(57)【要約】【課題】現像領域における磁気ブラシ立ち上がり時の加速度を増加させることで、感光ドラムと現像スリーブの間の現像領域内に部材を置くことなく、トナーがキャリアから脱離することを容易とし、出力画像の濃度低下を抑制し安定した画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】現像スリーブに対向するように、像担持体内部に二つの極性の異なる磁極Ｎ４，Ｓ４が配置されており、像担持体に対向している現像スリーブ内部磁極Ｓ１と像担持体内部磁極のひとつＮ４が互いに異極であり、かつ像担持体内部のふたつめの磁極Ｓ４が像担持体内部のひとつめの磁極Ｎ４より現像スリーブ回転方向上流位置に配置されていることにより、トナーがキャリアから脱離することを容易とし、出力画像の濃度低下を抑制し安定した画像を形成することができる。【選択図】  図２
2015225187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に固定配置した複数の磁極と、外部に回転する現像スリーブを有する現像剤担持体により、非磁性トナーと磁性キャリアから成る２成分現像剤を、前記現像スリーブと像担持体とが対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置において、前記現像スリーブに対向するように、前記像担持体内部に二つの極性の異なる磁極が配置されており、前記像担持体内部に配置されている磁極のうち、前記像担持体に対向している前記現像スリーブ内部磁極と同じ極性の磁極が、前記像担持体に対向している前記現像スリーブ内部磁極と異なる極性の磁極よりも、前記現像スリーブ回転方向上流位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体内部に配置されている磁極のうち、前記像担持体に対向している前記現像スリーブ内部磁極と同じ極性の磁極が、前記像担持体に対向している前記現像スリーブ内部磁極よりも、前記現像スリーブ回転方向上流において、前記現像スリーブと対向していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法や静電記録法等によって像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像に、着色料等を包有した樹脂等を現像させて可視画像化する。このような現像に使用される従来の現像装置のうち、現像剤として、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いるものが存在する。
【０００３】
上記現像剤を用いる二成分現像装置においては、トナーとキャリアを混合し攪拌することで、トナーを摩擦帯電させ、現像領域において電界を加えることで、トナーを像担持体上に形成された静電潜像に現像する。一般的な二成分現像装置においては、トナーとキャリアの攪拌を十分に行うことで、トナーとキャリアの接触機会を確保し、トナーの帯電量を飽和させて、画質の安定化を行っている。
【０００４】
しかし一方で、トナーの帯電量が増加すると、トナーとキャリアの間に働く静電気力が大きくなる。その結果、現像領域においてキャリアからのトナーの脱離が阻害され、像担持体上へのトナー現像性の低下、トナー画像のムラ等の問題が発生する。
【０００５】
帯電量が増加したトナーが、現像領域においてキャリアからの脱離を阻害される問題に対する対策として、現像領域に現像剤が急速摺動するような磁極配置と、現像剤が衝突する非磁性の衝突部材を配置する構成にすることで、急速摺動した現像剤を衝突部材に衝突させ、発生する撃力によってキャリアからのトナー脱離を促進する現像装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−４４２１４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、従来の構成では、脱離したトナーの一部は衝突部材に付着するため、像担持体上へのトナー現像性が低下する場合や、衝突部材が現像剤衝突の衝撃により摩耗し、トナー脱離効果が十分に得られず像担持体上へのトナー現像性が低下する場合が存在した。その結果、出力画像の濃度低下が生じる場合が存在した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置の構成は、現像領域における磁気ブラシ立ち上がり時の加速度を増加させることで、感光ドラムと現像スリーブの間の現像領域内部に衝突部材を置くことなく、トナーがキャリアから脱離することを容易とし、安定した画像を形成する画像形成装置を提供するものである。すなわち、内部に固定配置した複数の磁極と、外部に回転する現像スリーブを有する現像剤担持体により、非磁性トナーと磁性キャリアから成る２成分現像剤を、前記現像スリーブと像担持体とが対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成された静電潜像を現像する画像形成装置において、前記現像スリーブに対向するように、前記像担持体内部に二つの極性の異なる磁極が配置されており、前記像担持体内部に配置されている磁極のうち、前記像担持体に対向している前記現像スリーブ内部磁極と同じ極性の磁極が、前記像担持体に対向している前記現像スリーブ内部磁極と異なる極性の磁極よりも、前記現像スリーブ回転方向上流位置に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記像担持体内部に配置されている磁極のうち、前記像担持体に対向している前記現像スリーブ内部磁極と同じ極性の磁極が、前記像担持体に対向している前記現像スリーブ内部磁極よりも、前記現像スリーブ回転方向上流において、前記現像スリーブと対向していることを特徴とすることで、より安定した画像を形成することが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、感光ドラムと現像スリーブの間の現像領域内部に衝突部材を置くことなく、トナーがキャリアから脱離することを容易とし、出力画像の濃度低下を抑制し安定した画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例の画像形成装置の断面図である。
