(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアを有する現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に供給する現像剤を収納する現像室と、前記現像室と水平方向に並んで設けられ、前記現像室の両端部で連通して循環路を形成して現像剤を撹拌するための撹拌室と、を備えた現像容器と、
前記現像室に設けられ、現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像容器の内部で前記現像剤担持体の周方向に沿うように前記現像剤担持体の両端部に対向して設けられ、前記現像剤担持体の端部を磁気的にシールする磁石部材と、を備えた現像装置において、
前記磁石部材は、前記現像室の現像剤搬送方向下流側となる前記現像剤担持体の一端側に設けられた第１磁石部材と、前記現像室の現像剤搬送方向上流側となる前記現像剤担持体の他端側に設けられた第２磁石部材と、を備え、前記第１磁石部材の方が前記第２磁石部材よりも前記現像剤担持体の表面に形成する磁束密度が大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１磁石部材の方が前記第２磁石部材よりも前記現像剤担持体と前記磁石部材の距離が短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】
前記第１磁石部材の方が前記第２磁石部材よりも磁力が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
トナーと磁性キャリアを有する現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に供給する現像剤を収納する現像室と、前記現像室と鉛直方向に関して異なる位置に設けられ、前記現像室の両端部で連通する循環路を形成して現像剤を撹拌するための撹拌室と、を備えた現像容器と、
前記現像容器の内部に設けられ、現像剤を循環搬送する搬送手段と、
前記現像容器の内部で前記現像剤担持体の周方向に沿うように前記現像剤担持体の両端部に対向して設けられ、前記現像剤担持体の端部を磁気的にシールする磁石部材と、を備えた現像装置において、
前記磁石部材は、前記現像剤担持体の一端側であって前記循環路で現像剤が重力方向上側に搬送される側に設けられた第１磁石部材と、前記現像剤担持体の他端側であって前記循環路で現像剤が重力方向下側に搬送される側に設けられた第２磁石部材と、を備え、前記第１磁石部材の方が前記第２磁石部材よりも前記現像剤担持体の表面に形成する磁束密度が大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
前記第１磁石部材の方が前記第２磁石部材よりも前記現像剤担持体と前記磁石部材の距離が短いことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第１磁石部材の方が、前記第２磁石部材よりも、磁力が大きいことを特徴とする請求項４または５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、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、或いは、これら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電された感光体に形成された静電潜像を現像するための現像装置が備えられている。現像装置には、感光体と対向する位置に現像スリーブが回転可能に設けられている。この現像スリーブによって現像剤が感光体と対向する現像位置に搬送され、感光体上の静電潜像を現像している。
【０００３】
ところで、現像容器内に収納された現像剤は、現像容器内で撹拌するために撹拌スクリューによって撹拌循環されている。このため、現像剤の一部は現像スリーブの軸線方向に移動し、現像剤が現像スリーブ端部から漏れたり、飛散することがあった。そこで、従来、現像容器内部の現像スリーブの両端部に弾性シール部材を取り付け、このシール部材端部からトナーが漏れないようにシールする方法が提案されている。例えば、弾性シール部材を現像スリーブ外周面に圧接してシールする方法がある。しかしながら、弾性シール部材を現像スリーブ外周面に圧接した場合、現像スリーブへの負荷が大きい。また弾性シール部材の劣化によりシール性が低下してしまうという問題もある。
【０００４】
そこで、磁気吸着するトナー或いはキャリアを使用する現像装置にあっては、現像スリーブの表面と所定間隔を維持して対向する対向面に着磁した磁気シール部材を設け、現像剤を磁気吸着して保持させて磁気シールする構成がある。（例えば、特許文献１参照）
この磁気シール構成は、現像スリーブと磁気シール部材とが非接触であるために、現像スリーブの回転負荷を小さくし、また摩耗等による劣化を生じないために長寿命となる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３３７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような現像装置の構成では、装置の使用枚数が増加していくと現像スリーブの一方の端部から現像剤の漏れが発生してしまうことがあった。以下、この課題について説明する。２成分現像剤を用いた現像装置では、図３のように現像室４１ａと撹拌室４１ｂに設けられた攪拌部材によって循環搬送される構成となっている。現像室４１ａに設けられた現像剤は、第１の攪拌部材４２によって矢印方向に搬送される。このため、現像室４１ａにおいて、現像剤の搬送方向下流側４１ｅでは、現像剤の搬送方向上流側４１ｄより現像スリーブ４４端部に対して、現像剤の流入量が多く、剤圧が高くなる。その結果、使用枚数が増えた時に現像剤の搬送方向下流側４１ｅに現像剤漏れが顕在化していることが分かった。
