(57)【要約】【課題】  現像濃度の低下の抑制と静電潜像担持体側への磁性キャリアの付着の抑制との両立を図りつつ、小型化が可能な現像装置を提供する。【解決手段】  現像スリーブ３２と、マグネットロール３５とを有し、現像スリーブ３２の表面に二成分現像剤を担持して回転搬送させ、静電潜像担持体に対向した現像領域を通過させることにより静電潜像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像装置において、マグネットロール３５は、現像スリーブが静電潜像担持体に最近接する現像点Ｄを挟んで、現像スリーブ３２の回転方向上流側及び下流側に配置された第１の現像磁極Ｎ１及び第２の現像磁極Ｎ２を備え、第一及び第二の現像磁極Ｎ１，Ｎ２は同一極性の磁極により形成されていると共に、現像領域において、現像スリーブ３２の表面に第１の現像磁極により形成される磁束密度は、第２の現像磁極により形成される磁束密度よりも小さいことを特徴とする。【選択図】          図３
2005234080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される静電潜像担持体と対向して配設され、回転自在に形成された中空円筒形状の現像スリーブと、この現像スリーブの内部に固設され複数の磁極より形成されたマグネットロールとを有し、該現像スリーブの表面に磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を担持して回転搬送させ、静電潜像担持体に対向した現像領域を通過させることにより該静電潜像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像装置において、
前記マグネットロールは、現像スリーブが静電潜像担持体に最近接する現像点を挟んで、現像スリーブの回転方向上流側及び下流側に配置された第一の現像磁極及び第二の現像磁極を備え、
該第一及び第二の現像磁極は同一極性の磁極により形成されていると共に、前記現像領域において、現像スリーブの表面に第一の現像磁極により形成される磁力は、第二の現像磁極により形成される磁力よりも小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像領域において、現像スリーブの表面に形成される磁束密度分布は、前記現像点を挟んで、この現像点近傍に、少なくとも２つの変曲点を有していることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像領域において、現像スリーブの表面に形成される磁束密度分布は、前記現像点を挟んで、この現像点近傍に、現像スリーブの回転方向上流側及び下流側のそれぞれに第一のピーク及び第二のピークを有し、該第一のピークの高さは、第二のピークの高さよりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記静電潜像担持体は略円筒状に形成され、
前記静電潜像担持体の半径をＲ（ｍｍ）、前記現像スリーブの半径をｒ（ｍｍ）、
前記現像スリーブの回転軸中心と第一の磁極による磁力のピークとを結んだ直線と、前記現像スリーブの回転軸中心と第二の磁極による磁力のピークとを結んだ直線との成す角をθ（ｒａｄ）、
γ＝（（ｒｓｉｎ（θ／２））＾２＋（Ｒ＋ｒ（１−ｃｏｓ（θ／２））＾２）＾（１／２）−Ｒ
としたときに、
０．２≦γ≦１．５
の関係を満たすように、前記第一の現像磁極と前記第二の現像磁極は、前記現像スリーブの回転方向に隣接配置されていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第一の現像磁極の現像スリーブの回転軸に直交する断面の断面積は、第二の現像磁極の現像スリーブの回転軸に直交する断面の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記第二の現像磁極は、第一の現像磁極に比し、磁性の強い強磁性体で形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記磁性トナーは、５０重量％以下の割合で磁性粉を含有する磁性トナーであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用い、静電潜像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平５―１００５００号公報
【０００３】
