JP4716943B2 - 現像装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に用いられる現像装置、およびこの現像装置を備える画像形成装置に関し、特に、現像装置に備わる現像ローラの現像剤量を規制部材によって規制された余剰現像剤の循環機構に関する。

一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、静電潜像を感光体上に形成し、現像剤を現像装置から感光体へと供給し、現像剤により感光体上の静電潜像を現像して、感光体上に現像剤像を形成し、現像剤像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、現像剤像を記録用紙上に定着させている。

電子写真方式を採用した複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置は、トナーとキャリアとを混合撹拌してなる２成分の現像剤を搬送するためのマグネットローラを有し、感光体ドラムに担持された静電潜像を現像するための現像ローラと、この現像ローラとの間で現像剤の静電潜像への搬送量を規制する規制部材と、この規制部材により規制された余剰現像剤を規制部材と離隔する位置へ還流させる仕切り板と、現像剤が収容されるホッパと、このホッパ内の現像剤を撹拌する撹拌ローラとを備えている。

現像ローラは、複数の周方向位置に磁極部材Ｎ及び磁極部材Ｓが交互に配設された非回転のマグネットローラと、このマグネットローラに回転自在に外嵌された非磁性のスリーブとを備えている。規制部材は、現像ローラと向き合う現像領域の近傍に配置されており、仕切り板は、規制部材に対して現像領域と反対側に配置されている。

このように構成された現像装置は、ホッパ内に収容された２成分の現像剤のキャリア（磁性粉体）およびトナーが撹拌ローラにより撹拌され、キャリアの周面にトナーが付着する。また、現像ローラのスリーブが感光体ドラムと反対方向へ回転することにより現像ローラおよび還流板間の現像剤がギャップに向けて搬送され、静電潜像への搬送量が規制部材により規制される。ギャップを通過した現像剤は、静電潜像へ搬送され、規制部材により規制された余剰の現像剤は、規制部材および仕切り板の間の空間に滞留し、滞留量が増加すると共に、還流板の上面へ流動し、この仕切り板により案内されて撹拌ローラの上側に還流される。

このとき、規制部材によって発生した余剰現像剤をスムーズに循環させ、循環量を増加することができるようにするため、現像ローラおよび規制部材の間の第１のギャップよりも大きい第２のギャップで現像ローラと向き合って、第１のギャップへ搬送する現像剤を摺擦するための摺擦部材を仕切り板の端部に設けた現像装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この現像装置では、摺擦部材によって現像剤を予備帯電させ、この予備帯電させた現像剤を規制部材で主帯電させるようにしている。
特開２００５−１０７４７５号公報

上記の現像装置等では、規制部材で余剰現像剤を規制後の余剰現像剤を一定方向に移動させる整流板が仕切り板上に設けられていることがある。しかしながら、余剰現像剤規制後の余剰現像剤量が最適化されておらず、環境変化・余剰現像剤の劣化によって、整流板がブレーキとなって、仕切り板上に余剰現像剤が滞留し、トナー混練性能低下等が発生し、カブリが増加して、余剰現像剤の循環が滞る虞があった。また、電子写真方式を採用した画像形成装置の印字等の処理スピードの高速化に伴い、余剰現像剤が仕切り板上に滞留して、現像装置内で規制部材によって発生した余剰現像剤が更に効率よくスムーズに還流されることが望まれる。さらに、画像形成装置の高速処理により印字等の処理により安定した現像を得るには、かかる余剰現像剤の経時変化がなく安定した還流が実行されることが好ましい。

そこで、本発明は、従来の現像装置および画像形成装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、規制部材によって発生した余剰現像剤の循環が円滑に、かつ安定して実行されることの可能な、新規かつ改良された現像装置および画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある実施の態様によれば、帯電性のトナーと磁性キャリアの２成分を混合して帯電された現像剤によって、画像形成装置の潜像担持体上に形成されている静電潜像を現像する現像装置において、複数の固定磁極部材を内包するマグネットローラに対し相対的に回転する円筒状スリーブの表面に前記現像剤を吸着してから潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、現像ローラで搬送される現像剤の層厚を規制する規制部材と、この規制部材により規制された余剰現像剤を規制部材と離隔する位置へ還流させる還流板と、この還流板から還流された余剰現像剤と現像剤を混合する混合ローラと、還流板の一端側に現像ローラと対向するように連結して設けられ、現像剤を摺擦する摺擦面を有し、現像ローラの規制部材側へ搬送する現像剤の層厚を規制する摺擦部材と、を備え、現像ローラと規制部材の先端とのギャップの大きさをＤ１、現像ローラと摺擦部材の摺擦面とのギャップの大きさをＤ２とした場合に、３・Ｄ１＜Ｄ２＜５・Ｄ１の関係を満たし、前記規制部材の高さ方向と同一の方向における前記マグネットローラの法線磁力の大きさが０ガウスであることを特徴とする現像装置が提供される。

このような構成とすることにより、上記条件にて余剰現像剤の還流量を増加させた上で、かかる還流量を大きな変化なくほぼ一定とすることができ、安定した余剰現像剤の還流が実行されるようになる。また、余剰現像剤が還流板上に滞留することがなくなり、余剰現像剤の循環が円滑に実行されるようになる。
また、規制部材の高さ方向と同一の方向におけるマグネットローラの法線磁力の大きさが０ガウスである構成とすることにより、規制部材で規制される余剰現像剤の質が磁極の影響を受けて劣化することを防止できるので、速いプロセス速度で余剰現像剤の劣化を抑制できる。

このとき、上記実施の態様において、還流板は、現像装置の外装部を形成するホッパの天面部と略平行に設けられ規制部材で規制された余剰現像剤を導入する還流板導入部と、この還流板導入部に導入された余剰現像剤を混合ローラへ流下させる流下傾斜部とを備え、現像ローラと規制部材の先端とのギャップの大きさをＤ１、天面部と還流板導入部との距離をＬとすると、１２・Ｄ１＜Ｌ＜２４・Ｄ１の関係を満たすことを特徴としてもよい。

このような構成とすることにより、現像装置を大型化させたり、トナーを上記ギャップ間に詰まらせることなく、余剰現像剤の還流量をある程度大きな値で安定させることができる。

このとき、上記実施の態様において、複数の固定磁極部材のうちの一の固定磁極部材は、摺擦部材の摺擦面と対向する位置にあり、一の固定磁極部材の磁極中心軸が還流板と摺擦部材とのの連結部とマグネットローラの中心とを結ぶ線よりも現像剤搬送上流方向にあり、磁極中心軸と、連結部とマグネットローラの中心とを結ぶ線との成す角度をθとすると、０°＜θ＜６°の関係を満たすことを特徴としてもよい。

