(57)【要約】【課題】悪影響を抑制しつつ、所望の量の現像剤を用いて現像することのできる現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ユニット１は、磁性を有する現像剤を用いて現像するための現像装置であって、表面に規制領域Ｒ１と現像領域Ｒ２とを含み、かつ現像剤を搬送するための現像ローラ４と、現像ローラ４に搬送される現像剤の量を規制するための規制部材６とを備えている。現像ローラ４は、規制部材６とともに現像剤の量を規制するための磁界を規制領域Ｒ１に発生させ、かつ現像剤を現像するための磁界を現像領域Ｒ２に発生させ、かつ現像領域Ｒ２の磁力特性を固定した状態で規制領域Ｒ１の磁力特性を変化可能である。【選択図】図３
2011164131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を有する現像剤を用いて現像するための現像装置であって、
表面に規制領域と現像領域とを含み、かつ前記現像剤を搬送するための現像ローラと、
前記現像ローラに搬送される前記現像剤の量を規制するための規制部材とを備え、
前記現像ローラは、前記規制部材とともに前記現像剤の量を規制するための磁界を前記規制領域に発生させ、かつ前記現像剤を現像するための磁界を前記現像領域に発生させ、かつ前記現像領域の磁力特性を固定した状態で前記規制領域の磁力特性を変化可能である、現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラの内部に配置された磁界発生部をさらに備え、
前記磁界発生部は前記規制領域に磁界を発生させるための規制極部と、前記現像領域に磁界を発生させるための現像極部とを含み、
前記規制極部は前記現像極部に対して相対的に移動可能である、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像ローラは円筒形状を含み、前記規制極部は前記円筒形状の径方向に沿って移動可能である、請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像ローラは円筒形状を含み、前記規制極部は前記円筒形状の周方向に沿って移動可能である、請求項２または３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像ローラは、耐久変化または環境変化に基づいて前記規制領域の磁力特性を変化させる、請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置と、
前記現像装置から供給された前記現像剤により転写材に画像を形成するための画像形成部とを備えた、画像形成装置。
【請求項７】
前記転写材に形成する前記画像を安定化するための画像安定手段をさらに備え、
前記画像安定化手段による前記画像の安定化中に前記規制領域の磁力特性を変化させる、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成部への前記現像剤の供給の際に前記規制領域の磁力特性を変化させる、請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関し、より特定的には、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置や、これらの機能を備えた複合機などに適用される現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置には、スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンタとしての機能、データ通信機能、およびサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンタなどがある。画像形成装置は一般に現像ローラによって潜像担持体上にトナー像を形成し、潜像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写した後、トナー像を転写材に定着することにより、転写材に画像を形成する。
【０００３】
特に画像形成装置における現像装置は、潜像担持体上の静電潜像にトナーを吸着させて潜像担持体上にトナー像を形成する部分であり、現像ローラと規制部材とを含んでいる。現像装置においては、現像ローラと規制部材とのギャップ距離により現像ローラ上の現像領域へ搬送される現像剤の量が設定されている。
【０００４】
しかしながら、従来の現像装置においては、耐久（経時や使用回数の増加）による現像ローラの表面変化や、現像剤の磁気特性変化や、環境変化などにより、現像領域へ搬送される現像剤の量が変化し、初期に設定された現像ローラと規制部材とのギャップ距離では現像ローラ上に適正な量の現像剤を常時安定して確保することができなかった。
【０００５】
