저부와 평탄한 저부의 슬리브의 원주 방향 양측에 제공되는 한 쌍의 측면부에 의해 형성되고, 이하의 관계를 만족한다.
r＜w<2r,
2×r＜L, 및
r/2≤s<2r.
위에서, r은 캐리어 입자의 체적 평균 입자 크기이고, w는 평탄한 저부의 길이이고, L은 슬리브의 표면에서의 측면부 사이의 폭이며, s는 각 홈의 깊이이다.

Description

현상 장치{DEVELOPING DEVICE}

본 발명은, 토너와 캐리어를 포함하는 현상제를 사용하여, 감광 드럼 등의 상 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 장치에 관한 것이다.

전자사진 방식이나 정전 기록 방식을 사용한 화상 형성 장치에서, 감광 드럼 등의 상 담지체 상에 형성된 정전 잠상은 상 담지체 상에 현상제를 부착시킴으로써 가시화(현상)된다. 이러한 현상에 사용되는 현상 장치에서는, 종래부터, 토너와 캐리어로 구성되는 2성분 현상제를 사용하는 것이 알려져 있다.

이러한 현상 장치에서는, 마그네트가 제공된 현상 슬리브의 표면에 현상제를 담지하고, 현상 슬리브가 회전함으로써 현상제가 반송된다. 현상 슬리브에 근접해서 제공된 규제 블레이드에 의해 현상제의 양(층 두께)이 규제되고, 그 후 현상 영역에 반송된다. 그리고, 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상제 중의 토너에 의해 현상한다.

상기와 같이 현상제를 담지해서 반송하는 현상 슬리브로서, 그 표면에 단면 V 형상의 복수의 홈을 갖는 것이 알려져 있다(일본 특허 공개 공보 (JP-A) 2013-190759). 이와 같은 구성의 경우, 표면에 제공된 복수의 홈에 의해 현상제를 포착해서 효율적으로 반송할 수 있다. 또한, 홈의 단면 형상으로서, V자 형상 이외에 사다리꼴 형상이 또한 알려져 있다(JP-A H5-249833).

JP-A 2013-190759에 개시된 바와 같은 V 형상 홈의 경우, 홈이 현상제의 캐리어에 의해 막힐 가능성이 있다. 홈이 캐리어에 의해 막히면, 홈 내에 캐리어가 계속해서 머무르기 때문에, 캐리어의 열화가 촉진된다. 이에 의해, 토너 대전량 저하에 의한 화상 불량이 발생하고, 현상 슬리브의 표면이 캐리어에 의해 더럽혀질 가능성이 있다.

한편, 각 홈의 V 형상의 각도를 증가시킴으로써, 홈 내의 캐리어가 교체되기 쉬워져서 홈이 캐리어에 의해 막히는 것을 억제할 수 있을 것으로 생각된다. 그러나, 홈의 각도를 증가시키면, 캐리어가 홈에 의해 쉽게 포착되지 않아, 현상 슬리브에 의한 현상제의 반송성이 저하되어 현상 슬리브 상의 현상제의 코팅량이 불안정해진다.

또한, JP-A H5-249833에서와 같이, 홈 형상이 사다리꼴 형상((상위 바닥 폭) > (하위 바닥 폭) > (캐리어 직경))인 경우, 홈이 캐리어에 의해 막히는 것을 억제할 수 있고, 충분한 반송성을 확보할 수 있다. 그러나, JP-A H5-249833의 구성의 경우, 각 홈은 복수의 캐리어 직경에 대응하는 폭을 갖는다. 이로 인해, 홈의 폭 방향에 대해 담지되는 캐리어의 양이 증가되어, 현상 슬리브의 반송력이 높아지는 경향이 있다. 또한, 홈에 의한 반송력이 지나치게 높아지면, 현상 슬리브의 코팅량을 규제하는 규제 부재와 현상 슬리브 사이의 갭을 좁게 할 필요가 있어, 규제 부재와 현상 슬리브의 사이의 갭에 이물질 등이 끼이기 쉬워져, 화상 불량의 원인이 된다. 따라서, 각 홈의 반송력을 최소화하기 위해, 홈의 폭 방향에 대해 담지되는 캐리어의 수를 최대 1개로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 각 홈의 개구 폭을 작게 하면, 홈 내의 캐리어가 용이하게 교체되지 않는다.

본 발명의 주된 목적은, (1개의) 홈 당의 반송력의 과잉을 억제하면서, 캐리어의 열화의 정도를 저감할 수 있는 현상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 양태에 따르면, 토너와 캐리어 입자를 포함하는 현상제를 수용하도록 구성되는 현상 용기; 상기 현상 용기 내의 현상제를 담지한 상태에서 회전가능한 원통형의 현상 슬리브; 상기 현상 슬리브 내에 제공되고, 상기 현상제를 유지하는 자기력을 발생시키도록 구성되는 마그네트; 및 상기 현상 슬리브의 현상제 담지면에 제공되고, 상기 현상 슬리브의 원주 방향에 교차하는 방향을 따라 형성된 복수의 홈을 포함하고, 상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에 있어서, 상기 각각의 홈은, 캐리어 입자와 접촉하는 평탄한 저부와, 상기 평탄한 저부의 상기 현상 슬리브의 원주 방향 양측에 제공된 한 쌍의 측면부에 의해 형성되어 있고, 이하의 관계를 만족하고,

r＜w<2r,

2×r＜L, 및

r/2≤s<2r,

여기서, r은 캐리어 입자의 체적 평균 입자 크기이고, w는 상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에 있어서 측정된 상기 평탄한 저부의 길이이고, L은 상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에 있어서의 상기 현상 슬리브의 표면에서의 상기 측면부 사이의 폭이고, s는 상기 각각의 홈의 깊이인, 현상 장치가 제공된다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 제1 실시형태에서의 화상 형성 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 현상 장치의 개략 구성도이다.
도 3에서, (a) 내지 (c)는 제1 실시형태의 현상 슬리브의 개략도이고, (a)는 현상 장치의 평면도이고, (b)는 홈의 확대도이며, (c)는 홈의 구조를 도시하기 위한 홈의 확대도이다.
도 4에서, (a) 및 (b)는 홈의 개략도이고, (a)는 홈의 저부의 폭이 큰 경우를 도시하고, (b)는 비교예 1로서 홈의 저부의 폭이 작은 경우를 도시한다.
도 5에서, (a) 및 (b)는 홈의 개략도이고, (a)는 홈의 저부의 폭이 큰 경우를 도시하고, (b)는 비교예 2로서 홈의 저부의 폭이 작은 경우를 도시한다.
도 6에서, (a) 및 (b)는 홈의 개략도이고, (a)는 홈의 깊이가 작은 경우를 도시하고, (b)는 비교예 3으로서 홈의 깊이가 큰 경우를 도시한다.
도 7에서, (a) 및 (b)는 홈의 개략도이고, (a)는 홈의 측면부의 개구부측의 경사가 큰 경우를 도시하고, (b)는 비교예 4로서 홈의 측면부의 개구부측의 경사가 작은 경우를 도시한다.
도 8에서, (a) 내지 (c)는 제2 실시형태에서의 현상 슬리브의 개략도이고, (a)는 현상 슬리브의 평면도이고, (b)는 홈의 확대도이며, (c)는 홈의 구성을 설명하는 홈의 확대도이다.

<제1 실시형태>

본 발명의 제1 실시형태를 도 1 내지 도 7을 참고하여 설명한다. 먼저, 본 실시형태의 현상 장치를 포함하는 화상 형성 장치의 개략 구성에 대해서 도 1을 참고하여 설명한다.

[화상 형성 장치]

화상 형성 장치(100)는, 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙의 4색에 대응해서 제공되는 4개의 화상 형성부(스테이션)(1Y, 1M, 1C, 및 1Bk)를 포함하는 전자사진방식 풀컬러 프린터이다. 화상 형성 장치(100)는, 화상 형성 장치 본체에 접속된 원고 판독 장치(도시하지 않음) 또는 화상 형성 장치 본체에 대해 통신가능하게 접속된 퍼스널 컴퓨터 등의 호스트 기기로부터의 화상 정보 신호에 따라서 토너상(화상)을 기록재(P)에 형성한다. 기록재로서는, 용지, 플라스틱 필름, 천 등의 시트재를 들 수 있다.

이러한 화상 형성 프로세스의 개요에 대해 설명한다. 먼저, 제1 내지 제4 화상 형성부(1Y, 1M, 1C, 1Bk)에서는, 상 담지체로서의 감광 드럼(전자사진 감광체)(2Y, 2M, 2C, 2Bk) 위에 각 색의 토너상이 형성된다. 이렇게 형성된 각 색의 토너상은, 중간 전사 벨트(16) 위에 전사되어, 계속해서 중간 전사 벨트(16)로부터 기록재(P) 상에 전사된다. 토너상이 전사된 기록재(P)는, 정착 장치(13)에 반송되어서, 토너상이 기록재(P)에 정착된다. 이하, 이를 더 상세하게 설명한다.

또한, 4개의 화상 형성부(1Y, 1M, 1C, 1Bk)는, 현상 색이 서로 상이한 것을 제외하고 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하에서는, 대표해서 화상 형성부(1Y)를 설명하고, 다른 화상 형성부(1M, 1C, 1Bk)는 설명을 생략한다. 화상 형성부(1Y)에는, 상 담지체로서의 원통형의 감광체, 즉 감광 드럼(2Y)이 제공되어 있다. 감광 드럼(2Y)은 도 1 중 화살표 방향으로 회전 구동된다. 감광 드럼(2Y)의 주위에는, 대전 수단으로서의 대전 롤러(3Y)와, 현상 수단으로서의 현상 장치(4Y)와, 전사 수단으로서의 1차 전사 롤러(5Y)와, 클리닝 수단으로서의 클리닝 장치(6Y)가 배치되어 있다. 감광 드럼(2Y)의 도면 1 중 상방에는, 노광 수단으로서의 레이저 스캐너(7Y)(노광 장치)가 배치되어 있다.

