現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】供給回収分離方式の現像装置における現像剤供給搬送路の下流側で現像剤量の不足が生じても画像濃度ムラを生じにくくさせることを課題とする。
【解決手段】供給搬送路３７中を供給スクリュー３９によって搬送されている現像剤を現像スリーブ３４ａの内部に配置されているマグネットローラ３４ｂによる磁気力によって現像スリーブ表面に担持させるとともに、現像領域Ａを通過した現像剤を現像スリーブ表面から回収搬送路３８に回収する現像装置において、供給搬送路内の現像剤が現像スリーブ表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、供給搬送路内の現像剤を現像スリーブ表面へ移動させる作用を及ぼす汲み上げ磁気力が、供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が大きい。
【解決手段】供給搬送路３７中を供給スクリュー３９によって搬送されている現像剤を現像スリーブ３４ａの内部に配置されているマグネットローラ３４ｂによる磁気力によって現像スリーブ表面に担持させるとともに、現像領域Ａを通過した現像剤を現像スリーブ表面から回収搬送路３８に回収する現像装置において、供給搬送路内の現像剤が現像スリーブ表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、供給搬送路内の現像剤を現像スリーブ表面へ移動させる作用を及ぼす汲み上げ磁気力が、供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ、及び、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の現像装置は、一般に、現像剤担持体に沿って現像剤担持体回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を、回転している現像剤担持体の表面に担持させ、現像剤担持体の回転により現像剤を現像領域へ供給する。従来の現像装置の中には、現像領域でトナーを消費した現像済み現像剤を再び現像剤供給搬送路へ戻す供給回収一体方式を採用するものがある。この供給回収一体方式の現像装置は、現像剤供給搬送路を流れる現像剤のトナー濃度が現像剤搬送方向下流（以下、単に「下流」という。）側ほど低くなるため、現像領域に供給される現像剤において現像剤担持体回転軸方向にトナー濃度のムラが生じるという欠点がある。このようなトナー濃度のムラは、記録材上に形成される画像の濃度ムラとなって現れやすいので、解消することが望まれる。特に、近年は、文書などの印字率の低い原稿に対して印字率の高い写真などの原稿を印刷する機会が増えてきている。印字率の高い原稿を印刷する場合、トナーの消費量が多いため、現像剤のトナー濃度分布のムラが発生しやすいことに加え、現像剤のトナー濃度分布のムラに起因した画像濃度ムラがユーザーに知覚されやすい。
【０００３】
この欠点を解消し得る現像装置としては、現像領域でトナーを消費した現像済み現像剤を現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路へ回収する供給回収分離方式を採用するものがある（例えば特許文献１）。この供給回収分離方式の現像装置は、現像剤供給搬送路を流れる現像剤のトナー濃度が現像剤搬送方向にわたって一定に維持される。よって、現像領域に供給される現像剤において現像剤担持体回転軸方向にトナー濃度のムラが生じることはなく、上述した欠点が解消される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の画像形成装置に対しては、画像形成スピードの高速化が強く望まれている。画像形成スピードの高速化に対応するためには、現像装置の現像剤担持体の回転速度を高速化することが必要となる。現像剤担持体の回転速度が高いほど、現像剤担持体に対して現像剤を不足なく安定して供給し続けることが困難となるので、現像剤担持体への現像剤供給不足による画像濃度の低下等の画質劣化を引き起こしやすい。特に、近年の画像形成装置に対しては小型化の要請が強いことから、これに搭載される現像装置の小型化も強く望まれており、現像装置内に収容可能な現像剤の量は制限される傾向にある。そのため、現像装置内の限られた量の現像剤を有効活用して、現像剤担持体へ現像剤を不足なく安定して供給し続けることが必要となる。以上より、画像形成装置の小型化と画像形成スピードの高速化とを両立するためには、現像装置内の限られた現像剤量で、高速回転する現像剤担持体に対し、現像剤を不足なく安定して供給し続けることが望まれる。
【０００５】
しかしながら、上述した供給回収分離方式を採用する現像装置において、現像剤供給搬送路内の現像剤は、その現像剤供給搬送路に沿って配置される現像剤担持体に汲み上げられながら下流端まで搬送される。そのため、現像剤供給搬送路内を流れる現像剤の量は、下流側ほど少なくなる。よって、上述したように現像剤担持体の回転速度を高速化すると、単位時間あたりの汲み上げ量が多くなって、現像剤供給搬送路の下流端まで到達できる現像剤の量が少なくなり、現像剤供給搬送路の下流側において現像剤の量が不足するという事態が起こり得る。このような事態が生じると、現像剤担持体表面に汲み上げられる現像剤の量が現像剤供給搬送路の下流側で少なくなり、現像剤担持体回転軸方向に対応する方向の画像濃度ムラが生じるという問題が起こる。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤供給搬送路の下流側で現像剤量の不足が生じても画像濃度ムラが生じくい供給回収分離方式の現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像剤担持体の表面に沿って現像剤担持体回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送部材によって搬送されているトナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤を、該現像剤担持体の内部に配置されている磁界発生手段による磁気力によって該現像剤担持体の表面に担持させることにより、該現像剤担持体の回転に伴って二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を該現像剤担持体から該現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する現像装置において、上記磁界発生手段は、上記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤が上記現像剤担持体の表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、該現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を該現像剤担持体の表面へ移動させる作用を及ぼす磁気力が、上記搬送部材によって該現像剤供給搬送路内の現像剤を搬送する現像剤搬送方向の上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記磁界発生手段は、現像剤担持体表面移動方向に沿って複数の磁極を備えたものであり、該複数の磁極のうち、上記現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極は、該汲み上げ磁極により現像剤担持体表面上に生じる該現像剤担持体表面の法線方向磁束密度の最大値を示す現像剤担持体回転軸方向位置が、上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に位置するように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記磁界発生手段は、現像剤担持体表面移動方向に沿って複数の磁極を備えたものであり、該複数の磁極のうち、上記現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極は、該汲み上げ磁極により現像剤担持体表面上に生じる該現像剤担持体表面の法線方向磁束密度の最大値の半分の磁束密度となる該現像剤担持体表面上の半値点を該現像剤汲み上げ領域における該現像剤担持体表面の曲率中心軸から見たときの現像剤担持体表面移動方向における半値点間の角度幅が、上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、上記現像剤汲み上げ領域における上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向の少なくとも一部分に、上記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤が上記現像剤担持体の表面へ移動するための該現像剤供給搬送路と該現像剤担持体との間の現像剤通路スペースの現像剤担持体表面移動方向一部分を遮蔽して二成分現像剤の移動量を規制する移動量規制部材が設けられており、上記移動量規制部材は、上記現像剤通路スペースの遮蔽量が上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が少なくなるように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、現像剤供給搬送路内の現像剤が現像剤担持体表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体表面へ移動させる作用を及ぼす磁気力（以下「汲み上げ磁気力」という。）が、現像剤供給搬送路内の搬送部材による現像剤搬送方向の上流側よりも下流側の方が大きい。そのため、汲み上げ磁気力の作用により現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体表面に向かって移動させるための搬送力を、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が相対的に大きくなるようにすることができる。従来の現像装置は、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向において汲み上げ磁気力がほぼ一様である。本発明によれば、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側の汲み上げ磁気力を高めて、現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体表面に向かって移動させるための搬送力を大きくした結果、従来の現像装置では現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまうほどの少量の現像剤しか現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側まで到達できなかった場合でも、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側で現像剤担持体表面に十分な量の現像剤を供給することが可能となる。
ここで、仮に現像剤汲み上げ領域全域にわたって汲み上げ磁気力を一律に大きくした場合、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側における現像剤担持体側への搬送力も高まることになる。この場合、現像剤供給搬送路内を流れて現像剤搬送方向下流側まで到達できる現像剤の量が少なくなるため、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に存在する現像剤量が、現像剤担持体表面へ汲み上げるのに必要な現像剤量よりも少なくなるおそれがある。この場合、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側の汲み上げ磁気力が大きくて搬送力が高まっているとしても、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に必要量の現像剤が存在しない以上、現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまう。
しかも、現像剤汲み上げ領域全域にわたって汲み上げ磁気力を一律に大きくした場合、多量の現像剤が存在している現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側において、現像剤供給搬送路から現像剤担持体側への現像剤搬送力が高まる。そのため、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側では、現像剤供給搬送路と現像剤担持体との間の現像剤通路スペースに過剰量の現像剤が送り込まれる。その結果、その現像剤通路スペースに存在する現像剤に過剰なストレスが加わり、現像剤が劣化しやすい。また、当該現像剤通路スペースに存在する現像剤に過剰なストレスが加わる結果、現像剤担持体に対して過剰な圧力が加わり、現像剤担持体が撓んでしまうおそれもある。現像剤担持体が撓んでしまうと、現像領域へ搬送される現像剤量が現像剤担持体軸方向において不均一となり、現像剤担持体軸方向で現像能力に差異が生じて画像濃度ムラを引き起こす。
一方、仮に現像剤汲み上げ領域全域にわたって汲み上げ磁気力を一律に小さくした場合、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側における現像剤担持体側への搬送力が不足して、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に十分な量の現像剤が存在していても、現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまう。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、現像剤回転軸方向において汲み上げ磁気力がほぼ一様である従来の現像装置では現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまうほどの少量の現像剤しか現像剤供給搬送路の下流側まで到達できないような事態が生じても、現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足する事態が生じにくく、これにより画像濃度ムラの発生を抑制できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
【図２】同プリンタに適用可能な現像装置３の一例を示す概略断面図である。
