JP2019184843A - 現像装置および画像形成装置並びにカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤担持体の回転軸線方向において、磁性体を含有する現像剤の劣化度の違いによる画像不良を抑制できる現像装置および画像形成装置並びにカートリッジを提供する。【解決手段】磁性体を含有する現像剤と、像担持体上に形成された潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給される前記現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室の内部に配置され、前記現像剤収容室の内壁の少なくとも一部と接触しながら前記現像剤を撹拌する回転可能な撹拌部材と、前記内壁と前記撹拌部材が接触する接触領域の少なくとも一部に磁界を発生する磁界発生部材と、を有する現像装置で、前記磁界発生部材は、前記接触領域における前記磁界の磁束密度が、第一の位置と、前記現像剤担持体の回転軸線方向で前記第一の位置と隣接する第二の位置とで異なるように配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置および画像形成装置並びにカートリッジに関するものである。

画像形成装置における現像剤として、従来、磁性一成分現像剤が広く用いられている。磁性一成分現像剤は現像剤担持体内に内包されたマグネットローラの磁力により、現像剤担持体上に供給、また保持されることが可能である。またマグネットローラの磁力により、現像部において現像剤が非画像部に移行し、かぶりなどの画像不良が発生するのを防止することも可能である。

そして、現像剤収容室から現像剤担持体へと現像剤を搬送するためには、特許文献１に示すようなシート形状の撹拌部材が広く用いられている。シート撹拌部材は可撓性を有し、撓りながら現像剤収容室の底部と侵入量を持って回転することにより、現像剤収容室内の現像剤を余すことなく現像剤担持体へと供給することが可能である。

このような現像剤は、製品の寿命を通して現像剤層厚の規制部材や像担持体からの圧によって、形状や現像剤の帯電性を制御する外添剤の付着量が減少し、劣化していく。現像剤の劣化は、かぶりなどの画像不良の原因となる。そこで、特許文献１に示されるように、現像剤担持体の回転軸線方向に平行な方向（画像通紙方向と垂直方向）に延びる軸を持つシート形状の撹拌部材により、現像剤収容室内、および現像室内の現像剤を循環させ現像剤の劣化を抑制している。

特開２００５−１７３４８５号公報

しかしながら、現像剤層厚の規制部材や像担持体による圧は現像剤担持体の回転軸線方向において一様ではなく、また印字によって消費される現像剤量も上記方向において異なる。シート形状の撹拌部材では、現像剤を上記方向に循環することが難しい。その結果、現像剤担持体の回転軸線方向で現像剤の劣化度の違いが発生し、特に寿命の長い製品でその方向の一部のみに画像不良が発生することがあった。

本発明の目的は、現像剤担持体の回転軸線方向において、磁性体を含有する現像剤の劣化度の違いによる画像不良を抑制できる現像装置および画像形成装置並びにカートリッジを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る現像装置は、磁性体を含有する現像剤と、像担持体上に形成された潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給される前記現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室の内部に配置され、前記現像剤収容室の内壁の少なくとも一部と接触しながら前記現像剤を撹拌する回転可能な撹拌部材と、前記内壁と前記撹拌部材が接触する接触領域の少なくとも一部に磁界を発生する磁界発生部材と、を有し、前記磁界発生部材は、前記接触領域における前記磁界の磁束密度が、第一の位置と、前記現像剤担持体の回転軸線方向で前記第一の位置と隣接する第二の位置とで異なるように配置されることを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、装置本体と、前記装置本体に備えられる現像装置であって、磁性体を含有する現像剤と、像担持体上に形成された潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給される前記現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室の内部に配置され、前記現像剤収容室の内壁の少なくとも一部と接触しながら前記現像剤を撹拌する回転可能な撹拌部材と、前記内壁と前記撹拌部材が接触する接触領域の少なくとも一部に磁界を発生する磁界発生部材と、を有する現像装置と、を有し、前記磁界発生部材は、前記接触領域における前記磁界の磁束密度が、第一の位置と、前記現像剤担持体の回転軸線方向で前記第一の位置と隣接する第二の位置とで異なるように配置されることを特徴とする。

また、本発明に係るカートリッジは、画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、磁性体を含有する現像剤と、像担持体上に形成された潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に供給される前記現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室の内部に配置され、前記現像剤収容室の内壁の少なくとも一部と接触しながら前記現像剤を撹拌する回転可能な撹拌部材と、前記撹拌部材と前記内壁が接触する接触領域の少なくとも一部に磁界を発生する磁界発生部材と、を有し、前記接触領域における前記磁界の磁束密度が、第一の位置と、前記現像剤担持体の回転軸線方向で前記第一の位置と隣接する第二の位置とで異なるように、前記磁界発生部材が配置されることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤担持体の回転軸線方向において、磁性体を含有する現像剤の劣化度の違いによる画像不良を抑制できる現像装置および画像形成装置並びにカートリッジを提供することができる。