【図２】実施例１の現像装置の断面図である。
【図３】実施例１の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と磁力線の略概念図である。
【図４】従来の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と磁力線の略概念図である。
【図５】実施例１の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と現像剤搬送挙動の略概念図である。
【図６】比較例１の現像装置の断面図である。
【図７】比較例２の現像装置の断面図である。
【図８】比較例３の現像装置の断面図である。
【図９】比較例４の現像装置の断面図である。
【図１０】比較例５の現像装置の断面図である。
【図１１】比較例１の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と磁力線の略概念図である。
【図１２】比較例１の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と現像剤搬送挙動の略概念図である。
【図１３】比較例２の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と磁力線の略概念図である。
【図１４】比較例２の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と現像剤搬送挙動の略概念図である。
【図１５】比較例２の現像装置における、１０００枚画像出力後の感光体と現像スリーブ付近の詳細図と現像剤搬送挙動の略概念図である。
【図１６】比較例３の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と磁力線の略概念図である。
【図１７】比較例３の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と現像剤搬送挙動の略概念図である。
【図１８】比較例４の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と磁力線の略概念図である。
【図１９】比較例４の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と現像剤搬送挙動の略概念図である。
【図２０】比較例５の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と磁力線の略概念図である。
【図２１】比較例５の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と現像剤搬送挙動の略概念図である。
【図２２】実施例２の現像装置の断面図である。
【図２３】実施例２の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と磁力線の略概念図である。
【図２４】実施例２の現像装置における、感光体と現像スリーブ付近の詳細図と現像剤搬送挙動の略概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例を示しながら例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１３】
図１に、本発明を適用することができる画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、４個の画像形成部を有するフルカラーの電子写真方式の画像形成装置であり、同図はその概略構成を模式的に示す縦断面図である。なお、本実施の形態は本発明の適用可能な１形態であって、これに限定されるものではない。
【００１４】
同図に示す画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト７の回転方向（矢印Ｒ７方向）に沿って上流側から下流側にかけて４個の画像形成部（画像形成ステーション）が配設されている。
【００１５】
各画像形成部は、それぞれ像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えており、この順に、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感光ドラムである。
【００１６】
