現像剤担持体、現像装置および画像形成装置
【課題】現像剤の剥離不良に基づく画質不具合の発生を低減した現像剤担持体等を提供すること。
【解決手段】同極の剥離極、介在極および汲み上げ極をこの順に備えたマグネットロールの外側で回転する円筒形状の現像スリーブを備えた現像剤担持体において、剥離極の現像スリーブ表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準として、現像スリーブの回転方向の角度を測定した場合に、剥離極に最も近く、マグネットロールの現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ２、このＰ２から現像スリーブ回転方向の直下流に位置するマグネットロールの現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ１、介在極に最も近く、マグネットロールの現像スリーブ表面における法線方向磁束密度の絶対値が最も小さくなる角度をＱ１としたとき、Ｐ２−Ｐ１＜Ｐ１−Ｑ１≦４．２３°とした。
【解決手段】同極の剥離極、介在極および汲み上げ極をこの順に備えたマグネットロールの外側で回転する円筒形状の現像スリーブを備えた現像剤担持体において、剥離極の現像スリーブ表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準として、現像スリーブの回転方向の角度を測定した場合に、剥離極に最も近く、マグネットロールの現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ２、このＰ２から現像スリーブ回転方向の直下流に位置するマグネットロールの現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ１、介在極に最も近く、マグネットロールの現像スリーブ表面における法線方向磁束密度の絶対値が最も小さくなる角度をＱ１としたとき、Ｐ２−Ｐ１＜Ｐ１−Ｑ１≦４．２３°とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置、並びに該画像形成装置に用いられる現像装置、現像剤担持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリンタや、複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置としては、例えば、感光体と対向配置され回転駆動する現像剤担持体上に、現像剤撹拌部材によって所定のトナー濃度に撹拌調整されたトナーおよび磁性キャリアからなる２成分現像剤（以下、「現像剤」と称す。）を保持して、感光体と対向する現像領域に搬送し、トナーの転移によって感光体の表面に形成された静電潜像の現像を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この現像剤担持体は、複数の磁極を有した永久磁石をシャフトの周方向に配設することにより所定の磁場波形が形成されたマグネットロールと、当該マグネットロールのシャフトの両端部に設けた軸受けを介して回転可能に支持された非磁性円筒体の現像スリーブとを主な構成物品としたものである。
【０００４】
マグネットロールの各磁極は、その機能に応じて求められる波形が異なっている。この中でも現像済みのトナー濃度が低下した現像剤（以下、「低トナー濃度現像剤」と称す。）を現像スリーブの表面より剥離させる機能を持たせた剥離極、および所定のトナー濃度に攪拌調整された現像剤をマグネットロールの磁力により現像スリーブ表面に新たに汲み上げる機能を持たせた汲み上げ極については、磁極の極性が同極であり、かつ並んで配設されていることが特徴である。これら剥離極から汲み上げ極までの領域においては、さまざまな磁場波形が提案されている（例えば、特許文献２〜６参照）。また、磁場波形以外の技術としては、剥離補助磁石を使用したものも提案されている（例えば、特許文献７参照）。
【０００５】
これらの特許文献２〜７において開示された技術は、低トナー濃度現像剤を現像剤担持体の表面から剥離することを主な目的とするものである。なぜなら、低トナー濃度現像剤を現像剤担持体から剥離できないと、そのまま汲み上げ極に搬送され、低トナー濃度現像剤により感光体の現像が行われるために、濃度低下といわれる画質不具合を引き起こすからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０７７４９４号公報
【特許文献２】特開２００６−２１５１４８号公報
【特許文献３】特許第３２５０４４７号
【特許文献４】特開２００２−４３１１８号公報
【特許文献５】特開２００５−１９５９７４号公報
【特許文献６】特開２００６−９３１７４号公報
【特許文献７】特開２００５−４３５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した従来技術には、以下の様な問題点があった。すなわち、特許文献２には、磁束密度８ｍＴ以下の範囲が２５°以上とした技術が開示されているが、近年の画像形成装置および現像装置における小サイズ化において、２５°以上の領域を取ることが困難であるという問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献２は、現像剤剥離領域の低磁束密度パターンにおいて、緩やかに磁束密度が低下して、最小値を境にまた緩やかに磁束密度が上昇するような磁束密度パターンでは、現像剤の剥離が完全に行われない場合があると記載されている（例えば、段落[００１１]、[０００５]等）。つまり、特許文献２は、ある一定の範囲以上の低磁束密度領域を求めているので、画像形成装置および現像装置内のレイアウトに制限が必要になるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献３は、特許文献２と同様であり、同極に並ぶ部分における波形は法線方向磁束密度２００Ｇ以下の領域が２０°以上存在せねばならず、特許文献２と同様に画像形成装置および現像装置内のレイアウトに制限が必要になるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献４は、反発極間の円弧角度を６０°とした技術や、０ガウス帯の磁力をフラット（平坦）な特性とした技術が開示されている（例えば、請求項５、段落[０００６]等）。しかし、かかる技術を実現するためには、通常ある一定領域の低磁力区間が必要であり、特許文献２および特許文献３と同様、近年の画像形成装置および現像装置における小サイズ化においては、所望の領域を取ることが困難であるため、低トナー濃度現像剤が現像剤担持体の表面に再度吸着されることによる濃度低下といわれる画質不具合が発生する問題がある。
【００１１】
特許文献５（例えば、段落[００１０]等）および特許文献６（例えば、段落[００１６]等）には、フラットな特性にした技術が開示されているが、前述の特許文献２〜４と同様に、近年の画像形成装置および現像装置における小サイズ化においては、所望の領域を取ることが困難であるため、低トナー濃度現像剤が現像剤担持体の表面に再度吸着されることによる濃度低下といわれる画質不具合が発生する問題がある。
【００１２】
また、特許文献７については、剥離補助磁石を使用することで、画像形成装置および現像装置のサイズアップ、部品点数増加による高コスト化といった問題がある。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、低トナー濃度現像剤の剥離不良等に基づく濃度低下といわれる画質不具合の発生を低減した現像剤担持体、現像装置、および画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（第１発明）
第１発明は、少なくとも同極の剥離極、介在極（ダミー極）および汲み上げ極をこの順に備えたマグネットロールと、マグネットロールの外側で回転する円筒形状の現像スリーブとを備えた現像剤担持体において、剥離極の現像スリーブ表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準として、現像スリーブの回転方向の角度を測定した場合に、剥離極に最も近く、マグネットロールの現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ２、Ｐ２から現像スリーブ回転方向の直下流に位置する前記マグネットロールの現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ１、介在極に最も近く、マグネットロールの現像スリーブ表面における法線方向磁束密度の絶対値が最も小さくなる角度をＱ１としたとき、Ｐ２−Ｐ１＜Ｐ１−Ｑ１≦４．２３°であることを特徴とする現像剤担持体に関する。
【００１５】
（第２発明）
第２発明は、第１発明の現像剤担持体と、この現像剤担持体と対向して設けられた層厚規制部材と、現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材とをハウジング内に備えた現像装置に関する。
【００１６】
（第３発明）
第３発明は、第２発明の現像装置と、現像装置の現像剤担持体と対向した感光体とを備えた画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る現像剤担持体および現像装置は、現像スリーブからの低トナー濃度現像剤の剥離不良（低トナー濃度現像剤の剥離不具合および低トナー濃度現像剤が現像スリーブに再吸着する不具合）を極めて少なくすることができる。また、本発明に係る画像形成装置は、現像スリーブからの低トナー濃度現像剤の剥離不良に起因する濃度低下といわれる画質不具合の発生を極めて少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】マグネットロールの斜視図
【図２】マグネットロールの側面図
【図３】マグネットロールの表面磁極より発生した磁力線の流れを表した図
【図４】マグネットロールの磁力測定図
【図５】現像剤担持体の断面図
【図６】現像装置の断面図
【図７】図６における現像剤担持体の部分拡大図
【図８】マグネットピース成形金型の断面図
【図９】着磁金型の断面図
【図１０】図３における磁力線拡大図(汲み上げ極から層規制極付近)
【図１１】図３における磁力線拡大図(回収極から介在極付近)
【図１２】実施例１の磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１３】介在極が逆極に反転した場合の磁力線拡大図
【図１４】図１２における介在極Ｄｍ付近の拡大図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１５】比較例１の磁場波形（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１６】実施例１と比較例１における比較図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１７】現像装置における現像剤担持体部分の拡大図
【図１８】実施例２における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１９】実施例３における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２０】実施例４における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２１】実施例５における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２２】実施例６における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２３】実施例７における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２４】実施例８における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２５】実施例９における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２６】比較例２における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２７】比較例３における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２８】比較例４における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２９】画像形成装置の構成を説明するための図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
(現像装置)
図５は本発明に係る現像剤担持体の一例を示す概略構成図（断面図）、図６は本発明に係る現像装置の一例を示す概略構成図（断面図）である。
尚、本発明は、図５に示す現像剤担持体や図６に示す現像装置に限定して解釈する趣旨ではない。磁界を利用して低トナー濃度現像剤の剥離を行う機能を有した現像剤担持体や現像装置であれば、本発明の趣旨に沿うものである。
【００２１】
図６に示すように、現像装置６１は、感光体としての感光体ロール７１の表面に形成された静電潜像を、現像剤担持体３１の現像スリーブ３４の表面に保持（吸着）された現像剤を用いて現像するタイプのものである。この現像装置６１は、感光体ロール７１に近接かつ対向して設けられた現像剤担持体３１と、当該現像剤担持体３１に対してトナーと磁性キャリアとからなる現像剤を撹拌しながら供給する現像剤攪拌部材６３、６４と、現像剤の層厚を規制する層厚規制部材６７とをハウジング６２の内部に備えたものである。
【００２２】
図５に示すように、現像剤担持体３１は、所定の磁極を有したマグネットピース（永久磁石）をシャフト５２の周方向に複数配設（固定）することにより所定の磁場波形が形成されたマグネットロール５１と、当該マグネットロール５１のシャフト５２の両端部に、軸受け３３およびフランジ３２を介して図６の矢印Ａの向きに回転可能に支持された非磁性円筒体の現像スリーブ３４とを備えたものである。
【００２３】
図６に示すように、現像剤攪拌部材６３、６４は、現像剤担持体３１とほぼ平行に設けられており、互いに逆方向に現像剤を搬送するように回転駆動されるようになっている。そして、第１の攪拌室６５は、第２の攪拌室６６と現像剤担持体３１軸方向の両端部で連通しているために、現像剤はハウジング６２内を循環しながら撹拌される。
【００２４】
さらに現像剤がハウジング６２内を循環しながら攪拌されることで、トナーに十分な電荷が付与されるとともに、トナー濃度センサー（図示せず）により、トナー濃度が計測される。トナー濃度が低下した場合、トナーホッパー（図示せず）よりトナーを供給することで、低トナー濃度現像剤が、所定のトナー濃度に調整された状態となる。
【００２５】
（現像プロセス）
以上の様に所定のトナー濃度に調整された現像剤が現像剤担持体３１の表面に吸着されてからの一連の現像プロセスをさらに詳述する。
図７は、図６で示した現像装置６１における、現像剤担持体３１付近の拡大図に現像剤の動きを表したものである。尚、図７には現像剤を「○」形状で表しているが、現像剤剥離のプロセスを模式的に説明するためのものであるために、現像剤におけるトナーと磁性キャリアの区分は行っていない。また、現像剤を表現した「○」形状は２種類あるが、適正トナー濃度現像剤６８は黒丸とし、低トナー濃度現像剤６９は白丸とした。また、図中の現像スリーブ３４上には、現像剤が１粒の１層状態、もしくは２粒積層による２層状態に吸着された状態で描かれているが、これも説明を簡単にするために現像剤剥離のプロセスを模式的に表現したものである。
【００２６】
適正トナー濃度現像剤６８は、マグネットロール５１における汲み上げ極Ｓ３が発生する磁界（磁場）の磁気吸引力により、現像スリーブ３４の表面に吸着される。汲み上げられた適正トナー濃度現像剤６８はマグネットロール５１が発生する磁界により現像スリーブ３４上で磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは現像スリーブ３４の回転（回転方向は図７の矢印Ａ）により搬送される。
【００２７】
汲み上げ極Ｓ３で形成された磁気ブラシは、層規制極Ｎ２付近に設置された現像剤規制部材６７によって適正トナー濃度現像剤６８の量が規制された後、現像極Ｓ１付近の現像領域へ送られる。現像領域ではトナーが感光体ロール７１に転移し、現像が行われる。
【００２８】
現像で使用されトナー濃度の低下した低トナー濃度現像剤６９は、現像スリーブ３４の回転に伴って、現像極Ｓ１の下流側に存在する回収極Ｎ１により現像スリーブ３４の表面に吸着され、現像装置６１内に回収される。さらに、低トナー濃度現像剤６９は、現像スリーブ３４の回転に伴い、剥離極Ｓ２により現像スリーブ３４の表面に吸着される。
【００２９】
低トナー濃度現像剤６９が剥離する領域は、剥離極Ｓ２の極上ではなく、剥離極Ｓ２と汲み上げ極Ｓ３の間に存在している介在極（ダミー極）Ｄｍの付近にて行われ、一連の現像プロセスが終了する。
【００３０】
低トナー濃度現像剤６９の剥離する最適な場所は、現像装置６１内のレイアウト、現像スリーブ３４の周速度、マグネットロール５１における剥離極Ｓ２および汲み上げ極Ｓ３の磁力、現像剤における磁性キャリアの磁化量などの諸条件によって決まるため、どのような条件においても低トナー濃度現像剤６９の剥離が確実に行えて、濃度低下が発生しない単一の磁場波形を提示するのは不可能である。言い換えれば、現像装置毎に最適な現像剤剥離場所を設定することになる。
【００３１】
以上のような理由から、現像装置毎に最適な剥離場所を求める事が必要ではあるが、一般的には、介在極Ｄｍ付近における低トナー濃度現像剤６９が剥離する場所は、現像スリーブ３４の回転方向（図７のＡ方向）下流側は好ましくない。なぜなら、現像スリーブ３４の回転方向下流側には次の磁極（図７の汲み上げ極Ｓ３）が近くなり、汲み上げ極Ｓ３の吸引力によって、低トナー濃度現像剤６９が、一度剥離されても汲み上げ極Ｓ３に再吸着されてしまい、再度現像プロセスに低トナー濃度現像剤６９が使用されてしまう為である。このため、最適な剥離の領域は、剥離極Ｓ２の位置から、現像スリーブ３４が回転方向下流側に回転し、汲み上げ極Ｓ３の吸引力によって低トナー濃度現像剤６９が再吸着される限界点に達するまでの領域となる。
