(57)【要約】【課題】２つ以上のスクリューミキサと磁気ローラとを備えた画像形成装置における現像装置を、小型に構成すると共に磁気ローラ上の現像に用いた磁気ブラシは確実に磁気ローラから引き剥がし、かつ、引き剥がした磁気ブラシがそのまま磁気ローラ側に運ばれて磁気ブラシとならないようにして、常に、新しい現像剤による磁気ブラシを磁気ローラ上に形成できるようにした画像形成装置における現像装置を提供することが課題である。【解決手段】感光体又は現像ローラ対向位置に現像極Ｎ１が、該現像極Ｎ１の磁気ローラ１１における回転スリーブ回転方向上流側に規制ブレード１２に対向して穂切り極Ｓ２と、一のスクリューミキサ１３に対向して汲上極Ｎ３と、さらに上流側に分離極Ｎ２とがこの順に設けられた磁気ローラを、２本以上のスクリューミキサの間における上部に設け、前記分離極Ｎ２と汲上極Ｎ３との間に無磁力の区間を設けると共に、穂切り極Ｓ２の磁力を汲上極Ｎ３の磁力より大きく設定した。【選択図】図１
2009198582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を撹拌する少なくとも２本以上のスクリューミキサと、複数の固定磁石を内包した回転スリーブを有して前記スクリューミキサにより供給される現像剤で磁気ブラシを形成する磁気ローラと、該磁気ローラ上の磁気ブラシを規制する規制ブレードと、を有した現像装置において、
前記磁気ローラは、前記２本以上のスクリューミキサの間における上部に設けられ、
前記磁気ローラに内包された固定磁石は、感光体又は現像ローラに対向した位置に現像極が、該現像極の回転スリーブ回転方向上流側に前記規制ブレードに対向して穂切り極と、前記一のスクリューミキサに対向して汲上極と、さらに上流側に分離極とがこの順に設けられ、
前記分離極と汲上極との間に無磁力の区間が設けられていると共に、前記穂切り極の磁力を前記汲上極の磁力より大きく設定したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記汲上極と穂切り極との極性を異ならせ、両磁極により形成される合成磁力の谷部が、前記スクリューミキサを収容した現像剤室の開口部上部であって、前記スクリューミキサで攪拌される現像剤の上水面と近接する位置となるよう、前記汲上極と穂切り極の磁力が設定されていることを特徴とする請求項１に記載した現像装置。
【請求項３】
前記一のスクリューミキサは前記回転スリーブ回転方向に対してカウンタ方向に回転し、該回転により前記一のスクリューミキサを収容した現像剤室に生じた現像剤溜まりの上部に接するように、前記汲上極の磁力の及ぶ範囲が設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載した現像装置。
【請求項４】
前記スクリューミキサと磁気ローラは、回転方向が同一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した現像装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４の何れかに記載した現像装置を、用いる色数分備えたことを特徴とするタンデム型画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの現像装置と該現像装置を用いたタンデム型画像形成装置に係り、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤をスクリューミキサで攪拌しながら搬送し、固定磁石を内包した磁気ローラ上に現像剤による磁気ブラシを形成した後、感光体上の静電潜像をその磁気ブラシで直接現像する、または、現像ローラにトナーのみを移行させて薄層を形成し、そのトナー薄層から感光体上の静電潜像にトナーを飛翔させて現像するようにした現像装置において、前記磁気ローラを前記スクリューミキサの上に配し、小型化を図った現像装置と該現像装置を用いたタンデム型画