(57)【要約】【課題】現像履歴現象の発生をより効果的に防止できる現像装置、及び該現像装置を具備する画像形成装置を提供すること。【解決手段】磁性キャリア１９１とトナー１９２とを含む二成分現像剤１９０が保持される磁気ローラ１３０と、磁気ローラ１３０に保持された二成分現像剤１９０からトナー１９２の供給を受けて表面にトナー層１９３が形成される現像ローラ１５０と、を備える現像装置であって、磁気ローラ１３０は、磁気スリーブ１３１と、磁気スリーブ１３１の内部に配置される第１磁極部１３２と、を備え、現像ローラ１５０は、現像スリーブ１５１と、現像スリーブ１５１の内部に配置され、第１磁極部１３２とは異なる極性を有する第２磁極部１５２と、現像スリーブ１５１の内部に配置され、第１磁極部１３２とは異なる極性を有する第３磁極部１５３と、を備える。【選択図】図４
2010097122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリア及びトナーを含む二成分現像剤が磁力により表面に保持される磁気ローラと、
前記磁気ローラに対向配置され、前記磁気ローラの表面に保持された前記二成分現像剤から前記トナーの供給を受けて表面にトナー層が形成される現像ローラと、を備える現像装置であって、
前記磁気ローラは、
所定方向に回転可能な磁気スリーブと、
前記磁気スリーブの内部における前記現像ローラに近接する位置に配置される第１磁極部と、を備え、
前記現像ローラは、
前記磁気ローラとの対向位置において前記磁気スリーブと反対方向に回転可能な現像スリーブと、
前記現像スリーブの内部における前記第１磁極部との対向位置近傍であって該対向位置よりも該現像スリーブの回転方向上流側に配置され、前記第１磁極部とは異なる極性を有する第２磁極部と、
前記現像スリーブの内部における前記第１磁極部との対向位置近傍であって該対向位置よりも該現像スリーブの回転方向下流側に配置され、前記第１磁極部とは異なる極性を有する第３磁極部と、を備える現像装置。
【請求項２】
磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤が磁力により表面に保持される磁気ローラと、
前記磁気ローラに対向配置され、前記磁気ローラの表面に保持された前記二成分現像剤から前記トナーの供給を受けて表面にトナー層が形成される現像ローラと、を備える現像装置であって、
前記現像ローラは、
所定方向に回転可能な現像スリーブと、
前記現像スリーブの内部における前記磁気ローラに近接する位置に配置される第１磁極部と、を備え、
前記磁気ローラは、
前記現像ローラとの対向位置において前記現像スリーブと反対方向に回転可能な磁気スリーブと、
前記磁気スリーブの内部における前記第１磁極部との対向位置近傍であって該対向位置よりも該磁気スリーブの回転方向上流側に配置され、前記第１磁極部とは異なる極性を有する第２磁極部と、
前記磁気スリーブの内部における前記第１磁極部との対向位置近傍であって該対向位置よりも該磁気スリーブの回転方向下流側に配置され、前記第１磁極部とは異なる極性を有する第３磁極部と、を備える現像装置。
【請求項３】
前記第１磁極部と前記第２磁極部との間に形成される第１磁界と、前記第１磁極部と前記第３磁極部との間に形成される第２磁界との間には、前記第１磁界及び前記第２磁界よりも磁束密度の小さい第３磁界が形成される請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度のピーク値、及び前記第２磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度のピーク値は、それぞれ、４０ｍＴ以上であり、前記第３磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度の最低値は、前記ピーク値の７０％以下となることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤が磁力により表面に保持される磁気ローラと、
前記磁気ローラに対向配置され、前記磁気ローラの表面に保持された前記二成分現像剤から前記トナーの供給を受けて表面にトナー層が形成される現像ローラと、を備える現像装置であって、
前記磁気ローラは、
所定方向に回転可能な磁気スリーブと、
前記磁気スリーブの内部における前記現像ローラに近接する位置を挟んで互いに所定間隔をあけて配置される第１磁極部及び第２磁極部を備え、
前記現像ローラは、
前記磁気ローラとの対向位置において前記磁気スリーブと反対方向に回転可能な現像スリーブと、
前記現像スリーブの内部における前記第１磁極部及び前記第２磁極部それぞれに対向する位置に配置され、前記第１磁極部及び前記第２磁極部とは異なる極性を有する第３磁極部及び第４磁極部と、を備える現像装置。
【請求項６】
前記第１磁極部と前記第３磁極部との間に形成される第１磁界と、前記第２磁極部と前記第４磁極部との間に形成される第２磁界と、の間には、前記第１磁界及び前記第２磁界よりも磁束密度の小さい第３磁界が形成される請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記第１磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度のピーク値、及び前記第２磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度のピーク値は、それぞれ、４０ｍＴ以上であり、前記第３磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度の最低値は、前記第１磁界における前記ピーク値の７０％以下となることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の現像装置と、
表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置により前記静電潜像にトナー画像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的に所定の用紙に転写する転写部と、
