(57)【要約】【課題】現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減できる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を担持する現像剤担持体１５と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材１７を有する現像剤供給搬送路１９と、現像剤担持体上から回収された回収現像剤及び現像剤担持体に供給されなかった余剰現像剤を現像剤供給搬送部材の最上流側に渡す現像剤回収搬送部材２０を有する現像剤回収搬送路２２と、現像剤回収搬送路の下流側端部と現像剤供給搬送路の上流側端部とを連通する第１開口部２３と、現像剤供給搬送路の下流側端部と現像剤回収搬送路の上流側端部とを連通する第２開口部２４とを有する現像装置７において、第１開口部を介して現像剤供給搬送路に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を第１開口部に設けた。【選択図】図１
2010049024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤及び該現像剤担持体に供給されずに該現像剤供給搬送部材の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材とは逆方向に攪拌しながら搬送し、該現像剤を該現像剤供給搬送部材の搬送方向最上流側に渡す現像剤回収搬送部材とを有し、
該現像剤回収搬送部材及び該現像剤供給搬送部材の２つの現像剤搬送部材を配置する各空間はケーシングによって仕切られて２つの現像剤搬送路を形成し、該２つの現像剤搬送路は、該現像剤回収搬送部材を配置する現像剤回収搬送路及び該現像剤供給搬送部材を配置する現像剤供給搬送路から成り、
該現像剤回収搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤供給搬送路の搬送方向上流側端部とが第１開口部を介して連通し、該現像剤供給搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤回収搬送路の搬送方向上流側端部とが第２開口部を介して連通した現像装置において、
該第１開口部を介して該現像剤回収搬送路から該現像剤供給搬送路に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段を該第１開口部に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記分散促進手段として、上記第１開口部の内壁を、少なくとも該内壁の近傍を通過している現像剤の流れを乱すような形状で構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２の現像装置において、
上記第１開口部を複数設けることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１の現像装置において、
上記分散促進手段として、上記第１開口部に分散促進部材を配設したことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４の現像装置において、
上記分散促進部材が単一または複数の線状部材からなることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４または５の現像装置において、
上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、隣り合う該線状部材の間隔が全て一定でないことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項４、５または６の現像装置において、
上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、各線状部材を互いに非平行で配設したことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項４、５、６または７の現像装置において、
上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤担持体側における上記間隔が該第１開口部の該現像剤担持体から離れる側における上記間隔よりも大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項４、５、６、７または８の現像装置において、
上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向下流側の上記間隔が該現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向上流側の上記間隔よりも大きいことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置において、
現像剤中のキャリアの体積平均粒径が、２０［μｍ］〜６０［μｍ］であることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、
トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、数１により求められる無機微粒子の被覆率Ａの値が、４０〜２００となるように被覆させたトナーを用いることを特徴とする現像装置。
【数１】
2010049024.tif 000009
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の現像装置において、
数２により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるように、キャリア表面をトナーが被覆した現像剤を用いることを特徴とする現像装置。
【数２】
2010049024.tif 000010
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の現像装置において、
上記現像剤供給搬送路は上記現像剤回収搬送路の上方に設けられており、
上記第２開口部を介して該現像剤供給搬送路側から該現像剤回収搬送路側に落下する現像剤の１秒間当りの量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］であることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の現像装置において、
上記現像剤量規制手段を通過する現像剤担持体上の現像剤の量が、２０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の現像装置において、
上記現像剤供給搬送路からあふれた現像剤が、重力によって現像剤担持体上に落下し、その落下した現像剤を現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段の磁力によって保持し汲み上げることを特徴とする現像装置。
【請求項１６】
現像手段と、像担持体、帯電手段またはクリーニング手段の少なくとも１つと一体に形成され、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１７】
潜像を担持する像担持体と、
該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
該像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置、その現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置として、図３０に示す構造ものが知られている。この現像装置１０４では、供給回収スクリュー１０７を備える供給回収搬送路１０５と攪拌スクリュー１０６を備える攪拌搬送路１０６との２つの現像剤搬送路を備える。そして、この２つの現像剤搬送路で現像剤を互いに逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。この現像装置１０４では供給回収搬送路１０５内の現像剤が現像ローラ１０３の表面に供給され、現像ローラ１０３と不図示の感光体との対向部である現像領域で現像に用いられる。そして、現像領域を通過しトナーが消費された現像ローラ１０３上の現像剤は、供給回収搬送路１０５に回収される。
この現像装置１０４では、現像ローラ１０３に現像剤を供給する搬送路と、現像ローラ１０３に供給され現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収する搬送路とが共通である。よって、現像ローラ１０３に供給する搬送路の搬送方向下流側ほど現像ローラ１０３に供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。現像ローラに供給するトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下する。
【０００３】
特許文献１に記載の現像装置においては、現像ローラに現像剤を供給する供給搬送路と現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収する回収搬送路とを分けて設けている。供給搬送路は、仕切り部材を挟んで回収搬送路の上方に位置している。仕切り部材は現像ローラの軸方向の両端部に供給搬送路と回収搬送路とを連通する開口部を備え、供給搬送路と回収搬送路とで現像剤を互いに逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。回収搬送路は、現像ローラから回収する現像剤とともに、供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路としての機能を備える。
このような現像装置では、現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収搬送路で回収するため、供給搬送路に混入することがない。これにより、供給搬送路内の現像剤に現像領域を通過しトナーが消費された現像剤が混入することでトナー濃度が変化するようなことがなく、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度が一定となるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１２７５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の現像装置においては、回収搬送路の搬送方向下流側で回収された現像剤ほど攪拌する時間が短くなる。回収搬送路の搬送方向下流側端部に到達した現像剤は供給搬送路の搬送方向上流側端部に受け渡されるため、回収搬送路の搬送方向下流側で回収された現像剤は、すぐに供給搬送路に受け渡されることになる。そのため、攪拌が不十分で現像剤中のトナーとキャリアとがよく混ざり合っておらずトナー濃度にムラのある現像剤が供給搬送路から現像ローラに供給されてしまい、現像後の画像に画像濃度ムラが発生するといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減できる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された回収現像剤及び該現像剤担持体に供給されずに該現像剤供給搬送部材の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材とは逆方向に攪拌しながら搬送し、該現像剤を該現像剤供給搬送部材の搬送方向最上流側に渡す現像剤回収搬送部材とを有し、該現像剤回収搬送部材及び該現像剤供給搬送部材の２つの現像剤搬送部材を配置する各空間はケーシングによって仕切られて２つの現像剤搬送路を形成し、該２つの現像剤搬送路は、該現像剤回収搬送部材を配置する現像剤回収搬送路及び該現像剤供給搬送部材を配置する現像剤供給搬送路から成り、該現像剤回収搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤供給搬送路の搬送方向上流側端部とが第１開口部を介して連通し、該現像剤供給搬送路の搬送方向下流側端部と該現像剤回収搬送路の搬送方向上流側端部とが第２開口部を介して連通した現像装置において、該第１開口部を介して該現像剤回収搬送路から該現像剤供給搬送路に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段を該第１開口部に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記分散促進手段として、上記第１開口部の内壁を、少なくとも該内壁の近傍を通過している現像剤の流れを乱すような形状で構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記第１開口部を複数設けることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の現像装置において、上記分散促進手段として、第１開口部に分散促進部材を配設したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、上記分散促進部材が単一または複数の線状部材からなることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４または５の現像装置において、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、隣り合う該線状部材の間隔が全て一定でないことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項４、５または６の現像装置において、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、各線状部材を互いに非平行で配設したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項４、５、６または７の現像装置において、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤担持体側における上記間隔が該第１開口部の該現像剤担持体から離れる側における上記間隔よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項４、５、６、７または８の現像装置において、上記分散促進部材は、上記第１開口部の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の上記線状部材からなり、該第１開口部の上記現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向下流側の上記間隔が該現像剤回収搬送路における現像剤搬送方向上流側の上記間隔よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置において、現像剤中のキャリアの体積平均粒径が、２０［μｍ］〜６０［μｍ］であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の現像装置において、トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、上記数１により求められる無機微粒子の被覆率Ａの値が、４０〜２００となるように被覆させたトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の現像装置において、上記数２により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるように、キャリア表面をトナーが被覆した現像剤を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の現像装置において、上記現像剤供給搬送路は上記現像剤回収搬送路の上方に設けられており、上記第２開口部を介して該現像剤供給搬送路側から該現像剤回収搬送路側に落下する現像剤の１秒間当りの量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］であることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の現像装置において、上記現像剤量規制手段を通過する現像剤担持体上の現像剤の量が、２０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の現像装置において、上記現像剤供給搬送路からあふれた現像剤が、重力によって現像剤担持体上に落下し、その落下した現像剤を現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段の磁力によって保持し汲み上げることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、現像手段と、像担持体、帯電手段またはクリーニング手段の少なくとも１つと一体に形成され、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、第１開口部を介して回収搬送路から供給搬送路に送り込まれている現像剤中のトナーの分散を分散促進手段によって促進させることができる。これにより、現像剤中のトナーの分散性が向上するので、その分、現像剤中のトナーとキャリアとがよく混ざり合い、供給搬送路から現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
