(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器の開口部に回転可能に設けられた現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の軸方向端部側に接触して前記現像容器と前記現像剤担持体との隙間をシールする端部シールとを備えた現像装置において、
前記現像剤の加速凝集度が５４％以上であり、
前記端部シールは、前記現像剤担持体との接触面側に立毛層を有し、
前記立毛層の毛倒れ方向が、前記現像剤担持体の回転方向に向かって現像剤担持体の軸方向中央側へ３０°以上６０°以下の範囲で傾くように構成し、
前記端部シールは、前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体に接触して前記現像剤担持体上の現像剤を規制する規制部材とに接触したときに、
前記現像剤担持体に対する前記端部シールの食い込み量を、前記規制部材の厚み以上で、０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器の開口部に回転可能に設けられた現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の軸方向端部側に接触して前記現像容器と前記現像剤担持体との隙間をシールする端部シールとを備えた現像装置において、
前記現像剤の加速凝集度が５４％以上であり、
前記端部シールは、前記現像剤担持体との接触面側に立毛層を有し、
前記立毛層の毛倒れ方向が、前記現像剤担持体の回転方向に向かって現像剤担持体の軸方向中央側へ３０°以上６０°以下の範囲で傾くように構成し、
前記端部シールは、前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体に接触して前記現像剤担持体上の現像剤を規制する規制部材とに接触したときに、
前記現像剤担持体に対する前記端部シールの接触圧を、０．２５Ｎ／ｃｍ2以上７．５Ｎ／ｃｍ2以下の範囲に設定したことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体の表面硬度を、ＪＩＳＡ硬度で６０度以下にした請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体に対する前記端部シールの接触圧を、現像剤担持体の軸方向端部側から中央側に向かって増大させた請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以上であるものを用いた請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体の上方に、現像剤を収容する現像剤収容部を設けた請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤として、母体粒子にシリコーンオイルで表面処理されたシリカ粒子を外添したトナーを用いた請求項１から６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像容器内の現像剤量を検知する現像剤量検知手段と、
外部から前記現像容器内に現像剤を補給するための補給口とを備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
表面に潜像を担持する潜像担持体と、
前記潜像担持体上の潜像に現像剤を供給する現像装置とを少なくとも備え、
画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットにおいて、
前記現像装置として、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置、又は、請求項９に記載のプロセスユニットを備えた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、現像装置、現像装置を備えるプロセスユニット及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真式の画像形成装置においては、像担持体である感光体上に形成された潜像を可視化する現像装置が設けられている。一般的に、現像装置は、表面に現像剤であるトナーを担持する現像ローラと、その現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、現像ローラ上のトナーを均一な厚さに規制する規制ブレード等を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
現像装置の基本動作は、まず、現像装置内に収容されているトナーが、供給ローラと現像ローラとの接触部（ニップ部）で、両ローラの摺擦により摩擦帯電されて現像ローラの表面に供給される。次に、現像ローラの表面に担持されたトナーが、規制ブレードによって均一な厚さに規制されると共に電荷が付与される。そして、感光体と現像ローラとの間の現像領域において、現像ローラ上のトナーが現像電界によって感光体上の潜像に転移し、潜像がトナー画像として可視化される。このように、供給ローラから現像ローラへ、また、現像ローラから感光体へ、トナーの受け渡しが良好に行われることで、所望の画像が得られる。
【０００４】
また、現像装置においては、現像ローラの軸方向両端部の位置でシールする端部シールが設けられている（特許文献１参照）。この端部シールが、現像ローラとそれを保持する現像装置のケース（現像容器）との隙間をシールすることで、現像ローラの端部からのトナー漏れを抑制している。
【０００５】
また、特許文献２では、現像ローラと端部シールとの間にトナーが侵入したとしても、そのトナーを現像ローラの軸方向中央部側へ戻すことのできる現像装置が提案されている。
【０００６】
具体的に、この現像装置では、図１８（ａ）に示すように、端部シール５００の毛倒れ方向を現像ローラ４１０の回転方向に向かって現像ローラ４１０の軸方向中央側へ傾くようにしている。これにより、図１８（ｂ）に示すように、端部シール５００と現像ローラ４１０との間にトナーが侵入したとしても（図の矢印Ｙ１方向参照）、現像ローラ４１０の回転によってトナーを端部シール５００の毛倒れ方向に送り（図の矢印Ｙ３方向参照）、軸方向中央側へ戻すことができる。
【０００７】
ところで、電子写真の分野においては、装置の長寿命化を図るために、使用する部品の磨耗をできるだけ少なくすることが要求されている。例えば、像担持体である感光体においては、帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等の構成部材との接触によって表面磨耗が生じる。そのため、これを低減するために、感光体の表面に潤滑剤を塗布する装置を設けることは既に知られている（特許文献３参照）。
【０００８】
上記のように、感光体の表面に潤滑剤を塗布する装置を設けることで、感光体の摩耗を低減し、寿命を延ばすことが可能となるが、一方で、潤滑剤塗布装置を新たに設けることは、装置の小型化の妨げとなる。そのため、近年では、特に小型化された画像形成装置に対して、潤滑剤塗布装置を設けることに代えて、トナーにシリコーンオイルなどの潤滑剤成分を付与したものを使用するようになってきている（特許文献４参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のような潤滑剤成分が付与されたトナーを用いた場合、縦スジ等が入った異常画像の発生や、端部シール等からのトナー漏れが生じるといった問題が生じた。そこで、本発明者らは、その原因を明らかにすべく鋭意研究を行ったところ、端部シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱によるトナーの固着が原因と分かってきた。
【００１０】
すなわち、潤滑剤成分が付与されたトナーは、トナー同士の凝集力が高く、トナーの流動性が悪いことから、規制ブレードの長手方向の端部側でトナーが滞留しやすくなる。その結果、滞留するトナーに現像ローラと端部シールとの摺接により発生した摩擦熱が蓄えられて、トナーが溶融し、溶融したトナーが規制ブレードなどに固着する。そして、このようなトナーの固着が画像形成領域で発生した場合は、規制ブレードによって現像ローラ上のトナーを均一な厚さにすることができなくなり、縦スジ等が入った異常画像が発生する。
【００１１】
また、端部シールのシール性が不十分であった場合、端部シールと現像ローラとの間にトナーが侵入すると、侵入したトナーが端部シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱によって固着する。そして、端部シールと現像ローラとの間でトナーが固着した場合は、固着したトナーによって現像ローラが部分的に削られて、そこからトナー漏れが発生する。特に、端部シールと現像ローラとの間ではトナーが摩擦熱を直接受けることから、固着トナーが成長しやすい。このため、成長した固着トナーによって、現像装置の開口部に設けられた入口シールのシール性が低下し、トナー漏れが生じることもある。
【００１２】
また、図１９に示すように、端部シール５００と現像ローラ４１０との間にトナーが侵入すると（図の矢印Ｙ１方向参照）、侵入したトナーは現像ローラ４１０の回転力を受けて移動し（図の矢印Ｙ２方向参照）、規制ブレード４３０の先端４３０ａにトナーが達することがある。特に、規制ブレード４３０の先端４３０ａでは、規制ブレード４３０が端部シール５００と現像ローラ４１０との間に挟み込まれているため、規制ブレード４３０の接触圧が高くなっている。このため、トナーが規制ブレード４３０の先端４３０ａに達した場合は、高い接触圧と摩擦熱の影響によりトナーの固着がより一層生じやすくなる。
【００１３】
また、このようなトナーの固着は、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低いトナーを用いた場合や、小粒径のトナーを用いた場合にも生じやすくなる。
【００１４】
また、感光体、帯電装置、現像装置等を一体的に交換可能に構成したプロセスユニットが知られているが、このプロセスユニットをトナーカートリッジとは別体に構成した場合は、プロセスユニット構成部品の寿命分のトナーを、予めプロセスユニット内に収容しなくてもよいので、プロセスユニットの小型化と長寿命化を図ることができる。しかしながら、このようなプロセスユニットの長寿命化を図った構成においては、上記のようなトナー固着による問題が顕在化しやすい。
【００１５】
なお、上記特許文献２では、現像ローラと端部シールとの間にトナーが侵入したとしても、そのトナーを戻すことのできる現像装置が提案されているが、現像ローラと端部シールとの間で生じる摩擦熱については特に言及されていない。また、凝集力が高く、流動性の低いトナーを用いた場合に、摩擦熱によって生じるトナーの固着を抑制する手段についても提案されていない。
【００１６】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、凝集力の高い現像剤を用いても、シール性を良好に維持することができると共に、良好な画質を得ることが可能な現像装置、その現像装置を備えたプロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の開口部に回転可能に設けられた現像剤担持体と、前記現像剤担持体の軸方向端部側に接触して前記現像容器と前記現像剤担持体との隙間をシールする端部シールとを備えた現像装置において、前記現像剤の加速凝集度が５４％以上であり、前記端部シールは、前記現像剤担持体との接触面側に立毛層を有し、前記立毛層の毛倒れ方向が、前記現像剤担持体の回転方向に向かって現像剤担持体の軸方向中央側へ３０°以上６０°以下の範囲で傾くように構成し、前記端部シールは、前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体に接触して前記現像剤担持体上の現像剤を規制する規制部材とに接触したときに、前記現像剤担持体に対する前記端部シールの食い込み量を、前記規制部材の厚み以上で、０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、端部シールが現像剤担持体と規制部材とに接触したときの現像剤担持体に対する端部シールの食い込み量を規制部材の厚み以上で０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定することによって、凝集力の高い（加速凝集度５４％以上の）現像剤を用いた場合でも、シール性を確保しつつ、端部シールと現像剤担持体との間で生じる摩擦熱を低減することができる。これにより、摩擦熱による現像剤の固着を抑制することができるので、異常画像の発生を抑制することができ、良好な画像を得られるようになる。また、端部シールの毛倒れ方向を、現像剤担持体の回転方向に向かって現像剤担持体の軸方向中央側へ３０°以上６０°以下の範囲で傾くように構成することで、端部シールと現像剤担持体との間に現像剤が侵入したとしても、その現像剤を現像剤担持体の回転によって端部シールの毛倒れ方向に送り、軸方向中央側へ戻すことができる。これにより、現像剤の固着を未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】現像装置及びトナーカートリッジの概略断面図である。
