JP2011197289A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２本の現像剤保持体表面での現像剤保持量を目標値に調整しやすい現像装置を得る。
【解決手段】現像装置１２は、第１現像スリーブ４１Ａと第１現像スリーブ４１Ａの内側で磁界を形成する第１内胴４１Ｂとを有する第１現像ロール４１と、第２現像スリーブ４２Ａと第２現像スリーブ４２Ａの内側で磁界を形成する第２内胴４２Ｂとを有する第２現像ロール４２と、第１内胴４１Ｂと第２内胴４２Ｂの周方向の相対的な位置を調整する角度調整板７０と、を有している。ここで、角度調整板７０により第１内胴４１Ｂと第２内胴４２Ｂの周方向の相対的な位置を調整することで受け渡し部４６での磁極角度が変更され、第１現像ロール４１又は第２現像ロール４２への現像剤Ｇの振り分けが行える。これにより、第１現像ロール４１又は第２現像ロール４２での現像剤保持量を目標値に調整しやすくなる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。

特許文献１の現像装置は、感光体としての回転ドラムと対向して第１のスリーブ部材及び第２のスリーブ部材が回転可能に設けられており、第２のスリーブ部材は、第１のスリーブ部材よりも外径が小さく、且つ第１のスリーブ部材の下側に配置されている。そして、第１のスリーブ部材、第２のスリーブ部材のそれぞれの内部に静止永久磁石が固定されている。

特許文献２の現像装置は、感光体と対向して２本の現像スリーブが回転可能に設けられている。２本の現像スリーブは、内側に磁極が設けられており、感光体の回転方向上流側に設けられた現像スリーブ内の磁極角度が、感光体の回転方向下流側に設けられた現像スリーブ内の磁極角度よりも大きくなっている。

特開平１０−３１３６８号公報 特開２００２−２６８３８６号公報

本発明は、２本の現像剤保持体表面での現像剤保持量を目標値に調整しやすい現像装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る現像装置は、回転する潜像保持体の外周面と対向して配置され該潜像保持体と対向する部位の移動方向が該潜像保持体とは逆方向となるように回転する第１筒部材と、前記第１筒部材の内側に配置され前記第１筒部材の外側に周方向に分布する磁界を形成する第１磁石とを有し、前記潜像保持体の潜像を現像する現像剤を保持する第１現像剤保持体と、前記潜像保持体の回転方向で前記第１現像剤保持体よりも下流側において該潜像保持体の外周面と対向して配置され該潜像保持体と対向する部位の移動方向が該潜像保持体とは同方向となるように回転する第２筒部材と、前記第２筒部材の内側に配置され前記第２筒部材の外側に周方向に分布する磁界を形成する第２磁石とを有し、前記潜像保持体の潜像を現像する現像剤を保持する第２現像剤保持体と、前記第１磁石と前記第２磁石の周方向の相対的な位置を調整する調整手段と、を有する。

本発明の請求項２に係る現像装置は、前記調整手段は、前記第１磁石側を動かすことで前記第１磁石と前記第２磁石の周方向の相対的な位置を調整する。

本発明の請求項３に係る現像装置は、前記第１現像剤保持体と前記第２現像剤保持体とが対向する部位で、前記第１磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲が、前記第２磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲よりも周方向に狭い。

本発明の請求項４に係る現像装置は、前記第１磁石の前記潜像保持体と対向する部位で、前記第１磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲が、前記第２磁石の前記潜像保持体と対向する部位で、前記第２磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲よりも周方向に広くなっている。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、前記潜像保持体である感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体の表面を露光する露光手段と、前記露光手段の露光により形成された前記感光体の潜像を現像剤で現像する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置と、前記現像装置により前記感光体の表面に現像された現像剤像を被転写媒体に転写する転写手段と、を有する。

請求項１の発明は、第１現像剤保持体の第１磁石と第２現像剤保持体の第２磁石との周方向の相対的な位置を調整し得ない構成に比べて、２本の現像剤保持体表面での現像剤保持量を目標値に調整しやすい。

請求項２の発明は、調整手段が第２磁石側に設けられている構成に比べて、感光体上の現像剤像の乱れを抑えることができる。

請求項３の発明は、第１現像剤保持体と第２現像剤保持体とが対向する部位で、第１磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲が、第２磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲よりも周方向に広い構成に比べて、第１磁石と第２磁石の周方向の相対的な位置の調整量が大きくなるのを抑えることができる。

請求項４の発明は、第１磁石の潜像保持体と対向する部位で、第１磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲が、第２磁石の潜像保持体と対向する部位で、第２磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲よりも周方向に狭い構成に比べて、潜像保持体上の現像剤像の欠陥を抑えることができる。

請求項５の発明は、第１現像剤保持体の第１磁石と第２現像剤保持体の第２磁石との周方向の相対的な位置を調整し得ない構成に比べて、画像の乱れを抑えることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に備えられた画像形成部を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す概略図である。 （ａ）本発明の実施形態に係る第１内胴の角度調整板を示す概略図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る現像装置における第１現像ロール及び第１内胴の角度調整板の断面図である。 本発明の実施形態に係る第１、第２現像ロールの磁束密度分布の概略図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の実施形態に係る第１現像ロールと第２現像ロールが対向する部位で磁束密度の大きさを変えたときの第１、第２現像ロールに配分される現像剤保持量の違いを示す模式図である。 （ａ）本発明の実施形態に係る第２現像ロールの現像極での磁束密度分布状態を示す模式図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る第１現像ロールの現像極での磁束密度分布状態を示す模式図である。 （ａ）本発明の第１内胴の他の実施例における断面図である。（ｂ）本発明の第１内胴の他の実施例における現像極での磁束密度分布状態を示す模式図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の実施形態に係る第１内胴の角度調整板による角度調整状態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る第１現像ロールと第２現像ロールが対向する部位で第１磁石の角度を変えたときの第１、第２現像ロールに配分される現像剤保持量の違いを示す模式図である。 （ａ）比較例の現像ロールにおいて磁石の角度を変更したときの磁束密度分布状態を示す説明図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る第１現像ロールにおいて第１内胴の角度を変更したときの磁束密度分布状態を示す説明図である。

