(57)【要約】【課題】ＳＬＩＣ現像に用いる現像剤担持体において、磁束密度の減衰率、半値幅の規定では網羅できない、高画質化に寄与する特性値を明確にする。【解決手段】現像剤を担持・搬送する現像スリーブと、現像スリーブ内に配置され複数の磁極Ｐ１〜Ｐ５を有するマグネットロールからなり、潜像担持体１と対向する現像領域で現像剤を穂立ちさせ磁気ブラシを形成する現像極Ｐ１の幅を狭め、現像領域における現像剤の穂立ち領域を細くすることにより狭い現像ニップを実現し、かつ現像極Ｐ１の磁束密度減衰率が４０％以上である現像剤担持体４１において、現像極Ｐ１の磁束密度の半値幅が２２°以下であり、かつ現像極のピーク磁力位置より少なくとも現像剤搬送方向下流側半分の磁束密度が９０％以下の部分の円周方向の磁束密度変化率が４．０ｍＴ／Ｄｅｇ以上である構成とした。【選択図】              図７
2004271876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持・搬送する現像スリーブと、該現像スリーブ内に配置され複数の磁極を有するマグネットロールからなり、潜像担持体と対向する現像領域で現像剤を穂立ちさせ磁気ブラシを形成する現像極の幅を狭め、現像領域における現像剤の穂立ち領域を細くすることにより狭い現像ニップを実現し、かつ前記現像極の磁束密度減衰率が４０％以上である現像剤担持体において、
前記現像極の磁束密度の半値幅が２２°以下であり、かつ現像極のピーク磁力位置より少なくとも現像剤搬送方向下流側半分の磁束密度が９０％以下の部分の円周方向の磁束密度変化率が４．０ｍＴ／Ｄｅｇ以上であることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】
請求項１記載の現像剤担持体において、
前記マグネットロールは、磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状のマグネットロールであり、前記現像極を含む複数の磁極が着磁されていることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項３】
請求項２記載の現像剤担持体において、
前記マグネットロールを構成する磁性粉はフェライト系磁性材料からなり、前記高分子材料はポリアミド系材料またはエチレン系化合物もしくは塩素系材料などの高分子化合物、あるいはゴム材料からなることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項４】
請求項１記載の現像剤担持体において、
前記マグネットロールは、現像極以外は磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状のマグネットロールであり、前記現像極以外の部分に複数の磁極が着磁されており、前記現像極には、円筒形状のマグネットロール部分より最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）の大きな材料からなるマグネットブロックを設けた構成であることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項５】
請求項４記載の現像剤担持体において、
前記マグネットブロックを、略円筒形状のマグネットロールに形成した溝部に埋め込んで固定したことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項６】
請求項５記載の現像剤担持体において、
前記マグネットブロックは、略円筒形状のマグネットロールの溝部より小さく、かつ前記溝部内の現像剤搬送方向下流側に埋め込まれたことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項７】
請求項４，５または６記載の現像剤担持体において、
前記マグネットブロックは、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が１０ＭＧＯｅ  以上の材料からなることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一つに記載の現像剤担持体において、
前記マグネットロールを構成する磁性粉はフェライト系磁性材料からなり、前記高分子材料はポリアミド系材料またはエチレン系化合物もしくは塩素系材料などの高分子化合物、あるいはゴム材料からなり、前記現像極のマグネットブロックは希土類系マグネット、もしくは希土類系マグネット粉を前記と同様の高分子材料と混合したプラスチックマグネットあるいはゴムマグネットからなることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項９】
現像剤担持体上に現像剤を穂立ちさせた磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを潜像担持体に摺擦させることで該潜像担持体上の潜像を可視像化する現像方法において、
前記現像剤担持体として、請求項１〜８のいずれか一つに記載の現像剤担持体を用いることを特徴とする現像方法。
【請求項１０】
請求項９記載の現像方法において、
前記現像剤担持体の現像極のピーク磁力位置が、現像剤が現像される潜像担持体と最も近接する位置より現像剤搬送方向上流側に位置することを特徴とする現像方法。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の現像方法において、
現像剤として、磁性キャリアと球状トナーから構成される２成分現像剤を用いることを特徴とする現像方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の現像方法において、
前記球状トナーの粒径は５μｍ以下であることを特徴とする現像方法。
【請求項１３】
現像剤を担持・搬送する現像剤担持体を備え、該現像剤担持体上に現像剤を穂立ちさせた磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを潜像担持体に摺擦させることで該潜像担持体上の潜像を可視像化する現像装置において、
前記現像剤担持体として、請求項１〜８のいずれか一つに記載の現像剤担持体を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の現像極のピーク磁力位置が、現像剤が現像される潜像担持体と最も近接する位置より現像剤搬送方向上流側に位置するように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４記載の現像装置において、
現像剤として、磁性キャリアと球状トナーから構成される２成分現像剤を用いることを特徴とする現像装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の現像装置において、
前記球状トナーの粒径は５μｍ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項１７】
画像形成装置の画像形成部に用いられ、装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
少なくとも潜像担持体と、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の現像装置を、カートリッジ内に一体に備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
