JP5303481B2 - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる現像装置、およびそれを備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体（例えば、感光体ドラムや転写ベルト）上に形成された静電潜像に現像剤を供給して該静電潜像を現像することにより、像担持体上にトナー像を形成する現像装置を含む。

近年の現像装置は、トナー像の画質を高く維持しつつ、現像動作を一層高速化することが要求されている。高速化の要求に応える現像装置として、例えば特許文献１のものが知られている。

特許文献１の現像装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体の回転方向から見て上流側に配置された第１現像ローラおよび下流側に配置された第２現像ローラとを含む。第１現像ローラおよび第２現像ローラは、現像剤担持体との間の電位差によって現像剤担持体からトナーのみを受け取り、そのトナーにより像担持体上の静電潜像を現像するものである。そして、特許文献１の現像装置では、第１現像ローラに印加されるバイアス電圧が第２現像ローラに印加されるバイアス電圧よりも大きくなるように設定することで、第１現像ローラおよび第２現像ローラ間で現像の割合を略均等にしている。これにより、現像動作を高速化させることができる。

特開２００５−３７５２３号公報

しかしながら、特許文献１の現像装置では、上流側の第１現像ローラにおいて現像に使用されなかったトナーが第２現像ローラに供給されるため、第２現像ローラ上には高帯電のトナーや小粒径のトナーが多数存在することになる。高帯電トナーや小粒径トナーは、現像剤担持体上の磁気ブラシによって第２現像ローラから剥ぎ取ることが難しい。そのため、高帯電トナーや小粒径トナーの剥ぎ取りが不十分となり、第２現像ローラ上に高帯電トナーや小粒径トナーが堆積しやすい。その結果、いわゆる現像ゴースト等の不都合が生じる。

そこで、本発明は、現像ローラ等のトナー担持体上の高帯電トナーや小粒径トナーの剥ぎ取りを十分に行って現像ゴースト等の不都合を解消することが可能な現像装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、非磁性体のトナーと磁性体のキャリアとを含む現像剤を攪拌しつつ貯留する現像剤貯留部と、互いに異なる極性の第１磁極および第２磁極を有し、所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取って現像剤層を前記第１磁極および前記第２磁極の磁力により担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤層から受け取った前記トナーを担持しつつ、該トナーを所定の像担持体に供給する第１トナー担持体と、前記現像剤担持体に対向配置されていると共に、前記現像剤担持体の回転方向から見て前記第１トナー担持体よりも下流側に配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤層から受け取った前記トナーを担持しつつ、該トナーを前記所定の像担持体に供給する第２トナー担持体とを含み、前記第１トナー担持体は、前記第１磁極と対向する位置に該第１磁極とは逆の極性を有する第３磁極を有し、前記第２トナー担持体は、前記第２磁極と対向する位置に該第２磁極とは逆の極性を有する第４磁極を有し、前記第４磁極の磁力は、前記第３磁極の磁力よりも大きく設定されている。

本発明に係る現像装置では、第１トナー担持体が現像剤担持体上の現像剤層から受け取ったトナーの全量が像担持体に供給されるわけではなく、一部のトナー、例えば高帯電のトナーや小粒径のトナーが第１トナー担持体上に残留しやすい。しかしながら、第３磁極は、その磁力によって残留トナーを第１トナー担持体から剥がすことができ、剥がされたトナーは、第３磁極と該第３磁極に対向する第１磁極との間で作用する磁界によって現像剤層に回収される。

そして、現像剤担持体の回転に伴い、第１トナー担持体より下流側に位置する第２トナー担持体は現像剤層からトナーの供給を受ける。第２トナー担持体上に供給されるトナーは、第１トナー担持体が像担持体に供給できなかった高帯電トナーや小粒径トナーを多く含んでいる。そのため、第２トナー担持体上に存在するトナーのうち、高帯電トナーや小粒径トナーが占める割合は、第１トナー担持体の場合よりも大きくなる。しかしながら、第４磁極の磁力は第３磁極の磁力よりも大きく設定されているので、多量の高帯電トナーや小粒径トナーが第２トナー担持体に付着している場合であっても、そのようなトナーを第２トナー担持体から剥がすことができる。剥がされたトナーは、第４磁極と該第４磁極に対向する第２磁極との間で作用する磁界によって現像剤層に回収される。これにより、高帯電トナーや小粒径トナーが第２トナー担持体上に残留して堆積することに起因する現像ゴースト等の不都合の発生を抑制することができる。

