JP2000305360A

JP2000305360A - 現像方法、現像装置、磁石ローラ及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2000305360A
Application number: JP2000029637A
Authority: JP
Inventors: So Kai; 創甲斐
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】特に低コントラスト画像の後端白抜け／ギザ
ギザ発生を改善することができて良好な画像濃度と画質
を確保する。【解決手段】現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現
像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像方法において、
磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂立ち
を起こして、潜像担持体に接触するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤担持体表面
の所謂現像領域部分に現像剤を立ち上げて（穂立ちを起
こして）現像処理するにあたり画像濃度を高く且つ低コ
ントラスト画像を良好にする現像方法、その現像方法を
実施するための現像装置、及び当該現像装置に配設され
る磁石ローラ並びに当該現像装置を装着した画像形成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機、プリンタ、ファクシミ
リなどの電子写真式や静電記録式の画像形成装置におい
ては、感光体ドラムや感光体ベルトなどからなる潜像担
持体上に画像情報に対応した静電潜像が形成され、現像
装置によって現像動作が実行され、可視像が得られるよ
うになっている。このように現像動作を実行するにあた
り、転写性、ハーフトーンの再現性、温度・湿度に対す
る現像特性の安定性などの観点から、トナーとキャリア
からなる２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式が主
流になってきている。つまり、現像装置では、現像剤担
持体上に２成分現像剤がブラシチェーン状に穂立ちを起
こし、現像領域において、現像剤中のトナーを潜像担持
体上の潜像部分に供給するのである。ここで現像領域と
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である。

【０００３】上記現像剤担持体は、通常円筒状に形成さ
れたスリーブ（現像スリーブ）でなると共に、当該スリ
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、複数の磁極を備え、それぞれの
磁極を形成する磁石が棒状などに形成されていて、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いる。現像領域に搬
送された現像剤は上記現像主磁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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな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(i
i')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。

【０００５】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。

【０００６】このような現象のメカニズムを考える。図
１５に示すように、現像スリーブ上に形成される磁気ブ
ラシが潜像担持体と摺擦する部分で発生する接触部（現
像ニップ）において、潜像担持体と現像スリーブの線速
差（対感光体線速比）がある場合に、上記現象は生じ
る。例えば対感光体線速比を２．５倍とする場合、現像
スリーブは潜像担持体よりも２．５倍速く動くというこ
とである。また現像スリーブの現像主磁極半値幅が４８
°の磁石を用いる時の現像ニップの幅は約４ｍｍ（実験
値）であり、また現像ギャップは０．４ｍｍであった。

【０００７】潜像担持体上の潜像は磁気ブラシによって
トナー像とされるが、図１５に示した現像ニップにおい
て潜像が現像される際の、キャリアに付着するトナーの
挙動を、磁気ブラシの穂立ち・穂倒れと静電潜像の位置
関係を示す図１６において、考察する。

【０００８】図１６ａ，ｂは、静電潜像の表面電位と現
像バイアスの関係、現像ニップでの静電潜像位置、及び
現像ニップ前後での磁気ブラシの動きを示している。現
像スリーブは通常円筒状に形成されるが、ここでは説明
の便宜上、平坦なものとして示す。

【０００９】図１６ａでは静電潜像の地肌部と画像部の
境がニップのほぼ中心に位置している。現像スリーブと
潜像担持体が共に同一方向に移動し、潜像担持体移動速
度Ｓｐ＜現像スリーブ移動速度Ｓｓの関係にあるので、
相対的に潜像担持体が停止していると想定すると磁気ブ
ラシの動きは次のようになる。即ち、磁気ブラシはＨ１
の位置で穂立ちを生じ、潜像担持体と磁気ブラシ先端の
キャリアとが接触を開始する。Ｈ２の位置では磁気ブラ
シは地肌部を擦って移動し、Ｈ３の位置では磁気ブラシ
は画像部を通過し、Ｈ４の位置では穂倒れを起こし、磁
気ブラシ先端のキャリアが潜像担持体と離間する。これ
らＨ１〜Ｈ４間で潜像担持体と接触する磁気ブラシ先端
のキャリアは、ほとんどその高さ位置を変えることな
く、但しキャリア単体では自転しながら、ニップ内を通
過する。

【００１０】図１６ａに示したＨ１〜Ｈ４間の磁気ブラ
シにおける先端キャリアとトナーの付着状態を、モデル
図として示したものが図１７ａ〜ｄである。磁気ブラシ
位置Ｈ１が図１７ａに相当し、以下Ｈ２〜Ｈ４が図１７
ｂ〜図１７ｄに相当する。

【００１１】磁気ブラシ位置Ｈ１はニップに入ってから
間もない箇所なので、比較的均一にキャリアの周囲にト
ナーが付着している（図１７ａ）。磁気ブラシ位置Ｈ２
では、現像バイアスＶｂの電圧と潜像担持体の地肌部の
静電電位で形成される電界が潜像担持体側から現像スリ
ーブに向かう方向性を有する領域であるため、トナーは
潜像担持体から遠ざかるように移動し、図１７ｂのよう
に潜像担持体近傍でのトナーが減少する。この状態はニ
ップ内をキャリアがローリングしながら移動するため、
ニップ幅が広くなるのに伴い、潜像担持体近傍のキャリ
ア表面のトナーが減っている表面積が、増加する。

【００１２】磁気ブラシ位置Ｈ３では現像バイアスＶｂ
の電圧と潜像担持体の画像部の静電電位で形成される電
界が現像スリーブ側から潜像担持体に向かう方向性を有
する領域になるが、下方に移動していたトナーが瞬時に
潜像担持体上の静電画像に付着することはできない。そ
してその間に、当該画像部を先に通過した別の磁気ブラ
シによって潜像担持体に付着した当該潜像担持体上のト
ナーが磁気ブラシ側キャリアのカウンターチャージのた
めにキャリア側に移る「トナー逆移動」が生じる。磁気
ブラシ先端のキャリア表面のトナーが増えて、潜像担持
体画像部後端のトナー付着が減っている状態が図１７ｃ
である。

