JP2010230752A - 現像装置、現像装置の製造方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速でトナー像を形成する現像装置又は画像形成装置において、現像装置に備えられたマグネットロールの主磁極の位置を像保持体に対して精度よく設定する。
【解決手段】感光体ドラム２２の周面に対向して配置された複数の現像ロール４４，４６，４８は、固定支持されたマグネットロールとその周囲で回転可能に支持されたスリーブとを有する。感光体ドラムの回転方向の最下流に配置される第１の現像ロール４４の第１のマグネットロール４４ａには、感光体ドラムと対向する主磁極として、垂直方向の磁束密度がピーク値の９０％以上である一連の領域が全幅の４０％以上となるように着磁されている。この主磁極の周方向すなわち接線方向の磁束密度を測定し、磁束密度がゼロとなる点を基準として感光体ドラムに対する位置を設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、静電電位の差による潜像をトナーの付着によって可視化する現像装置、現像装置の製造方法及びこのような現像装置を用いた画像形成装置に関する。

像保持体上の静電潜像にトナーを転移して可視像を形成する現像装置では、トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤又は磁性を有するトナーを主成分とする磁性一成分現像剤が多く用いられている。このような現像剤は、現像ロールの周面上に磁気的に吸着されて像保持体と対向する位置に搬送される。そして、像保持体と現像ロールとの間に現像バイアス電圧が印加され、形成された電界内でトナーが像保持体上の静電潜像に転移して可視像を形成する。

上記現像ロールは、回転しないように固定支持されたマグネットロールと、この周囲で回転可能に支持された円筒状の薄いスリーブとを有するものが広く用いられている。上記マグネットロールは周方向に複数の磁極が着磁されており、磁性トナー又は磁性キャリアをスリーブの表面上に磁気的に吸着し、スリーブの回転によって周方向に現像剤を搬送するものとなっている。このとき、スリーブ上に保持された現像剤はマグネットロールの磁極上で、磁性トナー又は磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを形成する。特に像保持体と対向する位置に着磁された現像磁極上では、穂状となることによって像保持体上に多くのトナーが転移し、充分な濃度の現像が行われる。
上記現像磁極による磁気ブラシの状態は、像保持体と現像ロールとが対向する位置付近における磁束密度分布によって変動するものであり、現像磁極による磁束密度を調整することが、例えば特許文献１に記載されている。これにともない、像保持体と現像ロールとが対向する位置に対して現像剤の搬送方向における上流側又は下流側にずれた位置に現像磁極を設けること等も記載されている。

一方、近年はトナーを用いて画像を形成する画像形成装置で、プロセスの高速化が望まれており、高速回転する像保持体に十分な量の現像トナーを供給する技術が提案されている。
例えば特許文献２に、複数の現像ロールを備えた現像装置が記載されている。
この現像装置には、像保持体の周方向に３個の現像ロールが配列されており、それぞれがマグネットロールとスリーブとを有し、それぞれのマグネットロールの像保持体との対向位置に現像磁極が設けられている。そして、これらの現像ロールから像保持体上の静電潜像にトナーを転移して現像を行うものである。

特開平５−４０４１０号公報 特開２００８−４６１７０号公報

本願発明は、マグネットロールに着磁された磁極の位置が像保持体に対して精度よく設定された現像装置、磁極の位置を像保持体に対して精度よく設定してマグネットロールを固定する現像装置の製造方法、及びマグネットロールの磁極が精度よく設定された画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 主磁極を含む複数の磁極が周方向に配列して着磁されたマグネットロールと、 帯電電位の差による潜像が形成される無端状の周面を備えた像保持体に対向して配置され、外周面に現像剤が供給される円筒状のスリーブと、 前記マグネットロールを、周方向の回転を拘束するように固定支持するとともに、前記スリーブを前記マグネットロールの周囲で周方向に回転が可能に支持する支持枠体と、を有し、 前記マグネットロールは、前記主磁極が前記像保持体と対向するように配置され、 前記主磁極の該マグネットロールの周面に沿った位置における周方向の磁束密度がゼロとなる周面上の点が、該マグネットロールの前記像保持体と最接近する位置に対して予め定められた位置に設定されていることを特徴とする現像装置を提供する。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の現像装置において、 前記主磁極は、前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を測定したときに、該磁束密度の周方向の分布においてピーク値の９０％以上である一連の領域が該主磁極の全幅の４０％以上となるように着磁されているものとする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の現像装置において、 前記マグネットロールを第１のマグネットロールとし、該第１のマグネットロールとは別に、前記像保持体の周面に対向して第２のマグネットロール及びこれを囲む第２のスリーブが配置され、 前記第２のマグネットロールは、前記像保持体に対向する主磁極を含む複数の磁極が周方向に配列して着磁され、 該第２のマグネットロールの前記主磁極は、該第２のマグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度の分布が、ピーク値の９０％未満となる極小値の両側に２つの極大値を有するものであり、 該主磁極の磁束密度が極大値となる２つの周面上の点のいずれか一方又は双方の中心点を基準とし、この基準となる点を、該第２のマグネットロールの前記像保持体と最接近する位置に対して予め定められた位置に設定して該第２のマグネットロールが固定されているものとする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の現像装置において、 前記第１のマグネットロールの周囲で回転する第１のスリーブ及び前記第２のスリーブは周面上に保持された現像剤からトナーを前記像保持体上の潜像に転移するものであり、 前記第１のスリーブは、前記像保持体の周面の移動方向における前記第２のスリーブが対向する位置の下流側に配置され、 前記第１のスリーブと前記像保持体との間隔が、前記第２のスリーブと前記像保持体との間隔よりも狭く設定され、 前記像保持体の前記第１のスリーブとの対向位置を通過したときに前記像保持体上の前記潜像に転移されているトナー量は、前記像保持体の前記第２のスリーブとの対向位置を通過したときに転移されていたトナー量より少なくなるように設定されているものとする。

