(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に画像を形成する画像形成装置に装着可能な現像装置であって、
トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に設けられ、前記現像剤担持体の回転方向に複数の磁極を備えたマグネットと、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と、
前記現像剤担持体にコートされる現像剤量を規制する非磁性からなるブレード部材と、前記ブレード部材よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側で前記ブレード部材及び前記現像剤担持体に対向して設けられ、現像装置の画像形成装置への装着時において重力方向上方から前記現像室の現像剤を前記現像剤担持体へガイドするガイド部と、を有し、
前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記ガイド部による前記現像剤担持体への現像剤供給開始位置から前記ブレード部材までの距離が少なくとも２ｍｍ以上であり、前記現像剤担持体の表面における前記現像剤担持体の法線方向の磁気力をＦｒとしたとき、前記現像剤担持体の回転方向に関して現像剤供給開始位置から前記ブレード部材までの領域における前記磁気力Ｆｒは現像剤を現像剤担持体に向かう方向に働き、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記ブレード部材から前記ガイド部による前記現像剤担持体への現像剤供給開始位置まで前記磁気力Ｆｒを積分した積分値ＦｒＡｌｌに対する、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記ブレード部材から前記ブレード部材よりも２ｍｍ上流側の位置まで前記磁気力Ｆｒを積分した積分値ＦｒＮｅａｒが少なくとも６０％以上となるように前記複数の磁極が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記ガイド部による前記現像剤担持体への現像剤供給開始位置から前記ブレード部材までの領域において、前記Ｆｒの絶対値が最大となる位置は、前記ブレード部材と対向する位置であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁気力Ｆｒの絶対値は、前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記ガイド部による前記現像剤担持体への現像剤供給開始位置から前記ブレード部材に向かって単調的に増加するように前記磁極が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。
【請求項４】
前記現像剤担持体の駆動に伴って、前記ブレード部材と対向する現像剤が前記ブレード部材に沿って、前記現像剤担持体の表面に向かう方向へ搬送され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。
【請求項５】
前記現像剤担持体の回転方向に関して現像剤供給開始位置から前記ブレード部材までの領域に一の磁極が配置さ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。
【請求項６】
前記現像剤担持体の回転方向に関して現像剤供給開始位置から前記ブレード部材までの距離は２ｍｍ以上８ｍｍ以下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。
【請求項７】
前記ブレード部材に最近接する磁極の磁束密度Ｂｒのピーク強度は、２０ｍＴ〜８０ｍＴであ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。
【請求項８】
前記マグネットは、周方向に関して互いに隣り合う一対の同極性の磁極を含む複数の磁極を備え、前記一対の磁極のうち前記現像剤担持体の回転方向下流側の磁極は、前記ブレード部材に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側で最近接する磁極であることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
前記マグネットは前記ブレード部材に最も近いカット極と、現像装置により現像が行われる像担持体と対向する現像極と、前記カット極と前記現像極との間に配置された搬送極と、を有することを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
現像剤担持体表面に垂直方向の前記現像剤担持体表面における前記搬送極の磁束密度は、前記現像剤担持体表面における前記垂直方向の前記カット極の磁束密度よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像剤担持体の回転方向において前記カット極は上流側では前記カット極と同極の上流磁極と隣り合い、前記カット極と前記搬送極間の距離は、前記カット極と前記上流磁極との距離よりも小さいことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記重力方向において前記現像室の下方に設けられ、現像剤を攪拌する攪拌室と、前記現像室と前記攪拌室とを仕切る隔壁と、を有し、前記ガイド部は前記隔壁の一部であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１３】
前記重力方向における前記ガイド部の上方側の先端部の位置は、前記重力方向における前記ブレード部材の下方側の先端部の位置よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、或いは、これら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体として一般的にドラム状とされている感光体の表面を帯電器により一様に帯電させ、帯電した感光体を露光装置によって画像情報に応じて露光し、感光体上に静電潜像を形成する。感光体に形成された静電潜像は、現像装置を用いて現像剤中のトナーによってトナー像を顕像化している。現像装置としては、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備えた二成分現像剤を使用するものがある。特に、カラー画像形成装置においては、トナーに磁性体を含ませなくてもよいため、色味が良好であるなどの理由から広く用いられている。
【０００３】
このような現像装置では、一般的に現像スリーブの外周面に対して所定のギャップを介して対向するようにして層厚規制部材である規制ブレードが配置されていることが多い。現像スリーブに担持された現像剤は、現像領域に搬送される際に、現像スリーブ８と規制ブレード９の間のギャップを通過する過程で現像領域に搬送される現像剤量が規制され、安定した量が供給されるように調整されている。
【０００４】
ところが、規制ブレードによって現像スリーブ表面に担持している現像剤の層厚規制を行う現像装置においては、以下のような問題が生じることがある。図５は、従来から知られている二成分現像剤を用いた場合の規制ブレード位置の上流における二成分現像剤の状態を模式的に表した断面概略図である。現像スリーブに内蔵されたマグネットによって、現像剤が担持、搬送され、静電像を現像する。このような現像装置では、規制ブレードで現像剤の流れがせき止められる部分と、現像スリーブの回転速度に追従して、ほぼ同等の速度で現像剤が搬送される部分とに分けられ、その境界部でせん断面が生じる。せん断面上部の現像剤Ａは現像スリーブの回転に伴う周方向の力で規制ブレードに押しつけられることで、現像剤がパッキング状態になり滞留し続ける場合がある。せん断面上部の現像剤が長期間滞留した場合、その境界面において現像剤移動層が現像剤不動層と摺擦されることとなる。その結果、摺擦によって二成分現像剤の場合はトナーがキャリアから離脱し、さらに摺擦による摩擦熱によって境界面上で上記離脱トナー同士が固着気味となりトナー層を形成する。このようなトナー層は、耐久により成長し規制ブレード９と現像スリーブ８のギャップを阻害し、ギャップを通過する現像剤量が低下する（以下この現象を『コート不良』と呼ぶ）。これにより、現像領域に搬送される現像剤量が変動し、濃度低下や長手濃度ムラといった問題が発生していた。
【０００５】
そこで、特許文献１においては、現像剤不動層の形成を防止するために規制ブレードの直上流に現像スリーブと常に一定な間隔を持って定常的に回転する円柱形状のトナー搬送部材を設けることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−０３５０６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１においては、現像剤不動層の発生を防止可能としているが、トナー搬送部材を支持する軸受けや駆動手段が必要となり、構成の複雑化、コスト高は避けられない。しかも、トナー搬送部材は、現像剤担持体と向き合う位置で反対方向に駆動するので、現像剤に強いストレスを与えることになり、現像剤の早期劣化が懸念される。
