JP2013178502A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ロールから感光体ドラム上の潜像にトナーを移転させて現像した後、現像ロールが有するスリーブ上に付着するトナー等を除去し、画像ムラが生じることを抑制する。
【解決手段】層規制部材２９を備えない第２のマグネットロール２４ａに着磁された搬送極Ｓ８に対向して磁性部材３１を配置する。磁性部材の上記マグネットロールに対向する面には搬送極Ｓ８と同極性の磁極を設ける。これら磁極間に反発磁界が作用し、磁性キャリア４１が第２のスリーブ上に押し付けられ、スリーブの周面を擦る。これにより、第２のスリーブの周面に付着していたトナー４２や外添剤４３を掻き取って磁性キャリアに付着させる。そして、第２のスリーブ上の磁性キャリアは剥離極Ｎ９、Ｎ１０の反発磁界によって剥離する。これにより、第２のスリーブの周面に付着するトナー及び外添剤の、現像領域で対向した画像に基づくムラを解消し、画像履歴の発生を抑制する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。

像保持体上の静電潜像にトナーを転移して可視像を形成する画像形成装置では、トナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤が多く用いられている。このような二成分現像剤は、現像装置が有する現像ロールの周面上に磁気的に吸着されて像保持体と対向する位置に搬送される。そして、像保持体と現像ロールとの間に現像バイアス電圧が印加され、形成された電界内でトナーが像保持体上の静電潜像に転移して可視像を形成する。

上記現像ロールは、回転しないように固定支持されたマグネットロールと、この周囲で回転可能に支持された円筒状の薄いスリーブとを有するものが広く用いられている。上記マグネットロールは周方向に複数の磁極が着磁されており、磁性キャリアをスリーブの表面上に磁気的に吸着し、スリーブの回転によって磁性キャリアとこれに付着したトナーとを周方向に搬送するものとなっている。このとき、スリーブ上に保持された二成分現像剤はマグネットロールの磁極上で、磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを形成する。特に像保持体と対向する位置に着磁された現像極上では、穂状となることによって像保持体上に多くのトナーが転移し現像が行われる。

一方、トナーを使用して可視像を形成する画像形成装置では、プロセスの高速化が望まれており、高速回転する像保持体に十分な量のトナーを供給するために複数の現像ロールを備える現像装置が提案されている。
例えば、特許文献１、特許文献２又は特許文献３には、２個の現像ロールを備えた現像装置が記載されている。これら現像ロールは、像保持体の周方向に配置され、それぞれがマグネットロールとスリーブとを有し、それぞれのマグネットロールには複数の磁極が設けられている。そして、これらの現像ロールから像保持体上の静電潜像にトナーを転移して十分な濃度の現像が行われる。

特開２００７−２４１１４９号公報 特開平７−９２８１４号公報 特開２００６−２４３２５５号公報

本発明は、静電潜像が形成された像保持体と対向する複数の現像部材によって現像された画像の濃度ムラを低減する現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 静電電位の差による潜像が形成される像保持体と対向して配置され、周方向に回転駆動される円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に固定支持され、周方向の複数の位置に磁極が設けられたマグネットロールと、を備える複数の現像部材と、 複数の前記現像部材の内の第１の現像部材が有する第１のスリーブと対向し、該第１のスリーブの内側に設けられた第１のマグネットロールによって該第１のスリーブ上に保持された二成分現像剤の層を規制する層規制部材と、 前記層規制部材で規制された後の二成分現像剤が受け渡された第２の現像部材が有する第２のマグネットロールの複数の磁極の内、該第２の現像部材が有する第２のスリーブの回転方向における前記像保持体と対向する位置に設けられた現像極より下流側で、前記第２のスリーブの周面上に保持された二成分現像剤を剥離する剥離極より上流側に設けられた磁極と対向する位置で、該第２のスリーブと間隔を保持して対向する磁性部材と、を有することを特徴とする現像装置を提供する。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の現像装置において、 前記磁性部材は、前記第２のスリーブと対向する位置が、前記第２のマグネットロールの該磁性部材と対向する前記磁極と同極性に着磁されているものとする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、 前記第２のマグネットロールは、前記現像極より下流側で前記剥離極より上流側に複数の磁極を有し、 前記磁性部材は、複数の前記磁極と対向して配置されているものとする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の現像装置において、 前記第２のスリーブと間隔をあけて対向し、前記磁性部材が設けられた位置の上流側で滞留する二成分現像剤を囲うように設けられた囲い部材を有するものとする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の現像装置において、 前記囲い部材は、前記磁性部材が対向する磁極が設けられた位置の直上を覆うように支持されているものとする。

請求項６に係る発明は、請求項４又は請求項５に記載の現像装置において、 前記磁性部材は、前記囲い部材の背面側に支持されているものとする。

請求項７に係る発明は、 無端状の周面に静電電位の差による潜像が形成される像保持体と、 前記像保持体上の潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像装置と、 形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、 前記転写材に前記トナー像を定着させる定着装置と、を有し、 前記現像装置は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置を提供する。

請求項１に係る現像装置では、本構成を備えていないものと比較して、複数の現像部材によって現像された画像の濃度ムラを低減することができる。

請求項２に係る現像装置では、本構成を備えていないものと比較して、像保持体との対向位置を通過した第２のスリーブの表面に付着しているトナーを強く掻き取ることができる。