【００３２】
（現像剤担持体)
図５に現像剤担持体３１の概略構造図（断面図）を示す。図５に示すように、現像剤担持体３１は、シャフト５２の外周部に複数の磁極を備えた永久磁石が固定されたマグネットロール５１と、このマグネットロール５１のシャフト５２の両端部に固定されたベアリング３３と、ベアリング３３に固定されたフランジ３２と、フランジ３２により両端が固定された現像スリーブ３４とから構成されている。
【００３３】
さらに詳述すると、現像スリーブ３４は、アルミニウムまたはステンレス製の中空円筒形状の部品であり、その両端にフランジ３２が固定されている。このフランジ３２の中空部（貫通孔）にはシャフト５２が挿入され、このシャフト５２の両端部はフランジ３２に固定されたベアリング３３により相対的に回転可能に支持されている。一方、現像スリーブ３４内におけるマグネットロール５１は、シャフト５２の周面に、後述する複数のマグネットピース５３〜５８(図では省略)が固定されている。
【００３４】
尚、現像スリーブ３４の外周面には、現像スリーブ３４の長手方向に延びた複数の凹溝が現像スリーブ３４の周方向に略同じピッチで形成されていても良い。もしくは現像スリーブ３４の外周面にはサンドブラスト処理といった粗面化処理が施されていても良い。
【００３５】
かかる構成により、複写機等の画像形成装置において、シャフト５２が固定された状態でフランジ３２を回転させると、フランジ３２に固定された現像スリーブ３４はマグネットロール５１に対して周方向において独立して回転し、現像スリーブ３４の外周面にマグネットロール５１が発生する磁界により吸着された現像剤が周方向に搬送される。
【００３６】
(マグネットロール)
次にマグネットロールについて説明するが、本発明はこれに限定するものではない。マグネットロールは、永久磁石として磁性樹脂材料を使用したマグネットピースを貼り合せした形態のマグネットロールについて説明するが、マグネットピースの成形方法は公知の技術である射出成形法や、押し出し成形法でも構わない。また、シャフト５２をインサート成形した一体成形タイプでも良いし、磁性樹脂材料は焼結磁石でも構わない。さらに、後述する磁場配向手段として、コイルを使用した例を挙げたが、希土類系永久磁石を使用した公知のものでも構わない。マグネットロールが発生する磁界によって現像剤を剥離するための機能を有したマグネットロールであれば、本発明の趣旨に沿うものである。
【００３７】
図１にマグネットロール５１の概略構造図（斜視図）、図２にマグネットロール５１の側面図を示す。このマグネットロール５１は、シャフト５２の外周面に、短手方向の断面（横断面）の形状が略扇形状であるマグネットピース５３〜５８を、接着剤を用いて放射状に貼り合せたものである。
【００３８】
さらに詳述すると、マグネットロール５１は、シャフト５２の周方向に、現像極ピース５３（図６および図７におけるＳ１）、回収極ピース５４（図６および図７におけるＮ１）、剥離極ピース５５（図６および図７におけるＳ２）、介在極ピース５６（図６および図７におけるＤｍ）、汲み上げ極ピース５７（図６および図７におけるＳ３）、層規制極ピース５８（図６および図７におけるＮ２）、の順に貼り合せたものである。各マグネットピースの外周表面にＳ極もしくはＮ極の磁極を有しているので（図２）、この磁極によってマグネットロール５１は、マグネットロールの外周部に磁界を発生させている。
【００３９】
（マグネットロールに磁界を発生させる方法）
マグネットロール５１に磁界を発生させる方法は公知の技術によって実施される。以下一例を述べる。
図８は、配向用コイル８５によって発生した配向磁場が配向ヨーク８３によって収束される様子を磁力線によって模式的に表したものである。
マグネットロール５１に磁界を発生させるためには、各マグネットピース５３〜５８の外周面に磁極を発生させるのであるが、これらのマグネットピース５３〜５８は、磁石材料粉、樹脂バインダー、添加剤等の混合物からなる磁性樹脂材料を用いて磁場中で成形することによって製造したものである。ここで、マグネットピースの外周面とは、マグネットロールの外周面と同じであり、現像スリーブ３４の内周面と対向している面の事をいう。
【００４０】
磁石材料粉としては、例えば、フェライト粉や、Ｎｄ等の希土類金属粉とＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族金属粉との混合物を使用することができる。また、樹脂バインダーは、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）等を使用することができる。
【００４１】
この所謂貼り合わせマグネットロール５１に用いられる個々のマグネットピース５３〜５８は、図８に示すように、磁性鋼である配向ヨーク８３を備えた固定型８１と、当該固定型に対して移動可能な可動型８２とからなる金型装置を使用して製造される。具体的には、固定型８１と可動型８２を型締めすることにより形成されるキャビティ８４の内部に、キャビティ８４の長手方向の一端と連通するランナー（図示せず）から溶融した磁性樹脂材料を射出してキャビティ８４を溶融した磁性樹脂材料で満たす際に、配向用コイル８５に通電することで配向磁場を発生させ、この配向磁場によって磁性樹脂材料中の磁石材料粉を配向させつつ、磁性樹脂材料を冷却固化することにより製造することができる。
【００４２】
この冷却固化された成形品は、一度冷却固化されれば、磁石材料粉の配向状態が再度磁性樹脂材料を溶融させるまで変化しないので、後工程において脱磁・着磁を実施しても、磁場波形をほぼ再現させることができる。ここで、キャビティとは、金型内部の空間（射出成形品の形状を有する空間）のことをいい、連通とは、二つの空間を連続状態にすることをいう。
【００４３】
図８に示す収束された配向磁場が、キャビティ８４と配向ヨーク８３が対向する付近（図８のＢ付近）におけるマグネットピースの外周面に、高い磁束密度の磁極が形成される。
【００４４】
配向ヨーク８３が無い場合においても、配向用コイル８５に通電して配向磁場を発生させれば、マグネットピースの外周面に磁極を形成することができる。ただし、図８の様に、配向ヨーク８３によって配向磁場が収束されないので、図８のケースより低い磁束密度を有した磁極がマグネットピースの外周面に形成される。
【００４５】
図８は一つのマグネットピースを取りあげて説明したが、他のマグネットピースも同様にして製造される。ただし、所望の波形を得るために、配向ヨーク８３の位置や形状を変化させることが一般的である。
【００４６】
また、配向用コイル８５に通電しなければ、磁石材料粉は配向されないため、図８の様な金型を用いて成形を行っても、マグネットピースの外周面に磁極が形成されない場合がある。この場合は、後述する着磁によってマグネットロールの外周面に磁極を発生させる。ただし磁石材料粉が配向されていないために、前記した配向ヨーク８３が無い場合のマグネットピースより、さらに磁束密度が低下した磁極が形成される。
【００４７】
以上がマグネットピース５３〜５８の外周面に磁極を発生（形成）させる方法である。得られたマグネットピース５３〜５８は、配向用コイル８５に通電されている場合は各マグネットピースの外周面に磁極が発生しているので、成形直後にはマグネットピースの磁極による磁界が発生している。これを脱磁することなく、前述のとおりシャフト５２の周りに接着剤を使用して貼り付ける事で図１および図２に示すマグネットロール５１を製造することができ、所望の磁場波形のマグネットロールが得られる。
【００４８】
マグネットロール５１における磁場波形をさらに微調整する場合や、前述の様に配向用コイル８５に通電しないで成形マグネットピースを使用した場合は、成形品であるマグネットピースを一旦脱磁し、前述と同様シャフト５２の周りに接着剤を使用してマグネットピース５３〜５８を貼り付けた後、着磁を行う。脱磁を行うタイミングは、金型から取り出す前に、配向用コイル８５に通電する事で脱磁を行っても良いし、金型からとり出した後に脱磁を行っても良い。
【００４９】
図９に着磁金型の概略構成図を表す。着磁金型９１は、ヨーク固定金型９２に着磁ヨーク９３をマグネットロール５１の外周面に発生させたい磁極付近に配置する構成となっている。図９の例においては、マグネットロール５１の構成磁極が６極（介在極Ｄｍ含む）であるために、６本の着磁ヨーク９３が配置されている。着磁ヨーク９３とヨーク固定金型９２はねじ等(図示せず)の公知の方法で固定されている。
【００５０】
着磁ヨーク９３は着磁鉄心９４の周りに着磁用コイル９５が巻きつけられたものであり、着磁鉄心９４と着磁用コイル９５は固定用樹脂９６によって位置関係がずれないように固定されている。
図９では着磁ヨーク９３は１本１本別個で（独立して）ヨーク固定金型９２に固定されているが、着磁ヨーク９３同士が密接しており、別個の着磁ヨークに分ける事が困難な場合は、複数の着磁鉄心９４と複数の着磁用コイル９５とを固定用樹脂９６を用いてあたかも１本の着磁ヨークのように固定および形成してもよい。以上の様な着磁金型９１を用いて、着磁コイルに通電する事で着磁磁場が発生し、マグネットロール５１が着磁され、マグネットロール５１が磁界を発生する。
【００５１】
図３は、マグネットロール５１が発生する磁界を磁力線で表現したものである。各マグネットピースの外周表面から磁力線が発生しており、磁力線の発生している部分が磁極に相当する。また、現像極ピース５３の外周面付近（図３のＣ部分）のように、磁力線の密度が高い箇所は磁束密度が高い箇所であり、反対に介在極ピース５６の外周面付近（図３のＤ部分）のように、磁力線の密度が低い箇所は磁束密度が低い箇所である。
【００５２】
さらに、介在極ピース５６の外周面付近（図３のＥ部分）のように、マグネットロールの外周面には現像スリーブ表面上とは異なる磁極を有している場合がある。図３は、剥離極ピース５５と汲み上げ極ピース５７はＳ極に着磁されている為に、図中Ｅの部分はＮ極が発生している。しかし、通常は現像スリーブ上の磁界を測定するために、この様なＮ極磁極は現れない。Ｅ部分における現像スリーブ上の磁力線は、他の磁極にくらべ、磁力線の密度が低い状態で、現像スリーブ法線方向に伸びている状態となっている為に、磁極はＳ極となっている。
【００５３】
以上のように、現像スリーブ表面とマグネットロール外周面とで、発生する磁極が異なっているために、以後、現像極Ｓ１、回収極Ｎ１、剥離極Ｓ２、介在極Ｄｍ、汲み上げ極Ｓ３、層規制極Ｎ２のように、名称が付いているものや、単に磁極と述べるときは、現像スリーブ表面上での磁極とする。なお、介在極Ｄｍについては、従来技術としては極として認められていないケースもあるが、磁束密度波形の極大値もしくは極小値を示すことに関しては他の磁極と変わりが無いために、本発明においては通常の磁極と同じ扱いをもって表現する。
【００５４】
（マグネットロールの磁界の強さを測定する方法）
次に、図４を用いてマグネットロール５１の磁界の強さを測定する方法について説明する。測定箇所は通常は現像スリーブ３４の表面が位置する箇所（例えば、図３の点線）であるため、磁界測定用のプローブ４２は現像スリーブ３４の表面が位置する箇所にセットする。本実施例においては、図４に示すように、現像スリーブ３４の代わりに磁界測定専用スリーブ４５を装着して測定した。
【００５５】
ここで、本実施例において磁界測定専用スリーブ４５を用いた理由は、現像スリーブ３４がブラスト処理等の傷のつきやすい表面処理を施したスリーブであるため、現像スリーブ３４にプローブ４２を押し付けた際に、現像スリーブ３４の表面に傷が付く場合があり、これが現像剤の搬送状態に影響を与えるからである。この為、マグネットロール５１の磁界を測定するに際しては、脱着可能な磁界測定専用のスリーブ４５を用いることが望ましい。
【００５６】
尚、現像スリーブ３４が表面に傷が付きにくいタイプの場合、マグネットロール５１に現像スリーブ３４をかぶせた状態でプローブ４２を現像スリーブ３４に押し付けても良い。また、現像スリーブ３４を想定した一定の距離を空けた位置にプローブをセットしてもよい。
【００５７】
以上の準備が整った後、プローブ４２とマグネットロール５１を相対的に回転させる。本実施例においては、プローブ４２を固定して、マグネットロール５１のシャフト５２におけるＤ面カット５９をチャック(図示せず)し、マグネットロール５１を一定角度毎に回転させた。
【００５８】
そして、Ｄ面カット５９を基準として、マグネットロールの一定角度毎における磁界の強さをプローブ４２により測定し、プローブ４２から出力された信号（アナログデータ）をガウスメータ４３で磁界の強さに変換し、Ａ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換器（図示せず）を介してＰＣ（パソコン）４４に取り込んだ。本実施例においては、プローブ４２として株式会社エーデーエスの型式ＦＸ−９５Ｂ、ガウスメータ４３として株式会社エーデーエスの型式ＨＧＭ−８３００ＳＷを用いた。
【００５９】
マグネットロールの磁界の強さは通常磁束密度で表されるのが一般的であり、磁束密度は２種類の方向成分に分けられる。図１０は、図３における汲み上げ極ピース５７および層規制極ピース５８の接続部分の拡大図である。これまで述べた様に、通常、マグネットロール５１の磁界の強さ（磁束密度）は、現像スリーブ３４上の磁界の強さを測定するため、図１０の現像スリーブ表面を示した点線上の点Ｆを例に取り詳述する。
【００６０】
点Ｆにおける磁界ベクトル４６は、図１０に示す様に、層規制極ピース５８から発生した磁力線に対する接線方向成分となる。さらに磁界ベクトル４６の大きさは、点Ｆにおける磁束密度が高ければ大きくなる。これを図１０に示すように現像スリーブ３４に対する法線方向成分ベクトル４７と接線方向成分ベクトル４８の２成分に分離し、それを磁力線の密度である磁束密度でそれぞれ表したものが、マグネットロール５１を測定した際に測定結果として表されるものである。
【００６１】
本明細書において、マグネットロール５１が発生する磁界の強さを定量的に表す場合は磁束密度で表現し、法線方向成分ベクトル４７と接線方向成分ベクトル４８の２成分に分離された磁束密度をそれぞれ、法線方向磁束密度、接線方向磁束密度と定義する。また、磁界ベクトル４６の大きさを磁力線の大きさと表現し、磁力線の大きさを定量的に表す場合は磁束密度で表現する。
【００６２】
マグネットロールの磁界の強さを法線方向成分ベクトル４７と接線方向成分ベクトル４８の２成分に分離する方法は、通常はプローブ４２内に、法線方向成分と接線方向成分の磁界を測定するための測定子を２個備えることで対応する。測定子は平板状で、平板の厚み方向に対する平行成分の磁界の強さを読み取る為に、法線方向成分と接線方向成分の測定子は通常同じものを向きを変えて用いられている。本実施例１で用いたプローブ４２（株式会社エーデーエスの型式ＦＸ−９５Ｂ）は、磁界を測定するための測定子を２個備えたものである。
【００６３】
磁束密度の向きは、法線方向成分は現像スリーブ３４の表面から、シャフト５２の中心方向に向かう方向を「−（マイナス）」とし、その逆を「＋（プラス）」と定義する。マグネットロール５１の外周に発生する磁極の極性で述べると、「−」はＳ極となる方向であり、「＋」はＮ極となる方向である。
【００６４】
接線方向成分は、現像スリーブ３４の回転方向を「＋」とし、その反対方向を「−」と表現する。例えば、図１０に示すＫの向きに現像スリーブ３４が回転している場合、磁場ベクトル４６における法線方向成分ベクトル４７の磁束密度には「＋」の符号を付け、接線方向成分ベクトル４８の磁束密度には「−」の符号を付ける事で、点Ｆにおける磁束密度は、Ｎ極で現像スリーブ反回転方向に向いていることが分かる。磁力線の大きさについては、図１０で説明したように、法線方向磁束密度と接線方向磁束密度の２乗和に対する２乗根であるために、常に「＋」の符号で表す。
【００６５】
以上の様に測定されたマグネットロール５１の磁界の強さの測定結果を図１２に示す。図１２の縦軸は磁束密度、横軸は回転角度(周方向位置)、実線は法線方向磁束密度、一点鎖線は接線方向磁束密度、点線は磁力線の大きさ（磁束密度）である。図１２のＫの向きは、現像スリーブ３４の回転方向を表す。図１２の場合、現像スリーブ３４は、紙面左から右へ移動（回転）することになる。
【００６６】
また、法線方向磁束密度および接線方向磁束密度に付いては、「＋」、「−」の符号が付いているために、磁束密度の向きがＮ極かＳ極か、現像スリーブ３４の回転方向かその逆かの区別が付く様になっている。なお、図１２は本発明における実施例１の磁束密度の波形であり、詳述は後述する。
【００６７】
また、図１２はマグネットロール５１の各磁極に対応しており、剥離極の現像スリーブ表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準（角度＝０°）とすると、回転角度が小さい順に、剥離極Ｓ２、介在極Ｄｍ、汲み上げ極Ｓ３、層規制極Ｎ２、現像極Ｓ１、回収極Ｎ１の順に並んでいる。
【００６８】
通常マグネットロールにおける磁極はマグネットロール外周表面に発生している磁極のことではなく、現像スリーブ上で測定を行った、法線方向磁束密度の極大値もしくは極小値のことを指す。図１２の法線方向磁束密度の極大値もしくは極小値にそれぞれの磁極を表す。
【００６９】
（現像剤の剥離メカニズム）
次に、マグネットロール５１の磁力線が及ぼす現像剤への吸引力の発生の仕方と、介在極Ｄｍ付近における現像剤の剥離のメカニズムを詳述する。
【００７０】
図１１は、回収極Ｎ１（回収極ピース５４）、剥離極Ｓ２（剥離極ピース５５）、介在極Ｄｍ（介在極ピース５６）周りの磁力線と低トナー濃度現像剤６９の吸引される様子を模式的に表したものである。
【００７１】
現像スリーブ上の低トナー濃度現像剤６９は、低トナー濃度現像剤６９に含まれる磁性キャリアがマグネットロールの発生する磁界によって磁化されて、その磁界による磁力線にそって吸引される。図１１に示す磁力線に低トナー濃度現像剤６９が吸引されている様子を以下に詳細に説明する。尚、図１１の矢印Ｋは、現像スリーブ３４の回転方向である。
【００７２】