画像形成装置の画像形成部に用いられ、装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体を帯電する帯電装置と、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の現像装置と、前記潜像担持体を清掃するクリーニング装置を、カートリッジ内に一体に備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１９】
潜像担持体上に潜像を形成し、該潜像担持体上の潜像を現像装置の現像剤で現像して可視像化した後、前記潜像担持体上の画像を記録材に転写し、定着して画像を形成する画像形成装置において、
前記現像装置として、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
潜像担持体上に潜像を形成し、該潜像担持体上の潜像を現像装置の現像剤で現像して可視像化した後、前記潜像担持体上の画像を記録材に転写し、定着して画像を形成する画像形成装置において、
請求項１７または１８記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤を担持・搬送して潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体、及びその現像剤担持体を用いた現像方法及び現像装置、及びその現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び前記現像装置またはプロセスカートリッジを備えた複写機、ファクシミリ、プリンター、プロッター等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機、ファクシミリ、プリンター、プロッター等の電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置においては、ドラム状やベルト状の感光体などからなる潜像担持体上に画像情報に対応した静電潜像を形成し、潜像担持体上の潜像を現像装置の現像剤で現像して可視像化した後、潜像担持体上の画像を記録材に直接転写するか、または中間転写体を介して記録材に転写し、定着して画像を形成している。このような画像形成装置においては、現像動作を実行するにあたり、転写性、ハーフトーンの再現性、温度・湿度に対する現像特性の安定性などの観点から、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式が主流となってきている。
【０００３】
磁気ブラシ現像方式の現像装置に用いられる現像剤担持体は、通常、円筒状に形成された現像スリーブと、その現像スリーブ内に配置され現像スリーブ表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する磁石体（磁石ローラ等）を備えた現像ローラである。そして、穂立ちの際、磁性キャリアが磁石ローラで生じる磁力線に沿うようにスリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立ちに係る磁性キャリアに対して帯電トナーが付着する。上記磁石ローラは複数の磁極を備え、それぞれの磁極を形成する磁石が棒状などに形成されていて、特にスリーブ表面の現像領域（現像剤担持体上で磁気ブラシが立ち上がり潜像担持体と接触している範囲）の部分に対応して、現像剤を立ち上げる現像極（現像主磁極）が備えられている。そして、上記スリーブと磁石ローラの少なくとも一方が動くことでスリーブ表面に穂立ちを起こした現像剤が移動するようになっている。そして、現像領域に搬送された現像剤は上記現像極から発せられる磁力線に沿って穂立ちを起こし、この現像剤のチェーン穂は撓むように潜像担持体表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が潜像担持体との相対線速差に基づいて静電潜像を摺擦し、トナー供給を行い、静電潜像を現像して可視像化する。
【０００４】
上記のような２成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像方式の現像装置においては、現像剤を搬送する現像スリーブの線速は、感光体等の潜像担持体の線速よりも速く設定する必要があり、その影響で画像の後端が薄くなる（後端白抜け）等の欠点があった。これは現像剤が潜像担持体に接触する進行方向の幅（現像ニップ）領域で、現像剤中のトナーが現像剤の厚さ方向に移動するのに時間を要するため、潜像の変化に対して遅延して現像が行われることによる。
【０００５】
そこで本出願人は先に、２成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像方式の現像装置において、現像ニップ幅を狭くしながら現像ギャップも短くし、しかも均一で、短く、緻密な磁気ブラシを形成できる構成とすることで、現像能力、均一性の低下なく、また、地汚れの増加なく、後端白抜け、細線細り、ドット不均一を改善することができる構成を提案している（特許文献１参照）。具体的は、現像領域で磁気ブラシが潜像担持体上の非画像部を摺擦する際に磁気ブラシのトナーが潜像担持体側から現像剤担持体側へ移動する時間を減少できるように現像ニップを狭くし、現像電界を均一化するように磁気ブラシの密度を高め、現像ギャップも短くしている。より具体的には、スリーブ内磁石の現像極の幅を狭め、現像剤の穂立ち領域を細くすることにより狭い現像ニップ幅を実現しており、さらには、磁石ローラの現像極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上である上、かつニップ幅２ｍｍ以下、現像ギャップが４００μｍ以下等の構成を用いている。
尚、このように、現像ニップ幅を狭くしながら、現像ギャップも短くし、しかも均一で、短く、緻密な磁気ブラシを形成できる現像方式を、ＳＬＩＣ（Ｓｈａｒｐ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｎｔａｃｔ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｂｒｕｓｈ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）現像と言い、この方式を用いた現像装置をＳＬＩＣ現像装置と言う。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２７８４９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＳＬＩＣ現像装置では、現像剤担持体として、例えば現像極の法線方向磁束密度（以下、磁束密度と言う）の減衰率が４０％以上、好ましくは５０％以上である現像ローラを用いる。また、前記減衰率を達成するために、現像極の半値幅は２２°以下、好ましくは２１°以下で構成されたものを用いる。ここで、半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力あるいはピーク磁束の半分の値を指す角度幅のことである。
ＳＬＩＣ現像装置では上記現像ローラを用いることで、短くかつ密な磁気ブラシの立ち上がりを得られるため、現像ニップを狭くでき、感光体へのトナー移動を抑制でき、かつ現像ニップが狭いことによる現像能力の低下も密ブラシにより防止することができる。
【０００８】
しかしながら、上記で規定したＳＬＩＣ現像装置の現像ローラにおいて下記の項目が新たに明らかになってきた。
▲１▼適切な半値幅が現像ローラ外径により変化する。
