(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子を含む現像剤を担持搬送して像担持体上に形成された静電潜像を現像する第１現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転可能に設けられ、前記第１現像剤担持体から受け渡された現像剤を担持搬送して前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する第２現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体及び前記第２現像剤担持体を開口部にて一部露出させ、現像剤を収納する現像容器と、前記第１現像剤担持体内に配置され、少なくとも前記第２現像剤担持体に近接対向して設けられた第１磁極を含む複数の磁極を有する第１磁界発生部材と、前記第２現像剤担持体内に配置され、前記第１磁極と略対向して設けられ、前記第１磁極とは異極性の第２磁極を含む複数の磁極を有する第２磁界発生部材と、前記第１現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第１現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記前記第１磁極よりも前記第１現像剤担持体の回転方向下流側に設けられ、前記第１現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第１磁石部材と、前記第２現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第２現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記前記第２磁極よりも前記第２現像剤担持体の回転方向上流側に設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第２磁石部材と、を有し、前記第１磁極と前記第２磁極とで形成される磁力により前記第１現像剤担持体から前記第２現像剤担持体に現像剤が受け渡される現像装置であって、
前記第２磁石部材の前記第２現像剤担持体に対向する面のうち、第２現像剤担持体回転方向下流側の端部領域を、前記第２磁極と同極性とし、
前記第２現像剤担持体の軸方向端部において、前記第２現像剤担持体の軸方向に関して前記第２磁石部材と対向するように設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って近接配置された磁性部材を有し、前記磁性部材が磁化されることで形成された磁気ブラシが前記第２現像剤担持体と接触することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第２磁石部材と前記第２現像剤担持体のギャップよりも、前記磁性部材と前記第２現像剤担持体のギャップの方が狭くなるように設けられてい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】
前記磁性部材は、前記第２現像剤担持体の軸方向に関して、前記第２磁石部材よりも前記現像容器内側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第２磁界発生部材は、前記第２磁極の第２現像剤担持体回転方向上流側に隣接して設けられ、前記第２磁極と同極性の第３磁極を有し、前記第２磁石部材は、前記第２現像剤担持体における前記第２磁極と前記第３磁極との間での最小磁力となる位置よりも前記第２現像剤担持体回転方向下流側の領域と対向する面は、前記第２磁極と同極性であり、前記最小磁力となる位置よりも前記第２現像剤担持体回転方向上流側の領域と対向する面は、前記第２磁極と異極性であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２磁石部材は、前記第２磁界発生部材の磁極に対して、異極同士で対向する領域を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記第１磁界発生部材は、前記第１磁極の第１現像剤担持体回転方向下流側に隣接して設けられ、前記第１磁極と同極性の第４磁極を有し、前記第１磁石部材の前記第１現像剤担持体に対向する面のうち、第１現像剤担持体回転方向上流側の端部領域は、前記第１磁極と異極性であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記第１現像剤担持体の軸方向端部において、前記第１現像剤担持体の軸方向に関して前記第１磁石部材と対向するように設けられ、前記第１現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第２の磁性部材を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
磁性粒子を含む現像剤を担持搬送して像担持体上に形成された静電潜像を現像する第１現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転可能に設けられ、前記第１現像剤担持体から受け渡された現像剤を担持搬送して前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する第２現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体及び前記第２現像剤担持体を開口部にて一部露出させ、現像剤を収納する現像容器と、前記第１現像剤担持体内に配置され、少なくとも前記第２現像剤担持体に近接対向して設けられた第１磁極を含む複数の磁極を有する第１磁界発生部材と、前記第２現像剤担持体内に配置され、前記第１磁極と略対向して設けられ、前記第１磁極とは異極性の第２磁極を含む複数の磁極を有する第２磁界発生部材と、前記第１現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第１現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記前記第１磁極よりも前記第１現像剤担持体の回転方向下流側に設けられ、前記第１現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第１磁石部材と、前記第２現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第２現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記前記第２磁極よりも前記第２現像剤担持体の回転方向上流側に設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第２磁石部材と、を有し、前記第１磁極と前記第２磁極とを結んだ磁力線により前記第１現像剤担持体から前記第２現像剤担持体に現像剤が受け渡される現像装置であって、
前記第２磁石部材の前記第２現像剤担持体に対向する面のうち、第２現像剤担持体回転方向下流側の端部領域を、前記第２磁極と同極性とし、
前記第２磁石部材と前記第２現像剤担持体との対向部において、前記第２磁石部材に捕捉された磁気ブラシが前記第２現像剤担持体と接触するように前記第２磁石部材の磁力のほうが前記第２磁界発生部材の磁力よりも大きく構成されていることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に電子写真方式や静電記録方式にて形成した静電像を現像する、特に複数の現像剤担持体を備えた現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機等の画像形成装置において、従来これら画像形成装置に適用される現像装置としてはパウダークラウド法、カスケード法、磁気ブラシ法等によるものが知られている。このうち、二成分現像方式の磁気ブラシ法の場合は、現像剤として磁性キャリア、トナー等を混合して含んでいる二成分現像剤を使用する。そして、この現像剤を磁界発生手段に吸着し、磁極部分において現像剤をブラシ状に穂立ちさせ、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）上の静電潜像を摺擦することにより現像し、画像形成する。この時、現像剤中の磁性キャリア自体はやわらかい現像電極として働くため、トナーを静電潜像の電荷密度に比例して付着させることが可能である。即ち、階調画像の再生に適している。又、現像装置自体としても小型に構成できるという特徴を有している。
【０００３】
この二成分現像方式の磁気ブラシ現像装置としては、現像剤担持体である現像スリーブを用いた磁気ブラシ現像方法が一般化されている。
【０００４】