前記所定の用紙に転写されたトナー画像を定着させる定着部と、を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式により形成された静電潜像を現像するための現像装置及び該現像装置を具備する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いた現像装置として、二成分現像剤を保持する磁気ローラと、この磁気ローラに保持された二成分現像剤から供給されるトナーを保持してトナー層を形成する現像ローラと、を備え、この現像ローラに形成されたトナー層により静電潜像が形成された感光体を現像する、いわゆるタッチダウン現像方式の現像装置が提案されている。
【０００３】
以上の現像装置では、磁気ローラの内部に磁極部材を配置することで、二成分現像剤により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシにより現像ローラの表面にトナーを移送させてトナー層を形成する。そして、現像ローラに形成されたトナー層により感光体に形成された静電潜像の現像を行う。
また、静電潜像の現像に用いられず現像ローラに残存したトナーは、磁気ブラシにより磁気ローラに回収される。
【０００４】
ここで、現像ローラに残存したトナーが十分に回収されない場合には、現像ローラにトナー層が残存した領域とトナー層が消費された領域とが併存した状態で、この現像ローラに磁気ローラからトナーが再度供給されることとなる。その結果、現像ローラに均一にトナー層が形成されず、現像履歴現象が発生してしまう。
また、磁気ローラから現像ローラへのトナーの移送が十分に行われない場合、即ち、磁気ローラと現像ローラとの間の現像性が低い場合にも現像ローラにトナー層が安定的に形成されず、現像履歴現象が発生してしまう。
【０００５】
そこで、特許文献１には、磁気ローラの内部における現像ローラと最も近接する位置の近傍に２つの磁気ローラ磁極部材を配置すると共に、現像ローラの内部に現像ローラ磁極部材を配置し、この現像ローラ磁極部材を、２つの磁気ローラ磁極部材のうちの磁気ローラの回転方向下流側に配置された磁気ローラ磁極部材に対向する位置に位置させた現像装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２２１８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で提案された現像装置によれば、現像ローラ磁極部材を、磁気ローラの回転方向下流側に配置された磁気ローラ磁極部材に対向する位置に配置したので、磁気ブラシによる残存したトナーの回収効果を向上でき、現像履歴現象の発生を防止できる。
【０００７】
しかしながら、近年、現像履歴現象の防止効果の更なる向上が求められていた。
【０００８】
従って、本発明は、現像履歴現象の発生を、より効果的に防止できる現像装置、及び該現像装置を具備する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】
本発明は、磁性キャリア及びトナーを含む二成分現像剤が磁力により表面に保持される磁気ローラと、前記磁気ローラに対向配置され、前記磁気ローラの表面に保持された前記二成分現像剤から前記トナーの供給を受けて表面にトナー層が形成される現像ローラと、を備える現像装置であって、前記磁気ローラは、所定方向に回転可能な磁気スリーブと、前記磁気スリーブの内部における前記現像ローラに近接する位置に配置される第１磁極部と、を備え、前記現像ローラは、前記磁気ローラとの対向位置において前記磁気スリーブと反対方向に回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部における前記第１磁極部との対向位置近傍であって該対向位置よりも該現像スリーブの回転方向上流側に配置され、前記第１磁極部とは異なる極性を有する第２磁極部と、前記現像スリーブの内部における前記第１磁極部との対向位置近傍であって該対向位置よりも該現像スリーブの回転方向下流側に配置され、前記第１磁極部とは異なる極性を有する第３磁極部と、を備える現像装置に関する。
【００１０】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤が磁力により表面に保持される磁気ローラと、前記磁気ローラに対向配置され、前記磁気ローラの表面に保持された前記二成分現像剤から前記トナーの供給を受けて表面にトナー層が形成される現像ローラと、を備える現像装置であって、前記現像ローラは、所定方向に回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部における前記磁気ローラに近接する位置に配置される第１磁極部と、を備え、前記磁気ローラは、前記現像ローラとの対向位置において前記現像ローラ本体と反対方向に回転可能な磁気スリーブと、前記磁気スリーブの内部における前記第１磁極部との対向位置近傍であって該対向位置よりも該磁気スリーブの回転方向上流側に配置され、前記第１磁極部とは異なる極性を有する第２磁極部と、前記磁気スリーブの内部における前記第１磁極部との対向位置近傍であって該対向位置よりも該磁気スリーブの回転方向下流側に配置され、前記第１磁極部とは異なる極性を有する第３磁極部と、を備える現像装置に関する。
【００１１】
また、前記第１磁極部と前記第２磁極部との間に形成される第１磁界と、前記第１磁極部と前記第３磁極部との間に形成される第２磁界との間には、前記第１磁界及び前記第２磁界よりも磁束密度の小さい第３磁界が形成されることが好ましい。
【００１２】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤が磁力により表面に保持される磁気ローラと、前記磁気ローラに対向配置され、前記磁気ローラの表面に保持された前記二成分現像剤から前記トナーの供給を受けて表面にトナー層が形成される現像ローラと、を備える現像装置であって、前記磁気ローラは、所定方向に回転可能な磁気スリーブと、前記磁気スリーブの内部における前記現像ローラに近接する位置を挟んで互いに所定間隔をあけて配置される第１磁極部及び第２磁極部を備え、前記現像ローラは、前記磁気ローラとの対向位置において前記磁気ローラ本体と反対方向に回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部における前記第１磁極部及び前記第２磁極部それぞれに対向する位置に配置され、前記第１磁極部及び前記第２磁極部とは異なる極性を有する第３磁極部及び第４磁極部と、を備える現像装置に関する。
