(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像してトナー画像を形成する現像装置であって、
前記現像剤を収容し、該現像剤の供給箇所を有するハウジングと、
前記静電像担持体に対向配置され、前記供給箇所から供給された現像剤を担持しながら回転し、前記静電像担持体との対向箇所である現像域に搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に固定的に内蔵され、複数の磁極として、少なくともキャッチ極、現像極、及び分離極を有する磁石体と、を備え、
前記キャッチ極は、前記供給箇所に対向配置され、該供給箇所から現像剤を現像剤担持体に吸着させ、前記現像極は、前記現像域に対向配置され、さらに、前記分離極は、前記現像剤担持体の回転方向において前記現像極の下流側でかつ前記キャッチ極の上流側に設けられ、前記現像域にて用いられなかった現像剤を前記現像剤担持体から分離させるための低磁力域を形成し、
前記現像装置は、さらに、
前記現像剤担持体の回転方向において前記供給箇所の下流側で前記現像剤担持体と空隙をあけて配置されることで、該現像剤担持体に担持され搬送されてきた現像剤を案内する案内通路を形成するガイド部材と、
前記ガイド部材に対し前記回転方向に沿う下流側でかつ前記現像域の上流側にて前記現像剤担持体と間隙をあけて対向配置され、前記案内通路を通過した現像剤の量を規制する規制部材と、を備え、
前記ガイド部材は、さらに、前記ハウジングの内面との間の間隙により還流通路を形成し、
前記還流通路は、前記案内通路と連通路を介して接続され、前記規制部材で規制された現像剤を前記回転方向に対し該ガイド部材の上流側端部へと還流させ、
前記ガイド部材の上流側端部は、前記キャッチ極の磁束密度がピーク位置に対向するよう設けられるか、該キャッチ極よりも上流側でかつ前記低磁力域よりも下流側に設けられ、
前記磁石体は、さらに、前記回転方向において前記キャッチ極の下流側でかつ前記規制極の上流側であって、前記案内通路に対向配置される搬送極を有する、現像装置。
【請求項２】
前記ガイド部材の形状は、前記案内通路を通過する現像剤の穂立ち形状に基づき定められる、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記ガイド部材と前記現像剤担持体との間の空隙サイズは、前記案内通路を通過する現像剤の穂立ちの一番大きな位置に基づき定められる、請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記ガイド部材は、前記搬送極に対向する部分が現像剤の穂立ち形状に沿った形状であって、前記現像剤担持体との間で穂立ちした現像剤と摺擦しない空隙を形成するように配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置を備えた、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２成分現像剤の現像域への搬送量を規制する規制部材を備えた現像装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような現像装置は、従来から、電子写真方式を採用した画像形成装置に広く用いられる。従来の現像装置８は、図８に示すように、例えば感光体ドラムのような静電像担持体８０に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成するために、ハウジング８１と、撹拌スクリュー８２と、磁石体８３と、現像ローラ８４と、規制部材８５とを備えている。
【０００３】
ハウジング８１は、現像装置８の筐体であり、例えば画像形成装置のフレーム（図示せず）に固定される。また、ハウジング８１には、トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する）Ｄが収容される。撹拌スクリュー８２は、ハウジング８１内の現像剤Ｄを撹拌するとともに、該ハウジング８１に形成されている供給箇所に向けて搬送する。
【０００４】
磁石体８３は、静電像担持体８０に近接配置され、かつ、例えばハウジング８１に対し固定される。また、磁石体８３は、例えば円柱状や円筒状の形状をしており、周方向に複数の磁極を有する。複数の磁極として、図示した例では、キャッチ極Ｓ２と、規制極Ｎ２と、搬送極Ｓ１と、現像極Ｎ１と、分離極Ｓ３とが設けられる。なお、各磁極の詳細については後述される。
【０００５】
