現像装置及び画像形成装置
【課題】像保持体に向けて磁界を形成する磁極による磁力を低下させることなく、現像体を小型化する。
【解決手段】磁極９６は、感光体２２Ｙに向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｓ１を含む方向に磁界を形成する。磁極９８は、上方に向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｎ１を含む方向に磁界を形成する。磁極１００は、下方に向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｎ２を含む方向に磁界を形成する。方向ｎ１と方向ｎ２とがなす角度θ１は、磁極９６を挟んで１８０度未満になるようにされている。現像剤剥離供給部材７８は、現像室８８へ供給された現像剤を現像ロール７２に対して供給するとともに、現像ロール７２が潜像を現像した後に現像ロール７２の表面に残留して搬送される現像剤を現像ロール７２から剥離する。
【解決手段】磁極９６は、感光体２２Ｙに向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｓ１を含む方向に磁界を形成する。磁極９８は、上方に向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｎ１を含む方向に磁界を形成する。磁極１００は、下方に向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｎ２を含む方向に磁界を形成する。方向ｎ１と方向ｎ２とがなす角度θ１は、磁極９６を挟んで１８０度未満になるようにされている。現像剤剥離供給部材７８は、現像室８８へ供給された現像剤を現像ロール７２に対して供給するとともに、現像ロール７２が潜像を現像した後に現像ロール７２の表面に残留して搬送される現像剤を現像ロール７２から剥離する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、現像剤保持体に接触又は近接して対向配置された状態で該現像剤保持体の回転方向と同一方向に回転する現像剤供給兼剥離用回転部材を設けた二成分現像装置を開示する。また、特許文献２は、マグネットローラに設けられた現像磁極から現像剤汲上げ磁極にいたる間に、マグネットローラを内包する非磁性の円筒体の外表面に現像剤剥取り領域が設けられ、円筒体の回転中心と平行な軸芯周りに回転する回転部材が現像剤剥取り領域に相対するように設けられた現像装置を開示する。また、特許文献３は、現像剤担持体表面の現像済み現像剤の自重落下位置に対応する磁石体の一部に磁束密度をほぼ零にする無磁極部分を設けるとともに、無磁極部分に対応する現像剤担持体表面を軽圧接して現像済み現像剤を剥離・落下させる弾性を有する非磁性の剥離部材を、現像剤攪拌部材の上方に配設した現像装置を開示する。
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−０６２９８３号公報
【特許文献２】特開２００６−２２７１１６号公報
【特許文献３】特開平０４−３４３３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、像保持体に向けて磁界を形成する磁極による磁力を低下させることなく、現像体を小型化することができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部が収容する現像剤を像保持体に向けて搬送する現像体と、前記現像剤収容部が収容する現像剤を前記現像体に向けて供給する現像剤供給手段と、前記現像体が搬送する現像剤を前記現像体から剥離する現像剤剥離手段とを有し、前記現像体は、像保持体に対向して回転する非磁性の回転部材と、この回転部材内に配置された磁石部材とを具備し、前記磁石部材は、像保持体に向けて前記回転部材の法線方向に磁界を形成する第１の磁極と、この第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に配置された第２の磁極と、前記第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側に配置された第３の磁極とからなる３つの磁極のみを外面側に具備し、前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向それぞれが前記第１の磁極を挟んで形成する角度が１８０度未満であり、前記現像剤剥離手段は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向し、前記現像剤供給手段は、前記現像剤剥離手段よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向するよう設けられている現像装置である。
請求項１に係る本発明によれば、３つの磁極のみとしても、上述の角度が１８０度以上の場合と比較して第１の磁極の磁力を高くさせることができ、像保持体に向けて磁界を形成する磁極による磁力を低下させることなく現像体を小型化（小径化）することができる。
【０００６】
請求項２に係る本発明は、前記現像剤供給手段及び前記現像剤剥離手段が、前記回転部材に接触しつつ回転する現像剤剥離供給部材によって形成されている請求項１記載の現像装置である。
請求項２に係る本発明によれば、現像剤の剥離及び供給を狭い領域で行うことができる。
【０００７】
請求項３に係る本発明は、前記第２の磁極及び前記第３の磁極が、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に、前記第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界を形成する請求項２記載の現像装置である。
請求項３に係る本発明によれば、第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界が形成されるので、現像剤供給手段により供給される現像剤を回転部材に吸着させて搬送させることができる。
【０００８】
請求項４に係る本発明は、前記第３の磁極が、該第３の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向と、前記第１の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向とがなす角度が９０度以下となるように、配置されている請求項２又は３記載の現像装置である。
請求項４に係る本発明によれば、第１の磁極の法線方向の磁界の強さが最大となる位置に対して回転部材の回転方向下流側の接線方向の強さを大きくさせることができるので、磁性キャリアが像保持体に付着することを低減させることができる。
【０００９】
請求項５に係る本発明は、前記第２の磁極が、該第２の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向と、前記第１の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向とがなす角度が９０度以下となるように、配置されている請求項２又は３記載の現像装置である。
請求項５に係る本発明によれば、第１の磁極の法線方向の磁界の強さが最大となる位置に対して回転部材の回転方向上流側の接線方向の強さを大きくさせることができるので、現像体により搬送される現像剤が第１の磁極へ向けて良好に搬送されずに滞留してしまうことを回避することができる。
【００１０】
請求項６に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、前記第２の磁極による前記回転部材の法線方向の前記第１の磁極とは異なる極性の磁界の強さが略０となる前記回転部材の回転方向上流側の位置よりも、前記回転部材の回転方向上流側から現像剤を供給し、前記第３の磁極による前記回転部材の法線方向の前記第１の磁極とは異なる極性の磁界の強さが略０となる前記回転部材の回転方向下流側の位置よりも、前記回転部材の回転方向下流側から現像剤を剥離する請求項２乃至５いずれか記載の現像装置である。
請求項６に係る本発明によれば、３つの磁極とは異なる比較的磁力の弱い位置で剥離させるので現像剤剥離供給部材が接触していても現像剤にかかるストレスを軽減させることができる。
【００１１】
請求項７に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、前記第２の磁極及び前記第３の磁極による前記回転部材の接線方向の前記第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界の強さが略０となる領域で現像剤を供給するとともに、現像剤を剥離する請求項２乃至６いずれか記載の現像装置である。
請求項７に係る本発明によれば、更に磁力の弱い位置で剥離させるので現像剤剥離供給部材が接触していても現像剤にかかるストレスを軽減させることができ、磁力のある領域で現像剤を供給させるので現像剤を回転部材に吸着させて搬送させることができる。
【００１２】
請求項８に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、回転軸が磁性体からなる請求項２乃至７いずれか記載の現像装置である。
請求項８に係る本発明によれば、現像体と現像剤剥離供給部材との間で磁界が形成され現像剤が立つので、更に現像剤を剥離し易くすることができる。
【００１３】
請求項９に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、弾性を有する発泡性部材が前記回転部材に接触しつつ回転する請求項２乃至８いずれか記載の現像装置である。