本発明の好ましい実施形態では、前記第３磁極は、前記現像剤担持体の前記回転方向から見て前記第１磁極との対向位置から第１角度だけ下流側にずれて配置されており、前記第４磁極は、前記現像剤担持体の前記回転方向から見て前記第２磁極との対向位置から第２角度だけ下流側にずれて配置されている。

この構成によれば、第３磁極と第１磁極との間の磁界が及ぶ範囲を下流側に大きくすることができると共に、第４磁極と第２磁極との間の磁界が及ぶ範囲を下流側に大きくすることができるので、第１トナー担持体から残留トナーを現像剤層に回収する回収性、および第２トナー担持体から残留トナーを回収する回収性を向上させることができる。

本発明の他の好ましい実施形態では、前記第２角度は前記第１角度よりも大きく設定されている。

この構成によれば、第２角度は第１角度よりも大きく設定されているので、第４磁極と第２磁極との間の磁界が及ぶ範囲を一層大きくすることができる。これにより、第２トナー担持体から残留トナーを回収する回収性を一層向上させることができる。

本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体にトナーを供給して該像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部とを含み、前記現像装置として、上記構成の現像装置が採用されている。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体に供給することが難しい高帯電トナーや小粒径トナーの回収性に優れた現像装置を採用しているので、そのようなトナーに起因する画像ゴーストや画像濃度の低下等の不都合が像担持体上のトナー像に発生することを抑制できる。

本発明に係る現像装置および画像形成装置によれば、現像ローラ等のトナー担持体上の高帯電トナーや小粒径トナーの剥ぎ取りを十分に行って現像ゴースト等の不都合を解消することが可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 画像形成装置において用いられている現像装置の内部構造を概略的に示す断面図である。 現像装置の他の構成を示す断面図である。 現像装置の一部拡大図であり、現像装置の現像動作を示す。 現像装置を用いて行った現像ゴーストおよび画像濃度についての実験の結果を示す図である。 実験において印字された画像の例を示す図である。 図６の印字された画像に現像ゴーストが発生した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、画像形成装置の内部構造を示す断面図である。本実施形態では、画像形成装置の一例としてカラープリンタを例示する。画像形成装置１は、パーソナルコンピュータ（図示せず）等に直接またはＬＡＮ経由で接続される装置本体２００と、装置本体２００の下方に設けられ、用紙を装置本体２００に供給可能に構成された用紙供給部１３０とを含む。なお、画像形成装置１は、該画像形成装置１の動作を制御する制御回路など、一般的な画像形成装置に設けられた他の構成要素も有する。

図１に示すように、装置本体２００は、画像形成部９３、露光装置９４、中間転写部９２、定着部９７および排紙部９６を含む。

画像形成部９３は、対応する色のトナー像を担持する感光体ドラム１７（像担持体）と、対応する色のトナーを感光体ドラム１７に供給する現像装置１０（イエロー用現像装置１０Ｙ、マゼンタ用現像装置１０Ｍ、シアン用現像装置１０Ｃ、ブラック用現像装置１０Ｋ）とを含む。

感光体ドラム１７としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。

感光体ドラム１７の周囲には、現像装置１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）に加え、帯電器１５、転写ローラ１９および図略のクリーニング装置等が配置されている。帯電器１５は感光体ドラム１７のドラム表面を均一に帯電する。帯電後の感光体ドラム１７のドラム表面は、露光装置９４によって露光され、静電潜像が形成される。現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれイエロー用トナーコンテナ９００Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ９００Ｍ、シアン用トナーコンテナ９００Ｃ、ブラック用トナーコンテナ９００Ｋから供給される各色のトナーを用いて、各々の感光体ドラム１７のドラム表面上に形成された静電潜像を現像（可視像化）する。これにより、感光体ドラム１７のドラム表面上にトナー像が形成される。転写ローラ１９は、中間転写ベルト９２１を挟んで感光体ドラム１７とニップ部を形成し、感光体ドラム１７上のトナー像を中間転写ベルト９２１上に一次転写する。前記クリーニング装置はトナー像転写後の感光体ドラム１７のドラム表面を清掃する。