この磁気ブラシ現像方法では、感光体ドラム上の静電潜像を効率よく現像するために、磁性体の粉末、例えばフェライト等である磁性キャリアと、樹脂中に顔料を分散させたトナーと、を含む二成分現像剤を攪拌混合する。現像剤の撹拌混合により、互いの摩擦による摩擦帯電によってトナーに電荷を保有させる。一方、この現像剤をその内部に磁極を有する非磁性体で作られた中空の円筒状の現像剤担持体である現像スリーブに保持させる。現像スリーブに保持された現像剤は、現像スリーブによって、現像剤容器から感光体ドラムに対向する現像領域まで搬送される。現像領域に搬送された現像剤は、この現像領域で上記磁界の作用により穂立ちさせて感光体ドラム表面を摺擦させる。これにより、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像させる。
【０００５】
この現像スリーブを用いた二成分磁気ブラシ現像方法は、白黒デジタル複写機や高画質を要求されるフルカラー複写機を中心に多くの製品で用いられている。
【０００６】
これまで、感光体ドラムの回転移動速度が比較的低い場合には、つまり比較的低速な複写機の場合には、現像時間が短くても充分であり良好な現像画像が得られる。そのために、現像スリーブが１本であっても良好な画像が得られた。
【０００７】
しかしながら、最近の複写機への高速化の要求の流れの中で、感光体ドラムの回転移動速度が速くなった場合は、現像スリーブが１本では必ずしも好適な画像形成ができるとは限らなくなった。
【０００８】
その対策として、現像スリーブの周速度を大きくすることで、現像効率を上げる方法がある。しかし、現像スリーブの周速度を大きくすると磁気ブラシを形成している現像剤に働く遠心力が大きくなり、現像剤の飛散が多くなり、複写機内部の汚染を引き起こし、装置の機能を低下させることになりかねない。
【０００９】
そこで、別の対策として、現像スリーブ等の現像剤担持体を２本、又はそれ以上を使用した、所謂、多段磁気ブラシ現像方法が提案されてきている。つまり、多段磁気ブラシ現像方法では、複数の現像スリーブを互いに隣り合うように周面を近接させて配置し、互いの周面を伝わって連続して現像剤が搬送されるようにして、現像時間を延ばし現像能力を上げる。
【００１０】
ここで、従来の現像スリーブを２本備えた多段磁気ブラシ現像方式の現像装置の例を図１３に示す。
【００１１】
現像装置１０４は、感光体ドラム１０１と平行に配置された現像剤容器１２２を備え、その内部は、感光体ドラム１０１に平行な隔壁１２３によって現像室Ｒ１と撹拌室Ｒ２に区画される。現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２内には、上記トナー粒子と磁性キャリアが混合された現像剤１２０が収容されている。
【００１２】
現像室Ｒ１内には搬送スクリュー１２４が収容されており、回転駆動により現像剤１２０を、現像剤容器１２２の感光体ドラム１０１に平行な長手方向に沿って搬送する。撹拌室Ｒ２内には搬送スクリュー１２５が収容されており、回転駆動により現像剤１２０を、現像剤容器１２２の感光体ドラム１０１に平行な長手方向に沿って搬送する。搬送スクリュー１２５による現像剤搬送方向は、搬送スクリュー１２４によるそれとは反対方向である。
【００１３】
隔壁１２３には、図１４をも参照すると理解されるように、図３にて奥側と手前側にそれぞれ開口１２３ａ、１２３ｂが設けられている。搬送スクリュー１２４で搬送された現像剤１２０は、開口１２３ａから搬送スクリュー１２５に受渡され、搬送スクリュー１２５で搬送された現像剤１２０が、開口１２３ｂから搬送スクリュー１２４に受渡される。
【００１４】
現像剤容器１２２の感光体ドラム１０１に近接する部位には開口部が設けられ、該開口部に非磁性の材料で構成された第１の現像スリーブ１２６及び第２の現像スリーブ１２８の２本の現像剤担持体が設けられている。第１の現像スリーブ１２６は、感光体ドラム１０１と対向配置されて現像領域Ａ１を形成し、第２の現像スリーブ１２８は、感光体ドラム１０１と対向配置されて現像領域Ａ２を形成する。
【００１５】
この２本の現像剤担持体のうち感光体ドラム１０１の回転方向ａで上流側で対向配置された第１の現像スリーブ１２６は、矢印ｂの方向（感光体ドラム１０１回転方向ａとは逆方向）に回転する。
【００１６】
また、現像スリーブ１２６の回転方向で現像領域Ａ１より上流に、本例では、現像剤容器１２２の開口部上端にブレード状の現像剤規制部材（層厚規制ブレード）１２１が配置される。現像スリーブ１２６は、保有する現像剤が層厚規制ブレード１２１にて適正な現像剤層厚に規制された後、現像剤１２０を第１の現像領域Ａ１に担持搬送する。
【００１７】
現像スリーブ１２６内にはローラ状の第１の磁界発生手段（以後、「マグネットローラ」という。）１２７が固定配置されている。この第１のマグネットローラ１２７は、第１の現像領域Ａ１に対向する現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１が第１の現像領域Ａ１に形成する現像磁界により現像剤の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが、第１の現像領域Ａ１で矢印ａ方向に回転する感光体ドラム１０１に接触して静電潜像をこの第１の現像領域Ａ１で現像する。
【００１８】
第１のマグネットローラ１２７は、上記現像磁極Ｓ１の他にＮ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｎ３極を有しており、このうちＮ２極とＮ３極は、現像剤容器１２２内で同極で隣り合っており反撥磁界を形成し、現像剤１２０に対してバリアが形成されている。
【００１９】
更に、上記第１の現像スリーブ１２６の下方部で、且つ、感光体ドラム１０１の回転方向ａにて下流側に、第２の現像剤担持体である第２の現像スリーブ１２８が配置されている。しかも、第２の現像スリーブ１２８は、第１の現像スリーブ１２６及び感光体ドラム１０１の双方に略対向した領域に配置され、第１の現像スリーブ１２６と同方向の矢印ｃ方向に回転可能に配設されている。
【００２０】
この第２の現像スリーブ１２８は、第１の現像スリーブ１２６と同様に非磁性材料で構成され、その内部には第２の磁界発生手段であるローラ状の第２のマグネットローラ１２９が非回転状態で設置されている。また、この第２のマグネットローラ１２９は、磁極Ｓ３、Ｎ４、Ｓ４、Ｎ５、Ｓ５の５極を有している。
【００２１】
現像剤１２０の流れは、第１の現像スリーブ１２６をＮ２→Ｓ２→Ｎ１→Ｓ１→Ｎ３と搬送される。その後、第１の現像スリーブ１２６上の現像剤は第２の現像スリーブ１２８へと移動し、第２の現像スリーブ１２８上をＳ３→Ｎ４→Ｓ４→Ｎ５→Ｓ５と搬送される。本例では、現像剤の受渡は、略対向した異極同士（Ｎ３極とＳ３極）で行われる。これは、同極同士の場合は磁力線が形成されないので、安定した受渡が行えないからである。
【００２２】
このうち、第２の現像スリーブ１２８と感光体ドラム１０１の対向部、つまり第２の現像領域Ａ２にて、Ｎ４極に形成された磁気ブラシが感光体ドラム１０１に接触している。そして、第１の現像領域Ａ１を通過後の感光体ドラム１０１上の静電潜像に対し、更に２度目の現像を行う。このように、２回目の現像を行なうことにより、高い現像効率が達成される。
【００２３】
上述のように、現像スリーブ１２６、１２８を２本設けた構成をとることで、例えば感光体ドラム１０１の周速度の高速化に伴い現像時間が短くなっても、高い現像効率が可能となり、現像濃度の低下や濃度ムラを発生することなく良好に画像形成ができる。
【００２４】
ところで、現像剤容器１２２内の現像剤１２０は、容器１２２内での循環移動によって、現像スリーブ１２６、１２８の表面に沿って、図１５（ａ）に示す現像スリーブ１２６、１２８の軸受け１４０の部分へ移送される。このため、現像剤が軸受け１４０の部分に侵入して、軸受け１４０内に溜ってその機能を阻害する。そして現像スリーブ１２６、１２８の円滑な回転を不可能としたり、現像剤が軸受け１４０の部分を通過して、現像剤容器１２２外に現像剤が漏れたり、飛散することがあった。
【００２５】
このような、現像スリーブの端部からの飛散に関しては、現像スリーブの両端部に弾性シール部材を取り付け、このシール部材端部からトナーが漏れないようにシールする方法が提案されている。
【００２６】
しかし、このシール構成では弾性シール部材を現像スリーブ外周面に圧設しているため、現像スリーブへの負荷が大きく、また弾性シール部材の劣化によりシール性が低下してしまうという問題もある。
【００２７】
そこで、磁気吸着するトナー或いはキャリアを使用する現像装置にあっては、磁力発生手段によって磁気シールすることが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【００２８】
図１５（ｂ）に示すように、現像スリーブＳＬの表面と所定間隔を維持して対向する対向面に着磁した磁気シール部材ＭＰを設け、現像剤を磁気吸着して保持する構成である。
【００２９】
この磁気シール構成は、現像スリーブＳＬと磁気シール部材ＭＰとが非接触であるために、現像スリーブＳＬの回転負荷を小さくし、また摩耗等による劣化を生じないために長寿命となる利点がある。
【００３０】
