JP6183695B2 - 現像装置並びにこれを備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる現像装置、並びに、これを備えた、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真法、磁気記録法等によって画像形成を行う画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

電子写真複写装置、静電記録装置、磁気記録装置等の画像形成装置としては、潜像担持体上に形成された静電潜像を二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を用いて現像処理する二成分現像方式の現像装置を利用したものが知られている。この現像処理では、現像装置筐体等に回転自在に取り付けられた現像剤担持体の表面上に現像剤を磁気的に担持しつつ搬送し、現像剤担持体と潜像担持体とが対向する現像領域にて現像剤に磁気力を作用させて穂立ちさせる。そして、この穂立ちによって形成された磁気ブラシを潜像担持体の表面に摺擦させて、潜像担持体表面上の静電潜像にトナーを付着させ、静電潜像を顕像化する。このような現像処理には、一般に、現像剤担持体の内部に配置された複数の磁極を有するマグネット等の磁界発生手段が必要となる。この磁界発生手段による磁極としては、現像剤担持体上に現像剤を汲み上げるための磁気力を発生させる汲み上げ磁極が挙げられる。また、現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを通過する際に現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極も挙げられる。また、現像領域で現像剤担持体上の現像剤を穂立ちさせるための現像磁気力を発生させる現像磁極も挙げられる。

このような二成分現像方式の現像装置は、例えば特許文献１に開示されている。この現像装置では、現像剤担持体の表面上に供給される現像剤を現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送する現像剤供給搬送路を含む現像剤循環経路に沿って現像装置内の現像剤を循環搬送している。現像剤供給搬送路は、現像剤担持体の表面に隣接して配置されており、搬送中の現像剤は、現像剤供給搬送路における現像剤担持体側の側壁上端を超えて、汲み上げ磁気力の作用により現像剤担持体表面に引き寄せられ、現像剤担持体の表面に担持される。このようにして現像剤担持体上に担持された現像剤は、現像剤担持体の回転に伴って現像剤担持体表面移動方向へ搬送され、現像剤担持体表面と現像剤規制部材とが対向する規制ギャップを通過する。この通過時、現像剤担持体表面に近い距離で担持されている現像剤は規制ギャップを通過できるが、現像剤担持体表面から遠い距離で担持されている現像剤は現像剤規制部材に通過が阻止されて規制ギャップを通過できない。この現像装置では、規制ギャップを通過させることで一定量の現像剤が現像領域へ搬送されるようにしている。なお、現像剤規制部材によって規制ギャップの通過を阻止された現像剤は、現像剤供給搬送路側へ戻り、現像剤供給搬送路に回収され、再び現像剤担持体に汲み上げられることになる。

さらに、特許文献１の現像装置では、汲み上げ磁極及び規制磁極は、現像剤担持体表面移動方向で互いに隣接していて、かつ、互いに逆極性のものである。また、現像剤供給搬送路の側壁上端との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を確保しつつ、現像剤規制部材によって規制ギャップの通過を阻止された現像剤が規制磁気力の磁力線に沿って現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材を設けている。

二成分現像方式の現像装置で、規制磁極を設けるのは以下の理由による。経時使用による現像剤の劣化や環境変動によって現像剤の流動性等の特性が変化すると、規制ギャップを通過する現像剤量が変動する。これにより、一定量の現像剤を現像領域へ搬送することができなくなり、現像能力を安定して維持できないという不具合が生じるおそれがある。このような不具合に対しては、規制磁気力を発生させる規制磁極を設けて、規制ギャップを通過する現像剤に対して規制磁気力を作用させて穂立ちさせることで、その不具合を軽減できることが知られている。よって、特許文献１の現像装置でも、規制ギャップを通過する現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極を備えている。

ところが、規制磁極を設けただけでは、以下に説明するように、画像濃度ムラが生じて画質劣化を生じさせるという問題が発生する。これを解決するために、上記現像剤供給搬送路の側壁上端との間に、上記供給通路を確保しつつ、現像剤規制部材によって規制ギャップの通過を阻止された現像剤が規制磁気力の磁力線に沿って現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材を設けている。

規制磁極を配置した場合、その規制磁気力が規制ギャップの通過を阻止された現像剤に作用し、現像剤規制部材の現像剤担持体表面移動方向下流側の空間（以下「規制滞留空間」という。）に現像剤を滞留させる事態を招く。この規制滞留空間に滞留する現像剤（以下「規制滞留現像剤」という。）は、現像剤担持体の表面移動によって当該規制滞留空間内を現像剤担持体の回転の向きとは逆向きに回転（循環移動）しながら当該規制滞留空間内に滞留する。規制滞留現像剤は、規制磁気力の拘束力を受けながら当該規制滞留空間内を循環移動する間に摺擦帯電が進み、現像装置内を循環搬送されている他の現像剤と比較して、トナー帯電量が高くなっている。そのため、規制滞留現像剤とそれ以外の現像剤との間で現像能力（現像時に静電潜像に付着する単位面積当たりのトナー付着量）に違いが生じる。このような現像能力に違いのある現像剤であっても、互いに均一に分散して混ざり合った状態であれば、これが現像に用いられても、人間が認識できるほどの画像濃度ムラが生じることはない。しかしながら、これらの現像剤の混ざり具合が不十分な状態で現像に用いられると、人間が認識できるほどの画像濃度ムラが生じ、画質劣化を生じさせることになる。トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤が、通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤との混ざり具合が不十分な状態で現像に用いられてしまい、画像濃度ムラが生じて画質劣化を生じさせるという問題があった。

詳しく説明すると、循環移動中に規制磁気力の拘束を逃れた規制滞留現像剤は、順次、現像剤供給搬送路へ回収される。現像剤供給搬送路に回収されれば、規制滞留現像剤も他の現像剤と十分に混ざり合ってから再び汲み上げられることになり、上述した画質劣化の問題は発生しない。しかしながら、特許文献１に記載の現像装置のように、規制磁極に対し、これと逆極性の汲み上げ磁極が現像剤担持体表面移動方向上流側に隣接して配置されている場合、規制磁極と汲み上げ磁極との間を結ぶ磁力線が規制滞留現像剤の滞留する規制滞留空間を通るような磁界が形成される。このような磁界中では、規制滞留現像剤の一部、詳しくは汲み上げ磁極に最も近接している規制滞留現像剤の部分が、その磁力線に沿って汲み上げ磁極側に移動し、現像剤担持体表面へと引き寄せられる。その結果、規制滞留現像剤の一部が現像剤供給搬送路に回収されないまま、現像剤担持体の表面に担持されてしまう。

このとき、現像剤担持体の表面上には現像剤供給搬送路からの現像剤が既に汲み上げられているため、その汲み上げ量が十分な箇所では、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤が現像剤供給搬送路からの現像剤の上に重なるようにして現像剤担持体の表面に担持される。この場合、規制滞留現像剤は現像剤担持体の表面から遠い領域に担持されるため、現像剤規制部材によって規制ギャップを通過できず、現像領域へと搬送されずに再び規制滞留空間内に滞留することになる。よって、この場合には、画像濃度ムラが生じて画質劣化が発生することはない。

