(57)【要約】      （修正有）【課題】現像領域の下流側において磁気ブラシにより像担持体上のトナー像を乱すことを抑制することのできる現像装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像スリーブの表面に、現像剤をエッジに担持する磁性体部２２が設けられている。また、現像スリーブの内部には、磁性体部２２を通過可能な磁束を発生する現像磁極を備えたマグネットローラが配置されている。磁束線は、現像磁極の位置（極位置）を中心として、現像領域の中央から上流側及び下流側に向かって放射状に延びている。磁束線は、磁束線の向く方向に突出しているエッジに集中する性質を持つため、現像領域の下流側では、現像スリーブを周方向に切断した磁性体部２２の断面形状の下流側のエッジに磁束線が集中する。このとき、磁性体部２２が無い場合の磁束線角度θ’よりも、磁性体部角度（磁性体部２２の断面形状における少なくとも１つ対角線の角度）θを小さくする。【選択図】図７
2018040855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像が形成される像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持して搬送する、回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に配置され、前記現像スリーブに担持された現像剤による静電像の現像が行われる前記像担持体上の現像領域に向けて現像剤の磁気穂を形成する現像磁極を備えた磁束発生部材と、を有する現像装置において、
前記現像スリーブの表面に複数の凸状の磁性体部が設けられており、
前記磁性体部が無い場合の、前記現像スリーブの回転方向における前記現像領域の最下流の位置を第１位置、前記現像スリーブの回転方向における前記第１位置に最近接した磁気穂の基部と現像スリーブとの接点を第２の位置として、前記現像スリーブの回転軸線方向に見たときの前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ直線と前記第２位置における前記現像スリーブの接線とがなす角度をθ’とし、
前記磁性体部の面積が最も大きくなるように前記現像スリーブの周方向に切断した断面における、前記現像スリーブの回転方向の上流側の前記磁性体部と前記現像スリーブとの交点を第３位置、前記磁性体部の前記第３位置と隣り合う頂点以外の少なくとも１つの頂点又は前記磁性体部の側面上の前記第３位置からの距離が最も長くなる位置を第４位置として、前記現像スリーブの回転軸線方向に見たときの前記第３位置と前記第４位置とを結ぶ直線と前記第３位置における前記現像スリーブの接線とがなす角度をθとしたとき、
θ’＞θ
を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
静電像が形成される像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持して搬送する、回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に配置され、前記現像スリーブに担持された現像剤による静電像の現像が行われる前記像担持体上の現像領域に向けて現像剤の磁気穂を形成する現像磁極を備えた磁束発生部材と、を有する現像装置において、
前記現像スリーブの表面に磁性体層が形成され、前記磁性体層の表面に複数の凸状の磁性体部が設けられており、
前記磁性体部が無い場合の、前記現像スリーブの回転方向における前記現像領域の最下流の位置を第１位置、前記現像スリーブの回転方向における前記第１位置に最近接した磁気穂の基部と現像スリーブとの接点を第２の位置として、前記現像スリーブの回転軸線方向に見たときの前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ直線と前記第２位置における前記現像スリーブの接線とがなす角度をθ’とし、
前記磁性体部の面積が最も大きくなるように前記現像スリーブの周方向に切断した断面における、前記現像スリーブの回転方向の上流側の前記磁性体部と前記磁性体層との交点を第３位置、前記第３位置から前記現像スリーブの半径方向に延ばした直線と前記現像スリーブとの交点を第４位置、前記磁性体部の前記第３位置と隣り合う頂点以外の少なくとも１つの頂点又は前記磁性体部の側面上の前記第４位置からの距離が最も長くなる位置を第５位置として、前記現像スリーブの回転軸線方向に見たときの前記第４位置と前記第５位置とを結ぶ直線と前記第４位置における前記現像スリーブの接線とがなす角度をθとしたとき、
θ’＞θ
を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記角度θは、前記現像スリーブの回転方向における前記現像磁極に最近接した前記磁性体部の位置を通過する磁束密度が、前記磁性体部が無い場合よりも大きくなる角度以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記角度θは、前記現像スリーブの回転方向における前記現像領域の最下流の位置に最近接した磁気穂の基部との接点にある前記磁性体部を通過する磁束密度が、前記磁性体部が無い場合の前記現像スリーブの回転方向における前記現像磁極に最近接した前記磁性体部の位置を通過する磁束密度よりも大きくなる角度以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像領域における磁気穂の密度は、前記磁性体部が無い場合よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記磁性体部は、円柱形状を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
静電像が形成される像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持して搬送する、回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に配置され、前記現像スリーブに担持された現像剤による現像が行われる前記像担持体上の現像領域に向けて現像剤の磁気穂を形成する現像磁極を備えた磁束発生部材と、を有する現像装置において、
前記現像スリーブの表面に、又は前記現像スリーブの表面に形成された磁性体層の表面に、複数の凸状の磁性体部が設けられており、
前記現像スリーブの回転方向における前記現像領域の最下流の位置に最近接した磁気穂が、前記現像スリーブの回転方向の下流側の前記磁性体部のエッジに担持されることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像装置と、前記像担持体と、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、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において用いられる現像装置、及びその画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式などを用いた画像形成装置では、感光ドラムなどの像担持体上に形成された静電像にトナーを付着させて現像することが行われている。現像に使用される現像装置として、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いるものが普及している。
【０００３】
二成分現像剤（以下、単に「現像剤」ともいう。）を用いる現像装置は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体としての中空円筒状の現像スリーブと、現像スリーブの内部（中空部）に配置された磁束発生部材としてのマグネットと、を有する。マグネットが発生する磁界によって現像スリーブに担持された現像剤は、像担持体上の現像領域に向けて穂立ちしたブラシ形状を形成する。なお、本明細書では、現像スリーブ上の現像剤の粒子が連なって穂立ちしたものを「磁気穂」、現像スリーブ上の複数の磁気穂でブラシ形状に形成されたものを「磁気ブラシ」という。また、現像スリーブ上の現像剤、あるいは現像領域に関して「上流」、「下流」とは、現像スリーブの回転方向（現像剤の搬送方向）における上流、下流を指す。また、「現像領域」とは、現像スリーブに対向する像担持体上における、現像スリーブに担持された現像剤からトナーが移動可能な領域であり、磁気ブラシが像担持体に接触させられる場合は像担持体上の磁気ブラシが接触する領域を指すものとする。
