(57)【要約】【課題】一成分磁性現像剤を用いた磁性接触現像における、ベタ黒追従性の悪化とさざ波状画像不良という相反する課題を解決する。【解決手段】一成分磁性現像剤を用いた磁性接触現像方式であり、現像剤担持体６０ｂに対する当接部材６０ｓを現像部ａの下流に具備させ、当接条件を、|Vs|>|Vdev|、|Br|/|B|≦0.5、L/(BH×R)≧0.1、とする。|Vdev|は現像剤担持体に印加するバイアスの直流成分の値Vdevの大きさ、|Vs|は現像剤担持体当接部材に印加するバイアスの直流成分の値Vsの大きさ、|B|は磁束密度Ｂの大きさ(|B|=|Br2+Bθ2|1/2)、現像剤担持体表面に形成される磁束密度Bのうち、Brは現像剤担持体表面に対して垂直成分、Bθは現像剤担持体表面に対して水平成分、Lは現像剤担持体と現像剤担持体当接部材間の当接ニップ幅、BH(rad)はBθの半値幅で、Rは現像剤担持体の半径。【選択図】図１
2006301111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体と、該現像剤担持体上に現像剤を現像剤規制位置で規制する現像剤量規制手段とを具備し、該現像剤担持体が現像位置で被現像体を押圧しながら被現像体を現像剤で現像する現像装置において、該現像剤担持体表面が弾性体であり、該現像剤は一成分磁性現像剤であり、該現像剤担持体の内部に設けられた固定の磁界発生手段によって、現像剤担持体に引き寄せられることを特徴とし、該現像位置より該現像剤担持体が回転する方向に対し下流側で該現像剤担持体に当接する現像剤担持体当接部材を具備し、該現像剤担持体当接部材の該現像剤担持体への当接位置の下流側、該現像剤規制位置より上流側に現像剤供給部を具備し、以下の（１）式、（２）式、（３）式を満たす現像装置。
｜Ｖｓ｜＞｜Ｖｄｅｖ｜・・・（１）式
｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５・・・（２）式
Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１・・・（３）式
ここで｜Ｖｄｅｖ｜は該現像剤担持体に印加するバイアスの直流成分の値Ｖｄｅｖの大きさ、｜Ｖｓ｜は該現像剤担持体当接部材に印加するバイアスの直流成分の値Ｖｓの大きさである。｜Ｂ｜は、磁束密度Ｂの大きさ（｜Ｂ｜＝｜Ｂｒ２＋Ｂθ２｜１／２）であり、該現像剤担持体表面に形成される磁束密度Ｂのうち、Ｂｒは該現像剤担持体表面に対して垂直成分、Ｂθは該現像剤担持体表面に対して水平成分である。Ｌは該現像剤担持体と該現像剤担持体当接部材間の当接ニップ幅、ＢＨ（ｒａｄ）はＢθの半値幅、Ｒは該現像剤担持体の半径である。
【請求項２】
該現像剤担持体当接部材の該現像剤担持体への当接位置において、該磁界発生手段により発生する磁束密度の関係が（４）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５・・・（４）式
【請求項３】
該現像剤担持体の該当接位置における当接幅Ｌと、該磁界発生手段により発生する該現像剤担持体表面における磁束密度の水平成分Ｂθの半値幅ＢＨと、該現像剤担持体の半径Ｒの関係が（５）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
０．５≧Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．２・・・（５）式
【請求項４】
直流バイアスに交番バイアスを重畳した現像バイアスＶの絶対値の最大値｜Ｖ｜ｍａｘと帯電手段により被現像体表面を帯電する所定の電圧値Ｖｄ（暗電位）の関係が｜Ｖ｜ｍａｘ≦｜Ｖｄ｜を満たし、該現像バイアスＶを該現像剤担持体に印加して、現像剤を被現像体に現像することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
該当接部材と該現像剤担持体間に該現像剤を介して印加する該電圧が、直流バイアスに交番バイアスを重畳し、該電圧の直流成分において、該現像剤量規制手段の電位が該現像剤担持体の電位より該現像剤の極性側であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
画像形成装置に着脱可能であり、少なくとも請求項１乃至５の何れか１つに記載の現像装置を含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
画像形成装置に着脱可能であり、少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電手段、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置からなる一体に形成したプロセスカートリッジにおいて、該現像装置は請求項１乃至５の何れか１つに記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項６または７に記載のプロセスカートリッジにおいて、該像担持体に担持された現像剤を転写材に転写する転写工程後に該像担持体に残留した転写残現像剤を該現像装置にて回収することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れか１つに記載のプロセスカートリッジを取り外し可能に装備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電装置、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、該像担持体の該現像剤を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、該現像装置は請求項１乃至５の何れか１つに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電装置、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、該像担持体の該現像剤を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、該現像装置は請求項１乃至５の何れか１つに記載の現像装置であるとともに、像担持体上に残留した転写残現像剤を該現像装置にて回収す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、被現像体を現像する現像装置に関する。より詳しくは、被現像体に接触して現像する、一成分現像方式の接触現像装置に関する。また該現像装置を電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体の現像処理手段として使用したプロセスカートリッジ、および該現像装置を像担持体の現像処理手段として使用した複写機やプリンタ等の画像記録装置（画像形成装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子写真画像形成装置において被現像体（像担持体）としての電子写真感光体に形成した静電潜像を一成分現像剤（トナー）で現像する、従来の一成分現像方式としては、（１）非磁性接触現像方式と（２）磁性非接触現像方式が広く用いられている。
【０００３】
（１）非磁性接触現像方式
誘電体層をもつ現像ローラ（現像剤担持体）上に、非磁性現像剤を担持し感光体の表面に接触させて現像を行う方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。現像装置内の現像剤は機械的攪拌機構や重力により現像ローラに供給する。現像ローラに接触する弾性ローラを設け現像剤の搬送供給を行う。この弾性ローラは、現像ローラ上の現像剤を均一にする目的から、感光体に移行せずに現像ローラに残った現像剤を一旦除去する機能も担っている。感光体の基材と現像ローラの間にはＤＣバイアスが印加される。
【０００４】
（２）磁性非接触現像方式
この方式（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）は、一成分磁性現像剤（磁性一成分現像剤）を用い、マグネットを内包した現像スリーブ（現像剤担持体）に現像剤を担持し、現像スリーブの表面から所定の微小間隙をおいて感光体に対向させ、この間隙を飛翔する現像剤により現像する。現像装置内の現像剤は、機械的攪拌機構や重力により現像スリーブに搬送されるとともに、現像剤はマグネットによる一定の磁力を受けて現像スリーブに供給される。そして、規制手段により現像スリーブ上に一定の現像剤層を形成し、現像に用いられる。マグネットにより現像剤に働く力は現像剤の搬送のみでなく、現像部においても積極的に使用される。現像部においては現像剤が非画像部に移行しカブリなどの画像不良が発生するのを防止する。つまり、現像時に現像剤は現像スリーブに内包したマグネットに向かい磁力を受けているからである。現像剤の飛翔にはＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳したバイアスが使用される。ＤＣバイアス電圧は、感光体の画像部電位と非画像部電位の間の値に調整される。更に、ＡＣ電圧を重畳し、画像部及び非画像部に対し現像剤が往復運動することにより現像剤で画像部を現像する。
【０００５】
（３）クリーナーレス（トナーリサイクル）システム
装置構成の簡略化や廃棄物を無くすという観点から、転写方式の画像形成装置において感光体の転写工程後の表面清掃手段である専用のドラムクリーナーを廃し、現像剤を装置内でリサイクルする電子写真プロセスの提案がされている。例えば、前述の非磁性接触現像方式を用いて、現像時に同時に転写残となった現像剤を回収する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
また、前述の磁性非接触現像方式を用いて、現像時に同時に転写残となった現像剤を回収する画像形成装置も提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００１−９２２０１号公報
【特許文献２】特開昭５４−４３０２７号公報
【特許文献３】特開昭５５−１８６５６号公報
【特許文献４】特許第２５９８１３１号公報
【特許文献５】特開平１０−３０７４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記（１）の従来の非磁性接触現像方式においては、カブリ性能の低下が問題であった。弾性ローラによる機械的剥ぎ取りを繰り返すうちに現像剤の特性が低下し、現像剤の摩擦帯電特性などの低下により、カブリを悪化させることがある。カブリとは、本来印字しない白部（未露光部）において現像剤がわずか現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。現像剤特性低下防止のために弾性ローラの摺擦力を弱めることも可能であるが、ゴースト画像不良との両立が困難である。ここでゴースト画像は、現像ローラの前周回に現像した現像剤量の履歴が次周回以降に均一な中間調画像中に現像ローラ外周の位相差をもって濃度ムラが現れる現象である。また、ゴーストがあるということは、剥ぎ取られずに現像ローラ上に留まるトナーがあるということを意味する。つまり、弾性ローラによる摺擦を連続的に受けることから現像剤の特性低下の観点からも好ましくない。摺擦力の調整は、カブリとゴーストの観点から背反するだけでなく、カブリ単独の問題においても背反する問題を持っている。また、現像剤特性が低下してくると、現像装置内の循環の影響を受けやすいという問題も生じた。具体的には、機械的あるいは重力を使用した循環において、特に現像ローラ周辺でほとんど現像剤が入れ替わらず循環しない領域ができる。一方循環している剤は一定の特性低下が生じている。このように二種類の剤が、容器内の現像剤が減少したときに、混ざると凝集などを生じカブリなどの問題を生じた。更に、弾性ローラそのものに起因する画像不良がある。弾性ローラは現像剤の剥ぎ取り供給性能の観点から、スポンジ形態のものが使用されるが、このスポンジのセルに現像剤が圧縮され凝集塊を作り、これらがスポンジから外れ表面に出てくると、特に中間調に画像欠陥を生じる。
【０００８】
一方、前記（２）の磁性非接触現像方式においては、磁気穂による画像不良がある。細線の均一性が、縦横で異なるという問題がある。磁気穂が感光体（感光ドラム）進行方向と並行に移動しながら現像するときは、細線の均一性が良く、それと直行する方向は途切れがちになる。また、画像エッジ不良を生じる。高濃度部のエッジ、特にプロセス下流側が濃く現像され、また、高濃度部に隣接する中間調部分のエッジが薄く現像される。要因は、非接触でＡＣ電界により現像剤を往復させながら現像することにあると予想する。現像部においてトナーが面方向に移動し、特にエッジ部下流に現像剤が滞留し、逆にエッジの外部から現像剤を引き寄せ上記のような画像不良を生じる。
【０００９】
本発明は以上のような課題を解決し、新たに優れた現像装置、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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は下記の構成を特徴とする現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置である。
【００１１】
発明（１）：現像剤担持体と、該現像剤担持体上に現像剤を現像剤規制位置で規制する現像剤量規制手段とを具備し、該現像剤担持体が現像位置で被現像体を押圧しながら被現像体を現像剤で現像する現像装置において、該現像剤担持体表面が弾性体であり、該現像剤は一成分磁性現像剤であり、該現像剤担持体の内部に設けられた固定の磁界発生手段によって、現像剤担持体に引き寄せられることを特徴とし、該現像位置より該現像剤担持体が回転する方向に対し下流側で該現像剤担持体に当接する現像剤担持体当接部材を具備し、該現像剤担持体当接部材の該現像剤担持体への当接位置の下流側、該現像剤規制位置より上流側に現像剤供給部を具備し、以下の（１）式、（２）式、（３）式を満たす現像装置。
【００１２】
｜Ｖｓ｜＞｜Ｖｄｅｖ｜・・・（１）式
｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５・・・（２）式
Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１・・・（３）式
ここで｜Ｖｄｅｖ｜は該現像剤担持体に印加するバイアスの直流成分の値Ｖｄｅｖの大きさ、｜Ｖｓ｜は該現像剤担持体当接部材に印加するバイアスの直流成分の値Ｖｓの大きさである。｜Ｂ｜は、磁束密度Ｂの大きさ（｜Ｂ｜＝｜Ｂｒ２＋Ｂθ２｜１／２）であり、該現像剤担持体表面に形成される磁束密度Ｂのうち、Ｂｒは該現像剤担持体表面に対して垂直成分、Ｂθは該現像剤担持体表面に対して水平成分である。Ｌは該現像剤担持体と該現像剤担持体当接部材間の当接ニップ幅、ＢＨ（ｒａｄ）はＢθの半値幅、Ｒは該現像剤担持体の半径である。
【００１３】
発明（２）：該現像剤担持体当接部材の該現像剤担持体への当接位置において、該磁界発生手段により発生する磁束密度の関係が（４）式を満たすことを特徴とする（１）に記載の現像装置。
【００１４】
｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５・・・（４）式
発明（３）：該現像剤担持体の該当接位置における当接幅Ｌと、該磁界発生手段により発生する該現像剤担持体表面における磁束密度の水平成分Ｂθの半値幅ＢＨと、該現像剤担持体の半径Ｒの関係が（５）を満たすことを特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。
【００１５】
０．５≧Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．２・・・（５）式
発明（４）：直流バイアスに交番バイアスを重畳した現像バイアスＶの絶対値の最大値｜Ｖ｜ｍａｘと帯電手段により被現像体表面を帯電する所定の電圧値Ｖｄ（暗電位）の関係が｜Ｖ｜ｍａｘ≦｜Ｖｄ｜を満たし、該現像バイアスＶを該現像剤担持体に印加して、現像剤を被現像体に現像することを特徴とする（１）乃至（３）の何れか１つに記載の現像装置。
【００１６】
発明（５）：該当接部材と該現像剤担持体間に該現像剤を介して印加する該電圧が、直流バイアスに交番バイアスを重畳し、該電圧の直流成分において、該現像剤量規制手段の電位が該現像剤担持体の電位より該現像剤の極性側であることを特徴とする（１）乃至（４）の何れか１つに記載の現像装置。