【００１３】
また、前記第１磁極部と前記第３磁極部との間に形成される第１磁界と、前記第２磁極部と前記第４磁極部との間に形成される第２磁界と、の間には、前記第１磁界及び前記第２磁界よりも磁束密度の小さい第３磁界が形成されることが好ましい。
【００１４】
また、前記第１磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度のピーク値、及び前記第２磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度のピーク値は、それぞれ、４０ｍＴ以上であり、前記第３磁界における前記現像スリーブ表面の垂直方向の磁束密度の最低値は、前記ピーク値の７０％以下となることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、上記のいずれかに記載の現像装置と、表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置により前記静電潜像にトナー画像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的に所定の用紙に転写する転写部と、前記所定の用紙に転写されたトナー画像を定着させる定着部と、を備える画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、現像履歴現象の発生をより効果的に防止できる現像装置、及び該現像装置を具備する画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１により、本発明の画像形成装置の好ましい一実施形態としてのコピー機１の全体構造を説明する。図１は、本発明の一実施形態としてのコピー機１における各構成要素の配置を説明するための左側面図である。
尚、本実施形態においては、後述する手差しトレイ６５が配置された側（図１における右側）をプリンタ１の前側とする。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置としてのコピー機１は、上方側に配置される画像読取装置２００と、下方側に配置され画像読取装置２００からの画像情報に基づいてシート状の被転写材としての用紙Ｔにトナー画像を形成する装置本体Ｍと、を備える。
【００１９】
画像読取装置２００は、蓋部材７０と、原稿Ｇの画像を読み取る読取部２０１と、を備える。
蓋部材７０は、連結部（図示せず）により読取部２０１に対して開閉可能に連結される。蓋部材７０は、後述する読取面２０２Ａを保護する機能を有する。
【００２０】
読取部２０１は、読取面２０２Ａと、内部空間２０４に配置され読取面２０２Ａと平行な方向に移動するキャリッジ２１０と、を備える。
読取面２０２Ａは、原稿Ｇが載置されるコンタクトガラス２０２の垂直方向上面に沿って形成される。
【００２１】
キャリッジ２１０は、光路を形成する複数のミラー（不図示）と、結像レンズ（不図示）と、読取手段としてのＣＣＤ（不図示）と、ＣＣＤにより読み取られた画像データに対し所定の処理をすると共に該画像データを装置本体Ｍ側に出力させるＣＣＤ基板（不図示）と、を備える。キャリッジ２１０は、内部空間２０４における主走査方向Ｙと直交する副走査方向に一定速度で移動される。これにより、読取面２０２Ａに載置された原稿Ｇの画像が読み取られる。
【００２２】
装置本体Ｍは、所定の画像情報に基づいて用紙Ｔに所定の画像を形成する画像形成部と、用紙Ｔを画像形成部に給紙すると共に画像が形成された用紙Ｔを排紙する給排紙部とを有する。
【００２３】
画像形成部は、感光体ドラム２と、帯電部１０と、レーザスキャナユニット４と、現像装置１００と、トナーカートリッジ５と、トナー供給装置６と、ドラムクリーニング装置１１と、転写ローラ８と、定着部としての定着装置９とを備える。
また、給排紙部は、用紙Ｔを収容する給紙カセット５２と、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔを送り出すカセット給紙部５１と、レジストローラ対８０と、用紙Ｔの搬送路Ｌと、搬送路Ｌを搬送された用紙Ｔを排出する排紙部５０と、排紙部５０から排出された用紙Ｔを集積する排紙集積部Ｍ１と、手差し給紙部６４とを備える。
【００２４】
感光体ドラム２は、円筒形状の部材からなり、像担持体として機能する。感光体ドラム２は、図１に対して垂直な回転軸を中心に回転可能な態様で装置本体Ｍに配置される。感光体ドラム２の表面には、静電潜像が形成される。
【００２５】
帯電部１０は、感光体ドラム２の上方に配置される。帯電部１０は、感光体ドラム２の表面を一様に負（マイナス極性）帯電させる。
【００２６】
レーザスキャナユニット４は、感光体ドラム２の上方に感光体ドラム２から離間して配置される。レーザスキャナユニット４は、いずれも不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。
レーザスキャナユニット４は、画像読取装置２００から出力された画像情報に基づいて、感光体ドラム２の表面を走査露光する（図１中破線矢印参照）。レーザスキャナユニット４により走査露光されることによって、感光体ドラム２の表面に帯電した電荷が除去される。これにより、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。
【００２７】
現像装置１００は、感光体ドラム２の前方（図１における右側）に配置される。現像装置１００は、感光体ドラム２に形成された静電潜像に単色（通常はブラック）のトナー画像を現像する。この現像装置１００の詳細については後述する。
【００２８】
トナーカートリッジ５は、現像装置１００に供給される現像剤を収容する。
本実施形態では、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤が収容されたトナーカートリッジ５が用いられる。このトナーカートリッジ５は、交換できるように装置本体Ｍに着脱可能に取り付けられる。
