(57)【要約】【課題】  ハイブリッド現像方式における回収ロールを使用した構成で、画像むらのない現像特性の安定した小型安価な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  像担持体１に対向配置されたトナー担持体２と、二成分現像剤Ｇを担持搬送しトナー担持体２とトナーを供給並びに回収する二つの現像剤担持体３，４と、二つの現像剤担持体３，４との間で現像剤Ｇを受け渡す搬送部材５と、この搬送部材５の一部を取り囲み且つ搬送部材５の周囲に現像剤搬送路を形成するガイド部材６とを備え、搬送部材５には一対の異極性の磁極α，βのみを具備し、この一対の異極性の磁極α，βは、前記二つの現像剤担持体３，４の夫々が有する複数の磁極のうち、搬送部材５に最近接する夫々の磁極ｍ，ｎに対応した位置に配設する。【選択図】  図１
2005227506.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表面にトナーを担持するトナー担持体と、
このトナー担持体に対向する位置に配設されてトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持搬送し且つトナー担持体へトナーを供給する供給用現像剤担持体と、
トナー担持体に対向する位置に配設されて二成分現像剤を担持搬送し且つトナー担持体からトナーを回収する回収用現像剤担持体と、
この二つの現像剤担持体とトナー担持体とに対向して配設され且つ二つの現像剤担持体との間で二成分現像剤を受け渡す搬送部材と、
この搬送部材の一部を取り囲み且つ搬送部材の周囲に現像剤搬送路を形成するガイド部材とを備えた現像装置であって、
各現像剤担持体には夫々複数の磁極を具備させると共に、
搬送部材には一対の異極性の磁極のみを具備させ、この一対の異極性の磁極は、前記二つの現像剤担持体の夫々が有する複数の磁極のうち、搬送部材に最近接する夫々の磁極に対応した位置に配設されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
静電潜像を担持する像担持体に対向し表面にトナーを担持するトナー担持体と、
このトナー担持体に対向する位置に配設されてトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持搬送し且つトナー担持体へトナーを供給する供給用現像剤担持体と、
トナー担持体に対向する位置に配設されて二成分現像剤を担持搬送し且つトナー担持体からトナーを回収する回収用現像剤担持体と、
この二つの現像剤担持体とトナー担持体とに対向して配設され且つ二つの現像剤担持体との間で二成分現像剤を受け渡す搬送部材と、
この搬送部材の一部を取り囲み且つ搬送部材の周囲に現像剤搬送路を形成するガイド部材とを備えた現像装置であって、
各現像剤担持体には夫々複数の磁極を具備させると共に、
搬送部材には一対の異極性の磁極を具備させ、この一対の異極性の磁極は、前記二つの現像剤担持体の夫々が有する複数の磁極のうち、搬送部材に最近接する夫々の磁極に対応した位置に配設され、更に、この一対の異極性の磁極より小さな磁力を有する少なくとも一対の補助磁極を前記一対の異極性の磁極間で且つガイド部材寄りに配設したことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の現像装置において、
搬送部材が内部に磁極を具備した二成分現像剤を搬送可能な円筒体であって、当該円筒体表面の任意の点Ｐの磁束密度をＢ０（ｍＴ）、前記円筒体の半径をＲ（ｍｍ）、前記円筒体の中心からＰを通って径方向に延長した点Ｑまでの距離をＬ（ｍｍ）としたときに、Ｂ（ｍＴ）＝Ｂ０Ｒ／Ｌで求まる数値を点Ｑでの磁束密度指標とすると、
ガイド部材は搬送部材と略同心円状に設けられ、更に、ガイド部材と搬送部材との距離は、ガイド部材の最下端より回収用現像剤担持体に延びる現像剤ガイド面での磁束密度指標が４０以上となるように設定されたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１記載の現像装置において、
供給用現像剤担持体から搬送部材を介して回収用現像剤担持体へと二成分現像剤を流すように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項２記載の現像装置において、
回収用現像剤担持体から搬送部材を介して供給用現像剤担持体へと二成分現像剤を流すように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
静電潜像を担持する像担持体と、