또한, 각 화상 형성부(1Y)의 감광 드럼(2Y)과 대향해서 중간 전사 벨트(16)가 배치되어 있다. 중간 전사 벨트(16)는, 구동 롤러(9), 내측 2차 전사 롤러(10), 및 신장 롤러(12)에 의해 신장되어, 구동 롤러(9)에 의해 도 1 중 화살표로 나타낸 방향으로 순환 이동된다.

중간 전사 벨트(16)를 경유하여 각 화상 형성부(1Y)의 감광 드럼(2Y)에 대향하는 위치에는, 외측 2차 전사 롤러(15)가 배치되어 중간 전사 벨트(16)로부터 기록재(P)에 토너상을 전사하는 2차 전사부(T2)를 구성하고 있다. 2차 전사부(T2)의 기록재 반송 방향 하류 위치에는, 정착 장치(13)가 배치된다.

상술한 바와 같이 구성되는 화상 형성 장치(100)에 의해, 예를 들어 4색 기반 풀컬러 화상을 형성하는 프로세스에 대해서 설명한다. 먼저, 화상 형성 동작이 개시되면, 회전하는 감광 드럼(2Y)의 표면이 대전 롤러(3Y)에 의해 균일하게 대전된다. 이 경우, 대전 롤러(3Y)에는, 대전 바이어스 전력(전압) 공급원으로부터 대전 바이어스가 인가된다. 계속해서, 감광 드럼(2Y)은, 노광 장치(7Y)로부터 발해지는 화상 신호에 대응하는 레이저광에 노광된다. 이에 의해, 감광 드럼(2Y) 위에 화상 신호에 따른 정전 잠상이 형성된다. 각 감광 드럼(2Y) 상에 형성된 정전 잠상은, 현상 장치(4Y) 내에 저장된 토너에 의해 현상되어, 가시 상으로서 가시화된다. 본 실시형태에서는, 레이저광에 노광된 명부 전위부에 토너를 부착시키는 반전 현상 방법을 사용한다.

감광 드럼(2Y) 상에 형성된 토너상은, 1차 전사 롤러(5Y)에 접촉하는 중간 전사 벨트(16)와 감광 드럼(2Y) 사이에 구성되는 1차 전사부(T1)에서 중간 전사 벨트(16)에 1차 전사된다. 이 경우, 1차 전사 롤러(5Y)에는 1차 전사 바이어스가 인가된다. 1차 전사 후에 감광 드럼(2Y)의 표면에 남은 토너(전사 잔류 토너)는 클리닝 장치(6Y)에 의해 제거된다.

이러한 동작을 옐로우, 시안, 마젠타, 및 블랙의 화상 형성부에서 순차적으로 행하여, 중간 전사 벨트(16) 위에서 4색 토너상을 중첩한다. 그 후, 토너상 형성 타이밍에 맞춰서 기록재 수납 카세트(도시하지 않음)에 수용된 기록재(P)가 공급 롤러(14)로부터 2차 전사부(T2)에 반송된다. 외측 2차 전사 롤러(15)에 2차 전사 바이어스를 인가함으로써, 중간 전사 벨트(16) 상의 4색 토너상을 기록재(P) 위에 일괄적으로 2차 전사한다. 2차 전사부(T2)에서 기록재(P) 위에 전부 전사할 수 없고 중간 전사 벨트(16)에 잔류하는 토너는, 중간 전사 벨트 클리너(18)에 의해 제거된다.

계속해서, 기록재(P)는 정착 수단으로서의 정착 장치(13)에 반송된다. 그리고, 정착 장치(13)에 의해, 기록재(P) 상의 토너는 가열 및 가압됨으로써 용융 및 혼합되어, 풀컬러 화상이 기록재(P)에 정착된다. 그 후, 기록재(P)는 화상 형성 장치(100) 외부에 배출된다. 이에 의해, 일련의 화상 형성 프로세스(화상 형성 동작)가 종료한다. 또한, 원하는 화상 형성부만을 사용하여, 원하는 단일 또는 복수 색의 화상을 형성하는 것도 가능하다.

[현상 장치]

이어서, 도 2를 사용하여, 본 실시형태의 현상 장치(4Y)에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙의 현상 장치는 동일한 구성을 갖는다. 현상 장치(4Y)는, 비자성 토너 입자(토너)와 자성 캐리어 입자(캐리어)를 주성분으로서 포함하는 2성분 현상제를 수용하는 현상 용기(108)를 포함한다.

토너는 결착 수지와 착색제를 함유한다. 필요에 따라서, 기타 첨가제를 포함하는 착색 수지 입자와, 콜로이달 실리카의 미분말과 같은 외부 첨가제를 갖는 착색 입자가 토너에 외부적으로 첨가된다. 토너는, 중합법에 의해 제조한 마이너스 대전성 폴리에스테르계 수지이며, 체적 평균 입자 크기가 5㎛ 이상 8㎛ 이하인 것이 바람직할 수 있다. 본 실시형태에서는, 6.2㎛의 체적 평균 입자 크기를 갖는 토너가 사용되었다. 또한, 토너로서는, 분쇄법에 의해 제조된 왁스 함유 토너 등도 사용가능하다.

캐리어의 재료로서는, 그 표면이 산화된 혹은 산화되지 않은, 철, 니켈, 코발트, 망간, 크롬, 희토류 금속, 이들 금속의 합금, 및 산화물 페라이트 등의 금속 입자가 바람직하게 사용가능하다. 또한, 수지 코팅 캐리어도 사용가능하다. 이 자성 입자의 제조법은 특별히 제한되지 않는다. 캐리어의 체적 평균 입자 크기(체적 분포 기준에 기초한 평균 입자 크기)가 20 내지 60㎛, 바람직하게는 30 내지 50㎛의 범위일 수 있다. 캐리어는 저항률이 10⁷ohm.cm 이상, 바람직하게는 10⁸ohm.cm 이상일 수 있다. 본 실시형태에서는, 체적 평균 입자 크기가 40㎛이고 저항률이 10⁸ohm.cm인 캐리어가 사용되었다. 또한, 본 실시형태에서는, 저비중 자성 캐리어로서, 페놀계 바인더 수지에 자성 금속 산화물 및 비자성 금속 산화물을 혼합함으로써 중합법에 의해 제조한 자성 캐리어가 사용된다. 캐리어의 진밀도는 3.6 내지 3.7g/cm³이고, 캐리어의 자화(량)은53 A.m²/kg이다. 캐리어의 평균 원형도는, 후술하는 바와 같이, 홈(200)의 캐리어 교체의 촉진의 견지에서 약 0.910 내지 0.995인 것이 바람직할 수 있고, 본 실시형태에서는 캐리어의 평균 원형도는 0.970이었다.

자성 캐리어의 체적 분포에 기초한 평균 입자 크기(50% 입자 크기: D50)는, 예를 들어 멀티 이미지 애널라이저(Beckman Coulter Inc.에 의해 제조됨)를 사용하여 이하와 같이 측정된다.

입자 크기 분포는 레이저 회절 산란 방식의 입자 크기 분포 측정 장치("Microtrac MT3300EX", Nikkiso Co., Ltd.에 의해 제조됨)에 의해 측정되었다. 측정을 위해, 감식 측정용의 샘플 공급기("One Shot Dry Sample Conditioner Turbotrac", Nikkiso Co., Ltd.에 의해 제조됨)가 장착되었다. "Turbotrac"의 공급 조건은, 진공원으로서 집진기를 사용하고, 공기 유량이 약 33l/sec이고, 압력이 17kPa로 되도록 했다. 제어는 소프트웨어 상에서 자동으로 행한다. 입자 크기로서, 누적값인 50% 입자 크기(D50)를 구한다. 제어 및 해석은 부속 소프트웨어(버전: 10.3.3-202D)를 사용하여 행한다. 측정 조건은 이하와 같다:

SetZero 시간: 10초,

측정 시간: 10초,

측정 횟수: 1회,

입자 굴절률: 1.81,

입자 형상: 비구형,

측정 상한: 1208㎛,

측정 하한: 0.243㎛, 및

측정 환경: 상온 및 상습 환경(23℃, 50%RH).

캐리어의 평균 원형도는 체적 기준 평균 원형도인 것이 바람직할 수 있다. 체적 기준 평균 원형도는, 멀티 이미지 애널라이저(Beckman Coulter Inc.에 의해 제조됨)를 사용하여 다음과 같이 측정된다. 약 1% NaCl 수용액(50체적%)과 글리세린(50체적%)을 혼합하여 얻은 용액을 전해액으로서 사용한다. 여기서, NaCl 수용액은, 일급 염화나트륨을 사용해서 제조하면 되고, 예를 들어 "ISOTON(등록 상표)-II"(Coulter Scientific Japan Co., Ltd.에 의해 제조됨)일 수도 있으며, 글리세린은 특급 시약 또는 일급 시약이면 된다. 전해액(약 30ml)에, 분산제로서의 계면활성제(바람직하게는 알킬 벤젠 술포네이트)를 0.1 내지 1.0ml 첨가하고, 측정 시료를 2 내지 20mg 첨가한다. 샘플이 현탁된 전해액을 초음파 분산 장치에서 약 1분 동안 분산 처리하여 분산액을 얻는다. 애퍼처로서 200㎛ 애퍼처, 20배의 배율을 갖는 렌즈를 사용하여, 이하의 측정 조건에서 원형도를 산출한다.

측정 프레임 내 평균 휘도: 220 내지 230,

측정 프레임 설정: 300,

임계치(SH): 50, 및

2치화된 레벨: 180.

