JP4041640B2 - 現像ローラ、現像装置並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に装着される現像装置と、現像ローラ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真その他の、粉体トナーを用いた画像形成方法において、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像は周知であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において広く利用されている。
【０００３】
磁気ブラシ現像では、現像剤担持体の表面に現像剤を搬送し、現像剤をブラシ状(磁気ブラシ)に保持させて像担持体に接触させ、静電潜像が形成された像担持体と電気的バイアスが印加されたスリーブとの間の電界によってトナーが潜像面に選択的に付着することにより、現像が行われる。
【０００４】
上記現像剤担持体は、通常、円筒状のスリーブ（現像スリーブ）として構成され、この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、複数の磁極を有し、それぞれの磁極を形成する磁石が棒状などに構成されていて、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おり、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。なお、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とする。
【０００５】
従来の磁気ブラシ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(ii')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。
【０００６】
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。
【０００７】
このような従来からの課題であった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を高い時点で満足させ、全濃度域にわたって良質な画像を得るための現像方法及び現像装置等を本願出願人は先に提案している（特願２０００−２９６３７）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の本願出願人が先に提案した現像装置においては、現像ローラの主極部は極間角度が従来の現像ローラに比べて狭いため、マグネット材料に高い磁気特性が必要となる。また、主極部の精度が従来の現像ローラに比べて高い精度（従来の±２度に対して±１度）が要求される。そのため、現像ローラの製造が難しく、製作コストが嵩むという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決し、高い磁気特性と主極部の高精度を備えた現像ローラとこれを低コスト且つ容易に製造できる製造方法を実現し、全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる現像装置を提供することを課題とする。
【００１０】
また、全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することも本発明の課題である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラにおいて、前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像極に相当する部分に隣接して配置されたブロック同士の極性が相反する少なくとも２つのマグネットブロックとからなり、前記各マグネットブロックは、前記円筒状マグネットに設けられた複数本の溝部にそれぞれ埋め込まれて隣接して配置されるとともに、前記溝部の外にある外周側部分の周方向の大きさが前記溝部内にある内周側部分よりも大きくなっており、前記各溝部は、その周方向の大きさが前記マグネットブロックの前記外周側部分の周方向の大きさよりも小さくなっていることにより解決される。
【００１３】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記マグネットブロックは、磁気特性が残留磁束密度が０．５Ｔより大きく、保持力が１２００ｋＡ／ｍより小さいことを提案する。
【００１４】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記円筒状マグネットが磁場配向されていない等方性マグネットであることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像ローラを備えることを特徴とする現像装置を提案する。
【００１５】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、請求項４に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置を提案する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず本発明に係る現像装置が装着された画像形成装置の作像部について説明する。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。
【００２０】
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９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。なお、符号６は、図示しない給紙トレイからの記録紙を、感光体１上のトナー像にタイミングを合わせて送出するためのレジストローラである。
【００２１】
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４５（図２）が不図示の回転駆動機構によって図中時計回りに回転されるようになっている。
【００２２】
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４２が設置されている。このドクタブレード４２と現像スリーブ４５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、現像装置ケーシング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４４が設置されている。符号４２は入口シール部材である。
