(57)【要約】【課題】安価な方法で、スリーブゴーストの発生を防止し、長期にわたって安定した画像を得ることができる現像装置、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】現像剤層厚規制手段４５の現像剤層厚規制部よりも現像剤担持体４２の回転方向上流側で現像位置Ａよりも現像剤担持体４２の回転方向下流側の箇所において現像剤担持体４２と当接し、且つ現像剤担持体４２との当接箇所が可撓性を有している現像剤循環規制手段５０を備え、攪拌搬送手段４４が配置される領域と、現像剤層厚規制手段４５が配置される領域とが、循環規制手段５０によって仕切られる。【選択図】図２
2006251096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性一成分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動自在に配置された前記現像剤を担持搬送するための現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に固定配置された磁界発生手段と、前記現像容器内に配置され前記現像剤担持体に現像剤を搬送する攪拌搬送手段と、前記現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する現像剤層厚規制手段とを有する現像装置において、
前記現像剤層厚規制手段の現像剤層厚規制部よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側で現像位置よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側の箇所において前記現像剤担持体と当接し、且つ前記現像剤担持体との当接箇所が可撓性を有している現像剤循環規制手段を備え、
前記攪拌搬送手段が配置される領域と、前記現像剤層厚規制手段が配置される領域とが、前記循環規制手段によって仕切られることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記循環規制手段の前記現像剤担持体に対する当接圧ＷＪＫ［ｇ／ｃｍ］が１≦ＷＪＫ≦１５、且つ前記循環規制手段の自由端の位置が、前記磁界発生手段の取り込み磁極Ｐ３のピークに相当する前記現像剤担持体表面の位置よりも重力方向の上方又は同等の位置に配置され、且つ前記循環規制手段の自由端から前記循環規制手段と前記現像剤担持体との当接部までの距離ＮＥＪＫ［ｍｍ］が１≦ＮＥＪＫ≦１０を満足することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記循環規制手段は、可撓性のシート部材とされることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記磁性一成分現像剤は、重量平均粒径Ｄ４［μｍ］がＤ４＜７、且つ４［μｍ］以下の現像剤の存在割合Ｄｂ［個数％］が１０＜Ｄｂ＜５０、且つ円形度ａが０．９４＜ａである磁性粒子から成ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
少なくとも静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像するための現像手段とを一体にユニット化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記現像手段を請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像装置によって形成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
少なくとも静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像するための現像手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段を請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像装置によって形成し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、例えば電子写真方式を用いて像担持体に静電潜像を形成し、この潜像を、特に磁性一成分現像剤を使用して顕像化してトナー像とする現像装置及びプロセスカートリッジに関し、また、斯かる現像装置にて作成したトナー像を直接に、又は、中間転写体を介して記録材に転写して画像を得る、レーザビームプリンタや複写機などの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
なお、プロセスカートリッジとは、少なくとも現像手段と、像担持体としての電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【背景技術】
【０００３】
例えば、レーザビームプリンタや複写機などの電子写真画像形成装置は、画像データに対応した光を電子写真感光体、通常、ドラム状の感光体（以下、「感光体ドラム」という。）に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に対して、現像手段としての現像装置にて現像剤（以下、「トナー」という。）を供給してトナー像として顕像化する。そして、顕像化されたトナー像を転写装置によって感光体ドラムから直接に、或いは、中間転写体を介して記録材である記録紙などへ転写し、定着装置で記録紙上に定着することで画像を形成している。
【０００４】
乾式一成分現像法を用いる現像装置に関しては、種々の装置が提案されているが、最も一般的な方法として、現像剤担持体である現像スリーブ上に層厚規制手段によって均一なトナー層を形成し、現像スリーブに交流成分と直流成分からなる現像バイアス電圧を印加することで感光体ドラム上の静電潜像と現像スリーブとの間に電位差を発生させることで、トナーを静電潜像に移動させて現像を行う方法が用いられている。斯かる構成の現像装置の一例を図５に示す。