【００１３】トナー逆移動によってトナー量が増えると
カウンターチャージも減じ、下方に移動していたトナー
が再び磁気ブラシ先端に移動しやすくなり、現像スリー
ブ側から潜像担持体に向いた電界によってキャリア上の
トナーが潜像担持体に向かう正規な現像領域になり、逆
移動していたトナーも再度潜像担持体に付着することが
できる。この状態を図１７ｄに示した。

【００１４】時間の経過に伴って潜像スリーブと潜像担
持体とが相対移動し、図１６ｂに示したように画像部後
端が磁気ブラシ位置Ｈ４に近づくと、図１７ｃに示した
状態において穂倒れが起こる。即ち、潜像担持体上のか
なりのトナーが磁気ブラシ先端のキャリア側に逆移動し
て、画像部のトナー付着が少なくなった状態において穂
倒れが起きて現像を終了することとなる。これが「後端
白抜け」で、ハーフトーンでは一層顕著に現れる。更に
線速比を比較して大きくして現像する場合、磁気ブラシ
が潜像担持体に接触した際の衝撃力が大きく、キャリア
とトナーの付着力が低減して、トナーの移動が起こりや
すくなっている。この「後端白抜け」現象を生じる際、
後端白抜け部はギザギザになっている（波打ち状態）
が、そのメカニズムについて考察する。

【００１５】固定配置された磁石外周を回動する現像ス
リーブ上の現像剤は磁力線に沿って磁気ブラシを形成
し、磁極ピークのある部分では完全に立ち上がり、磁極
間の接線磁極が高い部分では現像スリーブ表面に沿うよ
うになり、これを繰り返しながら現像スリーブ上を搬送
される。特に規制部材により薄層に形成された現像剤で
は上記現象が顕著である。そして磁気ブラシが現像領域
に入る際、現像主磁極と当該主磁極の１極前の磁極との
間で現像スリーブ表面に沿って搬送された現像剤は、主
磁極磁界にしたがって立ち上がり潜像担持体に摺擦して
現像を行う。そして現像後、現像主磁極磁界にしたがっ
て穂倒れを起こした磁気ブラシが現像スリーブ表面を下
流側に搬送されるものである。

【００１６】ここで、現像主磁極磁界にしたがう磁気ブ
ラシの立ち上がり始めの段階で現像スリーブの長手方向
において立ち上がりにばらつきがあるならば、磁気ブラ
シが潜像担持体に接触する位置もばらつくこととなる。
つまり、磁気ブラシの立ち上がりのばらつきによって、
磁気ブラシが主磁極のピーク部分から外れた位置で完全
な立ち上がりを迎える状態がスリーブ長手方向において
散在することになり、更にスリーブ長手方向で隣り合っ
た磁気ブラシが引き合うこともあって、個々に分かれた
大きな穂となり、潜像担持体への接触位置がスリーブ長
手方向において不揃いでばらつく。このような事態は、
磁気ブラシの潜像担持体との摺擦後にも同じように発生
する。その結果、既述したように磁気ブラシ先端キャリ
アのトナードリフト現象によって発生したカウンターチ
ャージによる画像後端白抜けは、図８ｂに示すようにギ
ザギザ形状となるのである。一方、主磁極磁界にしたが
って立ち上がる磁気ブラシがスリーブ長手方向で均一な
立ち上がりを実現できるならば、後端白抜けの解消に伴
って、図８ａに示すように画像後端のギザギザ形状もな
くなるはずである。

【００１７】以上のような「後端白抜け」現象に関し
て、図１８に示したように、数ｃｍ角のベタ画像におい
て後端にかかる状態で５ｍｍφ程度の面積濃度を測定す
ると、図１９における条件２での濃度特性（現像ニップ
幅が４ｍｍ程度）として結果が表れる。図１９のグラフ
は、縦軸に図１８に示したベタ画像の後端濃度を、横軸
に現像スリーブ移動速度Ｓｓと潜像担持体移動速度Ｓｐ
との速度比を示すものである。線速比を例えば１．１程
度から一段と増加すると、後端白抜けを起こす部分以外
での濃度は上がるが、図１７ｃに示した状態が著しく、
したがって後端白抜けも著しくなり、その幅も次第に広
がって、濃度測定位置での測定濃度結果に大きなばらつ
きがでる。

【００１８】以上の欠点をなくすために、図１６及び図
１７に関連して説明した挙動状態から図１７ｂに示す状
態にならない条件を見い出し、図１９の破線（条件１）
に示すような、線速比が大きくなっても後端濃度の低下
がないか、線速比が大きくなりトナー供給の増加がある
ことに伴って後端濃度が上昇するような特性が得られる
方法を見いだす。

【００１９】上記欠点をなくすための改良の方向とし
て、一つには、現像バイアスＶｂと地肌部の電位差を零
にするやり方が考えられる。このようなやり方は、トナ
ーが電荷量分布を持ち、地汚れを発生させ得る低い電荷
量のトナーに合わせて、地汚れを生じない電位差に設定
される必要があるため、現実的な改良の方策にはなり得
ない。また、トナーに磁性体を混合させた磁性トナーを
使用すると、トナーが現像スリーブ側の磁界の影響を受
け上記電界による移動が緩慢となり、図１７ｂの状態が
起こりにくくなる。しかし、潜像担持体上の画像部への
トナー付着も減じ、画像全体の濃度が高くならないこと
と、磁性体を含むためにカラートナーへの展開ができな
いことの理由で、有効な改良の方策とすることが困難で
ある。キャリア特性やキャリア表面の構成を改良するこ
とで改良法としての可能性も残るが、耐久性等を考慮す
ると、この狙いだけのためにキャリアを変更するのは実
用的でなく、現実的な改良の方策にはなり得ない。

【００２０】良質な画質を確保するために、細線の再現
性、特に縦横比、ドットの再現性、トナー付着の均一性
等のファクターを考慮することが指摘でき、これらは、
後端白抜け／ギザギザ発生の排除と共に達成されるべき
項目である。

