JP2010243893A - 現像装置及びこれを用いる画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置におけるペーパージャム等による異常停止時にも、キャリアが現像ローラに移行し、その後、静電潜像担持体上に現像されることを防止することができる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容され、現像剤による磁気ブラシを形成する磁気ローラ３と、磁気ブラシから供給されるトナーによりトナー薄層Ｔ１を表面に担持する現像ローラ１３とを備え、感光体ドラム１４に現像ローラ１３よりトナー薄層Ｔ１のトナーを供給して感光体ドラム１４上にトナー画像を形成する現像装置１において、現像ローラ１３は、現像ローラ１３と磁気ローラ３とが対向する現像ニップ部１３ｎの内側に磁極Ｓ４が設けられることを特徴とするものとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置及びこれを用いる画像形成装置に係り、特に、２成分現像剤を使用する現像装置及びこれを用いる画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ等の電子写真方式による電子写真システムにおいて、搭載される現像装置における現像方式は、絶縁性トナーや導電性トナーのみを用いる１成分現像方式と、トナー及び磁性キャリア（以下、単に「キャリア」と称する。）を用いる２成分現像方式の二つに大別される。

このうち、１成分現像方式は、現像装置がコンパクトとなり、ドット再現性に優れているという利点が得られやすいものの、現像スリーブやブレードが劣化しやすく、耐久性に乏しいという問題点が見られた。

また、２成分現像方式は、キャリアを介してトナーを帯電させるため、帯電性に優れ、ベタ画像の均一性も比較的良好であって、現像スリーブが長寿命であるものの、現像装置が大きくなったり、複雑化したり、さらには、キャリア飛びを起こしやすいという問題点が見られた。また、２成分現像方式の場合、一旦、静電潜像担持体（例えば、感光体ドラム）に付着したトナーがキャリアによって引っかかれてしまい、トナー画像に欠陥が生じるという特有の問題点も見られた。

そこで、このような１成分現像方式と２成分現像方式とを組み合わせたハイブリッド現像方式が提案されている。係るハイブリッド現像方式とは、キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる構成の現像剤を使用するとともに、現像スリーブ上に帯電させたトナーのみを担持させて、感光体ドラム上に形成された静電潜像に対してトナーを飛翔させる現像方式のことである。このハイブリッド現像方式によれば、ドット再現性に優れるとともに、現像スリーブの長寿命化が可能であり、かつ高速での画像形成が容易である。

従来技術として、ハイブリッド現像方式を採用した画像形成装置としては、例えば、ハイブリッド現像方式を採用した電子写真システムにおいて、キャリアの比抵抗を１×１０¹²〜１×１０¹⁵（Ω・ｃｍ）の範囲内の値にするとともに、飽和磁化を２０〜３５（ｅｍｕ／ｇ）の範囲内の値に制限した方法が提案されている（特許文献１を参照）。

また、例えば、ハイブリッド現像方式を採用した画像形成装置において、キャリアの比抵抗を１×１０⁹〜１×１０¹²（Ω・ｃｍ）の範囲内の値とするとともに、飽和磁化を３６〜６０（ｅｍｕ／ｇ）の範囲内の値とし、かつ、トナーの比抵抗を１×１０¹³〜１×１０¹⁶（Ω・ｃｍ）の範囲内の値に制限した方法も提案されている（特許文献２を参照）。

特開平１１−１８４２２３号公報 特開２００６−２８４７８６号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２において、現像ローラと磁気ローラとの外径差が大きくなり過ぎた場合、特に、現像ローラの外径が小さくなり過ぎた場合、現像ローラと磁気ローラの回転方向が同一方向の場合であれば、現像ローラ上にキャリアが乗り上げたり、また、前記回転方向が逆方向の場合であれば、現像ローラからキャリアが脱落するという問題が生じていた。特に、ハイブリッド現像方式を採用した画像形成装置におけるペーパージャム等による異常停止時に発生し易かった。更に、現像ローラと磁気ローラの周速比が大きく異なるときにも発生し易かった。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド現像方式を採用した画像形成装置におけるペーパージャム等による異常停止時にも、キャリアが現像ローラに移行し、その後、静電潜像担持体上に現像されることを防止することができる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容され、前記現像剤による磁気ブラシを形成する磁気ローラと、前記磁気ブラシから供給されるトナーによりトナー薄層を表面に担持する現像ローラとを備え、静電潜像が形成される静電潜像担持体に前記現像ローラより前記トナー薄層のトナーを供給して前記静電潜像担持体上にトナー画像を形成する現像装置において、前記現像ローラの構成として、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部（いわゆる、現像ニップ部）の前記現像ローラ内側に磁石を設けることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラと前記磁気ローラとが同一方向に回転移動することが好ましい。

また、本発明は、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラと前記磁気ローラとが逆方向に回転移動することが好ましい。

また、本発明は、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラ側の磁極と前記磁気ローラ側の磁極とは、逆極性であることが好ましい。

また、本発明は、前記現像ローラに設けられる磁石の極数を１つとすることが好ましい。

また、本発明は、前記現像ローラに設けられる磁石の磁力を、１０（ｍＴ）以上１００（ｍＴ）以下とすることが好ましい。

また、本発明は、前記キャリアの平均粒径（以下、平均粒径とは体積平均粒径と同意）、すなわち、平均粒径Ｄ_５０を３０（μｍ）以上８０（μｍ）以下とすることが好ましい。