請求項３に係る現像装置では、１つの磁極と対向して磁性部材が配置された現像装置と比較して、第２のスリーブ上に付着したトナーを強く掻き取ることができる。

請求項４に係る現像装置では、囲い部材を備えていないものと比較して、第２のスリーブの表面に付着しているトナーを掻き取る効果が増大する。

請求項５に係る現像装置では、本構成を備えていないものと比較して、第２のスリーブの表面に付着しているトナーを掻き取る効果が増大する。

請求項６に係る現像装置では、本構成を備えていないものと比較して、囲い部材と第２のスリーブとで囲われた領域内で現像剤を円滑に循環させることができる。

請求項７に係る画像形成装置では、本構成を備えていないものと比較して、複数の現像部材によって現像された画像の濃度ムラを低減することができる。

本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。 本願に係る発明の一実施形態であって、図１に示す画像形成装置に備えられた現像装置の概略断面図である。 図２に示す現像装置の一部拡大断面図である。 磁性部材が配置される位置を示す概略図である。 現像ロールと感光体ドラムとが対向する位置におけるトナー、キャリア、外添剤の挙動を示す概略図である。 磁性部材と現像ロールとの間の磁力線と二成分現像剤の挙動を示す概略図である。 他の実施形態である現像装置の磁性部材と現像ロールとの対向位置における二成分現像剤の挙動を示す概略図である。 他の実施形態である現像装置のマグネットロールに着磁された磁極の配置を示す概略図である。 他の実施形態である現像装置の磁性部材と現像ロールとが対向する位置における磁極の配置を示す概略図である。 本願に係る発明の他の実施形態である現像装置の、現像ロールと対向する磁性部材とその上流側に設けられた囲い部材との配置を示す概略断面図である。 図１０に示す現像装置における磁性部材と現像ロールとの間及び囲い部材と現像ロールとの間における二成分現像剤の挙動を示す概略図である。 囲い部材を有する現像装置の他の実施形態を示す概略断面図である。 囲い部材を有する現像装置の他の実施形態を示す概略断面図である。

以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置は、４色のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成装置であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を出力する電子写真方式の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、これらと対向する中間転写ベルト１１とを備えている。
中間転写ベルト１１は、回転駆動される駆動ロール１５と、中間転写ベルトの幅方向への偏りを調整する調整ロール１６と、対向ロール１７とに張架されている。そして、上記画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと対向するように配置され、図中に示す矢印Ａの方向に周面が周回駆動されるものである。

この中間転写ベルト１１の周回移動方向における上流側から順に、イエローのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｍ、シアンのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｃ、ブラックのトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｋが配列され、その下流側には、二次転写を行うための二次転写部材１２が中間転写ベルト１１と接触するように配置されている。
この二次転写部材１２が中間転写ベルト１１と対向する二次転写位置１３には記録紙収容部８から搬送路９を経て、シート状の記録媒体が送り込まれる。記録媒体の搬送経路における二次転写位置１３の下流側には、トナー像が転写された記録媒体の搬送装置１４及びトナー像を加熱及び加圧して記録媒体上に圧着する定着装置７が設けられている。
さらに下流側にはトナー像が定着された記録媒体を重ねて保持する排紙保持部（図示しない）が設けられている。

上記画像形成ユニット１０のそれぞれは、表面に静電潜像が形成されて像保持体として機能する感光体ドラム１を有しており、各感光体ドラム１の周囲に、該感光体ドラム１の表面を帯電する帯電装置２と、感光体ドラム１上に形成された潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置２０と、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト１１上に一次転写する一次転写ロール５と、転写後の感光体ドラム１上に残留したトナーを除去するクリーニング装置６と、を備えている。また、感光体ドラム１のそれぞれについて、画像信号に基づいて像光を発生する露光装置３が設けられ、現像装置２０が対向する位置の上流側で、帯電された感光体ドラム１に像光を照射して静電潜像を書き込むものとなっている。

上記対向ロール１７と中間転写ベルト１１を挟んで対向する位置に配置された二次転写部材１２は、二次転写ロール１２ａと、補助ロール１２ｂと、これらに張架された二次転写ベルト１２ｃとを有するものである。二次転写ベルト１２ｃは中間転写ベルト１１と重ね合わされた状態で対向ロール１７と二次転写ロール１２ａとの間に挟み込まれ、中間転写ベルト１１が周回駆動されるのにともなって周回移動するものとなっている。また、中間転写ベルト１１と二次転写ベルト１２ｃとの間に記録媒体が送り込まれたときには、この記録媒体を挟み込んで搬送する。そして、二次転写ロール１２ａと対向ロール１７との間に転写用の電界を形成するために、対向ロール１７には転写電圧が印加される。

上記定着装置７は、加熱源を内蔵した加熱ロール７ａと、この加熱ロール７ａに圧接される加圧ロール７ｂとを備えており、これらが接触するニップ部を形成している。トナー像が転写された記録媒体は、上記ニップ部に送り込まれ、回転駆動される加熱ロール７ａと加圧ロール７ｂとの間で加熱されるとともに加圧され、トナー像が記録媒体上に圧着されるものとなっている。

上記現像装置２０は、図２及び図３に示すように、トナーと磁性キャリアと外添剤とを含む二成分現像剤２１が収容される収容函体２２を備え、この収容函体２２が感光体ドラム１に向かって開口する部分に、現像部材として機能する第１の現像ロール２３及び第２の現像ロール２４が設けられている。収容函体２２内における現像ロール２３，２４が設けられた位置の後方には、第１の現像剤収容室２５と第２の現像剤収容室２６が設けられ、これらの現像剤収容室２５，２６内には、二成分現像剤を撹拌しながら搬送するともに、第１の現像ロール２３に二成分現像剤を供給する攪拌搬送部材２７，２８が設けられている。また、第１の現像ロール２３及び第２の現像ロール２４の周囲には、第１の現像ロール２３の外周面上に磁気的に吸着された二成分現像剤の層厚を規制する層規制部材２９と、第１の現像ロール２３上の二成分現像剤を第２の現像ロール２４に振り分ける振り分け部材３０と、第２の現像ロール２４の外周面に対向して配置された磁性部材３１と、第２の現像ロール２４の外周面から剥離された二成分現像剤を上記攪拌搬送部材２７の作動領域に案内する案内部材３２と、が設けられている。

