(57)【要約】【課題】高い磁気特性と主極部の高精度を備えた現像ローラを低コストに提供する。【解決手段】マグネットブロック５４を▲１▼〜▲５▼の各層からなる多層構造にする。▲１▼〜▲５▼の各層は、希土類マグネット粉を少量ずつ圧縮して多層からなるブロックにすることにより高密度で成形性の良いブロックを得ることができる。すなわち、マグネットブロックを成型する際の圧力を抑えて高密度に充填することができ、高い磁気特性と主極部の高精度を備えた現像ローラを高い生産性のもとに低コストで得ることができる。【選択図】　図２
2004013083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラにおいて、
前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像極に相当する部分に配置された現像極マグネットブロックとからなり、
前記現像極マグネットブロックが多層成型されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記マグネットブロックは、異なる磁気特性を有する磁石材料からなる層が積層されていることを特徴とする、請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記マグネットブロックは、当該磁石ローラにおける外周側の層の磁気特性が内周側の層の磁気特性よりも高いことを特徴とする、請求項１又は２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記マグネットブロックは、当該磁石ローラにおける外周側の層の厚さが内周側の層の厚さよりも小さいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記マグネットブロックは、圧縮成型する際の圧縮方向とマグネットの配向方向とが同じであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像ローラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像ローラを装着した現像装置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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に装着される現像装置と、現像ローラ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真その他の、粉体トナーを用いた画像形成方法において、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像は周知であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において広く利用されている。
【０００３】
磁気ブラシ現像では、現像剤担持体の表面に現像剤を搬送し、現像剤をブラシ状（磁気ブラシ）に保持させて像担持体に接触させ、静電潜像が形成された像担持体と電気的バイアスが印加されたスリーブとの間の電界によってトナーが潜像面に選択的に付着することにより、現像が行われる。
【０００４】
上記現像剤担持体は、通常、円筒状のスリーブ（現像スリーブ）として構成され、この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）をスリーブ内部に備えている。穂立ちの際、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、この穂立ちに係るキャリアに対して帯電トナーが付着している。上記磁石ローラは、複数の磁極を有し、それぞれの磁極を形成する磁石が棒状などに構成されていて、特にスリーブ表面の現像領域部分では現像剤を立ち上げる現像主磁極を備えている。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おり、現像領域に搬送された現像剤は上記現像主磁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と擦れ合いながら、トナー供給を行う。なお、現像領域とは、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とする。
【０００５】
従来の磁気ブラシ現像装置においては、画像濃度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件とが両立せず、高濃度部と低濃度部との双方を同時に改善することが困難である。即ち、画像濃度を高くするための現像条件としては、（ｉ）潜像担持体と現像スリーブとの間隔である現像ギャップを狭くすること、あるいは（ｉｉ）現像領域幅を広くすることなどが挙げられる。一方、低コントラスト画像を良好に得るための現像条件としては、（ｉ’）現像ギャップを広くすること、あるいは（ｉｉ’）現像領域幅を狭くすることなどがある。つまり、双方の現像条件は相対するものであって両立せず、全濃度域にわたって双方の条件を満たして良質な画像を得ることは一般に困難とされている。
【０００６】
例えば低コントラスト画像を重視する場合には、ベタラインのクロス部や黒ベタ、ハーフトーンベタ画像の後端部に白抜けを生じる所謂「後端白抜け」と称される異常画像が発生しやすい。また同じ幅で形成した格子画像の横線が縦線よりも細くなったり、１ドットなどの小さい点画像が現像されないなどの現象も発生している。
【０００７】
