現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
【課題】像担持体から回収したキャリアが像担持体上のトナー像に接触することによる擦れ画像の発生を防止することができる現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】キャリア回収ローラ１３は、キャリアを表面上に担持して回転可能なキャリア回収スリーブ９０と、キャリア回収スリーブ９０に内包されるように固定配置され複数の磁極を有するキャリア回収磁石ローラ９１とを備える。キャリア回収磁石ローラ９１は、現像スリーブ８１と対向する部分に磁極がなく、現像スリーブ８１とキャリアキャリア回収スリーブ９０とが対向する位置において、現像スリーブ８１の表面移動方向とキャリア回収スリーブ９０の表面移動移動方向とが互いに逆方向である。
【解決手段】キャリア回収ローラ１３は、キャリアを表面上に担持して回転可能なキャリア回収スリーブ９０と、キャリア回収スリーブ９０に内包されるように固定配置され複数の磁極を有するキャリア回収磁石ローラ９１とを備える。キャリア回収磁石ローラ９１は、現像スリーブ８１と対向する部分に磁極がなく、現像スリーブ８１とキャリアキャリア回収スリーブ９０とが対向する位置において、現像スリーブ８１の表面移動方向とキャリア回収スリーブ９０の表面移動移動方向とが互いに逆方向である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の現像装置として、感光体に付着した磁性キャリアを磁気力または静電気力で回収するキャリア回収ローラを備えたものが知られている。
例えば、特許文献１には、現像スリーブに近接する位置にキャリア回収ローラを設け、そのキャリア回収ローラの内部に回転自在な磁気ローラを収納し、そのキャリア回収ローラ内の磁気ローラを現像スリーブ側の磁気ローラの磁力にて同期回転させる現像装置が開示されている。また、この現像装置では、キャリア回収ローラの外周面に捕獲したキャリアを磁気ローラの同期回転により搬送している。また、キャリア回収ローラの外周面にはスクレーパの先端を圧接させることにより、キャリア回収ローラの外周面で搬送されているキャリアが掻き取られる。
また、特許文献２には、表面の回転方向に直交する方向に沿うように溝部を形成したキャリア回収ローラを備えた現像装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、画像形成装置の高速化のため現像ローラを高速駆動したり高画質化のためにキャリアを小粒径化したりしているため、感光体へのキャリアの付着が増加するという問題が生じている。この問題に対処するため、キャリア回収ローラで感光体に付着したキャリアを回収するために静電気力や磁気力を高めることが考えられる。
しかしながら、従来のキャリア回収ローラでキャリアを回収するための静電気力を増加させると、感光体上のトナー像を乱すという問題が生じる。
また、上記引用文献１の現像装置のようにキャリア回収ローラの内部に回転自在な磁気ローラを収納した構成において、キャリア回収ローラ内のキャリア回収磁極の磁気力を増加させると、キャリア回収ローラで回収したキャリアを搬送できず、回収したキャリアによって感光体上のトナー像を擦って擦れ画像が発生するという問題がある。これは、キャリア回収ローラの表面が平滑でかつキャリア回収磁極の磁気力が高いとキャリアがスリップして溜まっていくために発生する現象である。
また、上記引用文献２の現像装置では、キャリア回収ローラの表面に溝が形成されているため、キャリア回収ローラの表面のキャリアを掻き取るスクレーパを使用することができない。そのためキャリア回収ローラ上のキャリアを完全に剥離することは困難であり、上記擦れ画像が発生するおそれがある。
【０００４】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、像担持体から回収したキャリアが像担持体上のトナー像に接触することによる擦れ画像の発生を防止することができる現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体に供給するトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、前記二成分現像剤を表面上に担持して回転可能な現像剤支持手段と、前記現像剤支持手段に内包され複数の磁極を有する第１の磁界発生手段とを備える現像装置であって、前記像担持体の表面移動方向における下流側から前記現像剤担持体に近接する位置に、前記像担持体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段を備え、前記キャリア回収手段は、前記キャリアを表面上に担持して回転可能なキャリア支持手段と、前記キャリア支持手段に内包されるように固定配置され複数の磁極を有する第２の磁界発生手段とを備え、前記第２の磁界発生手段は、前記現像剤支持手段と対向する部分に磁極がなく、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記現像剤支持手段の表面移動方向と前記キャリア支持手段の表面移動移動方向とが互いに逆方向であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、前記第１の磁界発生手段は、前記キャリア支持手段と対向する部分に磁極を有することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、前記第１の磁界発生手段は、前記キャリア支持手段と対向する位置を複数の磁極が順次通過するように回転可能に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記第１の磁界発生手段により前記現像剤支持手段の表面に前記二成分現像剤を穂立ちさせた磁気穂を発生させ、その磁気穂を前記キャリ支持手段の表面に当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの現像装置において、前記キャリア支持手段の表面は粗し処理が施されていることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像装置において、前記キャリア支持手段の表面にキャリア除去手段を当接させないことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの現像装置において、前記第２の磁界発生手段は、前記像担持体に対向する部分に磁極を有し、その磁極による前記像担持体表面での磁束密度を１４０［ｍＴ］以上としたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の現像装置において、前記第２の磁界発生手段の前記像担持体に対向する部分に有する前記磁極による前記像担持体表面での磁束密度を２００［ｍＴ］以上としたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記キャリア支持手段に付着したトナーを前記現像剤支持手段に移行させる極性に設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、前記現像装置として、請求項１乃至９のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、前記キャリア支持手段と前記像担持体との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、前記像担持体に付着したトナー及びキャリアのうちキャリアのみを引き付ける極性に設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０又は１１の画像形成装置において、少なくとも前記現像装置と前記像担持体が収容されたプロセスカートリッジとを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至９のいずれかの現像装置と像担持体とを備えたプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、キャリア回収手段のキャリア支持手段に内包される第２の磁界発生手段は、現像剤担持体の現像剤支持手段と対向する部分に磁極がないことにより、現像剤支持手段とキャリア支持手段とが対向する対向位置において、像担持体から回収されてキャリア支持手段の表面に担持されているキャリアをキャリア支持手段の内側に向けて引き付ける磁力を弱めることができる。従って、上記対向位置においてキャリア支持手段の表面からキャリアが離れて現像剤支持手段側に移動しやすくなる。しかも、上記対向位置において、現像剤支持手段の表面移動方向とキャリア支持手段の表面移動移動方向とが互いに逆方向であるため、キャリア支持手段の表面から離れて現像剤支持手段側に移動したキャリアを、現像剤支持手段の表面移動によって像担持体側へ向かう方向とは逆方向に移動させることができる。このように現像剤支持手段とキャリア支持手段とが対向する対向位置において、キャリア支持手段の表面からキャリアが離れて現像剤支持手段側に移動しやすくなるとともに、そのキャリア支持手段の表面から離れたキャリアを像担持体側へ向かう方向とは逆方向に移動させることにより、像担持体から回収されてキャリア支持手段の表面に担持されたキャリアが、像担持体に向かって移動するのを抑制することができる。よって、像担持体から回収したキャリアが像担持体上のトナー像に接触することによる擦れ画像の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る現像装置及び感光体を示す拡大構成図。
【図３】現像剤搬送路内の現像剤の流れを示す現像装置の部分透視斜視図。
【図４】現像装置のトナーを補給する位置を説明する外観斜視図。
【図５】現像ローラとキャリア回収ローラとが対向している要部の部分拡大図。
【図６】ブロック磁石を希土類ボンド磁石とした実施例１におけるキャリア回収スリーブ上での磁束密度波形を示す説明図。
【図７】ブロック磁石を希土類焼結磁石とした実施例２におけるキャリア回収スリーブ９０上での磁束密度波形を示す説明図
【図８】現像剤のストレス低減の実験結果を示すグラフ。
【図９】キャリア回収ローラの駆動部の一構成例を示す概略構成図。
【図１０】ブロック磁石の磁束密度を選定するための実験結果を示すグラフ。
【図１１】従来例１の装置構成を示す部分拡大図。
【図１２】実施例１の装置構成を示す部分拡大図。
【図１３】比較例１の装置構成を示す部分拡大図。
【図１４】従来例１の装置構成での振動の状態を示すグラフ。
【図１５】実施例１の装置構成での振動の状態を示すグラフ。
【図１６】キャリア回収ローラからのトナー除去を説明するための概略構成図。
【図１７】本発明の他の実施形態に係る現像装置及び感光体を示す拡大構成図。
【図１８】現像ローラとキャリア回収ローラとが対向している要部の部分拡大図。
【図１９】従来例２の装置構成を示す部分拡大図。
【図２０】従来例３の装置構成を示す部分拡大図。
【図２１】従来例４の装置構成を示す部分拡大図。
【図２２】キャリア回収ローラからのトナー除去を説明するための概略構成図。
【図２３】変形例に係る時計回りに回転する感光体と、現像ローラと、キャリア回収ローラとを示す拡大概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施形態１］
以下、本発明を電子写真方式のフルカラー画像形成装置（以下、「複写機５００」という。）に適用した実施形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複写機５００の概略構成図である。図１において、複写機５００は、画像形成手段としてのプリンタ部１００、記録媒体としての転写紙をプリンタ部１００に供給する記録媒体供給手段としての給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されている画像読取手段としてのスキャナ３００などを備えている。また、スキャナ３００の上には原稿自動給送装置４００が固定されている。
【００１０】
プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プリンタ部１００は、プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他に、潜像書込手段としての光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００１１】
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体１の表面にレーザ光を照射する。
【００１２】
プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体１、感光体１の表面を帯電する帯電手段としての帯電装置、感光体１に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置４、感光体１の表面をクリーニングする像担持体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置、感光体１の表面を除電する除電手段としての除電器などを有している。なお、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは互いに同様な構成を有しているので、以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８Ｙについて説明する。
【００１３】
帯電装置によって、感光体１Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット（露光装置）２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部（露光部）の感光体１Ｙの表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は、現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写体としての中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。また、Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電装置によって一様帯電されて初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，Ｃ，Ｋについても同様である。
【００１４】
次に、中間転写ユニット１７について説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写体としての中間転写ベルト１１０、中間転写ベルト１１０の表面をクリーニングする中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置６０などを有している。また、中間転写ユニット１７は、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。
【００１５】
中間転写ベルト１１０は、所定の張力を有するように張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転により、中間転写ベルト１１０は図中時計回りに無端移動する。
【００１６】
一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれぞれ、中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体１と一次転写バイアスローラ６２との間に一次転写電界が形成される。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
【００１７】
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録媒体としての転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置６０によってクリーニングされる。
【００１８】
次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動する。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方の張架ローラ２３すなわち転写紙搬送方向の上流側に配設された上流側の張架ローラ２３は、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、上記一方の（上流側の）張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側から上記一方の（上流側の）張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、上記二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写される。なお、上記一方の（上流側の）張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００１９】
複写機５００本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙が給紙路４８に向けて送り出される。
【００２０】
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６，４８は、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４８内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【００２１】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架して無端移動させるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、この熱源の発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着される。
【００２２】
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかの何れかの搬送形態が選択される。
【００２３】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。一方、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射され、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００２４】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各装置や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット（露光装置）２１が駆動制御され、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００２５】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。
【００２６】
複写機５００は、２色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架し、その上部張架面に全ての感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体１だけでなく、現像装置４も駆動を停止させて、感光体１や現像装置４の各部材及び現像装置４内のトナーと磁性キャリア（以下「キャリア」という。）とを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）の不要な消耗を防止する。
【００２７】
複写機５００は、複写機５００内の各機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御手段としての制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、例えば３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る複写機におけるプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ装備されている現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外はほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」等の符号に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
【００２９】
図２に示すように、感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体１の表面は、不図示の光書込ユニット（露光装置）から照射されたレーザ光により静電潜像を形成され、その静電潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像が形成される。
【００３０】
現像装置４は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し、図中矢印Ｉ方向に現像剤を搬送しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を備えている。現像ローラ５は、回転可能な現像剤支持手段としての現像スリーブ８１を備え、複数の磁極からなり図中矢印Ａ方向に回転可能な第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２を内包している。
【００３１】
また、現像ローラ５の下側であって、感光体１の表面移動方向における下流側で現像ローラ５および感光体１に近接した位置には、キャリア回収手段としてのキャリア回収ローラ１３を備えている。キャリア回収ローラ１３も、現像ローラ５と同様に、回転可能なキャリア支持手段としてのキャリア回収スリーブ９０を備え、複数の固定磁極からなる第２の磁界発生手段（キャリア回収磁界発生手段）としてのキャリア回収磁石ローラ９１を内包している。感光体１に付着したキャリアはキャリア回収ローラ１３にて回収され、キャリア回収磁石ローラ９１の磁気力とキャリア回収スリーブ９０の回転とにより現像装置４内へ戻される。現像ローラ５およびキャリア回収ローラ１３は、本発明の特徴部であり詳細は後述する。
【００３２】
