(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に配置された現像ローラであって、周方向に沿って配列された複数の磁極を内蔵し、回転に伴い、磁性トナーを含有する現像剤を、前記複数の磁極の磁力を利用して所定の像担持体に搬送することにより、前記所定の像担持体上にトナー像を形成する現像ローラと、
前記ハウジング内で前記現像ローラとの間に隙間が形成された状態で前記現像ローラに対向配置されていると共に、前記隙間において前記複数の磁極との間で磁界を形成し、前記磁界において前記磁性トナーを磁気的に拘束することにより、前記磁性トナーの外部への漏出を抑制するシール部材と、
を備え、
前記現像ローラは、前記所定の像担持体に対向する第１領域と、前記シール部材に対向する第２領域とを含み、
前記第２領域は、前記磁性トナーを磁気的に拘束する磁気的拘束力を備えており、
前記第１領域は、前記第２領域の前記磁気的拘束力よりも低い磁気的拘束力を備えており、
前記現像ローラは、筒状のスリーブ基材と、該スリーブ基材の外周面に積層された中間層と、該中間層の上に積層された表層とを有する現像スリーブを含み、
前記中間層は、磁性を有する層であり、
前記表層は、前記中間層よりも高い硬度を有する現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記中間層は、前記第２領域においては、前記磁気的拘束力を発揮することが可能な程度の磁性を備えた強磁性金属層であり、
前記第１領域においては、前記強磁性金属層の前記磁性よりも弱い磁性を備えた弱磁性金属層である現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記強磁性金属層および前記弱磁性金属層は共に、リンを含有するニッケルめっき層であり、
前記強磁性金属層は、前記弱磁性金属層よりも低いリン含有率を有する現像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の現像装置において、
前記強磁性金属層の前記リン含有率は、５％以下である現像装置。
【請求項５】
トナー像が形成される像担持体と、
磁性トナーを含有する現像剤を前記像担持体に搬送して、前記像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、
を備え、
前記現像装置として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置が用いられている画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性トナーを含有する現像剤を所定の像担持体に供給してトナー像を形成する現像装置、およ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。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式を利用する画像形成装置の現像装置は、現像剤を感光体ドラム等の像担持体上に搬送してトナー像を該像担持体上に形成する現像ローラと、現像剤の外部への漏出を抑制するシール部材とを含む（特許文献１）。現像ローラは、周方向に沿って配列された複数の磁極を内蔵しており、磁性トナーを、複数の磁極の磁力を利用して像担持体に搬送する。シール部材は、現像ローラの軸方向両端部のそれぞれに対して対向配置されていると共に、現像ローラが内蔵する複数の磁極との間で磁界を形成し、磁界において磁性トナーを磁気的に拘束することにより、磁性トナーの外部への漏出を抑制する。
【０００３】
特許文献１の現像装置では、現像ローラの軸方向に延びる各磁極の長手方向端部が、シール部材の内側端部と外側端部との間に位置するように複数の磁極およびシール部材を構成している。この構成により、シール部材と磁極との間の磁界の強度が上がるので、磁性トナーに対する磁気的拘束力が大きくなる。これにより、磁性トナーの外部への漏出を抑制するシール性能が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３９６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の現像装置は、現像ローラに内蔵された複数の磁極とシール部材との間で形成される磁界を利用して磁性トナーの漏出を抑制する構成を採用している。そのため、磁極間の角度は、磁極とシール部材との間で所望の磁界強度が得られるように調整されている。しかしながら、感光体ドラムの配置等の装置全体のレイアウト的な制限により、磁極間の角度を、シール性能の観点からは適切に調整できない場合がある。
【０００６】
特に、感光体ドラムの配置に制限がある場合、現像ローラ上で磁性トナーの層厚を調整するための磁極と、磁性トナーを現像ローラ上に担持させるための磁極との間の角度が大きくなる場合がある。その場合、一方の磁極の磁束分布と他方の磁極の磁束分布との間の境界において磁束密度が低下する。そのため、磁界の強度が低下し、シール性能が低下する。その結果、磁性トナーの漏出が起こり得る。