トナー供給装置６は、トナーカートリッジ５に収容された二成分現像剤を、現像装置１００に供給する。
【００２９】
ドラムクリーニング装置１１は、感光体ドラム２の後方（図１における左側）に配置される。ドラムクリーニング装置１１は、感光体ドラム２の表面に残留したトナーや付着物を除去する。
【００３０】
転写ローラ８は、感光体ドラム２の表面に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる。転写ローラ８には、不図示の電圧印加手段により、感光体ドラム２に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させるための転写バイアスが印加される。
【００３１】
転写ローラ８は、感光体ドラム２の下方に配置され、感光体ドラム２に対して接離される。具体的には、転写ローラ８は、感光体ドラム２に当接される当接位置と、感光体ドラム２から離間する離間位置とに移動可能に構成される。詳細には、転写ローラ８は、感光体ドラム２に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる場合には当接位置に移動されて用紙Ｔを挟み込み、他の場合には離間位置に移動される。
【００３２】
感光体ドラム２と転写ローラ８とによって挟み込まれた用紙Ｔは、感光体ドラム２の表面（トナー画像が現像された側）に押し当てられる。このように、感光体ドラム２と転写ローラ８とにより転写部としての転写ニップＮが形成される。感光体ドラム２に現像されたトナー画像は、用紙Ｔに転写される。
【００３３】
定着装置９は、用紙Ｔに転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融させて、用紙Ｔに定着させる。定着装置９は、ヒータにより加熱される加熱ローラ９ａと、加熱ローラ９ａに圧接される加圧ローラ９ｂと、を備える。加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとは、トナー画像が転写された用紙Ｔを挟持するようにして搬送する。用紙Ｔが加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとの間に挟持されるように搬送されることによって、用紙Ｔに転写されたトナーは、溶融し、用紙Ｔに定着する。
【００３４】
給紙カセット５２は、装置本体Ｍの下部に配置される。給紙カセット５２は、装置本体Ｍの前側（図１における右側）に水平方向に引き出し可能に配置される。給紙カセット５２は、用紙Ｔが載置される載置板６０を備えており、用紙Ｔは、載置板６０に積層された状態で給紙カセット５２に収容される。
【００３５】
カセット給紙部５１は、給紙カセット５２の用紙送り出し側端部（図１における右側端部）に配置される。カセット給紙部５１は、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔを搬送路Ｌに送り出す。
カセット給紙部５１は、載置板６０に載置された用紙Ｔを取り出す前送りコロ６１と、用紙Ｔを１枚ずつ搬送路Ｌに送り出すローラ対６３とからなる重送防止機構を備える。
【００３６】
搬送路Ｌは、カセット給紙部５１と排紙部５０との間に設けられる。搬送路Ｌは、カセット給紙部５１から送りだされた用紙Ｔを、第１合流部Ｐ１、第２合流部Ｐ３、レジストローラ対８０、転写ローラ８、定着装置９及び分岐部Ｐ２を経由させて排紙部５０まで搬送する。
搬送路Ｌは、カセット給紙部５１からレジストローラ対８０までの第１搬送路Ｌ１と、レジストローラ対８０から転写ローラ８までの第２搬送路Ｌ２と、転写ローラ８から定着装置９までの第３搬送路Ｌ３と、定着装置９から分岐部Ｐ２までの第４搬送路Ｌ４と、分岐部Ｐ２から排紙部５０までの第５搬送路Ｌ５と、分岐部Ｐ２から第１合流部Ｐ１までの戻し搬送路Ｌｂと、を有する。
【００３７】
第１合流部Ｐ１及び第２合流部Ｐ３は、第１搬送路Ｌ１の途中に配置される。第１合流部Ｐ１は、第１搬送路Ｌ１と戻し搬送路Ｌｂとの合流部である。第２合流部Ｐ３は、後述の手差し給紙部６４から送り出された用紙Ｔが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。
【００３８】
レジストローラ対８０は、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正や、トナー画像とのタイミング調整を行う。レジストローラ対８０は、用紙Ｔの搬送方向において、転写ローラ８の上流側（図１における右側）に配置される。
【００３９】
排紙部５０は、第５搬送路Ｌ５の端部に設けられる。排紙部５０は、装置本体Ｍにおける上方側に配置される。排紙部５０は、装置本体Ｍの前方（図２における右方）に向けて開口している。排紙部５０は、定着装置９によりトナーが定着された用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排出する。
【００４０】
戻し搬送路Ｌｂは、用紙Ｔの両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面（非印刷面）を感光体ドラム２に対向させるために設けられる搬送路である。
戻し搬送路Ｌｂによれば、分岐部Ｐ２から排紙部５０側に搬送された用紙Ｔを表裏反転させて第１搬送路Ｌ１に戻すことができる。戻し搬送路Ｌｂにより表裏反転された用紙Ｔは、感光体ドラム２により非印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。
【００４１】
排紙集積部Ｍ１は、排紙部５０の開口側に設けられる。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面（外面）に形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍの上面が下方に窪んで形成される。排紙集積部Ｍ１の底面は、装置本体Ｍの上面の一部を構成する。排紙集積部Ｍ１には、排紙部５０から排紙された、所定画像が転写された用紙Ｔが積層して集積される。
【００４２】