また、本発明は、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、静電潜像担持体表面を帯電させる帯電装置と、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、静電潜像担持体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、静電潜像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容され、前記現像剤による磁気ブラシを形成する磁気ローラと、前記磁気ブラシから供給されるトナーによりトナー薄層を表面に担持する現像ローラとを備え、静電潜像が形成される静電潜像担持体に前記現像ローラより前記トナー薄層のトナーを供給して前記静電潜像担持体上にトナー画像を形成する現像装置において、前記現像ローラの構成として、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部の内側に磁石を設けることで、前記現像ローラに設けられた磁石と前記磁気ローラとの磁石による磁気力が対向するため、従来のハイブリッド現像方式よりも強い磁気拘束力が発生し、前記磁気ローラと前記現像ローラとの最近接部以外の現像ローラ表面へのキャリアの移行が防止できる。

特に、前記現像装置が搭載された画像形成装置において、ペーパージャム等の異常（緊急）停止時に顕著な効果が得られる。また、高画質化の目的で、平均粒径Ｄ_５０が３０〜８０（μｍ）の小粒径キャリアを使用する場合、磁気拘束力により、最近接部の下方に現像剤やキャリアが飛散して、画像形成装置が汚染されることを防止できる。

また、本発明によれば、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラと前記磁気ローラとが同一方向に回転移動することで、前記現像ローラ上にキャリアが移行することを防止できる。

また、本発明によれば、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラと前記磁気ローラとが逆方向に回転移動することで、前記現像ローラからキャリアが脱落するという不具合を解消できる。

特に、ハイブリッド現像方式を採用した画像形成装置において、ペーパージャム等による異常（緊急）停止時に上記不具合が発生し易かったが、本発明に係る現像装置を採用することで、現像ローラと磁気ローラとの最近接部に磁気拘束力があるため、上記の不具合の発生を防止できる。

また、本発明によれば、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラ側の磁極と前記磁気ローラ側の磁極とを逆極性とすることで、常に安定した磁気ブリッジを形成して現像ローラ上にトナー薄層を形成できるので、キャリア移行やキャリア脱落を抑制できる。

尚、前記現像ローラ側の磁極と前記磁気ローラ側の磁極とが互いに同じ磁極である場合にも、最近接部の磁気拘束力により、ペーパージャム等による異常（緊急）停止時にもキャリア移行やキャリア脱落がしにくくできるが、現像ローラにトナー薄層を安定して形成されなくなる。

また、本発明によれば、前記現像ローラに設けられる磁石の極数を１つとすることで、現像ローラ回転方向下流側に、磁気ブリッジされた磁気ブラシからキャリアが前記現像ローラ表面の磁石位置以外の部分へ移行することがなく、また、最近接部のキャリア脱落が防止できる。これにより、静電潜像担持体への不要なキャリア付着が発生せず、良好なトナーの現像が行えるとともに、キャリア脱落による前記現像装置が搭載される画像形成装置のキャリア汚染が防止できる。

また、本発明によれば、前記現像ローラに設けられる磁石の磁力を、１０（ｍＴ）以上１００（ｍＴ）以下とすることで、前記現像ローラと前記磁気ローラとの外径差が大きくなり過ぎた場合や周速比が大きく異なる場合においても、磁気ブリッジを形成しているため、キャリアが乗り上げ（移行）たり、脱落したりするなどといった不具合を解消できる。

尚、前記現像ローラに設けられる磁石の磁力が１０（ｍＴ）未満では、磁力が小さ過ぎるため、ペーパージャム等の画像形成装置の異常（緊急）停止時の現像剤の脱落や現像ローラ上へ現像剤が乗り上げ（移行）ることを防止できる程の効果がない。

また、前記現像ローラに設けられる磁石の磁力が１００（ｍＴ）を超えると、例えば、前記磁気ローラの磁極Ｎ１の磁力（１０５．８（ｍＴ））とほぼ同じ強さの磁力となってしまうため、前記現像ローラのトルクアップの要因となるばかりか、トルクアップによる画像形成装置の異常（緊急）停止が発生してしまう。

また、本発明によれば、前記キャリアの平均粒径Ｄ_５０を３０（μｍ）以上８０（μｍ）以下とすることで、現像剤やキャリアの飛散を防止できる。

詳しくは、高画質化の為、前記キャリアの平均粒径Ｄ_５０が３０（μｍ）以上８０（μｍ）以下の小粒径キャリアを使用する場合には、強い磁気拘束力がないと現像剤やキャリアが飛散してしまうことがある。

例えば、前記キャリアの平均粒径Ｄ_５０が３０（μｍ）未満では、現像ローラに内包される磁石の磁力を１００（ｍＴ）程度の強い磁気拘束力が必要であるが、磁気ローラの磁極Ｎ１の磁力１０５．８（ｍＴ）とほぼ同じ強さの磁力となってしまい、トルクアップの要因となるばかりか、トルクアップにより画像形成装置の異常（緊急）停止が発生してしまう虞がある。

また、前記キャリアの平均粒径Ｄ_５０が８０（μｍ）を超えると、現像ローラに磁石を内包しなくても、ペーパージャム等による画像形成装置の異常停止時に現像剤が脱落したり、現像ローラに乗り上げて静電潜像担持体側に移行されることはなく、本発明に係る構成をとる必要がないが、現像ローラ上へ現像したトナー薄層が均一ではなく、画像カスレが発生する。これは、現像ローラと磁気ローラとの間の磁気ブラシ密度が粗くなり、トナー薄層が均一な現像が行われない為と考える。

また、本発明によれば、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、静電潜像担持体表面を帯電させる帯電装置と、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、静電潜像担持体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、静電潜像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることで、前記現像装置を構成する現像ローラに設けられた磁石と磁気ローラとの磁石による磁気力により、従来のハイブリッド現像方式よりも強い磁気拘束力を発生させることができるので、前記磁気ローラと前記現像ローラとの最近接部以外の現像ローラ表面へのキャリアの移行が防止でき、トナーやキャリアによる画像形成装置内が汚染されることを防止できる。

