JP2013186182A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラム上の潜像にトナーを転移させて現像した後、現像ロールが有するスリーブの表面に付着するトナー量のムラを低減し、次の現像時における画像ムラを抑制する。
【解決手段】層規制部材２９を備えない第２の現像ロール２４の現像位置より下流側で第１のスリーブ２３ｂから現像剤を受け取る受取位置の上流側に、第２のスリーブ２４ｂに対向して電極部材３１を配置する。電極部材に直流電圧を印加し、直流電圧と交流電圧とが重畳して印加された第２の現像ロールとの間に電界を形成する。感光体ドラムの画像部分及び非画像部分を通過した第２のスリーブの表面に付着しているトナー量又は外添剤の量にはムラが生じているが、電極部材との対向位置における電界の作用で、付着するトナー量、外添剤の量のムラが低減される。
【選択図】 図２

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、現像装置が有するロール状の現像部材つまり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、現像部材として２個の現像ロールを備えた現像装置が記載されている。これらの現像ロールは、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、 トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容される収容函体と、 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、前記収容函体内に支持された複数の現像部材と、 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のスリーブ上に、前記二成分現像剤を供給する供給部材と、 前記第１のスリーブと対向し、該第１のスリーブ内に設けられた第１のマグネットロールによって該第１のスリーブの周面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、 該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る第２の現像部材が前記像保持体と対向する位置より、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下流側で、前記第１のスリーブ上に保持された二成分現像剤を受け取る位置より上流側に、該第２のスリーブと間隔を保持して対向するように配置された電極部材と、を有し、 該電極部材と前記第２のスリーブとの間に、該第２のスリーブの周面に付着したトナーを剥離する電界又は磁性キャリアの表面に付着しているトナーを該第２のスリーブの周面に付着させる電界が形成され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、 前記電極部材の電位は、予め決められた条件に基づき、前記第２の現像部材に印加される電圧の直流成分より高い電圧と該直流成分より低い電圧との相互間で変更されるものとする。

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、 前記電極部材は、回転可能に支持されたロール状部材とする。

請求項４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、 前記電極部材は、前記第２の現像部材が有する第２のマグネットロールに着磁された２つの剥離極間の反発磁界が作用する領域に設けられ、該反発磁界により前記第２のスリーブ上から剥離された二成分現像剤を前記収容函体内に設けられた現像剤収容室に案内するものとする。

請求項５に係る発明は、請求項３に記載の現像装置において、 前記電極部材には、クリーニング部材が備えられているものとする。

請求項６に係る発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の現像装置において、 前記第２の現像部材が有する第２のマグネットロールに着磁された２つの剥離極間の反
発磁界が作用する領域に設けられ、該反発磁界により前記第２のスリーブ上から剥離された二成分現像剤を前記収容函体内に設けられた現像剤収容室に案内する案内部材を備え、
前記電極部材は、前記案内部材が配置された位置より前記第２のスリーブの回転方向に
おける下流側に設けられるものとする。

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、トナーが第２のスリーブ上又は電極部材上に滞留することを抑制することができる。

請求項３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、電極部材の現像部材と対向する位置にトナーが滞留するのを低減することができる。

請求項４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、部材数の増加による製造コストの増大を抑えることができる。

請求項５に係る現像装置では、クリーニング部材を備えないものと比較して、電極部材の周面にトナーが滞留するのを低減することができる。

請求項６に係る現像装置では、第２のスリーブ上に磁性キャリアがない状態で、第２のスリーブ上に残留したトナーを除去することができる。

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構成図である。 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。 電極部材及び現像ロールに電圧を印加する他の態様を示す概略図である。 図２に示す現像装置に備えられた電極部材にクリーニング装置が配置された状態を示す概略構成図である。 現像装置に２個の電極部材が備えられた例を示す概略構成図である。 本発明に係る現像装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る現像装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。

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が設けられており、この露光装置から像光が各感光体ドラムに照射されることにより、帯電された感光ドラムに静電潜像を書き込むようになっている。本実施の形態では、感光体ドラムは帯電装置２により−８００Ｖに帯電され、静電潜像が形成されたときの表面電位は、露光によって電位が減衰している画像部分は−４００Ｖとなり、非画像部分では−８００Ｖが維持されている。