請求項５に係る発明は、 円筒状のマグネットロールの周面に、主磁極を含む複数の磁極を周方向に配列して着磁する工程と、 前記主磁極の前記マグネットロールの周面に沿った位置における周方向の磁束密度を測定し、磁束密度がゼロとなる点を検出する工程と、 静電電位の差による潜像にトナーを転移して可視像を形成する現像装置の支持枠体に、前記マグネットロールを固定支持させるとともに、該マグネットロールの周囲に円筒状のスリーブを周方向へ回転可能に支持する工程と、を含み、 前記マグネットロールを現像装置の支持枠体に固定支持させる工程は、前記主磁極の周方向の磁束密度がゼロとなる周面上の点を基準とし、静電電位の差による潜像が表面に形成される像保持体と対向するように前記枠体を支持したときに、前記基準となる点が、該像保持体と前記マグネットロールとが最接近する位置に対して予め定められた位置となるように前記マグネットロールを調整して固定するものであることを特徴とする現像装置の製造方法を提供する。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の現像装置の製造方法において、 前記主磁極は、前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を測定したときに、該磁束密度の周方向の分布においてピーク値の９０％以上である一連の領域が該主磁極の全幅の４０％以上となるように着磁するものとする。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の現像装置の製造方法において、 前記マグネットロールを第１のマグネットロールとし、該第１のマグネットロールとは別の第２のマグネットロールの周面に、主磁極を含む複数の磁極を周方向に配列して着磁する工程と、
前記第２のマグネットロールに着磁された主磁極の前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を周方向に沿って測定し、磁束密度が極大値となる点を検出する工程と、 前記支持枠体に、前記第２のマグネットロールを固定支持させるとともに、該第２のマグネットロールの周囲に円筒状の第２のスリーブを周方向へ回転可能に支持する工程と、を含み、 前記第２のマグネットロールに前記主磁極を着磁する工程は、該第２のマグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度の分布が、ピーク値の９０％未満となる極小値の両側に２つの極大値を有するように着磁するものであり、 前記第２のマグネットロールを前記支持枠体に固定支持させる工程は、該第２のマグネットロールの前記主磁極の磁束密度が極大値となる２つの周面上の点のいずれか一方又は双方の中心点を基準とし、静電電位の差による潜像が表面に形成される像保持体と対向するように前記枠体を支持したときに、前記基準となる点が、前記第２のマグネットロールの前記像保持体に最接近する位置に対して予め定められた位置となるように前記第２のマグネットロールを調整して固定するものとする。

請求項８に係る発明は、 無端状の周面に静電電位の差による潜像が形成される像保持体と、 前記像保持体上の潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像装置と、 形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、 前記転写材に前記トナー像を定着する定着装置と、を有し、 前記現像装置は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置を提供する。

請求項１に係る現像装置では、本構成を備えていないものと比較して、マグネットロールに着磁された主磁極の位置が像保持体に対して精度よく設定される。

請求項２に係る現像装置では、マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度がピーク値に近い値で広く分布している主磁極を、像保持体に対して正確な位置に設定することが可能となる。

請求項３に係る現像装置では、本構成を備えていないものと比較して、周面と垂直な方向の磁束密度がピーク値に近い値で広く分布している主磁極が着磁されたマグネットロールと、周面と垂直な方向の磁束密度が２つの極大値を近接して備える主磁極が着磁されたマグネットロールとのいずれについても、像保持体に対して主磁極の位置を精度良く設定することができる。

請求項４に係る現像装置では、本構成を備えていないものと比較して、現像領域を通過した像保持体の表面に現像されたトナーの量を精度良く調整することができる。

請求項５に係る現像装置の製造方法では、本構成を備えていないものと比較して、マグネットロールに着磁された主磁極の位置を像保持体に対して精度よく設定してマグネットロールを組み込むことができる。

請求項６に係る現像装置の製造方法では、本構成を備えていないものと比較して、マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度がピーク値に近い値で広く分布している主磁極を、像保持体に対して正確な位置に設定することが可能となる。

請求項７に係る現像装置の製造方法では、本構成を備えていないものと比較して、周面と垂直な方向の磁束密度がピーク値に近い値で広く分布している主磁極が着磁されたマグネットロールと、周面と垂直な方向の磁束密度が２つの極大値を近接して備える現像磁極が着磁されたマグネットロールとのいずれについても、像保持体に対して主磁極の位置を精度良く設定してマグネットロールを組み込むことができる。

