(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に複数の磁石からなる多極磁性体とを備え、スリーブを回転させることにより、スリーブ表面上の現像剤で、感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
スリーブの周壁が、厚み方向に通気性を有し、
スリーブの内部から空気を吸引し、スリーブの外部から周壁を通ってスリーブの内部に向かう気流を形成する吸引装置を備え、
前記スリーブは、トナーの通過を阻止するフィルター層と、フィルター層表面に空隙を有する導電層とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記フィルター層が、０．１μｍ以上２μｍ以下の通気孔を有する多孔質部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記多孔質部材が、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜であることを特徴とする請求項２載の現像装置。
【請求項４】
前記導電層は、幅が０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下の通気孔を有し、通気孔の開口率が３０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記導電層は、前記フィルター層の外表面にコイル状に巻き付けられた導電性ワイヤ−で構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
前記スリーブは、前記フィルター層の内側に、剛性を有する網目状の基材層を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項７】
前記スリーブの端部は、ベアリングを介して現像槽壁に設けられた貫通孔に内接し、前記吸引装置は、現像槽外部からスリーブ端部を介してスリーブ内部の空気を吸引するように構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項８】
表面に静電潜像が形成される感光体と、
感光体表面を帯電させる帯電装置と、
感光体表面に静電潜像を形成する露光装置と、
感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する、請求項１〜７のいずれか１つに記載の現像装置と、
感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
感光体表面を清浄化するクリーニング装置と、
トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電、及び定着の各工程を実行することで画像を形成する。画像を形成する工程は、例えば、帯電装置によって回転駆動される感光体ドラムの表面を均一に帯電され、露光装置によって帯電した感光体表面にレーザ光を照射され静電潜像が形成される。続いて、現像装置によって感光体上の静電潜像が現像され感光体表面上にトナー像が形成される。転写装置によって感光体上のトナー像は転写材上に転写され、その後、定着装置によって加圧、加熱されることによって、トナー像は転写材上に固定される。また感光体表面上に残った転写残留トナーはクリーニング装置により除去され所定の回収部に回収されると共に、クリーニングされた後の感光体表面は除電装置により残留電荷が除去され次の画像形成に備える。
【０００３】
感光体上の静電潜像を現像する現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤やトナーとキャリアとからなる二成分現像剤が一般に用いられる。一成分現像剤は、キャリアを用いないため、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構などを必要とせず、現像装置がシンプルになるといった利点を有するが、トナーの帯電量が安定しにくい等の欠点がある。二成分現像剤は、トナーとキャリアを均一に混合するための攪拌機構などを必要とすることから、現像装置が複雑になるといった欠点を有するが、帯電量の安定性に優れることから、高速画像形成装置やカラー画像形成装置によく使用されている。
【０００４】
二成分現像剤を用いる現像装置としては、一般に、現像槽、現像ローラ、撹拌部材、規制部材、流し板などを含む現像装置が用いられる。現像槽は、現像ローラおよび撹拌部材を回転自在に支持するとともに、その内部に現像剤を貯留する。現像ローラは表面に現像剤層を担持して回転し、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。撹拌部材は現像槽内の現像剤を均一に撹拌して現像ローラに向けて搬送する。規制部材は現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する。
【０００５】
二成分現像剤においては、印刷速度の高速化やカラー化、さらには省エネルギー化に対応するため、トナーの小粒径化や低軟化点化が進んできており、このようなトナーは、熱により凝集しやすいという欠点を有する。そのため、現像装置内で攪拌される時の摩擦熱により、現像装置内の温度が上昇すると、現像剤の温度が上がり、トナー凝集体の発生や、現像剤の流動性が低下して画像濃度にムラが生じるなどの問題が生じる。特に、現像ローラの内部は気流の流れがないため熱がこもりやすく、長時間の使用により、徐々に温度が上昇していくといった問題があった。