中間転写部９２は、中間転写ベルト９２１、駆動ローラ９２２および従動ローラ９２３を含む。中間転写ベルト９２１は、複数の感光体ドラム１７からトナー像が重ね塗り状態で一次転写される。このトナー像は、用紙供給部１３０から供給される用紙に、二次転写部９８において二次転写される。駆動ローラ９２２および従動ローラ９２３は中間転写ベルト９２１を周回駆動させる。

定着部９７は、トナー像が二次転写された用紙上のトナー像に対し、定着処理を施すものであり、熱源が内蔵された定着ローラ９７１と、該定着ローラ９７１と定着ニップ部を形成する加圧ローラ９７２とを含む。定着処理が完了した用紙は、装置本体２００の上部に形成された排出ユニット９６へ向けて搬送される。

排紙部９６は、排出ローラ対９６１を有し、定着部９７から搬送された用紙を排出ローラ対９６１の回転によって排紙トレイ９１１上に排出する。

用紙供給部１３０は、装置本体２００の筐体９０に対して着脱自在に装着される用紙カセット４１と、装置本体２００のフロントカバー２３に対して前方に（図では右方に）引出し可能に装着された手差しトレイ４０とを含む。用紙供給部１３０と二次転写部９８との間には、用紙供給部１３０からの用紙が搬送される給紙搬送路２４が設けられている。給紙搬送路２４には、用紙を二次転写部９８に給送するための搬送ローラ対２７が複数設けられている。

手差しトレイ４０の用紙載置面４２に載置された用紙は、用紙が１枚ずつ給紙搬送路２４へと繰り出され、搬送ローラ対２７の回転によって二次転写部９８へ導入される。一方、用紙カセット４１の用紙載置面４３に載置された用紙は、ピックアップローラ４４等の駆動により、用紙が１枚ずつ給紙搬送路２４へと繰り出され、搬送ローラ対２７の回転によって二次転写部９８へ導入される。

なお、以上説明した画像形成装置１では、画像形成部９３は、上記のようにフルカラー画像を形成することができる構成であるが、これに限定されることはなく、白黒画像やフルカラーではないカラー画像を形成する構成のものであってもよい。

図２は、現像装置１０の内部構造を概略的に示す断面図である。現像装置１０はその内部空間を画定する現像容器３１を含む。現像装置１０は、前記内部空間内において、現像容器３１の底部分に形成された現像剤貯留部３２と、現像剤貯留部３２の上方に配置されたマグネットローラ３３（現像剤担持体）と、マグネットローラ３３の上方位置で該マグネットローラ３３に対向配置された第１現像ローラ３４（第１トナー担持体）および第２現像ローラ３５（第２トナー担持体）と、マグネットローラ３３に対向配置された現像剤規制ブレード３６とを含む。

現像剤貯留部３２は、非磁性体のトナーおよび磁性体のキャリアを含む現像剤を貯留すると共に、現像剤を攪拌しつつ搬送することが可能とされたものであって、現像装置１０の長手方向に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室３２ａ，３２ｂから構成されている。現像剤貯留室３２ａ，３２ｂは、現像容器３１に一体に形成された仕切り板３７によって長手方向において互いに仕切られているが、長手方向における両端部において互いに連通されている。また、各現像剤貯留室３２ａ，３２ｂには、回転により現像剤を攪拌するスクリューフィーダ３８，３９が回転可能に装着されている。スクリューフィーダ３８，３９は、回転方向が互いに逆方向に設定されているので、現像剤は、現像剤貯留室３２ａおよび現像剤貯留室３２ｂ間を攪拌されつつ搬送される。この攪拌により、非磁性体からなるトナーと磁性体からなるキャリアとが混合され、トナーが帯電される。

マグネットローラ３３は、現像装置１０の長手方向に延びるように配設され、図２では時計回りに回転可能な中空のマグネットスリーブ５１と、マグネットスリーブ５１を回転させる図略の回転軸とを含む。マグネットスリーブ５１の内部空間には、該マグネットスリーブ５１の軸方向に延びる所謂磁石ロールが内蔵されている。前記磁石ロールは、支持軸５６に固定状態で支持されており、マグネットスリーブ５１と共に回転しない。前記磁石ロールには、現像剤貯留部３２から現像剤を該マグネットスリーブ５１の周面５２上に磁気的に汲み上げるための汲上極５３が形成されている。汲み上げられた現像剤は、マグネットスリーブ５１の周面５２上に現像剤層として磁気的に保持され、マグネットスリーブ５１の回転に伴って現像剤規制ブレード３６に向けて搬送される。

