(57)【要約】【課題】画像の出力スピードを高めても、安定した画像形成、及び、トナーの飛散による機内汚染を防ぐことができる現像装置とこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】磁性粉を含有する磁性トナーからなるトナーと、キャリアとを有する二成分現像剤を担持する二成分現像剤担持体２０と、二成分現像剤担持体２０からトナーを受け取り、トナーを担持するトナー担持体２１と、トナー担持体２１に担持されているトナーによって静電潜像を現像するための像担持体２ａと、を備えており、二成分現像剤担持体２０の内部においてトナー担持体２１の表面と対向する位置には、第１の磁極部材Ｎ１が設けられており、トナー担持体２１の内部において二成分現像剤担持体２０の表面と対向する位置には、第１の磁極部材Ｎ１とは逆の極性に着磁されており、少なくともトナー担持体２１の表面においてトナー担持体２１の表面と垂直方向に２５ｍＴ〜４０ｍＴの範囲内の磁力を生じさせる第２の磁極部材２１ｂが設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉を含有する磁性トナーからなるトナーと、キャリアとを有する二成分現像剤を担持する筒状の二成分現像剤担持体と、
前記二成分現像剤担持体と対向して設けられており、前記二成分現像剤担持体から前記トナーを受け取り、前記トナーを担持する筒状のトナー担持体と、
前記トナー担持体に担持されている前記トナーによって静電潜像を現像するための像担持体と、を備えており、
前記二成分現像剤担持体の内部において前記トナー担持体の表面と対向する位置には、第１の磁極部材が設けられており、
少なくとも前記トナー担持体の表面において前記トナー担持体の表面と垂直方向に２５ｍＴ〜４０ｍＴの範囲内の磁力を生じさせる第２の磁極部材が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナーは、
１ｋＯｅの磁場強度を有する磁場が加えられた状態において、０．９〜１０ｅｍｕ／ｇの範囲内にある飽和磁化の値が得られる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の磁極部材は、
前記二成分現像剤担持体の表面において前記二成分現像剤担持体の表面と垂直方向に８０ｍＴ〜１００ｍＴの範囲内の磁力を生じさせるように着磁されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１の磁極部材は、前記二成分現像剤担持体の表面において前記二成分現像剤担持体の表面と垂直方向に８５ｍＴ〜９５ｍＴの範囲内の磁力を生じさせるように着磁されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２の磁極部材は、
前記トナー担持体の表面において前記トナー担持体の表面と垂直方向に２５ｍＴ〜３５ｍＴの範囲内の磁力を生じさせることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の現像装置と、
前記像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙へ転写する転写装置と、
を備える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、像担持体上に形成された静電潜像を二成分現像剤によって現像する現像装置とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像が、現像装置によって現像されて、トナー像として顕像化される。このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって加熱及び加圧されて、トナー像の定着を受けた後に機外に排出される。これによって一連の画像形成動作が完了する。
【０００３】
ところで、現像装置には、トナーとキャリアとを有する二成分現像剤を用いて像担持体上の静電潜像を現像するものがある。斯かる現像装置は、像担持体に対向して配置された現像ローラ等のトナー担持体と、このトナー担持体に近接配置された磁気ローラ等の二成分現像剤担持体とを備えている。このような現像装置においては、二成分現像剤担持体上に担持された二成分現像剤のトナーがトナー担持体へと供給されてトナー担持体上にトナー薄層が形成される。そして、このトナー層によって像担持体上の静電潜像が現像（タッチダウン現像）されてトナー像として顕像化される。
【０００４】
上述のような現像装置は、二成分現像剤担持体上の二成分現像剤によって、トナー担持体上へのトナー薄層の形成とトナー担持体上の未現像トナーの回収とを同時に行う必要がある。そのため、未現像トナーの回収不良等によってトナー担持体上のトナー薄層に前のトナー消費の履歴が残るゴースト現象や、トナー担持体上のトナー帯電のチャージアップ等の問題が発生することがあった。
【０００５】
上記問題を解決するため、例えば、特許文献１において、トナー担持体の二成分現像剤担持体との対面側に磁極を配置し、トナー担持体と二成分現像剤担持体間の磁気ブラシを強固にすることによって未現像トナーのトナー担持体上からの回収を促進する提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２７４９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、カラー機においても５０枚／分のスピードで出力が可能なプリンタや複合機が開発されており、モノクロ機に至っては１００枚／分の出力スピードを超える高速のプリンタや複合機が開発されている。
【０００８】
