(57)【要約】【課題】二成分現像法を採用した現像装置において、キャリアの磁化を小さくしても、現像剤の滞留、キャリア付着を抑制し、高画質化、現像剤の長寿命化が達成できる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】磁性キャリアと非磁性トナーを含む現像剤１９を収容する現像装置１Ｍにおいて、磁性キャリアは、１００［ｍＴ］の磁界において、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有し、現像剤担持体３０内の磁界発生手段３５の複数の磁極のうち、２つの同極の磁極Ｎ２とＮ３が隣接しており、又、現像剤担持体３０に対向する攪拌部材３１を、現像剤担持体３０の回転方向に対してカウンター方向に回転させ、現像剤担持体３０表面において、剥ぎ取り前極Ｓ１の現像剤担持体３０表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ２のピーク位置と、剥ぎ取り極Ｎ２の現像剤担持体３０表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ１のピーク位置と、の間で、現像剤担持体３０表面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの値の、現像剤担持体３０回転方向に対する増加率が０以下である。【選択図】        図１
2004219577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な非磁性円筒である現像剤担持体と、該現像剤担持体の内側に内包されて、複数の磁極を有し、前記現像剤担持体の回転に対して固定された磁界発生手段と、磁性キャリアと非磁性トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内且つ前記現像剤担持体と対向する位置にあって、回転しながら回転軸方向に前記現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、を具備し、前記現像剤を前記現像剤担持体の回転により搬送して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
前記磁性キャリアは、１００［ｍＴ］の磁界において、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有し、
前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち、前記現像容器内にて、２つの同極の磁極が隣接しており、前記現像剤担持体回転方向で上流側のほうを剥ぎ取り極とし、下流側の磁極を汲み上げ極とし、又、前記現像剤担持体に対向する前記攪拌部材を、前記現像剤担持体の回転方向に対してカウンター方向に回転させ、
前記現像剤担持体表面において、前記剥ぎ取り極と前記現像剤担持体回転方向で上流側に隣り合った磁極である剥ぎ取り前極により形成される、前記現像剤担持体表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ２のピーク位置と、前記剥ぎ取り極により形成される前記現像剤担持体表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ１のピーク位置と、の間で、前記現像剤担持体表面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの値の、前記現像剤担持体の回転方向に対する増加率が０以下であることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被記録画像に対応して像担持体に形成された静電潜像を現像剤にて現像する現像装置、及び、該現像装置を備え、現像された画像を用紙等の記録材に記録する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置において、電子写真感光体等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置としては、各種装置が提案され、又、実用化されている。大別すると、一成分現像方式による現像装置と二成分現像方式による現像装置とに分けられる。
【０００３】
一成分現像方式においては、ほとんどが非接触方式であるが、代表的な現像法としては、現像剤として、磁性トナーを用いた一成分ジャンピング現像方法がある。この現像方法は、容易な構成で高品位な画質を得られるが、トナーに磁性体が含まれるため、カラー画像を得ることができないという欠点がある。又、非磁性トナーを用いた一成分現像方法は、カラー画像を得ることができるが、現像剤を担持して像担持体に搬送する現像剤担持体である現像スリーブ上にトナーを塗布することが困難で、弾性ブレードによってコーティングしているのが現状であり、安定性、耐久性に欠ける面がある。
【０００４】
一方、二成分現像法は、現像剤として、磁性キャリアと非磁性トナーを含むものを採用し、磁性キャリアにより非磁性トナーを現像領域に送り込み、現像を行うものであり、通常は、現像剤を像担持体に接触させて現像工程を行う。
【０００５】
ここで、その現像工程について図１を用いて説明する。図１に示す現像装置は、現像剤を表面に担持し、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（感光ドラム）３上に形成された静電潜像に搬送する現像剤担持体である現像スリーブ３０、現像スリーブ３０内に固定配置されたマグネットローラ３５、攪拌部材であるスクリュー３１、３２、現像剤を現像スリーブ３０表面に薄層形成するために配置された層厚規制部材である規制ブレード３３、これらが設置された、現像剤を収容する現像容器３４にて構成されている。
【０００６】
ここで、感光ドラム３上に形成された静電潜像を、上記現像装置を用いて二成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と、現像装置内の現像剤の循環系について以下に説明する。
【０００７】
この現像装置において、現像スリーブ３０内に固定されたマグネットローラ３５は、現像容器３４内部側にて、２つの同極の磁極が隣り合っており、現像スリーブ３０回転方向で上流側を剥ぎ取り極、下流側を汲み上げ極とする。
【０００８】
現像スリーブ３０の回転に伴い、現像スリーブ３０内のマグネットローラ３５の汲み上げ極であるＮ３極の位置で汲み上げられた現像剤は、Ｓ２極からＮ１極と搬送される過程において、規制ブレード３３によって規制され、現像スリーブ３０上に薄層形成される。ここで薄層形成された現像剤が、現像主極Ｓ１極に搬送されてくると磁気力により穂立ちが形成される。この穂状に形成された現像剤によって静電潜像を現像し、その後、現像容器３４内に搬送され、剥ぎ取り極であるＮ２極とその下流側に隣り合った同極の汲み上げ極であるＮ３極とで形成される反発磁界によって、現像スリーブ３０上の現像剤は、現像容器３４内に戻される。
【０００９】
二成分現像においては、上述したように、現像容器３４内で同極性の磁極を並べて配置し、現像後の現像剤を一旦現像スリーブ３０から剥ぎ取り、画像履歴を残さないようにする構成が一般的である。
【００１０】
現像スリーブ３０には電源２１から直流バイアス及び交流バイアスが印加されている。一般に二成分現像方法においては、交流バイアスを印加することで現像効率が増し、画像は高品位になる。
