JP7087595B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本開示は、現像装置および画像形成装置に関する。

従来の現像装置に関し、特開２０１３－２５４１４７号公報（特許文献１）には、現像剤を保持して搬送する現像ロールと、現像剤を撹拌しつつ現像ロールに供給するよう搬送する撹拌搬送部材と、現像ロールが保持する現像剤の層厚を規制する磁性を有する円柱状の規制部材と、撹拌搬送部材から規制位置に向けて現像ロールの表面との間の空間を狭くする形状を有する壁面部材とを備える構成が開示されている。

特開２０１３－２５４１４７号公報

上記文献に記載の現像装置では、撹拌搬送部材と規制部材とが近い位置に配置されているため、現像剤がキャリアとトナーとを含む場合、また装置が大きく傾斜したような場合に、撹拌搬送部材から規制部材に供給される現像剤の量が大きく変動し、その結果現像される画像に濃度むらが発生する可能性がある。

本開示では、現像剤の搬送量を安定させることができる、現像装置および画像形成装置が提供される。

本開示に従うと、現像剤担持体と、供給スクリューと、規制部材と、上流規制部とを備える現像装置が提供される。現像剤担持体は、円筒状であり、外周面に現像剤を担持して現像剤を搬送する。供給スクリューは、回転により現像剤担持体に現像剤を供給する。規制部材は、現像剤担持体の外周面上における現像剤の層厚を規制する。規制部材は、磁性を有しており、円柱状である。規制部材は、現像剤担持体の軸心よりも上方に配置されている。上流規制部は、規制部材に対し現像剤の搬送方向の上流側に配置されており、規制部材に供給される現像剤の量を規制する。現像剤担持体の軸心と供給スクリューの回転中心とは平行に延びている。軸心および回転中心の延びる方向に現像装置を見て、軸心と回転中心とを結ぶ直線が現像剤担持体の外周面と交差する交点から現像剤の搬送方向の上流側に９０°の範囲内に、規制部材および上流規制部が配置されている。

上記の現像装置において、上流規制部と現像剤担持体との間隔が、現像剤の搬送方向の上流から下流に向かうに従って減少してもよい。

上記の現像装置において、上流規制部と規制部材とは、上流規制部と規制部材との間隔が現像剤担持体から離れるに従って減少する部分を有していてもよい。

上記の現像装置において、上流規制部は、非磁性体で構成されていてもよい。または上流規制部は、磁性体で構成されていてもよい。

上記の現像装置において、現像剤担持体は、規制部材に対向配置された規制極と、供給スクリューに対向配置されたキャッチ極と、搬送方向におけるキャッチ極の下流かつ規制極の上流に配置され、キャッチ極から規制極へ現像剤を搬送する搬送極とを有していてもよい。

上記の現像装置は、現像剤担持体を収容するハウジングをさらに備えており、搬送極からハウジングの内壁面までの距離は、キャッチ極から内壁面までの距離以上であってもよい。

本開示に従うと、感光体と、上記のいずれかの現像装置とを備える、画像形成装置が提供される。

上記の画像形成装置において、現像剤担持体の外周面と、感光体とは、同方向に回転可能であってもよい。

本開示に係る現像装置および画像形成装置によれば、現像剤の搬送量を安定させることができる。

実施の形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 実施の形態１に係る現像装置の構成を示す部分断面図である。 規制部材および上流規制部周辺の拡大図である。 現像ローラーに対する規制部材および上流規制部の配置を示す図である。 ハウジングに対する現像ローラーの配置を示す図である。 本発明適用前の規制部材へ搬送される現像剤の状態を模式的に表した図である。 実施の形態１の規制部材へ搬送される現像剤の状態を模式的に表した図である。 上流規制部と現像ローラーとの間のギャップ長に対する現像剤搬送量の変化を示すグラフである。 上流規制部と規制部材との間のギャップ長に対する現像剤搬送量の変化を示すグラフである。 現像ローラーの回転数に対する現像剤搬送量の変化を示すグラフである。 実施の形態２に係る現像装置の構成を示す部分断面図である。 実施の形態２の、現像ローラーの回転数に対する現像剤搬送量の変化を示すグラフである。

