JP4474951B2 - 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。したがって、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２００３−４３７９１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ったままの状態に新しいトナーが供給された領域と、現像されてトナーが消費された状態に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。

そこで、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。
また、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（ロール同士の対向部位では互いに異なる方向に回転する）、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、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。
更にまた、この特許文献３では、トナー回収用ロールからの現像剤を反発磁極によって剥離し、背後の現像剤供給部材側へ戻すようにした構成が示されている。しかしながら、トナー回収用ロールと現像剤供給部材とが対向部位で反対方向に回転していることも手伝って、トナー回収用ロールから反発磁極によって剥離された現像剤が、必ずしも現像剤供給部材側へ全量戻されるとは限らず、一部がトナー回収用ロール上に残る懸念もある。

一般に、ドナーロールとのトナーの受け渡しを終えた現像剤担持体（例えば特許文献３では第２の現像剤担持体に相当する）上の現像剤は、一旦現像剤担持体から全量剥離されることが必要である。
現像剤担持体から現像剤を剥離する方式としては、スクレーパを用いて直接現像剤担持体から掻き取る方式が提示されている（例えば特許文献４参照）。また、弾性ブレード等を現像剤担持体上に接触配置することで、現像剤担持体上の現像剤を剥離する方式も知られている。しかしながら、近年画像品質向上のため、所謂球形トナーが使用されることが多くなっている。球形トナーを含む現像剤を用いる場合、現像剤担持体表面がある程度粗くないと現像剤との摩擦力が低下し現像剤担持体表面での現像剤搬送力が低下してくる。そのため、現像剤搬送力を上げるために粗くなっている現像剤担持体表面から機械的にスクレーパや弾性ブレード等で現像剤を掻き取ることは困難となる。
更に、現像剤担持体から現像剤を剥離する方式として、単に反発磁極を用いたのみの構成では、反発磁極の位置等によってはうまく剥離できないことがある。

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、現像剤担持体上の現像剤を適正に剥離することができる現像剤剥離機構を用いることで現像剤担持体からの現像剤剥離を的確に行い、現像剤担持体上の現像剤の供給量も安定させ、濃度むらを長期に亘って抑止できる現像装置並びに画像形成装置を提供するものである。

すなわち、本発明に係る現像装置は、静電潜像を担持する像担持体に対向し表面にトナーを担持するトナー担持体と、このトナー担持体に対向する位置に配設されて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、この供給用現像剤担持体より下方でトナー担持体に対向する位置に配設されて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、この二つの現像剤担持体１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回収用現像剤担持体から前記供給用現像剤担持体に二成分現像剤を受け渡す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搬送部材の周方向に沿って配置され、搬送部材による現像剤搬送のガイドを行う搬送ガイド部材と、供給用現像剤担持体のうち、トナー担持体と供給用現像剤担持体との対向位置よりも現像剤搬送方向下流側で且つ搬送ガイド部材で形成された搬送部材から供給用現像剤担持体側への現像剤流出位置よりも現像剤搬送方向上流側に設けられ、供給用現像剤担持体上に残留する二成分現像剤が剥離されると共に、この現像剤剥離位置の下方のうち剥離された現像剤の落下位置からずれた位置に前記搬送部材からの前記現像剤流出位置が設定される現像剤剥離機構と、を備えたものである。
そして、本発明に係る現像剤剥離機構の代表的態様は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、現像剤担持体１（本例では供給用現像剤担持体に相当）に配列される複数の磁極のうち隣接する同極の磁極よりなる反発磁極Ａ，Ａと、この反発磁極Ａ，Ａ間に対向して非接触配置され且つこの反発磁極Ａ，Ａによって剥離された二成分現像剤Ｇを下方側に案内する案内面２ａを有したリリース案内部材２とを備えたものである。尚、図１（ｂ）及び図２（ｂ）は本発明に関連する参考発明（供給用現像剤担持体から搬送部材を介して回収用現像剤担持体へと現像剤が搬送される態様で、回収用現像剤担持体に現像剤剥離機構を設ける態様）に用いられる現像剤剥離機構の代表的態様を示す（実施の形態３参照）。

