(57)【要約】【課題】  上下溝スリーブ間で現像剤を劣化させることなく、上流スリーブ８Ａから下流スリーブ８Ｂへ効率良く現像剤の受け渡しを行うことができる現像装置を提供する。【解決手段】  上流スリーブ８Ａの溝部上流の面のスリーブ表面に対する傾斜角度を下流スリーブ８Ｂの溝部上流の面のスリーブ表面に対する傾斜角度より小さくする。こうすることで上下溝スリーブ間での搬送力の差を大きくすることができ、上流スリーブ８Ａから下流スリーブ８Ｂへ効率良く現像剤の受け渡しを行うことができる。【選択図】  図４
2014106419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の溝部を表面に備え、少なくとも磁性粒子を含む現像剤を表面に磁力で担持して像担持体と対向する第１の現像領域に現像剤を搬送する第１の現像剤担持体と、
複数の溝部を表面に備え、前記第１の現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転するように設けられ、前記第１の現像剤担持体との対向部において前記第１の現像剤担持体から現像剤を受け取るとともに、該受け取った現像剤を表面に磁力で担持させて前記像担持体と対向する第２の現像領域へ搬送する第２の現像剤担持体と、を有する現像装置であって、
前記第１の現像剤担持体の溝部の回転方向上流側の面が前記第１現像剤担持体の法線方向とのなす角度θ１が、前記第２の現像剤担持体の溝部の回転方向上流側の面が前記第２現像剤担持体の法線方向とのなす角度θ２よりも大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第２の現像剤担持体の溝部は、回転方向下流の面の方が回転方向上流側の面よりも前記第２現像剤担持体の法線方向とのなす角が大きいことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記溝部の深さは、４０μｍ以上８０μｍ以下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。
【請求項４】
少なくとも前記第２の現像剤担持体の溝部は、底部の形状が円弧形状であり、側部は傾斜部を有することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
少なくとも前記第２の現像剤担持体の溝部は、溝部の底部が平面であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
角度差θ１−θ２は、１０°以上３０°以下であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記溝部は断面がＶ字形状であり、溝部の底部の角度は、６０°以上１２０°以下であることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。詳しくは、複数の現像剤担持体間で現像剤を受け渡す現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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ており、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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
ところで、近年このような電子写真方式の画像形成装置の高速化が進んでいる。そこで、この高速化に対する現像装置としては、特許文献１に記載されているような２成分磁気ブラシを用いた現像装置の現像スリーブを複数にすることで現像機会の増加を狙ったものが提案されている。特許文献１では、図１のようにブレードを備えた上流現像スリーブとその下方に配置された下流現像スリーブが同一方向に回転しながら現像剤を受渡し搬送することでツインスリーブを有しながらも小型化を実現している。
【０００７】
この２成分現像剤を用いたツイン現像スリーブに関して特許文献２では、図１１のように上下スリーブの受け渡し極における磁気力を規定することで、上下スリーブ間での滞留を抑制する技術が提案されている。
【０００８】
しかし、近年の高速化に伴い、ブラスト処理のスリーブが耐久で摩耗してくると高速回転で現像剤が表面上をスリップし、受け渡し効率が悪化したり、スリーブ間における現像剤の滞留によってスリーブ削れが促進したりする問題が起きている。そこで耐久を通じて搬送能力を確保するために、現像スリーブ外周面上で現像剤を搬送する複数個の溝を設けた溝スリーブが採用されている。このツイン現像方式の溝スリーブに関する特許として、特許文献３では、図１２のように上下の溝スリーブで溝群の全体積量を上流スリーブより下流スリーブの方を大きくすることで相対的に下流スリーブの搬送量を大きくして滞留を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３２３０５２
【特許文献２】特開２００７−７２２２１
