JP2015129916A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤担持体の下面において、現像剤量を規制する規制部材が設けられる、機能分離方式の現像装置の場合において、現像室下流側の現像スリーブに供給する現像剤量が低下してしまい、コート不良を引き起こす虞がある。
【解決手段】 現像スリーブ内に配置された複数の磁極のうち、互いに同極で隣合って配置された一対の磁極のうち現像剤担持体の回転方向に関して下流に位置する下流磁極の位置は、現像剤担持体と搬送手段との最近接位置に対して、現像剤担持体の回転方向の上流に配置されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、像担持体に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する静電記録方式や電子写真方式を利用した複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置に用いられる現像装置に関するものである。

従来、複写機等の画像形成装置では、像担持体である感光ドラム上に形成した静電潜像を現像装置により現像して、可視像化することを行なっている。

この現像装置は感光ドラムにトナーを供給し、潜像をトナー像として可視化するものであるが、現像剤として磁性トナーからなる１成分現像剤を使用する現像装置の他、非磁性トナーと磁性キャリアを混合した２成分現像剤を使用する現像装置も多用されている。２成分現像剤を用いた現像によれば、トナーの帯電量の安定性に優れることから、色調の優れたカラー画像を形成することが可能であり、カラー画像形成装置で好適に使用されている。

現像装置としては、現像装置の現像剤担持体である現像スリーブ上にコートされる現像剤量を規制するための規制ブレードが設けられる。このとき、規制ブレードの位置が現像スリーブの上部に配置させる、いわゆる上部規制方式の現像装置がある。この場合、現像スリーブを感光ドラムとの対向部で上方から下方に回転させる構成を採用することが多い。

このほかに、規制ブレードを、現像スリーブの下部に配置させる、いわゆる下部規制方式の現像装置も提案されている。この場合、現像スリーブを感光ドラムとの対向部で下方から上方に回転させる構成を採用することが多い。

現像スリーブとの対向部で上方から下方に回転する感光体ドラムに対して、上記した上部規制方式の現像装置を用いた場合、現像スリーブと感光体ドラムが対向部で互いに同方向回転となる。このため、ハーフトーン画像部とベタ画像部の境界部分にトナーが付着しない白抜け現象が発生してしまうことがある。これに対して、下部規制方式の現像装置を用いた場合は、現像スリーブと感光体ドラムが対向部で互いに逆方向回転のため、白抜け現象が発生しないという利点を有する。そのため、比較的高抵抗のキャリアを用いた場合など、白抜け現象が気になる場合などに下部規制方向現像方式の現像装置が用いられることが多い。

また、上記の下部規制方式の現像装置は、例えば中間転写ベルトが感光体ドラムの上方に配置された場合に用いられることが多い。この場合、感光体ドラムが現像スリーブとの対向部で下方から上方に回転する場合に、現像スリーブと感光体ドラムを対向部で互いに同方向回転とするために用いられることもある。

上記の下部規制方式の現像装置は例えば特許文献１に開示されており、代表図を図５に示す。

上記の下部規制方式の現像装置１０２は、２成分現像剤を収容した現像容器１１０の開口部に、回転可能に設けられた現像スリーブ１２０が感光ドラム１に対向して配設され、現像スリーブ１２０の内部には円筒状の磁石１２１を非回転に配置させている。この現像スリーブ１２０は、矢印方向に回転する感光ドラム１に対して対向部で逆方向に回転して、その表面上に吸着保持された現像剤を感光ドラム１と対向した現像部に搬送する。磁石１２１は、感光ドラム１側に現像磁極Ｎ１を有し、この現像磁極Ｎ１から現像スリーブ１２０の回転方向に、第１搬送磁極Ｓ３、第２搬送磁極Ｎ２、剥ぎ取り磁極Ｓ２、および剥ぎ取り磁極と反発磁極を構成する汲み上げ磁極Ｓ１を有している。

現像容器１１０内の現像剤は、磁石１２１の汲み上げ磁極Ｓ１に対応する現像スリーブ１２０の表面上の位置（汲み上げ位置）Ｑで、汲み上げ極Ｓ１の作用により現像スリーブ１２０上に担持される。現像スリーブに担持された現像剤は、現像ブレード１２２によって層厚が規制されたのち現像部に至り、現像部で現像磁極Ｎ１の作用により磁気ブラシを形成して、感光ドラム１上の潜像を現像する。