この像担持体上の静電潜像を現像する請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置とを備えた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、複写機やプリンタ等の画像形成装置で用いられる現像装置に係り、特に、トナーと磁性キャリアとを具備した二成分現像剤を用い、像担持体上の静電潜像をトナー現像するように構成した現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置で使用される現像装置としては、所謂ハイブリッド現像方式を採用したものが知られている。
これは、感光体等の像担持体に対向し且つトナーを担持するドナーロールと、このドナーロールに対向し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を担持するトナー搬送ロールとを備え、磁気ブラシによりトナー搬送ロールから大量の現像剤を供給し、ドナーロール上にトナー層を形成するようにしたものである（例えば特許文献１参照）。
このハイブリッド現像方式では、通常、二成分現像剤の撹拌によってトナーの帯電が行われるため十分な帯電量を確保しやすく、また、トナー搬送ロールからドナーロールへのトナーの供給が静電気力によって行われるため、ドナーロールに逆極性に帯電したトナーが供給されることもない。したがって、像担持体の非画像領域へのトナー付着がなく、かぶりの発生が防止される。更に、ドナーロールにはトナーのみしか供給されないため、磁性キャリアの像担持体への付着も防止される等の利点がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１１９７０号公報（発明の実施の形態の欄、図１）
【特許文献２】特開平９−２５１２３７号公報（発明の実施の形態の欄、図１）
【特許文献３】特開平１０−３１９７０８号公報（発明の実施の形態の欄、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種のハイブリッド現像方式では、ドナーロール上でトナーが消費された部分に対してトナー供給領域でトナーを補充する方式が採られているが、トナーが消費された部分だけでなく、トナーが残存する非消費部分にもトナーが供給され、そのため前回のトナー消費パターンが現像された画像上に現れるという現像履歴の問題がある。
【０００５】
また、ドナーロール上にてトナーの供給、掻き取りを繰り返すと、大きい粒径のトナーと小さい粒径のトナーとの物理的付着力の差（大きい粒径のトナーはドナーロールへの物理的付着力が小さいため、ニップ領域で受ける掻き取り力に対し容易に掻き取られるが、小さい粒径のトナーは逆に掻き取られにくい）により、ドナーロール上のトナーの粒径が徐々に小粒径化してくる。このドナーロール上での粒径の変化は、現像特性や転写特性に変化をもたらし、現像されないでドナーロール上にトナーが残ったままの状態に新しいトナーが供給された領域と、現像されてトナーが消費された状態に新しいトナーが供給された領域との間で、トナーの濃度差が生じ、これが画像欠陥（現像履歴）をもたらす可能性がある。
【０００６】
そのため、現像領域を通過したドナーロールから一旦全てのトナーを除去し、その後ドナーロールとトナー供給用ロールとの対向部（トナー供給領域）でドナーロールにトナーを再び担持させる方式が知られている。例えば、トナー除去手段としてスクレーパを使用する方式があるが、この場合、スクレーパとドナーロールとの接触部でトナーが互いに融着するという問題がある。
そこで、トナー供給用ロールとは別に、新たにトナー回収用ロールを加え、ドナーロール上のトナーをトナー回収用ロールで掻き取る方式も開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、この新たにトナー回収用ロールを追加する方式にあっては、トナー供給用ロールとトナー回収用ロールへの現像剤供給量が不安定であると、ドナーロール上のトナー量が不安定となり、画像への濃度むらが発生する。
特に、トナー供給用ロールとトナー回収用ロールとの間で、現像剤がストレスを受け易く、現像剤の流動性が低下してくると、一層顕著となる。
【０００８】
そのため、トナー供給用ロールとトナー回収用ロールを同一方向に回転させ（ロール同士の対向部位では互いに異なる方向に回転する）、更に、互いに近接配置させることで、現像剤搬送量を安定させる方式の提案がなされている（例えば特許文献３参照）。