そこで、特開平１０−３１３６６号公報（特許文献１）および特開２００６−２０８５７９号公報（特許文献２）には、現像領域へ搬送される現像剤の量を調節可能な技術が提案されている。特許文献１の現像装置においては、磁石ロールに、同じ磁力で極性が交互に異なる現像磁極が等間隔で複数配置されている。現像剤層厚規制部材の上流側には現像剤吸着用のトリミング磁極が配置されている。磁石ロール位置可変手段によって、現像磁極間のピッチに応じて段階的に磁石ロールが回転され、任意の位置で固定支持される。さらに、トナー濃度検知手段によって現像装置内の現像剤のトナー濃度が検知され、検知されたトナー濃度に応じて磁石ロールの設定角度位置が磁石ロール位置決定手段によって決定され、磁石ロール位置可変手段が作動される。特許文献２では、現像ローラ内に複数の磁極を有する第１の磁界発生部材が回動可能に設けられている。形成される画像の印字率が高く、現像ローラ上でのトナー消費量が多い場合は、Ｎ極が規制ブレードに対向する通常の位置に配置される。印字率が低く、現像ローラ上でのトナー消費量が少ない場合は、第１の磁界発生部材が所定量回転されて、Ｎ極が上記の通常の位置から所定量ずらした位置に配置される。
【特許文献１】特開平１０−３１３６６号公報
【特許文献２】特開２００６−２０８５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２に記載の技術では、磁石ロールまたは磁界発生部材全体が回転するので、磁石ロールまたは磁界発生部材に内蔵された全ての磁極位置が変わる。このため、現像装置の与える他の機能への悪影響（たとえば現像装置と潜像担持体とが向かい合う位置の磁気特性が変化するなどの悪影響）が懸念される。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、現像に与える悪影響を抑制しつつ、所望の量の現像剤を用いて現像することのできる現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面に従う現像装置は、磁性を有する現像剤を用いて現像するための現像装置であって、表面に規制領域と現像領域とを含み、かつ現像剤を搬送するための現像ローラと、現像ローラに搬送される現像剤の量を規制するための規制部材とを備えている。現像ローラは、規制部材とともに現像剤の量を規制するための磁界を規制領域に発生させ、かつ現像剤を現像するための磁界を現像領域に発生させ、かつ現像領域の磁力特性を固定した状態で規制領域の磁力特性を変化可能である。
【０００９】
上記現像装置において好ましくは、現像ローラの内部に配置された磁界発生部をさらに備えている。磁界発生部は規制領域に磁界を発生させるための規制極部と、現像領域に磁界を発生させるための現像極部とを含んでいる。規制極部は現像極部に対して相対的に移動可能である。
【００１０】
上記現像装置において好ましくは、現像ローラは円筒形状を含んでいる。規制極部は円筒形状の径方向に沿って移動可能である。
【００１１】
上記現像装置において好ましくは、現像ローラは円筒形状を含んでいる。規制極部は円筒形状の周方向に沿って移動可能である。
【００１２】
上記現像装置において好ましくは、現像ローラは、耐久変化または環境変化に基づいて規制領域の磁力特性を変化させる。
【００１３】
本発明の他の局面に従う画像形成装置は、上記のいずれかの現像装置と、現像装置から供給された現像剤により転写材に画像を形成するための画像形成部とを備えている。
【００１４】
上記画像形成装置において好ましくは、転写材に形成する画像を安定化するための画像安定手段をさらに備えている。画像安定化手段による画像の安定化中に規制領域の磁力特性を変化させる。
【００１５】
上記画像形成装置において好ましくは、画像形成部への現像剤の供給の際に規制領域の磁力特性を変化させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の現像装置およびこれを備えた画像形成装置によれば、現像に与える悪影響を抑制しつつ、所望の量の現像剤を用いて現像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１におけるイメージングユニット４１Ｋの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図２における現像ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図４】マグネットローラの径方向の磁束密度分布の一例を示す図である。
【図５】マグネットローラの円周方向の磁束密度分布の一例を示す図である。
【図６】比較例における現像ローラ周辺部の拡大図であり、耐久変化や環境変化により現像剤搬送量が変化した時の現像ローラ周辺の現像剤のモデル図である。