【００１７】
発明（６）：画像形成装置に着脱可能であり、少なくとも（１）乃至（５）の何れか１つに記載の現像装置を含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００１８】
発明（７）：画像形成装置に着脱可能であり、少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電手段、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置からなる一体に形成したプロセスカートリッジにおいて、該現像装置は（１）乃至（５）の何れか１つに記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００１９】
発明（８）：（６）または（７）に記載のプロセスカートリッジにおいて、該像担持体に担持された現像剤を転写材に転写する転写工程後に該像担持体に残留した転写残現像剤を該現像装置にて回収することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００２０】
発明（９）：（６）乃至（８）の何れか１つに記載のプロセスカートリッジを取り外し可能に装備することを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
発明（１０）：少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電装置、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、該像担持体の該現像剤を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、該現像装置は（１）乃至（５）の何れか１つに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００２２】
発明（１１）：少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電装置、該像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、該像担持体の該現像剤を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、該現像装置は（１）乃至（５）の何れか１つに記載の現像装置であるとともに、像担持体上に残留した転写残現像剤を該現像装置にて回収することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２３】
１）発明（１）によれば、以下の点において効果がある。
【００２４】
（効果１）・・・カブリ量の抑制、現像剤切れ時のカブリ量の抑制、画像エッジ不良の抑制、中間調画像欠陥の抑制、さざ波状画像不良の抑制、ベタ黒濃度差の抑制、ヘアライン均一性悪化の抑制をバランスよく行うことができる。
【００２５】
さらに、以下の点において、特に優れた効果を有する。
【００２６】
接触現像方式であり、当接部材において現像剤に電荷付与する方向にバイアスを印加することで、現像残現像剤の電荷付与性を向上させてベタ黒の追従性を向上する。一方、当接位置上流において、現像後の戻り現像剤を十分ほぐし、その後下流側で、供給現像剤との入替わり性を向上することで、さざ波状画像不良を抑制することができる。したがって、ベタ黒濃度差とさざ波状画像不良の背反する課題を両立することができる。また当接位置において強磁場下での機械的ストレスによる劣化を抑え、現像剤の磁気凝集を抑える。現像後の戻り現像剤を十分ほぐすことで現像剤の入れ替わり性が向上し、特定現像剤の現像スリーブ上での滞留を抑制することによって、磁気凝集を抑え、カブリ量の悪化やヘアライン均一性の低下をおきにくくしている。
【００２７】
２）発明（２）によれば、以下の点において効果がある。
【００２８】
（効果２）・・・（効果１）の効果を向上でき、特に、ベタ黒濃度差とさざ波状画像不良を著しく抑制することができる。
【００２９】
３）発明（３）によれば、以下の点において効果がある。
【００３０】
（効果３）・・・（効果１）、（効果２）の効果を向上でき、特に、カブリ量の悪化やヘアライン均一性の低下を著しく抑制することができる。
【００３１】
４）発明（４）によれば、以下の点において効果がある。
【００３２】
（効果４）・・・（効果１）〜（効果３）の効果を向上でき、現像バイアスが交番バイアスであるためのヘアライン均一性、画像エッジ不良を悪化することなく、中間調の均一性を向上でき、カブリ量を低減することができる。
【００３３】
５）発明（５）によれば、以下の点において効果がある。
【００３４】
（効果５）・・・（効果１）〜（効果４）の効果を向上でき、特に、高温高湿環境下で印字枚数増加時の磁気凝集の発生、カブリ量増加、ヘアライン均一性低下を著しく抑制することができる。
【００３５】
６）本発明（８）、（１１）によれば、以下の点において効果がある。
【００３６】
（効果６）・・・（効果１）〜（効果５）の効果を向上でき、現像剤リサイクルシステムの画像記録装置において、クリーナーレス回収性、中間調画像欠陥２、紙粉による中間調画像欠陥、ベタ黒画像欠陥などに有効である。特に、現像剤リサイクルシステムにおいては、磁気凝集によるカブリ量の増加が生じると、帯電ローラの汚れのため全く帯電できなくなり、全面黒の画像となり、定着器に転写材が巻きつき装置故障を生じるが、本発明においては、著しく抑制することができる。
【００３７】
７）本発明（４）と（８），（１１）によれば、以下の点において効果がある。
【００３８】
（効果７）・・・（効果１）〜（効果５）の効果を向上でき、現像剤リサイクルシステムにおいては、磁気凝集によるカブリ量の増加が生じると、帯電ローラの汚れのため全く帯電できなくなり、全面黒の画像となり、定着器に転写材が巻きつき装置故障を生じるが、本発明においては、（効果６）以上に著しく抑制することができる。
【００３９】
８）本発明（５）と（８），（１１）によれば、以下の点において効果がある。
【００４０】
（効果８）・・・（効果１）〜（効果５）の効果を向上でき、現像剤リサイクルシステムにおいては、磁気凝集によるカブリ量の増加が生じると、帯電ローラの汚れのため全く帯電できなくなり、全面黒の画像となり、定着器に転写材が巻きつき装置故障を生じるが、本発明においては、（効果６）以上に著しく抑制することができる。さらに、該現像剤量規制手段と現像剤担持体間に交番電界が働くために、著しく磁気凝集が抑制されるため、（効果７）以上に磁気凝集によるカブリ量の増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
【実施例】
【００４２】
《実施形態１》
図１は本発明に従う現像装置を用いた画像記録装置（画像形成装置）の概略構成図である。この画像記録装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザプリンタである。
【００４３】
１は像担持体（被現像体）であり、本例ではφ２４ｍｍの回転ドラム型の負極性ＯＰＣ感光体（ネガ感光体、以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１は矢印の時計方向に周速度８５ｍｍ／ｓｅｃ（＝プロセススピードＰＳ、印字速度）の一定速度をもって回転駆動される。
【００４４】
２は感光ドラム１の帯電手段としての帯電ローラである。この帯電ローラ２は導電性の弾性ローラであり、２ａは芯金、２ｂは導電性弾性層である。この帯電ローラ２を感光ドラム１に所定の押圧力で圧接させて感光ドラム１との間に帯電部ｎを形成させてある。本例ではこの帯電ローラ２は感光ドラム１の回転に従動して回転する。
【００４５】
Ｓ１は帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する帯電電源である。本例ではこの帯電電源Ｓ１から帯電ローラ２との間の接触部に放電開始電圧以上の直流電圧を印加する。具体的には帯電バイアスとして−１３００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１面を帯電電位（暗部電位）−７００Ｖに一様に接触帯電させている。
【００４６】
４はレーザダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザビームスキャナ（露光装置）である。このレーザビームスキャナ４は目的の画像情報の時系列電気ディジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザ光を出力し、該レーザ光で上記回転感光ドラム１の一様帯電面を走査露光Ｌする。感光ドラム１の一様帯電処理面をレーザ光で全面露光した場合、感光ドラム面の電位が−１５０Ｖになるようにレーザーパワーは調整されている。この走査露光Ｌにより回転感光ドラム１の面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００４７】
６０Ａは後述する実施例１の現像装置（現像器）である。現像剤（以下、トナーと記す）ｔは一定の摩擦帯電を帯び、現像バイアス印加電源Ｓ２により現像剤担持体（トナー担持体）としての現像スリーブ６０ｂと感光ドラム１との間に印加された現像バイアスにより現像領域ａにおいて感光ドラム１上の静電潜像を顕像化する。現像装置６０については、後述する各実施例及び比較例にて詳述する。
【００４８】
６は接触転写手段としての中抵抗の転写ローラであり、感光ドラム１に所定に圧接させて転写ニップ部ｂを形成させてある。この転写ニップ部ｂに不図示の給紙部から所定のタイミングで被記録体としての転写材Ｐが給紙され、かつ転写ローラ６に転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光ドラム１側のトナー像が転写ニップ部ｂに給紙された転写材Ｐの面に順次に転写されていく。
【００４９】
本例で使用の転写ローラ６は、芯金６ａに中抵抗発泡層６ｂを形成した、ローラ抵抗値５×１０８Ωのものであり、＋２．０ｋＶの電圧を芯金６ａに印加して転写を行なった。転写ニップ部ｂに導入された転写材Ｐはこの転写ニップ部ｂを挟持搬送されて、その表面側に回転感光ドラム１の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と押圧力にて転写されていく。
【００５０】
７は熱定着方式等の定着装置である。転写ニップ部ｂに給紙されて感光ドラム１側のトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光ドラム１の面から分離されてこの定着装置７に導入され、トナー画像の定着を受けて画像形成物（プリントコピー）として装置外へ排出される。
【００５１】
８は感光ドラムクリーニング装置であり、感光ドラム１上に残留した転写残トナーをクリーニングブレード８ａで掻き落として廃トナー容器８ｂに回収する。
【００５２】
感光ドラム１は再度帯電装置２により帯電され、繰り返して画像形成に用いられる。
【００５３】
９Ａは感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置６０、ドラムクリーナー８を一体で形成したカートリッジであり、画像形成装置から着脱可能な構成とした。
【００５４】
《実施形態２》
図２は本発明の現像装置を用いた第二の実施形態の画像記録装置を示す概略構成図である。本実施形態の画像記録装置は、転写式電子写真プロセス利用、トナーリサイクルプロセス（クリーナーレスシステム）のレーザプリンタである。前述の実施形態１の画像記録装置と同様の点については再度の説明を省略し、異なる点について述べる。
【００５５】
本形態において最も異なる点は、ドラムクリーナーを廃し、転写残トナーをリサイクルするところにある。転写残トナーが、帯電などのほかのプロセスに悪影響を及ぼさないように循環させトナーを、現像装置に回収する。具体的には、実施形態１に対し以下の構成を変更した。
【００５６】
帯電について、帯電ローラ２は実施形態１と同様のものを用いているが、本形態では帯電ローラの駆動を行っている。帯電ローラの表面の速度と感光ドラムの表面速度（プロセススピード）が同じになるように帯電ローラの回転数を調整する。帯電ローラを駆動することにより、帯電ローラは感光体及び当接部材１０と確実に接触し、トナーをマイナスに（正規の極性）に帯電する。また、帯電ローラには、帯電ローラのトナー汚れを防止する目的から帯電ローラ当接部材１０を備える。帯電ローラがその帯電極性と逆極性（プラス極性）のトナーで汚れた場合であっても、トナーの電荷をプラスからマイナスへと帯電し、帯電ローラから速やかに吐き出し現像装置６０にて現像同時クリーニングにより回収することが可能となる。当接部材１０は、１００μｍのポリイミドのフィルムを使用し、線圧１０（Ｎ／ｍ）以下で帯電ローラに当接した。ポリイミドはトナーに対し負電荷を与える摩擦帯電特性を有していることから使用した。
【００５７】
９Ｂは感光ドラム１、帯電ローラ２、帯電ローラ当接部材２０、現像装置６０、を一体で形成したカートリッジであり、画像形成装置から着脱可能な構成とした。
【００５８】
《実施例及び比較例》
［実施例１］（磁性接触現像、弾性スリーブ、極間当接、当接幅−大、シートバイアス供給側）
本実施例の現像装置６０Ａ（図１）について説明する。６０ｂは固定の磁界発生手段としてのマグネットロール６０ａを内包させた、現像剤担持体（現像剤担持搬送部材）としての現像スリーブである。現像スリーブ６０ｂはアルミシリンダー６０ｂ１上に非磁性の導電弾性層６０ｂ２を形成して構成され、感光ドラム１に対し一定の加圧量をもって当接されている。感光ドラムと現像スリーブ間の圧力は、引抜き圧で２００Ｎ／ｍになるよう調整した。引抜き圧とは、当接させる２つの部材の間に、厚さ３０μｍの２枚のＳＵＳ板で挟んだ同じく３０μｍのＳＵＳ板を挟みそのＳＵＳ板を引抜くときの力をＳＵＳ板の長さ１ｍあたりに換算した線圧相当値である。
【００５９】
現像スリーブ６０ｂの製造方法は、非磁性の導電性弾性層６０ｂ２となる材料を混練し、これを押出し成形して、アルミスリーブ６０ｂ１上に層６０ｂ２として接着し、接着後該層６０ｂ２を厚さ５００μｍに研摩して作製した。現像スリーブ６０ｂのマイクロ硬度は７２度であり、表面粗さはＲｚで３．８μｍ、Ｒａで０．６μｍであった。
【００６０】
本発明において、マイクロ硬度計によって測定される表面硬度の測定は、マイクロ硬度計（アスカーＭＤ−１  Ｆ３６０Ａ：高分子株式会社製）を用いて行った。表面粗さの測定器には小坂研究所（株）製、サーフコーダＳＥ３４００に接触検出ユニットＰＵ−ＤＪ２Ｓを用い、測定条件は測定長２．５ｍｍ、垂直方向倍率２０００倍、水平方向倍率１００倍、カットオフ０．８ｍｍ、フィルタ設定２ＣＲ、レベリング設定をフロントデータで行った。
【００６１】
マグネットロール６０ａは現像スリーブ上の各場所における磁力を発生するための磁界発生手段としての固定磁石である。図３（ａ）に示すように、現像スリーブ表面での現像スリーブ表面に対する垂直方向の磁束密度は、現像部Ｓａ、搬送部Ｎａ、供給部Ｓｂ、捕集部Ｎｂの各場所にピーク密度を有する。本発明における磁束密度の測定はベル社製のガウスメータのシリーズ９９００、プローブＡ−９９−１５３を用いて行った。同ガウスメータはガウスメータ本体に接続された棒状のアキシャルプローブを有する。現像スリーブを水平に固定し、内部のマグネットロールは回転自在に取付ける。この現像スリーブに対し若干の間隔を開けて水平姿勢のプローブを直角に配置し、現像スリーブの中心とプローブの中心が略同一水平面上に位置するようにして固定し、その状態で磁束密度を測定する。マグネットロールは現像スリーブと略同心の円筒体であり、現像スリーブとマグネットロールとの間の間隔はどこでも等しいと考えてよい。従ってマグネットロールを回転しながら、現像スリーブの表面位置及び表面位置における法線方向の磁束密度を測定することにより、現像スリーブの周方向について全ての位置で測定したものに代えることができる。得られた周方向の磁束密度データより各位置のピーク強度を求め、Ｂｒとした。次に、垂直に配したプローブを現像スリーブ６０ｂの周方向の接線方向に９０度回転させ、マグネットローラを回転することにより、現像スリーブの表面位置及び表面位置における接線方向の磁束密度を測定し、Ｂθとした。各角度におけるＢｒとＢθの値から、磁束密度Ｂの大きさ
｜Ｂ｜＝｜Ｂｒ２＋Ｂθ２｜１／２
を算出した。
【００６２】