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２本以上のスクリューミキサを有して現像剤を攪拌、搬送し、固定磁石を内包した磁気ローラ上に現像剤の磁気ブラシを形成させた後、その磁気ブラシで感光体上の静電潜像を直接現像する現像装置、または磁気ブラシから現像ローラにトナーのみを移行させて薄層を形成した後、そのトナー薄層から感光体上の静電潜像にトナーを飛翔させて現像をおこなうようにした現像装置においては、従来から、例えば特許文献１に示されているように、スクリューミキサ軸を結んだ方向の延長方向近辺に磁気ローラ軸を配置することが一般的である。
【０００３】
これは、磁気ローラ上に形成した現像剤の磁気ブラシは、感光体上の静電潜像の現像、または現像ローラへのトナーの移行（以下、感光体上の静電潜像の現像と現像ローラへのトナーの移行を、単に現像と略称する）でトナーが消費されるため、トナーが消費された磁気ブラシを磁気ローラから引き剥がし、その引き剥がした現像剤が再度磁気ブラシとして磁気ローラに付着しないようにすると共に、攪拌された新たな現像剤による磁気ブラシの形成を効率よく行うため、磁気ブラシを引き剥がす位置と新たな現像剤を供給する位置を分離できるようにするためである。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に示された現像装置のように、磁気ローラをスクリューミキサ軸を結んだ方向の延長方向近辺に配置した場合、当然のことながらスクリューミキサと磁気ローラとが現像装置の中で感光体、または現像ローラ方向にこの順で並ぶことになり、現像装置は少なくとも、複数のスクリューミキサと磁気ローラのそれぞれの直径を足し合わせた長さ程度の大きさとなる。
【０００５】
現在、画像形成装置は、パーソナル化が進んで小型化が要請されており、また、高速化、高精細化、カラー化も進んでいる。そのためカラー画像形成装置では、例えば特許文献２に示されているように、画像形成を高速におこなうべく感光体と現像装置を含むユニットを、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等、カラー画像形成に用いる色数分だけ記録紙の搬送方向に並べ、各感光体上に形成された色毎の画像を色重ねして記録紙に転写するようにした、タンデム型のシステムが数多く提案されている。ところがこのタンデム型の画像形成装置における個々の現像装置が、この特許文献１に示されたように大型となると当然カラー画像形成装置が大型化し、パーソナル化による装置の小型化への要請に応じられなくなる。
【０００６】
特にタッチダウン現像方式、またはハイブリッド現像方式と呼ばれ、トナーおよびキャリアからなる２成分現像剤により磁気ローラ表面に磁気ブラシを形成し、その磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ表面に移送させてトナーの薄層を形成した後、感光体上に形成された静電潜像にトナーを飛翔させてトナー像として現像する方式では、磁気ローラと感光体との間にさらに現像ローラを介在させることになるから、現像装置がより大型化する。
【０００７】
そのため特許文献２に示された画像形成装置では、現像装置を構成する、現像剤を磁気ロールに供給して磁気ブラシを形成させるパドルミキサー、形成した磁気ブラシからトナーのみを現像ロールに移行させて現像ロール上にトナー博層を形成する磁気ロール、静電潜像を形成した感光体に対面して現像を行う現像ロール等を、略縦型に並べて小型化を図っている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−５６５６９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながらこの特許文献２に示された現像装置でも、パドルミキサーが上に、その下に順次、磁気ロール、現像ロールが下側に向けて配されているため、現像ロールが感光体と対面する部位は現像装置における下側に開口が設けられることになり、その開口からトナーが漏れるのを防止することが非常に困難になる。