斯かる高速機に特許文献１において提案されているタッチダウン現像方式が採用された場合、トナー担持体上に十分なトナー薄層が形成されるためには、二成分現像剤中のトナー濃度を高くしたり、トナー薄層形成のためのバイアス電圧を大きくする等の対応が必要とされる。このような対策が施されるとトナー担持体と二成分現像剤担持体との間でトナー飛散が発生し易くなる。又、トナー担持体と二成分現像剤担持体との間でリークが発生し易く、画像が用紙へ精度良く印刷されないいわゆる画像異常や、機内汚染の発生を招くという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、画像の出力スピードを高めても、安定した画像形成、及び、トナーの飛散による機内汚染を防ぐことができる現像装置とこ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】
【００１０】
本発明の一局面に係る現像装置は、磁性粉を含有する磁性トナーからなるトナーと、キャリアとを有する二成分現像剤を担持する筒状の二成分現像剤担持体と、前記二成分現像剤担持体と対向して設けられており、前記二成分現像剤担持体から前記トナーを受け取り、前記トナーを担持する筒状のトナー担持体と、前記トナー担持体に担持されている前記トナーによって静電潜像を現像するための像担持体と、を備えており、前記二成分現像剤担持体の内部において前記トナー担持体の表面と対向する位置には、第１の磁極部材が設けられており、前記トナー担持体の内部において前記二成分現像剤担持体の表面と対向する位置には、前記第１の磁極部材とは逆の極性に着磁されており、少なくとも前記トナー担持体の表面において前記トナー担持体の表面と垂直方向に２５ｍＴ〜４０ｍＴの範囲内の磁力を生じさせる第２の磁極部材が設けられていることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
この構成によれば、二成分現像剤担持体の内部においてトナー担持体の表面と対向する位置には、第１の磁極部材が設けられている。この第１の磁極部材は、二成分現像剤担持体の表面のうちトナー担持体の表面と対向する位置において、いわゆる磁気ブラシを発生させる。
【００１２】
また、トナー担持体の内部において二成分現像剤担持体の表面と対向する位置には、第１の磁極部材とは逆の極性に着磁されており、少なくともトナー担持体の表面においてトナー担持体の表面と垂直方向に磁力を生じさせる第２の磁極部材が設けられている。この第２の磁極部材は、二成分現像剤担持体の内部に設けられた第１の磁極部材との間で、トナー担持体及び二成分現像剤担持体のいずれかの方向の磁界を発生させる。
【００１３】
そのため、二成分現像剤担持体の表面のうちトナー担持体と最も接近する位置において発生している磁気ブラシが、トナー担持体及び二成分現像剤担持体のいずれかの方向の磁界の影響を受ける。そうすると、磁気ブラシの形状を保持するいわゆる拘束力が強くなる。従って、トナー担持体上の未現像トナーが磁気ブラシによって除去されやすい。また、磁気ブラシに含まれるトナーがトナー担持体に供給されやすい。
【００１４】
さらに、第２の磁極部材が、少なくともトナー担持体の表面においてトナー担持体の表面と垂直方向に生じさせる磁力は、２５ｍＴ〜４０ｍＴの範囲内の磁力である。そのため、トナー担持体上のトナー薄厚の増加が抑制されて、第２の磁極部材の影響が及ばない位置にトナーが移動しても該トナーの飛散が抑制される。従って、画像の出力スピードを高めても、安定した画像形成、及び、トナーの飛散による機内汚染を防ぐことが実現される。
【００１５】
上記構成において、前記トナーは、１ｋＯｅの磁場強度を有する磁場が加えられた状態において、０．９〜１０ｅｍｕ／ｇの範囲内にある飽和磁化の値が得られる構成とすることができる（請求項２）。
【００１６】
この構成によれば、二成分現像剤担持体からのトナーの飛散が抑制されるとともに、未現像トナーのトナー担持体からの回収効率が高められる。また、トナー担持体からのトナーの飛散が抑制されるとともに、トナー像の定着性も向上する。そのため、安定した画像形成が実現される。
【００１７】
上記構成において、前記第１の磁極部材は、前記二成分現像剤担持体の表面において前記二成分現像剤担持体の表面と垂直方向に８０ｍＴ〜１００ｍＴの範囲内の磁力を生じさせるように着磁されている構成とすることができる（請求項３）。
【００１８】
この構成によれば、画像の出力スピードを高めても、安定した画像形成、及び、トナーの飛散による機内汚染を防ぐことが、より好適に実現される。
【００１９】
上記構成において、前記第１の磁極部材は、前記二成分現像剤担持体の表面において前記二成分現像剤担持体の表面と垂直方向に８５ｍＴ〜９５ｍＴの範囲内の磁力を生じさせるように着磁されている構成とすることができる（請求項４）。
【００２０】
この構成によれば、さらに、安定した画像形成、及び、トナーの飛散による機内汚染を防ぐことが好適に実現される。
【００２１】
上記構成において、前記第２の磁極部材は、前記トナー担持体の表面において前記トナー担持体の表面と垂直方向に２５ｍＴ〜３５ｍＴの範囲内の磁力を生じさせる構成とすることができる（請求項５）。
【００２２】
この構成によれば、二成分現像剤担持体からトナー担持体の方向へ形成される磁気ブラシの拘束力がより適度な力となる。そのため、二成分現像剤にかかる負荷が軽減されるため、二成分現像剤の劣化が抑制される。
【００２３】
また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の現像装置と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙へ転写する転写装置と、を備えることを特徴とする（請求項６）。
【００２４】
