(57)【要約】 【課題】  種々の使用状況において、また現像剤の種類によらず、キャリアの劣化を抑制することのできる現像装置およびそれを備える画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像装置１の穂立ち高さ規制部材１４よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側であって、汲上げ磁極Ｎ４に対向する位置よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側の位置に、現像スリーブ１７に半径方向外方から対向して第２の磁極形成手段２４を設け、第１の磁極形成手段１８によって第２の磁極形成手段２４と対向する位置に形成される対向磁極である搬送補助磁極Ｎ２とは反対の極性の磁極２４ａを形成する。これによって磁気チェーン２７が形成される。形成された磁気チェーン２７のうち現像スリーブ１７側の部分が穂立ち高さ規制部材１４に搬送されるので、穂立ち高さ規制部材１４に衝突するときの現像剤の圧力を弱め、穂立ち高さ規制部材１４から現像剤に与えられる負荷を小さくすることができる。【選択図】      図２
2007316344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成される静電潜像を、トナーとキャリアとから成る２成分現像剤を用いて現像する現像装置であって、
２成分現像剤を収容可能な現像剤収容容器と、
回転可能に設けられ、現像剤収容容器に収容される２成分現像剤を担持して像担持体に搬送する現像剤担持体と、
現像剤担持体に対向して設けられ、現像剤担持体に担持される２成分現像剤の穂立ち高さを規制する穂立ち高さ規制部材と、
現像剤担持体に内包され、現像剤収容容器に収容される２成分現像剤を現像剤担持体の表面部に汲上げる汲上げ磁極を含む複数の磁極を形成する第１の磁極形成手段と、
穂立ち高さ規制部材よりも現像剤担持体の回転方向上流側であって、汲上げ磁極に対向する位置よりも現像剤担持体の回転方向下流側の位置に現像剤担持体に半径方向外方から対向して設けられ、第１の磁極形成手段によって対向する位置に形成される対向磁極とは反対の極性の磁極を形成する第２の磁極形成手段とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
第２の磁極形成手段によって形成される磁極は、現像剤担持体の回転中心と対向磁極とを結んだ線分の延長線上に形成され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】
第２の磁極形成手段は、永久磁石体であ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】
穂立ち高さ規制部材に対向する位置に第１の磁極形成手段によって形成される磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値は、第２の磁極形成手段によって形成される磁極の第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値、および対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
第２の磁極形成手段は、現像剤収容容器の内方に設けられ、
第２の磁極形成手段によって形成される磁極の第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値は、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
第２の磁極形成手段は、現像剤収容容器の外方に設けられ、
第２の磁極形成手段によって形成される磁極は、
第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値が、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも大きく、
かつ第２の磁極形成手段と現像剤担持体との間に介在される現像剤収容容器の現像剤担持体に臨む表面における磁束密度のピーク値が、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項７】
静電潜像を担持する像担持体と、
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置であって、像担持体に形成される静電潜像を現像する現像装置とを備える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、２成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置およびそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法によって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置は、感光体に形成される静電潜像を現像する現像装置を備える。現像装置としては、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（以下、単に「現像剤」ということがある）を用いて静電潜像を現像する２成分現像装置がある。２成分現像装置は、現像剤収容容器に収容される２成分現像剤を現像剤担持体に担持させて感光体に対向する現像領域に搬送し、現像領域において現像剤中のトナーを感光体に供給することによって静電潜像を現像する。２成分現像装置において２成分現像剤は、現像剤担持体に内包される磁石体の磁気力によって現像剤担持体に担持される。
【０００３】
磁石体を備える現像装置としては、２成分現像装置ではないが、層規制部材に磁力発生部材を取付けるとともに、現像剤担持体である現像ローラを磁性材料で形成し、磁気力によって層規制部材を現像ローラに圧接する現像装置がある（たとえば、特許文献１参照）。また現像剤収容容器である現像槽内の現像剤を現像ローラに搬送するための搬送手段として、Ｎ極およびＳ極が交互に並んだ磁力発生部を有し、回転可能な現像剤搬送ローラを備える現像装置がある（たとえば、特許文献２参照）。
【０００４】
２成分現像装置では、トナーは画像形成に伴って消費され、キャリアは一定期間繰返し使用される。キャリアは繰返し使用される間に種々のストレスを受けて劣化する。２成分現像装置にはキャリアの劣化を抑制することが求められる。
【０００５】
特許文献１に開示の技術は、１成分現像装置において、現像ローラの表面部に現像剤層を均一に形成するための技術である。特許文献２に開示の技術は、現像槽内の現像剤を撹拌し、現像領域まで搬送するための技術である。特許文献１および２には、現像装置においてキャリアの劣化を抑制するための構成については開示されていない。
【０００６】
キャリアの劣化を抑制するための技術としては、画像比率の低い画像の現像が続いたときに、現像剤をトナーとキャリアとに分離する技術がある（たとえば、特許文献３参照）。特許文献３に開示の技術では、たとえば現像剤担持体に圧縮空気を吹付けて現像剤を吹き落とし、吹き落とされた現像剤を回収室内で撹拌するとともにメッシュを介して吸引することによって、トナーとキャリアとに分離する。トナーとキャリアとを分離するための装置としては、トナーとキャリアとを除電によって分離し、分離されたトナーを気流によって収集する装置がある（たとえば、特許文献４参照）。
【０００７】
特許文献３に開示の技術では、画像比率の低い画像の現像が続いたときにのみ、トナーとキャリアとを分離するので、画像比率の低い画像の現像が続くこと以外に起因するキャリアの劣化については抑制することができない。特許文献３には、画像比率の低い画像の現像が続くこと以外に起因するキャリアの劣化を抑制するための構成については開示されていない。
【０００８】
特許文献４に開示の装置は、２成分現像剤のロット管理および現像器の保守時などにおける２成分現像剤中のトナー濃度またはトナー粒径などを精度良く測定するためにトナーをキャリアから分離するための装置である。特許文献４には、現像装置におけるキャリアの劣化を抑制するための構成については開示されていない。
【０００９】
キャリアを含む現像剤の劣化を抑制するための別の技術として、未使用時における現像剤の摩擦角と、使用を開始してから現像剤担持体の表面移動時間が４５時間経過したときの現像剤の摩擦角との比が特定の値以下となるように現像装置を構成する技術がある（たとえば、特許文献５参照）。
【００１０】
特許文献５に開示の技術では、たとえば現像剤担持体に内包される磁石体の複数の磁極による磁界分布を調節することによって、現像剤の摩擦角の比を特定の値以下にして現像装置を構成する。現像剤の摩擦角は現像剤の種類によって異なるので、特許文献５に開示の技術では、使用する現像剤によって現像装置の構成を変更することが必要になるという問題がある。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−８９５６１号公報（第３頁，第１図）
【特許文献２】特開２００２−６２７３４号公報（第７頁，第１図）
【特許文献３】特開平１０−２６８８５号公報（第５−６頁，第１−２図）
【特許文献４】特開平２−２４２２７６号公報（第２−３頁，第１図）
【特許文献５】特開２００５−１２１８２６号公報（第１０−１４頁，第６−７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、種々の使用状況において、また現像剤の種類によらず、キャリアの劣化を抑制することのできる現像装置およびそれを備える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】
【００１３】
本発明は、像担持体に形成される静電潜像を、トナーとキャリアとから成る２成分現像剤を用いて現像する現像装置であって、
２成分現像剤を収容可能な現像剤収容容器と、
回転可能に設けられ、現像剤収容容器に収容される２成分現像剤を担持して像担持体に搬送する現像剤担持体と、
現像剤担持体に対向して設けられ、現像剤担持体に担持される２成分現像剤の穂立ち高さを規制する穂立ち高さ規制部材と、
現像剤担持体に内包され、現像剤収容容器に収容される２成分現像剤を現像剤担持体の表面部に汲上げる汲上げ磁極を含む複数の磁極を形成する第１の磁極形成手段と、
穂立ち高さ規制部材よりも現像剤担持体の回転方向上流側であって、汲上げ磁極に対向する位置よりも現像剤担持体の回転方向下流側の位置に現像剤担持体に半径方向外方から対向して設けられ、第１の磁極形成手段によって対向する位置に形成される対向磁極とは反対の極性の磁極を形成する第２の磁極形成手段とを備えることを特徴とする現像装置である。
【００１４】
本発明に従えば、現像剤収容容器に収容される２成分現像剤が、第１の磁極形成手段によって形成される汲上げ磁極の磁力によって現像剤担持体の表面部に担持され、現像剤担持体と穂立ち高さ規制部材との間を通過して、像担持体に搬送される。穂立ち高さ規制部材よりも現像剤担持体の回転方向上流側であって、汲上げ磁極に対向する位置よりも現像剤担持体の回転方向下流側の位置に設けられる第２の磁極形成手段は、第１の磁極形成手段によって対向する位置に形成される対向磁極とは反対の極性の磁極を形成するので、現像剤担持体の回転方向における穂立ち高さ規制部材と汲上げ磁極に対向する位置との間には、現像剤によって磁気チェーンが形成される。形成された磁気チェーンは、現像剤担持体の回転に伴って現像剤担持体側の部分と第２の磁極形成手段側の部分とに分離され、現像剤担持体側の部分が穂立ち高さ規制部材に向かって搬送される。
【００１５】