上記二成分現像剤２１（以下、現像剤）は、樹脂性トナーと磁性キャリアと外添剤とを含むものであり、本実施の形態では、攪拌することによって磁性キャリアと外添剤は正極性に帯電し、トナーは負極性に帯電するものを使用している。そして、正に帯電した磁性キャリアを現像ロール２３，２４の外周面に磁気的に吸着することにより、磁性キャリアの周囲に付着した負に帯電したトナーを、このトナーに付着した正帯電の外添剤とともに搬送するようになっている。

上記収容函体２２は、現像剤２１を収容するとともに、内部に設けられた２つの現像ロール２３，２４、攪拌搬送部材２７，２８、層規制部材２９，振り分け部材３０，磁性部材３１及び案内部材３２を支持するものである。そして、感光体ドラム１と対向するように設けられた開口部において、第１の現像ロール２３及び第２の現像ロール２４が感光体ドラム１と間隔をあけて対向するように配設されている。

上記攪拌搬送部材２７，２８は、２つが現像ロール２３，２４の軸線に沿って配置され、中心軸の回りに螺旋状の翼体を備えたスクリュー状の部材である。そして、これらの攪拌搬送部材２７，２８は、軸線方向の両端部に開口（図示せず）を有した隔壁３３を挟んで並列するように配置されており、それぞれの軸線方向に現像剤２１を搬送するものであって、現像剤２１の搬送方向が互いに反対となるように回転駆動される。これにより、隔壁３３に設けられた開口で現像剤が互いの撹拌領域間で受け渡され、隔壁３３で仕切られた第１の現像剤収容室２５と第２の現像剤収容室２６とを循環移動する。そして、攪拌搬送部材２７によって第１の現像ロール２３に供給され、第１の現像ロール２３の外周面上に現像剤が磁気的に吸着されるものとなっている。

上記第１の現像ロール２３及び第２の現像ロール２４は、収容函体２２に固定支持されたマグネットロール２３ａ，２４ａと、マグネットロール２３ａ，２４ａの外周面に沿って回転可能に支持された筒状のスリーブ２３ｂ，２４ｂと、を備えるものである。
マグネットロール２３ａ，２４ａは、周方向に複数の磁極が着磁されており、磁力の作用でスリーブ２３ｂ，２４ｂの外周面に現像剤２１を磁気的に吸着し又は剥離することが可能となっている。そして、これら磁極はマグネットロール２３ａ，２４ａの軸線方向にほぼ均等に着磁され、軸線方向のいずれの位置でもほぼ同じ磁界を周辺に形成するものとなっている。

上記第１の現像ロール２３が有する第１のスリーブ２３ｂは、図２又は図３中の矢印Ｃで示す方向、つまり矢印Ｂで示される方向に駆動される感光体ドラム１と対向する位置で周面が感光体ドラム１と同方向に移動するように回転駆動される。また、第２の現像ロール２４が有する第２のスリーブ２４ｂは、図２又は図３中に矢印Ｄで示す方向に駆動される。これにより、第２のスリーブ２４ｂが第１のスリーブ２３ｂと対向する位置つまり現像剤の受け渡し位置では対向する双方の周面が同方向に移動し、第２のスリーブ２４ｂと感光体ドラム１とが対向する位置では、対向する双方の周面が互いに反対方向に移動するように回転駆動される。

上記第１の現像ロール２３が備える第１のマグネットロール２３ａに着磁された磁極は、例えば図３に示すように、攪拌搬送部材２７から供給される現像剤を吸着する位置から第１のスリーブ２３ｂの周回移動方向へ順に、供給される現像剤を吸着する吸着極Ｓ１、第２の現像ロール２４と対向する位置に着磁され、第１のスリーブ２３ｂに保持された現像剤を第２のスリーブ２４ｂに受け渡す受け渡し極Ｎ２、感光体ドラム１と対向する位置に着磁された現像極Ｓ３、第１のスリーブ２３ａの外周面に現像剤を吸着して搬送する搬送極Ｎ４、上記吸着極Ｓ１と隣り合うように設けられ、該吸着極Ｓ１と同極性となった剥離極Ｓ５が設けられている。

第２の現像ロール２４が備える第２のマグネットロール２４ａも周方向に沿って５つの磁極が着磁されており、第１の現像ロール２３と対向する位置から第２のスリーブ２４ｂの周回移動方向に、第１の現像ロール２３と対向する位置に着磁されて第１のスリーブ２３ａ上から現像剤を受け取る受け取り極Ｓ６、感光体ドラム１と対向する位置で現像剤を感光体ドラム１に向かって穂立ちさせる現像極Ｎ７、第２のスリーブ２４ｂの外周面に現像剤を吸着して搬送する搬送極Ｓ８、同極性の磁極が周方向に間隔を開けて着磁され、反発磁界で現像剤を剥離する二つの剥離極Ｎ９，Ｎ１０が設けられている。
なお、上記磁極Ｓ１〜Ｓ８はＳ極であり、上記磁極Ｎ２〜Ｎ１０はＮ極である。

上記層規制部材２９は、先端縁が第１のスリーブ２３ｂの外周面と対向するように設けられた板状の部材であり、第１のスリーブ２３ｂ上に吸着されて移動する現像剤の量を規制するものである。この層規制部材２９は、第１のスリーブ２３ｂの外周面が移動する方向における、攪拌搬送部材２７から第１の現像ロール２３に現像剤２１が供給される位置の下流側に配置されている。

上記振り分け部材３０は、第１の現像ロール２３と第２の現像ロール２４とが対向する位置の間隙に、下流側から突き出すように設けられ、これらの現像ロール２３，２４の軸線に沿って連続するように配置されている。そして、上記第１の現像ロール２３と第２の現像ロール２４との対向域３４に突き出した先端３０ａで、第１のスリーブ２３ｂと第２のスリーブ２４ｂとの間で連鎖した現像剤２１を、第１の現像ロール側と第２の現像ロール側とに振り分けるものとなっている。
なお、本実施の形態では、第１の現像ロール２３で対向域３４に搬送される現像剤を第１の現像ロール２３と第２の現像ロール２４とに振り分けるように設定しているが、振り分ける比率は必要に応じて変更してもよい。

