JP4337533B2 - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置で用いられる現像装置に係り、特に、トナーと磁性キャリアとを具備した二成分現像剤を用い、像担持体上の静電潜像をトナー現像するように構成した現像装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置で使用される現像装置としては、所謂ハイブリッド現像方式を採用したものが知られている。
これは、感光体等の像担持体に対向し且つトナーを担持するドナーロールと、このドナーロールに対向し且つトナーと磁性キャリアとが含まれる二成分現像剤を担持するトナー搬送ロールとを備え、磁気ブラシによりトナー搬送ロールから大量の現像剤を供給し、ドナーロール上にトナー層を形成するようにしたものである（例えば特許文献１参照）。
このハイブリッド現像方式では、通常、二成分現像剤の撹拌によってトナーの帯電が行われるため十分な帯電量を確保しやすく、また、トナー搬送ロールからドナーロールへのトナーの供給が静電気力によって行われるため、ドナーロールに逆極性に帯電したトナーが供給されることもない。従って、像担持体の非画像領域へのトナー付着がなく、かぶりの発生が防止される。更に、ドナーロールにはトナーのみしか供給されないため、磁性キャリアの像担持体への付着も防止される等の利点がある。

特開平９−２１１９７０号公報（発明の実施の形態の欄、図１） 特開平９−２５１２３７号公報（発明の実施の形態の欄、図１） 特開平１０−３１９７０８号公報（発明の実施の形態の欄、図１） 特開平１０−３４０００３号公報（発明の実施の形態の欄、図１） 特開平１０−３１９７１０号公報（発明の実施の形態の欄、図１）

しかしながら、この種のハイブリッド現像方式では、ドナーロール上でトナーが消費された部分に対してトナー供給領域でトナーを補充する方式が採られているが、トナーが消費された部分だけでなく、トナーが残存する非消費部分にもトナーが供給され、そのため前回のトナー消費パターンが現像された画像上に現れるという現像履歴の問題がある。

また、ドナーロール上にてトナーの供給、掻き取りを繰り返すと、大きい粒径のトナーと小さい粒径のトナーとの物理的付着力の差（大きい粒径のトナーはドナーロールへの物理的付着力が小さいため、ニップ領域で受ける掻き取り力に対し容易に掻き取られるが、小さい粒径のトナーは逆に掻き取られにくい）により、ドナーロール上のトナーの粒径が徐々に小粒径化してくる。このドナーロール上での粒径の変化は、現像特性や転写特性に変化をもたらし、現像されないでドナーロール上にトナーが残留した上に新しいトナーが供給された領域と、現像されて新しいトナーが供給された領域との間で、トナーの濃度差が生じ、これが画像欠陥（現像履歴）をもたらす可能性がある。

そのため、現像領域を通過したドナーロールから一旦全てのトナーを除去し、その後ドナーロールとトナー供給用ロールとの対向部（トナー供給領域）でドナーロールにトナーを再び担持させる方式が知られている。例えば、トナー除去手段としてスクレーパを使用する方式があるが、この場合、スクレーパとドナーロールとの接触部でトナーが互いに融着するという問題がある。
そこで、トナー供給用ロールとは別に、新たにトナー回収用ロールを加え、ドナーロール上のトナーをトナー回収用ロールで掻き取る方式も開示されている（例えば特許文献２参照）。

しかし、この新たにトナー回収用ロールを追加する方式にあっては、トナー供給用ロールとトナー回収用ロールへの現像剤供給量が不安定であると、ドナーロール上のトナー量が不安定となり、画像への濃度むらが発生する。
特に、トナー供給用ロールとトナー回収用ロールとの間で、現像剤がストレスを受け易く、現像剤の流動性が低下してくると一層顕著となる。

そのため、トナー供給用ロールとトナー回収用ロールを同一方向に回転させ、更に、互いに近接配置させることで、現像剤搬送量を安定させる方式の提案がなされている（例えば特許文献３，４参照）。
しかしながら、この場合、二本のロール間のバイアスリークの問題が発生しやすく、特にトナー濃度が低下し且つ動作環境が高湿状況にあるときに顕著となる。更に、二本のロール間に入り込んだ現像剤がストレスを受け、現像剤の劣化が生じ易く、画像かぶりが発生する問題もあり、長期間に亘って安定した現像特性が得られない課題がある。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、現像剤の供給量が安定し、濃度むらを長期に亘って抑止できると共に、長期に亘って現像特性の安定した現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。

