(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を可視像化するために画像形成装置に設けられ、トナー及びキャリアからなる現像剤を、円筒形の回転駆動される現像スリーブ表面に磁気的に吸着させるために、スリーブ内部に複数の磁極を有するマグネットを設けた現像ローラを上記現像剤を収容してなる現像槽に設け、また上記現像ローラへ撹拌した現像剤を搬送する撹拌搬送ローラを設けた現像装置において、
上記マグネットは、静電潜像を担持した担持体と対向する現像極を備え、また隣接する磁極が同極となり上記現像スリーブの回転方向順に剥離極及び汲み上げ極を設け、上記現像極と剥離極間に偶数の隣合う極性が互いに逆極性となる磁極を配置して、上記現像極から現像スリーブの回転方向に、回収極、回収補助極、剥離極、汲み上げ極、磁力分布調整極および搬送極がこの順序に設けられた構成とし、
上記回収極および上記回収補助極のそれぞれの磁力を２００ガウス以上とし、その時の磁力角を１５〜８０°に設定し、
上記撹拌搬送ローラを上記マグネットの汲み上げ極に対向させ、該汲み上げ極での現像剤の穂立ち先端に当該撹拌搬送ローラが接触できる範囲に設定し、
上記現像剤を、現像極では現像スリーブの表面から離れた位置のトナー濃度が近接した位置のトナー濃度よりも低く、回収極ではトナー濃度の低い部分が現像スリーブ表面側に位置し、回収補助極では現像スリーブから離れた位置のトナー濃度は近接した位置のトナー濃度よりも低く、剥離極ではトナー濃度の低い部分が現像スリーブ表面側に位置させることを特徴とする画像形成装置の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に形成された静電潜像を着色剤であるトナーにて可視像化してなる画像形成装置の現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタなどの電子写真方式を採用してなる画像形成装置においては、潜像の担持体である感光体表面に静電潜像を形成し、これを可視像化するために着色剤であるトナー等の現像剤を感光体側へと供給し、トナーを選択的に付着させるようにしてなる現像装置が備えられている。
【０００３】
上記現像装置にて、上記感光体に形成された静電潜像を現像し、その現像されたトナー像は、転写材であるシート等に転写されている。そして、転写後、上記感光体表面には、転写しきれなかった一部のトナーが残留する。この残留する不要トナーは、次の画像形成を繰り返し行うためにも感光体表面から除去される。そのため、転写後には感光体表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置が設けられており、該クリーニング装置において除去された不要トナーがクリーニング装置内の収容部に収容される。
【０００４】
そこで、上述したような現像装置を備える画像形成装置は、その小型化に対応して、感光体の周囲に画像を形成するための装置の配置スペースも狭められ、よって現像装置においても小型化が強く要望されるようになった。
【０００５】
特に現像装置としては、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤を磁力を利用して上記感光体と対応する現像領域へと搬送する磁気ブラシ方式による現像ローラを備え、現像後には現像剤を現像槽内へと回収するようにしている。そのため、現像を安定させるためには、回収された現像剤は、一旦現像ローラより全て剥離し、新しい十分に撹拌混合された現像剤を現像ローラに供給するようにしている。これにより、潜像を可視像化するための現像を安定させ、常に良質の可視像（トナー像）を得るようにしている。
【０００６】
上記現像ローラによる現像後、回収されてくる現像剤を現像ローラより確実に剥離するために、従来では現像ローラ表面にスクレーパーの先端を当接させて、現像剤を強制的に剥離するようにしていた。しかし、このような現像剤の剥離機構においては、スクレーパー先端を現像ローラに圧接しているため、トナーが現像ローラ表面に融着され、例えば電位上昇したり、現像剤の搬送力が低下したり、現像状態に大きな影響が生じ、安定した現像を行えなくなる。
【０００７】
そのため、現像ローラを構成する非磁性の円筒形の現像スリーブ内に設けられたマグネットの磁極数を奇数構成として、現像後の現像剤を現像ローラ表面より剥離する領域において、隣接する磁極が同極になるような磁極配置構成にし、現像剤が磁力からの拘束を解かれ、現像ローラから自然にはがれるような構成とすることが主流になっている。
【０００８】
例えば、図７に示すように、像担持体である感光体７１に対して、該感光体７１に形成されている静電潜像を可視像化する現像装置７２が対向にて配置されている。該現像装置７２は、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤を収容してなる現像槽７３の特に開口部に対向するように現像ローラ７４を回転可能に設けている。該現像ローラ７４は、上記現像槽７３の開口部に一部が露出し、感光体７１に対して一定間隔を隔てて配置されている。
【０００９】
現像ローラ７４は、非磁性の円筒形状に形成された現像スリーブ７４ａ内にマグネット７４ｂを設けて構成されており、該マグネット７４ｂは、図に示すように奇数の磁極数から構成され、現像領域に対応して現像極Ｎ１が、これを挟むようにした隣接した搬送極Ｓ１及び回収極Ｓ３、該磁極Ｓ１，Ｓ３に隣接してなる磁力分布調整極Ｎ２、現像剤の剥離を行う剥離極Ｎ４、さらにこれに隣接してなる搬送補助極Ｓ２及び現像剤を現像ローラ表面に吸着させる汲み上げ極Ｎ３とからなっている。このようなマグネット７４ｂにおいては、磁極数が７極構成となっており、隣接する極と同極となる磁極Ｎ３及びＮ４の部分で磁力がほぼゼロになり、現像剤が現像ローラ７４より自然に剥離される。
【００１０】
上記剥離領域に対応するようにして、現像剤の撹拌及び供給を行うスクリュー形状等に形成された撹拌搬送ローラ７５が配置されている。この撹拌配置ローラ７５は、補給されてくるトナーをキャリアと十分に撹拌し、また適度の帯電を付与させるためのものであって、撹拌後の現像剤を現像ローラ７４へと供給する。この時に、マグネット７４ｂの汲み上げ極Ｎ３の磁極により新たに吸着され搬送されることになる。
【００１１】
