(57)【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体を配置した現像ローラにおいて、
前記磁石ローラ体は、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ロールであって、現像極部分が着磁されている円筒状マグネットロールと、該円筒状マグネットロールの現像極に相当する部分に配置された少なくとも１極以上の高磁力マグネットブロックを有し、
前記着磁された円筒状マグネットロールの現像極部分の磁気波形における磁束密度ピークの開き角度であるピーク幅が、前記マグネットブロックの磁気波形における磁束密度ピークの開き角度であるピーク幅以下であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記円筒状マグネットロールの現像極の極性と前記マグネットブロックの極性が同一であ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が異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料からな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４】
前記マグネットブロックが異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料からな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５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の現像ローラを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５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】
【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及び現像装置、現像ローラに関する。
【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されている。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（現像極）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】
【発明が解決しようとする課題】
上記の本願出願人が先に提案した現像装置においては、現像ローラの現像極部は極間角度が従来の現像ローラに比べて狭い（従来の２成分現像における現像極の半値幅：約５０度に対して２０度以下）ため、マグネット材料に高い磁気特性が必要となる。また、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）が要求される。なお、半値幅とは、図９に示すように、現像ローラ法線方向の磁束密度Ｂｒの半分の値を指す部分の角度幅のことである。
【０００９】
従来の現像装置において一般的に用いられているフェライト系マグネットでは狭い半値幅で大きな磁束密度を得ることはできない。希土類元素からなるマグネットは大きな磁束密度を得ることができるが、コストが高くつく。そのため、現実的な現像ローラのマグネット構成としては、高い磁気特性が必要となる現像主極部にのみ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となる。
【００１０】
特開平２−２２２１０９号公報には、図１０，図１１に示すような、円筒形状に形成したフェライト系材料からなる磁石ロール（フェライトマグロール）に等方性の希土類元素Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉と結合材料によって形成したマグネットブロックを埋め込んだマグネットロールが開示されている。
【００１１】
しかしながら、上記公報に記載のような構成のマグネットロールにおいて、高品質な画像を得るための、現像極の半値幅２０度以下かつ主極部の精度±１度という条件を実現することは困難であるという問題があった。
【００１２】
本発明は、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と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を低コストに提供することを課題とする。
【００１３】
また、全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することも本発明の課題である。
【００１４】
【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体を配置した現像ローラにおいて、前記磁石ローラ体は、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ロールであって、現像極部分が着磁されている円筒状マグネットロールと、該円筒状マグネットロールの現像極に相当する部分に配置された少なくとも１極以上の高磁力マグネットブロックを有し、前記着磁された円筒状マグネットロールの現像極部分の磁気波形における磁束密度ピークの開き角度であるピーク幅が、前記マグネットブロックの磁気波形における磁束密度ピークの開き角度であるピーク幅以下であることにより解決される。
【００１５】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記円筒状マグネットロールの現像極の極性と前記マグネットブロックの極性が同一であることを提案する。
【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が異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料からなることを提案する。
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が異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料からなることを提案する。