本発明の実施形態に係る現像装置が搭載された画像形成装置の構成を示す説明図である。 前記現像装置の構成を示す説明図である。前記定着ユニットの構成を示す説明図である。 前記現像装置を構成する磁気ローラと現像ローラ及び感光体ドラムとの位置関係を示す説明図である。 本実施形態に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 前記現像装置により現像ローラの磁力に応じたキャリア移行及びキャリア飛散を比較した実施例１の試験結果を示す表である。 前記現像装置によりキャリアの平均粒径Ｄ_５０に応じたキャリア移行及びキャリア飛散を比較した実施例２の試験結果を示す表である。 前記現像装置における現像ローラの磁極Ｓ４の磁力とキャリアの平均粒径Ｄ_５０との関係をマトリックス状に模式的に示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明に係る現像装置が搭載された画像形成装置の構成を示す説明図である。

本実施形態は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム（静電潜像担持体）１４と、感光体ドラム１４表面を帯電させる帯電装置１５と、感光体ドラム１４表面に静電潜像を形成する露光装置１６と、感光体ドラム１４表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置１と、感光体ドラム１４表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置１７と、転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置１９とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置１００において、現像装置１として、本発明に係る現像装置の構成を採用したものである。

まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
画像形成装置１００は、例えば、ネットワーク上の各端末装置から送信される画像データ等に基づいて、所定の用紙に対して単色の画像を形成する。
画像形成装置１００は、図１に示すように、感光体ドラム（静電潜像担持体）１４と、帯電装置１５と、露光装置１６と、現像装置１と、転写装置１７と、定着装置１９と、クリーニング装置１８と、給紙トレイ２２と、スキャナ部２３と、排紙トレイ２４とを備えている。

感光体ドラム１４は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム１４には、例えば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。

有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。

帯電装置１５は、図示しない電源が接続され、帯電装置１５に電圧を印加する。
帯電装置１５は電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム１４表面を所定の極性及び電位に帯電させる。本実施形態では、チャージャー型帯電器を用いるが、これに限定されず、帯電ブラシ型帯電器、ローラ状帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用できる。

露光装置１６は、スキャナ部２３（詳しくは、図４に示す符号１０５の読取部）において読み取られる原稿の画像情報、または外部機器からの画像情報が入力され、画像情報に応じた信号光を帯電状態にある感光体ドラム１４表面に照射する。これによって、感光体ドラム１４表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。

露光装置１６には、光源を含むレーザスキャニング装置が用いられる。レーザスキャニング装置は、例えば、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組合せた装置である。光源としては、例えば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用できる。

転写装置１７は、感光体ドラム１４に圧接するように設けられるローラ状部材であって、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、且つ、図示しない駆動手段によって回転可能に設けられている。転写装置１７には、例えば、直径８〜１０（ｍｍ）の金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。

金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。

転写装置１７と感光体ドラム１４との圧接部（以下、「転写ニップ部」と称する。）１７ｎに、感光体ドラム１４の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙トレイ２２から図示しないピックアップローラ及びレジストローラを介して記録媒体が１枚ずつ供給されるようになっている。

記録媒体が転写装置１７の転写ニップ部１７ｎを通過することによって、感光体ドラム１４表面のトナー像が記録媒体に転写される。転写装置１７には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を転写装置１７に印加する。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。
このようにして、転写装置１７により、感光体ドラム１４表面のトナー像が記録媒体に転写される。

クリーニング装置１８は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを備えている。クリーニングブレードは、感光体ドラム１４の長手方向に平行に延び設けられ、且つ、その短手方向の一端が感光体ドラム１４表面に当接するように設けられる板状部材である。そして、クリーニングブレードは、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム１４表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム１４表面から取り除く。トナー貯留槽は、内部空間を有する容器状部材であり、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。
このようにして、クリーニング装置１８によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム１４表面が清浄化される。

定着装置１９は、定着ローラ２０と、加圧ローラ２１とを備えている。
定着ローラ２０は、ローラ状部材であって、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、且つ、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられている。

定着ローラ２０は、その内部に図示しない加熱部材を有し、転写装置１７の転写ニップ部１７ｎを通って搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ２０としては、例えば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱部材は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱部材にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。

加圧ローラ２１は、ローラ状部材であって、回転自在に支持され、且つ、図示しない加圧部材によって定着ローラ２０に対して圧接するように設けられている。加圧ローラ２１は、定着ローラ２０の回転に従動回転する。定着ローラ２０と加圧ローラ２１との圧接部が定着ニップ部１９ｎである。

加圧ローラ２１は、定着ローラ２０によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ２１には、定着ローラ２０と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ２１の内部にも加熱部材を設けてもよい。加熱部材には定着ローラ２０内部の加熱部材と同様のものを使用できる。

定着装置１９により、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部１９ｎに通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させて画像を印刷する。
画像が印刷された記録媒体は、図示しない搬送手段によって、図１中で画像形成装置１００の鉛直方向側面に設けられる排紙トレイ２４に排出され、積載される。

給紙トレイ２２は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。給紙トレイ２２は複数の給紙トレイ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられ、それぞれの給紙トレイ２２ａ〜２２ｄにサイズの異なる記録媒体が収容される。記録媒体のサイズには、Ａ３，Ａ４，Ｂ５，Ｂ４などがある。また、複数の給紙トレイ２２ａ〜２２ｄに同じサイズの記録媒体を収容してもよい。図示しないピックアップローラと、搬送ローラと、レジストローラとによって、感光体ドラム１４表面のトナー像が転写ニップ部１７ｎに搬送されるのに同期して、記録媒体が１枚ずつ供給される。