このような技術的手段において、本願に係る現像剤剥離機構は、二成分現像剤（以降適宜現像剤と称す）Ｇ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。
そして、現像剤担持体１は、内部に磁界発生手段を具備し、現像剤Ｇ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。また、磁界発生手段は、反発磁極Ａ，Ａを含む複数の磁極を有しているものであればよく、磁極配置は、現像剤Ｇが現像剤担持体１上を良好に搬送され且つ反発磁極Ａ，Ａにて剥離されるようになっていれば適宜選定して差し支えない。尚、本発明で使用されるトナーは、磁性キャリア（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。
ここで、「二成分現像剤Ｇを下方側に案内する」とは、現像剤Ｇがリリース案内部材２を介して下方に流れる態様であればよく、案内面２ａの方向には特に限定されないことを意味している。また、案内面２ａは現像剤Ｇを安定して案内搬送する観点からは平坦部を備えることが好ましいが、現像剤Ｇを案内できる曲面であっても差し支えなく、この場合の曲面は、所定の近似法（例えば最小二乗法等）によって特定した近似平面と見なし、このときの傾きが下方であればよい。

更に、本発明においては、現像剤担持体１から剥離された現像剤Ｇをリリース案内部材２の案内面２ａによって案内搬送し、現像剤Ｇの安定した流れを確保する必要から、以下の二態様を含むものである。
すなわち、リリース案内部材２の案内面２ａの傾き角度に着目した第一の態様としては、図１（ａ）に示すように、リリース案内部材２の案内面２ａの現像剤担持体１側端部を通って現像剤担持体１の径方向に沿って外方へ延ばした直線と前記案内面２ａとのなす角度をθとすると、θ≧５０度の関係を満たすことを特徴とする。

このような態様において、現像剤担持体１上の反発磁極Ａ，Ａ間に達した現像剤Ｇは、反発磁極Ａ，Ａの作用により徐々に現像剤担持体１から剥離されるようになる。このとき、反発磁極Ａ，Ａによって形成される磁力線は、殆ど現像剤担持体１の径方向に向かうことから、現像剤担持体１から剥離された現像剤Ｇをリリース案内部材２で受け止め、更に、磁力線の方向と異なる方向に案内することで、現像剤Ｇ中のキャリア間の磁力が強まることがない。また、リリース案内部材２の案内面２ａの現像剤担持体１側端部から現像剤担持体１の径方向に沿って外方へ延ばした直線と案内面２ａとのなす角度θを５０度以上とすることで、反発磁極Ａ，Ａの磁力線の方向から大きく異なる方向に案内面２ａを設けることができ、リリース案内部材２でのキャリア間の磁力による現像剤Ｇのチェーン状の溜りを生じることもなく、リリース案内部材２での安定した現像剤Ｇの流れが可能になる。
更にまた、現像剤Ｇ中のトナー濃度が変動（特に低濃度となることで見かけ上キャリア濃度が高くなり、磁気的影響を一層受け易くなる）したり、キャリア径として小粒径のものを使用する際にも、安定した現像剤Ｇの流れを確保することができるようになる。

一方、リリース案内部材２の案内面２ａと反発磁極Ａ，Ａとの位置関係に着目した第二の態様としては、図２（ａ）に示すように、リリース案内部材２の案内面２ａの現像剤担持体１側端部が前記反発磁極Ａ，Ａ間の磁力最小位置Ｂより現像剤担持体１上の現像剤搬送方向下流側に配置されることを特徴とする。

本態様においては、リリース案内部材２の端部を反発磁極Ａ，Ａ間で磁力最小位置Ｂより下流側に配設することで、反発磁極Ａ，Ａの上流側磁極で形成された磁気ブラシが下流側に倒れながら移動し、更に、磁力最小位置Ｂを通過することで現像剤担持体１から完全に剥離された現像剤Ｇがリリース案内部材２に当たって付勢されるようになる。そして、下方側に向けられた案内面２ａによって、現像剤Ｇがリリース案内部材２上をスムーズに案内されるようになる。

また、上述した現像剤剥離機構の第一及び第二の態様にあっては、リリース案内部材２の案内面２ａと、この案内面２ａの現像剤担持体１側端部を通る水平面とのなす角度φがφ≧４０度を満たすように配設することが好ましく、リリース案内部材２で受け止めた現像剤Ｇに重力の作用を確実に生かすことができ、現像剤Ｇがリリース案内部材２上を一層確実に案内されるようになる。

