(57)【要約】【課題】磁性一成分トナーを用いた場合でも、特に現像剤搬送経路にて下流側の現像剤担持体上に安定して均一に現像剤を薄層に長期間コートすることができる現像装置を提供する。【解決手段】磁性部材３０ａ、３０ｂを備えた第１、第２現像剤担持体３ａ、３ｂを有し、磁界発生手段３０ａ、３０ｂは、感光ドラム１との近傍に配置される第１現像剤担持体３ａの第１磁極と、第１現像剤担持体３ａと第２現像剤担持体３ｂの近接部に第１現像剤担持体３ａの第２磁極と第２現像剤担持体３ｂの第３磁極と、を有する。第１磁極と第２磁極との間であって第１磁極と第２磁極の両極に隣接する第４磁極を有し、第２磁極よりも第１現像剤担持体３ａの回転方向下流側であって第２磁極に隣接する第５磁極を有し、第１磁極と第４磁極は異極、第２磁極と第４磁極は異極、第２磁極と第３磁極は異極、第２磁極と第５磁極は同極である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された静電像を磁性一成分現像剤で可視化する現像装置であって、
現像剤を担持し搬送する複数の現像剤担持体を、回転する前記像担持体に対し近接対向して配置し、前記現像剤担持体は互いに同一方向で、かつ、前記像担持体と対向配置した領域にて前記像担持体と同じ方向に回転し、
前記複数の現像剤担持体のうち近接しあう現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向における上流側の第１現像剤担持体が下流側の第２現像剤担持体上の現像剤量を規制するように近接配置され、前記第１及び第２現像剤担持体はそれぞれ内部に、複数の磁極を備えた第１及び第２磁界発生手段が固定配置され、
前記第１現像剤担持体内の前記第１磁界発生手段は、前記像担持体との近傍に配置された第１磁極と、前記第１現像剤担持体と第２現像剤担持体の近接部に配置された第２磁極とを有し、
前記第２現像剤担持体内の前記第２磁界発生手段は、前記第１現像剤担持体と第２現像剤担持体の近接部に配置された第３磁極を有する現像装置において、
前記第１磁界発生手段は、前記第１磁極と前記第２磁極との間であって前記第１磁極と前記第２磁極の両極に隣接する第４磁極を有し、前記第２磁極よりも前記第１現像剤担持体の回転方向下流側であって前記第２磁極に隣接する第５磁極を有し、
前記第１磁極と前記第４磁極は異極、前記第２磁極と前記第４磁極は異極、前記第２磁極と前記第３磁極は異極、前記第２磁極と前記第５磁極は同極であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
第３磁極は、前記第１、第２、及び、第４磁極の磁力より大とされることを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】
前記第２磁極と前記第３磁極は、前記第１及び第２現像剤担持体の回転中心を結ぶ線に対して、前記像担持体とは逆の方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
【請求項４】
前記第１現像剤担持体と前記第２現像剤担持体に、交流成分に直流成分を重畳したバイアスを印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真方式によって電子写真感光体等の像担持体上に形成された静電像を現像して現像剤像を形成する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式を採用した画像形成装置の一例の概略構成を図１４に示す。
【０００３】
本例にて、画像形成装置は、像担持体としてドラム形状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１００を用いている。感光ドラム１００は、表面にアモルファスシリコンやＯＰＣ等の光導電層を有しており、図で示す矢印の方向（時計回り）に図示しない駆動系で回転している。
【０００４】
感光ドラム１００表面に電位を載せる帯電方式について述べる。一次帯電器１０１は、感光ドラム１００の表面に電位を付与することができる。例えば、感光ドラム１００の表面を＋６００Ｖに帯電する。その後、感光ドラム１００を露光装置（図示せず）からの画像信号に応じた光像Ｌで露光し、感光ドラム１００表面の電位を、例えば、＋２００Ｖに低減する。これによって、感光ドラム１００上に画像信号に応じた潜像電位を形成することができる。
【０００５】
現像剤が入っている現像装置１０２において、感光ドラム１００と同じ極性、例えば現像剤がプラス極性の時、プラス側の高圧電位を現像装置に印加することで、感光ドラム１００上の静電像を反転現像方式にて可視化する。
【０００６】
逆に、露光装置によって、ベタ白部の画像信号に応じて露光し、感光ドラム表面電位を例えば＋２００Ｖに低減し、現像剤がマイナス極性、マイナス側の高圧電位を現像装置に印加することで静電像を可視化するバックグラウンド露光による正規現像方式がある。
【０００７】
現像剤は、現像剤がコートされている現像剤担持体１０２ａに高圧を印加することで、現像剤担持体１０２ａ表面の現像剤が感光ドラム１００へ飛翔し、静電像を可視化する。反転現像の場合、帯電電位と同じ極性の現像剤で可視化することができ、また逆に正規現像の場合、帯電電位とは逆の極性の現像剤で可視化できる。
【０００８】
現像装置１０２で可視化した現像剤像に対して、転写前帯電器１０３（ポスト帯電）を用いて、電荷を付与している。これは、転写前帯電器１０３で転写するときに発生する現像剤と感光ドラム１００との静電吸着力を弱める働きがある。そのため、次の転写工程で転写材、例えば転写紙Ｐを感光ドラム１００から分離し易くなる。
【０００９】
次に、現像剤が可視化された感光ドラム１００表面が転写部１０４に到達するタイミングにあわせるように、図示しない給紙カセット内の転写紙Ｐを給紙ローラで搬送し、レジストローラで斜行を補正、画像部と同じタイミングで転写紙Ｐを給紙する。搬送された転写紙Ｐに現像剤と逆極性の高圧を印加することで、感光ドラム１００上の現像剤を感光ドラム１００から静電的に引き剥がし、かつ転写紙Ｐへ移動させることができる。
【００１０】
また、分離帯電器１０５によって、転写紙Ｐは感光ドラム１００から分離できる。
【００１１】
現像剤で可視化された画像が形成された転写紙Ｐは、定着装置１０７の定着ローラ１０７ａと加圧ローラ１０７ｂで形成されたニップ部で現像剤を転写紙Ｐに加圧及び加熱することで定着し、画像形成装置外部へ排出される。
【００１２】
なお、転写帯電器１０４を通過した後、感光ドラム１００表面に残留している転写残トナーは、クリーニング装置１０６によって除去され、図示しない回収容器に収集される。
【００１３】