【００１１】
又、本従来例においては、攪拌部材であるスクリュー３１、３２は螺旋状の攪拌羽根を用いて剤を攪拌搬送し、スクリュー３１により剤に与えられる回転方向の力は、図上反時計周りの方向であり、この力の方向は、現像スリーブ３０との対向部（ほぼＮ２極近傍）で、現像スリーブ３０の回転方向、即ち現像スリーブ３０の回転によりスリーブ３０上で搬送される現像剤の移動方向とカウンター方向、つまり現像スリーブ３０とスクリュー３１との対向部にてスリーブ３０の回転方向と逆方向に向かうようになっている。
【００１２】
この方向を順方向、つまり現像スリーブ３０とスクリュー３１との対向部にてスリーブ３０の回転方向と同方向に向かうようにすると、現像後の剤が、現像スリーブ３０と現像スリーブ３０近傍のスクリュー３１との対向部より現像スリーブ３０の回転方向即ち現像剤搬送方向の下流側に搬送され、スクリュー３１により剤に加えられた回転方向の力で、剥ぎ取り極Ｎ２で剥ぎ取られた剤が現像スリーブ３０上を連れまわり、そのままマグネットローラ３５の汲み上げ極Ｎ３に吸引されるといった現象が発生しやすくなる。その結果、現像部での画像履歴を残したままの剤が、再び現像に使用されるので様々な問題が発生する。
【００１３】
つまり、カウンター方向にすることにより、現像スリーブ３０近傍のスクリュー３１により剤に加えられた回転方向の力で、剥ぎ取り極Ｎ２で滞留する現像剤を確実且つ容易に剥ぎ取ることができるのに対し、順方向にした場合には、現像後の剤が、現像スリーブ３０上を連れ回る現象を防止する手段が新たに必要になる。
【００１４】
ところで、近年、二成分現像装置を用いた、更なる高画質化、長寿命化の開発が進められている。その中で、長寿命化を達成するためには、現像剤が圧縮されない構成を取り、トナー及びキャリアの劣化を防止することが必要である。
【００１５】
現像容器３４内で現像剤が圧縮される位置は、現像剤層厚規制部即ち規制ブレード３３と現像スリーブ３０が対向する位置であり、通常の構成では、マグネットローラ３５における現像剤層厚規制磁極、ここではＳ２極が規制ブレード３３と対向する位置よりも現像スリーブ３０回転方向上流側に位置し、この領域で現像剤層厚規制磁極Ｓ２に引き付けられた現像剤がスリーブ３０と容器３４内壁面の間で圧縮されている。この剤圧縮を弱めるためには、現像剤を現像剤層厚規制磁極Ｓ２が現像スリーブ３０表面に引き付けている力であるＦｒ、つまり現像スリーブ３０に垂直な方向に働く磁気吸引力を弱めることが有効である。
【００１６】
そのための方法としては、現像剤中の磁性キャリアの磁化を小さくすることが有効である。そして、キャリアの磁化を小さくすることは、現像部において、図１において使用されているドラム状の電子写真感光体である感光ドラム３上に現像されたトナー像を摺擦する力が弱くなるという点で、高画質化をすすめることである。又、キャリアの磁化を小さくすることにより、現像剤を現像スリーブに引き付ける力が小さくなり、剤の圧縮は弱まり現像剤の寿命が伸びる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１に示した上記従来例の構成で長寿命化を達成するために、キャリアの磁化量を、１００［ｍＴ］の磁界に於いて２．０×１０５Ａ／ｍ以下の低磁化のものを用いたところ、Ｎ２極（剥ぎ取り極）で剤が剥ぎ取られずに滞留し、滞留剤がＳ１極（現像極）位置近傍までせり出してくる現象が発生し、その結果、現像ニップまで滞留剤がせり出してきて、キャリア付着も発生した。
【００１８】
この現象は、現像スリーブ３０近傍のスクリュー３１により剤に加えられる回転方向と搬送方向の力のうちの、回転方向の力により剤が移動（回転）する方向が、現像スリーブ３０とスクリュー３１との対向部で、現像スリーブ３０回転方向即ち現像スリーブ３０の回転によりスリーブ３０上で搬送される現像剤の移動方向とカウンター方向である時、反発磁界を形成するＮ２極位置近傍で現像スリーブ３０上に磁気的に滞留する剤に対し、スクリュー３１による回転方向の力が、現像スリーブ３０上流側に剤を戻す方向に働くことによって発生する。そして、特に磁化量の小さいキャリアを用いた時には、もともと現像スリーブ３０による剤搬送力が弱いこともあるので、剥ぎ取り極Ｎ２における滞留と現像極Ｓ１における滞留剤のせり出しが発生し、その結果、現像部下流での、非画像部キャリア付着等の問題が発生する。
【００１９】
従って、本発明の目的は、二成分現像法を採用した現像装置において、キャリアの磁化を小さくした場合に発生しやすくなる、現像後の現像剤の取り込み不良、滞留を解消し、キャリア付着を抑制し、高画質化が達成でき、現像剤寿命を長くすることが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２１】
（１）回転可能な非磁性円筒である現像剤担持体と、該現像剤担持体の内側に内包されて、複数の磁極を有し、前記現像剤担持体の回転に対して固定された磁界発生手段と、磁性キャリアと非磁性トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内且つ前記現像剤担持体と対向する位置にあって、回転しながら回転軸方向に前記現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、を具備し、前記現像剤を前記現像剤担持体の回転により搬送して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
前記磁性キャリアは、１００［ｍＴ］の磁界において、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有し、
前記磁界発生手段の前記複数の磁極のうち、前記現像容器内にて、２つの同極の磁極が隣接しており、前記現像剤担持体回転方向で上流側のほうを剥ぎ取り極とし、下流側の磁極を汲み上げ極とし、又、前記現像剤担持体に対向する前記攪拌部材を、前記現像剤担持体の回転方向に対してカウンター方向に回転させ、
前記現像剤担持体表面において、前記剥ぎ取り極と前記現像剤担持体回転方向で上流側に隣り合った磁極である剥ぎ取り前極により形成される、前記現像剤担持体表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ２のピーク位置と、前記剥ぎ取り極により形成される前記現像剤担持体表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ１のピーク位置と、の間で、前記現像剤担持体表面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの値の、前記現像剤担持体の回転方向に対する増加率が０以下であることを特徴とする現像装置。
【００２２】
（２）前記現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する層厚規制部材を有することを特徴とする（１）の現像装置。
【００２３】
（３）前記現像剤担持体回転方向に沿って、上流から下流に、前記Ｂｒ１のピーク位置、前記現像剤担持体とそれに対向する前記攪拌部材との対向部、前記汲み上げ極により形成される前記現像剤担持体表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ３のピーク位置、の順に配置されることを特徴とする（１）又は（２）の現像装置。
【００２４】
