(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に固定配置された複数の磁極を有し、磁性粒子とトナーを含む現像剤を担持して回転し、像担持体に形成された静電潜像に前記トナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に前記現像剤を撹拌しつつ搬送する現像剤撹拌搬送部材と、
を備えた現像装置において、
前記現像剤撹拌搬送部材として、前記回転軸の軸方向に前記現像剤を撹拌しつつ搬送して前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第１現像剤撹拌搬送部材と、前記第１現像剤撹拌搬送部材を備えた第１撹拌搬送部と、
前記現像剤担持体から前記現像剤を回収し前記第１現像剤撹拌搬送部材が現像剤を搬送する方向と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送して前記第１現像剤撹拌搬送部材に現像剤を受け渡す第２現像剤撹拌搬送部材と、前記第２現像剤撹拌搬送部材を備えた第２撹拌搬送部と、を備え、
前記第１撹拌搬送部と前記第２撹拌搬送部とは、壁部で仕切られると共に、前記第１撹拌搬送部は前記第２撹拌搬送部の上方に位置しており、
前記内部に固定配置された複数の磁極には同極となる磁極が前記現像剤担持体の回転方向に沿って隣接する箇所が存在し、前記隣接している同極の磁極のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側に形成され、かつ、前記隣接している同極の磁極のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する磁極で形成する磁場の法線磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記第１現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して下流側に形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に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線上では前記現像剤担持体から現像剤の離脱が行われるように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または２に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線上では法線方向磁束密度が５ｍＴ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記第１現像剤撹拌搬送部材は前記第２現像剤撹拌搬送部材の上方に配置され、前記第１現像剤撹拌搬送部材と前記第２現像剤撹拌搬送部材を仕切る壁部の現像剤供給側端部位置を、少なくとも前記現像剤担持体の中心と前記第１現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも上に形成することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４記載の現像装置において、
前記壁部の現像剤供給側端部の高さは、前記第１現像剤撹拌搬送部材の現像剤搬送方向上流側よりも下流側で低くしてあることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
像担持体と、該像担持体を一様に帯電する帯電手段と、帯電した前記像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを有する作像部を備えた画像形成装置に装備され、前記作像部を構成する前記像担持体と前記帯電手段と前記クリーニング手段のうちの少なくとも１つと、前記現像手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
前記現像手段として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
像担持体と、該像担持体を一様に帯電する帯電手段と、帯電した前記像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを有する作像部を備えた画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
前記作像部を複数備え、単色、多色またはフルカラー画像の形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の画像形成装置において、
前記作像部に、請求項６記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に担持された静電潜像を、トナー及び磁性粒子を含有する２成分現像剤によって現像する現像装置、並びにこの現像装置を用いるプロセスカートリッジ、及び、前記現像装置またはプロセスカートリッジを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーと磁性粒子（以下、キャリアと言う）を含む２成分現像剤を使用した２成分現像装置では、現像剤を収容する現像剤容器内に配設された現像剤撹拌搬送部材を用いて、２成分現像剤を撹拌してトナーの濃度を均一にした後、内部に複数の磁極を有する現像剤担持体に向けて搬送し、現像剤担持体に現像剤を供給する。このようにして、現像剤を供給された現像剤担持体は、さらに、この現像剤を現像剤担持体表面に担持させて搬送し、像担持体上の静電潜像に供給することによって静電潜像をトナーによって可視像化して現像している。
【０００３】
このような現像装置の場合に、現像剤撹拌搬送部材としては、例えば２本のスクリューをそれらの搬送方向が相反するようにして略平行に配置し、一方の供給・回収用スクリューから現像剤を現像剤担持体に供給し、現像後の現像剤を回収している。そして、その後、もう一方の撹拌搬送用スクリューに現像剤を受け渡した後、撹拌搬送用スクリューの搬送経路でトナーの補給を行い、混合撹拌をしながら、供給・回収用のスクリューに現像剤を受渡している。
【０００４】
このように２成分現像装置では、現像剤撹拌搬送部材（例えば２本のスクリュー）で現像剤の混合撹拌搬送を行いながら循環し、現像剤担持体に対する現像剤の供給、回収と、トナー補給を行っているが、トナーとキャリアの混合撹拌が不十分であると、現像剤担持体に供給された現像剤にトナー濃度ムラや帯電不良が生じ、画像濃度ムラが発生するなどの異常画像が形成される。このような異常画像等の発生を防止するために必要な撹拌性は、現像剤に対する相対的なトナー消費量で決まるが、近年の画像形成装置の高速化・小型化では、現像剤容量に対するトナーの消費量が増加するため、より撹拌性を向上させる必要がある。
【０００５】
昨今、電子写真方式を用いた画像形成装置ではカラー化が進んでいるが、その生産性を向上させるためには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に、４個の円筒状をした感光体を用いて画像を形成するタンデム方式を採用することが効果的である。タンデム方式では４個の感光体を横方向に並べて、各感光体に対して帯電装置、露光装置等の作像装置を設けることになり、現像装置も各感光体に対して設けられる。
このようなタンデム方式の画像形成装置を小さくするためには、各感光体の間隔を狭める必要があるが、そのためには現像装置も水平方向（横方向）の大きさを小さくする必要があり、上述した２本のスクリューを略水平方向に並べる方式の現像装置では省スペース化に限界がある。
【０００６】
そこで特許文献１（特開平１１−２０２６２７号公報）に記載の現像装置では、現像ローラの横に撹拌搬送スクリューを上下に２本並べた構成としており、横方向の省スペース化が図れる。しかしながら、この現像装置では、現像に際してトナーが静電潜像に付着するなどして消費されるため、現像後、トナー濃度の少なくなった現像剤と、現像前のトナー濃度の高い現像剤が同時に現像ローラに汲み上げられることになり、現像ローラ上の現像剤のトナー濃度が均一にならないため画像濃度にムラが生じやすい。
【０００７】
このような課題を解決するために、特許文献２（特開２００３−２６３０１２号公報）に記載の現像装置では、撹拌搬送スクリューを上下に２本並べた構成とし、さらに２本のスクリューの間を仕切り板で分離し、一方のスクリューで現像剤の供給を行い、他方のスクリュで現像剤の回収を行うことで、トナー濃度を均一にする方法をとっている。
【０００８】
上記のように、軸方向に現像剤を搬送しながら、一方のスクリューで供給を行い、他方のスクリューで回収を行う方式では、十分に混合撹拌された現像剤が供給されるため、トナー濃度が均一となる。
しかしながら、回収用のスクリューにおいては、軸方向に対し、徐々に現像剤量が増加していく。そのため、回収用スクリューの搬送方向下流側においては、現像剤の溢れや、連れ回りが発生しやすくなるという課題がある。
【０００９】
また、上記の現像装置では、供給用のスクリューの現像剤は搬送方向上流側から下流側に搬送される間にその一部が現像剤担持体に供給されるため、現像剤量は上流側に比して下流側で少なくなり、最下流部では現像剤の最上面の高さが下がってしまい、その部分での現像剤担持体への現像剤の供給量が減少する供給不良が発生してしまう恐れがあった。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２０２６２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２６３０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、現像剤の撹拌搬送や、現像剤担持体に対する現像剤の供給、回収を良好に行うことができる構成の現像装置を提供することを目的とする。
より詳しくは、本発明は、現像剤の撹拌搬送を確実に行うことができる現像装置を提供すること、また、現像剤担持体からの現像剤の回収を良好に行うことができ、現像剤の溢れや連れ回りの発生を防止することができる現像装置を提供すること、また、現像剤担持体への現像剤の供給を良好に行うことができ、供給過剰や供給不足による現像不良等の問題を解消できる現像装置を提供すること、さらには、現像剤担持体に対する現像剤の供給、回収を良好に行い、現像剤の溢れや連れ回りの発生を防止することができ、供給過剰や供給不足による現像不良等の問題をも解消できる構成の現像装置を提供すること、さらには、現像剤の混合撹拌不良による画像濃度ムラ等の問題も解消できる現像装置を提供することを目的とする。