そして、本発明に係る現像装置においては、現像剤担持体の数量は二個のものとなっている。また、本態様における現像剤担持体１は、例えばトナー担持体に対向配置され、現像剤中のトナーのみをトナー担持体と受け渡す方式の現像装置の態様であり、例えば像担持体に対向配置され、現像剤中のトナーのみを直接像担持体と受け渡す態様に適用するようにしても差し支えない。尚、現像剤剥離機構は、供給用現像剤担持体に配設されていればよい。

このような現像装置の態様にあっては、トナー担持体は、少なくとも表面が弾性部材であることが好ましいが、金属であっても差し支えなく、弾性部材の場合像担持体とは接触しても差し支えない。
また、二つの現像剤担持体１とトナー担持体との間でトナーを有効に受け渡す観点からは、供給用現像剤担持体とトナー担持体との間、及び、回収用現像剤担持体とトナー担持体との間には、トナー担持体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１へ印加されるバイアスは、直流電圧でもよいし、直流電圧に交流電圧が重畳されたものであっても差し支えない。
更に、搬送部材は、現像剤担持体１と同様、内部に磁界発生手段を具備し、また、供給用現像剤担持体及び回収用現像剤担持体から所定の間隔をおいて離れている態様であれば、トナー担持体と接触した態様も可能である。
ここで、「二つの現像剤担持体１との間で現像剤を受け渡す」とは、現像剤を二つの現像剤担持体１間で上流側の現像剤担持体１から下流側の現像剤担持体１へ直接受け渡す態様ではなく、搬送部材を介して受け渡す態様を示すものである。
更にまた、搬送部材は、二つの現像剤担持体１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、搬送部材と二つの現像剤担持体１との対向部位において、搬送される現像剤のストレスが軽減されることとなる。本発明では、搬送部材の近傍でトナー担持体とは反対の方向には、現像剤が搬送部材の周囲をスムーズに案内されるように規制する搬送ガイド部材が設けられる。

また、本態様の現像装置では、回収用現像剤担持体から搬送部材を介して供給用現像剤担持体へと現像剤を流すようにしたことから、リリース案内部材２の案内面の現像剤搬送方向下流側には、搬送部材から離れる方向で、更に斜め下方に向かって折曲した曲部を配設することで、現像剤担持体１から剥離された現像剤を搬送部材の磁力に影響されずに斜め下方に導くことができる。そのため、現像剤の流れが一層良好になる。尚、曲部は湾曲状が現像剤の流れをスムーズにすることから好ましい。また、この曲部は現像剤が滞留しない形状であれば特にその形状は問わない。
更に、本件は、上述し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。

本発明に係る現像装置によれば、トナー担持体と、このトナー担持体にトナーを供給する供給用現像剤担持体と、この供給用現像剤担持体より下方で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、これらの現像剤担持体と対向する位置に配設されて回収用現像剤担持体から供給用現像剤担持体へ現像剤を受け渡す搬送部材と、この搬送部材による現像剤搬送のガイドをする搬送ガイド部材と、供給用現像剤担持体のうち、トナー担持体と供給用現像剤担持体との対向位置よりも現像剤搬送方向下流側で且つ前記搬送ガイド部材で形成された搬送部材から供給用現像剤担持体側への現像剤流出位置よりも現像剤搬送方向上流側に設けられ、供給用現像剤担持体上に残留する二成分現像剤が剥離されると共に、この現像剤剥離位置の下方に搬送部材からの前記現像剤流出位置が設定される現像剤剥離機構と、を備えたので、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ると共に、供給用現像剤担持体から剥離された残留現像剤が搬送部材からの現像剤流出位置に落下することもない。このため、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、供給用現像剤担持体からの現像剤剥離が容易に行われ、現像剤の循環性能も向上し、一層現像特性が安定する。
更に、本発明に係る現像剤剥離機構において、現像剤が剥離される供給用現像剤担持体に対向して非接触配置されるリリース案内部材の案内面を、反発磁極の磁力線の方向に影響され難い所定の角度に配置するようにすれば、供給用現像剤担持体から剥離された現像剤がリリース案内部材上をスムーズに案内されるようになり、供給用現像剤担持体からの現像剤剥離が容易に実現できる。
更にまた、現像剤が剥離される供給用現像剤担持体に対向して非接触配置されるリリース案内部材の案内面を反発磁極間で磁力最小位置より下流側に配置するようにすれば、供給用現像剤担持体から剥離された現像剤がリリース案内部材上をスムーズに案内されるようになり、供給用現像剤担持体からの現像剤剥離が容易に実現できる。
そして、上述した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３は、本発明が適用された現像剤剥離機構を用いた画像形成装置の実施の形態１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（キャリア）からなる二成分現像剤（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、本件発明の現像装置３０について、図４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（図３参照）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にはバイアス電源３７が接続され、所定の現像バイアスＶＢ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の外周部は所定の体積抵抗率を有したポリウレタン樹脂系の弾性部材で被覆した構成を採っているが、例えば、アルミニウムやステンレス等からなる金属ロールであっても差し支えない。また、ドナーロール３２と感光体２１とは接触した構成を採っているが、非接触であっても差し支えない。