【００１０】
そのため本発明においては、２つ以上のスクリューミキサと磁気ローラとを備えた画像形成装置における現像装置を、現像ローラまたは磁気ローラが感光体と対面する位置に設けられる開口から現像剤が漏れないようにしながら、小型に構成すると共に磁気ローラ上の現像に用いた磁気ブラシは確実に磁気ローラから引き剥がし、かつ、引き剥がした磁気ブラシ（現像剤）がそのまま磁気ローラ側に運ばれて磁気ブラシとならないようにして、常に、新しい現像剤による磁気ブラシを磁気ローラ上に形成できるようにした現像装置と該現像装置を用いたタンデム型画像形成装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置における現像装置は、
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を撹拌する少なくとも２本以上のスクリューミキサと、複数の固定磁石を内包した回転スリーブを有して前記スクリューミキサにより供給される現像剤で磁気ブラシを形成する磁気ローラと、該磁気ローラ上の磁気ブラシを規制する規制ブレードと、を有した現像装置において、
前記磁気ローラは、前記２本以上のスクリューミキサの間における上部に設けられ、
前記磁気ローラに内包された固定磁石は、感光体又は現像ローラに対向した位置に現像極が、該現像極の回転スリーブ回転方向上流側に前記規制ブレードに対向して穂切り極と、前記一のスクリューミキサに対向して汲上極と、さらに上流側に分離極とがこの順に設けられ、
前記分離極と汲上極との間に無磁力の区間が設けられていると共に、前記穂切り極の磁力を前記汲上極の磁力より大きく設定したことを特徴とする。
【００１２】
そしてこの現像装置を用いた画像形成装置は、この現像装置を用いる色数分備えたタンデム型画像形成装置である。
【００１３】
このように磁気ローラを２本以上のスクリューミキサの間の上部に設けることで、従来の現像装置のように、磁気ローラをスクリューミキサ軸を結んだ方向の延長方向近辺に配置した場合に比較して、磁気ローラ分、現像装置を小型に構成でき、さらに、現像装置における磁気ローラ、または現像ローラと感光体との対面部に設けられる開口は、上側を開口するよう構成できる。また、このように磁気ローラをスクリューミキサの上部に設けた場合、トナーが消費された磁気ブラシを分離する場所と再度磁気ブラシを形成するための現像剤汲上げ場所とが近接し、トナーが消費された磁気ブラシが再度磁気ローラに付着して、トナーが不足した磁気ブラシが形成され、画像に濃度をムラなどの不具合を起こすことがあるが、まず分離極と汲上極との間に無磁力の区間が設けられていることで、トナーが現像によって消費された磁気ブラシはこの区間で確実に磁気ローラから分離され、かつ、穂切り極の磁力を汲上極の磁力より大きく設定したことで、トナーを消費した現像剤の磁気ブラシが磁気ローラから分離された直後に汲上極で捉えられる前に、汲上極と穂切り極との磁力で形成される合成磁力が新たなトナーを含んだ現像剤の磁気ブラシを形成し、このような問題も解消した現像装置とすることができる。
【００１４】
そして、前記汲上極と穂切り極との極性を異ならせ、両磁極により形成される合成磁力の谷部が、前記スクリューミキサを収容した現像剤室の開口部上部であって、前記スクリューミキサで攪拌される現像剤の上水面と近接する位置となるよう、前記汲上極と穂切り極の磁力が設定されていることで、トナーを消費した現像剤の磁気ブラシが磁気ローラから分離された直後に汲上極で捉えられることなく、谷部から始まる合成磁力によって新たなトナーを含む現像剤の磁気ブラシが形成され、前記したような濃度をムラなどの不具合を生じることのない現像装置とすることができる。
【００１５】