【図３】現像装置の拡大断面図である。
【図４】端部シールを現像ローラの軸方向と直交する方向から見た図である。
【図５】端部シールの拡大断面図である。
【図６】現像剤量検知手段の構成を示す図である。
【図７】現像ローラに対する端部シールの食い込み量を示す図である。
【図８】端部シールの毛倒れ方向の成す角度を示す図である。
【図９】実施例と比較例においてトナーの固着とトナー漏れと感光体の摩耗量について評価した実験結果を示す図表である。
【図１０】現像ローラに対する供給ローラの食い込み量を示す図である。
【図１１】実施例と比較例において画像濃度と感光体の摩耗量について評価した実験結果を示す図表である。
【図１２】実施例と比較例においてトナーの荷電量と付着量について評価した実験結果を示す図表である。
【図１３】現像ローラ上のトナーの荷電量と付着量を測定する範囲を示す図である。
【図１４】現像ローラに対する入口シールの食い込み量を示す図である。
【図１５】前記入口シールの食い込み量を算出する方法を説明するための図である。
【図１６】入口シールと現像ローラとのニップ部の現像ローラの周方向の幅を示す図である。
【図１７】実施例と比較例において画像スジとトナー漏れと感光体の摩耗量について評価した実験結果を示す図表である。
【図１８】端部シールの毛倒れ方向を、現像ローラの回転方向に向かって現像ローラの軸方向中央側へ傾くようにした構成を示す図である。
【図１９】従来の端部シールの問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの概略構成図である。まず、図１を参照して、カラーレーザープリンタの全体構成及び動作について説明する。
【００２２】
図１に示すように、画像形成装置本体１００には、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の画像を形成する画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に潜像を担持する潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置５を備える。なお、図１では、イエロー画像用のプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニング装置５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。
【００２３】
各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが有する現像装置４の上部には、現像剤補給容器としてのトナーカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋが着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋには、それぞれ、対応するプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋに用いられる色のトナー（現像剤）が収容されている。
【００２４】
画像形成装置本体１００の上部には、各感光体２の表面に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置７が配設されている。露光装置７は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００２５】
また、各感光体２の下方には、転写装置８が配設されている。転写装置８は、転写体としての無端状のベルトから成る中間転写ベルト９と、中間転写ベルト９を張架する駆動ローラ１０及び従動ローラ１１と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１２と、二次転写手段としての二次転写ローラ１３を備える。中間転写ベルト９は、駆動ローラ１０が図示しない駆動源によって図の反時計回りに回転することにより、図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
【００２６】
４つの一次転写ローラ１２は、それぞれ中間転写ベルト９を介して感光体２に接触している。これにより、各感光体２と中間転写ベルト９とが互いに接触し、両者の間にトナー画像を転写するための一次転写ニップが形成されている。また、各一次転写ローラ１２は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１２に印加されるようになっている。
【００２７】
二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト９を介して駆動ローラ１０に接触している。これにより、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト９との間にトナー画像を転写するための二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１３は、一次転写ローラ１２と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１３に印加されるようになっている。
【００２８】
また、転写装置８の図の右側の箇所には、中間転写ベルト９の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１４が設けられている。ベルトクリーニング装置１４は、中間転写ベルト９の外周面に接触するクリーニングブレード１５と、クリーニングブレード１５の先端を中間転写ベルト９の内周面側から支持するクリーニングバックアップローラ１６と、中間転写ベルト９から除去されたトナーを搬送する搬送コイル１７とを備える。また、転写装置８の下方に、廃トナー収容器１８が設けられており、この廃トナー収容器１８の入口部には、ベルトクリーニング装置１４から延びた図示しない廃トナー移送ホースが接続されている。
【００２９】
また、転写装置８の図の左側の箇所には、トナーマークセンサ１９が設けられている。トナーマークセンサ１９は、反射型の光学センサであり、中間転写ベルト９上のトナーの付着量や位置をトナーマークセンサ１９で検知してトナー画像の濃度や位置を調整する。
【００３０】
画像形成装置本体１００の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ２０や、給紙トレイ２０から用紙Ｐを給送する給紙ローラ２１等が設けてある。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。
【００３１】
また、画像形成装置本体１００内には、用紙Ｐを給紙トレイ２０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。この搬送路Ｒにおいて、給紙ローラ２１の位置と二次転写ローラ１３の位置との間には、タイミングローラ対であるレジストローラ対２２が設けられている。また、搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２３が設けてある。さらに、搬送路Ｒの終端には、用Ｐ紙を装置外へ排出するための排紙ローラ対２４が設けられ、画像形成装置本体１００の上面部に、装置外に排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２５が設けられている。
【００３２】
上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置７から各感光体２の帯電面にレーザー光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。そして、各感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００３３】
また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト９を張架する駆動ローラ１０が回転駆動することにより、中間転写ベルト９が図の矢印の方向に周回走行される。また、各一次転写ローラ１２に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１２と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
【００３４】
その後、各感光体２の回転に伴い、感光体２上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体２上のトナー画像が中間転写ベルト９上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト９の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト９に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニング装置５によって除去される。
【００３５】
画像形成装置の下部では、給紙ローラ２１が回転駆動を開始し、給紙トレイ２０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対２２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１３と駆動ローラ１０との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１３には、中間転写ベルト９上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
【００３６】
その後、中間転写ベルト９の周回走行に伴って、中間転写ベルト９上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト９上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト９上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１４のクリーニングブレード１５によって除去され、除去されたトナーは搬送コイル１７によって廃トナー収容器１８へと搬送され回収される。
【００３７】
その後、用紙Ｐは定着装置２３へと搬送され、定着装置２３によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ対２４によって装置外へ排出され、排紙トレイ２５上にストックされる。
【００３８】
以上の説明は、記録媒体にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００３９】
以下、現像装置とトナーカートリッジの構成について詳しく説明する。