現像ローラ７４に吸着されて搬送される現像剤は、磁力分布調整極Ｎ２近傍で決められた量に規制部材７７にて規制され、現像ローラ７４より規制除去された現像剤は、回収板７８上を経由して上述した撹拌搬送ローラ７５へと戻され、再度撹拌搬送され現像ローラ７４へと供給される。そして、規制部材７７を通過した現像剤は、現像極Ｎ１の手前の搬送極Ｓ１を経由して現像極Ｎ１へと搬送され、現像に供されることになる。
【００１２】
現像極Ｎ１の位置で現像剤は、その磁力線方向に沿ってブラシ状に穂立ち、感光体７１と摺擦して現像を行う。この現像後の現像剤は、回収極Ｓ３を経て剥離極Ｎ４の部分で現像スリーブ７４ａ表面から磁力状態からの拘束が解かれて剥離し、対向配置されている撹拌搬送ローラ７５にて撹拌される。
【００１３】
上述した現像剤を現像位置へと搬送し、現像槽７３内の剥離位置へと循環搬送する経路を形成するマグネット７４ｂの磁極方向とその磁力と磁極数は、システムバランスを考慮して（特にプロセススピード）決定されるが、プロセススピードが速い場合には、現像剤の撹拌混合が十分に行われないまま、現像領域へと現像剤が搬送してしまうことがある。そのため、トナーの帯電量が不足したり、一定のトナー濃度とならないまま現像に供され、画像カブリや濃度不足等が発生しやすくなる傾向にある。
【００１４】
また、装置の小型化のために撹拌搬送ローラ７５を小径にしたり、数を減らして１本（通常は２本程度）にしてしまうと、撹拌搬送ローラ７５の長手方向において、補給されるトナーが十分に撹拌混合されないまま現像剤が、現像ローラ７４に供給され、上述したように画像カブリや濃度不足がさらに増長されるようになる。
【００１５】
この問題点の対策として、一般的には撹拌搬送ローラ７５のスクリューや羽根の形状を工夫するなどしているが、例えば羽根先端が現像ローラ７４の磁力によって付着された現像剤に接触すると瞬時に現像剤の帯電量がその部分だけ高くなり、ハーフトーンの画像を現像する時に、濃度ムラとして現れることが解っている。例えば図１１に示すように、現像後のトナー像を用紙に転写した時に、ハーフトーンの画像に濃度の異なる筋７９ができる。
【００１６】
別の対策案としては、撹拌搬送ローラ７５の回転速度を大きくすることも考えられる。しかし、現像剤に大きなストレスを与えてしまうため、種々のバランスをとって決定しなくてはならない。仮に、十分な検討を行っても、温度や湿度及び撹拌搬送ローラ７５のスピードアップによる発熱によって、現像剤の凝集性が変化するため、安定した現像特性を得ることは困難であった。
【００１７】
更に、従来の図７に示したマグネット７４ｂの各磁極の配置では、現像ローラ７４外周面の現像剤の入れ替わりが十分に行われず、現像領域においてトナーが現像ローラ７４から静電潜像側に移動する時、現像剤の表面のトナーでも最外部からトナーが消費されていくために、ゴースト（現像領域で消費されたトナー量に依存したパターンが次工程で画像メモリとして現れ、画像上トナー像が白く抜けたり、逆に黒くなったりする現象）が多く発生して、現像装置を小型化するには、多くの問題を抱え、結局は複雑な構成となってしまう。
【００１８】
また、２成分系の現像剤を利用する現像装置では、マグネットの各磁極位置、その磁力分布は、内部のマグネットの各磁極が相互に影響しあって微妙に変化する。そのため、現像ローラ上における各部機能に都合よく分布させることは容易ではなく、マグネット全体の機能との関係が明確にされていない。
【００１９】
また、マグネットの磁力分布だけでなく、現像剤のキャリアが介在してくると、キャリアの磁性や、該キャリアが現像ローラ表面に吸着される量によって磁力分布が変化し、且つ現像ローラ内のマグネットとは独立に回動するスリーブの回転速度によって、移動遷移状態が大きく異なってくることは経験的によく知られている。しかし、そのメカニズムは開示されていない。
【００２０】
そこで、実公平３−５０５３６号公報では、上述の現像装置を構成する現像ローラの現像スリーブ内に内蔵されたマグネットを、各機能に対応した部位に平面からなる磁極を有し、その磁力及び磁束分布を規定するように構成することで、現像剤（トナーとキャリアの混合したもの）の現像スリーブへの供給、穂立ち規制、現像、現像スリープからの剥離、及び現像槽への回収が現像剤へのストレスを小さくして可能であることが開示されている。
【００２１】
また、特公平６−９３１５３号公報には、マグネットの現像極の近傍に現像極のスリーブ上での放射線方向磁界成分をピーク値より大きい合成磁界ベクトル（放射線方向磁界成分と接線方向磁界成分との合成された磁界成分ベクトル）が存在し、且つその範囲を現像極中心から４５°以内にして、現像領域でのトナー及びキャリアの飛散や落下を防ぐ方法が開示されている。
【００２２】
更に、特許第２５０５８００号公報では、現像剤供給磁極分布に対して、現像剤搬送方向の上流側上りも下流側が磁極密度分布曲線は緩やかにすることによって、トナー及びキャリアのパッキング状態を安定にする方法が示されている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、複写機やプリンタの高速化が進むにつれて、現像装置についても、その現像領域における現像性能を確保する技術が求められてきた。その一つとして、現像領域での現像ローラと感光体のニップ幅（現像するための現像剤が接触する範囲）を広げるために、現像ローラの外径が大型化されてきている。この大型化につれて、現像ローラを構成するスリーブ内の固定マグネットの磁極数も増えてきている。固定マグネットの磁極数が増えると、その磁極方向と磁力と磁極数の各パラメータ値を決定することも複雑化してきた。このことを改善するためには、現像剤とマグネット全体の機能のメカニズムの究明が必要になっている。そのため、上述した公報に記載の現像装置のマグネットの磁極配置や、磁力構成等では対処できなくなってきた。
【００２４】
そこで、図７に示した従来の現像装置による問題点等を詳細に説明する。
【００２５】
また、図７における現像装置において、トナー濃度の変化における画質劣化が生じる状態を図８を参照に説明することにする。この図８においては、現像槽７３を図示していない。まず、現像剤が搬送される流れを説明する。
【００２６】
（１）トナー補給部（例えばトナーカートリッジ）から供給されたトナーは、撹拌搬送ローラ７５で現像剤中のキャリアと撹拌混合され、初期的な帯電が行われる。
【００２７】