このような構成とすることにより、余剰現像剤の還流量が安定するので、画像形成装置の高速処理による印字等の処理により安定した現像が得られるようになる。

以上説明したように本発明によれば、現像ローラに対して、仕切り板を面上に設け、規制部材前で余剰現像剤をプレ帯電させて、仕切り板と現像ローラとのギャップを規定することで、余剰現像剤規制後の余剰現像剤返り量を増やした上で、安定した余剰現像剤返り量を達成できる。このように安定した比較的多い余剰現像剤返り量を達成することによって、環境や余剰現像剤劣化に対して、仕切り板上の滞留余剰現像剤を減少させることができる。このため、滞留余剰現像剤が減少することによって、補給トナーの混練、余剰現像剤の流れの経時変化がなくなり、安定した帯電や制御が行えるようになる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明に係るトナー容器が使用される画像形成装置の第１の実施の形態の構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明に係るトナー容器が使用される画像形成装置の第１の実施の形態の全体の構成を示す説明図であり、図２は、かかる画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。

本実施の形態に係るトナー容器が使用される画像形成装置１Ａは、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって、記録媒体となる所定のシート状の記録用紙（以下、用紙と称する。）にモノクロ（単色）画像等として出力形成する画像形成装置である。かかる画像形成装置１Ａは、用紙Ｐを複数枚積載可能な給紙トレイ８と、この給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを画像形成部１４に搬送する用紙搬送部５９と、画像形成部１４で印字された用紙Ｐ上の未定着トナーを溶融させて定着させる定着ユニット６へ搬送する用紙搬送装置７とを備えており、予め設定された複数の排出処理モードに対応した用紙Ｐの搬送速度に基づいて、印字要求に応じて選択的に用紙Ｐの搬送速度を制御して給紙トレイ８から自動的に排紙トレイ９に用紙Ｐを供給可能としたものである。

画像形成装置１Ａは、図１に示すように、主に、露光ユニット１、現像装置２、トナー供給装置３０、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、給紙トレイ８、排紙トレイ９および転写機構１０等を備える装置本体１Ａ1と、自動原稿処理装置１Ａ2とにより構成されている。

装置本体１Ａ1の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２１が設けられ、この原稿載置台２１の上方には、自動原稿処理装置１Ａ2が上方に向かい揺動開放自在に設けられ、一方、この原稿載置台２１の下方には、原稿の画像情報を読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部２２が配置されている。

そのスキャナ部２２の下方には、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、排紙トレイ９、および転写機構１０が配設され、さらに、その下方には、用紙Ｐが収納された給紙トレイ８が配設されている。

露光ユニット１は、不図示の画像処理部から出力された画像データに応じて、レーザ光を帯電器４によって均一に帯電された感光体ドラム３の表面に照射して露光することにより、かかる感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有するものである。かかる露光ユニット１は、スキャナ部２２の直下で且つ感光体ドラム３上方に配置され、レーザ照射部１１および反射ミラー１２を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ、１３ｂが採用されている。本実施の形態では、高速印字処理を行うために、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用しているものとする。なお、本実施の形態では、露光ユニット１にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ、１３ｂを用いているが、発光素子をアレイ状に並べたもの、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いるものであっても良い。

感光体ドラム３は、略円筒形状を呈し、露光ユニット１の下方に配設され、不図示の駆動手段と制御手段により所定方向（図中の矢印Ａ方向）に回転するように制御されている。この感光体ドラム３の外周面に沿って、図２に示すように、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム回転方向下流側に向かい、用紙剥離爪３１、クリーナユニット５、電界発生部としての帯電器４、現像装置２、除電装置４１の順に配置されている。

用紙剥離爪３１は、ソレノイド３２により感光体ドラム３の外周面に接離可能に配置されている。この用紙剥離爪３１は、感光体ドラム３の外周面に当接した状態で、感光体ドラム３上の未定着トナー像を用紙Ｐに転写する際にその感光体ドラム３の表面に張り付いた用紙Ｐを剥離するものである。なお、用紙剥離爪３１の駆動手段として、ソレノイド３２の換わりに駆動用モータ等を採用しても良く、その他の駆動手段の選択も可能である。

現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであって、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器４より下流側で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で右側）に配置されている。この現像装置２の下方には、記録媒体搬送方向上流側にレジストローラ１５が配置されている。なお、現像装置２の詳細については、後述するものとする。

トナー供給装置３０は、トナーが充填されたトナー容器３００から排出されるトナーを一時的に中間ホッパ部３３に貯留してから現像装置２に供給するものであって、現像装置２に隣接するようにして配置されている。

レジストローラ１５は、給紙トレイ８から供給された用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上のトナー像とを整合して感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に搬送するように、不図示の駆動手段および制御手段により動作制御されている。

帯電器４は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム３の上方でその外周面に近接して配置されている。なお、本実施の形態では、チャージャー型の帯電器４を使用しているが、接触型のローラ方式によるものやブラシ方式によるものに代用しても良い。

除電装置４１は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し易くするために、かかる感光体ドラム３の表面電位を低下させるための転写前除電手段であって、感光体ドラム回転方向で現像装置２より下流側で、かつ感光体ドラム３の下方でその外周面に近接して配置されている。なお、本実施の形態では、除電装置４１は、除電電極を用いて構成されているが、除電電極の替わりに除電ランプを使用したり、その他の方式により除電するようにしたものであっても良い。

クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものであって、感光体ドラム３を挟んで現像装置２と略対向する位置で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で左側）に配置されている。

上述したように、感光体ドラム３上で顕像化された静電像は、静電像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙Ｐ上に転写機構１０から印加されることで用紙Ｐ上に転写される。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は（＋）極性となる。

転写機構１０は、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２、および他のローラで架橋されると共に、所定の抵抗値（本実施の形態では、１×１０９〜１×１０１３Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１０３が配置された転写ベルト式ユニットで構成され、感光体ドラム３の下方で、転写ベルト１０３の表面が感光体ドラム３の外周面の一部と接触するように配置されている。この転写ベルト１０３により、用紙Ｐを感光体ドラム３に押圧しながら搬送するようになっている。感光体ドラム３と転写ベルト１０３の接触部１０４には、駆動ローラ１０１および従動ローラ１０２とは、異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラ１０５が配置されている。

弾性導電性ローラ１０５は、弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この弾性導電性ローラ１０５が弾性を有することで、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが線接触でなく、転写ニップと呼ばれる所定の幅を有する面接触となるので、搬送される用紙Ｐへの転写効率の向上を図ることができる。

さらに、転写ベルト１０３の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Ｐが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ１０６が転写ベルト１０３の背面側に配置されている。

