JP2005331632A - 現像装置およびプロセスカートリッジならびにそれらを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成によって、尾引き・前引きを防止して良好な現像を可能とする。
【解決手段】 現像装置１の磁界発生手段３が形成する磁極のうち、主磁極Ｓ１近傍の磁気吸引力の極大値Ｆ０が、主磁極Ｓ１の法線方向磁束密度ピーク位置よりも現像剤担持体２の回転方向における下流側、例えば主磁極Ｓ１の法線方向磁束密度ピーク位置よりも少なくとも８°以上、現像剤担持体回転方向下流側に位置し、かつ当該磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が狭くピーキーな、例えば５４°以下の分布としたもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機やページプリンタ等の電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に使用される現像装置およびプロセスカートリッジならびにそれらを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体上に形成した静電潜像を現像装置により現像して可視化しているが、その現像装置として、トナーを用いた現像装置が広く実用化されている。ＬＥＤやＬＢＰプリンタなどのように最近の画像形成装置は、より高解像度を有する装置となってきているが、それにともなって、より高解像・高精細の現像方式が要求されている。

高画質化を実現するためには、現像装置の現像容器内に収容されているトナー（現像剤）を十分に帯電する必要がある。現像スリーブ上のトナーのＱ／Ｍ［Ｑ／Ｍ：単位重量（ｇ）あたりのトナー電荷量（μＱ）］が低いと、トナーの飛び散りや、トナーコート量Ｗが増えるので、現像時のトナー穂立ちが大きくなってしまい、画像後端で穂立ちが倒れ「尾引き」が発生し画像を悪化させてしまうからである。そのため従来から、例えば弾性体からなる現像ブレード（現像剤規制部材）を高い圧力で現像スリーブ（現像剤担持体）に当接させることによって現像スリーブ上のトナーコート量Ｗ［Ｗ：現像スリーブ表面１ｃｍ２あたりのトナーコート重量（ｍｇ）］を小さくすると同時に、現像スリーブ上のトナーに高いＱ／Ｍを与えるようにした弾性現像ブレード法による薄層現像装置が開発されている。

しかしながら、弾性体からなる現像ブレードを高い圧力で現像スリーブに当接させ現像スリーブ上のトナーに高いＱ／Ｍを与えた場合には、逆極性に帯電するトナーも多く発生してしまい、画像の先端に不要なトナーが現像されてしまう「前引き」が発生してしまう問題がある。さらに、Ｑ／Ｍを高くしてトナーコート量を減らしても、転写時の紙と感光ドラム間の周速差によって穂立ちが崩れてしまい、尾引きが発生してしまうという問題もある。

一方、上述した現像スリーブ（現像剤担持体）の内部には、トナー（現像剤）を保持・搬送するためのマグネットローラ（磁界発生手段）が固定状態で配置されているが、例えば下記の特許文献１に開示された現像装置では、マグネットローラに設けられた複数個の磁極のうちの主磁極を現像領域に対応した位置に配置することによって良好な現像作用を得るように構成したものであって、磁束密度およびその分布以外に磁気的な吸引力を設定することによって高画質化を図るようにしている。

すなわち下記の特許文献１では、マグネットローラの磁気吸引力のうち、極大値Ｆ０を、現像極Ｓ１のピークより現像スリーブ回転方向下流に設定し、かつ極小値Ｆ２を、上記現像極Ｓ１のピーク位置近傍に設定するものではあるが、その場合の磁気吸引力分布においては、現像極Ｓ１に隣接するＮ１極、Ｎ２極が影響を与えることとなって、各磁極間が略９０°近く開いた位置にせざるを得ず、従って、ある程度限られた磁束密度分布にしか適用することができないという問題がある。

例えば近年のように、用紙搬送路を従来に多く見られた水平パスから、用紙を垂直方向に搬送する縦パス構成として低価格化・省スペース化を図った画像形成装置では、その縦パス構成に伴って感光ドラムが上方に移動し、現像極Ｓ１と現像ブレードが近づく構成となってきており、上述したようにＳ１極−Ｎ１極を略９０°に持たせようとすると、現像ブレードニップ部にＮ１極ピーク位置が配置されてしまう。つまり、現像ブレードニップ部にＮ１極ピーク位置が配置されることとすると、現像スリーブ上のトナーコートが不均一になって濃度ムラを発生させてしまうおそれがあるため、ニップ部から３０°程度は離れるようにＮ１極をずらすことが望ましいが、Ｎ１極をＳ１極側に３０°ずらした場合には、Ｓ１極に近すぎてＮ１極に対して充分な磁力を着磁することができなくなる。