【０００５】
図５に示すように、現像装置４は、磁性一成分トナーＴを収容する現像容器４１と、現像容器４１の開口部に回動自在に設けられた円筒状の現像剤担持体である現像スリーブ４２と、現像容器４１内のトナーを攪拌して現像スリーブ４２に搬送する攪拌搬送部材４４と、現像スリーブ４２内に固定配置された複数の磁極をもった磁界発生手段としてのマグネットロール４３とを備えている。現像スリーブ４２はマグネットロール４３の作用によって磁性トナーを現像スリーブ４２上に吸着することでトナーの担持搬送を行い、現像スリーブ４２に当接した層厚規制手段としての現像ブレードのような層厚規制部材４５によって現像スリーブ４２上に均一なトナー層を形成する。現像スリーブ４２は、このトナー層を感光体ドラム１と対向した現像領域Ａに担持搬送して、感光体ドラム１上の潜像を現像する。
【０００６】
近年、画像の解像度、鮮明度などの向上が求められており、そのため現像装置４に使用するトナーとしては球形化及び小粒径化が進んでいる。小粒径トナーは、体積当たりの比表面積が大きいため、現像スリーブ４２及び現像ブレード４５との摩擦を受ける機会が多くなり、その結果、重量当たりの帯電量Ｑ［μＣ／ｇ］が高くなり、ドット画像や細線画像の再現性の向上に有効である。更にトナーを球形化することで、トナー形状のバラツキが少なくなるため、現像スリーブ４２上で搬送されるトナーの帯電量分布を均一にすることができ、更なる画像精度の向上を図ることができる。また、球形度の高いトナーは嵩密度ρ［ｇ／ｍ３］が高く、現像スリーブ４２上で現像ブレード４５を通過して現像領域Ａに搬送されるトナー搬送量Ｍ［ｇ／ｍ２］が高まるため、高印字率画像の画像濃度を安定維持する上で有効である。
【０００７】
しかしながら、上述したような簡易な現像装置４において、小粒径化／球形化されたトナーを用いた場合、画像品質上いくつかの不具合が生じる場合があり、なかでも現像スリーブ４２上のトナー層において、画像対応領域（トナー消費部）とそれ以外の領域（トナー未消費部）とで、次回転時に現像領域Ａに搬送されるトナーの帯電特性及び量に差が生じてしまうことが原因で発生するスリーブゴーストは顕著である。
【０００８】
スリーブゴーストとは、静電潜像のパターンに応じて現像スリーブ４２上のトナーが消費される箇所と消費されない箇所が発生する結果、現像スリーブ４２上のトナーにおいて、部分的に現像スリーブ４２と現像ブレード４５との当接部Ｎ（図５）の通過回数が異なる状態が生じることが原因で発生する問題であり、記録材上には画像濃度差として表れる現象である。
【０００９】
現像スリーブ４２上で画像対応領域（トナー消費部）が次回転時に画像濃度が薄くなってしまう現象をネガゴースト、濃くなってしまう現象をポジゴーストと呼び、現像スリーブ４２上のトナーの特性によって異なる挙動が見られる。
【００１０】
図６は、実際に記録材上に現れるゴースト画像を説明する図である。図６中の（ａ）で示す領域に対応する現像スリーブ上のトナーの状態は、その前回転時では画像非対応領域（トナー未消費部）であり、一方、（ｂ）の領域に対応する現像スリーブ４２上のトナーの状態は、画像（ａ）対応領域（トナー消費部）の次回転時に相当する。この場合は、画像濃度が（ａ）＞（ｂ）であり、ネガゴースト画像となっており、ポジゴーストの場合は画像濃度の関係は逆になる。
【００１１】
上述したようなスリーブゴーストの中でも、球形度が高く且つ粒径が小さな現像性の高いトナーを用いた場合には、とりわけネガゴーストの発生が課題となっており、その発生メカニズムを以下に定性的に説明する。
【００１２】
（Ａ）部分的なトナー搬送量の差ΔＭ［ｇ／ｍ２］
先ず、図７は、現像スリーブ４２上のトナー搬送量がＭ０［ｇ／ｍ２］である状態の時に、ハーフトーン（ＨＴ）画像（印字率８０％）を現像スリーブ１周分（１周目）だけ現像を行い、現像スリーブ２周目以降はベタ白画像（印字率０％）のプリントを行った時の現像スリーブ４２上の現像領域におけるトナー搬送量Ｍ［ｇ／ｍ２］と現像スリーブ回転数の関係を示す図である。
【００１３】
この図７から、現像スリーブ４２上のトナーが現像するために消費されると、その箇所では次回転時におけるトナー搬送量Ｍ１［ｇ／ｍ２］は低下し、現像前の状態Ｍ０［ｇ／ｍ２］に戻るためには更に約２回転必要であることが分かる。これは、飽和した搬送量Ｍ０［ｇ／ｍ２］が大き過ぎることが主要因であり、トナーの形状と関係している。
【００１４】
即ち、（１）球形度の高いトナーは、嵩密度ρ［ｇ／ｍ３］が高く、現像スリーブ４２と現像ブレード４５の当接部Ｎを通過し易くなるため、搬送量Ｍ０［ｇ／ｍ２］が増加する。（２）トナーの平均粒径を小さくした場合、粒径が４μｍ以下の、所謂「微粉トナー」が増加し、重量当たりの帯電量Ｑ［μＣ／ｇ］が高い微粉トナーは、現像スリーブ４２との付着力（鏡映力）が高いために、現像スリーブ４２と現像ブレード４５の当接部Ｎを通過し易く、搬送量Ｍ０［ｇ／ｍ２］が増加する。
【００１５】
このように、画像対応領域（トナー消費部）とそれ以外の領域（トナー未消費部）とで、次回転時におけるトナー搬送量が異なる（ΔＭが発生する）ことで、ネガゴーストが発生する。
【００１６】
（Ｂ）部分的なトナー帯電量の差ΔＱ［μＣ／ｇ］
次に、図８は、現像ブレード４５の自由長（図５にて、現像ブレード４５と現像スリーブ４２との当接部Ｎから現像ブレード自由端４５ａまでの距離ｄ）を小さく設定して、飽和搬送量Ｍ０［ｇ／ｍ２］を小さく抑えることで、上記のΔＭ［ｇ／ｍ２］をほとんどなくした構成において、現像スリーブ４２上のトナー帯電量がＱ０［μＣ／ｇ］である状態の時に、ハーフトーン画像（印字率８０％）を現像スリーブ１周分（１周目）だけ現像を行い、現像スリーブ２周目以降はベタ白画像（印字率０％）のプリントを行った時の、現像スリーブ４２上の現像領域Ａにおける質量当たりのトナー帯電量Ｑ［μＣ／ｇ］と現像スリーブ回転数の関係を示す図である。
【００１７】
