(57)【要約】【課題】現像に供されるトナーに対して現像前に過度のストレスを与えることなく狭い帯電分布を実現する。【解決手段】トナーＴ及びキャリアＣを含む二成分現像剤（現像剤）Ｄを混合撹拌させると共に搬送する撹拌搬送部材３と、この撹拌搬送部材３から搬送された二成分現像剤Ｄを保持して搬送する現像剤搬送部材４と、この現像剤搬送部材４との間に予め決められた電荷注入用の電界を作用させることで現像剤搬送部材４上の二成分現像剤ＤのトナーＴに対しトナーＴの帯電特性と同極性の電荷を注入する電荷注入部材５と、現像剤搬送部材４との間に予め決められたトナー分離用の電界を作用させることで現像剤搬送部材４上の二成分現像剤Ｄから電荷注入部材５にて電荷注入されたトナーＴを分離すると共に分離されたトナーＴを保持して搬送し且つ像保持体１上の潜像の顕像化に供するトナー搬送部材６と、を備える。【選択図】図１
2011164351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを含む二成分現像剤が収容され且つ潜像が保持された像保持体に対向する開口を有する現像容器と、
この現像容器内に設けられ、二成分現像剤を混合撹拌させることでトナーを帯電すると共に当該二成分現像剤を搬送する撹拌搬送部材と、
この撹拌搬送部材に対向して現像容器内に設けられ且つ撹拌搬送部材から搬送された二成分現像剤を保持して搬送する現像剤搬送部材と、
この現像剤搬送部材に対向して現像容器内に設けられ且つ現像剤搬送部材との間に予め決められた電荷注入用の電界を作用させることで現像剤搬送部材上の二成分現像剤のトナーに対しトナーの帯電特性と同極性の電荷を注入する電荷注入部材と、
現像容器の開口に面して像保持体及び前記現像剤搬送部材に対向するように設けられ、現像剤搬送部材との間に予め決められたトナー分離用の電界を作用させることで現像剤搬送部材上の二成分現像剤から電荷注入部材にて電荷注入されたトナーを分離すると共に分離されたトナーを保持して搬送し且つ前記像保持体上の潜像の顕像化に供するトナー搬送部材と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記電荷注入部材は、現像剤搬送部材に対し一層の現像剤が通過可能な間隔を持って対向配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、
前記電荷注入部材は、現像剤に接する側が現像剤搬送部材上の現像剤層の抵抗より大きい抵抗を有するように構成され、
前記現像剤搬送部材は、現像剤層の抵抗より小さい抵抗を有するように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置のうちキャリアが磁性キャリアである態様において、
前記現像剤搬送部材は、前記トナー搬送部材との対向部位に対応してキャリアを当該現像剤搬送部材側に吸引する磁界を作用させる磁界発生手段を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置において、
前記電荷注入部材は、現像剤搬送部材とトナー搬送部材との対向部位よりも現像剤搬送部材の現像剤搬送方向上流側に設けられるものであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５記載の現像装置において、
前記電荷注入部材は、その現像剤搬送部材側の形状が現像剤搬送部材の外周に沿った曲面状に設けられることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６記載の現像装置において、
前記電荷注入部材は、現像剤搬送部材上の現像剤の層厚を一層分に規制する層厚規制部材を兼用するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置において、
前記トナー搬送部材は、少なくとも一部が電荷注入部材を兼用し且つ現像剤搬送部材に対し当該電荷注入部材を対向配置したものであることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８記載の現像装置において、
前記トナー搬送部材は、電荷注入部材を兼用し且つ現像剤搬送部材に対向する上流側トナー搬送部材と、この上流側トナー搬送部材の現像剤搬送部材と異なる側に対向する下流側搬送部材とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の現像装置において、
前記上流側トナー搬送部材の回転速度は前記下流側トナー搬送部材の回転速度より速くなるように設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載の現像装置において、
前記トナー搬送部材と前記現像剤搬送部材との対向部位よりも現像剤搬送部材の現像剤搬送方向上流側に設けられ且つ現像剤搬送部材上の現像剤の層厚を一層分に規制する層厚規制部材を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の現像装置において、
前記電荷注入部材に対向する位置には、当該電荷注入部材上のトナー層を均す均し部材を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
潜像を保持する像保持体と、
この像保持体に対向するように設けられる請求項１ないし１２のいずれかに記載の現像装置と、
を備え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、現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、導電性トナーを担持するトナー担持体に対向配置される電荷注入部材を通して電荷注入電界を作用させてトナーに電荷を注入する方式が開示されている。
また、特許文献２には、導電性トナーを担持するトナー担持体に対向配置される電荷注入部材を備え、この電荷注入部材とトナー担持体との間でトナーを摺擦しながら電荷注入する方式が開示されている。
更に、特許文献３には、一成分現像剤を担持する現像剤担持体に対向配置されてこの現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材を設け、この供給部材の外周面に軽接触する電極部材を備え、この電極部材と供給部材との間で電極部材に現像剤を供給部材側に押し付ける方向の直流電圧を加えて現像剤を帯電する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３１７８０号公報（実施の形態１、図９）
【特許文献２】特開２００６−０９１２６９号公報（実施の形態１、図４）
【特許文献３】特開２００７−１６４０２６号公報（発明を実施するための最良の形態、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、現像に供されるトナーに対して現像前に過度のストレスを与えることなく狭い帯電分布を実現できる現像装置及びこれを用いた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】
【０００５】