現像されることによってトナー濃度が低下した現像スリーブ上の現像剤は、第１、第２搬送磁極Ｓ３、Ｎ２の作用によって、現像容器１１０内まで現像スリーブ１２０上に保持されて戻される。そして、剥ぎ取り磁極Ｓ２と汲み上げ磁極Ｓ１の間の磁束密度が小さくなった現像スリーブ１２０表面上の位置（現像剤落下位置）Ｐで、現像スリーブ１２０上から剥離して落下する。現像剤が剥離された現像スリーブ１２０は、上記のように、汲み上げ位置Ｑで新たな現像剤が供給される。

現像容器１１０内の現像スリーブ１２０の下方には、第１の撹拌搬送部材１２３を備えた現像室が設置され、隔壁１４０を介してさらに第２の撹拌搬送部材１２４を備えた攪拌室が設置されている。これら第１、第２の撹拌搬送部材１２３、１２４はスクリュータイプとされ、らせん状のスクリュー羽根１２８を有してなっているのが一般的である。

現像スリーブ１２０上から剥離したトナー濃度が低い現像剤は、現像室内の第１撹拌搬送部材１２３上に落下して、第１撹拌搬送部材１２３により攪拌されたのち、再度磁石１２１の汲み上げ磁極Ｓ１の作用により現像スリーブ１２０上に供給される。

この時、現像に供されてトナー濃度が低くなった現像剤が、現像スリーブ１２０上から剥離された後、第１撹拌搬送部材１２３により十分攪拌されずに、再度現像スリーブ１２０上に供給される場合がある。この場合、トナー濃度が低下した現像剤で感光体ドラム１上の潜像を現像してしまう。このため、画像濃度が安定せず濃淡ムラなどの弊害が生じやすい。

そのため、通常は図５に示したように、現像スリーブ１２０上から剥離したトナー濃度が低い現像剤が、必ず第１攪拌搬送部材１２３による攪拌作用を受けるように、第１の攪拌搬送部材は現像スリーブとの対向部で互いに逆方向に回転するようにしている。さらに、磁石１２１の汲み上げ磁極Ｓ１に対応する現像スリーブ１２０の表面上の位置（汲み上げ位置）Ｑの鉛直下方位置が第１攪拌搬送部材１２３の軸よりも現像部ブレード１２２よりの位置となるように配置している。

現像スリーブ上から剥離した現像剤が、十分な撹拌を受けずに現像スリーブに再供給されてしまうことによる濃淡ムラを発生させない構成として、特許文献２のような機能分離方式の現像装置も提案されている。特許文献２の現像装置は、上記の下部規制方式の現像装置において機能分離式を組み合わせた例である。この構成を図６に示す。

ここで、機能分離方式の現像装置とは、第１攪拌搬送部材を備えた現像室から現像スリーブ上に現像剤を供給し、現像終了後の現像剤を現像室に戻さずに、第２攪拌搬送部材を備えた攪拌室へと回収する現像剤の循環方式のことを言う。この機能分離方式を用いることによって、現像に供されトナー濃度が減少した現像剤が攪拌不十分のまま再び現像スリーブへと供されることを防止し、上述の濃淡差といった問題の発生を抑止できる。

特開平１１−１４３２３１ 特開２０１２−４２７３７

しかしながら、特許文献２のような機能分離方式の現像装置において、現像剤面分布の偏りが生じてしまうという課題がある。これは、現像スリーブから攪拌室へ現像剤が回収されることで発生する。通常、現像室・攪拌室を輪状に循環する構成において、現像剤の流れは一方通行であるため現像剤の剤量分布は現像スクリューなどの工夫によって均一にすることが比較的容易である。しかし、本提案件である機能分離方式の現像装置では、現像スリーブ上の現像剤を攪拌室の長手方向に渡って受け渡す構成となる。このため、現像室の現像剤は、搬送方向下流に行くに従って現像スリーブに供給した分だけ現像剤量が低下する一方、撹拌室の現像剤は、搬送方向下流に行くに従って増加する。従って、現像剤量分布を現像容器の長手方向で均一にすることが難しい。

このように、機能分離方式の現像装置の場合、攪拌室下流側及び現像室上流側に現像剤が溜まりやすく、現像室の剤面が上流から下流になるに連れて現像剤面が低くなってしまう。これによって、現像室下流側の現像スリーブに供給する現像剤量が低下する。特に、現像スリーブのコート量を規制するブレード位置が、現像スリーブよりも下方に設けられる下部規制方式の現像装置の場合、現像スリーブ内に配置されたマグネットの汲み上げ極の位置によっては、現像剤面の低下の影響でコート不良を引き起こす虞がある。