従来、プリンタや、複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置として、例えば感光体ロール上に形成された静電潜像に近接配置され、回転駆動される現像スリーブ上に、所定のトナー濃度に撹拌調整された磁性トナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を担持して感光体ロールと対向する現像領域に搬送し、トナーの転移によって上記静電潜像の現像を行なうものが知られている。
【０００４】
このような現像装置において、磁性トナーを用いた場合には、現像領域での磁力のピークを大きくすると、現像剤と現像スリーブとの間の吸引力が増加し、磁性トナーが現像スリーブ側に吸引され、現像処理において十分な現像濃度が得られないという問題を生じていた。一方、磁力のピークを弱くすると、現像剤が静電潜像担持体側に付着するという問題を生じていた。こうした問題を解決するために、感光体ロールと現像スリーブとが対向する現像領域の部分に磁力の谷間を設け、現像点付近では磁力を弱くし、現像濃度とキャリア付着の改善とを図った現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された現像装置においては、磁力のピークと谷間との差を大きくするように磁極を形成すると、必然的にマグネットロール及びこれに伴う装置が大型化し、近年の現像装置の小型化の要求を満たすことが困難であった。また、無理に磁力のピークと谷間との差を大きくした場合には、ピーク間の角度が大きくなって間隔が広がり、静電潜像担持体に付着した現像剤が回収できないという問題が生じていた。
【０００６】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、現像濃度の低下の抑制と静電潜像担持体側への磁性キャリアの付着の抑制との両立を図りつつ、小型化が可能な現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の現像装置は、静電潜像が形成される静電潜像担持体と対向して配設され、回転自在に形成された中空円筒形状の現像スリーブと、この現像スリーブの内部に固設され複数の磁極より形成されたマグネットロールとを有し、該現像スリーブの表面に磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を担持して回転搬送させ、静電潜像担持体に対向した現像領域を通過させることにより該静電潜像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像装置において、前記マグネットロールは、現像スリーブが静電潜像担持体に最近接する現像点を挟んで、現像スリーブの回転方向上流側及び下流側に配置された第一の現像磁極及び第二の現像磁極を備え、該第一及び第二の現像磁極は同一極性の磁極により形成されていると共に、前記現像領域において、現像スリーブの表面に第一の現像磁極により形成される磁力は、第二の現像磁極により形成される磁力よりも小さいことを特徴とする。
【０００８】
このように構成された本発明の現像装置においては、現像点を挟んで、現像スリーブの回転方向上流側及び下流側に配置された第一の現像磁極及び第二の現像磁極を備え、磁力の弱い第一の磁極により、現像剤中の磁性トナーの静電潜像担持体側への転移を容易にすると共に、この第一の磁極に比し、磁力の強い第二の磁極により静電潜像担持体側に転移した磁性キャリアの現像スリーブ側への回収を可能とするので、現像濃度の低下の抑制と静電潜像担持体側へのキャリア付着の抑制を両立させ、併せて、第一の現像磁極の着磁幅を小さくできることにより、小型化が容易な現像装置を提供することができる。
【０００９】
また、前記現像領域において、現像スリーブの表面に形成される磁束密度分布は、前記現像点を挟んで、この現像点近傍に、少なくとも２つの変曲点を有していてもよい。
【００１０】
ここで、変曲点とは現像スリーブの表面に形成される磁束密度分布曲線の形状が上に凸から下に凸へ、又は下に凸から上に凸へと変わる点をいう。
【００１１】
そして、このように第一及び第二の磁極により形成される磁束密度の分布曲線上に、現像点を挟んで変極点が存在することにより、上流側の変曲点近傍の磁力により、現像剤中のトナーの静電潜像担持体側への転移を容易にし、下流側の変曲点近傍の磁力により、静電潜像担持体側へ転移した磁性キャリアの現像スリーブ側への回収を可能とすることができる。
【００１２】
さらに、前記現像領域において、現像スリーブの表面に形成される磁束密度分布は、前記現像点を挟んで、この現像点近傍に、現像スリーブの回転方向上流側及び下流側のそれぞれに第一のピーク及び第二のピークを有し、該第一のピークの高さは、第二のピークの高さよりも低くてもよい。