유리 측정 용기에 전해액 및 상기 분산액을 넣어, 측정 용기 중의 캐리어 입자의 함량(농도)을 5 내지 10체적%로 한다. 측정 용기 내 혼합물(내용물)을 최대 교반 속도에서 교반한다. 측정 용기 내의 흡인 압력을 10kPa로 설정한다. 캐리어가 큰 비중을 가지며 침강하기 쉬운 경우에는, 측정 시간을 15 내지 30분으로 증가시킨다. 또한, 5 내지 10분 마다 측정을 중단하고, 샘플액의 공급 및 전해액 및 글리세린의 혼합 용액의 공급을 행한다. 캐리어 입자 측정 개수는 2000개(입자)이다. 측정 종료 후, (시스템) 소프트웨어에 의해, 입자 화상 화면에서 흐릿한 화상, 응집 입자(복수 입자 동시 측정) 등의 제거를 행한다.

이하의 식에 의해 원형도를 구한다:

원형도= (4×Area)/(MaxLength²×π),

여기서, "Area"는 2치화된 캐리어 입자 상의 투영 면적이며, "MaxLength"는 캐리어 입자 상의 최대 직경이다.

현상제 용기(108)의 내부는, 수직 방향으로 연장하는 격벽(106)에 의해 현상실(113)과 교반실(114)로 구획되고, 격벽(106)의 상방부는 개방되어 있다. 현상실(113) 및 교반실(114) 각각에는, 현상제가 수용되어 있다.

현상실(113) 및 교반실(114)에는, 각각 제1 교반 스크류(111) 및 제 2 교반 스크류(112)가 배치되어 있다. 제1 교반 스크류(111)는 현상실(113) 내의 현상제를 교반 및 반송하고, 제2 교반 스크류(112)는 교반실(114) 내의 현상제를 교반 및 반송한다. 또한, 교반실(114)의 제2 교반 스크류(112)의 반송 방향 상류측에서, 토너가 공급 용기(도시하지 않음)로부터 공급된다. 그리고, 공급된 토너와 이미 교반실(114) 내에 있는 현상제를 제2 교반 스크류(112)에 의해 교반 및 반송하여, 토너 함량(농도)을 균일화한다.

격벽(106)에는, 도 2의 전방측과 그 후방측의(즉, 제1 및 제2 교반 스크류의 반송 방향 상류측 및 하류측의) 각 단부에 있어서, 현상실(113)과 교반실(114)을 서로 연통시키는 현상제 통로(도시하지 않음)가 제공되어 있다. 그리고, 제1 및 제2 교반 스크류(111, 112)의 반송력에 의해, 현상제가 현상제 통로를 통해 현상실(113)과 교반실(114) 사이에서 순환하도록 하고 있다. 이에 의해, 현상에 의해 토너가 소비되어서 토너 함량이 저하된 현상실(113) 내의 현상제가 교반실(114) 내로 이동하고, 교반실(114) 내의 공급된 토너와 함께 교반 및 반송되는 현상제가 현상실(113) 내로 이동한다.

현상실(113)은 감광 드럼(2Y)에 대면하는 영역에 대응하는 위치에서 개구되어 있고, 이 개구부에서 현상 슬리브(103)가 부분적으로 노출하도록 회전가능하게 배치되어 있다. 현상 슬리브(103)는, 예를 들어 알루미늄 합금이나 스테인리스강과 같은 비자성 재료에 의해 원통 형상으로 형성되고, 현상 동작 동안에는 도 2에 나타낸 화살표 방향으로 회전한다. 또한, 현상 슬리브(103)의 내측에는, 마그네트(마그네트 롤러)(110)가 고정식으로 제공되고, 현상 슬리브(103)는 마그네트(110)의 자계에 의해 그 표면에 현상제를 담지하는 상태에서 회전한다. 또한, 현상 슬리브(103)의 주위에는, 현상제 규제 부재로서, 알루미늄 합금이나 스테인리스강과 같은 비자성 재료에 의해 형성된 규제 블레이드(102)가, 그 첨단이 현상 슬리브(103)의 표면 일부에 근접 대향하도록 제공되어 있다. 현상 슬리브(103)의 표면(홈들 사이)과 규제 블레이드(102) 사이에는 미리결정된 갭이 형성된다. 본 실시형태에서는, 이 갭을 300㎛로 했다.

마그네트(110)는, 복수의 고정 자극을 포함한다. 예를 들어, 마그네트(110)는, 복수의 마그네트 피스를 조합해서 구성되고, 복수의 자극(S1, S2, S3, N1, N2)이 원주 방향으로 배치되도록 자화되어 있다. 여기서, 제1 교반 스크류(111)에 가장 가까운 S2 극이, 현상 용기 내(현상실(113) 내)의 현상제를 퍼 올려서 현상 슬리브(103)에 담지시키는 퍼 올리기 극이다. 퍼 올리기 극(S2)의 현상 슬리브(103)의 회전 방향 하류에 인접하는 N2 극은, 규제 블레이드(102)(규제 부재) 근방에 배치되는 커트 극이다. 커트 극(N2)의 현상 슬리브(103)의 회전 방향 하류에 인접하는 S1 극은 감광 드럼(2Y)에 대향하는 현상극이다. 현상극(S1)의 현상 슬리브(103)의 회전 방향 하류측에는, N1 극과 S3 극이 순서대로 배치되고, S3 극은 자속 밀도가 낮은 영역을 통해서 S2 극과 인접함으로써, 현상 슬리브(103)의 표면으로부터 현상제를 박리시키는 반발 극(박리 극)을 구성하고 있다.

본 실시형태의 경우, 상기와 같이 복수의 자극을 현상 슬리브(103)의 회전 방향을 따라서 배치함으로써(5극 구성), 현상 용기 내의 현상제를 현상 슬리브(103)에 의해 담지 및 반송시키도록 하고 있다. 즉, 현상 장치(4Y)에서는, 제1 및 제2 교반 스크류(111, 112)에 의해 현상제를 교반 및 반송 함으로써, 토너 및 캐리어를 대전시킨다. 그리고, 이러한 현상제가, 퍼 올리기를 위한 반송용 자극(퍼 올리기 극)(S2)의 자기력에 의해 구속되어, 현상 슬리브(103)의 회전에 의해 반송된다. 현상제를 안정적으로 구속하기 위해서, 현상제를 소정 정도까지 자속 밀도를 갖는 반송용 자극(커트 극)(N2)에 의해 충분히 구속하고, 그리고 자기 브러시를 형성하면서 반송한다. 계속해서, 규제 블레이드(102)에 의해 자기 브러시를 커트하여, 현상제의 양(층 두께)을 적절하게 제어한다.

그리고, 현상극(S1)에서, 화상 형성 장치측에 제공된 전원(115)으로부터 현상 슬리브(103)에 AC 전계에 의해 바이어스되는 DC 전계 형태의 현상 바이어스가 인가된다. 이에 의해, 현상 슬리브(103) 상의 토너가 감광 드럼(2Y)의 정전 잠상측으로 이동되어, 해당 정전 잠상은 토너상으로서 가시화된다. 또한, 현상 바이어스는, AC 전압에 의해 바이어스되는 DC 전압의 형태이며, 본 실시형태에서는, 주파수 10kHz 및 진폭 1000V의 AC 전압의 구형파를 사용하고 있다. 현상이 종료한 후의 현상제는, 도입 극(N1)을 통해서 박리 극(S3)에 반송되어, 박리 극(S3)에 의해 현상 용기 내에 도입된다.

[현상 슬리브]

이어서, 현상 슬리브(103)에 대해서 도 3을 사용해서 상세하게 설명한다. 현상 슬리브(103)는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 그 표면에 원주 방향에 교차하는 방향으로 각각 형성된 복수의 홈(200)을 갖는 소위 홈 슬리브이다. 본 실시형태에서는, 복수의 홈(200)은, 현상 슬리브(103)의 회전 축선 방향과 평행하게, 실질적으로 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태의 경우, 현상 슬리브(103)의 외경(홈들 사이의 부분에서의 표면에서의)은 200mm이고, 홈의 개수는 100개이다.

도 3에서, (b)는 홈(200)의 일부가 현상 슬리브(103)의 회전 축선 방향에 직교하는 방향을 따라 절단된 각 홈의 확대 단면도이다. 복수의 홈(200)의 각각은, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 저부(201)와, 현상 슬리브(103)의 원주 방향에 대해 현상 슬리브(103)의 양측에 제공된 한 쌍의 측면부(210)를 포함한다. 또한, 이하에서 설명하는 저부(201) 및 측면부(210)의 각각은, 캐리어의 체적 평균 입자 크기(r)와 동일한 직경을 갖는 가상 원(C)에 의해 각 면을 단독으로 주사했을 경우에 그려지는 궤적에 대응하는 면이다. 예를 들어, 도 3의 (b)의 도면으로부터, 저부(201)와 측면부(210) 각각을 단독으로 추출했을 경우를 생각한다. 이 경우에, 저부(201)에 가상 원(C)을 접촉시켜서 저부(201)의 폭 방향 일단부로부터 타단부까지 이동시킨 경우에, 가상 원(C)이 저부(201)에 접촉하는 점의 궤적이 저부(201)를 구성하는 면이다. 마찬가지로, 측면부(210) 각각에 가상 원(C)을 접촉시켜서 측면부(210)의 하단부로부터 상단부까지 이동시킨 경우에, 가상 원(C)이 측면부(210)에 접촉하는 점의 궤적이 측면부(210)를 구성하는 면이다. 바꿔 말하면, 저부(201) 및 측면부(210) 각각의 형상은, 예를 들어 표면 거침부와 같은 마이크로적인 요철부를 포함하지 않는 매크로적인 형상이다.