【図７】現像ユニットによる現像剤の搬送量の耐久変化を模式的に示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態の現像ユニットにおいて規制領域の磁力特性を変化させるための構成を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施の形態の現像ユニットにおいて規制領域の磁界を変化させるための他の構成を説明するための図である。
【図１０】現像剤搬送量とマグネットローラの規制極を移動する位置との関係の一例を示した表である。
【図１１】図８の現像装置における規制極の位置を示す図である。（ａ）は、現像ローラの径方向における中間位置に規制極が配置されている状態を模式的に示す図である。（ｂ）は、現像ローラの径方向における中心軸側に規制極が配置されている状態を示す図である。（ｃ）は、現像ローラの径方向における中心軸から離れる側に規制極が配置されている状態を示す図である。
【図１２】図９の現像装置における規制極の位置を示す図である。（ａ）は、現像ローラの円周方向におけるキャッチ極と搬送極との中間位置に規制極が配置されている状態を模式的に示す図である。（ｂ）は、現像ローラの円周方向における搬送極に近い位置に規制極が配置されている状態を示す図である。（ｃ）は、現像ローラの円周方向におけるキャッチ極に近い位置に規制極が配置されている状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態における画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００２０】
図１を参照して、ここでは大まかなプロセス配置を説明する。本実施の形態における画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、制御部３０と、画像プロセス部４０と、用紙搬送部５０と、中間転写ユニット６０と、２次転写部７０と、定着部８０とを含んでいる。
【００２１】
制御部３０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であり、画像形成装置の全体の動作を一括して制御するコントローラである。制御部３０は、形成すべき画像のデータに基づいて露光手段４２Ｋ〜４２Ｙ用の駆動信号を生成する。そして、１次転写において各色のトナー像を正確に重ねたり、２次転写において用紙にトナー画像が正確に転写されるようにタイミングを調整したりする。また、制御部３０は後述する規制領域の磁力特性の制御を行う。さらに、制御部３０は画像安定化処理を行ってもよい。画像形成装置によって形成される画像は、感光体、帯電装置、露光装置、転写装置および現像ユニットの現像剤などのパラメータの状態に影響を受ける。これらのパラメータの状態は、温度や湿度などの環境変化や経時変化によって変動する。したがって、画像安定化処理によって、画像形成状態に影響を与えるパラメータの状態が環境変化や経時変化に応じて制御され、画像の形成状態が良好に維持される。
【００２２】
画像プロセス部４０は、中間転写ベルト６４上にトナー像を作像するための部分であり、イメージングユニット（イメージングカートリッジ）４１Ｋ〜４１Ｙと、感光体上の表面電位を露光し、潜像を形成するための露光手段４２Ｋ〜４２Ｙと、補給現像剤カートリッジ４３Ｋ〜４３Ｙとを含んでいる。イメージングユニット４１Ｋ〜４１Ｙの各々は本体下方に配置されており、図中右側から左側へ向かって、ブラック（Ｋ）用のイメージングユニット４１Ｋ、シアン（Ｃ）用のイメージングユニット４１Ｃ、マゼンダ（Ｍ）用のイメージングユニット４１Ｍ、およびイエロー（Ｙ）用のイメージングユニット４１Ｙの順序で配置されている。以下、ブラック、シアン、マゼンダ、イエローの各再現色をＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙを添字として付加する。露光手段４２Ｋ〜４２Ｙは、イメージングユニット４１Ｋ〜４１Ｙの各々の下方においてイメージングユニット４１Ｋ〜４１Ｙと同様な順序で配置されている。補給現像剤カートリッジ４３Ｋ〜４３Ｙは、補給現像剤を内包しており、中間転写ベルト６４の上方においてイメージングユニット４１Ｋ〜４１Ｙと同様な順序で配置されている。
【００２３】
用紙搬送部５０は、用紙を搬送するための部分であり、図１中下方向から上方向へ延びている。用紙搬送部５０は、サイズ毎に用紙を収納しておくための給紙カセット５１ａ〜５１ｃと、用紙を給紙カセット５１ａ〜５１ｃのいずれかから繰り出すための給紙ローラ５２ａ〜５２ｃと、２次転写部７０へ繰り出すタイミングをとるためのレジストローラ５３と、用紙を搬送するための搬送路５４と、用紙を装置外へ排紙するための排紙ローラ５５とを含んでいる。
【００２４】