また、図２に示すように、転写機構１０には、転写ベルト１０３の残留トナーによる汚れを取るクリーニングユニット１０７と、転写ベルト１０３の除電を行う複数の除電機構１０８が配置されている。この除電機構１０８に用いられる除電を行うための手法として、装置を介して接地する手法、若しくは積極的に転写電界の極性と逆極性を印加する手法がある。

転写機構１０で用紙Ｐ上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。定着ユニット６は、図２に示すように、加熱ローラ６ａ、加圧ローラ６ｂを備え、この加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとによって、用紙Ｐを挟持した状態で加熱ローラ６ａを回転させ、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間を通過させることにより、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させるものである。定着ユニット６の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ１６が設けられている。

加熱ローラ６ａは、その外周部には用紙剥離爪６１１、ローラ表面温度検出部材であるサーミスター６１２、ローラ表面クリーニング部材６１３が配置され、内周部には、加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源６１４が設けられている。加圧ローラ６ｂは、ローラの両端部で加熱ローラ６ａに対し所定圧量で加圧ローラ６ｂが圧接することが可能な加圧部材６２１が配置され、さらに、加圧ローラ６ｂの外周には加熱ローラ６ａの外周と同様に用紙剥離爪６２２、ローラ表面クリーニング部材６２３が配置されている。

定着ユニット６は、図２に示すように、いわゆる定着ニップ部と呼ばれる加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接部６００において、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラ６ａにより加熱して溶融し、かかる加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接力による用紙Ｐ上への投鋲作用で、未定着トナーを用紙Ｐ上に定着するようになっている。

給紙トレイ８は、画像情報が出力（印字）されるシート（用紙）を複数枚蓄積しておくためのものであり、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６等で構成される画像形成部１４の下側に構成されている。この給紙トレイ８の排紙側上部には、用紙ピックアップローラ８ａが配置されている。

この用紙ピックアップローラ８ａは、給紙トレイ８内に積載収容された用紙Ｐを最上層から１枚ずつピックアップし、下流側に向かって（便宜上の用紙Ｐの流れ出し側、換言するとカセット側を上流、排紙側を下流とする。）用紙搬送路７上のレジストローラ（「アイドルローラ」とも称する。）１５側に搬送するようになっている。

本実施の形態に係る画像形成装置１Ａでは、高速印字処理を行うことを目的とするため、画像形成部１４の下方に定型サイズの用紙Ｐを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８が配置され、一方、装置側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１が配置されると共に、かかる大容量給紙カセット８１の上方に、主に不定型サイズの印字等に対応する手差しトレイ８２が設けられている。

排紙トレイ９は、手差しトレイ８２とは反対側の装置側面に配置されている。また、排紙トレイ９に変わって、排紙用紙のステープル、パンチ処理等を行う後処理装置や複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能な構成となっている。

用紙搬送装置７は、前述した感光体ドラム３と給紙トレイ８との間に構成され、用紙搬送装置７に備わる用紙搬送路７ａを経由させて、給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを一枚ずつ転写機構１０に搬送し、転写機構１０において、感光体ドラム３からトナー像が転写された用紙を定着ユニット６に搬送し、定着ユニット６において、未定着トナー像を用紙に定着した後に、指定された排紙処理モードに応じて形成された用紙搬送路や分岐爪によって用紙を搬送するように構成されている。

本実施の形態に係る画像形成装置Ａ１は、予め設定された排出処理モードとして、片面印字モードおよび両面印字モードが設定されている。片面印字モードにおいて、排出処理として印字面を上方に向けて排出されるフェースアップ排出、および、印字面を下方に向けて排出されるフェースダウン排出が設定されている。

ここで、用紙搬送装置７に備わる用紙搬送路７ａについて、図面を参照して詳細に説明する。図３は、本実施の形態にかかる画像形成装置の用紙搬送路の構成を示す説明図であり、図４は、かかる用紙搬送路を構成する分岐された用紙搬送路とそれらを連通させる分岐爪の構成を示す部分詳細図である。

用紙搬送路７は、図３、４に示すように、主に、給紙トレイ８からレジストローラ１５に到る第１用紙搬送路７ａ1、レジストローラ１５から転写機構１０を介して定着ユニット６を通過して下流側の搬送ローラ１６に到る第２用紙搬送路７ａ2、搬送ローラ１６から排紙トレイ９に排紙するための排紙ローラ１７に到る第３用紙搬送路７ａ3、搬送ローラ１６から用紙Ｐを反転させる第４用紙搬送路７ａ4、第４用紙搬送路７ａ4と連通して再びレジストローラ１５に用紙Ｐを搬送する反転搬送ローラ１８に到る第５用紙搬送路７ａ5、排紙ローラ１７から反転して用紙Ｐを搬送する第６用紙搬送路７ａ6、第６用紙搬送路と連通して第５用紙搬送路７ａ5を回避する第７用紙搬送路７ａ7、および第７用紙搬送路７ａ7と連通してスイッチバックローラ１９に到る第８用紙搬送路７ａ8とにより構成されている。

そして、用紙搬送路７内には、処理モードに応じて複数枚の用紙Ｐが配置されるようになっている。本実施の形態では、図３に示すように、用紙搬送路７ａ内に（１）〜（８）（図中の丸付き数字に示す）の８枚の用紙Ｐが配置するようになっているが、用紙搬送路内に許容可能な用紙Ｐの枚数は、用紙搬送路の構成によって変更できる。また、用紙搬送路７内には、選択された処理モードに応じて用紙搬送路を選択して、用紙Ｐの搬送経路を変更する複数の分岐爪が用紙搬送路の分岐点に設けられている。

図４に示すように、搬送ローラ１６の下流側付近には、第３用紙搬送路７ａ3または第４用紙搬送路７ａ4と連通させる分岐爪２０ａが揺動変位可能に設けられている。この分岐爪２０ａは、図示しないソレノイドによって動作するようになっている。

第４用紙搬送路７ａ4の下流側には、第４用紙搬送路７ａ4と第５用紙搬送路７ａ5、または第５用紙搬送路７ａ5と第６用紙搬送路７ａ6とを連通させる分岐爪２０ｂが揺動変位可能に設けられている。この分岐爪２０ｂは、図示しないばね部材と用紙Ｐの弾性力によって動作するようになっている。

第６用紙搬送路７ａ6の下流側には、第５用紙搬送路７ａ5または第７用紙搬送路７ａ7と連通させる分岐爪２０ｃが揺動変位可能に設けられている。この分岐爪２０ｃは、図示しないソレノイドによって動作するようになっている。