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
（画像形成装置１００）
図１は、実施の形態に係る画像形成装置１００を示す概略図である。図１には、カラープリンタとしての画像形成装置１００が示されている。以下では、カラープリンタについて説明するが、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンタであってもよいし、ファックスであってもよいし、モノクロプリンタ、カラープリンタおよびファックスの複合機（ＭＦＰ：Multi－Functional Peripheral）であってもよい。

画像形成装置１００は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、定着装置５０と、筐体８０とを主に備えている。

筐体８０は、画像形成装置１００の外殻を規定している。筐体８０は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、定着装置５０とを、内部に収容している。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０とは、画像形成部を構成している。この画像形成部は、後述する搬送経路４１に沿って搬送される記録媒体としての用紙Ｓ上に、トナー画像を形成する。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト３０に沿って順に並べられている。画像形成ユニット１Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する。

各色のトナーボトル１５には、トナー補給口１６が形成されている。トナー補給口１６は、トナーボトル１５の下面に形成されている。トナーボトル１５内に収容されたトナーは、トナー補給口１６を経由してトナーボトル１５外へ排出され、図示しないトナー補給路を経由して、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋへ供給される。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０に沿って中間転写ベルト３０の回転方向の順に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１７とを備えている。

帯電装置１１は、感光体１０の表面を一様に帯電する。露光装置１２は、感光体１０にレーザー光を照射し、入力された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０上に形成される。

現像装置１３は、現像ローラー１４を回転させながら、現像ローラー１４に現像バイアスを印加し、現像ローラー１４の表面にトナーを付着させる。これにより、トナーが現像ローラー１４から感光体１０に転写され、静電潜像に応じたトナー像が感光体１０の表面に現像される。感光体１０は、その表面にトナー像を担持する像担持体としての機能を有している。

感光体１０と中間転写ベルト３０とは、一次転写ローラー３１を設けている部分で互いに接触している。一次転写ローラー３１は、ローラー形状を有し、回転可能に構成される。トナー像と反対極性の転写電圧が一次転写ローラー３１に印加されることによって、トナー像が感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、およびブラック（ＢＫ）のトナー像が順に重ねられて感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト３０上に形成される。

中間転写ベルト３０は、従動ローラー３８および駆動ローラー３９に張架されている。駆動ローラー３９は、たとえばモーター（図示しない）によって回転駆動される。中間転写ベルト３０および従動ローラー３８は、駆動ローラー３９に連動して回転する。これにより、中間転写ベルト３０上のトナー像が二次転写ローラー３３に搬送される。

クリーニング装置１７は、感光体１０に圧接されている。クリーニング装置１７は、トナー像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。

カセット３７には、用紙Ｓがセットされる。用紙Ｓは、ピックアップローラー４２によってカセット３７から１枚ずつ繰り出され、タイミングローラー４０によって搬送経路４１に沿って二次転写ローラー３３に送られる。

二次転写ローラー３３は、ローラー形状を有しており、回転可能に構成されている。二次転写ローラー３３は、トナー像と反対極性の転写電圧を搬送中の用紙Ｓに印加する。これにより、トナー像は、中間転写ベルト３０から二次転写ローラー３３に引き付けられ、中間転写ベルト３０上のトナー像が転写される。二次転写ローラー３３への用紙Ｓの搬送タイミングは、中間転写ベルト３０上のトナー像の位置に合わせてタイミングローラー４０によって調整される。タイミングローラー４０により、中間転写ベルト３０上のトナー像は、用紙Ｓの適切な位置に転写される。

定着装置５０は、自身を通過する用紙Ｓを加圧および加熱する。これにより、トナー像は用紙Ｓに定着する。定着装置５０は、搬送経路４１に沿って搬送される用紙Ｓ上のトナー画像を定着させる。トナー像が定着された用紙Ｓは、トレイ４８に排紙される。

上記の説明では、印刷方式としてタンデム方式を採用している画像形成装置１００について説明したが、画像形成装置１００の印刷方式は、タンデム方式に限定されない。画像形成装置１００内における各構成の配置は、採用される印刷方式に従って適宜変更され得る。画像形成装置１００の印刷方式として、ロータリー方式や直接転写方式が採用されてもよい。ロータリー方式の場合、画像形成装置１００は、１つの感光体１０と、同軸上で回転可能に構成される複数の現像装置１３で構成される。画像形成装置１００は、印刷時には、各現像装置１３を感光体１０に順に導き、各色のトナー像を現像する。直接転写方式の場合、画像形成装置１００は、感光体１０上に形成されたトナー像が用紙Ｓに直接転写される。