中間転写ユニット（１次転写ユニット）６０は、中間転写ベルト（１次転写ベルト）６４を回転駆動するための駆動ローラ６１と、中間転写ベルト６４の回転に従って回転する従動ローラ６２と、駆動ローラ６１および従動ローラ６２に掛け渡された中間転写ベルト６４とを含んでいる。中間転写ユニット６０はさらに、中間転写ベルト６４上の残留トナーを除去するためのクリーナーユニット６５と、中間転写ベルト６４のクリーナーユニット６５によって回収された残留トナーを更に回収、貯蔵するための廃トナーボックス６６とを含んでいる。クリーナーユニット６５を備えた中間転写ベルト６４は本体中心部に配置されており、廃トナーボックス６６は中間転写ベルト６４の手前側に配置されている。
【００２５】
２次転写部７０は、中間転写ベルト６４上に形成されたトナー像を用紙に２次転写するための部分であり、２次転写ローラにより構成されている。２次転写部７０の２次転写ローラは、中間転写ベルト６４の右側において中間転写ベルト６４と対向して配置されている。
【００２６】
定着部（定着ユニット）８０は、用紙上に転写されたトナー像を定着させるための部分である。定着部８０は、本体右上方に配置されており、搬送路５４における２次転写部７０よりも下流側に配置されている。
【００２７】
画像形成装置はさらに、温度や湿度などの環境変化を感知するセンサ３１ａや、装置の経時や使用回数を測定するセンサ３１ｂを備えていてもよい。これらのセンサは制御部３０と電気的に接続されていてもよい。
【００２８】
図２は、図１におけるイメージングユニット４１Ｋの構成を概略的に示す断面図である。図３は、図２における現像ユニットの構成を概略的に示す断面図である。続いて、イメージングユニット４１Ｋ、特に現像ユニット１の構成について説明する。なお、イメージングユニット４１Ｃ〜４１Ｙの各々はイメージングユニット４１Ｋとほぼ同様の構成を有しているので、ここではその説明を繰り返さない。
【００２９】
図２および図３を参照して、イメージングユニット４１Ｋは、トナーを現像する現像ユニット１（現像装置）と、感光体ドラムユニット（イメージングカートリッジ）１００とを一体化したものである。感光体ドラムユニット１００は、潜像形成が行われる感光体１０１と、感光体１０１に電荷を与えるための帯電装置１０２と、感光体１０１上の転写残トナーをクリーニングするためのクリーナ１０３とを含んでいる。帯電装置１０２およびクリーナ１０３は、円筒形状の感光体１０１の付近に配置されている。
【００３０】
現像ユニット１は、磁性を有する現像剤を用いて、感光体ドラムユニット１００の感光体１０１上の静電潜像を現像するためのものであり、現像ローラ４と、マグネットローラ５と、規制部材６と、現像槽７と、粉煙防止板８と、供給スクリュ９と、撹拌スクリュ１０とを含んでいる。
【００３１】
現像ローラ４はたとえば円筒形状を有しており、現像ローラ４の表面はたとえば非磁性スリーブからなっている。マグネットローラ５は複数の磁極１１〜１６を有しており、現像ローラ４の表面に磁界を発生させるためのものである。マグネットローラ５はたとえば円筒形状を有している。マグネットローラ５は現像ローラ４の内部に配置されており、現像ローラ４に内包固定されている。規制部材６は現像ローラ４に搬送される現像剤の量を規制するためのものである。規制部材６は現像ローラ４と所定の距離を隔てた位置に固定されており、規制部材６と現像ローラ４との距離によって現像ローラ４上の現像剤搬送量（搬送される現像剤の層厚）が設定される。規制部材６はたとえば現像ローラ４に向かって突出している。現像槽７にはトナーとキャリアとを含む現像剤が充填されている。この現像剤は磁性を有しており、印字によるトナー濃度に応じて、補給現像剤カートリッジ４３Ｋ〜４３Ｙ（図１）から補給され、充填されたものである。現像槽７に充填された現像剤は、撹拌スクリュ１０で十分な撹拌が行われる。撹拌スクリュ１０の隣部には現像ローラ４へ現像剤を搬送供給するための供給スクリュ９が配置されている。撹拌スクリュ１０と供給スクリュ９との間の軸方向（紙面に垂直な方向）中央部は隔壁で分離されており、撹拌スクリュ１０と供給スクリュ９との間の軸方向の両端部（手前側および奥側）では現像槽７が連通しており、これにより現像剤が現像槽１１内を循環可能となっている。粉煙防止板８は、供給される現像剤による粉煙を防止するためのものであり、図２中矢印Ａで示す感光体１０１の回転方向におけるマグネットローラ５よりも下流側に配置されている。
【００３２】
特に図３を参照して、マグネットローラ５は、キャッチ極（Ｓ２極）１１と、規制極（Ｎ２極）１２と、搬送極（Ｓ１極）１３と、主極（Ｎ１極）１４と、封止極（Ｓ３極）１５と、剥離極１６とを含んでいる。これらの磁極はいずれも現像ローラ４の表面の法線方向に磁化されている。キャッチ極１１、搬送極１３、および封止極１５はいずれも、現像ローラ４の中心軸４ａから離れる方向がＳ極となっており、主極１４および規制極１２はいずれも、現像ローラ４の中心軸４ａから離れる方向がＮ極となっている。キャッチ極１１は供給スクリュ９に近い位置に設けられており、規制極１２、搬送極１３、主極１４、および封止極１５は、互いに接触してマグネットローラ５の円筒形状の周方向に沿って時計回りにこの順序で配置されている。同極性であるキャッチ極１１と封止極１５と間には剥離極１６が設けられている。特に規制極１２は、現像ローラ４による現像剤の搬送量を規制するための磁力特性（磁界や磁力）を有しており、主極１４は、現像に寄与する磁極であり他極よりも強い磁束密度を有している。なお、マグネットローラ５におけるＳ極とＮ極との向きは入れ替わってもよい。なお、マグネットローラの径（中心）方向の磁束密度分布の一例を図４に示し、円周方向の磁束密度分布の一例を図５に示す。なお、図４および図５における位置Ｃは、マグネットローラ５における規制部材６と対向する位置を示している。