請求項９に係る本発明によれば、現像体と現像剤剥離供給部材との接触領域を広くし易く、更に現像剤を剥離し易くすることができ、また現像体が経時的に磨耗することを低減させることができる。
【００１４】
請求項１０に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、前記回転部材と同一方向に回転する請求項２乃至９いずれか記載の現像装置である。
請求項１０に係る本発明によれば、回転部材と現像剤剥離供給部材との対向部位では互いに逆方向に移動するので、更に現像剤を剥離し易くすることができる。
【００１５】
請求項１１に係る本発明は、像保持体と、この像保持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置と、この現像装置により現像された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、この転写手段により記録媒体に転写された現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置とを有し、前記現像装置は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部が収容する現像剤を像保持体に向けて搬送する現像体と、前記現像剤収容部が収容する現像剤を前記現像体に向けて供給する現像剤供給手段と、前記現像体が搬送する現像剤を前記現像体から剥離する現像剤剥離手段とを有し、前記現像体は、像保持体に対向して回転する非磁性の回転部材と、この回転部材内に配置された磁石部材とを具備し、前記磁石部材は、像保持体に向けて前記回転部材の法線方向に磁界を形成する第１の磁極と、この第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に配置された第２の磁極と、前記第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側に配置された第３の磁極とからなる３つの磁極のみを外面側に具備し、前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向それぞれが前記第１の磁極を挟んで形成する角度が１８０度未満であり、前記現像剤剥離手段は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向し、前記現像剤供給手段は、前記現像剤剥離手段よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向するよう設けられている画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、像保持体に向けて磁界を形成する磁極による磁力を低下させることなく、現像体を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要を示す側面図である。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に画像形成部１４と、画像形成部１４にシートなどの記録媒体を供給する記録媒体供給装置５４と、電源ユニット１６と、図示しないＣＰＵなどを有する制御部６８とが配設されている。また、画像形成装置本体１２の上部に画像形成がなされた記録媒体が排出される記録媒体排出部１５が設けられている。
【００１８】
画像形成部１４は、カラー画像を形成する電子写真方式のもので、トナー像を保持する像保持体としてのドラム形状の感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂと、この各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂを一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電手段としての帯電装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂと、各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに光により静電潜像を書き込む潜像形成手段としての光書き込み装置２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｂと、各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに書き込まれた潜像を非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる二成分系の現像剤を用いて現像する現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂと、各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段として用いられる転写ユニット４２と、転写ユニット４２によるトナー像の転写がなされた後に感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに残留する廃トナーを例えば掻き取ってクリーニングするクリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂとを有する。
【００１９】
光書き込み装置２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｂは、それぞれレーザー露光装置からなり、光書き込み装置２６Ｙは感光体２２Ｙにイエロー画像に対応するレーザー光を、光書き込み装置２６Ｍは感光体２２Ｍにマゼンダ画像に対応するレーザー光を、光書き込み装置２６Ｃは感光体２２Ｃにシアン画像に対応するレーザー光を、光書き込み装置２６Ｂは感光体２２Ｂにブラック画像に対応するレーザー光をそれぞれ発し、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに、それぞれ静電潜像を書き込むようになっている。
【００２０】
画像形成部１４が有する部材のうち感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂ、帯電装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂ、現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂ及びクリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂは、交換ユニットとして用いられる像形成ユニット３２として一体型とされ、画像形成装置本体１２に対して正面側（図１において右側）から着脱自在に装着される。
【００２１】
また、感光体２２Ｙ、帯電装置２４Ｙ及びクリーニング装置３０Ｙは、一体化されて像保持体ユニットを構成する。同様に、感光体２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂは、帯電装置２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂ及びクリーニング装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂとともに対応する画像の色ごとに一体化されてそれぞれ像保持体ユニットを構成する。現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂは、それぞれ像形成ユニット３２に対して着脱可能に装着されている。
【００２２】
また、この像形成ユニット３２には、現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂに供給されるトナーをそれぞれ収容する交換ユニットとしてのトナーカートリッジ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂが画像形成装置本体１２に対して側面側から着脱自在に装着されている。
トナーカートリッジ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂは、トナーを収容するトナー収容室３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｂ及び廃トナー収容室３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｂがそれぞれ内部に形成されており、画像形成装置本体１２に設けられたトナー供給路（図示せず）を介して、それぞれトナーを現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂに対して供給する。例えば、トナーカートリッジ３４Ｙにはイエロートナーが、トナーカートリッジ３４Ｍにはマゼンダトナーが、トナーカートリッジ３４Ｃにはシアントナーが、トナーカートリッジ３４Ｂにはブラックトナーが充填（収容）されている。
【００２３】
転写ユニット４２は、像形成ユニット３２の感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂと当接するように配置されている。この転写ユニット４２は、ユニットとして一体化されていて二つの支持ロール４４ａ、４４ｂと、記録媒体又は像を搬送する搬送手段としての搬送ベルト４６と、この搬送ベルト４６に記録媒体を吸着させる吸着手段としての吸着ロール４８と、搬送ベルト４６により搬送中の記録媒体に、各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに形成されたトナー像をそれぞれ転写する転写ロール５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂとが装着されてなる。