この図８から、現像スリーブ４２上のトナーが現像するために消費されると、その箇所では次回転時におけるトナー帯電量Ｑ１［μＣ／ｇ］は低下し、現像前の状態Ｑ０［μＣ／ｇ］に戻るためには更に約１回転必要であることが分かる。
【００１８】
これは、トナーの帯電特性（立ち上がり）とともに、飽和した帯電量Ｑ０［μＣ／ｇ］が大き過ぎることが要因であり、飽和搬送量Ｍ０［ｇ／ｍ２］中に含まれる微粉トナー量が関係している。
【００１９】
即ち、現像ブレード４５の自由長ｄを小さくすることで、現像スリーブ４２上のトナー層の上層部を規制する効果が作用し、結果的に現像スリーブ４２との付着力（鏡映力）が高く、トナー層の下層部に存在する微粉トナーの比率が高まる。このため、現像スリーブ１周目での帯電量Ｑ０［μＣ／ｇ］が増加してΔＱが大きくなってしまう。
【００２０】
このように、画像対応領域（トナー消費部）とそれ以外の領域（トナー未消費部）とで次回転時におけるトナー帯電量が異なる（ΔＱが発生する）ことで、ネガゴーストが発生する。
【００２１】
以上に述べたように、スリーブゴーストは、現像スリーブ４２上のトナー層に形成される現像（トナー消費）の履歴によって発生するため、現像後のトナー層から現像履歴を除去してゴーストの発生を抑制するための種々の技術が提案されている。
【００２２】
つまり、従来の技術として、
（１）現像スリーブ表面にカーボン粒子を含有した導電性樹脂層を形成することによって表面抵抗を調整し、微粉トナー層が現像スリーブ表面に形成されることを防止する（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
（２）現像スリーブ表面に酸素（Ｏ）及び水素（Ｈ）を含むＭｏ系被膜を形成することで現像スリーブ上の微粉トナー量の増加を防止する（例えば、特許文献３参照）。
（３）現像後のトナーを現像スリーブから機械的に除去するために、現像スリーブに当接させた剥ぎ取りローラを設け、その表面形状を規定する（例えば、特許文献４参照）。
（４）同じく、現像スリーブに当接させた剥ぎ取りローラによって、トナーを機械的に除去する構成であり、剥ぎ取り効果を高めるために現像スリーブの表面形状を規定する（例えば、特許文献５参照）。
（５）同じく、現像スリーブに当接させた剥ぎ取りローラによって、トナーを機械的に除去する構成であり、剥ぎ取りローラに電圧を印加することで剥ぎ取り効果を高める（例えば、特許文献６参照）。
（７）現像スリーブからのトナーの剥ぎ取り部材として、磁性粒子からなる磁気ブラシを用いる（例えば、特許文献７参照）。
（８）剥ぎ取り部材が現像スリーブと非接触に設けられた電極部材であり、回転自在なマグネットロールを内包しており、現像スリーブと剥ぎ取り部材間での電界力及び磁気力の相乗効果で剥ぎ取り効果を高める（例えば、特許文献８参照）。
（９）剥ぎ取り部材によって現像スリーブから剥ぎ取ったトナーを一時的に貯留することで、新たに供給されるトナーと剥ぎ取られたトナーとの間で帯電状態を均一化するための新たな区画部材を設ける（例えば、特許文献９参照）。
（１０）同じく、現像スリーブから剥ぎ取ったトナーと新たに供給されるトナーとが混ざり合うことを防止するために仕切り部材を設け、仕切り部材と剥ぎ取り部材が一体化させる（例えば、特許文献１０及び特許文献１１参照）。
（１１）機械的に現像後のトナーを剥ぎ取ることで現像履歴を除去するものとは別に、層厚規制部材の自由端位置での現像スリーブとの距離及び磁石から受ける磁界を規定することで、現像スリーブと層厚規制部材との当接部を通過するトナーの充填密度を高めて、トナーの流動を安定させることで、現像履歴（部分的なトナー帯電量の差）をなくす（例えば、特許文献１２参照）。
【特許文献１】特公平７−１１７７８７号公報
【特許文献２】特許第２６２７５６０号公報
【特許文献３】特開平７−２８１５１７号公報
【特許文献４】特許第３５０７２９７号公報
【特許文献５】特開平３−８４５７０号公報
【特許文献６】特開昭６３−１２３０７２号公報
【特許文献７】特開平９−３４２６７号公報
【特許文献８】特開平９−２１８５７４号公報
【特許文献９】特開平８−３１４２７７号公報
【特許文献１０】特開平１０−１４２９４３号公報
【特許文献１１】特開平１１−４４９９１号公報
【特許文献１２】特許第３０３１２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上述したような現像後のトナーを機械的に剥ぎ取る方法によると、現像スリーブと非接触に設けられた剥ぎ取り部材では、電界や磁界発生手段を新たに追加する必要があり、装置の大型化やコスト的に不具合を生じる場合があった。
【００２４】
また、現像スリーブに圧接した剥ぎ取り部材を使用した場合では、摺擦による現像スリーブ及びトナーの受ける機械的損傷により現像装置の長寿命化が難しい場合があり、現像スリーブや剥ぎ取り部材の部品精度や取り付け精度によっては画像濃度ムラ等の不具合が発生する場合があった。
【００２５】
更に、上記の剥ぎ取り方法では、小粒径トナーになるほど剥ぎ取りが困難になってくるといった課題があった。
【００２６】
一方、現像スリーブの表面抵抗による微粉トナー量の取り込み規制方法は有効であるが、球形化トナーにおけるトナー搬送量の増加によるネガゴーストには効果が不十分であり、微小な表面抵抗ムラによって、画像濃度ムラ等の不具合が発生する場合があった。
【００２７】
また、層厚規制部材と現像スリーブとの当接部を通過するトナーの流動を安定させる方法によると、新たな部材を追加する必要はないが、層厚規制部材の先端位置と磁界位置及びギャップの精度を保つことは、部品精度や取り付け精度上、コスト的に不具合が生じる場合がある。
【００２８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、安価な方法で、スリーブゴーストの発生を防止し、長期にわたって安定した画像を得ることができる現像装置、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】
【００２９】