【０００６】
この問題に対して、例えば特許文献１記載の現像装置は、現像ローラに軸線方向に連通する通路を設け、送風手段によってこの通路内に送風し、送られた風を螺旋状の部材によって現像ローラの内周面に導くことで現像ローラの冷却効率を高めている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２２９３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、二成分現像用の現像ローラにおいては、磁気ブラシを形成するために現像ローラ内部に複数の磁石（マグネットローラ）が配置されるため、特許文献１記載の現像装置にように、通路内に螺旋状の部材を設けるスペースを確保することが難しい。特に小型化された現像装置においては、現像ローラも小径のものを使用するため、十分な幅を有する螺旋状部材を設けることが難しく冷却効率は向上しない。その結果、現像剤の温度上昇による画像ムラなどの画質劣化を十分に防止することはできない。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、小径の現像ローラであっても冷却効率が高く、現像剤の温度上昇を抑えることができる現像装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に複数の磁石からなる多極磁性体とを備え、スリーブを回転させることにより、スリーブ表面上の現像剤で、感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
スリーブの周壁が、厚み方向に通気性を有し、
スリーブの内部から空気を吸引し、スリーブの外部から周壁を通ってスリーブの内部に向かう気流を形成する吸引装置を備え、
前記スリーブは、トナーの通過を阻止するフィルター層と、フィルター層表面に空隙を有する導電層とを備えることを特徴とする現像装置である。
【００１２】
また本発明は、前記フィルター層が、０．１μｍ以上２μｍ以下の通気孔を有する多孔質部材で構成されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記多孔質部材が、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記導電層は、幅が０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下の通気孔を有し、通気孔の開口率が３０％以上６０％以下であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記導電層は、前記フィルター層の外表面にコイル状に巻き付けられた導電性ワイヤ−で構成されることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記スリーブは、前記フィルター層の内側に、剛性を有する網目状の基材層を備えることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記スリーブの端部は、ベアリングを介して現像槽壁に設けられた貫通孔に内接し、前記吸引装置は、現像槽外部からスリーブ端部を介してスリーブ内部の空気を吸引するように構成されることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体と、
感光体表面を帯電させる帯電装置と、
感光体表面に静電潜像を形成する露光装置と、
感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する、前記現像装置と、
感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
感光体表面を清浄化するクリーニング装置と、
トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、円筒状のスリーブの周壁が、厚み方向に通気性を有し、吸引装置によってスリーブの内部から空気を吸引し、スリーブの外部から周壁を通ってスリーブの内部に向かう気流を形成する。
【００２０】
円筒状のスリーブの外表面から空気が流入し、スリーブの内部を通って、スリーブ側面から空気が排出されることから、スリーブと多極磁性体の隙間が狭くても、多極磁性体の磁石の隙間に効率的に空気を流すことができるため、現像ローラ内部に熱がこもることがなく、小径の現像ローラであっても冷却効率が高く、現像剤の温度上昇を抑えることができる。
【００２１】
その結果、現像剤の温度上昇に起因するトナー凝集体の発生や、現像剤の流動性の低下を防ぎ、濃度ムラの発生を抑えることができる。さらには、スリーブの表面には、現像ローラと感光体ドラムとの隙間から空気流入するため、吸引装置の空気吸引力を強めることによって、現像ローラの回転によって飛散するトナーを回収する効果も得られる。
【００２２】
また、前記スリーブは、トナーの通過を阻止するフィルター層と、フィルター層表面に空隙を有する導電層とを備える多層構造である。
【００２３】
これにより、現像ローラ内部に飛散したトナー粒子が付着することを防ぐことができる。
【００２４】
また本発明によれば、前記フィルター層が、０．１μｍ以上２μｍ以下の通気孔を有する多孔質部材で構成される。
【００２５】