本実施形態に係る画像形成装置である、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色トナーをそれぞれ用いて作像する作像ユニット１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙなどによりフルカラー画像を形成するプリンタの概略構成を図２に示す。まず、プリンタの概略構成及び動作について説明する。図３は、本実施形態に係るプリンタの作像ユニット１の概略構成図である。なお、作像ユニット１の構成はどの色についても同じであるので色を示す符号（Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ）は省いて説明する。本実施形態のプリンタにおいては、図３に示すように、像担持体としての感光体１４の周囲に、帯電装置５、露光装置６、現像装置７、転写装置８、クリーニング補助装置９、クリーニング装置１０、潤滑剤１１、潤滑剤塗布装置１２及び潤滑剤均し装置１３が図中時計回り方向に順に配設されている。
【００１２】
帯電手段である帯電装置５は、感光体１４に帯電装置５を接触又は近接させて電圧を印加する帯電方式により感光体１４の表面を一様帯電する。露光装置６は、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線等を一様に帯電された感光体１４に照射して静電潜像を形成する。露光方法としては、ＬＤ、ＬＥＤランプ、キセノンランプ等が挙げられる。現像手段である現像装置７は、現像ローラ１５に担持した現像剤を感光体１４に対向する現像領域に搬送して、感光体１４に形成された静電潜像に付着させることでトナー像を形成する。現像方式としては、トナーとキャリアとを混合して現像に用いる２成分現像方式が挙げられる。転写手段である転写装置８は、感光体１４上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２を介して転写材である印刷用紙に転写する。クリーニング手段及び劣化潤滑剤除去手段を兼ねるクリーニングブレードは、感光体１４上に残ったトナーなどを除去する。潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布装置１２は、固形の潤滑剤１１及びブラシローラ１２ａを備え、感光体１４上に潤滑剤１１を塗布する。潤滑剤塗布装置１２では、ブラシローラ１２ａにより潤滑剤１１を感光体１４に塗布しているが、ローラやベルト部材などによって潤滑剤を感光体１４に塗布する方法や、潤滑剤の粉体を直接、感光体１４に塗布する方法であってもよい。また、本実施形態のプリンタは、図２に示すように、給紙トレイ等から印刷用紙を所定のタイミングで給紙・搬送する給紙装置３や、トナー像を印刷用紙に定着する定着装置４等を備えている。
【００１３】
ここで、本実施形態のプリンタで適用可能な、感光体、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、クリーニング補助装置、潤滑剤、潤滑剤塗布装置及び潤滑剤均し装置などについて説明する。
【００１４】
（感光体）
像担持体である感光体としては、どのような感光体を使用しても良く、従来から広く用いられている、例えば直径３０［ｍｍ］〜１２０［ｍｍ］程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものを用いることができる。また、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体も採用可能である。
【００１５】
（帯電装置）
帯電手段である帯電装置としては、どのような帯電装置を使用しても良く、従来から広く用いられている、ＤＣ或いはＤＣにＡＣを重畳した、近接帯電方式、接触帯電方式、または、コロナ帯電方式などを採用した帯電装置を用いることができる。また、コロナ帯電方式としては、コロトロン帯電器やスコロトロン帯電器などを用いたものがある。
【００１６】
（露光装置）
露光手段である露光装置としては、どのような露光装置を使用しても良く、従来から広く用いられている、ＬＤ、ＬＥＤランプ、または、キセノンランプによる露光方法を採用した露光装置を用いることができる。
【００１７】
（現像装置）
現像手段である現像装置としては、トナーとキャリアとを混合して現像に用いる二成分現像方式による現像方法を採用した現像装置を用いることができる。本実施形態で用いる現像装置の詳細については後述する。
【００１８】
（転写装置）
転写手段である転写装置としては、どのような転写装置を使用しても良く、従来から広く用いられている、転写ベルト、転写チャージャ、または、転写ローラによる転写方法を採用した転写装置を用いることができる。
【００１９】
（クリーニング装置）
クリーニング手段であるクリーニング装置としては、どのようなクリーニング装置を使用しても良く、従来から広く用いられている、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、または、クロロプレンゴム等から成る、ブレード形状のクリーニングブレードや、ファーブラシ、弾性ローラ、チューブ被覆ローラ、または、不織布などが挙げられる。クリーニングブレードを採用したクリーニング装置を用いた場合には、クリーニングブレードを感光体に対してトレーリングまたはカウンタで当接させるようになっている。
【００２０】
（クリーニング補助装置）
上述したようなクリーニング装置のみで感光体上のクリーニングを十分に行うことができる場合、クリーニング補助手段であるクリーニング補助装置を用いる必要は無い。しかしながら、上述したようなクリーニング装置のみでは、感光体上のトナーのクリーニングが不十分な場合、転写装置よりも感光体回転方向下流側でクリーニング装置よりも感光体回転方向上流側に、クリーニング補助装置を搭載し、クリーニング性を向上させても良い。クリーニング補助装置としては、ファーブラシ、弾性ローラ、チューブ被覆ローラ、または、不織布などのクリーニング補助部材を備えた、従来から知られているクリーニング補助装置を用いることができる。なお、クリーニング補助部材に電圧を印加し、感光体上のトナーの極性を制御してクリーニング性を向上させてもよい。
【００２１】
（潤滑剤）
潤滑剤としては、従来から広く用いられている潤滑剤を用いることができる。特に画像形成装置に広く用いられてきた潤滑剤としては脂肪酸金属塩からなり、この脂肪酸金属塩は、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の群から選択される１以上の脂肪酸を含有し、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、リチウムの群から選択される１以上の金属を含有し、粉体状の脂肪酸金属塩を固形化して形成されている。固形化する前の粉体としては、より微小の粉体であることが好適である。ステアリン酸亜鉛は代表的なラメラ結晶紛体であるが、このような物質を潤滑剤として使用することは好適である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、剪断力が加わると層間に沿って結晶が割れて滑りやすい。この作用が低摩擦係数化に効果があり、剪断力を受けて均一に感光体表面を覆っていくラメラ結晶の特性は、少量の潤滑剤によって効果的に感光体表面を覆うことができる。脂肪酸金属塩は、直鎖状の炭化水素の構造を持つ為、層間のすべりが起こりやすく、良好な潤滑性を発揮する。また、このような直鎖状の脂肪酸金属塩の場合、金属を選択することにより、良好な耐候性を持つことできる。
【００２２】
ただし、画像形成装置によっては潤滑剤を塗布することは必ずしも必要ではない。その場合、下記に示す潤滑剤塗布装置や潤滑剤均し装置などは不要となる。
【００２３】
（潤滑剤塗布装置）
潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布装置としては、ファーブラシ、ループブラシ、ローラ、または、ベルト部材などの潤滑剤塗布部材によって感光体に潤滑剤を塗布する方法を採用した従来から知られている潤滑剤塗布装置を用いることができる。潤滑剤塗布部材としては、毛先がループ状になるように構成されたループブラシを用いてもよい。また、潤滑剤塗布装置は、クリーニング装置よりも感光体回転方向下流側、且つ、帯電装置よりも感光体回転方向上流側に設置すれば良い。
【００２４】
なお、潤滑剤塗布装置は、従来から知られているようにクリーニング装置よりも感光体回転方向上流側に設置されるクリーニング補助装置が備える上述したようなクリーニング補助部材に潤滑剤を押し当てることにより潤滑剤を感光体表面に塗布するといった、クリーニング補助装置と潤滑剤塗布装置とを併用させる形態としてもよい。
【００２５】
（潤滑剤均し装置）
上述したような潤滑剤塗布装置のみでは、感光体表面への潤滑剤塗布が不十分となる場合がある。そのため、潤滑剤塗布装置によって感光体表面に塗布された潤滑剤を感光体表面へ引き伸ばし均すために、潤滑剤均し部材を備えた潤滑剤均し装置を設ければ良い。しかしながら、潤滑剤塗布装置のみでも感光体表面への潤滑剤塗布が十分であった場合、潤滑剤均し装置は必ずしも必要ではない。
【００２６】
潤滑剤均し装置が備える潤滑剤均し部材としては、従来から知られているような、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、または、クロロプレンゴム等からなる、ブレード形状のものが適用できる。このときのブレードの形状としては、カウンタで当接する場合、感光体に接触するブレードエッジの先端を鈍角形状（９０［°］〜１８０［°］）にしたブレードを適用することができる。このような形状とすることにより、感光体へのブレード当接圧を増加させ、潤滑剤均し効率の向上を図ることができる。また、感光体へのブレードの当接は、感光体の回転方向に対してトレーリングでもカウンタでもよい。
【００２７】
潤滑剤均し装置は、クリーニング装置と併用させても良いが、潤滑剤塗布装置がクリーニング装置の感光体回転方向下流側にある場合には、潤滑剤均し装置を潤滑剤塗布装置よりも感光体回転方向下流側且つ帯電装置よりも感光体回転方向上流側に設置することが望ましい。
【００２８】
図４は、作像ユニット１を、現像装置７と少なくとも感光体１４とが一体に形成され、プリンタ本体に対して装着自在なプロセスカートリッジとして構成した場合の一例である。このプロセスカートリッジとしては、現像装置７を感光体１４だけではなく、例えば、帯電装置、クリーニング装置、クリーニング補助装置、潤滑剤、潤滑剤塗布装置、潤滑剤均し装置１３などの他の部材などと一体に形成することも可能である。このようにプロセスカートリッジとして、現像装置７と、感光体１４や上記他の部材などとを可能な限り多く一体で形成することによって、現像装置７などの各部材のメンテナンス性を向上させたり、プリンタの駆動振動などによる各部材間の位置ズレなどを抑制することができるため好ましい。プリンタの駆動振動などによる各部材間の位置ズレが抑制されることで、例えば、感光体１４と現像ローラ１５とが対向する現像領域における両部材表面間のギャップである現像ギャップが変化して画像濃度が変動してしまうのを抑制することができる。
【００２９】
ところで、従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像装置には、２成分現像方式や１成分現像方式などがある。２成分現像方式は、高速現像に非常に適しており、現在の中速や高速の画像形成装置の主流方式である。ここで、従来から知られている２成分方式を採用した現像装置について説明する。
【００３０】
２成分現像方式を採用した現像装置においては、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いて像担持体上に形成された潜像を現像し可視像化している。このような現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー像を得るために、所定のトナー濃度と帯電量とを維持する必要がある。トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー分布とにより決定されるものであり、また、帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により決定されるものである。そのため、従来より上記現像装置においては、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤の攪拌を充分に行って、トナー濃度分布を均一化するとともに、トナーに付与する帯電量を飽和させて、トナー像の安定化を図っている。
【００３１】
特開２００３−２６３０２５号公報（図５）、特開平１１−１６７２６０号公報（図６）、特開２００１−２４９５４５号公報（図７）に記載の現像装置においては、現像ローラに現像剤を供給する供給搬送路と現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路とを分けて設けている。さらに、供給搬送路の最下流側まで搬送された現像剤と回収搬送路の最下流側まで搬送された回収現像剤とを攪拌しながら供給搬送路とは逆方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路を備えている。このような現像装置では、現像済みの現像剤は回収搬送路に送られるため、供給搬送路に混入することがない。これにより、供給搬送路内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。さらに、回収現像剤をすぐに供給搬送路に供給するのではなく、攪拌搬送路で攪拌した後で供給搬送路に現像剤を供給するため、十分に攪拌された状態の現像剤を供給搬送路に供給することができる。これにより、現像時の画像濃度の不均一や画像濃度の低下を防止することができる。
【００３２】
ところが、近年、画像形成装置の小型化が進められており、特開２００３−２６３０２５号公報、特開平１１−１６７２６０号公報、及び、特開２００１−２４９５４５号公報に記載の現像装置のように、供給搬送路、回収搬送路及び攪拌搬送路の３つの現像剤搬送路を有していると現像装置の小型化が困難となり、如いては画像形成装置の小型化が困難となる。
【００３３】
特許第３１２７５９４号公報（図８）、特開平１１−１８４２４９号公報（図９）、特開平１１−０２４３８２号公報（図１０）、特開２００３−２６３０１２号公報（図１１）、特開平５−３３３６９１号公報（図１２）、特開平１１−２７２０６２号公報（図１３）に記載の現像装置などが知られている。
【００３４】
このような現像装置においては、現像ローラに現像剤を供給する供給搬送路と現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収する回収搬送路とを分けて設けている。また、仕切り部材を挟んで供給搬送路と回収搬送路とが現像ローラと対向し、供給搬送路が仕切り部材を挟んで回収搬送路の上方に位置する。仕切り部材は現像ローラの軸方向の両端部に供給搬送路と回収搬送路とを連通する開口部を備え、供給搬送路と回収搬送路とで現像剤を互いに逆方向に搬送することにより現像剤を循環させている。回収搬送路は、現像ローラから回収する現像剤とともに、供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路としての機能を備える。このような現像装置では、現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収搬送路で回収するため、供給搬送路に混入することがない。これにより、供給搬送路内の現像剤に現像領域を通過しトナーが消費された現像剤が混入することでトナー濃度が変化するようなことがなく、現像ローラに供給される現像剤のトナー濃度が一定となる。
