２成分現像装置及び画像形成装置
【課題】２成分現像装置において、現像ハウジング内現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して現像ローラ上に現像剤を安定的な量で吸着させるとともに現像域へ搬送される現像剤量を現像に支障のない程度の少量に制限し、現像剤規制部材の上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させる。
【解決手段】現像剤規制部材より上流側域に現像剤ガイド部材を配置し、該ガイド部材の現像剤搬送部材に臨む部分に現像剤供給量制限開口部を形成配列し、該開口部は、該開口部において現像剤に働く磁界発生体の磁力による現像剤吸着力が現像剤に働く重力より大きくなる開口部とし、ガイド部材で現像ローラとの間の現像剤供給通路及び現像ハウジング内面との間の現像剤還流通路を提供する。
【解決手段】現像剤規制部材より上流側域に現像剤ガイド部材を配置し、該ガイド部材の現像剤搬送部材に臨む部分に現像剤供給量制限開口部を形成配列し、該開口部は、該開口部において現像剤に働く磁界発生体の磁力による現像剤吸着力が現像剤に働く重力より大きくなる開口部とし、ガイド部材で現像ローラとの間の現像剤供給通路及び現像ハウジング内面との間の現像剤還流通路を提供する。
【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、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関係しており、特に、画像形成装置に用いる現像装置、さらに特に、画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置に関係している。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置は、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含むものが一般的である。
【０００３】
図１１はそのような従来現像装置の１例を示している。
図１１に示す２成分現像装置４’は、現像剤Ｄを収容する現像ハウジング４０’と、現像ハウジング４０’に設けられた回転駆動可能の現像ローラ４１’と、現像ローラ４１’に内蔵された磁界発生体４２’と、現像ローラ４１’に臨む現像剤規制部材４３’を含んでいる。
【０００４】
現像装置４’はさらに、現像ハウジング４０’内の現像剤Ｄを搬送しつつ現像ローラ４１’へ全体的に分配する、回転駆動される現像剤搬送部材４０１’を含んでいる。
現像剤搬送部材４０１’は図１１に示すように現像ローラ４１’に回転中心軸線を並べて配置されるのが一般的である。
【０００５】
もう一本の現像剤搬送部材（図示省略）を配置し、このもう一本の搬送部材と前記搬送部材４０１’とで現像剤を往復循環搬送しつつ現像ローラ４１’へ分配する現像装置も知られている。
【０００６】
磁界発生体４２’は、現像ハウジング４０’内の現像に供する現像剤を現像ローラ４１’表面上に吸着する一方、現像に供されずに現像ローラ４１’上に吸着されたまま現像ハウジング４０’内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ４１’から分離させる低磁力域ＬＭ’を提供するための、複数の磁極を有する磁界発生体である。
【０００７】
磁界発生体４２’における磁極は、それとは限定されないが図１１の例では、現像剤Ｄを現像ローラ４１’へ吸い上げるキャッチ極Ｓ２、規制部材４３’に対応する位置にある規制極Ｎ２、規制部材４３’を通過した現像剤を静電潜像担持体１’上の静電潜像を現像する現像域Ｄａ’へ向け搬送するための搬送極Ｓ１、現像域Ｄａ’に対応する現像極Ｎ１及び前記キャッチ極Ｓ２との間に反撥磁界を形成して前記低磁力域ＬＭ’を形成する現像剤分離極Ｓ３を有している。
【０００８】
磁界発生体４２’の磁力により現像ローラ４１’表面に吸着される現像剤は、現像ローラ４１’の回転により摩擦力の作用下に現像剤規制部材４３’が現像ローラ４１’に臨む現像剤量規制間隙へ搬送され，そこで所定量に規制されて静電潜像現像域Ｄａ’へ搬送され、静電潜像担持体１’上の静電潜像の現像に供される。
【０００９】
現像域Ｄａ’で消費されずに現像ローラ４１’に保持されたまま現像ハウジング４０’へ戻ってくる現像剤は、低磁力域ＬＭ’で現像ローラから剥落する。低磁力域ＬＭ’は現像ローラ４１’表面上の磁束密度が例えば５ｍＴ以下である。
【００１０】
なお、いずれにしても、現像ローラの回転による現像剤搬送のための前記摩擦力を発生させる垂直抗力は、主として、現像ローラに内蔵された磁界発生体から発生する磁界による磁力の現像ローラ半径方向成分である。現像剤搬送のために要求されるこの垂直抗力、換言すれば磁界発生体の磁力の現像ローラ半径方向成分を得るため、一般的に用いられている磁界発生体を内蔵した現像ローラの表面の磁束密度分布は数十〜百ｍＴ程度である。
【００１１】
この点に関しては、特開２００８−１５１９７号公報に次の現像装置が記載されている。すなわち、現像ローラによる現像剤の搬送性を向上させるために、現像剤規制部材の上流側域に現像ローラに間隔をおいて臨む現像剤スリップ規制部材を配置し、この部材により現像剤を現像ローラへ押さえ付けて現像剤の現像ローラに対するスリップを抑制し、換言すれば、現像剤を現像ローラへ押さえ付けて現像ローラと現像剤間の、現像剤搬送に要求される摩擦力を確保することが記載されている。
【００１２】
以上説明したような従来の２成分現像装置では、特開２００８−１５１９７号公報に記載されているような現像装置を別にすれば、磁界発生体の磁力により現像ローラに吸着される現像剤の量は、現像剤の嵩の変動や、２成分現像装置に設けられているのが一般的である前記の現像剤搬送部材４０１’のような現像剤搬送部材の位置や現像剤搬送ムラなどにより変動し、この現像ローラ上の現像剤量の変動により現像形成される画像品質が低下することがある。
【００１３】
そこで現像ローラ上に吸着される現像剤量の変動に左右されずに、現像域へ搬送する現像剤量を均一化するのに有効な手法として、現像域へ搬送すべき量よりも多くの現像剤を現像ローラへ供給し（現像ローラ上に吸着させ）、現像剤規制部材にて一定以上の圧力下で現像剤量を規制する方法が多くの現像装置で採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１５１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、現像剤規制部材による規制部で現像剤に作用する高い圧力は現像剤へのストレスとなり、また、規制部で進行を止められた現像剤が現像ローラによる摺擦力を受け、この点も現像剤へのストレスとなり、これらストレスのため長期にわたる現像装置の使用では現像剤の劣化を招き、ひいては現像形成される画像の品質低下を招く。また、現像ローラによる現像剤の摺擦のために、それだけ大きい現像ローラ回転トルクが要求されることになり、今日の省エネルギー化の要請に反することにもなる。これらのことから規制部で現像剤に作用する圧力や現像ローラによる摺擦力を低くすることが求められる。
【００１６】
さらに説明すると、現像剤規制部材で現像域への移動が規制された現像剤は、磁力によって現像ローラ近くに拘束されるため、現像ローラ回転方向における現像剤規制部材の上流側域（図１１の装置４’では上流側域Ａｒ）に現像剤の溜まり部が発生し、そこでは現像剤へのストレスが大きくなり、現像ローラにより現像剤が摺擦される。
【００１７】
現像ローラへの現像剤吸着量を減らせば、規制しなければならない現像剤の量も減らすことができるが、現像剤の溜まり量は、現像剤規制部付近の構造状態や磁力によって決まるので、規制部で量規制を行う以上、
規制部材通過前の現像ローラ上現像剤量＞規制部材を通過した現像剤量
となることから、結局現像剤の溜まり量を減らすことはできず、現像剤のストレスを減らすことや、現像ローラによる現像剤の摺擦を減らすことは困難である。
【００１８】
図１２に示す現像装置４”は図１１に示す現像装置４’において、現像剤規制部材４３’の上流側の空間を狭くＡｒ’に設定したものであるが、このように現像剤規制部材４３’の上流側の空間を狭く 設定すれば、規制部材より上流側に現像剤の溜まり部は発生し難くなり、規制前でストレスを受ける現像剤の量は減るが、逆に現像剤が詰め込まれる格好となり、一つ当たりの（個々の）現像剤構成粒子が受けるストレスは高くなってしまう。
【００１９】
特開２００８−１５１９７号公報に記載されたタイプの現像装置であれば、スリップ規制部材と現像剤規制部材とが離隔されており、それにより圧力を解放することで規制部における現像剤ストレスの抑制が可能である。しかしながら、スリップ規制部材の上流側端（現像ローラ回転方向において上流側の端）のところで、そこへ供給される現像剤の量を規制することになるので、その部分で現像剤の溜りが生じ、現像剤ストレスが発生する。このように現像剤ストレスが発生することに変わりはない。
【００２０】
そこで図９に例示する現像装置や、図１０に例示する現像装置が考えられる。
図９に例示する現像装置４Ａは静電潜像担持体（図示例では感光体１）に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤Ｄで現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置である。
【００２１】
現像装置４Ａも図１１や図１２の現像装置と同様に現像剤Ｄを収容する現像ハウジング４０と、現像ハウジング４０に設けられた回転駆動可能の現像ローラ４１と、現像ローラ４１に内蔵された磁界発生体４２を含んでいる。
【００２２】
現像ローラ４１は、現像ハウジング４０の感光体１に向かって開かれた開口部から感光体１に現像間隙をおいて臨み、図示省略の現像モータにより図９において時計方向ＣＷまわりに回転駆動可能である。
【００２３】
磁界発生体４２は図１１等に示される磁界発生体４２’と同様にキャッチ極Ｓ２、規制極Ｎ２、現像剤搬送極Ｓ１、現像極Ｎ１、現像剤分離極Ｓ３を有している。磁界発生体４２は現像ハウジング４０内の現像に供する現像剤を現像ローラ４１の表面上に吸着する一方、現像に供されずに現像ローラ４１上に吸着されたまま現像ハウジング４０内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ４１から分離させる低磁力域ＬＭを提供するための、複数の磁極を有する磁界発生体である。
【００２４】
また現像装置４Ａも磁界発生体４２の磁力により現像ローラ４１表面に吸着され、現像ローラ４１の回転により静電潜像現像域Ｄａへ搬送される現像剤の量を規制する、現像ローラ４１に現像剤量規制間隙ｇ１をおいて臨む現像剤規制部材４３を含んでいる。
【００２５】
この現像装置４Ａは、現像ローラ４１の回転方向ＣＷにおいて現像剤規制部材４３より上流側域で現像ローラ４１と現像ハウジング４０の内面４０１との間に配置された現像剤ガイド部材４５ａを含んでいる。
【００２６】
ガイド部材４５ａは、現像ローラ４１との間に、現像剤量規制間隙ｇ１へ現像剤Ｄを導き供給するための現像剤供給通路４６ａを提供しているとともに、現像ハウジング内面４０１との間に、現像ローラ回転方向ＣＷにおけるガイド部材上流側端４５１ａへ向け現像剤を還流させる現像剤還流通路４７ａを提供している。ガイド部材４５ａはさらに現像ローラ回転方向におけるガイド部材下流側端部において現像剤供給通路４６ａと現像剤還流通路４ａとを連通させる連通路（圧逃げ開口部）４８ａを提供している。
【００２７】
ガイド部材４５ａの現像ローラ回転方向ＣＷにおける上流側端４５１ａは、図示例では低磁力域ＬＭより下流側において該低磁力域に最も近い磁界発生体磁極の磁束密度のピーク位置上又はそれより上流側且つ低磁力域ＬＭより下流側に位置している。
【００２８】
なお、現像装置４Ａでは、現像ローラ４１へ現像剤Ｄを搬送分配するための現像剤搬送部材として、現像剤を攪拌しつつ（それによりトナーを摩擦帯電させつつ）現像ローラ４１の幅方向（回転中心線ＣＬの方向）に沿って搬送し、現像ローラ４１の現像剤を保持すべき各部に現像剤を分配するための一対の現像剤搬送部材４４１、４４２を含んでいる。
【００２９】
現像剤搬送部材４４１、４４２は現像ローラ４１と並行に、現像ハウジング４０内に回転可能に配置されている。現像剤搬送部材４４１、４４２は本例ではスクリューコンベアであり、図示省略の前記現像モータにより伝動機構を介して回転駆動できる。
【００３０】
図９において、現像剤Ｄは一方の搬送部材４４１により手前側から奥側へ搬送され、両搬送部材間に設けられた仕切り壁４００の奥側部位に形成された開口（図示省略）から他方の搬送部材４４２へ移動し、搬送部材４４２により奥側から手前側へ搬送され、仕切り壁４００の手前側部位に形成された開口（図示省略）から搬送部材４４１へ移動するというように循環搬送される。
【００３１】
現像ローラ４１に臨む搬送部材４４１は現像剤Ｄを現像ローラ４１の幅方向に沿って搬送しつつ現像ローラ各部へ現像剤を分配する。補給トナーは、例えば搬送部材４４２の奥側部位に供給することができる。