しかしながら、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤が現像剤供給搬送路からの現像剤の汲み上げを阻害し、現像剤供給搬送路から汲み上げられる現像剤の量が局所的に不足する箇所を生じさせる場合がある。特に、回転軸上に羽根部がスクリュー状に設けられた搬送スクリューにより現像剤供給搬送路内の現像剤をその回転軸方向へ搬送する構成においては、その羽根部によって現像剤担持体側に現像剤を送り出す力が当該回転軸方向で不均一である。そのため、現像剤担持体側に現像剤を送り出す力が弱い箇所では、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤によって現像剤供給搬送路からの現像剤の汲み上げが阻害され、現像剤供給搬送路からの現像剤汲み上げ量が不足する。現像剤供給搬送路からの現像剤汲み上げ量が局所的に不足する箇所では、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤が現像剤担持体の表面に近い領域に担持されてしまい、規制ギャップを通過して現像領域へと搬送されてしまう。その結果、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤と、通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれ、画像濃度ムラを生じさせて画質劣化が発生する。

上記特許文献１の現像装置においては、阻止部材を設けたことで、汲み上げ磁気力によって引き寄せられる規制滞留現像剤が規制磁気力の磁力線に沿って現像剤担持体の表面側へ移動することが阻止される。その結果、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤が現像剤供給搬送路からの現像剤の汲み上げを阻害することがなくなる。よって、現像剤供給搬送路から汲み上げられる現像剤の量が局所的に不足する箇所を生じにくくなり、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤が、規制ギャップを通過し得る現像剤担持体表面に近い領域に担持されにくくなる。したがって、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤と通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。また、このような阻止部材を設けても、この阻止部材と現像剤供給搬送路の側壁上端との間に供給通路が確保されているので、現像剤供給搬送路内の現像剤を現像剤担持体表面に汲み上げる動作が阻害されることはない。

ところが、特許文献１の現像装置では、供給通路の上部に、汲み上げ磁極Ｓ２の法線方向の磁束密度のピーク位置が対向するように、汲み上げ磁極Ｓ２を配置している。この汲み上げ磁極Ｓ２が発生する汲み上げ磁気力により、現像剤供給搬送路内の現像剤供給搬送部材により搬送される現像剤を、供給通路を通過させて現像剤担持体側に引き寄せて汲み上げる。この構成では、供給通路の下端よりも下方では汲み上げ磁気力が弱くなる。このため、現像剤供給搬送路の現像剤供給搬送部材近傍の現像剤が少ない場合や、現像剤供給搬送部材の回転方向への現像剤搬送能力が低い場合は、現像剤供給搬送路内から供給通路を通過して現像剤担持体側に供給される現像剤の量が少なくなってしまう。供給通路を通過して現像剤担持体側に供給される現像剤の量が十分でないと、規制滞留現像剤と通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に搬送されてしまい、画像濃度ムラによる画質劣化を生じさせる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、規制滞留現像剤と現像剤供給搬送路から汲み上げられた他の現像剤との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生を抑制して、画像濃度ムラによる画質劣化を抑制することができる現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に磁界発生手段を備えていて、該磁界発生手段が発生させる磁気力によりトナー及び磁性キャリアを含む現像剤を表面上に担持して回転することにより潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、上記現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで上記現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを該現像剤担持体の表面との間に形成する現像剤規制部材と、上記現像剤担持体の表面に隣接して配置され、該現像剤担持体の表面上に供給される現像剤を現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送するとともに、上記規制ギャップの通過を上記現像剤規制部材によって阻止された現像剤を回収する現像剤供給搬送路とを有し、上記磁界発生手段は、少なくとも、上記現像剤供給搬送路における上記現像剤担持体側の側壁上端を超えて該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側に引き寄せて該現像剤担持体の表面に汲み上げるための汲み上げ磁気力を発生させる汲み上げ磁極と、上記規制ギャップを通過する現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極とを備え、上記汲み上げ磁極及び上記規制磁極は、現像剤担持体表面移動方向で互いに隣接していて、かつ、互いに逆極性のものであり、上記現像剤供給搬送路の上記側壁上端との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を確保しつつ、上記現像剤規制部材によって上記規制ギャップの通過を阻止された現像剤が上記規制磁気力の磁力線に沿って上記現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材を設けた現像装置において、
上記汲み上げ磁極の法線方向の磁束密度のピーク位置を上記供給通路の下端よりも下方に配置したことを特徴とするものである。

本発明によれば、規制滞留現像剤と現像剤供給搬送路から汲み上げられた他の現像剤との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生を抑制して、画像濃度ムラによる画質劣化を抑制することができるという優れた効果が得られる。

実施形態１に係るプリンタの要部を示す概略構成図。 同プリンタにおける現像ユニットの概略構成を示す説明図。 同現像ユニットにおけるマグネットローラの法線方向の磁束密度分布の一例を示す説明図。 同現像ユニットにおけるマグネットローラの法線方向の磁束密度分布の他の例を示す説明図。 同現像ユニットにおけるスリット幅と最大作像領域幅との関係を示す説明図。 実施形態２に係る現像ユニットにおけるマグネットローラの法線方向の磁束密度分布の一例を示す説明図。 同マグネットローラの汲み上げ磁極Ｓ２と規制磁極Ｎ１との現像スリーブ表面における法線方向の磁束密度の一例を示すグラフ。 実験に用いたマグネットローラの汲み上げ磁極Ｓ２と規制磁極Ｎ１との現像スリーブ表面における法線方向の磁束密度を示すグラフ。 遮蔽壁が設けられていない従来の現像ユニットの一例を示す説明図。 特許文献１に記載の現像ユニットの説明図。

〔実施形態１〕
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）の一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。
図１は、本実施形態１に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。
このプリンタは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック（以下、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋと記す。）の各色のトナー像を形成するための４つのトナー像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋを備えている。また、互いに鉛直方向に並べられたこれらトナー像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの側方に、転写ユニット５０を備えている。

トナー像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっている。Ｍトナー像を形成するためのＭ用のトナー像形成部１Ｍについて説明すると、これは、プロセスユニット２Ｍと、光書込ユニット１０Ｍと、現像ユニット２０Ｍとを有している。

Ｍ用のプロセスユニット２Ｍは、図中反時計回り方向に回転駆動されるドラム状の感光体３Ｍを有している。この感光体３Ｍの周りに、一様帯電装置４Ｍ、ドラムクリーニング装置５Ｍ、除電ランプ６Ｍ等を有しており、これらを共通のケーシングで保持してプリンタ本体に対して一体的に着脱されるようになっている。潜像担持体としての感光体３Ｍは、アルミ等の素管に有機感光層が被覆されたものである。

一様帯電装置４Ｍは、図中反時計回り方向に回転駆動される感光体３Ｍの表面をコロナチャージによって例えば負極性に一様帯電せしめる。

光書込ユニット１０Ｍは、レーザーダイオード等からなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、ｆθレンズ、レンズ、反射ミラー等を有している。図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて駆動される光源から射出されたレーザー光Ｌは、ポリゴンミラー面で反射してポリゴンミラーの回転に伴って偏向せしめられながら、感光体３Ｍに到達する。これにより、感光体３Ｍの表面がそれぞれ光走査されて、感光体３Ｍの表面にＭ用の静電潜像が形成される。

現像装置であるＭ用の現像ユニット２０Ｍは、ケーシングに設けられた開口から周面の一部を露出させる現像ロール２１Ｍを有している。この現像ロール２１Ｍは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像剤担持体としての現像スリーブと、これに連れ回らないように内包される図示しない磁界発生手段としてのマグネットローラとを有している。現像ユニット２０Ｍ内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＭトナーとを含む図示しないＭ現像剤が内包されている。このＭ現像剤は、後述する３本の搬送スクリューによって撹拌搬送されてＭトナーの摩擦帯電が促されながら、現像ロール２１Ｍ内のマグネットローラの磁気力により、現像ロール２１Ｍの回転する現像スリーブ表面に吸着されて汲み上げられる。そして、現像スリーブの回転に伴って、規制部材たるドクターブレード２５Ｍとの対向位置を通過する際にその層厚が規制された後、感光体３Ｍに対向する現像位置に搬送される。

