(57)【要約】【課題】  二成分現像剤による磁気ブラシ方式現像において、現像リーク（現像バイアスの放電）による白斑点の発生を抑制し、画像カスレや現像剤詰まり等のない良質な画像を形成することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  複数の磁極を内包固定した現像剤担持体と、該現像剤担持体によりカウンタ方式で現像される像担持体とを有し、前記現像剤担持体の内包する磁極配置は、現像極ピークと搬送極ピークとの極間角度をθ２、前記現像剤担持体と前記像担持体の最近接位置と前記現像極ピークがなす角度をθ１としたときに、０．１９≦θ１／θ２≦０．３７なる条件を満たすよう配置することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面に形成された静電潜像をトナー及び磁性体を含む二成分現像剤で現像して像担持体上にトナー像を形成する現像装置において、
二成分現像剤を前記像担持体の移動方向と対向する方向に担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に内包固定されており、前記現像剤担持体上の二成分現像剤が前記像担持体表面を摺擦するように磁気ブラシを形成する現像極と、前記現像剤担持体上の二成分現像剤を前記現像極まで搬送する搬送極とを含む複数の磁極とを有し、
前記磁極の配置は、下記（１）、（２）及び（３）の条件を満足することを特徴とする現像装置。
（１）現像極の法線方向の磁束密度ピークを前記現像剤担持体と前記像担持体の最近接位置よりも現像剤搬送方向に対して１０°以上２０°以下下流側に配置する。
（２）搬送極の法線方向の磁束密度ピークを前記最近接位置よりも上流側に配置する。
（３）現像極ピークと搬送極ピークとの極間角度をθ２、前記最近接位置と前記現像極ピークがなす角度をθ１としたときに、０．１９≦θ１／θ２≦０．３７である。
【請求項２】
前記現像剤担持体と前記像担持体の最近接位置における前記現像剤担持体の磁気吸引力を０．２７Ｎ以上とすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に関する。特に、静電潜像に対して二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像を行う現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置における現像方式として、トナーと磁性キャリアとが混合した二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像が多く用いられている。この磁気ブラシ現像方式は、現像剤担持体として磁極を内包した現像ローラを用い、現像スリーブと称する現像ローラの表面円筒部を回転させることなどにより、現像剤を磁気的に引きつけ、搬送しながら、現像スリーブ表面に現像剤の穂を形成し、現像ローラと相対して回転する像担持体としての感光体表面を、この現像剤の穂（磁気ブラシと称する）で摺擦することにより、感光体上の静電潜像にトナーを静電的に移動させ、現像するものである。
【０００３】
現像ローラに内包固定される磁極は複数あり、現像剤中の磁性キャリアが現像スリーブの表面を搬送されるにつれ、磁極の在る位置（極上と称する）ではキャリアが連なった穂が立ち、次の磁極の在る位置へ達するまで（極間と称する）はキャリアの穂が寝るという形を繰り返す。キャリアと混合されたトナーが感光体に移行し、トナーが少なくなった磁気ブラシは、現像剤供給槽に戻って一旦剥離した後、新たにトナーリッチの現像剤が磁気ブラシを形成し、同様のことを繰り返す。
【０００４】
この磁気ブラシ現像のメカニズムは、磁気ブラシを用いることにより感光体へのトナー移行制御を効果的に行うことができ、また磁性キャリアを用いてブラシ形成するのでトナー自体には磁性を持たせる必要もないことなどから、頻繁に使用されているが、その使い方には様々なバリエーションがある。
【０００５】
たとえば現像剤の搬送方向について、感光体の回転方向に沿う方向に現像剤が搬送されるよう現像ローラを回転させるウィズ方式や、逆に感光体の回転方向に対向する方向に現像剤が搬送されるよう現像ローラを回転させるカウンタ方式がある。
【０００６】