【００３２】
２成分現像装置４Ａによると、現像ローラ４１への現像剤供給量が現像剤ガイド部材４５ａの上流側の端４５１ａによって制限されるとともに、ガイド部材４５ａによって、現像剤規制部材４３による現像剤量規制部前の現像剤流れ経路として以下の二つの経路が形成される。
経路１：現像ローラとガイド部材との間に形成される空間（現像剤供給通路）。
経路２：ガイド部材と現像ハウジングとの間に形成される空間（現像剤還流通路）。
【００３３】
経路１は、ガイド部材４５ａによって現像ローラ表面との間隔が制限されているので、この経路１を搬送されてくる現像剤の現像剤規制部での溜まり量はガイド部材４５ａが無い場合と比べると少ない。
【００３４】
さらに、現像剤規制部前の現像剤圧力は、経路１（現像剤供給通路４６ａ）と経路２（現像剤還流通路４７ａ）とを連通させる連通路（圧逃げ開口部）４８ａにより解放され、現像剤規制部前の現像剤は経路２を通じてガイド部材４５ａの上流側端（現像剤の供給部）へ向け返されるので、現像剤規制部前の現像剤圧力が高まりすぎることを防げる。
【００３５】
かくして、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材４３に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を、現像剤構成粒子個々のストレスを抑制しつつ低減でき、それにより、現像剤規制部材４３に隣り合う上流側域での現像剤ストレスを低減できる。
【００３６】
図１０に例示する現像装置４Ｂは、前記現像装置４Ａにおいてガイド部材４５ａを現像剤ガイド部材４５ｂに置き換えたものである。その他の点は現像装置４Ａと同様である。現像装置４Ａにおける部品、部分等と同じ部品、部分等には現像装置４Ａと同じ参照符号を付してある。
【００３７】
現像装置４Ｂにおける現像剤ガイド部材４５ｂは前記ガイド部材４５ａと比べると現像ローラ回転方向において上流側へ長く延びており、現像ローラ４１と（現像ハウジング内面４０１及び現像ローラ４１に臨む現像剤搬送部材４４１）との間に位置している。図示例では、ガイド部材４５ｂの上流側端４５１ｂは概ね磁石体４２の低磁力域ＬＭまで延在している。
【００３８】
ガイド部材４５ｂはガイド部材４５ａの場合と同様に、現像ローラ４１との間に現像剤供給通路４６ｂを提供しているとともに現像ハウジング内面４０１との間に現像剤還流通路４７ｂを提供している。ガイド部材４５ｂの現像ローラ回転方向において下流側の端部には通路４６ｂ、４７ｂを連通させる連通路（圧逃げ開口部）４８ｂが形成されている。
【００３９】
ガイド部材４５ｂには現像剤供給量制限スリット４９ｂが形成されている。スリット４９ｂは現像ローラ４１の幅方向（回転中心線方向）と並行に延びている。
【００４０】
２成分現像装置４Ｂによると、現像剤規制部材４３より上流側域では、現像剤搬送部材４４１により現像ローラ４１に対して搬送分配される現像剤が磁界発生体４２の磁力により現像ローラ４１の方へ吸引されるが、ガイド部材４５ｂがあるため、該ガイド部材の現像剤搬送部材側の面に吸着される。
【００４１】
ガイド部材４５ｂの現像剤搬送部材４４１側の面に吸着された現像剤の一部は、現像剤供給量制限スリット４９ｂを通して、該スリットに制限された量で現像ローラ４１上に吸着され、さらにガイド部材４５ｂと現像ローラ４１との間の間隙(現像ローラ半径方向の間隙)ｇ２ｂの大きさに制限された量で現像ローラ４１の駆動回転に伴って現像剤供給通路４６ｂを通って現像剤量規制間隙へ搬送される。
【００４２】
ここでガイド部材４５ｂと現像ローラ４１との間の間隙ｇ２ｂの大きさ及び現像剤供給量制限スリット４９ｂのサイズ（特にスリット幅ｇ３ｂ）は予め所望サイズのものにしておくことができる。
【００４３】
２成分現像装置では、現像域において現像ローラ上に保持されている現像剤量が多すぎると、言いかえれば、現像域において現像ローラ上に現像剤が密集しすぎると、現像ローラに静電潜像現像のための現像バイアスを印加したときトナーが動きにくく、良好な現像を行えなくなることがある。
【００４４】
現像装置４Ｂではその点も考慮して、ガイド部材４５ｂの現像ローラ４１に対する位置や現像剤供給量制限スリット４９ｂのサイズ（特にスリット幅）を静電潜像現像に支障のない量の現像剤を現像ローラ４１上に吸着させて現像剤規制部へ搬送できる程度のものに設定しておくことができる。そうすることで、スリット４９ｂを通して、現像域Ｄａでの静電潜像現像に支障のない量に制限された現像剤量だけを現像ローラ４１上に吸着させるとともに現像剤規制部材４３へ向け搬送することができる。
【００４５】
また、現像装置４Ｂでは、現像剤供給量制限スリット４９ｂを有するガイド部材４５ｂが現像ローラ４１への現像剤吸着量の変動吸収機能を発揮することができ、静電潜像現像に支障のない量に制限された現像剤量だけを安定的に現像ローラ４１上に吸着させるとともに現像剤規制部材４３へ向け搬送することができる。
【００４６】
かくして現像装置４Ｂでは、現像剤規制部材４３の上流側域での現像剤溜まり量を少なく抑制することができ、現像に寄与しない現像剤の供給を抑制して、現像に寄与しない現像剤への圧力と現像ローラ４１の摺擦によるストレスを低減させ、ひいては現像形成される画像の品質を良好にすることができるとともに現像ローラ４１による現像剤摺擦を低減して現像ローラ回転トルクの上昇をそれだけ抑制することができる。
【００４７】
ところが、実際の現像装置の使用においては、現像ハウジング内の現像剤量（嵩）が変動し、そのため現像ハウジング内の現像剤上面高さ位置が変動することがある。
現像剤供給量制限スリット４９ｂを有するガイド部材４５ｂを採用した現像装置４Ｂでは、現像ハウジング４０内の現像剤上面高さ位置が低くなりすぎると、静電潜像現像に支障のない量より少量の現像剤しか現像ローラ４１上に吸着させることができないようになるおそれがある。
【００４８】
例えば、既に説明したとおり２成分現像装置では、現像域において現像ローラ上に保持されている現像剤量が多すぎると、現像バイアスのもとでのトナーの動きが容易ではなくなり、良好な現像を行えなくなることがある。そこでこの点を考慮して、現像剤供給量制限スリット４９ｂの現像ローラ回転方向の幅を小さくした場合、現像ハウジング内の現像剤上面高さが下降するなど変動すると、該スリットを通して現像剤を現像ローラ４１へ吸引しようとしても、該スリットに臨む現像剤量が少なくなりすぎて（従って磁性キャリアの量が少なくなりすぎて）磁界発生体４２の磁力による吸引力を現像剤に十分及ぼし難くなることがあり、また例えば低温低湿環境下のようにトナーとキャリアが互いに付着しやすくなる条件下で大きい凸凹粒子が増えたときや、現像装置製造時のばらつきにより前記スリットサイズがバラつく場合には、所望の少量現像剤を安定的に現像ローラ上に吸引することが困難になる。
【００４９】
そこで本発明は、
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含む２成分現像装置であって、
前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に吸着されて前記現像剤量規制間隙へ、さらに前記現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、前記現像ローラ回転方向において前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができる２成分現像装置を提供することを第１の課題とする。
【００５０】
また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置が２成分現像装置であり、少なくとも一つの２成分現像装置について、現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して現像ローラ上に内蔵磁界発生体の磁力により現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに磁界発生体の磁力により現像ローラ上に吸着されて現像剤量規制間隙へ、さらに静電潜像現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができ、全体としてそれだけ良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００５１】
本発明は前記第１の課題を解決するため、
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含む２成分現像装置であって、
前記現像ローラの回転方向において前記現像剤規制部材より上流側域で前記現像ローラと前記現像ハウジング内面及び前記現像剤搬送部材との間に配置されるとともに前記現像ローラに間隙をおいて臨設された現像剤ガイド部材を含んでおり、前記現像剤ガイド部材は前記現像ローラとの間に前記現像剤量規制間隙へ向け現像剤を供給するための現像剤供給通路を提供しており、前記現像剤ガイド部材の前記現像剤搬送部材に臨む部分に前記現像ローラの幅方向と並行方向に現像剤供給量制限開口部が複数形成配列されており、前記各現像剤供給量制限開口部は、該開口部において現像剤に働く前記磁界発生体の磁力による前記現像ローラへの現像剤吸着力が該現像剤吸着力に抗して該現像剤に働く重力より大きくなる開口部であり、前記現像剤ガイド部材は前記現像ハウジングの内面との間に、前記現像剤ガイド部材の現像剤供給量制限開口部を介しての前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け現像剤を還流させる現像剤還流通路も提供しており、前記現像剤ガイド部材の前記現像ローラ回転方向における下流側端部に前記現像剤供給通路と前記現像剤還流通路とを連通させる圧逃げ開口部が形成されている２成分現像装置を提供する。
【００５２】
また本発明は前記第２の課題を解決するため、
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る２成分現像装置である画像形成装置を提供する。
【００５３】
本発明に係る２成分現像装置において前記複数の現像剤供給量制限開口部は、該複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積の総和が、該複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積を全部使って該開口部を通して前記現像ローラ上に現像剤が吸着されるとすれば前記静電潜像現像域での前記静電潜像担持体上の静電潜像の現像に要求される現像剤量を該静電潜像現像域へ供給できる程度に制限設定されているものである。
【００５４】
前記複数の現像剤供給量制限開口部は、該複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積の総和が、該複数の現像剤供給量制限開口部に代えて前記現像ローラの幅方向と並行に延びる図１０に示すタイプの一つの現像剤供給量制限スリットを採用し、且つ、そのスリット開口面積を前記静電潜像現像域での前記静電潜像担持体上の静電潜像の現像に要求される現像剤量を該静電潜像現像域へ供給できる程度に制限された面積とした場合における該スリットの開口面積と等しく（等しいとみて差し支えない面積も含むに）制限設定されている場合を例示できる。
【００５５】
前記複数の現像剤供給量制限開口部は、形状、開口面積等において同じ開口部とすることができ、その場合、個々の開口部の幅（現像ローラ回転方向に沿った開口幅寸法）は前記スリットの同方向の幅より大きいものとなる。
【００５６】
本発明に係る２成分現像装置によると、前記現像剤規制部材より上流側域では、現像剤は前記現像剤搬送部材により現像ローラに対して搬送分配されようとし、前記磁界発生体の磁力により現像ローラの方へ吸引される。このとき前記現像剤ガイド部材があるため、現像剤は該ガイド部材の現像剤搬送部材側の面に吸着されようとする。
【００５７】
前記現像剤ガイド部材の前記現像剤搬送部材側の面に吸着されようとする現像剤の一部は、該ガイド部材に形成配列された現像剤供給量制限開口部に入り込む。このとき、各現像剤供給量制限開口部は、該開口部における現像剤に働く前記磁界発生体の磁力による前記現像ローラへの吸着力が該吸着力に抗して該現像剤に働く重力より大きくなる開口部に設定されているから、現像剤は該現像剤供給量制限開口部を通して、該開口部の開口面積で制限された安定的な量で現像ローラ上に吸着され、さらにガイド部材と現像ローラとの間の現像剤供給通路を通って現像剤量規制間隙へと搬送される。
【００５８】