特公平０７−０６６２１５

そこで本発明は、マグネットローラの各磁極配置が略９０°に出来ない薄層現像系現像装置においても、尾引きおよび前引きの双方を防止して画質向上を図ることができるようにした現像装置およびプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本出願にかかる第１の発明によれば、上記目的は、静電潜像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、その現像剤担持体の内部に固定配置されて現像領域に位置する主磁極を含む複数個の磁極を有する磁界発生手段とを有し、上記磁界発生手段の主磁極は、前記静電潜像担持体と現像剤担持体との近接位置近傍に法線方向の磁束密度のピークを有するとともに、その磁界発生手段により現像剤担持体上に法線方向の磁束密度に基づく吸引力と接線方向の磁束密度に基づく吸引力との合力である磁気吸引力を生じさせるように構成された現像装置において、前記磁気吸引力Ｆの極大値Ｆ０が、前記主磁極の法線方向磁束密度ピーク位置よりも前記現像剤担持体の回転方向における下流側に位置し、かつ当該磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が、前記主磁極における法線方向の磁束密度の半値幅より小さくなる着磁パターンが前記磁界発生手段に施されていることで達成される。

また、本出願にかかる第２の発明によれば、上記目的は、現像剤が、重量平均粒径が３．０〜７．２μｍ、ＭＩ値が３〜３０ｇ／１０ｍｉｎであり、前記現像剤担持体上に層形成される現像剤量Ｗ［Ｗ：現像剤担持体表面１ｃｍ^２あたりのトナーコート重量（ｍｇ）］が、０．６≦Ｗ≦１．５であるように構成され、あるいは、前記磁気吸引力の極大値Ｆ０が、前記主磁極の法線方向磁束密度ピーク位置よりも、前記現像剤担持体の回転方向において少なくとも８°以上下流側に位置し、かつ前記磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が５４°以下の範囲内の分布を有し、あるいは、前記磁気吸引力の極大値Ｆ０の９０％幅が２０°以下に設定されていることよって達成される。

また、本出願にかかる第３の発明によれば、上記目的は、静電潜像担持体、帯電装置、転写装置、クリーナのうちいずれか１つまたは２つ以上と、現像装置とが、画像形成装置本体から着脱自在に収容される筐体内に配置させて構成され、前記現像装置は、回転可能な現像剤担持体と、現像剤担持体の内部に固定配置されて現像領域に位置する主磁極を含む複数個の磁極を有する磁界発生手段と、現像剤担持体に当接する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に供給される現像剤を収容する現像容器とを有し、前記現像剤は重量平均粒径が３．０〜７．２μｍ、ＭＩ値が３〜３０ｇ／１０ｍｉｎであり、現像剤担持体上に層形成される現像剤量Ｗ［Ｗ：現像剤担持体表面１ｃｍ^２あたりのトナーコート重量（ｍｇ）］が、０．６≦Ｗ≦１．５であるプロセスカートリッジであって、上記主磁極は、上記静電潜像担持体と上記現像剤担持体との近接位置において法線方向の磁束密度のピークを有すると共に、上記磁界発生手段により上記現像剤担持体上に法線方向の磁束密度に基づく吸引力と接線方向の磁束密度に基づく吸引力との合力である磁気吸引力を生じせしめ、かつ、上記磁気吸引力の極大値Ｆ０は主磁極の法線方向磁束密度ピーク位置よりも少なくとも８°以上 上記現像剤担持体回転方向下流側に位置し、かつ、上記磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が５４°以下の分布を有することによって達成される。

また、本出願にかかる第４の発明によれば、上記目的は、磁気吸引力の極大値Ｆ０の９０％幅が２０°以下に設定されていることによって達成される。

また、本出願にかかる第５の発明によれば、上記目的は、上述した各発明のいずれかにおける現像装置またはプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置によって達成される。

