現像装置及びこれを備えた画像形成装置
【課題】適切に磁気ブラシを形成することにより、現像剤の滞留を防止しつつ、現像履歴現象の生じない現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ローラ２０及び磁気ローラ２１のローラ軸２０ａ、２１ｂにそれぞれ磁石部材Ｍが設けられ、それぞれの磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１は、互いに極性が異なるように対向して配置され、周方向に回転不能に支持される。現像ローラ２０の磁石部材ＭＳは、磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されるようにする。これにより、磁力が集中して合成され、画像形成を止める必要もなく、現像履歴現象が防止され、又、現像剤の滞留の発生も防止される。
【解決手段】現像ローラ２０及び磁気ローラ２１のローラ軸２０ａ、２１ｂにそれぞれ磁石部材Ｍが設けられ、それぞれの磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１は、互いに極性が異なるように対向して配置され、周方向に回転不能に支持される。現像ローラ２０の磁石部材ＭＳは、磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されるようにする。これにより、磁力が集中して合成され、画像形成を止める必要もなく、現像履歴現象が防止され、又、現像剤の滞留の発生も防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に用いられる現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式では、主としてキャリアとトナーからなる２成分現像剤を使用して現像を行う画像形成装置が存在する。この方式では、現像装置は、磁石部材を内包した磁気ローラを備える。磁気ローラは、現像剤を保持するとともに、キャリアによる磁気ブラシを形成する。そして、磁気ブラシを像担持体にあてることにより、トナーは像担持体に供給される。
【０００３】
更に、２成分現像剤を用いた現像の他の方式として、現像装置に磁気ローラと現像ローラの２本のローラを備えるものが存在する。この方式では、まず、磁石部材を内包した磁気ローラは、２成分現像剤を保持するとともに、キャリアによる磁気ブラシを磁気ローラ上に形成する。この磁気ブラシを現像ローラにあてることにより、トナーのみの薄層が現像ローラに形成される。そして、トナーが現像ローラから像担持体に飛翔され、静電潜像が現像される。この方式は磁気ローラの磁気ブラシを直接像担持体に当てるものではないから、２成分現像の特徴である安定性、高速性等を維持しつつも画像品質の向上を図ることができるという利点がある（特許文献１、２参照）。尚、この方式では、現像ローラに磁石部材を内包し、かつ、この磁石部材と磁気ローラの磁石部材は、異極が対向するように配置される場合もある。
【０００４】
このような現像装置では、現像ローラと磁気ローラは、一定の隙間を設けられながら対向するように配置される。そして、トナーを現像ローラに供給するため磁気ローラ及び現像ローラ間に形成される磁気ブラシは、形成される画像の品質に大きな影響を与える。
【０００５】
具体的にいうと、静電潜像の現像が行われると現像ローラ上では、トナーが像担持体に飛翔されトナーがなくなった領域（部分）と消費されずに残った領域（部分）とが、形成される。このままトナー薄層の形成を続けると、現像ローラ上のトナー薄層の厚さの差が大きくなる。又、トナーの電荷量にもばらつきが生ずる。そうすると、トナーの飛翔に差が生じ、形成される画像にトナーの濃淡があらわれ、前に形成された画像の履歴が現れてしまう（現像履歴現象）。
【０００６】
そこで、通常、静電潜像の現像後の現像ローラ上の残トナーは、一旦、磁気ブラシにより剥がされる。その後、再度現像ローラ上にトナー薄層が形成されるようにする。しかし、磁気ブラシの拘束力が弱ければ、現像ローラ上の残トナーは、完全に引き剥がされず、現像履歴現象の原因となる。
【０００７】
一方で、形成される磁気ブラシの形状によっては、磁気ローラの回転方向上流側における磁気ブラシ部分、即ち、トナーを現像ローラに供給する部分（領域）では、現像剤の滞留が生じやすくなる（図９参照）。そして、現像剤が滞留すれば、キャリアとトナーが併せて現像ローラ上を搬送されてしまうという問題が生ずる。更に、現像剤の滞留が進み現像剤が溜まりすぎると、現像装置の形状・構成にもよるが、現像剤が、現像装置から溢れ出したりこぼれ落ちたりして、画像形成装置内を汚してしまうという問題がある。これらは、形成される画像を乱す原因となる。
【特許文献１】特開平０６−１３０７９７号（請求項１、図４、要約）
【特許文献２】特開平０６−１３０８１９号（請求項１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、磁気ローラと現像ローラ間の隙間に形成される磁気ブラシは、形成される画像の品質に大きな影響を与える。具体的には、磁気ブラシの拘束力が強く、かつ、現像剤の滞留が生ずることのないものが、理想的である。
【０００９】
ここで、特許文献１記載の発明は、像担持体に対向配置されトナー層を保持する現像ロールと、表面にキャリアとトナーからなる２成分現像剤を表面に保持し現像ロールに対向配置される磁気ロールを備えた現像装置において、現像ロールの表面に形成されるトナー層を磁気ロール側に剥離させるよう電界を形成する電圧印加手段を備えている。これは、磁気ブラシにより残トナーを引き剥がすのではなく、現像を一旦中止し現像ロール上のトナーを電界により剥離させる（請求項１、図４、要約参照）。
【００１０】
しかし、特許文献１記載の発明は、現像ロール上のトナーを剥離する際に、画像形成を停止しなければならず、画像形成に時間を要するという問題がある。又、電界により飛翔されたトナーは、必ずしも磁気ロール側に回収されるとは限らず、像担持体方向に飛散したり、画像形成装置内を汚したりするということも考えられる。更に、現像ロール上に強固に静電的に付着（固着）したトナーまで剥離できない場合があるという問題もある。
【００１１】
又、特許文献２記載の発明は、像担持体に対向配置されトナー層を保持する現像ロールと、表面にキャリアとトナーからなる２成分現像剤を表面に保持し現像ロールに対向配置される磁気ロールを備えた現像装置において、現像ロールと磁気ロールの対向位置における磁気ロール内部の磁極は、磁極中央部における磁力落ち込み量を、その両側のピーク値が反発磁極にならないように設定している（請求項１、図４参照）。
【００１２】
しかし、特許文献２記載の発明では、形成されるトナーの薄層厚は一定とすることができても、残トナーを引き剥がすという点では弱い。この発明では、連続して画像形成すると、残トナーが完全に引き剥がされないことにより、現像ロール上のトナーの電荷量がばらつき、現像時にトナー飛翔の差が生じ、結果として現像履歴現象の防止はできないという問題がある。又、磁気ブラシは、磁気ロールから現像ロールに向けて放射状に形成されるから（特許文献２の図４参照）、磁気ブラシは、磁気ロールの現像剤搬送方向（磁気ロール回転方向）において斜めに立ち塞がる様に形成され現像剤の滞留が生ずる。そうすると、キャリアとトナーが併せて現像ローラ上を搬送されてしまい、更に、現像剤の滞留が進み、現像剤が、大量に現像装置からこぼれ落ちたりして、画像形成装置内を汚してしまうという問題がある。
【００１３】
更に、現像ローラに磁石部材を内包し、かつ、この磁石部材と磁気ローラの磁石部材とを異極が対向するように支持する方式では、確かに、磁力の合成により磁気ブラシの拘束力は、強くなる場合がある。しかし、現像ローラの磁石部材の周方向における端部において、磁気ローラ側の磁極と同極の磁気領域が存在する場合もある等、単に磁石部材同士を正対させても、良好な磁気ブラシが形成されるものではない。
【００１４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、良好な磁気ブラシを形成することにより、画像形成を止めることなく、現像剤の滞留によりキャリアが現像ローラに搬送されることや、画像形成装置内を汚すことを防止しつつ、現像ローラ上のトナーを確実に引き剥がし、現像履歴現象の生じない現像装置を提供することを課題とする。更に、この現像装置を用いることにより、形成される画像品質が良好かつ安定し高速な画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、像担持体に対向して配置され、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配置され、前記現像ローラにトナーを供給する磁気ローラとを備える現像装置において、前記現像ローラ及び前記磁気ローラのスリーブは、周方向において同一の方向に回転駆動され、磁石部材が、前記現像ローラ及び前記磁気ローラの前記スリーブ内のローラ軸にそれぞれ設けられており、それぞれの前記磁石部材は、互いに極性が異なるように対向して配置され、周方向に回転不能に支持されており、前記現像ローラの前記磁石部材は、前記磁気ローラの前記磁石部材と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されていることとした。
【００１６】
又、請求項２に係る発明は、前記現像ローラの前記磁石部材を、前記現像ローラのローラ軸と前記磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、前記現像ローラのスリーブの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持し、及び／又は、前記磁気ローラの前記磁石部材を、前記現像ローラのローラ軸と前記磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、前記磁気ローラのスリーブの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持することとした。
【００１７】
又、請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は２に記載の現像装置を備えることとした。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、前記現像ローラの前記磁石部材は、前記磁気ローラの前記磁石部材と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されているので、現像ローラの磁石部材付近で磁力が集中されることから、磁気ブラシの拘束力が強くなり、現像ローラ上のトナーが確実に引き剥がされ、現像履歴現象が防止される。そして、画像形成を止める必要もない。
【００１９】
又、磁気ローラ側の磁石部材の磁力が吸引されることで磁気ローラの回転方向下流側に傾いて磁気ブラシが形成されるから、現像剤が、トナーを現像ローラに供給する領域で磁気ローラの回転方向下流側に搬送されやすくなり、現像剤の滞留の発生を防止できる。更に、磁気ローラの磁石部材と同極の磁気領域の発生が、現像ローラの磁石部材の周方向における両端で発生することが軽減される。
【００２０】
又、請求項２に係る発明よれば、現像ローラの磁石部材を、現像ローラのローラ軸と磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、現像ローラのスリーブの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持し、及び／又は、磁気ローラの磁石部材を、現像ローラのローラ軸と磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、磁気ローラのスリーブの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持したので、磁力を集中させることができ、現像履歴現象が防止できる。又、傾いて磁気ブラシが形成されるから、現像剤の滞留の発生を防止できる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の現像装置を備える画像形成装置であるから、画像形成を止める必要がなく、又、現像履歴現象が生じず、更に、キャリアとトナーが併せて現像ローラ上を搬送されてしまったり、現像剤が現像装置からこぼれ落ちて画像形成装置内を汚してしまったりすることがない。従って、形成される画像の品質が高く、安定し、かつ高速な画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜６を参照しつつ説明する。本実施形態では、電子写真方式でタンデム型のフルカラーの画像形成装置１について説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
【００２３】
まず、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態における現像装置２を備えた画像形成装置１の概略を説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す正面から見た断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの拡大断面図である。
【００２５】
図１に示すように、この画像形成装置１は、ブラックの画像を形成する画像形成部１０ａと、イエローの画像を形成する画像形成部１０ｂと、シアンの画像を形成する画像形成部１０ｃと、マゼンタの画像を形成する画像形成部１０ｄを備えている。これらの４つの画像形成部１０ａ〜１０ｄは一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００２６】
この各画像形成部１０ａ〜１０ｄは、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ、各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄ、各ドラムクリーニングローラ１３ａ〜１３ｄ、各クリーニング部材１４ａ〜１４ｄと現像装置２ａ〜２ｄを備えているが、各画像形成部１０ａ〜１０ｄの詳細は後述する。
【００２７】
