KR102325553B1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

토너 및 자성의 캐리어를 갖는 현상제를 담지하고, 현상제가 상 담지체와 접촉하는 현상 영역에서 상 담지체에 형성된 정전 잠상을 현상하는 회전 가능한 현상 슬리브와, 상기 현상 슬리브의 내측에 마련되고, 상기 현상 영역을 형성하기 위해서 상 담지체에 대향하는 위치에 있는 현상극을 갖는 자계 발생부를 갖고, 상기 현상 슬리브의 법선 방향에 있어서의 상기 현상극의 자속 밀도의 80％값폭의 상기 현상극의 법선 방향의 자속 밀도의 반값폭에 대한 비율은 0.65 이상이며, 상기 현상 슬리브의 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역의 양단부 근방의 각각의 상기 현상 슬리브의 법선 방향에 있어서의 상기 현상극의 자기력은 상기 현상 영역 중앙부의 자기력보다도 큰 현상 장치.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은, 전자 사진 방식이나 정전 기록 방식 등의 화상 형성 장치에 사용되는 현상 장치에 관한 것으로, 특히, 비자성의 토너와 자성 캐리어의 혼합물인 2성분 현상제를 이용하는 현상 장치에 관한 것이다.
종래, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는 복사기, 프린터, 플로터, 팩시밀리, 및 이들 복수의 기능을 갖는 복합기 등으로서 널리 응용되고 있다. 이러한 종류의 화상 형성 장치에서는, 대전한 토너를 감광 드럼에 접근시켜, 정전적으로 토너를 감광 드럼 위의 정전 잠상에 부착시킴으로써 현상이 행해지고, 화상이 형성된다. 현상 방식으로서는, 현상제로서 자성 토너를 포함하는 1성분 현상제를 사용하는 현상 방식 외에, 비자성 토너와 자성 캐리어를 혼합한 2성분 현상제를 사용하는 현상 방식도 보급되고 있다. 2성분 현상제를 사용한 현상 방식에 의하면, 토너의 대전량의 안정성이 우수한 점에서, 색조가 우수한 컬러 화상을 형성하는 것이 가능하며, 특히 컬러 화상의 화상 형성 장치에서 적합하게 적용되고 있다.
2성분 현상제를 사용한 현상 방식에서는, 현상 슬리브 내에 고정 배치된 자석(자계 발생 수단)에 의해 현상제가 현상 슬리브에 담지되고, 자계 발생 수단의 자력선을 따라서 자성 캐리어가 자기 사슬(magnetic chain)을 형성한다. 현상 슬리브가 감광 드럼에 근접하는 영역으로 현상제가 반송되면, 자기 사슬이 감광 드럼과 접촉한다. 그 후, 현상 슬리브가 감광 드럼에 최근접하는 영역을 거쳐, 자기 사슬이 감광 드럼으로부터 이격된다. 이 자기 사슬이 감광 드럼에 접하고 나서 이격될 때까지의 영역은 접촉 닙이며, 본 명세서 내에서는 이 접촉 닙을 현상 영역이라 칭한다. 그리고, 주로 이 현상 영역에서 현상 슬리브와 감광 드럼 위의 정전 잠상 간의 전위차에 의해 발생시키는 전계의 힘에 의해 토너가 부착되고, 토너 상이 형성된다.
2성분 현상제를 사용한 현상 방식에 있어서는, 감광 드럼 위의 노광 전위와 현상 슬리브 사이의 전위차당 토너의 현상량, 소위 현상 효율을 늘리는 것이 중요하다. 현상 효율이 낮으면, 충분한 화상 농도를 갖게 하기 위해서는 노광 전위와 현상 슬리브 간의 전위차를 보다 크게 하여 전계 강도를 높임으로써, 토너의 현상량을 늘릴 필요가 있다. 그러나, 전계 강도를 너무 높이면, 2성분 현상제 내의 캐리어가 토너와 함께 감광 드럼에 부착되어 버릴 우려가 있다. 감광 드럼에 부착된 캐리어는, 토너의 전사를 저해해 화상에 백색 보이드가 발생하는 원인이 되어버린다. 그 때문에, 전계 강도를 높이지 않고 토너의 현상량을 늘릴 필요가 있다.
현상 효율을 높이는 방법으로서는, 현상 영역을 확장하는 방법이 있다. 현상 영역을 확장하기 위해서는, 현상 슬리브가 감광 드럼에 근접하는 영역에 있어서 현상제의 사슬 기립 영역을 증가시키면 된다. 현상제의 사슬 기립 영역을 증가시키기 위해서, 현상 슬리브 내에 고정 배치된 자계 발생 수단을 구성하는 복수의 자극 중, 감광 드럼에 대향한 현상극의 반값폭을 크게 한 현상 장치가 알려져 있다(일본 특허공개 제2001-34067호 공보).
그러나, 상술한 일본 특허공개 제2001-34067호 공보의 현상 장치에서는, 현상극의 예를 들어 정규 분포인 자속 밀도에 있어서, 단순히 현상극의 반값폭을 크게 하여 현상 영역을 늘렸을 뿐이며, 현상 영역에 있어서의 자력선의 직선성까지 고려한 것은 아니었다. 이 때문에, 현상 영역의 회전 방향의 상류 부분과 하류 부분에 있어서, 자력선이 감광 드럼의 표면을 따르도록 만곡되어버려, 자기 사슬의 선단이 감광 드럼의 표면을 따라 기운 상태에서 감광 드럼에 접촉해버린다. 이에 의해, 현상 슬리브측으로부터 감광 드럼측을 향해 비상한 토너가, 감광 드럼의 표면을 따라 접촉하는 자기 사슬에 부착되어버려, 감광 드럼의 현상이 저해되어 현상 효율이 향상되지 못할 우려가 있었다.
본 발명은, 현상 영역을 확장하면서도, 감광 드럼에 대한 자기 사슬의 선단의 접촉 상태를 제어함으로써 현상 효율의 저하를 억제 가능한 현상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 토너 및 자성의 캐리어를 갖는 현상제를 담지하고, 현상제가 상 담지체와 접촉하는 현상 영역에서 상 담지체에 형성된 정전 잠상을 현상하는 회전 가능한 현상 슬리브와, 상기 현상 슬리브의 내측에 마련되고, 상기 현상 영역을 형성하기 위해 상 담지체에 대향하는 위치에 있는 현상극을 갖는 자계 발생부를 갖고, 상기 현상 슬리브의 법선 방향에 있어서의 상기 현상극의 자속 밀도의 80％값폭의 상기 현상극의 법선 방향의 자속 밀도의 반값폭에 대한 비율은 0.65 이상이며, 상기 현상 슬리브의 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역의 양단부 근방의 각각의 상기 현상 슬리브의 법선 방향에 있어서의 상기 현상극의 자기력은 상기 현상 영역 중앙부의 자기력보다도 큰 현상 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 토너 및 자성의 캐리어를 갖는 현상제를 담지하고, 현상제가 상 담지체와 접촉하는 현상 영역에서 상 담지체에 형성된 정전 잠상을 현상하는 회전 가능한 현상 슬리브와, 상기 현상 슬리브의 내측에 마련되고, 상기 현상 영역을 형성하기 위해서 상 담지체에 대향하는 위치에 있는 현상극을 갖는 자계 발생부와, 상기 현상 슬리브에 직류 전압을 인가하는 전원을 갖고, 상기 현상 슬리브에 교류 전압을 사용하지 않고 직류 전압이 인가됨으로써 상 담지체의 정전 잠상을 현상하는 현상 장치에 있어서, 상기 현상 슬리브의 법선 방향에 있어서의 상기 현상극의 자속 밀도의 80％값폭의 상기 현상극의 법선 방향의 자속 밀도의 반값폭에 대한 비율은 0.65 이상인 현상 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 토너 및 자성의 캐리어를 갖는 현상제를 담지하고, 현상제가 상 담지체와 접촉하는 현상 영역에서 상 담지체에 형성된 정전 잠상을 현상하는 회전 가능한 현상 슬리브와, 상기 현상 슬리브의 내측에 마련되고, 상기 현상 영역을 형성하기 위해 상 담지체에 대향하는 위치에 있는 제1극과, 상기 현상 슬리브의 회전 방향에 있어서 상기 제1극보다 상류측에 마련되고 상기 제1극과 인접하는 위치에 마련되는 제2극과, 상기 현상 슬리브의 회전 방향에 있어서 상기 제1극보다 하류측에 마련되고 상기 제1극과 인접하는 위치에 마련되는 제3극을 갖는 자계 발생부를 갖고, 상기 현상 슬리브의 법선 방향에 있어서의 상기 현상극의 자속 밀도의 80％값폭의 상기 현상극의 법선 방향의 자속 밀도의 반값폭에 대한 비율은 0.65 이상이며, 상기 제1극의 자속 밀도의 피크와 상기 제2극의 자속 밀도의 피크가 이루는 각도와 상기 제1극의 자속 밀도의 피크와 상기 제3극의 자속 밀도의 피크가 이루는 각도는 각각 90° 이하인 현상 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 현상 영역을 확장하면서도, 감광 드럼에 대한 자기 사슬의 선단의 접촉 상태를 제어함으로써 현상 효율의 저하를 억제할 수 있다.
도 1은, 실시 형태에 따른 화상 형성 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 실시 형태에 따른 현상 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은, 실시예 1 및 비교예 1, 2에 따른 현상 슬리브의 현상 영역을 중심으로 하는 각도와 법선 방향의 자속 밀도의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 4에 있어서, (a)는 비교예 2에 따른 현상 장치의 현상 영역에 있어서의 자력선과 자기 사슬의 관계를 나타내는 설명도, (b)는 비교예 2의 현상 장치에 따른 현상 영역에 있어서, 토너의 감광 드럼으로의 비상이 저해되는 모습을 나타내는 현상 슬리브의 회전 방향 상류측의 확대도이다.
