(57)【要約】【課題】画像形成機のコンパクト化を可能にする現像装置、及び該現像装置を備えたタンデム型カラー画像形成機を提供すること。【解決手段】現像装置は、２成分現像剤を収容するハウジング１１０と、ハウジング１１０内の現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段１２０と、現像剤を保持して搬送する磁気ローラ１３０と、磁気ローラ１３０に隙間をおいて配設された現像ローラ１４０とを備えている。撹拌搬送手段１２０は、磁気ローラ１３０の回転中心Ｏを原点とした第Ｉ象限に配置され、現像ローラ１４０は第ＩＩＩ象限に配置される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を収容するハウジングと、ハウジング内に収容された現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段と、現像剤を周表面に保持して搬送する磁気ローラと、磁気ローラに所定の隙間をおいて配設された現像ローラとを備え、磁気ローラは、磁気スリーブと、磁気スリーブ内に配設されかつ複数の磁極が周方向に配列された静止永久磁石とを備え、撹拌搬送手段は磁気ローラの近傍を磁気ローラに沿って延在する撹拌搬送部材を含み、磁気ローラに保持された現像剤中のトナーは現像ローラに静電的に付着させられる現像装置において、
磁気ローラの回転中心を原点として、該撹拌搬送部材は第Ｉ象限に配置され、現像ローラは第ＩＩＩ象限に配置され、
該静止永久磁石の磁極は、相互に周方向に間隔をおいて配置されかつ相互に同極である一対の磁極を備え、磁気スリーブの半径方向外側において、該一対の磁極間に生ずる反発磁力によって該一対の磁極間に形成される、垂直磁力の値が最も低い領域は第Ｉ象限における３５°〜６０°の角度範囲内に位置付けられる、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
磁性キャリアの飽和磁化値は３５〜５０ｅｍｕ／ｇに規定される、請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
磁性キャリアの体積抵抗率は１０８〜１０１２Ω・ｃｍに規定される、請求項１又は請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
磁性キャリアの体積平均粒径は３５〜５０μｍに規定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
該一対の磁極のうち、磁気スリーブの回転方向上流側に配置された磁極の垂直方向の磁力は６２〜７６ｍＴに規定される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
該一対の磁極のうち、磁気スリーブの回転方向下流側に配置された磁極の垂直方向の磁力は３４〜６０ｍＴに規定される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
感光体ドラム、感光体ドラムの周囲に配設された帯電器、露光装置、現像装置、転写装置及びクリーニング装置を含む作像手段がほぼ水平横方向に複数個配列されたタンデム型カラー画像形成機であって、作像手段の各々における現像装置は、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を収容するハウジングと、ハウジング内に収容された現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段と、現像剤を周表面に保持して搬送する磁気ローラと、磁気ローラ及び感光体ドラムにそれぞれ所定の隙間をおいて配設された現像ローラとを備え、磁気ローラに保持された現像剤中のトナーは現像ローラに静電的に付着させられる、タンデム型カラー画像形成機において、
作像手段の各々の現像装置における磁気ローラの回転中心を原点として、撹拌搬送手段は第Ｉ象限に配置され、感光体ドラム、帯電器、露光装置、現像ローラ、転写装置及びクリーニング装置は第ＩＩＩ象限に配置され、ハウジングの下方には、空間領域が、第ＩＶ象限に形成されるか、又は第ＩＶ象限から第ＩＩＩ象限にまたがって形成され、該空間領域には、水平横方向に隣接する作像手段における感光体ドラム、帯電器、露光装置、転写装置及びクリーニング装置が配置される、
ことを特徴とするタンデム型カラー画像形成機。
【請求項８】
作像手段の各々の現像装置において、磁気ローラは、磁気スリーブと、磁気スリーブ内に配設されかつ複数の磁極が周方向に配列された静止永久磁石とを備え、撹拌搬送手段は磁気ローラの近傍を磁気ローラに沿って延在する撹拌搬送部材を含み、該静止永久磁石の磁極は、相互に周方向に間隔をおいて配置されかつ相互に同極である一対の磁極を備え、磁気スリーブの半径方向外側において、該一対の磁極間に生ずる反発磁力によって該一対の磁極間に形成される、垂直磁力の値が最も低い領域は第Ｉ象限における３５°〜６０°の角度範囲内に位置付けられる、請求項７記載のタンデム型カラー画像形成機。
【請求項９】
磁性キャリアの飽和磁化値は３５〜５０ｅｍｕ／ｇに規定される、請求項８記載のタンデム型カラー画像形成機。
【請求項１０】
磁性キャリアの体積抵抗率は１０８〜１０１２Ω・ｃｍに規定される、請求項８又は請求項９記載のタンデム型カラー画像形成機。
【請求項１１】
磁性キャリアの体積平均粒径は３５〜５０μｍに規定される、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のタンデム型カラー画像形成機。
【請求項１２】
該一対の磁極のうち、磁気スリーブの回転方向上流側に配置された磁極の垂直方向の磁力は６２〜７６ｍＴに規定される、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のタンデム型カラー画像形成機。
【請求項１３】