【０００４】
ここで、磁気ブラシを現像スリーブで搬送する際に、搬送力が足りない場合には、磁気ブラシの搬送不良が生じたり、現像領域の下流側で磁気穂同士が繋がって磁気穂の分布のムラ（磁気穂ムラ）が生じたりすることがある。その結果、画像濃度の低下や画像濃度ムラが発生する場合がある。
【０００５】
上記課題に対して、現像スリーブ上に磁性パターンを形成し、磁力により吸着したキャリアを起点として磁気ブラシを形成する現像装置が提案されている（特許文献１）。この現像装置によれば、現像スリーブの回転に対する磁気ブラシの追従性の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９３７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の現像装置では、磁性パターンの形状によって、現像領域の下流側において磁気ブラシにより像担持体上のトナー像を乱してしまう可能性がある。つまり、磁性パターンの形状によっては、現像領域の下流側、すなわち、像担持体から現像剤が離れる領域において磁気拘束力が低下し、磁気穂同士が繋がることで長い磁気穂が形成され、像担持体上のトナー像を乱してしまう場合がある。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、現像領域の下流側において磁気ブラシにより像担持体上のトナー像を乱すことを抑制することのできる現像装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電像が形成される像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持して搬送する、回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に配置され、前記現像スリーブに担持された現像剤による静電像の現像が行われる前記像担持体上の現像領域に向けて現像剤の磁気穂を形成する現像磁極を備えた磁束発生部材と、を有する現像装置において；前記現像スリーブの表面に複数の凸状の磁性体部が設けられており；前記磁性体部が無い場合の、前記現像スリーブの回転方向における前記現像領域の最下流の位置を第１位置、前記現像スリーブの回転方向における前記第１位置に最近接した磁気穂の基部と現像スリーブとの接点を第２の位置として、前記現像スリーブの回転軸線方向に見たときの前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ直線と前記第２位置における前記現像スリーブの接線とがなす角度をθ’とし；前記磁性体部の面積が最も大きくなるように前記現像スリーブの周方向に切断した断面における、前記現像スリーブの回転方向の上流側の前記磁性体部と前記現像スリーブとの交点を第３位置、前記磁性体部の前記第３位置と隣り合う頂点以外の少なくとも１つの頂点又は前記磁性体部の側面上の前記第３位置からの距離が最も長くなる位置を第４位置として、前記現像スリーブの回転軸線方向に見たときの前記第３位置と前記第４位置とを結ぶ直線と前記第３位置における前記現像スリーブの接線とがなす角度をθとしたとき；θ’＞θを満たすことを特徴とする現像装置である。
【００１０】
本発明の他の態様によると、静電像が形成される像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持して搬送する、回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に配置され、前記現像スリーブに担持された現像剤による静電像の現像が行われる前記像担持体上の現像領域に向けて現像剤の磁気穂を形成する現像磁極を備えた磁束発生部材と、を有する現像装置において；前記現像スリーブの表面に磁性体層が形成され、前記磁性体層の表面に複数の凸状の磁性体部が設けられており；前記磁性体部が無い場合の、前記現像スリーブの回転方向における前記現像領域の最下流の位置を第１位置、前記現像スリーブの回転方向における前記第１位置に最近接した磁気穂の基部と現像スリーブとの接点を第２の位置として、前記現像スリーブの回転軸線方向に見たときの前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ直線と前記第２位置における前記現像スリーブの接線とがなす角度をθ’とし；前記磁性体部の面積が最も大きくなるように前記現像スリーブの周方向に切断した断面における、前記現像スリーブの回転方向の上流側の前記磁性体部と前記磁性体層との交点を第３位置、前記第３位置から前記現像スリーブの半径方向に延ばした直線と前記現像スリーブとの交点を第４位置、前記磁性体部の前記第３位置と隣り合う頂点以外の少なくとも１つの頂点又は前記磁性体部の側面上の前記第４位置からの距離が最も長くなる位置を第５位置として、前記現像スリーブの回転軸線方向に見たときの前記第４位置と前記第５位置とを結ぶ直線と前記第４位置における前記現像スリーブの接線とがなす角度をθとしたとき；θ’＞θを満たすことを特徴とする現像装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によると、静電像が形成される像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持して搬送する、回転可能な現像スリーブと、前記現像スリーブの内部に配置され、前記現像スリーブに担持された現像剤による現像が行われる前記像担持体上の現像領域に向けて現像剤の磁気穂を形成する現像磁極を備えた磁束発生部材と、を有する現像装置において、前記現像スリーブの表面に、又は前記現像スリーブの表面に形成された磁性体層の表面に、複数の凸状の磁性体部が設けられており、前記現像スリーブの回転方向における前記現像領域の最下流の位置に最近接した磁気穂が、前記現像スリーブの回転方向の下流側の前記磁性体部のエッジに担持されることを特徴とする現像装置が提供される。
【００１２】
また、本発明の他の態様によると、上記各本発明の現像装置と、前記像担持体と、を有する画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、現像領域の下流側において磁気ブラシにより像担持体上のトナー像を乱すことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】現像装置の概略断面図である。
【図３】実施例１の磁性体部を示す模式図である。
【図４】実施例１の磁性体部の形状を示す断面図である。
【図５】磁性体部が無い場合の磁気ブラシの状態を示す断面図である。
【図６】マグネットの磁束密度分布と現像領域近傍の磁束線を示す説明図である。
【図７】現像領域の近傍の静磁場の計算結果を示す説明図である。
【図８】極位置及び最下流位置の静磁場の計算結果を示す説明図である。
【図９】磁性体部の形状の他の例を示す断面図である。
【図１０】比較例１の磁性体部の形状を示す断面図、及び実施例１と比較例１の静磁場の計算結果を示すグラフ図である。
【図１１】磁性体部を形成する方法の説明図である。
【図１２】実施例２の磁性体部の形状を示す断面図、及び極位置及び最下流位置の静磁場の計算結果を示す説明図である。
【図１３】実施例３の磁性体部の形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１６】
［実施例１］
図１は、本実施例の画像形成装置１の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のフルカラープリンタである。
【００１７】