上記説明した従来の現像装置１０２は、現像剤として磁性一成分トナーを用いてジャンピング現像を行う現像装置である。斯かる現像装置は、一般的に用いられている２成分現像剤を用いた現像装置に比べ、キャリアが存在しないため、交換のメンテナンス性を省くことができる。更に、トナーとキャリアの比率を検知及び補正する手段も省くことが可能である。つまり、磁性一成分トナーを用いた現像装置は、２成分現像装置に比べ、高耐久で、かつ、高寿命を得ることができる。
【００１４】
図１５を参照して、上記磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像装置１０２について説明する。
【００１５】
感光ドラム１００と、現像装置１０２の現像剤担持体１０２ａとは、所定の間隔Ｇを設け、非接触である。また、現像剤担持体１０２ａは、感光ドラム１００と同じ方向（図の矢印の方向）へ回転する。現像剤担持体表面は、現像剤規制部材１０２ｂによって、所定のトナー量で規制されている。また、現像剤担持体１０２ａの内部には、磁界発生手段としての複数の磁極を備えたマグネットロール１０２ｃが固定配置されている。
【００１６】
つまり、磁性一成分トナーは、規制部材１０２ｂによる規制と、マグネットロール１０２ｃによって磁気的にトナーを磁気拘束することによって、トナー同士又は現像剤担持体表面とトナーの摩擦帯電で電荷が付与される。そして、現像剤担持体表面に、図示しない印加手段で現像バイアス電圧が印加される。現像剤担持体１０２ａの現像バイアス電位と、感光ドラム表面の潜像電位の電位差によって、感光ドラム側にトナーを飛翔させ、静電像を可視化する。
【００１７】
近年、複写機やプリンタ等の画像形成装置は、ユーザからのニーズでもある高速対応に伴い、現像装置の現像剤担持体も高速回転する必要がある。このため、現像剤担持体上の現像剤を感光ドラム上の静電像を可視化する時間が短くなり、現像不良が発生する問題が生じている。
【００１８】
また、高速化とともに、高耐久性、高信頼性の要望も増えている。
【００１９】
しかしながら、従来の電子写真技術は、ユーザの使用条件、例えば、使用環境や転写紙の種類、１日の使用枚数、原稿の画像比率などによって、画像品質へ影響を及ぼすことが知られている。
【００２０】
更に、近年、業務の効率化が進み、画像形成装置の稼働時間が問題視され、特に、高速（１００ｐｐｍ以上）の画像形成装置では、１０時間連続して停止しない高生産性・高耐久性も求められている。
【００２１】
これらに対して、特許文献１に示す現像装置１０２では、図１６に示すように、複数の現像剤担持体、本例では２つの現像剤担持体１０２ａ１、１０２ａ２が感光ドラム１００に近接して配置される。また、現像剤担持体１０２ａ１、１０２ａ２は、ともに感光ドラム１００と同じ方向に回転する。
【００２２】
上記構成では、現像剤担持体１０２ａ１、１０２ａ２内にはそれぞれ、磁界発生手段としてのマグネットロール１０２ｃ１、１０２ｃ２を具備し、かつ、両現像剤担持体の最近接位置近傍の磁極極性と、半値幅と、角度を規定することで、高速化・高信頼性に対応している。
【００２３】
また、特許文献２では、以下の構成にて高速化に対応している。つまり、図１７に示すように、複数の現像剤担持体を有し、本例では２つの現像剤担持体１０２ａ１、１０２ａ２を有する。また、現像剤担持体１０２ａ１、１０２ａ２の内部にマグネットロール１０２ｃ１、１０２ｃ２を具備している。マグネットロール１０２ｃ１の感光ドラム１００に近接する磁極をＳ１（図１７（ｂ）にて「磁極Ａ」）、両現像剤担持体１０２ａ１、１０２ａ２が近接する位置におけるマグネットロール１０２ｃ１の磁極をＮ２（図１７（ｂ）にて「磁極Ｂ」）、マグネットロール１０２ｃ２の磁極をＳ１（図１７（ｂ）にて「磁極Ｃ」）とする。このような構成にて、磁極の大きさを｜Ａ｜＞｜Ｂ｜＞｜Ｃ｜とすることで高速化に対応している。
【００２４】
一方で、磁性一成分ではなく２成分現像装置の従来例を図１８に示す。２成分現像方式でも高速対応、高品質、高耐久、高画質を狙った複数の現像剤担持体による現像システムが提案されている。
【００２５】
本例では、現像剤担持体を複数、ここでは２つの現像剤担持体３０２ａ１、３０２ａ２を用いた現像装置３００を示す。現像装置３００では、現像剤担持体３０２ａ１上の現像剤は、規制部材３０２ｂで規制され、３００Ａ方向へ搬送される。マグネットロール３０２ｃ１の現像極であるＳ１で感光ドラム１００へトナーを飛翔させ、残トナー及びキャリアは、３００Ｃ方向へ搬送される。さらに、残トナー及びキャリアは、現像剤担持体３０２ａ２のマグネットロール３０２ｃ２の磁極Ｓ１へと３００Ｄ及び３００Ｅの方向に移動し、現像剤担持体３０２ａ２のマグネットロール３０２ｃ２の現像極Ｎ１で再度、感光ドラム表面の静電像を可視化している。
【００２６】
このように、一般的に２成分現像装置にて複数の現像剤担持体を用いる系では、現像剤の搬送経路が上流側の現像剤担持体３０２ａ１から下流側の現像剤担持体３０２ａ２へと感光ドラム面側を搬送している。そのため、一つの現像剤担持体を使用した場合に比べ、現像ニップを増加させ、静電像に対して忠実にトナーを載せることができる。更に、感光ドラム上の電位差が原因であるベタ部とハーフトーン部の境界で発生する白抜けも防ぐことが可能になる。
【特許文献１】特開２００４−８５６２９号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら、上記で述べた従来例は、様々な欠点がある。つまり、
（ａ）図１８に示す上記構成の２成分現像装置では、現像剤担持体は搬送のみを主体とし、帯電は現像容器内でキャリアとトナーの摩擦帯電で用いている。そのため、上記２成分現像装置の構成で磁性一成分トナーを用いた場合、充分な画像を得ることが出来ない。
（ｂ）現像極の大きさを規定した例では、トナーの循環が現像剤担持体３０２ａ２から現像剤担持体３０２ａ１へ流れるため、現像剤溜まりが発生し、長期的な品質安定性に問題がある。また、特にトナーが凝集し易いユーザ環境、また、回転速度が早い条件では、トナーへの負荷が大きくなり、パッキングする。
（ｃ）上下現像極の位置と半値幅を規定した件では、現像容器側より感光ドラム側半値幅を大きくしている。そのため、結果として、現像剤循環が現像剤担持体３０２ａ２から現像剤担持体３０２ａ１へと３００Ｆ、３００Ｇ方向に流れ、現像剤溜まりが発生し、凝集する。
【００２８】
上記現像剤溜まりの発生は、現像剤担持体表面のトナー層の均一化を阻害し、かつ、現像剤担持体３０２ａ１、３０２ａ２の近接位置における帯電付与能力の低下を招き、画質全体を劣化される重要な要因のひとつである。
【００２９】
このため、磁性一成分トナー（一成分現像剤）を用いた場合には、特に現像剤搬送経路にて下流側の現像剤担持体３０２ａ２上に安定して均一に現像剤（トナー）を薄層にコートすることが難しく、良好な現像を行うことができなかった。