また、現像剤搬送路として供給搬送路と回収搬送路との２つの現像剤搬送路を有し、上述した攪拌搬送路を有しておらず、さらに、供給搬送路を回収搬送路の上方に設けているため、現像装置の水平方向の大きさを小さくすることができ、その分、現像装置の小型化を図ることができる。
【００３５】
しかしながら、このような現像装置においては、回収搬送路の搬送方向下流側で回収された現像剤ほど攪拌する時間が短くなる。回収搬送路の搬送方向下流側端部に到達した現像剤は供給搬送路の搬送方向上流側端部に受け渡されるため、回収搬送路の搬送方向下流側で回収された現像剤は、すぐに供給搬送路に受け渡されることになる。そのため、回収搬送路から供給搬送路に受け渡された攪拌の不十分な現像剤が供給搬送路から現像ローラに供給されることで、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下などの問題が生じる。
【００３６】
さらに、このような２軸一方向循環方式の現像装置においては、次のような問題が発生する。すなわち、２軸一方向循環方式の現像装置では、３軸一方向循環方式を用いた現像装置よりもスクリュー数が減少することにより、スクリューによる搬送時間が短くなる。そのため、現像剤中にトナーを分散させる時間が短くなり、トナーの攪拌が不十分であることがある。十分に攪拌されていない現像剤が回収搬送路から供給搬送路に送り込まれ現像ローラに供給されると、現像ローラの軸方向でトナー濃度偏差が生じ、像担持体へのトナー現像ムラが発生する。また、トナー飛散や像担持体表面の地汚れなどが発生し、最終的に画像品質が悪化する。
【００３７】
また、一般に、２軸一方向循環方式の現像装置では、回収搬送路の搬送方向最上流側に画像形成を行うごとに消費されるトナーの補給が行われる。これにより、回収搬送路内で最も攪拌時間を長くとることができ、画像濃度ムラに最も影響が出にくくすることができる。しかしながら、本願発明者らが鋭意研究を行った結果、初期的に画像濃度ムラを抑えることができても、経時的に画像濃度ムラが発生してしまい、長期にわたって安定した画像濃度を得られないことが明らかになった。その原因としては、現像装置内の現像剤の劣化によって、現像剤中における補給トナーの分散性が経時で悪くなり、トナーの分散性が悪いまま現像剤が現像ローラに供給されることが挙げられる。
【００３８】
また、特開平１１−３０９１３号公報（図１４）に記載の現像装置においては、供給搬送路の搬送方向下流側端部と回収搬送路の搬送方向上流側端部とを連通する開口部に、その開口部を介して供給搬送路から回収搬送路に送り込まれる現像剤や現像剤中のトナーなどを拡散させる現像剤拡散手段として例えばメッシュ状のふるいを設けている。これにより、上記開口部を介して回収搬送路の搬送方向上流側にトナーを補給する際に、トナーが上記ふるいよって拡散されながら現像剤中に取り込まれるので、現像剤中の補給トナーの分散性を向上させることができるとされている。ところが、トナー補給装置などから新たに現像装置内へ補給される補給トナーが凝集していると、補給トナーが上記ふるいを通過するのが困難であったり、上記ふるいのメッシュにトナーが詰まるメッシュ詰まりが早期に起きたりして、現像剤中のトナー分散性が悪化するだけではなく、現像装置としての寿命を縮めてしまう虞がある。
【００３９】
つまり、経時で画像濃度ムラを抑えられるように、回収搬送路から供給搬送路に送り込まれる現像剤中のトナーを十分に分散させておくことが重要である。
【００４０】
［構成例１］
本発明の特徴部である現像装置７を図１、図１５及び図１６に示す。図１は感光体１４側から見た現像装置７の断面図であり、図１５は現像装置７の斜視図であり、図１６は現像ローラ軸方向に直交する方向から見た現像装置７の断面図である。
【００４１】
現像装置７は、感光体１４に対向して配置され内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持する現像剤担持体である現像ローラ１５と、現像ローラ１５に担持される現像剤量を規制するための現像剤量規制手段であるドクタ１６と、現像ローラ１５の回転軸方向に沿って現像剤を搬送して現像ローラ１５に現像剤を供給する供給スクリュー１７と、その供給スクリュー１７を有する供給スクリュー攪拌室１９と、感光体１４と現像ローラ１５とが対向する現像領域を通過しトナーが消費された現像剤を回収し、現像ローラ１５の回転軸方向に沿って現像剤を搬送する回収スクリュー２０と、その回収スクリュー２０を有する回収スクリュー攪拌室２２と、回収スクリュー攪拌室２２と供給スクリュー攪拌室１９とに連通し回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向下流側端部から供給スクリュー攪拌室１９の現像剤搬送方向上流側端部に現像剤を受け渡しさせるための第１開口部２３と、供給スクリュー攪拌室１９と回収スクリュー攪拌室２２とに連通し供給スクリュー攪拌室１９の現像剤搬送方向下流側端部から回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側端部に現像剤を受け渡しさせるための第２開口部２４と、を備えている。また、現像装置７には、画像形成装置本体に設けた図示しないトナー補給装置によって現像装置７内にトナーを補給するためのトナー補給口２５が設けられている。このトナー補給口２５から第２開口部２４を介して回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側に新しいトナーが補給され、回収スクリュー２０によって回収スクリュー攪拌室２２内にある現像剤と撹拌されながら搬送される。
【００４２】
次に、現像装置７における現像剤の循環について説明する。
供給スクリュー１７によって、供給スクリュー攪拌室１９内を攪拌搬送される現像剤が供給スクリュー攪拌室１９から溢れ、重力によって現像ローラ１５に落下し、その落下した現像剤を現像ローラ１５の磁力によって保持し汲み上げる。現像ローラ１５上に汲み上げられた現像剤は、磁力によって現像ローラ１５上に保持されつつ現像ローラ１５の回転によって感光体１４と現像ローラ１５とが対向する現像領域まで搬送され、その現像領域で感光体１４上に形成された潜像を現像剤中のトナーによって現像する。現像が終わり、現像領域を通過した現像剤は、現像領域よりも現像ローラ回転方向下流側で、且つ、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に現像剤が供給される箇所よりも現像ローラ回転方向上流側にある、上記磁極による磁力が無くなる領域で現像ローラ１５から離れる。現像ローラ１５から離れた現像剤は、回収スクリュー攪拌室２２に収容され、回収スクリュー２０により回収スクリュー攪拌室２２内で攪拌搬送される。また、現像ローラ１５に供給されず供給スクリュー攪拌室１９の現像剤搬送方向下流側端部まで搬送された現像剤は、第２開口部２４を通過し回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側端部に搬送される。回収スクリュー２０によって現像剤が搬送される方向は、供給スクリュー１７による現像剤搬送方向とは逆方向であり、供給スクリュー１７の現像剤搬送方向上流側に向かって搬送される。回収スクリュー２０によって搬送された現像剤は、回収スクリュー攪拌室２２内の現像剤搬送方向下流側端部で持上げられ、第１開口部２３を通過し供給スクリュー攪拌室１９の現像剤搬送方向上流側端部に搬送される。供給スクリュー攪拌室１９内に搬送された現像剤は、供給スクリュー１７によって供給スクリュー攪拌室１９内を攪拌搬送され、再度、現像ローラ１５上に汲み上げられる。現像装置７では、このようなサイクルによって現像剤が循環している。
【００４３】
ここで、現像装置７に設けられた第１開口部２３の内壁の壁面は、第１開口部２３を通過する現像剤に速度差を発生させ、現像剤中のトナーの分散を促進させるような形状、言い換えれば、少なくとも上記内壁の近傍を通過している現像剤の流れを乱し、例えば、第１開口部２３の開口面内における上記内壁の近傍と上記内壁から離れた箇所との間で上記速度差を発生させるような形状となっている。第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された攪拌の不十分な現像剤が供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられることで、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下などの問題が生じる。そのため、本構成例の現像装置７のように、第１開口部通過時の現像剤中に速度差を与えることで、現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができるため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。これにより、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
【００４４】
第１開口部２３の断面形状としては、一部もしくは全てが直線で構成される断面形状（例えば多角形など）や、一部もしくは全てが曲線で構成される断面形状（例えば円形など）の、どちらでも良いが、第１開口部２３の開口面積に対して断面周長がより大きい方が、現像剤に速度差を発生させる効果がより大きい。そのため、必要となる分散促進効果を得るためには、トナー補給量、現像剤搬送速度、スクリュー回転数及び現像剤量などを考慮した上で、対象となる現像装置においてそれぞれ最適な形状を用いるのがよい。
【００４５】
例えば、図１７に示すように、第１開口部２３の壁面は、第１開口部２３を現像剤が通過する際の進行方向に対して、所定の角度を持っていることが望ましい。この所定の角度は、できるだけ大きい方が好ましいが、角度が大きくなるほどに現像剤中に発生する速度差が大きくなり、このことは逆に現像剤の循環性を阻害する影響を持つため、正常な現像剤循環状態を維持できなくなる虞がある。そのため、第１開口部２３の壁面を設置する角度は、現像剤循環状態を正常に維持できる範囲で大きくすることがより望ましい。
【００４６】
また、図１８に示すように、第１開口部２３の壁面を単一の直線のみではなく複数の直線で角度を持たせて構成したり、第１開口部２３の壁面の一部または全てを曲線で構成したりしてもよい。この場合、上記壁面の一部が、第１開口部２３を通過する現像剤の進行方向と平行になる箇所があっても現像剤中のトナーの分散効果は得ることができる。このような構成の場合、第１開口部２３を通過する現像剤の進行方向に対して曲率もしくは角度が変わる領域にて、現像剤中に速度差を発生させることができる。そのため、より効果的に現像剤中のトナーの分散を行う必要がある現像装置７においては、上記壁面の上記角度や上記曲線の曲率などをより大きくし、さらに、それらの数を増やすのが、現像剤中のトナーの分散に対してより効果的となる。
【００４７】
また、図１９に示すように、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２に面する側の開口面積と、供給スクリュー攪拌室１９に面する側の開口面積とを変化させてもよい。このとき、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２に面した側の開口面積を、供給スクリュー攪拌室１９に面した側の開口面積よりも大きくすることがより望ましい。
【００４８】
また、第１開口部２３を複数設置して、現像剤中に速度差を発生させる箇所を多くしても良い。上述したような現像剤中に速度差を発生させる第１開口部２３を複数設置することで、現像剤中のトナーの分散をより効率的に行うことができる。この場合、さらに、現像剤循環性も向上するため、現像剤搬送速度（供給スクリュー１７や回収スクリュー２０などの回転数）を低減することができ、現像剤へのストレスを低減し、より長寿命を達成できる現像装置７を実現することができるため、より好ましい。
【００４９】
［構成例２］
本構成例の現像装置７においては、図２０や図２１に示すように、第１開口部２３に現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を設けている。なお、分散促進手段２６は、図２０や図２１などに示したように、第１開口部２３に合わせて設置することが望ましい。その理由は、第１開口部２３に分散促進手段２６を設置することによって、第１開口部２３を通過している現像剤中のトナーの分散性をより効果的に向上させることができるためである。
【００５０】
また、分散促進手段２６は現像装置７のケーシングと一体に形成しても、現像装置７のケーシングと取り外し可能に設置してもよいが、より構成を簡略化し組立時の効率を上げるためには、現像装置７のケーシングと分散促進手段２６とを一体に構成することがより望ましい。
【００５１】
また、分散促進手段２６は必ずしも第１開口部２３内に設置する必要はなく、図２２や図２３に示すように分散促進手段２６の一部もしくは全ての設置箇所が第１開口部２３が設けられている箇所と異なっても良い。ただし、このように分散促進手段２６を設置した場合、分散促進手段２６を設置するためのスペースとして、第１開口部２３内に分散促進手段２６の全てを設置した場合よりも、より広いスペースが必要となるだけでなく、得られる現像剤中のトナーの分散促進効果は、第１開口部２３内に分散促進手段２６の全てを設置（第１開口部２３に合わせて分散促進手段２６を設置）した場合よりも小さくなる傾向にある。さらに、分散性促進部材全てを第１開口部２３の設置箇所と異なる場所に設置した場合、より大きなスペースが必要となり現像装置７の小型化を狙う場合にはより不向きになってしまう。
【００５２】
なお、分散促進手段２６の一部もしくは全てが第１開口部２３の設置箇所と異なり、第１開口部２３よりも回収スクリュー攪拌室２２側に分散促進手段２６を設置する場合、第１開口部２３を通過する現像剤を全て、分散促進手段２６を通過させるという点から、図２２に示すように分散促進手段２６を現像装置７内に設置することが望ましい。ところが、回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向下流側端部で分散促進手段２６を通過する現像剤の現像剤通過速度が低下する領域にて現像剤が圧縮され現像剤の滞留が顕著になり現像剤の劣化が促進される。そのために、図２３示すように、第１開口部２３よりも供給スクリュー攪拌室１９側に分散促進手段２６を設置するのがより望ましい。
【００５３】
分散促進手段２６は、単一または複数の板状部材などによって構成することができる。板状部材で分散促進手段２６を構成する場合、その使用される板状部材の材質としては、金属（ＳＵＳ、銅、アルミニウムなど、その他広く使用されている金属）、または、樹脂（ポリカーボネート、アクリルなど、その他広く使用されている樹脂）が適用可能である。さらに、板状部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とすることにより、ケーシング成型時に分散促進手段２６も同時に成型、設置することができるようになる。そのため、、板状部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とし、ケーシング成型時に同時に成型、設置することがより望ましい。
【００５４】
分散促進手段２６として用いる板状部材の厚さとしては、材質として金属を用いた場合０．０２［ｍｍ］〜１．０［ｍｍ］、材質として樹脂を用いた場合０．５［ｍｍ］〜２．０［ｍｍ］が適当であるが、板状部材の厚さは、現像剤から受ける力（搬送される現像剤の搬送速度、使用される現像剤の総量、現像剤の嵩密度、または、第１開口部２３の大きさなど）により左右されるため、これらの値は設計項目であり、分散促進手段２６に必要となる板状部材の材質や厚さなどを適宜選択することが望ましい。
【００５５】
また、分散促進手段２６を板状部材で構成する場合、現像剤の循環を妨げ、せきとめてしまう効果も大きいため、現像装置７から現像剤が漏れるという不具合が発生する虞がある。そのため、分散促進手段２６として板状部材を用いる場合には、現像剤が通過するための穴を板状部材に設けておくことが必要となる。その穴の大きさ、数または隣り合う穴の間隔などは、第１開口部２３を設置する位置や、第１開口部２３を通過する現像剤の量とその分布などによって適宜設定することが望ましい。一般に、現像剤の通過量が多い領域にある板状部材の部分に、より細かな穴をより多く設けることで、分散促進効果を効果的に得ることができるようになる。