このような従来からの課題であった画像濃度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件とを高い時点で満足させ、全濃度域にわたって良質な画像を得るための現像方法及び現像装置等を本願出願人は先に提案している（特願２０００−２９６３７）。
【０００８】
上記の本願出願人が先に提案した現像装置においては、現像主極部の半値幅（図１０に示すように、法線方向の磁力：Ｂｒの半分の値：１／２Ｂｒを指す部分の角度幅のことを半値幅という）としては、従来の約５０度に対して２０度以下が要求される。また、磁束密度（図１０におけるＢｒの値）は８０〜１２０ｍＴが必要である。さらに、主極部の精度が従来の現像ローラに比べて高い精度（従来の±２度に対して±１度程度）が要求される。
【０００９】
しかし、現像ローラ主極部の高い磁気特性と高精度を達成するためには、従来用いられていた材料やローラ構成及び製造方法では実現が困難である。特に、マグネット材料については従来一般的に用いられているフェライト系マグネットでは要求の達成が困難なため、現像ローラの主極部にＮｅ−Ｆｅ−Ｂ等のいわゆる希土類磁石を用いる必要が生じる。希土類マグネットはコストが高いので、高い磁気特性が必要となる現像ローラ（磁石ローラ）の主極部のみに希土類マグネットを用い、その他の極はフェライト系マグネットを使用する構成が現実的である。
【００１０】
そのような現像ローラの構成及び製造方法としては、▲１▼：芯金にフェライト及び希土類マグネットブロックを貼り付ける、▲２▼：フェライト・マグネット成型品の現像極に相当する部分に溝を設け、その溝部に射出成形又は押出し成形された希土類マグネットブロックを貼り付ける、▲３▼：フェライト・マグネット成型品の現像極に相当する部分に溝を設け、その溝部に圧縮成形された希土類マグネットブロックを貼り付ける、▲４▼：フェライト・マグネット成型品の現像極に相当する部分に溝を設け、その溝部に希土類マグネット粉もしくは液状のマグネットを充填する、等が考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼，▲２▼では、加工精度が充分でない、機械的強度が充分でない、希土類マグネットブロックの磁力が充分でない、コストが高いという問題がある。現像ローラは幅が約３０ｃｍ（Ａ４横サイズ対応の場合）の長尺となっており、３０ｃｍにわたって、均一な寸法精度（ねじれ、振れ等）が要求される。焼結タイプの希土類磁石は長さが、１０ｃｍが限界であり、３０ｃｍ幅の成型は実現不可能となっている。さらに磁力を確保するために磁石粉の含有率が８０ｗｔ％以上あるため、機械的強度、特に曲げ強度は非常に弱いものとなっている。一般に高磁力を達成するためには、プラマグ（プラスチックマグネット）中の磁石紛の充填率を高めることが肝要である。しかし射出成形や押出し成形では材料にある程度の流動性が求められるためプラマグ中の磁石分の充填率を充分に高めることが難しい。
【００１２】
上記▲３▼では、材料の流動性が上記▲２▼ほど必要ではないため磁石粉の充填率を高めることは可能であるが、磁石粉の割合が増えるほど高密度化が困難であり、結局、高磁力を得ることは困難である。また希土類マグネット粉の充填率を高めるとコストが高くなってしまう。
【００１３】
上記▲４▼では、円筒状マグネットの溝部に磁石粉を充填し、圧縮成型するため溝が変形し、磁石幅が広くなり、半値幅が大きくなってしまい、要求される半値幅を得ることができない。これは、円筒状マグネットがナイロンやＥＥＡ樹脂を使用するため、圧縮成型圧１〜１０ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力に耐えられない為に発生する。
【００１４】
本発明は、従来の現像装置における上述の問題を解決し、高い磁気特性と主極部の高精度を備えた現像ローラによって全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラにおいて、前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像極に相当する部分に配置された現像極マグネットブロックとからなり、前記現像極マグネットブロックが多層成型されていることにより解決される。
【００１６】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記マグネットブロックは、異なる磁気特性を有する磁石材料からなる層が積層されていることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記マグネットブロックは、当該磁石ローラにおける外周側の層の磁気特性が内周側の層の磁気特性よりも高いことを提案する。
【００１７】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記マグネットブロックは、当該磁石ローラにおける外周側の層の厚さが内周側の層の厚さよりも小さいことを提案する。
【００１８】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記マグネットブロックは、圧縮成型する際の圧縮方向とマグネットの配向方向とが同じであることを提案する。
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像ローラを装着した現像装置により解決される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用される現像装置の一例を示す断面構成図である。この図に示すように、現像装置４内には、現像剤担持体である現像ローラ４１が画像形成装置の感光体ドラム２０に近接するように配置されていて、双方の対向部分には、感光体ドラムと磁気ブラシが接触する現像領域が形成されている。現像ローラ４１は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブ４３が不図示の回転駆動機構によって図中時計回りに回転されるようになっている。