また、前記現像剤供給量制限開口部は前記現像ローラの幅方向と並行方向に複数分散形成され配列されており、該開口部の開口面積の総和は前記静電潜像現像域での静電潜像担持体上の静電潜像の現像の要求される現像剤量の該静電潜像現像域への供給を可能にする程度のものであるから、現像ローラ幅方向に沿って延びる一つの、開口面積が前記制限開口部の開口面積の総和と同じであるスリットを採用するような場合と比べると、現像剤供給量制限開口部は現像ローラ回転方向の幅を前記スリットの場合より大きくすることができ、そうすることで前記現像ハウジング内の現像剤嵩量に少しぐらい変動があっても、従って前記現像ハウジング内の現像剤上面高さ位置に少しぐらい変動があっても、現像剤は該現像剤供給量制限開口部を通して、該開口部の開口面積で制限された安定的な量で現像ローラ上に吸着され、さらにガイド部材と現像ローラとの間の現像剤供給通路を通って現像剤量規制間隙へと搬送される。
【００５９】
また前記現像剤ガイド部材は前記現像ハウジングの内面との間に前記現像剤還流通路も提供しており、前記現像剤ガイド部材の下流側端部には前記現像剤供給通路と前記現像剤還流通路とを連通させる圧逃げ開口部が形成されている。
【００６０】
従って現像剤は、該現像剤供給量制限開口部を通して、該開口部の開口面積で制限された安定的な量で現像ローラ上に吸着され、さらにガイド部材と現像ローラとの間の供給量規制能のある現像剤供給通路を通って現像剤量規制間隙へと搬送されることと、現像剤規制部前の現像剤圧力は、現像剤供給通路と現像剤還流通路とを連通させる連通路（圧逃げ開口部）により解放されることとがあいまって、前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減でき、該現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤ストレスを低減できる。
【００６１】
前記静電潜像現像域への現像剤供給量が不足しないように前記現像剤規制部材へ現像剤を供給できるように、前記現像ローラと前記現像剤ガイド部材との間隙は前記現像剤規制部材により提供されている前記現像剤量規制間隙より大きくしておく場合を例示できる。
【００６２】
現像剤ストレス低減のために、例えば、前記現像剤ガイド部材に形成された前記複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積の総和を前記現像剤ガイド部材の下流側端部の前記圧逃げ開口部の開口面積より小さくしておいてもよい。
【００６３】
前記現像剤ガイド部材の下流側端部の前記圧逃げ開口部は前記現像ローラ幅方向と並行方向に複数形成配列された分散圧逃げ開口部で提供してもよい。その場合には前記複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積の総和を前記複数の分散圧逃げ開口部の開口面積の総和より小さくしておく例を挙げることができる。
【００６４】
前記現像剤還流通路には自身に流れ込んでくる現像剤を前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け還流させる搬送装置（例えば、回転駆動可能の搬送用パドル）を設けてもよいが、前記現像剤還流通路は自身に流れ込んでくる現像剤を重力で前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け還流させる通路であってもよい。
【００６５】
本発明に係る画像形成装置では少なくとも一つの現像装置に本発明に係る２成分現像装置が採用されているので、該少なくとも一つの現像装置について、現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に吸着されて前記現像剤量規制間隙へ、さらに前記現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、前記現像ローラ回転方向において前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができ、全体としてそれだけ良好な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００６６】
以上説明したように本発明によると、
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含む２成分現像装置であって、
前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に吸着されて前記現像剤量規制間隙へ、さらに前記現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、前記現像ローラ回転方向において前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができる２成分現像装置を提供することができる。
【００６７】
また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置が２成分現像装置であり、少なくとも一つの２成分現像装置について、現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して現像ローラ上に内蔵磁界発生体の磁力により現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに磁界発生体の磁力により現像ローラ上に吸着されて現像剤量規制間隙へ、さらに静電潜像現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができ、全体としてそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る画像形成装置例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置に採用されている本発明に係る２成分現像装置例の概略断面図である。
【図３】図（Ａ）は図２の現像装置における現像剤ガイド部材の一部の斜視図であり、図（Ｂ）は該現像剤ガイド部材の一部の平面図である。
【図４】図（Ａ）は図２の現像装置における現像剤供給量制限開口部を通しての現像剤吸引状態を、図（Ｂ）は図１０のタイプの現像装置における現像剤供給量制限スリットを通しての現像剤吸引状態を示す図である。
【図５】現像剤ガイド部材の他の例の一部の斜視図である。
【図６】現像剤ガイド部材のさらに他の例の一部の平面図である。
【図７】現像剤ガイド部材のさらに他の例の一部の平面図である。
【図８】現像剤供給量評価のための実験結果を示す図である。
【図９】考えられる現像装置例を示す図である。
【図１０】考えられる現像装置の他の例を示す図である。
【図１１】従来の現像装置例を示す図である。
【図１２】従来の現像装置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及び本発明に係る２成分現像装置の例について説明する。
【００７０】
図１は本発明に係る画像形成装置例の構成の概略を示している。
図１に示す画像形成装置１０はモノクロ画像を記録紙等の記録シートＳ上に形成する電子写真方式の画像形成装置である。
【００７１】
画像形成装置１０は、ドラム型感光体１を含んでおり、感光体１の周囲に帯電器２、画像露光装置３、現像装置４、転写ローラ５及びクリーニング装置６がこの順序で配置されている。画像形成装置１０はこれらのほか、図示省略の記録シート供給部を備えているとともに、該記録シート供給部から供給されてくるシートＳの搬送方向において転写ローラ５より下流側に定着装置７及びシート排出トレイ（図示省略）等を備えている。
【００７２】
感光体１は負帯電性の感光体であり、帯電器２によりその表面を一様に所定負電位に帯電させることができる。
画像露光装置３は帯電器２による感光体帯電域に画像露光を施すことで形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成するものであり、図示省略の画像読み取り装置、コンピュータ、外部ファクシミリ機等から提供される画像情報に応じて画像露光を施すものである。
【００７３】
現像装置４はトナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤を用いて感光体１上の静電潜像を現像する２成分現像装置であり、負に帯電したトナーで反転現像により静電潜像を可視トナー像とするものである。現像装置４については後ほどさらに説明する。
【００７４】
画像形成装置１０によると次のようにしてシートＳにトナー画像を形成することができる。
図示省略の感光体駆動モータにより図中時計方向に回転駆動される感光体１の表面を、図示省略の帯電用電源から帯電用電圧が印加された帯電器２により一様に所定電位に帯電させる。その帯電域に画像露光装置３から画像露光して、形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像を２成分現像装置４で現像してトナー像を形成する。
【００７５】
一方、図示省略の記録シート供給部から記録シートＳをタイミングローラＴＲへ供給し、タイミングローラＴＲにて記録シートＳを、その画像形成対象域にトナー像が転写されるタイミングで感光体１と転写ローラ５との間の転写部に突入、通過させる。このとき、転写ローラ５には図示省略の転写電源から転写電圧を印加し、感光体１上のトナー像をシートＳへ転写する。
【００７６】
このようにしてトナー像が転写された記録シートＳは定着装置７を通過することで加熱加圧下にトナー像が定着され、シート排出トレイへ排出される。
トナー像転写後の感光体１表面はクリーニング装置６により清掃され、次の画像形成に備えられる。
【００７７】
２成分現像装置４についてさらに説明する。
図２は図１の画像形成装置に採用されている２成分現像装置４の概略断面構造を示している。現像装置４は図１０に示す現像装置４Ｂにおいて現像剤ガイド部材４５ｂを現像剤ガイド部材４５に置き換えたものである。その他の点は現像装置４Ｂと同様である。現像装置４Ｂにおける部品、部分等と同じ部品、部分等には現像装置４Ｂと同じ参照符号を付してある。
【００７８】
もう少し詳しく説明すると、現像装置４はトナーと磁性キャリアを含む所謂２成分現像剤Ｄを収容する現像ハウジング４０と、現像ハウジング４０に回転可能に取り付けられた現像ローラ４１と、現像ローラ４１に内蔵された磁界発生体４２と、現像ローラ４１に現像剤量規制間隙ｇ１をあけて臨設された現像剤規制部材４３を含んでいる。
【００７９】
現像ローラ４１はスリーブの形態の非磁性ローラであり、現像スリーブとも称されており、表面はブラスト処理等により現像剤Ｄを搬送するのに適度の粗さを有している。それとは限定されないが本例では外径１６ｍｍである。現像剤規制部材４３は磁性材料からなっている。
【００８０】
現像ローラ４１は、感光体１に向かって開かれた現像ハウジング４０の開口部から感光体１に現像間隙をおいて臨み、図示省略の現像モータにより図２において時計方向まわりＣＷに回転駆動可能である。現像ローラ４１は画像形成する記録シートＳの搬送方向に直角な方向の幅に対応できるように、回転中心線ＣＬの方向に長く形成されている。
【００８１】
現像装置４は現像装置４Ｂの場合と同じ構造で、同様に動作する一対の現像剤搬送部材４４１、４４２を含んでいる。現像剤搬送部材４４１、４４２は、現像剤を攪拌しつつ（それによりトナーを摩擦帯電させつつ）現像ローラ４１の幅方向（回転中心線ＣＬの方向）に沿って搬送し、現像ローラ４１の現像剤を保持すべき各部に現像剤を分配できる。
【００８２】
磁界発生体４２も現像装置４Ｂの場合と同じ構造で、同じ作用を示す磁界発生体である。さらに説明すると、磁界発生体４２は、それとは限らないが、本例では永久磁石を組み合わせ配列してロール状に形成したもので、周面に磁極であるＳ極及びＮ極を有するものである。なお、磁界発生体４２における磁極配置は図２に示すものに限定されるものではない。静電潜像現像に支障のない範囲で他の磁極配置の採用も可能である。
【００８３】
現像剤Ｄを構成するトナーは、それとは限定されないが本例では、重合法により作られた平均粒径６μｍの、負帯電させて用いるトナーであり、磁性キャリアは平均粒径３３μｍのキャリアである。
【００８４】
現像装置４はさらに、現像剤のガイド部材４５を含んでいる。ガイド部材４５は、非磁性材料で形成されており、現像ローラ４１の回転方向において現像剤規制部材４３より上流側域において、現像ローラ４１と、現像ハウジング４０の内面４０１及び現像剤搬送部材４４１との間に配置されており、現像ローラ４１に間隙（現像ローラ半径方向間隙）ｇ２をおいて臨んでいる。
【００８５】
ガイド部材４５は、現像ローラ４１との間に現像剤量規制間隙ｇ１へ向け現像剤Ｄを供給するための現像剤供給通路４６を提供している。
現像ローラ４１と現像剤ガイド部材４５との間隙ｇ２は現像剤規制部材４３により提供されている現像剤量規制間隙ｇ１より大きい。
【００８６】
ガイド部材４５は、また、現像ハウジング内面４０１との間に間隙ｇ６をおいて配置されており、現像ハウジング内面４０１との間に、現像ローラ回転方向におけるガイド部材上流側端部に形成された開口部４９のある現像剤供給域（現像剤吸着域）へ向け現像剤Ｄを還流させる現像剤還流通路４７を提供している。開口部４９は現像剤供給量制限開口部であるが、これについては後ほど詳述する。
【００８７】
本例では間隙ｇ６は、ガイド部材４５と現像ハウジング内面４０１との間の空間のどこの間隙ｇ６であっても間隙ｇ１や間隙ｇ２より大きい。