また、下部規制方式の現像装置で機能分離方式を採用した場合、以下のような課題も考えられる。即ち、現像スリーブ上の現像後の現像剤は、所定の位置で剥ぎ取れられた後、現像室に戻すのではなく、撹拌室に戻す必要がある。このとき、現像剤が最も剥ぎ取られる位置は、図３のように、互いに同極で隣り合う一対の反発極Ｎ３，Ｎ１間に形成される無磁力帯（低磁力帯）のうち、磁束密度が最小となる位置Ｒとなる。このとき、位置Ｒの現像剤が受ける力は現像室１１に向かっている（図中白抜き矢印）。そのため、剥ぎ取られた現像剤が現像スリーブ上を連れ回る形となり、現像室１１に混入しやすく、濃度ムラの原因となる懸念がある。

そこで、本発明では、下部規制方式の現像装置で機能分離方式を採用した場合において、磁極の周方向の配置によって引き起こされるコート不良や濃度ムラといった不具合を抑制可能な現像装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明に係る現像装置は、回転可能に設けられ、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持して潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と対向する先端部が、前記現像剤担持体の回転中心よりも重力方向下方に位置され、前記現像剤担持体に担持される現像剤を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、
前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記第１室よりも上流側で前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体から現像剤を回収するとともに、前記第１室と両端部で連絡され、前記第１室との間で現像剤を循環させる循環路を形成する第２室と、前記第１室で回転可能に設けられた第１搬送部材と、
前記第２室で回転可能に設けられた第２搬送部材と、
前記現像剤担持体の内部に固定して設けられ、第１磁極及び前記第１磁極と同極で前記現像剤担持体の回転方向に関して前記第１磁極の下流で隣り合うように配置された第２磁極とからなる一対の磁極と、前記第２磁極の下流で隣接し、前記第２磁極と異極の第３磁極と、を含む複数の磁極を備え、前記現像剤担持体に現像剤を担持させるための磁界を発生するマグネットと、有する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記第１搬送部材は、鉛直方向からみて重なっている位置に配置されており、前記第１搬送部材の回転中心は、前記現像剤担持体の回転中心よりも重力方向下方に配置され、前記第２磁極の位置は、前記現像剤担持体の表面において、前記第１搬送部材の回転軸中心を通る鉛直線が前記現像剤担持体の下面で交わる位置Ｐよりも、該現像剤担持体の回転方向の上流に設けられていることを特徴とする。

本発明の構成に拠れば、下部規制方式の現像装置で機能分離方式を採用した場合において、磁極の周方向の配置によって引き起こされるコート不良や濃度ムラといった不具合を抑制可能な現像装置を提供できる。

本発明の現像器を用いた画像形成装置の例を示す図。 第１の実施例及び第３の実施例の現像器を示す図。 比較例を説明する図。 第４の実施例の現像器を示す図。 従来の技術を説明する図。 従来の技術を説明する図。 第２の実施例及び第３の実施例の現像器を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

（実施例１）
［画像形成装置］
図１に示したように、本実施例の現像器は、いわゆるタンデム方式といわれるフルカラー画像形成装置で用いられるものである。各色のトナー像作像工程を行うドラムカートリッジをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色分並列して設け、中間転写ベルト２４上で４色重ねてから転写紙に一括転写し、その後定着器２５によって加圧加熱をすることでフルカラー画像を得る。なお以下の説明で、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を省略し数字を単に示したものは、図１におけるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各ドラムカートリッジに共通な部分である。

図１によって各ドラムカートリッジにおけるトナー像作像動作について説明する。像担持体としての感光ドラム２８を、１次帯電器２１によって帯電する。帯電された感光ドラム２８表面をレーザー２２によって露光することで感光ドラム２８上に静電潜像が形成され、この潜像を、現像器１によって現像することでトナー像を得る。トナー像は１次転写ローラ２３によって中間転写ベルト２４に多重転写される。転写された後に感光ドラム２８上に残った残トナーはクリーナー２６により除去される。

［現像装置］
図２によって、本実施例の現像器１について詳しく説明する。現像器１は２成分現像剤を収容する現像容器２と、その開口部に現像剤担持体としての現像スリーブ３が備えられている。現像剤について述べると、本実施例では現像方式として２成分現像方式を用い、マイナス帯電極性の非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤として用いる。非磁性トナーはポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。初期状態の現像剤中のトナー濃度（現像剤中に含まれるトナーの重量比）は、本実施例では８％である。