【０００８】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものである。その目的とするところは、新たな部材等を設けることなく、現像剤担持体の現像剤量を規制する現像剤規制部材の上流側に不動層が形成され、画像不良が発生してしまうことを抑制することが可能な現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置に装着可能な現像装置であって、トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に設けられ、前記現像剤担持体の回転方向に複数の磁極を備えたマグネットと、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と、前記現像剤担持体にコートされる現像剤量を規制する非磁性からなるブレード部材と、前記ブレード部材よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側で前記ブレード部材及び前記現像剤担持体に対向して設けられ、現像装置の画像形成装置への装着時において重力方向上方から前記現像室の現像剤を前記現像剤担持体へガイドするガイド部と、を有し、前記現像剤担持体の回転方向に関して、前記ガイド部による前記現像剤担持体への現像剤供給開始位置から前記ブレード部材までの距離が少なくとも２ｍｍ以上であり、前記現像剤担持体の表面における前記現像剤担持体の法線方向の磁気力をＦｒとしたとき、前記現像剤担持体の回転方向に関して現像剤供給開始位置から前記ブレード部材までの領域における前記磁気力Ｆｒは現像剤を現像剤担持体に向かう方向に働き、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記ブレード部材から前記ガイド部による前記現像剤担持体への現像剤供給開始位置まで前記磁気力Ｆｒを積分した積分値ＦｒＡｌｌに対する、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記ブレード部材から前記ブレード部材よりも２ｍｍ上流側の位置まで前記磁気力Ｆｒを積分した積分値ＦｒＮｅａｒが少なくとも６０％以上となるように前記複数の磁極が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、新たな部材等を設けることなく、現像剤担持体の現像剤量を規制する現像剤規制部材の上流側に不動層が形成され、画像不良が発生してしまうことを抑制することが可能な現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の現像装置を説明する図。
【図２】本発明の実施例の画像形成装置及び現像装置の位置関係を説明する図。
【図３】本発明の実施例の現像装置における現像室と攪拌室を説明する断面図。
【図４】本発明の実施例１の横攪拌現像装置を説明する断面図。
【図５】従来の現像装置の規制ブレード上流の現像剤状態を説明する断面図。
【図６】安息角測定方法を説明する概略図。
【図７】本発明の実施例１の規制ブレード近傍の現像剤状態を説明する断面図。
【図８】本発明の実施例１の現像スリーブ表面上の磁束密度Ｂｒ及びＢθの分布を示す図。
【図９】本発明の実施例１の現像スリーブ表面上の磁気吸引力Ｆｒの分布を示す図。
【図１０】本発明の実施例１の条件１〜３の規制ブレード付近のＦｒ分布を示す図。
【図１１】本発明の実施例で定義するＢｒ、Ｂθ、Ｆｒ、Ｆθを示す図。
【図１２】本発明の実施例２の現像スリーブ表面上の磁束密度Ｂｒ及びＢθの分布を示す図。
【図１３】本発明の実施例２の現像スリーブ表面上の磁気吸引力Ｆｒの分布を示す図。
【図１４】本発明の実施例２の現像装置で、特に規制ブレードに対する磁極配置を説明する図。
【図１５】本発明の実施例１の条件４の現像スリーブ表面上の磁束密度Ｂｒ、Ｂθの分布を示す図。
【図１６】本発明の実施例１の条件４の現像スリーブ表面上の磁気吸引力Ｆｒの分布を示す図。
【図１７】本発明の実施例３の現像スリーブ表面上の磁束密度Ｂｒ及びＢθの分布を示す図。
【図１８】本発明の実施例３の現像スリーブ表面上の磁気吸引力Ｆｒの分布を示す図。
【図１９】本発明の実施例３の現像装置で、特に規制ブレードに対する磁極配置を説明する図。
【図２０】本発明の実施例１の条件５〜７の現像スリーブ表面上の磁束密度Ｂｒ、Ｂθの分布を示す図。
【図２１】本発明の実施例１の条件５〜７の現像スリーブ表面上の磁気吸引力Ｆｒの分布を示す図。
【図２２】本発明の実施例１の条件５〜７の規制ブレード付近のＦｒ分布を示す図。
【図２３】本実施例４の現像スリーブ表面の溝形状を説明する図。
【図２４】本実施例４の別の実施例としての現像スリーブ表面の溝形状を説明する図。
【図２５】本実施例４の別の実施例としての現像スリーブ表面の溝形状を説明する図。
【図２６】本実施例４の別の実施例としての現像スリーブ表面の溝形状を説明する図。
【図２７】本実施例５の第１の搬送スクリューからの現像剤の供給を説明する断面図。
【図２８】本実施例５の第１の搬送スクリューを説明する図。
【図２９】本実施例５の第１の搬送スクリューを説明する図。
【図３０】本実施例５の第１の搬送スクリューを説明する図。
【図３１】本実施例５のリブ部材を説明する図。
【図３２】本実施例５のリブ部材を説明する図。
【図３３】従来の現像装置におけるリブ部材からの供給を示す断面図。
【図３４】従来の現像装置におけるリブ部材からの供給を示す鉛直方向上方からの図。
【図３５】本実施例５におけるリブ部材からの供給を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質及び形状、その他の相対配置、数値等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１３】
［画像形成装置］
図１は、図２に示されるようなフルカラー画像形成装置における、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションにおける像担持体（感光ドラム）１０と現像装置１との位置関係を示したものである。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションはほぼ同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。以下の説明において、例えば現像装置１とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各ステーションにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとする。
【００１４】
まず、図２により、画像形成装置全体の動作を説明する。像担持体である感光ドラム１０は回動自在に設けられており、その感光ドラム１０を一次帯電器２１で一様に帯電し、例えばレーザのような発光素子２２によって情報信号に応じて変調された光で露光して潜像を形成する。その潜像は現像装置１により、後述のような過程で現像像（トナー像）として可視像化される。そのトナー像を、第１転写帯電器２３によって、転写材搬送シート２４によって搬送されてきた記録材である転写紙２７上にステーションごとに転写し、その後、定着装置２５によって定着して永久画像を得る。又、感光ドラム１０上の転写残トナーはクリーニング装置２６により除去する。又、画像形成で消費された現像剤中のトナーはトナー補給槽２０から補給される。又、ここでは、感光ドラム１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋから転写材搬送シート２４に搬送された記録材である転写紙２７に直接転写する方法をとったが、これに限らない。転写紙搬送シート２４の代わりに中間転写体を設け、各色の感光ドラム１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋから中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、転写紙に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置においても、本発明は適用できる。
【００１５】
［二成分現像剤の説明］
次に、本実施例にて用いられる二成分現像剤について説明する。
【００１６】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、本実施例では体積平均粒径は７．０μｍのトナーを用いた。
【００１７】
又キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用化能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。本実施例では体積平均粒径が４０μｍ、抵抗率が５×１０８Ωｃｍ、磁化が１８０ｅｍｕ／ｃｃのキャリアを用いた。磁性キャリアの磁化は、１００〜３００ｅｍｕ／ｃｃが好ましい。磁化の大きさが１００ｅｍｕ／ｃｃ以下になると、現像スリーブとキャリア間の磁気拘束力が小さくなるために感光ドラム上へのキャリア付着が懸念される。一方、磁化の大きさが３００ｅｍｕ／ｃｃ以上になると、二成分現像剤の磁気穂の剛度が上がり、画像に磁気穂の摺擦による所謂『穂むら』などが現れやすくなる。すなわち本発明の課題以前に、二成分現像装置として画像形成をする上でキャリアの磁化の強さは１００〜３００ｅｍｕ／ｃｃ内であることが望ましい。
【００１８】
又本実施１では、上記トナー及びキャリアを重量混合比（トナー重量÷トナーとキャリアの重量比）８％で混合した二成分現像剤を用いている。この際の二成分現像剤の凝集度は安息角測定で４０°であった。
【００１９】
本発明における現像剤の安息角の適正な範囲は２０〜６０°、好ましくは３０〜５０°である。本発明の２成分現像剤の安息角は２０°より小さいと、高流動性により複数転写時の飛び散りや中抜けの問題と、高速プリントの際、耐久時の転写性維持を十分満足することが出来ない。また、６０°より大きくなると、プリント初期の飛び散り、中抜けレベルは良いが、高速かつ耐久での現像性の悪化及び負荷重によるスクリューロックつながる。本実施例においては安息角が４０°の現像剤を使用している。
【００２０】
＜測定方法＞