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第１の攪拌搬送部材２７と第２の攪拌搬送部材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直流電圧が印加される電極部材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第１の攪拌搬送部材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，電極部材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、第１の攪拌搬送部材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、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２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１のスリーブ２３ｂ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。

また、それぞれの現像ロール２３，２４には、現像バイアス電圧としての直流重畳交流電圧が印加されており、本実施の形態では、直流電源３５及び交流電源３６から−６５０Ｖの直流電圧及び１０００Ｖの交流電圧（ピーク・ツー・ピーク電圧：２０００Ｖ）が重畳的に各マグネットロール２３ａ，２４ａに印加されている（第１の現像ロール２３への電圧印加は図示を省略する）。
本実施の形態では、上記電圧をマグネットロールに印加したが、スリーブ２３ｂ，２４ｂに導電性層を設け、該導電性層に印加してもよい。

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、第１の攪拌搬送部材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、これら現像ロール２３，２４の回転方向の下流側から突き出すように設けられ、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内の第１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。

上記電極部材３１は、導電性を有する材料で形成されたロール状の部材であって、軸線回りに回転が可能に支持されている。そして、第２のスリーブ２４ｂの回転方向における現像極Ｎ７が着磁された位置より下流側で受け取り極Ｓ６より上流側において、第２のスリーブ２４ｂの軸線方向に沿って配置され、該第２のスリーブ２４ｂと間隔をあけて対向している。
本実施の形態では、現像極Ｎ７の下流側で上記案内部材３２が配置された位置よりも上流側に着磁された搬送極Ｓ８と対向するように配置されている。
また、上記第２のスリーブ２４ｂと電極部材３１との間隔は、２００μｍから２０００μｍの範囲とするのが望ましく、第２のスリーブ２４ｂと感光体ドラム１とが対向する位置すなわち現像位置における双方間の間隔とほぼ同じにすることができる。

この電極部材３１には、直流電源３７から電圧が印加されるものとなっており、例えば−１００Ｖから−８００Ｖまでの範囲の電位に設定される。また、電極部材３１に設定される電位は、可変抵抗を用いて、又は切り換えスイッチ等によって変更可能とすることもできる。本実施の形態では、−３００Ｖ，−８００Ｖの電圧を切り換えスイッチ３８によって切り換えて印加することができるものとなっており、電極部材３１の電位が異なることによって第２の現像ロール２４との間で異なる方向及び強さの電界が形成される。

このように構成された現像装置２０において、第１のスリーブ２３ｂ、第２のスリーブ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２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に受け渡された現像剤は第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３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。つまり、感光体ドラム１の露光により電位が減衰し−４００Ｖとなった画像部分（トナーを付着させる部分）と−６５０Ｖの直流電圧と交流電圧が重畳して印加された第２のスリーブ２４ｂとの間に形成される電界の作用によって、負に帯電したトナー４２は感光体ドラム１の潜像に転移する。したがって、この画像部分と対向した第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、第２のスリーブ側に引き寄せられ、一部は第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、電位は−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４２は、第２のスリーブ側へ引き寄せられ、磁性キャリア４１に付着していたトナー４２の一部は磁性キャリア４１から離脱して第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に転移するが、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上の現像剤は、現像領域で画像部分と対向した領域ではトナーの量が減少し、非画像部分と対向した領域では外添剤の量が減少するとともに第２のスリーブに直接付着するトナー４２が増加している。この状態で第２のスリーブ２４ｂ上の現像剤は、電極部材３１と対向する位置に移動する。電極部材３１には直流電圧が印加されており、電極部材３１と第２のスリーブ２４との間で電界が形成される。