【００３３】
再び図２および図３を参照して、マグネットローラ５のそれぞれの磁極によって現像ローラ４の表面には磁界が発生し、この磁界によって現像剤は図２および図３中矢印Ｂで示す方向に搬送される。たとえば規制部材６と対向する現像ローラ４表面に設けられた規制領域Ｒ１には、規制極１２の影響により磁界が発生し、規制領域Ｒ１の磁界により現像剤の量が規制される。また、たとえば感光体１０１に面する現像ローラ４表面に設けられた現像領域Ｒ２には、主極１４の影響により磁界が発生し、現像領域Ｒ２の磁界により現像剤を用いて感光体１０１上の静電潜像が現像される。なお、規制領域Ｒ１は規制部材６と対向していなくてもよい。
【００３４】
現像ローラ４は、現像領域Ｒ２の磁界を固定した状態で規制領域Ｒ１の磁力特性（たとえば磁界や磁力など）を変化可能である。規制領域Ｒ１の磁力特性は、たとえばマグネットローラ５における規制極１２以外の構成（キャッチ極１１、搬送極１３、主極１４、封止極１５、および剥離極１６）に対して規制極１２が相対的に移動することにより変化される。
【００３５】
なお、本発明のイメージングユニット、現像ユニットおよび画像形成装置の構成や各部材の配置は、本実施の形態のものに限られるものではなく、他の構成であってもよい。
【００３６】
続いて、図１および図２を用いて本実施の形態における画像形成装置の動作について説明する。
【００３７】
始めに、画像形成される用紙（転写材）が給紙カセット５１ａ〜５１ｃのいずれから対応する給紙ローラ５２ａ〜５２ｃによって搬送路５４へ給紙される。用紙は搬送路５４を通って２次転写部７０の方（図１中上方）へ送られる。
【００３８】
感光体１０１の各々は、露光走査される前にクリーナ１０３によって表面の残存トナーが除去され、さらにイレーサランプ（図示なし）に照射されて除電される。そして感光体１０１の各々は、帯電装置１０２からの電荷の供給により一様に帯電する。一様に帯電して所定の表面電位が形成された感光体１０１の各々は、露光手段４２Ｋ〜４２Ｙの各々の光によって画像パターンによる露光が開始され、その結果感光体１０１の各々の表面に静電潜像が形成される。各感光体１０１の表面の静電潜像は、各色の現像ユニット１により現像される。具体的には、現像ユニット１が備える現像ローラ４に所定の現像バイアスを印加することにより、トナーが各感光体１０１へ飛翔し、感光体１０１の各々の表面にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像が形成される（静電潜像が可視化される）。各感光体１０１上のトナー像は、中間転写ベルト６４内の電圧が印加された中間転写ローラ（図示無し）の各々に引き寄せられ、中間転写ベルト６４上に順次転写される。この際、中間転写ベルト６４上への各色の転写は、各色のトナー像が搬送されてくる中間転写ベルト６４の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト６４の上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
【００３９】
中間転写ベルト６４上に形成された画像は２次転写部７０まで搬送され、２次転写部７０の２次転写ローラ上で用紙（記録材）に転写される。各色のトナー像が転写された用紙は、搬送路５４を図１中上部へ案内され、定着部８０を通る際に高熱で加圧される。これにより用紙表面の未定着トナー粒子が用紙表面に溶融付着して用紙に転写される。定着された用紙はその後、排紙ローラ５５によって装置外の排紙トレイ（図示無し）へ排紙される。なお、２次転写後に中間転写ベルト６４上に残った残留トナーはクリーナーユニット６５によって回収され、回収された残留トナーは廃トナーボックス６６に貯蔵される。
【００４０】
続いて、図２および図３を用いて、現像ローラ４の内部に固定されているマグネットローラ５の磁極パターンを用いて現像剤を現像する際の、現像ローラ４上の現像剤の動きを説明する。
【００４１】