図１１における磁力線Ｈのケースは低トナー濃度現像剤６９が穂立ち状態になっているケースである。これは、法線方向磁束密度の絶対値が比較的高いケースを表したものである。このケースの場合、低トナー濃度現像剤６９間の磁気吸引力は、法線方向成分に発生するために、低トナー濃度現像剤６９が穂立ち状態となる。さらに法線方向磁束密度の高い、現像スリーブ３４の表面からある一定の距離までは、低トナー濃度現像剤６９の穂立ち状態を保つ事ができるが、現像スリーブ３４の回転と共に、磁力線の向きも接線方向成分が増加するために、低トナー濃度現像剤６９の穂立ちが倒れるような挙動を見せる。穂立ちが倒れる事で、低トナー濃現像剤６９は磁力線Ｇ付近の様な、現像スリーブ３４付近の磁力線に沿って吸引される。
【００７３】
図１１における磁力線Ｇのケースは、接線方向磁束密度の絶対値が比較的高いケースを表したものである。このケースの場合、回収極Ｎ１（回収極ピース５４）の直下流で、磁極が異なっている剥離極Ｓ２（剥離極ピース５５）との磁極間距離が短いために、磁力線が密に走っており、接線方向磁束密度が高い。このため低トナー濃度現像剤６９が回収極Ｎ１（回収極ピース５４）と剥離極Ｓ２（剥離極ピース５５）の間で数珠繋ぎのようにつながっている。この付近の低トナー濃度現像剤６９は、現像スリーブ３４が回転することで、現像スリーブ３４の表面付近を搬送されていく。磁力線Ｈのケースで穂立ちが倒れた低トナー濃度現像剤６９も、磁力線Ｇのケースの低トナー濃度現像剤６９の状態で搬送されていく。
【００７４】
さらに現像スリーブ３４が回転し、図１１のＪ部まで低トナー濃度現像剤６９が搬送されると、現像スリーブ３４の表面には磁力線が密に流れていないために、法線方向磁束密度の絶対値と、接線方向磁束密度の絶対値の両者がともに低い状態となる。
【００７５】
このため、現像スリーブ３４の法線方向の吸引力が微小になると共に、直下流には、剥離極Ｓ２（剥離極ピース５５）と同極の介在極Ｄｍ（介在極ピース５６）しかなく、逆極の磁極も近くに無い状態である事から、接線方向の吸引力も微小になる。よって、磁力線Ｇのケースの様に低トナー濃度現像剤６９が数珠つながりになることがないので、低トナー濃度現像剤６９が現像スリーブ３４の表面より剥離する。
【００７６】
図１３は介在極Ｄｍ（介在極ピース１０２）の極性が、剥離極Ｓ２（剥離極ピース１０１）および汲み上げ極Ｓ３（汲み上げ極ピース１０３）の極性と逆になった場合の一例を表す。図１３のＭ部において、現像スリーブ３４の表面に逆極が発生しており、剥離極ピース１０１表面から、介在極ピース１０２表面までの距離と、介在極ピース１０２と汲み上げ極ピース１０３までの距離が短いために、図１１における磁力線Ｇのケースと同様に、低トナー濃度現像剤６９が磁極間において数珠繋ぎの状態となる。このため、低トナー濃度現像剤６９は、現像スリーブ３４の上（表面）に残り、低トナー濃度現像剤６９の確実な剥離が行われない。よって、介在極Ｄｍの上流側と下流側の磁極は介在極Ｄｍと同極にする必要がある。以上が低トナー濃度現像剤６９の剥離メカニズムである。
【００７７】
（マグネットロールの波形）
次に、本発明に係る現像剤担持体３１で用いられるマグネットロール５１の波形の特徴を述べる。低トナー濃度現像剤６９の剥離不良を極めて少なくするためには、前述のとおり、介在極Ｄｍ付近において、法線方向磁束密度の絶対値と、接線方向磁束密度の絶対値の両者をともに低くする必要がある。言い換えれば、介在極Ｄｍ付近における磁力線の大きさを小さくすることが必要である。
【００７８】
介在極Ｄｍ付近において、法線方向磁束密度が高い場合は現像スリーブ３４の表面に吸引する力が強くなり低トナー濃度現像剤６９を現像スリーブ３４から剥離しにくくなり、接線方向磁束密度が高い場合は磁極間距離が短いケースがあるために低トナー濃度現像剤６９が磁極間において数珠繋ぎになり現像スリーブ３４から剥離し難くなるからである。
【００７９】
さらに、現像装置６１の構成で述べた様に、汲み上げ極Ｓ３に低トナー濃度現像剤６９が再吸着を極力少なくするためには、低トナー濃度現像剤６９の剥離位置をなるべく剥離極側に寄せる事が重要である。つまり、図１２の磁力線の大きさ（磁束密度）の波形において、介在極Ｄｍ付近に存在する磁力線の大きさの波形における最小の位置であるＬ１をなるべく剥離極Ｓ２に寄せることにより、低トナー濃度現像剤６９の剥離不良、および低トナー濃度現像剤６９が汲み上げ極Ｓ３に再吸着するのを極力少なくすることにより、画質不具合を極力少なくした現像剤担持体３１および現像装置６１を提供することができる。
【００８０】
図１４は、図１２における介在極Ｄｍ付近の拡大図である。図１４に示す磁力線の大きさ（磁束密度）の波形において、前記したＬ１をなるべく剥離極Ｓ２に寄せる方法は、本実施例において以下の様に実施した。すなわち、剥離極Ｓ２にもっとも近い接線方向磁束密度が０ｍＴ（ミリテスラ）となるポイント（図１４のＰ２の位置）から、現像スリーブ３４の回転方向直下流に存在する接線方向磁束密度が０ｍＴ（ミリテスラ）となるポイント（図１４のＰ１の位置）をなるべく介在極Ｄｍ付近における法線方向磁束密度の極大値（図１４のＱ１の位置）に近づけるのである。これにより、介在極Ｄｍ付近における磁力線の大きさを低下させることができ、現像スリーブ３４から低トナー濃度現像剤６９を剥離できる。
【００８１】
さらに、Ｐ１の位置をＱ１の位置よりも現像スリーブ３４の回転方向上流側に寄せるのが望ましい。その理由は、Ｐ１をなるべく剥離極Ｓ２側に寄せると、図１４の区間Ｍ（Ｐ２の位置から、Ｑ１の位置までの範囲）における接線方向磁束密度は非常に小さい値となり、結果として介在極Ｄｍ付近における磁力線の大きさが減少し、Ｌ１の位置が現像スリーブ３４の回転方向上流側に寄せられるためである。
【００８２】
さらに詳述すると、図１４のＰ１の位置を剥離極Ｓ２側に寄せても、剥離極Ｓ２における法線方向磁束密度の極小値の位置（図１４のＲ１の位置）は変えないために、Ｒ１の位置に最も近い接線方向磁束密度Ｐ２の位置も変わらない状態となる。結果としてＰ１の位置とＰ２の位置の距離が短くなり、図１４に示す区間Ｍの接線方向磁束密度の絶対値を低下させる事ができる。区間Ｍの接線方向磁束密度の絶対値が低下すれば、区間Ｍの磁力線の大きさも低下するために、Ｌ１の位置が現像スリーブ３４の回転方向上流側に移動しやすくなる。よって、現像スリーブ３４から低トナー濃度現像剤６９の剥離が好適に実現でき、なおかつ現像スリーブ３４の回転方向下流側に存在している汲み上げ極Ｓ３への低トナー濃度現像剤６９の再吸着を極力少なくすることができる。
【００８３】
尚、図１４のＱ１の位置は、介在極ＤｍがＳ極であるために、法線方向磁束密度の符号は「−」となる。よって、Ｑ１の位置は、介在極Ｄｍにおける法線方向磁束密度の極大値を示す位置となる。反対に介在極ＤｍがＮ極である場合、Ｑ１の位置は、介在極Ｄｍにおける法線方向磁束密度の極小値を示す位置となる事は言うまでも無い。
【００８４】
以上により、剥離極Ｓ２の下流側のより早いタイミングで磁力線の大きさが減少するので、低トナー濃度現像剤６９への吸引力が早いタイミングで小さくなる。その結果として、低トナー濃度現像剤６９は、早いタイミングで現像スリーブ３４からの剥離を開始することとなり、現像スリーブ３４の回転方向下流側の汲み上げ極Ｓ３に再吸着され難くなる。さらに、区間Ｍでの磁力線の大きさが低下するだけでなく、磁力線の大きさの最小値Ｌ１が現像スリーブ３４の回転方向上流側へ移動しやすくなる為に、早いタイミングで低トナー濃度現像剤６９の剥離が完了し、現像スリーブ３４の回転方向下流側の汲み上げ極Ｓ３に低トナー濃度現像剤６９が再吸着され難くなる。
【００８５】
本発明の優位な点は、Ｑ１より現像スリーブ３４の回転方向の上流側で低トナー濃度現像剤６９の剥離を行う波形制御を行っているところにある。理由は、前記したＱ１付近を、低トナー濃度現像剤６９が剥離する好適な場所に設定する事ができ、低トナー濃度現像剤６９を現像スリーブ３４から剥離するポイントを変更したい場合、前記Ｑ１したの位置を変更するだけで対応可能だからである。
【００８６】
これは、現像装置６１のレイアウト（ハウジングの形状、現像剤撹拌部材の配置等）によって、低トナー濃度現像剤６９が剥離する箇所が異なるため、その対応工数の削減にも寄与する事ができる。その一例を以下に説明する。
【００８７】
例えば、低トナー濃度現像剤の剥離するタイミングが早すぎる場合、図１７に示すように、まれに不具合を発生させるケースがある。図１７は、現像装置１１１の断面図である。図７に示した現像装置６１との違いは、ハウジング１１２の形状が異なっており、剥離極Ｓ２付近に斜面１１３が設けられている場合である。近年の現像装置の小サイズ化の要求に伴い、図１７に示した現像装置１１１のような斜面１１３を有するハウジング１１２を設計せざるを得ない場合がある。
【００８８】
図１７に示した現像装置１１１のマグネットロール１１４については、全６極の機能はマグネットロール５１と同じであるが、剥離極Ｓ２から介在極Ｄｍにかけての低トナー濃度現像剤６９の剥離ポイントが早すぎる波形を有しているものとする。
【００８９】
現像装置１１１の場合、低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離が早すぎると、剥離した低トナー濃度現像剤６９はハウジング１１２における斜面１１３に衝突する。そうすると、衝突した低トナー濃度現像剤６９は跳ね返り、汲み上げ極Ｓ３に再吸着される。つまり、低トナー濃度現像剤６９の剥離するタイミングが遅れたケースと同様の不具合を発生させる。
【００９０】
この場合の対応方法は、前記したＱ１を現像スリーブ３４の回転方向下流側に移動させる。そうすると、低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離タイミングを遅らせることができ、前記した不具合を回避できる。この場合において、低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４への再吸着の不具合が発生するのであれば、前記したＰ１を現像スリーブ３４の回転方向下流側に移動することによって、かかる不具合を回避する事ができる。言うまでも無く、前記したＱ１を変更させずに、前記したＰ１のみを現像スリーブ３４の回転方向下流側に移動することで、不具合を解消しても良い。
【００９１】
以上の様に、本発明においては、Ｐ１を剥離極側によせる事で、低トナー濃度現像剤６９の剥離不良を発生しにくい波形を先ず規定し、剥離不具合が発生した場合、明確に対応の方向性を決める事ができる。よって、本発明は、現像装置６１のレイアウトを変更しても、一般に言う調整行為でマグネットロール５１の最適波形を作り上げることが可能となる。
【００９２】
Ｐ１の位置を剥離極Ｓ２側に寄せる方法は、成形工程における介在極Ｄｍの磁場配向手段を剥離極Ｓ２側に寄せることや、着磁工程における介在極Ｄｍの着磁ヨークを剥離極Ｓ２側に寄せることや、介在極Ｄｍ付近のマグネットロール５１の形状を凸形状や凹形状といった異形状化によって対応すればよい。
【００９３】
（現像剤担持体の評価）
以上説明したように、図１、図２に示した構成のマグネットロール５１を製作した。マグネットロール５１の磁場波形を測定するポイントは現像剤担持体３１におけるφ１８の現像スリーブ３４の表面であり、プローブ４２を用いて法線方向磁束密度と接線方向磁束密度を測定した（図１２）。現像スリーブ３４の回転方向は、図１０および図１１に示す矢印Ｋの向きであり、かつ、剥離極Ｓ２の現像スリーブ３４の表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準（回転角度＝０°）としている。
【００９４】
かかる位置（角度）を基準として、介在極Ｄｍにおける法線方向磁束密度の極大値の角度Ｑ１と、剥離極Ｓ２にもっとも近い接線方向磁束密度が０ｍＴ（ミリテスラ）となる角度Ｐ２から、現像スリーブ３４の回転方向直下流に存在する接線方向磁束密度が０ｍＴ（ミリテスラ）となる角度Ｐ１を求めた。
【００９５】
その結果、Ｑ１＝６０．２１°、Ｐ１＝５７．９６°、Ｐ２＝２９．９７°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２７．９９°、Ｐ１−Ｑ１＝−２．２５°であった。なお、Ｑ１の測定結果において、特に図１５（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））のような介在極Ｄｍ付近の法線方向磁束密度がフラットな磁場波形の場合、同一の極大値が複数発生するケースがある。この場合、Ｑ１は現像スリーブ回転方向において最も上流側の値を採用する。理由は前述した様に、Ｑ１の上流側である区間Ｍ１の磁力線の大きさを減少させる事が、本発明においては好適である為である。
【００９６】
（評価方法）
低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離不良（低トナー濃度現像剤６９の剥離不具合および低トナー濃度現像剤６９が現像スリーブ３４に再吸着する不具合）があれば、画像形成装置において濃度低下といわれる画質不具合が発生することから、得られた現像剤担持体３１および現像装置６１の評価方法として、現像剤担持体３１有する現像装置６１を備えた画像形成装置における印字結果の濃度で評価することとした。
【００９７】
つまり、図１２に示す磁場波形を有したマグネットロール５１（図１、図２）のシャフト５２に、現像スリーブ３４、フランジ３２およびベアリング３３を組み付けて現像剤担持体３１とし（図５）、当該現像剤担持体３１、層厚規制部材６７および現像剤撹拌部材６３、６４をハウジング６２に備えた現像装置６１（図６）を画像形成装置に組み付けて印字した。画像形成装置として、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ Ｃ４３００(富士ゼロックス株式会社製)を用いた。
【００９８】
濃度を評価するため試料の印字方法は、マゼンタ現像剤を用いて、Ａ３サイズの用紙（シート）を網点面積率１００％で印字（ベタ印字）して作成した。本実施例においては、専用のメンテナンスソフトを使用して印字したが、市販のＰＣ（パソコン）およびアプリケーションソフトを使用しても印字しても良い。アプリケーションソフトの一例を挙げると、ＡＤＯＢＥ ＩＬＬＵＳＴＲＡＴＯＲ（登録商標）や、ＡＤＯＢＥ
ＰＨＯＴＯＳＨＯＰ（登録商標）といった、ＰＯＳＴＳＣＲＩＰＴ（登録商標）形式による出力言語をもちいて、色変換を実施せずに印字できるアプリケーションソフトであれば本実施例と同様な試料を得る事ができる。
【００９９】
また、試料の濃度は、Ｘ−ＲＩＴＥ社製のモデル９３８におけるＤＥＮＳＩＴＹモードを使用して測定した。濃度を測定した箇所は、Ａ３用紙における用紙送り方向端から１３５ｍｍ、操作側端から１７０ｍｍの定点である。濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。尚、他の現像剤（例えば黒色）を使用した場合は、表１の値と異なる濃度の値が出るが、どの色の現像剤を用いても、濃度が濃ければ数値が高くなり、濃度が薄ければ数値が低くなるので、同じ色を用いて作成した試料の濃度を比較することにより良否判定ができる。
【０１００】
（比較例１）
実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図１５の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行った。比較例１で用いたマグネットロールは、図１５に示すように、介在極Ｄｍ付近の法線方向磁束密度の波形がフラットな形状であり、実施例１のマグネットロール５１の波形（図１２）より好適な状態になっている。法線方向磁束密度波形はフラットになっていることから、それに応じて磁力線の大きさの波形もフラットな形状になっている。
【０１０１】
磁力線の大きさの波形がフラットになっている場合、現像スリーブ３４から低トナー濃度現像剤６９を剥離させる事については好適である。低磁束密度区間が続く為であることは言うまでも無い。しかし、同時に現像スリーブ３４の回転方向下流側にまで広がっており、結果として磁力線の大きさの最小値である位置を表すＬ２が現像スリーブ３４の回転方向下流側にある事がわかる。このことは、低トナー濃度現像剤６９が現像スリーブ３４の回転方向下流方向に位置している汲み上げ極Ｓ３に再吸着される事を表す。
【０１０２】
本比較例１のようなフラットな波形で低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離を行い、なおかつ汲み上げ極Ｓ３に低トナー濃度現像剤６９を再吸着されないようにするためには、例えば、前記Ｌ２の位置と汲み上げ極Ｓ３までの距離をさらに離すことで対応可能である。しかし、現像装置のレイアウトに大きな制限が掛かることになり、実施例１より現像装置のスペースが大きくなるという問題がある。
【０１０３】
図１６は、実施例１と比較例１の波形を重ねあわせたグラフである。図１６は、煩雑を避けるため、磁力線の大きさの波形のみを示した。つまり、実線が実施例１における磁力線の大きさ(図１２における磁力線の大きさと同じ波形)、点線が比較例１における磁力線の大きさ(図１５における磁力線の大きさと同じ波形)である。尚、現像スリーブ３４の回転方向は、図１２と同様に図中に示す矢印Ｋの方向である。
【０１０４】
図１６より明らかな様に、両者の最小値となっている位置Ｌ１、Ｌ２を比較すると、実施例１（Ｌ１）の方が比較例１（Ｌ２）よりも現像スリーブ３４の回転方向上流に位置している（角度が小さい）ことが分かる。これにより実施例１の方が早いタイミングで剥離されており、汲み上げ極Ｓ３に低トナー濃度現像剤６９が再吸着され難いことがわかる。
【実施例２】
【０１０５】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例２は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図１８の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。尚煩雑を避けるため、図１８に示す磁場波形において、法線方向磁束密度と接線方向磁束密度のみ図示した。以下の実施例３〜９および比較例２〜４においても同様に、法線方向磁束密度と接線方向磁束密度のみ図示した。
【０１０６】