露光手段としての光学ユニット１５は、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄがレーザ出力部（不図示）から出力され、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を走査露光することにより、各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄで帯電された各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像が形成される。
【００２８】
転写手段としての転写ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、各一次転写ニップ部にて無端ベルト状の中間転写ベルト３０を介して各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにそれぞれ当接している。中間転写ベルト３０は、テンションローラ３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３間に張架されており、駆動ローラ３２の駆動によって正面視時計方向に回転（移動）される。中間転写ベルト３０は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。
【００２９】
駆動ローラ３２は、中間転写ベルト３０を介して二次転写ローラ３４と当接して、二次転写部を形成している。二次転写ローラ３４は、中間転写ベルト３０に接離自在に設置されている。また、二次転写部の転写材搬送方向の下流側には、定着ローラ４０ａと加圧ローラ４０ｂを有する定着装置４０が設置されている。
【００３０】
次に、図２に基づき、各画像形成部１０ａ〜１０ｄについて詳述する。
【００３１】
図２に示すように、各画像形成部１０ａ〜１０ｄは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを帯電させるための帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、ドラムクリーニングローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと、クリーニング部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ及び現像装置２ａ〜２ｄがそれぞれ設置されている。尚、各現像装置２ａ〜２ｄの構成の詳細は、後述する。
【００３２】
この画像形成部１０ａ〜１０ｄのうち、前記各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、例えばアルミニウム製のドラムの外周面上に正帯電のＯＰＣやアモルファスシリコンの感光層を有しており、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで正面視反時計方向に回転駆動されている。
【００３３】
帯電手段としての前記各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を所定電位に均一に帯電させるものであり、所定のプロセススピードで正面視時計方向に回転駆動されている。
【００３４】
前記各ドラムクリーニングローラ１３ａ〜１３ｄは、例えば、回転軸の外周にＥＰＤＭのような弾性を有する素材を円筒状に設けたものであり、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面にそれぞれ残った転写残トナーを除去して回収するものであり、所定のプロセススピードで正面視反時計方向に回転駆動されている。
【００３５】
前記各クリーニング部材１４ａ〜１４ｄは、所定の方向に回転し、各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄの表面に付着したトナー等の異物（帯電生成物）を除去する。このため、クリーニング部材１４ａ〜１４ｄは、棒状の支持部材に樹脂製等のブラシを巻き付けたローラ状のものである。
【００３６】
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００３７】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄによって一様に正極性に帯電される。そして、各光学ユニット１５は、入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光１５ａ〜１５ｄを帯電された各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上でそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００３８】
そして、先ず感光体ドラム１１ｄ上に形成された静電潜像に、感光体ドラム１１ｄの帯電極性（正極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置２ｄによりマゼンタのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。その後、マゼンタのトナー像は、感光体ドラム１１ｄと転写ローラ１６ｄ間の一次転写部にて一次転写バイアス（トナーと逆極性（負極性））が印加された転写ローラ１６ｄにより、回転（移動）している中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００３９】
マゼンタのトナー像が転写された中間転写ベルト３０は画像形成部１０ｃ側に回転（移動）される。そして、画像形成部１０ｃにおいても、前記同様にして感光体ドラム１１ｃに形成されたシアンのトナー像が、中間転写ベルト３０上のマゼンタのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部にて転写される。
【００４０】
以下、同様にして中間転写ベルト３０上に重畳転写されたマゼンタ、シアンのトナー像上に、画像形成部１０ｂ、１０ａの感光体ドラム１１ｂ、１１ａで形成されたイエロー、ブラックのトナー像を各一次転写部にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト３０上に形成する。中間転写ベルト３０上で重ね合わせられたトナー像は二次転写部で搬送されてきた転写材に二次転写され、転写材は定着装置４０に搬送されてトナー像が溶融定着された後、排出部４４より排出される（図１参照）。
【００４１】
上記した一次転写時において、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残留している一次転写残トナーは、各ドラムクリーニングローラ１３ａ〜１３ｄによってそれぞれ除去されて回収される。また、二次転写後に中間転写ベルト３０上に残った二次転写残トナー等は、ベルトクリーニングローラ３５で除去されて回収される（図１参照）。
【００４２】
また、単色画像（例えばモノクロ画像）を得る場合は、特定の画像形成部（例えば画像形成部１０ａ）より中間転写ベルト３０上に単色（例モノクロ画像）の可視画像が一次転写され、以下上記したフルカラー画像を形成する場合と同様のプロセスを経て、単色画像を得ることができる。
【００４３】
尚、ここで図１中に示す矢印は用紙等の転写材の搬送方向である。給紙装置４１又は手差しトレイ４２から転写材が搬送路４３に送り込まれ、二次転写部で転写後、定着装置４０でトナー像が定着され、転写材は排出部４４より排出される（図１参照）。
【００４４】
次に、図３に基づき、本発明の第１の実施形態における各現像装置２ａ〜２ｄの構造について述べる。
【００４５】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る現像装置２の概略構成を示す断面図である。尚、各現像装置２ａ〜２ｄの構成は、同様であるので、図３では、主として現像装置２ａを例にして説明する。従って、他の現像装置２ｂ〜２ｄも同様に説明できるものであり、以下、特に説明がない限り現像装置２ａについての説明は、現像装置２ｂ〜２ｄにもあてはまる。
【００４６】
まず、画像形成装置１の本体には、ブラックのトナーとキァリアからなる現像剤を収納しブラックを現像する現像装置２ａと、イエローのトナーとキァリアからなる現像剤を収納しイエローの画像を現像する現像装置２ｂと、シアンのトナーとキァリアからなる現像剤を収納しシアンの画像を現像する現像装置２ｃと、マゼンタのトナーとキァリアからなる現像剤を収納しマゼンタの画像を現像する現像装置２ｄと４つの現像装置（現像ユニット）を備えている。これらの４つの現像装置２は、各画像形成部１０ａ〜１０ｄの一部を構成している（図１参照）。
【００４７】
ここで、各現像装置２ａ〜２ｄは、それぞれ各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。各現像装置２ａ〜２ｄによる現像方法としては、例えばトナー粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤とする２成分現像法を用いることができる。
【００４８】
図３に示すように、現像装置２ａは、主として現像ローラ２０、磁気ローラ２１、枠体２２、搬送部材２３ａ、２３ｂ、穂切りブレード２４等により構成されている。
【００４９】
図３に示すように、感光体ドラム１１ａに対向し、一定の隙間を設けて現像ローラ２０が配される。そして図３における右斜め下方に現像ローラ２０に対向し、一定の隙間を設けて磁気ローラ２１が配される。そして、搬送部材２３ａ、２３ｂは、磁気ローラ２１の下方に設けられる。又、穂切りブレード２４は、図３における磁気ローラ２１の左方に設けられる。そして、これらの現像ローラ２０、磁気ローラ２１、搬送部材２３ａ、２３ｂ、穂切りブレード２４は、枠体２２に保持される。
【００５０】
磁気ローラ２１は、現像ローラ２０にトナーの供給を行うものであるため、磁気ローラ２０の外周面上に、搬送部材２３により撹拌された主として磁性体のキャリアとトナーからなる現像剤を保持する。具体的には、搬送部材２３ａの上方の位置で磁気ローラ２１に現像剤が供給される。そして、磁気ローラ２１は、磁気ブラシを形成し、現像ローラ２０にトナーを供給し、現像ローラ２０でトナーの薄層が形成される。この点は、後に詳述する。
【００５１】
前記搬送部材２３は、現像装置２ａに２本備え付けられており、軸に対しスクリューが螺旋状に設けられて構成されている。この搬送部材２３ａと２３ｂにより現像剤は、現像槽２３ｃ内を循環するように搬送・撹拌され、所定のレベルに帯電される。これによりトナーは、キャリアに保持される。又、前記穂きりブレード２４は、磁気ローラ２１上に形成される磁気ブラシの層規制を行うためのものであり、磁気ブラシを所定の高さに調節する。
【００５２】
次に、図４に基づき、本発明の第１の実施形態における現像ローラ２０及び磁気ローラ２１の具体的な構成について述べる。
【００５３】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る現像ローラ２０及び磁気ローラ２１の構成を示す分解斜視図である。図４（ａ）が現像ローラ２０を、図４（ｂ）が、磁気ローラ２１を示す。尚、磁石部材Ｍの詳細な構成については、後述するので、図４では、磁石部材Ｍを簡略化して示す。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、前記現像ローラ２０は、ローラ軸２０ａ、スリーブ２０ｂ、キャップ２０ｃと、軸線方向に長く、周方向の断面が扇形状に形成された磁石部材Ｍとで構成されている。磁石部材Ｍは、接着等によりローラ軸２０ａに固着される。又、ローラ軸２０ａは、スリーブ２０ｂ内に挿通される。スリーブ２０ｂの両端に、それぞれ円形のキャップ２０ｃが嵌入され、ローラ軸２０ａは、そのキャップ２０ｃから突出する。そして、このように組み立てられた際、磁石部材Ｍとスリーブ２０ｂの間には所定の隙間が設けられる。
【００５５】
現像ローラ２０のローラ軸２０ａが、枠体２２に支持された場合、ローラ軸２０ａは、支持手段（不図示）により回転不能に支持され、併せて、磁石部材Ｍは周方向の所定の角度で回転不能に支持される。一方、スリーブ２０ｂとキャップ２０ｃは、一体で回転可能となっており、図示しない駆動機構により回転駆動される。ローラ軸２０ａ、スリーブ２０ｂ、キャップ２０ｃは、例えばアルミニウム製のものを本実施形態で用いることができる。そして、これらの部材からなる現像ローラ２０は、感光体ドラム１１ａに対向するように配置され、現像ローラ２０と感光体ドラム１１ａの間に、所定のギャップが設けられる（図３参照）。
【００５６】
一方、図４（ｂ）に示すように、前記磁気ローラ２１は、ローラ軸２１ａ、スリーブ２１ｂ、キャップ２１ｃと、周方向の断面が扇形状に形成された磁石部材Ｍとで構成されている。
【００５７】
ローラ軸２１ａは、スリーブ２１ｂ内に挿通されるとともに、そのローラ軸２１ａには磁石部材Ｍが接着等により固着される。又、スリーブ２１ｂの両端に、それぞれ円形のキャップ２１ｃが嵌入され、ローラ軸２１ａは、そのキャップ２１ｃから突出する。そして、このように組み立てられた際、磁石部材Ｍとスリーブ２１ｂの間には所定の隙間が設けられる。
【００５８】
磁気ローラ２１のローラ軸２１ａが枠体２２に支持された場合、ローラ軸２１ａは、支持部材（不図示）により回転不能に支持され、磁石部材Ｍは、周方向の所定の角度で回転不能に支持される。一方、スリーブ２１ｂとキャップ２１ｃは、一体で回転可能となっており、駆動機構（不図示）により回転駆動される。ローラ軸２１ａ、スリーブ２１ｂ、キャップ２１ｃは、例えばアルミ製のものを本実施形態で用いることができる。そして、これらの部材からなる磁気ローラ２１は、現像ローラ２０に対向するように配置され、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の間に、所定のギャップが設けられる（図３参照）。
【００５９】
次に、図５に基づき、本発明の第１の実施形態における磁石部材Ｍの配置等の具体例について述べる。図５は、本発明の第１の実施形態に係る磁石部材Ｍの配置を説明するための断面図である。尚、図５では、磁石部材ＭＳ及びＭＮ１の磁力のピークの方向を破線により示す。また、各ローラの回転方向を矢印にて示す。
【００６０】
