現像装置及び画像形成装置
【課題】規制部材によって規制された後において現像剤保持体に保持される現像剤量のムラを抑制する。
【解決手段】規制ロール９７に最も近い現像ロール７８の磁極である規制極部Ｎ２が、現像ロール７８の軸中心Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向上流側に、４°以上１５°以下の位置に配置されている（θ２参照）。
【解決手段】規制ロール９７に最も近い現像ロール７８の磁極である規制極部Ｎ２が、現像ロール７８の軸中心Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向上流側に、４°以上１５°以下の位置に配置されている（θ２参照）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置としては、特許文献１に開示される現像装置が公知である。特許文献１に開示される現像装置は、現像ロール１２が有する磁石ロール１２ｂの一つの磁極１２ｃと対向する位置に、現像スリーブ１２ａの周面と近接又は接触するように層厚規制ロール１６を備える。この層厚規制ロール１６は少なくとも一部が磁性材料で構成され、現像ロール１２周面のほぼ法線方向に移動自在に支持されている。したがって、常にほぼ一定の圧接力が維持されるとともに、凝集したトナーや異物が圧接位置に滞留することがなく、現像ロール１２上に均一な現像剤層が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２０７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、規制部材によって規制された後において現像剤保持体に保持される現像剤量のムラを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る現像装置は、像保持体に対向配置され、複数の磁極を内部に備え、現像剤を表面に前記磁極の磁力によって保持し、回転して前記現像剤を前記像保持体へ搬送する現像剤保持体と、前記現像剤保持体に対向配置され、前記現像剤保持体が保持した現像剤の量を規制し、磁性を有するロール状の規制部材と、を備え、前記現像剤保持体の軸中心から見たときの前記像保持体の軸中心位置と前記規制部材の軸中心位置との角度差が９０°以内であり、前記規制部材に最も近い現像剤保持体の磁極が、前記現像剤保持体の軸中心から見たときに、前記規制部材との最近接位置から現像剤搬送方向上流側に、４°以上１５°以下の位置に配置されている。
【０００６】
本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の現像装置と、表面に形成された静電潜像が前記現像装置の前記現像剤によって現像される前記像保持体と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、規制部材によって規制された後において現像剤保持体に保持される現像剤量のムラを抑制できる。
【０００８】
本発明の請求項２の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、形成される画像の濃度ムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成ユニットの概略断面図である。
【図３】本実施形態に係る攪拌搬送室の概略断面図である。
【図４】本実施形態に係る現像ロールの磁力線を示す模式図である。
【図５】本実施形態に係る現像ロールの磁束密度の強度分布を示す模式図である。
【図６】本実施形態に係る規制ロールによる規制後の現像ロール上の現像剤量を示すグラフである。
【図７】本実施形態に係る規制ロールによって現像ロールから除去された現像剤のフローを示す表である。
【図８】本実施形態に係る規制極部の配置位置を替えた場合における現像剤の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係るプリンタの構成）
まず、本実施形態に係るプリンタの構成を説明する。図１には、画像形成装置の一例としてのプリンタ１０が示されている。
【００１１】
プリンタ１０は、フルカラー画像又は白黒画像を形成するデジタルプリンタであり、内部に画像処理装置（図示省略）が設けられている。画像処理装置は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データに画像処理を施すようになっている。
【００１２】
プリンタ１０の上部には、図１に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーを収容するトナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが交換可能に設けられている。なお、以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）の各色に対応する部材の符号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付与して区別する。
【００１３】
トナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋには、それぞれトナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの一端が接続されている。なお、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、パイプで構成されており、プリンタ１０の側面に沿って下方側へ向けられた配置となっているが、途中経路の図示は省略している。
【００１４】
また、プリンタ１０の中央部には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像剤に対応する４つの画像形成ユニット１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が、正面視にて右斜め下方に向けて互いに一部を重ねた状態で配置されている。現像剤は、非磁性タイプのトナーと、磁性を有するキャリアとが混合されたものである。ここで、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの他端が、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにそれぞれ接続されており、各色のトナーが各画像形成ユニット１２に供給されるようになっている。
【００１５】
各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの上方には、転写部１４が設けられている。転写部１４は、中間転写体の一例としての中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に配置され、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの各トナー像を中間転写ベルト１６に多重転写させる４つの一次転写部材の一例としての一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、中間転写ベルト１６上で重ねられたトナー像を、記録用紙Ｐに転写させる二次転写ロール２０とを有している。
【００１６】