０．１μｍ未満では、空気を吸引する際の通気抵抗が大きくなり、２μｍを超えるとトナーが通過してしまう。上記範囲とすることで、吸引効果を低下させることなく、現像ローラ内部にトナー粒子が流入することを防止できる。
【００２６】
また本発明によれば、前記多孔質部材が、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜である。
【００２７】
これにより、トナーとの摩擦が起こっても、トナーの融着やフィルミングを防ぐことができる。
【００２８】
また本発明によれば、前記導電層は、幅が０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下の通気孔を有し、通気孔の開口率が３０％以上６０％以下である。
【００２９】
通気孔の幅が０．３ｍｍ未満ではキャリアを含めた現像剤が詰まりやすくなり、１ｍｍを超えると画像濃度にムラが生じやすくなる。また、通気孔の開口率が３０％未満では、空気を吸引する際の通気抵抗が大きくなり、６０％を超えると画像濃度にムラが生じやすくなる。
【００３０】
また本発明によれば、前記導電層は、前記フィルター層の外表面にコイル状に巻き付けられた導電性ワイヤ−で構成される。
【００３１】
これにより、通気孔がスリーブの回転方向に沿って形成されることから、通気孔の端に現像剤が蓄積することを防止できる。
【００３２】
また本発明によれば、前記スリーブは、前記フィルター層の内側に、剛性を有する網目状の基材層を備える。
【００３３】
剛性を有する基材層を設けることによって、フィルター層および導電層の層厚が薄くても、剛性の高いスリーブが得られ、安定した画像が得られる。
【００３４】
また本発明によれば、前記スリーブの端部は、ベアリングを介して現像槽壁に設けられた貫通孔に内接している。前記吸引装置は、現像槽外部からスリーブ端部を介してスリーブ内部の空気を吸引するように構成される。
【００３５】
これにより、現像ローラ内部の空気を現像槽外部に直接排出できるため、吸引装置を簡易化できる。
【００３６】
また本発明によれば、上記の現像装置を備える画像形成装置である。
これにより、現像剤の温度上昇を抑えることができ、現像剤の温度上昇に起因するトナー凝集体の発生や、現像剤の流動性低下を防ぎ、画像ムラなどの画質劣化を十分に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の現像ローラについて説明を行う前に、現像ローラを収容する現像装置の構成について説明する。
【００３８】
図１は、本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を示す模式図である。現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、第１撹拌部材４と、第２撹拌部材５と、搬送部材６と、規制部材７と、カバー部材８と、流し板９と、トナー濃度検知センサ１２とを含む。
【００３９】
現像槽２は内部空間を有するほぼ角柱状の容器部材であり、現像ローラ３、第１撹拌部材４、第２撹拌部材５および搬送部材６を、互いに平行な軸線まわりに回転自在に支持し、規制部材７、流し板９などを直接的または間接的に支持し、現像剤を収容する。現像剤はトナーと磁性体粉であるキャリアとを含む二成分現像剤である。また、現像槽２には、現像装置１を図示しない電子写真方式の画像形成装置本体に装着した状態で、該画像形成装置が備える感光体ドラム２０を臨む側面に現像用の開口２ａが形成される。また、現像槽２の鉛直方向上面には、トナー補給口２ｂが形成される。
【００４０】
現像槽２の鉛直方向上方には図示しないトナーカートリッジおよびトナーホッパが設けられる。より詳しくは、鉛直方向上方から下方に向けて、トナーカートリッジ、トナーホッパおよび現像槽２の順番で設けられる。トナーカートリッジは、その内部空間にトナーを収容し、現像装置１が装着される図示しない画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられる。
【００４１】
また、トナーカートリッジは、画像形成装置本体に設けられる図示しない駆動手段によって、軸線回りに回転駆動する。トナーカートリッジの長手方向側面には長手方向に延びる細長い開口が形成され、トナーカートリッジの回転に伴って前記細長い開口からトナーが落下してトナーホッパに供給される。
【００４２】
トナーホッパは、たとえば、その鉛直方向底面に形成される開口であるトナー供給口が、現像槽２の鉛直方向上面に形成される開口であるトナー補給口２ｂと鉛直方向に連通するように設けられる。トナーホッパ内において、トナー供給口の鉛直方向上方には、トナー補給ローラが設けられる。トナー補給ローラはトナーホッパによって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動する。トナー補給ローラの回転駆動は、トナー濃度検知センサ１２による現像槽２内のトナー濃度の検知結果に応じて、画像形成装置に設けられる図示しない制御手段により制御される。トナー補給ローラの回転駆動によって、トナー供給口およびトナー補給口２ｂを介して、現像槽２内にトナーが補給される。
【００４３】
現像ローラ３は少なくとも一部が現像槽２に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するローラ状部材である。また、現像ローラ３は、現像槽２の開口２ａを介して感光体ドラム２０に対向する。現像ローラ３は、感光体ドラム２０に対して間隙を有して離隔するように設けられ、最近接部分が現像ニップ部となる。現像ニップ部において、現像ローラ３表面の現像剤層から感光体ドラム２０表面の静電潜像にトナーが供給される。現像ニップ部では、現像ローラ３に接続される電源から現像ローラ３に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ３表面の現像剤層から感光体ドラム２０表面の静電潜像へのトナーの移行が円滑に進行する。
