(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対向した開口部を有し、内部にトナーと磁性粒子とを含む現像剤を収容するケーシングと、該開口部から一部を露出するよう配置された回転可能な非磁性の現像剤担持体と、該現像剤担持体内部に配置され、少なくとも、該潜像担持体に対向する現像領域で該現像剤担持体上に該現像剤を穂立ちさせる磁界を発生させる主磁極と、該主磁極よりも該現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる磁極とを形成する固定配置された磁界発生手段とを備え、該現像領域で該現像剤担持体表面に担持したブラシ状の現像剤にて該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
上記磁界発生手段の上記主磁極よりも上記現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる磁極の法線方向磁束密度ピークが上記ケーシングの開口部より露出した位置にあり、かつ、上記現像領域よりも該現像剤担持体の回転方向下流側のケーシング端部に、上記潜像担持体と対向し、該現像剤担持体上の現像剤と該ケーシング端部との間に形成される隙間を小さくして該隙間からのトナー飛散を抑制する、シート部材で構成されたトナー飛散抑制手段を設け、
該シート部材の潜像担持体と対向する側にマグネットを設け、
該シート部材のシート面が該マグネットと該現像剤担持体の中心とを結ぶ方向に対して略平行になるように、該シート部材を配置したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記マグネットは、上記潜像像担持体に対して上記現像剤担持体の現像領域の下流に隣接する磁極と同極を対向させて配置することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、
上記トナーが磁性トナーであることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の現像装置において、
上記主磁極よりも上記現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる磁極が、上記主磁極の法線方向磁束密度分布を狭くするために磁力形成を補助する補助磁極であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置とを備えた画像形成装置であって、
該現像装置として、請求項１、２、３または４の現像装置を用いた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、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置及び該装置に用いる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性粒子とを含む２成分現像剤を用いた２成分現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置として、潜像担持体上の潜像を、磁性粒子（以下、磁性キャリアという）とトナーからなる２成分現像剤（以下、現像剤という）を用いて、可視像化するものが広く知られている。２成分現像装置は、潜像担持体に対向した開口部を有し、内部に現像剤を収容するケーシングと、該開口部から一部を露出するように配置された回転可能な非磁性の現像剤担持体と、該現像剤担持体の内部に配置される磁界発生手段とを備えている。そして、現像剤担持体が回転することで、ケーシング内部に収容した現像剤を潜像担持体に対向する現像領域に搬送する。現像領域においては、現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段により現像剤担持体上に穂立ちした現像剤の磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシが潜像担持体上の潜像を摺擦し、該磁気ブラシより潜像部分にトナーが供給される。、
【０００３】
このような２成分現像装置においては、現像が行われる現像領域において潜像担持体と現像剤担持体との距離を近接させるほど、高い画像濃度を得やすく、またエッジ効果も少ないことが知られている。このため潜像担持体と現像剤担持体との距離を近接させることが望ましいが、両者を近接させると黒ベタ画像やハーフトーンのベタ画像の後端部が白く抜ける、いわゆる「後端白抜け」と呼ばれる画質劣化が発生しやすくなる。
【０００４】