【００２０】
現像剤の搬送方向（図で見て時計回り方向）における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード４５が設置されている。更に現像ローラの感光体ドラムとは反対側領域には、現像装置ケーシング４６内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ４１へ汲み上げるためのスクリュー４７が設置されている。
【００２１】
現像ローラのスリーブ４３内には、当該現像スリーブ４３の周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラ体（磁石ローラ）５０が固定状態で備えられる。この磁石ローラ体５０は、後述するようにフェライトマグローラに希土類マグネットブロック５４を埋め込んだものである。本例のマグネットブロックは、半値幅２０°以下で８０ｍＴ以上の磁束密度が得られるものである。この磁石ローラ体５０から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像スリーブ４３上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現像スリーブ４３の回転によって現像スリーブ４３と同方向（図で見て時計回り方向）に移送されることとなる。
【００２２】
磁石ローラ体５０は複数の磁極を有している。マグネットブロック５４によって現像領域部分に現像剤の穂立ちを生じさせる現像極と、スクリュー４７に対向してスリーブ４３上に現像剤を汲み上げるための汲み上げ極と、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送するための搬送極と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極である。
【００２３】
図２，３は、上記磁石ローラ体５０の側面図及び斜視図である。これらの図に示すように、磁石ローラ体５０は、芯金５３が嵌装された円筒状のマグネットロール５１と、主極部を構成する高磁力マグネット（現像極マグネットブロック）５４から構成されている。
【００２４】
本例の円筒状マグネットロール５１は、現像主極以外の磁気特性を形成する部分であり、射出成形又は押出し成形にて製造したものである。マグネットブロック５４を配置するための溝５２は、マグネットロールの成形時に形成する方法と、成形後に機械加工により形成する方法がある。マグネットロール５１の材料は特に限定するものではないが、磁性粉に高分子化合物を混合したいわゆるプラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることが多い。磁性粉としてはＳｒフェライトないしＢａフェライトを用い、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）又は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、ＮＢＲ等のゴム材料を使用することができる。
【００２５】
なお、本例では円筒状のマグネットロールを用いているが、芯金５３上にピース状のフェライトマグネットを貼り合わせる構造とすることもできる。ただし、生産工程を考えた場合、マグネットをピース成形した後に貼り合わせる方式よりも、ロール状のマグネットの一部に溝５２を形成する方が工程的に簡素であるため、より望ましい。
【００２６】
現像主極を構成するマグネットブロック５４は、幅が狭く高い磁気特性を得るためにＢｒ＞０．５Ｔの材料を用いることが望ましく、多くはＮｅ系（Ｎｅ・Ｆｅ・Ｂ等）又はＳｍ系（Ｓｍ・Ｃｏ、Ｓｍ・Ｆｅ・Ｎ等）の希土類マグネットもしくはこれらのマグネット粉を上記と同様の高分子化合物と混合したプラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることができる。
【００２７】
本例におけるマグネットブロック５４は、図２に示す如く、▲１▼〜▲５▼の各層からなる多層構造になっている。これは、マグネットローラの溝部に配設するマグネットブロックを圧縮して成形する場合、希土類マグネット粉の充填率を高めると圧縮成形圧が高くなり、また粒径を選定しても高密度に圧縮することは困難であるため、少量ずつ圧縮して多層からなるブロックにすることにより高密度で成形性の良いブロックを得ることができる。希土類マグネットブロックを圧縮成形で得る際、等方性のマグネット粉を用いて圧縮成形する場合と、異方性のマグネット粉を用いて磁場を印加しながら圧縮成形する場合があるが、どちらの成形法も採用することができる。なお、本例では５層のマグネットブロック５４を例示したが、層数はこれに限定されるものではない。
【００２８】
ところで、上記マグネットブロック５４は各層を希土類マグネットで構成したものである。しかし、希土類マグネット粉は高価であるため、多層構造のうちの一部の層、例えばローラ内周側の層に透磁率の大きい金属や従来用いられているフェライト系マグネット（主にストロンチウムフェライトもしくはバイウムフェライトなど）を用い、ローラ外周側の層に希土類マグネットを用いるといったように、ローラの内側の層と外側の層で材料を変え、外側（表面側）により磁気特性の高い材料を用いることも可能である。これにより、ローラ表面の磁力が高いマグネットブロックを安価に得ることができる。
【００２９】