また、本発明は前記現像装置を用いたプロセスカートリッジを提供することを目的とし、さらには、前記現像装置またはプロセスカートリッジを備え、良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第１の手段は、内部に固定配置された複数の磁極を有し、磁性粒子とトナーを含む現像剤を担持して回転し、像担持体に形成された静電潜像に前記トナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に前記現像剤を撹拌しつつ搬送する現像剤撹拌搬送部材と、を備えた現像装置において、前記現像剤撹拌搬送部材として、前記回転軸の軸方向に前記現像剤を撹拌しつつ搬送して前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第１現像剤撹拌搬送部材と、前記第１現像剤撹拌搬送部材を備えた第１撹拌搬送部と、前記現像剤担持体から前記現像剤を回収し前記第１現像剤撹拌搬送部材が現像剤を搬送する方向と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送して前記第１現像剤撹拌搬送部材に現像剤を受け渡す第２現像剤撹拌搬送部材と、前記第２現像剤撹拌搬送部材を備えた第２撹拌搬送部と、を備え、前記第１撹拌搬送部と前記第２撹拌搬送部とは、壁部で仕切られると共に、前記第１撹拌搬送部は前記第２撹拌搬送部の上方に位置しており、前記内部に固定配置された複数の磁極には同極となる磁極が前記現像剤担持体の回転方向に沿って隣接する箇所が存在し、前記隣接している同極の磁極のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側に形成され、かつ、前記隣接している同極の磁極のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する磁極で形成する磁場の法線磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記第１現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して下流側に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の手段は、第１の手段の現像装置において、前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線上では前記現像剤担持体から現像剤の離脱が行われるようにされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の現像装置において、前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線上では法線方向磁束密度が５ｍＴ以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第４の手段は、第１〜第３のいずれか１つの手段の現像装置において、前記第１現像剤撹拌搬送部材は前記第２現像剤撹拌搬送部材の上方に配置され、前記第１現像剤撹拌搬送部材と前記第２現像剤撹拌搬送部材を仕切る壁部の現像剤供給側端部位置を、少なくとも前記現像剤担持体の中心と前記第１現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも上に形成することを特徴とする。
また、本発明の第５の手段は、第４の手段の現像装置において、前記壁部の現像剤供給側端部の高さは、前記第１現像剤撹拌搬送部材の現像剤搬送方向上流側よりも下流側で低くしてあることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１の参考手段は、内部に固定配置された複数の磁極を有し、磁性粒子とトナーを含む現像剤を担持して回転し、像担持体に形成された静電潜像に前記トナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に前記現像剤を撹拌しつつ搬送して、前記現像剤担持体から前記現像剤を回収する機能と前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する機能のいずれか一方または両方を有する現像剤撹拌搬送部材と、を備えた現像装置において、前記現像剤撹拌搬送部材として、前記現像剤担持体から前記現像剤を回収する機能と前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する機能とを有する現像剤撹拌搬送部材を備え、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線上では前記現像剤担持体から現像剤の離脱が行われるようにすることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第２の参考手段は、第１の参考手段の現像装置において、前記現像剤担持体内部の剤離れ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側に形成したことを特徴とする。
また、本発明の第３の参考手段は、第１の参考手段の現像装置において、前記現像剤担持体内部の剤汲み上げ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して下流側に形成したことを特徴とする。
さらに本発明の第４の参考手段は、第１の参考手段の現像装置において、前記現像剤担持体内部の剤離れ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側に形成し、かつ、前記現像剤担持体内部の剤汲み上げ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して下流側に形成したことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第６の手段は、像担持体と、該像担持体を一様に帯電する帯電手段と、帯電した前記像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを有する作像部を備えた画像形成装置に装備され、前記作像部を構成する前記像担持体と前記帯電手段と前記クリーニング手段のうちの少なくとも１つと、前記現像手段とが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段として、第１〜第５のいずれか１つの手段の現像装置を備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の第７の手段は、像担持体と、該像担持体を一様に帯電する帯電手段と、帯電した前記像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを有する作像部を備えた画像形成装置において、前記現像手段として、第１〜第５のいずれか１つの手段の現像装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第８の手段は、第７の手段の画像形成装置において、前記作像部を複数備え、単色、多色またはフルカラー画像の形成を行うことを特徴とする。
また、本発明の第９の手段は、第７または第８の手段の画像形成装置において、前記作像部に、第６の手段のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
第１の手段の現像装置では、前記現像剤撹拌搬送部材として、前記回転軸の軸方向に前記現像剤を撹拌しつつ搬送して前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する第１現像剤撹拌搬送部材と、前記第１現像剤撹拌搬送部材を備えた第１撹拌搬送部と、前記現像剤担持体から前記現像剤を回収し前記第１現像剤撹拌搬送部材が現像剤を搬送する方向と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送して前記第１現像剤撹拌搬送部材に現像剤を受け渡す第２現像剤撹拌搬送部材と、前記第２現像剤撹拌搬送部材を備えた第２撹拌搬送部と、を備え、前記第１撹拌搬送部と前記第２撹拌搬送部とは、壁部で仕切られると共に、前記第１撹拌搬送部は前記第２撹拌搬送部の上方に位置しており、前記内部に固定配置された複数の磁極には同極となる磁極が前記現像剤担持体の回転方向に沿って隣接する箇所が存在し、前記隣接している同極の磁極のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側に形成され、かつ、前記隣接している同極の磁極のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する磁極で形成する磁場の法線磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記第１現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して下流側に形成されていることにより、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する磁極通過後の現像剤担持体の中心と第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線の位置では殆ど磁気的拘束力を持たないので、現像剤担持体からの現像剤の剤離れが良好に行われ、回収部の現像剤のレベルに関係なく、現像剤担持体からの現像剤の回収を良好に行うことができ、現像剤の溢れや連れ回りの発生を防止することができる。また、現像剤担持体の中心と第１現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線の位置でも磁気的拘束力を殆ど持たないので、現像後のトナー濃度が低下した現像剤をそのまま現像剤担持体に汲み上げてしまうことがなく、第２現像剤撹拌搬送部材で回収されてトナーと混合撹拌され、第１現像剤撹拌搬送部材に受け渡されて撹拌搬送された現像剤を現像剤担持体に汲み上げることができる。
さらに、回収と供給の機能を分離して、回収機能を有する第２現像剤撹拌搬送部材においてトナーの混合撹拌を行い、供給機能を有する第１現像剤撹拌搬送部材において現像剤の供給を行う現像方式の小型化した現像装置においても、第１現像剤撹拌搬送部材や第２現像剤撹拌搬送部材上の現像剤に対しては、現像剤の搬送の妨げとなる磁気的拘束力を殆ど形成しないため、現像剤の混合、撹拌、搬送、循環を良好に行うことができる。また、現像剤担持体内部の現像剤担持体の回転方向上流側に存在する磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する点を、現像剤担持体の中心と第１現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも現像剤担持体の回転方向に対して下流側に形成したことにより、第１現像剤撹拌搬送部材の搬送方向上流側での供給過剰や、搬送方向下流側での供給不足を防止でき、現像剤担持体に適量の現像剤を供給することができる。従って、現像剤の混合撹拌不良や供給不足による画像濃度ムラ等の問題を解消できる。