該一対の磁極のうち、磁気スリーブの回転方向下流側に配置された磁極の垂直方向の磁力は３４〜６０ｍＴに規定される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のタンデム型カラー画像形成機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成機に備えられている現像装置、更に詳しくは、磁性キャリアと非磁性トナーとを有する２成分現像剤を用い、磁性キャリアを利用して非磁性トナーを帯電し、帯電したトナーのみを現像ローラの周表面に付着させ、現像ローラの周表面に付着されたトナーを飛翔させることにより静電潜像を現像する非接触現像方式の現像装置、及び該現像装置を備えた画像形成機、特にタンデム型カラー画像形成機に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を収容するハウジングと、ハウジング内に収容された現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段と、現像剤を周表面に保持して搬送する現像剤担持体である磁気ローラと、磁気ローラ及びベルト状感光体にそれぞれ所定の隙間をおいて配設されたトナー担持体である現像ローラとを備えた現像装置はすでに提案されている（例えば、特許文献１参照）。ハウジング内には、磁気ローラと隣接する位置に第１の現像剤撹拌室が設けられ、更に第１の現像剤撹拌室と隔壁によって仕切られた第２の現像剤撹拌室が設けられている。第１及び第２の現像剤撹拌室は磁気ローラの軸方向両端部において相互に連通している。第１及び第２の現像剤撹拌室には、それぞれ、第１の撹拌搬送部材（第１のスクリューオーガー）及び第２の撹拌搬送部材（第２のスクリューオーガー）が設けられている。第１及び第２の現像剤撹拌室において撹拌された現像剤は、第１の撹拌搬送部材によって磁気ローラに供給される。磁気ローラに保持された現像剤中のトナーは現像ローラに静電的に付着させられ、現像ローラに付着させられたトナーは、ベルト状感光体に形成された静電潜像に飛翔して現像する。
【０００３】
上記現像装置はカラー画像形成機に複数個適用可能である。すなわち、特許文献１に開示されたカラー画像形成機において、上記ベルト状感光体は、縦方向、すなわちほぼ鉛直方向に延在する縦方向領域を含む無端状に形成されている。上記現像装置は、ベルト状感光体の縦方向領域に沿って複数個配置される。各現像装置において、現像ローラ、磁気ローラ、第１の撹拌搬送部材及び第２の撹拌搬送部材は、この順にほぼ水平方向に隣接してハウジングに配置され、現像ローラの周表面がベルト状感光体の鉛直領域に隙間をおいて対向するよう配置される。
【０００４】
上記カラー画像形成機におけるベルト状感光体は縦方向領域を含む無端状に形成されているので、画像形成機全体の高さが非常に高くなり、設置上、過剰ともいえる縦方向スペースが要求される。そこで、ベルト状感光体を、横方向、すなわちほぼ水平方向に延在する横方向領域を含む無端状に形成することにより、上記問題の解決を図ることができる。しかしながら、上記現像装置は、現像ローラ、磁気ローラ、第１の撹拌搬送部材及び第２の撹拌搬送部材が、この順にほぼ水平横方向に隣接してハウジングに配置されているので、横方向寸法が長く、現像ローラを磁気ローラの下方に配置したとしても、画像形成機全体の横方向長さは相当広くなる。したがって、画像形成機をコンパクト化するためには、上記現像装置に対し、更なる改善が要望されるところである。なお、ベルト状感光体に代えて、各現像装置の現像ローラに対向する感光体ドラムを配置する構成も周知である。
【特許文献１】特開平６−６７５４６号公報（図１及び図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、画像形成機の縦方向及び横方向寸法を短縮可能にして全体の構成をコンパクトにすることができる新規な現像装置、及び該現像装置を備えたタンデム型カラー画像形成機を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、現像剤の、磁気ローラからの分離不良を確実に防止して常に均一な画像濃度を確保できる、新規な現像装置、及び該現像装置を備えたタンデム型カラー画像形成機を提供することである。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、現像剤の、磁気ローラからの分離不良を確実に防止して常に均一な画像濃度を確保すると共に現像剤の漏れを防止することができる、新規な現像装置、及び該現像装置を備えたタンデム型カラー画像形成機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面によれば、
磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を収容するハウジングと、ハウジング内に収容された現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段と、現像剤を周表面に保持して搬送する磁気ローラと、磁気ローラに所定の隙間をおいて配設された現像ローラとを備え、磁気ローラは、磁気スリーブと、磁気スリーブ内に配設されかつ複数の磁極が周方向に配列された静止永久磁石とを備え、撹拌搬送手段は磁気ローラの近傍を磁気ローラに沿って延在する撹拌搬送部材を含み、磁気ローラに保持された現像剤中のトナーは現像ローラに静電的に付着させられる現像装置において、
磁気ローラの回転中心を原点として、該撹拌搬送部材は第Ｉ象限に配置され、現像ローラは第ＩＩＩ象限に配置され、
該静止永久磁石の磁極は、相互に周方向に間隔をおいて配置されかつ相互に同極である一対の磁極を備え、磁気スリーブの半径方向外側において、該一対の磁極間に生ずる反発磁力によって該一対の磁極間に形成される、垂直磁力の値が最も低い領域は第Ｉ象限における３５°〜６０°の角度範囲内に位置付けられる、
ことを特徴とする現像装置、が提供される。
磁性キャリアの飽和磁化値は３５〜５０ｅｍｕ／ｇに規定される、ことが好ましい。
磁性キャリアの体積抵抗率は１０８〜１０１２Ω・ｃｍに規定される、ことが好ましい。
磁性キャリアの体積平均粒径は３５〜５０μｍに規定される、ことが好ましい。
該一対の磁極のうち、磁気スリーブの回転方向上流側に配置された磁極の垂直磁力は６２〜７６ｍＴに規定される、ことが好ましい。
該一対の磁極のうち、磁気スリーブの回転方向下流側に配置された磁極の垂直磁力は３４〜６０ｍＴに規定される、ことが好ましい。
【０００９】
本発明の他の局面によれば、
感光体ドラム、感光体ドラムの周囲に配設された帯電器、露光装置、現像装置、転写装置及びクリーニング装置を含む作像手段がほぼ水平横方向に複数個配列されたタンデム型カラー画像形成機であって、作像手段の各々における現像装置は、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を収容するハウジングと、ハウジング内に収容された現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段と、現像剤を周表面に保持して搬送する磁気ローラと、磁気ローラ及び感光体ドラムにそれぞれ所定の隙間をおいて配設された現像ローラとを備え、磁気ローラに保持された現像剤中のトナーは現像ローラに静電的に付着させられる、タンデム型カラー画像形成機において、