【特許文献３】特開昭６０−０６１７７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来のように溝群の全体積量を上流スリーブより下流スリーブの方を単に大きくしただけでは溝一本一本の受け渡し効率を効果的に高めることはできない。そのため、上流スリーブから下流スリーブへ現像剤を受け渡す際にスリーブ間で現像剤が滞留し、スリーブ間で摺擦されることで現像剤を劣化させてしまう可能性がある。例えば、下流スリーブの溝本数を単に多くして受渡し効率をあげようとした場合、上下スリーブ間に滞留した剤に対する溝の通過回数が多くなり、劣化する可能性がある。劣化したトナーがスリーブの溝部に蓄積、汚染して搬送性が低下してしまう懸念がある。また、溝部にある程度汚染したトナーがいても搬送性を確保できるように溝深さを深くする構成も考えられる。しかしながら、溝深さを深くし過ぎると、下流スリーブの反発極で剥ぎ取りきれなかった現像剤が上下スリーブ間から出てくる、いわゆる連れ回り現象が発生することがある。連れ回り現象が生じると、受渡し効率が低下してしまう。そこで、本発明は、表面に溝処理が施された複数の現像剤担持体間で現像剤を受け渡す現像装置において、現像剤の劣化を抑制しながら、現像剤担持体間の現像剤の受け渡し効率を向上できる現像装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明は、複数の溝部を表面に備え、少なくとも磁性粒子を含む現像剤を表面に磁力で担持して像担持体と対向する第１の現像領域に現像剤を搬送する第１の現像剤担持体と、複数の溝部を表面に備え、前記第１の現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転するように設けられ、前記第１の現像剤担持体との対向部において前記第１の現像剤担持体から現像剤を受け取るとともに、該受け取った現像剤を表面に磁力で担持させて前記像担持体と対向する第２の現像領域へ搬送する第２の現像剤担持体と、を有する現像装置であって、前記第１の現像剤担持体の溝部の回転方向上流側の面が前記第１現像剤担持体の法線方向とのなす角度θ１が、前記第２の現像剤担持体の溝部の回転方向上流側の面が前記第２現像剤担持体の法線方向とのなす角度θ２よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表面に溝処理が施された複数の現像剤担持体間で現像剤を受け渡す現像装置において、現像剤の劣化を抑制しながら、現像剤担持体間の現像剤の受け渡し効率を向上できる現像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を実施可能な現像装置の断面構成図。
【図２】本発明に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】本発明に係る現像装置の前方からの構成図。
【図４】本発明に係る実施例１を実施可能な上下スリーブ間の概略構成図と比較例の概略構成図。
【図５】本発明に係る実施例１の空回転加速試験の結果を表すグラフ。
【図６】本発明に係る実施例１と比較例における現像剤の受け渡しを示した概略図。
【図７】本発明に係る実施例２を実施可能な上下スリーブ間の概略構成図。
【図８】本発明に係る実施例２の空回転加速試験の結果を表すグラフ。
【図９】本発明に係る実施例３を実施可能な上下スリーブ間の概略構成図。
【図１０】本発明に係る実施例３の空回転加速試験の結果を表すグラフ。
【図１１】先行技術を表した図である。
【図１２】先行技術を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、像担持体を複数有する、いわゆるタンデム型画像形成装置や、像担持体が１つの画像形成装置に適用できる。また、像担持体上の像を一度中間転写体に転写してから記録材に転写する中間転写体を備えた画像形成装置や、像担持体から記録材に像を直接転写する画像形成装置にも区別無く実施できる。さらに、複数の現像剤担持体間で現像剤を受け渡す構成であれば、二成分現像剤や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。
【実施例１】
【００１５】
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。
【００１６】
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、この構成に限らない。転写紙搬送シート２４の代わりに中間転写体を設け、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する。その後、中間転写体から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の画像形成装置においても、本発明は適用できる。なお、画像形成装置のプロセススピードは５００ｍｍ／ｓである。
【００１７】
＜二成分現像剤の説明＞