現像槽７内の現像剤は、撹拌スクリュ１０で十分に撹拌されて供給スクリュ９へ移動される。続いて現像剤は、キャッチ極１１が現像ローラ４表面に及ぼす磁界により下部の供給スクリュ９から現像ローラ４表面に供給される。図３中矢印Ｂで示す方向は、現像ローラ４の回転方向であるとともに現像剤の搬送方向である。すなわち、現像ローラ４表面に供給された現像剤は、規制部材６と現像ローラ４との距離と、規制領域Ｒ１の磁界とによって、規制極１２に対向する現像ローラ４上の層厚（搬送量）が規制される。搬送量が規制された現像剤は、搬送極１３が現像ローラ４表面に及ぼす磁界により主極１４の方へ搬送され、主極１４が現像ローラ４表面に及ぼす磁界により感光体１０１へ飛翔される。また、封止極１５が現像ローラ４表面に及ぼす磁界により現像槽からの現像剤漏出が防止され、現像槽からトナーが飛散しないように封止される。さらに、剥離極１６が現像ローラ４表面に及ぼす磁界により脱磁極部によってトナー消費した現像剤が剥がされ、トナー消費した現像剤と新しい現像剤とが入れ替えられる。
【００４２】
続いて、本実施の形態における効果について比較例と対比して説明する。まず比較例の構成における問題点について説明する。
【００４３】
図６は、比較例における現像ローラ周辺部の拡大図であり、耐久変化や環境変化により現像剤搬送量が変化した時の現像ローラ周辺の現像剤のモデル図である。ここで耐久変化とは、装置の経時や使用回数の増加を意味している。
【００４４】
図６を参照して、比較例における規制部材６と現像ローラ４との間隔は、ＮＮ（通常）環境において現像剤の搬送量が適正な量になるように現像ユニット１の組み付け時に設定され、ネジにより固定されている。したがって、現像ユニット１の組み付け以降、規制部材６と現像ローラ４との間隔を任意に変更することは不可能となる。このため、耐久変化や環境変化により現像剤の搬送量が変化し、周期ムラ等の画像不良が生じる。現像ローラ４（スリーブ）上の現像剤の搬送量が変化する要因としては、耐久変化による現像ローラ４の表面粗さ変化、トナー外添剤の現像ローラ４表面への付着による現像ローラ４表面状態の変化、耐久変化や環境変化による現像剤の磁気特性の変化などが挙げられる。
【００４５】
図７は、現像ユニットによる現像剤の搬送量の耐久変化を模式的に示す図である。図７中縦軸は現像剤の搬送量を示しており、横軸は時間経過を示している。現像ローラ４の磨耗、トナー外添剤の付着による現像ローラ４の表面状態の変化（表面粗さの変化）が起こると、現像ローラ４上の現像剤搬送量は図７に示すように除々に低下する。その結果、初期に設定された規制部材６と現像ローラ４との間隔では適正な現像剤の搬送量を確保することができなくなる。また、環境変化という観点では、ＬＬ（低温低湿）環境においては現像剤の帯電量が高くなるので、現像剤の搬送量が少なくなり、ＨＨ（高温高湿）環境においては現像剤の帯電量が低くなるので、現像剤搬送量が多くなる。いずれの場合にも安定して良好な画像を得ることが困難となる。
【００４６】
続いて、本実施の形態における現像ユニットの具体的な動作および効果について説明する。図８および図９は、本発明の一実施の形態の現像ユニットにおいて規制領域の磁力特性を変化させるための構成を説明するための図である。
【００４７】
図８および図９を参照して、本実施の形態においては、現像ローラ４の表面や現像剤が耐久により劣化している場合やＬＬ環境である場合などの、現像剤の搬送量が低下する条件においては、現像領域Ｒ２の磁力特性を固定した状態で規制領域Ｒ１における磁界や磁力が弱くなる方向へマグネットローラ５の規制極１２が移動される。具体的には、図８の構成では、キャッチ極１１、搬送極１３、主極１４、封止極１５、および剥離極１６が固定された状態で、規制極１２が現像ローラ４の径方向（上下方向）に沿って中心軸４ａ方向に移動する。これにより、現像剤の搬送量の低下を抑制することができる。またＨＨ環境である場合などの現像剤の搬送量が増加する条件においては、現像領域Ｒ２の磁力特性を固定した状態で規制領域Ｒ１における磁界や磁力が強くなる方向へマグネットローラ５の規制極１２が移動される。具体的には、キャッチ極１１、搬送極１３、主極１４、封止極１５、および剥離極１６が固定された状態で、規制極１２が現像ローラ４の径方向に沿って規制部材６に近づく方向（中心軸４ａから離れる方向）に移動する。これにより、現像剤の搬送量の増加を抑制することができる。図８においては、マグネットローラ５の規制極１２を規制部材６に対し上下に移動させることによって規制領域Ｒ１の磁力特性（磁界や磁力）を変化させている。図９の構成は、規制極１２を現像ローラ４の円周方向（回動方向前後）に沿って移動させることによって規制領域Ｒ１の磁力特性を変化させる点において図８に示す方法とは異なっている。規制極１２は、図８の移動方向と図９の移動方向の両方に移動可能であってもよい。
【００４８】
図８に示す上下方向や、図９に示す回動方向前後などに規制極１２を移動させる具体的な方法として、たとえば、規制極１２と、マグネットローラ５における規制極１２以外の構成（マグネットローラシャフト）との間に空気を流し、空気の力により規制極１２の移動量が調整されてもよい。また、マグネットローラシャフトに規制極１２と同極のマグネットまたはソレノイドを配置し、このマグネットまたはソレノイドの反発力により規制極１２の移動量が調整されてもよい。このような移動は、規制極の駆動機構４ｂにより実現される。制御部３０は、センサ３１ａ，３１ｂなどの出力や、制御部３０内のタイマにより計測された装置の使用時間や使用回数を基に、駆動機構４ｂを動作させることで規制極１２を移動させる。