図４は、ローラの内側の層と外側の層で材料を変え、外側（表面側）により磁気特性の高い希土類マグネット粉を材料として用い、内側の層にフェライト系マグネットを用いた、マグネットブロックの別例を示す側面図である。この図に示すマグネットブロック５４Ｂは、内側の▲１▼〜▲３▼層にフェライト系マグネットを用い、外周側の▲４▼〜▲５▼層に希土類マグネットを用いている。これにより、ローラ表面での磁力が高いマグネットブロックを低価格に得ることができる。
【００３０】
ところで、マグネットを多層に成形する場合、層数が増えると成形時の工程数が増え、層数が少ない場合に比べて成形性は劣る。しかしマグネット層はより薄層であるほうが低圧縮成形圧で高密度な層を得ることができる。そこでローラの内側層と外側層で層厚を変え、外側の層厚を薄くすることにより、ローラ表面付近のマグネット充填密度を上げ、成形性が良く且つ磁力の高いマグネットブロックを得ることができる。この場合ローラ内側にあたる層の材料に安価なもの（例えば、上記ストロンチウムフェライトもしくはバイウムフェライトなどのフェライト系マグネット）を用いると、よりコストを低減することができる。
【００３１】
図５は、磁石体ローラの内側層と外側層で層厚を変えたマグネットブロックの例を示す側面図である。この図に示すマグネットブロック５４Ｃは、▲１▼〜▲３▼層の３層構造となっており、その各層に希土類マグネットを用いている。ただし、各層の厚さは▲１▼＞▲２▼＞▲３▼の関係となっている。このように、ローラ外周側の層厚を小さく（薄く）することにより、ローラ表面付近でのマグネット充填密度を上げ、成形性が良く且つ磁力の高いマグネットブロックを得ることができる。
【００３２】
図６は、磁石体ローラの内側層と外側層で層厚を変え、さらに、内側層と外側層とで材質を異ならせたマグネットブロックの例を示す側面図である。この図に示すマグネットブロック５４Ｄは、▲１▼〜▲３▼層の３層構造となっており、各層の厚さは▲１▼＞▲２▼＞▲３▼の関係となっている。そして、最も内側で厚さも大きい▲１▼層に低価格なフェライト系マグネット（主にストロンチウムフェライトもしくはバイウムフェライトなど）を用い、ローラ外周側の▲２▼層と▲３▼層に希土類マグネットを用いている。これにより、磁石体ローラの表面における高磁力を得ながら、コストを低減させるようにしている。もちろん、ローラ外周側の層厚を小さく（薄く）することにより、ローラ表面付近でのマグネット充填密度を上げ、成形性が良く且つ磁力の高いマグネットブロックを得ることができる。図６の例では▲１▼層と▲２▼層の材質は同じであるが、▲１▼〜▲３▼層全ての材質を異ならせることもできる。
【００３３】
図７，８は、マグネットブロックを圧縮成形する様子を示す模式図である。ここでは、図２に示すマグネットブロック５４を成形する場合で説明する。
まず、図７に示すように、型６１にマグネット粉（この場合は希土類マグネット粉）をセットし、プレス機によりマグネット粉を圧縮してマグネットブロック５４を構成するマグネット層５４ａを形成する。その形成されたマグネット層５４ａの上に、同様にしてマグネット粉をセットし、プレス機６２により圧縮する。図８は、そのようにして３層目までを形成した様子である。
【００３４】
このようにしてマグネットブロックを成形する際に、プレス方向とマグネット粉の配向（＝磁化）方向が同じにすると、１層目はプレス機６２と型６１間の距離が短く、配向度が高くなる。２層目、３層目となるに従い、プレス機と型の間の距離が広がるので、各層間での配向度に差が生じるが、１層目を磁石体ローラの表面側（外周側）に配設することにより、マグネットブロックのもつ磁力よりも見かけ上強い磁力を得ることができる。例えば（ＢＨ）ｍａｘ１２［ＭＧＯｅ］のマグネットブロックを成形する時に１層目であったものがローラ表面側にくるように配設すると、ローラ表面では（ＢＨ）ｍａｘ１３［ＭＧＯｅ］相当の磁力を得ることができた。つまり、図８に示されているマグネット層５４ａの１層目が、図２においてマグネットブロック５４の▲５▼層となるように、磁石体ローラの溝５２（図３）にブロック５４を配設するものである。
【００３５】
次に、上記した５層構造のマグネットブロック５４の一実施例を示す。
希土類マグネットブロックの材料に、異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎとバインダーとしてシランカップリング剤を用い１０Ｋｏｅの磁場中で幅４．９ｍｍ×高さ２．４ｍｍ×長さ３００ｍｍの形状に圧縮成形を行った。
【００３６】
この際、
［１（実施例）］：幅４．９ｍｍ×高さ０．５ｍｍ×長さ３００ｍｍの形状になるようにプレス圧５ｔｏｎ／ｃｍ２で圧縮成形し、これを５回繰り返して５層構造とし、所望の形状のブロックを成形した。
［２（比較例）］：所望の寸法である、幅４．９ｍｍ×高さ２．４ｍｍ×長さ３００ｍｍの形状になるようにプレス圧１０ｔｏｎ／ｃｍ２で圧縮成形した（１層構造）。
の２通りの方法でマグネットブロックを成形し、その磁気特性と密度の評価を行ったところ表１のような結果となり、［１］の方法で成形したほうが、低圧縮成形圧力で高密度・高磁力のマグネットブロックを得ることができた。
【００３７】
【表１】
2004013083.tif 000003
【００３８】
最後に、本発明の適用を複写装置に広げて説明する。
図９に示すカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）１２、給紙バンク１３等で構成されている。
【００３９】