その結果、Ｑ１＝６０．６６°、Ｐ１＝５６．４３°、Ｐ２＝３２．７６°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２３．６７°、Ｐ１−Ｑ１＝−４．２３°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例３】
【０１０７】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例３は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図１９（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１０８】
その結果、Ｑ１＝５８．２３°、Ｐ１＝５７．１５°、Ｐ２＝３２．４０°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２４．７５°、Ｐ１−Ｑ１＝−１．０８°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例４】
【０１０９】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例４は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２０の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１０】
その結果、Ｑ１＝５８．２３°、Ｐ１＝５７．９６°、Ｐ２＝３３．１２°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２４．８４°、Ｐ１−Ｑ１＝−０．２７°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例５】
【０１１１】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例５は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２１の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１２】
その結果、Ｑ１＝５５．５３°、Ｐ１＝５６．８８°、Ｐ２＝３３．２１°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２３．６７°、Ｐ１−Ｑ１＝１．３５°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例６】
【０１１３】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例６は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２２の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１４】
その結果、Ｑ１＝５６．２５°、Ｐ１＝５９．２２°、Ｐ２＝３４．２０°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．０２°、Ｐ１−Ｑ１＝２．９７°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例７】
【０１１５】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例７は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２３の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１６】
その結果、Ｑ１＝５４．２７°、Ｐ１＝５７．９６°、Ｐ２＝３２．５８°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．３８°、Ｐ１−Ｑ１＝３．６９°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例８】
【０１１７】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例８は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２４の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１８】
その結果、Ｑ１＝５４．０９°、Ｐ１＝５８．１４°、Ｐ２＝３２．６７°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．４７°、Ｐ１−Ｑ１＝４．０５°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例９】
【０１１９】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例９は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２５の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１２０】
その結果、Ｑ１＝５５．３５°、Ｐ１＝５９．５８°、Ｐ２＝３４．５６°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．０２°、Ｐ１−Ｑ１＝４．２３°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【０１２１】
（比較例２）
本比較例２は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２６の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１２２】
その結果、Ｑ１＝６４．３５°、Ｐ１＝７３．５３°、Ｐ２＝３５．０１°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−３８．５２°、Ｐ１−Ｑ１＝９．１８°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果が得られなかった。
【０１２３】
（比較例３）
本比較例３は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２７の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１２４】
その結果、Ｑ１＝５５．２６°、Ｐ１＝５９．６７°、Ｐ２＝３４．３８°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．２９°、Ｐ１−Ｑ１＝４．４１°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果が得られなかった。
【０１２５】
（比較例４）
本比較例４は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２８の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１２６】
その結果、Ｑ１＝５５．７１°、Ｐ１＝６１．６５°、Ｐ２＝３３．９３°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２７．７２°、Ｐ１−Ｑ１＝５．９４°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果が得られなかった。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
尚、表１の評価は、濃度の値が１．１７以上１．６７以下のものを「○」、それ以外のものを「×」で表した。この濃度の値の基準は、人が目視した場合に、適正な濃度に感じる範囲（官能試験）に基づいて定められたものである。
表１よりＰ１−Ｑ１の値が４．２３°以下であれば、濃度の値を好適にする事ができ、Ｐ１−Ｑ１の値が４．２３°を超えると、濃度が低下して所定の濃度を確保する事ができない結果となった。これは、Ｐ１−Ｑ１の値が０〜４．２３°の場合、磁力線の大きさの低下による低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離であるため、Ｐ１−Ｑ１の値が４．２３を超えると、現像スリーブ３４の回転方向下流側における汲み上げ極Ｓ３により低トナー濃度現像剤６９が再吸着されるからである。
【０１２９】
また、Ｐ１−Ｑ１の値が負の領域においては、Ｐ１−Ｑ１＝−４．２３°までの検証ではあるが、濃度の値が非常に安定している事がわかる。現像装置６１のレイアウトや諸条件によって、Ｐ１−Ｑ１の値を取る事ができる範囲は限られる。もし、Ｐ１−Ｑ１の値を下げすぎて、図１７の様にハウジングに衝突して、汲み上げ極Ｓ３に再吸着されたとしても、Ｐ１−Ｑ１の値を若干上昇させれば安定した濃度が得られる事は明白である。
【実施例１０】
【０１３０】
本発明に係る第１０実施例を、図２９を用いて説明する。
（画像形成装置）
図２９に示すように、本発明に係る画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタ１３１であり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１１０、画像形成プロセス部１１０を制御する制御部１３０、パーソナルコンピュータ１０２や画像読取装置１０３から受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部１４０を備えている。
【０１３１】
画像形成プロセス部１１０は、一定の間隔をおいて並列配置される４つの画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋを備えている。
【０１３２】
そして、これらの画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれは、静電潜像を形成してトナー像を担持する感光体（像担持体）としての感光体ロール７１と、この感光体ロール７１の表面を所定電位で一様に帯電する帯電装置１１３と、帯電装置１１３によって表面が帯電された感光体ロール７１を露光する露光装置としてのＬＥＤプリントヘッド１と、ＬＥＤプリントヘッド１によって得られた静電潜像を現像する現像装置６１と、転写後の感光体ロール７１の表面を清掃するクリーナー（ブレード）１１６とを備えている。
【０１３３】
さらに、現像装置６１の下流側近傍には、感光体ロール７１に対向して、感光体ロール７１上に形成されたテスト用パッチ（濃度見本）のトナー像濃度を検出する濃度検出回路１１７が備えられている。この濃度検出回路１１７は制御部１３０に接続され、トナー像濃度検出値を出力する。
【０１３４】
ここで、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、現像装置１１５に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【０１３５】
また、画像形成プロセス部１１０は、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの感光体ロール７１にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト１２１と、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの各色のトナー像を中間転写ベルト１２１に順次転写（一次転写）させる一次転写帯電装置としての一次転写ロール１２２と、中間転写ベルト１２１上に転写された重畳トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写帯電装置としての二次転写ロール１２３と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１２５とを備えている。
【０１３６】
画像形成プロセス部１１０は、制御部１３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、パーソナルコンピュータ１０２や画像読取装置１０３から入力された画像データは、画像処理部１４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋに供給される。
【０１３７】
そして、例えばイエローの画像形成ユニット１１１Ｙでは、帯電装置１１３により所定電位で一様に帯電された感光体ロール７１の表面が、画像処理部１４０から得られた画像データに基づいて発光するＬＥＤプリントヘッド１により露光されて、感光体ロール７１上に静電潜像が形成される。
【０１３８】
この静電潜像は、現像装置６１により現像され、感光体ロール７１上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれの感光体ロール７１においても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。
【０１３９】
各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれの感光体ロール７１に形成された各色トナー像は、図２９の矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト１２１上に、一次転写ロール１２２により順次静電吸引され、中間転写ベルト１２１上に重畳されたトナー像が形成される。
【０１４０】
この重畳トナー像は、中間転写ベルト１２１の回動に伴って二次転写ロール１２３が配設された領域（二次転写部）に搬送される。そして、重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。
【０１４１】
そして、二次転写部にて二次転写ロール１２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト１２１から剥離され、搬送ベルト１２４により定着装置１２５まで搬送される。
【０１４２】
定着装置１２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置１２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、デジタルカラープリンタ１３１の排出部に設けられた図示しない排紙載置部に搬送される。
【０１４３】
つまり、本実施例１０に係る画像形成装置は、本発明に係る現像装置６１を備えているので、現像スリーブ３４からの低トナー濃度現像剤６９の剥離不良に起因する濃度低下といわれる画質不具合の発生を極めて少なくすることができる。
【０１４４】
前記した実施例は説明のために例示したものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書および図面の記載から当事者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。
【０１４５】
例えば、本実施例においては、マゼンタ現像剤を使用したが、その他の色（黒、シアン、イエロー）でも構わない。前述の通り、濃度の測定結果は異なった値となるが、Ｐ１−Ｑ１の値が大きくなればなるほど濃度が低下する傾向は同じである。
【０１４６】
また、本実施例においては、磁極数が６極（介在極Ｄｍ含む）の形態のマグネットロールにて説明したが、画像形成装置が変われば、磁極数が変化する事もある。ただし、本実施例における剥離極、介在極、汲み上げ極の様な、同極の極性を３極連続で有しており、その部分で現像剤の剥離を行う機能を有したマグネットロールであれば良く、磁極数が４極でも８極のマグネットロールでもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明は、複写機、プリンタ等に使用される画像形成装置、現像装置、現像剤担持体およびマグネットロールに適用される。
【符号の説明】
【０１４８】
３１ 現像剤担持体
３２ フランジ
３３ ベアリング
３４ 現像スリーブ
４２ プローブ
４３ ガウスメータ
４４ ＰＣ(パソコン)
４５ 磁界測定専用スリーブ
４６ 磁界ベクトル
４７ 法線方向成分ベクトル
４８ 接線方向成分ベクトル
５１ マグネットロール
５２ シャフト
５３ 現像極ピース
５４ 回収極ピース
５５ 剥離極ピース
５６ 介在極ピース
５７ 汲み上げ極ピース
５８ 層規制極ピース
５９ D面
６１ 現像装置
６２ ハウジング
６３ 現像剤攪拌部材
６４ 現像剤攪拌部材
６５ 第１の攪拌室
６６ 第２の攪拌室
６７ 現像剤規制部材
６８ 適正トナー濃度現像剤
６９ 低トナー濃度現像剤
７１ 感光体ロール
８１ 固定型
８２ 可動型
８３ 配向ヨーク
８４ キャビティ
８５ 配向用コイル
９１ 着磁金型
９２ ヨーク固定金型
９３ 着磁ヨーク
９４ 着磁鉄心
９５ 着磁用コイル
９６ 固定用樹脂
１０１ 剥離極ピース
１０２ 介在極ピース
１０３ 汲み上げ極ピース
１０４ シャフト
１１１ 現像装置
１１２ ハウジング
１１３ 斜面
１１４ マグネットロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置、並びに該画像形成装置に用いられる現像装置、現像剤担持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリンタや、複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置としては、例えば、感光体と対向配置され回転駆動する現像剤担持体上に、現像剤撹拌部材によって所定のトナー濃度に撹拌調整されたトナーおよび磁性キャリアからなる２成分現像剤（以下、「現像剤」と称す。）を保持して、感光体と対向する現像領域に搬送し、トナーの転移によって感光体の表面に形成された静電潜像の現像を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この現像剤担持体は、複数の磁極を有した永久磁石をシャフトの周方向に配設することにより所定の磁場波形が形成されたマグネットロールと、当該マグネットロールのシャフトの両端部に設けた軸受けを介して回転可能に支持された非磁性円筒体の現像スリーブとを主な構成物品としたものである。
