(57)【要約】 【課題】  簡単な構成で、所望の量の現像剤を像担持体に搬送可能な現像装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像装置１は、二成分現像剤を担持して感光体ドラム８に搬送する現像ローラ１７と、現像剤の層厚を規制する層厚規制部材２０と、磁気を発生する磁気発生部材２２と、磁気発生部材２２の変位量を制御する制御部２３とを含んで構成され、制御部２３は、磁気発生部材２２の現像スリーブ２７に対する変位量を制御するので、この変位量を制御することによって現像スリーブ２７に磁気発生部材２２が発する磁気の影響を制御することができ、磁気発生部材２２と現像スリーブ２７との間を通過する現像剤の量を制御することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成される静電潜像を、二成分現像剤を用いて現像する現像装置であって、
予め定める第１の軸線まわりに回転可能に設けられ、二成分現像剤を担持して像担持体に搬送する現像スリーブと、現像スリーブ内に設けられ、磁気を発生するマグネットローラとを備える現像剤担持体と、
現像スリーブに対向して設けられ、現像スリーブに担持される二成分現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材よりも前記現像スリーブの回転方向上流側であって、現像スリーブに対向して変位可能に設けられ、磁気を発生する磁気発生部材と、
前記磁気発生部材の前記現像スリーブに対する変位量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気発生部材は、少なくとも水平方向に変位可能に構成され、
前記制御手段は、前記磁気発生部材の水平方向への変位量を制御す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】
前記磁気発生部材は、
予め定める第２の軸線まわりに角変位可能に設けられ、筒状に形成される筒状体と、
前記筒状体の内方であって、筒状体の複数の周方向位置に磁極を形成する磁極形成部とを備え、
前記制御手段は、前記筒状体の第２の軸線まわりの角変位量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
第１の軸線が延びる方向の磁気発生部材の長さは、第１の軸線が延びる方向の現像剤担持体の長さと等しいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
第１の軸線が延びる方向の磁気発生部材の長さは、第１の軸線が延びる方向の現像剤担持体の長さより大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、像担持体にて現像されたトナー濃度を検知する濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記磁気発生部材の変位量を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項７】
前記磁気発生部材の表面粗さは、前記現像スリーブの表面粗さと異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項８】
前記筒状体の直径は、前記現像スリーブの直径よりも小さいことを特徴とする請求項３〜７のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項９】
前記筒状体の直径は、前記現像スリーブの直径と等しいことを特徴とする請求項３〜７のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項１０】
前記磁気発生部材に対向する位置の、前記現像スリーブ内のマグネットローラの有する磁力は、現像スリーブに対向する位置の磁気発生部材の有する磁力より大きく設定されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置およびそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法によって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置は、感光体に形成される静電潜像を現像する現像装置を備える。現像装置としては、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤（以下、「現像剤」ということがある）を用いて静電潜像を現像する現像装置がある。このような二成分現像装置は、現像剤収容容器に収容される現像剤を現像剤担持体に担持させて感光体に対向する現像領域に搬送し、現像領域において現像剤中のトナーを感光体に供給することによって静電潜像を現像する。現像装置において現像剤は、現像剤担持体に内包されるマグネットローラの磁気力によって現像剤担持体に担持される。
【０００３】
二成分現像装置では、トナーは画像形成に伴って消費され、キャリアは一定期間繰返し使用される。キャリアは繰返し使用される間に種々のストレスを受けて劣化する。ストレスは、たとえば、画像形成装置が設置されている温度ならびに湿度などの環境変化、画像形成装置を長時間稼動させることによる画像形成装置内の各部からの発熱、および現像剤の層厚を規制する層厚規制部材が形成する狭い間隙に高速で現像剤が移動することによる圧力などである。キャリアの表面には、常にその鏡像力によってトナーが電気的に付着しているが、これらのストレスによって、キャリア表面のトナーがキャリアから離れることなく時間とともにキャリア表面を覆ってしまう、いわゆるスペントと呼ばれる現象が起こる。またキャリアの表面を覆っているコート材が剥がれる現象も起こる。そのため、現像剤の流動性が悪化し、現像剤担持体によって搬送される現像剤の量が減少する。それに伴い、層厚規制部材で規制されるトナー層の層厚も小さくなるので、感光体上の静電潜像を現像する現像量が減少し、画像濃度の低下を招いてしまう。
【０００４】
また、キャリアとトナーとは互いの摩擦によって帯電し、トナーおよびキャリアともにそれぞれが有する絶縁性によって帯電量が維持されている。しかしながら、周囲環境の変化により、トナーの帯電量は大きく影響を受け、たとえば高温高湿の条件になると現像剤の帯電量が低下するので、トナー飛散の発生およびトナー消費量の増大等の問題が起こる。
【０００５】
このような問題を解決する従来の技術の現像装置が開示されている。この従来の技術の現像装置では、雰囲気が変化しても濃度ムラおよび画像かぶりなどの画像欠陥が生じることがないように、磁性ブレードの現像剤の搬送方向に対して上流側に電磁石を配置し、雰囲気に応じて電磁石への通電量を制御し、磁性ブレードに誘起される磁力を変化させることでトナーの層厚を制御している（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
また、特許文献２記載の現像装置は、層厚規制部材のスリーブ回転方向上流側に少なくともＳ極及びＮ極の二つの磁極が形成された磁石体を回転スリーブと対面配置して、現像時に固定マグネットローラの一磁極と磁石体の一磁極とが同極となるように磁石体を配置して、層厚規制部材側へのトナー流入量を規制している。
【０００７】
非現像時には、磁石体を所定の回転方向に回転駆動して、磁石体の回転によって固定マグネットローラとの間に形成される磁界分布を変化させ、トナー凝集物に振動を与えてトナー凝集物をほぐすようにしている。これにより、トナー凝集物が回転スリーブと層厚規制部材との隙間に詰まることによる画像欠陥を防止している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１０６８７４号公報
【特許文献２】特開２００５−１３４７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１記載の現像装置では、電磁石はコイルを有するためにトナーがコイルに詰まり易く、現像剤の入れ替えの際にうまく現像剤を取り出せないという問題がある。またコイルが現像剤と絶えず高い圧力で接触することにより、コイルが劣化しやすく、そのためコイルの交換が頻繁に必要であり、性能を維持することが困難である。さらに現像剤担持体が延びる方向にわたって電磁石が設けられるので、電磁石が大形化し、構造が複雑でコストがかかるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２記載の現像装置では、磁石体の設置及び磁石体の回転により層厚規制部材側へのトナー流入量を規制している。このような構成では、層厚規制部材近傍のトナー凝集物をほぐす効果はあるが、現像槽内への新規な補給用トナーに対する撹拌特性には配慮されていないため、印字率の高い原稿を長時間連続で出力するような場合には、撹拌特性の低下に伴って画像不良が発生するという問題がある。