この現像位置では、図示しない電源から出力される負極性の現像バイアスが印加される現像スリーブと、感光体３Ｍ上の静電潜像との間に、負極性のＭトナーをスリーブ側から潜像側に静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体３Ｍの一様帯電箇所（地肌部）との間に、負極性のＭトナーを地肌部側からスリーブ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。現像スリーブ上のＭ現像剤内のＭトナーは、現像ポテンシャルの作用によって感光体３Ｍの静電潜像上に転移する。この転移により、感光体３Ｍ上の静電潜像がＭトナー像に現像される。なお、現像によってＭトナーを消費したＭ現像剤は、現像スリーブの回転に伴ってケーシング内に戻される。また、感光体３Ｍ上のＭトナー像は、後述する転写ユニット５０の中間転写ベルト５１上に中間転写される。

また、現像ユニット２０Ｍは、透磁率センサからなる図示しないトナー濃度センサを有している。このトナー濃度センサは、現像ユニット２０Ｍの後述する現像剤回収搬送路内に収容されているＭ現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と良好な相関を示すため、トナー濃度センサはトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しないトナー補給制御部に送られる。このトナー補給制御部は、ＲＡＭ等の記憶手段を備えている。その中にＭ用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像ユニットに搭載されたトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ，Ｙ，Ｍ用のＶｔｒｅｆのデータを格納している。Ｍ用の現像ユニット２０Ｍについては、Ｍ用のトナー濃度センサからの出力電圧の値とＭ用のＶｔｒｅｆを比較し、図示しないＭトナー濃度補給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。そして、これにより、補給用のＭトナーを現像ユニット２０Ｍの現像剤回収搬送路内に補給する。このようにしてＭトナー補給装置の駆動が制御（トナー補給制御）されることで、現像に伴ってＭトナー濃度を低下させたＭ現像剤に適量のＭトナーが補給され、現像ユニット２０Ｍ内のＭ現像剤のＭトナー濃度が所定の範囲内に維持される。なお、現像ユニット２０Ｃ，２０Ｙ，２０Ｋについても、同様のトナー補給制御が実施される。

感光体３Ｍ上で現像されたＭトナー像は、後述する中間転写ベルト５１のおもて面に転写される。そして、転写工程を経た感光体３Ｍの表面には、中間転写ベルト５１上に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置５Ｋによって除去される。このようにして転写残トナーが除去された感光体３Ｍの表面は、除電ランプ６Ｍによって除電された後、一様帯電装置５Ｋによって再び一様帯電せしめられる。

なお、図示は省略するが、上記トナー像形成部１Ｍにおいて、プロセスユニット２Ｍと、現像ユニット２０Ｍとを共通のケーシングで一体的に保持してプロセスカートリッジの形態とし、プリンタ本体に対して一体的に着脱される構成としてもよい。

Ｍ用のトナー像形成部１Ｍについて詳しく説明したが、他色用のトナー像形成部１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいても、同様のプロセスによって感光体３Ｃ，３Ｙ，３Ｋの表面にＣ、Ｙ、Ｋトナー像が形成される。

互いに鉛直方向に並ぶように配設されたトナー像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの図中右側方には、転写ユニット５０が配設されている。この転写ユニット５０は、無端状の中間転写ベルト５１のループ内側に駆動ローラ５２とテンションローラ５３と従動ローラ５４とを有している。そして、これら３本のローラによって中間転写ベルト５１を張架しながら、駆動ローラ５２の回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめる。このようにして無端移動せしめられる中間転写ベルト５１は、その図中左側の張架面のおもて面を、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ用の感光体３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋにそれぞれ当接させており、これによってＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。

中間転写ベルト５１のループ内側には、上述した３本のローラの他に、４つの転写チャージャー５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｙ，５５Ｋが配設されている。これら転写チャージャー５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｙ，５５Ｋは、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ用の１次転写ニップの裏側で、中間転写ベルト５１の裏面に電荷を付与するように配設されている。この電荷の付与により、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ用の１次転写ニップ内には、トナーを感光体３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ側からベルトおもて面側に静電移動させる向きの転写電界が形成される。なお、コロナチャージ方式の転写チャージャーに代えて、転写バイアスが印加される転写ローラを用いてもよい。

各色の感光体３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ上に形成されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋトナー像は、各色の１次転写ニップにおいて、ニップ圧や転写電界の影響によって感光体側からベルトおもて面側に移動して中間転写ベルト５１上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト５１上には４色重ね合わせトナー像（以下「４色トナー像」という。）が形成される。

中間転写ベルト５１における駆動ローラ５２に対する掛け回し箇所には、２次転写バイアスローラ５６がベルトおもて面側から当接しており、これによって２次転写ニップが形成されている。この２次転写バイアスローラ５６には、図示しない電源や配線からなる電圧印加手段によって２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写バイアスローラ５６と、接地された駆動ローラ５２との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト５１上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。

本プリンタは、図示しない給紙カセットを備えており、その中に記録紙Ｐを複数枚重ねた記録紙束の状態で収容している。そして、一番上の記録紙Ｐを所定のタイミングで給紙路に送り出す。送り出された記録紙Ｐは、給紙路の末端に配設されたレジストローラ対６０のローラ間に挟み込まれる。

レジストローラ対６０は、給紙カセットから送られてきた記録紙Ｐをローラ間に挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Ｐの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙Ｐを中間転写ベルト５１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップでは、中間転写ベルト５１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップから排出された後、図示しない定着装置に送られてフルカラー画像が定着せしめられる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト５１表面に付着している２次転写残トナーは、従動ローラ５４との間に中間転写ベルト５１を挟み込んでいるベルトクリーニング装置５７によってベルト表面から除去される。

図２は、トナー像形成部１の現像ユニット２０の概略構成を示す説明図である。以下の説明では、色分け符号であるＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの記載を省略する。

同図において、ドラム状の感光体３は、その軸線方向を図紙面に直交する方向に延在させる姿勢で配設されている。現像ユニット２０の内部には、現像剤供給搬送路２７と、現像剤回収搬送路２８とが設けられており、これらには図示しない現像剤が収容されている。また、現像剤供給搬送路２７には、現像剤供給搬送部材としての供給スクリュー３２が回転可能に収容されている。また、現像剤回収搬送路２８には、現像剤回収搬送部材としての受取スクリュー３５が回転可能に収容されている。

現像ロール２１は、感光体３と対向する側のケーシングに形成された開口から、現像スリーブ２２の周面の一部が露出するように配置されている。現像スリーブ２２における感光体３と対向する側とは反対側は、その軸線方向のほぼ全域にわたって、現像剤供給搬送路２７及び現像剤回収搬送路２８が対向している。現像剤回収搬送路２８は、現像ロール２１の下側に配置されており、現像剤供給搬送路２７は、現像ロール２１の真横から僅かに下側にずれた位置に配置されている。