【００４４】
第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、いずれも、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。本実施の形態では、第１撹拌部材４は反時計回りに回転し、第２撹拌部材４は時計回りに回転する。第１撹拌部材４は、現像ローラ３を介して感光体ドラム２０に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。本実施の形態では、半径Ｓ２と、現像ローラ３の軸心と第１撹拌部材４の軸心とを結ぶ直線とが成す角の角度である第１撹拌部材４の設置角度は５４°である。第２撹拌部材５は、第１撹拌部材４を介して現像ローラ３に対向しかつ現像ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。第１撹拌部材４および第２撹拌部材５は、現像槽２内に貯留される現像剤を撹拌してトナーに均一な電荷を付与するとともに、帯電状態にある現像剤を汲み上げて現像ローラ３の周囲に送給する。
【００４５】
搬送部材６は、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。搬送部材６は、第２撹拌部材５を介して第１撹拌部材４に対向し、かつトナー補給口２ｂの鉛直方向下方に設けられる。搬送部材６は、トナー補給口２ｂを介して現像槽２内に補給されるトナーを、第２撹拌部材５の周囲に搬送する。
【００４６】
規制部材７は、現像ローラ３の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、現像ローラ３の鉛直方向上方において、その短手方向の一端が現像槽２とカバー部材８とによって支持され、かつ他端が現像ローラ３表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。本実施の形態では、規制部材７は現像ローラ３の半径方向（現像ローラ３の半径の延長線）上に設けられ、該延長線と、磁極Ｎ１が配置される現像ローラ３の断面における半径Ｎ１との成す角の角度が９０°になるように設けられる。規制部材７は、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウムなどの弾性を有する非磁性金属、合成樹脂などによって形成される。本実施の形態では、規制部材７には薄板状のステンレス鋼を使用する。
【００４７】
カバー部材８は、現像槽２とともに規制部材７を支持する。具体的には、規制部材７の短手方向の一端およびその近傍部分を、カバー部材８と現像槽２とによって挟持するようにして支持する。カバー部材８は、たとえば、合成樹脂、金属などの材料によって形成される。本実施の形態では、合成樹脂から形成される。規制部材７は、現像ローラ３表面に担持される現像剤層から余分な現像剤を取り除き、現像剤層の層厚を一定に規制することによって、現像剤の搬送量を調整する。また、規制部材７は、短手方向の他端と現像剤層との摺擦によって、現像剤層に含まれる帯電が不充分な現像剤に電荷を付与し、現像剤層に含まれる現像剤を充分に帯電させる。カバー部材８は、規制部材７を通過した現像剤から、トナーが機内へ飛散するのを防止する。
【００４８】
流し板９は、現像槽２内において、現像ローラ３の回転方向における規制部材７よりも上流側であって、第１撹拌部材４および第２撹拌部材５の鉛直方向上方に設けられる板状部材である。流し板９は、短手方向の一端が現像ローラ３表面に対向し、間隙を有して離隔し、他端が現像ローラ３から離反する方向に延びる。本実施の形態では、流し板９の鉛直方向上面は、流し板９の短手方向における現像ローラ３側の端部およびその近傍部分では水平方向に対して平行になり、それ以外の部分では現像ローラ３から離反するにつれて鉛直方向下方に下降するように設けられる。流し板９は、その鉛直方向下部において流し板９の長手方向に貫通するように形成され貫通口に挿通される支持部材９ａによって支持される。流し板９を設けることによって、現像槽２内における現像剤の円滑な流れが発生し、トナーの不均一な帯電、トナーのブロッキングなどの発生が防止される。詳しくは、規制部材７によって現像ローラ３表面から取り除かれる現像剤は一時的に現像ローラ３上方の空間に滞留するが、量が多くなると流し板９の鉛直方向上面を現像ローラ３から離反する方向に流過し始める。現像剤は流し板９の上面に沿って流過し、流し板９の短手方向における現像ローラ３側とは反対側の端部から第２撹拌部材５に向けて落下する。落下した現像剤は第１撹拌部材４および第２撹拌部材５によって他の現像剤および新しく供給されるトナーと均一に混合され、現像ローラ３に向けて搬送される。
【００４９】