【００２３】
現像ローラのスリーブ４５内には、当該現像スリーブ４５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）が固定状態で備えられる。本実施形態では、図２に示すように、円筒状マグネット４７の現像主極部にマグネットブロック４８を接合した構成となっている。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４５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４５の回転によって現像スリーブ４５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。
【００２４】
円筒状マグネット４７とマグネットブロック４８からなる磁石ローラ体は、複数の磁極を有している。図２に示すように、３つのマグネットブロック４８によって現像領域部分に現像剤の穂立ちを生じさせる現像極と、現像スリーブ４５上に現像剤を汲み上げるための汲み上げ極（図２においてスリーブ４５の左斜め下方向に広がるＮ極）と、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送するための搬送極（マグネットブロック４８による現像主磁極の上流側：図の左側に広がるＳ極）と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極（マグネットブロック４８による現像主磁極の上流側：図の右側のＳ極）である。本実施形態では、現像極を３つの（３極の）マグネットブロック４８により形成しているが、２つ以上（２極以上）のマグネットブロック４８により現像極を形成してもよい。図２には、現像ローラ１における、ローラ半径方向（法線方向）の磁力分布とその大きさを破線により示してある。
【００２５】
円筒状マグネット４７は、現像主極以外の磁気特性を形成する部分であり、材料としては磁性粉に高分子化合物を混合したプラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることが多い。磁性粉としてはＳｒフェライトないしＢａフェライトを用い、高分子化合物としては６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又はＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料を使用することができる。
【００２６】
また、現像主極を形成するマグネットブロック４８は、現像ローラ軸方向に延びる棒状のブロックであり、幅が狭く且つ高い磁気特性を得るために、Ｂｒ＞０．５Ｔ（テスラ）の材料を用いることが望ましく、多くはＮｅ系（Ｎｅ・Ｆｅ・Ｂ等）又はＳｍ系（Ｓｍ・Ｃｏ、Ｓｍ・Ｆｅ・Ｎ等）の希土類マグネットもしくはこれらのマグネット粉を上記と同様の高分子化合物と混合したプラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることができる。
【００２７】
本実施形態の現像装置４は、現像主磁極の法線方向磁束密度の減衰率が４０％以上であるか、又は現像主磁極の半値幅が２２度以下であるように構成されている。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、磁極の減衰率が大きくなり、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。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（ローラ軸方向）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。また、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２２度以下、望ましくは１８度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８０％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。
【００２８】
本実施形態においては、上記のような磁気特性を得るために、高い磁気特性が必要な部分のみにマグネットブロック４８を用いることで、必要な特性を持った現像ローラを低コスト且つ簡単な構成で実現することができる。各マグネットブロック４８は、隣接するマグネットブロック同士は互いに相反する磁極のものである。
【００２９】
マグネットブロック４８と円筒状マグネット４７の接合方法としては、接着剤を用いて接着する方法や、使用する材質によっては超音波振動を利用した接着工法を採用することもできる。
【００３０】
上記のように現像主磁極の法線方向磁束密度の減衰率を４０％以上、または現像主磁極の半値幅を２２度以下とするような場合、例えば１６〜２０ｍｍ径の現像ローラであるとスリーブ表面の磁束密度として８０〜９０ｍＴが必要となり、主極部のマグネット形状としては構成上、幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ程度の大きさに収める必要がる。この場合、マグネットブロック４８の材料特性としてはＢｒ＞０．５Ｔ、保持力ｉＨｃ＜１２００ｋＡ／ｍであることが望ましい。また、現像主磁極の磁束密度を上げる（高める）ための手段として、マグネットブロック４８とスリーブ４５間の距離を縮めるため、図３に示すように、各マグネットブロック４８Ｂの両肩部（スリーブ４５側の両角部）を丸めた形状（Ｒ形状）とすることができる。
【００３１】
各マグネットブロックの両肩部をＲ形状とすることにより、マグネットブロックとスリーブ４５間の距離を縮めた場合でも各マグネットブロック４８Ｂの両肩部がスリーブ４５に接触しなくなり、マグネットブロック４８とスリーブ４５間の距離を縮めることが可能となる。マグネットブロック４８とスリーブ４５との距離を小さくすることによって、マグネットブロックの磁気特性が低い場合でも、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を得ることができる。
【００３２】