（４）前記現像剤担持体の表面の１０点平均粗さＲｚが８μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする（１）、（２）又は（３）の現像装置。
【００２５】
（５）前記Ｂｒ１のピーク値が、前記Ｂｒ２のピーク値の６０％以下であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の現像装置。
【００２６】
（６）前記剥ぎ取り極と、前記剥ぎ取り前極と、該剥ぎ取り前極の前記現像剤担持体回転方向上流側に隣り合った磁極である剥ぎ取り前々極と、の間で、前記Ｂｒ１のピーク位置と前記Ｂｒ２のピーク位置との間の極間角度が、前記Ｂｒ２のピーク位置と前記剥ぎ取り前々極により形成される前記現像剤担持体表面に垂直な方向の磁束密度であるＢｒ４のピーク位置との間の極間角度より狭いことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の現像装置。
【００２７】
（７）表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像を現像する（１）〜（６）のいずれかに記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２９】
実施例１
図２は、本発明が適用できる画像形成装置の一実施例である電子写真方式のカラープリンタを示す。このプリンタは、矢印方向に回転する像担持体であるドラム状の電子写真感光体（感光ドラム）３を備え、その周囲には、帯電器４、現像装置１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｂｋを備えた回転現像装置１、転写帯電器１０、クリーニング手段１２、及び感光ドラム３の図面上方に配設したＬＥＤ露光手段等である画像形成手段ＬＳが配置される。
【００３０】
各現像装置１Ｍ〜１Ｂｋには、トナー粒子とキャリア粒子を含有する二成分現像剤が収容される。現像装置１Ｍの現像剤は、マゼンタトナーを、現像装置１Ｃの現像剤は、シアントナーを、現像装置１Ｙの現像剤は、イエロートナーを、現像装置１Ｂｋの現像剤はブラックトナーを含有する。
【００３１】
被複写原稿は、不図示の原稿読み取り装置で読み取られる。この読取り装置はＣＣＤ等の原稿画像を電気信号に変換する光電変換素子を有しており、原稿のマゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロー画像情報、白黒画像情報に、それぞれ対応した画像信号を出力する。ＬＥＤ露光手段ＬＳは、これらの画像信号に対応して発行ｏｎ−ｏｆｆを制御され、露光を行う。
【００３２】
尚、電子計算機からの出力信号をプリントアウトすることもできる。カラープリンタ全体のシーケンスについて、フルカラーモードの場合を例として簡単に説明する。
【００３３】
まず、感光ドラム３は、帯電器４によって均等に帯電される。次に、マゼンタ画像信号により制御されたＬＥＤアレイＬにより露光が行われ、感光ドラム３上にドット分布潜像（静電潜像）が形成され、この潜像は、予め現像位置に定着されたマゼンタ現像装置１Ｍにより反転現像され、マゼンタ現像剤像（トナー像）が形成される。
【００３４】
カセットＣから取り出され、給紙ガイド５ａ、給紙ローラ６、給紙ガイド５ｂを経由して進行した、紙等の記録材は、転写ドラム９のグリッパ７により保持され、当接用ローラ８とその対向極によって静電的に転写ドラム９に巻き付けられる。
【００３５】
転写ドラム９は、感光ドラム３と同期して図示矢印方向に回転しており、マゼンタ現像装置１Ｍで現像されたマゼンタ顕画像（トナー像）は、転写部に於いて、転写帯電器１０によって記録材に転写される。転写ドラム９は、そのまま回転を継続して、次の色シアン画像の転写に備える。
【００３６】
一方、感光ドラム３は、除電帯電器１１により除電され、クリーニング手段１２によってクリーニングされ、再び帯電器４によって帯電され、次のシアン画像信号により制御されたＬＥＤアレイＬにより前記のような露光を受け、静電潜像が形成される。この間に回転現像装置１は、回転して、シアン現像装置１Ｃが所定の現像位置に定置されていて、シアンに対応する静電潜像の反転現像を行い、シアン現像剤像（トナー像）を形成する。
【００３７】
続いて、以下のような工程を、それぞれイエロー画像信号、及びブラック画像信号に対して行い、４色のトナー像が重なった４色顕画像（現像剤像、トナー像）の転写が終了すると、記録材は、各帯電器１３、１４により除電され、グリッパ７を解除するとともに、分離爪１５によって転写ドラム９により分離され、搬送ベルト１６で定着器である熱圧ローラ定着器１７に送られる。定着器１７は記録材上に重なっている４色顕画像を定着する。
【００３８】
こうして一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所望のフルカラープリント画像が形成される。
【００３９】
本構成は一例であって、例えば、帯電器４はコロナ帯電器でなく帯電ローラであったり、露光手段が半導体レーザーであったり、転写帯電器１０も転写ローラであったりと、様々な方式があるが、基本的には上記したように帯電、露光、現像、転写、定着、の工程を経て画像が形成される。
【００４０】
そして、画像形成装置の構成に関しては、感光ドラム３のような像担持体と、以下に説明されているような現像装置と、を少なくとも１つずつ具備するものであれば、モノクロ現像装置でも、静電記録方式のものでも、その構成に関しては、限定されない。
【００４１】
次に、本発明に係る現像装置の一例である現像装置１Ｍについて図面を参照しながら説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施例に用いた感光ドラム３と現像装置１Ｍを示す構成図である。尚、図１の現像装置１Ｍは、従来例で説明した現像装置と同じ図である。
【００４３】
本現像装置は、図１に示すように、現像容器３４を備える。現像容器３４の内部は、隔壁２９ａによって現像室（第１室）Ｒ１、と攪拌室（弟２室）Ｒ２とに区画され、攪拌室Ｒ２の上方には隔壁２９ｂを隔ててトナー貯蔵室Ｒ３が形成され、該トナー貯蔵室Ｒ３内には補給トナー（非磁性トナー）２８が収容されている。尚、隔壁２９ｂには補給口２６が設けられ、該補給口２６を経て消費されたトナーに見合った量の補給トナー２８が攪拌室Ｒ２内に落下補給される。
【００４４】
これに対し、現像室Ｒ１及び攪拌室Ｒ２内には現像剤１９が収容されている。現像剤１９は、粉砕法によって製造された平均粒径８μｍのトナーに対して平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添したものと１００ｍＴに於ける磁化の値が２．０×１０５Ａ／ｍの平均粒径３５μｍの磁性キャリアを含む二成分現像剤である。混合比は、重量比で非磁性トナーが約７％になるようにした。
【００４５】
現像容器３４の感光ドラム３に近接する部位には開口部が設けられ、該開口部から、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像スリーブ３０が外部に突出している。現像スリーブ３０は現像容器３４内において回転可能に組み込まれており、本実施例に於いては、現像スリーブ３０は、例えばＳＵＳ３０５ＡＣのような、非磁性材から形成された非磁性円筒であり、表面粗さはＲｚが７μｍのものを用い、その内部には、磁界発生手段であるマグネットローラ３５が、現像スリーブ３０の回転に対して固定されている。
【００４６】