請求項１に係る発明は、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤が収容され且つ潜像が保持された像保持体に対向する開口を有する現像容器と、この現像容器内に設けられ、二成分現像剤を混合撹拌させることでトナーを帯電すると共に当該二成分現像剤を搬送する撹拌搬送部材と、この撹拌搬送部材に対向して現像容器内に設けられ且つ撹拌搬送部材から搬送された二成分現像剤を保持して搬送する現像剤搬送部材と、この現像剤搬送部材に対向して現像容器内に設けられ且つ現像剤搬送部材との間に予め決められた電荷注入用の電界を作用させることで現像剤搬送部材上の二成分現像剤のトナーに対しトナーの帯電特性と同極性の電荷を注入する電荷注入部材と、現像容器の開口に面して像保持体及び前記現像剤搬送部材に対向するように設けられ、現像剤搬送部材との間に予め決められたトナー分離用の電界を作用させることで現像剤搬送部材上の二成分現像剤から電荷注入部材にて電荷注入されたトナーを分離すると共に分離されたトナーを保持して搬送し且つ前記像保持体上の潜像の顕像化に供するトナー搬送部材と、を備えることを特徴とする現像装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る現像装置において、前記電荷注入部材は、現像剤搬送部材に対し一層の現像剤が通過可能な間隔を持って対向配置されていることを特徴とする現像装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る現像装置において、前記電荷注入部材は、現像剤に接する側が現像剤搬送部材上の現像剤層の抵抗より大きい抵抗を有するように構成され、前記現像剤搬送部材は、現像剤層の抵抗より小さい抵抗を有するように構成されていることを特徴とする現像装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに係る現像装置のうちキャリアが磁性キャリアである態様において、前記現像剤搬送部材は、前記トナー搬送部材との対向部位に対応してキャリアを当該現像剤搬送部材側に吸引する磁界を作用させる磁界発生手段を備えることを特徴とする現像装置である。
【０００７】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに係る現像装置において、前記電荷注入部材は、現像剤搬送部材とトナー搬送部材との対向部位よりも現像剤搬送部材の現像剤搬送方向上流側に設けられるものであることを特徴とする現像装置である。
請求項６に係る発明は、請求項５に係る現像装置において、前記電荷注入部材は、その現像剤搬送部材側の形状が現像剤搬送部材の外周に沿った曲面状に設けられることを特徴とする現像装置である。
請求項７に係る発明は、請求項６に係る現像装置において、前記電荷注入部材は、現像剤搬送部材上の現像剤の層厚を一層分に規制する層厚規制部材を兼用するものであることを特徴とする現像装置である。
【０００８】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに係る現像装置において、前記トナー搬送部材は、少なくとも一部が電荷注入部材を兼用し且つ現像剤搬送部材に対し当該電荷注入部材を対向配置したものであることを特徴とする現像装置である。
請求項９に係る発明は、請求項８に係る現像装置において、前記トナー搬送部材は、電荷注入部材を兼用し且つ現像剤搬送部材に対向する上流側トナー搬送部材と、この上流側トナー搬送部材の現像剤搬送部材と異なる側に対向する下流側搬送部材とを備えることを特徴とする現像装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る現像装置において、前記上流側トナー搬送部材の回転速度は前記下流側トナー搬送部材の回転速度より速くなるように設定されていることを特徴とする現像装置である。
請求項１１に係る発明は、請求項８ないし１０のいずれかに係る現像装置において、前記トナー搬送部材と前記現像剤搬送部材との対向部位よりも現像剤搬送部材の現像剤搬送方向上流側に設けられ且つ現像剤搬送部材上の現像剤の層厚を一層分に規制する層厚規制部材を備えることを特徴とする現像装置である。
請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る現像装置において、前記電荷注入部材に対向する位置には、当該電荷注入部材上のトナー層を均す均し部材を備えることを特徴とする現像装置である。
請求項１３に係る発明は、潜像を保持する像保持体と、この像保持体に対向するように設けられる請求項１ないし１２のいずれかに係る現像装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、一成分トナーに対して電荷注入がなされる場合に比べて、現像に供されるトナーに対して現像前に過度のストレスを与えることなく狭い帯電分布を実現できる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、トナーへの電荷注入を安定に維持しながらトナーの帯電電荷をより狭い帯電分布のものにできる。
請求項３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、トナーへの電荷注入が安定してなされる。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤からのトナーの分離がより容易になされるようになる。
請求項５に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、より安定したトナーへの電荷注入がなされる。
請求項６に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、安定した電荷注入を維持できるようになる。
請求項７に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、装置構成が簡略化される。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、装置構成が簡略化される。
請求項９に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、安定したトナー搬送を確保しつつ現像に際してのトナー量を確保できる。
請求項１０に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像に際してのトナー量を十分確保できる。
請求項１１に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、トナーへの安定した電荷注入を維持しながらトナーの帯電電荷をより狭い帯電分布のものにできる。
請求項１２に係る発明によれば、キャリアの混入のないトナー層が維持される。
請求項１３に係る発明によれば、一成分トナーに対して電荷注入がなされる場合に比べて、現像に供されるトナーに対して現像前に過度のストレスを与えることなく狭い帯電分布の実現による安定した画質を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用された現像装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は夫々現像装置の実施の形態の概要をより具現化した態様を示す説明図である。
【図３】トナーや現像剤に対して電荷注入を行う場合の様子を示す説明図であり、（ａ）は単層ではないトナー、（ｂ）は単層に規制されたトナー、（ｃ）は現像剤の場合を示している。