画像形成装置１は、装置本体１０内に、画像形成部４０を有する。画像形成部４０は、第１〜第４の画像形成ユニット５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ、５０ｋと、第１〜第４のトナーボトル４１ｙ、４１ｍ、４１ｃ、４１ｋと、第１〜第４の露光装置４２ｙ、４２ｍ、４２ｃ、４２ｋと、を有する。また、画像形成部４０は、中間転写ユニット４３と、二次転写ローラ４７と、定着装置４９と、を有する。
【００１８】
第１〜第４の画像形成ユニット５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ、５０ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する。なお、画像形成部４０において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用に設けられた同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、各色用の要素であることを表す符号の末尾のｙ、ｍ、ｃ、ｋは省略して総括的に説明することがある。画像形成ユニット５０は、感光ドラム５１と、帯電ローラ５２と、現像装置５３と、ドラムクリーニング装置５９と、を有する。
【００１９】
像担持体としての感光ドラム５１は、図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に所定の周速度（プロセス速度）で回転駆動される。回転する感光ドラム５１の表面は、感光ドラム５１の表面に接触して配置された帯電手段としての帯電ローラ５２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に略一様に帯電処理される。帯電工程時に、帯電ローラ５２には、負極性の直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧である帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電処理された感光ドラム５１の表面は、露光手段としての露光装置４２によって画像情報に基づくレーザー光で走査露光され、感光ドラム５１上に画像情報に応じた静電像（静電潜像）が形成される。感光ドラム５１上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置５３によって現像（可視化）され、感光ドラム５１上にトナー像が形成される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム５１上の露光部に、感光ドラム５１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する（反転現像）。現像装置５３については、後述して詳しく説明する。
【００２０】
中間転写ユニット４３は、各感光ドラム５１に対向して配置された、中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト４４を有する。中間転写ベルト４４は、複数の張架ローラとしての駆動ローラ４５ａ、テンションローラ４５ｂ及び二次転写対向ローラ（二次転写内ローラ）４５ｄに巻き掛けられて所定の張力で張架されている。中間転写ベルト４４は、駆動ローラ４５ａによって駆動されて図中矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転（周回移動）する。また、中間転写ユニット４３は、中間転写ベルト４４の内周面側に、各感光ドラム５１に対応して配置された、一次転写手段としての一次転写ローラ４６ｙ、４６ｍ、４６ｃ、４６ｋを有する。一次転写ローラ４６は、中間転写ベルト４４を介して感光ドラム５１に向けて押圧され、感光ドラム５１と中間転写ベルト４４とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。上述のように感光ドラム５１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、中間転写ベルト４４上に転写（一次転写）される。一次転写工程時に、一次転写ローラ４６には、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である一次転写電圧（転写バイアス）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム５１に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、順次重ね合わされるようにして中間転写ベルト４４に転写される。
【００２１】
中間転写ベルト４４の外周面側において、二次転写対向ローラ４５ｄと対向する位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ（二次転写外ローラ）４７が配置されている。二次転写ローラ４７は、中間転写ベルト４４を介して二次転写対向ローラ４５ｄに向けて押圧され、中間転写ベルト４４と二次転写ローラ４７とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。上述のように中間転写ベルト４４上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、シートＳ上に転写（二次転写）される。二次転写工程時に、二次転写外ローラ４７には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。シートＳは、装置本体１０の下部に配置された給送部３０から、二次転写部Ｎ２に供給される。給送部３０は、シートＳを積載して収容するカセット３１と、給送ローラ３２と、を有し、中間転写ベルト４４上のトナー像とタイミングを合わせて、シートＳを１枚ずつ分離して搬送し、二次転写部Ｎ２へと給送する。シート（記録材、転写材）Ｓとしては、普通紙、普通紙の代用品である合成樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シートなどが用いられる。
【００２２】
トナー像が転写されたシートＳは、定着手段としての定着装置４９へと搬送される。定着装置４９は、シートＳを加熱及び加圧しながら搬送して、シートＳ上にトナー像を定着（溶融固着）させる。トナー像が定着されたシートＳは、排出部６０によって装置本体１０の外部に排出（出力）される。
【００２３】
一方、一次転写工程後に感光ドラム５１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置５９によって感光ドラム５１上から除去されて回収される。ドラムクリーニング装置５９は、感光ドラム５１の表面に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレードによって、回転する感光ドラム５１の表面から一次転写残トナーをかき取って回収する。また、一次転写工程後の感光ドラム５１の表面は、除電手段としての前露光装置（図示せず）によって露光されて除電されるようになっていてよい。また、二次転写工程後に中間転写ベルト４４上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写ユニット４３に設けられた中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置４８によって中間転写ベルト４４上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置４８は、中間転写ベルト４４の表面に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレードによって、回転する中間転写ベルト４４の表面から二次転写残トナーをかき取って回収する。
【００２４】