現像スリーブＳＬを非接触に包囲するように板状の磁石を磁気シール部材ＭＰとして設けると、現像スリーブＳＬ内のマグネットローラＭＲと磁石ＭＰとの間に現像剤による磁気穂（磁気ブラシ）が形成されて漏れを防止できる。図１３の現像装置１０４においては、磁石ＭＰとして１面がＮ極でありその裏面がＳ極である磁石板を用いた場合は、マグネットローラの反撥磁界を形成する極（Ｎ２とＮ３、及び、Ｓ３とＳ５）と異極の面を現像スリーブ側の面とすることが望ましい。この構成としない場合には、スリーブ長手方向への現像剤漏れが生じやすい。その理由は、以下の通りである。
【００３１】
図１６及び図１７を参照して説明する。反撥磁界と磁気シール部材が同極で対向した場合、反撥磁界と磁気シール部材間にも反撥磁界が形成されてしまう。そのために、図１６（ａ）に示すように、磁気シールの磁力線は、現像スリーブＳＬの長手方向外側に向かって曲がって伸びてしまう。この時、現像剤は、図１６（ｂ）に示すように磁力線に沿って配列されるため、現像剤が現像スリーブＳＬの端部方向に向かって伸び、端部方向に現像剤が抜け易くなっている。
【００３２】
図１６（ｃ）は、磁気シール部材ＭＰと現像スリーブＳＬに囲まれた領域で、磁性キャリアにかかる力を模式的に示す。矢印はその位置における力の方向、また、矢印の長さは力の大きさを表している。
【００３３】
同極で磁石が対向している場合、磁石と磁石の間には磁性キャリアに働く磁気力のほとんどない領域（磁石に働く力の方向が反転する領域）が磁石間の長手方向に連続して存在することとなる。図１６（ｃ）には、磁性キャリアに働く磁気力が小さくほとんどない領域を○印で示した。
【００３４】
しかし、この図１６（ｃ）に示すように、磁性キャリアに働く力のほとんどない領域が、磁気シール部材ＭＰと現像スリーブＳＬ間の長手方向に連続して存在する場合には、磁性キャリアが、磁気シール部材ＭＰやマグネットローラＭＲに引かれることはない。そのために、図１６（ｃ）に示した点線矢印のような流れに従って漏れ出すことが可能となる。その結果、現像剤領域の外側に現像剤が流出しやすくなり、良好なシール性が発揮できなくなる。
【００３５】
そこで、反撥磁界と磁気シール部材を異極で対向させる構成が提案されている。
【００３６】
つまり、異極で対向させると、図１７（ａ）に示すように、磁気シールの磁力線は、現像スリーブ方向に伸びるので、長手方向外側に向かって伸びにくくなるため、現像剤は現像スリーブ端部方向に抜けにくくなる。この時、現像剤は、図１７（ｂ）に示すように現像剤が現像スリーブ方向にのび、現像スリーブＳＬと磁気シール部材ＭＰの間に現像剤による磁気穂が形成される。この磁気穂が端部方向へ抜けようとする現像剤をシールする役目を担い、さらに漏れ出しにくくなる。
【００３７】
一方、先に述べた同極で対向している場合は、図１６（ｂ）に示すように、磁気穂が磁気シール部材ＭＰから現像スリーブ方向に伸びていかない。よって磁気シール部材ＭＰと現像スリーブＳＬ間に現像剤の存在しない領域が存在しており、現像剤が漏れやすくなっている。
【００３８】
図１７（ｃ）は、磁気シール部材ＭＰと現像スリーブＳＬに囲まれた領域で、磁性キャリアにかかる力を図１６（ｃ）と同様に模式的に示す。
【００３９】
異極で磁石が対向している場合、磁石と磁石の間には磁性キャリアに働く磁気力のほとんどない領域（○印で示す）は存在するが磁石間に連続して存在することはない。そのため、磁気シール部材ＭＰと現像スリーブＳＬに囲まれた領域の磁性キャリアは、現像スリーブ端部方向に移動する過程で、必ず磁気シール部材ＭＰやマグネットローラＭＲに引かれる。その結果、現像領域の外側に現像剤が流出しにくくなり、良好なシール性が発揮できる。
【００４０】
また、磁気シール部材ＭＰとしてその内周面にＮＳ極が多磁極に着磁された磁石を用いる構成も提案されている。このような構成では、磁気シール部材の多磁極間で磁力線が伸びるため、磁力線が現像スリーブの長手方向外側に伸びにくくなり、良好なシール性が発揮できる。
【特許文献１】特開平１１−１３３７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４１】
上記磁気シール構成を、図１３に示す前記の現像スリーブを２本備えた磁気ブラシ現像装置に適用した場合には、以下のような問題が生じることがあった。
【００４２】
図１８に示すように、磁気シール部材として１面がＮ極でありその裏面がＳ極である磁石板１３０、１３１を用いた場合は、上流現像スリーブ１２６は、反撥磁極（Ｎ２とＮ３）の異極であるＳ極面を内周面とする。また、下流現像スリーブ１２８は、反撥磁極（Ｓ３とＳ５）の異極であるＮ極面を内周面とする。先述の従来技術から考えると、斯かる構成とすることにより、現像領域の外側に現像剤が流出しにくくなり、良好なシール性が発揮できるように思われた。
【００４３】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、上記構成では、新たに、現像スリーブ端部における上流及び下流現像スリーブ１２６、１２８の間より、下流スリーブ回転方向に現像剤が漏れ出すことが分かった。これは以下の理由による。
【００４４】
下流現像スリーブ１２８の反撥磁界を形成するＳ３極とＳ５極のうちＳ３極は上流現像スリーブ１２６より現像剤を受取る受渡極でもある。その結果、Ｓ３極の対向部には上流現像スリーブ１２６が存在するため、磁気シール部材１３１は、図１８に示すように反撥磁界の途中までしか延ばすことができない。そのために、磁気シール部材１３１は、受渡極Ｓ３極には対向していない。
【００４５】
しかし、磁気シール部材１３１と受渡極Ｓ３極間には磁力線が形成されるため、磁気シール部材１３１で捕獲された現像剤の一部は受渡極Ｓ３極に引き寄せられ移動する。現像スリーブ端部の磁気シール部材１３１よりＳ３極に移動した現像剤は、Ｓ３極の対向には磁気シール部材がないこともあり、現像スリーブ端部方向に漏れ出す。この端部方向に漏れ出た現像剤は、現像スリーブの回転に伴って搬送され、上流、下流現像スリーブ１２６、１２８の間より漏れ出すこととなる。
【００４６】
磁気シール部材としてその内周面にＮＳ極が多磁極に着磁された磁石を用いる構成の場合も、磁気シール部材と受渡極Ｓ３極との間に磁力線が形成されるため、先の場合と同様、上流、下流現像スリーブの間より現像剤が漏れ出すこととなる。
【００４７】
そこで、本発明の目的は、複数の現像剤担持体を備えた現像装置に対し、磁石部材を用いた現像剤担持体端部のシールを行なった際に、２つの現像剤担持体の間から現像剤担持体回転方向に現像剤が漏れないようにした現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、磁性粒子を含む現像剤を担持搬送して像担持体上に形成された静電潜像を現像する第１現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転可能に設けられ、前記第１現像剤担持体から受け渡された現像剤を担持搬送して前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する第２現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体及び前記第２現像剤担持体を開口部にて一部露出させ、現像剤を収納する現像容器と、前記第１現像剤担持体内に配置され、少なくとも前記第２現像剤担持体に近接対向して設けられた第１磁極を含む複数の磁極を有する第１磁界発生部材と、前記第２現像剤担持体内に配置され、前記第１磁極と略対向して設けられ、前記第１磁極とは異極性の第２磁極を含む複数の磁極を有する第２磁界発生部材と、前記第１現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第１現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記前記第１磁極よりも前記第１現像剤担持体の回転方向下流側に設けられ、前記第１現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第１磁石部材と、前記第２現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第２現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記前記第２磁極よりも前記第２現像剤担持体の回転方向上流側に設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第２磁石部材と、を有し、前記第１磁極と前記第２磁極とで形成される磁力により前記第１現像剤担持体から前記第２現像剤担持体に現像剤が受け渡される現像装置であって、
前記第２磁石部材の前記第２現像剤担持体に対向する面のうち、第２現像剤担持体回転方向下流側の端部領域を、前記第２磁極と同極性とし、
前記第２現像剤担持体の軸方向端部において、前記第２現像剤担持体の軸方向に関して前記第２磁石部材と対向するように設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って近接配置された磁性部材を有し、前記磁性部材が磁化されることで形成された磁気ブラシが前記第２現像剤担持体と接触することを特徴とする現像装置である。