【００２１】以上の要点を鑑みて、本発明は、特に低コ
ントラスト画像の後端白抜け／ギザギザ発生を改善する
ことができて良好な画像濃度と画質を確保することを課
題とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明にし
たがって、現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現像ス
リーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像剤を
摺擦させて潜像を可視像化する現像方法において、磁気
ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂立ちを起
こして、潜像担持体に接触するように構成することによ
って、解決される。あるいは磁気ブラシが現像スリーブ
長手方向に対し均一に潜像担持体から離間して、穂倒れ
を起こすように構成すれば、上記課題が一層確実に解決
できる。ここで穂立ち・穂倒れにおける「均一」とは、
例えばキャリア径５０μｍの場合にスリーブ長手方向に
おける磁気ブラシの穂の振幅が２ｍｍ程度、好ましくは
１ｍｍ程度に収まる状態を意味する。

【００２３】また現像領域で穂立ちを起こす主磁極の法
線方向磁束密度の減衰率を４０％以上、好ましくは５０
％以上とすることで、上記課題が解決される。磁極の減
衰率が大きくなるということは、磁気ブラシの立ち上が
り・倒れの間の穂立ち幅が小さくなることで、その結
果、磁気ブラシは短く且つ密に立ち上がることとなる。
このような短く且つ密な立ち上がりをする磁気ブラシ
は、スリーブ長手方向において考察すると、立ち上がり
・倒れの均一化をもたらすものである。減衰率を大きく
するには、その磁極を形成する磁石の選択によって実現
可能である。また以下の実施の形態の項で述べるよう
に、実験的に、磁極の半値幅を狭くすることで、その減
衰率が大きくなることが判明している。当該半値幅を２
２°以下、望ましくは１８°以下で構成するのが良い。
半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力
（頂点）の半分の値（例えばＮ極によって作製されてい
る磁石の最高法線磁力が１２０ｍＴ（ミリテスラ）であ
った場合、半値５０％というと６０ｍＴである。半値８
０％という表現もあり、この場合には９６ｍＴとなる）
を指す部分の角度幅のことである。

【００２４】主磁極の半値幅を狭くする一つの方策とし
て、その磁力形成を補助する補助磁極を形成することが
考えられる。半値幅が狭くなれば、磁気ブラシの穂立ち
位置が主極に近づき、現像ニップ自体も狭くなり、良好
な画像濃度と画質を確保することができた。主磁極と現
像剤搬送方向上流側及び／又は下流側の搬送磁極との間
に主磁極の磁力形成を補助する補助磁極を形成するよう
になっていれば、好適である。そのためには、上記主磁
極を形成する主磁石の現像剤搬送方向上流側及び／又は
下流側に、補助磁石を配置するのが効果的である。補助
磁極を主磁極の下流側に形成すると、短く均一になった
磁気ブラシにおいて穂が倒れる際にスキャベンジを起こ
すブラシのむらを防止することができる。また補助磁極
を主磁極の上流側に形成すると、短く均一になった磁気
ブラシにおいて穂が立つ際にカウンターチャージを受け
るブラシのむらを防止することができる。

【００２５】上記主磁石と補助磁石とによる磁石ローラ
における中心角を３５°以下、望ましくは３０°以下で
構成すること；上記補助磁石の半値幅を４０°以下、望
ましくは３５°以下で構成すること；あるいは上記補助
磁石と更にその外側に位置する現像剤搬送磁極のための
磁石との磁極変極点による磁石ローラにおける中心角を
１２０°以下、望ましくは９０°以下で構成することが
好ましい。この場合、半値幅や中心角の下限に関して
は、それぞれの角度を形成する磁石が大きさや形状を有
するものなので、０°というのは現実的でなく、現像に
おいて必要最低限の磁力である６０ｍＴ程度を確保でき
ることが条件とされる。上記主磁極と補助磁石の磁極と
は互いに異なっている。少なくとも上記主磁極を形成す
る磁石が、希土類金属合金によって構成されるならば好
都合である。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を、図に示す例に基
づいて説明する。先ず本発明に係る現像装置を含む感光
体ユニット全体について説明する。図１において、静電
潜像担持体である感光体ドラム１の周囲には、当該ドラ
ム表面を帯電するための帯電装置２、一様帯電処理面に
潜像を形成するためのレーザー光線でなる露光３、ドラ
ム表面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を
形成する現像装置４、形成されたドラム上のトナー像を
記録紙６へ転写するための転写装置５、ドラム上の残留
トナーを除去するためのクリーニング装置７、ドラム上
の残留電位を除去するための除電ランプ８が順に配設さ
れている。このような構成において、帯電装置２の帯電
ローラによって表面を一様に帯電された感光体１は、露
光３によって静電潜像を形成され、現像装置４によって
トナー像を形成される。当該トナー像は、転写ベルトな
どでなる転写装置５によって、感光体ドラム１表面か
ら、不図示の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写さ
れる。この転写の際に感光体ドラムに静電的に付着した
記録紙は、分離爪によって感光体ドラム１から分離され
る。そして未定着の記録紙上のトナー像は定着器によっ
て記録紙に定着される。一方、転写されずに感光体ドラ
ム上に残留したトナーは、クリーニング装置７によって
除去され回収される。残留トナーを除去された感光体ド
ラム１は除電ランプ８で初期化され、次回の画像形成プ
ロセスに供される。

【００２７】上記現像装置４の構成を図２に基づいて説
明する。現像装置４内には、現像剤担持体である現像ロ
ーラ４１が感光体ドラム１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
では、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時計回り方向に回転さ
れるようになっている。本実施例においては、感光体ド
ラム１のドラム径が６０ｍｍで、ドラム線速が２４０ｍ
ｍ／秒に設定され、現像スリーブ４３のスリーブ径が２
０ｍｍで、スリーブ線速が６００ｍｍ／秒に設定されて
いる。したがって、ドラム線速に対するスリーブ線速の
比は２．５である。また感光体ドラム１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、従来ではキャリア粒径が５
０μｍであれば０．６５ｍｍから０．８ｍｍ程度、言い
換えれば、現像剤粒径の１０倍以上に設定されていた
が、本実施例では１０倍以下（０．５５ｍｍ）に設定す
るのが良い。これより広くすると望ましいとされる画像
濃度が出にくくなる。

