(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数の磁極が配置された磁性部材と、前記磁性部材の外側で前記磁性部材の周方向に移動可能に設けられた移動部材と、を有し、前記移動部材の外周面で法線方向に磁界が形成されると共に磁性を有する現像剤を保持する現像剤保持部材と、
周方向に複数の磁極が配置されると共に固定された着磁部材と、前記着磁部材の外側で前記移動部材と同じ方向に回転する回転部材とを有し、前記移動部材の外周面で前記法線方向の磁界が形成される部分と最も近接するように配置されて前記移動部材との間で現像剤層を形成する層形成部を形成すると共に、該層形成部を向く表面において前記移動部材の法線方向と交差する方向に磁界を形成するように磁極が配置された層形成部材と、
を有する現像装置。
【請求項２】
前記層形成部に前記現像剤保持部材の磁極が配置されている請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
周方向に複数の磁極が配置された磁性部材と、前記磁性部材の外側で前記磁性部材の周方向に移動可能に設けられた移動部材と、を有し、現像剤を保持する現像剤保持部材と、
前記現像剤保持部材における特定の磁極との間隔が最小となるように、且つ該特定の磁極に対し極性の異なる２つの磁極の中間部分が対向するように配置され、前記移動部材との間で現像剤層を形成する層形成部材と、
を有する現像装置。
【請求項４】
前記層形成部材が、周方向に複数の磁極が配置されると共に固定された着磁部材と、前記着磁部材の外側で前記移動部材と同じ方向に回転する回転部材とを有する請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記磁性部材には、前記層形成部の外側で現像剤を前記回転部材から離脱させる離脱手段が設けられている請求項１、請求項２、及び請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記層形成部材の現像剤が流入する側の磁極の極性が、前記層形成部に配置された前記現像剤保持体の磁極の極性と同極性である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記層形成部材が、周方向に複数の磁極が配置された着磁部材である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤保持部材の磁極に対する前記層形成部材の磁極の相対位置が調整可能に設けられている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の現像装置と、
静電潜像を外周に保持すると共に前記現像装置によって静電潜像が現像剤像とされる像保持体と、
前記像保持体から被転写材へ現像剤像を転写する転写手段と、
を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の現像装置は、現像スリーブ周面と対向する現像剤層規制部材が設けられており、さらに、現像剤層規制部材の現像スリーブとは反対側に磁石が設けられている。
【０００３】
特許文献２の現像装置は、磁性体で構成された層厚規制用ブレードが、回転可能に設けられたマグネットロールの周面と対向配置されている。
【０００４】
特許文献３の現像装置は、現像スリーブ周面と対向する層厚規制ロールが設けられており、層厚規制ロールは少なくとも一部が磁性材料で構成されている。
【０００５】
特許文献４の現像装置は、現像スリーブ周面と対向する規制板が設けられており、規制板に隣接して磁界発生手段を設けている。
【０００６】
特許文献５の現像装置は、現像ロール周面と対向するロール状の現像剤循環移送部材が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−１５８３５２号公報
【特許文献２】特開平０６−３３７５９３号公報
【特許文献３】特開平０７−０２０７１７号公報
【特許文献４】特開平１０−１３３５１８号公報
【特許文献５】特開平１０−１９８１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、層形成部で現像剤に作用するせん断力を抑えることができる現像装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る現像装置は、周方向に複数の磁極が配置された磁性部材と、前記磁性部材の外側で前記磁性部材の周方向に移動可能に設けられた移動部材と、を有し、前記移動部材の外周面で法線方向に磁界が形成されると共に磁性を有する現像剤を保持する現像剤保持部材と、周方向に複数の磁極が配置されると共に固定された着磁部材と、前記着磁部材の外側で前記移動部材と同じ方向に回転する回転部材とを有し、前記移動部材の外周面で前記法線方向の磁界が形成される部分と最も近接するように配置されて前記移動部材との間で現像剤層を形成する層形成部を形成すると共に、該層形成部を向く表面において前記移動部材の法線方向と交差する方向に磁界を形成するように磁極が配置された層形成部材と、を有する。