感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ矢印Ｒ１方向（図１中の反時計回り）に回転駆動されるようになっている。各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電器（帯電手段）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、露光装置（潜像形成手段）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像器（現像手段）４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次転写ローラ（一次転写手段）５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ（クリーニング装置）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配設されている。上述の一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び二次転写対向ローラ８には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト７が掛け渡されている。中間転写ベルト７は、その裏面側から一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによって押圧されていて、その表面を感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに当接させている。中間転写ベルト７は、駆動ローラも兼ねる二次転写対向ローラ８の矢印Ｒ８方向の回転に伴って、矢印Ｒ７方向に回転するようになっている。この中間転写ベルト７の回転速度は、上述の各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの回転速度（プロセススピード）とほぼ同じに設定されている。
【００１７】
中間転写ベルト７表面における、二次転写対向ローラ８に対応する位置には、二次転写ローラ（二次転写手段）９が配設されている。二次転写ローラ９は、二次転写対向ローラ８との間に中間転写ベルト７を挟持しており、二次転写ローラ９と中間転写ベルト７との間には、二次転写ニップ（二次転写部）が形成されている。
【００１８】
画像形成に供される転写材Ｐは、給紙カセット１０に積載された状態で収納されている。この転写材Ｐは、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等を有する給搬送装置（いずれも不図示）によって、上述の二次転写ニップ部に供給されるようになっている。転写材Ｐの搬送方向に沿っての二次転写ニップ部の下流側には、定着ローラ１２とこれに加圧された加圧ローラ１３とを有する定着装置１１が配設されており、さらに定着装置１１の下流側には、排紙トレイが配設されている。
【００１９】
上述構成の画像形成装置においては、以下のようにして、転写材Ｐ上に４色フルカラーのトナー像が形成される。
【００２０】
まず、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、感光ドラム駆動モータ（不図示）によって矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動され、帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、露光装置３ａ〜３ｄによって画像情報に基づく露光が行われ、露光部分の電荷が除去されて各色毎の静電潜像が形成される。
【００２１】
これら感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の静電潜像は、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによってイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像として現像される。これら４色のトナー像は、一次転写ニップにおいて、一次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより、中間転写ベルト７上に順次に一次転写される。こうして、４色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わされる。一次転写時に、中間転写ベルト７に転写されないで感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に残ったトナー（残留トナー）は、ドラムクリーナ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって除去される。残留トナーが除去された感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、次の画像形成に供される。
【００２２】
ここで、図２を用いて本実施例の現像器および感光ドラムについて詳述する。なお、本実施例の画像形成装置本体に用いられる各現像器は同一の構成を備えているので、一つの現像器についてのみ説明を行う。以下の説明で、現像器４といえば、現像器４a、４ｂ、４ｃ、４ｄのどれを指してもよい。
【００２３】
現像器４は現像剤容器２０を備え、その内部は隔壁２１によって現像室Ｃ１と攪拌室Ｃ２に区分される。一方、現像室Ｃ１及び攪拌室Ｃ２内部には、上記トナー粒子と磁気キャリアが混合された現像剤４３が収容されている。
【００２４】
現像室Ｃ１内には搬送スクリュー２３が収容されており、回転駆動により現像剤を、現像スリーブ２５の長手方向に沿って搬送する。攪拌室Ｃ２内に収容されたスクリュー２４による現像剤搬送方向はスクリュー２３によるそれとは反対方向である。
【００２５】