また、現像装置４は、現像ローラ５に現像剤を供給しながら現像ローラ５の軸線方向に沿って図２に示す紙面の奥側（以下、便宜上、「図中奥側」あるいは「図２中奥側」と称する場合もある）に向けて現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュー８を有している。現像ローラ５の供給スクリュー８との対向部から現像剤搬送方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制手段としてのドクタブレード１２を備えている。また、現像ローラ５の感光体１との対向部である現像領域よりも現像剤搬送方向下流側では、現像領域を通過して現像ローラ５の表面から離脱した現像済みの現像剤を回収する回収搬送路７が、現像ローラ５と対向する。回収搬送路７は、回収した回収現像剤を現像ローラ５の軸線方向に沿って供給スクリュー８と同方向に搬送する回収搬送部材として、軸線方向に平行に配置された螺旋状の回収スクリュー６を備えている。供給スクリュー８を備えた供給搬送路９は現像ローラ５の上方向に並設され、回収スクリュー６を備えた回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。
【００３３】
また、現像装置４は、供給搬送路９と回収搬送路７とに並列して攪拌搬送路１０が設けられている。攪拌搬送路１０は、奥側では回収搬送路７手前側では供給搬送路９と略同じ高さになるよう傾斜が設けてある。また、攪拌搬送路１０は、現像ローラ５の軸線方向に沿って現像剤を攪拌しながら供給スクリュー８とは逆方向すなわち図２に示す紙面の手前側（以下、便宜上、「図中手前側」と称する場合もある）の方向に向けて搬送する攪拌搬送部材として、軸線方向に傾斜状に配置された、螺旋状の攪拌スクリュー１１を備えている。供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り壁としての第一仕切り壁１３３によって仕切られている。第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは、図中手前側が開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。また、供給搬送路９と回収搬送路７との間は第二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４の供給搬送路９と回収搬送路７とは、図中奥側が開口部となっており、供給搬送路９と回収搬送路７とが連通している。また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの現像剤搬送路は、仕切り部材としての第三仕切り壁１３５によって仕切られている。第三仕切り壁１３５は、図中奥側が開口部となっており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。
【００３４】
現像剤搬送部材である供給スクリュー８、回収スクリュー６及び攪拌スクリュー１１は、樹脂もしくは金属のスクリューからなっており、各スクリュー径は供給スクリュー８及び回収スクリュー６がφ２６（ｍｍ）、攪拌スクリュー１１がφ３０（ｍｍ）である。また、供給スクリュー８はスクリューピッチが５４（ｍｍ）の２条巻きであり、回収スクリュー６はスクリューピッチが３６（ｍｍ）の２条巻きであり、攪拌スクリュー１１はスクリューピッチが５４（ｍｍ）の２条巻きである。各スクリューの回転数は全て約６００（ｒｐｍ）に設定されている。
【００３５】
現像ローラ５上に担持された現像剤は、ステンレスからなるドクタブレード１２によって薄層化されたうえで感光体１との対向部である現像領域まで搬送され、感光体１の潜像の現像が行われる。現像ローラ５の直径はφ４０（ｍｍ）、ドクタブレード１２と感光体１とのギャップは０．３（ｍｍ）程度となっている。
【００３６】
現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収が行われ、図２中奥側に搬送され、非画像領域部に設けられた第三仕切り壁１３５の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、供給搬送路９における現像剤搬送方向下流側の第二仕切り壁１３４の開口部の付近で供給搬送路９の上側には、図４に示すように後述するトナー補給口９５から供給搬送路９にトナーが供給される。
【００３７】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図３は、現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置４の部分透視斜視図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。図３において、攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像剤が移動しながら現像ローラ５に接触して供給される。そして、現像ローラ５に供給されずに供給搬送路９の搬送方向下流端まで移動した余剰現像剤は、第二仕切り壁１３４の余剰開口部より回収搬送路７に供給される（図３中矢印Ｅ）。
【００３８】
一方、現像ローラ５に供給された現像剤は、現像領域で現像に用いられた後、現像ローラ５から分離・離脱して回収搬送路７に受け渡される。現像ローラ５から回収搬送路７に受け渡され、回収スクリュー６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は、第三仕切り壁１３５の回収開口部より攪拌搬送路１０に供給される（図３中矢印Ｆ）。
【００３９】
そして、攪拌搬送路１０では、供給搬送路９から供給された余剰現像剤と回収搬送路７に回収された回収現像剤と後述するトナー補給口９５（図４参照）から補給されたトナー（図３中矢印ｔ）とが攪拌される。これら攪拌された現像剤は、攪拌スクリュー１１の搬送方向下流側で、かつ、供給スクリュー８の搬送方向上流側に搬送され、第一仕切り壁１３３の供給開口部より供給搬送路９に供給される（図３中矢印Ｄ）。
【００４０】
なお、攪拌搬送路１０の下方には、透磁率センサからなるトナー濃度センサ（不図示）が設けられ、そのトナー濃度センサの出力に基づいて不図示のトナー補給制御装置を作動させ、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
【００４１】
図３に示す現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。このため、供給搬送路９の搬送方向下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを抑制することができる。また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。これにより、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路９に供給されるため、供給搬送路９に供給される現像剤が攪拌不足となることを抑制することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを抑制し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを抑制することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【００４２】
図４は、現像装置４のトナーを補給する位置を説明する外観斜視図である。
図４に示すように、トナーを補給するトナー補給口９５は、供給スクリュー８を備える供給搬送路９の搬送方向下流端部の上方に設けられている。このトナー補給口９５は第二仕切り壁１３４の余剰開口部（図３中矢印Ｅ）の上部に位置することにより、トナーは余剰現像剤および回収現像剤と混ざりやすく、この位置で補給を行うことによってより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
【００４３】
次に、上記構成の複写機の現像装置における現像ローラ５及びキャリア回収ローラ１３並びにその周辺の構成について説明する。
図５は、現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とが対向している要部の部分拡大図である。図５において、現像ローラ５は、現像剤を担持する円筒状の現像剤支持手段としての現像スリーブ８１と、現像スリーブ８１に内包され磁気力により現像剤を吸着する第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２とを有する。
【００４４】
現像スリーブ８１は、アルミ、オーステナイト系ステンレス、マグネシウム等の非磁性かつ導電材料で構成されている。現像スリーブ８１の表面は平滑でも構わないが、高速機では現像剤のスリップを抑制するために、下記（Ａ）乃至（Ｃ）のいずれかの粗し処理・加工を施してもよい。
（Ａ）Ｖ溝またはＵ溝等の溝押し出し加工・各種凹形状の機械加工またはレーザ加工またはエッジング加工
（Ｂ）ブラスト処理
（Ｃ）金属またはセラミック等の溶射処理
【００４５】
磁石ローラ８２は、現像剤の搬送方向（現像スリーブ表面の移動方向）Ｉとは反対の矢印Ａ方向に回転可能に設けられている。また、磁石ローラ８２は、偶数個（図５の構成例では１６個）の磁石８３が周方向に等間隔で配置されている。各磁石８３の極性は、隣り合う磁石間で引き合うように互いに反対向きとなっている。
【００４６】
また、本実施形態では、磁石ローラ８２と現像スリーブ８１との間の駆動関係として、同方向および相対方向の何れかの回転方向が選択できるように構成されている。その回転関係は、現像スリーブ８１の表面に担持される現像剤と磁石ローラ８２側の磁石８３との対向回数が多くなることを条件として設定されるようになっている。
【００４７】
上述した駆動関係の設定により得られる、磁石ローラ８２の磁石に対する現像剤の対向回数の増加によって、現像剤が磁極と対向したときに穂立ちが形成され、磁極から離れた際に穂立ちが崩されるという現象を繰り返す回数が増加し、これによるトナーとキャリアとの摩擦接触機会の増加により、トナーの帯電特性を向上させることができる。この場合の対向回数の増加は、上述したように、磁石ローラ８２と現像スリーブ８１との回転方向の設定や速度差の設定などによって得られる。つまり、両者が同じ方向に回転する場合には、両者間に速度差を設定することで磁石８３に対する現像剤の対向回数を増加させることができ、また、速度差を設定しないで相反する方向とした場合も同様に磁石８３に対する現像剤の対向回数を増加させることができる。
【００４８】
上述した磁石８３に関しては、従来の廉価なフェライト磁石が使用可能であるが、小型化や高速化のためにはより強力なサマリウムコバルト磁石やネオジム磁石等の希土類磁石の使用も可能である。磁石８３は磁石ホルダ８４に接着により支持され、その外周を図示しない熱収縮チューブ等で保護してもよい。
【００４９】
磁石ホルダ８４は磁性材料とすると磁石８３の磁気力を若干向上可能である。但し、コスト高であり一般に鉄を主成分とする磁性材料は高比重のため高速回転時は慣性モーメントが増大し駆動部の耐久性に問題が生じる場合がある。そのため、磁石８３の磁気力は若干低くなるが、非磁性かつ軽比重のアルミニウムやマグネシウムを材料としてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、図５に示すように、磁石ローラ８２の回転中心Ｐ’は現像スリーブ８１の回転中心Ｐより距離（Ｔ）だけ離れた位置に偏心させて位置決めされている。偏心の方向は、現像ローラ５の表面に担持された現像剤が感光体１に移行する付近に設定され、上記符号Ｔで示した距離に相当する偏心量は、現像領域においてキャリアが感光体１に移行するのを磁極からの磁力によって抑制することができる量とされている。これにより、感光体１に移行する現像剤は、感光体との接触に際して穂立ちを確保された状態で接触できると共に、接近した磁極からの磁力によりキャリアの移行が阻止されてトナーのみを感光体の潜像に供給するように移動することになる。一方、偏心方向と反対側では磁気力を低く抑えることができる。このため、現像スリーブ８１表面に担持されている現像剤の剥離を容易にすることができる。このような偏心構造を設けるだけで、現像剤の剥離が外部からの機械的な外力を用いることなく容易に行えることになる。
【００５１】
次に、図５に基づいて、本実施形態の現像装置４における現像剤の移送について説明する。
供給スクリュー８により樋９’に供給された現像剤は、磁石ローラ８２の磁気力により現像スリーブ８１上に吸着され、現像スリーブ８１の回転により搬送され、ドクタブレード１２を通過する際に現像剤量を一定に規制される。ドクタブレード１２を通過した現像剤は磁力線に沿って配列される。つまり、磁石８３上では、符号Ｂ１で示すように磁気穂が発生し、磁石８３間では、符号Ｂ２で示すように磁気穂は転倒する。
【００５２】
磁石ローラ８２の回転方向を、現像スリーブ８１の回転方向（図中の矢印Ｉの方向）に対して相反する方向（図中の矢印Ａの方向）にした場合、磁石ローラ８２が回転する間、磁気穂は、所謂フリップフラップ状に自転し、磁石ローラ８２の回転方向である矢印Ａで示す方向と反対の矢印Ｆ方向に進行する。この際、現像スリーブ８１は補助的に矢印Ｉ方向に比較的低速で回転させてもよい。
【００５３】
ドクタブレード１２を通過した現像剤は引き続き自転進行するに従い、磁石ローラ８２の偏心により次第に現像スリーブ８１への吸着力を増大し、キャリアが感光体１に移行するのを抑制する。磁石ローラ８２が高回転なほど感光体１の対向部において現像剤は活発に撹拌されるため、感光体１の潜像に応じて効率良くトナーを転移できるが、前記磁気穂の自転による遠心力は回転数の２乗に比例して増大するため、感光体１へのキャリア付着も増大する。このキャリア付着の除去方法については後述する。
【００５４】
現像剤は引き続き自転進行するに従い磁石ローラ８２の偏心により次第に現像スリーブ８１への吸着力を減少させ、供給搬送路７にて自重により現像スリーブ８１より離脱する（図５中矢印Ｋ、Ｌの方向）。
【００５５】
キャリア回収ローラ１３は、回転可能なキャリア支持手段としてのキャリア回収スリーブ９０を備え、複数の固定磁極からなる第２の磁界発生手段（キャリア回収磁界発生手段）としてのキャリア回収磁石ローラ９１を内包している。キャリア回収磁石ローラ９１は、例えば、アルミニウム、オーステナイト系ステンレス、マグネシウム、各種樹脂材料等の非磁性材料からなるシャフト９２に、複合磁石９３、ブロック磁石９４を貼り付けて構成することができる。
【００５６】
複合磁石９３は、マグネット粉末としてＳｒフェライトないしＢａフェライトを用い、高分子化合物として６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又はＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料を使用して製造することができる。これらの材料を使用し、軸方向に直交する断面における形状が半月状になるように成型し、着磁により３個の磁極Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４を形成することにより、複合磁石９３を得ることができる。複合磁石９３の切り欠き部は、現像ローラ５側に配置され、現像ローラ５に対向する側には磁極を有しないようにしてある。
【００５７】
ブロック磁石９４は、感光体１に付着したキャリアを回収するために、複合磁石９３よりも小さい体積で高磁力が必要であり、Ｂｒ（残留磁束密度）＞０．５Ｔ（テスラ）の材料を用いることが望ましく、多くはＮｄ系（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等）またはＳｍ系（Ｓｍ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ等）の希土類焼結磁石もしくはこれらのマグネット粉を高分子化合物と混合した希土類ボンド磁石を用いることができる。また、希土類系マグネット粉には等方性、異方性のマグネット粉があり、異方性マグネット粉の方が高磁力を得られるが、所望の磁気特性に応じてどちらのタイプを用いてもかまわない。そして、上記の材料について、燒結、押出し成型・射出成型、あるいは、磁性粉とバインダーの型内圧縮成型等を行い、磁極Ｐ２１を着磁させることにより、ブロック磁石９４を得ることができる。ブロック磁石９４の長手方向（軸方向）に直交する断面における形状は、例えば図５に示すように正方形である。そして、ブロック磁石９４の断面における寸法は、キャリア回収ローラ１３の周方向の寸法である幅が例えば３（ｍｍ）であり、キャリア回収ローラ１３の径方向における寸法である厚さが例えば３（ｍｍ）である。また、ブロック磁石９４の長手方向の長さは例えば３４６（ｍｍ）であり、磁石ローラ８２より約１０（ｍｍ）長くして端部まで確実にキャリア回収を可能にしている。
【００５８】
図６は、ブロック磁石９４を希土類ボンド磁石とした実施例１におけるキャリア回収スリーブ上での磁束密度波形を示す説明図である。ブロック磁石９４の磁極Ｐ２１に対向するキャリア回収スリーブ上で１５０（ｍＴ）という高磁束密度が得られた。そして、このブロック磁石９４の磁極Ｐ２１による磁束密度は０．５（ｍｍ）離れた感光体１上で１４０（ｍＴ）となった。また、他の磁極である搬送極Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４によってキャリア回収スリーブ上に形成される磁束密度は、磁極Ｐ２２に対して１００（ｍＴ）、磁極Ｐ２３に対して７０（ｍＴ）、磁極Ｐ２４に対して４０（ｍＴ）とした。
【００５９】
図７は、ブロック磁石９４を希土類焼結磁石とした実施例２におけるキャリア回収スリーブ９０上での磁束密度波形を示す説明図である。この実施例では、ブロック磁石９４の磁極Ｐ２１に対向するキャリア回収スリーブ上で２３０（ｍＴ）と更に高磁束密度が得られた。そして、このブロック磁石９４の磁極Ｐ２１による磁束密度は０．５（ｍｍ）離れた感光体１上で２００（ｍＴ）となった。また、他の磁極である搬送極Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４によってキャリア回収スリーブ上に形成される磁束密度は、磁極Ｐ２２に対して１１０（ｍＴ）、磁極Ｐ２３に対してが７０（ｍＴ）、磁極Ｐ２４に対して４０（ｍＴ）とした。
【００６０】
キャリア回収スリーブ９０は、アルミニウム、オーステナイト系ステンレス、マグネシウム等の非磁性かつ導電材料で構成されている。また、前述したように高磁束密度の磁極Ｐ２１に吸着されているキャリアを比較的低磁束密度の磁極Ｐ２２へスリップなく搬送するためには、キャリア回収スリーブ９０の表面に、下記（Ａ）乃至（Ｃ）のいずれかの粗し処理・加工を施す必要がある。
（Ａ）Ｖ溝またはＵ溝等の溝押し出し加工・各種凹形状の機械加工またはレーザ加工またはエッジング加工
（Ｂ）ブラスト処理
（Ｃ）金属またはセラミック等の溶射処理
【００６１】
上記（Ａ）の加工については、溝又は凹部の深さは０．０５（ｍｍ）〜０．５（ｍｍ）程度であり、その形状や個数等については例えば公知技術と同様に設定することが可能である。上記（Ｂ）の加工については、その粗さはＲｚ７（μｍ）〜Ｒｚ５０（μｍ）の範囲が好ましい。この粗さの範囲は、上記（Ｂ）で製作可能な範囲であり、かつキャリアのスリップを防止できる範囲である。上記（Ｃ）の加工については、その粗さはＲｚ４０（μｍ）〜Ｒｚ９０（μｍ）の範囲が好ましい。この粗さの範囲は、上記（Ｃ）で製作可能な範囲であり、かつキャリアのスリップを防止できる範囲である。
【００６２】
また、キャリア回収ローラ１３と感光体１との間隙は例えば０．５（ｍｍ）と狭く設定することで、感光体１上の磁束密度はキャリア回収スリーブ９０上での磁束密度より１０〜３０（ｍＴ）程度の減衰に抑えられる。キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との間隙は２（ｍｍ）と狭めに設定することで、現像ローラ５の穂立ちをキャリア回収ローラ１３に接触させることができる。
【００６３】
また、図５に示すように、キャリア回収ローラ１３の現像ローラ５とは反対側（図５中におけるキャリア回収ローラ１３の下側）にはケーシング９６を備えている。キャリア回収ローラ１３とケーシング９６との間隙は例えば１．５（ｍｍ）と狭く設定することで、磁極Ｐ２４での穂立ちをケーシング９６に接触させることができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、図５に示すように、樋９’およびドクタブレード１２は互いに隣接させ、且つ現像ローラ５の鉛直方向上方に配置している。樋９’は重力を利用して現像剤を溜めるために現像ローラ５の上方である必要があり、概ね鉛直点より上下流に４５度の位置に配置可能である。現像剤溜め部としての樋９’は現像剤で満たされるため、磁気穂の生成が抑えられ、現像剤のストレスを低減できる。ドクタブレード１２による現像剤規制部を通過した後は、現像ローラ５上で磁気穂の自転が発生するが、磁気穂は十分短く規制されているためストレスの増加にはならない。
【００６５】
本発明者らは、現像剤のストレス低減の効果を検証するために実験を行った。
図８は現像剤のストレス低減の実験結果を示すグラフである。また、表１は実験条件を示す表である。
【表１】
【００６６】
現像剤のストレスの指標として、本実施形態の現像装置および従来の現像装置をそれぞれ駆動する際の仕事率の測定を行った。仕事率は、駆動トルクおよび駆動回転数から求めることができる。図８に示すように、本実施形態の現像装置では、高速化とともに仕事率は上昇するものの、従来の現像装置に対して約３３（％）の仕事率が低減つまりはストレスが低減していることがわかる。
【００６７】
次に、キャリア回収ローラ１３の駆動方法について説明する。
図９は、キャリア回収ローラ１３の駆動部の一構成例を示す概略構成図である。図９において、現像装置４の手前側であって回収スクリュー６の端部は偏心カム９７を備えている。偏心カム９７はカムフォロワー９８の長穴に回転可能な状態で勘合している。また、カムフォロワー９８の反対側端部にはワンウェイクラッチ９９が圧入されており、ワンウェイクラッチ９９の内径部にはキャリア回収ローラ１３の駆動軸が挿入されている。
【００６８】
図９において、回収スクリュー６の回転により偏心カム９７がＰ方向に回転すると、カムフォロワー９８はＱ方向とＲ方向に揺動することになる。ワンウェイクラッチ９９はＱ方向動作時のみをロックさせ、Ｒ方向動作時は空転させることで、キャリア回収ローラ１３はＪ方向に間欠的に駆動される。カムフォロワー９８の揺動角を例えば７．２（°）とすることで、回収スクリュー６が５０回転するとキャリア回収ローラ１３は３６０（°）つまり１回転することになる。回収スクリュー６は約６００（ｒｐｍ）で回転するのであるから、キャリア回収ローラ１３は約１２（ｒｐｍ）の極低速で間欠回転することになる。
【００６９】
上記図９の駆動部は簡易な構成で大きな減速比が得られるが、キャリア回収ローラ１３の駆動方式は本構成に限定されるものではなく、複数のギヤやタイミングベルトによる減速、小型専用モータの設置等の方式を選択することも可能である。
【００７０】