【００３０】
そこで、本発明の目的は、磁性一成分トナー（一成分現像剤）を用いた場合でも、特に現像剤搬送経路にて下流側の現像剤担持体上に安定して均一に現像剤（トナー）を薄層に長期間コートすることができる現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明によれば、像担持体に形成された静電像を磁性一成分現像剤で可視化する現像装置であって、
現像剤を担持し搬送する複数の現像剤担持体を、回転する前記像担持体に対し近接対向して配置し、前記現像剤担持体は互いに同一方向で、かつ、前記像担持体と対向配置した領域にて前記像担持体と同じ方向に回転し、
前記複数の現像剤担持体のうち近接しあう現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向における上流側の第１現像剤担持体が下流側の第２現像剤担持体上の現像剤量を規制するように近接配置され、前記第１及び第２現像剤担持体はそれぞれ内部に、複数の磁極を備えた第１及び第２磁界発生手段が固定配置され、
前記第１現像剤担持体内の前記第１磁界発生手段は、前記像担持体との近傍に配置された第１磁極と、前記第１現像剤担持体と第２現像剤担持体の近接部に配置された第２磁極とを有し、
前記第２現像剤担持体内の前記第２磁界発生手段は、前記第１現像剤担持体と第２現像剤担持体の近接部に配置された第３磁極を有する現像装置において、
前記第１磁界発生手段は、前記第１磁極と前記第２磁極との間であって前記第１磁極と前記第２磁極の両極に隣接する第４磁極を有し、前記第２磁極よりも前記第１現像剤担持体の回転方向下流側であって前記第２磁極に隣接する第５磁極を有し、
前記第１磁極と前記第４磁極は異極、前記第２磁極と前記第４磁極は異極、前記第２磁極と前記第３磁極は異極、前記第２磁極と前記第５磁極は同極であることを特徴とする現像装置が提供される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、従来の現像装置に比べ、現像剤の循環性を理想的な方向へ設定することができる。その結果、現像剤の滞りをなくし、現像剤に対する圧力を極力低減することで、昇温や高速回転等によるパッキング、現像剤の凝集等を防止することができ、現像剤の長寿命化を達成することが可能である。また、従来技術に比べ、現像剤のコート性、帯電性、現像剤循環性を向上させ、現像剤消費量安定化、画像品位を向上させる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る現像装置を図面に則して更に詳しく説明する。ここでは、本発明の複数の実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものでない。
【００３４】
実施例１
図１は、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施例を示す概略構成図であり、図２は、現像装置の一実施例の概略構成図である。
【００３５】
本実施例にて、画像形成装置は、像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体、本実施例では正帯電のａ−Ｓｉ感光体（以下、「感光ドラム」という。）１を備えている。
【００３６】
感光ドラム１の周囲には、一次帯電器２、現像装置３、転写前帯電器（ポスト帯電器）４、転写帯電器５、分離帯電器６、クリーニング装置７が配置されている。また、感光ドラム１と転写帯電器５間に形成される転写部Ｔの転写材搬送方向の下流側には、定着装置８が配置されている。
【００３７】
本実施例では直径８４ｍｍとされ、画像形成時には、時計回り（矢印方向）に所定の周速（本実施例では４５０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転している感光ドラム１は、一次帯電器２により例えば＋５００Ｖに帯電される。次いで、感光ドラム１は、露光装置（図示せず）により１２００ｄｐｉで画像露光Ｌが与えられ、入力される画像情報に応じた静電像が形成される。
【００３８】
この静電像は、現像装置３の２つの現像剤担持体３ａ、３ｂにより、感光ドラム１の帯電極性と逆極性に帯電された現像剤ｔを感光ドラム１表面に付着させて、ジャンピング現像法により現像してトナー像として可視像化する。本実施例にて、現像剤ｔは、磁性一成分トナーとされ、現像装置３の現像剤担持体３ａ、３ｂには、感光ドラム１の帯電極性と同極性の現像バイアス（ＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したバイアス）が印加される。なお、本実施例における現像装置３の詳細については後述する。
【００３９】
トナー像が形成された感光ドラム１表面を転写前帯電器（ポスト帯電器）４で転写前帯電する。感光ドラム１表面のトナー像が感光ドラム１と転写帯電器５間の転写部に到達すると、このタイミングに合わせて給紙カセット（図示せず）内の転写用紙などとされる転写材Ｐが転写部Ｔに搬送される。転写部Ｔでは、トナーと逆極性の転写電圧が印加された転写帯電器５によりトナー像が転写材Ｐに転写される。そして、トナー像が転写された転写材Ｐは、分離帯電器６で感光ドラム１から分離されて定着装置８に搬送される。転写材Ｐ上のトナー像は、定着装置８の定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂ間の定着ニップ部にて転写材Ｐに加熱、加圧して熱定着する。トナー像が定着された転写材Ｐは、その後、外部に排出する。
【００４０】
なお、トナー像転写後の感光ドラム１表面に残留している転写残トナーは、クリーニング装置７によって除去され回収される。
【００４１】
次に、本実施例における現像装置３について詳細に説明する。
【００４２】
本実施例における現像装置３は、図２に示すように、感光ドラム１と対向する現像部Ｄ（Ｄａ、Ｄｂ）に位置して、現像剤担持体３ａ、３ｂが配置される。現像剤担持体３ａ、３ｂは、感光ドラム１に近接して、感光ドラム１の回転方向に沿って現像容器３１の開口部に配置され、矢印方向（反時計方向）に回転自在とされる。本実施例にて、現像剤担持体３ａ、３ｂは互いに同一方向で、かつ、感光ドラム１と対向配置した領域にて感光ドラム１と同じ方向に回転される。
【００４３】
図示するように、現像剤担持体３ａは、感光ドラム１の回転方向に対して感光ドラム１と対向する現像部Ｄの上流側（Ｄａ）に位置し、現像剤担持体３ｂは、感光ドラム１の回転方向に対して現像剤担持体３ａの下流側（Ｄｂ）に位置している。
【００４４】