この構成によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の現像装置を備えている。そのため、画像の出力スピードを高めても、安定した画像形成、及び、トナーの飛散による機内汚染を防ぐことができる画像形成装置が実現される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、画像の出力スピードを高めても、安定した画像形成、及び、トナーの飛散による機内汚染を防ぐことが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンタ）の断面図である。
【図２】本発明に係る現像装置を含むブラック画像形成ユニットの断面図である。
【図３】マゼンタ画像形成ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２８】
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図である。図示のカラーレーザープリンタはタンデム型である。本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。
【００２９】
上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、感光ドラム（像担持体）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されている。そして、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。
【００３０】
ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示のモータによって図示矢印方向（図１における反時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
【００３１】
更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（トナーＭ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の現像剤をそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。ここで、各色の現像剤はトナーとキャリアを有する二成分現像剤であり、トナー（少なくともブラックのトナー）として、磁性粉を含有する磁性トナーが用いられている。尚、現像装置４ａ〜４ｄの詳細は後述される。
【００３２】
また、本実施形態において、画像形成装置としてカラーレーザープリンタが例示されているが、画像形成装置は、ブラック画像形成ユニット１Ｋのみを有するモノクロ画像形成装置であってもよい。
【００３３】
また、本体部１００は、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各々の色からなるトナー像を、中間転写ベルト７に転写する一次転写部２３Ｋ、２３Ｙ、２３Ｃ、及び２３Ｍの各々を備えている。このような一次転写部２３Ｋ、２３Ｙ、２３Ｃ、及び２３Ｍの各々は、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各々の色に対応して設けられている。
【００３４】
又、一次転写部２３Ｋ、２３Ｙ、２３Ｃ、及び２３Ｍの各々において、転写ローラ５ａ〜５ｄの各々の表面と、感光ドラム２ａ〜２Ｄの各々の表面とが、対向して配置されている。そして、転写ローラ５ａ〜５ｄの各々の表面と、感光ドラム２ａ〜２Ｄの各々の表面とが、中間転写ベルト７の表面に当接して中間転写ベルト７を挟んでいる。このように、転写ローラ５ａ〜５ｄの各々の表面と、感光ドラム２ａ〜２Ｄの各々の表面とが、中間転写ベルト７の表面に当接して中間転写ベルト７を挟んでいる位置が、いわゆる転写ニップ部を構成する。このような転写ニップ部によって、一次転写部２３Ｋ、２３Ｙ、２３Ｃ、及び２３Ｍの各々が構成されている。中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８、駆動ローラ９、及びテンションローラ１０によって張設されている。このような中間転写ベルト７は、各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面のうち最も上方向（図１において上方向）に位置する面上を通過するように周回駆動される。また、二次転写対向ローラ８と、二次転写ローラ１１とが、二次転写対向ローラ８及び二次転写ローラ１１の表面同士が対向して配置されている。そして、二次転写対向ローラ８の表面と、二次転写ローラ１１の表面とが、中間転写ベルト７の表面に当接して中間転写ベルト７を挟んでいる。このように、二次転写対向ローラ８の表面と二次転写ローラ１１の表面とが、中間転写ベルト７の表面に当接して中間転写ベルト７を挟んでいる位置は、いわゆる転写ニップ部を構成する。このような転写ニップ部によって、二次転写部２４が構成されている。尚、図示はされていないが、駆動ローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置が設けられている。
【００３５】
更に、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１２が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１３が着脱可能に設置されており、装置本体１００の側部には手差しトレイ１４が設けられている。
【００３６】