しかしながら、この場合、二本のロール間のバイアスリークの問題が発生しやすく、特にトナー濃度が低下し且つ動作環境が高湿状況にあるときに顕著となる。更に、二本のロール間に入り込んだ現像剤がストレスを受け、現像剤の劣化が生じ易く、かぶりが発生する問題もあり、長期に亘って安定した現像特性が得られない課題がある。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、現像剤の供給量が安定し、濃度むらを抑止できると共に、長期に亘る現像特性の安定した現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の基本的構成は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、静電潜像を担持する像担持体１に対向配置され表面にトナーを担持するトナー担持体２と、このトナー担持体２に対向する位置に配設されてトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤Ｇ（以降、適宜現像剤Ｇと称す）を担持搬送し且つトナー担持体２へトナーを供給する供給用現像剤担持体３と、トナー担持体２に対向する位置に配設されて現像剤Ｇを担持搬送し且つトナー担持体２からトナーを回収する回収用現像剤担持体４と、この二つの現像剤担持体３，４とトナー担持体２とに対向して配設されて二つの現像剤担持体３，４との間で現像剤Ｇを受け渡す搬送部材５と、この搬送部材５の一部を取り囲み且つ搬送部材５の周囲に現像剤搬送路を形成するガイド部材６とを備えたものである。
【００１０】
このような技術的手段において、本願に係る現像装置は、二成分現像剤Ｇを用いるタイプのものであるため、トナーとしては種々の色成分を有するものが使用可能であり、単色の現像装置を備えた画像形成装置に適用可能であることは勿論のこと、複数の現像装置を備えた例えばフルカラーの画像形成装置に対しても適用可能である。
また、トナー担持体２は、少なくとも表面が弾性部材であることが好ましいが、金属であっても差し支えなく、弾性部材の場合像担持体１とは接触しても差し支えない。
そして、二つの現像剤担持体３，４は、内部に磁界発生手段を具備し、現像剤Ｇを担持搬送するものであれば適宜選定して差し支えなく、例えば、回転可能な非磁性スリーブと、この非磁性スリーブ内に固定的に配設され且つ磁界発生手段が設けられた磁石部材とを具備した態様がある。
更に、磁界発生手段は、複数の磁極を有しているものであればよく、例えば、磁極の構成例としては、現像に寄与するための現像磁極や、現像剤Ｇを捕獲できる機能を備えたピックアップ磁極や、現像剤Ｇを搬送する搬送磁極等を備えたものが挙げられるが、これに限られるものではなく、適宜選定してよい。
更にまた、二つの現像剤担持体３，４とトナー担持体２との間でトナーを有効に受け渡す観点からは、供給用現像剤担持体３とトナー担持体２との間、及び、回収用現像剤担持体４とトナー担持体２との間には、トナー担持体２に対しトナーを供給若しくは回収するための所定の電界が形成されていることが好ましく、このとき、現像剤担持体３，４へ印加されるバイアスは、直流電圧でもよいし、直流電圧に交流電圧が重畳されたものであっても差し支えない。
【００１１】
本発明における搬送部材５は、現像剤担持体３，４と同様、内部に磁界発生手段を具備し、また、供給用現像剤担持体３及び回収用現像剤担持体４から所定の間隔をおいて離れている態様であれば、トナー担持体２と接触した態様も可能である。
ここで、「二つの現像剤担持体３，４との間で二成分現像剤Ｇを受け渡す」とは、現像剤Ｇを二つの現像剤担持体３，４間で上流側の現像剤担持体から下流側の現像剤担持体へ直接渡す態様ではなく、搬送部材５を介して渡す態様を示すものである。
更に、搬送部材５は、二つの現像剤担持体３，４との対向部位において、同一方向に回転することが好ましく、このことにより、搬送部材５と二つの現像剤担持体３，４との対向部位において、搬送される現像剤Ｇのストレスが軽減されることとなる。
更にまた、本発明においては、搬送部材５の近傍でトナー担持体２とは反対の方向に設けたガイド部材６によって、搬送部材５上を搬送される現像剤Ｇがスムーズに搬送されるようになる。
尚、本発明で使用されるトナーは、磁性キャリア（キャリア）に付着するものであれば、磁性でも非磁性でもよい。
【００１２】
上述のような態様において、現像装置を小型化するには、装置の各構成要素の小型化が必要となる。ここで、特に、搬送部材５に多数の磁極を配置したまま小型化するには、製法上の課題があり、安価で小型化を図ることが困難である。
これは、小径の磁石体を成形後に着磁する場合、磁極相互が干渉し合うため、例えば５極での着磁は難しく、また３極に減らしても通常の製法である一括着磁の方法では着磁が困難なことによる。そのため、小径の搬送部材５の作製に当たっては、例えば強磁性材料の希土類金属等を埋め込むような高コストの製法を用いることが必要となる。
【００１３】
そのため、本発明における一態様としては、図１（ａ）に示すように、搬送部材５には一対の異極性の磁極α，βのみを具備し、この一対の異極性の磁極α，βは、前記二つの現像剤担持体３，４の夫々が有する複数の磁極のうち、搬送部材５に最近接する夫々の磁極ｍ，ｎに対応した位置に配設されていることに特徴点を有する。
更に、この態様においては、特に、現像剤Ｇを供給用現像剤担持体３から搬送部材５を介して回収用現像剤担持体４へと流すようにした構成（Ａｇａｉｎｓｔ構成）とすることが、搬送部材５での現像剤Ｇの搬送性に重力の作用を加味でき、ガイド部材６による現像剤搬送路によって現像剤Ｇの流れが確保できることから好ましい。このことにより、搬送部材５の小型化にあっても磁極配置が二極のみで構成されるため、容易に一括着磁ができるようになる。