（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ第１の実施形態に係る現像装置の断面概略図、磁界発生手段の配置図、磁束密度分布の概略図 本発明の実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置の概略断面図 （ａ）（ｂ）は、第１の実施形態に係る現像装置の撹拌シートによる、トナー残量が多い場合のトナーの動きの概略図、トナー残量が少ない場合のトナーの動きの概略図 磁界発生手段がある場合と、ない場合における現像剤担持体の回転軸線方向のトナーの動きの比較図 第１の実施形態に係る現像装置における、撹拌シートの回転方向と逆方向のトナーの動きの概略図 図５のトナーの動きの際の磁界発生手段がある場合における現像剤担持体の回転軸線方向のトナーの動きの概略図 （ａ）（ｂ）は、第２の実施形態に係る現像装置における、撹拌シート３４がトナー容器の内壁から離れ再接触するまでの間におけるトナーのＶ方向への動きの概略図、トナーが磁界発生手段３７の磁力によってトナー容器３０１内壁に引き寄せられることの概略図 （ａ）（ｂ）は、図７（ｂ）に示す引き寄せられたトナーの現像剤担持体の回転軸線方向における状態を示す概略図、撹拌シート３４が再び磁界発生手段３７の磁力により保持されたトナーの箇所に到達するときの、トナーにおける現像剤担持体の回転軸線方向と平行な方向への動きの概略図 （ａ）（ｂ）は、磁界発生手段を現像剤担持体の回転軸線方向に複数配置する場合の概略図、磁界発生手段を撹拌シートの回転方向に複数配置する場合の概略図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面を用いて説明する。

《第１の実施形態》
以下に説明する実施形態は、例示的に本発明を説明するものであって、構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。

（画像形成装置および画像形成プロセス）
図２は、本発明の実施形態に係る現像装置３を搭載した画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスを使用したモノクロレーザプリンタである。現像装置３は、画像形成装置１００の装置本体１００ａに着脱可能に備えられる。
プリント信号が画像形成装置本体のコントローラに入力されると、画像形成動作を開始する。所定のタイミングで、各駆動部が動き出し電圧が印加される。

回転駆動される像担持体としての感光ドラム１は、帯電ローラ２によって一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム１は、露光手段であるスキャナユニット４からのレーザー光Ｌにより露光され、その表面（像担持体上）に静電潜像（潜像）が形成される。その後、この静電潜像は、現像装置３によってトナーが供給されて、トナー像として可視化される。

本願明細書において、トナーとは、磁性体を含有する現像剤であり、本実施形態では、磁性一成分系の負極性の現像剤である。また、トナーの粒径は３μｍ以上で８μｍ以下である。磁性体が酸化鉄であり、トナーに含まれる磁性体の含有量は重量比で６０％以上、９０％以下である。

一方、記録媒体Ｐは記録媒体収容部７０から記録媒体供給ユニット７１により分離給送され、感光ドラム１へのトナー像の形成タイミングとの同期をとり、転写手段である転写ローラ５と感光ドラム１との対向部（転写部）へと、記録媒体Ｐを送り出す。

こうして、可視化された感光ドラム１上のトナー像は、転写ローラ５に印加されたバイアスによって記録媒体Ｐに転写される。トナー像を転写された記録媒体Ｐは、定着手段６に搬送される。定着手段６で、記録媒体Ｐ上の未定着のトナー像は、熱、圧力よって記録媒体Ｐに定着される。その後、記録媒体Ｐは排出ローラなどにより機外に排紙される。

一方で、トナー像転写後の感光体ドラム１上に残った転写残トナーはクリーニング装置８により除去され、次の画像形成プロセスが行われる。

（現像装置）
本実施形態の現像装置３は、磁性接触現像方式を採用し、図１（ａ）に示す構成を備える。図１（ａ）に示されるｘ方向は水平方向、ｙ方向は鉛直方向であり、他の図面においても同様である。本実施形態の現像装置３は、現像室を形成する現像容器３００と、トナーを収容する現像剤収容室を形成するトナー容器３０１とを備えている。言い換えれば、現像装置は現像室と現像剤収容室が備えられた枠体としての現像容器３００とトナー容器３０１を有している。そして、トナー容器３０１は開口部（現像開口）を介して現像容器３００と連結（連通）されている。現像容器３００には、現像剤担持体としての現像スリーブ（現像ローラ）３１と現像ブレード３３が備えられる。トナー容器３０１には、撹拌部材（撹拌手段）としての撹拌シート３４が備えられる。