感光体と現像ローラの周速比にもよるが、一般に後者では、前者と比べてより多くの磁気ブラシが感光体を摺擦するため、現像効率がよい。一方、トナー現像後のキャリアリッチの磁気ブラシが感光体を摺擦することも多くなるため、現像時に現像スリーブに印加される現像バイアスが磁気ブラシを通じて感光体に放電しやすくなり、局所的にトナーのない白斑点が生じたりすることがある。
【０００７】
また現像剤の搬送方法についても、現像スリーブが固定で、内部に設けられた周方向に複数の磁極を有する磁石体が回転する方式、現像スリーブと磁石体がともに回転する方式、および現像スリーブが回転して内部の磁極が固定の方式などがある。このうち、前二者については、磁石体自体が回転するため、磁気ブラシの穂が立ったり寝たり、波状に起伏を繰り返しながら移動することになり、現像剤搬送量のムラが現像に影響しにくいという利点もあるが、磁石体を高速回転するための負荷や振動、装置面での難がある。後者は磁石体が固定のためそのような問題はないが、現像スリーブの回転により現像剤が移動しても、内部の磁極によって起こる磁気ブラシの穂の波状の起伏は、その位置がスリーブ上で固定することになり、現像剤搬送量のムラが現像に影響しやすい。こういったことからも磁石体の周方向の磁極配置は現像状態への影響が大きく、磁極を固定する方式をとるときには注意を払う必要があった。
【０００８】
従来は、現像剤担持体としての現像ローラが像担持体としての感光体と最近接する位置、つまり現像位置を、現像ローラが内包する磁極の位置と一致させるのが主流であった。これを極上現像と称する。このメリットは、磁極（現像極と称する）の位置においては、磁気ブラシが穂を立てた状態で感光体表面を摺擦することになり、十分なトナー量を感光体に供給することができ、現像剤不足による画像濃度への悪影響が起こりにくいことにある。いわば磁気ブラシ現像のメリットを最大に生かせるのが、極上現像である。またそういったメリットを生かすなら、前述のカウンタ方式の現像剤搬送を併せて行うのが望ましい。
【０００９】
しかしこういったカウンタ方式、極上現像にも問題はある。キャリアの特性や、磁力の強さ、搬送量のムラなどにより、穂立ちの状態（長さ、太さ、密度など）が変動し、現像時に現像バイアスが磁気ブラシを通じて感光体に放電しやすくなり、局所的にトナーのない白斑点が生じたり、現像剤の搬送上流側で現像剤が詰まりやすくなったり、といった問題があった。特に高磁力キャリアの使用時に顕著な問題となる。
【００１０】
これに対して、現像剤担持体としての現像ローラが像担持体としての感光体と最近接する位置、つまり現像位置を、現像ローラが内包する磁極の位置ではない位置、たとえば磁極と次の磁極の間に位置させる方式（極間現像と称する）も提案されている。磁極と磁極の間では磁気ブラシの穂が寝た状態となるので、現像剤の詰まりは起こりにくくなる。また穂が寝ているということは、キャリアのブラシを通して感光体側に放電することも起こりにくくなる。
【００１１】
しかしながら、これは逆に言えば、極上現像のメリット、すなわちある意味で磁気ブラシ現像のメリットを犠牲にしていることであり、安定した現像、すなわち画像濃度の確保という点で問題がある。
【００１２】
特許文献１では、ウィズ方式で、極間現像を提案している。これは現像位置を、ちょうど磁極と磁極の中間、あるいはそこからの位置のずれが極間角度の１／１０以内となるよう限定したものである。しかしながらこれは、磁気ブラシを感光体非接触で現像させることをねらっており、放電現象や、現像剤詰まりよりもむしろ、非接触現像の安定性、キャリア付着の防止を課題としている。従って放電現象（リーク）や、現像剤詰まりの対策としてはある程度の効果はあると推定されるものの、画像濃度の保持や、濃度ムラという極間現像でのデメリットはむしろ増大しまう。
【００１３】
特許文献２では、カウンタ方式で、極間現像を提案している。これも現像位置を、磁極と磁極の中間になるよう設定しているものの、磁気ブラシを感光体非接触で現像させる前提で、現像バイアスの波形に特徴を持たせ、現像画質への効果をねらっている。従ってこれも、放電現象（リーク）や、現像剤詰まりの対策としてはある程度の効果はあると推定されるものの、画像濃度の保持や、濃度ムラという極間現像でのデメリットはむしろ増大しまう。
【００１４】
特許文献３でも、ウィズ方式での極間現像を提案している。これは感光体の回転方向下流側では磁気ブラシを感光体側に接触させないというもので、結果的に極間現像になる。目的は、水平細線のカスレや後端白抜けの防止であり、磁気ブラシによる感光体付着トナーのクリーニング効果を起こらないようにするものである。従って、放電現象や、現像剤詰まりの対策としては不十分であり、その上画像濃度の保持や、濃度ムラという極間現像でのデメリットも生じてしまう。