この「後端白抜け」は以下のメカニズムで生じると考えられる。
ここでは、２成分現像方式でネガポジ現像を行う現像装置を用いて説明する。現像剤中の磁性キャリアは正極性に、トナーは負極性に帯電しているものとする。また、潜像担持体上の非画像部は負極性に帯電しているものとする。
現像領域において、潜像担持体に近づいてくる現像剤担持体上に担持された磁気ブラシは、現像すべき画像部の後端位置に至るまでの間に非画像部に対向して移動する。この移動の際に、マイナス電荷同士の反発力により、トナーは次第に潜像担持体から離れ現像剤担持体表面側に移動していく（以下、このトナー移動を「トナードリフト」という）。このトナードリフトの結果、磁気ブラシが画像部後端位置に到達する頃には、潜像担持体近くの磁気ブラシは正極性に帯電した磁性キャリアが剥き出しの状態になっている。このため、潜像の画像部後端位置に対向する磁性キャリア表面にはトナーは存在せず、画像部後端位置で磁気ブラシから潜像担持体へのトナー移動はない。さらに、磁気ブラシが画像部後端位置から画像部の若干内側に入った画像部後端部に到達すると、トナーと潜像担持体との付着力が弱い場合には一旦潜像担持体に付着したトナーが静電気力により磁性キャリアに再付着することもある。この結果、画像部の非画像部に近接した画像部後端部では現像が行なわれないことがある。これが「後端白抜け」の原因と考えられる。
【０００５】
そこで、本出願人は、上記「後端白抜け」の発生を防止するため、現像担持体上の法線方向磁束密度分布を規定することで、現像担持体回転方向における現像領域の幅（現像ニップ幅）を狭くした現像装置を提案した（例えば、特開２０００−３０５３６０号公報、特願２００１−９９７５１０参照）。この現像装置においては、現像剤担持体表面移動方向における現像領域の幅が狭くなり、磁気ブラシが潜像担持体に摺擦する時間が短いため、磁気ブラシ先端から現像剤担持体表面側にトナーが移動するトナードリフトが低減される。このトナードリフトの低減により、画像部後端に対向する位置においてもトナーが存在し、磁気ブラシ先端部の磁性キャリア表面がむき出しにならない。従って、潜像担持体上の画像部に一旦付着したトナーが磁気ブラシ先端部の磁性キャリアに再付着することもないので、後端白抜けの発生を防止することができる。
【０００６】
ところで、従来より現像剤担持体が搬送する現像剤の現像装置内への回収部におけるトナー飛散が問題となっている。特に、近年、微細化、高解像度化をめざし、小粒径キャリア、小粒径トナーよりなる小粒径現像剤が用いられるようになっているが、小粒径になるほど飛散はおこりやすくなる。ここで、現像剤の現像装置内への回収部におけるトナー飛散とは、現像剤担持体回転方向に対して現像領域下流側のケーシング先端部と現像スリーブに担持された現像剤との隙間から、現像装置内の浮遊トナーが吹き出すものである。２成分現像装置におけるトナー飛散は、初期セットアップ時に、磁性キャリアと未帯電のトナーとを混合する際、磁性キャリアが現像スリーブに均一に担持されず、かつ、帯電の不十分な浮遊トナーが多量に存在する場合におこりやすい。また、２成分現像装置内で、トナー補給がおこなわれた直後、帯電の不十分な浮遊トナーが多量に存在する時にも起こりやすい。
【０００７】
上記トナー飛散を抑制するために、現像剤回収部における現像装置ケーシングと現像スリーブ上の現像剤との間隙を小さくするよう、現像装置ケーシング端部に、自由端を現像スリーブに近接させた、ＰＥＴ等からなるトナー飛散抑制シート部材を設けるものが知られている。２成分現像装置においては、このトナー飛散抑制シート部材が現像スリーブ上の現像剤を掻き取り現像剤落下を生じさせないよう、トナー飛散抑制シート部材の自由端が現像スリーブ上の現像剤に接触しないよう配置している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特願２００１−００７５１０では、現像スリーブ回転方向における現像領域の幅（現像ニップ幅）を狭くした現像装置として、図１に示すような現像装置を開示している。この現像装置は、現像領域Ｄに対向する位置に現像剤を穂立ちさせて現像を行うための現像磁極Ｐ１（Ｎ極）が形成され、この現像磁極による法線方向磁束密度分布の半値角度幅を狭くするために、現像磁極Ｐ１に対して現像スリーブ４の回転方向の上流側及び下流側のそれぞれから隣接する位置に、現像磁極と反対の極性の補助磁極Ｐ１ａ（Ｓ極），Ｐ１ｂ（Ｓ極）を有している。また、上記現像剤収容部Ｓに磁界の磁力が及ぶように、プレドクタ７ａに対向する位置から上記現像領域に至る間に磁極Ｐ４（Ｎ極）を有している。更に、上記マグネットローラ５の表面には、一般的な現像装置と同様に、現像スリーブ４上に現像剤を担持し続けながら搬送するための搬送磁極Ｐ２（Ｎ極），Ｐ３（Ｓ極）を有している。なお、図１中の現像スリーブ４の周囲に点線で示した曲線は、各磁極によって形成された、現像スリーブ４の軸方向中央部における現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度分布を示している。