第２の手段の現像装置では、第１の手段の効果に加え、前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線上では前記現像剤担持体から現像剤の離脱が行われるようにされていることにより、現像剤がスリーブに引き付けられる力をなくすことができ、確実に現像剤の剤離れを行うことができる。
第３の手段の現像装置では、第１または第２の手段の効果に加え、前記現像剤担持体の中心と前記第２現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線上では法線方向磁束密度が５ｍＴ以下とすることにより、現像剤がスリーブに引き付けられる力をなくすことができ、確実に現像剤の剤離れを行うことができる。
【００２４】
第４の手段の現像装置では、第１〜第３のいずれか１つの手段の効果に加え、前記第１現像剤撹拌搬送部材は前記第２現像剤撹拌搬送部材の上方に配置され、前記第１現像剤撹拌搬送部材と前記第２現像剤撹拌搬送部材を仕切る壁部の現像剤供給側端部位置を、少なくとも前記現像剤担持体の中心と前記第１現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも上に形成することにより、第１現像剤撹拌搬送部材の搬送方向上流側での現像剤の供給過剰を確実に防止することができる。
また、第５の手段の現像装置では、第４の手段の効果に加え、前記壁部の現像剤供給側端部の高さは、前記第１現像剤撹拌搬送部材の現像剤搬送方向上流側よりも下流側で低くしてあることにより、少量の現像剤でも効率的に現像剤担持体へ供給することができ、搬送方向下流側での供給不足を確実に防止することができ、供給不足による画像濃度ムラ等の問題を確実に解消できる。また、これにより、供給用の第１撹拌搬送部材の回転数を低減することができる。
【００２５】
第１の参考手段の現像装置では、内部に固定配置された複数の磁極を有し、磁性粒子とトナーを含む現像剤を担持して回転し、像担持体に形成された静電潜像に前記トナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に前記現像剤を撹拌しつつ搬送して、前記現像剤担持体から前記現像剤を回収する機能と前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する機能のいずれか一方または両方を有する現像剤撹拌搬送部材と、を備えた現像装置において、前記現像剤撹拌搬送部材として、前記現像剤担持体から前記現像剤を回収する機能と前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する機能とを有する現像剤撹拌搬送部材を備え、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線上では前記現像剤担持体から前記現像剤の離脱が行われるようにすることにより、現像剤の回収、撹拌、搬送、循環、供給を良好に行うことができる。
【００２６】
第２の参考手段の現像装置では、第１の参考手段の効果に加え、前記現像剤担持体内部の剤離れ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側に形成したことにより、剤離れ用磁極通過後の現像剤担持体の中心と現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線の位置では磁気的拘束力を殆ど持たないので、現像剤担持体からの現像剤の剤離れが良好に行われ、回収部の現像剤のレベルに関係なく、現像剤担持体からの現像剤の回収を良好に行うことができ、現像剤の溢れや連れ回りの発生を防止することができる。
【００２７】
第３の参考手段の現像装置では、第１の参考手段の効果に加え、前記現像剤担持体内部の剤汲み上げ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して下流側に形成したことにより、現像剤担持体の中心と現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線の位置では磁気的拘束力を殆ど持たないので、現像後のトナー濃度が低下した現像剤をそのまま現像剤担持体に汲み上げてしまうことがなく、現像剤撹拌搬送部材で混合、撹拌搬送された現像剤を現像剤担持体に汲み上げることができる。
【００２８】
第４の参考手段の現像装置では、第１の参考手段の構成に加え、前記現像剤担持体内部の剤離れ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向下流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して上流側に形成し、かつ、前記現像剤担持体内部の剤汲み上げ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、前記現像剤担持体の回転方向上流側に存在する点を、前記現像剤担持体の中心と前記現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線よりも前記現像剤担持体の回転方向に対して下流側に形成したことにより、剤離れ用磁極通過後の現像剤担持体の中心と現像剤撹拌搬送部材の中心とを結んだ線の位置では殆ど磁気的拘束力を持たないので、現像剤担持体からの現像剤の剤離れが良好に行われ、現像剤の溢れや連れ回りの発生を防止することができる。また、現像後のトナー濃度が低下した現像剤をそのまま現像剤担持体に汲み上げてしまうこともなく、現像剤撹拌搬送部材で混合、撹拌搬送された現像剤を現像剤担持体に汲み上げることができる。従って、現像剤の回収と供給を同じ現像剤撹拌搬送部材で行う場合にも、現像剤の回収、混合、撹拌搬送、供給を確実に行うことができ、現像剤の混合撹拌不良による画像濃度ムラ等の問題も解消できる。
【００２９】
第６の手段のプロセスカートリッジでは、現像手段として、第１〜第５のいずれか１つの手段の現像装置を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されているので、長期にわたり安定した高画質画像を得ることができ、操作性に優れ、簡便に交換可能なプロセスカートリッジを実現することができる。
【００３０】
第７の手段の画像形成装置では、作像部の現像手段として、第１〜第５のいずれか１つの手段の現像装置を備えたことにより、長期にわたり安定した現像を行うことができ、高画質画像を得ることのできる画像形成装置を実現することができる。
また、第８の手段の画像形成装置では、第７の手段の効果に加え、作像部を複数備え、単色、多色またはフルカラー画像の形成を行うことにより、長期にわたり高画質な単色、多色またはフルカラー画像を得ることができる画像形成装置を実現することができる。
さらに第９の手段の画像形成装置では、第７または第８の手段の効果に加え、作像部に第６の手段のプロセスカートリッジを備えたことにより、長期にわたり安定した高画質画像を得ることができ、操作性に優れ、プロセスカートリッジの交換も簡便に行うことができる画像形成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ、あるいはこれらの複合機等、周知のものであり、本発明を適用した現像装置を用いることができるタイプの画像形成装置であればどのようなものでも良い。ここでは一例として、電子写真方式の画像形成装置の一実施形態について説明する。
【００３２】
図１に、本発明を適用した現像装置を有する画像形成装置の概略構成図を示す。図１に示す実施形態の画像形成装置１００はカラー画像を形成するタンデム型のプリンタであるが、単色の画像を形成するものであっても良い。また、図１に示す画像形成装置（プリンタ）１００の筐体の上部に原稿画像の読取装置（スキャナ）を設置すれば、複写機やファクシミリ、あるいはこれらの複合機の構成となる。
【００３３】
図１に示す画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートの、何れをもシート状の記録媒体として用いることが可能である。以下これらを記録媒体と記載する。
【００３４】
画像形成装置１００は、その筐体内に、図示しない読取装置（スキャナ）で読取った原稿画像の画像情報（または外部のパーソナルコンピュータ等から入力された画像情報）に応じて各色ごとの画像を形成する作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋと、作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋに対向して配置された転写装置８と、各作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋと転写装置８とが対向する転写領域に各種記録媒体Ｐを供給する記録媒体供給手段としての給紙カセット１１、１２、１３と、給紙カセット１１、１２、１３から搬送されてきた記録媒体Ｐを作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋによる作像のタイミングに合わせて供給するレジストローラ１８等を有している。
【００３５】
また、画像形成装置１００は、作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋのそれぞれに備えられた後述する感光体ドラム１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋと転写装置８の転写ローラ５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｋとの対向位置である転写領域のうちの少なくとも１つの転写領域においてトナー像を転写された後の記録媒体Ｐの定着を行う定着装置１９と、筐体の上部に配設された、定着装置１９を通過しトナー像が定着した記録媒体Ｐを積載するための排紙トレイ２２とを有している。
【００３６】
また、画像形成装置１００は、給紙カセット１１、１２、１３のそれぞれから記録媒体Ｐを送り出すピックアップローラ１４、１５、１６と、給紙カセット１１、１２、１３から搬送されてきた記録媒体Ｐをレジストローラ１８に向けて搬送するローラ構造１７と、排紙トレイ２２に向けて記録媒体Ｐを搬送し筐体１００外部へ排出する排出ローラ２１と、定着装置１９により定着された記録媒体Ｐを排出ローラ２１に向けて搬送するローラ構造２０とを有している。
【００３７】
