(57)【要約】【課題】現像剤担持体上の現像剤を安定して搬送させ、且つ穂切り極付近で現像剤量を規制する際に発生するトナー飛散を防止し、画像汚れ等を解消する。【解決手段】磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を搬送する現像剤担持体４１と、現像剤担持体４１上の二成分現像剤を所定量に規制する磁性部材４２Ａと非磁性部材４２Ｂとから成る現像剤層厚規制部材４２と、を有する現像装置であって、現像剤担持体４１表面と磁性部材４２Ａ先端部間の第１間隙Ｈ１と、現像剤担持体４１表面と非磁性部材４２Ｂ先端部間の第２間隙Ｈ２との間隙差ΔＨ（ｍｍ）と、磁性キャリアの粒径Ｄｃ（μｍ）との間に、下記の条件が成り立つ現像装置。０＜ΔＨ≦１．４６×１０−３×Ｄｃ＋０．２３４【選択図】　　　　図４
2004133019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の二成分現像剤を所定量に規制する磁性部材と非磁性部材とから成る現像剤層厚規制部材と、を有する現像装置であって、
前記現像剤担持体表面と磁性部材先端部間の第１間隙と、前記現像剤担持体表面と非磁性部材先端部間の第２間隙との間隙差ΔＨ（ｍｍ）と、
前記磁性キャリアの粒径Ｄｃ（μｍ）との間に、下記の条件が成り立つことを特徴とする現像装置。
０＜ΔＨ≦１．４６×１０−３×Ｄｃ＋０．２３４
【請求項２】
静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を搬送し、内部に磁極を有する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の二成分現像剤を所定量に規制する磁性部材と非磁性部材とから成る現像剤層厚規制部材とを有する現像装置であって、
前記現像剤担持体表面と磁性部材先端部間の第１間隙と、前記現像剤担持体表面と非磁性部材先端部間の第２間隙との間隙差ΔＨ（ｍｍ）と、
前記現像剤担持体の前記現像剤層厚規制部材に対向する磁極の磁束密度Ｂ（Ｗｂ／ｍ２）との間に、下記の条件が成り立つことを特徴とする現像装置。
０＜ΔＨ≦０．３１×１０−３×Ｂ−０．０２９
【請求項３】
静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の二成分現像剤を所定量に規制する磁性部材と非磁性部材とから成る現像剤層厚規制部材とを有する現像装置であって、
前記現像剤担持体表面と磁性部材先端部間の第１間隙と、前記現像剤担持体表面と非磁性部材先端部間の第２間隙との間隙差ΔＨ（ｍｍ）と、
前記二成分現像剤の磁性キャリアの磁化量σ（ｅｍｕ／ｇ）との間に、下記の条件が成り立つことを特徴とする現像装置。
０＜ΔＨ≦１．５８×１０−３×σ＋０．０９９
【請求項４】
前記現像剤層厚規制部材は、前記現像剤担持体と対向する間隙位置において前記二成分現像剤の搬送方向上流側に配置された磁性部材と、下流側に配置された非磁性部材とを重ねて現像装置本体に取り付けられることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記二成分現像剤は、粒径が５０μｍ以下の前記磁性キャリアと、粒径が７．５μｍ以下の非磁性重合トナーで構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
像担持体上に静電潜像を形成する複数の帯電手段と複数の露光手段と、異なる色の現像剤をそれぞれ収容した請求項１〜５の何れか１項に記載の複数の現像装置と、前記複数の現像装置により形成された複数色のトナー像を記録紙に転写する転写手段と、前記転写手段に記録紙を給送する給紙手段と、前記記録紙上に形成された転写画像を定着する定着手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来知られている電子写真方式の複写機等の画像形成装置は、像担持体に帯電及び露光を行い、静電潜像を形成し、像担持体上に形成された潜像を現像装置によりトナー像となし画像を形成し、転写手段により用紙上に転写し、その後、定着装置により熱定着し、画像を形成する。
【０００３】