【図４】実施の形態１の画像形成装置の全体構成の概略を示す説明図である。
【図５】実施の形態１の現像装置の概略を示す説明図である。
【図６】実施の形態２の現像装置の概略を示す説明図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は実施例１の結果を示すグラフである。
【図８】定常状態のときのトナーに対する帯電状況を示す説明図であり、（ａ）は概略図、（ｂ）は等価回路、（ｃ）は算出式である。
【図９】定常状態に達しないときのトナーに対する帯電状況を示す概略図である。
【図１０】定常状態のときの対になったトナーに対する帯電状況を示す説明図であり、（ａ）は概略図、（ｂ）は等価回路、（ｃ）は算出式である。
【図１１】定常状態に達しないときの対になったトナーに対する帯電状況を示す概略図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）は実施例２の結果を示すグラフである。
【図１３】比較例に用いた装置Ａの概要を示す説明図である。
【図１４】比較例に用いた装置Ｂの概要を示す説明図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）は比較例の高温高湿環境での結果を示すグラフである。
【図１６】（ａ）（ｂ）は比較例の低温低湿環境での結果を示すグラフである。
【図１７】実施例３の結果を示すグラフである。
【図１８】実施例４の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
◎実施の形態の概要
先ず、本発明が適用された現像装置の実施の形態の概要について説明する。
図１は、本発明を具現化する実施の形態モデルに係る現像装置の概要を示すものであって、トナーＴ及びキャリアＣを含む二成分現像剤（現像剤）Ｄが収容され且つ潜像が保持された像保持体１に対向する開口２ａを有する現像容器２と、この現像容器２内に設けられ、二成分現像剤Ｄを混合撹拌させることでトナーＴを帯電すると共に当該二成分現像剤Ｄを搬送する撹拌搬送部材３と、この撹拌搬送部材３に対向して現像容器２内に設けられ且つ撹拌搬送部材３から搬送された二成分現像剤Ｄを保持して搬送する現像剤搬送部材４と、この現像剤搬送部材４に対向して現像容器２内に設けられ且つ現像剤搬送部材４との間に予め決められた電荷注入用の電界を作用させることで現像剤搬送部材４上の二成分現像剤ＤのトナーＴに対しトナーＴの帯電特性と同極性の電荷を注入する電荷注入部材５と、現像容器２の開口に面して像保持体１及び現像剤搬送部材４に対向するように設けられ、現像剤搬送部材４との間に予め決められたトナー分離用の電界を作用させることで現像剤搬送部材４上の二成分現像剤Ｄから電荷注入部材５にて電荷注入されたトナーＴを分離すると共に分離されたトナーＴを保持して搬送し且つ像保持体１上の潜像の顕像化に供するトナー搬送部材６と、を備えている。
【００１２】
ここで、使用する現像剤Ｄとしては、トナーＴ及びキャリアＣを含む二成分現像剤Ｄであればよいが、現像剤Ｄの安定した搬送性を保ち、キャリアＣからトナーＴを容易に分離させる観点からすれば、キャリアＣとしては磁性キャリアを用いる方が好適である。
また、撹拌搬送部材３はキャリアＣとトナーＴを含む二成分現像剤Ｄを撹拌することでトナーＴを帯電し、キャリアＣに帯電したトナーＴを付着させ、キャリアＣにトナーＴが保持された状態の現像剤Ｄを搬送できるものであればよく、代表的にはオーガが挙げられるが、これに限られず、例えばパドル等を用いるようにしても差し支えない。
【００１３】
現像剤搬送部材４は、撹拌搬送部材３によって搬送された現像剤Ｄを保持して搬送できるものであればよく、その表面は現像剤Ｄを良好に搬送できるように、予め決めた粗さを備えたり、例えば予め決めた大きさの溝を備えたものであればよい。
また、電荷注入部材５は、現像剤搬送部材４に対向して配置され、現像剤搬送部材４との間に電荷注入用の電界を作用させることで当該部位にある現像剤Ｄに対する電荷注入を行うようになっていればよく、その形状等は限定されず、現像剤搬送部材４上を搬送される現像剤Ｄの搬送性を損なわない程度の表面性を備えていればよい。
更に、トナー搬送部材６は、現像剤搬送部材４との間にトナー分離用の電界を作用させることで現像剤搬送部材４上の現像剤Ｄから帯電済みのトナーＴを分離した後、この分離されたトナーＴを保持して搬送できるものであればよい。
【００１４】
このような現像装置において、電荷注入状態を安定に保つ観点から、電荷注入部材５は、現像剤搬送部材４に対し現像剤Ｄ一層が通過可能な間隔を持って対向配置されていることが好ましい。このように、現像剤層が一層の状態で電荷注入されることで、トナーＴでの帯電状態がより一層安定する。
また、現像剤Ｄへの電荷注入をより効果的に行う観点から、電荷注入部材５は、現像剤Ｄに接する側が現像剤搬送部材４上の現像剤層の抵抗率より大きい抵抗率を有する抵抗体で構成されていることが好ましい。これによれば、現像剤搬送部材４と電荷注入部材５との間にある現像剤Ｄに対し、電荷注入用の電界が作用したときに局所的な電界集中の発生が抑えられ、より広い範囲に亘って現像剤Ｄに対し略均等な電荷注入用の電界が作用する。
【００１５】
更に、現像剤ＤのキャリアＣとして磁性キャリアを用いる態様にあっては、現像剤搬送部材４は、トナー搬送部材６との対向部位に対応してキャリアＣを現像剤搬送部材４側に吸引する磁界を作用させる磁界発生手段７（図１参照）を備えることが好ましい。この磁界発生手段７の代表的態様としては、現像剤搬送部材４内に設けられる磁極が挙げられるが、磁極は一つに限られず、複数の磁極の組み合わせであってもよく、現像剤搬送部材４とトナー搬送部材６との対向部位に対応して現像剤搬送部材４側に磁性のキャリアＣを吸引できるようになっていればよい。
【００１６】
そして、このような現像装置の第一の態様としては、図２（ａ）に示すように、電荷注入部材５がトナー搬送部材６とは別に設けられる態様が挙げられる。つまり、電荷注入部材５は、現像剤搬送部材４とトナー搬送部材６との対向部位よりも現像剤搬送部材４の現像剤搬送方向上流側に設けられる。ここで、電荷注入部材５としては、回転しない態様であってもよいし、回転する態様であってもよいが、現像剤Ｄに対し安定した電荷注入用の電界を作用させる観点からすれば、回転しない態様が好ましい。
【００１７】
また、このような第一の態様における電荷注入部材５の好適な形状としては、電荷注入部材５は、その現像剤搬送部材４側の形状が現像剤搬送部材４の外周に沿った曲面状に設けられるものが挙げられる。つまり、例えば現像剤搬送部材４がロール形状の場合にはロール形状に合った弧状を呈するようになっていればよく、ベルト形状にあっては、それに沿った曲面状（湾曲状）になっていればよい。更に、装置構成を簡略化させる観点から、電荷注入部材５は、現像剤搬送部材４上の現像剤Ｄの層厚を一層分に規制する層厚規制部材を兼用することが好ましい。このとき、キャリアＣとして磁性キャリアを用いる場合、現像剤搬送部材４側の磁極の作用を利用し、現像剤Ｄを穂立ちさせることで一層分に層厚規制するようにすればよい。
【００１８】