▲２▼半値幅が同一でも画像ランクに差がある。または、半値幅が狭くとも広いローラより画質が劣る。
上記の▲１▼については、現像ローラの外径が大きいほど、同じ半値幅では現像ニップが広くなるためであると考えられる。また、▲２▼については、通常、現像ローラは感光体の周速に対して約１．５倍から２．５倍の周速で回転している。そのため、感光体上に電気的に作られた潜像は磁気ブラシと接触する上流側で現像が開始され、一旦現像されたトナー上を磁気ブラシ中の現像剤が擦りながら追い越す。このため、磁気ブラシと感光体との接触が終了する下流側の磁気ブラシの状態の寄与が大きいと考えられる。
【０００９】
ここで、図２，３に２種類のＳＬＩＣ現像用の現像ローラ（ＳＬＩＣ現像ローラ▲１▼、ＳＬＩＣ現像ローラ▲２▼）の法線方向磁力分布（磁束密度分布）を示し、図４に従来の現像ニップ幅が広い現像ローラの法線方向磁力分布（磁束密度分布）を示す。
また、下記の表１に、ＳＬＩＣ現像ローラ▲１▼とＳＬＩＣ現像ローラ▲２▼、及び従来の現像ローラの、半値幅と画像品質ランクの関係を示す。尚、各現像ローラのスリーブの外径はφ２０ｍｍであり、磁石ローラの磁極はＰ１〜Ｐ５の５極とし、Ｐ１が現像極である。また、画像品質ランクは１．０〜５．０の９段階評価であり、ランク５が最も高画質である。
【００１０】
【表１】
2004271876.tif 000003
【００１１】
表１に示すように、ＳＬＩＣ現像ローラ▲２▼では、従来の現像ローラに比べると画像品質ランク（後端白抜け、細線細り、現像濃度、ドット均一性等の総合評価）が良好なものの、ＳＬＩＣ現像ローラ▲１▼に比べて半値幅が狭いにも関わらず、画像品質ランクが低い。尚、上記ＳＬＩＣ現像ローラは、▲１▼、▲２▼ともに法線方向磁束密度の減衰率も５０％以上であり、半値幅、減衰率の２点では説明ができない。
これらのことから、ＳＬＩＣ現像ローラにおいては、磁束密度の減衰率と半値幅を規定することにより、緻密かつ短い磁気ブラシにより従来の現像ローラよりも高画質化が図れるが、その中でも更に、潜像に忠実な高画質を得る特性が存在することが判る。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、ＳＬＩＣ現像に用いる現像剤担持体（現像ローラ）において、より潜像に忠実な高画質を得ることのできる特性値の定義及びその構成を提供することを目的とする。より詳しくは、本発明は、ＳＬＩＣ現像に用いる現像剤担持体（現像ローラ）において、磁束密度の減衰率、半値幅の規定では網羅できない、高画質化に寄与する特性値を明確にすることを目的とする。そして、製造容易で、かつ低コストで高磁力な現像剤担持体を得ることを目的とする。また、更に高磁力で低コストに製造できる構成の現像剤担持体を提供することを目的とする。さらには、高画質を維持しつつ、キャリア付着に有利な構成の現像剤担持体を提供することを目的とする。
さらに本発明では、上記の目的を達成する構成の現像剤担持体を用いた現像方法及び現像装置を提供することを目的とし、その現像方法及び現像装置において、高画質、かつキャリア付着に有利な配置を示すことを目的とする。そして本発明では、現像剤担持体の高画質化効果をより高めた現像方法及び現像装置を提供することを目的とする。
さらに本発明では、上記現像装置を備えたプロセスカートリッジを提供することを目的とし、さらには、上記現像装置またはプロセスカートリッジを備え、高画質な画像形成が行える画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、請求項１に係る発明は、現像剤を担持・搬送する現像スリーブと、該現像スリーブ内に配置され複数の磁極を有するマグネットロールからなり、潜像担持体と対向する現像領域で現像剤を穂立ちさせ磁気ブラシを形成する現像極の幅を狭め、現像領域における現像剤の穂立ち領域を細くすることにより狭い現像ニップを実現し、かつ前記現像極の磁束密度減衰率が４０％以上である現像剤担持体において、前記現像極の磁束密度の半値幅が２２°以下であり、かつ現像極のピーク磁力位置より少なくとも現像剤搬送方向下流側半分の磁束密度が９０％以下の部分の円周方向の磁束密度変化率が４．０ｍＴ／Ｄｅｇ以上であることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の現像剤担持体において、前記マグネットロールは、磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状のマグネットロールであり、前記現像極を含む複数の磁極が着磁されていることを特徴としている。
また、請求項３に係る発明は、請求項２記載の現像剤担持体において、前記マグネットロールを構成する磁性粉はフェライト系磁性材料からなり、前記高分子材料はポリアミド系材料またはエチレン系化合物もしくは塩素系材料などの高分子化合物、あるいはゴム材料からなることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の現像剤担持体において、前記マグネットロールは、現像極以外は磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状のマグネットロールであり、前記現像極以外の部分に複数の磁極が着磁されており、前記現像極には、円筒形状のマグネットロール部分より最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）の大きな材料からなるマグネットブロックを設けた構成であることを特徴としている。
また、請求項５に係る発明は、請求項４記載の現像剤担持体において、前記マグネットブロックを、略円筒形状のマグネットロールに形成した溝部に埋め込んで固定したことを特徴としている。
さらに、請求項６に係る発明は、請求項５記載の現像剤担持体において、前記マグネットブロックは、略円筒形状のマグネットロールの溝部より小さく、かつ前記溝部内の現像剤搬送方向下流側に埋め込まれたことを特徴としている。
さらにまた、請求項７に係る発明は、請求項４，５または６記載の現像剤担持体において、前記マグネットブロックは、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が１０ＭＧＯｅ  以上の材料からなることを特徴としている。
さらにまた、請求項８に係る発明は、請求項４〜７のいずれか一つに記載の現像剤担持体において、前記マグネットロールを構成する磁性粉はフェライト系磁性材料からなり、前記高分子材料はポリアミド系材料またはエチレン系化合物もしくは塩素系材料などの高分子化合物、あるいはゴム材料からなり、前記現像極のマグネットブロックは希土類系マグネット、もしくは希土類系マグネット粉を前記と同様の高分子材料と混合したプラスチックマグネットあるいはゴムマグネットからなることを特徴としている。
【００１６】
請求項９に係る発明は、現像剤担持体上に現像剤を穂立ちさせた磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを潜像担持体に摺擦させることで該潜像担持体上の潜像を可視像化する現像方法において、前記現像剤担持体として、請求項１〜８のいずれか一つに記載の現像剤担持体を用いることを特徴としている。
また、請求項１０に係る発明は、請求項９記載の現像方法において、前記現像剤担持体の現像極のピーク磁力位置が、現像剤が現像される潜像担持体と最も近接する位置より現像剤搬送方向上流側に位置することを特徴としている。
さらに、請求項１１に係る発明は、請求項９または１０記載の現像方法において、現像剤として、磁性キャリアと球状トナーから構成される２成分現像剤を用いることを特徴としている。