尚、本実施例にて用いられるトナーについて、質量平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。トナーの質量平均粒径の測定にはコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型あるいはコールターマルチサイザー（コールター社製）を用いる。電解液としては１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例えば、ＩＳＯＴＯＮＲ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散液で約１〜３分間分散処理を行い前記測定装置によりアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。それから、本発明に係わる体積分布から求めた質量基準の質量平均粒径Ｄ４（各チャンネルの中央値をチャンネルごとの代表値とする）を求める。
【００２１】
また、本実施例にて用いられる磁性キャリアの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加する。そのときに、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。また、磁性粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用いて、体積基準で粒径０．５〜３５０μｍの範囲を３２対数分割して測定する。そして、それぞれのチャンネルにおける粒子数を測定する。その測定結果から体積５０％のメジアン径をもって体積平均粒径とする。
【００２２】
また、本実施例にて用いられる磁性キャリアの磁気特性は、理研電子（株）製の振動磁場磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は、７９５．７ｋＡ／ｍ、７９．５８ｋＡ／ｍの外部磁場をそれぞれつくり、磁性キャリアの磁化の強さを求めた。磁性キャリアの測定用サンプルは、円筒状のプラスチック容器に充分密になるようにパッキングした状態で作成する。この状態で、磁化モーメントを測定し、更に上記で充填した試料の実際の重量を測定して磁化の強さ（ｅｍｕ／ｇ）を求める。又、磁性キャリア粒子の真比重を、例えば乾式自動密度計アキュピック１３３０（島津製作所（株）社製）等により求め、上記のようにして得られた磁化の強さに真比重を掛けることで、単位体積あたりの磁化の強さを求めることができる。
【００２３】
また本実施例にて用いられる安息角は、以下の方法を用いて測定した。
測定装置：パウダーテスターＰＴ−Ｎ型（ホソカワミクロン株式会社）
測定方法：パウダーテスターＰＴ−Ｎ型に付属する取り扱い説明書における安息角の測定に準拠する（篩３０１の目開き７１０μｍ、振動時間１８０ｓ、振幅２ｍｍ以下）。図６に示すとおり、二成分現像剤をロート３０２から円盤３０３上に落下させ、この円盤３０３上に円錐状に堆積した現像剤の母線と円盤３０３表面と現像剤５００のなす角を安息角として求める。但し、試料を２３℃、相対湿度６０％（以下、これを６０％ＲＨと表記する）で一晩放置した後、２３℃、６０％ＲＨ環境下にある測定装置で安息角を測定し、５回測定を繰り返して算術平均をとった値を安息角Φとした。
【００２４】
［現像装置］
次に、現像装置１を詳しく説明する。図１は、本実施例の現像装置の断面図である。本実施例の現像装置１は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容された現像容器２内に、現像剤担持体としての現像スリーブ８を備える。現像スリーブ８には、現像剤規制部材（ブレード部材）としての規制ブレード９が対向して設けられ、規制ブレード９によって現像スリーブ８表面に担持された現像剤の層厚が所定量となるように規制されている。
【００２５】
そして、現像容器２内の略中央部は紙面に垂直方向に延在する隔壁７によって現像室３と攪拌室４に上下に区画されており、現像剤は現像室３及び攪拌室４に収容されている。現像室３及び攪拌室４には現像剤Ｔを攪拌・搬送する搬送部材としての第１及び第２の搬送スクリュー５、６がそれぞれ配置されている。図３は、現像装置１における現像室と攪拌室を説明するための現像装置１の長手方向断面図である。第１の搬送スクリュー５は、現像室３内の底部に現像スリーブ８の軸方向（現像幅方向）に沿ってほぼ平行に配置されている。本実施例では、強磁性体で構成される回転軸の周りに非磁性材料で構成された羽根部材をスパイラル状に設けたスクリュー構造とされ、回転して現像室３内の現像剤Ｔを現像室３の底部にて現像スリーブ８の軸線方向に沿って搬送する。
【００２６】
又、第２の搬送スクリュー６も第１の搬送スクリュー５と同様に回転軸の周りに羽根部材を第１の搬送スクリュー５とは逆向きにしてスパイラル状に設けたスクリュー構造となっている。第２の搬送スクリュー６は、攪拌室４内の底部に第１の搬送スクリュー５とほぼ平行に配設され、第１の搬送スクリュー５と同方向に回転して攪拌室４内の現像剤Ｔを第１の搬送スクリュー５と反対方向に搬送する。
【００２７】
このような第１及び第２の搬送スクリュー５、６の回転によって、現像剤Ｔが現像室３と攪拌室４との間で循環する。本現像装置１では、現像室３と攪拌室４とが鉛直方向上下に配置されており、現像室３から攪拌室４への現像剤は上から下へ、又、攪拌室４から現像室３への現像剤は下から上へ動く。特に、攪拌室４から現像室３へは、端部に溜まった現像剤の圧力により下から上へと押し上げられるようにして現像剤が受け渡される。
【００２８】
更に、上記現像容器２の感光ドラム１０に対向した現像領域に相当する位置には開口部があり、この開口部に現像剤担持体としての現像スリーブ８が感光ドラム１０側に一部露出するように回転可能に配設されている。
【００２９】
ここで、現像スリーブ８の直径は２０ｍｍ、感光体ドラム１００の直径は８０ｍｍ、又、この現像スリーブ８と感光体ドラム１０との最近接領域を約３００μｍの距離としている。現像スリーブ８によって現像部に搬送した現像剤を感光体ドラム１０と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。なお、この現像スリーブ８はアルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段であるマグネットローラ８’が非回転状態で設置されている。
【００３０】
また現像スリーブ８の表面にはブラスト処理が施されており、表面の凹凸形状と現像剤が物理的に引っ掛かることにより現像スリーブ回転に伴って周方向に強い搬送力を有する。
【００３１】
而して、現像スリーブ８は、前記規制ブレード９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された二成分現像剤を担持して、現像時に図示矢印方向（反時計方向）に回転する。こうして感光体ドラム１０と対向した現像領域に現像剤を搬送し、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。
【００３２】
現像スリーブ９の内部に設けられたマグネットローラ８‘は、現像極Ｓ２と現像剤を搬送する磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有している。このうちＮ３極とＮ１極は、互いに同極で隣り合って設置されており、磁極間に反発磁界が形成され、攪拌室４にて現像剤Ｔを離すように構成されている。
【００３３】
なお、図１のマグネット内の半径方向の線は、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２極のそれぞれ磁束密度のピーク位置を示している。
【００３４】
現像スリーブ８には電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加され、現像効率、つまり、潜像へのトナーの付与率を向上させている。本実施例では、−５００Ｖの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが８００Ｖ、周波数ｆが１２ｋＨｚの交流電圧とした。しかし、直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。また、一般に、二成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生し易くなる。このため、現像スリーブ８に印加する直流電圧と感光体ドラム１０の帯電電位（即ち白地部電位）との間に電位差を設けることにより、かぶりを防止している。
【００３５】
現像領域に於いては、現像装置１の現像スリーブ８は、共に感光体ドラム１０の移動方向と順方向で移動し、周速比は、対感光体ドラム１．７５倍で移動している。この周速比に関しては、０．５〜２．５倍の間で設定され、好ましくは、１．０〜２．０倍の間に設定されればよい。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。
【００３６】
また、前記穂切り部材である規制ブレード９は、現像スリーブ８の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材で構成され、感光体ドラム１０よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。本実施例では、規制ブレード９を非磁性部材とすることで磁性粒子であるキャリアがブレード表面で磁気的に拘束されてしまうことを防止し、不動層が形成されないようになっている。図１において現像スリーブ８の中心を通る水平面で、感光ドラム１０の対向面側を０°と設定し、時計回りに１００°の位置に規制ブレード９は配置している。以降、マグネット配置及び規制ブレード８等の現像スリーブ８の周方向位置については、上記基準で説明する。
【００３７】
そして、この規制ブレード９の先端部と現像スリーブ８との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。尚、規制ブレード９の現像スリーブ８の表面との間隙（ギャップ）を調整することによって、現像スリーブ８上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施例においては、規制ブレード９によって、現像スリーブ８上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ２に規制している。