画像形成装置１の動作は、装置本体１０に設けられた制御部７０によって統括的に制御される。制御部７０は、演算制御手段としてのＣＰＵと、記憶手段としてのプログラムなどが記憶されたＲＯＭ及び各種処理の作業領域などとして一時的にデータを記憶するＲＡＭと、外部と信号を入出力する入出力回路と、を有する。ＣＰＵは、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、入出力回路を介して上述の給送部３０、画像形成部４０及び排出部６０などの画像形成装置１の各部に接続され、各部と信号をやり取りすると共に各部の動作を制御する。
【００２５】
２．現像装置
次に、現像装置５３について説明する。図２は、本実施例の現像装置５３の概略断面図である。
【００２６】
本実施例の現像装置５３は、現像剤としてトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）とを含む二成分現像剤を使用する。トナーは、結着樹脂、着色剤、及び必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子であり、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。本実施例では、トナーの結着樹脂は、負帯電性のポリエステル系樹脂である。また、本実施例では、トナーの個数平均粒径（直径）は６．０μｍである。キャリアとしては、例えば表面酸化あるいは未酸化の鉄、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、あるいは酸化物フェライトなどを使用可能である。なお、これらの磁性粒子の製造法は特に限定されない。本実施例では、キャリアの個数平均粒径（直径）は３５μｍであり、透磁率は３である。これらトナーとキャリアとが所定の混合比（例えば、トナー：キャリア＝１：９）で混合されて現像剤Ｔとされる。
【００２７】
現像装置５３は、現像剤Ｔを収容する現像容器５４を有する。現像容器５４には、トナーが充填されたトナーボトル４１（図１）から、現像により消費した分に見合う量のトナーが補給されるようになっている。現像容器５４は、感光ドラム５１と対向する位置に開口部５４ａを有する。この開口部５４ａから一部が外部に露出するようにして、現像剤担持体としての中空円筒状の現像スリーブ２０が配置されている。現像スリーブ２０は、感光ドラム５１の回転軸線方向と略平行な回転軸線の回りを回転可能なように現像容器５４に支持されている。現像スリーブ２０の内部（中空部）には、磁束発生部材としての円柱形状のマグネットローラ２１が配置されている。マグネットローラ２１は、現像スリーブ２０に対して回転不可能なように現像容器５４に支持されている。
【００２８】
本実施例では、現像容器５４は、上下方向の略中央部にて長手方向（現像スリーブ２０の回転軸線方向）に延在する隔壁５７を有している。現像容器５４は、この隔壁５７によって上側の現像室５４ｂと下側の攪拌室５４ｄとに区画されている。隔壁５７の長手方向の両端部には開口部が設けられており、現像室５４ｂと攪拌室５４ｄとは、この開口部を介して連通している。現像室５４ｂ内には、搬送部材としての第１の搬送スクリュ５５が配置されている。第１の搬送スクリュ５５は、現像スリーブ２０の回転軸線方向と略平行な回転軸線の回りを回転可能なように現像容器５４に支持されている。第１の搬送スクリュ５５は、回転駆動されることで現像室５４ｂ内の現像剤Ｔを攪拌しつつ現像スリーブ２０の回転軸線方向に沿って搬送する。また、攪拌室５４ｄ内には、搬送部材としての第２の搬送スクリュ５６が配置されている。第２の搬送スクリュ５６は、現像スリーブ２０の回転軸線と略平行な回転軸線の回りを回転可能なように現像容器５４に支持されている。第２の搬送スクリュ５６は、回転駆動されることで攪拌室５４ｄ内の現像剤Ｔを攪拌しつつ現像スリーブ２０の回転軸線方向に沿って第１の搬送スクリュ５５とは反対方向に搬送する。現像剤Ｔは、現像室５４ｂ及び攪拌室５４ｄの内部を循環搬送される。現像剤Ｔが現像容器５４内で攪拌されながら搬送される過程で、トナーとキャリアとの摺擦により、トナーは負極性に帯電し、キャリアは正極性に帯電する。現像スリーブ２０には、現像室５４ｂから現像剤Ｔが供給される。そして、後述するようにして現像に供された現像スリーブ２０上の現像剤Ｔは、攪拌室５４ｄに回収される。また、攪拌室５４ｄ内で補給されたトナーと攪拌混合された現像剤Ｔは、現像室５４ｂへと搬送される。
【００２９】
現像スリーブ２０は、例えばアルミニウムや非磁性ステンレスなどの非磁性材料で構成することが可能であり、本実施例ではアルミニウムで構成されている。現像スリーブ２０は、図中矢印Ｒ３方向（時計回り）、すなわち、感光ドラム５１との対向部で感光ドラム５１と順方向に移動する方向に回転駆動される。現像スリーブ２０は、マグネットローラ２１が発生する磁界によって現像剤Ｔを担持して搬送する。本実施例では、現像スリーブ２０の表面には、磁性体部２２（図３）が設けられている。磁性体部２２は、現像剤Ｔを特にそのエッジに担持するようになっている。磁性体部２２については、後述して詳しく説明する。
【００３０】
現像容器５４の開口部５４ａにおける現像スリーブ２０の上部には、規制部材としての規制ブレード５８が設けられている。規制ブレード５８は、先端を現像スリーブ２０に対して所定の隙間を空けた状態で現像容器５４に固定されている。規制ブレード５８は、現像スリーブ２０の回転に伴って、現像スリーブ２０の表面に担持された現像剤Ｔの層厚（量）を規制する。現像スリーブ２０の表面に担持された現像剤Ｔは、規制ブレード５８によって適正な層厚に規制された後、感光ドラム５１と現像スリーブ２０との対向部へと搬送される。
【００３１】
現像スリーブ２０の内側に配置されたマグネットローラ２１は、周方向に複数の磁極を有する。つまり、マグネットローラ２１は、現像領域Ｇに対向する（磁束密度のピーク位置が現像領域Ｇとの対向部にある）現像磁極Ｓ１を有する。また、マグネットローラ２１は、現像磁極Ｓ１の他に、磁極Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有する。マグネットローラ２１は、後述するように現像スリーブ２０の表面に設けられた磁性体部２２を通過可能な磁束を発生する。現像磁極Ｓ１が形成する現像磁界により、感光ドラム５１上の現像領域Ｇに向けて穂立ちした現像剤Ｔの複数の磁気穂から成る磁気ブラシが形成される（以下、「磁気穂」、「磁気ブラシ」についても「現像剤」と同じ符号「Ｔ」を付して説明することがある。）。そして、この磁気ブラシＴが感光ドラム５１上の現像領域Ｇに接触し、感光ドラム５１上に形成された静電像にトナーを供給してトナー像として現像する。現像領域Ｇを通過した現像剤Ｔは、隣り合う磁極が異極となるように配置された、マグネットローラ２１の磁極Ｎ１、Ｎ３が形成する反発磁界によって、現像スリーブ２０上から剥ぎ落される。この現像スリーブ２０から剥ぎ落された現像剤Ｔは、上述のように攪拌室５４ｄ内を攪拌及び搬送され、再び現像室５４ｂへと搬送される。
【００３２】
現像スリーブ２０には、図示しない現像電源（高圧電源回路）が接続されている。現像工程時に、現像スリーブ２０には、この現像電源から直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧である現像電圧（現像バイアス）が印加される。現像電圧の直流成分は、トナーの帯電極性（本実施例では負極性）と同極性であり、感光ドラム５１に形成される静電像の非画像部の電位と画像部の電位との間の電位に設定される。この現像電圧の作用により、現像領域Ｇにおいて現像スリーブ２０上の磁気ブラシＴから静電像の画像部にトナーが付着させられる。
【００３３】
３．磁性体部の形状