中間転写ベルト１６は、図示しないモータで駆動される駆動ロール２２と、中間転写ベルト１６の張力を調整するテンションロール２４と、二次転写ロール２０と対向配置されたバックアップロール２６との間に、一定の張力で巻き掛けられており、駆動ロール２２により、図１の矢印Ｘ方向（反時計回り方向）に循環駆動されるようになっている。
【００１７】
一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、中間転写ベルト１６を挟んでそれぞれの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの後述する感光体２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）と対向配置されている。また、一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性（本実施形態では一例として正極性）の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。なお、二次転写ロール２０も、給電ユニットによって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が付与されるようになっている。
【００１８】
また、中間転写ベルト１６の駆動ロール２２が設けられている位置の外周面には、クリーニング装置３０が設けられている。クリーニング装置３０は、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４を備えており、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４によって、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。
【００１９】
プリンタ１０の記録用紙Ｐの搬送経路と反対側の側面近傍には、プリンタ１０の各部の駆動制御を行う制御ユニット３６が設けられている。また、画像形成ユニット１２の下側には、帯電された感光体２８の表面に各色に対応した露光光Ｌ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ）を照射して静電潜像を形成する露光ユニット４０が設けられている。
【００２０】
露光ユニット４０は、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに共通の１つのユニットで構成されており、４つの半導体レーザ（図示省略）を各色の色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザから露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光ユニット４０は、各画像形成ユニット１２毎に個別に設けてもよい。
【００２１】
また、露光ユニット４０は、直方体状のフレーム３８で密閉されており、内部には、各露光光Ｌを主走査方向に走査するためのｆ−θレンズ（図示省略）及びポリゴンミラー４２が設けられている。フレーム３８の上面には、４本の露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８に向けて出射するためのガラス窓４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋが設けられている。
【００２２】
ここで、露光ユニット４０の半導体レーザから出射された露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、ｆ−θレンズを介してポリゴンミラー４２に照射され、このポリゴンミラー４２によって偏向走査される。ポリゴンミラー４２で偏向走査された露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、結像レンズ及び複数枚のミラーからなる光学系（図示省略）を介して、感光体２８上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。
【００２３】
一方、露光ユニット４０の下側には、記録用紙Ｐが収納された給紙カセット４６が配置されている。また、給紙カセット４６の端部から鉛直方向上方には、記録用紙Ｐを搬送する用紙搬送路５０が設けられている。
【００２４】
用紙搬送路５０には、記録用紙Ｐを給紙カセット４６から送り出す給紙ロール４８と、記録用紙Ｐを１枚ずつ給紙させる用紙分離搬送用のロール対５２と、中間転写ベルト１６上の画像の移動タイミングと記録用紙Ｐの搬送タイミングを合わせる用紙先端位置合わせロール５４とが設けられている。ここで、給紙カセット４６から給紙ロール４８によって順次送出された記録用紙Ｐは、用紙搬送路５０を経由して、間欠的に回転する用紙先端位置合わせロール５４によって中間転写ベルト１６の二次転写位置まで一旦搬送され、停止される。
【００２５】
二次転写ロール２０の上方には、定着装置６０が設けられている。定着装置６０は、加熱された加熱ロール６２と、この加熱ロール６２に圧接された加圧ロール６４とを備えている。ここで、二次転写ロール２０によって各色のトナー像が転写された記録用紙Ｐは、加熱ロール６２と加圧ロール６４との圧接部で熱及び圧力により定着され、記録用紙Ｐの搬送方向下流側に設けられた排出装置の一例としての排紙ロール６６によって、プリンタ１０の上部に設けられた排出部６８に排出されるようになっている。また、トナー像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト１６の表面は、クリーニング装置３０によって残留トナーや紙粉等が除去される。
【００２６】
次に、画像形成ユニット１２について説明する。ここでは、一例として、画像形成ユニット１２Ｍについて説明する。なお、他の各色に対応した画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｋは、画像形成ユニット１２と同様の構造であるため、説明を省略する。また、画像形成ユニット１２Ｍの各構成部材については、符号Ｍを省略して表示する。
【００２７】
図２に示すように、画像形成ユニット１２は、矢印Ａ（時計回り）方向に回転駆動される感光体２８を備えている。感光体２８の周囲には、感光体２８の表面に接触して感光体２８を一様に帯電する帯電装置の一例としての帯電ロール７２と、前述の露光光Ｌにより感光体２８上に形成された静電潜像を各色の現像剤（トナー）で現像する現像装置の一例としての現像部７０と、転写後の感光体２８の表面に光を照射して除電を行う除電装置の一例としてのイレーズランプ７４と、除電後の感光体２８の表面を清掃するクリーニングユニット７６とが設けられている。
【００２８】
帯電ロール７２、現像部７０、イレーズランプ７４、及びクリーニングユニット７６は、感光体２８の表面と対向して、感光体２８の回転方向上流側から下流側へ向けてこの順番で配置されている。
【００２９】
帯電ロール７２は、現像部７０の後述する現像剤保持部材としての現像ロール７８よりも鉛直方向下側の配置となるように、画像形成ユニット１２の筐体に回転可能に設けられている。また、帯電ロール７２の外周面で感光体２８と反対側には、帯電ロール７２表面に付着したトナー等を取り除くクリーニングロール７９が回転可能に設けられている。なお、帯電ロール７２は、図示しない通電手段に接続されており、画像形成時に通電されることにより感光体２８表面を帯電させる。
【００３０】
また、図２に示すように、画像形成ユニット１２Ｍのクリーニングユニット７６は、クリーニングブレード７３と、搬送部材７５とを備えている。クリーニングブレード７３は、感光体２８の表面に接触角を有して接触し、転写残トナー等を掻き取る。また、搬送部材７５は、クリーニングブレード７３の背面側に配置され、クリーニングブレード７３によって掻き取られた転写残トナー等を排トナーボックス（図示省略）に排出する。
