JP2007047637A - 現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤と現像剤攪拌搬送部材から現像剤担持体へ汲み上げる現像剤を確実に分離することにより、画像濃度低下、濃度ムラを防止することができ、且つ低コストな現像装置と現像装置と、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像剤収容部である現像剤収容容器１７から非磁性スリーブである現像スリーブ５ａと磁界発生手段であるマグネットローラ５ｂとを備える現像剤担持体として現像ローラ５に現像剤を供給する現像装置３０で、現像スリーブ５ａの回転軸方向に渡って、その設置箇所における現像スリーブ５ａの回転方向上流側の空間と下流側の空間とを仕切る非磁性の仕切り部材１８を、一方の先端を現像剤収容容器１７に向けて、またもう一方の先端をマグネットローラ５ｂの互いに隣り合う同極の磁極によって形成される反発磁界領域である剤離脱部ｃに向けて設ける。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複写機、ファックス、プリンタ等に用いられる現像装置に係り、詳しくは、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いる現像装置、並びにこれを用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。

従来、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像を顕像化するために現像剤としてトナーとキャリアとからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）を用いた二成分現像装置が採用されたものがある。
特許文献１、特許文献２及び特許文献３では、回転する現像スリーブとその内部に磁界発生手段を備えた現像剤担持体と現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部とを有し、現像剤収容部に現像剤を攪拌、搬送する２つの現像剤攪拌搬送部材を備えた二成分現像装置が記載されている。
このような現像装置では磁界発生手段により現像剤収容部から現像剤を汲み上げ、潜像担持体との対向部である現像領域に現像剤を担持搬送する。また、現像剤収容部では平行に配置された２つの現像剤攪拌搬送部材が互いに逆方向に現像剤を搬送することにより、現像剤収容部内で現像剤を循環させ、攪拌することにより現像剤担持体上でのトナー帯電量及びトナー濃度を均一にしている。

近年は省スペース化、カラー画像形成装置の４連タンデム化により現像装置の小型化が望まれる。
特許文献１に記載の現像装置は、２つの現像剤攪拌搬送部材の高さに差が設けられており、現像剤収容部内で現像剤を循環させるには、比較的に低い位置に設けられた現像剤攪拌搬送部材から、他方の現像剤を持ち上げる構成が必要になり、小型化には不向きである。
一方、特許文献２及び特許文献３に記載の現像装置では２つの現像剤攪拌搬送部材がほぼ同じ高さ位置に設けられ、高さの差が無いため、現像剤を持ち上げる構成が不要であり、小型化に適している。

また、一般に現像装置では現像領域を通過した現像剤、即ち、現像後の現像剤はトナーが画像形成に使用されトナー濃度が低下している。このことから、この現像剤を現像剤担持体の回転可能な現像スリーブの外周面から一端離脱させ、現像剤攪拌搬送部材で搬送される新たな現像剤を現像スリーブの外周面に供給するという、現像剤の入れ替えを行なう必要がある。

しかし、近年の現像装置の小型化が益々進んできており、現像剤担持体や２つの現像剤攪拌搬送部部材など各部材の配置も困難になってきている。例えば上述の現像剤担持体と現像剤攪拌搬送部材の配置レイアウトも近接しており、現像後の現像スリーブから離脱させるべき現像剤と現像剤攪拌搬送部材から供給される現像剤とを充分に離間させることが困難になる。これにより、現像剤の入れ替えが不十分となり、現像スリーブから離脱させた現像剤を攪拌しないまま、直ぐに使用してしまうという問題点があった。現像スリーブから離脱させた現像剤を攪拌しないまますぐに使用してしまうと、トナー濃度の低下、ムラが発生し、その結果画像濃度低下、濃度ムラが発生する。現像スリーブ上の現像剤を良好に入れ替えるには、現像領域通過後の現像スリーブ表面上から離脱させた現像剤を確実に現像剤収容部に回収することが重要である。

現像スリーブ上の現像剤を現像剤収容部に回収する方法として、特許文献２では、２つの現像剤撹拌搬送部材を備えたそれぞれの空間を仕切るように設けられた仕切り板と現像剤担持体との間隔が使用するキャリア粒径以下となるように構成している。これにより、仕切り板を現像剤除去部材として機能させ、現像領域通過後の現像剤を現像剤担持体表面から除去し、回収している。また仕切り板の先端に、一端を該現像剤担持体に接触させて、現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤を除去する現像剤除去部材を設けた構成も示されている。

また、現像スリーブ上の現像剤を現像剤収容部に回収する方法として、一般に、現像剤担持体の内部に固定された磁界発生手段の互いに隣り合う同極の磁極によって形成される反発磁界により現像スリーブの外周面からの現像剤を離脱させる方法が用いられる。
そして、特許文献３の現像装置では、反発磁界が形成される反発磁界領域を形成する磁極に対向して設けられ、この磁極との間に磁界を発生する磁性部材を具備している。そして、磁極と磁性部材との間で発生する磁界によって現像スリーブ上から離脱させた現像剤を回収している。

