(57)【要約】【課題】現像剤担持体に担持される現像剤の量を安定させることができる現像装置を提供する。【解決手段】磁性粒子を含む現像剤を担持する回転可能な現像スリーブ２６と、現像スリーブ２６と対向して配置され、現像スリーブ２６に担持される現像剤の量を規制する現像ブレード２３と、現像スリーブ２６に内包され、複数の磁極を有し、現像ブレード２３の近傍に規制極であるＳ１極を有するマグネットローラ２５と、を備え、Ｓ１極の現像スリーブ２６表面に対する法線方向の磁束密度Ｂｒのうち、現像スリーブ２６の回転方向の磁束密度Ｂｒに関して、Ｓ１極の磁束密度Ｂｒのピーク位置θｐは、現像ブレード２３が配置された位置θｂを基準として±５°（θａからθｃ）の間の規制領域の外側に配置され、規制領域の磁束密度Ｂｒの平均変化率の絶対値ｒは、Ｓ１極の磁束密度Ｂｒが０の位置からピークの位置までの平均変化率の絶対値よりも小さい。【選択図】図６
2017203841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子を含む現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と対向して配置され、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体に内包され、複数の磁極を有し、前記規制部材の近傍に規制極を有する磁界発生手段と、
を備え、
前記規制極の前記現像剤担持体の表面に対する法線方向の磁束密度のうち、前記現像剤担持体の回転方向の磁束密度に関して、
前記規制極の前記磁束密度のピークの位置は、前記規制部材が配置された位置を基準として前記回転方向に＋５°の位置から−５°の位置までの間の規制領域の外側に配置され、
前記規制領域の前記磁束密度の平均変化率の絶対値は、前記規制極の前記磁束密度が０の位置からピークの位置までの前記平均変化率の絶対値よりも小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記規制領域の前記平均変化率の絶対値は、０．３未満に設定されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記規制極の前記磁束密度が０以上の領域に前記現像剤担持体に担持された前記現像剤を像担持体に付着させる現像領域がある場合、前記現像剤担持体の回転方向において、前記規制部材が配置された位置から前記現像領域までの前記平均変化率の絶対値は、０．５より大きい値に設定されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザプリンタや複写機、ファクシミリ装置などの電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置に好適な現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像剤としてトナーを使用する画像形成装置が備える現像装置においては、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。
【０００３】
このような二成分現像方式では、現像スリーブ（現像剤担持体）に内包されたマグネットローラの磁力によって現像スリーブ表面に現像剤を担持し、担持された現像剤の量を現像ブレードにより規制することで現像スリーブ上に現像剤層を薄層形成する。その後、現像剤層は現像スリーブの回転に伴って感光体と対向する現像領域に搬送され、マグネットローラの磁力により現像剤がブラシチェーン状に穂立ちさせられた状態で感光体上に静電吸着して静電潜像が現像される。
【０００４】
上記のような現像装置において、現像スリーブ上に担持される現像剤の量を安定させるための構成が従来から提案されている。例えば特許文献１では、現像剤を現像スリーブに汲み上げる汲上極から現像ブレード近傍の磁極である規制極にかけて、現像スリーブ表面に対する接線方向の磁気力が現像スリーブの回転方向と同方向に向くように構成されている。これにより、現像スリーブによる現像剤の搬送が効率良く行われ、現像スリーブに担持される現像剤の量（コート量）を安定させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５‐１６９６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的にマグネットローラは部品公差として、現像スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度のピーク位置について、設定したピークの位置から現像スリーブの回転方向に±３°の誤差が生じ、半値幅も±２°の振れを持つ。従って、現像ブレードの対向部において、法線方向の磁束密度は最大±５°の振れを持つことになる。