上記案内部材３２は、第２のマグネットロール２４ａに設けられた二つの剥離極Ｎ９，Ｎ１０の反発磁界が作用する領域において、先端３２ａが第２のスリーブ２４ｂの外周面に対向するように配置された板状の部材である。そして、第２のスリーブ２４ｂ上から剥離された現像剤を板状面に沿って案内し、収容函体２２内の攪拌搬送部材２７によって現像剤が攪拌されている領域に導くものとなっている。

上記磁性部材３１は、第２のマグネットロール２４ａに着磁された搬送極Ｓ８に間隔をあけて対向するように配置され、磁性部材３１の上記搬送極Ｓ８と対向する位置は、この搬送極Ｓ８と同極性に着磁されている。これにより、磁性部材３１と第２のマグネットロール２４ａとの間で反発磁界が作用している。

上記磁性部材３１は、対向する搬送極Ｓ８の、該第２のマグネットロール２４ａの周面に沿った磁束密度分布が最高値の５０％以上となる領域内で該第２のマグネットロール２４ａと対向するように配置するのが望ましい。例えば、図４に示すように、第２のマグネットロール２４ａの外周面に沿って搬送極Ｓ８の磁束密度分布（第２のスリーブ２４ｂの周面を横切る方向の磁束密度）を測定すると、磁極の中央位置ａにおいて磁束密度が最高値を示し、ａ点から周方向両側へ徐々に磁束密度が減少して図４中に示す符号ｂ，ｃの位置で最高値の５０％となる。位置ｂ，ｃまでの範囲、すなわち搬送極Ｓ８の中央位置ａから両側へ中心角α°の領域内で磁性部材３１が第２のマグネットロール２４ａと対向するように配置するのが望ましい。
また、上記磁性部材３１と第２のスリーブ２４ｂとの間隔は、第２のスリーブ２４ｂ上に保持される現像剤量や搬送極Ｓ８の強さ等に基づいて設定することができ、２００μｍから２０００μｍ程度とするのが望ましい。

なお、本実施の形態では、磁性部材３１は第２のマグネットロール２４ａの搬送極Ｓ８に対向して配置したが、現像極より下流側で剥離極より上流側に配置された磁極が複数ある場合は、それらの磁極のいずれと対向するものであってもよい。

このように構成された現像装置２０において、スリーブ２３ｂ、２４ｂ上に供給されるトナー、磁性キャリア及び外添剤の挙動について次に説明する。
攪拌搬送部材２７，２８で撹拌された現像剤２１は、第１のマグネットロール２３ａの吸着極Ｓ１の作用により第１のスリーブ２３ｂ上に吸着され、第１のスリーブ２３ｂが図３中に示す矢印Ｃの方向に周回移動することによって現像剤が搬送される。吸着極Ｓ１の下流には層規制部材２９が配置されており、第１のスリーブ２３ｂ上に保持された現像剤の層厚が規制される。つまり、第１のスリーブ２３ｂ上で搬送される現像剤量が調整される。

層厚が規制された第１のスリーブ２３ｂ上の現像剤は、第１のスリーブ２３ｂの周回移動にともなって第２のスリーブ２４ｂと対向する対向域３４に到達する。この対向域３４では、第１のマグネットロール２３ａの受け渡し極Ｎ２と第２のマグネットロール２４ａの受け取り極Ｓ６とが対向しており、これらの異極性の磁極間で磁性キャリアが連なり、両極間に架け渡されるように保持される。
上記対向域３４には振り分け部材３０が配置されており、振り分け部材３０の先端３０ａが第１のスリーブ２３ｂと第２のスリーブ２４ｂとの間で磁性キャリアが連なった現像剤に突き当たり、第１のスリーブ側と第２のスリーブ側とに現像剤が振り分けられる。

このようにして第１のスリーブ２３ｂから第２のスリーブ２４ｂに受け取られた現像剤は第２のスリーブ２４ｂの周回移動によって搬送され、感光体ドラム１と対向する位置に到達する。

感光体ドラム１と対向する現像領域では、第２のマグネットロール２４ａに着磁された現像極Ｎ７の磁界により、図５に示すように磁性キャリア４１が穂立ちするとともに、感光体ドラム１と第２のスリーブ２４ｂ又は第２のマグネットロール２４ａとの間に印加された現像バイアス電圧の作用により、第２のスリーブ２４ｂ上で穂立ちした磁性キャリア４１に付着するトナー４２が感光体ドラム１の画像部分つまり潜像に転移する。本実施の形態では、感光体ドラム１は例えば−８００Ｖに帯電された後、画像部分（トナーを付着させる部分）は露光によって電位が減衰し、−４００Ｖとなっている。そして、第２のスリーブ２４ｂ側は直流と交流とを重畳した現像バイアス電圧の印加によって直流成分の電位は−６５０Ｖとされる。これにより、負に帯電したトナー４２は、第２のスリーブ２４ｂの外周面と感光体ドラム１の画像部分との間に形成される電界の作用によって、感光体ドラム１の表面に転移する。したがって、第２のスリーブ２４ｂ上の現像剤のトナー濃度は低減される。このとき、磁性キャリア４１は第２のマグネットロール２４ａの磁界によって拘束され、第２のスリーブ２４ｂ上に留まる。また、外添剤４３は正に帯電しており、一部は穂立ちした磁性キャリア４１の間で第２のスリーブ側に引き寄せられ、第２のスリーブ２４ｂの表面に付着する。

