(57)【要約】【課題】磁気穂を規制する穂切板と磁気ローラとの穂切ギャップを形成する構成部品の精度アップやコストアップをせず、従来と同等の精度の部品を用いて、磁気ローラ上の二成分現像剤搬送量の安定化、及び磁気ローラ軸方向に対する現像剤搬送量の均一化を実現し、画像品質の安定化、及び磁気ローラ軸方向の画像品質の均一化を実現する、画像形成装置における現像装置を提供することが課題である。【解決手段】穂切板を磁性体で構成し、磁気ローラにおける穂切極を穂切板に対向する位置に設けると共に、キャリアとして粒径を３０〜５０μｍ、飽和磁化を５５〜８０ｅｍｕ／ｇのものを用い、穂切極の磁力を６０〜９０ｍＴ、磁気ローラと穂切板との穂切ギャップを１５０〜２５０μｍとした【選択図】図３
2009053362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数の磁極を配した回転スリーブに非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤の磁気穂を担持した磁気ローラと、前記磁気穂の層厚を規制する穂切板と、前記磁気ローラに対面し、前記磁気穂からトナーを転移させて薄層が形成され、該薄層により電子写真方式で感光体上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体とを有する画像形成装置における現像装置において、
前記磁気ローラは、少なくとも、前記トナー担持体に対向する位置にトナー転移極が、該トナー転移極の前記回転スリーブ回転方向上流側であって前記穂切板と対向する位置に穂切極が、該穂切極の前記回転スリーブ回転方向上流側に分離極がそれぞれ設けられ、前記穂切板は磁性体で構成されて、前記キャリアは粒径を３０〜５０μｍ、飽和磁化を５５〜８０ｅｍｕ／ｇとし、前記穂切極の磁力を６０〜９０ｍＴとして、前記磁気ローラと穂切板との穂切ギャップを１５０〜２５０μｍとしたことを特徴とする画像形成装置における現像装置。
【請求項２】
内部に複数の磁極を配した回転スリーブに非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤の磁気穂を担持し、電子写真方式で感光体上に形成された静電潜像を前記磁気穂で現像する磁気ローラを有する画像形成装置における現像装置において、
前記磁気ローラは、少なくとも、前記感光体に対向する位置にトナー転移極が、該トナー転移極の前記回転スリーブ回転方向上流側であって前記穂切板と対向する位置に穂切極が、該穂切極の前記回転スリーブ回転方向上流側に分離極がそれぞれ設けられ、前記穂切板は磁性体で構成されて、前記キャリアは粒径を３０〜５０μｍ、飽和磁化を５５〜８０ｅｍｕ／ｇとし、前記穂切極の磁力を６０〜９０ｍＴとして、前記磁気ローラと穂切板との穂切ギャップを１５０〜２５０μｍとしたことを特徴とする画像形成装置における現像装置。
【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、それらの複合機などの画像形成装置における現像装置に係り、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる２成分現像剤で磁気ローラ上に磁気穂を形成し、該磁気穂の高さを穂切板で規制して、静電潜像を形成された感光体、若しくはトナー担持体を含む非磁性ローラにトナーを転移させるようにした、画像形成装置における現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内部に複数の磁極を有した磁気ローラ上に非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤の磁気穂を担持し、穂切板により層厚を規制しながら感光体やトナー担持体などの非磁性ローラにトナーを転移させて、感光体上に形成された静電潜像の現像、若しくはトナー薄層を形成したトナー担持体から感光体にトナーを飛翔させ、静電潜像を現像するようにした現像装置においては、画像品質の安定化、及び磁気ローラ軸方向の画像品質の均一化を目指す上で、磁気ローラ上の現像剤搬送量の安定化、磁気ローラの軸方向に対する現像剤搬送量の均一化が大変重要である。
【０００３】