請求項８に係る画像形成装置では、本構成を有していない装置に比較して、マグネットロールに着磁された磁極の位置が像保持体に対して精度よく設定される。

本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。 図１に示す画像形成装置に備えられた現像装置を示す概略断面図である。 図２に示す現像装置に備えられた第１の現像ロールの着磁パターンを示す図である。 図３に示す第１の現像ロールの主磁極について、現像ロールの周面と垂直な方向及び周面に沿った方向の磁束密度を示す図である。 図２示す現像装置に備えられた第１の現像ロールと感光体ドラムとが対向する部分の拡大断面図である。 図２に示す現像装置に備えられた第２の現像ロールの着磁パターンを示す図である。 図２に示す現像装置に備えられた第３の現像ロールの着磁パターンを示す図である。 ３本の現像ロールとの対向位置を通過した感光体ドラム上の現像トナー量の変化を示す図である。 図３に示す第１の現像ロールの主磁極の位置が感光体ドラムと最接近する位置に対してずれる角と画像濃度との関係を示す図である。

以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置１は、転写材である連続用紙に画像を高速で形成する大型機であり、連続用紙を搬送供給する用紙搬送部１０と、画像を形成し連続用紙に転写する画像形成部２０と、転写された画像を定着する定着部３０とから構成されている。

上記用紙搬送部１０には、連続用紙を巻きまわして搬送する複数の巻きまわしローラ１１が備えられており、連続用紙Ｐに張力を付与しながら画像形成部２０に搬送するようになっている。

上記画像形成部２０には、上流側から順にブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）のトナーを転移させてトナー像を形成する４つの画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙが搬送路に沿ってほぼ同じ間隔で備えられている。
それぞれの画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙは、導電性材料からなる円筒状部材の外周面に光導電性層が形成された感光体ドラム２２を備えており、この感光体ドラム２２の周囲に、感光体ドラム２２の表面を一様に帯電させる帯電装置２３と、帯電された感光体ドラム２１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置２４と、感光体ドラム２２上の潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像装置４０と、感光体ドラム２２と対向し、感光体ドラム上に形成されたトナー像を連続用紙上に転写する転写ロール２５と、トナー像が転写された後の感光体ドラム２２に残留するトナーを除去するクリーニング装置２６と、を備えている。
なお、４つの画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙのそれぞれは、現像装置４０が収容するトナーの色が異なっており、その他の構成は同じである。そして、各現像装置２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙの上方には、当該現像装置が収容するトナーと対応する色のトナーを現像装置２１に補給するトナー補給容器４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙが備えられており、現像により消費されるトナーを補充することができるようになっている。

画像形成部２０の下流に設けられた上記定着部３０には、画像形成部２０で連続用紙上に転写された未定着トナー像を定着するフラッシュ定着装置３１が設けられており、トナー像が転写された連続用紙を搬送ロール３２に巻き回わしてフラッシュ定着装置３１に誘導するものとなっている。フラッシュ定着装置３１は、加熱源からの放射熱によってトナーを加熱し、トナー像を連続用紙上に定着するものである。トナー像が定着された連続用紙は排出ロール３３に巻き回されて装置外に排出される。

上記現像装置４０は、図２に示すように、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を収容するとともに支持枠体として機能するハウジング４２を備えている。このハウジング内には、感光体ドラム２２の回転方向における下流側から順に第１の現像ロール４４、第２の現像ロール４６及び第３の現像ロール４８が、感光体ドラム２２の周面に近接対向して配置されている。また、第３の現像ロール４８に近接して供給ロール５１が配置され、第３の現像ロール４８に二成分現像剤を供給するものとなっている。この供給ロール５１の下方には、トナーと磁性キャリアとを撹拌して搬送する２本の撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂと、トナー補給容器４１から供給されたトナーを撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂの作動域に供給するトナー供給部材５３と、が備えられている。
また、３つの現像ロール４４，４６，４８の背面側にはガイド板５４が設けられており、現像ロール４４，４６，４８から離脱した現像剤を撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂの作動域に導くようになっている。
なお、符号５６は、第１の現像ロール４４の周面に吸着された二成分現像剤の層を規制する層規制部材である。

上記ハウジング４２は、二成分現像剤を収容するとともに各現像ロール４４，４６，４８、供給ロール５１、撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂ及びトナー供給部材５３を支持している。そして、感光体ドラム２２と対向する位置が開口しており、この部分でそれぞれの現像ロール４４，４６，４８が感光体ドラム２２と近接・対向するように配設されている。

上記供給ロール５１は、マグネットロール５１ａと、このマグネットロール５１ａの周囲に回転自在に設けられた筒状のスリーブ５１ｂとからなっており、マグネットロール５１ａには二成分現像剤を吸着する吸着極、隣接する極に二成分現像剤を搬送する搬送極、第３の現像ロール４８へ二成分現像剤を供給する供給極等が着磁されている。そして、スリーブ５１ｂの回転により第３の現像ロール４８に二成分現像剤を供給するとともに、供給後に残った二成分現像剤を撹拌搬送部材５２の作動域に戻すようになっている。

上記２本の撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂは、回転翼を有したスクリューであり、軸線方向の両端部付近に開口（図示せず）を有した隔壁５５を挟んで配置されている。そして、それぞれの撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂは回転軸の軸線方向に現像剤を搬送するものであり、現像剤の搬送方向が互いに反対となるように回転しながら二成分現像剤を撹拌する。これにより、隔壁５５に設けられた開口で二成分現像剤が互いの撹拌領域間で受け渡され、二成分現像剤が隔壁５５で仕切られた２つの領域を循環移動するものとなっている。

上記トナー供給部材５３は、トナー補給容器４１（図２では図示せず）からトナーが補充される位置に配置され、現像により消費されたトナー量に応じてトナーをハウジング４２に供給するものである。