【００２８】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。

【００２９】上記現像スリーブ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）４４が固定状
態で備えられている。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。
上記磁石ローラ体４４は、複数の磁極（磁石）を備えて
いる。具体的には、図３にも詳細を示すように、現像領
域部分に現像剤の穂立ちを生じる現像主磁石Ｐ１ｂ、主
磁極の磁力形成を補助する主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１
ａ，Ｐ１ｃ、現像スリーブ４３上に現像剤を汲み上げる
ための磁石Ｐ４、汲み上げられた現像剤を現像領域まで
搬送する磁石Ｐ５，Ｐ６、現像後の領域で現像剤を搬送
する磁極Ｐ２，Ｐ３を備えている。これら各磁石Ｐ１
ｂ，Ｐ１ａ，Ｐ１ｃ，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ２及びＰ３は、現
像スリーブ４３の半径方向に向けて配置されている。本
例では、磁石ローラ体４４を８極の磁石によって構成し
ているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上させる
ためにＰ３極からドクタブレード４５の間に磁石（磁
極）を更に増やして１０極や１２極で構成してもよい。

【００３０】特に図２に示すように、上記現像主極群Ｐ
１は、Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃの順で上流側から並ぶ横
断面の小さな磁石から構成されている。横断面の小さい
これら磁石は希土類金属合金により作製されているが、
サマリウム合金系磁石、特にサマリウムコバルト合金系
磁石などを用いることもできる。希土類金属合金磁石の
うち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネ
ルギー積が３５８ｋＪ／ｍ^３であり、鉄ネオジウムボロ
ン合金ボンド磁石では最大エネルギー積が８０ｋＪ／ｍ
^３前後である。このような磁石によって従来の磁石と異
なり、相当に小サイズ化しても必要な現像ローラ表面磁
力を確保できる。従来の通常フェライト磁石やフェライ
トボンド磁石では最大エネルギー積がそれぞれ３６ｋＪ
／ｍ^３前後、２０ｋＪ／ｍ^３前後である。スリーブ径を
大きくすることが許容される場合には、フェライト磁石
やフェライトボンド磁石を用いて形状を大きくとり、あ
るいはスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成すること
によっても半値幅を狭くすることが可能である。また、
本実施例では横断面の小さな磁石により構成している
が、一体成形で形成される磁石ローラにより成形して良
く、更に、Ｐ１極群以外の磁石を一体成形しＰ１極群を
個別に形成し一体化若しくは同時に形成しても良い。扇
状に形成した磁石を磁石ローラ軸に貼り合わせによって
成形しても良い。

【００３１】本例では、現像主磁石Ｐ１ｂと、現像スリ
ーブ４３上に現像剤を汲み上げるための磁石Ｐ４と、汲
み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石Ｐ６
と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極Ｐ２，Ｐ３が
Ｎ極をなし、主磁極の磁力形成を補助する主磁極磁力形
成補助磁石Ｐ１ａ，Ｐ１ｃと、汲み上げられた現像剤を
搬送する磁石Ｐ５がＳ極をなしている。法線方向の磁束
密度を測定し円チャートグラフとして示した図３で理解
できるように、主磁石Ｐ１ｂとして、現像ローラ上で８
５ｍＴ以上の法線方向磁力を有する磁石が用いられた。
本例では、当該主磁石Ｐ１ｂより回転下流側の主磁極磁
力形成補助磁石Ｐ１ｃとして６０ｍＴ以上の磁力を有す
る磁石を用いることにより、キャリア付着などの異常画
像の発生が無いことが確認された。これよりも小さい磁
力の場合にはキャリア付着が発生した。キャリア付着に
関係する磁力は接線磁力であり、この接線磁力を大きく
するためにはＰ１ｂ，Ｐ１ｃの磁力を大きくする必要が
あるが、どちらかを十分に大きくすることでキャリア付
着の発生を抑えることができる。磁石Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，
Ｐ１ｃの磁石幅は２ｍｍであった。この時のＰ１ｂの半
値幅は１６°であった。

【００３２】なお別の例として図４に示すように、主磁
石Ｐ１ｂの下流側のみに主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ｃ
を配置したところ、主磁石Ｐ１ｂでの半値幅は変わりな
かったが、主磁極（Ｐ１ｂ部分）の磁力が数％低下し
た。上流側に主磁極磁力形成補助磁石（Ｐ１ａ）が無い
ためにＰ１ａ部分の磁力は低下し、３０ｍＴ程度になっ
たことが確認されたが、この箇所は入口シールによって
覆うことができる部分であり、そのような構成では当該
箇所が作像部に露出しないので、画像に影響が出ぬよう
にして主磁極に現像剤を提供することが可能である。更
に磁石の幅を狭くすることで、半値幅は更に細くなるこ
とが確認された。１．６ｍｍ幅の磁石を用いた際の主磁
極の半値幅は１２°であった。

【００３３】法線方向の磁力密度の減衰率を考察するに
あたり、改めて図３に戻る。当該図は法線磁力パターン
を示すもので、実線は現像スリーブ表面上の磁束密度を
測定して円チャートグラフであり、破線は現像スリーブ
表面から１ｍｍ離れたところでの法線方向の磁束密度を
測定した円チャートグラフである。対照のため、図５に
従来の磁石ローラでの磁力詳細を概略的に示す。測定に
使用した計測装置はＡＤＳ社製ガウスメーター（ＨＧＭ
-８３００）並びにＡＤＳ社製Ａ１型アキシャルプロー
ブであり、円チャートレコーダにて記録した。