例えば、磁気ローラ上に形成した磁気穂からトナー担持体にトナーを転移させてトナー薄層を形成し、現像を行う現像装置においては、磁気ローラの現像剤搬送量が低下すると、磁気穂の現像剤担持体へのトナー薄層形成能力が低下して画像濃度の低下、現像剤担持体上で前回現像した時にトナーが使用された部分が残像履歴として次の現像の時に現れる現像ゴースト性の悪化などの原因となる。また、逆に現像剤搬送量が増大すると磁気ローラと現像剤担持体間のギャップでの現像剤溢れ落ちなどが発生する。
【０００４】
こういった不具合の一因に、穂切板が一般的にその両端部をビスによって現像装置に固定していることがあげられる。すなわち、穂切板の両端部をビスに固定することで、搬送する現像剤の押圧力によって穂切板中央部がたわみ、軸方向中央部における磁気ローラとのギャップが端部側に対して広がってしまい、磁気ローラ軸方向の画像品質の均一化が難しくなる。
【０００５】
そのため、穂切板先端を真直ではなく、上記たわみ分を考慮して両端部に対して中央部を凸形状にすることが考案されている。さらに、磁気ローラを一般的な製作精度で製作すると、芯ブレによって前記ギャップが例えば３０μｍ程度変動する。そのため、高精度の穂切ギャップ管理を目指して構成部品の部品精度のアップ、例えば、穂切板先端部の真直度／ソリ規制、磁気ローラ外径／振れ公差、及び、穂切ギャップ組立て公差の縮小など、種々のことが行われてきた。
【０００６】
また、こういった磁気ローラに２成分現像剤の磁気穂を担持させ、穂切板により層厚を規制しながら非磁性ローラにトナーを転移させる現像装置においては、穂切板を磁性体で形成して磁気ローラ中に穂切板に対向して設けた穂切極に向け、垂直磁力を発生させて磁気穂を規制することが行われているが、この垂直磁力があまりに強いと穂切板と磁気穂の摩擦力が増大し、現像剤の劣化によって形成する画像の画質劣化を招く。そのため、穂切板を非磁性板で形成し、薄い磁性体の板を張り付けて磁力が強くならないようにすることも行われている。
【０００７】
そして前記したように、現像スリーブとドクタとの隙間が軸方向で一定でなくなるような条件下でも、ドクタギャップを通過する現像剤量を軸方向で一定となるようにするため特許文献１には、ドクタブレード４５ａに磁性材料からなる磁性部材４５ｂを固定し、磁性部材４５ｂの中央部の断面積を端部の断面積より大きくして中央部付近の磁界を端部付近の磁界に比べて大きくすることで、ドクタ中央部の磁界を高めて磁性ブラシの穂切り量を端部に比べて多くし、ドクタギャップを通過する現像剤の量を軸方向で一定とするようにした現像装置が提案されている。
【０００８】
また特許文献２には、穂切板に関するものではないが、現像時におけるトナー飛散を防止すると共に、現像時における潜像担持体へのキャリアの付着を防止し、緻密で滑らか、さらに地肌汚れの無い高品質なトナー像を得るため、キャリアの体積平均粒径をトナーの体積平均粒径以下とし、ドクタブレードによって規制された直後のトナー供給ローラ上に供給された現像剤のキャリア表面のトナー被覆率が１００％以下であり、現像剤の空隙部分を除く単位体積当りの平均磁化率が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上になるように、現像剤におけるトナーとキャリアとの割合を制御する制御手段を備えた現像装置が示されている。
【０００９】
さらに特許文献３には、現像ゴーストを防止するため、現像ローラ上のトナー薄層を磁気ローラの磁気穂ではぎ取って除去するに際し、現像装置を複雑にすることなく、現像ローラ上へのトナー層再形成時に層ムラが発生するのを防止するため、記録紙の紙間に対応する任意の潜像イメージ間の非現像間隔時に現像ローラと磁気ローラ間の電位差を異ならせて回転させ、現像ローラ上のトナー薄層をはぎ取った後、トナー薄層を現像ローラに再形成するトナー層はぎ取り及び再形成工程を設け、少なくとも前記トナー層はぎ取り工程時の両ローラの線速を、一方のローラが１回転するときの時間内に、他方のローラが周長にして±２ｍｍ以下の範囲の過不足で１回転するよう制御する、画像形成装置における現像方法及び装置が示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−０９１９５３号公報
【特許文献２】特開２００３−２２８２２９号公報