上記第１の現像ロール４４、第２の現像ロール４６及び第３の現像ロール４８は、それぞれハウジング４２に固定支持されたマグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａとこのマグネットロールの外周面に沿って回転可能に支持された筒状のスリーブ４４ｂ，４６ｂ，４８ｂとから形成されている。マグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａは、周方向に沿って複数の磁極が着磁されており、スリーブ４４ｂ，４６ｂ，４８ｂの外周面に二成分現像剤を磁気的に吸着するものである。各磁極はマグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａの軸線方向にほぼ均等に着磁され、軸線方向のいずれの位置でもほぼ同じ磁界を周辺に形成するものとなっている。各スリーブ４４ｂ，４６ｂ，４８ｂは感光体ドラム２２の周面と一定の間隔を有して配置されており、図２中矢印Ａ方向に回転するものであり、図２中矢印Ｂ方向に回転する感光体ドラム２２とは対向する周面が互いに反対方向へ移動するようになっている。

マグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａに着磁された複数の磁極は、例えば、二成分現像剤を吸着する吸着極、隣接する極に二成分現像剤を搬送する搬送極、感光体ドラム２２へトナーを供給する現像極、二成分現像剤を剥離する剥離極等が着磁されている。これにより、マグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａの周面に沿って上記スリーブ４４ｂ，４６ｂ，４８ｂが回転し、３本の現像ロール４４，４６，４８間での二成分現像剤の受け渡しおよび感光体ドラム２２へのトナーの転移を可能とするものである。

上記第１の現像ロール４４は、３本の現像ロール４４，４６，４８の中で、感光体ドラム２２の回転方向における最下流に配置されており、トナーを感光体ドラム２２に転移させる最後の現像ロールとなる。したがって、第２の現像ロール４６又は第３の現像ロール４８により感光体ドラム２２上に転移したトナー量を調整して良好な画像を形成するように調整されている。
第１のマグネットロール４４ａに着磁された磁極は、例えば図３に示すような着磁パターンとすることができ、感光体ドラム２２と最も接近する位置に現像極すなわち主磁極が着磁される。この主磁極４５の感光体ドラム２２に対する位置を調整すること及び感光体ドラム２２とスリーブ４４ｂとの間隔を調整すること等により現像トナー量の調整が可能となるものである。

第１の現像ロール４４の主磁極４５はいわゆる幅広極となっており、図４に示すように、第１のマグネットロール４４ａの周面と垂直な方向の磁束密度分布においてピーク値の９０％以上となる一連の領域が主磁極４５の全幅の４０％以上となるように着磁されている。つまり、垂直方向の磁束密度分布は、ピーク値となる位置付近の広い範囲でピーク値に近い大きな値を示すものであって、ピーク値の９０％以上となる領域が２以上に分断されず、主磁極内に明確な２以上のピーク値が現れないものとなっている。
なお、上記主磁極の全幅は、図４に示すように隣接する磁極との間で極性が反転する位置間の幅を言うものである。

このように幅広極となるように形成された主磁極４５では、周方向の磁束密度を測定し磁束密度がゼロとなる点を基準点Ｐ１とする。そして、この基準点Ｐ１が感光体ドラム２２との最接近位置に対して予め定められた位置となるようにマグネットロール４４ａが固定されている。
本実施の形態では、図５に示すように感光体ドラム２２と最接近する位置Ｑからのずれ角α、つまり感光体ドラム２２と第１の現像ロール４４の中心を結ぶ線から基準点Ｐの位置までのマグネットロールの中心角を、感光体ドラム２２の回転方向の上流側に４．５度としてマグネットロールを設定している。また、第１のスリーブ４４ａと感光体ドラム２２との間隔ｄを０．４５mmとしている。
なお、上記周方向の磁束密度は、マグネットロール４４ａの周方向に沿った位置における磁束密度の接線方向の成分である。

上記第２の現像ロール４６は、感光体ドラム２２の周面の移動方向における第１の現像ロール４４の上流側で第３の現像ロール４８よりも下流側に配置されており、３本の現像ロール４４，４６，４８の中央に配置されている。そして、第２のマグネットロール４６ａは、例えば、図６に示すような着磁パターンとすることができる。
この図が示すように、第２の現像ロール４６の主磁極４７は、垂直方向の磁束密度の分布に２つの極大値４７ａ，４７ｂがあり、これらの間にある極小値４７ｃは同極性でピーク値の９０％未満となるように着磁されている。そして、極大値となる周面上の２つの位置Ｒ１，Ｒ２から等距離となる点を基準点Ｐ２とし、感光体ドラム２２と最接近する位置からの主磁極４７のずれ角を設定して第２のマグネットロール４６ｂが固定されている。
本実施の形態では、上記の基準点Ｐ２に基づいて、感光体ドラム２２との最接近位置からのずれ角を０度としている。また、第２のスリーブ４６ｂと感光体ドラム２２との間隔を１．０５ｍｍと設定している。

上記第３の現像ロール４８は、感光体ドラム２２の回転方向の最上流に配置されており、第３のマグネットロール４８ａは、例えば図７のような着磁パターンとすることができる。
この第３のマグネットロール４８ａの主磁極４９は、第２のマグネットロール４６ａと同様に垂直方向の磁束密度の分布に２つの極大値４９ａ，４９ｂがある。そして、極大値となる周面上の２つの位置から等距離となる点を基準点Ｐ３とし、磁極の位置を設定して固定されている。
本実施の形態では、上記基準点Ｐ３の感光体ドラム２２との最接近位置からのずれ角は０度とし、感光体ドラム２２と第３のスリーブ４８ｂとの間隔を１．６５ｍｍと設定している。