【０００７】
ここで、現像ブレードに規制される現像剤の穂立ち角度は、マグネットローラから作用する磁束密度のうち、法線方向成分である磁束密度Ｂｒと、接線方向成分である磁束密度Ｂθとの正接逆関数であるａｒｃｔａｎ（Ｂｒ／Ｂθ）で規定される。このため、部品公差により磁極の法線方向の磁束密度Ｂｒや接線方向の磁束密度Ｂθが変化する場合、穂立ち角度が変化して、現像ブレードによる現像剤の規制量が変化する。
【０００８】
このため、特許文献１に記載の構成の様に磁気力分布を所望のものに設定しようとしても、部品公差により磁束密度Ｂｒ分布や磁気力分布が変化して、現像ブレードの規制量、現像領域に搬送される現像剤の量に機差が生じ、画像性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００９】
具体的には、現像剤の規制量が所望の量より少ない場合、現像スリーブ上の現像剤のコート量が多くなって感光体ドラム上のかぶりや、現像剤あふれ、トルク上昇によるロックを発生させるおそれがある。一方、現像剤の規制量が所望の量より多い場合、現像スリーブ上の現像剤のコート量が少なくなって要求される画像濃度が出力されないおそれがある。
【００１０】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、現像剤担持体に担持される現像剤の量を安定させることができる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る現像装置の代表的な構成は、磁性粒子を含む現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体と対向して配置され、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体に内包され、複数の磁極を有し、前記規制部材の近傍に規制極を有する磁界発生手段と、を備え、前記規制極の前記現像剤担持体の表面に対する法線方向の磁束密度のうち、前記現像剤担持体の回転方向の磁束密度に関して、前記規制極の前記磁束密度のピークの位置は、前記規制部材が配置された位置を基準として前記回転方向に＋５°の位置から−５°の位置までの間の規制領域の外側に配置され、前記規制領域の前記磁束密度の平均変化率の絶対値は、前記規制極の前記磁束密度が０の位置からピークの位置までの前記平均変化率の絶対値よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像剤担持体に担持される現像剤の量を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】現像装置の短手方向の断面概略図である。
【図３】現像装置の長手方向の断面概略図である。
【図４】現像ブレードの構成を示す断面概略図である。
【図５】現像スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度の分布を示すグラフである。
【図６】現像スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度の分布を示すグラフである。
【図７】Ｓ１極の法線方向の磁束密度ピーク位置のばらつきによる現像スリーブ上の現像剤のコート量の差を比較した実験の結果を示す表である。
【図８】比較例に係る現像装置の現像スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度の分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明に係る現像装置を備える画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。本実施形態の画像形成装置Ａは、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のトナーによりシートＳに画像を形成する電子写真方式のフルカラー画像形成装置である。
【００１５】
画像形成装置Ａは、トナー像を形成してシートＳに転写する画像形成部と、画像形成部にシートＳを供給するシート給送部と、シートＳにトナー像を定着させる定着部と、を備える。