上記目的は本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、その一態様によれば、磁性一成分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動自在に配置された前記現像剤を担持搬送するための現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に固定配置された磁界発生手段と、前記現像容器内に配置され前記現像剤担持体に現像剤を搬送する攪拌搬送手段と、前記現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する現像剤層厚規制手段とを有する現像装置において、
前記現像剤層厚規制手段の現像剤層厚規制部よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側で現像位置よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側の箇所において前記現像剤担持体と当接し、且つ前記現像剤担持体との当接箇所が可撓性を有している現像剤循環規制手段を備え、
前記攪拌搬送手段が配置される領域と、前記現像剤層厚規制手段が配置される領域とが、前記循環規制手段によって仕切られることを特徴とする現像装置が提供される。
【００３０】
本発明の他の態様によれば、少なくとも静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像するための現像手段とを一体にユニット化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記現像手段を上記記載の現像装置によって形成したことを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００３１】
本発明の更に他の態様によれば、少なくとも静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像するための現像手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段を上記記載の現像装置によって形成したことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、
（１）攪拌搬送手段によって発生する現像容器内での現像剤（トナー）の流動が現像剤担持体と現像剤規制手段の当接部に直接影響することを循環規制手段により防止するため、現像剤担持体上でのトナー搬送量の増加及び微粉トナー量の増加を効果的に防止することができる。従って、画像対応領域（トナー消費部）とそれ以外の領域（トナー未消費部）とで発生する現像剤担持体上トナーの搬送量及び帯電量の差を小さくすることができ、ネガゴーストの発生を抑制することができる。
（２）また、循環規制手段の現像剤担持体との当接箇所が可撓性を有することで、現像剤担持体との低圧当接条件を容易に構成可能であるため、部品精度や取り付け精度に伴うコスト的な不具合の発生を防止することができる。
（３）また、循環規制手段と現像剤担持体との当接条件を最適化することで、画像濃度低下等の不具合を生じることなく、効果的にネガゴーストを防止することができ、長期にわたって安定な画像形成を行うことができる。
（４）小粒径且つ球形化の高いトナーの使用を可能とし、効果的にネガゴーストを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３４】
実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例にて、画像形成装置１００は、ホストコンピュータ、ネットワーク等から画像情報を受け取り、それを記録材Ｓ上に画像出力する、電子写真方式のレーザビームプリンタとされる。
【００３５】
本実施例の画像形成装置１００によれば、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１が回転自在に配置され、感光体ドラム１の回りに、感光体ドラム１を均一に帯電するための帯電手段である帯電ローラ２と、現像手段としての非接触式現像装置４と、クリーニング手段としてのクリーニング装置５が配置される。本実施例にて、感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４及びクリーニング装置５は、一体的に形成され、装着手段（図示せず）を介して画像形成装置本体１００Ａに対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジＣを構成している。
【００３６】
現像装置４は、現像剤Ｔを収容した現像容器４１を備え、感光体ドラム１に対向した位置に、現像容器４１内の現像剤を感光体ドラム１へと担持し搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ４２を備えている。現像スリーブ４２の内部には、磁界発生手段としての多数の磁極が形成されたマグネットロール４３が配置されている。本実施例にて現像剤としては磁性一成分現像剤（以下、「トナー」という。）Ｔが使用される。現像装置４については、後で更に詳しく説明する。
【００３７】
また、クリーニング装置５は、感光体ドラム１の表面に当接し、感光体ドラム上の残留トナーなどを除去するクリーニングブレード５１と、このクリーニングブレード５１により除去されたトナーなどを収容する廃トナー容器５２とを有する。
【００３８】
上述のように、プロセスカートリッジＣが着脱可能に装着されるレーザビームプリンタとされる画像形成装置１００には、更に、プロセスカートリッジＣの上方に、画像情報に対応してレーザー光を照射する露光手段であるレーザースキャナー３が配置され、また下方には、感光体ドラム１に対向する位置に転写手段である転写ローラ６が配設されている。
【００３９】
また、転写ローラ６に対して記録材Ｓの移動方向下流側には定着手段である加熱定着装置７が配置されている。