【００８８】
ガイド部材４５の現像ローラ回転方向において下流側端部、さらに言えば、現像剤規制部材４３に近い部位には、現像剤供給通路４６から現像剤還流通路４７へ連通する、間隙ｇ５の連通路（換言すれば、圧逃げ開口部）４８が形成されている。本例では開口部４８の間隙ｇ５は前記間隙ｇ１より大きく、また間隙ｇ２より大きい。
【００８９】
ガイド部材４５の現像ローラ回転方向における上流側の端４５１は低磁力域ＬＷにあり、現像剤搬送部材４４１のスクリュー回転空間域４４１ａに対し間隙ｇ４（例えば１ｍｍ程度の間隙）をおいて接近配置されている。
【００９０】
ガイド部材４５の現像ローラ回転方向における上流側端部には複数の現像剤供給量制限開口部４９が形成されており、この開口部４９を通して現像剤搬送部材４４１から現像ローラ４１へ現像剤が吸着されるようになっている。
【００９１】
ガイド部材４５の現像剤供給量制限開口部４９は、例えば前記低磁力域ＬＭより下流側で該低磁力域ＬＭに最も近い磁極（ここではキャッチ極Ｓ２）の磁束密度のピーク位置上（換言すれば、磁極Ｓ２の磁束密度のピークに対応する位置上）、或いはそれより上流側に形成する。図示例では、概ねキャッチ極Ｓ２に対応させて形成してある。
【００９２】
図３（Ａ）は現像剤ガイド部材４５の一部の斜視図であり、図３（Ｂ）は現像剤ガイド部材４５の一部の平面図である。
【００９３】
図３に示すように開口部４９は現像ローラ幅方向と並行な方向に等間隔で複数形成配列されている。各開口部４９は本例では半円状の開口部であり、いずれの開口部も開口面積は等しい。
【００９４】
各開口部４９は、開口部４９において現像剤Ｄに働く磁界発生体４２の磁力による現像ローラ４１への現像剤吸着力が該現像剤吸着力に抗して該現像剤に働く重力より大きくなる開口部である。
【００９５】
複数の開口部４９は、それらの開口面積の総和が、該複数の開口部４９の開口面積を全部使って該開口部を通して現像ローラ４１上に現像剤が吸着されるとすれば感光体１上の静電潜像の現像に要求される現像剤量を静電潜像現像域Ｄａへ供給できる程度に制限設定されているものである。
【００９６】
ここでは、複数の開口部４９の開口面積の総和は、それら複数の開口部４９に代えて現像ローラ４１の幅方向と並行に延びる図１０に示すタイプの一つの現像剤供給量制限スリットを採用し、且つ、そのスリット開口面積を静電潜像現像域での感光体１上の静電潜像の現像に要求される現像剤量を該静電潜像現像域へ供給できる程度に制限された面積とした場合における該スリットの開口面積と等しく（等しいとみて差し支えない面積も含むに）制限設定されている。
【００９７】
複数の開口部４９は、形状、開口面積等において同じ開口部であり、従って個々の開口部４９の幅（現像ローラ回転方向に沿った開口幅寸法）ｇ３は前記スリットの同方向の幅より大きいものとなっている。それとは限定されないが、ここでは、各開口部４９の現像ローラ回転方向に沿った開口幅ｇ３は１．２ｍｍである。
【００９８】
このように開口部４９の幅ｇ３は、図４（Ａ）に示すように、図１０に示すタイプのスリットの場合のスリット幅（図４（Ｂ）参照）より大きくなっているので、現像剤に磁力が及ぶ範囲がそれだけ大きく確保され、かくして現像ハウジング４０内の現像剤嵩量に少しぐらい変動があっても、従って現像ハウジング４０内の現像剤上面高さ位置に少しぐらい変動があっても、現像剤Ｄは現像剤供給量制限開口部４９を通して、該開口部の開口面積で制限された安定的な量で現像ローラ４１上に吸着され、さらにガイド部材４５と現像ローラ４１との間の現像剤供給通路４６を通って現像剤量規制間隙へと搬送される。
【００９９】
全開口部４９の開口面積の総和は現像剤供給通路４６の現像ローラ回転中心線を通る現像ローラ半径方向の断面の開口面積より小さく、また前記連通路（圧逃げ開口部）４８の総開口面積よりも小さくしてある。
【０１００】
連通路（圧逃げ開口部）４８は一つに形成されていてもよいが、現像ローラ幅方向と並行方向に複数形成配列された分散圧逃げ開口部で提供されていてもよい。その場合には、現像剤供給量制限開口部４９の開口面積の総和を該複数の分散圧逃げ開口部の開口面積の総和より小さくしておけばよい。
【０１０１】
纏めて示すと、それとは限定されないが、ここでは、
現像剤量規制間隙ｇ１＝０．４ｍｍ、
ガイド部材４５と現像ローラ４１との間隙ｇ２＝１．５ｍｍ、
各現像剤供給量制限開口部４９の開口幅ｇ３＝１．２ｍｍ、
全開口部４９の総開口面積は図１０に示すタイプの、開口幅１．２ｍｍの連続スリットの場合の７０％、
連通路（圧逃げ開口部）４８の間隙ｇ５＝２ｍｍである。
【０１０２】
なお、間隙ｇ２は現像剤供給通路４６のどこにおいても一定としてもよいが、必ずしもそのように一定でなくてもよい。例えば現像剤供給量制限開口部４９に近い所では、規制部材４３による現像剤溜まり量を制限するために若干狭くしてもよい。
【０１０３】
現像装置４によると、磁界発生体４２のキャッチ極Ｓ２の磁力により現像ローラ４１表面に吸着される現像剤は現像ローラ４１の回転により摩擦力の作用下に現像剤量規制間隙ｇ１へ搬送され、そこで所定量に規制されて現像域Ｄａへ現像剤の穂の態様で搬送され、感光体１上の静電潜像の現像に供される。
【０１０４】
現像域Ｄａで消費されずに現像ローラ４１に保持されたまま現像ハウジング４０へ戻ってくる現像剤は、低磁力域ＬＭで現像ローラ４１から剥落する。
【０１０５】
注目すべきは、現像装置４においては現像剤供給量制限開口部４９を有するガイド部材４５が採用されている点である。
【０１０６】
現像剤搬送部材４４１、４４２によって所定の帯電が付与された現像剤Ｄは、現像ローラ４１の磁界発生体４２の磁極Ｓ２の作用によって現像ローラ４１の方へ吸引される。このとき現像ローラ４１への現像剤供給量は、ガイド部材４５の開口部４９によって制限されることとなり、現像域Ｄａへの現像剤搬送量が必要以上に過剰になることはない。
【０１０７】
現像ローラ４１上に導かれた現像剤は、現像ローラ４１の回転と磁界発生体４２の磁力により、現像剤供給通路４６を通って現像間隙ｇ１へ搬送される（経路１の移動）。その際、現像剤供給通路４６の大きさは間隙ｇ２に制限されているから、規制部材４３の上流側域での現像剤溜り量がその間隙空間よりも大きくなることはない。
【０１０８】
また、現像剤供給通路４６が圧逃げ開口部４８で現像剤還流通路４７へ連通しているから、規制部材４３によって規制された現像剤は圧逃げ開口部４８から現像剤還流通路４７へ逃げることができ、通路４７を通って還流することができる（経路２の移動）。還流通路４７に達した現像剤は重力によって下方へ運ばれ現像剤供給域へと戻される。
【０１０９】
これらにより、規制部材４３の上流側域で現像剤に不要な圧力を加えることにはならず、現像剤への過剰なストレス発生が抑制される。
【０１１０】
現像装置４を採用した画像形成装置（実施例）と図１０に示すタイプの現像装置４Ｂを採用した画像形成装置（比較例１、２、３）との比較実験（規制部材４３上流側域での現像ローラ４１上の単位面積当たりの現像剤重量の変動の比較実験）を行なった。
【０１１１】
現像装置４Ｂの各部は、現像剤ガイド部材として現像剤供給量制限開口を連続スリットとした以外は、現像装置４と実質上同構成とした。
実験は現像ハウジング４０内の現像剤の嵩量の変動に対する現像剤供給量の安定性を評価するために、現像装置内の現像剤の充填量を変化させ、その時の、現像剤の供給量（規制部上流での現像ローラ上の単位面積当たりの現像剤重量）の変動を測定した。
【０１１２】
図８に実験結果を示す。図８に示すように、実施例の形態の方が、比較例１、２、３の場合より現像剤嵩の変動に対して供給量が安定していることが分かる。
【０１１３】
図２の現像装置４では、必要な限度で供給量を少なく設定するために供給量制限開口面積を小さくする場合でも開口部４９の開口幅を狭くしなくて済むので次の利点もある。
(1) 現像剤の流動性が悪化するような条件下でも開口部４９で現像剤が詰まるという事態の発生を抑制できる。
(2) 開口部４９の幅が製造上ばらついたとしても、供給量に与える影響が少ない。
【０１１４】
なお、ガイド部材４５は現像ハウジング４０と分けて説明したが、部品としては現像ハウジング４０と−体であってもよく、その場合、特に部品点数を増やすことなく省スペース化に寄与できる。
【０１１５】
また、ガイド部材４５の現像剤供給量制限開口部４９は図３に示すものに限定する必要はない。たとえば、図５に示すような矩形の開口部４９ｘ、図６に示すような矩形の開口部４９ｙであって開口内周で開口面積を大きくしたもの、図７に示すように矩形開口を斜めに歪めた開口部４９ｚなどを採用することもできる。
【０１１６】
図５の開口部４９ｘでは隣り合う開口部間の遮蔽部４９１ｘが薄く形成されており、それだけガイド部材下の現像剤収容空間を大きくできる。図６の開口部４９ｙでは開口部間の遮蔽部４９１ｙに隣り合う開口部内周で開口面積を大きくすることで、供給ムラを抑制できる。図７の開口部４９ｚは斜めに形成してあるので、開口部間に遮蔽部４９１ｚがあっても供給ムラを抑制できる。
【０１１７】
以上説明した画像形成装置１０はモノクロ画像を形成するものであったが、本発明はカラー画像を形成する画像形成装置にも適用でき、そのとき、カラー画像形成のための、それぞれが担当色トナーを収容している複数の現像装置のうち１又は２以上について本発明に係る２成分現像装置を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤ストレスを低減できる等の利点のある２成分現像装置及び該現像装置を少なくとも一つ備えることでそれだけ良好な画像形成を行える画像形成装置を提供することに利用できる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０ 画像形成装置
Ｓ 記録シート
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
５ 転写ローラ
６ クリーニング装置
７ 定着装置
ＴＲ タイミングローラ
４ ２成分現像装置４
４０ 現像ハウジング
４０１ 現像ハウジング内面
４１ 現像ローラ
４２ 磁界発生体
Ｓ２ キャッチ極
Ｎ１ 規制極
Ｓ１ 搬送極
Ｎ２ 現像極
Ｓ３ 分離極
４３ 現像剤規制部材
４４１、４４２ 現像剤搬送部材
４４１ａ 搬送部材４４１の回転空間域
４００ 搬送部材間の仕切り壁
ＬＭ 低磁力域
Ｄａ 現像域
Ｄ 現像剤
４５ ガイド部材
４５１ ガイド部材の上流側端
４６ 現像剤供給通路
４７ 現像剤還流通路
４８ 連通路（圧逃げ開口部）
４９、４９ｘ、４９ｙ、４９ｚ 現像剤供給量制限開口部
ｇ１ 現像剤量規制間隙
ｇ２ ガイド部材と現像ローラとの間の間隙
ｇ３ 現像剤供給量制限開口部幅
ｇ４ ガイド部材上流側端と現像剤搬送部材のスクリュー回転空間域との間隙
ｇ５ 連通路（圧逃げ開口部）の間隙
ｇ６ ガイド部材と現像ハウジング内面４０１との間の間隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関係しており、特に、画像形成装置に用いる現像装置、さらに特に、画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置に関係している。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置において静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置は、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含むものが一般的である。
【０００３】
図１１はそのような従来現像装置の１例を示している。
図１１に示す２成分現像装置４’は、現像剤Ｄを収容する現像ハウジング４０’と、現像ハウジング４０’に設けられた回転駆動可能の現像ローラ４１’と、現像ローラ４１’に内蔵された磁界発生体４２’と、現像ローラ４１’に臨む現像剤規制部材４３’を含んでいる。
【０００４】
現像装置４’はさらに、現像ハウジング４０’内の現像剤Ｄを搬送しつつ現像ローラ４１’へ全体的に分配する、回転駆動される現像剤搬送部材４０１’を含んでいる。
現像剤搬送部材４０１’は図１１に示すように現像ローラ４１’に回転中心軸線を並べて配置されるのが一般的である。
【０００５】
もう一本の現像剤搬送部材（図示省略）を配置し、このもう一本の搬送部材と前記搬送部材４０１’とで現像剤を往復循環搬送しつつ現像ローラ４１’へ分配する現像装置も知られている。
【０００６】
磁界発生体４２’は、現像ハウジング４０’内の現像に供する現像剤を現像ローラ４１’表面上に吸着する一方、現像に供されずに現像ローラ４１’上に吸着されたまま現像ハウジング４０’内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ４１’から分離させる低磁力域ＬＭ’を提供するための、複数の磁極を有する磁界発生体である。
【０００７】