【００３８】
次に、本実施例の特徴的な部分である規制ブレード上流側の現像剤の動きに関わる搬送ガイドの構成について説明する。
【００３９】
［搬送ガイド部材］
図１が示すように隔壁部材７は、規制ブレード９近傍まで延長した形状を有し、現像室に収容されている現像剤を重力方向上方から現像スリーブにガイドするガイド部としての搬送ガイド１１を有する。搬送ガイド部材１１は、規制ブレード９に対して現像スリーブの回転方向上流側に対向して設けられている。搬送ガイド１１（規制ブレード９に対向する面）は、第一の搬送スクリュー５の駆動によって規制ブレード９と搬送ガイド１１の間隙から現像剤を適正に供給するためのガイド機能を兼ねている。更に、搬送ガイド１１は、現像スリーブの周方向に対向配置することで、現像室３から現像スリーブ８に対する現像剤の供給開始位置Ｐ１を規制する規制部として機能している。搬送ガイド１１のガイド面の角度は、現像スリーブ８の表面の法線方向に設定している。また搬送ガイド１１の現像スリーブ最近接距離は１ｍｍ、また搬送ガイド１１の最近接位置Ｐ１は、現像スリーブ周方向位置１３０°位置になるよう設定している。また隔壁部材７の現像スリーブ最近接位置で、且つ現像スリーブ回転方向上流側の位置Ｐ３は、本実施例においては、現像スリーブ周方向位置で１５０°位置になるよう構成している。
【００４０】
次に本実施例における現像剤の流れについて、図７を用いて説明する。まず搬送ガイド１１の現像スリーブ８への最近接位置Ｐ３は、Ｎ１極とＮ３極の同極によって形成される斥力領域の下流であって、現像剤は斥力により現像スリーブ８から離れる方向に力を受けるために斥力領域ではぎとられる。したがって、現像スリーブ８と隔壁部材７のギャップを通って、規制ブレード９への現像剤供給は為されない。すなわち規制ブレード９への現像剤の供給は、第一の搬送スクリュー５から搬送ガイド１１を乗り越えた経路を通ることになり、乗り越えた現像剤Ｔは、規制ブレード９と搬送ガイド１１の間に貯蔵される。本実施例においては、搬送ガイド１１の頂点位置Ｐ４を規制ブレード９の下点位置Ｐ２に比べて水平方向に対して仰角３０°になるように設定している。すなわち、搬送ガイド１１の頂点は、規制ブレード９と現像スリーブの最近接位置に対して、水平方向上側に位置する。この理由は、該領域に現像剤を安定コートできうる量に貯蔵するためである。
【００４１】
また、搬送ガイド１１の長さＤは１１ｍｍである。また本実施例においては、搬送ガイド１１は現像室と攪拌室を区画した隔壁部材７と一体に構成されており、現像容器と同じ材質を用いている。
【００４２】
本発明における規制ブレード９から搬送ガイド１１の現像剤供給開始位置Ｐ１までの間隔（現像スリーブ周方向距離）の望ましい範囲は、２ｍｍ以上８ｍｍ以下であって、本実施例では約５ｍｍに設定している。
【００４３】
これは、規制ブレード９から搬送ガイド１１までの間隔が２ｍｍ以下だと、現像剤が搬送される搬送路が狭くなり、詰まる虞があるためである。一方、間隔が広すぎる場合、現像スリーブと現像剤の接触距離が長くなるために、磁気力で摺擦される時間が長くなり、現像剤劣化が懸念されるため好ましくない。
【００４４】
なお本実施例のように第一の搬送スクリュー５が規制ブレード位置に対して略横方向にある場合、搬送ガイド１１は本実施例内で説明した現像剤を搬送ガイド及び現像剤貯蔵する機能を有する。これとともに、第一の搬送スクリュー駆動時の現像剤押圧を遮蔽する効果も有している。第一の搬送スクリュー駆動時に伴い、現像剤にはスクリュー軸方向主体に押圧され現像剤搬送されるが、スクリューの動径方向にも押圧が加わる。動径方向の押圧によって規制ブレード９と第一の搬送スクリューの位置関係が略横方向の場合、規制ブレード９面に対して略垂直方向の現像剤搬送力が加わることになり、コート不良の観点で望ましくない。従って第一の搬送スクリューの押圧の影響を遮蔽するためにも搬送ガイド１１の特に頂点位置Ｐ４（図７記載）は高く配置することが好ましい。少なくとも規制ブレード下点位置Ｐ２と第一の攪拌スクリューの軸中心を結ぶ線に対して、上方に搬送ガイド頂点Ｐ４を位置ささせることが好ましい。
【００４５】
次に、本実施例の特徴部分の一つである、本実施例における現像マグネットの構成及び、現像マグネットが作り出す磁束密度及び磁力について図１及び図８、図９を用いて説明する。本実施例では、搬送ガイド１１を乗り越えた現像剤に加わる磁気吸引力Ｆｒを、搬送ガイド１１近傍に比べて規制ブレード９近傍側を大きくなるように、マグネットローラ内の磁極を構成している。本発明のメカニズムについては後述するが、上記構成とすることで規制ブレード９と搬送ガイド１１間に供給された現像剤が現像スリーブ８の表面に向かって引き込む流れとすることができる。こうして従来の課題であった、規制ブレード９上流側に不動層が形成されることを抑制することができる。
【００４６】
尚、本実施例の説明に際して、Ｂｒ、Ｂθ、Ｆｒ、Ｆθを以下のように定義する。（図１１参照）
Ｂｒ：ある点における現像スリーブ表面に対して垂直方向の磁束密度
Ｂθ：ある点における現像スリーブ表面に対して接線方向の磁束密度
Ｆｒ：ある点における現像スリーブ表面に対して垂直方向に働く力で吸引方向を負とする
Ｆθ：ある点における現像スリーブ表面に対して接線方向に働く力で現像スリーブ回転方向を正とする
尚、特に断らないかぎり、Ｂｒ、Ｂθ、Ｆｒ、Ｆθといえば、現像スリーブ上のある点における磁束密度及び磁気力Ｆｒのことを指す。
【００４７】
［マグネットローラ］
以下、本実施例の構成について具体的に説明する。
【００４８】
本実施例のマグネットローラ８’は、現像極Ｎ２と現像剤を搬送する磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ３を有している。このうち同極である第１磁極Ｎ３極と第２磁極Ｎ１極は、隣り合って現像容器内部側に設置されており、極間に反発磁界が形成され、現像剤に対しては現像スリーブから離間する方向に力を受け、攪拌室４にて現像剤を落下させるように構成されている。第２磁極Ｎ１極は、搬送ガイド１１と規制ブレード９間に配置している。第１磁極と第２磁極の同極によって形成される反発領域は、少なくとも搬送ガイド１１上流側なるように配置している。なお第１磁極Ｎ３極は、ピーク磁束密度が３５ｍＴ、半値幅３０°、第２磁極Ｎ１極はピーク磁束密度３０ｍＴ、半値幅３５°に調整している。
【００４９】
［現像ブレードと搬送ガイド間の磁界分布］
次に、図８、図９を用いて本実施例において使用したマグネットローラから現像スリーブ表面に形成される磁束密度Ｂｒ、Ｂθ及び法線方向の磁気力Ｆｒの分布を示す。現像剤は図８、図９において右から左へ搬送されており、規制ブレード９は約１００°の位置に配置されている（図８、図９の破線）。搬送ガイド１１は約１３０°の位置に配置している（図８、図９の実線）。Ｆｒは−符号側がスリーブへの引力方向、＋符号側が斥力方向になっている。本実施例においては引力方向基準で増加及び減少を示す（すなわち数値（絶対値）が大きくなる場合をＦｒ増加と呼ぶ）。
【００５０】
本実施例においては、搬送ガイド１１位置から規制ブレード９間のＦｒは常に引力方向であって、且つ規制ブレード９に近づくにつれてＦｒが急峻且つ単調増加するよう構成している。Ｆｒは単調的に増加することが好ましい。本実施例では、単調的に増加するとは、現像スリーブの周方向にＦｒを測定したときに、スリーブ周方向に関して角度２度以上１０度以下の範囲でサンプリングした場合において、Ｆｒが単調増加していることを指す。
【００５１】
また搬送ガイド１１の上流側（位置Ｐ３よりも上流側）には少なくともＦｒが正の領域（斥力領域）になるよう構成している。本実施例では約１８０°〜２１０°位置が斥力領域になっており、斥力領域から現像スリーブの回転方向下流側に向うにつれてＦｒが増加させる構成にしている。
【００５２】
Ｆｒはスリーブ方向への磁気吸引力のため、Ｆｒが大きいと搬送ガイド１１を乗り越えた現像剤Ｔが現像スリーブへ強く引き込まれる。従って、図９に示すように搬送ガイド１１と規制ブレード９間のＦｒ分布を規制ブレード９に近づくにつれて単調的に増加傾向にする。こうすることで、図７で示す規制ブレード９近傍の現像剤Ｔ２は、規制ブレード９と搬送ガイド１１間の他の箇所に比べて強いＦｒで現像スリーブ近傍へ引き込まれていることになる。規制ブレード９近傍の現像剤を縦方向（規制ブレードに対して平行）の流れにしたいために、規制ブレード近傍のＦｒは大きい方が好ましい。本実施例では、搬送ガイド１１と規制ブレード９との間においてＦｒの最大値は規制ブレード９対向部としている。
【００５３】
一方、規制ブレード９との衝突による剤パッキングを弱める観点で、現像スリーブ８の回転に伴う現像スリーブに沿った現像剤搬送力は弱めるためには、規制ブレード９と搬送ガイド１１間のＦｒの総和は小さいほうが好ましい。現像スリーブ８の回転に伴う現像剤搬送は現像剤と現像スリーブ間の摩擦力によって為されるため、垂直抗力＝磁気吸引力Ｆｒと現像剤搬送力とは比例関係にある。すなわち規制ブレード９に加わる横方向の現像剤搬送力は、規制ブレード９から搬送ガイド１１間の各箇所の現像剤搬送力の総和になるために、同様の機序から規制ブレード９と搬送ガイド１１間のＦｒ総和に比例する。従って規制ブレード９に衝突して不動層の起源になる現像スリーブ８に平行な現像剤搬送力を弱めるためには、規制ガイド９〜搬送ガイド１１間のＦｒの総和は小さい方が望ましいことになる。
【００５４】
なお規制ブレード９近傍の現像剤の流れは、規制ブレード近傍の現像剤の縦方向の力と横方向の力の大小関係によって決定される。従って、規制ブレード近傍の現像剤の流れを縦方向にするには、規制ブレード近傍のＦｒを強めることで縦方向の力を強めて、且つ、規制ブレードから搬送ガイド間のＦｒの総和を小さくすることで横方向の力を弱めることが必要十分条件になる。上記二事象を両立するためには、規制ブレード９と搬送ガイド１１間のＦｒ分布は規制ブレード近傍のみＦｒが大きくなる分布が好ましい。換言すると規制ブレード９と搬送ガイド１１間のＦｒ分布は、規制ブレード９に近づくにつれて急峻に且つ単調に増加する傾向を取ることが定性的に望ましいといえる。