도 5에 있어서, (a)는 실시예 1에 따른 현상 장치의 현상 영역에 있어서의 자력선과 자기 사슬의 관계를 나타내는 설명도, (b)는 실시예 1에 따른 현상 장치의 현상 영역에 있어서, 토너의 감광 드럼으로의 비상이 행해지는 모습을 나타내는 현상 슬리브의 회전 방향 상류측의 확대도이다.
도 6은, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 따른 현상 슬리브의 현상 영역을 중심으로 하는 각도와 현상 슬리브 방향의 자기 흡인력의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 7은, 실시예 1에 따른 현상 슬리브의 현상 영역을 중심으로 하는 각도와 법선 방향의 자속 밀도의 변화의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 8은, 현상극의 마그네트 피스(magnetic piece)의 설명도이며, (a)는 종래의 대칭적인 착자를 행한 마그네트 피스, (b)는 실시 형태에 따른 비대칭적인 착자를 행한 마그네트 피스가다.
도 9는, 종래의 착자 방법을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시 형태 현상 장치를, 도 1 내지 도 7을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 현상 장치를, 화상 형성 장치의 일례로서 탠덤형의 풀 컬러 프린터에 적용한 경우에 대하여 설명하고 있다. 단, 본 발명은 탠덤형의 화상 형성 장치의 현상 장치에 한정되지 않고, 다른 방식의 화상 형성 장치의 현상 장치여도 되며, 또한, 풀 컬러인 것에 한정되지도 않고, 모노크롬이나 모노 컬러여도 된다. 또는, 필요한 기기, 장비, 케이싱 구조를 더하여, 프린터, 각종 인쇄기, 복사기, FAX, 복합기 등 다양한 용도에서 실시할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 화상 형성 장치(1)는 중간 전사 벨트(44b)를 갖고, 감광 드럼(81)으로부터 중간 전사 벨트(44b)에 각 색의 토너 상을 1차 전사한 후, 각 색의 복합 토너 상을 시트 S에 일괄하여 2차 전사하는 방식으로 하고 있다. 단, 이것에 한정되지는 않고, 시트 반송 벨트에 의해 반송된 시트에 감광 드럼으로부터 직접 전사하는 방식을 채용해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 현상제로서, 비자성의 토너와 자성의 캐리어를 포함하는 2성분 현상제를 사용하고 있다. 토너는 폴리에스테르, 스티렌 등의 수지에 착색료, 왁스 성분 등을 내포하고, 분쇄 혹은 중합에 의해 생성하고 있다. 캐리어는, 페라이트 입자나 자성분을 혼련한 수지 입자를 포함하는 코어의 표층에 수지 코팅을 실시하여 생성하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 화상 형성 장치(1)는, 케이싱으로서의 화상 형성 장치 본체(이하, 장치 본체라고 함)(10)를 구비하고 있다. 장치 본체(10)는, 화상 판독부(11)와, 시트 급송부(30)와, 화상 형성부(40)와, 시트 반송부(50)와, 시트 배출부(60)와, 제어부(70)를 구비하고 있다. 또한, 기록재인 시트 S는, 토너 상이 형성되는 것이며, 구체예로서, 보통지, 보통지의 대용품인 수지제의 시트, 두꺼운 종이, 오버헤드 프로젝터용 시트 등이 있다.
화상 판독부(11)는, 장치 본체(10)의 상부에 마련되어 있다. 화상 판독부(11)는, 원고 적재대로서의 도시하지 않은 플래튼 유리와, 플래튼 유리에 적재된 원고에 광을 조사하는 도시하지 않은 광원과, 반사광을 디지털 신호로 변환하는 도시하지 않은 이미지 센서 등을 구비하고 있다.
시트 급송부(30)는, 장치 본체(10)의 하부에 배치되어 있으며, 기록지 등의 시트 S를 적재해서 수용하는 시트 카세트(31a, 31b)와, 급송 롤러(32a, 32b)를 구비하고, 수용된 시트 S를 화상 형성부(40)에 급송한다.
화상 형성부(40)는, 화상 형성 유닛(80)와, 토너 호퍼(41)와, 토너 용기(42)와, 레이저 스캐너(43)와, 중간 전사 유닛(44)과, 2차 전사부(45)와, 정착 장치(46)를 구비하고 있다. 화상 형성부(40)는, 화상 정보에 기초하여 시트 S에 화상을 형성 가능하다. 또한, 본 실시 형태의 화상 형성 장치(1)는, 풀 컬러에 대응하는 것이며, 화상 형성 유닛(80y, 80m, 80c, 80k)은, 옐로우(y), 마젠타(m), 시안(c), 블랙(k)의 4색 각각에 마찬가지의 구성으로 별개로 마련되어 있다. 토너 호퍼(41y, 41m, 41c, 41k) 및 토너 용기(42y, 42m, 42c, 42k)도 마찬가지로, 옐로우(y), 마젠타(m), 시안(c), 블랙(k)의 4색 각각에 마찬가지의 구성으로 별개로 마련되어 있다. 이 때문에, 도 1 중에서는 4색의 각 구성에 대하여 동일한 부호의 후에 색의 식별자를 붙여서 나타내지만, 도 2 및 명세서 중에서는 색의 식별자를 붙이지 않고 부호만으로 설명하는 경우가 있다.
토너 용기(42)는, 예를 들어 원통 형상의 보틀이며, 토너가 수용되고, 각 화상 형성 유닛(80)의 상방에, 토너 호퍼(41)를 통해 연결하여 배치되어 있다. 레이저 스캐너(43)는, 대전 롤러(82)에 의해 대전된 감광 드럼(81)의 표면을 노광하여, 감광 드럼(81)의 표면 위에 정전 잠상을 형성한다.
화상 형성 유닛(80)은, 4색의 토너 화상을 형성하기 위한 4개의 화상 형성 유닛(80y, 80m, 80c, 80k)을 포함하고 있다. 각 화상 형성 유닛(80)은, 토너 화상을 형성하는 감광 드럼(상 담지체)(81)과, 대전 롤러(82)와, 현상 장치(20)와, 클리닝 블레이드(84)를 구비하고 있다. 또한, 감광 드럼(81)과, 대전 롤러(82)와, 현상 장치(20)와, 클리닝 블레이드(84)와, 후술하는 현상 슬리브(24)에 대해서도, 옐로우(y), 마젠타(m), 시안(c), 블랙(k)의 4색의 각각에 마찬가지의 구성으로 별개로 마련되어 있다.
감광 드럼(81)은, 알루미늄 실린더의 외주면에 부극성의 대전 극성을 지니도록 형성된 감광층을 갖고, 소정의 프로세스 스피드(주속도)로 화살표 방향으로 회전된다. 대전 롤러(82)는, 감광 드럼(81)의 표면에 접촉하여, 감광 드럼(81)의 표면을, 예를 들어 균일한 부극성의 암부 전위로 대전시킨다. 감광 드럼(81)의 표면에서는, 대전 후 레이저 스캐너(43)에 의해 화상 정보에 기초하여 정전 상이 형성된다. 감광 드럼(81)은, 형성된 정전 상을 담지하여, 주회 이동하고, 현상 장치(20)에 의해 토너로 현상된다. 현상 장치(20)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
현상된 토너 상은, 후술하는 중간 전사 벨트(44b)에 1차 전사된다. 1차 전사 후의 감광 드럼(81)은, 도시하지 않은 전체 노광부에 의해 표면이 제전된다. 클리닝 블레이드(84)는, 감광 드럼(81)의 표면에 접하여 배치되고, 1차 전사 후의 감광 드럼(81)의 표면에 잔류하는 전사 잔류 토너 등의 잔류물을 청소한다.
중간 전사 유닛(44)은, 화상 형성 유닛(80y, 80m, 80c, 80k)의 상방에 배치되어 있다. 중간 전사 유닛(44)은, 구동 롤러(44a)나 종동 롤러(44d), 1차 전사 롤러(44y, 44m, 44c, 44k) 등의 복수의 롤러와, 이들 롤러에 감긴 중간 전사 벨트(44b)를 구비하고 있다. 1차 전사 롤러(44y, 44m, 44c, 44k)는, 감광 드럼(81y, 81m, 81c, 81k)에 각각 대향하여 배치되고, 중간 전사 벨트(44b)에 접촉된다.
중간 전사 벨트(44b)에 1차 전사 롤러(44y, 44m, 44c, 44k)에 의해 정극성의 전사 바이어스를 인가함으로써, 감광 드럼(81y, 81m, 81c, 81k) 위의 각각의 부극성을 지니는 토너 상이 순차 중간 전사 벨트(44b)에 다중 전사된다. 이에 의해, 중간 전사 벨트(44b)는, 감광 드럼(81y, 81m, 81c, 81k)의 표면에서 정전 상을 현상하여 얻어진 토너 상을 전사해서 이동한다.
2차 전사부(45)는, 2차 전사 내 롤러(45a)와, 2차 전사외 롤러(45b)를 구비하고 있다. 2차 전사외 롤러(45b)에 정극성의 2차 전사 바이어스를 인가함으로써, 중간 전사 벨트(44b)에 형성된 풀 컬러 화상을 시트 S에 전사한다. 정착 장치(46)은, 정착 롤러(46a) 및 가압 롤러(46b)를 구비하고 있다. 정착 롤러(46a)와 가압 롤러(46b)의 사이를 시트 S가 끼움지지되어 반송됨으로써, 시트 S에 전사된 토너 상은 가열 및 가압되어 시트 S에 정착된다.