【図３】同現像装置を図２の矢印Ｆ方向からみた各搬送スクリューの回転軸近傍の断面説明図である。
【図４】同現像装置を図２の矢印Ｆ方向から見た、現像装置の現像容器内の現像剤の流れを説明する模式図である。
【図５】（ａ）は、現像スリーブ表面上における現像スリーブ表面法線方向の磁束密度のグラフを、現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した現像装置の断面に重ねて表示した、供給搬送路の上流端付近の説明図である。（ｂ）は、現像スリーブ表面上における現像スリーブ表面法線方向の磁束密度のグラフを、現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した現像装置の断面に重ねて表示した、供給搬送路の下流端付近の説明図である。
【図６】（ａ）は、供給搬送路の上流側における供給搬送路の障壁の高さを説明するための説明図である。（ｂ）は、供給搬送路の下流側における供給搬送路の障壁の高さを説明するための説明図である。
【図７】６つの磁極を備えたマグネットローラを有する現像装置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ１００に適用した実施の形態について説明する。各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１２】
図１は、プリンタ１００の概略構成図である。
プリンタ１００は、タンデム方式を採用するフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置であり、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアン（以下、それぞれ、Ｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃという。）の各色トナー像を形成する作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを備えている。これらの作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの下方には、下流側張架ローラ１８及び上流側張架ローラ１９に掛け回されて記録紙Ｐを表面に担持して搬送し、各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの対向しながら表面移動する転写搬送ベルト１５が配設されている。転写搬送ベルト１５を挟んで各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと対向する転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを備えている。
【００１３】
また、転写搬送ベルト１５による記録紙搬送方向について下流側張架ローラ１８よりも下流側には、転写搬送ベルト１５から分離した記録紙Ｐ上の未定着トナーを定着する定着装置２４を備えている。また、プリンタ１００の本体上部には、定着装置２４を通過しトナー像が定着した記録紙Ｐを積載するための排紙トレイ２５を備えている。
【００１４】
転写搬送ベルト１５の下方には、記録紙Ｐを収容する複数の給紙カセット２０，２１，２２を備えている。また、転写搬送ベルト１５と作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃとが対向する転写領域に各給紙カセット２０，２１，２２から記録材である記録紙Ｐを供給する給紙搬送装置２６と、各給紙カセット２０、２１、２２から搬送されてきた記録紙Ｐを作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ２３とを備えている。
【００１５】
また、本実施形態のプリンタ１００では、図１中の左右方向のサイズを小型にできるように転写搬送ベルト１５を斜め方向に配設し、転写搬送ベルト１５上での記録紙Ｐの搬送方向を図１中矢印で示すように斜め方向としている。これにより、プリンタ１００は、図１中の左右方向における筐体の幅が、Ａ３サイズの記録紙長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。このように構成することで、本実施形態のプリンタ１００は、内部に記録紙を収容するために最低限必要な大きさに構成できており大幅に小型化されている。
【００１６】
各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、潜像担持体としてドラム状の感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを有している。この感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの回転方向に関して順に、それぞれ帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、クリーニング装置６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、等を有している。また、帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃとの間で書込み光Ｌを露光装置１６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃから照射される周知の構成である。感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃはドラム状でなく、ベルト状としても良い。
【００１７】
このような構成のプリンタ１００では、画像形成スタートとともに、各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃで各色トナー像が形成される。各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃでは、感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃが、図示していないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによって一様帯電された後、露光装置１６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃより、画像を色分解した色毎の画像情報に応じて書込み光Ｌが照射され、静電潜像が形成される。感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ上に形成された静電潜像は、現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃにより現像され、各感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの表面上に各色トナー像が形成される。一方、給紙カセット２０，２１，２２のいずれかから給紙搬送された記録紙Ｐは、レジストローラ２３によって作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによる作像タイミングに合わせて、転写搬送ベルト１５の表面上に供給される。そして、転写搬送ベルト１５に担持された記録紙Ｐは転写搬送ベルト１５の表面移動によって各色の転写領域に搬送される。
【００１８】
各感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ上に形成されたトナー像は、感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと転写搬送ベルト１５との対向部で転写バイアス手段である転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによって転写搬送ベルト１５上に担持された記録紙Ｐに順次転写される。このようにしてＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃの順で各感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ上に形成されたトナー像が転写され、重ね合わせカラートナー像が記録紙Ｐ上に形成される。トナー像を転写された記録紙Ｐは、転写搬送ベルト１５から分離され、定着装置２４に搬送され、トナー像が定着されて機外の排紙トレイ２５に排出される。
【００１９】
一方、記録紙Ｐ上にトナー像を転写した後の感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、クリーニング装置６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによって転写残トナーの除去がなされ、必要に応じて図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃで一様に帯電される動作を繰り返す。
【００２０】
次に、現像装置３について詳しく説明する。本実施形態のプリンタ１００の現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、画像形成物質として、互いに異なる色（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、特に必要のない限り添字Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを省略し、現像装置３として説明する。
【００２１】
図２は、本実施形態のプリンタ１００に適用可能な現像装置３の一例を示す概略断面図である。
図３は、現像装置３を図２の矢印Ｆ方向からみた各搬送スクリューの回転軸近傍の断面説明図である。
図４は、現像装置３を図２の矢印Ｆ方向から見た、現像装置３のケーシングである現像容器３３内の現像剤の流れを説明する模式図である。
なお、図３及び図４中の矢印が現像容器３３中の現像剤の流れを示している。
【００２２】
図２に示すように、現像装置３は感光体１に対向配置され、感光体１は図中矢印ａに示すように、図２における時計回り方向に回転駆動する。現像装置３のケーシングである現像容器３３内には磁性キャリアと磁性又は非磁性のトナーとからなる粉体状の二成分現像剤である現像剤３２が収容されている。現像装置３は、感光体１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像領域Ａまで現像容器３３内の現像剤３２を担持して、表面移動することによって搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ３４ａを備える。また、現像スリーブ３４ａの内部に現像装置３に対して固定された複数の磁石からなる磁界発生手段としてのマグネットローラ３４ｂを備え、現像スリーブ３４ａとマグネットローラ３４ｂとで現像ローラ３４を構成する。さらに、現像スリーブ３４ａ上に担持された現像剤の層厚規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ３５とを有している。
【００２３】
本実施形態のマグネットローラ３４ｂは、現像スリーブ表面移動方向に沿って３つの磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２を備えている。磁極Ｓ１は、現像領域Ａを通過する現像剤３２を穂立ちさせ、磁性キャリアが保持しているトナーを感光体１の表面に接触させて現像させる機能を担っている現像磁極である。磁極Ｎ１は、現像スリーブ３４ａの回転による現像剤３２の搬送性を確保するとともに、現像スリーブ３４ａの表面から現像剤を離間させるための現像剤離れ機能を担っている剤離れ磁極である。磁極Ｎ２は、供給搬送路３７内の現像剤３２をバッファ部Ｄへ移動させて現像スリーブ上に汲み上げる汲み上げ磁極として機能するとともに、現像ドクタ３５を通過する現像剤３２に磁気力を作用させて規制ギャップの現像剤通過量の安定性を確保する規制磁極としても機能する汲み上げ・規制磁極である。
【００２４】
現像剤搬送手段である２つの搬送スクリューとして、供給スクリュー３９と回収スクリュー４０とが現像スリーブ３４ａの回転軸方向に対して略平行に設けられている。各搬送スクリューは、図３に示すように、回転軸とその回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを有し、回転することにより回転軸の軸方向に沿って、それぞれ一方向に現像剤３２を搬送する。現像容器３３の内部は、現像剤供給搬送路としての供給搬送路３７と現像剤回収搬送路としての回収搬送路３８とが、仕切り板３６を挟んで上下に形成されている。
【００２５】
また、図３に示すように、仕切り板３６の両端部には開口部がそれぞれ設けられている。ここで、供給搬送路３７の現像剤搬送方向上流側と回収搬送路３８の現像剤搬送方向下流側との間は開口部４１によって連通している。回収搬送路３８の現像剤搬送方向上流側に設けられた開口部４２は、供給搬送路３７の現像剤搬送方向下流側の端部に連通している。また、この開口部４２の上部には、補給トナーを補給するためのトナー補給口４５が配置されている。
【００２６】
ここで、図２に示すように、仕切り板３６は現像スリーブ３４ａ側の端部が供給スクリュー３９を下方から包み込むように立設され、この立設部によって障壁４３を形成している。この障壁４３と、現像装置３の内壁と、現像スリーブ３４ａの上部の周面とで形成される現像スリーブ３４ａの上方空間（現像ドクタ３５の現像スリーブ表面移動方向上流側に隣接する規制前空間）には、供給搬送路３７から現像剤３２が順次供給される。この現像スリーブ３４ａの上方空間は、貯留する現像剤３２が現像スリーブ３４ａの周面に接触し、現像スリーブ３４ａの回転に伴って現像スリーブ３４ａの周面に接触した現像剤３２が、この現像スリーブ３４ａの回転軸方向の全幅に亘って担持搬送されるように現像幅に亘って形成されている。そして、この現像スリーブ３４ａの上方空間は、供給搬送路３７から供給される現像剤３２を一旦貯留する貯留部であるバッファ部Ｄとして機能し、貯留した現像剤３２を現像スリーブ３４ａへ安定的に供給している。
【００２７】