そして、ドナーロール３２の後部（感光体２１と反対側）には、トナー供給ロール３３とトナー回収ロール３４とがドナーロール３２と夫々所定の距離（間隔）を置いて配設されている。また、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、夫々バイアス電源３８，３９が接続され、トナー供給ロール３３からドナーロール３２へトナーを供給するための供給バイアスＶＳ、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ＶＲが印加されるようになっている。
更に、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、トナー供給ロール３３の外周部の現像剤Ｇをトナー回収ロール３４へ受け渡すように現像剤Ｇ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、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（Ｓ５，Ｎ３，Ｓ４，Ｎ４，Ｎ５）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、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Ｇ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搬送ガイド４３を設け、現像剤Ｇ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、本実施の形態においては、本件の特徴点である現像剤剥離機構がトナー供給ロール３３側に設けられ、トナー供給ロール３３の反発磁極Ｓ２，Ｓ３と、この反発磁極Ｓ２，Ｓ３によってトナー供給ロール３３から剥離された現像剤Ｇを案内するリリースガイド４４とで構成されている。
本実施の形態におけるリリースガイド４４は、トナー供給ロール３３側に平坦部４４１を備え、その反対側（下流側）には折曲部４４２を備えた構成となっている。また、リリースガイド４４の平坦部４４１の案内面４４１ａは、その一端をトナー供給ロール３３の反発磁極Ｓ２，Ｓ３間の略中央に近接して設けられている。更に、この案内面４４１ａは、トナー供給ロール３３の中心からこの案内面４４１ａの一端を通る直線とのなす角度θが５０°以上、案内面４４１ａとこの案内面４４１ａの一端を通る水平面とのなす角度φが４０°以上になるように設定されている。そして、折曲部４４２は、平坦部４４１の案内面４４１ａから案内される現像剤Ｇを搬送ロール３５から遠ざける方向に向かい、更に斜め下方に向かうように設けられており、トナー供給ロール３３から剥離された現像剤Ｇがリリースガイド４４上を搬送ロール３５の磁力の影響も避けながら案内されるようになっている。

更にまた、搬送ロール３５の下方には、トナー供給ロール３３から剥離されリリースガイド４４を経由して導かれた現像剤Ｇ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搬送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、本実施の形態では、撹拌搬送部材としてオーガ４１を使用したが、これに限定されず、現像剤Ｇ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、一個であってもよいし、三個以上あってもよい。

次に、本実施の形態に係る現像装置３０の作動について説明する。
図４において、現像剤Ｇは、オーガ４１により撹拌されて、トナーがマイナス極性に、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Ｇ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Ｇ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Ｇ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Ｇ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Ｇ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と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Ｇ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Ｇ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Ｇ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Ｇ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。