このように、感光体ドラム１に対向する開口部より露出した現像スリーブ４上に現像剤を穂立ちさせる主磁極Ｐ１の法線方向磁束密度分布の半値角度幅を狭くするために、主磁極とに隣接して補助磁極Ｐ１ｂを設けると、磁極Ｐ１ｂの法線方向磁束密度の主磁極に近い側は開口部より露出する。さらに、現像スリーブ４を小径化していくと、主磁極Ｐ１と補助磁極Ｐ１ｂとの間の現像スリーブ４上の距離が短くなり、補助磁極Ｐ１ｂの法線方向磁束密度ピークも開口部より露出するようになる。
【０００９】
このように、補助磁極Ｐ１ｂの法線方向の磁束密度ピークがケーシングの開口部より露出し、かつ、その磁極の幅が狭いと十分な磁力が得られず、現像スリーブの回転により現像スリーブ上に担持された磁性キャリアに作用する遠心力が該磁力より勝り、磁性キャリアが現像スリーブから遊離して飛散してしまう。このように現像スリーブの露出部からキャリア飛散がおこると、機内を汚し、さらには、磁性キャリアが紙搬送ガイドや転写紙上に落下すると白ポチ等を発生させ、画像品質を劣化させてしまう。
【００１０】
また、上記現像装置においても、現像剤回収部におけるトナー飛散を抑制するために、図４に示すように、現像装置ケーシング２端部に、自由端を現像スリーブ４に近接させたトナー飛散抑制シート部材１３を設けると、現像スリーブ４の露出部より飛散した磁性キャリアが該シート部材１３の感光体ドラム１と対向する面上に落下し、該シート部材１３上に捕捉される。ところで、画像形成装置内では、現像装置の駆動、転写紙の通過など、少なからず振動が発生している。この振動を該シート部材１３上に堆積した磁性キャリアが受けると、該シート部材１３上より落下してしまう。一方、トナー飛散抑制シート部材がない場合は、現像スリーブの露出部より飛散した磁性キャリアのうち、ケーシング内壁面上に落下した磁性キャリアは、現像スリーブの回転により現像装置内へと回収されていく。このことから、トナー飛散抑制シート部材を設けると、キャリア落下がさらに多くなる。
【００１１】
本発明は以上の背景のもとでなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体の主磁極よりも現像剤担持体の回転方向下流側の磁極の法線方向磁束密度ピークが現像装置ケーシングの開口部より露出するよう該磁極を配置した２成分現像装置において、現像剤回収部におけるトナー飛散および現像剤担持体の露出部におけるキャリア飛散に起因するキャリア落下を抑制することができる現像装置および画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体に対向した開口部を有し、内部にトナーと磁性粒子とを含む現像剤を収容するケーシングと、該開口部から一部を露出するよう配置された回転可能な非磁性の現像剤担持体と、該現像剤担持体内部に配置され、少なくとも、該潜像担持体に対向する現像領域で該現像剤担持体上に該現像剤を穂立ちさせる磁界を発生させる主磁極と、該主磁極よりも該現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる磁極とを形成する固定配置された磁界発生手段とを備え、該現像領域で該現像剤担持体表面に担持したブラシ状の現像剤にて該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、上記磁界発生手段の上記主磁極よりも上記現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる磁極の法線方向磁束密度ピークが上記ケーシングの開口部より露出した位置にあり、かつ、上記現像領域よりも該現像剤担持体の回転方向下流側のケーシング端部に、上記潜像担持体と対向し、該現像剤担持体上の現像剤と該ケーシング端部との間に形成される隙間を小さくして該隙間からのトナー飛散を抑制する、シート部材で構成されたトナー飛散抑制手段を設け、該シート部材の潜像担持体と対向する側にマグネットを設け、該シート部材のシート面が該マグネットと該現像剤担持体の中心とを結ぶ方向に対して略平行になるように、該シート部材を配置したことを特徴とするものである。