【００１１】
したがって本発明の目的は、簡単な構成で、所望の量の現像剤を像担持体に搬送可能な現像装置および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】
【００１２】
本発明は、像担持体に形成される静電潜像を、二成分現像剤を用いて現像する現像装置であって、
予め定める第１の軸線まわりに回転可能に設けられ、二成分現像剤を担持して像担持体に搬送する現像スリーブと、現像スリーブ内に設けられ、磁気を発生するマグネットローラとを備える現像剤担持体と、
現像スリーブに対向して設けられ、現像スリーブに担持される二成分現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材よりも前記現像スリーブの回転方向上流側であって、現像スリーブに対向して変位可能に設けられ、磁気を発生する磁気発生部材と、
前記磁気発生部材の前記現像スリーブに対する変位量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする現像装置である。
【００１３】
また本発明は、前記磁気発生部材は、少なくとも水平方向に変位可能に構成され、
前記制御手段は、前記磁気発生部材の水平方向への変位量を制御することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記磁気発生部材は、
予め定める第２の軸線まわりに角変位可能に設けられ、筒状に形成される筒状体と、
前記筒状体の内方であって、筒状体の複数の周方向位置に磁極を形成する磁極形成部とを備え、
前記制御手段は、前記筒状体の第２の軸線まわりの角変位量を制御することを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明は、第１の軸線が延びる方向の磁気発生部材の長さは、第１の軸線が延びる方向の現像剤担持体の長さと等しいことを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明は、第１の軸線が延びる方向の磁気発生部材の長さは、第１の軸線が延びる方向の現像剤担持体の長さより大きいことを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明は、前記制御手段は、像担持体にて現像されたトナー濃度を検知する濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記磁気発生部材の変位量を制御することを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明は、前記磁気発生部材の表面粗さは、前記現像スリーブの表面粗さと異なることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明は、前記筒状体の直径は、前記現像スリーブの直径よりも小さいことを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明は、前記筒状体の直径は、前記現像スリーブの直径と等しいことを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明は、前記磁気発生部材に対向する位置の、前記現像スリーブ内のマグネットローラの有する磁力は、現像スリーブに対向する位置の磁気発生部材の有する磁力より大きく設定されていることを特徴とする。
さらに本発明は、前記現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、現像装置は、二成分現像剤（以下、「現像剤」ということがある）を担持して像担持体に搬送する現像剤担持体と、現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、磁気を発生する磁気発生部材と、磁気発生部材の現像スリーブに対する変位量を制御する制御手段とを含んで構成される。現像剤担持体は、第１の軸線まわりに回転可能に設けられ、現像スリーブと、現像スリーブ内に設けられ、磁気を発生するマグネットローラとを備える。このマグネットローラによって、現像スリーブの表面に現像剤を担持して、像担持体に現像剤を搬送することができる。磁気発生部材は、層厚規制部材よりも現像スリーブの回転方向上流側であって、現像スリーブに対向して変位可能に設けられる。磁気発生部材は、磁気を発生するので、この磁気によって現像スリーブに担持される現像剤の層厚を制御することができる。制御手段は、磁気発生部材の現像スリーブに対する変位量を制御するので、この変位量を制御することによって現像スリーブに磁気発生部材が発する磁気の影響を制御することができる。したがって磁気発生部材と現像スリーブとの間を通過する現像剤の量を制御することができる。これによって磁気発生部材の回転方向下流側にある層厚規制部材によって、現像剤の層厚を確実に所望の層厚に規制することができる。これによって像担持体への現像剤の移動量も制御することが可能となる。したがって簡単な構成で、所望の量を像担持体へ搬送可能な現像装置を実現することができる。
【００２３】
また本発明によれば、前記磁気発生部材は、少なくとも水平方向に変位可能に構成され、制御手段によって、水平方向への変位量が制御される。
【００２４】
磁気発生部材とマグネットローラの所定の磁極との距離、磁気発生部材および前記所定の磁極の各表面磁力を適宜調整することにより、磁気発生部材の磁極とマグネットローラの磁極間で発生する反発磁力によって現像スリーブ表面から撹拌部材の上方に移動する現像剤の量を調整できる。
【００２５】
一方現像槽内への新規補給用のトナーは、撹拌部材の上方から落下するよう設定されているので、現像スリーブから移動した現像剤と落下する補給用のトナーとは、略同一箇所で遭遇し、撹拌部材によって前記補給用のトナーは現像剤と混合、攪拌がなされる。
【００２６】
磁気発生部材の変位のさせ方によって磁力の制御性は変化するが、特に水平方向に変位させることで、磁気発生部材と現像スリーブとの距離を変えることにより制御性が向上し、精密な制御が可能となる。
【００２７】
また本発明によれば、磁気発生部材は、第２の軸線まわりに角変位可能に設けられる筒状体と、筒状体の内方であって、筒状体の複数の周方向位置に磁極を形成する磁極形成部とを備える。制御手段は、筒状体の第２の軸線まわりの角変位量を制御する。制御手段は、角変位量を制御することによって、複数の磁極のうちで最適な磁気を発する部分を現像スリーブに対向させることができる。これによって現像剤担持体と層厚規制部材との間の磁力を制御することができる。また磁極形成部は筒状体の内方に設けられるので、不所望に磁極形成部に現像剤が付着することを防ぐことができる。したがって磁気発生部材による現像剤の詰まりなどが生じるおそれがなく、現像回数を多くしても安定した現像性能を発揮することができる。また磁気発生部材を回転させながら水平方向に移動させることにより、現像スリーブによって移動する現像剤の量、および補給用トナーと遭遇する位置を現像剤の特性や使用環境に応じて精密に調整、制御可能であるため、最適な現像剤の撹拌特性が得られる。
【００２８】
さらに本発明によれば、第１の軸線が延びる方向の磁気発生部材の長さは、第１の軸線が延びる方向の現像剤担持体の長さと等しい。これによって現像剤担持体の現像領域の全域にわたって、磁気発生部材と現像スリーブとの間を通過する現像剤の量を制御することができる。したがって現像剤担持体の全域にわたって、現像剤が担持される量の偏りをなくすことができる。これによってムラがない現像を実現することができる。
【００２９】
さらに本発明によれば、第１の軸線が延びる方向の磁気発生部材の長さは、第１の軸線が延びる方向の現像剤担持体の長さより大きい。磁気発生部材の両端部は、磁気発生部材の磁気を発生する性質によって、中央部に対して現像剤の移動量の制御能力が低下する場合があるので、磁気発生部材の長さが現像剤担持体の長さと同じである場合、現像領域の端部における現像剤の量は中央部と異なってしまう可能性がある。これに対して本発明では、磁気発生部材の長さを現像剤担持体よりも長くすることで、現像領域の端部と中央部の現像剤の量を等しくすることができる。したがって現像剤担持体の全域にわたって、現像剤が担持される量の偏りをなくすことができる。これによってムラがない現像を実現することができる。
【００３０】
さらに本発明によれば、制御手段は、像担持体にて現像されたトナー濃度を検知する濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、磁気発生部材の変位量を制御する。これによって環境変動および現像剤の劣化に応じて、リアルタイムで検知されるトナー濃度に基づいて、現像剤の搬送量を制御することができる。これによって最適な現像剤の搬送量となるように、リアルタイムで現像剤の搬送量を制御することができる。