第７用紙搬送路７ａ7の下流側には、第７用紙搬送路７ａ7と第８用紙搬送路７ａ8、または、第５用紙搬送路７ａ5と第８用紙搬送路７ａ8とを連通させる分岐爪２０ｄが揺動変位可能に設けられている。この分岐爪２０ｄは、図示しないソレノイドによって動作するようになっている。

第５用紙搬送路７ａ5の上流側には、第４用紙搬送路７ａ4および第８用紙搬送路７ａ8と該第５用紙搬送路７ａ5とをスムーズに連続させるための分岐爪２０ｅが設けられている。

以上のように構成された用紙搬送路７により、要求された処理モードに応じて分岐爪２０ａ〜２０ｄを動作させて、処理モードに対応した用紙Ｐの搬送経路を選択可能としている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置に備わる現像装置とトナー供給装置の構成について図面を参照しながら説明する。図５は、本実施の形態に係る画像形成装置に備わる現像装置とトナー供給装置の構成を示す概略側面断面図であり、図６は、本実施の形態におけるトナー供給装置の構成を図５のＰ方向から見た概略正面図である。

本実施の形態では、現像装置２に隣接するようにトナー供給装置３０が設けられ、このトナー供給装置３０の下側には、現像装置２の作動中に生ずる動作熱を強制冷却するために、現像装置２のホッパ２００に風を送り込むダクト５０が設けられる。

現像装置２は、図５に示すように、外装部を形成するホッパ２００のトナー供給装置３０に備わるトナーを供給するための開口部３０ａと当接する部位には、トナーを導入するためのトナー導入口２０１が形成されている。ホッパ２００内部には、現像ローラ２０２、パドルローラ２０３、混合ローラ２０４、搬送ローラ２０５、仕切り板２０６、規制部材２０７が設けられている。現像装置２は、現像ローラ２０２の周面と感光体ドラム３の周面（周面領域に付着した現像剤）とが接するように、画像形成装置１Ａ内に取り付けられる。現像ローラ２０２の周面領域において、感光体ドラム３との接触部付近が現像位置となる。

ホッパ２００では、トナー供給装置３０から供給され、トナー導入口２０１から導入されたトナーが搬送ローラ２０５で混合ローラ２０４へ搬送され、磁性キャリアと混合されて二成分系現像剤が形成される。また、混合ローラ２０４は、前述した新たに形成された二成分系現像剤と、上記の仕切り板２０６で還流された余剰現像剤とを混合する。このように混合ローラ２０４で混合して得られた現像剤がパドルローラ２０３で撹拌されながら帯電されてから、静電潜像を現像するための現像ローラ２０２に供給され、感光体ドラム３に担持された静電潜像に搬送される。また、現像ローラ２０２に供給された現像剤は、まず、仕切り板２０６の一端側に一体成形で設けられる摺擦部材２１１が現像ローラ２０２へ搬送する現像剤の搬送量（層厚）を規制しつつ現像剤を摺擦して現像剤の予備帯電をする。その後、ホッパ２００に備わる支持部材２１２によって支持される規制部材２０７が現像ローラ２０２で搬送される現像剤を所定の厚さになるように擦り切って、層厚を規制することによって、現像剤供給量が規制され、規制された余剰現像剤は、混合ローラ２０４の方向に傾斜して余剰現像剤を還流させる還流板となる仕切り板２０６によって、規制部材２０７と離隔する位置へ還流される。これら規制部材２０７、摺擦部材２１１、および仕切り板２０６は、現像ローラ２０２に対応する長さに形成されている。

さらに、仕切り板２０６上には、余剰現像剤を所定の方向に振り分ける複数の整流板２０８が設けられ、仕切り板２０６の下側には、余剰現像剤を搬送する搬送スクリュー２１０で搬送する仕切り板側搬送部２０９が設けられている。なお、これら現像装置２に備わる構成要素の細部の詳細な説明は、後述するものとする。

トナー供給装置３０は、現像装置２に隣接するように配設され、トナーが充填されたトナー容器３００から排出されるトナーを一時的に中間ホッパ部３３に貯留してから現像装置２に供給する。本実施の形態では、トナー容器３００は、トナーが充填される容器本体３１０が支持部材３５０に回転可能に支持される構成である。

トナー容器３００の容器本体３１０の一端側は、図６に示すように、画像形成装置１Ａの本体側に設けられている本体側連結部８００に連結される。本体側連結部８００は、画像形成装置１Ａのモータ等の駆動源８０５からの駆動力によって回転する略円盤状の継手受部８０１を有し、この継手受部８０１と容器本体３１０とが連結される。これらの連結をより詳細に説明すると、容器本体３１０の一端側に設けられた嵌合凸部３１１および補給蓋３１２と嵌合関係にある凹型受部８０２が継手受部８０１に設けられ、容器本体３００の嵌合凸部３１１および補給蓋３１２が形成された一端が継手受部８０１に向かう方向（図６に示すＳ方向）にトナー容器３００を動かすことによって、トナー容器３００を画像形成装置１Ａに設置する際に、継手受部８０１に形成された凹型受部８０２に嵌合凸部３１１および補給蓋３１２が嵌め込まれることによって、容器本体３１０が継手受部８０１に連結される。また、容器本体３１０が継手受部８０１に連結される状態では、トナー容器３００が中間ホッパ部３３に載置され、容器本体３１０の支持部材３５０に形成されたトナー供給孔３００ａと中間ホッパ部３３に形成された開口部３３ａが連通可能な位置関係となる。

継手受部８０１は、図６に示すように、画像形成装置１Ａの筐体８０８を貫通する回転軸８０４の回転中心に一致するように、回転軸８０４に取り付けられ、筐体８０８と継手受部８０１との間の回転軸８０４には、圧縮コイルばね等のばね部材８０３が取り付けられている。ばね部材８０３は、継手受部８０１を筐体８０８から離間する方向へ付勢している。そのため、トナー供給装置３０が継手受部８０１を押圧した状態となるように図示しない規制部材によって、トナー供給装置３０の、装着方向に沿った移動が規制される。

上記のように、画像形成装置１Ａに装着されたトナー供給装置３０では、画像形成装置１Ａの駆動源８０５からの駆動力が、歯車等の減速装置８０６および回転軸８０４を介して、継手受部８０１に伝達されて、この継手受部８０１が回転することにより、容器本体３１０が円筒軸を中心に回転して容器本体３１０内に充填されたトナーが排出され、支持部材３５０に形成されたトナー供給孔３００ａからトナーが中間ホッパ部３３へ送出される。