すなわち、本発明の基本的構成は、図１に示すように、静電潜像を担持する像担持体１に対向して開口し且つ内部に二成分現像剤が収容される現像ハウジング６と、現像ハウジング６の開口部に面して配設されて像担持体１に回転可能に圧接配置され且つ表面にトナーを担持するトナー担持体２と、現像ハウジング６内のトナー担持体２の背面側に設けられトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持搬送し且つトナー担持体２へトナーを供給する供給用現像剤担持体３と、現像ハウジング６内のトナー担持体２の背面側に設けられ二成分現像剤を担持搬送し且つトナー担持体２からトナーを回収する回収用現像剤担持体４と、現像ハウジング６内に設けられ二つの現像剤担持体３，４とトナー担持体２とに対向して配設されて、回転軸を中心に回転することで回転軸の周方向に現像剤を搬送し且つ前記供給用現像剤担持体３に現像剤を搬送する搬送部材５と、前記供給用現像剤担持体３と前記搬送部材５とが対向する位置に対して前記搬送部材５の回転方向で上流側に前記搬送部材５の周方向に沿って配置され、前記搬送部材５による現像剤搬送のガイドを行うガイド部材（図示せず）とを備えたものである。

特に、本発明は、前記トナー担持体２と供給用現像剤担持体３と搬送部材５とを一つのユニットホルダ７にて回転可能に保持し、このユニットホルダ７にて保持されたサブユニット８を現像ハウジング６内で前記像担持体１に接離可能に可動支持し、前記現像ハウジング６に前記回収用現像剤担持体４を支持したことに特徴点を有する。

このような技術的手段において、本願に係る現像装置は、二成分現像剤を用いるタイプのものであるため、トナーとしては種々の色成分を有するものが使用可能であり、単色の現像装置を備えた画像形成装置に適用可能であることは勿論のこと、複数の現像装置を備えた例えばフルカラーの画像形成装置に対しても適用可能である。
また、トナー担持体２の表面は弾性部材で構成され、像担持体１と接触して使用される。
そして、二つの現像剤担持体３，４は、内部に磁界発生手段を具備し、二成分現像剤を担持搬送するものであれば適宜選定して差し支えなく、例えば、回転可能な非磁性スリーブと、この非磁性スリーブ内に固定的に配設され且つ磁界発生手段が設けられた磁石部材とを具備した態様がある。
更に、磁界発生手段は、複数の磁極を有しているものであればよく、例えば、磁極の構成例としては、現像に寄与するための現像磁極や、現像剤を捕獲できる機能を備えたピックアップ磁極や、現像剤を搬送する搬送磁極等を備えたものが挙げられるが、これに限られるものではなく、適宜選定してよい。
更にまた、トナーを二つの現像剤担持体３，４とトナー担持体２との間で有効に受け渡す観点からは、供給用現像剤担持体３とトナー担持体２との間、及び、回収用現像剤担持体４とトナー担持体２との間には、トナー担持体２に対しトナーを供給若しくは回収するための所定の電界が形成されていることが好ましく、このとき、現像剤担持体３，４へ印加するバイアスは、直流電圧でもよいし、交流重畳直流電圧であっても差し支えない。

一方、搬送部材５は、二つの現像剤担持体３，４と同様、内部に磁界発生手段を具備していることが、二成分現像剤を有効に搬送する観点から好ましい。また、搬送部材５の位置は、供給用現像剤担持体３及び回収用現像剤担持体４から所定の間隔をおいて離れている態様であれば、トナー担持体２と接触した態様も可能である。
また、搬送部材５は、二つの現像剤担持体３，４との対向部位において、同一方向に回転することが好ましく、このことにより、搬送部材５と二つの現像剤担持体３，４との対向部位において、現像剤のストレスが軽減されることとなる。尚、搬送部材５と現像剤担持体３，４とが異なる方向に回転する態様であっても、現像剤の流れにストレスを与えないような態様であれば差し支えない。
本発明で使用されるトナーは、磁性キャリアに付着するものであれば、磁性でも非磁性でもよい。