以上のように、本出願にかかる第１、第２、第４または第５の発明によれば、現像装置の磁界発生手段が形成する磁極のうち、主極近傍の磁気吸引力の極大値Ｆ０が、主磁極の法線方向磁束密度ピーク位置よりも前記現像剤担持体の回転方向における下流側、例えば主磁極の法線方向磁束密度ピーク位置よりも少なくとも８°以上、現像剤担持体回転方向下流側に位置し、かつ当該磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が狭くピーキーな、例えば５４°以下の分布とすることにより、尾引き、前引きを防止し良好な現像を行うことができる。
また、本出願にかかる第３、第４または第５の発明によれば、静電潜像担持体、帯電装置、転写装置、クリーナのうちいずれか１つまたは２つ以上と現像装置とを筐体内に配置させて一体化し、筐体を画像形成装置本体から着脱自在の構成にしたプロセスカートリッジにおいて、カートリッジ内の現像装置に用いられる磁界発生手段に、上記第１，２の発明に用いられた磁界発生手段を使用することにより、第１，２の発明による、尾引き、前引きを防止し良好な現像を行うことができるという効果が得られるとともに、これらの構成部品を容易に交換することが可能となり、画像形成装置のメンテナンス性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示された本発明にかかる第一の実施形態における現像装置１は、例えばレーザプリンタなどの画像形成装置に用いられるものであって、静電潜像担持体としての感光ドラム１１の表面に形成される静電潜像を現像する機能を備えたものである。

その現像装置１の内部には、上述した静電潜像担持体である感光ドラム１１に対向して配置される現像剤担持体としての現像スリーブ２が配置されており、その現像スリーブ２内に、磁界発生手段としてのマグネットローラ３が固定状態にて配置されている。この現像スリーブ２の表面には、現像剤量を規制する現像剤量規制部材としての現像ブレード４が所定位置に当接するように配置されているとともに、静電潜像を可視化する磁性現像剤としてのトナー（図示省略）が、現像容器である現像ホッパー５のトナー補給口５ａから適宜の量だけ投入され収容されている。

本実施形態における磁性現像剤には、例えば次のような負帯電性磁性１成分トナーが用いられる。すなわち、結着樹脂としてスチレンｎ一ブチルアクリレート共重合体１００重量部に、磁性体粒子８０重量部、モノアゾ系鉄錯体の負荷電制御剤２部、ワックスとして低分子量ポリプロピレン３部を１４０℃に加熱された２軸エクストルーダーで溶融混錬し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級して、重量平均径５．０μｍの分級粉を得た後、平均拉径５．０μｍの分級品に疎水性シリカ微粉体１．０重量部をヘンシェルミキサーで混合して得たもの等が採用される。

また、そのトナーの定着性の指標であるメルトインデックス（ＭＩ）は、例えば２０ｇ／１０ｍｉｎとなっている。メルトインデックス（ＭＩ）の測定は、ＪＩＳＫ７２１０に記載された装置（熱可塑性プラスチックの流れ試験方法に用いる装置）を用いて行い、その際の測定条件は、例えば下記の通りである。

測定温度：１２５℃、荷重：５ｋｇ、試料充填量：５−１０ｇとして、手動切り取り法で測定し、そのときの測定値を１０分値に換算する。また、トナーの平均粒径の測定にはコールターマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）を使用し、トナーの体積分布から重量基準の重量平均粒径Ｄ４（μｍ）を求めることとする。なお、本実施形態の現像装置のトナーとしては、ＭＩ３〜３０ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均粒径３．０〜７．２μｍの範囲のものを用いることができる。

また、上述した感光ドラム１１と対向して配置されている現像スリーブ２は、例えば、φ１６．０の非磁性のアルミスリーブの表面を導電性粒子が含有された樹脂層でコートした表面粗さＲａ＝１．０μｍのスリーブが用いられており、時計回りとは逆方向に回転して感光ドラム１１方向にトナーを搬送できるようになっている。現像スリーブ２と感光ドラム１１とは、その両者の間隔が、最近接位置で３００μｍのギャップを保って対向するようになっている。また、現像スリーブ２内に固定配置されているマグネットローラ３は、少なくとも、現像スリーブ２のＮ１極、Ｓ２極、Ｎ２極、Ｓ１極の位置の４ヶ所にそれぞれ磁界を形成できるようになっている。この磁極の配置関係については後述する。