【００３１】
さらに本発明によれば、磁気発生部材の表面粗さは、現像スリーブの表面粗さと異なる。このように表面粗さが、磁気発生部材と現像スリーブとで異ならせることによって、両部材の表面に担持されて移動する現像剤の量が異なるようにすることができる。したがって、たとえば現像スリーブの表面粗さを磁気発生部材よりも粗くすることで、現像スリーブに搬送された現像剤の搬送量を多くすることができるので、現像剤の搬送能力を磁気発生部材より大きく設定することができる。これによって現像剤担持体によって搬送される現像剤の量を所望の量に設定することができる。
【００３２】
さらに本発明によれば、筒状体の直径は、現像スリーブの直径よりも小さい。これによって現像装置全体を小型化することができる。
【００３３】
さらに本発明によれば、筒状体の直径は、現像スリーブの直径と等しい。したがって筒状体と現像スリーブとを共通化することができ、コストダウンをすることができる。
【００３４】
さらに本発明によれば、磁気発生部材に対向する位置の、現像スリーブ内のマグネットローラの有する磁力は、現像スリーブに対向する位置の磁気発生部材の有する磁力より大きく設定されている。したがって現像剤担持体にて担持される現像剤が、不所望に磁気発生部材に担持されることを防ぐことができる。これによって現像剤担持体によって担持される現像剤の量が少なくなりすぎることを防ぐことができ、確実に現像剤を像担持体に搬送することができる。
【００３５】
さらに本発明によれば、画像形成装置は、前記現像装置を備えるので、前述の優れた効果を達成する画像形成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００３７】
図１は、本発明の第１の実施の形態の現像装置１を簡略化して示す正面図である。図２は、現像装置１の一適用例である画像形成装置２を簡略化して示す正面図である。本実施の形態の画像形成装置２は、乾式電子写真方式のカラー画像形成装置２によって実現される。画像形成装置２は、たとえばネットワーク上の各端末装置から送信される画像データなどに基づいて、所定の記録紙３に対して多色又は単色の画像を形成する。画像形成装置２は、４つの可視像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂ（以下、総称して「可視像形成ユニット４」と称することがある）、記録紙搬送手段５、定着装置６、および供給トレイ７を備える。
【００３８】
供給トレイ７は、複数の記録紙３が載置可能であり、供給トレイ７に載置された複数の記録紙３を１枚ずつ分離して、最も供給トレイ７側の可視像形成ユニット４Ｙに供給する。
【００３９】
各可視像形成ユニット４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂ）の４色にそれぞれ対応し、４つの可視像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂが並設されている。可視像形成ユニット４Ｙは、イエロー（Ｙ）のトナーＴを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット４Ｍは、マゼンダ（Ｍ）のトナーＴを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット４Ｃは、シアン（Ｃ）のトナーＴを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット４Ｂは、ブラック（Ｂ）のトナーＴを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、記録紙３の供給トレイ７と定着装置６とを繋ぐ記録紙３の搬送路に沿って４つの可視像形成ユニット４を配設した、いわゆるタンデム式である。
【００４０】
各可視像形成ユニット４は、それぞれ実質的に同一の構成を有し、それぞれに、現像装置１、感光体ドラム８、帯電器９、レーザ光照射手段１０、転写ローラ１１、およびクリーナユニット１２が設けられている。各可視像形成ユニット４は、供給トレイ７から搬送される記録紙３に各色トナーＴを多重転写する。
【００４１】
感光体ドラム８は、形成される画像を担持するものである。帯電器９は、感光体ドラム８の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。レーザ光照射手段１０は、画像形成装置２に入力された画像データに応じて、帯電器９によって帯電した感光体ドラム８の表面を露光して、該感光体ドラム８の表面に静電潜像を形成する。現像装置１は、感光体ドラム８の表面に形成された静電潜像を、各色のトナーＴによって顕像化する。転写ローラ１１は、トナーＴとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、後述する記録紙搬送手段５によって搬送された記録紙３に、形成されたトナー像を転写させている。ドラムクリーナユニット１２は、現像装置１での現像処理、および、感光体ドラム８に形成された画像の転写後に、感光体ドラム８の表面に残留したトナーＴを、除去・回収する。以上のような、記録紙３に対するトナー像の転写は、４色について４回繰り返される。
【００４２】
記録紙搬送手段５は、駆動ローラ１３、アイドリングローラ１４および搬送ベルト１５を備え、記録紙３に可視像形成ユニット４にてトナー像が形成されるように、供給トレイ７から供給される記録紙３を搬送するものである。駆動ローラ１３およびアイドリングローラ１４は、無端状の搬送ベルト１５を架張するものであり、駆動ローラ１３が所定の周速度に制御されて回転することで、無端状の搬送ベルト１５を回転させている。搬送ベルト１５は、外側表面に静電気を発生させており、記録紙３を静電吸着させながら、記録紙３を搬送している。
【００４３】
記録紙３は、このようにして、搬送ベルト１５に搬送されながらトナー像を転写されたあと、駆動ローラ１３の曲率により搬送ベルト１５から剥離され、定着装置６に搬送される。定着装置６は、記録紙３に適度な熱と圧力とを与えて、トナーＴを溶解して記録紙３に固定することで、堅牢な画像を形成する。
【００４４】
次に、現像装置１の構成に関して図１を参照して説明する。現像装置１は、現像容器１６と、現像ローラ１７と、パドル１８と、攪拌ローラ１９と、層厚規制部材２０と、排気手段２１と、磁気発生部材２２と、制御部２３とを含む。現像容器１６は、たとえば合成樹脂などから形成される容器状部材であり、その内部空間に現像ローラ１７、パドル１８、攪拌ローラ１９、および層厚規制部材２０を収容し、さらにトナーＴとキャリアとを含む二成分現像剤（以下、「現像剤」ということがある）を収容する。現像容器１６の感光体ドラム８を臨む側面には、感光体ドラム８の軸線方向と平行に延びる開口２４が形成される。また、攪拌ローラ１９の鉛直方向上方の現像容器１６の壁には現像剤受入口２５が形成される。現像剤受入口２５の鉛直方向上方には図示しない現像剤ホッパが設けられる。
【００４５】
現像剤ホッパは、現像剤受入口２５と、現像剤ホッパの鉛直方向下部に形成される図示しないトナー補給口とが連接するように設けられる。これによって、現像容器１６の内部空間と現像剤ホッパの内部空間とが連通する。現像剤ホッパは、たとえば合成樹脂などから形成される容器状部材であり、その内部空間にトナーＴを貯留する。現像剤ホッパ内にはトナーＴが貯留され、現像容器１６内におけるトナーＴの消費状況に応じ、現像剤受入口２５を介して現像容器１６内にトナーＴを補給する。また、現像ローラ１７の鉛直方向下方の現像容器１６の壁には、排気口２６が形成される。排気口２６の機能については後述する。
【００４６】
攪拌ローラ１９は、トナーＴの消費状況に応じて現像剤ホッパから現像容器１６に供給されるトナーＴを撹拌し、均一な状態にしてパドル１８の周囲に搬送する。攪拌ローラ１９は、パドル１８を介して現像ローラ１７に対向するように設けられ、たとえば現像容器１６によって回転自在に支持されるスクリュー状ローラ部材である。
【００４７】
パドル１８は、撹拌ローラ５から搬送される現像剤を攪拌搬送して現像ローラ１７に供給する。パドル１８は、現像ローラ１７を介して感光体ドラム８に対向するように設けられ、たとえば現像容器１６によって軸線回りに回転自在に支持されるローラ部材である。パドル１８の回転によって、現像ローラ１７の周囲に現像容器１６内の現像剤が供給され、現像ローラ１７の表面に現像剤層が形成される。
【００４８】