マグネットローラ３５は、現像磁極Ｓ１とその現像スリーブ３０回転方向で上流側に位置する現像剤層厚規制磁極Ｓ２と、現像剤１９を搬送するための磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３とを有する。マグネットローラ３５は、現像磁極Ｓ１が感光ドラム３に対向するように現像スリーブ３０内に配置されている。現像磁極Ｓ１は、現像スリーブ３０と感光ドラム３との間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界によって磁気ブラシが形成される。この位置において、現像スリーブ３０の回転と共に、矢印の方向（図１では、反時計回り）に運ばれてきた現像剤１９は、感光ドラム３と接触し、画像形成装置に作用によって上記の方法で形成された感光ドラム３上の静電潜像は現像される。この時、現像スリーブ３０と感光ドラム３との近接位置（現像部）においては、現像スリーブ３０と感光ドラム３は順方向に移動する。
【００４７】
マグネットローラ３５のＮ２極で、現像を終了した現像剤１９は現像容器３４内に侵入し、隣り合った同極の２つの磁極である、従来例にて説明したものと同様の、剥ぎ取り極Ｎ２と汲み上げ極Ｎ３極により形成された反発磁界によって現像スリーブ３０上から剥ぎ取られ、現像室Ｒ１に落下する。
【００４８】
尚、現像スリーブ３０には電源２１により、交流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加される。感光ドラム３上の静電潜像の暗部電位（非露光部電位）と明部電位（露光部電位）は、上記振動バイアス電位の最大値と最小値の間に位置している。これによって、現像部に、向きが交互に変化する交番電界が形成される。この交番電界中でトナーとキャリアが激しく振動し、トナーがスリーブ３０及びキャリアへの静電的拘束を振り切って潜像電位に対応した量のトナーが感光ドラム３に付着する。本実施例においては、感光ドラム３の暗部電位を−５５０ｖ、明部電位を−１００ｖとし、現像スリーブ３０には直流バイアスとして、−３００ｖ、交流バイアスとして、Ｖｐｐ２．０ｋＶ、Ｆｒｑ．６ｋＨｚが印加されている。
【００４９】
さて、マグネットローラ３５の層厚規制磁極であるＳ２極近傍には、層厚規制部材である規制ブレード３３が現像スリーブ３０と所定の間隔をおいて配置されている。現像スリーブ３０とブレード３３の間隔は４００μｍである。ブレード３３は現像容器３４に固定されている。ブレード３３は、鉄等の磁性材で形成され、現像スリーブ３０上の現像剤の層厚を磁気的に規制する。
【００５０】
現像スリーブ３０に近い方の現像室Ｒ１内には、攪拌部材である搬送スクリュー３１が収容されている。搬送スクリュー３１として、直径１４ｍｍの回転軸に、ピッチが１５ｍｍの螺旋状の羽根を設置したものを用いた。スクリュー３１は、現像スリーブ３０に近い位置に設けられ、現像スリーブ３０に対向している。
【００５１】
搬送スクリュー３１は図中矢印が示す方向に回転され、スクリュー３１により剤に与えられる回転方向の力の方向は、現像スリーブ３０との対向部（ほぼＮ２極近傍）で、現像スリーブ３０回転方向、即ち現像スリーブ３０の回転によりスリーブ３０上で搬送される現像剤１９の移動方向とカウンター方向である。搬送スクリュー３１の回転駆動によって、現像室Ｒ１内の現像剤１９は現像スリーブ３０の長手方向に向けて搬送される。
【００５２】
貯蔵室Ｒ２内には搬送スクリュー３２が収容されている。搬送スクリュー３２は、搬送スクリュー３１と同じく、直径１４ｍｍの回転軸に螺旋状の羽根を設置したものを用いている。搬送スクリュー３２はその回転によって、トナー補給口２６から攪拌室Ｒ２内に自然落下することにより補給されたトナーを長手方向に、スクリュー３１による現像剤搬送方向とは逆の方向に搬送する。このことによって、現像剤１９は、現像容器３４内を現像室Ｒ１と攪拌室Ｒ２とで循環し、それによって、攪拌室Ｒ２にて補給されたトナー２８と共に、十分に攪拌され混合する。
【００５３】
つまり、本発明における現像装置の構造的な特徴としては、マグネットローラ３５を内包した回転する非磁性円筒である現像スリーブ３０に現像剤を担持させて、規制ブレード３３によってその現像剤層厚を規制することにより感光ドラム３に搬送される現像剤量を調整し、感光ドラム３上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、（Ａ）マグネットローラ３５の複数の磁極のうち、現像容器３４内にて、２つの同極の磁極剥ぎ取り極Ｎ２と汲み上げ極Ｎ３が隣接して、又、（Ｂ）現像スリーブ３０に対向する、現像スリーブ３０に近い方のスクリュー３１を、現像スリーブ３０回転方向に対してカウンター方向に回転させることが挙げられる。
【００５４】
ここで、更に、（Ｃ）こうした現像装置において使用される現像剤として、本発明においては、非磁性トナーと磁性キャリアを混合した二成分現像剤が用いられるが、この磁性キャリアは、１００［ｍＴ］の磁界に於いて、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有する比較的低磁化キャリアであるということが特徴である。キャリアの磁化量の大きさを２．０×１０５Ａ／ｍ以下にする目的は、現像剤の劣化を低減し、現像剤を長寿命化させることである。
【００５５】
現像装置内にて生じる現像剤の劣化としては、トナー劣化とキャリア劣化と２種類ある。そのうちのトナー劣化に関しては、トナー表層に付着している外添剤がトナーに埋め込まれたり、トナーから遊離することにより、トナー表層に付着している外添剤量が著しく低下し、結果として転写効率が悪化することにより、黒ベタ部でのボソ（ソリッド部でのトナー載り量のムラ）や低濃度部でのドット再現性の低下が発生する。
【００５６】
一方、キャリア劣化は、所謂トナースペントで、キャリア表面にトナーが付着する現象である。その結果、キャリアのトナーに対する帯電能が低下し、耐久後半トナーＱ／Ｍが下がり、濃度アップ、ハーフトーン部の色味変動、飛散、カブリ等の問題が発生する。
【００５７】
以上の２種類の現像剤劣化は、従来例にて説明したように、規制ブレード３３と現像スリーブ３０との対向部である現像剤層厚規制部にて発生する。現像剤層厚規制磁極近傍では、通常、マグネットローラ３５の、ここではＳ２極である現像剤層厚規制磁極が規制ブレード３３よりも現像スリーブ３０回転方向上流側に位置し、この領域で現像剤層厚規制磁極Ｓ２に引き付けられた現像剤が、スリーブ３０と容器３４内壁の間で圧縮されることにより、上記２種類の劣化が発生する。
【００５８】
こうした剤圧縮を弱めるためには、現像剤を現像剤層厚規制磁極Ｓ２が現像スリーブ３０に引き付けている力Ｆｒ即ち現像スリーブ３０に垂直な方向に働く磁気吸引力を弱めることが有効である。
【００５９】
そこで、現像剤中のキャリアの磁化を小さくすれば、現像剤を現像スリーブ３０に引き付ける力が小さくなり、剤の圧縮度は弱まり、現像剤の寿命が延びる。
【００６０】
そして、いくつかの検討の結果、上述したように、現像剤に含まれる磁性キャリアが、１００［ｍＴ］の磁界に於いて、磁化量の値が２．０×１０５Ａ／ｍ以下であれば、大幅な長寿命化が達成できることが判明した。又、このとき、１００［ｍＴ］の磁界における磁化量の値が、３．０×１０４Ａ／ｍ以上を有することが、現像スリーブ３０上のコート安定性の上からも最低限必要である。
【００６１】
ここで、本実施例にて使用された現像剤について説明する。
【００６２】