【０００４】
マグネットロールの各磁極は、その機能に応じて求められる波形が異なっている。この中でも現像済みのトナー濃度が低下した現像剤（以下、「低トナー濃度現像剤」と称す。）を現像スリーブの表面より剥離させる機能を持たせた剥離極、および所定のトナー濃度に攪拌調整された現像剤をマグネットロールの磁力により現像スリーブ表面に新たに汲み上げる機能を持たせた汲み上げ極については、磁極の極性が同極であり、かつ並んで配設されていることが特徴である。これら剥離極から汲み上げ極までの領域においては、さまざまな磁場波形が提案されている（例えば、特許文献２〜６参照）。また、磁場波形以外の技術としては、剥離補助磁石を使用したものも提案されている（例えば、特許文献７参照）。
【０００５】
これらの特許文献２〜７において開示された技術は、低トナー濃度現像剤を現像剤担持体の表面から剥離することを主な目的とするものである。なぜなら、低トナー濃度現像剤を現像剤担持体から剥離できないと、そのまま汲み上げ極に搬送され、低トナー濃度現像剤により感光体の現像が行われるために、濃度低下といわれる画質不具合を引き起こすからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０７７４９４号公報
【特許文献２】特開２００６−２１５１４８号公報
【特許文献３】特許第３２５０４４７号
【特許文献４】特開２００２−４３１１８号公報
【特許文献５】特開２００５−１９５９７４号公報
【特許文献６】特開２００６−９３１７４号公報
【特許文献７】特開２００５−４３５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した従来技術には、以下の様な問題点があった。すなわち、特許文献２には、磁束密度８ｍＴ以下の範囲が２５°以上とした技術が開示されているが、近年の画像形成装置および現像装置における小サイズ化において、２５°以上の領域を取ることが困難であるという問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献２は、現像剤剥離領域の低磁束密度パターンにおいて、緩やかに磁束密度が低下して、最小値を境にまた緩やかに磁束密度が上昇するような磁束密度パターンでは、現像剤の剥離が完全に行われない場合があると記載されている（例えば、段落[００１１]、[０００５]等）。つまり、特許文献２は、ある一定の範囲以上の低磁束密度領域を求めているので、画像形成装置および現像装置内のレイアウトに制限が必要になるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献３は、特許文献２と同様であり、同極に並ぶ部分における波形は法線方向磁束密度２００Ｇ以下の領域が２０°以上存在せねばならず、特許文献２と同様に画像形成装置および現像装置内のレイアウトに制限が必要になるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献４は、反発極間の円弧角度を６０°とした技術や、０ガウス帯の磁力をフラット（平坦）な特性とした技術が開示されている（例えば、請求項５、段落[０００６]等）。しかし、かかる技術を実現するためには、通常ある一定領域の低磁力区間が必要であり、特許文献２および特許文献３と同様、近年の画像形成装置および現像装置における小サイズ化においては、所望の領域を取ることが困難であるため、低トナー濃度現像剤が現像剤担持体の表面に再度吸着されることによる濃度低下といわれる画質不具合が発生する問題がある。
【００１１】
特許文献５（例えば、段落[００１０]等）および特許文献６（例えば、段落[００１６]等）には、フラットな特性にした技術が開示されているが、前述の特許文献２〜４と同様に、近年の画像形成装置および現像装置における小サイズ化においては、所望の領域を取ることが困難であるため、低トナー濃度現像剤が現像剤担持体の表面に再度吸着されることによる濃度低下といわれる画質不具合が発生する問題がある。
【００１２】
また、特許文献７については、剥離補助磁石を使用することで、画像形成装置および現像装置のサイズアップ、部品点数増加による高コスト化といった問題がある。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、低トナー濃度現像剤の剥離不良等に基づく濃度低下といわれる画質不具合の発生を低減した現像剤担持体、現像装置、および画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（第１発明）
第１発明は、少なくとも同極の剥離極、介在極（ダミー極）および汲み上げ極をこの順に備えたマグネットロールと、マグネットロールの外側で回転する円筒形状の現像スリーブとを備えた現像剤担持体において、剥離極の現像スリーブ表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準として、現像スリーブの回転方向の角度を測定した場合に、剥離極に最も近く、マグネットロールの現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ２、Ｐ２から現像スリーブ回転方向の直下流に位置する前記マグネットロールの現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ１、介在極に最も近く、マグネットロールの現像スリーブ表面における法線方向磁束密度の絶対値が最も小さくなる角度をＱ１としたとき、Ｐ２−Ｐ１＜Ｐ１−Ｑ１≦４．２３°であることを特徴とする現像剤担持体に関する。
【００１５】
（第２発明）
第２発明は、第１発明の現像剤担持体と、この現像剤担持体と対向して設けられた層厚規制部材と、現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材とをハウジング内に備えた現像装置に関する。
【００１６】
（第３発明）
第３発明は、第２発明の現像装置と、現像装置の現像剤担持体と対向した感光体とを備えた画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る現像剤担持体および現像装置は、現像スリーブからの低トナー濃度現像剤の剥離不良（低トナー濃度現像剤の剥離不具合および低トナー濃度現像剤が現像スリーブに再吸着する不具合）を極めて少なくすることができる。また、本発明に係る画像形成装置は、現像スリーブからの低トナー濃度現像剤の剥離不良に起因する濃度低下といわれる画質不具合の発生を極めて少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】マグネットロールの斜視図
【図２】マグネットロールの側面図
【図３】マグネットロールの表面磁極より発生した磁力線の流れを表した図
【図４】マグネットロールの磁力測定図
【図５】現像剤担持体の断面図
【図６】現像装置の断面図
【図７】図６における現像剤担持体の部分拡大図
【図８】マグネットピース成形金型の断面図
【図９】着磁金型の断面図
【図１０】図３における磁力線拡大図(汲み上げ極から層規制極付近)
【図１１】図３における磁力線拡大図(回収極から介在極付近)
【図１２】実施例１の磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１３】介在極が逆極に反転した場合の磁力線拡大図
【図１４】図１２における介在極Ｄｍ付近の拡大図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１５】比較例１の磁場波形（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１６】実施例１と比較例１における比較図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１７】現像装置における現像剤担持体部分の拡大図
【図１８】実施例２における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図１９】実施例３における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２０】実施例４における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２１】実施例５における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２２】実施例６における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２３】実施例７における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２４】実施例８における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２５】実施例９における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２６】比較例２における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２７】比較例３における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２８】比較例４における磁場波形図（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））
【図２９】画像形成装置の構成を説明するための図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
(現像装置)
図５は本発明に係る現像剤担持体の一例を示す概略構成図（断面図）、図６は本発明に係る現像装置の一例を示す概略構成図（断面図）である。
尚、本発明は、図５に示す現像剤担持体や図６に示す現像装置に限定して解釈する趣旨ではない。磁界を利用して低トナー濃度現像剤の剥離を行う機能を有した現像剤担持体や現像装置であれば、本発明の趣旨に沿うものである。
【００２１】
図６に示すように、現像装置６１は、感光体としての感光体ロール７１の表面に形成された静電潜像を、現像剤担持体３１の現像スリーブ３４の表面に保持（吸着）された現像剤を用いて現像するタイプのものである。この現像装置６１は、感光体ロール７１に近接かつ対向して設けられた現像剤担持体３１と、当該現像剤担持体３１に対してトナーと磁性キャリアとからなる現像剤を撹拌しながら供給する現像剤攪拌部材６３、６４と、現像剤の層厚を規制する層厚規制部材６７とをハウジング６２の内部に備えたものである。
【００２２】
図５に示すように、現像剤担持体３１は、所定の磁極を有したマグネットピース（永久磁石）をシャフト５２の周方向に複数配設（固定）することにより所定の磁場波形が形成されたマグネットロール５１と、当該マグネットロール５１のシャフト５２の両端部に、軸受け３３およびフランジ３２を介して図６の矢印Ａの向きに回転可能に支持された非磁性円筒体の現像スリーブ３４とを備えたものである。
【００２３】
図６に示すように、現像剤攪拌部材６３、６４は、現像剤担持体３１とほぼ平行に設けられており、互いに逆方向に現像剤を搬送するように回転駆動されるようになっている。そして、第１の攪拌室６５は、第２の攪拌室６６と現像剤担持体３１軸方向の両端部で連通しているために、現像剤はハウジング６２内を循環しながら撹拌される。
【００２４】
さらに現像剤がハウジング６２内を循環しながら攪拌されることで、トナーに十分な電荷が付与されるとともに、トナー濃度センサー（図示せず）により、トナー濃度が計測される。トナー濃度が低下した場合、トナーホッパー（図示せず）よりトナーを供給することで、低トナー濃度現像剤が、所定のトナー濃度に調整された状態となる。
【００２５】
（現像プロセス）
以上の様に所定のトナー濃度に調整された現像剤が現像剤担持体３１の表面に吸着されてからの一連の現像プロセスをさらに詳述する。
図７は、図６で示した現像装置６１における、現像剤担持体３１付近の拡大図に現像剤の動きを表したものである。尚、図７には現像剤を「○」形状で表しているが、現像剤剥離のプロセスを模式的に説明するためのものであるために、現像剤におけるトナーと磁性キャリアの区分は行っていない。また、現像剤を表現した「○」形状は２種類あるが、適正トナー濃度現像剤６８は黒丸とし、低トナー濃度現像剤６９は白丸とした。また、図中の現像スリーブ３４上には、現像剤が１粒の１層状態、もしくは２粒積層による２層状態に吸着された状態で描かれているが、これも説明を簡単にするために現像剤剥離のプロセスを模式的に表現したものである。
【００２６】
適正トナー濃度現像剤６８は、マグネットロール５１における汲み上げ極Ｓ３が発生する磁界（磁場）の磁気吸引力により、現像スリーブ３４の表面に吸着される。汲み上げられた適正トナー濃度現像剤６８はマグネットロール５１が発生する磁界により現像スリーブ３４上で磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは現像スリーブ３４の回転（回転方向は図７の矢印Ａ）により搬送される。
【００２７】
汲み上げ極Ｓ３で形成された磁気ブラシは、層規制極Ｎ２付近に設置された現像剤規制部材６７によって適正トナー濃度現像剤６８の量が規制された後、現像極Ｓ１付近の現像領域へ送られる。現像領域ではトナーが感光体ロール７１に転移し、現像が行われる。
【００２８】
現像で使用されトナー濃度の低下した低トナー濃度現像剤６９は、現像スリーブ３４の回転に伴って、現像極Ｓ１の下流側に存在する回収極Ｎ１により現像スリーブ３４の表面に吸着され、現像装置６１内に回収される。さらに、低トナー濃度現像剤６９は、現像スリーブ３４の回転に伴い、剥離極Ｓ２により現像スリーブ３４の表面に吸着される。
【００２９】
低トナー濃度現像剤６９が剥離する領域は、剥離極Ｓ２の極上ではなく、剥離極Ｓ２と汲み上げ極Ｓ３の間に存在している介在極（ダミー極）Ｄｍの付近にて行われ、一連の現像プロセスが終了する。
【００３０】
低トナー濃度現像剤６９の剥離する最適な場所は、現像装置６１内のレイアウト、現像スリーブ３４の周速度、マグネットロール５１における剥離極Ｓ２および汲み上げ極Ｓ３の磁力、現像剤における磁性キャリアの磁化量などの諸条件によって決まるため、どのような条件においても低トナー濃度現像剤６９の剥離が確実に行えて、濃度低下が発生しない単一の磁場波形を提示するのは不可能である。言い換えれば、現像装置毎に最適な現像剤剥離場所を設定することになる。
【００３１】
以上のような理由から、現像装置毎に最適な剥離場所を求める事が必要ではあるが、一般的には、介在極Ｄｍ付近における低トナー濃度現像剤６９が剥離する場所は、現像スリーブ３４の回転方向（図７のＡ方向）下流側は好ましくない。なぜなら、現像スリーブ３４の回転方向下流側には次の磁極（図７の汲み上げ極Ｓ３）が近くなり、汲み上げ極Ｓ３の吸引力によって、低トナー濃度現像剤６９が、一度剥離されても汲み上げ極Ｓ３に再吸着されてしまい、再度現像プロセスに低トナー濃度現像剤６９が使用されてしまう為である。このため、最適な剥離の領域は、剥離極Ｓ２の位置から、現像スリーブ３４が回転方向下流側に回転し、汲み上げ極Ｓ３の吸引力によって低トナー濃度現像剤６９が再吸着される限界点に達するまでの領域となる。
【００３２】
（現像剤担持体)
図５に現像剤担持体３１の概略構造図（断面図）を示す。図５に示すように、現像剤担持体３１は、シャフト５２の外周部に複数の磁極を備えた永久磁石が固定されたマグネットロール５１と、このマグネットロール５１のシャフト５２の両端部に固定されたベアリング３３と、ベアリング３３に固定されたフランジ３２と、フランジ３２により両端が固定された現像スリーブ３４とから構成されている。
【００３３】
さらに詳述すると、現像スリーブ３４は、アルミニウムまたはステンレス製の中空円筒形状の部品であり、その両端にフランジ３２が固定されている。このフランジ３２の中空部（貫通孔）にはシャフト５２が挿入され、このシャフト５２の両端部はフランジ３２に固定されたベアリング３３により相対的に回転可能に支持されている。一方、現像スリーブ３４内におけるマグネットロール５１は、シャフト５２の周面に、後述する複数のマグネットピース５３〜５８(図では省略)が固定されている。
【００３４】
尚、現像スリーブ３４の外周面には、現像スリーブ３４の長手方向に延びた複数の凹溝が現像スリーブ３４の周方向に略同じピッチで形成されていても良い。もしくは現像スリーブ３４の外周面にはサンドブラスト処理といった粗面化処理が施されていても良い。
【００３５】
かかる構成により、複写機等の画像形成装置において、シャフト５２が固定された状態でフランジ３２を回転させると、フランジ３２に固定された現像スリーブ３４はマグネットロール５１に対して周方向において独立して回転し、現像スリーブ３４の外周面にマグネットロール５１が発生する磁界により吸着された現像剤が周方向に搬送される。
【００３６】
(マグネットロール)
次にマグネットロールについて説明するが、本発明はこれに限定するものではない。マグネットロールは、永久磁石として磁性樹脂材料を使用したマグネットピースを貼り合せした形態のマグネットロールについて説明するが、マグネットピースの成形方法は公知の技術である射出成形法や、押し出し成形法でも構わない。また、シャフト５２をインサート成形した一体成形タイプでも良いし、磁性樹脂材料は焼結磁石でも構わない。さらに、後述する磁場配向手段として、コイルを使用した例を挙げたが、希土類系永久磁石を使用した公知のものでも構わない。マグネットロールが発生する磁界によって現像剤を剥離するための機能を有したマグネットロールであれば、本発明の趣旨に沿うものである。
【００３７】
図１にマグネットロール５１の概略構造図（斜視図）、図２にマグネットロール５１の側面図を示す。このマグネットロール５１は、シャフト５２の外周面に、短手方向の断面（横断面）の形状が略扇形状であるマグネットピース５３〜５８を、接着剤を用いて放射状に貼り合せたものである。