スキャナ部２３には図示しない原稿セットトレイ、自動原稿搬送装置（ＲＡＤＦ、Reversing Automatic Document Feeder）などが設けられるとともに、図示しない原稿読み取り装置が設けられる。

自動原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を原稿読み取り装置の原稿載置台に搬送する。原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置と、反射部材と、光電変換素子（Charge Coupled Device：以下、「ＣＣＤ」と称する。）ライセンサなどを備え、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、例えば、１０ライン毎に読み取る。

原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。
原稿走査装置は、図示しない光源と第１の反射ミラーとを備え、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。この光の照射によって反射光像が得られる。

光源は、原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。
第１の反射ミラーは、反射光像を図示しない反射部材に向けて反射する。
反射部材は、図示しない第２の反射ミラーと第３の反射ミラーと光学レンズとを備え、原稿走査装置で得られる反射光像をＣＣＤライセンサ上で結像させる。この反射部材は、原稿走査装置の往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。

第２，第３の反射ミラーは、反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは、反射光像をＣＣＤライセンサ上に結像させる。

ＣＣＤライセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示しないＣＣＤ回路を備え、画像情報である電気信号を制御手段の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り装置またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光装置１６に出力する。

次に、本実施形態に係る特徴的な現像装置１の構成について図面を参照して詳細に説明する。
図２は本実施形態に係る現像装置の構成を示す説明図、図３は前記現像装置を構成する磁気ローラと現像ローラ及び感光体ドラムとの位置関係を示す説明図である。

本実施形態の現像装置１は、図２に示すように、現像槽２と、現像ローラ１３と、第１撹拌部材４と、第２撹拌部材５と、搬送部材６と、規制部材７と、規制部材支持体８と、流し板９と、トナー濃度検知センサ１２とを備えている。

現像槽２は、内部空間を有するほぼ角柱状の容器部材であり、磁気ローラ３、第１撹拌部材４、第２撹拌部材５及び搬送部材６を回転自在に支持するとともに、規制部材７、流し板９などを直接的または間接的に支持し、且つ、現像剤を収容する。
本実施形態における現像剤は、トナーと磁性体粉であるキャリアとを含む２成分現像剤である。

また、現像槽２は、図１に示すように、現像装置１を電子写真方式の画像形成装置１００に装着する場合に、画像形成装置１００に設けられた現像ローラ１３を臨む側面に、開口２ａが形成される。また、現像槽２の図中鉛直方向上面には、トナー補給口２ｂが形成される。

ここで、現像装置１周辺の図示しない関連部材について説明する。
現像槽２の鉛直方向上方には、図示しないトナーカートリッジ及び図示しないトナーホッパが設けられる。詳しくは、鉛直方向上方から下方に向けて、トナーカートリッジ、トナーホッパ及び現像槽２の順番で設けられる。トナーカートリッジは、その内部空間にトナーを収容し、現像装置１が装着される画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられる。

また、トナーカートリッジは、筒状体で構成され、画像形成装置１００に設けられる図示しない駆動手段によって、筒状体の軸線回りに回転駆動する。トナーカートリッジの軸線に沿った長手方向側面には、長手方向に延びる細長い開口が形成されている。トナーカートリッジの回転に伴って前記細長い開口からトナーが落下することにより、トナーカートリッジの下方に設けられたトナーホッパにトナーが供給される。

トナーホッパは、例えば、その鉛直方向底面にトナー供給口が形成されている。トナー供給口は、現像槽２の鉛直方向上面に形成されるトナー補給口２ｂと鉛直方向に連通するように設けられる。

トナーホッパ内において、トナー供給口の鉛直方向上方には、図示しないトナー補給ローラが設けられる。トナー補給ローラは、トナーホッパによって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動する。トナー補給ローラの回転駆動は、トナー濃度検知センサ１２による現像槽２内のトナー濃度の検知結果に応じて、画像形成装置１００に設けられる図示しない制御手段により制御される。このトナー補給ローラの回転駆動によって、トナー供給口及びトナー補給口２ｂを介して現像槽２内にトナーが補給される。

磁気ローラ３は、少なくとも一部が現像槽２に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するローラ状部材である。また、磁気ローラ３は、現像槽２の開口２ａを介して現像ローラ１３に対向する。本実施形態において、磁気ローラ３は、図３に示すように、現像ローラ１３に対して間隙を有して離隔するように設けられ、その磁気ローラ３と現像ローラ１３とが対向する最近接部が現像ニップ部１３ｎである。

現像ニップ部１３ｎにおいて、図３に示すように、磁気ローラ３表面の現像剤層（トナー薄層）Ｔ１から現像ローラ１３表面にトナーが供給される。現像ニップ部１３ｎでは、磁気ローラ３に接続される図示しない電源から磁気ローラ３に対して現像バイアス電圧が印加され、磁気ローラ３表面の現像剤層Ｔ１から現像ローラ１３表面へのトナーの移行が円滑に進行する。

磁気ローラ３は、図２に示すように、マグネットローラ１０とスリーブ１１とを備えている。マグネットローラ１０は、その長手方向の両端部が現像槽２の現像槽壁によって支持され、磁気ローラ３の周方向位置に断面形状が長方形の複数の棒磁石である磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４及び磁極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が互いに離隔して磁気ローラ３の半径方向に放射状に配置される多極着磁型マグネットローラである。
各磁極は、磁気ローラ３（スリーブ１１）の回転方向とは逆方向において、磁極Ｎ１、磁極Ｓ１、磁極Ｎ２、磁極Ｓ２、磁極Ｎ３、磁極Ｎ４及び磁極Ｓ３の順番に設けられる。
尚、多極着磁型マグネットローラは、断面形状が長方形の複数の棒磁石の場合を例示するが、特にこれに限定せず、丸筒形状（竹輪形状）で構成されていても良い。