また本発明は、第２の磁極形成手段によって形成される磁極は、現像剤担持体の回転中心と対向磁極とを結んだ線分の延長線上に形成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、現像剤担持体の回転中心と対向磁極とを結んだ線分の延長線上に、対向磁極と反対の極性を有する磁極が第２の磁極形成手段によって形成される。
【００１７】
また本発明は、第２の磁極形成手段は、永久磁石体であることを特徴とする。
本発明に従えば、第２の磁極形成手段は永久磁石体であるので、容易に取付けることができ、現像装置を簡易な構成にすることができる。
【００１８】
また本発明は、穂立ち高さ規制部材に対向する位置に第１の磁極形成手段によって形成される磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値は、第２の磁極形成手段によって形成される磁極の第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値、および対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも大きいことを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、穂立ち高さ規制部材に対向する位置に形成される磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値は、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値、および対向磁極に対向する位置に第２の磁極形成手段によって形成される磁極の第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値よりも大きいので、現像剤を穂立ち高さ規制部材により確実に搬送することができる。
【００２０】
また本発明は、第２の磁極形成手段は、現像剤収容容器の内方に設けられ、
第２の磁極形成手段によって形成される磁極の第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値は、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さいことを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、現像剤収容容器の内方に設けられる第２の磁極形成手段によって形成される磁極の第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値は、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さいので、現像剤を穂立ち高さ規制部材に一層確実に搬送することができる。
【００２２】
また本発明は、第２の磁極形成手段は、現像剤収容容器の外方に設けられ、
第２の磁極形成手段によって形成される磁極は、
第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値が、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも大きく、
かつ第２の磁極形成手段と現像剤担持体との間に介在される現像剤収容容器の現像剤担持体に臨む表面における磁束密度のピーク値が、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さいことを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、現像剤収容容器の外方に設けられる第２の磁極形成手段によって形成される磁極は、第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値が、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも大きいので、磁気チェーンをより確実に形成させることができる。また第２の磁極形成手段によって形成される磁極は、第２の磁極形成手段と現像剤担持体との間に介在される現像剤収容容器の現像剤担持体に臨む表面における磁束密度のピーク値が、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さいので、現像剤を穂立ち高さ規制部材に一層確実に搬送することができる。
【００２４】
また本発明は、静電潜像を担持する像担持体と、
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記本発明の現像装置であって、像担持体に形成される静電潜像を現像する現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
本発明に従えば、画像形成装置は、潜像形成手段によって像担持体に静電潜像を形成し、前記本発明の現像装置によって現像する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、第２の磁極形成手段は、第１の磁極形成手段によって対向する位置に形成される対向磁極とは反対の極性の磁極を形成するので、現像剤担持体の回転方向における穂立ち高さ規制部材と汲上げ磁極に対向する位置との間には、現像剤によって磁気チェーンが形成される。形成された磁気チェーンは、現像剤担持体の回転に伴って現像剤担持体側の部分と第２の磁極形成手段側の部分とに分離され、現像剤担持体側の部分が穂立ち高さ規制部材に向かって搬送されるので、穂立ち高さ規制部材に衝突する現像剤の量を第２の磁極形成手段が設けられない場合に比べて少なくすることができる。また穂立ち高さ規制部材に向かって搬送される現像剤には、第２の磁極形成手段によって形成される磁極による磁気的吸引力が現像剤担持体の回転方向と逆方向に作用するので、穂立ち高さ規制部材に衝突する際の現像剤の速度を第２の磁極形成手段が設けられない場合に比べて遅くすることができる。したがって、穂立ち高さ規制部材に衝突するときの現像剤の圧力を弱め、現像剤に与えられる負荷を小さくすることができるので、現像剤の劣化を抑制することができる。
【００２７】
また本発明によれば、現像剤担持体の回転中心と対向磁極とを結んだ線分の延長線上に、対向磁極と反対の極性を有する磁極が第２の磁極形成手段によって形成されるので、強固な磁気チェーンを形成させることができる。したがって、磁気チェーンを現像剤担持体側の部分と第２の磁極形成手段側の部分とにより確実に分離することができ、穂立ち高さ規制部材に搬送される現像剤の量をより確実に少なくすることができるので、現像剤の劣化をより確実に抑制することができる。
【００２８】
また本発明によれば、第２の磁極形成手段は永久磁石体であるので、容易に取付けることができ、現像装置を簡易な構成にすることができる。
【００２９】
また本発明によれば、穂立ち高さ規制部材に対向する位置に形成される磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値は、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値、および対向磁極に対向する位置に第２の磁極形成手段によって形成される磁極の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値よりも大きいので、現像剤を穂立ち高さ規制部材により確実に搬送することができる。
【００３０】
また本発明によれば、現像剤収容容器の内方に設けられる第２の磁極形成手段によって形成される磁極の第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値は、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さいので、現像剤を穂立ち高さ規制部材に一層確実に搬送することができる。
【００３１】
また本発明によれば、現像剤収容容器の外方に設けられる第２の磁極形成手段によって形成される磁極は、第２の磁極形成手段の現像剤担持体に対向する表面における磁束密度のピーク値が、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも大きく、かつ第２の磁極形成手段と現像剤担持体との間に介在される現像剤収容容器の現像剤担持体に臨む表面における磁束密度のピーク値が、対向磁極の現像剤担持体の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さいので、磁気チェーンをより確実に形成させることができ、また現像剤を穂立ち高さ規制部材に一層確実に搬送することができる。
【００３２】
また本発明によれば、画像形成装置は、潜像形成手段によって像担持体に静電潜像を形成し、現像剤の劣化を抑制することのできる前記本発明の現像装置によって現像する。したがって、現像剤の劣化による画像の劣化を抑え、一定の品質の画像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明の実施の一形態である現像装置１を備える本発明の実施の他の形態である画像形成装置２の構成を簡略化して示す断面図である。図２は、本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図である。図１および図２では、一部分の厚みを省略して示す。
【００３４】
画像形成装置２は、大略的に、原稿読取部（以下、「スキャナ部」ということがある）４０と、画像形成部６０と、給紙部８０と、排紙部９０とを含んで構成される。原稿読取部４０は給紙部８０の鉛直上方に配設され、排紙部９０は鉛直方向における原稿読取部４０と給紙部８０との中間部に配設される。具体的には、原稿読取部４０は上部筐体７１の内部と上部筐体７１の上方とにわたって設けられ、給紙部８０は下部筐体７２の下部に設けられ、排紙部９０は下部筐体７２の上部に設けられる。
【００３５】
画像形成部６０は、軸線まわりに回転可能に設けられる像担持体である感光体ドラム３と、帯電手段である帯電ユニット６１と、露光手段であるレーザスキャナユニット６２と、現像手段である図２に示す現像装置１と、転写手段である転写ユニット６３と、定着手段である定着装置６４と、クリーニング手段であるクリーニングユニット６５と、除電手段である除電装置６６と、トナーホッパ２９とを含む。帯電ユニット６１およびレーザスキャナユニット６２は、潜像形成手段に相当する。
【００３６】
帯電ユニット６１、レーザスキャナユニット６２、現像装置１、転写ユニット６３、クリーニングユニット６５および除電装置６６は、この順に感光体ドラム３の周囲に感光体ドラム３の回転方向上流側から下流側に向かって配置される。本実施形態において感光体ドラム３は円柱状である。感光体ドラム３の形状は円柱状に限定されるものではなく、たとえば円筒状であってもよい。
【００３７】
現像装置１は２成分現像装置であり、トナーとキャリアとから成る２成分現像剤を用いて、後述する像担持体である感光体ドラム３に形成される静電潜像を現像し、トナー像を形成する。現像装置１は、感光体ドラム３を臨んで開口する開口部１１を有し、トナーとキャリアとから成る２成分現像剤（以下、単に「現像剤」ということがある）が収容される現像剤収容容器１２と、現像剤収容容器１２内に現像剤収容容器１２の開口部１１の開口を介して感光体ドラム３に対向するように設けられ、感光体ドラム３に２成分現像剤中のトナーを供給する現像剤供給手段であるマグネットローラ１３と、マグネットローラ１３に対向するように設けられる穂立ち高さ規制部材１４と、現像剤収容容器１２内に回転可能に設けられ、現像剤収容容器１２内の２成分現像剤を撹拌するとともに搬送し、マグネットローラ１３に供給する第１撹拌搬送手段であるパドル１５と、トナーホッパ２９から補給されるトナーを現像剤収容容器１２内の現像剤とともに撹拌してパドル１５に搬送する第２撹拌搬送手段１６とを含んで構成される。