시트 반송부(50)는, 2차 전사 전 반송 경로(51)와, 정착 전 반송 경로(52)와, 배출 경로(53)와, 재반송 경로(54)를 구비하고, 시트 급송부(30)로부터 급송된 시트 S를 화상 형성부(40)로부터 시트 배출부(60)로 반송한다.
시트 배출부(60)는, 배출 경로(53)의 하류측에 배치된 배출 롤러 쌍(61)과, 배출 롤러 쌍(61)의 하류측에 배치된 배출 트레이(62)를 구비하고 있다. 배출 롤러 쌍(61)은, 배출 경로(53)로부터 반송되는 시트 S를 닙부로부터 급송하고, 장치 본체(10)에 형성된 배출구(10a)를 통해서 배출 트레이(62)로 배출한다. 배출 트레이(62)는, 페이스 다운 트레이로 되어 있으며, 배출구(10a)로부터 화살표 X 방향으로 배출된 시트 S를 적재한다.
제어부(70)는 컴퓨터에 의해 구성되고, 예를 들어 CPU와, 각 부를 제어하는 프로그램을 기억하는 ROM과, 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM과, 외부와 신호를 입출력하는 입출력 회로를 구비하고 있다. CPU는, 화상 형성 장치(1)의 제어 전체를 담당하는 마이크로프로세서이며, 시스템 컨트롤러의 주체이다. CPU는, 입출력 회로를 통하여, 화상 판독부(11), 시트 급송부(30), 화상 형성부(40), 시트 반송부(50), 시트 배출부(60), 조작부에 접속되고, 각 부와 신호를 주고받음과 함께 동작을 제어한다.
다음으로, 이와 같이 구성된 화상 형성 장치(1)에 있어서의 화상 형성 동작에 대하여 설명한다.
화상 형성 동작이 개시되면, 먼저 감광 드럼(81)이 회전하여 표면이 대전 롤러(82)에 의해 대전된다. 그리고, 레이저 스캐너(43)에 의해 화상 정보에 기초하여 레이저 광이 감광 드럼(81)에 대해서 발광되고, 감광 드럼(81)의 표면 위에 정전 잠상이 형성된다. 이 정전 잠상에 토너가 부착함으로써, 현상되어 토너 화상으로서 가시화되고, 중간 전사 벨트(44b)에 전사된다.
한편, 이와 같은 토너 상의 형성 동작에 병행하여 급송 롤러(32a, 32b)가 회전되고, 시트 카세트(31a, 31b)의 최상위 시트 S를 분리하면서 급송한다. 그리고, 중간 전사 벨트(44b)의 토너 화상에 타이밍을 맞춰서, 2차 전사 전 반송 경로(51)를 통해 시트 S가 2차 전사부(45)로 반송된다. 또한, 중간 전사 벨트(44b)로부터 시트 S로 화상이 전사되고, 시트 S는 정착 장치(46)로 반송되어, 여기에서 미정착 토너 상이 가열 및 가압되어 시트 S의 표면에 정착되고, 배출 롤러 쌍(61)에 의해 배출구(10a)로부터 배출되어 배출 트레이(62)에 적재된다.
다음으로, 현상 장치(20)에 대하여, 도 2에 기초하여 상세히 설명한다. 현상 장치(20)는, 현상제를 수용하는 현상 용기(21)와, 제1 반송 스크루(22) 및 제2 반송 스크루(23)와, 현상 슬리브(24)와, 규제 부재(25)를 갖고 있다. 현상 용기(21)는, 감광 드럼(81)에 대향하는 위치에, 현상 슬리브(24)가 노출되는 개구부(21a)를 갖고 있다.
현상 용기(21)에는, 토너가 충전된 토너 용기(42)(도 1 참조)로부터 토너가 공급된다. 현상 용기(21)는, 대략 중앙부에서 긴 변 방향으로 연장되는 격벽(27)을 갖고 있다. 현상 용기(21)는, 이 격벽(27)에 의해 수평 방향으로 현상실(21b)과 교반실(21c)로 구획되어 있다. 현상제는, 이들 현상실(21b) 및 교반실(21c)에 수용되어 있다. 현상실(21b)은, 현상 슬리브(24)에 현상제를 공급한다. 교반실(21c)은, 현상실(21b)에 연통하고, 현상 슬리브(24)로부터의 현상제를 회수하여 교반한다.
제1 반송 스크루(22)는, 현상실(21b)에 현상 슬리브(24)의 축 방향을 따라서 현상 슬리브(24)와 대략 평행하게 배치되고, 현상실(21b) 내의 현상제를 교반하면서 반송한다. 제2 반송 스크루(23)는, 교반실(21c) 내에 제1 반송 스크루(22)의 축과 대략 평행하게 배치되고, 교반실(21c) 내의 현상제를 제1 반송 스크루(22)와 반대 방향으로 반송한다. 즉, 현상실(21b)과 교반실(21c)은, 현상제를 교반하면서 반송하는 현상제의 순환 경로를 구성하고 있다. 토너는, 각 스크루(22, 23)에 의해 교반됨으로써, 캐리어와 미끄럼 마찰하여 부극성으로 마찰 대전된다.
현상 슬리브(24)는, 비자성의 토너 및 자성의 캐리어를 갖는 현상제를 담지하여, 감광 드럼(81)에 대향하는 현상 영역 Da로 회전 반송한다. 여기서, 현상 슬리브(24)의 표면 위에서 캐리어에 의해 형성된 자기 사슬이 감광 드럼(81)에 접촉하는 범위는 접촉 닙이며, 본 실시 형태에서는, 이 접촉 닙을 현상 영역 Da라 하고 있다(도 5의 (a) 참조). 즉, 현상 영역 Da는, 현상 슬리브(24)에 담지된 자기 사슬이 감광 드럼(81)과 접촉하는 영역이다.
현상 슬리브(24)는, 예를 들어 직경 20㎜의 원통형이며, 예를 들어 알루미늄이나 비자성 스테인리스 등의 비자성 재료로 구성되고, 본 실시 형태에서는 알루미늄제로 하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 현상 영역 Da에서의 최단 간격은 약 320㎛이다. 이에 의해, 현상 영역 Da로 반송한 현상제를, 자기 사슬 상태에서 감광 드럼(81)과 접촉시켜 현상을 실시할 수 있도록 설정되어 있다. 즉, 2성분 현상제를 사용한 현상 방식에서는, 현상 시에 자성체의 캐리어가 마그네트 롤러(24m)의 자속에 구속되어 현상 슬리브(24)의 표면에 담지된다. 현상 슬리브(24)의 표면에서는, 정극성에 대전한 캐리어의 표면에 부극성에 대전한 토너가 정전기적으로 구속되어 자기 사슬을 형성한다. 그리고, 현상 슬리브(24)에 인가하는 직류 전압과 감광 드럼(81)의 정전 잠상의 사이에 전위차를 마련함으로써, 토너를 감광 드럼(81)에 비상시켜 잠상을 가시상화한다.
즉, 현상 용기(21)의 현상제는, 현상 슬리브(24)의 내부에 있어서 고정 배치된 마그네트 롤러(24m)에 의해 현상 슬리브(24) 위에 담지된다. 그 후, 현상 슬리브(24) 위의 현상제는 규제 부재(25)에 의해 층 두께가 규제되고, 현상 슬리브(24)가 회전함으로써 감광 드럼(81)과 대향한 현상 영역 Da로 반송된다. 현상 영역 Da에서 현상 슬리브(24) 위의 현상제는 사슬 기립하여 자기 사슬을 형성한다. 자기 사슬을 감광 드럼(81)에 접촉시키고, 토너를 감광 드럼(81)에 공급함으로써, 감광 드럼(81) 위의 정전 잠상을 토너 상으로서 현상한다.
여기서, 현상 영역 Da에 있어서의 감광 드럼(81)으로의 토너의 현상 과정에 대하여 설명한다. 감광 드럼(81)은 대전 롤러(82)에 의해 대전 전위 Vd[V]로 균일하게 대전된 후, 화상 부분은 레이저 스캐너(43)에 의해 노광되어 노광 전위 Vl[V]로 된다. 현상 슬리브(24)에는, 정전 잠상으로의 토너의 부여율을 향상시키기 위해서, 통상은 직류 전압과 교류 전압을 중첩한 현상 바이어스가 인가된다. 현상 슬리브(24)의 직류 성분의 전압을 Vdc라 했을 때, 노광 전위와의 차분의 절댓값|Vdc-Vl|을 Vcont라 칭하고, 이것이 토너를 화상 부분으로 운반하는 전계를 형성한다. 또한, 직류 전압 Vdc와 대전 전위 Vd의 차분의 절댓값 |Vdc-Vd|는 Vback라 칭하고, 토너에 대해서는 감광 드럼(81)으로부터 현상 슬리브(24)의 방향으로 되돌리는 전계를 형성한다. 이것은, 토너가 비화상 부분에 부착되는 소위 흐림 현상을 억제하기 위해 마련되어 있다. 본 실시예에서는, 현상 슬리브(24)에는, 교류 전압이 인가되지 않고, 직류 전압만이 인가되는 DC 현상 방식이다.
규제 부재(25)는, 마그네트 롤러(24m)의 규제 자극 N1에 대향하여, 현상 용기(21)에 마련되어 있다. 규제 부재(25)는, 선단을 현상 슬리브(24)에 대해서 소정의 간극을 둔 상태에서 현상 용기(21)에 고정되고, 현상 슬리브(24)의 표면에 담지된 현상제의 자기 사슬의 사슬 끊기에 의해 층 두께를 규제한다. 규제 부재(25)는, 현상 슬리브(24)의 길이 방향으로 배치한 비자성 금속판(예를 들어 알루미늄판)을 포함하고, 규제 부재(25)의 선단부와 현상 슬리브(24)의 사이를 현상제가 통과해서 현상 영역 Da로 보내진다.