（現像装置１３）
図２は、実施の形態１に係る現像装置１３の構成を示す部分断面図である。図２を参照して、図１に示す画像形成装置１００に設けられる現像装置１３の構成の一例について説明する。

現像装置１３は、感光体１０上の静電潜像を現像する２成分現像装置である。現像装置１３に用いられる現像剤は、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤である。トナーとしては、トナー母体粒子に外添剤を付着させて得られたものが用いられる。トナーは非磁性体により、キャリアは磁性体により、それぞれ形成されている。現像装置１３は、負に帯電したトナー粒子で反転現像により静電潜像を可視トナー像とするものである。

現像装置１３は、現像剤を収容するハウジング６０を有している。ハウジング６０の内部の所定位置には、現像ローラー１４、供給スクリュー６１、および撹拌スクリュー６２が収容されている。現像ローラー１４は、円筒状の形状を有している。現像ローラー１４は、その外周面１４Ａに現像剤を担持して現像剤を感光体１０に搬送する現像剤担持体としての機能を有している。

現像ローラー１４の、少なくとも外周面１４Ａを含む一部分は、円筒状の現像ローラー１４の軸心を中心として、ハウジング６０に対して回動可能である。供給スクリュー６１および撹拌スクリュー６２は、ハウジング６０に対して回転軸を中心として回動可能に形成されている。現像ローラー１４の軸心と、供給スクリュー６１および撹拌スクリュー６２のそれぞれの回転中心とは、互いに平行に延びている。現像ローラー１４、供給スクリュー６１および撹拌スクリュー６２は、それぞれの回転軸の延びる方向（図２中の紙面垂直方向）に沿って、平行に配置されている。

撹拌スクリュー６２は、ハウジング６０内で回転して、現像剤を撹拌するとともに、現像剤を供給スクリュー６１へ搬送する。供給スクリュー６１は、撹拌スクリュー６２から搬送される現像剤を受け取る。供給スクリュー６１は、回転により現像剤を現像ローラー１４に向けて供給する。

現像ローラー１４の外周面１４Ａの所定の部位に対向する位置には、規制部材６３が配置されている。規制部材６３は、保持部６４を介して、ハウジング６０に保持されている。規制部材６３は、磁性材料を用いて形成されている。規制部材６３は、円柱状であり、その外周面の一部が現像ローラー１４の外周面１４Ａに対向するように配置されている。規制部材６３は、現像ローラー１４の軸心よりも上方に配置されている。規制部材６３は、現像ローラー１４の外周面１４Ａから離れて配置されている。規制部材６３と現像ローラー１４との間には、隙間が形成されている。

現像ローラー１４は、複数の磁極を有している。複数の磁極は、現像ローラー１４に内包されている。複数の磁極は、現像ローラー１４の外周面１４Ａに沿って配置されている。複数の磁極は、現像ローラー１４の周方向に、並んで配置されている。本実施の形態では、キャッチ極７１、搬送極７２、規制極７３、現像極７４、および剥離極７５の５極が設けられている。キャッチ極７１、規制極７３および剥離極７５はＳ極であり、搬送極７２および現像極７４はＮ極である。現像ローラー１４の外周面１４Ａには、Ｓ極の磁性とＮ極の磁性とが交互に配置されている。

キャッチ極７１は、供給スクリュー６１に対向配置されている。キャッチ極７１は、供給スクリュー６１から供給された現像剤を磁力によって引き付け、現像ローラー１４の外周面１４Ａに現像剤を保持させる。現像剤は、外周面１４Ａ上に担持されながら、搬送極７２に搬送される。現像剤は、搬送極７２により、現像ローラー１４の外周面１４Ａに付着した状態を維持する。搬送極７２は、現像剤の搬送方向におけるキャッチ極７１の下流かつ規制極７３の上流に配置されており、キャッチ極７１から規制極７３へ現像剤を搬送する。

規制極７３は、規制部材６３に対向配置されている。規制極７３は、現像ローラー１４の外周面１４Ａが規制部材６３に向き合う位置に配置されている。規制極７３から磁力を受けた現像剤は、現像ローラー１４と規制部材６３との間の隙間を通過するときに、規制部材６３によって、外周面１４Ａ上における層厚が規制される。現像剤が規制部材６３によって擦りきられることで、現像剤の搬送量の均一性が向上している。