ここで、本実施形態において現像剤担持体の回転軸線方向とは、現像剤担持体としての現像スリーブ（現像ローラ）３１の回転中心線の方向であり、一般に感光ドラム１の回転中心線方向に平行な方向である。以降、現像剤担持体の回転軸線方向を単に回転軸線方向と呼ぶ。ここで、現像スリーブ３１の回転中心線と平行な直線の方向も、回転軸線方向と呼ぶ。

現像スリーブ３１は、感光ドラム１に形成された潜像を現像するものである。現像スリーブ３１は、アルミニウムやステンレススチールのパイプによって形成された支持部としての非磁性スリーブの外周に厚み約５００μｍの導電性弾性層を形成したものである。現像スリーブ３１は、矢印Ｒ１方向に回転可能に現像容器３００により支持される。現像スリーブ３１の外径は約１１ｍｍである。導電性弾性層の表面粗さは、算術平均粗さＲａで平均３．０〜４．０μｍである。図１（ａ）で、現像スリーブ３１は、その現像領域が対向する感光ドラム１に当接するように感光ドラム１の方向に押圧されている。

現像スリーブ３１は、ＤＣバイアスが印加できる電源に接続されており、電源によるバイアス印加で感光ドラム１上の潜像がトナー像として可視化される。

現像スリーブ３１上のトナーの層厚（塗布量）の規制を行うトナー層厚規制部材である現像ブレード３３は、摩擦帯電によりトナーに適正な電荷を与えている。本実施形態における現像ブレード３３は、ウレタン製ゴムブレードである。

現像スリーブ３１の内部には、マグネットローラ３２が固定配設されており、マグネットローラ３２は図示されたような４つの方向に磁極を持っている。４つの磁極のうち、Ｓ２極はトナーが感光ドラム１上に移動し現像されるときに、カブリの要因となるトナーを現像スリーブ３１上に付着させておくために必要である。Ｓ２極の反対側に配設されているのがＳ１極であり、現像容器３０１の内部のトナーを現像スリーブ３１に吸着させる。Ｎ１、Ｎ２極は現像スリーブ３１上にコートされているトナーの搬送に付与することに寄与する。

現像スリーブ３１の回転軸線方向の両端部には、不図示の端部シール部材が配置され、現像スリーブ３１の表面が密着することで、トナーが外部に漏れ出ないようにしている。また、現像スリーブ３１の回転軸線方向に伸びた現像側封止シート３５は、現像スリーブ３１と接触することでトナーの外部への漏れを防ぐもので、ポリエチレンテレフタラートなどの材料で構成される。

トナー容器３０１の現像剤収容室の内部には、回転軸線方向を軸方向とする撹拌軸３６と、撹拌軸３６に取り付けられた撹拌シート３４が備えられる。撹拌シート３４は、可撓性を有し、撹拌軸３６と共に回転可能に設けられている。図１（ａ）に示す仮想円３４１は、撹拌シート３４が撓んでいないときの、撹拌シート３４の先端（自由端側の先端）の軌道を示す。

撹拌シート３４は、トナー容器３０１の内壁の少なくとも一部と接触するように構成されている。撹拌シート３４は、トナー容器３０１の内壁に対し侵入量を持って当接し、トナー容器３０１の内部のトナーをほぐす。ここで侵入量とは、回転軸線方向と直交する方向における、仮想円３４１とトナー容器３０１の内壁の間の距離である。さらに撹拌シート３４が、トナー容器３０１の内壁を擦って回転する際に、トナーを搬送する。本実施形態では、侵入量の最大は約５ｍｍである。トナー容器３０１の現像剤収容室に収容されたトナーは、撹拌シート３４により、開口部を通じて現像容器３００の現像室に搬送され、現像スリーブ３１に供給される。

また、トナーを搬送した撹拌シート３４は、現像スリーブ３１の表面にマグネットローラ３２の磁力によって引き寄せられたトナーをトナー容器３０１に持ち帰り、トナー容器３０１の内部と現像室３００の内部のトナーの循環を活発にしている。

本実施形態において採用している撹拌シート３４は、材質はポリカーボネート、厚みは約１８０μｍであり、撹拌軸方向の長さは約２２０ｍｍ、撹拌軸の固定部からの自由長は約２５ｍｍである。撹拌軸３６の回転中心から現像スリーブ３１表面までは約２４ｍｍである。そして、撹拌軸３６は約５０ｒｐｍ、現像スリーブ３１は約３００ｒｐｍで回転している。つまり、撹拌シート３４は、回転軸線方向に長いシート形状を有している。

