JP2023109708A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド現像方式の現像装置において、現像剤の連れ回りを抑制できる構成を提供する。【解決手段】壁部材９０は、供給ローラ５１から剥離した現像剤を現像室４２に案内するもので、その最下流位置９１が隔壁４１の最上端に近接しており、重力方向に関して、供給ローラ５１とオーバーラップしている。供給ローラ５１の外周面に対する法線方向の汲み上げ極Ｓ４の磁束密度の最大値の２０％となる位置を第１位置とし、壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の回転中心とを結ぶ直線が供給ローラ５１の外周面と交わる位置α１を第２位置とし、第１搬送スクリュ４４の最上端と供給ローラ５１の回転中心とを結ぶ直線が供給ローラの外周面と交わる位置β１を第３位置とした場合、供給ローラ５１の回転方向に関して、第１位置は、第２位置より下流且つ第３位置よりも上流に在る。【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に用いられる現像装置に関する。

現像装置では、従来から、非磁性粒子のトナーと磁性粒子のキャリアを含む２成分現像剤（以下、現像剤と略称する）を用いるものが知られている。このような現像装置として、像担持体としての感光ドラムに対向配置される現像回転体としての現像ローラと、現像ローラに対向配置される供給回転体としての供給ローラとを有する、所謂ハイブリッド現像方式を用いた構成が提案されている（特許文献１）。

このようなハイブリッド現像方式を用いた現像装置では、内部にマグネットを配置した供給ローラに現像剤を担持し、供給ローラの回転によって搬送された現像剤から現像ローラ上にトナー層を形成し、現像ローラから感光ドラム上の静電潜像をトナーにより現像する。

特許文献１に記載された現像装置では、現像容器内で現像剤を搬送する搬送部材の上方に供給ローラを配置している。供給ローラの内部に配置されたマグネットは、現像ローラと対向する位置に主極が配置されている。また、マグネットには、供給ローラの回転方向に関して、主極の下流側に供給ローラから現像剤を剥離するための剥離極が、剥離極の下流に隣接して現像容器から現像剤を供給ローラに汲み上げるための汲み上げ極が配置されている。そして、剥離極と汲み上げ極との間に無磁力領域を設けている。

特開２００９－１９８５８２号公報

ここで、特許文献１に記載の構成の場合、現像容器は、供給ローラの周囲で剥離極と対向する位置から供給ローラの下方まで延設された壁部材を有する。このため、供給ローラと壁部材との間に供給ローラから剥離された現像剤が溜まってしまい、この現像剤が汲み上げ極により再度、供給ローラに汲み上げられてしまう虞がある。即ち、供給ローラに担持され、トナーが現像ローラに供給された現像剤が供給ローラから剥離された後に、再度、供給ローラに汲み上げられる、所謂、現像剤の連れ回りが発生する虞がある。このような現像剤の連れ回りが発生すると、トナーの比率が少ない現像剤から現像ローラにトナーを供給することになり、出力画像の品質が低下してしまう。

本発明は、ハイブリッド現像方式の現像装置において、現像剤の連れ回りを抑制できる構成を提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する第１室と、前記第１室との間で前記現像剤の循環経路を形成する第２室と、前記第１室と前記第２室とを区画する隔壁と、前記第１室に配置され、前記現像剤を第１方向に搬送する第１搬送スクリュと、前記第２室に配置され、前記現像剤を前記第１方向とは反対の第２方向に搬送する第２搬送スクリュと、像担持体に形成された静電像を現像する現像位置に前記トナーを担持搬送する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配置され、前記第１室から供給された前記現像剤を担持搬送し且つ前記現像ローラに前記トナーのみを供給する供給ローラであって、前記現像ローラと対向する位置において、回転方向が前記現像ローラの回転方向とは逆方向である供給ローラと、前記現像ローラの内部に非回転に固定して配置された、第１の磁極を有する第１のマグネットと、前記供給ローラの内部に非回転に固定して配置された第２のマグネットであって、前記供給ローラが前記現像ローラと対向する位置に配置され且つ前記第１の磁極に対向して配置され、前記第１の磁極とは異極である第２の磁極と、前記供給ローラの回転方向に関して前記第２の磁極よりも下流に配置された第３の磁極と、前記供給ローラの回転方向に関して前記第２の磁極よりも上流且つ前記第３の磁極よりも下流に配置され、且つ前記第３の磁極と隣り合って配置され、前記第３の磁極とは同極である第４の磁極とを有する第２のマグネットと、前記第３の磁極と前記第４の磁極によって形成された反発磁界によって前記供給ローラから剥離した現像剤を前記第１室に案内する案内部であって、その最下端が前記隔壁の最上端に近接している案内部と、を備え、前記案内部は、重力方向に関して、前記供給ローラとオーバーラップしており、前記供給ローラの回転方向に関して、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第３の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも下流且つ前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも上流であって、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度の最大値の２０％となる位置を、第１位置とし、前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記案内部の最下端と前記供給ローラの回転中心とを結ぶ直線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第２位置とし、前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記第１搬送スクリュの最上端と前記供給ローラの回転中心とを結ぶ直線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第３位置とした場合、前記供給ローラの回転方向に関して、前記第１位置は、前記第２位置より下流且つ前記第３位置よりも上流に在ることを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する第１室と、前記第１室との間で前記現像剤の循環経路を形成する第２室と、前記第１室と前記第２室とを区画する隔壁と、前記第１室に配置され、前記現像剤を第１方向に搬送する第１搬送スクリュと、前記第２室に配置され、前記現像剤を前記第１方向とは反対の第２方向に搬送する第２搬送スクリュと、像担持体に形成された静電像を現像する現像位置に前記トナーを担持搬送する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配置され、前記第１室から供給された前記現像剤を担持搬送し且つ前記現像ローラに前記トナーのみを供給する供給ローラであって、前記現像ローラと対向する位置において、回転方向が前記現像ローラの回転方向とは逆方向である供給ローラと、前記現像ローラの内部に非回転に固定して配置された、第１の磁極を有する第１のマグネットと、前記供給ローラの内部に非回転に固定して配置された第２のマグネットであって、前記供給ローラが前記現像ローラと対向する位置に配置され且つ前記第１の磁極に対向して配置され、前記第１の磁極とは異極である第２の磁極と、前記供給ローラの回転方向に関して前記第２の磁極よりも下流に配置された第３の磁極と、前記供給ローラの回転方向に関して前記第２の磁極よりも上流且つ前記第３の磁極よりも下流に配置され、且つ前記第３の磁極と隣り合って配置され、前記第３の磁極とは同極である第４の磁極とを有する第２のマグネットと、前記第３の磁極と前記第４の磁極によって形成された反発磁界によって前記供給ローラから剥離した現像剤を前記第１室に案内する案内部であって、その最下端が前記隔壁の最上端に近接している案内部と、を備え、前記案内部は、重力方向に関して、前記供給ローラとオーバーラップしており、前記供給ローラの回転方向に関して、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第３の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも下流且つ前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも上流であって、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度の最大値と、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の磁束密度の絶対値が５［ｍＴ］以下の領域の磁束密度の平均値との差分の絶対値の２０％となる位置を、第１位置とし、前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記案内部の最下端と前記供給ローラの回転中心とを結ぶ直線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第２位置とし、前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記第１搬送スクリュの最上端と前記供給ローラの回転中心とを結ぶ直線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第３位置とした場合、前記供給ローラの回転方向に関して、前記第１位置は、前記第２位置よりも下流且つ前記第３位置よりも上流に在ることを特徴とする。