【００１６】
画像形成部は、図１に示す様に、回動可能に設けられた像担持体としての感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）、感光体ドラム１を帯電する帯電部材（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）を有する。またレーザスキャナユニット３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）、現像装置４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）、転写部材５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）などを有する。
【００１７】
画像形成に際しては、不図示の制御部が画像形成ジョブを受信すると、不図示のシート積載部に積載されたシートＳが画像形成部に送られる。
【００１８】
また画像形成部においては、まず帯電部材２によって感光体ドラム１が一様に帯電される。次に、レーザスキャナユニット３が不図示の光源から画像情報信号に応じて変調されたレーザ光を出射し、レーザ光がミラー６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）を介して感光体ドラム１表面に照射されて静電潜像が形成される。
【００１９】
次に、感光体ドラム１上に形成された静電潜像が現像装置４によりトナー像として可視像化される。その後、転写部材５にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加することよって、搬送ベルト８により搬送されたシートＳにトナー像を転写する。その後、シートＳは定着装置９に搬送されて加熱・加圧され、トナー像がシートＳに定着され、シートＳが画像形成装置Ａ外に排出される。
【００２０】
なお、転写後に感光体ドラム１上に残留した現像剤は、クリーニング装置７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）によって除去される。また、画像形成で消費された現像剤中のトナーはトナー補給槽１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）によって不図示の補給路から補給される。
【００２１】
また、本実施形態では感光体ドラム１からシートに画像を直接転写する構成としたものの、本発明はこれに限らず、中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、シートに各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成としてもよい。
【００２２】
＜現像装置＞
次に、現像装置４の構成について説明する。
【００２３】
まず、現像装置４が現像に用いる現像剤について説明する。本実施形態では、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリア（磁性粒子）を含み、トナーとキャリアを重量混合比（トナー重量÷トナーとキャリアの重量比）８％で混合した二成分現像剤を用いる。
【００２４】
トナーは、結着樹脂、着色剤、また必要に応じてその他の添加剤が含まれた着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子と、を有する。そして、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、本実施形態では体積平均粒径は７．０μｍのトナーを用いる。
【００２５】
またキャリアは、例えば表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或いは酸化物フェライトなどが好適に使用化能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。本実施形態では、体積平均粒径が４０μｍ、抵抗率が５×１０８Ωｃｍ、磁化が１８０ｅｍｕ/ｃｃのキャリアを用いた。
【００２６】
なお、磁性キャリアの磁化は、１００〜３００ｅｍｕ／ｃｃの範囲内であることが好ましい。これは、磁化の大きさが１００ｅｍｕ／ｃｃ以下になると、現像剤を担持する現像スリーブ２６とキャリアとの間の磁気拘束力が小さくなり、感光体ドラム１上にキャリアが付着する懸念があるためである。一方、磁化の大きさが３００ｅｍｕ／ｃｃ以上になると、現像スリーブ２６に担持される現像剤層の剛度が上がり、画像に現像剤層の摺擦による所謂穂むらが発生しやすくなるためである。
