(57)【要約】【課題】プロセススピードが高速化しても、現像ローラ回転速度の増加を抑制しながら、トナー密度の高いトナークラウドを発生させ、十分な現像性を確保するとともに、掃き寄せなどの画像ノイズも抑制することができる現像装置、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】トナークラウドを発生させるために電界を印加する制御電極部材に、着磁部を設け、現像ローラ側の磁極との間で形成される磁界の効果で、磁気ブラシ穂を急激に立ち上がらせトナーをはじき飛ばし、電界の効果と相俟って、トナー密度の高いトナークラウドを発生させる。【選択図】図３
2010072177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリヤを含む現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体と像担持体とが近接する現像領域に配置された制御電極部材とを有し、該制御電極部材と前記現像剤担持体の間に電界を印加して、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置であって、
前記現像剤担持体は、前記現像領域に最大磁束密度を有する主磁極を内包しており、
前記制御電極部材は、
前記現像領域の近傍で、かつ前記現像剤担持体の現像剤搬送方向で、前記主磁極の位置の上流側に先端部が位置し、さらに上流側に後端部が位置するように、前記現像剤担持体と対向して配置され、
前記制御電極部材の前記先端部が前記主磁極と同極性に、前記後端部が前記主磁極と逆極性になるように着磁された着磁部を有する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御電極部材の前記先端部は、
前記現像剤担持体における前記主磁極の法線方向の磁束密度が最大値Ｂｒ（ｍａｘ）となる位置Ｐに対して、現像剤搬送方向上流側で磁束密度Ｂｒが０．８Ｂｒ（ｍａｘ）となる位置Ｐ１から、０．５Ｂｒ（ｍａｘ）となる位置Ｐ２までの間に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記制御電極部材の前記先端部の最大磁束密度Ｂｅは、
前記現像剤担持体の前記主磁極の法線方向の最大磁束密度Ｂｒ（ｍａｘ）に対して、０．２Ｂｒ（ｍａｘ）以上であり、０．８Ｂｒ（ｍａｘ）以下である
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】
前記制御電極部材は制御電極と着磁部とを積層して含み、
前記制御電極の先端部の位置は、
現像剤搬送方向で、前記着磁部の先端部と一致する、もしくは前記現像剤担持体に担持されている現像剤に接触しない範囲で前記着磁部の先端部から前記主磁極側へ突き出している
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
像担持体と、
該像担持体上に形成した潜像を現像する請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置と、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、二成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体と像担持体とが近接する現像領域に配置された制御電極部材とを有し、該制御電極部材と前記現像剤担持体の間に電界を印加して、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置が広く用いられている。特にトナーと磁性キャリヤを含む二成分乾式現像剤を用いた現像方式が広く採用され、様々な現像装置が開発されてきている。
【０００３】
従来、用いられてきた代表的な二成分現像方式は、磁気ブラシ現像である。現像剤担持体として回転駆動する現像ローラ、すなわち磁石体を内包した現像スリーブを用いて、その磁界により形成された磁性キャリヤのチェーンからなる磁気ブラシの穂で、像担持体の表面を擦ることにより、磁気ブラシの穂に付着しているトナーを像担持体上の潜像に電気的に移動させ、トナー像を形成する。
【０００４】
こういった磁気ブラシ現像は良好な現像性を示すものの、様々な問題点もあった。キャリヤのブラシで潜像を擦ることになるため、画像品質上のノイズを生じたり、キャリヤがとれて付着したり、耐久性に問題が生じたりした。
【０００５】
例えば、磁気ブラシによりトナー像が攪乱され、ノイズとなる例として、「掃き寄せ」現象がある。像担持体と現像剤担持体が現像領域で逆方向に移動する逆転現像の場合に特に顕著であるが、磁気ブラシの穂が既に現像されたトナーを掻き取っていき、現像部分の後端にトナーを掃き寄せたが如く濃度ムラを生じさせる。
【０００６】
これらの問題に対処するため、非接触で現像する方式が提案された。
【０００７】
例えば、特許文献１では、現像領域近傍に制御電極を設け、振動電界等を印加することにより、現像領域でトナークラウドを発生させ、磁気ブラシを摺擦させることなく現像する技術が開発されている。
【０００８】