【特許文献３】特開２００５−０５５８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に示された穂切板中央部のたわみによる現像剤搬送量の不均一対策は、穂切板先端部の凸形状、或いは、穂切板の長手方向磁界強度を両端部に対して中央部が強くなるよう磁性体、あるいは磁石を設けるというコストアップを伴う方法であり、特許文献２、特許文献３に示された方法は、現像時におけるトナー飛散や潜像担持体へのキャリアの付着を防止したり、現像ゴースト防止に関するものであって、磁気ローラ上の現像剤搬送量の安定化、磁気ローラの軸方向に対する現像剤搬送量の均一化に関するものではない。
【００１２】
そのため本発明においては、従来技術のように、磁気穂を規制する穂切板と磁気ローラとの穂切ギャップを形成する構成部品の精度アップやコストアップをせず、従来と同等の精度の部品を用いて、磁気ローラ上の現像剤搬送量の安定化、及び磁気ローラ軸方向に対する現像剤搬送量の均一化を実現し、画像品質の安定化、及び磁気ローラ軸方向の画像品質の均一化を実現する、画像形成装置における現像装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本願出願人は、従来と同等の精度の部品を用いて磁気ローラと穂切板とを製作し、それでも磁気ローラ上の現像剤搬送量を安定化させ、かつ、磁気ローラ軸方向に対する現像剤搬送量の均一化させるためにはどのようにしたらよいかを考察するため、まず、非磁性体の穂切板（ブレード）と磁性体の穂切板（ブレード）とを用意し、穂切板（ブレード）と磁気ローラとの間隔（ブレードギャップ）を変えて現像剤の流量を調べた。
【００１４】
その結果、非磁性体の穂切板（ブレード）を用いた場合、現像剤の流量がブレードギャップの増大に伴ってほぼ直線的に増大し、磁気ローラの芯ブレが担持する磁気穂の規制量に大きく影響すると考えられるのに対し、磁性体の穂切板（ブレード）を用いた場合、穂切りギャップが１５０μｍから２５０μｍの間は現像剤流量変化が比較的少なく、２５０μｍを越えると流量が増大することがわかった。
【００１５】
これは、穂切極に対向する位置に磁性体の穂切板（ブレード）を設けると、穂切極と穂切板との間に磁界が発生して磁力線に沿って現像剤の穂立ちができ、それを穂切板で切るために穂切量が多くなり、現像剤搬送量が少なくなるためと考えられる。それに対して非磁性ブレードでは、穂切部での磁力線が接線方向に傾いているため、穂立ちが傾いて穂切量が少なくなり、現像剤搬送量が多くなると考えられる。
【００１６】
また、磁気ローラの磁力は距離の二乗に比例して変化するが、穂切りギャップが１５０μｍから２５０μｍの間は距離が短いために比較的磁力が大きく、磁力変化も緩やかであるのに対し、２５０μｍを越えると穂切りギャップの二乗に比例して磁力がどんどん小さくなり、現像剤搬送量が大きくなっていくと考えられる。そのため、穂切りギャップが２５０μｍを超えると、磁気ローラの芯ブレの影響が磁気ローラの現像剤搬送量に大きく影響することがわかった。
【００１７】
次に、磁気ローラの芯ブレによってこの流量がどのように変化するかと、磁気ローラの周速を変化させることで流量にどのような影響が出るかを調べた。この調査では、芯ブレに起因する磁気ローラと穂切板（ブレード）との最大間隔と最小間隔とにより生じる流量を、最大流量と最小流量の差として調べたが、その結果は前記した磁性体穂切板の場合と同様、穂切りギャップが１５０μｍから２５０μｍの間は比較的小さく、磁気ローラの芯ブレの影響が小さいと考えられるのに対し、穂切りギャップが２５０μｍを越えると最大流量と最小流量との差が大きくなり、さらに最大流量の場合、トナー担持体（現像ローラ）や感光体などの非磁性ローラとのギャップ間で現像剤溢れ落ちなどが発生した。
【００１８】
これは、前記したように穂切りギャップが１５０μｍから２５０μｍの間は磁気ローラの磁力が強いと共に変化が比較的緩やかで、最大流量と最小流量の差（すなわち芯ブレの影響）が比較的小さいのに対し、穂切りギャップが２５０μｍを越えると、磁力が小さくなって現像剤流量が多くなった（すなわち芯ブレの影響が大きくなった）ためと考えられる。また磁気ローラの周速は、現像剤の流量に大きな影響は与えないことがわかった。
【００１９】