現像剤供給搬送路２７内に収容されている供給スクリュー３２は、樹脂等の非磁性材料からなり、感光体３や現像ロール２１と同様に水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、棒状の回転軸部材３３とこれの周面に螺旋状に立設せしめられたスクリュー羽根３４とが、図示しないモータや駆動伝達系などからなる駆動手段によって図中反時計回り方向に一体的に回転駆動される。
現像剤回収搬送路２８内に収容されている受取スクリュー３５も、感光体３、現像ロール２１、供給スクリュー３２と同様に、水平方向に延在する姿勢をとっている。そして、図示しない駆動手段により、樹脂等の非磁性材料からなる回転軸部材３６とスクリュー羽根３７とが図中時計回り方向に一体的に回転駆動される。
現像剤供給搬送路２７と現像剤回収搬送路２８との間は、現像剤供給搬送路２７の現像ロール側の側壁を構成する仕切壁４３によって仕切られている。この仕切壁４３の現像ロール軸線方向両端には開口部が形成されており、この開口部を介して現像剤供給搬送路２７と現像剤回収搬送路２８とが互いに連通している。

現像剤供給搬送路２７内においては、供給スクリュー３２の羽根内に保持された現像剤Ｇ１が、供給スクリュー３２の回転に伴って、図紙面に直交する方向の手前側から奥側へと搬送される。この搬送の過程において、現像剤Ｇ１は、図中太実線矢印で示すように、仕切壁４３の上端を乗り越えて現像スリーブ２２側へ順次供給され、現像スリーブ２２内のマグネットローラ２３の磁気力（汲み上げ磁気力）によって現像スリーブ２２の表面に汲み上げられる。現像スリーブ２２に汲み上げられずに現像剤供給搬送路２７の現像剤搬送方向下流側端部付近（図中奥側端部付近）まで搬送された現像剤Ｇ１は、仕切壁４３の開口部を通じて現像剤回収搬送路２８内に落下する。

現像スリーブ２２の回転に伴って、上述した現像領域まで搬送されて現像に寄与した現像剤Ｇ２は、その後、現像スリーブ２２の回転に伴って現像剤回収搬送路２８との対向位置まで搬送される。そして、マグネットローラ２３が形成する反発磁界の影響によってスリーブ表面から剥離されて、図中一点鎖線矢印で示すように、現像剤回収搬送路２８内に落下する。

現像剤回収搬送路２８内では、受取スクリュー３５の羽根内に保持された現像剤Ｇ２が、受取スクリュー３５の回転に伴って、図紙面に直交する方向の奥側から手前側へと搬送される。そして、この搬送の過程において、上述したトナー補給装置によってトナーが補給される。また、現像剤回収搬送路２８の現像剤搬送方向上流側端部付近（図中奥側端部付近）では、仕切壁４３の開口部を介して現像剤供給搬送路２７から落下してくる現像剤を取り込む。受取スクリュー３５により現像剤回収搬送路２８内を現像剤搬送方向下流側端部付近（図中手前側端部付近）まで搬送された現像剤は、仕切壁４３の開口部を通って現像剤供給搬送路２７へと持ち上げられる。

本実施形態１におけるマグネットローラ２３は、図２に示すように、５つの磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｓ３が現像スリーブ表面移動方向に沿って配置された構成となっている。磁極Ｎ１は、現像スリーブ２２の表面上に担持されている現像剤を現像領域で穂立ちさせるための現像磁気力を発生させる現像磁極である。磁極Ｓ１は、現像スリーブ２２の表面上に担持されている現像剤を現像領域へと搬送するための磁気力を発生させる搬送磁極である。磁極Ｎ２は、現像スリーブ２２の表面と現像剤規制部材としてのドクターブレード２５との間に形成される規制ギャップを通過する際に現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極である。磁極Ｓ２は、現像スリーブ２２の表面上に現像剤を汲み上げるための磁気力を発生させる汲み上げ磁極が挙げられる。磁極Ｓ３は、磁極Ｓ２と協働して上述した反発磁界を形成して、現像スリーブ２２の表面から現像剤を剥離して現像剤回収搬送路２８へ回収させるための磁極である。

次に、従来の画像形成装置における現像ユニットについて説明しておく。
図９は、従来の現像ユニットの一例を示す説明図である。
この従来の現像ユニット１２０は、図２に示す本実施形態１の現像ユニット２０と比較すると、仕切壁１４３の上端位置が高く、かつ、本実施形態１の現像ユニット２０が備える後述の遮蔽壁（阻止部材）４４が設けられていない。

このような構成を有する従来の現像ユニット１２０では、規制磁極Ｎ２による規制磁気力が規制ギャップの通過を阻止された現像剤Ｇ３に作用し、ドクターブレード２５の現像スリーブ表面移動方向下流側に隣接する規制滞留空間に現像剤Ｇ３を滞留させる事態を招く。この規制滞留空間に滞留する規制滞留現像剤Ｇ３は、図中点線矢印で示すように、現像スリーブ２２の表面移動によって当該規制滞留空間内を現像スリーブ２２の回転の向きとは逆向きに回転（循環移動）しながら、規制滞留空間内に滞留する。なお、規制滞留現像剤Ｇ３には、供給スクリュー３２により跳ね上げられた現像剤Ｇ１も取り込まれる場合がある。規制滞留現像剤Ｇ３は、規制磁気力の拘束力を受けながら規制滞留空間内を循環移動する間に摺擦帯電が進み、現像剤供給搬送路２７内の現像剤Ｇ１と比較して、トナー帯電量が異常に高くなっている。そのため、規制滞留現像剤Ｇ３と現像剤供給搬送路２７内の現像剤Ｇ１との間で現像能力に違いが生じる。このような現像能力に違いのある現像剤Ｇ１，Ｇ３であっても、互いに均一に分散して混ざり合った状態であれば、これが現像に用いられても、人間が認識できるほどの画像濃度ムラが生じることはない。しかしながら、これらの現像剤Ｇ１，Ｇ３の混ざり具合が不十分な状態で現像に用いられると、人間が認識できるほどの画像濃度ムラが生じ、画質劣化を生じさせることになる。

図９に示す従来の現像ユニット１２０においては、循環移動中に規制磁気力の拘束を逃れた規制滞留現像剤Ｇ３は、現像剤供給搬送路２７へ回収される。現像剤供給搬送路２７に回収されれば、規制滞留現像剤Ｇ３は現像剤Ｇ１と十分に混ざり合ってから再び汲み上げられることになり、上述した画質劣化の問題は発生しない。しかしながら、規制磁極Ｎ２に対して、これと逆極性の汲み上げ磁極Ｓ２が現像スリーブ表面移動方向上流側に隣接して配置している。このため、図９に示す従来の現像ユニット１２０では、規制磁極Ｎ２から出る磁力線が規制滞留空間を通ってと汲み上げ磁極Ｓ２へと回り込むような磁界が形成される。このような磁界中では、規制滞留現像剤Ｇ３のうち汲み上げ磁極Ｓ２に最も近接している規制滞留現像剤部分（仕切壁１４３の上端に近接した部分）が、その磁力線に沿って汲み上げ磁極Ｓ２側に移動し、現像スリーブ２２の表面へと引き寄せられる。その結果、規制滞留現像剤Ｇ３の一部が現像剤供給搬送路２７に回収されないまま、現像スリーブ２２の表面に担持されてしまう。