さらにまた、請求項１２に係る発明は、請求項１１記載の現像方法において、前記球状トナーの粒径は５μｍ以下であることを特徴としている。
【００１７】
請求項１３に係る発明は、現像剤を担持・搬送する現像剤担持体を備え、該現像剤担持体上に現像剤を穂立ちさせた磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを潜像担持体に摺擦させることで該潜像担持体上の潜像を可視像化する現像装置において、前記現像剤担持体として、請求項１〜８のいずれか一つに記載の現像剤担持体を備えたことを特徴としている。
また、請求項１４に係る発明は、請求項１３記載の現像装置において、前記現像剤担持体の現像極のピーク磁力位置が、現像剤が現像される潜像担持体と最も近接する位置より現像剤搬送方向上流側に位置するように構成したことを特徴としている。
さらに、請求項１５に係る発明は、請求項１３または１４記載の現像装置において、現像剤として、磁性キャリアと球状トナーから構成される２成分現像剤を用いることを特徴としている。
さらにまた、請求項１６に係る発明は、請求項１５記載の現像装置において、前記球状トナーの粒径は５μｍ以下であることを特徴としている。
【００１８】
請求項１７に係る発明は、画像形成装置の画像形成部に用いられ、装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、少なくとも潜像担持体と、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の現像装置を、カートリッジ内に一体に備えたことを特徴としている。
また、請求項１８に係る発明は、画像形成装置の画像形成部に用いられ、装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体を帯電する帯電装置と、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の現像装置と、前記潜像担持体を清掃するクリーニング装置を、カートリッジ内に一体に備えたことを特徴としている。
【００１９】
請求項１９に係る発明は、潜像担持体上に潜像を形成し、該潜像担持体上の潜像を現像装置の現像剤で現像して可視像化した後、前記潜像担持体上の画像を記録材に転写し、定着して画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴としている。
また、請求項２０に係る発明は、潜像担持体上に潜像を形成し、該潜像担持体上の潜像を現像装置の現像剤で現像して可視像化した後、前記潜像担持体上の画像を記録材に転写し、定着して画像を形成する画像形成装置において、請求項１７または１８記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作及び作用を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示すＳＬＩＣ現像ローラの構成説明図であり、現像ローラの断面構成と法線方向の磁力分布（磁束密度分布）を示している。
図１に示すＳＬＩＣ現像ローラ４１は、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤を担持・搬送する円筒状の現像スリーブ４２と、現像スリーブ４２内に配置され複数の磁極を有するマグネットロール４３から構成されている。マグネットロール４３は、現像極以外は磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状のマグネットロールであり、このマグネットロール４３の現像極Ｐ１以外の部分に複数の磁極Ｐ２〜Ｐ５が着磁されている。また、マグネットロール４３には磁性体からなる芯金４４が挿入されており、現像極Ｐ１を形成するマグネットブロック４５が略円筒形状のマグネットロール４３の溝部に埋め込まれて固定されている。この現像極Ｐ１を形成するマグネットブロック４５は、円筒形状のマグネットロール部分より最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）の大きな材料から構成されている。
【００２１】
より詳しくは、マグネットロール４３は、磁性粉と高分子材料を混合した材料を用いて射出成形及び押出成形にて製造されており、磁性粉としてはフェライト系磁性材料等が好適に用いられ、高分子材料としてはポリアミド系材料またはエチレン系化合物もしくは塩素系材料などの高分子化合物、あるいはゴム材料などが用いられる。また、現像極Ｐ１を形成するマグネットブロック４５としては、希土類系マグネット、もしくは希土類系マグネット粉を前記と同様の高分子材料と混合したプラスチックマグネットあるいはゴムマグネットなどが好適に用いられる。
尚、上記の例では、現像極として、略円筒形状のマグネットロール４３の溝部にマグネットブロック４５を埋め込んだ例を示したが、その他の構成として、マグネットロール４３は、磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状の単体のマグネットロールとし、現像極を含む複数の磁極が着磁されている構成としてもよい。
【００２２】
ここで、本発明の実施例１の現像ローラと比較例の現像ローラ（従来のＳＬＩＣ現像ローラ）の現像極の法線方向磁束密度分布と磁束密度変化率を図５，６に示す。
本実施例の現像ローラと比較例の現像ローラの現像極の半値幅は２２°である。また、図５，６において、磁束密度のピーク位置より左側が現像剤搬送方向下流側である。
本実施例の現像ローラと比較例の現像ローラの違いは、図６に示すように、現像極の下流側の磁束密度変化率にある。すなわち、現像極のピーク磁力位置より現像剤搬送方向下流側半分の磁束密度が９０％以下の部分の円周方向の法線方向磁束密度変化率が、比較例の現像ローラでは２ｍＴ／Ｄｅｇであるのに対して、本実施例の現像ローラでは５ｍＴ／Ｄｅｇ以上となっている。これらの現像ローラを図７に示す構成の現像装置に装着して比較検証した結果を以下に示す。
【００２３】
図７は本発明に係る現像装置の概略構成例を示す断面図であり、この現像装置４は、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤を担持・搬送する現像ローラ４１と、現像ローラ４１に担持された現像剤の層厚及び量を規制するドクターブレード４６と、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤を攪拌・混合する現像剤攪拌スクリュー４７と、これらの部材を収納する現像ケース４９と、現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ４８を備えている。現像装置４の現像ローラ４１は、潜像担持体である感光体１に近接して配置されており、感光体１との略対向位置に現像極が設けられている。より詳しくは、現像ローラ４１の現像極のピーク磁力位置が、現像剤が現像される感光体１と最も近接する位置より現像剤搬送方向上流側に位置するように設けられている。そして、現像ローラ４１の現像スリーブは現像剤を担持して図中の矢印の向き（反時計回り）に回転され、現像極で穂立ちした磁気ブラシを感光体１に摺擦させることで潜像をトナーで現像し、可視像化する。
【００２４】