特許文献２では、磁気ブラシを寝かせる磁界と、立たせる磁界とを発生させ、この磁気ブラシ穂と衝突する位置に衝突部材を設置し、衝撃でトナーをはじき飛ばすことでトナークラウドを発生させる技術が提示されている。
【０００９】
また特許文献３では、磁性トナーを用いた一成分現像方式であるが、現像領域の現像剤搬送方向上流に近接して磁性体を配置し、現像ローラとの間の磁界により、磁性トナーの像担持体上の潜像への移動を促進する技術が提示されている。
【特許文献１】特開平９−２５８５４９号公報
【特許文献２】特開平８−４４２１４号公報
【特許文献３】特開平１１−２０２６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１や２に記載の技術においては、トナークラウドを発生させ、非接触現像を利用することで、磁気ブラシで像担持体を摺擦することによる問題をかなり解消できる。また、たとえ現像時に磁気ブラシが接触する場合であっても、非接触現像を利用することで、例えば「掃き寄せ」等の画像不良を修復することができる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の技術におけるその効果は、プロセススピードが高速化するにつれて、得ることが困難になる。特に逆転現像の場合、トナークラウドを通過する時間が短くなり、十分な現像性を得られず、「掃き寄せ」修復効果も得られなくなる。
【００１２】
特許文献２に記載の技術においても、衝突部材がトナーをはじき飛ばすだけでは、トナークラウドのトナー密度は薄く、同様に高速のプロセススピードでは十分な現像性を得ることができない。
【００１３】
特許文献３に記載の技術は、磁性トナーに限定したものであり、磁性トナーの磁性を利用しているため、二成分現像方式には適用できない。また、一成分現像であれば、キャリヤに起因する問題や「掃き寄せ」等の画像ノイズは元々問題ではない。
【００１４】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、プロセススピードが高速化しても、現像ローラ回転速度の増加を抑制しながら、トナー密度の高いトナークラウドを発生させ、十分な現像性を確保するとともに、掃き寄せなどの画像ノイズも抑制することができる現像装置、及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】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有するものである。
【００１６】
１．  トナーとキャリヤを含む現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体と像担持体とが近接する現像領域に配置された制御電極部材とを有し、該制御電極部材と前記現像剤担持体の間に電界を印加して、前記像担持体上の潜像を現像する現像装置であって、前記現像剤担持体は、前記現像領域に最大磁束密度を有する主磁極を内包しており、前記制御電極部材は、前記現像領域の近傍で、かつ前記現像剤担持体の現像剤搬送方向で、前記主磁極の位置の上流側に先端部が位置し、さらに上流側に後端部が位置するように、前記現像剤担持体と対向して配置され、前記制御電極部材の前記先端部が前記主磁極と同極性に、前記後端部が前記主磁極と逆極性になるように着磁された着磁部を有することを特徴とする現像装置。
【００１７】
２．  前記制御電極部材の前記先端部は、前記現像剤担持体における前記主磁極の法線方向の磁束密度が最大値Ｂｒ（ｍａｘ）となる位置Ｐに対して、現像剤搬送方向上流側で磁束密度Ｂｒが０．８Ｂｒ（ｍａｘ）となる位置Ｐ１から、０．５Ｂｒ（ｍａｘ）となる位置Ｐ２までの間に位置することを特徴とする１に記載の現像装置。
【００１８】
３．  前記制御電極部材の前記先端部の最大磁束密度Ｂｅは、前記現像剤担持体の前記主磁極の法線方向の最大磁束密度Ｂｒ（ｍａｘ）に対して、０．２Ｂｒ（ｍａｘ）以上であり、０．８Ｂｒ（ｍａｘ）以下であることを特徴とする１または２に記載の現像装置。
【００１９】
４．  前記制御電極部材は制御電極と着磁部とを積層して含み、前記制御電極の先端部の位置は、現像剤搬送方向で、前記着磁部の先端部と一致する、もしくは前記現像剤担持体に担持されている現像剤に接触しない範囲で前記着磁部の先端部から前記主磁極側へ突き出していることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の現像装置。
【００２０】
５．  像担持体と、該像担持体上に形成した潜像を現像する１乃至４の何れか１項に記載の現像装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の現像装置、及び画像形成装置によれば、トナークラウドを発生させるために電界を印加する制御電極部材に、着磁部を設け、現像ローラ側の磁極との間で形成される磁界の効果で、磁気ブラシ穂を急激に立ち上がらせトナーをはじき飛ばし、電界の効果と相俟って、トナー密度の高いトナークラウドを発生させることができる。
【００２２】
これにより、プロセススピードが高速化しても、現像ローラ回転速度の増加を抑制しながら、トナー密度の高いトナークラウドを発生させ、十分な現像性を確保するとともに、掃き寄せなどの画像ノイズも抑制することができる。