次に、磁束密度の大きさ｜Ｂ｜に対するスリーブ表面垂直成分の大きさ｜Ｂｒ｜の比（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜）を求めた。
【００６３】
その結果およびＢｒ、Ｂθを図３（ｂ）に示す。横軸の角度は、原点を現像極Ｓａ極にとり、正の方向は、スリーブ回転方向に対して下流方向（Ｓａ→Ｎｂ→Ｓｂ→Ｎａ→Ｓａ）とした。右の縦軸は、磁束密度の強度であるが、Ｎ極を正にＳ極を負とし、左の縦軸は、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜を示している。本現像装置は現像スリーブと当接部材の当接位置をθ＝５５度（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．０２）とした。
【００６４】
当接部材６０ｓは直接現像スリーブに当接する部材６０ｓ１と部材の裏側に裏打ちしたスポンジ６０ｓ２からなる。６０ｓ１は、カーボンシート（表面抵抗値１０４Ω  試験方法ＪＩＳ  Ｋ−６９１１、層厚み１０５μｍ  試験方法ＪＩＳ  Ｚ−１７０２、表面粗さ１．３μｍ  試験方法ＪＩＳ  Ｂ−０６０１）を用いた。本実施例のように当接部材と現像スリーブへの当接位置を水平な磁界が支配的な磁極領域（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５）に設定することを、以下では極間位置当接（極間当接）と呼ぶ。
【００６５】
本発明内の当接部材と現像スリーブ間のニップ幅の測定は、以下の方法で行った。まず、印字可能な現像装置内の現像スリーブにおいて、現像スリーブ上にトナーをコートした状態を保持し、現像スリーブのみ取り外す。次に、トナーをコートしたスリーブの回転方向に対して半回転分のトナーを取り除く（ただし、長手方向の端部のトナーは保持する）。その後、トナーが充填されていない現像装置に、固定のマグネットローラをはずした状態で、取り付ける。このとき、トナーを取り除いた面が当接部材に接する様に取り付ける。この状態で、回転方向に１回転させ、現像スリーブを取り外す。それから、当接部材の表面に付着したトナーをテープにより剥ぎ取り、紙上にテープとともに、貼り付ける。この際に、現像スリーブと当接部材の当接幅にはトナーがつかず、その外側にトナーがつく。つまり、２本のトナーの線がえられ、２本の線の間隔を測定することにより、ニップ幅を得ることができる。本現像装置は当接部材に裏打ちするスポンジ６０Ｓ２を調節することにより、当接ニップ幅を２．２ｍｍ（Ｌ／（Ｒ×ＢＨ）＝０．３）と設定した。
【００６６】
さらに、Ｂθについて最近接の磁極の半値幅ＢＨは、５２度（≒１．８２ｒａｄ）であり、現像剤担持体である現像スリーブの半径Ｒは、６．５ｍｍである。この具体的な配置関係は、図４に示した。
【００６７】
現像スリーブ６０ｂにコートされたトナーｔ１は現像スリーブ６０ｂの回転により、感光ドラム１と現像スリーブ６０ｂの対向部である現像部位（現像領域部）ａに搬送される。また現像スリーブ６０ｂには、現像バイアス印加電源Ｓ２より現像バイアス電圧（ＤＣ電圧−３４０Ｖ）が印加される。また当接部材には印加電源Ｓ４より、ＤＣ電圧−４４０Ｖの電荷を印加する。つまり当接部材と現像スリーブ間にトナーをかいして、１００Ｖの電位差を有して与えられる。また以下において、当接部材へ印加するバイアスのことをシートバイアスと呼ぶ。
【００６８】
本現像装置は所望のトナー帯電量とコート量を得るため、現像剤を一定量に規制する現像剤量規制手段である規制ブレード６０ｃとして厚さ１００μｍのリン青銅を用いた。引抜き圧５５（Ｎ／ｍ）、ブレード自由長２．０ｍｍに設定した。ブレード自由長とは、規制ブレード６０ｃと現像スリーブ６０ｂの接触部を支点とした時の自由端の長さを意味する。また、規制ブレードと現像スリーブは実質電気的に同電位とした。
【００６９】
現像剤である１成分磁性トナーｔ１は、結着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し混練、粉砕、分級の各行程を経て作製し、流動化剤などを外添剤として添加して作製されたものである（粉砕法）。磁性体粒子は結着樹脂と同重量処方し充分な磁力による搬送を可能な磁性粒子を用いた。
【００７０】
［比較例１］（磁性接触現像、弾性スリーブ）
本比較例の現像装置６０Ｂについて述べる。本例の現像装置は基本的に実施例１記載の現像装置６０Ａに準ずるが、当接部材を取り除いた。概略図を図５に示す。
【００７１】
［比較例２］（磁性接触現像、弾性スリーブ、極位置当接、当接幅−大、シートバイアス供給側）
本比較例の現像装置は基本的に実施例１記載の現像装置６０Ａに準ずるが、当接部材の現像スリーブへの当接位置が異なる。
【００７２】
本例において、当接部材の当接位置が図２のθ＝９１度（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．９５）、引抜き圧５５（Ｎ／ｍ）にせっていした。また、本比施例のように当接部材の現像スリーブへの当接位置を垂直磁界が支配的な磁極領域（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＞０．５）に設定することを、以下では極位置当接と呼ぶ。
【００７３】
［比較例３］（磁性接触現像、弾性スリーブ、極間当接、当接幅−大、シートバイアス導通）
本比較例の現像装置は基本的には実施例１記載の現像装置６０Ａに準ずるが当接部材への印加バイアスが異なる。本例においては、当接部材を現像スリーブに導通させた。
【００７４】
［比較例４］（磁性接触現像、弾性スリーブ、極間当接、当接幅  大、シートバイアス除電側）
本比較例の現像装置は基本的には実施例１記載の現像装置６０Ａに準ずるが当接部材への印加バイアスが異なる。本例においては、当接部材への印加バイアスＶｓを−２４０Ｖとし、除電側（｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｅｖ｜）に１００Ｖの電位差をもって設定した。
【００７５】
［比較例５］（磁性接触現像、弾性スリーブ、極間当接、当接幅−小、シートバイアス供給側）
本比較例の現像装置は基本的には比較例５記載の現像装置６０Ａに準ずるが当接部材の現像スリーブへの当接幅が異なる。本比較例においてはＬ＝０．０７ｍｍ（Ｌ／（Ｒ×ＢＨ）＝０．０１）に設定した。
【００７６】
［比較例６］（磁性非接触現像）
本比較例の現像装置６０Ｃについて述べる。本比較例を用いる概略図を図６に示す。現像剤として後述するトナーｔ２を用いた。
【００７７】
６０ｂは実施例１で用いたマグネットロール６０ａを内包させた、現像剤担持搬送部材としての現像スリーブである。現像スリーブ６０ｂはアルミシリンダー表面をサンドブラストにて粗さを調節することにより構成され、感光ドラム１に対し３００μｍの間隙αを持って設置されている。現像スリーブ６０ｂのマイクロ硬度は１００度であり、表面粗さＲｚは１１．５μｍ、Ｒａは１．５μｍであった。現像装置６０Ｃに充填されたトナーｔ１は、マグネットロール６０ａによる磁気力を受けながら現像スリーブ６０ｂ上を搬送される過程において、厚み１．５ｍｍのウレタンの規制ブレード６０ｇで層厚規制及び電荷付与を受ける。６０ｄは現像容器６０ｅ内のトナーの循環を行い順次スリーブ周辺の磁力到達範囲内にトナーを搬送する攪拌部材である。
【００７８】
現像スリーブ６０ｆにコートされたトナーｔ２はスリーブ６０ａの回転により、感光ドラム１とスリーブ６０ｆの対向部である現像部位（現像領域部）ａに搬送される。またスリーブ６０ａには現像バイアス印加電源Ｓ５より現像バイアス電圧（ＤＣ電圧−４５０Ｖ、ＡＣ電圧（矩形波、１．８ｋＶｐｐ、１．６ｋＨｚ））が印加される。現像スリーブは、感光ドラムに対し１．２倍の周速度で駆動される。以上により、感光ドラム側の静電潜像がトナーｔ２により反転現像される。現像剤として以下に示すようにトナーｔ２を用いた。
トナーｔ２：実施例１に準ずる。
【００７９】
［比較例７］
本比較例の現像装置６０Ｄ（図７）について述べる。本比較例の現像装置は基本的には比較例６記載の現像装置６０Ｃに準ずるが当接部材を具備することが異なる。
【００８０】
本現像装置は現像スリーブと当接部材の当接位置をθ＝５５度（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．０２）、引抜き圧３０Ｎ／ｍ、当接するニップ幅Ｌは、１．５ｍｍに設定した。このときのＬ／（ＢＨ×Ｒ）は、０．５２であった。当接部材６０ｓはカーボンシート（表面抵抗値１０４Ω／１１  試験方法ＪＩＳ  Ｋ−６９１１、層厚み１０５μｍ  試験方法ＪＩＳＺ−１７０２、  表面粗さ１．３μｍ  試験方法ＪＩＳ  Ｂ−０６０１）を用いた。またそこに印加電源Ｓ４より、バイアス電圧（ＤＣ電圧−５５０Ｖ、ＡＣ電圧（矩形波、１．８ｋＶｐｐ、１．６ｋＨｚ））が現像バイアスと同位相で印加される。つまり当接部材と現像スリーブ間にトナーをかいして、１００Ｖの電位差を有して与えられる。
【００８１】
［比較例８］（非磁性接触現像、供給剥ぎ取り用弾性ローラ）
本比較例の現像装置６０Ｅについて述べる。比較例８を用いた概略図を図８に示す。６０ｈは心金６０ｈ１上に導電弾性層６０ｈ２を形成し現像ローラである。また、６０ｋは心金６０ｋ１上に弾性層６０ｋ２を形成した、弾性ローラである。現像ローラは、感光ドラムに対し一定の加圧量を持って当接され、その引抜き圧は２０Ｎ／ｍであった。また、弾性ローラは現像ローラに対し一定の軸間隔で固定されており、その引抜き圧は４０Ｎ／ｍであった。また、現像ローラは感光ドラムに対し、１．４倍の周速度で駆動されており、弾性ローラは現像ローラと同回転数にて、表面が逆方向に移動するよう回転駆動されている。現像ローラのゴム硬度は、ＡＳＫＥＲ  Ｃ（５００ｇ加重）で５０度、マイクロ硬度で４２度であった。
【００８２】
後述するトナーｔ３は攪拌部材６０ｄにより弾性ローラ６０ｋに供給される。更に弾性ローラ６０ｋはその回転によりトナーｔ４を現像ローラ６０ｈに供給し、トナーｔ４は規制部に搬送される。そして、現像ローラ上に供給されたトナーをブレード６０ｉにより一定の摩擦帯電とコート長に規制され現像部に搬送される。現像ローラ上を搬送されたトナーは現像部ａにおいて感光ドラムの現像に使用される。また、現像されずに現像ローラに残ったトナーは弾性ローラで一旦剥ぎ取られ再度容器内を循環し、再び現像ローラにコートされる。現像バイアスはＤＣ電圧―３４０Ｖを現像ローラ心金に印加した。
【００８３】
トナーｔ３：現像剤である一成分非磁性トナーｔ３は、結着樹脂、電荷制御剤を混合し混練、粉砕、分級の各行程を経て作製し、流動化剤などを外添剤として添加して作製されたものである（粉砕法）。
【００８４】
［比較例９］（非磁性接触現像、非接触搬送ローラ、シートバイアス除電側）
本比較例の現像装置６０Ｆについて述べる。比較例９を用いる概略図を図９に示す。６０ｈは心金６０ｈ１上に導電弾性層６０ｈ２を形成する現像ローラである。また、６０ｊは弾性体６０ｊ１を裏打ちした導電シート６０ｊ２により構成された除電シートである。現像ローラは、感光ドラムに対し一定の加圧量を持って当接され、その引抜き圧は２０Ｎ／ｍであった。また、除電シートは現像ローラに対し一定の侵入量で固定されており、その引抜き圧は５５Ｎ／ｍであった。また、現像ローラは感光ドラムに対し、１．４倍の周速度で駆動した。また、現像ローラに非接触に配した搬送ローラ６０ｎを設け現像ローラと周速度が同じになるよう回転駆動した。現像ローラのゴム硬度は、ＡＳＫＥＲ  Ｃ（５００ｇ加重）で５０度、マイクロ硬度で４２度であった。
【００８５】
トナーｔ３は攪拌部材６０ｄにより搬送ローラ６０ｎへ供給される。更に現像ローラに非接触に配された搬送ローラ６０ｎはその回転によりトナーｔ４を現像ローラへ供給する。そして、現像ローラ上に供給されたトナーをブレード６０ｉにより一定の摩擦帯電とコート長に規制され現像部に搬送される。現像ローラ上を搬送されたトナーは現像部ａにおいて感光ドラムの現像に使用される。また、現像されずに現像ローラに残ったトナーは除電シートで一旦除電され再度容器内を循環し、再び現像ローラにコートされる。
【００８６】
現像バイアスはＤＣ電圧―３４０Ｖを現像ローラ心金に印加した。また、除電シートには、ＤＣ電圧−２４０Ｖを印加した。
【００８７】
トナーｔ４：比較例７に準ずる。
【００８８】
また、本例に類似の構成として、特開平８−４４１６９に開示されている現像装置がある。
【００８９】
［比較例１０］（磁性トナー、接触現像、非磁性搬送、シートバイアス供給側）
本比較例の現像装置６０Ｇは基本的には比較例８記載の現像装置６０Ｅに準ずるが実施例１と同様に６０ｓのカーボンシートを当接させる。比較例１０を用いる概略図を図１０に示す。またカーボンシートに印加電源Ｓ４より、ＤＣ電圧−４４０Ｖの電荷を印加され当接部材と現像スリーブ間にトナーをかいして、１００Ｖの電位差を有して与えられる。
【００９０】
トナーｔ５：実施例１に準ずる。
【００９１】
また、本例に類似の構成として、特開２００３−４３８０３号に開示されている現像装置がある。
【００９２】
《従来技術に対する本実施例の優位性について》
（各実施例及び比較例の評価方法）
以下では、本発明と比較例の差異を調べるための画像評価について述べる。
【００９３】
実施形態１における各種画像評価
ａ）トナー磁気凝集量の測定
磁気凝集とは、トナーが数珠状に直鎖に連なって、凝集するものである。明確な発生メカニズムは、明らかではないが、おおよそ以下のようなメカニズムであると考えられる。まず、トナーが強い外部磁場中に存在する。次にトナーが、ある特定方向に一定の圧力が特定時間以上加えられる。そうすると、磁気的極性の小さいトナーが磁気的極性を生じ、数珠状に直鎖に連なり凝集する。
【００９４】
本発明における磁気凝集量の測定法としてはシスメックス株式会社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ２１００により得られた粒度別トナー形状の写真より評価を行った。ＦＰＩＡ２１００による測定法としては、測定溶媒５０〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤を０．１〜５ｍｌ加え、更に現像スリーブ上から採取した測定試料を２〜２０ｍｇ加え懸濁溶液とする。試料を懸濁した溶液は超音波分散器で約１分間分散処理を行ない均一に分散した後、前記ＦＰＩＡ２１００に約５ｍｌ供給されて測定が行われる。評価の基準としてはＦＰＩＡ２１００における粒度クラス４と５（個数平均径１０〜４０μｍ）に分類されたトナー粒子中で直鎖状に連なったトナー凝集の割合を求める。本測定を３回行った平均値より判断した。
【００９５】
大：磁気凝集の存在比率が２０％を越える
中：磁気凝集の存在比率が１０％以上２０％未満
小：磁気凝集の存在比率が１０％未満
磁気凝集評価は、印字テスト５０００枚印字後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を間欠的に通紙して行った。
【００９６】
ｂ−１）さざ波画像不良評価
実施形態１において、さざ波画像不良評価を行った。評価方法は、ベタ白画像、ベタ黒画像、中間調画像を印字し、目視により以下の基準により評価を行う。
【００９７】
×：ベタ白画像上に、さざ波状の字汚れを目視で確認できる
△：ベタ黒画像または、中間調画像中にさざ波状のムラを目視で確認できる
○：ベタ白画像、ベタ黒画像、中間調画像中に、さざ波状のムラを目視で確認できな
い
さざ波画像不良評価は、初期１００枚印字後に２４時間放置後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。また、評価環境は、１５．０℃、１０％Ｒｈにおいて行った。
【００９８】
ｂ−２）さざ波画像不良要因
さざ波画像不良の発生要因を述べる。さざ波画像不良は、当接部材により現像剤担持体上にコートされたトナー層に乱れた際に発生する。具体的には、以下のような過程により発生する。まず、過剰に電荷付与されたトナーが現像剤担持体表面に電気的に強固に付着する。強固に付着したトナーは、現像部で現像されずに現像容器内に戻った際に、新たに供給されたトナーと入れ替わることが難しくなる。そうすると、新たに供給されたトナーは、強固に付着したトナーの上に軽く乗る状態となる。このような状態を生じると新たに供給されたトナーは十分な電荷付与をえることが困難となる。つまり、トナーコート層中において、電荷量の異なる層が生じ、トナーコート層に乱れが生じる。新たに供給されたトナーは、電荷付与が十分に行われないまま、コートされるためベタ黒画像や中間調画像のように、均一画像上にさざ波状の画像不良を生じる。さらに、低温低湿環境下のような電荷付与性が高くなると、ベタ白画像中にもさざ波状の字汚れが発生する。