作像手段の各々の現像装置における磁気ローラの回転中心を原点として、撹拌搬送手段は第Ｉ象限に配置され、感光体ドラム、帯電器、露光装置、現像ローラ、転写装置及びクリーニング装置は第ＩＩＩ象限に配置され、ハウジングの下方には、空間領域が、第ＩＶ象限に形成されるか、又は第ＩＶ象限から第ＩＩＩ象限にまたがって形成され、該空間領域には、水平横方向に隣接する作像手段における感光体ドラム、帯電器、露光装置、転写装置及びクリーニング装置が配置される、
ことを特徴とするタンデム型カラー画像形成機、が提供される。
作像手段の各々の現像装置において、磁気ローラは、磁気スリーブと、磁気スリーブ内に配設されかつ複数の磁極が周方向に配列された静止永久磁石とを備え、撹拌搬送手段は磁気ローラの近傍を磁気ローラに沿って延在する撹拌搬送部材を含み、該静止永久磁石の磁極は、相互に周方向に間隔をおいて配置されかつ相互に同極である一対の磁極を備え、磁気スリーブの半径方向外側において、該一対の磁極間に生ずる反発磁力によって該一対の磁極間に形成される、垂直磁力の値が最も低い領域は第Ｉ象限における３５°〜６０°の角度範囲内に位置付けられる、ことが好ましい。
磁性キャリアの飽和磁化値は３５〜５０ｅｍｕ／ｇに規定される、ことが好ましい。
磁性キャリアの体積抵抗率は１０８〜１０１２Ω・ｃｍに規定される、ことが好ましい。
磁性キャリアの体積平均粒径は３５〜５０μｍに規定される、ことが好ましい。
該一対の磁極のうち、磁気スリーブの回転方向上流側に配置された磁極の垂直磁力は６２〜７６ｍＴに規定される、ことが好ましい。
該一対の磁極のうち、磁気スリーブの回転方向下流側に配置された磁極の垂直磁力は３４〜６０ｍＴに規定される、ことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に従って構成された現像装置、及び該現像装置を備えたタンデム型カラー画像形成機の好適な実施形態を、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明に従って構成された現像装置を備えたタンデム型カラー画像形成機の概略構成断面図が示されている。図示のタンデム型カラー画像形成機は、ほぼ直方体形状の画像形成機本体２を備えている。画像形成機本体２内には、ブラック用作像手段３、シアン用作像手段４、マゼンタ用作像手段５及びイエロー用作像手段６が、水平方向に図１において左から右に向かってこの順に配列されている。これらの作像手段３、４、５及び６は、それぞれ、感光体ドラム１０、帯電器１２、露光装置（厳密には露光装置の一部である半導体レーザあるいはＬＥＤヘッド）１４、後に詳述する現像装置１００、転写装置１６、クリーニング装置１８などの作像エレメントを備えている。なお、図１においては、図示の簡略化のため、上記作像エレメントの符号は、ブラック用作像手段３においてのみ付してある。各作像手段３、４、５及び６の現像装置１００には、それぞれ、対応する色のトナーを補給するためのトナーコンテナ１００Ａが装着されている。
【００１２】
作像手段３、４、５及び６の下側には、搬送ベルト機構２０が配設されている。搬送ベルト機構２０は、駆動ローラ２０Ａと、被駆動ローラ２０Ｂと、駆動ローラ２０Ａ及び被駆動ローラ２０Ｂ間に巻き掛けられた無端状の搬送ベルト２０Ｃとを備えている。搬送ベルト２０Ｃの上側の移動面２０ａは、作像手段３、４、５及び６における感光体ドラム１０と転写装置１６との間を通ってほぼ水平横方向に延在し、かつ記録紙の搬送面を形成している。搬送ベルト２０Ｃは、駆動ローラ２０Ａ及び被駆動ローラ２０Ｂにより、図１において反時計方向に回転移動させられる（図２における矢印参照）。搬送ベルト機構２０の下方には、給紙カセット２２が配設されている。搬送ベルト機構２０の下流側には定着装置２４、排出ローラ２６、排紙トレイ２８などが配設されている。給紙カセット２２から送り出された記録紙は、搬送ベルト機構２０により感光体ドラム１０と転写装置１６との間を通して搬送される。記録紙には、カラー画像に対応した色のトナーが順次に重合転写され、定着装置２４により定着された後、排出ローラ２６により排紙トレイ２８に排出される。
【００１３】
次に、上記タンデム型カラー画像形成機に備えられた現像装置１００を含む作像手段３、４、５及び６について詳細に説明する。なお、作像手段３、４、５及び６の構成は相互に実質的に同じであるので、以下、それらを代表して、ブラック用作像手段３について説明する。
【００１４】
図２及び図３を参照して、先にも述べたように、作像手段３は、感光体ドラム１０、帯電器１２、露光装置１４、現像装置１００、転写装置１６、クリーニング装置１８などの作像エレメントを備えている。タンデム型画像形成機においては、感光体ドラム１０の周囲に配置する帯電器１２、露光装置１４、現像装置１００、転写装置１６、クリーニング装置１８などの作像エレメントなどをコンパクトに設計することが重要であり、このために本発明においては現像装置１００をほぼ縦型のレイアウトに構成している。
【００１５】
感光体ドラム１０における感光材料として、正帯電有機感光体（正ＯＰＣ）、ａ−ｓｉ感光体などを用いることができる。正ＯＰＣを用いた場合、オゾンなどの発生が少なく、帯電が安定しており、特に単層構造の正ＯＰＣは、長期にわたって使用して膜厚が変化した場合においても、感光特性に変化が少なく画質も安定するため、長寿命のシステムには好適である。そして正ＯＰＣを長寿命のシステムに用いる場合、膜厚を２０μｍから４０μｍ程度に設定することが好ましい。膜厚が２０μｍ未満の場合には、膜厚が減少して１０μｍ程度になったとき、絶縁破壊によって黒点の発生が目立ってくる。また、膜厚を４０μｍを越えるように設定した場合には、感度が低下し、画像濃度低下の要因となる。
【００１６】
露光装置１４は、半導体レーザもしくはＬＥＤヘッドを用いることができる。感光材料として正ＯＰＣを用いた場合には、７７０ｎｍ付近の波長が有効であり、ａ−ｓｉ感光体の場合には６８５ｎｍ付近の波長が有効である。本発明の実施形態においては、感光材料として正ＯＰＣを用い、露光装置１４としてＬＥＤヘッドを用いている。
【００１７】
現像装置１００は、適宜の合成樹脂から形成することができるハウジング１１０を備えている。ハウジング１１０の、感光体ドラム１０と対向する端面は開口されており、ハウジング１１０内には磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤が収容されている。ハウジング１１０内には、収容された２成分現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段１２０と、現像剤を周表面に磁気的に吸引保持して搬送する磁気ローラ１３０と、磁気ローラ１３０及び感光体ドラム１０の各々の周表面に対し所定の隙間をおいて配設されてトナーのみが付着させられる現像ローラ１４０とがそれぞれ回転自在に配設されている。
【００１８】