現像容器２は、感光ドラム２８に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３は非磁性材料で構成され、磁界発生手段としての固定のマグネット４を内包する。マグネット４は、現像スリーブ３と対向する周面に、周方向に沿って複数の磁極が配置されている。現像スリーブ３は図中矢印Ｂ方向に回転し、磁界発生手段の汲み上げ磁極Ｎ１極の位置で吸着した現像剤をブレード５方向へ搬送する。規制磁極Ｓ１極によって穂立ちされられた現像剤は、規制部材としてのブレード５によってせん断力を受けその量が規制され、現像スリーブ３とブレード５のギャップを通過すると現像スリーブ３上に所定の層厚の現像剤層を形成する。ブレード５の現像スリーブ３と対向する先端部は、現像スリーブ３の回転中心よりも重力方向下方の位置に配置され、ブレード５の先端部によって、現像スリーブ３にコートされる現像剤量が規制されている。現像剤層は感光ドラム２８と対向する現像領域に担持搬送され、現像磁極Ｎ２極によって磁気穂を形成した状態で感光ドラム２８の表面に形成されている静電潜像を現像する。現像に供された後の現像剤は、互いに同極性で隣り合うように設けられた一対の磁極（以後、反発極とも呼ぶ）によって、現像スリーブの表面から剥ぎ取られる構成になっている。反発極である、剥ぎ取り磁極Ｎ３極と汲み上げ磁極Ｎ１極の間は、同極が隣り合うことで形成される無磁力帯（低磁力帯）が形成されており、この領域によって現像スリーブ３から現像剤が剥離される。本実施例では、無磁力帯は、磁力の強さが１０ｍＴ以下の領域とする。

尚、本実施例において、現像スリーブ３の周方向に設けられている各磁極の位置は、以下のように定義している。即ち、磁極とは、マグネット４の周方向に関して、磁束密度の法線方向成分Ｂｒがピーク（極大）となる位置のことを指す。

現像容器２は、隔壁１５により現像室１１（第１現像剤収容室）と攪拌室１２（第２現像剤収容室）に分けられている。現像室１１、攪拌室１２は、現像スリーブ３の回転軸方向に沿って延在する。隔壁１５の両端は、現像容器２の内部の長手方向両端部側壁までは達しておらず、これにより現像室１１と攪拌室１２との間で現像剤の通過を許す連通部が形成されている。即ち、現像室１１と攪拌室１２は、両端部で互いに連絡することで現像剤を循環させるための循環路が形成されている。

現像室１１、攪拌室１２には、現像室１１と攪拌室１２との間で現像剤を循環させる循環搬送部材として第１スクリュー１３、第２スクリュー１４を有する。現像スリーブ３、第１スクリュー１３、第２スクリュー１４は、それぞれ互いに搬送方向が逆方向となるように設けられ、現像剤は、現像室１１と攪拌室１２との間で循環しつつ混合及び攪拌される。本実施例では、第１スクリュー１３、第２スクリュー１４は、水平方向からみて互いにオーバーラップする位置に設けられている。また、本実施例では、第１スクリュー１３、第２スクリュー１４は、水平方向から見て、少なくとも一方の回転中心が、他方のスクリューの羽根にオーバーラップする位置に設けられている。このように、第１スクリュー１３、第２スクリュー１４は、互いに略水平に配置されている。第１スクリュー１３、第２スクリュー１４が鉛直方向に並べて配置された場合に比べて、現像剤を重力に逆らって搬送する影響を小さくでき、現像剤の搬送性を向上することができる。現像スリーブ３、第１スクリュー１３、第２スクリュー１４はそれぞれ不図示のギア列によって連結駆動される構成になっていて、同じく不図示の現像器駆動ギアからの駆動を受け取って回転する。隔壁１５の上の案内部材１６は現像スリーブ３の無磁力帯の付近で現像スリーブ３に近接して配置されている。案内部材１６は、現像スリーブ３上の現像剤が剥ぎ取り磁極Ｎ３で剥離された後に現像室１１に戻らず、攪拌室１２に収容されるようにガイドしている。

このような機能分離方式の現像装置において、現像剤面分布の偏りが生じてしまうという課題があるのは、先に述べたとおりである。そこで、本実施例の特徴的な部分について説明する。

［反発極の汲み上げ極位置］
本実施例では、図７に示すように、マグネットローラ４の汲み上げ磁極Ｎ１（反発極のうち、現像スリーブ３回転方向下流側の極）の位置を最適化している。即ち、汲み上げ磁極Ｎ１の位置を、現像スリーブ３の表面上の第１スクリュー１３に対する最近接位置Ｘよりも、現像スリーブ３の回転方向Ｂの上流側に設けていることが特徴である。即ち、汲み上げ磁極Ｎ１に対応する現像スリーブ３の表面上の位置（汲み上げ位置）Ｑを、現像スリーブ３の表面上の第１スクリュー１３に対する最近接位置Ｘよりも、現像スリーブ３の回転方向Ｂの上流側に設けていることが特徴である。ここで、現像スリーブ３の表面上の第１スクリュー１３に対する最近接位置Ｘとは、現像スリーブ３の回転軸中心と第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐを結んだ線と現像スリーブ３との交点をいう。