さらに、前記一のスクリューミキサは前記回転スリーブ回転方向に対してカウンタ方向に回転し、該回転により前記一のスクリューミキサを収容した現像剤室に生じた現像剤溜まりの上部に接するように、前記汲上極の磁力の及ぶ範囲が設定されていることで、トナーを消費して磁気ローラから分離された現像剤は、スクリューミキサによって押し出される現像剤によって汲上極から遠ざかる方へ押し出され、かつ、汲上極が新しいトナーを含む現像剤溜まりから現像剤を汲上げて、合成磁力によって磁気ブラシとして形成するから、磁気ローラ上の現像に用いた磁気ブラシは確実に磁気ローラから引き剥がされると共に、引き剥がした磁気ブラシ（現像剤）がそのまま再度磁気ブラシとして使われることなく、常に、新しい現像剤による磁気ブラシにより現像がおこなわれて、長期に渡って品質の良い画像を形成できる画像形成装置における現像装置とすることができる。
【００１６】
さらに、前記スクリューミキサと磁気ローラは、回転方向が同一であることで、前記した効果をより確実にする実施形態とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上記載のごとく本発明になる画像形成装置における現像装置は、磁気ローラがスクリューミキサの上に設けられて小型に構成されていると共に、磁気ローラ、または現像ローラと感光体との対面部に設けられる開口を上側とするよう構成でき、また、磁気ローラ上の現像に用いた磁気ブラシは確実に磁気ローラから引き剥がされ、かつ、引き剥がした磁気ブラシ（現像剤）がそのまま再度磁気ブラシとして使われることがないようにしたから、常に、新しい現像剤による磁気ブラシにより現像がおこなわれ、小型で、長期に渡って品質の良い画像を形成できる現像装置と画像形成装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１９】
図１は、本発明になる画像形成装置における現像装置１０の一例の、主要部分の断面図と磁極配置、及び磁力の及ぶ範囲を示した図である。この図１に示した現像装置１０は、一例として、磁気ローラ１１上に形成された二成分現像剤による磁気ブラシで、現像ローラ１５上にトナーのみの薄層を形成し、現像ローラ１５に印加される直流と交流とを重畳した現像バイアスにより、トナーを図示していない感光体上に形成された静電潜像に飛翔させて現像を行う、所謂タッチダウン現像方式の現像装置である。この方式の現像装置では、感光体は現像ローラ１５に対面して設けられるが、本発明はこのタッチダウン現像方式の現像装置だけでなく、現像ローラ１５の位置に、非磁性ローラたる感光体を設置した通常の二成分現像装置にも適用できることは明らかである。
【００２０】
この現像装置１０は、その筐体１６の下部に、現像剤を攪拌、搬送するスクリューミキサ１３と１４とを配した現像剤室１６２、１６３が設けられ、そのスクリューミキサ１３、１４の間における上部に、磁気ローラ１１と現像ローラ１５が設けられた縦型の現像装置であり、前記特許文献１に示された従来の現像装置に比較し、磁気ローラ１１（及び現像ローラ１５）がスクリューミキサ１３、１４の軸を結んだ方向の延長方向近辺に配置されていない分、現像装置が小型に構成されていると共に、現像ローラ１５と図示していない感光体との対面部に設けられる開口部が上側となり、前記特許文献２に示された現像装置のように、現像剤が開口部から漏れるという心配がない。
【００２１】
図中１１は、反時計回りに回転し、表面がブラスト処理で例えばＲｚ３０ｍμにされた回転スリーブ内部に、シャフトに固定された磁石を内包した磁気ローラで、内部の固定磁石は、現像ローラ１５に対向する位置（０°）に現像極Ｎ１が、この現像極Ｎ１の回転スリーブ回転方向上流側の規制ブレード１２と対向する位置に穂切り極Ｓ２が、その穂切り極Ｓ２のさらに上流側に汲上極Ｎ３、分離極Ｎ２、搬送極Ｓ１極がこの順で配され、各磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２により生じる磁力が及ぶ範囲を、それぞれ１７Ｎ１、１７Ｓ１、１７Ｎ２、１７Ｎ３、１７Ｓ２で示してある。
【００２２】