このとき、現像スリーブ２２の表面上に現像剤供給搬送路２７からの現像剤Ｇ１が十分に汲み上げられていれば、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤Ｇ３はその現像剤Ｇ１の上に重なるようにして現像スリーブ２２の表面に担持されることになる。この場合、規制滞留現像剤Ｇ３は現像スリーブ表面から遠い領域に担持されるため、ドクターブレード２５によって規制ギャップの通過が阻止され、現像領域へは現像剤Ｇ１のみからなる現像剤層が搬送される。よって、この場合には、画像濃度ムラが生じて画質劣化が発生することはない。しかしながら、図９に示す従来の現像ユニットにおいては、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤Ｇ３が現像剤供給搬送路２７からの現像剤Ｇ１の汲み上げを阻害してしまう。特に、供給スクリュー３２のスクリュー羽根３４による現像スリーブ側への送り出し力が弱い箇所（スクリュー羽根３４の外周端部が現像スリーブ２２の近傍を通過していない箇所）で現像スリーブ側へ供給された現像剤Ｇ１の部分は、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤Ｇ３によって汲み上げが阻害される。その結果、このような箇所では、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤Ｇ３が現像スリーブ２２の表面に近い領域に担持されてしまい、規制ギャップを通過して現像領域へと搬送されてしまう。そのため、図９に示す従来の現像ユニットでは、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤Ｇ３と、通常のトナー帯電量をもつ現像剤Ｇ１との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれ、画像濃度ムラを生じさせて画質劣化が発生する。

特に、図９に示す従来の現像ユニットは、現像領域を通過した現像スリーブ２２上の現像剤を現像剤供給搬送路２７とは別の現像剤回収搬送路２８へ回収する供給回収分離方式の現像ユニットである。このような現像ユニットにおいては、現像剤供給搬送路２７内の現像剤Ｇ１が現像スリーブ２２の表面に汲み上げられながら現像剤搬送方向下流側端部まで搬送される。そのため、現像剤供給搬送路２７内を流れる現像剤Ｇ１の量は現像剤搬送方向下流側ほど少ないので、現像剤供給搬送路２７の現像剤搬送方向下流側端部では現像剤供給搬送路２７から現像スリーブ２２側へ供給される現像剤Ｇ１の量が不足しやすい。そのため、現像剤供給搬送路２７の現像剤搬送方向下流側端部では、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤Ｇ３により現像剤Ｇ１の汲み上げを阻害されやすく、画像濃度ムラによる画質劣化が発生しやすい。

そこで、本実施形態１における現像ユニット２０においては、このような画質劣化を抑制するために、図２に示すように、以下の構成としている。すなわち、図９に示す従来の現像ユニット１２０よりも仕切壁４３の上端位置を下げて仕切壁４３の高さを低くするとともに、阻止部材としての遮蔽壁４４を設けた構成としている。この遮蔽壁４４は、ドクターブレード２５によって規制ギャップの通過を阻止された規制滞留現像剤Ｇ３が規制磁気力の磁力線に沿って現像スリーブ２２の表面側へ移動するのを阻止する位置に配置されている。

このような遮蔽壁４４を設けたことで、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤Ｇ３が現像剤供給搬送路２７からの現像剤Ｇ１の汲み上げを阻害することがなくなる。よって、現像剤供給搬送路２７から汲み上げられる現像剤Ｇ１の量が局所的に不足する箇所を生じにくくなり、汲み上げ磁気力によって引き寄せられた規制滞留現像剤Ｇ３が、規制ギャップを通過し得る現像スリーブ表面に近い領域で担持されにくくなる。したがって、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤Ｇ３と通常のトナー帯電量をもつ現像剤Ｇ１との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。

また、本実施形態１の遮蔽壁４４は、少なくとも現像領域の現像スリーブ回転軸方向全域にわたって現像剤供給搬送路２７内の現像剤Ｇ１を現像スリーブ２２側へ通過させるための供給通路であるスリット４５を、仕切壁４３の上端との間に形成する。よって、このような遮蔽壁４４を設けても、現像剤供給搬送路２７内の現像剤Ｇ１を現像スリーブ２２の表面へ汲み上げる動作が阻害されることはない。特に、本実施形態１においては、現像スリーブ軸線方向から見て、現像スリーブ２２の回転中心位置と供給スクリュー３２の回転中心位置とを結ぶ直線Ｌがスリット４５を通るような位置に、スリット４５が配置されている。よって、現像剤供給搬送路２７内の現像剤Ｇ１を最短距離で現像スリーブ２２の表面へ供給することができる。

図３は、実施形態１に係る現像ユニット２０におけるマグネットローラ２３の法線方向の磁束密度分布の一例を示す説明図である。本実施形態１においては、マグネットローラ２３の汲み上げ磁極Ｓ２の法線方向の磁束密度のピーク位置が、スリット４５の下端よりも下方になるよう配置している。すなわち、現像スリーブ２２の回転中心からスリット４５の下端を結んだ線ａに対して、現像スリーブ２２の回転中心から汲み上げ磁極Ｓ２の外周面における法線方向の磁束密度のピーク位置を結んだ直線ｂが下方となるよう配置する。

このような汲み上げ磁極Ｓ２の配置では、汲み上げ磁極Ｓ２が発生する汲み上げ磁気力によりスリット４５の下端ａよりも下方の現像剤供給搬送路２７内の現像剤Ｇ１を現像スリーブ２２側に引き寄せる効果が大きくなる。これにより、汲み上げ磁極Ｓ２が発生する汲み上げ磁気力により、スリット４５の下端ａよりも下方の現像剤供給搬送路２７内の現像剤Ｇ１を現像スリーブ２２側に引き寄せつつ、供給スクリュー３２により搬送して、スリット４５を通過させることができる。このため、供給スクリュー３２近傍の現像剤が少ない場合や、供給スクリュー３２の回転方向への現像剤搬送能力が低い形状の場合であっても、スリット４５を通過する現像剤Ｇ１の量を増やし、十分な量とすることができる。よって、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤Ｇ３と通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤Ｇ１との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。

一方、図１０は、特許文献１に記載の現像ユニットの説明図である。特許文献１に記載の現像ユニットでは、スリット４５の上部に、汲み上げ磁極Ｓ２の法線方向の磁束密度のピーク位置が対向するように汲み上げ磁極Ｓ２を配置している。この汲み上げ磁極Ｓ２が発生する汲み上げ磁気力により、現像剤供給搬送路２７内の供給スクリュー３２により搬送される現像剤を、スリット４５を通過させて現像スリーブ２２側に引き寄せて汲み上げる。この構成では、スリット４５の下端よりも下方では汲み上げ磁気力が弱くなる。このため、現像剤供給搬送路２７内の供給スクリュー３２近傍の現像剤が少ない場合や、供給スクリュー３２の回転方向への現像剤搬送能力が低い場合は、現像剤供給搬送路２７内からスリット４５を通過して現像スリーブ２２側に供給される現像剤の量が少なくなってしまう。このため、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤Ｇ３と通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤Ｇ１との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態が発生し、画像濃度ムラによる画質劣化を生じさせる虞がある。

また、供給スクリュー３２により現像剤Ｇ１を搬送してスリット４５を通過させる構成では、供給スクリュー３２の羽根ピッチでスリット４５を通過する現像剤Ｇ１の量が変わりやすく、羽根ピッチで画像濃度ムラを発生させやすいという問題がある。これは、現像剤搬送方向（回転軸方向）に対し、羽根の表側は現像剤を抱えこむため十分に現像剤量があるが、羽根の裏側は現像剤が少なくなることによる。