特開２０００−３０５３５９号公報 特開平１０−７８６９５号公報 特開平６−２２２６７４号公報

しかしながら、特許文献２では、現像剤担持体と仕切り板との間隔がキャリア粒径以下となるように構成しているが、一般にキャリアの粒径は約５０〜１００［μｍ］で、更に近年は高画質化の為２０〜５０［μｍ］の小粒径化が益々進んできている中、ギャップの形成が困難である。さらに、現像スリーブの回転による振れの影響を受けるため、実質上キャリア粒径以下に構成することは困難である。また、仕切り板の先端に一端を現像剤担持体に接触現像剤除去部材を設ける構成では、現像剤担持体に接触させることで、現像剤担持体上にトナーが固着することがある。その結果、現像電界ムラが発生し画像濃度ムラを発生させたり、トナーの凝集物を発生させることで現像剤層厚を規制する現像剤規制部材（ドクタブレード）と現像剤担持体の隙間に凝集物を挟み込み、画像スジを発生させたりするという問題がある。

一方、反発磁界による現像剤の回収方法では、仕切り部材との接触によって現像剤の回収を行うものではないため、ギャップの形成の問題や現像剤担持体上にトナーが固着することに起因する問題は発生しない。しかし、装置の小型化により、現像剤担持体から現像剤が離脱する剤離脱部と、現像剤担持体に現像剤を供給する供給部とが近接しているため、次のような問題が生じる。すなわち、供給部に存在する現像剤による磁気力の影響を受け、剤離脱部で現像スリーブから離脱した後の現像剤が現像スリーブの回転方向下流側の供給部に達することがある。これにより、現像領域を通過した後の現像剤と供給される現像剤との分離が困難となる。

また、特許文献３では、反発磁界を形成する磁極と磁性部材との間の磁界によって磁気シ−ルド効果が発生し、現像剤からなるカ−テンが形成され、後続してきて現像スリーブから離脱した現像剤が現像スリーブの回転方向下流側の供給部に向かうことを防止できる。しかし、反発磁界領域を形成する磁極との間に磁界を発生させるために磁性部材を用いており、部品コストが高くなるという問題がある。具体的には、現像剤の回収を行うための残留磁束密度、保持力、最大エネルギー積を有する磁性体であり、これを満たす材料、例えばフェライト系ラバーマグネットＢＱＣ１４や希土類マグネットは非常に高価ものとなってしまう。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤と現像剤攪拌搬送部材から現像剤担持体へ汲み上げる現像剤を確実に分離することにより、画像濃度低下、濃度ムラを防止することができ、且つ低コストな現像装置、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、回動する非磁性スリーブ内に周方向に固定配置された複数の磁極からなる磁界発生手段を備え、該二成分現像剤を磁気ブラシとして表面に担持し、潜像担持体に対向する現像領域でトナーを該潜像担持体上の潜像に供給する現像剤担持体とを有し、該現像剤収容部から該現像剤担持体に供給され、該現像領域を通過した該二成分現像剤を該現像剤収容部に回収する現像装置において、該非磁性スリーブの回転軸方向に渡って、その設置箇所における該非磁性スリーブの回転方向上流側の空間と下流側の空間とを仕切る非磁性の仕切り部材を、一方の先端を該現像剤収容部に向けて、またもう一方の先端を該磁界発生手段の互いに隣り合う同極の該磁極によって形成される反発磁界領域に向けて設け、該仕切り部材の先端と該現像剤担持体とが所定の間隔となるよう設置することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記仕切り部材の先端と上記現像剤担持体との間隔が使用するキャリア粒径よりも広いことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記仕切り部材の先端と上記現像剤担持体との間隔が、０．５［ｍｍ］以上、２［ｍｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、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、上記現像剤担持体に対して平行に配置され、上記現像剤収容部内の現像剤を攪拌搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給するための第１現像剤攪拌搬送部材と、該第１現像剤攪拌搬送部材に対して平行で、ほぼ同じ高さに配置され、該現像剤収容部内の現像剤を攪拌し、該第１現像剤攪拌搬送部材の現像剤搬送方向とは反対方向に現像剤を搬送する第２現像剤攪拌搬送部材と、該第１現像剤攪拌搬送部材と該第２現像剤攪拌搬送部材との間を仕切り、該第１現像剤攪拌搬送部材及び該第２現像剤攪拌搬送部材の現像剤搬送方向の両端部は該現像剤が通過可能な開口部となる仕切り壁とを有し、該第１現像剤攪拌搬送部材を該現像剤担持体の下方に配置することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、上記第１現像剤攪拌搬送部材は回転することで上記現像剤収容部内の現像剤を攪拌し、回転軸方向に現像剤を搬送する搬送部材であり、該第１現像剤攪拌搬送部材の鉛直方向最上点よりも回転方向上流側から上記二成分現像剤を汲み上げ、上記現像剤担持体に供給し、上記現像領域を通過した後の該二成分現像剤を該現像剤収容部の該第１現像剤攪拌搬送部材を備えた空間に回収し、該現像剤収容部に向ける上記仕切り部材の一端を該第１現像剤攪拌搬送部材の鉛直方向の最上点よりも回転方向下流側に向けて設けることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上記反発磁界領域が上記現像剤担持体の中心の水平方向に対して、±１０［°］となるように上記磁界発生手段を配置することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の現像装置において、上記反発磁界領域での上記仕切り部材と現像装置を形成する現像ケーシングの内壁との間隔が３［ｍｍ］以上、上記現像剤収容部での該仕切り部材と該現像ケーシングの内壁との間隔が３［ｍｍ］以上であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、少なくとも現像手段を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、該現像手段として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を備えることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、潜像担持体上にトナーを付着させて該潜像担持体上の潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置、または請求項８のプロセスカートリッジを備えることを特徴とするものである。