【０００７】
そこで、現像室４１ａに設けられた搬送スクリュー４２によって搬送される現像剤の搬送方向下流側で現像剤の漏れが発生しないようにシール性を高めるために、磁気シール部材の磁力を強める構成が考えられる。しかしながら、磁気シール部材の磁力を強めた場合、逆に現像剤の搬送方向上流側４１ｄでトナー漏れが生じてしまう場合があった。このトナー漏れのメカニズムは以下のように考えられる。即ち、磁気シール部材によって現像剤が強く拘束された領域では、その一部が不動層となる。この不動層部分と現像スリーブによって移動される流動部の境界では、トナーが摩擦され固着気味なり、トナーが凝集しやすい。凝集したトナーはキャリアから離脱され、最終的にトナー漏れを引き起こすと考えられる。そして、このトナー漏れは、現像剤の搬送方向上流側４１ｄで特に発生しやすいことがわかった。この理由は、現像室４１ａにおいて、現像剤の搬送方向上流側４１ｄでは、現像剤の搬送方向下流側４１ｅに比べて現像スリーブ４４端部に対して、現像剤の流入量が少ないため、剤の入れ替え量が少ない。このため、両端部の磁気シール部のうち、現像剤の搬送方向上流側４１ｄの方が現像剤の搬送方向下流側４１ｅよりもトナーが凝集しやすく、トナー漏れが生じやすいと考えられる。
【０００８】
現像室と撹拌室が互いに上下方向に配置された、いわゆる縦撹拌型の現像装置の場合も同様な課題がある。即ち、縦撹拌型の現像装置の場合は、現像剤の循環経路のうち現像剤汲み上げ側の方が汲み下げ側よりも現像剤の剤圧を受けやすく、現像剤汲み上げ側から現像剤漏れが生じやすい。そして現像剤漏れを抑制すべく、現像スリーブの両端部で磁気シール部材の磁束密度を大きくすると、トナー凝集塊が生じてトナー漏れが生じてしまう。そこで、本発明は上記問題を鑑みてなされたものである。その目的とするところは、現像剤担持体の両端部を磁気シールする構成において、現像剤担持体の端部からの現像剤の漏れを抑制しながら、シール部でトナーが凝集して現像剤担持体の端部からトナー漏れが発生することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の構成は、トナーと磁性キャリアを有する現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する現像剤を収納する現像室と、前記現像室と水平方向に並んで設けられ、前記現像室の両端部で連通して循環路を形成して現像剤を撹拌するための撹拌室と、を備えた現像容器と、前記現像室に設けられ、現像剤を搬送する搬送部材と、前記現像容器の内部で前記現像剤担持体の周方向に沿うように前記現像剤担持体と対向して設けられ、前記現像剤担持体の端部を磁気的にシールする磁石部材と、を備えた現像装置において、前記磁石部材は、前記現像剤担持体の一端側で前記現像室の現像剤搬送方向下流側に設けられた第１磁石部材と、前記現像剤担持体の他端側で前記現像室の現像剤搬送方向上流側に設けられた第２磁石部材と、を備え、前記第１磁石部材の方が前記第２磁石部材よりも前記現像剤担持体の表面に形成する磁束密度が大きいことを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するための本発明の別の構成は、トナーと磁性キャリアを有する現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給する現像剤を収納する現像室と、前記現像室と鉛直方向に関して異なる位置に設けられ、前記現像室の両端部で連通する循環路を形成して現像剤を撹拌するための撹拌室と、を備えた現像容器と、前記現像容器内に設けられ、現像剤を循環搬送する搬送手段と、前記現像容器の内部で前記現像剤担持体の周方向に沿うように前記現像剤担持体と対向して設けられ、前記現像剤担持体の端部を磁気的にシールする磁石部材と、を備えた現像装置において、前記磁石部材は、前記現像剤担持体の一端側であって前記循環路で現像剤が重力方向上側に搬送される側に設けられた第１磁石部材と、前記現像剤担持体の他端側であって前記循環路で現像剤が重力方向下側に搬送される側に設けられた第２磁石部材と、を備え、前記第１磁石部材の方が前記第２磁石部材よりも前記現像剤担持体の表面に形成する磁束密度が大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、現像剤担持体の両端部を磁気シールする構成において、現像剤担持体の端部からの現像剤の漏れを抑制しながら、シール部でトナーが凝集して現像剤担持体の端部からトナー漏れが発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例の画像形成装置を説明する図である。
【図２】本発明の実施例及び従来の現像装置を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施例及び従来の現像装置を説明する他の断面図である。