[홈의 저부]

저부(201)는 실질적으로 평탄한 면이다. 본 실시형태에서는, 저부(201)는, 홈(200)의 원주 방향 중심 위치에 있어서의 현상 슬리브(103)의 외접원(α)의 접선과 실질적으로 평행한 평탄면이다. 여기서, 캐리어의 체적 평균 입자 크기(r)를 그 직경으로 하는 가상 원(C)을, 그 중심이 저부(201)의 중심을 통과하는 외접원(α)의 법선 방향의 가상 선(β) 위에 있도록 위치시키고, 가상 원(C)을 저부(201)에 접촉하도록 배치하는 경우를 생각한다. 이 경우에, 저부(201)가 평탄면이기 때문에, 가상 원(C)은 저부(201)와 1 지점(위치)에서 접한다. 또한, 저부(201)의 현상 슬리브(103)의 원주 방향에 관한 폭이 w이고, 캐리어의 체적 평균 입자 크기가 r인 경우에, 저부(201)는 r＜w, 더 바람직하게는 5r/4≤w<2r를 만족하도록 배치된다. 본 실시형태에서는, 캐리어의 체적 평균 입자 크기는 상술한 바와 같이 40㎛이며, 저부(201)의 폭(w)은 60㎛였다.

[홈의 개구 폭 및 깊이]

홈(200)은, 개구부(202)의 양단을 연결하는 선(γ)의 길이(즉, 현상 슬리브(103)의 최표면측의 개구 폭)가 L(도 3의 (b))인 경우에, 홈(200)은 2r＜L을 만족하도록 형성된다. 즉, 개구부(202)의 폭은 2×r보다 크게 하고 있다. 본 실시형태에서는, L은 110mm이다. 본 실시형태의 경우, 홈(200)의 깊이(즉, 개구부(202)의 양단을 연결하는 선(γ)과 저부(201)의 최하점 위치 사이의 거리)가 s이면, 관계: r/2≤2r가 만족된다. 본 실시형태에서는, s는 50㎛이다.

[홈의 측면부]

한 쌍의 측면부(210) 각각은, 저부(201)의 양단 중 연관된 하나로부터 개구부(202)를 향해서 상승되도록 형성되고, 홈(200)과 인접하는 홈(200) 사이의 부분(203)과 연속하고 있다. 또한, 한 쌍의 측면부(210)는, 그 사이의 간격이 저부(201)측보다도 개구부(202)측에서 넓어지고, 선 대칭으로 되도록 형성되어 있다. 즉, 한 쌍의 측면부(210)는, 홈(200)의 원주 방향 중심 위치를 통과하는 외접원(α)의 법선(가상 선(β)과 도일)에 관하여 선 대칭으로 되도록 형성되어 있다.

이러한 한 쌍의 측면부(210) 중, 현상 슬리브(103)의 회전 방향 상류측 측면부(210)는, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 현상 슬리브(103)와 외접원(α)의 법선(Q) 사이에 형성되는 각도가 경사 각도 θ(Θ1, Θ2)가 될 경우에, 다음과 같은 조건을 만족한다. 본 실시형태에서는, 한 쌍의 측면부(210)는, 선 대칭으로 형성되어 있기 때문에, 각 측면부(210)는 다음 조건을 만족한다. 즉, 각 측면부(210)는, 저부(201)로부터 홈(200)의 개구부(202)를 향해 연장되는 제1 영역(211)을 포함한다. 제1 영역(211)은, θ(Θ1)<45°을 만족하는 급 경사면부가 형성되는 영역으로서 정의된다. 제1 영역(급 경사면부)(211)은, 현상 슬리브(103)의 회전 축선 방향에 직교하는 단면에 있어서, 직경 r을 갖는 가상 원(C)이 홈(200)에 진입할 때에, 가상 원(C)이 제1 영역(211)에 대하여 접촉가능한 위치에 제공된 영역이다. 즉, 가상 원(C)과 제1 영역(211)은 공통 접선을 갖는다.

또한, 각 측면부(210)는 제1 영역(급 경사면부)(211)보다 높은 위치에 제2 영역(212)을 포함한다. 제2 영역(212)은, θ(Θ2)>45°을 만족하는 완만 경사면부가 형성되는 영역으로서 정의된다. 본 실시형태에서는, 제2 영역(완만 경사면부)(212)은 개구부(202)로부터 저부(201)를 향해 연장되는 영역이다. 또한, 각 측면부(210)의 전체는, 저부(201)로부터 개구부(202)를 향함에 따라서 θ가 동일하거나 혹은 증가하도록 형성되어 있다. 그로 인해, 홈(200)의 폭(현상 슬리브의 원주 방향에 관해)은, 저부(201)로부터 개구부(202)를 향함에 따라서(홈(200)의 깊이가 얕아질수록) 동일하거나 혹은 (단조롭게) 증가하도록 구성되어 있다. 또한, 홈 폭이 단조롭게 증가하는 구성이 채용되면, 각도 θ는 반드시 단조롭게 증가할 필요는 없다.

본 실시형태의 제1 영역(211)은 θ가 일정해지는 영역(211)을 포함한다. 또한, 제1 영역(211)은 θ가 서서히 증가하는 영역(213)을 포함한다. 또한, 제2 영역(212)에서는, θ가 서서히 증가하도록 구성되어 있다. 또한, 제2 영역(212)은, 중간 부분(비 홈 부분)(203)과 원활하게 연속하는 만곡면이다.

또한, 측면부(210)의 각 영역은, 평탄한 경사면, 만곡면, 또는 평탄한 경사면과 만곡면을 조합한 것이어도 좋다. 어느 경우에도, 각 영역은 상술한 조건을 만족하면 된다. 예를 들어, 제1 영역(211)을 만곡면으로 형성한 경우, 만곡면의 각 접선의 법선(Q)에 대한 각도 θ은 45° 미만으로 되도록 하면 되고, 제2 영역(212)을 만곡면으로 형성한 경우, 만곡면의 각 접선의 법선(Q)에 대한 각도 θ은 45°보다 커지도록 하면 된다. 또한, 한 쌍의 측면부(210)는, 선 대칭이 아니어도 좋지만, 이 경우에는, 적어도 현상 슬리브(103)의 회전 방향 상류측의 측면부(210)에서 상술한 조건이 만족된다. 단, 한 쌍의 측면부(210)가 선 대칭이 아니어도, 각각의 측면부(210)의 각 영역이 상술한 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 영역(211)은, 저부(201)의 최하점 위치로부터의 높이가 smin(θ) 이상인 위치에 적어도 형성된다. 또한, 제1 영역(211)은, 경사 각도가 θ인 경우, 저부(201)의 최하점 위치으로부터의 높이인 smax(θ)보다 낮은 위치에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

여기서, smax(θ)는, 후술하는 바와 같이 제1 영역(211)의 각도 θ에 따라서 결정되는, 경사 각도가 θ인 때의 제1 영역(211)의 상한이다. 본 실시형태에서는, smax(θ)는 저부(201)의 최하점 위치로부터 제1 영역(211)의 상한 위치까지의 홈(200)의 깊이 방향의 홈(200)의 길이(높이)이다. 또한, smax(θ) 및 smin(θ)의 θ는, 측면부(210)의 연관된 위치에 있어서의 법선(Q)에 대한 각도다.

또한, smin(θ)은, 제1 영역(211)의 각도 θ에 따라서 결정되는, 제1 영역(211)이 필요해지는 영역의 하한이며, 저부(201)의 최하점 위치로부터 제1 영역(211)의 하한 위치까지의 홈(200)의 깊이 방향의 홈(200)의 길이(높이)이다. 본 실시형태에서는, smin(θ)=r/2(1-sinθ)가 만족된다. 제1 영역(211)의 적어도 일부가 이 하한 위치(smin(θ)) 이상의 영역에 형성되어 있으면, 캐리어가 제1 영역(211)과 접촉가능하다.

예를 들어, θ가 30°인 경우, 제1 영역(211)의 하한은 r/4이다. 이것 때문에, 제1 영역(211)을 r/4 이상의 위치에 형성하면, 가상 원(C)과 제1 영역(211)은 서로 접촉할 수 있다. 이 결과, 적어도 1개의 캐리어 입자가 제1 영역(211)과 접촉가능하게 된다. 이 결과, 적어도 1개의 캐리어 입자의 반송성을 향상시킬 수 있다.

한편, 제1 영역(211)의 상한(smax(θ))은: smax(θ)=r+r/2(1-sinθ)을 만족한다. 즉, 제1 영역(211)이 이 상한(smax(θ))보다 낮은 위치에 형성된다. 예를 들어, θ가 30°인 경우, 제1 영역(211)은: smax(30°)=5r/4을 만족한다. 즉, 제1 영역(211)의 각도 θ가 θ=30°인 경우에는, 제1 영역(211)은 5r/4보다 낮은 위치에 설정되면 된다. 이렇게 함으로써, 홈(200)에 제2 층의 캐리어가 진입해도, 제2 층의 캐리어는 제1 영역(211)에 접촉하기 어렵게 할 수 있다. 이로 인해, 제2 층의 캐리어가 홈에 포착되기 어렵게 할 수 있고, 따라서 캐리어의 교체를 촉진할 수 있다.

이상에서, 제1 영역(211)은, 홈(200)의 깊이 방향에 관해서 저부(201)의 최하점 위치로부터 r/2(1-sinθ) 이상인 위치까지의 영역에 적어도 형성되도록 구성된다. 또한, 제1 영역(211)은, 저부(201)의 최하점 위치로부터의 높이가 r+r/2(1-sinθ) 이상으로 되는 영역에는 형성되지 않도록 구성된다.