【００３８】
現像剤収容容器１２は、感光体ドラム３に開口部１１を対向させて近接して配置される。現像剤収容容器１２は、非磁性材料たとえば合成樹脂によって形成される。本実施形態において現像剤は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとによって構成される。現像剤収容容器１２内において現像剤は、たとえば第２の撹拌搬送手段１６を覆い、かつ後述する汲上げ磁極Ｎ４に対向する現像スリーブ１７を覆う参照符３０で示される位置まで収容される。
【００３９】
マグネットローラ１３は、感光体ドラム３に対向して軸線まわりに回転可能に設けられ、２成分現像剤を担持する現像剤担持体である現像スリーブ１７と、現像スリーブ１７に内包されるように固定して設けられ、現像スリーブ１７の内方に磁極を形成する第１の磁極形成手段１８とを含む。現像スリーブ１７は、より詳細には感光体ドラム３から間隔を空けて、感光体ドラム３の回転軸線と平行な軸線まわりに回転可能に設けられる。本実施形態において現像スリーブ１７は、図示しない駆動手段によって図２の紙面に向かって反時計まわりに矢符Ａ方向に回転駆動される。現像スリーブ１７の回転速度は、たとえば０．３ｍ／ｓ以上１．０ｍ／ｓ以下である。現像スリーブ１７には、感光体ドラム３との間に電位差が生じるように、図示しない電源から電位が与えられる。
【００４０】
現像スリーブ１７は本実施形態では円筒形状である。現像スリーブ１７の外径寸法はたとえば２５ｍｍである。現像スリーブ１７は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの非磁性材料によって形成される。アルミニウム合金としては、たとえばアルミニウム（Ａｌ）−マンガン（Ｍｎ）系合金などが挙げられる。
【００４１】
第１の磁極形成手段１８は、現像スリーブ１７の半径方向内方に設けられる。第１の磁極形成手段１８は、現像スリーブ１７の半径方向内方に複数の磁極を形成する。本実施形態において第１の磁極形成手段１８は、現像磁極Ｎ１、搬送磁極Ｓ１、搬送補助磁極Ｎ２、汲上げ補助磁極Ｓ３、汲上げ磁極Ｎ４、回収磁極Ｓ２および剥離磁極Ｎ３の７つの磁極を形成する。現像磁極Ｎ１、搬送補助磁極Ｎ２、剥離磁極Ｎ３および汲上げ磁極Ｎ４はＮ極の極性を有する磁極であり、搬送磁極Ｓ１、回収磁極Ｓ２および汲上げ補助磁極Ｓ３はＳ極の極性を有する磁極である。７つの磁極は、現像スリーブ１７の回転方向上流側から下流側に向かって、現像磁極Ｎ１、回収磁極Ｓ２、剥離磁極Ｎ３、汲上げ磁極Ｎ４、汲上げ補助磁極Ｓ３、搬送補助磁極Ｎ２および搬送磁極Ｓ１の順に配置される。現像磁極Ｎ１は、感光体ドラム３に対向して形成される。より詳細には、現像磁極Ｎ１は、感光体ドラム３の回転中心と現像スリーブ１７の回転中心とを結ぶ線分上に位置するように形成される。第１の磁極形成手段１８は、永久磁石体によって実現される。より詳細には、第１の磁極形成手段１８は、たとえば軸部材にシート状の永久磁石体を巻きつけることによって形成される。永久磁石体は、たとえばフェライトなどの硬質磁性材料によって形成される。第１の磁極形成手段１８は、永久磁石体に限定されず、たとえば電磁石体によって実現されてもよい。
【００４２】
マグネットローラ１３は、第１の磁極形成手段１８によって形成される磁極の磁力によってキャリアを磁気的に吸着し、現像スリーブ１７の外周面部である半径方向外方側の表面部に、キャリアとトナーとからなる磁気ブラシを形成させる。磁気ブラシは、第１の磁極形成手段１８によって形成される磁極から放射される磁界に沿って形成される。マグネットローラ１３は、現像スリーブ１７を矢符Ａ方向に回転させることによって、マグネットローラ１３と感光体ドラム３との最近接対向部である現像領域２１に現像剤を搬送し、磁気ブラシ中のトナーを感光体ドラム３の表面部に供給する。
【００４３】
穂立ち高さ規制部材１４は、現像スリーブ１７に対向するように設けられる。より詳細には、穂立ち高さ規制部材１４は、搬送磁極Ｓ１に対向する位置に現像スリーブ１７の半径方向外方から対向して設けられる。穂立ち高さ規制部材１４と現像スリーブ１７との間隙である規制ギャップ３３の寸法Ｄは、たとえば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。本実施形態において穂立ち高さ規制部材１４は、搬送磁極Ｓ１と現像スリーブ１７の回転中心Ｏとを結んだ線分の延長線を含む領域に規制ギャップ３３が形成されるように配置される。穂立ち高さ規制部材１４は、現像スリーブ１７の外周面部に２成分現像剤によって形成される磁気ブラシの穂の高さを規制する。「磁気ブラシの穂の高さ」とは、現像スリーブ１７の外周面部から磁気ブラシの穂の先端部までの最短距離のことである。
【００４４】
穂立ち高さ規制部材１４は、より詳細には非磁性材料から成る非磁性ブレード２２と、磁性材料から成る磁性ブレード２３とを含む。磁性ブレード２３は、非磁性ブレード２２の感光体ドラム３に対向する表面部と反対側の表面部に設けられる。非磁性ブレード２２を構成する非磁性材料としては、たとえばアルミニウム、および日本工業規格（略称ＪＩＳ）Ｇ４３０５に規定されるＳＵＳ３１６などのオーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性金属材料が挙げられる。磁性ブレード２３を構成する磁性材料としては、たとえばＪＩＳ  Ｇ４３０５に規定されるＳＵＳ４３０などのフェライト系ステンレス鋼などの磁性金属材料が挙げられる。
【００４５】
現像装置１は、穂立ち高さ規制部材１４よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側であって、汲上げ磁極Ｎ４に対向する位置よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側の位置に、第２の磁極形成手段２４を備える。第２の磁極形成手段２４は、現像スリーブ１７に半径方向外方から対向して設けられる。より詳細には、第２の磁極形成手段２４は、その一表面部が現像スリーブ１７の外周面部に臨むように設けられる。第２の磁極形成手段２４は、現像スリーブ１７の軸線に平行な方向に延びて設けられ、より詳細には現像スリーブ１７の軸線方向における第１の磁極形成手段１８の全体にわたって対向して設けられる。本実施形態では、第２の磁極形成手段２４と現像スリーブ１７との間隔Ｌ１は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に選ばれる。
【００４６】
第２の磁極形成手段２４は、第１の磁極形成手段１８によって対向する位置に形成される対向磁極とは反対の極性の磁極（以下、チェーン形成用磁極ということがある）２４ａを形成する。本実施形態において対向磁極は搬送補助磁極Ｎ２であり、第２の磁極形成手段２４は、搬送補助磁極Ｎ２に対向する位置に、搬送補助磁極Ｎ２とは反対の極性であるＳ極の磁極２４ａを形成する。
【００４７】
本実施形態のように現像スリーブ１７の回転方向における穂立ち高さ規制部材１４に対向する位置と汲上げ磁極Ｎ４との中間部に複数の磁極が形成される場合、形成される複数の磁極のうち、現像スリーブ１７の回転方向の最下流側に形成される磁極が対向磁極に選ばれる。本実施形態では、穂立ち高さ規制部材１４に対向する位置には搬送磁極Ｓ１が形成されるので、対向磁極には、搬送磁極Ｓ１よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側に形成される磁極のうち、搬送磁極Ｓ１に最も近い磁極、すなわち搬送磁極Ｓ１に隣接する磁極が選ばれる。
【００４８】
搬送補助磁極Ｎ２に対向する位置に、搬送補助磁極Ｎ２と反対の極性を有する磁極であるチェーン形成用磁極２４ａが形成されることによって、搬送補助磁極Ｎ２とチェーン形成用磁極２４ａとの間に互いに引合う磁界が形成される。この磁界によって、現像剤が鎖状に連なった磁気チェーン２７が搬送補助磁極Ｎ２とチェーン形成用磁極２４ａとの間に形成される。
【００４９】
本実施形態において第２の磁極形成手段２４は、永久磁石体によって実現される。第２の磁極形成手段２４である永久磁石体２４は角柱状であり、軸線に垂直な仮想平面における断面形状は長方形状である。永久磁石体２４の形状はこれに限定されず、たとえば軸線に垂直な仮想平面における断面形状が正方形状であってもよい。永久磁石体２４は、軸線が現像スリーブ１７の軸線に平行になるように配置される。永久磁石体２４は、軸線方向全体にわたって、軸線に垂直な方向における一方の表面部にＳ極を形成し、他方の表面部にＮ極を形成する。永久磁石体２４は、Ｓ極であるチェーン形成用磁極２４ａが搬送補助磁極Ｎ２に対向するように配置される。第２の磁極形成手段２４は、現像スリーブ１７の軸線方向における搬送補助磁極Ｎ２の全体にわたって対向するようにチェーン形成用磁極２４ａを形成できるものであればよく、第２の磁極形成手段２４である永久磁石体２４はたとえば円柱状であってもよい。
【００５０】
本実施形態では、第２の磁極形成手段２４は、現像剤収容容器１２の内壁面部２５に固定して設けられる。第２の磁極形成手段２４は、たとえば接着剤によって内壁面部２５に接着固定される。第２の磁極形成手段２４は、接着剤に限定されず、たとえば両面粘着テープなどによって内壁面部２５に固定されてもよい。また第２の磁極形成手段２４は、ビスによって内壁面部２５に固定されてもよい。ビスで固定することによって、第２の磁極形成手段２４を取外し可能に取付けることができる。
【００５１】
第２の磁極形成手段２４は、永久磁石体に限定されず、たとえば電磁石体によって実現されてもよいが、本実施形態のように永久磁石体によって実現される方が好ましい。第２の磁極形成手段２４を永久磁石体で実現することによって、第２の磁極形成手段２４をたとえばビスまたは接着剤などの簡便な固定手段によって現像剤収容容器１２に取付けることができ、現像装置１を容易に製造することができる。また永久磁石体は、電力を供給する必要がないという利点も有する。永久磁石体は、たとえばフェライト、アルニコまたは希土類などの硬質磁性材料によって形成される。
【００５２】
図３は、第１の磁極形成手段１８および第２の磁極形成手段２４によって形成される磁極の磁束密度分布を表すグラフの一例を示す図である。図３に示される第１の磁極形成手段１８によって形成される磁極の磁束密度曲線１９は、現像スリーブ１７の外周面の法線方向における磁束密度曲線である。図３に示される第２の磁極形成手段２４によって形成されるチェーン形成用磁極２４ａの磁束密度曲線２８ａは、第２の磁極形成手段２４の現像スリーブ１７に対向する表面における磁束密度曲線であり、チェーン形成用磁極２４ａの反対側の磁極２４ｂの磁束密度曲線２８ｂは、第２の磁極形成手段２４の現像スリーブ１７に対向する表面と反対側の表面における磁束密度曲線である。図３に示される各磁束密度曲線１９，２８ａ，２８ｂは、各位置における磁束密度の大きさを表す。「現像スリーブ１７の外周面の法線方向における磁束密度」とは、現像スリーブ１７の外周面における磁束密度を、現像スリーブ１７の外周面の法線方向の成分と現像スリーブ１７の外周面の接線方向の成分とに分解したときの法線方向の成分（以下、「磁束密度の法線方向成分」ということがある）のことである。
【００５３】