トナーとキャリアから成る二成分現像剤を有する現像装置を複数組備えたカラー画像形成装置においては、異なる色のカラートナーをそれぞれ像担持体上に転移させ、複数色のカラートナー像を用紙または中間転写体上に転写する。
【０００４】
現像装置は、静電潜像が担持される像担持体に対向して配置され、二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に対向して近接配置され、現像剤担持体上に担持された二成分現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、現像剤攪拌搬送手段等を備えている。
【０００５】
現像剤担持体上の二成分現像剤は、現像剤層厚規制部材により薄層に形成され、像担持体と対向する現像領域に搬送され、像担持体上の静電潜像を現像する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−５４５００号公報（特許請求の範囲、段落番号００１４〜００１６、図１、図８）
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−９１１５７号公報（段落番号００２６、図２）
【０００８】
【特許文献３】
特開２００２−１４８９２１号公報（段落番号００４２、図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の現像装置は、現像剤担持体に近接配置された磁性材から成る現像剤層厚規制部材によって現像剤量を規制する事により、現像剤担持体上の現像器搬送量を低搬送量に設定する事ができ、且つ、現像剤担持体表面と現像剤層厚規制部材先端部との間隙に対する現像剤搬送量の依存性を小さくして、安定した現像剤搬送による現像処理を行っている。
【００１０】
しかし、小粒径のトナー、例えば重合トナーを用いた現像装置において、磁性材から成る現像剤層厚規制部材によって現像剤量を規制する場合、現像剤層厚規制部材の先端部付近からのトナー飛散が問題となっていた。
【００１１】
特に、現像剤層厚規制部材を現像剤担持体の下方に配置した現像装置の場合には、現像剤層厚規制部材が現像装置本体の外側に露出しているため、現像剤量を規制する際に発生するトナー飛散により、像担持体の回転方向の現像装置上流側で、現像装置の下方に配置された帯電手段を汚染したり、像担持体上の画像汚れ発生の原因となる。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解消して、安定した画像を形成する現像装置及び画像形成装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、下記の現像装置及び画像形成装置により達成される。
【００１４】
（１）　静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の二成分現像剤を所定量に規制する磁性部材と非磁性部材とから成る現像剤層厚規制部材と、を有する現像装置であって、前記現像剤担持体表面と磁性部材先端部間の第１間隙と、前記現像剤担持体表面と非磁性部材先端部間の第２間隙との間隙差ΔＨ（ｍｍ）と、前記磁性キャリアの粒径Ｄｃ（μｍ）との間に、下記の条件が成り立つことを特徴とする現像装置。
【００１５】
０＜ΔＨ≦１．４６×１０−３×Ｄｃ＋０．２３４
（２）　静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を搬送し、内部に磁極を有する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の二成分現像剤を所定量に規制する磁性部材と非磁性部材とから成る現像剤層厚規制部材とを有する現像装置であって、前記現像剤担持体表面と磁性部材先端部間の第１間隙と、前記現像剤担持体表面と非磁性部材先端部間の第２間隙との間隙差ΔＨ（ｍｍ）と、前記現像剤担持体の前記現像剤層厚規制部材に対向する磁極の磁束密度Ｂ（Ｗｂ／ｍ２）との間に、下記の条件が成り立つことを特徴とする現像装置。
【００１６】
０＜ΔＨ≦０．３１×１０−３×Ｂ−０．０２９