【００２７】
次に、現像装置４の内部構成と基本動作について説明する。図２は、現像装置４の短手方向の断面図であり、図３は長手方向の断面図である。
【００２８】
図２、図３に示す様に、現像装置４は、現像剤を収容する現像剤収容部２０を有する。また現像剤収容部２０内には隔壁２４が設けられ、この隔壁２４を境として上部を現像室２０ａ、下部を撹拌室２０ｂとして鉛直方向の上下に区画されている。
【００２９】
また現像室２０ａ、撹拌室２０ｂには現像剤を撹拌搬送する第１搬送スクリュー２１と第２搬送スクリュー２２がそれぞれ設けられている。第１搬送スクリュー２１は、現像室２０ａ内の底部に現像スリーブ２６の回転軸方向に沿ってほぼ平行に配置され、強磁性体の回転軸の周方向に非磁性材料の螺旋状の羽根を設けたスクリュー構造となっている。そして、回転することによって現像剤を現像スリーブ２６の軸線方向に沿って搬送する。
【００３０】
また撹拌室２０ｂに設けられた第２搬送スクリュー２２は、第１搬送スクリュー２１と同様に、強磁性体の回転軸の周方向に非磁性材料の螺旋状の羽根を設けたスクリュー構造をしており、撹拌室２０ｂの底部に第１搬送スクリュー２１とほぼ平行に配設される。但し、羽根は第１搬送スクリュー２１の羽根とは逆向きにして設けられ、第１搬送スクリュー２１と同方向に回転して撹拌室２０ｂ内の現像剤を第１搬送スクリュー２１の搬送方向と反対方向に搬送する。
【００３１】
このようにして現像剤が搬送され、現像剤収容部２０の長手方向の両端に設けられた連通部２０ｃを通じて現像室２０ａと撹拌室２０ｂの間を現像剤が循環する。このとき、撹拌室２０ｂから現像室２０ａへの現像剤の受け渡しについては、第２搬送スクリュー２２の搬送方向下流側に溜まった現像剤の圧力によって現像剤が下から上へと押し上げられて受け渡される。
【００３２】
また現像剤収容部２０は、感光体ドラム１と対向する位置が開口しており、この開口に感光体ドラム１側に一部露出するように現像剤担持体としての現像スリーブ２６が回転可能に設けられている。また現像スリーブ２６は、感光体ドラム１と対向した位置に感光体ドラム１に現像剤を付着させて現像を行う現像領域を有する。
【００３３】
また現像スリーブ２６には、磁界発生手段としてのマグネットローラ２５が非回転状態で内包されている。このマグネットローラ２５は、複数の磁極を有し、現像スリーブ２６の現像領域と対応する位置に現像極であるＳ１を有する。すなわち、現像極であるＳ１極は感光体ドラム１と対向した位置に配置されている。また、Ｎ１極とＮ２極がＳ１極を挟む形で隣り合って構成されている。
【００３４】
そして、各磁極の磁力によって現像スリーブ２６上に現像剤を担持しながら、現像スリーブ２６が矢印Ｘ方向に回転することによって現像剤が現像領域に搬送される。具体的には、マグネットローラ２５のＮ２極によって現像室２０ａ内の現像剤が汲みあげられて現像スリーブ２６に担持される。また、Ｓ１極によって現像剤がブラシチェーン状に穂立ちさせられる。また、Ｎ２極とＮ１極によって形成される反発磁界によって現像スリーブ２６から現像剤が剥ぎ取られて撹拌室２０ｂに戻される。
【００３５】
また現像スリーブ２６の近傍には、規制部材としての現像ブレード２３が現像スリーブ２６と対向して設けられている。本実施形態では、図４に示す様に、現像ブレード２３は現像スリーブ２６の回転軸方向に沿って延在した厚み１．２ｍｍの板状のアルミニウムで形成された非磁性部材である。また現像剤規制面が、現像スリーブ２６の回転中心からの法線方向に延在するように構成されている。
【００３６】
この現像ブレード２３は、現像スリーブ２６に担持される現像剤の量を規制し、現像スリーブ２６上に所定の厚みの現像剤層を形成する。具体的には、現像スリーブ２６の回転に伴って、現像スリーブ２６に担持された現像剤が現像ブレード２３の先端部と現像スリーブ２６表面との間を通過することで、現像剤の量が規制されて現像剤層が形成される。このように形成された現像剤層は、現像スリーブ２６の回転により現像領域に搬送される。
【００３７】
なお、現像ブレード２３の先端部と現像スリーブ２６表面との距離を調整することで、現像剤の規制量が設定される。本実施形態では、現像ブレード２３先端と現像スリーブ２６表面とのギャップ（以下、ＳＢギャップという）を４５０μｍとし、現像スリーブ２６上の単位面積当りの現像剤のコート量が３０ｍｇ／ｃｍ２になるように設定している。このため、現像ブレード２３到達時において、現像スリーブ２６上には少なくとも３０ｍｇ／ｃｍ２より多い現像剤がコートされるように構成されている。