【００５５】
規制ブレード９から規制ブレード９よりも現像スリーブ８の回転方向２ｍｍ上流側位置までのＦｒ積分値をＦｒＮｅａｒと定義する。また、規制ブレード９から搬送ガイド１１位置までのＦｒ積分したＦｒ総和をＦｒＡｌｌと定義する。このとき、以下で述べる実験の結果、定量的には、積分値ＦｒＡｌｌに対するＦｒＮｅａｒの割合が、６０％以上でコート不良の発生がなくなることが分かった。なおＦｒＮｅａｒを規制ブレードから上流２ｍｍ間のＦｒ積分値に定義した理由は、現像剤圧縮され不動層になりやすい領域が規制ブレードから２ｍｍ以内の近傍位置にあるためである。すなわち現像剤圧縮状態になりやすい領域のＦｒを限定して高い値に保ち、それ以外の領域はＦｒを下げる（現像スリーブ周方向の現像剤の流れを減らす）ことがコート不良を防止するに効果的である。
【００５６】
＜実験＞
評価条件及び評価方法を記す。４５℃環境条件で、現像剤を入れた現像器をトナー入れ替え無しに現像器空回転させて、現像剤のコート状態を目視確認しコート不良の発生有無を確認する。コート不良現象は、冒頭で述べたように、現像剤流動層と現像剤不動層部での現像剤摺擦によって劣化したトナー同士が固着し、固着したトナー層が正常なコートを阻害することによって発生する。従ってコート不良はトナー劣化現象の一つであって、その観点で画像形成によってトナーを消費し、現像器内で摺擦を受けたトナーを新しいトナーと交換されるとコート不良現象は発生しにくくなる。以上の機序からトナー入れ替え無しで現像剤が現像器内を空回転された状態が最もコート不良が発生しやすくなる。またコート不良は現像剤摺擦によるトナー劣化起因で発生するために、温度が高い方がより顕著に発生する傾向がある。以上の理由から、本実験条件は高温条件で且つトナーの入れ替えのない空回転条件に設定して試験を実施した。なお１０ｈ空回転時点でコート不良発生していない場合、発生無しとしている。
【００５７】
本実験の現像剤は全て、現像剤凝集度が６０°の現像剤を用いて行った。これは、最もコート不良が発生しやすい現像剤でもコート不良が発生しない条件を見るためである。また、本実験では、現像スリーブの搬送性を高めるべく、表面に溝処理を施した溝スリーブを用いて行った。溝スリーブは溝深さ８０μｍ、周方向の溝本数が８０本のものを使用した。本特許では規制ブレード近傍の現像剤の流れを縦方向にすることが重要であって、その意味でスリーブ搬送力が強い方が不利である。今回は少なくとも現像キャリア径４０μｍより十分大きい溝深さ８０μｍを使用しており、溝部に現像剤が嵌って現像剤搬送時にスリーブ上で現像剤が滑ることなく搬送されることを事前確認しており、スリーブ搬送性が最も高い条件である。これは、最もコート不良が発生しやすい条件である、スリーブの搬送性が最も高い状態でもコート不良が発生しない条件を見る為である。
【００５８】
【表１】
0006049296.tif 000002
【００５９】
＜結果＞
条件１〜３は同じマグパターン１で、規制ブレード９位置を固定して搬送ガイド１１の位置を３段階変更した条件での評価である。なお本実施例１の搬送ガイド位置は条件２である。図１０は、条件１、２、３の法線方向の磁気力Ｆｒの分布と搬送ガイド位置を示している。図１０から、条件１〜３のＦｒは、搬送ガイド１１位置から規制ブレード９方向にわたって単調且つ急峻増加する分布を取り、上述した機序からコート不良発生しにくい磁力分布を取っていることがわかる。なお条件１〜３では規制ブレード９位置とマグパターンは同じ位置関係のために、ＦｒＮｅａｒの値はいずれも同じ値（図１０の斜線領域）である。但し、条件１に比べて条件２、３では規制ブレード９と搬送ガイド１１の距離が長いためにその分ＦｒＡｌｌの値は大きくなる。その結果、条件２及び３のＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌの割合が下がり、条件３ではＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌ＝５６％、条件２ではＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌ＝６０％になる。この磁力分布において条件３では４ｈ空回転時にコート不良が発生しており、条件１、２ではコート不良の発生無く、コート不良の発生防止のためには少なくともＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌが６０％以上必要であることが判明した。定性的な説明を付け加えると、規制ブレード９と搬送ガイド１１の距離が狭くなると、その距離の分、ＦｒＡｌｌ（総和）が減ることによって現像スリーブ回転方向の現像剤搬送力が減る。その結果、相対的に現像スリーブに垂直方向の縦の流れが大きくなるので、規制ブレード上流の現像剤の流れを下向きに流動させやすくなると考えられる。
【００６０】
次に比較例として、条件１〜３と異なるマグネットパターン２を用いた条件４について説明する。図１５、図１６は、条件４のマグネットローラから作用する磁束密度Ｂｒ、Ｂθ及び法線方向の磁気力Ｆｒ分布を示している。Ｆｒは−符号側がスリーブへの引力方向、＋符号側が斥力方向になっている。図１６から、搬送ガイド１１位置から規制ブレード９間のＦｒはフラットもしくはやや減少傾向の分布を取り、上述した機序からコート不良課題に対して好ましくないＦｒ分布をとっていることがわかる。定量的にはＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌは３６％と小さい値をとり、空回転耐久の結果も０．５ｈ空回転時にコート不良が発生することが判明した。
【００６１】
次に比較例として、条件１〜３と異なるマグネットパターン３を用いた条件５〜７について説明する。条件５〜７は同じマグパターン３で、搬送ガイド１１位置を固定して規制ブレード９位置を３段階変更した条件での評価である。図２０、図２１は、条件５〜７のマグネットローラから作用する磁束密度Ｂｒ、Ｂθ及び法線方向の磁気力Ｆｒ分布を示している。Ｆｒは−符号側がスリーブへの引力方向、＋符号側が斥力方向になっている。図２１から、規制ブレード９と搬送ガイド１１間で、搬送ガイド１１から向かって規制ブレード９側途中までＦｒは増加傾向にあるが、規制ブレード９近傍でＦｒが減少傾向に変化していることがみてとれる。条件５は規制ブレード９位置がＦｒ減少傾向にある位置に当接しているためにＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌ＝４８％と６０％未満の値を示す。条件６では条件５に対して規制ブレード位置が約５°搬送ガイド１１側に寄っており、同位置でのＦｒ分布は未だ減少傾向位置にあるものの条件５に比べては大きいＦｒ位置に当接しており、ＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌ＝６４％であった。条件７は、Ｆｒ分布のピーク位置に規制ブレード位置を当接しており、搬送ガイド１１から規制ブレード９近傍までＦｒは単調且つ急峻増加している傾向にあり最も好ましい位置に当接しており、同条件７でのＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌ＝８９％であった。空回転検討結果、条件５では２．５ｈ空回転でコート不良が発生、条件６、７では空回転耐久の結果、コート不良は発生しなかった。すなわち条件５〜条件７からも、コート不良の発生防止のためにはＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌが少なくとも６０％以上を満たすことが必要であることが分かる。更に付け加えると条件７のように、規制ブレード９と搬送ガイド１１間のＦｒ分布を単調且つ急峻な増加傾向に設定することが、コート不良発生しない現像剤の流れを実現するに最適である。しかしながら、規制ブレード近傍でＦｒの減少領域がある条件６であってもＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌが６０％以上を満足していればコート不良が発生しないことわかる。
【００６２】
以上の結果から、本実施例によれば、コート不良を防止するためには、規制ブレード９と搬送ガイド１１間のＦｒ分布を規制ブレード近傍で急峻且つ単調に増加する傾向にさせることが好ましい。より定量的には、ＦｒＮＥＡＲと、ＦｒＡｌｌに対しての割合を６０％以上に設定することでコート不良の発生を防止できる。
【００６３】
尚、本実施例では、規制ブレード９に最近接する磁極（カット極）のピーク磁束密度は、２０ｍＴ以上８０ｍＴ以下が好ましい。２０ｍＴを下回ると現像スリーブ上へ磁気吸引力が弱くなるため現像剤搬送不良が発生する懸念があり、一方８０ｍＴを超えると現像剤に加わる磁気力が高くなるために、現像剤劣化が問題となるためである。
【００６４】
また、本実施例ではＦθの好ましい範囲は１×１０＾−８（Ｎ）以下である。尚、ＦθはＦｒに対して半分以下の数値であることが好ましく、より好ましくはＦθはＦｒの約１／４以下である。この範囲であれば、少なくとも現像剤の流れに影響せずに本発明の効果を得ることができる。
【００６５】
さらに本実施例においては、搬送ガイド頂点位置Ｐ４に加わる磁気吸引力を実質ゼロになるように搬送ガイド１１の長さ（本実施例１では１１ｍｍ）を設定している。現像剤の供給は現像室３から為され、規制ブレード９よりも搬送ガイド１１が現像室３近傍に配置している。このため、例えば、搬送ガイド頂点Ｐ４位置の磁気吸引力Ｆｒが大きいと、現像室３の現像剤が搬送ガイド１１頂点位置で磁気吸引力を受けることで下方に引き寄せられるために、図７で示す規制ブレード９近傍に到達する現像剤量が減ってしまう。この結果、上記で説明した規制ブレード９近傍側のＦｒ大きい分布を形成しても、規制ブレード近傍の現像剤の量が少なくなるために、現像剤の規制ブレード９に沿った縦の供給が減少し、規制ブレードに平行な現像剤の縦の流れが生じにくい。したがって、搬送ガイド１１頂点位置における磁気吸引力を実質ゼロになるように、搬送ガイド頂点位置を現像スリーブ（マグネット）から遠ざけるようにすることが好ましい。