トナー濃度検知センサ１２は、たとえば、第２撹拌部材５の鉛直方向下方の現像槽２底面に装着され、センサ面が現像槽２の内側に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１２は図示しない制御手段に電気的に接続される。制御手段は、トナー濃度検知センサ１２による検知結果に応じて、トナーカートリッジを回転駆動させ、トナーホッパを介して現像槽２内部にトナーを補給するように制御する。トナー濃度検知センサ１２による検知結果がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナーカートリッジを回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、トナーカートリッジを回転駆動させる。トナー濃度検知センサには一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。
【００５０】
透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）製）などが挙げられる。
【００５１】
制御手段は、現像装置１専用のものを設けてもよく、また現像装置１が装着される画像形成装置に設けられる制御手段が兼用してもよい。制御手段は、たとえば、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、各種センサによる検知結果、設定値、画像情報、テーブルデータ、プログラムなどが書き込まれる。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などが挙げられる。演算部は、記憶部に入力される各種データ（印刷指令、検知結果、画像情報など）および各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知および／または判定を行う。制御部は、演算部における判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。制御手段は、記憶部、演算部および制御部とともに主電源を含む。
【００５２】
現像装置１によれば、現像槽２に貯留される現像剤が、第１撹拌部材４および第２撹拌部材５の回転によって第１撹拌部材４の鉛直方向上方に搬送され、そこで磁性部材１０によって持ち上げられ、現像ローラ３表面に供給される。現像ローラ３は、その表面に現像剤層を担持して回転し、規制部材７による現像剤層の層厚規制および現像剤の帯電を受けた後、現像ニップ部で感光体ドラム２０上の静電潜像にトナーを供給して現像する。
【００５３】
現像終了後、現像ローラ３はさらに回転して再度現像剤の供給を受ける。一方、規制部材７によって現像ローラ３表面から取り除かれる現像剤は、流し板９の鉛直方向上面を現像ローラ３から離反する方向に流過し、第２撹拌部材５と搬送部材６との間に戻され、そこで他の現像剤と再度混合され、現像ローラ３に向けて搬送される。現像槽２内では、前記のような現像剤の循環が起こる。また、搬送部材６は、トナー濃度検知センサ１２による検知結果に応じて現像槽２内に補給されるトナーを第２撹拌部材５の周囲に搬送する。
【００５４】
図２は、現像装置１を上から見た平面図である。装置の内部構成がわかるようにカバー部材８を取り外した状態を図示している。
【００５５】
なお、詳細は後述するが、現像ローラ３は、通気性を備える円筒状のスリーブ１４を備え、その内部空間に多極磁性体１３を配置される。スリーブ１４は、側方の２つの円形平面の一つは、内部から空気が流出する開口を有し、現像槽２の側壁に設けられるスリーブ径より広い貫通孔にベアリングを介して内接して回転自在に支持されている。
【００５６】
吸引装置１０は、吸引ポンプ１０ｂと、一端が現像槽２の側壁に密着してスリーブ１４の側方の開口を覆い、他端がポンプ１０ｂに接続される吸引配管１０ａとを備え、現像ローラ３内部の空気を吸引する。吸引装置１０が空気を吸引することにより、スリーブ１４の外周面から現像ローラ３の内部に向かう気流が発生する。
【００５７】
図３は、スリーブ１４の軸線方向に垂直な断面図である。図４は、スリーブ１４を模式的に示す斜視図であり、図５は、スリーブ１４を図４とは反対の方向から見た斜視図である。図６は、現像ローラ３を構成する多極磁性体１３を模式的に示す斜視図である。図７は、現像ローラ３の軸芯を含む面で切断した断面図である。
【００５８】
現像ローラ３は、多極磁性体１３とスリーブ１４とを含んで構成される。図６に示すように、多極磁性体１３は、軸心に垂直な面で切断したときの断面形状が扇形の複数の棒磁石５５である磁極Ｎ１、Ｎ２および磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が互いに離隔して多極磁性体軸心１３ａの半径方向に放射状に配置される。各磁極は、現像ローラ３（スリーブ１４）の回転方向とは逆向きに、磁極Ｎ１、磁極Ｓ１、磁極Ｎ２、磁極Ｓ２および磁極Ｓ３の順番に設けられる。多極磁性体軸心１３ａは、現像槽２の槽壁に設けられる多極磁性体保持部材１８によって回転しないように支持される。
【００５９】
スリーブ１４は、非磁性材料を用いて形成される通気性を有する円柱状の形状を有し、軸芯に垂直な端部の一方は開放端となっており、吸引配管１０ａを介して吸引ポンプ１０ｂに連通している。この開放端は、現像槽２の側壁に設けられるスリーブ径よりも広い貫通孔にベアリング１７を介して内接した状態で回転自在に支持されている。
【００６０】
スリーブ１４他方の端部には、図５に示すように小径の穴が設けられた蓋体１６で閉じられ、その端部外周面に駆動ギア１５が配置される。図７に示すように、スリーブ１４は、ベアリング１７を介して現像槽２の槽壁に設けられた貫通孔に内接しており、現像槽２の外側に露出したスリーブ外周面に駆動ギア１５を備え、外部の回転駆動力が駆動ギア１５に伝達されて回転駆動するように構成される。多極磁性体軸心１３ａは、多極磁性体保持部材１８によって、現像槽２に固定されている。
