(57)【要約】【課題】用紙に形成される画像の濃度の不均一性を改善することができる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体に形成される静電潜像を現像剤Ｄで現像してトナー画像を形成する現像装置４１２である。現像装置４１２は、現像容器８１と、感光体に対向し、且つ現像容器８１に隣接して配置され、現像容器８１に収容されている現像剤Ｄを感光体に搬送する現像ローラー８４と、を含む。現像ローラー８４は、当該現像ローラー８４の周方向に沿って、複数の磁極が形成される。複数の磁極の一つとして、少なくともキャッチ極Ｓ１が形成される。キャッチ極Ｓ１は、現像ローラー８４の軸方向における総磁荷量を一定に保ち、且つ現像ローラー８４の軸方向に沿って一部の磁束密度分布が他の一部の磁束密度分布と異なる。【選択図】図２
2019101082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に形成される静電潜像を現像剤で現像して画像を形成する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記感光体に対向し、且つ前記現像容器に隣接して配置され、前記現像容器に収容されている前記現像剤を前記感光体に搬送する現像ローラーと、
を備え、
前記現像ローラーは、
当該現像ローラーの周方向に沿って、複数の磁極が形成される磁極形成部位、
を備え、
前記複数の磁極の一つとして、少なくともキャッチ極が形成され、
前記キャッチ極は、
前記現像ローラーの軸方向における総磁荷量が一定に保たれ、且つ該現像ローラーの軸方向に沿って、一部の磁束密度分布が他の一部の磁束密度分布と異なるものである、
現像装置。
【請求項２】
前記一部の磁束密度分布は、
磁力ピークの位置が、前記他の一部の磁束密度分布よりも低い、
請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像容器は、
第１の循環経路と、
前記現像ローラーの軸方向に沿って、前記第１の循環経路に隣接する第２の循環経路と
が形成され、
前記磁極形成部位は、
当該現像ローラーの軸方向に沿って、
前記第１の循環経路と前記第２の循環経路との境となる領域に対向する中央部と、
前記中央部に隣接する非中央部と、
を含み、
前記一部の磁束密度分布は、
前記中央部から出現して形成されるものであり、
前記他の一部の磁束密度分布は、
前記非中央部から出現して形成されるものである、
請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記キャッチ極は、
前記一部における磁束密度の半値幅が、前記他の一部における磁束密度の半値幅よりも広い、
請求項１〜３の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記キャッチ極は、
前記一部における磁束密度の８０％幅が、前記他の一部における磁束密度の８０％幅よりも広い、
請求項１〜４の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像容器は、
前記第１の循環経路に、
前記現像剤を攪拌する第１の攪拌スクリューと、
前記現像ローラーと前記第１の攪拌スクリューとの間に、前記第１の攪拌スクリューにより攪拌される前記現像剤を前記現像ローラーに供給する第１の供給スクリューと、
が設けられ、
前記第２の循環経路に、
前記現像剤を攪拌する第２の攪拌スクリューと、
前記現像ローラーと前記第２の攪拌スクリューとの間に、前記第２の攪拌スクリューにより攪拌される前記現像剤を前記現像ローラーに供給する第２の供給スクリューと、
が設けられ、
前記中央部は、
前記第１の供給スクリューと前記第２の供給スクリューとの境となる部位を含む領域に対向し、
前記中央部における磁束密度は、
前記非中央部における磁束密度よりも強い、
請求項３〜５の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像容器は、
前記中央部に対向し、前記第１の供給スクリューと前記第２の供給スクリューとの境且つ前記第１の攪拌スクリューと前記第２の攪拌スクリューとの境に設けられ、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路との間を仕切る仕切り板、
をさらに備える、
請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像容器は、
前記第１の供給スクリューの端部のうち、前記仕切り板に近い側に設けられ、前記現像剤の一部が前記仕切り板に近づくのを抑制する第１の円盤と、
前記第２の供給スクリューの端部のうち、前記仕切り板に近い側に設けられ、前記現像剤の一部が前記仕切り板に近づくのを抑制する第２の円盤と、
をさらに備え、
前記現像ローラーは、
前記中央部が、当該現像ローラーの軸方向に沿って、前記第１の円盤と前記第２の円盤との間の幅よりも広い範囲に設けられている、
請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の現像装置、
を備える、