本実施形態における現像装置３においては、後述するように供給搬送路３７中の現像剤３２の量が下流に行くほど少なくなる傾向があるため、その量の減少に従うように障壁４３の端部の高さが上流から下流に行くにしたがって低くなるように形成してもよい。図３に示すように、回収搬送路３８内の現像剤３２は回収スクリュー４０によって供給スクリュー３９の搬送方向とは逆方向に搬送される。また、供給スクリュー３９は図２における時計回りに回転し、回収スクリュー４０は現像スリーブ３４ａと同様に反時計回りに回転する。図４に示すように、現像容器３３内の現像剤３２は、供給スクリュー３９及び回収スクリュー４０の回転によって、供給搬送路３７及び回収搬送路３８それぞれの搬送方向に向かって搬送され、現像容器内を循環する。
【００２８】
回収搬送路３８から供給搬送路３７への現像剤３２の搬送は、回収搬送路３８に設けられた回収スクリュー４０による、搬送方向下流端に溜まった現像剤３２の搬送圧で、供給搬送路３７と回収搬送路３８とを連通する開口部４１を通過するように、現像剤３２を鉛直方向上方へ押し上げることで行われる。供給搬送路３７で搬送されている現像剤３２は、現像剤搬送方向に沿って順次、供給スクリュー３９の回転によって供給スクリュー３９と現像スリーブ３４ａとの間の障壁４３の端部を乗り越えてバッファ部Ｄに供給される。そして、バッファ部Ｄに供給された現像剤３２は、直接又は現像スリーブ３４ａに内設されたマグネットローラ３４ｂの磁気力によって現像スリーブ３４ａに引き付けられ現像スリーブ３４ａに供給される。
【００２９】
バッファ部Ｄを介して、現像スリーブ３４ａに供給された現像剤３２は、現像スリーブ３４ａの回転と、内設されたマグネットローラ３４ｂの磁気力とによって、現像スリーブ３４ａの表面に担持されつつ、図２中の矢印Ｂの方向に搬送される。そして、バッファ部Ｄを介して、現像スリーブ３４ａに供給されて担持された現像剤３２のうちの一定量が、現像スリーブ３４ａに担持されつつ、矢印Ｂで示すように、現像スリーブ３４ａの表面と現像ドクタ３５との規制ギャップを通過する。このとき、現像スリーブ３４ａの表面に担持された現像剤３２のうちの余分な現像剤は、規制ギャップを通過するときに現像ドクタ３５によって通過を阻止され、図２中の矢印Ｂ１で示すようにバッファ部Ｄ内に留まる。
【００３０】
規制ギャップを通過した現像剤３２は、図２中矢印Ｂ２で示すように現像スリーブ３４ａと感光体１との間の現像領域Ａを通過したのち、現像スリーブ３４ａから離れ、現像容器３３の底部３３ｂへ流れて回収搬送路３８へと受け渡される。より詳しく説明すると、まず、規制ギャップを通過した現像剤３２は現像スリーブ３４ａ上に担持されて現像領域Ａに搬送され、現像領域Ａを通過する。その後、現像領域Ａにおいて感光体１の表面の供給されずに現像スリーブ３４ａ上に残った現像剤３２は、現像スリーブ３４ａの回転に伴って供給搬送路３７に再度回収されるのではなく、回収搬送路３８に回収される。そして、回収された現像剤３２は、補給されたトナーと回収搬送路３８中で攪拌されつつ搬送され、再度、供給搬送路３７へ受け渡される。このように、現像領域Ａを通過した現像剤３２は現像容器３３内の供給搬送路３７と回収搬送路３８とを循環するため、供給搬送路３７内には常に回収搬送路３８で十分攪拌された現像剤のみが存在する状態となる。
【００３１】
また、回収搬送路３８内の現像剤３２は現像領域Ａを通過してトナー濃度が低下した現像剤３２を含むため、トナーを補給する必要がある。そこで、潜像の画像情報から求めるトナー消費量に応じて、または、回収搬送路３８内の現像剤３２のトナー濃度の測定結果に応じて、回収搬送路３８の上流側の現像剤３２にトナー補給がなされる。この現像容器３３内に補給されるトナーは、図３に示すように、トナー補給口４５から開口部４２を通って回収搬送路３８の搬送方向上流側の端部に落下する。そして、落下した補給トナーは回収搬送路３８内の現像剤３２に補給され、回収搬送路３８内で攪拌搬送される。このようにして、適正なトナー濃度の現像剤３２を供給搬送路３７に受け渡すことができる。
【００３２】
本実施形態の現像装置３では、供給搬送路３７から現像スリーブ３４ａに供給され現像領域Ａを通過してトナー濃度が低下した現像剤は回収搬送路３８と対向する位置で現像スリーブ３４ａの表面から離脱し、回収搬送路３８内に回収される。また、回収搬送路３８内に回収された現像剤は回収搬送路３８内の搬送方向上流側端部に補給されるトナーと回収搬送路３８内で攪拌され、所望のトナー濃度となった状態で供給搬送路３７に供給される。このように本実施形態の現像装置３では、現像領域Ａを通過してトナー濃度が低下した現像剤は供給搬送路３７では回収されないため供給スクリュー３９による搬送方向の上流側と下流側とで供給搬送路３７内での現像剤３２のトナー濃度が変化しない。
【００３３】
以上のような供給回収分離方式の現像装置３においては、図４中矢印Ｂにて示すように、供給搬送路３７からバッファ部Ｄを通じた現像スリーブ３４ａへの現像剤の受け渡しが、供給搬送路３７の現像剤搬送方向全域にわたって行われる。そのため、供給搬送路３７内において供給スクリュー３９により搬送される現像剤の量は、供給搬送路３７の上流端から下流端に向かうに従って徐々に減少する。つまり、供給搬送路３７内の下流側では、その上流側に比べて現像剤量が少なくなる。そのため、供給搬送路３７内の上流側でバッファ部Ｄへ移動する現像剤が多くなりすぎると、供給搬送路３７内の下流側で現像剤が少なすぎて、十分な量の現像剤をバッファ部Ｄへ移動させることができず、現像スリーブ３４ａへ汲み上げられる現像剤の量が不足してしまう汲み上げ不良（以下「現像剤枯渇」という。）が生じる。
【００３４】
以下、本発明者らによる現像剤枯渇の検討結果について説明する。
供給搬送路３７内の現像剤３２は、供給スクリュー３９の回転によって供給搬送路３７内を上流端から下流端まで搬送される間に、供給搬送路３７と現像スリーブ３４ａとの間に配置されている障壁４３を乗り越えてバッファ部Ｄへと供給される。このとき、本実施形態では、供給搬送路３７内の現像剤３２に対して汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力が作用し、その磁気力によって障壁４３を乗り越える搬送力が得られる。つまり、本実施形態では、供給搬送路３７内の現像剤３２を磁気力によってバッファ部Ｄ側へ引き付けることができる結果、このような磁気力が作用しない場合と比較して、供給搬送路３７からバッファ部Ｄへの現像剤搬送力が大きい。その結果、このような磁気力が作用しない場合と比較して、供給搬送路３７内の現像剤量が少ない量でも、必要量の現像剤をバッファ部Ｄへ移動させることができ、現像剤枯渇に対する余裕度を向上させることができる。
【００３５】
ただし、供給搬送路３７の上流側部分、特に供給搬送路３７の上流端付近では、バッファ部Ｄに存在する現像剤の量が多いため、供給搬送路３７内の現像剤に作用する汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が大きいと、供給搬送路３７内からバッファ部Ｄへ移動する現像剤の量が過剰となるだけでなく、その磁気力によってバッファ部Ｄ内に引き留められる現像剤の力も増大するので、バッファ部Ｄ内に過剰な現像剤が滞留する。そのため、バッファ部Ｄ内に存在する現像剤３２に与えるストレスが増大し、現像剤３２の劣化速度を速めてしまう。また、供給搬送路３７内の現像剤に作用する汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が大きいと、供給スクリュー３９の回転による供給搬送路３７内の現像剤搬送が阻害され、供給搬送路３７の下流側への搬送速度が落ち込み、供給搬送路３７の下流側部分まで搬送される現像剤量が少なくなり、現像剤枯渇の発生を助長する結果を招くおそれがある。
【００３６】
以上より、供給搬送路内の現像剤量が少ない箇所では、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力を大きく作用させることで現像剤枯渇に対する余裕度を向上させることができるが、そのような磁気力を供給搬送路内の現像剤量が多い箇所で作用させると、現像剤へのストレスが増大するばかりか、現像剤枯渇の発生を助長する結果を招くおそれがある。
【００３７】
図５（ａ）及び（ｂ）は、現像スリーブ３４ａの表面上における現像スリーブ表面法線方向の磁束密度のグラフを、現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した現像装置３の断面に重ねて表示した説明図である。ただし、図５（ａ）は、供給搬送路３７の上流端付近のものを示し、図５（ｂ）は、供給搬送路３７の下流端付近のものを示す。
本実施形態においては、以上の検討結果から、現像剤枯渇が発生し得る供給搬送路３７の現像剤搬送方向下流側部分（以下、単に「下流側部分」という。）では、供給搬送路３７の上流側部分に対してバッファ部Ｄへと現像剤を移動させるための磁気力の影響を強くする。具体的には、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の構成を、供給搬送路３７の現像剤搬送方向上流側の磁気力よりも下流側の磁気力の方が大きくなるようにしている。これにより、現像剤枯渇が発生し得る供給搬送路３７の下流側部分では現像剤枯渇の発生に対する余裕度が向上する一方、現像剤量が多い供給搬送路３７の上流側部分では、現像剤ストレスの増大を抑制するとともに、供給搬送路下流側への搬送速度の落ち込みを抑制して現像剤枯渇の発生が助長されるのを抑制している。
【００３８】
本実施形態においては、供給搬送路３７のうち現像剤搬送方向上流側の２／３〜３／４に対しては汲み上げ・規制磁極Ｎ２の法線方向磁束密度のピーク値（最大値）が１０［ｍＴ］以上３０［ｍＴ］以下であり、かつ、半値角度幅が４０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下となるように構成し、残りの部分すなわち供給搬送路３７のうち現像剤搬送方向下流側の１／４〜１／３に対しては、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の法線方向磁束密度のピーク値（最大値）を２０［ｍＴ］以上５０［ｍＴ］以下の範囲で上流側よりも大きくし、もしくは、半値角度幅を５０［ｄｅｇ］以上７０［ｄｅｇ］以下の範囲で上流側よりも広くするように構成変更したことで、現像剤枯渇に対する余裕度が改善した。
【００３９】
ここで、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響を供給搬送路３７の全域に亘って強くした場合、バッファ部Ｄ内に存在する現像剤の嵩が高くなり、現像スリーブ３４ａに加わる現像剤の重量が増大する。そのため、現像スリーブ軸方向両端で支持されている現像スリーブ３４ａの中央部がその現像剤の重量によって下方へ変位し、現像スリーブ３４ａが撓みやすい。これに対し、本実施形態においては、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が強いのは供給搬送路３７の下流側部分のみなので、バッファ部Ｄ内に存在する現像剤の全体量は、供給搬送路全域に亘って強くする場合よりも少なく、現像スリーブ３４ａに加わる現像剤の重量が軽減される。しかも、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が強い供給搬送路３７の下流側部分は、現像スリーブ３４ａを軸支するスリーブ端部に近いので、その部分に作用する磁気力の影響を強くしてバッファ部Ｄ内に存在する現像剤の嵩が高くなっても、現像スリーブ３４ａの撓みに与える影響は少ない。特に、現像スリーブ３４ａの径が１２［ｍｍ］以下の小径スリーブである場合、現像スリーブ３４ａは撓みやすいので、現像スリーブ３４ａに加わる荷重を極力抑えることが望まれる。
【００４０】
また、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響を供給搬送路３７の全域に亘って強くした場合、特に供給搬送路３７の上流側部分の影響を強くした場合、以下に説明するように、現像剤の連れ回りや再汲み上げに対する余裕度が低下する。
本実施形態の現像装置３においては、図５（ａ）に示したように、回収搬送路３８の下流側で現像剤量が多くなる。そのため、現像領域Ａを通過した使用済みの現像剤が現像スリーブ３４ａから離れずにそのまま供給搬送路３７側へ搬送されてしまう不具合（以下「連れ回り」という。）や、回収搬送路３８内の現像剤が現像スリーブ３４ａの表面に付着してしまって供給搬送路３７側へ搬送されてしまう不具合（以下「再汲み上げ」という。）が発生しやすい。このような連れ回りや再汲み上げが生じると、トナー濃度が低下した現像剤が現像スリーブ３４ａの回転に伴って供給搬送路３７側へ搬送されてしまい、これが現像に寄与することで、画像濃度低下や画像濃度ムラが発生してしまう。
【００４１】
ここで、連れ回りに関しては、回収搬送路３８内の現像剤の嵩が高い箇所や、剤離れ領域Ｃに作用する磁気力（現像剤を現像スリーブ３４ａの表面から剥離させる方向に作用する磁気力）が小さい箇所で発生しやすい。剤離れ領域Ｃの磁気力は、汲み上げ・規制磁極Ｎ２を強くすると相対的に剤離れ領域Ｃに作用する磁気力（現像剤を現像スリーブ３４ａの表面から剥離させる方向に作用する磁気力）が弱くなる関係にある。よって、汲み上げ・規制磁極Ｎ２を強くすることで、連れ回りに対する余裕度が低下する。具体例を挙げて説明すると、例えば、本実施形態の現像装置３によれば、剤離れ磁極Ｎ１から出た磁力線の一部は現像磁極Ｓ１へと流れ込み、残りの磁力線は剤離れ領域Ｃの近傍を通過して現像スリーブ３４ａの表面法線方向外側に向かう。同じように、汲み上げ・規制磁極Ｎ２から出た磁力線の一部は現像磁極Ｓ１へと流れ込み、残りの磁力線は剤離れ領域Ｃの近傍を通過して現像スリーブ３４ａの表面法線方向外側に向かう。剤離れ領域Ｃの磁気力ベクトルは、剤離れ磁極Ｎ１からの磁力線と、汲み上げ・規制磁極Ｎ２からの磁力線とのバランスにより決まる。このとき、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁束密度が増加すると、汲み上げ・規制磁極Ｎ２からの磁力線の数が増え、これにより剤離れ領域Ｃでの法線方向磁気吸引力が増加することになる。
【００４２】
しかしながら、本実施形態においては、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力を強めるのは、供給搬送路３７の下流側部分、すなわち、存在する現像剤量が少なくかつ現像剤の嵩が低い回収搬送路３８の上流側部分である。連れ回りに関しては、回収搬送路３８内の現像剤の嵩が低いほど発生しにくいので、回収搬送路３８の上流側部分において汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力を高めて剤離れ領域Ｃでの法線方向磁気吸引力が増加しても、連れ回りに対する余裕度が大幅に低下することはない。しかも、現像剤の嵩が低い回収搬送路３８の上流側部分では、再汲み上げに対する余裕度が高いので、回収搬送路３８の上流側部分だけ汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力を高めるのであれば、トナー濃度が低下した現像剤が現像スリーブ３４ａの回転に伴って供給搬送路３７側へ搬送され、現像に寄与するような事態を助長することはない。