ここで、本件の特徴点であるトナー供給ロール３３からの現像剤剥離機構について、図４及び図５に基づいて説明する。
トナー供給を終えた現像剤Ｇは、トナー供給ロール３３の反発磁極Ｓ２，Ｓ３の作用によってトナー供給ロール３３から剥離される。
本実施の形態においては、リリースガイド４４の平坦部４４１の案内面４４１ａは、トナー供給ロール３３の径方向に延ばした直線とのなす角度θを５０°以上、水平面とのなす角度φを４０°以上としているため、図５に示すように、反発磁極Ｓ２，Ｓ３による磁力線（図の点線で示す）方向とは大きく異なった方向に傾斜している。したがって、トナー供給ロール３３から剥離されてリリースガイド４４の案内面４４１ａ上に受け止められた現像剤Ｇは、磁力線の影響を受けずにリリースガイド４４上をスムーズに流れるようになる。
一方、リリースガイド４４の案内面４４１ａの角度θが５０°未満（例えば図５中、破線太線に示す傾き）の場合は、反発磁極Ｓ２，Ｓ３の磁力線方向に近づき、案内面４４１ａ上の現像剤Ｇは、磁力線の影響によってキャリア間の磁力が強められ、チェーン状に繋がった現像剤Ｇの溜りを作るようになる。したがって、この場合は、現像剤Ｇの流れが妨げられることとなり、現像剤Ｇの循環性能が低下する。
更に、本実施の形態では、図４に示すように、リリースガイド４４の下流部分に折曲部４４２を設け、搬送ロール３５の磁力の影響も防ぐようにしたため、現像剤Ｇの流れが搬送ロール３５の磁力の影響も受けず一層良好になる。そして、リリースガイド４４上を案内された現像剤Ｇがオーガ４１に戻されることとなる。

以上のように、本実施の形態においては、反発磁極Ｓ２，Ｓ３によってトナー供給ロール３３から剥離された現像剤Ｇを、案内面４４１ａを所定の角度にしたリリースガイド４４を使って案内するようにしたので、現像剤Ｇの循環性能が確保され、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も安定する。更に、本実施の形態では、現像剤Ｇのストレスも軽減され、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性能が確保できる。

◎実施の形態２
図６は、本発明に係る現像装置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、リリースガイド４４の構成が実施の形態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。
本実施の形態では、リリースガイド４４の一端は、トナー供給ロール３３の反発磁極Ｓ２，Ｓ３のピックオフ位置（反発磁極Ｓ２，Ｓ３間で磁力最小位置を称す）Ｄｍと磁極Ｓ３との間に配設されている。また、リリースガイド４４は平坦な形状をしており、その案内面４４ａと水平面とのなす角度φ’は４０°以上となっている。

本実施の形態において、リリースガイド４４の一端をトナー供給ロール３３のピックオ
フ位置Ｄｍより下流側に配設したので、トナー供給ロール３３上の現像剤Ｇは、磁極Ｓ２の位置で形成された磁気ブラシが下流側に倒れながら移動して、リリースガイド４４に当たることで付勢される。このとき、ピックオフ位置Ｄｍ付近で磁力が弱くなっているため、現像剤Ｇはトナー供給ロール３３から確実に剥離される。更に、この剥離された現像剤Ｇは、リリースガイド４４の案内面４４ａが角度φ’によって斜め下方に傾斜していることから、重力の作用も手伝ってリリースガイド４４上を容易に案内される。
したがって、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。

ここで、仮に、図７のように、リリースガイド４４の一端がトナー供給ロール３３のピックオフ位置Ｄｍより上流側に配設された場合を想定すると、トナー供給ロール３３の磁極Ｓ２の位置で形成された現像剤Ｇの磁気ブラシが、磁極Ｓ２の磁力で吸引されたままリリースガイド４４に当たるため、一部の現像剤Ｇがリリースガイド４４とトナー供給ロール３３との隙間をすり抜けてしまう。また、リリースガイド４４上の現像剤Ｇも磁極Ｓ２の影響を受け、リリースガイド４４上で溜りを形成するようになり、現像剤Ｇの循環性能を損ねることとなる。

◎実施の形態３
図８は、本発明に関連する参考発明に係る現像装置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、現像剤Ｇ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いる点、撹拌搬送部材としての二つのオーガ４１（具体的には４１ａ，４１ｂ）が略垂直方向に配設されている点、リリースガイド４４が平坦部のみで構成されている点が実施の形態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。