【００１４】
一方、本発明における他の態様としては、図１（ｂ）に示すように、搬送部材５には一対の異極性の磁極α，βを具備させ、この一対の異極性の磁極α，βは、前記二つの現像剤担持体３，４の夫々が有する複数の磁極のうち、搬送部材５に最近接する夫々の磁極に対応した位置に配設され、更に、この一対の異極性の磁極α，βより小さな磁力を有する少なくとも一対の補助磁極αｍ，βｍを前記一対の異極性の磁極α，β間で且つガイド部材６寄りに配設したことに特徴点を有する。
更に、この態様においては、特に、現像剤Ｇを回収用現像剤担持体４から搬送部材５を介して供給用現像剤担持体３へと流すようにした構成（Ｗｉｔｈ構成）の場合に、搬送部材５での上方への現像剤Ｇの搬送性が重力によって弱められても、補助磁極αｍ，βｍによって現像剤Ｇの搬送性が確保されることから好ましい。そして、この補助磁極αｍ，βｍを備える態様において、補助磁極αｍ，βｍの磁力は一対の異極性の磁極α，βの着磁に影響しないように小さくする方がよい。このことにより、搬送部材５の一括着磁ができ、小型安価な搬送部材５が可能となる。
【００１５】
更にまた、本発明においては、搬送部材５に略同心円状に設けられたガイド部材６と搬送部材５との距離Ｄを、搬送部材５での現像剤Ｇの搬送性を確実にする観点から、次のように設定することが好ましい。
そのため、搬送部材５の磁力の影響を数値化するために、磁束密度指標の設定を行う。
今、図２に示すように、搬送部材５が複数の磁極（磁極１〜磁極３）を備えた円筒体７と仮定し、この中の一つの磁極（磁極２）に注目し、円筒体７の表面の磁力線が円筒体７の中心から放射状に伸びて歪曲がないものとする。
そこで、当該円筒体７の磁極表面の点Ｐの磁束密度をＢ０（ｍＴ）、円筒体７の半径をＲ（ｍｍ）、円筒体７の中心からＰ点を通って径方向に延長した点Ｑまでの距離をＬ（ｍｍ）としたときに、半径Ｒの位置と距離Ｌの位置での角度θに対する範囲を通過する単位長さあたりの磁力線の数φ（Ｗｂ／ｍ）は一定であることから、図３の（２）式に示すような関係式が成り立つ。
これにより、点Ｑにおける磁束密度指標Ｂは、円筒体７の外周面上の磁束密度Ｂ０を用いて、図３（１）式で表される。
尚、磁束密度指標Ｂは、磁力線の方向が円筒体７の中心から放射状になるものと仮定して算出したが、厳密には、円筒体７の他の磁極によっても影響され、磁極の有する角度θの占有する面積を横切る磁力線数は、円筒体７の中心からの距離Ｌが遠くなるほど少なくなる。しかしながら、本発明においては、現像剤Ｇに磁極の影響の及ぶ範囲内を想定しているため、距離Ｌによる磁力線数の変化はないものとしても差し支えないと判断した。
このように、Ｐ点が円筒体７の磁極位置及びその近傍位置であれば上述の仮定が成り立つ。また、Ｐ点が磁極の位置と異なる位置の場合には、磁力線が放射状にはならないが、円筒体７中心からの角度θの占有する面積を横切る磁力線数は、上述のような点Ｐを磁極位置とした場合と同様の関係になるものと考えられる。よって、円筒体７表面の任意の点Ｐと、この点Ｐを通って径方向に延長した点Ｑとの磁束密度の関係から、一般的に点Ｑでの磁束密度指標を図３（１）式とすることが可能となる。
【００１６】
そして、この磁束密度指標Ｂを用いることで、ガイド部材６と搬送部材５との距離Ｄは、ガイド部材６の最下端より回収用現像剤担持体４側の現像剤ガイド面での磁束密度指標が４０以上となるように設定することで、特に、Ａｇａｉｎｓｔ構成での現像剤Ｇの流れが、搬送部材５の磁力の及ぶ範囲内に規制でき、重力の影響によるガイド部材６での現像剤Ｇの溜り発生を抑制することができる。また、このことは、Ｗｉｔｈ構成での現像剤Ｇの流れにおいても、同様の効果を奏する。
また、本発明は、上述された現像装置を含む画像形成装置をも対象とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トナー担持体と、このトナー担持体にトナーを供給及び回収する二つの現像剤担持体とを備え、更に、これらと対向する位置に二つの現像剤担持体との間で現像剤を受け渡す搬送部材を配設したので、現像剤の流れが円滑になり、また、現像剤の受けるストレスも低減するため、現像履歴、濃度むらやかぶりのない現像装置を提供できる。
そして、特に、搬送部材には一対の異極性の磁極のみを有し、夫々の磁極は二つの現像剤担持体の夫々が有する複数の磁極のうち、搬送部材に最近接する夫々の磁極に対応した位置に配設するようにしたので、小型、安価な現像装置が可能になる。
一方、搬送部材には一対の異極性の磁極を具備させ、この一対の異極性の磁極は二つの現像剤担持体の夫々が有する複数の磁極のうち、搬送部材に最近接する夫々の磁極に対応した位置に配設され、更に、この一対の異極性の磁極より小さな磁力を有する少なくとも一対の補助磁極を一対の異極性の磁極間で且つガイド部材寄りに配設するようにしても、小型、安価な現像装置が可能になる。