なお、上記各現像装置４及び各トナーカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、異なる色のトナーを収容している以外はほぼ同様の構成となっているので、説明を簡略化するため、色の識別を示す符号（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を省略し、１つの現像装置及びトナーカートリッジの構成について説明する。
【００４０】
図２に、現像装置及びトナーカートリッジの概略断面図を示す。
図２に示すように、トナーカートリッジ６の容器本体３０内には、トナーを撹拌する撹拌部材である撹拌パドル３１と、トナーを搬送する搬送部材である搬送スクリュー３２とが設けられている。また、容器本体３０には、トナーカートリッジ６が現像装置４の上部に装着された状態で、現像装置４に設けられた補給口４６に連結される排出口３３が設けてある。搬送スクリュー３２が回転すると、容器本体３０内のトナーを軸方向に搬送して、前記排出口３３から現像装置４内へトナーを補給するように構成されている。搬送スクリュー３２は、トナーカートリッジ６が装着された状態で、画像形成装置本体に設けられた図示しない駆動部に対し、クラッチなどの公知の手段によって連結可能となっている。トナー補給量は、駆動部の駆動時間に基づいて制御することが可能である。例えば、トナーの色によって、あるいは温湿度環境によってトナーの流動性が変化することに対応させて、駆動時間を異ならせるようにしてよい。
【００４１】
現像装置４は、内部にトナーを収容する現像剤収容部４７が形成された現像容器４０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像ローラ４１にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像ローラ４１上に担持されたトナーの厚さを規制する規制部材としての規制ブレード４３と、トナーを搬送する搬送部材としての搬送スクリュー４４と、トナーを撹拌する撹拌部材としてのアジテータ４５を備える。本実施形態に係る現像装置４は、現像剤収容部４７が、現像ローラ４１、供給ローラ４２、規制ブレード４３の上方に設けられた、いわゆる縦型の現像装置に構成されている。
【００４２】
図３に、現像装置の拡大断面図を示す。
図３に示すように、現像容器４０の感光体２と対向する下部には開口部４０ａが形成されており、その開口部４０ａに現像ローラ４１が回転可能に設けられている。現像ローラ４１は、金属製の芯金４１ａと、その芯金４１ａの外周に配設されたウレタンゴム又はシリコーンゴム等から成る弾性層４１ｂと、その弾性層４１ｂの外周に配設されたアクリル樹脂又はシリコーン樹脂等から成る表面層（樹脂コート層）４１ｃとを有する。表面層４１ｃの厚みは、１μｍ以上３０μｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。
【００４３】
供給ローラ４２は、金属製の芯金４２ａの外周に、発泡ポリウレタン等の発泡弾性部材から成る弾性層４２ｂを配設したスポンジローラで構成されている。供給ローラ４２は、現像ローラ４１に接触しており、その接触によって供給ローラ４２の弾性層４２ｂが押しつぶされることで、両ローラ４１，４２間にニップ部（以下、「供給ニップ」という）が形成されている。また、供給ローラ４２には、図示しない電圧印加手段によって電圧が印加されるようになっている。詳しくは、供給ローラ４２の電位が、現像ローラ４１の電位に対し、トナーの帯電極性と同じ極性側にオフセットするように電圧が印加される。
【００４４】
規制ブレード４３は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のＳＵＳなどの金属板で構成される。規制ブレード４３は、その基端（図の上端）が容器本体３０の開口縁に固定され、先端（図の下端）が現像ローラ４１の表面に接触し、ニップ部（以下、「規制ニップ」という）を形成している。
【００４５】
また、図３に示すように、現像ローラ４１の下方には、現像容器４０の開口部４０ａ近傍で現像容器４０と現像ローラ４１との隙間をシールする入口シール４８が設けられている。入口シール４８は、ウレタンゴムやＰＴＦＥ（テトラフルオロエチレン樹脂）、高分子量ポリエチレン等を主な材料とした可撓性シートで構成されている。入口シール４８は、その基端（図の下端）が容器本体３０の開口縁に固定され、先端（図の上端）が現像ローラ４１の表面に接触している。
【００４６】
また、入口シール４８と現像容器４０との間には弾性部材４９が設けられており、この弾性部材４９によって、入口シール４８の現像ローラ４１に接触する面とは反対側の面が支持されている。
【００４７】
また、図３において、符号５０で示すのは、現像ローラ４１の軸方向端部側に接触して現像容器４０と現像ローラ４１との隙間をシールする端部シールである。
【００４８】
図４は、端部シールを現像ローラの軸方向と直交する方向から見た図である。
図４に示すように、現像ローラ４１の両端部には、それぞれ端部シール５０が設けてある。端部シール５０は、両面粘着テープなどによって現像容器４０に付設されている。各端部シール５０は、現像ローラ４１の端部において、現像ローラ４１と、それに接触する規制ブレード４３及び入口シール４８にも覆い被さるようにして接触している。このように、端部シール５０を設けることで、現像ローラ４１の両端部から現像容器４０の外部にトナーが漏出するのを抑制している。なお、規制ブレード４３の先端には１２〜１８°曲げ角度がつけられているので、規制ブレード４３の先端と現像ローラ４１の表面と端部シール５０で囲まれる箇所では隙間が生じやすい。しかし、現像ローラ４１を現像容器４０に装着したときに端部シール５０にかかる圧力によって、端部シール５０が押しつぶされることで前記隙間がほとんど無くなるので、隙間からのトナー漏れは抑制される。
【００４９】
図５に、端部シールの拡大断面図を示す。
図５に示すように、端部シール５０は、両面粘着シートから成る粘着層５４と、粘着層５４の表面に配設されたスポンジ等から成る弾性層５１と、弾性層５１の表面に配設されたシート状の基材５２と、基材５２から突出した多数の繊維から成る立毛層５３とを有する。端部シール５０は、粘着層５４を介して現像容器４０の内面に貼り付け固定され、立毛層５３が現像ローラ４１と接触する側に配設される。また、立毛層５３を構成する多数本の繊維は、予め決められた方向に毛倒し加工が施されている。
【００５０】
また、本実施形態に係る現像装置４は、現像剤収容部４７内のトナー量（現像剤量）を検知する現像剤量検知手段を備えている。
【００５１】
図６に、現像剤量検知手段の構成を示す。
この現像剤量検知手段３４は、光学素子を用いてトナー量を検知する光透過方式の検知手段である。具体的に、現像剤量検知手段３４は、第１の導光部材３５と、第２の導光部材３６と、発光素子３７と、受光素子３８とを備える。両導光部材３５，３６は、現像容器４０に設けられ、発光素子３７と受光素子３８は、画像形成装置本体１００に設けられている。発光素子３７から発した光は、第１の導光部材３５の一端部３５ａに入射し、反対側の他端部３５ｂから出射する。そして、光は、第１の導光部材３５の他端部３５ｂから、それと対向する第２の導光部材３６の一端部３６ａに入射し、反対側の他端部３６ｂから出射して、受光素子３８へと到達する。
【００５２】
現像容器４０内にトナーが十分に存在する場合は、互いに対向する第１の導光部材３５の他端部３５ｂと第２の導光部材３６の一端部３６ａとの間に、トナーが存在することにより光が遮断されるため、受光素子３８まで光が到達しない。しかし、印刷などでトナーが消費されると、トナーの上面が低下し、両導光部材３５，３６の互いに対向する端部３５ｂ，３６ａの間にトナーが存在しなくなるので、受光素子３８まで光が到達するようになる。このときの受光素子３８での出力値を検出することで、現像容器４０内のトナーが所定量よりも下回ったことを検知できる仕組みとなっている。
【００５３】
次に、図２を参照しつつ、現像装置及びトナーカートリッジの基本動作について説明する。
まず、トナーカートリッジのトナー補給動作について説明する。
現像装置４へのトナーの補給は、現像容器４０内のトナー量が所定の基準値以下となった場合に行われる。すなわち、上記現像剤量検知手段３４によって、現像容器４０内にトナー量が所定の基準値よりも少ないと検知された場合に、トナー補給の指示が発せられる。
【００５４】
トナー補給の指示が発せられると、トナーカートリッジ６内の搬送スクリュー３２が回転し、トナーが排出口３３から排出されて現像容器４０内へ補給される。搬送スクリュー３２の回転開始と同時に、撹拌パドル３１の回転も開始することで、トナーが撹拌されトナーを補給しやすくなる。その後、現像容器４０内のトナー量が所定の基準値よりも多くなると（トナーによって２つの導光部材３５，３６間の光路が遮断されると）、搬送スクリュー３２と撹拌パドル３１の回転駆動が停止され、トナー補給が終了する。
【００５５】
続いて、現像装置の現像動作について説明する。
作像動作開始の指示があると、現像剤収容部４７内のトナーは、回転するアジテータ４５により攪拌され、回転する搬送スクリュー４４によって供給ローラ４２に供給される。供給ローラ４２に供給されたトナーは、供給ニップで供給ローラ４２と現像ローラ４１との摺擦により摩擦帯電されて現像ローラ４１の表面に供給される。また、本実施形態では、図示しない電圧印加手段によって供給ローラ４２に所定の電圧が印加され、これにより両ローラ４１，４２間に生じる電界によって、現像ローラ４１へのトナー供給効率を高めている。なお、電圧印加手段によって、現像ローラ４１に電圧を印加する、あるいは、現像ローラ４１と供給ローラ４２の両方に電圧を印加することによっても、トナーを供給ローラ４２から現像ローラ４１へ供給するための電界を形成することが可能である。
【００５６】
現像ローラ４１上に担持されたトナーは、規制ブレード４３の規制ニップを通過することにより、トナー層の厚さが規制されると同時に摩擦荷電させられる。そして、現像ローラ４１上のトナーが感光体２との対向位置（現像領域）に搬送されると、トナーが感光体２上の静電潜像へ静電的に転移してトナー画像が形成される。
【００５７】
以下、本実施形態の特徴部分である現像装置の構成について説明する。
本実施形態では、トナーとして、母体粒子にシリコーンオイルで表面処理されたシリカ粒子を外添したものを用いている。このようなトナーは、シリコーンオイル等の潤滑剤を付与しないトナーに比べて凝集力が高く、トナーの流動性が低下する。このため、従来機では、端部シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱によってトナーの固着が発生し、これが原因でシール性の低下や縦スジ等の入った異常画像の発生が起こり得る。
【００５８】
そこで、本実施形態に係る現像装置では、トナーの固着を抑制するために、下記のような構成にしている。
具体的に、本実施形態では、図７に示すように、現像ローラ４１に対する端部シール５０の食い込み量ｋを、０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定している。ここでいう端部シール５０の食い込み量とは、端部シールを現像ローラに対して所定の加圧力で接触させたときのニップ部を形成する部分における変形量のことである。なお、端部シール５０は、規制ブレード４３や入口シール４８の長手方向の端部を現像ローラ４１との間で挟み込んでいる箇所でも変形（圧縮）しているが、端部シール５０の食い込み量は、この箇所における変形量を言うものではない。すなわち、端部シール５０が現像ローラ４１に対して直接接触している箇所での変形量を、端部シール５０の食い込み量とする。
【００５９】
図７に示すように、本実施形態において、現像ローラ４１の半径をｒ［ｍｍ］、端部シール５０が現像ローラ４１に接触している所定の箇所における端部シール５０の厚さをｔ［ｍｍ］、現像ローラ４１の軸中心から前記所定の箇所に対応する端部シール５０の貼り代までの距離をｄ［ｍｍ］とすると、これらを用いた下記式（１）により端部シール５０の食い込み量ｋを算出した。なお、ここでいう端部シール５０の厚さｔとは、図５に示す粘着層５４の裏面から立毛層５３を形成する繊維の先端までの厚さをいう。