以上の構成の現像装置４において、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とは、図２中でＩ、Ｊ方向、つまりは同方向に回転させる。すなわち、現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とが対向する位置において、現像スリーブ８１の表面とキャリア回収スリーブ９０の表面とが互いに逆方向に移動するように、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とを回転させている。以下、このときの現像剤の移動及びキャリアの回収動作を、図５を参照して説明する。
【００７１】
図５において、現像領域で感光体１に付着したキャリアは、感光体１の回転によりキャリア回収ローラ１３まで達し、高磁束密度の磁極Ｐ２１により吸着・回収される。本実施形態では、キャリア回収スリーブ９０の表面は粗し処理が施されているため、磁極Ｐ２１は高磁束密度ではあるが、キャリア回収ローラ１３上のキャリアはスリップすることなく搬送され、磁極Ｐ２４を経てケーシング９６の終端で重力により回収搬送路７へ落下する（図５中の矢印Ｍ）。しかし、磁極Ｐ２４と磁極Ｐ２１との間の残留磁束密度のため落下しなかったり粗し処理の凹部に入ったりしたキャリアは、キャリア回収スリーブ９０とともに連れまわろうとする。ここで、キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との対向部では、現像スリーブ８１の表面とキャリア回収スリーブ９０の表面とは互いに反対方向に移動している。そのため、キャリア回収ローラ１３上のキャリアは、現像ローラ５上の穂立ちにより激しく摺擦される。また、キャリア回収ローラ１３の現像ローラ５に対向する側には磁極がないので、現像ローラ５内の磁石８３によって現像ローラ５へ完全に回収されることになる（図５中の矢印Ｎ）。
【００７２】
また、一方で、現像領域を通過した後、現像ローラ５の遠心力や重力によって現像ローラ５上の一部の現像剤の飛散が発生しても、キャリア回収ローラ１３に落下した後、キャリア回収ローラ１３内の磁極Ｐ２１にて回収されるので問題にはならない（図５中の矢印Ｏ）。また、磁極Ｐ２４による穂立ちがケーシング９６に常に接触し磁気シールを形成している。そのため、キャリア除去手段としてのスクレーパの当接が無くても、矢印Ｋにて落下した現像剤がキャリア回収ローラ１３とケーシング９６との間隙から落下する問題は無い。また、キャリア回収ローラ１３は極低速で間欠回転することから、回収したキャリアが遠心力で飛散する問題もない。
【００７３】
なお、キャリア回収スリーブ９０に粗し処理をせずに高磁束密度の磁極Ｐ２１に吸着されているキャリアを順次、磁極Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４との対向部へスリップなく搬送するために、磁極Ｐ２２〜Ｐ２３も高磁束密度にすることも考えられる。ただし、高価な高磁束密度磁石を複数使用すると非常にコストが上昇してしまう。そこで、磁極Ｐ２２〜Ｐ２３を従来の磁石とし、キャリア回収スリーブ９０に前述の粗し処理・加工を施すのがよい。
【００７４】
本発明者らは、ブロック磁石９４の磁束密度を選定するために鋭意実験を行った。
図１０は、ブロック磁石９４の磁束密度を選定するための実験結果を示すグラフである。また、表２は実験条件を示す表である。
【表２】
【００７５】
現像工程の後、転写工程前の感光体１上の単位面積当たりのキャリア個数をキャリア回収ローラ１３の有無でカウントし、その比をキャリア回収率とした。キャリア回収ローラ１３と感光体１との間隙は０．５（ｍｍ）に設定し、感光体１上の磁束密度とキャリア回収率の関係を調査した。図１０の実験結果によれば、磁束密度は高い方がキャリア回収率も高まり、通常問題とならないレベルである回収率９８（％）は磁束密度が１４０（ｍＴ）以上で達成可能であり、磁束密度が２００（ｍＴ）以上でキャリア回収率は極めて１００（％）に近くなることがわかった。
【００７６】
上記感光体１上の磁束密度１４０（ｍＴ）は希土類ボンド磁石で達成可能であるが、磁束密度２００（ｍＴ）の達成のためには高価な希土類焼結磁石が必要となる。磁石の材質はコストとキャリア付着の問題レベルから適宜選択するのがよい。
【００７７】
また、本発明者らは、振動とキャリア回収率と擦れ画像とについて、従来例と本実施形態１の実施例との比較実験を行った。
ここで、従来より、現像ローラ内の磁石ローラを高速で回転させ現像剤の攪拌および帯電を効率良く行う現像装置が知られているが、この種の現像装置では磁石ローラの回転により現像ローラ上で磁気穂が激しく自転し、その遠心力でキャリアが飛散し、感光体に付着するキャリア付着がより深刻な問題となっている。一方で、感光体上のキャリアを回収するために、キャリア回収ローラを感光体および現像ローラ近傍に配置した場合、現像ローラ内の磁石ローラの交番磁場とキャリア回収ローラ内の磁石ローラの磁場とが干渉し、磁石ローラ間の吸引と反発を繰り返し多大な振動を発生させるという問題があった。この振動は感光体や光書込ユニット（露光装置）に伝播しバンディング画像となったり、騒音が発生したり、現像装置の寿命が低下したりする。また、上記磁場の干渉により現像剤の溢れが発生することもあった。
上記振動による画質低下、騒音、現像装置の寿命低下、現像剤の溢れ等を防止するために、キャリア回収ローラの磁場を低減させることが考えられるが、キャリア回収効率が低下してしまう。また、キャリア回収ローラの磁場は低下させずに、キャリア回収ローラを現像ローラから十分離れた位置に配置することも考えられるが、画像形成装置が大型化したり回収したキャリアを現像装置に戻すのに複雑な機構が必要となったりする問題や、回収したキャリアをキャリア溜めに溜めて現像装置に戻さない場合は現像装置内のキャリアが次第に減少してしまうという問題がある。
そこで、本実施形態では、上記振動等の各問題を解決するために、前述のように第２の磁界発生手段であるキャリア回収磁石ローラ９１を、現像スリーブ８１と対向する部分に磁極を有さないように構成している。より具体的には、キャリア回収磁石ローラ９１を構成する複合磁石９３の軸方向に直交する断面における形状を半月状になるように成型し、その複合磁石９３の磁極がない切り欠き部を現像ローラ５側に配置している。
【００７８】
図１１は従来例１の装置構成を示す部分拡大図、図１２は本実施形態に係る実施例１の装置構成を示す部分拡大図、図１３は比較例１の装置構成を示す部分拡大図である。また、図１４は従来例１の装置構成での振動の状態を示すグラフ、図１５は実施例１の装置構成での振動の状態を示すグラフである。表３は実験結果を示す表である。振動測定方法は、ドクタブレード１２の上部に加速度ピックアップを貼り付けてドクタブレード１２に伝わる振動を測定した。加速度が±１０（ｍ／ｓ２）を振動許容レベルに設定した。このレベルであればバンディング等の不具合が無い。
【表３】
【００７９】
従来例１の構成（表３及び図１１参照）では、磁極Ｐ２１による感光体１上の磁束密度が１００（ｍＴ）と低いので、キャリア回収率は９０（％）であった。しかも、図１４に示すように、磁石８３とＰ２２との磁場干渉により、振動が許容レベルを越える結果となった。
【００８０】
これに対して、実施例１の構成（表３及び図１２参照）では、キャリア回収ローラ１３の回転方向を現像ローラ５と同方向にしたので、現像ローラ５に対向する側には磁極が不要になり、図１５に示すように振動が許容レベル内になった。また、キャリア除去手段としてのスクレーパも不要となった。
【００８１】
また、比較例１の構成（表３及び図１３参照）では、実施例１の効果に加えて、磁極Ｐ２１による感光体１上の磁束密度を１４０（ｍＴ）と高くしたので、キャリア回収率は９８（％）となったが、キャリア回収スリーブ９０上でスリップが発生し、キャリアの搬送ができず、キャリア溜まりＵが発生し、擦れ画像が発生した。
【００８２】
また、実施例２の構成（表３及び図５参照）では、比較例１の効果に加えて、キャリア回収スリーブ９０表面の粗し処理を施したので、キャリアの搬送も可能となり、キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との回転方向を同じにしたので、磁極Ｐ２４による穂立ちをケーシング９６に常に接触させて磁気シールを形成することができ、キャリアの連れまわりによる擦れ画像を防止可能となる結果が得られた。
【００８３】
また、実施例３の構成（表３及び図５参照）では、磁極Ｐ２１による感光体１上の磁束密度を２００（ｍＴ）と更に高くしたので、キャリア回収率は極めて１００（％）に近くすることができた。他の効果については実施例１と同等であった。
【００８４】
なお、上記キャリア回収ローラ１３のキャリア回収スリーブ９０の表面に粗し処理を施した場合、キャリア回収ローラ１３にトナーが大量に付着すると、付着したトナーで粗し処理の凹凸が埋まり、キャリアの搬送不良を引き起こすトナー付着のおそれがある。従来技術においては、キャリア回収ローラ１３にスクレーパが当接され、キャリアと同時にトナーの剥離を行っていたが、本実施形態ではスクレーパを使用しない構成であるため、以下の方法でキャリア回収ローラ１３のトナー付着を防止している。
【００８５】
図１６は、キャリア回収ローラ１３からのトナー除去を説明するための概略構成図である。
図１６において、感光体１は図示しない帯電装置で−６００（Ｖ）程度に帯電され（地肌部）、図示しない光書込ユニット（露光装置）で−１００（Ｖ）程度に除電される（画像部）。また、本実施形態のプロセスは、トナーが負極性に帯電されキャリアが正極性に帯電された現像剤を使用するネガポジプロセスであり、現像バイアスとしては−５００（Ｖ）程度を現像スリーブ８１に印加している。そして、本実施形態では、このようなネガポジプロセスにおいて、キャリア回収スリーブ９０の電位を−７００（Ｖ）程度とすることで、感光体１の表面電位および現像スリーブ８１の現像バイアスよりも低く設定している。
【００８６】
図１６において、大粒子が正極性キャリア、小粒子が負極性トナーである。感光体１から見たキャリア回収スリーブ９０の電位差は最小でも−１００（Ｖ）である。これにより、正極性キャリアはキャリア回収スリーブ９０へ向かう静電力が働くが、負極性トナーは反対に感光体１へ向かう静電力が働くので、トナーをキャリア回収スリーブ９０へ引き寄せることが無い。ただし、浮遊しているトナーは積極的では無いにしろ、キャリア回収スリーブ９０へ付着する場合がある。ところが、キャリア回収スリーブ９０から見た現像スリーブ８１の電位差は＋２００（Ｖ）である。キャリア回収スリーブ９０へ付着したトナーは、そのキャリア回収スリーブ９０の回転により現像スリーブ８１の対向部へ搬送され、磁気穂で摺擦されると同時に＋２００（Ｖ）の電位差で現像スリーブ８１へ吸着され現像剤に取り込まれる。これにより、キャリア回収ローラ１３の表面におけるトナー汚れを防止している。
【００８７】
なお、上記実施形態では負極性トナーを使用したネガポジプロセスであるが、正極性トナーを使用したポジポジプロセスにおいても電位極性を適正に選択することで同様の効果が得られる。
【００８８】
なお、本実施形態に用いられる現像剤としては、以下に示す構成の現像剤を用いることができる。
本実施形態に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、必要に応じて離型剤や帯電制御剤、その他の成分が含有される。また、添加剤として上述のもの以外に、必要に応じて流動性向上剤やその他の成分が添加される。これら材料に関しては、公知のものがすべて可能である。結着樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロレスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）タクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、（メタ）アクリロニトリル酸、（メタ）アクリアミド、（メタ）アクリル酸、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル。ビニルメチルケトン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピリジン、ブタジエン等の単量体の重量体、又は、これらの単量体の２種類以上からなる共重合体、あるいはそれらの混合物が挙げられる。その他、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ロジン、変性ロジン、テルベン樹脂、フェノール樹脂、水添石油樹脂、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂等が単独あるいは混合して使用できる。
【００８９】
着色剤としては公知の染料及び顔料がすべて使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレトＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。使用量は一般にバインダー樹脂１００重量部に対し０．１〜５０重量部である。
【００９０】
帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む。）、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、２〜５重量部の範囲がよい。０．１重量部未満では、トナーの負帯電が不足し実用的でない。１０重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００９１】
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックスやフィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックスや密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス、等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックスが挙げられる。
【００９２】
これらは１種または２種以上を併用して用いることができるが、融点が７０〜１２５（°Ｃ）の範囲のものを使用するのが好ましい。融点が７０（°Ｃ）以上とすることにより転写性、耐久性が優れたトナーとすることができ、融点を１２５℃以下とすることにより定着時に速やかに溶融し、確実な離型効果を発揮できる。これらの離型剤の使用量は、トナーに対して１〜１５（質量％）が好適である。１（質量％）より少ない場合にはオフセット防止効果が不充分であり、１５（質量％）以上では転写性、耐久性が低下する。
【００９３】
添加剤（外添剤）としては、少なくとも体積平均粒径５０〜５００（ｎｍ）、嵩密度０．３（ｇ／ｃｍ３）以上の微粒子を添加する。外添量としては、トナー母体に対して０．２〜３（質量％）が好ましい。この範囲より少ないとトナー間やトナーとその他との間に適度な空隙を形成する効果が発現されない。逆に多いと、流動性を阻害したり、脱離量が多くなることにより外添剤の凝集体ができ、画像品質を低下させる。上述の添加剤と合わせて、この範囲以外の添加剤を添加することも可能であり、流動性向上を目的として体積平均粒径が小さい微粒子を添加することが好ましい。
【００９４】
本実施形態での添加剤において、無機化合物としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＳｒＴｉＯ３等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。また、有機化合物の添加剤としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
【００９５】
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合又は共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００９６】
本実施形態における添加剤（微粒子）は、現像装置内の現像剤用のトナーとしても優れている。すなわち、トナー粒子、感光体ドラム、帯電付与部材との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、現像・転写効率の向上に有効である。さらに、コロの役割を果たすため、感光体ドラムを摩耗又は損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体ドラムとの高ストレス（高荷重、高速度等）下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。
【００９７】
本実施形態におけるトナーの製造方法としては、トナー構成材料を溶融混練後、粉砕分級して得る方法が従来の方法として一般的であるが、この方法に限らず、重合法等も含めてさまざまな方法が可能である。重合法としては懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法などが可能であり、重合法とは異なるが溶解懸濁法、ポリマー懸濁法等の他、伸長反応法等が使用可能である。
【００９８】
先に説明した粒径範囲や円形度のトナーを容易に得られる点では、従来の方法以外が好ましい。また、粉砕分級後のトナーを加熱処理することにより円形度を調整してもよい。
【００９９】
本実施形態における添加剤の添加方法は特に制限されず、トナー母体粒子と添加剤とを各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と添加剤とを界面活性剤等で均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法等がある。
【０１００】
先に説明したトナーの粒径分布は、コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置を用いて測定することができる。これら装置として、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
【０１０１】
まず、電解水溶液１００〜１５０（ｍｌ）中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５（ｍｌ）加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１（％）ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理をおこない、上述の測定装置により、アパーチャーとして１００（μｍ）アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
【０１０２】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２（μｍ）未満；２．５２〜３．１７（μｍ）未満；３．１７〜４．００（μｍ）未満；４．００〜５．０４（μｍ）未満；５．０４〜６．３５（μｍ）未満；６．３５〜８．００（μｍ）未満；８．００〜１０．０８（μｍ）未満；１０．０８〜１２．７０（μｍ）未満；１２．７０〜１６．００（μｍ）未満；１６．００〜２０．２０（μｍ）未満；２０．２０〜２５．４０（μｍ）未満；２５．４０〜３２．００（μｍ）未満；３２．００〜４０．３０（μｍ）未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００（μｍ）以上４０．３０（μｍ）未満の粒子を対象とする。
【０１０３】
先に説明したトナーの円形度は、次式（１）により得られた値である。
円形度＝（粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長）／（粒子投影像の周囲長）・・・・式（１）
【０１０４】
上記円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
【０１０５】
上記円形度は、例えば東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０（ｍｌ）中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５（ｍｌ）加え、さらに測定試料を０．１〜０．５（ｇ）程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理をおこない、分散液濃度を３０００〜１００００（個／μｌ）として上述の装置によりトナーの形状を測定する。
【０１０６】
以下、本実施形態に用いられるキャリアについて補足的に説明する。
本実施形態で用いられるキャリアは、重量平均粒径が２０〜６０（μｍ）（好ましくは、２０〜４５（μｍ）である。）になるように形成されている。この粒径範囲は、現像装置内の現像剤用のキャリアとしても優れている。キャリアの平均粒径が２０（μｍ）未満であると、キャリア粒子の分布において微粉が多くなり、１粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがある。これに対してキャリアの平均粒径が４５（μｍ）を超えると、現像工程時のキャリアの穂立ちが粗くなって、ベタやハーフトーンの均一性が劣る場合がある（特に、平均粒径が６０（μｍ）を超えると顕著になる。）。また比表面積が低下するため、小粒径トナーではトナーの飛散が生じることがある。
【０１０７】
キャリアとしては、粒径以外に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
【０１０８】
芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、５０〜９０（ｅｍｕ／ｇ）のマンガン−ストロンチウム（Ｍｎ−Ｓｒ）系材料、マンガン−マグネシウム（Ｍｎ−Ｍｇ）系材料等が好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉（１００（ｅｍｕ／ｇ）以上）、マグネタイト（７５〜１２０（ｅｍｕ／ｇ））等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体ドラムへの当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク（Ｃｕ−Ｚｎ）系（３０〜８０（ｅｍｕ／ｇ））等の弱磁化材料が好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１０９】
キャリアの樹脂層の材料としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【０１１０】
樹脂層には、必要に応じて導電粉等を含有させてもよく、その導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの導電粉の平均粒子径としては、１（μｍ）以下が好ましい。平均粒子径が１（μｍ）を超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