このような構成の現像装置４において、本実施例ではＳＬＩＣ現像方式の現像ローラ４１を用いているので、現像領域で上記磁気ブラシが感光体１上の非画像部を摺擦する際に磁気ブラシのトナーが感光体１側から現像ローラ４１側へ移動する時間を減少できるように現像ニップが狭くなっており、かつ現像電界を均一化するため及び現像ニップを狭くしたことによる現像剤の接触確率低下を補うため、磁気ブラシの密度を高くしている。そして、本実施例のＳＬＩＣ現像ローラでは、現像極のピーク付近では磁束密度変化率が高いため、磁気ブラシの立ち上がり及び倒れの穂立ち幅が小さく速くいため、密なブラシを形成することができる。また、本実施例の現像ローラでは現像極のピーク磁力位置より現像剤搬送方向下流側半分の磁束密度が９０％以下の部分の円周方向の法線方向磁束密度変化率が５ｍＴ／Ｄｅｇ以上となっているので、磁気ブラシの移動（倒れ）が速く、後端白抜け等を防止して画像品質を向上することができる。しかしながら、比較例の現像ローラにおいては、円周方向の法線方向磁束密度変化率が２ｍＴ／Ｄｅｇと小さいため、ピーク付近での減衰率は大きいものの、半値付近では変化率が小さく、磁気ブラシの移動（倒れ）がピーク位置に比べて遅く、密なブラシが形成されていないため、本実施例の現像ローラに比べて後端白抜け等の画像品質が劣る。
【００２５】
次に図８は本発明の実施例２の現像ローラの磁束密度分布の例を示す図である。また、図９は現像極の磁束密度変化率を示す図であり、ａの実施例１は前記図６のａと同じ磁束密度変化率を示しており、ｂの実施例２は図８に示す磁力分布（磁束密度分布）の現像極の磁束密度変化率を示している。
実施例２の現像ローラでは、現像極の両側に隣接する磁極との２つの変極点間が５０°以上となっており、現像極は現像剤搬送方向上流側で円周方向の法線方向磁束密度変化率が２ｍＴ／Ｄｅｇの部分が存在する。この実施例２の現像ローラの半値幅も２２°であり、前述した実施例１及び比較例の現像ローラと同様である。このとき、実施例１の現像ローラと実施例２の現像ローラを用いた場合の画像ランクは同等である。これは現像領域を磁気ブラシが通過する際に変化率が小さい上流部は磁気ブラシが粗であるため感光体から磁気ブラシへのトナーの移動が起こりやすいが、現像剤搬送方向下流側の感光体上の潜像と最後に接触する部分では、円周方向の法線方向磁束密度変化率が４ｍＴ／Ｄｅｇ以上となっており、下流側の磁気ブラシは密であるので、充分な現像が行える。
以上のように本実施例に係る現像ローラでは、下流側の変極点幅を広くできるため、隣接する下流側の磁束を低減することができるため、現像ローラの磁気回路設計を行う際に、Ｎ極、Ｓ極の磁束比を任意にコントロールでき、現像装置に必要な磁束密度分布を得るのに有用である。
【００２６】
次に本発明に係る現像ローラの具体的な構成例について説明する。
図１０は本発明に係る現像ローラの一構成例を示す概略断面図である。この現像ローラ４１は、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤を担持・搬送する円筒状の現像スリーブ４２と、現像スリーブ４２内に配置され複数の磁極を有するマグネットロール４３から構成されている。マグネットロール４３は、磁性紛と高分子材料からなる材料を用い、射出成形及び押出成形にて製造したものである。磁性紛としては、ＳｒフェライトもしくはＢａフェライト等のフェライト系材料が好ましく、高分子材料としては、ポリアミド系材料またはエチレン系化合物もしくは塩素系材料などの高分子化合物、あるいはゴム材料が好適に用いられる。より具体的には、高分子化合物としては、６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）、ＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料が好ましい。特に、金型コスト、成形コストの安価な、押出一体成形においては、ＥＥＡ材料が好ましく、中でもＥＡ成分が２５％〜３５％であるＥＥＡを使用した場合、配向性に優れるため、磁気特性が高く、また、適度な弾性及び剛性を併せ持つため、ソリによる芯金の曲がりがなく、高精度の現像ローラを提供できる。
【００２７】
図１１は本発明に係る現像ローラの別の構成例を示す概略断面図である。この現像ローラ４１は、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤を担持・搬送する円筒状の現像スリーブ４２と、現像スリーブ４２内に配置され複数の磁極を有するマグネットロール４３から構成されている。また、この例では図１と同様に、マグネットロール４３は、現像極以外は磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状のマグネットロールであり、このマグネットロール４３の現像極Ｐ１以外の部分に複数の磁極Ｐ２〜Ｐ５が着磁されている。また、マグネットロール４３には磁性体からなる芯金４４が挿入されており、現像極Ｐ１を形成するマグネットブロック４５が円筒状マグネットロール４３の溝部に埋め込まれて固定されている。この現像極Ｐ１を形成するマグネットブロック４５は、円筒形状のマグネットロール部分より最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）の大きな材料から構成されている。
【００２８】
より詳しくは、マグネットロール４３は、磁性紛と高分子材料からなる材料を用い、射出成形及び押出成形にて製造されており、磁性粉としては、ＳｒフェライトもしくはＢａフェライトなどのフェライト系磁性材料が好適に用いられ、高分子材料としては、ポリアミド系材料またはエチレン系化合物もしくは塩素系材料などの高分子化合物、あるいはゴム材料が好適に用いられる。具体的には、高分子化合物としては、６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）、ＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料が好ましい。また、ＮＢＲ等のゴム材料を使用することもできる。
また、現像極Ｐ１を形成するマグネットブロック４５は幅が狭く、かつ高い磁気特性を得るために残留磁気ＢｒがＢｒ＞０．５Ｔの材料を用いることが望ましく、多くはＮｄ系（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等）またはＳｍ系（Ｓｍ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｂ等）の希土類系マグネットもしくはこれらの希土類系マグネット粉を前記と同様の高分子材料と混合したプラスチックマグネットあるいはゴムマグネットを用いることができる。
【００２９】
本発明によれば、各磁極をブロックで形成して貼り合わせるタイプの磁石ローラに比べて、現像極の磁束密度変化率を前述の図９に示すような変化率としながら、隣接する磁極の磁束密度パターンを自由に製作することができ、かつ、低コストの現像ローラを提供することができる。
また、図１１の構成においては、マグネットロール４３の溝幅が、現像極の高磁力マグネットブロック４５よりも広い構成とすれば、マグネットロールが製造上等の理由で特性にバラツキが発生した場合においても、高磁力マグネットブロック４５の固定位置を、芯金４４のＤカットに対して一定とすることで、現像極の位置を所望の位置に安定して製造することができる。
【００３０】