本実施形態にあっては、現像ローラ２０内の磁石部材ＭＳと磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１は互いに対向するように配置されている。これらの磁石部材Ｍは、その対向する位置で極性が異なるように配置される。具体的に本実施形態では、対向する位置において、磁石部材ＭＳはＳ極となるようにし、磁石部材ＭＮ１はＮ極となるようにして、磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１は、支持される。尚、磁石部材ＭＳをＮ極とし、磁石部材ＭＮ１をＳ極として対向させることも可能である。
【００６１】
この様に現像ローラ２０と磁気ローラ２１の対向位置で、磁石部材ＭＳ及びＭＮ１は、異極が向かい合うようにすれば、Ｎ極から出る磁力線がＳ極に吸引され磁力が合成されるから、磁気ブラシが形成されやすくなる。尚、磁石部材ＭＳとＭＮ１は、その対向位置で同極を向かい合わせるようにすると（例えばＳ極とＳ極）反発力が生じるから、磁極をそのように設定することはできない。
【００６２】
図５に示すように、本実施形態で、現像ローラ２０内に１つ設けられる磁石部材ＭＳは、例えば、周方向の断面が扇形状の磁石を用いることができる。断面が略長方形状の磁石でもよい。又、半径方向の長さは３．５ｍｍ以下である。扇形状の磁石部材ＭＳにおける扇形の角度は４０°程度であり、具体的には、本実施形態では３８°としている。尚、磁石部材ＭＳは、磁石であればよいが、例えばラバーマグネットのような加工しやすいものを用いると、安価であり、又、製造が容易になる。
【００６３】
そして、図５に示すように、磁石部材ＭＳは、２点鎖線で囲まれた着磁領域Ｆのみが着磁されている。着磁領域Ｆは、軸線と平行に所定の幅で帯状に設けられる。本実施形態での着磁領域Ｆにおける所定の幅は、磁石部材ＭＳの扇形の周方向における角度が３８°であるのに対し、３０°程度の弧の長さに相当する。言い換えると、ローラ軸２０ａと２１ａを結ぶ直線上における現像ローラ２０と磁気ローラ２１の最近接部分に、磁石部材ＭＳの磁力のピークを持ってくるとすれば、磁石部材ＭＳのピークのラインを中心として、両方に１５°程度ずつの弧の長さに相当する幅が、着磁される。
【００６４】
尚、着磁領域Ｆの所定の幅は、例えば、本実施形態における磁石部材ＭＳの半径方向の長さを大きくしてゆき、上記３０°程度の弧の長さを維持しようとして、広くしてゆくことも可能である。即ち、良好な磁気ブラシが形成されるよう、着磁領域Ｆの所定の幅は状況に合わせて適宜設定することが可能である。
【００６５】
そして、磁石部材ＭＳの着磁は、治具等により行われ得る。そして、治具等により着磁する前に、磁石部材ＭＳは、熱脱磁法や、交流脱磁法等により一旦脱磁されるようにすることが好ましい。そして、磁石部材ＭＳ全体を脱磁させた後に、着磁領域Ｆのみが着磁される。このような手段をとることで、着磁領域Ｆや磁石部材ＭＳに対向して配置される磁石部材ＭＮ１の磁界中にあっても、磁石部材ＭＳの非着磁部分が磁力を帯びることを抑え磁気ブラシの形成に影響が出ないようにすることができる。
【００６６】
ここで、磁力を合成し集中できるように、磁石部材ＭＳの一部のみを着磁するのではなく、磁石部材ＭＳの周方向の厚さを薄くすれば同様の効果は得られる。本実施形態でいえば、磁石部材ＭＳの扇形の角度を例えば、３８°以下のようにすることが考えられる。しかし、例えば、ラバーマグネットを用いる場合、３８°以下に成形しようとすると、金型による射出成形が困難となる場合がある。又、磁石部材ＭＳはローラ軸２０ａに沿って固着させるため、磁石部材ＭＳは、細長く形成されるが、周方向の厚さを薄くしすぎると磁石部材ＭＳ自体が非常に脆く、或いは、折れ曲がりやすくなる。更に、ローラ軸２０ａに固着し難くなり（接着面の減少、位置固定困難等）組立や製造が困難となる。これらの事情は、プラスチックマグネットやフェライト焼結磁石など全ての磁石部材において同様といえる。従って、磁石部材ＭＳの周方向の厚さを薄くすると、磁石部材ＭＳ自体や現像ローラ２０の製造が困難となる。製造可能であっても、余計な手間、設備、道具、コスト、組立時間を要し生産性で明らかに劣る。
【００６７】
そこで、本実施形態では、磁石部材ＭＳは、扇形の一定の角度を維持しつつ、一部の領域のみが着磁される。これにより、現像ローラ２０と磁気ローラ２１間の磁力を集中させることができる磁石部材ＭＳは、容易に成形され、現像ローラ２０は、容易に組立、製造される。
【００６８】
一方、図５に示すように、現像ローラ２０に対向する磁気ローラ２１の内部に設けられる磁石部材Ｍは、本実施形態では、７つである。そして、これら７つの磁石部材Ｍは、本実施形態では、周方向の断面が全て扇形状である。尚、断面が略長方形状の磁石を用いることも可能である。そして、これらの磁石部材Ｍは、磁石であればよいが、例えばラバーマグネットのような加工しやすいものを用いると、安価であり、製造が容易になる。
【００６９】
その配置については、磁石部材ＭＳに対向するように磁石部材ＭＮ１が設けられる。更に、図５を正面視時計回りの方向にみて、磁石部材ＭＮ１の隣に磁石部材ＭＳ１が、その隣に磁石部材ＭＮ２が、更にその隣に磁石部材ＭＳ２が設けられる。
【００７０】
そして、一定の間隔を開けて磁石部材ＭＳ３が、その隣に磁石部材ＭＮ３、その隣に磁石部材ＭＳ４が設けられる。各磁石部材Ｍのスリーブ２１ｂ方向側における磁極は、磁石部材ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３がＮ極、磁石部材ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３、ＭＳ４がＳ極となっていて、磁石部材Ｍは、原則磁極が交互になるように支持される（図３参照）。
【００７１】
ここで、本実施形態における各磁石部材Ｍのスリーブ２０ｂ、２１ｂに対向する位置での表面磁束密度の目安（ピーク値）は、磁石部材ＭＳは４０ｍＴ、磁石部材ＭＮ１は８０〜９０ｍＴ、磁石部材ＭＳ１は６０ｍＴ、磁石部材ＭＮ２は６０ｍＴ、磁石部材ＭＳ２は６０ｍＴ、磁石部材ＭＳ３は４０ｍＴ、磁石部材ＭＮ３は４０ｍＴ、磁石部材ＭＳ４は６０ｍＴとなっている。又、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の対向位置における隙間部分（磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１）で合成される表面磁束密度は、１１０ｍＴ程度となっている。尚、各磁石部材Ｍにおける表面磁束密度は適宜設定可能である。
【００７２】
更に、磁気ローラ２１側の磁石部材ＭＮ１〜３及びＭＳ１〜４の半径方向の長さは３．５ｍｍである。尚、現像ローラ２０側の磁石部材ＭＳの高さはこれより小さくできる。又、本実施形態にあっては、磁気ローラ２１側の磁石部材ＭＮ１〜３及びＭＳ１〜４の扇形における角度はおよそ４０°程度が好ましく、本実施形態では、３８°のものを使用している。
【００７３】
ここで、現像ローラ２０に、トナーのみの薄層を形成し、静電潜像を現像する方法の具体的な例を述べる。
【００７４】
まず、現像剤に含まれるキャリアは、１０6Ωｃｍ〜１０13Ωｃｍの体積固有抵抗を有するようにする。又、キャリアは、強固に静電的に付着したトナーを磁気ブラシで引き剥がし、現像に必要なトナーを供給するからトナーと接する表面積が多い方がよく、５０μｍ以下の小径のキャリアを用いられる。そこで、本実施形態では、使用する現像剤は、キャリアとして、体積固有抵抗が１０10Ωｃｍ、飽和磁化が６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアを本実施形態では用いる。
【００７５】
一方、現像剤中のトナーは、例えば、ポリエステル樹脂ベースであって、帯電制御剤やシリカ等の添加剤を含み、平均粒径８μｍのものを用いることができる。又、現像剤中にトナーは、５重量パーセント程度含まれている。尚、上記は実施形態として一例にすぎず、公知の現像剤を用いても構わない。
【００７６】
まず、搬送部材２３が現像剤を撹拌することで、トナーは、所定のレベルに帯電される。磁気ローラ２１は、このトナーを磁性体であるキャリアに保持させるとともに、このキャリアによる磁気ブラシを、磁石部材Ｍにより発生させる。尚、磁気ブラシは、穂きりブレード２４により高さが一定に規制される（図３参照）。
【００７７】
ここで、現像ローラ２０及び磁気ローラ２１は、電源（不図示）により直流の電圧をかけられている。現像ローラ２０と磁気ローラ２１にかける電圧は異なっており、この電位差により、トナーのみの薄層が現像ローラ２０に形成される。本実施形態における画像形成装置１は、カラー対応であるから、各色のトナーの帯電特性等により、現像ローラ２０及び磁気ローラ２１にかける電圧の大きさは異なるが、この電位差が大きいと現像ローラ２０上のトナーの薄層は厚くなり、小さくすると薄くなる。本実施形態では、両ローラの電位差は１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が好ましい。
【００７８】
現像ローラ２０上に薄層に形成、保持されたトナーは、現像ローラ２０に更に交流電圧を印加することで感光体ドラム１１ａに飛翔される。尚、トナーの飛散を防ぐために、交流電圧は現像の直前に印加する。又、現像後の残トナーは、掻き取りブレードなどの特別な装置を設けることなく、現像ローラ２０と磁気ローラ２１間に形成された磁気ブラシにより引き剥がされる。各ローラの周速差によるブラシ効果と磁気ブラシにより回収された現像剤を搬送部材２３で攪拌することで、現像剤は入れ替えられる。
【００７９】
現像剤の入れ替えを促進するための方法は、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転速度を現像ローラ２０のスリーブ２０ｂの回転速度に対し、１．０〜２．０倍に設定する。そして、現像ローラ２０上のトナーを回収すると共に適切なトナー濃度に設定された現像剤を現像ローラ２０に供給することで均一なトナー層を形成することが可能になる。また、均一な画像濃度を維持するためには、現像タイミング以外の時間において現像ローラ２０と磁気ローラ２１間の電位差をなくすことで、トナーに負担をかけず現像ローラ２０上のトナーを磁気ローラ２１に回収することも好ましい。
【００８０】
このようにして、現像ローラ２０の外周表面上にトナーのみの薄層を形成し、このトナーを感光体ドラム１１ａに飛翔させることで、感光体ドラム１１ａ上の静電潜像が現像される。この場合、磁気ブラシを直接感光体ドラム１１ａに当てるものではないから、いわゆる磁気ブラシによるはけめもなくなり、形成される画像の品質が向上する。
【００８１】
次に、図６及び９に基づき、磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送について、本発明の第１の実施形態と従来例との差について具体的に述べる。
【００８２】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。図９は、従来例における磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【００８３】
尚、従来例としては、現像ローラ２０側に磁石部材Ｍを設けない例も考えられるが（特許文献１）、差異明確化のため、現像ローラ２０と磁気ローラ２１のローラ軸２０ａ及び２１ａの中心を結ぶ線上に、磁極が異なるように磁石部材Ｍの磁力のピークを正対させ、かつ、磁石部材ＭＳは、磁石部材ＭＮ１と対向する面全体がＳ極に着磁されている場合を挙げる。又、図６、図８及び図９では、○がキャリアを示し、●はトナーを示す。
【００８４】
図６に示すように、本発明では現像ローラ２０側の磁石部材ＭＳと磁気ローラ２１側の磁石部材ＭＮ１は対向するように支持される。上述のように、磁石部材ＭＳは、磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１と対向する面において、一点鎖線で囲まれた着磁領域Ｆのみ着磁される。また、図６において矢印で示すように、現像ローラ２０のスリーブ２０ｂと、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂは、周方向において同じ方向に回転駆動される。即ち、スリーブ２０ｂとスリーブ２１ｂは対向位置において、反対方向に回転駆動される。
【００８５】
図６に示すように、磁石部材ＭＳは、その着磁領域Ｆのみ着磁され、磁石部材ＭＮ１とＳ極が対向するように配置されているから、磁力は合成され、集中される。そうすると、本実施形態では、キャリアによる磁気ブラシは、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂを下方として、上に凸な曲線状に形成される。言い換えると、山形のように形成される。このようにトナー供給領域Ａ１（二点鎖線で図示）において、磁気ブラシは磁力のピークの方向に傾いて形成されるから、現像ローラ２０への現像剤が、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の隙間に引き込まれやすくなる。これにより、現像ローラ２０へのトナー供給領域Ａ１（二点鎖線で図示）に現像剤が滞留することがなくなり、現像ローラ２０にキャリアを含んだ現像剤が搬送されることがなくなる。更に、現像剤の滞留が進み現像剤が溜まりすぎることによって、現像剤が、現像装置２から溢れ出したりこぼれ落ちたりして、画像形成装置内１を汚してしまうこともなくなる（図３参照）。具体的に本実施形態では、現像剤が、穂きりブレード２４方向に落下してしまうようなこともなくなる（図３参照）。従って、形成される画像の品質が乱れない。
【００８６】
一方、現像ローラの回転方向上流から搬送される現像後のトナーを回収するトナー回収領域Ａ２（二点鎖線で図示）においても、磁石部材ＭＳ側に吸引される磁力線が集中されているから、この部分において磁気ブラシの拘束力が強くなっている。従って、現像ローラ２０の回転方向上流から搬送される現像後のトナー回収領域Ａ２において、トナーは、確実に引き剥がされる。このように、強固に静電的に現像ローラ２０に付着したトナーが引き剥がされ、現像履歴現象の発生が防止される。
【００８７】