１２はこの磁気ローラ１１上の磁気ブラシの高さを規制する規制ブレードで、例えば肉厚１．５ｍｍ程度のＳＵＳ４３０などの磁性体でＬ字状に形成され、磁気ローラ１１の穂切り極Ｓ２に対して図の場合は３〜５度、反時計回りにズレた位置に対向して設けられて磁気ローラ１１の軸方向に延在し、現像装置１０の筐体１６に固定されている。１３、１４は現像剤室１６２、１６３中に設けられたスクリューミキサで、この現像剤室１６２、１６３は、例えば長手方向両端が筐体１６に接しないよう短くされた仕切り壁１６１で仕切られ、現像剤はスクリューミキサ１３、１４によって攪拌されながら、この現像剤室１６２、１６３中を移動しながら帯電させられる。
【００２３】
図２は、図１に示した現像装置１０における磁気ローラ１１に内包した磁極を平面に展開し、それぞれの磁極により生じる水平磁力２１、垂直磁力２２、合成磁力２３の強さを示したグラフである。この図２のグラフにおいて、横軸は、磁気ローラ１１が現像ローラ１５と対向した最近接位置（０°）からの角度（単位：ｄｅｇ）、縦軸は磁力強さ（単位：ｍＴ）である。そして上部に記したＳ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２、Ｎ１は、磁気ローラ１１内の前記した各磁極の位置、また、２５、２６、２７は、２５が現像ローラ１５と対向した磁気ローラ１１の最近接位置（０°）、２６が磁気ローラ１１の回転スリーブ回転方向に対してカウンタ方向に回転するスクリューミキサ１３で攪拌され、現像剤室１６２の壁により形成された現像剤の水面１８と磁気ローラ１１とが最も近接した位置、２７は規制ブレード１２の位置である。
【００２４】
図３は、図１に示した現像装置１０における磁気ローラ１１に内包した磁極の、磁気ローラ１１が現像ローラ１５と対向した最近接位置（０°）からの角度と垂直磁力の強さを一覧にした表である。この図３の表において、左端は前記した磁極、最上段に「実施例」として記したのは図１に示した磁極配置、「比較例」として記したのは、後で詳述するように、汲上極Ｎ３を磁気ローラ１１の回転スリーブの回転方向に３５°回転させた図４に示した磁極配置の場合であり、「極角度」は上記した０°の位置からの角度、垂直磁力は各磁極の垂直磁力で、この垂直磁力の値は図２においては２２で示したラインになる。
【００２５】
このように構成された本発明になる現像装置１０における各磁極は、図３に「実施例」として示した極角度と垂直磁力を有し、前記したように図２における２２のラインとなる。すなわち再度図２を参照して、まず現像極Ｎ１は、磁気ローラ１１が現像ローラ１５と対向した最近接位置（０°）２５近辺の、回転スリーブの回転方向上流側となる３５２°の位置（図２右端参照）に設けられて、５つの磁極中最も垂直磁力が強い９５ｍＴとしている。そして穂切り極Ｓ２は現像極Ｎ１の回転スリーブ上流側の２７０°の位置に位置し、２番目に大きな垂直磁力７０ｍＴを有して設けられ、汲上極Ｎ３は２１５°の位置に最も小さな垂直磁力３０ｍＴで設けられている。
【００２６】
分離極Ｎ２、搬送極Ｓ１は、分離極Ｎ２が汲上極Ｎ３より大きくて搬送極Ｓ１は穂切り極Ｓ２より小さくされ、また、分離極Ｎ２と汲上極Ｎ３との約１０６°にわたる区間は磁極が設けられておらず、その間の約４０°にわたる区間は磁力が０ｍＴとなっている。そしてこれらの磁極により生じる水平磁力２１は、現像極Ｎ１と搬送極Ｓ１の間の約３０°近辺が最も大きく、次いで汲上極Ｎ３と穂切り極Ｓ２との間に２番目に大きなピークがある。
【００２７】
そしてこれら水平磁力２１と垂直磁力２２を合成した合成磁力２３は、各磁極の近辺に大小はあるが夫々ピークを持ち、図１に示したスクリューミキサ１３、１４によって攪拌され、現像剤室１６２、１６３中を移動しながら帯電させられた二成分現像剤は、まず、汲上極Ｎ３で汲上げられて磁気ローラ１１上に磁気ブラシを形成し、穂切り極Ｓ２で強力に保持されながら規制ブレード１２によって高さが規制される。
【００２８】