次に、本実施形態にて用いられる、非磁性トナーと磁性キャリアを備える二成分現像剤について説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
＜現像装置＞
次に、図１により、現像装置１の動作を説明する。本実施例では、第１の現像剤担持体である上流現像スリーブ８Ａと、第２の現像剤担持体である下流現像スリーブ８Ｂを備える。現像室３の現像剤は、上流現像スリーブ８Ａに供給され、上流現像スリーブ８Ａと下流現像スリーブ８Ｂとの対向部で現像剤が受け渡される構成になっている。ここで、上流、下流とはスリーブ間の現像剤の流れに対して上流、下流のことを指す。
【００２１】
非磁性材料で構成された上流現像スリーブ８Ａ内にはローラー状の第１のマグローラー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、マグローラー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のマグローラー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像担持体としての感光体ドラム１０に接触して静電潜像を現像する。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のマグローラー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。
【００２２】
上記上流現像スリーブ８Ａの下部に設けられ、上流現像スリーブ８Ａおよび感光体ドラム１の双方に略対向した領域に下流現像スリーブ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であるローラー状の第２のマグローラー８Ｂ’が非回転状態で設置されている。この第２のマグローラー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のマグローラー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。
【００２３】
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ており、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ようになっている。そのため、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。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、現像剤の流れは以下のようになる。即ち、上流現像スリーブ８ＡをＮ２→Ｓ２→Ｎ１→Ｓ１→Ｎ３と搬送された後、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へと移動する。そして、下流現像スリーブ８Ｂ上をＳ３→Ｎ４→Ｓ４→Ｎ５→Ｓ５と搬送され、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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／ｃｍ２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／ｃｍ２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±５ｍｇ／ｃｍ２程度の範囲であれば問題ない。
【００２８】
＜現像剤担持体＞
続いて本実施例で用いる溝スリーブについて図３、図４を用いて説明する。図３は上下溝スリーブを感光ドラム１０側から見た図である。図４は、上下溝スリーブの軸線方向に直交する断面図であり、上下溝スリーブの最近接位置を示したものである。
【００２９】
本実施例の上流及び下流現像スリーブの表面には、複数の溝が形成されている。上流現像スリーブ８Ａの溝形状は、深さが６０μｍ、溝の角度が１２０°のＶ字形状であり、溝の本数は６０本で等間隔に連続して形成したものである。一方、下流現像スリーブ８Ｂの溝形状は、深さが６０μｍ、溝の角度が９０°のＶ字形状であり、溝の本数は６０本で等間隔に連続して形成したものである。本実施例では、その上下スリーブ間の受け渡し部において各スリーブの溝形状を図４（Ａ）のような関係にしている。つまり、上下溝スリーブの受け渡し部において、上流スリーブ８Ａの溝部の回転方向上流の面８１Ａ（辺）よりも下流スリーブ８Ｂの溝部の回転方向上流の面８１Ｂ（辺）の方が、スリーブ法線方向（スリーブ中心方向）に対する角度が小さい。（θ１＞θ２）ここで、θ１、θ２は、それぞれスリーブ法線方向に対する上流スリーブ８Ａ、下流スリーブ８Ｂの溝部の回転方向上流側の辺とのなす角である。即ち、上流スリーブ８Ａの溝部の回転方向上流の面８１Ａ（辺）よりも下流スリーブ８Ｂの溝部の回転方向上流の面８１Ｂ（辺）の方が急峻にしてある。
【００３０】