（３）　静電潜像を担持する像担持体に対向して配置され、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の二成分現像剤を所定量に規制する磁性部材と非磁性部材とから成る現像剤層厚規制部材とを有する現像装置であって、前記現像剤担持体表面と磁性部材先端部間の第１間隙と、前記現像剤担持体表面と非磁性部材先端部間の第２間隙との間隙差ΔＨ（ｍｍ）と、前記二成分現像剤の磁性キャリアの磁化量σ（ｅｍｕ／ｇ）との間に、下記の条件が成り立つことを特徴とする現像装置。
【００１７】
０＜ΔＨ≦１．５８×１０−３×σ＋０．０９９
（４）　像担持体上に静電潜像を形成する複数の帯電手段と複数の露光手段と、異なる色の現像剤をそれぞれ収容した前記（１）〜（３）の何れかに記載の複数の現像装置と、前記複数の現像装置により形成された複数色のトナー像を記録紙に転写する転写手段と、前記転写手段に記録紙を給送する給紙手段と、前記記録紙上に形成された転写画像を定着する定着手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の現像装置の実施の形態の説明に先立って、本発明の現像装置を複数組搭載した画像形成装置の一例であるカラー複写機の構成を説明する。
【００１９】
［画像形成装置の構成］
図１は、画像形成装置１００と、画像読取装置２００とから構成されたカラー複写機の全体構成図である。
【００２０】
画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び定着装置２４とから成る。
【００２１】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ、クリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ、クリーニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ、クリーニング手段８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ、クリーニング手段８Ｋを有する。
【００２２】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された用紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００２３】
一方、転写手段７Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００２４】
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給手段である。
【００２５】
画像形成装置１００の上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置２００が設置されている。
【００２６】
［現像装置の構成］
図２は本発明による現像装置の中央断面図、図３は現像装置における現像剤の循環を示す模式図である。以下、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを代表して現像装置４と称す。また、像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを代表して像担持体１と称す。
【００２７】
現像装置４は、現像装置本体４０、現像剤担持体（現像ローラ）４１、現像剤層厚規制部材４２、搬送スクリュー４３、攪拌スクリュー４４、現像剤回収搬送部材（以下、剥ぎ取りローラと称す）４５、回収スクリュー４６、トナー濃度センサ４７等から構成されている。
【００２８】
本発明に係る現像装置４は、像担持体１と現像剤担持体４１とが近接する現像領域において、像担持体１と現像剤担持体４１とは同方向に回転する。また、現像剤担持体４１上の二成分現像剤は、現像剤担持体４１の下方に配置された現像剤層厚規制部材４２から前記現像領域を通過して、現像剤担持体４１の上方に配置された剥ぎ取りローラ４５により剥ぎ取られる構成をなす。
【００２９】
現像装置本体４０は、現像剤担持体４１、搬送スクリュー４３、攪拌スクリュー４４を支持する下本体４０Ａと、剥ぎ取りローラ４５、回収スクリュー４６を支持する中本体４０Ｂと、中本体４０Ｂの上方開口部を閉蓋する上蓋４０Ｃとから構成されている。