現像ローラ１７は、現像剤担持体であって、予め定める第１の軸線Ｌ１まわりに回転可能に設けられ、二成分現像剤を担持して感光体ドラム８に搬送する現像スリーブ２７と、現像スリーブ２７内に設けられ、磁気を発生するマグネットローラ２８とを備える。現像ローラ１７は、たとえば現像容器１６に感光体ドラム８を臨んで形成される開口２４を通して感光体ドラム８に対して間隙を有して離隔し、かつ感光体ドラム８の軸線と現像ローラ１７の第１の軸線Ｌ１とが平行になるように設けられるローラ部材である。現像スリーブ２７は、マグネットローラ２８に回転自在に外嵌される筒状部材、本実施の形態では円筒状部材である。現像スリーブ２７は、たとえばアルミニウムおよびステンレス鋼などの金属によって形成される。現像スリーブ２７には、感光体ドラム８との間に電位差が生じるように、図示しない電源から電位が与えられる。
【００４９】
マグネットローラ２８は、現像スリーブ２７に内包されるように固定して設けられ、現像スリーブ２７の内方に磁極を形成する。マグネットローラ２８は、磁極が異なる磁石部材をほぼ交互に周方向に配置して形成される。本実施の形態では、マグネットローラ２８は、フェライトなどの永久磁石が用いられ、Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ３、Ｓ４、Ｓ３およびＮ２の７極の磁極を有する。
【００５０】
現像スリーブ２７は、軸線方向の一端部が駆動手段２９（図３参照）によって図１の紙面に向かって反時計まわりに矢符Ａ方向に回転駆動され、他端部がたとえばすべり軸受け３０によって支持されている。現像スリーブ２７は、感光体ドラム８との最近接部に形成される現像領域（現像ニップ部）において、感光体ドラム８と同一方向に回転する。すなわち、現像スリーブ２７の軸線Ｌ１回りの回転方向と、感光体ドラム８の軸線回りの回転方向とは逆方向である。以後、説明を簡略化するために、現像スリーブ２７の回転方向を現像ローラ１７の回転方向と称することがある。現像ローラ１７は、マグネットローラ２８によって形成される磁極の磁力によってキャリアを磁気的に吸着し、現像スリーブ２７の外周面部である半径方向外方側の表面部に、キャリアとトナーＴとからなる磁気ブラシを形成させる。磁気ブラシは、マグネットローラ２８によって形成される磁極から放射される磁界に沿って形成される。現像ローラ１７は、現像スリーブ２７を矢符Ａ方向に回転させることによって、現像ローラ１７と感光体ドラム８との最近接対向部である現像ニップ部に現像剤を搬送し、磁気ブラシ中のトナーＴを感光体ドラム８の表面部に供給する。
【００５１】
層厚規制部材２０は、現像スリーブ２７に対向して設けられ、現像スリーブ２７に担持される現像剤の層厚を規制する。このような層厚規制部材２０によって、現像剤の層厚が所望の値になるように調整する。層厚規制部材２０は、短手方向の一端部が現像容器１６に装着され、他端が遊端部になって現像ローラ１７表面に間隙を有して離隔し、現像ローラ１７表面に担持される現像剤層に当接するように設けられる薄板部材である。層厚規制部材２０と現像ローラ１７との離隔距離Ｗ１は、現像ローラ１７の半径方向における現像ローラ１７と層厚規制部材２０との最短距離である。離隔距離Ｗ１は、たとえば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。層厚規制部材２０には、たとえば、非磁性の弾性材料から形成される薄板を使用できる。弾性材料としては特に制限されないけれども、たとえば、弾性を有する金属（アルミニウム、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼）、弾性を有する合成樹脂などが挙げられる。また、さらなる高画質化のために、ＳＵＳ４３０などの磁性ステンレス鋼からなる層厚規制部材２０も使用できる。層厚規制部材２０と現像ローラ１７との間隙を通過する所定量の現像剤は、現像ローラ１７の回転によって現像ニップ部に搬送される。
【００５２】
排気手段２１は、現像容器１６内の空気を吸引して外部に排出する。排気手段２１は、排気口２６と、排気ファン３１と、排気ダクト３２とを含む。排気ファン３１は、鉛直方向において、現像容器１６の壁を介して現像ローラ１７に対向する位置に設けられる。排気ファン３１は、吸排気口２６および排気ダクト３２を介し、現像容器１６内の空気を吸引して現像容器１６の外部に排出する。これによって現像容器１６内部が負圧になり、外気を開口２４から現像容器１６内に導入できる。排気口２６は、いずれも、現像ローラ１７の鉛直方向下方の現像容器１６の壁において、現像ローラ１７の軸線Ｌ１に平行にかつ現像容器１６の長手方向に延びるように形成される帯状の開口である。排気口２６も平行に形成される。排気口２６は、開口２４から現像容器１６内に導入される外気を現像容器１６の外部に排出するための通路である。排気ダクト３２は、排気口２６に近接する現像容器１６の外方に設けられ、排気口２６から排出される空気を一時的に貯留する。排気手段２１によれば、感光体ドラム８と現像容器１６との隙間から開口２４を通じて現像容器１６内に流入する空気が現像ローラ１７の周囲を流過し、排気口２６を通って排気ダクト３２に入った後、排気ファン３１によって現像容器１６の外部に排出される。現像容器１６における空気の流路を流過する空気は、該流路中に設けられる図示しないフィルタによって除塵されるので、そのまま現像容器１６の外部に排出してもよい。
【００５３】
図３は、磁気発生部材２２および現像ローラ１７を簡略化して示す断面図である。図１も併せて参照して、磁気発生部材２２について説明する。また図３では、理解を容易にするため磁気発生部材２２と現像ローラ１７とを離間して示す。磁気発生部材２２は、層厚規制部材２０よりも現像スリーブ２７の回転方向上流側であって、現像スリーブ２７に対向して変位可能に設けられる。磁気発生部材２２は、現像剤レベル３３よりも鉛直方向上方であって、パドル１８に近接した位置に設けられる。磁気発生部材２２は、予め定める第２の軸線Ｌ２まわりに角変位可能に設けられ、筒状に形成される筒状体３４と、筒状体３４の内方であって、筒状体３４の複数の周方向位置に磁極を形成する磁極形成部３５とを備える。
【００５４】
筒状体３４は、本実施の形態では、たとえば円筒状に形成される。筒状体３４は、このような円筒状に限らず多角形状であってもよい。筒状体３４は、現像スリーブ２７に対して間隙を有して離隔し、かつ現像スリーブ２７の軸線Ｌ１と筒状体３４の軸線Ｌ２とが平行になるように設けられる。筒状体３４の外周面と現像スリーブ２７の外周面との最短距離Ｗ２は、現像スリーブ２７に担持される現像剤の層厚、および磁気発生部材２２の磁力などに基づいて選択され、たとえば５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定される。筒状体３４は、磁極形成部３５に回転自在に外嵌される。筒状体３４は、たとえばアルミニウムおよびステンレス鋼などの金属によって形成される。筒状体３４の直径は、現像スリーブ２７の直径よりも小さい、または等しく設定される。本実施の形態では、筒状体３４の直径は、現像スリーブ２７の直径よりも小さく設定され、たとえば筒状体３４の直径は、１０ｍｍに設定され、現像スリーブ２７の直径は３０ｍｍに設定される。このように筒状体３４の直径を現像スリーブ２７の直径よりも小さくすることによって、現像装置１全体を小型化することができる。
【００５５】
磁極形成部３５は、筒状体３４に内包されるように筒状体３４の軸線まわりに角変位可能に設けられ、筒状体３４の内方に磁極を形成する。磁極形成部３５は、磁極が異なる磁石部材をほぼ交互に周方向に配置して形成される。本実施の形態では、磁極形成部３５は、たとえばフェライト、アルコニおよび希土類などから成る永久磁石が用いられ、２つのＮ極の極性を有する磁極と、３つのＳ極の極性を有する磁極とを有する。図１に示すように、Ｎ極の極性を有する磁極が、現像スリーブ２７の回転中心と筒状体３４の回転中心とを結ぶ線分上に位置するように配置される。また磁極形成部３５の５つの磁極のうち、少なくとも１つの磁極は、磁気発生部材２２に対向する位置の、マグネットローラ２８の有する磁力より小さく設定される。したがって磁極形成部３５を角変位させることによって、磁気発生部材２２に対向する位置の、マグネットローラ２８の有する磁力は、現像スリーブ２７に対向する位置の磁極形成部３５の有する磁力より大きくすることができる。磁極形成部３５は、軸線方向の一端部が磁極形成部駆動手段３６によって、所望の角変位量に角変位可能に構成される。磁極形成部駆動手段３６は、たとえばステッピングモータによって実現される。
【００５６】
筒状体３４は、軸線方向の一端部が駆動手段２９によって図１の紙面に向かってたとえば時計まわりに矢符Ｂ方向に回転駆動される。このような筒状体３４の回転方向は、時計まわりでもよく反時計まわりでもよい。このような筒状体３４の回転方向は、現像スリーブ２７および筒状体３４の表面形状、磁力、および距離などのトータルバランスによって適宜決定される。また筒状体３４は、現像スリーブ２７を駆動する駆動手段２９とギアを介して機械的に連結して駆動力を伝達可能に構成される。このように構成することによって、現像スリーブ２７と筒状体３４とを１つの駆動手段２９によって駆動することができ、構成を簡単化することができる。