画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置が普及している。電子写真方式の画像形成装置には現像装置が設けられている。現像装置は、感光体に現像剤を供給することで感光体に形成されている静電潜像を現像する。現像剤は、トナーとキャリアとで構成されている。トナー及びキャリアは、現像装置内部で攪拌されることで静電気が生じ、現像ローラーに引きつけられる。よって、現像剤の搬送量は、現像ローラーの軸方向に沿って均一であることが好ましいが、様々な要因で変動し得る。現像ローラーの軸方向における現像剤の搬送量が変動すれば、印刷品質が低下するため、現像ローラーの一部の磁力を強くすることで、現像ローラーで搬送する現像剤の搬送量の変動分を相殺し、現像剤の搬送量を均一にするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５０１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のような従来技術は、現像ローラーの一部の磁力を強くしているため、現像ローラーの軸方向において、現像ローラーの一部の磁力と、現像ローラーの他の一部の磁力とを含める総磁荷量は、現像ローラーの一部の磁力を強くしないものと比べて異なるものとなる。現像ローラーは、周方向に沿って複数の異なる磁極がそれぞれ異なる強さで配置されていることで、複数の磁気ブラシを形成し、現像剤を感光体に搬送する。よって、現像ローラーの一部の磁力を強くすることにより現像ローラーの軸方向における総磁荷量が異なるものとなれば、現像剤の搬送量は、現像ローラーの軸方向に沿って不均一となるため、用紙に形成される画像の濃度が不均一となる恐れがある。
【０００５】
本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、用紙に形成される画像の濃度の不均一性を改善することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の側面である現像装置は、感光体に形成される静電潜像を現像剤で現像して画像を形成する現像装置であって、前記現像剤を収容する現像容器と、前記感光体に対向し、且つ前記現像容器に隣接して配置され、前記現像容器に収容されている前記現像剤を前記感光体に搬送する現像ローラーと、を備え、前記現像ローラーは、当該現像ローラーの周方向に沿って、複数の磁極が形成される磁極形成部位、を備え、前記複数の磁極の一つとして、少なくともキャッチ極が形成され、前記キャッチ極は、前記現像ローラーの軸方向における総磁荷量が一定に保たれ、且つ該現像ローラーの軸方向に沿って、一部の磁束密度分布が他の一部の磁束密度分布と異なるものである。
【０００７】
また、前記一部の磁束密度分布は、前記磁力ピークの位置が、前記他の一部の磁束密度分布よりも低い、ことが好ましい。
【０００８】
また、前記現像容器は、第１の循環経路と、前記現像ローラーの軸方向に沿って、前記第１の循環経路に隣接する第２の循環経路とが形成され、前記磁極形成部位は、当該現像ローラーの軸方向に沿って、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路との境となる領域に対向する中央部と、前記中央部に隣接する非中央部と、を含み、前記一部の磁束密度分布は、前記中央部から出現して形成されるものであり、前記他の一部の磁束密度分布は、前記非中央部から出現して形成されるものである、ことが好ましい。
【０００９】
また、前記キャッチ極は、前記一部における磁束密度の半値幅が、前記他の一部における磁束密度の半値幅よりも広い、ことが好ましい。
【００１０】
また、前記キャッチ極は、前記一部における磁束密度の８０％幅が、前記他の一部における磁束密度の８０％幅よりも広い、ことが好ましい。
【００１１】
また、前記現像容器は、前記第１の循環経路に、前記現像剤を攪拌する第１の攪拌スクリューと、前記現像ローラーと前記第１の攪拌スクリューとの間に、前記第１の攪拌スクリューにより攪拌される前記現像剤を前記現像ローラーに供給する第１の供給スクリューと、が設けられ、前記第２の循環経路に、前記現像剤を攪拌する第２の攪拌スクリューと、前記現像ローラーと前記第２の攪拌スクリューとの間に、前記第２の攪拌スクリューにより攪拌される前記現像剤を前記現像ローラーに供給する第２の供給スクリューと、が設けられ、前記中央部は、前記第１の供給スクリューと前記第２の供給スクリューとの境となる部位を含む領域に対向し、前記中央部における磁束密度は、前記非中央部における磁束密度よりも強い、ことが好ましい。
【００１２】
また、前記現像容器は、前記中央部に対向し、前記第１の供給スクリューと前記第２の供給スクリューとの境且つ前記第１の攪拌スクリューと前記第２の攪拌スクリューとの境に設けられ、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路との間を仕切る仕切り板、をさらに備える、ことが好ましい。
【００１３】
また、前記現像容器は、前記第１の供給スクリューの端部のうち、前記仕切り板に近い側に設けられ、前記現像剤の一部が前記仕切り板に近づくのを抑制する第１の円盤と、前記第２の供給スクリューの端部のうち、前記仕切り板に近い側に設けられ、前記現像剤の一部が前記仕切り板に近づくのを抑制する第２の円盤と、をさらに備え、前記現像ローラーは、前記中央部が、当該現像ローラーの軸方向に沿って、前記第１の円盤と前記第２の円盤との間の幅よりも広い範囲に設けられている、ことが好ましい。
【００１４】
本開示の第２の側面である画像形成装置は、上記に記載の現像装置、を備える、画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本開示の第１の側面及び第２の側面によれば、用紙に形成される画像の濃度の不均一性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の実施形態１に係る画像形成装置１の全体構成例を示す図である。