本発明の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置の一例について説明する。

図１には、本実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、一例として、画像形成装置１０の底部に設けられた給紙部１６と、給紙部１６の上方に設けられイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）による画像形成を行う画像形成部３０と、画像形成部３０の上方に設けられた排紙部１７と、給紙部１６から画像形成部３０を通って排紙部１７へ記録用紙Ｐ（被転写媒体）を搬送する搬送路１９と、搬送路１９に設けられトナー画像の定着が行われる定着部２８と、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部６０とを有している。なお、以後の説明において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの英字を付与して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

給紙部１６は、内部に記録用紙Ｐが収納されており、給紙部１６における記録用紙Ｐの搬送方向の先端部には、給紙部１６から記録用紙Ｐを１枚ずつ送り出す送出ロール１８が設けられている。さらに、記録用紙Ｐの搬送路１９（搬送経路ＰＡ）における送出ロール１８よりも下流側には、記録用紙Ｐを搬送する２組の搬送ロール２０が設けられており、記録用紙Ｐは、搬送ロール２０によって、上方に設けられた後述する二次転写部２２へ搬送されるようになっている。

図２に示すように、画像形成部３０は、潜像を保持する潜像保持体の一例としての感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の各色に対応して転写手段の一例としての中間転写ベルト１４と接触して設けられている。感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋは、一方向（図示の反時計回り方向である矢印ｂ方向）へ回転するようになっている。

画像形成部３０における感光体１３の周囲には、感光体１３の回転方向ｂ（矢印ｂ方向）に沿って順に、感光体１３の表面（外周面）と対向して配置され電位差により感光体１３表面を帯電させる帯電手段の一例としての帯電ロール３６と、帯電された感光体１３の表面に露光光を照射して感光体１３の表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段の一例としての露光部４０と、感光体１３の静電潜像を現像剤を用いて現像して現像剤像（トナー画像）を形成する現像装置１２と、現像剤像が外周面に転写される中間転写ベルト１４と、現像剤像の転写後に感光体１３の外周面を清掃するブラシロール３４とが設けられている。また、中間転写ベルト１４を挟んで感光体１３と反対側には、現像剤像を感光体１３から中間転写ベルト１４へ転写させる転写手段の一例としての一次転写ロール３２が設けられており、感光体１３、中間転写ベルト１４、及び一次転写ロール３２とにより一次転写部２１が構成されている。

中間転写ベルト１４は、無端状に形成されており、ベルト搬送ロール２４Ａと、ベルト搬送ロール２４Ａの下方（図示の右下方）に配設されたベルト搬送ロール２４Ｂと、ベルト搬送ロール２４Ｂの斜め上方（図示の右斜め上方）であって搬送路１９の反対側に配設されたベルト搬送ロール２４Ｃとに巻き掛けられて支持されている。また、中間転写ベルト１４は、ベルト搬送ロール２４Ｃがモータ（図示省略）により回転されることで、矢印ａ方向に循環移動可能となっている。

中間転写ベルト１４のベルト搬送ロール２４Ｂと反対側には、中間転写ベルト１４の表面（外周面）に接触してトナー濃度検出センサ１５が設けられている。トナー濃度検出センサ１５は、中間転写ベルト１４の表面（転写面）に転写されたトナーの濃度を検出する機能を有している。また、中間転写ベルト１４のベルト搬送ロール２４Ｃと反対側には、中間転写ベルト１４の外周面に接触して清掃部４４が設けられている。清掃部４４は、二次転写後の中間転写ベルト１４の外周面を清掃する機能を有している。

さらに、中間転写ベルト１４のベルト搬送ロール２４Ａと反対側には、設定されたバイアス電圧が印加されるとともに中間転写ベルト１４の外周面で保持されているトナー画像を記録用紙Ｐへ転写させる転写手段の一例としての二次転写ロール２６が設けられている。ここで、中間転写ベルト１４と二次転写ロール２６とで二次転写部２２が構成されている。

一方、図１に示すように、二次転写部２２の上方には、定着部２８が設けられている。定着部２８は、内部に熱源を有する定着ロール２８Ａと、定着ロール２８Ａの外周面を加圧する加圧ロール２８Ｂとを有しており、記録用紙Ｐが定着ロール２８Ａと加圧ロール２８Ｂとで形成されるニップ部を通過すると、記録用紙Ｐ上のトナー画像が溶融、凝固して定着されるようになっている。

ここで、画像形成装置１０の画像形成方法について説明する。

図１及び図２に示すように、画像形成装置１０において、まず、パーソナルコンピュータ等から出力される画像データが、画像処理装置（図示省略）によって画像処理を施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、それぞれの色毎に露光部４０に出力される。

各露光部４０は、色材階調データに応じて、光ビーム（露光光）を各々の感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの表面に照射する。また、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋは、予め帯電ロール３６によって表面が帯電されており、光ビームによって表面に静電潜像が形成される。さらに、形成された感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋ表面の静電潜像は、現像装置１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋによって、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色のトナー像として現像される。

続いて、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋに形成されたトナー像は、一次転写部２１において、一次転写ロール３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋによって中間転写ベルト１４上に一次転写される。この一次転写は、各色のトナー像を中間転写ベルト１４の外周面に順次重ね合わせてトナー画像とすることで行われる。そして、トナー画像が転写された中間転写ベルト１４は、二次転写部２２に搬送される。