【００４９】
なお、規制領域Ｒ１の磁力特性の変化は、転写材に形成する画像を安定化するための画像安定化手段による画像安定化動作中に行われてもよいし、画像形成中（すなわち、現像装置から供給された現像剤により転写材に画像を形成するための画像形成部への現像剤の供給の際）に行われてもよい。
【００５０】
図１０は、現像剤搬送量とマグネットローラの規制極を移動する位置との関係の一例を示した表である。
【００５１】
図１０を参照して、始めに耐久変化に基づいて規制領域Ｒ１の磁力特性を変化させる場合について説明する。現像ユニットの使用初期には、現像ローラ４によって搬送される現像剤が適正量であると推測される。この場合には、規制領域Ｒ１に中程度の磁界または磁力が発生するように規制極は移動される。一方、現像ユニットの使用末期には、現像ローラ４によって搬送される現像剤が少なくなると推測される。この場合には、規制領域Ｒ１に発生する磁界または磁力が減少するように規制極は移動される。
【００５２】
次に、環境に基づいて規制領域Ｒ１の磁力特性を変化させる場合について説明する。ＬＬ（低温低湿）環境で現像ユニットが使用されると、現像ローラ４によって搬送される現像剤が少なくなると推測される。この場合には、規制領域Ｒ１に発生する磁界または磁力が減少するように規制極は移動される。また、ＮＮ（通常）環境で現像ユニットが使用されると、現像ローラ４によって搬送される現像剤は適正量になると推測される。この場合には、規制領域Ｒ１に中程度の磁界または磁力が発生するように規制極は移動される。さらに、ＨＨ（高温高湿）環境で現像ユニットが使用されると、現像ローラ４によって搬送される現像剤が多くなると推測される。この場合には、規制領域Ｒ１に発生する磁界または磁力が増加するように規制極は移動される。
【００５３】
図１１は、図８の現像装置における規制極の位置を示す図である。図１１を参照して、規制領域Ｒ１に中程度の磁界または磁力を発生させる場合には、図１１（ａ）に示すように、現像ローラ４の径方向（上下方向）における中間位置に規制極１２が配置される。また、現像ローラ４によって搬送される現像剤が少なくなると推測される場合には、図１１（ｂ）に示すように、現像ローラ４の径方向における中心軸側に規制極１２が配置される。さらに、現像ローラ４によって搬送される現像剤が多くなると推測される場合には、図１１（ｃ）に示すように、現像ローラ４の径方向における中心軸から離れる側に規制極１２が配置される。
【００５４】
図１２は、図９の現像装置における規制極の位置を示す図である。図１２を参照して、規制領域Ｒ１に中程度の磁界または磁力を発生させる場合には、図１２（ａ）に示すように、現像ローラ４の円周方向（回動方向）におけるキャッチ極１１と搬送極１３との中間位置に規制極１２が配置される。また、現像ローラ４によって搬送される現像剤が少なくなると推測される場合には、図１２（ｂ）に示すように、現像ローラ４の円周方向における搬送極１３に近い位置に規制極１２が配置される。さらに、現像ローラ４によって搬送される現像剤が多くなると推測される場合には、図１２（ｃ）に示すように、現像ローラ４の円周方向におけるキャッチ極１１に近い位置に規制極１２が配置される。
【００５５】
なお規制領域の磁力特性は、耐久変化および環境変化以外の条件に基づいて変化されてもよい。
【００５６】
以上の方法により、現像領域へは常に適正な現像剤量が搬送されることになり、耐久を通し、またあらゆる環境下においても画像濃度変化が発生しない、良好な画像を得ることが可能となる。
【００５７】
［本実施の形態における効果］
【００５８】
本実施の形態における現像装置は、磁性を有する現像剤を現像ローラ表面に担持させ、現像ローラに内蔵されたマグネットローラによって感光体に現像剤を搬送し、画像を形成する現像装置であって、現像ローラ上に搬送される現像剤量を決定するためのマグネットローラ規制極の磁界や磁束などの磁力特性が、耐久枚数、環境変化などに応じ可変可能であることを特徴としている。本実施の形態における現像ユニットおよびこれを備えた画像形成装置によれば、現像ローラの規制領域に発生する磁界によって、現像ローラに搬送される現像剤の量を規制することができるので、所望の量の現像剤を現像領域へ搬送することができる。また、現像ローラが現像領域の磁力特性を固定した状態で規制領域の磁力特性を変化可能であるので、現像装置に与える悪影響を抑制することができる。さらに、初期に設定した現像ローラとこれに対向する規制部材との間隔を可変させなくても、耐久による現像ローラの表面変化、現像剤の磁気特性の変化や、環境変化が起こっても、常時、現像ローラ上に適正な現像剤を安定搬送することが可能となる。その結果、耐久を通して、またあらゆる環境下において画像濃度変化が発生しない、良好な画像を得ることが可能となる。