ｋ＝ｒ＋ｔ−ｄ・・・・・式（１）
【００６０】
上記のように、本実施形態では、端部シール５０の食い込み量を０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定することで、端部シール５０と現像ローラ４１との接触圧をこれまでよりも低減し、両者間での摩擦熱の発生を抑制することができる。これにより、凝集力の高いトナーを用いても、端部シール５０と現像ローラ４１との間で生じる摩擦熱によるトナーの固着を抑制することが可能となる。
【００６１】
また、現像ローラ４１に対する端部シール５０の接触圧を小さく設定することによっても同様の効果が得られる。ただし、ある程度のシール性は確保する必要があるので、現像ローラ４１に対する端部シール５０の接触圧（面圧）は、０．２５Ｎ／ｃｍ2以上７．５Ｎ／ｃｍ2以下の範囲とするのがよい。このように、端部シール５０の接触圧を設定することによっても、端部シール５０と現像ローラ４１との間で生じる摩擦熱を低減することができ、トナーの固着を抑制することが可能となる。
【００６２】
また、現像ローラ４１に対する端部シール５０の接触圧は、現像ローラ４１の軸方向端部側から中央側に向かって増大させるのが好ましい。これにより、端部シール５０の接触圧がトナー侵入側で大きくなるので、端部シール５０と現像ローラ４１との間へのトナーの侵入をより確実に抑制することができるようになる。一方、トナー侵入側から反対側に向かっては、端部シール５０の接触圧が低減されるので、摩擦熱の発生を低減することができ、トナーの固着を抑制することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、上記特許文献２に記載の現像装置と同様に、端部シールの立毛層の毛倒れ方向を、現像ローラの回転方向（詳しくは、現像ローラの端部シールとの接触箇所における表面移動方向）に向かって現像ローラの軸方向中央側へ傾くようにしている（図１８参照）。これにより、端部シール５０と現像ローラ４１との間にトナーが侵入したとしても、現像ローラ４１の回転によってトナーを端部シール５０の毛倒れ方向に送り、軸方向中央側へ戻すことができるので、トナーの固着を未然に回避することができる。
【００６４】
また、図８に示すように、端部シール５０の毛倒れ方向Ｚ１が、現像ローラ４１の端部シール５０との接触箇所における表面移動方向Ｚ２に対して成す角度θは、３０°以上６０°以下となるように設定されることが望ましい。このように角度θを設定することで、現像ローラ４１の回転力を利用してトナーを毛倒れ方向に移動させやすくなる。
【００６５】
また、端部シール５０の現像ローラ４１との接触面側（本実施形態では立毛層５３）は、フッ素系の材料で形成されていることが好ましい。現像ローラ４１との接触面側をフッ素系の材料で形成することで、現像ローラ４１に対する摺動性が高まり、摩擦熱の発生を一層低減することができる。
【００６６】
また、現像ローラ４１の表面硬度は、ＪＩＳＡ硬度で６０°以下であることが好ましい。このように、現像ローラ４１の表面硬度を低く設定することで、現像ローラ４１に対する端部シール５０や規制ブレード４３の接触圧を低減することができ、トナーの固着を抑制することができる。
【００６７】
また、本発明者は、本発明の効果を確認するための実験を行った。
以下、その実験について説明する。
【００６８】
まずは、実験で用いたトナーの製造方法について説明する。
【００６９】
＜ポリエステルの合成＞
冷却管、撹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２３５部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド３モル付加物５２５部、テレフタル酸２０５部、アジピン酸４７部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸４６部を入れ、１８０℃、常圧で２時間反応し、ポリエステルを得た。このポリエステルは、数平均分子量２６００、重量平均分子量６９００、Ｔｇ４４℃、酸価２６であった。
【００７０】
＜プレポリマーの合成＞
冷却管、撹拌機及び窒索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部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応し中間体ポリエステルを得た。この中間体ポリエステルは、数平均分子量２１００、重量平均分子量９５００、Ｔｇ５５℃、酸価０．５、水酸基価４９であった。
【００７１】
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、上記中間体ポリエステル４１１部、イソホロンジイソシアネート８９部、酢酸エチル５００部を入れ１００℃で５時間反応し、プレポリマーを得た。このプレポリマーの遊離イソシアネート重量％は、１．５３％であった。
【００７２】
＜マスターバッチの作成＞
カーボンブラック（キャボット社製  リーガル４００Ｒ）：４０部、結着樹脂：ポリエステル樹脂（三洋化成ＲＳ−８０１  酸価１０、Ｍｗ２００００、Ｔｇ６４℃）：６０部、水：３０部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度１３０℃に設定した２本ロールにより４５分間混練を行い、パルベライザーで１ｍｍの大きさに粉砕し、マスターバッチを得た。
【００７３】
＜顔料・ＷＡＸ分散液（油相）の作製＞
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、上記ポリエステル５４５部、パラフィンワックス１８１部、酢酸エチル１４５０部を仕込み、撹拌下８０℃に昇温し、８０℃のまま５時間保持した後、１時間で３０℃に冷却した。次いで、容器に上記マスターバッチ５００部、荷電制御剤１００部、酢酸エチル１００部を仕込み、１時間混合し、原料溶解液を得た。
【００７４】
上記原料溶解液１５００部を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル、アイメックス社製）を用いて、送液速度１ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度６ｍ／秒、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、３パスの条件で、カーボンブラック、ＷＡＸの分散を行った。次いで、上記ポリエステルの４２５部と２３０部を加え、上記条件のビーズミルで１パスし、顔料・ＷＡＸ分散液を得た。この顔料・ＷＡＸ分散液の固形分濃度（１３０℃、３０分）が５０％となるように酢酸エチルを加えて調整した。
【００７５】
＜水相作成工程＞
イオン交換水９７０部、分散安定用の有機樹脂微粒子（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の２５ｗｔ％水性分散液４０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％水溶液（エレミノールＭＯＮ−７：三洋化成工業製）１４０部、９０部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
【００７６】
＜乳化工程＞
上記顔料・ＷＡＸ分散液９７５部、アミン類としてイソホロンジアミン２．６部、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）で５，０００ｒｐｍにて１分間混合した後、上記プレポリマー８８部を加えＴＫホモミキサー（特殊機化製）で５，０００ｒｐｍにて１分間混合した後、上記水相１２００部を加え、ＴＫホモミキサーで、回転数８，０００〜１３，０００ｒｐｍで調整しながら２０分間混合し、乳化スラリーを得た。
【００７７】
＜脱溶剤工程＞
撹拌機及び温度計をセットした容器に、上記乳化スラリーを投入し、３０℃で８時間脱溶剤を行い、分散スラリーを得た。
【００７８】
＜洗浄・乾燥工程＞
上記分散スラリー１１００部を減圧濾過した後、
（１）：濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで１０分間）した後濾過した。このときのろ液は、乳白色であった。
（２）：（１）の濾過ケーキにイオン交換水９００部を加え、超音波振動を付与してＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで３０分間）した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が１０μＣ／ｃｍ以下となるようにこの操作を繰り返した。
（３）：（２）のリスラリー液のｐＨが４となる様に１０％塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌３０分後濾過した。
（４）：（３）の濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで１０分間）した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が１０μＣ／ｃｍ以下となるようにこの操作を繰り返し、濾過ケーキを得た。
【００７９】
上記濾過ケーキを循風乾燥機にて４２℃で４８時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、トナー母体を得た。平均円形度は０．９７４、また、体積平均粒径（Ｄｖ）は６．３μｍ、個数平均粒径（Ｄｐ）は５．３μｍで、Ｄｖ／Ｄｐは１．１９の粒度分布を有するトナー母体が得られた。
【００８０】
このようにして得られたトナー母体に、市販のシリカ微粉体をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き６０μｍの篩を通過させることにより粗大粒子や凝集物を取り除くことで、トナーを得た。
【００８１】
次に、本発明者は、上述の作成方法によって得たトナーを用いて、以下に示すトナー１〜３を作成した。
【００８２】
＜トナー１の作成＞
上述の作成方法によって得たトナー母体１００部に対し、市販のシリカ微粉体Ｈ２０ＴＭ（クラリアントジャパン社製;平均一次粒径１２ｎｍ、シリコーンオイル処理なし）１部、ＲＹ５０（日本アエロジル社製;平均一次粒径４０ｎｍ、シリコーンオイル処理あり）２部をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き６０μｍの篩を通過させることにより粗大粒子や凝集物を取り除くことで、トナー１を得た。また、トナー１について下記の手順で加速凝集度を測定したところ、５４．４％だった。
【００８３】
＜トナー２の作成＞
上述の作成方法によって得たトナー母体１００部に対し、市販のシリカ微粉体Ｈ２０ＴＭ（クラリアントジャパン社製;平均一次粒径１２ｎｍ、シリコーンオイル処理なし）１部、ＲＸ５０（日本アエロジル社製;平均一次粒径４０ｎｍ、シリコーンオイル処理なし）２部をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き６０μｍの篩を通過させることにより粗大粒子や凝集物を取り除くことで、トナー２を得た。また、トナー２について下記の手順で加速凝集度を測定したところ、４０．３％だった。
【００８４】
＜トナー３の作成＞
トナー３は、加速凝集度が４７．８％のもの（Ｒｉｃｏｈ製  ＩＰＳｉＯ ＳＰ  Ｃ３１０に用いるブラックトナー）を用いた。このトナー３は、トナー１及びトナー２とは異なり、前混合処理→溶融混練処理→粉砕処理→分級処理→外添混合処理→フルイ処理を経て作成された粉砕トナーである。
【００８５】
＜加速凝集度の測定方法＞
加速凝集度の測定は下記の方法で行った。測定装置は、例えば、ホソカワミクロン社製のパウダーテスターを使用し、振動台の上に、以下の手順で附属部品をセットする。
【００８６】
（イ）バイブロシュート
（ロ）パッキン
（ハ）スペースリング
（ニ）フルイ（３種類）上＞中＞下
（ホ）オサエバー
【００８７】
次に、ノブナットで固定し、振動台を作動させる。測定条件は以下の通りである。