【００４９】
本発明の他の態様によれば、磁性粒子を含む現像剤を担持搬送して像担持体上に形成された静電潜像を現像する第１現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転可能に設けられ、前記第１現像剤担持体から受け渡された現像剤を担持搬送して前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する第２現像剤担持体と、前記第１現像剤担持体及び前記第２現像剤担持体を開口部にて一部露出させ、現像剤を収納する現像容器と、前記第１現像剤担持体内に配置され、少なくとも前記第２現像剤担持体に近接対向して設けられた第１磁極を含む複数の磁極を有する第１磁界発生部材と、前記第２現像剤担持体内に配置され、前記第１磁極と略対向して設けられ、前記第１磁極とは異極性の第２磁極を含む複数の磁極を有する第２磁界発生部材と、前記第１現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第１現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記前記第１磁極よりも前記第１現像剤担持体の回転方向下流側に設けられ、前記第１現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第１磁石部材と、前記第２現像剤担持体の軸方向端部であって、前記第２現像剤担持体に対して前記像担持体と逆側に設けられ、かつ、前記前記第２磁極よりも前記第２現像剤担持体の回転方向上流側に設けられ、前記第２現像剤担持体の周面に沿って近接配置された第２磁石部材と、を有し、前記第１磁極と前記第２磁極とを結んだ磁力線により前記第１現像剤担持体から前記第２現像剤担持体に現像剤が受け渡される現像装置であって、
前記第２磁石部材の前記第２現像剤担持体に対向する面のうち、第２現像剤担持体回転方向下流側の端部領域を、前記第２磁極と同極性とし、
前記第２磁石部材と前記第２現像剤担持体との対向部において、前記第２磁石部材に捕捉された磁気ブラシが前記第２現像剤担持体と接触するように前記第２磁石部材の磁力のほうが前記第２磁界発生部材の磁力よりも大きく構成されていることを特徴とする現像装置が提供される。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、下流現像剤担持体に近接配置した磁石部材において、下流現像剤担持体回転方向下流側の前記下流現像剤担持体に対向する面は、下流現像剤担持体の受渡磁極と同極とする。これにより、現像剤担持体回転方向の現像剤漏れを極めて有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明に係る現像装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００５２】
実施例１
先ず、図１を参照して、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施例の概略構成を説明し、その後、本発明の特徴部を構成する現像装置について説明する。本実施例にて、画像形成装置は、電子写真プロセスを利用したタンデム型の多色画像形成装置とされるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
本実施例によると、多色画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト７の回転方向（矢印Ｒ７方向）に沿って上流側から下流側にかけて複数の画像形成部（画像形成ステーション）が配設されている。本実施例では、画像形成部は、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの４個の画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）にて構成される。
【００５４】
各画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）はほぼ同様の構成であり、それぞれ像担持体としてドラム形の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。フルカラー画像において、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像が形成される。
【００５５】
更に説明すると、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、それぞれ矢印Ｒ１方向（図１中の時計回り）に回転駆動される。各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電器（帯電手段）２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２）ｄ、露光装置（潜像形成手段）３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置（現像手段）４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が配置される。更に、各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の周囲には、その回転方向に沿って一次転写ローラ（一次転写手段）５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、及び、ドラムクリーナ（クリーニング装置）６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が配設されている。
【００５６】
中間転写ベルト７は、支持ローラ８１、８２、及び、駆動ローラも兼ねる二次転写対向ローラ８に張設されており、二次転写対向ローラ８の矢印Ｒ８方向の回転に伴って、矢印Ｒ７方向に回転移動する。この中間転写ベルト７の回転速度は、上述の各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の回転速度（プロセススピード）とほぼ同じに設定されている。
【００５７】
また、中間転写ベルト７は、その裏面側から一次転写ローラ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）によって押圧されていて、その表面を感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に当接させている。中間転写ベルト７と各感光体ドラム１との間には、一次転写ニップ（一次転写部）Ｔ１（Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄ）が形成されている。
【００５８】
二次転写対向ローラ８に対応する位置には、二次転写ローラ（二次転写手段）９が配設されている。二次転写ローラ９は、二次転写対向ローラ８との間に中間転写ベルト７を挟持しており、二次転写ローラ９と中間転写ベルト７との間には、二次転写ニップ（二次転写部）Ｔ２が形成されている。
【００５９】
画像形成に供される転写材Ｐは、給紙カセット１０に積載された状態で収納されている。この転写材Ｐは、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等を有する給搬送装置（いずれも不図示）によって、上述の二次転写ニップ部Ｔ２に供給される。
【００６０】
転写材Ｐの搬送方向に沿っての二次転写ニップ部Ｔ２の下流側には、定着ローラ１２とこれに加圧された加圧ローラ１３とを有する定着装置１１が配設されており、さらに定着装置１１の下流側には、排紙トレイ（図示せず）が配設されている。
【００６１】
上述構成の画像形成装置においては、以下のようにして、転写材Ｐ上に４色フルカラーのトナー像が形成される。
【００６２】
先ず、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、感光体ドラム駆動モータ（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動され、帯電器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）によって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電後の感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、露光装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）によって画像情報に基づく露光が行われ、露光部分の電荷が除去されて各色毎の静電潜像が形成される。
【００６３】
これら感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上の静電潜像は、現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００６４】