したがって、本実施形態によれば、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響を供給搬送路３７の全域に亘って強くする場合と比較して、現像剤の連れ回りや再汲み上げに対する余裕度が高く、トナー濃度が低下した現像剤が現像スリーブ３４ａの回転に伴って供給搬送路３７側へ搬送されて画像濃度低下や画像濃度ムラを発生される事態が少ない。
【００４３】
また、本実施形態において、供給搬送路３７の下流側部分では障壁４３を乗り越えた現像剤のみがバッファ部Ｄへ移動し、現像スリーブ３４ａへ汲み上げられる。つまり、障壁４３を乗り越えられなかった現像剤は現像に使われない余剰現像剤となる。このような余剰現像剤を少なくする方法としては、障壁４３の高さを低くすればよい。この場合、余剰現像剤を少なくできるだけでなく、かつ、現像剤枯渇に対する余裕度も向上させることができる。しかしながら、その反面、障壁４３の高さを低くすると、供給搬送路３７からの現像剤がバッファ部Ｄへ供給される供給領域が、現像スリーブ表面移動方向上流側にシフトすることになる。供給領域の現像スリーブ表面移動方向上流側には、剤離れ領域Ｃが近接しているため、通常は、供給領域の現像スリーブ表面移動方向上流側に作用する汲み上げ磁気力は小さい。よって、単に、障壁４３の高さを低くしても、供給領域が現像スリーブ表面移動方向上流側にシフトするだけで、その供給領域に作用する汲み上げ磁気力は小さいままである。そのため、その供給領域に供給された現像剤を現像スリーブ３４ａの表面に汲み上げることができず、現像スリーブ３４ａの表面への現像剤汲み上げ量の増加への効果が低い。
【００４４】
しかしながら、本実施形態においては、供給搬送路３７の下流側部分の汲み上げ磁気力が大きいので、この部分の障壁４３の高さを低くしても、その供給領域に供給された現像剤を現像スリーブ３４ａの表面に汲み上げることができ、現像スリーブ３４ａの表面への現像剤汲み上げ量の増加に対する効果が高い。したがって、供給搬送路３７の下流側部分だけ汲み上げ・規制磁極Ｎ２による汲み上げ磁気力が大きい本実施形態によれば、図６（ａ）に示すように供給搬送路３７の上流側部分の障壁４３を高くしたまま、図６（ｂ）に示すように供給搬送路３７の下流側部分の障壁４３を低くすることで、障壁４３を乗り越えられない余剰現像剤を減らしつつ、バッファ部Ｄに供給された現像剤の現像スリーブ３４ａへの汲み上げ量を維持できる結果、現像剤枯渇に対する余裕度を向上させることができる。
【００４５】
なお、供給搬送路３７内の現像剤３２に対する汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響を供給搬送路３７の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるようにする方法としては、例えば、供給搬送路３７の現像剤搬送方向下流側に向かって、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が２段階以上で段階的に大きくなるようにする方法が挙げられる。また、例えば、供給搬送路３７の現像剤搬送方向下流側に向かって、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が連続的に大きくなるようにする方法も挙げられる。
【００４６】
また、本発明は、供給搬送路３７内で現像剤枯渇が発生し得る箇所すなわち供給搬送路３７内の現像剤量が少ない箇所で作用する磁気力の大きさが、供給搬送路３７内の現像剤量が多い箇所に対して相対的に大きくなるようにすればよい。本実施形態では、供給搬送路３７内の現像剤を一端部側から他端部側へ一方向に搬送する構成であるため、供給搬送路３７内の当該一端部側で作用する磁気力を相対的に小さくし、供給搬送路３７内の当該他端部側で作用する磁気力を相対的に大きくしている。しかしながら、例えば、供給搬送路３７内の現像剤を両端部から中央部へ搬送する構成であれば、供給搬送路３７内の両端部で作用する磁気力を相対的に小さくし、供給搬送路３７内の中央部で作用する磁気力を相対的に大きくすることになる。いずれにしても、供給スクリュー３９による供給搬送路３７内の現像剤搬送方向下流側で作用する磁気力の大きさを、上流側よりも大きくする。
【００４７】
また、本実施形態においては、マグネットローラ３４ｂが３つの磁極を有する場合を例に挙げて説明したが、磁極の数はこれに限定されることはなく、例えば図７に示すように６つの磁極を備えたマグネットローラ３４ｂにおいても同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態では、汲み上げ・規制磁極Ｎ２による汲み上げ磁気力だけでなく、現像剤の自重も作用して、供給搬送路３７からバッファ部Ｄへの現像剤の移動が実現される構成となっているが、例えば、現像スリーブ３４ａに対して供給搬送路３７が鉛直方向下側に位置するようにして汲み上げ・規制磁極Ｎ２による汲み上げ磁気力だけで供給搬送路３７からバッファ部Ｄへの現像剤の移動が実現されるような構成であっても、同様の効果が得られる。
【００４８】
以上、本実施形態に係るプリンタは、潜像担持体としての感光体１と、感光体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段としての帯電装置２及び露光装置１６と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により感光体１上の静電潜像を現像する現像装置３とを有し、現像装置３により感光体１上に形成されたトナー像を最終的に記録材としての記録紙Ｐへ転移させて記録紙Ｐ上に画像を形成する画像形成装置である。この現像装置３は、現像剤担持体としての現像スリーブ３４ａに沿って現像スリーブ回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送部材としての供給スクリュー３９によって搬送されている現像剤を、現像スリーブ３４ａの内部に配置されている磁界発生手段としてのマグネットローラ３４ｂによる磁気力によって現像スリーブ３４ａの表面に担持させることにより、現像スリーブ３４ａの回転に伴って現像剤を現像領域Ａへ搬送し、現像領域Ａにて現像剤中のトナーを感光体１の表面上の潜像に付着させて潜像を現像するとともに、現像領域Ａを通過した現像剤を現像スリーブ３４ａから現像剤供給搬送路３７とは別の搬送路である現像剤回収搬送路３８に回収する。この現像装置３において、マグネットローラ３４ｂは、供給搬送路３７内の現像剤が現像スリーブ３４ａの表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、供給搬送路３７内の現像剤を現像スリーブ３４ａの表面へ移動させる作用を及ぼす汲み上げ磁気力が、供給スクリュー３９によって供給搬送路３７内の現像剤を搬送する現像剤搬送方向の上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されている。これにより、汲み上げ磁気力の作用により供給搬送路３７内の現像剤を現像スリーブ表面に向かって移動させるための搬送力について、供給搬送路３７内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方を相対的に大きくすることができる。その結果、供給搬送路３７の全域に一様な汲み上げ磁気力が作用する構成では現像スリーブ表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまうほどの少量の現像剤しか供給搬送路３７の下流側まで到達できなかった場合でも、本実施形態によれば、供給搬送路３７の下流側で現像スリーブ表面に十分な量の現像剤を供給することが可能となる。したがって、現像剤枯渇に対する余裕度が向上する。
また、本実施形態において、マグネットローラ３４ｂは、現像スリーブ表面移動方向に沿って３つの磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２を備えており、これらの磁極のうち、現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極である汲み上げ・規制磁極Ｎ２は、汲み上げ・規制磁極Ｎ２により現像スリーブ３４ａの表面上に生じる現像スリーブ表面の法線方向磁束密度の最大値（ピーク値）を示す現像スリーブ３４ａ回転軸方向位置が、供給搬送路３７内の現像剤搬送方向下流側に位置するように構成されている。汲み上げ・規制磁極Ｎ２をこのように構成することで、供給搬送路３７内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方の汲み上げ磁気力が大きい構成を実現できる。
また、本実施形態において、マグネットローラ３４ｂは、現像スリーブ表面移動方向に沿って３つの磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２を備えており、これらの磁極のうち、現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極である汲み上げ・規制磁極Ｎ２は、汲み上げ・規制磁極Ｎ２により現像スリーブ３４ａの表面上に生じる現像スリーブ表面の法線方向磁束密度の最大値の半分の磁束密度となる現像スリーブ表面上の半値点を現像剤汲み上げ領域における現像スリーブ表面の曲率中心軸から見たときの現像スリーブ表面移動方向における半値点間の角度幅が、供給搬送路３７内の上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されている。汲み上げ・規制磁極Ｎ２をこのように構成することで、供給搬送路３７内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方の汲み上げ磁気力が大きい構成を実現できる。
また、本実施形態においては、現像剤汲み上げ領域における供給搬送路３７内の現像剤搬送方向の少なくとも一部分に、供給搬送路３７内の現像剤が現像スリーブ３４ａの表面へ移動するための供給搬送路３７と現像スリーブ３４ａとの間の現像剤通路スペースの現像スリーブ表面移動方向一部分を遮蔽して現像剤の移動量を規制する移動量規制部材としての障壁４３が設けられており、この障壁４３は、現像剤通路スペースの遮蔽量が供給搬送路３７内の上流側よりも下流側の方が少なくなるように構成されている。これにより、更に現像剤枯渇に対する余裕度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 現像装置
１５ 転写搬送ベルト
１６ 露光装置
１７ 作像装置
３２ 現像剤
３３ 現像容器
３４ 現像ローラ
３４ａ 現像スリーブ
３４ｂ マグネットローラ
３５ 現像ドクタ
３６ 仕切り板
３７ 供給搬送路
３８ 回収搬送路
３９ 供給スクリュー
４０ 回収スクリュー
４１，４２ 開口部
４３ 障壁
４５ トナー補給口
Ｓ１ 現像磁極
Ｎ１ 剤離れ磁極
Ｎ２ 汲み上げ・規制磁極
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特許第４０９３６７７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ、及び、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の現像装置は、一般に、現像剤担持体に沿って現像剤担持体回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を、回転している現像剤担持体の表面に担持させ、現像剤担持体の回転により現像剤を現像領域へ供給する。従来の現像装置の中には、現像領域でトナーを消費した現像済み現像剤を再び現像剤供給搬送路へ戻す供給回収一体方式を採用するものがある。この供給回収一体方式の現像装置は、現像剤供給搬送路を流れる現像剤のトナー濃度が現像剤搬送方向下流（以下、単に「下流」という。）側ほど低くなるため、現像領域に供給される現像剤において現像剤担持体回転軸方向にトナー濃度のムラが生じるという欠点がある。このようなトナー濃度のムラは、記録材上に形成される画像の濃度ムラとなって現れやすいので、解消することが望まれる。特に、近年は、文書などの印字率の低い原稿に対して印字率の高い写真などの原稿を印刷する機会が増えてきている。印字率の高い原稿を印刷する場合、トナーの消費量が多いため、現像剤のトナー濃度分布のムラが発生しやすいことに加え、現像剤のトナー濃度分布のムラに起因した画像濃度ムラがユーザーに知覚されやすい。
【０００３】
この欠点を解消し得る現像装置としては、現像領域でトナーを消費した現像済み現像剤を現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路へ回収する供給回収分離方式を採用するものがある（例えば特許文献１）。この供給回収分離方式の現像装置は、現像剤供給搬送路を流れる現像剤のトナー濃度が現像剤搬送方向にわたって一定に維持される。よって、現像領域に供給される現像剤において現像剤担持体回転軸方向にトナー濃度のムラが生じることはなく、上述した欠点が解消される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の画像形成装置に対しては、画像形成スピードの高速化が強く望まれている。画像形成スピードの高速化に対応するためには、現像装置の現像剤担持体の回転速度を高速化することが必要となる。現像剤担持体の回転速度が高いほど、現像剤担持体に対して現像剤を不足なく安定して供給し続けることが困難となるので、現像剤担持体への現像剤供給不足による画像濃度の低下等の画質劣化を引き起こしやすい。特に、近年の画像形成装置に対しては小型化の要請が強いことから、これに搭載される現像装置の小型化も強く望まれており、現像装置内に収容可能な現像剤の量は制限される傾向にある。そのため、現像装置内の限られた量の現像剤を有効活用して、現像剤担持体へ現像剤を不足なく安定して供給し続けることが必要となる。以上より、画像形成装置の小型化と画像形成スピードの高速化とを両立するためには、現像装置内の限られた現像剤量で、高速回転する現像剤担持体に対し、現像剤を不足なく安定して供給し続けることが望まれる。
【０００５】