尚、本実施例では、反発極Ｎ１、Ｎ３のうち、現像スリーブ３回転方向下流側のＮ１極が、現像剤を現像スリーブに汲み上げる（供給する）汲み上げ極の役割をしている。

図３には比較例として、現像スリーブ３の表面上の汲み上げ磁極Ｎ１に対応する汲み上げ位置Ｑが第１スクリュー１３に対する最近接位置Ｘよりも、現像スリーブ３の回転方向Ｂの下流側に設けられている構成を示した。このような構成の場合には、現像スリーブ３への現像剤の汲み上げ過程において、第１スクリュー１３の跳ね上げによる汲み上げ効果を得やすい最近接位置Ｘが、剥ぎ取り磁極Ｎ３と汲み上げ磁極Ｎ１の間の無磁力帯に存在している。このため、第１スクリュー１３の跳ね上げによる汲み上げ効果を十分に得ることができない。

図３の比較例に対して、図７に示した本実施例は、第１スクリュー１３の最近接位置Ｘが、汲み上げ磁極Ｎ１と規制磁極Ｓ１の間の磁力帯に存在している。このため、第１スクリュー１３により跳ね上げられた現像剤を効果的に磁力で保持することが可能となり、汲み上げの効果を十分得ることが可能となる。

これにより、機能分離方式を採用することで現像室内の現像剤面分布の偏りが生じた場合でも、とりわけ、現像室下流側で現像剤面が低下しても、第１スクリューにより跳ね上げられた現像剤を効果的に磁力で現像スリーブに保持することが可能となる。これにより、コート不良を改善することが可能となる。

なお、従来例の最初に述べたように機能分離方式でない現像装置の場合は、本発明のように汲み上げ磁極Ｎ１を本実施例のようにより上流側に設けると、画像濃度が安定せず濃淡ムラなどの弊害が生じやすい。なぜなら、現像スリーブ上から剥離したトナー濃度が低い現像剤が、第１スクリューにより十分攪拌されずに、再度現像スリーブ上に供給されやすい構成であるからである。しかしながら、本実施例のように、機能分離方式の現像装置の場合は、現像スリーブ上から剥離したトナー濃度が低い現像剤が現像室１１ではなく攪拌室１２に回収されるため、十分攪拌されずに再度現像スリーブ上に供給されるということがない。

（実施例２）
本実施例では、汲み上げ極の位置のより好ましい位置を規定している。実施例１に対して、汲み上げ極の配置以外は構成が同様のため、詳細の説明は省略する。ここでは実施例１と異なる点についてのみ説明を行う。

本実施例では、図２のように、現像スリーブ３の表面上で、第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐの鉛直上方に対応する位置Ｐ‘よりも汲み上げ位置Ｑが現像スリーブ３の回転方向上流になるようにしている。即ち、汲み上げ位置Ｑは、第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐを通過する鉛直線が現像スリーブ３の下面と交わる位置Ｐ’よりも、現像スリーブ３の回転方向上流になるようにしている。こうすることで、現像剤をより効果的に汲みあげることが可能となる。

以下、詳細に説明する。本実施例では、第１スクリュー１３の回転方向を図のＣのように現像スリーブ３と同方向としている。このような場合、第１のスクリュー１３の回転軸中心Ｐより右半分ではスクリュー１３の羽根は下方より上方に向かって回転するため、右半分では現像剤が上方に向かって跳ね上げられることとなる。従って、本実施例のように現像スリーブ３が第１スクリュー１３よりも上方に存在する場合は、現像剤が上方に跳ね上げられる第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐより右半分の全領域がマグネットローラ４による磁力帯と重なっている方がよい。