【００３８】
さらに詳述すると、マグネットロール５１は、シャフト５２の周方向に、現像極ピース５３（図６および図７におけるＳ１）、回収極ピース５４（図６および図７におけるＮ１）、剥離極ピース５５（図６および図７におけるＳ２）、介在極ピース５６（図６および図７におけるＤｍ）、汲み上げ極ピース５７（図６および図７におけるＳ３）、層規制極ピース５８（図６および図７におけるＮ２）、の順に貼り合せたものである。各マグネットピースの外周表面にＳ極もしくはＮ極の磁極を有しているので（図２）、この磁極によってマグネットロール５１は、マグネットロールの外周部に磁界を発生させている。
【００３９】
（マグネットロールに磁界を発生させる方法）
マグネットロール５１に磁界を発生させる方法は公知の技術によって実施される。以下一例を述べる。
図８は、配向用コイル８５によって発生した配向磁場が配向ヨーク８３によって収束される様子を磁力線によって模式的に表したものである。
マグネットロール５１に磁界を発生させるためには、各マグネットピース５３〜５８の外周面に磁極を発生させるのであるが、これらのマグネットピース５３〜５８は、磁石材料粉、樹脂バインダー、添加剤等の混合物からなる磁性樹脂材料を用いて磁場中で成形することによって製造したものである。ここで、マグネットピースの外周面とは、マグネットロールの外周面と同じであり、現像スリーブ３４の内周面と対向している面の事をいう。
【００４０】
磁石材料粉としては、例えば、フェライト粉や、Ｎｄ等の希土類金属粉とＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族金属粉との混合物を使用することができる。また、樹脂バインダーは、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）等を使用することができる。
【００４１】
この所謂貼り合わせマグネットロール５１に用いられる個々のマグネットピース５３〜５８は、図８に示すように、磁性鋼である配向ヨーク８３を備えた固定型８１と、当該固定型に対して移動可能な可動型８２とからなる金型装置を使用して製造される。具体的には、固定型８１と可動型８２を型締めすることにより形成されるキャビティ８４の内部に、キャビティ８４の長手方向の一端と連通するランナー（図示せず）から溶融した磁性樹脂材料を射出してキャビティ８４を溶融した磁性樹脂材料で満たす際に、配向用コイル８５に通電することで配向磁場を発生させ、この配向磁場によって磁性樹脂材料中の磁石材料粉を配向させつつ、磁性樹脂材料を冷却固化することにより製造することができる。
【００４２】
この冷却固化された成形品は、一度冷却固化されれば、磁石材料粉の配向状態が再度磁性樹脂材料を溶融させるまで変化しないので、後工程において脱磁・着磁を実施しても、磁場波形をほぼ再現させることができる。ここで、キャビティとは、金型内部の空間（射出成形品の形状を有する空間）のことをいい、連通とは、二つの空間を連続状態にすることをいう。
【００４３】
図８に示す収束された配向磁場が、キャビティ８４と配向ヨーク８３が対向する付近（図８のＢ付近）におけるマグネットピースの外周面に、高い磁束密度の磁極が形成される。
【００４４】
配向ヨーク８３が無い場合においても、配向用コイル８５に通電して配向磁場を発生させれば、マグネットピースの外周面に磁極を形成することができる。ただし、図８の様に、配向ヨーク８３によって配向磁場が収束されないので、図８のケースより低い磁束密度を有した磁極がマグネットピースの外周面に形成される。
【００４５】
図８は一つのマグネットピースを取りあげて説明したが、他のマグネットピースも同様にして製造される。ただし、所望の波形を得るために、配向ヨーク８３の位置や形状を変化させることが一般的である。
【００４６】
また、配向用コイル８５に通電しなければ、磁石材料粉は配向されないため、図８の様な金型を用いて成形を行っても、マグネットピースの外周面に磁極が形成されない場合がある。この場合は、後述する着磁によってマグネットロールの外周面に磁極を発生させる。ただし磁石材料粉が配向されていないために、前記した配向ヨーク８３が無い場合のマグネットピースより、さらに磁束密度が低下した磁極が形成される。
【００４７】
以上がマグネットピース５３〜５８の外周面に磁極を発生（形成）させる方法である。得られたマグネットピース５３〜５８は、配向用コイル８５に通電されている場合は各マグネットピースの外周面に磁極が発生しているので、成形直後にはマグネットピースの磁極による磁界が発生している。これを脱磁することなく、前述のとおりシャフト５２の周りに接着剤を使用して貼り付ける事で図１および図２に示すマグネットロール５１を製造することができ、所望の磁場波形のマグネットロールが得られる。
【００４８】
マグネットロール５１における磁場波形をさらに微調整する場合や、前述の様に配向用コイル８５に通電しないで成形マグネットピースを使用した場合は、成形品であるマグネットピースを一旦脱磁し、前述と同様シャフト５２の周りに接着剤を使用してマグネットピース５３〜５８を貼り付けた後、着磁を行う。脱磁を行うタイミングは、金型から取り出す前に、配向用コイル８５に通電する事で脱磁を行っても良いし、金型からとり出した後に脱磁を行っても良い。
【００４９】
図９に着磁金型の概略構成図を表す。着磁金型９１は、ヨーク固定金型９２に着磁ヨーク９３をマグネットロール５１の外周面に発生させたい磁極付近に配置する構成となっている。図９の例においては、マグネットロール５１の構成磁極が６極（介在極Ｄｍ含む）であるために、６本の着磁ヨーク９３が配置されている。着磁ヨーク９３とヨーク固定金型９２はねじ等(図示せず)の公知の方法で固定されている。
【００５０】
着磁ヨーク９３は着磁鉄心９４の周りに着磁用コイル９５が巻きつけられたものであり、着磁鉄心９４と着磁用コイル９５は固定用樹脂９６によって位置関係がずれないように固定されている。
図９では着磁ヨーク９３は１本１本別個で（独立して）ヨーク固定金型９２に固定されているが、着磁ヨーク９３同士が密接しており、別個の着磁ヨークに分ける事が困難な場合は、複数の着磁鉄心９４と複数の着磁用コイル９５とを固定用樹脂９６を用いてあたかも１本の着磁ヨークのように固定および形成してもよい。以上の様な着磁金型９１を用いて、着磁コイルに通電する事で着磁磁場が発生し、マグネットロール５１が着磁され、マグネットロール５１が磁界を発生する。
【００５１】
図３は、マグネットロール５１が発生する磁界を磁力線で表現したものである。各マグネットピースの外周表面から磁力線が発生しており、磁力線の発生している部分が磁極に相当する。また、現像極ピース５３の外周面付近（図３のＣ部分）のように、磁力線の密度が高い箇所は磁束密度が高い箇所であり、反対に介在極ピース５６の外周面付近（図３のＤ部分）のように、磁力線の密度が低い箇所は磁束密度が低い箇所である。
【００５２】
さらに、介在極ピース５６の外周面付近（図３のＥ部分）のように、マグネットロールの外周面には現像スリーブ表面上とは異なる磁極を有している場合がある。図３は、剥離極ピース５５と汲み上げ極ピース５７はＳ極に着磁されている為に、図中Ｅの部分はＮ極が発生している。しかし、通常は現像スリーブ上の磁界を測定するために、この様なＮ極磁極は現れない。Ｅ部分における現像スリーブ上の磁力線は、他の磁極にくらべ、磁力線の密度が低い状態で、現像スリーブ法線方向に伸びている状態となっている為に、磁極はＳ極となっている。
【００５３】
以上のように、現像スリーブ表面とマグネットロール外周面とで、発生する磁極が異なっているために、以後、現像極Ｓ１、回収極Ｎ１、剥離極Ｓ２、介在極Ｄｍ、汲み上げ極Ｓ３、層規制極Ｎ２のように、名称が付いているものや、単に磁極と述べるときは、現像スリーブ表面上での磁極とする。なお、介在極Ｄｍについては、従来技術としては極として認められていないケースもあるが、磁束密度波形の極大値もしくは極小値を示すことに関しては他の磁極と変わりが無いために、本発明においては通常の磁極と同じ扱いをもって表現する。
【００５４】
（マグネットロールの磁界の強さを測定する方法）
次に、図４を用いてマグネットロール５１の磁界の強さを測定する方法について説明する。測定箇所は通常は現像スリーブ３４の表面が位置する箇所（例えば、図３の点線）であるため、磁界測定用のプローブ４２は現像スリーブ３４の表面が位置する箇所にセットする。本実施例においては、図４に示すように、現像スリーブ３４の代わりに磁界測定専用スリーブ４５を装着して測定した。
【００５５】
ここで、本実施例において磁界測定専用スリーブ４５を用いた理由は、現像スリーブ３４がブラスト処理等の傷のつきやすい表面処理を施したスリーブであるため、現像スリーブ３４にプローブ４２を押し付けた際に、現像スリーブ３４の表面に傷が付く場合があり、これが現像剤の搬送状態に影響を与えるからである。この為、マグネットロール５１の磁界を測定するに際しては、脱着可能な磁界測定専用のスリーブ４５を用いることが望ましい。
【００５６】
尚、現像スリーブ３４が表面に傷が付きにくいタイプの場合、マグネットロール５１に現像スリーブ３４をかぶせた状態でプローブ４２を現像スリーブ３４に押し付けても良い。また、現像スリーブ３４を想定した一定の距離を空けた位置にプローブをセットしてもよい。
【００５７】
以上の準備が整った後、プローブ４２とマグネットロール５１を相対的に回転させる。本実施例においては、プローブ４２を固定して、マグネットロール５１のシャフト５２におけるＤ面カット５９をチャック(図示せず)し、マグネットロール５１を一定角度毎に回転させた。
【００５８】
そして、Ｄ面カット５９を基準として、マグネットロールの一定角度毎における磁界の強さをプローブ４２により測定し、プローブ４２から出力された信号（アナログデータ）をガウスメータ４３で磁界の強さに変換し、Ａ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換器（図示せず）を介してＰＣ（パソコン）４４に取り込んだ。本実施例においては、プローブ４２として株式会社エーデーエスの型式ＦＸ−９５Ｂ、ガウスメータ４３として株式会社エーデーエスの型式ＨＧＭ−８３００ＳＷを用いた。
【００５９】
マグネットロールの磁界の強さは通常磁束密度で表されるのが一般的であり、磁束密度は２種類の方向成分に分けられる。図１０は、図３における汲み上げ極ピース５７および層規制極ピース５８の接続部分の拡大図である。これまで述べた様に、通常、マグネットロール５１の磁界の強さ（磁束密度）は、現像スリーブ３４上の磁界の強さを測定するため、図１０の現像スリーブ表面を示した点線上の点Ｆを例に取り詳述する。
【００６０】
点Ｆにおける磁界ベクトル４６は、図１０に示す様に、層規制極ピース５８から発生した磁力線に対する接線方向成分となる。さらに磁界ベクトル４６の大きさは、点Ｆにおける磁束密度が高ければ大きくなる。これを図１０に示すように現像スリーブ３４に対する法線方向成分ベクトル４７と接線方向成分ベクトル４８の２成分に分離し、それを磁力線の密度である磁束密度でそれぞれ表したものが、マグネットロール５１を測定した際に測定結果として表されるものである。
【００６１】
本明細書において、マグネットロール５１が発生する磁界の強さを定量的に表す場合は磁束密度で表現し、法線方向成分ベクトル４７と接線方向成分ベクトル４８の２成分に分離された磁束密度をそれぞれ、法線方向磁束密度、接線方向磁束密度と定義する。また、磁界ベクトル４６の大きさを磁力線の大きさと表現し、磁力線の大きさを定量的に表す場合は磁束密度で表現する。
【００６２】
マグネットロールの磁界の強さを法線方向成分ベクトル４７と接線方向成分ベクトル４８の２成分に分離する方法は、通常はプローブ４２内に、法線方向成分と接線方向成分の磁界を測定するための測定子を２個備えることで対応する。測定子は平板状で、平板の厚み方向に対する平行成分の磁界の強さを読み取る為に、法線方向成分と接線方向成分の測定子は通常同じものを向きを変えて用いられている。本実施例１で用いたプローブ４２（株式会社エーデーエスの型式ＦＸ−９５Ｂ）は、磁界を測定するための測定子を２個備えたものである。
【００６３】
磁束密度の向きは、法線方向成分は現像スリーブ３４の表面から、シャフト５２の中心方向に向かう方向を「−（マイナス）」とし、その逆を「＋（プラス）」と定義する。マグネットロール５１の外周に発生する磁極の極性で述べると、「−」はＳ極となる方向であり、「＋」はＮ極となる方向である。
【００６４】
接線方向成分は、現像スリーブ３４の回転方向を「＋」とし、その反対方向を「−」と表現する。例えば、図１０に示すＫの向きに現像スリーブ３４が回転している場合、磁場ベクトル４６における法線方向成分ベクトル４７の磁束密度には「＋」の符号を付け、接線方向成分ベクトル４８の磁束密度には「−」の符号を付ける事で、点Ｆにおける磁束密度は、Ｎ極で現像スリーブ反回転方向に向いていることが分かる。磁力線の大きさについては、図１０で説明したように、法線方向磁束密度と接線方向磁束密度の２乗和に対する２乗根であるために、常に「＋」の符号で表す。
【００６５】
以上の様に測定されたマグネットロール５１の磁界の強さの測定結果を図１２に示す。図１２の縦軸は磁束密度、横軸は回転角度(周方向位置)、実線は法線方向磁束密度、一点鎖線は接線方向磁束密度、点線は磁力線の大きさ（磁束密度）である。図１２のＫの向きは、現像スリーブ３４の回転方向を表す。図１２の場合、現像スリーブ３４は、紙面左から右へ移動（回転）することになる。
【００６６】
また、法線方向磁束密度および接線方向磁束密度に付いては、「＋」、「−」の符号が付いているために、磁束密度の向きがＮ極かＳ極か、現像スリーブ３４の回転方向かその逆かの区別が付く様になっている。なお、図１２は本発明における実施例１の磁束密度の波形であり、詳述は後述する。
【００６７】
また、図１２はマグネットロール５１の各磁極に対応しており、剥離極の現像スリーブ表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準（角度＝０°）とすると、回転角度が小さい順に、剥離極Ｓ２、介在極Ｄｍ、汲み上げ極Ｓ３、層規制極Ｎ２、現像極Ｓ１、回収極Ｎ１の順に並んでいる。
【００６８】
通常マグネットロールにおける磁極はマグネットロール外周表面に発生している磁極のことではなく、現像スリーブ上で測定を行った、法線方向磁束密度の極大値もしくは極小値のことを指す。図１２の法線方向磁束密度の極大値もしくは極小値にそれぞれの磁極を表す。
【００６９】
（現像剤の剥離メカニズム）
次に、マグネットロール５１の磁力線が及ぼす現像剤への吸引力の発生の仕方と、介在極Ｄｍ付近における現像剤の剥離のメカニズムを詳述する。
【００７０】
図１１は、回収極Ｎ１（回収極ピース５４）、剥離極Ｓ２（剥離極ピース５５）、介在極Ｄｍ（介在極ピース５６）周りの磁力線と低トナー濃度現像剤６９の吸引される様子を模式的に表したものである。
【００７１】
現像スリーブ上の低トナー濃度現像剤６９は、低トナー濃度現像剤６９に含まれる磁性キャリアがマグネットロールの発生する磁界によって磁化されて、その磁界による磁力線にそって吸引される。図１１に示す磁力線に低トナー濃度現像剤６９が吸引されている様子を以下に詳細に説明する。尚、図１１の矢印Ｋは、現像スリーブ３４の回転方向である。
【００７２】
図１１における磁力線Ｈのケースは低トナー濃度現像剤６９が穂立ち状態になっているケースである。これは、法線方向磁束密度の絶対値が比較的高いケースを表したものである。このケースの場合、低トナー濃度現像剤６９間の磁気吸引力は、法線方向成分に発生するために、低トナー濃度現像剤６９が穂立ち状態となる。さらに法線方向磁束密度の高い、現像スリーブ３４の表面からある一定の距離までは、低トナー濃度現像剤６９の穂立ち状態を保つ事ができるが、現像スリーブ３４の回転と共に、磁力線の向きも接線方向成分が増加するために、低トナー濃度現像剤６９の穂立ちが倒れるような挙動を見せる。穂立ちが倒れる事で、低トナー濃現像剤６９は磁力線Ｇ付近の様な、現像スリーブ３４付近の磁力線に沿って吸引される。
【００７３】
図１１における磁力線Ｇのケースは、接線方向磁束密度の絶対値が比較的高いケースを表したものである。このケースの場合、回収極Ｎ１（回収極ピース５４）の直下流で、磁極が異なっている剥離極Ｓ２（剥離極ピース５５）との磁極間距離が短いために、磁力線が密に走っており、接線方向磁束密度が高い。このため低トナー濃度現像剤６９が回収極Ｎ１（回収極ピース５４）と剥離極Ｓ２（剥離極ピース５５）の間で数珠繋ぎのようにつながっている。この付近の低トナー濃度現像剤６９は、現像スリーブ３４が回転することで、現像スリーブ３４の表面付近を搬送されていく。磁力線Ｈのケースで穂立ちが倒れた低トナー濃度現像剤６９も、磁力線Ｇのケースの低トナー濃度現像剤６９の状態で搬送されていく。
【００７４】
さらに現像スリーブ３４が回転し、図１１のＪ部まで低トナー濃度現像剤６９が搬送されると、現像スリーブ３４の表面には磁力線が密に流れていないために、法線方向磁束密度の絶対値と、接線方向磁束密度の絶対値の両者がともに低い状態となる。
【００７５】
このため、現像スリーブ３４の法線方向の吸引力が微小になると共に、直下流には、剥離極Ｓ２（剥離極ピース５５）と同極の介在極Ｄｍ（介在極ピース５６）しかなく、逆極の磁極も近くに無い状態である事から、接線方向の吸引力も微小になる。よって、磁力線Ｇのケースの様に低トナー濃度現像剤６９が数珠つながりになることがないので、低トナー濃度現像剤６９が現像スリーブ３４の表面より剥離する。
【００７６】
図１３は介在極Ｄｍ（介在極ピース１０２）の極性が、剥離極Ｓ２（剥離極ピース１０１）および汲み上げ極Ｓ３（汲み上げ極ピース１０３）の極性と逆になった場合の一例を表す。図１３のＭ部において、現像スリーブ３４の表面に逆極が発生しており、剥離極ピース１０１表面から、介在極ピース１０２表面までの距離と、介在極ピース１０２と汲み上げ極ピース１０３までの距離が短いために、図１１における磁力線Ｇのケースと同様に、低トナー濃度現像剤６９が磁極間において数珠繋ぎの状態となる。このため、低トナー濃度現像剤６９は、現像スリーブ３４の上（表面）に残り、低トナー濃度現像剤６９の確実な剥離が行われない。よって、介在極Ｄｍの上流側と下流側の磁極は介在極Ｄｍと同極にする必要がある。以上が低トナー濃度現像剤６９の剥離メカニズムである。