【００１７】
また、前記の課題は、請求項１〜４の何れか１項に記載の現像ローラを備えた現像装置により解決される。
また、前記の課題は、請求項５に記載の現像装置を備えた画像形成装置により解決される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、現像極部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の磁石ローラ体について説明する。
【００１９】
図１は、押出し成型で得られた溝付きマグネットローラを示す斜視図である。この図に示すマグローラ５１は、フェライト系材料からなる磁石ロールで、現像極に対応する部分に溝５２が形成されている。この溝５２には後述する希土類マグネットブロックが埋め込まれる。なお、符号５３はマグローラ５１の芯金である。
【００２０】
このマグローラ５１をヨーク着磁し、所望の磁気波形（磁力分布）を得る。得られた磁気波形の一例を図２に示す。
図３は、上記マグローラに埋め込んだ希土類マグネットブロックによる磁気波形を示すものである。希土類元素からなる棒状のマグネットブロック５４がマグローラ５１の溝５２に嵌装される。この図にはマグネットブロック５４のみによる磁気波形を示してある。この磁気波形から分るように、希土類マグネットの磁力分布は尖っており、狭い半値幅で大きな磁束密度を出す。
【００２１】
フェライト系材料からなるマグローラ５１に希土類マグネットブロック５４を埋め込んだ磁石ローラ体５０で最終的に得られる磁気波形を図４に示す。図４において、マグローラ５１とマグネットブロック５４からなる磁石ローラ体５０の現像極部の磁気波形は図に実線で示すものである。これらの磁気波形から磁束密度と半値幅を求めた結果を次の表１に示す。
【００２２】
【表１】
0003989169.tif 000002
【００２３】
表１に示すように、マグローラ５１のみによる現像極部の磁束密度は５０ｍｔで半値幅は３７度である。希土類マグネットブロック５４による磁束密度は６０ｍｔで半値幅は１７度である。そして、磁石ローラ体５０の現像極部の磁束密度は１１０ｍｔで半値幅は２５度である。この結果から、磁石ローラ体５０の現像極部の磁束密度は、マグローラ５１＋マグネットブロック５４、の関係になっていることが分かった。したがって、本発明のように磁石ローラ体の高磁力化を達成するには、フェライトマグローラの現像極と希土類マグネットブロックの極性を同一にし、夫々の磁力を高めることで所望の磁束密度を得ることができる。
【００２４】
一方、半値幅は、希土類磁石であるマグネットブロック５４が急峻な波形を有していても、ベース（基体）となるフェライト磁石のマグローラ５１の影響を大きく受けるため、マグネットブロック５４単独の半値幅より大きくなってしまい、課題とする半値幅２０度以下を達成できないことが分かった。
【００２５】
そこで、本願発明者らは、ベースとなるフェライトマグローラの着磁条件を検討し、現像極部のピーク幅（ボトム部）の狭幅化を計った。すなわち、着磁工程で着磁ヨーク幅の変更や着磁ヨークの位置をずらすことにより、ピーク幅を狭くして、半値幅を小さくしようとするものである。なお、現像極部のピーク幅とは、図５に示すように、現像極部における磁気波形のボトム部の幅、すなわち磁束密度ピークの開き角度のことを言う。
【００２６】
次に、図６〜図８は、本願発明者らが試作した磁石ローラ体の磁気波形図を示すものである。各磁石ローラ体の構成は、図１〜４で説明したものと同じく、円筒形の基体ローラである溝付きフェライトマグローラ５１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。図５〜図７の各磁石ローラ体は、希土類マグネットブロック５４は同じ物を用い、フェライトマグローラ５１の着磁条件（現像極部の着磁条件）が異なっている。
【００２７】
図６〜図８において、フェライトマグローラ５１の現像極部の磁気波形を升目を付して示してあるが、マグローラ５１の現像極部のピーク幅を狭幅化することにより、磁石ローラ体としての現像極の磁気波形（図に実線で示してある）のシャープネスが向上していることが分かる。
【００２８】
各磁石ローラ体における現像極部のフェライトマグローラ５１及びマグネットブロック５４のピーク幅と磁束密度ならびに磁石ローラ体としての現像極部の磁束密度と半値幅を次の表２に示す。
【００２９】
【表２】
0003989169.tif 000003
【００３０】
表２において、フェライトマグローラ５１の現像極部の着磁条件は、Ａ，Ｂ，Ｃの３つの条件が、ピーク幅５０度で磁束密度４０ｍＴ、ピーク幅３０度で磁束密度２０ｍＴ、ピーク幅１０度で磁束密度４ｍＴとなっている。希土類マグネットブロック５４のピーク幅及び磁束密度は３条件とも同じ３０度、７２ｍＴである。
【００３１】
マグローラ５１の現像極部の着磁条件Ａ，Ｂ，Ｃにより、磁石ローラ体５０としての現像極の磁束密度及び半値幅は、それぞれ１１５ｍＴで２５度、９５ｍＴで２０度、７８ｍＴで１８度となった。この結果から、フェライトマグローラ５１の現像極部の着磁条件を変更し、マグローラ現像極部のピーク幅を小さくすることにより磁石ローラ体現像極の半値幅も小さくなること、目標とする半値幅２０度以下を達成するためには、フェライトマグローラ５１の現像極部のピーク幅が希土類マグネットブロック５４のピーク幅以下であることが必要と分かった。
【００３２】
なお、希土類マグネットブロック５４は全て同じ材料を使用し、幅２ｍｍ、高さ（法線方向）２．５ｍｍ、長さ３００ｍｍで、等方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料を使用した。また、測定プローブと磁石表面のギャップは１．０ｍｍで行った。
【００３３】
一方、表２から分かるように、磁石ローラ体としての現像極の磁束密度は、マグローラ５１の磁束密度が低くなると、小さくなる。その結果、着磁条件Ｃでは、磁石ローラ体としての現像極磁束密度が７８ｍＴで、目標の８０ｍＴが達成できていない（半値幅は１８度とクリアしている）。
【００３４】