現像剤は、規制極７３を通過後、現像極７４に搬送される。現像極７４は、感光体１０（図１）に向き合う位置に配置されている。現像極７４は、規制極７３よりも磁束密度が大きいように構成されている。現像剤が現像極７４の位置を通過するときに、現像剤に含まれるトナーとキャリアとのうち、トナーのみが感光体１０に付着する。これにより、感光体１０に形成されている静電潜像は、トナー像として現像される。

その後、現像ローラー１４の外周面１４Ａ上に残存する現像剤は、剥離極７５に搬送される。剥離極７５は、現像ローラー１４から現像剤を剥離するための磁極である。剥離極７５はＳ極でありキャッチ極７１もＳ極であり、剥離極７５とキャッチ極７１との間には反発力が働くため、剥離極７５に到達した現像剤は、キャッチ極７１へ移動することができない。その結果、現像剤は現像ローラー１４から剥離し、下方へ落下する。

上述した通り、現像ローラー１４まわりの現像剤の搬送方向は、図２においては時計回り方向である。規制部材６３に対し現像剤の搬送方向の上流側に、上流規制部６５が配置されている。実施の形態１の上流規制部６５は、ハウジング６０の一部として、ハウジング６０と一体で構成されている。したがって実施の形態１の上流規制部６５は、非磁性体で構成されている。典型的には、上流規制部６５は樹脂材料により形成されている。

（規制部材６３および上流規制部６５の配置）
図３は、規制部材６３および上流規制部６５周辺の拡大図である。図３に示すように、上流規制部６５は、第一面６６と第二面６７とを有している。第一面６６と第二面６７とは、各々平面形状を有している。

上流規制部６５の第一面６６は、現像ローラー１４と対向している。第一面６６は、現像ローラー１４の外周面１４Ａから離れて配置されている。第一面６６と現像ローラー１４との間には、隙間が形成されている。上流規制部６５の第一面６６と現像ローラー１４との間隔は、現像剤の搬送方向の上流から下流に向かうに従って減少している。第一面６６は、規制部材６３に近づくに従って現像ローラー１４との間隔が小さくなる形状とされている。図３に示すギャップ長Ｇ１は、上流規制部６５と現像ローラー１４との間隔の最小値を示している。

平面状の第一面６６に対し垂直に延び第一面６６と現像ローラー１４の外周面１４Ａとを結ぶ線分を考えた場合に、当該線分の長さは、現像剤の搬送方向の下流に向かうに従って、すなわち規制部材６３に近づくに従って、単調減少する。現像ローラー１４の軸心を通り現像ローラー１４の径方向に延びる直線が現像ローラー１４の外周面１４Ａに交差する第一の交点と第一面６６に交差する第二の交点との距離は、現像剤の搬送方向の下流に向かうに従って、すなわち規制部材６３に近づくに従って、単調減少する。

上流規制部６５の第二面６７は、規制部材６３と対向している。第二面６７は、規制部材６３の外周面から離れて配置されている。第二面６７と規制部材６３との間には、隙間が形成されている。上流規制部６５と規制部材６３とは、上流規制部６５と規制部材６３との間隔が現像ローラー１４から離れるに従って減少する部分を有している。

具体的には、現像ローラー１４の外周面１４Ａと、上流規制部６５と規制部材６３とが最も近く配置される最近接部との間の範囲においては、上流規制部６５と規制部材６３との間隔が、現像ローラー１４から離れるに従って減少する。換言すると、上流規制部６５と規制部材６３との間隔が現像ローラー１４から離れるに従って減少する範囲とは、規制部材６３の軸心を通り規制部材６３の径方向に延びる直線のうち規制部材６３の軸心と第二面６７との距離を最小とする直線、すなわち、平面状の第二面６７に対する垂線のうち円柱状の規制部材６３の軸線と交わる交線と、現像ローラー１４の外周面１４Ａとの間の範囲である。当該範囲における上流規制部６５と規制部材６３との間隔の最大値が、図３に示すギャップ長Ｇ２である。