手差し給紙部６４は、装置本体Ｍの前面側（図１における右側）における、給紙カセット５２の上方に設けられる。手差し給紙部６４は、手差しトレイ６５と、給紙コロ６６とを備える。手差しトレイ６５は、その基端部が第１搬送路Ｌ１の入口近傍に回動自在（開閉自在）に取り付けられる。手差しトレイ６５は、その閉状態において、装置本体Ｍの前面の一部を構成する。給紙コロ６６は、手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔを取り出し、第１搬送路Ｌ１に向けて送り出す。
手差し給紙部６４は、開状態の手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔを、第１搬送路Ｌ１、第１合流部Ｐ１及びレジストローラ対８０を介して、第２搬送路Ｌ２に給紙する。
【００４３】
次に、図２及び図３により、現像装置１００について説明する。
図２は、図１に示すコピー機１における現像装置１００及び感光体ドラム２を示す図である。図３は、図２の部分拡大図である。
【００４４】
図２に示すように、現像装置１００は、二成分現像剤を収容する現像容器１１０と、現像容器１１０の内部に配置される攪拌ローラ１２０ａ，１２０ｂと、攪拌ローラ１２０ａの斜め上方に配置される磁気ローラ１３０と、磁気ローラ１３０の上方に、磁気ローラ１３０に近接して配置される規制ブレード１４０と、磁気ローラ１３０に対向配置される現像ローラ１５０と、を備える。
【００４５】
現像容器１１０には、トナーカートリッジ５からトナー供給装置６により二成分現像剤が供給される。
攪拌ローラ１２０ａ，１２０ｂは、現像容器１１０に収容された二成分現像剤を攪拌する。これにより、攪拌された二成分現像剤には、摩擦により静電気が発生し、磁性キャリアがマイナスに帯電し、トナーがプラスに帯電する。また、静電気力により、磁性キャリアにトナーが付着する。
【００４６】
磁気ローラ１３０は、この磁気ローラ１３０の表面を構成し所定方向に回転可能な磁気スリーブ１３１と、磁気スリーブ１３１の内部に配置された第１磁極部としての第１磁気ローラ磁極部材１３２と、磁気スリーブ１３１の内部の所定位置に配置された複数の磁極部材１３３，１３４，１３５，１３６と、を備える。
磁気スリーブ１３１は、円筒形状を有しており非磁性部材により構成される。この磁気スリーブ１３１は、図２に示す矢印Ａ方向に回転駆動される。
また、磁気スリーブ１３１には、電圧印加手段（図示せず）により、所定の電圧が印加される。
【００４７】
第１磁気ローラ磁極部材１３２は、磁気スリーブ１３１の内部における現像ローラ１５０に最も近接する位置に固定配置される。
本実施形態では、第１磁気ローラ磁極部材１３２は、図３に示すように、外側（磁気スリーブ１３１の周面側）にＮ極が位置するように配置される。
【００４８】
この第１磁気ローラ磁極部材１３２及び複数の磁極部材１３３，１３４，１３５，１３６の磁力によって、現像容器１１０に収容された二成分現像剤の一部が磁気ローラ１３０の表面に保持される。また、磁気ローラ１３０の表面に保持された二成分現像剤は、磁気ブラシを形成する。
【００４９】
規制ブレード１４０は、矩形板状の部材であり、先端側が磁気ローラ１３０の表面に近接して配置される。規制ブレード１４０の先端部と磁気ローラ１３０の表面との間には所定の隙間（ギャップ）が形成される。
規制ブレード１４０は、磁気ローラ１３０に保持された二成分現像剤により形成された磁気ブラシ（図示せず）の高さを規制して、この規制ブレード１４０を通過した磁気ブラシの高さを一定に保つ。
【００５０】
現像ローラ１５０は、この現像ローラ１５０の表面を構成する現像スリーブ１５１と、この現像スリーブ１５１の内部に配置された第２磁極部としての第１現像ローラ磁極部材１５２と、現像スリーブ１５１の内部に配置された第３磁極部としての第２現像ローラ磁極部材１５３と、を備える。
【００５１】
現像スリーブ１５１は、円筒形状を有しており非磁性部材により構成される。この現像スリーブ１５１は、磁気スリーブ１３１と対向する位置において、磁気スリーブ１３１の回転方向と逆向き（図２に示す矢印Ｂ方向）となるように回転駆動される。
また、現像スリーブ１５１には、電圧印加手段（図示せず）により、所定の電圧が印加される。
【００５２】
第１現像ローラ磁極部材１５２及び第２現像ローラ磁極部材１５３は、現像スリーブ１５１の内部における第１磁気ローラ磁極部材１３２との対向位置近傍に配置される。また、第１現像ローラ磁極部材１５２及び第２現像ローラ磁極部材１５３は、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０とが最も近接する位置を挟んで、互いに所定間隔をあけて配置される。
【００５３】
詳細には、第１現像ローラ磁極部材１５２は、第１磁気ローラ磁極部材１３２との対向位置よりも現像ローラ１５０の回転方向上流側に配置され、第２現像ローラ磁極部材１５３は、第１磁気ローラ磁極部材１３２との対向位置よりも現像ローラ１５０の回転方向下流側に配置される。また、第１現像ローラ磁極部材１５２及び第２現像ローラ磁極部材１５３は、第１磁気ローラ磁極部材１３２から略等距離の位置に配置される。
【００５４】
これら第１現像ローラ磁極部材１５２及び第２現像ローラ磁極部材１５３は、図３に示すように、第１磁極部材とは異なる極性を有する。即ち、第１現像ローラ磁極部材１５２及び第２現像ローラ磁極部材１５３は、外側（現像スリーブ１５１の周面側）にＳ極が位置するように配置される。
【００５５】
ここで、図３に示すように、磁気ローラ１３０の内部に配置された第１磁気ローラ磁極部材１３２と、現像ローラ１５０の内部に配置された第２現像ローラ磁極部材１５３との間には、第１磁界１６０が形成される。また、第１磁気ローラ磁極部材１３２と第２現像ローラ磁極部材１５３との間には、第２磁界１７０が形成される。
また、第１現像ローラ磁極部材１５２と第２現像ローラ磁極部材１５３とは、所定間隔をあけて配置されているので、第１磁界１６０と第２磁界１７０との間には、第１磁界１６０及び第２磁界１７０よりも磁束密度の小さい第３磁界１８０が形成される。
【００５６】
第１磁界１６０における現像スリーブ１５１表面の垂直方向の磁束密度のピーク値である第１ピーク値、及び第２磁界１７０における現像スリーブ１５１表面の垂直方向の磁束密度のピーク値である第２ピーク値は、それぞれ、４０ｍＴ以上であることが好ましい。