【００１５】
画像濃度の保持や、濃度ムラという点からは、磁気ブラシ接触現像の本質から考えて、カウンタ方式、極上現像が望ましいのだが、特に高磁力キャリアを用いたときに問題の大きい放電現象（以下単にリークともいう）や、現像剤詰まりの対策として、何らかの工夫が望まれていた。
【特許文献１】特開平６−１４９０６３号公報
【特許文献２】特開２０００−６６４９４号公報
【特許文献３】特開２０００−３０５３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述のように、磁気ブラシ方式現像の場合、カウンタ方式、極上現像が画像品質上（濃度、カスレ、ムラ）望ましいのだが、放電による白斑点や現像剤詰まりの問題がある。特に小径現像ローラ、高磁力キャリアを用いた場合、現像リーク（現像バイアスの放電、以下リークともいう）による白斑点が生じやすい。また現像剤搬送方向上流側で現像剤が詰まりやすい。
【００１７】
本発明の目的は、現像剤担持体の内包する複数の磁極を適正に配置することにより、上記白斑点画像の発生を抑制し、画像カスレや現像剤詰まり等のない良質な画像を形成することのできる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】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明における現像装置は以下の特徴を有する。
【００１９】
（請求項１）
像担持体表面に形成された静電潜像をトナー及び磁性体を含む二成分現像剤で現像して像担持体上にトナー像を形成する現像装置において、
二成分現像剤を前記像担持体の移動方向と対向する方向に担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に内包固定されており、前記現像剤担持体上の二成分現像剤が前記像担持体表面を摺擦するように磁気ブラシを形成する現像極と、前記現像剤担持体上の二成分現像剤を前記現像極まで搬送する搬送極とを含む複数の磁極とを有し、
前記磁極の配置は、下記（１）、（２）及び（３）の条件を満足することを特徴とする現像装置。
（１）現像極の法線方向の磁束密度ピークを前記現像剤担持体と前記像担持体の最近接位置よりも現像剤搬送方向に対して１０°以上２０°以下下流側に配置する。
（２）搬送極の法線方向の磁束密度ピークを前記最近接位置よりも上流側に配置する。
（３）現像極ピークと搬送極ピークとの極間角度をθ２、前記最近接位置と前記現像極ピークがなす角度をθ１としたときに、０．１９≦θ１／θ２≦０．３７である。
【００２０】
（請求項２）
前記現像剤担持体と前記像担持体の最近接位置における前記現像剤担持体の磁気吸引力を０．２７Ｎ以上とすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、現像剤担持体（現像ローラ）の内包する磁極を適切に配置することにより、像担持体（感光体）と現像剤担持体の最近接位置（現像位置）における磁気ブラシの穂立ち状態を適切に制御することができ、リークによる白斑点画像を抑制し、画像カスレや濃度低下のない良質な画像を形成することができる画像形成装置を提供できる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、上記に加えて、前記現像剤担持体と前記像担持体の最近接位置における前記現像剤担持体の磁気吸引力を適切に設定することにより、より現像剤詰まりの発生しにくい画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（全体構成）
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施形態例を示す略断面図である。図１を参照して、画像形成装置の構成、配置を説明する。
【００２４】
装置の中央には、一次転写ベルト１４が配置されている。一次転写ベルト１４に沿ってその下方には、Ｙ（イェロウ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）、それぞれの再現色用の４台のイメージングカートリッジ１７が配置されている。所謂タンデム方式である。各イメージングカートリッジ１７の下方にはそれぞれ、該イメージングカートリッジに含まれる感光体上に露光し、潜像を形成する４台の露光装置１８を配置している。