【００３１】
画像形成ユニット１２Ｍの感光体２８よりも下側で、帯電ロール７２及びクリーニングロール７９の左側には、露光用の空間が形成されている。そして、画像形成ユニット１２Ｍの底面で、この露光用の空間の下側に位置する部分には、露光用開口部６９が形成されている。これにより、露光光ＬＭが、露光用開口部６９を通って感光体２８表面に照射可能となっている。
【００３２】
次に、プリンタ１０の画像形成工程について説明する。
図１に示すように、画像処理装置（図示省略）で画像処理が施された画像データは、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、露光ユニット４０に順次出力される。露光ユニット４０では、各色の色材階調データに応じて各露光光Ｌを出射して、各感光体２８に走査露光を行い、潜像（静電潜像）が形成される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、感光体２８上に形成された静電潜像は、現像部７０によって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像（現像剤像）として顕在化され現像が行われる。そして、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８上に順次形成された各色のトナー像は、４つの一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって中間転写ベルト１６上に順次多重転写される。
【００３４】
中間転写ベルト１６上に多重転写された各色のトナー像は、二次転写ロール２０によって、搬送されてきた記録用紙Ｐ上に二次転写される。そして、記録用紙Ｐ上の各色のトナー像が定着装置６０で定着され、定着後の記録用紙Ｐは、排出部６８に排出される。
【００３５】
トナー像の転写工程が終了した後の感光体２８の表面は、クリーニングユニット７６によって残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置３０で除去される。
【００３６】
（現像部７０の構成）
次に、現像装置の一例としての現像部７０の構成について説明する。
【００３７】
現像部７０は、図２に示すように、現像剤Ｇが収容される現像剤収容室８０が内部に形成された筐体８１を備えている。
【００３８】
現像剤収容室８０には、図２及び図３に示すように、現像剤Ｇを攪拌（混合）して搬送する攪拌搬送路８４が形成されている。
【００３９】
攪拌搬送路８４は、底面から立設された仕切壁９３で仕切られ、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂの２条の攪拌路が設けられている。仕切壁９３の両端部位置には、第１開口９４と第２開口９５が形成されており、この第１開口９４と第２開口９５によって、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂが通じている。
【００４０】
第１攪拌路８４Ａの一端（図２の紙面奥側）は、第２攪拌路８４Ｂの端面よりも外側へ向けて突出した突出部９０が形成されており、突出部９０の上面には、前述のトナー供給路１３Ｍ（図１参照）の他端が接続されるトナー供給口９６が形成されている。これにより、トナーカートリッジ１１Ｍのトナーが、トナー供給路１３Ｍを流下して、画像形成ユニット１２Ｍ（現像部７０）に供給されるようになっている。
【００４１】
第１攪拌路８４Ａには、第１攪拌搬送部材９１が配置されている。第１攪拌搬送部材９１は、筐体８１に回転可能に支持された第１軸部９１Ａと、第１軸部９１Ａの周りに設けられた螺旋状の第１羽根部９１Ｂとで構成されている。同様にして、第２攪拌路８４Ｂには、第２攪拌搬送部材９２が配置されている。第２攪拌搬送部材９２は、筐体８１に回転可能に支持された第２軸部９２Ａと、第２軸部９２Ａの周りに設けられた螺旋状の第２羽根部９２Ｂとで構成されている。
【００４２】
第１軸部９１Ａ及び第２軸部９２Ａは、図示しないモータ及びギヤからなる駆動手段によって駆動されるようになっている。ここで、第１軸部９１Ａが矢印Ｃ方向、第２軸部９２Ａが矢印Ｄ方向（矢印Ｃ、Ｄは同じ方向）にそれぞれ回転することで、攪拌搬送路８４内の現像剤Ｇは、供給されたトナーと混合され、それぞれ第１攪拌路８４Ａ内、及び第２攪拌路８４Ｂ内を攪拌混合されながら搬送されて、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂとの間を矢印方向（図３参照）に循環するようになっている。
【００４３】
また、図２に示すように、筐体８１には、感光体２８側の側壁に開口部９８が形成されている。また、現像剤収容室８０には、感光体２８の長手方向を軸方向とし、矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転する現像ロール７８が設けられている。さらに、現像剤収容室８０には、規制部材としての規制ロール９７が設けられている。
【００４４】
規制ロール９７は、現像ロール７８の回転方向の感光体２８よりも上流側で、感光体２８及び現像ロール７８の下側に配置されている。また、規制ロール９７は、現像ロール７８外周面と間隔をあけて配置されている。
【００４５】
さらに、規制ロール９７は、円柱状に形成された磁性体で構成されている。この磁性体としては、例えば、一般的な低炭素鋼や、フェライト系のステンレス鋼から構成されている。
【００４６】
この規制ロール９７では、磁性体の磁極により現像剤を保持する保持力が発生し、この保持力によって、現像ロール７８に保持された現像剤の一部が削られる。このように、規制ロール９７は、現像ロール７８表面の現像剤の通過量を規制して、現像ロール７８表面に予め決められた厚さの現像剤層を形成するようになっている。
【００４７】
現像ロール７８は、筐体８１に形成された開口部９８を介して感光体２８の外周面と対向配置されている。また、現像ロール７８は、現像剤収容室８０に固定された磁界発生手段としてのマグネットロール７８Ｂと、中空円筒状でマグネットロール７８Ｂの外回りを回転可能に設けられた筒状の回転体としての現像スリーブ７８Ａとで構成されている。なお、現像ロール７８と感光体２８の間には、バイアス電圧が付与されて電界が形成されており、現像時に現像剤Ｇ中のトナーを感光体２８の潜像に向けて移動させるようになっている。
【００４８】
図４に示すように、現像ロール７８のマグネットロール７８Ｂは、感光体２８と向き合い現像剤Ｇ（図４では図示省略）を保持するための現像極部Ｓ１と、現像極部Ｓ１と異なる極性で現像極部Ｓ１の現像剤を引き付ける搬送極部Ｎ１と、現像極部Ｓ１と同じ極性で搬送極部Ｎ１に引き付けられた現像剤Ｇを剥離させる剥離極部Ｓ２と、が設けられている。
【００４９】
さらに、マグネットロール７８Ｂは、剥離極部Ｓ２と同じ極性で第２攪拌搬送部材９２で搬送された現像剤Ｇを吸引する吸引極部Ｓ３と、吸引極部Ｓ３と異なる極性で規制ロール９７により薄層を形成するための規制極部Ｎ２とが設けられている。
【００５０】
現像極部Ｓ１は、感光体２８と最も近接する位置に配置されており、搬送極部Ｎ１は、現像スリーブ７８Ａの回転方向における現像極部Ｓ１よりも下流側で、現像ロール７８の鉛直方向の最も上側となる位置に配置されている。剥離極部Ｓ２は、現像スリーブ７８Ａの回転方向における搬送極部Ｎ１よりも下流側に配置されており、吸引極部Ｓ３は、第２攪拌搬送部材９２と近接する位置に配置されている。規制極部Ｎ２は、規制ロール９７と対向する位置に配置されている。