請求項１の現像装置においては、上記トナー飛散抑制手段を設けることで、現像装置内部からのトナー飛散を抑制する。また、ケーシングの開口部から露出した主磁極のよりも現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる磁極において浮遊した磁性粒子（以下、磁性キャリアという）が、トナー飛散抑制手段の潜像担持体と対向する面上に落下すると、マグネットの磁力により該磁性キャリアを捕捉し、トナー飛散抑制手段より落下することを防止する。さらに、トナー飛散抑制手段上に捕捉される磁性キャリアが振動を受けて飛翔し、現像剤担持体の磁界発生手段により形成される磁界により再び現像剤担持体に担持され現像装置内に戻る。よって、現像剤回収部におけるトナー飛散を抑制するとともに現像剤担持体の露出部におけるキャリア飛散が多い場合も、これに起因するキャリア落下を抑制することができる。
しかも、トナー飛散抑制手段を構成するシート部材を、そのシート面がマグネットと現像剤担持体の中心とを結ぶ方向に対して略平行になるように配置されているので、マグネットに捕捉された磁性キャリアを現像剤担持体内部に固定配置された磁界発生手段の法線方向磁力により効率よく現像剤担持体に戻すことができる。
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記マグネットは、上記潜像像担持体に対して上記現像剤担持体の現像領域の下流に隣接する磁極と同極を対向させて配置することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記トナーが磁性トナーであることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１、２または３の現像装置において、上記主磁極よりも上記現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる磁極が、上記主磁極の法線方向磁束密度分布を狭くするために磁力形成を補助する補助磁極であることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置とを備えた画像形成装置であって、該現像装置として、請求項１、２、３または４の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電子写真式の画像形成装置であるレーザプリンタ（以下、「プリンタ」という）の現像装置に適用した実施形態について説明する。
まず、図２を用いて本実施形態に係るプリンタの概略について説明する。潜像担持体としての感光体ドラム１は、図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、感光体ドラム１に接触してその表面を帯電する帯電ローラ５０により一様に帯電された後、光書き込みユニット５１により画像情報に基づき走査露光されて表面に潜像が形成される。本実施形態では、上記帯電ローラ５０及び光書き込みユニット５１により潜像形成手段が構成されているが、他の種類の帯電装置や露光装置を用いて構成してもよい。感光体ドラム１上に形成された潜像は、後述する現像装置２により現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５３を備えた転写ユニットにより給紙カセット５４から給紙ローラ５５、レジストローラ対５６を経て搬送された転写材としての用紙５２上に転写される。転写終了後の用紙５２は、定着ユニット５７によりトナー像が定着され機外に排出される。なお、転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、クリーニングユニット５８により感光体ドラム１から除去される。また、感光体ドラム１上の残留電荷は除電ランプ５９で除去される。
【００１４】
次に、本実施形態に係る現像装置の全体構成について説明する。
図１は現像装置２の全体の概略構成図である。この現像装置２は感光体ドラム１の側方に配設され、磁性トナー３ａ及び磁性キャリア３ｂとを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）３を表面に担持する現像剤担持体として非磁性の現像スリーブ４を備えている。この現像スリーブ４は、ケーシング２の感光体ドラム１側に形成された開口部から一部露出するように取り付けられ、図示しない駆動装置により、感光体ドラム１と対向する現像領域Ｄにおいて現像剤を下方(図中矢印Ｂ方向）に移動させる向きに回転駆動可能になっている。また、現像スリーブ４の内部には、磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ５が固定配置されている。
【００１５】