【００５６】
また、分散促進手段２６として、第１開口部２３内、もしくは、その近傍に現像剤による磁気穂を形成する磁力発生手段を用いたものでもよい。上記磁気穂を形成するための磁力発生手段としては、永久磁石や電磁石などを用いればよい。このとき、磁力発生手段は、現像装置７のケーシングの外部に設置することが望ましい。また、現像装置７のケーシングの外部、且つ、第１開口部２３付近及び現像ローラ１５からできるだけ離れた箇所に設置することがより望ましく、さらに、供給スクリュー１７から現像ローラ１５に現像剤を供給する領域に磁力の影響が及ばないようにして設置することが必要である。ただし、形成する磁気穂は、大きすぎると現像剤の循環を阻害し、一方、小さすぎると現像剤中に速度差を発生させることができず、分散促進効果が小さくなる。そのため、形成する磁気穂の大きさ、それを決める磁力などは、対象とする現像装置７（現像剤量、装置内循環速度など）により適宜設定することが必要となる。
【００５７】
また、分散促進手段２６として、回転軸を中心に回転可能なプロペラ状（羽根形状）部材を第１開口部２３内に設置しても良い。回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３を通過し供給スクリュー攪拌室１９に受け渡される際の現像剤の流れによってプロペラ状部材が回転し、この回転により現像剤中に速度差が発生して上述したように現像剤中のトナーの分散促進効果を得ることができる。なお、第１開口部通過前後の現像剤を攪拌するために、プロペラ状部材の位置を第１開口部２３よりも回収スクリュー攪拌室２２側や供給スクリュー攪拌室１９側などにずらして設置しても良いが、第１開口部２３内にプロペラ状部材を設置したほうが、より効率的に現像剤中に速度差を発生させることができるため、より望ましい。
【００５８】
また、分散促進手段２６として、回転軸を中心に回転可能な分散促進スクリューを第１開口部２３内に設置しても良い。この場合、現像ローラ１５、回収スクリュー２０もしくは供給スクリュー１７に駆動力を伝達するギアなどを介して分散促進スクリューに対し駆動を取るように構成すれば良く、回収スクリュー２０、供給スクリュー１７または現像ローラ１５のいずれかの回転軸と平行に分散促進スクリューの回転軸を設置させる。現像ローラ１５、回収スクリュー２０もしくは供給スクリュー１７に駆動力を伝達するギアなどを介して分散促進スクリューに対し駆動を取るような構成にしない場合、分散促進スクリューを回転させる機構が別途必要になり、スペース的にもあまり実用的ではない。また、分散促進スクリューの仕様としては、スクリューピッチが大きいほど、現像剤中のトナーの分散効果を得ることができ、さらに、分散促進スクリューが現像剤を搬送する効果も持つことから、現像装置７内における現像剤の循環性を大きく悪化させることがなく、現像剤の循環性を向上させる効果も得られるため、より好ましい。
【００５９】
また、分散促進スクリューにフィンを付けることで、より大きな分散効果を得ることができるだけでなく、上記フィンにより現像剤が搬送される効果も持つことから、現像装置７内における現像剤の循環性を同時に向上させることもでき、より望ましい。
【００６０】
また、分散促進スクリューの現像剤搬送方向は、現像剤を速やかに第１開口部２３を通過させるという点から、供給スクリュー１７による現像剤の搬送方向と同一方向に搬送することが望ましい。そのため、分散促進スクリューの羽根の巻き方としては、現像剤の搬送方向や駆動源による回転方向などの点を考慮して決定することが必要となる。しかし、回収スクリュー２０の現像剤搬送方向最下流箇所の１部分において、他の部分とは逆巻きにスクリューが巻かれたような回収スクリュー２０であった場合には、分散促進スクリューの現像剤搬送方向を回収スクリュー２０の上記他の部分における現像剤の搬送方向と同一にしてもよい。その理由は、回収スクリュー２０の現像剤搬送方向最下流箇所の１部分にけるスクリューの羽根が他の部分とは逆巻きに巻かれている場合、その箇所では現像剤が上記他の部分における搬送方向とは逆方向に搬送される。そのため、分散促進スクリューによる現像剤の搬送方向を回収スクリュー２０の上記他の部分と同一の搬送方向とすることによって、分散促進スクリューと回収スクリュー２０の上記１部分との間で、現像剤が循環するような現像剤循環状態を再現することができるようになる。このような状態を再現することにより、現像剤中のトナーの分散促進効果を高めるだけでなく、回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向最下流域で滞留しやすい現像剤も搬送できるようになり、現像剤循環性も向上させることができる。
【００６１】
［構成例３］
本構成例の現像装置７においては、現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を、単一の線部材から構成している。
【００６２】
図２４（ａ）、図２４（ｂ）、図２４（ｃ）及び図２４（ｄ）は、第１開口部２３に単一の線部材で構成した分散促進手段２６を設けた場合の例を、現像装置７の上側から見た図である。
【００６３】
図２４（ａ）は、供給スクリュー攪拌室１９における現像剤搬送方向上流側と下流側、且つ、現像ローラ１５に向かって、現像装置手前側と現像装置奥側で第１開口部２３を分けるように、線部材からなる分散促進手段２６を斜めに設置した例である。
【００６４】
このように、第１開口部２３に分散促進手段２６を設けることで、第１開口部通過時の現像剤中に剪断力を発生させることができる。そして、その発生した剪断力によって現像剤中に速度差が発生し、その速度差によって現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができる。そのため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。よって、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
【００６５】
なお、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度は、第１開口部２３の開口面内全面で均一ではなくバラつきがある。そのため、より効率的に現像剤中のトナーの分散を促進させるには、図２４（ｂ）に示した構成、つまり、後述するような現像剤の通過量がより多い領域に分散促進手段２６を設置することが望ましい。図２４（ｂ）に示す構成は、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が速い領域の第１開口部２３の開口面内に分散促進手段２６を設置した例である。第１開口部２３の形状や設けられる位置などにより、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が異なる場合、その現像装置７に合わせるように分散促進手段２６を配置することが必要となる。
【００６６】
また、図２４（ｃ）に示すように、分散促進手段２６によって第１開口部２３の開口を現像ローラ１５に向かって現像装置手前側と現像装置奥側とに分けるように分散促進手段２６を設置してもよい。また、図２４（ｄ）に示すように、分散促進手段２６によって第１開口部２３の開口を現像剤搬送方向上流側と下流側とに分けるように分散促進手段２６を設置してもよい。
【００６７】
ここで、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の第１開口部２３の開口面内における速度分布が発生する理由を説明する。第１開口部２３の開口面内全領域において、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度は一定ではなく第１開口部２３内でも分布（バラつき）がある。
【００６８】
具体的には、第１開口部２３近傍において、回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向最下流で滞留する現像剤が多く、一方、上記最下流側よりも現像剤搬送方向上流側で滞留する現像剤は少ない。そのため、滞留する現像剤が多い上記最下流側よりも滞留する現像剤が少ない上記上流側のほうが、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が速くなる。また、通常、本実施形態の現像装置７のように２軸一方向循環方式を採用した現像装置においては、現像装置７内から現像剤が溢れないように回収スクリュー２０が現像ローラ１５に向かって現像装置奥側で現像剤を持上げるよう回転している。そのため、回収スクリュー２０の羽根（フィン）により回収スクリュー攪拌室２２の現像剤は持上げられて第１開口部２３を通過するため、現像ローラ１５に向かって現像装置奥側では、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が速くなる。一方、現像ローラ１５に向かって現像装置手前側では、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が遅くなる。なお、現像ローラ１５に向かって現像装置手前側で現像剤を持上げるように回収スクリュー２０が回転している２軸一方向循環方式を採用した現像装置の場合、現像装置手前側で回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３に突入する現像剤の速度が速くなる。
【００６９】
分散促進手段２６として使用される線部材の材質としては、金属（ＳＵＳ、銅、アルミニウムなど、その他広く使用されている金属）、または、樹脂（ポリカーボネート、アクリルなど、その他広く使用されている樹脂）が適用可能である。さらに、線部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とすることにより、現像装置７のケーシング成型時に分散促進手段２６として用いる線部材も同時に成型、設置することができるようになるので、分散促進手段２６として用いる線部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とすることがより望ましい。
【００７０】
また、分散促進手段２６として使用される線部材の断面形状としては、断面の一部に曲面を持つ断面形状（円形形状含む）や、曲面を持たない多角形など、特に問わない。上記線部材の断面形状が多角形であると、現像剤中のトナーの分散促進効果は向上するが、一方で現像剤の滞留による第１開口部２３での圧力上昇や各スクリューのモータトルク上昇のみならず、第１開口部２３を通過する現像剤に対しても不必要に負荷を与えることになってしまう。そのため、現像装置７の設定する現像剤寿命やモータトルクなどにより、上記断面形状が多角形状の上記線部材を選択、使用してもよいが、より好ましくは、第１開口部２３を通過する現像剤の進行を必要以上に妨げることがない、断面の一部に曲面を持つ断面形状（円形形状含む）の上記線部材を用いるのが望ましい。
【００７１】
また、分散促進手段２６として用いる線部材として、断面の一部に曲面を持つ形状と多角形状とを組み合わせたものを使用してもよい。このとき、より好ましくは、上記線状部材を第１開口部２３に設置した際に、供給スクリュー攪拌室１９における現像剤搬送方向上流側に上記曲面が向かって設置されるようにすることが望ましい。
【００７２】
また、分散促進手段２６は現像剤の衝突による力に耐える必要がある。この現像剤から受ける力は、搬送される現像剤の搬送速度、使用される現像剤の総量、現像剤の嵩密度、または、第１開口部２３の大きさなどにより左右される。そのため、分散促進手段２６に必要となる線部材の材質、太さを適宜選択することが望ましい。一方、線部材が太すぎると、現像剤循環性を妨げてしまうため、現像装置７に応じた適当な太さの線部材を適宜選択することが必要である。また、本願発明者らが鋭意実験を行った結果、材質が金属（ＳＵＳ）からなる線部材では０．１［ｍｍ］〜１．５［ｍｍ］程度の太さであることが望ましく、材質が樹脂（ポリカーボネート）からなる線部材では０．５［ｍｍ］〜３．０［ｍｍ］程度の太さであることが望ましい。なお、これら線部材の太さは設計項目であり、対象となる現像装置７により適宜設定するのが望ましい。また、線部材の太さは、第１開口部２３に設置する線部材の数によっても左右される。そのため、目的とする現像剤中のトナーの分散効果と現像剤循環性とのバランスを取りながら、線部材の太さや設置本数などを適宜決定することがよい。
【００７３】
［構成例４］
図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、分散促進手段２６を複数の線部材でメッシュ状に構成した場合の例を、現像装置７上側から見た図である。なお、分散促進の効果は若干劣るが、分散促進手段２６を複数の線部材でメッシュ状に構成せず、図２５（ｃ）に示すように、複数の線部材によって第１開口部２３を現像剤搬送方向上流側と下流側とで複数に分けるように分散促進手段２６を設置してもよい。また、図２５（ｄ）に示すように、複数の線部材によって第１開口部２３を現像ローラ１５に向かって現像装置手前側と現像装置奥側とで複数に分けるように複数の線部材を設置してもよい。
【００７４】
分散促進手段２６として用いる線部材としては、構成例３で説明した上記線部材を用いることができる。また、複数の線部材それぞれの材質、断面形状または太さなどは、全て同じもので構成される必要はなく、その全てもしくは一部が異なってもよい。
【００７５】
また、分散促進手段２６として用いる複数の線部材を現像装置７のケーシングと同じ材質とし、ケーシング成型時と同時に分散促進手段２６を成型、設置することによって、複数の線部材でメッシュ状（網目状）に分散促進手段２６を構成した際に、線部材同士の絡み合いを無くすことができる。このように線部材同士の絡み合いが無くなることによって、その絡み合いの隙間に現像剤中のキャリアやトナーなどが引っかかることが無くなり、より長く、安定した現像剤循環性を維持することができる。
【００７６】
図２６には、回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３への現像剤突入速度が速い、第１開口部２３の開口面内での回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側、及び、現像ローラ１５に向かって現像装置奥側で、第１開口部２３を通過する現像剤中のトナーの分散促進効果をより効果的に行えるように構成した、現像装置７上側から第１開口部２３を見た場合のメッシュ状の分散促進手段２６の構成例を示している。
【００７７】
上述したように回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３へ突入する現像剤の速度が、第１開口部２３の開口面内全面で均一ではなくバラつきがあることから、図２６に示すように隣り合う線部材の間隔を変化させて複数の線部材を第１開口部２３に配設することで、上述した回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３へ突入する現像剤の速度が速い領域で、より効率よく現像剤中のトナーの分散促進効果を得ることができる。
【００７８】
また、図２７に示すように、第１開口部２３の縁に対する線部材の取り付け角度をそれぞれ異ならせて、第１開口部２３の開口面内で、回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向下流側から現像剤搬送方向上流側になるに従い、且つ、現像ローラ１５に向かって現像装置手前側から現像装置奥側になるに従って、複数の線部材で構成されるメッシュ状の分散促進手段２６のメッシュの大きさが小さくなるようにすることでも、上述したように回収スクリュー攪拌室２２から第１開口部２３へ突入する現像剤の速度が速い領域で、より効率よく現像剤中のトナーの分散促進効果を得ることができる。
【００７９】
次に、本実施形態の現像装置７で用いられる現像剤に含まれるキャリアについて説明する。現像装置７で用いられる現像剤中のキャリアは、体積平均粒径が２０［μｍ］〜１００［μｍ］のものであり、より好ましくは、体積平均粒径が２０［μｍ］〜６０［μｍ］であり、さらに好ましくは、２０［μｍ］〜４０［μｍ］である。このような体積平均粒径のキャリアを使用することによって、現像剤中のキャリア表面積をより大きくすることができる。そのため、新たに現像装置７内に補給したトナーなどの現像剤中へのトナーの分散をより良好に行うことができるようになる。