さらに、上記現像スリーブ２に当接されて現像剤量を規制する現像ブレード４は、例えばゴム硬度ＪＩＳＡで４０°のシリコーンゴムで形成されており、現像ブレード４の端部が現像スリーブ２の所定位置の表面に当接されることにより、現像ブレード４の位置よりも現像スリーブの回転方向下流側の表面に均一な厚さのトナー層を形成できるようになっている。

このとき、上記現像ブレード４が現像スリーブ２に当接する際の当接力Ｐ［Ｐ：現像スリーブ長手方向の単位長さ（１ｃｍ）あたりの当接荷重（ｇｆ）］は約３０ｇｆ／ｃｍとした。また、現像スリーブ２と現像ブレード４の当接幅（ニップ）は１．０ｍｍとし、当接部の現像スリーブの回転方向に対して最上流位置から現像ブレード自由端までの距離は２．０ｍｍとした。このような条件での現像スリーブ２上の現像剤量（トナーコート量）Ｗは、約１．３０（ｍｇ／ｃｍ２）となった。

トナーを収容する現像ホッパー５内、および前記現像スリーブ２の近傍には、回転式のＴ撹拌棒６とＤ撹拌棒７とが設けられて、これらの両撹拌棒６，７によって現像ホッパー５内および現像スリーブ２の付近のトナーを撹拌するとともに、現像ホッパー５内のトナーを現像スリーブ２方向に供給する構成にされている。また、上記現像スリーブ２近傍には、トナー残量検知用の導電性検知部材８が設置されており、トナーの残量を検知して適切な時期にトナーを補充できるようになっている。

そして、上述した現像ホッパー５内の１成分磁性トナーは、Ｔ撹拌棒６とＤ撹拌棒７とで現像スリーブ２付近に送られた後、マグネットローラ３の形成する磁界作用で現像スリーブ２に供給されて、現像スリーブ２の回転（時計回りとは逆に回転する）とともに感光ドラム１１方向に搬送される。その後、現像スリーブ２と現像ブレード４との当接部で電荷付与と層厚規制を受けて現像スリーブ２と感光ドラム１１とで形成される現像領域へ搬送される。

また、このような構成の現像装置によって感光ドラム１１の表面の静電潜像を現像するに際しては、現像スリーブ２に、直流に交流を重畳した交互電圧をバイアス電源（図示せず）から印加して、現像スリーブ２と感光ドラム１１との間に現像電界を形成し、その電界によって静電潜像の現像を行う。このとき現像スリーブ２には、直流電圧（Ｖｄｃ＝−５００Ｖ）に、ＡＣ（矩形波Ｖｐｐ＝１６００Ｖ、ｆ＝２４００Ｈｚ）を重畳した現像バイアスを印加する。また、感光ドラム１１は、図示を省略した帯電装置により帯電電位Ｖｄ＝−７００Ｖに均一帯電され、その後、画像信号に従いレーザーで露光されて感光ドラム１１の表面に静電潜像が形成される（なお、露光された部分が、Ｖｌ＝−１５０Ｖとなる）。露光されたＶｌ部を、現像装置により負帯電性トナーで反転現像することによって静電潜像が現像される。

ここで、上述したマグネットローラ３は、当該マグネットローラ３により現像スリーブ２上に法線方向の磁束密度に基づく吸引力と接線方向の磁束密度に基づく吸引力との合力である磁気吸引力を生じさせるように構成されていて、特に主磁極Ｓ１は、現像スリーブ２と感光ドラム１１との最近接位置近傍において法線方向の磁束密度のピークを有するように配置されている。

このマグネットローラ３の磁気吸引力パターンは、例えば図２に示されているようになっている。すなわち図２において、本発明の実施形態１におけるマグネットローラ３の法線方向磁束密度パターンを太実線で示し、磁気吸引力パターンを細実線で示している。また、従来のマグネットローラの法線方向磁束密度パターンを太破線で示し、磁気吸引力パターンを細破線で示している。また図８には、本発明の実施形態１における磁気吸引力パターンのみを抽出して表している。