転写装置８は、複数のローラ９，１０に張架された転写ベルトからなり、画像形成装置の筐体１００が図の左右方向において小型になるよう、斜め方向に配設され、矢印Ｂで示すシート状媒体搬送方向が斜め方向となっている。これにより、画像形成装置は、図の左右方向における筐体１００の幅が、Ａ３サイズのシート状媒体の長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。すなわち、画像形成装置１００は、内部にシート状媒体を収容するために最低限必要な大きさとされることで大幅に小型化されている。
【００３８】
各作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋはそれぞれシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成を行うものであり、現像装置で用いるトナーの色が異なるが、その構成はほぼ同様であるから、ここではブラックの作像装置７Ｋの構成を各作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋの代表として説明する。作像装置７Ｋは、像担持体である潜像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、感光体ドラム１Ｋの回転方向Ａにおいて順に配置されている帯電装置２Ｋ、露光装置（光書込装置）３Ｋ、現像装置４Ｋ、クリーニング装置６Ｋ等を有し、帯電装置２Ｋと現像装置４Ｋとの間で露光装置（光書込装置）３Ｋからの露光光Ｌを受ける周知の構成である。なお、潜像担持体はドラム状でなく、ベルト状の感光体としても良い。
【００３９】
上記のような構成の作像装置７Ｋでは、帯電装置２Ｋにより感光体ドラム１Ｋを帯電し、露光装置（光書込装置）３Ｋからの露光光Ｌを感光体ドラム１Ｋに照射して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置４Ｋのトナーで現像して可視像化する。そして感光体ドラム１Ｋ上のトナー像を転写装置８で搬送される記録媒体Ｐに転写する。また、他の色の作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍでも同様に帯電、露光、現像のプロセスが行われ、各色のトナー像を転写装置８で搬送される記録媒体Ｐに転写する。そして、作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋのうちの幾つを使用するかに応じて単色、多色、フルカラーのいずれかの画像が記録媒体Ｐ上に形成され、定着装置１９で定着されて排紙トレイ２２に排出される。
【００４０】
次に、図１に示す画像形成装置の各作像部（作像装置）７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋに用いられる現像装置４の構成例について説明する。
図２は２成分現像剤を用いる現像装置の一構成例を示している。図２に示す現像装置４−１は、内部に固定配置された複数の磁極を有し、磁性粒子とトナーを含む現像剤（２成分現像剤）４１ｆを担持して回転し、像担持体である感光体ドラム１に形成された静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像剤担持体（以下、現像ローラと言う）４１ａと、現像ローラ４１ａの軸の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に現像剤４１ｆを撹拌しつつ搬送して、現像ローラ４１ａから現像剤４１ｆを回収する機能と現像ローラ４１ａに現像剤を供給する機能とを有する第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂと、第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂが現像剤４１ｆを搬送する方向と反対方向に現像剤４１ｆを撹拌しつつ搬送する第２現像剤撹拌搬送部材４１ｃとを備えている。すなわち図２に示す現像装置４−１では、現像ローラ４１ａの軸の中心線と平行に配設され軸の一方向、例えば紙面手前側に現像剤４１ｆを搬送する第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂと、第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂと平行に配設され軸の他方向すなわち紙面奥側に現像剤を搬送する第２現像剤撹拌搬送部材４１ｃとを有しており、第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂと第２現像剤撹拌搬送部材４１ｃを略水平方向に配置した構成となっている。また、図２において反時計回りに回転する現像ローラ４１ａの回転方向における、現像ローラ４１ａと第１撹拌搬送部材４１ｂとの対向領域の下流側において現像ローラ４１ａに汲み上げられた現像剤４１ｆを規制する、現像ローラ４１ａの上方に配設された現像剤規制部材（ドクタ）４１ｅを有している。なお、第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂと第２現像剤撹拌搬送部材４１ｃの間には仕切り板４１ｄが設けられているが、この仕切り板４１ｄの両端部には開口が設けられており、第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂと第２現像剤撹拌搬送部材４１ｃの両端部で現像剤の受け渡しが行われ、第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂと第２現像剤撹拌搬送部材４１ｃとで現像剤が撹拌搬送されながら循環するようになっている。また、図示しないが、第２現像剤撹拌搬送部材４１ｃの搬送方向上流側にはトナー補給部が設けられており、図示しないトナー収容部に収容されているトナーが補給されるようになっている。
【００４１】
現像ローラ４１ａは、円周方向に複数の磁極を配置した図示しないマグネットローラ（あるいは複数の磁石）を内部に有し、その周囲を図示しない円筒状のスリーブが回転する構成となっている。スリーブはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。マグネットローラは、各磁極が所定の方向を向くように固定されており、その周囲をスリーブが回転して、磁極によって引き付けた現像剤を搬送していく。
【００４２】
より具体的には、現像ローラ４１ａのマグネットローラには、現像部の主磁極と、搬送用磁極、剤離れ用磁極、剤汲み上げ用磁極が設けられており、第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂで撹拌搬送される現像剤４１ｆを剤汲み上げ用磁極の磁力でスリーブ上に汲み上げた後、スリーブ上の現像剤を、極性を交互に変えた磁極を用いて、現像剤をチェーン上の磁気ブラシを形成する。そして、スリーブを回転すると、磁気ブラシは横転されながら現像部に搬送されていく。
すなわち、現像ローラ４１ａのマグネットローラの剤汲み上げ用磁極により発生する磁場は、隣接する逆極性の搬送用磁極に流れ込み、このような磁場中を、磁性粒子で構成されたキャリアが通過すると、磁束密度に沿ってキャリアの磁化が起こり、磁気ベクトルに沿って、磁気ブラシを形成する。このとき。スリーブを回転させると、形成された磁場による磁気ベクトルに沿って、現像剤が形を変えながら、スリーブ上を搬送される。そして、現像部に搬送された現像剤は主磁極の磁力で穂立ちして磁気ブラシを形成し、現像剤中のトナーで感光体上の静電潜像を現像する。現像後の現像剤は、スリーブの回転により現像装置内に搬送され、剤離れ用磁極を通過して第１現像剤撹拌搬送部材４１ｂに回収される。
【００４３】
ところで、図２に示したような２本の現像剤撹拌搬送部材４１ｂ、４１ｃを略水平方向に並べる方式の現像装置４−１では、２本の現像剤撹拌搬送部材４１ｂ、４１ｃで現像剤４１ｆの混合撹拌搬送を行いながら循環し、第１の現像剤撹拌搬送部材４１ｂで現像ローラ４１ａに対する現像剤の供給、回収を行い、第２の現像剤撹拌搬送部材４１ｃでトナー補給と混合、撹拌を行っているが、第１の現像剤撹拌搬送部材４１ｂで搬送される現像剤と、回収した現像剤の混合撹拌が不十分であると、現像ローラ４１ａに供給された現像剤４１ｆにトナー濃度ムラや帯電不良が生じ、画像濃度ムラが発生するなどの異常画像が形成される。特に、現像後の現像剤の現像ローラ４１ａからの剤離れが不十分で、現像後の現像剤がそのまま現像ローラ４１ａと連れ回って供給側に達すると、トナー濃度不足の現像剤が現像部に供給されることになり、現像画像の濃度ムラや濃度不足が発生する。また、現像ローラ４１ａの剤汲み上げ磁極の位置が適正でないと、剤離れした現像剤が第１の現像剤撹拌搬送部材４１ｂで撹拌搬送される前に現像ローラ４１ａに汲み上げられてしまうことがあり、同様に現像画像の濃度ムラや濃度不足が発生する。
【００４４】
そこで本発明の参考例では、図２に示したような構成の現像装置の場合には、現像後の現像剤の剤離れを確実に行い、剤離れした現像剤を第１の現像剤撹拌搬送部材４１ｂで回収して混合撹拌してから現像ローラ４１ａに供給するようにするものである。また、本発明の参考例では、現像ローラ４１ａの剤汲み上げ磁極の位置を適正にし、剤離れした現像剤が第１の現像剤撹拌搬送部材４１ｂで撹拌搬送される前に現像ローラ４１ａに汲み上げられてしまうことを防止するものである。なお、具体的な構成は後述の参考例１で説明する。
【００４５】
次に図３は２成分現像剤を用いる現像装置の本発明の構成例を示している。図３に示す現像装置４−２は、内部に固定配置された複数の磁極を有し、磁性粒子とトナーを含む現像剤（２成分現像剤）４２ｆを担持して回転し、像担持体である感光体ドラム１に形成された静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像剤担持体（以下、現像ローラと言う）４２ａと、現像ローラ４２ａの軸の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に現像剤４２ｆを撹拌しつつ搬送して現像ローラ４２ａに現像剤４２ｆを供給する第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂと、現像ローラ４２ａから現像剤４２ｆを回収し第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂが現像剤を搬送する方向と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送して第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂに現像剤を受け渡す第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃとを備えている．