【００１０】
本発明の請求項２に係る現像装置は、前記層形成部に前記現像剤保持部材の磁極が配置されている。
【００１１】
本発明の請求項３に係る現像装置は、周方向に複数の磁極が配置された磁性部材と、前記磁性部材の外側で前記磁性部材の周方向に移動可能に設けられた移動部材と、を有し、現像剤を保持する現像剤保持部材と、前記現像剤保持部材における特定の磁極との間隔が最小となるように、且つ該特定の磁極に対し極性の異なる２つの磁極の中間部分が対向するように配置され、前記移動部材との間で現像剤層を形成する層形成部材と、を有する。
【００１２】
本発明の請求項４に係る現像装置は、前記層形成部材が、周方向に複数の磁極が配置されると共に固定された着磁部材と、前記着磁部材の外側で前記移動部材と同じ方向に回転する回転部材とを有する。
【００１３】
本発明の請求項５に係る現像装置は、前記磁性部材には、前記層形成部の外側で現像剤を前記回転部材から離脱させる離脱手段が設けられている。
【００１４】
本発明の請求項６に係る現像装置は、前記層形成部材の現像剤が流入する側の磁極の極性が、前記層形成部に配置された前記現像剤保持体の磁極の極性と同極性である。
【００１５】
本発明の請求項７に係る現像装置は、前記層形成部材が、周方向に複数の磁極が配置された着磁部材である。
【００１６】
本発明の請求項８に係る現像装置は、前記現像剤保持部材の磁極に対する前記層形成部材の磁極の相対位置が調整可能に設けられている。
【００１７】
本発明の請求項９に係る画像形成装置は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の現像装置と、静電潜像を外周に保持すると共に前記現像装置によって静電潜像が現像剤像とされる像保持体と、前記像保持体から被転写材へ現像剤像を転写する転写手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明は、現像剤の層形成部において移動部材の法線方向と交差する方向に磁界を形成するように層形成部材の磁極が配置されていない構成に比べて、層形成部で現像剤に作用するせん断力を抑えることができる。
【００１９】
請求項２の発明は、層形成部に現像剤保持部材の磁極が配置されていない構成に比べて、層形成部で現像剤に作用するせん断力を抑えることができる。
【００２０】
請求項３の発明は、現像剤保持部材における特定の磁極との間隔が最小となるように、且つ該特定の磁極に対し極性の異なる２つの磁極の中間部分が対向するように層形成部材が配置されていない構成に比べて、層形成部で現像剤に作用するせん断力を抑えることができる。
【００２１】
請求項４の発明は、周方向に複数の磁極が配置されると共に固定された着磁部材の外側に回転部材を設けていない構成に比べて、過剰な現像剤が層形成部に流入するのを防ぐことができる。
【００２２】
請求項５の発明は、層形成部の外側で現像剤を回転部材から離脱させる離脱手段を着磁部材に設けない場合に比べて、層形成部材の外周面に現像剤が滞留するのを防ぐことができる。
【００２３】
請求項６の発明は、層形成部材の現像剤が流入する側の磁極の極性が、層形成部に配置された現像剤保持体の磁極の極性と異なる構成に比べて、層形成部で現像剤に作用するせん断力を抑えることができる。
【００２４】
請求項７の発明は、現像剤の層形成部において移動部材の法線方向と交差する方向に磁界を形成するように層形成部材の磁極が配置されていない構成に比べて、層形成部で現像剤に作用するせん断力を抑えることができる。
【００２５】
請求項８の発明は、現像剤保持部材の磁極に対する層形成部材の磁極の相対位置が固定されている構成に比べて、層形成後の現像剤量を調整することができる。
【００２６】
請求項９の発明は、現像剤の層形成部において移動部材の法線方向と交差する方向に磁界を形成しないように層形成部材の磁極が配置された構成に比べて、画像欠陥を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】本発明の第１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。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成部に備えられた感光体及びその周囲の構成を示す概略図である。