そのため本発明では、穂切板を磁性体で構成し、少なくとも、感光体又は現像ローラなどの非磁性ローラに対向する位置にトナー転移極を、そのトナー転移極の磁気ローラにおける回転スリーブ回転方向上流側であって前記穂切板と対向する位置に穂切極を、その穂切極の回転スリーブ回転方向さらに上流側に磁気穂の分離極をそれぞれ設け、この穂切板に対向する穂切極の磁力を６０〜９０ｍＴとし、磁気ローラと穂切板との穂切ギャップを１５０〜２５０μｍとした。穂切極の磁力を６０〜９０ｍＴとしたのは、磁力が６０ｍＴ未満では磁気ブラシ形成に対する磁力が弱すぎ、９０ｍＴ超の磁力では磁力が強すぎて磁気穂と穂切板との摩擦により現像剤の劣化、それによる画質の悪化が懸念される上、高価な希土類元素などを使わないと通常のフェライトではそれだけの磁力を発生できず、高価になるからである。
【００２０】
キャリアとしては、従来から使われている粒径が３０〜５０μｍの比較的小径のキャリアを用い、飽和磁化を５５〜８０ｅｍｕ／ｇとした。キャリアとして従来から使われている粒径が３０〜５０μｍの比較的小径のキャリアを用いた場合、飽和磁化の値を小さくすると磁気ローラによる拘束力が小さくなり、感光体に飛んでしまう。逆にこの飽和磁化を大きくするためには、材質として高価なものを使う必要があり、その場合は現像剤が高価になる。
【００２１】
そのため本発明になる画像形成装置における現像装置は、
内部に複数の磁極を配した回転スリーブに非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤の磁気穂を担持した磁気ローラと、前記磁気穂の層厚を規制する穂切板と、前記磁気ローラに対面し、前記磁気穂からトナーを転移させて薄層が形成され、該薄層により電子写真方式で感光体上に形成された静電潜像を現像するトナー担持体とを有する画像形成装置における現像装置において、
前記磁気ローラは、少なくとも、前記トナー担持体に対向する位置にトナー転移極が、該トナー転移極の前記回転スリーブ回転方向上流側であって前記穂切板と対向する位置に穂切極が、該穂切極の前記回転スリーブ回転方向上流側に汲み上げ極がそれぞれ設けられ、前記穂切板は磁性体で構成されて、前記キャリアは粒径を３０〜５０μｍ、飽和磁化を５５〜８０ｅｍｕ／ｇとし、前記穂切極の磁力を６０〜９０ｍＴとして、前記磁気ローラと穂切板との穂切ギャップを１５０〜２５０μｍとしたことを特徴とする。
【００２２】
また同様に、
内部に複数の磁極を配した回転スリーブに非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤の磁気穂を担持し、電子写真方式で感光体上に形成された静電潜像を前記磁気穂で現像する磁気ローラを有する画像形成装置における現像装置において、
前記磁気ローラは、少なくとも、前記感光体に対向する位置にトナー転移極が、該トナー転移極の前記回転スリーブ回転方向上流側であって前記穂切板と対向する位置に穂切極が、該穂切極の前記回転スリーブ回転方向上流側に汲み上げ極がそれぞれ設けられ、前記穂切板は磁性体で構成されて、前記キャリアは粒径を３０〜５０μｍ、飽和磁化を５５〜８０ｅｍｕ／ｇとし、前記穂切極の磁力を６０〜９０ｍＴとして、前記磁気ローラと穂切板との穂切ギャップを１５０〜２５０μｍとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
このようにすることにより本発明になる画像形成装置における現像装置は、従来技術のように磁気穂を規制する穂切板と磁気ローラとの穂切ギャップを形成する構成部品の精度アップやコストアップを必要とせず、従来と同等の精度の部品を用いて、磁気ローラ上の現像剤搬送量の安定化、及び磁気ローラ軸方向に対する現像剤搬送量の均一化を実現し、画像品質の安定化、及び磁気ローラ軸方向の画像品質の均一化を安価に実現して高画質な画像形成を行える、画像形成装置における現像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２５】
図１は、本発明になる画像形成装置における現像装置の一例の、主要部分の断面図と磁極配置、及び磁力の及ぶ範囲を示した図である。この図１に示した現像装置１０は、一例として、磁気ローラ１１上に形成された二成分現像剤による磁気穂で、非磁性ローラたるトナー坦持体（現像ローラ）１５上にトナーのみの薄層を形成し、現像ローラ１５に印加される直流と交流とを重畳した現像バイアスにより、トナーを図示していない感光体上に形成された静電潜像に飛翔させて現像を行う、所謂タッチダウン現像方式の現像装置である。この方式の現像装置では、感光体は現像ローラ１５に対面して設けられるが、本発明はこのタッチダウン現像方式の現像装置だけでなく、現像ローラ１５の位置に、非磁性ローラたる感光体を設置した通常の二成分現像装置にも適用できることは明らかである。