磁界発生体４２’における磁極は、それとは限定されないが図１１の例では、現像剤Ｄを現像ローラ４１’へ吸い上げるキャッチ極Ｓ２、規制部材４３’に対応する位置にある規制極Ｎ２、規制部材４３’を通過した現像剤を静電潜像担持体１’上の静電潜像を現像する現像域Ｄａ’へ向け搬送するための搬送極Ｓ１、現像域Ｄａ’に対応する現像極Ｎ１及び前記キャッチ極Ｓ２との間に反撥磁界を形成して前記低磁力域ＬＭ’を形成する現像剤分離極Ｓ３を有している。
【０００８】
磁界発生体４２’の磁力により現像ローラ４１’表面に吸着される現像剤は、現像ローラ４１’の回転により摩擦力の作用下に現像剤規制部材４３’が現像ローラ４１’に臨む現像剤量規制間隙へ搬送され，そこで所定量に規制されて静電潜像現像域Ｄａ’へ搬送され、静電潜像担持体１’上の静電潜像の現像に供される。
【０００９】
現像域Ｄａ’で消費されずに現像ローラ４１’に保持されたまま現像ハウジング４０’へ戻ってくる現像剤は、低磁力域ＬＭ’で現像ローラから剥落する。低磁力域ＬＭ’は現像ローラ４１’表面上の磁束密度が例えば５ｍＴ以下である。
【００１０】
なお、いずれにしても、現像ローラの回転による現像剤搬送のための前記摩擦力を発生させる垂直抗力は、主として、現像ローラに内蔵された磁界発生体から発生する磁界による磁力の現像ローラ半径方向成分である。現像剤搬送のために要求されるこの垂直抗力、換言すれば磁界発生体の磁力の現像ローラ半径方向成分を得るため、一般的に用いられている磁界発生体を内蔵した現像ローラの表面の磁束密度分布は数十〜百ｍＴ程度である。
【００１１】
この点に関しては、特開２００８−１５１９７号公報に次の現像装置が記載されている。すなわち、現像ローラによる現像剤の搬送性を向上させるために、現像剤規制部材の上流側域に現像ローラに間隔をおいて臨む現像剤スリップ規制部材を配置し、この部材により現像剤を現像ローラへ押さえ付けて現像剤の現像ローラに対するスリップを抑制し、換言すれば、現像剤を現像ローラへ押さえ付けて現像ローラと現像剤間の、現像剤搬送に要求される摩擦力を確保することが記載されている。
【００１２】
以上説明したような従来の２成分現像装置では、特開２００８−１５１９７号公報に記載されているような現像装置を別にすれば、磁界発生体の磁力により現像ローラに吸着される現像剤の量は、現像剤の嵩の変動や、２成分現像装置に設けられているのが一般的である前記の現像剤搬送部材４０１’のような現像剤搬送部材の位置や現像剤搬送ムラなどにより変動し、この現像ローラ上の現像剤量の変動により現像形成される画像品質が低下することがある。
【００１３】
そこで現像ローラ上に吸着される現像剤量の変動に左右されずに、現像域へ搬送する現像剤量を均一化するのに有効な手法として、現像域へ搬送すべき量よりも多くの現像剤を現像ローラへ供給し（現像ローラ上に吸着させ）、現像剤規制部材にて一定以上の圧力下で現像剤量を規制する方法が多くの現像装置で採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１５１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、現像剤規制部材による規制部で現像剤に作用する高い圧力は現像剤へのストレスとなり、また、規制部で進行を止められた現像剤が現像ローラによる摺擦力を受け、この点も現像剤へのストレスとなり、これらストレスのため長期にわたる現像装置の使用では現像剤の劣化を招き、ひいては現像形成される画像の品質低下を招く。また、現像ローラによる現像剤の摺擦のために、それだけ大きい現像ローラ回転トルクが要求されることになり、今日の省エネルギー化の要請に反することにもなる。これらのことから規制部で現像剤に作用する圧力や現像ローラによる摺擦力を低くすることが求められる。
【００１６】
さらに説明すると、現像剤規制部材で現像域への移動が規制された現像剤は、磁力によって現像ローラ近くに拘束されるため、現像ローラ回転方向における現像剤規制部材の上流側域（図１１の装置４’では上流側域Ａｒ）に現像剤の溜まり部が発生し、そこでは現像剤へのストレスが大きくなり、現像ローラにより現像剤が摺擦される。
【００１７】
現像ローラへの現像剤吸着量を減らせば、規制しなければならない現像剤の量も減らすことができるが、現像剤の溜まり量は、現像剤規制部付近の構造状態や磁力によって決まるので、規制部で量規制を行う以上、
規制部材通過前の現像ローラ上現像剤量＞規制部材を通過した現像剤量
となることから、結局現像剤の溜まり量を減らすことはできず、現像剤のストレスを減らすことや、現像ローラによる現像剤の摺擦を減らすことは困難である。
【００１８】
図１２に示す現像装置４”は図１１に示す現像装置４’において、現像剤規制部材４３’の上流側の空間を狭くＡｒ’に設定したものであるが、このように現像剤規制部材４３’の上流側の空間を狭く 設定すれば、規制部材より上流側に現像剤の溜まり部は発生し難くなり、規制前でストレスを受ける現像剤の量は減るが、逆に現像剤が詰め込まれる格好となり、一つ当たりの（個々の）現像剤構成粒子が受けるストレスは高くなってしまう。
【００１９】
特開２００８−１５１９７号公報に記載されたタイプの現像装置であれば、スリップ規制部材と現像剤規制部材とが離隔されており、それにより圧力を解放することで規制部における現像剤ストレスの抑制が可能である。しかしながら、スリップ規制部材の上流側端（現像ローラ回転方向において上流側の端）のところで、そこへ供給される現像剤の量を規制することになるので、その部分で現像剤の溜りが生じ、現像剤ストレスが発生する。このように現像剤ストレスが発生することに変わりはない。
【００２０】
そこで図９に例示する現像装置や、図１０に例示する現像装置が考えられる。
図９に例示する現像装置４Ａは静電潜像担持体（図示例では感光体１）に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤Ｄで現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置である。
【００２１】
現像装置４Ａも図１１や図１２の現像装置と同様に現像剤Ｄを収容する現像ハウジング４０と、現像ハウジング４０に設けられた回転駆動可能の現像ローラ４１と、現像ローラ４１に内蔵された磁界発生体４２を含んでいる。
【００２２】
現像ローラ４１は、現像ハウジング４０の感光体１に向かって開かれた開口部から感光体１に現像間隙をおいて臨み、図示省略の現像モータにより図９において時計方向ＣＷまわりに回転駆動可能である。
【００２３】
磁界発生体４２は図１１等に示される磁界発生体４２’と同様にキャッチ極Ｓ２、規制極Ｎ２、現像剤搬送極Ｓ１、現像極Ｎ１、現像剤分離極Ｓ３を有している。磁界発生体４２は現像ハウジング４０内の現像に供する現像剤を現像ローラ４１の表面上に吸着する一方、現像に供されずに現像ローラ４１上に吸着されたまま現像ハウジング４０内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ４１から分離させる低磁力域ＬＭを提供するための、複数の磁極を有する磁界発生体である。
【００２４】
また現像装置４Ａも磁界発生体４２の磁力により現像ローラ４１表面に吸着され、現像ローラ４１の回転により静電潜像現像域Ｄａへ搬送される現像剤の量を規制する、現像ローラ４１に現像剤量規制間隙ｇ１をおいて臨む現像剤規制部材４３を含んでいる。
【００２５】
この現像装置４Ａは、現像ローラ４１の回転方向ＣＷにおいて現像剤規制部材４３より上流側域で現像ローラ４１と現像ハウジング４０の内面４０１との間に配置された現像剤ガイド部材４５ａを含んでいる。
【００２６】
ガイド部材４５ａは、現像ローラ４１との間に、現像剤量規制間隙ｇ１へ現像剤Ｄを導き供給するための現像剤供給通路４６ａを提供しているとともに、現像ハウジング内面４０１との間に、現像ローラ回転方向ＣＷにおけるガイド部材上流側端４５１ａへ向け現像剤を還流させる現像剤還流通路４７ａを提供している。ガイド部材４５ａはさらに現像ローラ回転方向におけるガイド部材下流側端部において現像剤供給通路４６ａと現像剤還流通路４ａとを連通させる連通路（圧逃げ開口部）４８ａを提供している。
【００２７】
ガイド部材４５ａの現像ローラ回転方向ＣＷにおける上流側端４５１ａは、図示例では低磁力域ＬＭより下流側において該低磁力域に最も近い磁界発生体磁極の磁束密度のピーク位置上又はそれより上流側且つ低磁力域ＬＭより下流側に位置している。
【００２８】
なお、現像装置４Ａでは、現像ローラ４１へ現像剤Ｄを搬送分配するための現像剤搬送部材として、現像剤を攪拌しつつ（それによりトナーを摩擦帯電させつつ）現像ローラ４１の幅方向（回転中心線ＣＬの方向）に沿って搬送し、現像ローラ４１の現像剤を保持すべき各部に現像剤を分配するための一対の現像剤搬送部材４４１、４４２を含んでいる。
【００２９】
現像剤搬送部材４４１、４４２は現像ローラ４１と並行に、現像ハウジング４０内に回転可能に配置されている。現像剤搬送部材４４１、４４２は本例ではスクリューコンベアであり、図示省略の前記現像モータにより伝動機構を介して回転駆動できる。
【００３０】
図９において、現像剤Ｄは一方の搬送部材４４１により手前側から奥側へ搬送され、両搬送部材間に設けられた仕切り壁４００の奥側部位に形成された開口（図示省略）から他方の搬送部材４４２へ移動し、搬送部材４４２により奥側から手前側へ搬送され、仕切り壁４００の手前側部位に形成された開口（図示省略）から搬送部材４４１へ移動するというように循環搬送される。
【００３１】
現像ローラ４１に臨む搬送部材４４１は現像剤Ｄを現像ローラ４１の幅方向に沿って搬送しつつ現像ローラ各部へ現像剤を分配する。補給トナーは、例えば搬送部材４４２の奥側部位に供給することができる。
【００３２】
２成分現像装置４Ａによると、現像ローラ４１への現像剤供給量が現像剤ガイド部材４５ａの上流側の端４５１ａによって制限されるとともに、ガイド部材４５ａによって、現像剤規制部材４３による現像剤量規制部前の現像剤流れ経路として以下の二つの経路が形成される。
経路１：現像ローラとガイド部材との間に形成される空間（現像剤供給通路）。
経路２：ガイド部材と現像ハウジングとの間に形成される空間（現像剤還流通路）。
【００３３】
経路１は、ガイド部材４５ａによって現像ローラ表面との間隔が制限されているので、この経路１を搬送されてくる現像剤の現像剤規制部での溜まり量はガイド部材４５ａが無い場合と比べると少ない。
【００３４】
さらに、現像剤規制部前の現像剤圧力は、経路１（現像剤供給通路４６ａ）と経路２（現像剤還流通路４７ａ）とを連通させる連通路（圧逃げ開口部）４８ａにより解放され、現像剤規制部前の現像剤は経路２を通じてガイド部材４５ａの上流側端（現像剤の供給部）へ向け返されるので、現像剤規制部前の現像剤圧力が高まりすぎることを防げる。
【００３５】
かくして、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材４３に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を、現像剤構成粒子個々のストレスを抑制しつつ低減でき、それにより、現像剤規制部材４３に隣り合う上流側域での現像剤ストレスを低減できる。
【００３６】
図１０に例示する現像装置４Ｂは、前記現像装置４Ａにおいてガイド部材４５ａを現像剤ガイド部材４５ｂに置き換えたものである。その他の点は現像装置４Ａと同様である。現像装置４Ａにおける部品、部分等と同じ部品、部分等には現像装置４Ａと同じ参照符号を付してある。
【００３７】
現像装置４Ｂにおける現像剤ガイド部材４５ｂは前記ガイド部材４５ａと比べると現像ローラ回転方向において上流側へ長く延びており、現像ローラ４１と（現像ハウジング内面４０１及び現像ローラ４１に臨む現像剤搬送部材４４１）との間に位置している。図示例では、ガイド部材４５ｂの上流側端４５１ｂは概ね磁石体４２の低磁力域ＬＭまで延在している。
【００３８】
ガイド部材４５ｂはガイド部材４５ａの場合と同様に、現像ローラ４１との間に現像剤供給通路４６ｂを提供しているとともに現像ハウジング内面４０１との間に現像剤還流通路４７ｂを提供している。ガイド部材４５ｂの現像ローラ回転方向において下流側の端部には通路４６ｂ、４７ｂを連通させる連通路（圧逃げ開口部）４８ｂが形成されている。
【００３９】
ガイド部材４５ｂには現像剤供給量制限スリット４９ｂが形成されている。スリット４９ｂは現像ローラ４１の幅方向（回転中心線方向）と並行に延びている。
【００４０】
２成分現像装置４Ｂによると、現像剤規制部材４３より上流側域では、現像剤搬送部材４４１により現像ローラ４１に対して搬送分配される現像剤が磁界発生体４２の磁力により現像ローラ４１の方へ吸引されるが、ガイド部材４５ｂがあるため、該ガイド部材の現像剤搬送部材側の面に吸着される。
【００４１】
ガイド部材４５ｂの現像剤搬送部材４４１側の面に吸着された現像剤の一部は、現像剤供給量制限スリット４９ｂを通して、該スリットに制限された量で現像ローラ４１上に吸着され、さらにガイド部材４５ｂと現像ローラ４１との間の間隙(現像ローラ半径方向の間隙)ｇ２ｂの大きさに制限された量で現像ローラ４１の駆動回転に伴って現像剤供給通路４６ｂを通って現像剤量規制間隙へ搬送される。