【図４】（ａ）本発明の第１実施形態に係る現像装置の概略図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る層形成板の配置状態を示す模式図である。
【図５】（ａ）比較例の層形成板の配置状態を示す模式図である。（ｂ）比較例の層形成板に対して穂立ちした現像剤に機械的せん断力が作用する状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る層形成板に対して穂立ちした現像剤に機械的せん断力が作用する状態を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る現像装置の概略図である。
【図８】（ａ）本発明の第２実施形態に係る層形成スリーブの配置状態を示す模式図である。（ｂ）本発明の第２実施形態に係る層形成スリーブに対して穂立ちした現像剤に機械的せん断力が作用する状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の第１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。
【００２９】
図１には、第１実施形態の画像形成装置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。
【００３０】
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。
【００３１】
図２に示すように、画像形成部３０は、潜像を保持する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被転写材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。
【００３２】
図３に示すように、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に沿って順に、感光体１３の外周面と対向配置され電位差により感光体１３表面を帯電させる帯電ロール３６と、帯電された感光体１３の外周面に露光光を照射して感光体１３の外周面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光部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の一例としての現像器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。
【００３３】
図２に示すように、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。
【００３４】
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の外周面（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４２が設けられている。清掃部４２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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
図１及び図３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。
【００３９】
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に照射する。そして、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が露光され電位が低下することにより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の静電潜像は、現像器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。
【００４０】
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、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。
【００４１】