【００６１】
図４に示すように、スリーブ１４は、その筒状体が３層で構成され、内側から剛性を有する網目状の基材層１４ｃ、トナーの通過を阻止するフィルター層１４ｂ、現像バイアス電圧を印加される導電層１４ａで構成される。
【００６２】
これら３層構造の筒状体はその周壁が、最外層の導電層１４ａから最内層の基材層１４ｃまで厚み方向に通気性を有するように各層の材質が選択される。
【００６３】
スリーブ１４が筒状体の厚み方向に通気性を有することで、スリーブ１４の一方端部の開放端から吸引装置１０で吸引することで現像ローラ３の内部から開放端を通って外部へ向かう気流が発生し現像ローラ３の内部空間の圧力が外部に比べて低くなる。周壁が厚み方向に通気性を有することにより、現像ローラ３の外周部分から周壁を通って現像ローラ３内部に空気が流入する。
【００６４】
吸引装置１０の吸引を継続している間は、現像ローラ３の周壁を介した空気の流入も継続され、連続的に気流が発生することになる。
【００６５】
この気流により、多極磁性体１３の磁石の隙間に効率的に空気を流すことができるため、現像ローラ３の内部に熱がこもることがなく、小径の現像ローラ３であっても冷却効率が高く、現像剤の温度上昇を抑えることができる。
【００６６】
その結果、現像剤の温度上昇に起因するトナー凝集体の発生や、現像剤の流動性の低下を防ぎ、濃度ムラの発生を抑えることができる。さらには、スリーブ１４の表面には、現像ローラ３と感光体ドラム２０との隙間から空気が流入するため、空気の吸引力を強めることによって、現像ローラ３の回転によって飛散するトナーを回収する効果も得られる。
【００６７】
フィルター層１４ｂとしては、スリーブ１４表面のトナーの通過を遮断し、空気のみを通過させる多孔質部材が使用できる。通気孔の大きさとしては、トナーが通過せず、通気抵抗は小さくなるように０．１μｍ以上２μｍ以下が好ましい。０．１μｍ未満では、空気を吸引する際の通気抵抗が大きくなり、２μｍを超えるとトナーが通過してしまう。
【００６８】
このような材料としては、公知の多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜が好ましい。多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜は、トナーの生産設備の集塵フィルターとして一般に使用されるものであるが、トナーとの摩擦が起こるスリーブに使用することで、トナーの融着やフィルミングを防ぐことができる。
【００６９】
導電層１４ａとしては、通気孔を有する導電材料であれば特に制限はないが、最外層であることから感光体２０への現像に影響を与える層であるので、画質劣化が生じないような材料を選択する必要がある。
【００７０】
通気孔の幅は０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。０．３ｍｍ未満ではキャリアを含めた現像剤が詰まりやすくなり、１ｍｍを超えると画像濃度にムラが生じやすくなる。また、通気孔の開口率としては、３０％以上６０％以下が好ましい。３０％未満では、空気を吸引する際の通気抵抗が大きくなり、６０％を超えると画像濃度にムラが生じやすくなる。
【００７１】
導電層１４ａとしては一体の層状部材でなくてもよく、非磁性材料からなる導電性ワイヤ−をフィルター層１４ｂの表面に、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下の幅を設けて、コイル状に巻き付けた構成でもよい。このような構成とすることによって、回転方向に連続する通気孔が得られるので、通気孔への現像剤詰まりを少なくできる。
【００７２】
基材層１４ｃとしては、通気性を有し、スリーブ１４に剛性を与える網目状の部材であれば特に制限はない。
【００７３】
通気孔（網目）の大きさは１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。１ｍｍ未満では通気抵抗が大きくなり、５ｍｍを超えると十分な剛性を保てなくなる。
【００７４】
このような材料としては、多孔質のアルミ管を用いることができる。
スリーブ１４を上記のような構成にすることで、スリーブ１４の周壁から内部へと空気を取り入れ、さらに現像ローラ３内部から端部を通って外部に空気が排出される。
【００７５】
このとき、吸引装置１０の能力としては、たとえば１分間に０．０５から１リットルの空気を吸引するものである。これにより、現像ローラ３内部に十分な空気の流れが発生し、現像剤の冷却を実現できる。
【００７６】
吸引装置１０によって、現像中に連続して吸引してもよいし、断続的に吸引してもよい。
【００７７】
図８は、現像装置１を備える本発明の他の実施形態である画像形成装置３１の構成を模式的に示す断面図である。
【００７８】
画像形成装置３１は複写モードと印刷モードとを有し、複写モードでは後述するスキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報に応じて原稿の複写物を印刷し、印刷モードでは画像形成装置３１にネットワークを介して接続される外部機器からの画像情報に応じてそれに対応する画像を印刷するデジタル複合機である。画像形成装置３１は、感光体ドラム２０と、帯電装置２１と、露光装置２２と、現像装置１と、転写装置２３と、定着装置２５と、クリーニング装置２４と、給紙トレイ２８と、スキャナ部２９と、排紙トレイ３０とを含む。