隔壁２１には手前側と奥側に開口が設けられており、スクリュー２３で搬送された現像剤がこの開口のひとつからスクリュー２４に受け渡され、スクリュー２４で搬送された現像剤が、上記の開口の他のひとつからスクリュー２３に受け渡される。
【００２６】
現像剤容器２０の感光ドラム１に近接する部位には開口部が設けられ、該開口部にアルミニウムや非磁性ステンレス等の材質である現像スリーブ２５が設けられている。
【００２７】
現像スリーブ２５は矢印ｂの方向（感光体回転方向と逆方向）に回転し、現像容器開口上端にある層厚規制ブレード２２によって適正な現像剤層厚に規制された後、該現像剤を現像領域Ａに担持搬送する。現像スリーブ２５の内部には、ローラ状のマグネットローラ２６が固定配置されている。このマグネットローラは、現像剤により感光ドラム１上にトナーを現像する領域である現像領域Ａに現像磁極Ｓ１を有している。この現像領域Ａは、例えば感光ドラム１を停止させた状態で現像スリーブ２５を駆動して現像を行ない、現像後感光ドラム１を取り出した際に、感光ドラム１上にトナーが現像している領域として確認することができる。本実施例では、マグネットローラ２６は上記現像磁極Ｓ１の他にも、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２を有している。
【００２８】
感光ドラム１の内部には、現像領域Ａに磁極Ｎ４，Ｓ４を持つマグネット２７が配置されている。この感光ドラム内部磁極Ｎ４，Ｓ４および現像磁極Ｓ１が現像領域Ａに形成する現像磁界により現像剤の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが現像領域Ａで矢印ａ方向に回転する感光ドラム１に静電潜像を現像する。現像領域Ａで静電潜像が現像される挙動については後に詳しく説明する。
【００２９】
本実施例では感光ドラム１、現像スリーブ２５、現像スリーブ内磁極及び感光体内部磁極Ｎ２、Ｎ４、Ｓ１、Ｓ４として以下の構成を用いた。
【００３０】
感光ドラム：外径φ80ｍｍ
現像スリーブ：外径φ20ｍｍ
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の磁束密度：0.05T
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の位置：感光ドラム１との最接近位置より現像スリーブ回転方向上流60°
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の位置：現像スリーブ２５との最接近位置より感光ドラム回転方向下流3.5°
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の磁束密度：0.1T
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の位置：感光ドラム１との最接近位置
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の位置：現像スリーブ２５との最接近位置より感光ドラム回転方向下流0.5°
感光ドラムと現像スリーブの最接近距離：1.0ｍｍ
現像スリーブ２５には現像バイアスを印加するための発信装置２９が備えられている。発信装置２９は波形信号発振器３０と、波形信号発振器により発生した信号を増幅して、現像スリーブに現像バイアスを印加する高圧電源３１を備えている。
【００３１】
以下、現像剤の流れを図２を用いて説明する。現像領域Ａを通過したブラシ状の現像剤４３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２６の磁極Ｎ１によって現像スリーブ２５上を搬送されてゆき、磁極Ｎ１とＮ３が形成する反発磁界によって現像スリーブ２５上から剥ぎ落される。剥ぎ落された現像剤は攪拌室Ｃ２で攪拌、搬送され、再び現像室Ｃ１から現像スリーブ２５に供給される。
【００３２】
以下、現像領域Ａについて、感光ドラム１と現像スリーブ２５付近の拡大図（図３）を用いて詳説する。
【００３３】
図３には感光ドラム１と現像スリーブ２５付近における磁力線の概略図である。現像スリーブ２５内磁極Ｓ１に向かう磁力線に着目すると、現像スリーブ２５内磁極Ｎ２から現像スリーブ２５内磁極Ｓ１に向かう磁力線Ｍ１と、感光ドラム１内磁極Ｎ４から現像スリーブ２５内磁極Ｓ１に向かう磁力線Ｍ２、現像スリーブ２５内磁極Ｎ１から現像スリーブ２５内磁極Ｓ１に向かう磁力線Ｍ３が存在する。一方、現像領域Ａには他に感光ドラム１内磁極Ｎ４から感光ドラム１内磁極Ｓ４に向かう磁力線Ｍ４、感光ドラム１内磁極Ｓ４から放出される磁力線Ｍ５が存在する。この内現像領域上流に存在する磁力線に着目すると、磁力線は互いに交わらない性質によって反発するため、磁力線Ｍ１と磁力線Ｍ４は反発する。その結果、磁力線Ｍ１は磁力線Ｍ４が存在しない図４のような場合に比べ、現像スリーブ２５鉛直方向に広がることが出来ず、磁力線はより現像スリーブ近傍を通過する。一方、磁力線Ｍ２は感光ドラム１内磁極Ｎ４から現像スリーブ２５内磁極Ｓ１に向かって存在するため、磁力線Ｍ１と比較すると急激に現像スリーブ２５の鉛直方向を向くことになる。
【００３４】
次に図５を用いて、現像領域近辺における現像剤の流れとトナー現像挙動、磁力線の関係について詳説する。
【００３５】