一方、現像装置の第二の態様としては、図２（ｂ）に示すように、トナー搬送部材６が電荷注入部材５を兼用する態様が挙げられる。つまり、トナー搬送部材６は、少なくとも一部が電荷注入部材５（６ａ）を兼用し、現像剤搬送部材４に対しこの電荷注入部材５（６ａ）を対向配置したものである。この場合、トナー搬送部材６の一部に電荷注入部材５（６ａ）としての機能を持たせ、この電荷注入部材５（６ａ）と現像剤搬送部材４との間に電荷注入用の電界を作用させることで現像剤搬送部材４上の現像剤Ｄに対して電荷注入し、更に、現像剤搬送部材４との間にトナー分離用の電界を作用させることで現像剤搬送部材４上の現像剤Ｄから帯電済みのトナーＴを分離し且つ分離されたトナーＴを保持して搬送する機能を有するようになっていればよい。このようにトナー搬送部材６（一部が電荷注入部材５であり、一部がトナー搬送部材６（６ｂ）に相当）と現像剤搬送部材４との間に電荷注入用の電界を作用させることで、現像剤搬送部材４上の現像剤Ｄは、電荷注入されながら鏡像効果によって現像剤Ｄ中のトナーＴがトナー搬送部材６側に移動するようになる。
【００１９】
また、第二の態様においてトナーＴの搬送性を良好に保つ観点から、トナー搬送部材６は、電荷注入部材５を兼用し且つ現像剤搬送部材４に対向する上流側トナー搬送部材６ａと、この上流側トナー搬送部材６ａの現像剤搬送部材４と異なる側に対向する下流側搬送部材６ｂとを備えることが好ましい（図２（ｂ）参照）。この場合、上流側トナー搬送部材６ａの回転速度は下流側トナー搬送部材６ｂの回転速度より速くなるように設定されることが好ましい。これによれば、下流側トナー搬送部材６ｂ上の単位面積当たりのトナー量が多くなり、例えば像保持体１の潜像を顕像化する際の現像濃度が高くなる。
【００２０】
更に、現像剤Ｄへの電荷注入作用を安定化させる観点から、トナー搬送部材６と現像剤搬送部材４との対向部位よりも現像剤搬送部材４の現像剤搬送方向上流側に設けられ且つ現像剤搬送部材４上の現像剤Ｄの層厚を一層分に規制する層厚規制部材８を備えることが好ましい。また、この第二の態様においては、電荷注入部材５（トナー搬送部材６の一部に相当する）に対向する位置には、電荷注入部材５上のトナー層を均す均し部材９を備えることが好ましい。これによれば、仮に電荷注入部材５側にキャリアＣが搬送されても均し部材９によってキャリアＣの侵入が防げるようになる。
【００２１】
そして、このような現像装置を画像形成装置に適用するには、潜像を保持する像保持体１と、この像保持体１に対向するように上述の現像装置を設けるようにすればよい。
【００２２】
次に、トナーＴとして負帯電トナーを用いた現像剤Ｄに対して電荷注入がなされた場合の作用について説明する。
先ず、二成分現像剤Ｄに対する電荷注入ではなく、一成分トナーＴに対して電荷注入がなされた場合を想定すると、電荷注入部材５を用い、電荷注入部材５の抵抗体５ａ（図３参照）側をトナーＴに接触させた状態で電荷注入用の電界が電圧Ｖ’によって印加される。このとき、図３（ａ）に示すように、電荷注入される際のトナー層は単層でない場合、トナー層に作用する電荷注入用の電界は部分的に異なったものとなり、トナーの有する帯電電荷と異なる逆極性トナーが多く発生したり、帯電されたトナーＴの帯電分布も広い分布のものとなる。そのため、このような電荷注入によって帯電されたトナーＴを用いて現像を行うと、背景かぶり等の画質劣化が発生し易くなる。
【００２３】
一方、図３（ｂ）のように、電荷注入時にトナー層が単層になっている場合には、（ａ）と異なり、逆極性トナーの発生は少なく、帯電分布も狭い分布で帯電されるため、現像による背景かぶり等の画質劣化の発生は抑えられる。しかしながら、このような安定した帯電がなされるようにトナー層を単層に揃えるには、ある厚さのトナー層を例えばしごくことで薄層にする必要があり、トナー層にムラが生じ易く、また、トナーＴに対する機械的ストレスも大きくなり、結果的に、例えばトナーＴの外添剤が剥がれたり、あるいは埋め込まれたりすることで、トナーＴ自体の変質が生じるようになる。そのため、転写性能等に不具合を生じる虞がある。
【００２４】
そこで、本件発明者らは、トナーＴに対して機械的ストレスのない電荷注入がなされるように、二成分現像剤Ｄの状態での電荷注入に着眼した。
図３（ｃ）は、二成分現像剤Ｄの状態で電荷注入がなされる様子を示したもので、現像剤搬送部材４と電荷注入部材５との間に現像剤Ｄが略一層の状態で挟まれている。このような状態で、少なくとも現像剤搬送部材４を矢印方向に移動させると、現像剤Ｄ中のキャリアＣに適度な回転が生じ、このキャリアＣの回転に伴ってキャリアＣに保持されたトナーＴが現像剤搬送部材４及び電荷注入部材５表面との接触を適度に繰り返す。このように適度な接触が繰り返される間に電圧Ｖによって電荷注入用の電界が作用すると、現像剤Ｄ中のトナーＴはトナー本来の極性（本例では負帯電）に安定的に帯電され、キャリアＣはトナーＴとは逆の帯電を保つようになる。
【００２５】
この場合、現像剤Ｄが現像剤搬送部材４と電荷注入部材５との間に挟まれるため、トナーＴのみが挟まれる場合に比べ、キャリアＣの大きな粒子径により、現像剤Ｄは略単層の状態を保ち易く、また、トナーＴに対する機械的ストレスも小さくなることから、電荷注入を終えたトナーＴは逆極性トナーの発生が少なく、帯電分布も狭いものが得られるようになる。
このような電荷注入方式では、現像剤ＤでのトナーＴのキャリア表面被覆率（キャリアＣに対するトナーＴの被覆率）を高くし過ぎると、注入帯電されたトナーの電荷分布がばらついてしまうことから、トナーＴのキャリア表面被覆率はキャリアＣ表面にトナーＴが単層を維持できる程度（１００％）の値が好ましい。
【００２６】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
◎実施の形態１
図４は一例として本発明が適用された実施の形態１に係る画像形成装置１０の概略構成を示す説明図である。
同図において、本実施の形態の画像形成装置１０は、例えば電子写真方式を用いたものであり、装置筐体１１内には、記録材を供給する記録材供給部１２、この記録材供給部１２から供給された記録材に対し画像（トナー像）を形成する画像形成部２０、画像形成部２０にて記録材上に形成された未定着トナー像を定着する定着装置１４等が設けられ、定着を終えた記録材は装置筐体１１の表面に設けられた排出収容部１１ａに排出収容されるようになっている。
そして、記録材の搬送経路には、記録材供給部１２から供給された記録材を位置決めした後に予め決めたタイミングで画像形成部２０に向かって搬送する位置決め部材１３、定着装置１４にて定着された記録材を排出収容部１１ａに排出する排出部材１５等が設けられている。
【００２７】
また、画像形成部２０は、像保持体としてのドラム状又はベルト状の感光体２１の周囲に感光体２１を予め決めた電位に帯電する帯電装置（図示せず）、帯電装置にて帯電された感光体２１に潜像を形成するための選択露光を行う露光装置（図示せず）、露光装置によって形成された潜像にトナーを用いて現像を行う現像装置３０、現像装置３０にて現像された感光体２１上のトナー像を記録材上に転写する転写装置２２、転写後の感光体２１上の残留トナーを清掃する清掃装置（図示せず）等が設けられている。
【００２８】
次に、図５を用いて、本実施の形態の現像装置３０について詳述する。