磁気ローラ１３０は、アルミニウムなどの非磁性材料からなる円筒状の磁気スリーブ１３２と、磁気スリーブ１３２内に配設されかつ複数の磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２がこの順に周方向に配列された静止永久磁石１３４とを備えている。静止永久磁石１３４については更に後述する。磁気スリーブ１３２の周表面には２成分現像剤が磁気的に吸引保持されて磁気ブラシが形成され、磁気スリーブ１３２の回転により２成分現像剤が搬送される。この磁気ローラ１３０には、第１の直流電源装置１３６によって所定の直流バイアス電圧が印加されるよう構成されている。現像ローラ１４０は、導電性のアルミニウムなどからなる円筒状部材（スリーブ）により構成されている。スリーブの材質としては、均一な導電体であればよく、ＳＵＳ、周表面を導電性樹脂で被覆したものなどが適用できる。現像ローラ１４０の周表面と正ＯＰＣの周表面との隙間は約２５０μｍに設定されている。この現像ローラ１４０には、第２の直流電源装置１４２によって所定の直流バイアス電圧が印加されると共に、交流電源装置１４４によって交流バイアス電圧が重畳して印加されるよう構成されている。
【００１９】
ハウジング１１０内には、磁気ローラ１３０と隣接する位置に第１の現像剤撹拌室１１２が設けられ、更に第１の現像剤撹拌室１１２と隔壁１１３によって仕切られた第２の現像剤撹拌室１１４が設けられている。第１及び第２の現像剤撹拌室１１２及び１１４は、磁気ローラ１３０の軸方向両端部において相互に連通され、全体として無端状の循環搬送路が形成される。この循環搬送路は、ハウジング１１０内の現像室を構成する。第１の現像剤撹拌室１１２は、磁気ローラ１３０と平行に磁気ローラ１３０に沿って直線状に延在する。第２の現像剤撹拌室１１４は、隔壁１１３を挟んで第１の現像剤撹拌室１１２と平行に直線状に延在する。
【００２０】
撹拌搬送手段１２０は、第１の撹拌搬送部材である第１の回転螺旋羽根部材１２２と、第２の撹拌搬送部材である第２の回転螺旋羽根部材１２４とからなる。第１の回転螺旋羽根部材１２２は、第１の現像剤撹拌室１１２に沿って直線状に延在するよう第１の現像剤撹拌室１１２内に回転自在に配設され、第２の回転螺旋羽根部材１２４は、第２の現像剤撹拌室１１４に沿って直線状に延在するよう第２の現像剤撹拌室１１４内に回転自在に配設されている。第１の回転螺旋羽根部材１２２は、磁気ローラ１３０の近傍を磁気ローラ１３０に沿って延在する撹拌搬送部材を構成する。ハウジング１１０内にはまた、磁気ローラ１３０の周表面に保持された現像剤の層厚を規制する層厚規制ブレード１１７が設けられている。
【００２１】
上記現像装置１００において、磁気ローラ１３０の回転中心Ｏ（換言すれば、磁気スリーブ１３２の回転中心Ｏ）を原点（仮想平面座標ｘ軸及びｙ軸の交点）として、第１及び第２の回転螺旋羽根部材１２２及び１２４は、第Ｉ象限に配置される。また、現像ローラ１４０は第ＩＩＩ象限に配置される。このような構成は、ハウジング１１０の下方に後述するような空間領域Ｓを形成することが可能となり、画像形成機のコンパクト化の達成に大きく貢献する。ハウジング１１０において、第１及び第２の現像剤撹拌室１１２及び１１４を規定する領域は、第Ｉ象限から第ＩＩ象限にわたってほぼ水平横方向に延在するよう構成され、また、磁気ローラ１３０及び現像ローラ１４０が配設された領域は、概ね第Ｉ象限から第ＩＩＩ象限に向かって下方に傾斜するよう構成されている。ハウジング１１０の下方（実施形態においては、ハウジング１１０の下面と、ベルト機構２０の上側の移動面２０ａとの間）には、空間領域Ｓが、第ＩＶ象限に形成されるか、又は、第ＩＶ象限から第ＩＩＩ象限にまたがって形成されるが、実施形態においては、図示のように第ＩＶ象限から第ＩＩＩ象限にまたがって形成されている。上記現像装置１００を含む作像手段３において、感光体ドラム１０、帯電器１２、ＬＥＤヘッド１４、転写装置１６及びクリーニング装置１８は第ＩＩＩ象限に配置される。
【００２２】
図１及び図４に示されているように、この空間領域Ｓには、水平横方向に隣接する作像手段、実施形態においてはシアン用作像手段４における感光体ドラム１０、帯電器１２、ＬＥＤヘッド１４、転写装置１６及びクリーニング装置１８が配置される。同様にして、シアン用作像手段４における現像装置１００のハウジング１１０の下方に形成された空間領域Ｓには、水平横方向に隣接するマゼンタ用作像手段５における感光体ドラム１０、帯電器１２、ＬＥＤヘッド１４、転写装置１６及びクリーニング装置１８が配置される。更に同様にして、マゼンタ用作像手段５における現像装置１００のハウジング１１０の下方に形成された空間領域Ｓには、水平横方向に隣接するイエロー用作像手段６における感光体ドラム１０、帯電器１２、ＬＥＤヘッド１４、転写装置１６及びクリーニング装置１８が配置される。このようにして、概ね縦型の現像装置１００をそれぞれ含む作像手段３、４、５及び６を、水平横方向に無駄な空間を可能な限り有効に生かしながら配列することができるので、タンデム型カラー画像形成機の縦方向及び横方向寸法を短縮可能にして全体の構成をコンパクトにすることができる。
【００２３】
作像手段３、４、５及び６の各々において、トナーコンテナ１００Ａは、現像装置１００の上部、すなわちハウジング１１０の上部に配置することができるので、内蔵されたトナー撹拌搬送手段によりトナー補給口から自由落下させることができ、交換時には画像形成機本体２の上方から取り外し、再度上方から装着するという、単純な構成が可能になる。また、トナーコンテナ１００Ａと同様に、現像装置１００も上方に取り外し、再度上方から装着することが可能であり、異常時やメンテナンス時などに際し、離脱及び装着操作を容易に遂行できる。現像装置１００の構成も全体として単純化される。
【００２４】
図３を参照して、静止永久磁石１３４の磁極は、相互に周方向に間隔をおいて配置されかつ相互に同極である一対の磁極を備えている。上記実施形態において、静止永久磁石１３４は、複数の磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２がこの順に周方向に配列されるよう構成され、相互に同極である一対の磁極（反発極）は、磁極Ｎ２とＮ３により構成されている。すなわち、静止永久磁石１３４は、現像ローラ１４０に最接近した位置にある磁極Ｎ１、第１の回転螺旋羽根部材１２２により撹拌搬送された２成分現像剤を受け取って保持し、磁気スリーブ１３２の周表面に形成された磁気ブラシの高さを規制する層厚規制ブレード１１７によって穂切りを行う穂切り領域に位置する穂切り磁極Ｎ３、最接近磁極Ｎ１へ穂切りされた磁気ブラシを搬送する搬送磁極Ｓ２、最接近磁極Ｎ１から磁気ブラシを受け取る搬送磁極Ｓ１、搬送磁極Ｓ１から磁気ブラシを受け取って第１の現像剤撹拌室１１２内に搬送する搬送磁極Ｎ２により構成される。
【００２５】