【００２３】
また、磁界の効果により、制御電極部材と磁気ブラシの接触抑止による現像剤へのストレス低減、現像ローラへの接触抑止による損傷防止、制御電極部材へのトナー融着抑止による電界形成や画像への悪影響の排除等が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
（画像形成装置の概略構成）
図１に本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部分の構成例を示す。この画像形成装置は、電子写真方式により像担持体（感光体）に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写して画像形成を行う装置である。図１を用いて、本実施形態に係る画像形成装置の構成と機能動作について説明する。
【００２６】
図１に示した画像形成装置は、画像を担持するための像担持体として感光体ドラム１を有しており、感光体ドラム１の周辺には、感光体ドラム１を帯電するための帯電装置３、露光して静電潜像を形成するための露光装置１０、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像装置２、感光体ドラム１上の現像されたトナー像を転写するための転写ローラ４、及び感光体ドラム１上の残留トナー除去用のクリーニングブレード５が、感光体ドラム１の回転方向Ａに沿って順に配置されている。
【００２７】
感光体ドラム１は、帯電手段３で帯電された後に、図中のＥ点の位置で露光装置１０により露光されて、その表面上に静電潜像が形成される。現像装置２は、この静電潜像を現像してトナー像にする。転写ローラ４は、この感光体ドラム１上のトナー像を転写媒体Ｐに転写した後、図中の矢印Ｃ方向に排出する。クリーニングブレード５は、転写後の感光体ドラム１上の残留トナーを機械的な力で除去する。
【００２８】
画像形成装置に用いられる感光体ドラム１、帯電装置３、露光装置１０、転写ローラ４、クリーニングブレード５等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。例えば、帯電装置３として図中、帯電ローラが示されているが、感光体ドラム１と非接触の帯電装置であってもよい。また例えば、クリーニングブレードはなくてもよい。
【００２９】
（現像装置２の構成）
図２及び図３を用いて、現像装置２の構成について、詳細を説明する。図２は、図１における現像装置２の構成例を示し、図３は、現像装置２における現像領域近辺の詳細構成例を示す。
【００３０】
現像装置２は、トナーと該トナーを帯電するためのキャリヤとを含む二成分現像剤２４を用いる現像装置であり、現像剤２４を収容する現像剤槽１６、現像剤槽１６から現像剤２４を供給するバケットローラ１７、供給された現像剤２４を表面に担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ１１、及び現像ローラ１１に電圧を印加する電源１４を備えている。また制御電極部材９とそれに電圧を印加する電源３３を備えている。制御電極部材についての詳細は後述する。
【００３１】
現像剤槽１６は、ケーシング１８より形成されており、通常は、内部に現像ローラ１１への現像剤供給用のバケットローラ１７を収納している。ケーシング１８のバケットローラ１７に対向する位置には、トナー濃度検出用のＡＴＤＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｏｎｅｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサ２０が配設されている。
【００３２】
現像ローラ１１は、固定配置された磁石ローラ１３と、これを内包する回転自在なスリーブローラ１２とから構成される。磁石ローラ１３は、スリーブローラ１２の回転方向Ｂに沿ってＮ１、Ｓ１、Ｎ３、Ｎ２、Ｓ２の５つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｎ１は、感光体ドラム１と対向する現像領域６の位置に配されており、また、スリーブローラ１２上の現像剤２４を剥離するための反発磁界を発生させる同極部Ｎ３、Ｎ２は、現像剤槽１６内部に対向した位置に配置されている。
【００３３】
現像装置２は通常、現像領域６で消費される分のトナーを現像剤槽１６内に補給するためのトナー補給装置７、及び現像ローラ１１上の現像剤量を規制するための現像剤薄層化用の規制部材（規制ブレード）１５を有している。トナー補給装置７は、補給トナーを収納したホッパ２１と、現像剤槽１６内へのトナー補給用の補給ローラ１９とから構成される。
【００３４】
上記現像装置２の機能動作について述べる前に、現像装置２で用いている現像剤２４について説明する。
【００３５】
（現像剤の構成）
現像剤の構成について、以下に詳細に説明する。
【００３６】
本実施形態に使用するトナーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や必要に応じて、荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。