さらに言えば、図４のように、各スリーブのＶ字溝の底部（頂点）８２Ａ、８２Ｂが最近接位置にあるときに、以下の関係となっている。即ち、上流スリーブ８Ａの溝部上流の辺の延長線と下流スリーブ８Ｂの溝部上流の辺の延長線が上流スリーブ側で交わる関係にある。また、これらのＶ字溝は、所望の溝形状（深さ／本数／角度）になるような型（ダイス）を作製し、アルミニウムの素管を引き抜き法によって形成したものである。
【００３１】
このような溝スリーブを用いて空回転加速試験を行い、受け渡し性、スリーブ汚染について評価を行った。空回転加速試験の条件としては、４０℃の恒温槽環境にて現像剤を投入した状態で１０ｈ現像器を空回転した。初期に上流スリーブ８Ａのスリーブ上現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ２に調整した状態で空回転をスタートし、下流スリーブ８Ｂのスリーブ上現像剤コート量の変化を測定した。また、比較例として比較例１、比較例２、比較例３の各種条件で同様の検討を行った。
【００３２】
その結果を図５に示す。実施例１−１の条件では、下流スリーブ８Ｂのコート量は、初期からあまり変動せず、良好な結果であった。これは、図６（Ａ）のように現像剤が上流スリーブ８Ａから下流スリーブ８Ｂへ磁気的に受け渡されるのに加えて上流スリーブ８Ａの溝部に残った現像剤が下流スリーブ８Ｂの溝部に保持された現像剤の穂立ちによってかきとられるためである。要するに、現像剤の穂立ちが溝部上流の辺から受ける垂直抗力の水平成分による回転力によってかきとりが行われるということである。図４（Ａ）に示すように溝の頂点８２Ａ、８２Ｂを通るスリーブ法線方向に対する溝部上流の辺とのなす角度を上流スリーブ８Ａ側θ１、下流スリーブ８Ｂ側θ２としたとき、各々の垂直抗力Ｎ１、Ｎ２（Ｎ１≦Ｎ２）の水平成分Ｆ１、Ｆ２は、
Ｆ１＝Ｎ１ＣＯＳθ１
Ｆ２＝Ｎ２ＣＯＳθ２
となる。例えば、θ１を６０°、θ２を４５°としたとき、Ｆ１＜Ｆ２であり、θ１とθ２の角度差をつけた方がＦ１とＦ２の差が大きくなるため、上流スリーブ８Ａ側よりも下流スリーブ８Ｂ側への受け渡しがしやすくなる。これによって、効率良く現像剤の受け渡しが行われる。このように、上流スリーブ８Ａの溝部上流の辺に対し、下流スリーブ８Ｂの溝部上流の辺を急峻になるような上下溝スリーブ形状にしておけば、良好な受け渡し性能が得られることがわかった。尚、受渡し領域近傍では、上下スリーブのマグネットの磁力により上スリーブから下スリーブに向かう方向に磁力が働いているため、基本的には垂直抗力Ｎ１、Ｎ２は、Ｎ１≦Ｎ２の関係となっている。従って、θ１とθ２の角度により、Ｆ１とＦ２の大小関係が決まり、受渡し効率が決まってくることになる。
【００３３】
一方、比較例１では、上流スリーブ８Ａよりも下流スリーブ８Ｂの溝角度を大きくした。この条件では、初期から下流スリーブ８Ｂのコート量が３０ｍｇ／ｃｍ２を下回っており、上流スリーブ８Ａから供給されたコート量以下になってしまっている。その差分の現像剤は、上下スリーブ間で受け渡されずにすり抜けて上流スリーブ８Ａで連れ回っている分と考えられる。これは、実施例１とは異なり、図４（Ｂ）のように上流スリーブ８Ａの溝部上流の辺に対し、下流スリーブ８Ｂの溝部上流の辺が緩やかであるために、図６（Ｂ）のように下流スリーブ８Ｂによるかきとり効果が発揮されにくいためであると考えられる。例えば、図４（Ｂ）においてθ１を４５°、θ２を６０°としたとき、実施例１の場合に比べ、Ｆ２が小さくなってしまい、受け渡し効率が悪くなるということである。
【００３４】
ただし、溝の本数は多くないため、現像剤劣化による溝部のスリーブ汚染は少なく、空回転による耐久変化も少なかった。
【００３５】
次に比較例２の条件では、比較例１に対し、受け渡し性を良くするために下流スリーブ８Ｂの溝本数を多くした。この条件では、下流スリーブ８Ｂの初期のコート量は、上流スリーブ８Ａとほぼ変わらなかったが、空回転耐久に応じてコート量が少なくなってしまった。これは、下流スリーブ８Ｂの溝本数が多いために上下スリーブ間に滞留している剤だまり部を通過する溝が多く、摺擦によって現像剤が劣化して、溝部へのスリーブ汚染が促進されてしまったためであると考えられる。
【００３６】
次に比較例３の条件では、空回転後のコート量維持のために、比較例２に加えてさらに溝深さを深くした。この条件では、空回転後の下流スリーブ８Ｂのコート量は３０ｍｇ／ｃｍ２以上を維持しているものの、初期のコート量が多くなってしまっている。これは、比較例３の条件で溝スリーブの深さが深いためにスリーブ汚染が起きても搬送性が確保されている一方で、下流スリーブ８Ｂの反発極で磁気的に剥ぎ取りきれなかった現像剤が連れ回ってしまったためであると考えられる。
【００３７】
また、本実施例の特徴である上流スリーブ８Ａと下流スリーブ８Ｂの溝部上流の辺の角度差Δθ＝θ１−θ２を変えた実施例１−２の検討も行った。実施例１−２では、溝部上流辺の角度差Δθが５°で比較例に対しては良好であるものの、実施例１−１の１５°に比べると受け渡し性が劣っている結果となっている。以上の結果から、上流スリーブ８Ａよりも下流スリーブ８Ｂの溝部上流の辺が急峻であれば良いが、より好適な範囲としては溝部上流辺の角度差Δθは、１０°以上が望ましい。以上の検討結果をまとめると表１のようになる。