このような態様においては、像担持体１とトナー担持体２とが接触して接触現像を行っても、像担持体１とトナー担持体２とのギャップ変動がなく、電界変動が起き難く安定した現像が可能となる。
しかしながら、この接触現像にあっては、像担持体１やトナー担持体２の外径の振れ、軸芯の振れ、軸間のずれ等があると像担持体１とトナー担持体２との接触状態(接触圧力等)が変化し、これが駆動負荷になって振動や速度変動等を生じる。そのため、濃度むら（ピッチむら）等の画像ディフェクトを発生するようになる。
これらの問題を解決するために、トナー担持体２として低硬度の弾性層（例えばスポンジ層等）を使用し、更に像担持体１への食い込み量（像担持体１とトナー担持体２とが接触したときのトナー担持体２の変形量）を規制する部材（具体的にはトナー担持体２の軸の両端に設けた規制コロ）によって接触状態の変動を吸収させるようにした提案がなされている（例えば特許文献５参照）。

しかしながら、上述のようにトナー担持体２として低硬度の弾性層を用いた方式では、次のような問題が挙げられる。第一に、低硬度のトナー担持体２は製造上均一な外径（外径公差が小さい）を造るのが大変難しく、この外径振れによりトナー担持体２と供給用現像剤担持体３とのギャップが変動し、結果的に供給用現像剤担持体３からトナー担持体２へトナーを供給する電界が変動するようになり、トナー担持体２へのトナー供給量にむらが生じてしまう。また、第二には、現像装置の高速化にとっては、低硬度の弾性層の信頼性（耐摩耗性、耐擦傷性等）が不足する。
そのため、これらの問題に対し、トナー担持体２としてある程度高い硬度（製造時に外径振れが起きにくい硬度）を持たせ、ばねや弾性体等の加圧部材を用いて像担持体１に低圧力で当接させる方法が考えられる。
しかしながら、本件発明のような構成による現像装置では、構成要素が多く、現像装置自体の重量が重いため、各種のロール振れに対する稼働レスポンスが悪く（摺動負荷大）接触時のむらが起こる懸念がある。また、重量バランスも悪いため、各種支持部材や摺動部材へ掛かる荷重バランスも悪くなり、機械的かじりや現像ハウジングの捩れ等が起こる可能性がある。そのため、トナー担持体２が像担持体１に対する接触状態を、低圧力、定荷重で制御することが困難となる。

この点において、本件発明者らは、トナー担持体２と供給用現像剤担持体３と搬送部材５とを一つのユニットホルダ７にて回転可能に保持されたサブユニット８を、現像ハウジング６内で像担持体１に接離可能に可動支持し、前記現像ハウジング６に前記回収用現像剤担持体４を支持したことで、像担持体１とトナー担持体２との接触を安定させることが可能になることに加えて、供給用現像剤担持体３と搬送部材５とのギャップの安定化や夫々の磁気作用の安定化を一層図ることが可能になる。
ここで、「一つのユニットホルダ７にて回転可能に保持された」とは、サブユニット化された構成要素を回転可能に保持するために、ユニットホルダ７としては、一個の部材を備える態様であってもよいし、例えば、回転軸の両端に二個の部材を備える態様であっても差し支えない。また、ユニットホルダ７の可動方向は、像担持体１の接平面に直交する方向とすることがトナー担持体２と像担持体１との接触を一層安定に保つ観点から好ましいが、それ以外の方向であっても差し支えない。尚、接平面に直交する方向とは、例えば像担持体１がドラム状であれば径方向をいい、例えば像担持体１がベルト状であればそのベルト面に垂直な方向をいう。そして、サブユニット８のユニットホルダ７を可動支持する態様としては、例えば、レール、スライダ、転がり軸受等が挙げられる。
更に、ユニットホルダ７を、押圧部材９によって像担持体１方向に押圧することで、像担持体１とトナー担持体２との接触が安定し、安定した現像が可能になる。このとき、ユニットホルダ７を押圧する押圧部材９としては、各種ばね（圧縮、引っ張り、板等）やゴム状弾性体等が挙げられる。そして、押圧部材９の押圧方向は、像担持体１の接平面に直交する方向にユニットホルダ７を押圧することが好ましいが、例えば、他の方向であってもユニットホルダ７によりその可動方向は決まっているため差し支えない。

また、本発明におけるトナー担持体２としては、加工性及び供給用現像剤担持体３とのギャップ維持等の観点からは、表面にゴム硬度６０度（アスカーＣ）以上の弾性層を備えていることが好ましく、これにより像担持体１とトナー担持体２との接触圧が安定し易く、また、トナー担持体２の機械的強度の向上や高速現像に対する安定性確保が可能となる。
更に、本発明は、上述された現像装置を用いた画像形成装置をも対象とするものである。