そして本発明においては、磁気スリーブ１３２の半径方向外側において、相互に同極である一対の磁極（反発極）Ｎ２とＮ３間に生ずる反発磁力によって該一対の磁極Ｎ２とＮ３間に形成される垂直磁力の値が最も低い領域（以下、この領域を「最低磁力領域」と称することとする）を形成すると共に該最低磁力領域を、第Ｉ象限におけるθ＝３５°〜６０°の角度範囲内に位置付けることが重要である。この理由については後述する。なお、第Ｉ象限における上記角度θとは、x軸の角度をゼロ度として、x軸とｙ軸の交点である原点Ｏを中心として反時計方向に回動する角度を意味するものである。なお、最低磁力領域の垂直磁力は、現像装置１００の構成（磁気ローラ１３０の直径、静止永久磁石１３４の配置、静止永久磁石１３４の磁力など）により、異なることはいうまでもない。例えば、１ｍＴ（ミリテスラ）以下の場合もあるし、３ｍＴ以下の場合もあるが、理想的には、０テスラ、あるいは可能な限り０テスラに近い値であることが好ましい。
【００２６】
図示の実施形態における作像手段３は上記したように構成されており、以下、その作用について図２及び図３を参照して説明する。
【００２７】
感光体ドラム１０、現像装置１００における現像ローラ１４０、磁気ローラ１３０、第１の回転螺旋羽根部材１２２及び第２の回転螺旋羽根部材１２４は、それぞれ図示しない駆動手段により図２に示す矢印方向に回転駆動される。静電潜像担持体である正ＯＰＣは、帯電器１２により４００Ｖに帯電される。その後、ＬＥＤヘッドにより７７０ｎｍの波長で露光を行うと、露光後の電位（最大露光後の感光体の電位）は７０Ｖに設定される。  第１及び第２の回転螺旋羽根部材１２２及び１２４を回転駆動することにより、現像剤を攪拌してトナーを適正なレベルに帯電させる。第１の現像剤撹拌室１１２内の２成分現像剤は、磁気スリーブ１３２の周表面に保持される。磁気スリーブ１３２の周表面に保持された現像剤は、層厚規正ブレード１１７を通過することにより所定の厚さに形成される。
【００２８】
このようにして磁気スリーブ１３２の周表面に保持された現像剤は、一定の厚さで現像ロール１４０の周表面に接触する。磁気スリーブ１３２には第１の直流電源装置１３６によって所定の直流バイアス電圧Ｖ１が印加されており、現像ローラ１４０には第２の直流電源装置１４２によって所定の直流バイアス電圧Ｖ２が印加されているので、磁気スリーブ１３２と現像ローラ１４０の電位差（Ｖ１−Ｖ２）によって現像ローラ１４０の周表面にトナーのみが吸着され薄層が形成される。磁気スリーブ１３２の直流バイアス電圧Ｖ１を４００Ｖ、現像ローラ１４０の直流バイアス電圧Ｖ２を１００〜１５０Ｖに設定することで、現像ローラ１４０の周表面に約１．０〜１．５ｍｇ／ｃｍ２のトナー層厚が形成される。このときの現像剤の帯電量は約１０〜２０μＣ／ｇが適正である。帯電量が１０μＣ／ｇ未満であるとトナー飛散が目立ち、２０μＣ／ｇを越えると薄層形成されたトナーが感光体ドラム１０の周表面へ飛翔しずらくなる。
【００２９】
現像ローラ１４０の周表面に付着されたトナーは、現像ローラ１４０に直流と交流が重畳されたバイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１０の周表面に形成された静電潜像に飛翔して現像することができる。なお、トナーの飛散を防ぐために、現像ローラ１４０への交流バイアス電圧の印加は現像の直前に行う。具体的には、第２の直流電源装置１４２によって所定の直流バイアス電圧Ｖ２が印加されている現像ローラ１４０に対し、現像の直前において、交流電源装置１４４により現像ローラ１４０に所定の交流バイアス電圧を重畳して印加する。交流バイアス電圧（ピークツーピーク電圧）Ｖｐ−ｐ＝１．５ＫＶ、周波数ｆ＝３．０ＫＨｚに設定することで、画像濃度・ドット再現・カブリ除去のバランスをとることができる。また、デューティ比（ＤＵＴＹ比）を３０％に設定することにより現像ゴーストを除去することができる。
【００３０】
現像ローラ１４０のトナー層の表面越しの電位を測定すると、約３２０Ｖとなっており、３２０Ｖ−７０Ｖ（最大露光後の感光体の電位）＝２５０Ｖが実質の現像の実行単位であるといえる。
【００３１】
磁気スリーブ１３２の周表面と現像ローラ１４０の周表面との隙間は４００μｍに設定されている。層厚規正ブレード１１７と磁気スリーブ１３２の周表面との隙間は、磁性キャリアの粒径に応じて調整されるが、体積平均粒径３５μｍの磁性キャリアと、非磁性トナー１０％の２成分現像剤においては、磁気ブラシが現像ローラ１４０の周表面に接触するよう、４００〜５００μｍに設定している。磁気スリーブ１３２の周表面と現像ローラ１４０の周表面との隙間が狭すぎると、二成分現像剤が磁気スリーブ１３２及び現像ローラ１４０の間を通過できずに溢れてしまう。他方、該隙間が広すぎると、二成分現像剤が現像ローラ１４０の周表面に接触できず、現像ローラ１４０のトナーを回収することが困難となる。したがって、この状態で現像動作を繰り返すと、次第に現像ローラ１４０の周表面にトナーが固着してしまい、感光体ドラム１０へトナーが飛翔できなくなってしまう。該隙間を４００〜５００μｍに設定することにより、これらの問題は解消される。
【００３２】
適宜の磁性材料からなる層厚規正ブレード１１７は、磁気ローラ１３０の静止永久磁石１３４に配設された穂切り磁極Ｎ３に対し、半径方向外方において実質的に対向するよう配置されているので、磁気ローラ１３０と層厚規正ブレード１１７との間に磁界が形成される。このような構成により、磁気スリーブ１３２の周表面に形成される磁気ブラシの搬送性を絞り、更に、磁気スリーブ１３２の表面にローレット加工あるいはブラスト処理を施すことにより搬送性を高めることにより、磁気スリーブ１３２と層厚規正ブレード１１７との間のギャップマージンを緩和することが可能になる。
【００３３】
第１の現像剤撹拌室１１２内の２成分現像剤は、回転する磁気スリーブ１３２の周表面に吸着されて汲み上げられ、磁気ブラシとされる。磁気スリーブ１３２及び層厚規制ブレード１１７間の隙間を通過した磁気ブラシは、現像ローラ１４０との隙間を通過する間に、非磁性トナーのみが現像ローラ１４０に供給される。非磁性トナーのみが現像ローラ１４０に供給された磁気ブラシは、磁気スリーブ１３２の周表面に吸着された状態で第１の現像剤撹拌室１１２に搬送され、磁気スリーブ１３２の周表面から引き剥がされて第１の現像剤撹拌室１１２内に戻される。第１の現像剤撹拌室１１２内に戻された２成分現像剤は、第１の現像剤撹拌室１１２及び第２の現像剤撹拌室１１４に沿って、それぞれ第１及び第２の回転螺旋羽根部材１２２及び１２４により他の２成分現像剤と共に撹拌搬送される。現像室内のトナー量が不足した場合には、トナーコンテナ１００Ａから周知のとおりにしてトナーが補給される。多くの記録紙にカラー画像を記録するためには、このような工程を繰り返し行う必要がある。