現像ローラ８４は、現像剤担持体の典型例である。この現像ローラ８４は、スリーブ状になっており、磁石体８３の外周面に沿って回転可能に構成されている。なお、図示した例では、現像ローラは、矢印ＣＷで示す時計回りに回転する。また、現像ローラ８４は、静電像担持体８０と近接配置される。以下、現像ローラ８４と静電像担持体８０とが互いに近接し対向しあう領域を現像域Ｄａと称する。
【０００６】
規制部材８５は、上記現像領域Ｄａから現像ローラ８４の外周面に沿って反時計回りに所定距離離れた位置で、該外周面と所定量の間隔（クリアランス）をあけて対向配置されている。
【０００７】
次に、磁石体８３の各磁極について詳説する。キャッチ極Ｓ２は、ハウジング８１における現像剤Ｄの供給箇所と対向するように設けられる。以下、キャッチ極Ｓ２の位置を、現像剤Ｄの搬送経路の最上流と称する。規制極Ｎ２は、キャッチ極Ｓ２の直ぐ下流であって、規制部材８５と対向する位置に設けられる。搬送極Ｓ１は、規制極Ｎ２の直ぐ下流側で、該規制極Ｎ２と現像極Ｎ１との間に設けられる。現像極Ｎ１は、搬送極Ｓ１の直ぐ下流であって、現像域Ｄａと対向する位置に設けられる。分離極Ｓ３は、現像極Ｎ１とキャッチ極Ｓ２との間に設けられ、これらの間に反発磁界を形成して、磁束密度が例えば５ｍＴ以下の低磁力域ＬＭを形成する。
【０００８】
上記構成の現像装置８において、現像剤Ｄは、以下のようにして搬送される。まず、ハウジング８１における撹拌スクリュー８２の回転により、現像剤Ｄを構成するキャリアとトナーを摩擦帯電させ、静電気力により互いに吸着させる。その後、現像剤Ｄは、ハウジング８１の供給箇所からキャッチ極Ｓ２の磁力により、現像ローラ８４の外周面に吸引（供給）される。現像ローラ８４の回転により、外周面に担持された現像剤Ｄはやがて、規制部材８５に到達するが、クリアランスを通過した現像剤Ｄのみが下流へと搬送される。このように、規制部材８５は、現像剤Ｄの搬送量を規制している。その後、現像剤Ｄは、現像域Ｄａに到達して、静電像担持体８０に形成された静電潜像の現像に供され、これによってトナー画像が形成される。
【０００９】
また、現像域Ｄａで使用されなかった現像剤Ｄは、現像ローラ８４に吸着したまま、さらに下流に搬送される。この現像剤Ｄは、上述の低磁力域ＬＭで、現像ローラ８４からハウジング８１内に落下する。
【００１０】
なお、現像ローラ８４の回転により現像剤Ｄを搬送するには、現像剤Ｄと現像ローラ８４との間に一定の摩擦力が必要となる。この摩擦力は、現像剤Ｄと現像ローラ８４との接触界面における垂直抗力と摩擦係数との積で表される。ここで、垂直抗力は、主として、磁石体８３からの磁界に基づく磁力における、現像ローラ８４の半径方向成分である。このような垂直抗力を得るには、例えば、磁石体８３を内蔵する現像ローラ８４における外周面の磁束密度分布は、数十〜数百ｍＴ程度である。
【００１１】
ところで、現像ローラ８４への現像剤Ｄの供給量は、主に、ハウジング８１内での現像剤Ｄの嵩の変動、及び／又は、撹拌スクリュー８２の回転に応じて変動する。しかし、現像装置８によれば、ハウジング８１からの現像剤Ｄの供給量を多めにして、規制部材８５にて一定以上の圧力下で現像剤Ｄの量を規制することが可能となる。これにより、現像剤Ｄの供給量の変動によらず、均一な現像剤Ｄの層を現像ローラ８４の外周面上に形成することが可能となる。
【００１２】
その一方で、規制部材８５で与えられる高い圧力は、現像剤Ｄへのストレスにもなる。例えば、規制部材８５で規制された現像剤Ｄは、磁力により、図８の破線ＢＬに示すように、規制部材８５の手前に滞留する。この滞留した現像剤Ｄには摩擦等でストレスが発生する。このような現像剤Ｄを長期にわたり使用すると、現像剤Ｄの劣化を招くことから、規制部材８５での圧力は適切に低くすることが求められる。
【００１３】
現像剤Ｄの滞留を抑制するために、図９の現像装置８’に示すように、規制部材８５の直前の空間を狭くすることが考えられる。これにより、規制部材８５の直前でストレスを受ける現像剤Ｄは減少するが、ハウジング８１から現像ローラ８４へと供給されてから規制部材８５を通過するまでの間、現像剤Ｄが狭い空間に詰め込まれる恰好になり、現像剤Ｄの構成する各粒子が受けるストレスは高くなってしまう。
【００１４】