これら４色のトナー像は、一次転写ニップＴ１（Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄ）において、一次転写ローラ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）により、中間転写ベルト７上に順次に一次転写される。こうして、４色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わされる。
【００６５】
一次転写時に、中間転写ベルト７に転写されないで感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上に残ったトナー（残留トナー）は、ドラムクリーナ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）によって除去される。残留トナーが除去された感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、次の画像形成に供される。
【００６６】
上述のようにして中間転写ベルト７上で重ね合わされた４色のトナー像は、転写材Ｐに二次転写される。給紙カセット１０から給搬送装置によって搬送された転写材Ｐは、レジストローラ（図示せず）によって中間転写ベルト７上のトナー像にタイミングを合わせるようにして二次転写ニップＴ２に供給される。供給された転写材Ｐには、二次転写ニップＴ２において、二次転写ローラ９により、中間転写ベルト７上の４色のトナー像が一括で二次転写される。
【００６７】
４色のトナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着装置１１に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材Ｐは、排紙トレイ上に排出される。
【００６８】
以上で、１枚の転写材Ｐの片面（表面）に対する４色フルカラーの画像形成が終了する。
【００６９】
ここで、図２及び図３を用いて本実施例の現像装置４について詳述する。なお、本実施例の画像形成装置本体に用いられる各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは同一の構成を備えているので、一つの現像装置４についてのみ説明を行う。以下の説明で、現像装置４といえば、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのいずれをも指している。
【００７０】
本実施例にて、現像装置４は、先に図１３を参照して説明した、現像剤担持体としての現像スリーブを２本備えた、多段磁気ブラシ現像方式の現像装置と同様の構成とされる。
【００７１】
つまり、本実施例にて、現像装置４は、現像剤容器２２を備え、その内部は隔壁２３によって現像室Ｒ１と撹拌室Ｒ２に区画される。一方、現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２内には、現像剤２０が収容されている。本実施例で、現像剤は、トナー粒子と磁性キャリア（即ち、磁性粒子）が混合された二成分現像剤とされる。本実施例で用いる磁性キャリアは、フェライトキャリアや、バインダ樹脂と磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物からなる樹脂磁性キャリア等を用いればよい。
【００７２】
現像室Ｒ１内には搬送スクリュー２４が収容されており、回転駆動により現像剤２０を、現像剤容器２２の感光体ドラム１に平行な長手方向に沿って搬送する。撹拌室Ｒ２内には搬送スクリュー２５が収容されており、回転駆動により現像剤２０を、現像剤容器２２の感光体ドラム１に平行な長手方向に沿って搬送する。搬送スクリュー２５による現像剤搬送方向は、搬送スクリュー２４によるそれとは反対方向である。
【００７３】
隔壁２３には、図３に示すように、図２にて奥側と手前側とにそれぞれ開口２３ａ、２３ｂが設けられている。搬送スクリュー２４で搬送された現像剤２０は、開口２３ａから搬送スクリェー２５に受渡され、搬送スクリュー２５で搬送された現像剤２０が、開口２３ｂから搬送スクリュー２４に受渡される。
【００７４】
現像剤容器２２の感光体ドラム１に近接する部位には開口部が設けられ、該開口部に非磁性の材料で構成された第１の現像スリーブ２６及び第２の現像スリーブ２８の２本の現像剤担持体が設けられている。本実施例にて、第１及び第２の現像スリーブ２６、２８は、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の材質で作製され、その表面に適度な凹凸が形成されている。
【００７５】
また、第１の現像剤担持体である上流の現像スリーブ２６は、感光体ドラム１と対向配置されて現像領域Ａ１を形成し、第２の現像剤担持体である下流の現像スリーブ２８は、感光体ドラム１と対向配置されて現像領域Ａ２を形成する。
【００７６】
この２本の第１及び第２の現像剤担持体のうち、感光体ドラム１の回転方向ａで上流側で対向配置された上流の現像スリーブ２６は、矢印ｂの方向（感光体ドラム１回転方向ａとは逆方向）に回転する。
【００７７】
また、現像スリーブ２６の回転方向で現像領域Ａ１より上流に、本実施例では、現像剤容器２２の開口部上端にブレード状の現像剤規制部材（層厚規制ブレード）２１が配置される。現像スリーブ２６は、保有する現像剤が層厚規制ブレード２１にて適正な現像剤層厚に規制された後、現像剤２０を上流の現像領域Ａ１に担持搬送する。
【００７８】
上流の現像スリーブ２６内にはローラ状の第１の磁界発生手段である第１のマグネットローラ２７が固定配置されている。この第１のマグネットローラ２７は、第１の現像領域Ａ１に対向する現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１が、第１の現像領域Ａ１に形成する現像磁界により現像剤の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが第１の現像領域Ａ１で矢印ａ方向に回転する感光体ドラム１に接触して静電潜像をこの第１の現像領域Ａ１で現像する。その際、磁気ブラシに付着しているトナーと、現像スリーブ表面に付着しているトナーも、該静電潜像の画像領域に転移して現像する。本実施例では、第１のマグネットローラ２７は、上記現像磁極Ｓ１の他にＮ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｎ３極を有している。このうちＮ２極とＮ３極は同極で隣り合っており反撥磁界が形成されるため、現像剤に対してバリアが形成されている。
【００７９】
上述のように、上流の現像スリーブ２６の下方部であって、上流現像スリーブ２６及び感光体ドラム１の双方に略対向した領域に、第２の現像剤担持体である下流の現像スリーブ２８が配置されている。下流の現像スリーブ２８は、矢印ｃ方向（上流現像スリーブ２６とは同一方向）に回転可能に配設されている。上述のように、この下流現像スリーブ２８もまた、上流現像スリーブ２６と同様に非磁性材料で構成され、その内部にはローラ状の磁界発生手段である第２のマグネットローラ２９が非回転状態で設置されている。この第２のマグネットローラ２９は、磁極Ｓ３、Ｎ４、Ｓ４、Ｎ５、Ｓ５の５極を有している。このうち、Ｎ４極上の磁気ブラシは第２の現像領域Ａ２で感光体ドラム１に接触しており、第１の現像領域Ａ１を通過後の感光体ドラム１に対し、更に２度目の現像を行う。
【００８０】
また、Ｓ３極とＳ５極は同極であり、Ｓ３極とＳ５極の間には反発磁界が形成され、現像剤に対してバリアが形成されている。このうちＳ３極は、上流現像スリーブ２６に内包された第１のマグネットローラ２７のＮ３極に、両スリーブが最も接近している位置の近傍で対向している。
【００８１】
以下、現像剤の流れを、上流の現像スリーブ２６と下流の現像スリー２８付近の拡大図（図４）を用いて説明する。
【００８２】
上流現像スリーブ２６のＮ３極とＮ２極間には反発磁界が形成されおり、また、下流現像スリーブ２８のＳ３極とＳ５極間にも反発磁界が形成されている。従って、第１の現像スリーブ２６上を搬送され現像領域を通過してきた現像剤は、Ｎ３極へ至り、反発磁界によって両スリーブの最近接位置を通過することができない。現像剤は、矢印ｄのようにＮ３極からＳ３極方向へ延びる磁力線に従って下流現像スリーブ２８側へ移動し、下流現像スリーブ２８上を攪拌室Ｒ２内の搬送スクリュー２５まで搬送される。
【００８３】
本実施例のように上流現像スリーブ２６の下に下流現像スリーブ２８を設けることで、現像剤の流れは上流現像スリーブ２６をＮ２→Ｓ２→Ｎ１→Ｓ１→Ｎ３と搬送される。その後、上流現像スリーブ２６上の現像剤は、両スリーブ２６、２８の反発磁界によりブロックされ、下流現像スリーブ２８へと移動する。そして、現像剤は、下流現像スリーブ２８上をＳ３→Ｎ４→Ｓ４→Ｎ５→Ｓ５と搬送され、Ｓ５極で反発磁界にブロックされ、攪拌室Ｒ２へと剥ぎ落とされる。
【００８４】