次に、現像スリーブ２０の表面に設けられた磁性体部２２について説明する。図３は、磁性体部２２の形状及び配列を示している。図３（ａ）は、磁性体部２２の斜視図であり、図３（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ現像スリーブ２０の表面に対し垂直方向から見た磁性体部２２の上面図である。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、本実施例では、磁性体部２２は、非磁性材料で構成された現像スリーブ２０の表面（外周面）から現像スリーブ２０の半径方向外側に向かう凸状の円柱形状を有する。現像スリーブ２０の表面には、それぞれが独立した円柱形状の複数の磁性体部２２が略規則的に配置されている。図中の矢印Ａは現像剤の搬送方向（現像スリーブ２０の回転方向）を示しており、該現像剤の搬送方向Ａにおける現像領域Ｇの上流側（現像開始側）をＢ、下流側（現像終了側）をＣとして示している。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、磁性体部２２は、現像剤の搬送方向Ａと略直交する方向に略等間隔に直線状に配列されると共に、隣接する列間で磁性体部２２の位置がずらされて上記間隔の略中央に位置するようにして現像剤の搬送方向Ａに配列されている。より詳細には、本実施例では、磁性体部２２は、６０°毎に等間隔で千鳥配置によって略規則的に配置されている。つまり、本実施例では、磁性体部２２は、隣接する磁性体部２２の中央同士を結んだ三角形の各内角がそれぞれ６０°となるように千鳥状に略規則的に配置されており、隣接する磁性体部２２の間隔は略等間隔（本実施例では１００μｍ）とされている。また、磁性体部２２の密度（単位面積当たりの個数）は、５０〜３００個／ｍｍ２程度が好適である。
【００３６】
なお、上記磁性体部２２の配置間隔、配置角度、配置密度は、それぞれ公称値、あるいは十分なサンプル数（例えば１０〜１００箇所）で求めた平均値で代表される。
【００３７】
ここで、磁性体部２２の配置が不規則な場合は、現像領域Ｇの下流側における磁気ブラシＴの配置が不規則となり、磁気ブラシＴの配置の疎密による現像ムラが生じ、出力画像に画像濃度ムラが発生する場合がある。本実施例では、磁性体部２２の配置が規則的であるので、そのような出力画像の画像濃度ムラを抑制することができる。また、本実施例では、磁性体部２２は、磁性体部２２が無い場合の現像領域Ｇにおける磁気穂Ｔの密度（単位面積当たりの個数）よりも大きい密度で設けられている。つまり、本実施例では、磁性体部２２は、磁性体部２２が無い場合の現像領域Ｇにおける隣接する磁気穂Ｔの間隔よりも小さい間隔で形成されている。これにより、本実施例では、現像領域Ｇにおける磁気穂Ｔの密度を、磁性体部２２が無い場合よりも大きくすることができる。
【００３８】
なお、磁気穂Ｔの密度（間隔）は、感光ドラム５１から現像スリーブ２０を十分に離間させた状態で、現像領域Ｇに対応する位置の磁気ブラシＴについて十分なサンプル数（例えば１０〜１００箇所）で求めた平均値で代表される。また、本明細書において、「磁性体部が無い場合」とは、現像スリーブ２０に磁性体部２２が設けられていないことを除いて実質的に同じ構成の現像装置５３における状態を意味する。
【００３９】
図４は、図３（ａ）中の破線に沿って切断した磁性体部２２の断面、すなわち、磁性体部２２の面積が最も大きくなる現像スリーブ２０の回転軸線方向の位置で現像スリーブ２０の周方向（回転軸線方向と直交する方向）に切断した断面を示す。なお、感光ドラム５１の表面及び現像スリーブ２０の表面は曲率を有するが、図４では磁性体部２２を拡大し、感光ドラム５１の表面及び現像スリーブ２０の表面を直線として示している。また、図５は、磁性体部２２が無い場合の現像スリーブ２０の周方向に切断した断面を示す。
【００４０】
図５を参照して、磁性体部２２が無い場合の、現像スリーブ２０の回転方向における感光ドラム５１上の現像領域Ｇの最下流の位置を第１位置Ｚとする。つまり、本実施例では、第１位置は、現像領域Ｇの下流側Ｃで磁気穂Ｔが感光ドラム５１から離れる点である。また、磁性体部２２が無い場合の、現像スリーブ２０の回転方向における第１位置Ｚに最近接した磁気穂Ｔの基部と現像スリーブ２０との接点を第２位置Ｙとする。つまり、本実施例では、第２位置Ｙは、第１位置Ｚに先端部が接触する磁気穂Ｔの基端部と現像スリーブ２０との接点である。また、現像スリーブ２０の回転軸線方向に見たときの、第１位置Ｚと第２位置Ｙとを結ぶ直線ＹＺと、第２位置Ｙにおける現像スリーブ２０の接線Ｅと、がなす角度（以下、「磁束線角度」ともいう。）をθ’とする。この磁束線角度θ’は、磁性体部２２が無い場合の、感光ドラム５１上の現像領域Ｇの最下流の位置に接触する磁気穂Ｔを拘束する、現像磁極Ｓ１が発生する磁束の角度に対応する。
【００４１】
一方、図４を参照して、現像スリーブ２０の回転方向の上流側の磁性体部２２と現像スリーブ２０との交点を第３位置Ｘとする。また、磁性体部２２の第３位置Ｘと隣り合う頂点以外の少なくとも１つの頂点を第４位置Ｄとする。本実施例では、図４に示す断面において磁性体部２２は現像スリーブ２０の表面から現像スリーブ２０の半径方向外側に向けて凸状の四角形であるので、第３位置Ｘと隣り合う頂点以外の頂点は１つである。また、現像スリーブ２０の回転軸線方向に見たときの、第３位置Ｘと第４位置Ｄとを結ぶ直線（対角線）ＸＤと、第３位置Ｘにおける現像スリーブ２０の接線Ｆと、がなす角度（以下、「磁性体部角度」ともいう。）をθとする。
【００４２】
このとき、磁性体部２２の形状は、磁性体部角度θが磁束線角度θ’より小さくなるように設定する。つまり、磁性体部２２の形状は、下記式（１）、
θ’＞θ      ・・・（１）
を満たす形状とする。
【００４３】
なお、磁束線角度θ’は、磁性体部２２が無い場合の現像領域Ｇの近傍を、高速度カメラ（Ｐｈｏｔｏｒｏｎ社製ＦＡＳＴＣＡＭＳＡ１．１）を用いて撮影することで求めた。つまり、上記カメラで撮影した静止画像から、第１位置Ｚと第２位置Ｙとを測定した。また、第１位置Ｚと第２位置Ｙとを結ぶ直線ＹＺを求めた。そして、直線ＹＺと第２位置Ｙを通る現像スリーブ２０の接線Ｅとがなす角度θ’を算出した。
【００４４】
本実施例の構成から磁性体部２２を除いた構成の場合、磁束線角度θ’は約４５度であった。したがって、本実施例では、磁性体部角度θを磁束線角度θ’より小さくするように、磁性体部２２の高さｈ（現像スリーブ２０の半径方向）が５０μｍであるのに対して、磁性体部２２の幅ｗ（現像スリーブ２０の回転方向）は６０μｍに設定した。
【００４５】
なお、上記磁束線角度θ’、磁性体部角度θ、磁性体部２２の高さｈや幅ｗは、それぞれ公称値、あるいは十分なサンプル数（例えば１０〜１００箇所）で求めた平均値で代表される。また、本実施例では、磁性体部２２の断面形状を多角形（本実施例では四角形）であるとして、その頂点を特定したが、磁性体部２２の断面形状は完全な多角形でなくても頂点を特定することはできる。つまり、例えば概略多角形形状の各辺の交点付近が曲率を持つ場合であっても、各辺の延長線の交点を頂点として特定することができる。各辺についても完全に直線である必要はなく、凹凸を有する場合であっても近似直線をもって各辺に代用することができる。
【００４６】
ここで、磁性体部２２の高さｈは、本実施例では５０μｍであるが、これに限定されるものではない。ただし、磁性体部２２の高さｈは、キャリアの平均半径未満になると、磁性体部２２によるキャリアの磁気拘束力が弱まり、良好な磁気ブラシＴの搬送性を得られなくなる場合がある。したがって、磁性体部２２の高さｈは、使用するキャリアの平均半径以上であることが望ましい。キャリアの平均半径は、平均粒径の半分の値で代表できる。本実施例では、キャリアの個数平均粒径が３５μｍであるので、磁性体部２２の高さｈは１７．５μｍ以上であることが望ましい。
【００４７】
また、磁性体部２２の材料としては、Ｎｉなどの磁性材料（強磁性材料）を用いることができる。十分な磁性体部２２によるキャリアの磁気拘束力を得て、良好なキャリアの搬送性を得るためには、磁性体部２２は、キャリアよりも透磁率が高い材料で形成されていることが好ましい。本実施例では、キャリアの透磁率は３であるので、磁性体部２２の材料として透磁率が１０のＮｉ−Ｐ合金を用いた。
【００４８】
また、本実施例では、現像スリーブ２０の表面に凸部を磁性部材で形成して、凹部は現像スリーブ２０の表面が露出したままにしている。これに対し、磁性体部２２の周囲を非磁性部材で埋めて凹凸を少なくすることも可能である。つまり、凸状の磁性体部２２を設けるとは、磁性材料で形成される磁性体部２２自体が凸状に形成されていればよく、磁性体部２２の間の凹部に非磁性材料が設けられて、凹凸が少なくされていたり、略平坦にされていたりしてもよい。