【００３０】
下本体４０Ａは、搬送スクリュー４３を収容する現像剤供給部４０１と、攪拌スクリュー４４を収容する現像剤攪拌部４０２とから成る。現像剤供給部４０１と現像剤攪拌部４０２とは、下本体４０Ａの底部から直立した第１隔壁４０４を挟んで両側に形成されている。
【００３１】
回収スクリュー４６を回転可能に支持する中本体４０Ｂの底部に形成された第２隔壁４０５は、現像剤供給部４０１と現像剤回収部４０３とを仕切る。また、中本体４０Ｂの一部は、現像剤攪拌部４０２の上方開口部を閉蓋する。
【００３２】
現像スリーブ４１Ａと磁界発生手段（以下、固定磁極と称す）４１Ｂとから成る現像剤担持体４１は、静電潜像を担持する像担持体１に対向して配置され、回転可能に支持されている。
【００３３】
固定磁極４１Ｂは、現像スリーブ４１Ａの内方に配置され、複数の磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を有する。固定磁極４１Ｂの複数個の磁極のうち互いに隣接する２磁極Ｎ３，Ｎ４は、同極性に配置され反発磁界を形成している。現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｎ３は、現像剤担持体４１上の現像剤を剥ぎ取り飛散させる。現像剤受け入れ用の磁極Ｎ４は、搬送スクリュー４３により供給された現像剤を吸引し、現像剤担持体４１上に付着させる。
【００３４】
搬送スクリュー４３は、攪拌スクリュー４４から搬送された現像剤を攪拌して搬送し、現像剤担持体４１に均一に供給する。
【００３５】
攪拌スクリュー４４は搬送スクリュー４３に平行配置され、トナー補給手段５から補給される新規トナーと回収スクリュー４６から還流された現像剤とを混合、攪拌して搬送スクリュー４３の上流部に搬送する。
【００３６】
現像剤担持体４１の現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｎ３の近傍には、剥ぎ取りローラ４５が配置されている。剥ぎ取りローラ４５は、回転可能な回転部材（スリーブ）４５Ａと、回転部材４５Ａの内方に収容され現像装置本体４０に固定された円柱状のマグネットローラ（以下、磁石体と称す）４５Ｂとから成る。磁石体４５Ｂは、例えば、Ｎ１，Ｓ１，Ｓ２の３磁極から成り、磁極Ｓ１は現像剤担持体４１の現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｎ３に対向している。
【００３７】
現像剤担持体４１の現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｎ３により、現像剤担持体４１表面から放出された現像剤は、剥ぎ取りローラ４５内の磁極Ｓ１により吸引され、回転する回転部材４５Ａにより担持され、現像剤回収部４０３内の傾斜状をなす第２隔壁４０５上を搬送される。
【００３８】
現像剤回収部４０３内に回転可能に配置された回収スクリュー４６は、剥ぎ取りローラ４５により剥ぎ取られて落下する現像剤を受けて回収して、現像剤攪拌部４０２内の攪拌スクリュー４４の搬送方向下流側であって、現像剤担持体４１の現像領域外に搬送する。なお、現像剤担持体４１に現像剤が直接戻らない位置であれば、回収スクリュー４６により回収された現像剤を、現像剤供給部４０１の上流部に還流させてもよい。
【００３９】
搬送スクリュー４３、攪拌スクリュー４４、回収スクリュー４６は、何れもスパイラルスクリュー状の部材であり、回転軸方向に現像剤を搬送させるとともに、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出させる。
【００４０】
現像剤回収部４０３の現像剤搬送下流側と、現像剤供給部４０１の現像剤搬送下流側とは、第２隔壁４０５の端部近傍に穿設された第１開口部４０６により連通している。
【００４１】
現像剤供給部４０１の現像剤搬送下流側と現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の一方の端部近傍に穿設された第２開口部４０７により連通している。