同図において、本実施の形態では、電荷注入部材がトナー搬送部材とは別に設けられた構成のものとなっている。すなわち、現像装置３０は、現像容器３１内の感光体２１に対向する開口位置にトナーを保持して回転しながら搬送するトナー搬送部材としての現像ロール３２が設けられ、感光体２１と現像ロール３２とが対向する部位に現像ロール３２上のトナーで感光体２１の潜像を現像する現像領域が形成される。また、現像容器３１内の現像ロール３２の背後で現像ロール３２に対向する位置には、現像剤を保持して搬送する現像剤搬送部材としての磁石ロール３３が設けられている。磁石ロール３３は、内部に複数の磁極３４（本例では五つ、３４ａ〜３４ｅ）を固定的に備え、表面に回転可能な現像スリーブ３５を有し、この現像スリーブ３５の回転によって現像剤を搬送する。
本実施の形態の現像スリーブ３５は、現像剤の搬送性を考慮して、例えば十点平均粗さＲｚが５〜１５μｍの表面を有している。尚、現像スリーブ３５としては、現像剤が現像スリーブ３５の回転によって搬送されるような形状であればよく、例えば溝付きの表面形状にて現像剤を搬送するようにしても差し支えない。
【００２９】
また、磁石ロール３３と現像ロール３２との対向部位より磁石ロール３３の回転方向上流側には、磁石ロール３３と現像剤を挟んで対向する電荷注入部材３６が設けられ、その形状は磁石ロール３３側が磁石ロール３３の外周にほぼ沿った表面弧状のものとなっている。電荷注入部材３６は、磁石ロール３３側が、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリル樹脂等に導電剤としてカーボンや金属粒子を混入させ、体積抵抗率を１０４〜１０１２Ω・ｃｍとした抵抗体３６ａで構成され、反対側は抵抗体３６ａを支持する電極部３６ｂとなっており、電極部３６ｂが現像容器３１に固定されることで電荷注入部材３６が安定した位置に配置される。更に、電荷注入部材３６は、現像剤との接触面が平滑に維持され、この電荷注入部材３６と現像スリーブ３５との間に挟まれる現像剤に対し、現像スリーブ３５の回転によって搬送される際に電荷注入部材３６側ではその搬送性を損なわないようにすることで、現像剤に加わる機械的ストレスがより低減される。
ここで、本実施の形態では、電荷注入部材３６の抵抗をＲin、現像スリーブ３５の抵抗をＲs1、現像剤層の抵抗をＲdeveとすると、Ｒs1＜Ｒdeve＜Ｒinとなる必要がある。
【００３０】
ここで、電荷注入部材３６や現像剤の抵抗率は次のようにして算出する。
電荷注入部材３６と同型の金属部材を用いると共に磁石ロール３３の表面材（現像スリーブ３５に相当）をアルミ合金やＳＵＳなどの金属製のものとして、金属部材と現像スリーブ３５との間に現像剤を介在させて電圧を印加した時の電流値から現像剤層の抵抗Ｒdeveを算出する。その状態で金属部材を電荷注入部材３６に切り替えて電圧を印加したときの電流値から全抵抗Ｒ１を算出する。次に、この全抵抗Ｒ１から前記現像剤層の抵抗Ｒdeveを除することで電荷注入部材３６の抵抗を算出する。また、現像スリーブ３５の表面材として金属以外の材料を用いている場合には、その材料を用いた場合の全抵抗Ｒ２からＲ１を差し引いてその抵抗を求めることができる。
【００３１】
また、本実施の形態の磁石ロール３３の磁極３４配置は、磁極３４ａを電荷注入部材３６の入口（磁石ロール３３の回転方向に沿った上流側端部）に対応して設け、磁極３４ｂを電荷注入部材３６の出口（磁石ロール３３の回転方向に沿った下流側端部）に対応して設け、磁極３４ｃを現像ロール３２に対向する位置に設けている。更に、磁極３４ｄと磁極３４ｅとでは反発磁界を作用させるようになっており、現像ロール３２上の現像剤がこの反発磁界によって容易に剥離される。尚、磁極３４の配置はこれに限られず、適宜選択すればよい。
【００３２】
そして、磁石ロール３３の背後には、トナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を混合撹拌させることでトナーを帯電し、キャリアにトナーが保持された状態の現像剤を磁石ロール３３に供給搬送すると共に、磁石ロール３３から剥離された現像剤を再度撹拌搬送する一対の撹拌搬送部材３７、３８が、現像容器３１の一部で構成される仕切壁３１ａを挟んで設けられている。磁石ロール３３に近い方の撹拌搬送部材３７は主として磁石ロール３３に現像剤を供給するサプライオーガであり、もう一方は主として現像剤を混合撹拌するアドミクスオーガとなっている。そのため、現像剤は、サプライオーガ３７とアドミクスオーガ３８の間で形成される現像剤循環経路に沿って循環され、適宜、磁石ロール３３に供給される。
【００３３】
また、本実施の形態のアドミクスオーガ３８の上部には、現像容器３１内にトナーを補給するトナー補給装置４１が設けられており、適宜、補給用トナーがアドミクスオーガ３８側に供給されるようになっている。更に、本実施の形態では、現像剤のトナー濃度検出用としてアドミクスオーガ３８が設けられた経路側に濃度センサ４２が設けられている。
【００３４】
このような現像装置３０での各種電界を作用させるため、本実施の形態では磁石ロール３３と電荷注入部材３６との間の現像剤に対し注入電界を作用させるための注入バイアス４３が設けられ、また、現像ロール３２には、感光体２１上の潜像をトナーにて現像するための現像電界を作用させるための現像バイアス４４が設けられている。そして、本実施の形態では、これらのバイアス４３、４４の直流成分の大きさは、磁石ロール３３から現像ロール３２へ向けて現像剤からトナーが分離して移動できるトナー分離用の電界が作用する大きさとなっている。
【００３５】
次に、このような現像装置における作動を説明する。
アドミクスオーガ３８とサプライオーガ３７によって混合撹拌された現像剤は、キャリアにトナーが静電力で保持された構成となっており、例えばトナーが本来負帯電トナーであればキャリアが正帯電したものとなる。そして、このように十分混合撹拌された現像剤がサプライオーガ３７から磁石ロール３３に向けて供給される。磁石ロール３３に供給された現像剤は、電荷注入部材３６の入口で磁極３４ａによって穂立ちがなされた状態で層厚が規制され、層厚がほぼ現像剤一層分に規制された現像剤が磁石ロール３３と電荷注入部材３６との間を磁石ロール３３の回転に伴って移動する。つまり、電荷注入部材３６が磁石ロール３３上の現像剤の層厚規制部材を兼用するものとなっている。
【００３６】
磁石ロール３３上の現像剤は、電荷注入部材３６の入口で現像剤一層分の現像剤層となり、その後、磁石ロール３３の回転に伴って搬送される。このとき、磁石ロール３３の回転や磁極３４ａと磁極３４ｂとの間では穂が寝かされた状態となることから、現像剤は良好に電荷注入部材３６と磁石ロール３３との間隙を通過する。更に、この際、現像剤には適度な回転が加えられると共に、注入バイアス４３による電荷注入用の電界が作用しているため、現像剤中のトナーは適切に電荷注入されて予め決めた帯電量で帯電される。また、電荷注入がこのような方式で行われることで、トナーに余剰の機械的ストレスが加わらず、帯電されたトナーの帯電分布は狭いものとなる。
尚、電荷注入部材３６に対向する部位を通過中に電荷注入によって帯電されるトナーは電荷注入部材３６の表面に接触したトナーであるため、電荷注入部材３６に対向する部位では現像剤が動きやすいように磁界から解放されていることが望ましく、例えば図５の構成では、磁極３４ａと磁極３４ｂは同極に設定される。
【００３７】
このような電荷注入において、電荷注入部材３６に接触しないトナーは逆極性の場合があるが、磁石ロール３３（具体的には現像スリーブ３５）から現像ロール３２への移動電界（注入バイアス４３と現像バイアス４４の差分によるもの）によって逆極性のトナーは移動を妨げられ、順極性のトナーが選別されて現像ロール３２に付着する。