なお、確実に磁力帯と重ねるためには、マグネットローラ４の磁極位置の振れを考慮しておく必要がある。たとえ磁極位置の設計上の中心位置を重ねる設定としていても、振れを考慮すると重ならない可能性があるからである。そのため、汲み上げ極位置Ｑは、第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐを通過する鉛直線が現像スリーブ３の下面と交わる位置Ｐ’よりも、さらに少なくとも振れに相当する角度以上現像スリーブ３の回転方向上流になるようにしておくのがよい。本実施例においては、マグネットローラ４の汲み上げ極位置の製造上のばらつきによる公差はΔ６°であり、また、マグネットローラ４を本体に固定する極決め用の板金（不図示）の取りつけ公差はΔ２°である。従って、本実施例においては最悪で８°汲み上げ極位置Ｑが振れる可能性がある。汲み上げ極位置Ｑが現像スリーブ３の回転方向下流方向に振れた場合、第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐより右半分の一部領域がマグネットローラ４による磁力帯と重ならなくなってしまう可能性がある。従って、本実施例においては、公差を考慮して、汲み上げ位置Ｑは、第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐを通過する鉛直線が現像スリーブ３の下面と交わる位置Ｐ’よりも、現像スリーブ３の回転方向に対して公差（８°）以上の１０°上流になるように設定した。公差以上上流側に設定しておけば、製造上のばらつきが発生しても、第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐより右半分の全領域をマグネットローラ４による磁力帯と確実に重ならせることができる。なお、公差には汲み上げ極位置Ｑが現像スリーブ３の回転方向上流方向と下流方向の両方に振れた場合を含んでいるが、影響が大きいのは主に下流方向に振れた場合であることを考えれば、公差の半分（本実施例では４°）以上上流側に設定することでも、ある程度の効果は得られる。確実に効果を得たい場合は、予め公差以上上流に設定しておけばよい。実用上のことを考えれば公差は１６°以内に抑えることが好ましく、また従来の技術においても容易に抑えることは可能である。そのため、汲み上げ位置Ｑは、第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐを通過する鉛直線が現像スリーブ３の下面と交わる位置Ｐ’よりも、現像スリーブ３の回転方向に対して少なくとも１６°以上上流側になるように設定しておけば、発明の効果が充分得られると考えられる。先ほどの公差の半分という考えに従えば、少なくとも８°以上上流側に設定してもある程度の効果は得られると考えられる。

このような構成は、現像スリーブ３が第１スクリュー１３より上方に存在する場合に有効であるが、現像スリーブ３の下端が少なくとも第１スクリュー１３の回転中心軸Ｐよりも上方にあれば効果が得られる。本実施例のように現像スリーブ３の下端が第１スクリュー１３の上端よりも上方にあればより効果が得られる。

（実施例３）
［無磁力帯における磁束密度Ｂｒの極小位置Ｒ］
本実施例では、図２のように、一対の磁極間に形成される無磁力帯において、磁束密度の現像スリーブ３の法線成分Ｂｒが極小となる極小位置Ｒを最適化している。こうすることで、現像剤が現像スリーブ上で連れ回ることを抑制している。具体的には、無磁力帯における磁束密度の法線方向成分Ｂｒの最小位置Ｒが現像スリーブ３の回転軸中心よりも上に存在するように構成している。このため、現像スリーブから剥ぎ取られた現像剤を、撹拌室にスムーズに案内できる構成にすることが可能となる。以下、詳細に説明する。

本実施例では、図２に示したように、隔壁１５の上の案内部材１６が現像スリーブ３の無磁力帯の付近で現像スリーブ３に近接している。そして、現像スリーブ３上の現像剤が剥ぎ取り磁極Ｎ３で剥離された後に現像室１１に戻らず、攪拌室１２に収容されるように構成されている。案内部材１６は現像スリーブ３の無磁力帯のうち磁束密度（の法線方向成分）Ｂｒの最小位置Ｒ近傍に配置することで、剥ぎ取られた現像剤を効率よく回収することができる。

本実施例では、撹拌室１２内の第２スクリュー１４の回転中心が現像スリーブ３の回転中心よりも鉛直方向下方に設けられている。この時、磁束密度（の法線方向成分）Ｂｒの最小位置Ｒが現像スリーブ３の回転軸中心よりも上に存在していれば、Ｒの位置の現像剤が受ける力は現像スリーブ３の接線方向のため、攪拌室１２に向かうこととなる（図中白抜き矢印）。そのため、剥ぎ取られた現像剤はスムーズに案内部材１６に移動し、攪拌室１２へと移動しやすくすることができる。本実施例の構成とした場合は、汲み上げ磁極Ｎ１を比較的現像スリーブ３の回転方向上流位置に配置しているため、磁束密度最小位置Ｒを現像スリーブ３の回転軸中心よりも上に存在させやすい。