また、各マグネットブロック４８同士の距離を狭めようとすると、各マグネットブロック４８を埋め込むための溝部（円筒状マグネット４７に設けた溝部）の溝間距離が狭くなる。すると、円筒状マグネット４７の材質によっては、マグネットブロック４８間に働く磁気力によって円筒状マグネット４７に設けた溝部が変形してしまう恐れがある。特に、円筒状マグネット４７の材質として軟質系の材料を用いた場合は、溝間が変形してしまい、組み立て時にマグネットブロック４８の位置を決めても溝間の変形のためにマグネットブロック４８の位置がズレ、必要な磁気特性が得られないことがある。そこで、図４に示すマグネットブロック４８Ｃのように、マグネットブロックの内周側（現像ローラの内周側）の幅（ローラ周方向の大きさ）を狭くし、外周側を広く（大きく）することで、円筒状マグネット４７に設ける溝部の溝間距離を拡げ、強度を持たせる（向上させる）ことができる。
【００３３】
このように、磁性粉に高分子化合物を混合した材料で形成した円筒状マグネットの、現像極に相当する部分に極性の相反する２極以上のマグネットブロックを隣接させて埋め込んだ構造の現像ローラとすることにより、高い磁気特性が必要な部分のみにマグネットブロックを用いたことで、磁気ブラシの現像スリーブ４５の長手方向（ローラ軸方向）に対する均一な穂立ちと均一な穂倒れに必要な特性を持った現像ローラを簡単な構成で実現することができ、現像ローラ（現像装置）のコストを低減させることができる。
【００３４】
ところで、円筒状マグネット４７の製造方法としては、上記した材料を用いて押出し成形もしくは射出成形により形成することが一般的に考えられる。この場合、従来の現像ローラでは磁気特性を高めるため、磁場中で成形し磁性粉を異方化する（磁場配向）のが一般的であるが磁場配向を行うとマグネットの磁化によって変形が起こり、特に精度が求められるマグネットブロック埋込用の溝部分の形状が得られないことが考えられる。また、本実施形態の現像装置の現像ローラでは、最も磁気特性の高い主極部分はマグネットブロック４８を埋め込んであるため磁場配向を行わなくても主極以外の磁気特性を得ることができる。これらのことから円筒状マグネット４７を等方性で成形し溝部分にマグネットブロック４８を埋め込んだ構造にすることで溝部分の変形が無い現像ローラを容易に得ることができる。
【００３５】
本発明に係る現像ローラの製造方法としては下記の２通りの方法が考えられる。なお、マグネットブロック４８を組み付けた後に着磁する方法は狭い範囲に非常に高い磁場をかけることが必要であり、磁化装置が非常に大型化してしまうため、現実的には不可能である。
▲１▼：円筒形状のマグネットを成形・（芯金挿入）・着磁を行い、一体型のマグネットロール４７を製作した後、着磁されたマグネットブロック４８を貼り付ける方式。
▲２▼：円筒形状のマグネットを成形（射出成形又は押出し成形）する際に着磁されたマグネットブロック４８を一体成形し、その後、円筒状マグネット４７に着磁を行う方法。
【００３６】
上記の方法の内、▲１▼の方法は、完全に磁化したマグネットブロックを変形や減磁することなく円筒状マグネットに貼り付けることができ、精度良く現像ローラを製造することができる。また、▲２▼の方法は一体成形時にマグネットブロック４８が変形もしくは減磁（特に希土類マグネットを用いた場合）してしまう可能性があり、工数は少ないが▲１▼に比べると、優れた特性が得られない。
【００３７】
本実施形態の現像装置の場合、主極角度の精度が従来よりも高い。主極角度は芯金４６の基準面とマグネットブロック４８の位置精度によって決まるため、現像ローラの製造工程としては次のような方法が望ましい。
i）：マグネットブロック４８を貼り付ける際にローラの芯金基準面を検知し芯金基準面に対し定められた角度でマグネットブロック４８を接合する。この方法を図６に示す。これは、芯金４６の基準面４６ａを固定し、この芯金基準面に対する角度が固定されるように組み立て工具５０によりマグネットブロック４８を保持し、円筒状マグネット４７に組み付けるものである。
ii）マグネットブロック４８を貼り付ける際にローラの芯金基準面を検知し、かつ、マグネットブロック４８の磁極中心を検知して芯金基準面とマグネットブロック４８の磁極中心が決められた角度になるように接合する。この方法を図７に示す。これは、芯金４６の基準面４６ａを固定し、組み立て工具５０により保持したマグネットブロック４８の磁極位置を検知手段（磁性体等）で検知しながらマグネットブロック４８を円筒状マグネット４７に組み付けるものである。
【００３８】
上記のi）の場合、芯金基準面４６ａ・マグネットブロック４８の機械的位置を検出して接合する方法のため、製造装置は簡素にできるが磁気的な位置を検出している訳ではないのでii）に比べると精度が余り高くない。一方、ii）の方法では、マグネットブロック４８の磁気的な位置を検出しているため磁極角度精度を高めることができるが、i）に比べると製造設備が煩雑になる。
【００３９】
最後に、本発明の適用を電子写真式カラー複写装置（以下、カラー複写機という）に広げて説明する。まず、図８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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。
【００４４】
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２３１Ｍ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。各現像器は図１の現像器４に相当するもので、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。Ｂｋ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。
【００４５】
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２６１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。
【００４６】
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３０ａ，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。
【００４７】
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２６１上に重ねてトナ−像が形成される。
【００４８】
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）。
【００４９】