又、磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１を対向させた場合、磁気ローラ２０の磁石部材ＭＮ１の影響により磁石部材ＭＳの両端部Ｅに、磁気ローラ２０の磁石部材ＭＮ１と同極の磁気領域が存在することがある。しかし、本実施形態では、磁石部材ＭＳの両端部Ｅは、脱磁されているから、磁石部材ＭＮ１と同極の磁気領域の発生が、極力抑えられ良好な磁気ブラシが形成される。尚、磁石部材ＭＮ１と同極の磁気領域の発生が認められない程度にまで、着磁領域Ｆの周方向における幅を狭くしてもよい。即ち、本実施形態でいうと、３０°に相当する弧の長さを、３０°以下にする。しかし、着磁領域Ｆの周方向における幅を狭くするとしても、形成される磁気ブラシの周方向の厚さが薄くなりすぎないように注意する。
【００８８】
尚、本実施形態では、磁気ローラ２１側の磁石部材Ｍは、扇型状であって磁極が交互になるように配されているから、磁石部材ＭＮ１の周方向における両端では、磁石部材ＭＳ１及びＭＳ４（スリーブ側がＳ極）により、磁石部材ＭＳ方向に向かう磁力は、小さくなる。これはトナー供給領域Ａ１において、磁気ブラシが、磁気ローラ２１の回転方向下流側に傾いて形成されやすくなる要因となる。
【００８９】
従って、本実施形態では、図６の白抜矢印で示すようにトナーは、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂ表面、トナー供給領域Ａ１、現像ローラ２０のスリーブ２０ｂ表面と搬送され、キャリアが混入することがない。そして、現像後のスリーブ２０ｂ表面上の残トナーは、磁気ブラシによりトナー回収領域Ａ２において引き剥がされ、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂにより搬送されていく。このように、トナー搬送は理想的に行われる。
【００９０】
一方、図９に示す従来例のように、磁石部材ＭＳ、ＭＮ１を正対させ、かつ、現像ローラ２０の磁石部材ＭＳは、磁石部材ＭＮ１と対向する面全体が着磁されている場合、キャリアによる磁気ブラシは、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転面に対しほぼ垂直に形成される。従って、磁気ブラシは、トナー供給領域Ａ３（二点鎖線で図示）において壁のような役割を果たし得るものとなり、スリーブ２１ｂ上を搬送されてきた現像剤は現像ローラ２０と磁気ローラ２１の間の隙間に引き込まれ難く、トナー供給領域Ａ３において現像剤が滞留しやすくなる。
【００９１】
又、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の隙間は、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の最近接部分となっており、隙間が最も狭くなっている。磁気ローラ２１は、現像剤を搬送する役割を果たすところ、この最近接部分から磁気ローラ２１の回転方向上流側に（トナー供給領域Ａ３方向）に一旦現像剤が滞留すると、溜まった現像剤により磁気ローラ２１の搬送能力は下がる。従って、現像剤は、余計に現像ローラ２０と磁気ローラ２１の間の隙間に引き込まれ難くなり、現像剤の滞留は加速度的に大きくなり得る。
【００９２】
これにより、トナー供給領域Ａ３から、キャリアも併せて現像ローラ２０に搬送されてしまい、形成される画像を乱す。現像剤がトナー供給領域Ａ３に更に滞留すれば、現像剤が、現像装置２から溢れ出したりこぼれ落ちたりして、画像形成装置１内を汚し、形成される画像を乱す要因となる。具体的に本実施形態では、穂きりブレード２４上に落下してしまう（図３参照）。
【００９３】
一方、現像後のトナー回収領域Ａ４（二点鎖線で図示）をみると、磁石部材ＭＳの端部Ｅでは、本発明の実施形態に比べ磁力線は集中していない。又、磁気ローラ２０の磁石部材ＭＳの両端部Ｅに、磁気ローラ２０の磁石部材と同極の磁気領域が存在することがある。これらの理由から、磁気ブラシの拘束力は弱められ、良好な磁気ブラシは、本発明に比べ形成されにくい。そうすると、強固に静電的に現像ローラ２０に付着したトナーは、完全に引き剥がされない場合がある。そして、そのままトナー供給領域Ａ３でトナーの供給を受けると、トナーの層厚が増し、又はトナー電荷量の差で、現像履歴現象が発生してしまう。
【００９４】
以上、図６及び９で示したように、現像剤及びトナーの搬送は、従来例比べ本発明における実施形態のほうが、理想的になされる。
【００９５】
このようにして、現像ローラ２０及び磁気ローラ２１のスリーブ２０ｂ、２１ｂは、周方向において同一の方向に回転駆動され、磁石部材Ｍが、現像ローラ２０及び磁気ローラ２１のスリーブ２０ｂ、２１ｂ内のローラ軸２０ａ、２１ｂにそれぞれ設けられ、それぞれの磁石部材ＭＳ、ＭＮ１は、互いに極性が異なるように対向して配置され、周方向に回転不能に支持されており、現像ローラ２０の磁石部材ＭＳは、磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されるようにすれば、磁石部材ＭＳでは磁力が集中され磁気ブラシの拘束力が強くなり、画像形成を止める必要がなく、現像ローラ２０上のトナーが確実に引き剥がされ、現像履歴現象を防止できる。又、磁気ローラ２１側の磁石部材ＭＮ１の磁力が吸引されることで磁気ローラ２１の回転方向下流側に傾いて磁気ブラシが形成されるから、現像剤が、トナー供給領域Ａ１で磁気ローラ２１の回転方向下流側に搬送されやすくなり、現像剤の滞留の発生を防止できる。更に、磁石部材ＭＮ１と同極の磁気領域の発生が、磁石部材ＭＳの周方向における両端部Ｅで発生することが軽減される。
【００９６】
又、画像形成装置１において、上記の現像装置２を備えるようにすれば、現像履歴現象がなく、現像剤の滞留もないから、キャリアとトナーが併せて現像ローラ２０上を搬送されることや、現像剤が、現像装置２から溢れ出したりこぼれ落ちたりして、画像形成装置１内を汚してしまうこともなくなり、形成される画像の品質が高くかつ安定した優れた画像形成装置１を提供できる。
【００９７】
次に、本発明における第２の実施形態について、図７、図８に基づいて説明する。第２の実施形態は、磁石部材ＭＳと、磁石部材ＭＮ１を正対させるのではなく、磁石部材Ｍを傾けて支持している点で差異を設けたものである。図７は、本発明の第２の実施形態に係る磁石部材Ｍの配置を説明するための断面図である。図８は、本発明の第２の実施形態に係る磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【００９８】
尚、第２の実施形態の基本的な構成は、図１〜６を用いて説明した上記の第１の実施形態と同じであるから、上記の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、磁石部材Ｍを傾けて支持している点を除き、図１〜６を用いて説明した実施形態と同様にすればよい。
【００９９】
図７に示すように、第２の実施形態では、磁石部材ＭＳは、ローラ軸２０ａと２１ａの中心を結ぶ直線上よりもスリーブ２０ｂの周方向の回転方向上流側に磁力のピークを傾けて配置することが可能である。言い換えると、磁石部材ＭＳは、少なくとも、ローラ軸２０ａと２１ａを結ぶ直線上における現像ローラ２０と磁気ローラ２１の最近接部分から、現像ローラ２０のスリーブ２０ｂの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持される。
【０１００】
尚、傾けるべき好適な角度は、磁石部材ＭＳの形状、種類、磁力のピーク位置や、後述の磁気ローラ２１側に設けられる磁石部材Ｍの個数や配置、ピーク位置、表面磁束密度等の要素により変動する。従って、適宜設定することが可能であるが、磁石部材ＭＳは、現像ローラ２０のスリーブ２０ｂの回転方向上流側に傾けられるという点では同じである。例えば、本実施形態では、磁力のピークは、１〜１０°程度、好ましくは３〜７°程度、より好ましくは５°程度ずらされて支持され得る。
【０１０１】
そして、磁石部材ＭＮ１は、ローラ軸２０ａと２１ａの中心を結ぶ直線上よりも磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転方向下流側に磁力のピークを傾けて支持されるようにすることが可能である。言い換えると、磁石部材ＭＮ１は、少なくとも、ローラ軸２０ａと２１ａを結ぶ直線上における現像ローラ２０と磁気ローラ２１の最近接部分から、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持される。
【０１０２】
傾けるべき好適な角度は、磁石部材ＭＮ１の形状、種類や、各磁石部材Ｍの磁力、配置等により磁石部材ＭＮ１の磁力のピーク位置が変動するから、磁石部材ＭＳと同様、適宜設定することが可能であるが、磁石部材ＭＮ１は、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転方向下流側に傾けられるという点では同じである。例えば、本実施形態では、磁力のピークは、６〜２２°程度の角度、好ましくは１０〜１８°程度の角度、より好ましくは１４°程度ずらされて支持され得る。
【０１０３】
ここで、磁石部材ＭＳ及び磁石部材ＭＮ１の傾けるべき好適な角度は、上述の通り形成される磁気ブラシや、磁石部材Ｍの形状、設けられる磁石部材Ｍの数、配置、種類、磁力
等の要因を考慮しなければならないが、磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１が対向する関係である必要がある。例えば、磁石部材ＭＳにおける磁力のピークを傾けすぎると、磁石部材ＭＮ１との合成磁力が弱くなり、良好な磁気ブラシが形成されない。又、磁石部材ＭＮ１を傾けすぎれば、磁石部材ＭＮ１に隣接する磁石部材ＭＳ４が、磁石部材ＭＳと対向することになり、反発力が生じ、磁気ブラシの形成自体がなされなくなる。従って、磁石部材ＭＮ１からの磁力線が、磁石部材ＭＳに吸引されるよう対向し、かつ、磁気ブラシが形成される範囲内で傾けることが可能である。
【０１０４】
このように、現像ローラ２０の磁石部材ＭＳを、ローラ軸２０ａとローラ軸ａの中心を結ぶ直線よりも、スリーブ２０ｂの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持し、及び／又は、磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１は、ローラ軸２０ａとローラ軸２１ａの中心を結ぶ直線よりも、磁気ローラ２１ｂのスリーブの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持し、磁石部材ＭＮ１、磁石部材ＭＳのいずれか一方若しくは両方を傾けて支持することで、合成される磁力が集中する。図８に示すように、現像ローラ２０と磁気ローラ２１間に形成される磁気ブラシは、トナー供給領域Ａ１（二点鎖線で図示）では、磁気ローラ２１の周方向の回転方向下流側に傾けられる。これにより、磁気ローラ２１の回転方向上流側から搬送されてきた現像剤が現像ローラ２０と磁気ローラ２１の隙間部分に導入されやすくなる。従って、現像ローラ２０にトナーを供給する領域において、現像剤の滞留がなくなる。
【０１０５】
一方で、合成される磁力が集中するから、形成される磁気ブラシの拘束力が強くなり、トナー回収領域Ａ２（二点鎖線で図示）で、トナーは、確実に引き剥がされる。従って、強固に静電的に現像ローラ２０に付着したトナーが引き剥がされるから、現像履歴現象の発生が防止される。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【０１０７】
例えば、上記実施形態では、磁気ローラ２１側の磁石部材Ｍを７つ設けたがこれに限られるものではない。又、扇形における角度を３８°としたがこれに限られない。扇形の角度を大きくすれば、設けられる磁石部材Ｍの数は、少なくなるようにすればよい。尚、扇形の角度が大きくなれば、磁石部材ＭＳの着磁領域Ｆは、異なるようにしてもよい。この場合、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の径や磁石部材Ｍの配置や磁力のピークを考慮して磁気ブラシが良好に形成されるよう、適宜設定すればよい。
【０１０８】
又、磁石部材Ｍの半径方向の長さも上記実施形態に限られるものではない。この場合にあっても、扇形の弧の長さは変わるから、磁石部材ＭＳの着磁領域Ｆの角度は、異なるものとなる。この場合も、磁気ブラシが良好に形成されるように適宜設定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、画像形成装置における現像装置及びこれを用いた画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面から見た断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る現像ローラ及び磁気ローラの構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の配置を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の配置を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【図９】従来例における磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１ 画像形成装置
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 現像装置
２０ 現像ローラ
２０ａ ローラ軸
２０ｂ スリーブ
２１ 磁気ローラ
２１ａ ローラ軸
２１ｂ スリーブ
ＭＳ 磁石部材（磁石部材Ｍ）
ＭＮ１ 磁石部材（磁石部材Ｍ）
Ａ１ トナー供給領域
Ａ２ トナー回収領域
Ａ３ トナー供給領域
Ａ４ トナー回収領域
Ｆ 着磁領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に用いられる現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式では、主としてキャリアとトナーからなる２成分現像剤を使用して現像を行う画像形成装置が存在する。この方式では、現像装置は、磁石部材を内包した磁気ローラを備える。磁気ローラは、現像剤を保持するとともに、キャリアによる磁気ブラシを形成する。そして、磁気ブラシを像担持体にあてることにより、トナーは像担持体に供給される。
【０００３】