【００２５】
一次転写ベルト１４に沿ってその右方には、二次転写ローラ１２を配置している。二次転写ローラ１２の上方には、該二次転写ローラで二次転写された記録シートを定着する定着ユニット１１を配置している。
【００２６】
一次転写ベルト１４に沿ってその上方には、Ｙ（イェロウ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）、それぞれの再現色用の補給トナーを内包する４台のトナーカートリッジ１３を、イメージングカートリッジ１７と同様な順序で配置している。
【００２７】
一次転写ベルト１４に沿ってその左方には、クリーナーユニット１５を配置している。クリーナーユニット１５の下方には、該クリーナーユニットで回収された残トナーを回収、貯蔵する廃トナーボックス１６を配置している。
【００２８】
（イメージングユニット構成）
図２は、図１におけるイメージングカートリッジ１７の略断面図である。図２を参照して、イメージングカートリッジ１７の構成、配置を説明する。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各再現色用のイメージングカートリッジとも、内蔵される現像剤に含まれるトナーの再現色を除いては同様の構成であるので、以下の説明においては１つのイメージングカートリッジ１７についてのみ説明する。
【００２９】
イメージングカートリッジ１７は、図２のように配置された現像ユニット１９と感光体ドラムユニット２０からなる。
【００３０】
（感光体ドラムユニット構成）
感光体ドラムユニット２０の主な構成要素は、潜像形成を行う像担持体である感光体１と、該感光体を帯電する帯電装置３と、該感光体の現像、転写後の残トナーをクリーニングするクリーナー２とからなる。
【００３１】
（現像ユニット構成）
現像装置である現像ユニット１９の主な構成要素は、トナーとキャリアからなる現像剤（図示せず）を充填した現像槽２２と、該現像剤をトナーカートリッジ１３から補給される新しいトナーと撹拌する撹拌スクリュー９と、撹拌した現像剤を搬送供給する供給スクリュー８と、供給された該現像剤で感光体１を現像する現像剤担持体である現像ローラ４とからなる。
【００３２】
（画像形成プロセス）
次に、図１と図２とを参照して、本発明に係る画像形成のプロセス例を説明する。
【００３３】
感光体ドラムユニット２０においては、帯電装置３によって、回転する感光体１の表面上に帯電を施し、所定の表面電位を形成する。感光体１の回転に伴い、ついで露光装置１８により感光体１上に画像パターンの露光が開始され、静電潜像が形成される。次いで、現像ユニット１９の備える現像ローラ４に所定現像バイアスが印加され、以下のように感光体１上の潜像がトナーにより現像され、トナー像が形成される。
【００３４】
現像ユニット１９においては、現像槽２２内に十分撹拌されたトナーとキャリアからなる現像剤（図示せず）があり、該現像剤が供給スクリュー８によって現像ローラ４に供給され、回転する現像ローラ４によって、磁気ブラシを形成しながら感光体１との近接位置（現像位置）に搬送される。回転する現像ローラ４上の磁気ブラシは、回転する感光体１の表面を摺擦し、トナーを移行させることによって、感光体１上の静電潜像をトナーで現像する。
【００３５】
トナーを消費した磁気ブラシは、搬送され現像槽２２へと戻される。該現像槽内の現像剤は、トナーの消費した分だけ新しいトナーの補給が行われる。トナーカートリッジ１３から補給される新しいトナーは、撹拌スクリュー９によって現像剤と十分撹拌され、仕切で分離された供給スクリュー８へと、軸方向手前もしくは奥側の現像槽連通部分（図示せず）から送り込まれる。
【００３６】
一方、感光体１表面上に現像されたトナー像は、同期して搬送される一次転写ベルト１４に転写される。トナー像の転写を終えた感光体１は、クリーナー２によって転写残トナーが掻き取られ、その後、必要なら除電等の処理を経て、再び帯電装置３による帯電が可能な状態に復帰する。
【００３７】
イメージングカートリッジ１７における上記プロセスは、Ｙ（イェロウ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）、それぞれの再現色用の４台のイメージングカートリッジ１７について、一次転写ベルト１４上の転写位置を同期させながら繰り返され、該一次転写ベルト上に上記４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が転写された状態になる。