여기서, 현상 슬리브(103)의 회전 축선 방향에 직교하는 단면에 있어서, 저부(201)의 최하점 위치로부터 높이 r/2의 위치에서의 한 쌍의 측면부(210) 사이의 간격은 X이다. 즉, 현상 슬리브(103)의 회전 방향 하류측 측면부(210)에 있어서, 저부(201)의 최하점 위치로부터의 r/2의 높이의 위치는 A1이다. 또한, 현상 슬리브(103)의 회전 방향 상류측 측면부(210)에 있어서, 저부(201)의 최하점 위치로부터의 r/2의 높이의 위치는 C1이다.

또한, A1과 C1을 연결하는 선의 현상 슬리브(103)의 원주 방향에 관한 폭, 즉 위치 A1과 C1에서의 한 쌍의 측면부(210) 사이의 간격은 X이다. 이 경우에, 간격 X를 캐리어의 체적 평균 입자 크기(r)보다 크게 (X>r) 하고 있다. 또한, A1과 C1을 연결하는 선과 저부(201) 사이의 거리는 r/2(=20㎛)이다. 또한, 본 실시형태에서는, 위치 A1(C1)에 있어서의 측면부(210)와 법선(Q) 사이에 형성되는 각도(Θ1)는 35°이다. 이렇게 함으로써, 홈의 측면부 사이의 영역이 홈에 담지되는 최하층의 캐리어에 의해 막히지 않는다.

또한, 제2 영역(212)의 개구부(202)로부터의 깊이 방향의 길이가 s2인 경우에, s×0.1≤s2의 관계가 만족된다. 바람직한 예에서, s2≤s×0.5의 관계가 만족된다. 본 실시형태에서는, 개구부(202)의 양단을 연결하는 선(γ)으로부터 5㎛의 영역(s2=5㎛)에 대해서 생각한다. 즉, 현상 슬리브(103)의 회전 방향 하류측 측면부(210)의 제2 영역(212)의 저부(201)측의 단부 위치가 A2이고, 현상 슬리브(103)의 회전 방향 상류측 측면부(210)의 제2 영역(212)의 저부(201)측의 단부 위치가 C2이다. 이 경우에, A2과 C2을 연결하는 선과 선 γ 사이의 거리(s2)는 5㎛보다 크게 하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 선 γ로부터 홈(200)의 깊이 방향의 5 ㎛의 위치에 있어서의 측면부(210)와 법선(Q) 사이에 형성되는 각도(Θ2)는 55°이다.

[홈 조건의 이유]

이어서, 상술한 바와 같이 홈(200)의 조건이 규정되는 이유에 대해서, 도 4 내지 도 7을 참고하여 설명한다.

[저부의 폭(w)]

먼저, 저부(201)의 폭(w)에 대해서 도 4를 사용해서 설명한다. 도 4에서, (a)는 저부(201)의 폭(w)이 r＜w를 만족시키는 경우를 나타내고, (b)는 저부(201)의 폭(w)이 r≥w를 만족시키는 비교예 1을 나타낸다. 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 저부(201)의 폭(w)이 r＜w를 만족시키는 경우, 홈(200)은 캐리어(C)(체적 평균 입자 크기(r)와 같은 직경을 갖는 가상 원(C)과 동일함)에 의해 쉽게 막히지 않는다. 한편, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 저부(201)의 폭(w)이 r≥w를 만족시키는 경우, 홈(200)은 캐리어(C)에 의해 막히기 쉽다. 이로 인해, 본 실시형태에서는, 저부(201)의 폭(w)은 r＜w를 만족하도록 설정되어 있다.

바람직한 예에서, r＜w≤2×r이 만족된다. 이는, 2r＜w의 경우, 홈 내에 다수의 캐리어(캐리어 입자)가 존재할 수 있고, 따라서 홈에 의한 현상제 반송력이 지나치게 커지는 경우가 있기 때문이다. 홈에 의한 현상제 반송력이 커지면, 현상 슬리브(103) 상의 현상제량이 과다해지고, 따라서 토너에 의한 화상의 오염이 발생하기 쉬워진다. 또한, 현상 슬리브(103)와 규제 블레이드(102) 사이의 갭을 좁게 설정함으로써 현상 슬리브(103) 상의 현상제의 양이 적정화되는 경우, 갭이 이물질에 의해 막히는 경우가 있다. 또한, 반송성을 억제하기 위해서 홈의 개수를 저감시킴으로써 홈 간격이 지나치게 증가하면(넓어지면), 홈 피치 불균일성 두드러지기 쉬워진다. 이로 인해, 저부(201)의 폭(w)은 r＜w≤2r을 만족하는 것이 바람직할 수 있다.

[개구부의 폭]

개구부(202)의 폭(L)에 대해서 도 5를 사용해서 설명한다. 도 5에서, (a)는 개구부(202)의 폭(L)이 2×r＜L을 만족시키는 경우를 나타내고, (b)는 개구부(202)의 폭(L)이 2×r≥L를 만족시키는 비교예 2를 나타낸다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 개구부(202)의 폭(L)이 2×r＜L을 만족시킴으로써, 홈(200)에 존재하는 캐리어가 이동하기 쉬워져서, 동일한 캐리어(C)가 홈(200) 내에 머무르기 어려워진다. 한편, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 개구부(202)의 폭(L)이 L≤2r를 만족시키는 경우, 캐리어(C)가 홈(200) 내에 머무르기 쉬워진다. 이로 인해, 본 실시형태에서는, 개구부(202)의 폭(L)이 2×r＜L을 만족시키도록 설정되어 있다.

바람직한 예에서, 2×r＜L＜3×r이 만족된다. 이는, 3×r≤L의 경우, 개구부(202)의 폭(L)의 증가로 인해, 홈 내에 다수의 캐리어(캐리어 입자)가 존재할 수 있고, 따라서 홈에 의한 현상제 반송력이 지나치게 커지는 경우가 있기 때문이다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 현상 슬리브(103) 상의 현상제의 양이 과다해지고, 따라서 토너에 의한 화상의 오염이 발생하기 쉬워진다. 이로 인해, 개구부(202)의 폭(L)은 2×r＜L＜3×r을 만족하는 것이 바람직할 수 있다.

[제1 영역의 상단부 위치에 있어서의 홈 폭]

본 실시형태에서는, 제1 영역의 상단부 위치에 있어서의 홈 폭(현상 슬리브의 원주 방향에 관해)을 r보다 크게 하고, 2r보다 작게 한다. 이렇게 함으로써, 반송성에 밀접하게 관여하는 제1 영역의 사이에 담지되어서 반송되는 캐리어(캐리어 입자)의 수를 현상 슬리브의 원주 방향에 관해서 최대 1개(입자)로 할 수 있다.

[홈의 깊이]

홈(200)의 깊이(s)에 대해서 도 6을 사용해서 설명한다. 도 6에서, (a)는 홈(200)의 깊이(s)가 s<2×v를 만족시키는 경우를 나타내고, (b)는 깊이(s)가 s≥2×r을 만족시키는 비교예 3을 나타낸다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 홈(200)의 깊이(s)가 s<2×r을 만족함으로써, 홈(200) 내에 존재하는 캐리어(C)가 이동하기 쉬워져서, 동일한 캐리어(C)가 홈(200) 내에 머무르기 어려워진다. 한편, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 홈(200c)의 깊이(s)가 2×r≤s를 만족시키는 경우, 캐리어(C)는 홈(200c) 내에 머무르기 쉬워진다. 이로 인해, 본 실시형태에서는, 홈(200)의 깊이(s)가 s<2×r을 만족하도록 설정된다.

또한, 본 실시형태에서는, r/2≤s가 만족된다. 이는, s<r/2의 경우, 홈에 의한 캐리어 반송력이 저하되어버려, 현상 슬리브(103) 상의 현상제의 양이 불안정해지는 경우가 있기 때문이다. 이로 인해, 홈(200)의 깊이(s)는, r/2≤S<2×r을 만족시키는 것이 바람직할 수 있고, s<1.5×r를 만족시키는 것이 더 바람직할 수 있다. 이렇게 함으로써, 홈에 담지되는 최하층의 캐리어 위에 제2 층의 캐리어가 도달할 때에, 제2 층의 캐리어는 홈에 포착되기 어려워질 수 있다. 이 결과, 최하층의 캐리어의 교체성을 향상시킬 수 있다.

[제1 영역의 깊이(제1 영역의 상단부 높이)]

본 실시형태에서는, 제1 영역은: (제1 영역의 상단부 높이) <r+r/2(1-sinθ)를 만족시키도록 구성되어 있다. 이렇게 함으로써, 캐리어가 홈부에 포착되기 쉬운 제1 영역에서, 최하층의 캐리어만이 존재할 수 있다. 이로 인해, (1개의) 홈 당의 반송성의 과도한 증가를 억제할 수 있다.

홈(200)의 제1 영역(급 경사면부)(211) 및 제 2 영역(완만 경사면부)(212)에 대해서 설명한다.

[제1 영역(급 경사면부)]

먼저, 제1 영역(211)에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 홈에 담지되는 최하층 캐리어가 홈 측면과 접촉하는 위치 근방에 있어서의, 홈 측면과 현상 슬리브 법선 방향 사이에 형성되는 각도 θ(Θ1)는 Θ1<45°이 된다. 이 경우, 홈(200)에 의한 저부(201) 측에서의 캐리어의 구속력을 확보할 수 있기 때문에, 홈에 의한 캐리어 반송력을 안정화할 수 있다. 한편, 홈에 담지되는 최하층 캐리어가 홈 측면과 접촉하는 위치 근방에 있어서의, 홈 측면과 현상 슬리브 법선 방향 사이에 형성되는 각도 θ(Θ1)가 45°≤Θ1인 경우를 생각한다. 이 경우, 캐리어가 홈내에 머무르지 않고 미끄러져서 홈에 의한 캐리어 반송력이 저하되어버리므로, 현상 슬리브(103) 상의 현상제의 양이 불안정해질 가능성이 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 홈에 담지되는 최하층 캐리어가 홈 측면과 접촉하는 위치 근방에 있어서의, 홈 측면과 현상 슬리브 법선 방향 사이에 형성되는 각도 θ(Θ1)를 45°보다 작게 하고 있다.