【０００７】
そのような磁束密度の低下を補うために、追加の磁極を設けることが考えられるが、その構成の場合、コストアップが避けられない。特にローコストのプリンタ等の画像形成装置では、磁極の数を必要最低限に抑えることが要求されている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、現像ローラに内蔵される磁極間の角度が大きくなる場合であってもトナー漏出のシール性能を確保することが可能な現像装置、およ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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、ハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に配置された現像ローラであって、周方向に沿って配列された複数の磁極を内蔵し、回転に伴い、磁性トナーを含有する現像剤を、前記複数の磁極の磁力を利用して所定の像担持体に搬送することにより、前記所定の像担持体上にトナー像を形成する現像ローラと、前記ハウジング内で前記現像ローラとの間に隙間が形成された状態で前記現像ローラに対向配置されていると共に、前記隙間において前記複数の磁極との間で磁界を形成し、前記磁界において前記磁性トナーを磁気的に拘束することにより、前記磁性トナーの外部への漏出を抑制するシール部材とを含み、前記現像ローラは、前記所定の像担持体に対向する第１領域と、前記シール部材に対向する第２領域とを含み、前記第２領域は、前記磁性トナーを磁気的に拘束する磁気的拘束力を備えており、前記第１領域は、前記第２領域の前記磁気的拘束力よりも低い磁気的拘束力を備えており、前記現像ローラは、筒状のスリーブ基材と、該スリーブ基材の外周面に積層された中間層と、該中間層の上に積層された表層とを有する現像スリーブを含み、前記中間層は、磁性を有する層であり、前記表層は、前記中間層よりも高い硬度を有する。
【００１０】
本発明に係る現像装置によれば、現像ローラにおけるシール部材に対向する第２領域は、磁性トナーを磁気的に拘束する磁気的拘束力を備えている。そのため、現像装置のレイアウト的な制限により、現像ローラに内蔵されている複数の磁極間の角度が大きくなり、磁極とシール部材との間の磁界の強度が低下しても、つまり、シール部材の磁気的拘束力が低下しても、第２領域の磁気的拘束力により、磁性トナーを、第２領域とシール部材との間で磁気的に拘束することができる。これにより、現像装置のシール性能が確保される。
【００１１】
しかも、トナー像が形成される所定の像担持体に対向する第１領域は、第２領域の磁気的拘束力よりも低い磁気的拘束力を備えているので、第１領域上に担持されている磁性トナーは、第１領域の磁気的拘束力によって大きく阻害されることなく、所定の像担持体に移動することができる。これにより、所定の像担持体上に良好なトナー像を形成することが確保できる。
【００１２】
このように、本発明に係る現像装置は、第２領域に強い磁気的拘束力を持たせることで、現像装置のレイアウト的な制限に影響されずにシール性能を確保することができると共に、第１領域の磁気的拘束力を低いレベルに抑えることで、良好なトナー像の形成を確保する。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態では、前記中間層は、前記第２領域においては、前記磁気的拘束力を発揮することが可能な程度の磁性を備えた強磁性金属層、前記第１領域においては、前記強磁性金属層の前記磁性よりも弱い磁性を備えた弱磁性金属層である。
【００１４】
この構成によれば、第２領域には、強磁性金属層が形成されているので、磁性トナーに対する磁気的拘束力を容易に確保することができる。一方、第１領域には、弱磁性金属層が形成されているので、磁性トナーの所定の像担持体への円滑な移動を容易に確保することができる。
【００１５】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記強磁性金属層および前記弱磁性金属層は共に、リンを含有するニッケルめっき層であり、前記強磁性金属層は、前記弱磁性金属層よりも低いリン含有率を有する。
【００１６】
この構成によれば、強磁性金属層および弱磁性金属層は共に、ニッケルめっき層であり、リンを含有している。リンの含有率は両金属層の磁性の度合いに影響する要素である。リンの含有率が低くなるにつれ、磁性が強くなり、リンの含有率が高くなるにつれ、磁性が弱くなる。上記構成では、強磁性金属層は、弱磁性金属層よりも低いリン含有率を有する。このように、リン含有率を適宜設定することで、強磁性金属層に強い磁気的拘束力を付与することが容易となり、かつ、磁性トナーの所定の像担持体への搬送性を確保することが容易となる。