更に、電荷注入部材３６表面と接触したトナーが現像スリーブ３５表面などに回り込んで、注入された電荷が消去される懸念があるが、キャリアの抵抗をトナーより一桁程度小さくすることによって電荷の消去の回避が可能である。これは、キャリアの抵抗をトナーより十分に低くすることによって、現像剤層中では主にキャリアを通じて電荷が流れ、現像剤層中のトナーには大きな電界が作用しないためと考えられる。一方、トナーが電荷注入部材３６側に挟まれた場合には、高抵抗の電荷注入部材３６に阻まれて電荷の逃げ道がなくなるためにトナーに高電界が作用し、電荷が注入されるものと考えられる。
【００３８】
電荷注入された現像剤は、そのまま磁石ロール３３と現像ロール３２との対向部位に進み、この対向部位では、磁極３４ｃによる磁界と、注入バイアス４３及び現像バイアス４４との差分によって静電力が作用し、現像剤中のトナーがキャリアから分離して現像ロール３２側に飛翔し現像ロール３２に保持される。一方、トナーが分離されたキャリアは磁石ロール３３に保持されて搬送された後、磁極３４ｄ及び磁極３４ｅで形成される反発磁界によって磁石ロール３３から離れ、サプライオーガ３７の一部を経由してアドミクスオーガ３８側に戻される。
また、現像ロール３２に移動したトナーは、現像ロール３２の回転に伴って感光体２１との対向部位である現像領域に搬送され、感光体２１上の潜像が現像ロール３２上のトナーにて現像される。
尚、アドミクスオーガ３８側では、キャリアが戻されて濃度が低下した現像剤に対し、濃度センサ４２が低濃度であることを検出することで、トナー補給装置４１から適宜補給用トナーが供給される。
【００３９】
本実施の形態では現像ロール３２に対して均し部材を設けなかったが、現像ロール３２上のトナー層を均す均し部材を新たに設けるようにしてもよく、この場合、現像ロール３２上にトナー以外にキャリアが搬送されても、この均し部材でキャリアの混入が阻止されるようになる。尚、均し部材としては、キャリアが通過できない程度の間隙で現像ロール３２に対向配置するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、トナー単独の状態ではなく、現像剤の状態でトナーへの電荷注入を行うため、トナーへ与える機械的ストレスが小さくなるが、特に、キャリアに対するトナーの被覆率が高すぎるとトナーの電荷分布がばらついてしまう。したがって、被覆率は大きくし過ぎない方が好ましいが、この場合、磁石ロール３３の単位面積当たりに搬送されるトナー量が少なくなる虞がある。これに対しては、磁石ロール３３や現像ロール３２の回転速度を適宜選定するで、所望のトナー量を確保するようにすればよい。そして、感光体２１の回転速度も合わせて選定することで十分な現像濃度の確保もなされるようになる。
更に、本実施の形態では、現像ロール３２や感光体２１の回転方向は図５にて示す方向に特に限定されず、適宜選択すればよい。更にまた、本実施の形態では単色の画像形成装置を示したが、多色用の画像形成装置にも適用されることは言うまでもない。
【００４０】
◎実施の形態２
図６は、実施の形態２の現像装置３０の概要を示す説明図である。本実施の形態の現像装置３０は、実施の形態１の現像装置３０（図５参照）とは異なり、トナー搬送部材の一部が電荷注入部材を兼用している構成のものである。つまり、トナー搬送部材が電荷注入部材を兼用し、更に、トナー搬送部材が上流側トナー搬送部材（兼用される電荷注入部材に相当）と下流側トナー搬送部材とになっている。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４１】
同図において、本実施の形態の現像装置３０は、下流側トナー搬送部材に相当する現像ロール３２の背後に現像ロール３２と対向配置される回転可能な電荷注入部材３９が設けられており、この電荷注入部材３９が上流側トナー搬送部材に相当する。
電荷注入部材３９は、表面に抵抗層を有しており、この抵抗層（図示せず）が実施の形態１の電荷注入部材３６の抵抗体３６ａ（図５参照）と同じ作用を奏する。また、この電荷注入部材３９が現像ロール３２に対向する部位より電荷注入部材３９の回転方向に沿った上流側には、電荷注入部材３９上のトナー層を均す均し部材４７が設けられ、仮に電荷注入部材３９に現像剤中のキャリアが搬送された場合にこの均し部材４７でキャリアの混入が妨げられる。
【００４２】
そして、電荷注入部材３９の背後には電荷注入部材３９と対向配置される磁石ロール３３が設けられている。磁石ロール３３は内部に固定配置された複数の磁極３４（３４ａ〜３４ｅ）を備えており、磁極３４ａ近傍の磁石ロール３３の表面側には、磁石ロール３３上の現像剤層厚を規制する層厚規制部材４８が設けられ、磁極３４ａによって穂立ちがなされた現像剤が層厚規制部材４８によって規制されることで、磁石ロール３３上には略現像剤一層分の層厚に規制された現像剤が搬送されるようになる。
【００４３】
また、本実施の形態においては、磁石ロール３３と電荷注入部材３９との間に現像剤に対して電荷注入用の電界を作用させる注入バイアス４３が設けられており、電荷注入部材３９と現像ロール３２との間にはトナーを電荷注入部材３９から現像ロール３２側に移動させる移動電界を作用させる移動バイアス４５が設けられている。更に、現像ロール３２と感光体２１との間には現像バイアス４４が設けられている。
【００４４】
このような構成の現像装置３０での作動について説明する。
サプライオーガ３７から磁石ロール３３に供給された現像剤は、磁極３４ａによって穂立ちがなされた状態で層厚規制部材４８によって略現像剤一層分に規制され、磁石ロール３３上には層厚が規制された現像剤が搬送される。この層厚が規制された現像剤は、磁石ロール３３と電荷注入部材３９との対向部位に到達すると、注入バイアス４３による電荷注入がなされる。
この対向部位では、磁石ロール３３と電荷注入部材３９との間に挟まれた現像剤に適度な回転が加えられ、現像剤中のトナーが電荷注入部材３９に適度に接触することでトナーに所望の電荷注入がなされ、現像剤中のトナーは予め決めた帯電量で帯電される。
更に、この対向部位では、注入バイアス４３による鏡像力によって現像剤中のトナーは電荷注入部材３９側に吸引される一方、キャリアは磁石ロール３３の磁極３４ｃによって磁石ロール３３側に吸引され、現像剤からトナーのみが容易に分離され電荷注入部材３９側に移動する。
一方、トナーが分離したキャリアは、磁石ロール３３から剥離されてアドミクスオーガ３８に戻される。
【００４５】
電荷注入部材３９に移動したトナーは、電荷注入部材３９の回転に伴って搬送され、電荷注入部材３９と現像ロール３３との対向部位に達する。ここで、移動バイアス４５によって電荷注入部材３９上のトナーは現像ロール３２に移動し、現像ロール３２の回転に伴って現像ロール３２と感光体２１との対向部位である現像領域に搬送され、感光体２１の潜像を現像する。
【００４６】
本実施の形態においても、磁石ロール３３と電荷注入部材３９との間で現像剤の状態のままの電荷注入がなされ、トナーに対する余剰の機械的ストレスを与えることなく、帯電分布の狭い帯電がなされるようになる。
また、本実施の形態では、電荷注入部材３９としてロール状の態様を示したが、例えばベルト状であっても差し支えなく、この場合、磁石ロール３３との対向部位をより長く設定することも可能になる。