【００２６】
この図１において、１１は、内部に反時計回りに、現像ローラ１５に対向する位置に磁極Ｎ１のトナー転移極が、そのトナー転移極Ｎ１の磁気ローラにおける回転スリーブ回転方向上流側であって穂切板１２と対向する位置にＳ２の穂切極が、その穂切極Ｓ２のさらに上流側にＮ３の汲み上げ極が、更に上流にそれぞれＮ２、Ｓ１極が設けられた固定磁石を有し、回転スリーブ上に二成分現像剤の磁気穂を形成する磁気ローラ、１２はこの磁気ローラ１１上の磁気穂の高さを規制する穂切板（ブレード）で、例えばＳＵＳ４３０などの磁性体でＬ字状に形成され、磁気ローラ１１の軸方向に延在して現像装置１０の筐体１６に固定されている。１３、１４は攪拌ミキサで、例えば長手方向両端が筐体１６に接しないよう短くされた仕切り壁１６１で仕切られた、現像剤室１６１、１６２中の現像剤を攪拌、搬送しながら帯電させる。１５は磁気ローラ１１上に形成された磁気穂により、トナー薄層が形成されるトナー坦持体（現像ローラ）である。
【００２７】
この現像装置１０の筐体１６には、下部に現像剤室１６２、１６３が、上部に磁気ローラ１１、トナー坦持体（現像ローラ）１５が設けられた縦型の現像装置で、現像剤室１６２中の現像剤を攪拌ミキサ１３と汲み上げ極Ｎ３により汲み上げ、上部に設けられた磁気ローラ１１に現像剤を供給して磁気穂を形成させる形式のため、図上、左右方向長さを比較的短く構成できる。
【００２８】
図中、前記した各磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２により生じる磁力が及ぶ範囲を、それぞれ１７Ｎ１、１７Ｓ１、１７Ｎ２、１７Ｎ３、１７Ｓ２で示し、穂切板（ブレード）１２は、磁気ローラ１１の穂切極Ｓ２に対して図の場合は３〜５度、反時計回りにズレた位置に対向して設けられている。そのため、この穂切極Ｓ２から穂切板（ブレード）１２に対して略垂直な磁力が形成され、磁気ローラ１１上に形成された磁気穂は、磁気ローラ１１と穂切板１２とで形成されるブレードギャップとこの垂直磁力によって穂切りされ、現像剤搬送量と磁気ローラ１１の軸方向に対する現像剤搬送量の均一化を実現するようになっている。
【００２９】
また、前記したようにこの穂切極Ｓ２のさらに反時計回りに下流側に、トナー転移極Ｎ１がトナー坦持体（現像ローラ）１５に対して数度の角度差を有して設けられ、更に反時計回りの下流側には、磁極Ｓ１、更に下流に分離極Ｎ２、汲み上げ極Ｎ３が設けられている。
【００３０】
このように構成した本発明になる画像形成装置における現像装置１０において、本願出願人は、前記したように、穂切板１２と磁気ローラ１１との穂切ギャップを形成する構成部品の精度アップやコストアップをせず、従来と同等の精度の部品を用いて、磁気ローラ１１上の現像剤搬送量の安定化、及び磁気ローラ１１の軸方向に対する現像剤搬送量の均一化を実現するためにはどうしたらよいか、を考察するため、まず、非磁性体の穂切板（ブレード）と磁性体の穂切板（ブレード）とを用意し、穂切板（ブレード）と磁気ローラ１１との間隔（ブレードギャップ）を変えて現像剤の流量を調べた。その結果を示したのが図２に示したグラフである。
【００３１】
この図２に示したグラフは、横軸が磁気ローラ１１と穂切板（ブレード）１２との間隔（ブレードギャップ：単位ｍｍ）、縦軸が現像剤流量（単位：ｍｇ／ｃｍ２）であり、実線に■をプロットしたラインは磁性ブレードの、波線に◆をプロットしたラインは非磁性ブレードの実験結果を示している。
【００３２】
なお、実験に用いた画像形成装置は京セラミタ製のＫＭ−Ｃ２５２０改造機であり、飽和磁化が６９ｅｍｕ／ｇで平均粒径が３５μｍのＭｎ−Ｍｇ系キャリアと平均粒径が７μｍのトナーを混合した二成分現像剤を用い、現像容器内の現像剤重量を１８５ｇとした。磁気ローラは、穂切極の磁力が７０ｍＴで、周速４２０ｍｍ／ｓｅｃとし、穂切板の材質は磁性体の穂切り板としてはＳＵＳ４３０で厚さ１．５ｍｍのもの、また非磁性体の穂切板としてはＳＵＳ３０４の厚さ１．５ｍｍのものをそれぞれ用いた。