本発明によれば、ハイブリッド現像方式の現像装置において、現像剤の連れ回りを抑制できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。 第１の実施形態に係る現像装置の断面図。 比較例に係る現像装置の断面図。 第１の実施形態に係る供給ローラ内部のマグネットローラの磁極を平面に展開し、それぞれの磁極により生じる磁力の強さを示すグラフ。 （ａ）実施例１の汲み上げ極の汲み上げ磁力開始位置に関する表、（ｂ）比較例の汲み上げ極の汲み上げ磁力開始位置に関する表。 第２の実施形態に係る現像装置の断面図。 第２の実施形態に係る供給ローラ内部のマグネットローラの磁極を平面に展開し、それぞれの磁極により生じる磁力の強さを示すグラフ。 実施例２の汲み上げ極の汲み上げ磁力開始位置に関する表。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。なお、本実施形態では、現像装置を、画像形成装置の一例としてタンデム型のフルカラープリンタに適用した場合について説明している。

［画像形成装置］
まず、本実施形態の画像形成装置１００の概略構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、装置本体内に４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを後述する中間転写ベルト６の回転方向に沿って配置した中間転写タンデム方式としている。画像形成装置１００は、装置本体に接続された不図示の原稿読み取り装置又は装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材Ｓに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。

トナー像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについて説明する。但し、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、トナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では代表してイエローの画像形成部ＰＹを例に説明し、その他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては説明を省略する。

画像形成部ＰＹは、主に感光ドラム１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置８等から構成される。本実施形態では、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの上方に中間転写ベルト６が、下方に露光装置３が配置されている。像担持体及び感光体としての感光ドラム１は、アルミニウムシリンダの外周面に負極性又は正極性の帯電極性を持つよう形成された感光層を有し、所定のプロセススピード（周速度）で回転する。

帯電装置２は、感光ドラム１の表面を、例えば、感光ドラム１の帯電特性に応じた一様な負極性又は正極性の暗部電位に帯電させる。本実施形態では、帯電装置２を感光ドラム１の表面に接触して回転する帯電ローラとしている。感光ドラム１の表面では、帯電後、露光装置（レーザスキャナ）３によって画像情報に基づいて静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１は、形成された静電潜像を担持して、周回移動し、現像装置４によってトナーで現像される。現像装置４の詳細な構成については、後述する。画像形成で消費された現像剤中のトナーは、不図示のトナーカートリッジからキャリアと共に補給される。

現像されたトナー像は、感光ドラム１と中間転写ベルト６を挟んで対向配置される一次転写ローラ６１により所定の加圧力及び一次転写バイアスが与えられ、中間転写ベルト６上に一次転写される。一次転写後の感光ドラム１は、不図示の前露光部によって表面を除電される。クリーニング装置８は、一次転写後の感光ドラム１の表面に残留する転写残留トナー等の残留物を清掃する。

中間転写ベルト６は、張架ローラ６２、二次転写内ローラ６３によって張架されている。中間転写ベルト６は、駆動ローラでもある二次転写内ローラ６３によって図中矢印Ｒ１方向へと移動するように駆動される。上述の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにより処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト６上に一次転写された移動方向上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト６の二次転写内ローラ６３に張架された部分と二次転写外ローラ６４とにより形成される転写ニップ部である。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の転写残トナーは、不図示のベルトクリーニング装置によって中間転写ベルト６から除去される。

二次転写部Ｔ２まで送られて来るトナー像の形成プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスが実行される。搬送プロセスでは、記録材Ｓは、不図示のシートカセット等から給送され、画像形成タイミングに合わせて二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２では、二次転写内ローラ６３に二次転写電圧が印加される。

以上の画像形成プロセス及び搬送プロセスにより、二次転写部Ｔ２において中間転写ベルト６から記録材Ｓにトナー像が二次転写される。その後、記録材Ｓは定着装置７へと搬送され、定着装置７により加熱及び加圧されることにより、トナー像が記録材Ｓ上に溶融固着される。こうしてトナー像が定着された記録材Ｓは、排出ローラにより排出トレイに排出される。

［制御部］
画像形成装置１００は、上記した画像形成動作などの各種制御を行うための制御部２０を備えている。画像形成装置１００の各部の動作は、画像形成装置１００に設けられた制御部２０によって制御される。一連の画像形成動作は、装置本体の上面の操作部、あるいは、ネットワークを経由した各入力信号に従って制御部２０が制御している。

図２に示すように、制御部２０は、演算制御手段としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３等を有する。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら画像形成装置１００の各部の制御を行う。ＲＡＭ２３には、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵ２１は、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭ２３に収納されたデータを参照して制御を行う。

制御部２０は、画像処理部２４で画像情報を処理して各部の駆動信号を生成し、画像形成制御部２５で、露光装置３や現像装置４を駆動する駆動部９などの各部の動作を制御し、補給制御部２６で現像装置４に対するトナー補給制御を行う。駆動部９は、後述する現像ローラ５０、供給ローラ５１、第１搬送スクリュ４４、第２搬送スクリュ４５を駆動する駆動モータを有する。

制御部２０には、トナー濃度センサ５８、光学センサ８０、温湿度センサ８１、バイアス電源８２などが接続されている。トナー濃度センサ５８については後述する。光学センサ８０は、中間転写ベルト６の表面に対向するように配置され、中間転写ベルト６条に形成された制御用トナー像であるパッチ画像の濃度を検知する。光学センサ８０により検知されたパッチ画像の濃度に応じて、現像装置４へのトナーの補給制御などが行われる。バイアス電源８２は、後述するように、現像ローラ５０及び供給ローラ５１に電圧を印加する電源である。

温湿度センサ８１は、検知手段の一例として現像装置４の内部の温度及び湿度に関する情報を検知するために、例えば、撹拌室４３の壁部のトナー搬送方向下流側の一部に設けられている。制御部２０は、温湿度センサ８１の検知結果である現像装置４の内部の温度及び湿度に関する情報に基づいて、現像装置４の内部の絶対水分量を算出する。即ち、温湿度センサ８１は、現像容器４０の内部の絶対水分量に関する情報を検知する。尚、本実施形態では、制御部２０は、絶対水分量に関する情報として、容積絶対湿度に関する情報を算出する。また、本実施形態では、制御部２０は、絶対水分量に関する情報として容積絶対湿度に関する情報を算出する場合について説明しているが、これには限られず、絶対水分量に関する情報として重量絶対湿度に関する情報を算出するようにしてもよい。

［二成分現像剤］
次に、本実施形態にて用いられる現像剤について説明する。本実施形態では、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）を含むキャリアに対するトナーの混合被覆率が８．０重量％である二成分現像剤を使用している。トナーは、結着樹脂、着色剤、及び、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子であり、その表面に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。トナーは、例えば、感光ドラム１の帯電特性に応じた負帯電性又は正帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は約７．０μｍである。キャリアは、例えば表面が酸化処理された鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属粒子からなり、体積平均粒径は約４０μｍ以上５０μｍ以下である。

本実施形態では、現像剤として、キャリアが重量平均径４５μｍのＭｎ－Ｍｇを主成分とし、飽和磁化がＭＳＶ法により求められる値で６０ｅｍｕ／ｇのものを用い、トナーはコールターカウンターにて測定される体積分布の中位径で、７μｍの粒子を用いた。そして、トナーとキャリアを、トナー濃度が１２％になるよう混合したものを現像剤として用いた。

［現像装置］
次に、現像装置４について、図３を用いて詳細に説明する。本実施形態の現像装置４は、供給ローラ５１上に形成された二成分現像剤による磁気ブラシで、現像ローラ５０上にトナーのみの薄層を形成し、現像ローラ５０に印加される直流と交流とを重畳した現像バイアスにより、トナーを感光ドラム１上に形成された静電潜像に飛翔させて現像を行う、所謂、タッチダウン現像方式の現像装置である。