【００１７】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記強磁性金属層の前記リン含有率は、５％以下である。
【００１８】
この構成によれば、強磁性金属層に強い磁気的拘束力を確実に付与することができ、現像ローラの磁極間の角度が大きくなった場合であっても、現像装置のシール性能の信頼性を確保できる。
【００１９】
本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、磁性トナーを含有する現像剤を前記像担持体に搬送して、前記像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置とを含み、前記現像装置として、上記構成の現像装置が用いられている。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置は、構成のレイアウト的な制限に影響されずにシール性能を確保することができる現像装置を有している。これにより、画像形成装置の設計の自由度が高くなると共に、磁性トナーが漏出することによって起こり得る装置内汚染が抑制される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る現像装置および画像形成装置によれば、現像ローラに内蔵される磁極間の距離が大きくなる場合であってもトナー漏出のシール性能を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】画像形成装置の内部構造を概略的に示す図である。
【図２】画像形成装置に用いられる現像装置の内部構成を示す図である。
【図３】現像スリーブ２４を感光体ドラム１０側から見た図である。
【図４】図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図５】現像装置の現像スリーブを断面で示す模式図である。
【図６】図５においてサークルで囲った部分の拡大図であり、現像スリーブの３層構造を示す。
【図７】現像スリーブの斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図９】リン含有率と飽和磁束密度との間の関係を示す図である。
【図１０】現像スリーブに内蔵されている複数の磁極の磁束分布を示す模式図である。
【図１１】従来の構成の現像装置においてシール部材のシール性能をテストするために行った実験の結果を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る現像装置におけるトナー漏出の抑制動作を模式的に説明するための図である。
【図１３】本実施形態に係る現像装置においてシール部材のシール性能をテストするために行った実験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を詳しく説明する。尚、本発明の一実施形態として、以下の説明では、画像形成装置としてモノクロタイプのプリンタを示すが、本発明は、これに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの他の画像形成装置にも適用可能である。
【００２４】
図１は、画像形成装置１の内部構造を概略的に示す図である。画像形成装置１は、外部（例えばパーソナルコンピュータ）からの画像データに基づいてシートＰ上にトナー像を形成する画像形成部４と、シートＰ上に形成されたトナー像を加熱してシートＰ上に定着させる定着部５と、シートＰを収容する給紙カセット７と、シートＰが排出される排紙トレイ１２と、給紙カセット７から画像形成部４および定着部５を経由して排紙トレイ１２に向けてシートＰを搬送する搬送路６と、画像形成装置１の図１における右側面に設けられた手差しトレイ３と、各種のメニューを設定する複数のメニュー設定キー等が配置された操作部（図示せず）とを含む。
【００２５】
画像形成部４は、感光体ドラム１０（像担持体）と、感光体ドラム１０に帯電処理を実行する帯電器４２と、帯電された感光体ドラム１０にレーザ光Ｌを照射して、静電潜像を形成する露光器４３と、感光体ドラム１０に形成された静電潜像にトナーを静電付着させ、トナー像を顕像化する現像装置２０と、内部に充填されたトナーを現像装置２０へ供給するトナーカートリッジ４５と、現像されたトナー像をシートＰに転写する転写ローラ４６（転写部材）と、感光体ドラム１０のドラム表面上に残留するトナーを除去並びに回収するトナー除去器４７とを含む。なお、感光体ドラム１０の回転方向（図１では時計回りの方向）から見て、帯電器４２、現像装置２０、転写ローラ４６、トナー除去器４７の順に、感光体ドラム１０の周方向に沿って配置されている。また、露光器４３は、帯電器４２の上方に配置されている。
【００２６】
感光体ドラム１０は、例えば、アルミニウム製シリンダの表面に正帯電性光導電体であるアモルファスシリコン層が蒸着された感光体を有するドラムである。
【００２７】