【００４２】
ここでガイド部材４５ｂと現像ローラ４１との間の間隙ｇ２ｂの大きさ及び現像剤供給量制限スリット４９ｂのサイズ（特にスリット幅ｇ３ｂ）は予め所望サイズのものにしておくことができる。
【００４３】
２成分現像装置では、現像域において現像ローラ上に保持されている現像剤量が多すぎると、言いかえれば、現像域において現像ローラ上に現像剤が密集しすぎると、現像ローラに静電潜像現像のための現像バイアスを印加したときトナーが動きにくく、良好な現像を行えなくなることがある。
【００４４】
現像装置４Ｂではその点も考慮して、ガイド部材４５ｂの現像ローラ４１に対する位置や現像剤供給量制限スリット４９ｂのサイズ（特にスリット幅）を静電潜像現像に支障のない量の現像剤を現像ローラ４１上に吸着させて現像剤規制部へ搬送できる程度のものに設定しておくことができる。そうすることで、スリット４９ｂを通して、現像域Ｄａでの静電潜像現像に支障のない量に制限された現像剤量だけを現像ローラ４１上に吸着させるとともに現像剤規制部材４３へ向け搬送することができる。
【００４５】
また、現像装置４Ｂでは、現像剤供給量制限スリット４９ｂを有するガイド部材４５ｂが現像ローラ４１への現像剤吸着量の変動吸収機能を発揮することができ、静電潜像現像に支障のない量に制限された現像剤量だけを安定的に現像ローラ４１上に吸着させるとともに現像剤規制部材４３へ向け搬送することができる。
【００４６】
かくして現像装置４Ｂでは、現像剤規制部材４３の上流側域での現像剤溜まり量を少なく抑制することができ、現像に寄与しない現像剤の供給を抑制して、現像に寄与しない現像剤への圧力と現像ローラ４１の摺擦によるストレスを低減させ、ひいては現像形成される画像の品質を良好にすることができるとともに現像ローラ４１による現像剤摺擦を低減して現像ローラ回転トルクの上昇をそれだけ抑制することができる。
【００４７】
ところが、実際の現像装置の使用においては、現像ハウジング内の現像剤量（嵩）が変動し、そのため現像ハウジング内の現像剤上面高さ位置が変動することがある。
現像剤供給量制限スリット４９ｂを有するガイド部材４５ｂを採用した現像装置４Ｂでは、現像ハウジング４０内の現像剤上面高さ位置が低くなりすぎると、静電潜像現像に支障のない量より少量の現像剤しか現像ローラ４１上に吸着させることができないようになるおそれがある。
【００４８】
例えば、既に説明したとおり２成分現像装置では、現像域において現像ローラ上に保持されている現像剤量が多すぎると、現像バイアスのもとでのトナーの動きが容易ではなくなり、良好な現像を行えなくなることがある。そこでこの点を考慮して、現像剤供給量制限スリット４９ｂの現像ローラ回転方向の幅を小さくした場合、現像ハウジング内の現像剤上面高さが下降するなど変動すると、該スリットを通して現像剤を現像ローラ４１へ吸引しようとしても、該スリットに臨む現像剤量が少なくなりすぎて（従って磁性キャリアの量が少なくなりすぎて）磁界発生体４２の磁力による吸引力を現像剤に十分及ぼし難くなることがあり、また例えば低温低湿環境下のようにトナーとキャリアが互いに付着しやすくなる条件下で大きい凸凹粒子が増えたときや、現像装置製造時のばらつきにより前記スリットサイズがバラつく場合には、所望の少量現像剤を安定的に現像ローラ上に吸引することが困難になる。
【００４９】
そこで本発明は、
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含む２成分現像装置であって、
前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に吸着されて前記現像剤量規制間隙へ、さらに前記現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、前記現像ローラ回転方向において前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができる２成分現像装置を提供することを第１の課題とする。
【００５０】
また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置が２成分現像装置であり、少なくとも一つの２成分現像装置について、現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して現像ローラ上に内蔵磁界発生体の磁力により現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに磁界発生体の磁力により現像ローラ上に吸着されて現像剤量規制間隙へ、さらに静電潜像現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができ、全体としてそれだけ良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００５１】
本発明は前記第１の課題を解決するため、
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含む２成分現像装置であって、
前記現像ローラの回転方向において前記現像剤規制部材より上流側域で前記現像ローラと前記現像ハウジング内面及び前記現像剤搬送部材との間に配置されるとともに前記現像ローラに間隙をおいて臨設された現像剤ガイド部材を含んでおり、前記現像剤ガイド部材は前記現像ローラとの間に前記現像剤量規制間隙へ向け現像剤を供給するための現像剤供給通路を提供しており、前記現像剤ガイド部材の前記現像剤搬送部材に臨む部分に前記現像ローラの幅方向と並行方向に現像剤供給量制限開口部が複数形成配列されており、前記各現像剤供給量制限開口部は、該開口部において現像剤に働く前記磁界発生体の磁力による前記現像ローラへの現像剤吸着力が該現像剤吸着力に抗して該現像剤に働く重力より大きくなる開口部であり、前記現像剤ガイド部材は前記現像ハウジングの内面との間に、前記現像剤ガイド部材の現像剤供給量制限開口部を介しての前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け現像剤を還流させる現像剤還流通路も提供しており、前記現像剤ガイド部材の前記現像ローラ回転方向における下流側端部に前記現像剤供給通路と前記現像剤還流通路とを連通させる圧逃げ開口部が形成されている２成分現像装置を提供する。
【００５２】
また本発明は前記第２の課題を解決するため、
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る２成分現像装置である画像形成装置を提供する。
【００５３】
本発明に係る２成分現像装置において前記複数の現像剤供給量制限開口部は、該複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積の総和が、該複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積を全部使って該開口部を通して前記現像ローラ上に現像剤が吸着されるとすれば前記静電潜像現像域での前記静電潜像担持体上の静電潜像の現像に要求される現像剤量を該静電潜像現像域へ供給できる程度に制限設定されているものである。
【００５４】
前記複数の現像剤供給量制限開口部は、該複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積の総和が、該複数の現像剤供給量制限開口部に代えて前記現像ローラの幅方向と並行に延びる図１０に示すタイプの一つの現像剤供給量制限スリットを採用し、且つ、そのスリット開口面積を前記静電潜像現像域での前記静電潜像担持体上の静電潜像の現像に要求される現像剤量を該静電潜像現像域へ供給できる程度に制限された面積とした場合における該スリットの開口面積と等しく（等しいとみて差し支えない面積も含むに）制限設定されている場合を例示できる。
【００５５】
前記複数の現像剤供給量制限開口部は、形状、開口面積等において同じ開口部とすることができ、その場合、個々の開口部の幅（現像ローラ回転方向に沿った開口幅寸法）は前記スリットの同方向の幅より大きいものとなる。
【００５６】
本発明に係る２成分現像装置によると、前記現像剤規制部材より上流側域では、現像剤は前記現像剤搬送部材により現像ローラに対して搬送分配されようとし、前記磁界発生体の磁力により現像ローラの方へ吸引される。このとき前記現像剤ガイド部材があるため、現像剤は該ガイド部材の現像剤搬送部材側の面に吸着されようとする。
【００５７】
前記現像剤ガイド部材の前記現像剤搬送部材側の面に吸着されようとする現像剤の一部は、該ガイド部材に形成配列された現像剤供給量制限開口部に入り込む。このとき、各現像剤供給量制限開口部は、該開口部における現像剤に働く前記磁界発生体の磁力による前記現像ローラへの吸着力が該吸着力に抗して該現像剤に働く重力より大きくなる開口部に設定されているから、現像剤は該現像剤供給量制限開口部を通して、該開口部の開口面積で制限された安定的な量で現像ローラ上に吸着され、さらにガイド部材と現像ローラとの間の現像剤供給通路を通って現像剤量規制間隙へと搬送される。
【００５８】
また、前記現像剤供給量制限開口部は前記現像ローラの幅方向と並行方向に複数分散形成され配列されており、該開口部の開口面積の総和は前記静電潜像現像域での静電潜像担持体上の静電潜像の現像の要求される現像剤量の該静電潜像現像域への供給を可能にする程度のものであるから、現像ローラ幅方向に沿って延びる一つの、開口面積が前記制限開口部の開口面積の総和と同じであるスリットを採用するような場合と比べると、現像剤供給量制限開口部は現像ローラ回転方向の幅を前記スリットの場合より大きくすることができ、そうすることで前記現像ハウジング内の現像剤嵩量に少しぐらい変動があっても、従って前記現像ハウジング内の現像剤上面高さ位置に少しぐらい変動があっても、現像剤は該現像剤供給量制限開口部を通して、該開口部の開口面積で制限された安定的な量で現像ローラ上に吸着され、さらにガイド部材と現像ローラとの間の現像剤供給通路を通って現像剤量規制間隙へと搬送される。
【００５９】
また前記現像剤ガイド部材は前記現像ハウジングの内面との間に前記現像剤還流通路も提供しており、前記現像剤ガイド部材の下流側端部には前記現像剤供給通路と前記現像剤還流通路とを連通させる圧逃げ開口部が形成されている。
【００６０】
従って現像剤は、該現像剤供給量制限開口部を通して、該開口部の開口面積で制限された安定的な量で現像ローラ上に吸着され、さらにガイド部材と現像ローラとの間の供給量規制能のある現像剤供給通路を通って現像剤量規制間隙へと搬送されることと、現像剤規制部前の現像剤圧力は、現像剤供給通路と現像剤還流通路とを連通させる連通路（圧逃げ開口部）により解放されることとがあいまって、前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減でき、該現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤ストレスを低減できる。
【００６１】
前記静電潜像現像域への現像剤供給量が不足しないように前記現像剤規制部材へ現像剤を供給できるように、前記現像ローラと前記現像剤ガイド部材との間隙は前記現像剤規制部材により提供されている前記現像剤量規制間隙より大きくしておく場合を例示できる。
【００６２】
現像剤ストレス低減のために、例えば、前記現像剤ガイド部材に形成された前記複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積の総和を前記現像剤ガイド部材の下流側端部の前記圧逃げ開口部の開口面積より小さくしておいてもよい。
【００６３】
前記現像剤ガイド部材の下流側端部の前記圧逃げ開口部は前記現像ローラ幅方向と並行方向に複数形成配列された分散圧逃げ開口部で提供してもよい。その場合には前記複数の現像剤供給量制限開口部の開口面積の総和を前記複数の分散圧逃げ開口部の開口面積の総和より小さくしておく例を挙げることができる。
【００６４】
前記現像剤還流通路には自身に流れ込んでくる現像剤を前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け還流させる搬送装置（例えば、回転駆動可能の搬送用パドル）を設けてもよいが、前記現像剤還流通路は自身に流れ込んでくる現像剤を重力で前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け還流させる通路であってもよい。
【００６５】
本発明に係る画像形成装置では少なくとも一つの現像装置に本発明に係る２成分現像装置が採用されているので、該少なくとも一つの現像装置について、現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に吸着されて前記現像剤量規制間隙へ、さらに前記現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、前記現像ローラ回転方向において前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができ、全体としてそれだけ良好な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００６６】