【００３４】
ところで、磁気スリーブ１３２の周表面から磁気ブラシを引き剥がすには、真下（重力の方向）に向けて引き剥がすのが最も容易であるが、現像装置１００が横長となって画像形成機のコンパクト化に大きく影響し、望ましくない。先に述べたように、本発明における現像装置１００においては、画像形成機のコンパクト化を促進するため、第１及び第２の回転螺旋羽根部材１２２及び１２４は第Ｉ象限に配置され、現像ローラ１４０は第ＩＩＩ象限に配置されている。このため、磁気スリーブ１３２において、現像ローラ１４０に対しトナーのみを供給した磁気ブラシは、これを、磁気スリーブ１３２の周表面において、下方から水平位置よりも上方に、具体的には、第ＩＩＩ象限及び第ＩＶ象限から第Ｉ象限まで持ち上げて引き剥がす必要がある。
【００３５】
磁気スリーブ１３２の周表面から磁気ブラシを引き剥がすには、相互に同極性の永久磁石を内部に固定配置し、上述した最低磁力領域を形成すればよい。しかしながら、水平位置まで磁気ブラシを引き上げると、反発磁力による最低磁力領域が存在したとしても、この最低磁力領域が上記水平位置に近ければ、磁気ブラシが現像室（第１の現像剤撹拌室１１２）に戻り切れず、その一部である磁性キャリア及び／又は非磁性トナーが現像室から下方（第ＩＶ象限）に漏れてしまうことになる。これに対し、最低磁力領域を第ＩＩ象限に近い位置に設置した場合には、磁気ブラシが剥がれ切れずにそのまま、磁気スリーブ１３２の周表面と層厚規制ブレード１１７との間の隙間を通過してしまい、同じ磁気ブラシが磁気スリーブ１３２の周表面上に存在し続ける、いわゆる分離不良という、望ましくない状態となる。このような分離不良が生じると、数枚の記録紙に現像を施しただけで、画像濃度は極端に低下してしまう。
【００３６】
本発明においては、磁気ローラ１３０に内蔵された静止永久磁石１３４に相互に同極である一対の磁極Ｎ２とＮ３を備え、磁極Ｎ２とＮ３間に生ずる反発磁力によって該一対の磁極Ｎ２とＮ３間に形成される、垂直磁力の値が最も低い領域、すなわち最低磁力領域を第Ｉ象限における３５°〜６０°の角度範囲内に位置付けることにより、上述したような、現像剤の分離不良と、現像室から下方（第ＩＶ象限）への漏れ、という二つの望ましくない現象を同時に解消することを可能にしたものである。すなわち、現像過程において、非磁性トナーのみが現像ローラ１４０に供給された磁気ブラシは、磁気スリーブ１３２の周表面に吸着された状態で現像室である第１の現像剤撹拌室１１２に搬送され、上記０テスラとなる領域において磁気スリーブ１３２の周表面から引き剥がされて第１の現像剤撹拌室１１２内に戻される。上記最低磁力領域を第Ｉ象限における３５°〜６０°の角度範囲内に位置付けているので、磁気ブラシは現像室（第１の現像剤撹拌室１１２）に確実に戻ることができ、その一部である磁性キャリア及び／又は非磁性トナーが現像室から下方（第ＩＶ象限）に漏れることは回避される。また、磁気ブラシは、磁気スリーブ１３２の周表面に吸着された状態で第Ｉ象限における３５°〜６０°の角度範囲を通過する間に引き剥がされるので、磁気スリーブ１３２の周表面と層厚規制ブレード１１７との間の隙間を通過して同じ磁気ブラシが磁気スリーブ１３２の周表面上に存在し続ける、いわゆる分離不良という不具合も解消される。
【００３７】
要するに、本発明によれば、現像過程において、非磁性トナーのみが現像ローラ１４０に供給された磁気ブラシは、磁気スリーブ１３２の周表面に吸着された状態で現像室である第１の現像剤撹拌室１１２に確実に搬送された後において、現像室内において引き剥がされるので、現像剤の下方への漏れ及び分離不良という二つの不具合が同時に解消されるのである。なお、図示の実施形態において、相互に同極である一対の磁極Ｎ２とＮ３は、いずれも第Ｉ象限に配置されているが、これに限定されるものではない。要するに、磁極Ｎ２とＮ３間（反発磁力間）に形成される上記最低磁力領域を第Ｉ象限における３５°〜６０°の角度範囲内に位置付けることが重要であって、相互に同極である一対の磁極Ｎ２とＮ３の周方向位置は、個々の現像装置に応じて適宜の位置に設定すればよい。なお、飽和磁化４２ｅｍｕ/ｇ、体積平均粒径５０μｍ、体積抵抗率１．２×１０１０Ω・ｃｍの磁性キャリアを用いてトナー濃度１０％の現像剤を作成し、上記最低磁力領域の範囲を検討した。その結果、最低磁力領域を２６°に位置付けた場合には、現像剤が現像装置１００と現像ローラ１４０の隙間から漏れ出した。また、上記最低磁力領域を３８°、５６°に位置付けた場合には、なんら問題が発生することなく、継続して印刷することができた。また上記最低磁力領域を６４°に位置付けた場合には、高濃度画像、例えば、用紙の半分をベタ画像として印刷するすると、２枚目の画像濃度が極端に低下し、画像濃度も不均一であった。
【００３８】
本発明者は更に、飽和磁化値の低い磁性キャリアを使用すると、磁気スリーブ１３２の周表面からの磁気ブラシの分離が容易となることにより、磁性キャリア拘束力が低減し、したがって縦型現像装置の２成分現像剤の磁性キャリアとして適していることを見出した。また、低磁力キャリアの最大の問題点であるキャリア付着については、一旦、磁気ローラ１３０から現像ローラ１４０へトナーのみを供給して現像ローラ１４０の周表面にトナーの薄層を形成し、該トナーを感光体ドラム１０の静電潜像に飛翔させる、いわゆる非接触現像方式を用いることにより解消できることも見出した。すなわち、このような非接触現像方式によれば、少量の磁性キャリアが、磁気ローラ１３０から現像ローラ１４０の周表面に移動させられて付着したとしても、感光体ドラム１０へ飛翔することはできない。したがって、現像ローラ１４０の周表面に付着した磁性キャリアは、磁気ローラ１３０に吸着され、現像室に戻され、磁性キャリアの量、したがって２成分現像剤の量が減少するなどの問題も生じないのである。その結果、縦型現像装置を実用的に成立させ、画像形成機のコンパクト化を促進することに成功した。
【００３９】
縦型の現像装置において、２成分現像剤の重量が、下方に働く重力によって、磁気スリーブ１３２の周表面からの磁気ブラシの引き剥がしに重要な役割を担う。現像室内の現像剤量が少ないと、磁気スリーブ１３２の周表面に形成される磁気ブラシの量が少なくなって、引き剥がしがうまく行われず、分離不良をもたらす。他方、現像室内に現像剤を多く入れすぎると、トナーコンテナ１００Ａから補給された非磁性トナーと磁性キャリアとの混合が効果的に行われなくなる。また、現像室内に現像剤を多く入れすぎると、上記実施形態におけるように、撹拌搬送手段によって現像剤が現像室内を循環される形態の現像装置においては、現像剤が左右（第１の現像剤撹拌室１１２の長手方向）に偏る原因となる。
【００４０】