【００５１】
また、搬送極部Ｎ１から現像極部Ｓ１に向けて磁界Ｍ１が形成されており、搬送極部Ｎ１から剥離極部Ｓ２に向けて磁界Ｍ２が形成されている。さらに、規制極部Ｎ２から現像極部Ｓ１に向けて磁界Ｍ３が形成され、規制極部Ｎ２から吸引極部Ｓ３に向けて磁界Ｍ４が形成されている。なお、剥離極部Ｓ２と吸引極部Ｓ３とが同じ極性のため、剥離極部Ｓ２と吸引極部Ｓ３の間の領域では、剥離極部Ｓ２に向かう磁界Ｍ５と吸引極部Ｓ３に向かう磁界Ｍ６との反発力により、現像スリーブ７８Ａ上の現像剤Ｇが剥離されるようになっている。
【００５２】
また、図５に示すように、現像ロール７８では、マグネットロール７８Ｂにおける搬送極部Ｎ１、剥離極部Ｓ２、吸引極部Ｓ３、規制極部Ｎ２、及び現像極部Ｓ１の径方向に、それぞれ磁束密度が高くなる領域Ｂ１、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ２、Ｂ３が位置している。
【００５３】
ここで、本実施形態では、現像ロール７８の軸中心（回転中心）Ｃ１から見たときの感光体２８の軸中心位置（回転中心）Ｃ２と規制ロール９７の軸中心位置Ｃ３との角度差θ１が９０°以内とされている。
【００５４】
本実施形態では、剥離極部Ｓ２で剥離した現像剤が第２攪拌路８４Ｂに落下し、撹拌搬送された後に現像に再利用されることを見込んでいるため、剥離させた現像剤が低濃度のまま落下途中で現像ロール７８に再付着してしまわないよう、吸引極部Ｓ３を剥離極部Ｓ２の直下から離す必要がある。
【００５５】
従って、吸引極部Ｓ３は最下部近傍に配置されるのが好ましく、それに伴って、現像剤供給のための第２攪拌路８４Ｂ（第２攪拌搬送部材９２）をある程度、現像ロール７８の下に潜り込ませるように配置する必要が生じるため、規制ロール９７はそれよりも感光体２８寄りに配置されることとなる。
【００５６】
このため、規制ロール９７を感光体２８の直下付近に配置するのが最適なレイアウトとなり、このとき、角度差θ１が９０°以内となる。
【００５７】
また、本実施形態では、規制ロール９７に最も近い現像ロール７８の磁極である規制極部Ｎ２が、現像ロール７８の軸中心Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向上流側に配置されている。
【００５８】
もし仮に、規制極部Ｎ２を、現像ロール７８の軸中心Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向下流側に配置した場合には、現像極部Ｓ１と規制極部Ｎ２との間隔が狭くなり過ぎてしまい、製造上の困難が生じる可能性がある。従って、規制極部Ｎ２は、現像ロール７８の軸中心Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向上流側に配置する必要がある。
【００５９】
また、本実施形態では、規制ロール９７に最も近い現像ロール７８の磁極である規制極部Ｎ２が、現像ロール７８の軸中心（回転中心）Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向上流側に、４°以上１５°以下の位置に配置されている（θ２参照）。なお、規制極部Ｎ２の位置は、磁束密度が最も高くなる部分Ｈが基準となる。
【００６０】
ここで、規制極部Ｎ２の位置を現像スリーブ７８Ａの周方向に変えて、上記の角度θ２を変化させたときについて評価を行った。
【００６１】
評価は、規制ロール９７による規制後の現像ロール７８上の現像剤量を測定すること（図６参照）及び規制ロール９７によって現像ロール７８から除去された現像剤のフローを観察すること（図７参照）で行った。
【００６２】
この結果、図６に示すように、規制極部Ｎ２の位置が規制ロール９７に近づくにつれて規制後の現像剤量は徐々に多くなっていき、角度θ２が３°よりも狭くなるあたりから急激に多くなっていき、角度θ２が0°付近では爆発的に多くなってしまう。
【００６３】
また、角度θ２が0°付近においては、規制後の現像剤量がふらついて安定しない様子も観察された。
【００６４】
さらに、規制ロール９７によって除去された現像剤のフローを観察したところ、図７に示すように、角度θ２が３°よりも狭くなるあたりから現像剤の動きが止まってしまい、還流しなくなることが確認された。
【００６５】
これは、図８（ａ）に示すように、規制極部Ｎ２からの磁力線Ｊが垂直に近づくと、余剰な現像剤を逃がす力の成分が打ち消されてしまうため、現像ロール７８で搬送されてきた現像剤Ｇの全てが規制ロール９７との間の規制ギャップへ向かおうとして、パッキングＰを起こし、その場で動きが取れなくなってしまうことが原因だと思われる。このとき、パッキング圧が急激に上昇して、規制ロール９７の規制が効かなくなることで、規制後の現像剤量が急激に増大してしまうと推測される。規制後の現像剤量が不安定になるのは、規制ロール９７の規制が効かなくなって現像剤が開放されたときに一時的にパッキング圧が下がるためだと思われる。
【００６６】
このように、規制極部Ｎ２の配置は現像剤搬送方向下流側に限界が存在し、角度θ２は、４°以上とすべきであるといえる。
【００６７】
一方、現像剤搬送方向の上流側へ規制極部Ｎ２を規制ロール９７から離した場合においては、図６に示すように、規制後の現像剤量の変化は緩やかなものの、図７に示すように角度θ２が１５°を超えるあたりで、規制ロール９７で除去された現像剤がところてん状に押し出されるような還流フローへと変化する様子が見られた。
【００６８】
これは、図８（ｂ）に示すように、規制極部Ｎ２から規制ロール９７への磁力線Jの方向が現像剤搬送方向に対して寝過ぎてしまうため、規制ロール９７との間の規制ギャップをくぐって下流側へ搬送される現像剤よりも還流される現像剤Gの方が圧倒的に多くなるためであると思われる。
【００６９】
このような角度差を持った配置にした際には、規制後の現像剤量にムラが出やすく、現像スリーブ７８Ａ上に全く現像剤が載らない箇所が発生することもある。このように、規制極部Ｎ２の配置には現像剤搬送方向上流側にも限界があり、角度θ２は、１５°以下に設定すべきである。
【００７０】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、二成分現像方式の現像装置に限定されず、磁性一成分の現像方式の現像装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ プリンタ（画像形成装置）
２８ 感光体（像保持体）
７０ 現像部（現像装置）
７８ 現像ロール（現像剤保持体）