【００８８】
フルイ目開き（上）７５μｍ
フルイ目開き（中）４５μｍ
フルイ目開き（下）２０μｍ
振巾目盛１ｍｍ
試料採取量２ｇ
振動時間１０秒
【００８９】
測定後、以下に示す計算から加速凝集度を求める。
【００９０】
上段のフルイに残った粉体の重量％×１・・・（ａ）
中段のフルイに残った粉体の重量％×０．６・・・（ｂ）
下段のフルイに残った粉体の重量％×０．２・・・（ｃ）
上記３つの計算値の合計をもって、加速凝集度（％）とする。
すなわち、加速凝集度（％）＝（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）とする。
【００９１】
また、本実験で用いるトナー１〜３のガラス転移温度（Ｔｇ）を下記の測定方法で測定したところ、トナー１は４１．３℃、トナー２は４４．１℃、トナー３は６６．１℃であった。
【００９２】
＜ガラス転移点の測定方法＞
使用するトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）の測定としては、例えば示差走査熱量計（例えばＤＳＣ−６２２０Ｒ：セイコーインスツル社）を用いて、まず、室温から昇温速度１０℃／ｍｉｎで１５０℃まで加熱した後、１５０℃で１０ｍｉｎ間放置する。次いで、室温まで試料を冷却して１０ｍｉｎ放置し、再度１５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱して、ガラス転移温度以下のベースラインと、ガラス転移を示す曲線部分の接線との交点で求めることができる。
【００９３】
図９は、本実験結果を示す表図である。
図９に示すように、本実験は、実施例１〜４と比較例１〜６との比較により行った。実施例１〜４、比較例１〜６では、図２に示すプロセスユニットとトナーカートリッジを挿入できるようにカラープリンタ（Ｒｉｃｏｈ製  ＩＰＳｉＯ ＳＰ  Ｃ３１０）を改造したものを用いた。また、プロセスユニットの駆動は、作像駆動モーターと連結して構成し、トナーカートリッジの駆動については、プロセスカートリッジの駆動源をクラッチによりトナーカートリッジとの連結を可能にし、必要に応じて駆動源とトナーカートリッジの駆動ギアを連結することでトナー補給を可能とする構成にした。
【００９４】
また、実施例１〜４と比較例１〜６は下記の条件とした。
【００９５】
＜実施例１＞
実施例１では、シリコーンオイルを含有する上記トナー１を用いた。現像ローラに対する端部シールの食い込み量と接触圧は、それぞれ０．３ｍｍと０．２８Ｎ／ｃｍ2に設定した。また、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを３０°に設定した。規制ブレードの先端の曲げ角度は１８°だった。
【００９６】
＜実施例２＞
実施例２は、上記実施例１に対し、現像ローラに対する端部シールの食い込み量と接触圧を増大させ、それぞれ２．１ｍｍと７．４Ｎ／ｃｍ2に変更した。
【００９７】
＜実施例３＞
実施例３は、上記実施例１に対し、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを、４５°に変更した。
【００９８】
＜実施例４＞
実施例４は、上記実施例１に対し、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを、６０°に変更した。
【００９９】
＜比較例１＞
比較例１は、上記実施例３に対し、トナーのみを変更し、トナー１からシリコーンオイルを含有しないトナー２に変更した。
【０１００】
＜比較例２＞
比較例２は、上記実施例３に対し、現像ローラに対する端部シールの食い込み量と接触圧を小さくし、それぞれ０．２ｍｍと０．１５Ｎ／ｃｍ2に変更した。
【０１０１】
＜比較例３＞
比較例３は、上記実施例３に対し、現像ローラに対する端部シールの食い込み量と接触圧を増大させ、それぞれ２．７ｍｍと９．６Ｎ／ｃｍ2に変更した。
【０１０２】
＜比較例４＞
比較例４は、上記実施例１に対し、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを、１５°に変更した。
【０１０３】
＜比較例５＞
比較例５は、上記実施例１に対し、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを、７５°に変更した。
【０１０４】
＜比較例６＞
比較例６は、上記実施例３に対し、トナーのみを変更し、トナー１からシリコーンオイルを含有しないトナー３に変更した。
【０１０５】
なお、各実施例及び各比較例における端部シールの接触圧は、現像ローラによって端部シールが圧縮されている箇所の反発力を、接触面積で割って算出した。
【０１０６】
そして、実施例１〜４と比較例１〜６において、規制ブレードの先端へのトナーの固着と、トナー漏れと、感光体の摩耗量について評価した。詳しくは、下記のようにして評価した。
【０１０７】
＜トナー固着の評価方法＞
上述のカラープリンタを用いて、温度２７℃、湿度８０％の環境下で、感光体走行距離（表面移動距離）が５０００ｍに達するまで印刷駆動させ、駆動後、規制ブレードの先端を観察してトナー固着の有無を確認した。トナー固着が無い場合は「○」と判定し、トナー固着があった場合は「×」と判定した。
【０１０８】
＜トナー漏れの評価方法＞
トナー漏れの評価は、上記感光体走行距離が５０００ｍに達した後、端部シールの状態を観察し、トナー漏れの有無を確認して行った。その結果、端部シールのシール面上にトナーが無い場合は「○」と判定し、トナーがある場合は「×」と判定した。
【０１０９】
＜感光体の摩耗量の評価方法＞
感光体の摩耗量の評価は、上記感光体走行距離が５０００ｍに達する前後に、フィッシャーインストルメンツ社製の膜厚測定器（フィッシャースコープＭＭＳ）を用いて感光層の膜厚を測定して行った。摩耗量の良否の判断基準を２．５μｍとし、前記膜厚の測定値から算出された感光体表面の摩耗量が２．５μｍ以下であった場合は「○」と判定し、反対に、摩耗量が２．５μｍを超えた場合は「×」と判定した。
【０１１０】
＜総合評価方法＞
さらに、総合評価として、上記トナーの固着と、トナー漏れと、感光体の摩耗量の判定がいずれも「○」の場合のみ、総合評価を「○」と判定した。いずれかが「×」の場合は、総合評価を「×」と判定した。
【０１１１】
以下、実験結果の詳細を説明する。
図９から分かるように、実施例１〜４では、トナーの固着と、トナー漏れと、感光体の摩耗量のいずれについても評価が「○」となり、その結果、総合評価も「○」となった。一方、比較例１〜６では、いずれかの評価が「×」となったため、総合評価も「×」となった。
【０１１２】
詳しく見ると、比較例１と比較例６は、感光体の摩耗量の評価が「×」となった。これは、比較例１と比較例６では、シリコーンオイルを含有しないトナー（トナー２又はトナー３）を用いていたため、感光体の表面摩耗を低減できなかったものと考えられる。一方、比較例２〜５及び実施例１〜４では、シリコーンオイルを含有するトナー（トナー１）を用いていたため、感光体の摩耗量の評価は「○」であった。
【０１１３】
しかし、比較例２は、トナー漏れの評価が「×」となった。これは、比較例２では、端部シールの食い込み量と接触圧が、シール性を確保するために必要な値（食い込み量：０．３ｍｍ以上、接触圧：０．２５Ｎ／ｃｍ2以上）よりも小さい値（食い込み量：０．２ｍｍ、接触圧：０．１５Ｎ／ｃｍ2）に設定されているので、トナー漏れが発生したものと考えられる。
【０１１４】
また、比較例３は、トナー固着の評価が「×」となった。比較例３では、シリコーンオイルを含有し凝集力が高くなったトナーを用いているが、端部シールの食い込み量と接触圧が、上記好ましいとされる上限値（食い込み量：２．１ｍｍ以下、接触圧：７．５Ｎ／ｃｍ2以下）よりも大きい値（食い込み量：２．７ｍｍ、接触圧：９．６Ｎ／ｃｍ2）に設定されている。このため、端部シールと現像ローラとの間の摩擦熱が増大し、トナーの固着が発生したものと考えられる。
【０１１５】
また、比較例４は、トナー固着の評価とトナー漏れの評価が「×」となった。これは、毛倒れ方向の成す角度θが、上記好ましいとされる範囲（３０°以上６０°以下）よりも小さい値（１５°）に設定されているため、端部シールと現像ローラとの間に侵入したトナーを効果的に戻すことができず、トナー固着とトナー漏れが発生したものと考えられる。
【０１１６】
比較例５は、比較例４と同様に、トナー固着の評価とトナー漏れの評価が「×」となった。比較例５の場合も、毛倒れ方向の成す角度θが、上記好ましいとされる範囲内に設定されていない。この場合は、毛倒れ方向の成す角度θが、上記好ましいとされる範囲（３０°以上６０°以下）よりも大きい値（７５°）に設定されている。このため、トナーが端部シールの毛の隙間に入りやすくなり、トナー固着とトナー漏れが発生したものと考えられる。
【０１１７】
一方、実施例１〜４は、端部シールの食い込み量、接触圧、毛倒れ方向の成す角度θが、全て上記好ましいとされる値に設定されている。その結果、トナー固着及びトナー漏れの発生を防止することができたと考えられる。
【０１１８】
以上のように、本発明では、端部シールの食い込み量を０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定する、あるいは、端部シールの接触圧を０．２５Ｎ／ｃｍ2以上７．５Ｎ／ｃｍ2以下の範囲に設定することによって、凝集力の高い（加速凝集度５４％以上の）トナーを用いた場合でも、シール性を確保しつつ、端部シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱を低減することができる。これにより、規制ブレードや端部シールと現像ローラとの間でのトナーの固着を抑制することができる。
【０１１９】
このように、本発明によれば、規制ブレードなどへのトナーの固着を抑制することができるので、縦スジ等が入った異常画像の発生を抑制することができ、良好な画像を得られるようになる。また、万が一、端部シールと現像ローラとの間にトナーが侵入したとしても、侵入したトナーが両者間で固着するのも抑制できるので、端部シールや入口シールのシール性を良好に維持することが可能となる。
【０１２０】
また、端部シールの毛倒れ方向を、現像ローラの回転方向に向かって現像ローラの軸方向中央側へ傾くように配設することで、端部シールと現像ローラとの間にトナーが侵入したとしても、そのトナーを戻すことができ、両者間でのトナーの固着を未然に回避することが可能となる。
【０１２１】
また、トナー固着の問題は、本実施形態のように、プロセスユニットをトナーカートリッジとは別体にし、プロセスユニットの長寿命化を図った構成において顕在化しやすい。従って、このような構成の現像装置に本実施形態の構成を適用することにより、現像ローラ、規制ブレード及び端部シールの機能を長期に亘って良好に維持することが可能となり、大きな効果を期待できる。
【０１２２】
また、図２に示すように、現像剤収容部４７を、現像ローラ４１、供給ローラ４２、規制ブレード４３の上方に設けた、いわゆる縦型の現像装置においては、現像ローラ４１の周辺のトナーが上方のトナーの荷重を受けて凝集しやすい傾向にある。すなわち、縦型の現像装置においては、現像容器４０の下部に設けられた現像ローラ４１、供給ローラ４２、規制ブレード４３の位置で、トナー圧が高くなるため、トナーの固着が発生しやすくなる。そのため、このような縦型の現像装置に本実施形態の構成を適用することで、トナーの固着を効果的に抑制し、良好な画像を得ることが可能となる。
【０１２３】
また、現像剤として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以上の比較的溶けやすいトナーを用いた場合、あるいは小粒径のトナーを用いた場合も、トナーの固着が発生しやすくなるが、このような場合にも、本発明を適用することで、トナーの固着を効果的に抑制することができる。
【０１２４】
以下、本実施形態における他の特徴部分について説明する。