なお、本実施の形態では、第２の現像ロール４６及び第３の現像ロール４８の基準点Ｐ２，Ｐ３は、極大値となる２つの位置から等距離となる点としたが、極大値となる位置の一方を基準点とすることもできる。

このような現像装置は次のように動作する。
ハウジング４２内に収容されている二成分現像剤が撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂによって撹拌され、供給ロール５１の表面に供給される。供給ロール５１のマグネットロール５１ａに設けられた磁極によって供給ロール５１のスリーブ５１ｂの表面に吸着されたトナーは、図２中の矢印Ｃで示す方向に回転するスリーブ５１ｂによって第３の現像ロール４８に供給される。そして、第３のスリーブ４８ｂ上に保持されて搬送され、第２の現像ロールと対向する位置で磁極の作用によって、図２中の矢印Ｄで示すように第２の現像ロール４６上へと受け渡される。さらに第２の現像ロール４６の背面側つまり感光体ドラム２２との対向部分の反対側を搬送され、第２の現像ロール４８から第１の現像ロール４４へと受け渡される。
第１の現像ロール４４の周面には層規制部材５６が近接して設けられており、この位置で第１のスリーブ４４ｂ上に保持される現像剤量が規制される。そして、余剰となった二成分現像剤は、ガイド板５４に沿って撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂが配置されているハウジング４２の底部に落下する。

第１の現像ロール４４の周面に吸着された二成分現像剤は、感光体ドラム２２と対向する現像領域に搬送され、第１の現像ロール４４と感光体ドラム２２との間に印加された現像バイアス電圧により感光体ドラム２２の静電潜像へトナーが転移する。現像領域を通過した二成分現像剤は、磁極の作用で第１の現像ロール４６から第２の現像ロール４８へと受け渡される。そして、第２の現像ロール４６が感光体ドラム２２と対向する現像領域を通過して現像に寄与した後、第３の現像ロール４８に受け渡される。同様に第３の現像ロール４８が感光体ドラムと対向する現像流域を通過した後、第３のマグネットロール４８ａに形成された剥離極により二成分現像剤は剥離され、撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂの撹拌作用が及ぶ範囲に戻される。

感光体ドラム２２の表面は、一様に帯電した後、露光装置２４による像光の照射によって静電潜像が形成されており、３つの現像ロール４４，４６，４８が対向するそれぞれの現像領域を通過する。上記現像ロール４４，４６，４８と感光体ドラム２２との間には現像バイアス電圧が印加されており、形成される電界内でトナーが感光体ドラム２２上の静電潜像に転移する。
第３の現像ロール４８及び第２の現像ロール４６はそれぞれ多くの量のトナーが感光体ドラム２２上に転移されるように主磁極の位置及び感光体ドラム２２との間隔が設定されている。これにより第３の現像ロール４８及び第２の現像ロール４６と対向する位置を通過するときには、感光体ドラム２２の周面の速度が大きくても高濃度の画像を形成することができる充分な量のトナーが静電潜像に転移される。

一方、第１の現像ロール４４は、主磁極４５が感光体ドラム２２の周面の移動方向における上流側へ４．５度のずれ角で設定されるとともに、感光体ドラム２２の周面との間隔も０．４５ｍｍと第３の現像ロール４８及び第２の現像ロール４６よりも狭く設定されている。これにより、図８に示すように第３の現像ロール４８及び第２の現像ロール４６によって感光体ドラム２２上に転移されたトナーが第１の現像ロール４４のスキャベンジすなわち掻き取る作用によって低減される。このように感光体ドラム２２上に現像されたトナー量を調整することによって、画像の均一性、粒状性、細線再現性等が良好な画像が形成される。

次に、現像ロールの主磁極の磁束密度分布、主磁極の位置及び感光体ドラムと現像ロールとの間隔が現像性能に及ぼす影響について説明する。
高速の画像形成装置においては、高速で移動する感光体ドラム上に充分な濃度の現像を行う必要があり、現像ロールの周面と垂直な方向の磁束密度が高い領域を広くした幅広極を主磁極とすることができる。主磁極をこのように着磁すれば、主磁極上で磁性キャリアの穂が多く立ち上がり、付着されているトナーを供給する磁気ブラシの表面積が増大する。これにより、感光体ドラムに形成された静電潜像に多くのトナーを転移させ、現像量を高めることが可能となる。しかし、感光体ドラムの回転が高速であると、穂状となった磁気ブラシが感光体ドラムの周面を摺擦し、付着しているトナーを掻き取るスキャベンジ力も大きくなり、現像トナー量が低下することがある。したがって、各現像ロールが感光体ドラム上の静電潜像に転移させる現像トナー量とスキャベンジ量との調整が必要となる。

上記実施の形態のように３本の現像ロールを備えた現像装置では、感光体ドラム２２の最下流に配置された第1の現像ロール４４は、上流側に配置された第２の現像ロール４６及び第３の現像ロール４８で現像されたトナーに対するスキャベンジ（掻き取り）と感光体ドラム２２へのトナーの追加現像とを同時に行うものである。したがって、最終現像トナー量は以下の式で表すことができる。
最終現像トナー量＝（第２現像ロール４６による現像トナー量＋第３現像ロール
４８による現像トナー量） …第１項
− （第１現像ロール４４によるスキャベンジ量） …第２項
＋ （第１現像ロール４４による追加現像トナー量）…第３項