【００７７】
（マグネットロールの波形）
次に、本発明に係る現像剤担持体３１で用いられるマグネットロール５１の波形の特徴を述べる。低トナー濃度現像剤６９の剥離不良を極めて少なくするためには、前述のとおり、介在極Ｄｍ付近において、法線方向磁束密度の絶対値と、接線方向磁束密度の絶対値の両者をともに低くする必要がある。言い換えれば、介在極Ｄｍ付近における磁力線の大きさを小さくすることが必要である。
【００７８】
介在極Ｄｍ付近において、法線方向磁束密度が高い場合は現像スリーブ３４の表面に吸引する力が強くなり低トナー濃度現像剤６９を現像スリーブ３４から剥離しにくくなり、接線方向磁束密度が高い場合は磁極間距離が短いケースがあるために低トナー濃度現像剤６９が磁極間において数珠繋ぎになり現像スリーブ３４から剥離し難くなるからである。
【００７９】
さらに、現像装置６１の構成で述べた様に、汲み上げ極Ｓ３に低トナー濃度現像剤６９が再吸着を極力少なくするためには、低トナー濃度現像剤６９の剥離位置をなるべく剥離極側に寄せる事が重要である。つまり、図１２の磁力線の大きさ（磁束密度）の波形において、介在極Ｄｍ付近に存在する磁力線の大きさの波形における最小の位置であるＬ１をなるべく剥離極Ｓ２に寄せることにより、低トナー濃度現像剤６９の剥離不良、および低トナー濃度現像剤６９が汲み上げ極Ｓ３に再吸着するのを極力少なくすることにより、画質不具合を極力少なくした現像剤担持体３１および現像装置６１を提供することができる。
【００８０】
図１４は、図１２における介在極Ｄｍ付近の拡大図である。図１４に示す磁力線の大きさ（磁束密度）の波形において、前記したＬ１をなるべく剥離極Ｓ２に寄せる方法は、本実施例において以下の様に実施した。すなわち、剥離極Ｓ２にもっとも近い接線方向磁束密度が０ｍＴ（ミリテスラ）となるポイント（図１４のＰ２の位置）から、現像スリーブ３４の回転方向直下流に存在する接線方向磁束密度が０ｍＴ（ミリテスラ）となるポイント（図１４のＰ１の位置）をなるべく介在極Ｄｍ付近における法線方向磁束密度の極大値（図１４のＱ１の位置）に近づけるのである。これにより、介在極Ｄｍ付近における磁力線の大きさを低下させることができ、現像スリーブ３４から低トナー濃度現像剤６９を剥離できる。
【００８１】
さらに、Ｐ１の位置をＱ１の位置よりも現像スリーブ３４の回転方向上流側に寄せるのが望ましい。その理由は、Ｐ１をなるべく剥離極Ｓ２側に寄せると、図１４の区間Ｍ（Ｐ２の位置から、Ｑ１の位置までの範囲）における接線方向磁束密度は非常に小さい値となり、結果として介在極Ｄｍ付近における磁力線の大きさが減少し、Ｌ１の位置が現像スリーブ３４の回転方向上流側に寄せられるためである。
【００８２】
さらに詳述すると、図１４のＰ１の位置を剥離極Ｓ２側に寄せても、剥離極Ｓ２における法線方向磁束密度の極小値の位置（図１４のＲ１の位置）は変えないために、Ｒ１の位置に最も近い接線方向磁束密度Ｐ２の位置も変わらない状態となる。結果としてＰ１の位置とＰ２の位置の距離が短くなり、図１４に示す区間Ｍの接線方向磁束密度の絶対値を低下させる事ができる。区間Ｍの接線方向磁束密度の絶対値が低下すれば、区間Ｍの磁力線の大きさも低下するために、Ｌ１の位置が現像スリーブ３４の回転方向上流側に移動しやすくなる。よって、現像スリーブ３４から低トナー濃度現像剤６９の剥離が好適に実現でき、なおかつ現像スリーブ３４の回転方向下流側に存在している汲み上げ極Ｓ３への低トナー濃度現像剤６９の再吸着を極力少なくすることができる。
【００８３】
尚、図１４のＱ１の位置は、介在極ＤｍがＳ極であるために、法線方向磁束密度の符号は「−」となる。よって、Ｑ１の位置は、介在極Ｄｍにおける法線方向磁束密度の極大値を示す位置となる。反対に介在極ＤｍがＮ極である場合、Ｑ１の位置は、介在極Ｄｍにおける法線方向磁束密度の極小値を示す位置となる事は言うまでも無い。
【００８４】
以上により、剥離極Ｓ２の下流側のより早いタイミングで磁力線の大きさが減少するので、低トナー濃度現像剤６９への吸引力が早いタイミングで小さくなる。その結果として、低トナー濃度現像剤６９は、早いタイミングで現像スリーブ３４からの剥離を開始することとなり、現像スリーブ３４の回転方向下流側の汲み上げ極Ｓ３に再吸着され難くなる。さらに、区間Ｍでの磁力線の大きさが低下するだけでなく、磁力線の大きさの最小値Ｌ１が現像スリーブ３４の回転方向上流側へ移動しやすくなる為に、早いタイミングで低トナー濃度現像剤６９の剥離が完了し、現像スリーブ３４の回転方向下流側の汲み上げ極Ｓ３に低トナー濃度現像剤６９が再吸着され難くなる。
【００８５】
本発明の優位な点は、Ｑ１より現像スリーブ３４の回転方向の上流側で低トナー濃度現像剤６９の剥離を行う波形制御を行っているところにある。理由は、前記したＱ１付近を、低トナー濃度現像剤６９が剥離する好適な場所に設定する事ができ、低トナー濃度現像剤６９を現像スリーブ３４から剥離するポイントを変更したい場合、前記Ｑ１したの位置を変更するだけで対応可能だからである。
【００８６】
これは、現像装置６１のレイアウト（ハウジングの形状、現像剤撹拌部材の配置等）によって、低トナー濃度現像剤６９が剥離する箇所が異なるため、その対応工数の削減にも寄与する事ができる。その一例を以下に説明する。
【００８７】
例えば、低トナー濃度現像剤の剥離するタイミングが早すぎる場合、図１７に示すように、まれに不具合を発生させるケースがある。図１７は、現像装置１１１の断面図である。図７に示した現像装置６１との違いは、ハウジング１１２の形状が異なっており、剥離極Ｓ２付近に斜面１１３が設けられている場合である。近年の現像装置の小サイズ化の要求に伴い、図１７に示した現像装置１１１のような斜面１１３を有するハウジング１１２を設計せざるを得ない場合がある。
【００８８】
図１７に示した現像装置１１１のマグネットロール１１４については、全６極の機能はマグネットロール５１と同じであるが、剥離極Ｓ２から介在極Ｄｍにかけての低トナー濃度現像剤６９の剥離ポイントが早すぎる波形を有しているものとする。
【００８９】
現像装置１１１の場合、低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離が早すぎると、剥離した低トナー濃度現像剤６９はハウジング１１２における斜面１１３に衝突する。そうすると、衝突した低トナー濃度現像剤６９は跳ね返り、汲み上げ極Ｓ３に再吸着される。つまり、低トナー濃度現像剤６９の剥離するタイミングが遅れたケースと同様の不具合を発生させる。
【００９０】
この場合の対応方法は、前記したＱ１を現像スリーブ３４の回転方向下流側に移動させる。そうすると、低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離タイミングを遅らせることができ、前記した不具合を回避できる。この場合において、低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４への再吸着の不具合が発生するのであれば、前記したＰ１を現像スリーブ３４の回転方向下流側に移動することによって、かかる不具合を回避する事ができる。言うまでも無く、前記したＱ１を変更させずに、前記したＰ１のみを現像スリーブ３４の回転方向下流側に移動することで、不具合を解消しても良い。
【００９１】
以上の様に、本発明においては、Ｐ１を剥離極側によせる事で、低トナー濃度現像剤６９の剥離不良を発生しにくい波形を先ず規定し、剥離不具合が発生した場合、明確に対応の方向性を決める事ができる。よって、本発明は、現像装置６１のレイアウトを変更しても、一般に言う調整行為でマグネットロール５１の最適波形を作り上げることが可能となる。
【００９２】
Ｐ１の位置を剥離極Ｓ２側に寄せる方法は、成形工程における介在極Ｄｍの磁場配向手段を剥離極Ｓ２側に寄せることや、着磁工程における介在極Ｄｍの着磁ヨークを剥離極Ｓ２側に寄せることや、介在極Ｄｍ付近のマグネットロール５１の形状を凸形状や凹形状といった異形状化によって対応すればよい。
【００９３】
（現像剤担持体の評価）
以上説明したように、図１、図２に示した構成のマグネットロール５１を製作した。マグネットロール５１の磁場波形を測定するポイントは現像剤担持体３１におけるφ１８の現像スリーブ３４の表面であり、プローブ４２を用いて法線方向磁束密度と接線方向磁束密度を測定した（図１２）。現像スリーブ３４の回転方向は、図１０および図１１に示す矢印Ｋの向きであり、かつ、剥離極Ｓ２の現像スリーブ３４の表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準（回転角度＝０°）としている。
【００９４】
かかる位置（角度）を基準として、介在極Ｄｍにおける法線方向磁束密度の極大値の角度Ｑ１と、剥離極Ｓ２にもっとも近い接線方向磁束密度が０ｍＴ（ミリテスラ）となる角度Ｐ２から、現像スリーブ３４の回転方向直下流に存在する接線方向磁束密度が０ｍＴ（ミリテスラ）となる角度Ｐ１を求めた。
【００９５】
その結果、Ｑ１＝６０．２１°、Ｐ１＝５７．９６°、Ｐ２＝２９．９７°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２７．９９°、Ｐ１−Ｑ１＝−２．２５°であった。なお、Ｑ１の測定結果において、特に図１５（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））のような介在極Ｄｍ付近の法線方向磁束密度がフラットな磁場波形の場合、同一の極大値が複数発生するケースがある。この場合、Ｑ１は現像スリーブ回転方向において最も上流側の値を採用する。理由は前述した様に、Ｑ１の上流側である区間Ｍ１の磁力線の大きさを減少させる事が、本発明においては好適である為である。
【００９６】
（評価方法）
低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離不良（低トナー濃度現像剤６９の剥離不具合および低トナー濃度現像剤６９が現像スリーブ３４に再吸着する不具合）があれば、画像形成装置において濃度低下といわれる画質不具合が発生することから、得られた現像剤担持体３１および現像装置６１の評価方法として、現像剤担持体３１有する現像装置６１を備えた画像形成装置における印字結果の濃度で評価することとした。
【００９７】
つまり、図１２に示す磁場波形を有したマグネットロール５１（図１、図２）のシャフト５２に、現像スリーブ３４、フランジ３２およびベアリング３３を組み付けて現像剤担持体３１とし（図５）、当該現像剤担持体３１、層厚規制部材６７および現像剤撹拌部材６３、６４をハウジング６２に備えた現像装置６１（図６）を画像形成装置に組み付けて印字した。画像形成装置として、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ Ｃ４３００(富士ゼロックス株式会社製)を用いた。
【００９８】
濃度を評価するため試料の印字方法は、マゼンタ現像剤を用いて、Ａ３サイズの用紙（シート）を網点面積率１００％で印字（ベタ印字）して作成した。本実施例においては、専用のメンテナンスソフトを使用して印字したが、市販のＰＣ（パソコン）およびアプリケーションソフトを使用しても印字しても良い。アプリケーションソフトの一例を挙げると、ＡＤＯＢＥ ＩＬＬＵＳＴＲＡＴＯＲ（登録商標）や、ＡＤＯＢＥ
ＰＨＯＴＯＳＨＯＰ（登録商標）といった、ＰＯＳＴＳＣＲＩＰＴ（登録商標）形式による出力言語をもちいて、色変換を実施せずに印字できるアプリケーションソフトであれば本実施例と同様な試料を得る事ができる。
【００９９】
また、試料の濃度は、Ｘ−ＲＩＴＥ社製のモデル９３８におけるＤＥＮＳＩＴＹモードを使用して測定した。濃度を測定した箇所は、Ａ３用紙における用紙送り方向端から１３５ｍｍ、操作側端から１７０ｍｍの定点である。濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。尚、他の現像剤（例えば黒色）を使用した場合は、表１の値と異なる濃度の値が出るが、どの色の現像剤を用いても、濃度が濃ければ数値が高くなり、濃度が薄ければ数値が低くなるので、同じ色を用いて作成した試料の濃度を比較することにより良否判定ができる。
【０１００】
（比較例１）
実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図１５の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行った。比較例１で用いたマグネットロールは、図１５に示すように、介在極Ｄｍ付近の法線方向磁束密度の波形がフラットな形状であり、実施例１のマグネットロール５１の波形（図１２）より好適な状態になっている。法線方向磁束密度波形はフラットになっていることから、それに応じて磁力線の大きさの波形もフラットな形状になっている。
【０１０１】
磁力線の大きさの波形がフラットになっている場合、現像スリーブ３４から低トナー濃度現像剤６９を剥離させる事については好適である。低磁束密度区間が続く為であることは言うまでも無い。しかし、同時に現像スリーブ３４の回転方向下流側にまで広がっており、結果として磁力線の大きさの最小値である位置を表すＬ２が現像スリーブ３４の回転方向下流側にある事がわかる。このことは、低トナー濃度現像剤６９が現像スリーブ３４の回転方向下流方向に位置している汲み上げ極Ｓ３に再吸着される事を表す。
【０１０２】
本比較例１のようなフラットな波形で低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離を行い、なおかつ汲み上げ極Ｓ３に低トナー濃度現像剤６９を再吸着されないようにするためには、例えば、前記Ｌ２の位置と汲み上げ極Ｓ３までの距離をさらに離すことで対応可能である。しかし、現像装置のレイアウトに大きな制限が掛かることになり、実施例１より現像装置のスペースが大きくなるという問題がある。
【０１０３】
図１６は、実施例１と比較例１の波形を重ねあわせたグラフである。図１６は、煩雑を避けるため、磁力線の大きさの波形のみを示した。つまり、実線が実施例１における磁力線の大きさ(図１２における磁力線の大きさと同じ波形)、点線が比較例１における磁力線の大きさ(図１５における磁力線の大きさと同じ波形)である。尚、現像スリーブ３４の回転方向は、図１２と同様に図中に示す矢印Ｋの方向である。
【０１０４】
図１６より明らかな様に、両者の最小値となっている位置Ｌ１、Ｌ２を比較すると、実施例１（Ｌ１）の方が比較例１（Ｌ２）よりも現像スリーブ３４の回転方向上流に位置している（角度が小さい）ことが分かる。これにより実施例１の方が早いタイミングで剥離されており、汲み上げ極Ｓ３に低トナー濃度現像剤６９が再吸着され難いことがわかる。
【実施例２】
【０１０５】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例２は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図１８の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。尚煩雑を避けるため、図１８に示す磁場波形において、法線方向磁束密度と接線方向磁束密度のみ図示した。以下の実施例３〜９および比較例２〜４においても同様に、法線方向磁束密度と接線方向磁束密度のみ図示した。
【０１０６】
その結果、Ｑ１＝６０．６６°、Ｐ１＝５６．４３°、Ｐ２＝３２．７６°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２３．６７°、Ｐ１−Ｑ１＝−４．２３°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例３】
【０１０７】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例３は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図１９（縦軸は磁束密度（ｍＴ）、横軸は角度（°））の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１０８】
その結果、Ｑ１＝５８．２３°、Ｐ１＝５７．１５°、Ｐ２＝３２．４０°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２４．７５°、Ｐ１−Ｑ１＝−１．０８°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例４】
【０１０９】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例４は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２０の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１０】
その結果、Ｑ１＝５８．２３°、Ｐ１＝５７．９６°、Ｐ２＝３３．１２°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２４．８４°、Ｐ１−Ｑ１＝−０．２７°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例５】
【０１１１】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例５は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２１の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１２】
その結果、Ｑ１＝５５．５３°、Ｐ１＝５６．８８°、Ｐ２＝３３．２１°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２３．６７°、Ｐ１−Ｑ１＝１．３５°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例６】