非磁性トナー粒子としては、粉砕法で生成されたものが一般的に用いられるが、勿論重合法で生成されたトナーを用いても構わない。
【００６３】
トナーの体積平均粒径は、４〜１５μｍのものが好適に使用できる。ここで、トナーの体積平均粒径は例えば、下記の測定方法で測定されたものを使用する。
【００６４】
測定方法としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数平均分布を出力するインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調整する。測定方法としては、上記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料０．５〜５０ｍｇを加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、上記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型によりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し、体積分布を求める。これら求めた体積分布により、サンプルの体積平均粒径が得られる。
【００６５】
以上のようなトナーに対して、更に、トナー表面を外添剤で被覆することにより、流動性が向上し、補給トナーが現像容器３４内の二成分現像剤と混合攪拌しやすくなるという利点がある。又、転写性を確保するためにも、感光ドラム３と現像後のトナーの離型性が必要であり、そのためにもトナー表面が外添剤で被覆されていた方が、外添剤がトナーと感光ドラム３との間のスペーサー粒子として働くことにより、転写効率を高くすることができる。
【００６６】
使用される外添剤としては、トナーに添加した時の耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の１／１０以下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒経とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めた、その平均粒径を意味する。外添剤としては、例えば、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛等）・窒化物（窒化ケイ素等）・炭化物（炭化ケイ素等）金属塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等）・カーボンブラック・シリカ等が用いられる。
【００６７】
外添剤は、トナー粒子１００重量部に対し０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは、０．０５〜５重量部が用いられる。これら外添剤は、単独で用いても、又、複数併用しても良い。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。本実施例に於いては、平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添したものを用いている。
【００６８】
次に、上記したようなトナーとともに使用される現像剤を構成するキャリアとしては、従来公知のものを使用することができるが、例えば、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化、及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリア、あるいは、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったもの、あるいはフェライト等のマグネタイト単体表面樹脂でコーティングして抵抗調整を行ったもの等が用いられ得る。これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。
【００６９】
そして、前記に説明したように、本実施例に於いて用いられるキャリアは、１００［ｍＴ］の磁界に於いて、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有するものを用いた。
【００７０】
尚、本発明で使用するキャリアの磁気特性は理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測定する。キャリア粉体の磁気特性値は１キロエルステッドの外部磁場を作り、その時の磁化の強さを求める。
【００７１】
キャリアは円筒状のプラスチック容器に充分密になるようにパッキングした状態に作製する。この状態で磁気モーメントを測定し、試料を入れたときの実際の重量を測定して磁化の強さを求める（Ａｍ２／ｋｇ）。次いで、キャリアの真比重を乾式自動密度計アキュピック１３３０（島津製作所（株）製）により求め、磁化の強さ（Ａｍ２／ｋｇ）に真比重を掛けることで本発明の単位体積当りの磁化の強さ（Ａ／ｍ）を求める。
【００７２】
ところで、上述してきた比較的低磁化のキャリアを用いると、現像剤が現像スリーブ３０に磁気的に吸引される力が弱いことにより、現像スリーブ３０による剤１９の搬送力が弱いといった問題点が発生する。従来例で説明した、現像剤剥ぎ取り極Ｎ２近傍での現像剤１９の滞留といった現象は、この要因により発生しやすくなるのである。
【００７３】
即ち、現像剤搬送力が弱いため、剥ぎ取り極Ｎ２近傍で、現像スリーブ３０の搬送により現像剤１９を現像容器３４内に押し込む力が不足している。そして、一旦滞留すると、続いて運び込まれる現像剤１９にも影響を与え、更に、現像スリーブ３０回転方向上流側での滞留現象を引き起こしてしまう。
【００７４】
本発明者による幾つかの検討の結果、現像スリーブ３０内のマグネットローラ３５の磁束密度条件を、以下の構成にすることにより、比較的低磁化キャリアを用いても、上記滞留問題点を解決することができることが判った。
【００７５】
その構成は、即ち、剥ぎ取り極Ｎ２の現像スリーブ３０の回転方向で上流側に隣り合った剥ぎ取り前極Ｓ１により形成されるＢｒ２のピーク位置と、剥ぎ取り極Ｎ２のＢｒ１のピーク位置との間で、現像スリーブ３０表面上の磁束密度分布により生じるスリーブ３０面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの現像スリーブ３０回転方向への増加率を０以下にする構成である。尚、本実施例のように、剥ぎ取り前極Ｓ２が現像磁極であっても、現像磁極以外の搬送磁極であっても、そうでなくともよい。
【００７６】
これを、簡略に図３を用いて説明する。図３は、現像スリーブ３０の回転方向におけるＦｒの分布を示すグラフである。図３において、本実施例では、現像スリーブ３０回転方向において、その表面では、剥ぎ取り前極Ｓ２から剥ぎ取り極Ｎ１までの間、Ｆｒは常に減少している。つまり、剥ぎ取り極Ｎ２よりも現像スリーブ３０回転方向で上流側に隣り合った剥ぎ取り前極Ｓ２から剥ぎ取り極Ｎ２までの間で、現像スリーブ３０回転方向に従った増加率が０以下であるということは、Ｆｒが増えることなく、且つ、剥ぎ取り極近傍でＦｒのピークを持たないようにするということである。
【００７７】
それに対して、現像スリーブ３０の回転方向でＦｒにピークが存在するということは、現像スリーブ３０上で、そのピーク位置に向けて現像スリーブ３０回転方向上流又は下流側から磁気的な力が働くことであり、その下流側からの力は、現像スリーブ３０による現像剤の搬送方向と逆方向であり、現像剤を滞留させる方向の力である。