（２）初期帯電後、非磁性の現像スリーブ７４ａ内に設けられた固定マグネット７４ｂの汲み上げ極Ｎ３により、現像剤が引き寄せられる。このとき、図９に示すように、現像剤は汲み上げ磁極Ｎ３と撹拌搬送ローラ７５の間で大きな摺擦を受けて、現像ローラ７４側に比べて撹拌搬送ローラ７５側の方が現像剤の帯電量が高くなる（穂立ちの先端の方が帯電が高くなる。）。
【００２８】
（３）現像剤中のトナーは、撹拌搬送ローラ７５によってキャリアと摩擦帯電し、現像スリーブ７４ｂの回転動作によって、上述した（２）の工程後、規制部材７７ヘと搬送される。現像剤搬送のしくみの検証例は後述するが、図２（ａ）〜（ｃ）で示すように、現像剤は磁極から現像スリーブの回転方向下流側の次磁極に順次搬送される時、現像剤の穂立ちを１つのユニットとして回転・移動を繰り返しながら移動する。
【００２９】
（４）現像スリーブ７４ａと規制部材７７の間隔は、所定の層厚にするために実験的に決められており、規制部材７７を挟んで現像スリーブ７４ａの回転方向上流側からＮ２極及びＳ１極が配置されて一定量が、現像スリーブ７４ａ上に保持される。
【００３０】
（５）規制部材を通過した現像剤は、適切な層厚になって現像領域に搬送され、現像剤が回転動作を行うことによって、感光体の静電潜像に応じた現像が行われる。この現像後に、現像剤は現像槽７３内に回収されていく。
【００３１】
（６）現像槽内に戻された現像剤は、マグネット７４ｂの磁極Ｎ４及びＮ３の間で現像スリーブ７４ａ表面から剥離され、再度撹拌搬送ローラ７５で撹拌されキャリア表面のトナー付着量が一定に調整され、上述した（１）の工程が繰り返される。
【００３２】
上述した（１）〜（２）の工程において、一度現像極Ｎ１を通過した現像剤は、感光体７１の静電潜像に応じてトナーが、感光体７１側へと移動していく。この場合、現像剤の穂立ちの感光体７１側に近い所からトナーが移動する。なお、感光体７１と現像スリーブ７４ａの間隙が現像剤の穂立ちよりも小さい場合には、現像剤の先端の方が折れたようになって接触しているが、現像領域を脱出すると、現像スリーブ７４ａ表面の現像剤の穂は磁力に応じて穂立ち高さや量が変化しながら移動していく。したがって、図８に示す様に、現像領域脱出後の現像剤８０の状態は、感光体７１側、即ち現像スリーブ７４ａ側から離れている方が、トナー濃度が低く、現像スリーブ７４ａ表面側がトナー濃度が高くなっている。
【００３３】
上述した状態で、現像スリーブ７４ａの回転動作によって撹拌搬送ローラ７５側に搬送され、回収極Ｓ３の位置にきたときには、キャリア上のトナー付着量の多い現像剤が、現像スリーブ７４ａ表面側から離れた方に多く存在している。さらに、撹拌ローラ側に搬送されると、キャリア上のトナー付着量の多い現像剤が現像スリーブ７４ａ表面側に多く存在し、剥離極Ｎ４と汲み上げ極Ｎ３の間で現像スリーブ７４ａ表面から現像剤が剥離されて、撹拌搬送ローラ７５のところで新規現像剤の補給が行われ、前述した（１）〜（６）の工程を順次操り返し、現像剤の循環搬送が行われる。
【００３４】
この時、図８に示すように剥離極Ｎ４と汲み上げ極Ｎ３の間の現像ローラ７４ａの表面には、一部のトナー７９が付着し、その付着トナー７９の薄いスキン層ができてしまう。
【００３５】
それに加え、従来技術では図９に示すように、現像剤は汲み上げ極Ｎ３で撹拌搬送ローラ７５との摺擦によって、撹拌搬送ローラ７５側（現像スリーブ外周面側から離れた側）の現像剤８０のトナー帯電量が高くなる。この状態から現像剤は穂立ちを一つのユニットとして回転・移動を繰り返しながら図２（ａ）〜（ｃ）に示すように次極へと搬送される。
【００３６】
そして、現像剤８０が現像極Ｎ１まできた時、トナー帯電量の高い方が感光体７１側（現像スリーブ７４ａ表面から離れた側）に位置する。
【００３７】
したがって、図７に示したような従来によるマグネット７４ｂの磁極配置にすると、撹拌搬送ローラ７５との摺擦によって部分的に帯電量を高められたトナーが、現像領域で現像され、画像ムラやカブリが顕著に現れるという問題点が生じる。これは、上述した公報記載の現像装置において同様である。
【００３８】
また、回収極Ｓ３が現像槽７３のガイド部７３ａの直上（ガイドとの距離が最も近い場所）付近に設置されていると、ガイド部７３ａに現像剤が接触する圧力が高くなって、トナーの飛散や吹き出しが発生しやすくなってしまう。
【００３９】
また、撹拌搬送ローラ７５に対向した汲み上げ極Ｎ３の現像剤供給が十分にされないと、撹拌搬送ローラ７５の羽根の回転に相当する現像ムラ（ローラの羽根の厚みの幅で回転に対応した）が発生して、ハーフトーン濃度の均一性が低下する。図１１に従来技術を用いた現像装置での現像ムラを示している通り、画像上に筋のような蛇行ムラが発生する。
【００４０】
このような現象は、プロセススピードの速い高速機や、撹拌構造を簡単にするために１本の撹拌搬送ローラにて構成することで発生しやすいことが解った。
【００４１】
更に、剥離極Ｎ４と、汲み上げ極Ｎ３の間隔が広いと、本来弱い磁力しか存在しない磁極Ｎ４−Ｎ３間の現像スリーブ７４ａ表面に、図１０に示すように合成磁界成分（反発磁力）８１が現れ、現像スリーブ７４ａ表面から現像剤が完全に剥離されず、新規現像剤との完全な入れ替えが行われなくなる。これにより、上述した画像ムラの発生や、トナー飛散の原因を作り出している。
【００４２】
本発明では、これらの問題に鑑み、現像剤の搬送に関するメカニズムの究明を行った結果、最も最適なマグネットの磁極配置を見いだし、上述した問題点を解消してなる現像装置を提供することを目的としている。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、潜像を可視像化するために画像形成装置に設けられ、トナー及びキャリアからなる現像剤を、円筒形の回転駆動される現像スリーブ表面に磁気的に吸着させるために、スリーブ内部に複数の磁極を有するマグネットを設けた現像ローラを上記現像剤を収容してなる現像槽に設け、また上記現像ローラへ撹拌した現像剤を搬送する撹拌搬送ローラを設けた現像装置において、
上記マグネットは、静電潜像を担持した担持体と対向する現像極を備え、また隣接する磁極が同極となり上記現像スリーブの回転方向順に剥離極及び汲み上げ極を設け、上記現像極と剥離極間に偶数の隣合う極性が互いに逆極性となる磁極を配置して、上記現像極から現像スリーブの回転方向に、回収極、回収補助極、剥離極、汲み上げ極、磁力分布調整極および搬送極がこの順序に設けられた構成とし、
上記回収極および上記回収補助極のそれぞれの磁力を２００ガウス以上とし、その時の磁力角を１５〜８０°に設定し、