【００８０】
また、小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤の汲み上げ量を低減することができ、現像装置７内を循環する現像剤量を低減することができる。これにより、特に現像剤にストレスを与えるドクタ１６を通過する現像剤量が少なくなることから、現像剤の長寿命化を図ることができる。また、キャリアの低容量化がなされるため、キャリア貯蔵部等の装置の小型化が図れる。さらには、感光体１４と現像ローラとが対向する現像領域における現像ローラ１５上に形成される現像剤による磁気ブラシが、より緻密になるため高画質化や画質の安定性が達成される。
【００８１】
なお、キャリア粒径を小さくしすぎるとキャリアの表面積が増えるために、トナーにかかるストレスが大きくなって、現像剤の劣化や流動性の悪化などを促進させてしまう。そのため、現像剤中におけるトナーの分散性が悪くなる。特に、現像剤中に新しいトナーを補給した際などには、ある程度まとまった量でトナーが現像剤中に取り込まれるので、現像剤中におけるトナーの分散性の悪化が顕著となる。
【００８２】
キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７［μｍ］以上、１２５［μｍ］以下のレンジ設定で行うことができる。
【００８３】
＜使用トナーについて＞
次に、本実施形態の現像装置７で用いられる現像剤に含まれるトナーについて説明する。現像装置７で用いられる現像剤中のトナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が３［μｍ］〜１０［μｍ］である。好ましくは、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が、３［μｍ］〜６［μｍ］の小粒径トナーである。また、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）を個数平均粒径（Ｄｎ）で除した値が、１．４以下となるトナーを用いることが望ましい。
【００８４】
粒径が小さく、且つ、粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができ、現像時における濃度変動を小さくすることができる。また、微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。なお、体積平均粒径（Ｄｖ）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下やブレードクリーニング性の低下などといった不具合が発生しやすい。体積平均粒径（Ｄｖ）が１０［μｍ］を超えると、現像剤の流動性が悪化するとともに、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しく長期間画質を安定に維持することが困難となる。
【００８５】
また、トナーの形状としては、その平均円形度が０．９４〜０．９８であることが望ましい。上記平均円形度のトナーを使用することで、トナー１粒子に付着する外添剤の量を増加することができる。すなわち、トナー１粒子に付着する、キャリアとの衝突などによる外部ストレスからトナー母体表面を保護する無機微粒子を増加させることができる。
【００８６】
また、トナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の値を取り、形状係数ＳＦ−２が１００〜１５０の値を取ることが望ましい。上記範囲の値を取る形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２のトナーを使用することで、トナー１粒子に付着する外添剤の量を増加することができる。すなわち、トナー１粒子に付着する、キャリアとの衝突などによる外部ストレスからトナー母体表面を保護する無機微粒子を増加させることができる。
【００８７】
また、トナー中に含有される２［μｍ］以下のトナー微粉が、３０［％］以下であることが望ましい。トナー中にトナー微粉が３０［％］以上含有されると、トナー１粒子に付着する無機微粒子の個数が減少する。これにより、トナー間の凝集力が増大し現像剤の流動性が悪化し、現像剤中におけるトナーの分散性が悪くなる。特に、現像剤中に新しいトナーを補給した際などには、ある程度まとまった量でトナーが現像剤中に取り込まれるので、現像剤中におけるトナーの分散性の悪化が顕著となる。
【００８８】
＜トナー粒径測定方法＞
トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）及び個数平均粒径（Ｄｎ）は、粒度測定器（「マルチサイザーＩＩＩ」、ベックマンコールター社製）を用い、アパーチャー径１００［μｍ］で測定し、解析ソフト（Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｍｕｔｌｉｓｉｚｅｒ３  Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５１）にて解析を行った。
【００８９】
具体的には、ガラス製１００［ｍｌ］ビーカーに１０［ｗｔ％］界面活性剤（アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンＳＣ−Ａ；第一工業製薬製）を０．５［ｍｌ］添加し、各トナー０．５［ｇ］添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水８０［ｍｌ］を添加した。得られた分散液を超音波分散器（Ｗ−１１３ＭＫ−ＩＩ本多電子社製）で１０分間分散処理した。上記分散液を上記マルチサイザーＩＩＩを用い、測定用溶液としてアイソトンＩＩＩ（ベックマンコールター製）を用いて測定を行った。測定は装置が示す濃度が８±２［％］に成るように前記トナーサンプル分散液を滴下した。本測定法は粒径の測定再現性の点から上記濃度を８±２［％］にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
【００９０】
＜トナーの平均円形度及び２［μｍ］以下の粒径の測定方法＞
トナーの２［μｍ］以下の粒子率及び円形度はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製）により計測できる。
【００９１】
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００［ｍｌ］〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１［ｍｌ］〜０．５［ｍｌ］加え、さらに測定試料を０．１［ｇ］〜０．５［ｇ］程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１００００［個／μｌ］として上記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００９２】
＜形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２について＞
図２８は、形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、数３で表される。すなわち、トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの２乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。形状係数ＳＦ−１の値が１００の場合、トナーの形状は真球となり、形状係数ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
【数３】
2010049024.tif 000003
【００９３】
また、図２９は、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、数４で表される。すなわち、トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの２乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。形状係数ＳＦ−２の値が１００の場合、トナー表面に凹凸が存在しなくなり、形状係数ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【数４】
2010049024.tif 000004
【００９４】
トナーの形状係数ＳＦ−１や形状係数ＳＦ−２などの測定は、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析し計算して行った。
【００９５】
ここで、上述したような諸性質を有するトナーを製造するにあたり、その最適な粒径や形状などを得るためには、トナーの製法として従来の粉砕法よりも重合法の方がより適している。
【００９６】
次に、重合法を用いたトナーの製造方法について説明する。なお、ここでは、具体例を示すものとし、本実施形態で適用するトナーの製造方法としては、ここで説明する製造方法に限定されるものではない。
【００９７】
（ａ）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
【００９８】
有機溶媒は、沸点が１００［℃］未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等を、単独あるいは２種以上組み合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好適である。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【００９９】
（ｂ）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
【０１００】
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
【０１０１】
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタイン等の両性界面活性剤が挙げられる。
【０１０２】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果を発揮することができる。好適なフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステル等が挙げられる。
【０１０３】
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）等が挙げられる。
【０１０４】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）等が挙げられる。
【０１０５】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０［％］の範囲になるように加えられることが好ましい。
【０１０６】
例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１［μｍ］及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
【０１０７】
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
【０１０８】
上記の樹脂微粒子と無機化合物分散剤とを併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。
【０１０９】
例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸等の酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等の酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の含窒素化合物、またはその複素環を有するもの等のホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類等が使用できる。
【０１１０】
分散方法としては、特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波等の公知の方式をいずれも適用できる。
【０１１１】
この中でも、分散体の粒径を２［μｍ］〜２０［μｍ］にするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０［℃］〜１５０［℃］（加圧下）、好ましくは４０［℃］〜９８［℃］である。
【０１１２】
（ｃ）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２時間〜２４時間である。反応温度は、通常、０［℃］〜１５０［℃］、好ましくは４０［℃］〜９８［℃］である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート等が挙げられる。
【０１１３】
（ｄ）上記反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。
【０１１４】
また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する等の方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解等の操作によっても除去できる。
【０１１５】
以下、各項目の測定方法について記述する。
【０１１６】
＜２［μｍ］以下粒経＞
本発明のトナーの２［μｍ］以下粒子率及び円形度はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製）により計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００［ｍｌ］〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１［ｍｌ］〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料を０．１［ｇ］〜０．５［ｇ］程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１００００［個／μｌ］として前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【０１１７】
＜分子量＞
本発明による分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により次のように測定される。４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてＴＨＦを毎分１［ｍｌ］の流速で流し、試料濃度として０．０５［重量％］〜０．６［重量％］に調製した樹脂のＴＨＦ試料溶液を５０［μｌ］〜２００［μｌ］注入して測定する。試料の分子量測定に当たっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により、作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．あるいは東洋ソーダ工業社製の分子量が６×１０２、２．１×１０３、４×１０３、１．７５×１０４、５．１×１０４、１．１×１０５、３．９×１０５、８．６×１０５、２×１０６、４．４８×１０６のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。
【０１１８】
＜酸価＞
ＪＩＳＫ００７０−１９９２に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定を行う。  試料調整：ポリエステル０．５［ｇ］（酢酸エチル可溶成分では０．３［ｇ］）をトルエン１２０［ｍｌ］に添加して室温（２３［℃］）で約１０時間攪拌して溶解する。更にエタノール３０［ｍｌ］を添加して試料溶液とする。
【０１１９】
測定は上記記載の装置にて計算することが出来るが、具体的には次のように計算する。あらかじめ標定されたＮ／１０苛性カリ〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリ液の消費量から数５を用いた計算によって酸価を求める。
【数５】
2010049024.tif 000005
【０１２０】
＜水酸基価＞