【００３８】
一次転写ベルト１４上のカラートナー像は、二次転写ローラ１２と相接する位置にて、該一次転写ベルトの動きとタイミングを合わせて給送されてきた転写記録材（図示せず）に転写される。一次転写ベルト１４の上の二次転写残トナーは、クリーナーユニット１５にて回収され、該一次転写ベルトは、再度各色のイメージングカートリッジ１７からの一次転写が可能な状態に復帰する。
【００３９】
一方、カラートナー像を二次転写された転写記録材は、そのまま定着ユニット１１へと搬送される。該定着ユニットでカラートナー像が記録材に定着され、記録材は排出される。これにより、１つの画像の画像形成が終了する。必要ならば、これらのプロセスが繰り返されることになる。
【００４０】
（磁極の配置について）
図３は、図２における現像ユニット１９の現像ローラ４により、感光体ドラムユニット２０の感光体１を現像する状態を拡大して示す略断面図である。図３を参照して、現像ローラ４による感光体１の現像に関わる条件について説明する。
【００４１】
現像ローラの内包する磁極は固定し、現像スリーブを回転させて現像剤の搬送を行う。基本的にカウンタ現像方式を用い、極間現像を行う。但し、極間現像というものの、磁極の配置は従来と比べて以下に述べるような特徴を有するものである。
【００４２】
図３において、１は感光体、４は現像ローラ、５は現像剤層を規制するための規制版、６は規制板の働きを安定化させるためのデベ返し部材である。感光体１内に示した矢印Ａは感光体の回転方向を示す。また現像ローラ４内の矢印Ｂは現像スリーブの回転方向、すなわち現像剤の搬送方向を示す。
【００４３】
現像ローラ４内にはまた、内包固定された磁石による磁極配置を法線方向磁束密度のパターンで示している。図４には、その法線方向の磁束密度パターンの拡大図を示している。
【００４４】
現像ローラ４内の磁極は５極からなり、Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３と称する各磁極が図３、あるいは図４のように配置されている。Ｓ２はキャッチ極と呼ばれ、下部の供給スクリュー８から現像剤を受け取る。Ｎ２は規制極と呼ばれ、現像ローラ上の搬送量を安定して規制するため、磁束密度が平滑で特異な形状をしている。Ｎ２極と対向する曲げの入ったデベ返し部材６は、やはり搬送量の規制の安定化のために取り付けている。同じく規制板５が、現像ローラ４上の現像剤の層厚を規制するため、Ｎ２極に対向する部材として取り付けられており、現像ローラ４の表面と規制板５を所定間隔Ｄｂに設定している。
【００４５】
Ｓ１は搬送極と呼ばれ、規制された現像剤を以降のＮ１極へ搬送する。Ｎ１は現像極と呼称され、現像に寄与する磁極であり、他極よりも強い磁束密度を有している。Ｓ３は封止極と呼ばれ、現像槽から現像剤漏出を防ぎ、現像剤をトナー飛散しないように封止しながら搬送している。Ｓ２とＳ３極間は剥離極と呼ばれ、脱磁極部でトナー消費した現像剤を現像ローラ４から剥がす機能を有している。また、トナー消費した現像剤と新しい現像剤を入れ替える機能も兼ねる。
【００４６】
図３に示しているθ１、θ２は、いずれも現像ローラ４の軸４１を中心とした周方向の角度を示すものである。θ１は、Ｎ１極、すなわち現像極の法線方向磁束密度のピーク位置と、現像ローラ４が感光体１と最近接する位置、すなわち現像位置とがなす角度である。またθ２は、同じくＮ１極、すなわち現像極の法線方向磁束密度のピーク位置と、Ｓ１極、すなわち搬送極の法線方向磁束密度のピーク位置とがなす角度である。
【００４７】
本発明の実施形態においては、Ｎ１極、すなわち現像極の法線方向磁束密度のピーク位置を現像ローラ４が感光体１と最近接する位置Ｐの、現像剤搬送方向で下流側に設定し、しかもそのなす角度θ１を１０°以上２０°以下の範囲内になるよう配置するものである。また、θ１とθ２の比をとり、０．１９≦θ１／θ２≦０．３７なる条件を満たすように、Ｎ１極、Ｓ１極の磁極配置を設定するものである。また併せて、現像ローラ４が感光体１と最近接する位置Ｐでの磁気吸引力を０．２７Ｎ以上とすることが望ましく、これを実施するものである。
【００４８】
従来は、前述したように磁気ブラシ現像の特長を生かすため、Ｎ１極、すなわち現像極上で現像する、つまり該磁極位置を現像ローラ４と感光体１の最近接位置に一致させる（θ１≒０°）ことが行われていた。これらは現像による画質への影響を考慮した場合、画像濃度に関する点は良好だが、放電による白斑点や現像剤詰まりなどの弊害があった。また、極間現像などの手だても考えられているが、その多くは目的を異にした、上記問題の十分な解決にならないか、逆に画像濃度のカスレやムラなどの副作用を引き起こしてしまうものであった。