なお、受渡極であるＮ３とＳ３は、完全に対向している必要はない。完全に対向している状態から４５°のズレの範囲内で略対向していれば、現像剤の受渡はスムーズに行うことが可能である。
【００８５】
ここで、図５及び図６を参照して、本実施例における磁気シール部分を詳しく述べる。
【００８６】
現像スリーブ２６、２８に沿って非接触状態で近接して、磁石部材、即ち、本実施例では、板状の磁石（磁石板）３０、３１を磁気シール部材として配置する。この構成によって、現像スリーブ２６、２８内のマグネットローラ２７、２９と磁気シール部材である磁石３０、３１との間に現像剤による磁気穂を形成することによって、漏れを防止できる。
【００８７】
ここで、磁石、即ち、磁気シール部材３０、３１として１面がＮ極でありその裏面がＳ極である磁石板を用いる。また、図５に比較例として示すように、磁気シール部材３０、３１は、上流、下流現像スリーブ２６、２８内部のマグネットローラ２７、２９の反撥磁界を形成する極（Ｎ２とＮ３、及び、Ｓ３とＳ５）と異極の面を現像スリーブ側の面とする。この場合には、現像スリーブ２６、２８内のマグネットローラ２７、２９と磁気シール部材３０、３１である磁石との間に磁力線が延びて、現像剤による磁気穂が形成され、漏れを防止できる。
【００８８】
しかしながら、「発明が解決する課題」でも述べたように、上記構成では、現像スリーブ２６、２８の端部方向への漏れ防止は良好となるが、現像スリーブ端部における上流現像スリーブ２６と下流現像スリーブ２８間から現像剤が漏れ出し易い。これは以下の理由による。
【００８９】
下流現像スリーブ２８の反撥磁界を形成するＳ３極とＳ５極のうちＳ３極は、上流現像スリーブ２６より現像剤を受取る受渡極でもある。その結果、受渡極Ｓ３極の対向部には上流現像スリーブ２６が存在するため、磁気シール部材３１は、図５に示すように反撥磁界の途中までしか磁気シール部材を伸ばすことができない。そのために、受渡極Ｓ３極には磁気シール部材３１が対向していない。しかし、磁気シール部材３１と受渡極Ｓ３極は異極同士であり、磁気シール部材３１と受渡極Ｓ３極間には磁力線が形成される。そのため、磁気シール部材３１で捕獲された現像剤の一部は受渡極Ｓ３極に引き寄せられ移動する。現像スリーブ端部の磁気シール部材３１よりＳ３極に移動した現像剤は、Ｓ３極の対向には磁気シール部材３１がないこともあり、現像スリーブ２８端部方向に漏れ出す。この漏れ出した現像剤は、現像スリーブ２８の回転に伴って搬送され、上流、下流現像スリーブ２６、２８の間より漏れ出すこととなる。
【００９０】
上記のような上流、下流現像スリーブ２６、２８間の空間からの現像剤の漏れを防止するには、下流現像スリーブ２８の磁気シール部材３１と受渡極Ｓ３極間に磁力線が形成されないようにしなければならない。そのためには、磁気シール部材３１として１面がＮ極でありその裏面がＳ極である磁石板を用いた場合は、図６に示すように、受渡極Ｓ３極と同極であるＳ極を現像スリーブ対向面とする必要がある。
【００９１】
ただし、図６に示す構成では、磁気シール部材３１として、下流現像スリーブ２８の反撥磁界を形成するＳ３極及びＳ５極と同極のＳ極面が対向しているため、Ｓ３極やＳ５極と磁気シール部材３１間にも反撥磁界が形成されてしまう。そのため、各磁極の関係によっては、現像スリーブ長手方向の磁気シール部材３１によるシール性の問題が懸念される。
【００９２】
そこで、上記問題を解決するために、本実施例においては磁性板３２を、図７に示すように、現像剤容器２２の両側の側壁２２ａの内面に、現像スリーブ２８の端部の周面を非接触に包囲する磁性板３２を取り付けている。上流の現像スリーブ２６に関しても同様の構成とすることができる。
【００９３】
先ず、下流の現像スリーブ２８に関連して説明する。上流の現像スリーブ２６については後述する。
【００９４】
下流現像スリーブ２８の端部に配置した磁性板３２は、現像スリーブ２８内のマグネットローラ２９の磁力及び磁気シール部材である磁石３１の磁力によって磁化される。これにより、磁性板３２とマグネットローラ２９との間に磁気回路が形成されて、図８（ａ）に磁力線を示すように、下流現像スリーブ２８側の磁性板３２の先端部に磁界が集中する。
【００９５】
この磁界により、図８（ｂ）に示すように、磁性板３２と下流現像スリーブ２８及び磁気シール部材３１との間の空隙に現像剤による密な磁気穂（磁気ブラシ）が形成される。この磁気ブラシは端部シールとしての機能を有し、現像剤容器２２内での往復循環により、現像スリーブ２８の表面に沿って現像剤容器２２内から移送されてくる現像剤を、磁気ブラシが磁性板３２と現像スリーブ２９との間で遮断する作用をなす。
【００９６】
さらに、図８（ｃ）には、磁気シール部材である磁石板３１と現像スリーブ２８に囲まれた領域で、磁性キャリアにかかる力を模式的に示した。
【００９７】
従来例における図１６（ｃ）、図１７（ｃ）と同様、矢印はその位置における力の方向、また、矢印の長さは力の大きさを表している。同極で磁石が対向している場合、磁石と磁石の間には磁性キャリアに働く力のほとんどない領域（磁石に働く磁気力の方向が反転する領域）が磁石間に連続して存在することとなる（従来例図１６（ｃ）参照）。
【００９８】
しかし、本実施例のように、磁性板３２を有効に配置することで、磁性キャリアに働く磁気力のほとんどない領域（図中○印で示した）を連続して存在させないことが可能となる。
【００９９】
このように、本実施例では、磁性板３２を配置することで、磁性キャリアに働く力のほとんどない領域、即ち、磁性キャリアにかかる磁気力が小さな領域が、磁気シール部材３１と、現像スリーブ２８及び磁性板３２との間に長手方向に連続して存在させないようにする。これによって、本実施例では、磁気シール部材３１と、現像スリーブ２８及び磁性板３２とに囲まれた領域の磁性キャリアは、現像スリーブ２８の端部方向に移動する過程で、必ず磁気シール部材３１や現像スリーブ２８内部のマグネットローラ２９に引かれる。その結果、現像領域の外側に現像剤が流出しにくくなり、良好なシール性が発揮できる。
【０１００】
なお、本実施例においては、図７に示すように、磁性板３２は、磁気シール部材３１より現像剤容器２２側に０．３ｍｍの間隔（ｇ１）をもって配置した。また、磁気シール部材３１と同様、現像スリーブ２８を非接触で囲むように０．５ｍｍの一定ギャップ（ｇ２）となるように配置した。なお、現像スリーブ２８表面と磁気シール部材３１の間隔（ｇ３）は１ｍｍである。また、磁気シール部材３１としては、６０ｍＴ（テスラ）のものを用いた。
【０１０１】
ただし、磁性板３２の配置に関しては、上記条件には限定されることはない。磁気シール部材３１と現像スリーブ２８で囲まれた領域において、磁性キャリアに働く力のほとんどない領域を現像スリーブ長手方向に沿って連続して存在させないように磁性板３２を配置している限りは、漏れを防止することが可能である。
【０１０２】
なお、磁性体である磁性キャリア（磁性粒子）にはたらく力（磁気力）Ｆは以下のように測定することができる。
【０１０３】
磁気力Ｆは外部磁界（磁束密度）をＢとして以下の式にて表せる。なお、これまで、現像スリーブ長手方向及び現像スリーブの表面に垂直方向の２次元で話を進めてきたが、実際には現像スリーブの周方向も考慮する必要があるため、磁気力の測定も３次元で行う必要がある。
Ｆ＝（ｍ・▽）Ｂ
ただし、Ｆ＝（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）
この時、磁気力大きさは、
｜Ｆ｜＝（Ｆｘ2＋Ｆｙ2＋Ｆｚ2）1/2
ここで、上記式中の磁性キャリア中の磁気双極子モーメントｍは、一般的に外部磁界に比例した磁化を持つので、以下のように表せる。
ｍ＝｜Ａ｜Ｂ
Ｆ＝｜Ａ｜（Ｂ・▽）Ｂ
＝−｜Ａ｜▽Ｂ2
Ｆｘ（ｘ，ｙ，ｚ）＝−｜Ａ｜｛Ｂ2（ｘ，ｙ，ｚ）−Ｂ2（ｘ＋Δｘ，ｙ，ｚ）｝／Δｘ
Ｆｙ（ｘ，ｙ，ｚ）＝−｜Ａ｜｛Ｂ2（ｘ，ｙ，ｚ）−Ｂ2（ｘ，ｙ＋Δｙ，ｚ）｝／Δｙ
Ｆｚ（ｘ，ｙ，ｚ）＝−｜Ａ｜｛Ｂ2（ｘ，ｙ，ｚ）−Ｂ2（ｘ，ｙ，ｚ＋Δｚ）｝／Δｚ
ただし、｜Ａ｜は透磁率などを含む関数であり、キャリアが球形の場合は以下のように表せる。
｜Ａ｜＝（４π／μ0）  ×（μ−１）／（μ−２）  ×ｒ3
ここで、ｒはキャリアの半径、μはキャリアの比透磁率、μ0は真空透磁率である。
【０１０４】
以上から磁界の強さ｜Ｂ｜（＝｛Ｂｘ2＋Ｂｙ2＋Ｂｚ2｝1/2）に変化がある場合、磁束密度の小さい地点から磁束密度の大きな方向に向かい磁気力が生じることが分かる。逆に磁界の強さ｜Ｂ｜に変化がない方向には磁気力が働かないといえる。
【０１０５】
したがって、磁気シール部材３１と現像スリーブ２８で囲まれた領域において、磁界の大きさ（磁束密度）を連続的に測定していけば、その差分より上記式を元に磁気力Ｆの大きさ及び方向を求めることが可能である。
【０１０６】