【００３４】本例での磁石ローラによる観測では、主磁
極Ｐ１ｂのスリーブ表面上の法線方向の磁束密度は９５
ｍＴを示し、スリーブ表面から１ｍｍ離れた部分での法
線方向磁束密度は４４．２ｍＴであり、磁束密度の変化
量は５０．８ｍＴの磁力差であった。この時の法線方向
磁束密度の減衰率（スリーブ表面上の法線方向磁束密度
のピーク値からとスリーブ表面から１ｍｍ離れたところ
での法線方向磁束密度のピーク値の差をスリーブ表面上
の法線方向磁束密度のピーク値で割った比率）は５３．
５％である。主磁極Ｐ１ｂの上流側に位置する主磁極磁
力形成補助磁石Ｐ１ａのスリーブ表面上の法線方向磁束
密度は９３ｍＴを示し、スリーブ表面上から１ｍｍ離れ
た部分での法線方向磁束密度は４９．６ｍＴであり、磁
束密度の変化量は４３．４ｍＴの磁力差であった。この
時の法線方向磁束密度の減衰率は４６．７％である。主
磁極Ｐ１ｂの下流側に位置する主磁極磁力形成補助磁石
Ｐ１ｃのスリーブ表面上の法線方向磁束密度は９２ｍＴ
を示し、スリーブ表面上から１ｍｍ離れた部分での法線
方向磁束密度は５１．７ｍＴであり、磁束密度の変化量
は４０．３ｍＴの磁力差であった。この時の法線方向磁
束密度の減衰率は４３．８％である。本例では、磁石ロ
ーラ上に発生した磁力線に沿って形成された磁気ブラシ
は、主磁極Ｐ１ｂに形成されるブラシ部分のみが感光体
に接し、感光体上の静電潜像を顕像化する。この際、感
光体が接しない状態で測定すると当該箇所での磁気ブラ
シの長さは約１．５ｍｍで、従来の磁石ローラで形成さ
れる磁気ブラシ（約３ｍｍ）よりも穂立ちが短く、密に
なった状態を作り出すことが可能となった。現像剤規制
部材と現像スリーブの間の距離が従来と同じである場合
には、現像剤規制部材を通過する現像剤量が同じである
ので、現像領域にある磁気ブラシは短く、密になってい
ることが確認できた。この現象は図３の法線磁力パター
ンからも理解でき、現像スリーブ表面から１ｍｍ離れた
ところでの法線磁束密度が大きく減少しているので、磁
気ブラシは現像スリーブより離れたところではブラシチ
ェーンを形成することができず、磁気ブラシが短く現像
スリーブ表面に密に形成することとなる。ちなみに従来
の磁石ローラ（図５）では、主磁極のスリーブ表面上の
法線方向磁束密度は７３ｍＴを示し、スリーブ表面上か
ら１ｍｍ離れた部分での法線方向磁束密度は５１．８ｍ
Ｔであり、磁束密度の変化量は２１．２ｍＴの磁力差で
あった。この時の法線方向磁束密度の減衰率は２９％で
ある。

【００３５】本発明に係る磁石ローラの法線方向磁力分
布とその大きさ程度を示す図３を基礎にして主磁石Ｐ１
ｂと補助磁石Ｐ１ａ，Ｐ１ｃの位置関係を中心として改
めて表した図６から認識できるように、主磁石の最高法
線磁力が９５ｍＴである時の半値は４７．５ｍＴで、そ
の半値幅は２２°である。この主磁極の半値幅２２°を
境に、それより大きくすると異常画像の発生があること
が確認された。

【００３６】主磁極磁力形成補助磁石Ｐ１ａ，Ｐ１ｃの
半値幅は３５°以下に形成する。この部分での半値幅は
外側に位置するＰ２やＰ６の半値幅が大きいために主磁
極でのように半値幅を相対的に狭く設定することができ
ない。また主磁石Ｐ１ｂの両側にある主磁極磁力形成補
助磁石Ｐ１ａ，Ｐ１ｃによる挟角を３０°以下に形成す
る。主磁極の現像剤搬送方向上流及び下流に補助磁極を
形成した上記の例では、主磁極での半値幅を１６°に設
定するために当該挟角は２２°とした。更に主磁極磁力
形成補助磁石Ｐ１ａ，Ｐ１ｃと当該補助磁石の外側にあ
る磁石Ｐ２，Ｐ６とによる変極点（０ｍＴ：磁力がＮ極
からＳ極、Ｓ極からＮ極に変わる点）の挟角を１２０°
以下にする。

【００３７】具体的な例として、１６ｍｍ径と２０ｍｍ
径での本発明に係るＦｅＮｄＢボンドの磁石ローラでの
磁束密度等を従来構成での磁石ローラとの比較において
表１に示す。当該磁石ローラの測定は既述したＡＤＳ社
製ＴＳ−１０Ａ型プローブ、ガウスメータＨＧＭ−８９
００Ｓを用いて行った。法線方向、接線方向の磁束密度
の測定のホール素子の位置はスリーブ表面より０．５ｍ
ｍに設定した。

【００３８】

【表１】

【００３９】以上の条件により、後端白抜け及びギザギ
ザ形状の発生が抑制される。つまり、主磁極の半値幅を
狭くしたことで、短い磁気ブラシでの立ち上がりと穂倒
れを実現して現像ニップを狭くし、図１７ｂに示された
磁気ブラシ先端側トナーの根元側への移動を極力少なく
し、スリーブ長手方向においては、その立ち上がりと倒
れを均一化するので、画像後端におけるギザギザ形状と
白抜けの発生がし難くなるのである。

【００４０】図７は磁気ブラシ穂立ち均一度と画像後端
白抜けランクの関係を示していて、磁気ブラシが主磁極
によって発生する磁力線に沿って穂立ちを起こす穂立ち
均一度をランクで表している。ランク数字が小さい方が
穂立ちがばらついている状態であり、ランク数字が大き
い方が穂立ちの均一性に優れている。穂立ちの均一度が
上がるほど画像後端白抜けランクも良くなることが分か
る。

【００４１】磁気ブラシの穂立ち均一度が悪い場合、図
８ｂに示すように、潜像担持体に接する部分における磁
気ブラシが不均一になるため、トナー移動の挙動が現像
スリーブ長手方向各位置によって異なり、非画像部の電
荷により移動するトナーの距離が変わり、潜像担持体近
傍のトナー濃度が長手方向に対して不均一になってしま
い、画像後端白抜けが起きやすくなる。また、画像後端
部が波打った状態で画像後端白抜けが発生する。反対に
穂立ち均一度が良い場合には、図８ａのように、潜像担
持体に接触する際に磁気ブラシが長手方向に対して均一
に接触するため、トナーの移動が均一となり、画像後端
白抜けの発生を抑えることができる。このようなことは
磁気ブラシが潜像担持体から離間する側でも同じであ
り、均一に離間することが望ましく、磁気ブラシが現像
領域から抜ける際、スリーブ長手方向において均一な状
態でブラシ穂が現像スリーブに倒れる状態となると、ス
キャベンジが均一となる。従来の磁石ローラのように不
均一に磁気ブラシが現像スリーブに穂倒れを起こす場合
にはスキャベンジ量に差が生まれ、画像後端部を磁気ブ
ラシが掃き取る状態を作り出して、異常画像の発生を促
してしまう。