上記説明したように、画像形成装置においては、供給ローラから現像ローラへ、また、現像ローラから感光体へ、トナーの受け渡しが良好に行われることで、所望の画像が得られる。しかしながら、従来機において、潤滑剤成分が付与されたトナーを用いた場合、紙の後端へ向かって画像濃度が低下することがあった。そこで、この原因を調査したところ、供給ローラから現像ローラへのトナーの供給が良好に行えなくなったことが原因とわかった。
【０１２５】
すなわち、潤滑剤成分が付与されたトナーは、トナー同士の凝集力が高く、トナーの流動性が悪いことから、供給ローラから現像ローラへのトナーの付着量や帯電量が不足しがちとなり、紙の後端へ向かって画像濃度が低下したものと考えられる。また、このようなトナーの供給不良による画像濃度の低下は、特に、高いトナー供給能力が必要となる画像（印字率の高い画像）を印刷する場合に顕著となる傾向がある。
【０１２６】
また、プロセスユニットをトナーカートリッジとは別体に構成し、プロセスユニットの長寿命化を図った構成においては、現像ローラの経時的劣化や、トナーの構成成分が現像ローラの表面に付着するフィルミングなどによって、現像ローラのトナー付着力が次第に低下する。従って、このようなプロセスユニットの長寿命化を図った構成において、凝集力の高いトナーを用いた場合は、使用に伴う現像ローラのトナー付着力の低下と相俟って、上述の画像濃度の低下の問題が顕在化しやすくなる。
【０１２７】
そこで、本実施形態では、供給ローラから現像ローラへのトナー供給能力を高めるために、図１０に示す現像ローラ４１に対する供給ローラ４２の食い込み量ｆを従来よりも多くしている。この供給ローラの食い込み量とは、供給ローラを現像ローラに対して所定の加圧力で接触させたときの供給ニップを形成する部分における変形量のことである。詳しくは、図１０に示すように、現像ローラ４１の軸中心と供給ローラ４２の軸中心を通る線分ｍ上における、現像ローラ４１に接触しない状態での供給ローラ４２の表面位置Ｓ１と、現像ローラ４１に所定の圧力で接触した状態での供給ローラ４２の表面位置Ｓ２との距離を、供給ローラ４２の食い込み量ｆと定義する。具体的に、本実施形態では、この食い込み量ｆを０．７ｍｍ以上に設定している。
【０１２８】
このように、供給ローラ４２の食い込み量を０．７ｍｍ以上に設定することで、供給ローラ４２の弾性層４２ｂがこれまでよりも大きく圧縮されるようになる。これにより、凝集力の高いトナーを用いても、供給ニップの位置、あるいは供給ニップの入口（図１０の符号Ｊで示す位置）で、供給ローラ４２に付着したトナーがほぐされ、現像ローラ４１に供給されやすくなる。また、供給ローラ４２の食い込み量を０．７ｍｍ以上に設定することにより、供給ニップでトナーが摩擦帯電されやすくなり、現像ローラ４１に対するトナーの静電付着力が高まる。
【０１２９】
また、現像ローラ４１に対する供給ローラ４２の接触圧を大きくすることによっても同様の効果が得られる。すなわち、供給ローラ４２の接触圧を大きくすることで、供給ローラ４２の弾性層４２ｂが大きく圧縮されるようになり、トナーのほぐし効果と摩擦荷電効果が向上する。具体的に、本実施形態では、供給ローラ４２の接触圧（線圧）を３０Ｎ／ｍ以上にしている。
【０１３０】
＜供給ローラの接触圧の測定方法＞
上記現像ローラに対する供給ローラの接触圧の測定は、下記の方法で行った。
まず、供給ローラを平板上に設置し、供給ローラの芯金ローラの両端部に錘を取り付け、荷重を重力方向にかける。そして、供給ローラの食い込み量が所定の食い込み量になったときの錘の重量をＡ［ｋｇ］、供給ローラの自重をＢ［ｋｇ］、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ2］、供給ローラの弾性層の軸方向長さをＬ［ｍ］としたとき、供給ローラの接触圧Ｐ［Ｎ／ｍ］を下記式（２）で算出した。
Ｐ＝（Ａ＋Ｂ）×ｇ÷Ｌ・・・・・式（２）
【０１３１】
上記のように、供給ローラの食い込み量又は接触圧を設定することにより、現像ローラへのトナーの供給能力が向上するが、さらにトナーの供給能力を高めるために、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度を強くしてもよい。具体的には、現像ローラの電位に対して、供給ローラの電位が、トナーの帯電極性と同じ極性側に１００Ｖ以上オフセットするように電圧を印加することが好ましい。これにより、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が強くなり、トナーを現像ローラ側に移動させるクーロン力が大きくなるので、現像ローラへトナーが供給されやすくなる。
【０１３２】
また、供給ローラの体積抵抗は、１．０×１０6Ω以下であることが好ましい。このように、供給ローラの体積抵抗を低く設定することで、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が大きくなり、現像ローラへのトナー供給能力がさらに向上させることができる。
【０１３３】
＜供給ローラの体積抵抗の測定方法＞
供給ローラの体積抵抗は、下記の方法で測定した。
まず、供給ローラに金属電極ローラを接触させて１３Ｎの荷重をかける。次いで、金属電極ローラに１０Ｖを印加しながら、金属電極ローラを回転駆動させることにより、供給ローラを２０ｒｐｍで従動回転させる。このときの供給ローラの１周あたりの平均電流値から、体積抵抗を得た。
【０１３４】
また、供給ローラの弾性層は発泡弾性部材で構成されているが、この発泡弾性部材の平均発泡セル径は２５０μｍ以下であることが望ましい。このように、平均発泡セル径の小さいものを用いることで、供給ローラが現像ローラに対して比較的均一な接触圧で接触することができ、現像ローラへのトナーの供給ムラを低減することが可能となる。
【０１３５】
＜供給ローラの平均発泡セル径の測定方法＞
供給ローラの平均発泡セル径は、下記の方法で測定した。
キーエンス社製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ−５００を用いて供給ローラの表面写真を撮り、概ね半球状の発泡セルの直径を測定した。発泡していても膜で覆われて開口していないものや、開口していても開口部が発泡サイズよりも小さいものなどがあるが、ここでは開口の有無や大きさにかかわらず、発泡して膨らんでいる形状の大きさを２０個分測定し、その平均値を算出した。
【０１３６】
また、本発明者は、上記のように供給ローラの食い込み量及び接触圧等を設定することによる効果を確認するための実験を行った。
以下、その実験について説明する。
【０１３７】
図１１は、本実験結果を示す表図である。
図１１に示すように、本実験は、実施例１〜５と比較例１〜４との比較により行った。本実験に用いたトナー１〜３のうち、トナー１及びトナー２は、上述の実験で用いたトナー１及びトナー２と同様のトナーである。しかし、本実験に用いたトナー３は、上述のトナー３とは異なる。ここでは、上記トナー１の作成条件のうち、ＲＹ５０の部数のみを３部に変更してトナー３を作成した。また、上記と同様の方法でトナー３についても加速凝集度を測定したところ、８４．７％だった。
【０１３８】
また、実施例１〜５と比較例１〜４は下記の条件とした。
【０１３９】
＜実施例１＞
実施例１では、シリコーンオイルを含有する上記トナー１を用いた。また、供給ローラは、平均発泡セル径が１００μｍの発泡ポリウレタンを芯金ローラの周囲に形成したものであって、外径が１３．４ｍｍ、体積抵抗は３×１０4Ωであった。また、供給ローラの現像ローラに対する食い込み量は１ｍｍ、接触圧は４７Ｎ／ｍとし、現像ローラへの印加電圧を−２００Ｖ、供給ローラへの印加電圧を−３５０Ｖとした。すなわち、現像ローラに対する供給ローラの電位差が−１５０Ｖとなるようにした。
【０１４０】
＜実施例２＞
実施例２は、上記実施例１に対し、供給ローラの弾性層と外径を変更した。具体的には、外径を１３．４ｍｍから１２．８ｍｍに変更し、平均発泡セル径を１００μｍから２６６μｍに変更した。また、これに伴い、供給ローラの食い込み量が０．７ｍｍとなり、接触圧が３０Ｎ／ｍとなった。
【０１４１】
＜実施例３＞
実施例３は、上記実施例２に対し、供給ローラの弾性層を変更して体積抵抗を３×１０4Ωから２×１０6Ωに変更した。
【０１４２】
＜実施例４＞
実施例４は、上記実施例３に対し、供給ローラへの印加電圧のみを−３５０Ｖから−３００Ｖに変更した。すなわち、現像ローラに対する供給ローラの電位差が−１００Ｖとなるようにした。
【０１４３】
＜実施例５＞
実施例５は、上記実施例１に対し、トナーのみを変更し、トナー１からそれよりも加速凝集度の高い上記トナー３に変更した。
【０１４４】
＜比較例１＞
比較例１は、上記実施例１に対し、トナーのみを変更し、トナー１からシリコーンオイルを含有しないトナー２に変更した。
【０１４５】
＜比較例２＞
比較例２は、上記実施例２に対し、供給ローラの外径を１２．８ｍｍから１２．４ｍｍに変更した。これに伴い、供給ローラの食い込み量が０．７ｍｍから０．５ｍｍになり、接触圧が３０Ｎ／ｍから２６Ｎ／ｍとなった。
【０１４６】
＜比較例３＞
比較例３は、上記実施例１に対し、供給ローラへの印加電圧のみを−３５０Ｖから−２５０Ｖに変更した。すなわち、現像ローラに対する供給ローラの電位差が−５０Ｖとなるようにした。
【０１４７】
＜比較例４＞
比較例４は、上記実施例１に対し、供給ローラの弾性層を変更して体積抵抗を３×１０4Ωから１×１０7Ωに変更した。
【０１４８】
そして、実施例１〜５と比較例１〜４において、画像濃度と感光体の摩耗量について評価した。詳しくは、下記のようにして評価した。
【０１４９】
＜画像濃度の評価方法＞
上述の実験と同様のカラープリンタを用いて、感光体走行距離（表面移動距離）が５０００ｍに達するまで、Ａ４紙の全面にベタ画像を出力し、その画像の先端と後端のそれぞれの画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ社製の反射濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ３１０）で測定した。そして、画像先端の画像濃度と画像後端の画像濃度の画像濃度差をΔＩＤ（ΔＩＤ＝（画像先端の画像濃度）−（画像後端の画像濃度））として算出し、ΔＩＤ≦０．１であれば、画像後端でも所望の画像濃度が得られていると判断し「○」と判定した。反対に、ΔＩＤ＞０．１の場合は、画像後端の画像濃度が十分に得られていないとして「×」と判定した。
【０１５０】
＜感光体の摩耗量の評価方法＞
感光体の摩耗量の評価は、上述の実験と同様に行った。
【０１５１】
＜総合評価方法＞
さらに、総合評価として、上記ΔＩＤの判定と感光体摩耗量の判定がどちらも「○」の場合のみ、総合評価を「○」と判定した。どちらか一方、又は両方とも「×」の場合は、総合評価を「×」と判定した。
【０１５２】
以下、実験結果の詳細を説明する。
図１１から分かるように、実施例１〜５では、感光体の摩耗量と画像濃度差（ΔＩＤ）のいずれについても評価が「○」となり、その結果、総合評価も「○」となった。一方、比較例１〜４では、感光体の摩耗量と画像濃度差（ΔＩＤ）のいずれかの評価が「×」となったため、総合評価も「×」となった。
【０１５３】
詳しくは、比較例１は、感光体の摩耗量の評価が「×」となった。これは、比較例１では、シリコーンオイルを含有しないトナー（トナー２）を用いていたため、感光体の表面摩耗を低減できなかったと考えられる。一方、比較例２〜４及び実施例１〜５では、シリコーンオイルを含有するトナー（トナー１又はトナー３）を用いていたため、感光体の摩耗量の評価は「○」であった。
【０１５４】
しかし、比較例２〜４では、画像濃度差（ΔＩＤ）の評価が「×」となった。これは、比較例２〜４において、シリコーンオイルを含有し凝集力が高くなったトナーを用いたことで、現像ローラへのトナー供給量が十分に得られなかったためと考えられる。
【０１５５】
すなわち、比較例２においては、供給ローラの食い込み量と接触圧が、上記凝集力の高いトナーを用いた場合に好ましいとされる基準値（食い込み量：０．７ｍｍ以上、接触圧：３０Ｎ／ｍ以上）よりも小さい値（食い込み量：０．５ｍｍ、接触圧：２６Ｎ／ｍ）に設定されている。このため、比較例２では、供給ニップにおいてトナーのほぐし効果と摩擦荷電効果が十分に得られず、画像濃度差（ΔＩＤ）が大きくなったものと考えられる。