この図２および図８からわかるように、本実施形態１で使用したマグネットローラ３では、従来のマグネットローラと比較して、磁気吸引力の極大値Ｆ０が、主磁極Ｓ１のピーク角度位置よりも、矢印で示した現像スリーブ回転方向下流側に位置しており、ピーキーな波形形状を有している。そして、磁気吸引力の極小値Ｆ２が、主磁極Ｓ１極のピーク角度中心近傍に存在しないように構成されている。

より具体的には、上記磁気吸引力の極大値Ｆ０が、主磁極Ｓ１の法線方向磁束密度ピーク位置よりも少なくとも８°以上下流側に位置し、かつ、磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が、５４°以下のピーキーな分布を有しているとともに、前記磁気吸引力の極大値Ｆ０の９０％幅が、２０°以下に設定されている。なお、上述した磁気吸引力の半値幅は、５０％幅ともいい、法線方向においてピーク値の半分（５０％）の値となっている位置における中心角度により表されている。したがって９０％幅といった場合には、法線方向においてピーク値の９０％の値となっている位置における中心角度となる。

このような構成に関して本願発明者は、下記の表１に示すように、本実施形態のマグネットと従来のマグネットを使用したときの、尾引き、前引きの観察を行った。すなわち下記の表１に、図２〜図７に示す磁気吸引力パターンを振った際の磁気吸引力Ｆの角度、ピーク値、半値幅の値と、尾引き指数、前引き発生Ｖｂａｃｋとの関係を示す。

このときの尾引き指数は、尾引きの面積を測定し面積に応じた係数を掛けて求めたものであり、指数が大きい程尾引きが悪く、小さい程尾引きは良い。また、前引き発生Ｖｂａｃｋは、前引きの発生し始めるコントラストで、マイナスの数値が大きくなる程ラチチュードが広く取れることになる。なお、磁気吸引力半値幅は、磁気吸引力線の最大値における現像スリーブ上の点と、磁気吸引力の極大値Ｆ０の１／２の値となる２点とを結ぶ線のなす角（仰角）の値で示した。

上記表１および図４ならびに図８から明らかなように、本発明の実施形態１におけるマグネットローラでは、主磁極Ｓ１の近傍の磁気吸引力の極大値Ｆ０が、主磁極Ｓ１のピーク角度から８°だけ下流側に位置されており、半値幅も４１°、９０％幅で１２°と狭くピーキーな波形形状をしている。そして、その尾引き指数は９．７と、従来のマグネットよりも大きく改善している。また、前引き発生Ｖｂａｃｋも５５Ｖラチチュードが広がっている。

これに対して、比較例１におけるマグネットローラは、磁気吸引力の極大値Ｆ０がＳ１極ピーク角度から６°上流に位置しており、半値幅も４９°とピーキーな波形形状であるが、尾引き指数が４１．８と悪い結果となった。前引き発生Ｖｂａｃｋは１５Ｖのラチチュードだけ向上した。この結果から判るように、磁気吸引力Ｆを上流に設定すると画質が悪化し、前引きラチチュードもあまり改善しないことが判った。

また、比較例２のマグネットローラは、磁気吸引力の極大値Ｆ０がＳ１極ピーク角度から１°上流に位置しており、半値幅は１０３°と広くブロードな波形形状をしている。従来のマグネットローラと比較すると尾引き指数は大幅に悪化している。しかし、前引きラチチュードは４５Ｖ広くなっている。この結果から判るように、磁気吸引力Ｆの半値幅を広くしブロードな波形形状をとると、前引きラチチュードは広がるものの、尾引きは悪化することが判る。

さらに、本発明にかかる実施形態２は、上述した表１および図５から明らかなように、実施形態１の磁気吸引力波形に比べると半値幅が５４°、９０％幅で１７°とやや広く、ブロード波形となっているが、磁気吸引力Ｆの位置が９°下流設定となっている。実施形態１のマグネットローラほどではないが、尾引き指数は１５．２、前引きＶｂａｃｋも−２１０Ｖと広くとれることが判る。

このような実施形態１，２、および比較例１，２の結果より、磁気吸引力Ｆ０はＳ１極ピーク角度より少なくとも８°以上下流に設定し、磁気吸引力Ｆの半値幅は５４°以下に設定するようマグネットローラを設定すれば、尾引き、前引き共に満足する良好なマグネットローラが得られる。また、上記結果からも判る通り、極小磁気吸引力Ｆ２は必ずしもＳ１極ピーク角度近傍に位置する必要は無い。