【００４９】
４．磁性体部の形成方法
次に、図１１を参照して、現像スリーブ２０の表面に磁性体部２２を形成する方法の一例について説明する。
【００５０】
まず、図１１（ａ）に示すように、非磁性材料であるアルミニウムで形成された現像スリーブ２０の表面に均一なレジスト１００の膜を形成する。次に、図１１（ｂ）に示すように、マスク露光することにより、磁性体部２２を形成する部分１０１以外にレジスト１００を残したレジストパターンを形成する。次に、図１１（ｃ）に示すように、現像スリーブ２０の表面に磁性材料（本実施例ではＮｉ−Ｐ合金）で電解メッキを行ない、磁性体部２２を形成する部分１０１に磁性材料を析出させて磁性体部２２を形成する。その後、図１１（ｄ）に示すように、残していたレジスト１００を除去する。
【００５１】
なお、磁性体部２２を形成することができれば、その方法は上述の方法に限定されるものではない。
【００５２】
５．磁性体部の作用
次に、図６〜図８を参照して、現像領域Ｇの近傍における磁気力の分布について説明する。磁気力の分布は、現像領域Ｇの近傍の静磁場を有限要素法で計算することで求めた。ソルバーには、株式会社ＪＳＯＬのＪＭＡＧを使用した。
【００５３】
図６（ａ）は、本実施例の構成（本実施例の構成から磁性体部２２を除いた構成も同様）における現像領域Ｇの近傍の磁場パターンを示す。図６（ａ）の横軸は現像スリーブ２０の回転方向における位置、縦軸は磁束密度である。図６（ａ）中の「極位置」は、現像スリーブ２０の回転方向における現像磁極Ｓ１に最近接する位置を示す（他の図においても同様）。また、図６（ａ）中の「最上流位置」は、感光ドラム５１上の現像領域Ｇの最上流の位置に接触する磁気穂Ｔの基部の位置を示す（他の図においても同様）。また、図６（ａ）中の「最下流位置」は、感光ドラム５１上の現像領域Ｇの最下流の位置に接触する磁気穂Ｔの基部の位置を示す。磁場パターンは、ガウスメータ（ニッコーシ社製ＴＧ−１０００）で現像領域Ｇを測定した磁束密度をモデル化したものである。
【００５４】
図６（ｂ）は、上記磁場パターンを用いた場合の、磁性体部２２が無い構成における現像領域Ｇの近傍の磁束線の計算結果を示す。現像磁極Ｓ１からの磁束線は、現像領域Ｇの上流側Ｂでは現像スリーブ２０の表面から上流側に向かって伸びており、現像領域Ｇの下流側Ｃでは現像スリーブ２０の表面から下流側に向かって伸びている。
【００５５】
図７は、図６（ａ）の磁場パターンを用いた場合の、本実施例の構成における現像領域Ｇの近傍の磁束線の計算結果を示す。図７には、現像スリーブ２０を周方向に切断した磁性体部２２の断面図に磁束線を表示した結果と、その拡大図を示している。図７の垂線方向の線分は磁束線を示し、色の濃淡は磁束密度分布を表し、磁束密度が大きくなるほど濃色となっている。また、横線は計算上領域を区切るための線であり、結果や形状を表すものではない。図７に示すように、現像磁極Ｓ１からの磁束線は磁性体部２２の内部を通過するため、磁性体部２２は濃色となっている。そして、極位置に比べて、最下流位置では、磁性体部２２の下流側のエッジ（上述の第３位置に対応）に磁束線が集中し、磁束密度が高くなっていることがわかる。これにより、磁性体部２２は特に上記エッジに磁気穂Ｔを担持して磁気穂Ｔ同士が繋がることを抑制することができる。
【００５６】
このように、本実施例では、トナーとキャリアとを含む現像剤Ｔを担持して搬送する現像スリーブ２０の表面に、現像剤をエッジに担持する磁性体部２２が設けられている。また、現像スリーブ２０の内部には、磁性体部２２を通過可能な磁束を発生する現像磁極Ｓ１を備えたマグネットローラ２１が配置されている。該磁束線は、現像磁極Ｓ１の位置を中心として、現像領域Ｇの上流側（感光ドラム５１に現像剤が接触し始める領域）では上流側に、下流側（感光ドラム５１から現像剤が離れる領域）では下流側に向いている。ここで、磁束線は、磁束線の向く方向に突出しているエッジに集中する性質を持つ。本実施例では、現像領域Ｇの中央から上流側及び下流側に向かって磁束線が放射状に延びているため、現像領域Ｇの下流側では下流側に向く方向に突出しているエッジに磁束線が集中する。すなわち、現像領域Ｇの下流側では、現像スリーブ２０を周方向に切断した磁性体部２２の断面形状の下流側のエッジに磁束線が集中する。このとき、磁性体部２２が無い場合の磁束線角度θ’よりも、磁性体部角度（磁性体部２２の断面形状における少なくとも１つの対角線の角度）θを小さくする。これにより、最下流位置において磁性体部２２に磁束線を集中させることができ、磁気拘束力の低下を抑制できる。その結果、磁性体部２２の特に上記エッジに磁気穂Ｔを拘束させ、磁気穂Ｔ同士が繋がることを抑制して、磁気穂Ｔが感光ドラム５１上のトナー像を乱すことを抑制することが可能となる。
【００５７】
ここで、上記式（１）を満たす形状の磁性体部２２は、上述の作用を発揮するが、磁性体部角度θが小さくなりすぎると、極位置付近での磁束密度が低下してくることがある。次にこの点について説明する。
【００５８】
図８（ａ）は、磁性体部角度θと、極位置及び最下流位置のそれぞれでの磁性体部２２を通過する磁束密度の計算結果と、の関係を示す。図８（ａ）において、磁性体部２２を通過する磁束密度は、最下流位置での磁束密度を黒丸（●）で示し、極位置における磁束密度を白丸（○）で示す。また、図８（ａ）中の破線Ｊは、磁性体部２２が無い場合の極位置（磁束線と現像スリーブ２０の接線とがなす角度が９０°）での磁性体部２２の位置（磁性体部２２を設けたと仮定した場合の該磁性体部２２の仮想位置）を通過する磁束密度を示す。また、図８（ａ）中の一点鎖線Ｋは、磁性体部２２が無い場合の磁束線角度θ’を示す。
【００５９】
また、図８（ｂ）は磁性体部角度θが磁束線角度θ’より小さい場合の磁性体部２２の断面、図８（ｃ）は磁性体部角度θが磁束線角度θ’と同等の場合の磁性体部２２の断面を示す。例えば、図８（ｂ）に示す磁性体部２２の場合の最下流位置での磁性体部２２を通過する（エッジに集中する）磁束密度は、図８（ａ）における磁性体部角度θが約２０°の場合の黒点である。また、図８（ｂ）に示す磁性体部２２の場合の極位置での磁性体部２２を通過する磁束密度は、図８（ａ）における磁性体部角度θが約２０°の場合の白点である。
【００６０】
図８（ａ）に示すように、磁性体部角度θによって最下流位置での磁性体部２２を通過する磁束密度が変わり、磁性体部角度θが小さくなると磁束密度が大きくなることがわかる。一方、磁性体部角度θが小さくなりすぎると、極位置での磁性体部２２を通過する磁束密度が低下してくる。そして、この極位置での磁束密度が過度に低下すると、現像領域Ｇにおける磁気ブラシＴの搬送不良が生じる可能性がある。
【００６１】
したがって、磁性体部２２の形状は、上記式（１）を満たすと共に、極位置での磁性体部２２を通過する磁束密度が、磁性体部２２が無い場合の極位置での磁性体部２２の位置を通過する磁束密度より大きくなるように設定することが好ましい。つまり、磁性体部角度θは、図８（ａ）において一点鎖線Ｋで示す角度（磁束線角度θ’）よりも小さく、白丸で示す磁極位置での磁束密度が破線Ｊ以上となる角度以上に設定することが好ましい。
【００６２】
なお、図８（ａ）に示すように、磁性体部角度θが小さくなりすぎると、最下流位置での磁性体部２２を通過する磁束密度も低下する場合がある。その場合、磁性体部２２の形状は、上述の条件に加えて、最下流位置での磁性体部２２を通過する磁束密度が、磁性体部２２が無い場合の極位置での磁性体部２２の位置を通過する磁束密度より大きくなるように設定することが好ましい。
【００６３】
このように、角度θは、現像磁極に最近接した磁性体部の位置を通過する磁束密度が、磁性体部が無い場合よりも大きくなる角度以上とすることが好ましい。また、角度θは、現像領域の最下流の位置に最近接した磁気穂の基部との接点にある磁性体部を通過する磁束密度が、磁性体部が無い場合の現像磁極に最近接した磁性体部の位置を通過する磁束密度よりも大きくなる角度以上とすることが好ましい。磁性体部角度θの下限を示す上記磁極位置又は最下流位置での磁束密度の条件は、いずれかの条件によって規定される角度のうち大きい方を採用すればよい。