帯電器４２は、例えば帯電ローラ５０を含む。帯電ローラ５０は、直流電圧と交流電圧が重畳された所定の基準帯電電圧（基準帯電バイアス）をドラム表面に印加することにより、ドラム表面の表面電位を均一に帯電させる。
【００２８】
露光器４３は、外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等から入力された画像データに基づくレーザ光Ｌを感光体ドラム１０のドラム表面に導くポリゴンミラー（図示せず）を有している。ポリゴンミラーは、所定の駆動源によって回転しつつ、感光体ドラム１０のドラム表面上にレーザ光Ｌを走査して、ドラム表面に静電潜像を形成する。現像装置２０は、静電潜像にトナーを供給してドラム表面上にトナー像を形成する現像動作を行う。
【００２９】
転写ローラ４６は、搬送路６において感光体ドラム１０のドラム表面に圧接されており、転写ローラ４６とドラム表面との間には、ニップ部Ｎが形成されている。転写ローラ４６には、ドラム表面の表面電位とは逆極性の電圧が印加されるので、ドラム表面上のトナー像は、シートＰがニップ部Ｎを通過する際にシートＰ上に転写される。ニップ部Ｎを通過したシートＰは搬送路６を通って定着部５に搬送される。
【００３０】
定着部５において、シートＰ上のトナー像が該シートＰ上に加熱定着された後、シートＰは搬送路６を通って排紙トレイ１２に搬送される。
【００３１】
以下、現像装置２０について、図１に加え、図２を参照しながら詳述する。図２は、現像装置２０の内部構成を示す図である。現像装置２０は、帯電性を備えた磁性のトナーを含む１成分現像剤を使用するものであって、図１および図２に示すように、該現像装置２０の内部空間を画定する現像容器２１と、現像剤を貯留する現像剤貯留部１１と、感光体ドラム１０のドラム表面に対向する現像ローラ２２と、規制ブレード３０と、シール部材３８とを、基本的な構成要素として含む。なお、現像装置２０は、非磁性体のトナーと磁性体のキャリアとを含む２成分現像剤を用いることもできる。
【００３２】
現像容器２１（ハウジング）は、底フレーム２１ｂと、底フレーム２１ｂを上方から覆う本体フレーム２１ａとを含み、これらの両フレーム２１ａ，２１ｂ間において内部空間が画定されている。
【００３３】
現像剤貯留部１１は、内部空間の大部分を占めて現像剤を貯留する現像剤貯留空間Ｓと、現像剤貯留空間Ｓにおいて底フレーム２１ｂに形成され、現像装置２０の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤循環路１４，１５とを含む。
【００３４】
現像剤循環路１４，１５は、例えばアルミニウム等の金属からなる仕切り板１７によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両端部において互いに連通されている。各現像剤循環路１４，１５には、回転により現像剤を攪拌しつつ搬送するスクリューフィーダ１８，１９が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ１８，１９は、搬送方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤循環路１４および現像剤循環路１５間を攪拌されつつ搬送される。現像剤貯留部１１は、トナーカートリッジ４５から図略の補給口を介してトナーを現像剤貯留空間Ｓ内に受け入れる。
【００３５】
現像ローラ２２は、感光体ドラム１０に現像剤を搬送して感光体ドラム１０上にトナー像を形成するローラ部材であって、感光体ドラム１０のドラム表面との間に０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの隙間が形成された状態で感光体ドラム１０に対向配置されている。現像ローラ２２は、現像装置２０の長手方向（つまり、感光体ドラム１０の軸方向）に延びる筒状の現像スリーブ２４と、現像スリーブ２４を図２では反時計回りの方向に回転させる図略の回転軸とを含むローラ部材である。現像スリーブ２４は、現像剤循環路１４から現像剤を受け取って外周面３６上に担持し、回転に伴い、現像剤を後述する規制ブレード３０、感光体ドラム１０の順に搬送する。
【００３６】
現像スリーブ２４の内部には、磁石ロール２５が内蔵されている。磁石ロール２５は、現像スリーブ２４の長手方向に延び、現像スリーブ２４の内周面との間で微小隙間が形成された状態で支持軸２８に固定的に支持されている。
【００３７】
磁石ロール２５には、汲上極２７が形成されている。汲上極２７は、現像スリーブ２４を介して現像剤循環路１４に対向配置された磁極、例えばＮ極である。汲上極２７は、現像剤循環路１４内のトナーを、回転している現像スリーブ２４の外周面３６上に磁気的に付着させ、現像剤層として外周面３６上に担持させる。トナーは、現像スリーブ２４の回転に伴って規制部Ｒに向けて搬送される。
【００３８】
規制部Ｒは、外周面３６上の現像剤層の層厚を薄層化かつ均一化するために設けられている。規制部Ｒは、規制ブレード３０、規制極２９および磁石部材３５から構成されている。