本実施の形態におけるリリースガイド４４は平坦な案内面４４ａで構成され、トナー回収ロール３４の反発磁極Ｎ５，Ｎ６の略中央に対向してリリースガイド４４の案内面４４ａ一端が配設されている。また、本実施の形態では、リリースガイド４４の案内面４４ａと、この案内面４４ａの一端を通ってトナー回収ロール３４の径方向に延ばした直線とのなす角度θは５０°以上となっている。
そのため、トナー回収ロール３４から剥離された現像剤Ｇが、反発磁極Ｎ５，Ｎ６の磁力線の方向と大きく異なる角度に設定されることとなり、リリースガイド４４の案内面４４ａ上でのチェーン状の溜りの発生を抑制している。
更に、本実施の形態では、リリースガイド４４の案内面４４ａが下側を向いていることから、重力が有効に作用して案内面４４ａ上の現像剤Ｇは重力方向に容易に移動し、トナー回収ロール３４からの現像剤剥離を一層容易にしている。
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４
図９は、本発明に関連する参考発明に係る現像装置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２における現像装置３０と略同様に構成されるが、現像剤Ｇ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いる点、撹拌搬送部材としての二つのオーガ４１（具体的には４１ａ，４１ｂ）が略垂直方向に配設されている点が実施の形態２と異なる。尚、実施の形態２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リリースガイド４４は平坦な案内面４４ａで構成され、トナー回収ロール３４の反発磁極Ｎ５，Ｎ６のピックオフ位置Ｄｍから下流側に対向して案内面４４ａの一端が配設されている。また、本実施の形態では、リリースガイド４４の案内面４４ａはその一端からトナー回収ロール３４の現像剤搬送方向下流側に向かって斜め下方になるように設けられている。
そのため、トナー回収ロール３４からピックオフ位置Ｄｍで確実に剥離された現像剤Ｇが、磁極Ｎ５の影響を受けずに、リリースガイド４４の案内面４４ａに当たり、案内面４４ａ上を案内することができる。よって、案内面４４ａ上でのチェーン状溜りの発生も抑止され、現像剤Ｇの流れが安定する。
更に、本実施の形態では、リリースガイド４４の案内面４４ａが下側を向いていることから、重力が有効に作用し、トナー回収ロール３４からの現像剤剥離を一層容易にしている。
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５
図１０は、本発明に関連する参考発明に係る現像装置の実施の形態５を示す。本実施の形態は、実施の形態１乃至４のいずれとも異なり、感光体上の静電潜像を直接二成分現像剤にて現像するようにした、所謂高速現像可能な構成を採った現像装置である。
同図において、本実施の形態は、実施の形態１における現像装置と略同様に構成されるが、実施の形態１でのドナーロールが除かれた構成となっている。

本実施の形態における現像装置は、感光体６１と対向する位置に、第一現像ロール６２と第二現像ロール６３とが感光体６１と夫々所定の間隙を置いて配設されている。また、これらの第一現像ロール６２及び第二現像ロール６３には、夫々バイアス電源７１，７２が接続され、第一現像ロール６２及び第二現像ロール６３から現像剤Ｇ中のトナーを感光体６１側へ供給する供給バイアスが印加されるようになっている。
更に、第一現像ロール６２及び第二現像ロール６３の後部には、第一現像ロール６２上の現像剤Ｇを第二現像ロール６３に受け渡す搬送ロール６４が配設されている。

本実施の形態において、第一現像ロール６２、第二現像ロール６３及び搬送ロール６４は、回転可能な回転スリーブ６２ａ〜６４ａと、その内部に固定的に配設された複数の磁極を有する磁石体６２ｂ〜６４ｂとを備えている。尚、磁石体６２ｂ〜６４ｂの磁極配置は実施の形態１と同様になっている。また、搬送ロール６４の後部には、現像剤Ｇを撹拌搬送する二つのオーガ８１（具体的には８１ａ，８１ｂ）が配設され、オーガ８１ａから第一現像ロール６２に現像剤Ｇを供給するようになっている。更に、搬送ロール６４の周囲には、搬送ロール６４上の現像剤Ｇが搬送ロール６４から離間するのを規制する搬送ガイド７３が設けられ、また、第一現像ロール６２と対向する位置には、第一現像ロール６２上の現像剤Ｇの層厚規制を行うトリマ７４が設けられている。