【０１１１】
キャリアの樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付をおこなうことにより形成することができる。塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法等が挙げられる。
【０１１２】
キャリアにおける樹脂層の量としては、０．０１〜５．０（質量％）が好ましい。樹脂層の量が、０．０１（質量％）未満であると、芯材の表面に均一な樹脂層を形成することができないことがあり、５．０（質量％）を超えると、樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
【０１１３】
また、現像装置内に予め収容される現像剤（初期剤）も、上述したトナーとキャリアとを混合したものである。現像剤におけるキャリアの含有量（キャリア濃度）としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、９０〜９８（質量％）が好ましく、９３〜９７（質量％）がより好ましい。
【０１１４】
［実施形態２］
上記実施形態１では、現像ローラ５に内包される第１の磁界発生手段として回転可能な磁石ローラ８２を用いた構成について説明したが、磁石ローラを固定配置した構成であってもよい。
【０１１５】
図１７は、本発明の第２の実施形態に係る複写機におけるプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ装備されている現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。また、図１８は現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とが対向している要部の部分拡大図である。なお、上記実施形態１と同じ構成の部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１６】
図１７に示すように、現像ローラ５は回転可能な現像スリーブ８１を備え、複数の固定磁極（Ｐ１１〜Ｐ１５）からなる磁界発生手段としての磁石ローラ８５を内包している。
【０１１７】
磁石ローラ８５は、マグネット粉末としてＳｒフェライトないしＢａフェライトを用い、高分子化合物として６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又はＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料を使用して製造することができる。また、磁石ローラ８５は、着磁により５個の磁極Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を有している。現像スリーブ８１上の現像剤は、Ｐ１４（Ｎ）→Ｐ１５（Ｓ）→Ｐ１１（Ｎ）→Ｐ１２（Ｓ）→Ｐ１３（Ｎ）の順で搬送される。なお、括弧内の記号は磁極の極性を示すが、磁極Ｐ１３と磁極Ｐ１４とが同極性であるため反発磁界が発生し、現像剤は磁極Ｐ１３との対向位置を過ぎた位置で落下する。現像極である磁極Ｐ１１は感光体１に対向し、感光体１の表面の潜像にトナーを供給するとともにキャリアを現像ローラ５に保持してキャリア付着を防止する機能も有する。磁極Ｐ１１を希土類磁石等の高磁性材料にすることでキャリア付着を低減させることは公知であるが、近年の画像形成装置の高速化のため現像ローラを高速駆動したり、高画質化のためにキャリアを小粒径化したため、キャリア付着が増加する傾向がある。また、磁極Ｐ１２はキャリア回収ローラ１３に対向する位置に配置している。
【０１１８】
上記構成において、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とは図１７中でＩ、Ｊ方向、つまり同方向に回転させる。すなわち、現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とが対向する位置において、現像スリーブ８１の表面とキャリア回収スリーブ９０の表面とが互いに逆方向に移動するように、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とを回転させている。このときの現像剤の移動及びキャリアの回収動作について、図１８を参照して説明する。
【０１１９】
図１８において、現像ローラ５上であって磁極Ｐ１１付近で感光体１にトナーを供給した現像剤は、磁極Ｐ１２との対向位置を通過した後、遠心力や重力で一部は落下（矢印Ｋ）しながら、磁極Ｐ１３との対向位置を経た後、全てが落下する（矢印Ｌ）。一方、磁極Ｐ１１付近で感光体１に付着したキャリアは、感光体１の回転によりキャリア回収ローラ１３との対向位置まで達し、高磁束密度の磁極Ｐ２１により吸着・回収される。本実施形態２では、キャリア回収スリーブ９０表面は粗し処理を施したため、磁極Ｐ２１は高磁束密度ではあるが、キャリア回収ローラ１３上のキャリアはスリップすることなく搬送され、磁極Ｐ２４との対向位置を経てケーシング９６の終端で重力により回収搬送路７へ落下する（矢印Ｍ）。しかし、磁極Ｐ２４と磁極Ｐ２１との間の残留磁束密度のため落下しなかったり粗し処理の凹部に入ったりしたキャリアは、キャリア回収スリーブ９０とともに連れまわろうとする。ここで、キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との対向部では、現像スリーブ８１の表面とキャリア回収スリーブ９０の表面とは互いに反対方向に移動している。そのため、キャリア回収ローラ１３上のキャリアは、現像ローラ５の磁極Ｐ１２による穂立ちにより激しく摺擦される。また、キャリア回収ローラ１３の現像ローラ５に対向する側には磁極がないので、キャリア回収ローラ１３上のキャリアは、磁極Ｐ１２により現像ローラ５へ完全に回収されることになる（矢印Ｎ）。
【０１２０】
また、一方で、磁極Ｐ１１との対向位置を通過後、現像ローラ５の遠心力や重力で一部の現像剤の飛散が発生しても、キャリア回収ローラ１３に落下した後、キャリア回収ローラ１３内の磁極Ｐ２１にて回収されるので問題にはならない（矢印Ｏ）。また、磁極Ｐ２４による穂立ちがケーシング９６に常に接触し磁気シールを形成している。そのため、スクレーパーの当接が無くても、矢印Ｋにて落下した現像剤がキャリア回収ローラ１３とケーシング９６との間隙から落下する問題は無い。また、キャリア回収ローラ１３は極低速で間欠回転することから、回収したキャリアが遠心力で飛散する問題もない。
【０１２１】
なお、キャリア回収スリーブ９０に粗し処理をせずに高磁束密度の磁極Ｐ２１に吸着されているキャリアを順次、磁極Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４へスリップなく搬送するためには、磁極Ｐ２２〜Ｐ２３も高磁束密度にすることも考えられる。ただし、高価な高磁束密度磁石を複数使用すると非常にコストが上昇してしまう欠点がある。そこで、磁極Ｐ２２〜Ｐ２３を従来の磁石とし、キャリア回収スリーブ９０に前述の粗し処理・加工を施すのがよい。
【０１２２】
本発明者らは、キャリア回収率と擦れ画像とについて、従来例と本実施形態２の実施例（図１７、１８参照）との比較実験を行った。
図１９は従来例２の装置構成を示す部分拡大図、図２０は従来例３の装置構成を示す部分拡大図、図２１は従来例４の装置構成を示す部分拡大図である。また、表４は実験結果を示す表である。
【表４】
【０１２３】
従来例２（表４及び図１９参照）では、Ｐ２１極の磁束密度が１００（ｍＴ）と低いので、キャリア回収率は９０（％）であった。
また、従来例３（表４及び図２０参照）では、Ｐ２１極の磁束密度を１４０（ｍＴ）と高くしたので、キャリア回収率は９８（％）となったが、キャリア回収スリーブ９０上でスリップが発生し、キャリアの搬送が出来なくなく擦れ画像が発生した。
また、従来例４（表４及び図２１参照）では、Ｐ２１極の磁束密度を１４０（ｍＴ）と高くしたのでキャリア回収率は９５（％）となり、キャリア回収スリーブ９０表面の粗し処理を施したのでキャリアの搬送も可能となったが、粗し処理のためスクレーパーを使用することができなく、キャリアの連れまわりによる擦れ画像が発生した。
これに対し、本実施形態２の第１の実施例（実施例４）では、Ｐ２１極の磁束密度を１４０（ｍＴ）と高くしたのでキャリア回収率は９８（％）となり、キャリア回収スリーブ９０表面の粗し処理を施したのでキャリアの搬送も可能となり、キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との回転方向を同じにしたので、Ｐ２４の穂立ちをケーシング９６に常に接触し磁気シールを形成することができ、キャリアの連れまわりによる擦れ画像を防止可能となる。
また、本実施形態２の第２の実施例（実施例５）では、Ｐ２１極の磁束密度を２００（ｍＴ）と更に高くしたのでキャリア回収率は極めて１００（％）に近くすることができる。他の効果については実施例４と同等である。
【０１２４】
なお、本実施形態２に係るキャリア回収ローラ１３においても、上記実施形態１と同様に、キャリア回収スリーブ９０に粗し処理を施した場合、キャリア回収ローラ１３にトナーが大量に付着すると、付着したトナーで粗し処理の凹凸が埋まり、キャリアの搬送不良を引き起こすトナー付着のおそれがある。そこで、本実施形態２においても、上記実施形態１と同様にスクレーパを使用しない構成であるため、以下の方法でキャリア回収ローラ１３のトナー付着を防止している。
【０１２５】
図２２は、本実施形態２においてキャリア回収ローラ１３からのトナー除去を説明するための概略構成図である。
図２２において、感光体１は図示しない帯電装置で−６００（Ｖ）程度に帯電され（地肌部）、図示しない光書込ユニット（露光装置）で−１００（Ｖ）程度に除電される（画像部）。また、本実施形態２のプロセスは、トナーが負極性に帯電され、キャリアが正極性に帯電された現像剤を使用するネガポジプロセスであり、現像バイアスとしては−５００（Ｖ）程度を現像スリーブ８１に印加している。そして、本実施形態２では、このようなネガポジプロセスにおいて、キャリア回収スリーブ９０の電位を−７００（Ｖ）程度とすることで、感光体１の表面電位および現像スリーブ８１の現像バイアスよりも低く設定している。
【０１２６】
図２２において、大粒子が正極性キャリア、小粒子が負極性トナーである。感光体１から見たキャリア回収スリーブ９０の電位差は最小でも−１００（Ｖ）である。これにより、正極性キャリアはキャリア回収スリーブ９０へ向かう静電力が働くが、負極性トナーには反対に感光体１へ向かう静電力が働くので、トナーをキャリア回収スリーブ９０へ引き寄せることが無い。ただし、浮遊しているトナーは積極的では無いにしろ、キャリア回収スリーブ９０へ付着する場合がある。ところが、キャリア回収スリーブ９０から見た現像スリーブ８１の電位差は＋２００（Ｖ）である。キャリア回収スリーブ９０へ付着したトナーは、そのキャリア回収スリーブ９０の回転により現像ローラ５の磁極Ｐ１２との対向部へ搬送され、磁気穂で摺擦されると同時に＋２００（Ｖ）の電位差で現像スリーブ８１へ吸着され現像剤に取り込まれる。これにより、キャリア回収ローラ１３の表面におけるトナー汚れを防止している。
【０１２７】
なお、上記実施形態２では負極性トナーを使用したネガポジプロセスであるが、正極性トナーを使用したポジポジプロセスにおいても電位極性を適正に選択することで同様の効果が得られる。
【０１２８】
［変形例１］
なお、上記実施形態２では感光体１が図１７、１８において反時計回りに回転する構成について説明したが、同図の時計回りに回転する感光体であっても適用できる。
図２３は、図中の時計回りに回転する感光体１と現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とを示す拡大概略構成図である。本変形例１では、現像ローラ５の現像スリーブ８１を反時計回りに回転させ、同方向にキャリア回収スリーブ９０が回転するキャリア回収ローラ１３を、現像ローラ５の上部であって、現像領域に対して感光体１の回転方向下流側に配設する。このような構成においても、前述の実施形態１及び２と同じ効果が得られる。
【０１２９】
以上、本実施形態によれば、キャリア回収ローラ１３のキャリア回収スリーブ９０に内包される第２の磁界発生手段としてのキャリア回収磁石ローラ９１は、現像ローラ５の現像スリーブ８１と対向する部分に磁極がないことにより、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、感光体１から回収されてキャリア回収スリーブ９０の表面に担持されているキャリアをキャリア回収スリーブ９０の内側に向けて引き付ける磁力を弱めることができる。従って、上記対向位置においてキャリア回収スリーブ９０の表面からキャリアが離れて現像スリーブ８１側に移動しやすくなる。しかも、上記対向位置において、現像スリーブ８１の表面移動方向とキャリア回収スリーブ９０の表面移動移動方向とが互いに逆方向であるため、キャリア回収スリーブ９０の表面から離れて現像スリーブ８１側に移動したキャリアを、現像スリーブ８１の表面移動によって感光体１側へ向かう方向とは逆方向に移動させることができる。このように現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、キャリア回収スリーブ９０の表面からキャリアが離れて現像スリーブ８１側に移動しやすくなるとともに、そのキャリア回収スリーブ９０の表面から離れたキャリアを感光体１側へ向かう方向とは逆方向に移動させることにより、感光体１から回収されてキャリア回収スリーブ９０の表面に担持されたキャリアが、感光体１に向かって移動するのを抑制することができる。よって、感光体１から回収したキャリアが感光体１上のトナー像に接触することによる擦れ画像の発生を防止することができる。
また、本実施形態によれば、現像剤担持体としての現像ローラ５に内包する第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２は、キャリア回収スリーブ９０と対向する部分に磁極Ｐ１２を有することにより、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、磁極Ｐ１２の磁力により、キャリア回収ローラ１３上のキャリアを現像ローラ５側へ回収することができる。従って、感光体１から回収されてキャリア回収スリーブ９０の表面に担持されたキャリアが、感光体１に向かって移動するのをより確実に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２は、キャリア支持手段としてのキャリア回収スリーブ９０と対向する位置を複数の磁極としての磁石８３が順次通過するように回転可能に設けられていることにより、現像スリーブ８１の表面に担持される現像剤と磁石ローラ８２側の磁石８３との対向回数が増加する。この対向回数の増加により、現像剤が磁極と対向したときに穂立ちが形成され磁極から離れた際に穂立ちが崩されるという現象を繰り返す回数が増加し、これによるトナーとキャリアとの摩擦接触機会の増加により、トナーの帯電特性を向上させることができる。
ここで、磁石ローラ８２が、キャリア回収スリーブ９０と対向する位置を複数の磁極としての磁石８３が順次通過するように回転可能に設けられている従来の構成では、磁界現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、複数の磁極としての磁石８３によって周期的に変化する磁場と、キャリア回収ローラ１３内のキャリア回収磁石ローラ９１の磁極による磁場とが干渉するおそれがある。この磁場の干渉は、磁石ローラ間の吸引と反発を繰り返して振動を発生させ、その振動が感光体１や光書込ユニット（露光装置）に伝播しバンディング画像となったり騒音が発生したり現像装置の寿命が低下したりする。また、上記磁場の干渉により現像剤の溢れが発生することもある。
これに対し、本実施形態によれば、キャリア回収ローラ１３内のキャリア回収磁石ローラ９１は現像スリーブ８１と対向する部分に磁極がないため、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、上記磁場の干渉が発生しない。従って、上記磁場の干渉による振動の発生を防止することができ、その振動に起因したバンディング画像、騒音及び現像装置の寿命低下を防止することができるとともに、上記磁場の干渉により現像剤の溢れの発生も防止することができる。
また、本実施形態によれば、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、現像ローラ５内の磁石ローラ８２により現像スリーブ８１の表面に二成分現像剤を穂立ちさせた磁気穂を発生させ、その磁気穂をキャリア回収スリーブ９０の表面に当接させている。この現像スリーブ８１上の磁気穂でキャリア回収スリーブ９０の表面を摺擦することができるため、キャリア回収ローラ１３上のキャリアを現像ローラ５側へ回収することができる。従って、感光体１から回収されてキャリア回収スリーブ９０の表面に担持されたキャリアが、感光体１に向かって移動するのをより確実に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、キャリア回収スリーブ９０の表面は粗し処理が施されているため、感光体１と対向する位置で感光体１から回収したキャリア回収スリーブ９０上のキャリアをスリップさせることなく搬送することができるので、キャリア回収スリーブ９０のキャリア搬送性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、キャリア回収スリーブ９０の表面にキャリア除去手段としてのスクレータを当接させていないため、キャリア回収スリーブの表面の劣化等による現像装置の寿命の低下を防止するこができる。
また、本実施形態によれば、キャリア回収ローラ１３内のキャリア回収磁石ローラ９１は感光体１に対向する部分に磁極Ｐ２１を有し、その磁極Ｐ２１による感光体表面での磁束密度を１４０［ｍＴ］以上としたことにより、感光体１からのキャリアの回収率として９８％以上を達成できる。
また、本実施形態によれば、キャリア回収磁石ローラ９１の感光体１に対向する部分に有する磁極Ｐ２１による感光体表面での磁束密度を２００［ｍＴ］以上とすることにより、感光体１からのキャリアの回収率として１００％を達成できる。
また、本実施形態によれば、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する位置において、キャリア回収スリーブ９０に付着したトナーを現像スリーブ８１に移行させる極性に設定されている。これにより、キャリア回収スリーブ９０へのトナー付着を防止することができる。特に、キャリア回収スリーブ９０の表面に粗し処理が施されている場合には、その表面の凹凸がトナーで埋まってキャリアの搬送不良が発生するのを防止することができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 感光体
４ 現像装置
５ 現像ローラ
１３ キャリア回収ローラ
８１ 現像スリーブ
８２ 磁石ローラ
８５ 磁石ローラ
９０ キャリア回収スリーブ
９１ キャリア回収磁石ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３１】
【特許文献１】特開昭６２−８３７６７号公報
【特許文献２】特開平１１−３１１９０３号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の現像装置として、感光体に付着した磁性キャリアを磁気力または静電気力で回収するキャリア回収ローラを備えたものが知られている。
例えば、特許文献１には、現像スリーブに近接する位置にキャリア回収ローラを設け、そのキャリア回収ローラの内部に回転自在な磁気ローラを収納し、そのキャリア回収ローラ内の磁気ローラを現像スリーブ側の磁気ローラの磁力にて同期回転させる現像装置が開示されている。また、この現像装置では、キャリア回収ローラの外周面に捕獲したキャリアを磁気ローラの同期回転により搬送している。また、キャリア回収ローラの外周面にはスクレーパの先端を圧接させることにより、キャリア回収ローラの外周面で搬送されているキャリアが掻き取られる。
また、特許文献２には、表面の回転方向に直交する方向に沿うように溝部を形成したキャリア回収ローラを備えた現像装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、画像形成装置の高速化のため現像ローラを高速駆動したり高画質化のためにキャリアを小粒径化したりしているため、感光体へのキャリアの付着が増加するという問題が生じている。この問題に対処するため、キャリア回収ローラで感光体に付着したキャリアを回収するために静電気力や磁気力を高めることが考えられる。
しかしながら、従来のキャリア回収ローラでキャリアを回収するための静電気力を増加させると、感光体上のトナー像を乱すという問題が生じる。
また、上記引用文献１の現像装置のようにキャリア回収ローラの内部に回転自在な磁気ローラを収納した構成において、キャリア回収ローラ内のキャリア回収磁極の磁気力を増加させると、キャリア回収ローラで回収したキャリアを搬送できず、回収したキャリアによって感光体上のトナー像を擦って擦れ画像が発生するという問題がある。これは、キャリア回収ローラの表面が平滑でかつキャリア回収磁極の磁気力が高いとキャリアがスリップして溜まっていくために発生する現象である。
また、上記引用文献２の現像装置では、キャリア回収ローラの表面に溝が形成されているため、キャリア回収ローラの表面のキャリアを掻き取るスクレーパを使用することができない。そのためキャリア回収ローラ上のキャリアを完全に剥離することは困難であり、上記擦れ画像が発生するおそれがある。