以上の問題点を鑑み、以下の特許文献１には、規制部材に加え、スリップ規制部材を備えた現像装置が記載されている。このスリップ規制部材は、規制部材に対し、現像ローラの外周面に沿って上流方向に所定距離離れた位置に設けられている。これにより、規制部材の手前で圧力が解放されるため、規制部材でのストレスの抑制が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−１５１９７号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１の構成ではスリップ規制部材の上流側端部にて現像剤が滞留してしまうため、現像剤にストレスが加わることには変わりがない。
【００１７】
それゆえに、本発明の目的は、現像剤へのストレスをより抑制可能な現像装置、及びこれを備えた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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の一局面は、静電像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像してトナー画像を形成する現像装置であって、前記現像剤を収容し、該現像剤の供給箇所を有するハウジングと、前記静電像担持体に対向配置され、前記供給箇所から供給された現像剤を担持しながら回転し、前記静電像担持体との対向箇所である現像域に搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に固定的に内蔵され、複数の磁極として、少なくともキャッチ極、現像極、及び分離極を有する磁石体と、を備えている。ここで、前記キャッチ極は、前記供給箇所に対向配置され、該供給箇所から現像剤を現像剤担持体に吸着させ、前記現像極は、前記現像域に対向配置され、さらに、前記分離極は、前記現像剤担持体の回転方向において前記現像極の下流側でかつ前記キャッチ極の上流側に設けられ、前記現像域にて用いられなかった現像剤を前記現像剤担持体から分離させるための低磁力域を形成する。
【００１９】
前記現像装置は、さらに、前記現像剤担持体の回転方向において前記供給箇所の下流側で前記現像剤担持体と空隙をあけて配置されることで、該現像剤担持体に担持され搬送されてきた現像剤を案内する案内通路を形成するガイド部材と、前記ガイド部材に対し前記回転方向に沿う下流側でかつ前記現像域の上流側にて前記現像剤担持体と間隙をあけて対向配置され、前記案内通路を通過した現像剤の量を規制する規制部材と、を備えている。ここで、前記ガイド部材は、さらに、前記ハウジングの内面との間の間隙により還流通路を形成し、前記還流通路は、前記案内通路と連通路を介して接続され、前記規制部材で規制された現像剤を前記回転方向に対し該ガイド部材の上流側端部へと還流させ、前記ガイド部材の上流側端部は、前記キャッチ極の磁束密度がピーク位置に対向するよう設けられるか、該キャッチ極よりも上流側でかつ前記低磁力域よりも下流側に設けられる。また、前記磁石体は、さらに、前記回転方向において前記キャッチ極の下流側でかつ前記規制極の上流側であって、前記案内通路に対向配置される搬送極を有している。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成により、現像剤へのストレスをより抑制可能な現像装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の各実施形態に係る現像装置を適用可能な画像形成装置を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の模式的な構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の現像装置及び従来の現像装置における現像ローラの回転トルクを測定した結果を示すグラフである。
【図４】ガイド部材の上流側クリアランスと下流側クリアランスが現像ローラの回転トルクに与える影響を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態に係る現像装置の模式的な構成を示す縦断面図である。
【図６】第３の実施形態に係る現像装置の模式的な構成を示す縦断面図である。
【図７】（Ａ）は、穂立ちした現像剤のガイド部材への摺擦が無い様子を示す模式図であり、（Ｂ）はそれが有る様子を示す模式図である。
【図８】従来の現像装置の一例を示す縦断面図である。
【図９】従来の現像装置の他の例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（画像形成装置の概略構成）