【００４９】
本発明においては、磁気ブラシの状態（穂の立ち方、密度、太さ、長さ、強さ、搬送量、搬送速度）の相互関係が上記の現像画像への影響に関わっており、それらを磁極配置を通じて制御することに解決法を見いだしたものである。特に穂の状態は磁極配置が支配的であり、これを中心として上記のような形態を設定した。
【００５０】
本発明に係る現像ローラの磁極配置の作用を説明する。
【００５１】
（リークによる白斑点）
前述の磁極配置において、本発明のようにθ１が１０°以上、且つ０．１９≦θ１／θ２の場合には、リークによる白斑点は発生しないが、θ１が１０°以下、あるいはθ１／θ２＜０．１９の場合には、リークによる白斑点の発生が見られる。この理由は、白斑点の発生が現像位置における磁気ブラシの穂の状態に依存することによるものと推測される。
【００５２】
本発明では、磁気ブラシの穂を立たせたままで、穂の状態を制御させたもので、具体的には、搬送極と現像極の間の相対的位置（θ１／θ２）を調節することにより、磁気ブラシの穂を立てながら、搬送方向上流側へ傾けた状態にすることを可能にした。このように穂の状態を制御することにより、白斑点発生に本質的な差異をもたらすことを可能にした。
【００５３】
（画像カスレやムラ）
本発明のようにθ１が２０°以下、且つθ１／θ２≦０．３７の場合には、画像のカスレやムラは発生しないことを見いだしたが、θ１が２０°以上、あるいは０．３７＜θ１／θ２の場合には、画像のカスレやムラの発生が見られる。この理由は、白斑点の発生と同様に、現像位置における磁気ブラシの穂の状態に依存することによるものと推測される。
【００５４】
（現像剤詰まり）
図５を用いて、現像時に発生する現像剤詰まりについて説明する。図５（ａ）は、現像剤詰まりの起きていない通常の状態での現像位置の断面図である。図５（ｂ）は、現像剤詰まりの起きている状態での現像位置の断面図である。現像剤詰まりとは、図５（ｂ）に示すように、現像ローラ４と感光体１の最近接位置Ｐにおいて、該現像ローラにより搬送されてきた現像剤８０が該現像ローラと該感光体の間を通り抜けることができず、該現像剤の搬送方向上流に滞留し、現像剤８０が現像ユニット外に溢れ出すような状態を指す。
【００５５】
本発明の条件においては、現像位置で、磁気ブラシの穂は立ってはいるが、搬送方向上流側へ傾いた状態であり、現像位置での磁気吸引力を上げることにより、磁気ブラシの穂の連結力、さらに現像ローラ側への引きつけが強くなり、現像剤の詰まりを防止することができる。
【００５６】
このように、本発明では現像効率を重視しながらも、リークによる白斑点の抑止、現像剤詰まりの防止に効果的な形態を達成できた。さらに、最近接位置での磁気吸引力を０．２７Ｎ以上とすることで、現像剤詰まりに対する一層の効果を実現した。
【００５７】
現像バイアスなどの他の現像条件の設定は、磁極配置に関わる本発明の効果と独立であり、他の要求事項から任意に設定しても、本発明の効果は生ずる。特に本発明の効果が顕著に現れる条件としては、現像ローラ径と現像剤としてのキャリアの磁力が上げられる。現像ローラが小径になるほど、リークなどの問題が起こりやすく、従って本発明の効果も顕著に現れる。現像ローラ径は、φ１４〜１８ｍｍが好ましい範囲である。同様にキャリアの飽和磁化も、大きくなるほど本発明の効果は大きくなり、０．７２〜０．７７（１０-4Ｗｂ・ｍ／ｋｇ）が好ましい範囲である。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５９】
図２及び図３に示した現像ユニット１９を、図１に示した画像形成装置に装着して画像を形成した。
【００６０】
なお、現像ユニット１９において、現像ローラ径は、φ１６ｍｍである。現像ローラの法線方向磁束密度パターンは、図４に示したとおりである。また各磁極の磁束密度の値は、Ｎ１：１１０ｍＴ、Ｓ１：７０ｍＴ、Ｎ２：５０ｍＴ、Ｓ２：６０ｍＴ、Ｓ３：５５ｍＴである。現像バイアスは、ＤＣにＡＣを重畳し、Ｖｐｐ＝１．４ｋＶ、ｆ＝４ｋＨｚ、ＡＣ波形は矩形波を用いた。現像ローラと感光体の周速比θは、２．２である。現像剤としては、荷電性の高いマゼンタトナー（６．５μｍ）と、高磁力のキャリア（３３μｍ、０．７５×１０-4Ｗｂ・ｍ／ｋｇ）を用いた。