上述したようにして、中間ホッパ部３３に送出されたトナーは、中間ホッパ部３３内にて、まず、撹拌部材３４によって撹拌される。撹拌部材３４は、図６に示すように、撹拌軸３４ａに撹拌羽根３４ｂが設けられている構成であり、撹拌軸３４ａが回転することによって、撹拌軸３４ａ周りを撹拌羽根３４ｂが回転して、トナー容器３００から供給された中間ホッパ部３３内のトナーが撹拌される。このように、撹拌部材３４によって撹拌されたトナーは、撹拌部材３４の撹拌動作によって、搬送ローラ３５を介して、供給ローラ３６側に送出される。供給ローラ３６は、撹拌部材３４から搬送ローラ３５を経て送出されたトナーを中間ホッパ部３３の現像装置２と当接する部位に形成された開口部３０ａへトナーを送出することによって、かかるトナーを現像装置２に供給する。

また、トナー容器３００の支持部材３５０の底面側（画像形成装置１Ａにトナー容器３００を装着したときの下面）には、図５に示すように、トナー容器３００から供給されるトナーを支持部材３５０外部に排出するためのトナー供給孔３００ａを開閉するためのシャッタ開閉機構４００が設けられている。つまり、シャッタ開閉機構４００により支持部材３５０のトナー供給孔３００ａが開放状態になると、トナー供給孔３００ａと、中間ホッパ部３３に設けられた開口部３３ａとが連通状態となり、トナー容器３００から排出されるトナーが中間ホッパ部３３に供給される。

次に、本実施の形態における現像装置の詳細な構成について、図面を使用しながら説明する。図７は、本実施の形態における現像装置の構成を示す断面図であり、図８は、本実施の形態における現像装置に備わる規制部材、仕切り板、および摺擦部材と、現像ローラとの距離を示す要部拡大図であり、図９は、本実施の形態における現像ローラの要部拡大図であり、図１０の（ａ）は図９に示す現像ローラに含まれるマグネットローラの磁力測定結果を示す表であり、（ｂ）は図９に示す現像ローラに含まれるマグネットローラで形成される磁力波形を示す図である。なお、図１０（ｂ）では、各磁極部材で形成される磁場の大きさは、マグネットローラの周面の法線方向の成分（以下、単に「法線方向成分」という。）で示している。

ホッパ２００は、現像装置２内の温度上昇対策として、熱伝導性の大きいアルミニウム等の金属材料により形成されており、感光体ドラム３の周面に臨む位置に開放部２００ａ、トナー供給装置３０に備わるトナーを供給するための開口部３０ａと当接する位置にトナーを導入するためのトナー導入口２０１が設けられている略角柱形である。ホッパ２００内の開放部２００ａに臨む位置に現像ローラ２０２が配置され、トナー導入口２０１に臨む位置にトナー導入口２０１からホッパ２００内へ供給された現像剤（トナー）を混合ローラ２０４へ搬送する搬送ローラ２０５が回転自在に配置されている。また、ホッパ２００の混合ローラ２０４の下側と対向する位置には、ホッパ２００内のトナーの濃度を検出するためのトナー濃度センサ２１３が設けられており、混合ローラ２０４により混合・撹拌されるトナー量が適正量よりも減少したときの検出値に基づいて、トナー導入口２０１からトナーを補給することができるように構成されている。

現像ローラ２０２は、図７および図９に示すように、複数の周方向位置に断面形状が長方形の棒磁石からなる磁極部材Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が離隔して放射状に配設されることにおり多極着磁され、両端部がホッパ２００の両側壁に非回転に固定・支持されるマグネットローラ２１４と、このマグネットローラ２１４に回転自在に外嵌された略円筒形状のアルミニウム合金および黄銅等で形成される非磁性のスリーブ２１５とを備えている。換言すると、スリーブ２１５内には、スリーブ２１５と同軸状の円筒形状のマグネットローラ２１４が挿通され、スリーブ２１５とマグネットローラ２１４は、略同一の軸方向長さを有する。

マグネットローラ２１４内には、Ｎ極の磁性を有する磁極部材Ｎ１、Ｎ２およびＳ極の磁性を有する磁極部材Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が磁極部材Ｎ１、Ｓ３、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ１の順にマグネットローラ２１４の周方向（図７および９における反時計回り）に配列されている。これら磁極部材Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、マグネットローラ２１４と略同一の長さを有しており、マグネットローラ２１４と平行に（図７および９において紙面に垂直な方向に向けられて）配置され、マグネットローラ２１４の半径方向に磁化されている。磁極部材Ｎ１、Ｎ２では、スリーブ２１５に対向する側にＮ極が現れており、マグネットローラ２１４の中心側にＳ極が現れている。一方、磁極部材Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３では、スリーブ２１５に対向する側にＳ極が現れており、マグネットローラ２１４の中心側にＮ極が現れている。すなわち、磁極部材Ｎ１、Ｎ２と、隣接する磁極部材Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３では、磁化の向きが逆になっている。

磁極部材Ｎ１は、感光体ドラム３の周面と対向する位置に配置され、磁極部材Ｎ２は、摺擦部材２１１の摺擦面２１１ａに対向する位置に配置されている。これら磁極部材Ｎ１、Ｎ２は、現像ローラ２０２の周方向となる幅寸法の中央が磁極中心軸Ｐ１、Ｐ２になっており、かかる磁極中心軸Ｐ１、Ｐ２を棒磁石の全長にわたって有している。感光体ドラム３の周面と対向する磁極部材Ｎ１は、感光体ドラム３の中心軸および現像ローラ２０２の中心軸を通る直線Ｌ１に対して磁極中心軸Ｐ１がほぼ一致するように配置されている。また、かかる直線Ｌ１と磁極部材Ｎ２の磁極中心線Ｐ２とのなす角度は、図１０（ａ）に示すように、１３９．０７度である。さらに、摺擦部材２１１の摺擦面２１１ａと対向する磁極部材Ｎ２は、現像ローラ２０２の中心軸から摺擦面２１１ａに下ろした垂線Ｌ２に対して磁極中心線Ｐ２がほぼ一致するように配置されている。

一方、マグネットローラ２１４の外部側がＳ極を呈する磁極部材Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の磁極中心軸Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は、図１０（ａ）に示すように、感光体ドラム３の中心軸および現像ローラ２０２の中心軸を通る直線Ｌ１とそれぞれ５５．９８度、２０９．９３度、３０４．６５度の角度をなす。マグネットローラ２１４の周面領域において、磁石Ｓ２とＳ３との間に対応する部分は、チャンバ２００内において、パドルローラ２０３により現像剤が主に供給される部分に対応している。図１０（ｂ）に示すように、この部分で磁場の法線方向成分が小さくなっていることにより、現像ローラ２０２の周面領域に現像剤が過剰に付着しないようにされている。すなわち、現像ローラ２０２の周面領域に過剰に現像剤が付着した場合は、この現像剤が感光体ドラム３に運ばれるまでに、規制部材２０７により、大量の現像剤が擦り切られ、これに伴い、現像ローラ２０２の回転トルクが増大する。このように、現像剤の付着量を適正化することにより、規制部材２０７で擦り切られる現像剤の量を少なくして、現像ローラ２０２の回転トルクを低減できる。