マグネットローラ１０において、磁極Ｎ３は、図２に示すように、磁極Ｓ２よりも磁気ローラ３の回転方向上流側において、特定の角度範囲に設けるのが好ましい。

ここで、角度範囲の角度とは、磁極Ｓ２が配置される磁気ローラ３の断面における半径（以下、「半径Ｓ２」と称する。）と、磁極Ｎ３が配置される磁気ローラ３の断面における半径（以下、「半径Ｎ３」と称する。）と、が成す角の角度θ１である。
角度範囲は、３３（°）以上であり、かつ半径Ｓ２と、磁気ローラ３の軸心と第１撹拌部材４の軸心とを結ぶ直線とが成す角の角度（以下、「第１撹拌部材４の設置角度」と称する。）θ２よりも小さくするのが好ましい。

角度範囲が３３（°）未満では、画像濃度むらなどの画像不良が発生し易くなる。
また、第１撹拌部材４の設置角度を超えると、半径Ｎ３の延長線が第１撹拌部材４の軸心よりも鉛直方向下方を延びることになる。その結果、第１撹拌部材４の磁気ローラ３への現像剤汲み上げ能力が低下し、画像濃度の低下、画像濃度むらなどの画像不良が発生し易くなる。

また、マグネットローラ１０における各磁極の配置は、本実施形態では次の通りである。磁極Ｎ１（ピーク値＝１０５．８（ｍＴ））は、現像ローラ１３に対向する位置において、磁気ローラ３の軸心と現像ローラ１３の軸心とを結ぶ直線上に設けられる。

磁極Ｓ１（ピーク値＝−８７．０（ｍＴ））は、磁極Ｎ１から上流側５０．５５（°）の位置に設けられる。この角度は、磁極Ｓ１が配置される磁気ローラ３の断面における半径Ｓ１と磁極Ｎ１が配置される磁気ローラ３の断面における半径Ｎ１とが成す角の角度θ３である。以下同様とする。

磁極Ｎ２（ピーク値＝３９．３（ｍＴ））は、磁極Ｎ１から上流側１１１．３３（°）の位置に設けられる。
磁極Ｓ２（ピーク値＝−４６．９（ｍＴ））は、磁極Ｎ１から上流側１５３．７３（°）の位置に設けられる。
磁極Ｎ３（ピーク値＝５２．８（ｍＴ））は、磁極Ｎ１から上流側１９９．４０（°）の位置、また、磁極Ｓ２から上流側４５．６７（°）に設けられる。
磁極Ｎ４（ピーク値＝４６．８（ｍＴ））は、磁極Ｎ１から上流側２７２．４０（°）の位置に設けられる。
磁極Ｓ３（ピーク値＝−８３．２（ｍＴ））は、磁極Ｎ１から上流側３１４．８０（°）の位置に設けられる。
以上のように、それぞれ配置されている。

スリーブ１１は、マグネットローラ１０を外嵌し、現像槽２及び図示しない支持部材によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転可能に設けられる円筒状部材である。

スリーブ１１は、非磁性材料を用いて形成される。本実施形態では、スリーブ１１は反時計回りに回転し、現像ローラ１３は時計回りであっても反時計周りであっても良い。
第１撹拌部材４及び第２撹拌部材５は、いずれも、現像槽２によって回転自在に支持され、且つ、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。本実施形態では、第１撹拌部材４は、反時計回りに回転し、第２撹拌部材５は、時計回りに回転する。

第１撹拌部材４は、磁気ローラ３を介して現像ローラ１３に対向しかつ磁気ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。本実施形態では、半径Ｓ２と磁気ローラ３の軸心と第１撹拌部材４の軸心とを結ぶ直線とが成す角の角度θ２である第１撹拌部材４の設置角度は５４（°）である。

第２撹拌部材５は、第１撹拌部材４を介して磁気ローラ３に対向しかつ磁気ローラ３よりも鉛直方向下方になる位置に設けられる。第１撹拌部材４及び第２撹拌部材５は、現像槽２内に貯留される現像剤を撹拌してトナーに均一な電荷を付与するとともに、帯電状態にある現像剤を汲み上げて磁気ローラ３の周囲に供給する。

搬送部材６は、現像槽２によって回転自在に支持されかつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。また、搬送部材６は、第２撹拌部材５を介して第１撹拌部材４に対向し、かつトナー補給口２ｂの鉛直方向下方に設けられる。搬送部材６は、トナー補給口２ｂを介して現像槽２内に補給されるトナーを第２撹拌部材５の周囲に搬送する。

規制部材７は、磁気ローラ３の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、磁気ローラ３の鉛直方向上方において、その短手方向の一端が現像槽２と規制部材支持体８とによって支持され、かつ他端が磁気ローラ３表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。本実施形態では、規制部材７は、磁気ローラ３の半径方向（磁気ローラ３の半径の延長線Ｒ１）上に設けられ、該延長線Ｒ１と、磁極Ｎ１が配置される磁気ローラ３の断面における半径Ｎ１とが成す角の角度θ４が９０（°）になるように設けられる。

また、規制部材７は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムなどの弾性を有する非磁性金属、合成樹脂などによって形成される。本実施の形態では、規制部材７には薄板状のステンレス鋼を使用する。

規制部材支持体８は、現像槽２とともに規制部材７を支持する。
具体的には、規制部材７の短手方向の一端及びその近傍部分を、規制部材支持体８と現像槽２とによって挟持するようにして支持する。規制部材支持体８は、例えば、合成樹脂、金属などの材料によって形成される。本実施形態では、合成樹脂から形成される。