しかしながら、上述した供給回収分離方式を採用する現像装置において、現像剤供給搬送路内の現像剤は、その現像剤供給搬送路に沿って配置される現像剤担持体に汲み上げられながら下流端まで搬送される。そのため、現像剤供給搬送路内を流れる現像剤の量は、下流側ほど少なくなる。よって、上述したように現像剤担持体の回転速度を高速化すると、単位時間あたりの汲み上げ量が多くなって、現像剤供給搬送路の下流端まで到達できる現像剤の量が少なくなり、現像剤供給搬送路の下流側において現像剤の量が不足するという事態が起こり得る。このような事態が生じると、現像剤担持体表面に汲み上げられる現像剤の量が現像剤供給搬送路の下流側で少なくなり、現像剤担持体回転軸方向に対応する方向の画像濃度ムラが生じるという問題が起こる。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤供給搬送路の下流側で現像剤量の不足が生じても画像濃度ムラが生じくい供給回収分離方式の現像装置、並びに、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像剤担持体の表面に沿って現像剤担持体回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送部材によって搬送されているトナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤を、該現像剤担持体の内部に配置されている磁界発生手段による磁気力によって該現像剤担持体の表面に担持させることにより、該現像剤担持体の回転に伴って二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を該現像剤担持体から該現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する現像装置において、上記磁界発生手段は、上記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤が上記現像剤担持体の表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、該現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を該現像剤担持体の表面へ移動させる作用を及ぼす磁気力が、上記搬送部材によって該現像剤供給搬送路内の現像剤を搬送する現像剤搬送方向の上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記磁界発生手段は、現像剤担持体表面移動方向に沿って複数の磁極を備えたものであり、該複数の磁極のうち、上記現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極は、該汲み上げ磁極により現像剤担持体表面上に生じる該現像剤担持体表面の法線方向磁束密度の最大値を示す現像剤担持体回転軸方向位置が、上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に位置するように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記磁界発生手段は、現像剤担持体表面移動方向に沿って複数の磁極を備えたものであり、該複数の磁極のうち、上記現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極は、該汲み上げ磁極により現像剤担持体表面上に生じる該現像剤担持体表面の法線方向磁束密度の最大値の半分の磁束密度となる該現像剤担持体表面上の半値点を該現像剤汲み上げ領域における該現像剤担持体表面の曲率中心軸から見たときの現像剤担持体表面移動方向における半値点間の角度幅が、上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、上記現像剤汲み上げ領域における上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向の少なくとも一部分に、上記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤が上記現像剤担持体の表面へ移動するための該現像剤供給搬送路と該現像剤担持体との間の現像剤通路スペースの現像剤担持体表面移動方向一部分を遮蔽して二成分現像剤の移動量を規制する移動量規制部材が設けられており、上記移動量規制部材は、上記現像剤通路スペースの遮蔽量が上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が少なくなるように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、現像剤供給搬送路内の現像剤が現像剤担持体表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体表面へ移動させる作用を及ぼす磁気力（以下「汲み上げ磁気力」という。）が、現像剤供給搬送路内の搬送部材による現像剤搬送方向の上流側よりも下流側の方が大きい。そのため、汲み上げ磁気力の作用により現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体表面に向かって移動させるための搬送力を、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が相対的に大きくなるようにすることができる。従来の現像装置は、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向において汲み上げ磁気力がほぼ一様である。本発明によれば、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側の汲み上げ磁気力を高めて、現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体表面に向かって移動させるための搬送力を大きくした結果、従来の現像装置では現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまうほどの少量の現像剤しか現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側まで到達できなかった場合でも、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側で現像剤担持体表面に十分な量の現像剤を供給することが可能となる。
ここで、仮に現像剤汲み上げ領域全域にわたって汲み上げ磁気力を一律に大きくした場合、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側における現像剤担持体側への搬送力も高まることになる。この場合、現像剤供給搬送路内を流れて現像剤搬送方向下流側まで到達できる現像剤の量が少なくなるため、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に存在する現像剤量が、現像剤担持体表面へ汲み上げるのに必要な現像剤量よりも少なくなるおそれがある。この場合、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側の汲み上げ磁気力が大きくて搬送力が高まっているとしても、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に必要量の現像剤が存在しない以上、現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまう。
しかも、現像剤汲み上げ領域全域にわたって汲み上げ磁気力を一律に大きくした場合、多量の現像剤が存在している現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側において、現像剤供給搬送路から現像剤担持体側への現像剤搬送力が高まる。そのため、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側では、現像剤供給搬送路と現像剤担持体との間の現像剤通路スペースに過剰量の現像剤が送り込まれる。その結果、その現像剤通路スペースに存在する現像剤に過剰なストレスが加わり、現像剤が劣化しやすい。また、当該現像剤通路スペースに存在する現像剤に過剰なストレスが加わる結果、現像剤担持体に対して過剰な圧力が加わり、現像剤担持体が撓んでしまうおそれもある。現像剤担持体が撓んでしまうと、現像領域へ搬送される現像剤量が現像剤担持体軸方向において不均一となり、現像剤担持体軸方向で現像能力に差異が生じて画像濃度ムラを引き起こす。
一方、仮に現像剤汲み上げ領域全域にわたって汲み上げ磁気力を一律に小さくした場合、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側における現像剤担持体側への搬送力が不足して、現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に十分な量の現像剤が存在していても、現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまう。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、現像剤回転軸方向において汲み上げ磁気力がほぼ一様である従来の現像装置では現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまうほどの少量の現像剤しか現像剤供給搬送路の下流側まで到達できないような事態が生じても、現像剤担持体表面への現像剤汲み上げ量が不足する事態が生じにくく、これにより画像濃度ムラの発生を抑制できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
【図２】同プリンタに適用可能な現像装置３の一例を示す概略断面図である。
【図３】同現像装置を図２の矢印Ｆ方向からみた各搬送スクリューの回転軸近傍の断面説明図である。
【図４】同現像装置を図２の矢印Ｆ方向から見た、現像装置の現像容器内の現像剤の流れを説明する模式図である。
【図５】（ａ）は、現像スリーブ表面上における現像スリーブ表面法線方向の磁束密度のグラフを、現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した現像装置の断面に重ねて表示した、供給搬送路の上流端付近の説明図である。（ｂ）は、現像スリーブ表面上における現像スリーブ表面法線方向の磁束密度のグラフを、現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した現像装置の断面に重ねて表示した、供給搬送路の下流端付近の説明図である。
【図６】（ａ）は、供給搬送路の上流側における供給搬送路の障壁の高さを説明するための説明図である。（ｂ）は、供給搬送路の下流側における供給搬送路の障壁の高さを説明するための説明図である。
【図７】６つの磁極を備えたマグネットローラを有する現像装置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ１００に適用した実施の形態について説明する。各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１２】
図１は、プリンタ１００の概略構成図である。
プリンタ１００は、タンデム方式を採用するフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置であり、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアン（以下、それぞれ、Ｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃという。）の各色トナー像を形成する作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを備えている。これらの作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの下方には、下流側張架ローラ１８及び上流側張架ローラ１９に掛け回されて記録紙Ｐを表面に担持して搬送し、各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの対向しながら表面移動する転写搬送ベルト１５が配設されている。転写搬送ベルト１５を挟んで各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと対向する転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを備えている。
【００１３】
また、転写搬送ベルト１５による記録紙搬送方向について下流側張架ローラ１８よりも下流側には、転写搬送ベルト１５から分離した記録紙Ｐ上の未定着トナーを定着する定着装置２４を備えている。また、プリンタ１００の本体上部には、定着装置２４を通過しトナー像が定着した記録紙Ｐを積載するための排紙トレイ２５を備えている。
【００１４】
転写搬送ベルト１５の下方には、記録紙Ｐを収容する複数の給紙カセット２０，２１，２２を備えている。また、転写搬送ベルト１５と作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃとが対向する転写領域に各給紙カセット２０，２１，２２から記録材である記録紙Ｐを供給する給紙搬送装置２６と、各給紙カセット２０、２１、２２から搬送されてきた記録紙Ｐを作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ２３とを備えている。
【００１５】
また、本実施形態のプリンタ１００では、図１中の左右方向のサイズを小型にできるように転写搬送ベルト１５を斜め方向に配設し、転写搬送ベルト１５上での記録紙Ｐの搬送方向を図１中矢印で示すように斜め方向としている。これにより、プリンタ１００は、図１中の左右方向における筐体の幅が、Ａ３サイズの記録紙長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。このように構成することで、本実施形態のプリンタ１００は、内部に記録紙を収容するために最低限必要な大きさに構成できており大幅に小型化されている。
【００１６】