【００１３】
この場合は、第一及び第二の磁極により形成される磁束密度の分布曲線上に、現像点を挟んでそれぞれ磁力の明確なピークが存在することにより、上流側のピーク近傍の磁力により、現像剤中のトナーの静電潜像担持体側への転移を容易にし、下流側のピーク近傍の磁力により、静電潜像担持体側へ転移した磁性キャリアの現像スリーブ側への回収をより確実に実現することができる。
【００１４】
さらにまた、前記静電潜像担持体は略円筒状に形成され、前記静電潜像担持体の半径をＲ（ｍｍ）、前記現像スリーブの半径をｒ（ｍｍ）、前記現像スリーブの回転軸中心と第一の磁極による磁力のピークとを結んだ直線と、前記現像スリーブの回転軸中心と第二の磁極による磁力のピークとを結んだ直線との成す角をθ（ｒａｄ）、γ＝（（ｒｓｉｎ（θ／２））＾２＋（Ｒ＋ｒ（１−ｃｏｓ（θ／２））＾２）＾（１／２）−Ｒとしたときに、０．２≦γ≦１．５の関係を満たすように、前記第一の現像磁極と前記第二の現像磁極は、前記現像スリーブの回転方向に隣接配置されていてもよい。
【００１５】
この場合は、上式を満たすように第一の現像磁極及び第二の現像磁極が、現像スリーブの回転方向に隣接配置されているので、現像領域において現像スリーブ上に形成される磁気ブラシの穂を、確実に静電潜像担持体と接触させることができ、磁性トナーの転移の安定化と、キャリアの回収の確実化を実現すると共に、磁性トナーの飛散を防止する現像装置を提供することができる。
【００１６】
以上において、前記第一の現像磁極の現像スリーブの回転軸に直交する断面の断面積は、第二の現像磁極の現像スリーブの回転軸に直交する断面の断面積よりも小さくてもよいし、前記第二の現像磁極は、第一の現像磁極に比し、磁性の強い強磁性体で形成されていてもよい。
【００１７】
このように第一及び第二の磁極を構成することにより、所望の磁束密度分布曲線を容易に実現することができる。
【００１８】
また、前記磁性トナーは、５０重量％以下の割合で磁性粉を含有する磁性トナーであってもよい。
【００１９】
この場合は、適正な現像濃度を得るために、好適な磁性トナーの磁性粉含有量を提供することができる。
【００２０】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記現像装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の現像装置によれば、現像濃度の低下の抑制と静電潜像担持体側への磁性キャリアの付着の抑制との両立を図りつつ、現像装置の小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。
＜第一の実施形態＞
【００２３】
まず、本発明に係る現像装置を含む画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００２４】
図１に示されるように、本発明に係る画像形成装置１０は、一様帯電後に像光を照射することにより表面に静電電位の差による潜像が形成される感光体ロール２１を備えており、この周囲に、感光体ロール２１の表面を一様に帯電させる帯電装置２２と、感光体ロール２１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置２３と、感光体ロール２１上の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置２４と、感光体ロール２１と対向し、被記録媒体２８を挟んで感光体ロール２１との間に転写バイアス電界を生成する転写ロール２６と、トナー像の転写後に感光体ロール２１に残留するトナーを除去するクリーニング装置２９とが設けられている。そして、感光体ロール２１と転写ロール２６との対向部（ニップ部）の上流側から被記録媒体２８を供給するようになっており、下流側には被記録媒体２８上に転写された未定着トナー像を加熱溶融し被記録媒体２８に圧着する定着装置５０が設けられている。ここで、感光体ロール２１は、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層を形成したものを用いることができる。また、帯電装置２２は、ステンレススチール、アルミニウム等の導電性を有する金属のロールに高抵抗材料のコーティングを施したものであり、感光体ロール２１に当接され、従動回転するようになっている。そして、所定の電圧が印加されることにより、該ロールと感光体ロール２１との接触部近傍における微小間隙内で継続的な放電を生じ、感光体ロール２１の表面をほぼ一様に帯電するものである。