また、この現像装置を使用することで、現像特性が安定した画像形成装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図４は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。
同図において、符号２１は、矢印方向に回転する有機感光体からなる静電潜像を担持する感光体であり、この感光体２１はスコロトロン等の帯電装置２２によって帯電され、レーザ書き込み装置やＬＥＤアレイを有する露光装置２３によって静電潜像が書き込まれる。    
この静電潜像は、光の当たった部分の感光体２１表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。
【００１９】
また、現像装置３０は、現像ハウジング３１内にトナー及び磁性キャリア（キャリア）
からなる二成分現像剤（現像剤）を収容し、トナーを担持するドナーロール３２と、トナー供給用のトナー供給ロール３３と、トナー回収用のトナー回収ロール３４と、現像剤を搬送する搬送ロール３５とを備えている。
本実施の形態では、感光体２１上のトナー画像は、現像装置３０によって可視像化された後、転写ロール２６によって、記録材２８上に転写され、この転写された記録材２８は、定着装置５０に搬送され、この定着装置５０により記録材２８上のトナー画像が定着されるように構成されている。尚、定着装置５０は、例えばヒートロール方式で、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加圧ロール５２との間に記録材２８を通過させることで、トナー画像を記録材２８に定着するように構成されている。
また、感光体２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。
【００２０】
ここで、本件発明の特徴点である現像装置３０について、図５に基づいて詳細に説明する。尚、本実施の形態においては、現像剤Ｇはトナー供給ロール３３から搬送ロール３５、トナー回収ロール３４へと流れるように構成されている（Ａｇａｉｎｓｔ方式）。
同図において、現像装置３０は、感光体２１に向かって開口する現像ハウジング３１（図４参照）を有し、この現像ハウジング３１の開口に面し且つ感光体２１と対向して接触する位置に、ドナーロール３２を矢印方向に回動自在に収容している。このドナーロール３２にはバイアス電源３７が接続され、所定の現像バイアスＶＢが印加されるようになっている。
本実施の形態では、このドナーロール３２の外周部は所定の体積抵抗率を有したポリウレタン樹脂系の弾性部材で被覆した構成を採っているが、例えば、アルミニウムやステンレス等からなる金属ロールであっても差し支えない。また、ドナーロール３２と感光体２１とは接触した構成を採っているが、非接触であっても差し支えない。
【００２１】
そして、ドナーロール３２の後部（感光体２１と反対側）には、トナー供給ロール３３とトナー回収ロール３４とがドナーロール３２と夫々所定の距離（間隔）を置いて配設されている。
また、これらのトナー供給ロール３３及びトナー回収ロール３４には、夫々バイアス電源３８，３９が接続され、トナー供給ロール３３からドナーロール３２へトナーを供給するための供給バイアスＶＳ、ドナーロール３２からトナー回収ロール３４へトナーを回収するための回収バイアスＶＲが印加されるようになっている。
更に、これらトナー供給ロール３３及びトナー回収ロール３４の後部には、トナー供給ロール３３の外周部の現像剤Ｇをトナー回収ロール３４へ受け渡すように現像剤Ｇを担持搬送する搬送ロール３５が配設されている。
【００２２】
本実施の形態において、トナー供給ロール３３、トナー回収ロール３４、搬送ロール３５は、回転可能な回転スリーブ３３ａ〜３５ａと、この回転スリーブ３３ａ〜３５ａの内部に固定的に配設され、複数の磁極を有する磁石体３３ｂ〜３５ｂとを備えている。
トナー供給ロール３３の磁石体３３ｂは、その外周部に複数の磁極（Ｓ２，Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｎ３）を備えており、ドナーロール３２と対向する位置に磁極Ｓ１を設け、磁極Ｎ２と磁極Ｎ３の中間近傍で搬送ロール３５と対向するように配置されている。尚、磁極の符号Ｎ，Ｓは夫々Ｎ極、Ｓ極であることを示している。
また、トナー回収ロール３４の磁石体３４ｂは、その外周部に複数の磁極（Ｓ４，Ｓ５，Ｎ４，Ｓ３，Ｎ５）を備えており、ドナーロール３２と対向する位置に磁極Ｓ３を設け、磁極Ｓ５が搬送ロール３５と対向する位置になるように配置されている。
更に、搬送ロール３５の磁石体３５ｂは、一対の磁極（Ｓ６，Ｎ６）が略正反対の位置に配置され、磁極Ｓ６がトナー供給ロール３３の磁極Ｎ２と、また、磁極Ｎ６がトナー回収ロール３４の磁極Ｓ５と夫々対応する位置に配置されている。
【００２３】