実施形態１の現像ユニット２０では、マグネットローラ２３の汲み上げ磁極Ｓ２の法線方向の磁束密度のピーク位置が、スリット４５の下端よりも下方になるよう配置している。この汲み上げ磁極Ｓ２が発生する汲み上げ磁気力により、現像スリーブ２２側に引き寄せられた現像剤Ｇ１の一部は、スリット４５下方の仕切壁４３に保持された状態となる（図３中Ｇ１’）。このような状態では、供給スクリュー３２のスクリュー羽根の裏側で、スリット４５に向けて搬送する現像剤が少なくなったとしても、仕切壁４３に保持した現像剤Ｇ１’がスリット４５に向けて搬送され、スリット４５を通過して現像スリーブ２２に供給される。これにより、スリット４５を通過する現像剤の量が供給スクリュー３２の羽根ピッチで変化して、羽根ピッチで画像濃度ムラを発生させやすいという問題を抑制できる。

図４は、実施形態１にかかる現像ユニット２０におけるマグネットローラ２３の法線方向の磁束密度分布の他の例を示す説明図である。図４に示すいずれのマグネットローラ２３も、汲み上げ磁極Ｓ２の法線方向の磁束密度ピーク位置が、スリット４５の下端よりも下方になるよう配置されており、上記効果が得られる。

また、本実施形態１におけるスリット４５の現像スリーブ回転軸方向長さは、図５に示すように、最大作像領域の幅よりも大きく設定されている。スリット４５の現像スリーブ回転軸方向長さが最大作像領域より狭いと、以下の問題が発生する。すなわち、最大作像領域の現像スリーブ回転軸方向両端部分に対応する現像スリーブ２２の表面部分にはスリット４５を通過して現像スリーブ回転軸方向へ回り込むように移動した現像剤Ｇ１が担持されるようになる。そのため、最大作像領域の現像スリーブ回転軸方向両端部分に対応する現像スリーブ２２の表面部分に担持される現像剤Ｇ１の量が不足しやすい。よって、現像スリーブ２２の当該表面部分では、規制滞留空間において規制滞留現像剤Ｇ３により不足分が補われる。その結果、最大作像領域全域を使って画像形成を行う場合に、現像スリーブ回転軸方向中央部と両端部との間で画像濃度ムラが生じ、画質劣化を引き起こす。本実施形態１では、スリット４５の現像スリーブ回転軸方向長さが最大作像領域の幅よりも大きく設定されているので、このような画質劣化は生じない。

スリット４５の開口幅（現像スリーブ表面移動方向長さ）は２ｍｍ以上であるのが好ましい。２ｍｍ未満であると、体積平均粒径が５０μｍ程度のキャリアを用いる場合に、汲み上げ磁気力の作用により現像剤Ｇ１がスリット４５をスムーズに通過することが困難となる。現像剤Ｇ１がスリット４５をスムーズに通過できないと、現像スリーブ２２の表面に汲み上げられる現像剤Ｇ１の量が不足し、その不足部分に規制滞留現像剤Ｇ３が補充されて規制ギャップを通過して現像領域へと搬送されてしまう。この場合、画像濃度ムラによる画質劣化が生じるおそれがある。２ｍｍ以上であれば、体積平均粒径が５０μｍ程度のキャリアを用いる場合でも、スリット４５に対して現像剤Ｇ１をスムーズに通過させることができる。このため、キャリアの小粒径化が進んでいる近年の小粒径キャリアを用いた現像剤であれば、特に安定してスリット４５に対して現像剤Ｇ１をスムーズに通過させることができる。よって、スリット４５を現像剤Ｇ１がスムーズに通過できずに画像濃度ムラによる画質劣化が生じてしまうのを回避することができる。

また、現像領域へ搬送する現像剤量の変動は現像能力に大きな影響を与えるため、ドクターブレード２５と現像スリーブ２２の表面との規制ギャップで規定量の現像剤が安定して現像領域へ送られるように設定されている。ここで、遮蔽壁４４と現像スリーブ２２の表面との遮蔽壁ギャップ（最近接部分の隙間）が規制ギャップよりも狭い場合、現像スリーブ２２の表面に担持されて遮蔽壁ギャップを通過する現像剤の量は、規制ギャップを通過する量よりも少ないものとなる。そのため、遮蔽壁ギャップを通過する現像剤に、現像剤供給搬送路２７から汲み上げられた現像剤Ｇ１だけが含まれ、規制滞留現像剤Ｇ３が含まれていない場合でも、現像剤Ｇ１の上に規制滞留現像剤Ｇ３が重なった現像剤層が規制ギャップを通過することになる。この場合でも、規制ギャップを通過する現像剤層において規制滞留現像剤Ｇ３が均一に分散しているのであれば、上述したような画像濃度ムラによる画質劣化は生じない。しかしながら、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤を多く含んだ現像剤層が現像領域で現像に寄与する結果、正常な画像濃度が得られないという不具合を引き起こす。

そこで、本実施形態１においては、遮蔽壁４４と現像スリーブ２２の表面との遮蔽壁ギャップを規制ギャップと同じか規制ギャップよりも広く設定している。これにより、規制ギャップを通過する現像剤層は、遮蔽壁ギャップを通過した現像剤層、すなわち、現像剤供給搬送路２７から汲み上げられたトナー帯電量が正常な現像剤Ｇ１のみからなる現像剤層となる。よって、正常な画像濃度が得られないという上述した不具合は解消できる。

〔実施形態２〕
次に、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタの他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
実施形態２の画像形成装置の全体構成は図１にしめす実施形態１の画像形成装置と同様であり、現像ユニット２０の基本構成は図２にしめす現像ユニット２０と同様である。 なお、以下の説明では、上記実施形態１とは異なる部分についてのみ説明し、上記実施形態１と同様の部分については説明を省略する。

図６は、実施形態２に係る現像ユニット２０のマグネットローラ２３の外周面上におけるの法線方向の磁束密度分布の一例を示す説明図である。図６には、現像スリーブ２２の回転中心位置からスリット４５の下端を結んだ線ａと、現像スリーブ２２の回転中心位置から供給スクリュー３２のスリット４５よりも下方の外周を結んだ接線ｃとを示している。
実施形態２では、現像ユニット２０のマグネットローラ２３の汲み上げ磁極Ｓ２の現像スリーブ２２の表面における法線方向の磁束密度が以下の条件を満たしている。すなわち、現像スリーブ２２の回転中心位置からスリット４５の下端を結んだ線ａと、現像スリーブ２２の回転中心位置から供給スクリュー３２のスリット４５下方の外周を結んだ接線ｃとで囲まれた範囲の総和を７００ｍＴ・ｄｅｇ以上とする。なお、以下の説明で、現像スリーブ２２の回転中心位置からスリット４５の下端を結んだ線ａを「供給スリット下端ａ」と呼ぶ。また、現像スリーブ２２の回転中心位置から供給スクリュー３２のスリット４５下方の外周を結んだ接線ｃを、「スクリュー外径接線ｃ」と呼ぶ。

図７は、実施形態２に係るマグネットローラ２３の汲み上げ磁極Ｓ２と規制磁極Ｎ１との現像スリーブ２２表面における法線方向の磁束密度の一例を示すグラフである。図７の横軸は現像スリーブ２２の回転軸中心からの角度、縦軸は現像スリーブ２２表面で測定した法線方向の磁束密度である。なお、横軸の角度は、現像スリーブ２２の回転中心に対して、任意の基準位置からの角度であるので、０度の基準位置の場所で値は変わる。
図７において、斜線領域の面積が、供給スリット下端ａとスクリュー外径接線ｃとに囲まれた範囲の、汲み上げ磁極Ｓ２の現像スリーブ２２の表面における法線方向の磁束密度の総和である。図７にしめすマグネットローラ２３では、８１２ｍＴ・ｄｅｇとなっている。