【０００４】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、像担持体から回収したキャリアが像担持体上のトナー像に接触することによる擦れ画像の発生を防止することができる現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体に供給するトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、前記二成分現像剤を表面上に担持して回転可能な現像剤支持手段と、前記現像剤支持手段に内包され複数の磁極を有する第１の磁界発生手段とを備える現像装置であって、前記像担持体の表面移動方向における下流側から前記現像剤担持体に近接する位置に、前記像担持体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段を備え、前記キャリア回収手段は、前記キャリアを表面上に担持して回転可能なキャリア支持手段と、前記キャリア支持手段に内包されるように固定配置され複数の磁極を有する第２の磁界発生手段とを備え、前記第２の磁界発生手段は、前記現像剤支持手段と対向する部分に磁極がなく、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記現像剤支持手段の表面移動方向と前記キャリア支持手段の表面移動移動方向とが互いに逆方向であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、前記第１の磁界発生手段は、前記キャリア支持手段と対向する部分に磁極を有することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、前記第１の磁界発生手段は、前記キャリア支持手段と対向する位置を複数の磁極が順次通過するように回転可能に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記第１の磁界発生手段により前記現像剤支持手段の表面に前記二成分現像剤を穂立ちさせた磁気穂を発生させ、その磁気穂を前記キャリ支持手段の表面に当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの現像装置において、前記キャリア支持手段の表面は粗し処理が施されていることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像装置において、前記キャリア支持手段の表面にキャリア除去手段を当接させないことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの現像装置において、前記第２の磁界発生手段は、前記像担持体に対向する部分に磁極を有し、その磁極による前記像担持体表面での磁束密度を１４０［ｍＴ］以上としたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の現像装置において、前記第２の磁界発生手段の前記像担持体に対向する部分に有する前記磁極による前記像担持体表面での磁束密度を２００［ｍＴ］以上としたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記キャリア支持手段に付着したトナーを前記現像剤支持手段に移行させる極性に設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、前記現像装置として、請求項１乃至９のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、前記キャリア支持手段と前記像担持体との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、前記像担持体に付着したトナー及びキャリアのうちキャリアのみを引き付ける極性に設定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０又は１１の画像形成装置において、少なくとも前記現像装置と前記像担持体が収容されたプロセスカートリッジとを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至９のいずれかの現像装置と像担持体とを備えたプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、キャリア回収手段のキャリア支持手段に内包される第２の磁界発生手段は、現像剤担持体の現像剤支持手段と対向する部分に磁極がないことにより、現像剤支持手段とキャリア支持手段とが対向する対向位置において、像担持体から回収されてキャリア支持手段の表面に担持されているキャリアをキャリア支持手段の内側に向けて引き付ける磁力を弱めることができる。従って、上記対向位置においてキャリア支持手段の表面からキャリアが離れて現像剤支持手段側に移動しやすくなる。しかも、上記対向位置において、現像剤支持手段の表面移動方向とキャリア支持手段の表面移動移動方向とが互いに逆方向であるため、キャリア支持手段の表面から離れて現像剤支持手段側に移動したキャリアを、現像剤支持手段の表面移動によって像担持体側へ向かう方向とは逆方向に移動させることができる。このように現像剤支持手段とキャリア支持手段とが対向する対向位置において、キャリア支持手段の表面からキャリアが離れて現像剤支持手段側に移動しやすくなるとともに、そのキャリア支持手段の表面から離れたキャリアを像担持体側へ向かう方向とは逆方向に移動させることにより、像担持体から回収されてキャリア支持手段の表面に担持されたキャリアが、像担持体に向かって移動するのを抑制することができる。よって、像担持体から回収したキャリアが像担持体上のトナー像に接触することによる擦れ画像の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る現像装置及び感光体を示す拡大構成図。
【図３】現像剤搬送路内の現像剤の流れを示す現像装置の部分透視斜視図。
【図４】現像装置のトナーを補給する位置を説明する外観斜視図。
【図５】現像ローラとキャリア回収ローラとが対向している要部の部分拡大図。
【図６】ブロック磁石を希土類ボンド磁石とした実施例１におけるキャリア回収スリーブ上での磁束密度波形を示す説明図。
【図７】ブロック磁石を希土類焼結磁石とした実施例２におけるキャリア回収スリーブ９０上での磁束密度波形を示す説明図
【図８】現像剤のストレス低減の実験結果を示すグラフ。
【図９】キャリア回収ローラの駆動部の一構成例を示す概略構成図。
【図１０】ブロック磁石の磁束密度を選定するための実験結果を示すグラフ。
【図１１】従来例１の装置構成を示す部分拡大図。
【図１２】実施例１の装置構成を示す部分拡大図。
【図１３】比較例１の装置構成を示す部分拡大図。
【図１４】従来例１の装置構成での振動の状態を示すグラフ。
【図１５】実施例１の装置構成での振動の状態を示すグラフ。
【図１６】キャリア回収ローラからのトナー除去を説明するための概略構成図。
【図１７】本発明の他の実施形態に係る現像装置及び感光体を示す拡大構成図。
【図１８】現像ローラとキャリア回収ローラとが対向している要部の部分拡大図。
【図１９】従来例２の装置構成を示す部分拡大図。
【図２０】従来例３の装置構成を示す部分拡大図。
【図２１】従来例４の装置構成を示す部分拡大図。
【図２２】キャリア回収ローラからのトナー除去を説明するための概略構成図。
【図２３】変形例に係る時計回りに回転する感光体と、現像ローラと、キャリア回収ローラとを示す拡大概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施形態１］
以下、本発明を電子写真方式のフルカラー画像形成装置（以下、「複写機５００」という。）に適用した実施形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複写機５００の概略構成図である。図１において、複写機５００は、画像形成手段としてのプリンタ部１００、記録媒体としての転写紙をプリンタ部１００に供給する記録媒体供給手段としての給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されている画像読取手段としてのスキャナ３００などを備えている。また、スキャナ３００の上には原稿自動給送装置４００が固定されている。
【００１０】
プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プリンタ部１００は、プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他に、潜像書込手段としての光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００１１】
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体１の表面にレーザ光を照射する。
【００１２】
プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体１、感光体１の表面を帯電する帯電手段としての帯電装置、感光体１に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置４、感光体１の表面をクリーニングする像担持体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置、感光体１の表面を除電する除電手段としての除電器などを有している。なお、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは互いに同様な構成を有しているので、以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８Ｙについて説明する。
【００１３】
帯電装置によって、感光体１Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット（露光装置）２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部（露光部）の感光体１Ｙの表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は、現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写体としての中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。また、Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電装置によって一様帯電されて初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，Ｃ，Ｋについても同様である。
【００１４】
次に、中間転写ユニット１７について説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写体としての中間転写ベルト１１０、中間転写ベルト１１０の表面をクリーニングする中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置６０などを有している。また、中間転写ユニット１７は、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。
【００１５】
中間転写ベルト１１０は、所定の張力を有するように張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転により、中間転写ベルト１１０は図中時計回りに無端移動する。
【００１６】
一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋはそれぞれ、中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体１と一次転写バイアスローラ６２との間に一次転写電界が形成される。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
【００１７】
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録媒体としての転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置６０によってクリーニングされる。
【００１８】
次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動する。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方の張架ローラ２３すなわち転写紙搬送方向の上流側に配設された上流側の張架ローラ２３は、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、上記一方の（上流側の）張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側から上記一方の（上流側の）張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、上記二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写される。なお、上記一方の（上流側の）張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００１９】
複写機５００本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙が給紙路４８に向けて送り出される。
【００２０】
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６，４８は、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４８内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【００２１】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架して無端移動させるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、この熱源の発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着される。
【００２２】
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかの何れかの搬送形態が選択される。
【００２３】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。一方、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射され、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００２４】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各装置や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット（露光装置）２１が駆動制御され、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００２５】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。
【００２６】
複写機５００は、２色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架し、その上部張架面に全ての感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体１だけでなく、現像装置４も駆動を停止させて、感光体１や現像装置４の各部材及び現像装置４内のトナーと磁性キャリア（以下「キャリア」という。）とを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）の不要な消耗を防止する。
【００２７】
複写機５００は、複写機５００内の各機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御手段としての制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、例えば３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る複写機におけるプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ装備されている現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外はほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」等の符号に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
【００２９】
図２に示すように、感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体１の表面は、不図示の光書込ユニット（露光装置）から照射されたレーザ光により静電潜像を形成され、その静電潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像が形成される。
【００３０】
現像装置４は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し、図中矢印Ｉ方向に現像剤を搬送しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を備えている。現像ローラ５は、回転可能な現像剤支持手段としての現像スリーブ８１を備え、複数の磁極からなり図中矢印Ａ方向に回転可能な第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２を内包している。
【００３１】
また、現像ローラ５の下側であって、感光体１の表面移動方向における下流側で現像ローラ５および感光体１に近接した位置には、キャリア回収手段としてのキャリア回収ローラ１３を備えている。キャリア回収ローラ１３も、現像ローラ５と同様に、回転可能なキャリア支持手段としてのキャリア回収スリーブ９０を備え、複数の固定磁極からなる第２の磁界発生手段（キャリア回収磁界発生手段）としてのキャリア回収磁石ローラ９１を内包している。感光体１に付着したキャリアはキャリア回収ローラ１３にて回収され、キャリア回収磁石ローラ９１の磁気力とキャリア回収スリーブ９０の回転とにより現像装置４内へ戻される。現像ローラ５およびキャリア回収ローラ１３は、本発明の特徴部であり詳細は後述する。
【００３２】
また、現像装置４は、現像ローラ５に現像剤を供給しながら現像ローラ５の軸線方向に沿って図２に示す紙面の奥側（以下、便宜上、「図中奥側」あるいは「図２中奥側」と称する場合もある）に向けて現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュー８を有している。現像ローラ５の供給スクリュー８との対向部から現像剤搬送方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制手段としてのドクタブレード１２を備えている。また、現像ローラ５の感光体１との対向部である現像領域よりも現像剤搬送方向下流側では、現像領域を通過して現像ローラ５の表面から離脱した現像済みの現像剤を回収する回収搬送路７が、現像ローラ５と対向する。回収搬送路７は、回収した回収現像剤を現像ローラ５の軸線方向に沿って供給スクリュー８と同方向に搬送する回収搬送部材として、軸線方向に平行に配置された螺旋状の回収スクリュー６を備えている。供給スクリュー８を備えた供給搬送路９は現像ローラ５の上方向に並設され、回収スクリュー６を備えた回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。
【００３３】
また、現像装置４は、供給搬送路９と回収搬送路７とに並列して攪拌搬送路１０が設けられている。攪拌搬送路１０は、奥側では回収搬送路７手前側では供給搬送路９と略同じ高さになるよう傾斜が設けてある。また、攪拌搬送路１０は、現像ローラ５の軸線方向に沿って現像剤を攪拌しながら供給スクリュー８とは逆方向すなわち図２に示す紙面の手前側（以下、便宜上、「図中手前側」と称する場合もある）の方向に向けて搬送する攪拌搬送部材として、軸線方向に傾斜状に配置された、螺旋状の攪拌スクリュー１１を備えている。供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り壁としての第一仕切り壁１３３によって仕切られている。第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは、図中手前側が開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。また、供給搬送路９と回収搬送路７との間は第二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４の供給搬送路９と回収搬送路７とは、図中奥側が開口部となっており、供給搬送路９と回収搬送路７とが連通している。また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの現像剤搬送路は、仕切り部材としての第三仕切り壁１３５によって仕切られている。第三仕切り壁１３５は、図中奥側が開口部となっており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。
【００３４】
現像剤搬送部材である供給スクリュー８、回収スクリュー６及び攪拌スクリュー１１は、樹脂もしくは金属のスクリューからなっており、各スクリュー径は供給スクリュー８及び回収スクリュー６がφ２６（ｍｍ）、攪拌スクリュー１１がφ３０（ｍｍ）である。また、供給スクリュー８はスクリューピッチが５４（ｍｍ）の２条巻きであり、回収スクリュー６はスクリューピッチが３６（ｍｍ）の２条巻きであり、攪拌スクリュー１１はスクリューピッチが５４（ｍｍ）の２条巻きである。各スクリューの回転数は全て約６００（ｒｐｍ）に設定されている。
【００３５】
現像ローラ５上に担持された現像剤は、ステンレスからなるドクタブレード１２によって薄層化されたうえで感光体１との対向部である現像領域まで搬送され、感光体１の潜像の現像が行われる。現像ローラ５の直径はφ４０（ｍｍ）、ドクタブレード１２と感光体１とのギャップは０．３（ｍｍ）程度となっている。
【００３６】
現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収が行われ、図２中奥側に搬送され、非画像領域部に設けられた第三仕切り壁１３５の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、供給搬送路９における現像剤搬送方向下流側の第二仕切り壁１３４の開口部の付近で供給搬送路９の上側には、図４に示すように後述するトナー補給口９５から供給搬送路９にトナーが供給される。
【００３７】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図３は、現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置４の部分透視斜視図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。図３において、攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像剤が移動しながら現像ローラ５に接触して供給される。そして、現像ローラ５に供給されずに供給搬送路９の搬送方向下流端まで移動した余剰現像剤は、第二仕切り壁１３４の余剰開口部より回収搬送路７に供給される（図３中矢印Ｅ）。
【００３８】