また、搬送ロール３５の後部には、搬送ロール３５と略同心円状の半円形状で、現像剤搬送のガイドを行う搬送ガイド４３を設け、現像剤Ｇが搬送ロール３５の外周上を効率よく搬送されるようにしている。
そして、特に本実施の形態では、搬送ロール３５と搬送ガイド４３との距離Ｄは、前述した磁束密度指標Ｂを用いて設定され、搬送ガイド４３の最下端よりトナー回収ロール３４側（δ領域）での磁束密度指標Ｂが４０以上となるように設定されている。
ここで、具体的な測定方法としては、（株）エーデーエス社製のガウスメータ  ＭＯＤＥＬ  ＨＧＭ−８３００−５を使用し、プローブを搬送ロール３５表面に垂直に近接させた状態で測定した。
【００２４】
更に、本実施の形態においては、図５に示すように、トナー供給ロール３３の磁極Ｓ２と対向する位置には、現像剤Ｇの層厚を規制するトリマ４２が設けられている。
また、トナー回収ロール３４の近傍には、トナー回収ロール３４から剥離された現像剤Ｇを導くリリースガイド４４が設けられている。
そして、搬送ガイド４３の背後には、撹拌部材としての二個のオーガ４１が配設され、トナー回収ロール３４から回収された現像剤Ｇを撹拌帯電した後、トナー供給ロール３３に現像剤Ｇを供給するように構成されている。尚、本実施の形態では、オーガ４１を２個備える構成としたが、これに限らず、オーガ４１の数はいくつであっても差し支えない。
【００２５】
ここで、本実施の形態における搬送ロール３５の磁石体３５ｂの直径は１０ｍｍ、回転スリーブ３５ａの直径は１２ｍｍ、回転スリーブ３５ａ表面での磁束密度は、磁極Ｓ６及び磁極Ｎ６共に８０ｍＴとなっている。
搬送ロール３５の磁石体３５ｂを作製するには、フェライト系粉末を含有したボンド磁石によって構成され、円柱の磁石体３５ｂを成形した後、一括着磁することにより行われる。  
図６は、磁石体３５ｂを一括着磁するときの様子を示したものであり、（ａ）は磁石体３５ｂに二個の磁極Ｎ，Ｓを形成する方式（本実施の形態に相当）、（ｂ）は二個の磁極Ｎ，Ｓとこれより弱い磁極Ｎｍ，Ｓｍを形成する方式（後述する実施の形態２に示す方式に相当する）、（ｃ）は三個以上の磁力の大きな磁極、例えばトナー供給ロール３３のような五個の磁極Ｓ，Ｎ，Ｎ，Ｓ，Ｎを形成する方式を示している。
そして、これらの磁極を形成するためには、成形された磁石体３５ｂに所定の磁極を形成するための着磁ヨーク５１〜５５を設置し、この着磁ヨーク５１〜５５のコイルに所定方向の電流を流すことで実施している。
現像装置の小型化のため磁石体３５ｂの径を小さくする場合、磁石体の体積は径の２乗に比例して小さくなる。このため（ｃ）のように五個の磁極を保ったまま径を小さくした場合、大きい径に比べて磁極あたりの磁石体の体積が小さくなり各磁極で所望の磁力が得られない。磁力を大きくするため着磁ヨークに流す電流を増やしてもフェライトの磁化が飽和するため磁力を大きくすることは難しい。
そこで、（ａ）のように、磁力の大きな二極のみを備えるように構成した場合、各磁極における所望の磁力を得るに十分な磁石体の体積を確保できるので、磁石体３５ｂの径が小さい場合でも安定した所望の磁力での着磁が可能となる。また、（ｂ）のように、磁力の大きな二極と小さな二極を備えるように構成した場合も、同様に、各磁極における所望の磁力を得るに十分な磁石体の体積を確保できるので、安定した所望の磁力に着磁できる。
したがって、本実施の形態のような磁極配置（二極）にあっては、通常の一括着磁が可能になり、安価な磁石体３５ｂが可能になる。
【００２６】
次に、本実施の形態に係る現像装置３０の作動について説明する。
図５において、現像剤Ｇは、オーガ４１により撹拌されて、トナーがマイナス極性に、キャリアがプラス極性に帯電された後、トナー供給ロール３３の磁石体３３ｂにある磁極Ｓ２の上流側の現像剤供給領域で、トナー供給ロール３３に供給される。そして、現像剤Ｇはトリマ４２の近傍に達すると磁極Ｓ２により穂立ちを形成する。更に、この現像剤Ｇの穂立ちはトリマ４２で制御されることにより、現像剤層としてトナー供給ロール３３の外周上に保持され、回転スリーブ３３ａの回転と共に矢印方向に搬送される。このとき、現像剤Ｇは磁石体３３ｂにより形成されている磁力線に沿って磁気ブラシを構成している。
【００２７】
次に、現像剤Ｇは、トナー供給ロール３３とドナーロール３２とが対向する領域のトナー供給領域に進入すると、磁極Ｓ１の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成した現像剤Ｇのうちトナーのみが、トナー供給ロール３３とドナーロール３２との間に形成された電界の影響で、トナー供給ロール３３からドナーロール３２に静電吸引され、ドナーロール３２に付着する。一方、トナーを失ったキャリア及びトナー供給領域を通過した現像剤Ｇは、トナー供給ロール３３の磁石体３３ｂと搬送ロール３５の磁石体３５ｂとの吸引磁界によって、トナー供給ロール３３と搬送ロール３５とが対向する領域で、搬送ロール３５に受け渡される。