このようなマグネットローラ２３を用いることで、スリット４５の下端よりも下方の供給スクリュー３２内の現像剤Ｇ１に対しても十分な汲み上げ磁気力が作用する。これにより、スリット４５よりも下方の現像剤Ｇ１を現像スリーブ２２側に引き寄せつつ、供給スクリュー３２により搬送して、スリット４５を通過させることができる。このため、供給スクリュー３２近傍の現像剤が少ない場合や、供給スクリュー３２の回転方向への現像剤搬送能力が低い場合に、スリット４５を通過する現像剤Ｇ１の量を増やして十分な量とすることができる。これにより、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤Ｇ３と通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤Ｇ１との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。

また、現像ユニット２０では、上記マグネットローラ２３の汲み上げ磁極Ｓ２が発生する汲み上げ磁気力により、現像スリーブ２２側に引き寄せられた現像剤Ｇ１の一部は、スリット４５下方の仕切壁４３に保持された状態となる（図６中Ｇ１’）。このような状態では、供給スクリュー３２のスクリュー羽根の裏側で、スリット４５に向けて搬送する現像剤が少なくなったとしても、仕切壁４３に保持した現像剤Ｇ１’がスリット４５に向けて搬送され、スリット４５を通過して現像スリーブ２２に供給される。これにより、スリット４５を通過する現像剤の量が供給スクリュー３２の羽根ピッチで変化して、羽根ピッチで画像濃度ムラを発生させやすいという問題を抑制できる。

以下、供給スリット下端ａとスクリュー外径接線ｃとに囲まれた範囲の、現像スリーブ２２の表面における法線方向の磁束密度の総和を７００ｍＴ・ｄｅｇ以上と設定した実験について説明する。図８は、実験に用いたマグネットローラ２３の汲み上げ磁極Ｓ２と規制磁極Ｎ１との法線方向の磁束密度図を示す。図８に示すように、汲み上げ磁極Ｓ２の供給スリット下端ａとスクリュー外径接線ｃとに囲まれた範囲の法線方向磁束密度分布の形を振って、全ベタ画像、及び、ハーフトーン画像を出力し、濃度ムラの有無を評価した。結果を表１に示す。

なお、現像ユニット２０の他の条件は以下の通りである。
現像剤としては、重量平均粒径３５μｍのキャリアと重量平均粒径４．９μｍのトナーとを含む２成分現像剤を用いる。現像スリーブ２２は直径３０ｍｍ、表面は十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ）３６±１０μｍとなる凹凸を有し、回転数は４２２ｒｐｍとした。供給スクリュー３２は、外径３０ｍｍ、軸径８ｍｍ、回転数４３２ｒｐｍとした。供給スクリュー３２のスクリュー羽根はピッチ５２ｍｍの２条スクリューを用いた。仕切壁４３の厚さ２ｍｍ、スリット４５開口幅は３ｍｍとした。現像スリーブ２２の回転中心に対して供給スクリューの回転中心は６ｍｍ下側、現像スリーブ２２の回転中心に対して遮蔽壁４４の上端は１ｍｍ上側、現像スリーブ２２の回転中心に対してスリット４５の下端は５ｍｍ下側とした。また、供給スクリュー３２と仕切壁４３とのギャップ、及び、現像スリーブ２２と仕切壁４３のギャップは１ｍｍとした。

表１に示すように、供給スリット下端ａとスクリュー外径接線ｃとに囲まれた範囲の、現像スリーブ２２の表面における法線方向の磁束密度の総和が７００ｍＴ・ｄｅｇ以上とすることで、全ベタ画像、及び、ハーフトーンの濃度ムラは良好に抑制される。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様ごとに特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
現像ユニット２０などの現像装置は、内部にマグネットローラ２３などの磁界発生手段を備えていて、磁界発生手段が発生させる磁気力により現像剤を表面上に担持して回転することにより感光体３などの潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像スリーブ２２などの現像剤担持体と、現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを現像剤担持体の表面との間に形成するドクターブレード２５などの現像剤規制部材と、現像剤担持体の表面に隣接して配置され、現像剤担持体の表面上に供給される現像剤Ｇ１を供給スクリュー３２などの現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送するとともに、規制ギャップの通過を現像剤規制部材によって阻止された現像剤Ｇ３を回収する現像剤供給搬送路２７とを有している。上記磁界発生手段は、少なくとも、現像剤供給搬送路における現像剤担持体側の仕切壁４３などの側壁上端を超えて現像剤供給搬送路内の現像剤Ｇ１を現像剤担持体側に引き寄せて現像剤担持体の表面に汲み上げるための汲み上げ磁気力を発生させる汲み上げ磁極Ｓ２と、規制ギャップを通過する現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極Ｎ２とを備えている。汲み上げ磁極Ｓ２及び規制磁極Ｎ２は、現像剤担持体表面移動方向で互いに隣接していて、かつ、互いに逆極性のものである。そして、仕切壁４３の上端との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって現像剤供給搬送路内の現像剤Ｇ１を現像剤担持体側へ通過させるためのスリット４５などの供給通路を確保しつつ、現像剤規制部材によって規制ギャップの通過を阻止された規制滞留現像剤Ｇ３が規制磁気力の磁力線に沿って現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材としての遮蔽壁４４が設けられている。この現像装置において、汲み上げ磁極Ｓ２の法線方向の磁束密度のピーク位置をスリット４５の下端よりも下方に配置する。

（態様Ａ）においては、汲み上げ磁極Ｓ２の法線方向の磁束密度のピーク位置が供給通路の下端よりも下方のため、汲み上げ磁極が発生する汲み上げ磁気力により供給通路の下端よりも下方の現像剤搬送路内の現像剤Ｇ１を現像剤担持体側に引き寄せる効果が大きくなる。このため、汲み上げ磁極が発生する汲み上げ磁気力により、供給通路の下端よりも下方の現像剤搬送路内の現像剤Ｇ１を現像剤担持体側に引き寄せつつ、現像剤供給搬送部材により搬送して、供給通路を通過させることができる。これは、特許文献１に記載の汲み上げ磁極Ｓ２の配置と比較して、現像剤供給搬送部材近傍の現像剤が少ない場合や、現像剤供給搬送部材の回転方向への現像剤搬送能力が低い場合に、供給通路を通過する現像剤Ｇ１の量を増やして十分な量とすることができる。よって、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤Ｇ３と通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤Ｇ１との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。