【００７８】
ここで、Ｆｒについて、説明する。
【００７９】
磁性キャリアには、マグネットローラ３５による磁界により、現像スリーブ３０側に引きつける方向の磁気力ベクトルＦｂが働く。この磁気力Ｆｂは、キャリアの磁化をＭ（単位；Ａ／ｍ、ベクトル）、キャリア１個の体積をＶ（ｍ３）、マグネットローラ３５による磁界をＢ（単位；Ｔ、ベクトル）とすると、キャリア１個に働く磁気力ベクトルＦｂ（ｄｙｎ／個）は、数式（１）のように表される。
【００８０】
ベクトルＦｂ＝−∇（ベクトルＭＶ・Ｂ）                          （１）
【００８１】
キャリアの磁化の向きは外部磁場の方向（磁力線の方向）に沿う、即ち、ベクトルＭはベクトルＢと平行（ベクトルＭ／／ベクトルＢ）であるから、ベクトルＭＶは、透磁率μとキャリア１個の体積Ｖの関数であるスカラー量で、Ａ（μ，Ｖ）ベクトルＢとも表せる。
【００８２】
このような磁性キャリア１個が磁場中に存在しているとき、磁気力ベクトルＦｂは、スリーブ３０に垂直な方向に働く力（ベクトルＦｒ）と平行な方向に働く力（ベクトルＦθ）とに分割して考えることができ、Ｒをスリーブ３０面からの垂直方向に発散する方向の距離（ｍ）とすると、キャリア１個当たりに、スリーブ３０表面に垂直な方向に働く磁気力Ｆｒは、数式（２）のように表される。
【００８３】
ベクトルＦｒ（ｄｙｎ／個）
＝−ｄ／ｄＲ（ベクトルＭＶ・ベクトルＢ）
＝−ｄ／ｄＲ（Ａ（μ，Ｖ）ベクトルＢ・ベクトルＢ）
＝−Ａ（μ，Ｖ）ｄ／ｄＲ（｜ベクトルＢ｜｜ベクトルＢ｜）
＝−Ａ（μ，Ｖ）ｄ／ｄＲ｜ベクトルＢ｜２                          （２）
【００８４】
数式（２）が示すように、この力の大きさは、磁場の強さの絶対値の自乗の、スリーブ３０面に垂直な方向の勾配に比例しており、又、キャリアの透磁率及びキャリアの体積の関数である、Ａ（μ，Ｖ）に比例している。又、力の方向は現像ローラ３０の中心に向かう方向である。
【００８５】
ここで、数式（２）よりＦｒを求めるためには、磁束密度Ｂを求める必要がある。そこで、マグネットローラ３５による磁束密度Ｂのスリーブ３０表面に対して垂直方向の成分Ｂｒ及び平行方向の成分Ｂθの測定方法の一例を図６、図７に示す。
【００８６】
図６は、現像スリーブ３０表面における垂直な方向即ち法線方向の磁束密度（磁束密度）Ｂｒの測定方法を説明するためのもので、ベル社のガウスメーターモデル６４０（商品名）を用いて測定した。図中現像スリーブ３０は水平に固定され、現像スリーブ３０内のマグネットローラ３５は回転自在に取付けられている。アクシャルプローブ５１が現像スリーブ３０とはごく微小の間隔を保って、且つ現像スリーブ３０の中心とこのプローブ５１の中心がほぼ同一水平面にあるようにして水平に固定され、ガウスメーター５０と接続され、現像スリーブ３０表面上における磁束密度を測定するものである。現像スリーブ３０とマグネットローラ３５はほぼ同心円であり、現像スリーブ３０とマグネットローラー３５間の間隔はどこも等しいと考えてよい。従って、マグネットローラー３５を回転させることにより、現像スリーブ３０上の位置における法線方向の磁束密度Ｂｒを周方向すべてに対して測定することができる。
【００８７】
図７は、現像スリーブ３０表面における平行な方向即ち接線方向の磁束密度Ｂθの測定方法を説明するためのもので、図６の場合と同様に、現像スリーブ３０は水平に固定され、現像スリーブ３０内のマグネットローラ３５は回転自在に取付けられている。アクシャルプローブ５１が現像スリーブ３０とはごく微小の間隔を保って、且つ現像スリーブ３０の中心とこのプローブ５１の測定中心がほぼ水平になるようにして鉛直に固定され、ガウスメーター５０と接続され、現像スリーブ３０表面における接線方向の磁束密度を測定するものである。図６において説明したものと同様に、本例においてもマグネットローラ３０を矢印方向に回転させることにより、現像スリーブ３０表面上における接線方向の磁束密度Ｂθを周方向すべてに対して測定することができる。
【００８８】
以上のように測定したＢｒ、Ｂθを用いて、数式（３）より磁束密度Ｂが求められる。そして、スリーブ３０面に垂直な方向への勾配が｜ベクトルＦｒ｜に比例しているので、数式（２）よりＦｒが求められる。
【００８９】
｜ベクトルＢ｜２＝Ｂｒ２＋Ｂθ２                                  （３）
【００９０】
上記に説明したように、図１に示した現像装置のような、（Ａ）マグネットローラ３５が現像容器３４内部側に同極の隣り合った磁極Ｎ２、Ｎ３極を有し、（Ｂ）現像スリーブ３０と現像スリーブ３０近傍のスクリュー３１との対向部で、現像スリーブ３０回転方向とスクリュー３１の回転方向がカウンターである構成をとり、（Ｃ）比較的低磁化のキャリアを用いた場合は、現像スリーブ３０上の、その対向部より上流側に於いて、現像剤の搬送性が悪くなり、剤が滞留しがちになる。
【００９１】
つまり、低磁化キャリアを用いるということは、現像スリーブ３０表面近傍でこの滞留現象が発生した場合、その上層部の像剤をスリーブ３０下層部の現像剤により搬送する力が更に弱く、ひいては、剥ぎ取り極の一つ上流側近傍まで剤が滞留してしまう。
【００９２】
そのような状態で、更に、剥ぎ取り極Ｎ１極の上流側に隣り合った剥ぎ取り前極Ｓ１から剥ぎ取り極Ｎ２までの間で、Ｆｒのピークがあると、その近傍で現像剤が滞留し、更なる滞留現象が誘発されるのである。
【００９３】
そこで、本発明の構成としては上記に説明したように、上記の（Ａ）〜（Ｃ）の特徴に加えて、更に、（Ｄ）剥ぎ取り極Ｎ２の一つ上流側の磁極である剥ぎ取り前極Ｓ１極と剥ぎ取り極Ｎ２極の間で、磁気吸引力Ｆｒの現像スリーブ３０回転方向への増加率を０以下にする構成として、剥ぎ取り前極Ｓ１と剥ぎ取り極Ｎ２との間にＦｒのピークが存在するのを防ぎ、現像剤の滞留現象、ひいては現像剤の劣化を防止するものである。
【００９４】
本実施例に於いては、剥ぎ取り極Ｎ２極におけるＢｒ１、剥ぎ取り極Ｎ２の上流側に隣り合った剥ぎ取り前極Ｓ１極におけるＢｒ２、更に、Ｓ１極の上流側に隣り合った磁極（本明細書では、「剥ぎ取り前々極」と称す。）Ｎ１極における現像スリーブ３０表面に対して垂直方向の磁束密度Ｂｒ４、の磁束密度のピーク値、半値幅、極間角度を以下のようにしている。
【００９５】
ここで、本発明は、Ｎ２極のＢｒ１のピーク位置から、Ｓ１極のＢｒ２のピーク位置の間の、磁束密度Ｂｒの形状のみにほとんど依存しているものであるので、その関係のみを示した。
【００９６】
2004219577.tif 000003
【００９７】
又、ここでは、現像スリーブ３０とスクリュー３１との対向部が、Ｎ２極（剥ぎ取り極）のＢｒ１のピーク位置から、現像スリーブ３０の回転方向から３度下流側の位置に位置するようにした。
【００９８】
つまり、本実施例においては、現像スリーブ３０とスクリュー３１との対向部に対し、剥ぎ取り極Ｎ２のＢｒ１のピーク位置を現像スリーブ３０回転方向上流側に配置し、汲み上げ極Ｎ１の現像スリーブ３０表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ３のピーク位置をスリーブ３０の回転方向下流側に配置したことにより、即ち、現像スリーブ３０回転方向に沿って、上流から下流に、剥ぎ取り極Ｎ２のＢｒ１のピーク位置、現像スリーブ３０とスクリュー３１との対向部、汲み上げ極Ｎ３のＢｒ３のピーク位置、の順に配置されたことにより、剥ぎ取り極Ｎ２の位置する、現像スリーブ３０とスクリュー３１との対向部近傍では、Ｆｒの絶対値自体が弱くなるので、更に滞留しづらい構成を実現することができた。