上記請求項１乃至９の現像装置においては、磁界発生手段の互いに隣り合う同極の磁極によって形成される反発磁界領域に向けて仕切り部材を備えているので、反発磁界によって現像スリーブから離脱した現像剤が仕切り部材よりも現像スリーブの回転方向下流側に移動することを防ぐことができる。これにより、現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤と現像剤攪拌搬送部材から現像剤担持体へ汲み上げる現像剤とを確実に分離することができる。さらに、仕切り部材自体によって現像剤の移動を防止しているため、部材コストが高くなる磁性部材を用いる必要が無い。さらに、反発磁界によって現像剤担持体から離間した状態の現像剤を仕切り部材に接触させて回収するものであるため、仕切り部材を現像剤担持体に対して接触、または近接させる必要が無く、ギャップの形成の問題は生じず、接触によるトナーの凝集物の発生も防ぐことができる。

請求項１乃至９の発明によれば、現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤と現像剤攪拌搬送部材から現像剤担持体へ汲み上げる現像剤を確実に分離することにより、画像濃度低下、濃度ムラを防止することができ、さらに、部材コストが高くなる磁性部材を用いる必要が無いため、低コストを実現することができるという優れた効果がある。

以下、本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ１００」という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１００の構成を示す概略図である。
プリンタ１００は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成する画像形成装置である。
このプリンタ１００は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト６ａに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト６ａに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。

図２は、感光体１を配設するプロセスカートリッジとしての画像形成ユニット２の構成を示す概略図である。なお、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、図２以降の図では符号の後部に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。また、画像形成ユニット２は、プリンタ１００本体に対して着脱可能な構成となっている。
感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置３０、感光体１に潤滑剤を塗布する潤滑剤の塗布装置２１、感光体１上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置７、感光体１を帯電させる帯電装置３の順に配置されている。

潤滑剤の塗布装置２１は、固定されたケースに収容された潤滑剤成型体２１ｂと、潤滑剤成型体２１ｂに接触して潤滑剤を削り取り、感光体１に塗布するブラシ状ローラ２１ａと、潤滑剤成型体２１ｂをブラシ状ローラ２１ａに押しつける加圧スプリング２１ｃから主に構成されている。潤滑剤成型体２１ｂは直方体状に形成されており、ブラシ状ローラ２１ｂは感光体１の軸方向に延びる形状を有している。潤滑剤成型体２１ｂは、そのほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状ローラ２１ａに対して加圧スプリング２１ｃで付勢されている。潤滑剤成型体２１ｂは消耗品であるため経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリング２１ｃで加圧されているために常時ブラシ状ローラ２１ａに当接している。
また、この潤滑剤の塗布装置２１は、クリーニング装置７内にクリーニング手段であるクリーニングブレード７ａと共に設けても良い。これによって、ブラシ状ローラ２１ａで感光体１を摺擦することでブラシに付着するトナーを潤滑剤成型体２１ｂ又はフリッカーで振り落としたトナーを容易に回収することができる。

クリーニング装置７は、クリーニングブレード７ａ、支持部材７ｂ、トナー回収コイル７ｃ、ブレード加圧スプリング７ｄを備える。クリーニングブレード７ａは、転写後に残留する感光体１上のトナーを除去する。
また、帯電装置３は、感光体１に対向配置される帯電部材としての帯電ローラ３ａと、帯電ローラ３ａが感光体１と対向する面と反対側の面に当接するように配置される帯電クリーニング部材３ｂとからなる。

転写装置６における中間転写ベルト６ａは、先の図１に示すように３つの支持ローラ６ｂ、６ｃ、６ｄに張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト６ａ上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ６ｅを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト６ａの部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての各一次転写ローラ６ｅＹ、６ｅＣ、６ｅＭ、６ｅＫを配置している。ここでは、一次転写ローラ６ｅにより押圧された中間転写ベルト６ａの部分と感光体１とによって、一次転写領域が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６ａ上に転写する際には、一次転写ローラ６ｅに正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写する領域（以下、転写領域と記す。）には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト６ａ上に静電的に付着し、転写される。

中間転写ベルト６ａの周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置６ｆが設けられている。このベルトクリーニング装置６ｆは、中間転写ベルト６ａの表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置６ｆ内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
また、支持ローラ６ｄに張架された中間転写ベルト６ａの部分には、二次転写ローラ６ｇが接触して配置されている。この中間転写ベルト６ａと二次転写ローラ６ｇとの間には二次転写領域が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット９内に収容されており、ピックアップローラ１０、レジストローラ対１１等によって、二次転写領域まで搬送される。そして、中間転写ベルト６ａ上に重ね合わされたトナー像は、二次転写領域において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ６ｇに正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト６ａ上のトナー像が転写紙上に転写される。