一方、現像ローラ５に供給された現像剤は、現像領域で現像に用いられた後、現像ローラ５から分離・離脱して回収搬送路７に受け渡される。現像ローラ５から回収搬送路７に受け渡され、回収スクリュー６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は、第三仕切り壁１３５の回収開口部より攪拌搬送路１０に供給される（図３中矢印Ｆ）。
【００３９】
そして、攪拌搬送路１０では、供給搬送路９から供給された余剰現像剤と回収搬送路７に回収された回収現像剤と後述するトナー補給口９５（図４参照）から補給されたトナー（図３中矢印ｔ）とが攪拌される。これら攪拌された現像剤は、攪拌スクリュー１１の搬送方向下流側で、かつ、供給スクリュー８の搬送方向上流側に搬送され、第一仕切り壁１３３の供給開口部より供給搬送路９に供給される（図３中矢印Ｄ）。
【００４０】
なお、攪拌搬送路１０の下方には、透磁率センサからなるトナー濃度センサ（不図示）が設けられ、そのトナー濃度センサの出力に基づいて不図示のトナー補給制御装置を作動させ、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
【００４１】
図３に示す現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。このため、供給搬送路９の搬送方向下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを抑制することができる。また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。これにより、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路９に供給されるため、供給搬送路９に供給される現像剤が攪拌不足となることを抑制することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを抑制し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを抑制することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【００４２】
図４は、現像装置４のトナーを補給する位置を説明する外観斜視図である。
図４に示すように、トナーを補給するトナー補給口９５は、供給スクリュー８を備える供給搬送路９の搬送方向下流端部の上方に設けられている。このトナー補給口９５は第二仕切り壁１３４の余剰開口部（図３中矢印Ｅ）の上部に位置することにより、トナーは余剰現像剤および回収現像剤と混ざりやすく、この位置で補給を行うことによってより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
【００４３】
次に、上記構成の複写機の現像装置における現像ローラ５及びキャリア回収ローラ１３並びにその周辺の構成について説明する。
図５は、現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とが対向している要部の部分拡大図である。図５において、現像ローラ５は、現像剤を担持する円筒状の現像剤支持手段としての現像スリーブ８１と、現像スリーブ８１に内包され磁気力により現像剤を吸着する第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２とを有する。
【００４４】
現像スリーブ８１は、アルミ、オーステナイト系ステンレス、マグネシウム等の非磁性かつ導電材料で構成されている。現像スリーブ８１の表面は平滑でも構わないが、高速機では現像剤のスリップを抑制するために、下記（Ａ）乃至（Ｃ）のいずれかの粗し処理・加工を施してもよい。
（Ａ）Ｖ溝またはＵ溝等の溝押し出し加工・各種凹形状の機械加工またはレーザ加工またはエッジング加工
（Ｂ）ブラスト処理
（Ｃ）金属またはセラミック等の溶射処理
【００４５】
磁石ローラ８２は、現像剤の搬送方向（現像スリーブ表面の移動方向）Ｉとは反対の矢印Ａ方向に回転可能に設けられている。また、磁石ローラ８２は、偶数個（図５の構成例では１６個）の磁石８３が周方向に等間隔で配置されている。各磁石８３の極性は、隣り合う磁石間で引き合うように互いに反対向きとなっている。
【００４６】
また、本実施形態では、磁石ローラ８２と現像スリーブ８１との間の駆動関係として、同方向および相対方向の何れかの回転方向が選択できるように構成されている。その回転関係は、現像スリーブ８１の表面に担持される現像剤と磁石ローラ８２側の磁石８３との対向回数が多くなることを条件として設定されるようになっている。
【００４７】
上述した駆動関係の設定により得られる、磁石ローラ８２の磁石に対する現像剤の対向回数の増加によって、現像剤が磁極と対向したときに穂立ちが形成され、磁極から離れた際に穂立ちが崩されるという現象を繰り返す回数が増加し、これによるトナーとキャリアとの摩擦接触機会の増加により、トナーの帯電特性を向上させることができる。この場合の対向回数の増加は、上述したように、磁石ローラ８２と現像スリーブ８１との回転方向の設定や速度差の設定などによって得られる。つまり、両者が同じ方向に回転する場合には、両者間に速度差を設定することで磁石８３に対する現像剤の対向回数を増加させることができ、また、速度差を設定しないで相反する方向とした場合も同様に磁石８３に対する現像剤の対向回数を増加させることができる。
【００４８】
上述した磁石８３に関しては、従来の廉価なフェライト磁石が使用可能であるが、小型化や高速化のためにはより強力なサマリウムコバルト磁石やネオジム磁石等の希土類磁石の使用も可能である。磁石８３は磁石ホルダ８４に接着により支持され、その外周を図示しない熱収縮チューブ等で保護してもよい。
【００４９】
磁石ホルダ８４は磁性材料とすると磁石８３の磁気力を若干向上可能である。但し、コスト高であり一般に鉄を主成分とする磁性材料は高比重のため高速回転時は慣性モーメントが増大し駆動部の耐久性に問題が生じる場合がある。そのため、磁石８３の磁気力は若干低くなるが、非磁性かつ軽比重のアルミニウムやマグネシウムを材料としてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、図５に示すように、磁石ローラ８２の回転中心Ｐ’は現像スリーブ８１の回転中心Ｐより距離（Ｔ）だけ離れた位置に偏心させて位置決めされている。偏心の方向は、現像ローラ５の表面に担持された現像剤が感光体１に移行する付近に設定され、上記符号Ｔで示した距離に相当する偏心量は、現像領域においてキャリアが感光体１に移行するのを磁極からの磁力によって抑制することができる量とされている。これにより、感光体１に移行する現像剤は、感光体との接触に際して穂立ちを確保された状態で接触できると共に、接近した磁極からの磁力によりキャリアの移行が阻止されてトナーのみを感光体の潜像に供給するように移動することになる。一方、偏心方向と反対側では磁気力を低く抑えることができる。このため、現像スリーブ８１表面に担持されている現像剤の剥離を容易にすることができる。このような偏心構造を設けるだけで、現像剤の剥離が外部からの機械的な外力を用いることなく容易に行えることになる。
【００５１】
次に、図５に基づいて、本実施形態の現像装置４における現像剤の移送について説明する。
供給スクリュー８により樋９’に供給された現像剤は、磁石ローラ８２の磁気力により現像スリーブ８１上に吸着され、現像スリーブ８１の回転により搬送され、ドクタブレード１２を通過する際に現像剤量を一定に規制される。ドクタブレード１２を通過した現像剤は磁力線に沿って配列される。つまり、磁石８３上では、符号Ｂ１で示すように磁気穂が発生し、磁石８３間では、符号Ｂ２で示すように磁気穂は転倒する。
【００５２】
磁石ローラ８２の回転方向を、現像スリーブ８１の回転方向（図中の矢印Ｉの方向）に対して相反する方向（図中の矢印Ａの方向）にした場合、磁石ローラ８２が回転する間、磁気穂は、所謂フリップフラップ状に自転し、磁石ローラ８２の回転方向である矢印Ａで示す方向と反対の矢印Ｆ方向に進行する。この際、現像スリーブ８１は補助的に矢印Ｉ方向に比較的低速で回転させてもよい。
【００５３】
ドクタブレード１２を通過した現像剤は引き続き自転進行するに従い、磁石ローラ８２の偏心により次第に現像スリーブ８１への吸着力を増大し、キャリアが感光体１に移行するのを抑制する。磁石ローラ８２が高回転なほど感光体１の対向部において現像剤は活発に撹拌されるため、感光体１の潜像に応じて効率良くトナーを転移できるが、前記磁気穂の自転による遠心力は回転数の２乗に比例して増大するため、感光体１へのキャリア付着も増大する。このキャリア付着の除去方法については後述する。
【００５４】
現像剤は引き続き自転進行するに従い磁石ローラ８２の偏心により次第に現像スリーブ８１への吸着力を減少させ、供給搬送路７にて自重により現像スリーブ８１より離脱する（図５中矢印Ｋ、Ｌの方向）。
【００５５】
キャリア回収ローラ１３は、回転可能なキャリア支持手段としてのキャリア回収スリーブ９０を備え、複数の固定磁極からなる第２の磁界発生手段（キャリア回収磁界発生手段）としてのキャリア回収磁石ローラ９１を内包している。キャリア回収磁石ローラ９１は、例えば、アルミニウム、オーステナイト系ステンレス、マグネシウム、各種樹脂材料等の非磁性材料からなるシャフト９２に、複合磁石９３、ブロック磁石９４を貼り付けて構成することができる。
【００５６】
複合磁石９３は、マグネット粉末としてＳｒフェライトないしＢａフェライトを用い、高分子化合物として６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又はＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料を使用して製造することができる。これらの材料を使用し、軸方向に直交する断面における形状が半月状になるように成型し、着磁により３個の磁極Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４を形成することにより、複合磁石９３を得ることができる。複合磁石９３の切り欠き部は、現像ローラ５側に配置され、現像ローラ５に対向する側には磁極を有しないようにしてある。
【００５７】
ブロック磁石９４は、感光体１に付着したキャリアを回収するために、複合磁石９３よりも小さい体積で高磁力が必要であり、Ｂｒ（残留磁束密度）＞０．５Ｔ（テスラ）の材料を用いることが望ましく、多くはＮｄ系（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等）またはＳｍ系（Ｓｍ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ等）の希土類焼結磁石もしくはこれらのマグネット粉を高分子化合物と混合した希土類ボンド磁石を用いることができる。また、希土類系マグネット粉には等方性、異方性のマグネット粉があり、異方性マグネット粉の方が高磁力を得られるが、所望の磁気特性に応じてどちらのタイプを用いてもかまわない。そして、上記の材料について、燒結、押出し成型・射出成型、あるいは、磁性粉とバインダーの型内圧縮成型等を行い、磁極Ｐ２１を着磁させることにより、ブロック磁石９４を得ることができる。ブロック磁石９４の長手方向（軸方向）に直交する断面における形状は、例えば図５に示すように正方形である。そして、ブロック磁石９４の断面における寸法は、キャリア回収ローラ１３の周方向の寸法である幅が例えば３（ｍｍ）であり、キャリア回収ローラ１３の径方向における寸法である厚さが例えば３（ｍｍ）である。また、ブロック磁石９４の長手方向の長さは例えば３４６（ｍｍ）であり、磁石ローラ８２より約１０（ｍｍ）長くして端部まで確実にキャリア回収を可能にしている。
【００５８】
図６は、ブロック磁石９４を希土類ボンド磁石とした実施例１におけるキャリア回収スリーブ上での磁束密度波形を示す説明図である。ブロック磁石９４の磁極Ｐ２１に対向するキャリア回収スリーブ上で１５０（ｍＴ）という高磁束密度が得られた。そして、このブロック磁石９４の磁極Ｐ２１による磁束密度は０．５（ｍｍ）離れた感光体１上で１４０（ｍＴ）となった。また、他の磁極である搬送極Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４によってキャリア回収スリーブ上に形成される磁束密度は、磁極Ｐ２２に対して１００（ｍＴ）、磁極Ｐ２３に対して７０（ｍＴ）、磁極Ｐ２４に対して４０（ｍＴ）とした。
【００５９】
図７は、ブロック磁石９４を希土類焼結磁石とした実施例２におけるキャリア回収スリーブ９０上での磁束密度波形を示す説明図である。この実施例では、ブロック磁石９４の磁極Ｐ２１に対向するキャリア回収スリーブ上で２３０（ｍＴ）と更に高磁束密度が得られた。そして、このブロック磁石９４の磁極Ｐ２１による磁束密度は０．５（ｍｍ）離れた感光体１上で２００（ｍＴ）となった。また、他の磁極である搬送極Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４によってキャリア回収スリーブ上に形成される磁束密度は、磁極Ｐ２２に対して１１０（ｍＴ）、磁極Ｐ２３に対してが７０（ｍＴ）、磁極Ｐ２４に対して４０（ｍＴ）とした。
【００６０】
キャリア回収スリーブ９０は、アルミニウム、オーステナイト系ステンレス、マグネシウム等の非磁性かつ導電材料で構成されている。また、前述したように高磁束密度の磁極Ｐ２１に吸着されているキャリアを比較的低磁束密度の磁極Ｐ２２へスリップなく搬送するためには、キャリア回収スリーブ９０の表面に、下記（Ａ）乃至（Ｃ）のいずれかの粗し処理・加工を施す必要がある。
（Ａ）Ｖ溝またはＵ溝等の溝押し出し加工・各種凹形状の機械加工またはレーザ加工またはエッジング加工
（Ｂ）ブラスト処理
（Ｃ）金属またはセラミック等の溶射処理
【００６１】
上記（Ａ）の加工については、溝又は凹部の深さは０．０５（ｍｍ）〜０．５（ｍｍ）程度であり、その形状や個数等については例えば公知技術と同様に設定することが可能である。上記（Ｂ）の加工については、その粗さはＲｚ７（μｍ）〜Ｒｚ５０（μｍ）の範囲が好ましい。この粗さの範囲は、上記（Ｂ）で製作可能な範囲であり、かつキャリアのスリップを防止できる範囲である。上記（Ｃ）の加工については、その粗さはＲｚ４０（μｍ）〜Ｒｚ９０（μｍ）の範囲が好ましい。この粗さの範囲は、上記（Ｃ）で製作可能な範囲であり、かつキャリアのスリップを防止できる範囲である。
【００６２】
また、キャリア回収ローラ１３と感光体１との間隙は例えば０．５（ｍｍ）と狭く設定することで、感光体１上の磁束密度はキャリア回収スリーブ９０上での磁束密度より１０〜３０（ｍＴ）程度の減衰に抑えられる。キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との間隙は２（ｍｍ）と狭めに設定することで、現像ローラ５の穂立ちをキャリア回収ローラ１３に接触させることができる。
【００６３】
また、図５に示すように、キャリア回収ローラ１３の現像ローラ５とは反対側（図５中におけるキャリア回収ローラ１３の下側）にはケーシング９６を備えている。キャリア回収ローラ１３とケーシング９６との間隙は例えば１．５（ｍｍ）と狭く設定することで、磁極Ｐ２４での穂立ちをケーシング９６に接触させることができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、図５に示すように、樋９’およびドクタブレード１２は互いに隣接させ、且つ現像ローラ５の鉛直方向上方に配置している。樋９’は重力を利用して現像剤を溜めるために現像ローラ５の上方である必要があり、概ね鉛直点より上下流に４５度の位置に配置可能である。現像剤溜め部としての樋９’は現像剤で満たされるため、磁気穂の生成が抑えられ、現像剤のストレスを低減できる。ドクタブレード１２による現像剤規制部を通過した後は、現像ローラ５上で磁気穂の自転が発生するが、磁気穂は十分短く規制されているためストレスの増加にはならない。
【００６５】
本発明者らは、現像剤のストレス低減の効果を検証するために実験を行った。
図８は現像剤のストレス低減の実験結果を示すグラフである。また、表１は実験条件を示す表である。
【表１】
【００６６】
現像剤のストレスの指標として、本実施形態の現像装置および従来の現像装置をそれぞれ駆動する際の仕事率の測定を行った。仕事率は、駆動トルクおよび駆動回転数から求めることができる。図８に示すように、本実施形態の現像装置では、高速化とともに仕事率は上昇するものの、従来の現像装置に対して約３３（％）の仕事率が低減つまりはストレスが低減していることがわかる。
【００６７】
次に、キャリア回収ローラ１３の駆動方法について説明する。
図９は、キャリア回収ローラ１３の駆動部の一構成例を示す概略構成図である。図９において、現像装置４の手前側であって回収スクリュー６の端部は偏心カム９７を備えている。偏心カム９７はカムフォロワー９８の長穴に回転可能な状態で勘合している。また、カムフォロワー９８の反対側端部にはワンウェイクラッチ９９が圧入されており、ワンウェイクラッチ９９の内径部にはキャリア回収ローラ１３の駆動軸が挿入されている。
【００６８】
図９において、回収スクリュー６の回転により偏心カム９７がＰ方向に回転すると、カムフォロワー９８はＱ方向とＲ方向に揺動することになる。ワンウェイクラッチ９９はＱ方向動作時のみをロックさせ、Ｒ方向動作時は空転させることで、キャリア回収ローラ１３はＪ方向に間欠的に駆動される。カムフォロワー９８の揺動角を例えば７．２（°）とすることで、回収スクリュー６が５０回転するとキャリア回収ローラ１３は３６０（°）つまり１回転することになる。回収スクリュー６は約６００（ｒｐｍ）で回転するのであるから、キャリア回収ローラ１３は約１２（ｒｐｍ）の極低速で間欠回転することになる。
【００６９】
上記図９の駆動部は簡易な構成で大きな減速比が得られるが、キャリア回収ローラ１３の駆動方式は本構成に限定されるものではなく、複数のギヤやタイミングベルトによる減速、小型専用モータの設置等の方式を選択することも可能である。
【００７０】
以上の構成の現像装置４において、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とは、図２中でＩ、Ｊ方向、つまりは同方向に回転させる。すなわち、現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とが対向する位置において、現像スリーブ８１の表面とキャリア回収スリーブ９０の表面とが互いに逆方向に移動するように、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とを回転させている。以下、このときの現像剤の移動及びキャリアの回収動作を、図５を参照して説明する。
【００７１】
図５において、現像領域で感光体１に付着したキャリアは、感光体１の回転によりキャリア回収ローラ１３まで達し、高磁束密度の磁極Ｐ２１により吸着・回収される。本実施形態では、キャリア回収スリーブ９０の表面は粗し処理が施されているため、磁極Ｐ２１は高磁束密度ではあるが、キャリア回収ローラ１３上のキャリアはスリップすることなく搬送され、磁極Ｐ２４を経てケーシング９６の終端で重力により回収搬送路７へ落下する（図５中の矢印Ｍ）。しかし、磁極Ｐ２４と磁極Ｐ２１との間の残留磁束密度のため落下しなかったり粗し処理の凹部に入ったりしたキャリアは、キャリア回収スリーブ９０とともに連れまわろうとする。ここで、キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との対向部では、現像スリーブ８１の表面とキャリア回収スリーブ９０の表面とは互いに反対方向に移動している。そのため、キャリア回収ローラ１３上のキャリアは、現像ローラ５上の穂立ちにより激しく摺擦される。また、キャリア回収ローラ１３の現像ローラ５に対向する側には磁極がないので、現像ローラ５内の磁石８３によって現像ローラ５へ完全に回収されることになる（図５中の矢印Ｎ）。
【００７２】
また、一方で、現像領域を通過した後、現像ローラ５の遠心力や重力によって現像ローラ５上の一部の現像剤の飛散が発生しても、キャリア回収ローラ１３に落下した後、キャリア回収ローラ１３内の磁極Ｐ２１にて回収されるので問題にはならない（図５中の矢印Ｏ）。また、磁極Ｐ２４による穂立ちがケーシング９６に常に接触し磁気シールを形成している。そのため、キャリア除去手段としてのスクレーパの当接が無くても、矢印Ｋにて落下した現像剤がキャリア回収ローラ１３とケーシング９６との間隙から落下する問題は無い。また、キャリア回収ローラ１３は極低速で間欠回転することから、回収したキャリアが遠心力で飛散する問題もない。
【００７３】
なお、キャリア回収スリーブ９０に粗し処理をせずに高磁束密度の磁極Ｐ２１に吸着されているキャリアを順次、磁極Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４との対向部へスリップなく搬送するために、磁極Ｐ２２〜Ｐ２３も高磁束密度にすることも考えられる。ただし、高価な高磁束密度磁石を複数使用すると非常にコストが上昇してしまう。そこで、磁極Ｐ２２〜Ｐ２３を従来の磁石とし、キャリア回収スリーブ９０に前述の粗し処理・加工を施すのがよい。
【００７４】
本発明者らは、ブロック磁石９４の磁束密度を選定するために鋭意実験を行った。
図１０は、ブロック磁石９４の磁束密度を選定するための実験結果を示すグラフである。また、表２は実験条件を示す表である。
【表２】
【００７５】
現像工程の後、転写工程前の感光体１上の単位面積当たりのキャリア個数をキャリア回収ローラ１３の有無でカウントし、その比をキャリア回収率とした。キャリア回収ローラ１３と感光体１との間隙は０．５（ｍｍ）に設定し、感光体１上の磁束密度とキャリア回収率の関係を調査した。図１０の実験結果によれば、磁束密度は高い方がキャリア回収率も高まり、通常問題とならないレベルである回収率９８（％）は磁束密度が１４０（ｍＴ）以上で達成可能であり、磁束密度が２００（ｍＴ）以上でキャリア回収率は極めて１００（％）に近くなることがわかった。
【００７６】
上記感光体１上の磁束密度１４０（ｍＴ）は希土類ボンド磁石で達成可能であるが、磁束密度２００（ｍＴ）の達成のためには高価な希土類焼結磁石が必要となる。磁石の材質はコストとキャリア付着の問題レベルから適宜選択するのがよい。
【００７７】
また、本発明者らは、振動とキャリア回収率と擦れ画像とについて、従来例と本実施形態１の実施例との比較実験を行った。
ここで、従来より、現像ローラ内の磁石ローラを高速で回転させ現像剤の攪拌および帯電を効率良く行う現像装置が知られているが、この種の現像装置では磁石ローラの回転により現像ローラ上で磁気穂が激しく自転し、その遠心力でキャリアが飛散し、感光体に付着するキャリア付着がより深刻な問題となっている。一方で、感光体上のキャリアを回収するために、キャリア回収ローラを感光体および現像ローラ近傍に配置した場合、現像ローラ内の磁石ローラの交番磁場とキャリア回収ローラ内の磁石ローラの磁場とが干渉し、磁石ローラ間の吸引と反発を繰り返し多大な振動を発生させるという問題があった。この振動は感光体や光書込ユニット（露光装置）に伝播しバンディング画像となったり、騒音が発生したり、現像装置の寿命が低下したりする。また、上記磁場の干渉により現像剤の溢れが発生することもあった。