【００３８】
また、本実施形態では、現像ブレード２３はＳ１極の近傍（Ｓ１極の現像スリーブ２６に対する法線方向の磁束密度Ｂｒが０以上の領域内）に設けられている。すなわち、本実施形態では、Ｓ１極は現像極と規制極とを兼ねている。
【００３９】
このようにして形成された現像剤層は、現像極であるＳ１極の磁力によって現像剤が穂立ちさせられた状態で、現像領域において感光体ドラム１と接触して静電潜像に現像剤を供給して現像を行う。
【００４０】
なお、現像時においては、現像効率（静電潜像へのトナーの付与率）を向上させるために現像スリーブ２６に直流電圧と交流電圧を重畳した現像電圧が印加される。本実施形態では、−５００Ｖの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧が８００Ｖで周波数が１２ｋＨｚの交流電圧を印加する構成とした。また交流電圧を印加すると現像効率は向上するもののかぶりが発生し易くなる。このため、現像スリーブ２６に印加する直流電圧と感光体ドラム１の帯電電位（白地部電位）との間に電位差を設けてかぶりを防止している。
【００４１】
また、本実施形態では現像スリーブ２６の直径は２０ｍｍ、感光体ドラム１の直径は６０ｍｍとし、現像スリーブ２６と感光体ドラム１が最も近接する位置の両部材間の距離を約３００μｍとした。また現像スリーブ２６の表面にはブラスト処理が施されており、表面の凹凸形状に現像剤が物理的に引っ掛かることにより、現像スリーブ２６の回転に伴って周方向に強い搬送力を有する構成とした。
【００４２】
さらに現像領域においては、現像スリーブ２６は感光体ドラム１の回転方向と同方向に回転し、周速比は、感光体ドラム１に対して１．７５倍で回転する。この周速比に関しては、０.５〜２.５倍で設定される。周速比は、大きくなるにつれて現像効率はアップするものの、大きすぎるとトナー飛散や現像剤劣化等が発生し易くなる。従って、特に１.０〜２.０倍に設定するのが好ましい。
【００４３】
＜磁界発生手段の磁束密度＞
次に、磁界発生手段としてのマグネットローラ２５の磁束密度について詳しく説明する。
【００４４】
図５（ａ）は、マグネットローラ２５から作用する現像スリーブ２６表面に対する法線方向の磁束密度Ｂｒ（以下、単に「磁束密度Ｂｒ」という）の分布を示すグラフである。図５（ａ）の横軸に示す角度については、図２における現像スリーブ２６の回転中心からみて鉛直方向下方を０°とし、現像スリーブ２６の周方向に沿った時計回り（回転方向と逆方向）に角度が増加するようになっている。また磁束密度ＢｒはＳ極側を正としている。
【００４５】
ここで本実施形態のＳ１極の法線方向の磁束密度Ｂｒは、９０°の位置にピーク（磁束密度Ｂｒ=８０ｍＴ）を持ち、半値幅が１０６°で、角度４０．５°〜１８９°（ピーク両端の０ｍＴの位置で定義）まで分布するように構成されている。また現像ブレード２３は、角度１６０°の位置において、現像スリーブ２６と対向して設けられている。
【００４６】
またマグネットローラ２５から作用する磁束密度のうち、法線方向成分である磁束密度Ｂｒと、接線方向成分である磁束密度Ｂθとの正接逆関数であるａｒｃｔａｎ（Ｂｒ／Ｂθ）から求められる角度θは、磁束密度の接線方向からの角度θを示す（図５（ｂ））。そして、現像剤は磁束密度の方向に沿って穂立ちする傾向にあるため、磁束密度Ｂの接線方向からの角度θは現像剤の穂立ち角度を示すものである。なお、この穂立ち角度は、現像スリーブ２６の回転方向と反対方向側の接線方向を０°とし、現像スリーブ２６の周方向に沿った反時計回り（回転方向と同方向）に角度が増加するようになっている。
【００４７】
図６は、図５（ａ）に示すグラフにおいて、８０°位置から１８０°位置までの部分を取り出したグラフである。ここで、図６に示す様に、現像ブレード２３の先端部と現像スリーブ２６の回転中心を結ぶ線分が現像スリーブ２６と交わる点をブレード最近接点とし、それに対応する角度をブレード最近接角度θｂと定義する。また、現像スリーブ２６の回転方向に関して、ブレード最近接角度θｂに−５°した角度を角度θａとし、ブレード最近接角度θｂに＋５°した角度を角度θｃとする。また、Ｓ１極の法線方向の磁束密度Ｂｒのピーク位置の角度をピーク角度θｐと定義する。
【００４８】