各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、潜像担持体としてドラム状の感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを有している。この感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの回転方向に関して順に、それぞれ帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、クリーニング装置６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、等を有している。また、帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃとの間で書込み光Ｌを露光装置１６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃから照射される周知の構成である。感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃはドラム状でなく、ベルト状としても良い。
【００１７】
このような構成のプリンタ１００では、画像形成スタートとともに、各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃで各色トナー像が形成される。各作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃでは、感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃが、図示していないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによって一様帯電された後、露光装置１６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃより、画像を色分解した色毎の画像情報に応じて書込み光Ｌが照射され、静電潜像が形成される。感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ上に形成された静電潜像は、現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃにより現像され、各感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの表面上に各色トナー像が形成される。一方、給紙カセット２０，２１，２２のいずれかから給紙搬送された記録紙Ｐは、レジストローラ２３によって作像装置１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによる作像タイミングに合わせて、転写搬送ベルト１５の表面上に供給される。そして、転写搬送ベルト１５に担持された記録紙Ｐは転写搬送ベルト１５の表面移動によって各色の転写領域に搬送される。
【００１８】
各感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ上に形成されたトナー像は、感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと転写搬送ベルト１５との対向部で転写バイアス手段である転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによって転写搬送ベルト１５上に担持された記録紙Ｐに順次転写される。このようにしてＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃの順で各感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ上に形成されたトナー像が転写され、重ね合わせカラートナー像が記録紙Ｐ上に形成される。トナー像を転写された記録紙Ｐは、転写搬送ベルト１５から分離され、定着装置２４に搬送され、トナー像が定着されて機外の排紙トレイ２５に排出される。
【００１９】
一方、記録紙Ｐ上にトナー像を転写した後の感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、クリーニング装置６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃによって転写残トナーの除去がなされ、必要に応じて図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃで一様に帯電される動作を繰り返す。
【００２０】
次に、現像装置３について詳しく説明する。本実施形態のプリンタ１００の現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、画像形成物質として、互いに異なる色（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、特に必要のない限り添字Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを省略し、現像装置３として説明する。
【００２１】
図２は、本実施形態のプリンタ１００に適用可能な現像装置３の一例を示す概略断面図である。
図３は、現像装置３を図２の矢印Ｆ方向からみた各搬送スクリューの回転軸近傍の断面説明図である。
図４は、現像装置３を図２の矢印Ｆ方向から見た、現像装置３のケーシングである現像容器３３内の現像剤の流れを説明する模式図である。
なお、図３及び図４中の矢印が現像容器３３中の現像剤の流れを示している。
【００２２】
図２に示すように、現像装置３は感光体１に対向配置され、感光体１は図中矢印ａに示すように、図２における時計回り方向に回転駆動する。現像装置３のケーシングである現像容器３３内には磁性キャリアと磁性又は非磁性のトナーとからなる粉体状の二成分現像剤である現像剤３２が収容されている。現像装置３は、感光体１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像領域Ａまで現像容器３３内の現像剤３２を担持して、表面移動することによって搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ３４ａを備える。また、現像スリーブ３４ａの内部に現像装置３に対して固定された複数の磁石からなる磁界発生手段としてのマグネットローラ３４ｂを備え、現像スリーブ３４ａとマグネットローラ３４ｂとで現像ローラ３４を構成する。さらに、現像スリーブ３４ａ上に担持された現像剤の層厚規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ３５とを有している。
【００２３】
本実施形態のマグネットローラ３４ｂは、現像スリーブ表面移動方向に沿って３つの磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２を備えている。磁極Ｓ１は、現像領域Ａを通過する現像剤３２を穂立ちさせ、磁性キャリアが保持しているトナーを感光体１の表面に接触させて現像させる機能を担っている現像磁極である。磁極Ｎ１は、現像スリーブ３４ａの回転による現像剤３２の搬送性を確保するとともに、現像スリーブ３４ａの表面から現像剤を離間させるための現像剤離れ機能を担っている剤離れ磁極である。磁極Ｎ２は、供給搬送路３７内の現像剤３２をバッファ部Ｄへ移動させて現像スリーブ上に汲み上げる汲み上げ磁極として機能するとともに、現像ドクタ３５を通過する現像剤３２に磁気力を作用させて規制ギャップの現像剤通過量の安定性を確保する規制磁極としても機能する汲み上げ・規制磁極である。
【００２４】
現像剤搬送手段である２つの搬送スクリューとして、供給スクリュー３９と回収スクリュー４０とが現像スリーブ３４ａの回転軸方向に対して略平行に設けられている。各搬送スクリューは、図３に示すように、回転軸とその回転軸に螺旋状に設けられた羽部とを有し、回転することにより回転軸の軸方向に沿って、それぞれ一方向に現像剤３２を搬送する。現像容器３３の内部は、現像剤供給搬送路としての供給搬送路３７と現像剤回収搬送路としての回収搬送路３８とが、仕切り板３６を挟んで上下に形成されている。
【００２５】
また、図３に示すように、仕切り板３６の両端部には開口部がそれぞれ設けられている。ここで、供給搬送路３７の現像剤搬送方向上流側と回収搬送路３８の現像剤搬送方向下流側との間は開口部４１によって連通している。回収搬送路３８の現像剤搬送方向上流側に設けられた開口部４２は、供給搬送路３７の現像剤搬送方向下流側の端部に連通している。また、この開口部４２の上部には、補給トナーを補給するためのトナー補給口４５が配置されている。
【００２６】
ここで、図２に示すように、仕切り板３６は現像スリーブ３４ａ側の端部が供給スクリュー３９を下方から包み込むように立設され、この立設部によって障壁４３を形成している。この障壁４３と、現像装置３の内壁と、現像スリーブ３４ａの上部の周面とで形成される現像スリーブ３４ａの上方空間（現像ドクタ３５の現像スリーブ表面移動方向上流側に隣接する規制前空間）には、供給搬送路３７から現像剤３２が順次供給される。この現像スリーブ３４ａの上方空間は、貯留する現像剤３２が現像スリーブ３４ａの周面に接触し、現像スリーブ３４ａの回転に伴って現像スリーブ３４ａの周面に接触した現像剤３２が、この現像スリーブ３４ａの回転軸方向の全幅に亘って担持搬送されるように現像幅に亘って形成されている。そして、この現像スリーブ３４ａの上方空間は、供給搬送路３７から供給される現像剤３２を一旦貯留する貯留部であるバッファ部Ｄとして機能し、貯留した現像剤３２を現像スリーブ３４ａへ安定的に供給している。
【００２７】
本実施形態における現像装置３においては、後述するように供給搬送路３７中の現像剤３２の量が下流に行くほど少なくなる傾向があるため、その量の減少に従うように障壁４３の端部の高さが上流から下流に行くにしたがって低くなるように形成してもよい。図３に示すように、回収搬送路３８内の現像剤３２は回収スクリュー４０によって供給スクリュー３９の搬送方向とは逆方向に搬送される。また、供給スクリュー３９は図２における時計回りに回転し、回収スクリュー４０は現像スリーブ３４ａと同様に反時計回りに回転する。図４に示すように、現像容器３３内の現像剤３２は、供給スクリュー３９及び回収スクリュー４０の回転によって、供給搬送路３７及び回収搬送路３８それぞれの搬送方向に向かって搬送され、現像容器内を循環する。
【００２８】
回収搬送路３８から供給搬送路３７への現像剤３２の搬送は、回収搬送路３８に設けられた回収スクリュー４０による、搬送方向下流端に溜まった現像剤３２の搬送圧で、供給搬送路３７と回収搬送路３８とを連通する開口部４１を通過するように、現像剤３２を鉛直方向上方へ押し上げることで行われる。供給搬送路３７で搬送されている現像剤３２は、現像剤搬送方向に沿って順次、供給スクリュー３９の回転によって供給スクリュー３９と現像スリーブ３４ａとの間の障壁４３の端部を乗り越えてバッファ部Ｄに供給される。そして、バッファ部Ｄに供給された現像剤３２は、直接又は現像スリーブ３４ａに内設されたマグネットローラ３４ｂの磁気力によって現像スリーブ３４ａに引き付けられ現像スリーブ３４ａに供給される。
【００２９】
バッファ部Ｄを介して、現像スリーブ３４ａに供給された現像剤３２は、現像スリーブ３４ａの回転と、内設されたマグネットローラ３４ｂの磁気力とによって、現像スリーブ３４ａの表面に担持されつつ、図２中の矢印Ｂの方向に搬送される。そして、バッファ部Ｄを介して、現像スリーブ３４ａに供給されて担持された現像剤３２のうちの一定量が、現像スリーブ３４ａに担持されつつ、矢印Ｂで示すように、現像スリーブ３４ａの表面と現像ドクタ３５との規制ギャップを通過する。このとき、現像スリーブ３４ａの表面に担持された現像剤３２のうちの余分な現像剤は、規制ギャップを通過するときに現像ドクタ３５によって通過を阻止され、図２中の矢印Ｂ１で示すようにバッファ部Ｄ内に留まる。
【００３０】
規制ギャップを通過した現像剤３２は、図２中矢印Ｂ２で示すように現像スリーブ３４ａと感光体１との間の現像領域Ａを通過したのち、現像スリーブ３４ａから離れ、現像容器３３の底部３３ｂへ流れて回収搬送路３８へと受け渡される。より詳しく説明すると、まず、規制ギャップを通過した現像剤３２は現像スリーブ３４ａ上に担持されて現像領域Ａに搬送され、現像領域Ａを通過する。その後、現像領域Ａにおいて感光体１の表面の供給されずに現像スリーブ３４ａ上に残った現像剤３２は、現像スリーブ３４ａの回転に伴って供給搬送路３７に再度回収されるのではなく、回収搬送路３８に回収される。そして、回収された現像剤３２は、補給されたトナーと回収搬送路３８中で攪拌されつつ搬送され、再度、供給搬送路３７へ受け渡される。このように、現像領域Ａを通過した現像剤３２は現像容器３３内の供給搬送路３７と回収搬送路３８とを循環するため、供給搬送路３７内には常に回収搬送路３８で十分攪拌された現像剤のみが存在する状態となる。
【００３１】
また、回収搬送路３８内の現像剤３２は現像領域Ａを通過してトナー濃度が低下した現像剤３２を含むため、トナーを補給する必要がある。そこで、潜像の画像情報から求めるトナー消費量に応じて、または、回収搬送路３８内の現像剤３２のトナー濃度の測定結果に応じて、回収搬送路３８の上流側の現像剤３２にトナー補給がなされる。この現像容器３３内に補給されるトナーは、図３に示すように、トナー補給口４５から開口部４２を通って回収搬送路３８の搬送方向上流側の端部に落下する。そして、落下した補給トナーは回収搬送路３８内の現像剤３２に補給され、回収搬送路３８内で攪拌搬送される。このようにして、適正なトナー濃度の現像剤３２を供給搬送路３７に受け渡すことができる。
【００３２】
本実施形態の現像装置３では、供給搬送路３７から現像スリーブ３４ａに供給され現像領域Ａを通過してトナー濃度が低下した現像剤は回収搬送路３８と対向する位置で現像スリーブ３４ａの表面から離脱し、回収搬送路３８内に回収される。また、回収搬送路３８内に回収された現像剤は回収搬送路３８内の搬送方向上流側端部に補給されるトナーと回収搬送路３８内で攪拌され、所望のトナー濃度となった状態で供給搬送路３７に供給される。このように本実施形態の現像装置３では、現像領域Ａを通過してトナー濃度が低下した現像剤は供給搬送路３７では回収されないため供給スクリュー３９による搬送方向の上流側と下流側とで供給搬送路３７内での現像剤３２のトナー濃度が変化しない。
【００３３】
以上のような供給回収分離方式の現像装置３においては、図４中矢印Ｂにて示すように、供給搬送路３７からバッファ部Ｄを通じた現像スリーブ３４ａへの現像剤の受け渡しが、供給搬送路３７の現像剤搬送方向全域にわたって行われる。そのため、供給搬送路３７内において供給スクリュー３９により搬送される現像剤の量は、供給搬送路３７の上流端から下流端に向かうに従って徐々に減少する。つまり、供給搬送路３７内の下流側では、その上流側に比べて現像剤量が少なくなる。そのため、供給搬送路３７内の上流側でバッファ部Ｄへ移動する現像剤が多くなりすぎると、供給搬送路３７内の下流側で現像剤が少なすぎて、十分な量の現像剤をバッファ部Ｄへ移動させることができず、現像スリーブ３４ａへ汲み上げられる現像剤の量が不足してしまう汲み上げ不良（以下「現像剤枯渇」という。）が生じる。