一方、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。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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４２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。
【００４４】
次に、現像器１２の構成について説明する。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、現像器１２は、感光体１３に対向する位置に開口部３７Ａが形成された筐体３７を有している。筐体３７には、感光体１３に形成された潜像へ二成分現像剤（主要成分としてトナー粒子と磁性のキャリア粒子とを含有）を供給する現像剤保持部材の一例としての現像ロール３８と、現像ロール３８へ二成分現像剤を搬送するスクリューフィーダ３９Ａ、３９Ｂと、筐体３７内でスクリューフィーダ３９Ａに隣接して設けられた傾斜面４７に感光体１３と対向して固定され現像ロール３８の外周面の現像剤量（厚み）を規制して現像剤の層形成を行う層形成部材４５と、が収容されている。
【００４６】
スクリューフィーダ３９Ａ、３９Ｂは、現像ロール３８の下方（図示の右斜め下方）に配置されており、スクリューフィーダ３９Ａ、３９Ｂが回転することにより、二成分現像剤が攪拌されながら現像ロール３８の回転軸方向に沿って搬送され、現像ロール３８へ供給されるようになっている。
【００４７】
現像ロール３８は、磁性部材の一例としての円柱状の内胴３８Ｂと、内胴３８Ｂの外側で回転可能に設けられた移動部材の一例としての現像スリーブ３８Ａとを有し、現像スリーブ３８Ａの外周面の一部が筐体３７の開口部３７Ａから感光体１３側へ露出するように筐体３７内に配置されている。また、現像スリーブ３８Ａは、矢印ｃ方向（図示の時計回り方向）に回転可能となるように軸方向の両端部がベアリング（図示省略）で支持されると共に、モータ及びギヤ（図示省略）により回転駆動されるようになっている。そして、現像ロール３８は、感光体１３の外周面との間に間隙（現像ギャップ）が形成されるように感光体１３に対向配置されている。
【００４８】
内胴３８Ｂは、両端部が筐体３７に固定され回転しないようになっている。また、現像スリーブ３８Ａは、内胴３８Ｂの軸線の回りを感光体１３の回転方向ｂとは反対方向に回転する構成となっている。すなわち、感光体１３が図４（ａ）における反時計方向に回転するのに対して、現像スリーブ３８Ａは時計方向に回転するようになっている。さらに、内胴３８Ｂは、現像スリーブ３８Ａの回転方向に沿って内胴３８Ｂの外周面に磁極である複数のＳ極（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５極）と複数のＮ極（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３極）とが形成されるように８本の永久磁石が放射状に設けられた構成となっている。
【００４９】
Ｓ１極は現像極であり、感光体１３と対向する位置に配置されている。そして、現像スリーブ３８Ａの回転方向ｃ（図示の時計回り方向）に沿って、搬送極Ｎ３、ピックオフ極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、層形成極Ｎ１、搬送極Ｓ５、Ｎ２が設けられている。搬送極Ｎ３は、筐体３７内の現像剤が貯留されているところへ現像剤を搬送するための磁極であり、搬送極Ｎ２、Ｓ５は、現像剤を感光体１３へ搬送するための磁極である。また、ピックオフ極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、現像スリーブ３８Ａと層形成部材４５とが対向している層形成部７０の外側で現像剤を現像スリーブ３８Ａから離脱させるための磁極である。さらに、層形成極Ｎ１は、層形成部材４５と対向する位置で現像剤を真っ直ぐな状態で配列（穂立ち）させ磁気ブラシを形成するための磁極である。
【００５０】
層形成部材４５は、図４（ｂ）の紙面手前側から奥側へ向かう方向（現像ロール３８の軸方向）を長手方向とする板状の磁石であり、図４（ｂ）に示すように、長手方向と交差する方向で切った断面形状は矩形状となっている。また、層形成部材４５は、矩形状断面の短辺の一方がＮ極（層形成極Ｎ４とする）他方がＳ極（層形成極Ｓ６とする）となっており、矩形状断面の短辺が現像スリーブ３８Ａの層形成極Ｎ１における法線方向（矢印Ｒ方向）と平行に配置され、矩形状断面の長辺が現像スリーブ３８Ａの層形成極Ｎ１における接線方向と平行な矢印Ｑ方向に配置されている。
【００５１】