その後磁気ブラシは、現像極Ｎ１付近で最も大きくなった磁力で保持されながら、前記図１の例では現像ローラ１５上にトナー博層を形成して、図示していない感光体上に形成された静電潜像に飛翔して現像が行われる。そしてトナーが現像ローラ１５に移動して消費された磁気ブラシは、搬送極Ｓ１で分離極Ｎ２まで運ばれ、分離極Ｎ２と汲上極Ｎ３の無磁極の区間で磁気ローラ１１からスクリューミキサ１３がある現像剤室１６２に戻される。
【００２９】
なお、ここで使用した現像剤は、キャリアが重量平均径４５ｍμのＭｎ−Ｍｇを主成分とし、飽和磁化がＭＳＶ法により求められる値で６０ｅｍｕ／ｇのものを用い、トナーはコールターカウンターにて測定される体積分布の中位径で、７ｍμの粒子をキャリアと１２％の濃度になるよう混合したものを用いた。
【００３０】
再度図１を参照して、本発明では前記したように現像装置１０を小型に構成するため、磁気ローラ１１を２本のスクリューミキサ１３、１４の間における上部に設けている。しかしながらこうすると、トナーが消費された磁気ブラシを磁気ローラから引き剥がす位置と、攪拌された新たなトナーを含む現像剤による磁気ブラシを磁気ローラ１１上に形成する位置とが近接し、引き剥がした現像剤が再度磁気ブラシとして磁気ローラ１１に付着し易くなる。そのため本発明の現像装置では、まず、分離極Ｎ２と汲上極Ｎ３との間に無磁力の区間を設けて剥がした磁気ブラシが現像剤室１６２へ落ちるようにしている。
【００３１】
また、図１から明らかなように、スクリューミキサ１３、１４は磁気ローラ１１における回転スリーブ回転方向に対してカウンタ方向に回転し、スクリューミキサ１３の回転による現像剤の水面１８は、汲上極Ｎ３の規制ブレード１２側では高くなって磁気ローラ１１に近接し、分離極Ｎ２側では低くなって、磁力を小さくした汲上極Ｎ３の磁力は現像剤の水面１８に届かない大きさとしてある。
【００３２】
また同時に、汲上極Ｎ３によって汲上げられた新たなトナーを含む現像剤が、確実に磁気ブラシとして磁気ローラ１１上に保持されるよう、穂切り極Ｓ２の磁力を汲上極Ｎ３より大きく設定しているが、この汲上極Ｎ３と穂切り極Ｓ２は極性が異なるため、その合成磁力２３は図２の２６の番号を付した位置を見ればわかるとおり、小さな谷部が形成される。そこでこの谷部が、スクリューミキサ１３を収容した現像剤室１６２の磁気ローラ１１側の開口部であって、スクリューミキサ１３で攪拌される現像剤の上部水面１８と近接する位置となるよう、汲上極Ｎ３と穂切り極Ｓ２の磁力を設定してある。
【００３３】
そのため磁気ローラ１１上には、トナーを消費した現像剤の磁気ブラシが磁気ローラ１１から分離された直後に汲上極Ｎ３で捉えられる前に、汲上極Ｎ３と穂切り極Ｓ２との磁力で形成される合成磁力が新たなトナーを含んだ現像剤の磁気ブラシを形成する。従って、トナーが消費された磁気ブラシを磁気ローラから引き剥がした後、再度磁気ブラシとして磁気ローラ１１に付着することで、画像に濃度ムラを起こすような不具合を起こすことのない現像装置とすることができる。
【００３４】
磁気ローラ１１における各磁極の配置と磁力を図１に示したように定めるにあたり、本発明者らは、磁気ローラ１１における固定磁石の汲上極Ｎ３を回転させ、図１に示した位置とは異なる位置となるようにして、形成される画像にどのような影響が出るかをＡ４全面にベタ黒を印字して確認した。
【００３５】
その実験に用いた現像装置の、図１と同様な主要部分の断面図と磁極配置、及び磁力の及ぶ範囲を示した図が図４であり、この図４における磁気ローラ４１におけるそれぞれの磁極の、現像ローラ４５と対向した最近接位置（０°）からの角度（単位：ｄｅｇ）を示したのが前記したように図３の「比較例」で、さらに、磁気ローラ４１に内包した磁極を平面に展開し、それぞれの磁極により生じる水平磁力５１、垂直磁力５２、合成磁力５３の強さを示したグラフが図５である。
【００３６】