【００３９】
規制ブレード３０は、現像スリーブ２４の上方位置で現像スリーブ２４に対向した状態で配設され、現像スリーブ２４の長手方向に延びる薄板状のＳＵＳ部材である。規制ブレード３０は、現像スリーブ２４に向かって延びる先端部３１を有しており、先端部３１の先端面と現像スリーブ２４の外周面３６との間に０．３ｍｍ程度の規制ギャップＧ１が形成されている。
【００４０】
規制極２９は、規制ブレード３０の先端面に対向するように磁石ロール２５に形成された磁極、例えばＳ極である。磁石部材３５は、現像スリーブ２４の回転方向から見た規制ブレード３０の上流面に接合され、現像スリーブ２４の長手方向に延びる板状の磁石である。磁石部材３５は、現像スリーブ２４に向かって延びる先端部を有しており、先端部には、規制極２９と同極性の磁極、例えばＳ極が形成されている。
【００４１】
規制ブレード３０の先端部３１には、規制極２９の磁界および磁石部材３５の磁界により、規制極２９および磁石部材３５の先端部とは逆の磁極、例えばＮ極が誘起されており、規制ブレード３０、規制極２９および磁石部材３５間には、磁路、いわゆる磁気シールドが形成されている。現像剤層は、現像スリーブ２４の回転に伴って規制部Ｒに到達すると、磁気シールドの磁界によって規制ギャップＧ１において磁気的に拘束されつつ、規制ブレード３０によって穂切りされる。これにより、現像剤層の層厚が適正に調整される。
【００４２】
現像剤層中のトナーは、現像スリーブ２４の外周面３６上に担持されるときに外周面３６と摩擦接触するので、例えばプラスに帯電する。また、トナーは、規制部Ｒによって規制されるときにも規制ブレード３０と摩擦接触することで帯電する。規制された現像剤層中のトナーは、そのように帯電された状態で現像スリーブ２４の回転に伴って感光体ドラム１０に向けて搬送される。
【００４３】
磁石ロール２５には、汲上極２７および規制極２９に加え、搬送極３９が形成されている。搬送極３９は、現像スリーブ２４を介して感光体ドラム１０に対向する磁極、例えばＮ極である。搬送極３９は、その磁力線が感光体ドラム１０に集中するように配置されている。規制部Ｒを通過したトナーは、搬送極３９の磁力によって、かつ、現像スリーブ２４に印加される現像バイアスと感光体ドラム１０に印加されるドラムバイアスとの電位差によって感光体ドラム１０のドラム表面の静電潜像に付着する。これにより、ドラム表面上にトナー像が形成される。
【００４４】
シール部材３８は、現像容器２１の内部から、特に、トナーを担持する現像スリーブ２４からトナーが外部に漏出することを抑制するための部材である。シール部材３８について、図２に加え、図３および図４を参照しながら説明する。図３は、現像スリーブ２４を感光体ドラム１０側から見た図であり、図４は、図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【００４５】
シール部材３８は、現像容器２１の内部空間に向かって、かつ現像スリーブ２４の外周面３６に沿って湾曲した形状を有し、現像スリーブ２４の軸方向端部に対向配置されている。図示は省略するが、現像スリーブ２４の他方の軸方向端部にもシール部材３８が対向配置されている。シール部材３８の内周面と現像スリーブ２４の外周面３６との間には、外周面３６に沿って約０．５ｍｍの隙間Ｇ２が形成されている。シール部材３８における現像スリーブ２４の周方向から見た一方の端部３８１は、現像容器２１の内部空間側から規制ブレード３０に対向している。シール部材３８における他方の端部３８２は、現像容器２１の内部空間側から感光体ドラム１０に対向している。
【００４６】
磁石ロール２５には、汲上極２７、規制極２９および搬送極３９に加え、トナー飛散防止用の飛散防止極３７が形成されている。飛散防止極３７は、支持軸２８を挟んで規制極２９とは反対側に位置する磁極、例えばＳ極である。このように、磁石ロール２５には、４つの磁極２７，２９，３７，３９が現像スリーブ２４の内周面に沿って配列されている。
【００４７】
シール部材３８は、ＳＥＣＣ（電気亜鉛めっき鋼板）等の磁性材料から形成されている。シール部材３８は、現像スリーブ２４を介して磁石ロール２５の汲上極２７、規制極２９および飛散防止極３７と対向しているため、汲上極２７、規制極２９および飛散防止極３７の磁力によって磁化され、それらの磁極２７，２９，３７との間で磁界を形成する。シール部材３８は、その磁界の作用により、トナーを、現像スリーブ２４の軸方向端部における外周面３６とシール部材３８との間の隙間Ｇ２において磁気的に拘束する。そのため、現像スリーブ２４の外周面３６上に担持されているトナーが、現像スリーブ２４の軸方向端部から外部に漏出することが抑制される。
【００４８】
次に、図５を参照して現像スリーブ２４について参照する。図５は、現像スリーブ２４を断面で示す模式図である。同図に示すように、現像スリーブ２４は、筒状のスリーブ基材３２と、スリーブ基材３２の外周面３６上に積層されたニッケルめっき層３３と、ニッケルめっき層３３上に積層されたクロムめっき層３４とを含む３層構造を有する。