上記第２項である第１の現像ロール４４によるスキャベンジ量と第３項である追加現像トナー量とは、第１のマグネットロール４４ａの主磁極４５の感光体ドラム２２に対するずれ角α及び第１の現像ロール４４の周面と感光体ドラム２２の周面との間隔ｄに影響される。つまり、第１のマグネットロール４４ａの主磁極のずれ角αが０度に近づくと、磁気ブラシが最も立った状態となって磁気ブラシのトナーを供給できる表面積が大きくなる。これにより、感光体ドラム２２に転移する現像トナー量が多くなり、第３項の増加が顕著となる。また、第１のマグネットロール４４ａの主磁極のずれ角αが０度の場合は、磁気ブラシが最も立った状態であるのでスキャベンジ量も増加し、第２項によるマイナス量も最大となる。しかし、前記第３項の増加量が大きいために最終現像トナー量は最大となる。

第１のマグネットロール４４ａに着磁された主磁極４５の感光体ドラム２２との最接近位置に対するずれ角αがマイナス側（感光体ドラムの回転方向の上流側）またはプラス側（感光体ドラムの回転方向の下流側）に大きくなるのに従って、追加現像トナー量である第３項は小さくなる。これは磁気ブラシが傾斜した状態となって現像ロールの周面に次第に近づき、磁気ブラシのトナーが転移可能に保持された表面積が小さくなって現像に寄与するトナー量が減少するためである。そして、第２項のスキャベンジ量もずれ角αがマイナス側又はプラス側に大きくなるに従って減少する。

一方、スキャベンジ量は上記主磁極のずれ角αの他に、感光体ドラム２２と第１の現像ロール４４との間隔に影響され、間隔が小さくなると磁気ブラシが感光体の表面に強く摺擦されてスキャベンジ量が増大し、間隔が大きくなるにしたがってスキャベンジ量が減少する。

また、第２のマグネットロール４６ａ及び第３のマグネットロール４８ａについても同様に、感光体ドラム２２との最接近位置に対する主磁極のずれ角及び感光体ドラム２２の表面と現像ロール４６，４８の表面との間隔によって現像トナー量及びスキャベンジ力が影響される。
本実施の形態では、第２の現像ロール４６及び第３の現像ロール４８によって充分な現像トナー量を維持するために、双方の現像ロールの主磁極は感光体ドラム２２との最接近位置に対するずれ量を０度としている。また、スキャベンジ量を抑制するために、第２のスリーブ４６ｂと感光体ドラム２２との間隔を１．０５ｍｍ、第３のスリーブ４８ｂと感光体ドラム２２との間隔を１．６５ｍｍとし、第１のスリーブ４４ａと感光体ドラム２２との間隔０．４５ｍｍより大きく設定している。

このように、３本の現像ロール４４，４６，４８の主磁極の位置及び現像ロールの表面と感光体ドラムの表面との間隔を精度よく設定することによって、充分な画像濃度を維持し、良好な現像が行われる。

次に、本願発明に係る現像装置の製造方法の一実施形態について説明する。
図２に示す現像装置は、次のように製造することができる。
この現像装置が備えるハウジング４２、現像ロール４４，４６，４８を構成する３つのマグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａと３つのスリーブ４４ｂ，４６ｂ，４８ｂ、供給ロール５１、撹拌搬送部材５２ａ，５２ｂ及びトナー供給部材５３は、従来の方法で製造することができる。そして、上記マグネットロールの着磁についても従来の方法を採用することができる。

このマグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａをハウジング４２に固定支持させる工程は次のように行うことができる。
マグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａの周面付近において、この周面に垂直な方向の磁束密度を周面に沿って測定する。測定にはホール素子を用いた磁束密度測定装置を使用することができる。測定された垂直方向の磁束密度分布が、図４に示すようにピーク値の９０％以上となる一連の領域が磁極の全幅の４０％以上となるように着磁されている第１のマグネットロール４４ａの主磁極については、さらに第１のマグネットロール４４ａの周面に沿った方向つまり接線方向の磁束密度を測定する。測定は垂直方向の測定と同様に行うことができる。

このような垂直方向の磁束密度分布がピーク付近で扁平となった幅広極では、周方向の磁束密度の分布は図４に示すように、磁束の方向が主磁極内で反転するものとなっており、磁束密度の測定値が０となる位置を基準点Ｐ１として位置表示を付ける。

第２のマグネットロール４６ａ及び第３のマグネットロール４８ａについては、垂直な方向の磁束密度の測定値は、図６及び図７に示されるように２つの極大値を有するものとなる。そして、これらの極大値となる位置の間にある極小値は、この主磁極のピーク値の９０％未満にとなる。このような測定結果から極大値を示す２つの周面上の位置から周面上で等距離となる点を基準点Ｐ２，Ｐ３として位置表示を付ける。

一方、製作されたハウジング４２には、現像装置４０を感光体ドラム２２と対向するように据え付けたときに感光体ドラム２２と現像ロール４４，４６，４８とが最接近する位置に表示を付ける。この位置は感光体ドラム２２を据え付けたときに現像ロール４４，４６，４８の回転中心と感光体ドラム２２の回転中心とを結ぶ線上にある点としてハウジング４２上に位置を決め、位置表示を付ける。