【００２８】
搬送ロール３５に受け渡された現像剤Ｇは、磁石体３５ｂの吸引磁界並びに重力や搬送ガイド４３の効果により搬送ロール３５に保持され、その外周上を搬送された後、搬送ロール３５の磁石体３５ｂとトナー回収ロール３４の磁石体３４ｂとの吸引磁界によって、搬送ロール３５とトナー回収ロール３４とが対向する領域でトナー回収ロール３４に受け渡される。
【００２９】
一方、ドナーロール３２に供給されたトナーは、ドナーロール３２の回転に従ってドナーロール３２上を搬送され、ドナーロール３２と感光体２１との対向部位の現像領域で感光体２１上に形成されている静電潜像の現像に利用される。また、現像に利用されることなく、現像領域を通過したトナーは、トナー回収ロール３４の磁極Ｓ３近傍のトナー回収領域に送られる。
トナー回収領域に搬送されたトナーは、ドナーロール３２とトナー回収ロール３４との間に形成されている電界の影響を受け、トナー回収領域では、マイナス極性に帯電しているトナーがドナーロール３２より高電位のトナー回収ロール３４に吸引されると共に、トナー回収ロール３４に形成されている磁気ブラシに掻き取られて、トナー回収ロール３４側へ回収される。
また、トナー回収を終えた現像剤Ｇは、更にトナー回収ロール３４の外周上を搬送され、リリースガイド４４に沿ってトナー回収ロール３４から剥離される。
そして、トナー回収ロール３４から剥離された現像剤Ｇは、例えば図示外のパドル等の搬送補助手段によって、オーガ４１に戻される。
【００３０】
本実施の形態では、搬送ロール３５と搬送ガイド４３の下流側δ領域での距離Ｄは、磁束密度指標Ｂが４０以上となるようになっているため、搬送ロール３５に沿って流れる現像剤Ｇが、搬送ロール３５の磁力の及ぶ範囲内に留まり、搬送ガイド４３で重力の影響によって滞留することがない。また、搬送ロール３５の磁極を一対の磁極Ｓ６，Ｎ６のみとしたことから、搬送ガイド４３の中央近傍（γ領域）では磁力が弱く、この部分の搬送ガイド４３の裏面側（オーガ４１に面する側）への現像剤Ｇ付着を低減することができる。よって、現像剤Ｇの流れが円滑になり、濃度むら等の画像ディフェクトを防ぐようになっている。
更に、この現像装置３０を用いることで、長期に亘って安定した画像が得られる画像形成装置が可能になる。
【００３１】
◎実施の形態２
図７は、本発明が適用された画像形成装置に使用される現像装置３０の実施の形態２を示す。同図において、本実施の形態は実施の形態１における現像装置３０と略同様に構成されるが、現像剤Ｇの流れが実施の形態１と異なり、トナー回収ロール３４から搬送ロール３５、トナー供給ロール３３へと流れるように構成されている（Ｗｉｔｈ方式）。尚、実施の形態１と同様な構成要素には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
本実施の形態では、トナー供給ロール３３の磁石体３３ｂは、その外周部に磁極（Ｎ２，Ｓ１，Ｎ１，Ｓ２，Ｓ３）を備えており、ドナーロール３２と対向する位置に磁極Ｓ１を設け、磁極Ｎ２の近傍で搬送ロール３５と対向するように配置されている。
また、トナー回収ロール３４の磁石体３４ｂは、その外周部に複数の磁極（Ｓ６，Ｎ３，Ｓ４，Ｎ４，Ｓ５）を備えており、ドナーロール３２と対向する位置に磁極Ｓ４を設け、磁極Ｓ５が搬送ロール３５と対向する位置になるように配置されている。
【００３３】
そして、特に本実施の形態では、搬送ロール３５の磁石体３５ｂは、一対の磁極Ｎ５，Ｓ７のうち、磁極Ｎ５の近傍がトナー回収ロール３４と対向する位置になるように配置されている。更に、この一対の磁極Ｎ５，Ｓ７の間で現像剤Ｇの搬送路側に面する側には、これらの磁極Ｎ５，Ｓ７より小さな磁力を有する一対の補助磁極Ｓｍ，Ｎｍが配置されている。
更に、本実施の形態では、撹拌部材としてのオーガ４１は、搬送ロール３５の下方に配置されている。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、搬送ロール３５の磁石体３５ｂの直径は１０ｍｍ、回転スリーブ３５ａの直径は１２ｍｍ、回転スリーブ３５ａ表面での磁束密度は、磁極Ｎ５と磁極Ｓ７とが８０ｍＴとなっており、更に、補助磁極Ｓｍ、補助磁極Ｎｍは４０ｍＴとなっている。したがって、この場合の磁石体３５ｂを着磁するときに、補助磁極Ｓｍ，Ｎｍが磁極Ｎ５，Ｓ７より十分に小さいため、一括着磁が可能となり製造コストが安価となる（着磁方法については図６参照）。
尚、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、搬送ガイド４３のトナー回収ロール３４側（δ領域）での距離Ｄは、磁束密度指標が４０以上となるように配設されているため、この領域での現像剤Ｇの溜りを防ぐようになっている。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る現像装置３０の作動について説明する。