현상 슬리브(24)의 내측에는, 롤러 형상의 마그네트 롤러(자계 발생 수단)(24m)가, 현상 용기(21)에 대해서 비회전 상태로 고정 설치되어 있다. 마그네트 롤러(24m)는, 5개의 마그네트 피스를 갖고, 각각 현상 슬리브(24)에 대향하는 자극을 갖고 있다. 본 실시예에서는, 현상극 S2(제1 자극), 규제 자극 N1(제2 자극), 반송 자극 N2(제3 자극), 박리 자극 S3(제4 자극), 스쿠핑 자극 S1(제5 자극)을 갖고 있다.
스쿠핑 자극 S1은, 현상실(21b)에 대향하여 배치되어 있다. 규제 자극 N1은, 규제 부재(25)에 대향하여 배치되어 있다. 반송 자극 N2는, 현상 영역 Da의 회전 방향 하류측에 배치되어 있다. 박리 자극 S3은, 스쿠핑 자극 S1의 회전 방향 상류측에 인접하여 배치되어 있다.
현상극 S2는, 현상 영역 Da에 대향해서 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 마그네트 롤러(24m)는, 현상극 S2로서 자속 밀도 Br의 피크를 하나만 갖는 마그네트 피스를 적용하고 있다. 또한, 현상극 S2로서 자속 밀도 Br의 피크를 하나만 갖는다고 함은, 현상극 S2에 인접하는 규제 자극 N1 및 반송 자극 N2의 사이에 있어서, 자속 밀도 Br의 극성이 반전하는 반전 위치에 끼워진 영역 내에서 Br의 피크가 하나인 구성을 의미한다. 규제 자극 N1 및 반송 자극 N2의 사이에 있어서, 자속 밀도 Br의 극성이 반전하는 반전 위치에 끼워진 영역은, 예를 들어 도 3에서는, 260°내지 320°의 범위에 상당한다.
현상극 S2는, 현상 영역 Da에 대향하는 평면 형상의 평면부(24s)를 갖고 있다. 즉, 마그네트 롤러(24m)는, 전체로서는 소위 단면 D 커트 형상을 하고 있고, 현상극 S2를 갖는 마그네트 피스는 단면 대략 부채 형상을 하고 있다. 평면부(24s)의 회전 방향의 양쪽 테두리부는, 코너부(24c)를 형성하고 있다. 즉, 현상극 S2는, 현상 슬리브(24)의 외주면에 있어서의 현상 영역 Da보다도 회전 방향 상류측 및 회전 방향 하류측의 각각에 대향하는 부위에 코너부(24c)를 갖고, 각각의 코너부(24c)의 사이에 평면부(24s)를 갖고 있다. 이에 의해, 자속 밀도 Br의 θ 방향 변화가 커서 피크가 되는 부분을 현상 영역 Da보다도 상류측 및 하류측에 마련할 수 있고, 자기 흡인력 Fr의 피크도 상류측 및 하류측에 마련할 수 있다. 이 때문에, 현상 영역 Da에 있어서 자기 흡인력 Fr을 높게 유지할 수 있어(도 6 중, 실시예 1, 2 참조), 자기 사슬이 현상 슬리브(24)에 확실히 구속되기 때문에, 자기 사슬이 현상 슬리브(24) 위에서 미끄러지기 어려워져, 자기 사슬의 속도 저하를 억제할 수 있다.
즉, 현상극 S2는, 현상 슬리브(24)의 외주면에 있어서의 현상 영역 Da보다도 회전 방향 상류측 및 회전 방향 하류측의 각각에 대향하는 부위에, 현상 슬리브(24)의 중심 방향으로의 자기 흡인력 Fr의 피크를 갖는다(도 6 중, 실시예 1, 2 참조). 또한, 현상극 S2가 현상 슬리브(24)의 중심 방향으로의 자기 흡인력 Fr의 피크를 갖는다 함은, 이하의 구성을 의미한다. 즉, 현상극 S2에 인접하는 규제 자극 N1 및 반송 자극 N2의 사이에 있어서, 자속 밀도 Br의 극성이 반전하는 반전 위치에 끼워진 영역 내에 자기 흡인력 Fr의 피크를 갖는 구성을 의미한다.
여기에서의 현상극 S2에서는, 도 3에 도시한 바와 같은 자속 밀도 Br을 갖기 때문에, 260°내지 320° 범위의 자기 흡인력 Fr의 피크를 현상극 S2의 자기 흡인력 Fr의 피크라 칭한다. 본 실시 형태의 경우, 현상극 S2는, 270° 및 310° 부근에 두 자기 흡인력 Fr의 피크를 갖고 있게 된다. 또한, 자기 흡인력의 피크는, 회전 방향 상류측보다도 회전 방향 하류측 쪽이 크고, 회전 방향 상류측의 피크와 회전 방향 하류측의 피크의 사이에 있어서, 회전 방향 상류측 부근에 최하점을 갖는다(도 6 중, 실시예 1 참조). 이에 의해, 현상 영역 Da의 회전 방향 상류측보다도 회전 방향 하류측 쪽이 큰 자기 흡인력을 가지므로, 회전 방향 하류측에서의 감광 드럼(81)에 대한 캐리어 부착을 억제할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 현상 슬리브(24)의 외주면에 대한 현상극 S2의 법선 방향의 자속 밀도 Br의 80％값폭과 반값폭의 비율은, 예를 들어 0.74로 하고 있다. 이에 비하여, 정규 분포인 자속 밀도 Br의 80％값폭과 반값폭의 비율은 0.60이 된다. 즉, 현상 슬리브(24)의 외주면에 대한 현상극 S2의 법선 방향의 자속 밀도 Br의 80％값폭과 반값폭의 비율은, 정규 분포인 자속 밀도 Br의 80％값폭과 반값폭의 비율보다 크며, 0.65 이상이다(도 3 및 표 1 참조). 또한, 본 실시 형태에서는, 현상 슬리브(24)의 외주면에 대한 현상극 S2의 법선 방향의 자속 밀도 Br의 80％값폭은, 예를 들어 35°로 하고 있다. 이에 비하여, 현상 영역 Da의 회전 방향 폭은 28.6°로 하고 있다. 즉, 현상 슬리브(24)의 외주면에 대한 현상극 S2의 법선 방향의 자속 밀도 Br의 80％값폭은, 현상 영역 Da의 회전 방향 폭보다도 넓다(도 3 참조). 또한, 현상 슬리브(24)의 외주면에 있어서의 현상극 S2의 법선 방향의 자속 밀도 Br의 반값폭은, 40° 이상으로 하고 있다. 이러한 점들에서, 현상 영역 Da의 회전 방향의 상류 부분과 하류 부분에 있어서도, 자력선이 감광 드럼(81)의 표면에 대해 직선적으로 향한다. 따라서, 자기 사슬의 선단이 감광 드럼(81)의 표면에 대해 따르지 않고 점 형상으로 접하므로(도 5의 (a) 참조), 토너는 현상 슬리브(24)측으로부터 자기 사슬에 의해 저해되지 않고 감광 드럼(81)으로 비상할 수 있다(도 5의 (b) 참조).
다음으로, 본 실시 형태의 현상 슬리브(24)의 동작에 대하여, 도 2에 기초하여 설명한다. 현상 슬리브(24)는 화살표 방향으로 회전하고, 현상실(21b)에 수용된 현상제는, 현상실(21b)에 대향하는 스쿠핑 자극 S1에 의해 흡착되어 규제 부재(25)의 방향으로 반송된다. 현상제는, 규제 부재(25)에 대향하는 규제 자극 N1에 의해 사슬 기립되어, 규제 부재(25)에 의해 층 두께가 규제되고, 현상 슬리브(24)와 규제 부재(25)의 간극을 통과함으로써 현상 슬리브(24) 위에 소정의 층 두께의 현상제층이 형성된다.
현상제층은, 감광 드럼(81)과 대향하는 현상 영역 Da에 담지 반송되고, 현상 영역 Da에 대향하는 현상극 S2에 의해 자기 사슬을 형성한 상태에서, 감광 드럼(81)의 표면에 형성되어 있는 정전 잠상을 현상한다. 즉, 현상극 S2는, 현상 슬리브(24)의 현상 영역 Da에 대향하여 현상 영역 Da에 있어서 담지된 캐리어를 사슬 기립시킨다.
현상에 제공된 후의 현상제는, 현상 영역 Da의 회전 방향 하류측에 배치된 반송 자극 N2를 거쳐, 박리 자극 S3 및 스쿠핑 자극 S1극이 반발함으로써 만들어진 박리 영역에서 현상 슬리브(24)로부터 박리된다. 박리된 현상제는, 교반실(21c)에서 교반 및 반송되고, 다시 현상실(21b)로부터 현상 슬리브(24)에 공급된다.