【００３３】
この図２のグラフから分かるとおり、非磁性ブレードを用いた場合、ブレードギャップが０．１５ｍｍの時点で現像剤の流量が７．８ｍｇ／ｃｍ２あり、そのブレードギャップが０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、３．０ｍｍ．３．５ｍｍと大きくなるにつれ、現像剤流量も、９．６ｍｇ／ｃｍ２、１２．７ｍｇ／ｃｍ２、１４．６ｍｇ／ｃｍ２、１７．０ｍｇ／ｃｍ２と、ほぼ直線的に増えている。
【００３４】
それに対して磁性ブレードを用いた場合、ブレードギャップが０．１５ｍｍの時点で現像剤の流量は６．０ｍｇ／ｃｍ２と非磁性ブレードに比して少なく、ブレードギャップが０．２ｍｍの場合は６．６ｍｇ／ｃｍ２、０．２５ｍｍの場合は７．５ｍｇ／ｃｍ２と、ブレードギャップが０．２５ｍｍまでは流量が大きく増えていない。そしてブレードギャップが３．０ｍｍになると現像剤流量が９．７ｍｇ／ｃｍ２と今までの増分よりも多い現像剤量となり、さらに、ブレードギャップが３．５ｍｍと大きくなると、現像剤流量は１２．１ｍｇ／ｃｍ２と３．０ｍｍ以後はほぼ直線的に増えている。
【００３５】
これは、前記したように穂切極に対向する位置に磁性体の穂切板（ブレード）を設けると、穂切極と穂切板との間に発生した磁力線に沿って現像剤の穂立ちができ、それをブレードで切るために穂切量が多くなって現像剤搬送量が少なくなるのに対し、非磁性ブレードでは穂切部での磁力線が接線方向に傾いているため、穂立ちが傾いて穂切量が少なくなり、現像剤搬送量が多くなるためと考えられる。従って、非磁性ブレードを用いた場合、磁気ローラ１１の少しの芯ブレで現像剤の流量が大きく変化することになる。
【００３６】
また、磁力は距離の二乗に比例して変化するため、穂切りギャップが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）から０．２５ｍｍ（２５０μｍ）の間は、距離が短いために比較的磁力が大きくて磁力変化も緩やかであるのに対し、０．２５ｍｍ（２５０μｍ）を越えると、穂切りギャップの二乗に比例して磁力がどんどん小さくなり、現像剤搬送量が大きくなっていくと考えられる。そのためこの場合は、磁気ローラの芯ブレの影響が磁気ローラの現像剤搬送量に大きく影響すると考えられる。
【００３７】
以上の結果から、穂切板（ブレード）１２の材料として磁性体を用い、穂切りギャップを１５０μｍから２５０μｍの間とすると、多少穂切りギャップが変動しても現像剤搬送量に大きな変化がないことがわかったが、さらに磁気ローラ１１の芯ブレによりこの現像剤流量がどのように変化するかを調べるため、芯ブレによる磁気ローラと穂切板（ブレード）との間隔変動を、穂切板と磁気ローラとの間隔（ブレードギャップ）に代え、現像剤の最大流量（バラツキ上限）と最小流量（バラツキ下限）を調べた。その結果を示したグラフが図３である。
【００３８】
この図３に示したグラフは、前記図２のグラフと同様横軸が磁気ローラ１１と穂切板（ブレード）との間隔（ブレードギャップ：単位ｍｍ）、縦軸が現像剤流量（単位：ｍｇ／ｃｍ２）であり、実線に■をプロットしたライン（以下、標準ラインと称する）は前記図２に示したのと同じラインで、点線に◆をプロットしたラインは現像剤の最大流量（バラツキ上限）を示し、一点鎖線に◆をプロットしたラインは現像剤の最小流量（バラツキ下限）を示している。この実験に用いた画像形成装置や現像剤などは前記したとおりである。
【００３９】
この図３のグラフにおけるバラツキの上限と下限は、前記したように磁気ローラ１１を一般的な製作精度で形成すると、例えば３０μｍ程度の芯ブレが生じるため、それを想定して現像剤流量を調べたものである。
【００４０】
その結果、ブレードギャップが０．１５ｍｍでは上限の現像剤流量が６．４ｍｇ／ｃｍ２、標準ラインは６．０ｍｇ／ｃｍ２、下限の現像剤流量が５．６ｍｇ／ｃｍ２であり、ブレードギャップが０．２ｍｍでは上限の現像剤流量が７．０ｍｇ／ｃｍ２、標準ラインは６．６ｍｇ／ｃｍ２、下限の現像剤流量が６．０ｍｇ／ｃｍ２、ブレードギャップが０．２５ｍｍでは上限の現像剤流量が８．２ｍｇ／ｃｍ２、標準ラインは７．５ｍｇ／ｃｍ２、下限の現像剤流量が６．７ｍｇ／ｃｍ２と、この図３のグラフから分かるとおり、ここまではブレードギャップが増えても流量が大きく増えず、差もそれほど広がっていない。