（態様Ｂ）
現像ユニット２０などの現像装置は、内部にマグネットローラ２３などの磁界発生手段を備えていて、磁界発生手段が発生させる磁気力により現像剤を表面上に担持して回転することにより感光体３などの潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像スリーブ２２などの現像剤担持体と、現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを現像剤担持体の表面との間に形成するドクターブレード２５などの現像剤規制部材と、現像剤担持体の表面に隣接して配置され、現像剤担持体の表面上に供給される現像剤Ｇ１を供給スクリュー３２などの現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送するとともに、規制ギャップの通過を現像剤規制部材によって阻止された現像剤Ｇ３を回収する現像剤供給搬送路２７とを有している。上記磁界発生手段は、少なくとも、現像剤供給搬送路における現像剤担持体側の仕切壁４３などの側壁上端を超えて現像剤供給搬送路内の現像剤Ｇ１を現像剤担持体側に引き寄せて現像剤担持体の表面に汲み上げるための汲み上げ磁気力を発生させる汲み上げ磁極Ｓ２と、規制ギャップを通過する現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極Ｎ２とを備えている。汲み上げ磁極Ｓ２及び規制磁極Ｎ２は、現像剤担持体表面移動方向で互いに隣接していて、かつ、互いに逆極性のものである。そして、仕切壁４３の上端との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって現像剤供給搬送路内の現像剤Ｇ１を現像剤担持体側へ通過させるためのスリット４５などの供給通路を確保しつつ、現像剤規制部材によって規制ギャップの通過を阻止された規制滞留現像剤Ｇ３が規制磁気力の磁力線に沿って現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材としての遮蔽壁４４が設けられている。この現像装置において、現像剤担持体の回転中心位置から供給通路の下端を結んだ線ａと、現像剤担持体の回転中心位置から現像剤供給搬送部材の供給通路よりも下方の外周を結んだ接線ｃとで囲まれた範囲の、汲み上げ磁極Ｓ２の現像剤担持体表面における法線方向の磁束密度の総和が７００ｍＴ・ｄｅｇ以上である。

（態様Ｂ）においては、汲み上げ磁極Ｓ２の上記範囲における法線方向の磁束密度の総和を７００ｍＴ・ｄｅｇ以上とすることで、供給通路の下端よりも下方の現像剤供給搬送部材内の現像剤Ｇ１に対しても十分な汲み上げ磁気力が作用する。これにより、供給通路よりも下方の現像剤Ｇ１を現像剤担持体側に引き寄せつつ、現像剤供給搬送部材により搬送して、供給通路を通過させることができる。これは、特許文献１に記載の汲み上げ磁極Ｓ２の配置と比較して、現像剤供給搬送部材近傍の現像剤が少ない場合や、現像剤供給搬送部材の回転方向への現像剤搬送能力が低い場合に、供給通路を通過する現像剤Ｇ１の量を増やして十分な量とすることができる。これにより、実施形態２の実験で示すように、トナー帯電量が異常に高い規制滞留現像剤Ｇ３と通常のトナー帯電量をもつ他の現像剤Ｇ１との混ざり具合が不十分な状態の現像剤層が現像領域に送り込まれる事態の発生が抑制され、画像濃度ムラによる画質劣化が抑制される。

（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、現像剤供給搬送部材は供給スクリュー３２などのスクリュー部材であり、汲み上げ磁極Ｓ２の汲み上げ磁気力により、現像剤供給搬送路における供給通路より下方の仕切壁４３などの現像剤担持体側の側壁に、現像剤供給搬送路内の現像剤を保持する。

現像剤供給搬送部材としてスクリュー部材を用いる構成では、スクリュー部材の羽根ピッチで供給通路を通過する現像剤Ｇ１の量が変わりやすく、羽根ピッチで画像濃度ムラを発生させやすいという問題がある。これは、現像剤搬送方向（回転軸方向）に対し、羽根の表側は現像剤を抱えこむため十分に現像剤量があるが、羽根の裏側は現像剤が少なくなることによる。
（態様Ｃ）においては、汲み上げ磁極Ｓ２が発生する汲み上げ磁気力により、現像剤担持体側に引き寄せられた現像剤Ｇ１の一部は、供給通路下方の仕切壁４３に保持された状態となる（図３中Ｇ１’）。このような状態では、スクリュー部材のスクリュー羽根の裏側で現像剤が少なくなったとしても、仕切壁４３に保持した現像剤Ｇ１’が供給通路に向けて搬送され、供給通路を通過して現像剤担持体側に供給される。これにより、供給通路を通過する現像剤の量がスクリュー部材の羽根ピッチで変化して、羽根ピッチで画像濃度ムラを発生させやすいという問題を抑制できる。

（態様Ｄ）
感光体３などの潜像担持体と、潜像担持体上に潜像を形成する帯電装置４及び光書込ユニット１０などの潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む現像剤により潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、現像装置により潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、現像装置として（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれか１項に記載の現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、画像濃度ムラのない高品位な画像が得られる。

（態様Ｅ）
少なくとも少なくとも潜像担持体と現像装置とを一体的に保持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置を用いる。これによれば、画像濃度ムラを抑制しつつ、メンテナンス性を向上させることができる。

２ プロセスユニット
３ 感光体
４ 帯電装置
１０ 光書込ユニット
２０ 現像ユニット
２１ 現像ロール
２２ 現像スリーブ
２３ マグネットローラ
２５ ドクターブレード
２７ 現像剤供給搬送路
２８ 現像剤回収搬送路
３２ 供給スクリュー
３５ 受取スクリュー
４３ 仕切壁
４３ａ 縁部
４４ 遮蔽壁
４４ａ 縁部
４５ スリット
５１ 中間転写ベルト
Ｇ１〜Ｇ４ 現像剤（Ｇ３ 規制滞留現像剤）
Ｎ２ 規制磁極
Ｓ２ 汲み上げ磁極
ａ 供給スリット下端
ｂ 汲み上げ磁極の法線方向磁束密度のピーク位置
ｃ スクリュー外径接線

特開２０１２−１０８４６６号公報

Claims (4)

1. 内部に磁界発生手段を備えていて、該磁界発生手段が発生させる磁気力によりトナー及び磁性キャリアを含む現像剤を表面上に担持して回転することにより潜像担持体の表面と対向する現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、上記現像剤担持体の表面上に担持された現像剤が通過することで上記現像領域へ搬送される現像剤の量を規制するための規制ギャップを該現像剤担持体の表面との間に形成する現像剤規制部材と、上記現像剤担持体の表面に隣接して配置され、該現像剤担持体の表面上に供給される現像剤を現像剤供給搬送部材により現像剤担持体回転軸方向に沿って搬送するとともに、上記規制ギャップの通過を上記現像剤規制部材によって阻止された現像剤を回収する現像剤供給搬送路とを有し、上記磁界発生手段は、少なくとも、上記現像剤供給搬送路における上記現像剤担持体側の側壁上端を超えて該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側に引き寄せて該現像剤担持体の表面に汲み上げるための汲み上げ磁気力を発生させる汲み上げ磁極と、上記規制ギャップを通過する現像剤を穂立ちさせるための規制磁気力を発生させる規制磁極とを備え、上記汲み上げ磁極及び上記規制磁極は、現像剤担持体表面移動方向で互いに隣接していて、かつ、互いに逆極性のものであり、上記現像剤供給搬送路の上記側壁上端との間に、少なくとも現像領域の現像剤担持体回転軸方向全域にわたって該現像剤供給搬送路内の現像剤を該現像剤担持体側へ通過させるための供給通路を確保しつつ、上記現像剤規制部材によって上記規制ギャップの通過を阻止された現像剤が上記規制磁気力の磁力線に沿って上記現像剤担持体の表面側へ移動するのを阻止する阻止部材を設けた現像装置において、
   上記汲み上げ磁極の法線方向の磁束密度のピーク位置を上記供給通路の下端よりも下方に配置したことを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記現像剤供給搬送部材はスクリュー部材であり、上記汲み上げ磁極の汲み上げ磁気力により上記現像剤供給搬送路の上記供給通路より下方の上記現像剤担持体側の側壁に該現像剤供給搬送路内の現像剤を保持することを特徴とする現像装置。
3. 潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含む現像剤により該潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有し、該現像装置により該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材へ転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記現像装置として、請求項１または２に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
4. 少なくとも潜像担持体と現像装置とを一体的に保持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   上記現像装置として、請求項１または２に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。

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