更に、２成分現像剤を用いた現像の他の方式として、現像装置に磁気ローラと現像ローラの２本のローラを備えるものが存在する。この方式では、まず、磁石部材を内包した磁気ローラは、２成分現像剤を保持するとともに、キャリアによる磁気ブラシを磁気ローラ上に形成する。この磁気ブラシを現像ローラにあてることにより、トナーのみの薄層が現像ローラに形成される。そして、トナーが現像ローラから像担持体に飛翔され、静電潜像が現像される。この方式は磁気ローラの磁気ブラシを直接像担持体に当てるものではないから、２成分現像の特徴である安定性、高速性等を維持しつつも画像品質の向上を図ることができるという利点がある（特許文献１、２参照）。尚、この方式では、現像ローラに磁石部材を内包し、かつ、この磁石部材と磁気ローラの磁石部材は、異極が対向するように配置される場合もある。
【０００４】
このような現像装置では、現像ローラと磁気ローラは、一定の隙間を設けられながら対向するように配置される。そして、トナーを現像ローラに供給するため磁気ローラ及び現像ローラ間に形成される磁気ブラシは、形成される画像の品質に大きな影響を与える。
【０００５】
具体的にいうと、静電潜像の現像が行われると現像ローラ上では、トナーが像担持体に飛翔されトナーがなくなった領域（部分）と消費されずに残った領域（部分）とが、形成される。このままトナー薄層の形成を続けると、現像ローラ上のトナー薄層の厚さの差が大きくなる。又、トナーの電荷量にもばらつきが生ずる。そうすると、トナーの飛翔に差が生じ、形成される画像にトナーの濃淡があらわれ、前に形成された画像の履歴が現れてしまう（現像履歴現象）。
【０００６】
そこで、通常、静電潜像の現像後の現像ローラ上の残トナーは、一旦、磁気ブラシにより剥がされる。その後、再度現像ローラ上にトナー薄層が形成されるようにする。しかし、磁気ブラシの拘束力が弱ければ、現像ローラ上の残トナーは、完全に引き剥がされず、現像履歴現象の原因となる。
【０００７】
一方で、形成される磁気ブラシの形状によっては、磁気ローラの回転方向上流側における磁気ブラシ部分、即ち、トナーを現像ローラに供給する部分（領域）では、現像剤の滞留が生じやすくなる（図９参照）。そして、現像剤が滞留すれば、キャリアとトナーが併せて現像ローラ上を搬送されてしまうという問題が生ずる。更に、現像剤の滞留が進み現像剤が溜まりすぎると、現像装置の形状・構成にもよるが、現像剤が、現像装置から溢れ出したりこぼれ落ちたりして、画像形成装置内を汚してしまうという問題がある。これらは、形成される画像を乱す原因となる。
【特許文献１】特開平０６−１３０７９７号（請求項１、図４、要約）
【特許文献２】特開平０６−１３０８１９号（請求項１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、磁気ローラと現像ローラ間の隙間に形成される磁気ブラシは、形成される画像の品質に大きな影響を与える。具体的には、磁気ブラシの拘束力が強く、かつ、現像剤の滞留が生ずることのないものが、理想的である。
【０００９】
ここで、特許文献１記載の発明は、像担持体に対向配置されトナー層を保持する現像ロールと、表面にキャリアとトナーからなる２成分現像剤を表面に保持し現像ロールに対向配置される磁気ロールを備えた現像装置において、現像ロールの表面に形成されるトナー層を磁気ロール側に剥離させるよう電界を形成する電圧印加手段を備えている。これは、磁気ブラシにより残トナーを引き剥がすのではなく、現像を一旦中止し現像ロール上のトナーを電界により剥離させる（請求項１、図４、要約参照）。
【００１０】
しかし、特許文献１記載の発明は、現像ロール上のトナーを剥離する際に、画像形成を停止しなければならず、画像形成に時間を要するという問題がある。又、電界により飛翔されたトナーは、必ずしも磁気ロール側に回収されるとは限らず、像担持体方向に飛散したり、画像形成装置内を汚したりするということも考えられる。更に、現像ロール上に強固に静電的に付着（固着）したトナーまで剥離できない場合があるという問題もある。
【００１１】
又、特許文献２記載の発明は、像担持体に対向配置されトナー層を保持する現像ロールと、表面にキャリアとトナーからなる２成分現像剤を表面に保持し現像ロールに対向配置される磁気ロールを備えた現像装置において、現像ロールと磁気ロールの対向位置における磁気ロール内部の磁極は、磁極中央部における磁力落ち込み量を、その両側のピーク値が反発磁極にならないように設定している（請求項１、図４参照）。
【００１２】
しかし、特許文献２記載の発明では、形成されるトナーの薄層厚は一定とすることができても、残トナーを引き剥がすという点では弱い。この発明では、連続して画像形成すると、残トナーが完全に引き剥がされないことにより、現像ロール上のトナーの電荷量がばらつき、現像時にトナー飛翔の差が生じ、結果として現像履歴現象の防止はできないという問題がある。又、磁気ブラシは、磁気ロールから現像ロールに向けて放射状に形成されるから（特許文献２の図４参照）、磁気ブラシは、磁気ロールの現像剤搬送方向（磁気ロール回転方向）において斜めに立ち塞がる様に形成され現像剤の滞留が生ずる。そうすると、キャリアとトナーが併せて現像ローラ上を搬送されてしまい、更に、現像剤の滞留が進み、現像剤が、大量に現像装置からこぼれ落ちたりして、画像形成装置内を汚してしまうという問題がある。
【００１３】
更に、現像ローラに磁石部材を内包し、かつ、この磁石部材と磁気ローラの磁石部材とを異極が対向するように支持する方式では、確かに、磁力の合成により磁気ブラシの拘束力は、強くなる場合がある。しかし、現像ローラの磁石部材の周方向における端部において、磁気ローラ側の磁極と同極の磁気領域が存在する場合もある等、単に磁石部材同士を正対させても、良好な磁気ブラシが形成されるものではない。
【００１４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、良好な磁気ブラシを形成することにより、画像形成を止めることなく、現像剤の滞留によりキャリアが現像ローラに搬送されることや、画像形成装置内を汚すことを防止しつつ、現像ローラ上のトナーを確実に引き剥がし、現像履歴現象の生じない現像装置を提供することを課題とする。更に、この現像装置を用いることにより、形成される画像品質が良好かつ安定し高速な画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、像担持体に対向して配置され、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配置され、前記現像ローラにトナーを供給する磁気ローラとを備える現像装置において、前記現像ローラ及び前記磁気ローラのスリーブは、周方向において同一の方向に回転駆動され、磁石部材が、前記現像ローラ及び前記磁気ローラの前記スリーブ内のローラ軸にそれぞれ設けられており、それぞれの前記磁石部材は、互いに極性が異なるように対向して配置され、周方向に回転不能に支持されており、前記現像ローラの前記磁石部材は、前記磁気ローラの前記磁石部材と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されていることとした。
【００１６】
又、請求項２に係る発明は、前記現像ローラの前記磁石部材を、前記現像ローラのローラ軸と前記磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、前記現像ローラのスリーブの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持し、及び／又は、前記磁気ローラの前記磁石部材を、前記現像ローラのローラ軸と前記磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、前記磁気ローラのスリーブの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持することとした。
【００１７】
又、請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は２に記載の現像装置を備えることとした。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、前記現像ローラの前記磁石部材は、前記磁気ローラの前記磁石部材と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されているので、現像ローラの磁石部材付近で磁力が集中されることから、磁気ブラシの拘束力が強くなり、現像ローラ上のトナーが確実に引き剥がされ、現像履歴現象が防止される。そして、画像形成を止める必要もない。
【００１９】
又、磁気ローラ側の磁石部材の磁力が吸引されることで磁気ローラの回転方向下流側に傾いて磁気ブラシが形成されるから、現像剤が、トナーを現像ローラに供給する領域で磁気ローラの回転方向下流側に搬送されやすくなり、現像剤の滞留の発生を防止できる。更に、磁気ローラの磁石部材と同極の磁気領域の発生が、現像ローラの磁石部材の周方向における両端で発生することが軽減される。
【００２０】
又、請求項２に係る発明よれば、現像ローラの磁石部材を、現像ローラのローラ軸と磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、現像ローラのスリーブの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持し、及び／又は、磁気ローラの磁石部材を、現像ローラのローラ軸と磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、磁気ローラのスリーブの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持したので、磁力を集中させることができ、現像履歴現象が防止できる。又、傾いて磁気ブラシが形成されるから、現像剤の滞留の発生を防止できる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の現像装置を備える画像形成装置であるから、画像形成を止める必要がなく、又、現像履歴現象が生じず、更に、キャリアとトナーが併せて現像ローラ上を搬送されてしまったり、現像剤が現像装置からこぼれ落ちて画像形成装置内を汚してしまったりすることがない。従って、形成される画像の品質が高く、安定し、かつ高速な画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜６を参照しつつ説明する。本実施形態では、電子写真方式でタンデム型のフルカラーの画像形成装置１について説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
【００２３】
まず、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態における現像装置２を備えた画像形成装置１の概略を説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す正面から見た断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの拡大断面図である。
【００２５】
図１に示すように、この画像形成装置１は、ブラックの画像を形成する画像形成部１０ａと、イエローの画像を形成する画像形成部１０ｂと、シアンの画像を形成する画像形成部１０ｃと、マゼンタの画像を形成する画像形成部１０ｄを備えている。これらの４つの画像形成部１０ａ〜１０ｄは一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００２６】
この各画像形成部１０ａ〜１０ｄは、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ、各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄ、各ドラムクリーニングローラ１３ａ〜１３ｄ、各クリーニング部材１４ａ〜１４ｄと現像装置２ａ〜２ｄを備えているが、各画像形成部１０ａ〜１０ｄの詳細は後述する。
【００２７】
露光手段としての光学ユニット１５は、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄがレーザ出力部（不図示）から出力され、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を走査露光することにより、各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄで帯電された各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像が形成される。
【００２８】
転写手段としての転写ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、各一次転写ニップ部にて無端ベルト状の中間転写ベルト３０を介して各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにそれぞれ当接している。中間転写ベルト３０は、テンションローラ３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３間に張架されており、駆動ローラ３２の駆動によって正面視時計方向に回転（移動）される。中間転写ベルト３０は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。
【００２９】
駆動ローラ３２は、中間転写ベルト３０を介して二次転写ローラ３４と当接して、二次転写部を形成している。二次転写ローラ３４は、中間転写ベルト３０に接離自在に設置されている。また、二次転写部の転写材搬送方向の下流側には、定着ローラ４０ａと加圧ローラ４０ｂを有する定着装置４０が設置されている。
【００３０】
次に、図２に基づき、各画像形成部１０ａ〜１０ｄについて詳述する。
【００３１】
図２に示すように、各画像形成部１０ａ〜１０ｄは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを帯電させるための帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、ドラムクリーニングローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと、クリーニング部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ及び現像装置２ａ〜２ｄがそれぞれ設置されている。尚、各現像装置２ａ〜２ｄの構成の詳細は、後述する。