【図４】本発明の実施例１の現像スリーブ端部の模式図である。
【図５】現像スリーブ端部の現像スリーブと磁気シール部材の位置関係を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例の現像装置を説明する断面図である。
【図７】本発明の他の実施例の現像装置を説明する他の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施例１）
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
［画像形成装置の全体構成］
先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１に、本発明を適用することができる画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、４個の画像形成部を有する４色フルカラーの電子写真方式の画像形成装置であり、同図はその概略構成を模式的に示す縦断面図である。なお、本実施の形態は本発明の適用可能な１形態であって、これに限定されるものではない。同図に示す画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト７の回転方向（矢印Ｒ７方向）に沿って上流側から下流側にかけて４個の画像形成部（画像形成ステーション）が配設されている。各画像形成部は、それぞれ像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えており、この順に、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像を形成する感光ドラムである。感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ矢印Ｒ１方向（図１中の時計回り）に回転駆動されるようになっている。各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電器（帯電手段）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、露光装置（潜像形成手段）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像器（現像手段）４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが配置されている。更に、一次転写ローラ（一次転写手段）５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ（クリーニング装置）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配設されている。上述の一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び二次転写対向ローラ８には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト７が掛け渡されている。中間転写ベルト７は、その裏面側から一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって押圧されていて、その表面を感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに当接させている。中間転写ベルト７は、駆動ローラも兼ねる二次転写対向ローラ８の矢印Ｒ８方向の回転に伴って、矢印Ｒ７方向に回転するようになっている。この中間転写ベルト７の回転速度は、上述の各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの回転速度（プロセススピード）とほぼ同じに設定されている。中間転写ベルト７表面における、二次転写対向ローラ８に対応する位置には、二次転写ローラ（二次転写手段）９が配設されている。二次転写ローラ９は、二次転写対向ローラ８との間に中間転写ベルト７を挟持しており、二次転写ローラ９と中間転写ベルト７との間には、二次転写ニップ（二次転写部）が形成されている。画像形成に供される転写材Ｐは、給紙カセット１０に積載された状態で収納されている。この転写材Ｐは、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等を有する給搬送装置（いずれも不図示）によって、上述の二次転写ニップ部に供給されるようになっている。転写材Ｐの搬送方向に沿っての二次転写ニップ部の下流側には、定着ローラ１２とこれに加圧された加圧ローラ１３とを有する定着装置１１が配設されており、さらに定着装置１１の下流側には、排紙トレイが配設されている。
【００１５】