また、現像スリーブ２６の回転中心と感光体ドラム１の回転中心を通る線分が現像スリーブ２６と交わる点をドラム最近接点と定義し、それに対応する角度をドラム最近接角度θｄとする。なお、このドラム最近接点は現像領域に対応する。ここで、感光体ドラム１に対して現像スリーブ２６上のトナーを飛翔させるとき、現像剤が穂立ちした状態で現像領域を通過させることで現像剤の先端と感光体ドラム１との間の電界が安定的に強まり、画質が高品位なものとなる。このような状況を生み出すために、現像極の法線方向の磁束密度Ｂｒのピーク位置をドラム最近接点近傍に配置するのが一般的である。そこで本実施形態では、ドラム最近接角度θｄとピーク角度θｐを同じ位置に配置している。
【００４９】
なお、具体的な上記各位置の角度と磁束密度Ｂｒは次の表１に示す通りである。
（表１）
2017203841.tif 000003
【００５０】
また、ブレード最近接角度θｂを中心（基準）に±５°（θａ−θｃ間）の範囲（規制領域）のＳ１極の磁束密度Ｂｒの平均変化率の絶対値をｒと定義する。また、ドラム最近接角度θｄからブレード最近接角度θｂの間のＳ１極の磁束密度Ｂｒの平均変化率の絶対値をＲと定義する。すなわち、上記平均変化率の絶対値ｒ、Ｒは以下の式１、２で表される。
【００５１】
ｒ＝｜（Ｂｒ（θａ）−Ｂｒ（θｃ））／（θａ−θｃ）｜・・・（１）
Ｒ＝｜（Ｂｒ（θｄ）−Ｂｒ（θｂ））／（θｄ−θｂ）｜・・・（２）
【００５２】
なお、上記式１、２において、Ｂｒ（θ）は現像スリーブ２６上の角度がθの位置における磁束密度Ｂｒを表す。また平均変化率を計算するにあたって、磁束密度Ｂｒの単位はｍＴ、角度は度数法（ｄｅｇｒｅｅ）で計算している。また、以下の説明においては、説明の便宜上、平均変化率の絶対値ｒを平均変化率ｒといい、平均変化率の絶対値Ｒを平均変化率Ｒという。
【００５３】
ここで平均変化率ｒが大きいとき、現像ブレード２３近傍におけるＳ１極の磁束密度Ｂｒの変化が急峻であることを意味する。この場合、マグネットローラ２５の部品公差に基づくａｒｃｔａｎ（Ｂｒ／Ｂθ）の振れが大きくなり、現像スリーブ２６による現像剤の規制量の振れが大きくなる。
【００５４】
そこで本実施形態の現像装置４は、マグネットローラ２５の部品公差による現像ブレード２３位置の磁束密度Ｂｒの最大の振れ幅である±５°の範囲において、磁束密度Ｂｒの変化が緩やかになるように設定する。具体的には、ブレード最近接角度θｂを中心に±５°のＳ１極の磁束密度Ｂｒの平均変化率ｒを、Ｓ１極の磁束密度Ｂｒが０の位置からピークの位置までの平均変化率よりも小さくなるように設定する。
【００５５】
またブレード最近接角度θｂを中心に±５°の範囲内にＳ１極の磁束密度のピークの位置が来る場合には、平均変化率ｒが小さい値であっても、磁束密度Ｂｒの変化が急峻であることがある。従って、Ｓ１極の磁束密度のピークの位置は、ブレード最近接角度θｂを中心に±５°の範囲の外側に配置される必要がある。
【００５６】
なお、本実施形態ではＳ１極が現像極と規制極を兼ねているため、現像ブレード２３は磁束密度Ｂｒがピーク位置まで上昇していく途中の位置に配置している。しかし、本発明は現像極と規制極とが別の磁極の場合でも構わず、この場合には現像ブレード２３は磁束密度Ｂｒがピークから下降していく途中の位置に配置されることもある。このため、比較対象である上記平均変化率を絶対値としている。
【００５７】
また、Ｓ１極の磁束密度Ｂｒが０の位置からピークの位置までの平均変化率の絶対値は、ピーク位置を境に磁束密度Ｂｒが上昇する側と下降する側の２つの平均変化率の絶対値が存在する。ここで、平均変化率を比較する理由は、現像ブレード２３の対向部において磁束密度Ｂｒの変化を緩やかにするという点にある。これに鑑み、Ｓ１極の磁束密度Ｂｒが０の位置からピークの位置までの平均変化率の絶対値とは、磁束密度Ｂｒの上昇側と下降側のうち、現像ブレード２３が配置される側の平均変化率の絶対値を意味するものとする。
【００５８】
本実施形態では、平均変化率ｒは０．２９である。またＳ１極の磁束密度Ｂｒが０の位置からピークの位置までの平均変化率は０．８１である。従って、ブレード最近接角度θｂを中心に±５°のＳ１極の磁束密度Ｂｒの平均変化率ｒが、Ｓ１極の磁束密度Ｂｒが０の位置からピークの位置までの平均変化率よりも小さくなっている。また、ピーク角度θｓは、ブレード最近接角度θｂを中心に±５°の範囲外に配置されている。
【００５９】
これにより、マグネットローラ２５の部品公差の影響による現像ブレード２３近傍の現像剤の穂立ち角度の振れを小さくできる。従って、現像スリーブ２６による現像剤の規制量の振れを小さくすることができ、現像スリーブ２６上の現像剤のコート量を安定させることができる。また、穂長の揃った現像剤層を現像領域に搬送することができる。