【００２４】
吸着ロール４８は、搬送ベルト４６を介して支持ロール４４ａに圧接する状態で設けられ、電源ユニット１６から電圧が印加されて搬送ベルト４６に静電的に記録媒体を吸着させるようになっている。
【００２５】
転写ロール５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂは、それぞれ転写バイアスが印加されており、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに形成されたトナー像を、搬送ベルト４６によって搬送中の記録媒体へ順に転写し、記録媒体にイエロー、マゼンダ、ブラック、シアンの４色のトナー像が重ねられたカラートナー像を形成するようになっている。
【００２６】
また、画像形成装置本体１２内の上部には、転写ユニット４２により記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体へと定着する定着装置５２が設けられている。定着装置５２は、加熱ロール５２ａと加圧ロール５２ｂとからなり、加熱ロール５２ａと加圧ロール５２ｂとの間を通過する記録媒体に転写されたトナー像を加熱し加圧することで、記録媒体にトナー像を定着するようになっている。
【００２７】
また、画像形成装置本体１２内には、記録媒体供給装置５４から供給された記録媒体を記録媒体排出部１５まで搬送する搬送路６０が設けられていて、この搬送路６０に沿って、記録媒体搬送方向上流側から順に、レジストロール６２、転写ユニット４２、定着装置５２及び排出ロール６４が配置されている。排出ロール６４は、定着装置５２から搬送された記録媒体を記録媒体排出部１５へと排出する。
【００２８】
図２は、現像装置２８Ｙの構成を示す断面図である。現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂは、現像する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、現像装置２８Ｙについて詳述する。
現像装置２８Ｙは、現像装置本体７０の感光体２２Ｙ側に配設される現像体としての現像ロール７２、第１の攪拌搬送部材７４、第２の攪拌搬送部材７６、現像剤剥離供給部材７８及び層厚規制部材８２を有し、上述したように非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる二成分系の現像剤を現像ロール７２により感光体２２Ｙに向けて搬送し、感光体２２Ｙに書き込まれた潜像を現像する。
【００２９】
現像装置本体７０は、画像形成装置本体１２に設けられたトナー供給路（図示せず）を介して、トナー収容室３６Ｙからトナーを受け入れ、トナーとキャリアとを攪拌搬送する筒状の現像剤搬送路８４，８６と、現像ロール７２を収容する現像室８８とを有する。また、現像剤搬送路８４と現像剤搬送路８６とは、間に仕切り板９０が設けられており、仕切り板９０の両端には、現像剤搬送路８４と現像剤搬送路８６とを接続する通路（図示せず）が設けられている。つまり、現像剤搬送路８４，８６は、現像剤を予め収容する現像剤収容部を構成し、第１の攪拌搬送部材７４と第２の攪拌搬送部材７６とが互い違いの方向に現像剤を搬送することにより、トナーがキャリアによって所定の極性に摩擦帯電されて現像装置本体７０内で循環するようにされている。第２の攪拌搬送部材７６は、現像剤搬送路８４を介して搬送された現像剤を攪拌搬送し、現像剤を現像室８８へ供給する。
【００３０】
現像剤剥離供給部材７８は、磁性体からなる回転軸７９と、この回転軸７９を覆う例えば発泡ウレタンなどの弾性を有する発泡性部材８０とを有し、第２の攪拌搬送部材７６に対向するように配置されている。発泡性部材８０は、現像ロール７２に接触しつつ、回転軸７９を軸として時計回り（図２において右回り）に回転し、現像室８８へ供給された現像剤を現像ロール７２に対して供給するとともに、現像ロール７２が潜像を現像した後に現像ロール７２の表面に残留して搬送される現像剤を現像ロール７２から剥離する。また、回転軸７９は、磁性体であるため、マグネットロール９４との間で磁界を形成する。層厚規制部材８２は、現像剤剥離供給部材７８の上方に配置され、現像ロール７２が感光体２２Ｙに向けて搬送する現像剤の層厚を所定値に規制する。
【００３１】
現像ロール７２は、反時計回り（図２において左回り）に回転する感光体２２Ｙに対向して回転する非磁性の回転部材であるスリーブ９２と、このスリーブ９２内に固定配置された磁石部材であるマグネットロール９４とを有する。スリーブ９２は、例えば外径が１２ｍｍ以下の円筒状のアルミニウム又はステンレス鋼などからなり、感光体２２Ｙとの間に所定の間隔をあけて時計回り（図２において右回り）に回転するようにされている。
【００３２】
マグネットロール９４は、例えばフェライト磁石又はプラスチック樹脂磁石などを金属製のシャフト９５に固定したものであり、例えば外面側に１つのＳ極（主極）である磁極９６と、２つのＮ極である磁極９８，１００が配置されている。磁極９６及び磁極９８，１００は、それぞれスリーブ９２の法線方向を含む方向に磁界を形成するとともに、相互に磁界に影響を与えている。
図２中の太破線は、スリーブ９２の表面からの法線方向の距離が、スリーブ９２の表面上における法線方向の磁界の強さ又は磁束密度の大きさを示しており、例えば磁極９６周辺のスリーブ９２の表面では磁束密度の最大値が１００ｍＴ以上となっている。
なお、マグネットロール９４は、ロールの外面に磁極が位置するように磁石を配置して構成されてもよいし、着磁された部材によって構成されてもよい。
【００３３】
磁極９６（第１の磁極）は、スリーブ９２を挟んで感光体２２Ｙに対向するように配置されており、感光体２２Ｙに向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｓ１におけるスリーブ９２表面上の法線方向の磁束密度が所定値（例えば１００ｍＴ）となるようにされている。
【００３４】
磁極９８（第２の磁極）は、感光体２２Ｙと層厚規制部材８２との間に配置されており、上方に向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｎ１におけるスリーブ９２表面上の法線方向の磁束密度が所定値（例えば４０ｍＴ）となるようにされている。
【００３５】
磁極１００（第３の磁極）は、磁極９６に対してスリーブ９２の回転方向下流側に配置されており、下方に向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｎ２におけるスリーブ９２表面上の法線方向の磁束密度が所定値（例えば４０ｍＴ）となるようにされている。
以下、方向ｓ１を囲む磁極９６側の太破線を太破線Ｓ１と、方向ｎ１を囲む磁極９８側の太破線を太破線Ｎ１と、方向ｎ２を囲む磁極１００側の太破線を太破線Ｎ２と略記する。
【００３６】
図３は、現像ロール７２及び現像剤供給部材７８と、スリーブ９２の法線方向及び接線方向の磁束密度の大きさとの位置関係を示す図２の拡大図である。
ここで、上述した方向ｎ１と方向ｎ２とがなす角度θ１は、磁極９６を挟んで１８０度未満になるようにされている。さらに、方向ｎ１と方向ｓ１とがなす角度θ２は９０度以下（最大でも９０度）とされており、方向ｓ１と方向ｎ２とがなす角度θ３も９０度以下（最大でも９０度）となるようにされている。
また、図３において、太破線は、スリーブ９２の表面からの法線方向の距離が、スリーブ９２の表面上における法線方向の磁束密度の大きさを示しており、太破線と太破線との間でスリーブ９２から外側に向けて延びる細破線は、スリーブ９２の表面からの法線方向の距離が、スリーブ９２の表面上における接線方向の磁束密度の大きさを示している。
【００３７】
磁極９８及び磁極１００は、磁極１００よりもスリーブ９２の回転方向下流側、且つ磁極９８よりもスリーブ９２の回転方向上流側（磁性体からなる回転軸７９に対向する方向）に、磁極９６が形成する磁界と同極性の磁界であり、スリーブ９２の法線方向の磁束密度の大きさが太破線Ｓ２によって示される領域を形成している。つまり、磁極９８と磁極１００との間にＳ極の磁極が設けられていなくても（空間Ａが設けられていても）、太破線Ｓ２によってスリーブ９２の法線方向の磁束密度の大きさが示される磁界が存在する。
【００３８】
そして、上述した方向ｎ１と方向ｓ１との間には、細破線Ｈ１によってスリーブ９２の接線方向の磁束密度の大きさが示される磁界が存在する。また、方向ｓ１と方向ｎ２との間には、細破線Ｈ２によってスリーブ９２の接線方向の磁束密度の大きさが示される磁界が存在する。さらに、太破線Ｎ２と太破線Ｓ２との間、及び太破線Ｓ２と太破線Ｎ１との間には、細破線Ｈ３及び細破線Ｈ４によってスリーブ９２の接線方向の磁束密度の大きさが示される磁界が存在する。
【００３９】
図４は、スリーブ９２の法線方向の磁束密度の分布と現像剤供給部材７８との位置関係を示す図２の拡大図である。なお、図３に示した構成部分、方向、太破線及び細破線と同一のものには、同一の符号が付してある。
太破線Ｎ２と太破線Ｓ２との間には、スリーブ９２の法線方向の磁束密度が略０となる点Ｂが存在し、太破線Ｎ１と太破線Ｓ２との間には、スリーブ９２の法線方向の磁束密度が略０となる点Ｃが存在している。つまり、点Ｂは、磁極９８によるスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが略０となるスリーブ９２の回転方向上流側の位置を示している。また、点Ｃは、磁極１００によるスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが略０となるスリーブ９２の回転方向下流側の位置を示している。