さらに、層形成部材４５は、現像スリーブ３８Ａの回転方向上流側（現像剤が流入する側）に現像ロール３８の層形成極Ｎ１と同じ極性である層形成極Ｎ４が配置され、回転方向下流側に反対側の極性である層形成極Ｓ６が配置されており、接線方向の中央部が層形成極Ｎ１からの法線上の最短距離の部分に配置されている。すなわち、層形成部７０では、層形成極Ｎ１を頂点として、層形成極Ｎ１、Ｎ４、Ｓ６が二等辺三角形状に配置されている。
【００５２】
層形成部７０では、層形成極Ｎ１から層形成部材４５に向かう磁力線Ｊ１と、層形成極Ｎ１からピックオフ極Ｓ４に向かう磁力線Ｊ２と、層形成極Ｎ１から搬送極Ｓ５に向かう磁力線Ｊ３と、層形成極Ｎ４から層形成極Ｓ６に向かう磁力線Ｊ４とが形成されている。そして、磁力線Ｊ１は、現像ロール３８の層形成極Ｎ１における法線方向に形成されており、磁力線Ｊ４は、現像ロール３８の層形成極Ｎ１における接線方向に形成されている。このように、層形成部材４５は、現像スリーブ３８Ａの外周面で法線方向の磁界が形成される部分（層形成極Ｎ１が配置される部分）と最も近接するように配置されて現像スリーブ３８Ａとの間で現像剤層を形成する層形成部７０を形成すると共に、層形成部７０を向く表面において現像スリーブ３８Ａの法線方向と交差する接線方向に磁界を形成するように層形成極Ｎ４、Ｓ６が配置されている。そして、現像ロール３８の層形成位置が層形成極Ｎ１上となっている。
【００５３】
次に、第１実施形態の作用について比較例と比較しつつ説明する。
【００５４】
まず、第１実施形態の比較例である現像器１００の作用について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００５５】
図５（ａ）に示すように、比較例の現像器１００は、現像ロール３８と、現像ロール３８と対向配置された層形成部材１０２とを有しており、現像ロール３８と層形成部材１０２とが対向配置された領域が層形成部１１０となっている。層形成部材１０２は、現像ロール３８に対して第１実施形態の層形成部材４５（図４（ｂ）参照）と同じ形状及び配置となっているが、磁石ではなく非磁性体で構成されている点が異なる。
【００５６】
図５（ｂ）に示すように、比較例の現像器１００では、層形成部材１０２が非磁性体であるため、層形成部１１０において層形成極Ｎ１から法線方向に延びる磁力線Ｊ１（図５（ａ）参照）はそのまま真っ直ぐな状態となる。これにより、現像スリーブ３８Ａが矢印ｃ方向に回転したとき、層形成極Ｎ１上の複数のキャリア粒子ＣＡは、磁力線Ｊ１に沿ってほぼ真っ直ぐな状態で配列（穂立ち）され磁気ブラシを形成する。
【００５７】
ここで、層形成部材１０２に近い領域にある複数のキャリア粒子ＣＡは、法線方向の磁力線Ｊ１により拘束されているため、層形成部材１０２で層形成するときに、複数のキャリア粒子ＣＡ間のせん断面Ｍ１でキャリア粒子ＣＡが受ける接線方向の機械的せん断力Ｆ１が強くなり、キャリア粒子ＣＡが受ける負荷が大きくなって、トナーの外添剤の遊離やキャリア粒子ＣＡへの埋まりこみが起こり易くなる。なお、トナー粒子はキャリア粒子ＣＡに比べて外径が小さいので、図示を省略している。
【００５８】
また、層形成部材１０２におけるキャリア粒子ＣＡ（現像剤）の流入側（現像剤溜まり）では、停留しているキャリア粒子ＣＡ１と流動するキャリア粒子ＣＡ２との界面Ｍ２において、キャリア粒子ＣＡ１とキャリア粒子ＣＡ２とが不規則に混在しているため、キャリア粒子ＣＡ１とキャリア粒子ＣＡ２との接触摩擦によりキャリア粒子ＣＡ１又はＣＡ２の表面が剥がれるなどの劣化が生じることになる。
【００５９】
一方、図６に示すように、第１実施形態の現像器１２では、層形成部材４５が磁石であるため、層形成部７０において現像スリーブ３８Ａの外周に形成される磁界（磁力線Ｊ１（図４（ｂ）参照））により穂立ちした磁気ブラシ（複数のキャリア粒子ＣＡ）の先端側（層形成部材４５側）は、層形成部材４５により形成される磁界（磁力線Ｊ４（図４（ｂ）参照））により、現像スリーブ３８Ａの法線方向と交差する接線方向に曲がった状態となる。
【００６０】
ここで、現像スリーブ３８Ａが矢印ｃ方向に回転したとき、層形成部材４５に近い領域にある複数のキャリア粒子ＣＡは、接線方向の磁力線Ｊ４に沿って配列され、法線方向の磁力線Ｊ１には拘束されない。これにより、層形成部材４５で層形成するときに、複数のキャリア粒子ＣＡ間のせん断面Ｍ３でキャリア粒子ＣＡが受ける接線方向の機械的せん断力Ｆ２が比較例の現像器１００のせん断力Ｆ１に比べて小さくなり、キャリア粒子ＣＡが受ける負荷が小さくなって、キャリア粒子ＣＡ表面の剥がれなどの劣化が起こるのを抑える。なお、トナー粒子はキャリア粒子ＣＡに比べて外径が小さいので、図示を省略している。