本実施形態では、図１（ａ）に示すように、トナー容器３０１の内壁（現像剤収容室の内壁に相当する）のうち、内壁と撹拌シート３４が接触する領域（接触を始める点Ｓから接触を終える点Ｌの範囲）を、接触領域と呼ぶ。そして、接触領域に対応した外壁の所定位置に磁石で構成される磁界発生手段（磁界発生部材）３７が配置される。そして、磁界発生手段３７は、接触領域に磁界を発生するようにしている。言い換えれば、磁界発生手段３７は、トナー容器３０１の内部において、撹拌シート３４が通過する領域に磁界を発生させる。これにより、撹拌シート３４が回転することで描く軌跡と、磁界発生手段３７が発生させる磁界は重なり、磁界によって保持されるトナーと、撹拌シート３４が接触する。

図１（ｂ）は、回転軸線方向（Ｃ方向、ｚ方向）のトナー容器３０１の内壁の俯瞰図であるが、磁界発生手段３７は、回転軸線方向で全域ではなく、一部分（互いに離れた複数位置）にのみ配置される。

本実施形態で用いる磁界発生手段３７は直方体形状であり、トナー容器３０１の外壁に固定されている。磁界発生手段３７としての磁石のサイズは、厚さ方向で２ｍｍ、回転軸線方向で２５ｍｍ、両方向に直交する幅方向で５ｍｍである。本実施形態では、回転軸線方向で３つの磁界発生手段３７が並べられている。回転軸線方向で、隣り合う磁界発生手段３７の間には４０ｍｍの隙間がある。磁界発生手段３７は、回転軸線方向で接触領域の中央部および両端部と重なる位置に固定されている（図１（ｂ））。

磁界発生手段３７によって接触領域に発生する磁界の、回転軸線方向における磁束密度の分布について説明する。

磁束密度の測定には、Ｆ．Ｗ．ＢＥＬＬ社製ガウステスラメーター「ＭＳ−７０１０」（商品名）を使用した。磁束密度の測定は、図１（ｂ）のＣ線で示す磁界発生手段３７の中心を結ぶ線に沿って行った。なお、Ｃ線の方向は回転軸線方向と同じである。また、磁束密度の測定は、回転軸線方向と直交する方向において、磁界発生手段３７からトナー容器３０１の内部に向かって５ｍｍ離れた位置で行った。つまり、測定子と磁界発生手段３７の間の距離は５ｍｍとした。

図１（ｃ）は、Ｃ線の方向に沿って、磁束密度を測定した結果を示す図である。図１（ｃ）の横軸は、Ｃ線の方向（回転軸線方向）における測定位置を示す。図１（ｃ）の縦軸は、各測定位置における磁束密度の大きさを示す。

ここで本実施例において、磁束密度を測定する測定位置と、磁束密度の高さとの関係を表す曲線を、磁束密度分布と呼ぶ。図１（ｃ）は、Ｃ線の方向に沿った磁束密度分布を示すものである。以下、単に「磁束密度分布」という場合には、Ｃ線の方向に沿って磁束密度を測定した際の、磁束密度分布を指す。

上述のように磁界発生手段３７を配置することで、図１（ｃ）に示すように、磁束密度分布は一様ではなく、磁束密度の高さについて、極大値と極小値を有する。つまり、接触領域において、磁界の磁束密度が、第一の位置（磁束密度が極大値となる位置）と、回転軸線方向で第一の位置と隣接する第二の位置（磁束密度が極小値となる位置）とで異なる。言い換えれば、磁束密度分布が極大値（第一の部分）と、極小値（第二の部分）と、極大値と極小値を繋ぐ勾配部（極大値と極小値の間の部分）と、を有する。なお、回転軸線方向において、極大値の位置と磁界発生手段３７の位置は重なり、極小値の位置と隣り合う磁界発生手段３７の間の隙間の位置が重なる。

本実施形態では、極大値は６５ｍＴであり、極小値は０．３ｍＴである。勾配部の最大勾配（Ｃ線の方向における位置の変化に対する磁束密度の変化の割合）は、図１（ｃ）に示すように９．４［ｍＴ／ｍｍ］である。以下の説明では、上記のように、回転軸線方向で磁束密度分布が一定でなく、極大値、極小値、勾配部を含んだ凹凸状となることを、単に「磁束密度分布が極大値を有する」と呼ぶ。