以上説明したように本発明によると、
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含む２成分現像装置であって、
前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ上に吸着されて前記現像剤量規制間隙へ、さらに前記現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、前記現像ローラ回転方向において前記現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができる２成分現像装置を提供することができる。
【００６７】
また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置が２成分現像装置であり、少なくとも一つの２成分現像装置について、現像ハウジング内の現像に供する現像剤の嵩量の変動の影響を抑制して現像ローラ上に内蔵磁界発生体の磁力により現像剤を安定的な量で吸着させることができるとともに磁界発生体の磁力により現像ローラ上に吸着されて現像剤量規制間隙へ、さらに静電潜像現像域へ向け搬送される現像剤の量を現像に支障のない程度の少量に制限でき、また該現像剤供給量の制限により、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤溜まり量を低減して現像剤へのストレスを低減させることができ、全体としてそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る画像形成装置例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置に採用されている本発明に係る２成分現像装置例の概略断面図である。
【図３】図（Ａ）は図２の現像装置における現像剤ガイド部材の一部の斜視図であり、図（Ｂ）は該現像剤ガイド部材の一部の平面図である。
【図４】図（Ａ）は図２の現像装置における現像剤供給量制限開口部を通しての現像剤吸引状態を、図（Ｂ）は図１０のタイプの現像装置における現像剤供給量制限スリットを通しての現像剤吸引状態を示す図である。
【図５】現像剤ガイド部材の他の例の一部の斜視図である。
【図６】現像剤ガイド部材のさらに他の例の一部の平面図である。
【図７】現像剤ガイド部材のさらに他の例の一部の平面図である。
【図８】現像剤供給量評価のための実験結果を示す図である。
【図９】考えられる現像装置例を示す図である。
【図１０】考えられる現像装置の他の例を示す図である。
【図１１】従来の現像装置例を示す図である。
【図１２】従来の現像装置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及び本発明に係る２成分現像装置の例について説明する。
【００７０】
図１は本発明に係る画像形成装置例の構成の概略を示している。
図１に示す画像形成装置１０はモノクロ画像を記録紙等の記録シートＳ上に形成する電子写真方式の画像形成装置である。
【００７１】
画像形成装置１０は、ドラム型感光体１を含んでおり、感光体１の周囲に帯電器２、画像露光装置３、現像装置４、転写ローラ５及びクリーニング装置６がこの順序で配置されている。画像形成装置１０はこれらのほか、図示省略の記録シート供給部を備えているとともに、該記録シート供給部から供給されてくるシートＳの搬送方向において転写ローラ５より下流側に定着装置７及びシート排出トレイ（図示省略）等を備えている。
【００７２】
感光体１は負帯電性の感光体であり、帯電器２によりその表面を一様に所定負電位に帯電させることができる。
画像露光装置３は帯電器２による感光体帯電域に画像露光を施すことで形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成するものであり、図示省略の画像読み取り装置、コンピュータ、外部ファクシミリ機等から提供される画像情報に応じて画像露光を施すものである。
【００７３】
現像装置４はトナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤を用いて感光体１上の静電潜像を現像する２成分現像装置であり、負に帯電したトナーで反転現像により静電潜像を可視トナー像とするものである。現像装置４については後ほどさらに説明する。
【００７４】
画像形成装置１０によると次のようにしてシートＳにトナー画像を形成することができる。
図示省略の感光体駆動モータにより図中時計方向に回転駆動される感光体１の表面を、図示省略の帯電用電源から帯電用電圧が印加された帯電器２により一様に所定電位に帯電させる。その帯電域に画像露光装置３から画像露光して、形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像を２成分現像装置４で現像してトナー像を形成する。
【００７５】
一方、図示省略の記録シート供給部から記録シートＳをタイミングローラＴＲへ供給し、タイミングローラＴＲにて記録シートＳを、その画像形成対象域にトナー像が転写されるタイミングで感光体１と転写ローラ５との間の転写部に突入、通過させる。このとき、転写ローラ５には図示省略の転写電源から転写電圧を印加し、感光体１上のトナー像をシートＳへ転写する。
【００７６】
このようにしてトナー像が転写された記録シートＳは定着装置７を通過することで加熱加圧下にトナー像が定着され、シート排出トレイへ排出される。
トナー像転写後の感光体１表面はクリーニング装置６により清掃され、次の画像形成に備えられる。
【００７７】
２成分現像装置４についてさらに説明する。
図２は図１の画像形成装置に採用されている２成分現像装置４の概略断面構造を示している。現像装置４は図１０に示す現像装置４Ｂにおいて現像剤ガイド部材４５ｂを現像剤ガイド部材４５に置き換えたものである。その他の点は現像装置４Ｂと同様である。現像装置４Ｂにおける部品、部分等と同じ部品、部分等には現像装置４Ｂと同じ参照符号を付してある。
【００７８】
もう少し詳しく説明すると、現像装置４はトナーと磁性キャリアを含む所謂２成分現像剤Ｄを収容する現像ハウジング４０と、現像ハウジング４０に回転可能に取り付けられた現像ローラ４１と、現像ローラ４１に内蔵された磁界発生体４２と、現像ローラ４１に現像剤量規制間隙ｇ１をあけて臨設された現像剤規制部材４３を含んでいる。
【００７９】
現像ローラ４１はスリーブの形態の非磁性ローラであり、現像スリーブとも称されており、表面はブラスト処理等により現像剤Ｄを搬送するのに適度の粗さを有している。それとは限定されないが本例では外径１６ｍｍである。現像剤規制部材４３は磁性材料からなっている。
【００８０】
現像ローラ４１は、感光体１に向かって開かれた現像ハウジング４０の開口部から感光体１に現像間隙をおいて臨み、図示省略の現像モータにより図２において時計方向まわりＣＷに回転駆動可能である。現像ローラ４１は画像形成する記録シートＳの搬送方向に直角な方向の幅に対応できるように、回転中心線ＣＬの方向に長く形成されている。
【００８１】
現像装置４は現像装置４Ｂの場合と同じ構造で、同様に動作する一対の現像剤搬送部材４４１、４４２を含んでいる。現像剤搬送部材４４１、４４２は、現像剤を攪拌しつつ（それによりトナーを摩擦帯電させつつ）現像ローラ４１の幅方向（回転中心線ＣＬの方向）に沿って搬送し、現像ローラ４１の現像剤を保持すべき各部に現像剤を分配できる。
【００８２】
磁界発生体４２も現像装置４Ｂの場合と同じ構造で、同じ作用を示す磁界発生体である。さらに説明すると、磁界発生体４２は、それとは限らないが、本例では永久磁石を組み合わせ配列してロール状に形成したもので、周面に磁極であるＳ極及びＮ極を有するものである。なお、磁界発生体４２における磁極配置は図２に示すものに限定されるものではない。静電潜像現像に支障のない範囲で他の磁極配置の採用も可能である。
【００８３】
現像剤Ｄを構成するトナーは、それとは限定されないが本例では、重合法により作られた平均粒径６μｍの、負帯電させて用いるトナーであり、磁性キャリアは平均粒径３３μｍのキャリアである。
【００８４】
現像装置４はさらに、現像剤のガイド部材４５を含んでいる。ガイド部材４５は、非磁性材料で形成されており、現像ローラ４１の回転方向において現像剤規制部材４３より上流側域において、現像ローラ４１と、現像ハウジング４０の内面４０１及び現像剤搬送部材４４１との間に配置されており、現像ローラ４１に間隙（現像ローラ半径方向間隙）ｇ２をおいて臨んでいる。
【００８５】
ガイド部材４５は、現像ローラ４１との間に現像剤量規制間隙ｇ１へ向け現像剤Ｄを供給するための現像剤供給通路４６を提供している。
現像ローラ４１と現像剤ガイド部材４５との間隙ｇ２は現像剤規制部材４３により提供されている現像剤量規制間隙ｇ１より大きい。
【００８６】
ガイド部材４５は、また、現像ハウジング内面４０１との間に間隙ｇ６をおいて配置されており、現像ハウジング内面４０１との間に、現像ローラ回転方向におけるガイド部材上流側端部に形成された開口部４９のある現像剤供給域（現像剤吸着域）へ向け現像剤Ｄを還流させる現像剤還流通路４７を提供している。開口部４９は現像剤供給量制限開口部であるが、これについては後ほど詳述する。
【００８７】
本例では間隙ｇ６は、ガイド部材４５と現像ハウジング内面４０１との間の空間のどこの間隙ｇ６であっても間隙ｇ１や間隙ｇ２より大きい。
【００８８】
ガイド部材４５の現像ローラ回転方向において下流側端部、さらに言えば、現像剤規制部材４３に近い部位には、現像剤供給通路４６から現像剤還流通路４７へ連通する、間隙ｇ５の連通路（換言すれば、圧逃げ開口部）４８が形成されている。本例では開口部４８の間隙ｇ５は前記間隙ｇ１より大きく、また間隙ｇ２より大きい。
【００８９】
ガイド部材４５の現像ローラ回転方向における上流側の端４５１は低磁力域ＬＷにあり、現像剤搬送部材４４１のスクリュー回転空間域４４１ａに対し間隙ｇ４（例えば１ｍｍ程度の間隙）をおいて接近配置されている。
【００９０】
ガイド部材４５の現像ローラ回転方向における上流側端部には複数の現像剤供給量制限開口部４９が形成されており、この開口部４９を通して現像剤搬送部材４４１から現像ローラ４１へ現像剤が吸着されるようになっている。
【００９１】
ガイド部材４５の現像剤供給量制限開口部４９は、例えば前記低磁力域ＬＭより下流側で該低磁力域ＬＭに最も近い磁極（ここではキャッチ極Ｓ２）の磁束密度のピーク位置上（換言すれば、磁極Ｓ２の磁束密度のピークに対応する位置上）、或いはそれより上流側に形成する。図示例では、概ねキャッチ極Ｓ２に対応させて形成してある。
【００９２】
図３（Ａ）は現像剤ガイド部材４５の一部の斜視図であり、図３（Ｂ）は現像剤ガイド部材４５の一部の平面図である。
【００９３】
図３に示すように開口部４９は現像ローラ幅方向と並行な方向に等間隔で複数形成配列されている。各開口部４９は本例では半円状の開口部であり、いずれの開口部も開口面積は等しい。
【００９４】
各開口部４９は、開口部４９において現像剤Ｄに働く磁界発生体４２の磁力による現像ローラ４１への現像剤吸着力が該現像剤吸着力に抗して該現像剤に働く重力より大きくなる開口部である。
【００９５】
複数の開口部４９は、それらの開口面積の総和が、該複数の開口部４９の開口面積を全部使って該開口部を通して現像ローラ４１上に現像剤が吸着されるとすれば感光体１上の静電潜像の現像に要求される現像剤量を静電潜像現像域Ｄａへ供給できる程度に制限設定されているものである。
【００９６】
ここでは、複数の開口部４９の開口面積の総和は、それら複数の開口部４９に代えて現像ローラ４１の幅方向と並行に延びる図１０に示すタイプの一つの現像剤供給量制限スリットを採用し、且つ、そのスリット開口面積を静電潜像現像域での感光体１上の静電潜像の現像に要求される現像剤量を該静電潜像現像域へ供給できる程度に制限された面積とした場合における該スリットの開口面積と等しく（等しいとみて差し支えない面積も含むに）制限設定されている。
【００９７】
複数の開口部４９は、形状、開口面積等において同じ開口部であり、従って個々の開口部４９の幅（現像ローラ回転方向に沿った開口幅寸法）ｇ３は前記スリットの同方向の幅より大きいものとなっている。それとは限定されないが、ここでは、各開口部４９の現像ローラ回転方向に沿った開口幅ｇ３は１．２ｍｍである。
【００９８】
このように開口部４９の幅ｇ３は、図４（Ａ）に示すように、図１０に示すタイプのスリットの場合のスリット幅（図４（Ｂ）参照）より大きくなっているので、現像剤に磁力が及ぶ範囲がそれだけ大きく確保され、かくして現像ハウジング４０内の現像剤嵩量に少しぐらい変動があっても、従って現像ハウジング４０内の現像剤上面高さ位置に少しぐらい変動があっても、現像剤Ｄは現像剤供給量制限開口部４９を通して、該開口部の開口面積で制限された安定的な量で現像ローラ４１上に吸着され、さらにガイド部材４５と現像ローラ４１との間の現像剤供給通路４６を通って現像剤量規制間隙へと搬送される。