上記振動による画質低下、騒音、現像装置の寿命低下、現像剤の溢れ等を防止するために、キャリア回収ローラの磁場を低減させることが考えられるが、キャリア回収効率が低下してしまう。また、キャリア回収ローラの磁場は低下させずに、キャリア回収ローラを現像ローラから十分離れた位置に配置することも考えられるが、画像形成装置が大型化したり回収したキャリアを現像装置に戻すのに複雑な機構が必要となったりする問題や、回収したキャリアをキャリア溜めに溜めて現像装置に戻さない場合は現像装置内のキャリアが次第に減少してしまうという問題がある。
そこで、本実施形態では、上記振動等の各問題を解決するために、前述のように第２の磁界発生手段であるキャリア回収磁石ローラ９１を、現像スリーブ８１と対向する部分に磁極を有さないように構成している。より具体的には、キャリア回収磁石ローラ９１を構成する複合磁石９３の軸方向に直交する断面における形状を半月状になるように成型し、その複合磁石９３の磁極がない切り欠き部を現像ローラ５側に配置している。
【００７８】
図１１は従来例１の装置構成を示す部分拡大図、図１２は本実施形態に係る実施例１の装置構成を示す部分拡大図、図１３は比較例１の装置構成を示す部分拡大図である。また、図１４は従来例１の装置構成での振動の状態を示すグラフ、図１５は実施例１の装置構成での振動の状態を示すグラフである。表３は実験結果を示す表である。振動測定方法は、ドクタブレード１２の上部に加速度ピックアップを貼り付けてドクタブレード１２に伝わる振動を測定した。加速度が±１０（ｍ／ｓ２）を振動許容レベルに設定した。このレベルであればバンディング等の不具合が無い。
【表３】
【００７９】
従来例１の構成（表３及び図１１参照）では、磁極Ｐ２１による感光体１上の磁束密度が１００（ｍＴ）と低いので、キャリア回収率は９０（％）であった。しかも、図１４に示すように、磁石８３とＰ２２との磁場干渉により、振動が許容レベルを越える結果となった。
【００８０】
これに対して、実施例１の構成（表３及び図１２参照）では、キャリア回収ローラ１３の回転方向を現像ローラ５と同方向にしたので、現像ローラ５に対向する側には磁極が不要になり、図１５に示すように振動が許容レベル内になった。また、キャリア除去手段としてのスクレーパも不要となった。
【００８１】
また、比較例１の構成（表３及び図１３参照）では、実施例１の効果に加えて、磁極Ｐ２１による感光体１上の磁束密度を１４０（ｍＴ）と高くしたので、キャリア回収率は９８（％）となったが、キャリア回収スリーブ９０上でスリップが発生し、キャリアの搬送ができず、キャリア溜まりＵが発生し、擦れ画像が発生した。
【００８２】
また、実施例２の構成（表３及び図５参照）では、比較例１の効果に加えて、キャリア回収スリーブ９０表面の粗し処理を施したので、キャリアの搬送も可能となり、キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との回転方向を同じにしたので、磁極Ｐ２４による穂立ちをケーシング９６に常に接触させて磁気シールを形成することができ、キャリアの連れまわりによる擦れ画像を防止可能となる結果が得られた。
【００８３】
また、実施例３の構成（表３及び図５参照）では、磁極Ｐ２１による感光体１上の磁束密度を２００（ｍＴ）と更に高くしたので、キャリア回収率は極めて１００（％）に近くすることができた。他の効果については実施例１と同等であった。
【００８４】
なお、上記キャリア回収ローラ１３のキャリア回収スリーブ９０の表面に粗し処理を施した場合、キャリア回収ローラ１３にトナーが大量に付着すると、付着したトナーで粗し処理の凹凸が埋まり、キャリアの搬送不良を引き起こすトナー付着のおそれがある。従来技術においては、キャリア回収ローラ１３にスクレーパが当接され、キャリアと同時にトナーの剥離を行っていたが、本実施形態ではスクレーパを使用しない構成であるため、以下の方法でキャリア回収ローラ１３のトナー付着を防止している。
【００８５】
図１６は、キャリア回収ローラ１３からのトナー除去を説明するための概略構成図である。
図１６において、感光体１は図示しない帯電装置で−６００（Ｖ）程度に帯電され（地肌部）、図示しない光書込ユニット（露光装置）で−１００（Ｖ）程度に除電される（画像部）。また、本実施形態のプロセスは、トナーが負極性に帯電されキャリアが正極性に帯電された現像剤を使用するネガポジプロセスであり、現像バイアスとしては−５００（Ｖ）程度を現像スリーブ８１に印加している。そして、本実施形態では、このようなネガポジプロセスにおいて、キャリア回収スリーブ９０の電位を−７００（Ｖ）程度とすることで、感光体１の表面電位および現像スリーブ８１の現像バイアスよりも低く設定している。
【００８６】
図１６において、大粒子が正極性キャリア、小粒子が負極性トナーである。感光体１から見たキャリア回収スリーブ９０の電位差は最小でも−１００（Ｖ）である。これにより、正極性キャリアはキャリア回収スリーブ９０へ向かう静電力が働くが、負極性トナーは反対に感光体１へ向かう静電力が働くので、トナーをキャリア回収スリーブ９０へ引き寄せることが無い。ただし、浮遊しているトナーは積極的では無いにしろ、キャリア回収スリーブ９０へ付着する場合がある。ところが、キャリア回収スリーブ９０から見た現像スリーブ８１の電位差は＋２００（Ｖ）である。キャリア回収スリーブ９０へ付着したトナーは、そのキャリア回収スリーブ９０の回転により現像スリーブ８１の対向部へ搬送され、磁気穂で摺擦されると同時に＋２００（Ｖ）の電位差で現像スリーブ８１へ吸着され現像剤に取り込まれる。これにより、キャリア回収ローラ１３の表面におけるトナー汚れを防止している。
【００８７】
なお、上記実施形態では負極性トナーを使用したネガポジプロセスであるが、正極性トナーを使用したポジポジプロセスにおいても電位極性を適正に選択することで同様の効果が得られる。
【００８８】
なお、本実施形態に用いられる現像剤としては、以下に示す構成の現像剤を用いることができる。
本実施形態に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、必要に応じて離型剤や帯電制御剤、その他の成分が含有される。また、添加剤として上述のもの以外に、必要に応じて流動性向上剤やその他の成分が添加される。これら材料に関しては、公知のものがすべて可能である。結着樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロレスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）タクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、（メタ）アクリロニトリル酸、（メタ）アクリアミド、（メタ）アクリル酸、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル。ビニルメチルケトン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピリジン、ブタジエン等の単量体の重量体、又は、これらの単量体の２種類以上からなる共重合体、あるいはそれらの混合物が挙げられる。その他、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ロジン、変性ロジン、テルベン樹脂、フェノール樹脂、水添石油樹脂、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂等が単独あるいは混合して使用できる。
【００８９】
着色剤としては公知の染料及び顔料がすべて使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレトＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。使用量は一般にバインダー樹脂１００重量部に対し０．１〜５０重量部である。
【００９０】
帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む。）、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、２〜５重量部の範囲がよい。０．１重量部未満では、トナーの負帯電が不足し実用的でない。１０重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００９１】
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックスやフィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックスや密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス、等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックスが挙げられる。
【００９２】
これらは１種または２種以上を併用して用いることができるが、融点が７０〜１２５（°Ｃ）の範囲のものを使用するのが好ましい。融点が７０（°Ｃ）以上とすることにより転写性、耐久性が優れたトナーとすることができ、融点を１２５℃以下とすることにより定着時に速やかに溶融し、確実な離型効果を発揮できる。これらの離型剤の使用量は、トナーに対して１〜１５（質量％）が好適である。１（質量％）より少ない場合にはオフセット防止効果が不充分であり、１５（質量％）以上では転写性、耐久性が低下する。
【００９３】
添加剤（外添剤）としては、少なくとも体積平均粒径５０〜５００（ｎｍ）、嵩密度０．３（ｇ／ｃｍ３）以上の微粒子を添加する。外添量としては、トナー母体に対して０．２〜３（質量％）が好ましい。この範囲より少ないとトナー間やトナーとその他との間に適度な空隙を形成する効果が発現されない。逆に多いと、流動性を阻害したり、脱離量が多くなることにより外添剤の凝集体ができ、画像品質を低下させる。上述の添加剤と合わせて、この範囲以外の添加剤を添加することも可能であり、流動性向上を目的として体積平均粒径が小さい微粒子を添加することが好ましい。
【００９４】
本実施形態での添加剤において、無機化合物としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＳｒＴｉＯ３等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。また、有機化合物の添加剤としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
【００９５】
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合又は共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００９６】
本実施形態における添加剤（微粒子）は、現像装置内の現像剤用のトナーとしても優れている。すなわち、トナー粒子、感光体ドラム、帯電付与部材との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、現像・転写効率の向上に有効である。さらに、コロの役割を果たすため、感光体ドラムを摩耗又は損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体ドラムとの高ストレス（高荷重、高速度等）下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。
【００９７】
本実施形態におけるトナーの製造方法としては、トナー構成材料を溶融混練後、粉砕分級して得る方法が従来の方法として一般的であるが、この方法に限らず、重合法等も含めてさまざまな方法が可能である。重合法としては懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法などが可能であり、重合法とは異なるが溶解懸濁法、ポリマー懸濁法等の他、伸長反応法等が使用可能である。
【００９８】
先に説明した粒径範囲や円形度のトナーを容易に得られる点では、従来の方法以外が好ましい。また、粉砕分級後のトナーを加熱処理することにより円形度を調整してもよい。
【００９９】
本実施形態における添加剤の添加方法は特に制限されず、トナー母体粒子と添加剤とを各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と添加剤とを界面活性剤等で均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法等がある。
【０１００】
先に説明したトナーの粒径分布は、コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置を用いて測定することができる。これら装置として、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
【０１０１】
まず、電解水溶液１００〜１５０（ｍｌ）中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５（ｍｌ）加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１（％）ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理をおこない、上述の測定装置により、アパーチャーとして１００（μｍ）アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
【０１０２】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２（μｍ）未満；２．５２〜３．１７（μｍ）未満；３．１７〜４．００（μｍ）未満；４．００〜５．０４（μｍ）未満；５．０４〜６．３５（μｍ）未満；６．３５〜８．００（μｍ）未満；８．００〜１０．０８（μｍ）未満；１０．０８〜１２．７０（μｍ）未満；１２．７０〜１６．００（μｍ）未満；１６．００〜２０．２０（μｍ）未満；２０．２０〜２５．４０（μｍ）未満；２５．４０〜３２．００（μｍ）未満；３２．００〜４０．３０（μｍ）未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００（μｍ）以上４０．３０（μｍ）未満の粒子を対象とする。
【０１０３】
先に説明したトナーの円形度は、次式（１）により得られた値である。
円形度＝（粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長）／（粒子投影像の周囲長）・・・・式（１）
【０１０４】
上記円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
【０１０５】
上記円形度は、例えば東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０（ｍｌ）中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５（ｍｌ）加え、さらに測定試料を０．１〜０．５（ｇ）程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理をおこない、分散液濃度を３０００〜１００００（個／μｌ）として上述の装置によりトナーの形状を測定する。
【０１０６】
以下、本実施形態に用いられるキャリアについて補足的に説明する。
本実施形態で用いられるキャリアは、重量平均粒径が２０〜６０（μｍ）（好ましくは、２０〜４５（μｍ）である。）になるように形成されている。この粒径範囲は、現像装置内の現像剤用のキャリアとしても優れている。キャリアの平均粒径が２０（μｍ）未満であると、キャリア粒子の分布において微粉が多くなり、１粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがある。これに対してキャリアの平均粒径が４５（μｍ）を超えると、現像工程時のキャリアの穂立ちが粗くなって、ベタやハーフトーンの均一性が劣る場合がある（特に、平均粒径が６０（μｍ）を超えると顕著になる。）。また比表面積が低下するため、小粒径トナーではトナーの飛散が生じることがある。
【０１０７】
キャリアとしては、粒径以外に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
【０１０８】
芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、５０〜９０（ｅｍｕ／ｇ）のマンガン−ストロンチウム（Ｍｎ−Ｓｒ）系材料、マンガン−マグネシウム（Ｍｎ−Ｍｇ）系材料等が好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉（１００（ｅｍｕ／ｇ）以上）、マグネタイト（７５〜１２０（ｅｍｕ／ｇ））等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体ドラムへの当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク（Ｃｕ−Ｚｎ）系（３０〜８０（ｅｍｕ／ｇ））等の弱磁化材料が好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１０９】
キャリアの樹脂層の材料としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【０１１０】
樹脂層には、必要に応じて導電粉等を含有させてもよく、その導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの導電粉の平均粒子径としては、１（μｍ）以下が好ましい。平均粒子径が１（μｍ）を超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
【０１１１】
キャリアの樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付をおこなうことにより形成することができる。塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法等が挙げられる。
【０１１２】
キャリアにおける樹脂層の量としては、０．０１〜５．０（質量％）が好ましい。樹脂層の量が、０．０１（質量％）未満であると、芯材の表面に均一な樹脂層を形成することができないことがあり、５．０（質量％）を超えると、樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
【０１１３】
また、現像装置内に予め収容される現像剤（初期剤）も、上述したトナーとキャリアとを混合したものである。現像剤におけるキャリアの含有量（キャリア濃度）としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、９０〜９８（質量％）が好ましく、９３〜９７（質量％）がより好ましい。
【０１１４】
［実施形態２］
上記実施形態１では、現像ローラ５に内包される第１の磁界発生手段として回転可能な磁石ローラ８２を用いた構成について説明したが、磁石ローラを固定配置した構成であってもよい。
【０１１５】
図１７は、本発明の第２の実施形態に係る複写機におけるプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ装備されている現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。また、図１８は現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とが対向している要部の部分拡大図である。なお、上記実施形態１と同じ構成の部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１６】
図１７に示すように、現像ローラ５は回転可能な現像スリーブ８１を備え、複数の固定磁極（Ｐ１１〜Ｐ１５）からなる磁界発生手段としての磁石ローラ８５を内包している。
【０１１７】
磁石ローラ８５は、マグネット粉末としてＳｒフェライトないしＢａフェライトを用い、高分子化合物として６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又はＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料を使用して製造することができる。また、磁石ローラ８５は、着磁により５個の磁極Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を有している。現像スリーブ８１上の現像剤は、Ｐ１４（Ｎ）→Ｐ１５（Ｓ）→Ｐ１１（Ｎ）→Ｐ１２（Ｓ）→Ｐ１３（Ｎ）の順で搬送される。なお、括弧内の記号は磁極の極性を示すが、磁極Ｐ１３と磁極Ｐ１４とが同極性であるため反発磁界が発生し、現像剤は磁極Ｐ１３との対向位置を過ぎた位置で落下する。現像極である磁極Ｐ１１は感光体１に対向し、感光体１の表面の潜像にトナーを供給するとともにキャリアを現像ローラ５に保持してキャリア付着を防止する機能も有する。磁極Ｐ１１を希土類磁石等の高磁性材料にすることでキャリア付着を低減させることは公知であるが、近年の画像形成装置の高速化のため現像ローラを高速駆動したり、高画質化のためにキャリアを小粒径化したため、キャリア付着が増加する傾向がある。また、磁極Ｐ１２はキャリア回収ローラ１３に対向する位置に配置している。
【０１１８】
上記構成において、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とは図１７中でＩ、Ｊ方向、つまり同方向に回転させる。すなわち、現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とが対向する位置において、現像スリーブ８１の表面とキャリア回収スリーブ９０の表面とが互いに逆方向に移動するように、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とを回転させている。このときの現像剤の移動及びキャリアの回収動作について、図１８を参照して説明する。
【０１１９】