現像スリーブ２５に担持搬送される現像剤は、磁極が形成する磁界によって磁気ブラシを形成する。この時磁気ブラシは、図３に概略を示したような、磁極間の磁力線に沿うように穂状のブラシを形成する。本実施例の構成では、磁気ブラシはまず磁力線Ｍ１に沿うように形成されるため、現像スリーブ２５表面に沿うように形成される。この磁気ブラシが現像領域Ａ内を搬送され、磁力線Ｍ２の領域に入ると、磁気ブラシは磁力線Ｍ２に沿うように形成されるため、現像スリーブ２５表面に沿っていた磁気ブラシが現像スリーブ２５に垂直方向に急激に立ち上がることとなる。この一連の運動によって、磁気ブラシに付着したトナー４１には感光ドラム１方向に慣性に伴う大きな力が加わる。この力に現像スリーブ２５に印加されている現像バイアスによって感光ドラム１方向に働く静電気力が加わることでトナー４１がキャリア４２からより離れやすくなる。キャリア４２から離れたトナー４１は、現像スリーブ２５に印加されている現像バイアスによって、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。
【００３６】
以上の構成により、現像領域における磁気ブラシ立ち上がり時の加速度を増加させることで、感光ドラムと現像スリーブの間の現像領域に部材を置くことなく、トナーがキャリアから脱離することを容易とし、安定した画像を形成することができる。
（評価方法）
上記実施例１記載の画像形成装置を用いてシアンのベタ画像出力を行ない、出力画像の濃度について従来例と比較を行なった。画像出力条件は以下の通り。
【００３７】
画像形成装置本体：Canon iR-C6800
現像バイアス：DC電圧-350Ｖに周波数6ＫＨｚ、ピーク間電圧1500Ｖの矩形波を重畳
現像剤：Canon iR-C6800用現像剤
現像スリーブ上単位面積当たりの現像剤担持量：30mg/cm2
キャリア個数平均直径：35μm
感光ドラムと現像スリーブの最接近距離：1.0ｍｍ
感光ドラム外径：80mm
現像スリーブ外径：20mm
感光ドラム回転速度：300ｍｍ／ｓｅｃ
現像スリーブ回転速度：450ｍｍ／ｓｅｃ
画像濃度評価の指標としては、X-Rite社製X-Rite530でSTATUS-Aモードで測定した濃度測定値を用いた。記録メディアに王子製紙社製OKプリンス紙を使用した。濃度測定は１枚目の出力画像と１０万枚目の出力画像で行なった。
【００３８】
磁束密度の現像スリーブ周方向成分の大きさBθ、鉛直方向成分の大きさBrの空間分布については、ニッコーシ社製ガウスメータTG1000を用いて測定を行なった。
【００３９】
比較する従来例の現像スリーブ内磁極及び感光体内部磁極の構成は以下の通り。
【００４０】
（比較例１構成）
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の磁束密度：0.05T
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の位置：感光ドラム１との最接近位置より現像スリーブ回転方向上流60°
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の磁束密度：0.1T
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の位置：感光ドラム１との最接近位置
感光ドラム１内部の磁極：なし
（比較例２構成）
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の磁束密度：0.05T
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の位置：感光ドラム１との最接近位置より現像スリーブ回転方向上流60°
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の磁束密度：0.1T
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の位置：感光ドラム１との最接近位置
感光ドラム１内部の磁極：なし
現像剤衝突部材：あり
（比較例３構成）
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の磁束密度：0.05T
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の位置：感光ドラム１との最接近位置より現像スリーブ回転方向上流60°
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の位置：現像スリーブ２５との最接近位置
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の磁束密度：0.1T
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の位置：感光ドラム１との最接近位置
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の位置：感光ドラム１内部磁極Ｎ４より感光ドラム１中心方向に3mmの位置 
（比較例４構成）
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の磁束密度：0.05T
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の位置：感光ドラム１との最接近位置より現像スリーブ回転方向上流60°
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の位置：感光ドラム１内部磁極Ｓ４より感光ドラム１中心方向に3mmの位置
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の磁束密度：0.1T