図３において、第１の磁極形成手段１８によって形成される磁極の磁束密度曲線１９を示すグラフの周方向軸は、現像磁極Ｎ１の位置を０°とし現像磁極Ｎ１から現像スリーブ１７の回転方向上流側に向かう方向を正（＋）としたときの現像スリーブ１７の回転軸まわりの回転角度（°）を示し、放射方向軸は磁束密度（ｍＴ）を示す。図３では、第１の磁極形成手段１８によって形成される磁極の磁束密度曲線１９を現像スリーブ１７に重ね合わせて示す。第１の磁極形成手段１８によって形成される各磁極は、現像スリーブ１７の周方向に沿って間隔を空けて、基準とする磁極たとえば現像磁極Ｎ１からの回転角度が所定の角度になる位置に形成される。搬送磁極Ｓ１の現像磁極Ｎ１からの回転角度は、たとえば７６°である。搬送補助磁極Ｎ２の現像磁極Ｎ１からの回転角度は、たとえば１１２°である。汲上げ補助磁極Ｓ３の現像磁極Ｎ１からの回転角度は、たとえば１４４°である。汲上げ磁極Ｎ４の現像磁極Ｎ１からの回転角度は、たとえば１７６°である。剥離磁極Ｎ３の現像磁極Ｎ１からの回転角度は、たとえば２３０°である。回収磁極Ｓ２の現像磁極Ｎ１からの回転角度は、たとえば２８８°である。
【００５４】
図３に示すように、第１の磁極形成手段１８によって形成される７つの磁極の磁束密度の法線方向成分の最大値であるピーク値は、本実施形態では現像磁極Ｎ１が最も大きく、回収磁極Ｓ２、搬送磁極Ｓ１、汲上げ補助磁極Ｓ３、搬送補助磁極Ｎ２、剥離磁極Ｎ３、汲上げ磁極Ｎ４の順に小さくなる。第２の磁極形成手段２４は、対向磁極である搬送補助磁極Ｎ２の磁束密度の法線方向成分が最大になる位置Ｐと、現像スリーブ１７の回転中心Ｏとを結んだ線分ＯＰを延長した位置に設けられる。より詳細には、第２の磁極形成手段２４は、搬送補助磁極Ｎ２の磁束密度の法線方向成分が最大になる位置Ｐと、現像スリーブ１７の回転中心Ｏとを結んだ線分ＯＰの延長線ＯＱ上にチェーン形成用磁極２４ａが形成されるように設けられる。搬送補助磁極Ｎ２の磁束密度の法線方向成分が最大になる位置Ｐは、搬送補助磁極Ｎ２の位置であるので、チェーン形成用磁極２４ａは、現像スリーブ１７の回転中心Ｏと搬送補助磁極Ｎ２とを結んだ線分ＯＰの延長線ＯＱ上に形成されることになる。また第２の磁極形成手段２４は、対向磁極である搬送補助磁極Ｎ２と反対の極性であるＳ極の極性を有するチェーン形成用磁極２４ａが搬送補助磁極Ｎ２に対向し、チェーン形成用磁極２４ａの反対側の磁極２４ａが搬送補助磁極Ｎ２と同じＮ極の極性を有する磁極になるように設けられる。
【００５５】
搬送磁極Ｓ１の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度のピーク値は、搬送補助磁極Ｎ２の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度のピーク値よりも大きい値に選ばれる。第１の磁極形成手段１８によって形成される磁極の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度（以下、「外周面磁束密度」ということがある）は、各磁極の位置において極大値をとり、また各磁極の位置では接線方向の成分が零（０）になるので、各磁極の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度のピーク値は、各磁極の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度の法線方向成分のピーク値に等しい。したがって、搬送磁極Ｓ１の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度のピーク値を搬送補助磁極Ｎ２の前記外周面における磁束密度のピーク値よりも大きくするために、搬送磁極Ｓ１の前記外周面における磁束密度の法線方向成分のピーク値は、搬送補助磁極Ｎ２の前記外周面における磁束密度の法線方向成分のピーク値よりも大きい値に選ばれる。
【００５６】
また搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、第２の磁極形成手段２４によって形成されるチェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きい値に選ばれる。これによって搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度のピーク値は、チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きくなる。「チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度」とは、第２の磁極形成手段２４の現像スリーブ１７に対向する表面（以下、「対向面」ということがある）におけるチェーン形成用磁極２４ａの磁束密度のことである。
【００５７】
また搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、第２の磁極形成手段２４によって形成されるチェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きい値に選ばれる。これによって搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値は、チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きくなる。
【００５８】
搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度の法線方法成分のピーク値は、たとえば７２ｍＴ（７２０ガウス）である。搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、たとえば５６ｍＴ（５６０ガウス）である。チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値は、たとえば４５ｍＴ（４５０ガウス）である。また現像主極Ｎ１の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、たとえば１１０ｍＴ（１１００ガウス）である。回収磁極Ｓ２の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、たとえば７３ｍＴ（７３０ガウス）である。剥離磁極Ｎ３の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、たとえば４４ｍＴ（４４０ガウス）である。汲上げ磁極Ｎ４の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、たとえば３３ｍＴ（３３０ガウス）である。汲上げ補助磁極Ｓ３の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、たとえば４８ｍＴ（４８０ガウス）である。
【００５９】
本発明において、第１の磁極形成手段１８によって形成される各磁極の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度は、マグネットローラ１３単独の状態、より詳細には現像スリーブ１７に対向する位置に第２の磁極形成手段２４が設けられていない状態で測定される磁束密度を意味する。また第２の磁極形成手段２４によって形成されるチェーン形成用磁極２４ａの対向面における磁束密度は、第２の磁極形成手段２４単独の状態、より詳細には対向する位置に第１の磁極形成手段１８が設けられていない状態で測定される磁束密度を意味する。
【００６０】
現像装置１によれば、以下のようにして静電潜像が現像される。まず現像剤収容容器１２内の現像剤が、第１および第２撹拌搬送手段１５，１６によって撹拌されて帯電され、マグネットローラ１３の汲上げ磁極Ｎ４を臨む位置まで搬送される。汲上げ磁極Ｎ４を臨む位置まで搬送された現像剤は、汲上げ磁極Ｎ４の磁力によって現像スリーブ１７に磁気的に吸着され、現像スリーブ１７の外周面部にキャリアとトナーとからなる磁気ブラシを形成する。
【００６１】
磁気ブラシとして現像スリーブ１７に担持される現像剤は、現像スリーブ１７の回転に伴って、汲上げ磁極Ｎ４に対向する位置から、汲上げ補助磁極Ｓ３に対向する位置、搬送補助磁極Ｎ２に対向する位置、搬送磁極Ｓ１に対向する位置の順に現像スリーブ１７の回転方向下流側に搬送され、穂立ち高さ規制部材１４に対向する位置で磁気ブラシの穂の高さが規制される。また現像剤は穂立ち高さ規制部材１４によって摩擦帯電される。
【００６２】
穂立ち高さ規制部材１４に対向する位置を通過した現像剤は、現像スリーブ１７の回転に伴って現像磁極Ｎ１に対向する位置である現像領域２１に搬送される。現像領域２１では、現像スリーブ１７と感光体ドラム３との電位差によって、現像スリーブ１７の外周面部に形成された磁気ブラシからトナーのみが感光体ドラム３に転移する。これによって、感光体ドラム３に形成された静電潜像が現像され、可視像であるトナー像が形成される。
【００６３】
感光体ドラム３に転移せずに現像スリーブ１７に残留した現像剤は、現像領域２１を通過し、回収磁極Ｓ２の磁力によって現像剤収容容器１２内に搬送され、剥離磁極Ｎ３に対向する位置を経て、現像スリーブ１７の回転方向における剥離磁極Ｎ３と汲上げ磁極Ｎ４との中間部に対向する位置に搬送される。現像スリーブ１７の回転方向における剥離磁極Ｎ３と汲上げ磁極Ｎ４との中間部に対向する位置には、剥離磁極Ｎ３と汲上げ磁極Ｎ４とによって反発磁界が形成されているので、この位置に搬送された現像剤は反発磁界によって現像スリーブ１７から剥離され、現像剤収容容器１２内に回収される。
【００６４】
また穂立ち高さ規制部材１４によって規制され、感光体ドラム３側に搬送されない余剰の現像剤は、穂立ち高さ規制部材１４よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側であって、搬送補助磁極Ｎ２に対向する位置よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側の位置に滞留する。この滞留する現像剤は、新たに搬送されてくる現像剤と摺擦されることになる。
【００６５】
現像剤収容容器１２に収容される２成分現像剤のうち、トナーは画像形成に伴って消費されるが、キャリアは、長期間たとえば一定の画像形成頻度または画像形成枚数に達するまで、入れ替えられることなく繰返し使用される。
【００６６】
キャリアは帯電鏡像力を有し、トナーとの摩擦帯電によってトナーと逆極性に帯電されるので、キャリアの表面部にはトナーが電気的に付着している。前述のようにキャリアは長期間繰返し使用されるので、繰返し使用されている間に外部から様々なストレスを受ける。たとえば現像剤は、現像装置１が設置されている周囲の環境の変化たとえば温度もしくは湿度の変化、現像装置１を長時間稼動させることによる装置内の各部からの発熱などのストレスを受ける。また現像剤は、穂立ち高さ規制部材１４と現像スリーブ１７との間の規制ギャップ３３のような狭い間隙を現像剤が高速で移動することによって現像剤に与えられる負荷、または穂立ち高さ規制部材１４付近に滞留する前述の現像剤との摺擦によって現像剤に与えられる負荷などのストレスを受ける。
【００６７】
これらのストレスによってキャリアの劣化が生じる。たとえば、キャリアの表面部にトナーが融着し、現像領域２１に達してもキャリアから離れることなく搬送され、時間の経過とともにキャリア表面を覆う状態になる、いわゆるスペント現象が生じる。またキャリアとして、磁性粒子を樹脂などのコート材で被覆したコートキャリアが用いられる場合には、キャリアの表面を覆っているコート材が剥がれる、いわゆるコート剥がれ現象が生じる。スペント現象およびコート剥がれ現象などのキャリアの劣化が生じると、未使用状態においてキャリアが有している特性、たとえばキャリア本来の帯電能力が発揮されず、トナーの帯電量が不足し、たとえばトナーの飛散などが生じ、結果的に画像の劣化が引起される。
【００６８】