したがって、マグローラ現像極部のピーク幅を小さくすることにより磁石ローラ体現像極の半値幅を２０度未満とする場合には、希土類マグネットブロックの磁力がさらに要求されることになる。
【００３５】
今回実験に使用した希土類磁石のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料は最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが６４ｋＪ／ｍ３（８．０ＭＧＯｅ）の材料であるが、さらに高エネルギーの材料も等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料の中でも上市されている。しかし、それらの材料は磁石粉の含有率を高めて高磁力化を達成しているので、材料の柔軟性が乏しく、外部応力に弱く、非常に割れやすい脆い材料となっている。
【００３６】
現像ローラにおける磁石ローラ体のマグネットブロックとして使用する場合、幅１．０〜２ｍｍ、高さ２〜３ｍｍ、長さ３００〜３１０ｍｍの棒状になっており、より一層割れやすい形状となっている。従って、等方性Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂ以外でさらに高磁力の材料が要求される。
【００３７】
より高磁力の材料を求めて、磁気特性、脆さ、成型性等を鋭意検討した結果、異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料と異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料の２種が等方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系以上であることがわかった。
【００３８】
異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料は（ＢＨ）ｍａｘが約１２ＭＧＯｅあり、等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の１．５倍の磁力である。磁粉の配合比が低くできるため、プラスティック材料の持つフレキシビリテイーが維持され、割れ難くなっている（バインダーはナイロン１２を使用）。
【００３９】
次に異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料は（ＢＨ）ｍａｘが約９．５ＭＧＯｅあり、等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の１．２倍の磁力である。磁粉の配合比が低くできるため、プラステイック材料の持つフレキシビリテイーが維持され、割れ難くなっている（バインダーはゴム系材料を使用）。
【００４０】
これら２種の材料を上記着磁条件Ｃの磁石ローラ体で評価した結果を次の表３に示す。
【００４１】
【表３】
0003989169.tif 000004
【００４２】
ここで比較検討した希土類マグネットブロックは、全て幅２ｍｍ高さ２．５ｍｍ（着磁方向）、長さ３００ｍｍで、測定プローブと磁石表面のギャップは１．０ｍｍで測定した。
【００４３】
このように、異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料と異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料をマグネットブロック５４として用いることにより、半値幅を２０°以下に狭くしても、８０ｍＴ以上の磁束密度が得られるようになった。
【００４４】
なお、上記説明では、現像極部における希土類マグネットブロック５４は１極（１個）であったが、複数極（複数個）を設けても良い。その場合、フェライトマグローラ５１の現像極部のピーク幅が複数個の希土類マグネットブロック全体でのピーク幅以下であればよい。
【００４５】
次に、上述したような、磁石ローラ体を内蔵する現像ローラを備える現像装置について説明する。
図１２は、本発明に係る現像ローラを備える現像装置の断面構成図である。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。本実施形態においては、感光体ドラム２０と現像スリーブ４３との間隔である現像ギャップは０．４ｍｍに設定されている。現像ギャップは、従来では０．６５ｍｍから０．８ｍｍ程度に設定されていた。
【００４６】
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。このドクタブレード４５と現像スリーブ４３との間隔であるドクタギャップは０．４ｍｍに設定されている。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。
【００４７】
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、上述した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を埋め込んだものである。マグネットブロックとしては、異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料または異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料のものを使用することで、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。
【００４８】
磁石ローラ体５０は複数の磁極を有している。上記希土類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。
【００４９】
画像濃度の低い感光体上のトナー像（付着量の少ないトナー像）を現像する際に、本実施例の磁気ブラシを使用した場合には、現像ニップ幅が小さいため、感光体上を摺擦する磁気ブラシの接触量（時間）が少なくなり、磁気ブラシ先端部に発生するカウンターチャージの発生量が低下する。結果として、カウンターチャージをもったキャリアがトナー像を引き付けることによる画像後端部が白く抜ける現象を抑えることが可能となる。したがって、画像濃度の低い感光体上のトナー像（付着量の少ないトナー像）の再現性を向上することが可能となった。