【００４０】
現像剤供給部材７８は、点Ｂよりもスリーブ９２の回転方向下流側に配置されており、点Ｂを通るスリーブ９２の法線方向の線分ｂ１と、点Ｃを通るスリーブ９２の法線方向の線分ｃ１とに挟まれる太線Ｄで示された領域内でスリーブ９２に接触している。
【００４１】
図５は、スリーブ９２と現像剤供給部材７８とが接触している領域の詳細を示す図２の拡大図である。なお、図４に示した構成部分、太破線、細破線及び点（位置）と同一のものには、同一の符号が付してある。
現像剤供給部材７８は、点Ｂよりもスリーブ９２の回転方向下流側、且つ点Ｃよりもスリーブ９２の回転方向上流側でスリーブ９２に対して所定の接触幅（ニップ幅）を形成するように圧接されている。また、現像剤供給部材７８は、細破線Ｈ３からも細破線Ｈ４からも外れた細破線（スリーブ９２の接線方向の磁束密度がほぼ０となる太破線Ｅの領域）でスリーブ９２に接触している。上述したように、スリーブ９２及び現像剤供給部材７８が同一方向に回転しており、現像剤供給部材７８は、スリーブ９２の回転方向に対する接触部分の下流側端（点Ｆ）側で現像剤を現像ロール７２に対して供給し、接触部分の上流側端（点Ｇ）側で現像ロール７２から現像剤を剥離する。
【００４２】
次に、磁極９６が形成する磁界に対する磁極９８及び磁極１００の作用について説明する。
図２に示した現像装置２８Ｙは、磁極９６がＳ極であり、他の磁極９８及び磁極１００がＮ極であり、方向ｎ１と方向ｎ２とがなす角度θ１が磁極９６を挟んで１８０度未満であるため、角度θ１が１８０度以上である場合に比べて、磁極９６による磁界の強さが強くなっている。
【００４３】
現像剤搬送路８４及び現像剤搬送路８６を介して搬送された現像剤は、現像剤供給手段でもある現像剤剥離供給部材７８により現像ロール７２に供給され、スリーブ９２の表面に付着する。スリーブ９２に付着して搬送される現像剤は、層厚規制部材８２により層厚を規制されて、所定の層厚で感光体２２Ｙに向けて搬送され、感光体２２Ｙに書き込まれた静電潜像をトナーにより現像する。現像後にスリーブ９２に付着して残っている現像剤は、現像剤剥離手段でもある現像剤供給部材７８により、スリーブ９２から剥離される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】現像ロール及び現像剤供給部材と、スリーブの法線方向及び接線方向の磁束密度の大きさとの位置関係を示す図２の拡大図である。
【図４】スリーブの法線方向の磁束密度の分布と現像剤供給部材との位置関係を示す図２の拡大図である。
【図５】スリーブと現像剤供給部材とが接触している領域の詳細を示す図２の拡大図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 画像形成装置
１４ 画像形成部
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂ 感光体
２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂ 現像装置
３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｂ トナー収容室
４２ 転写ユニット
５２ 定着装置
７０ 現像装置本体
７２ 現像ロール
７４ 第１の攪拌搬送部材
７６ 第２の攪拌搬送部材
７８ 現像剤剥離供給部材
７９ 回転軸
８０ 発泡性部材
８２ 層厚規制部材
８４，８６ 現像剤搬送路
８８ 現像室
９２ スリーブ
９４ マグネットロール
９５ シャフト
９６ 磁極（Ｓ極）
９８，１００ 磁極（Ｎ極）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、現像剤保持体に接触又は近接して対向配置された状態で該現像剤保持体の回転方向と同一方向に回転する現像剤供給兼剥離用回転部材を設けた二成分現像装置を開示する。また、特許文献２は、マグネットローラに設けられた現像磁極から現像剤汲上げ磁極にいたる間に、マグネットローラを内包する非磁性の円筒体の外表面に現像剤剥取り領域が設けられ、円筒体の回転中心と平行な軸芯周りに回転する回転部材が現像剤剥取り領域に相対するように設けられた現像装置を開示する。また、特許文献３は、現像剤担持体表面の現像済み現像剤の自重落下位置に対応する磁石体の一部に磁束密度をほぼ零にする無磁極部分を設けるとともに、無磁極部分に対応する現像剤担持体表面を軽圧接して現像済み現像剤を剥離・落下させる弾性を有する非磁性の剥離部材を、現像剤攪拌部材の上方に配設した現像装置を開示する。
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−０６２９８３号公報
【特許文献２】特開２００６−２２７１１６号公報
【特許文献３】特開平０４−３４３３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、像保持体に向けて磁界を形成する磁極による磁力を低下させることなく、現像体を小型化することができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部が収容する現像剤を像保持体に向けて搬送する現像体と、前記現像剤収容部が収容する現像剤を前記現像体に向けて供給する現像剤供給手段と、前記現像体が搬送する現像剤を前記現像体から剥離する現像剤剥離手段とを有し、前記現像体は、像保持体に対向して回転する非磁性の回転部材と、この回転部材内に配置された磁石部材とを具備し、前記磁石部材は、像保持体に向けて前記回転部材の法線方向に磁界を形成する第１の磁極と、この第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に配置された第２の磁極と、前記第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側に配置された第３の磁極とからなる３つの磁極のみを外面側に具備し、前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向それぞれが前記第１の磁極を挟んで形成する角度が１８０度未満であり、前記現像剤剥離手段は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向し、前記現像剤供給手段は、前記現像剤剥離手段よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向するよう設けられている現像装置である。
請求項１に係る本発明によれば、３つの磁極のみとしても、上述の角度が１８０度以上の場合と比較して第１の磁極の磁力を高くさせることができ、像保持体に向けて磁界を形成する磁極による磁力を低下させることなく現像体を小型化（小径化）することができる。
【０００６】
請求項２に係る本発明は、前記現像剤供給手段及び前記現像剤剥離手段が、前記回転部材に接触しつつ回転する現像剤剥離供給部材によって形成されている請求項１記載の現像装置である。
請求項２に係る本発明によれば、現像剤の剥離及び供給を狭い領域で行うことができる。
【０００７】
請求項３に係る本発明は、前記第２の磁極及び前記第３の磁極が、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に、前記第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界を形成する請求項２記載の現像装置である。
請求項３に係る本発明によれば、第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界が形成されるので、現像剤供給手段により供給される現像剤を回転部材に吸着させて搬送させることができる。
【０００８】
請求項４に係る本発明は、前記第３の磁極が、該第３の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向と、前記第１の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向とがなす角度が９０度以下となるように、配置されている請求項２又は３記載の現像装置である。
請求項４に係る本発明によれば、第１の磁極の法線方向の磁界の強さが最大となる位置に対して回転部材の回転方向下流側の接線方向の強さを大きくさせることができるので、磁性キャリアが像保持体に付着することを低減させることができる。
【０００９】
請求項５に係る本発明は、前記第２の磁極が、該第２の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向と、前記第１の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向とがなす角度が９０度以下となるように、配置されている請求項２又は３記載の現像装置である。
請求項５に係る本発明によれば、第１の磁極の法線方向の磁界の強さが最大となる位置に対して回転部材の回転方向上流側の接線方向の強さを大きくさせることができるので、現像体により搬送される現像剤が第１の磁極へ向けて良好に搬送されずに滞留してしまうことを回避することができる。
【００１０】
請求項６に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、前記第２の磁極による前記回転部材の法線方向の前記第１の磁極とは異なる極性の磁界の強さが略０となる前記回転部材の回転方向上流側の位置よりも、前記回転部材の回転方向上流側から現像剤を供給し、前記第３の磁極による前記回転部材の法線方向の前記第１の磁極とは異なる極性の磁界の強さが略０となる前記回転部材の回転方向下流側の位置よりも、前記回転部材の回転方向下流側から現像剤を剥離する請求項２乃至５いずれか記載の現像装置である。