規制部材７は、磁気ローラ３表面に担持される現像剤層から余分な現像剤を取り除き、現像剤層の層厚を一定に規制することによって、現像剤の搬送量を調整する。また、規制部材７は、短手方向の他端と現像剤層との摺擦によって、現像剤層に含まれる帯電が不充分な現像剤に電荷を付与し、現像剤層Ｔ１に含まれる現像剤を充分に帯電させる。

流し板９は、現像槽２内において、規制部材７よりも磁気ローラ３の回転方向上流側であって、第１撹拌部材４及び第２撹拌部材５の鉛直方向上方に設けられる板状部材である。流し板９は、短手方向の一端９ｂ１が磁気ローラ３表面に対向し、間隙を有して離隔し、他端が磁気ローラ３から離反する方向に延びる。

本実施形態では、流し板９の鉛直方向上面は、流し板９の短手方向における磁気ローラ３側の端部及びその近傍部分では水平方向に対して平行になり、それ以外の部分では磁気ローラ３から離反するにつれて鉛直方向下方に下降するように設けられる。
また、流し板９は、その鉛直方向下部において流し板９の長手方向に貫通するように形成され貫通口に挿通される支持部材９ａによって支持される。

流し板９を設けることによって、現像槽２内における現像剤の円滑な流れが発生し、トナーの不均一な帯電、トナーのブロッキングなどの発生が防止される。詳しくは、規制部材７によって磁気ローラ３表面から取り除かれる現像剤は一時的に磁気ローラ３上方の空間に滞留するが、量が多くなると流し板９の鉛直方向上面を磁気ローラ３から離反する方向に流過し始める。

現像剤は、流し板９の上面に沿って流過し、流し板９の短手方向における磁気ローラ３側とは反対側の端部から第２撹拌部材５に向けて落下する。落下した現像剤は、第１撹拌部材４及び第２撹拌部材５によって他の現像剤及び新しく供給されるトナーと均一に混合され、磁気ローラ３に向けて搬送される。

尚、第１撹拌部材４、第２撹拌部材５、搬送部材６、規制部材７、流し板９の寸法は、磁気ローラ３の寸法に応じて、適切な範囲から適宜決定される。

トナー濃度検知センサ１２は、例えば、第２撹拌部材５の鉛直方向下方の現像槽２底面に装着され、センサ面が現像槽２の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１２は、図示しない制御手段に電気的に接続される。制御手段は、トナー濃度検知センサ１２による検知結果に応じて、トナーカートリッジを回転駆動させ、トナーホッパを介して現像槽２内部にトナーを補給するように制御する。

すなわち、トナー濃度検知センサ１２による検知結果がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナーカートリッジを回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、トナーカートリッジを回転駆動させる。トナー濃度検知センサ１２には一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、例えば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

透磁率検知センサには、図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧及びトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）製）などが挙げられる。

制御手段は、現像装置１専用のものを設けてもよく、また現像装置１が装着される画像形成装置１００に設けられる制御部１０１（図４を参照）を兼用してもよい。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１００の電気的構成についてブロック図を参照して詳細に説明する。
図４は本実施形態に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。

画像形成装置１００は、図４に示すように、例えば、スキャナ部２３とプリンタ本体１００Ａと周辺機器１００Ｂとを備えた複合機であり、原稿画像を読み取る読取部１０５、読み取った原稿画像を適正な電気信号に変換して画像データを生成する画像処理部１０６、生成された画像データをトナーを用いて顕像化して、記録媒体（転写紙）に画像を形成する画像形成部１０７、画像形成部１０７で顕像化された記録媒体に加熱定着して固定する定着部（図示せず）、後処理装置であるフィニッシャーやソーターなどの周辺機器１００Ｂを制御する周辺機器制御部１０８を備えている。

プリンタ本体１００Ａには、制御部１０１、記憶部１０２、入力部１０３、表示部１０４、画像処理部１０６、画像形成部１０７、演算部１０９等が設けられている。

記憶部１０２には、画像形成装置１００の上面に配置される入力部（例えば、操作パネル）１０３を介する印刷指令、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しない各種センサなどからの検知結果、外部機器からUSB／LANを介して入力される画像情報、画像形成装置１００内部の各装置の動作を制御するための各種設定値及びデータテーブル、及び各種制御を実行するためのプログラムなどが入力可能となっている。

また、記憶部１０２として、この分野で常用されるメモリ等が使用可能であり、例えば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクなどが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、且つ、画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、例えば、コンピュータ、デジタルカメラなどが挙げられる。

演算部１０９は、記憶部１０２に記憶される各種データ（印刷指令、検知結果、画像情報など）及び各種制御を実施するためのプログラムを取り出し、各種検知及び／または判定を行う。

制御部１０１は、演算部１０９における各種判定結果、演算結果などに応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部１０１及び演算部１０９は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。

このように構成される制御手段は、記憶部１０２、演算部１０９及び制御部１０１とともに主電源を含む。主電源は、制御手段だけでなく、画像形成装置１００内部における各装置にも電力を供給する。

次に、本実施形態の現像装置１における現像剤への作用について説明する。
現像装置１によれば、図２に示すように、現像槽２に貯留される現像剤が、第１撹拌部材４及び第２撹拌部材５の回転によって第１撹拌部材４の鉛直方向上方に搬送され、磁気ローラ３表面に供給される。

磁気ローラ３は、その表面に現像剤層を担持して回転し、図２に示すように、規制部材７による現像剤層の層厚規制及び現像剤の帯電を受けた後、図２，図３に示すように、現像ニップ部１３ｎで現像ローラ１３上にトナーのみを供給して現像する。現像終了後、磁気ローラ３はさらに回転して再度現像剤の供給を受ける。