感光ドラム１の回転方向に対して上流側に位置する現像剤担持体３ａは、層厚規制ブレード３２によってトナーｔのコート厚が規制される。一方、感光ドラム１の回転方向に対して下流側に位置する現像剤担持体３ｂは、近接して配置されている現像剤担持体３ａによってトナーｔのコート厚が規制される。
【００４５】
現像容器３１内には、現像容器３１内のトナーｔを攪拌して現像剤担持体３ａ、３ｂ側に搬送するトナー攪拌部材３３、３４、及びトナー撹拌部材３５を有する。更に、現像容器３１内のトナー量を検知するトナー量検知センサ３６を備えている。
【００４６】
本実施例で用いたトナー（磁性一成分トナー）ｔは、ネガトナーで、重量平均粒径は５．０〜７．５μｍであり、樹脂は少なくともスチレンアクリル樹脂またはポリエステル樹脂のどちらか一方から成り磁性体を７０〜９０重量部入れている。また、外添剤として、０．５〜１．５％（重量％）のＳｉＯ２を含有している。
【００４７】
また、現像容器３１の上部には、現像容器３１内に補給するトナー（磁性一成分トナー）ｔを収納したトナー補給容器９が設けられている。現像時に現像容器３１内のトナーｔの量が所定量より減少したことをトナー量検知センサ３６で検知した場合には、トナー補給容器９内のトナーｔが現像容器３１内に補給される。トナー補給は、トナー補給容器９の補給口に設けたマグネットローラ（以下、単に「マグローラ」という。）９ａを制御装置１０からの制御信号によって回転させることによって行われる。
【００４８】
更に、トナー補給について説明する。
【００４９】
マグローラ９ａの磁力によってトナー補給容器９内のトナーｔをマグローラ９ａ表面に引き付け、マグローラ９ａを回転させる。マグローラ９ａと対向配置したトナー規制板９ｂとの間の所定のギャップ（隙間）で、マグローラ９ａ表面に担持されるトナーｔの量を規制する。そして、マグローラ９ａ表面に一定量担持されたトナーを、マグローラ９ａに当接されたトナー掻き取り板９ｃによって掻き取り、現像容器３１内へ落下させる。これによって、現像容器３１内へトナーｔが補給され、トナー撹拌部材３５によって新旧トンーが混合撹拌される。
【００５０】
現像剤担持体３ａ、３ｂは、非磁性部材である直径２０ｍｍのＳＵＳ３０５の上にＦＧＢ＃６００でブラスト処理をして表面粗さＲｚを３μｍとした。この表面粗さＲｚの測定には、接触式表面粗さ計（サーフコーダーＳＥ−３３００（株）小坂研究所）を用いた。また、測定条件は、カットオフ値が０．８ｍｍ、測定長さが２．５ｍｍ、送りスピードが０．１ｍｍ／ｓｅｃ、倍率５０００倍である。
【００５１】
現像剤担持体３ａ、３ｂ内には、図３に示すように、磁界発生手段としての複数の磁極を備えた固定マグネットロール３０ａ、３０ｂがそれぞれ固定配置されている。現像剤担持体３ａ内の固定マグネットロール３０ａは、図３に示すような磁場パターンを有する各磁極（Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）が配置されている。一方、現像剤担持体３ｂ内の固定マグネットロール３０ｂは、図３に示すような磁場パターンを有する各磁極（Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２）が配置されている。本実施例における、マグネット（磁極）の配列（マグネットパターン）の詳細については後で述べる。
【００５２】
現像剤担持体３ａ、３ｂは、感光ドラム１の回転速度（プロセススピード）に対して１００〜１５０％の速度で回転し、現像位置での現像剤担持体３ａ、３ｂと感光ドラム１間の隙間（ギャップ）Ｇａ、Ｇｂは１５０〜４００μｍである。固定マグネットロール３０ａの磁力によって現像剤担持体３ａ上に担持されるトナーは、層厚規制ブレード３２でコート厚が規制される。一方、固定マグネットロール３０ｂの磁力によって現像剤担持体３ｂ上に担持されるトナーは、現像剤担持体３ａでコート厚が規制される。なお、現像剤担持体３ａと現像剤担持体３ｂの回転中心を結ぶ直線上における現像剤担持体３ａと現像剤担持体３ｂ間の隙間（ギャップ）Ｇａｂは、２００〜４００μｍである。
【００５３】
現像剤担持体３ａ、３ｂには、図示しない現像バイアス電源から−３００Ｖの直流バイアスと交流バイアスを重畳した現像バイアスが印加される。これにより、トナー（磁性一成分トナー）を感光ドラム１側に飛翔させて静電像を非接触現像する。
【００５４】
なお、交流バイアスとは、本実施例では、図４に示すようなピーク間電圧（Ｖｐｐ）が９００〜１７００Ｖ、周波数が１．２〜３．６ｋＨｚの矩形波である。また、本実施例では矩形波を用いているが、トナーの種類、感光ドラム、潜像方式等に応じて波形の形状を最適化する必要がある。本実施例では、現像コントラストは飛翔方向に２００Ｖとし、かぶりとりコントラストは１５０Ｖとした。
【００５５】
このように本実施例では、現像剤担持体３ａ、３ｂに直流バイアスに重畳して交流バイアスが印加される。これによって、現像剤担持体３ａによる現像に寄与しなかった余分なトナーを現像剤担持体３ｂによって回収し、再び現像容器３１内に戻すことができる。その結果、トナーの消費量を減らすことができる。
【００５６】
例えば、画像比率６％原稿を画像出力した場合において、従来の磁性一成分トナーを用いた現像装置ではトナー消費量が５０〜６０ｍｇ／枚であったが、本実施例１の現像装置３では、トナー消費量は約４０ｍｇ／枚であった。
【００５７】
また、現像剤担持体３ａ、３ｂの長手方向両端近傍の周面上には、図５に示すように、磁気シール部材１１ａ、１１ｂがそれぞれ配置されている。磁気シール部材１１ａ、１１ｂは、主に鉄よりなるモルダロイ（ＫＮメッキ、透磁率１０〜６）、又は、プラスティックマグネット（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ：プラスティックマグネット、残留磁化Ｂｒ４００〜８００ｍＴ）で作製されている。各現像剤担持体３ａ、３ｂ表面と各磁気シール部材１１ａ、１１ｂとのギャップＧｓは４００μｍ±２００μｍとした。
【００５８】
磁性シール部材１１ａ、１１ｂの取り付け位置については、固定マグネットロール３０ａ、３０ｂの端部の位置と一致させるのが好ましい。これは、磁性シール部材１１ａ、１１ｂの外側より固定マグネットロール３０ａ、３０ｂが外に出ると長手方向の外にも磁力が存在するために、その磁力でトナーが外に運ばれてしまい、トナー漏れを引き起こすためである。
【００５９】
また、逆に磁性シール部材１１ａ、１１ｂの外端に対して固定マグネットロール３０ａ、３０ｂの端部が中に入り過ぎると、次のような問題が生じる。
【００６０】
つまり、本来、磁性シール部材１１ａ、１１ｂと固定マグネットロール３０ａ、３０ｂの間で磁気ブラシを形成して、磁性シール部材１１ａ、１１ｂが、その外端部では磁力が存在しない。それにもかかわらず、各現像剤担持体３ａ、３ｂ上には磁性シール部材１１ａ、１１ｂの幅で磁気ブラシを形成する。そのために、外側のトナーは現像剤担持体３ａ、３ｂの端部から漏れると同時に、トナー層厚も大きくなってボタ落ちを引き起こすためである。