【００６４】
以上のように、本実施例によれば、最下流位置において磁性体部２２に磁束線を集中させて磁気穂Ｔを拘束することにより、磁気穂Ｔ同士が繋がることを抑制して、画像不良を抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施例では、磁性体部２２は円柱形状とされているが、これに限定されるものではなく、例えば、楕円柱、角柱（四角柱、六角柱など）、円錐台、楕円錐台、角錐台（四角錐台、六角錐台など）などの他の形状であってもよい。また、例えば、図４と同様の断面（磁性体部２２の面積が最も大きくなる断面）における磁性体部２２の形状が、図９に示すような形状（図示の例では６角形）であってもよい。この場合、上述の第３位置Ｘと隣り合う頂点以外の頂点である複数の第４位置Ｄ１〜Ｄ３が存在する。したがって、第３位置Ｘと第４位置Ｄ１〜Ｄ３とを結ぶ複数の対角線ＸＤ１〜ＸＤ３が存在する。このような場合には、頂点Ｄ１〜Ｄ３に磁束線が集中するため、対角線ＸＤ１〜ＸＤ３と、第３位置Ｘにおける現像スリーブ２０の接線Ｆとがなす角度θ１〜θ３の少なくとも１つが、上述の磁性体部角度θとして上記式（１）を満たせばよい。
【００６６】
６．効果
本実施例と比較例１について、出力画像の評価を行った。画像評価は、現像領域Ｇの下流側で発生する画像不良の発生の有無を、評価チャートを出力することで行った。本実施例では、磁性体部角度θを約４０°（幅ｗ６０μｍ、高さｈ５０μｍ）とした。比較例１の画像形成装置１は、磁性体部２２の形状以外は本実施例の画像形成装置１と実質的に同一である。図１０（ａ）は、比較例１における磁性体部２２の図４と同様の断面（磁性体部２２の面積が最も大きくなる断面）を示す。比較例１では、磁性体部角度θを約６８°（幅ｗ２０μｍ、高さｈ５０μｍ）とした。なお、比較例１の磁性体部２２も本実施例と同様に円柱形状であり、その間隔や配置も本実施例と同様である（６０°毎に等間隔で千鳥配置によって略規則的に配置）。表１に結果を示す。画像評価結果は、現像領域Ｇの下流側で発生する画像不良（画像濃度ムラ）が発生した場合を×（不良）、発生しなかった場合を○（良）とした。
【００６７】
【表１】
2018040855.tif 000003
【００６８】
表１に示すように、比較例１では、現像領域Ｇの下流側における磁気穂ムラによる画像濃度ムラが確認された。これに対して、本実施例では、そのような画像濃度ムラが抑制された良好な画像が得られた。
【００６９】
図１０（ｂ）は、本実施例と比較例１について、前述と同様にして株式会社ＪＳＯＬのＪＭＡＧを使用して静磁場を計算した結果を示す。図１０（ｂ）に示すように、比較例１では、極位置では磁性体部２２に磁束線が集中しているが、最下流位置では磁性体部２２を通過する磁束密度が低下し、磁性体部２２が無い場合の極位置での磁束密度より小さくなってしまっている。そのため、比較例１では、現像領域Ｇの下流側で磁気穂Ｔが繋がって感光ドラム５１上のトナー像を乱し、画像不良が発生したものと考えられる。これに対して、本実施例では、極位置だけではなく、最下流位置でも磁束密度が集中して、磁性体部２２が無い場合の極位置での磁束密度より大きくなっている。これにより、本実施例では、現像領域Ｇの下流側で磁気穂Ｔが繋がることが抑制され、画像不良の発生が抑制されたものと考えられる。
【００７０】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置１の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００７１】
１．本実施例の構成
実施例１では、非磁性材料で形成された現像スリーブ２０の表面に、磁性材料で磁性体部２２を形成した。特に、実施例１では、非磁性材料であるアルミニウムで形成された現像スリーブ２０の表面と、磁性材料であるＮｉ−Ｐ合金で形成された磁性体部２２とを、電解メッキにより接着させた。しかし、この構成の場合、異なる素材同士の接着であるため、磁性体部２２の形状などに起因して接着が弱まり、磁性体部２２が欠損してしまうことが想定される。
【００７２】
そこで、本実施例では、図１２（ａ）に示すように、現像スリーブ２０の表面に、磁性材料で形成された磁性体層であるベース面２３を設ける。図１２（ａ）は、本実施例における磁性体部２２の図４と同様の断面（磁性体部２２の面積が最も大きくなる断面）を示す。本実施例では、ベース面２３の材料として、磁性体部２２と同じ材料であるＮｉ−Ｐ合金を用いた。
【００７３】
本実施例における磁性体部２２は、現像スリーブ２０の表面に磁性体部２２と同じ材料（本実施例ではＮｉ−Ｐ合金）のベース面２３を電解メッキで形成した後は、図１１を参照して説明した方法と同様の方法で形成することができる。
【００７４】
本実施例のように現像スリーブ２０の表面にベース面２３が形成されている場合には、磁性体部角度θは次のように規定する。図１２（ａ）を参照して、現像スリーブ２０の回転方向の上流側の磁性体部２２とベース面２３との交点を第３位置Ｘとする。また、第３位置Ｘから現像スリーブ２０の半径方向に延ばした直線と現像スリーブ２０との交点を第４位置Ｘ’とする。また、磁性体部２２の第３位置Ｘと隣り合う頂点以外の少なくとも１つの頂点を第５位置Ｄとする。本実施例では、図１２（ａ）に示す断面において磁性体部２２はベース面２３の表面から現像スリーブ２０の半径方向外側に向けて凸状の四角形であるので、第３位置Ｘと隣り合う頂点以外の頂点は１つである。そして、現像スリーブ２０の回転軸線方向に見たときの、第４位置Ｘ’と第５位置Ｄとを結ぶ直線（対角線）Ｘ’Ｄと、第４位置Ｘにおける現像スリーブ２０の接線Ｆと、がなす角度を磁性体部角度θとする。このとき、磁性体部２２の形状は、実施例１と同様に、磁性体部角度θが、磁性体部２２が無い場合（本実施例では現像スリーブ２０の表面にベース面２３が形成されている）の磁束線角度θ’より小さくなる（上記式（１）を満たす）ように設定する。
【００７５】
図１２（ｂ）は、現像スリーブ２０の表面にベース面２３が形成されている場合における、図８（ａ）と同様の磁性体部角度θと磁束密度の計算結果との関係を示す。図１２（ｂ）において、磁性体部２２を通過する磁束密度は、最下流位置での磁束密度を黒丸（●）で示し、極位置における磁束密度を白丸（○）で示す。また、図１２（ｂ）中の破線Ｍは、磁性体部２２が無い場合の極位置（磁束線と現像スリーブ２０の接線とがなす角度が９０°）での磁性体部２２の位置を通過する磁束密度値を示す。また、図１２（ｂ）中の一点鎖線Ｋは、磁性体部２２が無い場合の磁束線角度θ’を示す。図１２（ｂ）に示すように、上記式（１）式を満たす場合、磁性体部角度θが小さくなると最下流位置での磁束密度が大きくなり、極位置での磁束密度が小さくなることがわかる。
【００７６】
つまり、本実施例のように現像スリーブ２０の表面にベース面２３が形成されている場合にも、磁性体部角度θが小さくなりすぎると、現像領域Ｇの極位置付近での磁束密度が低下してくる。そして、この磁束密度が、磁性体部２２が無い場合（本実施例では現像スリーブ２０の表面にベース面２３が形成されている）の極位置での磁束密度より小さくなると、磁気ブラシの搬送不良が生じる場合がある。そのため、実施例１と同様に、磁性体部２２の形状は、上記式（１）を満たすと共に、極位置での磁性体部２２を通過する磁束密度が、磁性体部２２が無い場合の極位置での磁性体部２２の位置を通過する磁束密度より大きくなるように設定することが好ましい。
【００７７】
なお、現像スリーブ２０の表面にベース面２３が形成されている場合も、磁性体部角度θが小さくなりすぎると、最下流位置での磁性体部２２を通過する磁束密度も低下する場合がある。その場合、実施例１と同様に、磁性体部２２の形状は、上述の条件に加えて、最下流位置での磁性体部２２を通過する磁束密度が、磁性体部２２が無い場合の極位置での磁性体部２２の位置を通過する磁束密度より大きくなるように設定することが好ましい。
【００７８】