現像剤規制ブレード３６は、マグネットスリーブ５１の周面５２に磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制するものである。現像剤規制ブレード３６は、マグネットスリーブ５１の長手方向に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、現像容器３１の適所に支持されている。また、現像剤規制ブレード３６は、マグネットスリーブ５１の周面５２との間で所定の規制ギャップを形成する先端部５４を有する。

マグネットスリーブ５１内の前記磁石ロールには、汲上極５３に加え、現像剤規制ブレード３６の先端部５４に対向配置された規制極５５が形成されている。したがって、磁性材料から形成された現像剤規制ブレード３６は、マグネットローラ３３の規制極５５によって磁化されて、現像剤規制ブレード３６の先端部５４と規制極５５との間に、つまり規制ギャップにおいて磁路が形成される。

前記磁石ロールには、さらに、第１搬送極５７（第１磁極）、第２搬送極５８（第２磁極）および剥離極５９が形成されている。第１搬送極５７は、マグネットスリーブ５１の回転方向から見て規制極５５よりも下流側に形成された磁極である。第２搬送極５８は、マグネットスリーブ５１の回転方向から見て第１搬送極５７よりも下流側に形成された磁極である。第１搬送極５７および第２搬送極５８は、互いに異なる極性を有し、周面５２上に形成された現像剤層がマグネットスリーブ５１の回転に伴って後述する第１現像ローラ３４および第２現像ローラ３５に向けて搬送されるときに、現像剤層を周面５２上に保持する。剥離極５９は、マグネットスリーブ５１の回転方向から見て第２搬送極５８よりも下流側に形成された磁極であり、周面５２上の現像剤層が第２現像ローラ３５を通過した後に該現像剤層を現像剤貯留部に戻すための極性を有している。なお、汲上極５３、規制極５５、第１搬送極５７、第２搬送極５８および剥離極５９はマグネットスリーブ５１と略同一の長手方向寸法を有する。

第１現像ローラ３４は、マグネットスリーブ５１に対して平行に延びるように配設され、図２では時計回りに回転可能な中空の第１現像スリーブ６１と、第１現像スリーブ６１を回転させる図略の回転軸とを含む。第１現像スリーブ６１は、後述するように、マグネットスリーブ５１の周面５２上の現像剤層からトナーのみを受け取り、該トナーをその周面６７上に担持するものである。

第１現像スリーブ６１の内部空間には、該第１現像スリーブ６１の軸方向に延びる磁石ロールが内蔵されている。前記磁石ロールは、支持軸６２に固定状態で支持されており、第１現像スリーブ６１と共に回転しない。前記磁石ロールには、マグネットローラ３３の第１搬送極５７と対向する位置に、かつ、第１現像スリーブ６１の周面６７がマグネットスリーブ５１の周面５２に最も近接する位置に第１剥取極６３（第３磁極）が形成されている。図２では、マグネットローラ３３の軸心Ｃ１（図４）と第１現像ローラ３４の軸心Ｃ２（図４）とを結ぶ仮想線Ｌ１上に第１搬送極５７および第１剥取極６３が位置するように設定されている。

第２現像ローラ３５は、マグネットスリーブ５１の回転方向から見て第１現像スリーブ６１よりも下流側に、かつマグネットスリーブ５１および第１現像スリーブ６１に対して平行に延びるように配設され、図２では時計回りに回転可能な中空の第２現像スリーブ６４と、第２現像スリーブ６４を回転させる図略の回転軸とを含む。第２現像スリーブ６４は、後述するように、マグネットスリーブ５１の周面５２上の現像剤層からトナーのみを受け取り、該トナーをその周面６８上に担持するものである。