【００４１】
しかしブレードギャップが３．０ｍｍになると、上限の現像剤流量が１１．２ｍｇ／ｃｍ２、標準ラインは９．７ｍｇ／ｃｍ２、下限の現像剤流量が７．９ｍｇ／ｃｍ２とそれぞれ今までの増分よりも多い現像剤が流れ、さらに、ブレードギャップが３．５ｍｍと大きくなると、上限の現像剤流量が１３．８ｍｇ／ｃｍ２、標準ラインは１２．１ｍｇ／ｃｍ２、下限の現像剤流量が１０．１ｍｇ／ｃｍ２と、３．０ｍｍ以後はほぼ直線的に増え、それぞれの差も大きくなって、芯ブレによる影響が大きくなることがわかる。
【００４２】
これは、前記図２で説明したように、磁力が距離の二乗に比例して変化するため、穂切りギャップが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）から０．２５ｍｍ（２５０μｍ）の間は、例え磁気ローラ１１に芯ブレがあっても現像剤流量に大きな差が生じず、０．２５ｍｍ（２５０μｍ）を越えると磁力が急激に小さくなるため、穂切りギャップに比例して現像剤搬送量が大きくなり、差が広がっていったものと考えられる。
【００４３】
次に図４は、磁性体の穂切板（ブレード）を用い、穂切板と磁気ローラとの間隔（ブレードギャップ）と磁気ローラの周速とを変え、現像剤の流量を調べた結果を示したグラフである。この図４に示したグラフも、前記図２、図３のグラフと同様横軸が磁気ローラと穂切板（ブレード）との間隔（ブレードギャップ：単位ｍｍ）、縦軸が現像剤流量（単位：ｍｇ／ｃｍ２）であり、実線に■をプロットしたライン（以下、標準ラインと称する）は、磁気ローラ１１の周速を前記図２、図３の場合と同じ４２０ｍｍ／ｓｅｃとした場合の現像剤流量のラインであり、二点鎖線に◆をプロットしたラインは２１０ｍｍ／ｓｅｃと下限値の周速の現像剤流量ライン、破線に◆をプロットしたラインは５００ｍｍ／ｓｅｃと上限値の周速の現像剤流量ラインをそれぞれ示している。この実験に用いた画像形成装置や現像剤などは前記したとおりである。
【００４４】
この図４のグラフからわかるとおり、下限値の周速の現像剤流量ライン、標準ライン、上限値の周速の現像剤流量ラインをそれぞれは、いずれのブレードギャップにおいてもほとんど同じ値を示し、磁気ローラの周速は現像剤流量に殆ど影響を与えていないと考えられる。
【００４５】
このように、穂切板（ブレード）の材質として磁性体を用い、磁気ローラ１１と穂切板１２との間隔（ブレードギャップ）を１５０〜２５０μｍとすることで、３０μｍ程度の芯ブレのある磁気ローラ１１を用いても現像剤流量に大きな変動が生じないと考えられる。以上の結果は前記したように、平均粒径が７μｍのトナーと平均粒径が３５μｍのＭｎ−Ｍｇ系の飽和磁化が６９ｅｍｕ／ｇのキャリアとを混合した二成分現像剤を用い、磁気ローラの穂切極Ｓ２の磁力を７０ｍＴとした場合の結果であるが、これらキャリアの平均粒径、飽和磁化、穂切り極Ｓ２の磁力を変化させた場合、現像剤流量がどのようになるかも調査した。
【００４６】
その結果を示したのが図５の表である。この図５に示した表において、実施例１は以上説明してきた、磁気ローラ１１と穂切板１２との最適な間隔を調査するために用いたキャリアの平均粒径（３５μｍ）、飽和磁化（６９ｅｍｕ／ｇ）、磁気ローラの穂切極Ｓ２の磁力（７０ｍＴ）であり、それに対して実施例２は、磁気ローラの穂切極Ｓ２の磁力（７０ｍＴ）を実施例１と同一として、キャリアの平均粒径を３５μｍに、飽和磁化を６４ｅｍｕ／ｇとしたものであり、この範囲の変化は「現像剤流量安定性」に○が付してあるように、現像剤流量に問題はなかった。
【００４７】
実施例３、４、比較例１は、実施例１、２で問題の無かった平均粒径３５μｍ及び５０μｍのキャリアと磁力７０ｍＴの磁気ローラの穂切極Ｓ２を用い、キャリアの飽和磁化を変化させたもので、飽和磁化を５７ｅｍｕ／ｇ、７５ｅｍｕ／ｇとした実施例３、４は問題を生ぜずに「現像剤流量安定性」が○となったが、飽和磁化を３９ｅｍｕ／ｇとした比較例１は、飽和磁化が小さいために磁気ローラ１１上の磁気ブラシが弱く、濃度ムラが生じて「現像剤流量安定性」に問題が生じ、×となっている。
【００４８】