상술한 바와 같이 본 실시 형태의 현상 장치(20)에 의하면, 현상 슬리브(24)의 외주면에 대한 현상극 S2의 법선 방향의 자속 밀도 Br의 80％값폭과 반값폭의 비율은, 정규 분포인 자속 밀도의 80％값폭과 반값폭의 비율보다 크다. 이 때문에, 정규 분포인 자속 밀도에 있어서 단순히 현상극의 반값폭을 크게 하여 현상 영역을 증가시킨 경우와 비교하여, 자속 밀도의 80％값폭이 넓어진다. 이에 의해, 현상 영역 Da의 회전 방향의 상류 부분과 하류 부분에 있어서도, 자력선이 감광 드럼(81)의 표면에 대해 직선적으로 향한다. 따라서, 자기 사슬의 선단이 감광 드럼(81)의 표면에 대해 따르지 않고 점 형상으로 접하므로, 토너는 현상 슬리브(24)측으로부터 자기 사슬에 의해 저해되지 않고 감광 드럼(81)으로 비상할 수 있다. 따라서, 현상 영역 Da를 확장하면서도, 감광 드럼(81)에 대한 자기 사슬의 선단의 접촉에 의한 현상 효율의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 현상 장치(20)에 의하면, 현상극 S2는, 자속 밀도 Br의 피크를 하나만 갖는다. 이 때문에, 현상 영역 Da 내에서 자속 밀도 Br의 동극의 피크를 2개 이상 마련한 경우와 달리, 자속 밀도 Br의 동극의 피크 간에서 자력선이 반발하는 일이 없으므로, 자력선이 반발함으로써 자기 사슬이 형성되기 어려워지는 부위가 발생하지 않는다. 이 때문에, 자기 사슬을 충분히 형성할 수 있으므로, 현상 효율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 마그네트 롤러(24m)의 현상극 S2의 실시예 1에 대하여, 비교예 1, 2와 비교하면서 설명한다. 우선, 마그네트 롤러(24m)의 현상극 S2의 자속 밀도 Br에 대하여, 도 3에 기초하여 상세히 설명한다. 여기에서는, 마그네트 롤러(24m)로서, 본 실시 형태의 마그네트 롤러(24m)를 사용한 것을 실시예 1로 하였다. 또한, 반값폭이 좁은 현상극 S2를 이용한 마그네트 롤러를 사용한 것을 비교예 1로 하고, 비교예 1보다 반값폭을 넓게 한 현상극 S2를 이용한 마그네트 롤러를 사용한 것을 비교예 2로 하였다.
각 마그네트 롤러의 현상극 S2의 법선 방향의 자속 밀도 Br에 대하여, 자장 측정기(F. W. BELL사 제조 「MS-9902」)를 사용하여, 그 지방 측정기의 부재인 프로브와 현상 슬리브(24)의 표면의 거리를 약 100㎛로 하여 측정하였다. 도 3에, 실시예 1로서 본 실시 형태의 현상극 S2의 자속 밀도(실선), 비교예 1로서 반값폭이 좁은 현상극 S2의 자속 밀도(점선), 비교예 2로서 비교예 1보다 반값폭을 넓게 한 현상극 S2의 자속 밀도(파선)를 나타낸다. 여기서, 반값폭이란, 현상극 S2의 자속 밀도(의 법선 성분)가 피크값의 절반이 되는 부분의 폭을 각도 θ로 나타낸 것이다. 반값 반폭과 구별하기 위해서 반값 전폭이라 불리는 경우도 있지만, 본 명세서 중에서는, 반값폭이라고 하면 반값 전폭을 가리키기로 한다. 또한, 80％값폭이란, 현상극 S2의 자속 밀도(의 법선 성분)가 피크값의 80％로 되는 부분의 폭을 각도 θ로 나타낸 것이다. 반값폭의 경우와 마찬가지로, 단순히 80％값폭이라고 하면 전체 폭을 가리키기로 한다.
비교예 2는, 비교예 1의 현상극 S2의 자속 밀도 형상을 거의 상사적으로 가로로 넓힘으로써, 반값폭을 넓힌 경우의 자속 밀도 분포이다. 한편, 실시예 1에서는 반값폭을 넓힐 때, 비교예 2와 같이 상사적으로 가로로 넓히는 것이 아니라, 반값폭을 넓히는 이상으로 80％값폭이 넓어지도록 하고 있다.
표 1에, 비교예 1, 비교예 2, 실시예 1에 대하여, 반값폭 및 80％값폭과, 80％값폭을 반값폭으로 나눈 값을 각각 나타낸다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예 2는 비교예 1에 비하여 반값폭이 크게 되어 있지만, 80％값폭을 반값폭으로 나눈 값은 그다지 변화하지 않았다. 이것은, 비교예 2가 자속 밀도의 형상을 상사적으로 넓힘으로써 반값폭을 넓히고 있기 때문이다. 한편, 실시예 1은 비교예 2와 마찬가지로 비교예 1에 비하여 반값폭이 크게 되어 있지만, 80％값폭을 반값폭으로 나눈 값도 크게 되어 있어, 이 점이 비교예 2와는 다른 특징이다.
Figure 112020084694995-pat00001
그 결과, 도 3에 도시한 바와 같이, 비교예 1, 2의 자속 밀도 분포가 현상극 S2의 피크로부터 점점 감쇠하는 형상이었던 것에 비하여, 실시예 1의 자속 밀도 분포는 피크 근방에서는 완만해서 감쇠가 작고, 피크로부터 멀어지면 급준하게 감쇠하는 형상이었다.
80％값폭과 반값폭의 비(80％값폭/반값폭)에 관해서는, 통상의 정규 분포형의 자속 밀도 분포 형상의 경우는 0.60 정도의 값으로 된다. 현상 영역 Da를 확장하면서도, 감광 드럼(81)에 대한 자기 사슬의 선단의 접촉에 의한 현상 효율의 저하를 더 효과적으로 억제하기 위해서는, 80％값폭/반값폭이 0.65보다도 큰 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.66 이상, 나아가 0.70 이상이 보다 바람직하다. 실시예 1의 80％값폭/반값폭은 0.74이기 때문에, 자기 사슬의 선단의 접촉에 의한 현상 효율의 저하를 더 효과적으로 억제할 수 있다.
다음으로, 실시예 1과 비교예 2에 대하여, 자력선 ML과 자기 사슬 B의 형상을 비교하여, 도 4 및 도 5에 기초하여 설명한다. 비교예 2에서는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 현상 슬리브(124)로부터의 자력선 ML은 중심측으로부터 비교적 가로로 넓어지면서 신장되어 있다. 이것은, 비교예 2의 자속 밀도 분포가 현상극 S2의 피크로부터 점점 감쇠하는 형상을 하고 있기 때문에, 자력선 ML이 가로 방향으로 넓어져서 돌아들어가기 쉽기 때문이다. 자기 사슬 B의 자세는, 각각의 자극에 의해 만들어지는 자력선 ML을 따른다. 비교예 2에 있어서는, 자력선 ML이 감광 드럼(81)의 표면에 대해서 비교적 기울어 신장되어 있기 때문에, 자기 사슬 B의 선단부가 기울어 감광 드럼(81)을 덮도록 접촉한다. 그 때문에, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상 슬리브(124)의 근방 토너 T의 감광 드럼(81)으로의 비상이 저해되어, 현상 효율이 저하되어버린다.
이에 비하여, 실시예 1에서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 자력선 ML이 비교적 직선적으로 감광 드럼(81)의 방향으로 신장되어 있다. 이것은, 실시예 1의 자속 밀도 분포가 현상극 S2의 피크로부터 완만해서 그다지 변화되지 않는 형상을 하고 있기 때문에, 자력선 ML이 가로 방향으로 돌아들어가기 어렵기 때문이다. 실시예 1에 있어서는, 자력선 ML이 감광 드럼(81)의 표면에 대해서 비교적 똑바로 신장되어 있기 때문에, 자기 사슬 B의 선단이 감광 드럼(81)을 향해서 신장되어 있다. 그 때문에, 자기 사슬 B의 선단이 감광 드럼(81)의 표면에 대해 따르지 않고 점 형상으로 접촉한다. 이에 의해, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 현상 슬리브(24)의 근방 토너 T의 감광 드럼(81)으로의 비상이 저해되기 어려워져, 현상 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 현상극의 상하류의 극과의 각도가 90° 이상으로 되면, 자력선이 중심측으로부터 비교적 가로로 넓어지면서 신장되기 쉬워진다. 그 때문에, 현상극의 상하류의 극과의 각도는 각각 90° 이하가 바람직하다. 즉, 현상극 S2의 자속 밀도의 피크와 규제 자극 N1의 자속 밀도의 피크 사이의 각도가 90° 이하이고, 현상극 S2의 자속 밀도의 피크와 반송 자극 N2의 자속 밀도의 피크 사이의 각도가 90° 이하이다. 상하류 모두 90° 이하로 되면 보다 좋다. 본 실시예의 마그네트 롤러(24m)는 상술한 바와 같이 5개의 자극에 대응하는 자속 밀도의 피크를 갖고 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지는 않는다. 단, 3개의 자극으로 이루어지는 마그네트 롤러의 경우에는, 현상극의 상하류의 극과의 각도가 넓어지는 경향이 있어, 상기 조건을 만족하기 어려워진다. 그 때문에, 마그네트 롤러(24m)는 5극 이상의 자극을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 현상극의 자속 밀도(의 법선 성분)의 절댓값이 작은 경우도, 자력선이 중심측으로부터 비교적 가로로 넓어지면서 신장되기 쉬워진다. 그 때문에, 현상극의 자속 밀도(의 법선 성분)의 절댓값은 90mT 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 95mT 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예의 현상극 S2의 상하류의 자극 N1, N2는 모두 동극의 자극과 인접하고 있지 않지만, 현상극의 상하류의 자극이 동극과 인접하는 경우, 현상극의 자력선이 중심측으로부터 비교적 가로로 넓어지면서 신장되기 쉬워진다. 이것은, 현상극의 상하류의 자극의 자력선이 인접하는 동극 방향으로는 신장되기 어렵고, 현상극 방향으로 치우쳐 자력선이 신장되게 되기 때문이다. 따라서, 현상극의 상하류의 자극은 모두 동극의 자극과 인접하지 않는 것이 바람직하다. 3개의 자극으로 이루어지는 마그네트 롤러의 경우는, 현상극의 상하류의 자극은 모두 동극의 자극과 인접하기 때문에, 이 점에서도 5극 이상의 자극을 갖는 것이 바람직하다. 상기와 같은 구성으로 함으로써, 본 발명의 효과를 더 효과적으로 얻을 수 있다.