第２現像スリーブ６４の内部空間には、該第２現像スリーブ６４の軸方向に延びる磁石ロールが内蔵されている。前記磁石ロールは、支持軸６５に固定状態で支持されており、第２現像スリーブ６４と共に回転しない。前記磁石ロールには、マグネットローラ３３の第２搬送極５８と対向する位置に、かつ、第２現像スリーブ６４の周面６８がマグネットスリーブ５１の周面５２に最も近接する位置に第２剥取極６６（第４磁極）が形成されている。図２では、マグネットローラ３３の軸心Ｃ１と第２現像ローラ６４の軸心Ｃ３（図４）とを結ぶ仮想線Ｌ２上に第２搬送極５８および第２剥取極６６が位置するように設定されている。

第１現像ローラ３４の第１剥取極６３は、マグネットローラ３３の第１搬送極５７とは逆の極性を有するように設定されている。また、第２現像ローラ３５の第２剥取極６６は、マグネットローラ３３の第２搬送極５８とは逆の極性を有するように設定されている。そして、第２剥取極６６の磁力は、第１剥取極６３の磁力よりも大きく設定されている。例えば、第２剥取極６６の磁力は４５ｍＴに設定され、第１剥取極６３の磁力は３５ｍＴに設定されている。また、第１剥取極６３および第２剥取極６６は、第１搬送極５７および第２搬送極５８の長手方向寸法と略同一の長手方向寸法を有する。

上記のように、第１剥取極６３を第１搬送極５７に対向配置させると共に、第２剥取極６６を第２搬送極５８に対向配置させてもよいが、第１剥取極６３を、マグネットスリーブ５１の回転方向から見て第１搬送極５７との対向位置から所定の角度だけ下流側にずらして配置させると共に、第２剥取極６６を、マグネットスリーブ５１の回転方向から見て第２搬送極５８との対向位置から所定の角度だけ下流側にずらして配置させてもよい。本発明の好ましい実施形態では、図３に示すように、第１剥取極６３は、仮想線Ｌ１を基準として第１角度αだけ下流側にずれて配置されていると共に、第２剥取極６６は、仮想線Ｌ２を基準として第２角度βだけ下流側にずれて配置されている。第１角度αおよび第２角度βは、例えば５°に設定されている。

このように、第１剥取極６３および第２剥取極６６を下流側にずらして配置することで、第１剥取極６３と第１搬送極５７との間で発生する磁界の及ぶ範囲（いわゆる現像ニップ幅）を、第１現像ローラ３４およびマグネットスリーブ５１の周方向における前記回転方向の下流側において大きくすることができると共に、第２剥取極６６と第２搬送極５８との間で発生する磁界の及ぶ範囲（現像ニップ幅）を、第２現像ローラ３５およびマグネットスリーブ５１の周方向における前記回転方向の下流側において大きくすることができる。

また、本発明の好ましい実施形態では、第２剥取極６６の第２角度βは第１剥取極６３の第１角度αよりも大きく設定されている。こうすることで、第２剥取極６６と第２搬送極５８との間の磁界が及ぶ範囲を、第２現像ローラ３５およびマグネットスリーブ５１の周方向における前記回転方向の下流側において一層大きくすることができる。その場合、例えば、第１角度αは５°に設定され、第２角度βは７．５°に設定されている。

以下、上記構成の現像装置１０による現像動作およびその作用について、図３および図４を参照しながら説明する。

まず、非磁性体のトナーは、現像剤貯留部３２において磁性体のキャリアと共に攪拌されることで帯電される。キャリアと帯電されたトナーとを含む現像剤は、マグネットローラ３３の汲上極５３の磁力によって現像剤貯留部３２からマグネットスリーブ５１の周面５２上に汲み上げられる。汲み上げられた現像剤は、マグネットスリーブ５１の周面５２上に現像剤層として磁気的に保持され、マグネットスリーブ５１の回転に伴って現像剤規制ブレード３６に向けて搬送される。

そして、現像剤規制ブレード３６は、前記規制ギャップにおいて周面５２上の現像剤層を規制して均一化かつ薄層化する。これにより、周面５２上には、所定厚さの現像剤層（以下、磁気ブラシ層Ｄという）が形成される。

周面５２上の磁気ブラシ層Ｄは、マグネットスリーブ５１の回転に伴って第１現像ローラ３４に向けて搬送される。マグネットスリーブ５１および第１現像スリーブ６１のそれぞれには、所定のバイアスが印加されており、それらの電位差によって第１搬送極５７よりも上流側の位置で磁気ブラシ層ＤからトナーＴのみが第１現像スリーブ６１の周面６７に移動する。これにより、周面６７上に所定厚さのトナー層が形成される。