一方、図１に示すように、トナー画像が二次転写部２２に搬送されるタイミングに合わせて、給紙部１６から設定されたサイズの記録用紙Ｐが二次転写部２２に送り出される。さらに、給紙部１６から送り出された記録用紙Ｐは、二次転写部２２に到達する前に一旦搬送が停止され、トナー画像が表面に保持された中間転写ベルト１４の移動タイミングに合わせて位置合せロール（図示省略）が回転することで、記録用紙Ｐの位置とトナー画像の位置との位置合わせが行われる。

二次転写部２２では、タイミングを合わせて搬送された記録用紙Ｐが、中間転写ベルト１４と二次転写ロール２６との間に挟み込まれる。このとき、二次転写ロール２６にはトナーの帯電極性(一例としてマイナス極性)と逆極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されており、中間転写ベルト１４上に保持された未定着のトナー画像は、記録用紙Ｐに一括して静電転写（二次転写）される。

続いて、トナー画像が二次転写された記録用紙Ｐは、定着部２８に搬送される。そして、定着部２８では、記録用紙Ｐの未定着トナー画像が、定着ロール２８Ａ及び加圧ロール２８Ｂによって加熱及び加圧され、記録用紙Ｐに定着される。そして、定着部２８でトナー画像が定着された記録用紙Ｐは、定着部２８の搬送方向下流側に配置された排紙ロール２９によって排紙部１７に排紙される。また、記録用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１４上に残った残留トナーは、清掃部４４により中間転写ベルト１４上から除去される。このようにして画像形成装置１０の画像形成が行われる。

次に、現像装置１２の構成について説明する。

図３に示すように、現像装置１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋは、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋに対向する位置に開口部３８を有する筐体３７を備えている。筐体３７の内部には、感光体１３の表面（外周面）と対向して配置され、感光体１３と同方向に回転し且つ感光体１３と対向する部位ＧＰ１での移動方向が感光体１３の移動方向とは逆方向（矢印ｃ方向）であり、表面（外周面）で現像剤Ｇを保持する第１現像剤保持体の一例としての第１現像ロール４１が収容されている。また、筐体３７の内部には、第１現像ロール４１の上方（鉛直方向である矢印Ｚ方向の上方）で感光体１３の表面（外周面）と対向して配置され、感光体１３と逆方向に回転し且つ感光体１３と対向する部位ＧＰ２での移動方向が感光体１３の移動方向とは同方向（矢印ｄ方向）であり、後述する受け渡し部４６で第１現像ロール４１から受け渡された現像剤Ｇを表面（外周面）で保持する第２現像剤保持体の一例としての第２現像ロール４２が収容されている。さらに、筐体３７の内部には、第１現像ロール４１の下方で水平方向（矢印Ｘ方向）に並んで配置され、第１現像ロール４１へ現像剤Ｇを搬送するオーガー３９Ａ、３９Ｂが収容されている。

オーガー３９Ａ、３９Ｂは、第１現像ロール４１の下方側（図示の右下方側）で現像剤Ｇを循環搬送するように並べて配置されており、オーガー３９Ａ、３９Ｂが回転することにより、現像剤Ｇが攪拌されながら第１現像ロール４１の回転軸方向に沿って搬送され、第１現像ロール４１へ現像剤が供給されるようになっている。なお、現像装置１２で用いられる現像剤Ｇは、磁性を有する磁性現像剤であり、樹脂製のトナーと磁性キャリア粒子とを主要成分として含有している。また、磁性キャリア粒子、トナー、現像剤Ｇは、いずれも被搬送剤の一例である。

第１現像ロール４１は、回転軸方向が感光体１３の回転軸方向に沿うように感光体１３の外周面と対向して配置されており、感光体１３と対向する部位ＧＰ１での移動方向が感光体１３とは逆方向（矢印ｃ方向）となる中空の第１筒部材の一例としての第１現像スリーブ４１Ａと、第１現像スリーブ４１Ａの内側に配置され第１現像スリーブ４１Ａの外側に周方向に分布する磁界を形成する円柱状の第１磁石の一例としての第１内胴４１Ｂとを有している。これにより、第１現像ロール４１は、感光体１３と対向する部位ＧＰ１において、感光体１３の潜像を現像剤Ｇで現像するようになっている。

第２現像ロール４２は、回転軸方向が感光体１３の回転軸方向に沿うように、感光体１３の回転方向で第１現像ロール４１よりも下流側において感光体１３の外周面と対向して配置されており、感光体１３と対向する部位ＧＰ２での移動方向が感光体１３とは同方向（矢印ｄ方向）となる中空の第２筒部材の一例としての第２現像スリーブ４２Ａと、第２現像スリーブ４２Ａの内側に配置され第２現像スリーブ４２Ａの外側に周方向に分布する磁界を形成する円柱状の第２磁石の一例としての第２内胴４２Ｂとを有している。これにより、第２現像ロール４２は、感光体１３と対向する部位ＧＰ２において、感光体１３の潜像を現像剤Ｇで現像するようになっている。

第１現像ロール４１と第２現像ロール４２は、第１現像スリーブ４１Ａ外周と第２現像スリーブ４２Ａ外周との間に隙間が形成されるように矢印Ｚ方向で対向して配置されており、第１現像スリーブ４１Ａと第２現像スリーブ４２Ａとの間（最小間隔の部分）には、第１現像スリーブ４１Ａの表面で保持されると共に搬送されてきた現像剤Ｇの受け渡しが行われる受け渡し部４６が形成されている。また、第１現像ロール４１及び第２現像ロール４２は、筐体３７の開口部３８に臨んで配置され、感光体１３の表面との間に間隙（前述の対向する部位ＧＰ１、ＧＰ２）が形成されるように感光体１３に対向して配置されている。なお、第１現像スリーブ４１Ａ、第２現像スリーブ４２Ａは、後述するキャップ部材４３（図４（ｂ）参照）が両端部に嵌め込まれており、それぞれの一方の端部のキャップ部材４３に取り付けられたギヤ（図示省略）が共通のギヤに噛み合わされることで、第１現像スリーブ４１Ａ、第２現像スリーブ４２Ａが互いに逆方向に回転駆動されるようになっている。