【００７９】
感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム２０には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。
【００８０】
有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。
【００８１】
帯電装置２１は、感光体ドラム２０に圧接するように設けられるローラ状部材である。帯電装置２１には図示しない電源が接続され、帯電装置２１に電圧を印加する。帯電装置２１は電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム２０表面を所定の極性および電位に帯電させる。本実施の形態では、チャージャー型帯電器を用いるが、これに限定されず、帯電ブラシ型帯電器、ローラ状帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用できる。
【００８２】
露光装置２２は、スキャナ部２９において読み取られる原稿の画像情報または外部機器からの画像情報が入力され、画像情報に応じた信号光を、帯電状態にある感光体ドラム２０表面に照射する。これによって、感光体ドラム２０表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。露光装置２２には光源を含むレーザスキャニング装置が用いられる。レーザスキャニング装置は、たとえば、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組合せた装置である。光源としては、たとえば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用できる。
【００８３】
現像装置１は、図１に示した現像装置１である。
転写装置２３は、図示しない支持部材によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転可能に設けられ、かつ感光体ドラム２０に圧接するように設けられるローラ状部材である。転写装置２３には、たとえば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。感光体ドラム２０と転写装置２３との圧接部（転写ニップ部）に、感光体ドラム２０の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙トレイ２８から図示しないピックアップローラおよびレジストローラを介して記録媒体が１枚ずつ供給される。
【００８４】
記録媒体が転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が記録媒体に転写される。転写装置２３には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を転写装置２３に印加する。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。転写装置２３によれば、感光体ドラム２０表面のトナー像を記録媒体に転写する。
【００８５】
クリーニング装置２４は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを含む。クリーニングブレードは、感光体ドラム２０の長手方向に平行に延び設けられかつその短手方向の一端が感光体ドラム２０表面に当接するように設けられる板状部材である。クリーニングブレードは、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム２０表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム２０表面から取り除く。トナー貯留槽は内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。クリーニング装置２４によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム２０表面が清浄化される。
【００８６】
定着装置２５は、定着ローラ２６と、加圧ローラ２７とを含む。定着ローラ２６は、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ２６は、その内部に図示しない加熱部材を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ２６としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱部材は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱部材にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。
【００８７】
加圧ローラ２７は回転自在に支持されかつ図示しない加圧部材によって定着ローラ２６に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ２７は定着ローラ２６の回転に従動回転する。定着ローラ２６と加圧ローラ２７との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ２７は、定着ローラ２６によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ２７には、定着ローラ２６と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ２７の内部にも加熱部材を設けてもよい。加熱部材には定着ローラ２６内部の加熱部材と同様のものを使用できる。