上記カラースキャナ１１は、コンタクトガラス１０１上の原稿１０の画像を照明ランプ１０２、ミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及びレンズ１０４を介してカラーセンサ１０５に結像して、原稿１０のカラー画像情報を、例えば赤、緑、青（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。ここで、カラーセンサ１０５は、本例ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿１０の画像を色分解した３色のカラー画像を同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルを基にして、不図示の画像処理部で色変換処理を行い、黒（以下、Ｂｋという）、シアン（以下、Ｃという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、イエロー（以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。
【００４０】
上記Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのカラー画像データを得るためのカラースキャナ１１の動作は次の通りである。後述のカラープリンタ１２の動作とタイミングを取ったスキャナスタート信号を受けて、照明ランプ１０２及びミラー群１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ等からなる光学系が矢印左方向へ原稿１０を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによって、順次４色のカラー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ１２で順次顕像化しつつ、これを重ね合わせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。
【００４１】
上記カラープリンタ１２は、像担持体としての感光体ドラム２０、書き込み光学ユニット２２、リボルバ現像ユニット２３、中間転写装置２６、定着装置２７等で構成されている。
【００４２】
上記感光体ドラム２０は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電器２０３、電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３の選択された現像器、現像濃度パターン検知器２０５、中間転写装置２６の中間転写ベルト２６１などが配置されている。
【００４３】
また、上記書き込み光学ユニット２２は、カラースキャナ１１からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿１０の画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム２０に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２は、光源としての半導体レーザー２２１、不図示のレーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラー２２２とその回転用モータ２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。
【００４４】
また、上記リボルバ現像ユニット２３は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ及びＹ現像器２３１Ｙと、各現像器を矢印の反時計方向に回転させる後述のリボルバ回転駆動部などで構成されている。各現像器は図１２の現像器４に相当するもので、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム２０の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げて攪拌するために回転する現像剤パドルなどで構成されている。各現像器２３１内のトナーはフェライトキャリアとの攪拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリーブには不図示の現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃが重畳された現像バイアスが印加され、現像スリーブが感光体ドラム２０の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。複写機本体の待機状態では、リボルバ現像ユニット２３はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置にセットされており、コピー動作が開始されると、カラースキャナ１１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データの読み取りが開始され、このカラー画像データに基づいてレーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様）。このＢｋ潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前にＢｋ現像スリーブを回転開始しておいて、Ｂｋ潜像をＢＫトナーで現像する。Ｂｋ潜像領域の現像動作が続いて、静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器（本例では通常Ｃ現像器）が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完了する。
【００４５】