第１現像ロール４１の回転方向で受け渡し部４６よりも上流側には、第１現像ロール４１の外周面と対向して配置され、第１現像ロール４１に保持される現像剤Ｇの層の高さを整えるための層形成部材５３が設けられている。層形成部材５３は、第１現像ロール４１の外周の法線方向に沿った断面形状が矩形状の板材であり、矩形状の断面の一方の側面が第１現像ロール４１の外周面と対向して配置され、他方の側面が筐体３７内に設けられた案内板５４に固定されている。

案内板５４は、第２現像ロール４２の外周の法線方向に沿って鉛直方向に対し傾斜配置されると共に層形成部材５３が固定された傾斜部５４Ａと、傾斜部５４Ａの下端からオーガー３９Ａに向けて伸びる鉛直部５４Ｂとで構成されており、断面形状がへ字状となっている。この案内板５４が現像剤Ｇを下方側へ案内することにより、第２現像ロール４２（第２現像スリーブ４２Ａ）から脱落した現像剤Ｇは、第１現像ロール４１（第１現像スリーブ４１Ａ）から離れた位置（オーガー３９Ａの上方）に落下し、第１現像ロール４１に再付着することが抑制されている。

一方、第１内胴４１Ｂは、詳細を後述する調整手段の一例としての角度調整板７０（図４（ａ）参照）により周方向の位置（回転角度）が調整可能となっており、周方向の位置が決定された後、後述する如く筐体３７に固定されるようになっている。また、第２内胴４２Ｂは、筐体３７に対して固定されており、回転しないようになっている。

第１内胴４１Ｂは、第１現像スリーブ４１Ａの回転方向（第１内胴４１Ｂの周方向）に沿って配置された４つのＮ極と、４つのＮ極の間に配置された３つのＳ極とからなる７本の永久磁石を主要部として構成されている。なお、図３における各磁極の周方向の中央をＮ極は実線で表示し、Ｓ極は一点鎖線で表示する。

詳細には、この７本の永久磁石は、第１現像スリーブ４１Ａの回転方向において、層形成部材５３の近くに配置され層形成部材５３と共に現像剤Ｇの層形成を行う層形成極Ｎ１と、層形成部材５３の近くで層形成極Ｎ１よりも下流側に配置され現像剤Ｇが搬送可能となるように保持させる搬送極Ｓ２と、搬送極Ｓ２よりも下流側で受け渡し部４６に向けて配置された受け渡し極Ｎ２と、受け渡し極Ｎ２よりも下流側で感光体１３の外周面と対向する部位ＧＰ１に向けて配置された現像極Ｓ３と、現像極Ｓ３よりも下流側に配置され現像剤Ｇの磁力による拘束を解除するピックオフ極Ｎ３と、ピックオフ極Ｎ３よりも下流側でオーガー３９Ａに向けて配置され現像剤Ｇを磁力により引き付けるピックアップ極Ｎ４と、ピックアップ極Ｎ４よりも下流側で且つ層形成極Ｎ１よりも上流側に配置され現像剤Ｇが搬送可能となるように保持させる搬送極Ｓ１とを構成している。

一方、第２内胴４２Ｂは、第２現像スリーブ４２Ａの回転方向（第２内胴４２Ｂの周方向）に沿って配置された３つのＳ極と、３つのＳ極の間に配置された２つのＮ極とからなる５本の永久磁石で構成されている。

詳細には、この５本の永久磁石は、第２現像スリーブ４２Ａの回転方向において、受け渡し部４６に向けて配置され現像剤Ｇを受け取る受け取り極Ｓ４と、受け取り極Ｓ４よりも下流側で感光体１３の外周面と対向する部位ＧＰ２に向けて配置された現像極Ｎ５と、現像極Ｎ５よりも下流側に配置され現像後に第２現像スリーブ４２Ａの表面に残留した現像剤Ｇを搬送可能となるように保持させる搬送極Ｓ５と、搬送極Ｓ５よりも下流側に配置され第２現像スリーブ４２Ａの表面の現像剤Ｇを搬送可能となるように保持させる搬送極Ｎ６と、搬送極Ｎ６よりも下流側に配置され現像剤Ｇを落とすピックオフ極Ｓ６とで構成されている。

図５には、第１現像ロール４１及び第２現像ロール４２の磁束密度分布（磁束密度の大きさ）の概略図が示されている。図５において、第１現像ロール４１の回転中心をＯ１、第２現像ロール４２の回転中心をＯ２、受け渡し極Ｎ２における磁束密度分布をＭ１、現像極Ｓ３における磁束密度分布をＭ２、受け取り極Ｓ４における磁束密度分布をＭ３、現像極Ｎ５における磁束密度分布をＭ４とする。また、第１現像ロール４１及び第２現像ロール４２の各磁極における磁束密度分布を、回転中心Ｏ１又は回転中心Ｏ２から磁束密度の最大値までの半分（割合５０％）で切ったときの切断幅を半値幅Ｗで表し、受け渡し極Ｎ２の半値幅をＷ１、現像極Ｓ３の半値幅をＷ２、受け取り極Ｓ４の半値幅をＷ３、現像極Ｎ５の半値幅をＷ４とする。なお、半値幅Ｗが、各磁極における磁束密度が最大磁束密度に対して予め定めた割合になる範囲の一例に相当する。