９７ 規制ロール（規制部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置としては、特許文献１に開示される現像装置が公知である。特許文献１に開示される現像装置は、現像ロール１２が有する磁石ロール１２ｂの一つの磁極１２ｃと対向する位置に、現像スリーブ１２ａの周面と近接又は接触するように層厚規制ロール１６を備える。この層厚規制ロール１６は少なくとも一部が磁性材料で構成され、現像ロール１２周面のほぼ法線方向に移動自在に支持されている。したがって、常にほぼ一定の圧接力が維持されるとともに、凝集したトナーや異物が圧接位置に滞留することがなく、現像ロール１２上に均一な現像剤層が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２０７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、規制部材によって規制された後において現像剤保持体に保持される現像剤量のムラを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る現像装置は、像保持体に対向配置され、複数の磁極を内部に備え、現像剤を表面に前記磁極の磁力によって保持し、回転して前記現像剤を前記像保持体へ搬送する現像剤保持体と、前記現像剤保持体に対向配置され、前記現像剤保持体が保持した現像剤の量を規制し、磁性を有するロール状の規制部材と、を備え、前記現像剤保持体の軸中心から見たときの前記像保持体の軸中心位置と前記規制部材の軸中心位置との角度差が９０°以内であり、前記規制部材に最も近い現像剤保持体の磁極が、前記現像剤保持体の軸中心から見たときに、前記規制部材との最近接位置から現像剤搬送方向上流側に、４°以上１５°以下の位置に配置されている。
【０００６】
本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の現像装置と、表面に形成された静電潜像が前記現像装置の前記現像剤によって現像される前記像保持体と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、規制部材によって規制された後において現像剤保持体に保持される現像剤量のムラを抑制できる。
【０００８】
本発明の請求項２の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、形成される画像の濃度ムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成ユニットの概略断面図である。
【図３】本実施形態に係る攪拌搬送室の概略断面図である。
【図４】本実施形態に係る現像ロールの磁力線を示す模式図である。
【図５】本実施形態に係る現像ロールの磁束密度の強度分布を示す模式図である。
【図６】本実施形態に係る規制ロールによる規制後の現像ロール上の現像剤量を示すグラフである。
【図７】本実施形態に係る規制ロールによって現像ロールから除去された現像剤のフローを示す表である。
【図８】本実施形態に係る規制極部の配置位置を替えた場合における現像剤の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係るプリンタの構成）
まず、本実施形態に係るプリンタの構成を説明する。図１には、画像形成装置の一例としてのプリンタ１０が示されている。
【００１１】
プリンタ１０は、フルカラー画像又は白黒画像を形成するデジタルプリンタであり、内部に画像処理装置（図示省略）が設けられている。画像処理装置は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データに画像処理を施すようになっている。
【００１２】
プリンタ１０の上部には、図１に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーを収容するトナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが交換可能に設けられている。なお、以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）の各色に対応する部材の符号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付与して区別する。
【００１３】
トナーカートリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋには、それぞれトナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの一端が接続されている。なお、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、パイプで構成されており、プリンタ１０の側面に沿って下方側へ向けられた配置となっているが、途中経路の図示は省略している。
【００１４】
また、プリンタ１０の中央部には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像剤に対応する４つの画像形成ユニット１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が、正面視にて右斜め下方に向けて互いに一部を重ねた状態で配置されている。現像剤は、非磁性タイプのトナーと、磁性を有するキャリアとが混合されたものである。ここで、トナー供給路１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの他端が、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにそれぞれ接続されており、各色のトナーが各画像形成ユニット１２に供給されるようになっている。
【００１５】
各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの上方には、転写部１４が設けられている。転写部１４は、中間転写体の一例としての中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に配置され、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの各トナー像を中間転写ベルト１６に多重転写させる４つの一次転写部材の一例としての一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、中間転写ベルト１６上で重ねられたトナー像を、記録用紙Ｐに転写させる二次転写ロール２０とを有している。
【００１６】
中間転写ベルト１６は、図示しないモータで駆動される駆動ロール２２と、中間転写ベルト１６の張力を調整するテンションロール２４と、二次転写ロール２０と対向配置されたバックアップロール２６との間に、一定の張力で巻き掛けられており、駆動ロール２２により、図１の矢印Ｘ方向（反時計回り方向）に循環駆動されるようになっている。
【００１７】
一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、中間転写ベルト１６を挟んでそれぞれの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの後述する感光体２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）と対向配置されている。また、一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性（本実施形態では一例として正極性）の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。なお、二次転写ロール２０も、給電ユニットによって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が付与されるようになっている。
【００１８】
また、中間転写ベルト１６の駆動ロール２２が設けられている位置の外周面には、クリーニング装置３０が設けられている。クリーニング装置３０は、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４を備えており、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４によって、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。