周面６７上のトナー層は、第１現像スリーブ６１の回転に伴って感光体ドラム１７のドラム表面に向けて搬送される。感光体ドラム１７にも所定のバイアスが印加されているので、感光体ドラム１７と第１現像スリーブ６１との間の電位差によってトナー層のトナーＴが感光体ドラム１７のドラム表面に移動する。これにより、ドラム表面上の静電潜像が現像される。

ところで、トナーＴの帯電の度合いにはばらつきがある。そのため、第１現像スリーブ６１がマグネットスリーブ５１上の磁気ブラシ層Ｄから受け取ったトナーＴの全量が感光体ドラム１７に移動するわけではなく、一部のトナーＴＡ、例えば高帯電のトナーや小粒径のトナーが感光体ドラム１７を通過した後に第１現像スリーブ６１の周面６７上に残留しやすい。残留トナーＴＡは、第１現像スリーブ６１の回転に伴ってマグネットスリーブ５１の周面５２上の磁気ブラシ層Ｄに向けて搬送されるが、周面６７に対する付着力が強いため、磁気ブラシ層Ｄによって回収され難い。

しかしながら、本実施形態では、第１現像ローラ３４には、マグネットローラ３３の第１搬送極５７とは逆の極性を有する第１剥取極６３が設けられているので、周面６７上の残留トナーＴＡは第１剥取極６３の磁力によって周面６７から剥がされる。そして、剥がされた残留トナーＴＡは、第１剥取極６３と該第１剥取極６３に略対向する第１搬送極５７との間で発生する磁界によって磁気ブラシ層Ｄに回収される。また、本実施形態では、第１剥取極６３を仮想線Ｌ１に対して第１角度αだけ下流側にずらして配置することにより、第１剥取極６３および第１搬送極５７間の磁界の及ぶ範囲を大きくしているので、残留トナーＴＡを磁気ブラシ層Ｄに回収する回収性を向上させることができる。

そして、残留トナーＴＡを回収した磁気ブラシ層Ｄは、マグネットスリーブ５１の回転に伴って第２現像スリーブ６４に向けて搬送される。第２現像スリーブ６４にも所定のバイアスが印加されているので、マグネットスリーブ５１および第２現像スリーブ６４間の電位差によって第２搬送極５８よりも上流側の位置で磁気ブラシ層ＤからトナーＴのみが第２現像スリーブ６４の周面６８に移動する。これにより、周面６８上に所定厚さのトナー層が形成される。

周面６８上のトナー層は、第１現像スリーブ６１が感光体ドラム１７に供給できなかった高帯電トナーＴＡや小粒径トナーＴＡを多く含んでいるので、トナー層のトナーＴのうち、高帯電トナーＴＡや小粒径トナーＴＡが占める割合は、第１現像スリーブ６１上のトナー層の場合よりも大きくなる。そのため、トナー層は第２現像スリーブ６４の回転に伴って感光体ドラム１７に向けて搬送されるものの、トナー層中の少量のトナーＴのみが感光体ドラム１７上の静電潜像の現像に用いられ、大部分のトナー（つまり、高帯電トナーＴＡや小粒径トナーＴＡ）が感光体ドラム１７を通過した後に周面６８上に残留する。残留トナーＴＢは、第２現像スリーブ６４の回転に伴ってマグネットスリーブ５１の周面５２上の磁気ブラシ層Ｄに向けて搬送されるが、周面６８に対する付着力が強いため、磁気ブラシ層Ｄによって回収され難い。

周面６８上の残留トナーＴＢが磁気ブラシ層Ｄによって回収されず、周面６８上に堆積したまま、第２現像スリーブ６４の回転に伴って再び感光体ドラム１７に搬送されると、一部のトナーＴＢが感光体ドラム１７に移動して、所謂現像ゴーストを発生させる場合がある。