請求項６に係る本発明によれば、３つの磁極とは異なる比較的磁力の弱い位置で剥離させるので現像剤剥離供給部材が接触していても現像剤にかかるストレスを軽減させることができる。
【００１１】
請求項７に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、前記第２の磁極及び前記第３の磁極による前記回転部材の接線方向の前記第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界の強さが略０となる領域で現像剤を供給するとともに、現像剤を剥離する請求項２乃至６いずれか記載の現像装置である。
請求項７に係る本発明によれば、更に磁力の弱い位置で剥離させるので現像剤剥離供給部材が接触していても現像剤にかかるストレスを軽減させることができ、磁力のある領域で現像剤を供給させるので現像剤を回転部材に吸着させて搬送させることができる。
【００１２】
請求項８に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、回転軸が磁性体からなる請求項２乃至７いずれか記載の現像装置である。
請求項８に係る本発明によれば、現像体と現像剤剥離供給部材との間で磁界が形成され現像剤が立つので、更に現像剤を剥離し易くすることができる。
【００１３】
請求項９に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、弾性を有する発泡性部材が前記回転部材に接触しつつ回転する請求項２乃至８いずれか記載の現像装置である。
請求項９に係る本発明によれば、現像体と現像剤剥離供給部材との接触領域を広くし易く、更に現像剤を剥離し易くすることができ、また現像体が経時的に磨耗することを低減させることができる。
【００１４】
請求項１０に係る本発明は、前記現像剤剥離供給部材が、前記回転部材と同一方向に回転する請求項２乃至９いずれか記載の現像装置である。
請求項１０に係る本発明によれば、回転部材と現像剤剥離供給部材との対向部位では互いに逆方向に移動するので、更に現像剤を剥離し易くすることができる。
【００１５】
請求項１１に係る本発明は、像保持体と、この像保持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置と、この現像装置により現像された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、この転写手段により記録媒体に転写された現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置とを有し、前記現像装置は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部が収容する現像剤を像保持体に向けて搬送する現像体と、前記現像剤収容部が収容する現像剤を前記現像体に向けて供給する現像剤供給手段と、前記現像体が搬送する現像剤を前記現像体から剥離する現像剤剥離手段とを有し、前記現像体は、像保持体に対向して回転する非磁性の回転部材と、この回転部材内に配置された磁石部材とを具備し、前記磁石部材は、像保持体に向けて前記回転部材の法線方向に磁界を形成する第１の磁極と、この第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に配置された第２の磁極と、前記第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側に配置された第３の磁極とからなる３つの磁極のみを外面側に具備し、前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向それぞれが前記第１の磁極を挟んで形成する角度が１８０度未満であり、前記現像剤剥離手段は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向し、前記現像剤供給手段は、前記現像剤剥離手段よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向するよう設けられている画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、像保持体に向けて磁界を形成する磁極による磁力を低下させることなく、現像体を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要を示す側面図である。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に画像形成部１４と、画像形成部１４にシートなどの記録媒体を供給する記録媒体供給装置５４と、電源ユニット１６と、図示しないＣＰＵなどを有する制御部６８とが配設されている。また、画像形成装置本体１２の上部に画像形成がなされた記録媒体が排出される記録媒体排出部１５が設けられている。
【００１８】
画像形成部１４は、カラー画像を形成する電子写真方式のもので、トナー像を保持する像保持体としてのドラム形状の感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂと、この各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂを一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電手段としての帯電装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂと、各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに光により静電潜像を書き込む潜像形成手段としての光書き込み装置２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｂと、各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに書き込まれた潜像を非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる二成分系の現像剤を用いて現像する現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂと、各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段として用いられる転写ユニット４２と、転写ユニット４２によるトナー像の転写がなされた後に感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに残留する廃トナーを例えば掻き取ってクリーニングするクリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂとを有する。
【００１９】
光書き込み装置２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｂは、それぞれレーザー露光装置からなり、光書き込み装置２６Ｙは感光体２２Ｙにイエロー画像に対応するレーザー光を、光書き込み装置２６Ｍは感光体２２Ｍにマゼンダ画像に対応するレーザー光を、光書き込み装置２６Ｃは感光体２２Ｃにシアン画像に対応するレーザー光を、光書き込み装置２６Ｂは感光体２２Ｂにブラック画像に対応するレーザー光をそれぞれ発し、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに、それぞれ静電潜像を書き込むようになっている。
【００２０】
画像形成部１４が有する部材のうち感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂ、帯電装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂ、現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂ及びクリーニング装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂは、交換ユニットとして用いられる像形成ユニット３２として一体型とされ、画像形成装置本体１２に対して正面側（図１において右側）から着脱自在に装着される。
【００２１】
また、感光体２２Ｙ、帯電装置２４Ｙ及びクリーニング装置３０Ｙは、一体化されて像保持体ユニットを構成する。同様に、感光体２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂは、帯電装置２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂ及びクリーニング装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂとともに対応する画像の色ごとに一体化されてそれぞれ像保持体ユニットを構成する。現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂは、それぞれ像形成ユニット３２に対して着脱可能に装着されている。
【００２２】
また、この像形成ユニット３２には、現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂに供給されるトナーをそれぞれ収容する交換ユニットとしてのトナーカートリッジ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂが画像形成装置本体１２に対して側面側から着脱自在に装着されている。