【００４０】
更に、画像形成時に帯電ローラ２に帯電バイアス電圧を印加する帯電バイアス電圧印加手段１１と、現像スリーブ４２に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加手段１２と、転写ローラ６に転写バイアス電圧を印加する転写バイアス電圧印加手段１３が配置されている。
【００４１】
上記構成の画像形成装置１００においては、画像形成装置１００に画像形成信号が入力されると、感光体ドラム１が図中の矢印の方向に回転駆動され、帯電バイアス印加手段１１によって電圧が印加された帯電ローラ２によって感光体ドラム１の表面は均一に帯電される。
【００４２】
続いて、感光体ドラム１の表面をレーザースキャナー３から照射されるレーザー光によって走査露光なされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。
【００４３】
感光体ドラム表面に形成された静電潜像は、現像スリーブ４２と対向した現像位置Ａにおいて、現像バイアス電圧印加手段１２によって現像スリーブ４２に印加される直流と交流の重畳電圧である現像バイアス電圧の作用によってトナーＴが付着して、トナー像として可視化される。
【００４４】
次に、不図示の給紙カセットから記録材Ｓが搬送され、感光体ドラム１上のトナー像は、転写バイアス電圧印加手段１３によって転写ローラ６に印加される、トナーと逆極性のバイアス電圧の作用を受けることで、感光体ドラム１と転写ローラ６の間に一定の圧力で狭持搬送される記録材Ｓ表面へ転写される。更に、トナー像を転写された記録材Ｓは加熱定着装置７に搬送され、加熱定着装置７において、加熱及び加圧されることで記録材Ｓ表面にトナー像が永久画像として定着され、画像形成装置本体１００Ａの外部へと排出される。
【００４５】
ここで、図２をも参照して、本実施例における現像装置４の構成を詳細に説明する。
【００４６】
本実施例の現像装置４においては、現像容器４１内に収容されているトナー、即ち、磁性一成分トナーを攪拌し、現像スリーブ４２へ搬送するための攪拌搬送手段としての攪拌搬送部材４４が設けられている。撹拌搬送部材４４は、現像容器４１内に回動自在に両端を支持された支持部材４４ａと可撓性シート部材４４ｂを有し、シート部材４４ｂとしては厚みが約５０〜２００μｍであるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）等の材料を用いることができる。
【００４７】
また、現像容器４１の開口部に回動自在に配置された現像スリーブ４２は、本実施例では直径２０ｍｍの円筒状のアルミニウム素管上に、少なくともカーボンブラックとグラファイトを含有する体積抵抗が１０−２〜１０４［Ωｃｍ］の導電性樹脂層を形成したものであり、算術平均粗さＲａが０．５〜１．５［μｍ］の凹凸表面を有したものを用いた。
【００４８】
また、現像スリーブ４２中には磁界を発生させるためのマグネットロール４３を固定配置することで、攪拌搬送手段である回転駆動される攪拌搬送部材４４によって搬送されてくるトナーを取り込み、磁極Ｐ３の磁力で引き付けて現像スリーブ４２上に担持し、搬送することができる。
【００４９】
本実施例における取り込み磁極Ｐ３の現像スリーブ表面位置での磁束密度Ｇは、５０〜８０［ｍＴ］に設定した。
【００５０】
また、本実施例の現像装置４では、取り込み磁極Ｐ３の磁力で取り込まれたトナーを均一なトナー層に規制するために、ウレタン、シリコン等のゴム部材にて形成される現像剤層厚規制手段としての現像ブレード４５が、その現像剤層厚規制部において当接圧２０〜４０［ｇ／ｃｍ］の条件で現像スリーブ４２の表面に当接されている。
【００５１】
現像スリーブ４２と現像ブレード４５との当接部（以下、「ブレードニップ部」という。）Ｎ１から現像ブレード４５の自由端４５ａまでの距離ｄは１〜２［ｍｍ］に設定した。
【００５２】
更に、本実施例においては、現像スリーブ４２の回転方向で現像位置Ａより下流側であって、上述したブレードニップ部Ｎ１と取り込み磁極Ｐ３のピークに相当する現像スリーブ表面の位置との間で、現像スリーブ４２に当接する循環規制手段としての循環規制部材５０を設けていることを特徴とする。
【００５３】
循環規制部材５０は、本実施例では、厚みが５０〜１００［μｍ］である非磁性の可撓性シート部材であり、上記攪拌部材４４のシート部材４４ｂと同様の材料を用いることができる。また、シート部材５０は、本実施例では、直接現像容器４１を構成する枠体４１ａに接着或いは任意の固着部材により固定されている。
【００５４】
また、循環規制部材５０と現像スリーブ４２との当接圧は、トナーが介在しない状態において１〜１５［ｇ／ｃｍ］とされ、現像スリーブ４２と循環規制部材５０との当接部（以下、「循環規制ニップ部」という。）Ｎ２から循環規制部材５０の自由端５０ａまでの距離ＮＥＪＫは１〜１０［ｍｍ］とされる。
【００５５】
循環規制部材５０は、攪拌搬送部材４４によって搬送されてくるトナーの流動とブレードニップ部Ｎ１とを仕切る構成とすることによって、ブレードニップ部Ｎ１に直接トナーの流動が影響することを防止するために設けられるものであって、現像スリーブ４２からのトナーの剥ぎ取り及びトナー層厚規制を行うものではない。即ち、画像形成動作時においては、循環規制部材５０と現像スリーブ４２との間にはトナーが介在した状態になっており、また循環規制部材５０の長手幅は、おおよそ画像領域と同等程度の幅に設定されている。
【００５６】
尚、画像形成時に現像バイアス電圧印加手段１２によって現像スリーブ４２に印加する電圧としては、交流成分（振幅：１６００［Ｖ］、周波数：２６００［Ｈｚ］）と直流成分（−４００［Ｖ］）を重畳させた矩形波バイアス電圧とした。
【００５７】
次に、本実施例に用いた一成分磁性トナーＴについて説明する。
【００５８】
磁性トナーＴは、結着樹脂の主成分がスチレンアクリル共重合体からなり、磁性酸化鉄を有している。
・結着樹脂              １００質量部
・磁性酸化鉄粒子          ９０質量部