【００６０】
なお、現像スリーブ２６上のコート量の振れは、±５ｍｇ／ｃｍ２以内であることが望ましく、これを達成するためには平均変化率ｒを１．０未満に設定する必要がある。
【００６１】
さらに、現像スリーブ２６上のコート量の振れは±３ｍｇ／ｃｍ２以内であることがより望ましい。ここで、本発明者による実験の結果、現像ブレード２３の対向位置において、磁気力の振れを３ｍＴ以下にすることで、現像スリーブ２６上の現像剤のコート量の振れを±３ｍｇ／ｃｍ２以内に収めることが出来ることがわかっている。
【００６２】
すなわち、前述の磁束密度Ｂｒの振れ±５°に対して磁気力の振れを３ｍＴに抑えるためには、平均変化率ｒを０．３未満に設定する必要がある。従って、本実施形態では、平均変化率ｒを０．３未満であるｒ＝０．２９に設定した。これにより、現像スリーブ２６上の現像剤のコート量の振れを±３ｍｇ／ｃｍ２とすることができる。
【００６３】
また、一般に現像領域における磁気力として少なくとも８０ｍＴの磁気力が必要である。仮にこの部分での磁気力が８０ｍＴを下回ってしまうと、感光体ドラム１へのキャリア付着や、感光体ドラム１と現像スリーブ２６との間で現像剤が滞留してしまう懸念がある。一方、現像ブレード２３の対向部において、磁気力は４５ｍＴ以下であることが望ましい。これは現像ブレード２３の対向部で磁気力が強すぎると耐久を通じて現像剤がトルクにより劣化するおそれがあるためである。
【００６４】
本実施形態においては、ブレード最近接角度θｂからドラム最近接角度θｄまでの角度は７０°である。従って、現像領域での磁気力を８０ｍＴ以上にし、尚且つ、現像ブレード２３の対向部の磁気力を４５ｍＴ以下に設定するためには、平均変化率Ｒを０．５より大きい値に設定することが要求される。従って、本実施形態では、Ｒ＞０．５であるＲ＝０．５９に設定した。これにより、Ｓ１極のキャリアの担持力が高まり、感光体ドラム１表面にキャリアが付着することを抑制することができる。また、現像剤がトルクにより劣化するのを抑制することができる。
【００６５】
なお、現像装置４本体の他の条件を採用することでも同様に平均変化率ｒ、Ｒを小さくすることも可能であり、これにより上記同様の効果を得ることができる。
【００６６】
＜実験結果＞
次に、本実施形態に係る現像装置４と比較例に係る現像装置とで、規制極であるＳ１極の磁束密度Ｂｒピーク位置のばらつきによる現像スリーブ２６上の現像剤のコート量の差を比較した実験の結果について図７に示す表を用いて説明する。
【００６７】
図８は比較例に係る現像装置のマグネットローラから作用する磁束密度Ｂｒの分布を示すグラフである。比較例に係る現像装置は、図８に示す様に、現像ブレード２３近傍におけるＳ１極の磁束密度Ｂｒの変化が、本実施形態に係る現像装置４よりも急峻になっている。なお、この図８の横軸に示す角度については、図８に示すグラフと同様に、図２における現像スリーブ２６の回転中心からみて鉛直方向下方を０°として、現像スリーブ２６の周方向に沿った時計回りに角度が増加するようになっている。また磁束密度ＢｒはＳ極側を正としている。また比較例に係る現像装置において、磁束密度Ｂｒの分布以外の構成は本実施形態に係る現像装置４と同様である。
【００６８】
ここで、図７に示す様に、比較例に係る現像装置では、現像ブレードの位置における磁束密度Ｂｒが±５°振れたとき、現像スリーブ上の現像剤のコート量の振れは、いずれの場合も±３ｍｇ／ｃｍ２以上となった。一方、本実施形態に係る現像装置４では、現像スリーブ２６上の現像剤のコート量の振れを±３ｍｇ／ｃｍ２以下に抑制することができた。また感光体ドラム１上へのキャリア付着に関しては目視により評価し、○を良好、×を許容外としたところ、本実施形態の構成と比較例の構成とで同等のレベルで良好であった。
【００６９】
このような実験結果からも、本実施形態に係る現像装置４によれば、現像領域に搬送される現像剤の量を安定させられることがわかった。また、感光体ドラム１上のキャリア付着を抑制できることがわかった。
【符号の説明】
【００７０】
１…感光体ドラム
４…現像装置
２３…現像ブレード
２５…マグネットローラ
２６…現像スリーブ
Ａ…画像形成装置
Ｂｒ…現像スリーブ表面に対する法線方向の磁束密度
【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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