また、磁極部材Ｓ１と磁極部材Ｎ２との間に有する直線Ｌ１と垂直に交わる直線Ｌ３の方向、すなわち、直線Ｌ１に対して９０度の角度をなす部位のマグネットローラ２１４の法線磁力は、図１０（ｂ）に示すように、ほぼ０ガウスである。本実施の形態では、現像ローラ２０２の外周面のうち、直線Ｌ１に対して９０度をなす部位に規制部材２０７の先端２０７ａが設けられている。かかる部位に規制部材２０７を設けることにより、規制部材２０７で規制される余剰現像剤の質がマグネットローラ２１４の磁極の影響を受けて劣化することを防止できるので、速いプロセス速度で余剰現像剤の劣化が抑制される。

規制部材２０７は、現像ローラ２０２との間で現像剤の搬送量を規制しつつ現像剤の主帯電を行うものであり、断面形状が略矩形の非磁性の金属板からなり、規制部材２０７の幅方向一端面が現像ローラ２０２の周面と第１のギャップＧ１を有して対向している。この規制部材２０７と摺擦部材２１１とは線膨張係数がほぼ等しい、換言すれば近似している材料により形成されており、温度変化により規制部材２０７および摺擦部材２１１が長手方向両端間で湾曲変位する場合においても第１のギャップＧ１、および現像ローラ２０２と摺擦部材２１１との間に有する第２のギャップＧ２の変動を少なくすることができるようにしてある。また、規制部材２０７は、ホッパ２００の開放部２００ａ内側であり、磁極部材Ｓ１および磁極部材Ｎ２の間となるように配置され、規制部材２０７に取着されたカバー体２１６により開放部２００ａに設置されている。なお、規制部材２０７および摺擦部材２１１は、アルミニウム、ステンレス等の非磁性の金属板により形成される。

摺擦部材２１１は、現像ローラ２０２との間で第１のギャップＧ１へ搬送する現像剤の搬送量（層厚）を規制しつつ、現像剤を摺擦面２１１ａで摺擦して現像剤の予備帯電を行うものであり、この摺擦部材２１１が非磁性の仕切り板２０６と一体に形成されている。仕切り板２０６は、規制部材２０７で規制された余剰現像剤を導入する還流板導入部２０６ａと、この還流板導入部２０６ａに導入された余剰現像剤を混合ローラ２０４へ流下させる流下傾斜部２０６ｂを含み、現像ローラ２０２の上部から混合ローラ２０４の上部にかけて現像ローラ２０２側が高くなるように傾斜配置されており、この仕切り板２０６の現像ローラ２０２側端部を現像ローラ２０２側へ折り返すことにより折り返し片を形成して、この折り返し片を摺擦部材２１１としている。すなわち、本実施の形態では、仕切り板２０６と摺擦部材２１１は、一の板状部材を折り返して一体成形されており、かかる折り返し部が連結部２０６ｃとなり、仕切り板２０６の先端となる。なお、摺擦部材２１１は、扁平形状であるのに対して、現像ローラ２０２は断面が略円形であるため、第２のギャップＧ２には最小位置があり、かかる最小位置での現像ローラ２０２との距離が第２のギャップＧ２の大きさＤ２と定義される。

混合ローラ２０４と現像ローラ２０２との間には、混合ローラ２０４で混合して得られた現像剤を撹拌しながら帯電させてから現像ローラ２０２に供給するパドルローラ２０３が設けられている。パドルローラ２０３は、その長手方向に延びる支軸、および支軸に平行な向きの羽根を備えており、支軸まわりに回転することができる。パドルローラ２０３がその支軸まわりに回転することにより、現像剤を攪拌することができる。また、現像装置２に備わる仕切り板２０６の略真上には、ホッパ２００内の圧抜きをするための圧抜機構部２１７が設けられている。この圧抜機構部２１７を定期的に作動させることにより、現像装置２内の圧抜きが実行され、装置内のトナー飛散を防止できる。

仕切り板２０６上には、図７に示すように、余剰現像剤を仕切り板２０６の幅方向の両端に振り分けながら仕切り板２０６上を流下させるための複数の整流板２０８が設けられている。これら整流板２０８の流下先となる仕切り板２０６の下流側の両端には、開口部（図示せず。）がそれぞれ形成されている。

また、仕切り板２０６の下側には、仕切り板２０６の開口部から流下した余剰現像剤を搬送する仕切り板側搬送部２０９が設けられている。この仕切り板側搬送部２０９は、図７に示すように、余剰現像剤を搬送する搬送スクリュー２１０を備え、仕切り板側搬送部２０９の底部側の略中央には、搬送スクリュー２１０で搬送された余剰現像剤を混合ローラ２０４に流下する中央開口部２１９が設けられている。

次に、本実施の形態における現像装置に備わる混合ローラの構成について、図面を使用しながら説明する。図１１の（ａ）は、本実施の形態の現像装置に備わる混合ローラの構成を示す側面断面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ１−Ｂ１矢視図、（ｃ）は、（ａ）のＢ２−Ｂ２矢視図、（ｄ）は、（ａ）のＢ３−Ｂ３矢視図、（ｅ）は、（ａ）のＢ４−Ｂ４矢視図である。

混合ローラ２０４は、トナー供給装置３０から供給されたトナーを撹拌、搬送するもので、現像ローラ２０２に対して略平行に配置された回転軸２０４ａと、複数の分離された皿状の撹拌体２０４ｂとを備える。

撹拌体２０４ｂは、回転軸２０４ａの軸心方向に対して４５度傾斜して配置され、回転軸２０４ａの略中央部に配置された撹拌体２０４ｂ3を中心に、軸線方向で図中左端の撹拌体２０４ｂ1と複数の撹拌体２０４ｂ2からなる集合体２０４Ｂ1と、複数の撹拌体２０４ｂ2と図中右端に有する撹拌体２０４ｂ4からなる集合体２０４Ｂ2とに分割して構成されている。本実施の形態では、これら集合体２０４Ｂ1、２０４Ｂ2に含まれる撹拌体２０４ｂ2は同数である。換言すると、混合ローラ２０４の撹拌体２０４ｂは、奇数枚となる。このように撹拌体２０４ｂを奇数枚とすることにより、全体としての現像剤の流れのバランスを崩して設定された１方向への現像剤の撹拌搬送が可能となる。