一方、感光体ドラム１上の非画像部分は露光されておらず、電位が−８００Ｖに維持されており、第２のスリーブ２４ｂとの間には画像部分とは逆方向の電界が生じる。したがって、負に帯電したトナーは第２のスリーブ２４ｂ上に留まるとともに、穂立ちした磁性キャリア４１から第２のスリーブ２４ｂの表面へ引き寄せる力が作用し、一部のトナー４１が第２のスリーブ２４ｂの表面に付着する。また、正に帯電した外添剤４３と磁性キャリア４１とには、感光体ドラム１側へ引き寄せる力が生じ、外添剤４３の一部は感光体ドラム１に転移する。磁性キャリア４１は、第２のマグネットロール２４ａによって形成される磁界に拘束され、第２のスリーブ２４ｂ上に留まる。

このように第２のスリーブ２４ｂ上の現像剤からトナー４２及び外添剤４３の一部が転移した後、さらに第２のスリーブ２４ｂ上の現像剤は、磁性部材３１と対向する位置に移動する。この位置では、第２のマグネットロール２４ａに搬送極Ｓ８が着磁され、磁性部材３１には搬送極Ｓ８と同極性であるＳ極が着磁されており、反発磁界が形成されている。したがって、磁性部材３１と第２のスリーブ２４ｂとの間には図６（ａ）に示すように磁力線が生じ、磁性キャリア４１が滞留しにくい領域ｄが生じる。このため、図６（ｂ）に示すように、第２のスリーブ２４ｂ上の磁性キャリア４１は第２のスリーブ２４ｂ表面に押し付けられる。この状態で第２のスリーブ２４ｂが周回移動を続けることにより、押し付けられた磁性キャリア４１は第２のスリーブ２４ｂの表面にこすり付けられ、第２のスリーブ２４ｂの外周面上に付着しているトナー４２及び外添剤４３を掻きとるように磁性キャリア４１に付着させる。
なお、第２のスリーブ２４ｂの表面は、第２のマグネットロール２４ａの磁力によって吸着されている磁性キャリア４１の搬送効率を維持するために表面が粗く形成され、多数の凹部が形成されている。

磁性部材３１との対向部を通過した後、第２のスリーブ２４ｂ上の現像剤は剥離極Ｎ９が設けられた位置に移動する。この剥離極Ｎ９の下流には同極性の剥離極Ｎ１０が設けられており、両極間で反発磁界が作用し、磁性キャリア４１はトナー４２及び外添剤４３とともに第２のスリーブ２４ｂ上から解放されて剥離する。この位置に先端が突き出すように案内部材３２が配置されており、剥離された現像剤つまりトナー４２と外添剤４３を付着した磁性キャリア４１は、案内部材３２に沿って移動し、攪拌搬送部材２７が駆動される領域に戻される。そして、攪拌された後再び第１のスリーブ２３ｂ上に供給される。

なお、搬送極Ｓ８と対向する位置に磁性部材３１が設けられていないと、第２のスリーブ２４ｂの外周面は、現像領域で非画像部分と対向した領域ではトナー４２が多く付着し、画像部分と対向した領域では外添剤４３が多く付着した状態で剥離極Ｎ９が設けられ位置に搬送される。そして、反発磁界によって磁性キャリア４１が剥離されたときに、第２のスリーブ２４ｂ上に付着していたトナー４２及び外添剤４３が剥離されずに残り、残留したトナー４２及び外添剤４３の分布は、現像領域で対向した感光体ドラム１上の画像に基づくムラが生じた状態となる虞がある。このようなムラが生じたまま第１のスリーブ２３ｂと第２のスリーブ２４ｂとが対向する位置で再び現像剤が供給され、現像領域に搬送されると、次に現像する画像に先の周回で対向した画像の履歴が現れることがある。これに対して、上記実施の形態の現像装置２０では、磁性部材３１との対向する位置で、磁性キャリア４１が第２のスリーブ２４ｂ上を擦るようにしてトナー４２及び外添剤４３を磁性キャリア４１に付着させ、剥離極Ｎ９との対向位置で多くのトナー４２及び外添剤４３とともに剥離されている。したがって、次に現像する画像に、先に現像した画像に基づく濃度ムラ、つまり画像履歴が現れにくくなる。

一方、第１のスリーブ２３ｂと第２のスリーブ２４ｂとの対向域３４で現像剤の一部を第２のスリーブ２４ｂに受け渡した後の第１のスリーブ２３ｂは、外周面が周回移動して現像剤を感光体ドラム１と対向する位置へ搬送する。そして、感光体ドラム１上の潜像にトナーを転移して現像する。現像後の残留したトナー及び外添剤を含む現像剤を保持した第１のスリーブ２３ｂは回転を続け、剥離極Ｓ５で第１のスリーブ２３ｂ上に残留している現像剤を剥離する。剥離された現像剤は、攪拌搬送部材２７の作動領域に戻され、他の現像剤と撹拌された後、吸着極Ｓ１が設けられた位置で再び第１のスリーブ２３ｂ上に供給される。

なお、上記第１のスリーブ２３ｂに保持された現像剤も、感光体ドラム１と第１のスリーブ２３ｂとが対向する現像領域を通過するときに、感光体ドラム１と第２のスリーブ２４ｂとが対向する領域と同様に、トナーの画像部分への転移や、トナー及び外添剤の第１のスリーブ２３ｂへの付着が生じている。しかし、第１のスリーブ２３ｂ上に吸着された現像剤は、層規制部材２９と対向する位置の上流側で現像剤の一部が滞留し、第１のスリーブ２３ｂの外周面に擦りつけられるとともに攪拌されている。したがって、現像領域を通過する時に形成されたトナー及び外添剤のムラは解消され、次の画像に画像履歴は生じ難くなっている。