【００５９】
また、現像ローラの内部に配置された磁界発生部が、規制領域に磁界を発生させるための規制極部と、現像領域に磁界を発生させるための現像極部とを含んでおり、規制極部は現像極部に対して相対的に移動可能である。これにより、現像領域の磁力特性を固定した状態で規制領域の磁力特性を変化させることができる。
【００６０】
また、耐久変化または環境変化に基づいて規制領域の磁力特性が変化されるので、耐久変化または環境変化による現像剤の現像量の変動を抑制することができる。
【００６１】
さらに、本実施の形態の画像形成装置によれば、耐久による現像ローラ表面の変化、現像剤の磁気特性の変化に依存する現像剤搬送量の低下、および環境変化による現像剤搬送量の低下を抑制することができる。耐久枚数、環境変化などに応じマグネットローラ規制極の位置を可変させ、マグネットローラ規制極の磁界や磁束などの磁力特性を変えることにより、常に現像ローラ上へ一定の現像剤量を安定搬送できるようになり、安定した画像を得ることができる。また、耐久枚数、環境変化などに応じ、マグネットローラの規制極のみが単独で移動することで、マグネットローラ全体を回転させることなくマグネットローラ規制極の磁界や磁束などの磁力特性を変化させることができ、現像ローラ上に適正な現像剤量を常に搬送することが可能となる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、現像ローラの内部に配置されたマグネットローラの移動によって現像ローラ表面に磁界を発生させる構成について説明したが、本発明はこのような構成に限られるものではなく、現像ローラが、規制部材とともに現像剤の量を規制するための磁界を規制領域に発生させ、かつ現像剤を現像するための磁界を現像領域に発生させ、かつ現像領域の磁界を固定した状態で規制領域の磁力特性を変化可能であればよい。磁極発生部によって現像ローラ表面に磁界を発生させる構成の場合には、磁極発生部は規制領域に磁界を発生させるための規制極部と、現像領域に磁界を発生させるための現像極部とを含んでいればよく、磁極発生部の磁極分布は任意である。
【００６３】
規制領域の磁力特性を変化させる方法としては、本実施の形態に記載の方法の他、たとえば以下の方法であってもよい。規制極を電磁石で形成して、電磁石に流す電流の量によって規制領域の磁力特性を変化させてもよい。また、規制極の磁界の向きとは逆方向の磁界を発生させるキャンセルコイルの内部に規制極を配置し、キャンセルコイルに流す電流の量によって規制領域の磁力特性を変化させてもよい。さらに、現像ローラと規制極との間にシャッターを設け、このシャッターの開閉により規制領域の磁力特性を変化させてもよい。
【００６４】
また本発明の現像装置における現像ローラは、規制部材とともに現像剤の量を規制するための磁界を規制領域に発生させ、かつ現像剤を現像するための磁界を現像領域に発生させ、かつ現像領域の磁力特性を固定した状態で規制領域の磁力特性を変化可能であるものであればよく、図３に示す構成に限定されるものではない。
【００６５】
本発明の現像装置は画像形成装置に利用されてもよいし、画像形成装置以外の構成に利用されてもよい。特に画像形成装置に利用される場合には、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、またはＭＦＰなどいずれでもかまわない。
【００６６】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６７】
１  現像ユニット
４  現像ローラ
４ａ  中心軸
４ｂ  駆動機構
５  マグネットローラ
６  規制部材
７  現像槽
８  粉煙防止板
９  供給スクリュ
１０  撹拌スクリュ
１１  キャッチ極
１２  規制極
１３  搬送極
１４  主極
１５  封止極
１６  剥離極
３０  制御部
３１ａ，３１ｂ  センサ
４０  画像プロセス部
４１Ｋ〜４１Ｙ  イメージングユニット
４２Ｋ〜４２Ｙ  露光手段
４３Ｋ〜４３Ｙ  補給現像剤カートリッジ
５０  用紙搬送部
５１ａ〜５１ｃ  給紙カセット
５２ａ〜５２ｃ  給紙ローラ
５３  レジストローラ
５４  搬送路
５５  排紙ローラ
６０  中間転写ユニット
６１  駆動ローラ
６２  従動ローラ
６４  中間転写ベルト
６５  クリーナーユニット
６６  廃トナーボックス
７０  ２次転写部
８０  定着部
１００  感光体ドラムユニット
１０１  感光体
１０２  帯電装置
１０３  クリーナ
２００  現像剤
Ｒ１  規制領域
Ｒ２  現像領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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