上記マグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａを上記ハウジング内に固定支持させる工程では、感光体ドラム２２と現像ロールとの最接近位置としてハウジング４２に付した位置表示とマグネットロール４４ａ，４６ａ，４８ａに付した基準点の位置表示とに基づき、これらの間のマグネットロールの中心角が予め定められた値となるように正確に設定してマグネットロールを固定する。本実施の形態における第１のマグネットロール４４ａでは、基準点Ｐ１が感光体ドラム２２の回転方向における上流側へ４．５度となるように固定する。また、第２のマグネットロール４６ａ及び第３のマグネットロール４８ａは、最接近位置から基準点Ｐ２，Ｐ３までの角度が０度つまり基準点Ｐ１，Ｐ２が最接近位置と一致するようにマグネットロール４６ａ，４８ａを固定する。
現像装置の他の部材の組み立てについては従来と同様に行うことができる。

次に、上記主磁極の基準点の設定と主磁極を実際に配置したときの精度との関係について説明する。
第１のマグネットロール４４ａに着磁された主磁極４５の垂直方向の磁束密度分布は、ピーク値の９０％以上となる一連の領域が全幅の４０％以上で、図４に示すようにピーク値付近が扁平な形状となっている。このため、垂直方向の磁束密度がピークとなる位置を検出するのが困難であり、検出してもこれを基準点とすると基準点の設定にバラツキが生じる。
画像濃度は、図９に示すように、最下流に配置された第１の現像ロール４４の主磁極４５と感光体ドラム２２とが対向する角度に大きく影響されるため、第１の現像ロール４４の基準点Ｐ１の設定に正確さを欠くと、感光体ドラム２２との最接近位置に対する主磁極の位置にバラツキが生じ、結果として画像濃度にも大きな差を生じさせる。

これに対し、周方向（接線方向）の磁束密度が０となる点は、垂直方向の磁束密度がピーク値となる位置付近に存在し、この点を基準点とすると基準点の設定における個体差つまりばらつきが生じることが少ない。また、接線方向の磁束密度が０となる点では、磁気ブラシが現像ロールに対してほぼ垂直に立ち上がる位置となり、磁気ブラシの感光体ドラムに対する姿勢を生産される多数の装置について一定にすることが可能となる。
したがって、接線方向の磁束密度が０となる位置を基準点として感光体ドラム２２に対向する第１のマグネットロール４４ａの角度及び感光体ドラム２２と第１のスリーブ４４ｂとの距離を調整することにより、画像形成ユニット間又は装置間における現像性能のバラツキが抑制される。

一方、第２の現像ロール４６の主磁極４７及び第３の現像ロール４８の主磁極４９は、垂直方向の磁束密度分布が２つの極大値４７ａ，４７ｂ，４９ａ，４９ｂを有するように着磁されており、極大値となる２つの位置は周面上で正確に特定することができる。そして、これら２つ位置から周面上で周方向に等距離となる点を基準点Ｐ２，Ｐ３とすることにより、基準点の設定にばらつきが生じにくく、画像形成ユニット間又は装置間で生じる画像濃度のばらつきが低減される。

以上に説明した実施の形態では、感光体ドラムの回転方向の最下流に配置された第１の現像ロールの主磁極を垂直方向の磁束密度が広範囲にわたって高い値を示す幅広極としているが、上記のような幅広極を第１の現像ロールよりも感光体ドラムの回転方向の上流側に配設される第２の現像ロール又は第３の現像ロールに設けてもよい。これらの現像ロールに幅広極が形成された場合は、第１の現像ロールと同様に接線方向の磁束密度が０となる点を基準点として感光体ドラムと対向する角度を調整することができる。
また、実施の形態では、３つの現像ロールが配設されているが主磁極として幅広極を有する一つの現像ロールを有するものであってもよいし、主磁極として幅広極を有する現像ロールを少なくとも一つ備え、全体として２本の現像ロール又は４つ以上の現像ロールを有するものであってもよい。
さらに、本実施の形態では、各現像ロールの感光体ドラムとの最接近位置からのずれ角や間隔を上記のように調整したが、画像形成ユニット間や装置間で画像濃度の差を低減できるとともに、画像の均一性、粒状性、細線再現性等が良好である画像が形成できるように調整されれば、ずれ角や間隔を適宜に調整することもできる。

１：画像形成装置、
１０：用紙搬送部、 １１：巻きまわしロール、
２０：画像形成部、 ２１：画像形成ユニット、 ２２：感光体ドラム、 ２３：帯電装置、 ２４：露光装置、 ２５：転写ロール、 ２６：クリーニング装置、
３０：定着部、 ３１：フラッシュ定着装置、 ３２：搬送ロール、 ３３：排出ロール、
４０：現像装置、 ４１：トナー補給容器、 ４２：ハウジング、 ４４：第１の現像ロール、 ４４ａ：第１のマグネットロール、 ４４ｂ：第１のスリーブ、 ４５：第１の現像ロールの主磁極、 ４６：第２の現像ロール、 ４６ａ：第２のマグネットロール、 ４６ｂ：第２のスリーブ、 ４７：第２の現像ロールの主磁極、４８：第３の現像ロール、 ４８ａ：第３のマグネットロール、 ４８ｂ：第３のスリーブ、 ４９：第３の現像ロールの主磁極、 ５１：供給ロール、 ５２：撹拌搬送部材、 ５３：トナー供給部材、 ５４：ガイド板、 ５５：隔壁、 ５６：層規制部材、
Ｐ１：第１のマグネットロールの基準点、 Ｐ２：第２のマグネットロールの基準点、Ｐ３：第３のマグネットロールの基準点、