まず、本発明の一実施形態に係る現像装置を適用可能な画像形成装置について説明する。図１において、画像形成装置１０は、例えば記録紙等の記録媒体Ｓ上にモノクロ画像を形成するプリンタである。
【００２３】
この画像形成装置１０は、静電像担持体の典型例としての感光体ドラム１を備えている。画像形成装置１０において、感光体ドラム１の周囲には、帯電器２と、画像露光装置３と、現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ）と、転写ローラ５と、クリーニング装置６とが、この順番で配置されている。画像形成装置１０は、他にも、記録媒体Ｓの供給部と、この供給部からの記録媒体Ｓの搬送方向に沿って転写ローラ５の下流に定着装置７及び排出トレイとを備えている。なお、４ａ，４ｂ，４ｃは、後述する第１、第２及び第３の実施形態に係る現像装置の参照符号である。また、供給部及び排出トレイについては、便宜上、図示を省略している。
【００２４】
感光体ドラム１は、例えば負帯電性の感光体であり、その表面を帯電器２により一様に所定の負電位に帯電される。
【００２５】
画像露光装置３は、帯電器２による感光体帯電域に画像露光を施すことで、形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成する。なお、この画像露光装置３は、図示しない画像読取装置、コンピュータ又は外部ファクシミリ等から提供される画像情報に基づき露光を行う。
【００２６】
現像装置４は、トナー及び磁性キャリアを含む２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する）を用いて、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する。ここで、トナーは、例えば、重合法により作られた平均粒径６μｍで、負帯電させて用いられる。また、磁性キャリアは、平均粒径３３μｍを有する。現像装置４は、負に帯電したトナーで反転現像により静電潜像を現像してトナー画像を形成する。なお、現像装置４の詳細な構成については後述する。
【００２７】
以上の構成の画像形成装置１０によれば、以下のようにして記録媒体Ｓに対してトナー画像が形成される。まず、図示しない感光体駆動モータにより、感光体ドラム１は、図１の矢印ＣＷで示す時計回り方向（以下、回転方向ＣＷと記載する）に回転駆動される。この感光体ドラム１の表面は、一様に、帯電バイアスが印加された帯電器２により所定電位に帯電される。この帯電域に、画像露光装置３は露光を行い、これによって、形成しようとする画像に応じた静電潜像が感光体ドラム１の表面上に形成される。この静電潜像を現像装置４は現像し、これによって、トナー画像が感光体ドラム１上に形成される。
【００２８】
また、図１のタイミングローラＴＲには、供給部からの記録媒体Ｓが供給される。この記録媒体Ｓは、タイミングローラＴＲによりタイミング調整され、感光体ドラム１と転写ローラ５の間の転写ニップに導入され、通過する。この時、転写ローラ５には、転写電源（図示せず）からの転写電圧が印加されており、感光体ドラム１上のトナー画像が記録媒体Ｓ上に転写される。トナー画像が転写された記録媒体Ｓは定着装置７を通過する。定着装置７において記録媒体Ｓは加熱・加圧され、これにより、トナー画像が記録媒体Ｓ上に定着され、排出トレイ上に排出される。トナー画像が転写された後、感光体ドラム１の表面は、クリーニング装置６により清掃され、次の画像形成に備えられる。
【００２９】
（第１の実施形態）
次に、図２〜図４を参照して、図１の現像装置４ａについて詳説する。図２において、現像装置４ａは、現像剤Ｄを収容するハウジング４０と、ハウジング４０に回転可能に取り付けられた現像ローラ４１と、現像ローラ４１に内蔵された磁石体４２ａと、現像剤Ｄの量を規制するための間隙ｇ１をあけて現像ローラ４１に臨設された規制部材４３とを含んでいる。
【００３０】
現像ローラ４１は、現像剤担持体の典型例である。この現像ローラ４１は、スリーブ形態の非磁性部材であり、現像スリーブとも称される。この現像ローラ４１の外周表面は、例えばブラスト加工により、現像剤Ｄを搬送するのに適度な粗さを有している。また、現像ローラ４１の外径は例えば１６ｍｍである。
【００３１】
現像ローラ４１は、ハウジング４０の感光体ドラム１に向かって開かれた開口部から、感光体ドラム１に空隙をおいて臨んでいる。また、図示しない現像モータにより、現像ローラ４１は図２中の回転方向ＣＷに回転駆動される。ここで、画像形成される記録媒体Ｓの搬送方向に垂直な方向を記録媒体Ｓの幅方向とする。現像ローラ４１は、幅方向に様々なサイズを有する記憶媒体Ｓに対応可能なように、回転中心線ＣＬに沿う方向に長く形成される。