回転軸２０４ａの両端側に配置される撹拌体２０４ｂ1、２０４ｂ4は、図１１（ｂ）、（ｅ）に示すように、回転軸２０４ａを中心に点対称の略半月状に形成されている。詳しくは、撹拌体２０４ｂ1、２０４ｂ4は、それぞれ回転軸２０４ａを通る長い法線Ｌ１に沿った方向に対して略垂直に分割された半月状となっている。

撹拌体２０４ｂ1、２０４ｂ4と撹拌体２０４ｂ3との間に設けられる各撹拌体２０４ｂ2は、図１１（ｃ）に示すように、略楕円形状であり、回転軸２０４ａの軸心方向に対して傾斜して複数配置されている。このような構成とすることにより、個々の撹拌体により大きな回転軸方向の搬送力を生じさせることができる。

回転軸２０４ａの略中央部に配置される撹拌体２０４ｂ3は、図１１（ｄ）に示すように、略楕円形状で形成され、前述したトナー濃度センサ２１３と対向する位置に切欠部２０４ｃが形成され、トナー濃度センサ２１３からの検出光が通過可能となるようにされている。この切欠部２０４ｃは、回転軸２０４ａを中心に点対称の位置にさらに１カ所に形成されている。すなわち、切欠部２０４ｃは、回転軸２０４ａを中心に点対称に一対設けられている。このように、撹拌体２０４ｂ3に混合ローラ２０４の撹拌体２０４ｂの通過に伴う現像剤かさ密度変動によるトナー濃度センサ２１３の出力リップルを防止できる。

（実施例１）
次に、本実施の形態における現像装置に備わる各構成要素の好適な設計値を決定する実施例１について説明する。図１２は、本実施の形態の現像装置の実施例１における仕切り板（摺擦部材の摺擦面）と現像ローラとのギャップの大きさと余剰現像剤返り量の関係を示すグラフであり、図１３の（ａ）は、仕切り板と摺擦部材との連結部とマグネットローラの中心とを結ぶ線とを結ぶ直線Ｌ４と現像ローラの中心軸から摺擦面に下ろした垂線Ｌ２とのなす角度（θ）と、余剰現像剤（デベ）返り量の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、仕切り板と摺擦部材との連結部とマグネットローラの中心とを結ぶ線とを結ぶ直線Ｌ４と現像ローラの中心軸から摺擦面に下ろした垂線Ｌ２とのなす角度（θ）と、余剰現像剤返り量（デベ返り量）の関係を示す表である。

まず、本実施例では、現像装置２の各構成要素のサイズや動作の設定条件を以下のような設定条件および方法で本実施の形態の現像装置の設計値を決定する実験をすることにより、図１２および図１３に示すデータを得るに至った。

（各種設定条件）
混合ローラのプロセス速度（ＯＰＣ）：５４０mm／sec
混合ローラの回転数２３４rpm
混合ローラの径：３４mm
マグネットローラのプロセス速度：１０８０mm／sec
マグネットローラの周速比：２．０
マグネットローラの回転数：６８６rpm
マグネットローラの径：３０mm
パドルローラの回転数：２８１rpm
パドルローラの径：２７mm
搬送ローラの回転数：２９５rpm
搬送ローラの径：１８mm
搬送スクリューの回転数：３８９rpm
搬送スクリューの径：１１mm
現像剤の帯電量：約２０μC／ｇ
キャリア粒子径：４０μｍ
トナー粒子径：６．８μｍ
使用トナー：Dragon（lot.041123）
非磁性規制部材法線磁力：０ｍＴ
規制部材と現像ローラとの間のギャップの大きさＤ１：０．５mm
仕切り板とチャンバ天面部との距離：１０mm

（実験方法）
（１）タイマーを使用して、駆動開始から停止までの規制部材による穂切後の余剰現像剤 （デベ）の返り量を計測する。
（２）仕切り板の中心部の強度がないため、端部（Ｒ側）でデベの返り量／搬送量を計測 する。
（３）上記計測は、１条件につき５回行い、かかる計測値の平均値を求める。

以上の設定条件および実験方法で実験を行った結果、図１２および図１３に示すような結果が得られた。すなわち、図１２より、仕切り板２０６を折り返して設けた摺擦部材２１１の摺擦面２１１ａと現像ローラ２０２の外周部側に有するスリーブ２１５とのギャップ（第２のギャップ）Ｇ２の大きさＤ２は、１．７５±０．２５mmとするときに、一定量以上の所望のデベ返り量を満たしながら、大きな変化がなく安定していることがわかる。すなわち、本実施例では、規制部材と現像ローラとの間のギャップ（第１のギャップ）Ｇ１の大きさＤ１が０．５mmであることより、第１のギャップＧ１の大きさＤ１と、第２のギャップＧ２の大きさＤ２は、３・Ｄ１＜Ｄ２＜５・Ｄ１の関係を満たす条件で設定することにより、余剰現像剤の還流量を所望の値まで増加させた上で、かかる還流量を大きな変化なくほぼ一定とすることができ、安定した余剰現像剤の還流が実行されるようになる。また、余剰現像剤が還流板上に滞留することがなくなることより、余剰現像剤の循環が円滑に実行されるようになる。

また、上記の第１のギャップＧ１の大きさは、仕切り板２０６に備わる還流板導入部２０６ａとホッパ２００の天面部２００ｃとの距離をＬとした場合、この距離Ｌを変化させて、現像ローラのトルクとの関係を検討した結果を図１４の表に示す。このとき、第１のギャップＧ１の大きさＤ１は０．５mm、第２のギャップＧ２の大きさＤ２は１．７５mmの値で固定とした。その結果、かかる距離Ｌは６mm以上であれば現像剤が還流板導入部２０６ａ付近で詰まることなく、現像ローラのトルクの値も良好となることがわかる。現像装置２の大きさも考慮に入れて、上記の第１のギャップＧ１の大きさＤ１と、上記還流板導入部２０６ａと天面部２００ｃとの距離Ｌは、１２・Ｄ１＜Ｌ＜２４・Ｄ１の関係を満たすときに、余剰現像剤の還流量をある程度大きな値で安定させることができる。このため、還流板導入部２０６ａとホッパ２００の天面部２００ｃとの距離Ｌと第１のギャップＧ１の大きさＤ１は、上記設定条件を満たすことにより、現像装置２を必要以上に大型化させることなく、かつトナーを第１のギャップＧ１に詰まらせることなく、余剰現像剤の還流量をある程度大きな値で安定させることができるようになる。