又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる用紙搬送路Ｌには、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０１との当接部である二次転写部２４へと供給するレジストローラ対１５が設けられている。
【００３７】
ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記用紙搬送路Ｌは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ１６まで延びており、その途中には定着装置１７が設けられている。
【００３８】
次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタの画像形成動作について説明する。
【００３９】
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（反時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１２は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
【００４０】
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａがマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部２３Ｍ（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ｄの作用によって、図１の矢印方向に周回駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。
【００４１】
上述のようにして中間転写ベルト７上に一次転写されたマゼンタトナー像は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部２３Ｃにおいて中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
【００４２】
以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部２３Ｙ、２３Ｋにおいて順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。
【００４３】
そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１１間の二次転写部２４（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１３又は手差しトレイ１４から用紙搬送路Ｌへと送り出された用紙がレジストローラ対１５によって二次転写部２４へと搬送される。そして、二次転写部２４に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１１によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。
【００４４】
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置１７へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙が排紙トレイ１６上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する残トナーは、不図示のベルトクリーニング装置によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。
【００４５】
さらに、前記カラーレーザープリンタは、先述されたカラー画像形成だけではなく、モノクロ画像形成を実行することができる。このモノクロ画像形成において、画像形成ユニット１Ｋが使用される。画像形成ユニット１Ｋにおいて、ブラックのカラー画像信号によって変調されたレーザー光によって、感光ドラム２ｄの表面に静電潜像が形成される。
【００４６】
次に、画像形成ユニット１Ｋにおいて、感光ドラム２ｄの表面に形成された静電潜像が、現像装置４ｄによって、ブラックトナー像として可視像化される。そして、このブラックトナー像は、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって中間転写ベルト７上に転写される。
【００４７】
そして、中間転写ベルト７の表面上のブラックトナー像は、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１１によって、二次転写部２４に搬送された用紙に対して転写される。
【００４８】
そして、ブラックトナー像が転写された用紙は、定着装置１７へと搬送される。そして、ブラックトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着される。そして、ブラックトナー像が定着された用紙が排紙トレイ１６上に排出される。
【００４９】
［現像装置］
次に、本発明に係る現像装置４ａ〜４ｄを図２に基づいて説明する。図２はブラック画像形成ユニット１Ｋの断面図である。図２に示される現像装置４ｄは、現像容器１８内にブラックの二成分現像剤を収納している。現像装置４ｄにおいて、現像容器１８の内部は仕切壁１８ａによって第１及び第２収納室１８Ａ，１８Ｂに区画されている。これらの第１及び第２の収納室１８Ａ，１８Ｂには図２の紙面垂直方向に長い第１及び第２の撹拌ローラ１９ａ，１９ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。これらの第１及び第２の撹拌ローラ１９ａ，１９ｂが回転すると、現像容器１８内の二成分現像剤が撹拌されつつ軸方向（図２の紙面垂直方向）に搬送され、仕切壁１８ａに形成された不図示の連通路を通過して第１収納室１８Ａと第２収納室１８Ｂとの間を循環する。ここで、少なくとも、ブラックの二成分現像剤におけるブラックのトナーとして、磁性粉を含有する磁性トナーが用いられている。