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の位置：感光ドラム１との最接近位置
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の位置：現像スリーブ２５との最接近位置
（比較例５）
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の磁束密度：0.05T
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の位置：感光ドラム１との最接近位置より現像スリーブ回転方向上流60°
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の位置：現像スリーブ２５との最接近位置より感光ドラム回転方向上流3°
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の磁束密度：0.1T
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の位置：感光ドラム１との最接近位置
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の位置：現像スリーブ２５との最接近位置
（評価結果）
表１に実施例、比較例における画像濃度測定値を示す。
【００４１】
【表１】
2015225187.tif 000003
【００４２】
比較例１、３、４、５では画像濃度が十分に得られなかったのに比べ、実施例１では十分な画像濃度が得られていることがわかる。また、比較例２では出力画像１枚目では画像濃度が得られているものの、１０万枚目では画像濃度が低下して十分な画像濃度が得られなかったのに比べ、実施例１では１０万枚目でも十分な画像濃度が得られていることがわかる。
【００４３】
理由としては以下のように考えられる。比較例１の構成における感光ドラム１と現像スリーブ２５付近における磁力線の概略図を図１１に示す。また、現像領域近辺における磁気ブラシ挙動を図１２に示す。この比較例の場合、感光ドラム１内部に磁極Ｎ４，Ｓ４が存在しないため、磁極Ｓ１の磁力線Ｍ１は現像スリーブ２５側から感光ドラム１へ向けて、図１２のように連続的に立ち上がっていく。そのため実施例１と比べ現像領域における磁気ブラシ立ち上がり時の加速度は小さくなり、キャリアから離れるトナー量が減少したと考えられる。
【００４４】
比較例２の構成における感光ドラム１と現像スリーブ２５付近における磁力線の概略図を図１３に示す。また、現像領域近辺における磁気ブラシ挙動を図１４に示す。この比較例では磁気ブラシが立ち上がった直後に衝突する部材を設けることで、発生する撃力によってキャリアからのトナー脱離を促進している。そのため画像出力初期段階では十分なトナー脱離能力が得られている。一方、図１５のように画像を１０万枚出力して衝突部材が衝撃で摩耗、及びトナー融着によって汚染されてくると、キャリアからのトナー脱離を促進するのに十分な撃力を得られなくなり、キャリアから離れるトナー量が減少したと考えられる。
【００４５】
比較例３の構成における感光ドラム１と現像スリーブ２５付近における磁力線の概略図を図１６に示す。また、現像領域近辺における磁気ブラシ挙動を図１７に示す。この比較例では、磁極Ｓ１の磁力線を反発する磁極Ｓ４が現像スリーブの対向に存在しない。そのため、磁力線Ｍ１は現像スリーブ２５側に沿うことはなく、磁気ブラシも図１７のように連続的に立ち上がっていく。そのため実施例１と比べ現像領域における磁気ブラシ立ち上がり時の加速度は小さくなり、キャリアから離れるトナー量が減少したと考えられる。
【００４６】
比較例４の構成における感光ドラム１と現像スリーブ２５付近における磁力線の概略図を図１８に示す。また、現像領域近辺における磁気ブラシ挙動を図１９に示す。現像磁極Ｓ１の反発極であるＳ４のみを現像スリーブ２５の対向位置に配置した場合、磁力線は図１８に示したように常に現像スリーブ２５に沿うこととなり、磁気ブラシの立ち上がり位置が存在しない。そのため現像領域で磁気ブラシが形成されないため、磁気ブラシの立ち上がり加速度は存在せず、キャリアから離れるトナー量が減少したと考えられる。
【００４７】
比較例５の構成における感光ドラム１と現像スリーブ２５付近における磁力線の概略図を図２０に示す。また、現像領域近辺における磁気ブラシ挙動を図２１に示す。現像磁極Ｓ１の反発極であるＳ４が現像スリーブ２５の対向位置に配置され、異極であるＮ４がＳ４よりも現像スリーブ２５回転方向上流に配置されている場合、磁気ブラシはまず磁力線Ｍ１に沿うように形成され、続いて磁力線Ｍ２に沿うように形成されるが、磁力線Ｍ１から磁力線Ｍ２へは現像スリーブ２５側から感光ドラム１へ向けて、図２１のように連続的に立ち上がっていく。その後、磁気ブラシは磁力線Ｍ４と反発し、現像スリーブ２５側に寝ている磁力線Ｍ３に沿うため急激に現像スリーブ２５側に倒れる。この際にも磁気ブラシに付着したトナー４１には慣性に伴う大きな力が加わるものの、その方向は感光ドラム１とは反対側である。この方向だとトナーは現像スリーブ側に付着をしてしまい現像性向上には寄与出来ない。また、慣性に伴う力の方向と電界による静電気力の方向が逆方向な為、力が互いに打ち消し合ってしまい、効果が減衰する。以上の理由から、比較例５ではキャリアから離れるトナー量が減少したと考えられる。
【００４８】