一方、図３に示した比較例の場合には、汲み上げ磁極Ｎ１が比較的現像スリーブ３の回転方向下流位置に配置しているため、磁束密度最小位置Ｒが現像スリーブ３の回転軸中心よりも下に存在している。この場合、Ｒの位置の現像剤が受ける力は現像室１１に向かっている（図中白抜き矢印）。そのため、剥ぎ取られた現像剤が案内部材１６と現像スリーブ１３の隙間を通り抜けて現像室１１に混入して、濃度ムラの原因となる懸念がある。

本実施例の構成では、このような懸念が抑えられる。

さらに、図２の本実施例のように磁束密度（の法線方向成分）Ｂｒの最小位置Ｒが現像スリーブ３の回転軸中心よりも上に存在していれば、図３の比較例のように下に存在する場合に比較して、案内部材１６の斜面の角度を急にすることができる。案内部材１６は角度をもった斜面を滑らすように現像剤を搬送する構成となっているため、角度が緩やかだと現像剤が滞留してしまう懸念があるのに対して、角度が急であればそのような懸念が抑制できる。

なお、磁束密度（の法線方向成分）Ｂｒの最小位置Ｒが現像スリーブ３の回転軸中心よりも確実に上に存在させるためには、この場合も、マグネットローラ４の磁極位置の振れを考慮しておく必要がある。磁束密度（の方線方向成分）Ｂｒの最小位置Ｒは反発極を構成する２つの磁極（Ｎ１、Ｎ３）の位置が振れることに拠り位置が変化する可能性がある。そのため、この場合も先の汲み上げ極位置Ｑの場合と同様に、２つの磁極（Ｎ１、Ｎ３）の公差のうちより大きい方の公差以上分余計に予め上流になるよう設定しておけばよい。本実施例では汲み上げ磁極Ｎ１の公差はΔ８°で剥ぎ取り磁極Ｎ１の公差もΔ８°であったので、予め８°以上となる１０°以上に設定した。公差の半分（本実施例では４°）以上上流側に設定することでも、ある程度の効果は得られる。実用上のことを考えれば公差は１６°以内に抑えることが好ましく、また従来の技術においても容易に抑えることは可能である。そのため、少なくとも１６°以上上流側になるように設定しておけば、発明の効果が充分得られると考えられる。先ほどの公差の半分という考えに従えば、少なくとも８°以上上流側に設定してもある程度の効果は得られると考えられる。

（実施例４）
本実施例は、実施例１と比較して第１スクリュー１３の回転方向が異なっている。画像形成装置及び現像装置の概要は実施例１と等しいため省略する。ここでは実施例１と異なる現像装置の構成について説明を行う。

本実施例は、図４に示したように、実施例１に比較して第１スクリュー１３の回転方向が逆方向となっている。即ち、第１スクリュー１３と現像スリーブ３の対向部において、第１スクリュー１３と現像スリーブ３の回転方向が互いに同方向となるように構成されている。

尚、本実施例においても、マグネットローラ４の汲み上げ磁極Ｎ１に対応する現像スリーブ３の表面上の位置（汲み上げ位置）Ｑを、現像スリーブ３の表面上の第１スクリュー１３に対する最近接位置Ｘよりも、現像スリーブ３の回転方向Ｂの上流側に設けている。これにより、第１スクリュー１３の最近接位置Ｘが、汲み上げ磁極Ｎ１と規制磁極Ｓ１の間の磁力帯に存在している。このため、実施例１の場合と同様に、第１スクリュー１３により跳ね上げられた現像剤を効果的に磁力で保持することが可能となり、汲み上げの効果を十分得ることが可能となる。

本実施例では、第１のスクリュー１３の回転軸中心Ｐより左半分でスクリュー１３の羽根が下方より上方に向かって回転するため、左半分では現像剤が上方に向かって跳ね上げられることとなる。従って、現像剤が上方に跳ね上げられる第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐより左半分の領域がマグネットローラ４による磁力帯と少しでも重なっている方が、現像剤を効果的に汲みあげることが可能となる。よって、本実施例では、現像スリーブ３の表面上の第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐの鉛直上方に対応する位置Ｐ‘よりも汲み上げ位置Ｑが現像スリーブ３の回転方向上流になるようにしている。逆に、汲み上げ位置ＱがＰ’位置よりも現像スリーブ３の回転方向下流に存在する場合、第１スクリュー１３の回転軸中心Ｐより左半分の領域がマグネットローラ４による磁力帯と重ならないため、くみ上げ性が極端に低下する。

このような構成によっても、機能分離方式を採用することで現像室内の現像剤面分布の偏りが生じた場合でも、第１スクリューにより跳ね上げられた現像剤を効果的に磁力で現像スリーブに保持することが可能となり、コート不良を改善することが可能となる。