【図２】本開示の実施形態１に係る現像装置４１２の構成例を示す図である。
【図３】本開示の実施形態１に係る現像装置４１２の内部構成例を示す図である。
【図４】本開示の実施形態１に係る現像ローラー８４の周方向に沿って磁極ごとの法線方向の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の一例を示す図である。
【図５】本開示の実施形態１に係る現像ローラー８４の周方向に沿って磁極ごとの法線方向の他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の一例を示す図である。
【図６】本開示の実施形態１に係る現像ローラー８４の周方向に沿って磁極ごとの法線方向の磁束密度分布Ｍ＿ｄにおいてキャッチ極Ｓ１のうち一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の磁力線ＬＭＦの数の一例を示す図である。
【図７】本開示の実施形態１に係る現像ローラー８４の周方向に沿って磁極ごとの法線方向の磁束密度分布Ｍ＿ｄにおいてキャッチ極Ｓ１のうち他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の磁力線ＬＭＦの数の一例を示す図である。
【図８】本開示の実施形態２に係る現像容器８１が仕切り板８９を備える一例を示す図である。
【図９】本開示の実施形態２に係る磁極形成部位８４１として中央部Ｃが円弧カットされた構成例を示す図である。
【図１０】本開示の実施形態２に係る磁極形成部位８４１として中央部Ｃの円弧の中心角が広がった構成例を示す図である。
【図１１】本開示の実施形態２に係る磁極形成部位８４１として中央部Ｃの着磁極同士の近接距離を離した構成例を示す図である。
【図１２】本開示の実施形態２に係る現像ローラー８４の軸方向に沿ってピース８４１＿１の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の一例を示す図である。
【図１３】本開示の実施形態２に係る現像ローラー８４の軸方向に沿って用紙に形成された画像の濃度Ａの一例を示す図である。
【図１４】本開示の実施形態３に係るキャッチ極Ｓ１の法線方向の磁束密度の一例を示す特性図である。
【図１５】本開示の実施形態４に係るキャッチ極Ｓ１の法線方向の磁束密度の一例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本開示の実施形態を説明するが、本開示は以下の実施形態に限られるものではない。
【００１８】
実施形態１．
図１は、本開示の実施形態１に係る画像形成装置１の全体構成例を示す図である。図２は、本開示の実施形態１に係る現像装置４１２の構成例を示す図である。図３は、本開示の実施形態１に係る現像装置４１２の内部構成例を示す図である。図４は、本開示の実施形態１に係る現像ローラー８４の周方向に沿って磁極ごとの法線方向の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の一例を示す図である。図５は、本開示の実施形態１に係る現像ローラー８４の周方向に沿って磁極ごとの法線方向の他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の一例を示す図である。図６は、本開示の実施形態１に係る現像ローラー８４の周方向に沿って磁極ごとの法線方向の磁束密度分布Ｍ＿ｄにおいてキャッチ極Ｓ１のうち一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の磁力線ＬＭＦの数の一例を示す図である。図７は、本開示の実施形態１に係る現像ローラー８４の周方向に沿って磁極ごとの法線方向の磁束密度分布Ｍ＿ｄにおいてキャッチ極Ｓ１のうち他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の磁力線ＬＭＦの数の一例を示す図である。
【００１９】
画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用する中間転写方式によりカラー画像を用紙に形成する。画像形成装置１は、感光体４１３上に形成されたＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写部４２の中間転写ベルトに一次転写する。中間転写ベルトに一次転写された各色トナー像は、４色重ね合わされてから用紙に二次転写され、用紙に画像が形成される。画像形成装置１は、タンデム方式が採用されている。タンデム方式は、上記で説明したＹＭＣＫの４色に対応する感光体４１３を中間転写ベルトの走行方向に直列配置し、中間転写ベルトに一回の手順で各色トナー像を順次転写させる方式である。
【００２０】
画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部９０を備える。制御部９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び不図示の記憶部等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じてプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の動作を制御する。記憶部は、例えばフラッシュメモリ等のような不揮発性の半導体メモリ又はハードディスクドライブで実現され、各種データが格納されている。記憶部に格納されている各種データは、ＣＰＵが画像形成装置１の動作を制御するときに参照される。