【００８８】
定着装置２５によれば、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させ、画像を印刷する。画像が印刷された記録媒体は、図示しない搬送手段によって、画像形成装置３１の鉛直方向側面に設けられる排紙トレイ３０に排出され、積載される。
【００８９】
給紙トレイ２８は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。給紙トレイ２８は複数設けられ、それぞれの給紙トレイ２８にサイズの異なる記録媒体が収容される。記録媒体のサイズには、Ａ３、Ａ４、Ｂ５、Ｂ４などがある。また、複数の給紙トレイ２８に同じサイズの記録媒体を収容してもよい。図示しないピックアップローラと、搬送ローラと、レジストローラとによって、感光体ドラム２０表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、記録媒体が１枚ずつ送給される。
【００９０】
スキャナ部２９には図示しない原稿セットトレイ、自動原稿搬送装置（ＲＡＤＦ、    Reversing Automatic Document Feeder）などが設けられるとともに、図示しない原稿読み取り装置が設けられる。自動原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を、原稿読み取り装置の原稿載置台に搬送する。原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置と、反射部材と、光電変換素子（Charge Coupled Device、以下「ＣＣＤ」という）ライセンサなどを含み、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、たとえば１０ライン毎に読み取る。原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。原稿走査装置は図示しない光源と第１の反射ミラーとを含み、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。光の照射によって反射光像が得られる。光源は原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。第１の反射ミラーは反射光像を反射部材に向けて反射する。反射部材は、図示しない第２の反射ミラーと第３の反射ミラーと光学レンズとを含み、原稿走査装置で得られる反射光像を光電変換素子ライセンサ上で結像させる。反射部材は原稿走査装置の往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。第２，第３の反射ミラーは反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは反射光像を光電変換素子ライセンサ上に結像させる。ＣＣＤライセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示しないＣＣＤ回路を含み、画像情報である電気信号を制御手段の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り装置またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光装置２２に出力する。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を示す模式図である。
【図２】現像装置１を上から見た平面図である。
【図３】スリーブ１４の軸線方向に垂直な断面図である。
【図４】スリーブ１４を模式的に示す斜視図である。
【図５】スリーブ１４を図４とは反対の方向から見た斜視図である。
【図６】現像ローラ３を構成する多極磁性体１３を模式的に示す斜視図である。
【図７】現像ローラ３の軸芯を含む面で切断した断面図である。
【図８】現像装置１を備える本発明の他の実施形態である画像形成装置３１の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  現像装置
２  現像槽
３  現像ローラ
４  第１撹拌部材
５  第２撹拌部材
６  搬送部材
７  規制部材
８  カバー部材
９  流し板
１０  吸引装置
１２  トナー濃度検知センサ
１３  多極磁性体
１３ａ  多極磁性体軸心
１４  スリーブ
１４ａ  導電層
１４ｂ  フィルター層
１４ｃ  基材層
２０  感光体ドラム
２１  帯電装置
２２  露光装置
２３  転写装置
２４  クリーニング装置
２５  定着装置
２８  給紙トレイ
２９  スキャナ部
３０  排紙トレイ
３１  画像形成装置
【図１】
0004498430.tif 000002
【図２】
0004498430.tif 000003
【図３】
0004498430.tif 000004
【図４】
0004498430.tif 000005
【図５】
0004498430.tif 000006
【図６】
0004498430.tif 000007
【図７】
0004498430.tif 000008
【図８】
0004498430.tif 000009