すなわち、図３に示す現像装置４−２は、現像ローラ４２ａの構成は図２と同様であるが、現像剤撹拌搬送部材による現像剤の供給と回収を行う機能を分離したものであり、トナーとキャリアからなる現像剤４２ｆを撹拌搬送して現像ローラ４２ａに供給するための第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂを配置した第１撹拌搬送部（供給部）と、現像ローラ４２ａから現像剤４２ｆを回収し、回収した現像剤と図示しないトナー補給口から補給されたトナーを混合して撹拌搬送する第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃを配置した第２撹拌搬送部（回収部）を有し、第２撹拌搬送部（回収部）の上方に第１撹拌搬送部（供給部）を配置して壁部４２ｄで仕切った構成であり、２つの撹拌搬送部が鉛直方向に連結した構成である。このように、現像ローラ４２ａに隣接して２つの撹拌搬送部を鉛直方向に連結した構成とすることにより、図２の構成の現像装置と較べて省スペースとなる。
【００４６】
図３に示す現像装置４−２では、現像ローラ４２ａの剤離れ用磁極を通過して剤離れした現像剤を第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃで現像ローラ４２ａから回収し、図示しないトナー収容部から図示しないトナー補給口を介して第２撹拌搬送部（回収部）に供給されたトナーと回収した現像剤４２ｆとの混合、撹拌を行う。そして、第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃにより軸方向の端部まで搬送された現像剤４２ｆは、壁部４２ｄの軸方向端部に設けられた開口を通して第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂに受け渡される。その後、第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂにより現像剤４２ｆが軸方向に撹拌搬送されるが、その搬送経路において、現像ローラ４２ａの剤汲み上げ用磁極の磁力により現像ローラ４２ａへの現像剤４２ｆの供給を行っている。そして、図２の現像装置と同様に現像を行った後、現像後の現像剤は上記のように第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃで回収される。
このように、図３に示す現像装置４−２では、現像剤撹拌搬送部材による現像剤の供給と回収を行う機能を分離し、現像後の現像剤が供給用の第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂにそのまま戻されないような構成をとることで、第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃで補給トナーと充分に混合、攪拌され、第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂに受け渡された現像剤４２ｆが現像ローラ４２ａに供給されるので、画像濃度の安定した画像を得ることができる。
【００４７】
ところで、上記のように、軸方向に現像剤を撹拌搬送しながら、第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂで供給を行い、第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃで現像剤の回収と補給トナーの混合撹拌を行う方式では、十分に混合撹拌された現像剤が現像ローラ４２ａに供給されるため、トナー濃度が均一となり、画像濃度の安定した画像を得ることができる。
しかしながら、このような供給と回収を分離した循環方式の現像装置では、回収用の第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃにおいては、回収した現像剤を軸方向（搬送方向）上流側から下流側に搬送して行くに従い、徐々に現像剤量が増加していく。そのため、第２現像剤撹拌搬送部材４２ｃの搬送方向下流側においては、現像剤の溢れや連れ回りが発生しやすくなる。
また、上記の現像装置では、供給用の第１現像剤撹拌搬送部材４２ｂでは、現像剤は搬送方向上流側から下流側に搬送される間にその一部が現像ローラ４２ａに供給されるため、現像剤量は上流側に比して下流側で少なくなり、最下流部では現像剤の最上面の高さが下がってしまい、その部分での現像ローラ４２ａへの現像剤の供給量が減少する供給不良が発生してしまう恐れがある。
【００４８】
そこで本発明では、図３に示したような構成の現像装置の場合には、現像後の現像剤の剤離れを確実に行い、現像ローラ４２ａからの現像剤の回収を良好に行うことができ、現像剤の溢れや連れ回りの発生を防止するものである。また、本発明では、現像ローラ４２ａへの現像剤の供給を良好に行うことができ、供給過剰や供給不足による現像不良等の問題を解消できるようにするものである。さらには、現像ローラ４２ａに対する現像剤の供給、回収を良好に行い、現像剤の溢れや連れ回りの発生を防止するとともに、供給過剰や供給不足による現像不良等の問題をも解消するものである。なお、具体的な構成は後述の実施例１で説明する。
【実施例】
【００４９】
「実施例」は、「参考例及び実施例」と読み替えるものとする。
［参考例１］
まず、前述の第１〜第４の参考手段に対応する第１の参考例を説明する。本参考例では、現像ローラの小型化などにより、現像ローラと、現像剤の回収、供給のいずれか一方または両方の機能を有する現像剤撹拌搬送部材（例えば撹拌搬送スクリューとする）との間隔を狭くし、現像ローラと撹拌搬送スクリュー間に現像剤が満たされているような場合でも、現像ローラと撹拌搬送スクリューとの間の現像剤の受け渡し（回収または供給）を確実に行えるようにするものである。
具体的な構成としては、現像ローラの中心と撹拌搬送スクリューの中心を結んだ線の位置の現像ローラ上では、磁気的な拘束力を殆ど持たないようにすることである。すなわち、現像ローラの中心と撹拌搬送スクリューの中心を結んだ線の位置の現像ローラ上では、剤離れ用磁極で形成する磁場や、剤汲み上げ用磁極で形成する磁場が、法線方向磁束密度をもたないようにし、現像ローラの中心と撹拌搬送スクリューの中心とを結んだ線上では現像ローラから現像剤の離脱が行われるようにするものである。
【００５０】
ここで一例として、図４に示すように、現像ローラ４１ａでは、スリーブが高速で回転するため、接線方向に遠心力が働く。図４の点ａを剤離れ用磁極の位置とし、点ｂを剤汲み上げ用磁極の位置とした場合に、それぞれの点の位置で上記遠心力を、撹拌搬送スクリュー４１ｂ方向とそれに垂直なものに分解する。これにより、遠心力が、現像剤を現像ローラに取り込むように働くか、撹拌搬送スクリュー４１ｂに受け渡すように働くかを理解することができる。
【００５１】
例えば図４では、点ａにおける遠心力は、撹拌搬送スクリュー方向の成分が、現像ローラ４１ａから撹拌搬送スクリュー４１ｂの方向（これを正とする）に働く。それに対して、点ｂにおける遠心力は、撹拌搬送スクリュー４１ｂから現像ローラ４１ａの方向（これを負とする）に働くようになる。
【００５２】
ここで、現像後の現像剤を現像ローラ４１ａから撹拌搬送スクリュー４１ｂに受け渡す場合を考えると、点ａの位置から、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の位置までにおける遠心力の撹拌搬送スクリュー方向の成分は、正となることが望ましい。また、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の位置で遠心力の撹拌搬送スクリュー方向の成分が発生しなければ、負の遠心力が生じず、良好に剤の受渡しが行われる。
【００５３】
そして、このような条件を満たすようにするためには、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心を結んだ線の位置の現像ローラ上では、磁気的な拘束力を殆ど持たないようにすることであり、具体的には、現像ローラ内部の剤離れ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点（法線方向磁束密度がピークとなる場所を挟んで現像ローラ回転方向の両側（上流側と下流側）に存在する点）のうち、現像ローラ４１ａの回転方向下流側に存在する点を、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心を結んだ線よりも現像ローラ４１ａの回転方向に対して上流側に形成する。このようにすることにより、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の領域では磁力による拘束力が略０で殆ど無いので、現像剤がスリーブに引き付けられる力を無くすことができ、確実に現像剤の剤離れを行うことができ、現像ローラ４１ａから撹拌搬送スクリュー４１ｂへの現像剤の受渡し（回収）を良好に行うことができ、現像剤の連れ回りを防止することができる。なお、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の領域で確実にスリーブに引き付けられる力（磁気的拘束力）を無くすには、剤離れ用磁極で形成する磁場のスリーブ上の法線方向の磁束密度を望ましくは０ｍＴ、少なくともキャリアの保持に影響しない５ｍＴ以下とすることである。
【００５４】
次に、撹拌搬送スクリュー４１ｂで撹拌搬送された現像剤を撹拌搬送スクリュー４１ｂから現像ローラ４１ａに受け渡す場合を考えると、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の位置から、点ｂの位置までにおける遠心力の撹拌搬送スクリュー方向の成分は、徐々に負となっていくことが望ましい。
これは、上記の現像剤の回収とは逆に、点ｂの汲み上げ用磁極の領域では磁力による引き付けと遠心力による廻りこみを形成する必要があるからである。
【００５５】