【００４９】
スリーブ基材３２は、アルミニウム等の非磁性金属から形成された素管である。ニッケルめっき層３３は、無電解めっき加工によって外周面３６上に形成されている。ニッケルめっきの種類は、ニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）である。ニッケルめっき層３３の層厚は、０．３μｍ〜１０μｍの範囲におけるいずれかの値に設定されている。
【００５０】
クロムめっき層３４は、電解めっき加工によって形成されている。クロムめっき層３４は、ニッケルめっき層３３よりも高い硬度（ビッカース硬度）を有する。また、クロムめっき層３４の層厚は、０．０６μｍ〜０．２μｍの範囲におけるいずれかの値に設定されている。クロムとしては、３価のクロムであることが好ましい。
【００５１】
図６は、図５においてサークルで囲った部分ＣＡの拡大図である。同図に示すように、スリーブ基材３２の外周面３６には、ブラスト処理等によって凹凸が形成されている。外周面３６の表面粗さＲｚは、トナーの平均粒子径に応じて設定されている。具体的には、外周面３６の表面粗さＲｚは、トナーの平均粒子径よりも若干大きく設定されている。平均粒子径が７．１μｍのトナーを用いる場合、外周面３６の表面粗さＲｚは、十点平均粗さで７．５μｍ程度に設定される。
【００５２】
ニッケルめっき層３３は、スリーブ基材３２の外周面３６の凹凸に沿って形成されている。また、上層３４は、ニッケルめっき層３３を介してスリーブ基材３２の外周面３６の凹凸に沿うように形成されている。ニッケルめっき層３３および上層３４の外周面３６上への形成に起因する凹凸の度合い（表面粗さＲｚ）の低下は極力抑制されている。
【００５３】
図７は、現像スリーブ２４の斜視図である。現像スリーブ２４は、回転に伴い、感光体ドラム１０のドラム表面に対向する第１領域Ａ１と、シール部材３８に対向する第２領域Ａ２とを有する。第２領域Ａ２は、現像スリーブ２４の軸方向両端部のそれぞれに設定されている。第１領域Ａ１は、一対の第２領域Ａ２間に設定されている。
【００５４】
図８は、図７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した断面図である。現像スリーブ２４の外周面３６上に積層されたニッケルめっき層３３は、第１領域Ａ１から第２領域Ａ２にわたって延在している。そして、本実施形態では、ニッケルめっき層３３は、第１領域Ａ１に対応する第１部分３３１と第２領域Ａ２に対応する第２部分３３２とではリンの含有率を異ならせている。
【００５５】
具体的には、ニッケルめっき層３３の第２部分３３２は、第１部分３３１よりも、リン含有率が小さく設定されている。リン含有率は、第１部分３３１および第２部分３３２の磁性の度合いに影響する要素である。リン含有率が小さくなるにつれ（つまり、ニッケルの純度が高くなるにつれ）、ニッケルめっきの磁性が強くなる。一方、リン含有率が大きくなるにつれ、ニッケルめっきはアモルファスとなって結晶性が低下するため、その磁性は弱くなる。飽和磁化の観点から言えば、リン含有率が大きくなると、ニッケルめっきの飽和磁化が低下し、リン含有率が小さくなると、ニッケルめっきの飽和磁化が高くなる。
【００５６】
本実施形態では、第２部分３３２では、リン含有率を５％以下に設定している（つまり、ニッケルの純度を９５％以上に設定している）。これに対し、第１部分３３１では、５％を超えて設定されている。そのため、第２部分３３２は、強い磁性を備えた強磁性金属層として構成され、第１部分３３１は、第２部分の磁性よりも弱い磁性を備えた弱磁性金属層として構成されている。
【００５７】
したがって、弱磁性金属層３３１と強磁性金属層３３２とでは、飽和磁化が異なる。図９は、リン含有率と飽和磁束密度との間の関係を示す図である。図９に示すように、リン含有率が大きくなるにつれ、ニッケルめっきの飽和磁束密度が低下し、一方、リン含有率が小さくなるにつれ、ニッケルめっきの飽和磁束密度が増加する。
【００５８】
本実施形態では、強磁性金属層３３２は弱磁性金属層３３１よりも高い飽和磁束密度を備える。したがって、強磁性金属層３３２は、現像スリーブ２４に内蔵されている汲上極２７、規制極２９および飛散防止極３７の各磁力により、弱磁性金属層３３１よりも磁化されやすい。そのため、強磁性金属層３３２は、現像スリーブ２４の外周面３６に担持されるトナーに対して作用させる磁力が、弱磁性金属層３３１の磁力よりも大きい。これにより、強磁性金属層３３２は、外周面３６に担持されているトナーを該外周面３６に磁気的に拘束する（付着させる）磁気的拘束力が、弱磁性金属層３３１の磁気的拘束力よりも高い。
【００５９】