一方、図９に示された本発明の第３の実施形態は、画像形成装置本体に対して着脱可能に収容できるプロセスカートリッジ２０内に現像装置を配置したものであって、前述した感光ドラム１１と、その感光ドラム１１に作用するプロセス手段としての帯電装置２１、クリーニング装置２４、クリーニングされた現像剤を収納する廃トナー容器２３のうちのいずれか１つまたは２つ以上を組み合わせたものと、前述した第１または第２の実施形態に記載した現像装置とのそれぞれをプロセスカートリッジ２０内に配置した構成になされている。

より具体的には、画像形成装置内に着脱可能に収容されるプロセスカートリッジ２０は、画像形成装置内に収容可能な筐体内の開口部付近に、感光ドラム１１が配置され、その感光ドラム１１と対向する位置に、当該感光ドラム１１上の静電潜像を現像する現像装置１が配置されている。現像装置１は、上述した実施形態１と同様であって、前記感光ドラム１１と対向する位置に現像スリーブ２が配置され、現像スリーブ２の表面にその端部が当接するように現像ブレード４が配置されているとともに、現像スリーブ２付近にトナーを供給できるように現像ホッパー５が配置されている。

また、上記感光ドラム１１の現像装置側とは逆側の筐体内には、クリーニングブレード２２を有するクリーニング装置２４が配置されて、転写工程後に感光ドラム１１の表面に付着している残留トナーをクリーニングブレード２２でかき落としてクリーニング装置２４の廃トナー容器２３に収容できるようになっている。また、現像スリーブ２よりも感光ドラム１１の回転方向上流側でクリーニング装置２４よりも手前の筐体内に、感光ドラム１１を帯電させる帯電装置２１が配置されてプロセスカートリッジ２０が構成されている。なお、プロセスカートリッジの筐体内には、感光ドラム１１、帯電装置２１、クリーニング装置２４、廃トナー容器の２３うちいずれか１つまたは２つ以上を組み合わせ、それに現像装置を組み合わせて収容するようにしてもかまわない。

なお、上述した現像スリーブ２の内部には、第１の実施形態に用いられたものと同様のマグネットローラ３が固定配置されており、マグネットローラ３によって現像スリーブ２の表面に、それぞれＮ１極、Ｓ１極、Ｎ２極、Ｓ２極が第１の実施形態と同じ位置関係で形成できるようになっているとともに、磁気吸引力Ｆの角度と半値幅の値が第１の実施形態と同じ値となるようになっている。なお、マグネットローラは、第２の実施形態に用いられたものを用いることもできる。

上記構成のプロセスカートリッジ２０は、画像形成装置の所定位置にセットされて、所定のプロセスで画像形成を行うことができ、カートリッジ内のトナーの消費や部材の消耗によって寿命が来たら、新しいプロセスカートリッジと交換することにより続けて高画質な画像形成を行うことができる。

このようにして、現像スリーブ２や現像ブレード４等を有する現像装置、感光ドラム１１、帯電装置２１、クリーニング装置２４を、画像形成装置内に収容可能な筐体内に配置して一体型プロセスカートリッジとすることにより、第１、２の実施形態で説明した、尾引き、前引きを防止して、良好な画像形成が行えるという効果が得られることに加えて、カートリッジ内の各構成部品の交換および廃トナーの処理をトナーで周りを汚すことなく容易に行うことができるようになる。従って、画像形成装置のメンテナンス性が格段に向上するとともに、カートリッジを交換することで、電子写真方式の重要な構成部品が新品に交換されるため、常に高品質な画像を容易に保つことができる。

以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態は、プリンタ以外の複写機等の他の画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。

以上述べた本発明にかかる画像形成装置は、プリンタなどの画像形成装置を始めとして、複写機等の多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。