電極部材３１に印加される直流電圧は、切り替えることにより変更可能となっており、例えば−３００Ｖの電圧が印加された場合、−６５０Ｖの直流電圧が交流電圧を重畳して印加されている第２のスリーブとの間の電界は、現像領域で感光体ドラム上の画像部分と対向するときと同方向に作用し、第２のスリーブ２４ｂに保持されたトナーが電極部材３１側に引き寄せられるように作用する。つまり、第２のスリーブ２４ｂ上で磁性キャリア４１に保持されたトナー４２の一部が、電極部材３１側に飛翔して電極部材３１の表面に付着するとともに、第２のスリーブ２４ｂの表面に付着していたトナー４２は第２のスリーブ２４ｂの表面から引き離されて一部は電極部材３１に転移し、一部は磁性キャリア４１に保持される。また、外添剤には第２のスリーブ２４ｂの表面側に引き寄せる方向の力が作用する。これにより、現像領域で感光体ドラム１の非画像部分と対向して第２のスリーブ２４ｂの表面に多くのトナーが付着している部分では、第２のスリーブ２４ｂの表面に直接付着しているトナーが減少し、第２のスリーブ２４ｂの表面に付着する外添剤の量が増加する。一方、現像領域で感光体ドラム１の画像部分と対向して第２のスリーブ２４ｂの表面に多くのトナーが付着していない部分では、第２のスリーブ２４ｂの表面又は磁性キャリアに付着して残留しているトナーが電極部材３１に転移し、第２のスリーブ２４ｂ上に付着しているトナー４２は少量のまま維持される。したがって、第２のスリーブ２４ｂの表面における感光体ドラム１の画像部分と対向した領域と非画像部分と対向した領域とで、表面に付着しているトナー及び外添剤の量の差が低減される。

一方、上記電極部材３１に−８００Ｖの直流電圧が印加された場合には、−６５０Ｖの直流電圧が交流電圧を重畳して印加されている第２のスリーブ２４ｂとの間の電界は、現像領域において非画像部分と対向する領域と同様に作用し、第２のスリーブ２４ｂ上に保持されたトナー４２が第２のスリーブ２４ｂ側に引き寄せられるように作用する。また、外添剤には、第２のスリーブ２４ｂから引き離そうとする方向の力が作用する。つまり、現像領域で感光体ドラム１の画像部分と対向して第２のスリーブ２４ｂの表面に多くのトナーが付着していない部分では、第２のスリーブ２４ｂ上で磁性キャリア４１に保持されたトナー４２の一部が、第２のスレーブ２４ｂの表面に引きつけられ、第２のスリーブ２４ｂの表面に直接付着するトナー４２の量が増加する。また、現像領域で感光体ドラム１の非画像部分と対向して第２のスリーブ２４ｂの表面に多くのトナー４２が付着している部分でも、第２のスリーブ２４ｂの表面に直接付着しているトナー４２が増加するが、第２のスリーブ２４ｂの表面近くにあったトナーは既に第２のスリーブ２４ｂの表面に付着しており、表面に付着するトナー４２の増加量は、現像領域で感光体ドラム１の画像部分と対向した領域より少ない。したがって、現像領域で感光体ドラム１の非画像部分と対向した領域と画像部分と対向した領域とで、表面に付着しているトナー４２の量の差が低減される。また、現像領域で感光体ドラム１の画像部分と対向した領域では、第２のスリーブ２４ｂの表面に付着する外添剤の量が低減され、外添剤についても、現像領域で感光体ドラム１の非画像部分と対向した領域と画像部分と対向した領域との表面付着量の差が低減される。

その後、第２のスリーブ２４ｂは、剥離極Ｎ９が設けられた位置に到達する。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は付着しているトナー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３２ａ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、第１の攪拌搬送部材２７が駆動される領域に戻される。そして、トナー及び外添剤を付着した磁性キャリアが剥離された第２のスリーブ２４ｂの表面は、再び第１のスリーブ２３ｂとの対向域３４に移動し、第１のスリーブ２３ｂ上の現像剤が振り分けられ、感光体ドラム１と対向する現像領域でトナー像の形成に供される。
上記のように案内部材３２と対向する位置で、トナー４２及び外添剤４３を付着した磁性キャリア４１が剥離されるが、第２のスリーブ２４ｂの表面に直接付着していたトナー４２及び外添剤４３の多くは第２のスリーブ２４ｂ上に残留する。残留したトナー又は外添剤は、先に現像領域を通過したときに感光体ドラム１の非画像部分と対向した領域と画像部分と対向した領域とで、付着量の差が小さくなっており、次に現像領域を通過するときに現像される画像の濃度ムラが低減される