【００３７】
このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができる。例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。
【００３８】
本発明に使用するキャリヤとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリヤを使用することができ、バインダー型キャリヤやコート型キャリヤなどが使用できる。キャリヤ粒径としてはこれに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。
【００３９】
バインダー型キャリヤは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリヤ表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリヤの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。
【００４０】
一方、コート型キャリヤは磁性体からなるキャリヤコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリヤであり、コート型キャリヤにおいてもバインダー型キャリヤ同様、キャリヤ表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリヤの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリヤと同様の材料を用いることができる。
【００４１】
トナーとキャリヤの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調製されれば良く、トナー混合比はトナーとキャリヤとの合計に対して３〜１５質量％、好ましくは５〜８質量％が適している。
【００４２】
（現像装置２の機能動作：磁気ブラシ現像）
上記現像剤を用いて現像を行う現像装置２の機能動作について説明する。なお本実施形態では、制御電極部材を用いた非接触の現像機能を有しているが、これについては後述することにし、キャリヤのブラシが感光体ドラム１と接触する磁気ブラシ現像機能についてまず説明する。
【００４３】
図２に示す現像装置２において、現像剤槽１６内の現像剤２４は、バケットローラ１７の回転により混合撹拌され、摩擦帯電した後、バケットローラ１７によって汲み上げられて現像ローラ１１表面のスリーブローラ１２へと供給される。
【００４４】
この現像剤２４は、現像ローラ１１内部の磁石ローラ１３の磁力によってスリーブローラ１２の表面上に保持され、スリーブローラ１２の回転と共にＢ方向に回転移動して、現像ローラ１１に対向して設けられた規制部材１５で通過量を規制される。
【００４５】
規制された現像剤２４は、感光体ドラム１と対向する現像領域６へと搬送される。現像領域６では、磁石ローラ１３の主磁極Ｎ１の磁力によって現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）が形成され、感光体ドラム１上の静電潜像と現像バイアスの印加された現像ローラ１１との間に形成された電界がトナーに与える力により、現像剤２４中のトナーが感光体ドラム１上の静電潜像側へと移動して、静電潜像が顕像へと現像される。現像方式は反転現像方式であってもよいし、または正規現像方式であってもよい。
【００４６】
現像領域６でトナーを消費した現像剤２４は、現像剤槽１６に向けて搬送され、バケットローラ１７に対向して設けられた磁石ローラ同極部Ｎ３、Ｎ２の反発磁界によって現像ローラ１１上から剥離され、現像剤槽１６内へと回収される。
【００４７】
トナー補給装置７に設けられた不図示の補給制御部は、ＡＴＤＣセンサ２０の出力値から現像剤２４中のトナー濃度が画像濃度確保のための最低トナー濃度以下になったことを検出すると、トナー補給ローラ１９の駆動手段に駆動開始信号を送る。そして、トナー補給ローラ１９の回転が始まり、この回転に伴って、ホッパ２１内に貯蔵された補給トナーが現像剤槽１６内へ供給される。
【００４８】
（制御電極部材を用いた非接触現像）
上記のように、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像は、良好な現像性を有するが、様々な問題点もあった。その多くはキャリヤを用いた接触現像であることに起因する。
【００４９】
例えば、キャリヤ付着やキャリヤの耐久性などの問題、キャリヤが感光体ドラム１の現像部を摺擦することによる画像ノイズの発生などが挙げられる。これらは現像性の確保と両立しがたい問題である。
【００５０】
「掃き寄せ」現象を例にとって説明する。「掃き寄せ」とは、磁気ブラシが感光体ドラム上の現像されたトナー像に対してトナーの掻き取りを行うことにより生ずるトナー像の攪乱現象である。画像不良となって現れる。
【００５１】
図４に「掃き寄せ」の起こる画像の例を示す。
【００５２】