２次転写領域の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置８が配置されている。この加熱定着装置８は、ヒータを内蔵した加熱ローラ８ａと、圧力を加えるための加圧ローラ８ｂとを備えている。２次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ１２によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。

次に、図３及び図４を用いて本実施形態の特徴部について説明する。
図３は、従来の現像装置３０と感光体１との概略構成図であり、図４は本実施形態で用いる現像装置３０と感光体１との概略構成図である。図４に示す現像装置３０は仕切り部材１８を備えているのに対して、図３に示す現像装置３０は備えていない点で両者は異なり、その他の構成は共通する。

以下、図３を用いて従来の現像装置３０について説明する。
現像装置３０は、現像ケーシング３６の開口から現像剤担持体としての現像ローラ５が部分的に露出している。現像剤収容部である現像剤収容容器１７内には、現像ローラ５の下方、現像ローラ５の回転軸とその回転軸とが平行となるように第１現像剤攪拌搬送部材としての第１搬送スクリュ１３が設置されている。また、第１搬送スクリュ１３と同じ高さとなる位置で、第１搬送スクリュ１３の回転軸とその回転軸とが平行になるように第２攪拌スクリュ１４が設置されている。
現像剤収容容器１７内の第１搬送スクリュ１３を備える空間と第２搬送スクリュ１４を備える空間とは、図中手前側端部と奥側端部との両端部が現像剤を通過可能な開口部となした仕切り壁１９により仕切られている。第１搬送スクリュ１３と第２搬送スクリュ１４とはその回転により互いに反対方向に現像を搬送するものである。例えば、第１搬送スクリュ１３が図中手前側から奥側に向けて現像剤を搬送するものであれば、第２搬送スクリュ１４は図中奥側から手前側に向けて現像剤を搬送するものである。このように、第１搬送スクリュ１３と第２搬送スクリュ１４とが互いに反対方向に現像剤を搬送し、現像剤は現像剤収容容器１７内を攪拌されながら循環する。
また、現像剤は第１搬送スクリュ１３と現像ローラ５との対向部である剤供給部ａで現像剤収容容器１７から現像ローラ５へ供給される。

現像剤担持体としての現像ローラ５は現像スリーブ５ａと磁界発生手段としてのマグネットローラ５ｂとで構成され、現像スリーブ２ａは図中矢印ｄ方向に回転し、マグネットローラ５ｂは現像剤を保持する為に所定の磁界を発生している。
マグネットローラ５ｂは磁石Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４及びＰ５を有し、磁石Ｐ３と磁石Ｐ４とが同極性の磁界を発生させる向きに設置されており、他は隣り合う磁石が異なる極性の磁界を発生させる向きに設置されている。
第１現像剤攪拌搬送部材である第１搬送スクリュ１３は、回転軸１３ａの周りに攪拌面部１３ｂが回転軸１３ａの軸方向へ、回転軸１３ａと一体に、螺旋状に設けられており、矢印方向ｅに回転し、現像剤を剤供給部ａへ搬送している。

現像剤は剤供給部ａにてマグネットローラ５ｂの磁界により汲み上げられ、現像スリーブ５ａ表面に担持される。そして、現像スリーブ５ａの矢印方向ｄの回転により層厚規制部材１５で現像剤の層厚を規制され、感光体１と現像ローラ５が近接対向する現現像領域である像ニップ部ｂへ搬送される。
現像ニップ部ｂにて感光体１上の図示しない静電潜像にトナーを移すことで、可視像を形成する。可視像形成後に現像剤担持体２に残る現像剤はマグネットローラ５ｂによる磁界と現像スリーブ５ａの矢印ｄ方向への回転により剤離脱部ｃへ搬送される。剤離脱部ｃは磁石Ｐ３、Ｐ４が同極性の磁界により反発磁界を発生している反発磁界領域となっており、搬送された現像剤を現像スリーブ５ａ表面から離脱している。剤離脱部ｃにて現像スリーブ表面から離脱した現像剤は現像剤収容容器１７の第１搬送スクリュ１３を備える空間に回収される。

従来の現像装置３０では、剤離脱部ｃと第１搬送スクリュ１３により現像剤を供給する剤供給部ａが近接している為、剤離脱部ｃで離脱した現像剤（以下、離脱現像剤と呼ぶ）が、剤供給部ａで現像ローラに供給する現像剤（以下、供給現像剤と呼ぶ）に混ざってしまうことがあった。離脱現像剤が供給現像剤に混ざる理由の一つとして、現像剤スリーブ５ａ表面とともに移動していた現像剤は、剤離脱部ｃで現像スリーブ５ａ表面から離脱しても供給部に存在する現像剤による磁気力の影響を受け、現像スリーブ５ａの回転方向下流側の剤供給部ａに達することが考えられる。
離脱現像剤が供給現像剤に混ざってしまい、現像ローラ５上の現像剤の入れ替えが不十分になると、現像ローラ５に供給される供給現像剤のトナー濃度の低下、ムラが発生し、その結果画像濃度低下、濃度ムラなどの問題が生じる。これは、離脱現像剤は現像ニップｂを通過した後であるため、現像ニップｂでトナー消費され、トナー濃度が低下した状態またはトナー濃度にムラがある状態となっているからである。