【００９９】
ｃ）ベタ黒追従性の評価
実施形態１において、全面に黒を印字するベタ黒画像を出力し、マクベス社製濃度計ＲＤ−１２５５により光学反射濃度を測定する。ベタ黒画像中の印字開始直後の現像剤担持体１周長分のベタ黒濃度と現像剤担持体２周長分以降のベタ黒濃度をそれぞれ１０点測定し、平均を算出し、その差分Δから以下の基準により評価を行う。
【０１００】
×：Δが０．２以上
△：Δが０．１以上、０．２未満
○：Δが０．１未満
濃度評価は、初期１００枚後、２４時間放置後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。また、評価環境は、３２．５℃、８０％Ｒｈにおいて行った。
【０１０１】
ｄ）カブリ評価
カブリとは、本来印字しない白部（未露光部）においてトナーがわずか現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。
【０１０２】
カブリ量は光学反射率測定機（東京電飾製ＴＣ−６ＤＳ）によりグリーンフィルタによる光学反射率を測定し、記録紙のみの反射率から差し引いてカブリ分の反射率量をもとめカブリ量として評価した。カブリ量は記録紙上を１０点以上測定しその平均値を求めた。
【０１０３】
×：カブリ量が２％を越える
△：カブリ量が１〜２％である
○：カブリ量が０．５〜１％である
◎：カブリ量が０．５％未満である
評価環境は、３２．５℃、８０％Ｒｈにおいて行った。カブリ評価は、初期５０枚時と、５０００枚印字後に行った。印字テストは、画像比率２％の横線の記録画像を間欠的に通紙して行った。間欠的とは、印字後に待機状態へて、次の印刷を行うという意味である。また、以降述べる他の画像欠陥が生じた場合は、その個所を避けて測定し、カブリを純粋に評価できるよう配慮した。
【０１０４】
ｅ−１）トナー残量が減少したときのカブリ特性評価
印字テストを繰り返すことにより、現像装置内に蓄えたトナーが減少し、横線の評価画像が徐々に薄くなり、場合によっては途切れる。このようにトナー残量が減少したときのカブリ特性を別途評価した。印字テストにおいて、先のような横線画像の不良が生じたときに、カブリ評価を行うとともに、その後現像装置を記録装置から取り外し、手振りするなど中のトナーを現像スリーブあるいは現像ローラに送る動作を行い、再度装置に装着し、カブリ評価を行う。これらの、画像評価で、前述と同様のカブリ評価を行い、最も悪い（大きな）結果を用い、本評価のカブリ評価とする。
【０１０５】
ｅ−２）トナー残量が減少したときのカブリ要因
非磁性トナーの現像ローラへの供給はスポンジ状の供給ローラを現像ローラにカウンター回転になるように当接することで行われる。従って、この現像ローラと供給ローラの摺接により著しくトナーの劣化が発生し電荷付与性の低下が生じる。これにより印字枚数（特に低印字）が増えるとカブリ量が増加する。
【０１０６】
さらに、このようなトナーの供給機構では、現像ローラ周辺でほとんどトナーが入れ替わらず循環しない領域ができ、劣化の少ないトナーが存在する。一方、循環しているトナーは一定の劣化が生じている。トナー切れ時にカートリッジを取り外し手振りすると現像容器内でこのような劣化の少ないトナーと一定の劣化が生じたトナーが混合される、すなわち、電荷付与の極性が大きく異なるトナーが混合されるため、カブリ量が著しく増加する。
【０１０７】
このカブリ量が増加する理由として、このようなトナーの混合においてトナーに電荷付与を行うと、劣化していないトナーはより電荷付与性が高くなり、劣化したトナーは電荷付与がほとんどできないあるいは正規の極性と逆極性の電荷を付与することになる。この電荷付与ができないあるいは逆極性の電荷を付与したトナーによりカブリ量が著しく増加する。
【０１０８】
逆極性のトナーがカブリ量として生じる理由は電場中で受ける力が正規極性のトナーと全く逆方向であり、ドラム表面上の通常非印字領域に積極的に転移するためである。
【０１０９】
これに対し、磁性トナーの場合、磁力により搬送されるため、著しくトナー劣化が生じずトナー切れ直前でカートリッジの手振りを行っても極性の大きく異なるトナーが混合しないため、トナー切れ直前のカブリ量増加を防止することができる。
【０１１０】
ｆ−１）中間調画像欠陥
画像評価は中間調画像を出力して画像の欠陥数から評価を行った。各例のプリンタにおいて６００ｄｐｉレーザスキャナを使用し画像記録を行った。本評価において中間調画像とは主走査方向の１ラインを記録し、その後２ラインを非記録とする縞模様を意味し、全体として中間調の濃度を表現している。
【０１１１】
特に本発明では中間調画像の均一性を重視し、０．３ｍｍ以上の白点あるいは黒点の欠陥を評価した。
【０１１２】
×：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点又は黒点が５点を越えて存在する
△：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点又は黒点が１〜５点存在する
○：中間調画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点又は黒点が存在しない
評価は５０００枚の印字テスト後に行った。印字テストは、画像比率２％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
【０１１３】
ｆ−２）中間調画像欠陥１の発生要因
トナーの凝集塊の発生や異物の混入により、コート層を乱すために、凝集塊や異物程度の大きさの欠陥を中間調画像中に生じる。
【０１１４】
ｇ−１）ヘアライン均一性
画像評価は縦、横の１ドットラインの連続性で行った。各例のプリンタにおいて６００ｄｐｉレーザスキャナを使用し画像記録を行った。プロセス進行方向に平行な１ドットのラインと、レーザ走査系の主走査方向と平行な１ドットライン各々について行った。それぞれ、２ｃｍ長のヘアラインを、各例の装置において出力し、それぞれのラインについて、無作為に１００ポイント抽出し、それぞれのポイントでラインを中心とする２００μｍ四方を光学顕微鏡で観察し、ラインの濃度の半値幅を持って、ライン幅とし、それぞれの方向についてライン幅の標準偏差を計算する。そして、プロセス方向のライン標準偏差をσｖ、レーザ走査方向標準偏差σｈとして、両者の比を計算して、ライン標準偏差比σｖ／σｈを得る。この値を用いて以下の基準で評価を行った。
【０１１５】
××：ライン標準偏差比σｖ／σｈが０．７未満あるいは１．４３を超え、かつ、目視
により１ドットラインの途切れが判別できる
×：ライン標準偏差比σｖ／σｈが０．７未満あるいは１．４３を超える
△：ライン標準偏差比σｖ／σｈが０．７以上、０．８未満あるいは１．２５以上、
１．４３以下である
○：ライン標準偏差比σｖ／σｈが０．８以上、１．２５未満である
評価は初期５０枚時と５０００枚時に行った。印字テストは、画像比率２％の横線の記録画像を間欠的に通紙して行った。
【０１１６】
ｇ−２）ヘアライン均一性の低下要因
磁性非接触現像においては、ヘアラインの均一性が、縦横で異なるという問題がある。磁気穂が感光ドラム進行方向と並行に移動しながら現像するときは、ヘアラインの均一性が良く、それと直行する方向は途切れがちになる。
【０１１７】
ｈ−１）画像エッジ不良
画像エッジ不良とは、大きな濃度を持った画像においてその２つの濃度差の境界が薄くなる画像不良である。
【０１１８】
画像評価は中間調画像中に２５ｍｍ四方のベタ黒画像を印字して行った。本評価において中間調画像とは主走査方向に対しての１ドットを記録し、その後４ドットを非記録し、主走査方向に垂直な方向に対して１ドットを記録し、その後４ドットを非記録し斑点模様を意味し、全体として中間調の濃度を表現している。得られた画像の中間調とベタ黒のエッジ部分において、エッジ部分の中間調側を、光学顕微鏡を用いて凝集したトナーの１ドット内のトナーの個数を測定し、さらに、エッジ部から十分離れた位置での中間調画像部について同様に１ドット内のトナー数を測定した。１ドット内のトナー数の測定においてドットは各領域において、ランダムに１５個ずつ抽出し、トナー数の平均値をもとめ、１ドット内のトナー個数とした。
【０１１９】
×：エッジで測定したトナー個数がエッジ部から十分離れた位置でのトナー個数の
６０％未満である
○：エッジで測定したトナー個数がエッジ部から十分離れた位置でのトナー個数の
６０％以上である
評価は初期１００枚時に行った。印字テストは、画像比率２％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
【０１２０】
ｈ−２）画像エッジ不良の発生要因
画像エッジ不良要因について図１１を用いて考察する。ＡＣ電圧のＶｐｐ値を大きくすると、トナーの飛翔により現像される領域でトナーの行き来が起こる。このとき、図１１に示すように、濃度差の大きな印字領域が存在すると、境界線付近でトナーが往復すると、トナーがより濃度の濃い印字領域に引き寄せられ、境界部における濃度の薄い方の領域がより薄くなると考えられる。
【０１２１】
次に、クリーナーレスシステムである実施形態２による、各種画像評価について説明する。
【０１２２】
Ａ−１）クリーナーレストナー回収性
記録画像先端において、３０〜５０ｍｍほどのベタ黒画像を印字し、その後ベタ白画像を配置した評価パターンを印字中に、画像記録装置を停止する。停止するタイミングは、先端のベタ黒画像の中心位置がちょうど現像領域に達した時点とする。そして、現像の前後の感光ドラム上において、表面に付着したトナーを反射率として測定し、その比を求めることにより、トナーの回収効率の評価を行うことが可能になる。実際には、ドラム上のトナーを一旦透明性のテープに転写し、トナーが付着したテープを記録しなどに貼り付けテープの上から、カブリ測定同様にトナーの正味の反射率を測定する。
【０１２３】
×：回収率が３０％未満である
△：３０以上、５０％未満である
○：５０％以上である
評価は初期１００枚時に行った。印字テストは、画像比率２％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
【０１２４】
Ａ−２）クリーナーレストナー回収性低下要因
実施形態２において最も異なる点は、ドラムクリーナーを廃し、転写残りトナーを現像装置に回収してリサイクルするところにある。本発明においては、現像剤担持体は所定の加圧により感光ドラムに押圧され、現像バイアスが印加されており、ドラム表面上に形成された静電潜像をトナーにより現像（可視化）すると同時に非露光部（白地部）上の転写残りトナーを回収する。図１２に示すように現像バイアスと印字部の電位（ベタ黒のときＶｌ）との電位差を利用してトナー担持体から感光ドラムへトナーの転移させ反転現像を行い、現像バイアスと非印字部の電位（Ｖｄ）の電位差を利用して感光ドラム上の戻りトナーをトナー担持体上へ転移させて回収する。
【０１２５】
さらに、押圧し当接することでドラムとトナー担持体の距離が小さくなり電界強度の増加することで現像同時回収性を向上させている。
【０１２６】
加えて、押圧し当接することで現像ニップの増加による電界による現像および回収を確実に行うとともに、トナー担持体での戻りトナーのネガ化を促進、戻りトナーの物理的ほぐしを行い、回収性を向上させている。
【０１２７】
一方、感光ドラムとトナー担持体が非接触で対向していると距離が大きくなるため磁気回収力、電気的回収力が弱くなる。このために回収率が低下する。
【０１２８】
また、感光ドラムとトナー担持体が押圧し当接していると物体が接することにより働く引力・ファンデル・ワールス力はドラムとトナー、トナーとトナー担持体、トナーとトナー間においてほぼ同じオーダーの力が働くことから回収性の低下要因とならない。ところが、ドラムとトナー担持体が非接触のときにはドラムと戻りトナー間にのみ働きドラム上から引き剥がすために妨げとなり、回収性が著しく低下する。
【０１２９】
Ｂ−１）中間調画像欠陥２（実施形態２）
実施形態１の時同様に、実施形態２についても中間調画像欠陥評価を行う。
【０１３０】
Ｂ−２）中間調画像欠陥２の発生要因
中間調画像欠陥１同様に、トナー凝集塊や異物により、中間調画像欠陥２を生じる。しかし、実施形態２であるクリーナーレスシステムにおいては、戻りトナーの回収をするため、中間調画像欠陥２を生じやすい。特に、非磁性接触現像のように、供給ローラが現像ローラに当接し、カウンター回転している場合、当接部において、物理的ストレスが高くなる。そのような構成を用いると戻りトナーや劣化トナーにより、凝集塊を生じやすく、顕著に中間調画像欠陥２を生じやすい。
【０１３１】
Ｃ−１）紙粉による中間調画像欠陥
実施形態２においては、記録紙から紙粉（紙繊維）が感光ドラムに付着し、帯電を経由し現像装置に取り込まれることがある。現像装置に取り込まれた場合、弾性ローラなど紙粉が絡み弾性ローラ周期のプロセス進行方向に伸びた画像不良を生じることがある。これを、Ｂ）の中間調画像欠陥とは区別して評価を行った。
【０１３２】
短軸長さ０．３ｍｍ以上、長軸長さ２ｍｍ以上を画像不良とし、面内の欠陥数を以下の基準で評価を行った。
【０１３３】
×：中間調画像中に欠陥が５点を越えて存在する
△：中間調画像中に欠陥が１〜５点存在する
○：中間調画像中に存在しない
Ｃ−２）紙分による中間調画像欠陥の発生要因
戻りトナーに含まれる紙粉が現像装置内に混入すると現像ローラにトナーを供給するスポンジ状の供給ローラに紙粉が付着し、剥ぎ取り供給性の低下を生じる。紙粉が供給ローラ間に蓄積した場合、現像ローラ上のトナー層が乱され、プロセス方向にのびた欠陥を生じる。
【０１３４】
Ｄ−１）ベタ黒画像欠陥評価
画像評価はベタ黒画像を出力して画像の欠陥数から評価を行った。特に本発明では、０．３ｍｍ以上の欠陥を評価した。
【０１３５】
×：ベタ黒画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点が５０点を越えて存在する
△：ベタ黒画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点が１０〜５０点存在する
○：ベタ黒画像中に直径０．３ｍｍ以上の白点が１０点未満存在する
評価環境は、３２．５℃、８０％Ｒｈにおいて行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。評価は１００枚印字後２４時間経過した後ベタ黒画像を３枚出力して行った。画像評価ではこの３枚の中で最も多いページで代表した。
【０１３６】
Ｄ−２）ベタ黒画像欠陥の発生要因
図１３のように、ＡＣ電圧印加時、ベタ白を現像中に像担持体の表面電位（暗電位Ｖｄ）と現像バイアス電圧値の最大値（Ｖｍａｘ）の差が最大の電界強度となり、リークＬ３が発生しやすい状態となる。
【０１３７】
リークＬ３が起こると当該部分の像担持体１の静電潜像が乱された結果、像担持体１上のベタ白部の電位（暗電位Ｖｄ）の一部がリークにより明電位（Ｖｌ）に近づくあるいは超えるため、反転現像による像担持体１へのトナーｔが転移してしまい、結果として像担持体１の当該部分にはトナーが付着し黒ポチの画像が発生すると考えられる。
【０１３８】
リークが発生すると電界強度にかかわらず感光ドラム上にＶｍａｘの値で帯電された部分ができる。Ｖｍａｘが大きいと現像バイアスのＤＣ値Ｖｄｃに対するコントラスト（｜Ｖｍａｘ−Ｖｄｃ｜）が大きいためトナーの転移量が増加し画像上非常に目立つ。
【０１３９】
さらに、戻りトナーに含まれる紙粉がトナーとともに現像領域にくる（図１３（ａ））と紙粉を伝ってリークが発生する。図１３（ａ）に示すように紙粉Ｆが現像領域にきたとき、ドラムとのギャップがＧ３より小さいＧ４となる。このとき、紙粉にかかる局所的な電界強度が増加（図１３（ｂ）右）し、リークが発生しやすくなる。また、高温高湿な環境下において紙粉は水分を多く吸着し抵抗が低下する。このとき、図１３（ｃ）に示すように外部電場Ｅがかかると電荷の偏りが発生し、紙粉先端に電荷量が増加しさらにリークしやすくなる。このことから、クリーナーレスシステムではクリーナー付きのシステムと比べてリークが発生しやすくなると考えられる。
【０１４０】
（トナー磁気凝集量の測定）
磁気凝集とは、トナーが数珠状に直鎖に連なって、凝集するものである。明確な発生メカニズムは、明らかではないが、おおよそ以下のようなメカニズムであると考えられる。まず、トナーが強い外部磁場中に存在する。次にトナーが、ある特定方向に一定の圧力が特定時間以上加えられる。そうすると、磁気的極性の小さいトナーが磁気的極性を生じ、数珠状に直鎖に連なり凝集する。
【０１４１】