図４に示すように、特に中間濃度のブロック領域４０が画像４１上に存在する場合、磁気ブラシが画像の副走査方向にそのブロックを擦りながら現像していく。しかし、そのブロックはトナーが付着した後もまだ磁気ブラシによって擦られることになり、一旦付着したトナーが掻き取られ、あたかも磁気ブラシが擦る方向へ掃き寄せられるかのように移動する。
【００５３】
結果として、図４のように、ブロックの副走査方向後端にトナーが残留し、濃度ムラが生じてしまう。特に現像ローラ１１の表面移動方向が、感光体ドラム１の表面の移動方向と、逆に移動する逆転現像の場合に顕著である。
【００５４】
このような弊害に対し、本実施形態では制御電極部材９を設け、電源３３により、現像ローラ１１との間で振動電界を形成するように電圧印加し、トナークラウドを発生させている。このトナークラウドによる非接触の現像により、「掃き寄せ」等の修復が行われる。
【００５５】
制御電極部材９は、現像領域６の近傍で、現像剤搬送方向上流側（逆転現像では感光体ドラム移動方向下流側）に設置されている。振動電界により、現像領域６に入ってきた磁気ブラシからトナーを離脱させ、現像領域６に離脱したトナーのクラウドを形成し、現像領域６から出て行く感光体ドラム１表面の、掻き取りにより付着トナーの減少した領域に、クラウド現像によりトナーを与え、修復する。
【００５６】
また、磁気ブラシ現像で十分な現像性を得るためには、ある程度以上の現像θ（プロセス速度Ｖｐに対する現像剤搬送速度Ｖｓの比Ｖｓ／Ｖｐ）が必要とされるが、クラウド現像機能が加わることにより現像性も向上させることができるので、現像θを減らしても現像性を確保することができる。
【００５７】
現像θが減少するということは、プロセス速度Ｖｐに対して、現像剤搬送速度Ｖｓを相対的に遅くできるということである。これは磁気ブラシ穂が現像されたトナーを掻き取る回数が減るということであり、現像θの減少は「掃き寄せ」の抑制に効果的である。また現像剤が規制部材１５を通過する回数を減らすことができ、従って現像剤へのストレスを低減できる。
【００５８】
このように制御電極部材９を利用して、トナークラウドによる非接触現像機能を有することで、磁気ブラシ現像の問題であるトナー像の攪乱などの画像不良を抑制することができる。
【００５９】
（制御電極部材の着磁とその効果）
上記のように、制御電極部材９を利用したトナークラウド現像は、良好な現像性を有し、かつトナー像の攪乱などの画像不良を抑制するが、これにも問題点がある。それは、プロセススピードが高速になるにつれてトナークラウドの効果が薄れてくるということである。
【００６０】
例えば、プロセススピードが高速になるに従ってトナークラウドの領域を感光体ドラム１表面が通過する時間が短くなり、十分な現像性、及びトナー像の攪乱修復効果が得られなくなってくる。特に逆転現像では問題が大きい。
【００６１】
また、プロセススピードが高速になるに従って現像ローラ１１による現像剤搬送速度も高速化すると、現像剤の劣化やキャリヤ付着などの問題が大きくなってくる。従って現像ローラ１１による現像剤搬送速度は可能な限り低速に押さえる必要がある。
【００６２】
本実施形態では、高速のプロセススピードでも現像ローラ１１の回転速度をできるだけ抑制し、かつトナークラウドによる現像性を向上するために、制御電極部材９として制御電極３１に磁石シートなどの着磁部材３２を貼り付けた構成としている。もちろん、制御電極部材９として制御電極３１自体を着磁していてもよい。
【００６３】
着磁された制御電極部材９を配置するのは、発生する磁界の効果により、より高密度のトナークラウドを形成するためである。そのための磁界形成の条件として、制御電極部材９の現像領域６側の先端部が現像ローラ１１の主磁極と同極性であり、現像領域６側から遠い後端部が先端部と逆極性である、ことが必要とされる。
【００６４】
図３を用いて制御電極部材を主とする構成と動作機能を説明する。
【００６５】
制御電極部材９は、板状の制御電極３１に磁石シート３２を貼り付けた構成となっている。制御電極３１は電源３３と接続され、電源１４による現像ローラ１１への電圧印加との関係で、現像ローラ１１との間で振動電界を形成するようになっている。
【００６６】
図３に示すように、制御電極部材９は現像領域６の現像ローラ１１回転方向上流側、すなわち現像剤搬送方向上流側に、感光体ドラム１と現像ローラ１１に挟まれるように挿入され、図示しないが現像領域６側から遠い後端部で保持されている。
【００６７】
制御電極部材９は、図５に示すように着磁された磁石シート３２が貼り付けられている。現像装置の長手方向に平行な辺を辺Ｂ、辺Ｄとしたとき、辺Ｂが現像領域６側の先端部になり、辺Ｄが現像領域６側から遠い後端部である。すなわち、先端部がＮ極、後端部がＳ極となるよう貼り付けられている。
【００６８】
現像領域６には、現像ローラ１１の主磁極としてＮ極が配置されている。従って現像ローラ１１のＮ極と制御電極部材９の先端部Ｎ極とが反発磁界を形成することになる。
【００６９】
図６に現像領域６での磁気ブラシ８の状態を示す。矢印Ｂ方向に現像剤が搬送されてくるが、現像ローラ１１のＳ極からＮ極への位置では磁気ブラシ８の穂は、Ｓ極とＮ極の間の磁界に従ってスリーブローラ１２表面に寝た状態である。
【００７０】