特に、図３に示す現像装置３０は、第１搬送スクリュ１３から供給現像剤を現像ローラ５に供給し、第１搬送スクリュ１３を備えた空間に離脱現像剤を回収するものである。これにより、一方の現像剤攪拌搬送部材側から現像剤担持体に供給現像剤を供給し、他方の現像剤攪拌搬送部材側で離脱現像剤を回収する構成の現像剤比べて、剤供給部ａと剤離脱部ｃとが近接しやすく、離脱現像剤と供給現像剤との分離が困難である。
なお、第１搬送スクリュ１３で供給・回収を行うことで第２搬送スクリュ１４側でのレイアウトの自由度を増すことができる。例えば、現像装置３０では第２搬送スクリュ１４の上方でトナーの補給を行っている。その他に第２搬送スクリュ１４の上方に現像剤充填部（充填済みケース）を設けることも可能である。

さらに、図３に示す現像装置３０では、現像ローラ５の下方に第１搬送スクリュ１３が設置されており、供給現像剤は第１搬送スクリュ１３の上方に向けて供給され、離脱現像剤は第１搬送スクリュ１３の上方から落下し回収されるものである。離脱現像剤は重力により落下することで、現像剤収容容器１７に回収がなされるので、簡易な構成で且つ、より確実に現像剤の回収を行うことができる。しかし、現像剤の供給、回収ともに第１搬送スクリュ１３の上方で行われるため、供給現像剤の供給を行う現像剤攪拌搬送部材と現像剤担持体との設置位置に高さの差が無いものに比べて、剤供給部ａと剤離脱部ｃとが近接しやすく、離脱現像剤と供給現像剤との分離が困難である。

また、従来の現像装置としては、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１の現像装置は現像剤担持体の固定磁石の磁束密度分布により、第２現像剤攪拌搬送部材側から第１現像剤攪拌搬送部材側への現像剤の受け渡しを促している。そして、２つの現像剤攪拌搬送部材間での現像剤の循環を成立させると共に、現像領域を通過した現像スリーブ上の現像剤を第２現像剤攪拌搬送部材側へ落下させる現像剤搬送経路を形成している。

更に説明すると特許文献１では現像剤攪拌搬送手段は、第１現像剤攪拌搬送部材と前記第２現像剤攪拌搬送部材との中間部で前記現像剤担持体と対向している。第１現像剤攪拌搬送部材が、第２現像剤攪拌搬送部材に対して現像スリーブの回転の下流側に位置するように回転可能に支持されている。固定磁石は、第１現像剤攪拌搬送部材から現像剤を汲み上げると共に、像担持体と対向する現像領域を通過した現像剤を第２現像剤攪拌搬送部材上に落下させる磁気拘束力を有するようにしている。第２現像剤搬送部材から第１現像剤搬送部材への現像剤の受け渡し手段として、１つの手段として受け渡す領域では磁気拘束力を有し、受け渡さない領域では現像剤を保持しないように磁気配置をしており、軸長手方向で磁気分布が異なっている。もう１つの手段として受け渡す領域で現像剤搬送部材を備えている。

しかし、特許文献１に記載の軸長手方向で磁気分布を急激に変化させることは難しく、その変化量も限界があるため実質上困難である。またもう１つの手段として特許文献１に記載の現像剤搬送部材を設けることは部品点数が増えてコストが上昇するという欠点がある。

次に、図４を用いて本実施形態の現像装置３０について説明する。
図３で示した従来の現像装置３０の問題を解決するために、本実施形態の現像装置３０は、図４に示すように現像スリーブ５ａの回転軸方向の全域に渡って、回転方向上流側の空間と下流側の空間とを仕切る非磁性の仕切り部材１８を設けている。
仕切り部材１８の一方の先端は現像剤収容容器１７中の第１搬送スクリュ１３の鉛直方向最上点１３ｃよりも第１搬送スクリュ１３の回転方向下流側に向けられている。

仕切り部材１８の一方の先端を剤離脱部ｃに向けて設けているので、剤離脱部ｃで現像スリーブ５ａ表面から離脱した離脱現像剤が、現像スリーブ５ａの回転方向下流側にある剤供給部ａに達すること防ぐことができる。よって、現像ニップｂを通過し、現像スリーブ５ａから離脱した離脱現像剤と、現像スリーブ５ａに供給される供給現像剤との分離を確実に行うことができる。
さらに仕切り部材１８の他方の先端を第１搬送スクリュ１３の鉛直方向最上点１３ｃよりも回転方向下流側に向けることで、離脱現像剤を確実に第１現像剤攪拌搬送部材の鉛直方向最上点１３ａの回転方向下流側へ導くことが出来る。これにより、第１攪拌搬送部材１３の最上点１３ａよりも回転方向上流側から剤供給部ａへ搬送する供給現像剤と離脱現像剤とをより確実に分離し、現像に使用された現像剤を次の現像に使用されないように攪拌搬送を行なうことができる。