【００４２】本発明によれば、後端白抜けやギザギザ形
状の発生抑制と同様に、横線の再現性（特に縦横比の確
保）、ドットの再現性、トナー付着の均一性が改善され
る。そのイメージを図９に示し、図１５と比較する。

【００４３】主磁極が更に制御され、キャリアの穂列を
１列のみ感光体に接触可能である場合は、［キャリア粒
径×線速比（Ｓｓ／Ｓｐ）］以上のニップ幅で現像が可
能となる。

【００４４】磁気ブラシ均一度は半値幅によって表すこ
とが可能である。図１０は主磁極半値幅と磁気ブラシの
穂立ち均一度の関係を表す。半値幅が小さくなるほど磁
気ブラシの穂立ちの均一性が向上する。穂立ちが均一に
なることによって画像が良くなることは図７より明らか
である。

【００４５】また半値幅を狭くすることによって後端白
抜けランクが良くなることは図１１から明らかである。
この図１１は図７と図１０の関係から導き出せるもの
で、半値幅が狭くなるほど磁気ブラシの穂立ち均一度が
上がり（図１０）、当該穂立ち均一度が上がるほど画像
後端白抜けランクも上がる（図７）であるから、図１１
に示されるような関係が成り立つのである。

【００４６】穂立ちの均一性が良い状態は、減衰率の高
い磁石ローラを用いて主磁極を形成させることによっ
て、作り出すことができる。実験値では半値幅を小さく
することによって減衰率が高まることが判明している。
半値幅を小さくするには、磁石の幅（スリーブ円周方向
での幅）を小さくすることによって達成できるが、半値
幅を狭くすることにより隣り合う磁石に回り込む磁力線
量が増え、スリーブ表面より離れた部分での法線磁束密
度が低下する。磁石ローラと現像スリーブの間には、磁
石ローラが固定され現像スリーブが回転するのに必要な
空間と現像スリーブの肉厚分とに基づく実質空隙が存在
し、接線磁束密度位置が実質的に現像スリーブ側に集中
するので、法線磁束密度はスリーブ表面から遠ざかるほ
ど低下するのである。

【００４７】減衰率の高い磁石ローラを使用すると磁気
ブラシは短く密に形成される。これに対して、減衰率の
低い従来の磁石ローラでは磁気ブラシは長く疎に形成さ
れる。これは、減衰率の大きい磁石により形成された磁
界は隣の磁石（例えばＰ１ｂに対するＰ１ａ，Ｐ１ｃ）
に引き付けられやすくなり、法線方向に磁束が広がるよ
りも接線方向に磁束が回り込む寄与が高くなり、法線方
向の磁束密度が小さくなることによって法線方向に磁気
ブラシが形成されにくくなり、短く且つ密に磁気ブラシ
が形成されるのである。例えば減衰率の高い磁石Ｐ１ｂ
に形成される磁気ブラシは細長く個別に形成されるより
も隣り合って短く形成された方が安定する。減衰率の低
い従来の磁石ローラでは現像剤の汲み上げ量を少なくし
ても磁気ブラシは短くならず、ほぼ前述した磁気ブラシ
と同等の長さとなってしまう。

【００４８】減衰率を高くするには、主磁極と隣り合う
主磁極形成補助磁石を（スリーブ周方向において）主磁
極位置に近づけることでも達成可能である。こうするこ
とにより、主磁極から発せられる磁力線が隣り合う主磁
極形成補助磁極に流れ込む磁力線が増すことになって、
減衰率が高くなる。

【００４９】主磁極の半値幅を狭くして、短い磁気ブラ
シでの立ち上がりと穂倒れを実現し、スリーブ長手方向
においては、その立ち上がりと倒れを均一化すること
で、図１９に破線で示した曲線の如く、線速比が大きく
なっても後端濃度の低下がない特性となること（条件
１）が確認された。これにより、後端白抜け／ギザギザ
が発生しない画質向上を実現する現像装置を提供するこ
とができる。

【００５０】次に、本発明の適用を電子写真式カラー複
写機（以下、カラー複写機という）に広げて説明する。
まず、図１２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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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２
２４、反射ミラー２２５などで構成されている。

【００５５】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２３
１Ｍ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、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。Ｂ
ｋ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。

【００５６】このリボルバ現像ユニット２３について
は、後で詳しく説明する。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２
６１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。

【００５７】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３０
ａ，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。

【００５８】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２
６１上に重ねてトナ−像が形成される。

【００５９】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）。

【００６０】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。

【００６１】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２
３１Ｃ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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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２６
１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。

【００６５】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２
１１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。

【００６６】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２
０２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。

【００６７】次に、上記リボルバ現像ユニット２３につ
いて説明する。図１３は、各現像器２３１Ｋ，２３１
Ｃ，２３１Ｍ，２３１Ｙが一体となったリボルバ現像ユ
ニット２３の内部構造を示す断面図である。このリボル
バ現像ユニット２３の各現像器２３１Ｋ，２３１Ｃ，２
３１Ｍ，２３１Ｙは、不図示の前後端板間に設けられた
中空角筒状のステー部材２４２によってそれぞれ支持さ
れている。また、各現像器２３１Ｋ，２３１Ｃ，２３１
Ｍ，２３１Ｙは、それぞれ同型の現像器ケーシング部２
８３Ｋ，２８３Ｃ，２８３Ｍ，２８３Ｙを備えている。
これら各現像器ケーシング部２８３Ｋ，２８３Ｃ，２８
３Ｍ，２８３Ｙには、現像剤としてのキャリア及び各色
のトナーからなる二成分現像剤がそれぞれ収容されてい
る。図示の例では感光体ドラム２０に対向する現像位置
にあるのが黒トナーとキャリアを収容したＢｋ現像器２
３１Ｋで、図中反時計回りの順に、イエロートナーとキ
ャリアを収容したＹ現像器２３１Ｙ、マゼンタトナーと
キャリアを収容したＭ現像器２３１Ｍ、シアントナーと
キャリアを収容したＣ現像器２３１Ｃになっている。