・ワックス                  ４質量部
・荷電制御剤                ２質量部
【００５９】
上記混合物を、１４０℃に加熱された２軸エクストルーダで溶融混練して、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、得られた粗粉砕物をターボミル（ターボ工業社製）を用いて、機械式粉砕させて微粉砕し、得られた微粉砕粉を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成した。
【００６０】
さらに、得られた分級粉に対し、コアンダ効果を利用した多分割分級装置（日鉄鉱業社製エルボジェット分級機）で超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して、重量平均粒径６．５［μｍ］の負帯電性磁性トナー粒子を得た。
【００６１】
この得られたトナー粒子１００質量部に対し、ヘキサメチルジシラザン１５［ｗｔ％］とジメチルシリコーン１５［ｗｔ％］で疎水化処理したメタノールウェッタビリティ８０％，ＢＥＴ比表面積１２０［ｍ２／ｇ］の疎水性シリカ微粉体を１．３質量部とチタン酸ストロンチウム１．０質量部を外添混合してトナーＴを作製した。
【００６２】
本実施例では、高画質化のために有利な球形、小粒径トナーである、即ち、重量平均粒径Ｄ４［μｍ］がＤ４＜７、且つ４［μｍ］以下の現像剤の存在割合Ｄｂ［個数％］が１０＜Ｄｂ＜５０、且つ円形度ａが０．９４＜ａである磁性粒子とされる磁性一成分現像剤が、好適に使用される。
【００６３】
上記のように作製された磁性トナーＴにおける平均粒子径及び円形度の測定について説明する。
【００６４】
先ず、トナーの粒度分布については、従来から知られている種々の方法によって測定することができるが、本実施例においてはコールター社製のコールターカウンターマルチサイザーII型（１００μｍアパーチャー）を用いて行う。現像剤の体積、個数を測定して、体積分布と個数分布とを算出し、体積分布から求めた重量基準の重量平均粒子径（Ｄ４）を求める方法であり、個数分布から対象粒径に該当するトナー粒子の個数から、粒径４μｍ以下のトナー粒子個数％、即ち、微粉トナーの存在割合（Ｄｂ）を求めた。
【００６５】
本実施例においては、重量平均粒径（Ｄ４）６．５［μｍ］、粒径４μｍ以下の微粉トナー量（粒子個数％）（Ｄｂ）は２０［％］であるトナーを用いた。
【００６６】
次に、平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本実施例では東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定を行い、測定された粒子の円形度を下記式（１）、
円形度ａ＝Ｌ０／Ｌ                            （１）
［式中、Ｌ０は粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長を示し、Ｌは粒子像の周囲長を示す。］
により求め、更に下記式（２）で示すように測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値を平均円形度と定義する。
【００６７】
【数１】
2006251096.tif 000003
【００６８】
尚、円形度（ａ）の測定は、分級後の磁性トナー粒子の状態で測定するものとし、本実施例においては、平均円形度（ｂ）は０．９６の分級品を用いた。
【００６９】
上記の構成において、実際にプリントを行い、画像評価を行った結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2006251096.tif 000004
【００７１】
使用したレーザビームプリンタは、１分間に３０枚出力可能であり、現像スリーブ４２の回転速度は１８０［ｍｍ／ｓｅｃ］の条件であり、評価パターンは６００ｄｐｉの解像度におけるハーフトーン画像（印字率８０％）とした。
【００７２】
また、従来例１としては、平均円形度（ｂ）が０．９３である磁性トナー粒子を用いて循環規制部材５０を設けない構成とし、その他は本実施例１と同一の条件とした。
【００７３】
また、従来例２としては、循環規制部材５０を設けない以外は本実施例１と同一の条件とした。
【００７４】
更に、従来例３としては、循環規制部材５０を設けない構成であり、且つ現像ブレード４５のブレードニップ部Ｎ１から自由端４５ａまでの距離ｄを０．２［ｍｍ］に設定することで、現像スリーブ上のトナー搬送量Ｍ［ｇ／ｍ２］を抑制する構成とし、その他は本実施例１と同一条件とした。
【００７５】
ここで、現像スリーブ上のトナー搬送量Ｍ［ｇ／ｍ２］及びトナー帯電量Ｑ［μＣ／ｇ］の測定としては、吸引法によって採取し、ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製エレクトロメータ６５１４を用いて測定を行った。この時、ベタ白画像（印字率０％）を１０枚連続プリントした後の現像領域における現像スリーブ上のトナー層の状態を現像スリーブ１周目と定義して、Ｍ０［ｇ／ｍ２］及びＱ０［μＣ／ｇ］として表した。
【００７６】
また、ハーフトーン画像（印字率８０％）を現像スリーブ１周分現像させた時の、次回転時における現像領域での現像スリーブ上のトナー層の状態を現像スリーブ２周目と定義して、Ｍ１［ｇ／ｍ２］  及びＱ１［μＣ／ｇ］として表した。
【００７７】
また、現像スリーブ１周目における現像スリーブ上のトナーを採取し、４μｍ以下粒子の比率［個数％］を微粉トナー量とした。
【００７８】
更に、ネガゴースト評価に関しては、ハーフトーン画像の現像スリーブ１周目に対応する箇所の濃度Ｄ１と現像スリーブ２周目に対応する箇所の濃度Ｄ２を、マクベス反射濃度計（ＲＤ９１８）を用いて測定し、その濃度差ΔＤ（＝｜Ｄ１−Ｄ２｜）がΔＤ＜０．０５未満ものを「○」、０．０５≦ΔＤ＜０．１のものを「△」、ΔＤ≧０．１のものを「×」とした。
【００７９】