図７において、オーガ４１によって撹拌帯電された現像剤Ｇは、トナー回収ロール３４に供給される。
そして、現像剤Ｇは、トリマ４２の近傍に達すると、磁極Ｎ３により穂立ちを形成する。更に、この現像剤Ｇの穂立ちはトリマ４２で制御されることにより、現像剤層としてト
ナー回収ロール３４の外周上に保持され、回転スリーブ３４ａの回転と共に搬送される。
【００３５】
次に、現像剤Ｇは、トナー回収ロール３４とドナーロール３２とが対向する領域のトナー回収領域に進入すると、磁極Ｓ４の磁気吸引力により磁気ブラシを形成しドナーロール３２からトナーを回収する。このとき、ドナーロール３２とトナー回収ロール３４間の電界によってドナーロール３２からトナー回収ロール３４へトナーを吸引する静電気力が働き、ドナーロール３２からトナー回収ロール３４へのトナー回収を確実にしている。
【００３６】
トナーを回収した現像剤Ｇは、トナー回収ロール３４と搬送ロール３５とが対向する領域近傍で、搬送ロール３５に受け渡される。
搬送ロール３５に受け渡された現像剤Ｇは、磁石体３５ｂの吸引磁界により搬送ロール３５に保持され、その外周上を搬送され、搬送ロール３５の磁石体３５ｂとトナー供給ロール３３の磁石体３３ｂとの吸引磁界によって、搬送ロール３５とトナー供給ロール３３とが対向する領域で、トナー供給ロール３３に受け渡される。
【００３７】
トナー供給ロール３３の外周上を搬送された現像剤Ｇは、磁極Ｓ１近傍のトナー供給領域で磁極Ｓ１の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、トナー供給ロール３３とドナーロール３２との間に形成された電界の影響で、トナー供給ロール３３上のトナーがドナーロール３２に供給される。
トナー供給を終えた現像剤Ｇは、トナー供給ロール３３の磁極Ｓ２と磁極Ｓ３の反発磁界により、トナー供給ロール３３から離れ、リリースガイド４４に沿って、オーガ４１に戻される。
【００３８】
本実施の形態においては、搬送ロール３５の磁極配置を強い磁力の一対の磁極Ｎ５，Ｓ７と、弱い磁力の一対の補助磁極Ｓｍ，Ｎｍを備えるようにしたので、これらのうち、補助磁極Ｓｍ，Ｎｍが配置された部位では、搬送ガイド４３の裏側のγ領域での磁力は弱くなっているため、リリースガイド４４から回収される現像剤Ｇがオーガ４１に戻るときに、この搬送ガイド４３のγ領域への現像剤Ｇの付着を低減することができる。よって、現像剤Ｇの溜りを形成することもなく、現像剤Ｇの流れがスムーズになる。更に、搬送ガイド４３での現像剤Ｇの溜りもない。
したがって、本実施の形態においても、現像履歴、濃度むらやかぶりのない、小型安価な現像装置が可能となる。
【実施例】
【００３９】
本実施例は、実施の形態１（図５参照）における搬送ロールと搬送ガイドとの距離Ｄ（現像剤搬送方向下流側での距離）と磁束密度指標との関係について、搬送ロールからトナー回収ロールへの現像剤搬送特性を評価確認したものである。
本実施例における搬送ロールの磁石体の直径は１０ｍｍ、回転スリーブの直径は１２ｍｍであり、回転スリーブ表面での磁束密度は、二極（図５の磁極Ｓ６及び磁極Ｎ６に相当）共に８０ｍＴであった。尚、本実施例では磁極Ｎ６の部位での磁束密度指標を要因とした。
結果は、図８に示すように、距離Ｄを広くすることで磁束密度指標は徐々に低下していき、その結果、距離Ｄが６ｍｍ以下（磁束密度指標が４０以上）であれば、搬送ロールの下流側からトナー回収ロールへ良好な現像剤搬送性が確認された。一方、距離Ｄが７ｍｍ以上では、搬送ロールの下流側での現像剤溜りが発生した。
したがって、搬送ガイドの位置は、磁束密度指標として４０以上あれば現像剤の流れを良好に保つことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。
【図２】磁束密度指標を示す説明図である。
【図３】磁束密度指標を求める数式を示す説明図である。
【図４】実施の形態１に係る画像形成装置を示す説明図である。
【図５】実施の形態１の現像装置を示す説明図である。
【図６】磁石体の着磁方法を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る現像装置を示す説明図である。
【図８】実施例の結果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…像担持体，２…トナー担持体，３…供給用現像剤担持体，４…回収用現像剤担持体，５…搬送部材，６…ガイド部材，Ｇ…二成分現像剤，α…磁極，β…磁極，ｍ…磁極，ｎ…磁極，αｍ…補助磁極，βｍ…補助磁極
【図１】
2005227506.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】
2005227506.tif 000008
【図７】
2005227506.tif 000009
【図８】
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