本発明によれば、トナー担持体と、このトナー担持体にトナーを供給及び回収する二つの現像剤担持体とを備え、更に、これらと対向する位置に、回転軸を中心に回転することで回転軸の周方向に現像剤を搬送し且つ供給用現像剤担持体に現像剤を搬送する搬送部材を配設すると共に、この搬送部材の周囲には搬送する現像剤をガイドするガイド部材を配設したので、現像剤の流れが円滑になり、また、現像剤の受けるストレスも低減することができ、現像履歴、濃度むらやかぶりのない現像装置を提供できる。
そして、特に、本発明では、トナー担持体と供給用現像剤担持体と搬送部材とがユニットホルダで保持されたサブユニットを現像ハウジング内で像担持体に接離可能に可動支持し、現像ハウジングに回収用現像剤担持体を支持するようにしたので、像担持体とトナー担持体との接触状態が安定し、更に、供給用現像剤担持体と搬送部材とのギャップの安定化や夫々の磁気作用の安定化を一層図ることができる。このため、トナー担持体へのトナー供給も安定するようになり、濃度むらやピッチむらのない画像形成が可能になる。また、機械的かじりや現像ハウジングの振れも抑止することができ、安定した現像特性が得られるようになる。
また、この現像装置を用いることで、長期に亘って現像特性が安定した画像形成装置が提供できる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明の基本的構成が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。尚、本実施の形態は、実施の形態３とは異なるサブユニット構成の参考の形態を示す。
同図において、符号２１は、矢印方向に回転する有機感光体からなる静電潜像を担持する感光体であり、この感光体２１はスコロトロン等の帯電装置２２によって帯電され、レーザ書き込み装置やＬＥＤアレイを有する露光装置２３によって静電潜像が書き込まれる。
この静電潜像は、光の当たった部分の感光体２１表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。

また、現像装置３０は、現像ハウジング３１内にトナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を収容し、トナーを担持するドナーロール３２と、トナー供給用のトナー供給ロール３３と、トナー回収用のトナー回収ロール３４と、現像剤を搬送する搬送ロール３５とを備えている。
本実施の形態では、感光体２１上のトナー画像は、現像装置３０によって可視像化された後、転写ロール２６によって、記録材２８上に転写され、この転写された記録材２８は、定着装置５０に搬送され、この定着装置５０により記録材２８上のトナー画像が定着されるように構成されている。尚、定着装置５０は、例えばヒートロール方式で、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加圧ロール５２との間に記録材２８を通過させることで、トナー画像を記録材２８に定着するように構成されている。
また、感光体２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。

ここで、本件発明の特徴点である現像装置３０について、図３に基づいて詳細に説明する。
同図において、現像装置３０は、感光体２１に向かって開口する現像ハウジング３１を有し、この現像ハウジング３１の開口に面し且つ感光体２１と対向して接触する位置に、ドナーロール３２を回動自在に収容している。このドナーロール３２には図示外のバイアス電源が接続され、所定の現像バイアスが印加されるようになっている。
本実施の形態では、このドナーロール３２は、その外周部に、例えばカーボンブラック等の導電性フィラーを練り込んだウレタンゴム層が形成され、所定の体積抵抗率で硬度７０度（アスカーＣ）を備えている。このため、外径φ２５ｍｍで外径公差は２０μｍ以内の仕上がりとなっている。

そして、ドナーロール３２とドナーロール３２の後部（感光体２１と反対側）にあるトナー供給ロール３３とは、所定のギャップを置いて配設され、更に、ドナーロール３２の下方には、トナー回収ロール３４がドナーロール３２と所定のギャップを置いて配設されており、これらのトナー供給ロール３３及びトナー回収ロール３４には、夫々図示外のバイアス電源が接続され、トナー供給ロール３３からドナーロール３２へ現像剤中のトナーを供給するための供給バイアス、ドナーロール３２からトナー回収ロール３４へトナーを回収するための回収バイアスが印加されるようになっている。
更にまた、これらトナー供給ロール３３及びトナー回収ロール３４の後部には、トナー回収ロール３４の外周部の現像剤をトナー供給ロール３３へ受け渡すように現像剤を担持搬送する搬送ロール３５が配設されている。