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。
【００５０】
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２３１Ｃ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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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２６１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。
【００５４】
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２１１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。
【００５５】
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２０２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。
【００５６】
以上、本発明を図示の実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像ローラの現像極に相当する部分に設けたマグネットブロックの数は実施形態の３個に限るものではなく、２つあるいはそれ以上のマグネットブロックとすることができる。また、現像装置の現像ローラ以外の部分の構成は、適宜変更することができる。もちろん、現像装置が装着される画像形成装置の構成、例えば作像部の構成等は任意な構成とすることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、円筒状マグネットの現像極に相当する部分に隣接して配置されたブロック同士の極性が相反する少なくとも２つのマグネットブロックとからなるので、高い磁気特性が必要な部分のみにマグネットブロックを用いた構成となり、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを簡単な構成で低コストに実現することができる。
また、マグネットブロックは、溝部の外にある外周側部分の周方向の大きさが溝部内にある内周側部分よりも大きくなっており、各溝部は、その周方向の大きさがマグネットブロックの外周側部分の周方向の大きさよりも小さくなっているので、マグネットブロックを配置するために円筒状マグネットに設けられた溝間の幅を広げることができ、現像主極以外のマグネット部分の強度を保ちつつ必要な磁気特性を得ることができる。
【００６０】
請求項２の構成により、マグネットブロックは、磁気特性が残留磁束密度：Ｂｒ＞０．５Ｔ、保持力ｉＨｃ＜１２００ｋＡ／ｍであるので、必要な特性を得られるとともに容易に磁化することができ、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを簡単な構成で低コストに実現することができる。
【００６１】
請求項３の構成により、円筒状マグネットが磁場配向されていない等方性マグネットであるので、磁場配向のマグネット磁化による変形が起こることが無く、円筒状マグネットの形状精度が高められる。よって、マグネットブロックを配置する部分の溝形状の精度を高め、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを簡単な構成で低コストに実現することができる。
【００６２】
請求項４の現像装置及び請求項５の画像形成装置によれば、高い磁気特性が必要な部分のみにマグネットブロックを用いた現像ローラの構成により、全濃度域にわたって良質な画像を簡単な構成で低コストに実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置が装着された画像形成装置の作像部付近を示す概略構成図である。
【図２】本発明による現像装置の現像ローラの磁力分布と磁力の大きさを示す図である。
【図３】その現像ローラのマグネットブロックの別例を示す部分断面図である。
【図４】その現像ローラのマグネットブロックの更に別の例を示す部分断面図である。
【図５】その現像ローラのマグネットブロックの更に別の例を示す部分断面図である。
【図６】本発明による現像ローラ製造方法の一例を示す説明図である。
【図７】本発明による現像ローラ製造方法の別の例を示す説明図である。
【図８】本発明による現像装置を備えた画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（潜像担持体）
４ 現像装置
４１ 現像ローラ
４５ 現像スリーブ(現像剤担持体)
４６ 芯金
４６ａ 芯金基準面
４７ 円筒状マグネット
４８ マグネットブロック
４８Ｂ〜Ｄ マグネットブロック

Claims (5)

1. 非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラにおいて、
   前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像極に相当する部分に隣接して配置されたブロック同士の極性が相反する少なくとも２つのマグネットブロックとからなり、
   前記各マグネットブロックは、前記円筒状マグネットに設けられた複数本の溝部にそれぞれ埋め込まれて隣接して配置されるとともに、前記溝部の外にある外周側部分の周方向の大きさが前記溝部内にある内周側部分よりも大きくなっており、
   前記各溝部は、その周方向の大きさが前記マグネットブロックの前記外周側部分の周方向の大きさよりも小さくなっていることを特徴とする現像ローラ。
2. 前記マグネットブロックは、磁気特性が残留磁束密度が０．５Ｔより大きく、保持力が１２００ｋＡ／ｍより小さいことを特徴とする、請求項１に記載の現像ローラ。
3. 前記円筒状マグネットが磁場配向されていない等方性マグネットであることを特徴とする、請求項１に記載の現像ローラ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像ローラを備えることを特徴とする現像装置。
5. 請求項４に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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