【００３２】
この画像形成部１０ａ〜１０ｄのうち、前記各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、例えばアルミニウム製のドラムの外周面上に正帯電のＯＰＣやアモルファスシリコンの感光層を有しており、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで正面視反時計方向に回転駆動されている。
【００３３】
帯電手段としての前記各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を所定電位に均一に帯電させるものであり、所定のプロセススピードで正面視時計方向に回転駆動されている。
【００３４】
前記各ドラムクリーニングローラ１３ａ〜１３ｄは、例えば、回転軸の外周にＥＰＤＭのような弾性を有する素材を円筒状に設けたものであり、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面にそれぞれ残った転写残トナーを除去して回収するものであり、所定のプロセススピードで正面視反時計方向に回転駆動されている。
【００３５】
前記各クリーニング部材１４ａ〜１４ｄは、所定の方向に回転し、各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄの表面に付着したトナー等の異物（帯電生成物）を除去する。このため、クリーニング部材１４ａ〜１４ｄは、棒状の支持部材に樹脂製等のブラシを巻き付けたローラ状のものである。
【００３６】
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００３７】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、各帯電ローラ１２ａ〜１２ｄによって一様に正極性に帯電される。そして、各光学ユニット１５は、入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光１５ａ〜１５ｄを帯電された各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上でそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００３８】
そして、先ず感光体ドラム１１ｄ上に形成された静電潜像に、感光体ドラム１１ｄの帯電極性（正極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置２ｄによりマゼンタのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。その後、マゼンタのトナー像は、感光体ドラム１１ｄと転写ローラ１６ｄ間の一次転写部にて一次転写バイアス（トナーと逆極性（負極性））が印加された転写ローラ１６ｄにより、回転（移動）している中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００３９】
マゼンタのトナー像が転写された中間転写ベルト３０は画像形成部１０ｃ側に回転（移動）される。そして、画像形成部１０ｃにおいても、前記同様にして感光体ドラム１１ｃに形成されたシアンのトナー像が、中間転写ベルト３０上のマゼンタのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部にて転写される。
【００４０】
以下、同様にして中間転写ベルト３０上に重畳転写されたマゼンタ、シアンのトナー像上に、画像形成部１０ｂ、１０ａの感光体ドラム１１ｂ、１１ａで形成されたイエロー、ブラックのトナー像を各一次転写部にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト３０上に形成する。中間転写ベルト３０上で重ね合わせられたトナー像は二次転写部で搬送されてきた転写材に二次転写され、転写材は定着装置４０に搬送されてトナー像が溶融定着された後、排出部４４より排出される（図１参照）。
【００４１】
上記した一次転写時において、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残留している一次転写残トナーは、各ドラムクリーニングローラ１３ａ〜１３ｄによってそれぞれ除去されて回収される。また、二次転写後に中間転写ベルト３０上に残った二次転写残トナー等は、ベルトクリーニングローラ３５で除去されて回収される（図１参照）。
【００４２】
また、単色画像（例えばモノクロ画像）を得る場合は、特定の画像形成部（例えば画像形成部１０ａ）より中間転写ベルト３０上に単色（例モノクロ画像）の可視画像が一次転写され、以下上記したフルカラー画像を形成する場合と同様のプロセスを経て、単色画像を得ることができる。
【００４３】
尚、ここで図１中に示す矢印は用紙等の転写材の搬送方向である。給紙装置４１又は手差しトレイ４２から転写材が搬送路４３に送り込まれ、二次転写部で転写後、定着装置４０でトナー像が定着され、転写材は排出部４４より排出される（図１参照）。
【００４４】
次に、図３に基づき、本発明の第１の実施形態における各現像装置２ａ〜２ｄの構造について述べる。
【００４５】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る現像装置２の概略構成を示す断面図である。尚、各現像装置２ａ〜２ｄの構成は、同様であるので、図３では、主として現像装置２ａを例にして説明する。従って、他の現像装置２ｂ〜２ｄも同様に説明できるものであり、以下、特に説明がない限り現像装置２ａについての説明は、現像装置２ｂ〜２ｄにもあてはまる。
【００４６】
まず、画像形成装置１の本体には、ブラックのトナーとキァリアからなる現像剤を収納しブラックを現像する現像装置２ａと、イエローのトナーとキァリアからなる現像剤を収納しイエローの画像を現像する現像装置２ｂと、シアンのトナーとキァリアからなる現像剤を収納しシアンの画像を現像する現像装置２ｃと、マゼンタのトナーとキァリアからなる現像剤を収納しマゼンタの画像を現像する現像装置２ｄと４つの現像装置（現像ユニット）を備えている。これらの４つの現像装置２は、各画像形成部１０ａ〜１０ｄの一部を構成している（図１参照）。
【００４７】
ここで、各現像装置２ａ〜２ｄは、それぞれ各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。各現像装置２ａ〜２ｄによる現像方法としては、例えばトナー粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤とする２成分現像法を用いることができる。
【００４８】
図３に示すように、現像装置２ａは、主として現像ローラ２０、磁気ローラ２１、枠体２２、搬送部材２３ａ、２３ｂ、穂切りブレード２４等により構成されている。
【００４９】
図３に示すように、感光体ドラム１１ａに対向し、一定の隙間を設けて現像ローラ２０が配される。そして図３における右斜め下方に現像ローラ２０に対向し、一定の隙間を設けて磁気ローラ２１が配される。そして、搬送部材２３ａ、２３ｂは、磁気ローラ２１の下方に設けられる。又、穂切りブレード２４は、図３における磁気ローラ２１の左方に設けられる。そして、これらの現像ローラ２０、磁気ローラ２１、搬送部材２３ａ、２３ｂ、穂切りブレード２４は、枠体２２に保持される。
【００５０】
磁気ローラ２１は、現像ローラ２０にトナーの供給を行うものであるため、磁気ローラ２０の外周面上に、搬送部材２３により撹拌された主として磁性体のキャリアとトナーからなる現像剤を保持する。具体的には、搬送部材２３ａの上方の位置で磁気ローラ２１に現像剤が供給される。そして、磁気ローラ２１は、磁気ブラシを形成し、現像ローラ２０にトナーを供給し、現像ローラ２０でトナーの薄層が形成される。この点は、後に詳述する。
【００５１】
前記搬送部材２３は、現像装置２ａに２本備え付けられており、軸に対しスクリューが螺旋状に設けられて構成されている。この搬送部材２３ａと２３ｂにより現像剤は、現像槽２３ｃ内を循環するように搬送・撹拌され、所定のレベルに帯電される。これによりトナーは、キャリアに保持される。又、前記穂きりブレード２４は、磁気ローラ２１上に形成される磁気ブラシの層規制を行うためのものであり、磁気ブラシを所定の高さに調節する。
【００５２】
次に、図４に基づき、本発明の第１の実施形態における現像ローラ２０及び磁気ローラ２１の具体的な構成について述べる。
【００５３】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る現像ローラ２０及び磁気ローラ２１の構成を示す分解斜視図である。図４（ａ）が現像ローラ２０を、図４（ｂ）が、磁気ローラ２１を示す。尚、磁石部材Ｍの詳細な構成については、後述するので、図４では、磁石部材Ｍを簡略化して示す。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、前記現像ローラ２０は、ローラ軸２０ａ、スリーブ２０ｂ、キャップ２０ｃと、軸線方向に長く、周方向の断面が扇形状に形成された磁石部材Ｍとで構成されている。磁石部材Ｍは、接着等によりローラ軸２０ａに固着される。又、ローラ軸２０ａは、スリーブ２０ｂ内に挿通される。スリーブ２０ｂの両端に、それぞれ円形のキャップ２０ｃが嵌入され、ローラ軸２０ａは、そのキャップ２０ｃから突出する。そして、このように組み立てられた際、磁石部材Ｍとスリーブ２０ｂの間には所定の隙間が設けられる。
【００５５】
現像ローラ２０のローラ軸２０ａが、枠体２２に支持された場合、ローラ軸２０ａは、支持手段（不図示）により回転不能に支持され、併せて、磁石部材Ｍは周方向の所定の角度で回転不能に支持される。一方、スリーブ２０ｂとキャップ２０ｃは、一体で回転可能となっており、図示しない駆動機構により回転駆動される。ローラ軸２０ａ、スリーブ２０ｂ、キャップ２０ｃは、例えばアルミニウム製のものを本実施形態で用いることができる。そして、これらの部材からなる現像ローラ２０は、感光体ドラム１１ａに対向するように配置され、現像ローラ２０と感光体ドラム１１ａの間に、所定のギャップが設けられる（図３参照）。
【００５６】
一方、図４（ｂ）に示すように、前記磁気ローラ２１は、ローラ軸２１ａ、スリーブ２１ｂ、キャップ２１ｃと、周方向の断面が扇形状に形成された磁石部材Ｍとで構成されている。
【００５７】
ローラ軸２１ａは、スリーブ２１ｂ内に挿通されるとともに、そのローラ軸２１ａには磁石部材Ｍが接着等により固着される。又、スリーブ２１ｂの両端に、それぞれ円形のキャップ２１ｃが嵌入され、ローラ軸２１ａは、そのキャップ２１ｃから突出する。そして、このように組み立てられた際、磁石部材Ｍとスリーブ２１ｂの間には所定の隙間が設けられる。
【００５８】
磁気ローラ２１のローラ軸２１ａが枠体２２に支持された場合、ローラ軸２１ａは、支持部材（不図示）により回転不能に支持され、磁石部材Ｍは、周方向の所定の角度で回転不能に支持される。一方、スリーブ２１ｂとキャップ２１ｃは、一体で回転可能となっており、駆動機構（不図示）により回転駆動される。ローラ軸２１ａ、スリーブ２１ｂ、キャップ２１ｃは、例えばアルミ製のものを本実施形態で用いることができる。そして、これらの部材からなる磁気ローラ２１は、現像ローラ２０に対向するように配置され、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の間に、所定のギャップが設けられる（図３参照）。
【００５９】
次に、図５に基づき、本発明の第１の実施形態における磁石部材Ｍの配置等の具体例について述べる。図５は、本発明の第１の実施形態に係る磁石部材Ｍの配置を説明するための断面図である。尚、図５では、磁石部材ＭＳ及びＭＮ１の磁力のピークの方向を破線により示す。また、各ローラの回転方向を矢印にて示す。
【００６０】
本実施形態にあっては、現像ローラ２０内の磁石部材ＭＳと磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１は互いに対向するように配置されている。これらの磁石部材Ｍは、その対向する位置で極性が異なるように配置される。具体的に本実施形態では、対向する位置において、磁石部材ＭＳはＳ極となるようにし、磁石部材ＭＮ１はＮ極となるようにして、磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１は、支持される。尚、磁石部材ＭＳをＮ極とし、磁石部材ＭＮ１をＳ極として対向させることも可能である。
【００６１】
この様に現像ローラ２０と磁気ローラ２１の対向位置で、磁石部材ＭＳ及びＭＮ１は、異極が向かい合うようにすれば、Ｎ極から出る磁力線がＳ極に吸引され磁力が合成されるから、磁気ブラシが形成されやすくなる。尚、磁石部材ＭＳとＭＮ１は、その対向位置で同極を向かい合わせるようにすると（例えばＳ極とＳ極）反発力が生じるから、磁極をそのように設定することはできない。
【００６２】
図５に示すように、本実施形態で、現像ローラ２０内に１つ設けられる磁石部材ＭＳは、例えば、周方向の断面が扇形状の磁石を用いることができる。断面が略長方形状の磁石でもよい。又、半径方向の長さは３．５ｍｍ以下である。扇形状の磁石部材ＭＳにおける扇形の角度は４０°程度であり、具体的には、本実施形態では３８°としている。尚、磁石部材ＭＳは、磁石であればよいが、例えばラバーマグネットのような加工しやすいものを用いると、安価であり、又、製造が容易になる。
【００６３】
そして、図５に示すように、磁石部材ＭＳは、２点鎖線で囲まれた着磁領域Ｆのみが着磁されている。着磁領域Ｆは、軸線と平行に所定の幅で帯状に設けられる。本実施形態での着磁領域Ｆにおける所定の幅は、磁石部材ＭＳの扇形の周方向における角度が３８°であるのに対し、３０°程度の弧の長さに相当する。言い換えると、ローラ軸２０ａと２１ａを結ぶ直線上における現像ローラ２０と磁気ローラ２１の最近接部分に、磁石部材ＭＳの磁力のピークを持ってくるとすれば、磁石部材ＭＳのピークのラインを中心として、両方に１５°程度ずつの弧の長さに相当する幅が、着磁される。
【００６４】
尚、着磁領域Ｆの所定の幅は、例えば、本実施形態における磁石部材ＭＳの半径方向の長さを大きくしてゆき、上記３０°程度の弧の長さを維持しようとして、広くしてゆくことも可能である。即ち、良好な磁気ブラシが形成されるよう、着磁領域Ｆの所定の幅は状況に合わせて適宜設定することが可能である。