【００５０】
この磁性トナーは、１ｋＯｅの磁場強度を有する磁場が加えられた状態において、０．９〜１０ｅｍｕ／ｇの範囲内にある飽和磁化の値が得られる磁性トナーである。
【００５１】
現像容器１８内の第２の撹拌ローラ１９ｂの上方には二成分現像剤担持体である円筒状の磁気ローラ２０が回転可能に配置されており、この磁気ローラ２０の上方にはトナー担持体である円筒状の現像ローラ２１が磁気ローラ２０に対向して配置されている。又、図２に示されるように、現像ローラ２１は、現像容器１８の開口部１８ｂに露出して感光ドラム２ｄに所定のギャップを介して対向配置されている。
【００５２】
上記磁気ローラ２０は、複数の磁極（磁気ローラ磁極）を有する円筒状の固定マグネットローラ２０ａが内部に設けられた非磁性の回転スリーブ２０ｂを備えており、この回転スリーブ２０ｂは回転軸２０ｃを回転中心線として、図２の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。固定マグネットローラ２０ａは、外周方向がＮ極となる３つのＮ極（磁気ローラ磁極Ｎ１〜Ｎ３極）と、外周方向がＳ極となる２つのＳ極（磁気ローラ磁極Ｓ１，Ｓ２極）を有しており、回転スリーブ２０ｂの回転方向において磁気ローラ磁極Ｎ１極（第１の磁極部材）と磁気ローラ磁極Ｎ２極との間に磁気ローラ磁極Ｓ１極が配置され、磁気ローラ磁極Ｎ３極と磁気ローラ磁極Ｎ１極との間にＳ２極が配置されている。
【００５３】
ここで、固定マグネットローラ２０ａは、回転スリーブ２０ｂの回転とは独立して設けられている。つまり、固定マグネットローラ２０ａは、回転スリーブ２０ｂが回転しても回転しない。例えば、マグネットローラ２０ａが、回転軸２０ｃ及び回転スリーブ２０ｂと物理的に連結しなければ、固定マグネットローラ２０ａが、回転スリーブ２０ｂが回転しても回転しないようにすることができる。また、固定マグネットローラ２０ａにおいて、磁気ローラ磁極Ｎ１〜Ｎ３及びＳ１及びＳ２は、長手方向が回転軸２０ｃの軸方向に延び、短手方向が固定マグネットローラ２０ａの径方向に延びる略直方体形状とされている。
【００５４】
このような磁気ローラ２０において、回転スリーブ２０ｂは磁気ローラ２０の表面部材をなす円筒状の部材である。回転スリーブ２０ｂは、駆動源（不図示）によって、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転駆動する回転軸２０ｃの回転中心軸回りに回転する。すると、回転スリーブ２０ｂの表面には、磁気ローラ磁極Ｎ３による磁力によって、第２の攪拌ローラ１９ｂから二成分現像剤が付着する。
【００５５】
そして、回転スリーブ２０ｂがさらに回転すると、回転スリーブ２０ｂには、磁気ローラ磁極Ｎ３による磁力によって、第２の攪拌ローラ１９ｂから二成分現像剤がさらに付着する。このように、回転スリーブ２０ｂが回転することによって、回転スリーブ２０ｂの表面には、第２の攪拌ローラ１９ｂから二成分現像剤が順次供給される。このように回転スリーブ２０ｂの表面に順次供給された二成分現像剤は、回転スリーブ２０ｂの回転によって磁気ローラ磁極Ｎ１〜Ｎ３及びＳ１及びＳ２のそれぞれの側を通過すると、磁気ローラ磁極Ｎ１〜Ｎ３及びＳ１及びＳ２の磁力によって、回転スリーブ２０ｂの表面と垂直な方向に起立する。
【００５６】
このように回転スリーブ２０ｂの表面と垂直な方向に起立した二成分現像剤は、いわゆる磁気ブラシと呼ばれる。回転スリーブ２０ｂの表面に順次供給された二成分現像剤は、回転スリーブ２０ｂの回転によって、磁気ローラ磁極Ｎ１〜Ｎ３及びＳ１及びＳ２の側で磁気ブラシになりながら、回転スリーブ２０ｂの回転方向へ搬送される。
【００５７】
又、前記現像ローラ２１は、非磁性の回転スリーブ２１ａが設けられている。現像ローラ２１において、回転スリーブ２１ａは現像ローラ２１の表面部材をなす円筒状の部材である。この回転スリーブ２１ａ内において磁気ローラ２０と対向する位置には第２の磁極部材である対向マグネット２１ｂが配置されている。
【００５８】
ここで、回転スリーブ２１ａは、駆動源（不図示）によって、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転駆動する回転軸２１ｃの回転に連動して回転軸２１ｃの回転中心線回りに回転することができる。例えば、回転スリーブ２１ａは、回転軸２１ｃと物理的に連結していれば、回転軸２１ｃの回転に連動して回転軸２１ｃの回転中心線回りに回転することができる。また、対向マグネット２１ｂは、回転スリーブ２１ａの回転とは独立して設けられている。つまり、対向マグネット２１ｂは、回転スリーブ２１ａが回転しても回転しない。例えば、対向マグネット２１ｂが、回転軸２１ｃ及び回転スリーブ２１ａと物理的に連結しなければ、対向マグネット２１ｂが、回転スリーブ２１ａが回転しても回転しないようにすることができる。そして、対向マグネット２１ｂは、長手方向が回転軸２１ｃの軸方向に延び、短手方向が回転スリーブ２１ａの径方向に延びる略直方体形状とされている。尚、対向マグネット２１ｂの形状は、扇形状の断面を有しており、回転スリーブ２１ａの回転軸２１ｃの軸方向（図２の紙面垂直方向）に延びる柱体状形状であってもよい。対向マグネット２１ｂがこのような柱体状形状とされた際には、回転軸２１ｃの軸方向から見た断面として、扇形状の断面が得られる。
【００５９】