以上に説明した実施の形態では、第２のスリーブ２４ｂと磁性部材３１とが対向する位置では、第２のマグネットロール２４ａの搬送極Ｓ８と、磁性部材３１の対向位置に着磁された磁極とが同極性であって、対向する領域に反発磁界を形成しているが、搬送極Ｓ８と磁性部材３１の磁極とを逆極性とすることもできる。
第２のマグネットロールに着磁された搬送極Ｓ８と磁性部材３１の磁極とが逆極性であるときには、図７に示すように、Ｎ極とＳ極との間の磁界によって磁性キャリア４１はトナー等を付着した状態で穂状に連なり、第２のスリーブ２４ｂと磁性部材３１との間に架け渡される。そして、第２のスリーブ２４ｂの外周面が周回移動するときに、連なった磁性キャリア４１には磁界内に留まろうとする力が作用し、磁性キャリア４１が第２のスリーブ２４ｂの外周面に擦りつけられる。これにより、第２のスリーブ２４ｂの外周面に付着したトナー及び外添剤が磁性キャリアに掻き取られ、画像履歴を解消するように作用する。

また、上記実施の形態では、磁性部材に着磁しているが、着磁されていない磁性部材を配置するものであってもよい。このような装置では、搬送極によって対向する磁性部材が磁化され、図７に示す装置と同様に磁界が形成される。したがって、磁性キャリアを磁性部材と第２のスリーブとの間で保持して画像履歴を解消するように機能する。

一方、上記実施の形態では、第１のマグネットロール２３ａ及び第２のマグネットロール２４ａに５極を着磁したが、配置する磁極の数は５極に限定されるものではなく、例えば図８に示すように、７つの磁極を配置することもできる。
この現像装置では、第１のマグネットロール６１ａには、第１のスリーブ６１ｂ上に現像剤が供給される位置から、第１のスリーブ６１ｂの回転方向に、攪拌搬送部材によって供給された現像剤を吸着する吸着極Ｎ１、現像剤を第１のスリーブ上に保持する第１の搬送極Ｓ２、第２のスリーブ６２ｂに現像剤を受け渡す受け渡し極Ｎ３、第２の搬送極Ｓ４、感光体ドラム１と対向する現像極Ｎ５、第３の搬送極Ｓ６及び第１のスリーブ６１ｂから現像剤を剥離する剥離極Ｎ７が設けられている。
また、第２のマグネットロール６２ａには、第１のスリーブ６１ｂから現像剤が転移される位置から該第２のスリーブ６２ｂの回転方向に、第１のスリーブ６１ｂから現像剤を受け取る受け取り極Ｓ８、第１の搬送極Ｎ９、現像極Ｓ１０、第２の搬送極Ｎ１１、磁性部材６３と対向する第３の搬送極Ｓ１２、２つの剥離極Ｎ１３，Ｎ１４が設けられている。

図８に示すように、第２のスリーブ６２ｂの周回移動方向における現像極Ｓ１０より下流側で剥離極Ｎ１３より上流側に、２つの搬送極が設けられているときには、磁性部材を搬送極のいずれかと対向するように配置することができる。また、図９に示すように、二つの搬送極Ｎ１１，Ｓ１２の双方と対向するように磁性部材６４を設けるものであってもよい。このとき、磁性部材６４と二つの搬送極Ｎ１１，Ｓ１２とが対向する領域で、反発磁界を形成するものであってもよいし、互いに吸引する磁界を形成するものであってもよい。また、一方の搬送極と磁性部材６４とが対向する領域では反発磁界を形成し、他方の搬送極と磁性部材６４とが対向する領域では吸引する磁界を形成するものであってもよい。
このように第２のマグネットロール６２ａに着磁された２つの搬送極と対向して磁性部材６４が配置されることにより、図９に示すように、磁性キャリアが第２のスリーブ６２ｂの表面を掻き取る範囲が大きくなり、磁性部材を一つの搬送極と対向して配置したときと比較して、第２のスリーブ６２ｂ上に残留するトナー又は外添剤の量を低減することができる。

次に、本発明の他の実施形態であって、磁性部材の上流側に現像ロールと対向するように囲い部材が設けられた現像装置について説明する。
この現像装置は、図２に示す現像装置が有する磁性部材３１に代えて、図１０に示すように磁性部材７１と囲い部材７２とを併設したものである。この現像装置のその他の構成は、図２に示す現像装置と同じものとなっており、説明を省略する。

上記囲い部材７２は、第２の現像ロール２４の軸線と直角方向の断面における形状がＬ字状に屈曲した板状の部材であり、第２の現像ロール２４の軸線方向に等断面となっている。この囲い部材７２は、屈曲した断面形状の凹状となった部分が第２のスリーブ２４ｂの周面と対向するように支持され、断面における両端部は、第２のスリーブ２４ｂの周面と離隔された状態となっている。
一方、上記磁性部材７１は、第２のスリーブ２４ｂの周面と対向するように設けられた囲い部材７２の背面側であって、第２のスリーブ２４ｂの周回移動方向における下流側の端部に固着されている。つまり、囲い部材７２が第２のスリーブ２４ｂと対向する面と反対側の面に取り付けられ、囲い部材７２は磁性部材７１が支持された位置の上流側で第２のスリーブ２４ｂの周面近くを囲うように対向するものとなっている。

上記磁性部材７１は、第２のマグネットロール２４ａに着磁された搬送極Ｓ８の中心位置から第２のスリーブ２４ｂの回転方向の下流側に、該第２のマグネットロール２４ａの中心角が５°となる位置に支持されている。この位置は、図２に示す現像装置における磁性部材３１が設けられた位置と同様に、搬送極Ｓ８の磁束密度分布において磁束密度が最高値の５０％以上となる領域内となっている。そして、この磁性部材７１の搬送極Ｓ８と対向する位置には、搬送極Ｓ８の磁極と同極性の磁極が着磁されている。したがって、磁性部材７１の上流側で第２のスリーブ２４ｂと対向する囲い部材７２は、搬送極Ｓ８と磁性部材７１との間で反発磁界が形成される領域の上流側であって、搬送極Ｓ８の直上を覆うように設けられる。そして、第２のスリーブ２４ｂ上で囲い部材７２に囲われた範囲内にある磁性キャリアを搬送極Ｓ８に引き付ける力が強く作用するものとなっている。