そして、特に、本実施の形態では、第二現像ロール６３から剥離された現像剤Ｇを案内する平坦なリリースガイド７５が設けられ、このリリースガイド７５の案内面７５ａの一端は第二現像ロール６３の反発磁極Ｓ２，Ｓ３の略中央に対向する位置に配設されている。更に、このリリースガイド７５の案内面７５ａは、その一端から第二現像ロール６３の径方向に延ばした直線とのなす角度θが５０°以上、水平面とのなす角度φが４０°以上となるように配設されている。
そのため、第二現像ロール６３から剥離された現像剤Ｇは、スムーズにリリースガイド７５を経由してオーガ８１に戻される。

本実施の形態では、オーガ８１ａから第一現像ロール６２へ供給された現像剤Ｇは、その現像剤量がそのまま搬送ロール６４を経由して第二現像ロール６３に供給され、更に、リリースガイド７５を経由してオーガ８１へ戻る循環を行う。よって、二つの現像ロール６２，６３と感光体６１との対向部位の現像領域で安定した現像が可能になる。また、本実施の形態では、現像剤Ｇの流れが搬送ロール６４を介して行われるため、現像剤Ｇの流れがスムーズになりストレスが軽減されることから、濃度むら等の画像ディフェクトを防ぐことが可能になる。更に、本実施の形態においては、現像領域を二箇所持つことができ、高速現像に対しても十分な画像濃度を実現することができるようになる。
尚、本実施の形態では、リリースガイド７５を実施の形態１と同様の配置としたが、例えば、実施の形態２のようにすることでもよい。また、本実施の形態では、現像剤Ｇを第一現像ロール６２側から供給する方式を示したが、第二現像ロール６３側から供給することも可能であり、この場合、実施の形態３や実施の形態４のような構成を採ればよい。更に、本実施の形態では、第一現像ロール６２、第二現像ロール６３の二本の現像ロールを使用する構成を示したが、もっと多くの現像ロールを備える構成であっても差し支えない。この場合、隣接する現像ロール間に搬送ロールを夫々設ける構成とすれば、本実施の形態と同様の効果を奏する。
更にまた、本実施の形態における現像装置を用いることで、高速現像可能な画像形成装置が実現できる。

◎実施例１
本実施例は、実施の形態１（図４参照）の態様において、トナー供給ロールの反発磁極の略中央が真横の位置になるようにしたときの、リリースガイドの平坦部の案内面がなす角度（平坦部角度）θと現像特性（濃度むら）との関係を評価確認したものである。尚、このとき使用した現像剤のキャリア径は３５μｍ、トナー濃度（ＴＣ）は５％と１０％の二水準とした。
結果は、図１１に示すように、角度θが４０°以下ではトナー濃度が５％のときに濃度むらが発生し、５０°以上であれば濃度むらの発生は確認されなかった。尚、角度θが４０°のときトナー濃度が１０％では問題ないことから、低濃度時は見かけ上のキャリア濃度が高くなり、反発磁極の影響によってリリースガイドでの現像剤溜りが発生し易いことが確認された。
また、この角度θについて、更に詳細に評価確認したところ、角度θが５０°以上であれば現像剤のトナー濃度が変化しても、リリースガイドでの現像剤の溜りもなく、現像剤の流れが安定することが確認された。

◎実施例２
本実施例は、実施の形態１（図４参照）の態様において、リリースガイドの平坦部の案内面のなす角度θを５０°に一定とし、案内面と水平面とのなす角度φ（トナー供給ロールの位置を回転させて設定）と現像特性（濃度むら）との関係を評価確認したものである。尚、本実施例では、リリースガイドは平坦部のみとして評価し、また、使用した現像剤のキャリア径は３５μｍ、トナー濃度（ＴＣ）は５％と１０％の二水準とした。
結果は、図１２に示すように、角度φが２０°では濃度むらの発生が確認され、４０°以上では濃度むらの発生はなかった。
また、この角度φについて、更に詳細に評価確認したところ、角度φが４０°以上であれば、現像剤のトナー濃度が変化しても、リリースガイドでの現像剤の溜りもなく、現像剤の流れが安定することが確認された。