【００３４】
以下、本発明者らによる現像剤枯渇の検討結果について説明する。
供給搬送路３７内の現像剤３２は、供給スクリュー３９の回転によって供給搬送路３７内を上流端から下流端まで搬送される間に、供給搬送路３７と現像スリーブ３４ａとの間に配置されている障壁４３を乗り越えてバッファ部Ｄへと供給される。このとき、本実施形態では、供給搬送路３７内の現像剤３２に対して汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力が作用し、その磁気力によって障壁４３を乗り越える搬送力が得られる。つまり、本実施形態では、供給搬送路３７内の現像剤３２を磁気力によってバッファ部Ｄ側へ引き付けることができる結果、このような磁気力が作用しない場合と比較して、供給搬送路３７からバッファ部Ｄへの現像剤搬送力が大きい。その結果、このような磁気力が作用しない場合と比較して、供給搬送路３７内の現像剤量が少ない量でも、必要量の現像剤をバッファ部Ｄへ移動させることができ、現像剤枯渇に対する余裕度を向上させることができる。
【００３５】
ただし、供給搬送路３７の上流側部分、特に供給搬送路３７の上流端付近では、バッファ部Ｄに存在する現像剤の量が多いため、供給搬送路３７内の現像剤に作用する汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が大きいと、供給搬送路３７内からバッファ部Ｄへ移動する現像剤の量が過剰となるだけでなく、その磁気力によってバッファ部Ｄ内に引き留められる現像剤の力も増大するので、バッファ部Ｄ内に過剰な現像剤が滞留する。そのため、バッファ部Ｄ内に存在する現像剤３２に与えるストレスが増大し、現像剤３２の劣化速度を速めてしまう。また、供給搬送路３７内の現像剤に作用する汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が大きいと、供給スクリュー３９の回転による供給搬送路３７内の現像剤搬送が阻害され、供給搬送路３７の下流側への搬送速度が落ち込み、供給搬送路３７の下流側部分まで搬送される現像剤量が少なくなり、現像剤枯渇の発生を助長する結果を招くおそれがある。
【００３６】
以上より、供給搬送路内の現像剤量が少ない箇所では、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力を大きく作用させることで現像剤枯渇に対する余裕度を向上させることができるが、そのような磁気力を供給搬送路内の現像剤量が多い箇所で作用させると、現像剤へのストレスが増大するばかりか、現像剤枯渇の発生を助長する結果を招くおそれがある。
【００３７】
図５（ａ）及び（ｂ）は、現像スリーブ３４ａの表面上における現像スリーブ表面法線方向の磁束密度のグラフを、現像スリーブ軸方向に対して直交する断面に沿って切断した現像装置３の断面に重ねて表示した説明図である。ただし、図５（ａ）は、供給搬送路３７の上流端付近のものを示し、図５（ｂ）は、供給搬送路３７の下流端付近のものを示す。
本実施形態においては、以上の検討結果から、現像剤枯渇が発生し得る供給搬送路３７の現像剤搬送方向下流側部分（以下、単に「下流側部分」という。）では、供給搬送路３７の上流側部分に対してバッファ部Ｄへと現像剤を移動させるための磁気力の影響を強くする。具体的には、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の構成を、供給搬送路３７の現像剤搬送方向上流側の磁気力よりも下流側の磁気力の方が大きくなるようにしている。これにより、現像剤枯渇が発生し得る供給搬送路３７の下流側部分では現像剤枯渇の発生に対する余裕度が向上する一方、現像剤量が多い供給搬送路３７の上流側部分では、現像剤ストレスの増大を抑制するとともに、供給搬送路下流側への搬送速度の落ち込みを抑制して現像剤枯渇の発生が助長されるのを抑制している。
【００３８】
本実施形態においては、供給搬送路３７のうち現像剤搬送方向上流側の２／３〜３／４に対しては汲み上げ・規制磁極Ｎ２の法線方向磁束密度のピーク値（最大値）が１０［ｍＴ］以上３０［ｍＴ］以下であり、かつ、半値角度幅が４０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下となるように構成し、残りの部分すなわち供給搬送路３７のうち現像剤搬送方向下流側の１／４〜１／３に対しては、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の法線方向磁束密度のピーク値（最大値）を２０［ｍＴ］以上５０［ｍＴ］以下の範囲で上流側よりも大きくし、もしくは、半値角度幅を５０［ｄｅｇ］以上７０［ｄｅｇ］以下の範囲で上流側よりも広くするように構成変更したことで、現像剤枯渇に対する余裕度が改善した。
【００３９】
ここで、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響を供給搬送路３７の全域に亘って強くした場合、バッファ部Ｄ内に存在する現像剤の嵩が高くなり、現像スリーブ３４ａに加わる現像剤の重量が増大する。そのため、現像スリーブ軸方向両端で支持されている現像スリーブ３４ａの中央部がその現像剤の重量によって下方へ変位し、現像スリーブ３４ａが撓みやすい。これに対し、本実施形態においては、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が強いのは供給搬送路３７の下流側部分のみなので、バッファ部Ｄ内に存在する現像剤の全体量は、供給搬送路全域に亘って強くする場合よりも少なく、現像スリーブ３４ａに加わる現像剤の重量が軽減される。しかも、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が強い供給搬送路３７の下流側部分は、現像スリーブ３４ａを軸支するスリーブ端部に近いので、その部分に作用する磁気力の影響を強くしてバッファ部Ｄ内に存在する現像剤の嵩が高くなっても、現像スリーブ３４ａの撓みに与える影響は少ない。特に、現像スリーブ３４ａの径が１２［ｍｍ］以下の小径スリーブである場合、現像スリーブ３４ａは撓みやすいので、現像スリーブ３４ａに加わる荷重を極力抑えることが望まれる。
【００４０】
また、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響を供給搬送路３７の全域に亘って強くした場合、特に供給搬送路３７の上流側部分の影響を強くした場合、以下に説明するように、現像剤の連れ回りや再汲み上げに対する余裕度が低下する。
本実施形態の現像装置３においては、図５（ａ）に示したように、回収搬送路３８の下流側で現像剤量が多くなる。そのため、現像領域Ａを通過した使用済みの現像剤が現像スリーブ３４ａから離れずにそのまま供給搬送路３７側へ搬送されてしまう不具合（以下「連れ回り」という。）や、回収搬送路３８内の現像剤が現像スリーブ３４ａの表面に付着してしまって供給搬送路３７側へ搬送されてしまう不具合（以下「再汲み上げ」という。）が発生しやすい。このような連れ回りや再汲み上げが生じると、トナー濃度が低下した現像剤が現像スリーブ３４ａの回転に伴って供給搬送路３７側へ搬送されてしまい、これが現像に寄与することで、画像濃度低下や画像濃度ムラが発生してしまう。
【００４１】
ここで、連れ回りに関しては、回収搬送路３８内の現像剤の嵩が高い箇所や、剤離れ領域Ｃに作用する磁気力（現像剤を現像スリーブ３４ａの表面から剥離させる方向に作用する磁気力）が小さい箇所で発生しやすい。剤離れ領域Ｃの磁気力は、汲み上げ・規制磁極Ｎ２を強くすると相対的に剤離れ領域Ｃに作用する磁気力（現像剤を現像スリーブ３４ａの表面から剥離させる方向に作用する磁気力）が弱くなる関係にある。よって、汲み上げ・規制磁極Ｎ２を強くすることで、連れ回りに対する余裕度が低下する。具体例を挙げて説明すると、例えば、本実施形態の現像装置３によれば、剤離れ磁極Ｎ１から出た磁力線の一部は現像磁極Ｓ１へと流れ込み、残りの磁力線は剤離れ領域Ｃの近傍を通過して現像スリーブ３４ａの表面法線方向外側に向かう。同じように、汲み上げ・規制磁極Ｎ２から出た磁力線の一部は現像磁極Ｓ１へと流れ込み、残りの磁力線は剤離れ領域Ｃの近傍を通過して現像スリーブ３４ａの表面法線方向外側に向かう。剤離れ領域Ｃの磁気力ベクトルは、剤離れ磁極Ｎ１からの磁力線と、汲み上げ・規制磁極Ｎ２からの磁力線とのバランスにより決まる。このとき、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁束密度が増加すると、汲み上げ・規制磁極Ｎ２からの磁力線の数が増え、これにより剤離れ領域Ｃでの法線方向磁気吸引力が増加することになる。
【００４２】
しかしながら、本実施形態においては、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力を強めるのは、供給搬送路３７の下流側部分、すなわち、存在する現像剤量が少なくかつ現像剤の嵩が低い回収搬送路３８の上流側部分である。連れ回りに関しては、回収搬送路３８内の現像剤の嵩が低いほど発生しにくいので、回収搬送路３８の上流側部分において汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力を高めて剤離れ領域Ｃでの法線方向磁気吸引力が増加しても、連れ回りに対する余裕度が大幅に低下することはない。しかも、現像剤の嵩が低い回収搬送路３８の上流側部分では、再汲み上げに対する余裕度が高いので、回収搬送路３８の上流側部分だけ汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力を高めるのであれば、トナー濃度が低下した現像剤が現像スリーブ３４ａの回転に伴って供給搬送路３７側へ搬送され、現像に寄与するような事態を助長することはない。
したがって、本実施形態によれば、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響を供給搬送路３７の全域に亘って強くする場合と比較して、現像剤の連れ回りや再汲み上げに対する余裕度が高く、トナー濃度が低下した現像剤が現像スリーブ３４ａの回転に伴って供給搬送路３７側へ搬送されて画像濃度低下や画像濃度ムラを発生される事態が少ない。
【００４３】
また、本実施形態において、供給搬送路３７の下流側部分では障壁４３を乗り越えた現像剤のみがバッファ部Ｄへ移動し、現像スリーブ３４ａへ汲み上げられる。つまり、障壁４３を乗り越えられなかった現像剤は現像に使われない余剰現像剤となる。このような余剰現像剤を少なくする方法としては、障壁４３の高さを低くすればよい。この場合、余剰現像剤を少なくできるだけでなく、かつ、現像剤枯渇に対する余裕度も向上させることができる。しかしながら、その反面、障壁４３の高さを低くすると、供給搬送路３７からの現像剤がバッファ部Ｄへ供給される供給領域が、現像スリーブ表面移動方向上流側にシフトすることになる。供給領域の現像スリーブ表面移動方向上流側には、剤離れ領域Ｃが近接しているため、通常は、供給領域の現像スリーブ表面移動方向上流側に作用する汲み上げ磁気力は小さい。よって、単に、障壁４３の高さを低くしても、供給領域が現像スリーブ表面移動方向上流側にシフトするだけで、その供給領域に作用する汲み上げ磁気力は小さいままである。そのため、その供給領域に供給された現像剤を現像スリーブ３４ａの表面に汲み上げることができず、現像スリーブ３４ａの表面への現像剤汲み上げ量の増加への効果が低い。
【００４４】
しかしながら、本実施形態においては、供給搬送路３７の下流側部分の汲み上げ磁気力が大きいので、この部分の障壁４３の高さを低くしても、その供給領域に供給された現像剤を現像スリーブ３４ａの表面に汲み上げることができ、現像スリーブ３４ａの表面への現像剤汲み上げ量の増加に対する効果が高い。したがって、供給搬送路３７の下流側部分だけ汲み上げ・規制磁極Ｎ２による汲み上げ磁気力が大きい本実施形態によれば、図６（ａ）に示すように供給搬送路３７の上流側部分の障壁４３を高くしたまま、図６（ｂ）に示すように供給搬送路３７の下流側部分の障壁４３を低くすることで、障壁４３を乗り越えられない余剰現像剤を減らしつつ、バッファ部Ｄに供給された現像剤の現像スリーブ３４ａへの汲み上げ量を維持できる結果、現像剤枯渇に対する余裕度を向上させることができる。
【００４５】
なお、供給搬送路３７内の現像剤３２に対する汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響を供給搬送路３７の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるようにする方法としては、例えば、供給搬送路３７の現像剤搬送方向下流側に向かって、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が２段階以上で段階的に大きくなるようにする方法が挙げられる。また、例えば、供給搬送路３７の現像剤搬送方向下流側に向かって、汲み上げ・規制磁極Ｎ２の磁気力の影響が連続的に大きくなるようにする方法も挙げられる。
【００４６】
また、本発明は、供給搬送路３７内で現像剤枯渇が発生し得る箇所すなわち供給搬送路３７内の現像剤量が少ない箇所で作用する磁気力の大きさが、供給搬送路３７内の現像剤量が多い箇所に対して相対的に大きくなるようにすればよい。本実施形態では、供給搬送路３７内の現像剤を一端部側から他端部側へ一方向に搬送する構成であるため、供給搬送路３７内の当該一端部側で作用する磁気力を相対的に小さくし、供給搬送路３７内の当該他端部側で作用する磁気力を相対的に大きくしている。しかしながら、例えば、供給搬送路３７内の現像剤を両端部から中央部へ搬送する構成であれば、供給搬送路３７内の両端部で作用する磁気力を相対的に小さくし、供給搬送路３７内の中央部で作用する磁気力を相対的に大きくすることになる。いずれにしても、供給スクリュー３９による供給搬送路３７内の現像剤搬送方向下流側で作用する磁気力の大きさを、上流側よりも大きくする。
【００４７】
また、本実施形態においては、マグネットローラ３４ｂが３つの磁極を有する場合を例に挙げて説明したが、磁極の数はこれに限定されることはなく、例えば図７に示すように６つの磁極を備えたマグネットローラ３４ｂにおいても同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態では、汲み上げ・規制磁極Ｎ２による汲み上げ磁気力だけでなく、現像剤の自重も作用して、供給搬送路３７からバッファ部Ｄへの現像剤の移動が実現される構成となっているが、例えば、現像スリーブ３４ａに対して供給搬送路３７が鉛直方向下側に位置するようにして汲み上げ・規制磁極Ｎ２による汲み上げ磁気力だけで供給搬送路３７からバッファ部Ｄへの現像剤の移動が実現されるような構成であっても、同様の効果が得られる。