【０１１３】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例６は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２２の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１４】
その結果、Ｑ１＝５６．２５°、Ｐ１＝５９．２２°、Ｐ２＝３４．２０°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．０２°、Ｐ１−Ｑ１＝２．９７°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例７】
【０１１５】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例７は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２３の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１６】
その結果、Ｑ１＝５４．２７°、Ｐ１＝５７．９６°、Ｐ２＝３２．５８°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．３８°、Ｐ１−Ｑ１＝３．６９°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例８】
【０１１７】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例８は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２４の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１１８】
その結果、Ｑ１＝５４．０９°、Ｐ１＝５８．１４°、Ｐ２＝３２．６７°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．４７°、Ｐ１−Ｑ１＝４．０５°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【実施例９】
【０１１９】
本発明の他の実施例を以下に示す。すなわち、本実施例９は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２５の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１２０】
その結果、Ｑ１＝５５．３５°、Ｐ１＝５９．５８°、Ｐ２＝３４．５６°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．０２°、Ｐ１−Ｑ１＝４．２３°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果であった。
【０１２１】
（比較例２）
本比較例２は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２６の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１２２】
その結果、Ｑ１＝６４．３５°、Ｐ１＝７３．５３°、Ｐ２＝３５．０１°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−３８．５２°、Ｐ１−Ｑ１＝９．１８°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果が得られなかった。
【０１２３】
（比較例３）
本比較例３は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２７の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１２４】
その結果、Ｑ１＝５５．２６°、Ｐ１＝５９．６７°、Ｐ２＝３４．３８°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２５．２９°、Ｐ１−Ｑ１＝４．４１°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果が得られなかった。
【０１２５】
（比較例４）
本比較例４は、実施例１の構成において、マグネットロール５１を、図２８の磁場波形を備えたマグネットロールと交換し、実施例１と同様に試料を作成して濃度測定を行ったものである。
【０１２６】
その結果、Ｑ１＝５５．７１°、Ｐ１＝６１．６５°、Ｐ２＝３３．９３°であり、Ｐ２−Ｐ１＝−２７．７２°、Ｐ１−Ｑ１＝５．９４°であった。また、濃度の測定結果を表１に示すが、良好な結果が得られなかった。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
尚、表１の評価は、濃度の値が１．１７以上１．６７以下のものを「○」、それ以外のものを「×」で表した。この濃度の値の基準は、人が目視した場合に、適正な濃度に感じる範囲（官能試験）に基づいて定められたものである。
表１よりＰ１−Ｑ１の値が４．２３°以下であれば、濃度の値を好適にする事ができ、Ｐ１−Ｑ１の値が４．２３°を超えると、濃度が低下して所定の濃度を確保する事ができない結果となった。これは、Ｐ１−Ｑ１の値が０〜４．２３°の場合、磁力線の大きさの低下による低トナー濃度現像剤６９の現像スリーブ３４からの剥離であるため、Ｐ１−Ｑ１の値が４．２３を超えると、現像スリーブ３４の回転方向下流側における汲み上げ極Ｓ３により低トナー濃度現像剤６９が再吸着されるからである。
【０１２９】
また、Ｐ１−Ｑ１の値が負の領域においては、Ｐ１−Ｑ１＝−４．２３°までの検証ではあるが、濃度の値が非常に安定している事がわかる。現像装置６１のレイアウトや諸条件によって、Ｐ１−Ｑ１の値を取る事ができる範囲は限られる。もし、Ｐ１−Ｑ１の値を下げすぎて、図１７の様にハウジングに衝突して、汲み上げ極Ｓ３に再吸着されたとしても、Ｐ１−Ｑ１の値を若干上昇させれば安定した濃度が得られる事は明白である。
【実施例１０】
【０１３０】
本発明に係る第１０実施例を、図２９を用いて説明する。
（画像形成装置）
図２９に示すように、本発明に係る画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタ１３１であり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１１０、画像形成プロセス部１１０を制御する制御部１３０、パーソナルコンピュータ１０２や画像読取装置１０３から受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部１４０を備えている。
【０１３１】
画像形成プロセス部１１０は、一定の間隔をおいて並列配置される４つの画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋを備えている。
【０１３２】
そして、これらの画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれは、静電潜像を形成してトナー像を担持する感光体（像担持体）としての感光体ロール７１と、この感光体ロール７１の表面を所定電位で一様に帯電する帯電装置１１３と、帯電装置１１３によって表面が帯電された感光体ロール７１を露光する露光装置としてのＬＥＤプリントヘッド１と、ＬＥＤプリントヘッド１によって得られた静電潜像を現像する現像装置６１と、転写後の感光体ロール７１の表面を清掃するクリーナー（ブレード）１１６とを備えている。
【０１３３】
さらに、現像装置６１の下流側近傍には、感光体ロール７１に対向して、感光体ロール７１上に形成されたテスト用パッチ（濃度見本）のトナー像濃度を検出する濃度検出回路１１７が備えられている。この濃度検出回路１１７は制御部１３０に接続され、トナー像濃度検出値を出力する。
【０１３４】
ここで、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、現像装置１１５に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【０１３５】
また、画像形成プロセス部１１０は、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの感光体ロール７１にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト１２１と、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの各色のトナー像を中間転写ベルト１２１に順次転写（一次転写）させる一次転写帯電装置としての一次転写ロール１２２と、中間転写ベルト１２１上に転写された重畳トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写帯電装置としての二次転写ロール１２３と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１２５とを備えている。
【０１３６】
画像形成プロセス部１１０は、制御部１３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、パーソナルコンピュータ１０２や画像読取装置１０３から入力された画像データは、画像処理部１４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋに供給される。
【０１３７】
そして、例えばイエローの画像形成ユニット１１１Ｙでは、帯電装置１１３により所定電位で一様に帯電された感光体ロール７１の表面が、画像処理部１４０から得られた画像データに基づいて発光するＬＥＤプリントヘッド１により露光されて、感光体ロール７１上に静電潜像が形成される。
【０１３８】
この静電潜像は、現像装置６１により現像され、感光体ロール７１上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれの感光体ロール７１においても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。
【０１３９】
各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれの感光体ロール７１に形成された各色トナー像は、図２９の矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト１２１上に、一次転写ロール１２２により順次静電吸引され、中間転写ベルト１２１上に重畳されたトナー像が形成される。
【０１４０】
この重畳トナー像は、中間転写ベルト１２１の回動に伴って二次転写ロール１２３が配設された領域（二次転写部）に搬送される。そして、重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。
【０１４１】
そして、二次転写部にて二次転写ロール１２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト１２１から剥離され、搬送ベルト１２４により定着装置１２５まで搬送される。
【０１４２】
定着装置１２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置１２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、デジタルカラープリンタ１３１の排出部に設けられた図示しない排紙載置部に搬送される。
【０１４３】
つまり、本実施例１０に係る画像形成装置は、本発明に係る現像装置６１を備えているので、現像スリーブ３４からの低トナー濃度現像剤６９の剥離不良に起因する濃度低下といわれる画質不具合の発生を極めて少なくすることができる。
【０１４４】
前記した実施例は説明のために例示したものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書および図面の記載から当事者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。
【０１４５】
例えば、本実施例においては、マゼンタ現像剤を使用したが、その他の色（黒、シアン、イエロー）でも構わない。前述の通り、濃度の測定結果は異なった値となるが、Ｐ１−Ｑ１の値が大きくなればなるほど濃度が低下する傾向は同じである。
【０１４６】
また、本実施例においては、磁極数が６極（介在極Ｄｍ含む）の形態のマグネットロールにて説明したが、画像形成装置が変われば、磁極数が変化する事もある。ただし、本実施例における剥離極、介在極、汲み上げ極の様な、同極の極性を３極連続で有しており、その部分で現像剤の剥離を行う機能を有したマグネットロールであれば良く、磁極数が４極でも８極のマグネットロールでもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明は、複写機、プリンタ等に使用される画像形成装置、現像装置、現像剤担持体およびマグネットロールに適用される。
【符号の説明】
【０１４８】
３１ 現像剤担持体
３２ フランジ
３３ ベアリング
３４ 現像スリーブ
４２ プローブ
４３ ガウスメータ
４４ ＰＣ(パソコン)
４５ 磁界測定専用スリーブ
４６ 磁界ベクトル
４７ 法線方向成分ベクトル
４８ 接線方向成分ベクトル
５１ マグネットロール
５２ シャフト
５３ 現像極ピース
５４ 回収極ピース
５５ 剥離極ピース
５６ 介在極ピース
５７ 汲み上げ極ピース
５８ 層規制極ピース
５９ D面
６１ 現像装置
６２ ハウジング
６３ 現像剤攪拌部材
６４ 現像剤攪拌部材
６５ 第１の攪拌室
６６ 第２の攪拌室
６７ 現像剤規制部材
６８ 適正トナー濃度現像剤
６９ 低トナー濃度現像剤
７１ 感光体ロール
８１ 固定型
８２ 可動型
８３ 配向ヨーク
８４ キャビティ
８５ 配向用コイル
９１ 着磁金型
９２ ヨーク固定金型
９３ 着磁ヨーク
９４ 着磁鉄心
９５ 着磁用コイル
９６ 固定用樹脂
１０１ 剥離極ピース
１０２ 介在極ピース
１０３ 汲み上げ極ピース
１０４ シャフト
１１１ 現像装置
１１２ ハウジング
１１３ 斜面
１１４ マグネットロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも同極の剥離極、介在極（ダミー極）および汲み上げ極をこの順に備えたマグネットロールと、
該マグネットロールの外側で回転する円筒形状の現像スリーブとを備えた現像剤担持体において、
前記剥離極の前記現像スリーブ表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準として、前記現像スリーブの回転方向の角度を測定した場合に、
前記剥離極に最も近く、前記マグネットロールの前記現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ２、
該Ｐ２から前記現像スリーブ回転方向の直下流に位置する前記マグネットロールの前記現像スリーブ表面における前記接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ１、
前記介在極に最も近く、前記マグネットロールの前記現像スリーブ表面における法線方向磁束密度の絶対値が最も小さくなる角度をＱ１としたとき、
Ｐ２−Ｐ１＜Ｐ１−Ｑ１≦４．２３°
であることを特徴とする現像剤担持体
【請求項２】
請求項１に記載の現像剤担持体と、
該現像剤担持体と対向して設けられた層厚規制部材と、
現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材とをハウジング内に備えた現像装置
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置と、
該現像装置の前記現像剤担持体と対向した感光体とを備えた画像形成装置
【請求項１】
少なくとも同極の剥離極、介在極（ダミー極）および汲み上げ極をこの順に備えたマグネットロールと、
該マグネットロールの外側で回転する円筒形状の現像スリーブとを備えた現像剤担持体において、
前記剥離極の前記現像スリーブ表面における法線方向磁束密度が０ｍＴになる位置を基準として、前記現像スリーブの回転方向の角度を測定した場合に、
前記剥離極に最も近く、前記マグネットロールの前記現像スリーブ表面における接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ２、
該Ｐ２から前記現像スリーブ回転方向の直下流に位置する前記マグネットロールの前記現像スリーブ表面における前記接線方向磁束密度が０ｍＴになる角度をＰ１、
前記介在極に最も近く、前記マグネットロールの前記現像スリーブ表面における法線方向磁束密度の絶対値が最も小さくなる角度をＱ１としたとき、
Ｐ２−Ｐ１＜Ｐ１−Ｑ１≦４．２３°
であることを特徴とする現像剤担持体
【請求項２】
請求項１に記載の現像剤担持体と、
該現像剤担持体と対向して設けられた層厚規制部材と、
現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材とをハウジング内に備えた現像装置
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置と、
該現像装置の前記現像剤担持体と対向した感光体とを備えた画像形成装置
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１１−３９１９２（Ｐ２０１１−３９１９２Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８５０２７（Ｐ２００９−１８５０２７）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００２５１２８８）鈴鹿富士ゼロックス株式会社 (156)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００２５１２８８）鈴鹿富士ゼロックス株式会社 (156)
【Ｆターム（参考）】
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