바람직한 예에서, 20°≤Θ1<45°가 만족된다. 이는, Θ1<20°의 경우, 캐리어가 홈 내의 머물기 쉬어져, 홈 내에 존재하는 캐리어의 교체가 원활하게 진행되지 않는 경우가 있기 때문이다.

또한, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 제1 영역(211)의 적어도 일부는, 경사 각도가 θ에 따라서 설정되는 하한(smin(θ))을 하회하지 않도록 형성되어 있다. 즉, 경사 각도가 θ이 되는 제1 영역(211)의 적어도 일부는, 저부(201)로부터 깊이 방향에 관해서, smin(θ)=r/2(1-sinθ) 이상의 범위에 위치되도록 구성된다. 또한, 상술한 바와 같이, 제1 영역(211)의 적어도 일부는, 경사 각도가 θ에 따라서 설정되는 상한(smax(θ))에 도달하지 않도록 형성되어 있다. 즉, 경사 각도가 θ인 제1 영역(211)은, 저부(201)로부터 r+r/2(1-sinθ)을 초과하지 않도록 구성되어 있다. 이와 같이, θ=Θ1<45°인 제1 영역이, 저부(201)로부터, r/2(1-sinθ) 이상에 대응하는 영역을 차지함으로써, 홈에 의한 최하층 캐리어의 반송성을 보다 안정화시킬 수 있다. 또한, θ=Θ1<45°인 제1 영역이, 저부(201)로부터, r+r/2(1-sinθ) 미만인 위치에 있음으로써, 제2 및 상위 층의 캐리어(캐리어 입자)가 홈부 포착되기 어렵게 할 수 있고, 따라서 최하층 캐리어의 교체를 촉진할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 바람직하게는 저부(201)로부터 제1 영역(211)의 상단부 위치까지의 홈 깊이 방향의 거리는, r/2 이상 3r/2 미만인 것이 바람직할 수 있고, r 이상 및 3r/2 미만인 것이 더 바람직할 수 있다. 이렇게 함으로써, 홈에 의한 최하층 캐리어의 반송성을 보다 안정화시키면서, 제2 및 상위 층의 캐리어가 홈에 쉽게 포착되지 않게 하는 효과를 얻을 수 있다.

[제2 영역(완만 경사면부)]

이어서, 제2 영역(212)에 대해서 도 7을 사용해서 설명한다. 도 7에서, (a)는 홈의 현상 슬리브 표층면 근방에 있어서의 경사 각도 θ(Θ2)가 Θ2>45°을 만족시키는 경우를 나타내고, (b)는 홈의 현상 슬리브 표층면 근방의 경사 각도 θ(Θ2)가 Θ2≤45°를 만족시키는 비교예 4를 나타낸다. 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 홈의 현상 슬리브 표층면 근방의 경사 각도(Θ2)가 Θ2>45°를 만족시키는 경우, 새로운 캐리어(C)가 홈(200) 내에 진입하기 쉬워지고, 나아가 홈(200) 내에 존재하고 있었던 캐리어(C)가 외부로 나오기 쉬워진다. 이로 인해, 홈(200) 내에 존재하는 캐리어의 교체를 촉진시킬 수 있다. 한편, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 홈의 현상 슬리브 표층면 근방의 경사 각도(Θ2)가 Θ2≤45°를 만족시키고, 홈(200d) 내에 존재하는 캐리어(C)가 외부로 나오기 어려워져, 캐리어(C)는 홈(200d) 내에 장기간에 걸쳐 머물게된다. 이 결과, 캐리어의 열화가 촉진되어버린다. 이로 인해, 본 실시형태에서는, 홈의 현상 슬리브 표층면 근방의 경사 각도(Θ2)는 Θ2>45°를 만족하도록 설정되어 있다.

바람직한 예에서, 제2 영역(212)(홈의 현상 슬리브 표층면 근방)에서, 45°<Θ2<80°가 만족된다. 이는, 80°<Θ2의 경우, 홈(200) 내에 존재하는 캐리어의 교체가 원활하게 진행되지 않는 경우가 있기 때문에다.

또한, 본 실시형태에서는, 제2 영역(212)에서, 제2 영역(212)의 개구부(202)로부터의 홈(200)의 깊이 방향의 길이가 s2인 경우에, s×0.1≤s2가 만족된다. 즉, 측면부(210)는, 적어도 개구부(202)로부터, 개구부(202)로부터 0.1×s의 위치까지의 영역(본 실시형태에서는, 개구부(202)로부터, 개구부(202)로부터 5㎛의 위치까지의 영역)에서, Θ1>45°를 만족하는 것이 바람직할 수 있다. 이는, s×0.1>s2의 경우, 홈 내에 존재하는 캐리어의 교체가 원활하게 진행되지 않는 경우가 있기 때문이다.

[실험]

여기서, 제1 실시형태(도 3의 (b)), 비교예 1(도 4의 (b)), 비교예 2(도 5의 (b)), 비교예 3(도 6의 (b)), 및 비교예 4(도 7의 (b))에서 설명한 현상 슬리브를 사용하여 다음 실험을 행했다. 구체적으로는, 이러한 각 현상 슬리브 각각을 도 1에 도시한 바와 같은 화상 형성 장치에 내장하고, A4 사이즈의 용지에 화상을 연속하여 형성했다. 그리고, 토너 흐려짐의 상태를 조사했다. 또한, 토너 흐려짐은, 잠상에 대응하는 영역 이외의 영역에도 토너가 부착되는 현상이다. 예를 들어, 토너 대전량이 낮으면, 잠상 영역 이외의 영역에 토너가 부착되기 쉬워지는데, 즉 토너 흐려짐이 발생하기 쉬워진다. 그리고, 토너 흐려짐이 발생하면, 토너 흐려짐이 용지에 전사되어서 화상 불량이 되는 경우가 있다.

제1 실시형태의 현상 슬리브를 사용한 경우, A4 사이즈 용지 1000000에 화상 형성을 행한 경우에도 토너 흐려짐은 허용 레벨에 있었다. 한편, 비교예 1 내지 4의 현상 슬리브를 사용한 경우, A4 사이즈 용지 500000장 내지 A4 사이즈 용지 700000장에의 화상 형성시에 토너 흐려짐이 허용할 수 없는 레벨이 되었다. 이는, 홈 내에 머무는 캐리어가 전단을 계속해서 받아 그 열화가 촉진되고, 따라서 그 토너 대전 능력이 저하되어버렸기 때문이다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 현상 슬리브의 홈(200)은, 홈(200)의 개구 폭(L)이 2r>L을 만족시키고, 홈 깊이(s)가 r/2≤S<2r을 만족시키도록 형성된다. 또한, 측면부(210)의 경사 각도 θ는, 저부(201)측의 제1 영역(211)에서는 θ＜45°을 만족하고, 개구부(202)측의 제2 영역(212)에서는 45°<θ을 만족하도록 설정되어 있다. 이에 의해, 현상제 반송력을 저하시키지 않으면서, 홈(200)에 존재하는 현상제를 원활하게 교체할 수 있다. 그 결과, 장기간에 걸쳐 안정된 화상 형성을 행할 수 있는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 경우, 상기와 같이, 현상제 반송성의 확보와 캐리어 열화의 억제의 양자 모두의 실현을 현상 슬리브를 대형화시키지 않으면서 저렴하게 달성할 수 있다. 예를 들어, 전술한 JP-A 2013-190759에서와 같이, V 형상 홈을 갖는 장치를 사용하는 구성에서, V 형상 홈의 각도를 증가시킬 뿐만 아니라, 홈 깊이도 증가시키는 것이 생각된다. 단, 홈 각도가 증가하면, 홈에 존재하는 캐리어가 홈에 포착되기 어려워져, 현상제 반송성이 저하되어 버린다. 또한, 홈 깊이를 증가시킬 경우, 현상 슬리브의 두께를 증가시킬 필요가 있어, 현상 슬리브가 대형화될뿐만 아니라 제조 비용도 증가한다. 한편, 본 실시형태에서와 같이, 현상 슬리브의 홈(200)의 형상을 상술한 바와 같이 규정함으로써, 현상 슬리브를 대형화하지 않으면서, 현상제 반송성의 확보와 캐리어 열화의 억제의 양자 모두의 실현을 달성할 수 있다.

<제2 실시형태>

제2 실시형태에 대해서 도 8을 사용해서 설명한다. 상술한 제1 실시형태에서는, 현상 슬리브(103)의 홈(200)의 저부(201)을 평탄면으로 했다. 한편, 본 실시형태에서는, 현상 슬리브(103A)의 홈(300)의 저부(301)는 만곡면이다. 홈(300)의 구성 이외의 구성은 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 동일한 구성에 관한 설명 및 도시는 생략 또는 간략화한다. 이하에서, 제1 실시형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

본 실시형태의 현상 슬리브(103A)는, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 그 표면에 그 원주 방향에 교차하는 방향으로 각각 형성된 복수의 홈(200)을 갖는 소위 홈 슬리브이다. 본 실시예에서도, 복수의 홈(300)은, 현상 슬리브(103A)의 회전 축선 방향과 평행하게 실질적으로 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태의 경우에도, 현상 슬리브(103A)의 외경(홈들 사이의 부분의 표면에서의)은 200mm이고, 홈의 개수는 100개이다.