図３に示すように、第一面６６と第二面６７との交わる線と現像ローラー１４の外周面１４Ａとの距離がギャップ長Ｇ１であり、第一面６６と第二面６７との交わる線と規制部材６３の外周面との距離がギャップ長Ｇ２である。ギャップ長Ｇ１とは、第一面６６のうち規制部材６３に最も近い位置と現像ローラー１４の外周面１４Ａとの距離であり、ギャップ長Ｇ２とは、第二面６７のうち現像ローラー１４に最も近い位置と規制部材６３の外周面との距離である。

実施の形態の上流規制部６５は、ギャップ長Ｇ１がギャップ長Ｇ２よりも小さいように配置されている。実施の形態の上流規制部６５は、規制部材６３と現像ローラー１４の外周面１４Ａとの間隔よりもギャップ長Ｇ１が大きいように、配置されている。ギャップ長Ｇ２をギャップ長Ｇ１の１．７倍としてもよい。ギャップ長Ｇ２を規制部材６３と現像ローラー１４の外周面１４Ａとの間隔の２．５倍としてもよい。

図４は、現像ローラー１４に対する規制部材６３および上流規制部６５の配置を示す図である。図４には、図２と同様に、現像ローラー１４の軸心および供給スクリュー６１の回転中心の延びる方向から見た現像装置１３が図示されている。現像ローラー１４の軸心および供給スクリュー６１の回転中心は、図４においては紙面垂直方向に延びている。図４に示す直線Ｌ１は、現像ローラー１４の軸心と供給スクリュー６１の回転中心とを結ぶ直線である。直線Ｌ２は、現像ローラー１４の軸心を通り直線Ｌ１に直交する直線である。

交点Ｐ１は、直線Ｌ１が現像ローラー１４の外周面１４Ａと交差する２つの交点のうち、供給スクリュー６１から離れる側の交点である。直線Ｌ１と外周面１４Ａとの交点のうち、規制部材６３により近い、または規制極７３により近い交点が、交点Ｐ１である。交点Ｐ２は、直線Ｌ２が現像ローラー１４の外周面１４Ａと交差する２つの交点のうち、交点Ｐ１に対して現像剤の搬送方向の上流側にある交点である。直線Ｌ２と外周面１４Ａとの交点のうち、搬送極７２により近い、または搬送方向においてキャッチ極７１と規制極７３との間にある交点が、交点Ｐ２である。

現像ローラー１４の周方向における交点Ｐ１と交点Ｐ２との間の範囲が、図４中の両矢印で示されている。現像ローラー１４の周方向において、規制部材６３と上流規制部６５とは、図４中の両矢印で示される範囲内に配置されている。現像ローラー１４の周方向において、規制部材６３と上流規制部６５とは、交点Ｐ１から現像剤の搬送方向の上流側に９０°の範囲内に配置されている。図４においては、交点Ｐ１を起点として現像ローラー１４の軸心周りに反時計回り方向９０°の範囲内に、規制部材６３および上流規制部６５が配置されている。

（現像ローラー１４の配置）
図５は、ハウジング６０に対する現像ローラー１４の配置を示す図である。図５に示す距離Ｄ１は、キャッチ極７１に対向するハウジング６０の内壁面とキャッチ極７１との最短距離を示し、距離Ｄ２は、搬送極７２に対向するハウジング６０の内壁面と搬送極７２との最短距離を示す。距離Ｄ２が距離Ｄ１よりも大きいように、ハウジング６０内に現像ローラー１４が配置されている。距離Ｄ２を距離Ｄ１の１．５倍としてもよい。

（上流規制部６５の作用効果）
以上の構成を備えている実施の形態１の現像装置１３における、上流規制部６５の作用効果について、以下に説明する。図６は、本発明適用前の規制部材６３へ搬送される現像剤の状態を模式的に表した図である。

図６に示すように、規制部材６３の上流に、現像剤が滞留して現像剤が停止している停止層が形成される。図６中の破線は、停止層の境界を示す。現像ローラー１４の外周面１４Ａと停止層との間にある現像剤が、規制部材６３へ搬送される。図６中の白抜き矢印は、現像剤の搬送方向を示す。

規制部材６３の上流に上流規制部がない場合、停止層の境界は、現像ローラー１４の外周面１４Ａから比較的離れた位置に形成される。現像ローラー１４の外周面１４Ａと停止層との間隔は、外周面１４Ａと規制部材６３との間隔よりも大きくなる。停止層の境界が上方に位置しているため、比較的多くの量の現像剤が、現像ローラー１４と停止層との間に存在する。外周面１４Ａと規制部材６３との隙間に多量の現像剤が突入することで、突入する現像剤の速度が大きくなる。現像剤の搬送速度、すなわち現像ローラー１４の外周面１４Ａの回転速度に対応して、規制部材６３に突入する現像剤の量が変動し、現像剤の搬送量が安定しない。