【００６８】ここで、４つの各現像器の内部構造はまっ
たく同様なので、以下、図１３において現像位置にある
Ｂｋ現像器２３１Ｋを例にとってその内部構造を説明
し、他の現像器の内部構造については、対応する部材の
符号として、Ｂｋ現像器における符号と同じ数字にイエ
ロー、マゼンタ、シアンの各現像器を区別するためＹ，
Ｍ，Ｃの添字を付した符号を図中に示し、その説明を省
略する。

【００６９】図１３に示すように現像装置に設けられて
いる現像剤担持体としての現像ローラ２８４は、潜像担
持体としての感光体ドラム２０に近接するようにして配
置されており、両者の対向部分に現像領域が形成される
ようになっている。上記現像ローラ２８４には、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
を円筒状に形成してなる現像スリーブ２８５が不図示の
回転駆動機構によって時計回り方向に回転されるように
して備えられている。本例においては、感光体ドラム２
０のドラム径が９０ｍｍに設定されているとともに、ド
ラム線速が２００ｍｍ／ｓｅｃが設定されている。また
現像スリーブ２８５のスリーブ径は３０ｍｍに設定され
ているとともに、スリーブ線速は２４０ｍｍ／ｓｅｃに
設定されている。したがって感光体ドラム２０のドラム
線速に対する現像スリーブ２８５のスリーブ線速の比は
１．２である。また感光体ドラム２０と現像スリーブ２
８５との間隔である現像ギャップは０．４ｍｍに設定さ
れている。

【００７０】上記現像スリーブ２８５内には当該現像ス
リーブ２８５の表面上に現像剤を立ち上げるように磁界
を形成する磁石ローラ体２８６が固定状態で備えられて
いる。このとき現像剤を構成するキャリアは、上記磁石
ローラ体２８６から発せられる磁力線に沿うようにして
現像スリーブ２８５上にチェーン状に穂立ちを起こすと
ともに、このチェーン状に穂立ちを起こしたキャリアに
対して帯電トナーが付着されて磁気ブラシが構成される
ようになっている。この磁気ブラシは、現像スリーブ２
８５の回転移送にともなって現像スリーブ２８５と同方
向（時計回り方向）に移送されることとなる。上記磁石
ローラ体２８６は、複数の磁極を備えている。具体的に
は、図１４に詳細を示すように、現像領域部分に現像剤
を立ち上げる現像主磁極Ｐ１ｂと、現像主磁極磁力の形
成を補助する主磁極形成補助部材Ｐ１ａ，Ｐ１ｃ、現像
スリーブ２８５上に現像剤を汲み上げるための磁極Ｐ
４，Ｐ５、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送さ
せる磁極Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８、現像後の領域で現像剤を搬
送させる磁極Ｐ２，Ｐ３を備えている。これらの各磁極
Ｐ１ｂ，Ｐ１ａ，Ｐ１ｃ，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ
８，Ｐ２及びＰ３は、現像スリーブ２８５の半径方向に
向けて配置されている。その３０ｍｍ径での本発明に係
るＦｅＮｄＢボンドの磁石ローラでの磁束密度等を従来
構成での磁石ローラとの比較において表２に示す。

【００７１】

【表２】

【００７２】上記磁石ローラ２８６は１０極によって構
成されているが、汲み上げ性、黒ベタ画像追従性を向上
させるためにＰ３極からドクタブレード間に磁極を更に
増やして１２極で構成する磁石ローラとしても良い。磁
石の形状に関しては、上記磁石ローラ内部の個々の磁石
断面形状は四角でもよいが、その他に扇型、竹輪型など
が考えられる。

【００７３】上記磁石ローラの測定は既述したＡＤＳ社
製ＴＳ−１０Ａ型プローブ、ガウスメータＨＧＭ−８９
００Ｓを用いて行った。法線方向、接線方向の磁束密度
の測定のホール素子の位置はスリーブ表面より０．５ｍ
ｍに設定した。

【００７４】以上のような構成を有する現像ローラを有
する現像装置において、現像器ケーシング部２８３Ｋ内
には、現像ローラ２８４に担持され感光体ドラム２０と
の対向部に搬送される現像剤量を規制するドクタブレー
ド２８７、当該ドクタブレード２８７で規制されて現像
器ケーシング内に押し留められた現像剤の−部を中心軸
線方向に沿って後から前に搬送する第１搬送スクリュー
２８８、及び、中心軸線方向に沿って上記第１搬送スク
リュー２８８とは逆の向きに現像剤を搬送する第２搬送
スクリュー２８９が配設されている。この第２搬送スク
リュー２８９の下方の現像器ケーシング部２８３Ｋに
は、現像器ケーシング部２８３Ｋに収容されている現像
剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサが設
置されている。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、短い磁気ブラシでの立
ち上がりと倒れを実現して現像ニップを狭くし、スリー
ブ長手方向においては、その立ち上がりと倒れを均一化
することができたので、画像後端における白抜けやギザ
ギザ形状の発生更には細線画像の発生を防止でき、点画
像の細らせ現象を低減できるなど、異常画像の発生原因
を抑え、画像濃度を高くし且つ低コントラスト画像を良
好にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置を含む感光体ユニットの
概略構成図である。

【図２】図１における現像装置の詳細構成図である。

【図３】本発明に係る現像装置での現像ローラの磁力分
布とその大きさ程度を示す図である。

【図４】磁石Ｐ１ａが欠けた場合の磁力分布を示す図で
ある。

【図５】比較のために従来公知の現像ローラの磁力分布
を示す図である。

【図６】主磁石と主磁極磁力形成補助磁石の角度位置関
係を表す図である。

【図７】磁気ブラシの穂立ち均一度と画像後端白抜けの
程度の関係をランク的に示すグラフである。

【図８】後端白抜けの有無に伴う現像スリーブ長手方向
での様子を示す概念図で、（ａ）が本発明に係る磁気ブ
ラシによるものであり、（ｂ）が従来の磁気ブラシによ
るものである。