また、本現像装置は、現像スリーブ４上に担持され現像領域Ｄに向けて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ６、該ドクタ６に現像剤搬送方向上流側で現像スリーブ４の表面及びドクタ６との間に現像剤３を収容する現像剤収容部Ｓを形成するように設けられた現像剤収容ケース７、トナー収容部としてのトナーホッパ８なども備えている。トナーホッパ８は現像スリーブ４上の現像剤搬送方向における現像剤収容部Ｓの上流側に隣接して現像スリーブ表面と対向するトナー補給用開口（以下「トナー補給口」という。）８ａを有している。また、トナーホッパ８の内部には、図中矢印Ｃで示す時計方向に回転しながら磁性トナー３ａをトナー補給口８ａに向けて撹拌しながら送り出すトナー撹拌部材としての厚さ０．０５ｍｍ程度のＰＥＴからなるトナーアジテータ９が配設されている。
【００１６】
上記現像剤収容ケース７の現像スリーブ４に近接する先端部（ひさし部）は、トナーホッパ８から磁性トナーが補給され現像剤収容部Ｓ内に向かって進行しようとする現像剤の量を規制する第２現像剤規制部材としてのプレドクタ７ａとして用いられている。また、上記現像剤収容ケース７等で形成される現像剤収容部Ｓには、感光体ドラム１との対向する現像領域に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤が収容される。
【００１７】
上記マグネットローラ５の表面部には、該ローラの回転中心軸方向に沿った方向に延在する磁極が径方向外側に向けて複数形成されるように、複数の磁石が設けられている。具体的には、現像領域Ｄに対向する位置に現像剤を穂立ちさせて現像を行うための現像磁極Ｐ１（Ｎ極）が形成され、この現像磁極による法線方向磁束密度分布の半値角度幅を狭くするために、現像磁極Ｐ１に対して現像スリーブ回転方向の上流側及び下流側のそれぞれから隣接する位置に、現像磁極と反対の極性の補助磁極Ｐ１ａ（Ｓ極），Ｐ１ｂ（Ｓ極）を有している。また、上記現像剤収容部Ｓに磁界の磁力が及ぶように、プレドクタ７ａに対向する位置から上記現像領域に至る間に磁極Ｐ４（Ｎ極）を有している。更に、上記マグネットローラ５の表面には、一般的な現像装置と同様に、現像スリーブ４上に現像剤を担持し続けながら搬送するための搬送磁極Ｐ２（Ｎ極），Ｐ３（Ｓ極）を有している。本実形態では、Ｐ１（Ｎ極）とＰ１ｂ（Ｓ極）との角度は３０°〜４５°とした。
なお、図１中の現像スリーブ４の周囲に点線で示した曲線は、各磁極によって形成された、現像スリーブ４の軸方向中央部における現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度分布を示している。
【００１８】
上記マグネットローラ５は、６極の磁極が形成されているが、上記補助磁極Ｐ１ｂから補助磁極Ｐ１ａに至る間に磁極を更に増やし、８極や１０極で構成されるマグネットローラとしてもよい。
【００１９】
また、上記マグネットローラ５の現像磁極Ｐ１は、回転中心軸に垂直な横断面における面積（以下「横断面積」という。）が小さい磁石により構成されている。この横断面積が小さくなると一般に磁力は弱くなるが、現像スリーブ表面の磁力が小さくなりすぎると磁性キャリアを保持する力が充分ではなくなるために感光体ドラム１への磁性キャリア付着を生じることがある。そこで、この現像磁極Ｐ１用の磁石は磁力の強い希土類金属合金磁石により作製した。希土類金属合金磁石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネルギー積で３５８ｋＪ／ｍ３であり、鉄ネオジウムボロン合金ボンド磁石では最大エネルギー積で８０ｋＪ／ｍ３前後である。これにより、従来通常用いられていた、最大エネルギー積が３６ｋＪ／ｍ３前後、２０ｋＪ／ｍ３前後であるフェライト磁石、フェライトボンド磁石等と比べ強い磁力を確保することが可能となったため、横断面積の小さい磁石を用いても現像スリーブ表面の磁力を確保することが可能となった。磁力を確保するためには、この他にサマリュウムコバルト金属合金磁石等を用いることもできる。
【００２０】
次に、図１に基づいて、上記構成の現像装置の現像動作について説明する。