ここで、現像スリーブ２０の表面にベース面２３が形成されている場合、ベース面２３の厚さが厚くなると、ベース面２３の中を磁束が通るため、磁性体部２２を通る磁束密度は低下してくる。また、磁性体部２２の高さｈとベース面２３の厚みが加わり、同じ磁性体部２２の幅ｗであるとすると、磁性体部角度θは大きくなる。つまり、上記式（１）を満たすためには、ベース面２３が厚くなると、磁性体部２２を現像スリーブ２０の回転方向により長い形状にする必要がある。そのため、ベース面２３の厚さは、上記式（１）を満たし、かつ、隣り合う磁性体部２２の間隔（本実施例では約１００μｍ）を埋めない範囲内の厚さ、つまり、磁性体部２２をそれぞれ独立した凸状に維持できる範囲内の厚さにすることが好ましい。典型的には、ベース面２３の厚さは、１０〜１００μｍ程度が好適である。
【００７９】
なお、上記ベース面２３の厚さは、公称値、あるいは十分なサンプル数（例えば１０〜１００箇所）で求めた平均値で代表される。また、実施例１の場合と同様、上記磁束線角度θ’、磁性体部角度θ、磁性体部２２の高さｈや幅ｗも、それぞれ公称値、あるいは十分なサンプル数（例えば１０〜１００箇所）で求めた平均値で代表される。また、実施例１の場合と同様、磁性体部２２の断面形状は完全な多角形でなくても頂点を特定することはできる。
【００８０】
以上のように、本実施例によれば、ベース面２３によって磁性体部２２の欠損を防ぐことができる。また、現像スリーブ２０の表面にベース面２３が設けられている場合でも、最下流位置において磁性体部２２に磁束線を集中させて磁気穂Ｔを拘束することにより、磁気穂Ｔ同士が繋がることを抑制して、画像不良を抑制することができる。
【００８１】
２．効果
本実施例と比較例２について、出力画像の評価を行った。画像評価方法は、実施例１及び比較例１に関して説明したものと同じである。本実施例では、磁性体部角度θを約３５°（幅ｗ１００μｍ、高さｈ５０μｍ、ベース面２３の厚さ２０μｍ）とした。なお、本実施例の磁性体部２２も実施例１と同様に円柱形状であり、その間隔や配置も実施例１と同様である（６０°毎に等間隔で千鳥配置によって略規則的に配置）。比較例２の画像形成装置１は、磁性体部２２の形状以外は本実施例の画像形成装置１と実質的に同一である。比較例２では、磁性体部角度θを約４９°（幅ｗ６０μｍ、高さｈ５０μｍ、ベース面２３の厚さ２０μｍ）とした。なお、比較例１の磁性体部２２も本実施例と同様に円柱形状であり、その間隔や配置も本実施例と同様である（６０°毎に等間隔で千鳥配置によって略規則的に配置）。この比較例２の磁性体部２２の形状は、ベース面２３が無い場合には最下流位置において磁性体部２２のエッジに磁束線を集中させて、画像不良を抑制できた形状である。表２に結果を示す。画像評価の基準は実施例１で説明したものと同じである。
【００８２】
【表２】
2018040855.tif 000004
【００８３】
表２に示すように、比較例２では、現像領域Ｇの下流側における磁気穂ムラによる画像濃度ムラが確認された。これに対して、本実施例では、そのような画像濃度ムラが抑制された良好な画像が得られた。
【００８４】
［実施例３］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置１の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００８５】
実施例１では、磁性体部２２は円柱形状とされていた。しかし、磁性体部２２は、製造上、図１３に示すように先端部がドーム状になったり、あるいは円錐形状になったりする場合がある。図１３は、磁性体部２２の図４と同様の断面（磁性体部２２の面積が最も大きくなる断面）を示す。
【００８６】
この場合、図１３の断面において、実施例１における第４位置Ｄを定めることが難しく、実施例１における対角線ＸＤを引くことが難しいことがある。
【００８７】
そこで、この場合には、図１３に示すように、磁性体部２２の側面上の第３位置Ｘからの距離が最も長くなる位置を実施例１における第４位置Ｄに代用することができる。そして、その第４位置と第３位置Ｘとを結ぶ直線（対角線）ＸＤと、第３位置Ｘにおける現像スリーブ２０の接線Ｆと、がなす角度を磁性体部角度θとすることができる。
【００８８】
本実施例について、出力画像の評価を行った。画像評価方法は、実施例１及び比較例１に関して説明したものと同じである。本実施例では、磁性体部角度θを約３５°（幅ｗ６０μｍ、高さｈ５０μｍ）とした。なお、本実施例の磁性体部２２も実施例１と同様に概略円柱形状であるが、上面が図１３に示すように曲率を持つドーム型形状であった。また、本実施例の磁性体部２２の間隔や配置は実施例１と同様である（６０°毎に等間隔で千鳥配置によって略規則的に配置）。その結果、本実施例の磁性体部２２の形状でも、最下流位置において磁気拘束力の低下なく磁気ブラシＴを拘束でき、画像不良を抑制することができた。
【００８９】
なお、実施例２のように現像スリーブ２０の表面にベース面２３が設けられている場合も、実施例２における第５位置Ｄを定めることが難しく、実施例２における対角線Ｘ’Ｄを引くことが難しいことがある。この場合も上記同様、磁性体部２２の側面上の第４位置Ｘ’からの距離が最も長くなる位置を実施例２における第５位置Ｄに代用することができる。そして、その第５位置と第４位置Ｘ’とを結ぶ直線（対角線）Ｘ’Ｄと、第３位置Ｘにおける現像スリーブ２０の接線Ｆと、がなす角度を磁性体部角度θとすることができる。
【００９０】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００９１】
上述の実施例では、本発明を画像形成装置の一例としてのタンデム型のフルカラープリンタに適用した場合について説明したが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、本発明は、タンデム型以外の方式（一の像担持体に対して複数の現像装置を有する、所謂、１ドラム型など）の画像形成装置適用することも可能である。また、本発明は、フルカラー画像形成装置だけではなく、例えばブラック単色用などのモノクロ（モノカラー）画像形成装置にも適用することができる。本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機など、種々の用途で実施することができる。
【００９２】
また、上述の実施例では、画像形成装置は中間転写方式を採用していたが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。例えば、シート担持体（記録材担持体）としてのシート搬送ベルトによって搬送されるシートに感光体からトナー像を直接転写する直接転写方式を採用した画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【００９３】
また、上述の実施例では、現像領域において磁気ブラシが像担持体に接触する場合について説明したが、現像領域において磁気ブラシが像担持体に接触せずに近接させられる場合にも本発明を適用することができる。この場合も、現像領域の下流側で磁気穂が繋がることで像担持体上のトナー像が乱されてしまうことが考えられる。この場合、上述の実施例において磁束線角度θ’を求める際に規定した第１位置（感光体上の現像領域Ｇの最下流の位置）Ｚに接触する磁気穂は、該第１位置に最近接する磁気穂で代用すればよい。
【００９４】
また、上述の実施例では、電子写真方式を採用し像担持体が感光体である画像形成装置に本発明を適用したが、例えば静電記録方式を採用し像担持体が静電記録誘電体である画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
２０          現像スリーブ（現像剤担持体）
２１          マグネットローラ（磁束発生部材）
２２          磁性体部
２３          ベース面（磁性体層）
５１          感光ドラム（像担持体）
５３          現像装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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