（従来例１）従来の球形度の比較的低いトナーを用いた場合は、スリーブ２周目でのトナーの帯電特性（立ち上がり）が低いためにΔＱに起因するネガゴーストが軽微に発生した。
【００８０】
（従来例２）トナーの球形度を高めた場合、トナーはブレードニップ部を通過しやすくなるため、トナー搬送量が増加し、特にスリーブ１周目におけるトナー搬送量Ｍ０  ［ｇ／ｍ２］が増加  することで、ΔＭが増大し、ネガゴーストは悪化する。
【００８１】
（従来例３）スリーブ１周目のトナー搬送量Ｍ０  ［ｇ／ｍ２］を減少させる従来の手段として、現像ブレードの自由長を小さく設定した場合、トナー搬送量は低下するが、結果的にスリーブ上の微粉トナー量が増加してしまう。これは、帯電量の比較的高い微粉トナーはスリーブとの付着力が高く、スリーブ上トナー層の下層部を形成する傾向があるためであり、現像ブレードの自由長を短くすることは、スリーブ上トナー層の上層部を規制する効果があるためである。この場合、微粉トナー量が増加したことによるスリーブ１周目でのトナー帯電量Ｑ０［μＣ／ｇ］が高まることで、ΔＱが増加してしまい、ネガゴーストが発生する。
【００８２】
（実施例１）循環規制部材５０を設けた実施例１においては、循環規制部材５０によって攪拌部材４４から搬送されてくるトナーの流動が直接ブレードニップ部Ｎ１に及ばないように仕切る構成となっているため、現像スリーブ１周目のトナー搬送量Ｍ０［ｇ／ｍ２］を効果的に減少させることができており、ΔＭを小さく抑えることができた。
【００８３】
更に、トナーの流動を直接受けないことから、微粉トナー量の増加を防止することができ、その結果、現像スリーブ１周目でのトナー帯電量Ｑ０［μＣ／ｇ］の上昇を抑えることが可能になり、ΔＱを小さく抑えることができた。このとき、循環規制部材５０の作用としては、攪拌部材４４により発生するトナーの流動（循環）によって直接ブレードニップ部Ｎ１にトナーが供給され、過剰に押し込まれることを防止することであり、トナー層厚規制やトナー剥ぎ取り作用をなすものではない。そのため、循環規制部材５０とブレードニップ部Ｎ１の間にはトナーは充分に滞留しているが、必要以上にトナーが入り込んでくることは規制しており、循環規制部材５０とブレードニップ部Ｎ１の間が圧縮（高密度）状態になることはない。
【００８４】
以上説明したように、本実施例の構成においては、ΔＭ及びΔＱをいずれも小さくすることが可能になり、ネガゴーストの発生を効果的に防止することができる。
【００８５】
次に、上述した循環規制部材５０と現像スリーブ４２との当接条件を変化させて同様な画像評価を行った。
【００８６】
評価条件としては、当接位置、即ち、循環規制ニップ部Ｎ２、及び、循環規制部材５０の自由端５０ａまでの「自由長」（以下、「循環規制ＮＥ長」という。）を変化させることにより、図３に示すように、（イ）循環規制ＮＥ長（距離ＮＥＪＫ［ｍｍ］）、（ロ）循環規制部材５の自由端位置５０ａと取り込み磁極Ｐ３に相当する現像スリーブ表面位置との重力方向における距離Ｌ［ｍｍ］（＝Ｌ１−Ｌ２）、及び、（ハ）当接圧ＷＪＫ［ｇ／ｃｍ］（以下、「循環規制圧」という。）の条件を変化させて、ゴースト画像評価を行った。評価結果は、表２に示す。
【００８７】
【表２】
2006251096.tif 000005
【００８８】
（比較例１）循環規制圧ＷＪＫを増加させた（ＷＪＫ＝２０［ｇ／ｃｍ］）以外は、実施例１と同一条件で評価を行ったところ、循環規制ニップ部におけるトナーへの摩擦帯電付与が発生するため、現像スリーブ１周目でのトナー帯電量Ｑ０［μＣ／ｇ］が上昇してしまい、ΔＱが大きくなり、ネガゴーストが発生してしまった。
【００８９】
また、トナーが循環規制ニップ部Ｎ２で受ける機械的損傷が発生するため、トナー劣化が促進され、画像濃度の低下が起こった。
【００９０】
（比較例２）循環規制ＮＥ長ＮＥＪＫを小さくした（ＮＥＪＫ＝０．５［ｍｍ］）以外は、実施例１と同一条件で評価を行ったところ、現像ブレードの自由長を短く設定した場合と同様に、現像スリーブ上微粉トナー量の増加が起こり、現像スリーブ１周目でのトナー帯電量Ｑ０［μＣ／ｇ］が上昇することで、ΔＱが大きくなり、ネガゴーストが発生した。
【００９１】
また、トナー搬送量Ｍ［ｇ／ｍ２］の大幅な減少により画像濃度の低下が起こり、更に、部分的に循環規制部材５０が現像スリーブ４２に対してエッジ当接の状態になってしまうため、ハーフトーン画像に縦スジが発生してしまった。
【００９２】
（比較例３）上記比較例２とは逆に循環規制ＮＥ長ＮＥＪＫを大きくした（ＮＥＪＫ＝１５［ｍｍ］）以外は、実施例１と同一条件で評価を行ったところ、循環規制ＮＥ部Ｎ２がトナー流動を受けることで現像スリーブ４２に押し付けられて、循環規制ＮＥ長ＮＥＪＫが実質小さい状態になってしまったため、比較例２と同様な結果となってしまった。
【００９３】
（比較例４）循環規制ニップ部Ｎ２を取り込み磁極Ｐ３側に移動させた（Ｌ＝−２［ｍｍ］）以外は、本実施例１と同一条件で評価を行ったところ、ネガゴーストの発生はなかったが、取り込み磁極Ｐ３からのトナーの取り込み量が若干抑制される傾向が見られ、トナー搬送量Ｍ［ｇ／ｍ２］が減少して画像濃度の低下が軽微に発生した。
【００９４】
（比較例５）循環規制圧ＷＪＫを低下させた（ＷＪＫ＝０［ｇ／ｃｍ］）以外は、本実施例１と同一条件で評価を行ったところ、トナー流動によって循環規制部材５０の当接状態が不安定になってしまうため、ブレードニップ部Ｎ１へのトナー供給量が不安定になり、結果的には軽微なネガゴーストが発生した。
【００９５】
（実施例１ａ〜実施例１ｄ）本実施例１の循環規制部材は、図８に示した範囲内においては、画像濃度の低下等の不具合を生じることなく、ネガゴーストを防止することができた。
【００９６】