ここで、現像装置１２では、第１現像ロール４１と第２現像ロール４２とが対向する受け渡し部４６において、第１内胴４１Ｂの半値幅Ｗ１が第２内胴４２Ｂの半値幅Ｗ３よりも小さくなるように（Ｗ１＜Ｗ３）、即ち、受け渡し極Ｎ２の磁束密度分布Ｍ１の形状が、受け取り極Ｓ４の磁束密度分布Ｍ３の形状よりも鋭くなるように第１内胴４１Ｂ及び第２内胴４２Ｂの各磁極が磁化されている。また、現像装置１２では、第１内胴４１Ｂの感光体１３と対向する部位の半値幅Ｗ２が、第２内胴４２Ｂの感光体１３と対向する部位の半値幅Ｗ４よりも大きくなるように（Ｗ２＞Ｗ４）、即ち、現像極Ｓ３の磁束密度分布形状が現像極Ｎ５の磁束密度分布形状よりも幅広となるように第１内胴４１Ｂ及び第２内胴４２Ｂの各磁極が磁化されている。

本実施形態の磁束密度分布形状について、相対的な比較ではなく、単に磁束密度分布形状の幅が広いというときは、図７（ａ）に示すように、磁束密度分布の最大磁束密度（１００％とする）の８０％における開き角がθ１（１０°から３０°まで）のものを通常として、図７（ｂ）に示すように、磁束密度分布の最大磁束密度（１００％とする）の８０％における開き角がθ２（３０°以上）であることを意味している。なお、磁束密度分布形状の幅を広げる（開き角を大きくする）方法としては、磁極の角度（周方向の着磁範囲）を広げてもよい。また、磁極のピッチを細かくしてＮ極、Ｓ極、Ｎ極、・・・と多くの極を配置してもよい。さらに、図８（ａ）に示すように、複数の磁石で構成される第１内胴４１Ｂにおける主磁極部６４（現像極Ｓ３）の周方向の一部を切り欠いて切欠部６４Ａを形成してもよい。また、この切欠部６４Ａに異極を埋め込んで図８（ｂ）に示すように磁極の先端を二股（開き角θ３）としてもよい。なお、開き角θ１、θ２が、各磁極における磁束密度が最大磁束密度に対して予め定めた割合になる範囲の他の一例に相当する。

図５に示すように、現像装置１２では、受け渡し極Ｎ２における第１現像ロール４１の回転中心Ｏ１からの磁束密度の最大値をＢ１、受け取り極Ｓ４における第２現像ロール４２の回転中心Ｏ２からの磁束密度の最大値をＢ２とすると、最大値Ｂ１≒最大値Ｂ２となるように受け渡し極Ｎ２と受け取り極Ｓ４が着磁されている。ここで、第１現像ロール４１と第２現像ロール４２が対向する受け渡し部４６では、層形成部材５３で層厚規制された現像剤Ｇが、磁束密度分布Ｍ１の磁束密度の最大値Ｂ１と磁束密度分布Ｍ３の磁束密度の最大値Ｂ２との大小により振り分けられる。

図６（ａ）に示すように、受け渡し部４６において最大値Ｂ１≒最大値Ｂ２の場合は、第１現像ロール４１に保持される現像剤保持量と第２現像ロール４２に保持される現像剤保持量とがほぼ均等な比率となる。これに対し、例えば、図６（ｂ）に示すように、受け渡し部４６において最大値Ｂ１＜最大値Ｂ２の場合は、第１現像ロール４１に保持される現像剤保持量の比率に比べて第２現像ロール４２に保持される現像剤保持量の比率が大きくなる。

次に、角度調整板７０について説明する。

図４（ｂ）に示すように、第１現像ロール４１における第１内胴４１Ｂの端面には、軸方向外側へ向けて円柱状の支軸４１Ｃが設けられている。さらに、支軸４１Ｃの端部は切り欠かれており、断面Ｄ字状の非円形軸４１Ｄが形成されている。そして、円筒状の第１現像スリーブ４１Ａの軸方向端部には、第１現像スリーブ４１Ａの端面を塞ぐキャップ部材４３が取り付けられている。

キャップ部材４３は、現像スリーブ４１Ａの端面を塞ぐ円板部４３Ａと、円板部４３Ａの中央から外側へ向けて突出された円柱状の軸部４３Ｂと、円板部４３Ａ及び軸部４３Ｂを連続して貫通された貫通孔４３Ｃとを有している。貫通孔４３Ｃの内径は、支軸４１Ｃが挿入可能な大きさとなっている。ここで、貫通孔４３Ｃに支軸４１Ｃが挿入されている状態で、軸部４３Ｂが筐体３７の側壁３７Ａに取り付けられたベアリング４５に挿入されることにより、現像スリーブ４１Ａが筐体３７に対して回転可能に支持されている。また、ベアリング４５に軸部４３Ｂが挿入された状態では、側壁３７Ａから外側へ非円形軸４１Ｄのみが突出している。なお、ベアリング４５は、側壁３７Ａに形成された貫通孔３７Ｃに嵌め込まれて固定されている。