図３に示すように、現像装置４は、現像容器４０と、現像回転体としての現像ローラ５０と、供給回転体としての供給ローラ５１を備えている。現像容器４０には、非磁性トナー及び磁性キャリアを含む現像剤が収容される。現像容器４０は、第１室としての現像室４２と、第２室としての撹拌室４３と、仕切り壁としての隔壁４１とを有する。撹拌室４３は、水平方向から見て現像室４２と少なくとも一部が重なるように現像室４２と隣接して配置される。隔壁４１は、現像室４２と撹拌室４３とを仕切る。隔壁４１には、長手方向（現像ローラ５０及び供給ローラ５１の回転軸線方向）の両端側に、現像室４２と撹拌室４３とを連通させる連通部としての開口部４１ａが形成されている。現像容器４０は、隔壁４１に設けられた開口部４１ａを介して現像室４２と撹拌室４３とで現像剤を循環させる循環経路を形成する。

本実施形態では、現像容器４０内の略中央部に隔壁４１を設けている。これにより、現像容器４０は、現像室４２と撹拌室４３とが水平方向に隣接するように隔壁４１によって区画されている。現像室４２及び撹拌室４３には、現像剤を撹拌して循環させるために回転可能な第１搬送スクリュ４４及び第２搬送スクリュ４５が、それぞれ配置されている。

第１搬送部材としての第１搬送スクリュ４４は、現像室４２内（第１室内）の底部に供給ローラ５１の回転軸線方向（長手方向）に沿って、供給ローラ５１とほぼ平行に対向して配置されている。第１搬送スクリュ４４は、回転軸４４ａと、回転軸４４ａの周囲に螺旋状に設けられた羽根４４ｂとを有する。第２搬送部材としての第２搬送スクリュ４５は、撹拌室４３内（第２室内）の底部に第１搬送スクリュ４４とほぼ平行に配置されている。第２搬送スクリュ４５は、回転軸４５ａと、回転軸４５ａの周囲に螺旋状に設けられた羽根４５ｂとを有する。

第１搬送スクリュ４４及び第２搬送スクリュ４５が、それぞれ矢印Ｒ４、Ｒ３方向に回転することで、現像室４２及び撹拌室４３内でそれぞれ現像剤が搬送される。第１搬送スクリュ４４及び第２搬送スクリュ４５の回転によって搬送された現像剤は、隔壁４１の両端部の開口部４１ａを通じて現像室４２と撹拌室４３とを循環する。トナーは、第１搬送スクリュ４４及び第２搬送スクリュ４５よって攪拌されることにより、キャリアと摺擦して負極性又は正極性に摩擦帯電される。

撹拌室４３には、第２搬送スクリュ４５と対面して、トナー濃度センサ５８（図２）が配置されている。トナー濃度センサ５８としては、例えば、現像容器４０内の現像剤の透磁率を検出する透磁率センサが用いられる。制御部２０は、トナー濃度センサの検知結果に基づいて、トナーカートリッジからトナー補給口(不図示)を介して撹拌室４３にトナーを補給する。

図３に示すように、現像ローラ５０及び供給ローラ５１は、現像室４２及び撹拌室４３よりも鉛直方向上方に配置されている。現像ローラ５０は、供給ローラ５１の回転軸線方向から視て供給ローラ５１の斜め上方で感光ドラム１との間に設けられている。供給ローラ５１と現像ローラ５０とは、回転軸線をほぼ平行にして、対向部分Ｐ１において互いに対向して配置されている。現像ローラ５０は、現像容器４０の開口側において感光ドラム１に対向している。現像ローラ５０及び供給ローラ５１は、それぞれ回転軸線周りに関して回動自在に設けられている。現像ローラ５０及び供給ローラ５１は、装置本体に設けられた駆動部９（図２）によって、図３中の反時計回り（矢印Ｒ６、Ｒ５方向）に回転駆動される。即ち、現像ローラ５０及び供給ローラ５１は、対向部分Ｐ１で反対方向（逆方向）に回転すると共に、駆動部９により回転速度を可変としている。

供給ローラ５１は、図３において反時計方向に回転する非磁性の円筒状（例えば直径２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下（本実施形態では２０ｍｍ）の円筒状）のローラであり、内周側に設けられた磁界発生手段及び第２マグネットである回転しない円筒状のマグネットローラ５１ａの周囲を回転可能に設けられている。即ち、マグネットローラ５１ａは、供給ローラ５１の内部に非回転に固定して配置されている。マグネットローラ５１ａは、５つのピースを有し、それぞれ供給ローラ５１に対向する表面に、供給ローラの回転方向に関して順番に配置された汲み上げ極（第４の磁極）Ｓ２、規制極Ｎ２、保持極Ｓ１、主極（第２の磁極）Ｎ１、剥離極（第３の磁極）Ｓ３を有している。なお、本実施形態は５極からなるマグネットローラを用いているが、５極以外でも構わなく、例えば７極からなるマグネットローラであっても良い。

主極Ｎ１は、供給ローラ５１が現像ローラ５０と対向する位置に配置され、後述する現像ローラ５０内のマグネットローラ５０ａの受け取り極Ｓ４とは異極性である。保持極Ｓ１は、供給ローラ５１の回転方向に関して、主極Ｎ１の上流に隣接して配置され、主極Ｎ１と異極性である。規制極Ｎ２は、供給ローラ５１の回転方向に関して、保持極Ｓ１の上流に隣接した位置で、後述する規制ブレード５２が供給ローラ５１と対向する位置に配置され、主極Ｎ１と同極性である。汲み上げ極Ｓ２は、規制極Ｎ２の上流に隣接して配置され、規制極Ｎ２と異極性であり、現像容器４０から現像剤を供給ローラ５１に汲み上げるための磁極である。具体的には、汲み上げ極Ｓ２は、現像室４２の上方に第１搬送スクリュ４４と対向して配置されている。剥離極（剥ぎ取り極）Ｓ３は、供給ローラ５１の回転方向に関して、汲み上げ極Ｓ２の上流に隣接して配置されており、汲み上げ極Ｓ２と同極性である。汲み上げ極Ｓ２、規制極Ｎ２、保持極Ｓ１、主極Ｎ１、剥離極Ｓ３は、供給ローラ５１の回転方向に関して、この順番で隣接して配置されている。

供給ローラ５１は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを有する現像剤を担持して、現像ローラ５０との対向部分Ｐ１に回転搬送する。即ち、供給ローラ５１は、現像ローラ５０に対向して配置され、回転することで現像容器４０内（現像容器内）の現像剤を現像ローラ５０に供給する。供給ローラ５１は、例えば直径２０ｍｍの円筒状で、例えばアルミニウムや非磁性ステンレス等の非磁性材料で構成され、本実施形態ではアルミニウム製としている。また、供給ローラ５１は、外周面が例えばＲｚ３０μｍの表面粗さとなるようにブラスト処理されている。

規制部材としての規制ブレード５２は、供給ローラ５１の回転方向に関して、現像ローラ５０と対向する位置よりも上流に配置され、供給ローラ５１に担持される現像剤の量を規制する。即ち、規制ブレード５２は、板状の部材であり、先端がマグネットローラ５１ａの規制極Ｎ２が配置された供給ローラ５１の外周面に対向するように現像容器４０に設けられている。規制ブレード５２の先端と供給ローラ５１の外周面との間には、所定の隙間を設けている。そして、供給ローラ５１の表面に担持された現像剤の磁気穂が規制ブレード５２に穂切りされることで、現像剤の層厚が規制される。具体的には、規制ブレード５２は、供給ローラ５１の長手方向に配置した金属板（例えばステンレス鋼板）からなり、規制ブレード５２の先端部と供給ローラ５１との間を現像剤が通過することにより、現像剤が一定の量に規制された状態で搬送される。規制ブレード５２は、例えば肉厚１．５ｍｍ程度のＳＵＳ４３０などの磁性部材でＬ字状に形成され、規制極Ｎ２に対して図示の場合は３～５°、反時計回りにズレた位置に対向して設けられて、供給ローラ５１の回転軸線方向に延在するように現像容器４０に固定されている。