現像剤２４が現像ローラ１１のＮ極に入って行くに従って、本来ならば磁気ブラシ８の穂が立っていく。しかし図６に示すように制御電極部材９のＮ極が近傍にあり、現像ローラ１１のＮ極と反発磁界を形成している。従って磁気ブラシ８の穂はなかなか立つことができない。
【００７１】
現像剤２４が搬送され、現像ローラ１１の主磁極に近づき、制御電極部材９との反発磁界から逃れると、磁気ブラシ８は急激に穂立ちする。その反発磁界から抜け出す反動で、磁気ブラシ８の穂に付着していたトナーがはじき飛ばされてクラウド化する。
【００７２】
このようにして、振動電界のみの場合より、磁界の効果が加わることで、トナー密度の高いトナークラウドを形成することができる。従って、プロセススピードが高速化しても、現像ローラ１１の回転速度を大幅に上げる必要もなく、十分な現像性を得ることができ、また逆転現像時においても、「掃き寄せ」等トナー像の攪乱現象を抑制することができる。
【００７３】
また、反発磁界によって制御電極部材９と磁気ブラシ８の穂が接触しないために、次のような効果も有する。
・制御電極が現像剤に与えるストレスを軽減できる。
・制御電極へのトナー融着を低減でき、融着による電界形成への悪影響と、それに伴う濃度ムラの発生を低減できる。
・制御電極が現像ローラに接触することを防止し、現像ローラの損傷を防止できる。
【００７４】
（制御電極部材の配置構成例）
制御電極部材９の配置、構成については、次のようなことが必要であることを既述した。
【００７５】
制御電極部材９は、現像ローラ１１の主磁極のある現像領域６の近傍で、現像剤搬送方向上流側に設置されること、また制御電極部材９の現像領域６側の先端部が現像ローラ１１の主磁極と同極性であり、現像領域６側から遠い後端部が先端部と逆極性であること、などである。
【００７６】
以下に、上述した以外の、制御電極部材９のより望ましい、適切な配置構成について例を挙げて説明する。
【００７７】
＜制御電極部材の磁束密度＞
制御電極部材９の現像領域６側先端部は、反発磁界を形成する現像ローラ１１の主磁極との関係で、適切な磁束密度を有することが望ましい。
【００７８】
制御電極部材９の先端部が対向する現像ローラ１１の主磁極の法線方向の最大磁束密度をＢｒ（ｍａｘ）とした場合、制御電極部材９の先端部の磁極による最大磁束密度Ｂｅは、０．２Ｂｒ（ｍａｘ）以上で、０．８Ｂｒ（ｍａｘ）以下であることが好ましい。
【００７９】
Ｂｅが０．８Ｂｒ（ｍａｘ）より大きいと、反発磁界が強くなりすぎ、現像剤の搬送に悪影響が生じてくる可能性がある。またＢｅが０．２Ｂｒ（ｍａｘ）より小さいと、反発磁界が弱くなりすぎ、制御電極部材９にキャリヤが接触してキャリヤ付着したり、クラウド発生が不十分な状態が起こったりする可能性がある。
【００８０】
これらについては、後述する実施例５、６参照。
【００８１】
＜制御電極と着磁部の先端部＞
制御電極部材９の現像領域６側先端部は、着磁部を有しているが、制御電極３１の先端と着磁部３２の先端の位置は必ずしも一致している必要はない。制御電極３１に磁石シート３２を貼り付けている場合などは、その位置を任意にずらすことも可能である。
【００８２】
図６に、制御電極３１の先端が貼り付けた磁石シート３２の着磁部先端より突き出している状態を示す。反発磁界を形成する現像ローラ１１の主磁極の位置との関係で、適切な突き出し長さを有することが望ましい。
【００８３】
制御電極３１の先端が着磁部３２先端より突き出すのは、制御電極３１の先端が着磁部３２先端と一致する位置から、反発磁界を形成する現像ローラ１１の主磁極の位置までの範囲で、かつ制御電極３１先端が現像剤２４と接触し得ない範囲が適当である。
【００８４】
制御電極３１の先端が着磁部３２先端より突き出しすぎて、反発磁界を形成する現像ローラ１１の主磁極の位置に近づきすぎると、現像剤２４に接触したり、キャリヤが乗り上げたりする可能性が生じてくる。また突き出しが少なすぎると、トナークラウド発生領域が余り拡大されず、現像性確保の点で有利さを生かせない可能性がある。
【００８５】
＜制御電極部材の先端部位置＞
制御電極部材９の現像領域６側先端部の位置は、反発磁界を形成する現像ローラ１１の主磁極位置と磁束密度との関係で、適切な磁界を形成できる位置であることが望ましい。
【００８６】
図７に示すように、制御電極部材９の先端部が対向する現像ローラ１１の主磁極の法線方向の磁束密度Ｂｒの最大値をＢｒ（ｍａｘ）、その位置をＰとした場合、Ｐより現像剤搬送方向上流側でＢｒが０．８Ｂｒ（ｍａｘ）となる位置Ｐ１から、同じく上流側でＢｒが０．５Ｂｒ（ｍａｘ）となる位置Ｐ２までの間に、制御電極部材９の先端部を位置させることが好ましい（図８（ｂ）参照）。
【００８７】
制御電極部材９の先端部位置が位置Ｐ１より現像剤搬送方向下流側になると、制御電極部材９にキャリヤが接触してキャリヤ付着したり、現像剤搬送に悪影響が生じたりする可能性がある（図８（ｃ）参照）。また制御電極部材９の先端部位置が位置Ｐ２よりさらに上流側になると、反発磁界が弱くなりすぎ、クラウド発生が不十分な状態が起こったりする可能性がある（図８（ａ）参照）。
【００８８】
これらについては、後述する実施例３、４参照。
【実施例】
【００８９】
（装置条件）
本発明の実施例、比較例について述べる。