また、規制部材６３の上流に上流規制部がない場合、規制部材６３の軸方向において停止層が不均一に形成されるため、規制部材６３に突入する現像剤の量も軸方向において不均一になる。

図７は、実施の形態１の規制部材６３へ搬送される現像剤の状態を模式的に表した図である。図７に示すように、上流規制部６５を規制部材６３の上流に配置することで、外周面１４Ａと停止層の境界との間隔と、外周面１４Ａと規制部材６３との間隔との差が小さくなる。上流規制部６５によって規制部材６３に供給される現像剤の量が規制されるため、規制部材６３に突入する現像剤の速度が安定し、現像剤の搬送量を安定させることができる。

上流規制部６５を、現像ローラー１４の軸心の延びる方向（すなわち規制部材６３の軸方向であって、図７においては紙面垂直方向）において現像ローラー１４の外周面１４Ａに対して等間隔に配置することで、規制部材６３の軸方向に形成される停止層の均一性も向上できるので、規制部材６３に突入する現像剤の量も軸方向で安定させることができる。

現像剤の搬送量を安定させることで、濃度むら、穂詰り、キャリア付着などの、現像剤の搬送量が変動することによる不具合を防止することができる。

図４に示すように、規制部材６３および上流規制部６５を、交点Ｐ１から現像剤の搬送方向上流側の９０°の範囲内に配置することで、キャッチ極７１から規制部材６３および上流規制部６５までの距離を長くできる。供給スクリュー６１から現像ローラー１４に供給される現像剤の量が変動した場合にも、上流規制部６５に現像剤が搬送されるまでに現像剤の量の差を低減できる。現像ローラー１４の軸方向におけるむらも、上流規制部６５に現像剤が搬送されるまでに低減できる。したがって、上流規制部６５の効果を十分発揮することができる。

図３に示すように、上流規制部６５と現像ローラー１４との間隔が現像剤の搬送方向の上流から下流に向かうに従って減少することにより、図７に示す規制部材６３に突入する側の現像剤の停止層が形成され易くなる。

また、上流規制部６５と規制部材６３との間隔が現像ローラー１４から離れるに従って減少することで、上流規制部６５と規制部材６３との間に現像剤が入りにくくなるので、規制部材６３に突入する現像剤の搬送量をより安定に保つことができる。

図２を参照して説明した通り、上流規制部６５を非磁性体で構成することにより、上流規制部６５を容易に作製することができる。上流規制部６５は、ハウジング６０と一体でなく別体の部品として構成してもよいが、上流規制部６５をハウジング６０と一体で構成することにより、現像装置１３の部品点数を削減することができる。

図８は、上流規制部６５と現像ローラー１４との間のギャップ長Ｇ１に対する現像剤搬送量の変化を示すグラフである。図８の横軸には上流規制部６５と現像ローラー１４とのギャップ長Ｇ１を示し、縦軸には現像剤の搬送量を示す。図９は、上流規制部６５と規制部材６３との間のギャップ長Ｇ２に対する現像剤搬送量の変化を示すグラフである。図９の横軸には上流規制部６５と規制部材６３とのギャップ長Ｇ２を示し、縦軸には現像剤の搬送量を示す。

図８，９に示すように、ギャップ長Ｇ１，Ｇ２が大きくなるほど現像剤の搬送量が多くなるが、一定の範囲ではギャップ長Ｇ１，Ｇ２の変化に対する現像剤搬送量の増加が小さく、現像剤の搬送量が安定している傾向が見られる。ギャップ長Ｇ１を図８に示す下限値ＬＬ１と上限値ＵＬ１との間の範囲内の値に設定し、ギャップ長Ｇ２を図９に示す下限値ＬＬ２と上限値ＵＬ２との間の範囲内の値に設定することで、現像剤の搬送量を安定させることができる。ギャップ長Ｇ１を、下限値ＬＬ１と上限値ＵＬ１との算術平均に設定してもよい。ギャップ長Ｇ２を、下限値ＬＬ２と上限値ＵＬ２との算術平均に設定してもよい。