【００６６】
更に本実施例においては、搬送ガイド１１の現像スリーブ最近接位置Ｐ１の鉛直方向下方には少なくとも現像スリーブ８があることが好ましい。搬送ガイド位置の磁気吸引力Ｆｒは本実施形態の特徴で小さくなる傾向があり、磁気吸引力Ｆｒが極端に小さい場合、搬送ガイド１１と現像スリーブ８との隙間から鉛直下に重力落下する恐れがある。このため、落下した現像剤を受けて搬送するために前記隙間の下方に現像スリーブで受ける構成にすることが好ましい。
【００６７】
以下に、Ｆｒ分布が規制ブレード近傍に漸近する従って急峻に単調増加傾向にするための方法（積分値（ＦｒＮＥＡＲ）と、積分値（ＦｒＡｌｌ）の割合を６０％以上にする為の方法）について説明する。本実施例では、搬送ガイド１１位置はＮ１極とＮ３極の反発極間で磁束密度が小さく、Ｎ１極〜Ｎ３極間の磁束密度Ｂｒの変化の勾配が緩やかである。一方、搬送ガイド１１から規制ブレード９方向には、中程度の磁束密度の大きさのＮ１極及び、さらに隣接して磁束密度の大きいＳ１極が存在するために、磁束密度の変化の勾配は大きくなる傾向にある。従って搬送ガイド１１近傍から規制ブレード９近傍に漸近するに従って磁束密度の勾配を増加傾向にすることで、同様に磁束密度の二乗の勾配に比例する磁力（Ｆｒ）は急峻に増加する傾向とすることができる。
【００６８】
また例えば、規制ブレード上流側のＮ１極の下流極であるＳ１極を、Ｎ１極により隣接させることによって、Ｎ１−Ｓ１極の磁束密度の勾配が大きくなり、更にＦｒ分布がより急峻に増加する傾向になる。
【００６９】
また例えば、規制ブレード上流側のＮ１極の半値幅は小さめ、Ｓ１極の半値幅を小さめにすることでＦｒ分布が急峻に増加する傾向になる。
【００７０】
また例えば、規制ブレード下流側のＳ１極の磁束密度のピーク値を大きくすることで、Ｎ１極〜Ｓ１極間の磁束密度の勾配が大きくなるため、更にＦｒ分布がより急峻に増加する傾向をとる。
【００７１】
要するに、Ｆｒ分布が急峻に増加するマグパターンにするためには、基本的には、以下のように構成すればよい。即ち、カット極（ブレードに対してスリーブ上流側で最近接する磁極）Ｎ１に対して、その一つ下流側にある磁極Ｓ１が、カット極Ｎ１に対して作用する磁力を相対的に大きくしていけばよい。
【００７２】
＜磁気力／磁束密度の測定方法＞
ここで、本発明における磁気力の測定方法について説明する。
【００７３】
なお本実施例で述べた磁気力は以下説明する計算方法によって算出できる。
【００７４】
【数１】
0006049296.tif 000003
【００７５】
よって、Ｂｒ及びＢθが分かれば、Ｆｒ及びＦθを求めることが出来る。ここで、磁束密度Ｂｒは、測定器としてＦ．Ｗ．ＢＥＬＬ社製磁場測定器「ＭＳ−９９０２」（商品名）を用いて、測定器の部材であるプローブと現像スリーブ８の表面との距離を約１００μｍに設定して測定したものである。
【００７６】
さらに、Ｂθは以下のように求めることが出来る。磁束密度Ｂｒの測定位置でのベクトルポテンシャルＡＺ（Ｒ，θ）は測定された磁束密度Ｂｒを用いて
【００７７】
【数２】
0006049296.tif 000004
【００７８】
で求められる。境界条件をＡＺ（Ｒ，θ）とし、方程式
▽２ＡＺ（Ｒ，θ）＝０
を解くことでＡＺ（Ｒ，θ）を求める。そして、
【００７９】
【数３】
0006049296.tif 000005
【００８０】
より、Ｂθを求めることが出来た。
【００８１】
以上より測定及び計算されたＢｒ及びＢθを（１）式に当てはめることで、Ｆｒ及びＦθを導き出すことが出来る。
【００８２】
なお現像装置の構成に関して、本実施例では、現像室５と攪拌室６が上下に配置された縦攪拌方式の現像装置を例にあげて説明した。しかしながら、例えば、図２３に示すような現像室５と攪拌室６が水平に配置された現像装置等、その他の形態の現像装置においても、本発明は適用可能である。すなわち搬送ガイド１１の上流側からの現像剤搬送がなく、且つ、規制ブレードと現像スリーブ最近接位置より少なくとも高い位置から剤供給がなされ、且つ、搬送ガイドと規制ブレード間に上記で述べた磁力分布になっていれば、同様の効果が得られる。
【００８３】
また、本発明は、使用するキャリアの磁化率が変わっても同様の効果を得ることができる。例えば磁化の小さいキャリアを用いると、マグネットローラから作用される磁気力が相対的に下がるが、ＦｒＮｅａｒ及びＦｒＡｌｌ共に相対的に下がるために、その商である比率に対してはキャンセルされるために影響を受けないと考えられる。磁化が大きいキャリアに対しても同様の機序から影響を受けないと考えられる。
【実施例２】
【００８４】
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。第一の実施例において、第２磁極Ｎ１極は搬送ガイド１１と規制ブレード９間に配置していた。これに対して、本実施例では、図１４に示すように第２磁極Ｎ１極は規制ブレード９のスリーブ回転方向下流側に配置している。第一の実施例で述べたように本特許ではＦｒ分布とそれに対する規制ブレード９及び搬送ガイド１１の配置が重要であって、磁束密度のピーク位置そのものには直接的には左右されない。なお搬送ガイド１１の配置は、第一の実施例と同様に設定した。
【００８５】
次に、図１２、図１３を用いて本実施例において使用したマグネットパターン４から作用する磁束密度Ｂｒ及び法線方向の磁気力Ｆｒを示す。現像剤は図１２、１３において右から左へ搬送されており、規制ブレード９は第一の実施例と同様に１００°の位置に配置されている（図１２、図１３の破線）。Ｆｒは−符号側がスリーブへの引力方向、＋符号側が斥力方向になっている本実施例においては、図１２の示すとおり、第２磁極Ｎ１極は規制ブレード９のスリーブ回転方向下流側に配置しており、磁束密度Ｂｒのパターンは第一実施例と異なる。
【００８６】
しかしながら、図１３に示すとおり、本実施例２においても、搬送ガイド１１位置から規制ブレード９間のＦｒは常に引力方向であって、且つ規制ブレード９に近づくにつれてＦｒが増加するよう構成している。搬送ガイド１１は約１３０°の位置に配置されている（図１２、図１３）。また搬送ガイド１１の上流側には少なくともＦｒが正の領域（斥力領域）になるよう構成している。本実施例では約１６０°〜１９０°位置が斥力領域になっており、斥力領域から現像スリーブの回転方向下流側に向うにつれてＦｒが増加させる構成にしている。すなわち第一の実施例と同様に、搬送ガイド１１〜規制ブレード方向に漸近するに従って増加傾向になるＦｒ分布を取っている。
【００８７】
実施例１と同様に４５℃環境条件で、現像剤を入れた現像器をトナー入れ替え無しで空回転耐久を実施した結果を示す。
【００８８】
【表２】
0006049296.tif 000006
【００８９】
＜結果＞
条件８は実施例２の結果である。条件８ではＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌ＝６４％を示し、空回転耐久の結果、コート不良が発生無いことが判明した。
【００９０】
なお、図１２及び図１４に示す通り実施例２の磁極配置構成は、Ｎ１極の磁束密度ピーク位置が規制ブレード９位置に対してスリーブ回転方向下流に位置する以外は、実施例１と略同じである。すなわち、Ｎ１極とＮ３極の反発極間では磁束密度が小さく、両磁極間の磁束密度Ｂｒの勾配は緩やかである。更に規制ブレード９下流側に向けて中程度の磁束密度の大きさのＮ１極及び、さらに下流に隣接して磁束密度の大きいＳ１極が構成しているために、Ｎ１極〜Ｓ１極間の磁束密度の勾配は大きくなる傾向になる。従って搬送ガイド１１位置から規制ブレード９近傍に漸近するに従って磁束密度の勾配は急峻になる傾向であって、磁束密度の二乗の勾配に比例するＦｒも急峻に増加する傾向を示す。従って規制ブレード９から搬送ガイド１１内のＦｒは実施例１と略同分布を取るために、実施例１と同様の効果が得られる。
【００９１】
より詳細には、実施例２ではＮ１極が規制ブレード９位置よりもスリーブ回転方向下流に配置したため、実施例１に比べて規制ブレード９近傍のＦｒの増加傾きはやや急峻である。その結果、ＦｒＡｌｌに対するＦｒＮｅａｒ比率が４％増加している（条件２と条件８差）。実施例１では規制ブレード９の上流側にＮ１極の磁束密度のピークがあるために該ピーク位置付近の磁束密度勾配は小さくなり、この結果、磁束密度の変化勾配の２乗に比例するＦｒの増加度合いもやや緩慢になる傾向になる。
【００９２】
以上述べたように、本実施例２においては実施例１と異なるマグネットパターンを用いても、規制ブレード９と搬送ガイド１１間のＦｒ分布を規制ブレード近傍で急峻且つ単調に増加する傾向にさせることができる。且つＦｒＮＥＡＲと、ＦｒＡｌｌに対しての比率を６０％以上に設定することでコート不良の発生を防止できる。
【実施例３】
【００９３】
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。第１の実施例において、同極であるＮ３極とＮ１極のうち現像スリーブ回転方向下流側のＮ１極を規制ブレード９の上流近傍に配置していた。本実施例では、図１７及び図１９に示すように規制ブレード９の上流側近傍の磁極を同極磁極（Ｎ１極）ではないＳ１極を配置している。第１の実施例で述べたように本特許ではＦｒ分布とそれに対する規制ブレード９及び搬送ガイド１１の配置が重要であって、磁極の配置そのものに直接的に左右されない。なお搬送ガイド１１の配置は、第１の実施例と同様に設定した。
【００９４】