【００９９】
全開口部４９の開口面積の総和は現像剤供給通路４６の現像ローラ回転中心線を通る現像ローラ半径方向の断面の開口面積より小さく、また前記連通路（圧逃げ開口部）４８の総開口面積よりも小さくしてある。
【０１００】
連通路（圧逃げ開口部）４８は一つに形成されていてもよいが、現像ローラ幅方向と並行方向に複数形成配列された分散圧逃げ開口部で提供されていてもよい。その場合には、現像剤供給量制限開口部４９の開口面積の総和を該複数の分散圧逃げ開口部の開口面積の総和より小さくしておけばよい。
【０１０１】
纏めて示すと、それとは限定されないが、ここでは、
現像剤量規制間隙ｇ１＝０．４ｍｍ、
ガイド部材４５と現像ローラ４１との間隙ｇ２＝１．５ｍｍ、
各現像剤供給量制限開口部４９の開口幅ｇ３＝１．２ｍｍ、
全開口部４９の総開口面積は図１０に示すタイプの、開口幅１．２ｍｍの連続スリットの場合の７０％、
連通路（圧逃げ開口部）４８の間隙ｇ５＝２ｍｍである。
【０１０２】
なお、間隙ｇ２は現像剤供給通路４６のどこにおいても一定としてもよいが、必ずしもそのように一定でなくてもよい。例えば現像剤供給量制限開口部４９に近い所では、規制部材４３による現像剤溜まり量を制限するために若干狭くしてもよい。
【０１０３】
現像装置４によると、磁界発生体４２のキャッチ極Ｓ２の磁力により現像ローラ４１表面に吸着される現像剤は現像ローラ４１の回転により摩擦力の作用下に現像剤量規制間隙ｇ１へ搬送され、そこで所定量に規制されて現像域Ｄａへ現像剤の穂の態様で搬送され、感光体１上の静電潜像の現像に供される。
【０１０４】
現像域Ｄａで消費されずに現像ローラ４１に保持されたまま現像ハウジング４０へ戻ってくる現像剤は、低磁力域ＬＭで現像ローラ４１から剥落する。
【０１０５】
注目すべきは、現像装置４においては現像剤供給量制限開口部４９を有するガイド部材４５が採用されている点である。
【０１０６】
現像剤搬送部材４４１、４４２によって所定の帯電が付与された現像剤Ｄは、現像ローラ４１の磁界発生体４２の磁極Ｓ２の作用によって現像ローラ４１の方へ吸引される。このとき現像ローラ４１への現像剤供給量は、ガイド部材４５の開口部４９によって制限されることとなり、現像域Ｄａへの現像剤搬送量が必要以上に過剰になることはない。
【０１０７】
現像ローラ４１上に導かれた現像剤は、現像ローラ４１の回転と磁界発生体４２の磁力により、現像剤供給通路４６を通って現像間隙ｇ１へ搬送される（経路１の移動）。その際、現像剤供給通路４６の大きさは間隙ｇ２に制限されているから、規制部材４３の上流側域での現像剤溜り量がその間隙空間よりも大きくなることはない。
【０１０８】
また、現像剤供給通路４６が圧逃げ開口部４８で現像剤還流通路４７へ連通しているから、規制部材４３によって規制された現像剤は圧逃げ開口部４８から現像剤還流通路４７へ逃げることができ、通路４７を通って還流することができる（経路２の移動）。還流通路４７に達した現像剤は重力によって下方へ運ばれ現像剤供給域へと戻される。
【０１０９】
これらにより、規制部材４３の上流側域で現像剤に不要な圧力を加えることにはならず、現像剤への過剰なストレス発生が抑制される。
【０１１０】
現像装置４を採用した画像形成装置（実施例）と図１０に示すタイプの現像装置４Ｂを採用した画像形成装置（比較例１、２、３）との比較実験（規制部材４３上流側域での現像ローラ４１上の単位面積当たりの現像剤重量の変動の比較実験）を行なった。
【０１１１】
現像装置４Ｂの各部は、現像剤ガイド部材として現像剤供給量制限開口を連続スリットとした以外は、現像装置４と実質上同構成とした。
実験は現像ハウジング４０内の現像剤の嵩量の変動に対する現像剤供給量の安定性を評価するために、現像装置内の現像剤の充填量を変化させ、その時の、現像剤の供給量（規制部上流での現像ローラ上の単位面積当たりの現像剤重量）の変動を測定した。
【０１１２】
図８に実験結果を示す。図８に示すように、実施例の形態の方が、比較例１、２、３の場合より現像剤嵩の変動に対して供給量が安定していることが分かる。
【０１１３】
図２の現像装置４では、必要な限度で供給量を少なく設定するために供給量制限開口面積を小さくする場合でも開口部４９の開口幅を狭くしなくて済むので次の利点もある。
(1) 現像剤の流動性が悪化するような条件下でも開口部４９で現像剤が詰まるという事態の発生を抑制できる。
(2) 開口部４９の幅が製造上ばらついたとしても、供給量に与える影響が少ない。
【０１１４】
なお、ガイド部材４５は現像ハウジング４０と分けて説明したが、部品としては現像ハウジング４０と−体であってもよく、その場合、特に部品点数を増やすことなく省スペース化に寄与できる。
【０１１５】
また、ガイド部材４５の現像剤供給量制限開口部４９は図３に示すものに限定する必要はない。たとえば、図５に示すような矩形の開口部４９ｘ、図６に示すような矩形の開口部４９ｙであって開口内周で開口面積を大きくしたもの、図７に示すように矩形開口を斜めに歪めた開口部４９ｚなどを採用することもできる。
【０１１６】
図５の開口部４９ｘでは隣り合う開口部間の遮蔽部４９１ｘが薄く形成されており、それだけガイド部材下の現像剤収容空間を大きくできる。図６の開口部４９ｙでは開口部間の遮蔽部４９１ｙに隣り合う開口部内周で開口面積を大きくすることで、供給ムラを抑制できる。図７の開口部４９ｚは斜めに形成してあるので、開口部間に遮蔽部４９１ｚがあっても供給ムラを抑制できる。
【０１１７】
以上説明した画像形成装置１０はモノクロ画像を形成するものであったが、本発明はカラー画像を形成する画像形成装置にも適用でき、そのとき、カラー画像形成のための、それぞれが担当色トナーを収容している複数の現像装置のうち１又は２以上について本発明に係る２成分現像装置を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、現像ローラ回転方向において現像剤規制部材に隣り合う上流側域での現像剤ストレスを低減できる等の利点のある２成分現像装置及び該現像装置を少なくとも一つ備えることでそれだけ良好な画像形成を行える画像形成装置を提供することに利用できる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０ 画像形成装置
Ｓ 記録シート
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
５ 転写ローラ
６ クリーニング装置
７ 定着装置
ＴＲ タイミングローラ
４ ２成分現像装置４
４０ 現像ハウジング
４０１ 現像ハウジング内面
４１ 現像ローラ
４２ 磁界発生体
Ｓ２ キャッチ極
Ｎ１ 規制極
Ｓ１ 搬送極
Ｎ２ 現像極
Ｓ３ 分離極
４３ 現像剤規制部材
４４１、４４２ 現像剤搬送部材
４４１ａ 搬送部材４４１の回転空間域
４００ 搬送部材間の仕切り壁
ＬＭ 低磁力域
Ｄａ 現像域
Ｄ 現像剤
４５ ガイド部材
４５１ ガイド部材の上流側端
４６ 現像剤供給通路
４７ 現像剤還流通路
４８ 連通路（圧逃げ開口部）
４９、４９ｘ、４９ｙ、４９ｚ 現像剤供給量制限開口部
ｇ１ 現像剤量規制間隙
ｇ２ ガイド部材と現像ローラとの間の間隙
ｇ３ 現像剤供給量制限開口部幅
ｇ４ ガイド部材上流側端と現像剤搬送部材のスクリュー回転空間域との間隙
ｇ５ 連通路（圧逃げ開口部）の間隙
ｇ６ ガイド部材と現像ハウジング内面４０１との間の間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含む２成分現像装置であって、
前記現像ローラの回転方向において前記現像剤規制部材より上流側域で前記現像ローラと前記現像ハウジング内面及び前記現像剤搬送部材との間に配置されるとともに前記現像ローラに間隙をおいて臨設された現像剤ガイド部材を含んでおり、前記現像剤ガイド部材は前記現像ローラとの間に前記現像剤量規制間隙へ向け現像剤を供給するための現像剤供給通路を提供しており、前記現像剤ガイド部材の前記現像剤搬送部材に臨む部分に前記現像ローラの幅方向と並行方向に現像剤供給量制限開口部が複数形成配列されており、前記各現像剤供給量制限開口部は、該開口部において現像剤に働く前記磁界発生体の磁力による前記現像ローラへの現像剤吸着力が該現像剤吸着力に抗して該現像剤に働く重力より大きくなる開口部であり、前記現像剤ガイド部材は前記現像ハウジングの内面との間に、前記現像剤ガイド部材の現像剤供給量制限開口部を介しての前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け現像剤を還流させる現像剤還流通路も提供しており、前記現像剤ガイド部材の前記現像ローラ回転方向における下流側端部に前記現像剤供給通路と前記現像剤還流通路とを連通させる圧逃げ開口部が形成されていることを特徴とする２成分現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラと前記現像剤ガイド部材との間隙は前記現像剤規制部材により提供されている前記現像剤量規制間隙より大きい請求項１記載の２成分現像装置。
【請求項３】
前記現像剤還流通路は自身に流れ込んでくる現像剤を重力で前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け還流させる通路である請求項１又は２記載の２成分現像装置。
【請求項４】
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項１から３のいずれか１項に記載の２成分現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像担持体に形成される静電潜像をトナーと磁性キャリアを含む現像剤で現像してトナー像を形成することができる２成分現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像ハウジングと、
前記現像ハウジングに設けられた回転駆動可能の現像ローラと、
前記現像ローラに内蔵され、前記現像ハウジング内の現像に供する現像剤を前記現像ローラ表面上に吸着するための、複数の磁極を有する磁界発生体と、
前記現像ローラに全体的に現像剤を搬送分配するための、前記現像ローラに臨設された回転駆動可能の現像剤搬送部材と、
前記磁界発生体の磁力により前記現像ローラ表面に吸着され、前記現像ローラの回転により静電潜像現像域へ搬送される現像剤の量を規制する、前記現像ローラに現像剤量規制間隙をおいて臨む現像剤規制部材を含む２成分現像装置であって、
前記現像ローラの回転方向において前記現像剤規制部材より上流側域で前記現像ローラと前記現像ハウジング内面及び前記現像剤搬送部材との間に配置されるとともに前記現像ローラに間隙をおいて臨設された現像剤ガイド部材を含んでおり、前記現像剤ガイド部材は前記現像ローラとの間に前記現像剤量規制間隙へ向け現像剤を供給するための現像剤供給通路を提供しており、前記現像剤ガイド部材の前記現像剤搬送部材に臨む部分に前記現像ローラの幅方向と並行方向に現像剤供給量制限開口部が複数形成配列されており、前記各現像剤供給量制限開口部は、該開口部において現像剤に働く前記磁界発生体の磁力による前記現像ローラへの現像剤吸着力が該現像剤吸着力に抗して該現像剤に働く重力より大きくなる開口部であり、前記現像剤ガイド部材は前記現像ハウジングの内面との間に、前記現像剤ガイド部材の現像剤供給量制限開口部を介しての前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け現像剤を還流させる現像剤還流通路も提供しており、前記現像剤ガイド部材の前記現像ローラ回転方向における下流側端部に前記現像剤供給通路と前記現像剤還流通路とを連通させる圧逃げ開口部が形成されていることを特徴とする２成分現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラと前記現像剤ガイド部材との間隙は前記現像剤規制部材により提供されている前記現像剤量規制間隙より大きい請求項１記載の２成分現像装置。
【請求項３】
前記現像剤還流通路は自身に流れ込んでくる現像剤を重力で前記現像ローラへの現像剤吸着域へ向け還流させる通路である請求項１又は２記載の２成分現像装置。
【請求項４】
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項１から３のいずれか１項に記載の２成分現像装置である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１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１６８３６６（Ｐ２０１２−１６８３６６Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９５０３（Ｐ２０１１−２９５０３）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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