【００４２】
現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送下流側と現像剤供給部４０１の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の他方の端部近傍に穿設された第３開口部４０８により連通している。
【００４３】
現像剤供給部４０１の現像剤搬送下流側の底部に設けたトナー濃度センサ４７は、搬送される現像剤のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知信号により、図３に示す制御手段９は、トナー補給手段５を駆動させ新規トナーを現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送上流側付近に設けられたトナー補給用開口部４０９に補給する。トナー補給手段５は、現像処理後の画像濃度を光学的に検出して、画像濃度の検出結果に応じてトナー補給制御を行う事も可能である。
【００４４】
剥ぎ取りローラ４５により剥ぎ取られた現像剤は、現像剤回収部４０３内に回収され、回収スクリュー４６により回収現像剤が現像剤搬送下流側に搬送され、第２隔壁４０５に穿設された第１開口部４０６から現像剤供給部４０１内の現像剤搬送下流側に還流される。
【００４５】
現像剤供給部４０１内の現像剤は、搬送スクリュー４３により第１隔壁４０４の一方の端部に穿設された第２開口部４０７から現像剤攪拌部４０２内の現像剤搬送上流側に搬送される。
【００４６】
現像剤攪拌部４０２内に搬送された現像剤は、攪拌スクリュー４４により、トナー補給用開口部４０９より補給された新規トナーと、現像剤とを混合攪拌しつつ搬送され、第１隔壁４０４の他方の端部に穿設された第３開口部４０８から排出され、現像剤供給部４０１内に還流される。現像剤供給部４０１内では、搬送スクリュー４３により現像剤を軸方向に搬送しつつ放射して現像剤担持体４１に供給する。
【００４７】
現像剤回収部４０３と現像剤供給部４０１とを仕切る第２隔壁４０５の端部付近に設けられた第１開口部４０６、及び現像剤供給部４０１と現像剤攪拌部４０２とを仕切る第１隔壁４０４の両端部付近に設けられた第２開口部４０７、第３開口部４０８は、何れも現像剤担持体４１の非画像形成領域に配置されていることが好ましい。
【００４８】
搬送スクリュー４３と攪拌スクリュー４４の回転方向は、現像剤担持体４１の回転方向と同方向になるように構成することにより、現像剤担持体４１への現像剤供給の効率化が達成されるだけではなく、安定した現像剤供給が可能となり、良好な画像を得ることができる。
【００４９】
また、回収スクリュー４６の回転方向を、現像剤担持体４１の回転方向と逆方向回転にする事により、現像剤回収部４０３内での現像剤の逆流を低減する事が可能である。さらに、回収スクリュー４６の現像剤搬送力を、搬送スクリュー４３の現像剤搬送力より小さくなるように設定する。これにより、回収スクリュー４６の現像剤搬送方向下流側での現像剤パッキングの発生を防止することができ、現像剤の耐久性を損なわずに現像剤担持体４１に安定した現像剤供給を行う事が可能になる。
【００５０】
［現像剤］
前記現像剤は、磁性キャリアの１キロエルステッド中の磁化量は２０〜７０ｅｍｕ／ｇの範囲にあり、磁性キャリアの粒径は５０μｍ以下の磁性キャリアと、粒径が７．５μｍ以下の非磁性重合トナーとを有する二成分現像剤であり、現像剤担持体４１に交番電界を重畳した現像バイアスを印加して、静電潜像を有する像担持体１に、前記非磁性重合トナーを用いて現像するものである。
【００５１】
［現像剤の循環搬送］
図３の模式図により、現像剤の循環を説明する。
【００５２】
（１）　現像剤攪拌部４０２の上流側において、現像剤供給部４０１、現像剤回収部４０３から還流された現像剤と、新規トナーとが搬入され、攪拌スクリュー４４により攪拌、混合され、矢印Ｖ１で示す現像剤移動方向に搬送される。
【００５３】
（２）　混合された現像剤は、現像剤攪拌部４０２の下流側の第３開口部４０８を通過して現像剤供給部４０１の上流側に導入される。現像剤供給部４０１内において、現像剤は搬送スクリュー４３により矢印Ｖ２で示す現像剤移動方向に搬送されつつ、矢印Ｖ３に示すように搬送される。