【００９０】
＜実施例＞
実施例の実施条件について述べる。
【００９１】
現像方式は、微接触の逆転二成分現像である。プロセススピードは高速設定として、５００ｍｍ／ｓとした。現像θ（プロセススピードに対する現像剤搬送速度比）は、１．５とした。現像領域のニップ間隔Ｄｓは、０．５ｍｍである。
【００９２】
現像剤は、トナーとキャリヤの二成分である。トナーはシアントナーを用いた。平均粒径は、６．５μｍである。キャリヤは、平均粒径３３μｍ、飽和磁化が６４ｅｍｕ／ｇである。
【００９３】
現像剤のトナー濃度は、７．５質量％とした。現像剤のトナー平均帯電量は、３２μＣ／ｇであった。現像ローラ上の現像剤の搬送量は、１５０ｇ／ｍｍ２とした。
【００９４】
現像ローラの外径は、３０ｍｍ、現像領域の主磁極の磁束密度Ｂｒ（法線方向磁束密度）は、１５０ｍＴとした。
【００９５】
制御電極については、厚みが０．１ｍｍのリン青銅板を用いた。図５のような形状で、現像ローラ回転方向の長さ（図５の辺Ｅと辺Ｃ）を１５ｍｍとし、先端位置（辺Ｂ）が、現像ローラの主磁極磁束密度Ｂｒが最大となる位置から、現像ローラ回転方向上流側に１．７ｍｍの位置となるよう配置した。
【００９６】
制御電極の現像ローラと対向する側には、磁石シートを、その先端が制御電極の先端と一致するように貼り付け、制御電極部材とした。磁石シートは厚みが０．２ｍｍで、希土類磁性粉末を１２ナイロンに混ぜ合わせ、着磁したものを用いた。
【００９７】
磁石シートの着磁は、図５に示したようになっている。図５の辺Ｅと辺Ｃに平行な方向での磁石シートの最大磁束密度は３０ｍＴであった。現像ローラとの最近接距離は０．１ｍｍとなるよう、制御電極部材の配置を設定した。
【００９８】
＜比較例＞
比較例の実施条件について述べる。
【００９９】
上記実施例の条件とは、制御電極の構成のみが異なる。
【０１００】
制御電極については、実施例と同様に、厚みが０．１ｍｍのリン青銅板を用いた。同様に、現像ローラ回転方向の長さ（図５の辺Ｅと辺Ｃ）を１５ｍｍとし、先端位置（辺Ｂ）が、現像ローラの主磁極磁束密度Ｂｒが最大となる位置から、現像ローラ回転方向上流側に１．７ｍｍの位置となるよう配置した。
【０１０１】
制御電極には磁石シートを貼り付けていない。また、着磁も行っていない。
【０１０２】
現像ローラとの最近接距離は０．３ｍｍとなるよう、制御電極の配置を設定した。
【０１０３】
（画像出力と評価）
画像形成と評価について述べる。
【０１０４】
実施例１及び比較例１では、図４に示したような「掃き寄せ」評価用の画像を出力し、「掃き寄せ」のレベルを目視評価した。
【０１０５】
評価画像は、明度Ｌ＊が５０〜９０に相当する５段階の中間調濃度のブロック領域を含んでおり、出力した画像の各ブロックでの「掃き寄せ」レベルを評価した。評価は、目視で殆ど分からないレベルを○（良好）、目視で分かるが用途に応じて許容できるレベルを△（可）、そして目視で目立っており許容できないレベルを×（不可）とした。
【０１０６】
表１に評価結果を示す。
【０１０７】
【表１】
2010072177.tif 000003
【０１０８】
表１で明らかなように、実施例１では、明度Ｌ＊が５０〜９０に相当する５段階の中間調濃度のブロック領域すべてにおいて、「掃き寄せ」の評価は○、すなわち殆ど視認できない程度に良好であった。
【０１０９】
一方、比較例１においては、明度Ｌ＊が７０〜８０の２段階の中間調濃度のブロック領域において、「掃き寄せ」の評価が×（不可）で、許容できないレベルであった。
【０１１０】
次に実施例２及び比較例２では、温度３０℃、相対湿度８０％環境下で印字率５％画像を５万枚出力した後、温度２０℃、相対湿度５０％環境下で全面４０％ハーフトーン画像を出力し、制御電極部材へのトナー融着によって生じるスジ状濃度ムラの有無を目視で確認した。
【０１１１】
表２に評価結果を示す。スジ状濃度ムラを視認できないものを○（良好）、スジ状濃度ムラを視認できたものを×（不可）と評価している。
【０１１２】
【表２】
2010072177.tif 000004
【０１１３】
表２で明らかなように、実施例２ではスジ状濃度ムラの評価は○（良好）、すなわち視認できないレベルであった。制御電極部材へのトナー融着は生じていない。
【０１１４】
一方、比較例２においてはスジ状濃度ムラの評価は×（不可）で、許容できないレベルであった。これは制御電極部材へのトナー融着が生じているのである。
【０１１５】
（制御電極部材の配置）
上記のように、実施例において掃き寄せに対する効果は示されたが、制御電極部材の配置を変更して、現像性とキャリヤ付着に対する影響も調べてみた。
【０１１６】
実施例３、４では制御電極部材の現像領域側先端部の位置を変更した。反発磁界を形成する現像ローラの主磁極位置の上流側で距離を変えることで、主磁極の法線方向の磁束密度Ｂｒを最大値Ｂｒ（ｍａｘ）に対して変化させて、その影響を調べた。
【０１１７】
Ｂｒ（ｍａｘ）は、１５０ｍＴ（実施例３）と１００ｍＴ（実施例４）の２通りに設定し、それぞれに対してＢｒが０．１Ｂｒ（ｍａｘ）〜Ｂｒ（ｍａｘ）の６段階に変化するように制御電極部材の位置を変更した。
【０１１８】