【００３８】
また、その他の溝形状の好適な範囲は、以下のとおりである。溝深さが４０μｍ以上８０μｍ以下、溝本数は４０本〜８０本程度、溝角度６０°以上１２０°以下であった。溝深さは浅すぎると溝部に現像剤が保持されず搬送性が確保できない。キャリアが溝部に引っかかる程度の深さ、最低でもキャリア半径よりも大きくする必要がある。好ましくは、溝の深さはキャリア１個分以上の深さが好ましい。ただし、深すぎると下流スリーブ８Ｂにおいて連れ回りが発生してしまう。それから溝本数も少なすぎると搬送性が確保できず、多すぎると上下スリーブ間で現像剤劣化を促進してしまう。また、溝角度は小さすぎると溝部の体積が少なく、大き過ぎると溝部からの現像剤離脱が起こり、いずれも搬送性を確保できない。よって、本実施例において溝部上流辺の角度差は１０°以上３０°以下が望ましい。
【００３９】
尚、本実施例では、上下スリーブで溝の深さ、本数を同じ設定で説明したがこれに限らない。少なくとも溝部の回転方向上流側の辺のスリーブ法線方向に対する角度が上記関係であれば本発明の効果を得ることができる。
【００４０】
【表１】
2014106419.tif 000003
【実施例２】
【００４１】
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。
【００４２】
本実施例では、実施例１に対し、下流スリーブ８Ｂの軸線方向に直交する断面の溝形状をＶ字形状に限定せず下流スリーブ８ＢをＵ字溝形状あるいは矩形溝形状にしてもかまわない。Ｕ字溝形状とは、溝部の底部が略円弧形状であり、溝部の側部は直線状の傾斜部を有する形状である。また、矩形溝とは底部が略平面であり、溝の底部と側部とのなす角度が略９０°となっている。実際、ダイスを使った引き抜きでは、溝の底部がある程度局面になっているものもある。この場合、図７のように２辺の延長線による交線の角度を溝角度とする。
【００４３】
上流現像スリーブ８Ａの溝形状は、深さが６０μｍ、溝の角度が１２０°のＶ字形状であり、溝の本数は６０本で等間隔に連続して形成したものである。一方、下流現像スリーブ８Ｂの溝形状は、深さが６０μｍ、溝の角度が６０°のＵ字形状であり、溝の本数は６０本で等間隔に連続して形成したものである。Ｕ字形状にすることで、実施例１に対して下流スリーブ８Ｂの溝角度を小さくして上流スリーブ８Ａとの溝部上流角度差を大きくしつつ、かつ溝部の体積をそれほど減らさないようにすることができる。下流スリーブ８Ｂの溝角度を６０°としたものでＵ字形状とＶ字形状のもので空回転加速試験を行った結果を図８と表２に示す。実施例２のＵ字形状のコート量が初期から耐久を通じて良好なのに対し、Ｖ字形状では、コート量が少なめに推移している。コート量としては問題のないレベルではあるものの、この場合Ｖ字形状溝角度６０°の溝部体積をもう少し増やした方が良いことがわかる。このように溝部の形状をＵ字にすることで溝部上流角度差を大きくしても、溝部の体積を確保することが可能となる。
【００４４】
【表２】
2014106419.tif 000004
【実施例３】
【００４５】
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。
【００４６】
本実施例では、実施例２と同様に実施例１に対し、下流スリーブ８Ｂの上流スリーブ８Ａとの溝部上流角度差を大きくしつつ、かつ下流スリーブ８Ｂの溝部体積をもう少し大きくする形状にしたものである。図９のように下流スリーブ８Ｂの溝部形状を非対称とすることで回転方向上流側の辺は急峻にし、回転方向下流側の辺を緩やかにすることができる。これにより上流スリーブ８Ａとの溝部上流角度差を大きくしつつ、かつ下流スリーブ８Ｂの溝部体積をもう少し大きくすることが可能となる。
【００４７】
形状はＶ字でもＵ字でも構わないが、溝部頂点の鉛直方向に対し上流側の辺との角度をα、下流側の辺との角度をβとした場合に、Ｖ字でα＝３０°β＝７０°とした。これにより、溝部上流角度差は、対称なＶ字溝角度６０°の形状にした場合と同等の３０°でありながら、溝部体積は１１０°分あり、図１０のように空回転加速試験でも下流スリーブ８Ｂのコート量推移は良好な結果を得られた。
【符号の説明】
【００４８】
１０  像担持体
８Ａ  上流現像スリーブ
８Ｂ  下流現像スリーブ
【図１】
2014106419.tif 000005
【図２】
2014106419.tif 000006
【図３】
2014106419.tif 000007
【図４】
2014106419.tif 000008
【図５】
2014106419.tif 000009
【図６】
2014106419.tif 000010
【図７】
2014106419.tif 000011
【図８】
2014106419.tif 000012
【図９】
2014106419.tif 000013
【図１０】
2014106419.tif 000014
【図１１】
2014106419.tif 000015
【図１２】
2014106419.tif 000016