さらに、摺擦部材の摺擦面と対向する磁極部材Ｎ２の磁極中心軸Ｐ２が仕切り板２０６と摺擦部材２１１との連結部２０６ｃとマグネットローラ２１４の中心とを結ぶ直線Ｌ４よりも現像剤搬送上流方向にあり、磁極部材Ｎ２の磁極中心軸Ｐ２（現像ローラ２０２の中心軸から摺擦面２１１ａに下ろした垂線Ｌ２と略同一方向）とかかる直線Ｌ４との成す角度θは、０°＜θ＜６°の関係を満たすとき、余剰現像剤の還流量（デベ返り量）がある程度大きな値を得ながら、大きく変化することなく安定していることがわかる。すなわち、磁極部材Ｎ２の磁極中心軸Ｐ２（現像ローラ２０２の中心軸から摺擦面２１１ａに下ろした垂線Ｌ２と略同一方向）と直線Ｌ４との成す角度θを０°＜θ＜６°の範囲に設定することにより、余剰現像剤の還流量が比較的大きな値で安定するので、画像形成装置の高速処理による印字等の処理により安定した現像が得られるようになる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。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、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記第１の実施の形態では、一つのトナー容器を設置するモノクロ用の画像形成装置に設置される現像装置に本発明が適用されているが、複数のトナー容器を設置するカラー用の現像装置に本発明の余剰現像剤の循環機構を適用することも可能である。

本発明に係る現像装置が使用される画像形成装置の第１の実施の形態の全体の構成を示す説明図である。 同実施の形態における画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。 同実施の形態にかかる画像形成装置の用紙搬送路の構成を示す説明図である。 図３に示す用紙搬送路を構成する分岐された用紙搬送路とそれらを連通させる分岐爪の構成を示す部分詳細図である。 同実施の形態に係る画像形成装置に備わる現像装置とトナー供給装置の構成を示す概略側面断面図である。 同実施の形態におけるトナー供給装置の構成を図５のＰ方向から見た概略正面図である。 同実施の形態における現像装置の構成を示す断面図である。 同実施の形態における現像装置に備わる規制部材、仕切り板、および摺擦部材と、現像ローラとの距離を示す要部拡大図である。 同実施の形態における現像ローラの要部拡大図である。 （ａ）は図９に示す現像ローラに含まれるマグネットローラの磁力測定結果を示す表であり、（ｂ）は図９に示す現像ローラに含まれるマグネットローラの磁力波形を示す図である。 （ａ）は本実施の形態の現像装置に備わる混合ローラの構成を示す側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ２−Ｂ２矢視図、（ｄ）は（ａ）のＢ３−Ｂ３矢視図、（ｅ）は（ａ）のＢ４−Ｂ４矢視図である。 同実施の形態における現像装置の実施例１における仕切り板（摺擦部材の摺擦面）と現像ローラとのギャップの大きさと余剰現像剤返り量の関係を示すグラフである。 （ａ）は、仕切り板と摺擦部材との連結部とマグネットローラの中心とを結ぶ線とを結ぶ直線Ｌ４と現像ローラの中心軸から摺擦面に下ろした垂線Ｌ２とのなす角度（θ）と、余剰現像剤（デベ）返り量の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、仕切り板と摺擦部材との連結部とマグネットローラの中心とを結ぶ線とを結ぶ直線Ｌ４と現像ローラの中心軸から摺擦面に下ろした垂線Ｌ２とのなす角度（θ）と、余剰現像剤（デベ）返り量の関係を示す表である。 仕切り板に備わる還流板導入部とホッパの天面部との距離Ｌを変化させて、現像ローラのトルクとの関係を検討した結果を示す表である。

符号の説明

１Ａ 画像形成装置
２ 現像装置
３ 潜像担持体（感光体ドラム）
２００ 外装部（ホッパ）
２００ｔ 天面部
２０２ 現像ローラ
２０４ 混合ローラ
２０６ 還流板（仕切り板）
２０６ａ 還流板導入部
２０６ｂ 流下傾斜部
２０６ｃ 連結部
２０７ 規制部材
２０７ａ 先端
２０８ 整流板
２１１ 摺擦部材
２１１ａ 摺擦面
２１３ 透磁率センサ（トナー濃度センサ）
２１４ マグネットローラ
２１５ 円筒状スリーブ（スリーブ）
Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 固定磁極部材

Claims (4)

1. 帯電性のトナーと磁性キャリアの２成分を混合して帯電された現像剤によって、画像形成装置の潜像担持体上に形成されている静電潜像を現像する現像装置において、
   複数の固定磁極部材を内包するマグネットローラに対し相対的に回転する円筒状スリーブの表面に前記現像剤を吸着してから前記潜像担持体に現像剤を供給する現像ローラと、
   前記現像ローラで搬送される現像剤の層厚を規制する規制部材と、
   前記規制部材により規制された余剰現像剤を前記規制部材と離隔する位置へ還流させる還流板と、
   前記還流板から還流された前記余剰現像剤と前記現像剤を混合する混合ローラと、
   前記還流板の一端側に前記現像ローラと対向するように連結して設けられ、前記現像剤を摺擦する摺擦面を有し、前記現像ローラの前記規制部材側へ搬送する現像剤の層厚を規制する摺擦部材と、を備え、
   前記現像ローラと前記規制部材の先端とのギャップの大きさをＤ１、前記現像ローラと前記摺擦部材の前記摺擦面とのギャップの大きさをＤ２とした場合に、３・Ｄ１＜Ｄ２＜５・Ｄ１の関係を満たし、
   前記規制部材の高さ方向と同一の方向における前記マグネットローラの法線磁力の大きさが０ガウスであることを特徴とする現像装置。
2. 前記還流板は、前記現像装置の外装部を形成するホッパの天面部と略平行に設けられ前記規制部材で規制された余剰現像剤を導入する還流板導入部と、この還流板導入部に導入された前記余剰現像剤を前記混合ローラへ流下させる流下傾斜部とを備え、
   前記現像ローラと前記規制部材の先端とのギャップの大きさをＤ１、前記天面部と前記還流板導入部との距離をＬとすると、１２・Ｄ１＜Ｌ＜２４・Ｄ１の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記複数の固定磁極部材のうちの一の固定磁極部材は、前記摺擦部材の前記摺擦面と対向する位置にあり、前記一の固定磁極部材の磁極中心軸が前記還流板と前記摺擦部材との連結部と前記マグネットローラの中心とを結ぶ線よりも現像剤搬送上流方向にあり、前記磁極中心軸と、前記連結部と前記マグネットローラの中心とを結ぶ線との成す角度をθとすると、０°＜θ＜６°の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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