したがって、現像室内に収容する現像剤の量を少なくしても、分離不良及び現像剤の偏りを発生しないことが望まれるわけであるが、本発明者は、磁性キャリアの飽和磁化値を３５〜５０ｅｍｕ／ｇに規定することにより、上記要件を満足することに成功した。なお、飽和磁化値が３５ｅｍｕ／ｇ未満の磁性キャリアにおいては、不純物の量が増加し、また焼成条件を絞る必要があるため、十分なフェライト反応が得られず、結果としてキャリア表面が凹凸となりやすく、表面コート処理上、量産性において不安定となり、体積抵抗率にバラツキが生じるため、実用上は使いにくい、との問題がある。
【００４１】
図５は、磁性キャリアの飽和磁化値、体積平均粒径及び体積抵抗率を変化させて、現像剤の分離不良、現像剤の余裕度、画像濃度、及び現像ローラと磁気ローラ間の電流のリークの状態を調べ、実用上の最適性を検討した実験結果を示した表である。
表において、比較例１〜６は、磁性キャリアの、飽和磁化値を３２〜５６ｅｍｕ／ｇ、体積平均粒径を３１〜５８μｍ、及び体積抵抗率を２．１×１０７〜８．１×１０１２Ω・ｃｍの範囲でそれぞれ変化させた実験結果である。
また、実施例１〜４は、磁性キャリアの、飽和磁化値を３８〜４７ｅｍｕ／ｇ、体積平均粒径を３９〜４６μｍ、及び体積抵抗率を２．４×１０８〜４．７×１０１１Ω・ｃｍの範囲でそれぞれ変化させた実験結果である。
飽和磁化は、測定装置として東英工業製のVSM−P７を使用し、測定時の印加磁場は３．９５×１０５A／ｍに設定した。
体積抵抗率は、測定対象の試料を２５．４ｍｍ×５．０ｍｍの電極を上下に配したセルに充填して、１ｋgｆの荷重をかけ、１分後の値を抵抗値とし、そのときの試料の厚さから体積抵抗率を求めた。測定器としては、アドバンテスト社製超高抵抗／微小電流計（型番：R８３４０A）を用い、印加電圧は５００Vに設定した。
体積平均粒径の測定には、堀場製作所製のレーザ回折法を利用した粒度分布測定装置（型番：ＬＡ５００）を用いた。キャリア粒子の分散溶媒としては３００ｍｌの純エタノールを用い、測定対象のキャリア５００ｍｇと前記エタノールを装置に投入した。エタノールとキャリアは装置内部で自動的に混合されて自動測定が行われる。
各実施例と比較例の画像濃度は、マクベス社製の反射型画像濃度測定装置（型番：ＲＤ９１８）を用いて測定した。
比較例１〜６及び実施例１〜４の実験条件は次のとおりである。
図３に示す角度θ：４５°
磁極の垂直方向の磁力
Ｎ１：８５ｍＴ
Ｓ１：９０ｍＴ
Ｎ２：６７ｍＴ
Ｎ３：４７ｍＴ
Ｓ２：７５ｍＴ
磁気ローラの直径：１６．０ｍｍ
現像ローラの直径：１６．８ｍｍ
ブレードギャップ：０．５２５ｍｍ
磁気ローラ−現像ローラギャップ：０．４００ｍｍ
現像ローラ−感光体ドラムギャップ：０．２３５ｍｍ
磁気ローラ線速：２２５．０ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ線速：１５０．０ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム線速：１００．０ｍｍ／ｓｅｃ
トナー濃度：１０％
なお、上記実験条件において、Ｎ２極の、図３における角度位置（ｘ軸を０°とした角度位置）は、−５°、Ｎ３極の、図３における角度位置は、８５°である。
【００４２】
比較例１は、体積平均粒径４１μｍの磁性キャリアに非磁性トナーを１０％調合し、ボールミルにより混合して得られた２成分現像剤を使用して実験した実験結果を示す。磁性キャリアの飽和磁化値は３２ｅｍｕ／ｇ、体積抵抗率は５．１×１０１０Ω・ｃｍとした。また、磁気スリーブ１３２の周表面と層厚規性ブレード１１７との間の隙間は５５０〜６５０μｍに調整して、磁気ブラシが現像ローラ１４０に接触する状態に設定した。実験結果は、現像ローラ１４０上にトナー層が十分に形成されず、画像濃度ムラがひどく、画像濃度の測定が不能となった。これは、飽和磁化値が３２ｅｍｕ／ｇと低く、磁気ローラ１３０に対する拘束力が過剰に低下することに起因するものと推測される。
【００４３】
比較例２は、比較例１における磁性キャリアの飽和磁化値３２ｅｍｕ／ｇを、５６ｅｍｕ／ｇと大幅にアップさせたものである。その結果、比較例１の実験結果に対し、画像濃度は、その測定が可能な程度までは回復されたが、十分な画像濃度を得るにはいたらなかった。これは、飽和磁化値が５６ｅｍｕ／ｇと相当高いので、分離不良が起こりやすく、したがって現像剤量を多くセットする必要が生じて、撹拌搬送手段１２０による撹拌搬送能力とバランスがとれなくなったことに起因するものと推測される。
【００４４】
比較例３は、比較例１における磁性キャリアの体積平均粒径４１μｍを、３１μｍまで大幅にダウンさせたものである。その結果、現像室内における現像剤の流動性が悪くなって現像剤を十分に撹拌することができなくなり、また、現像ローラ１４０上のトナー層が薄くなって画像濃度が低下した。
【００４５】
比較例４は、比較例１における磁性キャリアの体積平均粒径４１μｍを、比較例３におけるのとは逆に、５８μｍまで大幅にアップさせたものである。その結果、分離不良は改善されたものの、十分な画像濃度は得られなかった。
【００４６】
比較例５は、比較例１における磁性キャリアの体積抵抗率５．１×１０１０Ω・ｃｍを２．１×１０７Ω・ｃｍまで大幅にダウンさせたものである。その結果、現像ローラ１４０と磁気ローラ１３０間に電流のリークが発生して機械が動作を停止したため、画像形成ができなくなった。機械が動作を停止した原因は、上記リークによる電気ノイズのため、機械に装着されているＣＰＵが動作を停止したことにある、と推測される。なお、一般的には、現像ローラ１４０と磁気ローラ１３０間に電流のリークが発生すると、一定時間現像バイアスが印加されなくなり、白帯画像が頻発して出力される。これは、現像時において、現像ローラ１４０の周表面に形成された薄層のトナーを感光体ドラム１０に飛翔させるため、交流電源装置１４４によって現像ローラ１４０に交流バイアス電圧を印加するが、同時に磁気ブラシを介して磁気ローラ１３０にも交流バイアス電圧が印加されるので、磁性キャリアの体積抵抗率が低すぎると、現像ローラ１４０と磁気ローラ１３０との間に電流のリークが発生し、上記したような現像バイアスが印加されなくなる、という現象である。
【００４７】
比較例６は、比較例１における飽和磁化値３２ｅｍｕ／ｇを４０ｅｍｕ／ｇまでアップさせ、体積平均粒径４１μｍを３８μｍまでダウンさせ、更に、体積抵抗率５．１×１０１０Ω・ｃｍを８．１×１０１２Ω・ｃｍまで、比較的大幅にアップさせたものである。その結果、分離不良及び余裕度は改善されたものの、十分な画像濃度は得られなかった。
【００４８】
実施例１は、体積平均粒径４２μｍの磁性キャリアに非磁性トナーを１０％調合し、ボールミルにより混合して得られた２成分現像剤を使用して実験した実験結果を示す。飽和磁化値は３８ｅｍｕ／ｇ、体積抵抗率は１．２×１０１０Ω・ｃｍとした。実験結果は、分離不良、余裕度、画像濃度及びリークにおいて、全く問題のないことを示している。