上記撹拌搬送ローラを上記マグネットの汲み上げ極に対向させ、該汲み上げ極での現像剤の穂立ち先端に当該撹拌搬送ローラが接触できる範囲に設定し、
上記現像剤を、現像極では現像スリーブの表面から離れた位置のトナー濃度が近接した位置のトナー濃度よりも低く、回収極ではトナー濃度の低い部分が現像スリーブ表面側に位置し、回収補助極では現像スリーブから離れた位置のトナー濃度は近接した位置のトナー濃度よりも低く、剥離極ではトナー濃度の低い部分が現像スリーブ表面側に位置させることを特徴とする画像形成装置の現像装置である。
【００４４】
以上の構成によれば、現像後に現像剤が現像槽内に回収され、剥離領域、特に隣接する磁極が同極となる位置で現像スリーブ表面から剥離される。この場合、現像に寄与した現像剤が現像スリーブ表面側に位置した形となり、トナー濃度が低い部分が現像スリーブ表面に対向した状態で剥離される。そのため、トナーが現像スリーブ表面に残るといった現象が大きく軽減され、現像スリーブ表面にトナーの被覆層が形成されることが大幅に軽減される。これにより、現像剤のトナー濃度、及び帯電状態を安定させて現像を行え、画像ムラやカブリ等の画質低下を防止できる。
【００４５】
そこで、上述した構成により現像装置において、上記マグネットの現像磁極から剥離磁極間に設けられる磁極をできるだけ現像剤の穂立ちが小さくなるような強さの磁力になるように設定したことを特徴とする。この構成により最小限の磁力構成により現像剤の搬送及び回収を確実に行え、回収時に現像剤が現像槽のガイド部分に衝突することによるトナー飛散を防止できる。この場合、現像剤の搬送状態を確実に行え、上述した構成の現像装置による効果がさらに顕著になるのを期待できる。
【００４７】
また、現像剤を現像領域へと搬送する時に、現像剤の帯電量が高い部分が現像スリーブ表面側に位置し、帯電量が安定した現像剤が潜像の担持体と摺擦されて現像の寄与されるため、良好なる現像を可能にする。例えば、ハーフトーンの潜像を現像する場合、図１１に示すような濃度ムラとなる筋が生じることなく、良好なる画像を得ることができる。
【００４８】
また、上記現像ローラの現像領域と反対側での現像剤の剥離領域において対向配置される剥離された現像剤を撹拌し、撹拌した現像剤を上記現像ローラへと供給する撹拌搬送ローラを設け、マグネットの剥離磁極と隣接し同極の汲み上げ極における現像剤の穂立ちに上記撹拌搬送ローラが接触できる範囲に設定することで、現像剤の帯電量を高くなるようにすることができ、また現像剤の量を安定させ上述した効果がさらに助長され、現像を良好に行える。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について図面に従って詳細に説明する。本発明の現像装置における第１の実施形態については、図１乃至図３を参照して説明する。また、図１は画像形成装置の特に潜像の担持体である感光体に対向配置された本発明による現像装置置を示す断面図である。また図２は本発明による現像装置における現像剤が現像ローラ表面上を回転しながら搬送される状態を説明するための図で、図３は本発明の第１の実施形態を詳細に説明するための現像剤の流れ、特に現像剤のトナー濃度に関係する現像剤の搬送状態を示す図である。
【００５１】
まず図１において、符号１は画像形成装置本体のほぼ中央部に配置され、画像形成動作時に矢印方向に一定速度で回転駆動されるドラム形状に形成された静電潜像を担持、つまり形成される感光体である。この感光体１の周囲に対向するように図示しない各種の画像形成プロセス手段が配置されている。
【００５２】
上記画像形成プロセスを構成する装置は、図１においては、感光体１及び本発明における現像装置２のみを図示している。この各種画像形成を行うための手段は、まず感光体１表面を均一に帯電する帯電器、図示しない画像に応じた光による像を照射する光学系、該光学系により露光されたことで感光体１表面に形成された静電潜像を可視像化するための本発明にかかる現像装置２、現像された像（トナー像）を適宜搬送されてくるシート状の用紙に転写する転写器、及び転写後の用紙を感光体１より剥離する剥離用帯電器、転写後に感光体１表面に転写されなかった残留現像剤（トナー）を除去する画像処理装置の一つであるクリーニング装置、及び感光体１表面に残る帯電電荷を除去する除電器等が、この順序で感光体１の回転方向に配置されている。
【００５３】
用紙は、例えばトレイ又はカセットに多量に収容されており、該収容された用紙が給送手段にて１枚給紙され、上述した転写器が配置された感光体１と対向する転写領域へと、感光体１表面に形成されたトナー像の先端と一致するように送り込まれる。この転写後の用紙は、転写・剥離用帯電器にて、感光体１より剥離され、定着装置へと送り込まれる。
【００５４】
定着装置は、用紙上に転写された未定着のトナー像を永久像として定着させるものであって、トナー像と対向する面が、トナーを熔融し、定着させる温度に加熱されたヒートローラからなり、該ヒートローラに対して加圧され用紙をヒートローラ側へと密着させる加圧ローラ等を設けて構成している。この定着装置を通過した用紙は、画像形成装置外へと排出ローラを介して排出処理される。
【００５５】
一方、現像装置２は、図１にその詳細を示すように、現像剤を収容する現像槽３内に回転可能に現像ローラ４、現像剤を搬送又は（及び）撹拌する撹拌搬送ローラ５を備え、現像槽３の図において右側には必要に応じて補給されるトナーを現像槽３内へと送り込むスクリューローラ６等を設けている。
【００５６】
現像ローラ４は、円筒形状の非磁性スリーブ４ａ内に多数の磁極からなるマグネット４ｂを備えて構成されており、スリーブ４ａが矢印方向に回転駆動されており、マグネット４ｂは通常固定されている。特にマグネット４ａの現像極Ｎ１が、現像槽３の開口部に位置し、感光体１と対向するようになっている。そのため、現像剤は、マグネット４ｂの磁力によりスリーブ４ａ上に吸着され、該スリーブ４ａの回転により搬送され、感光体１と対向する現像領域へと搬送される。そして、マグネット４ｂの磁極Ｎ１の位置で現像剤はブラシ状に穂立ち、これが感光体１表面に摺擦され、感光体１表面に形成された静電潜像を現像することになる。
【００５７】