【００５７】
また本実施の形態では、図３に示すように、第１の軸線Ｌ１が延びる方向の磁気発生部材２２の長さＷ３は、第１の軸線Ｌ１が延びる方向の現像ローラ１７の長さＷ４より大きくなるように、各寸法が設定される。
【００５８】
図４は、現像ローラ１７と磁気発生部材２２との磁気に関する関係を説明するための正面図である。現像スリーブ２７によって担持されて、現像スリーブ２７と筒状体３４との間を通過する現像剤の量は、マグネットローラ２８と磁極形成部３５とによって形成される磁力分布に相関がある。たとえば図４（１）に示すように、マグネットローラ２８の磁極がＮ極で、現像ローラ１７と最近接距離にある磁極形成部３５の磁極もＮ極である場合、互いに反撥して磁極形成部３５とマグネットローラ２８との間の磁束密度は小さくなる。このような場合、現像剤の搬送力は小さくなり、現像スリーブ２７と筒状体３４との間を通過する現像剤の量は少なくなる。
【００５９】
図４（１）に示す状態から、磁極形成部３５を軸線Ｌ２まわりに角変位させて、図４（２）に示すように、マグネットローラ２８の磁極がＮ極で現像ローラ１７と最近接距離にある磁極形成部３５の磁極がＳ極である場合、互いに引き合って磁極形成部３５とマグネットローラ２８との間の磁束密度が大きくなる。このような場合、現像剤の搬送力は大きくなり、現像スリーブ２７と筒状体３４との間を通過する現像剤の量は多くなる。したがって磁極形成部３５の角変位量を制御することによって、現像ローラ１７による現像剤の搬送力を制御することができる。
【００６０】
また磁極形成部３５とマグネットローラ２８との間の磁束密度は、磁極形成部３５自身とマグネットローラ２８自身との磁束密度の大きさにも影響される。マグネットローラ２８と磁極形成部３５との間の磁力が大きくなり、現像剤の搬送力が大きくなると、現像剤に対する圧力が強くなるため、現像剤の帯電量が高くなる。したがって磁気発生部材２２は、現像剤の帯電量を制御する働きもある。
【００６１】
図５は、磁気発生部材２２に関連する電気的構成を簡略化して示すブロック図である。制御部２３は、磁気発生部材２２と現像スリーブ２７との距離を制御する。制御部２３は、本実施の形態では、筒状体３４の軸線Ｌ２まわりの角変位量を制御する。制御部２３は、感光体ドラム８にて現像されたトナー濃度を検知する濃度検知手段３７によって検知されたトナー濃度に基づいて、磁気発生部材２２の角変位量を制御する。これによって磁気発生部材２２は、感光体ドラム８上のパッチの測定結果に応じて現像ローラ１７との間の磁力が制御され、層厚規制部材２０に供給するトナー量を制御し、周囲の温湿度環境や現像剤劣化による現像の変動を抑制する。
【００６２】
濃度検知手段３７は、たとえば感光体ドラム８に向かって赤外光照射する発光素子３８と、感光体ドラム８からの赤外光の反射光を受光する受光素子３９とによって実現される。したがって発光素子３８から発せられた光が、感光体ドラム８上のトナー像に反射し、その光を受光素子３９で検知する。制御部２３は、受光素子３９の検知された値に応じて、磁極形成部駆動手段３６に駆動指令を与える。これによって磁極形成部３５は、磁極形成部駆動手段３６によって、軸線まわりにたとえば数度から１８０度角変位させる。
【００６３】
二成分現像剤を用いる現像装置１では、トナーＴは画像形成に伴って消費され、キャリアは一定期間繰返し使用される。キャリアは繰返し使用される間に種々のストレスを受けて劣化する。このように現像剤が劣化すると、現像剤の流動性が悪くなり、かつ現像剤の帯電性も悪くなるので、感光体ドラム８上のトナー濃度は低くなる。制御部２３は、トナー濃度が低くなると、磁極形成部駆動手段３６に駆動指令を与えて、たとえば図４（２）に示すように、磁極形成部３５とマグネットローラ２８との間の磁束密度が大きくなるように磁極形成部３５の角変位量を制御する。これによって現像剤の搬送力を大きくして、感光体ドラム８上のトナー濃度を高くして、所望のトナー濃度になるように制御することができる。また制御部２３は、環境変化、たとえば高温多湿によって、トナーＴの帯電量が低下し、感光体ドラム８上のトナー濃度は高くなると、磁極形成部駆動手段３６に駆動指令を与えて、たとえば図４（１）に示すように、磁極形成部３５とマグネットローラ２８との間の磁束密度が小さくなるように磁極形成部３５の角変位量を制御する。これによって現像剤の搬送力を小さくして、感光体ドラム８上のトナー濃度を低くして、所望のトナー濃度になるように制御することができる。また制御部２３は、環境変化、たとえば低温低湿によって、トナーＴの帯電量が高くなり、感光体ドラム８上のトナー濃度は低くなると、磁極形成部駆動手段３６に駆動指令を与えて、たとえば図４（２）に示すように、磁極形成部３５とマグネットローラ２８との間の磁束密度が大きくなるように磁極形成部３５の角変位量を制御する。これによって現像剤の搬送力を大きくして、感光体ドラム８上のトナー濃度を高くして、所望のトナー濃度になるように制御することができる。
【００６４】
制御部２３は、前述のように磁極形成部３５の角変位量を制御するために、予め記憶されるデータマップに基づいて、角変位量を制御する。データマップには、角変位量とトナー濃度との関係が、周囲の環境と関連付けられており、検出される環境負荷とトナー濃度に基づいて、どのような角変位量が最適であるかが検索容易に記憶されている。制御部２３は、このようなデータマップを用いることによって、変位量の計算時間を短縮し、トナー濃度に基づいてリアルタイムで磁気発生部材２２を制御することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態の現像装置１では、現像装置１は、二成分現像剤を担持して感光体ドラム８に搬送する現像ローラ１７と、現像剤の層厚を規制する層厚規制部材２０と、磁気を発生する磁気発生部材２２と、磁気発生部材２２の変位量を制御する制御部２３とを含んで構成される。現像ローラ１７は、第１の軸線Ｌ１まわりに回転可能に設けられ、現像スリーブ２７と、現像スリーブ２７内に設けられ、磁気を発生するマグネットローラ２８とを備える。このマグネットローラ２８によって、現像スリーブ２７の表面に現像剤を担持して、感光体ドラム８に現像剤を搬送することができる。磁気発生部材２２は、層厚規制部材２０よりも現像スリーブ２７の回転方向上流側であって、現像スリーブ２７に対向して変位可能に設けられる。磁気発生部材２２は、磁気を発生するので、この磁気によって現像スリーブ２７に担持される現像剤の層厚を制御することができる。制御部２３は、磁気発生部材２２の現像スリーブ２７に対する変位量を制御するので、この変位量を制御することによって現像スリーブ２７に磁気発生部材２２が発する磁気の影響を制御することができる。したがって磁気発生部材２２と現像スリーブ２７との間を通過する現像剤の量を制御することができる。これによって磁気発生部材２２の回転方向下流側にある層厚規制部材２０によって、現像剤の層厚を確実に所望の層厚に規制することができる。これによって感光体ドラム８への現像剤の移動量も制御することが可能となる。したがって簡単な構成で、所望の量を感光体ドラム８へ搬送可能な現像装置１を実現することができる。また前述のような現像装置１を画像形成装置２が備えることによって、温湿度環境が変化および現像剤劣化が生じても、安定した印字画像が得られる画像形成装置２を提供することができる。
【００６６】
また本実施の形態では、筒状体３４は、現像スリーブ２７と同じ駆動手段２９によって回転駆動されるので、筒状体３４に現像剤が付着した場合であっても、その回転によって付着した状態が維持されることなく、離脱と付着を繰り返すので、筒状体３４が不所望に現像剤によって覆われることを防ぐことができる。これによって磁気発生部材２２が、現像剤が付着することによって損傷することを防ぐことができ、メンテナンスを容易にすることができる。
【００６７】
また本実施の形態では、磁気発生部材２２は、第２の軸線Ｌ２まわりに角変位可能に設けられる筒状体３４と、筒状体３４の内方であって、筒状体３４の複数の周方向位置に磁極を形成する磁極形成部３５とを備える。制御部２３は、筒状体３４の第２の軸線Ｌ２まわりの角変位量を制御する。制御部２３は、角変位量を制御することによって、複数の磁極のうちで最適な磁気を発する部分を現像スリーブ２７に対向させることができる。これによって現像ローラ１７と層厚規制部材２０との間の磁力を制御することができる。また磁極形成部３５は筒状体３４の内方に設けられるので、不所望に磁極形成部３５に現像剤が付着することを防ぐことができる。したがって磁気発生部材２２による現像剤の詰まりなどが生じるおそれがなく、現像回数を多くしても安定した現像性能を発揮することができる。
【００６８】