本発明における磁気凝集量の測定法としてはシスメックス株式会社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ２１００により得られた粒度別トナー形状の写真より評価を行った。ＦＰＩＡ２１００による測定法としては、測定溶媒５０〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤を０．１〜５ｍｌ加え、更に現像スリーブ上から採取した測定試料を２〜２０ｍｇ加え懸濁溶液とする。試料を懸濁した溶液は超音波分散器で約１分間分散処理を行ない均一に分散した後、前記ＦＰＩＡ２１００に約５ｍｌ供給されて測定が行われる。評価の基準としてはＦＰＩＡ２１００における粒度クラス４と５（個数平均径１０〜４０μｍ）に分類されたトナー粒子中で直鎖状に連なったトナー凝集の割合を求める。本測定を３回行った平均値より判断した。
【０１４２】
大：磁気凝集の存在比率が２０％を越える
中：磁気凝集の存在比率が１０％以上２０％未満
小：磁気凝集の存在比率が１０％未満
磁気凝集評価は、印字テスト５０００枚印字後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を間欠的に通紙して行った。
【０１４３】
【表１】
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【０１４４】
《従来技術に対する優位性》
はじめに、従来技術である、磁性非接触現像方式と非磁性接触現像方式に相当する比較例６、８に対する優位性を示す。
【０１４５】
（１−１）磁性非接触現像方式との比較（比較例６）
磁性非接触現像方式である比較例６の現像装置は実施形態１においては、ヘアライン均一性の低下や画像エッジ不良を生じる。これは、比較例６が磁場による磁気穂を形成して現像することにより、穂の移動方向であるかどうかにより、現像時のヘアライン均一性に差が生じやすくなる。また、現像スリーブと感光ドラム間の距離が大きく、ＡＣ電界により画像部、非画像部を問わずトナーが飛翔する結果、画像のエッジ部分にはトナーがはきよせられ、エッジ部と中央部に濃度差を生じる。
【０１４６】
（１−２）非磁性接触現像方式との比較（比較例８）
次に、非磁性接触現像方式である比較例８の現像装置について述べる。この現像装置はカブリの耐久劣化を生じる。これは、供給剥ぎ取り用の弾性ローラによる供給剥ぎ取り動作によりトナーが機械的ストレスを受け、トナー帯電特性が低下することに起因する。また、このときトナー劣化による濃度低下も見られる。更に、現像装置内のトナーが減少したときには、上記劣化トナーと循環に関与していなかった未劣化トナーが混合され著しくトナー帯電特性を低下させ、激しいカブリを生じる。
【０１４７】
（１−３）従来技術に対し、本発明の有利な効果
（１−３ａ）実施形態１
一方、実施例１の現像装置は、実施形態１，２において、良好な画像形成装置を構成できる。
【０１４８】
はじめに、実施形態１について、比較する。
【０１４９】
まず、先に、比較例６で問題となったヘアライン均一性は、方向による差がなく均一な画像再現が可能であった。感光ドラムと現像スリーブが押圧接触し、現像部下流に位置する当接部材の当接条件と、磁束密度の関係を適正に保つことと、ＤＣバイアスにより、同様の磁場においてでも長い磁気穂の形成が抑制され、現像時の磁気穂の影響をなくすことが可能となった。また、画像エッジ不良もなく均一な画像再現が可能であった。これは、弾性スリーブを感光ドラムに接触させＤＣ現像とすることにより、トナーの往復により、トナーがはきよせられるのを防止している。
【０１５０】
また、本実施例においては、比較例８で問題となった、カブリの耐久劣化は見られなかった。比較例８では、トナーの供給剥ぎ取り用の弾性ローラを使用しているため、供給剥ぎ取り用の弾性ローラによる搬送より局部的に高い圧力が生じる。一方、本例では使用していない。トナーの搬送については磁力をもって行っている。磁力による搬送はトナーに対する機械的ストレスを少ない状態にして、現像スリーブ上のトナー剥ぎ取りと供給が行える。さらに、供給剥ぎ取り用の弾性ローラと比較し非接触で力が及ぶためトナーを循環する範囲や効率の点で優れている。よって、トナーにストレスをかけることなく、トナーの剥ぎ取り供給が行えゴーストなどの弊害もなくトナー搬送を行うことが可能となる。そのため、トナー切れ直前でも、劣化したトナーと未劣化トナーが混合しない。その結果、比較例８で問題となったトナー切れ直前のカブリも本例では生じない。また、同様にして、トナー凝集塊を発生することもなく、中間調画像欠陥を生じない。
【０１５１】
（１−３ｂ）実施形態２
次に、実施例１について実施形態２における評価を行う。
【０１５２】
弾性スリーブと感光ドラムを接触して配置しているので、弾性スリーブと感光ドラム間距離が近づくことで電界あるいは磁界が働く領域および強度が増加し、像担持体上の未露光部に付着した転写残りトナーの回収性が向上したと考えられ、トナーの回収性もよく、更に、比較例８でみられた中間調画像欠陥や紙粉の影響も弾性ローラをなくした磁力による搬送を行っているため良好な結果であった。また、比較例６で見られたベタ黒画像欠陥も見られなかった。電界としては大きな電界が印加されるが、放電を生じるような大きな電位差が生じないためと考えられる。
【０１５３】
《比較技術に対する優位性》
（１−４）さざ波状画像不良とベタ黒の追従性不良
まず、はじめに、本発明のように、現像部の下流に当接部材を有していない比較例１について述べる。比較例１はベタ黒の追従性不良が生じる。なぜなら比較例１は、感光ドラムと現像スリーブが押圧し当接しているため、現像効率（８０％以上）が高い。つまり、高印字後において、現像後のスリーブ上表面の現像残トナーは著しく少ない。均一なベタ黒を得るためには、トナー消費後に十分なトナーを現像スリーブへ供給する必要がある。にもかかわらず、現像スリーブの周囲に供給剥ぎ取り用の弾性ローラーが無く、またその他にトナー供給を補助する補助部材も無いため、トナー供給性が悪い。この結果ベタ黒の追従性の低下が生じる。
【０１５４】
（１−４ａ）実施例１
一方、実施例１では、ベタ黒追従性を向上させるため、現像スリーブへ当接部材を具備し、トナーの電荷付与性を向上させる方向にバイアスを印加した。その結果、さざ波状画像不良が生じるが、実施例１では、ベタ黒追従性の向上とさざ波状画像不良の抑制を両立することができる。本発明の構成は以下のａ）〜ｄ）である。
【０１５５】
ａ）当接部材のバイアスＶｓを｜Ｖｓ｜＞｜Ｖｄｅｖ｜とするように印加
ｂ）当接位置下流にトナー供給部の具備
ｃ）現像スリーブへの当接部材の当接位置を極間である｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５
ｄ）当接部材と現像スリーブ間のニップ幅の関係がＬの関係が
Ｌ／（Ｒ×ＢＨ）≧０．１
以上、ａ）〜ｄ）のような構成を用いることにより、さざ波状画像不良およびベタ黒追従性の悪化の両課題を抑制することができる。以下でその理由を述べる。
【０１５６】
まず、ａ）のようにバイアスを印加することで、トナーへの電荷付与性を向上できる。結果、トナーの供給性を向上でき、ベタ黒通従性が向上する。
【０１５７】
ところが、本システムのような高現像効率の接触現像方式の場合、過剰に電荷付与したトナーは、現像できずに、現像残トナーとして残留しやすい。加えて、ａ）のようにトナーに電荷を付与する方向にバイアスを印加するため、より現像残トナーとして、過剰に電荷付与したトナーが生じやすい。結果、さざ波状画像不良を生じる。つまり、ベタ黒追従性低下とさざ波状画像不良の課題は背反する課題である。しかしながら、本発明においては、トナーに電荷付与する方向にバイアスを印加しているにもかかわらず、さざ波状画像不良を生じない。
【０１５８】
ａ）のバイアスの印加により、当接部材と現像スリーブ間に電気的引力が働く。また、ｂ）のように当接部下流に供給部を有しているため、ベタ黒画像印字後の当接位置上流では、現像残トナーが著しく少ない状態が発生する。つまり、現像残トナーが著しく減少した位置で当接部材にバイアスを印加するため、当接部材と現像スリーブ間に電気的引力が著しく増加する。結果、現像残トナーの通過を抑えるため、現像スリーブ表面に強固に静電付着した現像残トナーをほぐすことができる。さらに、当接位置の上下流を比較すると、上流側ではトナー量が著しく少ないため、現像スリーブと当接部材の間隔に差が生じる。つまり、上流側の間隔が下流側の間隔より小さくなり、上流側に働く電気的引力はより大きくなる。結果、現像残トナーのほぐし効果が著しく向上する。
【０１５９】
また、ｃ）である｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５のように、水平磁界が支配的な位置で当接することで、よりほぐし効果が向上する。なぜなら、水平磁界が支配的であるために、現像スリーブ表面での磁気的引力が小さく、現像スリーブ表面に沿ってトナーが動きやすくなるためである。さらに、当接位置上流側には、極が存在するため、現像残トナーの磁気的な引き戻し効果により現像残トナーのほぐし効果が向上する。一方、当接位置下流においても極が存在するため、入替わり性が向上しさざ波状画像不良を著しく抑制することができる。なぜなら、十分にほぐされた現像残トナーに供給部である下流側の極位置で現像残トナーより十分に多い量のトナーを供給するため、混合しやすくなるためである。さらに、下流側の極部分での十分多いトナーが存在するために、十分にほぐされた現像残トナーが現像スリーブ表面に付着し続けにくくする。
【０１６０】
また、ｄ）のようにＬ／（Ｒ×ＢＨ）≧０．１することにより、上記ａ）〜ｃ）による現像残のほぐし効果および入替わり性を向上する。なぜなら、水平磁界に対して十分に広いニップ幅を有しているため、上流でのほぐし工程、下流での供給および入替わり工程を確実におこなうことが可能になるためである。さらに、ニップが広がることで、ニップにおいて、現像残トナーと物理的な摺察を行う回数が増加するため、ほぐし効果が向上する。さらに、バイアスによる電気的引力が働く領域が広がるため、現像残トナーが通過しにくくなる領域も広がることで、よりほぐし効果が向上する。
【０１６１】
以上のように、本発明においては、トナーに電荷を付与する方向にバイアスを印加することで、ベタ黒の追従性を向上する。一方、過剰に電荷付与した現像残トナーが残りやすい接触現像方式であり、さらに、トナーに電荷付与する方向にバイアスを印加し、現像残トナーの電荷付与性を向上させているにもかかわらず、当接位置上流において、現像残トナーを十分ほぐし、その後下流側で、供給トナーとの入替わり性を向上することで、さざ波状画像不良を抑制することができる。したがって、ベタ黒追従性の悪化とさざ波状画像不良の背反する課題を両立することができる。
【０１６２】
以下は本発明の効果をより明らかにするために、比較例２〜１０を比較する。
【０１６３】
（１−４ｂ）比較例６、８、１０
実施例１と同様に比較例６、８、１０はさざ波状画像不良とベタ黒の追従性不良に関して、両立が可能である。比較例８、１０は供給剥ぎ取り用の弾性ロ−ラがあることにより、剥ぎ取り、供給が十分になされるため、トナーの入れ替わり性を向上させることができる。特に比較例１０においては、当接部材のバイアス（Ｖｓ）を｜Ｖｓ｜＞｜Ｖｄ｜と設定してあるため、電荷付与が向上する。結果、過剰に電荷付与されたトナーが現像残トナーとして生じやすくなる。にもかかわらず、前述の剥ぎ取り工程を有しているため、さざ波状画像不良を生じない。また比較例６は非接触現像方式であるため、現像効率が接触現像方式に比べて低く、現像残トナーとして、過剰に電荷付与されたトナーが生成されにくい。よって、高い入れ替わり性を有する必要とせず、さざ波状画像不良も生じない。
【０１６４】
（１−４ｃ）比較例２
比較例２は著しくさざ波状画像不良が生じる。この原因は、実施例１に対して比較例２が当接部材の当接位置を極位置にしてあるためである。極位置当接にすると、当接位置での磁気拘束力が強まり、水平方向にトナーが移動しにくくなってしまう。また極位置当接であるために、当接上流の極の影響が弱くなる。したがってトナーが引き戻されるという効果が極めて小さくなり、過剰に電荷付与された現像残トナーがそのまま当接部を通過してしまう。このためトナーの入れ替わり性が悪化し、さざ波状画像不良の原因となる。
【０１６５】
（１−４ｄ）比較例５
実施例１と同様に比較例５は当接部材が極間で当接しているが、さざ波状画像不良が生じる。この原因は、比較例５において、当接部材と現像ローラのニップ幅（ＢＨ）をＬ／（ｒ×ＢＨ）＜０．１と短く設定しているためである。このようにニップ幅が短いと当接部材と現像スリーブ間が摺擦する面積が小さくなる。すると当接部材でのバイアス印加による電気的引力の及ぶ範囲もまた狭まり、上下流のトナーが混ざる前に過剰に電荷付与されたトナーを十分にほぐすことができない。そのため過剰に電荷付与された現像残トナーがそのまま当接部を通過してしまい、さざ波状画像不良の原因となる。
【０１６６】
（１−４ｅ）比較例３
実施例１と同様に比較例３は極間当接であり、かつニップ幅も大きい。しかしさざ波状画像不良を生じる。なぜなら、比較例３において、当接部材のバイアスを現像スリーブと導通にしたためである。このようにすると当接部材と現像スリーブの間に働く電気的引力が著しく小さくなり、現像残トナーの剥ぎ取り効果が著しく弱くなる。よって過剰に電荷付与された現像残トナーが残ってしまい、さざ波状画像不良となる。
【０１６７】
（１−４ｆ）比較例４、９
比較例４、９はともにトナーの過剰な電荷を電気的に逃すために当接部材のバイアスを｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｅｖ｜にした例である。そのため、さざ波状画像不良は抑制される。しかし、電荷付与性が著しく減少するため、トナーの供給不足が起こり、ベタ黒追従性不良の原因となる。つまり｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｅｖ｜ではさざ波状画像不良の抑制することはできるものの、ベタ黒追従性の悪化し、両立することが困難となる。
【０１６８】
（１−４ｇ）比較例７
比較例７は、軽微のさざ波画像不良を生じる。比較例７は、磁性非接触現像方式の従来技術である比較例６において、現像スリーブに当接する当接部材を具備したものである。比較例６、７は、現像効率が６０％以下と低いため、十分なベタ黒濃度を得る必要性から、トナーのコート層が高い。結果、現像後に戻るトナー量が多く、現像スリーブと当接部材間の間隔が大きくなる。この状態では、印加バイアスによる現像スリーブ、当接部材間の電気的引力が小さくなるため、十分な剥ぎ取りと入替わり性を得られない。にもかかわらず、電荷を付与する方向にバイアスを印加するため、過剰に電荷付与したトナーが現像スリーブ表面に生じやすい。そのため、軽微のさざ波画像不良を生じたと考えられる。
【０１６９】
以上のように、本発明においては、トナーに電荷を付与する方向にバイアスを印加することで、ベタ黒の追従性向上する。一方、過剰に電荷付与した現像残トナーが残りやすい接触現像方式であり、さらに、トナーに電荷付与する方向にバイアスを印加し、現像残トナーの電荷付与性を向上させているにもかかわらず、当接位置上流において、現像残トナーを十分ほぐし、その後、下流側で、供給トナーとの入替わり性を向上することで、さざ波状画像不良を抑制することができる。したがって、ベタ黒追従性の悪化とさざ波状画像不良の背反する課題を両立することができる。
【０１７０】
（１−５）トナーの磁気凝集によるカブリ量の悪化について
磁気凝集が発生するとカブリ量が増加する原因について述べる。磁気凝集したトナーは見かけ上大きい粒径を有したトナーと考えることができる。一般に粒径の大きいトナーほど粒径の小さいトナーに比べ電荷付与性が低下する。加えて、磁気凝集したトナーは数珠状に形成するため、均一な電荷付与ができにくく、適正な電荷付与を得られにくい。このように適正に電荷付与されないまま現像スリーブ上にコートされたトナーが現像部まで搬送され、感光ドラムと接すると、感光ドラム表面とトナー間では、電気的な力が小さくなり、相対的に電気的な力以外のファンデルワールス力や水架橋力のような接触することで働く力が大きくなり、支配的となる。結果、感光ドラム表面にトナーが付着し、カブリ量が増加する。このことから、感光ドラムと現像スリーブが非接触である従来の非接触現像方式では起きないあるいは起きにくいため、重大な問題とならなかったと考えられる。このことから、磁気的にトナーを搬送する系において、トナーの磁気凝集量増加にともないカブリ量が増加する画像不良は、接触現像方式でのみ磁気凝集量の増加にともない発生すると考えられる。
【０１７１】