一方、規制部材７によって磁気ローラ３表面から取り除かれる現像剤は、流し板９の鉛直方向上面を磁気ローラ３から離反する方向に流過し、第２撹拌部材５と搬送部材６との間に戻され、そこで他の現像剤と再度混合され、磁気ローラ３に向けて搬送される。
現像槽２内では、上述したような現像剤の循環が起こる。

また、搬送部材６は、トナー濃度検知センサ１２によるトナー濃度の検知結果に応じて現像槽２内に補給されるトナーを第２撹拌部材５の周囲に搬送するようになっている。

次に、本実施形態の現像装置１による画像形成について説明する。
現像装置１は、図２に示すように、磁気ローラ３及び現像ローラ１３を備えており、このうち、現像ローラ１３は、非磁性金属材料で円筒状の回転スリーブとその内部に配置された固定磁石とを有し、固定磁石には磁気ローラ３の磁極Ｎ１と対向する位置に磁極Ｓ４が配置されている。これら磁気ローラ３及び現像ローラ１３は、現像槽２中に配置されていても良い。

現像装置１において、現像ローラ１３に対して、図示しない直流（ＤＣ）バイアス電源からＤＣバイアスが印加されるとともに、図示しない交流（ＡＣ）バイアス電源から交流バイアスが印加されるように構成されている。さらに、また、磁気ローラ３には、図示しない直流（ＤＣ）バイアス電源からＤＣバイアスが印加されるように構成されている。そして、これらバイアス電源は、図示しない制御装置によって制御されている。

画像形成装置１００は、磁気ローラ３と現像ローラ１３とを備える現像装置１と、感光体ドラム１４とを備えている。そして、磁気ローラ３は、トナーを帯電させて保持するキャリアによる磁気ブラシを形成する。

現像ローラ１３の表面には、図３に示すように、磁気ブラシから供給されたトナーによりトナー薄層Ｔ１が形成される。そして、感光体ドラム１４は、トナー薄層のトナーを飛翔させてトナー画像を形成する。

尚、画像形成の際には、現像槽２内で、第１撹拌部材４及び第２撹拌部材５により磁気ローラ３に保持されるキャリア及びトナーからなる現像剤を攪拌しながら、トナーを適正なレベルに帯電させる。

現像剤は、磁気ローラ３上に磁気ブラシを形成する。
この磁気ブラシは、規制部材７を通過することにより、一定の厚さで現像ローラ１３に接触する。ここでは、規制部材７と磁気ローラ３との間隙は、０．３〜１．５（ｍｍ）としている。また、磁気ローラ３と現像ローラ１３との間隙も同様に、０．３〜１．５（ｍｍ）としている。現像ローラ１３と感光体ドラム１４との間隙は、５０〜５００（μｍ）としている。

そして、現像ローラ１３を、磁気ローラ３の回転方向と同じもしくは反対方向に回転させる。その際、磁気ローラ３の回転数に比して現像ローラ１３の回転数を高く設定することで、周速差によるブラシ効果によって、現像残トナー（転写後に現像ローラ１３に残留したトナー）と供給トナー（新たに供給されるトナー）とを容易に入れ替えることができる。このため、残像の発生を抑制することができ、鮮明な画像を形成することができる。

また、本実施形態では、図３に示すように、磁気ローラ３の磁極Ｎ１に対向して、現像ローラ１３の内側に磁極Ｓ４が配置されているために、現像ローラ１３に磁極Ｓ４が存在しない場合と比較して、磁極Ｎ１と磁極Ｓ４間で、強固な磁気ブラシが形成される。効果として、ペーパージャム等による異常停止時にも、キャリアが脱落したり、現像ローラ１３に乗り上げたりすることはない。

次に、本実施形態の現像装置１による画像形成ついて実施例を参照して詳細に説明する。図５は本実施形態の現像装置により現像ローラの磁力に応じたキャリア移行及びキャリア飛散を比較した実施例１の試験結果を示す表、図６は前記現像装置によりキャリアの平均粒径Ｄ_５０に応じたキャリア移行及びキャリア飛散を比較した実施例２の試験結果を示す表である。

実施例１、実施例２は、画像形成装置として、シャープ製ＭＸ−Ｍ７００（Ａ４横通紙７０（枚）相当）を改造して本発明に係る現像装置１の構成を備えた画像形成装置１００を使用して、印字条件として、印字率４（％）の原稿を用いて、ネコサレター紙を連続通紙して、１万（枚）印刷後、強制的に給紙ペーパージャムを発生（画像形成装置１００の緊急停止）させて、緊急停止後の現像ローラ表面へのキャリア移行、及び現像ニップ部下方のキャリア飛散を目視観察したものである。現像ローラ１３と磁気ローラ３の回転方向は、同一方向及び逆方向について行った。

評価は、キャリア移行・キャリア飛散ともに無い場合は「○」、キャリア移行・キャリア飛散が僅かに認められ、実用上問題がある場合は「△」、キャリア移行・キャリア飛散が多く、実用上問題がある場合は「×」とした。

（実施例１）
実施例１は、現像装置１の設定条件として、磁気ローラ３の磁極Ｎ１をピーク値１０５．８（ｍＴ）とし、現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力を５〜１２０（ｍＴ）の範囲とし、磁気ローラ３と現像ローラ１３との間隙は、０．８（ｍｍ）とした。使用したキャリアは、平均粒径Ｄ_５０が５０（μｍ）でシリコンコーティングされたものを用いた。

実施例１によれば、図５に示すように、現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力が１００（ｍＴ）超の１２０（ｍＴ）では、現像ローラ１３のトルクアップの為、８，０００（枚）で画像形成装置１００が停止し、これ以上の連続通紙は出来なかった。現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力が１０（ｍＴ）超１００（ｍＴ）以下では、キャリア移行・キャリア飛散ともに無く良好であった。一方、現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力が１０（ｍＴ）未満８（ｍＴ）以下では、現像ローラ１３表面へのキャリア移行が顕著であり、５（ｍＴ）になると現像ニップ部へのキャリア飛散が顕著になった。