露光装置２３は、レーザ書込み装置やＬＥＤアレイを有し、画像信号に基づいて点滅するレーザ光を発生し、これをポリゴンミラーによって感光体ロール２１の主走査方向にスキャンするものであり、これにより感光体ロール２１の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、光の当たった部分の感光体ロール２１の表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。また、現像装置２４は、ハウジング３１内に着色粒子であるトナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を収容し、現像スリーブ３２に二成分現像剤を担持させ、この現像スリーブ３２にバイアス電源２５からの現像バイアスを印加することで、現像スリーブ３２を静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。さらに、転写装置２６は、例えば感光体ロール２１に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源２７によって感光体ロール２１上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスが印加されることで、感光体ロール２１上のトナー像を被記録媒体２８に転与させるようにしたものである。また、感光体ロール２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。
【００２５】
また、定着装置５０は、例えばヒートロール方式であり、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加庄ロール５２との間に被記録媒体２８を通過させることによりトナー像を被記録媒体２８に定着するようになっている。
【００２６】
次に、本発明に係る静電潜像担持体である感光体ロール２１と、現像スリーブ３２との配置関係について、図２及び図３を参照してさらに説明する。図２は感光体ロールと現像スリーブとにより形成される現像領域の要部拡大図であり、図３は現像領域における磁束密度（磁力強さ）の分布を示す図である。
【００２７】
図２に示されるように、現像装置２４は、感光体ロール２１などの静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像を、現像スリーブ３２上に保持した磁性粉を含有する磁性トナーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤Ｇを用いて現像するタイプのものであり、矢印Ａ方向に回転する現像スリーブ３２と、この現像スリーブ３２の内部に複数の磁極が固定的に配設された、現像スリーブ３２と同心円状のマグネットロール３５と、現像スリーブ３２上に担持された現像剤Ｇの層厚を規制する層厚規制部材４１とを備えている。そして、感光体ロール２１と現像スリーブ３２とが対向している現像領域Ｒにおいて、マグネットロール３５の現像領域Ｒに面する部分には、現像スリーブ３２の回転方向Ａの上流側に第一の現像磁極であるＮ１及び、下流側に該Ｎ１と同極性の第二の現像磁極であるＮ２が隣接して配置されている。そして、現像スリーブ３２の回転軸３２ｃと直交する断面における、上流側の現像磁極Ｎ１の断面積は、下流側の現像磁極Ｎ２の断面積よりも小さくなるように設定されている。なお、マグネットロール３５を構成している磁極は、現像領域Ｒに面する部分以外にも配設されているが、簡単のため図２ではそれらの図示を省略している。
【００２８】
次に、このように構成された現像磁極Ｎ１及びＮ２による磁束密度の分布について、図３を参照して説明する。
【００２９】
図３に示されるように、感光体ロール２１の中心と、現像スリーブ３２及びマグネットロール３５の中心３２ｃとを結ぶ点線Ｘ上において、感光体ロール２１と現像スリーブ３２とが最も近接した点（以下、この点を現像点と称呼する。）Ｄを挟んで、現像点Ｄよりも現像スリーブ３２の回転方向上流側に配置された現像磁極Ｎ１により生成される磁束密度（磁力）の大きさは、現像点Ｄよりも現像スリーブ３２の回転方向下流側に配置された現像磁極Ｎ２により生成される磁束密度（磁力）の大きさよりも小さいことが理解される。
【００３０】
なお、このように現像磁極Ｎ１及びＮ２を同極性の磁極により構成することにより、現像スリーブ３２上に形成される磁気ブラシの穂が立ったまま回転方向に沿って略水平に移動するため、異極性で構成する場合に比し、感光体ロール２１への現像剤の転移が容易となり現像し易いと共に、磁力の弱い部分で発生するクラウド等のトナー飛散を穂が立っている部分の両端でブロックすることができる。さらに、現像磁極Ｎ１により生成される磁力を現像磁極Ｎ２により生成される磁力よりも小さく設定することにより、現像磁極Ｎ１の着磁幅（着磁角度）を小さくすることができ、これにより、現像磁極Ｎ１の小型化によるマグネットロールの小型化が可能となる。