또한, 감광 드럼(81)에 대한 자기 사슬의 선단부 접촉에 의한 현상 효율의 저하를 더 효과적으로 억제하기 위해서는, 현상 영역 Da 내에서 자기 사슬의 선단이 감광 드럼(81)을 향해서 신장되어 있는 상태를 가능한 한 유지할 수 있는 것이 바람직하다. 그를 위해서는, 현상 영역 Da 내에서의 자속 밀도(의 법선 성분)의 변화가, 완만해서 그다지 변화되지 않는 것이 바람직하다. 그래서, 자속 밀도(의 법선 성분)의 80％값폭의 범위를 현상 영역 Da보다도 넓게 함으로써, 현상 영역 Da 내에서의 자속 밀도(의 법선 성분)의 변화를 작게 할 수 있다. 이에 의해, 현상 영역 Da 내에서 자기 사슬의 선단이 감광 드럼(81)을 향해서 신장되어 있는 상태를 유지할 수 있어, 현상 슬리브(24)의 근방 토너 T의 감광 드럼(81)으로의 비상이 저해되기 어려워지므로, 현상 효율을 향상시킬 수 있다.
현상 영역 Da의 회전 방향의 폭은, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다. 감광 드럼(81)에 현상 장치(20)를 장착한 상태에서, 회전을 정지하여, 현상 슬리브(24)에 Vcont=300[V]로 되는 현상 고압의 직류 성분만을 인가한다. 직류 성분만으로 한 것은, 교류 성분을 인가하면 자기 사슬의 접촉 부분 이외로부터도 토너가 비상해 버릴 우려가 있어, 접촉 부분만을 측정하기 위해서는 직류 성분만으로 하는 것이 적합하기 때문이다. 또한, 이때, 현상 슬리브(24)와 감광 드럼(81)은 정지한 상태에서 행한다. 그 후, 현상 장치(20)를 감광 드럼(81)으로부터 분리하고, 감광 드럼(81) 위의 토너가 부착된 범위의 폭을 측정함으로써, 현상 영역 Da의 폭으로 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 현상 영역 Da는, 현상 슬리브(24)의 표면 위에서 캐리어에 의해 형성된 자기 사슬이 감광 드럼(81)에 접촉하는 접촉 닙을 의미하고 있다.
실시예 1에서의 현상 영역 Da의 측정 결과, 현상 영역 Da의 폭은 5㎜였다. 현상 슬리브(24)의 직경은 20㎜이므로, 현상 슬리브(24)의 표면 위의 각도로 환산하면, 5㎜×360°/(20㎜×3.14)=28.6°로 된다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 현상 슬리브(24)의 80％값폭은 35°이며, 현상 영역 Da의 폭보다도 크다. 이에 의해, 현상 영역 Da 내에서 자기 사슬의 선단이 감광 드럼(81)을 향해 신장되어 있는 상태를 유지할 수 있어, 현상 슬리브(24)의 근방 토너 T의 감광 드럼(81)으로의 비상이 저해되기 어려워지므로, 현상 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 반값폭 및 80％값폭의 모두 절댓값이 작으면, 자기 사슬이 감광 드럼(81)에 접촉하는 영역이 좁아져 버린다. 그 때문에, 반값폭은 36° 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40° 이상인 것이 바람직하다. 또한, 80％값폭은 26° 이상이 바람직하고, 30° 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 현상 영역 Da 내에서 자속 밀도 Br의 동극의 피크를 2개 이상 마련함으로써, 반값폭이나 80％값폭을 넓히는 것도 가능하지만, 이 경우는 자속 밀도 Br의 동극의 피크 간에서 자력선이 서로 반발하기 때문에, 그 부분에는 자기 사슬이 형성되기 어려워진다. 자기 사슬이 형성되기 어려운 부분이 발생하면 현상 효율이 저하되어 버리므로, 현상 영역 Da 내에서 자속 밀도 Br의 피크는 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 현상 영역 Da에 있어서의 감광 드럼(81)과 자기 사슬의 접촉 상태는, 현상량에 대한 관련이 크다고 생각된다. 이 때문에, 본원 발명자 등은, 감광 드럼(81)과 현상 슬리브(24)의 근접 영역의 현상제의 거동을, 투명 감광 드럼을 사용하여 그 내면으로부터 고속 카메라(Photron사 제조 FASTCAM SA5)를 사용하여 관찰하였다. 그 결과, 이하의 것이 판명되었다.
현상 슬리브(24)는, 통상은 감광 드럼(81)보다도 주속도가 빨라지도록 설정되어 있는 경우가 많다. 이것은, 현상 슬리브(24)의 감광에 대한 드럼 주속비가 클수록, 현상 효율이 향상되기 때문이다. 단, 주속비가 너무 크면 토너 비산이나 현상제 열화 등이 발생하기 때문에, 1.4 내지 2.1배의 사이에 설정되어 있는 경우가 많다. 실시예 1에서는, 현상 슬리브(24)의 감광에 대한 드럼 주속비를 1.8배로 설정하고 있다. 본 실시예에서는, 감광 드럼(81)의 회전 방향과 현상 슬리브(24)의 회전 방향은 역방향이기 때문에, 현상 슬리브(24)의 주속도는 감광 드럼(81)의 주속도의 1.8배로 되어 있다.
그리고, 본원 발명자 등은, 비교예 2 및 실시예 1에 관하여, 감광 드럼(81)과 현상 슬리브(24)의 근접 영역의 현상제 거동을 관찰하고, 감광 드럼(81)에 접촉하는 현상제의 감광 드럼(81) 표면을 이동하는 (평균)이동 속도를 PIV 해석에 의해 산출하였다. 실시예 1과 같이, 현상 슬리브(24)의 주속도를 감광 드럼(81)의 주속도보다도 빠르게 설정하고 있는 경우에도, 현상제의 (평균)이동 속도는 현상 슬리브(24)의 주속도보다도 느려지는 경우가 많다. 본원 발명자가 깊이 연구한 결과, 속도의 저조는 비교예 2에 비해 실시예 1의 쪽이 작았다.
이 결과로부터, 단순하게 현상극의 반값폭을 크게 한 비교예 2의 경우는, 현상제의 감광 드럼(81)으로의 현상 영역 Da 폭을 증가시킬 수 있는 한편, 감광 드럼(81)의 표면에 접촉하는 현상제의 이동 속도가 저하되어 버린다는 사실이 밝혀졌다. 이것을 이유로 하여, 비교예 2에서는, 현상 효율은 그다지 향상되지 않았다고 생각된다. 한편, 실시예 1의 경우는, 현상제의 감광 드럼(81)으로의 현상 영역 Da 폭을 증가시킴과 동시에, 감광 드럼(81)의 표면에 접촉하는 현상제의 이동 속도의 저하도 억제되기 때문에, 현상 효율이 향상되었다고 생각된다.
상술한 바와 같은 자기 사슬의 이동 속도의 차이는, 현상제가 현상 슬리브(24)의 중심 방향으로 끌어 당겨지는 자기 흡인력 Fr과 밀접하게 관련되어 있다고 생각된다. 자기 사슬이 현상 슬리브(24)의 중심 방향으로 끌어 당겨지는 자기 흡인력 Fr이 크면, 자기 사슬이 현상 슬리브(24)로 확실히 구속되기 때문에, 자기 사슬이 현상 슬리브 위를 미끄러지기 어려워져서, 자기 사슬의 속도 저하를 억제할 수 있다. 현상 슬리브(24)의 자기 흡인력 Fr은, 이하의 수식 1에 의해 표시된다.
Figure 112020084694995-pat00002
수식 1에 있어서, μ는 자성 캐리어의 투자율, μ0은 진공의 투자율, b는 자성 캐리어의 반경이다. Bθ는, 상기 방법으로 측정한 Br의 값을 이용하여, 이하의 수식 2로부터 구한다.
Figure 112020084694995-pat00003
도 6에, 수식 1, 2에 의해 산출한 현상 영역 Da의 주변의 자기 흡인력 Fr을 나타낸다. 도 6에 도시한 바와 같이, 비교예 2에서는, 자기 흡인력 Fr의 크기가 현상 영역 Da의 전역에 걸쳐 비교예 1보다도 작은 경향이 있다. 이것은, 이하의 이유 때문이라고 생각된다. 즉, 자기 사슬이 현상 슬리브(24)의 중심 방향으로 끌어 당겨지는 자기 흡인력 Fr은, 자속 밀도의 크기와 그 r 방향 변화(편미분)의 곱으로 되어 있다. 비교예 2는 자속 밀도 분포가 현상극 S2의 피크로부터 점점 완만하게 감쇠하는 형상을 하고 있고, 자속 밀도의 r 방향 변화도 완만해지기 쉽다. 결과적으로, 자속 밀도의 크기도 피크로부터 멀어짐에 따라 작아지고, 그 r 방향 변화(편미분)도 작아지기 쉽기 때문에, 그 곱으로 이루어지는 자기 흡인력 Fr도 작아지기 쉽다.