【００６５】
そして、磁石部材ＭＳの着磁は、治具等により行われ得る。そして、治具等により着磁する前に、磁石部材ＭＳは、熱脱磁法や、交流脱磁法等により一旦脱磁されるようにすることが好ましい。そして、磁石部材ＭＳ全体を脱磁させた後に、着磁領域Ｆのみが着磁される。このような手段をとることで、着磁領域Ｆや磁石部材ＭＳに対向して配置される磁石部材ＭＮ１の磁界中にあっても、磁石部材ＭＳの非着磁部分が磁力を帯びることを抑え磁気ブラシの形成に影響が出ないようにすることができる。
【００６６】
ここで、磁力を合成し集中できるように、磁石部材ＭＳの一部のみを着磁するのではなく、磁石部材ＭＳの周方向の厚さを薄くすれば同様の効果は得られる。本実施形態でいえば、磁石部材ＭＳの扇形の角度を例えば、３８°以下のようにすることが考えられる。しかし、例えば、ラバーマグネットを用いる場合、３８°以下に成形しようとすると、金型による射出成形が困難となる場合がある。又、磁石部材ＭＳはローラ軸２０ａに沿って固着させるため、磁石部材ＭＳは、細長く形成されるが、周方向の厚さを薄くしすぎると磁石部材ＭＳ自体が非常に脆く、或いは、折れ曲がりやすくなる。更に、ローラ軸２０ａに固着し難くなり（接着面の減少、位置固定困難等）組立や製造が困難となる。これらの事情は、プラスチックマグネットやフェライト焼結磁石など全ての磁石部材において同様といえる。従って、磁石部材ＭＳの周方向の厚さを薄くすると、磁石部材ＭＳ自体や現像ローラ２０の製造が困難となる。製造可能であっても、余計な手間、設備、道具、コスト、組立時間を要し生産性で明らかに劣る。
【００６７】
そこで、本実施形態では、磁石部材ＭＳは、扇形の一定の角度を維持しつつ、一部の領域のみが着磁される。これにより、現像ローラ２０と磁気ローラ２１間の磁力を集中させることができる磁石部材ＭＳは、容易に成形され、現像ローラ２０は、容易に組立、製造される。
【００６８】
一方、図５に示すように、現像ローラ２０に対向する磁気ローラ２１の内部に設けられる磁石部材Ｍは、本実施形態では、７つである。そして、これら７つの磁石部材Ｍは、本実施形態では、周方向の断面が全て扇形状である。尚、断面が略長方形状の磁石を用いることも可能である。そして、これらの磁石部材Ｍは、磁石であればよいが、例えばラバーマグネットのような加工しやすいものを用いると、安価であり、製造が容易になる。
【００６９】
その配置については、磁石部材ＭＳに対向するように磁石部材ＭＮ１が設けられる。更に、図５を正面視時計回りの方向にみて、磁石部材ＭＮ１の隣に磁石部材ＭＳ１が、その隣に磁石部材ＭＮ２が、更にその隣に磁石部材ＭＳ２が設けられる。
【００７０】
そして、一定の間隔を開けて磁石部材ＭＳ３が、その隣に磁石部材ＭＮ３、その隣に磁石部材ＭＳ４が設けられる。各磁石部材Ｍのスリーブ２１ｂ方向側における磁極は、磁石部材ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３がＮ極、磁石部材ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３、ＭＳ４がＳ極となっていて、磁石部材Ｍは、原則磁極が交互になるように支持される（図３参照）。
【００７１】
ここで、本実施形態における各磁石部材Ｍのスリーブ２０ｂ、２１ｂに対向する位置での表面磁束密度の目安（ピーク値）は、磁石部材ＭＳは４０ｍＴ、磁石部材ＭＮ１は８０〜９０ｍＴ、磁石部材ＭＳ１は６０ｍＴ、磁石部材ＭＮ２は６０ｍＴ、磁石部材ＭＳ２は６０ｍＴ、磁石部材ＭＳ３は４０ｍＴ、磁石部材ＭＮ３は４０ｍＴ、磁石部材ＭＳ４は６０ｍＴとなっている。又、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の対向位置における隙間部分（磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１）で合成される表面磁束密度は、１１０ｍＴ程度となっている。尚、各磁石部材Ｍにおける表面磁束密度は適宜設定可能である。
【００７２】
更に、磁気ローラ２１側の磁石部材ＭＮ１〜３及びＭＳ１〜４の半径方向の長さは３．５ｍｍである。尚、現像ローラ２０側の磁石部材ＭＳの高さはこれより小さくできる。又、本実施形態にあっては、磁気ローラ２１側の磁石部材ＭＮ１〜３及びＭＳ１〜４の扇形における角度はおよそ４０°程度が好ましく、本実施形態では、３８°のものを使用している。
【００７３】
ここで、現像ローラ２０に、トナーのみの薄層を形成し、静電潜像を現像する方法の具体的な例を述べる。
【００７４】
まず、現像剤に含まれるキャリアは、１０6Ωｃｍ〜１０13Ωｃｍの体積固有抵抗を有するようにする。又、キャリアは、強固に静電的に付着したトナーを磁気ブラシで引き剥がし、現像に必要なトナーを供給するからトナーと接する表面積が多い方がよく、５０μｍ以下の小径のキャリアを用いられる。そこで、本実施形態では、使用する現像剤は、キャリアとして、体積固有抵抗が１０10Ωｃｍ、飽和磁化が６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径４５μｍのコーティングフェライトキャリアを本実施形態では用いる。
【００７５】
一方、現像剤中のトナーは、例えば、ポリエステル樹脂ベースであって、帯電制御剤やシリカ等の添加剤を含み、平均粒径８μｍのものを用いることができる。又、現像剤中にトナーは、５重量パーセント程度含まれている。尚、上記は実施形態として一例にすぎず、公知の現像剤を用いても構わない。
【００７６】
まず、搬送部材２３が現像剤を撹拌することで、トナーは、所定のレベルに帯電される。磁気ローラ２１は、このトナーを磁性体であるキャリアに保持させるとともに、このキャリアによる磁気ブラシを、磁石部材Ｍにより発生させる。尚、磁気ブラシは、穂きりブレード２４により高さが一定に規制される（図３参照）。
【００７７】
ここで、現像ローラ２０及び磁気ローラ２１は、電源（不図示）により直流の電圧をかけられている。現像ローラ２０と磁気ローラ２１にかける電圧は異なっており、この電位差により、トナーのみの薄層が現像ローラ２０に形成される。本実施形態における画像形成装置１は、カラー対応であるから、各色のトナーの帯電特性等により、現像ローラ２０及び磁気ローラ２１にかける電圧の大きさは異なるが、この電位差が大きいと現像ローラ２０上のトナーの薄層は厚くなり、小さくすると薄くなる。本実施形態では、両ローラの電位差は１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が好ましい。
【００７８】
現像ローラ２０上に薄層に形成、保持されたトナーは、現像ローラ２０に更に交流電圧を印加することで感光体ドラム１１ａに飛翔される。尚、トナーの飛散を防ぐために、交流電圧は現像の直前に印加する。又、現像後の残トナーは、掻き取りブレードなどの特別な装置を設けることなく、現像ローラ２０と磁気ローラ２１間に形成された磁気ブラシにより引き剥がされる。各ローラの周速差によるブラシ効果と磁気ブラシにより回収された現像剤を搬送部材２３で攪拌することで、現像剤は入れ替えられる。
【００７９】
現像剤の入れ替えを促進するための方法は、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転速度を現像ローラ２０のスリーブ２０ｂの回転速度に対し、１．０〜２．０倍に設定する。そして、現像ローラ２０上のトナーを回収すると共に適切なトナー濃度に設定された現像剤を現像ローラ２０に供給することで均一なトナー層を形成することが可能になる。また、均一な画像濃度を維持するためには、現像タイミング以外の時間において現像ローラ２０と磁気ローラ２１間の電位差をなくすことで、トナーに負担をかけず現像ローラ２０上のトナーを磁気ローラ２１に回収することも好ましい。
【００８０】
このようにして、現像ローラ２０の外周表面上にトナーのみの薄層を形成し、このトナーを感光体ドラム１１ａに飛翔させることで、感光体ドラム１１ａ上の静電潜像が現像される。この場合、磁気ブラシを直接感光体ドラム１１ａに当てるものではないから、いわゆる磁気ブラシによるはけめもなくなり、形成される画像の品質が向上する。
【００８１】
次に、図６及び９に基づき、磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送について、本発明の第１の実施形態と従来例との差について具体的に述べる。
【００８２】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。図９は、従来例における磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【００８３】
尚、従来例としては、現像ローラ２０側に磁石部材Ｍを設けない例も考えられるが（特許文献１）、差異明確化のため、現像ローラ２０と磁気ローラ２１のローラ軸２０ａ及び２１ａの中心を結ぶ線上に、磁極が異なるように磁石部材Ｍの磁力のピークを正対させ、かつ、磁石部材ＭＳは、磁石部材ＭＮ１と対向する面全体がＳ極に着磁されている場合を挙げる。又、図６、図８及び図９では、○がキャリアを示し、●はトナーを示す。
【００８４】
図６に示すように、本発明では現像ローラ２０側の磁石部材ＭＳと磁気ローラ２１側の磁石部材ＭＮ１は対向するように支持される。上述のように、磁石部材ＭＳは、磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１と対向する面において、一点鎖線で囲まれた着磁領域Ｆのみ着磁される。また、図６において矢印で示すように、現像ローラ２０のスリーブ２０ｂと、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂは、周方向において同じ方向に回転駆動される。即ち、スリーブ２０ｂとスリーブ２１ｂは対向位置において、反対方向に回転駆動される。
【００８５】
図６に示すように、磁石部材ＭＳは、その着磁領域Ｆのみ着磁され、磁石部材ＭＮ１とＳ極が対向するように配置されているから、磁力は合成され、集中される。そうすると、本実施形態では、キャリアによる磁気ブラシは、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂを下方として、上に凸な曲線状に形成される。言い換えると、山形のように形成される。このようにトナー供給領域Ａ１（二点鎖線で図示）において、磁気ブラシは磁力のピークの方向に傾いて形成されるから、現像ローラ２０への現像剤が、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の隙間に引き込まれやすくなる。これにより、現像ローラ２０へのトナー供給領域Ａ１（二点鎖線で図示）に現像剤が滞留することがなくなり、現像ローラ２０にキャリアを含んだ現像剤が搬送されることがなくなる。更に、現像剤の滞留が進み現像剤が溜まりすぎることによって、現像剤が、現像装置２から溢れ出したりこぼれ落ちたりして、画像形成装置内１を汚してしまうこともなくなる（図３参照）。具体的に本実施形態では、現像剤が、穂きりブレード２４方向に落下してしまうようなこともなくなる（図３参照）。従って、形成される画像の品質が乱れない。
【００８６】
一方、現像ローラの回転方向上流から搬送される現像後のトナーを回収するトナー回収領域Ａ２（二点鎖線で図示）においても、磁石部材ＭＳ側に吸引される磁力線が集中されているから、この部分において磁気ブラシの拘束力が強くなっている。従って、現像ローラ２０の回転方向上流から搬送される現像後のトナー回収領域Ａ２において、トナーは、確実に引き剥がされる。このように、強固に静電的に現像ローラ２０に付着したトナーが引き剥がされ、現像履歴現象の発生が防止される。
【００８７】
又、磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１を対向させた場合、磁気ローラ２０の磁石部材ＭＮ１の影響により磁石部材ＭＳの両端部Ｅに、磁気ローラ２０の磁石部材ＭＮ１と同極の磁気領域が存在することがある。しかし、本実施形態では、磁石部材ＭＳの両端部Ｅは、脱磁されているから、磁石部材ＭＮ１と同極の磁気領域の発生が、極力抑えられ良好な磁気ブラシが形成される。尚、磁石部材ＭＮ１と同極の磁気領域の発生が認められない程度にまで、着磁領域Ｆの周方向における幅を狭くしてもよい。即ち、本実施形態でいうと、３０°に相当する弧の長さを、３０°以下にする。しかし、着磁領域Ｆの周方向における幅を狭くするとしても、形成される磁気ブラシの周方向の厚さが薄くなりすぎないように注意する。
【００８８】
尚、本実施形態では、磁気ローラ２１側の磁石部材Ｍは、扇型状であって磁極が交互になるように配されているから、磁石部材ＭＮ１の周方向における両端では、磁石部材ＭＳ１及びＭＳ４（スリーブ側がＳ極）により、磁石部材ＭＳ方向に向かう磁力は、小さくなる。これはトナー供給領域Ａ１において、磁気ブラシが、磁気ローラ２１の回転方向下流側に傾いて形成されやすくなる要因となる。
【００８９】
従って、本実施形態では、図６の白抜矢印で示すようにトナーは、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂ表面、トナー供給領域Ａ１、現像ローラ２０のスリーブ２０ｂ表面と搬送され、キャリアが混入することがない。そして、現像後のスリーブ２０ｂ表面上の残トナーは、磁気ブラシによりトナー回収領域Ａ２において引き剥がされ、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂにより搬送されていく。このように、トナー搬送は理想的に行われる。
【００９０】
一方、図９に示す従来例のように、磁石部材ＭＳ、ＭＮ１を正対させ、かつ、現像ローラ２０の磁石部材ＭＳは、磁石部材ＭＮ１と対向する面全体が着磁されている場合、キャリアによる磁気ブラシは、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転面に対しほぼ垂直に形成される。従って、磁気ブラシは、トナー供給領域Ａ３（二点鎖線で図示）において壁のような役割を果たし得るものとなり、スリーブ２１ｂ上を搬送されてきた現像剤は現像ローラ２０と磁気ローラ２１の間の隙間に引き込まれ難く、トナー供給領域Ａ３において現像剤が滞留しやすくなる。
【００９１】