なお、上記電極部材３１が設けられていない場合は、第２のスリーブ２４ｂの表面に付着したトナー及び外添剤の量は、現像領域を通過することによってムラを生じたまま、剥離極Ｎ９が設けられた位置に搬送される。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の表面に直接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、これらの残留したトナー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が維持される虞がある。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に基づく濃度ムラが生じることがある。

これに対して、上記現像装置２０では、−３００Ｖ又は−８００の直流電圧が印加された電極部材３１との対向位置で、第２のスリーブ２４ｂの表面に直接付着するトナー及び外添剤の量のムラが低減され、次に現像する画像の濃度ムラが低減される。

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、第１の攪拌搬送部材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。

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の表面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。

電極部材３１に印加される上記直流電圧は、切り換えスイッチ３８を切り換えることにより変更することができ、この切り換えは、予め定められた条件に基づいて行うことができる。例えば感光体ドラム１上に形成された潜像が第２の現像ロール２４と対向する領域つまり現像領域を通過した後、次の潜像が現像領域へ到達する前に行うものとし、感光体ドラム１上の潜像にトナーを転移させて現像するときは、−３００Ｖを電極部材３１に印加し、この潜像が現像領域を通過した後に−８００Ｖに切り換える。そして、次の潜像が到達する前に再度−３００Ｖにする。つまり、画像形成時には−３００Ｖにし、画像を形成していないときには−８００Ｖとする。

このように電極部材３１に印加する電圧を−３００Ｖ、−８００Ｖ、−３００Ｖ，−８００Ｖと定期的に切り換えることにより、電極部材３１と第２のスリーブ２４ｂとの間に形成される電界の向きが繰り返し反転され、トナーを引き付ける方向が変更される。これによって、電極部材３１の表面に滞留するトナー量が増加し続けるのを回避することができる。また、トナー４２が第２のスリーブ２４ｂ上又は電極部材３１上に長期間にわたって滞留することがなく、トナーの固着が抑制される。

上記電極部材に３１に印加する電圧は、現像バイアス電圧として第２の現像ロール２４に印加される電圧の直流成分と同じ電圧を印加するものであってもよい。つまり、図４（ａ）に示すように現像バイアス電圧を印加するための直流電源３５から電極部材３１に−６５０Ｖの直流電圧を印加するものである。このように電圧を印加したときには、第２のスリーブ２４ｂ上に保持されたトナー４２には、電極部材３１側又は第２のスリーブ２４ｂ側に引き寄せる力は作用しないが、第２の現像ロール２４に印加された現像バイアス電圧の交流成分つまり１０００Ｖの交流電圧の作用により、第２のスリーブ２４ｂ上で該スリーブの表面に対して進退する方向にトナー４２が振動する。これにより、第２のスリーブ２４ｂの表面に付着していたトナー４２の一部が磁性キャリア４１に付着する。これにより、剥離極Ｎ９が設けられた位置でトナー４２は磁性キャリア４１とともに第２のスリーブ２４ｂ上から剥離され、第２のスリーブ２４ｂの表面に直接付着しているトナーの量が低減される。したがって、磁性キャリア４１が剥離された後の第２のスリーブ２４ｂ上に残留するトナー量のムラが低減され、次に現像する画像の濃度ムラが低減される。
このように、現像バイアス電圧として第２の現像ロール２４に印加される現像バイアス電圧の直流成分と同じ電圧を上記電極部材３１に印加すると、トナーが電極部材３１に滞留したり、電極部材３１や第２のスリーブ２４ｂに固着したりするのが抑制される。

また、電極部材３１には、図４（ｂ）に示すように、現像バイス電圧の直流成分と同じ電圧を、これより低い電圧又は高い電圧と切り換えスイッチ３９によって切り換えて印加することもできる。

一方、電極部材３１には、図５に示すように、該電極部材３１の周面に接触するようにクリーニング部材、例えばクリーニングブラシ５１を配置することができる。このようなクリーニング部材を備えることによって電極部材３１の表面に付着したトナー又は外添剤が掻き取られ、第２のスリーブ上に形成されている現像剤層に戻される。したがって、電極部材上にトナーや外添剤が滞留するのが回避される。