また、本実施例においても、実施例３のように磁束密度が極小となる位置Ｒの位置が現像スリーブ３の回転中心位置よりも上方としている。こうすることで、現像剤が現像スリーブ３上で連れ周ることを抑制しながら、剥ぎ取れた現像剤が撹拌室にスムーズに案内しやすい構成となっている。

［その他］
本実施例では、無磁力帯を形成する構成は、互いに隣り合う一対の同極の磁極（本実施例では、剥ぎ取り磁極Ｎ３極と汲み上げ磁極Ｎ１極）で形成している例で説明したが、この構成に限定されない。例えば、剥ぎ取り磁極Ｎ３極と汲み上げ磁極Ｎ１極の間に、実質的に磁力がゼロとみなせるような磁力の小さい異極を設けてもよい。本発明では、磁力が１０ｍＴ以下の極は実質的にゼロと見なせる。本発明では、このように極めて磁力の小さい異極を反発極間に配置する構成も含めて、一対の同極が隣り合う構成であると定義することにする。

また、本実施例は２本のスクリューが水平に配置されている場合について述べたが、２本のスクリューは必ずしも水平に配置されている必要はない。

また、実施例１〜４の構成は、必要に応じて互いに組合せて採用してもよい。

１ 現像器
２ 現像容器
３ 現像スリーブ
４ マグネット
５ ブレード
１１ 現像室
１２ 攪拌室
１３ 第１スクリュー
１４ 第２スクリュー
１５ 隔壁
１６ 案内部材

Claims (10)

1. 回転可能に設けられ、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持して潜像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体と対向する先端部が、前記現像剤担持体の回転中心よりも重力方向下方に位置され、前記現像剤担持体に担持される現像剤を規制する規制部材と、
   前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、
   前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記第１室よりも上流側で前記現像剤担持体の周面に対向して設けられ、前記現像剤担持体から現像剤を回収するとともに、前記第１室と両端部で連絡され、前記第１室との間で現像剤を循環させる循環路を形成する第２室と、前記第１室で回転可能に設けられた第１搬送部材と、
   前記第２室で回転可能に設けられた第２搬送部材と、
   前記現像剤担持体の内部に固定して設けられ、第１磁極及び前記第１磁極と同極で前記現像剤担持体の回転方向に関して前記第１磁極の下流で隣り合うように配置された第２磁極とからなる一対の磁極と、前記第２磁極の下流で隣接し、前記第２磁極と異極の第３磁極と、を含む複数の磁極を備え、前記現像剤担持体に現像剤を担持させるための磁界を発生するマグネットと、有する現像装置において、
   前記現像剤担持体と前記第１搬送部材は、鉛直方向からみて重なっている位置に配置されており、前記第１搬送部材の回転中心は、前記現像剤担持体の回転中心よりも重力方向下方に配置され、前記第２磁極の位置は、前記現像剤担持体の表面において、前記第１搬送部材の回転軸中心を通る鉛直線が前記現像剤担持体の下面で交わる位置Ｐよりも、該現像剤担持体の回転方向の上流に設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記第２磁極は、前記第１室から前記現像剤担持体に現像剤を汲み上げるための汲み上げ極であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第２磁極は、前記位置Ｐに対して、前記第２磁極の公差よりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記第１搬送部材の回転中心は、前記現像剤担持体の回転中心よりも重力方向下方に配置されており、前記現像剤担持体と前記第１搬送部材の対向部における回転方向が互いに同方向であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の現像装置。
5. 前記一対の磁極間において、前記現像剤担持体の表面に形成される磁束密度のうち、前記現像剤担持体の法線方向成分が極小となる位置が、前記現像剤担持体の回転軸中心よりも上方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の現像装置。
6. 前記現像剤担持体から剥ぎ取られた現像剤を前記第２室に案内する案内部を備え、前記案内部が前記現像剤担持体と対向する位置は、前記一対の磁極間において、前記現像剤担持体の表面に形成される磁束密度のうち、前記現像剤担持体の法線方向成分が極小となる位置よりも、前記現像剤担持体の回転方向の下流であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の現像装置。
7. 前記第２磁極は、前記位置Ｐよりも１６度以上上流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の現像装置。
8. 前記第２磁極は、前記位置Ｐよりも８度以上上流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の現像装置。
9. 前記第２磁極は、前記位置Ｐよりも４度以上上流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の現像装置。
10. 前記第１搬送部材と、前記第２搬送部材は、水平方向にみて、互いにオーバーラップする位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の現像装置。

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