上述構成の画像形成装置においては、以下のようにして、転写材Ｐ上に４色フルカラーのトナー像が形成される。まず、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、感光ドラム駆動モータ（不図示）によって矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動され、帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、露光装置３ａ〜３ｄによって画像情報に基づく露光が行われ、露光部分の電荷が除去されて各色毎の静電潜像（静電像）が形成される。これら感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の静電潜像は、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによってイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像として現像される。これら４色のトナー像は、一次転写ニップにおいて、一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより、中間転写ベルト７上に順次に一次転写される。こうして、４色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わされる。一次転写時に、中間転写ベルト７に転写されないで感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｃ上に残ったトナー（残留トナー）は、ドラムクリーナ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって除去される。残留トナーが除去された感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、次の画像形成に供される。上述のようにして中間転写ベルト７上で重ね合わされた４色のトナー像は、転写材Ｐに二次転写される。給紙カセット１０から給搬送装置によって搬送された転写材Ｐは、レジストローラによって中間転写ベルト７上のトナー像にタイミングを合わせるようにして二次転写ニップＴ２に供給される。供給された転写材Ｐには、二次転写ニップにおいて、二次転写ローラ９により、中間転写ベルト７上の４色のトナー像が一括で二次転写される。４色のトナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着装置１３に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材Ｐは、排紙トレイ上に排出される。以上で、１枚の転写材Ｐの片面（表面）に対する４色フルカラーの画像形成が終了する。
【００１６】
［現像装置］
ここで、図２、図３を用いて本実施例の現像装置について詳述する。なお、本実施例の画像形成装置本体に用いられる各現像器は同一の構成を備えているので、一つの現像器についてのみ説明を行う。以下の説明で、現像器４といえば、現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのどれを指してもよい。図２及び図３は本実施形態に係る現像装置４の断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る現像装置４は、現像容器４１を備え、現像容器４１内に現像剤としてトナーとキャリアを含む２成分現像剤が収容されている。また、現像容器４１内に、現像剤担持体としての現像スリーブ４４と、現像スリーブ４４上に担持された現像剤の穂を規制する規制ブレード４６を有している。
【００１８】
本実施形態にて、現像容器４１の内部は、その略中央部が紙面に垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって水平方向に現像室４１ａと攪拌室４１ｂに区画されて循環路を形成しており、現像剤は現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂに収容されている。現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂには、現像剤攪拌・搬送手段として第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３がそれぞれ配置されている。第１の搬送スクリュー４２は、現像室４１ａの底部に現像スリーブ４４の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、図２図示の矢印方向（時計回り方向）に回転して現像室４１ａ内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。時計回りとした理由は、現像スリーブ４４への現像剤の供給という観点で有利だからである。また、第２の搬送スクリュー４３は、攪拌室４１ｂ内の底部に第１の搬送スクリュー４２とほぼ平行に配置され、回転することで攪拌室４１ｂ内の現像剤を第１の搬送スクリュー４２と反対方向に搬送する。こうして図３のように、第１及び第２の搬送スクリュー４２、４３の回転による搬送によって、現像剤が隔壁４１ｃの両端部の開口部（即ち、連通部）４１ｄ、４１ｅを通じて現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間で循環される。また、攪拌室４１ｂの一部分にトナーを補給するためのトナー補給口４９が設けられている。現像室４１ａから現像スリーブ４４に現像剤が供給されるまでに、トナーとキャリアを出来るだけ攪拌し、トナー帯電量を安定させるために、トナー補給口４９は攪拌室４１ｂに設けられることが一般的である。
【００１９】