【００３２】
現像装置４はさらに、一対の現像剤搬送部材４４１，４４２を含んでいる。現像剤搬送部材４４１，４４２は、ハウジング４０内の現像剤Ｄを撹拌してトナーを摩擦帯電させつつ、現像ローラ４１の長手方向（回転中心線ＣＬの方向）に沿って搬送して、現像ローラ４１の現像剤Ｄを担持すべき各部に現像剤Ｄを分配する。
【００３３】
この現像剤搬送部材４４１，４４２は、現像ローラ４１と平行にかつハウジング４０内に回転可能に配置されている。現像剤搬送部材４４１，４４２は、本実施形態では、スクリューコンベアであり、図示しない現像モータからの駆動力を伝動機構を介して受け取る。この駆動力により、現像剤搬送部材４４１，４４２は回転駆動される。
【００３４】
図２において、現像剤Ｄは、一方の現像剤搬送部材４４１により手前側から奥側に搬送される。その後、現像剤Ｄは、両搬送部材４４１，４４２の間に設けられた仕切り壁４００の奥側に形成された開口（図示せず）から他方の搬送部材４４２へと移動する。この搬送部材４４２により、現像剤Ｄは奥側から手前側へと搬送され、仕切り壁４００の手前側に形成された開口から搬送部材４４１に移動する。このように、現像剤Ｄは、ハウジング４０内を循環搬送される。
【００３５】
現像ローラ４１に臨む搬送部材４４２は、現像剤Ｄを現像ローラ４１の長手方向に沿って搬送しつつ、現像ローラ４１の現像剤Ｄを分配する。トナーの補給に関しては、例えば搬送部材４４１の奥側から供給される。
【００３６】
磁石体４２ａは、ハウジング４０における供給箇所から現像剤Ｄを現像ローラ４１の表面に吸着させる。また、磁石体４２ａは、感光体ドラム１の表面に供されず現像ローラ４１の表面に吸着されたまま戻ってくる現像剤Ｄを、現像ローラ４１の表面から分離させる低磁力域ＬＭ（図中、二点鎖線で囲まれた領域を参照）を提供するものである。
【００３７】
さらに詳しく説明すると、磁石体４２ａは、例えば永久磁石を組み合わせ配列してロール状に形成したもので、その周面に磁極としてのＳ極及びＮ極を有している。
【００３８】
磁石体４２ａは、磁極として、キャッチ極Ｓ２と、規制極Ｎ２と、搬送極Ｓ１と、現像極Ｎ１と、分離極Ｓ３とを有している。なお、参照符号に含まれる「Ｓ」，「Ｎ」は、Ｓ極、Ｎ極であることを意味する。まず、キャッチ極Ｓ２は、現像剤Ｄをハウジング４０の供給箇所から現像ローラ４１の表面に吸着させる。規制極Ｎ２は、規制部材４３と対向する位置に設けられる。搬送極Ｓ１は、規制部材４３の間隙ｇ１を通過した現像剤Ｄを感光体ドラム１上の静電潜像を現像するための現像域Ｄａに向けて搬送するための磁極である。また、現像極Ｎ１は、現像域Ｄａと対向する位置に設けられる。分離極Ｓ３は、現像極Ｎ１とキャッチ極Ｓ２との間に設けられ、これらの間に反発磁界を形成して、磁束密度が例えば５ｍＴ以下の低磁力域ＬＭを形成する。なお、磁石体４２ａにおける磁極配置は、以上に限定されるものではなく、他の磁極配置でも構わない。
【００３９】
現像装置４ａはさらに、現像ローラ４１の回転方向ＣＷに沿って規制部材４３よりも上流側に配置されたガイド部材４５ａを含んでいる。ガイド部材４５ａは非磁性材料で形成されており、現像ローラ４１とハウジング４０の内面４０１との間に配置される。
【００４０】
ガイド部材４５ａは、現像ローラ４１との間に空隙ｇ２をあけて配置される。このガイド部材４５ａと現像ローラ４１との間には、間隙ｇ１へ現像剤Ｄを導く案内通路４６が形成されている。
【００４１】
また、ガイド部材４５ａは、ハウジング内面４０１との間に間隙ｇ６をおいて配置されている。ガイド部材４５ａとハウジング内面４０１との間には、回転方向ＣＷに対しガイド部材の上流側端部４５１へ向け現像剤Ｄを還流させる還流通路４７が形成されている。
【００４２】
また、ガイド部材４５ａにおいて回転方向ＣＷに沿う下流側端部、さらに言えば、規制部材４３に近い部分（本実施例では規制部材４３から上流側に距離Ｐだけ戻った位置）には、案内通路４６から還流通路４７に連通する、間隙寸法ｇ５の連通路４８が形成される。
【００４３】
また、上述の上流側端部４５１は、前述の低磁力域ＬＭに対し下流側でかつ最も近い磁極（本実施形態ではキャッチ極Ｓ２）のピーク位置に対向するよう配置される。なお、本実施形態では、キャッチ極Ｓ２の現像ローラ４１の半径方向に沿う磁束密度Ｂｒは、現像ローラ４１の表面上で４５ｍＴとする。
【００４４】