試料０．５［ｇ］を１００［ｍｌ］のメスフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬５［ｍｌ］を正しく加える。その後１００±５［℃］の浴中に浸して加熱する。１〜２時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後水を加えて振り動かして無水酢酸を分解する。更に分解を完全にするため再びフラスコを浴中で１０分間以上加熱し放冷後、有機溶剤でフラスコの壁を良く洗う。この液を前記電極を用いてＮ／２水酸化カリウムエチルアルコール溶液で電位差滴定を行いＯＨ価を求める（ＪＩＳＫ００７０−１９６６に準ずる）。
【０１２１】
＜ガラス転移点＞
ガラス転移点Ｔｇを測定する装置として、理学電機社製ＴＧ−ＤＳＣシステムＴＡＳ−１００を使用する。まず試料約１０［ｍｇ］をアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。室温から昇温速度１０［℃／ｍｉｎ］で１５０［℃］まで加熱した後、１５０［℃］で１０［ｍｉｎ］間放置、室温まで試料を冷却して１０［ｍｉｎ］放置、窒素雰囲気下で再度１５０［℃］まで昇温速度１０［℃／ｍｉｎ］で加熱してＤＳＣ測定を行う。ガラス転移点Ｔｇは、ＴＡＳ−１００システム中の解析システムを用いて、ガラス転移点Ｔｇ近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出する。
【０１２２】
＜トナーについて＞
本実施形態で使用されるトナーとしては、トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、数６により求められる無機微粒子被覆率Ａの値が４０〜２００となるように被覆させたものが好ましい。より好ましくは、無機微粒子被覆率Ａの値が７０〜１８０、さらに好ましくは、無機微粒子被覆率Ａの値が１３０〜１５０であることが望ましい。
【０１２３】
【数６】
2010049024.tif 000006
【０１２４】
また、トナーに被覆される無機微粒子としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＳｒＴｉＯ３等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３が挙げられる。特に、これら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。さらに具体的には、ＳｉＯ２にはクラリアントジャパン社製酸化シリカ（Ｈ３００４、Ｈ２０００、Ｈ１３０３）などを用いることができ、ＴｉＯ２には、テイカ社製酸化チタン（ＪＭＴ１５０ＩＢ、ＳＭＴ１５０ＡＩ、ＳＭＴ１５０ＡＦＭ）などを用いることができるが、ここに示したものはほんの一例であり、上記記述に限定されるものではない。
【０１２５】
また、トナーと感光体間の付着力低減のため、トナーに平均一次粒径が６０〜５００［ｎｍ］の微粒子を添加しても良い。
【０１２６】
平均一次粒径が６０［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］の微粒子が無機微粒子であった場合、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＳｒＴｉＯ３等を用いることができ、好ましくは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３があげられる。特に、これら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。さらに具体的には、ＳｉＯ２には信越化学社製酸化シリカ（Ｘ２４）、デンカ社製酸化シリカ（ＵＦＰ３０ＨＨ、ＵＦＰ３５ＨＨ、ＵＦＰ４０ＨＨ）、トクヤマ社製酸化シリカ（ＮＨＭ−３Ｎ）などを用いることができるが、ここに示したものはほんの一例であり、上記記述に限定されるものではない。
【０１２７】
また、平均一次粒径が６０［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］の微粒子が樹脂微粒子であった場合、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。さらに具体的には、綜研化学社製アクリル非架橋型単分散樹脂粒子（ＭＰ−１４５１、ＭＰ３００、ＭＰ２２００、ＭＰ２７０１、ＭＰ５０００、ＭＰ５５００、ＭＰ４００９）などを用いることができるが、ここに示したものはほんの一例であり、上記記述に限定されるものではない。
【０１２８】
＜現像剤のトナー濃度について＞
本実施形態で使用される現像剤としては、数７により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるようにキャリア表面をトナーで被覆させたものが好ましい。
【０１２９】
【数７】
2010049024.tif 000007
【０１３０】
被覆率Ｂの値が４０より小さくなってしまうと、キャリア間に存在するトナー個数が減少してしまうため、トナー１粒子にかかるストレスが大きくなり、トナーが劣化しやすい、つまり、現像剤の流動性が悪化しやすくなり、現像剤中におけるトナーの分散性が悪くなるので好ましくない。特に、現像剤中に新しいトナーを補給した際などには、ある程度まとまった量でトナーが現像剤中に取り込まれるので、現像剤中におけるトナーの分散性の悪化が顕著となる。一方、被覆率Ｂの値が９０を超えた場合、キャリアのトナー保持能力が極度に減少するため、保持しきれなかったトナーが飛散トナーとなって感光体１４に付着し、画像品質の劣化を引き起こす。
【０１３１】
本実施形態の現像装置７において、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に向かって落下する１秒間当りの現像剤量は、多ければ多いほど、現像剤中へのトナーの分散する効果は向上する。特に本実施形態の現像装置７のように、第２開口部２４の上方から第２開口部２４を介して回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側端部にトナー補給を行う構成においては、現像剤中への補給トナーの分散効果が向上する。
【０１３２】
しかしながら、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に向かって落下する現像剤の量を増やしすぎると、現像剤循環のための条件（スクリュー回転数など）の成立範囲が狭まり、安定した現像を行うための現像剤循環性の余裕度が低下してしまう。特に、トナー濃度が低い領域（トナー濃度３［％］〜５［％］）では、現像ローラ１５の供給スクリュー攪拌室１９における現像剤搬送方向下流側の終端まで現像剤を搬送できなくなってしまう問題が発生する。この問題に対して、各スクリューの回転数や条数などを増やすことで対応可能ではあるが、その分、現像剤の劣化を促進させてしまう。そのため、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に向かって落下する現像剤の落下量を安易に増やすことはできない。本実施形態の現像装置７を用いて本願発明者らが行った鋭意実験の結果、上記落下する現像剤の量が１０［ｇ／ｓ］を超えると、現像剤の劣化が顕著に促進されることがわかった。また、上記落下する現像剤の量が少なすぎる場合、例えば、本願発明者らが行った鋭意実験の結果、５［ｇ／ｓ］よりも上記落下する現像剤の量が少ないと、現像剤中のトナーの分散性、特に補給したトナーの現像剤中の分散性が極度に悪くなり、トナーが現像剤中に分散できず現像装置７外へ飛散するといった不具合が極端に現れることがわかった。
【０１３３】
上述したことから、本実施形態の現像装置７においては、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に向かって落下する１秒間当りの現像剤の量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］であることが適正であることがわかる。
【０１３４】
現像ローラ１５上に担持された現像剤の量を規制するドクタ１６を通過する現像剤量は多いほど、現像剤中のトナーを分散させる効果は大きい。これは、現像剤中に含まれるキャリアの表面積をより多く確保できるためである。しかしながら、ドクタ１６を通過する現像剤が多いほど、現像剤循環のための条件（各スクリューの回転数など）の成立範囲が狭まり、安定した現像を行うための現像装置７の構成の余裕度が低下してしまう。
【０１３５】
本実施形態の現像装置７を用いて本願発明者らが行った鋭意実験の結果、本実施形態の現像装置７においては、現像ローラ１５により汲み上げられ、ドクタ１６を通過する現像剤の量が、３０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることが適正であることが明らかになった。
【０１３６】
ドクタ１６を通過する現像剤の量が３０［ｍｇ／ｃｍ２］より少ないと、トナーを保持できるキャリア表面を確保できないためにトナーの分散性が悪くなる。一方、ドクタ１６を通過する現像剤の量が７０［ｍｇ／ｃｍ２］を超えると、上述したように、現像剤循環のための条件（各スクリューの回転数など）の成立範囲が狭まり、安定した現像を行うための現像装置７の構成の余裕度が低下してしまう。これに対して、各スクリューの回転数や条数などを増加することで対応可能ではあるが、その分、現像剤の劣化を促進してしまう。そのため、汲み上げ量を単に増加させることはできない。本実施形態の現像装置７を用いて本願発明者らが行った鋭意実験の結果、ドクタ１６を通過する現像剤の量が、７０［ｍｇ／ｃｍ２］以上であると、現像剤の劣化が促進される傾向にあることがわかった。
【０１３７】
上述したことから、本実施形態の現像装置７においては、現像ローラ１５に汲み上げられ、ドクタ１６を通過する現像剤の量が、３０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることが適正であることがわかる。
【０１３８】
また、経時で安定した現像剤中のトナーの分散性を確保するためには、本実施形態の現像装置７のように、供給スクリュー攪拌室１９から溢れた現像剤が、重力によって現像ローラ１５に落下し、その落下した現像剤を現像ローラ１５の磁力によって保持し汲み上げる構成が適している。現像装置７をこのような構成にすることにより、現像ローラ１５の内部に設けた磁極の磁力によって供給スクリュー攪拌室１９から現像剤を現像ローラ１５へ汲み上げ、現像ローラ１５に担持された現像剤がドクタ１６を通過する時に、大きな圧縮力を現像剤にかけることがないために、安定した現像剤の汲み上げ量を維持しながら、かつ、現像剤へかかるストレスをより低減することができる。このように現像剤へかかるストレスを低減させることができることで、結果として、現像剤の劣化や現像剤の流動性の悪化などを低減することができるため、経時で安定した現像剤中のトナーの分散性を確保することができる。
【０１３９】
［実験］
次に、本実施形態の現像装置７を用いて行った実験について説明する。本実験においては、後述する方法によって製造したトナーＡとキャリアとからなる現像剤が投入された、後述する実施例１〜１１及び比較例１〜７の現像装置７などを用いる画像形成装置（リコー製  Ｉｍａｇｉｏ  ｎｅｏ  Ｃ６００を改造したもの）によって、下記の方法や条件などに画像形成を行い、形成された画像の画像濃度ＩＤの検証を行った。
【０１４０】
１．実験に用いるサンプルトナー、装置を全て２５［℃］、５０［％］環境室に１日放置。
２．現像装置７を画像形成装置内に設置出来るように、Ｉｍａｇｉｏ  ｎｅｏ  Ｃ６００市販品ＰＣＵを改造した。
３．現像装置７内にサンプルとなる現像剤を４００［ｇ］を投入する。
４．Ｉｍａｇｉｏ  ｎｅｏ  Ｃ６００本体に、改造したＰＣＵを装着し、現像ローラ線速６００［ｍｍ／ｓ］で、現像装置７のみを１分間空回り駆動させる。
５．現像ローラを６００［ｍｍ／ｓ］、感光体１４を３００［ｍｍ／ｓ］で、互いの回転方向がトレーリング方向となるように回転させ、また、感光体１４上のトナー付着量が０．４５±０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］となるように感光体１４の帯電電位や現像バイアスなどを調整した。
６．上記「５．」で示した現像条件において、転写率が９６±２［％］となるよう、転写電流を調整した。
７．Ａ３全面ベタ画像２枚出力相当のトナー量（約０．５６［ｇ］）を、画像形成装置本体に設けたトナー補給装置によって現像装置７のトナー補給口２５から第２開口部２４を介して回収スクリュー攪拌室２２の現像剤搬送方向上流側に補給し、上記設定値を用いて、画像面積率１００［％］のＡ３全面ベタ画像を２枚連続して印刷した。
８．２枚目の画像後端側１［ｃｍ］内の、左端、中央、右端の画像濃度ＩＤをＸ−Ｒｉｔｅにより測定した。
９．上記３箇所の画像濃度ＩＤのズレを求め、その画像濃度ＩＤの差が０．１以内であった場合を「◎」、０．２以内であった場合を「○」、０．２より大きい場合を「×」として評価した。なお、この評価で「◎」及び「○」が実使用上問題無い画像濃度ＩＤのズレとし、「×」が実使用上許容できない画像濃度ＩＤのズレとする。
【０１４１】
ここで、実施例１〜１１及び比較例１〜７の現像装置７はＩｍａｇｉｏ  ｎｅｏ  Ｃ６００で使用されている現像装置７を図１や図２０などに示した２軸の一方向循環方式の構成となるように改造したものである。本実験で用いる現像装置７においては、第１開口部２３及び第２開口部２４の開口部の大きさ（開口面の大きさ）を、縦幅１２［ｍｍ］、幅幅３０［ｍｍ］としている。また、現像ローラ１５の現像剤汲み上げ量は３５［ｍｇ／ｃｍ２］、第２開口部２４からの回収スクリュー攪拌室２２に落下する現像剤の量は７［ｇ／ｓｅｃ］、供給スクリュー攪拌室１９から溢れた現像剤が重力により現像ローラ１５上に落ちて現像ローラ１５に汲み上げられるよう、現像ローラ１５と供給スクリュー攪拌室１９の壁面高さとの位置を調整した。
【０１４２】
＜実験に用いるトナーＡの製造方法＞
本実験に用いるトナーＡの製造方法などについて説明する。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２２９部、ビスフェノールＡプロピオンオキサイド３モル付加物５２９部、テレフタル酸２０８部、アジピン酸４６部及びジブチルスズオキシド２部を投入し、常圧下、２３０［℃］で８時間反応させた。次に、１０［ｍｍＨｇ］〜１５［ｍｍＨｇ］の減圧下で５時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸４４部を添加し、常圧下、１８０［℃］で２時間反応させて、未変性ポリエステル樹脂を合成した。得られた未変性ポリエステル樹脂は、数平均分子量が２５００、重量平均分子量が６７００、ガラス転移温度が４３［℃］、酸価が２５［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であった。
【０１４３】
水１２００部、カーボンブラックＰｒｉｎｔｅｘ３５（デクサ社製；ＤＢＰ吸油量＝４２［ｍｌ／１００ｍｇ］、ｐＨ＝９．５）５４０部及び未変性ポリエステル樹脂１２００部を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合した。二本ロールを用いて、得られた混合物を１５０［℃］で３０分混練した後、圧延冷却し、パルペライザー（ホソカワミクロン社製）で粉砕して、マスターバッチを調製した。
【０１４４】
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、未変性ポリエステル樹脂３７８部、カルナバワックス１１０部、サリチル酸金属錯体Ｅ−８４（オリエント化学工業社製）２２部及び酢酸エチル９４７部を仕込み、攪拌下、８０［℃］まで昇温し、８０［℃］で５時間保持した後、１時間かけて３０［℃］まで冷却した。次に、反応容器中に、マスターバッチ５００部及び酢酸エチル５００部を仕込み、１時間混合して原料溶解液を得た。
【０１４５】
得られた原料溶解液１３２４部を反応容器に移し、ビーズミルのウルトラビスコミル（アイメックス社製）を用いて、０．５［ｍｍ］ジルコニアビーズを８０［体積％］充填し、送液速度が１［ｋｇ／時］、ディスク周速度が６［ｍ／秒］の条件で３パスして、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド及びカルナバワックスを分散させ、ワックス分散液を得た。
【０１４６】