なお、規制ブレード５２は、磁性部材でも非磁性部材でもどちらでも構わない。磁性材料とした場合、規制ブレード５２の先端と供給ローラ５１の間隔を大きくでき、異物が詰まりにくいというメリットもある。一方で、磁性部材の場合は、規制ブレード５２の先端部と供給ローラ５１との間の磁界に現像剤が拘束され、摺擦による現像剤劣化が発生しやすくなる虞がある。なお、規制ブレード５２を非磁性部材の一部に磁性部材を貼り付けた構成としても良い。こうすることで、磁性部材のメリットは多少失われるが、現像剤劣化を抑えることが可能である。本実施形態においては、規制ブレード５２は磁性部材のみからなるものを用いた。そのため、現像剤劣化が懸念となるが、後述する本実施形態のマグネットローラ５１ａを併用することで、剤劣化を抑制することが可能となる。

現像室４２に収容された現像剤は、現像室４２に対向する汲み上げ極Ｓ２により供給ローラ５１の表面に吸着され、規制ブレード５２の方向へ搬送される。現像剤は、規制ブレード５２に対向する規制極Ｎ２によって穂立ちされ、規制ブレード５２によって層厚が規制される。現像剤層は、保持極Ｓ１を経て、現像ローラ５０との対向部分Ｐ１に担持搬送され、現像領域に対向する主極Ｎ１によって磁気穂を形成した状態で、現像ローラ５０の表面にトナーを供給する。供給ローラ５１には、直流電圧と交流電圧とが重畳された供給バイアスが印加されている。

現像ローラ５０は、感光ドラム１に対向して配置され、回転することで感光ドラム１に形成された静電潜像を現像する現像位置に現像剤を搬送する。即ち、現像ローラ５０は、図３において反時計回り方向に回転する非磁性のローラであり、内周側に設けられた１つの受け取り極（第１の磁極）Ｓ４を持つ回転しない第１マグネットとしてのマグネットローラ５０ａの周囲を回転可能に設けられている。現像ローラ５０は、トナーを担持して回転することで感光ドラム１に対向する対向領域である現像領域Ｐ２において、感光ドラム１上の静電潜像を現像可能である。供給ローラ５１と現像ローラ５０とは、その対向部分Ｐ１において所定のギャップをもって対向している。現像ローラ５０内のマグネットローラ５０ａの受け取り極Ｓ４は対向する主極Ｎ１と異極性である。

現像ローラ５０には、直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアスが印加されている。現像バイアスおよび供給バイアスは電圧印加部の一例としてのバイアス電源８２（図２）からバイアス制御回路を経由して現像ローラ５０及び供給ローラ５１に印加される。即ち、バイアス電源８２は、現像ローラ５０と供給ローラ５１との間に直流成分及び交流成分を含む電圧を印加する。

現像ローラ５０上で現像に用いられずに残ったトナーは、再び現像ローラ５０と供給ローラ５１との対向部分Ｐ１に搬送され、供給ローラ５１上の磁気穂によって摺擦されて供給ローラ５１に回収される。磁気穂は、供給ローラ５１の回転方向下流側に配置された剥離極Ｓ３及び汲み上げ極Ｓ２が反発することによって作られた剥離領域にて、供給ローラ５１から剥離される。剥離された現像剤は、現像室４２内に落下して、現像容器４０内を循環している現像剤と攪拌及び搬送され、再び汲み上げ極Ｓ２に吸着されて供給ローラ５１により搬送される。

［供給ローラのマグネットローラと現像容器の関係］
次に、本実施形態の現像装置４の現像容器４０と供給ローラ５１のマグネットローラ５１ａの関係について説明する。なお、以下の説明で、単に「上流」、「下流」といった場合には、供給ローラ５１の回転方向に関する「上流」、「下流」であるとする。

図３に示すように、現像容器４０は、供給ローラ５１の周囲で剥離極Ｓ３と対向する位置から供給ローラ５１の下方まで延設された壁部材９０を有する。案内部としての壁部材９０は、供給ローラ５１の回転方向に関して剥離極Ｓ３の下流から汲み上げ極Ｓ２の上流の間にある低磁力領域（磁束密度Ｂの供給ローラ５１の表面における法線方向成分である磁束密度Ｂｒの絶対値が５［ｍＴ］以下の領域）と対向する位置まで延設されている。具体的には、壁部材９０は供給ローラ５１と撹拌室４３内の第２搬送スクリュ４５との間まで延設され、その先端が隔壁４１の上端に近接している。即ち、図３に示すように、隔壁４１は、重力方向（Ｚ方向）に関して、供給ローラ５１とオーバーラップしており、且つ、壁部材９０は、重力方向（Ｚ方向）に関して、供給ローラ５１とオーバーラップしている。

また、壁部材９０のうち、現像容器４０の外壁となる部分から隔壁４１の上端に向けて延設された部分を延設部９０ａとする。延設部９０ａは、第２搬送スクリュ４５と供給ローラ５１との間で供給ローラ５１と対向する平面部９０ｂが、少なくとも供給ローラ５１の回転方向に関して壁部材９０の最下流位置まで到達するように形成されている。即ち、延設部９０ａは、現像容器４０の外壁となる部分との接続部よりも供給ローラ５１の回転方向に関して下流側の位置から先端まで、供給ローラ５１と対向する面を平坦面としている。但し、本実施形態では、この面を供給ローラ５１側から見て凹んだ湾曲面、或いは、第２搬送スクリュ４５側から見て凹んだ湾曲面としても良い。

上述のように、供給ローラ５１が剥離極Ｓ３から反時計周りに回転すると、その回転方向下流側にある低磁力領域において、供給ローラ５１から磁気ブラシ、即ち現像剤が剥離極Ｓ３と汲み上げ極Ｓ２によって形成された反発磁界によって剥離される。剥離された現像剤は、供給ローラ５１と、供給ローラ５１の対向した位置にある現像容器４０の壁部材９０との間を、供給ローラ５１から剥離されたときの供給ローラ５１の回転力と重力によって、供給ローラ５１より垂直下方向に落下していく。

このように供給ローラ５１から剥離された現像剤は、壁部材９０の平面部９０ｂ上に落下した後、壁部材９０の平面部９０ｂを介して現像室４２に案内されることにより、第１搬送スクリュ４４に回収されて、現像室４２中の現像剤と攪拌される。但し、供給ローラ５１から剥離された現像剤は、第１搬送スクリュ４４に回収されるよりも先に第２搬送スクリュ４５上部にある壁部材９０の延設部９０ａ上に落下し、供給ローラ５１と延設部９０ａとの間の領域に溜まってしまう。

ここで、図４に示す比較例の現像装置４Ａのように、汲み上げ極Ｓ２の磁気力が壁部材９０の延設部９０ａまで及んでいると、延設部９０ａ上の現像剤は再度、供給ローラ５１に引き付けられてしまう。即ち、供給ローラ５１に担持され、トナーが現像ローラ５０に供給された現像剤が供給ローラ５１から剥離された後に、再度、供給ローラ５１に汲み上げられる、所謂、現像剤の連れ回りが発生してしまう。図４に示す比較例の構成は、汲み上げ極Ｓ２のピースの供給ローラ５１の回転方向の幅が図３の構成よりも上流側に広がっている以外は、図３の構成と同じである。