また本実施の形態では、磁気発生部材２２は、現像剤レベル３３よりも鉛直方向上方であって、パドル１８に近接した位置に設けられる。このように磁気発生部材２２をパドル１８に近接した位置に設けることによって、パドル１８によって現像ローラ１７に供給される現像剤の量が多い位置で、磁気発生部材２２によって現像剤の搬送量を制御することができる。
【００６９】
さらに本実施の形態では、第１の軸線Ｌ１が延びる方向の磁気発生部材２２の長さＷ３は、第１の軸線Ｌ１が延びる方向の現像ローラ１７の長さＷ４より大きい。磁気発生部材２２の両端部は、磁気発生部材２２の磁気を発生する性質によって、中央部に対して現像剤の移動量の制御能力が低下する場合があるので、磁気発生部材２２の長さＷ３が現像ローラ１７の長さＷ４と同じである場合、現像領域の端部における現像剤の量は中央部と異なってしまう可能性がある。これに対して本発明では、磁気発生部材２２の長さＷ３を現像ローラ１７よりも長くすることで、現像領域の端部と中央部の現像剤の量を等しくすることができる。したがって現像ローラ１７の全域にわたって、現像剤が担持される量の偏りをなくすことができる。これによってムラがない現像を実現することができる。
【００７０】
さらに本実施の形態では、制御部２３は、感光体ドラム８にて現像されたトナー濃度を検知する濃度検知手段３７によって検知されたトナー濃度に基づいて、磁気発生部材２２の変位量を制御する。これによって環境変動および現像剤の劣化に応じて、リアルタイムで検知されるトナー濃度に基づいて、現像剤の搬送量を制御することができる。これによって最適な現像剤の搬送量となるように、リアルタイムで現像剤の搬送量を制御することができる。
【００７１】
さらに本実施の形態では、磁気発生部材２２に対向する位置の、現像スリーブ２７内のマグネットローラ２８の有する磁力は、現像スリーブ２７に対向する位置の磁気発生部材２２の有する磁力より大きく設定することができる。したがって現像ローラ１７にて担持される現像剤が、不所望に磁気発生部材２２に担持されることを防ぐことができる。これによって現像ローラ１７によって担持される現像剤の量が少なくなりすぎることを防ぐことができ、確実に現像剤を感光体ドラム８に搬送することができる。
【００７２】
また本実施の形態では、現像ローラ１７によって層厚規制部材２０に向かって搬送される現像剤には、磁極形成部３５の角変位量によっては、磁気的吸引力が現像スリーブ２７の回転方向と逆方向に作用する場合がある。この磁極形成部３５による磁気的吸引力は現像スリーブ２７の回転方向への現像剤の移動に対してブレーキとして働くので、層厚規制部材２０および滞留する現像剤に衝突する際の現像剤の速度を磁気発生部材２２が設けられない場合に比べて小さくすることができる。これによって、層厚規制部材２０および滞留する現像剤に衝突するときに、現像剤から層厚規制部材２０および滞留する現像剤に与えられる圧力を弱めることができるので、その反作用として層厚規制部材２０および滞留する現像剤から、搬送される現像剤に与えられる負荷を小さくすることができる。このように本実施形態では、層厚規制部材２０および滞留する現像剤に衝突するときに現像剤に与えられる負荷を小さくすることができ、現像剤の劣化、より詳細にはキャリアの劣化を抑制し、画像の劣化を抑えることができる。
【００７３】
また本実施の形態では、第１の軸線Ｌ１が延びる方向の磁気発生部材２２の長さは、第１の軸線Ｌ１が延びる方向の現像ローラ１７の長さより大きく設定されるが、これに限ることはなく、第１の軸線Ｌ１が延びる方向の磁気発生部材２２の長さは、第１の軸線Ｌ１が延びる方向の現像ローラ１７の長さと等しく設定してもよい。これによって現像ローラ１７の現像領域の全域にわたって、磁気発生部材２２と現像スリーブ２７との間を通過する現像剤の量を制御することができる。したがって現像ローラ１７の全域にわたって、現像剤が担持される量の偏りをなくすことができる。これによってムラがない現像を実現することができる。また現像装置１を小形化することができる。
【００７４】
また本実施の形態では、筒状体３４の直径は、現像スリーブ２７の直径より小さく設定されるが、これに限ることなく、筒状体３４の直径と現像スリーブ２７の直径とを等しく設定してもよい。これによって筒状体３４と現像スリーブ２７とを構成を共通化することができ、コストダウンをすることができる。
【００７５】
次に、本発明の第２の実施の形態の現像装置１に関して説明する。図６は、磁気発生部材２２Ａを簡略化して示す断面図である。図７は、磁気発生部材２２Ａを簡略化して示す正面図である。本実施の形態では、磁気発生部材２２Ａは、筒状体３４と、筒状体３４の内部の設けられる磁極形成部３５Ａとが一体に設けられる。したがって筒状体３４が軸線Ｌ２まわりに角変位することによって、磁極形成部３５Ａも筒状体３４の軸線Ｌ２まわりに角変位する。また本実施の形態の現像装置１は、磁極形成部３５Ａが現像スリーブ２７に対して、筒状体３４の軸線に直交するスライド方向Ｃに変位させるスライド変位手段４０をさらに含んで構成される。磁極形成部３５Ａは、スライド変位手段４０によって、現像スリーブ２７に対してスライド方向Ｃに変位可能である。
【００７６】
磁極形成部３５Ａは、たとえば永久磁石によって実現される。磁極形成部３５Ａは角柱状であり、軸線に垂直な仮想平面における断面形状は長方形状である。磁極形成部３５Ａの形状はこれに限定されず、たとえば軸線に垂直な仮想平面における断面形状が正方形状であってもよい。磁極形成部３５Ａは、軸線が現像スリーブ２７の軸線Ｌ１に平行になるように配置される。磁極形成部３５Ａは、軸線方向全体にわたって、軸線に垂直な方向における一方の表面部にＳ極を形成し、他方の表面部にＮ極を形成する。磁極形成部３５Ａは、筒状体３４の半径方向の一方側に配置される。磁極形成部３５Ａは、Ｓ極が半径方向内方側に配置され、Ｎ極が半径方向外方側に配置される。
【００７７】
制御部２３は、磁極形成部３５Ａと一体化された筒状体３４を軸線まわりに常時回転するように、磁極形成部駆動手段３６を制御せず、濃度検知手段３７によって検知されたトナー濃度に基づいて、磁気発生部材２２Ａの角変位量を制御する。また制御部２３は、濃度検知手段３７によって検知されたトナー濃度に基づいて、筒状体３４の軸線に直交する方向のスライド変位量を制御して、磁気発生部材２２Ａの現像スリーブ２７に対する距離を変化させる。
【００７８】
前述したように現像スリーブ２７によって担持されて、現像スリーブ２７と筒状体３４との間を通過する現像剤の量は、マグネットローラ２８と磁極形成部３５Ａとによって形成される磁力分布に相関がある。マグネットローラ２８の磁極がＮ極で、現像ローラ１７と最近接距離にある磁極形成部３５Ａの磁極もＮ極である場合、互いに反撥して磁極形成部３５Ａとマグネットローラ２８との間の磁束密度は小さくなる。またこのような場合に、磁気発生部材２２Ａと現像ローラ１７との距離が小さくなるにつれて、磁束密度がさらに小さくなるので、現像剤の搬送力は小さくなり、現像スリーブ２７と筒状体３４との間を通過する現像剤の量は少なくなる。
【００７９】
また磁極形成部３５Ａを軸線まわりに角変位させて、マグネットローラ２８の磁極がＮ極で現像ローラ１７と最近接距離にある磁極形成部３５Ａの磁極がＳ極である場合、互いに引き合って磁極形成部３５Ａとマグネットローラ２８との間の磁束密度が大きくなる。またこのような場合に、磁気発生部材２２Ａと現像ローラ１７との距離が小さくなるにつれて、磁束密度がさらに大きくなるので、現像剤の搬送力は大きくなり、現像スリーブ２７と筒状体３４との間を通過する現像剤の量は多くなる。したがって磁極形成部３５Ａの角変位量とスライド変位量を制御することによって、現像ローラ１７による現像剤の搬送力を制御することができる。
【００８０】
図８は、スライド変位手段４０の一例を簡略化して示す断面図である。本例のスライド変位手段４０は、磁気発生部材２２Ａをスライド方向Ｃに沿って案内する案内手段４１、磁気発生部材２２Ａをスライド方向Ｃの一方に向かって押圧する押圧手段４２、および磁気発生部材２２Ａをスライド方向Ｃの他方に向かうばね力を与えるばね部材４３を含んで構成される。筒状体３４には、筒状体３４に磁極形成部駆動手段３６からの駆動力を伝達する軸部材４４が、筒状体３４と同軸に連結される。案内手段４１は、軸部材４４をスライド方向Ｃに沿って案内し、本実施の形態では、スライド方向Ｃに沿って延びるスライド孔によって実現され、スライド孔に軸部材４４が挿通されて、スライド孔に案内されて、軸部材４４がスライド方向Ｃに変位可能に構成される。
【００８１】