次に図１２は本発明の別の実施例を示す現像ローラの構成説明図であり、現像ローラの断面構成と法線方向磁力分布を示す図である。この現像ローラ４１の基本的な構成は図１１と同じであるが、図１２の実施例では、高磁力マグネットブロック４５は、略円筒形状のマグネットロール４３の溝部より小さくし、かつ高磁力マグネットブロック４５が前記溝部内の現像剤搬送方向下流側に埋め込まれて固定された構成となっている。この実施例によれば、前述の実施例２の現像ローラの磁束密度分布を容易に得ることができる。また、上流側の変極点をより上流側にシフトする際には、マグネットブロック４５に対して、溝部の上流側の隙間を大きくすれば良く、現像装置に必要な磁束密度分布を任意に設定することができる。
【００３１】
本発明に係る現像ローラでは、マグネットロール４３の溝部に埋め込んで使用している希土類系マグネットブロック４５は、最大エネルギー積がＢＨｍａｘ＝１０ＭＧＯｅ（１ＭＧＯｅ＝７．９６ＫＪ／ｍ３）以上の特性とすることが好ましい。ここでマグネットブロック４３の特性（最大エネルギー積：ＢＨｍａ）と現像極の磁束密度の関係を図１３に示す。図１３に示すように、現像スリーブ径（ａ：φ１６ｍｍ，ｂ：φ２０ｍｍ）により磁束密度との関係が異なるが、これは、マグネットロール４３とスリーブ４２のギャップが同一で、マグネットロール径が異なる場合、マグネットロール表面からの距離による磁束密度低下量が異なるためである（マグネットロール径が大きいほど低下率が小さい）。
ここで、画像形成装置のコピーまたはプリンタ速度が速いほど、現像剤の早い供給が必要なため、スリーブ径を大きくし、かつスリーブ回転数を早くする必要がある。目安として、スリーブ径がφ１６ｍｍでは３００ｒｐｍ以上、φ２０ｍｍでは４００ｒｐｍ以上の場合が多い。また、回転数が早くなるとキャリア付着が多くなる傾向がある。
【００３２】
キャリア付着には現像極の磁束密度を高くすることが効果的であり、スリーブ回転数が３００ｒｐｍ程度では８０ｍＴ以上、４００ｒｐｍ程度では１００ｍＴ以上が望ましい。従って、これらの磁束密度を達成するためには、最大エネルギー積：ＢＨｍａｘとして、１０ＭＧＯｅ  以上の希土類系マグネットブロック４５を用いることが望ましい。また、最近のキャリア小粒径化等の傾向に対応するために、さらに好ましくは１２ＭＧＯｅ  以上が良い。
【００３３】
本発明に係る現像方法及び装置では、以上に説明したような構成及び特性を持つ現像ローラ４１を用いることが特徴であるが、さらに図７に示した構成のように、現像極Ｐ１のピーク磁力位置が、感光体１との最近接点より現像剤搬送方向（スリーブ回転方向）上流側に位置していることが望ましい。現像剤はスリーブの回転とともに法線方向の磁束密度のほぼ最大点で最も磁気ブラシが高く、接線方向の磁束密度のほぼ最大点で最も低くなる。従って本構成とすることで、感光体１との最近接点では、磁気ブラシは倒れながら通過するため、一度感光体１に現像したトナーを磁気ブラシで強く擦ることがないため、潜像に忠実な画像を得ることができる。さらに、最も磁気ブラシが高い位置は感光体最近接位置より手前なため緩やかに接触し、最近接点では磁気ブラシが低くなり始めるためここでも緩やかに接触する。つまり、狭い現像ニップ内で均一にかつ緩やかに磁気ブラシを接触させることが可能なため、磁気ブラシにかかる衝撃も弱く、キャリア付着に有利である。本発明では、現像ニップ幅が狭い上に、下流側では短い距離で磁気ブラシが急激に倒れるため、数度傾けるだけで効果がある。尚、現像極Ｐ１のピーク磁力位置を、感光体１との最近接点より現像剤搬送方向（スリーブ回転方向）上流側に傾ける目安としては、３°〜６°が好ましく、現像濃度が充分である場合には、さらに上流側に配置することも可能である。
【００３４】
さらに本発明に係る現像方法及び装置では、以上に説明したような構成及び特性を持つ現像ローラを用い、かつ球状トナーと磁性キャリアからなる現像剤を用いる構成としている。
球状トナーについては限定するものではないが、重合法によるトナーであり、粒径は５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下が良好な画像を得ることができる。重合法は例えば、乳化重合法や懸濁重合法がある。
これらの球状トナーと本発明の現像ローラを用いれば、現像極の磁気ブラシはキャリアが小粒径かつ球状のトナーによって、より均一に被覆されているため、さらに潜像に対して忠実な現像を行うことができ、高画質な画像が形成できる。
【００３５】
次に本発明に係るプロセスカートリッジ及びそれを備えた画像形成装置の構成例を図１９に示す。図１９において、潜像担持体であるドラム状の感光体１の周囲には、感光体表面を一様に帯電するための帯電装置２、画像情報に対応して図示しない書き込み部から感光体表面に照射され静電潜像を形成するレーザ光３、感光体表面の潜像にトナーを付着することで現像し可視像（トナー像）を形成する現像装置４、感光体１上に形成されたトナー像を記録紙等の記録材Ｓに転写するとともに記録材を搬送する転写搬送ベルト装置６、転写後の記録材Ｓを感光体から分離する分離爪８、転写後の感光体上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置９、感光体上の残留電位を除電するための除電装置８が順に配設されている。また、転写搬送ベルト装置６の記録材搬送方向上流側には、図示しない給紙部から給紙された記録材Ｓを所定のタイミングで転写部に送り出すレジストローラ５が設けられ、転写搬送ベルト装置６の記録材搬送方向下流側には、記録材Ｓに転写された未定着トナー像を加熱や加圧して定着するための一対のローラ１１ａ，１１ｂからなる定着装置１１が設けられている。
【００３６】
このような構成において、画像形成が開始されると、感光体１は帯電装置２の帯電ローラによって表面を一様に帯電された後、図示しない書き込み部から画像情報に対応したレーザ光３が感光体表面に照射され静電潜像が形成される。感光体１上の潜像は現像装置４の現像ローラ４１で担持された現像剤のトナーで現像され可視像（トナー像）が形成される。このトナー像の形成にタイミングを合わせて図示しない給紙部からレジストローラ５を介して感光体１と転写搬送ベルト装置６のニップ部に記録材Ｓが給紙されるとともに、バイアスローラ７に転写バイアスが印加され、感光体１上のトナー像が記録材Ｓに転写される。トナー像転写後の記録材Ｓは転写搬送ベルト装置６で搬送されながら分離爪８により感光体１から分離され、さらに定着装置１１に向けて搬送される。そして、定着装置１１の一対のローラ１１ａ，１１ｂにより記録材上のトナー像が定着され、図示しない排紙部に排紙される。一方、転写後の感光体表面はクリーニング装置９により残留トナーを除去され、除電装置１０により除電され、次回の画像形成プロセスに供される。
【００３７】
以上のような構成の画像形成装置において、現像装置４の構成は前述した図７の構成と同様であり、現像ローラ４１の構成及び特性も前述した通りである。従って、この画像形成装置では、ＳＬＩＣ現像方式を用いて潜像に対して忠実な現像を行うことができ、高画質な画像を形成することができる。
また、この画像形成装置においては、感光体１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置９、除電装置１０を、一つのカートリッジ１２ａ内に一体に収納したプロセスカートリッジ１２を用いており、このプロセスカートリッジ１２は画像形成装置本体に対して着脱自在に構成され、現像剤の交換時にプロセスカートリッジごと交換されるので、メンテナンスが容易になっている。また、使用済みのプロセスカートリッジはメーカに回収されて再利用されるため、リサイクル性に優れている。
尚、図７の現像装置の構成や、図１９のプロセスカートリッジ及び画像形成装置の構成は、本発明の一実施形態を示すものであり、図示の構成に限られるものではない。
【００３８】