【００２１】
画像読取部１０は、自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２等を備える。自動原稿給紙装置１１は、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）と称されている。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送し、原稿画像走査装置１２に送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿の画像を連続して読み取ることができる。なお、自動原稿給紙装置１１は、多数枚の原稿の画像を連続して読み取るとき、用紙反転機構により、それぞれの原稿の両面を読み取ることができる。原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査する。原稿画像走査装置１２は、光学的な走査による原稿からの反射光をＣＣＤセンサーの受光面上に結像させることにより、原稿に形成されている原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づき、原稿画像の入力画像データを生成する。入力画像データは、画像処理部３０に供給され、画像処理部３０が予め設定された画像処理を実行する。
【００２２】
画像処理部３０は、初期設定又はユーザー設定等で設定される各種プロファイルに応じたデジタル画像処理を入力画像データに行う回路を備える。画像処理部３０は、例えば、階調補正、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理及び圧縮処理等を入力画像データに行う。このような各種デジタル画像処理が行われた入力画像データに基づき、画像形成部４０は各種処理を行う。画像形成部４０は、入力画像データに基づき、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、及びＫ成分の各有色トナーによる画像を形成する。
【００２３】
画像形成部４０は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。帯電装置４１４のコロナ放電により、感光体４１３を帯電させる。露光装置４１１が各色成分の画像に対応するレーザー光を感光体４１３に照射することにより、各色成分の静電潜像が形成される。現像装置４１２が感光体４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより、静電潜像は可視化されてトナー像が形成される。
【００２４】
なお、ドラムクリーニング装置４１５は、一次転写後の感光体４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。中間転写部４２は、中間転写ベルト、一次転写ローラー、及び二次転写ローラー等を備える。中間転写ベルトと一次転写ローラーとが圧接して形成される一次転写ニップは、感光体４１３から中間転写ベルトにトナー像を転写する。中間転写ベルトと二次転写ローラーとが圧接して形成される二次転写ニップは、中間転写ベルトから用紙にトナー像を転写する。定着部６０は、用紙に転写されたトナー像を加熱及び加圧することにより、用紙に画像を形成する。用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。
【００２５】
図２に示すように、現像装置４１２は、現像装置本体８０、トナー供給部９１、及びキャリアー供給部９２を備える。トナー供給部９１は、現像装置本体８０にトナーを供給する。キャリアー供給部９２は、現像装置本体８０にキャリアーを供給する。現像装置４１２は、画像形成で消費されたトナーが供給されるとともに、現像容器８１内のキャリアーが少量ずつ入れ替えられるトリクル現像方式が採用される。トリクル現像方式を構成するトリクル機構は、公知の循環オーバーフロー型又は液面オーバーフロー型のものを適用すればよい。トリクル機構により、劣化したキャリアーが新しいキャリアーに入れ替わるため、現像容器８１内のトナーは常に均一に帯電される。よって、プリント枚数又は環境変化に左右されずに安定した画質を実現することができる。
【００２６】
現像装置本体８０は、現像容器８１、攪拌スクリュー８２、供給スクリュー８３、現像ローラー８４、規制部材８５、並びに不図示のトナー濃度センサー及びキャリアー検出センサー等の各種センサーを備える。現像装置４１２は、トナーとキャリアーからなる二成分の現像剤Ｄを収容する。現像容器８１内は、隔壁８８により、攪拌経路８１１と供給経路８１２とに区画される。攪拌経路８１１及び供給経路８１２は、現像ローラー８４の軸方向に平行に延在する。攪拌経路８１１及び供給経路８１２は、現像剤Ｄが循環搬送されるように、現像ローラー８４の軸方向両端部で連通する。すなわち、攪拌経路８１１における現像剤Ｄの搬送方向と、供給経路８１２における現像剤Ｄの搬送方向とは逆になる。現像容器８１は、攪拌経路８１１の上方に、トナー供給口８１ａ及びキャリアー供給口８１ｂを備える。トナー供給口８１ａは、トナーを攪拌経路８１１に供給する。キャリアー供給口８１ｂは、キャリアーを攪拌経路８１１に供給する。図３の一例では、キャリアー供給口８１ｂは、トナー供給口８１ａよりも現像剤Ｄの搬送方向に沿って上流側に配置されている。トナー供給部９１から送出されたトナーは、トナー供給口８１ａを介して現像装置本体８０に供給される。キャリアー供給部９２から送出されたキャリアーは、キャリアー供給口８１ｂを介して現像装置本体８０に供給される。トナー供給部９１によるトナー供給動作及びキャリアー供給部９２によるキャリアー供給動作は、制御部９０により制御される。