ガイド部材４５ａの現像ローラ４１との対向面は、例えばフッ素系樹脂のコーティング等により良好な潤滑性を有していることが望ましい。
【００４５】
ここで、前述の間隙ｇ１は例えば０．５ｍｍであり、空隙ｇ２は例えば１．５ｍｍであり、間隙ｇ６は２．０ｍｍであり、距離Ｐは例えば３．０ｍｍであり、ｇ５は例えば１．５ｍｍである。
【００４６】
現像装置４ａによれば、磁石体４２ａのキャッチ極Ｓ２の磁力により現像ローラ４１の表面に吸着される現像剤Ｄは、現像ローラ４１の回転により、摩擦力の作用下で間隙ｇ１に向けて搬送される。この間隙ｇ１により、現像剤Ｄの量が規制された後、通過した現像剤Ｄは、穂の態様で現像域Ｄａに供給される。これにより、感光体ドラム１上に形成された静電潜像の現像に用いられる。また、現像に用いられなかった現像剤Ｄは、現像ローラ４１に保持されたままハウジング４０に戻って来て、低磁力域ＬＭにて現像ローラ４１から落下する。
【００４７】
ここで注目すべきは、現像装置４ａによれば、現像ローラ４１への現像剤Ｄの供給量は、ガイド部材４５ａの上流側端部４５１によって過剰にならないように制限されている。また、ガイド部材４５ａの上流側端部４５１は、低磁力域ＬＭより下流側において該低磁力域ＬＭに最も近い磁極Ｓ２の磁束密度のピークに対応して位置している。それゆえ、上流側端部４５１近傍での現像ローラ４１への現像剤Ｄの吸着力はそれほど強くなく、上流側端部４５１の近傍での現像剤Ｄのストレスは小さく抑制される。
【００４８】
さらにガイド部材４５ａによって、規制部材４３の直ぐ上流側において現像剤Ｄの経路として、以下の案内通路４６と還流通路４７とが形成されている。案内通路４６は、現像ローラ４１とガイド部材４５ａとの間に形成される空間である。案内通路４６では、現像ローラ４１の回転方向ＣＷと同方向に現像剤Ｄが搬送される。また、還流通路４７は、ガイド部材４５ａとハウジング４０との間に形成される空間である。この還流通路４７では、回転方向ＣＷとは逆方向に現像剤Ｄが移動する。具体的には、規制部材４３により現像域Ｄａへの搬送が規制された現像剤Ｄが、案内通路４６から連通路４８を介して還流通路４７に流入する。流入した現像剤Ｄは、ガイド部材４５ａの上流側端部４５１に向けて重力に従って移動する。
【００４９】
ここで、ガイド部材４５ａにより現像ローラ４１の表面との間隔が制限されているので、該案内通路４６を搬送されてくる現像剤Ｄが規制部材４３の直前で滞留する量は、ガイド部材４５ａが無い場合のそれと比較して少ない。
【００５０】
また、規制部材４３の直前で現像剤Ｄに加わる圧力は連通路４８により解放され、さらに、間隙ｇ１を通過できない現像剤Ｄは、還流通路４７を通って上流側端部４５１に向け送り返されるので、規制部材４３の直前にて現像剤Ｄの圧力が高まりすぎることを防ぐことが可能になる。
【００５１】
以上のようにして、本現像装置４ａによれば、規制部材４３の直前における現像剤Ｄの滞留量を、現像剤Ｄを構成する個々の粒子に与えるストレスを抑制しつつ低減でき、それにより規制部材４３の直前で現像剤Ｄに発生するストレスを低減できる。
【００５２】
また、本現像装置４ａによれば、規制部材４３の直前での滞留を抑制できるので、規制部材４３を通過できなかった現像剤Ｄの現像ローラ４１による摺擦（換言すると、現像ローラ４１に加わる摺擦反力）を抑制することもできるため、現像ローラ４１の回転トルクを低く抑制することができるという利点もある。
【００５３】
以上の実施形態では、上流側端部４５１は、キャッチ極Ｓ２の磁束密度がピーク位置に対向する位置に設けられていた。しかし、これに限らず、上流側端部４５１は、現像ローラ４１の表面に現像剤Ｄを吸着させることが可能であれば、キャッチ極Ｓ２よりも上流側で、かつ低磁力域ＬＭよりも下流側に設けられていても構わない。
【００５４】
また、本実施形態では、間隙ｇ２を１．５ｍｍに設定するとして説明した。しかし、還流通路４７全体にわたって間隙ｇ２は均一の１．５ｍｍである必要はない。例えば、現像剤Ｄの詰め込みを抑制するために、還流通路４７の上流側の間隙寸法を下流側のそれと比較して小さくしても構わない。
【００５５】
また、本願発明者は、本現像装置４ａの現像ローラ及び従来の現像装置８（図８参照）の現像ローラそれぞれの回転トルクを測定した。測定条件は、現像装置４ａ，８それぞれの現像ローラ、磁石体、規制部材等は同じものとし、現像ローラの周速はいずれも３０２ｍｍ／秒とした。
【００５６】