本実施形態では、現像スリーブ１７の回転方向における汲上げ磁極Ｎ４と搬送磁極Ｓ１との間には、搬送補助磁極Ｎ２に対向するように第２の磁極形成手段２４が設けられるので、搬送補助磁極Ｎ２と第２の磁極形成手段２４のチェーン形成用磁極２４ａとによって磁気チェーン２７が形成される。これによって現像剤の劣化を抑えることができる。
【００６９】
図４は、本実施形態において現像剤が搬送される様子を模式的に示す断面図である。図４（ａ）に示すように汲上げ磁極Ｎ４の磁力によって現像剤が現像スリーブ１７に磁気的に吸着されて形成される磁気ブラシ２６は、現像スリーブ１７の回転に伴って矢符Ａ方向に搬送される。磁気ブラシ２６が搬送補助磁極Ｎ２を臨む位置まで搬送されると、図４（ｂ）に示すように搬送補助磁極Ｎ２とチェーン形成用磁極２４ａとによって磁気チェーン２７が形成される。形成された磁気チェーン２７は、現像スリーブ１７の更なる回転に伴って、図４（ｃ）に示すように搬送補助磁極Ｎ２側の部分２７ａと第２の磁極形成手段２４側の部分２７ｂとに分離される。分離された磁気チェーン２７のうち、搬送補助磁極Ｎ２側の部分２７ａが、穂立ち高さ規制部材１４に向かって搬送される。
【００７０】
第２の磁極形成手段２４が設けられていない場合、現像スリーブ１７の回転方向における汲上げ磁極Ｎ４と搬送磁極Ｓ１との間には磁気チェーン２７が形成されず、磁気チェーン２７の分離が生じないので、現像剤は大きな塊のまま、穂立ち高さ規制部材１４の感光体ドラム３に対向する表面部と反対側の表面部である他方の表面部、および滞留する現像剤に衝突することになり、また狭い規制ギャップ３３に大量の現像剤が押し込められることになる。これによって、現像剤に高い負荷が与えられるので、現像剤の劣化、より詳細にはキャリアの劣化が生じやすくなる。
【００７１】
本実施形態では、現像スリーブ１７の回転方向における汲上げ磁極Ｎ４と搬送磁極Ｓ１との間において磁気チェーン２７を形成させて現像剤を分離し、細かい塊として穂立ち高さ規制部材１４に向かって搬送することができるので、穂立ち高さ規制部材１４の他方の表面部および滞留する現像剤に衝突するときに現像剤に与えられる負荷を小さくすることができる。また穂立ち高さ規制部材１４と現像スリーブ１７との規制ギャップ３３に供給される現像剤の量を少なくすることができるので、規制ギャップ３３を通過するときに現像剤に与えられる負荷を小さくすることができる。
【００７２】
また穂立ち高さ規制部材１４に向かって搬送される現像剤には、チェーン形成用磁極２４ａによる磁気的吸引力が現像スリーブ１７の回転方向と逆方向に作用する。このチェーン形成用磁極２４ａによる磁気的吸引力は現像スリーブ１７の回転方向への現像剤の移動に対してブレーキとして働くので、穂立ち高さ規制部材１４および滞留する現像剤に衝突する際の現像剤の速度を第２の磁極形成手段２４が設けられない場合に比べて小さくすることができる。これによって、穂立ち高さ規制部材１４および滞留する現像剤に衝突するときに、現像剤から穂立ち高さ規制部材１４および滞留する現像剤に与えられる圧力を弱めることができるので、その反作用として穂立ち高さ規制部材１４および滞留する現像剤から、搬送される現像剤に与えられる負荷を小さくすることができる。
【００７３】
このように本実施形態では、穂立ち高さ規制部材１４および滞留する現像剤に衝突するときに現像剤に与えられる負荷を小さくすることができ、また規制ギャップ３３を通過するときに現像剤に与えられる負荷を小さくすることができるので、現像剤の劣化、より詳細にはキャリアの劣化を抑制し、画像の劣化を抑えることができる。
【００７４】
また磁気チェーン２７は、穂立ち高さ規制部材１４に比べれば強度が弱く、柔軟性を有するので、穂立ち高さ規制部材１４に搬送されずに残る第２の磁極形成手段２４側の磁気チェーン２７ｂに、新たに搬送されてきた現像剤が衝突するとき、第２の磁極形成手段２４側に残る磁気チェーン２７ｂは現像スリーブ１７の回転方向下流側に移動することができる。また第２の磁極形成手段２４側に残る磁気チェーン２７ｂは、搬送されてくる現像剤の衝突によって、自らがチェーン状から個々の粒子に分解可能である。このように第２の磁極形成手段２４側に残る磁気チェーン２７ｂは、現像スリーブ１７の回転方向下流側に移動可能であり、また個々の粒子に分解可能であるので、新たに搬送されてきた現像剤が衝突するときの衝撃を吸収することができる。したがって、現像剤への負荷をより確実に小さくすることができる。また磁気チェーン２７は、搬送されてくる現像剤によって再生されるので、搬送されてくる現像剤を順次磁気チェーン２７として分離し、現像スリーブ１７側の部分２７ａを穂立ち高さ規制部材１４に向かって搬送することができる。
【００７５】
図５は、現像剤に対する負荷と現像剤の流動速度の変化量との関係を表すグラフを示す図である。図５において横軸は、単位重量の現像剤が、穂立ち高さ規制部材１４の現像スリーブ１７の回転方向上流側の表面部である他方の表面部に衝突するときに、穂立ち高さ規制部材１４から現像剤に与えられる負荷Ｆの大きさ（ｋｇｆ・ｃｍ／ｋｇ）を示し、縦軸は、負荷Ｆが与えられた状態で現像装置を３時間空転させたときの空転前後の現像剤の流動速度の変化量（ｓｅｃ）を示す。図５に示す現像剤に対する負荷Ｆの値は、市販のトルクゲージを現像スリーブ１７の図示しない駆動ギヤに直結し、現像スリーブ１７が一定速度で回転するときの駆動トルク値として測定される。また現像剤の流動速度は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｚ２５０４に定められたかさ比重測定器を用い、１ｋｇの現像剤が漏斗から落下するのに要する時間として測定される。
【００７６】
図５では、第２の磁極形成手段２４が設けられる本実施形態の場合の結果を「△」および参照符９５で示される直線で表し、第２の磁極形成手段２４が設けられない場合の結果を「◆」および参照符９６で示される直線で表す。図５から、現像剤に与えられる負荷Ｆが大きい程、空転前後における現像剤の流動速度の変化量が大きく、現像剤の劣化の度合が大きいことが判る。また第２の磁極形成手段２４を設けることによって、現像剤に与えられる負荷Ｆを減少させることができることが判る。
【００７７】
本実施形態の現像装置１によれば、第２の磁極形成手段２４を設け、磁気チェーン２７を形成させることによって、前述のように現像剤に与えられる負荷Ｆを減少させることができるので、現像剤の劣化を抑制することができる。
【００７８】
また本実施形態では、第２の磁極形成手段２４を設けることによって、規制ギャップ３３に供給される現像剤の量を第２の磁極形成手段２４が設けられない場合に比べて少なくするとともに、現像剤を安定して搬送することができる。第２の磁極形成手段２４が設けられない場合、規制ギャップ３３に供給される現像剤の量を少なくするためには、穂立ち高さ規制部材１４よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側であって汲上げ磁極Ｎ４よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側に第１の磁極形成手段１８によって形成される磁極の磁束密度を小さくすることが必要である。現像剤は、第１の磁極形成手段１８の形成する磁極による磁気的吸引力によって現像スリーブ１７の外周面部に吸着されるので、第１の磁極形成手段１８の形成する磁極の磁束密度を小さくすると、現像剤を安定して搬送することができなくなるおそれがある。本実施形態のように第２の磁極形成手段２４を設けると、第１の磁極形成手段１８の形成する磁極の磁束密度を小さくしなくても、規制ギャップ３３に供給される現像剤の量を少なくすることができる。したがって本実施形態では、規制ギャップ３３に供給される現像剤の量を少なくし、規制ギャップ３３を通過するときに与えられる現像剤への負荷を小さくするとともに、現像剤を安定して搬送することができるので、感光体ドラム３に形成される静電潜像を安定して現像することができる。
【００７９】
また本実施形態では、第２の磁極形成手段２４を設けることによって、現像スリーブ１７の回転速度を遅くすることなく、穂立ち高さ規制部材１４および滞留する現像剤に衝突する際の現像剤の速度を遅くすることができる。第２の磁極形成手段２４が設けられない場合、穂立ち高さ規制部材１４などに衝突する際の現像剤の速度を遅くするためには、現像スリーブ１７の回転速度を遅くすることが必要である。現像スリーブ１７の回転速度を遅くすると、現像領域２１への現像剤の搬送速度が遅くなるので、感光体ドラム３の回転速度を遅くすることが必要になり、画像形成装置２による画像形成速度が遅くなる。本実施形態では現像スリーブ１７の回転速度を遅くする必要がないので、画像形成速度を維持したまま、穂立ち高さ規制部材１４などに衝突する際の現像剤の速度を遅くし、現像剤への負荷を小さくすることができる。
【００８０】
チェーン形成用磁極２４ａと搬送補助磁極Ｎ２との間に形成される磁気チェーン２７の強度は、磁気チェーン２７を構成する各キャリアに生じる磁極とチェーン形成用磁極２４ａとの間に働く磁気力、および各キャリアに生じる磁極と搬送補助磁極Ｎ２との間に働く磁気力に依存する。磁極間に働く磁気力Ｆ［Ｎ］は、下記式（１）で表され、磁極間の距離ｒ［ｍ］の２乗に逆比例し、各磁極の磁気量ｍ１［Ｗｂ］およびｍ２［Ｗｂ］に比例する。下記式（１）において、μは磁極間の媒質の比透磁率を示し、μ０は真空中の透磁率を示す。
【００８１】
【数１】
2007316344.tif 000003
【００８２】
各磁極の磁気量ｍ１およびｍ２は各磁極の磁束密度に比例するので、磁極間に働く磁気力Ｆは各磁極の磁束密度に比例する。同様に、磁気チェーン２７において、キャリアの磁極とチェーン形成用磁極２４ａとの間に働く磁気力は、チェーン形成用磁極２４ａの磁束密度に比例し、キャリアの磁極とチェーン形成用磁極２４ａとの間の距離の２乗に逆比例する。またキャリアの磁極と搬送補助磁極Ｎ２との間に働く磁気力は、搬送補助磁極Ｎ２の磁束密度に比例し、キャリアの磁極と搬送補助磁極Ｎ２との間の距離の２乗に逆比例する。
【００８３】
したがってチェーン形成用磁極２４ａおよび搬送補助磁極Ｎ２の磁束密度、ならびにチェーン形成用磁極２４ａと搬送補助磁極Ｎ２との間の距離のうち、いずれか１つまたは複数を調整することによって、磁気チェーン２７の強度を調整することができる。本実施形態では、磁気チェーン２７は現像スリーブ１７と第２の磁極形成手段２４との間に形成されるので、搬送補助磁極Ｎ２の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度である外周面磁束密度、およびチェーン形成用磁極２４ａの第２の磁極形成手段２４の対向面における磁束密度である対向面磁束密度、ならびに現像スリーブ１７と第２の磁極形成手段２４との間隔Ｌ１のうち、いずれか１つまたは複数を調整することによって、磁気チェーン２７の強度を調整することができる。磁気チェーン２７の強度を調整することによって、たとえば、搬送補助磁極Ｎ２側から穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像剤の量を調整することができる。
【００８４】
前述のように本実施形態では、搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値よりも大きく、搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度のピーク値は搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値よりも大きいので、搬送補助磁極Ｎ２側から穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像剤の量を、良好な品質の画像を得るのに適した量により確実にすることができる。
【００８５】