上記中間転写装置２６は、中間転写ベルト２６１、ベルトクリーニング装置２６２、紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６３などで構成されている。中間転写ベルト２６１は駆動ローラ２６４ａ、転写対向ローラ２６４ｂ、クリーニング対向ローラ２６４ｃ及び従動ローラ群に張架されており、不図示の駆動モータにより、駆動制御される。またベルトクリーニング装置２６２は、入口シール、ゴムブレード、排出コイル、入口シール及びゴムブレードの接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト２６１に転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写している間は接離機構によって中間転写ベルト２６１の表面から入口シール、ブレードを離間させておく。また紙転写器２６３は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ電圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト２６１上の重ねトナー像を記録紙に一括転写する。
【００４６】
また、カラープリンタ１２内の記録紙カセット２０７及び給紙バンク１３内の記録紙カセット３０ａ，３０ｂ，３０ｃには、各種サイズの記録紙が収納されており、指定されたサイズの記録紙のカセットから、給紙コロ２８，３１ａ，３１ｂ，３１ｃによってレジストローラ対２９方向に給紙、搬送される。また、プリンタ１２の図で見て右側面には、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用の手差しトレイ２１が設けられている。
【００４７】
上記構成のカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体ドラム２０は矢印の反時計方向に、中間転写ベルト２６１は矢印の時計回りに不図示の駆動モータによって回転される。中間転写ベルト２６１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト２６１上に重ねてトナ−像が形成される。
【００４８】
上記Ｂｋトナー像形成は次のように行なわれる。帯電器２０３はコロナ放電によって感光体ドラム２０を負電荷で約−７００Ｖに一様帯電する。そして、半導体レーザー２２１はＢｋカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様荷電された感光体ドラム２０の露光部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ潜像が形成される。そして、このＢｋ潜像にＢｋ現像スリーブ上の負帯電のＢｋトナーが接触することにより、感光体ドラム２０の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分、つまり露光された部分にはＢｋトナーが吸着され、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。そして、感光体ドラム２０上に形成されたＢｋトナー像は、感光体ドラム２０と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト２６１の表面に、ベルト転写器２６５によって転写される（以下、感光体ドラム２０から中間転写ベルト２６１へのトナー像転写をベルト転写という）。
【００４９】
感光体ドラム２０上の若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム２０の再使用に備えて感光体クリーニング装置２０１で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して不図示の排トナータンクに蓄えられる。
【００５０】
感光体ドラム２０側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１１によるＣ画像データ読み取りが始まり、そのＣ画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ潜像形成が行われる。そして、先のＢｋ潜像の後端部が通過した後で、かつＣ潜像の先端部が到達する前にリボルバー現像ユニット２３の回転動作が行なわれ、Ｃ現像器２３１Ｃが現像位置にセットされてＣ潜像がＣトナーで現像される。Ｃ潜像領域の現像が続いて、Ｃ潜像の後端部が現像位置を通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂの場合と同様にリボルバー現像ユニット２３の回転動作がなされ、次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
【００５１】
なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のＢｋ、Ｃの工程と同様であるので説明を省略する。
【００５２】
上記中間転写ベルト２６１には、感光体ドラム２０に順次形成されるＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー像が記録紙に紙転写器２６３により一括転写される。
【００５３】