次に以上に説明した構成の現像ローラと現像装置及び画像形成装置を用い、現像ローラの法線方向磁束密度分布と、現像極のピーク磁力位置より現像剤搬送方向下流側の磁束密度変化率を変えたものを種々作製して実施し、比較例と比較して評価した結果を以下にまとめて示す。
【００３９】
（実施例１，２と比較例１の評価）
図１に示す構成の現像ローラと図７に示す構成の現像装置を用い、次の条件で評価を行う。
・現像ローラ径：Φ２０ｍｍ
・トナー：粉砕トナー（平均粒径５μｍ）
・キャリア：磁性キャリア（キャリア径５５μｍ）
【００４０】
実施例１と実施例２は前述の実施例１，２に対応するものであり、現像極の磁束密度分布は図１４の曲線１と曲線２、現像極の磁束密度変化率は図１５の曲線１と曲線２であり、本発明の条件（法線方向磁束密度変化率が４．０ｍＴ／Ｄｅｇ以上）を満たしている現像ローラの例である。また、図１４の曲線３の磁束密度分布と図１５の曲線３の磁束密度変化率は比較例１であり、本発明の条件を満たしていない従来のＳＬＩＣ現像ローラの例である。実施例１，２の現像ローラと、比較例１の現像ローラを図７に示す構成の現像装置を用いて比較した評価結果を下記の表２に示す。尚、画像は後端白抜けランクで１．０〜５．０の９段階で評価し、ランク５．０が最も高画質である。
【００４１】
【表２】
2004271876.tif 000004
【００４２】
表２の評価結果より明かなように、実施例１，２の本発明で提案した現像極下流側の磁束密度変化率が４．０ｍＴ／Ｄｅｇより高い現像ローラを使用した現像装置では、比較例１の従来の現像ローラを使用した現像装置よりも良好な画像が得られた。
【００４３】
（実施例３，４と比較例２〜４の評価）
次に別の例として、半値幅、磁束密度、磁束密度変化率を変えた比較例２〜４の現像ローラと実施例３，４の現像ローラを作製し、図７に示す構成の現像装置を用いて次の条件で画像ランクとキャリア付着ランクの評価を行った。
・現像ローラ径：Φ２０ｍｍ
・トナー：粉砕トナー（平均粒径５μｍ）
・キャリア：磁性キャリア（キャリア径３５μｍ）
【００４４】
ここで、比較例２の現像ローラは、図４に示したような法線方向磁力分布を有する半値幅の広い（ＳＬＩＣではない）従来の現像ローラであり、法線方向磁束密度変化率の極大値も無い。
比較例３の現像ローラは、図１６（Ａ）に示すような法線方向磁力分布を有し、現像極の磁束密度変化率が図１８（ａ）の中の曲線１６（Ａ）、現像極の磁束密度分布が図１８（ｂ）の中の曲線１６（Ａ）で示す特性を有し、法線方向磁束密度変化率が４．０ｍＴ／Ｄｅｇ以上の条件を満たしているが、磁束密度の半値幅が２２°以下ではないＳＬＩＣに近い現像ローラの例である。
比較例４の現像ローラは、図１６（Ｂ）に示すような法線方向磁力分布を有し、現像極の磁束密度変化率が図１８（ａ）の中の曲線１６（Ｂ）、現像極の磁束密度分布が図１８（ｂ）の中の曲線１６（Ｂ）で示す特性を有し、磁束密度の半値幅は２２°以下の条件を満たしているが、法線方向磁束密度変化率が４．０ｍＴ／Ｄｅｇ以上の条件を満たしていない現像ローラの例である。
実施例３の現像ローラは、図１７（Ａ）に示すような法線方向磁力分布を有し、現像極の磁束密度変化率が図１８（ａ）の中の曲線１７（Ａ）、現像極の磁束密度分布が図１８（ｂ）の中の曲線１７（Ａ）で示す特性を有し、磁束密度の半値幅は２２°以下の条件を満たし、法線方向磁束密度変化率も４．０ｍＴ／Ｄｅｇ以上の条件を満たした現像ローラの例である。
実施例４の現像ローラは、図１７（Ｂ）に示すような法線方向磁力分布を有し、現像極の磁束密度変化率が図１８（ａ）の中の曲線１７（Ｂ）、現像極の磁束密度分布が図１８（ｂ）の中の曲線１７（Ｂ）で示す特性を有し、磁束密度の半値幅は２２°以下の条件を満たし、法線方向磁束密度変化率も４．０ｍＴ／Ｄｅｇ以上の条件を満たした現像ローラの例である。また、この実施例４の現像ローラは、現像極に最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が１０ＭＧＯｅ  以上の希土類系マグネットブロックを用いたものであり、１３３ｍＴの磁束密度を実現している。下記の表３に実施例３，４と比較例２〜４の評価結果を示す。尚、ランクは１．０〜５．０の９段階で評価し、ランク５．０が最も高画質で、キャリア付着も無いという結果である。
【００４５】
【表３】
2004271876.tif 000005
【００４６】
表３の評価結果より明かなように、実施例３，４の本発明で提案した現像極下流側の磁束密度変化率が４．０ｍＴ／Ｄｅｇより高い現像ローラを使用した現像装置では、比較例２〜４の現像ローラを使用した現像装置よりも良好な画像が得られ、キャリア付着も無かった。
また、実施例４の現像ローラでは、現像極にＢＨｍａｘが１０ＭＧＯｅ  以上の希土類系マグネットブロックを用いたことにより、画像ランク、キャリア付着ランクともに最良な結果が得られた。
【００４７】
（実施例５）
次に、実施例４と同様の構成で、
・現像ローラ径：Φ２０ｍｍ
・半値幅：２１°
・現像極の法線方向磁束密度：１３５ｍＴ
・磁束密度変化率：４．２ｍＴ／Ｄｅｇ
の条件の現像ローラと、図７に示す構成の現像装置を用い、実施例として平均粒径３μｍの重合トナー（球状トナー）と磁性キャリア（キャリア径３５μｍ）からなる現像剤を使用し、比較例として平均粒径５μｍの粉砕トナーと磁性キャリア（キャリア径３５μｍ）を使用した際の画像評価を行った。その結果、重合トナー（球状トナー）では画像ランク５．０、粉砕トナーでは画像ランク４．５の評価結果を得た。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の現像剤担持体（現像ローラ）においては、現像極の磁束密度の半値幅と、ピーク磁力位置より現像剤搬送方向下流側の磁束密度変化率を規定したことにより、現像極で構成する磁気ブラシの全範囲において、狭く、密、かつ剤移動の早い磁気ブラシとすることができるため、磁気ブラシが感光体上の非画像部を摺擦する際に磁気ブラシのトナーが感光体側から現像ローラ側へ移動する時間を減少でき、かつ現像電界を均一化でき、かつ現像ニップを狭くしたことによる現像剤の接触確率低下を補えるため、後端白抜け、細線細り、ドット不均一等のない良好な画像が得られる。
請求項２，３に記載の現像剤担持体（現像ローラ）においては、マグネットロールは、磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状のマグネットロールであり、前記現像極を含む複数の磁極が着磁されている構成なので、全極ブロックの貼り合わせタイプの磁石ローラに比べて、現像極の磁束密度変化率を請求項１の条件を満たしながら、隣接する磁極の磁束密度パターンを自由に製作することができ、かつ、低コストな現像ローラを提供することができる。
【００４９】
請求項４，５に記載の現像剤担持体（現像ローラ）においては、前記マグネットロールは、現像極以外は磁性粉と高分子材料を混合したプラスチックマグネットまたはゴムマグネットからなる略円筒形状のマグネットロールであり、前記現像極以外の部分に複数の磁極が着磁されており、前記現像極には、円筒形状のマグネットロール部分より最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）の大きな材料からなるマグネットブロックを設けた構成であるので、全極ブロックの貼り合わせタイプの磁石ローラに比べて、更に高磁力な現像ローラを低コストで製造でき、かつ、マグネットロールが製造上等の理由で特性にバラツキが発生した場合においても、高磁力マグネットブロックの固定位置を、芯金のＤカットに対して一定とすることで、現像極の位置を所望の位置に安定して製造することができるため、高画質かつキャリア付着余裕度の高い現像装置の提供が可能である。