一方、実施例１では、図３に示すように、磁気ブラシはまず現像スリーブ２５表面に沿うように形成された後、現像領域Ａ内において現像スリーブ２５に垂直方向に急激に立ち上がることとなる。この一連の運動によって、磁気ブラシに付着したトナーには慣性に伴う大きな力が加わり、この力に現像スリーブ２５に印加されている現像バイアスによって働く静電気力が加わることで、十分な量のトナーをキャリアから脱離することが可能となり、良好な画像濃度が得られたと考えられる。
【実施例２】
【００４９】
図２２に本実施例で用いられる画像形成装置を示す。本実施例の形態は、上記の実施の形態１とほぼ同じ構成である。以下では実施例1とは異なる点を主に説明する。
【００５０】
本実施例では感光ドラム１、現像スリーブ２５、現像スリーブ内磁極及び感光体内部磁極Ｎ２、Ｎ４、Ｓ１、Ｓ４として以下の構成を用いた。
【００５１】
感光ドラム：外径φ80ｍｍ
現像スリーブ：外径φ20ｍｍ
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の磁束密度：0.05T
マグネットローラ２６の磁極Ｎ２の位置：感光ドラム１との最接近位置より現像スリーブ回転方向上流60°
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｎ４の位置：現像スリーブ２５との最接近位置
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の磁束密度：0.1T
マグネットローラ２６の磁極Ｓ１の位置：感光ドラム１との最接近位置
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の磁束密度：0.1T
感光ドラム１内部の磁極Ｓ４の位置：現像スリーブ２５との最接近位置より感光ドラム回転方向上流3°
感光ドラムと現像スリーブの再接近距離：1.0ｍｍ
以下図２３、４を用いて実施例１との違いを説明する。図２３に実施例２における感光ドラム１と現像スリーブ２５付近における磁力線の概略図を示す。本実施例では、感光ドラム内部の磁極Ｓ４を、現像スリーブ２５内部の磁極Ｓ１よりも現像スリーブ回転方向上流側に対向して配置していることを特徴としている。感光ドラム内部の磁極Ｓ４を、現像スリーブ２５内部の磁極Ｓ１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配置することで、感光ドラム１内磁極Ｎ４から感光ドラム１内磁極Ｓ４に向かう磁力線Ｍ４をより現像スリーブ２５内磁極Ｎ２から現像スリーブ２５内磁極Ｓ１に向かう磁力線Ｍ１に近づけ、磁力線Ｍ１をより現像スリーブ近傍を通過させることが出来る。そのため、磁力線Ｍ１から磁力線Ｍ２への磁気ブラシ立ち上がりをより急激にすることができ、磁気ブラシに付着したトナー４１には感光ドラム１方向により大きな慣性力を加えることが出来る。その結果、トナーがキャリアから脱離することをより容易とし、より安定した画像を形成することができる。
（評価方法・結果）
前記実施例1を評価した際と同じ方法を用いて、出力画像の濃度について比較を行なった。
【００５２】
【表２】
2015225187.tif 000004
【００５３】
表２に画像濃度測定値を示す。実施例２では実施例１に比べより良好な画像濃度を得ることが出来た。
【符号の説明】
【００５４】
１  感光ドラム、２  帯電器、３  露光装置、４  現像器、５  一次転写ローラ、
６  ドラムクリーナ、７  中間転写ベルト、８  二次転写対向ローラ、
９  二次転写ローラ、１０  給紙カセット、１１  定着装置、１２  定着ローラ、
１３  加圧ローラ、２０  現像剤容器、２１  隔壁、２２  層厚規制ブレード、
２３、２４  搬送スクリュー、２５  現像スリーブ、
２６  現像スリーブ内マグネットローラ、２７  感光ドラム内マグネット、
２９  発信装置、３０  波形信号発生器、３１  高圧電源、４１  トナー、
４２  キャリア、４３  現像剤、５０  磁気ブラシ衝突部材、Ｍ１〜Ｍ５  磁力線、
Ｐ  転写材
【図１】
2015225187.tif 000005
【図２】
2015225187.tif 000006
【図３】
2015225187.tif 000007
【図４】
2015225187.tif 000008
【図５】
2015225187.tif 000009
【図６】
2015225187.tif 000010
【図７】
2015225187.tif 000011
【図８】
2015225187.tif 000012
【図９】
2015225187.tif 000013
【図１０】
2015225187.tif 000014
【図１１】
2015225187.tif 000015
【図１２】
2015225187.tif 000016
【図１３】
2015225187.tif 000017
【図１４】
2015225187.tif 000018
【図１５】
2015225187.tif 000019
【図１６】
2015225187.tif 000020
【図１７】
2015225187.tif 000021
【図１８】
2015225187.tif 000022
【図１９】
2015225187.tif 000023
【図２０】
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【図２１】
2015225187.tif 000025
【図２２】
2015225187.tif 000026
【図２３】
2015225187.tif 000027
【図２４】
2015225187.tif 000028