制御電極部材の位置が変化する状況を図８（ａ）（主磁極に遠い）、図８（ｂ）（中間の位置）、図８（ｃ）（主磁極に近い）にそれぞれ示す。
【０１１９】
現像性の評価はベタ部の付着量を実測した。数値が大きいほど現像性がよい。５．５ｇ／ｍ２以上が望ましい。
【０１２０】
制御電極部材へのキャリヤ付着は、画像への縦スジ発生が視認できるかどうかで評価した。視認できない場合を○（良好）、視認できることもあったが許容できるレベルを△とした。
【０１２１】
評価結果を表３に示す。現像性とキャリヤ付着の総合評価として、何れも良好な場合を○（良好）、許容できるレベルを△（可）、許容できないレベルが含まれていれば×（不可）とした。
【０１２２】
【表３】
2010072177.tif 000005
【０１２３】
表３における実施例３、４の結果で示されるように、現像性の確保と、キャリヤ付着防止の観点からは、現像剤搬送方向上流側でＢｒが０．８Ｂｒ（ｍａｘ）〜０．５Ｂｒ（ｍａｘ）となる範囲の位置に、制御電極部材の先端部を位置させることが好ましい（図８（ｂ）参照）。
【０１２４】
次に実施例５、６では制御電極部材の磁束密度を変更した。反発磁界を形成する現像ローラの主磁極の法線方向の最大磁束密度Ｂｒ（ｍａｘ）に対して、制御電極部材の磁束密度Ｂｅを変化させて、その影響を調べた。
【０１２５】
Ｂｒ（ｍａｘ）は、やはり１５０ｍＴ（実施例５）と１００ｍＴ（実施例６）の２通りに設定し、それぞれに対してＢｅが０．０５Ｂｒ（ｍａｘ）〜０．９Ｂｒ（ｍａｘ）の６段階に変化するように制御電極部材の磁束密度を変更した。
【０１２６】
現像性と制御電極部材へのキャリヤ付着は、実施例３、４と同様に評価した。評価結果を表４に示す。
【０１２７】
【表４】
2010072177.tif 000006
【０１２８】
表４における実施例５、６の結果で示されるように、現像性の確保と、キャリヤ付着防止の観点からは、制御電極部材の磁束密度Ｂｅを０．８Ｂｒ（ｍａｘ）〜０．２Ｂｒ（ｍａｘ）となる範囲内に設定することが好ましい。
【０１２９】
上述してきたように、本実施形態に係る現像装置、及び画像形成装置によれば、トナークラウドを発生させるために電界を印加する制御電極部材に、着磁部を設け、現像ローラ側の磁極との間で形成される磁界の効果で、磁気ブラシ穂を急激に立ち上がらせトナーをはじき飛ばし、電界の効果と相俟って、トナー密度の高いトナークラウドを発生させることができる。
【０１３０】
これにより、プロセススピードが高速化しても、現像ローラ回転速度の増加を抑制しながら、トナー密度の高いトナークラウドを発生させ、十分な現像性を確保するとともに、掃き寄せなどの画像ノイズも抑制することができる。
【０１３１】
また、磁界の効果により、制御電極部材と磁気ブラシの接触抑止による現像剤へのストレス低減、現像ローラへの接触抑止による損傷防止、制御電極部材へのトナー融着抑止による電界形成や画像への悪影響の排除等が達成できる。
【０１３２】
なお上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく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及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部分の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の構成例を示す図である。
【図３】図２の現像装置における現像領域近辺の詳細構成例を示す図である。
【図４】画像ノイズとしての「掃き寄せ」の起こる画像の例を示す図である。
【図５】制御電極部材の着磁部（磁石シート）の着磁状態の例を示す図である。
【図６】現像領域での現像剤（磁気ブラシ）の状態の例を示す図である。
【図７】制御電極部材の先端部位置の好ましい配置例を示す図である。
【図８】制御電極部材の先端部位置と現像領域での磁気ブラシの状態との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１  感光体ドラム（像担持体）
２  現像装置
３  帯電装置
４  転写ローラ
５  クリーニングブレード
６  現像領域
７  トナー補給装置
８  磁気ブラシ
９  制御電極部材
１０  露光装置
１１  現像ローラ（現像剤担持体）
１２  スリーブローラ
１３  磁石ローラ
１４  電源（現像ローラ用）
１５  規制部材
１６  現像剤槽
１７  バケットローラ
１８  ケーシング
１９  補給ローラ
２０  ＡＴＤＣセンサ
２１  ホッパ
２４  現像剤
３１  制御電極
３２  着磁部材（着磁部、磁石シート）
３３  電源（制御電極用）
４０  ブロック領域
４１  （出力用）画像
【図１】
2010072177.tif 000007
【図２】
2010072177.tif 000008
【図３】
2010072177.tif 000009
【図４】
2010072177.tif 000010
【図５】
2010072177.tif 000011
【図６】
2010072177.tif 000012
【図７】
2010072177.tif 000013
【図８】
2010072177.tif 000014