そして、このような条件を満たすようにするためには、現像ローラ内部の剤汲み上げ用磁極で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点（法線方向磁束密度がピークとなる場所を挟んで現像ローラ回転方向の両側（上流側と下流側）に存在する点）のうち、現像ローラ４１ａの回転方向上流側に存在する点を、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心を結んだ線よりも現像ローラ４１ａの回転方向に対して下流側に形成する。このように現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心を結んだ線よりも下流側に磁場を形成することで、現像剤の現像ローラ上への回りこみが発生する。また、特に汲み上げ位置とドクタ位置が近接した構成の現像装置では、良好な剤規制が可能になる。なお、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心を結んだ線よりも上流側に剤汲み上げ用磁極で形成する磁場と、それによるスリーブ上の負の遠心力成分が存在すると、点ａを通過して現像ローラ４１ａから剤離れした現像剤が、撹拌搬送スクリュー４１ｂに回収される前に現像ローラ４１ａに引き付けられてしまい、受渡しにおける現像剤の流れを阻害ため、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心を結んだ線の領域では、法線方向磁束密度は存在しないことが望ましい。
【００５６】
なお、剤汲み上げ用磁極で形成する磁場の位置が適正でなく、現像ローラ４１ａへの現像剤の供給がうまくいかない場合は、撹拌搬送スクリュー４１ｂの位置などにより、供給量の偏差が大きくなり、そのため、スクリューピッチにより濃度の変動が発生する（スクリューピッチムラ）。
【００５７】
次により具体的な参考例を用いて説明する。
図５は、図２と同様の構成の現像装置４−１に本発明の参考例を適用した現像装置の概略構成図であり、現像剤担持体である現像ローラ４１ａ内部のマグネットローラの磁極位置と磁場分布を図示してある。図５において、Ｐ１はＮ極の現像主磁極、Ｐ２はＳ極の搬送用磁極、Ｐ３はＮ極の剤離れ用磁極、Ｐ４はＮ極の剤汲み上げ用磁極、Ｐ５はＳ極の搬送用磁極である。
図５に示す現像装置４−１では、第１現像剤撹拌搬送部材（例えば第１撹拌搬送スクリュー）４１ｂで撹拌搬送される現像剤４１ｆは、剤汲み上げ用磁極Ｐ４の磁力で現像ローラ４１ａのスリーブ上に汲み上げられた後、スリーブの図中矢印方向の回転に伴って搬送され、現像剤規制部材（ドクタ）４１ｅにより層厚が規制されて薄層化される。薄層化された現像剤は、搬送用磁極Ｐ５の磁力とスリーブの回転により感光体ドラム１との対向位置である現像位置に搬送され、現像主磁極Ｐ１の磁力により穂立ちして磁気ブラシを形成する。現像ローラ４１ａには、図示しない電源によって現像バイアスが印加されており、この現像位置では、現像剤中のトナーが感光体表面に形成されている静電潜像に供給され、静電潜像を可視化し、現像が行われる。感光体ドラム１と現像ローラ４１ａのスリーブの間隙である現像ギャップＧＰは、０．８ｍｍから０．４ｍｍの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることも可能である。
【００５８】
本参考例において、具体的な現像条件は、以下に示す通りである。
上記感光体ドラム１の直径を５０ｍｍ、線速を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、現像ローラ４１ａのスリーブの直径を１８ｍｍ、線速を３００ｍｍ／ｓｅｃとする。なお、現像ローラ４１ａのスリーブの線速は、２００〜３００ｍｍ／ｓｅｃが主流である。
感光体ドラム１の露光前の帯電電位Ｖ０を−３５０Ｖ、露光後の電位ＶＬを−５０Ｖとして、現像バイアス電圧ＶＢを−２５０Ｖ、即ち現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ＝２００Ｖ）として現像工程が行われるものである。この時｜ＶＤ−ＶＬ｜＞｜ＶＬ−ＶＢ｜となる。
【００５９】
図５において、本参考例では、第１撹拌搬送スクリュー４１ｂに隣接する２つの磁極、すなわち剤離れ用磁極Ｐ３と剤汲み上げ用磁極Ｐ４は同極性のＮ極とし、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の位置の現像ローラ上では、磁気的な拘束力を殆ど持たないようにしている。
具体的には、現像ローラ内部の剤離れ用磁極Ｐ３で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点（法線方向磁束密度がピークとなる場所を挟んで現像ローラ回転方向の両側（上流側と下流側）に存在する点）のうち、現像ローラ４１ａの回転方向下流側に存在する点を、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線よりも現像ローラ４１ａの回転方向に対して上流側に形成する。また、現像ローラ内部の剤汲み上げ用磁極Ｐ４で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点（法線方向磁束密度がピークとなる場所を挟んで現像ローラ回転方向の両側（上流側と下流側）に存在する点）のうち、現像ローラ４１ａの回転方向上流側に存在する点を、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線よりも現像ローラ４１ａの回転方向に対して下流側に形成する。
【００６０】
このようにすることにより、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の位置の現像ローラ上では法線方向磁束密度が略０であり、磁気的な拘束力を殆ど持たないので、現像ローラ４１ａのスリーブ回転方向上流側の剤離れ用磁極Ｐ３から、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心を結んだ線の上流側の間の領域で、剤離れを確実に行うことができ、現像剤を第１撹拌搬送スクリュー４１ｂに回収することができる。また、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心を結んだ線の下流側で、剤汲み上げ用磁極Ｐ４に至るまでの領域で、第１撹拌搬送スクリュー４１ｂで撹拌搬送された現像剤４１ｆの汲み上げを確実に行うことができる。
【００６１】
このように、図５に示す現像装置では、現像剤の回収と供給の機能を有する撹拌搬送スクリュー４１ｂを用いた場合にも、現像剤の剤離れ（回収）と、汲み上げ（供給）とを確実に行うことができるので、現像剤４１ｆを、第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの上面のレベルまで入れ、そのレベルで、現像ローラ４１ａが現像剤で満たされている状態でも、現像後の現像剤の回収を確実に行うことができ、撹拌搬送スクリュー４１ｂで撹拌された後の現像剤を現像ローラに供給することができる。
【００６２】
ここで、図５の構成の現像装置を用いた画像形成装置で、連続１分間黒画像を出力する実験を行った。このとき、図示しないトナー補給機能により、第２撹拌搬送スクリュー４１ｃに適時トナーの補給を行った。
この実験の結果、１枚目の画像濃度と、１分間出力した後の画像濃度の濃度差は０．１であり、連続して画像出力を行った場合にも、良好な画像濃度が得られた。
【００６３】
次に比較例１として、図６に示すように、剤離れ用磁極Ｐ３と剤汲み上げ用磁極Ｐ４の位置を現像ローラの回転方向下流側にずらし、現像ローラ内部の剤離れ用磁極Ｐ３で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、現像ローラ４１ａの回転方向下流側に存在する点を、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線よりも現像ローラ４１ａの回転方向に対して下流側に形成した構成の現像装置を用い、同等の実験を行った。この比較例１の現像装置では、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の位置で、剤離れ用磁極Ｐ３による磁気的拘束力が残っており、現像後の現像剤の連れ回りが発生した。
このため、図６の比較例１の現像装置を用いた画像形成装置で、連続１分間黒画像を出力した結果、１枚目の画像濃度と、１分間出力した後の画像濃度の濃度差は０．９であり、連続して画像出力を行った場合に濃度不足と成る問題が発生した。
【００６４】
次に比較例２として、図７に示すように、剤離れ用磁極Ｐ３と剤汲み上げ用磁極Ｐ４の位置を現像ローラの回転方向上流側にずらし、現像ローラ内部の剤汲み上げ用磁極Ｐ４で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、現像ローラ４１ａの回転方向上流側に存在する点を、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線よりも現像ローラ４１ａの回転方向に対して上流側に形成した構成の現像装置を用い、同等の実験を行った。この比較例２の現像装置では、現像ローラ４１ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４１ｂの中心Ｃ２を結んだ線の位置で、剤汲み上げ用磁極Ｐ４による磁気的拘束力が生じており、現像ローラ４１ａから一旦剤離れした現像剤の一部を、第１撹拌搬送スクリュー４１ｂで回収して撹拌する前にスリーブに汲み上げてしまうという事態が発生した。
このため、図７の比較例２の現像装置を用いた画像形成装置で、連続１分間黒画像を出力した結果、濃度ムラが発生し、連続して画像出力を行った場合にスクリューピッチムラが見られるという問題が発生した。
【００６５】
［実施例１］
次に前述の第１〜第５の手段に対応する第１の実施例を説明する。
図８は、図３と同様の構成の現像装置４−２に本発明を適用した現像装置の概略構成図である。図８に示す現像装置４−２は、内部に固定配置された複数の磁極Ｐ１〜Ｐ５を有するマグネットローラ（または複数の磁石）と、周面上に回転可能に支持された現像スリーブとを備え、磁性粒子とトナーを含む２成分現像剤４２ｆを担持して回転し、像担持体である感光体ドラム１に形成された静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を可視像化する現像ローラ４２ａと、該現像ローラ４２ａの軸の中心線と平行な中心線を中心とした回転軸上で回転し、該回転軸の軸方向に現像剤４２ｆを撹拌しつつ搬送して現像ローラ４２ａに現像剤４２ｆを供給する第１現像剤撹拌搬送部材（例えば第１撹拌搬送スクリュー）４２ｂと、現像ローラ４２ａから現像剤４２ｆを回収し第１撹拌搬送スクリュー４２ｂが現像剤を搬送する方向と反対方向に現像剤を撹拌しつつ搬送して第１撹拌搬送スクリュー４２ｂに現像剤を受け渡す第２現像剤撹拌搬送部材（例えば第２撹拌搬送スクリュー）４２ｃとを備えている。また、図８には、現像ローラ４２ａ内部のマグネットローラの磁極位置と磁場分布を図示してあり、Ｐ１はＮ極の現像主磁極、Ｐ２はＳ極の搬送用磁極、Ｐ３はＮ極の剤離れ用磁極、Ｐ４はＮ極の剤汲み上げ用磁極、Ｐ５はＳ極の搬送用磁極である。
【００６６】