トナーカートリッジ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂは、トナーを収容するトナー収容室３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｂ及び廃トナー収容室３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｂがそれぞれ内部に形成されており、画像形成装置本体１２に設けられたトナー供給路（図示せず）を介して、それぞれトナーを現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂに対して供給する。例えば、トナーカートリッジ３４Ｙにはイエロートナーが、トナーカートリッジ３４Ｍにはマゼンダトナーが、トナーカートリッジ３４Ｃにはシアントナーが、トナーカートリッジ３４Ｂにはブラックトナーが充填（収容）されている。
【００２３】
転写ユニット４２は、像形成ユニット３２の感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂと当接するように配置されている。この転写ユニット４２は、ユニットとして一体化されていて二つの支持ロール４４ａ、４４ｂと、記録媒体又は像を搬送する搬送手段としての搬送ベルト４６と、この搬送ベルト４６に記録媒体を吸着させる吸着手段としての吸着ロール４８と、搬送ベルト４６により搬送中の記録媒体に、各感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに形成されたトナー像をそれぞれ転写する転写ロール５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂとが装着されてなる。
【００２４】
吸着ロール４８は、搬送ベルト４６を介して支持ロール４４ａに圧接する状態で設けられ、電源ユニット１６から電圧が印加されて搬送ベルト４６に静電的に記録媒体を吸着させるようになっている。
【００２５】
転写ロール５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂは、それぞれ転写バイアスが印加されており、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂに形成されたトナー像を、搬送ベルト４６によって搬送中の記録媒体へ順に転写し、記録媒体にイエロー、マゼンダ、ブラック、シアンの４色のトナー像が重ねられたカラートナー像を形成するようになっている。
【００２６】
また、画像形成装置本体１２内の上部には、転写ユニット４２により記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体へと定着する定着装置５２が設けられている。定着装置５２は、加熱ロール５２ａと加圧ロール５２ｂとからなり、加熱ロール５２ａと加圧ロール５２ｂとの間を通過する記録媒体に転写されたトナー像を加熱し加圧することで、記録媒体にトナー像を定着するようになっている。
【００２７】
また、画像形成装置本体１２内には、記録媒体供給装置５４から供給された記録媒体を記録媒体排出部１５まで搬送する搬送路６０が設けられていて、この搬送路６０に沿って、記録媒体搬送方向上流側から順に、レジストロール６２、転写ユニット４２、定着装置５２及び排出ロール６４が配置されている。排出ロール６４は、定着装置５２から搬送された記録媒体を記録媒体排出部１５へと排出する。
【００２８】
図２は、現像装置２８Ｙの構成を示す断面図である。現像装置２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂは、現像する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、現像装置２８Ｙについて詳述する。
現像装置２８Ｙは、現像装置本体７０の感光体２２Ｙ側に配設される現像体としての現像ロール７２、第１の攪拌搬送部材７４、第２の攪拌搬送部材７６、現像剤剥離供給部材７８及び層厚規制部材８２を有し、上述したように非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる二成分系の現像剤を現像ロール７２により感光体２２Ｙに向けて搬送し、感光体２２Ｙに書き込まれた潜像を現像する。
【００２９】
現像装置本体７０は、画像形成装置本体１２に設けられたトナー供給路（図示せず）を介して、トナー収容室３６Ｙからトナーを受け入れ、トナーとキャリアとを攪拌搬送する筒状の現像剤搬送路８４，８６と、現像ロール７２を収容する現像室８８とを有する。また、現像剤搬送路８４と現像剤搬送路８６とは、間に仕切り板９０が設けられており、仕切り板９０の両端には、現像剤搬送路８４と現像剤搬送路８６とを接続する通路（図示せず）が設けられている。つまり、現像剤搬送路８４，８６は、現像剤を予め収容する現像剤収容部を構成し、第１の攪拌搬送部材７４と第２の攪拌搬送部材７６とが互い違いの方向に現像剤を搬送することにより、トナーがキャリアによって所定の極性に摩擦帯電されて現像装置本体７０内で循環するようにされている。第２の攪拌搬送部材７６は、現像剤搬送路８４を介して搬送された現像剤を攪拌搬送し、現像剤を現像室８８へ供給する。
【００３０】
現像剤剥離供給部材７８は、磁性体からなる回転軸７９と、この回転軸７９を覆う例えば発泡ウレタンなどの弾性を有する発泡性部材８０とを有し、第２の攪拌搬送部材７６に対向するように配置されている。発泡性部材８０は、現像ロール７２に接触しつつ、回転軸７９を軸として時計回り（図２において右回り）に回転し、現像室８８へ供給された現像剤を現像ロール７２に対して供給するとともに、現像ロール７２が潜像を現像した後に現像ロール７２の表面に残留して搬送される現像剤を現像ロール７２から剥離する。また、回転軸７９は、磁性体であるため、マグネットロール９４との間で磁界を形成する。層厚規制部材８２は、現像剤剥離供給部材７８の上方に配置され、現像ロール７２が感光体２２Ｙに向けて搬送する現像剤の層厚を所定値に規制する。
【００３１】
現像ロール７２は、反時計回り（図２において左回り）に回転する感光体２２Ｙに対向して回転する非磁性の回転部材であるスリーブ９２と、このスリーブ９２内に固定配置された磁石部材であるマグネットロール９４とを有する。スリーブ９２は、例えば外径が１２ｍｍ以下の円筒状のアルミニウム又はステンレス鋼などからなり、感光体２２Ｙとの間に所定の間隔をあけて時計回り（図２において右回り）に回転するようにされている。
【００３２】
マグネットロール９４は、例えばフェライト磁石又はプラスチック樹脂磁石などを金属製のシャフト９５に固定したものであり、例えば外面側に１つのＳ極（主極）である磁極９６と、２つのＮ極である磁極９８，１００が配置されている。磁極９６及び磁極９８，１００は、それぞれスリーブ９２の法線方向を含む方向に磁界を形成するとともに、相互に磁界に影響を与えている。
図２中の太破線は、スリーブ９２の表面からの法線方向の距離が、スリーブ９２の表面上における法線方向の磁界の強さ又は磁束密度の大きさを示しており、例えば磁極９６周辺のスリーブ９２の表面では磁束密度の最大値が１００ｍＴ以上となっている。
なお、マグネットロール９４は、ロールの外面に磁極が位置するように磁石を配置して構成されてもよいし、着磁された部材によって構成されてもよい。
【００３３】
磁極９６（第１の磁極）は、スリーブ９２を挟んで感光体２２Ｙに対向するように配置されており、感光体２２Ｙに向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｓ１におけるスリーブ９２表面上の法線方向の磁束密度が所定値（例えば１００ｍＴ）となるようにされている。
【００３４】
磁極９８（第２の磁極）は、感光体２２Ｙと層厚規制部材８２との間に配置されており、上方に向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｎ１におけるスリーブ９２表面上の法線方向の磁束密度が所定値（例えば４０ｍＴ）となるようにされている。
【００３５】
磁極１００（第３の磁極）は、磁極９６に対してスリーブ９２の回転方向下流側に配置されており、下方に向けてスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが最大となる方向ｎ２におけるスリーブ９２表面上の法線方向の磁束密度が所定値（例えば４０ｍＴ）となるようにされている。
以下、方向ｓ１を囲む磁極９６側の太破線を太破線Ｓ１と、方向ｎ１を囲む磁極９８側の太破線を太破線Ｎ１と、方向ｎ２を囲む磁極１００側の太破線を太破線Ｎ２と略記する。
【００３６】
図３は、現像ロール７２及び現像剤供給部材７８と、スリーブ９２の法線方向及び接線方向の磁束密度の大きさとの位置関係を示す図２の拡大図である。
ここで、上述した方向ｎ１と方向ｎ２とがなす角度θ１は、磁極９６を挟んで１８０度未満になるようにされている。さらに、方向ｎ１と方向ｓ１とがなす角度θ２は９０度以下（最大でも９０度）とされており、方向ｓ１と方向ｎ２とがなす角度θ３も９０度以下（最大でも９０度）となるようにされている。
また、図３において、太破線は、スリーブ９２の表面からの法線方向の距離が、スリーブ９２の表面上における法線方向の磁束密度の大きさを示しており、太破線と太破線との間でスリーブ９２から外側に向けて延びる細破線は、スリーブ９２の表面からの法線方向の距離が、スリーブ９２の表面上における接線方向の磁束密度の大きさを示している。