【００３１】
また、この現像スリーブ３２上に形成される磁気ブラシの穂が現像点Ｄを挟んだ現像領域Ｒにおいて、確実に感光体ロール２１に接触するためには、第一の現像磁極Ｎ１及び第二の現像磁極Ｎ２が、以下の関係を満たすように配設されることが好ましい。
【００３２】
すなわち、図３に示された磁束密度分布曲線において、現像スリーブ３２の回転軸中心３２ｃと現像磁極Ｎ１による磁束密度分布曲線のピークとを結ぶ直線Ｌ１と、回転軸中心３２ｃと現像磁極Ｎ２による磁束密度分布曲線のピークとを結ぶ直線Ｌ２との成す角をθ（ｒａｄ）、感光体ロール２１の半径をＲ（ｍｍ）、現像スリーブ３２の半径をｒ（ｍｍ）、
γ＝（（ｒｓｉｎ（θ／２）＾２＋（Ｒ＋ｒ（１−ｃｏｓ（θ／２））＾２）＾（１／２）−Ｒ
としたときに、
０．２≦γ≦１．５
の関係を満たすように第一の現像磁極Ｎ１及び第二の現像磁極Ｎ２が配設されていることが好ましい。
【００３３】
このように現像磁極Ｎ１及びＮ２を配設することにより、現像領域Ｒにおいて現像スリーブ３２上に形成される磁気ブラシの穂を、確実に感光体ロール２１と接触させることができ、磁性トナーの転移の安定化と、キャリアの回収の確実化を実現すると共に、磁性トナーの飛散をより確実にブロックすることができる。
【００３４】
以下に、この第一の現像磁極Ｎ１及び第二の現像磁極Ｎ２の配設位置とパラメータγとの関係について図４を参照して説明する。
【００３５】
図４は、パラメータγと現像濃度及び感光体ロール２１へのキャリア付着量との関係を示す図である。
【００３６】
この図４は、より具体的には、現像装置２４において、現像領域Ｒにおける磁力のピークが、現像点Ｄを挟んだ近傍において、現像スリーブ３２の回転方向上流側と下流側とのそれぞれに存在するように第一の現像磁極Ｎ１及び第二の現像磁極Ｎ２を配設（図３参照）した上で、γの値を変化させた場合に得られる現像濃度の変化及び感光体ロール２１への現像剤の付着量をグラフで示したものである。そして、図４より、γが０．２以上であると十分な現像濃度を得ることが可能となり、γが１．５以下であると感光体ロール２１へのキャリア付着が無く、０．２≦γ≦１．５であることが、適切な現像濃度を維持しつつ、飛翔転移したキャリアを回収するための好ましい範囲であることが理解される。
【００３７】
次に、本実施の形態における現像装置２４に用いられるトナーに含まれる磁性粉の量と現像濃度との関係について、図５を参照して説明する。
【００３８】
図５に示されるように、トナーに含有される磁性粉の割合は、５０重量％未満であるときに、より好ましい現像濃度が得られることが理解される。これは、現像剤に用いられるトナーの磁性が強くなりすぎると、現像スリーブ３２上に担持された現像剤中のトナーの、感光体ロール２１側への転移がマグネットロール３５の磁力によって阻害されてしまうからである。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、第一の現像磁極Ｎ１の断面積を第二の現像磁極Ｎ２の断面積よりも小さくして、現像領域Ｒにおける磁束密度の大きさに変化を持たせているが、前述のような磁束密度の分布を実現するためには、このような磁極の構成に限定されるものではなく、磁極の形状や、材質を適宜選定することにより、任意の現像領域Ｒにおける磁束密度分布曲線の実現が可能である。
【００４０】
例えば、下流側の現像磁極Ｎ２を強磁性部材（例えば、希土類焼結磁石やフェライト焼結磁石など）で形成することにより、現像磁極Ｎ２の磁束密度が現像磁極Ｎ１の磁束密度より大きくなるように構成してもよいし、現像磁極Ｎ１，Ｎ２とを一体の現像極として形成した上で、現像磁極の表面に窪み等を設けて形状を変化させることにより、現像磁極Ｎ２の磁束密度が現像磁極Ｎ１の磁束密度より大きくなるように構成してもよい。
【００４１】
次に、このように構成した現像装置２４の作用を再び図２を参照して説明する。
【００４２】