【００６１】
そこで、図６に示すプラスティックマグネットによる端部シール１１ａ、１１ｂを用いることで、高速に回転した場合でも、端部トナー漏れを防ぐことができる。マグネットロール３０ａ、３０ｂと磁性シール１１ａ、１１ｂとの間に磁気拘束力を高めることで飛散を防止している。磁性シール１１ａはＳ、Ｎ、Ｓ、Ｎで構成され、規制部材３２近傍ではマグネットロール３０ａの磁極Ｎ１と異極であるＳ極にすることでトナー漏れを防止している。また、磁性シール１１ｂはＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓで構成され、磁気シール１１ｂのマグネットロール３０ｂのＮ２極と対向する磁極は、Ｎ２極と異極であるＳ極にすることで、端部からのトナー飛散を防止している。
【００６２】
次に、本実施例における現像装置３の現像剤担持体３ａ、３ｂについて更に詳細に説明する。
【００６３】
図７に従来例のマグネットロールのマグネットパターンを示す。現像剤担持体３ａ、３ｂは、それぞれ、内部に固定マグネットロール３０ａ、３０ｂを有する。まず、現像剤担持体３ａ、３ｂの近接対向部の磁極（現像剤担持体３ａのＳ２、現像剤担持体３ｂのＮ１）と、感光ドラム１の近接対向部の磁極（現像剤担持体３ａのＮ１、現像剤担持体３ｂのＳ１）の磁力に対する特性について検討した。本実験では、コート性、帯電性、現像剤循環性、現像性について検討した。検討結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2007240619.tif 000003
【００６５】
尚、現像剤担持体３ａのＮ１極、現像剤担持体３ｂのＳ１極はそれぞれ、感光ドラム１と対向位置である。また、現像剤担持体３ａ、３ｂ近接対向部のマグネットロール３０ａのＳ２極、マグネットロール３０ｂのＮ１極は、ほぼ対向位置とした。
【００６６】
「コート性」とは、現像剤担持体３ａ、３ｂ表面に所定のトナー層が形成されるかどうかである。特に、トナー量の長手分布均一性、回転方向の均一性、また、量だけでなくマグネットロールの磁力とトナーの比透磁率との関係からスリーブ上に形成される磁気的な穂立ちの高さや密度、などを意味する。前記トナー量は、スリーブ表面の一定面積のトナー量を吸引することで判別できる。また、磁気的な穂立ちは、光学顕微鏡を用いて、マグネットロールの各磁力位置で高さ、密度を観察することができる。
【００６７】
ミクロ的なコート性について述べたが、マクロ的にもコート性は重要である。現像剤担持体３ａは、規制部材３２の位置、材質、角度、等、並びに、マグネットロール３０ａの磁力によって、コート性を制御している。しかし、現像剤担持体３ｂは、現像剤担持体３ａとの近接若しくは近傍の磁力と、現像剤担持体３ｂの磁力、現像剤担持体３ａ、３ｂのギャップＧａｂ等で決定される。
【００６８】
十分に磁気的にトナー量を規制できない場合、現像剤担持体の回転方向にトナー量ムラが発生する。更に、感光ドラム１と近接する位置（図７の領域Ｄａ、Ｄｂ）で、濃度ムラが発生する。また、現像剤担持体３ａ、３ｂは同じ方向に回転しているため、現像剤担持体３ａからのトナーが現像剤担持体３ｂへ完全に移動すると、現像剤担持体３ｂ表面のコート層が増大し、均一性を保つことが出来ない。
【００６９】
次に、「帯電性」について述べる。上記でも述べたが、磁性一成分現像方式では、現像剤であるトナーの帯電は、トナー同士並びに現像剤担持体とトナーにおける摩擦帯電によって電荷が付与される。現像剤担持体３ａでは、規制部材３２近傍において帯電が、現像剤担持体３ｂでは、現像剤担持体３ａとの近接位置（図７の領域Ｂ）において帯電が行われている。今回、帯電性について、現像剤担持体３ａ、３ｂ表面のトナーを吸引しトナー自体が保持している電荷量を測定した。
【００７０】
なお、本実施例では、約−５〜−１２μｃ／ｍｇを目標値として、それ以上もしくはそれ以下の場合、基準外と判断している。
【００７１】
次に、「現像剤循環性」について述べる。現像剤循環性とは、現像剤担持体３ａ、３ｂに対するトナーへの圧、並びに、トナー同士の圧を極力抑え、トナーの移動スピードを高くし、かつ、時間に対して安定することである。つまり、トナーがある特定個所で滞るとパッキングが発生、トナーの劣化につながる。
【００７２】
前記現像剤循環性について、本実施例では、図８で示す領域Ａ、Ｂ、Ｃの３ポイントにおいて、ＣＣＤスコープ拡大顕微鏡と高速ビデオカメラを用いて、トナーの挙動を１秒間に約２５６コマ間隔で観察した。つまり、領域Ａ、Ｂ、Ｃのポイントとは、Ａ：現像剤担持体３ａ、３ｂの感光ドラム側、Ｂ：現像剤担持体３ａ、３ｂ同士近接近傍、Ｃ：現像剤担持体３ａ、３ｂの現像容器側、のポイントである。
【００７３】
理想的な現像剤循環を図８に示す。現像剤担持体３ａ、３ｂのトナーはそれぞれ、独立して流れている。Ｃ領域では、現像剤担持体３ｂから、現像剤担持体３ａへの現像剤が滞ることなく移動することである。また、Ｂ領域では、現像剤担持体３ａ、３ｂ両者のトナーが接触する面積を極力抑え、それぞれの現像剤の移動を規制することが重要である。つまり、現像剤担持体３ａ、３ｂの近接近傍では、それぞれのマグネットによって保持される力を高めることが重要になる。また、Ａ領域では、現像剤担持体３ａ上のトナーの現像剤担持体３ｂへの移動がほとんどなく、Ｂ領域、Ｃ領域へ搬送されることがもっとも理想である。万が一、現像剤担持体３ｂへ移動した場合、２成分現像方式と異なり、磁性一成分現像装置では、マグネットロール方向への力よりむしろ静電的な力によって感光ドラム方向へひきつけられる。それによって、画像不良となり、白地部へのかぶり、ラインの飛び散り、等を引き起こす可能性が高くなる。
【００７４】
次に、「現像性」の検討方法を述べる。
【００７５】
上記でも述べたが、現像剤担持体３ａ、３ｂと感光ドラム１との近接位置である図８の領域Ｄａ、領域Ｄｂにおいては、潜像が形成された感光ドラム１上の潜像電位に対して、現像剤担持体３ａ、３ｂに高圧が印加される。これによって生じた電位差によって、現像剤担持体３ａ、３ｂから感光ドラム１へとトナーを飛翔させている。
【００７６】
つまり、潜像を忠実に再現するためには、現像領域Ｄａ、Ｄｂにおいて、適正なトナー量、トナー電荷量を保持し、かつ、適正な現像条件であることが重要である。
【００７７】
本実施例では、磁性一成分現像方式にてネガトナーを用いている。トナーは、感光ドラムと現像剤担持体間に働く電位差による電界で感光ドラム方向へ引き付けられる。一方で、トナーは、磁性体が含まれるためマグネットロールによる磁力が現像剤担持体方向へかかっている。また、現像剤担持体表面の裏側には、トナーの帯電によって発生したポジ系の電荷が生じ、鏡映力として現像剤担持体方向に力が働く。