良好な品質の画像を得るためには、現像領域２１において現像スリーブ１７に担持されている現像剤の量（以下、「現像領域２１における現像剤の担持量」ということがある）を最適化することが必要である。現像領域２１における現像剤の担持量は、たとえば穂立ち高さ規制部材１４と現像スリーブ１７との隙間である規制ギャップ３３の寸法Ｄ、および穂立ち高さ規制部材１４に対向する搬送磁極Ｓ１の磁束密度の強度などによって調整される。したがって穂立ち高さ規制部材１４およびその近傍には、現像スリーブ１７の回転方向上流側から適量の現像剤が搬送される必要がある。穂立ち高さ規制部材１４およびその近傍に適量の現像剤が搬送されず、たとえば搬送されてくる現像剤の量が過度に少ないと、現像領域２１における現像剤の担持量が規制ギャップ３３の寸法Ｄなどによって規定される量よりも少なくなり、現像領域２１における現像剤の穂立ち高さが過度に低くなるおそれがある。現像領域２１における現像剤の穂立ち高さが過度に低くなると、たとえば現像によって形成されるトナー像の濃度が薄くなるなどの画像欠陥が生じ、良好な品質の画像を形成できなくなるおそれがある。
【００８６】
搬送磁極Ｓ１の磁束密度の法線方向成分のピーク値が搬送補助磁極Ｎ２の磁束密度の法線方向成分のピーク値以下であり、搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度のピーク値が搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値以下であると、搬送磁極Ｓ１による磁気的吸引力に比べて、搬送補助磁極Ｎ２とチェーン形成用磁極２４ａとの間に形成される磁気チェーン２７の磁気的結合力が強くなりすぎ、穂立ち高さ規制部材１４側に現像剤が搬送されない、または搬送される現像剤の量が過度に少なくなるおそれがある。
【００８７】
本実施形態では、前述のように搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値を、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値よりも大きくし、搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度のピーク値を搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値よりも大きくするので、現像剤を穂立ち高さ規制部材１４側により確実に搬送することができ、穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像剤の量が過度に少なくなることを防ぐことができる。したがって搬送補助磁極Ｎ２側から穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像剤の量を、良好な品質の画像を得るのに適した量により確実にすることができるので、良好な品質の画像をより確実に形成することができる。
【００８８】
また本実施形態では、搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きく、搬送磁極Ｓ１の外周面磁束密度のピーク値は、チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きいので、磁気チェーン２７の磁気的結合力が搬送磁極Ｓ１による磁気的吸引力に比べて過度に強くなることをより確実に防ぐことができる。したがって現像剤を穂立ち高さ規制部材１４側に一層確実に搬送させることができ、穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像剤の量が過度に少なくなることをより確実に防ぐことができる。
【００８９】
また本実施形態では、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度の法線方向成分のピーク値は、チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きく、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値は、チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きい。これによって磁気チェーン２７の磁気的結合力が搬送磁極Ｓ１による磁気的吸引力に比べて過度に強くなることを一層確実に防ぐことができるので、現像剤を穂立ち高さ規制部材１４側に一層確実に搬送させることができる。
【００９０】
また磁束密度は磁極から離れるほど小さくなるので、チェーン形成用磁極２４の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度である外周面磁束密度のピーク値は、チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも小さい。したがって搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値をチェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きくすることによって、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値をチェーン形成用磁極２４ａの外周面磁束密度のピーク値よりも大きくすることができる。搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値をチェーン形成用磁極２４ａの外周面磁束密度のピーク値よりも大きくすることによって、現像スリーブ１７の外周面において搬送補助磁極Ｎ２からキャリアに作用する磁気力を、チェーン形成用磁極２４ａからキャリアに作用する磁気力よりも大きくすることができる。これによって磁気チェーン２７のうち分離されて穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像スリーブ１７側の部分２７ａが少なくなり過ぎることを防ぐことができるので、穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像剤の量が過度に少なくなることを一層確実に防ぐことができる。
【００９１】
チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値は、対向磁極である搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値よりも、１０ｍＴ（１００ガウス）以上２０ｍＴ（２００ガウス）以下低い値であることが好ましい。換言すると、チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値は、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値から２０ｍＴを差引いた値以上、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値から１０ｍＴを差引いた値以下であることが好ましい。チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値が、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値から２０ｍＴを差引いた値よりも小さいと、チェーン形成用磁極２４ａの磁気力が弱くなり過ぎ、チェーン形成用磁極２４ａと搬送補助磁極Ｎ２との間に形成される磁気チェーン２７の強度が弱くなり、本発明の効果が充分に発揮されないおそれがある。チェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値が、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値から１０ｍＴを差引いた値よりも大きいと、チェーン形成用磁極２４ａの磁気力が強くなり過ぎ、搬送磁極Ｓ１とチェーン形成用磁極２４ａとの反発作用によって、搬送補助磁極Ｎ２とチェーン形成用磁極２４ａとの間に磁気チェーン２７が形成できなくなるおそれがある。
【００９２】
本実施形態のように穂立ち高さ規制部材１４に対向する位置に磁極（以下、「規制部材対向磁極」ということがある）が形成される場合、現像スリーブ１７の周方向における規制部材対向磁極とチェーン形成用磁極２４ａに対向する対向磁極（以下、「チェーン側対向磁極」ということがある）との極間角度、すなわち本実施形態における搬送磁極Ｓ１と搬送補助磁極Ｎ２との極間角度は、３０°以上４５°以下であることが好ましい。規制部材対向磁極とチェーン側対向磁極との極間角度が３０°未満であると、チェーン側対向磁極に対向して形成されるチェーン形成用磁極２４ａが規制部材対向磁極に近くなり過ぎ、チェーン形成用磁極２４ａと規制部材対向磁極との反発作用によって、磁気チェーン２７を形成することができなくなるおそれがある。規制部材対向磁極とチェーン側対向磁極との極間角度が４５°を超えると、現像剤の劣化が抑制されるという本発明の効果が充分に発揮されないおそれがある。
【００９３】
本実施形態では、チェーン形成用磁極２４ａに対向する対向磁極は、現像スリーブ１７の回転方向における穂立ち高さ規制部材１４に対向する位置と汲上げ磁極Ｎ４との中間部に形成される複数の磁極のうち、現像スリーブ１７の回転方向の最下流側に形成される磁極である搬送補助磁極Ｎ２である。対向磁極は、これに限定されず、たとえば搬送補助磁極Ｎ２よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側の磁極であってもよいが、本実施形態のように前記中間部における現像スリーブ１７の回転方向の最下流側に形成される磁極であることが好ましい。前記中間部における現像スリーブ１７の回転方向の最下流側に形成される磁極を対向磁極とすることによって、たとえば、穂立ち高さ規制部材１４への現像剤の搬送量をより容易に調整することができる。
【００９４】
また本実施形態では、穂立ち高さ規制部材１４は非磁性ブレード２２と磁性ブレード２３とを含んで構成される。穂立ち高さ規制部材１４は非磁性ブレード２２のみによって構成されてもよいが、磁性ブレード２３を含んで構成されることが好ましい。磁性ブレード２３が設けられることによって、磁性ブレード２３と現像スリーブ１７との間に磁気チェーンが形成される。形成された磁気チェーンは、現像スリーブ１７の回転によって、その回転方向に搬送される力を受ける。磁気チェーンは、磁性ブレード２３による磁気的吸引力、搬送磁極Ｓ１による磁気的吸引力、および現像スリーブ１７の回転によって回転方向に与えられる力が均衡した位置で千切れ、磁性ブレード２３側の部分と現像スリーブ１７側の部分とに分離される。現像スリーブ１７側の磁気チェーンが非磁性ブレード２２と現像スリーブ１７との間の規制ギャップ３３を通過し、現像領域２１に搬送されるので、穂立ち高さ規制部材１４と現像スリーブ１７との間の規制ギャップ３３の寸法Ｄよりも低い高さで現像剤の穂立ちが形成される。
【００９５】
穂立ち高さ規制部材１４と現像スリーブ１７との間の規制ギャップ３３が狭いほど、現像剤が規制ギャップ３３を通過するときに現像スリーブ１７に加わるトルクが大きくなり、現像剤に加わる負荷が大きくなるので、現像剤の劣化が早くなる。本実施形態では、穂立ち高さ規制部材１４は磁性ブレード２３を含むので、穂立ち高さ規制部材１４が非磁性ブレード２２のみによって構成される場合よりも規制ギャップ３３の寸法Ｄを大きくして、目的とする穂立ち高さを達成することができる。したがって、現像剤が規制ギャップ３３を通過するときに現像スリーブ１７に加わるトルクを小さくし、現像剤に加わる負荷を小さくすることができるので、現像剤の劣化をより確実に防止することができる。また非磁性ブレード２２のみによって構成される場合に比べて規制ギャップ３３の寸法Ｄを大きくできることによって、現像装置１を構成する各部品の寸法精度および規制ギャップ３３の調整精度の許容幅が広くなるので、製造原価を低減することができる。