汲み上げ極Ｓ２の磁力が影響する領域の供給ローラ５１の回転方向上流端の位置を汲み上げ磁力開始位置とすると、延設部９０ａ上の現像剤を汲み上げ極Ｓ２で再度引き付けないためには、汲み上げ磁力開始位置が壁部材９０の最下流位置（壁部材９０の最下端）９１と供給ローラ５１の回転中心位置とを結ぶ線よりも下流に位置することが好ましい。最下流位置９１は、延設部９０ａの最下流位置でもある。最下流位置９１は、本実施形態の場合、第２搬送スクリュ４５上部の壁部材９０の延設部９０ａと、第１搬送スクリュ４４と第２搬送スクリュ４５との間の隔壁４１との交点となる。また、最下流位置９１は、供給ローラ５１の回転軸線に直交する断面で見たときに、第２搬送スクリュ４５の回転中心よりも上方に在る。

壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の中心位置とを結ぶ線を仮想線αとした場合、この仮想線αに対して、供給ローラ５１の回転方向上流の領域に汲み上げ極Ｓ２により供給ローラ５１に現像剤を引き付ける磁気力があると、壁部材９０の延設部９０ａ上の現像剤を供給ローラ５１に引き付けてしまう。図４の比較例の場合、汲み上げ極Ｓ２のピースの上流端が仮想線αよりも更に上流に位置し、汲み上げ磁力開始位置は、仮想線αよりも上流に位置する。したがって、上述のように、比較例の構成の場合、現像剤の連れ回りが発生する虞がある。

したがって、本実施形態では、壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の中心位置を結んだ仮想線αに対して、供給ローラ５１の回転方向下流側に汲み上げ極Ｓ２の磁力が影響する領域を配置するようにしている。即ち、供給ローラ５１の回転方向に関して、汲み上げ磁力開始位置が、供給ローラ５１の回転軸線に直交する断面で見たときに、壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の回転中心位置とを結ぶ線（仮想線α）が供給ローラ５１の表面と交わる位置（第２位置）α１よりも下流に位置するように、汲み上げ極Ｓ２を配置している。

一方、汲み上げ極Ｓ２の汲み上げ磁力開始位置を供給ローラ５１の回転方向に対して下流側に移動させすぎてしまうと、汲み上げ極Ｓ２の磁力で現像室４２内の現像剤を汲み上げられなくなってしまう。汲み上げ極Ｓ２で安定して現像剤の汲み上げを行うためには、第１搬送スクリュ４４での現像剤面の高さが一番高い領域において、汲み上げ極Ｓ２の磁力が十分に影響していることが望ましい。

本発明者らは、第１搬送スクリュ４４が回転するときの高さ方向の最高位置（最上端）９２に対して、汲み上げ極Ｓ２の磁力が寄与していると汲み上げ性が安定することを確認した。そこで、本実施形態では、汲み上げ磁力開始位置を、供給ローラ５１の回転方向に関して、第１搬送スクリュ４４の羽根４４ｂの鉛直方向に関する最高位置９２よりも上流に位置させている。即ち、供給ローラ５１の回転軸線に直交する断面で見たときに、第１搬送スクリュ４４の最高位置９２と供給ローラ５１の回転中心位置とを結んだ仮想線βが供給ローラ５１の表面と交わる位置（第３位置）β１に対して、供給ローラ５１の回転方向上流側に汲み上げ磁力開始位置を配置することで、供給ローラ５１の現像剤汲み上げ性を安定化させるようにしている。

壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の回転中心位置を結ぶ仮想線αと、第１搬送スクリュ４４の最高位置９２と供給ローラ５１の回転中心位置を結ぶ仮想線βとの間の、供給ローラ５１の回転方向に関する領域を、領域Ａとする。この場合に、本実施形態では、汲み上げ極Ｓ２による汲み上げ磁力開始位置を、領域Ａ内に配置するようにしている。具体的には、図３に示すように、供給ローラ５１の回転方向に関して、汲み上げ極Ｓ２のピースの上流端が領域Ａの範囲内に位置するようにしている。これにより、剥離極Ｓ３より下流の低磁力領域で剥離された現像剤の連れ周りを抑制できると共に、現像室４２からの現像剤の汲み上げ性の安定化とを図れる。

図５は、図３に示した現像装置４における供給ローラ５１に内包したマグネットローラ５１ａの磁極を平面に展開し、それぞれの磁極により生じる磁力の強さ（磁束密度Ｂｒの大きさ）を示したグラフである。なお、磁束密度Ｂｒは、正確には磁束密度Ｂの供給ローラ５１の表面における法線方向成分を指す。以下では、「法線方向の磁束密度Ｂｒ」を単に「磁束密度」或いは「磁力」と呼ぶ場合がある。単に「磁束密度」或いは「磁力」という場合は、「法線方向の磁束密度Ｂｒ」のことを指すこととする。実施例及び比較例の各マグネットローラの（法線方向の）磁束密度Ｂｒについて、磁場測定器（Ｆ．Ｗ．ＢＥＬＬ社製「ＭＳ－９９０２」）を用いて、磁場測定器の部材であるプローブと供給ローラ５１の表面との距離を約１００μｍとして測定した。

また、図５のグラフにおいて、横軸は、供給ローラ５１が現像ローラ５０と対向した最近接位置（０°）から反時計周り方向を正としたときの角度（単位：ｄｅｇ）である。縦軸は、磁束密度Ｂｒの大きさ（単位：ｍＴ）で、Ｎ極側を正の値とし、Ｓ極側を負の値として示している。また、Ｎ１、Ｓ３、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ１は、供給ローラ５１内のマグネットローラ５１ａの各磁極の位置（極大値の位置）である。即ち、Ｎ１、Ｓ３、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ１は、供給ローラ５１内のマグネットローラ５１ａの各磁極の磁束密度Ｂｒ（磁束密度Ｂの供給ローラ５１の表面における法線方向成分）が極大値（最大値）となる位置である。

また、符号αで示す線は、図３で説明した壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の回転中心位置を結ぶ仮想線αの位置を示している。図５においては、仮想線αの位置は、供給ローラ５１が現像ローラ５０と対向した最近接位置に対して、反時計周りに１９５°であることを示している。

符号βで示す線は、図３で説明した第１搬送スクリュ４４の最高位置９２と供給ローラ５１の回転中心位置を結ぶ仮想線βの位置を示している。図５においては、供給ローラ５１が現像ローラ５０と対向した最近接位置に対して、反時計周りに２４０°であることを示している。図５では、図３で説明した本実施形態を満たす実施例１の現像装置の磁気特性を実線で示し、図４で説明した比較例の現像装置の磁気特性を点線で示している。