実施例１では接触現像方式でありながら、ａ）当接部材のバイアスＶｓを｜Ｖｓ｜＞｜Ｖｄｅｖ｜とするように印加、ｂ）当接位置下流にトナー供給部を具備、ｃ）現像スリーブへの当接部材の当接位置を極間である｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５、ｄ）当接部材と現像スリーブ間のニップ幅の関係がＬの関係がＬ／（Ｒ×ＢＨ）≧０．１、というａ）〜ｄ）の構成によりトナーの磁気凝集量の増加を抑え、カブリ量の増加を抑制する。
【０１７２】
この理由はまず、上記構成にトナー供給を行うための供給剥ぎ取り用の弾性ローラを具備していないことによって、現像スリーブと供給剥ぎ取り用の弾性ローラが摺擦することによる摩擦力をトナーが受けることなく、トナー劣化がおきにくい。ｂ）のように当接部下流に供給部を有しているため、当接位置上流では、下流と比較して現像後の戻りトナーが少なくなる。ｂ）に加え、ａ）より現像後の戻りトナーが少ない位置で、当接部材にバイアスを印加するため、当接部材と現像スリーブ間に電気的引力が増加する。結果、現像後の戻りトナーの通過を抑えるため、現像スリーブ表面に静電付着した現像後の戻りトナーをほぐすことができる。さらに、当接位置の上下流を比較すると、上流側ではトナー量が少ないため、現像スリーブと当接部材の間隔に差が生じる。つまり、上流側の間隔が下流側の間隔より小さくなり、上流側に働く電気的引力はより大きくなる。結果、現像後の戻りトナーのほぐし効果が著しく向上する。
【０１７３】
さらに、ｃ）の｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５のように、水平磁界が支配的な位置で当接することで、現像スリーブ表面での磁気的引力が小さく、磁界のかかる部分でのトナーへのストレスを抑制する。また水平磁界が支配的で、現像スリーブ表面に沿ってトナーが動きやすくなるため、よりほぐし効果が向上する。さらに当接位置下流においても極が存在することで、十分にほぐされた現像後の戻りトナーに供給部である下流側の極位置で、現像後の戻りトナーより十分に多い量のトナーを供給するため、混合しやすくなり入替わり性が向上する。
【０１７４】
また、ｄ）のＬ／（Ｒ×ＢＨ）≧０．１にすることにより、上記ａ）〜ｃ）による現像後の戻りトナーのほぐし効果および入替わり性を向上する。なぜなら、水平磁界に対して十分に広いニップ幅を有しているため、上流でのほぐし工程、下流での供給および入替わり工程を確実におこなうことが可能になるためである。さらに、ニップが広がることで、ニップにおいて、現像後の戻りトナーと物理的な摺察を行う回数が増加するため、ほぐし効果が向上する。さらに、バイアスによる電気的引力が働く領域が広がるため、現像後の戻りトナーが通過しにくくなる領域も広がることで、よりほぐし効果が向上する。
【０１７５】
つまりａ）、ｃ）により当接位置上流において、現像後の戻りトナーを十分ほぐし、またｃ）により当接位置において強磁場下での機械的ストレスによる劣化を抑え、トナーの磁気凝集を抑える。さらにａ）、ｂ）によりほぐした後のトナーを供給することができ、ｄ）でそれらを確実に行う。よってトナーの入れ替わり性が向上し、特定トナーの現像スリーブ上での滞留を抑制することによって、磁気凝集を抑え、カブリ量の悪化をおきにくくしている。
【０１７６】
以下で、磁性トナーを用いた比較例１〜１０について比較する。
【０１７７】
（１−５ａ）比較例１
比較例１は実施例１に対して、当接部材を具備しない例である。比較例１においては、トナーの磁気凝集量の増加は小さい。しかしながら、印字枚数増加時にカブリを生じている。この理由としては、当接部材部における入替わり性の効果が得られないため、スリーブ表面に付着した特定のトナーの外添剤の剥がれや埋め込みが発生し、トナーの電荷付与性が低下する。結果カブリ量が増加したと考えられる。
【０１７８】
（１−５ｂ）比較例２
比較例２は当接部材と現像スリーブの接触位置が極位置当接であるため、垂直磁界が支配的な位置で当接することで、強磁場下で高いストレスをトナーが受けるため、磁気凝集したトナーが著しく発生し、かぶり量が増加する。また極位置当接であるために、当接上流の極の影響が弱くなる。したがってトナーが上流側へ引き戻されるという効果が極めて小さくなり、現像後の戻りトナーがそのまま当接部を通過してしまう。このためトナーの入れ替わり性が悪化し、特定トナーのスリーブ表面への滞留が生じる。結果、磁気凝集増加しかぶり発生する。
【０１７９】
（１−５ｃ）比較例３〜５
比較例３〜５はいずれも、実施例１と同様に極間当接であるが、比較例３は当接部材のバイアスを｜Ｖｓ｜＝｜Ｖｄｅｖ｜としているため、電気的引力が働かない。よって現像後の戻りトナーの通過を抑えることができず、トナーの入れ替わり性が悪くなる。また比較例４は当接部材のバイアスを｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｅｖ｜としているため、電気的引力によりトナーをほぐせるが、電荷付与を抑制する方向にバイアスを印加させるため、トナーの供給が少なく、入れ替わり性が悪化する。比較例５は当接幅をＬ／（Ｒ×ＢＨ）＜０．１と短くすることにより、現像後の戻りトナーを十分にほぐせず、トナーの入替わり性が悪化する。結果、比較例３〜５は磁気凝集が増加してカブリが軽微に悪化をする。
【０１８０】
（１−５ｄ）比較例６、７
比較例６は非接触現像方式であるため、現像後のスリーブ上でトナーのコート量が多く、戻りトナーの層厚も大きい。よって現像スリーブと当接部材の距離が大きくなり、現像スリーブと当接部材の間に働く電気的引力が弱くなる。このためトナーの入れ替わり性が悪化しスリーブ表面に特定のトナーが滞留しやすくなり、トナーの磁気凝集量が増加する。にもかかわらず、カブリ量の増加はない。この理由は感光ドラムと現像スリーブが非接触である、非接触現像方式のためである。非接触現像方式においては磁気凝集したトナーがドラム上に飛翔しにくい結果、磁気凝集の増加に伴うカブリ量の増加にはならなかったと考えられる。
【０１８１】
（１−５ｅ）比較例８〜１０
比較例８，９は非磁性トナーを用いているため、磁気凝集は起きない。また比較例１０は磁性トナーを用いているが磁性的にトナーを搬送していないため磁気凝集は起きない。しかし比較例８，１０ともに供給剥ぎ取り用の弾性ローラによる供給剥ぎ取り動作により、トナーが機械的ストレスを受け、トナーの外添剤がはがれる、または埋め込まれるなどのトナー劣化が起こる。するとトナーの流動性が悪化し、電荷付与性が低下するためカブリを生じる。また、比較例９は、供給用の剛体ローラが現像ローラに非接触で対向しており、トナーが受ける機械的ストレスが小さい。さらに、本発明同様に現像ローラへの当接部材を有し、除電方向にバイアスを印加し、過剰に電荷付与したトナーの引き剥がしを行っている。このため、トナー劣化が抑えられると考えられるが、結果的には軽微のカブリが発生した。この理由としては、本発明のように当接位置上流に磁極を有しておらず、磁気的に搬送を行っていないため、当接位置上流において、引き戻しの効果が得られず、ほぐしの効果が小さいと考えられる。
【０１８２】
また、磁気凝集が増加した際のカブリの増加は、実施形態２であるクリーナーレスシステムにおいて、より重大な問題を引き起こす。
【０１８３】
感光ドラム上のトナーが転写されずに転写残こりトナーとして生じる。転写では、トナーとは、逆極性のバイアスが印加されるため、トナーと逆極性あるいは、電荷量の小さいものが残りやすい。そのような電荷を有しトナーが帯電ローラまで到達する。ここで、放電を受けることにより、電荷付与され、現像部でトナーを回収することができる。また、電荷付与が十分行われなかったトナーは、帯電ローラに付着するが、帯電ローラへの当接部材からの電荷付与あるいは、帯電ローラと感光ドラム間のニップにおいて再度放電を受けることにより、電荷付与され、帯電ローラから感光ドラムへ転移し、現像部で回収される。
【０１８４】
ところが、磁気凝集量が増加した際にカブリ量が増加すると、著しく帯電ローラをトナーで汚染する。磁気凝集を起こしたトナーが転写残こりトナーとなると、磁気凝集していないトナー同様に、トナーの極性と逆極性あるいは、電荷量の小さい電荷を有する。この状態で帯電ローラまで達し、放電を受けることで、電荷付与することができれば、現像部で回収することができる。しかし、磁気凝集したトナーは電荷付与性が弱いために、回収できるために、あるいは、帯電ローラから離れるために十分な電荷付与をえることが困難となる。結果、帯電ローラから離れるトナー量より帯電ローラに付着するトナー量が著しく多くなる。これにより著しく帯電ローラをトナーで汚すこととなり、帯電不良を生じる。さらに悪化すると帯電ローラの汚れのため全く帯電できなくなり、全面黒の画像となり、定着器に転写材が巻きつき装置故障を生じるという重大な問題を生じる。本発明においては、この問題においても、著しく抑制することができる。
【０１８５】
以上のように、本発明においては、磁気的にトナーを搬送することで、トナーへの機械的なストレスが減少し、トナー表面の外添剤の剥がれあるいは、埋め込みによる劣化を抑制することができる。さらに、現像後の戻りトナーのほぐしおよび、供給トナーとの入替わりを十分に行うことで、現像スリーブ表面への特定トナーの滞留を抑制することで、磁気凝集したトナー量を著しく抑制する。結果、磁気的に搬送し、かつ、接触現像方式時に生じる磁気凝集によるカブリを著しく抑制することができる。
【０１８６】
さらに、また、磁気凝集が増加した際のカブリの増加は、実施形態２であるクリーナーレスシステムにおいて、帯電ローラの汚れのため全く帯電できなくなり、全面黒の画像となり、定着器に転写材が巻きつき装置故障を生じるという重大な問題を引き起こすが、この問題を著しく抑制する。
【０１８７】
（１−６）トナーの磁気凝集によるヘアライン均一性悪化について
磁気凝集が発生するとヘアライン均一性が悪化する原因について述べる。磁気凝集したトナーは見かけ上大きい粒径を有したトナーと考えることができる。一般に粒径の大きいトナーほど粒径の小さいトナーに比べ電荷付与性が低下する。加えて、磁気凝集したトナーは数珠状に形成するため、均一な電荷付与ができにくく、適正な電荷付与を得られにくい。このように適正に電荷付与されないまま現像スリーブ上にコートされたトナーが現像部まで搬送され、感光ドラムと接すると、感光ドラム表面とトナー間では、電気的な力が小さくなり、相対的に電気的な力以外のファンデルワールス力や水架橋力のような接触することで働く力が大きくなり、支配的となる。結果、現像域に穂立ちが起こりやすくなり、ヘアライン均一性を悪化する。
【０１８８】
一方、実施例１では、ａ）当接部材のバイアスＶｓを｜Ｖｓ｜＞｜Ｖｄｅｖ｜とするように印加、ｂ）当接位置下流にトナー供給部を有する、ｃ）現像スリーブへの当接部材の当接位置を極間である｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５とする、ｄ）当接部材と現像スリーブ間のニップ幅の関係がＬの関係がＬ／（Ｒ×ＢＨ）≧０．１とする、というａ）〜ｄ）の構成によりトナーの磁気凝集量の増加を抑え、ヘアライン均一性の悪化を抑制する。
【０１８９】
この理由はまず、上記構成にトナー供給を行うための供給剥ぎ取り用の弾性ローラを具備していないことによって、現像スリーブと供給剥ぎ取り用の弾性ローラが摺擦することによる摩擦力をトナーが受けることなく、トナー劣化がおきにくい。ｂ）のように当接部下流に供給部を有しているため、当接位置上流では、下流と比較して現像後の戻りトナーが少なくなる。ｂ）に加え、ａ）により現像後の戻りトナーが少ない位置で、当接部材にバイアスを印加するため、当接部材と現像スリーブ間に電気的引力が増加する。結果、現像後の戻りトナーの通過を抑えるため、現像スリーブ表面に静電付着した現像残トナーをほぐすことができる。さらに、当接位置の上下流を比較すると、上流側ではトナー量が少ないため、現像スリーブと当接部材の間隔に差が生じる。つまり、上流側の間隔が下流側の間隔より小さくなり、上流側に働く電気的引力はより大きくなる。結果、現像後の戻りトナーのほぐし効果が著しく向上する。
【０１９０】
さらにｃ）の｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５のように、水平磁界が支配的な位置で当接することで、現像スリーブ表面での磁気的引力が小さく、磁界のかかる部分でのトナーへのストレスを抑制する。また現像スリーブ表面に沿ってトナーが動きやすくなるため、よりほぐし効果が向上する。さらに当接位置下流においても極が存在することで、十分にほぐされた現像後の戻りトナーに供給部である下流側の極位置で、現像後の戻りトナーより十分に多い量のトナーを供給するため、混合しやすくなり入替わり性が向上する。
【０１９１】
また、ｄ）のＬ／（Ｒ×ＢＨ）≧０．１することにより、上記ａ）〜ｃ）による現像後の戻りトナーのほぐし効果および入替わり性を向上する。なぜなら、水平磁界に対して十分に広いニップ幅を有しているため、上流でのほぐし工程、下流での供給および入替わり工程を確実におこなうことが可能になるためである。さらに、ニップが広がることで、ニップにおいて、現像後の戻りトナーと物理的な摺察を行う回数が増加するため、ほぐし効果が向上する。さらに、バイアスによる電気的引力が働く領域が広がるため、現像後の戻りトナーが通過しにくくなる領域も広がることで、よりほぐし効果が向上する。
【０１９２】
つまりａ）、ｃ）により当接位置上流において、現像後の戻りトナーを十分ほぐし、またｃ）より当接位置において強磁場下での機械的ストレスによる劣化を抑え、トナーの磁気凝集を抑える。さらにａ）、ｂ）によりほぐした後のトナーを供給することができ、ｄ）でそれらを確実に行う。よってトナーの入れ替わり性が向上し、特定トナーの現像スリーブ上での滞留を抑制することによって、トナーの磁気凝集量を抑え、ヘアライン均一性の悪化を抑制する。
【０１９３】
以下では、磁性トナーを用いた比較例１〜７、１０と本発明を比較する。
【０１９４】
（１−６ａ）比較例６、７
比較例６、７のような磁性非接触現像においては、磁場による磁気穂を形成して現像することにより、穂の移動方向であるかどうかにより、現像時のヘアライン均一性に差が生じやすくなる。よって比較例６においては初期から耐久にかけてヘアライン均一性が悪化している。さらに、比較例７においては、印字枚数増加時にさらに、ヘアライン均一性が悪化した。現像スリーブに当接する当接部材を具備したものである。本発明同様に比較例７は、現像効率が６０％以下と低いため、十分なベタ黒濃度を得る必要性から、トナーのコート層が高い。結果、現像後に戻るトナー量が多く、現像スリーブと当接部材間の間隔が大きくなる。この状態では、印加バイアスによる現像スリーブ、当接部材間の電気的引力が小さくなるため、十分な剥ぎ取りと入替わり性を得られない。そのため、現像スリーブ表面に特定トナーが滞留しやすくなるためトナーの磁気凝集量が増加したと考えられる。結果、軽微のヘアライン均一性の低下を生じたと考えられる。
【０１９５】
（１−６ｂ）比較例１
比較例１は磁気凝集を起こす原因がなくへアライン均一性は良好である。
【０１９６】
（１−６ｂ）比較例２
比較例２においては印字枚数増加時に著しくヘアライン均一性が低下している。この理由は、当接部材が極位置で現像スリーブと接触する、すなわち垂直磁界が支配的な位置で当接することで、強磁場下で高いストレスをトナーが受ける。よって磁気凝集したトナーが著しく発生し、ヘアライン均一性が悪化する。また極位置当接であるために、当接上流の極の影響が弱くなる。したがってトナーが上流側へ引き戻されるという効果が極めて小さくなり、現像後の戻りトナーがそのまま当接部を通過してしまう。このためトナーの入れ替わり性が悪化し、特定トナーのスリーブ表面への滞留が生じる。結果、磁気凝集増加しヘアライン均一性が悪化する。
【０１９７】
（１−６ｃ）比較例３〜５
比較例３〜５はいずれも、実施例１と同様に極間当接であるにもかかわらず、ヘアライン均一性が低下している。比較例３は当接部材のバイアスを｜Ｖｓ｜＝｜Ｖｄｅｖ｜としているため、電気的引力が働かない。よって現像後の戻りトナーの通過を抑えることができず、トナーの入れ替わり性が悪くなる。また比較例４は｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｅｖ｜としているため、電気的引力によりトナーをほぐせるが、電荷付与を抑制する方向にバイアスを印加させるため、トナーの供給が少なく、入れ替わり性が悪化する。比較例５は、Ｌ／（Ｒ×ＢＨ）＜０．１と水平磁界に対して当接幅が小さい。現像後の戻りトナーをほぐし供給する工程を確実に行えないため、トナーの入替わり性が悪化する。結果、比較例３〜５は磁気凝集が増加してヘアライン均一性が軽微に悪化をする。