図２に示されるように、二成分現像剤Ｇは、現像スリーブ３２内のマグネットロール３５の磁気吸引力と現像スリーブ３２表面との摩擦力により、現像スリーブ３２の回転方向に搬送される。この搬送された二成分現像剤Ｇは、層厚規制部材４１の近傍に到達すると穂立ちを形成し、さらに、この二成分現像剤Ｇの穂立ちは、層厚規制部材４１にて規制されることにより、現像剤層として現像スリーブ３２上に形成され、この現像剤層は、現像領域Ｒに搬送される。そしてさらに、現像領域Ｒに搬送された二成分現像剤Ｇの現像剤層は、第一の現像磁極Ｎ１の磁気吸引力により磁気ブラシを保持しつつ、現像点Ｄの上流側にて、感光体ロール２１と現像スリーブ３２との間に形成される現像電界によって、現像剤中の磁性トナー及び一部磁性キャリアの感光体ロール２１側への飛翔を可能とし、磁性トナーの感光体ロールへの確実な転移が行われて、感光体ロール２１上の静電潜像を可視像化すると共に、第一の現像磁極Ｎ１よりも磁力の強い第二の現像磁極Ｎ２により感光体ロール側に飛翔した一部磁性キャリアの現像スリーブ側への確実な回収が可能となる。これにより、現像剤中の磁性トナーの静電潜像担持体側への転移を容易にすると共に、この第一の磁極に比し、磁力の強い第二の磁極により静電潜像担持体側に転移した磁性キャリアの現像スリーブ側への回収を可能とするので、現像濃度の低下の抑制と静電潜像担持体側へのキャリア付着の抑制を両立させ、併せて、第一の現像磁極の着磁幅を小さくできることにより、小型化が容易な現像装置を提供することができる。
【実施例１】
【００４３】
以下、本実施形態の現像装置２４における現像性能について、比較例を用いて比較検証した結果を実施例として以下に説明する。
【００４４】
まず、本実施例における比較検証に用いた、マグネットロール３５に配設された現像磁極の構成の違いによる磁束密度分布曲線（以下では、これをマグパターンと称呼する。）について図６及び図７を参照して説明する。図６は、マグネットロール３５に配設された各種現像磁極における磁束密度（磁力強さ）の分布図であり、図７は磁束密度分布曲線の形状における特徴を模式的に説明する図である。
【００４５】
図６（ａ）には、本実施の形態の現像装置２４における実施例１として、現像スリーブ３２の回転方向上流側の現像磁極Ｎ１の磁力が弱く、磁力のピークを有しないものの、下流側の現像磁極Ｎ２の磁力のピークを１１５ｍＴとした場合のマグパターンが示されている。この実施例におけるマグパターンは、定性的には、図７に模式的に示されるように、現像点Ｄを挟んで、この現像点Ｄ近傍において、磁束密度分布曲線の形状が上に凸から下に凸へ、又は下に凸から上に凸へと変わる点である変曲点Ｎ１ｐ及びＮ２ｐを有するものである。
【００４６】
図６（ｂ）には、実施例２として、現像スリーブ３２の回転方向上流側の現像磁極Ｎ１の磁力のピークを７５ｍＴ、下流側の現像磁極Ｎ２の磁力のピークを１１５ｍＴとした場合のマグパターンが示されている。なお、図から明らかなように、実施例２におけるマグパターンにおいても、実施例１におけるマグパターンと同様に、現像点Ｄ近傍の磁束密度分布曲線上に不図示の変曲点Ｎ１ｐ及びＮ２ｐが存在している。
【００４７】
図６（ｃ）には、比較例１として、現像点Ｄに単一のＮ極のみが配設された、従来タイプのマグネットロールにおけるマグパターンが示されている。
【００４８】
図６（ｄ）には、比較例２として、現像点Ｄよりも現像スリーブ３２の回転方向上流側及び下流側のそれぞれに、同じ強さの磁力の強い２つのＮ極が配設された、従来タイプのマグネットロールにおけるマグパターンが示されている。
【００４９】
図６（ｅ）には、比較例３として、現像点Ｄよりも現像スリーブ３２の回転方向上流側及び下流側のそれぞれに、同じ強さの磁力の弱い２つのＮ極が配設された、従来タイプのマグネットロールにおけるマグパターンが示されている。
＜検証評価＞
【００５０】
上述のような、各種のマグパターンを有する現像磁極を備えた現像装置を用いて、以下の如く現像性能を比較評価した。検証評価の結果を図８及び図９に示す。図８は図６に示した５つのパターンのマグネットロールを用いた現像装置における感光体ロールの現像剤量を示す図であり、図９は同様にキャリア付着量を示す図である。
【００５１】
ここで、検証評価に用いた現像剤、現像スリーブ及び感光体ロールの仕様等を以下に示す。
【００５２】
トナーの磁性粉含有量は１５重量％とし、キャリアはフェライトキャリアを用いた。
【００５３】
現像スリーブ３２はアルミ製（表面粗さＲａ＝１５μｍ）で、感光体ロール２１と現像スリーブ３２との間の距離は３５０μｍに設定した。さらに、感光体ロール２１と現像スリーブ３２との回転速度比は１：２とし、感光体ロール２１の回転速度は２００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００５４】
静電潜像の電位は、ＶＨが−６００ＶでＶＬが−１００Ｖであり、現像電位は、矩形波で、デューティ比が＋５０％、周波数が７．０ｋＨｚ、Ｖｐｐが３．０ｋＶ、Ｖｄｃが−５００Ｖに設定した。
【００５５】