ところで、上記構成の現像装置２０では、汲上極２７、規制極２９、搬送極３９および飛散防止極３７は、現像スリーブ２４から感光体ドラム１０へのトナーの搬送性や、シール部材３８のシール性能等を考慮して、各磁極２７，２９，３７，３９の磁力、磁極２７，２９，３７，３９間の角度等が適宜設定されている。ところが、汲上極２７、規制極２９、搬送極３９および飛散防止極３７は、現像装置２０のレイアウトや画像形成装置１全体のレイアウトの制限により、例えば感光体ドラム１０の配置の制限により、磁極２７，２９，３７，３９間の角度、例えば汲上極２７と規制極２９との間の角度α（図４）が大きくなる場合がある。汲上極２７および規制極２９間の角度αとは、現像スリーブ２４（すなわち磁石ロール２５）の回転中心から見て現像スリーブ２４の周方向に離間している角度である。
【００６０】
図１０は、現像スリーブ２４の磁極２７，２９，３７，３９の磁束分布を示す模式図である。図１０では、磁束分布は一点鎖線で示している。汲上極２７および規制極２９間の角度αが大きくなると、図１０に示すように、汲上極２７の磁束分布と規制極２９の磁束分布との間の境界ＭＢにおいて磁束密度が大きく低下する。そのため、境界ＭＢでは磁界の強度が低下する。これにより、シール部材３８における境界ＭＢに対応する部分の磁気的拘束力（シール性能）が低下する。その結果、前記対応部分からトナーの外部への漏出が起こり得る。
【００６１】
図１１は、従来の構成の現像装置においてシール部材のシール性能をテストするために行った実験の結果を示す図である。実験では、汲上極および規制極間の角度（図１０における角度α）の変化に対するシール部材のシール性能が評価された。以下に実験の条件を箇条書きにて示す。
現像スリーブの外径：２０ｍｍ
現像スリーブの回転速度：４９６ｍｍ／ｓ
トナー：磁性トナー
トナーの平均粒子径：７．１μｍ
規制ブレード：ＳＵＳ４３０
現像スリーブの表面粗さ：７．５μｍ
汲上極の磁力：８５ｍＴ
規制極の磁力：９０ｍＴ
搬送極の磁力：８９ｍＴ
剥離極の磁力：８０ｍＴ
実験では、現像装置を３０分間トナー無消費で連続駆動させた後、シール部材のシール性能が評価された。また、汲上極と規制極との間の角度は５０度〜１６０度の間で変化させた。評価は１〜５の５段階で行われた。
１：完全にシールできている（シール部材のエッジ部分でトナーを遮断している）。
２：シールはできているが、トナーが若干シール部材の内部に入り込んでいる。
３：現像スリーブの軸方向端部はトナーで汚れるが、トナーの漏出は無い。
４：若干のトナー漏出がある。
５：シール部材がシール性能を果たしていない。
【００６２】
図１１に示すように、汲上極および規制極間の角度が大きくなるにつれ、シール部材のシール性能が悪化していることが確認された。これは、上述したように、汲上極および規制極間の角度が大きくなるにつれ、汲上極の磁束分布と規制極の磁束分布との境界において磁束密度が低下するためである。このように、シール部材のシール性能は、磁極間の角度に依存していることが確認された。
【００６３】
しかしながら、本実施形態に係る現像装置２０では、磁極間の角度に影響されず、つまり、現像装置２０や画像形成装置１全体のレイアウトに影響されず、トナーの漏出を抑制することが可能である。図１２を用いて、現像装置２０におけるトナー漏出の抑制動作について説明する。
【００６４】
すなわち、上述したように、現像スリーブ２４におけるシール部材３８に対向する第２領域Ａ２には、リン含有率が５％以下のニッケルめっきからなる強磁性金属層３３２が形成されている。強磁性金属層３３２は、トナーを磁気的に拘束する磁気的拘束力が強い。現像装置２０や画像形成装置１全体のレイアウト的な制限により、例えば汲上極２７および規制極２９間の角度α（図１０）が大きくなり、汲上極２７および規制極２９とシール部材３８との間の磁界の強度が低下すると、シール部材３８のトナーに対する磁気的拘束力が低下する。そのため、現像スリーブ２４の軸方向端部からトナーＴ２が外部に漏出しようとする。
【００６５】
しかしながら、強磁性金属層３３２の作用により、トナーＴ２は現像スリーブ２４の外周面３６上に磁気的に拘束される。特に、汲上極２７の磁束分布と規制極２９の磁束分布との間の境界ＭＢ（図１０）に対応する、外周面３６の部分上のトナーＴ２が、強磁性金属層３３２によって磁気的に拘束される。これにより、トナーＴ２は、外周面３６とシール部材３８との間に磁気的に拘束され、トナーＴ２の外部への漏出が抑制される。その結果、現像装置２０のシール性能が確保される。このように、現像ローラ２２の強磁性金属層３３２は、シール部材３８の磁気的拘束力を補ってトナーＴ２の漏出を抑制する。
【００６６】
しかも、現像スリーブ２４における感光体ドラム１０に対向する第１領域Ａ１には、弱磁性金属層３３１が形成されている。弱磁性金属層３３１は、リン含有率が５％を超えているので、図９に示すように、磁性の度合いが強磁性金属層３３２よりも大きく低下している。そのため、弱磁性金属層３３１のトナーの磁気的拘束力は、強磁性金属層３３２の磁気的拘束力よりもかなり弱い。したがって、第１領域Ａ１において外周面３６上に担持されているトナーＴ１は、弱磁性金属層３３１の磁気的拘束力によって大きく阻害されることなく、感光体ドラム１０に円滑に移動することができる。これにより、感光体ドラム１０上に良好なトナー像を形成することが確保できる。