【００３７】
磁極９８及び磁極１００は、磁極１００よりもスリーブ９２の回転方向下流側、且つ磁極９８よりもスリーブ９２の回転方向上流側（磁性体からなる回転軸７９に対向する方向）に、磁極９６が形成する磁界と同極性の磁界であり、スリーブ９２の法線方向の磁束密度の大きさが太破線Ｓ２によって示される領域を形成している。つまり、磁極９８と磁極１００との間にＳ極の磁極が設けられていなくても（空間Ａが設けられていても）、太破線Ｓ２によってスリーブ９２の法線方向の磁束密度の大きさが示される磁界が存在する。
【００３８】
そして、上述した方向ｎ１と方向ｓ１との間には、細破線Ｈ１によってスリーブ９２の接線方向の磁束密度の大きさが示される磁界が存在する。また、方向ｓ１と方向ｎ２との間には、細破線Ｈ２によってスリーブ９２の接線方向の磁束密度の大きさが示される磁界が存在する。さらに、太破線Ｎ２と太破線Ｓ２との間、及び太破線Ｓ２と太破線Ｎ１との間には、細破線Ｈ３及び細破線Ｈ４によってスリーブ９２の接線方向の磁束密度の大きさが示される磁界が存在する。
【００３９】
図４は、スリーブ９２の法線方向の磁束密度の分布と現像剤供給部材７８との位置関係を示す図２の拡大図である。なお、図３に示した構成部分、方向、太破線及び細破線と同一のものには、同一の符号が付してある。
太破線Ｎ２と太破線Ｓ２との間には、スリーブ９２の法線方向の磁束密度が略０となる点Ｂが存在し、太破線Ｎ１と太破線Ｓ２との間には、スリーブ９２の法線方向の磁束密度が略０となる点Ｃが存在している。つまり、点Ｂは、磁極９８によるスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが略０となるスリーブ９２の回転方向上流側の位置を示している。また、点Ｃは、磁極１００によるスリーブ９２の法線方向の磁界の強さが略０となるスリーブ９２の回転方向下流側の位置を示している。
【００４０】
現像剤供給部材７８は、点Ｂよりもスリーブ９２の回転方向下流側に配置されており、点Ｂを通るスリーブ９２の法線方向の線分ｂ１と、点Ｃを通るスリーブ９２の法線方向の線分ｃ１とに挟まれる太線Ｄで示された領域内でスリーブ９２に接触している。
【００４１】
図５は、スリーブ９２と現像剤供給部材７８とが接触している領域の詳細を示す図２の拡大図である。なお、図４に示した構成部分、太破線、細破線及び点（位置）と同一のものには、同一の符号が付してある。
現像剤供給部材７８は、点Ｂよりもスリーブ９２の回転方向下流側、且つ点Ｃよりもスリーブ９２の回転方向上流側でスリーブ９２に対して所定の接触幅（ニップ幅）を形成するように圧接されている。また、現像剤供給部材７８は、細破線Ｈ３からも細破線Ｈ４からも外れた細破線（スリーブ９２の接線方向の磁束密度がほぼ０となる太破線Ｅの領域）でスリーブ９２に接触している。上述したように、スリーブ９２及び現像剤供給部材７８が同一方向に回転しており、現像剤供給部材７８は、スリーブ９２の回転方向に対する接触部分の下流側端（点Ｆ）側で現像剤を現像ロール７２に対して供給し、接触部分の上流側端（点Ｇ）側で現像ロール７２から現像剤を剥離する。
【００４２】
次に、磁極９６が形成する磁界に対する磁極９８及び磁極１００の作用について説明する。
図２に示した現像装置２８Ｙは、磁極９６がＳ極であり、他の磁極９８及び磁極１００がＮ極であり、方向ｎ１と方向ｎ２とがなす角度θ１が磁極９６を挟んで１８０度未満であるため、角度θ１が１８０度以上である場合に比べて、磁極９６による磁界の強さが強くなっている。
【００４３】
現像剤搬送路８４及び現像剤搬送路８６を介して搬送された現像剤は、現像剤供給手段でもある現像剤剥離供給部材７８により現像ロール７２に供給され、スリーブ９２の表面に付着する。スリーブ９２に付着して搬送される現像剤は、層厚規制部材８２により層厚を規制されて、所定の層厚で感光体２２Ｙに向けて搬送され、感光体２２Ｙに書き込まれた静電潜像をトナーにより現像する。現像後にスリーブ９２に付着して残っている現像剤は、現像剤剥離手段でもある現像剤供給部材７８により、スリーブ９２から剥離される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】現像ロール及び現像剤供給部材と、スリーブの法線方向及び接線方向の磁束密度の大きさとの位置関係を示す図２の拡大図である。
【図４】スリーブの法線方向の磁束密度の分布と現像剤供給部材との位置関係を示す図２の拡大図である。
【図５】スリーブと現像剤供給部材とが接触している領域の詳細を示す図２の拡大図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 画像形成装置
１４ 画像形成部
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂ 感光体
２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂ 現像装置
３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｂ トナー収容室
４２ 転写ユニット
５２ 定着装置
７０ 現像装置本体
７２ 現像ロール
７４ 第１の攪拌搬送部材
７６ 第２の攪拌搬送部材
７８ 現像剤剥離供給部材
７９ 回転軸
８０ 発泡性部材
８２ 層厚規制部材
８４，８６ 現像剤搬送路
８８ 現像室
９２ スリーブ
９４ マグネットロール
９５ シャフト
９６ 磁極（Ｓ極）
９８，１００ 磁極（Ｎ極）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性のトナー及び磁性のキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部が収容する現像剤を像保持体に向けて搬送する現像体と、前記現像剤収容部が収容する現像剤を前記現像体に向けて供給する現像剤供給手段と、前記現像体が搬送する現像剤を前記現像体から剥離する現像剤剥離手段とを有し、前記現像体は、像保持体に対向して回転する非磁性の回転部材と、この回転部材内に配置された磁石部材とを具備し、前記磁石部材は、像保持体に向けて前記回転部材の法線方向に磁界を形成する第１の磁極と、この第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に配置された第２の磁極と、前記第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側に配置された第３の磁極とからなる３つの磁極のみを外面側に具備し、前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向それぞれが前記第１の磁極を挟んで形成する角度が１８０度未満であり、前記現像剤剥離手段は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向し、前記現像剤供給手段は、前記現像剤剥離手段よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向するよう設けられている現像装置。
【請求項２】
前記現像剤供給手段及び前記現像剤剥離手段は、前記回転部材に接触しつつ回転する現像剤剥離供給部材によって形成されている請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に、前記第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界を形成する請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記第３の磁極は、該第３の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向と、前記第１の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向とがなす角度が９０度以下となるように、配置されている請求項２又は３記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２の磁極は、該第２の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向と、前記第１の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向とがなす角度が９０度以下となるように、配置されている請求項２又は３記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤剥離供給部材は、前記第２の磁極による前記回転部材の法線方向の前記第１の磁極とは異なる極性の磁界の強さが略０となる前記回転部材の回転方向上流側の位置よりも、前記回転部材の回転方向上流側から現像剤を供給し、前記第３の磁極による前記回転部材の法線方向の前記第１の磁極とは異なる極性の磁界の強さが略０となる前記回転部材の回転方向下流側の位置よりも、前記回転部材の回転方向下流側から現像剤を剥離する請求項２乃至５いずれか記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤剥離供給部材は、前記第２の磁極及び前記第３の磁極による前記回転部材の接線方向の前記第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界の強さが略０となる領域で現像剤を供給するとともに、現像剤を剥離する請求項２乃至６いずれか記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤剥離供給部材は、回転軸が磁性体からなる請求項２乃至７いずれか記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤剥離供給部材は、弾性を有する発泡性部材が前記回転部材に接触しつつ回転する請求項２乃至８いずれか記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤剥離供給部材は、前記回転部材と同一方向に回転する請求項２乃至９いずれか記載の現像装置。