【０１９８】
（１−７）中間調画像欠陥１
まず、中間調画像欠陥１のメカニズムついて述べる。供給剥ぎ取りのための弾性ローラを具備する場合、供給剥ぎ取りのための弾性ローラと現像ローラが摺擦することにより、トナーが機械的なストレスを受けやすい。このためトナーが劣化しやすくトナー凝集塊が生じやすい。このトナー凝集塊や小さな異物の混入によりコート層が乱れ、凝集塊や異物程度の大きさの欠陥を中間調画像中に生じる。また非磁性トナーを用いた現像方式によって、トナー凝集塊等が供給剥ぎ取り用の弾性ローラに付着することによっても中間調画像欠陥を生じる。
【０１９９】
一方、実施例１ではａ）当接部材のバイアスＶｓを｜Ｖｓ｜＞｜Ｖｄｅｖ｜とするように印加、ｂ）当接位置下流にトナー供給部を有する、ｃ）現像スリーブへの当接部材の当接位置を極間である｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５とする、ｄ）当接部材と現像スリーブ間のニップ幅の関係がＬの関係がＬ／（Ｒ×ＢＨ）≧０．１とする。というａ）〜ｄ）の構成により前述の磁気凝集によるかぶりの抑制と同様にトナーの入れ替わり性を向上させる。入れ替わり性が向上すると現像スリーブ表面に特定トナーが残留しにくくなるため、特定のトナーのストレスによるトナー凝集塊の発生を著しく抑制する。また供給剥ぎ取り用の弾性ローラを具備せず、磁気的にトナーを搬送しているためトナーが機械的なストレスを受けにくく、トナー凝集塊も生じない。よって中間調画像欠損を生じない。
【０２００】
以下は本発明の効果をより明らかにするために、比較例１〜５、７〜１０と本発明を比較する。
【０２０１】
（１−７ａ）比較例１、３〜５、７
比較例１、３〜６は極間当接であり、下流側に供給部を有しているため入れ替わり性がよく、中間調画像欠損は見られなかった。
【０２０２】
（１−７ｂ）比較例８，１０
比較例８，１０は供給剥ぎ取り用の弾性ローラと現像ローラがこすれあうことにより、トナーが機械的ストレスを受けるため、劣化しやすい。よってトナー凝集塊等が供給剥ぎ取り用の弾性ローラに付着するため中間調画像欠陥を生じた。
【０２０３】
（１−７ｃ）比較例２
比較例２は極位置当接であるため、当接位置に磁気が集中してしまうためトナーの入れ替わり性が悪く、トナー凝集塊が発生しやすいため、軽微の中間調画像欠損を生じた。
【０２０４】
（１−７ｄ）比較例９
比較例９は当接部材のバイアスを｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｅｖ｜としているため、電気的にトナーをほぐせるが、トナーの供給が少ないため入れ替わり性が悪化する。このため特定のトナーが滞留し凝集塊を生じ、軽微な中間調画像欠損が生じる。
【０２０５】
しかし同様のバイアス設定である、比較例４においては中間調画像欠損を生じない。ｂ）極間当接で、ｃ）当接下流に供給部を有し、ｄ）水平磁界に対して十分に長いニップ幅を持っているため、トナーのほぐし効果が高い。よって比較例４は、トナーの入れ替わり性が比較例９より高くなる。よってトナーが滞留することなく凝集塊も生じないので中間調画像欠損は生じない。
【０２０６】
（１−８）その他の比較例との比較（実施形態２）
つぎに、実施形態２（クリーナーレスシステム）について比較する。
【０２０７】
（１−８ａ）クリーナーレス回収性、ベタ黒画像欠陥
クリーナーレスシステムでのトナー回収性については、非接触現像方式である比較例６，７は回収性が悪く、一方、実施例１、比較例１〜５、８〜１０は接触現像であるために良好であった。ベタ黒画像欠陥については、非接触現像で現像バイアスにＡＣ電圧を重畳している比較例６、７は、紙分によるリークが発生し、ベタ黒画像欠陥を生じる。一方、実施例１、比較例１〜５、８〜１０においては、紙分よるリークもなくベタ黒画像欠陥を生じることなく、良好な画像をえた。
【０２０８】
（１−８ｂ）中間調画像欠陥２及び紙分による中間調画像欠陥
中間調画像欠陥２においては、実施例１及び比較例１、３〜７では良好であった。一方、比較例８．１０では、剥ぎ取り・供給のための弾性ローラが当接され、現像ローラとカウンター回転しているために、トナーがストレスを受け、トナーの凝集塊が発生しやすい。さらに、クリーナーレスシステムであるために、転写残りトナーを回収するため、さらに、トナー劣化しやすい。このことにより凝集塊が生成しやすくなり、実施形態２において、中間調画像欠陥が悪化したと考えられる。比較例９においては、固定の当接部材であるために、トナーにかかるストレスが低減し、軽微な画像不良であった。この理由としては、本発明のような磁気的なほぐしと供給性を得られないため、実施例１に比べ、入替わり性の効果が低いためであると考えられる。
【０２０９】
また、比較例２においても軽微の画像欠陥が生じた。垂直磁界が支配的な領域で当接部材を当接しているため、現像スリーブ方向への磁気的引力が大きい。結果、当接部付近でのトナーのほぐし効果および入替わり性が低下する。
【０２１０】
以上のことから、本発明は、クリーナーレスシステムにおいても、トナーの受けるストレスが低いために、トナーの凝集塊が生じにくい。
【０２１１】
次に、紙粉による中間調画像欠陥について述べる。
【０２１２】
中間調画像欠陥２を生じた比較例２、８〜１０においては、紙粉による中間調画像欠陥を生じた。この理由としては、現像装置に混入した紙粉による弊害であり、弾性ローラ表面に付着し周期的な画像不良、あるいは、当接部材に付着し筋状の画像不良が生じたと考えられる。
【０２１３】
次は、中間調画像欠陥２を生じなかった実施例１および比較例１、３〜７について述べる。
【０２１４】
比較例３〜５においては、軽微の紙粉による中間調画像不良が生じた。また。比較例３〜５はいずれも、実施例１と同様に極間当接であるが、軽微の画像不良を生じた。比較例３は当接部材のバイアスを｜Ｖｓ｜＝｜Ｖｄｅｖ｜としているため、電気的引力が働かない。よって現像後の戻りトナーの通過を抑えることができず、トナーの入れ替わり性が悪くなる。また比較例４は当接部材のバイアスを｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｅｖ｜としているため、電気的引力によりトナーをほぐせるが、電荷付与を抑制する方向にバイアスを印加させるため、トナーの供給が少なく、入れ替わり性が悪化する。比較例５は当接幅をＬ／（Ｒ×ＢＨ）＜０．１と短くすることにより、現像後の戻りトナーを十分にほぐせず、トナーの入替わり性が悪化する。結果、入替わり性が低下するため、軽微の紙粉による中間調画像欠陥を生じる。
【０２１５】
また、比較例６，７は、非接触現像方式であるために、回収性が悪い。このため、回収トナーの量が少ないため、回収トナーに含まれる紙粉の回収量も少なく、紙粉が現像装置に混入する量が少ない。結果、極位置規制であっても、紙粉による中間調画像欠陥が生じない。
【０２１６】
以上のことから、本発明において、回収性が高いため、紙粉の影響を非常に受け、トナーコート層が乱れ、中間調画像欠陥を生じやすいにもかかわらず、当接部材と磁極の関係を適性にし、トナーの入替わり性を向上することで、良好な中間調画像を得ることができる。
【０２１７】
（１−９）本実施例の効果
以上、本実施例の効果は、実施形態１においては、カブリ量の抑制、トナー切れ時のカブリ量の抑制、画像エッジ不良の抑制、中間調画像欠陥１の抑制、さざ波状画像不良の抑制をバランスよく行うことができる。
【０２１８】
さらに、感光ドラムと現像スリーブを押圧するため生じるベタ黒追従性低下を著しく抑制し、ベタ黒追従性とさざ波画像不良の背反する課題を両立する。
【０２１９】
また、高温高湿時の印字枚数増加時にトナーの磁気凝集量を抑制する。
磁気凝集したトナーによる穂立ちを抑制することで、ヘアライン均一性を維持することができる。
【０２２０】
さらに、磁気凝集が発生時に接触現像方式であるために生じるカブリ量の増加を著しく増加することを抑制する。
【０２２１】
更に、本発明の現像装置は、実施形態２であるトナーリサイクルシステムの画像記録装置においても有効であり、クリーナーレス回収性、中間調画像欠陥２、紙粉による中間調画像欠陥、ベタ黒画像欠陥などに有効である。特に、クリーナーレスシステムにおいては、磁気凝集によるカブリ量が増加が生じると、帯電ローラの汚れのため全く帯電できなくなり、全面黒の画像となり、定着器に転写材が巻きつき装置故障を生じるが、本発明においては、著しく抑制することができる。
【０２２２】
《現像スリーブと当接部材の当接幅と磁極の関係の範囲について》
以下では、当接部材の当接位置と当接幅（ニップ幅）において本発明の優位性を示す。具体的には、実施例２〜１２、比較例１１〜１６について説明する。
【０２２３】
１）実施例２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２
本実施例は実施例１の現像装置６０Ａに基本的に準ずるが、以下の点において異なる。図３において、当接部材の当接位置θを５５，６５，６１，５２，５２，６４，７０，６７，６９，６６，５５，５５，６７，７２，７３，７１，７３度とする。この際の｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜は、０．０２，０．３４，０．２１，０．０８，０．０８，０．３１，０．４８，０．４０，０．４５，０．３７，０．０２，０．０２，０．４０，０．５４，０．５８，０．５１，０．５８となる。
【０２２４】
当接部材と現像スリーブのニップ幅Ｌは、当接部材に裏打ちするスポンジ６０Ｓ２を調節することにより、１．６，１．８，３．２，３．５，１．３，０．９，０．９，１．６，３．４，３．８，３．８，０．６，０．６，０．４，１．３，２．４，３．８mm設定し、Ｌ／（Ｒ×ＢＨ）は、０．２２，０．２５、０．４３，０．４８，０．１８，０．１２，０．１２，０．２２，０．４６，０．５２，０．５２，０．０８，０．０８，０．０６，０．１８，０．３２，０．５２とした。
【０２２５】
２）比較例１１，１２，１３，１４，１５，１６
本比較例は実施例１の現像装置６０Ａに基本的に準ずるが，以下の点において異なる。図３において、当接部材の当接位置θを５５，６７，７２，７３，７１，７３度とする。この際の｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜は、０．０２，０．４０，０．５４，０．５８，０．５１，０．５８となる。
【０２２６】
当接部材と現像スリーブのニップ幅Ｌは当接部材に裏打ちするスポンジ６０Ｓ２を調節することにより、０．６，０．６，０．４，１．３，２．４，３．８ｍｍと設定し、Ｌ／（Ｒ×ＢＨ）は０．０８，０．０８，０．０６，０．１８，０．３２，０．５２とした。
【０２２７】
（各実施例及び比較例の評価方法）
前述のａ）カブリ評価、ｄ）ヘアライン均一性、ｆ）ベタ黒濃度差による画像評価を行った。その結果を表２に示す。
【０２２８】
【表２】
2006301111.tif 000004
【０２２９】
（２−１）ｂ）さざ波状画像不良について
ベタ黒追従性を向上させるため、トナーに電荷を付与する方向にバイアスを印加すと、現像残トナーとして、過剰に電荷付与したトナーが生じやすい。結果、さざ波状画像不良を生じる。ところが本発明においてはベタ黒追従性の向上とさざ波状画像不良の抑制の両立が可能である。この理由について考察する。まずｂ）さざ波状画像不良について評価結果を図１４に示す。図１４における比較例１３〜１６からわかるように、当接部材の当接位置を｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＞０．５の範囲で当接するとさざ波状画像不良が悪化した。そこでさざ波状画像不良を生じる要因を述べる。当接部材が｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＞０．５のような垂直磁界が支配的な範囲で当接すると、当接位置での磁気拘束力が強まり、水平方向にトナーが移動しにくくなってしまう。また｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＞０．５の範囲で当接すると、当接上流の極の影響が弱くなる。したがってトナーが引き戻されるという効果が極めて小さくなり、過剰に電荷付与された現像残トナーがそのまま当接部を通過してしまう。このためトナーの入れ替わり性が悪化し、さざ波状画像不良の原因となる。一方、実施例８〜１１では、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５の範囲にすることによりさざ波状画像不良が改善された。さらに、実施例２〜７，１２のように、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５とすることにより、さざ波状画像不良は著しく抑制された。これは当接部材の当接位置を｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５、より好ましくは｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５とすることで、水平磁界が支配的になるため、現像スリーブ表面で磁気的引力が小さく、現像スリーブ表面に沿ってトナーが動きやすくなる。さらに、当接位置上流側に極が存在するため、現像残トナーの磁気的な引き戻し効果により現像残トナーのほぐし効果が向上する。一方、当接位置下流においても極が存在することにより、十分にほぐされた現像残トナーに、供給部である下流側の極位置で十分に多い量のトナーを供給するため、混合しやすくなる。さらに、下流側の極部分での十分多いトナーが存在するために、十分にほぐされた現像残トナーが現像スリーブ表面に付着し続けにくくする。よって入替わり性が向上しさざ波状画像不良を著しく抑制することができる。したがって本発明において当接部材の当接位置を、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５とすることが好ましく、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５とすることがより好ましい。
【０２３０】
ところが、比較例１１においてより好ましい範囲｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５に設定しているにもかかわらず、さざ波状画像不良を生じた。つまり、当接部材の当接位置を｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５に設定するだけでは、さざ波状画像不良を抑制することはできない。
【０２３１】
実施例２〜７，１２は、現像スリーブが当接部材に当接する条件をＬ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１とすることで、さざ波状画像不良を抑制した。この理由としては、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５かつＬ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１という水平磁界が支配的な領域で十分に広いニップ幅を有しているため、上流でのほぐし工程、下流での供給および入替わり工程を確実におこなうことが可能になるためである。さらに、ニップが広がることで、ニップにおいて、現像残トナーと物理的な摺察を行う回数が増加するため、ほぐし効果が向上する。さらに、バイアスによる電気的引力が働く領域が広がるため、現像残トナーが通過しにくくなる領域も広がることで、よりほぐし効果が向上する。
【０２３２】
以上のことより、本発明においては、トナーに電荷を付与する方向にバイアスを印加することで、ベタ黒の追従性を向上する。一方、過剰に電荷付与した現像残トナーが残りやすい接触現像方式であり、さらに、トナーに電荷付与する方向にバイアスを印加し、現像残トナーの電荷付与性を向上させている。当接位置を｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５、より好ましくは、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５に設定し、および、現像スリーブと当接部材のニップ幅の関係式Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１と設定することにより、当接位置上流において、現像残トナーを十分ほぐし、その後、下流側で、供給トナーとの入替わり性を向上する。また十分に広いニップ幅を有しているため、上流でのほぐし工程、下流での供給および入替わり工程を確実におこなうことが可能になる。さらに、ニップが広がることで、ニップにおいて、現像残トナーと物理的な摺察を行う回数が増加するため、ほぐし効果が向上する。さらに、バイアスによる電気的引力が働く領域が広がるため、現像残トナーが通過しにくくなる領域も広がることで、よりほぐし効果が向上する。したがって、ベタ黒追従性の悪化とさざ波状画像不良の背反する課題を両立することができる。