このような現像装置では、現像剤が第１の現像ロール２３から第２の現像ロール２４上に受け渡され、感光体ドラム１と対向する位置で該感光体ドラム上の潜像の現像に寄与した後、第２のスリーブ２４の回転によって上記囲い部材７２及び磁性部材７１が設けられた位置に搬送される。第２のスリーブ２４ｂ上の現像剤は、図１１に示すように囲い部材７２の上流側の端縁７２ａが第２のスリーブ２４ｂと対向する位置、つまり囲い部材７２で囲われた領域の入り口を通過し、囲い部材７２の背面側に設けられた磁性部材７１が囲い部材７２を介して搬送極Ｓ８と対向する位置に到達する。磁性部材７１が搬送極Ｓ８と対向する位置では、図２に示す現像装置と同様に、搬送極Ｓ８と磁性部材７１に設けられた同極性の磁極とによって反発磁界が形成されており、図１１に示すように磁性キャリア４１が存在しにくい領域ｅが生じている。これにより、磁性キャリア４１を第２のスリーブ２４ｂの周面に押し付けようとする力とともに、磁性キャリア４１の周方向への移動を押しとどめようとする力が作用する。したがって、磁性キャリア４１は第２のスリーブ２４ｂの周面に擦りつけられて、第２のスリーブ上に付着しているトナーや外添剤を掻き取るように作用する。

このように反発磁界によって磁性キャリア４１を押しとどめようとする力が作用した状態では、磁性キャリア４１を含む一部の現像剤は、囲い部材７２の下流側の端縁７２ｂが第２のスリーブ２４ｂと対向する位置、つまり囲い部材７２で囲われた領域の出口を通過するが、一部は反発磁界が作用している領域の上流側に滞留する。滞留した現像剤は、第２のスリーブ上で継続して搬送されてくる現像剤に押され、図１１中において矢印で示すように囲い部材７２と第２のスリーブ２４ｂの周面とで囲まれた領域内で循環するように移動する。これによって第２のスリーブ２４ｂの周面に擦りつけられる現像剤の量が増大し、広い範囲で第２のスリーブ上のトナーや外添剤が掻き取られる。また、現像剤が循環するように移動する範囲に搬送極Ｓ８の磁界が強く作用することによって、現像剤が第２のスリーブ上に押し付けられてトナーを掻き取る効果が増大する。さらに、反発磁界が形成される位置が囲い部材７２と第２のスリーブ２４ｂとで囲われた領域内又はこの領域と近接した位置となることによって。反発磁界が形成される領域の上流側で押し留められた現像剤が円滑に循環するものとなる。

上記にように、第２のスリーブ２４ｂの周面と囲い部材７２とで囲われた範囲内で循環移動する現像剤量が増加すると、囲い部材７２の下流側の端縁７２ｂが第２のスリーブ２４ｂの周面と対向する出口から現像剤を下流側に押し出そうとする力が増大する。これによって、第２のスリーブ２４ｂの回転移動にともなって入口から囲い部材７２と第２のスリーブ２４ｂとによって囲われた領域内に搬入される現像剤量とこの領域から下流側に送り出される現像剤量とが均衡する。したがって、ほぼ一定量が囲い部材７２と第２のスリーブ２４ｂとによって囲われた領域内で継続して循環し、第２のスリーブ２４ｂ上のトナーや外添材を掻き落として履歴を解消するものとなる。

上記実施の形態では、囲い部材７２は、上流側の端縁７２ａと第２のスリーブ２４ｂの周面との間隔が２．５ｍｍ、下流側の端縁７２ｂと第２のスリーブ２４ｂの周面との間隔が２．５ｍｍ、第２のスリーブ２４ｂとの最大間隔が５ｍｍとなるように設けられているが、これらの数値に限定されるものではなく、次のように設定することができる。
上流側の端縁７２ａと第２のスリーブ２４ｂとの間隔は、第２のスリーブ２４ｂ上の現像剤が囲い部材７２と第２のスリーブ２４ｂとの間に進入することができる間隔であって、この囲い部材７２と第２のスリーブ２４ｂとに囲われた領域内で現像剤が循環するように誘導することができる範囲で定めることができる。具体的には、第２のスリーブ２４ｂ上に保持された現像剤層の層厚より大きく、５ｍｍより小さく設定するのが望ましい。

囲い部材７２の下流側の端縁７２ｂと第２のスリーブ２４ｂとの間隔は、２００μｍ以上で３ｍｍ以下とするのが望ましく、より望ましくは２ｍｍ以下とする。２００μｍ以下になると、現像剤が囲い部材７２の下流側の端縁７２ｂと第２のスリーブ２４ｂとの間に詰まって、現像剤の搬送が阻害される虞がある。下流側の端縁７２ｂと第２のスリーブ２４ｂとの間隔が、３ｍｍ以上となると磁性部材７１と第２のマグネットロール２４ａとの間隔が増大し、形成される磁界の作用が低減される。
一方、磁性部材７１を設ける位置は、第２のマグネットロール２４の搬送極Ｓ８の磁界が最高値の５０％以上となる範囲で設定することができるが、囲い部材７２を磁性部材７１の上流側に設ける場合には、磁性部材７１を第２のスリーブ２４ｂの周回移動方向における搬送極Ｓ８の中心位置より下流側に設けるのが望ましい。