【００９６】
また本実施形態では、現像スリーブ１７と第２の磁極形成手段２４との間隔Ｌ１は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。現像スリーブ１７と第２の磁極形成手段２４との間隔Ｌ１は、これに限定されるものではなく、現像スリーブ１７と第２の磁極形成手段２４との間に磁気チェーン２７を形成することができ、また形成される磁気チェーン２７の強度を適度なものとすることができるように、チェーン形成用磁極２４ａおよび対向磁極である搬送補助磁極Ｎ２の磁束密度などに応じて選択される。
【００９７】
現像装置１は、さらに現像剤収容容器１２の下方に排気手段３４を備える。排気手段３４は、排気ファン３５と、排気ダクト３６とを含んで構成される。排気ファン３５は、感光体ドラム３と現像剤収容容器１２との隙間から開口部１１を通じて外気が現像剤収容容器１２内に流入するように、現像剤収容容器１２内を負圧に維持するべく現像剤収容容器１２内の空気を吸引して現像剤収容容器１２外へ排出する。これによって、現像剤収容容器１２内に収容される現像剤が開口部１１を通じて外部に排出されることを防止することができる。排気ダクト３６は、現像剤収容容器１２の下方に、感光体ドラム３の軸線方向全体にわたって形成される。感光体ドラム３と現像剤収容容器１２との隙間から開口部１１を通じて現像剤収容容器１２内に流入した空気は、マグネットローラ１３の周囲を通り、現像剤収容容器１２の下部の吸気口部３７および３８に形成された２つの吸気口を通って排気ダクト３６に流入した後、排気ファン３５によって現像装置１の外部に排出される。排出される空気は、現像剤収容容器１２内の流路中において、図示しないフィルタによって除塵された後に排出される。
【００９８】
現像装置１の現像剤収容容器１２には、図１に示すようにトナーホッパ２９が接続される。トナーホッパ２９は、内部に補給用のトナーを収容し、現像剤収容容器１２内にトナーを補給する。現像剤収容容器１２内に補給されたトナーは、第２の撹拌搬送手段１６によって現像剤収容容器１２内に収容されていたトナーおよびキャリアとともに撹拌され、パドル１５に搬送される。
【００９９】
現像装置１は、図１に示す画像形成装置２に備えられる。現像装置１とともに画像形成部６０を構成する帯電ユニット６１は、感光体ドラム３の外周面部を帯電させる。レーザスキャナユニット６２は、帯電された感光体ドラム３を露光する。転写ユニット６３は、現像によって形成される可視像であるトナー像を記録媒体である記録用紙に転写させる。転写ユニット６３は、たとえばコロナチャージャによって実現される。定着装置６４は、転写されたトナー像を記録用紙に定着させる。より詳細には、定着装置６４は、内部に加熱源６９を備える加熱ローラ６７と、加熱ローラ６７の表面部に弾発的に当接する加圧ローラ６８とを有する。クリーニングユニット６５は、クリーニングブレード７０を備え、転写ユニット６３による転写動作後に感光体ドラム３の外周面部に残留するトナーをクリーニングブレード７０によって掻き取って除去し、感光体ドラム３の外周面部を清浄化する。除電装置６６は、クリーニングユニット６５による清浄化後の感光体ドラム３の外周面部を除電する。
【０１００】
原稿読取部４０は、原稿が載置される第１プラテンガラス４１と、原稿送給部４４から原稿が送給される第２プラテンガラス４２と、第１プラテンガラス４１に載置される原稿または第２プラテンガラス４２に送給される原稿から画像情報を読取り、得られた画像情報を図示しない画像処理部に出力するコピーランプユニット４３と、第２プラテンガラス４２に原稿を送給する原稿送給部４４とを含む。コピーランプユニット４３は、上部筐体７１の内部に設けられる。また原稿送給部４４は、上部筐体７１の上方に設けられる。
【０１０１】
コピーランプユニット４３は、第１プラテンガラス４１に載置される原稿または第２プラテンガラス４２に送給される原稿に光を照射する光源であるコピーランプ４５と、原稿からの反射光像を予め定められる方向に偏光する第１ミラー４６と、第１ミラー４６によって偏光された原稿からの反射光像をさらに予め定められる方向に順次偏光する第２および第３ミラー４７，４８と、第３ミラー４８によって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、光電変換素子（Charge Coupled Device；略称ＣＣＤ）ユニット５０に結像させる光学レンズ４９と、光学レンズ４９によって結像される原稿からの反射光像を光電変換し、電気的信号として画像処理部に出力するＣＣＤユニット５０とを含む。
【０１０２】
原稿送給部４４は、原稿が載置される原稿トレイ５１と、原稿トレイ５１に載置される原稿を原稿搬送路５６に送給する給紙ローラ５３と、給紙ローラ５３によって送給される原稿を一時的に保持し、タイミングを計って第２プラテンガラス４２に送給するレジストローラ５４と、画像情報を読取られた後の原稿が排出される原稿排紙トレイ５５とを含む。
【０１０３】
給紙部８０は、下部筐体７２の内部に設けられ、記録媒体である記録用紙が収容される給紙カセット８１と、下部筐体７２の側面部から突出して設けられ、記録用紙が載置される手差しトレイ８２と、給紙カセット８１に収容される記録用紙を第１搬送路８３に送給する第１給紙ローラ８４と、手差しトレイ８２に載置される記録用紙を第２搬送路８５に送給する第２給紙ローラ８６と、記録用紙を一時的に保持し、タイミングを計って画像形成部６０に送給するレジストローラ８７とを含む。
【０１０４】
排紙部９０は、画像形成部６０の定着装置６４でトナー像が定着された記録用紙を排紙トレイ９１に排出させる排紙ローラ９２と、排紙ローラ９２によって排出される記録用紙を収容する排紙トレイ９１とを含む。
【０１０５】
画像形成装置２は、画像形成（以下、「印刷」ということがある）モードとして、複写モード（以下、「コピアモード」ということがある）、プリンタモードおよびファクシミリモードを有する。不図示の操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じて、前述の印刷モードの中から対応する印刷モードが後述する不図示の制御部によって選択される。
【０１０６】
前述の印刷モードのうち、コピアモードの場合には以下のようにして画像が形成される。使用者が原稿読取部４０の第１プラテンガラス４１に原稿を載置し、給紙部８０の給紙カセット８１または手差しトレイ８２に記録用紙を供給し、さらに上部筐体７１の図１の紙面に向かって手前側に配置される不図示の操作パネルの条件入力キーにて印刷枚数、印刷倍率などを入力した後、操作パネルのスタートキーを操作すると、複写（コピー）動作が開始される。
【０１０７】
スタートキーが操作されると、不図示のメイン駆動モータが始動し、不図示の各駆動ギヤが回転する。次いで、給紙部８０の第１給紙ローラ８４または第２給紙ローラ８６が回転して記録用紙が第１搬送路８３または第２搬送路８５に送出（給紙）され、一対のレジストローラ８７に到達して捕捉される。このレジストローラ８７によって、記録用紙は、感光体ドラム３の表面部に形成されるトナー像の先端部すなわち画像形成開始部が転写ユニット６３の設けられる位置に達するタイミングと、記録用紙の画像形成予定領域が転写ユニット６３の設けられる位置に達するタイミングとの同期をとるために一時停止される。またこのとき、記録用紙の先端部がレジストローラ８７に均一に押しつけられて記録用紙の先端位置の補正が行なわれる。
【０１０８】
また原稿読取部４０では、コピーランプ４５が点灯し、コピーランプユニット４３が図１の紙面に向かって左から右に向かう方向である矢符Ｃ方向に移動を開始することによって原稿への露光が開始される。コピーランプ４５から原稿に照射された照射光は、原稿によって反射されて原稿の画像情報を含む反射光となる。この原稿からの反射光は、第１ミラー４６、第２ミラー４７、第３ミラー４８および光学レンズ４９を介してＣＣＤユニット５０に入射する。これによって原稿の画像情報が光学的信号として読取られる。
【０１０９】
光学的信号として読取られた原稿の画像情報は、ＣＣＤユニット５０内の不図示のＣＣＤ回路によって電気的信号に変換されて画像処理部に出力される。画像処理部では、入力された画像情報に対して設定された条件で画像処理が行われ、この画像処理が行なわれた画像情報が、画像形成部６０のレーザスキャナユニット６２にプリントデータとして送信される。
【０１１０】
また画像形成部６０では、帯電ユニット６１によって、感光体ドラム３の外周面部の一部分が感光体ドラム３の軸方向全体にわたって所定の電位に帯電され、さらに感光体ドラム３が回転することによって感光体ドラム３の外周面部全体が所定の電位に帯電される。帯電された感光体ドラム３の外周面部は、感光体ドラム３の回転によって次の工程に順次移動する。
【０１１１】
レーザスキャナユニット６２では、図示しないけれども、回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）および各種光学系によって、半導体レーザから出射されたレーザ光が、画像処理部から入力されたプリントデータに応じて偏向されながら感光体ドラム３に照射される。これによって、レーザ光が帯電ユニット６１によって帯電された感光体ドラム３の外周面部に走査され、感光体ドラム３の外周面部に静電潜像が形成される。
【０１１２】
その後、現像装置１の現像剤収容容器１２内のマグネットローラ１３によって、現像剤収容容器１２に収容される現像剤中のトナーが、回転する感光体ドラム３の外周面部に供給される。トナーは、静電潜像を形成する電位ギャップに応じて感光体ドラム３の外周面部に付着する。これによって静電潜像が顕像化（現像）され、トナー像が形成される。
【０１１３】
また給紙部８０のレジストローラ８７によってタイミングを計って、画像が形成されるべき記録用紙が、感光体ドラム３と転写ユニット６３との間の転写位置に送給される。転写位置では、転写ユニット６３によって感光体ドラム３の外周面部に形成されたトナー像が記録用紙に転写される。
【０１１４】
トナー像が転写された記録用紙は、定着装置６４に搬送され、定着装置６４の加熱ローラ６７と加圧ローラ６８との間を通過するときに熱および圧力が加えられる。これによって、記録用紙の表面部の未定着トナーが溶融して記録用紙に固着され、定着される。トナー像が定着された記録用紙は、排紙部９０の排紙ローラ９２によって排紙トレイ９１に排出される。
【０１１５】
また記録用紙に転写されずに感光体ドラム３の外周面部に残留したトナーは、クリーナーユニット６５のクリーニングブレード７０によって掻き取られ、回収される。クリーニングブレード７０によって残留するトナーが掻き取られた感光体ドラム３の外周面部は、帯電ユニット６１の配置される位置に移動する途中で除電装置６６によって除電される。感光体ドラム３の外周面部は、除電する必要がない場合には、除電装置６６によって除電されなくてもよい。
【０１１６】
以上に述べた実施形態では、原稿は、使用者によって第１プラテンガラス４１に載置されて停止状態で画像情報を読取られるけれども、原稿送給部４４によって第２プラテンガラス４２に送給されている状態で画像情報を読取られてもよい。この場合、原稿は、原稿読取部４０の原稿トレイ５１に載置される。
【０１１７】