また、上記実施の形態では１個の電極部材３１を配置したが、図６に示すように、複数の電極部材５２，５３を配置し、それぞれに異なる直流電圧を印加してもよい。例えば、第２のスリーブ２４ｂの回転方向の上流側に配置された第１の電極部材５２に−３００Ｖ、下流側に配置された第２の電極部材５３に−８００Ｖの電圧を印加すると、第１の電極部材５２側に第２のスリーブ２４ｂ上のトナーを引き寄せ、第２の電極部材５３側に第２のスリーブ上の外添剤を引き寄せる。これにより、第２のスリーブ２４ｂ上に保持されているトナーや外添剤のムラを低減するものである。

上記第１の電極部材５２と第２の電極部材５３に印加される電圧を、切り換えスイッチ５４，５５により予め決められた条件に応じて切り替えることもできる。例えば、−３００Ｖが印加されていた第１の電極部材５２の電圧を−８００Ｖに切り換え、−８００Ｖが印加されていた第２の電極部材５３の電圧を−３００Ｖに切り換えることにより、電界の向きを逆転させる。そして、このような電圧の切り換えを、例えば一枚の画像を形成する毎に行うことができる。

図７は、本発明に係る現像装置の第２の実施形態を示す概略図である。
この現像装置６０は、第１の実施形態における案内部材３２に代えて、同じ形状ではあるが直流電圧を印加して電極部材としての機能を付加した案内部材６１を用いるものである。その構成は第１の実施形態に係る現像装置２０と同様であり、以下に上記案内部材６１について説明し、その他の構成については第１の実施形態と同じ符号を付すとともに説明を省略する。

本実施形態の現像装置６０における案内部材６１は、第１の実施形態と同様に第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配置されている。この案内部材６１に直流電源３７から直流電圧が印加されるものとなっており、切り換えスイッチ３８によって−３００Ｖ又は−８００Ｖの電圧を切り換えて印加することができる。

上記案内部材６１に、例えば−３００Ｖの直流電圧が印加された場合、第２のスリーブ２４ｂの表面に直接付着しているトナーは案内部材６１側に引き寄せられ、剥離極Ｎ９，Ｎ１０の反発磁界により剥離される磁性キャリアとともに案内部材６１側に転移する。これにより、第２のスリーブ２４ｂの表面に直接付着していたトナーが減少し、第２のスリーブ２４ｂの表面上に付着しているトナー量のムラが低減される。

一方、−８００Ｖが印加された場合は、トナーは第２のスリーブ２４ｂ側に引き寄せられ、剥離極Ｎ９，Ｎ１０の作用によって剥離される磁性キャリアから離脱して第２のスリーブ２４ｂの表面に付着する。したがって、先に現像領域で感光体ドラム１の画像部分と対向した部分では、第２のスリーブ２４ｂの表面に付着するトナーの量が増加し、先に現像領域で感光体ドラム１の非画像部分と対向した部分では、第２のスリーブ２４ｂの表面に既にトナーが付着しており、さらに第２のスリーブ２４ｂ上に付着する量は画像領域と対向した部分より少ない。したがって、現像領域で感光体ドラム１の非画像部分と対向した領域と画像部分と対向した領域とで、表面に付着しているトナーの量の差が低減される。
なお、第１の実施形態と同様に、電極部材として機能する案内部材６１に−６５０Ｖの直流電圧を印加することもできる。

図８は、本発明に係る現像装置の第３の実施形態を示す概略図である。
この現像装置７０は、電極部材の位置が第１の実施形態と異なるものであり、電極部材７１を除いた他の構成は第１の実施形態における構成と同様である。したがって、電極部材７１について説明し、その他の構成については第１の実施形態と同じ符号を付すとともに説明を省略する。
この実施形態では、電極部材７１は案内部材３２が設けられた位置よりも、第２のスリーブの周回方向における下流側であって、第２のマグネットロール２４ａに着磁された受け取り極Ｓ６の上流側に配置されている。電極部材７１の形状は第１の実施の形態と同様とすることができる。また、印加する直流電圧は、第２のスリーブ２４ｂ上のトナーが電極部材７１側に引き寄せられる電界又は電極部材７１上のトナーが第２のスリーブ２４ｂ側に引き寄せられる電界を形成するように設定され、例えば−３００Ｖと−８００Ｖを切り換えて印加することができるものとなっている。