【００４９】
実施例２は、比較例１における飽和磁化値３８ｅｍｕ／ｇを４２ｅｍｕ／ｇに、体積平均粒径４２μｍを４６μｍに、また、体積抵抗率１．２×１０１０Ω・ｃｍを７．８×１０１０Ω・ｃｍに、それぞれアップさせたものである。
実施例３は、比較例１における飽和磁化値３８ｅｍｕ／ｇを４７ｅｍｕ／ｇに、体積平均粒径４２μｍを４５μｍにそれぞれアップさせ、また、体積抵抗率１．２×１０１０Ω・ｃｍを２．４×１０８Ω・ｃｍまでダウンさせたものである。
実施例４は、比較例１における飽和磁化値３８ｅｍｕ／ｇを４３ｅｍｕ／ｇにアップさせ、また、体積平均粒径４２μｍを３９μｍに、体積抵抗率１．２×１０１０Ω・ｃｍを４．７×１０１１Ω・ｃｍまでダウンさせたものである。
実験結果は、いずれも実施例１と同じく、分離不良、余裕度、画像濃度及びリークにおいて、全く問題のないことを示している。
【００５０】
図５に示されている表及び上記説明から明らかなように、比較例１〜６の実験結果は、現像剤の分離不良、現像剤の余裕度及び画像濃度において問題があり、また、現像ローラと磁気ローラ間に電流のリークが認められたものもあり、所定の均一な画像濃度が得られず、実用性は認められないことを示している。これに対し、実施例１〜４の実験結果は、現像剤の分離不良、現像剤の余裕度及び画像濃度において全く問題がなく、また、現像ローラと磁気ローラ間の電流のリークも認められず、均一な画像濃度が確保され、高い実用性が認められることを示している。
【００５１】
本発明においてはまた、相互に同極である一対の磁極Ｎ２及びＮ３のうち、磁気スリーブ１３２の回転方向上流側に配置された磁極Ｎ２の垂直磁力を６２〜７６ｍＴに規定することにより、上記した現像剤の分離不良と、現像室から下方（図３において第ＩＶ象限）への現像剤（キャリア）漏れ、という二つの望ましくない現象を同時に解消することを可能にした。図６は、磁極Ｎ２の垂直磁力を変化させて、現像剤の分離不良及び漏れを調べ、実用上の最適性を検討した実験結果を示した表である。
比較例7及び８と実施例５〜８の実験条件は次のとおりである。
磁性キャリアの飽和磁化値：４２ｅｍｕ／ｇ
体積平均粒径：４６μｍ
体積抵抗率：７．８×１０１０
図３に示す角度θ：４５°
磁極の垂直方向の磁力
Ｎ１：８５ｍＴ
Ｓ１：９０ｍＴ
Ｓ２：７５ｍＴ
磁気ローラの直径：１６．０ｍｍ
現像ローラの直径：１６．８ｍｍ
ブレードギャップ：０．５２５ｍｍ
磁気ローラ−現像ローラギャップ：０．４００ｍｍ
現像ローラ−感光体ドラムギャップ：０．２３５ｍｍ
磁気ローラ線速：２２５．０ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ線速：１５０．０ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム線速：１００．０ｍｍ／ｓｅｃ
トナー濃度：１０％
なお、上記実験条件において、Ｎ２極の、図３における角度位置（ｘ軸を０°とした角度位置）は、−５°、Ｎ３極の、図３における角度位置は、８５°である。
【００５２】
図６に示されている表から明らかなように、比較例7及び８の実験結果は、Ｎ２極の垂直磁力が低すぎると、現像剤の漏れが発生し、Ｎ２極の垂直磁力が高すぎると、現像剤の分離不良が発生することを示している。実施例５〜７は、磁極Ｎ２の垂直磁力をほぼ６２〜７６ｍＴの範囲に規定することにより、いずれの不具合も発生しないことを示している。
【００５３】
本発明においては更にまた、相互に同極である一対の磁極Ｎ２及びＮ３のうち、磁気スリーブ１３２の回転方向下流側に配置された磁極Ｎ３の垂直磁力を３４〜６０ｍＴに規定することにより、現像剤の層厚規制不良と、分離不良という、二つの望ましくない現象を同時に解消することを可能にした。図７は、磁極Ｎ３の垂直磁力を変化させて、現像剤の層厚規制不良及び分離不良を調べ、実用上の最適性を検討した実験結果を示した表である。
比較例９及び１０と実施例８〜１０の実験条件は、図６に示す評価結果を求めた実験条件（前記した実験条件）と同じであるので、更なる記載は省略する。
【００５４】
図７に示されている表から明らかなように、比較例９及び１０の実験結果は、Ｎ３極の垂直磁力が低すぎると、層厚規制不良が発生し、Ｎ３極の垂直磁力が高すぎると、現像剤の分離不良が発生することを示している。実施例８〜１０は、磁極Ｎ３の垂直磁力をほぼ３４〜６０ｍＴの範囲に規定することにより、いずれの不具合も発生しないことを示している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に従って構成されたタンデム型カラー画像形成機の好適実施形態を示す構成概略図である。
【図２】図１に示すタンデム型カラー画像形成機に備えられているブラック用作像手段を拡大して示す構成概略図である。
【図３】図２に示すブラック用作像手段に備えられている現像装置を拡大して示す構成概略図である。
【図４】図１に示すタンデム型カラー画像形成機に備えられているブラック用作像手段及びシアン用作像手段を拡大して示す構成概略図である。
【図５】磁性キャリアの飽和磁化値、体積平均粒径及び体積抵抗率を変化させて、現像剤の分離不良、現像剤の余裕度、画像濃度、及び現像ローラと磁気ローラ間の電流のリークの状態を調べ、実用上の最適性を検討した実験結果を示した表である。
【図６】磁極Ｎ２の垂直磁力を変化させて、現像剤の分離不良及び漏れを調べ、実用上の最適性を検討した実験結果を示した表である。
【図７】磁極Ｎ３の垂直磁力を変化させて、現像剤の層厚規制不良及び分離不良を調べ、実用上の最適性を検討した実験結果を示した表である。
【符号の説明】
【００５６】
２  画像形成機本体
３  ブラック用作像手段
４  シアン用作像手段
５  マゼンタ用作像手段
６  イエロー用作像手段
１０  感光体ドラム
１２  帯電器
１４  ＬＥＤヘッド
１６  転写装置
１８  クリーニング装置
１００  現像装置
１１０  ハウジング
１１２  第１の現像剤撹拌室
１１３  隔壁
１１４  第２の現像剤撹拌室
１１７  層厚規制ブレード
１２０  撹拌搬送手段
１２２  第１の回転螺旋羽根部材
１２４  第２の回転螺旋羽根部材
１３０  磁気ローラ
１３２  磁気スリーブ
１３４  静止永久磁石
１４０  現像ローラ
Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２  磁極
Ｓ  ハウジングの下方における空間領域
【図１】
2004280092.tif 000003
【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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