規制部材の直前にて現像剤の滞留量が多くなると、現像ローラによる現像剤の摺擦力が増加し、現像ローラの回転トルクが増加してくる。しかしながら、図３に示すように、従来の現像装置８においては、現像ローラの回転トルクは０．２０Ｎ・ｍであり、本現像装置４ａにおける現像ローラの回転トルクは０．１５Ｎ・ｍである。このように、本現像装置４ａでは、従来の現像装置８よりも回転トルクが約２割程度低減される。以上説明した通り、本現像装置４ａによれば、規制部材の直前で現像剤の滞留量が少なく抑制されており、ひいては、現像剤のストレスも抑制されていることが分かる。
【００５７】
また、本願発明者は、本現像装置４ａにおいて、ガイド部材４５ａの下流側端部と、現像ローラ４１の表面との間隙（下流側クリアランス）を１．５ｍｍとし、ガイド部材４５ａの上流側端部と現像ローラ４１の表面との間隙（上流側クリアランス）を０．６ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍとした場合の現像ローラの回転トルクを測定した。同様に、下流側及び上流側クリアランスをそれぞれ２．０ｍｍとした場合と、３．０ｍｍとした場合の現像ローラの回転トルクを測定した。その測定結果を図４に示す。図４によれば、ガイド部材４５ａと現像ローラとのクリアランスを概ね２ｍｍ以下とすれば、０．１５Ｎ・ｍという従来よりも低い回転トルクが得られることが分かる。なお、本現像装置４ａにおいて、ガイド部材４５ａはハウジング４０と一体化して、部品点数を減らしても構わない。
【００５８】
（第２の実施形態）
図５は、図１の現像装置４ｂの模式的な構成を示す縦断面図である。図５において、現像装置４ｂは、前述の現像装置４ａと比較すると、磁石体４２ａに代えて磁石体４２ｂを備える点で相違する。それ以外に、両現像装置４ａ，４ｂの間に相違点は無い。それゆえ、図５において、図２の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００５９】
磁石体４２ｂは、磁石体４２ａと同様に、例えば永久磁石を組み合わせ配列してロール状に形成したものであるが、その周面における磁極配置については磁石体４２ａと異なる。磁石体４２ｂは、周面上に、キャッチ極Ｓ２と、搬送極Ｎ１と、規制極Ｓ１と、現像極Ｎ２と、分離極Ｓ３とを有する。まず、キャッチ極Ｓ２は、前述のキャッチ極Ｓ２と同様、ハウジング４０内の現像剤Ｄを現像ローラ４１の表面に吸着させる。搬送極Ｎ１は、前述の案内通路４６に対向するように配置され、案内通路４６を通過する現像剤Ｄを規制部材４３に向けて搬送するための磁極である。規制極Ｓ１、現像極Ｎ１、分離極Ｓ３は、第１の実施形態における規制極Ｎ２、現像極Ｎ１、分離極Ｓ３と同様であるため、それぞれの説明を省略する。
【００６０】
ここで、第１の実施形態では、キャッチ極Ｓ２の直ぐ下流に規制極Ｎ２が設けられていた。ここで、キャッチ極Ｓ２は、ガイド部材４５ａの上流側端部４５１に対向するか、それより上流側に設けられていた。また、規制極Ｎ２は、規制部材４３に対向するよう設けられていた。それゆえ、キャッチ極Ｓ２と規制極Ｎ２の間に相当の距離があくことがある。この場合、現像剤Ｄの搬送に必要な摩擦力を得ることが難しくなる場合がある。それに対し、第２の実施形態においては、キャッチ極Ｓ２と規制極Ｓ１の間であって、案内通路４６に対向するように搬送極Ｎ１が設けられるため、案内通路４６の搬送に必要な摩擦力を現像剤Ｄに与えることができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
図６は、図１の現像装置４ｃの模式的な構成を示す縦断面図である。図６において、現像装置４ｃは、前述の現像装置４ｂと比較すると、ガイド部材４５ａに代えてガイド部材４５ｂを備える点で相違する。それ以外に、両現像装置４ｂ，４ｃの間に相違点は無い。それゆえ、図６において、図５の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００６２】
ガイド部材４５ｂの断面形状は、案内通路４６を通過する現像剤Ｄの穂立ち形状に基づき定められる。この断面形状の具体例を挙げると、ガイド部材４５ｂと現像ローラ４１との間の空隙は、案内通路４６上での穂立ちが一番大きな位置で最大にされる。好ましくは、この空隙は、案内通路４６で穂立ちする現像剤Ｄがガイド部材４５ｂに摺擦しない値に選ばれることが好ましい。
【００６３】
上述の第２の実施形態においては、案内通路４６に対向するように搬送極Ｎ１が設けられるが、もし搬送極Ｎ１の磁束密度が大きすぎると、穂立ちした現像剤Ｄが案内通路４６上のガイド部材４５ａに摺擦してストレスを受ける。このようなストレスを受けないように、第３の実施形態では、ガイド部材４５ｂの断面形状は、現像剤Ｄの穂立ち形状に基づき、例えば円弧状に形成される。