上記現像剤は、例えばトナー及び磁性キヤリアからなる２成分系のものであって、撹拌搬送ローラ５の撹拌等の作用によりトナーが摩擦帯電されキャリアに付着し、スリーブ４ａ表面に吸着され搬送される。吸着された現像剤は、現像位置へと搬送される前に、その吸着量が一定になるように規制部材（ドクタ）７にて一部が除去される。つまり、規制部材７は、一端側が現像槽３に固定され、他端がスリーブ４ａと一定の隙間（間隔）を隔てて配置されており、この規制部材７を摺り抜ける現像剤が一定量に規制される。
【００５８】
以上の構成によれば、撹拌搬送ローラ５により現像槽３内の現像剤が十分に撹拌され、現像剤中のトナーが所定の極性、例えば正に帯電される。この帯電された現像剤は、撹拌搬送ローラ５の作用により現像ローラ４へと供給され、該現像ローラ４に例えば磁気的に吸着され、現像位置へと搬送される。
【００５９】
そして、現像後の現像剤は、現像槽３内へと回収され、現像ローラ４より剥離され、撹拌搬送ローラ５にて撹拌され、再度現像に供されるようになる。
【００６０】
以下に、本発明の現像装置による実施形態について説明する。
【００６１】
（第１の実施形態）
本発明の現像装置２を構成する現像ローラのマグネット４ｂにおいては、現像スリーブ４ａと対向する面の磁極数が７極からなる奇数構成となっている。本発明においては、特に磁極数に限定されるものではないが、後に詳細に説明するが少なくとも５極以上の奇数構成が適切である。
【００６２】
上記マグネット４ｂは、現像領域と対向する現像極Ｎ１を挟むようにして隣接して現像剤を現像極Ｎ１側へと搬送する搬送極Ｓ１、現像後の現像剤を現像槽３側へと回収する回収極Ｓ４、これらの磁極Ｓ１，Ｓ４に隣接し現像剤の付着量を規制するための磁力分布調整極Ｎ２、回収される現像剤をさらに搬送する回収補助極Ｎ３、さらにこれらの磁極Ｎ２，Ｎ３に隣接し撹拌搬送ローラ５にて供給される現像剤を汲み上げ搬送する汲み上げ極Ｓ２、回収された現像剤を現像スリーブ４ａより剥離する剥離極Ｓ３とから構成されている。
【００６３】
つまり、本発明によりマグネット４ｂの磁極の配置としては、現像極Ｎ１を含め、剥離極Ｓ３までの磁極数を偶数構成にしている。このような構成とすることで、剥離極Ｓ３の位置で現像剤が剥離される時に、現像剤中のトナー密度の高い部分やトナーの帯電電位が高い方が現像スリーブ４ａ側より遠い側となり、トナーが現像スリーブ４ａに付着して残留する度合いを大きく軽減するようにしている。この詳細は後に説明する。そのため、現像後に残るトナーにて現像スリーブ４ａ表面が被覆される現象が軽減され、不要な帯電等が解消され画像ムラ等の原因を解消できる。
【００６４】
以上のことを詳細に説明するために検証した結果を以下に示す。
【００６５】
上述のように２成分系の現像剤を収納した現像槽３では、モノカラーの画像形成に寄与する現像剤中のトナーは、現像スリーブ４ａ上の現像剤の潜像ポテンシャル面、即ち現像領域において磁気ブラシ状に形成された現像剤が感光体１に摺擦する側のトナーが主である。
【００６６】
現像剤は、一般的に図２（ａ）〜（ｃ）に示すように現像スリーブ４ａ内のマグネット４ｂの磁力と現像剤の電荷量で現像スリーブ４ａ表面に拘束され、現像スリーブ４ａの回転により遠心力を受けながら回転する。そのとき、現像剤１０中のキャリアは、自身の磁化によって現像スリーブ４ａ上でチェーン状に穂立ちする。
【００６７】
一方、現像スリーブ４ａの回転によって、現像剤１０は固定マグネット４ｂの磁極（Ｎ１，Ｓ４の間）によって穂が傾き（磁界成分と現像スリーブ速度成分による）、回転・移動が発生する。
【００６８】
このような考えに基づき高速度撮影カメラ（フォトロン社製：ファーフトカムＵＬＴＩＭＡｕｖ）を用いて、現像剤穂立ちの回転動作を実験検証した。カメラ描画では、現像領域磁極近傍前後でキャリアの穂が一本のチェーンのように回転・移動し各磁極（Ｎ１，Ｓ４等）のピークのごく近傍で現像スリーブ４ａに垂直に立っている様子が確認できた。
【００６９】
また、回転が磁極成分によって発生していることを明確にするために、磁性キャリアに黒トナーを十分混合撹拌して帯電させた後、赤トナーを先ず現像スリーブ４ａ表面上、もしくは穂立ちの先端のいずれかに付着させ現像スリーブ４ａを回転させた。そして、現像剤外周表面と現像スリーブ４ａ表面の現像剤の状態を確認したところ、各磁極のピーク近傍では現像剤の外周側に赤いトナーが集まっているものと、現像スリーブ４ａ表面側に集まっているものが交互に確認でき、上述の高速度撮影カメラで捕らえた描画データと一致する事が解った。
【００７０】
更に、その状態で可視化経路をとって、同カメラで現像槽３内部の状況を確認すると、間違いなく現像剤は現像スリーブ４ａ内のマグネット４ｂの磁極のＮ極、もしくはＳ極にしたがって回転しており、更に反発磁界（Ｓ３−Ｓ２）の部分や現像スリーブ４放射線方向磁界成分が小さい（略ゼロ）の部分で、現像スリーブ４表面から離脱していく様子が見られた。
【００７１】
従来技術の課題を解決するために、上述したように現像ローラ４の特にマグネット４ｂの磁極配置と、現像剤の回転動作や現像装置内部の幾何的形状の検討を行った。以下に、本発明による現像剤の搬送の状況を示す。
【００７２】
（１）現像領域（現像極Ｎ１付近）で感光体１に形成されている静電潜像ポテンシャルに対応した現像工程が行われた後、現像スリーブ４ａの回転動作によって現像槽３内方向に順次現像剤が回収搬送される。
【００７３】
（２）この時、現像剤を回収する回収極Ｓ４及び回収補助極Ｎ３は、現像槽３の下ガイド３ａの最接近位置からその磁極中心が若干ずらされており、更に現像槽３方向に磁極中心を持つ剥離極Ｓ３によって現像槽３に搬送回収される。
【００７４】
（３）剥離極Ｓ３を通過すると、現像スリーブ４ａ内に磁極設置していないＳ３−Ｓ２の間で、現像スリーブ４ａ表面から現像剤は剥離されて、撹拌搬送ローラ５で新規現像剤と再撹拌されてキャリア表面のトナー付着量は一定に調整される。
【００７５】
（４）撹拌された現像剤は、汲み上げ極Ｓ２によって現像スリーブ４ａ上に磁力により捕獲され、磁力分布調整極Ｎ２によって規制部材７に順次送り込まれていく。
【００７６】
（５）現像スリーブ４ａ上の現像剤を規制部材７と現像スリーブ４ａとの隙間を大きなストレスなく通過させるために、規制部材７の現像スリーブ４ａ外周面との対向面では磁力分布調整極Ｎ２の放射線方向磁力が小さくなるような磁力に設定されている。
【００７７】
（６）次に、搬送極Ｓ１から現像極Ｎｌに現像剤は移動して行き、初期の（１）の工程を繰り返す。
【００７８】