（磁界発生手段によるトナーの循環効果）
磁界発生手段３７の磁束密度分布による、回転軸線方向におけるトナーの循環効果について、以下に詳しく説明する。トナーの劣化は、印字によるトナーの消費のされ方や、現像ブレード３３、または感光体ドラム１のトナーへの当接圧のばらつきにより回転軸線方向で一様でない。また、撹拌シート３４によるトナーの撹拌では、撹拌シート３４の回転方向へのトナーの移動に比べて、回転方向と垂直方向である回転軸線方向へのトナーの移動が起きにくい。

そのため、回転軸線方向でトナーの劣化が局所的に促進され、かぶりなどの画像不良が発生することがある。しかし、磁界発生手段３７を配置することで、回転軸線方向へのトナーの移動を促進させ、画像不良を解決することができる。

以下に、そのメカニズムを図３乃至図６を用いて説明する。可撓性を持った撹拌シート３４が、トナー容器３０１の内壁に対して侵入量をもって移動すると、磁界発生手段３７による磁束密度が及ぶ範囲を含むトナー容器３０１の内壁上のトナーが掻き取られる。その後、撹拌シート３４が回転するにつれて、トナー量が多い場合は図３（ａ）の矢印Ａの経路、トナー残量が少ない場合は図３（ｂ）の矢印Ｂの経路に従って再びトナーが磁界発生手段３７上に戻る。つまり、トナー量が多い場合は、撹拌シート３４が回転して磁界発生手段３７に対応する位置にあるトナーが除去された後、周囲のトナーが磁界発生手段３７に対応する位置に流れ込む。トナー量が少ないときは、拌シート３４が回転して磁界発生手段３７に対応する位置にあるトナーが除去された後、しばらくは磁界発生手段３７に対応する位置からトナーがほぼ無くなった状態となる。その後、撹拌シート３４からトナーが落下し、撹拌シート３４で搬送されることで、磁界発生手段３７に対応する位置にトナーが供給される。

ここで、図１（ｃ）のように、回転軸線方向で磁界発生手段３７による磁束密度の極大値が存在すると、回転軸線方向に磁束密度の勾配が生まれる。その結果、トナーに対して回転軸線方向への磁力が働く。このとき、磁束密度の勾配が十分な大きさを持っていれば、図４（ａ）に示すように、トナーを磁力によって、回転軸線方向に動かすことができる。

すなわち、撹拌シート３４が回転されて、トナーが回転方向で磁界発生手段３７に近づく場合、図４（ａ）に示すように、トナーは回転軸線方向で磁界発生手段３７に収束するように動く。ここで、図４（ａ）において、回転軸線方向で隣接する磁界発生手段３７の間にも、一部のトナーが流れ込む。

なお、トナーを回転軸線方向に動かすために必要な磁束密度勾配は、トナーの磁性体の含有量やトナーの粒径、トナーとトナー容器３０１内壁との間の付着力などの影響を考慮して定められる。

磁界発生手段３７が存在しない比較例の場合は、図４（ｂ）のようにトナーは撹拌シート３４の回転方向に移動するものの、これと直交する方向（回転軸線方向）への移動は少ない。

また、本実施形態で、図５に示すように、シート撹拌３４の回転方向Ｒ２と逆のＶの経路でトナーが戻ってきたときも、配置された磁界発生手段３７により、図６に示すように、回転軸線方向へのトナーの動きを生むことができる。

すなわち、戻ってきたトナーが回転方向で磁界発生手段３７に近づく場合、図６に示すように、トナーは回転軸線方向で磁界発生手段３７に収束するように動く。ここで、図６において、現像剤担持体の回転軸線方向に平行な方向で隣接する磁界発生手段３７の間にも一部のトナーが流れ込む。

トナーが多い場所とトナーが少ない場所とが回転軸線方向に並んでいる状態であっても、撹拌シート３４でトナーを撹拌すると、トナーがある程度均される。トナーが多い場所よりも、トナーが少ない場所に、トナーは流れ込みやすいためである。これによって、磁界発生手段３７によって一部のトナーが集められた状態から、トナーが均された状態になる。

以上、説明したサイクルを繰り返すことで、回転軸線方向へのトナーの循環を生むことができ、回転軸線方向における局所的なトナー劣化による画像不良の発生を抑えることができる。

上述した磁界発生手段３７を配置しない構成を比較例とし、上述した磁界発生手段３７を配置する本実施形態を実施例１として、紙上かぶりランクを比較した結果を表１に示す。この紙上かぶりは、非印字部のトナーによる汚れの濃度を、黒色校正板の濃度を１００％として定量化したものである。

比較例において、感光体ドラム１と現像スリーブ３１との間の当接圧が強くなる画像端部においてトナーが劣化し、紙上かぶりは現像寿命末期において発生した。しかし、実施例１においては、磁界発生手段３７を上述した条件で配置することで、トナーの劣化とかぶりの劣化が抑制された。