この図８に示す現像装置４−２では、２つの撹拌搬送スクリュー４２ｂ、４２ｃにより現像剤４２ｆの供給と回収を行う機能を分離したものであり、トナーとキャリアからなる２成分現像剤４２ｆを撹拌搬送して現像ローラ４２ａに供給するための第１撹拌搬送スクリュー４２ｂを配置した第１撹拌搬送部（供給部）と、現像ローラ４２ａから現像剤４２ｆを回収し、回収した現像剤と図示しないトナー補給口から補給されたトナーを混合して撹拌搬送する第２撹拌搬送スクリュー４２ｃを配置した第２撹拌搬送部（回収部）を有し、第２撹拌搬送部（回収部）の上方に第１撹拌搬送部（供給部）を配置して仕切り用の壁部４２ｄで仕切った構成であり、２つの撹拌搬送部が鉛直方向に連結した構成である。このように、現像ローラ４２ａに隣接して２つの撹拌搬送部を鉛直方向に連結した構成とすることにより、実施例１の構成の現像装置４−１と較べて省スペースとなる。
【００６７】
また、図８に示す現像装置４−２においては、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂと第２撹拌搬送スクリュー４２ｃとの中間部で現像ローラ４２ａと対向し、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂが、第２撹拌搬送スクリュー４２ｃに対して現像ローラ４２ａの回転方向の下流側に位置するように回転可能に支持され、現像ローラ４２ａの剤汲み上げ用磁極Ｐ４は、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂから現像剤４２ｆをスリーブ上に汲み上げる。また、現像ローラ４２ａの剤離れ用磁極Ｐ３は、感光体ドラム１と対向する現像領域を通過した現像剤を第２撹拌搬送スクリュー４２ｃ上に落下させる。
【００６８】
ここで、本実施例では、図８に示すように、現像ローラ４２ａ内部の剤離れ用磁極Ｐ４で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点（法線方向磁束密度がピークとなる場所を挟んで現像ローラ回転方向の両側（上流側と下流側）に存在する点）のうち、現像ローラ４２ａの回転方向下流側に存在する点を、現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第２撹拌搬送スクリュー４２ｃの中心Ｃ２とを結んだ線よりも現像ローラ４２ａの回転方向に対して上流側に形成し、かつ、現像ローラ４２ａ内部の剤汲み上げ用磁極Ｐ４で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点（法線方向磁束密度がピークとなる場所を挟んで現像ローラ回転方向の両側（上流側と下流側）に存在する点）のうち、現像ローラ４２ａの回転方向上流側に存在する点を、現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４２ｂの中心Ｃ３とを結んだ線よりも現像ローラ４２ａの回転方向に対して下流側に形成したものであり、現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第２撹拌搬送スクリュー４２ｃの中心Ｃ２とを結んだ線の位置と、その線から、現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４２ｂの中心Ｃ３とを結んだ線の位置までの領域には、磁気的な拘束力が殆ど無いように構成している。
【００６９】
つまり図８に示す構成の現像装置４−２では、汲み上げ用磁極Ｐ４と、剤離れ用磁極Ｐ３とは同一の極性を持ち、それにより、汲み上げ用磁極Ｐ４と剤離れ用磁極Ｐ３との間に反発磁界が生じ、剤離れが生じる。また、汲み上げ用磁極Ｐ４と、剤離れ用磁極Ｐ３との間には他の磁極は存在しない。すなわち、汲み上げ用磁極Ｐ３と、剤離れ用磁極Ｐ２とは隣り合っているものである。
よって、剤離れ用磁極Ｐ３で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち現像ローラ４２ａの回転方向下流側に存在する点と、汲み上げ用磁極Ｐ４で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち現像ローラ４２ａの回転方向上流側に存在する点との間では、現像剤４２ｆをスリーブに吸着させる磁力は存在しない、あるいは現像剤４２ｆを保持しつれまわらせることができない弱い磁界しか存在しない。
なお、本発明で述べる「法線方向磁束密度が略０となる」との意味は、上記のように現像剤を保持しつれまわらせることができない弱い磁界を生じさせるだけの法線方向磁束密度であるということである。
【００７０】
このような構成の現像装置４−２では、現像領域を通過した現像剤４２ｆは、剤離れ用磁極Ｐ４を通過して全て第２撹拌搬送スクリュー４２ｃ側に戻されるため、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂ側の現像剤４２ｆは、第２撹拌搬送スクリュー４２ｃによって補給トナーと混合撹拌されてから第１撹拌搬送スクリュー４２ｂに受け渡された、現像に使用されていないリフレッシュ（初期化）状態であり、トナー濃度が低下していない。従って、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂ側のトナー濃度は、上流側から下流側にかけて常に一定であり、現像ローラ４２ａのスリーブ上のトナー濃度に差がなくなるため、濃度差がなく濃度追従性の良い均一な画像を得ることができる。また、現像領域へ搬送される現像剤は、充分に撹拌されて第１撹拌搬送スクリュー４２ｂ側から汲み上げられ、ドクター４２ｅと対向する領域を一回だけ通過してきた現像剤であるため、帯電条件が等しく、帯電量のバラツキが小さくなる。従って、トナーが均一に帯電されているためトナー飛散や地肌汚れがなく、細部の画像バラツキのない良質な画像を形成することができる。
【００７１】
なお、回収用の第２撹拌搬送スクリュー４２ｃでは、現像剤搬送方向の上流側で、現像剤量が少ないものの、現像ローラ４２ａから現像剤が回収されるため、進行するに従って、徐々に現像剤量が増加していく。そのため、第２撹拌搬送スクリュー４２ｃの現像剤搬送方向下流においては、現像剤が第２撹拌搬送スクリュー４２ｃと現像ローラ４２ａの間にも溢れ、それにより、連れ回りが発生しやすくなるが、本発明では、現像ローラ４２ａ内部の剤離れ用磁極Ｐ４で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、現像ローラ４１ａの回転方向下流側に存在する点を、現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第２撹拌搬送スクリュー４２ｃの中心Ｃ２とを結んだ線よりも現像ローラ４２ａの回転方向に対して上流側に形成しているので、剤離れ用磁極Ｐ３通過後の現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第２撹拌搬送スクリュー４２ｃの中心Ｃ２とを結んだ線の位置では磁気的拘束力を殆ど持たないので、現像ローラ４２ａからの現像剤の剤離れが良好に行われ、回収部の現像剤のレベルに関係なく、現像ローラ４２ａからの現像剤の回収を良好に行うことができ、現像剤の溢れや連れ回りの発生を防止することができる。また、現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４２ｂの中心Ｃ３とを結んだ線の位置でも磁気的拘束力を殆ど持たないので、現像後のトナー濃度が低下した現像剤をそのまま現像ローラ４２ａに汲み上げてしまうことがなく、第２撹拌搬送スクリュー４２ｃで回収されてトナーと混合撹拌され、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂに受け渡されて撹拌搬送された現像剤を現像ローラ４２ａに汲み上げることができる。
【００７２】
さらに、本実施例の現像装置４−２では、回収と供給の機能を分離して、回収機能を有する第２撹拌搬送スクリュー４２ｃにおいてトナーの混合撹拌を行い、供給機能を有する第１撹拌搬送スクリュー４２ｂにおいて現像剤の供給を行う現像方式の小型化した現像装置４−２においても、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂや第２撹拌搬送スクリュー４２ｃ上の現像剤に対しては、現像剤の搬送の妨げとなる磁気的拘束力を形成しないため、現像剤の混合、撹拌、搬送、循環を良好に行うことができる。また、現像ローラ４２ａ内部の剤汲み上げ用磁極Ｐ４で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち、現像ローラ４１ａの回転方向上流側に存在する点を、現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬送スクリュー４２ｂの中心Ｃ３とを結んだ線よりも現像ローラ４２ａの回転方向に対して下流側に形成したことにより、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂの搬送方向上流側での供給過剰や、搬送方向下流側での供給不足を防止でき、現像ローラ４２ａに適量の現像剤を供給することができる。従って現像剤の混合撹拌不良や供給不足による画像濃度ムラ等の問題を解消できる。
【００７３】
また、本実施例の現像装置４−２では、現像ローラ４２ａへの現像剤供給用の第１撹拌搬送スクリュー４２ｂは、現像剤搬送方向上流では現像剤が多いものの、現像ローラ４２ａに供給されるため、下流側に行くにしたがって徐々に減少する。そのため、現像剤搬送方向上流側での現像剤の供給過剰や、下流側での供給不足が発生する恐れがある。特に、下流側での現像剤の供給がスムーズにいかないと、現像剤量の不足によるスクリューピッチムラや、最悪の場合、未現像領域が発生してしまう。そこで、本実施例では、上記の構成に加えて、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂの現像剤供給側の壁部４２ｄは現像剤のレベルにあわせて、端部の位置を規定するとともに傾斜を持たせている。
【００７４】
ここで、図９に図８のＤ−Ｄ’線からみた断面の概念図を示すが、本実施例では、図９に示すように、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂと第２撹拌搬送スクリュー４２ｃを仕切る壁部４２ｄの現像剤供給側端部４２ｄ−１の位置を、少なくとも現像ローラ４２ａの中心Ｃ１と第１撹拌搬スクリュー４２ｂの中心Ｃ３とを結んだ線よりも上に形成しており、これにより、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂの搬送方向上流側での現像剤の供給過剰を確実に防止することができる。