【００５４】
（３）　搬送スクリュー４３は回転軸方向に現像剤を搬送しつつ、矢印Ｖ４に示すように現像剤を現像剤担持体４１に放出する。
【００５５】
（４）　現像剤担持体４１上の現像剤は、像担持体１と対向する現像剤領域において現像処理される。現像処理後にトナー濃度が低下した現像剤は、剥ぎ取りローラ４５により、現像剤担持体４１から矢印Ｖ５に示すように剥ぎ取られて移動する。
【００５６】
この際、剥ぎ取りローラ４５をマグネットローラにすることにより、現像剤担持体４１から現像剤回収部４０３までの現像剤経路の構成の自由度が増し、現像剤の搬送を確実に行い、現像装置本体４０の高さを低減する事が可能となる。
【００５７】
（５）　剥ぎ取りローラ４５上の回収現像剤は、第２隔壁４０５の傾斜面に沿って下降し、矢印Ｖ６に示すように現像剤回収部４０３内を進行する。
【００５８】
（６）　現像剤回収部４０３内に収容された回収現像剤は、回転する回収スクリュー４６により矢印Ｖ７に示すように搬送される。
【００５９】
この際、第２隔壁４０５に傾斜を設ける事で、剥ぎ取りローラ４５から現像剤回収部４０３の現像剤回収が円滑に行われるという効果が確認できた。
【００６０】
（７）　現像剤は、現像剤回収部４０３下流側の第１開口部４０６から排出され、現像剤供給部４０１の下流側の画像領域外に、矢印Ｖ８に示すように搬入される。
【００６１】
（８）　現像剤供給部４０１の第１開口部４０６に供給された現像剤は、矢印Ｖ９に示すように搬送され、トナー濃度センサ４７によりトナー濃度が検出された後、第２開口部４０７を通過して、矢印Ｖ１０に示すように現像剤攪拌部４０２の上流側に導入される。
【００６２】
（９）　現像剤攪拌部４０２において、トナー濃度センサ４７のトナー濃度検知信号によりトナー補給手段５によるトナー補給が行われ、現像剤は矢印Ｖ１に合流する。
【００６３】
現像剤は前記のような循環系で搬送されるが、一部の現像剤は現像剤供給部４０１と現像剤攪拌部４０２間を矢印Ｖ１，Ｖ２，Ｖ９，Ｖ１０で示すように循環する。
【００６４】
［現像剤層厚規制部材］
図４は、本発明の現像装置４に配置された現像剤層厚規制部材４２と現像剤担持体４１の部分拡大断面図である。
【００６５】
現像剤担持体４１上の現像剤は、現像剤担持体４１の下方に配置された現像剤層厚規制部材４２を通過して所定の現像剤層厚に規制された後、像担持体１と現像剤担持体４１とが対向する現像領域に搬送される（図２参照）。
【００６６】
現像剤層厚規制部材４２は、磁性部材４２Ａと非磁性部材４２Ｂとから成り、保持部材４２Ｃに重ね合わせて保持されて下本体４０Ａに固定される（図２参照）。
【００６７】
磁性部材４２Ａは、磁性を有するステンレス鋼板、例えばＳＵＳ４１６により形成される。非磁性部材４２Ｂは、非磁性のステンレス鋼板、例えばＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３０４により形成される。
【００６８】
磁性部材４２Ａは、現像剤担持体４１と対向する間隙位置において二成分現像剤の搬送方向上流側、即ち、現像装置本体４０の内側に配置される。非磁性部材４２Ｂは、二成分現像剤の搬送方向下流側、即ち、現像装置本体４０の外側に配置される。
【００６９】
磁性部材４２Ａの先端部と現像剤担持体４１との第１間隙Ｈ１は、非磁性部材４２Ｂの先端部と現像剤担持体４１との第２間隙Ｈ２より大きく設定されて（Ｈ１＞Ｈ２）、間隙差ΔＨを形成している。
【００７０】
本発明は、間隙差ΔＨをある範囲内に設定する事により、トナー飛散を抑制する効果を発揮するものである。非磁性部材４２Ｂの第２間隙Ｈ２を、磁性部材４２Ａの第１間隙Ｈ１よりも狭く設定し過ぎると、現像剤層厚規制は、磁性部材４２Ａではなく、非磁性部材４２Ｂによって行われる事になり、磁性部材４２Ａによってもたらされる現像剤低搬送量や搬送量の安定性が失なわれてしまう。また、間隙差ΔＨを小さく設定し過ぎると、現像装置の下側からのトナー飛散防止に対する効果が小さくなって、画像汚れ等の不具合が発生し易くなる。
【００７１】
［間隙差ΔＨとキャリア粒径Ｄｃ］