従って、実施例１の結果によれば、現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力を１０（ｍＴ）超１００（ｍＴ）以下にすることで、キャリア移行・キャリア飛散ともに無く画像形成を良好に行うことができる。

（実施例２）
実施例２は、現像装置１の設定条件として、現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力を３０（ｍＴ）とし、使用したキャリアの平均粒径Ｄ_５０を２０（μｍ）から１２０（μｍ）の範囲を用いた。それ以外は、実施例１と同様の設定条件で実施した。

実施例２によれば、図６に示すように、キャリアの平均粒径Ｄ_５０が８０（μｍ）超１００（μｍ），１２０（μｍ）では、１枚目から画像カスレが発生した。この時の現像ローラ１３の表面を目視観察すると、均一なトナー薄層が形成されずにムラのある状態であった。キャリアの平均粒径Ｄ_５０が２５（μｍ）超１００（μｍ），１２０（μｍ）では、キャリア移行・キャリア飛散ともに無く良好であった。

一方、キャリアの平均粒径Ｄ_５０が２５（μｍ）では、現像ローラ１３の表面にキャリア移行、現像ニップ部下方にキャリア飛散が僅かに認められたため、実使用上問題ありと判断した。さらに、キャリアの平均粒径Ｄ_５０が２０（μｍ）では、現像ローラ１３の表面にキャリア移行、現像ニップ部下方にキャリア飛散が伴に多く、実使用上問題有りと判断した。

従って、実施例２の結果によれば、キャリアの平均粒径Ｄ_５０が２５（μｍ）超１２０（μｍ）以下にすることでキャリア移行・キャリア飛散ともに無く画像形成を良好に行うことができる。

ここで、実施例１及び実施例２の結果に基づき、本実施形態の現像装置１における現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力とキャリアの平均粒径Ｄ_５０との関係について図面を参照して説明する。図７は本実施形態の現像装置における現像ローラの磁極Ｓ４の磁力とキャリアの平均粒径Ｄ_５０との関係をマトリックス状に模式的に示した図である。

実施例１及び実施例２の結果によれば、現像装置１における現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力と、キャリアの平均粒径Ｄ_５０とによる画像形成への影響は、図７に示すように、キャリアの平均粒径Ｄ_５０が３０（μｍ）以下の場合はキャリア移行・キャリア飛散が発生し、８０（μｍ）超で画像かすれが発生する。また、現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力が１０（ｍＴ）以下の場合はキャリア移行・キャリア飛散が発生し、１００（ｍＴ）超で現像ローラ１３がトルクアップ状態となる。

これにより、本実施形態の現像装置１における最適な条件は、現像ローラ１３の磁極Ｓ４の磁力が１０（ｍＴ）から１００（ｍＴ）であり、キャリアの平均粒径Ｄ_５０が３０（μｍ）以上８０（μｍ）以下であることが解った。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、現像装置１を構成する現像ローラ１３において、現像ローラ１３と磁気ローラ３とが対向する現像ニップ部１３ｎの内側に磁極Ｓ４を設けることで、強い磁気拘束力が発生するため、磁気ローラ３と現像ローラ１３との現像ニップ部１３ｎ以外の現像ローラ１３表面へのキャリアの移行が防止できる。これにより、現像装置１を備えた画像形成装置１００によれば、良好な画像形成を行うことができる。

尚、上述した実施形態では、本発明に係る現像装置１を図１に示すような画像形成装置１００に適用した例について説明したが、２成分現像剤を使用する現像装置を用いる画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。

例えば、現像装置を４色分（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）、または６色分（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ）を配置することにより、フルカラーの画像形成装置にも適用することが可能である。

以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 現像装置
２ 現像槽
３ 磁気ローラ
４ 第１撹拌部材
５ 第２撹拌部材
１０ マグネットローラ
１１ スリーブ
１３ 現像ローラ
１３ｎ 現像ニップ部
１４ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
１５ 帯電装置
１６ 露光装置
１７ 転写装置
１９ 定着装置
１００ 画像形成装置
１０１ 制御部
１０２ 記憶部
１０３ 入力部
１０４ 表示部
１０５ 読取部
１０６ 画像処理部
１０７ 画像形成部
１０８ 周辺機器制御部
１０９ 演算部
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４ 磁極
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 磁極

Claims (8)

1. トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容され、前記現像剤による磁気ブラシを形成する磁気ローラと、前記磁気ブラシから供給されるトナーによりトナー薄層を表面に担持する現像ローラとを備え、静電潜像が形成される静電潜像担持体に前記現像ローラより前記トナー薄層のトナーを供給して前記静電潜像担持体上にトナー画像を形成する現像装置において、
   前記現像ローラは、前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部の内側に磁石が設けられることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラと前記磁気ローラとが同一方向に回転移動することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラと前記磁気ローラとが逆方向に回転移動することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記現像ローラと前記磁気ローラとが対向する最近接部において、前記現像ローラ側の磁極と前記磁気ローラ側の磁極とは、逆極性であることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の現像装置。
5. 前記現像ローラに設けられる磁石の極数は、１つであることを特徴とする請求項１乃至４のうちのうちの何れか一項に記載の現像装置。
6. 前記現像ローラに設けられる磁石の磁力は、１０（ｍＴ）以上１００（ｍＴ）以下であることを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の現像装置。
7. 前記キャリアは、平均粒径が３０（μｍ）以上８０（μｍ）以下であることを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の現像装置。
8. 表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、静電潜像担持体表面を帯電させる帯電装置と、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する露光装置と、静電潜像担持体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、静電潜像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
   前記現像装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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