【００７８】
本実施例では、現像条件は、上述のように、ＤＣ成分とＡＣ成分によるバイアスを印加している。一方で、トナーの挙動へ影響を与えるマグネットロールの磁極、特に、現像領域Ｄａ、Ｄｂの磁極は、上述のように、画像形成に大きな影響を及ぼすことは明らかである。
【００７９】
本実施例では、現像性として、ある所定の感光ドラム電位、現像バイアスにおける感光ドラム上のトナーの飛翔状態、例えば、ベタ白部のトナー量やベタ黒部のトナー量、画像飛び散り度合いなどを総合的に観測し、判定している。
【００８０】
このような検討方法にて、マグネットロール３０ａ及びマグネットロール３０ｂにおける領域Ｄａ及び領域Ｄｂの磁極（以下、「現像極」と呼ぶ。）、及び、領域Ｂの磁極（以下、「カット極」と呼ぶ。）に含まれる磁極の大きさを振り、マグネットパターンの方向性を確認した。
【００８１】
実験は、表１に示したマグネットロール３０ａ、３０ｂのパターンそれぞれについて、上記説明した磁性一成分トナーを入れ、上記説明した回転速度、現像条件で、コート性、帯電性、現像性を確認した。
【００８２】
なお、トナーは、外乱因子である環境水分量や出力画像比率などに影響を与えるため、それぞれ厳しい環境で検討を実施した。例えば、コート性や現像剤循環性、帯電性であれば、トナーの流動性が悪くなる高温高湿環境下で、また、現像性のベタ白部へのトナー飛翔については低温低湿環境下で、かつ、低画像比率で確認している。
【００８３】
実験１−１は、図７に示す従来例のマグネットパターンにほぼ近い系である。マグネットロール３０ａの現像極Ｎ１がマグネットロール３０ａのカット極Ｓ２より大きく、かつ、マグネットロール３０ａのカット極Ｓ２の磁力はマグネットロール３０ｂのカット極Ｎ１より大きくなっている。
【００８４】
この系による実験の結果、コート性、帯電性、現像性は、問題ないレベルである。
【００８５】
一方、本実験例における現像剤循環性の観察においては、現像剤の滞りが図７の領域Ｂで確認された。これは、現像剤担持体３ａのカット極Ｓ２の磁力が、下カット極Ｎ１より大きいため、現像剤は領域Ｂにおいて磁極Ｓ２へ移動するからである。
【００８６】
この現像剤循環の状態で長期使用した場合、領域Ｂで現像剤のブロッキングが発生、トナーが劣化、画像不良へつながる危険性が高いことが分かった。
【００８７】
実験１−２は、従来例である実験１−１に対して、マグネットロール３０ｂのカット極Ｎ１の大きさを小さくしている。
【００８８】
その結果、コート性が×、現像剤循環性が××レベルであった。
【００８９】
原因は、マグネットロール３０ａのカット極Ｓ２の磁力に対してマグネットロール３０ｂのカット極Ｎ１の磁力が小さすぎた。そのため、トナーがほとんど現像剤担持体３ａへと搬送され、現像剤担持体３ｂ表面にトナーがコートされなかった。また、現像剤担持体３ａの現像極Ｎ１からのトナーによって、領域Ｂで現像剤の滞りが発生し、短時間で現像剤溜まりが形成されてしまった。
【００９０】
実験１−３は、実験１−１に対して、マグネットロール３０ａのカット極Ｓ２の大きさをマグネットロール３０ｂのカット極Ｎ１と同じとしている。
【００９１】
その結果、コート性、帯電性、現像剤循環性、現像性は、問題ないレベルであった。
【００９２】
実験１−４は、実験１−１に対して、マグネットロール３０ａの現像極Ｎ１の大きさを小さくしている。しかしながら、マグネットロール３０ａ、３０ｂのカット極Ｓ２、Ｎ１の大きさは、マグネットロール３０ａのカット極Ｓ２がマグネットロール３０ｂのカット極Ｎ１に比べ大きいため、実験１−１と同じく現像剤循環性が悪い。
【００９３】
また、今回の実験では、マグネットロール３０ａの現像極Ｎ１が９０から７０ｍＴに下がっても現像性は低下しなかった。何故ならば、マグネットロール３０ａによる画像不良、例えばかぶりや、飛び散りなど発生しているが、マグネットロール３０ｂによるかぶりトナーの回収、飛び散りトナーの再配列によって現像性は良好であった。
【００９４】
次に、実験１−５では、マグネットロール３０ｂの現像極Ｓ１の大きさを小さくしたパターンである。
【００９５】
上記説明した通り、現像性が低下している。さらに、カット極は上カット極Ｓ２が下カット極Ｎ１に比べ大きいため、領域Ｂにおける現像剤溜まりが発生し、現像剤循環性が悪化している。
【００９６】
上記結果から、コート性、帯電性、現像剤循環性、現像性を満足する条件として、マグネットロール３０ａのカット極Ｓ２の大きさをマグネットロール３０ｂのカット極Ｎ１の大きさより小さくすることが重要である。
【００９７】
更に、マグネットロール３０ｂの現像極Ｓ１の大きさは、所定の大きさの値、即ち、今回の実験では図示していないが８０ｍＴ以上は必要である。なお、上記値については、トナーの特性、現像バイアス、感光ドラム上の電位等により最適化する必要がある。
【００９８】
図９は、従来例（図７）に比べ、現像剤担持体３ａのカット極Ｓ２と現像剤担持体３ａの規制部材３２との間で、かつ、現像容器側に現像剤担持体３ａのカット極Ｓ２と同じ極性の磁極Ｓ３を配置した系である。
【００９９】
図７の従来例では、現像剤担持体３ａのカット極Ｓ２により搬送されたトナーが現像剤担持体３ａの搬送極Ｎ２によって搬送され、規制部材３２付近に送られる。そして、磁気規制によって所定のトナー量にコートされ現像剤担持体３ａの現像極Ｎ１から感光ドラム１へ移動する。本例では、規制部材３２、領域Ｂを通過し、かつ現像されなかったトナーがそのまま搬送されるため領域Ｆでは、ほとんど同じトナーが搬送されている。
【０１００】
つまり、現像装置のなかで最もトナーへ圧の高い領域を通過する時間が長いため、低画像比率を使用するケースでは、トナーの劣化スピードが速くなることが実験で確認できた。
【０１０１】
上記トナー劣化を抑えるためには、規制度合いを下げるか、若しくは、いったん現像剤担持体からトナーを引き離す方法がある。前者の場合、規制が緩くなると、まず帯電付与能力が低下、さらに現像極へ供給するトナー量が増加し、感光ドラムの白地部へのかぶりが発生することが分かっている。つまり、後者であるトナーを引き離す必要がある。特に高速対応では、攪拌スピード、温度上昇等によって、トナーの劣化の進行が早いため、対策を講じる必要がある。
【０１０２】
図９にトナーを引き離すマグネットロールのパターンを示す。現像剤担持体３ａのカット極Ｓ２と規制部材３２との間に反発極Ｓ３極を設けている。
【０１０３】
現像剤循環性について高速ビデオカメラで領域Ｇを観察すると、トナーが図９の矢印の方向へ移動していることが判明した。
【０１０４】