한편, 실시예 1은, 비교예 2에 비교해서 자기 흡인력 Fr을 높게 유지할 수 있다. 이것은, 실시예 1은 자속 밀도의 분포가 현상극 S2의 피크로부터 멀어져도 그다지 변화되지 않고 자속 밀도의 절댓값을 높게 유지할 수 있는 만큼, 자기 흡인력 Fr을 크게 유지하기 쉽기 때문이라고 생각된다. 또한, 피크로부터 멀어진 영역에서는 자속 밀도가 급격하게 감쇠되지만, 자속 밀도가 급격하게 변화되는 영역에서는, 그 r 방향 변화(편미분)도 커지기 쉽기 때문에, 자기 흡인력 Fr을 크게 유지할 수 있다. 도 7에, 실시예 1의 경우의 자속 밀도 Br의 θ 방향 변화를 나타내었다. 도 6 및 도 7을 비교해 보면, 자속 밀도 Br의 θ 방향 변화가 커서 피크가 되는 부분은, 자기 흡인력 Fr도 커져 피크가 됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시예 1에 있어서, 자속 밀도 Br의 θ 방향 변화가 커서 피크가 되는 부분을 현상 영역 Da보다도 회전 방향의 상류측 및 하류측에 마련하고, 자기 흡인력 Fr의 피크도 현상 영역 Da보다도 회전 방향의 상류측 및 하류측에 마련하고 있다. 이에 의해, 현상 영역 Da에 있어서 자기 흡인력 Fr을 높게 유지할 수 있다. 이 구성에 의해, 자속 밀도의 절댓값을 현상 영역 Da 내에서 높게 유지할 수 있으므로, 자기 흡인력 Fr을 크게 유지하기 쉽고, 또한 현상 영역 Da 외에서는 자속 밀도가 급격하게 감쇠하지만, 자속 밀도가 급격하게 변화하기 때문에, 자기 흡인력 Fr을 높게 유지할 수 있다. 따라서, 실시예 1에 있어서는 자기 흡인력 Fr을 높게 유지하는 것이 가능해진다. 그 결과, 자기 사슬이 현상 슬리브(24)에 확실히 구속되기 때문에, 자기 사슬이 현상 슬리브(24)의 표면 위를 미끄러지기 어려워져, 자기 사슬의 속도 저하를 억제할 수 있다.
또한, 실시예 1에서는, 마그네트 롤러(24m)는, 전체로서는 소위 단면 D 커트 형상을 하고 있으며, 현상극 S2를 갖는 마그네트 피스는 단면 대략 부채 형상을 하고 있다. 현상극 S2는, 현상 영역 Da에 대향하는 평면 위의 평면부(24s)를 갖고 있다. 평면부(24s)는, 현상 영역 Da보다도 넓게 마련하고 있다(도 2 참조). 자속 밀도 Br의 θ 방향 변화의 피크와, 자기 흡인력 Fr의 피크는, 평면부(24s)의 회전 방향의 양쪽 테두리부에 형성된 코너부(24c)의 위치에 대략 일치하고 있다. 이것은, 코너부(24c)에 자력선이 집중하면서, 돌아들어가는 것도 발생하기 때문이다. 따라서, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같은 자속 밀도 Br의 θ 방향 변화의 피크와 자기 흡인력 Fr의 피크를 실현하기 위해서는, 마그네트 피스의 감광 드럼(81)측의 면 현상 영역 Da보다도 회전 방향 상류측 및 하류측의 양측에 코너부(24c)를 마련하면 된다.
또한, 실시예 1에서는, 현상 영역 Da의 상류측과 하류측의 양쪽의 근방에 자기 흡인력 Fr의 피크가 각각 있는 구성이다. 이 피크는, 현상 영역 내의 중앙부(현상 영역 D의 센터)보다도 큰 값으로 되어 있다. 특히 상류측의 피크보다도 하류측의 피크를 크게 하고 있다. 또한, 두 피크의 사이에서 최하점이 되는 위치를, 현상 영역 Da의 상류 부근의 위치로 하고 있다. 본 실시예에서는, 현상 영역 D의 영역 외에 각각의 피크를 갖는 구성이지만, 현상 영역 내에 각각의 피크가 있는 구성이어도 된다.
이와 같이 자기 흡인력 Fr을 구성함으로써, 자기 흡인력 Fr을 그와는 반대로 구성하는 경우에 비하여, 감광 드럼(81)으로의 캐리어 부착을 발생하기 어렵게 할 수 있다. 즉, 현상 영역 Da의 상류측의 피크보다도 하류측의 피크가 작고, 또한, 두 피크의 사이에서 최하점이 되는 위치가 현상 영역 Da의 하류 부근의 위치인 경우에는, 실시예 1에 비하여 감광 드럼(81)으로의 캐리어 부착을 발생하기 쉽다. 캐리어 부착이 현상 영역 Da의 상류측에 발생하여도, 부착된 캐리어를 하류측에서 회수할 수 있지만, 하류측에서 발생한 캐리어 부착은 현상 영역 Da의 주변에서는 회수할 수 없다. 그 때문에, 현상 영역 Da의 하류측에 있어서, 캐리어 부착의 발생을 억제하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
자기 흡인력 Fr의 현상 영역 Da의 상류측의 피크보다도 하류측의 피크를 크게 하고, 또한, 두 피크의 사이에서 최하점이 되는 위치를 현상 영역 Da의 상류 부근의 위치로 하기 위해서는, 예를 들어 이하와 같이 한다. 즉, 현상극 S2의 상류측의 규제 자극 N1의 자속 밀도(의 법선 성분) Br보다도, 현상극 S2의 하류측의 반송 자극 N2의 자속 밀도(의 법선 성분) Br을 크게 한다. 이에 의해, 현상 영역 Da의 상류측에 비해 하류측의 자속 밀도 Br의 변화가 커져서, 하류측의 자기 흡인력 Fr이 커진다.
또는, 자기 흡인력 Fr의 현상 영역 Da의 상류측의 피크보다도 하류측의 피크를 크게 하고, 또한, 두 피크의 사이에서 최하점이 되는 위치를 현상 영역 Da의 상류 부근의 위치로 하기 위해서는, 예를 들어 이하와 같은 방법에 의해 착자해도 된다. 여기서, 종래로부터 일반적으로는, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 통상 부채형의 마그네트 피스에 대해서, 자화 벡터(도면 중, 화살표로 나타냄)를 상하류 방향에 대해 대칭적(등방성)으로 착자하여 현상극 S2로 하는 일이 행해진다. 이에 비하여, 본 실시 형태에서는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 부채형의 마그네트 피스에 대해서, 자화 벡터(도면 중, 화살표로 나타냄)를 상하류 방향에 대해 비대칭적(비등방적)으로 착자하여 현상극 S2로 함으로써, 하류측의 자기 흡인력 Fr을 크게 할 수 있다. 구체적으로는, 마그네트 피스 단체의 자화 벡터가, 하류 방향에 보다 향하도록 착자하면 된다. 바꿔 말하면, 현상 슬리브(24)의 둘레 방향 성분에 있어서, 현상 슬리브(24)의 회전 방향 하류측을 정(正)이라 했을 때, 마그네트 피스 단체의 자화 벡터의 총합에 관하여, 둘레 방향 성분이 정으로 되도록 착자하면 된다.
본 발명에서는 캐리어의 자기 흡인력 Fr은 두 피크를 갖지만, 캐리어 부착을 억제하기 위해서는, 캐리어의 자기 흡인력 Fr의 상기 두 피크 간의 최소점의 절댓값이 1.0×10-7N 이상인 것이 바람직하다. 또한 자기 흡인력의 피크에 관해서도 1.5×10-7N 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0×10-7N 이상인 것이 바람직하다. 캐리어의 자기 흡인력 Fr을 크게 하기 위해서는 자기 패턴의 Br의 절댓값을 크게 하는 것 외에, 캐리어의 자기 특성을 고자화로 하거나, 평균 입경을 크게 하거나 하는 등 캐리어 특성도 개선할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 마그네트 롤러(24m)의 현상극 S2의 실시예 2에 대하여, 도 6에 도시한 바와 같이 실시예 1과 비교하면서 설명한다. 실시예 2의 화상 형성 장치(1) 및 현상 장치(20)의 개요는 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 실시예 2에서는, 실시예 1과 비교하여 현상극 S2의 자기 흡인력 Fr의 분포가 상이하다.
즉, 실시예 1에서는, 현상 영역 Da의 상류측과 하류측의 양쪽에 자기 흡인력 Fr의 피크가 각각 있는 구성으로, 특히 상류측의 피크보다도 하류측의 피크를 크게 하고 있다. 또한, 두 피크의 사이에서 최하점으로 되는 위치를, 현상 영역 Da의 상류 부근의 위치로 하고 있다. 이것은, 자기 흡인력 Fr의 최하점에서 발생한 캐리어 부착을 하류측에서 회수하기 때문이다. 이에 비하여, 실시예 2에서는, 자기 흡인력 Fr의 하류측의 피크보다도 상류측의 피크가 큰 구성으로 하였다. 즉, 자기 흡인력 Fr의 피크는, 회전 방향 하류측보다도 회전 방향 상류측 쪽이 크고, 자기 흡인력 Fr은, 회전 방향 상류측의 피크와 회전 방향 하류측의 피크의 사이에 있어서, 회전 방향 하류측 부근에 최하점을 갖는다.
상술한 바와 같이, 자기 흡인력 Fr의 하류측의 피크보다도 상류측의 피크를 크게 하는 것에는, 이하와 같은 장점이 있다. 우선, 자기 흡인력 Fr이 크면, 자기 사슬이 현상 슬리브(24)에 확실히 구속되기 때문에, 자기 사슬이 현상 슬리브(24)의 표면 위를 미끄러지기 어려워져, 자기 사슬의 속도 저하를 억제할 수 있다. 발명자들의 검토에 의하면, 자기 사슬 속도의 저하는 일반적으로 현상 영역 Da의 상류측에서 발생하기 쉽다. 이것은, 상류측에서는 현상 슬리브(24)와 감광 드럼(81)의 간극이 점점 좁아지기 때문에, 보틀넥으로 정체를 일으키듯이 상류측에서는 자기 사슬 속도가 저하된다. 한편, 하류측에서는 현상 슬리브(24)와 감광 드럼(81)의 간극이 점점 넓어지기 때문에, 상류와 같은 자기 사슬 속도의 저하는 발생하기 어렵다. 따라서, 상류측의 피크를 크게 함으로써 상류측의 자기 사슬 속도의 저하를 보다 억제할 수 있다. 마찬가지로, 자기 흡인력 Fr의 두 피크의 사이에서 최하점이 되는 위치를 현상 영역 Da의 하류 부근의 위치로 하는 것으로도, 마찬가지의 효과가 얻어진다.