【００９９】
又、汲み上げ極Ｎ３のＢｒ３のピーク位置を、現像スリーブ３０とスクリュー３１との対向部より、現像スリーブ３０回転方向下流側に配置させることにより、現像剤の汲み上げが完全になる。
【０１００】
以上のように、マグネットローラ３５を内包した回転する非磁性円筒である現像スリーブ３０に現像剤を担持させて、感光ドラム３に搬送される現像剤量を調整し、感光ドラム３上に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、（Ａ）マグネットローラ３５の複数の磁極のうち、現像容器３４内にて、２つの同極の磁極剥ぎ取り極Ｎ２と汲み上げ極Ｎ３が隣接して、又、（Ｂ）現像スリーブ３０に対向する、現像スリーブ３０に近い方のスクリュー３１を、現像スリーブ３０回転方向に対してカウンター方向に回転させ、更に、（Ｃ）現像剤として、非磁性トナーと、１００［ｍＴ］の磁界に於いて、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有する比較的低磁化である磁性キャリアを混合した二成分現像剤が用いた現像装置において、（Ｄ）剥ぎ取り極よりも現像スリーブ３０回転方向で上流側に隣り合った剥ぎ取り前磁極により形成される現像スリーブ３０表面と垂直方向の磁束密度Ｂｒ２のピーク位置と、剥ぎ取り極の現像スリーブ３０表面と垂直方向の磁束密度Ｂｒ１のピーク位置との間で、現像スリーブ３０表面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの値の、現像スリーブ３０回転方向への増加率が０以下である、ような構成をとることにより、長寿命化と共に、スムーズな剤循環構成を有する現像装置を形成することができ、そして、その結果として、キャリア付着の問題も発生しないようにすることができる。
【０１０１】
比較例１
本比較例に於いては、剥ぎ取り極Ｎ２極におけるＢｒ１、剥ぎ取り前極Ｓ１極、更に、Ｓ１極の上流側に隣り合った剥ぎ取り前々極Ｎ１極のＢｒ４の磁束密度のピーク値、半値幅、極間角度を以下のようにしている。実施例１に変更したポイントは、剥ぎ取り極Ｎ２極における磁束密度Ｂｒ１のみを６５ｍＴにした点のみである（その結果、Ｎ２極の半値幅は若干変化した。）。
【０１０２】
2004219577.tif 000004
【０１０３】
前記に説明した方法で測定したＢｒと、及びＢθを図６、図７に示した方法で測定し計算で求めたＦｒの分布は、図４のようになる。図の見方は、図３と同じである。図４を見て明らかなように、Ｓ１極のＢｒ２のピーク位置から、Ｎ２極のＢｒ１のピーク位置までの間で、Ｆｒの現像スリーブ回転方向への増加率が０以下になっていない。即ち、横軸の２３０°近傍でＦｒのピークが存在する。
【０１０４】
その結果、１００［ｍＴ］の磁界に於いて、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有する磁性キャリアと非磁性トナーを含む二成分現像剤を用いた場合、現像極であるＳ１極の位置近傍まで、現像剤の滞留現象が発生した。その結果、キャリア付着も発生した。
【０１０５】
ここで、実施例１と比較例１とを比べると、比較例１では、実施例１では５０ｍＴであった剥ぎ取り極Ｎ２極における磁束密度Ｂｒ１のピーク値を、６５ｍＴに変更し、実施例１においては、Ｂｒ２のピーク値に対するＢｒ１のピーク値が５４．３％であったのが、７０．７％に上昇している。
【０１０６】
検討の結果、Ｂｒ１のピーク値が、Ｂｒ２のピーク値の６０％以下であることが、現像スリーブ表面において、剥ぎ取り極と剥ぎ取り前極により形成される、現像スリーブ表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ１のピーク位置と、磁束密度Ｂｒ２のピーク位置と、の間で、現像スリーブ表面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの値の、現像スリーブ回転方向に対する増加率が０以下となり、剥ぎ取り極と剥ぎ取り前極との間にＦｒのピークが発生するのを回避する条件であることが明らかとなった。但し、Ｂｒ１のピーク値が、Ｂｒ２のピーク値の２０％以上、６０％以下であることがより好ましい。この数値が２０％未満であると今度は現像極近傍での現像剤の滞留が発生してしまうからである。
【０１０７】
実施例２
本実施例に於いては、現像スリーブ３０表面粗さを１０点平均粗さＲｚで８μｍ以上とした。他の構成は、実施例１と同様とした。
【０１０８】
１０点平均粗さＲｚ（以下、「Ｒｚ」と称す。）とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１及びＩＳＯ４６８に記載される表面粗さを規定する値で、この規格に添った方法により求められる。
【０１０９】
現像スリーブ３０のＲｚが大きいと、現像剤の搬送性が向上し、その結果、剥ぎ取り極Ｎ２近傍での剤の容器３４内への取り込まれ方がスムーズになる。実施例１の構成に、更にこの構成を付け加えると、更に現像後の剤が確実に取り込まれることになる。
【０１１０】
但し、Ｒｚが大きすぎると、具体的には、Ｒｚが２０μｍより大きいと、現像スリーブ３０の粗面化処理を行う際に、現像スリーブ３０表面に対し、大きい吐粒を強く当てることになり、スリーブ３０を構成する非磁性円筒の振れが大きくなり、実用上問題が発生する（スリーブピッチムラが画像に発生する。）。
【０１１１】
いくつかの検討により、Ｒｚの値を８μｍ以上２０μ以下とすることで上記効果が得られることが判った。
【０１１２】
上記の表面粗さＲｚを有するスリーブを製造するために、スリーブ表面を粗面化する方法としては、例えば、不定形・定形粒子を吐粒として用いたサンドブラスト法、スリーブ円周方向に凸凹を形成するためにサンドペーパーでスリーブ面を軸方向に擦するサンドペーパー法、化学処理による方法、弾性樹脂でコート後樹脂凸部を形成する方法等を用いることができるが、これに限られるものではない。
【０１１３】
以上のように、実施例１に記載した（Ａ）〜（Ｄ）の特徴を有する現像装置において、即ち、（Ａ）マグネットローラ３５の複数の磁極のうち、現像容器３４内にて、２つの同極の磁極剥ぎ取り極Ｎ２と汲み上げ極Ｎ３が隣接して、又、（Ｂ）現像スリーブ３０に対向する、現像スリーブ３０に近い方のスクリュー３１を、現像スリーブ３０回転方向に対してカウンター方向に回転させ、更に、（Ｃ）現像剤として、非磁性トナーと、１００［ｍＴ］の磁界に於いて、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有する比較的低磁化である磁性キャリアを混合した二成分現像剤を用いた現像装置において、剥ぎ取り極よりも現像スリーブ３０回転方向で上流側に隣り合った剥ぎ取り前極により形成される現像スリーブ３０表面と垂直方向の磁束密度Ｂｒ２のピーク位置と、剥ぎ取り極の現像スリーブ３０表面と垂直方向の磁束密度Ｂｒ１のピーク位置との間で、現像スリーブ３０表面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの値の、現像スリーブ３０回転方向への増加率が０以下である、構成をとり、それに加えて、本実施例の特徴である、（Ｅ）現像スリーブ３０表面のＲｚの値を８μｍ以上２０μ以下とすることで、長寿命化と共に、スムーズな剤循環構成を有する現像装置を実現することができる。そして、その結果、キャリア付着が回避できる効果が高まる。