【図９】本発明での現像領域での現像ギャップやニップ
の大きさを示すイメージ図である。

【図１０】主磁極の半値幅と磁気ブラシの穂立ち均一度
の程度の関係を示すグラフである。

【図１１】主磁極の半値幅と画像後端白抜けの程度の関
係を示すグラフである。

【図１２】本発明に係る画像形成装置としてのカラー複
写機の概略構成図である。

【図１３】本発明に係る現像装置としてのリボルバ現像
ユニットの部分概略構成図である。

【図１４】図１０のリボルバ現像ユニットでの現像ロー
ラの磁力分布とその大きさ程度を示す図である。

【図１５】比較のために従来公知の現像ギャップやニッ
プの大きさを示すイメージ図である。

【図１６】現像ニップ内での磁気ブラシにおけるキャリ
アに付着しているトナーの振る舞いを静電潜像との位置
関係で示すもので、静電潜像の表面電位とニップでの静
電潜像位置の状態及びニップ内での磁気ブラシの動きを
夫々ａ，ｂで示す。

【図１７】図１６ａでの磁気ブラシの先端キャリアとト
ナーの付着状態をモデル図として表したもので、ａ〜ｄ
がそれぞれ磁気ブラシ位置Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４に相
当する。

【図１８】後端白抜けの観察のために用いたベタ画像を
示す図である。

【図１９】現像スリーブの移動速度と感光体の移動速度
の速度比と画像濃度の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１感光体ドラム４現像装置４１現像ローラ４３現像スリーブ４４磁石ローラ体４５ドクタブレード４７スクリュー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現
像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像方法において、上記磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂
立ちを起こして、潜像担持体に接触することを特徴とす
る現像方法。
【請求項２】現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現
像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像方法において、上記磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に潜
像担持体から離間し、穂倒れを起こすことを特徴とする
現像方法。
【請求項３】現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現
像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像方法において、現像剤を立ち上げる主磁極の磁力形成を補助する補助磁
極を形成することを特徴とする現像方法。
【請求項４】現像剤を立ち上げる主磁極と現像剤搬送
方向上流側及び／又は下流側の搬送磁極との間に主磁極
磁力の形成を補助する補助磁極を形成することを特徴と
する請求項３に記載の現像方法。
【請求項５】現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現
像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置において、上記磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に穂
立ちを起こして、潜像担持体に接触することを特徴とす
る現像装置。
【請求項６】現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現
像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像
剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置において、上記磁気ブラシが現像スリーブ長手方向に対し均一に潜
像担持体から離間し、穂倒れを起こすことを特徴とする
現像装置。
【請求項７】潜像を可視像化するための現像剤担持体
が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された磁
石ローラとからなり、当該磁石ローラが現像剤汲み上げ
磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を
備える現像装置において、上記主磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上で
あることを特徴とする現像装置。
【請求項８】上記主磁極を形成する磁石が希土類金属
合金によって構成されることを特徴とする請求項７に記
載の現像装置。
【請求項９】潜像を可視像化するための現像剤担持体
が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された磁
石ローラとからなり、当該磁石ローラが現像剤汲み上げ
磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を
備える現像装置において、上記主磁極の半値幅が２２°以下であることを特徴とす
る現像装置。
【請求項１０】潜像を可視像化するための現像剤担持
体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された
磁石ローラとからなり、当該磁石ローラが現像剤汲み上
げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極
を備える現像装置において、上記主磁極の磁力形成を補助する補助磁石を備えること
を特徴とする現像装置。
【請求項１１】上記補助磁石を、上記主磁極を形成す
る主磁石の現像剤搬送方向上流側及び／又は下流側に配
置することを特徴とする請求項１０に記載の現像装置。
【請求項１２】上記主磁石と補助磁石とによる磁石ロ
ーラにおける中心角を３５°以下で構成することを特徴
とする請求項１１に記載の現像装置。
【請求項１３】上記補助磁石の半値幅を４０°以下で
構成することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の
現像装置。
【請求項１４】上記補助磁石と更にその外側に位置す
る現像剤搬送磁極のための磁石との磁極変極点による磁
石ローラにおける中心角を１２０°以下で構成すること
を特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
【請求項１５】上記主磁極と補助磁石の磁極とが互い
に異なることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか
一項に記載の現像装置。
【請求項１６】上記主磁極を形成する磁石が、希土類
金属合金によって構成されることを特徴とする請求項１
０〜１５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項１７】現像装置に装着される現像剤担持体を
構成する磁石ローラにして、現像剤穂立ちのための主磁
極を備える磁石ローラにおいて、上記主磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上で
あることを特徴とする磁石ローラ。
【請求項１８】上記主磁極を形成する磁石が希土類金
属合金によって構成されることを特徴とする請求項１７
に記載の磁石ローラ。
【請求項１９】現像装置に装着される現像剤担持体を
構成する磁石ローラにして、現像領域での現像剤穂立ち
のための主磁極を備える磁石ローラにおいて、上記主磁極の半値幅が２２°以下であることを特徴とす
る磁石ローラ。
【請求項２０】現像装置に装着される現像剤担持体を
構成する磁石ローラにして、現像領域での現像剤穂立ち
のための主磁極の磁力形成を補助する補助磁石を備える
ことを特徴とする磁石ローラ。
【請求項２１】上記補助磁石を、上記主磁極を形成す
る主磁石の現像剤搬送方向上流側及び／又は下流側に配
置することを特徴とする請求項２０に記載の磁石ロー
ラ。
【請求項２２】上記主磁石と補助磁石とによる磁石ロ
ーラにおける中心角を３５°以下で構成することを特徴
とする請求項２１に記載の磁石ローラ。
【請求項２３】上記補助磁石の半値幅を４０°以下で
構成することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の
磁石ローラ。
【請求項２４】上記補助磁石と更にその外側に位置す
る現像剤搬送磁極のための磁石との磁極変極点による磁
石ローラにおける中心角を１２０°以下で構成すること
を特徴とする請求項２１に記載の磁石ローラ。
【請求項２５】上記主磁極と補助磁石の磁極とが互い
に異なることを特徴とする請求項２０〜２４のいずれか
一項に記載の磁石ローラ。
【請求項２６】少なくとも上記主磁極を形成する磁石
が、希土類金属合金によって構成されることを特徴とす
る請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の磁石ロー
ラ。
【請求項２７】上記請求項５〜１６のいずれか一項に
係る現像装置を備えた画像形成装置。