その結果、領域Ｆの現像剤への圧が低下し、高速化した場合でも現像剤劣化に対して強い構成であることを確認した。
【０１０５】
次に、現像剤担持体３ａ、現像剤担持体３ｂの磁極の極性について方向性を確認した結果を表２に示す。
【０１０６】
【表２】
2007240619.tif 000004
【０１０７】
本実施例では、マグネットロール３０ｂの現像極、カット極の極性について、
（１）上下カット極が異極である実験２−１、
（２）上下カット極が同極である実験２−２、
（３）マグネットロール３０ｂの現像極とカット極が異極である実験２−３、
（４）マグネットロール３０ｂの現像曲とカット極が同極である実験２−４、
についてコート性、帯電性、領域Ｂの剤循環性、現像性、に加えて、感光ドラム側の領域Ａの剤循環性についても検証した。結果を表２に示す。
【０１０８】
実験１で最良であった条件と同じ実験２−１では、領域Ｂの現像剤循環性が良かったが、高速化（例えば８００ｍｍ／ｓｅｃ）によって領域Ａにおいて多少の現像剤溜まりが発生していることが確認できた。改善が必要である。
【０１０９】
原因について説明する。前記現像剤溜まりは、高速回転（例えば８００ｍｍ／ｓ程度）で発生し易いことが実験で判明した。一例を図１０に示す。
【０１１０】
これは、現像剤担持体３ａによる現像後に、現像剤担持体３ａと現像剤担持体３ｂの近接対向部で現像剤担持体３ａ側に０〜１０ｍＴの低磁力領域があると、トナー搬送力がなくなる。そのためにトナーｔが現像剤担持体３ａ上に滞留してしまい、コート不良が発生することが分かった。特にこの現象は、高速回転する現像剤担持体３ａが高速回転することでトナー搬送が追いつかず、より顕著になることが分かった。
【０１１１】
実験２−２である上下カット極が同極の場合、領域Ｂにおいて現像剤循環性がきびしく、現像剤担持体３ａのコート性が悪くなる現象が発生した。
【０１１２】
原因は、上下カット極を同極にすることで、十分磁気カットされず、現像剤担持体３ａのトナーが現像剤担持体３ｂへ移動したためである。また、マグネットロール３０ｂの現像極とカット極を同極にするパターンでは、コート性で×レベルである（実験２−４）。
【０１１３】
一方で、実験２−３では、結果は、非常に良いレベルであるが、現像剤担持体３ａから現像剤担持体３ｂへトナーが飛翔するため、白地部のかぶりが発生し、磁性一成分現像装置では採用できない。
【０１１４】
これらの結果、トナーの物性、現像バイアス、現像剤担持体と感光ドラムとの距離、現像剤担持体３ａ、３ｂ間隔などが現状条件の場合には次のことが分かった。つまり、マグネットロール３０ａ、３０ｂのカット極は、異極がよく、かつ、マグネットロール３０ａ、マグネットロール３０ｂの現像極とカット極との極性は異極がよい。
【０１１５】
上記説明した通り、最良の実験２−１の系についても改善が必要である。
【０１１６】
そこで、ユーザのニーズである高速対応の対策系である搬送極を追加するマグパターンを図１１に示し、搬送極の極性に関する検討結果を表３に示す。
【０１１７】
【表３】
2007240619.tif 000005
【０１１８】
前記搬送極は、現像剤担持体３ａの現像極Ｎ１とカット極Ｎ２の間に極を設けることでトナーを磁気的に拘束して現像剤挙動を安定化させている。
【０１１９】
搬送極の極性について説明する。
【０１２０】
図１２に搬送極（磁極Ｎ２）とカット極（磁極Ｎ３）が同じであるケースを示す。
【０１２１】
現像剤挙動を観察した結果、現像剤担持体３ａ、３ｂの領域Ｂ及び領域Ａにおいて、微小ではあるが現像剤の滞りが確認された。
【０１２２】
つまり同極にすることで、現像剤担持体３ａ上のトナーが反発して現像剤担持体３ｂへ移動、回転して現像剤担持体３ｂの現像極（Ｎ２）へ搬送されるが、現像剤担持体３ａの搬送極Ｎ２極の磁力によって引き付けられる。その結果、現像剤滞留が発生することが分かった。
【０１２３】
つまり、マグネットロール３０ａの搬送極とカット極は異極であることが重要である。
【０１２４】
本実施例にて、図３に示すように、領域Ｂにおけるマグネットロール３０ａとマグネットロール３０ｂのカット極は、それぞれ、異極性の各磁極（図３ではＳ２極（磁極Ａ）とＮ１極（磁極Ｂ））である。
【０１２５】
つまり、上記実施例の現像装置３は、互いに近接配置された、感光ドラム１の回転方向における上流側の第１現像剤担持体（現像剤担持体３ａ）と、下流側の第２現像剤担持体（現像剤担持体３ｂ）とを有する。現像剤担持体３ａ、３ｂは、それぞれ内部に複数の磁極を備えた磁界発生手段であるマグネットロール３０ａ、３０ｂを有している。
【０１２６】
第１現像剤担持体３ａの第１マグネットロール３０ａは、感光ドラム１との近傍に配置された第１磁極（現像極Ｓ１）を有する。また、第１現像剤担持体３ａと第２現像剤担持体３ｂの近接部に配置された第２磁極（カット極Ｓ２）とを有する。
【０１２７】
また、第２現像剤担持体３ｂの第２マグネットロール３０ｂは、第１現像剤担持体３ａと第２現像剤担持体３ｂの近接部に配置された第３磁極（カット極Ｎ１）を有する。
【０１２８】
第１マグネットロール３０ａは、第１磁極（現像極Ｓ１）と第２磁極（カット極Ｓ２）との間に第４磁極（搬送極Ｎ２）を有し、第２磁極（カット極Ｓ２）と第１現像剤担持体３ａの回転方向下流側で、かつ、第１磁極（現像極Ｓ１）との間に第５の磁極（搬送極Ｓ３）を有する。
【０１２９】
また、上述にて理解されるように、第１磁極（現像極Ｓ１）と第４磁極（搬送極Ｎ２）、第２磁極（カット極Ｓ２）と第４磁極（搬送極Ｎ２）、第２磁極（カット極Ｓ２）と第３磁極（カット極Ｎ１）は異極である。そして、第２磁極（カット極Ｓ２）と第５の磁極（搬送極Ｓ３）は同極である。
【０１３０】
さらに、上記領域Ｂにおけるマグネットロール３０ａとマグネットロール３０ｂのカット極の、現像剤担持体３ａ、３ｂの各回転中心を結ぶ線（Ｌ）に対する角度（θ１、θ２）を変化させたとき、現像剤担持体３ｂ上のコート性を検討した。
【０１３１】
なお、マグネットロール３０ａとマグネットロール３０ｂの各角度（θ１、θ２）は同じ角度である。また、現像剤担持体３ａ、３ｂの各回転中心を結ぶ線に対して感光ドラム１側の角度をマイナス（−）とした。
【０１３２】
表４に角度依存性の結果を示す。
【０１３３】
【表４】
2007240619.tif 000006
【０１３４】
マグネットロール３０ａ、３０ｂのカット極位置について対向位置、感光ドラム側に１５°（−１５°）移動、現像容器側に１５°（＋１５°）移動して、コート性、帯電性、領域Ａ、Ｂにおける現像剤循環性、現像性について確認した。
【０１３５】
その結果、現像剤担持体３ｂ上のトナーコートは、現像剤担持体３ａ側の現像剤担持体３ａで層厚規制をするために、現像剤担持体３ａ側の磁極Ａを、現像剤担持体３ａと現像剤担持体３ｂの回転中心を結ぶ線Ｌよりも感光ドラム１側（外側）に出しすぎると、現像剤担持体３ｂ上でのトナーコート不良を起こし、トナー帯電を安定させることができないことが分かった。