【００４８】
以上、本実施形態に係るプリンタは、潜像担持体としての感光体１と、感光体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段としての帯電装置２及び露光装置１６と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により感光体１上の静電潜像を現像する現像装置３とを有し、現像装置３により感光体１上に形成されたトナー像を最終的に記録材としての記録紙Ｐへ転移させて記録紙Ｐ上に画像を形成する画像形成装置である。この現像装置３は、現像剤担持体としての現像スリーブ３４ａに沿って現像スリーブ回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送部材としての供給スクリュー３９によって搬送されている現像剤を、現像スリーブ３４ａの内部に配置されている磁界発生手段としてのマグネットローラ３４ｂによる磁気力によって現像スリーブ３４ａの表面に担持させることにより、現像スリーブ３４ａの回転に伴って現像剤を現像領域Ａへ搬送し、現像領域Ａにて現像剤中のトナーを感光体１の表面上の潜像に付着させて潜像を現像するとともに、現像領域Ａを通過した現像剤を現像スリーブ３４ａから現像剤供給搬送路３７とは別の搬送路である現像剤回収搬送路３８に回収する。この現像装置３において、マグネットローラ３４ｂは、供給搬送路３７内の現像剤が現像スリーブ３４ａの表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、供給搬送路３７内の現像剤を現像スリーブ３４ａの表面へ移動させる作用を及ぼす汲み上げ磁気力が、供給スクリュー３９によって供給搬送路３７内の現像剤を搬送する現像剤搬送方向の上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されている。これにより、汲み上げ磁気力の作用により供給搬送路３７内の現像剤を現像スリーブ表面に向かって移動させるための搬送力について、供給搬送路３７内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方を相対的に大きくすることができる。その結果、供給搬送路３７の全域に一様な汲み上げ磁気力が作用する構成では現像スリーブ表面への現像剤汲み上げ量が不足してしまうほどの少量の現像剤しか供給搬送路３７の下流側まで到達できなかった場合でも、本実施形態によれば、供給搬送路３７の下流側で現像スリーブ表面に十分な量の現像剤を供給することが可能となる。したがって、現像剤枯渇に対する余裕度が向上する。
また、本実施形態において、マグネットローラ３４ｂは、現像スリーブ表面移動方向に沿って３つの磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２を備えており、これらの磁極のうち、現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極である汲み上げ・規制磁極Ｎ２は、汲み上げ・規制磁極Ｎ２により現像スリーブ３４ａの表面上に生じる現像スリーブ表面の法線方向磁束密度の最大値（ピーク値）を示す現像スリーブ３４ａ回転軸方向位置が、供給搬送路３７内の現像剤搬送方向下流側に位置するように構成されている。汲み上げ・規制磁極Ｎ２をこのように構成することで、供給搬送路３７内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方の汲み上げ磁気力が大きい構成を実現できる。
また、本実施形態において、マグネットローラ３４ｂは、現像スリーブ表面移動方向に沿って３つの磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２を備えており、これらの磁極のうち、現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極である汲み上げ・規制磁極Ｎ２は、汲み上げ・規制磁極Ｎ２により現像スリーブ３４ａの表面上に生じる現像スリーブ表面の法線方向磁束密度の最大値の半分の磁束密度となる現像スリーブ表面上の半値点を現像剤汲み上げ領域における現像スリーブ表面の曲率中心軸から見たときの現像スリーブ表面移動方向における半値点間の角度幅が、供給搬送路３７内の上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されている。汲み上げ・規制磁極Ｎ２をこのように構成することで、供給搬送路３７内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方の汲み上げ磁気力が大きい構成を実現できる。
また、本実施形態においては、現像剤汲み上げ領域における供給搬送路３７内の現像剤搬送方向の少なくとも一部分に、供給搬送路３７内の現像剤が現像スリーブ３４ａの表面へ移動するための供給搬送路３７と現像スリーブ３４ａとの間の現像剤通路スペースの現像スリーブ表面移動方向一部分を遮蔽して現像剤の移動量を規制する移動量規制部材としての障壁４３が設けられており、この障壁４３は、現像剤通路スペースの遮蔽量が供給搬送路３７内の上流側よりも下流側の方が少なくなるように構成されている。これにより、更に現像剤枯渇に対する余裕度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 現像装置
１５ 転写搬送ベルト
１６ 露光装置
１７ 作像装置
３２ 現像剤
３３ 現像容器
３４ 現像ローラ
３４ａ 現像スリーブ
３４ｂ マグネットローラ
３５ 現像ドクタ
３６ 仕切り板
３７ 供給搬送路
３８ 回収搬送路
３９ 供給スクリュー
４０ 回収スクリュー
４１，４２ 開口部
４３ 障壁
４５ トナー補給口
Ｓ１ 現像磁極
Ｎ１ 剤離れ磁極
Ｎ２ 汲み上げ・規制磁極
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特許第４０９３６７７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体の表面に沿って現像剤担持体回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送部材によって搬送されているトナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤を、該現像剤担持体の内部に配置されている磁界発生手段による磁気力によって該現像剤担持体の表面に担持させることにより、該現像剤担持体の回転に伴って二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を該現像剤担持体から該現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する現像装置において、
上記磁界発生手段は、上記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤が上記現像剤担持体の表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、該現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を該現像剤担持体の表面へ移動させる作用を及ぼす磁気力が、上記搬送部材によって該現像剤供給搬送路内の現像剤を搬送する現像剤搬送方向の上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記磁界発生手段は、現像剤担持体表面移動方向に沿って複数の磁極を備えたものであり、
該複数の磁極のうち、上記現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極は、該汲み上げ磁極により現像剤担持体表面上に生じる該現像剤担持体表面の法線方向磁束密度の最大値を示す現像剤担持体回転軸方向位置が、上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に位置するように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
上記磁界発生手段は、現像剤担持体表面移動方向に沿って複数の磁極を備えたものであり、
該複数の磁極のうち、上記現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極は、該汲み上げ磁極により現像剤担持体表面上に生じる該現像剤担持体表面の法線方向磁束密度の最大値の半分の磁束密度となる該現像剤担持体表面上の半値点を該現像剤汲み上げ領域における該現像剤担持体表面の曲率中心軸から見たときの現像剤担持体表面移動方向における半値点間の角度幅が、上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記現像剤汲み上げ領域における上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向の少なくとも一部分に、上記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤が上記現像剤担持体の表面へ移動するための該現像剤供給搬送路と該現像剤担持体との間の現像剤通路スペースの現像剤担持体表面移動方向一部分を遮蔽して二成分現像剤の移動量を規制する移動量規制部材が設けられており、
上記移動量規制部材は、上記現像剤通路スペースの遮蔽量が上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が少なくなるように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
上記現像装置として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤担持体の表面に沿って現像剤担持体回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路中を搬送部材によって搬送されているトナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤を、該現像剤担持体の内部に配置されている磁界発生手段による磁気力によって該現像剤担持体の表面に担持させることにより、該現像剤担持体の回転に伴って二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を該現像剤担持体から該現像剤供給搬送路とは別の搬送路である現像剤回収搬送路に回収する現像装置において、
上記磁界発生手段は、上記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤が上記現像剤担持体の表面へ移動する現像剤汲み上げ領域内で、該現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を該現像剤担持体の表面へ移動させる作用を及ぼす磁気力が、上記搬送部材によって該現像剤供給搬送路内の現像剤を搬送する現像剤搬送方向の上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記磁界発生手段は、現像剤担持体表面移動方向に沿って複数の磁極を備えたものであり、
該複数の磁極のうち、上記現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極は、該汲み上げ磁極により現像剤担持体表面上に生じる該現像剤担持体表面の法線方向磁束密度の最大値を示す現像剤担持体回転軸方向位置が、上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向下流側に位置するように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
上記磁界発生手段は、現像剤担持体表面移動方向に沿って複数の磁極を備えたものであり、
該複数の磁極のうち、上記現像剤汲み上げ領域内の磁気力に最も影響を及ぼす汲み上げ磁極は、該汲み上げ磁極により現像剤担持体表面上に生じる該現像剤担持体表面の法線方向磁束密度の最大値の半分の磁束密度となる該現像剤担持体表面上の半値点を該現像剤汲み上げ領域における該現像剤担持体表面の曲率中心軸から見たときの現像剤担持体表面移動方向における半値点間の角度幅が、上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が大きくなるように、構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記現像剤汲み上げ領域における上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向の少なくとも一部分に、上記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤が上記現像剤担持体の表面へ移動するための該現像剤供給搬送路と該現像剤担持体との間の現像剤通路スペースの現像剤担持体表面移動方向一部分を遮蔽して二成分現像剤の移動量を規制する移動量規制部材が設けられており、
上記移動量規制部材は、上記現像剤通路スペースの遮蔽量が上記現像剤供給搬送路内の現像剤搬送方向上流側よりも下流側の方が少なくなるように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
潜像担持体と該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
上記現像装置として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置を用い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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−５３１５４（Ｐ２０１２−５３１５４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３９５５（Ｐ２０１０−１９３９５５）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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