次に、汲み上げ磁力開始位置を磁気特性のどこに設定するかについて説明する。本実施形態では、供給ローラ５１の外周面に対する法線方向の剥離極Ｓ３の磁束密度Ｂｒが最大となる位置よりも下流、且つ、供給ローラ５１の外周面に対する法線方向の汲み上げ極Ｓ２の磁束密度Ｂｒが最大となる位置よりも上流であって、汲み上げ極Ｓ２の供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの絶対値が極大値（最大値）の２０％となる位置を、汲み上げ磁力開始位置（第１位置）とした。汲み上げ磁力開始位置における磁束密度Ｂｒの大きさを、汲み上げ極Ｓ２の磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）の１５％よりも低い比率の値とした場合、磁束密度Ｂｒの大きさが４０ｍＴ～５０ｍＴの汲み上げ極Ｓ２に対して、５ｍＴ程度の値になってしまう。このため、低磁力領域の磁束密度Ｂｒの大きさと変わらなくなってしまい、汲み上げ極Ｓ２の磁力の寄与がどこから始まっているのか定義しにくい。このため、本実施形態では、汲み上げ磁力開始位置を、剥離極Ｓ３の下流で汲み上げ極Ｓ２の供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの絶対値が極大値（最大値）の２０％となる位置とした。尚、ここでは、汲み上げ磁力開始位置を、汲み上げ極Ｓ２の供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの絶対値が極大値（最大値）の２０％となる位置としているが、これに限られない。環境等によっては、汲み上げ極Ｓ２の供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの絶対値が極大値（最大値）の１５％となる位置（第４位置）から、供給ローラ５１の表面に対する現像剤の汲み上げが開始されることがある。故に、現像剤の連れ回りを抑制する効果をより高めるためには、汲み上げ磁力開始位置を、汲み上げ極Ｓ２の供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの絶対値が極大値（最大値）の１５％となる位置に設定して、壁部材９０の最下流位置９１を設計することがより好ましい。

図５において、汲み上げ磁力開始位置を汲み上げ極Ｓ２の磁束密度Ｂｒの絶対値が極大値（最大値）の２０％となる位置とした場合、実施例１における汲み上げ磁力開始位置を白丸で、比較例における汲み上げ磁力開始位置を黒丸で示している。上述したように、壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の回転中心位置を結ぶ仮想線αは、現像剤の連れ周りに影響する磁気特性を示す線である。図５から明らかなように、比較例の汲み上げ磁力開始位置を示す黒丸の位置は、仮想線αよりも供給ローラ５１の回転方向上流側に位置している。一方、実施例１の汲み上げ磁力開始位置を示す白丸の位置は、仮想線αよりも供給ローラ５１の回転方向下流側に位置している。

図６（ａ）は、実施例１の各磁極の極角度［ｄｅｇ］と磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）［ｍＴ］の大きさ、及び、汲み上げ極Ｓ２について、汲み上げ磁力開始位置の磁気特性値［ｍＴ］と角度［ｄｅｇ］について示している。また、仮想線α、βの角度［ｄｅｇ］も合わせて示している。図６（ｂ）は、比較例の各磁極の極角度［ｄｅｇ］と磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）［ｍＴ］の大きさ、及び、汲み上げ極Ｓ２について、汲み上げ磁力開始位置の磁気特性値［ｍＴ］と角度［ｄｅｇ］について示している。

上述のような構成を有する本実施形態の場合、供給ローラ５１上のトナーが現像ローラ５０に移動して消費されたのち、連れ周りが発生するのを抑制し、比較例の現像装置のように、画像形成が進むにつれて画像濃度が低下するという不具合の発生を抑制できる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図７ないし図９を用いて説明する。本実施形態では、供給ローラ５１の汲み上げ磁力開始位置を第１の実施形態と異ならせている。その他の構成及び作用は上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成には同一の符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

第１の実施形態では、供給ローラ５１の回転方向に関して、汲み上げ磁力開始位置が、壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の回転中心位置とを結ぶ線（仮想線α）が供給ローラ５１の表面と交わる位置α１よりも下流に位置するように、汲み上げ極Ｓ２を配置している。そして、壁部材９０と供給ローラ５１との間の領域に溜まる現像剤が供給ローラ５１に連れ回ることを抑制している。

しかしながら、供給ローラ５１の連れ周りに対して、汲み上げ極Ｓ２が引き付けてしまうのは、壁部材９０との間に溜まった現像剤だけではなく、壁部材９０と供給ローラ５１との間に浮遊している現像剤も引き付けてしまう。本実施形態の現像装置４Ｂも、第１の実施形態と同様に、供給ローラ５１は反時計回りに回転しているが、その際、供給ローラ５１と対向する現像容器４０及び壁部材９０の間には、供給ローラ５１の回転によって生じた気流が発生する。この気流の影響により、剥離極Ｓ３より下流の低磁力領域で剥離された現像剤は、供給ローラ５１と現像容器４０の間を浮遊しながら供給ローラ５１と現像容器４０との間に空間に沿って流れていく。そして、現像剤は、この空間が第１搬送スクリュ４４の上方の領域に到達するまで運ばれていく。

本実施形態の構成においては、壁部材９０の最下流位置９１（隔壁４１との交点位置）まで供給ローラ５１の気流により現像剤が浮遊している。そして、この位置を超えると第１搬送スクリュ４４に現像剤が取り込まれるため、浮遊現像剤の影響は抑えられる。したがって、この位置を超える前で浮遊している現像剤が汲み上げ極Ｓ２に引き付けられると、現像剤の連れ回りが多少なりとも発生する虞がある。

本実施形態では、このような気流による浮遊現像剤が存在する空間は、壁部材９０の最下流位置９１より供給ローラ５１に向けて垂直線を引いた位置までの領域と考え、以下のように、汲み上げ磁力開始位置との関係を規定している。なお、本実施形態では、図７に示すように、隔壁４１は、重力方向（Ｚ方向）に関して、供給ローラ５１とオーバーラップしており、且つ、壁部材９０は、重力方向（Ｚ方向）に関して、供給ローラ５１とオーバーラップしている。また、本実施形態の壁部材９０の延設部９０ａは、第２搬送スクリュ４５と供給ローラ５１との間で供給ローラ５１と対向する平面部９０ｂが、少なくとも供給ローラ５１の回転方向に関して壁部材９０の最下流位置（最下端）９１まで到達するように形成されている。即ち、延設部９０ａは、現像容器４０の外壁となる部分との接続部よりも供給ローラ５１の回転方向に関して下流側の位置から先端まで、供給ローラ５１と対向する面を平坦面としている。

このような本実施形態において、図７に示すように、壁部材９０の最下流位置９１から供給ローラ５１の表面に向けて、壁部材９０の平面部９０ｂに対する垂線γを引く。そして、垂線γが供給ローラ５１の表面と交わる位置を位置（第５位置）γ１とする。そして、汲み上げ磁力開始位置を位置γ１よりも下流に位置するように、汲み上げ極Ｓ２を配置している。

即ち、本実施形態では、供給ローラ５１の回転方向に関して壁部材９０の最下流位置９１において、供給ローラ５１に向かって垂直方向に線を引いたときの供給ローラ５１上の位置γ１を、気流による連れ周りが発生するか否かを判定する位置としている。そして、汲み上げ極Ｓ２の汲み上げ磁力開始位置を位置γ１より供給ローラ５１の回転方向下流側にすることで、供給ローラ５１と現像容器４０及び壁部材９０間に浮遊している現像剤が第１搬送スクリュ４４に回収される前に汲み上げ極Ｓ２に再度引き付けられるのを抑制している。

本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、剥離極Ｓ３の下流で汲み上げ極Ｓ２の供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの絶対値が極大値（最大値）の２０％となる位置（より好ましくは、１５％となる位置）を、汲み上げ磁力開始位置としている。また、第１の実施形態と同様に、汲み上げ磁力開始位置は、第１搬送スクリュ４４の最高位置９２と供給ローラ５１の回転中心位置とを結んだ仮想線βが供給ローラ５１の表面と交わる位置β１に対して、供給ローラ５１の回転方向上流側に配置している。