一方、側壁３７Ａの外側には、第１内胴４１Ｂの取付角度（回転角度）を調整するための角度調整板７０が設けられている。図４（ａ）に示すように、角度調整板７０は、扇形の板材であり、扇形の円弧の中心となる部位にキャップ部材４３の非円形軸４１Ｄが挿入されるＤ形状の貫通孔７０Ａが形成されている。また、角度調整板７０は、貫通孔７０Ａから扇形の径方向に離れた部位に周方向（矢印Ｒ方向）に沿って長孔７０Ｂが形成されている。なお、矢印Ｒ方向は、図示の反時計回り方向が＋Ｒ方向、時計回り方向が−Ｒ方向となっている。第１現像ロール４１は、一端側のみに角度調整板７０が設けられており、他端側は、図示を省略するが、キャップ部材４３の軸部４３Ｂ及び第１内胴４１Ｂの支軸４１Ｃがベアリング４５で支えられた状態となっている。

ここで、図４（ｂ）に示すように、ベアリング４５に軸部４３Ｂが挿入され、非円形軸４１Ｄを角度調整板７０の貫通孔７０Ａに挿入（嵌め込み）した状態で、角度調整板７０を矢印Ｒ方向に移動させることにより、第１内胴４１Ｂの矢印Ｒ方向の角度が調整（変更）されるようになっている。なお、非円形軸４１Ｄには、第１内胴抜け止めとしてＥリング４７が取り付けられている。また、筐体３７の側壁３７Ａには、ネジ４９が締結される締結孔３７Ｂが形成されており、長孔７０Ｂに挿入されたネジ４９が締結孔３７Ｂに締結されることで、角度調整板７０が筐体３７に対して固定されている。これにより、第１内胴４１Ｂの角度変更は、ネジ４９の締結を緩めた状態で角度調整板７０を矢印Ｒ方向に移動させることにより行われる。

次に、現像装置１２における現像剤Ｇの搬送状態について説明する。

図３に示すように、現像装置１２において、現像剤Ｇは、オーガー３９Ａ、３９Ｂにより第１現像ロール４１へ供給される。第１現像ロール４１に供給された現像剤Ｇは、ピックアップ極Ｎ４によって第１現像スリーブ４１Ａの外周面（表面）に吸着（保持）される。このとき、現像剤Ｇは、第１現像スリーブ４１Ａの表面に磁気ブラシの状態で付着する。

第１現像スリーブ４１Ａの表面に保持された現像剤Ｇは、第１現像スリーブ４１Ａが回転方向ｃに沿って回転するのに伴い、第１現像スリーブ４１Ａの表面に沿って、搬送極Ｓ１、層形成極Ｎ１、搬送極Ｓ２、受け渡し極Ｎ２（受け渡し部４６）へこの順で搬送される。なお、現像剤Ｇは、層形成極Ｎ１、Ｓ２を通過するときに層形成部材５３によって層の高さが揃えられる。

続いて、受け渡し部４６へ搬送された現像剤Ｇは、受け渡し極Ｎ２から受け取り極Ｓ４へ移動することで一部が第１現像ロール４１から第２現像ロール４２へ受け渡される。このとき、第１現像ロール４１又は第２現像ロール４２への現像剤Ｇの振り分け比率は、受け渡し極Ｎ２の磁束密度の最大値と受け取り極Ｓ４の磁束密度の最大値とにより決まる。

受け渡し部４６において第２現像ロール４２へ受け渡された現像剤Ｇは、第２現像スリーブ４２Ａが回転方向ｄに沿って回転するのに伴い、第２現像スリーブ４２Ａの表面に沿って、現像極Ｎ５、搬送極Ｓ５、搬送極Ｎ６、ピックオフ極Ｓ６へこの順で搬送される。一方、受け渡し部４６において第１現像ロール４１へそのまま残った現像剤Ｇは、第１現像スリーブ４１Ａが回転方向ｃに沿って回転するのに伴い、第２現像スリーブ４２Ａの表面に沿って、現像極Ｓ３、ピックオフ極Ｎ３へこの順で搬送される。

ここで、感光体１３と対向する部位ＧＰ１、ＧＰ２では、現像剤Ｇが感光体１３へ移行して感光体１３の外周面の潜像がトナーにより顕在化（現像）される。そして、現像後の第１現像スリーブ４１Ａの表面に残留した現像剤Ｇは、ピックオフ極Ｎ３において、第１現像スリーブ４１Ａの表面から脱落して筐体３７内に回収される。また、現像後の第２現像スリーブ４２Ａの表面に残留した現像剤Ｇは、ピックオフ極Ｓ６において、第２現像スリーブ４２Ａの表面から脱落して案内板５４上を転がり、筐体３７内に回収される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

まず、現像装置１２の製造方法について説明する。

図３に示すように、筐体３７内にオーガー３９Ａ、３９Ｂをベアリング（図示省略）で回転可能に設置し、層形成部材５３が固定された案内板５４を取り付ける。続いて、図４（ｂ）に示すように、現像装置１２の製造工程で第１現像ロール４１を筐体３７に設けるときは、まず、第１現像スリーブ４１Ａ内に第１内胴４１Ｂを挿入し、両側の支軸４１Ｃをキャップ部材４３に挿入して、キャップ部材４３を第１現像スリーブ４１Ａに嵌め込むことで第１現像ロール４１を組み立てる。続いて、第１現像ロール４１の軸部４３Ｂを側壁３７Ａの貫通孔３７Ｃに挿入してから軸部４３Ｂをベアリング４５に挿入して、ベアリング４５を貫通孔３７Ｃに嵌め込む。これにより、第１現像ロール４１が筐体３７において回転可能に支持される。

続いて、支軸４１Ｃの一方に形成された非円形軸４１Ｄを角度調整板７０の貫通孔７０Ａに嵌め込み、支軸４１Ｃの端部にＥリング４７を取り付けて、角度調整板７０が抜けるのを防ぐ。続いて、角度調整板７０を正面視して長孔７０Ｂ内に側壁３７Ａの締結孔３７Ｂが配置されるように角度調整板７０を配置し、ネジ４９を長孔７０Ｂに挿入するとともに締結孔３７Ｂに仮止めする。この仮止め状態では、角度調整板７０が矢印Ｒ方向（図４（ａ）参照）に移動可能となっている。