本発明の一実施形態にかかる現像装置の断面概略図である。 マグネットローラにおける磁束密度パターンと磁気吸引力パターンとの関係を表した説明図である。 従来のマグネットローラの法線方向磁束密度と磁気吸引力を示す説明図である。 本実施形態１のマグネットローラの法線方向磁束密度と磁気吸引力を示す説明図である。 本実施形態２のマグネットローラの法線方向磁束密度と磁気吸引力を示す説明図である。 比較例１のマグネットローラの法線方向磁束密度と磁気吸引力を示す説明図である。 比較例２のマグネットローラの法線方向磁束密度と磁気吸引力を示す説明図である。 図２に表した本発明の第１実施形態におけるマグネットローラの磁気吸引力パターンを抽出して示した説明図である。 第３の実施形態によるプロセスカートリッジを示す断面概略図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 現像スリーブ（現像剤担持体）
３ マグネットローラ（磁界発生手段）
４ 現像ブレード（現像剤規制部材）
５ 現像ホッパー
６ Ｔ撹拌棒
７ Ｄ撹拌棒
８ トナー残量検知部材
１１ 感光ドラム（静電潜像担持体）
２０ プロセスカートリッジ
２１ 帯電装置
２４ クリーニング装置

Claims (7)

1. 静電潜像担持体に対向して配置され、現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、その現像剤担持体の内部に固定配置されて現像領域に位置する主磁極を含む複数個の磁極を有する磁界発生手段と、を有し、
   上記磁界発生手段の主磁極は、前記静電潜像担持体と現像剤担持体との近接位置近傍に法線方向の磁束密度のピークを有するとともに、その磁界発生手段により現像剤担持体上に法線方向の磁束密度に基づく吸引力と接線方向の磁束密度に基づく吸引力との合力である磁気吸引力を生じさせるように構成された現像装置において、
   前記磁気吸引力Ｆの極大値Ｆ０が、前記主磁極の法線方向磁束密度ピーク位置よりも前記現像剤担持体の回転方向における下流側に位置し、かつ
   当該磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が、前記主磁極における法線方向の磁束密度の半値幅より小さくなる着磁パターンが前記磁界発生手段に施されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤は、重量平均粒径が３．０〜７．２μｍ、ＭＩ値が３〜３０ｇ／１０ｍｉｎであり、
   前記現像剤担持体上に層形成される現像剤量Ｗ［Ｗ：現像剤担持体表面１ｃｍ^２あたりのトナーコート重量（ｍｇ）］が、０．６≦Ｗ≦１．５であるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記磁気吸引力の極大値Ｆ０が、前記主磁極の法線方向磁束密度ピーク位置よりも、前記現像剤担持体の回転方向において少なくとも８°以上下流側に位置し、かつ
   前記磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が５４°以下の範囲内の分布を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 前記磁気吸引力の極大値Ｆ０の９０％幅が２０°以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の現像装置。
5. 静電潜像担持体、帯電装置、転写装置、クリーナのうちいずれか１つまたは２つ以上と、現像装置とが、画像形成装置本体から着脱自在に収容される筐体内に配置させて構成され、
   前記現像装置は、回転可能な現像剤担持体と、現像剤担持体の内部に固定配置されて現像領域に位置する主磁極を含む複数個の磁極を有する磁界発生手段と、現像剤担持体に当接する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に供給される現像剤を収容する現像容器とを有し、
   前記現像剤は重量平均粒径が３．０〜７．２μｍ、ＭＩ値が３〜３０ｇ／１０ｍｉｎであり、現像剤担持体上に層形成される現像剤量Ｗ［Ｗ：現像剤担持体表面１ｃｍ^２あたりのトナーコート重量（ｍｇ）］が、０．６≦Ｗ≦１．５であるプロセスカートリッジであって、
   上記主磁極は、上記静電潜像担持体と上記現像剤担持体との近接位置において法線方向の磁束密度のピークを有すると共に、
   上記磁界発生手段により上記現像剤担持体上に法線方向の磁束密度に基づく吸引力と接線方向の磁束密度に基づく吸引力との合力である磁気吸引力を生じせしめ、かつ、
   上記磁気吸引力の極大値Ｆ０は主磁極の法線方向磁束密度ピーク位置よりも少なくとも８°以上 上記現像剤担持体回転方向下流側に位置し、かつ、
   上記磁気吸引力の極大値Ｆ０の半値幅が５４°以下の分布を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 前記磁気吸引力の極大値Ｆ０の９０％幅が２０°以下に設定されていることを特徴とする請求項５記載のプロセスカートリッジ。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された現像装置、または請求項５および請求項６のいずれかに記載されたプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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