又、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の隙間は、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の最近接部分となっており、隙間が最も狭くなっている。磁気ローラ２１は、現像剤を搬送する役割を果たすところ、この最近接部分から磁気ローラ２１の回転方向上流側に（トナー供給領域Ａ３方向）に一旦現像剤が滞留すると、溜まった現像剤により磁気ローラ２１の搬送能力は下がる。従って、現像剤は、余計に現像ローラ２０と磁気ローラ２１の間の隙間に引き込まれ難くなり、現像剤の滞留は加速度的に大きくなり得る。
【００９２】
これにより、トナー供給領域Ａ３から、キャリアも併せて現像ローラ２０に搬送されてしまい、形成される画像を乱す。現像剤がトナー供給領域Ａ３に更に滞留すれば、現像剤が、現像装置２から溢れ出したりこぼれ落ちたりして、画像形成装置１内を汚し、形成される画像を乱す要因となる。具体的に本実施形態では、穂きりブレード２４上に落下してしまう（図３参照）。
【００９３】
一方、現像後のトナー回収領域Ａ４（二点鎖線で図示）をみると、磁石部材ＭＳの端部Ｅでは、本発明の実施形態に比べ磁力線は集中していない。又、磁気ローラ２０の磁石部材ＭＳの両端部Ｅに、磁気ローラ２０の磁石部材と同極の磁気領域が存在することがある。これらの理由から、磁気ブラシの拘束力は弱められ、良好な磁気ブラシは、本発明に比べ形成されにくい。そうすると、強固に静電的に現像ローラ２０に付着したトナーは、完全に引き剥がされない場合がある。そして、そのままトナー供給領域Ａ３でトナーの供給を受けると、トナーの層厚が増し、又はトナー電荷量の差で、現像履歴現象が発生してしまう。
【００９４】
以上、図６及び９で示したように、現像剤及びトナーの搬送は、従来例比べ本発明における実施形態のほうが、理想的になされる。
【００９５】
このようにして、現像ローラ２０及び磁気ローラ２１のスリーブ２０ｂ、２１ｂは、周方向において同一の方向に回転駆動され、磁石部材Ｍが、現像ローラ２０及び磁気ローラ２１のスリーブ２０ｂ、２１ｂ内のローラ軸２０ａ、２１ｂにそれぞれ設けられ、それぞれの磁石部材ＭＳ、ＭＮ１は、互いに極性が異なるように対向して配置され、周方向に回転不能に支持されており、現像ローラ２０の磁石部材ＭＳは、磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されるようにすれば、磁石部材ＭＳでは磁力が集中され磁気ブラシの拘束力が強くなり、画像形成を止める必要がなく、現像ローラ２０上のトナーが確実に引き剥がされ、現像履歴現象を防止できる。又、磁気ローラ２１側の磁石部材ＭＮ１の磁力が吸引されることで磁気ローラ２１の回転方向下流側に傾いて磁気ブラシが形成されるから、現像剤が、トナー供給領域Ａ１で磁気ローラ２１の回転方向下流側に搬送されやすくなり、現像剤の滞留の発生を防止できる。更に、磁石部材ＭＮ１と同極の磁気領域の発生が、磁石部材ＭＳの周方向における両端部Ｅで発生することが軽減される。
【００９６】
又、画像形成装置１において、上記の現像装置２を備えるようにすれば、現像履歴現象がなく、現像剤の滞留もないから、キャリアとトナーが併せて現像ローラ２０上を搬送されることや、現像剤が、現像装置２から溢れ出したりこぼれ落ちたりして、画像形成装置１内を汚してしまうこともなくなり、形成される画像の品質が高くかつ安定した優れた画像形成装置１を提供できる。
【００９７】
次に、本発明における第２の実施形態について、図７、図８に基づいて説明する。第２の実施形態は、磁石部材ＭＳと、磁石部材ＭＮ１を正対させるのではなく、磁石部材Ｍを傾けて支持している点で差異を設けたものである。図７は、本発明の第２の実施形態に係る磁石部材Ｍの配置を説明するための断面図である。図８は、本発明の第２の実施形態に係る磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【００９８】
尚、第２の実施形態の基本的な構成は、図１〜６を用いて説明した上記の第１の実施形態と同じであるから、上記の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、磁石部材Ｍを傾けて支持している点を除き、図１〜６を用いて説明した実施形態と同様にすればよい。
【００９９】
図７に示すように、第２の実施形態では、磁石部材ＭＳは、ローラ軸２０ａと２１ａの中心を結ぶ直線上よりもスリーブ２０ｂの周方向の回転方向上流側に磁力のピークを傾けて配置することが可能である。言い換えると、磁石部材ＭＳは、少なくとも、ローラ軸２０ａと２１ａを結ぶ直線上における現像ローラ２０と磁気ローラ２１の最近接部分から、現像ローラ２０のスリーブ２０ｂの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持される。
【０１００】
尚、傾けるべき好適な角度は、磁石部材ＭＳの形状、種類、磁力のピーク位置や、後述の磁気ローラ２１側に設けられる磁石部材Ｍの個数や配置、ピーク位置、表面磁束密度等の要素により変動する。従って、適宜設定することが可能であるが、磁石部材ＭＳは、現像ローラ２０のスリーブ２０ｂの回転方向上流側に傾けられるという点では同じである。例えば、本実施形態では、磁力のピークは、１〜１０°程度、好ましくは３〜７°程度、より好ましくは５°程度ずらされて支持され得る。
【０１０１】
そして、磁石部材ＭＮ１は、ローラ軸２０ａと２１ａの中心を結ぶ直線上よりも磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転方向下流側に磁力のピークを傾けて支持されるようにすることが可能である。言い換えると、磁石部材ＭＮ１は、少なくとも、ローラ軸２０ａと２１ａを結ぶ直線上における現像ローラ２０と磁気ローラ２１の最近接部分から、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持される。
【０１０２】
傾けるべき好適な角度は、磁石部材ＭＮ１の形状、種類や、各磁石部材Ｍの磁力、配置等により磁石部材ＭＮ１の磁力のピーク位置が変動するから、磁石部材ＭＳと同様、適宜設定することが可能であるが、磁石部材ＭＮ１は、磁気ローラ２１のスリーブ２１ｂの回転方向下流側に傾けられるという点では同じである。例えば、本実施形態では、磁力のピークは、６〜２２°程度の角度、好ましくは１０〜１８°程度の角度、より好ましくは１４°程度ずらされて支持され得る。
【０１０３】
ここで、磁石部材ＭＳ及び磁石部材ＭＮ１の傾けるべき好適な角度は、上述の通り形成される磁気ブラシや、磁石部材Ｍの形状、設けられる磁石部材Ｍの数、配置、種類、磁力
等の要因を考慮しなければならないが、磁石部材ＭＳと磁石部材ＭＮ１が対向する関係である必要がある。例えば、磁石部材ＭＳにおける磁力のピークを傾けすぎると、磁石部材ＭＮ１との合成磁力が弱くなり、良好な磁気ブラシが形成されない。又、磁石部材ＭＮ１を傾けすぎれば、磁石部材ＭＮ１に隣接する磁石部材ＭＳ４が、磁石部材ＭＳと対向することになり、反発力が生じ、磁気ブラシの形成自体がなされなくなる。従って、磁石部材ＭＮ１からの磁力線が、磁石部材ＭＳに吸引されるよう対向し、かつ、磁気ブラシが形成される範囲内で傾けることが可能である。
【０１０４】
このように、現像ローラ２０の磁石部材ＭＳを、ローラ軸２０ａとローラ軸ａの中心を結ぶ直線よりも、スリーブ２０ｂの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持し、及び／又は、磁気ローラ２１の磁石部材ＭＮ１は、ローラ軸２０ａとローラ軸２１ａの中心を結ぶ直線よりも、磁気ローラ２１ｂのスリーブの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持し、磁石部材ＭＮ１、磁石部材ＭＳのいずれか一方若しくは両方を傾けて支持することで、合成される磁力が集中する。図８に示すように、現像ローラ２０と磁気ローラ２１間に形成される磁気ブラシは、トナー供給領域Ａ１（二点鎖線で図示）では、磁気ローラ２１の周方向の回転方向下流側に傾けられる。これにより、磁気ローラ２１の回転方向上流側から搬送されてきた現像剤が現像ローラ２０と磁気ローラ２１の隙間部分に導入されやすくなる。従って、現像ローラ２０にトナーを供給する領域において、現像剤の滞留がなくなる。
【０１０５】
一方で、合成される磁力が集中するから、形成される磁気ブラシの拘束力が強くなり、トナー回収領域Ａ２（二点鎖線で図示）で、トナーは、確実に引き剥がされる。従って、強固に静電的に現像ローラ２０に付着したトナーが引き剥がされるから、現像履歴現象の発生が防止される。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【０１０７】
例えば、上記実施形態では、磁気ローラ２１側の磁石部材Ｍを７つ設けたがこれに限られるものではない。又、扇形における角度を３８°としたがこれに限られない。扇形の角度を大きくすれば、設けられる磁石部材Ｍの数は、少なくなるようにすればよい。尚、扇形の角度が大きくなれば、磁石部材ＭＳの着磁領域Ｆは、異なるようにしてもよい。この場合、現像ローラ２０と磁気ローラ２１の径や磁石部材Ｍの配置や磁力のピークを考慮して磁気ブラシが良好に形成されるよう、適宜設定すればよい。
【０１０８】
又、磁石部材Ｍの半径方向の長さも上記実施形態に限られるものではない。この場合にあっても、扇形の弧の長さは変わるから、磁石部材ＭＳの着磁領域Ｆの角度は、異なるものとなる。この場合も、磁気ブラシが良好に形成されるように適宜設定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、画像形成装置における現像装置及びこれを用いた画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面から見た断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る現像ローラ及び磁気ローラの構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の配置を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の配置を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【図９】従来例における磁気ブラシの形成及び現像剤の搬送を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１ 画像形成装置
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 現像装置
２０ 現像ローラ
２０ａ ローラ軸
２０ｂ スリーブ
２１ 磁気ローラ
２１ａ ローラ軸
２１ｂ スリーブ
ＭＳ 磁石部材（磁石部材Ｍ）
ＭＮ１ 磁石部材（磁石部材Ｍ）
Ａ１ トナー供給領域
Ａ２ トナー回収領域
Ａ３ トナー供給領域
Ａ４ トナー回収領域
Ｆ 着磁領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向して配置され、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配置され、前記現像ローラにトナーを供給する磁気ローラとを備える現像装置において、
前記現像ローラ及び前記磁気ローラのスリーブは、周方向において同一の方向に回転駆動され、
磁石部材が、前記現像ローラ及び前記磁気ローラの前記スリーブ内のローラ軸にそれぞれ設けられており、
それぞれの前記磁石部材は、互いに極性が異なるように対向して配置され、周方向に回転不能に支持されており、
前記現像ローラの前記磁石部材は、前記磁気ローラの前記磁石部材と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラの前記磁石部材を、前記現像ローラのローラ軸と前記磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、前記現像ローラのスリーブの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持し、及び／又は、前記磁気ローラの前記磁石部材を、前記現像ローラのローラ軸と前記磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、前記磁気ローラのスリーブの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持していることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体に対向して配置され、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配置され、前記現像ローラにトナーを供給する磁気ローラとを備える現像装置において、
前記現像ローラ及び前記磁気ローラのスリーブは、周方向において同一の方向に回転駆動され、
磁石部材が、前記現像ローラ及び前記磁気ローラの前記スリーブ内のローラ軸にそれぞれ設けられており、
それぞれの前記磁石部材は、互いに極性が異なるように対向して配置され、周方向に回転不能に支持されており、
前記現像ローラの前記磁石部材は、前記磁気ローラの前記磁石部材と対向する面において、軸線と平行な方向に所定の幅で一定領域のみ着磁されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラの前記磁石部材を、前記現像ローラのローラ軸と前記磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、前記現像ローラのスリーブの回転方向上流側に磁力のピークがくるように支持し、及び／又は、前記磁気ローラの前記磁石部材を、前記現像ローラのローラ軸と前記磁気ローラのローラ軸の中心を結ぶ直線よりも、前記磁気ローラのスリーブの回転方向下流側に磁力のピークがくるように支持していることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−５８７００（Ｐ２００８−５８７００Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３６４３５（Ｐ２００６−２３６４３５）
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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