請求項６に記載の現像剤担持体（現像ローラ）においては、前記マグネットブロックは、略円筒形状のマグネットロールの溝部より小さく、かつ前記溝部内の現像剤搬送方向下流側に埋め込まれた構成としたので、本発明の磁束密度分布を容易に得ることができる。また、上流側の変極点をより上流側にシフトする際には、マグネットブロックに対して、溝部の上流側の隙間を大きくすれば良く、現像装置に必要な磁束密度分布を任意に設定することができる。
請求項７，８に記載の現像剤担持体（現像ローラ）においては、前記マグネットブロックは、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が１０ＭＧＯｅ  以上の材料（例えば希土類系マグネット）からなるので、安価にかつ現像極を高磁力とできるため、請求項１，４〜６に記載の現像ローラの高画質を維持しつつ、キャリア付着に有利な現像ローラを提供できる。
【００５０】
請求項９，１０に記載の現像方法においては、請求項１〜８のいずれか一つに記載の現像剤担持体（現像ローラ）を用いているので、上記と同様の効果が得られ、しかも現像ローラの現像極のピーク磁力位置が、現像剤が現像される潜像担持体（感光体）と最も近接する位置より現像剤搬送方向上流側に位置することにより、磁気ブラシが感光体を通過する際、磁気ブラシで現像されたトナーを強く擦ることがないため、より高画質な現像方法を提供することができる。また、磁気ブラシが最も高い位置では感光体と距離があり、最近接位置では磁気ブラシが低くなり始めているため、感光体に対して、緩やかにかつ均一に磁気ブラシが接触するため、キャリア付着余裕度も高い。
請求項１１，１２に記載の現像方法においては、現像剤として、磁性キャリアと球状トナーから構成される２成分現像剤を用いるので、現像極の磁気ブラシはキャリアが小粒径かつ球状のトナーによって、より均一に被覆されているため、潜像に対して忠実に現像を行うことができ、より高画質な画像を形成できる。
【００５１】
請求項１３，１４に記載の現像装置においては、請求項１〜８のいずれか一つに記載の現像剤担持体（現像ローラ）を備えているので、上記と同様の効果が得られ、しかも現像ローラの現像極のピーク磁力位置が、現像剤が現像される潜像担持体（感光体）と最も近接する位置より現像剤搬送方向上流側に位置するように構成したことにより、磁気ブラシが感光体を通過する際、磁気ブラシで現像されたトナーを強く擦ることがないため、より高画質な現像装置を提供することができる。また、磁気ブラシが最も高い位置では、感光体と距離があり、最近接位置では磁気ブラシが低くなり始めているため、感光体に対して、緩やかにかつ均一に磁気ブラシが接触するため、キャリア付着余裕度も高い。
請求項１５，１６に記載の現像装置においては、現像剤として、磁性キャリアと球状トナーから構成される２成分現像剤を用いるので、現像極の磁気ブラシはキャリアが小粒径かつ球状のトナーによって、より均一に被覆されているため、潜像に対して忠実に現像を行うことができ、より高画質な画像を形成できる。
【００５２】
請求項１７，１８に記載のプロセスカートリッジにおいては、少なくとも潜像担持体と本発明の現像装置、あるいは潜像担持体と帯電装置と本発明の現像装置とクリーニング装置などを、カートリッジ内に一体に備えたことにより、高画質な画像を形成できる現像装置を備えたプロセスカートリッジが得られる。
【００５３】
請求項１９に記載の画像形成装置においては、現像装置として、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことにより、高画質な画像形成を行うことができる画像形成装置を実現できる。
また、請求項２０に記載の画像形成装置においては、請求項１７または１８記載のプロセスカートリッジを備えたことにより、高画質な画像形成を行うことができ、かつメンテナンス性やリサイクル性に優れた画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す現像ローラの構成説明図であり、現像ローラの断面構成と法線方向の磁力分布（磁束密度分布）を示す図である。
【図２】ＳＬＩＣ現像用の現像ローラの法線方向磁力分布（磁束密度分布）の一例を示す図である。
【図３】ＳＬＩＣ現像用の現像ローラの法線方向磁力分布（磁束密度分布）の別の例を示す図である。
【図４】従来の現像ニップ幅が広い現像ローラの法線方向磁力分布（磁束密度分布）の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施例１の現像ローラと比較例の現像ローラ（従来のＳＬＩＣ現像ローラ）の現像極の法線方向磁束密度分布を示す図である。
【図６】本発明の実施例１の現像ローラと比較例の現像ローラ（従来のＳＬＩＣ現像ローラ）の現像極の磁束密度変化率を示す図である。
【図７】本発明に係る現像装置の概略構成例を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例２の現像ローラの磁束密度分布の例を示す図である。
【図９】本発明の実施例１，２の現像ローラの現像極の磁束密度変化率を示す図である。
【図１０】本発明に係る現像ローラの一構成例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明に係る現像ローラの別の構成例を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の別の実施例を示す現像ローラの構成説明図であり、現像ローラの断面構成と法線方向の磁力分布（磁束密度分布）を示す図である。
【図１３】本発明に係る現像ローラのマグネットブロックの最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）と現像極磁束密度の関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施例１，２及び比較例１の現像ローラの現像極の磁束密度分布をまとめて示す図である。
【図１５】本発明の実施例１，２及び比較例１の現像ローラの現像極の磁束密度変化率をまとめて示す図である。
【図１６】比較例３，４の現像ローラの法線方向磁力分布（磁束密度分布）を示す図である。
【図１７】実施例３，４の現像ローラの法線方向磁力分布（磁束密度分布）を示す図である。
【図１８】実施例３，４の現像ローラ及び比較例３，４の現像ローラの現像極の磁束密度変化率と、現像極の磁束密度分布をまとめて示す図である。
【図１９】本発明に係るプロセスカートリッジ及びそれを備えた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１：感光体（潜像担持体）
２：帯電装置
３：レーザ光
４：現像装置
５：レジストローラ
６：転写搬送ベルト装置
７：転写バイアスローラ
８：分離爪
９：クリーニング装置
１０：除電装置
１１：定着装置
１２：プロセスカートリッジ
１２ａ：カートリッジ
４１：現像ローラ（現像剤担持体）
４２：現像スリーブ
４３：マグネットロール
４４：芯金
４５：マグネットブロック
４６：ドクターブレード
４７：現像剤攪拌スクリュー
４８：トナー濃度検知センサ
４９：現像ケース
Ｐ１：現像極
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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