【００１９】
プリンタ１０の記録用紙Ｐの搬送経路と反対側の側面近傍には、プリンタ１０の各部の駆動制御を行う制御ユニット３６が設けられている。また、画像形成ユニット１２の下側には、帯電された感光体２８の表面に各色に対応した露光光Ｌ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ）を照射して静電潜像を形成する露光ユニット４０が設けられている。
【００２０】
露光ユニット４０は、４つの画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに共通の１つのユニットで構成されており、４つの半導体レーザ（図示省略）を各色の色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザから露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光ユニット４０は、各画像形成ユニット１２毎に個別に設けてもよい。
【００２１】
また、露光ユニット４０は、直方体状のフレーム３８で密閉されており、内部には、各露光光Ｌを主走査方向に走査するためのｆ−θレンズ（図示省略）及びポリゴンミラー４２が設けられている。フレーム３８の上面には、４本の露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８に向けて出射するためのガラス窓４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋが設けられている。
【００２２】
ここで、露光ユニット４０の半導体レーザから出射された露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、ｆ−θレンズを介してポリゴンミラー４２に照射され、このポリゴンミラー４２によって偏向走査される。ポリゴンミラー４２で偏向走査された露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、結像レンズ及び複数枚のミラーからなる光学系（図示省略）を介して、感光体２８上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。
【００２３】
一方、露光ユニット４０の下側には、記録用紙Ｐが収納された給紙カセット４６が配置されている。また、給紙カセット４６の端部から鉛直方向上方には、記録用紙Ｐを搬送する用紙搬送路５０が設けられている。
【００２４】
用紙搬送路５０には、記録用紙Ｐを給紙カセット４６から送り出す給紙ロール４８と、記録用紙Ｐを１枚ずつ給紙させる用紙分離搬送用のロール対５２と、中間転写ベルト１６上の画像の移動タイミングと記録用紙Ｐの搬送タイミングを合わせる用紙先端位置合わせロール５４とが設けられている。ここで、給紙カセット４６から給紙ロール４８によって順次送出された記録用紙Ｐは、用紙搬送路５０を経由して、間欠的に回転する用紙先端位置合わせロール５４によって中間転写ベルト１６の二次転写位置まで一旦搬送され、停止される。
【００２５】
二次転写ロール２０の上方には、定着装置６０が設けられている。定着装置６０は、加熱された加熱ロール６２と、この加熱ロール６２に圧接された加圧ロール６４とを備えている。ここで、二次転写ロール２０によって各色のトナー像が転写された記録用紙Ｐは、加熱ロール６２と加圧ロール６４との圧接部で熱及び圧力により定着され、記録用紙Ｐの搬送方向下流側に設けられた排出装置の一例としての排紙ロール６６によって、プリンタ１０の上部に設けられた排出部６８に排出されるようになっている。また、トナー像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト１６の表面は、クリーニング装置３０によって残留トナーや紙粉等が除去される。
【００２６】
次に、画像形成ユニット１２について説明する。ここでは、一例として、画像形成ユニット１２Ｍについて説明する。なお、他の各色に対応した画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｋは、画像形成ユニット１２と同様の構造であるため、説明を省略する。また、画像形成ユニット１２Ｍの各構成部材については、符号Ｍを省略して表示する。
【００２７】
図２に示すように、画像形成ユニット１２は、矢印Ａ（時計回り）方向に回転駆動される感光体２８を備えている。感光体２８の周囲には、感光体２８の表面に接触して感光体２８を一様に帯電する帯電装置の一例としての帯電ロール７２と、前述の露光光Ｌにより感光体２８上に形成された静電潜像を各色の現像剤（トナー）で現像する現像装置の一例としての現像部７０と、転写後の感光体２８の表面に光を照射して除電を行う除電装置の一例としてのイレーズランプ７４と、除電後の感光体２８の表面を清掃するクリーニングユニット７６とが設けられている。
【００２８】
帯電ロール７２、現像部７０、イレーズランプ７４、及びクリーニングユニット７６は、感光体２８の表面と対向して、感光体２８の回転方向上流側から下流側へ向けてこの順番で配置されている。
【００２９】
帯電ロール７２は、現像部７０の後述する現像剤保持部材としての現像ロール７８よりも鉛直方向下側の配置となるように、画像形成ユニット１２の筐体に回転可能に設けられている。また、帯電ロール７２の外周面で感光体２８と反対側には、帯電ロール７２表面に付着したトナー等を取り除くクリーニングロール７９が回転可能に設けられている。なお、帯電ロール７２は、図示しない通電手段に接続されており、画像形成時に通電されることにより感光体２８表面を帯電させる。
【００３０】
また、図２に示すように、画像形成ユニット１２Ｍのクリーニングユニット７６は、クリーニングブレード７３と、搬送部材７５とを備えている。クリーニングブレード７３は、感光体２８の表面に接触角を有して接触し、転写残トナー等を掻き取る。また、搬送部材７５は、クリーニングブレード７３の背面側に配置され、クリーニングブレード７３によって掻き取られた転写残トナー等を排トナーボックス（図示省略）に排出する。
【００３１】
画像形成ユニット１２Ｍの感光体２８よりも下側で、帯電ロール７２及びクリーニングロール７９の左側には、露光用の空間が形成されている。そして、画像形成ユニット１２Ｍの底面で、この露光用の空間の下側に位置する部分には、露光用開口部６９が形成されている。これにより、露光光ＬＭが、露光用開口部６９を通って感光体２８表面に照射可能となっている。
【００３２】
次に、プリンタ１０の画像形成工程について説明する。
図１に示すように、画像処理装置（図示省略）で画像処理が施された画像データは、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、露光ユニット４０に順次出力される。露光ユニット４０では、各色の色材階調データに応じて各露光光Ｌを出射して、各感光体２８に走査露光を行い、潜像（静電潜像）が形成される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、感光体２８上に形成された静電潜像は、現像部７０によって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像（現像剤像）として顕在化され現像が行われる。そして、各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの感光体２８上に順次形成された各色のトナー像は、４つの一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって中間転写ベルト１６上に順次多重転写される。