次に、ワックス分散液に未変性ポリエステル樹脂の６５［重量％］酢酸エチル溶液１３２４部を添加した。上記と同様の条件でウルトラビスコミルを用いて１パスして得られた分散液２００部に、少なくとも一部をベンジル基を有する第４級アンモニウム塩で変性した層状無機鉱物モンモリロナイト（クレイトンＡＰＡ  Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃｌａｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製）３部を添加し、Ｔ．Ｋ．ホモディスパー（特殊機化工業社製）を用いて、３０分間攪拌し、トナー材料の分散液を得た。
【０１４７】
得られたトナー材料の分散液の粘度を、以下のようにして測定した。
直径２０［ｍｍ］のパラレルプレートを備えたパラレルプレート型レオメータＡＲ２０００（ディー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製）を用いて、ギャップを３０［μｍ］にセットし、トナー材料の分散液に対して、２５［℃］において、せん断速度３００００［秒−１］で３０秒間せん断力を加えた後、せん断速度を０［秒−１］から７０［秒−１］まで２０秒間で変化させた時の粘度（粘度Ａ）を測定した。また、パラレルプレート型レオメータＡＲ２０００を用いて、トナー材料の分散液に対して、２５［℃］において、せん断速度３００００［秒−１］で３０秒間せん断力を加えた時の粘度（粘度Ｂ）を測定した。
【０１４８】
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８２部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１部、テレフタル酸２８３部、無水トリメリット酸２２部及びジブチルスズオキシド２部を仕込み、常圧下、２３０［℃］で８時間反応させた。次に、１０［ｍＨｇ］〜１５［ｍＨｇ］の減圧下で、５時間反応させて、中間体ポリエステル樹脂を合成した。
【０１４９】
得られた中間体ポリエステル樹脂は、数平均分子量が２１００、重量平均分子量が９５００、ガラス転移温度が５５［℃］、酸価が０．５［ｍｇＫＯＨ／ｇ］、水酸基価が５１［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であった。
【０１５０】
次に、冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステル樹脂４１０部、イソホロンジイソシアネート８９部及び酢酸エチル５００部を仕込み、１００［℃］で５時間反応させて、プレポリマーを合成した。得られたプレポリマーの遊離イソシアネート含有量は、１．５３［重量％］であった。
【０１５１】
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン１７０部及びメチルエチルケトン７５部を仕込み、５０［℃］で５時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。得られたケチミン化合物のアミン価は、４１８［ｍｇＫＯＨ／ｇ］であった。
【０１５２】
反応容器中に、トナー材料の分散液７４９部、プレポリマー１１５部及びケチミン化合物２．９部を仕込み、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化製）を用いて５０００［ｒｐｍ］で１分間混合して、油相混合液を得た。
【０１５３】
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、水６８３部、反応性乳化剤（メタクリル酸のエチレンオキシド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩）エレミノールＲＳ−３０（三洋化成工業社製）１１部、スチレン８３部、メタクリル酸８３部、アクリル酸ブチル１１０部及び過硫酸アンモニウム１部を仕込み、４００［ｒｐｍ］で１５分間攪拌し、乳濁液を得た。乳濁液を加熱して、７５［℃］まで昇温して５時間反応させた。次に、１［重量％］過硫酸アンモニウム水溶液３０部を添加し、７５［℃］で５時間熟成して、樹脂粒子分散液を調製した。
【０１５４】
（トナー材料液の分散質粒子の粒径及び分散粒子径の分布）
トナー材料液の分散質粒径、分散粒径分布の測定に「マイクロトラックＵＰＡ−１５０」（日機装社製）を用いて測定し、解析ソフト「マイクロトラック  パーティクルサイズ  アナライザ−Ｖｅｒ．１０．１．２−０１６ＥＥ」（日機装社製）を用いて解析を行った。具体的にはガラス製３０［ｍｌ］サンプル瓶にトナー材料液、次いでトナー材料液作製に用いた溶媒を添加し、１０［質量％］の分散液を調製した。得られた分散液を「超音波分散器Ｗ−１１３ＭＫ−ＩＩ」（本多電子社製）で２分間分散処理した。
【０１５５】
測定するトナー材料液に用いた溶媒でバックグラウンドを測定した後、上記分散液を滴下し、測定器のサンプルローディングの値が１〜１０の範囲となる条件で分散粒子径を測定した。本測定法は分散粒子径の測定再現性の点から測定器のサンプルローディングの値が１〜１０の範囲となる条件で測定することが重要である。上記サンプルローディングの値を得るために上記分散液の滴下量を調節する必要がある。測定・解析条件は以下のように設定した。
【０１５６】
分布表示：体積、粒径区分選択：標準、チャンネル数：４４、測定時間：６０［ｓｅｃ］、測定回数：１回、粒子透過性：透過、粒子屈折率：１．５、粒子形状：非球形、密度：１［ｇ／ｃｍ３］、溶媒屈折率の値は日機装社発行の「測定時の入力条件に関するガイドライン」に記載されている値のうちトナー材料液に用いた溶媒の値を用いた。
【０１５７】
水９９０部、樹脂粒子分散液８３部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５［重量％］水溶液エレミノールＭＯＮ−７（三洋化成工業社製）３７部、高分子分散剤カルボキシメチルセルロースナトリウムの１［重量％］水溶液セロゲンＢＳ−Ｈ−３（第一工業製薬社製）１３５部及び酢酸エチル９０部を混合攪拌し、水系媒体を得た。水系媒体１２００部に、油相混合液８６７部を加え、ＴＫ式ホモミキサーを用いて、１３０００［ｒｐｍ］で２０分間混合して、分散液（乳化スラリー）を調製した。
【０１５８】
次に、攪拌機及び温度計をセットした反応容器中に、乳化スラリーを仕込み、３０［℃］で８時間脱溶剤した後、４５［℃］で４時間熟成を行い、分散スラリーを得た。分散スラリー１００部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水１００部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］で１０分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキに１０［重量％］塩酸を加えて、ｐＨを２．８に調整し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］で１０分間混合した後、濾過した。さらに、得られた濾過ケーキにイオン交換水３００部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］で１０分間混合した後、濾過する操作を２回行い、最終濾過ケーキを得た。得られた最終濾過ケーキを、循風乾燥機を用いて４５［℃］で４８時間乾燥し、目開き７５［μｍ］メッシュで篩い、トナーを製造した。
【０１５９】
得られたトナー母体は、体積平均粒径（Ｄｖ）が５．８［μｍ］、Ｄｖ／Ｄｎが１．３、２［μｍ］以下の微粒子含有率が１３．４［％］、平均円形度が０．９５７、形状係数ＳＦ−１が１３８、形状係数ＳＦ−２が１２７である。
【０１６０】
このトナー母体に対し、平均一次粒径が１２［ｎｍ］の無機微粒子（クラリアントジャパン製酸化シリカＨ２０００）を１．０部、平均一次粒径が１５［ｎｍ］の無機微粒子（テイカ社製酸化チタンＳＭＴ１５０ＡＩ）を０．５部添加し、無機微粒子によるトナー表面被覆率が約９３［％］となるよう、ヘンシェルミキサーを用いて混合を行い、トナーＡを得た。
【０１６１】
本実験に用いるキャリアはリコー製画像形成装置ｉｍａｇｉｏ  ｎｅｏ  Ｃ６００搭載のキャリア（体積平均粒径３５［μｍ］）を使用した。そして、トナーのキャリア被覆率が約５５［％］になるよう、トナーとキャリアとを混合し、実験に用いる現像剤として準備した。
【０１６２】
次に本実験に係る実施例１〜１１及び比較例１〜７の現像装置７の特徴的な部分の構成について示す。
【０１６３】
［実施例１］
図１や図１６などに示す装置構成にて、図２４（ｂ）に示すような構成で線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、太さ０．３［ｍｍ］のＳＵＳからなり断面形状が円形状の線部材を、図２４（ｂ）に示すように、第１開口部２３内に斜め４５［°］の角度になるよう接着した。なお、線部材の長さは１０［ｍｍ］である。
【０１６４】
［実施例２］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２４（ｂ）に示すような構成で線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．５［ｍｍ］の断面形状が円形状の線部材を、図２４（ｂ）に示すように、斜め４５［°］の角度となるよう現像装置７と一体で成型した。なお、線部材の長さはおよそ１０［ｍｍ］である。
【０１６５】
［実施例３］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２５に示すような構成で複数の線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．３［ｍｍ］のＳＵＳからなる断面形状が円形状の線部材を、図２５に示すように接着した。このとき、第１開口部２３の現像装置奥側端面からの距離を２［ｍｍ］毎に間隔をあけて各線部材を設置した。また、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側端面からの距離を３［ｍｍ］毎に間隔をあけて第１開口部２３の幅方向に８本の線部材を設置した。
【０１６６】
［実施例４］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２５に示すような構成で複数の線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．５［ｍｍ］の断面形状が円形状の複数の線部材を現像装置７のケーシングと一体に成型した。このとき、第１開口部２３の現像装置奥側端面からの距離を３［ｍｍ］毎に間隔をあけて各線部材を設置した。また、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側端面からの距離を５［ｍｍ］毎に間隔をあけて第１開口部２３の幅方向に８本の線部材を設置した。
【０１６７】
［実施例５］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２６に示すような構成で複数の線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．３［ｍｍ］のＳＵＳからなる断面形状が円形状の複数の線部材を接着した。このとき、第１開口部２３の現像装置奥側端面からの距離を２［ｍｍ］、４［ｍｍ］、８［ｍｍ］となるように間隔をあけて第１開口部２３の縦方向に３本の線部材を設置した。また、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側端面からの距離を２［ｍｍ］、４［ｍｍ］、６［ｍｍ］、８［ｍｍ］、１２［ｍｍ］、１６［ｍｍ］、２０［ｍｍ］、２５［ｍｍ］となるように間隔をあけて、第１開口部２３の幅方向に８本の線部材を設置した。
【０１６８】
［実施例６］
図２０や図２１などに示す装置構成にて、図２６に示すような構成で複数の線部材を配設し分散促進手段２６を構成した。すなわち、縦幅１２［ｍｍ］、横幅３０［ｍｍ］の第１開口部２３に対し、太さ０．５［ｍｍ］の断面形状が円形状の複数の線部材を現像装置７のケーシングと一体に成型した。このとき、第１開口部２３の現像装置奥側端面からの距離を３［ｍｍ］、７［ｍｍ］となるように間隔をあけて第１開口部２３の縦方向に２本の線部材を設置した。また、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側端面からの距離を３［ｍｍ］、６［ｍｍ］、９［ｍｍ］、１４［ｍｍ］、１９［ｍｍ］、２５［ｍｍ］となるように間隔をあけて第１開口部２３の横方向に６本の線部材を設置した。
【０１６９】
［実施例７］
実施例１に示す構成にて、キャリア芯材の体積平均粒径が２５［μｍ］のキャリアに変更した現像剤を使用した（３５［μｍ］で使用したキャリアと同等のコーティングを施し、トナーのキャリア被覆率が約５５［％］になるよう、トナーとキャリアとを混合した）。
【０１７０】
［実施例８］
実施例１に示す構成にて、無機微粒子のトナー被覆率Ａの値が約１５０［％］になるよう、酸化シリカを１．８５部添加に変更してトナーを作成し、そのトナーとキャリアと混合した現像剤を用いた。
【０１７１】
［実施例９］
実施例１に示す構成にて、トナーのキャリア被覆率が約８５［％］になるよう、トナーとキャリアとを混合した現像剤を用いた。
【０１７２】
［実施例１０］
実施例１に示す構成にて、現像ローラ１５での現像剤の汲み上げ量を６０［ｍｇ／ｃｍ２］とした。
【０１７３】
［実施例１１］
実施例１に示す構成にて、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２へ１秒間当たりに落下する現像剤の量を９［ｇ／ｓｅｃ］とした。
【０１７４】
［比較例１］
図１や図１６などに示す装置構成にて、第１開口部２３に分散促進手段２６を設置しない。
【０１７５】
［比較例２］
実施例１に示す構成にて、キャリア芯材の体積平均粒径が１８［μｍ］のキャリアに変更した現像剤を使用した（３５［μｍ］で使用したキャリアと同等のコーティングを施し、トナーのキャリア被覆率が約５５［％］になるよう、トナーとキャリアを混合した）。
【０１７６】
［比較例３］
実施例１に示す構成にて、トナーＡを分級し、トナーの体積平均粒径が２．６［μｍ］、Ｄｖ／Ｄｎが１．３８のトナーに変更した現像剤を使用した（無機微粒子によるトナー表面被覆率が約９３［％］になるよう、トナーに無機微粒子を添加した）。
【０１７７】
［比較例４］
実施例１に示す構成にて、無機微粒子のトナー被覆率Ａの値が約３６．４［％］になるよう、酸化シリカを０．１５部添加に変更してトナーを作成し、そのトナーとキャリアと混合した現像剤を用いた。
【０１７８】
［比較例５］
実施例１に示す構成にて、トナーのキャリア被覆率が約１００［％］になるよう、トナーとキャリアとを混合した現像剤を用いた。
【０１７９】
［比較例６］
実施例１に示す構成にて、現像ローラ１５での現像剤の汲み上げ量を２５［ｍｇ／ｃｍ２］とした。
【０１８０】
［比較例７］
実施例１に示す構成にて、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２へ１秒間当たりに落下する現像剤の量を３［ｇ／ｓｅｃ］とした。
【０１８１】
実験結果を、表１に示す。
【表１】
2010049024.tif 000008
【０１８２】
表１からわかるように、実施例１〜１１の現像装置７のいずれにおいても、実使用上問題無い画像濃度ＩＤのズレとなった。つまり、実施例１〜１１の現像装置７においては、現像装置７内を循環する現像剤が供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５へ供給されるまでに、現像剤中のトナーが十分に分散し、トナー濃度ムラが低減された現像剤が現像ローラ１５に供給されたため、形成した画像の画像濃度ムラを低減できたと考えられる。
【０１８３】
これに対し、比較例１〜７の現像装置７のいずれにおいても、実使用上許容できない画像濃度ＩＤのズレとなった。
【０１８４】
比較例１においては、現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を設置しないことにより、トナーに実質的に接触できる現像剤中のキャリア表面積が減少したためだと考えられる。比較例２においては、キャリア表面積が大きくなり、現像剤の劣化が非常に促進され流動性が悪化したため、現像剤中のトナーの分散性が悪くなったためと考えられる。比較例３においては、トナー粒径が小さすぎることにより、トナー同士の凝集力が増大して現像剤の流動性が悪化し、現像剤中のトナーの分散性が悪くなったためだと考えられる。比較例４においては、無機微粒子の被覆量が小さすぎたため、現像剤の流動性が悪く、現像剤中のトナーの分散性が悪くなったためだと考えられる。比較例５においては、トナーを保持できるキャリア表面積がないため、現像剤中のトナーを分散できなかったためだと考えられる。比較例６においては、現像剤中に含まれるキャリアの表面積が減少したためだと考えられる。比較例７においては、形成した画像の全面に濃度ムラが発生しており、現像剤中のトナーの分散性の悪化だけではなく、トナーが現像装置７外へ飛散した影響も入っていると考えられる。