本実施の形態においては、トナー供給ロール３３、トナー回収ロール３４及び搬送ロール３５は、回転可能な回転スリーブ３３ａ〜３５ａと、この回転スリーブ３３ａ〜３５ａの内部に固定的に配設され、複数の磁極を有する磁石体３３ｂ〜３５ｂとを備えている。
トナー供給ロール３３の磁石体３３ｂは、その外周部に複数の磁極（Ｎ２，Ｓ１，Ｎ１，Ｓ２，Ｓ３）を備えており、ドナーロール３２と対向する位置に磁極Ｓ１を設け、磁極Ｎ２の近傍で搬送ロール３５と対向するように配置され、同極のＳ２，Ｓ３が反発磁極として作用するようになっている。
また、トナー回収ロール３４の磁石体３４ｂは、その外周部に複数の磁極（Ｎ５，Ｓ５，Ｎ３，Ｓ４，Ｎ４）を備えており、ドナーロール３２と対向する位置に磁極Ｓ４を設け、磁極Ｎ４の近傍で搬送ロール３５と対向する位置になるように配置されている。そして、同極のＮ４，Ｎ５が反発磁極として作用するようになっている。
更に、搬送ロール３５の磁石体３５ｂは、複数の磁極（Ｓ７，Ｎ６，Ｓ６）の内、磁極Ｓ７がトナー回収ロール３４と対向する位置になるように配置されている。
尚、本実施の形態において、夫々の磁極の配置や数はこれに限定されるものではなく、適宜選定して差し支えない。

また、搬送ロール３５の後部には、搬送ロール３５と略同心円状の半円形状で、現像剤搬送のガイドを行う第一のガイド片４３を設け、現像剤が搬送ロール３５の外周上を効率よく搬送されるようにしている。そして、トナー供給ロール３３と対向する位置には、トナー供給ロール３３から剥離された現像剤を導く第二のガイド片４４が設けられ、また、トナー回収ロール３４と所定の間隔をもって対向する位置には、トナー回収ロール３４上の現像剤の層厚を規制するためのトリマ４２が設けられている。

更に、搬送ロール３５の下方には、トナー供給ロール３３から剥離され第二のガイド片４４によって導かれた現像剤を再帯電し、トナー回収ロール３４へ供給するための二つの撹拌部材としてのオーガ４１（具体的には４１ａ，４１ｂ）が配設されている。尚、符号４５は、二つのオーガ４１ａ，４１ｂと搬送ロール３５との間を仕切る仕切部材であり、符号４６は、オーガ４１ａとオーガ４１ｂとの間を仕切る仕切壁である。
尚、本実施の形態では、撹拌部材としてオーガ４１を使用したが、これに限定されず、現像剤を撹拌搬送できるものであれば、適宜選定して差し支えない。また、オーガ４１の数は二個に限らず、複数個あっても差し支えない。

そして、特に、本実施の形態においては、図４に示すように、ドナーロール３２とトナー供給ロール３３とは、ユニットホルダ６１（破線部で表示している）にある軸受部６２，６３に回動自在に保持されており、ドナーロール３２とトナー供給ロール３３とは所定のギャップを置いて配設され、サブユニット６０を構成している。
また、サブユニット６０の支持構造は次のようになっている。
本実施の形態では、図４及び図５に示すように、サブユニット６０はドナーロール３２とトナー供給ロール３３とが一対のユニットホルダ６１（図では一対のうち片方のみを示している）に設けられた軸受部６２，６３にて回動自在に保持されて構成されており、更に、本実施の形態では第二のガイド片４４もユニットホルダ６１に取り付けられている。更に、ユニットホルダ６１の後部（ドナーロール３２と反対側）には、略扇形の突起部６１２が設けられ、この突起部６１２にて後述するコイルばね７５を受けるようになっている。また、ユニットホルダ６１の上下面６１１（図５では一部のみ記している）には、後述する回転板７３をガイドするガイド溝６１３が設けられている。