【００３４】
中間転写ベルト１６上に多重転写された各色のトナー像は、二次転写ロール２０によって、搬送されてきた記録用紙Ｐ上に二次転写される。そして、記録用紙Ｐ上の各色のトナー像が定着装置６０で定着され、定着後の記録用紙Ｐは、排出部６８に排出される。
【００３５】
トナー像の転写工程が終了した後の感光体２８の表面は、クリーニングユニット７６によって残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置３０で除去される。
【００３６】
（現像部７０の構成）
次に、現像装置の一例としての現像部７０の構成について説明する。
【００３７】
現像部７０は、図２に示すように、現像剤Ｇが収容される現像剤収容室８０が内部に形成された筐体８１を備えている。
【００３８】
現像剤収容室８０には、図２及び図３に示すように、現像剤Ｇを攪拌（混合）して搬送する攪拌搬送路８４が形成されている。
【００３９】
攪拌搬送路８４は、底面から立設された仕切壁９３で仕切られ、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂの２条の攪拌路が設けられている。仕切壁９３の両端部位置には、第１開口９４と第２開口９５が形成されており、この第１開口９４と第２開口９５によって、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂが通じている。
【００４０】
第１攪拌路８４Ａの一端（図２の紙面奥側）は、第２攪拌路８４Ｂの端面よりも外側へ向けて突出した突出部９０が形成されており、突出部９０の上面には、前述のトナー供給路１３Ｍ（図１参照）の他端が接続されるトナー供給口９６が形成されている。これにより、トナーカートリッジ１１Ｍのトナーが、トナー供給路１３Ｍを流下して、画像形成ユニット１２Ｍ（現像部７０）に供給されるようになっている。
【００４１】
第１攪拌路８４Ａには、第１攪拌搬送部材９１が配置されている。第１攪拌搬送部材９１は、筐体８１に回転可能に支持された第１軸部９１Ａと、第１軸部９１Ａの周りに設けられた螺旋状の第１羽根部９１Ｂとで構成されている。同様にして、第２攪拌路８４Ｂには、第２攪拌搬送部材９２が配置されている。第２攪拌搬送部材９２は、筐体８１に回転可能に支持された第２軸部９２Ａと、第２軸部９２Ａの周りに設けられた螺旋状の第２羽根部９２Ｂとで構成されている。
【００４２】
第１軸部９１Ａ及び第２軸部９２Ａは、図示しないモータ及びギヤからなる駆動手段によって駆動されるようになっている。ここで、第１軸部９１Ａが矢印Ｃ方向、第２軸部９２Ａが矢印Ｄ方向（矢印Ｃ、Ｄは同じ方向）にそれぞれ回転することで、攪拌搬送路８４内の現像剤Ｇは、供給されたトナーと混合され、それぞれ第１攪拌路８４Ａ内、及び第２攪拌路８４Ｂ内を攪拌混合されながら搬送されて、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂとの間を矢印方向（図３参照）に循環するようになっている。
【００４３】
また、図２に示すように、筐体８１には、感光体２８側の側壁に開口部９８が形成されている。また、現像剤収容室８０には、感光体２８の長手方向を軸方向とし、矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転する現像ロール７８が設けられている。さらに、現像剤収容室８０には、規制部材としての規制ロール９７が設けられている。
【００４４】
規制ロール９７は、現像ロール７８の回転方向の感光体２８よりも上流側で、感光体２８及び現像ロール７８の下側に配置されている。また、規制ロール９７は、現像ロール７８外周面と間隔をあけて配置されている。
【００４５】
さらに、規制ロール９７は、円柱状に形成された磁性体で構成されている。この磁性体としては、例えば、一般的な低炭素鋼や、フェライト系のステンレス鋼から構成されている。
【００４６】
この規制ロール９７では、磁性体の磁極により現像剤を保持する保持力が発生し、この保持力によって、現像ロール７８に保持された現像剤の一部が削られる。このように、規制ロール９７は、現像ロール７８表面の現像剤の通過量を規制して、現像ロール７８表面に予め決められた厚さの現像剤層を形成するようになっている。
【００４７】
現像ロール７８は、筐体８１に形成された開口部９８を介して感光体２８の外周面と対向配置されている。また、現像ロール７８は、現像剤収容室８０に固定された磁界発生手段としてのマグネットロール７８Ｂと、中空円筒状でマグネットロール７８Ｂの外回りを回転可能に設けられた筒状の回転体としての現像スリーブ７８Ａとで構成されている。なお、現像ロール７８と感光体２８の間には、バイアス電圧が付与されて電界が形成されており、現像時に現像剤Ｇ中のトナーを感光体２８の潜像に向けて移動させるようになっている。
【００４８】
図４に示すように、現像ロール７８のマグネットロール７８Ｂは、感光体２８と向き合い現像剤Ｇ（図４では図示省略）を保持するための現像極部Ｓ１と、現像極部Ｓ１と異なる極性で現像極部Ｓ１の現像剤を引き付ける搬送極部Ｎ１と、現像極部Ｓ１と同じ極性で搬送極部Ｎ１に引き付けられた現像剤Ｇを剥離させる剥離極部Ｓ２と、が設けられている。
【００４９】
さらに、マグネットロール７８Ｂは、剥離極部Ｓ２と同じ極性で第２攪拌搬送部材９２で搬送された現像剤Ｇを吸引する吸引極部Ｓ３と、吸引極部Ｓ３と異なる極性で規制ロール９７により薄層を形成するための規制極部Ｎ２とが設けられている。
【００５０】
現像極部Ｓ１は、感光体２８と最も近接する位置に配置されており、搬送極部Ｎ１は、現像スリーブ７８Ａの回転方向における現像極部Ｓ１よりも下流側で、現像ロール７８の鉛直方向の最も上側となる位置に配置されている。剥離極部Ｓ２は、現像スリーブ７８Ａの回転方向における搬送極部Ｎ１よりも下流側に配置されており、吸引極部Ｓ３は、第２攪拌搬送部材９２と近接する位置に配置されている。規制極部Ｎ２は、規制ロール９７と対向する位置に配置されている。
【００５１】
また、搬送極部Ｎ１から現像極部Ｓ１に向けて磁界Ｍ１が形成されており、搬送極部Ｎ１から剥離極部Ｓ２に向けて磁界Ｍ２が形成されている。さらに、規制極部Ｎ２から現像極部Ｓ１に向けて磁界Ｍ３が形成され、規制極部Ｎ２から吸引極部Ｓ３に向けて磁界Ｍ４が形成されている。なお、剥離極部Ｓ２と吸引極部Ｓ３とが同じ極性のため、剥離極部Ｓ２と吸引極部Ｓ３の間の領域では、剥離極部Ｓ２に向かう磁界Ｍ５と吸引極部Ｓ３に向かう磁界Ｍ６との反発力により、現像スリーブ７８Ａ上の現像剤Ｇが剥離されるようになっている。
【００５２】
また、図５に示すように、現像ロール７８では、マグネットロール７８Ｂにおける搬送極部Ｎ１、剥離極部Ｓ２、吸引極部Ｓ３、規制極部Ｎ２、及び現像極部Ｓ１の径方向に、それぞれ磁束密度が高くなる領域Ｂ１、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ２、Ｂ３が位置している。
【００５３】
ここで、本実施形態では、現像ロール７８の軸中心（回転中心）Ｃ１から見たときの感光体２８の軸中心位置（回転中心）Ｃ２と規制ロール９７の軸中心位置Ｃ３との角度差θ１が９０°以内とされている。
【００５４】
本実施形態では、剥離極部Ｓ２で剥離した現像剤が第２攪拌路８４Ｂに落下し、撹拌搬送された後に現像に再利用されることを見込んでいるため、剥離させた現像剤が低濃度のまま落下途中で現像ロール７８に再付着してしまわないよう、吸引極部Ｓ３を剥離極部Ｓ２の直下から離す必要がある。