ここで本発明では、現像極Ｎ１から脱出した現像剤は、上述した様にあたかも一本のチェーンのように穂立ちする。そして、図２の（ａ）〜（ｃ）で示すように、チェーン一本一本を１つのユニットとして、回転・移動を繰り返しながら磁極Ｓ４，Ｎ３，Ｓ３ヘ搬送されていく。
【００７９】
上記現像剤中のトナーが消費される状態を図３を参照して説明する。特に現像領域、つまり現像極Ｎ１と対向する位置へと搬送されてきた現像剤１０は、感光体１と摺擦されることによってトナーが静電潜像に移る。そのため、現像極Ｎ１では、前述したとおり現像剤の穂立ちの中でも、現像スリーブ４ａから最も離れた位置でのトナー消費量が多くなる。その時、現像剤１０は現像スリーブ４ａから離れた位置では、近接した位置よりトナー濃度が低くなる。
【００８０】
次に、回収極Ｓ４ヘと現像剤１０が移動すると、現像極Ｎ１とは逆に、チェーン中のトナー消費されたトナー濃度の低い部分が現像スリーブ４ａ表面側に位置する。そして、回収補助極Ｎ３へ現像剤１０が同じ原理で移動し、最終的に剥離極Ｓ３にきた時にはチェーン中のトナー濃度の低い部分が現像スリーブ４ａ表面側に位置するようになる。
【００８１】
従って、上述の説明から現像剤（チェーン状）が剥離極Ｓ３に達した時、チェーン中のトナー濃度の低い部分を現像スリーブ４ａ表面側に位置させるには、現像ローラ４を構成する現像スリーブ４ａ内のマグネット４ｂの磁極配置について、現像スリーブ４ａ回転方向で現像極Ｎ１から剥離極Ｓ３間の磁極数を偶数構成すれば良いことが解る。
【００８２】
この様な磁極配置にすると、現像領域（現像極Ｎ１近傍）で濃度ムラが生じたチェーン状現像剤が剥離極Ｓ３まで搬送されてきた時、トナー濃度の低い部分が現像スリーブ表面側に位置する。そして、剥離極Ｓ３から汲み上げ極Ｓ２間の放射線方向磁力が略ゼロの位置で、現像剤１０が現像スリーブ４ａから剥離される。この時に、トナーが現像スリーブ４ａ表面上に残留しなくなる。
【００８３】
以上の結果、次の汲み上げ極Ｓ２では、現像剤１０の入れ替わりが行われ、十分に撹拌搬送ローラ５によって均一に帯電された現像剤のみを付着させることができ、画像のカブリ現象や、トナー飛散等の著しい軽減が可能となる。
【００８４】
（第２の実施形態）
上述の実施形態においては、現像ローラ４を構成するマグネット４ｂの磁極配置について、現像極Ｎ１から剥離極Ｓ３間での磁極数を偶数としたことで、種々の問題、つまり本発明の目的を達成できる。
【００８５】
この第２の実施形態においては、その効果をより安定させるための磁極配置、さらに磁力強度について説明することにする。
【００８６】
図４に示すように現像後の現像剤が現像槽３へと回収される時の回収極Ｓ４と回収補助極Ｎ３の磁力密度分布を示す。つまり、現像後の現像剤が図３に示すように良好に回転・移動搬送されることで、第１の実施形態における良好な結果を期待できる。そのため、その回転・移動搬送を行える磁力及びその角度状態が重要となる。このような設定を行うことで以下に示す良好な結果を得ることができる。
【００８７】
まず、磁力強度について説明する。この磁力強度は、現像剤がチェーン状に穂立ちをして、且つこの穂立ちが回転・移動を行える最低限度値を実験的に確認した。
【００８８】
そこで、相反する磁極（Ｎ極とＳ極）間で、磁力強度を種々に変化させ、現像剤のチェーン状回転運動が行える領域を求めた。この時、２極間の現像ローラ中心からの角度（磁力角）は、３０°に設定し、現像ローラ４外径はφ２５ｍｍで、磁力強度は２極共同じ強さで、０〜２００ガウスまでは５０ガウス毎、２００〜１０００ガウスまでは１００ガウス毎に実験を行った。
【００８９】
実験には、高速度撮影カメラ（フォトロン社製：ファーフトカムＵＬＴＩＭＡｕｖ)を用いて、現像剤穂立ちの回転動作を確認した。
【００９０】
カメラ描画では、１００ガウスから現像剤の穂立ちが確認できだが、チェーン状回転運動に関しては、まだスムーズに行えておらず不十分であった。スムーズなチェーン状回転運動が行えるようになった磁力は、２００ガウス以上の領域であった。図４（ｂ）に１００ガウス時の磁力密度分布を示している。従って、隣接する磁力において磁力角にも制約されるが、１００ガウス程度では、互いの磁力分布において磁力が及ばない部分が生じ、良好なる現像剤の回転・移動搬送を行えなくなる。
【００９１】
また、相反する磁極（Ｎ極とＳ極）間の現像ローラ４中心からの角度（磁力角）を種々に変化させ、現像剤のチェーン状回転運動が行える領域を求めた。この時、２極の磁力強度は４００ガウスに設定し、現像ローラ４外径は上述したようにφ２５ｍｍで、磁力角は５〜２０°までは５°毎、２０〜１００°までは１０°毎に実験を行った。
【００９２】
実験には、上述した同様の高速度撮影カメラ（フォトロン社製：ファーフトカムＵＬＴＩＭＡｕｖ）を用いて、現像剤穂立ちの回転動作を確認した。
【００９３】
カメラ描画では、１０°から現像剤のチェーン状回転運動が確認できたが、まだスムーズに行えておらず不十分であった。スムーズなチェーン状回転運動が行えるようになったのは１５〜８０°までの領域であった。この場合、９０°以上になると、現像剤の搬送がされにくくなってしまった。また、図４（ｃ）には磁極間の角度が１０°の時の磁力密度分布を示す。このような分布では、現像剤の回転・移動が行われず、図３のような現像剤の回転が行われなくなる。
【００９４】
よって、現像ローラ４を構成する現像スリーブ４ａ内のマグネット４ｂの磁力強度や現像ローラ４中心からの角度（磁力角）を適切に配置することで、第１の実施形態において説明した効果をより高めることが可能になる。
【００９５】
この場合、現像剤の回転・移動による搬送を確実に行う必要があるのは、例えば現像後の現像剤を現像槽３内の剥離位置（磁極Ｓ３とＳ２との間）まで搬送する時であり、図２に示すような現像剤１０の回転搬送が行われることで、図３に示すようにトナー消費された現像剤側がスリーブ４ａ表面側に存在する状態で確実に剥離させることが可能となる。そのため、以上説明したように磁極間の角度や磁力強度を適宜設定することで、十分なる効果を期待できる。
【００９６】
また、マグネット４ｂについては、上述したように図２に示すような現像剤１０の回転搬送を行うことができるように、磁力及びその磁極角度を設定することになるが、磁力についてはできるだけ搬送できる最低限の磁力に設定することが良好である。つまり、現像剤の回収時に現像槽３の下ガイド部３ａに、回収される現像剤が衝突する時のトナー飛散を防止するためには、上記磁力を小さくすることで良好な結果が得られる。