【請求項１１】
像保持体と、この像保持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置と、この現像装置により現像された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、この転写手段により記録媒体に転写された現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置とを有し、前記現像装置は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部が収容する現像剤を像保持体に向けて搬送する現像体と、前記現像剤収容部が収容する現像剤を前記現像体に向けて供給する現像剤供給手段と、前記現像体が搬送する現像剤を前記現像体から剥離する現像剤剥離手段とを有し、前記現像体は、像保持体に対向して回転する非磁性の回転部材と、この回転部材内に配置された磁石部材とを具備し、前記磁石部材は、像保持体に向けて前記回転部材の法線方向に磁界を形成する第１の磁極と、この第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に配置された第２の磁極と、前記第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側に配置された第３の磁極とからなる３つの磁極のみを外面側に具備し、前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向それぞれが前記第１の磁極を挟んで形成する角度が１８０度未満であり、前記現像剤剥離手段は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向し、前記現像剤供給手段は、前記現像剤剥離手段よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向するよう設けられている画像形成装置。
【請求項１】
非磁性のトナー及び磁性のキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部が収容する現像剤を像保持体に向けて搬送する現像体と、前記現像剤収容部が収容する現像剤を前記現像体に向けて供給する現像剤供給手段と、前記現像体が搬送する現像剤を前記現像体から剥離する現像剤剥離手段とを有し、前記現像体は、像保持体に対向して回転する非磁性の回転部材と、この回転部材内に配置された磁石部材とを具備し、前記磁石部材は、像保持体に向けて前記回転部材の法線方向に磁界を形成する第１の磁極と、この第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に配置された第２の磁極と、前記第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側に配置された第３の磁極とからなる３つの磁極のみを外面側に具備し、前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向それぞれが前記第１の磁極を挟んで形成する角度が１８０度未満であり、前記現像剤剥離手段は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向し、前記現像剤供給手段は、前記現像剤剥離手段よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向するよう設けられている現像装置。
【請求項２】
前記現像剤供給手段及び前記現像剤剥離手段は、前記回転部材に接触しつつ回転する現像剤剥離供給部材によって形成されている請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に、前記第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界を形成する請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記第３の磁極は、該第３の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向と、前記第１の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向とがなす角度が９０度以下となるように、配置されている請求項２又は３記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２の磁極は、該第２の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向と、前記第１の磁極による前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向とがなす角度が９０度以下となるように、配置されている請求項２又は３記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤剥離供給部材は、前記第２の磁極による前記回転部材の法線方向の前記第１の磁極とは異なる極性の磁界の強さが略０となる前記回転部材の回転方向上流側の位置よりも、前記回転部材の回転方向上流側から現像剤を供給し、前記第３の磁極による前記回転部材の法線方向の前記第１の磁極とは異なる極性の磁界の強さが略０となる前記回転部材の回転方向下流側の位置よりも、前記回転部材の回転方向下流側から現像剤を剥離する請求項２乃至５いずれか記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤剥離供給部材は、前記第２の磁極及び前記第３の磁極による前記回転部材の接線方向の前記第１の磁極が形成する磁界と同極性の磁界の強さが略０となる領域で現像剤を供給するとともに、現像剤を剥離する請求項２乃至６いずれか記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤剥離供給部材は、回転軸が磁性体からなる請求項２乃至７いずれか記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤剥離供給部材は、弾性を有する発泡性部材が前記回転部材に接触しつつ回転する請求項２乃至８いずれか記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤剥離供給部材は、前記回転部材と同一方向に回転する請求項２乃至９いずれか記載の現像装置。
【請求項１１】
像保持体と、この像保持体に形成された潜像を現像剤により現像する現像装置と、この現像装置により現像された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、この転写手段により記録媒体に転写された現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置とを有し、前記現像装置は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部が収容する現像剤を像保持体に向けて搬送する現像体と、前記現像剤収容部が収容する現像剤を前記現像体に向けて供給する現像剤供給手段と、前記現像体が搬送する現像剤を前記現像体から剥離する現像剤剥離手段とを有し、前記現像体は、像保持体に対向して回転する非磁性の回転部材と、この回転部材内に配置された磁石部材とを具備し、前記磁石部材は、像保持体に向けて前記回転部材の法線方向に磁界を形成する第１の磁極と、この第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側に配置された第２の磁極と、前記第１の磁極とは極性が異なり、前記第１の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側に配置された第３の磁極とからなる３つの磁極のみを外面側に具備し、前記第２の磁極及び前記第３の磁極は、前記回転部材の法線方向の磁界の強さが最大となる方向それぞれが前記第１の磁極を挟んで形成する角度が１８０度未満であり、前記現像剤剥離手段は、前記第３の磁極よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向し、前記現像剤供給手段は、前記現像剤剥離手段よりも前記回転部材の回転方向下流側、且つ前記第２の磁極よりも前記回転部材の回転方向上流側で前記回転部材に対向するよう設けられている画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２６８５７６（Ｐ２００８−２６８５７６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１１６７８（Ｐ２００７−１１１６７８）
【出願日】平成１９年４月２０日（２００７．４．２０）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２０日（２００７．４．２０）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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