第１ピーク値及び第２ピーク値を、それぞれ４０ｍＴ以上とすることで、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間での二成分現像剤の脱落量を低減でき、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０へのトナーの移送を好適に行える。
【００５７】
また、第３磁界１８０における現像スリーブ１５１表面の垂直方向の磁束密度の最低値は、第１ピーク値及び第２ピーク値の７０％以下であることが好ましい。
第３磁界１８０における現像スリーブ１５１表面の垂直方向の磁束密度の最低値を、第１ピーク値及び第２ピーク値の７０％以下とすることにより、第３磁界１８０の形成された領域における磁性キャリアの移動の自由度が向上し、現像履歴現象の発生を防止できる。
【００５８】
次に、図２及び図４により、現像装置１００の動作について説明する。図４は、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との対向位置近傍においてトナーが移送される様子を示す図である。
現像装置１００では、トナーカートリッジ５から供給された二成分現像剤１９０は、先ず、攪拌ローラ１２０ａ，１２０ｂにより攪拌され、現像容器１１０の内部を循環する。これにより、攪拌された二成分現像剤１９０には、摩擦により静電気が発生し、磁性キャリア１９１がマイナスに帯電し、トナー１９２がプラスに帯電する。また、静電気力により磁性キャリア１９１にトナー１９２が付着する。
【００５９】
現像容器１１０の内部において帯電した二成分現像剤１９０は、磁気スリーブ１３１の内部に固定配置された磁極部材１３３の磁力により吸引されて回転する磁気ローラ１３０の表面に保持される。また、複数の磁極部材１３３，１３４，１３５，１３６の磁力により磁気ローラ１３０の表面には磁気ブラシ１９４が形成される。
磁気ローラ１３０の表面に形成された磁気ブラシ１９４は、磁気スリーブ１３１の回転に伴い回転移動し、回転方向下流側に設けられた規制ブレード１４０に接触して所定の高さに規制される。
【００６０】
規制ブレード１４０により所定の高さに規制された磁気ブラシ１９４は、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との対向位置近傍に移動して、第１磁界１６０が形成された領域を通過する。この領域において、磁気ブラシ１９４は、磁気拘束力の強い第１磁界１６０の影響を受けて立ち上がり、現像ローラ１５０に接触する（図４参照）。
【００６１】
磁気ローラ１３０に保持された二成分現像剤１９０中のプラスに帯電したトナー１９２は、磁気ローラ１３０に印加された電圧と現像ローラ１５０に印加された電圧との電位差に応じて現像ローラ１５０に移送され、トナー層１９３を形成する。
ここで、磁気ブラシ１９４は、第１磁界１６０の影響を受けて現像ローラ１５０に接触するので、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０へのトナー１９２の移送は、好適に行われる。
【００６２】
次に、磁気ブラシ１９４は、第１磁界１６０よりも磁界の大きさの小さい第３磁界１８０が形成された領域を通過する。この領域においては、磁界による磁性キャリア１９１に対する拘束力が弱くなるため、磁気ブラシ中の磁性キャリア１９１の移動の自由度が向上する。つまり、第３磁界１８０が形成された領域では、磁性キャリア１９１が攪拌され、第１磁界１６０が形成された領域で現像ローラ１５０側に位置しトナー濃度が低くなった磁性キャリア１９１の一部は、磁気ローラ１３０側に移動する。また、第１磁界１６０が形成された領域で磁気ローラ１３０側に位置しトナー濃度が高い磁性キャリア１９１の一部は、現像ローラ１５０側に移動する。
【００６３】
次に、磁気ブラシ１９４は、第２磁界１７０が形成された領域を通過する。この領域において、磁気ブラシ１９４は、磁気拘束力の強い第２磁界１７０の影響を受けて再び立ち上がり、現像ローラ１５０に接触する（図４参照）。
ここで、磁気ブラシ１９４は、第３磁界１８０が形成された領域を通過して磁性キャリア１９１が攪拌されているので、トナー濃度の高い磁性キャリア１９１が現像ローラ１５０に接触しやすくなっている。これにより、この第２磁界１７０が形成された領域においても、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０へのトナー１９２の移送が好適に行われる。
【００６４】
また、現像ローラ１５０の上流側からは、感光体ドラム２に現像されず帯電性が低下したトナー１９２が現像ローラ１５０の表面に残存した状態で回転移動される。この現像ローラ１５０の表面に残存した帯電性の低下したトナー１９２は、第２磁界１７０が形成された領域において、磁気ブラシにより機械的に掻きとられて回収される。
つまり、第２磁界１７０が形成された領域では、帯電性の高いトナー１９２が現像ローラ１５０に移送されると共に、帯電性の低下したトナー１９２が磁気ローラ１３０に移送（回収）される。
【００６５】
本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）第１現像ローラ磁極部材１５２及び第２現像ローラ磁極部材１５３を、第１磁気ローラ磁極部材１３２から略等距離の位置に配置した。これにより、第１磁気ローラ磁極部材１３２と第１現像ローラ磁極部材１５２との間に第１磁界１６０を形成できると共に、第１磁気ローラ磁極部材１３２と第２現像ローラ磁極部材１５３との間に第２磁界１７０を形成できる。よって、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０にトナーを移送させる部位である現像ニップ部の面積を広く形成できるので、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０へのトナー１９２の移送を好適に行え、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間の現像性を向上できる。その結果、現像履歴現象をより効果的に防止できる。
【００６６】