◎実施例３
本実施例は、実施の形態３（図８参照）の態様において、トナー回収ロールの反発磁極の略中央が真下の位置になるようにしたときの、リリースガイドの平坦部の案内面がなす角度（平坦部角度）θと現像特性（濃度むら）との関係を評価確認したものである。尚、このとき使用した現像剤のキャリア径は３５μｍ、トナー濃度（ＴＣ）は５％と１０％の二水準とした。
結果は、図１３に示すように、角度θが４０°以下では、トナー濃度によっては、濃度むらが若干見受けられたり、濃度むらの発生が見受けられたりしたが、５０°以上であれば濃度むらの発生は確認されなかった。
また、この角度θについて、更に詳細に評価確認したところ、角度θが５０°以上であれば現像剤のトナー濃度が変化しても、リリースガイドでの現像剤の溜りもなく、現像剤の流れが安定することが判明した。
よって、特に、本実施例と実施例１との結果からも、θを５０°以上にすればリリースガイドでの現像剤の溜りもなく、現像剤の循環性能が確保された現像装置が可能となることが確認された。

（ａ）は本発明に係る現像剤剥離機構の概要を示す説明図、（ｂ）は参考形態としての現像剤剥離機構の概要を示す説明図である。 （ａ）は本発明に係る他の現像剤剥離機構の概要を示す説明図、（ｂ）は参考形態としての他の現像剤剥離機構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の現像装置の作用を示す説明図である。 実施の形態２に係る現像装置を示す説明図である。 実施の形態２の比較例を示す説明図である。 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。 実施の形態５に係る現像装置を示す説明図である。 実施例１の結果を示す説明図である。 実施例２の結果を示す説明図である。 実施例３の結果を示す説明図である。

符号の説明

１…現像剤担持体，２…リリース案内部材，２ａ…案内面，Ａ…磁極，Ｂ…磁力最小位置，Ｇ…二成分現像剤，θ，φ…角度

Claims (7)

1. 静電潜像を担持する像担持体に対向し表面にトナーを担持するトナー担持体と、
   このトナー担持体に対向する位置に配設されて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、
   この供給用現像剤担持体より下方でトナー担持体に対向する位置に配設されて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、
   この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回収用現像剤担持体から前記供給用現像剤担持体に二成分現像剤を受け渡す搬送部材と、
   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搬送ガイド部材と、
   前記供給用現像剤担持体のうち、トナー担持体と供給用現像剤担持体との対向位置よりも現像剤搬送方向下流側で且つ前記搬送ガイド部材で形成された搬送部材から供給用現像剤担持体側への現像剤流出位置よりも現像剤搬送方向上流側に設けられ、供給用現像剤担持体上に残留する二成分現像剤が剥離されると共に、この現像剤剥離位置の下方のうち剥離された現像剤の落下位置からずれた位置に前記搬送部材からの前記現像剤流出位置が設定される現像剤剥離機構と、を備える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、
   前記現像剤剥離機構は、
   現像剤担持体に配列される複数の磁極のうち隣接する同極の磁極よりなる反発磁極と、
   この反発磁極間に対向して非接触配置され且つこの反発磁極によって剥離された二成分現像剤を下方側に案内する案内面を有したリリース案内部材とを備え、
   剥離された現像剤が前記案内面から落下する落下位置が前記搬送部材からの前記現像剤流出位置よりずれた位置になるように設定されることを特徴とする現像装置。
3. 請求項２記載の現像装置において、
   前記現像剤剥離機構は、
   リリース案内部材の案内面の現像剤担持体側端部を通って現像剤担持体の径方向に沿って外方へ延ばした直線と前記案内面とのなす角度をθとすると、
   θ≧５０度の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
4. 請求項２記載の現像装置において、
   前記現像剤剥離機構は、
   リリース案内部材の案内面の現像剤担持体側端部が前記反発磁極間の磁力最小位置より現像剤担持体上の現像剤搬送方向下流側に配置されることを特徴とする現像装置。
5. 請求項３又は４記載の現像装置において、
   リリース案内部材の案内面とこの案内面の前記現像剤担持体側端部を通る水平面とのなす角度をφとすると、
   φ≧４０度の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
6. 請求項２乃至５のいずれかに記載の現像装置において、
   搬送部材は内部に現像剤を担持搬送するための複数の磁極を有し、
   リリース案内部材の案内面の現像剤搬送方向下流側には、搬送部材から離れる方向で且つ斜め下方に向かって折曲した曲部が配設されたことを特徴とする現像装置。
7. 静電潜像を担持する像担持体と、
   この像担持体上に担持された静電潜像を現像する請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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