図４において、４０は比較例としての現像装置で、４１は磁気ローラ、４２は規制ブレード、４３、４４はスクリューミキサ、４５は現像ローラ、４６は筐体、４６１は現像剤室４６２、４６３を隔てる仕切り壁であり、これら構成要素は番号を異ならせてはいるが、前記図１に示した構成要素と同じものである。ただ、磁気ローラ４１の汲上極Ｎ３は、前記図１に示した現像装置１０における汲上極Ｎ３を、磁気ローラ１１が現像ローラ１５と対向した最近接位置（０°）からの角度に対し、３５°だけ反時計方向に回転させて配置して極角度を２１５°から２５０°としている。
【００３７】
各磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２により生じる磁力が及ぶ範囲は、それぞれ４７Ｎ１、４７Ｓ１、４７Ｎ２、４７Ｎ３、４７Ｓ２で示し、スクリューミキサ４３の回転により生じる現像剤室４６２にできる現像剤の水面を４８で示してある。また、図５において５５、５６、５７は、図２の場合と同様、５５は現像ローラ４５と磁気ローラ４１の最近接位置（０°）であり、５６は磁気ローラ４１が現像剤の水面４８と最も近接した位置、５７は規制ブレード４２の位置である。
【００３８】
この図４、図５の比較例の現像装置４０を、前記した図１、図２の実施例の現像装置１０と比較してみると、まず、この比較例の現像装置４０では、図１の現像装置１０と異なり、分離極Ｎ２と汲上極Ｎ３との間の約１４２°にわたる区間は磁極が設けられておらず、図１に示した実施例約１０７°とは異なり、その区間が回転量３５°分増えている。そのため図５からわかるように、水平磁力５１はその間の約８０°にわたる区間が、また、垂直磁力５２、合成磁力５３は約５０°の区間が完全に０ｍＴとなっており、図１の現像装置１０の場合は約４０°に渡る区間が０ｍＴとなっているのに比較し、非常に多くなっている。また汲上極Ｎ３は、磁気ローラ４１が現像剤の水面４８と最も近接した位置５６より規制ブレード４２側にピークが位置することになる。
【００３９】
そしてこの図４に示した比較例の現像装置４０と図１に示した実施例の現像装置１０とに、前記したように、キャリアが重量平均径４５μｍのＭｎ−Ｍｇを主成分とし、飽和磁化がＶＳＭ法により求められる値で６０ｅｍｕ／ｇ（印加磁場１キロエルステッド）のものを用い、トナーとしてコールターカウンターにて測定される体積分布の平均粒径で、７μｍの粒子のものをキャリアと１２％の濃度になるよう混合した現像剤を用い、Ａ４全面にベタ黒を印字して形成される画像を比較した。
【００４０】
その結果、図１に示した実施例の現像装置１０では、Ａ４用紙の上方から下方にかけて濃度がほとんど変化しなかったのに対し、図４に示した比較例の現像装置４０では、Ａ４用紙の下方に向かうに従って画像濃度が低下した。
【００４１】
この図４に示した比較例の現像装置４０でも、トナーが現像ローラ４５に移動して消費された磁気ブラシが分離極Ｎ２で磁気ローラ４１から引き剥がされ、スクリューミキサ４３のある現像剤室４６２に落下する。しかしこの比較例の現像装置４０では、汲上極Ｎ３が、現像剤の水面４８と磁気ローラ４１とが最も近接した位置５６（図５参照）より規制ブレード４２側に位置するため、新しいトナーを含んだ現像剤が磁気ブラシとして磁気ローラ４１に取り込まれる前に、この現像剤室４６２に落下したトナーの消費された現像剤が現像剤の水面４８を経由し、再度磁気ローラ４１に磁気ブラシとして取り込まれる。それによって、取り込まれた現像剤がトナー濃度の低い磁気ブラシとなり、現像ローラ４５へのトナー供給が追いつかず、それがＡ４縦方向の印字中に繰り返されて、Ａ４用紙の下方に向かうに従って画像濃度が低下した画像となったものと考えられる。
【００４２】
すなわち、この比較例の現像装置４０では、図５に示した現像剤の水面４８と磁気ローラ４１とが最も近接する位置５６は、合成磁力５３が大きくなり始めのまだ小さい部分であり、穂切り極Ｓ２に向かってこの合成磁力が大きくなるのは、現像剤の水面４８と磁気ローラ４１とが最も近接した位置５６とは離れているため、新しいトナーを含んだ現像剤がうまく磁気ローラ４１にとらえられず、逆にトナーの消費された現像剤が現像剤の水面４８を経由して磁気ローラ４１に付着して、このような現象が生じるものと考えられる。