また、図１０に示す実施の形態では、磁性部材７１の搬送極Ｓ８と対向する位置には、この搬送極Ｓ８と同極性の磁極が着磁されているが、逆極性の磁極が着磁されたものであっても良い。磁性部材７１に逆極性の磁極が形成されていると、図７に示す状態と同様に磁性部材７１と第２のスリーブ２４ｂとの間に磁性キャリアが鎖状又は穂状に連なり、磁界内に現像剤を留めようとする力が作用する。これにより、磁性部材７１に搬送極Ｓ８と同極性の磁極が着磁された場合と同様に、磁性キャリアが第２のスリーブ２４ｂの周面に擦りつけられ、トナーや外添剤を掻き取るとともに、一部の現像剤を磁性部材７１と第２のスリーブ２４ｂとで囲われた領域内で循環させるものとなる。
また、磁性部材７１は、着磁されていないものを使用することもできる。磁性部材７１を搬送極Ｓ８と対向するように配置することによって対向する位置が逆極性に磁化され、同様にトナーや外添剤を掻き取る効果を奏するものとなる。

一方、上記実施の形態では、磁性部材７１は囲い部材７２の背面側に固着したものとなっているが、磁性部材及び囲い部材を支持する態様はこれに限定されるものではなく、磁性部材と第２のスリーブの搬送極とが対向する位置の上流側で滞留する現像剤を囲い部材で囲うことができるものであれば、他の態様で磁性部材及び囲い部材を支持するものとすることができる。
例えば、図１２に示すように、磁性部材７３の上流側に囲い部材７４が並列するように配置することができる。
また、囲い部材の断面形状は、図１０に示されるようにＬ字状に屈曲されたものに限定されるものではなく、第２のスリーブ２４ｂとの間で現像剤が循環するように誘導することができる形状であればよく、例えば図１３に示す囲い部材７６のように湾曲して凹状となった側が第２のスリーブ２４ｂと対向するものであっても良い。なお、囲い部材７６がこのような形状のときも、磁性部材７５は囲い部材７６の背面側に取り付けても良いし、囲い部材７６と並べて支持するものであっても良い。

さらに、本発明の現像装置の他の構成についても、図２に示す形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の形態として実施することができる。
例えば、第１のマグネットロール及び第２のマグネットロールに着磁される磁極の数、配置パターンは、図２又は図８に示すものに限定されるものではなく、第２のスリーブの周回移動方向における現像極より下流側で剥離極より上流側に搬送極が設けられるものであれば、磁極数や配置のパターンを変更して適用することができる。
また、配置される現像ロールは２つに限定されるものではなく３つ以上を設けることができる。また、現像ロールの回転方向を変更してもよい。

１：感光体ドラム、 ２：帯電装置、 ３：露光装置、 ５：一次転写ロール、 ６：クリーニング装置、 ：７：定着装置、 ８：記録紙収容部、 ９：搬送路、
１０：画像形成ユニット、 １１：中間転写ベルト、 １２：二次転写部材、 １２ａ：二次転写ロール、 １２ｂ：補助ロール、 １２ｃ：二次転写ベルト、 １３：二次転写位置、 １４：搬送装置、 １５：駆動ロール、 １６：調整ロール、 １７：対向ロール、
２０：現像装置、 ２１：二成分現像剤、 ２２：収容函体、 ２３：第１の現像ロール、 ２３ａ：第１のマグネットロール、 ２３ｂ：第１のスリーブ、 ２４：第２の現像ロール、 ２４ａ：第２のマグネットロール、 ２４ｂ：第２のスリーブ、 ２５：第１の現像剤収容室、 ２６：第２の現像剤収容室、 ２７：第１の攪拌搬送部材、 ２８：第２の攪拌搬送部材、 ２９：層規制部材、 ３０：振り分け部材、 ３１：磁性部材、 ３２：案内部材、 ３３：隔壁、 ３４：対向域、
４１：磁性キャリア、 ４２：トナー、 ４３：外添剤、
６１ａ：第１のマグネットロール、 ６１ｂ：第１のスリーブ、 ６２ａ：第２のマグネットロール、 ６２ｂ：第２のスリーブ、 ６３，６４：磁性部材
７１，７３，７５：磁性部材、 ７２，７４，７６：囲い部材

Claims (7)

1. 静電電位の差による潜像が形成される像保持体と対向して配置され、周方向に回転駆動される円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に固定支持され、周方向の複数の位置に磁極が設けられたマグネットロールと、を備える複数の現像部材と、
   複数の前記現像部材の内の第１の現像部材が有する第１のスリーブと対向し、該第１のスリーブの内側に設けられた第１のマグネットロールによって該第１のスリーブ上に保持された二成分現像剤の層を規制する層規制部材と、
   前記層規制部材で規制された後の二成分現像剤が受け渡された第２の現像部材が有する第２のマグネットロールの複数の磁極の内、該第２の現像部材が有する第２のスリーブの回転方向における前記像保持体と対向する位置に設けられた現像極より下流側で、前記第２のスリーブの周面上に保持された二成分現像剤を剥離する剥離極より上流側に設けられた磁極と対向する位置で、該第２のスリーブと間隔を保持して対向する磁性部材と、を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記磁性部材は、前記第２のスリーブと対向する位置が、前記第２のマグネットロールの該磁性部材と対向する前記磁極と同極性に着磁されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第２のマグネットロールは、前記現像極より下流側で前記剥離極より上流側に複数の磁極を有し、
   前記磁性部材は、複数の前記磁極と対向して配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第２のスリーブと間隔をあけて対向し、前記磁性部材が設けられた位置の上流側で滞留する二成分現像剤を囲うように設けられた囲い部材を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の現像装置。
5. 前記囲い部材は、前記磁性部材が対向する磁極が設けられた位置を覆うように支持されていることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記磁性部材は、前記囲い部材の背面側に支持されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の現像装置。
7. 無端状の周面に静電電位の差による潜像が形成される像保持体と、
   前記像保持体上の潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像装置と、
   形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、
   前記転写材に前記トナー像を定着させる定着装置と、を有し、
   前記現像装置は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
   

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