また、仕切り部材１８の他方の先端は、マグネットローラ５ｂの互いに隣り合う同極の磁極によって形成される反発磁界領域である剤離脱部ｃに向けられている。この仕切り部材１８の先端を向ける位置としては反発磁界領域を形成する磁石Ｐ３と磁石Ｐ４との間であればよい。そして、図４に示すように磁石Ｐ３と磁石Ｐ４との中間となる位置の周辺である剤離脱部ｃに向けることが好ましい。

次に、仕切り部材８の支持方法について説明する。
図５は、現像ケーシング１６に仕切り部材１８を固定した状態を示す概略図である。図５(ａ)は、現像ケーシング１６に仕切り部材１８を設置した状態の斜視図であり、図５（ｂ）は、その部分断面図である。
図５（ａ）に示すように仕切り部材１８は現像ケーシング１６の両端から支持されている。これにより、現像スリーブ５ａの回転軸方向の全域に渡って、仕切り部材１８の設置箇所における現像スリーブ５ａの回転方向上流側の空間と下流側の空間とを確実に仕切ることができる。
また、同様に図示はしないが仕切り部材１８は現像剤収容容器１７から支持されることも可能である。
仕切り部材１８の材質は磁界の影響を受けない材質、いわゆる非磁性体であり、例えばＰＥＴ樹脂シート等のプラスチィック材料や、アルミ、非磁性ステンレスなどの材料を用いる。このような非磁性体は、磁性部材に比して安価であり、低コスト化を図ることができる。
なお、仕切り部材１８として磁性体の部材を用いると、磁界の中に磁性体を設けることになり、磁界中にその磁性体による磁気力が生じる。これにより、キャリアが仕切部材に引き寄せられ、仕切り部材から離れにくくなり、仕切り部材の近傍はキャリアが充満してしまうことが考えられる。
また仕切り部材１８は支持をする現像ケーシング１６、または現像剤収容容器１７と一体、かつ同一の材質であっても良いし、また別体であって同一または非同一の材質でも可能である。

なお、剤離脱部ｃでは仕切り部材１８は現像剤担持体に所定の間隔を設けている。
この間隔は０．５[ｍｍ]以上、２．０[ｍｍ]以下であれば離脱した現像剤を充分に分離できることが、高速度カメラによる現像剤離れ性断面観察結果から検証されている。０．５［ｍｍ］以上の間隔を有するので、現像スリーブ５ａ表面上にトナーが固着することを防止し、トナーの固着に起因する現像電界ムラ、画像濃度ムラ、トナーの凝集物の発生を防止することができる。これにより、現像剤規制部材１５と現像ローラ５との隙間に凝集物を挟み込み込むことに起因する、画像スジの発生を防止することができる。また、０．５［ｍｍ］以上と、使用するキャリア粒径よりも間隔が広いので、仕切り部材１８と現像ローラ５との間にキャリアが挟まることを防止し、挟まったキャリアと現像スリーブ５ａの表面にはさまれることに起因する現像スリーブ５ａ表面へのトナーの固着を防止することができる。さらに、０．５［ｍｍ］以上と言う間隔であるので、安価に隙間を構成することが可能である。

また、現像装置３０では、反発磁界領域である剤離脱部ｃの中心位置は現像スリーブ５ａ中心の水平方向に対して±１０［゜］の範囲となるように配置されている。
現像スリーブ５ａの中心の水平方向に対して±１０［°］の範囲であれば、離脱した現像剤が重力の影響を受けやすい。そして、図に示すように現像スリーブ５ａが上方から下方に向けて表面移動する位置に剤離脱部ｃの中心位置を設定することで、現像スリーブ５ａに担持され移動していた状態での慣性力と離脱した状態で現像剤に働く重力とがほぼ同じ向きとなり、円滑な現像剤の離脱が可能となる。
また、現像剤の現像スリーブ５ａからの離脱性が向上するばかりでなく、仕切り部材８で分離した現像剤を確実に第１現像剤攪拌搬送部材の回転方向下流側へ導くようにしている。

また、現像装置３０では、剤離脱部ｃでの仕切り部材１８の先端部と現像ケーシング１６との間隔１８ａが３［ｍｍ］以上で、仕切り部材１８の第１搬送スクリュ１３側の先端部と現像ケーシングとの間隔１８ｂが３［ｍｍ］以上となるように設定している。
仕切り部材１８の両端部における現像ケーシング１６との間隔がそれぞれ３［ｍｍ］以上を有すれば、層厚規制部材１５で現像剤の層厚を規制された現像剤量であれば、仕切り部材１８で分離した現像剤を第１搬送スクリュ１３の回転方向下流側へ導くことが出来る。つまり、現像ニップ部ｂへ搬送される現像剤の量として設定される単位面積当たりの搬送重量である現像剤汲み上げ量［ｍｇ／ｃｍ^２］が充分に多い場合でも、仕切り部材１８で分離した現像剤を確実に現像剤収容容器１７へ導くことができる。なお、本実施形態の現像装置３０において、現像剤汲み上げ量を、ベタ画像を現像するために必要な汲み上げ量よりも多い、１００［ｍｇ／ｃｍ^２］と設定し、高速度カメラによる現像剤離れ性断面観察した結果、充分に導くことができることが検証されている。