図５は、非磁性部材４２Ｂと磁性部材４２Ａとの間隙差ΔＨと、二成分現像剤のキャリア粒径Ｄｃとの関係を示す特性図である。
【００７２】
間隙差ΔＨとキャリア粒径Ｄｃとが、図示の境界線の斜め下方の領域であれば、非磁性部材４２Ｂによる現像剤の蹴りが発生せず、トナー飛散のない良好な結果が得られる。
【００７３】
上記の結果より、磁性部材４２Ａによる安定した現像剤搬送量の供給と、現像剤層厚規制部材４２からのトナー飛散に対する抑制効果とを両立させるための、キャリア粒径Ｄｃ（μｍ）と間隙差ΔＨ（ｍｍ）との関係は、以下の関係式を満たす領域となる。
【００７４】
Ｄｃ≦−６８４．２１×ΔＨ＋１６０．２６　　　▲１▼
また、磁性部材４２Ａに対して非磁性部材４２Ｂを重ね合わせる事でトナー飛散の抑制効果を持たせているため、
０＜ΔＨ　　　▲２▼
を満たす必要がある。
【００７５】
上記▲１▼，▲２▼の式からΔＨについて整理すると、
０＜ΔＨ≦１．４６×１０−３×Ｄｃ＋０．２３４
となる。
【００７６】
［間隙差ΔＨと磁束密度Ｂ］
図６は、非磁性部材４２Ｂと磁性部材４２Ａとの間隙差ΔＨと、現像剤担持体４１の現像剤層厚規制部材４２に対向する磁極の磁束密度Ｂとの関係を示す特性図である。
【００７７】
現像スリーブ４１Ａの内部に配置された複数の固定磁極４１Ｂの内、現像剤層厚規制部材４２に対向する磁極（穂切り極）Ｓ３の磁束密度Ｂによっても現像剤層厚規制部材４２付近の現像剤の穂立ち状況が異なり、間隙差ΔＨに関係する（図２参照）。穂切り極Ｓ３の磁束密度Ｂと、非磁性部材４２Ｂによる現像剤の蹴りが発生しない間隙差ΔＨとの関係を示したものが図６である。
【００７８】
間隙差ΔＨと磁束密度Ｂとが、図示の境界線の斜め上方の領域であれば、非磁性部材４２Ｂによる現像剤の蹴りが発生せず、トナー飛散のない良好な結果が得られる。
【００７９】
上記の結果より、磁性部材４２Ａによる安定した現像剤搬送量の供給と、現像剤層厚規制部材４２からのトナー飛散に対する抑制効果とを両立させるための、穂切り極Ｓ３の磁束密度Ｂ（Ｗｂ／ｍ２）と間隙差ΔＨ（ｍｍ）との関係は、以下の関係式を満たす領域となる。
【００８０】
Ｂ≧３２２５．８×ΔＨ＋９３．３８７　　　▲１▼
また、磁性部材４２Ａに対して非磁性部材４２Ｂを重ね合わせる事でトナー飛散の抑制効果を持たせているため、
０＜ΔＨ　　　▲２▼
を満たす必要がある。
【００８１】
上記▲１▼，▲２▼の式からΔＨについて整理すると、
０＜ΔＨ≦０．３１×１０−３×Ｂ−０．０２９
となる。
【００８２】
［間隙差ΔＨと磁化量σ］
図７は、非磁性部材４２Ｂと磁性部材４２Ａとの間隙差ΔＨと、二成分現像剤のキャリアの磁化量σとの関係を示す特性図である。
【００８３】
穂切り極Ｓ３の磁束密度Ｂと同様に、二成分現像剤のキャリアの磁化量σによっても現像剤層厚規制部材４２付近の現像剤の穂立ち状況が異なるため、磁性部材４２Ａによる安定した現像剤搬送量と現像剤層厚規制部材４２付近からのトナー飛散抑制とを両立させる間隙差ΔＨとキャリアの磁化量σとの関係を示したものが図７である。
【００８４】
間隙差ΔＨとキャリアの磁化量σとが、図示の境界線の斜め上方の領域であれば、非磁性部材４２Ｂによる現像剤の蹴りが発生せず、トナー飛散のない良好な結果が得られる。
【００８５】
上記の結果より、磁性部材４２Ａによる安定した現像剤搬送量の供給と、現像剤層厚規制部材４２からのトナー飛散に対する抑制効果とを両立させるための、キャリアの磁化量σ（ｅｍｕ／ｇ）と間隙差ΔＨ（ｍｍ）との関係は、以下の関係式を満たす領域となる。
【００８６】
σ≧６３３．９６×ΔＨ−６２．９６２　　　▲１▼
また、磁性部材４２Ａに対して非磁性部材４２Ｂを重ね合わせる事でトナー飛散の抑制効果を持たせているため、
０＜ΔＨ　　　▲２▼
を満たす必要がある。
【００８７】
上記▲１▼，▲２▼の式からΔＨについて整理すると、
０＜ΔＨ≦１．５８×１０−３×σ＋０．０９９
となる。
【００８８】
以上により、現像剤層厚規制部材４２からのトナー飛散を抑制し、安定した画像濃度を得るための非磁性部材４２Ｂと磁性部材４２Ａとの間隙差ΔＨ（ｍｍ）と、二成分現像剤のキャリア粒径Ｄｃ（μｍ）と、穂切り極Ｓ３の磁束密度Ｂ（Ｗｂ／ｍ２）と、キャリアの磁化量σ（ｅｍｕ／ｇ）の必要条件は、以下の三つの関係式を満たす領域となる。
