(57)【要約】【課題】  電子写真装置において、現像ドクタ先端部の磁界を変化させ、ドクタギャップに依存せず安定した汲み上げ量を供給する現像装置を用いることで良質な画像形成を行うことを目的とする。【解決手段】  ２成分現像装置を用いて感光体上の静電潜像をトナーにより現像する画像形成装置において、複数の磁石と磁石に対して回転可能な非磁性スリーブを備える現像ローラ、および現像剤を現像ローラ上で薄層に形成するための層厚規制部材である現像ドクタを有し、現像ローラと現像ドクタの間に作られる磁界を変化させることで、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整する現像装置を特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２成分現像装置を用いて感光体上の静電潜像をトナーにより現像する画像形成装置において、複数の磁石と該磁石に対して回転可能な非磁性スリーブを備える現像ローラおよび現像剤を現像ローラ上で薄層に形成するための層厚規制部材である現像ドクタを有し、現像ローラと現像ドクタとの間に作られる磁界を変化させることで現像ドクタ通過後の現像剤量を調整することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラの磁石を現像ローラの軸に対して回転させることで現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像ドクタの位置を現像ローラの接線方向に移動可能とし、現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像ドクタは非磁性ブレードに磁性板を接触させた構成を備え、該磁性板を現像ローラ法線方向に移動可能とし、現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像ローラ内の磁石のうち少なくとも現像ドクタ付近の磁石を電磁石とし、電磁石に流す電流を変化させることで、現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整する制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
温湿度等の環境を検出する装置を設け、その検出結果に応じて、前記現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整する制御部を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
機械の使用状況に応じて前記現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整する制御部を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像ドクタ通過後の現像剤の量を検出する装置を設け、その検出結果に応じて、現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整する制御部を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の現像装置に関し、特に現像ローラと現像ドクタの間に作られる磁界を変化させることにより、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整できる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式における画像形成装置においては、感光体ドラムや感光体ベルトなどの潜像担持体上に、画像情報に対応した静電潜像が形成され、現像剤担持体（以下、現像ローラとする）を有する現像装置が行う現像作業によって可視像が得られる。
このような現像手段として、転写性、ハーフトーンの再現性、温度・湿度に対する安定性などの観点から、トナーとキャリアからなる２成分現像方式が広く利用されている。
ここで２成分現像における重要な特性値として、汲み上げ量と呼ばれる現像位置における現像ローラ上の単位面積あたりの現像剤量が存在し、汲み上げ量は画像品質に大きな影響を与える。この値を狙いの値にするために一般に非磁性板１に磁性板２を組み合わせた層厚規制部材３（以下現像ドクタとする）が存在し、図１のようにこの現像ドクタ３を現像ローラ５に対向させている。そしてこの現像ローラ５と現像ドクタ３の間隔であるドクタギャップ（以下ＤＧとする）を調整することで現像剤４の汲み上げ量を決めている。
従来では、現像ドクタを現像ローラの法線方向に動かすことで、現像剤の通過量を調整しているものが報告されている(例えば特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平８−０６２９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしＤＧの調整は０．４〜１．０ｍｍ程度というその狭さから微調整が困難であり、調整者に特別な技能や経験を要求することが多い。またＤＧが同じであっても環境や現像ローラの磁石のばらつき、部品や現像剤の経時変化によって、汲み上げ量が変化してしまう。そのためあらかじめＤＧと汲み上げ量の関係から要求されるＤＧを推定して、調整したとしても常に同じ汲み上げ量を得ることは困難である。特に現像剤の劣化や現像ローラのスリーブとして広く用いられているサンドブラスト加工の表面磨耗によって、汲み上げ量は経時で大きく低下することがわかっている。