以上、本実施形態によれば、現像剤収容部である現像剤収容容器１７に第１現像剤攪拌搬送部材である第１搬送スクリュ１３と第２現像剤攪拌搬送部材である第２搬送スクリュ１４とを有し、第１搬送スクリュ１３側から非磁性スリーブである現像スリーブ５ａと磁界発生手段であるマグネットローラ５ｂとを備える現像剤担持体として現像ローラ５に現像剤を供給する現像装置３０で、現像スリーブ５ａの回転軸方向に渡って、その設置箇所における現像スリーブ５ａの回転方向上流側の空間と下流側の空間とを仕切る非磁性の仕切り部材１８を設けている。そして、仕切り部材１８の一方の先端を現像剤収容容器１７に向け、またもう一方の先端を剤離脱部ｃに向けて設けているので、剤離脱部ｃで現像スリーブ５ａ表面から離脱した離脱現像剤が、現像スリーブ５ａの回転方向下流側にある剤供給部ａに達すること防ぐことができる。これにより、離脱現像剤と第１搬送スクリュ１３により剤供給部ａへ搬送する現像剤とを確実に分離することができ、現像に使用された現像剤がそのまま次の現像に使用されないように攪拌搬送を行なうようにしているので、現像剤の入れ替えを充分に行なえ、トナー濃度の低下、ムラによる画像濃度低下、濃度ムラを防止することが出来る。さらに、仕切り部材１８の先端と現像ローラ５とが所定の間隔で設置されているので、現像スリーブ５ａ表面上にトナーが固着することを防止し、トナーの固着に起因する現像電界ムラ、画像濃度ムラ、トナーの凝集物の発生を防止することができ、現像剤規制部材１５と現像ローラ５との隙間に凝集物を挟み込み、画像スジの発生を防止することができる。
また、仕切り部材１８の先端と現像ローラ５との間隔を０．５［ｍｍ］以上、２［ｍｍ］以下とし、使用するキャリア粒径よりも広い間隔としているので、仕切り部材１８と現像ローラ５との間にキャリアが挟まることを防止し、挟まったキャリアと現像スリーブ５ａの表面にはさまれることに起因する現像スリーブ５ａ表面へのトナーの固着を防止することができる。また、間隔を０．５［ｍｍ］以上、２［ｍｍ］以下の範囲内であれば、剤離脱部ｃで離脱した現像剤を十分に回収することができる。
また、第１搬送スクリュ１３を現像ローラ５の下方に配置することにより、離脱現像剤は重力により落下することで、現像剤収容容器１７に回収がなされるので、簡易な構成で且つ、より確実に現像剤の回収を行うことができる。
また、第１スクリュ１３の鉛直方向最上点よりも回転方向上流側から供給現像剤を汲み上げ、現像ローラ５に供給し、現像ニップｂを通過した後の離脱現像剤を現像剤収容容器１７の第１搬送スクリュ１３を備えた空間に回収するものであり、現像剤収容容器１７に向ける仕切り部材１８の一端を第１搬送スクリュ１３の鉛直方向最上点１３ｃよりも回転方向下流側に向けて設けている。これにより、離脱現像剤を確実に第１現像剤攪拌搬送部材の鉛直方向最上点１３ａの回転方向下流側へ導くことが出来き、第１攪拌搬送部材１３の最上点１３ａよりも回転方向上流側から剤供給部ａへ搬送する供給現像剤と離脱現像剤とをより確実に分離し、現像に使用された現像剤を次の現像に使用されないように攪拌搬送を行なうことができる。
また、反発磁界領域である剤離脱部ｂが現像ローラ１５の中心の水平方向に対して、±１０［゜］となるように配置設定することで、現像剤の現像ローラ５からの離脱性が向上するばかりでなく、仕切り部材１８で分離した現像剤を確実に第１搬送スクリュ１３の回転方向下流側へ導くようにしているので、現像剤の入れ替えを充分に行なえ、トナー濃度の低下、ムラによる画像濃度低下、濃度ムラを防止することが出来る。
また、反発磁界領域での仕切り部材１８と現像ケーシング１６の内壁との間隔１８ａが３［ｍｍ］以上、現像像剤収容容器１７側での仕切り部材１８と現像ケーシング１６の内壁との間隔１８ｂが３［ｍｍ］以上であるので、仕切り部材１８で分離した現像剤を確実に第１搬送スクリュ１３の回転方向下流側へ導くようにしているので、現像剤の入れ替えを充分に行ない、トナー濃度の低下、ムラによる画像濃度低下、濃度ムラを防止することが出来る。
また、プロセスカートリッジである画像形成ユニット２は、現像手段として現像装置３０を装着しているので、現像剤の入れ替えを充分に行ない、トナー濃度の低下、ムラによる画像濃度低下、濃度ムラを防止することが出来る。
また、画像形成装置であるプリンタ１００は、現像手段として、現像装置３０を備えた画像形成ユニット２を有しているので、現像剤の入れ替えを充分に行ない、トナー濃度の低下、ムラによる画像濃度低下、濃度ムラを防止することが出来き、良好な画像形成が可能となる。