【００２７】
攪拌経路８１１は、現像ローラー８４の軸方向に沿って攪拌スクリュー８２が配置される。攪拌スクリュー８２は、駆動モーター８２３に接続された軸心８２１のほぼ全長にわたって一定のピッチで螺旋状に羽根８２２が形成された構成を有する。攪拌スクリュー８２は、現像剤Ｄを攪拌する。具体的には、攪拌スクリュー８２が回転することにより、現像剤Ｄが攪拌されつつ一方向、図３においては左から右に搬送される。供給経路８１２は、現像ローラー８４の軸方向に沿って供給スクリュー８３が配置される。供給スクリュー８３は、攪拌スクリュー８２と同様の構成を有する。すなわち、供給スクリュー８３は、駆動モーター８３３に接続された軸心８３１のほぼ全長にわたって一定のピッチで螺旋状に羽根８３２が形成された構成を有する。供給スクリュー８３は、現像ローラー８４と攪拌スクリュー８２との間に設けられ、攪拌スクリュー８２により攪拌される現像剤Ｄを現像ローラー８４に供給する。具体的には、供給スクリュー８３が回転することにより、トナーとキャリアーとが攪拌されつつ一方向、図３においては右から左に搬送される。
【００２８】
攪拌経路８１１及び供給経路８１２において現像剤Ｄが搬送される際、現像剤Ｄに含まれるトナーとキャリアーとが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電する。ここでは、キャリアーは正極性に帯電され、トナーは負極性に帯電されると想定する。正極性に帯電したキャリアーの周囲に、負極性に帯電したトナーが、主として両者の電気的な吸引力により付着する。現像剤Ｄは、供給経路８１２を搬送される過程で、現像ローラー８４に供給される。なお、フィン８３４は、軸心８３１の一方の端部に設けられ、供給経路８１２から攪拌経路８１１に現像剤Ｄを移動させる。フィン８２４は、軸心８２１の一方の端部に設けられ、攪拌経路８１１から供給経路８１２に現像剤Ｄを移動させる。円盤８３５は、フィン８３４と、現像容器８１の壁面側との間であって、且つ軸心８３１の一方の端部に設けられ、フィン８３４の周囲にある現像剤Ｄが現像容器８１の壁面側に向かうのを抑制する。円盤８２５は、フィン８２４と、現像容器８１の壁面側との間であって、且つ軸心８２１の一方の端部に設けられ、フィン８２４の周囲にある現像剤Ｄが現像容器８１の壁面側に向かうのを抑制する。
【００２９】
現像ローラー８４は、静電潜像が形成された感光体４１３に現像剤Ｄを供給する。現像ローラー８４の上方には、現像ローラー８４から一定の距離だけ離間した状態で、規制部材８５が対向して配置されている。規制部材８５は、現像ローラー８４と平行に延在し、例えばステンレス鋼材等の磁性体で形成された板状の部材である。図４，５に示すように、現像ローラー８４は、磁極形成部位８４１と、スリーブ８４２とを備える。現像ローラー８４は、現像ローラー８４の周方向に沿って、複数の磁極が形成され、隣接するそれぞれの磁極は互いに逆極性である。磁極形成部位８４１は、回転不能に固定されて配置され、複数の磁極の一つとして、少なくともキャッチ極Ｓ１が形成される。キャッチ極Ｓ１は、現像ローラー８４の軸方向における総磁荷量が一定に保たれる。キャッチ極Ｓ１は、現像ローラー８４の軸方向に沿って出現する磁束密度分布Ｍ＿ｄのうち、一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１が他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１と異なるものである。図４，５の一例においては、現像ローラー８４は、磁極形成部位８４１によりキャッチ極Ｓ１を含んで７つの磁極が形成されている。７つの磁極は、キャッチ極Ｓ１以外においては、搬送極、規制極、現像極、及び剥離極の何れかとして機能させればよく、複数の磁極に同一の機能を持たせてもよい。
【００３０】
スリーブ８４２は、磁極形成部位８４１の周囲に回転可能に配置され、円筒状に形成されている。スリーブ８４２の外周面のうち現像剤領域Ｘには、磁極形成部位８４１に形成される複数の磁極により現像剤Ｄを搬送するための磁力線ＬＭＦが図６，７に示すように形成される。また、図６，７に示すように、一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１は、磁力ピークとなる部位の磁力線ＬＭＦの数が、他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１よりも多く、磁力ピークの位置が、他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１よりも低いため、現像剤Ｄに向かう磁力線ＬＭＦの数が増加する。
【００３１】
よって、スリーブ８４２に供給された現像剤Ｄは、磁極形成部位８４１により形成される磁力線ＬＭＦに沿って穂立ちすることで、磁気ブラシを形成する。現像剤Ｄは、スリーブ８４２の回転に伴い反時計回りに搬送され、規制部材８５と、スリーブ８４２との間隙を通過することで、一定厚に規制される。スリーブ８４２に担持されたトナーが感光体４１３に供給されることにより、感光体４１３上の静電潜像が現像される。つまり、磁極形成部位８４１は、キャッチ極Ｓ１により供給スクリュー８３が供給する現像剤Ｄ中の磁性を帯びたキャリアを吸着させる。キャッチ極Ｓ１がキャリアを吸着することにより、スリーブ８４２の外周面上に現像剤Ｄが吸着される。現像ローラー８４に形成される隣接する磁極は互いに逆極性であるため、キャッチ極Ｓ１により吸着された現像剤Ｄは、磁気ブラシとして搬送され、感光体４１３と対向する磁極に現像バイアスが印加されることで、磁気ブラシ中のトナーが感光体４１３側に静電吸着する。