現像スリーブ４上の現像剤３は該スリーブ４の矢印Ｂ方向の回転に伴って搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤３は、矢印Ａ方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像領域Ｄに搬送される。この現像領域Ｄで、感光体ドラム１上に形成されている潜像に磁性トナーが供給され、潜像の可視像化が行われる。現像領域Ｄを通過した現像スリーブ４上の現像剤は現像スリーブ回転に伴って更に搬送され、トナー補給口８ａと対向する位置に到達する。このトナー補給口８ａには、トナーホッパ８内の磁性トナー３ａがアジテータ９で送り出され現像スリーブ４上の現像剤と接するように滞留している。トナー補給口８ａで新しい磁性トナー３ａを取り込んだ後、現像剤収容部Ｓに戻る。そして、新しい磁性トナー３ａを含んだ現像剤３はドクタ６による規制部で内圧が増加する。この内圧の増加した現像剤中で磁性キャリアとの摩擦帯電によってトナー帯電が行われる。一方、上記現像領域に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現像剤収容部Ｓ内で循環するように移動する。
この現像装置では、現像スリーブ４上のトナー濃度の変化に応じて、現像スリーブ４上の搬送現像剤の上記プレドクタ７ａによる規制状態が変化し、上記磁性トナーが消費された部分の現像剤のトナー濃度が所定の濃度範囲になるように自己制御される。これにより、現像スリーブ４上の現像剤３トナー濃度が常にほぼ一定濃度の範囲となるように保たれる。
【００２１】
次に、本実施形態で用いる現像剤について説明する。
本実施形態の現像装置で用いる現像剤のトナーとしては、トナー濃度変動が比較的大きい上記トナー自己濃度制御方式を採用したときの高トナー濃度側にふれたときのトナー飛散を抑制する観点から、結着樹脂と磁性体からなる磁性トナーで次のような特性を有する。
磁性トナーの重量平均粒径は６.０〜８．０μmで、５μm以下の粒子個数が４０〜８０個数％とすることが好ましい。また、トナーに用いられる流動性付与剤は、トナ−に対して０.１〜２重量％使用されるのが好ましい。流動性付与剤が０.１重量％未満では、トナ−凝集を改善する効果が乏しくなり、２重量％を超える場合は、細線間のトナ−飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
【００２２】
また、本実施形態の現像剤を構成する磁性キャリアの核体粒子としては、従来より公知のものでよく例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属；マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物；前記強磁性体微粒子と樹脂との複合体等が挙げられる。
これらの磁性キャリアは、より耐久性を長くする目的で、表面を樹脂で被覆することが好ましい。磁性キャリアの平均粒径は２０〜８０μｍが好ましい。
【００２３】
ここで、現像領域Ｄにおいて、磁性トナーに働く力について説明する。磁性トナーには、感光体ドラム１との間に電界による力Ｆｅと、磁性キャリアとの間に静電的な力Ｆｓと、現像スリーブ４側に引き付ける磁気的な力Ｆｂとがそれぞれ働いている。前述のトナードリフトによる力は、静電的な力Ｆｓの増加分（α）として考えることができ、トナードリフトの発生している状態では、ＦｓはＦｓ＋αとなり、磁性キャリアに引き戻され易くなる。
【００２４】
そこで、本実施形態では、現像磁極Ｐ１によって現像スリーブの外側に発生する法線方向磁束密度のピーク値を５０％以上にすることにより、現像領域Ｄの現像スリーブ表面移動方向の幅（現像ニップ幅）を狭くし、トナードリフトによるＦｓの増加分のαを０（ゼロ）もしくはかなり小さくできた。更に、現像領域Ｄにおける磁気ブラシの密度を高めるとともに、現像スリーブの回転中心軸方向全体にわたって現像剤を均一に穂立ちさせて感光体ドラム１の表面に接離させることができた。これにより、後端白抜けのないベタ画像を形成することができ、磁性トナーを用いた場合の画質改善ができるようになった。
【００２５】
次に、本実施形態の現像装置におけるトナー飛散抑制手段について説明する。図３は、トナー飛散抑制手段の概略構成図である。現像装置ケーシング２の現像領域下流側の先端部に、感光体ドラム１に対向するようトナー飛散抑制手段としてのトナー飛散抑制シート部材１３を設けた。このトナー飛散抑制シート部材１３は、ケーシング２に取り付けられたその根本部から現像スリーブ４の回転中心に向かう法線に略平行になるよう配置している。本実施形態では、トナー飛散抑制シート部材１３は、厚さ０．０５ｍｍのポリエチレンテレフタレートを用いている。また、４０〜５０°に配置し、突き出し量４ｍｍ、現像スリーブ４表面との間隙を１〜２．５ｍｍとした。さらに、トナー飛散抑制シート部材１３の感光体ドラムに対面する側には、マグネットシート１２を配置している。このマグネットシート１２の表面（Ｓ極）と感光体ドラム１との距離は０．３ｍｍから２ｍｍとし、長さ３１０ｍｍ、幅２．５ｍｍ、厚さ１ｍｍとして。また、マグネットシート１２は、ラバーマグネットであり、例えば住友３Ｍ製  Ｎ−１４００を磁力  ３０〜５０ｍＴに着磁したものである。着磁方向は、マグネットローラ５のＰ１ｂ極（Ｓ極）と同極を感光体ドラム１に対向させる向きとした。そして、トナー飛散抑制シート部材１３側は、Ｐ１ｂ極（Ｓ極）と逆極性の磁極（Ｎ極）に着磁した。なお、本実施形態では、トナー飛散抑制シート部材１３として、透明のＰＥＴを使用し、検査工程において感光体ドラム１と現像スリーブ４とのギャップを非接触のレーザー測定装置によって検査可能とした。また、トナー飛散抑制手段としては、このようなシート部材のほか、ケーシングの一部を感光体ドラム１に対向するような形状としても良い。