本実施形態においては、現像容器４１には開口部があり、この開口部に現像スリーブ４４が感光体ドラム１方向に一部露出するように回転可能に配設されている。現像スリーブ４４は、感光体ドラム１に対向した現像領域に現像剤を担持搬送する。
【００２０】
ここで、現像スリーブ４４の直径は２０ｍｍ、感光体ドラム１の直径は８０ｍｍである。現像スリーブ４４と感光体ドラム１との最近接領域を約３００μｍの距離とすることによって、現像部に搬送した現像剤を感光体ドラム１と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。なお、この現像スリーブ４４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、その内部には磁界手段であるマグネットローラ４５が非回転状態で設置されている。このマグネットローラ４５は、現像部における感光体ドラム１に対向して配置された現像極Ｓ１を有する。更に、規制ブレード４６に対向して配置された磁極Ｓ２、前記磁極Ｓ１、Ｓ２の間に配置された磁極Ｎ１を有する。また、磁極Ｓ２の現像スリーブ４４回転方向上流側に配置された磁極Ｎ２及び磁極Ｓ１の現像スリーブ４４回転方向下流側に配置された磁極Ｎ３を有している。
【００２１】
［端部シール］
ここで、本実施例の特徴的な部分である現像スリーブ４４端部の磁気シール部分を図４、図５を用いて詳しく述べる。本実施例においては現像スリーブ４４の両端部に、現像スリーブ４４に対向して磁性板５０が設けられている。磁性板５０は、現像スリーブ４４の周方向に沿うように配置されている。こうすることで、現像スリーブ４４の端部が磁気的に磁気シールされ、現像剤漏れを防止している。磁性板５０は現像スリーブ４４内のマグネットローラ４５とも対向して配置することにより、マグネットローラ４５が形成する磁力により磁化し、現像スリーブ４４と磁性板５０間で磁気穂を形成することで、磁気シール効果を生み出している。
【００２２】
しかしながら、磁性板５０ではマグネットローラ４５の同極性の磁極Ｎ２、Ｎ３が隣接する反撥極間においては、マグネットローラ４５の磁力がほとんどないため、磁性板５０もほとんど磁化せず反撥極間でのシール性は期待できない。
【００２３】
そのため、磁性板５０の長手方向外側に、現像スリーブ４４に沿って非接触状態で約１ｍｍの距離にマグネット部材（磁石部材）を近接している。本実施例では、板状の磁石（磁石板）４７を磁気シール部材として配置する。この構成によって、磁性板と現像スリーブ４４間から抜け出てきた現像剤の漏れを、現像スリーブ４４内のマグネットローラ４５と磁気シール部材である磁石４７との間に現像剤による磁気穂を形成することによって防止できる。
【００２４】
ここで、本実施例では、磁気シール部材４７は、１面がＮ極でありその裏面がＳ極である磁石板を用いた。磁気シール部材４７は、現像スリーブ４４内部のマグネットローラ４５の反撥磁界を形成する極（Ｎ２とＮ３）と異極の面を現像スリーブ側の面とすることが好適である。この場合には、現像スリーブ４４内のマグネットローラ４５と磁気シール部材４７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、漏れを防止できる。但し、磁気シール部材４７はこれに限らず、現像スリーブ４４と磁気シール部材４７の間に磁気穂が形成できていれば同極の面を現像スリーブ側としてもよい。
【００２５】
次に本発明の構成を説明する前に、本発明の課題について再度説明する。「発明が解決する課題」でも述べたように、現像スリーブの両端部を磁気シールする構成では、長期間現像装置４が使用された時に、以下のような課題が生じてしまう。即ち、磁気シール部材４７が形成する現像スリーブ４４表面の磁束密度が小さい場合にはシール性が弱く、現像剤の漏れが発生してしまう。一方、磁気シール部材４７が形成する現像スリーブ４４表面の磁束密度が大きい場合にシール性が強くなり、磁性部材に拘束された現像剤が不動層となってしまい、不動層部分と流動層部分の境界でトナーが凝集し、トナー漏れが生じたり、画像上にトナー凝集体が付着し画像不良となる。
【００２６】
そこで、発明者らの検討によれば、同一条件でシールした場合には現像剤搬送方向下流側で十分に現像剤をシール出来ず、現像剤の漏れが発生する場合があることが分かった。即ち、現像室４１ａに配置された第１の搬送スクリュー４２の搬送方向上流側と下流側では、現像剤の移動方向に対して前後の位置関係となるため、現像スリーブ４４端部にかかる圧力が異なる。これによって、現像スリーブ４４端部に設けられた磁気シール部材４７に流入してくる現像剤の量に差が存在し、現像剤の漏れが発生しやすい。
【００２７】
さらに、現像剤の漏れが発生しないように、両端部ともに同一条件で磁気シール部材４７の磁束密度を一律大きくした場合には、現像剤搬送方向上流側でトナー漏れが生じ、トナー凝集塊が画像上に発生しやすいことが分かった。
【００２８】
これは、現像スリーブ４４端部の磁気シール部材４７に拘束された現像剤は、一部は現像スリーブによって搬送されることで流動層と不動層に分かれ、このせん断面でトナーの凝集塊が生じる場合がある。そして、磁気シール部材４７に拘束された現像剤は、現像スリーブ４４の回転や第１の搬送スクリュー４２による現像剤の搬送力により、ある程度入れ替わる。入れ替わる量は流入量が多いほど入れ替わりが速いため、その分不動層が発生しにくい状況となる。そのため、現像剤搬送方向上流側の方が下流側よりもトナーの凝集体が発生し易いことがわかった。
【００２９】