【００３２】
以上の説明から、本実施形態によれば、キャッチ極Ｓ１は、現像ローラー８４の軸方向における総磁荷量を一定に保ち、且つ現像ローラー８４の軸方向に沿って、一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１が他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１と異なるものである。一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１は、磁力ピークとなる部位の磁力線ＬＭＦの数が、他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１よりも多い。よって、現像ローラー８４の軸方向のうち、一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１が出現する部位では、感光体４１３に搬送可能な現像剤Ｄの量を増やすことができるが、現像ローラー８４の軸方向における総磁荷量は一定に保たれている。したがって、現像剤Ｄの搬送量が様々な要因で変動したとしても、現像ローラー８４の軸方向における総磁荷量を一定で、一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１が出現する部位における現像剤Ｄの量を増やすことができるため、用紙に形成される画像の濃度Ａの不均一性を改善することができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１は、磁力ピークの位置が、他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１よりも低い。よって、現像剤Ｄに向かう磁力線ＬＭＦの数を増加させることができる。したがって、現像ローラー８４の軸方向における総磁荷量が一定であったとしても、現像剤Ｄを現像ローラー８４に引きつけやすくすることができる。
【００３４】
実施形態２．
実施形態２において、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付記し、その説明については省略する。実施形態２は、循環経路が１つの実施形態１と比べ、２つの循環経路が形成される点が異なる。よって、実施形態２においては、２つの循環経路が形成される構成について具体的に説明する。
【００３５】
図８は、本開示の実施形態２に係る現像容器８１が仕切り板８９を備える一例を示す図である。現像容器８１は、第１の循環経路と、第２の循環経路とが形成される。第２の循環経路は、現像ローラー８４の軸方向に沿って、第１の循環経路に隣接する。現像容器８１は、第１の循環経路に、攪拌スクリュー８２Ｒと、供給スクリュー８３Ｒと、が設けられ、攪拌経路８１１Ｒと供給経路８１２Ｒとが構成される。現像容器８１は、第２の循環経路に、攪拌スクリュー８２Ｌと、供給スクリュー８３Ｌと、が設けられ、攪拌経路８１１Ｌと供給経路８１２Ｌとが構成される。なお、攪拌経路８１１Ｒ及び攪拌経路８１１Ｌは、攪拌経路８１１と同様の構成であり、供給経路８１２Ｒ及び供給経路８１２Ｌは、供給経路８１２と同様の構成であり、攪拌スクリュー８２Ｒ及び攪拌スクリュー８２Ｌは、攪拌スクリュー８２と同様の構成であり、供給スクリュー８３Ｒ及び供給スクリュー８３Ｌは、供給スクリュー８３と同様の構成であるため、それらの説明ついては省略する。つまり、軸心８２１Ｒ及び軸心８２１Ｌは、軸心８２１と同様の構成である。羽根８２２Ｒ及び羽根８２２Ｌは、羽根８２２と同様の構成である。駆動モーター８２３Ｒ及び駆動モーター８２３Ｌは、駆動モーター８２３と同様の構成である。フィン８２４Ｒ及びフィン８２４Ｌは、フィン８２４と同様の構成である。円盤８２５Ｒ及び円盤８２５Ｌは、円盤８２５と同様の構成である。軸心８３１Ｒ及び軸心８３１Ｌは、軸心８３１と同様の構成である。羽根８３２Ｒ及び羽根８３２Ｌは、羽根８３２と同様の構成である。駆動モーター８３３Ｒ及び駆動モーター８３３Ｌは、駆動モーター８３３と同様の構成である。フィン８３４Ｒ及びフィン８３４Ｌは、フィン８３４と同様の構成である。円盤８３５Ｒ及び円盤８３５Ｌは、円盤８３５と同様の構成である。隔壁８８Ｒ及び隔壁８８Ｌは、隔壁８８と同様の構成である。
【００３６】
磁極形成部位８４１は、現像ローラー８４の軸方向に沿って、中央部Ｃと、非中央部ＮＣとを含む。中央部Ｃは、第１の循環経路と第２の循環経路との境となる領域に対向する。非中央部ＮＣは、中央部Ｃに隣接する。一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１は、中央部Ｃから出現して形成されるものである。他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１は、非中央部ＮＣから出現して形成されるものである。中央部Ｃにおける磁束密度は、非中央部ＮＣにおける磁束密度よりも強い。また、現像容器８１は、仕切り板８９を備える。仕切り板８９は、中央部Ｃに対向し、供給スクリュー８３Ｒと供給スクリュー８３Ｌとの境且つ攪拌スクリュー８２Ｒ及び攪拌スクリュー８２Ｌとの境に設けられている。円盤８２５Ｒは、供給スクリュー８３Ｒの端部のうち、仕切り板８９に近い側に設けられ、現像剤Ｄの少なくとも一部が仕切り板８９に近づくのを抑制する。円盤８２５Ｌは、供給スクリュー８３Ｌの端部のうち、仕切り板８９に近い側に設けられ、現像剤Ｄの少なくとも一部が仕切り板８９に近づくのを抑制する。現像ローラー８４は、中央部Ｃが、現像ローラー８４の軸方向に沿って、円盤８２５Ｒと円盤８２５Ｌとの間の幅よりも広い範囲に設けられている。