【００２６】
ここで、現像装置の現像剤回収部におけるトナー飛散について説明する。この現像装置では、初期セットアップ時に、インチング動作をおこなう。トナーホッパ８内のトナーは、ヒートシール１１にて密封されている。また、磁性キャリア収容室１５の磁性キャリアは、ヒートシール１４によって封入されている。現像装置のセットアップ時は、ヒートシール１１、１４を引き抜く。ここで、ヒートシール１１を引き抜いたとき、トナーホッパ８内のトナーが一気にトナーホッパから流出しないよう、トナーアジテータ９をその弾性力を利用して、ケーシング２の現像スリーブ側２aに圧接させている。しかしながら、トナーアジテータ９でトナーがせき止められていても、振動、衝撃などで、図３のＴの隙間にトナーが侵入してくる。ヒートシール１１を引き抜いた直後は、Ｔの隙間に溜まったトナーは、感光体ドラム１側に向かって流れ出し、マグネットローラ５の磁力によって現像スリーブ４の表面に一時的に捕捉される。さらに、流れ出したトナー量が多い場合は、そのまま現像装置外に飛散しないよう、トナー飛散飛散抑制部材でトナーを堰き止める。一方、磁性キャリア収容室１５から重力で落下した磁性キャリアは、プレドクタ７aと現像スリーブ４の隙間に一時的にトラップされ現像剤収容室Ｓに滞留し、その下方の図３のＥの空間まで落下しない。このため、図３のＥの空間は、Ｔに侵入したトナーのみの状態となる。次に、現像スリーブ４が回転すると、現像剤収容室Ｓの磁性キャリアは、ドクタ６を通過し、やがてトナーと混合する。現像スリーブ４が回転を開始して数十秒間、Ｔに侵入してケーシングのＥ部内に落下したトナーは、磁性キャリアと混合、撹拌される。この時、現像剤３にも現像スリーブ４にも捕捉されない浮遊トナーが、気流によって感光体ドラム側に吹き出そうとする。この気流をトナー飛散抑制シート部材１３によって阻止、あるいは現像スリーブ側に向けることで、トナー飛散が抑制される。
【００２７】
また、現像スリーブ４の露出部、特に、Ｐ１ｂ極において浮遊した磁性キャリアが、トナー飛散抑制シート部材１３の感光体ドラム１と対向する面上に落下すると、マグネットシート１２の磁力により一端捕捉される。さらに、トナー飛散抑制シート部材１３の感光体ドラム１と対向する面上に堆積した磁性キャリアに振動が加わると、該磁性キャリアは飛翔し、現像スリーブ１３の磁極Ｐ１ｂ極により形成される磁界により再び現像スリーブ４に担持され、現像装置内に戻っていく。このため、トナー飛散抑制シート部材１３より落下することを防止する。
【００２８】
ここで、トナー飛散抑制シート部材１３をマグネットシート１２と現像スリーブ４の回転中心を結ぶ法線に略平行に向いているので、マグネットシート１２に捕捉された磁性キャリアをマグネットローラ５の法線方向磁力により効率よく現像スリーブ４に戻すことができる。
【００２９】
また、マグネットローラ５のＰ１ｂ極（Ｓ極）と同極を感光体ドラム１に対向させる向きとしているので、キャリア落下を防止するのみでなく、磁性キャリアが現像スリーブ４に戻り易い戻りやすい。
【００３０】
比較例として、図５に示すように、トナー飛散抑制シート部材１３の感光体ドラム１と対向する面と反対側にマグネットシート１２を設けたものを考える。この場合も、ある程度の量までは、現像スリーブ４露出部において浮遊した磁性キャリアを、トナー飛散抑制シート部材１３の感光体ドラム１と対向する面上に捕捉できるが、マグネットシート１２による捕捉力および磁性キャリアを現像スリーブに戻す効果がない。このため、トナー飛散抑制シート部材１３の感光体ドラム１と対面する側に磁性キャリアが堆積していくと、転写紙が通過したとき振動等によって落下してしまう。
【００３１】
よって、現像スリーブ４の露出部におけるキャリア飛散が多い場合も、ケーシング２の現像領域下流側の先端部に、感光体ドラム１に対向する側にマグネットシート１２を配置したトナー飛散抑制シート部材１３を設けることで、キャリア落下を抑制するとともに、現像剤回収部におけるトナー飛散を抑制することができる。
【００３２】