上記画像形成動作が開始される時期に、記録紙は上記記録紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送され、レジストローラ対２９のニップで待機している。そして、紙転写器２６３に中間転写ベルト２６１上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど記録紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対２９が、駆動され、記録紙とトナー像とのレジスト合わせが行われる。そして、記録紙が中間転写ベルト２６１上のトナー像と重ねられて正電位の紙転写器２６３の上を通過する。このときコロナ放電電流で記録紙が正電荷で荷電され、トナー画像が記録紙上に転写される。続いて紙転写器２６３の図で見て左側に配置されるべき不図示のＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器との対向部を通過するときに、記録紙は除電され、中間転写ベルト２６１から剥離して搬送ベルト２１１に移る。
【００５４】
そして、中間転写ベルト２６１面から４色重ねトナー像を一括転写された記録紙は、搬送ベルト２１１で定着装置２７に搬送され、所定温度に制御された定着ローラ２７１と加圧ローラ２７２のニップ部でトナー像が溶融定着され、排出ローラ対３２で装置本体外に送り出され、不図示のコピートレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００５５】
一方、ベルト転写後の感光体ドラム２０の表面は、感光体クリーニング装置２０１（ブラシローラ、ゴムブレード）でクリーニングされ、除電ランプ２０２で均一に除電される。また、記録紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト２６１の表面は、ベルトクリーニング装置２６２のブレードを再びブレード接離機構で押圧することによってクリーニングされる。
【００５６】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、マグネットブロック層数や各層の厚さなどは適宜設定できるものである。また、現像装置の構成や現像装置が装着される画像形成装置の構成、例えば作像部の構成等は任意な構成とすることができる。また、画像形成装置としては複写装置に限らずファクシミリやプリンタでもよいことは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像ローラによれば、磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像極に相当する部分に配置された現像極マグネットブロックとからなり、現像極マグネットブロックが多層成型されているので、マグネットブロックを成型する際の圧力を抑えて高密度に充填することができ、高い磁気特性と主極部の高精度を備えた現像ローラを高い生産性のもとに低コストで得ることができる。また、高い磁気特性と主極部の高精度により全濃度域にわたって良質な画像を得ることが可能となる。
【００５８】
請求項２の構成により、マグネットブロックは異なる磁気特性を有する磁石材料からなる層が積層されているので、ローラ内周側の層に低価格な材料を用いることで、コストを抑制することができる。また、ローラ外周側の層に高い磁気特性の材料を用いることにより、ローラ表面での高磁力を得ることが可能となる。
【００５９】
請求項３の構成により、マグネットブロックは磁石ローラにおける外周側の層の磁気特性が内周側の層の磁気特性よりも高いので、ローラ表面での磁気特性を高めることができる。
【００６０】
請求項４の構成により、マグネットブロックは磁石ローラにおける外周側の層の厚さが内周側の層の厚さよりも小さいので、ローラ外周側の層で高密度に磁石材料を充填でき、ローラ表面での高磁力を得ることができる。
【００６１】
請求項５の構成により、マグネットブロックは圧縮成型する際の圧縮方向とマグネットの配向方向とが同じであるため、成型時の第１層の磁気特性を高めることができる。
【００６２】
請求項６の画像形成装置により、全濃度域にわたって良質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される現像装置の一例を示す断面構成図である。
【図２】図１の現像ローラに内蔵される磁石ローラ体の側面図である。
【図３】図１の現像ローラに内蔵される磁石ローラ体の斜視図である。
【図４】現像極マグネットブロックの別例を示す側面図である。
【図５】現像極マグネットブロックのさらに別の例を示す側面図である。
【図６】現像極マグネットブロックのさらに別の例を示す側面図である。
【図７】マグネットブロックを圧縮成形する様子を示す模式図である。
【図８】同じく、マグネットブロックを圧縮成形する様子を示す模式図である。
【図９】本発明による現像ローラを装着した現像装置を備える画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【図１０】現像主極部の半値幅を説明するための模式図である。
【符号の説明】
４　　　　　　現像装置
２０　　　　　感光体ドラム
４１　　　　　現像ローラ
４３　　　　　現像スリーブ
５０　　　　　磁石ローラ体
５１　　　　　円筒状マグネットロール
５２　　　　　溝
５３　　　　　芯金
５４　　　　　マグネットブロック
【図１】
2004013083.tif 000004
【図２】
2004013083.tif 000005
【図３】
2004013083.tif 000006
【図４】
2004013083.tif 000007
【図５】
2004013083.tif 000008
【図６】
2004013083.tif 000009
【図７】
2004013083.tif 000010
【図８】
2004013083.tif 000011
【図９】
2004013083.tif 000012
【図１０】
2004013083.tif 000013