【００３７】
図９は、本開示の実施形態２に係る磁極形成部位８４１として中央部Ｃが円弧カットされた構成例を示す図である。図９の一例では、軸心８４３を有する磁極形成部位８４１に組み込まれるピース８４１＿１によりキャッチ極Ｓ１が形成される。ピース８４１＿１は、個別着磁したものであり、すでに磁石として機能する。ピース８４１＿１において中央部Ｃは、円弧カットされ、外周面がフラットに加工されている。中央部Ｃは、円弧カット前の状態では高めの磁力を着磁させ、円弧カット後において、キャッチ極Ｓ１の総磁荷量が予め想定される総磁荷量と同一となるようにする。
【００３８】
図１０は、本開示の実施形態２に係る磁極形成部位８４１として中央部Ｃの円弧の中心角が広がった構成例を示す図である。図１０の一例では、軸心８４３を有する磁極形成部位８４１に組み込まれるピース８４１＿１によりキャッチ極Ｓ１が形成される。ピース８４１＿１は、個別着磁でもよいが、組み合わせてから着磁するＡｓｓｙ着磁であってもよい。中央部Ｃは、磁力を弱い状態にし、剥離極側へ角度を広がらせる。Ａｓｓｙ着磁は、現像ローラー８４の軸方向に沿った通常の着磁で距離が変化するため、総磁荷量は同じでありつつ、磁力ピークは低くなる。
【００３９】
図１１は、本開示の実施形態２に係る磁極形成部位８４１として中央部Ｃの着磁極同士の近接距離を離した構成例を示す図である。図１１の一例では、軸心８４３を有する磁極形成部位８４１に組み込まれるピース８４１＿１によりキャッチ極Ｓ１が形成される。ピース８４１＿１は、中央部Ｃにおいて、着磁極同士の近接距離を離すことで、磁力ピークの位置が低下したものとなっている。
【００４０】
図１２は、本開示の実施形態２に係る現像ローラー８４の軸方向に沿ってピース８４１＿１の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１の一例を示す図である。図１３は、本開示の実施形態２に係る現像ローラー８４の軸方向に沿って用紙に形成された画像の濃度Ａの一例を示す図である。画像の濃度Ａ＿１では、キャッチ極Ｓ１の総磁荷量を一定に保った状態で、円盤８２５Ｒと円盤８２５Ｌとの間の幅よりも広い中央部Ｃにおいて、磁力ピークの位置を低く、磁力線ＬＭＦの数を多くしている。よって、図１３に示すように、中央部Ｃと、非中央部ＮＣとで磁束密度分布Ｍ＿ｄに差異を設けない場合の画像の濃度Ａ＿２と比べ、画像の濃度Ａ＿１は、全面均一となっている。
【００４１】
以上の説明から、本実施形態によれば、一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１は、第１の循環経路と第２の循環経路との境となる領域に対向する中央部Ｃから出現する。他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１は、中央部Ｃに隣接する非中央部ＮＣから出現する。よって、現像ローラー８４を介して中央部Ｃから感光体４１３に搬送される現像剤Ｄの量を増やしつつ、現像ローラー８４全体を介して感光体４１３に搬送される現像剤Ｄの量を一定に保つことができる。したがって、感光体４１３に形成される静電潜像全体には現像剤Ｄが均等に搬送されるが、感光体４１３に形成される静電潜像の一部の搬送力が弱くなる部位に搬送される現像剤Ｄの量を増やすことができるため、全体として感光体４１３に形成される静電潜像に現像剤Ｄを均等に搬送することができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、中央部Ｃにおける磁束密度は、非中央部ＮＣにおける磁束密度よりも強い。よって、供給スクリュー８３Ｒと供給スクリュー８３Ｌとの境となる部位にある現像剤Ｄが少なかったとしても、中央部Ｃにおける磁束密度が非中央部ＮＣにおける磁束密度よりも強いため、少ない分を補って現像剤Ｄを搬送することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、現像容器８１は、中央部Ｃに対向し、供給スクリュー８３Ｒと供給スクリュー８３Ｌとの境且つ攪拌スクリュー８２Ｒと攪拌スクリュー８２Ｌとの境に設けられ、第１の循環経路と、第２の循環経路との間を仕切る仕切り板８９を備える。よって、第１の循環経路と、第２の循環経路とは現像ローラー８４の軸方向に沿って隣接しているため、第１の循環経路から供給可能な現像剤Ｄと第２の循環経路から供給可能な現像剤Ｄとを現像ローラー８４に供給することにより、現像ローラー８４の軸方向に沿って、感光体４１３に形成される静電潜像に搬送可能な現像剤Ｄの搬送範囲を延伸することができる。したがって、幅の広い用紙に対応して現像することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、現像ローラー８４は、中央部Ｃが、現像ローラー８４の軸方向に沿って、円盤８３５Ｒと円盤８３５Ｌとの間の幅よりも広い範囲に設けられている。よって、一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１は、現像ローラー８４の周方向に沿って磁力線ＬＭＦの数を増加させているが、現像ローラー８４の軸方向に沿って磁力ピークの位置が、他の一部の磁束密度分布Ｍ＿ｄ＿１よりも低い。したがって、円盤８３５Ｒと円盤８３５Ｌとの間への現像剤Ｄの流入を抑制しつつ、用紙に形成される画像の濃度Ａを均一化することができる。