実施形態に係るプリンタの概略構成図。 実施形態に係る画像形成ユニットの概略構成図。 従来の現像装置の概略構成図。 実施形態に係る現像装置の概略構成図。 仕切り部材を固定した現像ケーシングの概略図。(ａ)は斜視図、（ｂ）は、部分断面図。

符号の説明

１ 感光体
２ 画像形成ユニット
３ 帯電装置
４ 露光装置
５ 現像ローラ
５ａ 現像スリーブ
５ｂ マグネットローラ
６ 転写装置
６ａ 中間転写ベルト
６ｂ 支持ローラ
６ｅ 転写ローラ
６ｆ ベルトクリーニング装置
６ｇ 二次転写ローラ
７ クリーニング装置
８ 定着装置
８ａ 加熱ローラ
８ｂ 加圧ローラ
９ 給紙ユニット
１０ ピックアップローラ
１１ レジストローラ
１２ 排紙ローラ
１３ 第１搬送スクリュ
１４ 第２搬送スクリュ
１５ 層厚規制部材
１６ 現像ケーシング
１７ 現像剤収容容器
１８ 仕切り部材
２１ 塗布装置
２１ａ ブラシ状ローラ
２１ｂ 潤滑剤成型体
３０ 現像装置
１００ プリンタ

Claims (9)

1. トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   回動する非磁性スリーブ内に周方向に固定配置された複数の磁極からなる磁界発生手段を備え、該二成分現像剤を磁気ブラシとして表面に担持し、潜像担持体に対向する現像領域でトナーを該潜像担持体上の潜像に供給する現像剤担持体とを有し、
   該現像剤収容部から該現像剤担持体に供給され、該現像領域を通過した該二成分現像剤を該現像剤収容部に回収する現像装置において、
   該非磁性スリーブの回転軸方向に渡って、その設置箇所における該非磁性スリーブの回転方向上流側の空間と下流側の空間とを仕切る非磁性の仕切り部材を、一方の先端を該現像剤収容部に向けて、またもう一方の先端を該磁界発生手段の互いに隣り合う同極の該磁極によって形成される反発磁界領域に向けて設け、該仕切り部材の先端と該現像剤担持体とが所定の間隔となるよう設置することを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記仕切り部材の先端と上記現像剤担持体との間隔が使用するキャリア粒径よりも広いことを特徴とする現像装置。
3. 請求項２の現像装置において、
   上記仕切り部材の先端と上記現像剤担持体との間隔が、０．５［ｍｍ］以上、２［ｍｍ］以下であることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１、２または３の現像装置において、
   上記現像剤担持体に対して平行に配置され、上記現像剤収容部内の現像剤を攪拌搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給するための第１現像剤攪拌搬送部材と、
   該第１現像剤攪拌搬送部材に対して平行で、ほぼ同じ高さに配置され、該現像剤収容部内の現像剤を攪拌し、該第１現像剤攪拌搬送部材の現像剤搬送方向とは反対方向に現像剤を搬送する第２現像剤攪拌搬送部材と、
   該第１現像剤攪拌搬送部材と該第２現像剤攪拌搬送部材との間を仕切り、該第１現像剤攪拌搬送部材及び該第２現像剤攪拌搬送部材の現像剤搬送方向の両端部は該現像剤が通過可能な開口部となる仕切り壁とを有し、
   該第１現像剤攪拌搬送部材を該現像剤担持体の下方に配置することを特徴とするものである。
5. 請求項４の現像装置において、
   上記第１現像剤攪拌搬送部材は回転することで上記現像剤収容部内の現像剤を攪拌し、回転軸方向に現像剤を搬送する搬送部材であり、
   該第１現像剤攪拌搬送部材の鉛直方向最上点よりも回転方向上流側から上記二成分現像剤を汲み上げ、上記現像剤担持体に供給し、上記現像領域を通過した後の該二成分現像剤を該現像剤収容部の該第１現像剤攪拌搬送部材を備えた空間に回収し、
   該現像剤収容部に向ける上記仕切り部材の一端を該第１現像剤攪拌搬送部材の鉛直方向の最上点よりも回転方向下流側に向けて設けることを特徴とする現像装置。
6. 請求項１、２、３、４または５の現像装置において、
   上記反発磁界領域が上記現像剤担持体の中心の水平方向に対して、±１０［°］となるように上記磁界発生手段を配置することを特徴とする現像装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６の現像装置において、
   上記反発磁界領域での上記仕切り部材と現像装置を形成する現像ケーシングの内壁との間隔が３［ｍｍ］以上、上記現像剤収容部での該仕切り部材と該現像ケーシングの内壁との間隔が３［ｍｍ］以上であることを特徴とする現像装置。
8. 少なくとも現像手段を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   該現像手段として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 潜像担持体上にトナーを付着させて該潜像担持体上の潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、
   請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置、または請求項８のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。

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