（２）第１磁界１６０と第２磁界１７０との間に、これら第１磁界１６０及び第２磁界１７０よりも磁界の大きさの小さい第３磁界１８０を形成した。これにより、第３磁界１８０の形成された領域において、第１磁界１６０が形成された領域で現像ローラ１５０側に位置した磁性キャリア１９１と、第１磁界１６０が形成された領域で磁気ローラ１３０側に位置した磁性キャリア１９１との位置の交換が行われる。よって、第２磁界１７０が形成された領域において、トナー濃度の高い磁性キャリア１９１を現像ローラ１５０に接触させられるので、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間の現像性をより向上できる。
【００６７】
次に、図５により、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る現像装置１００における磁気ローラ１３０及び現像ローラ１５０の構成を示す図である。
尚、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第２実施形態では、第１磁極部、第２磁極部及び第３磁極部の配置が、第１実施形態と異なる。
【００６８】
具体的には、第２実施形態では、図５に示すように、現像ローラ１５０に第１磁極部としての第１現像ローラ磁極部材１５２Ａを設け、磁気ローラ１３０に第２磁極部としての第１磁気ローラ磁極部材１３２Ａ、及び第３磁極部としての第２磁気ローラ磁極部材１３３Ａを設けた。
【００６９】
また、第１磁気ローラ磁極部材１３２Ａを磁気ローラ１３０の回転方向上流側に配置し、第２磁気ローラ磁極部材１３３Ａを磁気ローラ１３０の回転方向下流側に配置した。
第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果（１）及び（２）が奏される。
【００７０】
次に、図６により、本発明の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係る現像装置１００における磁気ローラ１３０及び現像ローラ１５０の構成を示す図である。
第３実施形態では、磁気ローラ１３０及び現像ローラ１５０の構成が、第１実施形態と異なる。
【００７１】
具体的には、第３実施形態では、図６に示すように、磁気ローラ１３０に第１磁極部としての第１磁気ローラ磁極部材１３２Ｂ、及び第２磁極部としての第２磁気ローラ磁極部材１３３Ｂを設け、現像ローラ１５０に第３磁極部としての第１現像ローラ磁極部材１５２Ｂ、及び第４磁極部材としての第２現像ローラ磁極部材１５３Ｂを設けた。
【００７２】
また、第１磁気ローラ磁極部材１３２Ｂを磁気スリーブ１３１の回転方向上流側に配置し、第２磁気ローラ磁極部材１３３Ｂを磁気スリーブ１３１の回転方向下流側に配置した。更に、第１現像ローラ磁極部材１５２Ｂを現像スリーブ１５１の回転方向上流側に第２磁気ローラ磁極部材１３３Ｂに対向させて配置し、第１磁気ローラ磁極部材１３２Ｂを現像スリーブ１５１の回転方向下流側に第１磁気ローラ磁極部材１３２Ｂに対向させて配置した。
【００７３】
第３実施形態によれば、上述した（２）の効果に加えて以下のような効果を奏する。
（３）第１磁気ローラ磁極部材１３２Ｂと第２現像ローラ磁極部材１５３Ｂとを対向配置させると共に、第２磁気ローラ磁極部材１３３Ｂと第１現像ローラ磁極部材１５２Ｂとを対向配置させた。これにより、第１磁気ローラ磁極部材１３２Ｂと第２現像ローラ磁極部材１５３Ｂとの間に第１磁界１６０を形成できると共に、第２磁気ローラ磁極部材１３３Ｂと第１現像ローラ磁極部材１５２Ｂとの間に第２磁界１７０を形成できる。よって、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０にトナーを移送させる部位である現像ニップ部の面積を広く形成できるので、磁気ローラ１３０から現像ローラ１５０へのトナー１９２の移送を好適に行え、磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間の現像性を向上できる。その結果、現像履歴現象をより効果的に防止できる。
【実施例】
【００７４】
次に、実施例により、本発明を更に詳細に説明する。
〔実施例１〕
［二成分現像剤の脱落量の測定］
第１実施形態の現像装置１００を用いて、第１磁界１６０及び第２磁界１７０における現像スリーブ１５１表面の垂直方向の磁束密度のピーク値（第１ピーク値及び第２ピーク値）を、０ｍＴ〜６０ｍＴまで変化させた場合における磁気ローラ１３０と現像ローラ１５０との間での二成分現像剤の脱落量の変化を測定した。結果を図７に示す。
【００７５】
尚、二成分現像剤の脱落量は、以下の二成分現像剤を用い、以下の現像条件で１０時間の静電ランニング（非通紙で、通常印字と同じ画像形成を行う）を行い、現像ローラ下に落下した現像剤重量を測定して求めた。
【００７６】
［二成分現像剤の物性］
トナー濃度（現像剤中）：１０％
トナー体積平均粒径：６．５μｍ
キャリア重量平均粒径：３５μｍ
キャリア平均円形度：０．９６
キャリア飽和磁化：５０ｅｍｕ／ｇ
【００７７】
トナー体積平均粒子径は、ベックマン・コールター社製粒度分布測定装置（マルチサイザーＩＩＩ）、アパチャー径１００μｍ（測定範囲２．０〜６０μｍ）を用いて測定した。
キャリアの飽和磁化は、ＴＯＥＩ社製（ＶＳＭ−Ｐ７）を用いて、磁場７９．６ｋＡ／ｍ（１ｋＯｅ）で測定した。
キャリアの平均円形度は、日立製作所社製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、倍率１００〜３００倍に拡大したキャリア像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報を、インターフェースを介したニコレ社製画像解析装置（ＬｕｚｅｘＩＩＩ）によって解析して得た。具体的には、キャリアの平均円形度は、以下の式により算出した。
円形度＝（円相当径から求めた円周囲長）／（粒子投影像の周囲長）
キャリアの重量平均粒径は以下の数式１により算出した。
【００７８】
【数１】
2010097122.tif 000003
【００７９】
［現像条件］
現像ローラ径：直径２０ｍｍ
現像ローラ周速：５９０ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラ径：直径２５ｍｍ
磁気ローラ周速：８５０ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラ−現像ローラ間ギャップ寸法：０．３ｍｍ