【００４５】
実施形態３．
実施形態３において、実施形態１，２と同一の構成については同一の符号を付記し、その説明については省略する。実施形態３は、実施形態１又は２の構成を前提とするものであって、中央部Ｃにおける磁束密度の半値幅について説明する。図１４は、本開示の実施形態３に係るキャッチ極Ｓ１の法線方向の磁束密度の一例を示す特性図である。破線は、中央部Ｃ及び非中央部ＮＣのそれぞれのキャッチ極Ｓ１の法線方向の磁束密度の半値幅の磁束密度を示す。図１４に示すように、キャッチ極Ｓ１は、中央部Ｃにおける磁束密度の半値幅が、非中央部ＮＣにおける磁束密度の半値幅よりも広い。
【００４６】
以上の説明から、本実施形態によれば、キャッチ極Ｓ１は、中央部Ｃにおける磁束密度の半値幅が、非中央部ＮＣにおける磁束密度の半値幅よりも広い。よって、非中央部ＮＣと比べ、中央部Ｃの方が、半値幅の部位において磁力線ＬＭＦの数を増加させることができる。したがって、非中央部ＮＣと比べ、中央部Ｃの方が、半値幅の部位において現像剤Ｄを現像ローラー８４に引きつけやすくすることができる。
【００４７】
実施形態４．
実施形態４において、実施形態１〜３と同一の構成については同一の符号を付記し、その説明については省略する。実施形態４は、実施形態１又は２の構成を前提とするものであって、中央部Ｃにおける磁束密度の半値幅を説明した実施形態３と異なり、中央部Ｃにおける磁束密度の８０％幅について説明する。図１５は、本開示の実施形態４に係るキャッチ極Ｓ１の法線方向の磁束密度の一例を示す特性図である。破線は、中央部Ｃ及び非中央部ＮＣのそれぞれのキャッチ極Ｓ１の法線方向の磁束密度の８０％幅の磁束密度を示す。図１５に示すように、キャッチ極Ｓ１は、中央部Ｃにおける磁束密度の８０％幅が、非中央部ＮＣにおける磁束密度の８０％幅よりも広い。
【００４８】
以上の説明から、本実施形態によれば、キャッチ極Ｓ１は、中央部Ｃにおける磁束密度の８０％幅が、非中央部ＮＣにおける磁束密度の８０％幅よりも広い。よって、非中央部ＮＣと比べ、中央部Ｃの方が、８０％幅の部位において磁力線ＬＭＦの数を増加させることができる。したがって、非中央部ＮＣと比べ、中央部Ｃの方が、８０％幅の部位において現像剤Ｄを現像ローラー８４に引きつけやすくすることができる。
【００４９】
以上、本開示に係る現像装置４１２及び画像形成装置１を実施形態に基づいて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【００５０】
例えば、本実施形態においては、現像ローラー８４に７つの磁極が形成されている一例について説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、現像ローラー８４に５つの磁極が形成されていてもよい。現像ローラー８４は、複数の磁極が形成されていることにより出現する磁気ブラシにより現像剤Ｄを感光体４１３に搬送するものであればよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  画像形成装置、１０  画像読取部
１１  自動原稿給紙装置、１２  原稿画像走査装置、２０  操作表示部
３０  画像処理部、４０  画像形成部、４１１  露光装置、４１２  現像装置
４１３  感光体、４１４  帯電装置、４１５  ドラムクリーニング装置
４２  中間転写部、５０  用紙搬送部、５１  給紙部、５２  排紙部
５３  搬送経路部、６０  定着部
８０  現像装置本体
８１  現像容器、８１ａ  トナー供給口、８１ｂ  キャリアー供給口
８１１，８１１Ｒ，８１１Ｌ  攪拌経路
８１２，８１２Ｒ，８１２Ｌ  供給経路
８２，８２Ｒ，８２Ｌ  攪拌スクリュー
８２１，８２１Ｒ，８２１Ｌ  軸心
８２２，８２２Ｒ，８２２Ｌ  羽根
８２３，８２３Ｒ，８２３Ｌ  駆動モーター
８２４，８２４Ｒ，８２４Ｌ  フィン
８２５，８２５Ｒ，８２５Ｌ  円盤
８３，８３Ｒ，８３Ｌ  供給スクリュー
８３１，８３１Ｒ，８３１Ｌ  軸心
８３２，８３２Ｒ，８３２Ｌ  羽根
８３３，８３３Ｒ，８３３Ｌ  駆動モーター
８３４，８３４Ｒ，８３４Ｌ  フィン
８３５，８３５Ｒ，８３５Ｌ  円盤
８４  現像ローラー、８４１  磁極形成部位、８４１＿１  ピース
８４２  スリーブ、８４３  軸心
８５  規制部材、８８，８８Ｒ，８８Ｌ  隔壁、８９  仕切り板
９０  制御部、９１  トナー供給部、９２  キャリアー供給部
Ｘ  現像剤領域、Ｍ＿ｄ，Ｍ＿ｄ＿１  磁束密度分布、ＬＭＦ  磁力線
Ｄ  現像剤、Ｃ  中央部、ＮＣ  非中央部、Ａ，Ａ＿１，Ａ＿２  濃度
Ｓ１  キャッチ極
【図１】
2019101082.tif 000003
【図２】
2019101082.tif 000004
【図３】
2019101082.tif 000005
【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】
2019101082.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019101082.tif 000012
【図１１】
2019101082.tif 000013
【図１２】
2019101082.tif 000014
【図１３】
2019101082.tif 000015
【図１４】
2019101082.tif 000016
【図１５】
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