押圧手段４２は、たとえばソレノイドによって実現され、軸部材４４の軸線方向の両端部をスライド方向Ｃの一方に向かって、制御部２３からの制御指令に基づくスライド量だけ変位するように軸部材４４を押圧する。ばね部材４３は、軸部材４４をスライド方向Ｃの他方に向かってばね力を与え、押圧手段４２に軸部材４４が常に当接するようにばね力を与える。したがって押圧手段４２は、ばね部材４３のばね力に抗して、押圧力を与えることによって、軸部材４４を所定の位置に配置することができる。このようにスライド変位手段４０を構成することによって、軸部材４４をスライド孔に沿って変位させることができる。これによって磁気発生部材２２Ａと現像ローラ１７との距離を変化させることができる。
【００８２】
図９は、スライド変位手段４０Ａの他の例を簡略化して示す断面図である。図１０は、スライド変位手段４０Ａの動作を説明するための図である。本例のスライド変位手段４０Ａは、磁気発生部材２２Ａをスライド方向Ｃに沿って案内する案内手段４１、軸部材４４に当接して設けられるカム部材４５、カム部材４５をカム軸４６まわりに角変位させる角変位手段４７、および磁気発生部材２２Ａにスライド方向Ｃの他方に向かうばね力を与えるばね部材４３を含んで構成される。案内手段４１は、軸部材４４をスライド方向Ｃに沿って案内し、本実施の形態では、スライド方向Ｃに沿って延びるスライド孔が案内手段４１として設けられ、スライド孔に軸部材４４が挿通されて、スライド孔に案内されて、軸部材４４がスライド方向Ｃに変位可能に構成される。
【００８３】
カム部材４５は、筒状体３４の軸線Ｌ２と平行なカム軸４６の軸線まわりに角変位可能に、カム軸４６の軸線方向両端部に設けられ、その外周面部が軸部材４４の軸線方向両端部の外周面部に当接して設けられる。角変位手段４７は、カム部材４５を角変位させて、軸部材４４の軸線方向の両端部をスライド方向Ｃの一方に向かって、制御部２３からの制御指令に基づくスライド量だけ変位するように軸部材４４を押圧する。ばね部材４３は、軸部材４４をスライド方向Ｃの他方に向かってばね力を与え、カム部材４５に軸部材４４が常に当接するようにばね力を与える。したがって図１０（１）に示すように、スライド方向Ｃに直交する方向の延びるようにカム部材４５が配置されている状態から、角変位手段４７によってカム部材４５を角変位させることによって、カム部材４５は軸部材４４にばね部材４３のばね力に抗して、押圧力を与えることができる。これによって図１０（２）に示すように、軸部材４４をスライド方向Ｃの一方に変位させて、軸部材４４を所定の位置に配置することができる。このようにスライド変位手段４０Ａを構成することによって、軸部材４４をスライド孔に沿って変位させることができる。これによって磁気発生部材２２Ａと現像ローラ１７との距離を変化させることができる。
【００８４】
図１１は、スライド変位手段４０Ｂのさらに他の例を、拡大して簡略化して示す断面図である。図１２は、スライド変位手段４０Ｂの動作を説明するための図である。本例のスライド手段は、スライド方向Ｃは筒状体３４の軸線に直交する方向ではなく、現像スリーブ２７の軸線Ｌ１を回転中心する円弧状に沿った方向である。したがって本例のスライド変位手段４０Ｂは、磁気発生部材２２Ａを現像スリーブ２７の外周に沿って所定の距離を保ちながら変位させる。本例のスライド変位手段４０Ｂは、磁気発生部材２２Ａをスライド方向Ｃに沿って案内する案内手段４１、軸部材４４に当接して設けられるカム部材４５、カム部材４５をカム軸４６の軸線まわりに角変位させる角変位手段４７、および磁気発生部材２２Ａにスライド方向Ｃの他方に向かうばね力を与えるばね部材４３を含んで構成される。案内手段４１は、軸部材４４をスライド方向Ｃに沿って案内し、本実施の形態では、スライド方向Ｃに沿って延びる円弧状のスライド孔が案内手段４１として設けられ、スライド孔に軸部材４４が挿通されて、スライド孔に案内されて、軸部材４４がスライド方向Ｃに変位可能に構成される。
【００８５】
したがって前述の他の例と同様に、図１２（１）に示すようにカム部材４５が配置されている状態から、角変位手段４７によってカム部材４５を角変位させることによって、カム部材４５は軸部材４４にばね部材４３のばね力に抗して、押圧力を与えることができる。これによって図１０（２）に示すように、軸部材４４を円弧状のスライド孔に沿って、スライド方向Ｃの一方に変位させて、軸部材４４を所定の位置に配置することができる。このようにスライド変位手段４０Ｂを構成することによって、軸部材４４をスライド孔に沿って変位させることができる。これによって磁気発生部材２２Ａを現像スリーブ２７の外周に沿って所定の距離を保ちながら変化させることができる。このように磁気発生部材２２Ａと現像スリーブ２７の外周に沿って変位させることによって、マグネットローラ２８は周方向に関して磁極が異なるので、磁気発生部材２２Ａと現像ローラ１７との磁束密度を変化させることができる。これによって磁束密度の変化による、前述の効果を達成することができる。
【００８６】
次に、本発明の第３の実施の形態の現像装置に関して説明する。図１３は、本発明の第３の実施の形態の現像装置１を簡略化して示す正面図である。本実施の形態の現像装置１は、磁気発生部材２２Ｂを現像スリーブ２７に対して水平方向ｘに変位させる磁石移動手段６０を含んで構成される。
【００８７】
磁気発生部材２２Ｂは、たとえば永久磁石によって実現される。磁気発生部材２２Ｂは角柱状であり、軸線に垂直な仮想平面における断面形状は長方形状である。磁気発生部材２２Ｂの形状はこれに限定されず、たとえば軸線に垂直な仮想平面における断面形状が正方形状であってもよい。磁気発生部材２２Ｂは、マグネットローラ２８のＮ２磁極の中心線を延長した線Ｌの先に、マグネットローラ２８と対向するように設けられる。磁気発生部材２２Ｂは、マグネットローラ２８に対向する面にＮ極が配置され、その反対側にＳ極が配置される。
【００８８】
制御部は、濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、磁気発生部材２２Ｂの現像スリーブ２７に対する水平方向への変位量を制御する。
【００８９】
磁石移動手段６０は、たとえばソレノイドや、油圧シリンダ、空気圧シリンダなど磁気発生部材２２Ｂを直線方向に変位可能な構成であれば用いることができ、制御部は、電流値、油圧、空気圧を調節して磁気発生部材２２Ｂの水平方向への変位量を制御する。
【００９０】
現像スリーブ２７によって担持されて、現像スリーブ２７と磁気発生部材２２Ｂとの間を通過する現像剤の量は、マグネットローラ２８と磁気発生部材２２Ｂとによって形成される磁力分布に依存する。マグネットローラ２８の磁極がＮ極で、マグネットローラ２８と最近接距離にある磁気発生部材２２Ｂの磁極もＮ極であるので、互いに反撥して磁気発生部材２２Ｂとマグネットローラ２８との間の磁束密度は小さくなる。さらにこのような場合に、磁気発生部材２２Ｂを水平方向に移動させ、磁気発生部材２２Ｂとマグネットローラ２８との距離が小さくなるにつれて、磁束密度がさらに小さくなるので、現像剤の搬送力は小さくなり、現像スリーブ２７と磁気発生部材２２Ｂとの間を通過する現像剤の量は少なくなる。
【００９１】
現像容器１６内への新規補給用のトナーは、撹拌部材の上方から落下するよう設定されており、本実施形態では、パドル１８と攪拌ローラ１９のほぼ中間付近に落下する。現像スリーブ２７から移動した現像剤と落下する補給用のトナーとは、ほぼ上記箇所で遭遇し、パドル１８と攪拌ローラ１９の両撹拌部材によって補給用のトナーが現像剤と混合、攪拌される。
【００９２】
磁気発生部材２２Ｂの変位のさせ方によって磁力の制御性は変化するが、特に水平方向に変位させることで、磁気発生部材２２Ｂと現像スリーブ２７との距離を変えることにより、現像スリーブ２７から移動する現像剤の量を制御できるため、供給されるトナーの量、流動性等に応じた精密な攪拌制御が可能となる。
【００９３】
たとえば、高印字率の原稿を連続して印字する場合、トナー補給量は通常の何倍にもなるが、このような場合にも十分に撹拌することが可能となる。また、高温高湿の環境下でトナー粒子同士が凝集しやすくなるといった条件においては、通常設定よりも多めに現像スリーブ２７から現像剤を移動させることにより、攪拌性を上げることが可能となる。
【００９４】
次に、本発明の第４の実施の形態の現像装置１に関して説明する。図１４は、本発明の第４の実施の形態の現像装置１を簡略化して示す正面図である。本実施形態は、図１に示した第１の実施形態の現像装置１に類似の構成となっており、磁気発生部材２２を現像スリーブ２７に対して水平方向ｘに変位させる磁石移動手段６０を構成に含むことのみが異なっている。
【００９５】
本実施形態では、筒状体３４が軸線まわりに角変位することによって、磁極形成部３５も筒状体３４の軸線まわりに角変位する。また、磁石移動手段６０によって、磁気発生部材２２は現像スリーブ２７に対して水平方向に変位される。
【００９６】