このような現像装置では、現像領域を通過した後に第２のスリーブ２４ｂの表面に付着するトナー又は外添剤は、図３に示すように、分布にムラが生じている。このような状態の現像剤は、剥離極Ｎ９が設けられた位置に到達すると、磁性キャリアとともに多くのトナーや外添剤は剥離される。しかし、第２のスリーブの表面に直接付着したトナーの多くは剥離されずにムラが生じた状態で残留する。そして、第２のスリーブ２４ｂがさらに周回移動して、磁性キャリアが剥離されてトナーが残留している状態で−３００Ｖが印加された電極部材７１と対向すると、付着しているトナーが電極部材７１引き寄せられ、電極部材７１に付着する。これにより、第２のスリーブ２４ｂの表面上に付着しているトナーが減少し、トナーの付着量のムラが低減される。
電極部材７１に転移したトナーは、例えば感光体ドラム１上の潜像を現像していないときに、電極部材７１に印加される直流電圧を−８００Ｖに切り換え、トナーを第２のスリーブ２４ｂ上に戻すことができる。また、クリーニング部材を設けて掻き落とすものであっても良い。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の実施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、上記の実施形態に限定されるものではない。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とともに、現像ロールの回転方向を変更してもよい。
さらに、現像ロールに印加される現像バイアス電圧は、現像装置の特性等に応じて様々な値に設定することができる。また、電極部材に印加される直流電圧は上記現像バイアス電圧に対応して設定するのが望ましい。一方、直流電圧の切り換えは、上記第２の現像ロールに印加される現像バイアス電圧の直流成分より、高い電圧と低い電圧との相互間で切り換えるものに限らず、現像バイアス電圧の直流成分とほぼ同じ電圧を含む複数の電圧に切り換えるものとしても良い。

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：電極部材、 ３２：案内部材、 ３３：隔壁、 ３４：対向域、 ３５：直流電源、 ３６：交流電源、 ３７：直流電源、 ３８，３９：切り換えスイッチ、
４１：磁性キャリア、 ４２：トナー、 ４３：外添剤、
５１：クリーニング部材、 ５２，５３：電極部材、 ５４，５５：切り換えスイッチ、
６０：現像装置、 ６１：案内部材、 ７０：現像装置、 ７１：電極部材

Claims (7)

1. トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容される収容函体と、
   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、前記収容函体内に支持された複数の現像部材と、
   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のスリーブ上に、前記二成分現像剤を供給する供給部材と、
   前記第１のスリーブと対向し、該第１のスリーブ内に設けられた第１のマグネットロールによって該第１のスリーブの周面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、
   該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る第２の現像部材が前記像保持体と対向する位置より、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下流側で、前記第１のスリーブ上に保持された二成分現像剤を受け取る位置より上流側に、該第２のスリーブと間隔を保持して対向するように配置された電極部材と、を有し、
   該電極部材と前記第２のスリーブとの間に、該第２のスリーブの周面に付着したトナーを剥離する電界又は磁性キャリアの表面に付着しているトナーを該第２のスリーブの周面に付着させる電界が形成されることを特徴とする現像装置。
2. 前記電極部材の電位は、予め決められた条件に基づき、前記第２の現像部材に印加される電圧の直流成分より高い電圧と該直流成分より低い電圧との相互間で変更されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記電極部材は、回転可能に支持されたロール状部材であ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. 前記電極部材は、前記第２の現像部材が有する第２のマグネットロールに着磁された２つの剥離極間の反発磁界が作用する領域に設けられ、該反発磁界により前記第２のスリーブ上から剥離された二成分現像剤を前記収容函体内に設けられた現像剤収容室に案内するものであ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。
5. 前記電極部材には、クリーニング部材が備えられていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
6. 前記第２の現像部材が有する第２のマグネットロールに着磁された２つの剥離極間の反発磁界が作用する領域に設けられ、該反発磁界により前記第２のスリーブ上から剥離された二成分現像剤を前記収容函体内に設けられた現像剤収容室に案内する案内部材を備え、
   前記電極部材は、前記案内部材が配置された位置より前記第２のスリーブの回転方向における下流側に設けられることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３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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