図１０は、現像ローラー１４の回転数に対する現像剤搬送量の変化を示すグラフである。図１０の横軸には現像ローラー１４の回転数を示し、縦軸には規制部材６３による規制後の現像剤の搬送量を示す。図１０には、上流規制部６５を備える実施の形態１のグラフを丸印のプロットおよび実線で示し、上流規制部６５を備えない本発明適用前（比較例）のグラフを三角印のプロットおよび破線で示す。

比較例では、現像ローラー１４の回転数が増加すると、現像剤の搬送量も増加している。これに対し、実施の形態１では、現像ローラー１４の回転数、すなわち現像剤の搬送速度に依らず、ほぼ一定の現像剤搬送量となる。したがって、実施の形態１では、上流規制部６５の作用によって現像剤の搬送量を安定させることができることがわかる。

（その他の作用効果）
図２に示すように、規制極７３は、規制部材６３に対向して配置されている。実施の形態１では、図４に示すように規制部材６３の配置が特定されていることにより、キャッチ極７１から規制極７３までの距離が大きくなっており、キャッチ極７１から規制極７３へ搬送される現像剤の搬送経路が長くなっている。そのため現像ローラー１４は、規制極７３とキャッチ極７１との間に搬送極７２を有する構成とされている。

搬送極７２を設けることにより、キャッチ極７１から規制極７３へ現像剤を安定して搬送することができる。キャッチ極７１に供給された現像剤を、搬送極７２で一旦貯留することができ、現像ローラー１４の軸方向における現像剤の量のむらを低減できるので、上流規制部６５および規制部材６３の効果を十分に発揮することが可能になる。

図５に示すように、搬送極７２からハウジング６０の内壁面までの距離Ｄ２は、キャッチ極７１からハウジング６０の内壁面までの距離Ｄ１以上である。距離Ｄ１を比較的小さく設定することで、供給スクリュー６１から現像ローラー１４に供給される現像剤の供給量を安定させることができ、多量の現像剤が現像ローラー１４に過剰供給されることを抑制できる。搬送極７２とハウジング６０との距離Ｄ２を比較的大きく設定することで、現像剤の搬送方向において上流規制部６５よりも上流側に、現像剤を一時的に溜めるための空間が形成される。供給スクリュー６１から現像ローラー１４に多量の現像剤が供給された場合においても、上流規制部６５よりも上流に現像剤を溜めることができるので、上流規制部６５および規制部材６３に搬送される現像剤の量の均一性をより向上させることができる。

図１に示すように、感光体１０は、図中の時計回り方向に回転可能である。図２を参照して説明した通り、現像ローラー１４まわりの現像剤の搬送方向は図中の時計回り方向であり、この現像剤の搬送は現像ローラー１４の外周面１４Ａを図中の時計回り方向に回転させることで実現される。現像ローラー１４の外周面１４Ａと感光体１０とは同方向に回転可能であり、これにより感光体１０の外周面と現像ローラー１４の外周面１４Ａとの互いに対向する部分は互いに異なる方向に移動することになる。図２を参照して、現像ローラー１４の外周面１４Ａのうち感光体１０に対向する部分（すなわち、現像極７４に相当する部分）は図中の下向きに移動し、感光体１０の外周面のうち現像ローラー１４に対向する部分は図中の上向きに移動する。

このように感光体１０および現像ローラー１４が構成されている場合に、現像極７４に対応する位置に過剰な量の現像剤が供給されると、感光体１０と現像ローラー１４との間に現像剤の詰まりが発生する可能性がある。実施の形態１で説明した通り、上流規制部６５および規制部材６３による規制後の現像剤の搬送量を安定させることで、現像剤の詰まりの発生を抑制できる。したがって、上流規制部６５を備える実施の形態の現像装置１３は、現像ローラー１４の外周面１４Ａと感光体１０とが同方向に回転する画像形成装置に、好適に適用され得る。

［実施の形態２］
図１１は、実施の形態２に係る現像装置１３の構成を示す部分断面図である。図１１に示す実施の形態２の現像装置１３は、実施の形態１とほぼ同一の構成を備えており、上流規制部６５の構成において異なっている。具体的には、実施の形態２の上流規制部６５は、ハウジング６０とは別部材として構成されている。上流規制部６５は、ハウジング６０の内壁面に取り付けられており、ハウジング６０の内壁面に対して突出している。これにより、上流規制部６５に対して搬送方向の上流側の、搬送極７２とハウジング６０の内壁面との間の空間に現像剤をより溜めやすい構成とされている。