실시예 2와 같은 자기 흡인력 Fr의 분포를 얻기 위한 착자 방법으로서는, 실시예 1에서 설명한 방법과 마찬가지의 방법으로 실현 가능하다. 구체적으로는, 현상극 S2의 하류측의 반송 자극 N2의 자속 밀도(의 법선 성분) Br보다도, 현상극 S2의 상류측의 규제 자극 N1의 자속 밀도(의 법선 성분) Br을 크게 한다. 또는, 자화 벡터가 상류 방향에 보다 치우치도록 비등방적인 착자를 하면 된다. 또한, 실시예 1과 같이 하류측에서의 캐리어 부착 억제를 목적으로서 자기 흡인력 Fr의 하류의 피크를 크게 하거나, 혹은 실시예 2와 같이 상류측에서의 자기 사슬의 속도 저하 억제를 목적으로 자기 흡인력 Fr의 상류의 피크를 크게 할지는, 적절히 선택 가능하다. 이 경우의 실시예 1 및 실시예 2의 선택은, 예를 들어 제품에 요구되는 사양에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
또한, 실시예 1에서의 현상극 S2는, 현상 영역 Da에 대향하는 평면 위의 평면부(24s)를 갖고 있다. 그러나, 본 발명의 효과를 얻기 위해서는, 반드시 이러한 형상에 한정되지는 않는다. 종래와 같이 단면 대략 부채 형상의 피스 그대로도 착자 시의 고안에 의해, 본 발명과 같은 자속 밀도의 특성을 얻는 것이 가능하다. 종래가 일반적인 착자 방법은, 도 9에 도시한 바와 같이, 단면 부채 형상의 마그네트 피스(24)에 대해서 배향 요크(91)를 근접시켜 착자 배향시키는 방법이다. 이때, 배향 요크(91)의 선단이 마그네트 피스(24)에 접하는 폭(도면 중의 화살표)을 보다 넓게 함으로써, 본 발명과 같은 자속 밀도의 특성을 얻는 것이 가능하다. 특히, 배향 요크(91)의 선단이 마그네트 피스(24)에 접하는 폭을 현상 영역 Da의 폭보다도 크게 하면 된다. 다소의 흔들림이 발생해도 확실하게 효과를 얻기 위해서는, 배향 요크(91)의 선단이 마그네트 피스(24)에 접하는 폭을 현상 영역 Da의 폭보다도 1.1배 이상, 더욱 바람직하게는 1.2배 이상 크게 하면 된다. 이상과 같이, 대략 부채형 단면 형상이라도, 본 발명과 같은 자속 밀도의 특성을 구비하고 있으면, 본 발명의 효과를 얻는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는, DC 현상 방식에 대하여 설명하였지만, 직류 전압에 교류 전압을 중첩하는 AC+DC 현상 방식의 현상 장치에 대해서 본 발명을 사용해도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
본 발명에 따르면, 현상 영역을 확장하면서도, 감광 드럼에 대한 자기 사슬의 선단의 접촉 상태를 제어함으로써 현상 효율의 저하가 억제된 현상 장치를 제공할 수 있다.
20: 현상 장치
24: 현상 슬리브
24c: 코너부
24s: 평면부
24m: 마그네트 롤러(자계 발생 수단)
81: 감광 드럼(상 담지체)
Da: 현상 영역
S2: 현상극
T: 토너

Claims (22)

  1. 화상 형성 장치이며,
    상 담지체와,
    상기 상 담지체를 노광하여 정전 잠상을 형성하도록 구성된 노광 장치와,
    상기 상 담지체 상에 형성된 상기 정전 잠상을 현상하기 위해, 토너 및 캐리어를 포함하는 현상제를 담지 및 반송하도록 구성된 회전 가능한 현상 부재, 및 상기 회전 가능한 현상 부재의 내측에 비회전적이고(non-rotatably) 고정적으로(stationarily) 제공된 자석을 포함하는 현상 장치를 포함하고,
    상기 자석에 의해 자화된, 상기 회전 가능한 현상 부재 상에 상기 캐리어에 의해 형성되는 자성 체인은, 상기 회전 가능한 현상 부재의 현상 영역에서 상기 상 담지체 상에 형성된 상기 정전 잠상에 접촉하고,
    상기 자석은 현상 자극, 상기 현상 자극에 인접하고 상기 회전 가능한 현상 부재의 회전 방향에 있어서 상기 현상 자극의 상류에 배치된 상류 자극, 및 상기 현상 자극에 인접하고 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 현상 자극의 하류에 배치된 하류 자극을 포함하고,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 상류 자극과 상기 하류 자극의 사이이며 상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 자속 밀도의 극성이 반전되는 반전 위치들에 의해 끼워진 영역 내에서, 상기 현상 자극의 자속이 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 최대인 자속 피크는 오직 하나이고,
    상기 자속 피크의 위치는 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역의 내에 존재하고,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 상기 현상 자극의 자속 밀도가, 상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 상기 현상 자극의 자속 밀도의 최대값의 80%인 부분의 폭인 80%값폭(80%-value-width)의, 상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 상기 현상 자극의 자속 밀도가 상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 상기 현상 자극의 자속 밀도의 최대값의 반인 부분의 폭인 반값폭(half peak width)에 대한 비율은 0.65 이상인, 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 80%값폭의 상기 반값폭에 대한 비율이 0.66 이상인, 화상 형성 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 80%값폭의 상기 반값폭에 대한 비율이 0.70 이상인, 화상 형성 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 80%값폭은 상기 회전 가능한 현상 부재의 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역 보다 긴, 화상 형성 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반값폭은 36° 이상이고, 상기 80%값폭은 26° 이상인, 화상 형성 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반값폭은 40° 이상이고, 상기 80%값폭은 30° 이상인, 화상 형성 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 상류 자극과 상기 하류 자극의 사이이며 상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 자속 밀도의 극성이 반전되는 반전 위치들에 의해 끼워진 영역 내에서, 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력이 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 최대인 제1 자기력 피크의 위치는 상기 회전 가능한 현상 부재의 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역 밖에 존재하고,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 상류 자극과 상기 하류 자극의 사이이며 상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 자속 밀도의 극성이 반전되는 반전 위치들에 의해 끼워진 영역 내에서, 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력이 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 최대인 제2 자기력 피크의 위치는 상기 제1 자기력 피크 위치의 하류(downstream) 및 상기 회전 가능한 현상 부재의 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역 밖에 존재하는, 화상 형성 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역의 중앙부에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값보다 크고,
    상기 제2 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역의 중앙부에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값보다 큰, 화상 형성 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 상기 제2 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값보다 큰, 화상 형성 장치.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제2 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 상기 제1 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값보다 큰, 화상 형성 장치.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 1.5×10-7N 이상인, 화상 형성 장치.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 2.5×10-7N 이상인, 화상 형성 장치.
  13. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제2 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 1.5×10-7N 이상인, 화상 형성 장치.
  14. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제2 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 2.5×10-7N 이상인, 화상 형성 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 상류 자극과 상기 하류 자극의 사이이며 상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 자속 밀도의 극성이 반전되는 반전 위치들에 의해 끼워진 영역 내에서, 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력이 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 최대인 제1 자기력 피크의 위치는 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역 내에 존재하고,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 상류 자극과 상기 하류 자극의 사이이며 상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서 자속 밀도의 극성이 반전되는 반전 위치들에 의해 끼워진 영역 내에서, 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력이 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 최대인 제2 자기력 피크의 위치는 상기 제1 자기력 피크 위치의 하류 및 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역 내에 존재하는, 화상 형성 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역의 중앙부에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값보다 크고,
    상기 제2 자기력 피크의 위치에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값은 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 회전 방향에 있어서 상기 현상 영역의 중앙부에서 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 캐리어에 대한 상기 현상 자극의 자기력의 절댓값보다 큰, 화상 형성 장치.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 상류 자극의 자속 밀도의 절댓값은 상기 회전 가능한 현상 부재의 상기 법선 방향에 있어서 상기 하류 자극의 자속 밀도의 절댓값보다 큰, 화상 형성 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 자속 피크의 위치와 상기 상류 자극의 자속이 피크인 위치 사이의 각도가 상기 회전 가능한 현상 부재의 회전 방향에 있어서 90° 이하인, 화상 형성 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 자속 피크의 위치와 상기 하류 자극의 자속이 피크인 위치 사이의 각도가 상기 회전 가능한 현상 부재의 회전 방향에 있어서 90° 이하인, 화상 형성 장치.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서의 상기 현상 자극의 자속 밀도의 절댓값의 최대값은 90mT 이상인, 화상 형성 장치.
  21. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전 가능한 현상 부재의 법선 방향에 있어서의 상기 현상 자극의 자속 밀도의 절댓값의 최대값은 95mT 이상인, 화상 형성 장치.
  22. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 자석은 상기 현상 자극, 상기 상류 자극, 및 상기 하류 자극을 포함하는 복수의 자극이고, 상기 복수의 자극의 수는 오직 5인, 화상 형성 장치.
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