【００６７】
このように、本実施形態に係る現像装置２０は、現像スリーブ２４の第２領域Ａ２において、強い磁気的拘束力を備えた強磁性金属層３３２を形成することで、現像装置２０や画像形成装置１全体のレイアウト的な制限に影響されずにシール性能を確保することができると共に、現像スリーブ２４の第１領域Ａ１において低いレベルの磁気的拘束力を備えた弱磁性金属層３３１を形成することで、良好なトナー像の形成を確保する。
【００６８】
また、本実施形態に係る現像装置２０では、強磁性金属層３３２および弱磁性金属層３３１を形成するためにニッケルめっきを用い、かつ、ニッケルめっき中のリン含有率を適宜設定しているので、強磁性金属層３３２および弱磁性金属層３３１の磁性の度合いを調整することが容易である。
【００６９】
さらに、強磁性金属層３３２は５％以下のリン含有率に設定されているので、磁極間の角度（例えば汲上極２７および規制極２９間の角度α）が大きくなった場合であっても、強磁性金属層３３２に、強い磁気的拘束力を容易かつ確実に付与することができる。一方、弱磁性金属層３３１のリン含有率を、５％を超える範囲で適宜設定することにより、トナーの感光体ドラム１０への円滑な搬送性を容易に確保することができる。
【００７０】
次に、本実施形態に係る現像装置２０を用いて行った実験について図１３を参照しながら説明する。実験は、現像装置２０全体のシール性能をテストするために行われた。実験では、実施例１、実施例２および比較例１が用いられた。実施例１では、強磁性金属層３３２のリン含有率が２％に設定され、実施例２では、リン含有率が４％に設定され、一方、比較例１では、リン含有率が６％に設定された。また、実験では、実施例１、実施例２および比較例１のそれぞれにつき、汲上極２７および規制極２９間の角度α（図１０）を５０度〜１６０度の範囲で変化させた場合のシール性能が評価された。
【００７１】
以下に実験の条件を箇条書きにて示す。
現像スリーブの外径：２０ｍｍ
現像スリーブの回転速度：４９６ｍｍ／ｓ
トナー：磁性トナー
トナーの平均粒子径：７．１μｍ
規制ブレード：ＳＵＳ４３０
現像スリーブの表面粗さ：７．５μｍ
汲上極の磁力：８５ｍＴ
規制極の磁力：９０ｍＴ
搬送極の磁力：８９ｍＴ
剥離極の磁力：８０ｍＴ
【００７２】
実験では、現像装置を３０分間トナー無消費で連続駆動させた後、シール性能が評価された。また、汲上極２７および規制極間の角度αは５０度〜１６０度の間で変化させた。評価は１〜５の５段階で行われた。
１：完全にシールできている（シール部材のエッジ部分でトナーを遮断している）。
２：シールはできているが、トナーが若干シール部材の内部に入り込んでいる。
３：現像スリーブの軸方向端部はトナーで汚れるが、トナーの漏出は無い。
４：若干のトナー漏出がある。
５：シール部材がシール性能を果たしていない。
【００７３】
図１３に示すように、実施例１では、角度αが１６０度まで大きくなった場合であっても、シール性能が良好であったことが確認された。また、実施例２では、角度αが１４０度〜１６０度の範囲において現像スリーブの外周面が若干汚れたものの、トナーの漏出は発生せず、シール性能が良好であったことが確認された。これは、強磁性金属層３３２のリン含有率が５％以下に設定されていたため、角度αが大きくなってシール部材のシール性能が低下しても、その低下分が、強磁性金属層３３２の磁気的拘束力によって補われたためと考えられる。
【００７４】
一方、比較例１では、角度αが１６０度に設定されたときにトナーの漏出が確認された。これは、強磁性金属層のリン含有率が６％であったため、シール部材のシール性能の低下分が、強磁性金属層の磁気的拘束力によって補われなかったためと考えられる。
【００７５】
以上の結果から、強磁性金属層３３２のリン含有率を５％以下に設定することで、汲上極２７および規制極２９間の角度αが１６０度に大きく設定された場合であっても、現像装置全体のシール性能を確保できることが確認された。
【符号の説明】
【００７６】
１  画像形成装置
１０  感光体ドラム
２０  現像装置
２２  現像ローラ
２４  現像スリーブ
３２  スリーブ基材
３３  ニッケルめっき層
３３１  弱磁性金属層
３３２  強磁性金属層
３４  クロムめっき層
３６  外周面
３８  シール部材
Ａ１  第１領域
Ａ２  第２領域
【図１】
0005526048.tif 000002
【図２】
0005526048.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005526048.tif 000007
【図７】
0005526048.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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