【００９７】
（第３の実施形態）
次に、従来技術の課題を解決するための別の実施形態について説明することにする。この実施形態においては、特に現像ローラ４により現像を安定させて画質を安定させるようにしたマグネット４ｂの磁力配置について説明する。
【００９８】
つまり、この実施形態においては、図１に示すように汲み上げ極Ｓ２から現像極Ｎ１までの磁極構成を偶数とすることにある。このように磁極配置することで、画質劣化が生じることなく安定した現像を行える。以下のその詳細を説明することにする。
【００９９】
まず図１に示す現像装置２において、以下に現像剤の流れ、特に搬送状態について説明しておく。
【０１００】
（１）撹拌搬送ローラ５で撹拌された現像剤は、汲み上げ極Ｓ２によって現像スリーブ４ａ上に磁気的に捕獲され、磁力分布調整極Ｎ２によって規制部材７に送り込まれていく。
【０１０１】
（２）現像スリーブ４ａ上の現像剤を規制部材７と現像スリーブ４ａとの隙間を大きなストレスなく通過させるために、規制部材７の現像スリーブ４ａ外周面との対向面では放射線方向磁力が小さくなるような配置にしている。
【０１０２】
（３）搬送極Ｓ１から現像極Ｎ１に現像剤は、移動して行き現像領域（現像極Ｎ１近傍）で感光体１の静電潜像ポテンシャルに対応した現像工程が行われた後、現像スリーブ４ａの回転動作によって撹拌搬送ローラ５が配置される現像槽３内へと順次現像剤が回収搬送される。
【０１０３】
（４）回収極Ｓ４及び回収補助極Ｎ３は、現像槽３の下ガイド３ａの最接近位置からその磁極中心が若干ずらされており、更に現像槽３方向に磁極中心を持つ剥離極Ｓ３によってホッパに搬送回収される。
【０１０４】
（５）剥離極Ｓ３を通過すると、現像スリーブ４ａ内に磁極設置していない磁極Ｓ３−Ｓ４の間で、現像スリーブ４ａから現像剤は剥離され、撹拌搬送ローラ５で新規現像剤と再撹拌されてキャリア表面のトナー付着量が一定に調整される。
【０１０５】
（６）撹拌搬送ローラ５で十分撹拌された現像剤は、汲み上げ極Ｓ２によって現像スリーブ４ａ上に捕獲され、初期の（１）工程を繰り返す。
【０１０６】
ここで本発明では、図５に示すように、現像剤１０の汲み上げ極Ｓ２で撹拌搬送ローラ５との摺擦によって、現像スリーブ４ａ表面側から離れた位置の現像剤１０のトナー帯電量が高くされる。そして各磁極での搬送及び現像剤１０の規制の度に、第１の実施形態において説明したように、現像剤はあたかも一本のチェーンのように穂立ちして、チェーン一本一本が回転することにより、現像極Ｎ１部分では、撹拌搬送ローラ５で摺擦したトナー帯電量の高い部分が、現像スリーブ４ａ表面近傍位置となり、現像工程でこの帯電大のトナーが現像されることがないようにした。
【０１０７】
また、現像工程終了後、現像剤１０が剥離極Ｓ３に達した時、この帯電大のトナーが、現像スリーブ４ａ表面側から最も離れた位置になることから、剥離極Ｓ３と汲み上げ極Ｓ２間の放射線方向磁力が略ゼロの位置で、現像スリーブ４ａ表面上にこの帯電大のトナーが全く残らないようになる。
【０１０８】
以上説明したようなマグネット４ｂによる磁極配置にすると、現像剤の汲み上げ極Ｓ２で撹拌搬送ローラ５との摺擦によって帯電大になったトナーが、現像工程で現像されないため、ハーフトーン原稿の画像ムラが著しく改善された。つまり、図１１に示すような筋が形成されることがなくなり、良好な画質による画像を得ることができる。
【０１０９】
更に、現像後のマグネット４ｂによる磁極数の配置構成としては、第１の実施形態において説明した通りであり、帯電大になったトナーが、磁力が略ゼロの位置で完全に現像ローラ４の現像スリーブ４ａ表面から剥離されるので、次の扱み上げ極Ｓ２では、十分に撹拌搬送ローラ５にて均一に帯電された現像剤のみを付着させることができ、画像ムラやカブリ等の不具合を著しく改善することができた。
【０１１０】
（第４の実施形態）
次に図６を参照して第４の実施形態について説明する。この実施形態においては、特に現像剤の量を規制する規制部材７での現像剤のダメージ、特に劣化を軽減するためのものである。
【０１１１】
そこで、図６において、撹拌搬送ローラ５と現像スリーブ４ａ間のギャップｄは、本発明においては１．４ｍｍ程度に設定している。これは、汲み上げ極Ｓ２での現像剤の穂立ち先端に撹拌搬送ローラ５が接触できる範囲とほぼ一致するようにしている。
【０１１２】
上記ギャップｄが、上述した範囲より狭いと、扱み上げ極Ｓ２に付着する現像剤量が極端に少なくなり、現像領域での現像性能を低下させ、結果画像濃度が薄くなる。また、逆に広くすると、汲み上げ極Ｓ２に付着する現像剤量の規制ができなくなり、規制部材７でも現像剤の量、つまり層厚（現像スリーブ４ａに付着する現像の量）を完全に一定に保てなくなって、画像の濃度にムラがでる。さらに、剥離極Ｓ３と汲み上げ極Ｓ２間の放射線方向磁力が略ゼロの位置で剥離された現像剤が、撹拌搬送ローラ５側に回収されず、そのまま次の汲み上げ極Ｓ２に直接付着させられて現像剤の入れ替えがスムーズに行えなくなる。
【０１１３】
先に説明した第３の実施形態の考えに基くと、現像剤は相反する磁極（Ｎ極とＳ極）間ではチェーン状に回転運動を行っているので、撹拌搬送ローラ５で先端部分を大きく帯電させられた現像剤は、現像領域に搬送されてきた時、現像工程でこの帯電大のトナーが現像されないように、この間の磁極数を偶数に配置した。
【０１１４】
このことを、より効果的にするためには、汲み上げ極Ｓ２と現像極Ｎ１間には、撹拌搬送ローラ５以外に現像剤の帯電を高める部材が存在させないほうがよい。
【０１１５】
例えば、規制部材７や、現像スリーブ４ａより除去され規制された現像剤を撹拌搬送ローラ５へと戻す整流板８等の様な板状のものを現像剤の穂立ちの近傍に強く接触させると、現像剤は高いプレッシャーにさらされパッキングしてしまう。そにため、トナーの固着発生やキャリアのスベント化（キャリアにトナーが付着しなくなる現象）が速まる。
【０１１６】
このように、第３の実施形態において説明した磁極数の配置で、現像剤の帯電を最も高める部材を撹拌搬送ローラ５にすることで、さらに効果を高めることが可能になる。
【０１１７】
（第５の実施形態）
上述した各実施形態において、さらに効果を高めるためには、剥離極Ｓ３と汲み上げ極Ｓ２間の放射線方向磁力が略ゼロの位置で現像剤の剥離を完全に行うことである。これにより、現像後の回収されてきた現像剤を現像スリーブ４ａ表面から確実に剥離でき、撹拌搬送ローラ５にて撹拌された新規な一定の帯電量で、かつ一定量のトナー付着状態での現像剤を現像スリーブ４ａに供給させて搬送できる。この結果、現像状態が非常に安定し、画像ムラや濃度ムラ、さらにはハーフトーン等において生じる筋等を防止でき、安定した画質を得ることができる。