【００６１】
以下のいずれの実験例についても、各表に示す条件以外は、上記の共通する実験条件で実施している。
【００６２】
各実験例における、図３に示したθ１、θ２、θ１／θ２及び現像ローラ４が感光体１と最近接する位置Ｐでの磁気吸引力を下記表１に示す。実験例１〜３及び１１〜１５は、本発明に従って磁極配置を設定し、実験例４〜１０は、本発明の範囲外で磁極配置を設定した実験例である。
【００６３】
【表１】
2006243120.tif 000003
【００６４】
各実験例における実験条件を下記表２に示す。なお、条件ｄは、条件ａ〜ｄのうち最も白斑点に不利な条件である。
【００６５】
【表２】
2006243120.tif 000004
【００６６】
表２の項目において、環境は画像形成装置を動作させる環境であり、通常環境（ＮＮ）、もしくは低温低湿度環境（ＬＬ）になるよう温湿度調整を行った試験室で画像形成実験を行った。
【００６７】
またＤｓは、図５に示したように、現像ローラ４と感光体１の最近接距離であり、Ｄｂは、図３に示したように規制板５と現像ローラ４の距離である。これも実験時に調整を行った。Ｄｓ＝０．２３ｍｍおよびＤｂ＝０．２５ｍｍは、使用した装置の構成上最も狭くできる条件設定であり、画像濃度には有利だが、リークによる白斑点には不利な条件である。
【００６８】
Ｔｃは、トナー濃度であり、現像剤中に含まれるトナーの量を質量パーセント単位で表している。６．５％と９．５％は、通常使用範囲の下限、上限を選定した。搬送量は、これらの設定に基づく現像ローラ上での現像剤搬送量を実測したものである。
【００６９】
（評価方法）
次に、各実験例の評価方法と結果について説明する。
【００７０】
（白斑点）
リークによる白斑点の発生については、表１の各実験例毎に、現像バイアスのＤＣ成分を変化させながら、Ａ３ペーパーでベタ画像を出力させた。現像バイアスを変化させたのは、磁極配置の変更による濃度への影響を補正して、適正濃度を得るためである。画像サンプルの透過濃度を実測し、適正濃度が得られたサンプルをピックアップし、発生している白斑点の個数をカウントした。
【００７１】
図６及び下記表５に各実験例の結果を示す。図６は、各実験例に対する白斑点評価結果をθ１／θ２に対する白斑点個数でグラフにしたものである。すでに述べたように、θ１／θ２により、磁気ブラシの穂の状態が制御され、白斑点の発生ありなしが明確に分断されていることがわかる。
【００７２】
θ１／θ２が０．１９以上では白斑点の発生はなく、０．１９未満では白斑点が急激に発生している。しかも、表２に示した実験条件の変化に対しても、白斑点発生の程度は変化するものの、発生の有無を分断するしきい値（θ１／θ２＝０．１９）自体は全く変化していない。このことからも白斑点の発生に影響する他の要因とは独立して、この磁極配置変更には固有の効果があると推察できる。
【００７３】
（ベタ画像評価）
ベタ画像での濃度ムラや画像カスレの発生については、表１の各実験例毎にやはりベタ画像を出力し、ベタ画像の濃度や濃度ムラ、粒状性（きめ細かさ）等を目視で評価し、ベタ画像ランクとしてランク付けを行った。
【００７４】
表３に、濃度ムラと粒状性の目視評価に基づくランク付けの基準を示す。濃度ムラと粒状性の各目視状態を総合して、ベタ画像ランクを判定した。ベタ画像ランクが大きいほどベタ画像は良好であり、濃度ムラとトナー欠損のいずれも全域に及んでいないベタ画像ランクＲ３以上が出力画像としての許容範囲である。
【００７５】
【表３】
2006243120.tif 000005
【００７６】
図７に各実験例の結果を示す。図７は、各実験例に対するベタ画像の評価結果をθ１／θ２に対するベタ画像ランクでグラフにしたものである。θ１／θ２が０．３７以下のところで、ベタ画像ランクがＲ３以上となっている。
【００７７】
すでに述べたように、磁気ブラシの穂が立っている方がベタ画像品質は良好であるが、θ１／θ２の大きさがある程度までは、穂が立った状態に近い状態（穂が寝ていない）を維持できることがわかる。つまり、白斑点の発生を抑制できて、かつベタ画像品質も良好な穂の状態を設定できる。それがしきい値（θ１／θ２＝０．３７）以下のところである。
【００７８】
（現像剤詰まり）
現像剤の詰まりの発生については、現像ローラと感光体の最近接位置での磁気吸引力の大きさを変化させた現像ローラを複数用意し、表１の各実験例毎に現像ローラを交換しながら白ベタ画像を出力し、その直後の現像ローラと感光体の最近接位置およびその近傍で、現像ローラ回転方向上流位置における磁気ブラシの状態を目視観察した。また、併せて細線画像を出力して細線の再現状態も目視評価し、磁気ブラシの状態と合わせて詰まりランクとしてランク付けした。