次に、図１７、図１８を用いて本実施例において使用したマグネットパターン５から作用する磁束密度Ｂｒ及びＢθ及び法線方向の磁気力Ｆｒを示す。現像剤は図１７、図１８において右から左へ搬送されており、規制ブレード９は第一の実施例と同様に１００°の位置に配置されている（図１７、図１８の破線）。Ｆｒは−符号側がスリーブへの引力方向、＋符号側が斥力方向になっている。
【００９５】
本実施例においては、図１９に示すとおり、規制ブレード９のスリーブ回転方向上流側に最近接する磁極がＳ１極であって、第１の実施例では規制ブレード上流極が隣接する同極で反発磁界を形成するＮ１磁極であって、磁極の配置が第１の実施例と異なる。
【００９６】
しかしながら本実施例３においても、搬送ガイド１１位置から規制ブレード９間のＦｒは規制ブレード９に近づくにつれて急峻に単調増加するよう構成している。搬送ガイド１１は約１３０°の位置に配置されている（図１７、図１８の破線）。また搬送ガイド１１の上流側には少なくともＦｒが正の領域（斥力領域）になるよう構成している。本実施例では約２００°〜２４０°位置が斥力領域になっている。斥力領域から現像スリーブの回転方向下流側に向うにつれてＦｒが増加させる構成にしている。すなわち第一の実施例と同様に、搬送ガイド１１〜規制ブレード方向に漸近するに従って増加傾向になるＦｒ分布を取っている。
【００９７】
実施例１、２と同様に４５℃環境条件で、現像剤を入れた現像器をトナー入れ替え無しで空回転耐久を実施した結果を示す。
【００９８】
【表３】
0006049296.tif 000007
【００９９】
＜結果＞
条件９は実施例３の結果である。条件９ではＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌ＝６０％でコート不良が発生無いことが分かった。
【０１００】
図１９の磁極配置構成においては、磁束密度のＮ１極の上流極は反発極Ｎ３極であるので、Ｎ１極〜Ｎ３極間の磁束密度の勾配は小さい。Ｎ１極下流側では異極で且つＮ１極よりやや磁束密度の大きいＳ１極が隣接しているために、磁束密度の勾配はＮ１極上流側よりやや大きい。さらにＳ１極下流側に隣接するＮ２極は、Ｓ１極より更に磁束密度が大きいために磁束密度の変化の勾配は大きくなっている。従って本実施例３の磁極構成によれば、現像スリーブ回転方向でＮ１⇒搬送ガイド位置⇒Ｓ１⇒規制ブレード位置⇒Ｎ２で段階的に磁束密度勾配が大きくなる。このために、搬送ガイド位置から規制ブレード位置間では磁束密度の二乗の勾配に比例するＦｒも単調増加する傾向を示す。その結果、ＦｒＮｅａｒ／ＦｒＡｌｌの比率が６０％以上を満足し、コート不良発生を防止できた。
【実施例４】
【０１０１】
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。本実施例も現像スリーブ内のマグネット及び搬送ガイド部材の構成は実施例１〜３と同じであり、規制ブレード上流側の現像剤の滞留を抑制可能な構成となっている。本実施例では、更に現像スリーブ８の搬送性を向上する為に、現像スリーブ表面に長手方向に沿った溝処理が施されているものを採用した例について説明する。
【０１０２】
［現像スリーブの溝ピッチ］
図２３は本実施例で採用した溝形状の図面である。本実施例においては、溝は深さＤ＝５０［μｍ］、幅Ｗ＝１４０［μｍ］の左右対称なＶ字型でスリーブ上に間隔約Ｉ＝１１２０［μｍ］をもって各々現像スリーブ軸線に平行に５０本形成されている。また、溝形状Ｖ字の角度Θは約４５［°］である。溝形状は現像剤が当該部に引っ掛かり搬送されさえすればＶ字に限定されず、図２４、図２５、図２６に示すようなＵ字であっても井戸型であっても良い。ただしいずれの場合も引っかかるためには少なくともキャリア一個以上溝部に入る必要があることから、溝深さＤ＞キャリア半径、溝幅Ｗ＞キャリア直径としている。
【０１０３】
本実施例のように搬送ガイド１１を備え、かつ規制ブレード付近の磁気力が大きくすることで、この付近の現像剤の滞留を解消する構成においては、現像スリーブの溝ピッチによっては、現像スリーブ上のコーティングが不均一になる虞がある。現像剤は現像スリーブに内包されるマグネットにより穂立ちを形成しつつ、主に溝部に拘束され、溝に拘束されている磁気穂により力を受け押し出される形で搬送される。このため、規制ブレードと搬送ガイド１１の間の現像剤溜り部に溝部がある場合とない場合とで搬送性が大きく異なってしまう。そこで、本実施例では、上記濃度ムラが発生を抑制すべく、Ｗ＋Ｉが規制ブレードと搬送ガイド１１の間の距離Ｌよりも小さくしている。このようにした場合、現像スリーブの位置によらず、規制ブレードと搬送ガイド１１の間の領域に溝部が少なくとも一つは存在させることができる。このため、規制ブレードと搬送ガイド１１の間の現像剤が溝部によって常時搬送することができ、現像スリーブ上に途切れず現像剤をコーティングさせることができる。
【０１０４】
本実施例では、長さＬは４１９０［μｍ］、溝部と溝−溝間の凸部を合わせた長さＷ＋Ｉは１２６０［μｍ］であるため、上記構成を満たしている。
【０１０５】
＜比較例＞
比較例として先に説明した現像装置に深さＤ＝５０［μｍ］、幅Ｗ＝１４０［μｍ］の左右対称なＶ字型溝を間隔約Ｉ＝５１００［μｍ］をもって各々現像スリーブ軸線に平行に１２本備えた現像スリーブを用いた場合である。搬送ガイド１１を現像スリーブ側へと伸延させた線と現像スリーブ表面との交点Ｐ１と規制ブレードの搬送ガイド側の面を同じく現像スリーブ側へと伸延させた線と現像スリーブとの交点Ｐ２の現像スリーブに沿った長さＬとする。この場合、溝部の幅Iと溝−溝間の凸部の幅Ｗを合わせた長さＷ＋Ｉが、上記長さＬよりも大きくなっている。このため、搬送ガイド１１と規制ブレードの間に溝部が１つも入らない場合が生じ、上記問題が発生する。
【０１０６】
＜実験＞
本実施例による効果を表す実験内容を以下に示す。
【０１０７】
本実施例での検討に用いたチャートは、Ａ４全面ベタ画像であり、反射濃度はＸ−ｒｉｔｅ社製Ｍｏｄｅｌ：５０４による測定で１．５程度とした。測定個所はＡ４チャートの横方向は両端から３０［ｍｍ］の位置と、中心の合計３点。縦方向は上端から１０［ｍｍ］の点を基準として下方向に１０［ｍｍ］の間隔を開けて合計２０点とし、１枚で総計６０点の測定個所を設けた。表１は本実施例と上記比較例の場合における面内濃度ムラを評価した表である。これらの値は、上記８７箇所のパッチ部をＸ−ｒｉｔｅ社製Ｍｏｄｅｌ：５０４による濃度測定で求めることができ、チャートにおける６０点の濃度の（最大値）―（最小値）で与えられる。表１より、上記比較例では面内の濃度ムラが認められたのに対し、本実施例の構成においては、画像濃度ムラは概ね良好でることがわかる。
【０１０８】
【表４】
0006049296.tif 000008
【実施例５】
【０１０９】
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。本実施例も現像スリーブ内のマグネット及び搬送ガイド部材の構成は実施例１〜３と同じであり、規制ブレード上流側の現像剤の滞留を抑制可能な構成となっている。本実施例と実施例１との異なる点は、現像スリーブへの現像剤の供給性を向上するために、第１の搬送スクリュー５にリブ部材を設けている点である。
【０１１０】
［第１の搬送スクリュー］
図２７は、本実施例の現像装置の断面図である。図２８、図３０は本実施例の第１の搬送スクリューを説明する斜視図である。図２９は本実施例の第１の搬送スクリューの軸線方向と直交する断面図である。本実施例では、第１の搬送スクリューの回転軸径の半径Ｒ０はＲ０＝３［ｍｍ］、外径の半径Ｒ１はＲ１＝１０［ｍｍ］であり、回転軸方向に渡ってピッチｐ＝３０［ｍｍ］の間隔で攪拌翼１３がスパイラル状に設けられ、周速８００［ｒｐｍ］で回転する。更に先に記述した通り回転軸表面からはリブ部材１４がその第１の搬送スクリューの回転方向に対抗する面を含む平面が回転軸１２の中心Ｏを含むように放射線状に突出している。
【０１１１】
リブ部材１４は回転軸中心Ｏからの高さＲ＝７［ｍｍ］、幅ｄ＝１０［ｍｍ］、厚さｗ＝１［ｍｍ］の立方体状部材である。更にリブ部材１４は、現像剤循環方向最下流の攪拌翼から３ピッチ分の領域に１ピッチに１つの割合で設置した。なお、本実施例では、第２の搬送スクリューも回転軸径、攪拌翼の外形、ピッチ、周速は第１の搬送スクリューと等しくしている。縦攪拌型の現像装置の場合、現像剤の循環方向下流側になるに従って、現像室内の現像剤面は下がっていくため、（図３参照。）リブ部材１４は第１の搬送スクリューの現像剤循環方向下流側にのみ設置できればよい。むしろ、第１の搬送スクリューの現像剤循環方向下流側にのみリブ部材１４を設置することによって、上流側での過剰な現像剤の供給を防ぐことができる。それによって、第１の搬送スクリュー回転軸方向に渡って均一な現像剤供給を実現し、長きに亘って安定した現像スリーブ上コーティングを実現することができる。また、現像剤循環方向上流側に過剰にリブが設置された場合、上流側での過剰な現像剤の供給により上流側において剤溜まりが巨大化し、現像剤圧の上昇による第１の搬送スクリューのトルクアップという問題が発生する場合がある。よって、下流側にのみリブ部材を設置することにより、この問題も確実に回避できる。本実施例においてはリブ部材を現像剤循環方向最下流の攪拌翼から３ピッチ分の領域に１ピッチに１つの割合で設置したが、設置の仕方はこの場合に限られるわけではなく、全域に設置する場合も場合によっては可能である。リブ部材１４は第１の搬送スクリューの回転に伴い一緒に回転する。そのため、回転軸中心Ｏからｒの高さの部分に当った現像剤は、図３１のようにリブ部材の回転方向に対抗する面に垂直な方向に初速ｒωで打ち出される（Ｒ０＜ｒ＜Ｒ）。ここで、第１の搬送スクリューの角速度をω［ｒａｄ／ｓ］、回転軸１２の半径をＲ０、リブ部材１４の高さをＲとする。
【０１１２】