【０１８５】
以上、本実施形態によれば、内部に備えた複数の磁極により磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持し、その表面が回転して潜像担持体である感光体１４と対向する箇所で感光体１４の表面の潜像にトナーを供給する現像剤担持体である現像ローラ１５と、現像ローラ１５の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、現像ローラ１５に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材である供給スクリュー１７と、感光体１４と対向する箇所を通過後の現像ローラ１５上から回収された回収現像剤及び現像ローラ１５に供給されずに供給スクリュー１７の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤を現像ローラ１５の軸線方向に沿って、且つ、攪拌しながら供給スクリュー１７とは逆方向に搬送し、上記現像剤を供給スクリュー１７の搬送方向最上流側に渡す現像剤回収搬送部材である回収スクリュー２０とを有し、回収スクリュー２０及び供給スクリュー１７の２つの現像剤搬送部材を配置する各空間はケーシングによって仕切られて２つの現像剤搬送路を形成し、上記２つの現像剤搬送路は、回収スクリュー２０を配置する現像剤回収搬送路である回収スクリュー攪拌室２２及び供給スクリュー１７を配置する現像剤供給搬送路である供給スクリュー攪拌室１９から成り、回収スクリュー攪拌室２２の搬送方向下流側端部と供給スクリュー攪拌室１９の搬送方向上流側端部とが第１開口部２３を介して連通し、供給スクリュー攪拌室１９の搬送方向下流側端部と回収スクリュー攪拌室２２の搬送方向上流側端部とが第２開口部２４を介して連通した現像装置７において、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に向かって送り込まれている現像剤中のトナーの分散を促進させる分散促進手段２６を第１開口部２３に設けた。これにより、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に送り込まれている現像剤中のトナーの分散が分散促進手段２６によって促進される。よって、現像剤中のトナーの分散性が向上するので、その分、現像剤中のトナーとキャリアとがよく混ざり合い、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５体に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減させることができる。したがって、この現像装置７を用いて感光体１４上の潜像を現像することで、現像された画像の画像濃度ムラや画像濃度低下などを低減することができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６として、第１開口部２３の内壁を、少なくとも上記内壁の近傍を通過している現像剤の流れを乱すような形状で構成したことで、上述したように第１開口部通過時の現像剤に速度差を与えることができ、現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができる。そのため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。これにより、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、第１開口部２３を複数設けることで、より現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６として、第１開口部２３に分散促進部材である線部材などを配設した。これにより、第１開口部通過時の現像剤中に剪断力を発生させることができる。そして、その発生した剪断力によって現像剤中に速度差が発生し、その速度差によって現像剤中のキャリアとトナーとが相互に位置を変えるのを促進させることができる。そのため、第１開口部２３を介して回収スクリュー攪拌室２２から供給スクリュー攪拌室１９に受け渡された現像剤が現像ローラ１５に汲み上がるまでに、現像剤中のトナーを十分に分散させるような現像剤の攪拌を行うことができる。よって、供給スクリュー攪拌室１９から現像ローラ１５に汲み上げられる現像剤のトナー濃度均一性を向上させることができ、現像時の画像濃度ムラや画像濃度低下を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、隣り合う線部材の間隔が全て一定でないことで、上述したようにより効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、各線部材を互いに非平行で配設したことで、上述したようにより効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、第１開口部２３の現像ローラ側における上記間隔が第１開口部２３の現像ローラから離れる側における上記間隔よりも大きいことで、上述したように、第１開口部突入時の現像剤速度の速い領域において、より効果的に現像剤中に速度差を発生させることができ、より効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、分散促進手段２６は、第１開口部２３の開口面に、所定の間隔をあけて配設された複数の線部材からなり、第１開口部２３の回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向下流側の上記間隔が回収スクリュー攪拌室２２における現像剤搬送方向上流側の上記間隔よりも大きいことで、上述したように、第１開口部突入時の現像剤速度の速い領域において、より効果的に現像剤中に速度差を発生させることができ、より効果的に現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、現像剤中のキャリアの体積平均粒径が、２０［μｍ］〜６０［μｍ］であることで、上述したように、トナーの劣化速度を抑えつつ、現像剤中のキャリア表面積をより多く確保することができる。その結果、上述したように現像剤中のトナーの分散性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、トナー母体に平均一次粒径が５［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の無機微粒子を、上記数６により求められる無機微粒子の被覆率Ａの値が、４０〜２００となるように被覆させたトナーを用いる。これにより、長時間の攪拌を行った場合においても、現像剤の流動性が悪化するのを抑制することができる。よって、このような現像剤を用いることにより、初期から経時にわたり現像剤中のトナーの分散性の良い状態を保つことができる。また、被覆率Ａの値が４０〜２００の範囲であることで、キャリア表面に無機微粒子が膜となって形成されないため、トナーがキャリア表面に付着することができ、現像剤中のトナーの分散性の良い状態を安定して維持することができる。
また、本実施形態によれば、上記数７により求められる被覆率Ｂの値が４０〜９０となるように、キャリア表面をトナーが被覆した現像剤を用いる。これにより、現像剤の劣化や流動性の悪化を抑えることができ、現像剤中のトナーの分散性を維持することができる。また、トナーが付着できるキャリア表面が存在するため、キャリアの移動に合わせてトナーも移動できるため、現像剤中のトナーの分散性を良い状態で保つことができる。
また、本実施形態によれば、供給スクリュー攪拌室１９が回収スクリュー攪拌室２２の上方に設けられており、第２開口部２４を介して供給スクリュー攪拌室１９側から回収スクリュー攪拌室２２側に落下する現像剤の１秒間当りの量が、５［ｇ／ｓ］〜１０［ｇ／ｓ］である。これにより、第２開口部２４から回収スクリュー攪拌室２２に落下する現像剤の量が増え、新たに補給したトナーなどが保持される、落下している現像剤中のキャリア表面が増加し、新たに補給したトナーなどをキャリア表面に保持し易くすることができる。
また、本実施形態によれば、ドクタ１６を通過する現像ローラ１５上の現像剤の量が、２０［ｍｇ／ｃｍ２］〜７０［ｍｇ／ｃｍ２］であることで、現像領域を通過した後、回収スクリュー攪拌室２２に回収された現像剤中のキャリア表面を確保することができ、現像剤中のトナーの分散性を確保することができる。
また、本実施形態によれば、供給スクリュー攪拌室１９からあふれた現像剤が、重力によって現像ローラ１５上に落下し、その落下した現像剤を現像ローラ１５の内部に配置された磁界発生手段である磁極の磁力によって保持し汲み上げるように現像装置７を構成することで、現像剤へのストレスを減少させ、現像剤中のトナーの分散性が良好な状態を、より長く保つことができる。
また、本実施形態によれば、現像手段と、感光体１４、帯電装置５またはクリーニング装置１０の少なくとも１つと一体に形成され、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、上記現像手段として、本発明の現像装置７を用いることで上述したような現像剤中のトナーの分散性を向上させる種々の効果をえることができる。また、現像装置７を感光体１４と一体にプロセスカートリッジとして形成することで、外乱となる駆動振動によって感光体１４と現像装置７との相対位置が変化し現像ギャップが変動するなどの影響を限りなく小さくすることができる。これにより、上記影響などによる画像濃度変動を抑えることができる。
また、本実施形態によれば、潜像を担持する感光体１４と、感光体１４上の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記現像手段として、本発明の現像装置７を用いることにより、現像剤中のトナーの分散性を向上し現像ローラ１５に供給される現像剤のトナー濃度ムラを低減できるので、形成した画像の画像濃度ムラや画像濃度変動などを抑えることができる。
【０１８６】
なお、本実施形態においては、感光体を各色ごとに１つずつ使用するタンデム方式の画像形成装置を例示して説明したが、感光体を１つのみ持ち、その感光体で各色について画像を形成するリボルバ方式の画像形成装置であっても、本実施形態の現像装置７を用いることにより、上述したような現像剤中のトナーの分散性を向上させ画像濃度ムラの低減を図ることができる。なお、リボルバ方式の画像形成装置ではコストが安く、また、タンデム方式の画像形成装置ではコストが高くなってしまうが、高速印刷を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】構成例１における感光体側から見た現像装置の断面図。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】作像ユニットの概略構成図。
【図４】作像ユニットをプロセスカートリッジとして構成した場合の一例を示す模式図。
【図５】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図６】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図７】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図８】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図９】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図１０】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図１１】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図１２】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図１３】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図１４】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【図１５】現像装置の斜視図。
【図１６】構成例１における現像ローラ軸方向に直交する方向から見た現像装置の断面図。
【図１７】第１開口部の壁面の形状の一例を示す模式図。
【図１８】第１開口部の壁面の形状の一例を示す模式図。
【図１９】第１開口部の壁面の形状の一例を示す模式図。
【図２０】構成例２における感光体側から見た現像装置の断面図。
【図２１】構成例２における現像ローラ軸方向に直交する方向から見た現像装置の断面図。
【図２２】第１開口部よりも回収スクリュー攪拌室側に分散促進手段を設置した場合の現像装置の断面図。
【図２３】第１開口部よりも供給スクリュー攪拌室側に分散促進手段を設置した場合の現像装置の断面図。
【図２４】（ａ）第１開口部に単一の線部材を斜めに設置した場合の一例を示す模式図。（ｂ）第１開口部の現像剤の通過量がより多い領域に線部材を設置した場合の一例を示す模式図。（ｃ）第１開口部の開口を現像装置手前側と現像装置奥側とに分けるように線部材を設置した場合の一例を示す模式図。（ｄ）第１開口部の開口を現像剤搬送方向上流側と下流側とに分けるように線部材を設置した場合の一例を示す模式図。
【図２５】（ａ）複数の線部材でメッシュ状に構成した分散促進手段を第１開口部も設置した場合の一例を示す模式図。（ｂ）複数の線部材でメッシュ状に構成した分散促進手段を第１開口部も設置した場合の他の一例を示す模式図。（ｃ）複数の線部材によって第１開口部を現像剤搬送方向上流側と下流側とで複数に分けた場合の一例を示す模式図。（ｄ）複数の線部材によって第１開口部を現像装置手前側と現像装置奥側とで複数に分けた場合の一例を示す模式図。
【図２６】隣り合う線部材の間隔の全てが同じ大きさとならにように第１開口部に複数の線部材を設置した場合の一例を示した模式図。
【図２７】各線部材を互いに非平行で第１開口部に設置した場合の一例を示す模式図。
【図２８】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナー形状を模式的に表した模式図。
【図２９】形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナー形状を模式的に表した模式図。
【図３０】従来の現像装置の１例を示した概略構成図。
【符号の説明】
【０１８８】
１      作像ユニット
２      中間転写ベルト
３      給紙装置
４      定着装置
５      帯電装置
６      露光装置
７      現像装置
８      転写装置
９      クリーニング補助装置
１０    クリーニング装置
１１    潤滑剤
１２ａ  ブラシローラ
１２    潤滑剤塗布装置
１３    潤滑剤均し装置
１４    感光体
１５    現像ローラ
１６    ドクタ
１７    供給スクリュー
１９    供給スクリュー攪拌室
２０    回収スクリュー
２２    回収スクリュー攪拌室
２３    第１開口部
２４    第２開口部
２５    トナー補給口
２６    分散促進手段
１０３  現像ローラ
１０４  現像装置
１０５  供給回収搬送路
１０６  攪拌スクリュー
１０６  攪拌搬送路
１０７  供給回収スクリュー
【図１】
2010049024.tif 000011
【図２】
2010049024.tif 000012
【図３】
2010049024.tif 000013
【図４】
2010049024.tif 000014
【図５】
2010049024.tif 000015
【図６】
2010049024.tif 000016
【図７】
2010049024.tif 000017
【図８】
2010049024.tif 000018
【図９】
2010049024.tif 000019
【図１０】
2010049024.tif 000020
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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