一方、サブユニット６０以外の構成要素、トナー回収ロール３４、搬送ロール３５、オーガ４１等を一つの本体ユニット７０にまとめている。
本体ユニット７０は、ユニットケース７１に、トナー回収ロール３４と搬送ロール３５を回転可能に支持すると共に、オーガ４１が収納されたオーガケース７２を分離可能に収容している。
そして、ユニットケース７１の一部には、サブユニット６０のユニットホルダ６１のガイド溝６１３に沿って回転する回転板７３が四箇所、夫々の固定軸７４によって支持され、この回転板７３と固定軸７４とで転がり軸受になっている。また、このユニットケース７１の後方（感光体２１とは反対方向）には、ストッパ７１１を設け、このストッパ７１１の一部には、サブユニット６０に向かってボス７１１ａが形成されている。
サブユニット６０を本体ユニット７０に装着するには、上述のボス７１１ａにこのボス７１１ａより長尺のコイルばね７５を装着した後、サブユニット６０にあるユニットホルダ６１のガイド溝６１３に回転板７３を摺動させながら装着する。そして、本体ユニット７０にサブユニット６０が装着された場合、サブユニット６０のユニットホルダ６１の略扇形の突起部６１２を、コイルばね７５が押圧するようになっている。そのため、このコイルばね７５によってサブユニット６０が感光体２１側に押圧されている。

次に、本実施の形態に係る現像装置３０の作動について図３〜５を基に説明する。
本実施の形態においては、二成分現像剤（現像剤）は、オーガ４１により撹拌されて、トナーがマイナス極性に、磁性キャリアがプラス極性に帯電された後、トナー回収ロール３４の磁石体３４ｂにある磁極Ｓ５の上流側の現像剤供給領域で、トナー回収ロール３４に供給される。そして、現像剤は、トリマ４２の近傍に達すると、磁極Ｎ３により穂立ちを形成する。
更に、この現像剤の穂立ちはトリマ４２で層厚規制されることにより、現像剤層としてトナー回収ロール３４の外周上に保持され、回転スリーブ３４ａの回転と共に搬送ロール３５方向へ搬送される。このとき、現像剤は磁石体３４ｂにより形成されている磁力線に沿って磁気ブラシを構成している。

次に、現像剤は、トナー回収ロール３４とドナーロール３２とが対向する領域のトナー回収領域に進入すると、磁極Ｓ４の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、ドナーロール３２上のトナーを掻き取る。またこのとき、ドナーロール３２とトナー回収ロール３４間の電界によってドナーロール３２からトナー回収ロール３４へトナーを吸引する静電気力が働き、ドナーロール３２からトナー回収ロール３４へのトナー回収を確実にしている。

トナーを回収した現像剤は、トナー回収ロール３４の磁石体３４ｂと搬送ロール３５の磁石体３５ｂの吸引磁界によって、トナー回収ロール３４と搬送ロール３５とが対向する領域近傍で、搬送ロール３５に受け渡される。
搬送ロール３５に受け渡された現像剤は、磁石体３５ｂの吸引磁界により搬送ロール３５に保持されてその外周上を搬送される。
その後、搬送ロール３５の磁石体３５ｂとトナー供給ロール３３の磁石体３３ｂとの吸引磁界によって、搬送ロール３５とトナー供給ロール３３とが対向する領域で、搬送ロール３５からトナー供給ロール３３に現像剤が受け渡される。
トナー供給ロール３３の外周上を搬送された現像剤は、磁極Ｓ１近傍のトナー供給領域で磁極Ｓ１の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成した現像剤におけるトナーのみが、トナー供給ロール３３とドナーロール３２との間に形成された電界の影響で、トナー供給ロール３３からドナーロール３２に静電吸引され、ドナーロール３２に付着する。
そして、トナー供給を終えた現像剤は、磁極Ｓ２と磁極Ｓ３との反発磁界により、トナー供給ロール３３から離れ、第二のガイド片４４に沿って、オーガ４１に供給される。

特に、本実施の形態においては、サブユニット６０のユニットホルダ６１を、コイルばね７５によって感光体２１側に押圧付勢しているため、次のような特徴点を有している。
感光体２１とドナーロール３２及びトナー供給ロール３３とは、図６に示すように、コイルばね（図示せず）の押圧力Ｆによって夫々の中心が感光体２１の中心に向かうように配設されており、そのため、軸振れ等のない安定な回転を可能している。更に、感光体２１とドナーロール３２との接触状態（Ａ部）は、ドナーロール３２に高硬度の弾性層を備えているためその食い込み量も小さく安定し、また、外径公差も小さいためドナーロール３２とトナー供給ロール３３とのギャップ（Ｂ部）も安定している。
尚、本実施の形態では、感光体２１、ドナーロール３２及びトナー供給ロール３３とが一直線上に配設される態様としたが、例えば、サブユニット６０のユニットホルダ６１の押圧方向（図６では押圧力Ｆに相当する）が感光体２１の中心と異なる方向であっても、差し支えない。これは、感光体２１とドナーロール３２との接触状態（Ａ部）が、接触部位の前後（現像部位の上下流）で若干異なるものの形成される画像に対する影響は殆どなく、また、ドナーロール３２とトナー供給ロール３３とのギャップ（Ｂ部）は安定することによる。