【００６１】
また、層形成部７０では、層形成極Ｎ１と層形成極Ｎ４とが同極性であるため、この間で磁力線がつながらず、磁力線Ｊ２（図４（ｂ）参照）と磁力線Ｊ４（図４（ｂ）参照）との間で界面Ｍ４が形成されており、層形成部材４５におけるキャリア粒子ＣＡ（現像剤）の流入側（現像剤溜まり）では、停留しているキャリア粒子ＣＡ１が、磁力線Ｊ４（図４（ｂ）参照）の磁界に沿って接線方向に配列される。これにより、界面Ｍ４において、停留しているキャリア粒子ＣＡ１と流動するキャリア粒子ＣＡ２とが接線方向に整列し、せん断力が作用する方向が一致するため、キャリア粒子ＣＡ１とキャリア粒子ＣＡ２との接触摩擦が比較例の現像器１００に比べて小さくなり、キャリア粒子ＣＡ１又はＣＡ２の表面の劣化が抑えられる。さらに、トナーの外添剤の遊離やキャリア粒子ＣＡへの埋まりこみが回避され、現像剤の寿命が比較例に比べて延びる。
【００６２】
なお、層形成部７０を通って磁気ブラシの高さが揃えられた現像剤は、現像極Ｓ１近傍において磁気ブラシ上のトナーが感光体１３の外周面に移行し、現像スリーブ３８Ａの表面には殆どキャリア粒子だけになった磁気ブラシが残る。そして、この磁気ブラシは、現像スリーブ３８Ａの回転に伴い、ピックオフ極Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４で現像スリーブ３８Ａの表面から脱落する。
【００６３】
次に、本発明の第２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。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００６４】
図７には、第２実施形態の現像器８０が示されている。現像器８０は、感光体１３に対向する位置に開口部８２Ａが形成された筐体８２を有している。筐体８２には、感光体１３に形成された潜像へ現像剤を供給する現像ロール３８と、スクリューフィーダ３９Ａ、３９Ｂと、筐体８２内でスクリューフィーダ３９Ａに隣接して回転可能に設けられ現像ロール３８の外周面の現像剤量を規制して現像剤の層形成を行う層形成ロール８４と、が収容されている。
【００６５】
層形成ロール８４は、両端部から外側へ回転軸８４Ｃが突出された着磁部材の一例としての円柱状の内胴８４Ｂと、内胴８４Ｂの外側で回転可能に設けられた回転部材の一例としての層形成スリーブ８４Ａとを有し、層形成スリーブ８４Ａの外周面の一部が現像ロール３８の層形成極Ｎ１と対向するように筐体８２内に配置されている。また、層形成スリーブ８４Ａは、矢印ｄ方向（図示の時計回り方向で且つ現像スリーブ３８Ａの回転方向と同方向）に回転可能となるように軸方向の両端部がベアリング（図示省略）で支持されると共に、モータ及びギヤ（図示省略）により回転駆動されるようになっている。これにより、現像ロール３８と層形成スリーブ８４Ａとの間に層形成部８８が形成されている。
【００６６】
内胴８４Ｂは、回転軸８４Ｃが筐体８２に設けられたベアリング（図示省略）により回転可能に支持されている。また、回転軸８４Ｃにはギヤ（図示省略）を介してステッピングモータ８６が接続されており、内胴８４Ｂは、ステッピングモータ８６が回転軸８４Ｃを矢印θ方向に往復させることにより往復回転可能となっている。さらに、内胴８４Ｂは、層形成スリーブ８４Ａの回転方向に沿って、内胴８４Ｂの外周面に磁極である複数のＳ極（Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８極）と複数のＮ極（Ｎ４、Ｎ５極）とが形成されるように５本の永久磁石が放射状に設けられた構成となっている。
【００６７】
ここで、層形成極Ｎ４、Ｓ６は、極間（中間部分）が、層形成極Ｎ１と対向する最短距離となるように、すなわち、現像スリーブ３８Ａの外周面で法線方向の磁界が形成される部分（層形成極Ｎ１が配置される部分）と最も近接するように配置され、現像ロール３８の層形成位置が層形成極Ｎ１上となっている。そして、層形成スリーブ８４Ａの回転方向ｄ（図示の時計回り方向）に沿って、層形成極Ｓ６、Ｎ４、ピックオフ極Ｓ７、Ｓ８、搬送極Ｎ５が設けられている。搬送極Ｎ５は、筐体８２内の現像剤が貯留されているところへ現像剤を搬送するための磁極であり、ピックオフ極Ｓ７、Ｓ８は、現像スリーブ３８Ａと層形成スリーブ８４Ａとが対向している層形成部８８の外側で、現像剤を層形成スリーブ８４Ａから離脱させる離脱手段の一例である。なお、層形成部８８では、層形成極Ｎ１を頂点として、層形成極Ｎ１、Ｎ４、Ｓ６が二等辺三角形状に配置されている。
【００６８】