図１８において、現像ローラ５上であって磁極Ｐ１１付近で感光体１にトナーを供給した現像剤は、磁極Ｐ１２との対向位置を通過した後、遠心力や重力で一部は落下（矢印Ｋ）しながら、磁極Ｐ１３との対向位置を経た後、全てが落下する（矢印Ｌ）。一方、磁極Ｐ１１付近で感光体１に付着したキャリアは、感光体１の回転によりキャリア回収ローラ１３との対向位置まで達し、高磁束密度の磁極Ｐ２１により吸着・回収される。本実施形態２では、キャリア回収スリーブ９０表面は粗し処理を施したため、磁極Ｐ２１は高磁束密度ではあるが、キャリア回収ローラ１３上のキャリアはスリップすることなく搬送され、磁極Ｐ２４との対向位置を経てケーシング９６の終端で重力により回収搬送路７へ落下する（矢印Ｍ）。しかし、磁極Ｐ２４と磁極Ｐ２１との間の残留磁束密度のため落下しなかったり粗し処理の凹部に入ったりしたキャリアは、キャリア回収スリーブ９０とともに連れまわろうとする。ここで、キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との対向部では、現像スリーブ８１の表面とキャリア回収スリーブ９０の表面とは互いに反対方向に移動している。そのため、キャリア回収ローラ１３上のキャリアは、現像ローラ５の磁極Ｐ１２による穂立ちにより激しく摺擦される。また、キャリア回収ローラ１３の現像ローラ５に対向する側には磁極がないので、キャリア回収ローラ１３上のキャリアは、磁極Ｐ１２により現像ローラ５へ完全に回収されることになる（矢印Ｎ）。
【０１２０】
また、一方で、磁極Ｐ１１との対向位置を通過後、現像ローラ５の遠心力や重力で一部の現像剤の飛散が発生しても、キャリア回収ローラ１３に落下した後、キャリア回収ローラ１３内の磁極Ｐ２１にて回収されるので問題にはならない（矢印Ｏ）。また、磁極Ｐ２４による穂立ちがケーシング９６に常に接触し磁気シールを形成している。そのため、スクレーパーの当接が無くても、矢印Ｋにて落下した現像剤がキャリア回収ローラ１３とケーシング９６との間隙から落下する問題は無い。また、キャリア回収ローラ１３は極低速で間欠回転することから、回収したキャリアが遠心力で飛散する問題もない。
【０１２１】
なお、キャリア回収スリーブ９０に粗し処理をせずに高磁束密度の磁極Ｐ２１に吸着されているキャリアを順次、磁極Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４へスリップなく搬送するためには、磁極Ｐ２２〜Ｐ２３も高磁束密度にすることも考えられる。ただし、高価な高磁束密度磁石を複数使用すると非常にコストが上昇してしまう欠点がある。そこで、磁極Ｐ２２〜Ｐ２３を従来の磁石とし、キャリア回収スリーブ９０に前述の粗し処理・加工を施すのがよい。
【０１２２】
本発明者らは、キャリア回収率と擦れ画像とについて、従来例と本実施形態２の実施例（図１７、１８参照）との比較実験を行った。
図１９は従来例２の装置構成を示す部分拡大図、図２０は従来例３の装置構成を示す部分拡大図、図２１は従来例４の装置構成を示す部分拡大図である。また、表４は実験結果を示す表である。
【表４】
【０１２３】
従来例２（表４及び図１９参照）では、Ｐ２１極の磁束密度が１００（ｍＴ）と低いので、キャリア回収率は９０（％）であった。
また、従来例３（表４及び図２０参照）では、Ｐ２１極の磁束密度を１４０（ｍＴ）と高くしたので、キャリア回収率は９８（％）となったが、キャリア回収スリーブ９０上でスリップが発生し、キャリアの搬送が出来なくなく擦れ画像が発生した。
また、従来例４（表４及び図２１参照）では、Ｐ２１極の磁束密度を１４０（ｍＴ）と高くしたのでキャリア回収率は９５（％）となり、キャリア回収スリーブ９０表面の粗し処理を施したのでキャリアの搬送も可能となったが、粗し処理のためスクレーパーを使用することができなく、キャリアの連れまわりによる擦れ画像が発生した。
これに対し、本実施形態２の第１の実施例（実施例４）では、Ｐ２１極の磁束密度を１４０（ｍＴ）と高くしたのでキャリア回収率は９８（％）となり、キャリア回収スリーブ９０表面の粗し処理を施したのでキャリアの搬送も可能となり、キャリア回収ローラ１３と現像ローラ５との回転方向を同じにしたので、Ｐ２４の穂立ちをケーシング９６に常に接触し磁気シールを形成することができ、キャリアの連れまわりによる擦れ画像を防止可能となる。
また、本実施形態２の第２の実施例（実施例５）では、Ｐ２１極の磁束密度を２００（ｍＴ）と更に高くしたのでキャリア回収率は極めて１００（％）に近くすることができる。他の効果については実施例４と同等である。
【０１２４】
なお、本実施形態２に係るキャリア回収ローラ１３においても、上記実施形態１と同様に、キャリア回収スリーブ９０に粗し処理を施した場合、キャリア回収ローラ１３にトナーが大量に付着すると、付着したトナーで粗し処理の凹凸が埋まり、キャリアの搬送不良を引き起こすトナー付着のおそれがある。そこで、本実施形態２においても、上記実施形態１と同様にスクレーパを使用しない構成であるため、以下の方法でキャリア回収ローラ１３のトナー付着を防止している。
【０１２５】
図２２は、本実施形態２においてキャリア回収ローラ１３からのトナー除去を説明するための概略構成図である。
図２２において、感光体１は図示しない帯電装置で−６００（Ｖ）程度に帯電され（地肌部）、図示しない光書込ユニット（露光装置）で−１００（Ｖ）程度に除電される（画像部）。また、本実施形態２のプロセスは、トナーが負極性に帯電され、キャリアが正極性に帯電された現像剤を使用するネガポジプロセスであり、現像バイアスとしては−５００（Ｖ）程度を現像スリーブ８１に印加している。そして、本実施形態２では、このようなネガポジプロセスにおいて、キャリア回収スリーブ９０の電位を−７００（Ｖ）程度とすることで、感光体１の表面電位および現像スリーブ８１の現像バイアスよりも低く設定している。
【０１２６】
図２２において、大粒子が正極性キャリア、小粒子が負極性トナーである。感光体１から見たキャリア回収スリーブ９０の電位差は最小でも−１００（Ｖ）である。これにより、正極性キャリアはキャリア回収スリーブ９０へ向かう静電力が働くが、負極性トナーには反対に感光体１へ向かう静電力が働くので、トナーをキャリア回収スリーブ９０へ引き寄せることが無い。ただし、浮遊しているトナーは積極的では無いにしろ、キャリア回収スリーブ９０へ付着する場合がある。ところが、キャリア回収スリーブ９０から見た現像スリーブ８１の電位差は＋２００（Ｖ）である。キャリア回収スリーブ９０へ付着したトナーは、そのキャリア回収スリーブ９０の回転により現像ローラ５の磁極Ｐ１２との対向部へ搬送され、磁気穂で摺擦されると同時に＋２００（Ｖ）の電位差で現像スリーブ８１へ吸着され現像剤に取り込まれる。これにより、キャリア回収ローラ１３の表面におけるトナー汚れを防止している。
【０１２７】
なお、上記実施形態２では負極性トナーを使用したネガポジプロセスであるが、正極性トナーを使用したポジポジプロセスにおいても電位極性を適正に選択することで同様の効果が得られる。
【０１２８】
［変形例１］
なお、上記実施形態２では感光体１が図１７、１８において反時計回りに回転する構成について説明したが、同図の時計回りに回転する感光体であっても適用できる。
図２３は、図中の時計回りに回転する感光体１と現像ローラ５とキャリア回収ローラ１３とを示す拡大概略構成図である。本変形例１では、現像ローラ５の現像スリーブ８１を反時計回りに回転させ、同方向にキャリア回収スリーブ９０が回転するキャリア回収ローラ１３を、現像ローラ５の上部であって、現像領域に対して感光体１の回転方向下流側に配設する。このような構成においても、前述の実施形態１及び２と同じ効果が得られる。
【０１２９】
以上、本実施形態によれば、キャリア回収ローラ１３のキャリア回収スリーブ９０に内包される第２の磁界発生手段としてのキャリア回収磁石ローラ９１は、現像ローラ５の現像スリーブ８１と対向する部分に磁極がないことにより、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、感光体１から回収されてキャリア回収スリーブ９０の表面に担持されているキャリアをキャリア回収スリーブ９０の内側に向けて引き付ける磁力を弱めることができる。従って、上記対向位置においてキャリア回収スリーブ９０の表面からキャリアが離れて現像スリーブ８１側に移動しやすくなる。しかも、上記対向位置において、現像スリーブ８１の表面移動方向とキャリア回収スリーブ９０の表面移動移動方向とが互いに逆方向であるため、キャリア回収スリーブ９０の表面から離れて現像スリーブ８１側に移動したキャリアを、現像スリーブ８１の表面移動によって感光体１側へ向かう方向とは逆方向に移動させることができる。このように現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、キャリア回収スリーブ９０の表面からキャリアが離れて現像スリーブ８１側に移動しやすくなるとともに、そのキャリア回収スリーブ９０の表面から離れたキャリアを感光体１側へ向かう方向とは逆方向に移動させることにより、感光体１から回収されてキャリア回収スリーブ９０の表面に担持されたキャリアが、感光体１に向かって移動するのを抑制することができる。よって、感光体１から回収したキャリアが感光体１上のトナー像に接触することによる擦れ画像の発生を防止することができる。
また、本実施形態によれば、現像剤担持体としての現像ローラ５に内包する第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２は、キャリア回収スリーブ９０と対向する部分に磁極Ｐ１２を有することにより、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、磁極Ｐ１２の磁力により、キャリア回収ローラ１３上のキャリアを現像ローラ５側へ回収することができる。従って、感光体１から回収されてキャリア回収スリーブ９０の表面に担持されたキャリアが、感光体１に向かって移動するのをより確実に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、第１の磁界発生手段としての磁石ローラ８２は、キャリア支持手段としてのキャリア回収スリーブ９０と対向する位置を複数の磁極としての磁石８３が順次通過するように回転可能に設けられていることにより、現像スリーブ８１の表面に担持される現像剤と磁石ローラ８２側の磁石８３との対向回数が増加する。この対向回数の増加により、現像剤が磁極と対向したときに穂立ちが形成され磁極から離れた際に穂立ちが崩されるという現象を繰り返す回数が増加し、これによるトナーとキャリアとの摩擦接触機会の増加により、トナーの帯電特性を向上させることができる。
ここで、磁石ローラ８２が、キャリア回収スリーブ９０と対向する位置を複数の磁極としての磁石８３が順次通過するように回転可能に設けられている従来の構成では、磁界現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、複数の磁極としての磁石８３によって周期的に変化する磁場と、キャリア回収ローラ１３内のキャリア回収磁石ローラ９１の磁極による磁場とが干渉するおそれがある。この磁場の干渉は、磁石ローラ間の吸引と反発を繰り返して振動を発生させ、その振動が感光体１や光書込ユニット（露光装置）に伝播しバンディング画像となったり騒音が発生したり現像装置の寿命が低下したりする。また、上記磁場の干渉により現像剤の溢れが発生することもある。
これに対し、本実施形態によれば、キャリア回収ローラ１３内のキャリア回収磁石ローラ９１は現像スリーブ８１と対向する部分に磁極がないため、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、上記磁場の干渉が発生しない。従って、上記磁場の干渉による振動の発生を防止することができ、その振動に起因したバンディング画像、騒音及び現像装置の寿命低下を防止することができるとともに、上記磁場の干渉により現像剤の溢れの発生も防止することができる。
また、本実施形態によれば、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する対向位置において、現像ローラ５内の磁石ローラ８２により現像スリーブ８１の表面に二成分現像剤を穂立ちさせた磁気穂を発生させ、その磁気穂をキャリア回収スリーブ９０の表面に当接させている。この現像スリーブ８１上の磁気穂でキャリア回収スリーブ９０の表面を摺擦することができるため、キャリア回収ローラ１３上のキャリアを現像ローラ５側へ回収することができる。従って、感光体１から回収されてキャリア回収スリーブ９０の表面に担持されたキャリアが、感光体１に向かって移動するのをより確実に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、キャリア回収スリーブ９０の表面は粗し処理が施されているため、感光体１と対向する位置で感光体１から回収したキャリア回収スリーブ９０上のキャリアをスリップさせることなく搬送することができるので、キャリア回収スリーブ９０のキャリア搬送性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、キャリア回収スリーブ９０の表面にキャリア除去手段としてのスクレータを当接させていないため、キャリア回収スリーブの表面の劣化等による現像装置の寿命の低下を防止するこができる。
また、本実施形態によれば、キャリア回収ローラ１３内のキャリア回収磁石ローラ９１は感光体１に対向する部分に磁極Ｐ２１を有し、その磁極Ｐ２１による感光体表面での磁束密度を１４０［ｍＴ］以上としたことにより、感光体１からのキャリアの回収率として９８％以上を達成できる。
また、本実施形態によれば、キャリア回収磁石ローラ９１の感光体１に対向する部分に有する磁極Ｐ２１による感光体表面での磁束密度を２００［ｍＴ］以上とすることにより、感光体１からのキャリアの回収率として１００％を達成できる。
また、本実施形態によれば、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、現像スリーブ８１とキャリア回収スリーブ９０とが対向する位置において、キャリア回収スリーブ９０に付着したトナーを現像スリーブ８１に移行させる極性に設定されている。これにより、キャリア回収スリーブ９０へのトナー付着を防止することができる。特に、キャリア回収スリーブ９０の表面に粗し処理が施されている場合には、その表面の凹凸がトナーで埋まってキャリアの搬送不良が発生するのを防止することができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 感光体
４ 現像装置
５ 現像ローラ
１３ キャリア回収ローラ
８１ 現像スリーブ
８２ 磁石ローラ
８５ 磁石ローラ
９０ キャリア回収スリーブ
９１ キャリア回収磁石ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３１】
【特許文献１】特開昭６２−８３７６７号公報
【特許文献２】特開平１１−３１１９０３号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に供給するトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、前記二成分現像剤を表面上に担持して回転可能な現像剤支持手段と、前記現像剤支持手段に内包され複数の磁極を有する第１の磁界発生手段とを備える現像装置であって、
前記像担持体の表面移動方向における下流側から前記現像剤担持体に近接する位置に、前記像担持体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段を備え、
前記キャリア回収手段は、前記キャリアを表面上に担持して回転可能なキャリア支持手段と、前記キャリア支持手段に内包されるように固定配置され複数の磁極を有する第２の磁界発生手段とを備え、
前記第２の磁界発生手段は、前記現像剤支持手段と対向する部分に磁極がなく、
前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記現像剤支持手段の表面移動方向と前記キャリア支持手段の表面移動移動方向とが互いに逆方向であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
前記第１の磁界発生手段は、前記キャリア支持手段と対向する部分に磁極を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
前記第１の磁界発生手段は、前記キャリア支持手段と対向する位置を複数の磁極が順次通過するように回転可能に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、
前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記第１の磁界発生手段により前記現像剤支持手段の表面に前記二成分現像剤を穂立ちさせた磁気穂を発生させ、その磁気穂を前記キャリ支持手段の表面に当接させたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの現像装置において、
前記キャリア支持手段の表面は粗し処理が施されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５の現像装置において、
前記キャリア支持手段の表面にキャリア除去手段を当接させないことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの現像装置において、
前記第２の磁界発生手段は、前記像担持体に対向する部分に磁極を有し、その磁極による前記像担持体表面での磁束密度を１４０［ｍＴ］以上としたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７の現像装置において、
前記第２の磁界発生手段の前記像担持体に対向する部分に有する前記磁極による前記像担持体表面での磁束密度を２００［ｍＴ］以上としたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、
前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記キャリア支持手段に付着したトナーを前記現像剤支持手段に移行させる極性に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記現像装置として、請求項１乃至９のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
前記キャリア支持手段と前記像担持体との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、前記像担持体に付着したトナー及びキャリアのうちキャリアのみを引き付ける極性に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１の画像形成装置において、
少なくとも前記現像装置と前記像担持体とが収容されたプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至９のいずれかの現像装置と像担持体とを備えたプロセスカートリッジ。
【請求項１】
像担持体に供給するトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、前記二成分現像剤を表面上に担持して回転可能な現像剤支持手段と、前記現像剤支持手段に内包され複数の磁極を有する第１の磁界発生手段とを備える現像装置であって、
前記像担持体の表面移動方向における下流側から前記現像剤担持体に近接する位置に、前記像担持体に付着したキャリアを回収するキャリア回収手段を備え、
前記キャリア回収手段は、前記キャリアを表面上に担持して回転可能なキャリア支持手段と、前記キャリア支持手段に内包されるように固定配置され複数の磁極を有する第２の磁界発生手段とを備え、
前記第２の磁界発生手段は、前記現像剤支持手段と対向する部分に磁極がなく、
前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記現像剤支持手段の表面移動方向と前記キャリア支持手段の表面移動移動方向とが互いに逆方向であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
前記第１の磁界発生手段は、前記キャリア支持手段と対向する部分に磁極を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
前記第１の磁界発生手段は、前記キャリア支持手段と対向する位置を複数の磁極が順次通過するように回転可能に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、
前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記第１の磁界発生手段により前記現像剤支持手段の表面に前記二成分現像剤を穂立ちさせた磁気穂を発生させ、その磁気穂を前記キャリ支持手段の表面に当接させたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの現像装置において、
前記キャリア支持手段の表面は粗し処理が施されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５の現像装置において、
前記キャリア支持手段の表面にキャリア除去手段を当接させないことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの現像装置において、
前記第２の磁界発生手段は、前記像担持体に対向する部分に磁極を有し、その磁極による前記像担持体表面での磁束密度を１４０［ｍＴ］以上としたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７の現像装置において、
前記第２の磁界発生手段の前記像担持体に対向する部分に有する前記磁極による前記像担持体表面での磁束密度を２００［ｍＴ］以上としたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかの現像装置において、
前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、前記現像剤支持手段と前記キャリア支持手段とが対向する位置において、前記キャリア支持手段に付着したトナーを前記現像剤支持手段に移行させる極性に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記現像装置として、請求項１乃至９のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
前記キャリア支持手段と前記像担持体との間に電位差を形成する電位差形成手段を備え、その電位差は、前記像担持体に付着したトナー及びキャリアのうちキャリアのみを引き付ける極性に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１の画像形成装置において、
少なくとも前記現像装置と前記像担持体とが収容されたプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至９のいずれかの現像装置と像担持体とを備えたプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１１３０４４（Ｐ２０１２−１１３０４４Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０１３９（Ｐ２０１０−２６０１３９）
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]