ここで、垂線γと仮想線βとの間の供給ローラ５１の回転方向に関する領域を、領域Ｂとする。この場合に、本実施形態では、汲み上げ極Ｓ２による汲み上げ磁力開始位置を、領域Ｂ内に配置するようにしている。具体的には、図７に示すように、供給ローラ５１の回転方向に関して、汲み上げ極Ｓ２のピースの上流端が領域Ｂの範囲内に位置するようにしている。これにより、剥離極Ｓ３より下流の低磁力領域で剥離された現像剤の連れ周りをより抑制できると共に、現像室４２からの現像剤の汲み上げ性の安定化とを図れる。

図８は、図７に示した現像装置４における供給ローラ５１に内包したマグネットローラ５１ａの磁極を平面に展開し、それぞれの磁極により生じる磁力の強さ（磁束密度Ｂｒの大きさ）を示したグラフである。図８のグラフは、図５と同様のグラフであり、図７で説明した本実施形態を満たす実施例２の現像装置の磁気特性を実線で示し、図４で説明した比較例の現像装置の磁気特性を点線で示している。また、符号γで示す線は、図７で説明した壁部材９０の最下流位置９１から供給ローラ５１の表面に向けて引いた、壁部材９０の平面部９０ｂに対する垂線γである。

図８において、汲み上げ磁力開始位置を汲み上げ極Ｓ２の磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）の２０％となる位置とした場合、実施例２における汲み上げ磁力開始位置を白丸で、比較例における汲み上げ磁力開始位置を黒丸で示している。上述したように、壁部材９０の最下流位置９１から供給ローラ５１に向けて引いた垂線γは、現像剤の連れ周りに影響する磁気特性を示す線である。図８から明らかなように、比較例の汲み上げ磁力開始位置を示す黒丸の位置は、垂線γよりも供給ローラ５１の回転方向上流側に位置している。一方、実施例２の汲み上げ磁力開始位置を示す白丸の位置は、垂線γよりも供給ローラ５１の回転方向下流側に位置している。

図９は、実施例２の各磁極の極角度［ｄｅｇ］と磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）［ｍＴ］の大きさ、及び、汲み上げ極Ｓ２について、汲み上げ磁力開始位置の磁気特性値［ｍＴ］と角度［ｄｅｇ］について示している。また、垂線γ、仮想線βの角度［ｄｅｇ］も合わせて示している。なお、図８及び図９と、図５及び図６（ａ）との比較からも分かるように、実施例２の供給ローラ５１のマグネットローラ５１ａは、実施例１の供給ローラ５１のマグネットローラ５１ａと同様の構成を用いている。

上述のような構成を有する本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、供給ローラ５１上のトナーが現像ローラ５０に移動して消費されたのち、連れ周りが発生するのを抑制し、比較例の現像装置のように、画像形成が進むにつれて画像濃度が低下するという不具合の発生を抑制できる。特に、本実施形態のように汲み上げ磁力開始位置を規定すれば、供給ローラ５１の回転により発生する気流により浮遊している現像剤の連れ周りを効果的に抑制できる。このため、画像形成装置により多くの画像を形成した際の濃度低下を、第１の実施形態の構成よりも抑制できる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について説明する。本実施形態は、上述の第１、第２の実施形態に対して、汲み上げ磁力開始位置の求め方が異なる。その他の構成及び作用は上述の第１、第２の実施形態と同様であるため、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略又は簡略にすると共に、図示を省略し、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

上述の第１、第２の実施形態では、汲み上げ極Ｓ２の汲み上げ磁力開始位置の磁気特性を、汲み上げ極Ｓ２の磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）の絶対値の２０％となる値（より好ましくは、１５％となる値）を採用していた。しかし、このように汲み上げ磁力開始位置を設定した場合、剥離極Ｓ３より下流の低磁力領域において、この領域の磁束密度Ｂｒが低磁力にしては比較的大きい（例えば、１０ｍＴ程度）ある場合や、汲み上げ極Ｓ２に対して逆極性側にある場合、汲み上げ極Ｓ２の汲み上げ磁力開始位置の磁気特性を、第１、第２の実施形態のような汲み上げ極Ｓ２の磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）の絶対値に対する割合で設定することが難しくなる。

そこで、本実施形態では、以下のように、磁力変化値を求め、磁力変化値の２０％となる位置（より好ましくは、１５％となる位置）を汲み上げ磁力開始位置としている。まず、供給ローラ５１の外周面に対する法線方向の剥離極Ｓ３の磁束密度Ｂｒが最大となる位置よりも下流、且つ、供給ローラ５１の外周面に対する法線方向の汲み上げ極Ｓ２の磁束密度Ｂｒが最大となる位置よりも上流であって、供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの絶対値が所定値以下となる領域を低磁力領域とする。所定値は、例えば、５ｍＴとする。即ち、本実施形態では、低磁力領域を、供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの絶対値が５［ｍＴ］以下の領域とする。次いで、供給ローラ５１の回転方向に関して、汲み上げ極Ｓ２の供給ローラ５１の表面における法線方向の磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）の絶対値と、上述の低磁力領域の磁束密度Ｂｒの平均値との差分の絶対値を磁力変化値とする。そして、この磁力変化値の２０％となる第１位置（より好ましくは、１５％となる第４位置）を汲み上げ磁力開始位置とする。

具体的には、下記式のように、低磁力領域と汲み上げ極との間の磁力変化値を算出する。
［磁力変化値］＝［汲み上げ極の磁束密度Ｂｒの極大値（最大値）］－［低磁力領域の平均値］ ・・・（式１）

ここで、低磁力領域の平均値は、低磁力領域において磁束密度Ｂｒが最小となる位置（最小磁力位置）から、供給ローラ５１の回転方向に関して上流及び下流方向に、それぞれ１［ｄｅｇ］ずつ、５［ｄｅｇ］までずらしたときの、合計１１点の平均値によるものを採用している。なお、平均値の求め方はこれに限らず、汲み上げ極Ｓ２よりも上流で剥離極Ｓ３の下流において、磁束密度Ｂｒの絶対値が所定値以下となる領域で、例えば、任意の複数の互いに等間隔となる位置の磁束密度Ｂｒの絶対値を平均したものであっても良い。

本実施形態では、上述の式１より得られた磁力変化値に対して、２０％の磁力変化値（より好ましくは、１５％の磁力変化値）を算出し、汲み上げ極Ｓ２から供給ローラ５１の回転方向上流側で磁気特性となる磁力の位置（角度）を汲み上げ磁力開始位置として規定する。

そして、汲み上げ磁力開始位置を、第１の実施形態のように、壁部材９０の最下流位置９１と供給ローラ５１の回転中心位置とを結ぶ線（仮想線α）が供給ローラ５１の表面と交わる位置α１よりも下流に位置するように、汲み上げ極Ｓ２を配置する。或いは、汲み上げ磁力開始位置を、第２の実施形態のように、供給ローラ５１の回転方向に関して壁部材９０の最下流位置９１から供給ローラ５１の表面に向かって引いた垂線γが供給ローラ５１の表面と交わる位置γ１よりも下流に位置するように、汲み上げ極Ｓ２を配置する。

このような本実施形態の場合、低磁力領域の磁力がばらついても、汲み上げ極Ｓ２の汲み上げ磁力開始位置を適切に算出することが可能となる。

＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、本発明をタンデム型の画像形成装置に用いられる現像装置に適用した場合について説明した。但し、本発明は、他の方式の画像形成装置に用いられる現像装置にも適用可能である。また、画像形成装置は、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施することができる。

また、現像装置の構成についても、上述のように、現像室と攪拌室が水平方向に配置された構成に限らず、水平方向に対して傾斜した方向に配置されている構成であっても良い。要は、第１室としての現像室と第２室としての撹拌室とが、水平方向から見て少なくとも一部が重なるように隣接して配置している構成であれば良い。