도 8에서, (b)는 홈(300)의 일부가 현상 슬리브(103A)의 회전 축선 방향에 직교하는 방향을 따라 절단된 각 홈의 확대 단면도이다. 복수의 홈(300)의 각각은, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 저부(301)와, 현상 슬리브(303)의 현상 슬리브(103A)의 원주 방향 양측에 제공된 한 쌍의 측면부(310)를 포함한다. 저부(301) 및 측면부(310) 각각도, 제1 실시형태와 마찬가지로, 캐리어의 평균 입자 크기(r)와 동일한 직경을 갖는 가상 원(C)에 의해, 각각의 면을 단독으로 주사했을 경우에 그려지는 궤적에 대응하는 면이다.

[홈의 저부]

저부(301)는, 현상 슬리브(103A)의 회전 축선 방향에 직교하는 단면 형상이 현상 슬리브(103A)의 직경 방향 내측으로 오목해지는 만곡면(원호)이다. 본 실시형태에서는, 저부(301)로서의 단면의 곡률 반경은 r/2보다 크다. 또한, r은 캐리어의 체적 평균 입자 크기이다. 여기서, 캐리어의 체적 평균 입자 크기(r)가 그 직경인 가상 원(C)을, 그 중심이 저부(301)의 중심을 통과하는 현상 슬리브(103A)의 외접원(α)의 법선 방향의 가상 선(β) 위에 있도록 위치시키고, 가상 원(C)을 저부(301)에 접촉하도록 배치한 경우를 생각한다. 이 경우에, 저부(301)는, 가상 원(C)이, 저부(301)와 1 지점(위치)에서 접촉하도록 형성되어 있다. 또한, 현상 슬리브(103A)의 원주 방향에 관한 저부(301)의 폭이 w이고, 캐리어의 체적 평균 입자 크기가 r인 경우에, 저부(201)는: r＜w를 만족하도록 배치된다. 여기서, 본 실시형태에서는, w는 만곡면(원호)의 현의 길이이다. 또한, 저부(301)의 폭 방향의 양단 위치의 각각은, 후술하는 제1 영역(311)의 최하점 위치이다. 즉, 제1 영역(311)보다 낮은(저부(301)의 최하점 위치측) 부분에 있어서, 현상 슬리브(103A)의 외접원(α)에 대해 법선(Q)에 관해 형성되는 각도 θ가 θ>45°를 만족하는 범위가 저부(301)이다. 또한, 법선(Q)에 관해 형성되는 각도는, 현상 슬리브(103A)의 회전 축선 방향에 직교하는 단면에 있어서의 저부(301)의 만곡면의 접선(라인) 방향과 법선(Q) 사이에 형성되는 각도를 말한다. 저부(301)의 폭(w)은, 제1 실시형태와 마찬가지로, r＜w≤2r을 만족하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 현상 슬리브(301A)의 최주부에 존재하는 캐리어는 최저부 이외의 부분에서 홈(300)에 접촉하는 지점을 갖는 것이 방지된다.

[홈의 개구의 폭 및 깊이]

홈(300)은, 개구부(302)의 양단을 연결한 선(γ)의 길이(즉, 현상 슬리브(103)의 최표면측의 개구 폭)이 L(도 8의 (b))인 경우에, 2r＜L을 만족하도록 형성되어 있다. 즉, 개구부(302)의 폭은 2×r보다 크게되어 있다. 본 실시형태에서는, L은 110mm이다. 개구부(302)의 폭(L)은, 제1 실시형태와 마찬가지로, 2×r＜L≤3×r으로 하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 경우에도, 홈(300)의 깊이(즉, 개구부(302)의 양단을 연결한 선(γ)과 저부(201)의 가장 깊은 위치(최하점 위치) 사이의 거리)가 s이면, 관계: r/2≤s<2r이 만족된다. 바람직한 예에서, s<1.5×r이 만족된다. 본 실시형태에서는, 캐리어의 체적 평균 입자 크기는 상술한 바와 같이 40㎛이며, s는 50㎛이다.

[홈의 측면부]

한 쌍의 측면부(310) 각각은, 저부(301)의 양단부 중 연관된 하나로부터 개구부(302)를 향해서 상승하도록 형성되고, 홈(300)과 인접하는 홈(300) 사이의 부분(303)과 연속하고 있다. 또한, 한 쌍의 측면부(310)는, 그들 사이의 간격이 저부(301)측에서보다 개구부(302)측에서 더 넓어지고, 선 대칭으로 되도록 형성되어 있다. 즉, 한 쌍의 측면부(310)는, 홈(300)의 원주 방향 중심 위치를 통과하는 외접원(α)의 법선(가상 선(β)과 동일)에 관하여 선 대칭으로 되도록 형성되어 있다.

이러한 한 쌍의 측면부(310) 중, 현상 슬리브(103A)의 회전 방향 상류측 측면부(210)는, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 현상 슬리브(103A)와 외접원(α)의 법선(Q) 사이에 형성되는 각도가 경사 각도 θ(Θ1, Θ2)일 경우에, 다음 조건을 만족한다. 본 실시형태에서는, 한 쌍의 측면부(310)는 선 대칭으로 형성되기 때문에, 각 측면부(310)는 다음 조건을 만족한다. 즉, 각 측면부(310)는, 저부(201)로부터 홈(300)의 개구부(302)를 향해 연장되는 제1 영역(311)을 포함한다. 제1 영역(311)은, θ(Θ1)<45°을 만족하는 급 경사면부가 형성되는 영역으로서 정의된다. 제1 영역(급 경사면부)(311)은, 현상 슬리브(103A)의 회전 축선 방향에 직교하는 단면에 있어서, 직경 r을 갖는 가상 원(C)이 홈(300)에 진입했 때에, 가상 원(C)이 제1 영역(311)에 접촉가능한 위치에 제공된 영역이다. 즉, 가상 원(C)과 제1 영역(211)은 공통 접선을 갖는다.

또한, 각 측면부(310)는, 제1 영역(급 경사면부)(311)보다 높은 위치에 제2 영역(312)을 포함한다. 제2 영역(312)은, θ(Θ2)>45°을 만족하는 완만 경사면부가 형성되어 있는 영역으로 정의된다. 본 실시형태에서는, 제2 영역(완만 경사면부)(312)은 개구부(302)로부터 저부(301)를 향해 연장되는 영역이다. 또한, 각 측면부(310) 전체는, 저부(301)로부터 개구부(302)를 향함에 따라서 θ가 동일하거나 혹은 증가하도록 형성되어 있다. 그로 인해, 홈(300)의 폭(현상 슬리브의 원주 방향에 관해)은, 저부(301)로부터 개구부(302)를 향함에 따라서(홈(300)의 깊이가 얕아질수록) 동일하거나 혹은 (단조롭게) 증가하도록 구성되어 있다. 또한, 홈 폭이 단조롭게 증가하는 구성이 채용되면, 각도 θ는 반드시 단조롭게 증가할 필요는 없다. 또한, 제1 실시형태와 마찬가지로, 제1 영역(311)의 각도(Θ1)는, 20°≤Θ1<45°을 만족하는 것이 바람직할 수 있고, 제2 영역(312)의 각도(Θ2)는 45°<Θ2≤80°을 만족하는 것이 바람직할 수 있다.

본 실시형태에서는, 제1 영역(311)은 θ가 일정해지는 영역(311)을 포함한다. 또한, 제1 영역(311)은, θ가 제2 영역(312)을 향해서 서서히 증가하는 영역(313)을 포함한다. 또한, 제2 영역(312)은, 중간 부분(비 홈부)(303)과 원활하게 연속하는 만곡면이다.

또한, 측면부(310)의 각 영역은, 평탄한 경사면, 만곡면, 혹은 평탄한 경사면과 만곡면의 조합일 수도 있다. 어느 경우에도, 각 영역은 상술한 조건을 만족하면 된다. 예를 들어, 제1 영역(311)을 만곡면으로 형성한 경우, 만곡면의 각 접선의 법선(Q)에 대한 각도 θ가 45° 미만으로 되면 되고, 제2 영역(312)을 만곡면으로 형성한 경우, 만곡면의 각 접선의 법선(Q)에 대한 각도 θ가 45°보다 커지도록 하면 된다. 또한, 한 쌍의 측면부(310)는 선 대칭이 아니어도 되지만, 이 경우에는, 적어도 현상 슬리브(103A)의 회전 방향 상류측의 측면부(310)에서 상술한 조건이 만족된다. 단, 한 쌍의 측면부(310)가 선 대칭이 아니어도, 각각의 측면부(310)의 각 영역은 상술한 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 영역(311)은, 저부(301)의 최하점 위치로부터의 높이가 smin(θ) 이상인 위치에 적어도 형성된다. 또한, 제1 영역(311)은, 경사 각도가 θ인 경우, 저부(301)의 최하점 위치로부터의 높이인 smax(θ)보다 낮은 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, smax(θ)는, 제1 실시형태와 마찬가지로 제1 영역(211)의 각도 θ에 따라서 결정되는, 경사 각도가 θ일 때의 제1 영역(311)의 상한이다. 본 실시형태에서, smax(θ)는 저부(301)의 최하점 위치로부터 제1 영역(311)의 상한 위치까지의 홈(300)의 깊이 방향의 길이(높이)이다. 또한, smax(θ) 및 smin(θ)의 θ은, 측면부(310)의 연관된 위치에 있어서의 법선(Q)에 대한 각도이다.

또한, smin(θ)은, 제1 영역(311)의 각도 θ에 따라서 결정되는, 제1 영역(311)이 필요해지는 영역의 하한이며, 저부(301)의 최하점 위치로부터 제1 영역(311)의 하한까지의 홈(300)의 깊이 방향의 홈(300)의 길이(높이)이다. 본 실시형태에서는, smin(θ)=r/2(1-sinθ)이 만족된다. 제1 영역(311)의 적어도 일부가 이 하한 위치(smin(θ)) 이상의 영역에 형성되어 있으면, 캐리어가 제1 영역(311)과 접촉가능하게 된다.