外部磁界の大きさ（磁束密度）｜Ｂ｜は、市販のガウス（テスラ）メータで測定することが可能である。本発明者らはベル社製ガウスメータ  モデル６４０を用いた。ガウスメータによりプローブ先端部における１方向の磁束密度の測定が可能なため、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３種類のプローブを用いて３方向の磁束密度（ＢｘとＢｙとＢｚ）を測定し、その結果より磁界の強さを導き出した。このように、磁束密度の測定を繰り返すことにより、磁界の強さの分布を導き、その結果を元に磁気力Ｆの大きさ及び方向を求めた。測定の際のΔｘ、Δｙ、Δｚは２５０μｍとして、測定を行った。Δｘ、Δｙ、Δｚに関しては、
小さくすればする程磁界の分布は正確に把握できるが、測定に時間がかかる問題がある。一方、大きくすると正確な磁界の分布を把握することができない。１００〜３００μｍ程度が適当である。
【０１０７】
なお、磁性体以外の部材は測定に影響を与えないので、測定はマグネットローラ、磁石板、磁性板のみで行った。つまり、現像スリーブのない状態で、実際の配置を再現して行った。これにより、狭い領域での磁束密度測定が可能となるだけでなく、現像スリーブ内部の磁気力も把握することもできる。その際、プローブはｘｙｚステージに固定し、移動させながら連続的に測定を行った。
【０１０８】
上記測定結果及び上記式を元にキャリアに働く磁気力が求まる。
【０１０９】
例えば、半径が１７．５μｍ、比透磁率μが１２、真比重ρが４．８ｇ／ｃｍ3の球形と近似したキャリアの場合、真空の透磁率は４π×１０-7なため、｜Ａ｜＝２．４６×１０-6ｍ3となり、磁界の強さの２乗Ｂ2の測定値を元に磁気力が求まる。
Ｆｘ＝｜Ａ｜ΔＢｘ2／Δｘ
＝（２．５×１０-6）／（２．５×１０-4）×ΔＢｘ2
＝１０-2×ΔＢｘ2（Ｎ）
＝１０-2×（Ｂx2−Ｂx+Δx2）（Ｎ）
磁界の強さの２乗の差分なので、磁界の強さが大きいほど、また差が大きいほど磁気力は大きくなる。磁界の強さが小さい場合は差がある程度大きくても磁気力は小さい。これは実際の現象と一致する。
【０１１０】
上記式より求まったキャリアの受ける磁気力が小さければ、キャリアは磁気シール部において磁気的拘束力が弱く、現像スリーブ端部において、そのように磁気力の小さな領域が現像スリーブスラスト方向に連続して存在する場合、漏れが生じる可能性が高い。
【０１１１】
本発明者らの検討によれば、Ｆｘが１×１０-6（Ｎ）より小さくなると、拘束力は小さく漏れ始める場合がある。
【０１１２】
例えば、磁界の強さが１００ｍＴから９０ｍＴに変化する場合は、
Ｆ＝１０-2×｛（１００×１０-3）2−（９０×１０-3）2｝＝１．９×１０-5
となり、この場合は磁気力がまだ或る程度はあるといえる。
【０１１３】
一方、磁界の強さが１２ｍＴから２ｍＴに変化した場合は、磁界の強さの差は１０ｍＴと、先の例と同じである。しかし、
Ｆ＝１０-2×｛（１２×１０-3）2−（２×１０-3）2｝＝１．４×１０-6
となり、磁気力は小さくなった。これは磁界の強さそのものが小さくなったことによる。
【０１１４】
ここで、さらに磁界の強さの差が５ｍＴに小さくなった場合、つまり磁界の強さが１２ｍＴから７ｍＴに変化した場合について考える。すると、
Ｆ＝１０-2×｛（１２×１０-3）2−（７×１０-3）2｝＝９．５×１０-7
となる。つまり、キャリアに働く磁気力がさらに小さくなり、１×１０-6（Ｎ）より小さくなるため、漏れが生じやすくなるといえる。
【０１１５】
なお、以上は１次元で計算したが、実際には３次元で計算する必要がある。また、正確な測定にはΔｘ、Δｙ、Δｚをできるだけ小さくする必要があるが、実際には測定装置自
体にも限界がある。
【０１１６】
そこで、測定された磁気力の分布から、磁気力が１×１０-6（Ｎ）未満の領域が現像スリーブのスラスト（長手）方向に連続して存在していると想定される場合は、漏れが生じる可能性がある。従って、スラスト方向の漏れを防止するためには、磁気力が１×１０-6（Ｎ）以上の領域が、磁気シール部材３１の表面と現像スリーブ２８の表面の両方に接して存在すれば良い。これにより、磁気力が１×１０-6（Ｎ）未満の領域が現像スリーブのスラスト（長手）方向に連続して存在できない事になる。すなわち、磁性粒子をトラップする能力を持った領域が、磁気シール部材３１の表面と現像スリーブ２８の表面間に連続して存在することで、長手方向のシール性が確保できる。
【０１１７】
上記構成によって、現像スリーブ端部の磁気シール性を確保しつつ、上流、下流現像スリーブ間からの現像剤の漏れも防止することが可能となる。
【０１１８】
なお、本実施例においては、図６に示したように、磁気シール部材である磁石３１を反撥磁界を形成するＳ５極のさらにスリーブ回転方向上流に位置するＮ５極対向部まで伸ばしている。これにより、Ｎ５極においては磁気シール部材３１が異極で対向することとなるので、より積極的に磁気シール性を確保できる。また、このように異極で対向する部分が存在すると、その位置では磁石板３１と現像スリーブ内のマグネットローラ２９間に直接磁力線が伸びるので、磁気シールされた現像剤が現像スリーブ側へ、つまり現像剤容器内へスムーズに戻される。上記観点から、異極で対向する領域を１箇所以上設けておくことは、磁気シール部分に現像剤を溜めないためにも重要である。
【０１１９】
なお、これまで下流現像スリーブ２８に関して主に述べたので、上流現像スリーブ２６に関して述べておく。
【０１２０】
本実施例では、下流現像スリーブ２８の場合は、磁気シール部材３１として１面がＮ極でありその裏面がＳ極である磁石板を用いている。この場合、上述したように、下流現像スリーブ２８内部のマグネットローラ２９の反撥磁界を形成する極（Ｓ３とＳ５）と異極の面を現像スリーブ側の面とすると、現像スリーブ端部における上流、下流現像スリーブ２６、２８間から現像剤が漏れ出した。
【０１２１】
しかしながら、上流現像スリーブ２６に関しては、磁気シール部材３０として、上流現像スリーブ２６内部のマグネットローラ２７の反撥磁界を形成する極（Ｎ２とＮ３）と異極の面を現像スリーブ側の面とする。この構成によっても現像スリーブ端部における上流、下流現像スリーブ２６、２８間から現像剤が漏れ出すことはない。
【０１２２】
何故なら、下流現像スリーブ２８の場合と同様、磁気シール部材３０と上流現像スリーブ２６の受渡極Ｎ３極との間には磁力線が形成され、現像剤が受渡極Ｎ３極にもっていかれる。しかし受渡極Ｎ３極の位置での現像スリーブの回転方向が、下流現像スリーブ２８の受渡極Ｓ３極における回転方向と異なり、現像剤容器内に現像剤を搬送する方向に回転している。よって現像スリーブ端部方向に漏れ出した現像剤もうまく現像剤容器２２内に回収される。
【０１２３】
そのため、上流現像スリーブ２６に関しては、磁気シール部材３０として、上流現像スリーブ２６内部のマグネットローラ２７の反撥磁界を形成する極（Ｎ２とＮ３）と異極の面を現像スリーブ側の面としても問題はない。
【０１２４】
そこで、本実施例においては、現像スリーブ２６の磁気シール部材である磁石板３０に関しては、マグネットローラ２７の反撥磁界（Ｎ２、Ｎ３）と異極の面、すなわち、Ｓ極を現像スリーブ側の面とした。これは、マグネットローラ２７と磁気シール部材３０との間に積極的に磁力線を形成することで、より漏れを防止できるからである。
【０１２５】
本実施例においては、下流現像スリーブ２８の端部シールに用いた磁性板３２を上流現像スリーブ２６の周囲まで延長している。これも、より積極的に漏れを防止するためである。
【０１２６】
ここで、磁性板３２について言えば、磁性板３２は、鉄、ニッケル、コバルト、又は、それらの合金等の強磁性材料で作製するのが好ましく、厚さは０．２〜１ｍｍ程度とされる。これらの強磁性材料は、（１／２）・（ＢＨ）ｍａｘが０．７Ｊ／ｍ2以下である。ただし、Ｂは残留磁束密度、Ｈは保磁力で、（ＢＨ）ｍａｘはエネルギー積（Ｂ×Ｈ）の最大値である最大エネルギー積を示す。
【０１２７】
磁性板３２と現像スリーブ２６、２８の周面との間の空隙ｇ２は、上述のように、本実施例では、０５ｍｍとされたが、これに限定されるものではないが、０．３〜２ｍｍの範囲で適宜に設定される。
【０１２８】
磁性板３２は、本実施例では現像スリーブ２６、２８と同心の環状板に形成したが、現像スリーブ２６、２８との間に一様な空隙ｇ２を設けることができれば、必ずしも環状でなくてもよく、種々の形状を取ることができる。磁性板２６、２８の板面が現像スリーブ２６、２８の軸の直交面に対してなす角度θ（図７参照）は、現像剤の漏出をより確実に防ぐ点から２０°以下とすることが好ましい。
【０１２９】
磁石板３０、３１については、例えば、磁束密度が４０〜１００ｍＴ（テスラ）に着磁されたゴム磁石（磁性粉とゴムを練り合わせて作る磁石）やネオジウム系の磁石を使用すればよい。磁束密度が４０ｍＴ以下では磁気穂が形成されにくくなり、磁気シール性に問題がある場合がある。現像スリーブに沿って貼着するには適度な弾性をもつゴム磁石が適している。現像スリーブ２６、２８と磁石板３０、３１との距離ｇ３は、本実施例では、上述のように、１ｍｍとした。しかしこれに限定されるものではなく、少なくとも磁石板上に穂立ちした磁気穂が現像スリーブの外周面と軽く接触して軽度にシールすることが可能な範囲が良く、０．３〜２．０ｍｍの範囲で選択することが好ましい。
【０１３０】
磁性板３２、磁石板３０、３１ともに磁気力の分布が所望のものになるよう選択、配置することが重要である。