一般に、第１の搬送スクリューに現像スリーブへの供給を促進するためのリブ部材を設置した場合、現像スリーブの軸方向で現像剤溜まりにかかる圧力が不均一になりやすい。これによって、現像スリーブ上のコーティングが不均一になり、画像上にリブの跡に沿った濃度ムラが発生してしまうことがある。規制ブレード裏の現像剤溜まりにリブ部材によって現像スリーブに略平行な方向から直接現像剤が供給されることによって、リブ部材が設置されている所は現像剤溜まりに圧力が大きくかかる。また、リブ部材が設置されていない所は剤だまりに圧力が小さくかかるからである。例えば、図３３のように、第１の攪拌スクリューと規制ブレード裏の現像剤溜まりの間にさえぎるものが何も無い場合、リブ部材１４によって供給された現像剤が直接規制ブレード裏へと供給されてしまう。図３４は図１４の現像装置を上方から見た図である。リブ部材が設置されているところは剤溜まりにかかる圧力が大きく、設置されていないところは圧力が小さい。結果として、現像スリーブ上をコーティングしている現像剤の厚さにリブ部材が設置されている箇所に対応してむらが出てしまう。（図３４において、領域Ａがリブ部材の設置されていないところで、領域Ｂが設置されているところである。）
【０１１３】
これに対し、搬送ガイド部材が設置されている現像装置では、第一の搬送スクリューの位置とリブの位置、ガイド部材の位置、を工夫することで第一の搬送スクリューからの現像スリーブに平行な剤の供給が直接ブレード裏の剤だまりになされることがない。よって、搬送ガイド部材が設置されている現像装置ではそもそも上記のようなリブ跡の問題は起こり難い（図３５参照）。
【０１１４】
つまり、本発明では搬送ガイド部材の高さＨ（つまり第１の搬送スクリューの回転軸中心を原点とするデカルト座標表記で頂点Ｑ（ａ，ｂ））をある高さ以上にする。そして、現像スリーブに対し平行な剤の供給を抑制することによって上記の問題を抑制しつつリブ部材によって現像剤の供給を促進することができる。
【０１１５】
一般に現像スリーブ上のコーティング量の調整方法は、規制ブレードの穂切りによる層厚規制である。よって、この穂切り部、つまり規制ブレードを現像スリーブへと延長した線と現像スリーブ表面が交わる点Ｐにおける現像スリーブに平行な圧力のムラを抑制すればよく、結局点Ｐよりも搬送ガイド部材の頂点Ｑが鉛直方向上方に存在すればよい。このような構成をとることによって、リブ部材から供給された現像剤のうち、穂切り部における現像スリーブに平行なものは搬送ガイド部材によって遮断され、リブ跡の問題は抑制される。
【０１１６】
ここで、本実施例においてリブ部材１４によって打ち出された現像剤が搬送ガイド部材を越える為には、次の式を満たす必要がある。リブ部材１４を設置することによって搬送ガイド部材１１と規制ブレード９で囲まれた領域への現像剤の供給を促進できる。
（式１）
ｂ＜−ｇ／２＊（（ａ−ｒ＊ｃｏｓθ）／（ｒω＊ｓｉｎθ））＾２＋（ａ−ｒ＊ｃｏｓθ）＊ｃｏｓθ／ｓｉｎθ−ｒ＊ｓｉｎθ
ただし、Ｒ０＜ｒ＜Ｒ，０＜θ＜１／π，Ｈ＝ｂ−ｃ
ここで、ｇ：重力加速度，ａ：第１の搬送スクリューの回転軸中心を原点としたデカルト座標における搬送ガイド部材の頂点Ｑのｘ座標，ｂ：第１の搬送スクリューの回転軸中心を原点としたデカルト座標における搬送ガイド部材の頂点Ｑのｙ座標である。また，ｃ：第１の搬送スクリューの回転軸中心を原点としたデカルト座標における搬送ガイド部材の最下点のｙ座標，θ：第１の搬送スクリューの回転軸中心を通る水平線とリブ部材のなす角度（反時計回りを正としてラジアン表記とする。図３２参照。）である。
【０１１７】
上式はＲ０＜ｒ＜Ｒ，０＜θ＜１／πを満たすｒとθのうち、どれか一つでも（式１）を満たせばよいことに注意すること。以下でさらに詳しく説明する。
【０１１８】
第１の搬送スクリューの回転軸中心を原点としたデカルト座標をとり、ｘ軸とリブ部材のなす角度をθとし、回転しているリブ部材がある角度θにきたときを考える。このとき回転軸中心からｒだけ離れた部分に現像剤が当ったとすると、現像剤は図３１のようにｘ方向に初速ｒω＊ｓｉｎθ、ｙ方向にｒω＊ｃｏｓθで打ち出される。打ち出された現像剤は、重力に引かれて放物運動をするため、ｘ方向に初速ｒω＊ｓｉｎθで等速運動、ｙ方向にｄ＾２ｘ／ｄｔ＾２＝ｇの加速度運動を行う。打ち出された現像剤が搬送ガイド部材を越えるためには、放物運動をしている現像剤のｙ座標が、搬送ガイド部材の頂点Ｑのｘ座標ａの位置において、頂点Ｑのｙ座標ｂよりも大きければ良い。打ち出された瞬間の位置は、（ｒ＊ｃｏｓθ，ｒ＊ｓｉｎθ）なので、打ち出された現像剤がｘ座標ａに到着する時間ｔ（ａ）は、ｔ（ａ）＝（ａ−ｒ＊ｃｏｓθ）／ｒω＊ｓｉｎθとなる。よって、このときの現像剤のｙ座標は、ｙ（ａ）＝−ｇ／２＊ｔ（ａ）＾２＋ｔ（ａ）＊ｒω＊ｃｏｓθ−ｒ＊ｓｉｎθ＝−ｇ／２＊（（ａ−ｒ＊ｃｏｓθ）／（ｒω＊ｓｉｎθ））＾２＋（ａ−ｒ＊ｃｏｓθ）＊ｃｏｓθ／ｓｉｎθ−ｒ＊ｓｉｎθとなる。ｂ＜ｙ（ａ）でなければリブ部材によって打ち出された現像剤が搬送ガイド部材を超えることができないため、リブ部材によって打ち出された現像剤が搬送ガイド部材を超えるためには、（式１）を満たさなければならない。現像剤はリブ部材によって様々なｒ（ただし、Ｒ０＜ｒ＜Ｒ）とθ（ただし、０＜θ＜１／π）の位置から打ち出される。そのためＲ０＜ｒ＜Ｒ，０＜θ＜１／πの範囲において、少しでも（式１）を満たすことができれば、リブ部材を設置することによって搬送ガイド部材と規制ブレードで囲まれた領域への現像剤の供給を促進することができる。
【０１１９】
次に本実施例における効果を表す実験を説明する。表１は、本実施例とリブ部材１４がない従来現像器における、現像スリーブ上コーティング限界の表である。
【０１２０】
現像スリーブ上コーティング限界とは、現像スリーブ上のコーティングが正常になされるための最小の現像容器内の現像剤量であり、現像容器内の現像剤がこの量を下回ると、現像スリーブ上のコーティングが一部なくなるなどの、コーティング不良が発生する。現状、現像スリーブ上コーティング限界は現像スリーブ上コーティング不良の一つの指標となっており、一般的には次のようにして測定できる。
【０１２１】
現像スリーブ、第１・第２の搬送スクリューを所望の周速で駆動させた状態で、徐々に現像剤を現像容器に入れていく。現像容器内の現像剤量が増えていくに従って、現像スリーブ上のコーティングは第１の搬送スクリューの現像剤循環方向上流側から徐々に厚くなっていき、やがて現像スリーブ全域が所望の厚みにコーティングされる。このとき、現像容器内の現像剤量が現像スリーブ上コーティング限界であり、現像装置重量などを計測するなどして求めることができる。
【０１２２】
表１より、従来現像器においては、現像スリーブ上が正常にコーティングするには最低２９０［ｇ］必要なのに対し、本実施例の現像器は２６０［ｇ］あれば現像スリーブ上を正常にコーティングすることができる。
【０１２３】
以上より、第１の搬送スクリューにリブ部材を設けることにより、現像スリーブへの剤の供給を促進し、リブ跡などの弊害なく現像スリーブ上コーティング不良を抑制することができた。
【０１２４】
【表５】
0006049296.tif 000009
【符号の説明】
【０１２５】
１、１０４  現像装置
２  現像容器
３  現像室
４  攪拌室
５  第１の搬送スクリュー（循環手段）
６  第２の搬送スクリュー（循環手段）
７  隔壁部材
８  現像スリーブ（現像剤担持体）
８’  マグネットローラ（磁界発生手段）
９  規制ブレード（現像剤規制部材）
１０  感光ドラム（像担持体）
１１  搬送ガイド
２０  トナー補給槽
２１  一次帯電器
２２  発光素子
２３  第一転写帯電器
２４  転写材搬送シート
２５  定着器
２６  クリーニング装置
２７  転写紙
４１  従来現像器における現像容器
４１ａ  従来現像器における現像室
４１ｂ  従来現像器における攪拌室
４１ｃ  従来現像器における隔壁
４２  従来現像器における第一の現像剤搬送攪拌部材
４３  従来現像器における第二の現像剤搬送攪拌部材
３０１  篩
３０２  ロート
３０３  円盤
５００  安息角測定時の二成分現像剤
７１、７２  連通部
Ｔ  現像剤
【図１】
0006049296.tif 000010
【図２】
0006049296.tif 000011
【図３】
0006049296.tif 000012
【図４】
0006049296.tif 000013
【図５】
0006049296.tif 000014
【図６】
0006049296.tif 000015
【図７】
0006049296.tif 000016
【図８】
0006049296.tif 000017
【図９】
0006049296.tif 000018
【図１０】
0006049296.tif 000019
【図１１】
0006049296.tif 000020
【図１２】
0006049296.tif 000021
【図１３】
0006049296.tif 000022
【図１４】
0006049296.tif 000023
【図１５】
0006049296.tif 000024
【図１６】
0006049296.tif 000025
【図１７】
0006049296.tif 000026
【図１８】
0006049296.tif 000027
【図１９】
0006049296.tif 000028
【図２０】
0006049296.tif 000029
【図２１】
0006049296.tif 000030
【図２２】
0006049296.tif 000031
【図２３】
0006049296.tif 000032
【図２４】
0006049296.tif 000033
【図２５】
0006049296.tif 000034
【図２６】
0006049296.tif 000035
【図２７】
0006049296.tif 000036
【図２８】
0006049296.tif 000037
【図２９】
0006049296.tif 000038
【図３０】
0006049296.tif 000039
【図３１】
0006049296.tif 000040
【図３２】
0006049296.tif 000041
【図３３】
0006049296.tif 000042
【図３４】
0006049296.tif 000043
【図３５】
0006049296.tif 000044