예를 들어, θ가 30°인 경우, 제1 영역(311)의 하한은 r/4이다. 이 때문에, 제1 영역(311)이 r/4 이상의 위치에 형성되면, 가상 원(C)과 제1 영역(311)은 서로 접촉할 수 있다. 이 결과, 적어도 1개의 캐리어 입자가 제1 영역(311)과 접촉가능하게 된다. 이 결과, 적어도 1개의 캐리어 입자의 반송성을 향상시킬 수 있다.

한편, 제1 영역(311)의 상한(smax(θ))은 smax(θ)=r+r/2(1-sinθ)을 만족한다. 즉, 제1 영역(311)이 이 상한 위치(smax(θ))보다 낮은 위치에 형성된다. 예를 들어, θ이 30°인 경우, 제1 영역(311)은 smax(30°)=5r/4를 만족한다. 즉, 제1 영역(311)의 각도 θ가 θ=30°인 경우에는, 제1 영역(311)은 5r/4보다 낮은 위치에 설정되면 된다. 이렇게 함으로써, 홈(300)에 제2 층의 캐리어가 진입했다고 해도, 제2 층의 캐리어가 제1 영역(311)에 접촉하기 어렵게 할 수 있다. 이로 인해, 제 2층의 캐리어가 홈(300)에 포착되기 어렵게 할 수 있고, 따라서 캐리어의 교체를 촉진할 수 있다.

이상에서, 제1 영역(311)은, 홈(300)의 깊이 방향에 관해서 저부(301)의 최하점 위치로부터 r/2(1-sinθ) 이상인 위치까지의 영역에 적어도 형성되도록 구성되어 있다. 또한, 제1 영역(211)은 저부(301)의 최하점 위치로부터의 높이가 r+r/2(1-sinθ) 이상인 영역에는 형성되지 않도록 구성되어 있다.

여기서, 현상 슬리브(103A)의 회전 축선 방향에 직교하는 단면에 있어서, 저부(301)의 최하점 위치로부터의 r/2의 높이의 위치에서의 한 쌍의 측면부(310) 사이의 간격은 X이다. 즉, 현상 슬리브(103A)의 회전 방향 하류측 측면부(310)에 있어서, 저부(301)의 최하점 위치로부터의 r/2의 높이의 위치는 A1이다. 또한, 현상 슬리브(103A)의 회전 방향 상류측 측면부(210)에 있어서, 저부(301)의 최하점 위치로부터의 r/2의 높이의 위치는 C1이다.

또한, A1과 C1을 연결하는 선의 현상 슬리브(103A)의 원주 방향에 관한 폭, 즉 위치 A1와 C1에서의 한 쌍의 측면부(310) 사이의 간격은 X이다. 이 경우에, 간격 X를 캐리어의 체적 평균 입자 크기(r)보다 크게(X>r) 하고 있다. 또한, 간격 X는 60㎛이다. 또한, 본 실시형태에서는, 위치 A1(C1)에 있어서의 측면부(310)와 법선(Q) 사이에 형성되는 각도(Θ1)는 35°이다.

또한, 제2 영역(312)의 개구부(302)로부터의 깊이 방향의 길이가 s2인 경우에, s×0.1≤s2의 관계가 만족된다. 바람직한 예에서, 제2 영역(312)은 s2≤s×0.5의 관계가 만족되는 영역이다. 본 실시형태에서는, 제2 영역(312)은, 개구부(202)의 양단을 연결하는 선(γ)으로부터 5㎛의 영역(s2=5㎛)이다. 즉, 현상 슬리브(103A)의 회전 방향 하류측 측면부(310)의 제2 영역(312)의 저부(301)측의 단부 위치가 A2이고, 현상 슬리브(103A)의 회전 방향 상류측 측면부(310)의 제2 영역(312)의 저부(301)측의 단부 위치가 C2이다. 이 경우에, A2과 C2을 연결하는 선과 선 γ 사이의 거리(s2)는 5㎛이다. 또한, 본 실시형태에서는, 위치 A2와 C2 각각에 있어서의 측면부(310)와 법선(Q) 사이에 형성되는 각도(Θ2)는 55°이다.

[제1 영역의 상단부에 있어서의 홈 폭]

본 실시형태에서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 이하의 관계가 만족된다. 즉, 제1 영역의 상단부 위치에 있어서의 홈 폭(현상 슬리브의 원주 방향에 관해)을 r보다 크게 하고 2r보다 작게 하고 있다. 이렇게 함으로써, 반송성에 밀접하게 관여하는 제1 영역 사이에 담지되어서 반송되는 캐리어(캐리어 입자)의 수를 현상 슬리브의 원주 방향에 관해서 최대 1개(입자)로 할 수 있다.

[제1 영역의 깊이(제1 영역의 상단부 높이)]

본 실시형태에서는, 제1 실시형태와 마찬가지로 이하의 관계를 만족한다. 즉, 제1 영역은: (제1 영역의 상단부 높이)<r+r/2(1-sinθ)를 만족하도록 구성되어 있다. 이렇게 함으로써, 캐리어가 홈부에 포착되기 쉬운 제1 영역에서, 최하층 캐리어만이 존재할 수 있다. 이로 인해, (1개의) 홈 당의 반송성이 과도하게 증가하는 것을 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 현상 슬리브의 홈(300)은, 저부(301)가 원호 형상을 갖고, 최저부에 존재하는 캐리어가 최저부 이외의 부분에서 홈(300)과 접촉하는 점을 갖는 것이 방지되도록 형성된다. 또한, 측면부(310)의 경사 각도 θ는, 저부(301) 측의 제1 영역(311)에서는 θ＜45°을 만족하고, 개구부(302) 측의 제2 영역(312)에서는 45°<θ을 만족하도록 설정된다. 이에 의해, 현상제 반송력을 저하시키지 않으면서, 홈(300)에 존재하는 현상제를 원활하게 교체할 수 있다. 그 결과, 장기간에 걸쳐 안정된 화상 형성을 행할 수 있는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 경우, 제1 실시형태와 마찬가지로, 이와 같이 현상제 반송성의 확보와 캐리어 열화의 억제의 양자 모두의 실현을 현상 슬리브를 대형화시키지 않으면서 저렴하게 실현할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태 각각의 현상 장치가 내장되는 화상 형성 장치로서는, 복사기, 프린터, 팩시밀리기, 이들 기계의의 복수의 기능을 갖는 복합기 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 표면에 복수의 홈이 형성되는 현상 슬리브를 포함하는 현상 장치에 있어서, (1개의) 홈 당의 반송력이 과잉이 되는 것을 억제하면서, 각 홈 내의 캐리어를 교체하기 쉽게 해서 캐리어의 열화를 억제할 수 있다.

본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims

현상 장치이며,
토너와 캐리어 입자를 포함하는 현상제를 수용하도록 구성된 현상 용기와,
상기 현상 용기 내의 현상제를 담지한 상태에서 회전가능한 원통형의 현상 슬리브와,
상기 현상 슬리브 내에 제공되고, 상기 현상제를 보유지지하는 자기력을 발생시키도록 구성된 마그네트, 및
상기 현상 슬리브의 현상제 담지면에 제공되고, 상기 현상 슬리브의 원주 방향에 교차하는 방향을 따라 형성된 복수의 홈을 포함하고,
각각의 상기 홈은, 캐리어 입자와 접촉하는 저부와, 상기 현상 슬리브의 원주 방향에 대해 상기 저부의 양측에 제공된 한 쌍의 측면부에 의해 형성되어 있고,
상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에 있어서, 상기 각각의 홈은, 상기 각각의 홈의 저부가 하나의 입자와 접촉하고 복수의 입자와 동시에 접촉하지 않도록 하는 형상을 갖고, 상기 각각의 홈은 이하의 관계를 만족하며,
2×r＜L, 및
r/2≤s<2r,
여기서, r은 캐리어 입자의 체적 평균 입자 크기이고, L은 상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에 있어서 상기 현상 슬리브의 표면에서의 상기 한 쌍의 측면부들 사이에 형성된 개구부의 폭이고, s는 상기 각각의 홈의 깊이이고,
상기 측면부 각각은, 상기 저부에 가까운 상기 측면부의 제1 표면부와 수직선 사이에 형성되는 각도가 45° 미만인 영역과, 상기 제1 표면부보다 상기 저부로부터 더 먼 상기 측면부의 제2 표면부와 수직선 사이에 형성되는 각도가 45°보다 큰 영역을 포함하고,
상기 저부의 최하점 위치로부터 상기 제1 표면부의 상단부 위치까지의 높이가 r/2 초과 3r/2 미만인, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 저부는 평탄한 형상을 갖고,
상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에 있어서, 상기 각각의 홈은 이하의 관계를 만족하며,
w<2r,
여기서, w는 상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에서 측정된 평탄한 저부의 길이인, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 저부는 원호 형상을 갖고,
상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에 있어서, 상기 각각의 홈은 이하의 관계를 만족하며,
w<2r,
여기서, w는 상기 현상 슬리브의 회전 축선과 직교하는 단면에서 측정된 원호형 저부의 현의 길이인, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 측면부는 선 대칭이 되도록 형성되어 있는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 저부에 가까운 상기 측면부의 제1 표면부와 수직선 사이에 형성되는 각도가 θ일 때, θ는 20°≤θ＜45°를 만족하는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
이하의 관계,
L＜3×r,
가 만족되는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
캐리어 입자의 평균 원형도는 0.910 이상 0.995 이하인, 현상 장치.
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