【０１３６】
このように図３に示したマグネットロール３０ａ、３０ｂのパターンを含む本実施例の現像装置３を用いることにより、現像剤担持体３ａ及び現像剤担持体３ｂ表面を共に安定して均一に現像剤（磁性一成分トナー）を薄層にコートすることができ、かつ、帯電性、現像剤循環性等が良好であり、良好な画像形成を行うことができる。
【０１３７】
なお、上記した本実施例では、正帯電の感光ドラムとネガトナー、バックグラウンド露光を用いて正規現像を行う構成であったが、正帯電の感光ドラムとポジトナー、イメージ露光を用いて反転現像を行う構成でも同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
実施例２
以下、本発明の第２の実施例について、図面を参照して具体的に説明する。
【０１３９】
図１３は、本実施例に従ったマグネットロール３０ａ、３０ｂを備えた現像剤担持体３ａ、３ｂの構成を示す。
【０１４０】
本実施例は、実施例１と同様の構成とされ、ただ、各磁極の大きさが異なっている。図中の矢印の長さが磁極の大きさを表す。また、各磁極の大きさについて検証した結果を表５に、各磁極の方向性及び機能性を表６に示す。
【０１４１】
【表５】
2007240619.tif 000007
【０１４２】
【表６】
2007240619.tif 000008
【０１４３】
実験条件は、上記実施例１とほぼ同じだが、苛酷環境で、かつ、画像出力通紙による加速耐久試験を実施し、コート性、帯電性、現像剤循環性、現像性について長期使用状態の把握を実施した。耐久試験によるトナーの移動方向に注目した。実験により、従来の初期特性では分からなかった現像剤の滞りが今回新たに判明した。
【０１４４】
本実施例の第１の条件である表５の実験５−１では、耐久によって現像剤担持体３ａ（マグネットロール３０ａ）のカット極Ｓ２から現像剤担持体３ｂ（マグネットロール３０ｂ）のカット極Ｎ１への現像剤の移動が顕著になる。また、挙動観察では現像剤の流れで分かりずらい領域Ａと領域Ｂの境界、つまり現像剤担持体３ａの搬送極Ｎ２と現像剤担持体３ｂのカット極Ｎ１で生じる低磁力領域が発生した。また、現像剤担持体３ａの搬送力低下による現像極近傍に現像剤溜まりが発生し、現像剤担持体３ｂの現像極との低磁力領域と重なり現像剤溜まりが発生した。
【０１４５】
これらを改善した条件が実験５−２である。実験５−１に比べ、マグネットロール３０ａの現像極Ｓ１、搬送極Ｎ２を下げ、かつ、カット極Ｓ２を上げている。結果、上記問題点を解決することができた。
【０１４６】
表６には、各磁力の機能性と、磁力の方向による弊害を記載している。特に重要なのは、マグネットロール３０ｂのカット極Ｎ１（第３磁極）の磁力に対する、各磁力の大きさである。基本的には、マグネットロール３０ｂのカット極Ｎ１（第３磁極）の磁力に比べ、上カット極Ｓ２（第２磁極）、搬送極Ｎ２（第４磁極）、現像極Ｓ１（第１磁極）の磁力を小さくする。これによって、コート性、帯電性、剤循環性を安定させることが可能になる。
【０１４７】
また、現像性については、現像剤担持体３ｂの現像極Ｓ１の大きさを所定の値、本件では９０ｍＴ以上であれば、現像剤担持体３ａの現像極Ｓ１がある程度小さくても、画像不良が発生しないことを確認した。
【０１４８】
以上の結果から、実施例２の上記各磁極の磁力を設定することで実施例１に比べ、外乱因子に対して、コート性、帯電性、循環性で優位であることが分かった。
【０１４９】
尚、本実施例における現像条件は実施例１と同じであるが、あくまでも一例であり、画像形成装置の仕様、条件に応じて最適化することが望ましい。
【０１５０】
上記実施例１、２によると、従来の現像装置に比べ、現像剤の循環性を理想的な方向へ設定することができる。その結果、現像剤の滞りをなくし、現像剤に対する圧力を極力低減することで、昇温や高速回転等によるパッキング、現像剤の凝集等を防止することができ、現像剤の長寿命化を達成することが可能である。また、従来技術に比べ、現像剤のコート性、帯電性、現像剤循環性を向上させ、現像剤消費量安定化、画像品位を向上させる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一実施例を説明する概略構成図である。
【図３】現像装置の磁極配置構成を説明する概略図である。
【図４】本実施例の現像装置で用いる現像バイアス波形の概略図である。
【図５】現像装置の現像剤担持体端部に設けた端部シールを説明する概略図である。
【図６】現像装置の現像剤担持体端部に設けたマグネットタイプの端部シールを説明する概略図である。
【図７】従来例における現像剤溜まりを説明するための磁極配置（マグネットパターン）と現像剤循環方向を示す図である。
【図８】本発明の現像装置における現像剤の挙動を観察する領域を示す図である。
【図９】反発極を設けたマグネットパターンと現像剤の循環方向を示す図である。
【図１０】現像剤溜まりを示すマグネットパターンと現像剤の循環方向を示す図である。
【図１１】搬送極を設けたマグネットパターンと現像剤の循環方向を示す図である。
【図１２】搬送極とカット極とが同極である時の現像剤の循環方向を示す図である。
【図１３】本発明に係る現像装置のマグネットパターン及び現像剤の循環方向を示す図である。
【図１４】従来の磁性一成分現像装置を搭載した画像形成装置の概略図である。
【図１５】従来の磁性一成分現像装置の規制部材部近傍を説明する概略図である。
【図１６】従来の複数の現像剤担持体を用いた現像装置におけるマグネットパターンの概略図である。
【図１７】従来の複数の現像剤担持体を用いた現像装置におけるマグネットパターンの概略図である。
【図１８】従来の複数の現像剤担持体を用いた現像装置におけるマグネットパターンと現像剤の循環方向を示した概略図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１    感光ドラム（像担持体）
２    一次帯電器
３    現像装置
４    転写前帯電器
５    転写帯電器
６    分離帯電器
７    クリーニング装置
８    定着装置
３ａ  第１現像剤担持体
３ｂ  第２現像剤担持体
３１  現像容器
３２  規制部材
３０ａ    第１マグネットロール（第１現像剤担持体の磁界発生手段）
３０ｂ    第２マグネットロール（第２現像剤担持体の磁界発生手段）
【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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