さらに第２現像ロール４２をベアリング（図示省略）で回転可能に設置して、現像装置１２を組み立てる。そして、筐体３７の一部に形成された注入用の孔部（図示省略）から筐体３７内へ現像剤Ｇを注入し、オーガー３９Ａ、３９Ｂ、第１現像スリーブ４１Ａ、及び第２現像スリーブ４２Ａを回して、第１現像スリーブ４１Ａ及び第２現像スリーブ４２Ａの外周面に現像剤を保持させる。このようにして、現像装置１２が組み立てられる。

次に、角度調整板７０を用いた第１現像スリーブ４１Ａ及び第２現像スリーブ４２Ａの現像剤保持量の調整方法について説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、角度調整板７０の長孔７０Ｂ内でネジ４９が矢印Ｒ方向の中央となる位置を角度調整板７０の基準位置（一例として、搬送極Ｓ２と受け取り極Ｓ４が対向する位置）とする。この基準位置において、第１現像スリーブ４１Ａの外周面上の現像剤Ｇを設定した単位面積分吸引して重量を測定し、単位面積当りの現像剤保持量を得る。同様にして、第２現像スリーブ４２Ａ（図３参照）の外周面の単位面積当りの現像剤保持量を得る。

ここで、一例として、第１現像スリーブ４１Ａの単位面積当りの現像剤保持量が予め設定された第１目標値よりも多く、第２現像スリーブ４２Ａの単位面積当りの現像剤保持量が予め設定された第２目標値よりも少なかったものとする。この場合、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１現像スリーブ４１Ａ上の現像剤保持量を減らすため、角度調整板７０を矢印＋Ｒ方向に回転角度ΔＲだけ移動させる。なお、本実施形態では角度調整板７０を矢印＋Ｒ方向に移動させるが、矢印−Ｒ方向に移動させてもよい。

角度調整板７０を矢印＋Ｒ方向に回転角度ΔＲだけ移動させると、図１０に示すように、磁束密度分布Ｍ１（第１現像ロール４１）全体が回転角度ΔＲで移動し、受け渡し部４６における受け渡し極Ｎ２（図５参照）の磁束密度の最大値がＢ１からＢ６へ低下する。これにより、受け渡し部４６において、磁束密度分布Ｍ３（第２現像ロール４２）の磁束密度の最大値Ｂ２が磁束密度分布Ｍ１の磁束密度の最大値Ｂ６よりも大きくなる。そして、受け渡し部４６に存在し第１現像ロール４１又は第２現像ロール４２に引き付けられて保持される現像剤Ｇの振り分け比率は、第２現像ロール４２側が大きく、第１現像ロール４１側が小さくなる。

角度調整板７０が基準位置にあるときに、現像剤Ｇが第１現像ロール４１と第２現像ロール４２に均等に振り分けられていたとすると、図１０に示すように、角度調整板７０の移動後の現像剤Ｇは、第２現像ロール４２側に多く、第１現像ロール４１側に少なく保持されることになる。このため、第１現像ロール４１及び第２現像ロール４２の外周面の単位面積当りの現像剤保持量を吸引により測定し、現像剤保持量が目標値（一例として、感光体１３の外周面に保持された潜像に現像剤Ｇを付着させることが可能となる量）となるまで調整を行う。そして、調整後は、図４（ｂ）に示すように、ネジ４９を用いて角度調整板７０を筐体３７に締結する。このようにして、第１現像スリーブ４１Ａ及び第２現像スリーブ４２Ａの現像剤保持量が調整される。

なお、図１０において、前述のように、第１現像ロール４１の磁束密度分布Ｍ１は第２現像ロール４２の磁束密度分布Ｍ３よりも形状が鋭く（幅が狭く）なっているため、磁束密度分布Ｍ１の回転角度ΔＲが僅かでも、磁束密度分布Ｍ１の磁束密度の最大値の変化量は大きくなる。即ち、角度調整板７０（図４（ａ）参照）の回転角度ΔＲの変化に対する磁束密度分布Ｍ１の磁束密度の感度が高くなっているため、角度調整板７０を大きな回転角度で移動させなくても、受け渡し部４６における現像剤Ｇの振り分けが行える。

図１１（ａ）には、本実施形態との比較例である現像ロール８２の磁束密度分布が示されている。現像ロール８２は、感光体１３と対向する部位の磁束密度分布Ｍ５の半値幅Ｗ５が、本実施形態の磁束密度分布Ｍ１の半値幅Ｗ２（図５参照）よりも小さくなっている。また、現像ロール８２は、回転中心Ｏ３から感光体１３に向かう線分Ｑ上における磁束密度分布Ｍ５の磁束密度の最大値がＢ４となっている。なお、図１１（ａ）において、回転前の磁束密度分布は破線で示され、回転後の磁束密度分布は実線で示されている。

ここで、比較例の現像ロール８２を用いた場合は、受け渡し部４６における現像剤の振り分けを変更しようとして磁束密度分布を回転角度ΔＲ移動させたとき、感光体１３と対向する部位の磁束密度分布Ｍ５も移動するが、磁束密度分布Ｍ５の半値幅Ｗ５が小さいために回転に対する感度が高くなってしまっており、感光体１３と対向する部位の磁束密度分布Ｍ５の磁束密度の最大値Ｂ４が、僅かな回転量で最大値Ｂ５まで減少してしまうことになる。これにより、感光体１３に向けて穂立ちする現像剤Ｇ（磁気ブラシ）の量が減少し、感光体１３の外周面に保持された潜像に対する現像量が減少することになる。このように、比較例の現像ロール８２を用いた場合は、受け渡し部４６での現像剤の振り分け調整が感光体１３への現像量に影響してしまうため、受け渡し部４６での現像剤の振り分け調整が難しくなる。