そして、実施例１で問題の無かった平均粒径３５μｍと飽和磁化６９ｅｍｕ／ｇのキャリアを用い、磁気ローラ１１の穂切極Ｓ２の磁力を変化させた実施例５、６と比較例２では、穂切極Ｓ２の磁力を８０ｍＴ、６０ｍＴとした実施例５、６は問題を生ぜずに「現像剤流量安定性」が○となったが、５０ｍＴとした比較例１では、穂切極Ｓ２を通過する磁気ブラシの量が多すぎ、やはり「現像剤流量安定性」が×となっている。
【００４９】
以上の結果からして、キャリアとしてＭｎ−Ｍｇ系を用いる場合、飽和磁化が５５〜８０ｅｍｕ／ｇで平均粒径が３０〜５０μｍの間であることが好ましく、また磁気ローラ１１の穂切極Ｓ２の磁力は６０〜９０ｍＴの間であることが好ましいことがわかった。
【００５０】
従って、この実験結果から好ましいと考えられて通常市販されている、安価な、例えば飽和磁化が６９ｅｍｕ／ｇで平均粒径が３５μｍのＭｎ−Ｍｇ系キャリアと、平均粒径が７μｍのトナーを混合した二成分現像剤を用い、前記したように磁気ローラ１１における穂切極の磁力が７０ｍＴで、周速４２０ｍｍ／ｓｅｃとし、厚さ１．５ｍｍの穂切板１２を用いた場合、まず図２のグラフの結果から、穂切板（ブレード）の材質としては磁性体が好ましく、また、磁気ローラ１１と穂切板１２との間隔（ブレードギャップ）を１５０〜２５０μｍとすると、現像剤流量の変動が少なくなると考えられる。
【００５１】
また、図３のグラフの結果から、通常の公差で作られた構成部品で例え３０μｍ程度の芯ブレのある磁気ローラ１１を用いても、磁気ローラ１１と穂切板１２との間隔（ブレードギャップ）を、１５０〜２５０μｍとすると現像剤流量の大きな変動が生ぜず、更に図４のグラフの結果から、磁気ローラ１１の周速が２１０ｍｍ／ｓｅｃから５００ｍｍ／ｓｅｃの間であれば、現像剤流量に違いが生じないと考えられる。
【００５２】
そのため本発明においては、キャリアとして従来から使われている、粒径が３０〜５０μｍと比較的小径で飽和磁化が５５〜８０ｅｍｕ／ｇのものを用い、穂切板を磁性体で構成して、磁気ローラと穂切板との穂切ギャップを１５０〜２５０μｍ、磁気ローラ側の穂切極の磁力を６０〜９０ｍＴとし、構成部品の精度アップやコストアップをせずに従来と同等の精度の部品を用いて、磁気ローラ上の現像剤搬送量の安定化、及び磁気ローラ軸方向に対する現像剤搬送量の均一化を実現し、画像品質の安定化、及び磁気ローラ軸方向の画像品質の均一化を安価に実現したものである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、磁気穂を規制する穂切板と磁気ローラとの穂切ギャップを形成する構成部品の精度アップやコストアップをせず、従来と同等の精度の部品を用いて、磁気ローラ上の現像剤搬送量の安定化、及び磁気ローラ軸方向に対する現像剤搬送量の均一化を実現することができ、画像品質や磁気ローラ軸方向の画像品質の均一化を実現した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】
【００５４】
【図１】本発明になる画像形成装置における現像装置の一例の、主要部分の断面図と磁極配置、及び磁力の及ぶ範囲を示した図である。
【図２】非磁性体の穂切板（ブレード）と磁性体の穂切板（ブレード）とのそれぞれにおける穂切板（ブレード）と磁気ローラとの間隔（ブレードギャップ）を変え、現像剤の流量を調べた結果を示したグラフである。
【図３】磁性体の穂切板（ブレード）を用い、穂切板と磁気ローラとの間隔（ブレードギャップ）を変え、現像剤の最大流量（バラツキ上限）と最小流量（バラツキ下限）を調べた結果を示したグラフである。
【図４】磁性体の穂切板（ブレード）を用い、穂切板と磁気ローラとの間隔（ブレードギャップ）と磁気ローラの周速とを変え、現像剤の流量を調べた結果を示したグラフである。
【図５】キャリアの粒径、飽和磁化、穂切極の磁力を変化させ、現像剤流量安定性の安定性を調査した結果を纏めた表である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  現像装置
１１  磁気ローラ
１２  穂切板（ブレード）
１３  攪拌ミキサ
１４  攪拌ミキサ
１５  トナー坦持体（現像ローラ）
１６  筐体
１７  各磁極における磁力の及ぶ範囲
【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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