表１に関し、紙上かぶりランクは０〜３％で○、３〜４％で△、４％〜を×として評価した。比較例では、６０００枚でのかぶり測定で△、８０００枚で×のランクとなったが、実施例１では現像器の寿命である８０００枚まで×のランクのかぶりは発生しなかった。

また、上述した点に加え、本実施形態によれば、回転軸線方向における局所的なトナー劣化による画像の濃度差の発生や、現像ブレード３３、感光体ドラム１上へのトナー融着の発生を抑制することもできる。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態として、第１の実施形態の磁界発生手段をさらに効果的に配置する構成について説明する。

本実施形態では、回転軸線方向で見たときに、水平面に対する角度αが、トナーが自重で滑り落ちる角度である安息角以上かつ９０°未満である接触領域の傾斜面に磁界が発生するように、磁界発生手段３７を配置する。本実施形態では、トナーの安息角が６０°であったため、傾斜面の角度αが、安息角以上の６５°となる領域に、磁界が発生するように磁界発生手段３７を配置した。なお、上記傾斜面の角度は、撹拌シート３４が回転している状態（例えば画像形成時）における、傾斜面と水平面のなす角をいう。

以下に、本実施形態におけるトナー循環効果について説明する。第１の実施形態と同様に、回転軸線方向において、トナー容器３０１の外壁に、複数の磁界発生手段３７が互いに離間して配置される。磁界発生手段３７は、磁界発生手段３７の位置に対応したトナー容器３０１の内壁上の位置に磁界を発生させる。発生した磁界の磁束密度分布は、第一の実施形態と同様に極大値を有する。

この磁界発生手段３７における磁束密度の極大値は、上方側より磁界発生手段３７に引き寄せられたトナーが磁界発生手段３７から自重で滑り落ちずに磁界発生手段３７に保持されるのに必要な値（本実施形態では６５ｍＴ）に設定される。

そして、回転軸線方向に、互いに離間するように複数設けられる磁界発生手段３７は、磁束密度勾配を備えるが、隣接した磁界発生手段３７の間では、トナー容器３０１内壁上のトナーが自重で滑り落ちるように設定されている。すなわち、磁界発生手段３７の極大値の値と、互いに離間した磁界発生手段３７同士の間隔が調整され、磁束密度勾配における極小値の値が、相当する箇所におけるトナー容器３０１の内壁上のトナーが自重で滑り落ちる値以下に設定されている。

本実施形態では、磁界発生手段３７の磁束密度の極大値を６５ｍＴ、磁界発生手段３７同士の間隔を４０ｍｍに設定することにより、磁束密度の極小値を０．３ｍＴに調整した。トナーを保持するために必要な磁束密度の極大値、トナーが自重で滑り落ちるために必要な磁束密度の極小値は、トナーの磁性体の含有量やトナーの粒径、トナーとトナー容器３０１内壁との間の付着力、角度αの大きさなどの影響を考慮して定められる。例えば、磁束密度の大きさを変化させ、実際にトナーが自重で滑り落ちることができるか否かを観察し、磁束密度の極大値と極小値を決めることができる。

本実施形態における構成では、トナー残量が十分に多く、トナーの剤面が常に磁界発生手段３７が配置されるトナー容器３０１の外壁位置に対応した内壁位置よりも鉛直方向で高い場合は、第１の実施形態で説明したものと同様のトナーの循環効果が生まれる。

一方、トナー残量が少なくなり、トナーの剤面が常に磁界発生手段３７が配置されるトナー容器３０１の外壁位置に対応した内壁位置よりも鉛直方向で低くなった場合、本実施形態に特有なトナーの循環効果が加わる。

すなわち、図７（ａ）に示すように、安息角γ以上の傾斜角αであるため、撹拌シート３４が接触してから再接触するまでの間に、トナーがＶの経路によって移動する。すると、図７（ｂ）に示すように、トナーが磁界発生手段３７の磁力によってトナー容器３０１内壁に引き寄せられる。このときのトナーの存在状態を、図８（ａ）に示す。

磁界発生手段３７による磁束密度の極大値はトナーが自重で滑り落ちない値に設定されているため、極大値を含む箇所（図８（ａ）の影領域）には、上方から引き寄せられたトナーがトナー容器３０１内壁上に保持される。しかし、磁界発生手段３７の磁束密度の極小値を含む箇所（隣接する磁界発生手段３７の間の領域）は、トナーが自重で滑り落ちるように設定されているため、トナーは保持されない（図８（ａ））。すなわち、図８（ａ）において、回転軸線方向で隣接する磁界発生手段３７の間にはトナーがほとんど存在していない。つまり、第一の実施形態の構成と比較して、磁界発生手段３７の間のトナーが少ない。