【００６４】
（第２，第３の実施形態の評価結果）
本願発明者は、以下の条件で、上述の現像装置４ｂ，４ｃの案内通路４６での現像剤Ｄの穂立ちの様子を観察した。ここで、現像剤Ｄとしては以下のようなものが用いられる。
キャリア：フェライトコアを樹脂で薄膜コート化
平均粒径３３μｍ．（磁化４０ｅｍｕ／ｇ）
トナー  ：平均粒径６μｍ
Ｔ／Ｃ比：７％
【００６５】
まず、現像装置４ｂの評価のために、発明者は、ガイド部材４５ａと現像ローラ４１との空隙ｇ２を０．８ｍｍと設定し、搬送極Ｎ１の磁束密度を３０ｍＴ，４０ｍＴ，５０ｍＴ，６０ｍＴと変化させて、案内通路４６での現像剤Ｄの穂立ちの様子を観察した。３０ｍＴ，４０ｍＴでは、図７（Ａ）で示すように、穂立ちした現像剤Ｄがガイド部材４５ａに接触しなかった。それに対し、４０ｍＴ，５０ｍＴでは、図７（Ｂ）に示すように、穂立ちした現像剤Ｄがガイド部材４５ａに摺擦した。
【００６６】
また、現像装置４ｃの評価のために、発明者は、案内通路４６において現像剤Ｄの穂立ちが最大の位置においてガイド部材４５ｂと現像ローラ４１との空隙を１．２ｍｍと設定し、搬送極Ｎ１の磁束密度を６０ｍＴと変化させて、案内通路４６での現像剤Ｄの穂立ちの様子を観察した。この場合、図７（Ａ）で示すように、穂立ちした現像剤Ｄがガイド部材４５ｂに接触していなかった。
【００６７】
また、発明者は、現像装置４ｂ，４ｃを用いて、ＣＷ５％連続２００ｋ枚の耐久試験を実施し、その後のトナーかぶり・飛散を評価した。この結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
0005454565.tif 000002
【００６９】
なお、上の表１には、平均粒径及び磁力が異なる下記の２種類のキャリアＡ，Ｂを含む現像剤Ｄを用いた場合における評価結果も記載されている。
キャリアＡ：平均粒径２５μｍ．（磁化３０ｅｍｕ／ｇ，６０ｅｍｕ／ｇ）
キャリアＢ：平均粒径３７μｍ．（磁化３０ｅｍｕ／ｇ，６０ｅｍｕ／ｇ）
【００７０】
上記のキャリアＡ，Ｂを含む現像剤Ｄを用いた場合でも、ガイド部材４５ａ，４５ｂへの摺擦が無い場合には、トナーかぶりやトナー飛散が起こらないことが確認された。
【００７１】
（付記）
なお、以上の各実施形態では、画像形成装置１０はモノクロ画像を形成するとして説明した。しかし、これに限らず、カラー画像を形成する画像形成装置に本現像装置４ａ〜４ｃを採用しても構わない。また、この場合、画像形成装置には、例えばイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の４色分の現像装置が備わることになるが、このうちの少なくとも１個の現像装置が本実施形態で説明したものであれば構わない。
【００７２】
また、画像形成装置１０は、本現像装置４ａ〜４ｃを備えることにより、現像剤のストレスが抑制され、ひいては現像剤の劣化が低減される。これにより、画像不良等の発生が抑えられ、良好な画像を形成可能な画像形成装置１０を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る現像装置は、現像剤へのストレスをより抑制可能であり、モノクロプリンタやタンデム方式の電子写真プリンタ以外に、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  画像形成装置
１  感光体ドラム（静電像担持体）
Ｄａ  現像域
４，４ａ，４ｂ，４ｃ  現像装置
４０  ハウジング
４１  現像ローラ（現像剤担持体）
４２ａ，４２ｂ  磁石体
Ｓ２  キャッチ極
ＬＭ  低磁力域
４３  規制部材
４５ａ，４５ｂ  ガイド部材
４５１  上流側端部
４６  案内通路
４７  還流通路
４８  連通路
【図１】
0005454565.tif 000003
【図２】
0005454565.tif 000004
【図３】
0005454565.tif 000005
【図４】
0005454565.tif 000006
【図５】
0005454565.tif 000007
【図６】
0005454565.tif 000008
【図７】
0005454565.tif 000009
【図８】
0005454565.tif 000010
【図９】
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