本実施の形態では、対向マグネット２１ｂは、回転スリーブ２１ａの外周方向が、固定マグネットローラ２０ａのＮ１極と異磁極のＳ極となるように着磁されている。このような対向マグネット２１ｂは現像ローラ磁極としての機能を有する。この対向マグネット２１ｂの現像ローラ２１表面での垂直方向の磁力は２５ｍＴ以上〜４０ｍＴ以下に設定されている。そして、現像ローラ２１の回転スリーブ２１ａは、磁気ローラ２０とはその対向位置において所定のギャップをもって対向しており、現像ローラ磁極Ｓは、所定のギャップを挟んで対向位置において磁気ローラ磁極Ｎ１と対向している。尚、現像ローラ２１の回転スリーブ２１ａは、磁気ローラ２０の回転スリーブ２０ｂと同方向（図２の矢印方向）に回転駆動され、両回転スリーブ２０ｂ，２１ａの対向位置における回転方向は互いに逆向きとなる。
【００６０】
更に、現像容器１８には、トナー層厚規制部材としてのドクターブレード２２が回転スリーブ２０ｂの軸方向（図２の紙面垂直方向）に沿って取り付けられており、該ドクターブレード２２は、回転スリーブ２０ｂの回転方向（図２の矢印方向）において両スリーブ２０ｂ，２１ａの対向位置よりも上流側に配置され、その先端と回転スリーブ２１ａの表面との間には所定の微小ギャップが形成されている。
【００６１】
以上のように構成された現像装置４ａにおいては、前述のように第１及び第２の撹拌ローラ１９ａ，１９ｂによって二成分現像剤が撹拌されつつ現像容器１８内を循環する。この二成分現像剤の撹拌によってトナーが帯電され、第２の撹拌ローラ１９ｂ上の二成分現像剤は磁気ローラ２０によって吸引搬送される。そして、磁気ローラ２０上には、磁気ローラ磁極Ｓ２による磁気ブラシが形成されドクターブレード２２によって層厚が規制される。そのため、回転スリーブ２０ｂの表面上の二成分現像剤の層厚が規制される。そして、層厚が規制された二成分現像剤は、回転スリーブ２０ｂの回転によって、現像ローラ２１と対向する位置に搬送される。このような位置において、磁気ローラ磁極Ｎ１によって二成分現像剤からなる磁気ブラシが形成される。そして、磁気ブラシに含まれるトナーが磁気ローラ２０と現像ローラ２１間の電位差によって現像ローラ２１上にトナー薄層を形成し、このトナー薄層によって感光ドラム２ａ上の静電潜像が現像される。
【００６２】
上述のようにして現像が行われた後、未現像トナーが残る現像ローラ２１は、磁気ローラ２０との対向位置において二成分現像剤層を担持した磁気ローラ２０と最接近し、この対向位置において磁気ブラシによる機械的な力によって現像ローラ２１上の未現像トナーが掻き取られるとともに、磁気ローラ２０と現像ローラ２１との間に形成される電位差（電界）に応じて磁気ローラ２０上の二成分現像剤層から磁性トナーが現像ローラ２１側に供給される。
【００６３】
前述のように磁気ローラ２０と現像ローラ２１の対向位置において両回転スリーブ２０ｂ，２１ａの進行方向は互いに逆方向であり、磁気ローラ磁極Ｎ１に対向する異磁極の現像ローラ磁極Ｓが存在するため、磁気ローラ磁極Ｎ１と現像ローラ磁極Ｓとの間に磁界が形成され、これによって磁気ブラシの拘束力が強くなり、磁気ブラシが良好に形成される。このため、現像ローラ２１上のトナーが磁気ブラシによって機械的に掻き取られ、磁気ローラ２０側に引き戻され、現像ローラ２１上に残留する未現像トナーが磁気ローラ２０側に確実に回収され、未現像トナーの回収不良によって現像ローラ２１上のトナー薄層に前のトナー消費の履歴が残るゴースト現象（現像履歴現象）の発生が防がれる。
【００６４】
又、本実施の形態のように磁気ローラ２０が現像ローラ２１の下方に配置されることによって、現像ローラ２１上のトナーが、トナーの自重によって磁気ローラ２０側に効率良く回収される。
【００６５】
ところで、内部に磁性部材として対向マグネット２１ｂを配置した現像ローラ２１を備えたタッチダウン現像装置に本実施の形態のように磁性トナーが用いられた場合、磁性トナーが磁性粉を含有することによってトナー重量が増すとともに、磁気ローラ２０の磁力による磁性トナーの保持力が高くなるため、画像の出力スピードを上げるために二成分現像剤中のトナー濃度を高めても磁気ローラ２０からのトナーの飛散が抑制される。
【００６６】
しかしながら、現像ローラ２１の内部には対向マグネット２１ｂを配置しているため、従来の非磁性トナーを用いたタッチダウン現像方式よりも磁界の影響を受けて磁性トナーが移動し易くなるとともに、対向マグネット２１ｂによる磁性トナーの保持力が高まる。この結果、現像ローラ２１上のトナー薄層が厚くなるため、現像ローラ２１内部の対向マグネット２１ｂの磁界が及ばない位置に磁性トナーが移動すると、磁力による磁性トナーの保持力が弱まるため、現像ローラ２１上で厚くなったトナー薄層から磁性トナーが飛散し易くなるという問題がある。また、現像ローラ２１上のトナー薄層が厚くなるため、現像ローラ２１上からの未現像トナーの回収が難しくなるという問題がある。
【００６７】
然るに、本実施の形態では、現像ローラ２１の内部において磁気ローラ２０と対向する位置に配置された対向マグネット２１ｂの現像ローラ２１表面での垂直方向の磁力を２５ｍＴ以上〜４０ｍＴ以下に設定することにより、現像ローラ２１上のトナー薄層厚の増加が抑制される。従って、対向マグネット２１ｂによる磁界の影響が及ばない位置に磁性トナーが移動しても磁力による保持力がなくなった影響を受けにくくなり該磁性トナーの飛散が抑制される。従って、画像の出力スピードを高めても、安定した画像形成及びトナーの飛散による機内汚染を防ぐことが実現される。又、タッチダウン現像方式では、現像ローラ２１上の未現像トナーを磁気ブラシで機械的に掻き取り回収する際にトナーが飛散しやすい。しかし、磁性トナーを用いることで以下の効果が実現される。つまり、現像ローラ２１上の未現像の磁性トナーは、磁気ローラ２０の磁気ローラ磁極Ｎ１及び対向マグネット２１ｂの磁力の影響を受けるので、回収時に飛散しにくくなる。