以上述べたように、本実施形態では、現像剤担持体の主磁極よりも現像剤担持体の回転方向下流側の磁極の法線方向磁束密度ピークが現像装置ケーシングの開口部より露出するよう該磁極を配置した２成分現像装置において、現像剤担持体の露出部におけるキャリア飛散に起因するキャリア落下および現像剤回収部におけるトナー飛散を抑制することができる。
また、トナー飛散抑制手段としてのトナー飛散抑制シート部材１３を磁性部材としてのマグネットシート１２と現像剤担持体としての現像スリーブ４の回転中心を結ぶ法線に略平行になるよう配置したので、マグネットシート１２に捕捉された磁性キャリアをマグネットローラ５の法線方向磁力により効率よく現像剤スリーブ４に戻すことができる。
また、マグネットローラ５のＰ１ｂ極（Ｓ極）と同極をマグネットシート１２の感光体ドラム１に対向させる向きとしているので、キャリア落下を防止するのみでなく、磁性キャリアが現像スリーブ４に戻り易い。
また、磁性トナーを用いることにより、トナーが磁気力によって磁性粒子に引き付けられるので、トナー飛散を抑制することができる。
また、本発明を感光体ドラム１と、感光体ドラム１に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置５１と、該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置とを備えた画像形成装置であって、現像磁極Ｐ１の現像スリーブ４回転方向下流側に隣接して設けられた補助磁極Ｐ１ｂ（Ｓ極）であって、幅が狭く十分な磁力が得られない補助磁極Ｐ１ｂ（Ｓ極）を有する現像装置に適用しているので、キャリア落下抑制に優れた効果がある。
また、像担持体としての感光体ドラム１と、潜像形成手段としての帯電ローラ５０及び光書き込みユニット５１と、感光体ドラム１上の潜像を現像してトナー像とする現像装置２と、転写装置５３とを備えた画像形成装置に適用することは、安定した画像を得ることができるので特に有用である。
なお、上記実施形態では、現像装置が単一の単色の画像形成装置を用いて説明したが、本発明は、現像装置を複数備え、カラー画像を形成するカラー画像形成装置にも適応できる。この場合、キャリア落下、トナー飛散を抑制することで、混色による画像劣化を防止することができる。
なお、上記実施形態では、高画質化を狙い、現像ニップを狭くするために、具体的には、主磁極Ｐ１の現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる補助磁極Ｐ１ｂを隣接して設け、主磁極Ｐ１の法線方向磁束密度ピークを狭くしている現像装置を用いて説明した。しかしながら、上記現像装置にか限らず、磁界発生手段の主磁極のよりも現像剤担持体の回転方向下流側に磁界を発生させる磁極の法線方向磁束密度ピークがケーシングの開口部より露出した位置にある現像装置においては、本発明は適用でき、同様の効果が得られる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１乃至５の発明によれば、現像剤担持体の主磁極よりも現像剤担持体の回転方向下流側の磁極の法線方向磁束密度ピークが現像装置ケーシングの開口部より露出するよう該磁極を配置した２成分現像装置において、現像剤回収部におけるトナー飛散および現像剤担持体の露出部におけるキャリア飛散に起因するキャリア落下を抑制することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置の概略構成図。
【図２】同現像装置を備えたプリンタの概略構成図。
【図３】トナー飛散抑制部材の概略構成図。
【図４】従来のトナー飛散抑制部材の一例。
【図５】比較例に係るトナー飛散抑制部材の概略構成図。
【符号の説明】
１      感光体ドラム
２      現像装置
２ａ    ケーシング
３      現像剤
３ａ    磁性トナー
３ｂ    磁性キャリア
４      現像スリーブ
５      マグネットローラ
６      ドクタ
７      現像剤収容ケース
７ａ    プレドクタ
８      トナーホッパ
８ａ    トナー補給口
９      トナーアジテータ
１０    現像バイアス電源
１２    マグネットシート
１３    トナー飛散抑制シート部材
５０    帯電ローラ
５１    光書き込みユニット
５２    用紙
５３    転写ローラ
Ｓ      現像剤収容部
Ｄ      現像領域
【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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