そこで以下のような実験を行い、磁気シール性について検討した。まず、現像スリーブ４４端部に設けられた磁気シール部材４７を、現像スリーブ４４に沿って非接触状態で約１ｍｍの距離に配置する。そして、現像室４１ａに配置された第１の搬送スクリュー４２の搬送方向上流側の磁気シール部材と、搬送方向下流側の磁気シール部材の方が磁束密度を変化させ、それぞれの現像装置での現像剤漏れ及び凝集塊発生、トナー漏れの有無を確認して比較した。
【００３０】
具体的には、現像剤のトナーと現像剤の重量比（Ｔ／Ｄ）を８％として、画像比率等の条件をそろえた上で、Ａ４用紙に画像形成を１００００００枚繰り返し行った後の、それぞれの現像装置での現像剤漏れ及び凝集塊発生、トナー漏れの有無を確認して比較した。この評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0005932307.tif 000002
【００３２】
表１から分かるように、第１の搬送スクリュー４２の搬送方向上流側においては、磁気シール部材を４０ｍＴ（ミリテスラ）以上の磁束密度にした場合には、現像剤の拘束力が大きすぎるために、トナー凝集塊の発生及びトナー漏れが見られた。一方、第１の搬送スクリュー４２の搬送方向下流側においては、磁気シール部材を３５ｍＴ以下にした場合には、現像剤のシールが不十分となり現像剤の漏れが発生することが分かった。
【００３３】
そこで、本実施例では、現像スリーブ４４の両端部ともに現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との間隔を１ｍｍとし、現像スリーブ４４の一端側と他端側で磁気シール部材４７の磁力を異ならせた。具体的には、第１の搬送スクリュー４２の搬送方向上流側に磁気シール部材（第１磁石部材）を設け、第１磁石部材が現像スリーブ４４表面に形成する磁束密度を３０ｍＴとした。そして、第１の搬送スクリュー４２の搬送方向下流側には、磁気シール部材４７（第２磁石部材）を設け、第２磁石部材が現像スリーブ４４表面に形成する磁束密度５０ｍＴとした。こうすることで現像剤の漏れを防止しつつ、トナー凝集塊の発生及びトナー漏れを防止することが出来た。
【００３４】
磁気シール部材４７については、例えば、磁束密度が５〜１００ｍＴに着磁されたゴム磁石（磁性粉とゴムを練り合わせて作る磁石）やネオジウム系の磁石を使用すればよい。磁束密度が５ｍＴ以下では磁気穂が形成されにくくなり、磁気シール性に問題がある。現像スリーブに沿って貼着するには適度な弾性をもつゴム磁石が適している。現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離は、本実施例では、上述のように、１ｍｍとした。
【００３５】
以上説明したように、現像室４１ａに配置された搬送スクリュー４２の搬送方向下流側の磁気シール部材４７が作るスリーブ表面上の磁束密度が、現像剤搬送方向上流側の磁気シール部材が作るスリーブ表面上の磁束密度より大きくする。こうすることで、現像剤漏れを防止し、且つトナー凝集塊の発生及びトナー漏れのない現像装置を提供することが出来た。
【００３６】
（実施例２）
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛し、異なる箇所について説明する。実施例１では、磁気シール部材４７の磁束密度を変更することで両端部の磁気シール力を異ならせていた。本実施例では、現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離を変更することで磁気シール力を異ならせる所が異なる。
【００３７】
以下詳しく説明する。現像スリーブ４４端部のシール性は、磁気シール部材４７の磁束密度だけではなく、現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離によっても変化する。これは、現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離が近い方が、現像スリーブ４４表面近傍での磁気拘束力が強くなり、磁気シール部材４７に拘束された現像剤によりシール性が向上するからである。一方、磁気拘束力が強くなりすぎるために、磁気シール部材４７の磁束密度を上げた場合と同様に、トナー凝集塊が発生しやすくなる。
【００３８】
そこで本実施例では、現像スリーブ４４両端部に設けられた磁気シール部材４７の磁束密度をともに４０ｍＴとする。そして、現像室４１ａに配置された第１の搬送スクリュー４２の搬送方向上流側よりも搬送方向下流側の方が現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離を小さくした。
【００３９】
以下、磁気シール部材４７の磁束密度を両端部で同一にした状態で、現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離のみを変更したときの、それぞれの現像装置での現像剤漏れ及び凝集塊発生、トナー漏れの有無の結果を表２に示す。実験条件は、現像剤のトナーと現像剤の重量比（Ｔ／Ｄ）を８％として、画像比率等の条件をそろえた上で、Ａ４用紙に画像形成を１００００００枚繰り返し行った後、それぞれの現像装置で比較した。
【００４０】
【表２】
0005932307.tif 000003
【００４１】