【００５５】
従って、吸引極部Ｓ３は最下部近傍に配置されるのが好ましく、それに伴って、現像剤供給のための第２攪拌路８４Ｂ（第２攪拌搬送部材９２）をある程度、現像ロール７８の下に潜り込ませるように配置する必要が生じるため、規制ロール９７はそれよりも感光体２８寄りに配置されることとなる。
【００５６】
このため、規制ロール９７を感光体２８の直下付近に配置するのが最適なレイアウトとなり、このとき、角度差θ１が９０°以内となる。
【００５７】
また、本実施形態では、規制ロール９７に最も近い現像ロール７８の磁極である規制極部Ｎ２が、現像ロール７８の軸中心Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向上流側に配置されている。
【００５８】
もし仮に、規制極部Ｎ２を、現像ロール７８の軸中心Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向下流側に配置した場合には、現像極部Ｓ１と規制極部Ｎ２との間隔が狭くなり過ぎてしまい、製造上の困難が生じる可能性がある。従って、規制極部Ｎ２は、現像ロール７８の軸中心Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向上流側に配置する必要がある。
【００５９】
また、本実施形態では、規制ロール９７に最も近い現像ロール７８の磁極である規制極部Ｎ２が、現像ロール７８の軸中心（回転中心）Ｃ１から見たときに、規制ロール９７との最近接位置Ｋから現像剤搬送方向上流側に、４°以上１５°以下の位置に配置されている（θ２参照）。なお、規制極部Ｎ２の位置は、磁束密度が最も高くなる部分Ｈが基準となる。
【００６０】
ここで、規制極部Ｎ２の位置を現像スリーブ７８Ａの周方向に変えて、上記の角度θ２を変化させたときについて評価を行った。
【００６１】
評価は、規制ロール９７による規制後の現像ロール７８上の現像剤量を測定すること（図６参照）及び規制ロール９７によって現像ロール７８から除去された現像剤のフローを観察すること（図７参照）で行った。
【００６２】
この結果、図６に示すように、規制極部Ｎ２の位置が規制ロール９７に近づくにつれて規制後の現像剤量は徐々に多くなっていき、角度θ２が３°よりも狭くなるあたりから急激に多くなっていき、角度θ２が0°付近では爆発的に多くなってしまう。
【００６３】
また、角度θ２が0°付近においては、規制後の現像剤量がふらついて安定しない様子も観察された。
【００６４】
さらに、規制ロール９７によって除去された現像剤のフローを観察したところ、図７に示すように、角度θ２が３°よりも狭くなるあたりから現像剤の動きが止まってしまい、還流しなくなることが確認された。
【００６５】
これは、図８（ａ）に示すように、規制極部Ｎ２からの磁力線Ｊが垂直に近づくと、余剰な現像剤を逃がす力の成分が打ち消されてしまうため、現像ロール７８で搬送されてきた現像剤Ｇの全てが規制ロール９７との間の規制ギャップへ向かおうとして、パッキングＰを起こし、その場で動きが取れなくなってしまうことが原因だと思われる。このとき、パッキング圧が急激に上昇して、規制ロール９７の規制が効かなくなることで、規制後の現像剤量が急激に増大してしまうと推測される。規制後の現像剤量が不安定になるのは、規制ロール９７の規制が効かなくなって現像剤が開放されたときに一時的にパッキング圧が下がるためだと思われる。
【００６６】
このように、規制極部Ｎ２の配置は現像剤搬送方向下流側に限界が存在し、角度θ２は、４°以上とすべきであるといえる。
【００６７】
一方、現像剤搬送方向の上流側へ規制極部Ｎ２を規制ロール９７から離した場合においては、図６に示すように、規制後の現像剤量の変化は緩やかなものの、図７に示すように角度θ２が１５°を超えるあたりで、規制ロール９７で除去された現像剤がところてん状に押し出されるような還流フローへと変化する様子が見られた。
【００６８】
これは、図８（ｂ）に示すように、規制極部Ｎ２から規制ロール９７への磁力線Jの方向が現像剤搬送方向に対して寝過ぎてしまうため、規制ロール９７との間の規制ギャップをくぐって下流側へ搬送される現像剤よりも還流される現像剤Gの方が圧倒的に多くなるためであると思われる。
【００６９】
このような角度差を持った配置にした際には、規制後の現像剤量にムラが出やすく、現像スリーブ７８Ａ上に全く現像剤が載らない箇所が発生することもある。このように、規制極部Ｎ２の配置には現像剤搬送方向上流側にも限界があり、角度θ２は、１５°以下に設定すべきである。
【００７０】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、二成分現像方式の現像装置に限定されず、磁性一成分の現像方式の現像装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ プリンタ（画像形成装置）
２８ 感光体（像保持体）
７０ 現像部（現像装置）
７８ 現像ロール（現像剤保持体）
９７ 規制ロール（規制部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体に対向配置され、複数の磁極を内部に備え、現像剤を表面に前記磁極の磁力によって保持し、回転して前記現像剤を前記像保持体へ搬送する現像剤保持体と、
前記現像剤保持体に対向配置され、前記現像剤保持体が保持した現像剤の量を規制し、磁性を有するロール状の規制部材と、
を備え、
前記現像剤保持体の軸中心から見たときの前記像保持体の軸中心位置と前記規制部材の軸中心位置との角度差が９０°以内であり、
前記規制部材に最も近い現像剤保持体の磁極が、前記現像剤保持体の軸中心から見たときに、前記規制部材との最近接位置から現像剤搬送方向上流側に、４°以上１５°以下の位置に配置されている現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置と、
表面に形成された静電潜像が前記現像装置の前記現像剤によって現像される前記像保持体と、
を備える画像形成装置。
【請求項１】
像保持体に対向配置され、複数の磁極を内部に備え、現像剤を表面に前記磁極の磁力によって保持し、回転して前記現像剤を前記像保持体へ搬送する現像剤保持体と、
前記現像剤保持体に対向配置され、前記現像剤保持体が保持した現像剤の量を規制し、磁性を有するロール状の規制部材と、
を備え、
前記現像剤保持体の軸中心から見たときの前記像保持体の軸中心位置と前記規制部材の軸中心位置との角度差が９０°以内であり、
前記規制部材に最も近い現像剤保持体の磁極が、前記現像剤保持体の軸中心から見たときに、前記規制部材との最近接位置から現像剤搬送方向上流側に、４°以上１５°以下の位置に配置されている現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置と、
表面に形成された静電潜像が前記現像装置の前記現像剤によって現像される前記像保持体と、
を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２１７７６２（Ｐ２０１０−２１７７６２Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６７１８（Ｐ２００９−６６７１８）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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