図８（ａ）に示すように、層形成部８８では、層形成極Ｎ１から層形成ロール８４に向かう磁力線Ｊ１と、層形成極Ｎ１からピックオフ極Ｓ４に向かう磁力線Ｊ２と、層形成極Ｎ１から搬送極Ｓ５に向かう磁力線Ｊ３と、層形成極Ｎ４から層形成極Ｓ６に向かう磁力線Ｊ５とが形成されている。そして、磁力線Ｊ１は、現像ロール３８の層形成極Ｎ１における法線方向に形成されており、磁力線Ｊ５は、現像ロール３８の層形成極Ｎ１における接線方向に形成されている。
【００６９】
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００７０】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第２実施形態の現像器８０では、層形成ロール８４の内胴８４Ｂが磁石であるため、層形成部８８において現像スリーブ３８Ａの外周に形成される磁界（磁力線Ｊ１）により穂立ちした磁気ブラシ（複数のキャリア粒子ＣＡ）の先端側（層形成ロール８４側）は、層形成ロール８４により形成される磁界（磁力線Ｊ５）により、現像スリーブ３８Ａの法線方向と交差する接線方向に曲がった状態となる。
【００７１】
ここで、現像スリーブ３８Ａが矢印ｃ方向に回転したとき、層形成ロール８４に近い領域にある複数のキャリア粒子ＣＡは、接線方向の磁力線Ｊ５に沿って配列され、法線方向の磁力線Ｊ１には拘束されない。これにより、層形成ロール８４で層形成するときに、複数のキャリア粒子ＣＡ間のせん断面Ｍ５でキャリア粒子ＣＡが受ける接線方向の機械的せん断力Ｆ３が、比較例の現像器１００（図５（ａ）参照）のせん断力Ｆ１に比べて小さくなり、キャリア粒子ＣＡが受ける負荷が小さくなる。なお、トナー粒子はキャリア粒子ＣＡに比べて外径が小さいので、図示を省略している。
【００７２】
また、現像器８０では、層形成ロール８４周辺で停留しているキャリア粒子ＣＡが、層形成スリーブ８４Ａの矢印ｄ方向への回転によって、スクリューフィーダ３９Ａ側に移動する。これにより、層形成部８８への過剰な現像剤の流入が抑えられて層形成部８８における現像剤（磁気ブラシ）の密度が低下し、現像剤に作用する圧縮力が低下して、現像剤に作用する負荷が低減される。なお、層形成部８８を通った層形成スリーブ８４Ａ上の現像剤は、ピックオフ極Ｓ７、Ｓ８（図７参照）で層形成スリーブ８４Ａの表面から脱落して筐体８２内に戻る。
【００７３】
さらに、現像器８０では、ステッピングモータ８６により内胴８４Ｂを矢印θ方向に移動させることで、各磁極角度が調整可能となっている。ここで、層形成部８８における層形成極Ｎ１に対する層形成極Ｎ４、Ｓ６の配置を変えると、層形成部８８に流入する現像剤量が変化して、層形成後の現像スリーブ３８Ａ外周面の現像剤量が変化する。これにより、感光体１３の現像領域に搬送される現像剤量が可変となる。また、現像剤量の変化は、ステッピングモータ８６による内胴８４Ｂの磁極の段階的な位置変化と対応しているため、画像形成装置１０の印刷モード設定に応じた現像剤量の制御が可能である。
【００７４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【００７５】
層形成ロール８４は、層形成スリーブ８４Ａを外して内胴８４Ｂのみを用いるようにしてもよい。また、内胴８４Ｂの磁極配置は、ステッピングモータ８６に代えてソレノイドを用いて変更したり、あるいはラックとピニオンを用いて変更してもよい。さらに、内胴８４Ｂの磁極配置は調整しなくてもよい。また、第１実施形態において、層形成部材４５の両端部を往復回転可能に支持して磁極配置を調整可能としてもよい。さらに、離脱手段の他の例としてピックオフ極に代えて機械的な掻き取りを行うブレードを層形成スリーブ８４Ａの外周面に接触させてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０  画像形成装置
１２  現像器（現像装置）
１３  感光体（像保持体）
１４  中間転写ベルト（被転写材）
３２  一次転写ロール（転写手段）
３８  現像ロール（現像剤保持部材）
３８Ａ  現像スリーブ（移動部材）
３８Ｂ  内胴（磁性部材）
４５  層形成部材
７０  層形成部
８４  層形成ロール（層形成部材）
８４Ａ  層形成スリーブ（回転部材、層形成部材）
８４Ｂ  内胴（着磁部材、層形成部材）
８８  層形成部
Ｓ７  ピックオフ極（離脱手段）
Ｓ８  ピックオフ極（離脱手段）
【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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