【００５０】
また画像濃度が高くなる理由として、現像極の磁気ブラシの長さが小さくなり、現像ニップ幅を小さくすることが可能となり、したがって、現像スリーブが回転移動し、現像極を通過する際の短くなった磁気ブラシが立ち始め現像ニップ間を通過する時間が早くなり（対感光体線速比がこの部分だけ早くなる現象が起こっている）、感光体に摺擦する現像剤の量が増加するために画像濃度が高くなる。更に現像ニップ幅が小さいので現像ニップ領域前の現像剤滞留部の現像剤量が少なく、カウンターチャージの発生を抑えることが可能となったために画像濃度の低下を抑えることができ、結果として、後端白抜けの無い画像能力の向上した現像装置を提供することができる。
【００５１】
本実施形態の現像装置における現像領域のイメージを図１３に示し、従来例のものを図１４に示す。
最後に、本発明の適用を電子写真式カラー複写装置（以下、カラー複写機という）に広げて説明する。図１５を用いて、本カラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。  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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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）。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
以上、本発明を図示の実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像装置の現像ローラ以外の部分の構成は、適宜変更することができる。もちろん、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。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、着磁された円筒状マグネットロールの現像極部分の磁気波形における磁束密度ピークの開き角度であるピーク幅が、高磁力マグネットブロックの磁気波形における磁束密度ピークの開き角度であるピーク幅以下であるので、現像極の磁気波形において半値幅の狭幅化が達成でき、現像ニップ幅を小さくすることが可能となり、したがって、高品質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを簡単な構成で低コストに実現することができる。
【００７０】
請求項２の構成により、円筒状マグネットロールの現像極の極性とマグネットブロックの極性が同一であるので、現像極部における磁束密度が両者の和となり、大きな磁束密度を得ることができる。
【００７１】
請求項３の構成により、高磁力マグネットブロックが異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料からなるので、半値幅を狭くした場合でも高い磁束密度を得ることができ、また、脆さ・成型性の面で改良されたマグネットブロックとすることができる。
【００７２】
請求項４の構成により、高磁力マグネットブロックが異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料からなるので、半値幅を狭くした場合でも高い磁束密度を得ることができ、また、脆さ・成型性の面で改良されたマグネットブロックとすることができる。
【００７３】
請求項５の現像装置により、高品質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを備えるので、全濃度域に渡って良質な画像を得ることのできる現像装置を低コストに提供することができる。
【００７４】
請求項６の画像形成装置により、高品質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを備えた現像装置を有することにより、全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溝付きマグローラの一例を示す斜視図である。
【図２】そのフェライトマグローラの磁気波形を示す模式図である。
【図３】そのマグローラに埋め込んだ希土類マグネットブロックによる磁気波形を示す模式図である。
【図４】フェライトマグローラと希土類マグネットブロックからなる磁石ローラ体の磁気波形を示す模式図である。
【図５】現像極部のピーク幅を説明するための模式図である。
【図６】磁石ローラ体の試作例における磁気波形を示す模式図である。
【図７】着磁条件を変えた他の試作例における磁気波形を示す模式図である。
【図８】着磁条件を変えた更に他の試作例における磁気波形を示す模式図である。
【図９】現像極の半値幅を説明するための模式図である。
【図１０】フェライトマグロールの一例を示す断面図である。
【図１１】フェライトマグロールの他の例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る現像ローラを備える現像装置の断面構成図である。
【図１３】その現像装置における現像領域での現像ギャップやニップの大きさを示す模式図である。
【図１４】従来の現像装置における現像領域での現像ギャップやニップの大きさを示す模式図である。
【図１５】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
４        現像装置
２０      感光体ドラム（潜像担持体）
４１      現像ローラ
４５      現像スリーブ(現像剤担持体)
５０      磁石ローラ体
５１      フェライトマグロール（円筒状マグネットロール）
５４      希土類マグネットブロック（高磁力のマグネットブロック）
【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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