以上のように、本実施の形態においては、トナー供給領域でのトナー供給性能や、トナー回収領域でのトナー回収性能が安定し、更に、現像剤のストレスも軽減され、また、バイアスリークのない現像装置３０が可能となる。したがって、現像履歴、濃度むらやかぶりのない現像装置３０が可能となる。更に、現像装置３０の重量バランスもよくなり、濃度むらやピッチむら等の発生が抑止された現像装置３０が可能となる。また、コイルばね７５による押圧力を小さくできるため、例えば高トルクの駆動モータ等を必要としないことから安価な現像装置３０が可能になり、更にドナーロール３２の破損（摩耗や傷等）も低減できるため現像装置３０の信頼性向上や長寿命化が可能になる。

◎実施の形態２
図７は、本発明の基本的構成が適用された画像形成装置に使用される現像装置３０の実施の形態２を示す。同図において、本実施の形態は実施の形態１における現像装置３０と略同様に構成されるが、サブユニット６０のユニットホルダ６１を本体ユニット７０に支持する方式が実施の形態１と異なる。尚、本実施の形態は、実施の形態３とは異なるサブユニット構成の参考の形態を示すもので、実施の形態１と同様な構成要素には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態におけるサブユニット６０の支持構造は次のようになっている。
本実施の形態では、図７に示すように、サブユニット６０のユニットホルダ６１の一部（本実施の形態では上下方向）に表面側にレール状突起（図示せず）を備えたレール部材６５が形成されている。
一方、本体ユニット７０のユニットケース７１には、前記サブユニット６０のレール部材６５のレール状突起に係合するような直線上の溝７６ａ，７７ａを備えたレール受部７６，７７が固着されている。
したがって、サブユニット６０は、ユニットケース７１に固着されたレール部材６５に沿って、スムーズに移動できるようになっている。
尚、本実施の形態におけるレール部材６５とレール受部７６，７７としては、例えば、金属とＰＯＭ樹脂との組み合わせのように、摺動抵抗が小さな材料の組み合わせで行ってもよく、また、例えば、レール受部７６，７７に、更に、コロ等を備える方式等であってもよい。
よって、本実施の形態においても実施の形態１と同様の効果を奏する。

◎実施の形態３
図８は、本発明が適用された画像形成装置に使用される現像装置３０の実施の形態３を示す。同図において、本実施の形態は実施の形態１における現像装置３０と略同様に構成されるが、サブユニット６０としてドナーロール３２とトナー供給ロール３３の他に搬送ロール３５もユニット化した点が実施の形態１と異なる。尚、実施の形態１と同様な構成要素には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、サブユニット６０のユニットホルダ６１には、三箇所の軸受部６２，６３，６６を備えており、夫々、ドナーロール３２、トナー供給ロール３３、搬送ロール３５が回動自在に保持されている。
そして、本実施の形態におけるサブユニット６０の支持構造は、実施の形態１と略同様になっており、サブユニット６０のユニットホルダ６１は、本体ユニット７０（図５参照）の回転板７３によって、移動可能に支持されるようになっている。
また、本実施の形態では、実施の形態１と異なり、トナー回収ロール３４はユニットケース７１ではなく、オーガケース７２（図５参照）側に回動自在に保持されるように構成されているため、ユニットケース７１にはサブユニット６０を感光体２１側方向から装着した後、オーガケース７２を同じく感光体２１側方向から装着している。

本実施の形態においては、実施の形態１と異なり、搬送ロール３５もサブユニット化したことから、搬送ロール３５からトナー供給ロール３３への現像剤の受け渡しが一層安定し、現像特性が一層安定する。
したがって、本実施の形態においても、現像履歴、濃度むらやかぶりがなく、また、軸振れや重量バランスの違いによる濃度むらやピッチむらがない現像装置３０が可能になる。