表２から分かるように、第１の搬送スクリュー４２の搬送方向上流側においては、現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離を１ｍｍ以下にした場合には、現像剤の拘束力が大きすぎるために、トナー凝集塊の発生及びトナー漏れが見られた。一方、第１の搬送スクリュー４２の搬送方向下流側においては、現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離を１．１ｍｍ以上にした場合には、現像剤のシールが不十分となり現像剤の漏れが発生することが分かった。
【００４２】
そこで、第１の搬送スクリュー４２の搬送方向上流側の現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離を１．２ｍｍ、搬送方向下流側の現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離を０．８ｍｍとした。こうすることで現像剤の漏れを防止しつつ、トナー凝集塊の発生及びトナー漏れを防止することが出来た。
【００４３】
しかし、上述した距離に限定されるものではなく、少なくとも磁石板上に穂立ちした磁気穂が現像スリーブの外周面と接触してシールすることが可能な範囲が良く、０．３〜２．０ｍｍの範囲で磁束密度との関係に注意して選択することが好ましい。即ち、現像剤に用いられた磁性キャリアの磁化量や第１の搬送スクリュー４２の回転速度、現像装置の形状、現像スリーブ４４と第１の搬送スクリュー４２の位置関係などに応じて、上記示した範囲で適宜設定することが好ましい。
【００４４】
以上説明したように、現像室４１ａに配置された搬送スクリュー４２の搬送方向下流側の磁気シール部材４７が作るスリーブ表面上の磁束密度が、現像剤搬送方向上流側の磁気シール部材が作るスリーブ表面上の磁束密度より大きくする。こうすることで、現像剤漏れを防止し、且つトナー凝集塊の発生及びトナー漏れのない現像装置を提供することが出来た。
【００４５】
本実施例では、磁気シール部材４７の磁束密度を両端部で同一とした例を説明したが、これに限らない。例えば、実施例１と実施例２を併用してもよいことは言うまでもない。現像室４１ａに配置された搬送スクリュー４２の搬送方向下流側の磁気シール部材４７が作るスリーブ表面上の磁束密度が、現像剤搬送方向上流側の磁気シール部材が作るスリーブ表面上の磁束密度よりも大きい範囲であればよい。また、本実施例の画像形成装置で用いた感光ドラムの材質、現像剤および画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤および画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。具体的にはトナーの色や色数やワックスの有無、各色のトナー現像を行う順序、現像剤攪拌搬送部材の本数等は本実施例に限定されるものではなく、その他の形態の現像装置においても、本発明は適用可能である。
【００４６】
（実施例３）
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。本実施例においては、現像剤攪拌搬送部材を上下に配置した機能分離縦攪拌現像装置に関するものである。機能分離縦攪拌現像装置の特徴は、横方向の幅を小さく出来るため、小型化が可能であることが挙げられる。また、現像スリーブに現像剤を供給する場所と、現像スリーブから現像剤を回収する場所とを異なる場所としているため、トナーを感光体に現像する工程を経たトナー濃度が下がった現像剤を、十分攪拌してから再度現像スリーブに供給できる。このため、濃度低下や長手濃度ムラといった問題に対して有効である。
【００４７】
まず、本実施例の現像装置４を図６、７を用いて説明する。本実施例では、現像容器内は、隔壁４１ｃによって現像室４１ａと撹拌室４１ｂとに鉛直方向に区画されている。
【００４８】
本実施例の現像装置４内の現像剤の循環は、隔壁４１ｃの両端部の開口部（即ち、連通部）４１ｄ、４１ｅを通じて現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間で循環搬送される。また、現像室４１ａから現像スリーブ４４に現像剤が供給され、現像スリーブ４４によって搬送された現像剤が攪拌室４１ｂで取り込まれる。現像室４１ａに対して撹拌室４１ｂは重力方向で異なる位置に設けられている。このとき、図６に示すように、現像剤が重力方向上側に搬送される汲み上げ部の開口部４１ｅに向かうにつれ、攪拌室４１ｂに存在する現像剤の量が増加している。これは、現像スリーブ４４を通過してきた現像剤と、第２の搬送スクリュー４３によって開口部４１ｄから搬送されてきた剤が合流するため、第２の搬送スクリュー４３の現像剤搬送方向下流になればなるほど現像剤の量が増えていく。
【００４９】