【００７９】
下記表４に、磁気ブラシの状態、および細線の再現状態の目視評価に基づくランク付けの基準を示す。磁気ブラシの状態と細線の目視評価を総合して、詰まりランクを判定した。詰まりランクが大きいほど現像剤詰まりの発生は抑止されており、穂先の乱れ、細線のカスレのいずれも全域に及んでいない詰まりランクＲ３以上が装置使用上の許容範囲である。
【００８０】
【表４】
2006243120.tif 000006
【００８１】
下記表５及び図８に各実験例の結果を示す。図８は、各実験例に対する現像剤詰まりの評価結果を磁気吸引力に対する詰まりランクでグラフにしたものである。磁気吸引力が０．２７Ｎ以上のところで、詰まりランクがＲ３以上となっている。
【００８２】
本発明に係る実験例では、現像ローラと感光体の最近接位置はＳ１極とＮ１極の間に位置することになる。該最近接位置では、磁気ブラシの穂は立ってはいるが、搬送方向上流側へ傾いた状態であり、この位置での磁気吸引力を上げることにより、磁気ブラシの穂の連結力、さらに現像ローラ側への引きつけが強くなり、現像剤の詰まりを防止することができる。実験結果から、０．２７Ｎ以上であることが好ましく、より好ましくは０．２７〜０．３７Ｎの範囲である。
【００８３】
【表５】
2006243120.tif 000007
【００８４】
本実施例の結果については、以下のように結論できる。
【００８５】
本発明の実施形態に基づき、現像剤担持体（現像ローラ）の内包する磁極を適切に配置することにより、像担持体（感光体）と現像剤担持体の最近接位置（現像位置）における磁気ブラシの穂立ち状態を適切に制御することができ、リークによる白斑点画像を抑制し、画像カスレや濃度低下のない良質な画像を形成することができた。
【００８６】
さらに、前記現像剤担持体と前記像担持体の最近接位置における前記現像剤担持体の磁気吸引力を適切に設定することができ、より現像剤詰まりの発生しにくい画像形成装置を提供することができた。
【００８７】
これらの効果に影響する条件は、他にも多くあり得るが、本発明の磁極配置は、特に支配的であり、かつ他の条件と独立して固有の効果を有する。設定したしきい値は、他の条件にかかわらず、磁極配置により支配的に決定されるものである。
【００８８】
従って、本発明の実施形態は、上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、様々な要求により、他の条件を任意に変更する余地がある。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態例を示す略断面図である。
【図２】図１におけるイメージングカートリッジ１７の略断面図である。
【図３】図２における現像ローラ４により、感光体１を現像する状態を拡大して示す略断面図である。
【図４】図２における現像ローラ４の法線方向の磁束密度パターンの拡大図である。
【図５】現像剤詰まりの発生状態を示す現像位置の断面図である。
【図６】本発明の実施例における、リーク（放電）による白斑点画像発生結果を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例における、ベタ画像での画像評価結果を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例における、現像剤詰まりの発生結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１  像担持体
２  クリーナー
３  帯電装置
４  現像ローラ
５  規制板
６  デベ返し部材
７  粉煙防止板
８  供給スクリュー
９  撹拌スクリュー
１０  現像ハウジング
１１  定着ユニット
１２  二次転写ローラ
１３  トナーカートリッジ
１４  一次転写ベルト
１５  クリーナーユニット
１６  廃トナーボックス
１７  イメージングカートリッジ
１８  露光装置
１９  現像ユニット
２０  感光体ドラムユニット
２１  下シール
２２  現像槽
【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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