【００４３】
従って汲上極Ｎ３は、図１及び図２に示したようにその極角度を２１５°として磁力の及ぶ範囲を、スクリューミキサ４３で攪拌される現像剤の水面４８に接するか否かの位置とすると共に、穂切り極Ｓ２の磁力を汲上極Ｎ３の磁力より大きく、かつ、汲上極Ｎ３と穂切り極Ｓ２とは極性を異ならせて、両磁極により形成される合成磁力の谷部が、スクリューミキサ４３を収容した現像剤室４６２の開口部であって、スクリューミキサ４３で攪拌される現像剤の上部と近接する位置となるよう、汲上極Ｎ３と穂切り極Ｓ２の磁力を設定することが必要であることがわかる。
【００４４】
つまりこのようにすることで、トナーが現像ローラ４５に移動して消費された磁気ブラシが再度磁気ローラ４１取り込まれる前に、新しいトナーを含んだ現像剤が先に磁気ブラシとして磁気ローラ４１上に形成され、それによってこの比較例の現像装置４０のように、画像形成が進むにつれて画像濃度が低下するという不具合を防止できるわけである。
【００４５】
そのため、この図１のように構成した現像装置を、前記特許文献２に示したようなタンデム型の画像形成装置における、各色に対応した現像装置とすることで、前記特許文献１の現像装置のように、磁気ローラをスクリューミキサ軸を結んだ方向の延長方向近辺に配置した場合に比較して画像形成装置が大型化するのが防げ、また、前記特許文献２に示したように、磁気ローラ（現像ローラ）を下部に設けて現像装置を縦型に構成した場合問題となる開口部からの現像剤漏れを起こすことなく、さらに、トナーが消費された磁気ブラシを再度汲み上げることで生じる濃度低下や画像ムラを防ぎ、長期に渡って品質の良い画像を形成できるタンデム型画像形成装置を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、２つ以上のスクリューミキサと磁気ローラとを備えた現像装置であっても、小型で画像濃度の変動などの不具合を起こさない現像装置とすることができるから、小型で長期に渡って高画質な画像を提供できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明になる画像形成装置における現像装置の一例の、主要部分の断面図と磁極配置、及び磁力の及ぶ範囲を示した図である。
【図２】図１に示した現像装置における磁気ローラに内包した磁極を平面に展開し、それぞれの磁極により生じる垂直磁力、水平磁力、合成磁力の強さを示したグラフである。
【図３】図１に示した現像装置における磁気ローラに内包した磁極の、実施例の現像位置に対する角度と垂直磁力の強さ、及び、比較例として各磁極を回転スリーブ回転方向へ３５°回転させた場合を示した表である。
【図４】図３に比較例として示した磁極配置を有する現像装置の一例の、主要部分の断面図と磁極配置、及び磁力の及ぶ範囲を示した図である。
【図５】図４に示した現像装置における磁気ローラに内包した磁極を平面に展開し、それぞれの磁極により生じる垂直磁力、水平磁力、合成磁力の強さを示したグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０  現像装置
１１  磁気ローラ
１２  規制ブレード
１３、１４  スクリューミキサ
１５  現像ローラ
１６  筐体
１６１  仕切り壁
１６２、１６３  現像剤室
１７  各磁極における磁力の及ぶ範囲
１８  スクリューミキサ回転により生じる現像剤の水面
２５  現像ローラと磁気ローラの最近接位置（０°）
２６  磁気ローラが現像剤の水面と最も近接した位置
２７  規制ブレードの位置
【図１】
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【図２】
2009198582.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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