この状態で、回転していた撹拌シート３４が再び磁界発生手段３７の位置に到達すると、磁界発生手段３７の磁力により保持されていたトナー（図８（ａ））はほぐされる。そして，図８（ｂ）に示すように磁界発生手段３７から離れるに従って発散するように、回転軸線方向へのトナーの動きが生まれる。つまり、トナーが少ない部分（磁界発生手段３７同士の間の部分）に、磁界発生手段３７で保持されたトナーが流れ込みやすい。

第一の実施形態の構成においては、磁界発生手段３７の間にも、トナーが多く存在する状態であった。そのため、磁界発生手段３７で保持されたトナーが流れ込む作用が得られにくかった。一方、第二の実施形態の構成によれば、磁界発生手段３７同士の間の部分のトナーが少ないため、上述のように磁界発生手段３７同士の間の部分に、磁界発生手段３７で保持されたトナーが流れ込みやすい。

以上のサイクルを繰り返すことにより、本実施形態において、トナー残量が少ない場合は、回転軸線方向における第１の実施形態におけるトナーの循環効果（図４（ａ）、図６（ａ））がある。更に、本実施形態では、これに加えて撹拌シート３４によるトナーほぐしの効果（図８（ｂ））がある。結果として、本実施形態では、回転軸線方向において、第１の実施形態よりもさらに効果的に磁界発生手段３７によるトナーの循環効果を生むことができ、寿命末期でのかぶりの劣化をさらに抑制することができた。

そして、本実施形態において、トナー残量が多い場合は、第１の実施形態と同様のトナー循環効果（図４（ａ）、図６（ａ））が得られる。

上述した磁界発生手段３７を配置しない従来例を比較例とし、上述した第１の実施形態を実施例１とし、本実施形態を実施例２として、紙上かぶりランクを比較した結果を表２に示す。実施例２では、実施例１に比べてさらにかぶりのランクが良化した。

（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、回転軸線方向において、互いに離間した３個の磁界発生手段３７を設けたが、個数に制限はなく、１つのみ、或いは２つのみ、あるいは４個以上配置しても良い。 なお、回転軸線方向において、互いに離間した磁界発生手段３７の数が増えると、図１（ｃ）に示した勾配の数が増え、より好ましい。そのため、回転軸線方向において、互いに離間した３箇所以上の磁界発生手段３７を設けてもよい。

そして、図１（ｃ）に示した勾配が急な方がより好ましいことから、磁界発生手段３７としての磁石は磁力が強い方がより好ましい。

（変形例２）
また、上述した実施形態では、回転軸線方向として一方向に離間した複数個の磁界発生手段３７を設けたが、本発明はこれに限られない。図９（ａ）に示すように，撹拌シート３４の回転方向に沿って，複数列の磁界発生手段３７を配置しても良い。あるいは、図９（ｂ）に示すように、一部の磁界発生手段３７が、撹拌シート３４の回転方向において、他の磁界発生手段３７とは異なる位置に、配置されるものであってもよい。

（変形例３）
また、磁界を発生させることができれば磁界発生手段３７は、容器の外壁に配置する必でなく、内壁もしくは、内壁に凹部を設け底（内壁と外壁の間）に磁界発生手段を埋め込んでもよい。すなわち、磁界発生手段３７は、現像剤収容室における、撹拌シート３４が回転動作に伴い接触するトナー容器３０１の内壁位置、内壁位置に対応した外壁位置、該外壁位置と内壁位置の間の位置、の少なくとも一つに設けられる構成とすることができる。

磁界発生手段３７を、トナー容器３０１の内壁に設ける場合は、磁界発生手段３７の磁力を弱くできる。しかし、トナー容器３０１の内壁と磁界発生手段３７との間の段差が大きいと、段差にトナーがたまってしまう。このため、段差を小さくする必要がある。一方、磁界発生手段３７を、トナー容器３０１の外壁に取り付ける場合には、段差が生じることはない。しかし、磁界発生手段３７の磁力を強くする必要がある。

また、磁界発生手段３７は、現像剤収容室の内壁、外壁を含む空間内として、現像剤収容室における撹拌シートが回転動作に伴い接触する内壁位置に対応する位置で現像装置に配置する場合の他、現像装置ではなく画像形成装置本体に配置してもよい。すなわち、トナー容器３０１内の接触領域に発生する磁界が、磁束密度の極大値を有する構成であれば、設置位置は問わない。