Claims (8)

1. 主磁極を含む複数の磁極が周方向に配列して着磁されたマグネットロールと、
   帯電電位の差による潜像が形成される無端状の周面を備えた像保持体に対向して配置され、外周面に現像剤が供給される円筒状のスリーブと、
   前記マグネットロールを、周方向の回転を拘束するように固定支持するとともに、前記スリーブを前記マグネットロールの周囲で周方向に回転が可能に支持する支持枠体と、を有し、
   前記マグネットロールは、前記主磁極が前記像保持体と対向するように配置され、
   前記主磁極の該マグネットロールの周面に沿った位置における周方向の磁束密度がゼロとなる周面上の点が、該マグネットロールの前記像保持体と最接近する位置に対して予め定められた位置に設定されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記主磁極は、前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を測定したときに、該磁束密度の周方向の分布においてピーク値の９０％以上である一連の領域が該主磁極の全幅の４０％以上となるように着磁されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記マグネットロールを第１のマグネットロールとし、該第１のマグネットロールとは別に、前記像保持体の周面に対向して第２のマグネットロール及びこれを囲む第２のスリーブが配置され、
   前記第２のマグネットロールは、前記像保持体に対向する主磁極を含む複数の磁極が周方向に配列して着磁され、
   該第２のマグネットロールの前記主磁極は、該第２のマグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度の分布が、ピーク値の９０％未満となる極小値の両側に２つの極大値を有するものであり、
   該主磁極の磁束密度が極大値となる２つの周面上の点のいずれか一方又は双方の中心点を基準とし、この基準となる点を、該第２のマグネットロールの前記像保持体と最接近する位置に対して予め定められた位置に設定して該第２のマグネットロールが固定されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第１のマグネットロールの周囲で回転する第１のスリーブ及び前記第２のスリーブは周面上に保持された現像剤からトナーを前記像保持体上の潜像に転移するものであり、
   前記第１のスリーブは、前記像保持体の周面の移動方向における前記第２のスリーブが対向する位置の下流側に配置され、
   前記第１のスリーブと前記像保持体との間隔が、前記第２のスリーブと前記像保持体との間隔よりも狭く設定され、
   前記像保持体の前記第１のスリーブとの対向位置を通過したときに前記像保持体上の前記潜像に転移されているトナー量は、前記像保持体の前記第２のスリーブとの対向位置を通過したときに転移されていたトナー量より少なくなるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 円筒状のマグネットロールの周面に、主磁極を含む複数の磁極を周方向に配列して着磁する工程と、
   前記主磁極の前記マグネットロールの周面に沿った位置における周方向の磁束密度を測定し、磁束密度がゼロとなる点を検出する工程と、
   静電電位の差による潜像にトナーを転移して可視像を形成する現像装置の支持枠体に、前記マグネットロールを固定支持させるとともに、該マグネットロールの周囲に円筒状のスリーブを周方向へ回転可能に支持する工程と、を含み、
   前記マグネットロールを現像装置の支持枠体に固定支持させる工程は、前記主磁極の周方向の磁束密度がゼロとなる周面上の点を基準とし、静電電位の差による潜像が表面に形成される像保持体と対向するように前記枠体を支持したときに、前記基準となる点が、該像保持体と前記マグネットロールとが最接近する位置に対して予め定められた位置となるように前記マグネットロールを調整して固定するものであることを特徴とする現像装置の製造方法。
6. 前記主磁極は、前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を測定したときに、該磁束密度の周方向の分布においてピーク値の９０％以上である一連の領域が該主磁極の全幅の４０％以上となるように着磁することを特徴とする請求項５に記載の現像装置の製造方法。
7. 前記マグネットロールを第１のマグネットロールとし、該第１のマグネットロールとは別の第２のマグネットロールの周面に、主磁極を含む複数の磁極を周方向に配列して着磁する工程と、
   前記第２のマグネットロールに着磁された主磁極の前記マグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度を周方向に沿って測定し、磁束密度が極大値となる点を検出する工程と、
   前記支持枠体に、前記第２のマグネットロールを固定支持させるとともに、該第２のマグネットロールの周囲に円筒状の第２のスリーブを周方向へ回転可能に支持する工程と、を含み、
   前記第２のマグネットロールに前記主磁極を着磁する工程は、該第２のマグネットロールの周面と垂直な方向の磁束密度の分布が、ピーク値の９０％未満となる極小値の両側に２つの極大値を有するように着磁するものであり、
   前記第２のマグネットロールを前記支持枠体に固定支持させる工程は、該第２のマグネットロールの前記主磁極の磁束密度が極大値となる２つの周面上の点のいずれか一方又は双方の中心点を基準とし、静電電位の差による潜像が表面に形成される像保持体と対向するように前記枠体を支持したときに、前記基準となる点が、前記第２のマグネットロールの前記像保持体に最接近する位置に対して予め定められた位置となるように前記第２のマグネットロールを調整して固定するものであることを特徴とする請求項６に記載の現像装置の製造方法。
8. 無端状の周面に静電電位の差による潜像が形成される像保持体と、
   前記像保持体上の潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像装置と、
   形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、
   前記転写材に前記トナー像を定着する定着装置と、を有し、
   前記現像装置は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
   

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