【０１５６】
また、比較例３では、現像ローラに対する供給ローラの電位差が、上記凝集力の高いトナーを用いた場合に好ましいとされる基準値（１００Ｖ以上）よりも小さい値（５０Ｖ）に設定されている。このため、比較例３では、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が十分に得られず、画像濃度差（ΔＩＤ）が大きくなったと考えられる。
【０１５７】
また、比較例４では、供給ローラの体積抵抗が、上記凝集力の高いトナーを用いた場合に好ましいとされる基準値（１．０×１０6Ω以下）よりも大きい値（１．０×１０7Ω）に設定されている。このため、比較例４では、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が小さくなり、現像ローラへのトナー供給能力が低くなった結果、画像濃度差（ΔＩＤ）が大きくなったと考えられる。
【０１５８】
一方、実施例１〜５では、供給ローラの食い込み量、接触圧、体積抵抗、及び現像ローラに対する供給ローラの電位差が、全て上記好ましいとされる値に設定されている。その結果、現像ローラへのトナー供給能力が高まり、凝集力の高いトナー（トナー１又はトナー３）を用いても良好な画像を得ることができたと考えられる。また、本実験では、実施例５において、実施例１〜４よりもさらに凝集力の高いトナー（トナー３）を用いることで、加速凝集度が５４％以上の広い範囲のトナーに対して本発明の効果が得られることを確認できた。
【０１５９】
このような結果が得られたのは、本実施形態の構成を適用することにより、現像ローラ上のトナーの荷電量と付着量とが向上したものと考えられる。そこで、このことを確認するために、上記実施例１及び２と、上記比較例２及び３における、それぞれのトナーの荷電量と付着量について調べた。その結果を、図１２に示す。
【０１６０】
具体的に、現像ローラ上のトナーの荷電量と付着量は、図１３に示す供給ローラ４２の供給ニップと規制ブレード４３の規制ニップとの間の範囲Ｈで測定した。
【０１６１】
図１２において、実施例２と比較例２とを比べると、実施例２は比較例２よりも供給ローラの食い込み量を多く設定している。その結果、実施例２では、比較例２に比べて、トナーの荷電量と付着量が増加した。これは、実施例２において、食い込み量を多くすることによるトナーのほぐし効果と摩擦荷電効果が向上したためと考えられる。
【０１６２】
また、図１２において、実施例１と比較例３とを比べると、実施例１は比較例３よりも現像ローラに対する供給ローラの電位差の絶対値が大きく設定されている。その結果、実施例１では、比較例３に比べて、トナーの荷電量と付着量が増加した。これは、実施例１において、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が大きくなり、現像ローラへのトナー供給能力が向上したためと考えられる。
【０１６３】
以上のように、本実施形態では、供給ローラの食い込み量を０．７ｍｍ以上に設定する、あるいは、供給ローラの接触圧を３０Ｎ／ｍ以上に設定することで、凝集力の高い（加速凝集度５４％以上の）トナーを用いた場合でも、現像ローラ上のトナーの帯電量や付着量を多くすることができる。このように、本実施形態の構成によれば、現像ローラへのトナー供給能力を向上させることができるので、凝集力の高いトナーを用いた場合の画像濃度の低下を抑制することができ、良好な画像を得ることが可能となる。さらに、現像ローラに対する供給ローラの電位を、トナーの帯電極性と同じ極性側に１００Ｖ以上オフセットすることによって、トナー供給能力をより一層の向上させることができるようになる。
【０１６４】
また、本実施形態のように、プロセスユニットをトナーカートリッジとは別体にし、プロセスユニットの長寿命化を図った構成においては、使用に伴って、凝集力の高いトナーを使用することによる画像濃度の低下の問題が顕在化しやすい。従って、特に、このような構成の現像装置に本発明を適用することにより、現像ローラへのトナー供給力を長期に亘って良好に維持することができるようになるので、大きな効果を期待できる。
【０１６５】
また、上記のように、供給ローラの体積抵抗を、１．０×１０6Ω以下にすることで、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が大きくなり、現像ローラへのトナー供給能力がさらに向上させることが可能となる。また、供給ローラの弾性層の平均発泡セル径を２５０μｍ以下とすることで、供給ローラが現像ローラに対して比較的均一な接触圧で接触することができ、現像ローラへのトナーの供給ムラも低減できるようになる。
【０１６６】
以下、さらに、本実施形態における別の特徴部分について説明する。
図３及び図４に示すように、本実施形態では、現像容器４０の開口部４０ａ近傍に入口シール４８が設けられているが、現像装置に入口シールを設ける点については公知である（例えば、特許文献１参照）。このような入口シールを備えた従来機において、凝集力の高いトナーを用いた場合、下記のような問題が生じることがあった。
【０１６７】
凝集力の高いトナーは、流動性が低いため、現像装置内の搬送スクリューやアジテータなどの駆動によるストレスを受けやすい。トナーが受けるストレスが大きくなると、トナーの外添剤がトナー内に埋没する等のトナーの劣化が早く起こり、現像装置内の各種部材にトナーが固着しやすくなる。特に、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低いトナーを用いた場合や、小粒径のトナーを用いた場合は、トナーの固着が生じやすい。
【０１６８】
このような凝集力の高いトナーを用いた場合、トナーが入口シールと現像ローラとのニップ部で引っ掛かって堆積する傾向にある。そして、堆積したトナーによって入口シールが傷付けられると、その傷を起点にトナーの固着が発生する。その結果、入口シールのトナーの固着箇所よりもそれ以外の箇所で摩耗が促進され、現像ローラに対する入口シールの接触圧がトナーの固着した箇所で局所的に高くなる。これにより、固着したトナーによって現像ローラが部分的に削られ、縦スジ等が入った異常画像が発生する。また、現像ローラが部分的に削られることで、そこからトナー漏れが発生してしまう。
【０１６９】
なお、特開２００６−２５９４６９号公報には、現像ローラに対する入口シールの接触圧を所定の範囲に設定することで、入口シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱を低減し、この摩擦熱によるトナーの固着を抑制する技術が提案されている。
【０１７０】
しかしながら、この公開公報（特開２００６−２５９４６９号公報）では、凝集力が高く、流動性の低いトナーを用いた場合に、入口シールに生じるトナーの固着を抑制する手段については提案されていない。
【０１７１】
そこで、本実施形態では、凝集力の高いトナーを用いた場合に、上記のような入口シールへのトナーの固着を抑制するため、下記のような構成にしている。
具体的に、本実施形態では、図１４に示すように、現像ローラ４１に対する入口シール４８の食い込み量ｑを、０．４ｍｍ以下に設定している。ここでいう入口シール４８の食い込み量とは、入口シールを現像ローラに対して所定の加圧力で接触させたときのニップ部を形成する部分の変形量のことである。詳しくは、図１４に示すように、入口シール４８のニップ部を形成する所定箇所が現像ローラ４１に接触しない状態での位置Ｕ１と、その所定箇所が現像ローラ４１に接触した状態での位置Ｕ２との距離を、入口シール４８の食い込み量ｑと定義する。
【０１７２】
例えば、図１５に示すように、本実施形態の入口シール４８において、現像ローラ４１に接触することによって変形する腕部５５全体の長さをＸ［ｍｍ］、現像ローラ４１に接触することによる腕部先端５５ａの変形量をＱ［ｍｍ］、腕部基端５５ｂからニップ部を形成する箇所までの長さをｘ［ｍｍ］とすると、入口シール４８の食い込み量ｑ［ｍｍ］は下記式（３）により算出することができる。
ｑ＝Ｑ×ｘ／Ｘ・・・・・式（３）
【０１７３】
上記のように、本実施形態では、入口シール４８の食い込み量を０．４ｍｍ以下に設定することで、入口シール４８と現像ローラ４１との接触圧をこれまでよりも低減し、凝集力の高いトナーを用いた場合に、トナーが入口シール４８に固着しても、トナーが固着していない箇所での入口シール４８の摩耗を低減することができる。これにより、現像ローラ４１に対する入口シール４８の接触圧が局所的に高くなるのを抑制することができるので、トナーが固着した箇所での現像ローラ４１の部分的な摩耗を低減でき、異常画像の発生を抑制できる。また、現像ローラ４１における部分的な摩耗を低減できるので、そこからのトナー漏れを抑制することも可能となる。
【０１７４】
また、現像ローラ４１に対する入口シール４８の接触圧を小さく設定することによっても同様の効果が得られる。具体的に、入口シール４８の接触圧（面圧）は、０．５Ｎ／ｍｍ2以下にするのがよい。このように、入口シール４８の接触圧を設定することで、現像ローラ４１の部分的な摩耗を低減でき、異常画像の発生やトナー漏れを抑制できる。
【０１７５】
また、図１６に示すように、入口シール４８と現像ローラ４１とのニップ部の現像ローラ４１の周方向の幅Ｗは、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲に設定されることが好ましい。ここで、前記ニップ部の幅Ｗを０．５ｍｍ以上としているのは、０．５ｍｍ未満とすると、十分なシール性を確保できなくなるからである。また、前記ニップ部の幅Ｗを３．０ｍｍ以下としていのは、３．０ｍｍを超えると、レイアウトに不利となるからである。
【０１７６】
また、本実施形態では、入口シール４８の接触圧を小さくしたことに伴い、入口シール４８と現像容器４０との間に弾性部材４９を設け（図１４参照）、シール性を向上させている。すなわち、弾性部材４９が、入口シール４８の現像ローラ４１に接触する面とは反対側の面を支持することで、現像ローラ４１に対する入口シール４８の接触圧が安定化する。また、弾性部材４９によって装置の輸送時などにおける入口シール４８の振動を低減することができ、現像容器４０からのトナーの漏出をより確実に抑制することが可能となる。
【０１７７】
また、入口シール４８の表面硬度は、マルテンス硬さ（ＨＭＴ１１５）で８０Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましい。このようにすることで、入口シール４８の表面硬度が硬くなり、入口シール４８にトナーの固着の起点となる傷が付きにくくなるので、トナーの固着をより効果的に抑制することが可能となる。
【０１７８】
また、入口シール４８の接触圧を小さくするために、現像ローラ４１の表面硬度を低くしてもよい。具体的には、現像ローラ４１の表面硬度を、ＪＩＳＡ硬度で６０°以下にする。これにより、現像ローラ４１の表面が入口シール４８の接触圧によって変形しやすくなるので、入口シール４８と現像ローラ４１との上記ニップ部の幅Ｗを広くすることができる。その結果、入口シール４８の接触圧が低減し、トナーの固着を効果的に抑制することができる。また、現像ローラ４１の表面硬度を低くすることで、入口シール４８に微小なトナーの固着が生じても、そのトナーの凹凸を現像ローラの表面で吸収することができるので、現像ローラ４１の表面が固着トナーによって削れにくくなる。
【０１７９】
また、本発明者は、上記のように入口シールの接触圧及び表面硬度等を設定することによる効果を確認するための実験を行った。
以下、その実験について説明する。
【０１８０】
図１７は、本実験結果を示す表図である。
図１７に示すように、本実験は、実施例１〜４と比較例１〜５との比較により行った。本実験に用いたトナー１及びトナー２は、上述の実験で用いたトナー１及びトナー２と同様のトナーである。
【０１８１】
本実験において、実施例１〜４と比較例１〜５は下記の条件とした。
【０１８２】
＜実施例１＞