そのため、未現像トナーの回収効率が高まる。又、現像ローラ２１の内部において磁気ローラ２０と対向する位置に配置された対向マグネット２１ｂの現像ローラ２１表面での垂直方向の磁力は１ｍＴ以上とすることが好ましい。磁力が１ｍＴ未満であると、高速機において、トナー薄層形成のためのバイアス電圧を大きくする必要性が高まり、トナー担持体と二成分現像剤担持体との間でトナー飛散が発生し易く、又、トナー担持体と二成分現像剤担持体との間で放電現象が発生し、画像形成に異常を来たす場合がある。又、対向マグネット２１ｂの現像ローラ２１表面での垂直方向の磁力が２５ｍＴ〜３５ｍＴの範囲内の磁力である際には、磁気ローラ２０から現像ローラ２１方向へ形成される磁気ブラシの拘束力が適度な力となる。そのため、二成分現像剤にかかる負荷が軽減されるため、二成分現像剤の劣化が抑制される。
【００６８】
さらに、磁気ローラ２１の磁気ローラ磁極Ｎ１は、磁気ローラ２１の回転スリーブ２０ｂの表面において回転スリーブ２０ｂの表面と垂直方向に８０ｍＴ〜１００ｍＴの範囲内の磁力を生じさせるように着磁されていることが望ましい。磁気ローラ磁極Ｎ１が、回転スリーブ２０ｂの表面における磁力として、回転スリーブ２０ｂと垂直方向の８０ｍＴ〜１００ｍＴの範囲内の磁力を生じさせれば、現像ローラ２１上のトナー薄層厚の増加がさらに抑制される。従って、対向マグネット２１ｂによる磁界の影響が及ばない位置に磁性トナーが移動しても、該磁性トナーが、磁力による保持力がなくなった影響をさらに受けにくくなる。そのため、該磁性トナーの飛散がさらに抑制される。
【００６９】
さらに、より好適に先述された効果が実現されるためには、磁気ローラ磁極Ｎ１が、回転スリーブ２０ｂの表面において回転スリーブ２０ｂと垂直方向に８５ｍＴ〜９５ｍＴの範囲内の磁力を生じさせることが望ましい。
【００７０】
尚、磁気ローラ磁極Ｎ１が、回転スリーブ２０ｂの表面において回転スリーブ２０ｂと垂直方向に生じさせる磁力が８０ｍＴ未満だと、本来磁気ローラ２０側にあるべきキャリアが、対向マグネット２１ｂの磁力によって現像ローラ２１側へ移動してしまう場合がある。また、回転スリーブ２０ｂと垂直方向に生じさせる磁力が１００ｍＴを超えると磁気ローラ２０側でトナーを保持する力が強く働きすぎ、現像ローラ２１においてトナー薄層が十分に形成されない場合がある。
【００７１】
又、本実施の形態では１ｋＯｅの磁場強度を有する磁場が加えられた状態において得られる磁性トナーの飽和磁化の値が０．９〜１０ｅｍｕ／ｇとされているため、磁気ローラ２０からのトナーの飛散が抑制されるとともに、未現像トナーの現像ローラ２１からの回収効率が高められる。また、現像ローラ２１からのトナーの飛散が抑制される。さらに、磁性トナーの飽和磁化の値が０．９〜１０ｅｍｕ／ｇとされているため、当該磁性トナーに含まれる磁性粉の量が、一般に磁性一成分現像方式に用いられる磁性トナーと比較して少ない状態となっていることが判る。このように、磁性トナーにおいて、定着装置１７による定着熱によって溶解しない磁性粉の量が、一般の磁性トナーと比較して少ない状態となっているので、定着熱によって溶解するトナーそのものの比率が大きいことが判る。そのため、トナー像の定着性も向上する。従って、安定した画像形成が実現される。因みに、１ｋＯｅの磁場強度を有する磁場が加えられた状態において得られる磁性トナーの飽和磁化の値が０．１ｅｍｕ／ｇ未満であると、磁性トナー中の磁性粉による磁力と重量による効果が十分得られない場合があり、又、飽和磁化の値が１０ｅｍｕ／ｇを超えると、磁力の影響が強過ぎ、トナー像の現像及びトナー担持体からの未現像トナーの回収性に悪影響を及ぼしてしまう。
【００７２】
従って、本発明によれば、安定した画像形成とトナーの飛散による機内汚染を防ぎつつ、画像の出力スピードを高めて高速機に対応することができるという効果が得られる。
【００７３】
尚、図３に示されるように、先述された現像装置４ｄの構成が、画像形成ユニット１Ｍ内の現像装置４ａに対して適用されている。そして、現像装置４ｄは、マゼンタの色トナーとして前記磁性トナーを含むマゼンタの二成分現像剤を、現像容器１８内に収容している。従って、現像装置４ａは、現像装置４ｄと同じ動作を実行することができ、そのため、現像装置４ａにおいて、前述の効果が得られる。
【００７４】
さらに、画像形成ユニット１Ｃ及び１Ｙの各々において、現像装置４ｂ及び４ｃの各々は、先述された現像装置４ｄと同じ構成を有している。そして、現像装置４ｂは、シアンの色トナーとして前記磁性トナーを含むシアンの二成分現像剤を、現像容器１８内に収容している。また、現像装置４ｃは、イエローの色トナーとして前記磁性トナーを含むイエローの二成分現像剤を、現像容器１８内に収容している。
【００７５】
従って、現像装置４ｂ及び４ｃの各々は、現像装置４ｄと同じ動作を実行することができ、そのため、現像装置４ｂ及び４ｃの各々において、前述の効果が得られる。
【００７６】
尚、現像装置４ｂ及び４ｃの構成は、現像装置４ａ及び４ｄの各々と全く同じであるため、図示及び説明が省略されている。
【００７７】
次に、本発明の実施例について比較例を参照しながら以下に説明する。
【００７８】
実施例及び比較例においては以下の諸元及び条件で画出しを行った。
【００７９】
・感光ドラム：直径φ３０ｍｍ、周速３００ｍｍ／ｓｅｃ、表面電位（暗電位）３００Ｖ、明電位１０Ｖ
・現像ローラの回転スリーブ：材質アルミニウム、直径φ２０ｍｍ、周速４５０ｍｍ／ｓｅｃ
・磁気ローラの回転スリーブ：材質アルミニウム、直径φ２５ｍｍ、周速６７５ｍｍ／ｓｅｃ
・磁気ローラ磁極の磁力：Ｎ１：９０ｍＴ、Ｓ１：８０ｍＴ、Ｎ２：６０ｍＴ、Ｎ３：４０ｍＴ、Ｓ２：５０ｍＴ
・磁気ローラによる二成分現像剤の搬送量：１０ｍｇ／ｃｍ2