しかしながら、本実施形態では、第２現像ローラ３５には、第１剥取極６３の磁力よりも大きく設定された磁力を有し、かつマグネットローラ３３の第２搬送極５８とは逆の極性を有する第２剥取極６６が設けられているので、高帯電トナーＴＢや小粒径トナーＴＢが周面６８に多量に付着している場合であっても、そのような残留トナーＴＢを第２剥取極６６の磁力によって周面６８から剥ぎ取ることができる。そして、剥がされた残留トナーＴＢは、第２剥取極６６と該第２剥取極６６に略対向する第２搬送極５８との間で発生する磁界によって磁気ブラシ層Ｄに回収される。これにより、現像ゴーストの発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、第２剥取極６６を仮想線Ｌ２に対して第２角度βだけ下流側にずらして配置することにより、第２剥取極６６および第２搬送極５８間の磁界の及ぶ範囲を大きくしているので、残留トナーＴＢを磁気ブラシ層Ｄに回収する回収性を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、第２角度βは第１角度αよりも大きく設定されているので、第２剥取極６６および第２搬送極５８間の磁界が及ぶ範囲を、第１剥取極６３および第１搬送極５７間の磁界のそれと比較して大きくすることができる。これにより、残留トナーＴＢの磁気ブラシ層Ｄによる回収性を一層向上させることができる。

さらに、本実施形態では、第１剥取極６３の磁力（例えば３５ｍＴ）は、第１剥取極６３が残留トナーＴＡを第１現像スリーブ６１の周面６７から剥ぎ取る剥取性を確保したうえで、第１剥取極６３および第１搬送極５７間の磁界の強度を適正に保つことが可能な程度に第２剥取極６６の磁力（例えば４５ｍＴ）よりも小さく設定されている。

第１剥取極６３および第１搬送極５７間の磁界が強すぎると、磁気ブラシ層Ｄ中のトナーＴは前記磁界によって拘束されてしまって周面６７上に移動できなくなり、周面６７上に形成されるトナー層の層厚が所定の層厚未満となる。この状態で感光体ドラム１７上の静電潜像の現像を行うと、トナー像の画像濃度が低下しやすい。

しかしながら、本実施形態では、第１剥取極６３および第１搬送極５７間の磁界の強度は適正に保たれているので、現像剤規制ブレード３６を通過した磁気ブラシ層ＤからトナーＴを第１現像スリーブ６１の周面６７上に円滑に移動させることができる。これにより、周面６７上に所定の層厚を有するトナー層を形成することができるので、トナー像の画像濃度の低下を抑制することができる。

なお、第２現像スリーブ６４の周面６８から残留トナーＴＢを回収した磁気ブラシ層Ｄは、マグネットスリーブ５１の回転に伴って第２搬送極５８の下流側に位置する剥離極５９に向けて搬送される。そして、剥離極５９の磁力によって、磁気ブラシ層Ｄはマグネットスリーブ５１の周面５２から剥ぎ取られ、残留トナーＴＢおよびキャリアを含む現像剤が現像剤貯留部３２に戻される。

以下、現像装置１０を用いて行った実験について説明する。実験では、第１剥取極６３、第２剥取極６６、第１角度αおよび第２角度βを適宜設定して、現像ゴーストの発生の有無およびトナー像の画像濃度について調べた。実験では、実験対象として、図５に示す実施例１および２と比較例１および２とが用いられた。実施例１では、第１剥取極６３の磁力を３５ｍＴ、第２剥取極６６の磁力を４５ｍＴ、第１角度αを５°、第２角度βを５°に設定した。実施例２では、第１剥取極６３の磁力を３５ｍＴ、第２剥取極６６の磁力を４５ｍＴ、第１角度αを５°、第２角度βを７．５°に設定した。比較例１では、第１剥取極６３の磁力を３５ｍＴ、第２剥取極６６の磁力を３５ｍＴ、第１角度αを５°、第２角度βを５°に設定した。比較例２では、第１剥取極６３の磁力を４５ｍＴ、第２剥取極６６の磁力を４５ｍＴ、第１角度αを７．５°、第２角度βを７．５°に設定した。

現像ゴーストの有無の判定は、図６に示す、トナー濃度の高いソリッド部７１と該ソリッド部７１よりもトナー濃度の低いハーフ部７２とを有する画像を現像して出力し、次の現像動作以降において図７に示すようなソリッド部７１の履歴（ゴースト）７３が発生したか否かを目視で確認することにより行った。また、画像濃度の判定は、図６に示す画像を１００枚印字し、ソリッド部７１の画像濃度を、マクベス反射濃度計を用いて測定することにより行った。画像濃度が１．２以上であった場合、画像濃度は良好であると判定し、画像濃度が１．２未満であった場合、画像濃度が低下したと判定した。実験１の結果を図５に示す。