【０１３１】
現像剤については、本実施例においては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤の場合についてのみ述べたが、磁性トナーを用いた場合、磁性トナーと磁性キャリアを用いた場合など、現像剤中に磁性粒子を含む場合には、すべて適用可能である。
【０１３２】
以上述べたように、上記構成をとれば、複数の現像スリーブを備えた現像装置において、磁気ブラシを用いた現像スリーブ端部シールを極めて有効に達成することができる。
【０１３３】
実施例２
本実施例は、上述の実施例１とほぼ同じ構成である。以下では、実施例１と異なる点を主に説明する。
【０１３４】
実施例１においては、上流、下流現像スリーブ２６、２８間からの漏れを防止するために下流現像スリーブ２８の受渡極Ｓ３極と同極面を現像スリーブ面として磁石３１を配置した。しかし、実際には全面同極である必要はない。
【０１３５】
下流現像スリーブ２８のＳ３極とＳ５極の間には、これら反撥磁極Ｓ３極とＳ５極による磁束密度が低い反撥磁界領域が現れる。
【０１３６】
本発明者らの検討によれば、反撥磁界領域の磁束密度がほぼ０、即ち、最小磁力の中心位置Ｒの対向部よりＳ３極側（スリーブ回転方向下流側）が同極であれば、上流、下流現像スリーブ間からの漏れを防止することができることが分かった。
【０１３７】
つまり、反撥磁界領域の磁束密度がほぼ０の中心位置Ｒ（図９に示す）の対向部よりＳ３極側に異極の磁気シール部材があると磁気シール部材から受渡極Ｓ３極に現像剤が搬送される。従って、上流、下流現像スリーブ間からの漏れが発生する。しかし、反撥磁界領域の磁束密度がほぼ０の中心位置Ｒの対向部よりＳ５極側（スリーブ回転方向上流側）に異極の磁気シール部材があっても、磁気シール部材の現像剤はＳ５極方向に引かれるため、上流、下流現像スリーブ間からの漏れが発生することはない。
【０１３８】
そこで、本実施例においては、図１０に示すように、下流現像スリーブ２８の反撥磁界領域の磁束密度がほぼ０、即ち、最小磁力の中心位置Ｒの対向部よりスリーブ回転方向下流側においては磁気シール部材である磁石を同極で対向させる。一方上流側は異極で対向させている。
【０１３９】
先に述べたように、反撥磁界領域の磁束密度がほぼ０の中心位置Ｒの対向部よりスリーブ回転方向下流側を同極で対向させているので、上流、下流現像スリーブ間から現像剤が漏れ出すことはない。一方で、反撥磁界領域の磁束密度がほぼ０の中心位置Ｒの対向部よりスリーブ回転方向上流側を異極で対向させている。これは、異極で対向させたほうが、磁気シール部材である磁石と現像スリーブ内のマグネットローラとの間に磁力線が形成されるため、より強力に磁気シール性を確保できるからである。
【０１４０】
なお、反撥磁界領域の磁束密度がほぼ０の中心位置Ｒの対向部よりスリーブ回転方向下流側を同極で対向させているのであれば、図１１に示すように、ＮＳ磁極を交互に着磁させた磁石板を、上流部における磁気シール部材として用いてもよい。
【０１４１】
上記構成でも、複数の現像スリーブを備えた現像装置において、磁気ブラシを用いた現像スリーブ端部シールを完全に作用させることができる。
【０１４２】
実施例３
本実施例は、上述の実施例１とほぼ同じ構成である。以下では、実施例１と異なる点を主に説明する。
【０１４３】
実施例１においては、磁気シール部材である磁石板３１とマグネットローラ２９が同極で対向している場合には、磁性板３２を現像剤容器２２の両側の側壁の内面に、現像スリーブ２６、２８の端部の周面を非接触に包囲するように取り付けた。これにより、現像スリーブ端部方向への現像剤の漏れの問題を解決した。
【０１４４】
つまり、磁性板３２の先端部に磁界が集中し、磁気ブラシが密に形成されるため、現像剤容器外部方向への現像剤の移動を遮蔽する効果が生まれる。さらに、磁性板３２を配置すれば、磁性キャリアに働く力がほとんどなくなる領域が現像スリーブ長手方向に沿って連続して存在しないようにできるため、漏れようとする現像剤は磁石板やマグネットローラにうまく拘束され、漏れることはない。
【０１４５】
現像スリーブ長手方向の漏れに関して言えば、磁性キャリアに働く力がほとんどなくなる領域が現像スリーブ長手方向に沿って連続して存在しないようにすることが重要である。そこで、実施例１においては、磁性板３２を用いて上記構成を達成した。しかしながら、磁性板を用いなくても、上記構成は達成可能である。
【０１４６】
例えば、同極で磁気シール部材である磁石板３１とマグネットローラ２９が対向している場合でも、磁石板３１の磁力をマグネットローラ２９の磁力に対して、相対的に大きくしていけばよい。これにより、図１２（ａ）に示すように、磁石板３１からの磁力線が現像スリーブ内部のマグネットローラ２９近傍まで延びていく。従って、図１２（ｃ）に示すように、磁石板３１とマグネットローラ２９間に連続的に形成される磁気力のほとんどない領域が、現像スリーブ２８内に形成されるようになる。すると、磁石板３１と現像スリーブ２８の間には常に磁石板方向に力が働いているため、現像剤は磁石板３１にうまく拘束され漏れることはなくなる。
【０１４７】
さらに、磁石板３１からの磁気ブラシは磁力線に沿って形成されるため、図１２（ｂ）に示したように、磁石板３１から現像スリーブ２８方向に、磁気ブラシは形成され、磁気ブラシが現像スリーブ２８に軽く触れ現像剤の漏れを遮蔽することができる。
【０１４８】
本実施例においては、磁石板３１としてその表面の磁力が１００ｍＴと実施例１に比較して高めのものを用いた。さらに、磁石板３１と現像スリーブ２８の間隔ｇ３（図７参照）を０．５ｍｍとやや狭く設定することで、上記構成を達成した。
【０１４９】
上記構成でも、複数の現像スリーブを備えた現像装置において、磁気ブラシを用いた現像スリーブ端部シールを完全に作用させることができる。
【０１５０】
本発明の現像装置は、中間転写方式のカラー画像形成装置であるとして説明した上記実施例の画像形成装置に好適に採用されるが、これに限定されるものではない。本発明の現像装置は、当業者には周知の、中間転写ベルトの代わりに転写材を搬送する搬送ベルトを備えた画像形成装置、或いは、一つの像担持体が設けられた画像形成装置など、種々の画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明に係る現像装置を用いた画像形成装置の一実施例を示す概略構成断面図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一実施例を示す概略構成断面図である。
【図３】現像装置の概略構成横断面図である。
【図４】現像装置の現像スリーブ上を搬送される現像剤の流れを説明する図である。
【図５】比較例の現像装置を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施例に係る現像装置を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施例に係る現像装置を説明するための現像スリーブ端部近傍の横断面図である。
【図８】磁気シール部材及び磁性板近傍の磁力線を説明するための図である。
【図９】反撥磁界中の磁束密度を説明する図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る現像装置を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る現像装置を説明するための図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係る現像装置における磁気シール部材近傍の磁力線を説明するための図である。
【図１３】従来の現像装置を説明するための図である。
【図１４】従来の現像装置の概略構成横断面図である。
【図１５】従来の現像装置の現像スリーブ端部近傍を説明するための概略構成横断面図である。
【図１６】従来の現像装置の磁気シール部材近傍の磁力線を説明するための図である。
【図１７】従来の現像装置の磁気シール部材近傍の磁力線を説明するための図である。
【図１８】従来の現像装置の現像スリーブ上を搬送される現像剤の流れを説明する図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）        感光体ドラム（像担持体）
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）        現像装置
２６、２８                          現像スリーブ（現像剤担持体）
２７、２９                          マグネットローラ（磁界発生手段）
３０、３１                          磁石板（磁気シール部材）
３２                                磁性板
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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