一方、図１１（ｂ）に示すように、本実施形態の第１現像ロール４１を用いた場合は、受け渡し部４６における現像剤の振り分けを変更しようとして第１内胴４１Ｂ（図３参照）の磁束密度分布を回転角度ΔＲ移動させたとき、感光体１３と対向する部位ＧＰ１の磁束密度分布Ｍ２も移動するが、磁束密度分布Ｍ２の半値幅Ｗ２が比較例の半値幅Ｗ５、又は第２現像ロール４２の磁束密度分布Ｍ４（図５参照）の半値幅Ｗ４よりも大きいため、回転に対する感度は低くなっており、感光体１３と対向する部位ＧＰ１での磁束密度分布Ｍ２の磁束密度の最大値はＢ３のままでほとんど変化しない。これにより、感光体１３に向けて穂立ちする現像剤Ｇ（磁気ブラシ）の量は変わらず、感光体１３の外周面に保持された潜像に対する現像量も変わらなくなる。

また、本実施形態の第１現像ロール４１を用いた場合は、磁束密度分布Ｍ２の半値幅Ｗ２の幅が広くなっていることから、現像剤振り分け量を調整するときに感光体１３と対向する部位ＧＰ１（現像ニップ部）の磁界が弱くなる。

このように、本実施形態の現像装置１２では、受け渡し部４６において磁力を調整することで現像剤Ｇの振り分け比率が調整されるので、受け渡し部４６において磁力を調整できないものと比べて磁力の公差を大きくすることが可能となる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

感光体１３の回転方向は、逆方向（図示の時計回り方向）であってもよい。この場合、感光体１３と対向する部位ＧＰ１において、第１現像スリーブ４１Ａの移動方向が感光体１３の回転方向と同方向となり、感光体１３と対向する部位ＧＰ２において、第２現像スリーブ４２Ａの移動方向が感光体１３の回転方向と逆方向となる。

また、感光体１３の回転方向下流側に配置された第２現像ロール４２の方が、最終的な感光体１３上のトナー画像の画質に影響を与え易いため、本実施形態では、上流側にある第１現像ロール４１において第１内胴４１Ｂの角度を変更したが、第２現像ロール４２についても角度変更（調整）を行うようにしてもよい。この場合、第２現像ロール４２の磁束密度分布を、第１現像ロール４１の磁束密度分布と同様に形成すればよい。さらに、第１現像ロール４１と第２現像ロール４２の両方で角度変更を行ってもよい。

第１現像スリーブ４１Ａの外周面の現像剤量の測定は、単位面積当りの現像剤重量を測定する方法だけでなく、例えば、現像剤Ｇの磁気ブラシの穂立ちの高さをレーザー変位計で測定するようにしてもよい。また、第１現像ロール４１及び第２現像ロール４２の各磁極の配置は、受け渡し部４６及び感光体１３と対向する部位ＧＰ１、ＧＰ２を除いて自由に配置してよい。

１０ 画像形成装置
１２ 現像装置
１３ 感光体（潜像保持体）
１４ 中間転写ベルト（転写手段）
２６ 二次転写ロール（転写手段）
３２ 一次転写ロール（転写手段）
３６ 帯電ロール（帯電手段）
４０ 露光部（露光手段）
４１ 第１現像ロール（第１現像剤保持体）
４１Ａ 第１現像スリーブ（第１筒部材）
４１Ｂ 第１内胴（第１磁石）
４２ 第２現像ロール（第２現像剤保持体）
４２Ａ 第２現像スリーブ（第２筒部材）
４２Ｂ 第２内胴（第２磁石）
７０ 角度調整板（調整手段）
Ｐ 記録用紙（被転写媒体）

Claims (5)

1. 回転する潜像保持体の外周面と対向して配置され該潜像保持体と対向する部位の移動方向が該潜像保持体とは逆方向となるように回転する第１筒部材と、前記第１筒部材の内側に配置され前記第１筒部材の外側に周方向に分布する磁界を形成する第１磁石とを有し、前記潜像保持体の潜像を現像する現像剤を保持する第１現像剤保持体と、
   前記潜像保持体の回転方向で前記第１現像剤保持体よりも下流側において該潜像保持体の外周面と対向して配置され該潜像保持体と対向する部位の移動方向が該潜像保持体とは同方向となるように回転する第２筒部材と、前記第２筒部材の内側に配置され前記第２筒部材の外側に周方向に分布する磁界を形成する第２磁石とを有し、前記潜像保持体の潜像を現像する現像剤を保持する第２現像剤保持体と、
   前記第１磁石と前記第２磁石の周方向の相対的な位置を調整する調整手段と、
   を有する現像装置。
2. 前記調整手段は、前記第１磁石側を動かすことで前記第１磁石と前記第２磁石の周方向の相対的な位置を調整する請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１現像剤保持体と前記第２現像剤保持体とが対向する部位で、前記第１磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲が、前記第２磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲よりも周方向に狭い請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第１磁石の前記潜像保持体と対向する部位で、前記第１磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲が、前記第２磁石の前記潜像保持体と対向する部位で、前記第２磁石の磁束密度が最大磁束密度に対する予め定めた割合になる範囲よりも周方向に広くなっている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記潜像保持体である感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電手段と、
   帯電後の前記感光体の表面を露光する露光手段と、
   前記露光手段の露光により形成された前記感光体の潜像を現像剤で現像する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像装置と、
   前記現像装置により前記感光体の表面に現像された現像剤像を被転写媒体に転写する転写手段と、
   を有する画像形成装置。

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