実施の形態２の上流規制部６５は、磁性体で構成されている。上流規制部６５に磁性体を用いることにより、上流規制部６５と現像ローラー１４との間に磁力線が生じることになる。上流規制部６５に搬送される現像剤、特に磁性体であるキャリアは、磁力線に沿って保持される。上流規制部６５と現像ローラー１４との間に一定の磁力線が形成されることにより、上流規制部６５に搬送される現像剤の搬送量の均一性をより向上できる。したがって、上流規制部６５および規制部材６３による規制後の現像剤の搬送量を、より安定させることができる。

図１２は、実施の形態２の、現像ローラー１４の回転数に対する現像剤搬送量の変化を示すグラフである。図１２の横軸には現像ローラー１４の回転数を示し、縦軸には規制部材６３による規制後の現像剤の搬送量を示す。

図１２に示すように、現像ローラー１４の回転数、すなわち現像剤の搬送速度に依らず、ほぼ一定の現像剤搬送量となる。したがって、上流規制部６５に磁性体を用いた実施の形態２においても、上流規制部６５の作用によって現像剤の搬送量を安定させることができることがわかる。

以上のように実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。

１０ 感光体、１３ 現像装置、１４ 現像ローラー、１４Ａ 外周面、６０ ハウジング、６１ 供給スクリュー、６２ 撹拌スクリュー、６３ 規制部材、６４ 保持部、６５ 上流規制部、６６ 第一面、６７ 第二面、７１ キャッチ極、７２ 搬送極、７３ 規制極、７４ 現像極、７５ 剥離極、８０ 筐体、１００ 画像形成装置、Ｄ１，Ｄ２ 距離、Ｇ１，Ｇ２ ギャップ長、Ｌ１，Ｌ２ 直線、ＬＬ１，ＬＬ２ 下限値、Ｐ１，Ｐ２ 交点、Ｓ 用紙、ＵＬ１，ＵＬ２ 上限値。

Claims (9)

1. 外周面に現像剤を担持して前記現像剤を搬送する円筒状の現像剤担持体と、
   回転により前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給スクリューとを備える、現像装置であって、
   前記現像剤担持体の軸心よりも上方に配置され、前記現像剤担持体の前記外周面上における前記現像剤の層厚を規制する、磁性を有する円柱状の規制部材と、
   前記規制部材に対し前記現像剤の搬送方向の上流側に配置され、前記規制部材に供給される前記現像剤の量を規制する上流規制部とを備え、
   前記現像剤担持体の前記軸心と前記供給スクリューの回転中心とは平行に延び、
   前記上流規制部は、互いに非平行であり前記現像剤担持体に向かって収束する、第一面と第二面とを有し、
   前記軸心および前記回転中心の延びる方向に前記現像装置を見て、前記軸心と前記回転中心とを結ぶ直線が前記現像剤担持体の前記外周面と交差する交点から前記搬送方向の上流側に９０°の範囲内に、前記規制部材および前記上流規制部の前記第一面および前記第二面が配置されている、現像装置。
2. 前記第一面と前記現像剤担持体との間隔が、前記搬送方向の上流から下流に向かうに従って減少する、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記上流規制部と前記規制部材とは、前記第二面と前記規制部材との間隔が前記現像剤担持体から離れるに従って減少する部分を有している、請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記上流規制部は、非磁性体で構成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記上流規制部は、磁性体で構成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記現像剤担持体は、前記規制部材に対向配置された規制極と、前記供給スクリューに対向配置されたキャッチ極と、前記搬送方向における前記キャッチ極の下流かつ前記規制極の上流に配置され、前記キャッチ極から前記規制極へ前記現像剤を搬送する搬送極とを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記現像剤担持体を収容するハウジングをさらに備え、
   前記搬送極から前記ハウジングの内壁面までの距離は、前記キャッチ極から前記内壁面までの距離以上である、請求項６に記載の現像装置。
8. 感光体と、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の現像装置とを備える、画像形成装置。
9. 前記現像剤担持体の前記外周面と、前記感光体とは、同方向に回転可能である、請求項８に記載の画像形成装置。

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