図９は、本発明の基本的構成が適用された画像形成装置に使用される現像装置３０の実施の形態４を示す。同図において、本実施の形態は実施の形態１における現像装置３０と略同様に構成されるが、現像剤の流れが、トナー供給ロール３３から搬送ロール３５を介してトナー回収ロール３４へと流れるように磁極配置等が構成されており、現像剤の撹拌部材としてのオーガ４１の配置が略垂直方向に配設されている点が実施の形態１と異なる。尚、本実施の形態は、実施の形態３とは異なるサブユニット構成の参考の形態を示すもので、実施の形態１と同様な構成要素には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態におけるサブユニット６０の支持構造は、実施の形態１と同様に、本体ユニット７０側に支持された回転板７３に沿って、サブユニット６０のユニットホルダ６１が移動するようになっている。

したがって、本実施の形態においても、トナー供給領域でのトナー供給性能や、トナー回収領域でのトナー回収性能が安定し、更に、現像剤のストレスも軽減され、また、バイアスリークのない現像装置３０が可能となる。したがって、現像履歴、濃度むらやかぶりのない現像装置３０が可能となる。また、現像装置３０の重量バランスもよくなり、濃度むらやピッチむら等の発生が抑止された現像装置３０が可能となる。
尚、本実施の形態においては、サブユニット６０としてドナーロール３２とトナー供給ロール３３とをユニットホルダ６１にて保持する構成としたが、実施の形態３に示すように、例えば、搬送ロール３５をサブユニット６０に追加しても差し支えない。

本実施例は、実施の形態１と同様の構成で、ドナーロールの硬度を変えて実験を行い、濃度むらやピッチむらの発生について確認したものである。
本実施例では、ドナーロールの硬度を、アスカーＣ硬度で５０度、６０度、７０度として行った。
結果は、図１０に示すように、硬度が５０度（アスカーＣ）では濃度むらが確認され、硬度６０度では濃度むらが若干見受けられるが、実質的な問題はないレベルであることが確認された。更に、硬度７０度では、濃度むらの発生は確認されなかった。
また、本実施例以外に、硬度６０度近傍をより詳細に実験したところ、硬度６０度以上であれば、濃度むらの発生が実用的に問題ないレベルであることが確認された。

本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す説明図である。 実施の形態１の現像装置を示す説明図である。 実施の形態１の現像装置の要部を示す説明図である。 実施の形態１の現像装置を示す斜視図である。 実施の形態１の作用を示す説明図である。 実施の形態２に係る現像装置の斜視図である。 実施の形態３に係る現像装置を示す説明図である。 実施の形態４に係る現像装置を示す説明図である。 実施例の結果を示す説明図である。

符号の説明

１…像担持体，２…トナー担持体，３…供給用現像剤担持体，４…回収用現像剤担持体，５…搬送部材，６…現像ハウジング，７…ユニットホルダ，８…サブユニット，９…押圧部材

Claims (5)

1. 静電潜像を担持する像担持体に対向して開口し且つ内部に二成分現像剤が収容される現像ハウジングと、
   現像ハウジングの開口部に面して配設されて像担持体に回転可能に圧接配置され且つ表面にトナーを担持するトナー担持体と、
   現像ハウジング内のトナー担持体の背面側に設けられトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持搬送し且つトナー担持体へトナーを供給する供給用現像剤担持体と、
   現像ハウジング内のトナー担持体の背面側に設けられ二成分現像剤を担持搬送し且つトナー担持体からトナーを回収する回収用現像剤担持体と、
   現像ハウジング内に設けられ二つの現像剤担持体とトナー担持体とに対向して配設されて、回転軸を中心に回転することで回転軸の周方向に現像剤を搬送し且つ前記供給用現像剤担持体に現像剤を搬送する搬送部材と、
   前記供給用現像剤担持体と前記搬送部材とが対向する位置に対して前記搬送部材の回転方向で上流側に前記搬送部材の周方向に沿って配置され、前記搬送部材による現像剤搬送のガイドを行うガイド部材とを備え、
   前記トナー担持体と供給用現像剤担持体と搬送部材とを一つのユニットホルダにて回転可能に保持し、このユニットホルダにて保持されたサブユニットを現像ハウジング内で前記像担持体に接離可能に可動支持し、前記現像ハウジングに前記回収用現像剤担持体を支持したことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置において、
   ユニットホルダは、前記像担持体の接平面に直交する方向に可動支持せしめられることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１記載の現像装置において、
   ユニットホルダは、押圧部材によって像担持体方向に押圧せしめられることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１記載の現像装置において、
   トナー担持体は、表面にゴム硬度６０度（アスカーＣ）以上の弾性層を備えていることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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