磁気ローラ印加バイアス：Ｖｄｃ＝４５０Ｖ、Ｖｐｐ＝２．３ｋＶ、周波数４．５ｋＨｚ、ＤＵＴＹ＝７０％
現像ローラ印加バイアス：Ｖｄｃ＝１２０Ｖ、Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ、周波数４．５ｋＨｚ、ＤＵＴＹ＝４５％
【００８０】
また、磁束密度は、以下のようにして測定した。
先ず、現像ローラ又は磁気ローラを治具に固定し、東洋磁気工業社製ガウスメータ（ＴＧＭ−８９００Ｆ）が接続された磁力測定プローブを当てることにより磁力を測定した。そして、日本総研ソリューション社製磁場解析ソフト（ＪＭＡＧ−Ｓｔｕｄｉｏ）を用いて、測定された磁力、及び現像ローラと磁気ローラとの間のギャップ寸法を入力し、各位置における磁束密度を算出した。
【００８１】
図７の結果から、第１ピーク値及び第２ピーク値が４０ｍＴ以上となった場合に、二成分現像剤の脱落量が許容値（３ｇ）を下回ることが分かった。
【００８２】
〔実施例２〕
［現像履歴現象の発生状態の測定］
第１実施形態の現像装置１００を用いて、第１ピーク値及び第２ピーク値に対する第３磁界１８０における現像スリーブ１５１表面の垂直方向の磁束密度の最低値の割合を、１００％〜５０％まで変化させた場合における、現像履歴現象の発生状態を測定した。
【００８３】
実施例２においては、図８に示すように、現像スリーブ１５１の内部に凹形状の磁石を配置して、この凹形状の上方に突出する部分をそれぞれ、第１現像ローラ磁極部材１５２及び第２現像ローラ磁極部材１５３として用いた。そして、凹形の凹み部の深さａを変化させることで、第３磁界１８０における現像スリーブ１５１表面の垂直方向の磁束密度の最低値を変化させた。
【００８４】
現像履歴現象の発生状態は、以下の３段階にて評価した。
○：現像履歴現象の発生は確認されなかった。
△：軽度の現像履歴現象が確認された。
×：重度の現像履歴現象が確認された。
【００８５】
現像履歴現象の発生状態の測定は、以下の条件のもとで行った。
第１ピーク値及び第２ピーク値：４５ｍＴ
現像ローラ径：直径２０ｍｍ
現像ローラ周速：５９０ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラ径：直径２５ｍｍ
磁気ローラ周速：８５０ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラ−現像ローラ間ギャップ寸法：０．３ｍｍ
感光体ドラム−現像ローラ間ギャップ寸法：０．１２ｍｍ
感光体ドラム周速：３８０ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラ印加バイアス：Ｖｄｃ＝４５０Ｖ、Ｖｐｐ＝２．３ｋＶ、周波数４．５ｋＨｚ、ＤＵＴＹ＝７０％
現像ローラ印加バイアス：Ｖｄｃ＝１２０Ｖ、Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ、周波数４．５ｋＨｚ、ＤＵＴＹ＝４５％
【００８６】
結果を以下の表１に示す。
【００８７】
【表１】
2010097122.tif 000004
【００８８】
表１の結果から、第１ピーク値及び第２ピーク値に対する第３磁界１８０における現像スリーブ１５１表面の垂直方向の磁束密度の最低値の割合が７０％以下となった場合に、現像履歴現象が発生しなくなることが分かった。
【００８９】
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。
例えば、本実施形態では、磁性キャリアをマイナスに帯電させ、トナーをプラスに帯電させたがこれに限らない。即ち、磁性キャリアをプラスに帯電させ、トナーをマイナスに帯電させてもよい。
【００９０】
また、本実施形態では、攪拌ローラ１２０ａの斜め上方に磁気ローラ１３０を配置したがこれに限らない。即ち、攪拌ローラの下方や斜め下方に磁気ローラを配置してもよい。
【００９１】
また、本実施形態において、画像形成装置としてコピー機１について説明しているが、これに限定されず、カラーコピー機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一実施形態としてのコピー機１における各構成要素の配置を説明するための左側面図である。
【図２】図１に示すコピー機における現像装置及び感光体ドラムを示す図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】磁気ローラと現像ローラとの対向位置近傍においてトナーが移送される様子を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る現像装置における磁気ローラ及び現像ローラの構成を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る現像装置における磁気ローラ及び現像ローラの構成を示す図である。
【図７】実施例１の結果を示す図である。
【図８】実施例２における現像ローラの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１……コピー機（画像形成装置）、２……感光体ドラム（像担持体）、８……転写ローラ、９……定着部（定着装置）、１００……現像装置、１３０……磁気ローラ、１３１……磁気スリーブ、１３２……第１磁気ローラ磁極部材（第１磁極部）、１５０……現像ローラ、１５１……現像スリーブ、１５２……第１現像ローラ磁極部材（第２磁極部）、１５３……第２現像ローラ磁極部材（第３磁極部）、１６０……第１磁界、１７０……第２磁界、１８０……第３磁界、１９０……二成分現像剤、１９１……磁性キャリア、１９２……トナー、１９３……トナー層、Ｎ……転写ニップ（転写部）
【図１】
2010097122.tif 000005
【図２】
2010097122.tif 000006
【図３】
2010097122.tif 000007
【図４】
2010097122.tif 000008
【図５】
2010097122.tif 000009
【図６】
2010097122.tif 000010
【図７】
2010097122.tif 000011
【図８】
2010097122.tif 000012