【０１１８】
この実施形態においては、現像剤の剥離性能に大きく寄与する剥離極Ｓ３と汲み上げ極Ｓ２の磁力関係に注目し実験を行った。
【０１１９】
実験に使用した現像ローラ４は、表１に示されたパラメータ内のローラであり、効果の確認は、ハーフトーンの画像サンプルで行った。また、実験にはハーフトーン画像に顕著な画像ムラを確認できるように従来における図７に示す現像装置による磁極配置を持った現像ローラ７４を用いた。
【０１２０】
【表１】
0003731981.tif 000002
【０１２１】
また画像の評価は、５段階評価で行っており、実験の画像サンプルの中で画像ムラが生じ画質状態が最も悪い方を“１”、画像ムラが生じることなく画質状態が最も良い方を“５”で表した。
【０１２２】
剥離極Ｎ４と汲み上げ極Ｎ３以外の磁極の強度は、現像極Ｎ１が１０００ガウス、搬送極Ｓ１が８００ガウス、調整極Ｎ２が４５０ガウス、補助極Ｓ２が５５０ガウス、回収極Ｓ３が９００ガウスに設定し、磁極配置も各パラメータで差がないように同じに設定した。
【０１２３】
実験結果から見ると、現像ローラ内の磁力は、剥離極Ｎ４の磁力を汲み上げ極Ｎ３の磁力より高くすると、画像ムラがなくなり、良好なる画質が得られるようになることが実験結果で解った。さらに、上記実験結果を踏まえて、剥離極Ｎ４の磁力を汲み上げ極Ｎ３の磁力より高くした時、剥離極Ｎ４と汲み上げ極Ｎ３間の放射線方向磁力が略ゼロの位置にどのような効果が働いて、現像剤の剥離が効果的になされるかを検討した。
【０１２４】
まず、剥離極Ｎ４と汲み上げ極Ｎ３間の磁力分布でいうと、剥離極Ｎ４の磁力を汲み上げ極Ｎ３の磁力より高くすると、剥離極Ｎ４の放射線方向磁力の磁力幅が広くなり、汲み上げ極Ｎ３の放射線方向磁力の磁力幅は逆に狭くなる。このことによって、剥離極Ｎ４と汲み上げ極Ｎ３間の放射線方向磁力が略ゼロの位置が汲み上げ極Ｎ３側にシフトされることが解った。
【０１２５】
このことを、現像装置内の現像槽側の現像剤をすべて抜いて、現像ローラ全周に現像剤を付着させた状態で目視確認すると、剥離極Ｎ４の磁力を汲み上げ極Ｎ３の磁力より高くした状態では、他の実験パラメータの状態と比べて剥離極Ｎ４の放射線方向磁力の磁力幅が広くなった分、剥離極Ｎ４側に付着する現像剤の幅が広く、また穂立ちも高くなって、現像剤が撹拌搬送ローラ側に強く押し出されて、現像工程終了後の現像剤の剥離が完全に行えるようになっていることが確認された。
【０１２６】
よって、本発明により現像ローラ４によるマグネット４ａの磁力配置において、剥離極Ｓ３と汲み上げ極Ｓ２におていは、剥離極Ｓ３の磁力を、汲み上げ極Ｓ２の磁力より大きくすることで効果、特に現像時の画質を安定させることが可能になる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明の現像装置によれば、現像ローラを構成するマグネットの磁極配置を変える、つまり適切配置したことで、現像状態を安定させることができ、よって良好なる画質を得ることができる。
【０１２８】
現像を終了した現像剤の帯電電位の高い部分、トナー濃度が濃い部分が確実に剥離され、現像ローラ表面にトナーが付着するのを防止し、トナー量、帯電量が一定した新規な現像剤を供給でき、現像が非常に安定する。
【０１２９】
しかも、各磁極間の角度や磁極の磁力を適宜設定することでより効果が増長でき、特に撹拌搬送ローラと現像ローラとの間隔を汲み上げ極の現像剤の穂立ちに接触できる範囲に設定配置することで、現像剤の層厚を安定させることで、現像性を安定させ良好な現像を可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる現像装置を示すものであって、静電潜像を担持した感光体と対向配置した現像装置の構造を示す図である。
【図２】  現像装置を構成する現像ローラ上に搬送される現像剤の回転・移動搬送の状態を示す動作説明図である。
【図３】  本発明にかかる現像装置の第１の実施形態を説明するための、現像剤中のトナー濃度の状況と現像剤の搬送状態との関係を説明するための図である。
【図４】  本発明の第２の実施形成を説明するための現像ローラを構成するマグネットの磁力状況及び磁極の角度状態を説明するための図である。
【図５】  本発明の第３の実施形成を説明するためのもので、現像剤中のトナーの帯電状況と現像剤の搬送状態との関係を説明するための図である。
【図６】  本発明の第４の実施形態を説明するための現像剤の搬送状況を示す図である。
【図７】  従来の磁極構成による現像装置の構造を示す図である。
【図８】  図７に示す従来の現像装置による現像剤中のトナー濃度の状況と現像剤の搬送状態との関係を説明するための図である。
【図９】  図７に示す従来の現像装置による現像剤中の帯電状況と現像剤の搬送状態との関係を説明するための図である。
【図１０】  図７における現像剤の剥離領域での磁力分布の状態を示す図である。
【図１１】  図７における現像装置によるハーフトーンの現像により画像形成状態を示す図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  現像装置
３  現像槽
４  現像ローラ
４ａ  現像スリーブ
４ｂ  マグネット
５  撹拌搬送ローラ（回転部材）
７  現像剤の規制部材
８  整流板
１０  現像剤
Ｎ１  現像極
Ｎ２  磁力分布調整極
Ｎ３  回収補助極
Ｓ１  搬送極
Ｓ２  汲み上げ極
Ｓ３  剥離極
Ｓ４  回収極
【図１】
0003731981.tif 000003
【図２】
0003731981.tif 000004
【図３】
0003731981.tif 000005
【図４】
0003731981.tif 000006
【図５】
0003731981.tif 000007
【図６】
0003731981.tif 000008
【図７】
0003731981.tif 000009
【図８】
0003731981.tif 000010
【図９】
0003731981.tif 000011
【図１０】
0003731981.tif 000012
【図１１】
0003731981.tif 000013