磁極形成部３５は、たとえば永久磁石によって実現される。磁極形成部３５は角柱状であり、軸線に垂直な仮想平面における断面形状は長方形状である。磁極形成部３５の形状はこれに限定されず、たとえば軸線に垂直な仮想平面における断面形状が正方形状であってもよい。磁極形成部３５は、軸線が現像スリーブ２７の軸線に平行になるように配置される。磁極形成部３５は、軸線方向全体にわたって、軸線に垂直な方向における一方の表面部にＳ極を形成し、他方の表面部にＮ極を形成する。磁極形成部３５は、筒状体３４の半径方向の一方側に配置される。磁極形成部３５は、Ｓ極が半径方向内方側に配置され、Ｎ極が半径方向外方側に配置される。
【００９７】
磁石移動手段６０は、たとえばソレノイドや、油圧シリンダ、空気圧シリンダなど磁気発生部材２２Ｂを直線方向に変位可能な構成であれば用いることができ、制御部は、電流値、油圧、空気圧を調節して磁気発生部材２２Ｂの水平方向への変位量を制御する。
【００９８】
制御部は、磁極形成部３５と一体化された筒状体３４を軸線まわりに常時回転するように、磁極形成部駆動手段３６を制御せず、濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、磁気発生部材２２の角変位量を制御する。また制御部は、磁石移動手段６０を制御して、濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、磁気発生部材２２の現像スリーブ２７に対する水平方向への変位量を制御する。
【００９９】
前述のように現像スリーブ２７によって担持されて、現像スリーブ２７と筒状体３４との間を通過する現像剤の量は、マグネットローラ２８と磁極形成部３５とによって形成される磁力分布に依存する。マグネットローラ２８の磁極がＮ極で、マグネットローラ２８と最近接距離にある磁気発生部材２２の磁極もＮ極とした場合、互いに反撥して磁気発生部材２２とマグネットローラ２８との間の磁束密度は小さくなる。さらにこのような場合に、磁気発生部材２２Ｂを水平方向に移動させ、磁気発生部材２２とマグネットローラ２８との距離が小さくなるにつれて、磁束密度がさらに小さくなるので、現像剤の搬送力は小さくなり、現像スリーブ２７と磁気発生部材２２との間を通過する現像剤の量は少なくなる。
【０１００】
また磁極形成部３５を軸線まわりに角変位させて、マグネットローラ２８の磁極がＮ極でマグネットローラ２８と最近接距離にある磁極形成部３５の磁極がＳ極とした場合、互いに引き合って磁極形成部３５とマグネットローラ２８との間の磁束密度が大きくなる。またこのような場合に、磁気発生部材２２とマグネットローラ２８との距離が小さくなるにつれて、磁束密度がさらに大きくなるので、現像剤の搬送力は大きくなり、現像スリーブ２７と筒状体３４との間を通過する現像剤の量は多くなる。したがって磁極形成部３５の角変位量と水平方向への変位量を制御することによって、現像ローラによる現像剤の搬送力を精密に制御することができる。
【０１０１】
現像容器１６内への新規補給用のトナーは、撹拌部材の上方から落下するよう設定されており、本実施形態では、パドル１８と攪拌ローラ１９のほぼ中間付近に落下する。現像スリーブ２７から移動した現像剤と落下する補給用のトナーとは、ほぼ上記箇所で遭遇し、パドル１８と攪拌ローラ１９の両撹拌部材によって補給用のトナーが現像剤と混合、攪拌される。
【０１０２】
磁気発生部材２２の変位のさせ方によって磁力の制御性は変化するが、特に磁気発生部材２２を回転させながら水平方向に移動させることにより、現像スリーブ２７から移動する現像剤の量、および補給用トナーとの遭遇位置を、現像剤の特性や使用環境に応じて細かく調整、制御可能であるため、最適な現像剤の撹拌性能が得られる。
【０１０３】
次に、本発明の第５の実施の形態の現像装置１に関して説明する。図１５は、本実施の形態の筒状体３４の表面および現像スリーブ２７の表面を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、磁気発生部材２２の表面粗さは、現像スリーブ２７の表面粗さと異なる点に特徴を有する。
【０１０４】
図１５（１）は、筒状体３４の表面を示す図であって、図１５（１）に示すように、たとえば筒状体３４の表面には、軸線方向に沿って延びる矩形状の溝４８が複数形成される。筒状体３４の溝４８の深さは、たとえば１ｍｍであり、溝４８の間隔は、たとえば１ｍｍである。図１５（２）は、現像スリーブ２７の表面を示す図であって、図１５（２）に示すように、たとえば現像スリーブ２７の表面には、軸線方向に沿って延びる矩形状の溝４９が複数形成される。現像スリーブ２７の溝４９の深さは、たとえば３ｍｍであり、溝４９の間隔は、たとえば３ｍｍである。このように筒状体３４の表面粗さは、現像スリーブ２７の表面粗さと異なるように構成される。また図１５（１）および図１５（２）に示すように、筒状体３４の表面粗さが、現像スリーブ２７の表面粗さより小さい構成に限ることはなく、筒状体３４の表面粗さの方が大きくてもよい。
【０１０５】
また図１５（３）に示すように、溝４８，４９の形も図１５（２）のような矩形状の形に限ることはなく、Ｖ字状の溝５０であってもよい。また図１５（４）のように表面にサンドブラスト処理を施して、表面粗さＲｚ数μｍｍ以上数百μｍ以下の溝５１を形成してよもよい。矩形状の形およびＶ字状の溝４８，４９，５０は、ドローイング法における成型時の金型にその型をあらかじめ設けておくことなどによって形成することができる。サンドブラスト処理とは、表面にガラスビーズ等の研磨材を吹き付けることで溝を作成する方法である。
【０１０６】
以上のような溝の形状や大きさ、溝の間隔によって、現像スリーブ２７および筒状体３４による現像剤の搬送力を任意に変えることができる。このような現像剤の搬送量の判断方法として、たとえば外部空転機を用いて、現像ローラ１７を予め定める条件、たとえば４００ｒｐｍで３分間回転させた後、単位面積当たりの現像剤の重さを測定することによって、判断することができる。
【０１０７】
このように本実施の形態では、磁気発生部材２２の表面粗さは、現像スリーブ２７の表面粗さと異なる。このように表面粗さが、磁気発生部材２２と現像スリーブ２７とで異ならせることによって、両部材の表面に担持されて移動する現像剤の量が異なるようにすることができる。したがって、たとえば現像スリーブ２７の表面粗さを磁気発生部材２２よりも粗くすることで、現像スリーブ２７に搬送された現像剤の搬送量を多くすることができるので、現像剤の搬送能力を磁気発生部材２２より大きく設定することができる。これによって現像ローラ１７によって搬送される現像剤の量を所望の量に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の現像装置１を簡略化して示す正面図である。
【図２】現像装置１の一適用例である画像形成装置２を簡略化して示す正面図である。
【図３】磁気発生部材２２および現像ローラ１７を簡略化して示す断面図である。
【図４】現像ローラ１７と磁気発生部材２２との磁気に関する関係を説明するための正面図である。
【図５】磁気発生部材２２に関連する電気的構成を簡略化して示すブロック図である。
【図６】磁気発生部材２２Ａを簡略化して示す断面図である。
【図７】磁気発生部材２２Ａを簡略化して示す正面図である。
【図８】スライド変位手段４０の一例を簡略化して示す断面図である。
【図９】スライド変位手段４０Ａの他の例を簡略化して示す断面図である。
【図１０】スライド変位手段４０Ａの動作を説明するための図である。
【図１１】スライド変位手段４０Ｂのさらに他の例を、拡大して簡略化して示す断面図である。
【図１２】スライド変位手段４０Ｂの動作を説明するための図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態の現像装置１を簡略化して示す正面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の現像装置１を簡略化して示す正面図である。
【図１５】筒状体３４の表面および現像スリーブ２７の表面を拡大して示す正面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  現像装置
２  画像形成装置
８  感光体ドラム
１７  現像ローラ
２０  層厚規制部材
２２  磁気発生部材
２３  制御部
２７  現像スリーブ
２８  マグネットローラ
３４  筒状体
３５  磁極形成部
４０  スライド変位手段
【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】
2008233892.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008233892.tif 000012
【図１１】
2008233892.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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