（変形例４）
また、上述した実施形態では接触現像方式を採用したが、磁性トナーを用いていれば非接触現像方式でも同様にトナーの回転軸線方向への循環効果を生むことが可能である。非接触現像方式では、例えば現像ブレードの現像スリーブへの圧が強くなる画像端部でのトナー劣化によるかぶりや画像の濃度差を抑制することができる。

また、上述した実施形態における現像装置は、画像形成装置本体に固設されていても良いし、カートリッジとして画像形成装置本体に着脱可能に設けられるものであっても良い。そして、カートリッジとしては、現像剤担持体の現像領域に対向する像担持体（感光ドラム）を更に内部に備えるカートリッジ（いわゆるプロセスカートリッジ）であっても良い。

３１・・現像スリーブ（現像ローラ）、３４・・撹拌シート、３７・・磁界発生手段、３０１・・トナー容器（現像剤収容室）

Claims (15)

1. 磁性体を含有する現像剤と、
   像担持体上に形成された潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に供給される前記現像剤を収容する現像剤収容室と、
   前記現像剤収容室の内部に配置され、前記現像剤収容室の内壁の少なくとも一部と接触しながら前記現像剤を撹拌する回転可能な撹拌部材と、
   前記内壁と前記撹拌部材が接触する接触領域の少なくとも一部に磁界を発生する磁界発生部材と、
   を有し、
   前記磁界発生部材は、前記接触領域における前記磁界の磁束密度が、第一の位置と、前記現像剤担持体の回転軸線方向で前記第一の位置と隣接する第二の位置とで異なるように配置されることを特徴とする現像装置。
2. 前記撹拌部材は、前記回転軸線方向に長いシート形状を備えることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記磁界発生部材は、前記回転軸線方向において、互いに離間して複数設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の現像装置。
4. 前記磁界発生部材は、前記回転軸線方向において、前記接触領域の両端部および中央部に重なる位置にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記磁界発生部材は、前記接触領域のうち、水平面に対する角度が前記現像剤の安息角以上である傾斜面に、前記磁界が発生するように配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記磁界発生部材は、前記撹拌部材の回転方向において、複数設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記磁界発生部材は、前記現像剤収容室の内壁、外壁を含む空間内に設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記磁界発生部材は、前記現像剤収容室における、前記撹拌部材が回転動作に伴い接触する内壁位置、前記内壁位置に対応した外壁位置、前記外壁位置と前記内壁位置の間の位置、の少なくとも一つに設けられることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
9. 装置本体と、
   前記装置本体に備えられる現像装置であって、
   磁性体を含有する現像剤と、
   像担持体上に形成された潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に供給される前記現像剤を収容する現像剤収容室と、
   前記現像剤収容室の内部に配置され、前記現像剤収容室の内壁の少なくとも一部と接触しながら前記現像剤を撹拌する回転可能な撹拌部材と、
   前記内壁と前記撹拌部材が接触する接触領域の少なくとも一部に磁界を発生する磁界発生部材と、
   を有する現像装置と、
   を有し、
   前記磁界発生部材は、前記接触領域における前記磁界の磁束密度が、第一の位置と、前記現像剤担持体の回転軸線方向で前記第一の位置と隣接する第二の位置とで異なるように配置されることを特徴とする画像形成装置。
10. 前記磁界発生部材は、前記現像剤収容室における、前記撹拌部材が回転動作に伴い接触する内壁位置、前記内壁位置に対応した外壁位置、前記外壁位置と前記内壁位置の間の位置、の少なくとも一つに設けられることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記磁界発生部材は、前記装置本体に設けられることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
12. 前記現像装置が、カ−トリッジとして前記装置本体に着脱可能に設けられることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。
13. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
    磁性体を含有する現像剤と、
    像担持体上に形成された潜像を現像するために前記現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に供給される前記現像剤を収容する現像剤収容室と、
    前記現像剤収容室の内部に配置され、前記現像剤収容室の内壁の少なくとも一部と接触しながら前記現像剤を撹拌する回転可能な撹拌部材と、
    前記撹拌部材と前記内壁が接触する接触領域の少なくとも一部に磁界を発生する磁界発生部材と、
    を有し、
    前記接触領域における前記磁界の磁束密度が、第一の位置と、前記現像剤担持体の回転軸線方向で前記第一の位置と隣接する第二の位置とで異なるように、前記磁界発生部材が配置されることを特徴とするカートリッジ。
14. 前記磁界発生部材は、前記現像剤収容室における、前記撹拌部材が回転動作に伴い接触する内壁位置、前記内壁位置に対応した外壁位置、前記外壁位置と前記内壁位置の間の位置、の少なくとも一つに設けられることを特徴とする請求項１３に記載のカートリッジ。
15. 前記現像剤担持体に対向する前記像担持体を更に内部に備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載のカートリッジ。