【００８９】
０＜ΔＨ（ｍｍ）≦１．４６×１０−３×Ｄｃ（μｍ）＋０．２３４
０＜ΔＨ（ｍｍ）≦０．３１×１０−３×Ｂ（Ｗｂ／ｍ２）−０．０２９
０＜ΔＨ（ｍｍ）≦１．５８×１０−３×σ（ｅｍｕ／ｇ）＋０．０９９
【００９０】
【実施例】
現像剤担持体４１
現像スリーブ４１Ａの直径：φ１２〜φ５０ｍｍ
現像スリーブ４１Ａの線速：１００〜６００ｍｍ／ｓｅｃ
固定磁極４１Ｂの磁束密度：１００〜１５００Ｗｂ／ｍ２
現像剤層厚規制部材４２
磁性部材４２Ａと非磁性部材４２Ｂとの重ね合わせ
現像スリーブ４１Ａの下方に配置
二成分現像剤
磁性キャリアの粒径：２０〜７０μｍ
非磁性重合トナーの粒径：１〜７μｍ
トナー濃度Ｔｃ：３〜８質量％
総合耐久テスト
Ａ４判サイズの用紙Ｐを用い、１０万枚のプリントテストを実施した。トナー飛散による画像汚れ等の不具合の発生はなく、安定した画像濃度を得る事ができた。
【００９１】
なお、上記の実施の形態では、現像剤層厚規制部材４２を現像剤担持体４１の下方に配置した現像装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像剤層厚規制部材４２を現像剤担持体４１の上方に配置した構成の現像装置について適用可能である。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置の現像剤層厚規制部材を、磁性部材と非磁性部材との各先端部の間隙差ΔＨに設定して重ね合わせて現像剤担持体に近接した位置に配置し、間隙差ΔＨを、キャリア粒径、磁束密度、キャリアの磁化量により規定する事により、現像剤担持体上の二成分現像剤を安定して搬送させ、且つ、現像剤層厚規制部材とそれに対向する現像剤担持体内の穂切り極付近で現像剤量を規制する際に発生するトナー飛散を抑え、機内飛散による構成部材の飛散、画像汚れ等の問題が解消される。
【００９３】
また、現像剤担持体の芯ぶれ等に起因する現像剤層厚規制間隔に変化に対する影響もきわめて小さく、安定した現像剤搬送量の確保が可能である。特に、中間調等の低濃度部に対しても、むらのない高画質を得る事ができる。
【００９４】
更にまた、連続大量プリント時や高速プリント時に発生するトナー濃度低下や画像濃度低下等の問題が解消される。また、カラー画像形成装置における各色の画像濃度を均一に保持し、高画質のカラー画像を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置と、画像読取装置とから構成されたカラー複写機の全体構成図。
【図２】本発明による現像装置の中央断面図。
【図３】現像装置における現像剤の循環を示す模式図。
【図４】本発明の現像装置に配置された現像剤層厚規制部材と現像剤担持体の部分拡大断面図。
【図５】非磁性部材と磁性部材との間隙差と、二成分現像剤のキャリア粒径との関係を示す特性図。
【図６】非磁性部材と磁性部材との間隙差と、現像剤担持体の現像剤層厚規制部材に対向する磁極の磁束密度との関係を示す特性図。
【図７】非磁性部材と磁性部材との間隙差と、二成分現像剤のキャリアの磁化量との関係を示す特性図。
【符号の説明】
１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ　像担持体
４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ　現像装置
４０　現像装置本体
４１　現像剤担持体（現像ローラ）
４１Ａ　現像スリーブ
４１Ｂ　磁界発生手段（固定磁極）
４２　現像剤層厚規制部材
４２Ａ　磁性部材
４２Ｂ　非磁性部材
４５　現像剤回収搬送部材（剥ぎ取りローラ）
４７　トナー濃度センサ
Ｈ１　第１間隙
Ｈ２　第２間隙
Ｓ３　穂切り極
ΔＨ　間隙差
【図１】
2004133019.tif 000003
【図２】
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【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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