さらに印刷する画像の濃度や画像面積の大きさによって求められる汲み上げ量の値は異なり、画像によって適切な汲み上げ量を現像領域に供給することが望まれている。
以上のような理由のため、近年の高まる高画質化の要請に対応できる安定した画像形成を行うためには、汲み上げ量を狙いの値で現像領域に安定して供給することは必要不可欠である。
本発明は、上述の実状を考慮してなされたものであって、上記の問題を解決するために現像ドクタ先端部の磁界を変化させ、ＤＧに依存せず安定した汲み上げ量を供給する現像装置を用いることで良質な画像形成を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、２成分現像装置を用いて、感光体上の静電潜像をトナーを現像する画像形成装置において、複数の磁石と磁石に対して回転可能な非磁性スリーブを備える現像ローラ、および現像剤を現像ローラ上で薄層に形成するための層厚規制部材である現像ドクタを有し、現像ローラと現像ドクタの間に作られる磁界を変化させることで、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整する現像装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記現像ローラの磁石を現像ローラの軸に対して回転させることで現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整する請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記現像ドクタの位置を現像ローラの接線方向に移動可能とし、現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整する請求項１記載の現像装置を特徴とする。
【０００５】
また、請求項４に記載の発明は、前記現像ドクタを構成する磁性板を現像ローラ法線方向に移動可能とし、現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整できることを特徴とする請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記現像ローラ内の磁石のうち少なくとも現像ドクタ付近の磁石を電磁石とし、電磁石に流す電流を変化させることで、現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整できる請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、温湿度等の環境を検出する装置を設け、その検出結果に応じて、前記現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整できる請求項１から５のいずれか一項に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、機械の使用状況に応じて前記現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整できることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記現像ドクタ通過後の現像剤の量を検出する装置を設け、その検出結果に応じて、現像ドクタ先端における磁界を変化させ、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整できる請求項１から７のいずれか一項に記載の現像装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
２成分現像装置を用いて、感光体上の静電潜像をトナーにより現像する画像形成装置において、複数の磁石と磁石に対して回転可能な非磁性スリーブを備える現像ローラ、および現像剤を現像ローラ上で薄層に形成するための層厚規制部材である現像ドクタを有し、現像ローラと現像ドクタの間に作られる磁界を変化させることで、現像ドクタ通過後の現像剤量を調整することを特徴とする現像装置により、現像ローラと現像ドクタの間に生じる磁界を制御することで、ＤＧを変化させることなく汲み上げ量を微調整することができるため、環境や現像ローラ、部品の経時変化によらず安定して要求される汲み上げ量を現像領域に供給することが容易にできるため、安定した画像形成が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図２で示すように、現像剤が現像ローラ５上を移動する際、現像ローラ５内に配された磁石Ｓ、Ｎが作る磁界によって現像剤４は穂立ち／穂倒れを繰り返す。また同じ大きさのドクタギャップで現像ドクタ３を設置した場合、図３のように穂立ち位置に現像ドクタ３がある場合は現像ドクタ３を通過する現像剤４が少なくなるため、汲み上げ量は少なくなる。逆に図４のように穂倒れ位置に現像ドクタ３がある場合、現像ドクタ３を通過する現像剤が多いため、汲み上げ量が大きくなる。
従って、汲み上げ量を適正な値に調整するためには現像ドクタ３を動かすことでＤＧ（図１参照）を変化させなくとも、磁界を変化させ磁気穂の状態を変えることで同様の効果を得ることができる。すなわち汲み上げ量が少ないときは現像ドクタ付近の磁界の現像ローラ法線方向を弱め、接線方向の磁界を強めることで磁界のベクトルがスリーブ表面に対して寝るため、現像剤の磁気穂は穂倒れを起こし、汲み上げ量を増加させることができるようになる。逆に汲み上げ量が多いときは法線方向を強め、接線方向を弱めることで汲み上げ量を少なくすることができる。