このように原稿読取部４０の原稿トレイ５１に原稿が載置されていることが図示しないセンサによって検出されている場合にスタートキーが操作されると、原稿送給部４４の給紙ローラ５３が回転し、原稿トレイ５１に載置された原稿が原稿搬送路５６に送給される。原稿搬送路５６に送給された原稿は、原稿搬送路５６に設けられるレジストローラ５４によって捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、所定のタイミングで原稿読取位置である第２プラテンガラス４２の設けられる位置に搬送される。コピーランプユニット４３は、原稿読取位置である所定の停止位置に停止したまま、搬送中の原稿を露光する。この露光によって得られた原稿からの反射光が前述のようにして原稿画像として読取られる。このようにして画像情報が読取られた原稿は、原稿排紙トレイ５５に排出される。
【０１１８】
前述のプリンタモードの場合には、画像読取部４０は動作せず、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置から入力される画像情報に応じて画像が形成される。またファクシミリモードの場合には、通信回線を介して入力される画像情報に応じて画像が形成される。
【０１１９】
本実施形態において画像形成装置２に備わる現像装置１は、図２に示すように第２の磁極形成手段２４を備え、搬送補助磁極Ｎ２とチェーン形成用磁極２４ａとの間には、磁気チェーン２７が形成される。この磁気チェーン２７は現像スリーブ１７の回転によって分離されるので、図４に示すように搬送されてきた現像剤の磁気ブラシ２６を分離して、細かい塊として穂立ち高さ規制部材１４に搬送することができる。これによって、穂立ち高さ規制部材１４から現像剤に与えられる負荷を減少させ、劣化キャリアの増加を抑制することができる。したがって、本実施形態の画像形成装置２によれば、劣化キャリアの増加を抑制し、画像の劣化を抑えることができる。
【０１２０】
本実施形態の現像装置１では、第２の磁極形成手段２４は現像剤収容容器１２の内方、より詳細には現像剤収容容器１２の内壁面部２５に設けられるが、第２の磁極形成手段が設けられる位置はこれに限定されない。図６は、本発明の実施の他の形態である現像装置１０の構成を簡略化して示す断面図である。たとえば第２の磁極形成手段９７は、現像剤収容容器１２の外方、より詳細には現像剤収容容器１２の外壁面部９８に設けられてもよい。図６に示す現像装置１０では、現像スリーブ１７と第２の磁極形成手段９７との間隔Ｌ２は、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に選ばれる。図６に示す本実施形態の現像装置１０は、図２に示す前述の実施形態の現像装置１と類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
第２の磁極形成手段９７を現像剤収容容器１２の外方に設ける場合、現像剤収容容器１２の材質によっては磁力線が遮断され、磁気チェーン２７が形成される領域である現像スリーブ１７と現像剤収容容器１２の内壁面部２５との間の領域においてチェーン形成用磁極９７ａの磁力が作用する範囲が狭くなり、たとえば対向磁極である搬送補助磁極Ｎ２とチェーン形成用磁極９７ａとの間に磁気チェーン２７を形成することができなくなるおそれがある。また現像剤収容容器１２の内方に設けられる場合に比べて、第２の磁極形成手段９７とマグネットローラ１３との距離が長くなり、すなわち第２の磁極形成手段９７と現像スリーブ１７との間隔Ｌ２が大きくなり、磁力線が遮断される場合と同様、磁気チェーン２７の形成可能な領域においてチェーン形成用磁極９７ａの磁力が作用する範囲が狭くなるので、磁気チェーン２７を形成できなくなるおそれがある。したがって、現像剤収容容器１２の外方に第２の磁極形成手段９７を設ける場合には、搬送補助磁極Ｎ２との間に磁気チェーン２７が形成されるように、現像剤収容容器１２の材質、第２の磁極形成手段９７とマグネットローラ１３との距離などを考慮して、チェーン形成用磁極９７ａの磁力を調整する、より詳細には磁力の作用する範囲の縮小分、チェーン形成用磁極９７ａの磁力を強くする必要がある。
【０１２２】
このようにチェーン形成用磁極９７ａの磁力を作用範囲の縮小分強くするために、本実施形態では、第２の磁極形成手段９７の現像スリーブ１７に対向する表面におけるチェーン形成用磁極９７ａの磁束密度である対向面磁束密度のピーク値は、搬送補助磁極Ｎ２の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度である外周面磁束密度のピーク値よりも大きい値に選ばれる。チェーン形成用磁極９７ａの対向面磁束密度のピーク値を搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値よりも大きくすることによって、磁気チェーン２７をより確実に形成させることができる。
【０１２３】
またチェーン形成用磁極９７ａの磁束密度は、第２の磁極形成手段９７と現像スリーブ１７との間に介在される現像剤収容容器１２の内壁面における磁束密度のピーク値が、搬送補助磁極Ｎ２の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度のピーク値よりも小さくなるように選ばれる。これによって、磁気チェーン２７の磁気的結合力が搬送磁極Ｓ１による磁気的吸引力に比べて過度に強くなることを一層確実に防ぐことができるので、現像剤を穂立ち高さ規制部材１４側に一層確実に搬送させることができる。また搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値をチェーン形成用磁極９７ａの外周面磁束密度のピーク値よりも大きくすることができるので、現像スリーブ１７の外周面において搬送補助磁極Ｎ２からキャリアに作用する磁気力を、チェーン形成用磁極９７ａからキャリアに作用する磁気力よりも大きくすることができる。したがって磁気チェーン２７のうち分離されて穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像スリーブ１７側の部分２７ａが少なくなり過ぎることを防ぐことができるので、穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像剤の量が過度に少なくなることを一層確実に防ぐことができる。
【０１２４】
以上に述べたように、本実施の形態ではチェーン形成用磁極９７ａの対向面磁束密度のピーク値は、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値よりも大きい値に選ばれるが、チェーン形成用磁極９７ａの対向面磁束密度のピーク値はこれに限定されず、第２の磁極形成手段９７と現像スリーブ１７との間隔Ｌ２に応じて選ばれる。より詳細には、第２の磁極形成手段９７と現像スリーブ１７との間に介在される現像剤収容容器１２の内壁面において、チェーン形成用磁極９７ａの磁束密度のピーク値が、搬送補助磁極Ｎ２の磁束密度のピーク値よりも大きい値になる範囲であれば、チェーン形成用磁極９７ａの対向面磁束密度のピーク値は、搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値以下であってもよい。
【０１２５】
また対向磁極である搬送補助磁極Ｎ２の外周面磁束密度のピーク値は、前述の図２に示す現像装置１のように第２の磁極形成手段２４が現像剤収容容器１２の内方に設けられる場合にはチェーン形成用磁極２４ａの対向面磁束密度のピーク値よりも大きい値に選ばれ、図６に示す現像装置１０のように第２の磁極形成手段９７が現像剤収容容器１２の外方に設けられる場合にはチェーン形成用磁極９７ａの現像剤収容容器１２の内壁面における磁束密度のピーク値よりも大きい値に選ばれる。図２に示す現像装置１において、第２の磁極形成手段２４の現像スリーブ１７に対向する表面部である対向面部は現像スリーブ１７の外周面部に臨む表面部であり、磁気チェーン２７は現像スリーブ１７の外周面部と第２の磁極形成手段２４の対向面部との間に形成される。また図６に示す現像装置１０において、現像スリーブ１７と第２の磁極形成手段９７との間に介在される現像剤収容容器１２の内壁面部２５は、現像スリーブ１７の外周面部に臨む表面部であり、磁気チェーン２７は現像スリーブ１７の外周面部と内壁面部２５との間に形成される。
【０１２６】
このように磁気チェーン２７は、現像スリーブ１７の外周面部と、現像スリーブ１７の外周面部に臨む表面部との間に形成される。したがって、対向磁極である搬送補助磁極Ｎ２の現像スリーブ１７の外周面における磁束密度のピーク値は、現像スリーブ１７の外周面部に臨む表面におけるチェーン形成用磁極２４ａまたは９７ａの磁束密度のピーク値よりも大きい値に選ばれることが好ましい。これによって、磁気チェーン２７の磁気的結合力が搬送磁極Ｓ１による磁気的吸引力に比べて過度に強くなることをより確実に防ぐことができるので、現像剤を穂立ち高さ規制部材１４側により確実に搬送させることができる。また現像スリーブ１７の外周面において搬送補助磁極Ｎ２からキャリアに作用する磁気力を、チェーン形成用磁極２４ａまたは９７ａからキャリアに作用する磁気力よりも大きくすることができるので、穂立ち高さ規制部材１４側に搬送される現像剤の量が過度に少なくなることをより確実に防ぐことができる。
【０１２７】
また前述の図２に示す現像装置１および図６に示す現像装置１０では、Ｎ極であるＮ１極を感光体ドラム３に対向する現像磁極としているけれども、これに限定されず、現像磁極はＳ極であってもよい。この場合、第１の磁極形成手段１８は、本実施形態においてＮ極が形成されている位置にＳ極を形成し、Ｓ極が形成されている位置にＮ極を形成することのできるものであればよい。
【０１２８】
また前述の図２に示す現像装置１および図６に示す現像装置１０では、第１の磁極形成手段１８は７つの磁極を形成するが、第１の磁極形成手段１８が形成する磁極の数は、これに限定されるものではない。たとえば第１の磁極形成手段１８は、３つのＮ極であるＮ１極、Ｎ２極およびＮ３極と、２つのＳ極であるＳ１極およびＳ２極との５つの磁極を形成するものであってもよい。この場合、たとえばＮ１極を感光体ドラム３に対向するように形成するとともに、反発磁界によって現像スリーブ１７から現像剤を剥離させることができるように１箇所で同極性の磁極が隣合い、かつその他の箇所で極性の異なる磁極同士が隣合うように現像スリーブ１７の回転方向に沿って各磁極を形成させればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施の一形態である現像装置１を備える本発明の実施の他の形態である画像形成装置２の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図３】第１の磁極形成手段１８および第２の磁極形成手段２４によって形成される磁極の磁束密度分布を表すグラフの一例を示す図である。
【図４】本実施形態において現像剤が搬送される様子を模式的に示す断面図である。
【図５】現像剤に対する負荷と現像剤の流動速度の変化量との関係を表すグラフを示す図である。
【図６】本発明の実施の他の形態である現像装置１０の構成を簡略化して示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１，１０  現像装置
２  画像形成装置
３  感光体ドラム
１２  現像剤収容容器
１３  マグネットローラ
１４  穂立ち高さ規制部材
１５  第１撹拌搬送手段
１６  第２撹拌搬送手段
１７  現像スリーブ
１８  第１の磁極形成手段
２４，９７  第２の磁極形成手段
２７  磁気チェーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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