実施例１では、シリコーンオイルを含有する上記トナー１を用いた。入口シールは、市販のＰＥＴ製シート（三菱樹脂社製  商品名「ダイアラミー」）を使用した。入口シールの表面硬度は、マルテンス硬さで１３５Ｎ／ｍｍ2であった。また、現像ローラに対する入口シールの接触圧（線圧）を０．３Ｎ／ｍｍ、ニップ幅を１ｍｍに設定した。また、現像ローラの表面硬度は、ＪＩＳＡ硬度で５０°であった。
【０１８３】
＜実施例２＞
実施例２は、上記実施例１に対し、現像ローラの表面硬度を５０°から６０°に変更した。
【０１８４】
＜実施例３＞
実施例３は、上記実施例１に対し、入口シールの表面硬度を１３５Ｎ／ｍｍ2から８０Ｎ／ｍｍ2に変更した。また、入口シールと現像容器との間に弾性部材を設け、入口シールの接触圧を０．３Ｎ／ｍｍから０．５Ｎ／ｍｍに変更し、ニップ幅を１ｍｍから３ｍｍに変更した。
【０１８５】
＜実施例４＞
実施例４は、上記実施例１に対し、入口シールの表面硬度を１３５Ｎ／ｍｍ2から１０５Ｎ／ｍｍ2に変更した。また、入口シールと現像容器との間に設けた弾性部材の幅を変更し、ニップ幅を１ｍｍから０．５ｍｍに変更した。
【０１８６】
＜比較例１＞
比較例１は、上記実施例３に対し、トナーのみを変更し、トナー１からシリコーンオイルを含有しないトナー２に変更した。
【０１８７】
＜比較例２＞
比較例２は、上記実施例１に対し、入口シールと現像容器との間に設けた弾性部材を変更し、入口シールの接触圧を０．３Ｎ／ｍｍから０．７Ｎ／ｍｍに変更した。
【０１８８】
＜比較例３＞
比較例３は、上記実施例１に対し、入口シールの表面硬度を１３５Ｎ／ｍｍ2から２５Ｎ／ｍｍ2に変更した。
【０１８９】
＜比較例４＞
比較例４は、上記実施例１に対し、入口シールの表面硬度を１３５Ｎ／ｍｍ2から８０Ｎ／ｍｍ2に変更し、ニップ幅を１ｍｍから０．４ｍｍに変更した。
【０１９０】
＜比較例５＞
比較例５は、上記実施例１に対し、現像ローラの表面硬度を５０°から６５°に変更した。
【０１９１】
なお、各実施例及び各比較例における入口シールの接触圧は、入口シールの反発力を、現像ローラと入口シールの接触面積で割って算出した。
【０１９２】
そして、実施例１〜４と比較例１〜５において、画像スジと、トナー漏れと、感光体の摩耗量について評価した。詳しくは、下記のようにして評価した。
【０１９３】
＜画像スジの評価方法＞
上述の実験と同様のカラープリンタを用いて、温度２７℃、湿度８０％の環境下で、印字率３０％の所定のプリントパターンを２０００枚連続して印刷した後に、ハーフトーン画像を印刷し、得られたハーフトーン画像にある濃色スジの本数を数えた。その結果、スジが無い場合は「○」と判定し、スジがあった場合は「×」と判定した。
【０１９４】
＜トナー漏れの評価方法＞
トナー漏れの評価は、Ｒｉｃｏｈ製  ＩＰＳｉＯ ＳＰ  Ｃ３１０のプロセスユニットを使用し、そのプロセスユニットの８つの角部を順に下に向けて、２０ｃｍの高さからプロセスユニットを落下させ、落下後にトナー漏れが生じた回数を記録した。その結果、トナー漏れの生じた回数が３回未満の場合は「○」と判定し、３回以上の場合は「×」と判定した。
【０１９５】
＜感光体の摩耗量の評価方法＞
感光体の摩耗量の評価は、上述の実験と同様に行った。
【０１９６】
＜総合評価方法＞
さらに、総合評価として、上記画像スジと、トナー漏れと、感光体の摩耗量の判定がいずれも「○」の場合のみ、総合評価を「○」と判定した。いずれかが「×」の場合は、総合評価を「×」と判定した。
【０１９７】
以下、実験結果の詳細を説明する。
図１７から分かるように、実施例１〜４では、画像スジと、トナー漏れと、感光体の摩耗量のいずれについても評価が「○」となり、その結果、総合評価も「○」となった。一方、比較例１〜５では、いずれかの評価が「×」となったため、総合評価も「×」となった。
【０１９８】
詳しく見ると、比較例１は、感光体の摩耗量の評価が「×」となった。これは、比較例１では、シリコーンオイルを含有しないトナー（トナー２）を用いていたため、感光体の表面摩耗を低減できなかったものと考えられる。一方、比較例２〜５及び実施例１〜４では、シリコーンオイルを含有するトナー（トナー１）を用いていたため、感光体の摩耗量の評価は「○」であった。
【０１９９】
しかし、比較例２は、画像スジの評価が「×」となった。比較例２では、入口シールの接触圧が、上記好ましいとされる上限値（０．５Ｎ／ｍｍ2以下）よりも大きい値（０．７Ｎ／ｍｍ2）に設定されている。すなわち、入口シールの接触圧が低減されていないので、トナーが固着した際にそのトナーの固着した箇所で現像ローラの摩耗が促進され、画像スジが発生したものと考えられる。
【０２００】
また、比較例３は、画像スジとトナー漏れの評価が「×」となった。これは、比較例３では、入口シールの表面硬度が、上記好ましいとされる値（８０Ｎ／ｍｍ2以上）よりも低い値（２５Ｎ／ｍｍ2）に設定されているため、入口シールがトナーによって傷付けられやすくなったことに起因すると考えられる。すなわち、入口シールがトナーによって傷付けられたことで、その傷を起点にトナーの固着が生じ、そのトナーの固着した箇所で現像ローラの摩耗が部分的に促進された結果、画像スジが発生し、トナー漏れも生じやすくなったと考えられる。
【０２０１】
また、比較例４は、画像スジとトナー漏れの評価が「×」となった。ここで、トナー漏れの評価が「×」となったのは、ニップ幅がシール性を確保するために必要な値（０．５ｍｍ以上）よりも小さい値（０．４ｍｍ）に設定されていることで、シール性が十分に得られなかったためと考えられる。また、画像スジの評価が「×」となったことについては、前記の通りニップ幅が小さいため、面圧で考えると、上記好ましいとされる値（０．５Ｎ／ｍｍ2以下）を超えることになり（なお、本実験では、接触圧を線圧で設定している。）、トナーの固着した箇所で現像ローラの摩耗が促進され、スジ画像が生じたものと考えられる。また、この現像ローラの摩耗が、上記トナー漏れの要因になったとも考えられる。
【０２０２】
また、比較例５は、画像スジの評価が「×」となった。これは、現像ローラの表面硬度が、上記好ましいとされる値（６０°以下）よりも高い値（６５°）となっていることで、入口シールに固着したトナーの凹凸を現像ローラの表面で吸収することができず、現像ローラの表面が傷付けられたことによると考えられる。
【０２０３】
一方、実施例１〜４は、入口シールの表面硬度及び接触圧、ニップ幅、現像ローラの表面硬度が、全て上記好ましいとされる値に設定されている。その結果、画像スジ及びトナー漏れの発生を抑制することができたと考えられる。
【０２０４】
以上のように、本実施形態では、入口シールの接触圧を０．５Ｎ／ｍｍ2以下に設定する、あるいは、入口シールの食い込み量を０．４ｍｍ以下に設定することによって、凝集力の高い（加速凝集度５４％以上の）トナーを用いた場合でも、縦スジ等が入った異常画像が発生を抑制することができると共に、シール性を維持することができる。
【０２０５】
すなわち、凝集力の高いトナーを用いた結果、トナーが入口シールに固着しても、入口シールの接触圧が低く設定されているので、トナーが固着していない箇所での入口シールの摩耗を低減することができる。これにより、入口シールの接触圧がトナーの固着した箇所で局所的に高くなるのを抑制することができるので、トナーが固着した箇所での現像ローラの部分的な摩耗を低減することができ、異常画像の発生を抑制することが可能となる。また、現像ローラにおける部分的な摩耗を低減できるので、そこからのトナー漏れを抑制することも可能となる。
【０２０６】
また、特に、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低いトナーを用いた場合や、小粒径のトナーを用いた場合は、トナーの固着が生じやすくなるが、このような場合に、本実施形態の構成を適用することで、大きな効果を期待できる。
【０２０７】
さらに、本実施形態において、入口シールのニップ幅を、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲に設定することで、入口シールのシール性とレイアウト性の両立を図れるようになる。
【０２０８】
また、入口シールの表面硬度を、マルテンス硬さで８０Ｎ／ｍｍ2以上にした場合は、トナーの固着の起点となる傷が入口シールに発生するのを抑制できる。これにより、トナーの固着をより効果的に抑制することが可能となる。
【０２０９】
また、現像ローラの表面硬度を、ＪＩＳＡ硬度で６０°以下にすることで、ニップ幅を広くすることができる。これにより、入口シールの接触圧を低減することができ、トナーの固着を効果的に抑制することが可能となる。また、この場合、入口シールに微小なトナーの固着が生じても、そのトナーの凹凸を現像ローラの表面で吸収することができるので、現像ローラの表面が削れにくくなり、異常画像の発生やトナー漏れをより効果的に抑制することが可能となる。
【０２１０】
また、本実施形態のように、入口シールと現像容器との間に弾性部材を設けることで、入口シールの接触圧の安定化を図り、シール性を向上せせることができる。また、弾性部材を設けることで、輸送時などにおける入口シールの振動を低減することができるようになり、トナーの漏出をより確実に抑制することが可能となる。
【０２１１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。なお、本実施形態における特徴部分の効果を確認するための上記各実験では、凝集力の高いトナーとして、シリコーンオイルなどの潤滑剤成分を付与したトナーを用いているが、その他の凝集力の高い現像剤を用いた装置においても同様の効果が得られる。また、本発明において使用する現像剤は、磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分現像剤でも、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。
【０２１２】
また、本発明に係る現像装置は、図１に示すカラーレーザープリンタに限らず、モノクロプリンタや、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に搭載することも可能である。
【符号の説明】
【０２１３】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ  プロセスユニット
２      感光体（潜像担持体）
４      現像装置
３４    現像剤量検知手段
４０    現像容器
４０ａ  開口部
４１    現像ローラ（現像剤担持体）
４６    補給口
４７    現像剤収容部
５０    端部シール
５３    立毛層
１００  画像形成装置本体
ｋ      端部シールの食い込み量
Ｚ１    毛倒れ方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２１４】
【特許文献１】特開２００１−１５４４８０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１４３２号公報
【特許文献３】特開平１１−２８８１９４号公報
【特許文献４】特開２００２−３４１６１５号公報
【図１】
0005928877.tif 000002
【図２】
0005928877.tif 000003
【図３】
0005928877.tif 000004
【図４】
0005928877.tif 000005
【図５】
0005928877.tif 000006
【図６】
0005928877.tif 000007
【図７】
0005928877.tif 000008
【図８】
0005928877.tif 000009
【図９】
0005928877.tif 000010
【図１０】
0005928877.tif 000011
【図１１】
0005928877.tif 000012
【図１２】
0005928877.tif 000013
【図１３】
0005928877.tif 000014
【図１４】
0005928877.tif 000015
【図１５】
0005928877.tif 000016
【図１６】
0005928877.tif 000017
【図１７】
0005928877.tif 000018
【図１８】
0005928877.tif 000019
【図１９】
0005928877.tif 000020