【０１１４】
実施例３
実施例３においては、実施例１の現像装置の構成において、マグネットローラ３５の剥ぎ取り極Ｎ２極のＢｒ１、剥ぎ取り前極Ｓ１極のＢｒ２、及び、剥ぎ取り前々極Ｎ１極の位置におけるＢｒ４のピーク値、半値幅、極間角度を以下のようにしている。
【０１１５】
比較例１に対して変更したポイントは、Ｎ２極の極位置を５°、Ｓ１極側に移動した点のみである（その結果、Ｓ１極の半値幅は４°狭くなった。）。
【０１１６】
2004219577.tif 000005
【０１１７】
測定したマグネットローラ３５のそれぞれの磁極におけるＢｒと、Ｂｒ及びＢθを測定し、計算で求めたＦｒの分布は、図５のようになる。図の見方は、図３と同じである。
【０１１８】
図５を見て明らかなように、Ｓ１極のＢｒのピーク位置から、Ｎ２極のＢｒのピーク位置までの間で、Ｆｒの増加率が、現像スリーブ３０の回転方向（または現像剤の搬送方向の向き）を正として、０以下になっている。
【０１１９】
つまり、比較例１にて発生したＳ１−Ｎ１極間のＦｒのピークを、本実施例にて、Ｎ２−Ｓ１極間をＳ１−Ｎ１極間より狭くすることで、解消することが実現できた。
【０１２０】
そして、その結果、１００［ｍＴ］の磁界に於いて、３．０×１０４Ａ／ｍ乃至２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有する磁性キャリアと非磁性トナーを含む二成分現像剤を用いても、剥ぎ取り極での現像剤の滞留が発生せず、そして、当然のことながら、滞留現象起に起因するキャリア付着も発生しなかった。
【０１２１】
よって、本実施例３にて説明したように、幾つかの検討の結果、Ｎ２（剥ぎ取り極）−Ｓ１極（剥ぎ取り前極）間を、Ｓ１−Ｎ１極（剥ぎ取り前々極）間より狭くすることで、Ｓ１極とＮ２極との間の領域で、現像スリーブ３０上の、現像スリーブ３０に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの現像スリーブ３０回転方向への増加率を０以下にすることができ、Ｎ２（剥ぎ取り極）−Ｓ１極（剥ぎ取り前極）間のピークを解消し、現像剤の滞留やキャリア付着の発生を防止することができることが明らかになった。
【０１２２】
つまり、実施例１では、Ｂｒ１のピーク値をＢｒ２のピーク値の６０％以下にすることによって目的を達していたものを、本実施例では、磁束密度Ｂｒの値を変更する代わりに磁極の位置を変更することによって、目的を達成した。
【０１２３】
実施例１〜３の現像装置を用いて説明したように、本発明によれば、現像剤として、非磁性トナーと、１００［ｍＴ］の磁界に於いて、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有する比較的低磁化である磁性キャリアを混合した二成分現像剤が用いても、現像スリーブに内包されたマグネットローラの剥ぎ取り極よりも現像スリーブ３０回転方向で上流側に隣り合った剥ぎ取り前磁極により形成される現像スリーブ３０表面と垂直方向の磁束密度Ｂｒ２のピーク位置と、剥ぎ取り極の現像スリーブ３０表面と垂直方向の磁束密度Ｂｒ１のピーク位置との間で、現像スリーブ３０表面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの値の、現像スリーブ３０回転方向への増加率が０以下である構成を採用することにより、安定した画像を長期にわたり得ることができた。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置及び画像形成装置は、回転可能な非磁性円筒である現像剤担持体と、現像剤担持体の内側に内包されて、複数の磁極を有し、現像剤担持体の回転に対して固定された磁界発生手段と、磁性キャリアと非磁性トナーを含む前記現像剤を収容する現像容器と、現像容器内且つ現像剤担持体と対向する位置にあって、現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、を具備し、現像剤を現像剤担持体の回転により搬送して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、磁性キャリアは、１００［ｍＴ］の磁界において、３．０×１０４Ａ／ｍ〜２．０×１０５Ａ／ｍの磁化量を有し、磁界発生手段の複数の磁極のうち、現像容器内にて、２つの同極の磁極が隣接しており、現像剤担持体回転方向で上流側のほうを剥ぎ取り極とし、下流側の磁極を汲み上げ極とし、又、現像剤担持体に対向する攪拌部材を、現像剤担持体の回転方向に対してカウンター方向に回転させ、現像剤担持体表面において、剥ぎ取り極と現像剤担持体回転方向で上流側に隣り合った磁極である剥ぎ取り前極により形成される、現像剤担持体表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ２のピーク位置と、剥ぎ取り極の現像剤担持体表面に垂直な方向の磁束密度Ｂｒ１のピーク位置と、の間で、現像剤担持体表面に垂直に働く磁気吸引力Ｆｒの値の、現像剤担持体の回転方向に対する増加率が０以下であるので、現像剤寿命を長くでき、キャリアの磁化を小さくした場合に発生しやすくなる、現像後の現像剤の滞留、取り込み不良を解消する構成を提供することができる。そして、剤の取り込み不良に起因するキャリア付着問題も抑制でき、安定して良好な画像形成が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る磁界発生手段の磁極位置による現像剤担持体表面におけるＦｒ及びＢｒの分布の一例を示すグラフである。
【図４】本発明に係る磁界発生手段の磁極位置による現像剤担持体表面におけるＦｒ及びＢｒの分布の比較例を示すグラフである。
【図５】本発明に係る磁界発生手段の磁極位置による現像剤担持体表面におけるＦｒ及びＢｒの分布の他の例を示すグラフである。
【図６】本発明に係る現像剤担持体表面におけるＢｒの測定法の一例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る現像剤担持体表面におけるＢθの測定法の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１                      回転現像装置
１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋ  現像装置
３                      感光ドラム（像担持体）
１９                    現像剤
３０                    現像スリーブ（現像剤担持体）
３１                    スクリュー（攪拌部材）
３３                    規制ブレード（層厚規制部材）
３４                    現像容器
３５                    マグネットローラ（磁界発生手段）
Ｎ２                    剥ぎ取り極
Ｓ１                    剥ぎ取り前極
Ｎ３                    汲み上げ極
Ｎ１                    剥ぎ取り前々極
【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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