そのための方法として現像ローラのスリーブ内の磁石を回転させることが考えられる。多くの現像ローラは図５のように一方の軸Ａ１にスリーブ６を回転させるための軸を持ち、磁石を取り付けた他方の軸Ａ２は固定している。ここで６はスリーブ、７は磁石である。そこで、本発明では、磁石７を固定している軸Ａ２を回転可能とすることで磁界を変化させることができるようになり、磁石が作る現像ローラ法線方向の磁束密度が図６のような場合、磁石を右（時計回り方向）に回転させると現像ドクタ３先端での磁界の法線方向成分が弱まるため、汲み上げ量が増加する。逆に磁石を左に回転させた場合、汲み上げ量は低下する。その実施例として図７に現像ローラの磁石を回転させたときの汲み上げ量を示す。
【０００８】
逆に現像ドクタを現像ローラの接線方向に移動させても同様の効果が得られる。すなわち図１において現像ドクタ３を左右に移動できるようにする。この場合現像ドクタの移動方向が現像ローラの接線方向のため、ＤＧはほとんど変化しないにもかかわらず、現像ドクタの移動によりその先端部における磁界の変化によって汲み上げ量は変化する。このため磁石を回転させたときと同様に法線方向の磁界を強め、接線方向の磁界を弱めたとき汲み上げ量は弱まる。したがって図６の場合では、現像ドクタを右側に動かしたとき汲み上げ量が増加し、左側に移動したとき汲み上げ量が低下することになる。
さらに磁界を形成する要因として現像ドクタの一部である磁性板２が存在し、この磁性板は、現像ローラの磁石が作った磁界によって磁化し、その磁界を強める効果を持つ。したがって図１においてこの磁性板２だけを現像ローラの法線方向（図の上下方向）に可動させることによってドクタ先端部の磁界を変化させることが可能になり、磁性板を現像ローラに近づければ法線方向の磁界が強まるため、汲み上げ量は低下する。逆に磁性板を遠ざけると汲み上げ量は増加する。
【０００９】
また図８のように少なくとも現像ドクタ３に最も近い現像ローラ５内の磁石７を電磁石７Ａとすることで、電流の調整によって発生する電磁石７Ａの磁界を容易に変えることができる。これによって電流を増加させると現像ローラ法線方向の磁界が強くなるため、汲み上げ量を減らすことができる。逆に電流を弱めると汲み上げ量を増加させることができる。電磁石の制御は、図示しない制御部（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等）が実施する。
そして現像装置を含む画像形成装置に温湿度などの環境を測定する計測器を追加することで、制御部は、その状態に対して適切な汲み上げ量を与える磁界を現像ドクタの先端部に与えることができる。これにより、様々な環境に対してもその環境に応じた汲み上げ量に調整することができるため、環境に依存しない安定した画像形成が可能になった。
同様に画像形成装置の稼動量（時間、出力枚数等）を計測する装置を追加することで、制御部は、部品や現像剤の経時変化に合わせた適切な汲み上げ量を与える磁界を現像ドクタの先端部に与えることができる。これにより、現像剤や部品の経時変化による変化に伴って、その変化を相殺するように磁界を調節することが可能となり、経時変化の少ない画像を得ることができるようになった。
また画像形成装置に現像剤が現像ドクタ通過後の汲み上げ量を現像剤の磁気穂の高さなどで測定できる装置を追加することで、制御部は、現在の汲み上げ量の状況をフィードバックし、汲み上げ量を適切な値になるようにリアルタイムで増減させることが可能となる。さらに出力する画像に適した汲み上げ量を得ることができるようになる。これにより、汲み上げ量を検出した後にフィードバックをかけ、汲み上げ量を調整することができるため、良好な画像を得ることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の現像ローラと感光体の関係を示す概略図。
【図２】本発明の現像ローラ内の磁石の磁界による現像剤の穂立ちの変化を示す説明図。
【図３】本発明での穂立ち位置に現像ドクタがある場合を示す説明図。
【図４】本発明での穂倒れ位置に現像ドクタがある場合を示す説明図。
【図５】本発明のスリーブ回転型の現像ローラを示す概略図。
【図６】本発明での現像ローラ法線方向の磁束密度を示す説明図。
【図７】本発明の現像ローラの磁石を回転させたときの汲み上げ量を示す説明図。
【図８】本発明の現像ローラ内の磁石を電磁石とする例を示す説明図。
【符号の説明】
【００１１】
１  非磁性ブレード
２  磁性板
３  層厚規制部材（現像ドクタ）
４  現像剤
５  現像ローラ
６  スリーブ
７  磁石
【図１】
2005345913.tif 000003
【図２】
2005345913.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005345913.tif 000006
【図５】
2005345913.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005345913.tif 000009
【図８】
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