１・・・感光ドラム（像担持体）
４、４Ｂ・・・現像装置
４０・・・現像容器
４１・・・隔壁（仕切り壁）
４１ａ・・・開口部（連通部）
４２・・・現像室（第１室）
４３・・・撹拌室（第２室）
４４・・・第１搬送スクリュ（第１搬送部材）
４５・・・第２搬送スクリュ（第２搬送部材）
５０・・・現像ローラ（現像回転体）
５０ａ・・・マグネットローラ（第１マグネット）
５１・・・供給ローラ（供給回転体）
５１ａ・・・マグネットローラ（第２マグネット）
５２・・・規制ブレード（規制部材）

Claims (10)

1. トナーとキャリアを含む現像剤を収容する第１室と、
   前記第１室との間で前記現像剤の循環経路を形成する第２室と、
   前記第１室と前記第２室とを区画する隔壁と、
   前記第１室に配置され、前記現像剤を第１方向に搬送する第１搬送スクリュと、
   前記第２室に配置され、前記現像剤を前記第１方向とは反対の第２方向に搬送する第２搬送スクリュと、
   像担持体に形成された静電像を現像する現像位置に前記トナーを担持搬送する現像ローラと、
   前記現像ローラに対向して配置され、前記第１室から供給された前記現像剤を担持搬送し且つ前記現像ローラに前記トナーのみを供給する供給ローラであって、前記現像ローラと対向する位置において、回転方向が前記現像ローラの回転方向とは逆方向である供給ローラと、
   前記現像ローラの内部に非回転に固定して配置された、第１の磁極を有する第１のマグネットと、
   前記供給ローラの内部に非回転に固定して配置された第２のマグネットであって、前記供給ローラが前記現像ローラと対向する位置に配置され且つ前記第１の磁極に対向して配置され、前記第１の磁極とは異極である第２の磁極と、前記供給ローラの回転方向に関して前記第２の磁極よりも下流に配置された第３の磁極と、前記供給ローラの回転方向に関して前記第２の磁極よりも上流且つ前記第３の磁極よりも下流に配置され、且つ前記第３の磁極と隣り合って配置され、前記第３の磁極とは同極である第４の磁極とを有する第２のマグネットと、
   前記第３の磁極と前記第４の磁極によって形成された反発磁界によって前記供給ローラから剥離した現像剤を前記第１室に案内する案内部であって、その最下端が前記隔壁の最上端に近接している案内部と、
   を備え、
   前記案内部は、重力方向に関して、前記供給ローラとオーバーラップしており、
   前記供給ローラの回転方向に関して、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第３の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも下流且つ前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも上流であって、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度の最大値の２０％となる位置を、第１位置とし、
   前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記案内部の最下端と前記供給ローラの回転中心とを結ぶ直線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第２位置とし、
   前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記第１搬送スクリュの最上端と前記供給ローラの回転中心とを結ぶ直線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第３位置とした場合、
   前記供給ローラの回転方向に関して、前記第１位置は、前記第２位置より下流且つ前記第３位置よりも上流に在る
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記供給ローラの回転方向に関して、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第３の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも下流且つ前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも上流であって、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度の最大値の１５％となる位置を、第４位置とした場合、
   前記供給ローラの回転方向に関して、前記第４位置は、前記第２位置よりも下流且つ前記第１位置よりも上流に在る
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記案内部には、前記供給ローラと対向する平面部が形成されており、
   前記平面部は、前記案内部の最下端まで延設されており、
   前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記案内部の最下端から前記供給ローラの外周面に向けて引いた前記案内部の前記平面部に対する垂線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第５位置とした場合、
   前記供給ローラの回転方向に関して、前記第１位置は、前記第５位置よりも下流且つ前記第３位置よりも上流に在る
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記案内部の最下端は、前記第２搬送スクリュの回転中心よりも上方に在る
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
5. 前記隔壁は、重力方向に関して、前記供給ローラとオーバーラップしている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
6. トナーとキャリアを含む現像剤を収容する第１室と、
   前記第１室との間で前記現像剤の循環経路を形成する第２室と、
   前記第１室と前記第２室とを区画する隔壁と、
   前記第１室に配置され、前記現像剤を第１方向に搬送する第１搬送スクリュと、
   前記第２室に配置され、前記現像剤を前記第１方向とは反対の第２方向に搬送する第２搬送スクリュと、
   像担持体に形成された静電像を現像する現像位置に前記トナーを担持搬送する現像ローラと、
   前記現像ローラに対向して配置され、前記第１室から供給された前記現像剤を担持搬送し且つ前記現像ローラに前記トナーのみを供給する供給ローラであって、前記現像ローラと対向する位置において、回転方向が前記現像ローラの回転方向とは逆方向である供給ローラと、
   前記現像ローラの内部に非回転に固定して配置された、第１の磁極を有する第１のマグネットと、
   前記供給ローラの内部に非回転に固定して配置された第２のマグネットであって、前記供給ローラが前記現像ローラと対向する位置に配置され且つ前記第１の磁極に対向して配置され、前記第１の磁極とは異極である第２の磁極と、前記供給ローラの回転方向に関して前記第２の磁極よりも下流に配置された第３の磁極と、前記供給ローラの回転方向に関して前記第２の磁極よりも上流且つ前記第３の磁極よりも下流に配置され、且つ前記第３の磁極と隣り合って配置され、前記第３の磁極とは同極である第４の磁極とを有する第２のマグネットと、
   前記第３の磁極と前記第４の磁極によって形成された反発磁界によって前記供給ローラから剥離した現像剤を前記第１室に案内する案内部であって、その最下端が前記隔壁の最上端に近接している案内部と、
   を備え、
   前記案内部は、重力方向に関して、前記供給ローラとオーバーラップしており、
   前記供給ローラの回転方向に関して、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第３の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも下流且つ前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも上流であって、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度の最大値と、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の磁束密度の絶対値が５［ｍＴ］以下の領域の磁束密度の平均値との差分の絶対値の２０％となる位置を、第１位置とし、
   前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記案内部の最下端と前記供給ローラの回転中心とを結ぶ直線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第２位置とし、
   前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記第１搬送スクリュの最上端と前記供給ローラの回転中心とを結ぶ直線が前記供給ローラの外周面と交わる位置を、第３位置とした場合、
   前記供給ローラの回転方向に関して、前記第１位置は、前記第２位置よりも下流且つ前記第３位置よりも上流に在る
   ことを特徴とする現像装置。
7. 前記供給ローラの回転方向に関して、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第３の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも下流且つ前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が最大となる位置よりも上流であって、前記供給ローラの外周面に対する法線方向の前記第４の磁極の磁束密度が前記差分の絶対値の１５％となる位置を、第４位置とした場合、
   前記供給ローラの回転方向に関して、前記第４位置は、前記第２位置よりも下流且つ前記第１位置よりも上流に在る
   ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記案内部には、前記供給ローラと対向する平面部が形成されており、
   前記平面部は、前記案内部の最下端まで延設されており、
   前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記案内部の最下端から前記供給ローラの外周面に向けて引いた前記案内部の前記平面部に対する垂線が前記供給ローラの表面と交わる位置を、第５位置とした場合、
   前記供給ローラの回転方向に関して、前記第１位置は、前記第５位置よりも下流且つ前記第３位置よりも上流に在る
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の現像装置。
9. 前記供給ローラの回転軸線に直交する断面で見たときに、前記案内部の最下端は、前記第２搬送スクリュの回転中心よりも上方に在る
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の現像装置。
10. 前記隔壁は、重力方向に関して、前記供給ローラとオーバーラップしている
    ことを特徴とする請求項６又は７に記載の現像装置。

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