・現像ローラと磁気ローラ間のギャップ：３５０μｍ
・現像ローラと感光ドラム間のギャップ：１５０μｍ
・現像ローラ印加電圧：Ｖdc２＝３００Ｖ、Ｖpp＝１．６ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝５０％
・磁気ローラ印加電圧：Ｖdc１＝４００Ｖ、現像ローラ印加電圧Ｖppと同じ周期で逆の位相のＶpp＝２．８ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝７０％
・磁性トナー：体積平均粒径φ６．５μｍ、個数分布のＣＶ（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）値２３．５％
・キャリア：重量平均粒径φ４５μｍ、１ｋＯｅの磁場強度を有する磁場が加えられた状態において得られる飽和磁化の値６５ｅｍｕ／ｇ（飽和磁化の値は、ＴＰＥＩ社製［ＶＳＭＭ−Ｐ７］を用いて磁場強度７９．６ｋＡ／ｍ（１ｋＯｅ）で測定）
前記磁性トナーとして、スチレンアクリル樹脂１００重量部に対して、３重量部の磁性粉（戸田工業社製、１ｋＯｅの磁場強度を有する磁場が加えられた状態において得られる
飽和磁化の値が５０ｅｍｕ／ｇ）、４重量部のカーボンブラック（三菱化学社製、商品名：ＭＡ−１００、及び、２重量部の電荷制御剤（藤倉化成社製、商品名：ＦＣＡ２０１ＰＳ）を溶融処理、混練処理、粉砕処理、分級処理、及び外添処理からなる一連の処理を経て製造されたものを用いた。尚、スタート時の二成分現像剤中のＱ／Ｍ（単位重量あたりのトナーの帯電量）は１５μＣ／ｇであった。
【００８０】
又、トナー体積平均粒径と個々数分布を表すＣＶ値は、マルチサイザーIII（ベックマン・コールター社製）、アパチャー径φ１００μｍ（測定範囲２．０〜６０μｍ）を用いて測定されうる。
【００８１】
以上の諸元及び条件下で、対向マグネットの磁力と、１ｋＯｅの磁場強度を有する磁場が加えられた状態において得られる飽和磁化の値を、表１のように種々変化させて印字率５％の原稿を１０００枚出力し、そのときのトナー飛散を目視で確認するとともに、ゴースト画像の発生の有無を目視で確認することによって未現像トナーの回収性を判定した（実施例１〜７及び比較例１〜３）。尚、トナーの飽和磁化の値は、磁性粉の配合量を変えることによって容易に調整される。
【００８２】
表１中のトナー飛散と未現像トナー回収性の評価において、◎は優（トナー飛散及びゴースト画像の発生が全くなし）、○は良（トナー飛散及びゴースト画像の発生をかすかに確認）、×は不可（トナー飛散及びゴースト画像の発生が明らか）を示す。
【００８３】
【表１】
2010002891.tif 000003
【００８４】
表１に示される実施例１〜３及び実施例５、６より明らかなように、対向マグネットが現像ローラの表面と垂直な方向に生じる磁力が２５ｍＴ以上〜４０ｍＴ以下に設定されるとともに、磁性トナーの飽和磁化の値が０．９〜１０ｅｍｕ／ｇとされれば、トナー飛散が防がれるとともに、未現像トナーの回収性が高められる。これによって本発明の前記効果が実証された。
【００８５】
尚、以上に示される説明において、本発明はカラーレーザープリンタに適用されている。しかしながら、本発明は、単色のモノクロ画像形成装置にも適用されうる。更に、本発明は、プリンタ以外の複写機やファクシミリ、或はこれらの複合機にも適用されうる。
【符号の説明】
【００８６】
１Ｍ            マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ            シアン画像形成ユニット
１Ｙ            イエロー画像形成ユニット
１Ｋ            ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ      感光ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ      帯電器
４ａ〜４ｄ      現像装置
５ａ〜５ｄ      転写ローラ
６ａ〜６ｄ      ドラムクリーニング装置
７              中間転写ベルト
８              二次転写対向ローラ
９              駆動ローラ
１０            テンションローラ
１１            二次転写ローラ
１２            レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１３            給紙カセット
１４            手差しトレイ
１５            レジストローラ対
１６            排紙トレイ
１７            定着装置
１８            現像容器
１８Ａ，１８Ｂ  現像容器の収納室
１８ａ          現像容器の仕切壁
１８ｂ          現像容器の開口部
１９ａ，１９ｂ  撹拌ローラ
２０            磁気ローラ（二成分現像剤担持体）
２０ａ          固定マグネットローラ
２０ｂ          磁気ローラの回転スリーブ
２１            現像ローラ（トナー担持体）
２１ａ          現像ローラの回転スリーブ
２１ｂ          対向マグネット（第２の磁極部材）
２２            ドクターブレード
１００          画像形成装置本体
Ｌ              用紙搬送路
Ｎ１            磁気ローラ磁極（第１の磁極部材）
【図１】
2010002891.tif 000004
【図２】
2010002891.tif 000005
【図３】
2010002891.tif 000006