また、本実施例では、上記の構成に加え、前記壁部４２ｄの現像剤供給側端部４２ｄ−１の高さは、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂの現像剤搬送方向上流側の高さｈ１よりも下流側の高さｈ２を低く（ｈ１＞ｈ２）してあり、これにより、現像剤が下流側で少量になった場合にも、効率的に現像ローラ４２ａへ供給することができ、搬送方向下流側での供給不足を確実に防止することができ、供給不足による画像濃度ムラ等の異常画像の発生の問題を確実に解消できる。
【００７５】
なお、図８に示す現像装置４−２では、現像ローラの内部に固定配置された複数の磁極はＰ１〜Ｐ５の５極配置であるが、磁極の数は５極に限らず、例えば３極配置や４極配置でも問題はない。
図１１はその一例を示しており、図８と同様の構成の現像装置４−２において、現像ローラ４２ａの内部に３極の磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を配置した例である。
３極とした時の各磁極の働きは、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂからＰ３極によって現像剤が汲み上げられ、搬送される。Ｐ１極は現像主磁極であり、Ｐ１極によって現像に利用された２成分現像剤はＰ２極により搬送される。また、Ｐ２極によって搬送された現像剤はスリーブ上の反発磁界による剤離れ領域に至り、第２撹拌搬送スクリュー４２ｃに戻される。
つまり、Ｐ３極は搬送磁極でも有り、汲み上げ磁極でもある。同様にＰ２極は剤離れ用磁極でもあり、搬送磁極でもある。
【００７６】
図１１に示す構成の現像装置４−２では、現像ローラ４２ａの内部に、現像主磁極Ｐ１と、搬送磁極を兼ねた剤汲み上げ磁極Ｐ３、搬送磁極を兼ねた剤離れ用磁極Ｐ２が配置されている。そして、汲み上げ用磁極Ｐ３と、剤離れ用磁極Ｐ２とは同一の極性を持ち、それにより、汲み上げ用磁極と剤離れ用磁極との間に反発磁界が生じ、剤離れが生じる。また、汲み上げ用磁極Ｐ３と、剤離れ用磁極Ｐ２との間には他の磁極は存在しない。すなわち、汲み上げ用磁極Ｐ３と、剤離れ用磁極Ｐ２とは隣り合っているものである。
よって、剤離れ用磁極Ｐ２で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち現像ローラ４２ａの回転方向下流側に存在する点と、汲み上げ用磁極Ｐ３で形成する磁場の法線方向磁束密度が略０となる２つの点のうち現像ローラ４２ａの回転方向上流側に存在する点との間では、現像剤４２ｆをスリーブに吸着させる磁力は存在しない、あるいは現像剤４２ｆを保持しつれまわらせることができない弱い磁界しか存在しない。なお、前述したように、「法線方向磁束密度が略０となる」との意味は、上記のように現像剤を保持しつれまわらせることができない弱い磁界を生じさせるだけの法線方向磁束密度であるということである。
【００７７】
図１１に示す構成の現像装置４−２では、図８の構成と同様に、現像領域を通過した現像剤は、剤離れ用磁極Ｐ２を通過して全て第２撹拌搬送スクリュー４２ｃ側に戻されるため、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂ側の現像剤は、第２撹拌搬送スクリュー４２ｃによって補給トナーと混合撹拌されてから第１撹拌搬送スクリュー４２ｂに受け渡された、現像に使用されていないリフレッシュ（初期化）状態であり、トナー濃度が低下していない。従って、第１撹拌搬送スクリュー４２ｂ側のトナー濃度は、上流側から下流側にかけて常に一定であり、現像ローラ４２ａのスリーブ上のトナー濃度に差がなくなるため、濃度差がなく濃度追従性の良い均一な画像を得ることができる。また、現像領域へ搬送される現像剤は、充分に撹拌されて第１撹拌搬送スクリュー４２ｂ側から汲み上げられ、ドクター４２ｅと対向する領域を一回だけ通過してきた現像剤であるため、帯電条件が等しく、帯電量のバラツキが小さくなる。従って、トナーが均一に帯電されているためトナー飛散や地肌汚れがなく、細部の画像バラツキのない良質な画像を形成することができる。
【００７８】
［実施例２］
以上の参考例１または実施例１で説明した現像装置４（４−１または４−２）を備えた画像形成装置の作像部の構成例を図１０に示す。
この画像形成装置の作像部７は、感光体ドラム１が所定の周速度で回転駆動される。感光体ドラム１は回転過程において、帯電手段である帯電措置２によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザビーム走査露光等の図示しない露光手段（潜像形成手段）からの画像露光光を受け、こうして感光体ドラム１の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段である現像装置４によりトナーで現像され、現像されたトナー像は、図示しない給紙部から感光体ドラム１と図示しない転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて図示しない定着手段へ導入されて定着され、プリントや複写物（コピ−）として装置外へ排出される。像転写後の感光体ドラム１の表面は、クリ−ニング手段（クリーニングブレードやクリーニングブラシ等を有するクリーニング装置）６によって転写残りトナ−の除去を受けて清浄面化され、更に図示しない除電手段で除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
【００７９】
このような構成、動作の画像形成装置において、本実施例では、作像部７として、現像装置４と感光体ドラム１と帯電装置２とクリーニング装置６をカートリッジに一体に収納したプロセスカートリッジを用いており、このプロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。
【００８０】
このように、本実施例に係るプロセスカートリッジ７では、参考例１または実施例１の構成の現像装置４（４−１または４−２）と、感光体ドラム１と帯電装置２とクリーニング装置６をカートリッジに一体に収納し、画像形成装置本体に対して着脱可能な一体構造物として構成することにより、長期使用においても保守性、交換性を向上することができる。
【００８１】
［実施例３］
次に前述の図１に示した実施形態の画像形成装置では、現像手段として、参考例１または実施例１の現像装置４（４−１または４−２）を各色の作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋに備えることにより、現像剤の撹拌搬送を確実に行うことができるとともに、現像剤の回収や供給を良好に行うことができ、現像ローラ４１上の２成分現像剤の濃度ムラも抑制でき、長期にわたり安定した現像を行うことができるので、高画質な単色、多色、フルカラー画像を得ることのできる画像形成装置を実現することができる。
また、図１に示す実施形態の画像形成装置では、図１０に示すプロセスカートリッジ７を各色の作像装置７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｋとして備えることにより、長期にわたり安定した高画質画像を得ることができ、操作性に優れ、プロセスカートリッジ７の交換も簡便に行うことができる画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明を適用した現像装置を有する画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】２成分現像剤を用いる現像装置の一構成例を示す概略構成図である。
【図３】２成分現像剤を用いる現像装置の別の構成例を示す概略構成図である。
【図４】現像ローラの剤離れ位置と剤汲み上げ位置における遠心力の作用と、現像剤撹拌搬送部材との関係を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の参考例を示す現像装置の概略構成図である。
【図６】比較例１の現像装置の概略構成図である。
【図７】比較例２の現像装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第１の実施例の現像装置の構成例を示す概略構成図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ’線からみた断面の概念図である。
【図１０】本発明の第２の実施例を示す図であって、画像形成装置の作像部を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。
【図１１】本発明の第１の実施例の現像装置の別の構成例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１、１Ｃ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｋ：感光体ドラム（像担持体）
２、２Ｃ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｋ：帯電装置
３Ｃ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｋ：露光装置（光書込装置）
４（４Ｃ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｋ）、４−１，４−２：現像装置
５Ｃ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｋ：転写ローラ
６、６Ｃ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｋ：クリーニング装置
７：プロセスカートリッジ（作像部）
７Ｃ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｋ：作像装置
８：転写装置
１１，１２，１３：給紙カセット
１４，１５，１６：ピックアップローラ
１８：レジストローラ
１９：定着装置
２１：排紙ローラ
２２：排紙トレイ
４１ａ，４２ａ：現像ローラ（現像剤担持体）
４１ｂ，４２ｂ：第１現像剤撹拌搬送部材（第１撹拌搬送スクリュー）
４１ｃ，４２ｃ：第２現像剤撹拌搬送部材（第２撹拌搬送スクリュー）
４１ｄ，４２ｄ：仕切り用の壁部
４１ｅ，４２ｅ：現像剤規制部材（ドクタ）
４１ｆ，４２ｆ：現像剤
Ｐ：記録媒体
Ｐ１〜Ｐ５：磁極
【図１】
0005689219.tif 000002
【図２】
0005689219.tif 000003
【図３】
0005689219.tif 000004
【図４】
0005689219.tif 000005
【図５】
0005689219.tif 000006
【図６】
0005689219.tif 000007
【図７】
0005689219.tif 000008
【図８】
0005689219.tif 000009
【図９】
0005689219.tif 000010
【図１０】
0005689219.tif 000011
【図１１】
0005689219.tif 000012