【実施例】
【００４７】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１の現像装置を用い、電荷注入部材と現像スリーブの間に１０００Ｖの電圧を印加し、電荷注入部材通過前後のトナーの帯電量を評価したもので、電荷注入部材を通過する前の現像剤及び通過後の現像剤から夫々トナーを剥がしてトナーの帯電量を測定した。尚、本実施例での電荷注入部材は平均厚さが６ｍｍ、抵抗が５．２×１０１０Ω、電荷注入部材を通過する現像剤層は厚さが０．０５ｍｍ、抵抗が４．８×１０９Ω、現像スリーブ（現像剤搬送部材の表面に相当）はアルミ合金製とした。
結果は、図７に示すように、電荷注入部材通過前は、帯電量が広い分布となっており、平均帯電量は−１４．７μＣ／ｇ、ＷＳＴ（Wrong Sign Toner：トナー本来の極性とは逆極性のトナー）の量は１．８ｗｔ％となった。
一方、電荷注入部材通過後は、図７（ｂ）に示すように、帯電量の分布は通過前よりも狭くなり、平均帯電量は−１２μＣ／ｇ、ＷＳＴ量は０．８３ｗｔ％となった。
これによれば、本願の電荷注入部材を用い、現像剤の状態で電荷注入を行うことで、トナーの帯電分布は狭くなり、ＷＳＴも大きく減少される結果が得られた。
【００４８】
図８は、一層の状態のトナーに対する帯電状況を説明するもので、トナーが帯電され始めて定常状態に達したときの様子を示しており、（ａ）は概略図、（ｂ）は（ａ）を等価回路として表したもの、（ｃ）はトナーの電荷量を算出するための式となっている。
今、（ａ）に示すように、トナーを電荷注入部材の抵抗体と導電体（キャリアを含む構成に近似）で挟んだ状態で注入バイアスを印加した場合を想定すると、（ｂ）のような等価回路に近似される。ここで、トナーと導電体との接触部位では容量Ｃ１や接触抵抗Ｒ１が関係し、一方、トナーと抵抗体との接触部位では容量Ｃ２や接触抵抗Ｒ２が関係する。また、抵抗体の抵抗をＲ３としてトナーを境界とする夫々の抵抗の分圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３とすると、トナーと導電体との境界部の容量Ｃ１の電荷量Ｑ１は、Ｑ１＝Ｃ１Ｖ１、一方、トナーと抵抗体との境界部の容量Ｃ２の電荷量は、Ｑ２＝Ｃ２（Ｖ２＋Ｖ３）となる。
ここで、トナーの電荷量は、Ｑ１−Ｑ２となることから、Ｃ１Ｖ１−Ｃ２（Ｖ２＋Ｖ３）の値によって求まるようになる。この式を変形することにより、トナーの極性は｛Ｃ１Ｒ１−Ｃ２（Ｒ２＋Ｒ３）｝の値によって求められる。
したがって、Ｃ１Ｒ１＜Ｃ２（Ｒ２＋Ｒ３）となるように十分Ｒ３を大きくすることによって、トナーの電荷量はマイナスとなる。尚、Ｒ３が小さければ、接触抵抗は不安定であるためにトナーに対する安定した帯電がなされ難くなる。
【００４９】
また、図８では定常状態のときを表したが、帯電時の充電時間が短く定常状態に達しないときは図９のようなモデルが考えられる。
このような場合であっても、抵抗体の抵抗Ｒ３が接触抵抗Ｒ１、Ｒ２に比べて十分大きい値であれば（Ｒ３≫Ｒ２＞Ｒ１）、トナーを所望の極性に帯電することができ、本例ではトナーには負電荷が注入され、トナーの電荷量はマイナスになる。
【００５０】
一方、図１０は、トナーが電界の方向に二つつながった場合のトナーに対する帯電状況を説明するもので、トナーが帯電され始めて定常状態に達したときの様子を示しており、（ａ）は概略図、（ｂ）は（ａ）を等価回路として表したもの、（ｃ）はトナーの電荷量を算出するための式となっている。
今、（ａ）のように電界の方向に沿ってトナーが二つつながっているものとすると、トナー相互間の容量Ｃ４や接触抵抗Ｒ４の要因を考慮する必要がある。この場合、（ｃ）に示すように、導電体側のトナー１の帯電極性は（Ｃ１Ｒ１−Ｃ４Ｒ４）の値によって求められ、一方、抵抗体側のトナー２の帯電極性は｛Ｃ４Ｒ４−Ｃ２（Ｒ２＋Ｒ３）｝の値によって求められる。
トナー１の電荷量に対しては一般的にＲ１＜Ｒ４であり、マイナスになり易い。また、トナー２の電荷量は、Ｒ４＜（Ｒ２＋Ｒ３）となるような十分大きなＲ３とすることで、マイナスとなる。つまり、定常状態にあっては、いずれのトナーの電荷量共マイナスになる。
【００５１】
また、帯電時の充電時間が短く定常状態に達しないときは図１１のようなモデルが考えられる。このような場合には、一方が順極性のトナー（例えばトナー１）となり、他方が逆極性のトナー（例えばトナー２）となる可能性がある。このように二つのトナーの電荷が異なると、正と負の電荷が引き合い、付着した対を形成し易い。このような対構成の状態のトナーの正負の電荷バランスで負電荷が大きい場合には、現像ロールに転移し、現像に供されて現像部位で対が引き離されて逆極性のトナーが背景部に付着してかぶりとなることがある。したがって、電荷注入部材に対向する部分を通過する前に、トナーは一つ一つがばらばらに分散している方が好ましい。
【００５２】
このような電荷注入に用いるトナーとしては電界依存を利用したものが好適であり、公知の電界依存型トナーが用いられるが、例えば特開２００５−７０６７７号公報に記載されたものが適用される。
また、キャリアについても、一般的にその抵抗が電界に依存する傾向は有しており、使用される電界の一条件で１桁ぐらい抵抗の低いものを選択しておけば、抵抗の大小関係が逆転する懸念が解消される。
このようなトナーやキャリアの体積抵抗率は、例えば、測定すべきトナーを直径１０ｍｍの円筒容器に入れタッピングした後、詰められたトナー上に９．８Ｎ／ｃｍ２の荷重をかけ、荷重面と底面とに電極を配置し、両電極間に１ｋＶ／ｃｍの電界が生じるように電圧を印加したときの電流値を読み取ることによって求められる。この測定は、温度が２２±２℃、湿度が５５±１０％ＲＨという条件下で行う。
尚、本実施例で用いたトナーは、１．５×１０１０Ω・ｃｍ、キャリアは５．３×１０８Ω・ｃｍであった。
【００５３】
◎実施例２
本実施例は、実施の形態１の現像装置を用い、連続印字を繰り返した場合のトナー搬送量の変化や背景かぶりの変化を評価確認した。
トナーは次の電荷注入型トナーの二種類とし、トナーＡが粒径６μｍのもの、トナーＢが粒径８μｍのものであった。
また、テスト条件としてのランニング条件は、画像密度約５％の出力画像で１日１０００枚のプリントを行い、最初のランニングスタート時（RunStart）、１日のスタート時（DayStart）、１日の終了時（DayEnd）に夫々、プリントサンプルを採取し、また、このときのトナー搬送量を測定した（一定面積の吸引を行いフィルタで捕獲する方法）。
更に、ランニングの環境条件は、高温高湿条件（２８℃８５％ＲＨ）及び低温低湿条件（１０℃３０％ＲＨ）の二条件とした。
【００５４】
トナー搬送量については、現像ロール上に層形成されたトナーの単位面積当たりの重量を測定した。尚、基準量としては、現像ロールの感光体に対する速度比を含めて現像濃度に必要なトナー量を供給するためのトナー搬送量として、最低３程度のトナー搬送量が必要であった。また、プリントサンプルの背景かぶりについては目視評価を行い、５段階の評価点で行った。
【００５５】
トナー搬送量は、図１２（ａ）に示すように、いずれのトナーにおいても環境条件に左右されず、トナーＡが約４．８ｇ／ｍ２で一定に推移し、トナーＢが約３．８ｇ／ｍ２で一定に推移した。つまり、トナー搬送量は環境条件に左右されず、トナーの種類によって多少異なることが判明した。