以上説明したように、本実施例の構成における、循環規制部材５０の適用可能な設定位置としては、現像ブレード４５よりも現像スリーブ４２の回転方向上流側で現像スリーブ４２に当接しており、その先端位置と取り込み磁極Ｐ３ピークに相当する現像スリーブ表面位置との重力方向の距離Ｌ［ｍｍ］は、Ｌ＞−２、且つ循環規制ＮＥ長ＮＥＪＫ［ｍｍ］は、０．５＜ＮＥＪＫ＜１５、循環規制圧ＷＪＫ［ｇ／ｃｍ］は、０＜ＷＪＫ＜２０の範囲内であり、より好ましくは、それぞれ、０≦Ｌ、１≦ＮＥＪＫ≦１０、１≦ＷＪＫ≦１５の範囲内である。また、循環規制部材５０の厚みＨ［μｍ］は、現像スリーブ４２との低圧当接を安定に行うためには、５０≦Ｈ≦２００であるものが好ましい。
【００９７】
尚、本実施例においては、循環規制部材５０としてはシート部材を用いたが、現像スリーブ表層がゴム等の弾性材料で形成されている場合は、非磁性の金属から成る部材を用いることもできる。
【００９８】
また、循環規制部材５０は、ブレードニップ部Ｎ１を現像容器４１内でのトナー流動から仕切る構成であればよく、現像容器４１と一体に形成することも可能であり、何ら本実施例の構成に限定するものではない。
【００９９】
また、攪拌搬送部材４４に関しても現像容器４１内から現像スリーブ４２に対してトナー流動を発生させるものであれば特に限定せず、複数の攪拌搬送部材４４が存在する場合でもよく、非磁性の金属及び樹脂材料から成る板状又は渦巻き状の形状であっても適用可能である。
【０１００】
実施例２
次に、本発明の第二の実施例について説明する。本実施例２における画像形成装置としては、実施例１と同様の図１に示すレーザビームプリンタとすることができ、従って、画像形成装置についての説明は、実施例１の説明を援用する。
【０１０１】
また、本実施例における現像装置は、循環規制部材５０の構成が一部異なる以外は、実施例１と同様の構成とされる。従って、図４に、現像装置４における本実施例の特徴部分のみを記載し、全体の構成についての説明は、実施例１の説明を援用する。
【０１０２】
本実施例における循環規制部材５０は、図４に示すように、支持部材としての非可撓性部材５０ａと可撓性シート部材５０ｂとを一体に成形した構成であることを特徴とする。本実施例によれば、非可撓性部材５０ａが現像容器４１を構成する枠体４１ａに固定される。
【０１０３】
具体的には、非可撓性部材５０ａとしては、非磁性のＳＵＳ板金を用い、可撓性シート部材５０ｂには実施例１と同様のものを用いた。このとき、ＳＵＳ板金５０ａと現像スリーブ４２との再近接距離、即ち、図４にて、ＳＵＳ板金５０ａの先端部５０ｃと現像スリーブ４２の表面との間の再近接距離ｄ５０は、２［ｍｍ］に設定しており、部品公差及び取り付け公差等によっても現像スリーブ４２と接触しないように構成している。
【０１０４】
このように、循環規制部材５０を、現像容器枠体、即ち、内壁４１ａから現像スリーブ４２近傍までを非可撓性部材５０ａによって構成することで、シート部材５０ｂの撓みや波打ち等の部品公差が現像スリーブ４２との当接条件に及ぼす影響を小さく抑えることができる。また、現像容器４１の大容量化にともないトナーの流動が増大した場合においても、循環規制部材５０がトナーの流動（圧力）を受けることで現像スリーブ４２側に撓むことによる、循環規制圧ＷＪＫ［ｇ／ｃｍ］の変動を抑えることができる。
【０１０５】
また、本実施例の構成において、実施例１と同様な画像評価を行ったところ、表２に実施例２として示したように画像濃度の低下等の不具合も生じることなく、ネガゴーストの発生を防止することができた。
【０１０６】
尚、本実施例においては、循環規制部材５０として金属板金５０ａと可撓性シート部材５０ｂとを一体に設けたが、金属板金５０ａの代わりに非可撓性部材であればＰＯＭやＡＢＳ等の樹脂材料でも適用可能であり、本実施例の構成に限定するものではない。
【０１０７】
又、上記実施例では、像担持体である感光体ドラムに形成されたトナー像を直接記録材に転写する方式の画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトのような中間転写体に一旦転写し、その後中間転写体から記録材に転写する中間転写方式の画像形成装置にも同様に適用することができ、同様の作用効果を達成し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成断面図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一実施例の概略構成断面図である。
【図３】図２の現像装置における循環規制部材と現像スリーブの当接条件を示す拡大断面図である。
【図４】本発明に係る現像装置の他の実施例の一部構成断面図である。
【図５】従来の現像装置の概略構成断面図である。
【図６】記録材上に出力されるスリーブゴーストの画像を説明する図である。
【図７】従来例における現像スリーブ上のトナー搬送量に関する現像履歴（トナー消費部と未消費部との差）を表すグラフである。
【図８】従来例における現像スリーブ上のトナー帯電量に関する現像履歴（トナー消費部と未消費部との差）を表すグラフである。
【符号の説明】
【０１０９】
１        感光体ドラム（像担持体）
２        帯電ローラ（帯電手段）
３        レーザビームプリンタ（露光手段）
４        現像装置（現像手段）
５        クリーニング装置（クリーニング手段）
６        転写ローラ（転写手段）
４１      現像容器
４２      現像スリーブ（現像剤担持体）
４３      マグネットロール（磁界発生手段）
４４      トナー撹拌搬送部材
４５      現像ブレード（現像剤層厚規制手段）
５０      循環規制部材（循環規制手段）
５０ａ    支持部材
５０ｂ    シート部材
１００    画像形成装置
１００Ａ  画像形成装置本体
【図１】
2006251096.tif 000006
【図２】
2006251096.tif 000007
【図３】
2006251096.tif 000008
【図４】
2006251096.tif 000009
【図５】
2006251096.tif 000010
【図６】
2006251096.tif 000011
【図７】
2006251096.tif 000012
【図８】
2006251096.tif 000013