まず、適正な現像剤量としては、図８の点線で示されるように、約０．９（ｍｇ／ｃｍ2）であり、実施例１，２及び比較例３において、最低限必要な現像剤量が確保されていることが理解される。これは、現像点Ｄよりも現像スリーブ３２の回転方向上流側の磁力強さが実施例１，２及び比較例３においてはいずれも弱いことから、現像スリーブ３２から感光体ロール２１への転移が容易となり、十分な現像剤量を得ることができるためであると考えられる。
【００５６】
次に、画像形成に影響のないキャリア付着量のグレードとしては、図９の点線で示されるように、約１．２であり、比較例３を除き、感光体ロール２１への現像剤の付着は抑制されている様子が理解される。これは、比較例３では、第二の現像磁極の磁力が弱いために、飛翔した磁性キャリアを十分に回収できないためであると考えられる。
【００５７】
そして、これらの検証評価の結果より、実施例１と実施例２でのみ、適正な現像剤量を確保することによる現像性能の維持と、感光体ロールへの磁性キャリアの付着の抑制との両立が可能であることがわかる。また、磁束密度分布曲線上に明らかな磁力のピークを有する実施例２の方が、より安定的に適正な現像剤量を確保と、磁性キャリアの付着の抑制とが図られていることがわかる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態における現像装置２４では、同一の極性からなる、第一の現像磁極Ｎ１及びこの第一の現像磁極Ｎ１よりも磁力の強い第二の現像磁極Ｎ２が、現像スリーブ３２と、感光体ロール２１とが最近接する現像点Ｄの上流側と下流側とにそれぞれ配設されており、磁力の弱い第一の現像磁極Ｎ１により、現像スリーブ３２上に担持されている現像剤、すなわち磁性トナーと磁性キャリアとの双方が感光体ロール２１側に転移（飛翔）しやすい状態が作り出され、これにより現像濃度の低下の抑制が可能となると共に、磁力の強い第二の現像磁極Ｎ２により、磁力の弱い第一の現像磁極Ｎ１から、一旦感光体ロール２１側に転移してしまった磁性キャリアの回収が可能となる。従って、本発明の現像装置２４によれば、現像濃度の低下の抑制と静電潜像担持体側への磁性キャリアの付着の抑制との両立を図ることができると共に、第一の磁極の着磁幅を小さくできるので小型化が容易となる。
【００５９】
以上、本発明の一実施形態である現像装置及びこれを用いた画像形成装置について、添付図面を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨の範囲内で種々の変形適用が可能である。例えば、磁性トナーについて、トナーの磁性粉含有量が５０％以下である１５％である場合を実施例に挙げて説明したが、本発明では、磁性粉含有量が５０重量％未満であることでより効果があるため好ましいとしているだけで、磁性粉含有量が５０重量％を超えるトナーを用いるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概要を示す概略構成図である。
【図２】感光体ロールと現像スリーブとにより形成される現像領域の要部拡大図である。
【図３】現像領域における磁束密度（磁力強さ）の分布を示す図である。
【図４】パラメータγと現像濃度及び感光体ロールへのキャリア付着量との関係を示す図である。
【図５】トナーに含まれる磁性粉の量と現像濃度との関係を示す図である。
【図６】実施例における比較検証に用いたマグネットロールに配設された複数の磁極による磁力強さの分布を示す図である。
【図７】現像領域における磁束密度分布曲線の形状を模式的に示す図である。
【図８】各種マグネットロールを用いて、現像剤量を比較検証した結果を示す図である。
【図９】各種マグネットロールを用いて、感光体ロールへのキャリア付着量を比較検証した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０：画像形成装置、２１：感光体ロール、２２：帯電装置、２３：露光装置、２４：現像装置、２５：バイアス電源、２６：転写装置、２７：バイアス電源、２８：被記録媒体、２９：クリーニング装置、３１：ハウジング、３２：現像スリーブ、３２ｃ：回転軸、３５：マグネットロール、４１：層厚規制部材、５０：定着装置、５１：加熱ロール、５２：加圧ロール
Ｄ：現像点、Ｇ：二成分現像剤、Ｌ１，Ｌ２：直線、Ｎ１，Ｎ２：   現像磁極、Ｎ１ｐ，Ｎ２ｐ：変曲点、Ｒ：現像領域、
【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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