また、背景かぶりは、図１２（ｂ）に示すように、２以下であれば実用上の問題はないレベルであり、いずれの条件によっても１のレベルで終始していることから、背景かぶりは問題ないことが判明した。
そのため、トナーＡ及びトナーＢ共に背景かぶりが確認されないことから、このトナー搬送量で問題がないことも確認された。
【００５６】
◎比較例
ここで、本願の有効性を確認するために、従来の現像装置を用いて比較評価を行った。
使用した現像装置は、図１３に示す装置Ａと、図１４に示す装置Ｂとした。
図１３は、装置Ａを示すもので、感光体１０１に対向して離間配置された現像ロール１０２が設けられ、両者は対向部位で互いに異なる方向に回転する。また、現像ロール１０２の背後には、現像ロール１０２にトナーを供給するトナー供給ロール１０３が設けられ、両者の間でトナーは擦られながら摩擦されることにより現像ロール１０２上のトナーは帯電されたものとなる。更に、現像ロール１０２上のトナーは層厚規制部材１０５によって層厚が規制され、現像ロール１０２上の規制された層厚のトナー層が現像ロール１０２と感光体１０１との対向部位である現像領域に搬送される。そして、現像ロール１０２と感光体１０１との間に印加される現像バイアス１０６によって、トナーは感光体１０１の潜像を可視像化するようになる。尚、トナー供給ロール１０３の背後にはアジテータ１０４が設けられ、アジテータ１０４の回転によってトナーがトナー供給ロール１０３側に供給される。
【００５７】
ここで、この装置Ａでの詳細条件は次の通りとなっている。
感光体と現像ロールとの間隙：２５０μｍ、感光体の速度：２００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ロールの速度：感光体の速度の１．５倍、感光体の帯電電位：約−５００Ｖ、感光体の露光電位：約−１５０Ｖ、現像バイアス：Ｖｐｐ＝１．９ｋＶ、ｆ＝３．２ｋＨｚの矩形波、ＶＤＣ＝−４１０Ｖ、層規制時の線圧：５０ｇ／ｃｍである。
【００５８】
また、図１４は、装置Ｂを示すもので、装置Ａ（図１３参照）とは現像ロール１０２の回転方向と層厚規制部材１０７が異なるものとなっている。装置Ａと同様の構成要素は同様の符号を付しその詳細な説明は省略する。
同図において、トナー供給ロール１０３と現像ロール１０２とは対向部位で互いに異なる方向に回転し、トナー供給ロール１０３から現像ロール１０２にトナーは移動する。このとき、トナーは十分な帯電がなされており、層厚規制部材１０７によって層厚が規制されたトナー層が現像領域に至る。そして、感光体１０１と現像ロール１０２とが対向部位で互いに同じ方向に回転している現像領域で感光体１０１の潜像がトナーにて可視像化される。
また、この装置Ｂでの詳細条件は装置Ａと同じため、省略する。
【００５９】
このような装置Ａ及び装置Ｂを用いて、上述の実施例２と同様の評価確認を行った。
また、ランニングの環境条件は、高温高湿条件（２８℃８５％ＲＨ）及び低温低湿条件（１０℃３０％ＲＨ）の二条件とした。
図１５は、高温高湿時の結果を示すもので、トナー搬送量は、（ａ）に示すように、装置ＢとトナーＡとの組み合わせが他の組み合わせと異なる挙動を示し、初期から大きく、ランニングを行うことで約１０ｇ／ｍ２になるようになった。この時、他の組み合わせでは、トナー搬送量はほぼ３〜４ｇ／ｍ２で推移した。
また、背景かぶりは、（ｂ）に示すように、装置ＢとトナーＡとの組み合わせが初期から悪く、トナー搬送量の増加に合わせて更に悪化するようになった。また、装置ＢとトナーＢとの組み合わせでは、２日目から３日目と４日目のRunEndに背景かぶりが悪化した。この装置ＢとトナーＢとの組み合わせでは、トナー搬送量が背景かぶりの悪化時期に合わせて若干増加する傾向を示していた。そして、それ以外の装置Ａとの組み合わせについては特に問題はなかった。
【００６０】
また、図１６は、低温低湿時の結果を示すもので、高温高湿時の結果と略同様に、装置ＢとトナーＡとの組み合わせにてトナー搬送量が多く、背景かぶりが悪化する傾向が確認された。また、装置ＢとトナーＢとの組み合わせにおいても、高温高湿時よりトナー搬送量は少し多く、背景かぶりは３レベルで推移した。尚、それ以外の装置Ａとの組み合わせについては特に問題は確認されなかった。
【００６１】
以上のことから、従来の現像装置の構成では、トナーの種類よりも装置自体の機差によってトナーに与える影響が大きく異なることが確認された。このことは、現像ロールとトナー供給ロールとの間でのトナーの挙動の違いによってトナー搬送量や背景かぶりに異なる影響が生じるものと推定される。
【００６２】
◎実施例３
本実施例は、大量にプリントした場合の現像装置内でのトナーの変質状態を確認するために高温高湿中でランニングを行ったものである。実施の形態１の装置とトナーＡとの組み合わせにて４０００枚のランニングを行い、転写率の変化を評価確認した。
このとき、比較のために、上述の装置ＡとトナーＡとの組み合わせも同時に評価した。
結果は、図１７に示すように、本実施例では転写率が初期の約９１％から４０００枚のランニング後においても約８６％を維持したが、比較例では初期の約９１％からランニング後には約７７％と大きく低下した。
ランニングにより転写率が低下するのは、次のように推定される。つまり、プリントを繰り返すと現像装置内が高スループット状態になり、トナーに対する機械的ストレスが増加し、トナーの外添剤である例えば転写補助外添剤がトナー内部に埋まり込んで転写補助効果が減退することによる。
このことから、比較例ではトナーに対する機械的ストレスが大きく、転写率が低下するが、本実施例では、転写率の低下が抑えられることから、現像装置内でトナーに与える機械的ストレスが小さいことが理解される。
【００６３】
◎実施例４
一般に、電荷注入時のトナー搬送量としては、基準量（基準搬送量）を満たしていればよいが、トナー搬送量が多すぎるとトナーに対する帯電が十分になされずにＷＳＴが増加するため、背景かぶりとなり易い。
そのため、トナー搬送量が多すぎる場合にＷＳＴがどうなるかを確認するために、電荷注入型のトナーを用いてトナーに電荷注入を行う現像装置に適用させて、トナー搬送量とＷＳＴ発生率との関係を確認した。
結果は、図１８に示すように、トナー搬送量が基準搬送量に近ければ、ＷＳＴの発生率は５％未満であるものの、トナー搬送量が増えるとＷＳＴの発生率が直線的に上昇することが確認された。つまり、トナー搬送量を基準搬送量程度に抑えることにより、ＷＳＴも少なく、また帯電分布の狭い帯電がなされる。
更に、ここでは、印加電圧を変えた評価も行った。尚、図中符号の違いは、電荷注入時の印加電圧を変えた例を示しており、印加電圧の大きさは、○＜□＜△の順とした。
結果は、トナー搬送量が基準搬送量に近ければ、ＷＳＴの発生も少なく、また、印加電圧にそれほど影響されないが、トナー搬送量が基準搬送量を大きく超えると、ＷＳＴの発生も多くなり、同時に、印加電圧によってＷＳＴの発生率も変わることが確認された。
【符号の説明】
【００６４】
１…像保持体，２…現像容器，２ａ…開口，３…撹拌搬送部材，４…現像剤搬送部材，５…電荷注入部材，６…トナー搬送部材，７…磁界発生手段，８…層厚規制部材，９…均し部材，Ｄ…現像剤，Ｔ…トナー，Ｃ…キャリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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