図５に示すように、実施例１では、現像ゴーストは発生せず、画像濃度は低下しなかった。これは、第２剥取極６６の磁力を第１剥取極６３の磁力よりも大きく設定することで、第２剥取極６６による残留トナーの剥取性を確保することができたためであると共に、第１剥取極６３の磁力を適切な値（３５ｍＴ）に設定することにより、第１剥取極６３および第１搬送極５７間の磁界の強度を適切に設定できたためである。また、実施例２では、現像ゴーストは発生せず、画像濃度は低下しなかった。特に、実施例２では、第２角度βを第１角度αよりも大きく設定したので、磁気ブラシ層Ｄによる残留トナーの回収性は、実施例１の場合よりも優れていたと考えられる。

一方、比較例１では、画像濃度の低下は無かったものの、現像ゴーストが発生した。これは、第２剥取極６６の磁力を第１剥取極６３の磁力と同一に設定したため、多量の高帯電トナーや小粒径トナーが付着しやすい第２現像ローラ３５の周面６８からそのようなトナーを十分に剥ぎ取ることができなかったためである。また、比較例２では、現像ゴーストが発生しなかったものの、画像濃度の低下が確認された。これは、第１剥取極６３の磁力を適切な値よりも大きな４５ｍＴに設定したため、第１剥取極６３および第１搬送極５７間の磁界の強度が大きくなり過ぎ、磁気ブラシ中のトナーが前記磁界によって拘束されてしまったためである。

１ 画像形成装置
１０ 現像装置
１７ 感光体ドラム（像担持体）
３２ 現像剤貯留部
３３ マグネットローラ（現像剤担持体）
３４ 第１現像ローラ（第１トナー担持体）
３５ 第２現像ローラ（第２トナー担持体）
５７ 第１搬送極（第１磁極）
５８ 第２搬送極（第２磁極）
６３ 第１剥取極（第３磁極）
６６ 第２剥取極（第４磁極）
Ｄ 現像剤層
Ｔ トナー
ＴＡ，ＴＢ 残留トナー

Claims (4)

1. 非磁性体のトナーと磁性体のキャリアとを含む現像剤を攪拌しつつ貯留する現像剤貯留部と、
   互いに異なる極性の第１磁極および第２磁極を有し、所定の方向に回転しつつ、前記現像剤貯留部から前記現像剤を受け取って現像剤層を前記第１磁極および前記第２磁極の磁力により担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対向配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤層から受け取った前記トナーを担持しつつ、該トナーを所定の像担持体に供給する第１トナー担持体と、
   前記現像剤担持体に対向配置されていると共に、前記現像剤担持体の回転方向から見て前記第１トナー担持体よりも下流側に配置され、前記現像剤担持体上の前記現像剤層から受け取った前記トナーを担持しつつ、該トナーを前記所定の像担持体に供給する第２トナー担持体と、
   を備え、
   前記第１トナー担持体は、前記第１磁極と対向する位置に該第１磁極とは逆の極性を有する第３磁極を有し、
   前記第２トナー担持体は、前記第２磁極と対向する位置に該第２磁極とは逆の極性を有する第４磁極を有し、
   前記第４磁極の磁力は、前記第３磁極の磁力よりも大きく設定されている現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、前記第３磁極は、前記現像剤担持体の前記回転方向から見て前記第１磁極との対向位置から第１角度だけ下流側にずれて配置されており、
   前記第４磁極は、前記現像剤担持体の前記回転方向から見て前記第２磁極との対向位置から第２角度だけ下流側にずれて配置されている現像装置。
3. 請求項２に記載の現像装置において、前記第２角度は前記第１角度よりも大きく設定されている現像装置。
4. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体にトナーを供給して該像担持体上に前記トナー像を形成する現像装置と、
   前記トナー像をシート上に転写させる転写部材と、
   前記シート上の前記トナー像を該シート上に定着させる定着部と、
   を備え、
   前記現像装置として、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置が採用されている画像形成装置。

Images