発明者らの検討によれば、攪拌室４１ｂに配置された第２の搬送スクリュー４３の搬送方向上流側と下流側では現像スリーブ４４端部にかかる圧力が異なる。即ち、現像装置４の開口部４１ｄで現像剤が落下する汲み下げ側と開口部４１ｅで現像剤が持ち上げられる汲み上げ側では、現像剤の移動方向に対して前後の位置関係となり、且つ現像剤の量が汲み上げ側に向かうに連れ増加していく。このため、現像スリーブ４４端部にかかる圧力が異なり、現像スリーブ４４端部に設けられた磁気シール部材４７に流入してくる現像剤の量に差が存在する。従って、同一条件でシールした場合には汲み上げ側の現像スリーブ４４端部で十分に現像剤をシール出来ず、現像剤の漏れが発生する場合があることが分かった。さらに、現像剤の漏れが発生しないように、両端部ともに同一条件で磁束密度を大きくした場合には、トナー凝集塊が画像上に発生したり、汲み下げ側でトナー漏れが発生する場合があることも分かった。これは、現像スリーブ４４端部の磁気シール部材４７に拘束された現像剤は、現像スリーブ４４の回転や第１の搬送スクリュー４２による現像剤の搬送力により、ある程度入れ替わっており、入れ替わる量は流入量が多いほど入れ替わりが速い。このため、不動層が発生しにくく、現像剤の汲み下げ側の方が現像剤の汲み上げ側よりもトナーの凝集体が発生し易いことが分かった。
【００５０】
さらに、補給されたトナーが、現像スリーブ４４に供給されるまでに十分な距離を確保するために、補給口４９は汲み下げ側の開口部である４１ｄの上方に設けており、ここから補給されたトナーは現像室４１ａを通り抜けて攪拌室４１ｂに到達する。この時、本実施例に用いられた機能分離縦攪拌現像装置においては、上述のように現像剤の量が汲み上げ側に向かうにつれ増加していくため、汲み下げ側の現像剤量が少なくなってしまい、実施例１よりもトナーとキャリアが混合する機会が減少する。このため、汲み下げ側の現像スリーブ４４の端部に於いてトナー漏れが発生し易くなっていることも分かった。
【００５１】
そこで本実施例に於いては実施例１の時と同様に、現像スリーブ４４端部に設けられた磁気シール部材４７を、現像スリーブ４４に沿って非接触状態で約１ｍｍの距離に配置し、両端部で磁束密度の異なる磁気シール部材を設けた現像装置４を用意して実験を行った。そして、現像剤のトナーと現像剤の重量比（Ｔ／Ｄ）を８％として、画像比率等の条件をそろえた上で、Ａ４用紙に画像形成を１００００００枚繰り返し行った後の、それぞれの現像装置での現像剤漏れ及び凝集塊発生、トナー漏れの有無を確認して比較した。この評価結果を表３に示す。
【００５２】
【表３】
0005932307.tif 000004
【００５３】
表３から分かるように、現像剤の汲み下げ側においては、磁気シール部材を４５ｍＴ（ミリテスラ）以上の磁束密度にした場合には、現像剤の拘束力が大きすぎるために、トナー凝集塊の発生及びトナー漏れが見られた。一方、現像剤の汲み上げ側においては、磁気シール部材を４５ｍＴ以下にした場合には、現像剤のシールが不十分となり現像剤の漏れが発生することが分かった。
【００５４】
そこで、本実施例では、現像スリーブの両端部に設けられた磁気シール部材を以下のように異ならせている。即ち、現像装置内の現像剤が重力方向下側に搬送される汲み下げ側の磁気シール部材よりも、現像装置内の現像剤が重力方向上側に搬送される汲み上げ側の磁気シール部材の方が現像スリーブ表面に形成する磁束密度が大きくなるようにした。具体的には、現像剤の汲み下げ側の磁気シール部材の磁束密度を３０ｍＴ、現像剤の汲み上げ側の磁気シール部材の磁束密度を６０ｍＴとすることで現像剤の漏れを防止しつつ、トナー凝集塊の発生及びトナー漏れを防止することが出来た。
【００５５】
以上説明したように、現像剤攪拌搬送部材を上下に配置した機能分離縦攪拌現像装置に於いても、汲み上げ側の方が、汲み下げ側よりも、現像スリーブ４４端部の磁気シール部材が作るスリーブ表面上の磁束密度をより大きくする。こうすることで、現像剤漏れを防止し、且つトナー凝集塊の発生及びトナー漏れのない現像装置を提供することが出来た。
【００５６】
また、本実施例の画像形成装置で用いた感光ドラムの材質、現像剤および画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤および画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。具体的にはトナーの色や色数やワックスの有無、各色のトナー現像を行う順序、現像剤攪拌搬送部材の本数等は本実施例に限定されるものではない。更に具体的には、実施例２で述べたように、現像スリーブ４４と磁気シール部材４７との距離で現像剤のシール性を変更しても、本発明は適用可能であることは言うまでもない。
【００５７】
以上の３つの実施例によって本発明の画像形成装置を説明したが、上記に挙げた構成に限られるものではなく、本発明の提案に従ってさまざまな構成をとることが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１００  画層形成装置
１  感光体（感光ドラム）
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
４１ａ  現像室（現像剤搬送経路）
４１ｂ  攪拌室（現像剤搬送経路）
４１ｃ  隔壁
４１ｄ、４１ｅ  受け渡し部（現像剤搬送経路）
４２  第１の部材（現像剤搬送部材）
４３  第２の部材（現像剤搬送部材）
４４  現像スリーブ（現像剤担持体）
４５  マグネットロール
４６  現像剤規制部材（規制ブレード）
４７  磁気シール部材
４８  剤だまり部
４９  補給口
５０  磁性板
【図１】
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【図２】
0005932307.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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