【０２３３】
（２−２）ｅ）カブリ量評価について
つぎに接触現像方式において、磁気凝集が増加すると発生する問題である、印字枚数増加時のカブリ量評価について述べる。
【０２３４】
図１５に示すように、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＞０．５の１３〜１６では、カブリ量が悪化する。この理由としては、当接部材と現像スリーブの接触位置が極位置となると、垂直磁界が支配的な位置で当接するため、強磁場下で高いストレスをトナーが受ける。このため、磁気凝集したトナーが著しく発生し、カブリ量が増加する。また極位置当接であるために、当接上流の極の影響が弱くなる。したがってトナーが上流側へ引き戻されるという効果が極めて小さくなり、現像後の戻りトナーがそのまま当接部を通過してしまう。このためトナーの入れ替わり性が悪化し、特定トナーのスリーブ表面への滞留が生じる。結果、磁気凝集量が増加しカブリが発生する。
【０２３５】
一方、実施例２〜１０のように｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５の範囲にすることによりカブリ量が著しく改善された。この理由として、まず水平磁界が支配的な位置で当接することで、現像スリーブ表面での磁気的引力が小さく、磁界のかかる部分でのトナーへのストレスを抑制する。また現像スリーブ表面に沿ってトナーが動きやすくなるため、よりほぐし効果が向上する。さらに当接位置下流においても極が存在することで、十分にほぐされた現像後の戻りトナーに供給部である下流側の極位置で、現像後の戻りトナーより十分に多い量のトナーを供給するため、混合しやすくなり入替わり性が向上する。よって磁気凝集を抑えることでカブリ量が少なくなる。したがって、本発明において当接部材の当接位置を、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５とすることが好ましい。ところが実施例１１、１２比較例１１、１２において好ましい範囲｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５に設定しているにもかかわらず、カブリ量が増えた。つまり、当接部材の当接位置を｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５に設定するだけでは、カブリ量を抑制することはできない。
【０２３６】
実施例２〜１０は当接部材に当接する現像スリーブのニップ幅Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）の範囲を０．５≧Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１とすることで、カブリ量を抑制した。この理由は水平磁界に対して適当なニップ幅を有しているため、上流でのほぐし工程、下流での供給および入替わり工程を確実におこなうことが可能になるためである。さらに、ニップ幅が広がることで、ニップにおいて、現像後の戻りトナーと物理的な摺察を行う回数が増加するため、ほぐし効果が向上する。さらに、バイアスによる電気的引力が働く領域が広がるため、現像後の戻りトナーが通過しにくくなる領域も広がることで、よりほぐし効果が向上する。よってトナーが劣化することなく、カブリ量を抑える。
【０２３７】
一方、比較例１２、１３は現像スリーブが当接部材に当接する条件をＬ／（ＢＨ×Ｒ）＞０．５としている。すると当接部に極位置が存在することになるため、当接上流側、下流側に極を持つことが困難になる。よって上流でのほぐし工程、下流での供給および入替わり工程が行われにくくなる。このためトナーが劣化しやすく軽微のカブリを生じてしまう。
【０２３８】
また、比較例１１、１２はＬ／（ＢＨ×Ｒ）＜０．１と設定している。するとニップ幅が小さすぎるため、水平磁界にたいして十分なほぐし効果が得られず、軽微のカブリが生じる。
【０２３９】
よって、当接位置を｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５、より好ましくは｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５に設定し、かつ、現像スリーブと当接部材のニップ幅の関係式をＬ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１、より好ましくは０．５≧Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１の範囲と設定することにより、カブリ量を著しく抑えることができる。
【０２４０】
（２−３）ｇ）ヘアライン均一性の評価について
次に、磁気凝集が増加すると発生するもう一つの問題である、ヘアライン均一性の評価について述べる。
【０２４１】
図１６に示すように、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＞０．５の比較例１３〜１６では、ヘアライン均一性が悪化する。この理由としては、当接部材と現像スリーブの接触位置が極位置であると、垂直磁界が支配的な位置で当接することで、強磁場下で高いストレスをトナーが受ける。また極位置当接であるために、当接上流の極の影響が弱くなる。したがってトナーが上流側へ引き戻されるという効果が極めて小さくなり、現像後の戻りトナーがそのまま当接部を通過してしまう。このためトナーの入れ替わり性が悪化し、特定トナーのスリーブ表面への滞留が生じる。結果、磁気凝集増加しヘアライン均一性が悪化する。
【０２４２】
一方、実施例２〜５，９，１０のように｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５の範囲にすることによりヘアライン均一性が改善された。この理由として、まず水平磁界が支配的な位置で当接することで、現像スリーブ表面での磁気的引力が小さく、磁界のかかる部分でのトナーへのストレスを抑制する。また現像スリーブ表面に沿ってトナーが動きやすくなるため、よりほぐし効果が向上する。さらに当接位置下流においても極が存在することで、十分にほぐされた現像後の戻りトナーに供給部である下流側の極位置で、現像後の戻りトナーより十分に多い量のトナーを供給するため、混合しやすくなり入替わり性が向上する。よって磁気凝集を抑えることでヘアライン均一性の悪化を抑えた。したがって、本発明において当接部材の当接位置を、｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５とすることが好ましい。
【０２４３】
ところが、比較例１１，１２において、当接部材の当接位置が｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５の範囲であるにもかかわらず、ヘアライン均一性が著しく悪化した。また実施例６，〜８，１１，１２においても好ましい範囲｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５に設定しているにもかかわらず、ヘアライン均一性が悪化した。つまり、当接部材の当接位置を｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５に設定するだけでは、ヘアライン均一性の悪化を抑制することはできない。
比較例１１，１２はニップ幅の条件がＬ／（ＢＨ×Ｒ）＜０．１と水平磁界に対して小さすぎるため、現像後の戻りトナーを十分にほぐせず、トナーの入替わり性が悪化する。結果ヘアライン均一性が著しく悪化する。
【０２４４】
一方、実施例６〜８においてはＬ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１とすることでヘアライン均一性を向上できる。さらに実施例２〜５、９〜１２はニップ幅の範囲をＬ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．２とすることでヘアライン均一性を著しく向上することができた。この理由は水平磁界に対し十分なニップ幅を有しているため、上流でのほぐし工程、下流での供給および入替わり工程を確実におこなうことが可能になるためである。さらに、ニップが広がることで、ニップにおいて、現像後の戻りトナーと物理的な摺察を行う回数が増加するため、ほぐし効果が向上する。さらに、バイアスによる電気的引力が働く領域が広がるため、現像後の戻りトナーが通過しにくくなる領域も広がることで、よりほぐし効果が向上する。よってヘアライン均一性の悪化を著しく抑える。
【０２４５】
よって、当接位置を｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５と設定し、かつ、現像スリーブと当接部材のニップ幅をＬ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１、より好ましくは０．５≧Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．２の範囲と設定することにより、ヘアライン均一性の悪化を著しく抑えることができる。
【０２４６】
（２−４）総合評価
以上、実施例２〜１２、比較例１１〜１６について整理すると、図１７に示すように、当接部材の当接位置と磁束密度の関係は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．５が好ましく、さらに｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５がより好ましい。さらに、現像スリーブと当接部材のニップ幅と磁束密度の関係は、Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．１の範囲であることが好ましく、さらに０．５≧Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．２であることがより好ましい。｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≦０．３５、０．５≧Ｌ／（ＢＨ×Ｒ）≧０．２においては、安定的にすべての画像評価が良好である。
【０２４７】
以上、本発明においてはトナーの磁気凝集量の増加によるカブリ量の悪化とヘアライン均一性低下を著しく抑制する。またベタ黒追従性の悪化とさざ波状画像不良の背反する課題を両立することができる
（３−１）つぎに、現像バイアスにＡＣ電圧を印加した場合の実施例について述べる。
【０２４８】
［実施例１３］
実施例１のＡＣバイアス印加
本実施例は、実施例１の現像装置における現像バイアス印加電源Ｓ２の仕様を変更し、ＤＣ電圧−３４０Ｖに交番バイアスであるＡＣ電圧（１．２ｋＨｚ、矩形波、ピーク間電圧２００Ｖ）を重畳して印加した。
【０２４９】
実施例１３は実施例１に対しＡＣバイアスを重畳した例であるが、ＡＣを印加することにより、実施例１に比して若干かぶりが向上した。特に、現像後ドラム上のカブリの測定では、更に明確な差が見られ、ある程度のＡＣバイアスはカブリを低減する効果が見られた。また、ＡＣを印加することにより、異物などの付着による欠陥を持つ現像スリーブであっても、欠陥部位が画像に現れず、中間調の再現に広いマージンが取れる。更に実施形態２による回収性評価結果においても、ＡＣを印加した方が回収率を高くできるという結果が得られた。
【０２５０】
さらに、当接部材と現像スリーブ間に直流バイアスにＡＣバイアスを印加した電圧が印加されるため、振動により磁気凝集量が抑制された。これにより、高温高湿環境下の印字枚数増加時の尾引きによるヘアライン均一性の低下やカブリ量の増加を著しく抑制できる。さらに、ＡＣバイアスの振動により、トナーが振動し、当接部でのほぐしの効果が向上し、当接部下流でのトナー供給性が向上し、ベタ黒濃度差の均一性が向上するという結果が得られた。
【０２５１】
《他の実施形態》
１）実施形態では画像記録装置としてレーザプリンタを例示したが、これに限られず、電子写真複写機、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ等他の画像記録装置（画像形成装置）でもよいことは勿論である。
【０２５２】
２）被帯電体としての像担持体は静電記録装置の場合には静電記録誘電体である。
【０２５３】
３）本発明の現像装置は画像記録装置の像担持体（電子写真感光体、静電記録誘電体等）の現像装置に限られず、広く被現像体に現像処理手段（回収も含む）として使用して有効であることは勿論である。
【０２５４】
以上、本実施例の効果は、実施形態１においては、カブリ量の抑制、トナー切れ時のカブリ量の抑制、画像エッジ不良の抑制、中間調画像欠陥１の抑制、さざ波状画像不良の抑制をバランスよく行うことができる。
【０２５５】
さらに、感光ドラムと現像スリーブを押圧するため生じるベタ黒追従性低下を著しく抑制し、ベタ黒追従性とさざ波画像不良の背反する課題を両立する。
【０２５６】
また、高温高湿時の印字枚数増加時にトナーの磁気凝集量を抑制する。
磁気凝集したトナーによる穂立ちを抑制することで、ヘアライン均一性を維持することができる。
【０２５７】
さらに、磁気凝集が発生時に接触現像方式であるために生じるカブリ量の増加を著しく増加することを抑制する。
【０２５８】
更に、本発明の現像装置は、実施形態２であるトナーリサイクルシステムの画像記録装置においても有効であり、クリーナーレス回収性、中間調画像欠陥２、紙粉による中間調画像欠陥、ベタ黒画像欠陥などに有効である。特に、クリーナーレスシステムにおいては、磁気凝集によるカブリ量が増加が生じると、帯電ローラの汚れのため全く帯電できなくなり、全面黒の画像となり、定着器に転写材が巻きつき装置故障を生じるが、本発明においては、著しく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２５９】
【図１】本発明の実施例１を用いた実施形態１の概略図
【図２】本発明の実施例１を用いた実施形態２の概略図
【図３】実施例１で用いたマグネットロールの磁束密度と｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜の図
【図４】Ｌ，Ｒ，ＢＨの関係図
【図５】比較例１の説明図
【図６】比較例６の説明図
【図７】比較例７の説明図
【図８】比較例８の説明図
【図９】比較例９の説明図
【図１０】比較例１０の説明図
【図１１】エッジ不良発生メカニズム図
【図１２】現像同時クリーニングのメカニズム図
【図１３】ベタ黒画像欠陥発生メカニズム図
【図１４】さざ波画像不良評価結果グラフ
【図１５】ヘアライン均一性評価結果グラフ
【図１６】カブリ評価結果グラフ
【図１７】総合評価結果グラフ
【符号の説明】
【０２６０】
１．感光ドラム、２．帯電ローラ、２ａ．芯金、２ｂ．導電弾性ローラ、４．レーザ露光装置、６０．現像装置、６．転写帯電器、７．定着装置、８．ドラムクリーナー、９．プロセスカートリッジ（電子写真カートリッジ）
【図１】
2006301111.tif 000005
【図２】
2006301111.tif 000006
【図３】
2006301111.tif 000007
【図４】
2006301111.tif 000008
【図５】
2006301111.tif 000009
【図６】
2006301111.tif 000010
【図７】
2006301111.tif 000011
【図８】
2006301111.tif 000012
【図９】
2006301111.tif 000013
【図１０】
2006301111.tif 000014
【図１１】
2006301111.tif 000015
【図１２】
2006301111.tif 000016
【図１３】
2006301111.tif 000017
【図１４】
2006301111.tif 000018
【図１５】
2006301111.tif 000019
【図１６】
2006301111.tif 000020
【図１７】
2006301111.tif 000021