JP2004317973A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像スリーブ上のトナー薄層を均一に形成することができ、安定して良好な画像が得られるようにする。
【解決手段】マグネットローラ４１ｂに、感光体１およびブレード４５と対向する位置にそれぞれ第１磁極Ｎ_１および第２磁極Ｓ_１を設ける。そして第１磁極Ｎ_１の磁束密度を７５〜１１０ｍＴの範囲とし、ブレード４５に、第２磁極Ｓ_１と同極性で且つ磁束密度が下記不等式を満足する磁石４５ａを設ける。
１０≦Ｇ_２−Ｇ_ｍ≦４０・・・・・・（１）
（式中、Ｇ_２：第２磁極の磁束密度（ｍＴ），Ｇ_ｍ：磁気部材の磁束密度（ｍＴ））
さらに現像剤ｔとして、多面体形状の磁性粉を含有し、１ｋＯｅにおける残留磁化が３．６０〜５．６５Ａｍ^２／ｋｇの範囲の磁性トナーを用いる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一成分系の磁性トナー（以下、単に「トナー」と記すことがある）を用いた現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法を使用した複写機やプリンタ、ファクシミリなどの装置において、像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像する方式の一つとして磁性１成分現像法がある。この磁性１成分現像法において安定して良好な画像濃度を得るためには、現像スリーブ上のトナー薄層を均一に形成することが必ず必要となる。現像スリーブ上のトナー薄層を均一に形成するために、従来から種々の方法が提案されている。例えば特許文献１では、マグネット（磁気部材）を有する磁性ブレードと、マグネットローラを内蔵する現像スリーブとを設け、前記マグネットの磁束密度と、マグネットローラの磁性ブレードに対向する磁極の磁束密度との関係、さらにはこれらの磁束密度と、現像スリーブの表面粗さに磁性ブレードと現像スリーブとのギャップ値を掛けたものとの関係を特定範囲とすることが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３６５９１９号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案の技術では、使用する磁性トナーの残留磁化や、マグネットローラの主極（感光体に対向する位置の磁極）の磁束密度などによっては画像が安定して得られないことがある。特に、感光体として非晶質シリコン感光体を用いた場合のような低電位現像においては前記提案技術では十分な効果が得られないことがある。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは現像スリーブ上のトナー薄層を均一に形成することができ、安定して良好な画像が得られる現像装置及び画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
また本発明の目的は、感光体として非晶質シリコン感光体を用いた場合であっても、低電位現像に起因するカブリや、感光体へのトナー成分の付着による問題が生じない現像装置及び画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材を設け、現像剤担持体内のマグネットローラの磁極の位置およびその磁束密度を定めると共に、これらの磁極との関係において現像剤規制部材に設ける磁石の磁束密度を定め、さらには使用する磁性トナーの磁性粉の種類を限定し、残留磁化を特定範囲とすることにより、前記目的が達成できることを見出し本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち本発明の現像装置は、現像剤と、現像剤担持体と、該現像剤担持体から離間した位置に配設された現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体は、回転自在の現像スリーブとこの現像スリーブに内蔵固定されたマグネットローラとを備え、このマグネットローラは少なくとも像担持体および前記現像剤規制部材と対向する位置にそれぞれ第１磁極および第２磁極を有し、前記第１磁極の磁束密度が７５〜１１０ｍＴの範囲であり、前記現像剤規制部材は、前記第２磁極と同極性で且つ磁束密度が下記不等式を満足する磁気部材を備え、
１０≦Ｇ_２−Ｇ_ｍ≦４０ ・・・・・・（１）
（式中、Ｇ_２：第２磁極の磁束密度（ｍＴ），Ｇ_ｍ：磁気部材の磁束密度（ｍＴ））
前記現像剤は、多面体形状の磁性粉を含有し、１ｋＯｅにおける残留磁化が３．６０〜５．６５Ａｍ^２／ｋｇの範囲の磁性トナーであることを特徴とする。
【０００９】
ここで、良好な画像を一層安定して得る観点から、前記現像スリーブとして、表面粗さが４．０〜７．０μｍの範囲のステンレス鋼からなるものを用いるのが好ましい。
【００１０】
長期間交換することなく使用できるので、像担持体としては非晶質シリコン感光体を用いるのが好ましい。
【００１１】
また本発明の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された該像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像に現像剤を供給して現像する現像手段と、該現像手段により現像された像担持体の現像剤を被転写部材に転写させる転写手段とを有し、前記現像手段として前記記載の現像装置を用いることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の現像装置の一実施形態を示す断面図を示す。この現像装置４は、マグネットローラ４１ｂを現像スリーブ４１ａに固定内蔵させた現像剤担持体４１と、スパイラル状の第一撹拌搬送部材４２と、同じくスパイラル状の第二撹拌搬送部材４３とを備える。現像スリーブ４１ａに内蔵されたマグネットローラ４１ｂの感光体ドラム（像担持体）１の対向位置に磁極Ｎ_１（第１磁極）、そしてこの磁極Ｎ_１から現像スリーブ回転方向上流側に磁極Ｓ_１（第２磁極）が着磁されている。さらには磁極Ｓ_１から現像スリーブ回転方向上流側に約８０°の位置に磁極Ｎ_２（第３磁極）が着磁され、磁極Ｎ_１から現像スリーブ回転方向下流側に約８０°の位置に磁極Ｓ_２（第４磁極）が着磁されている。
【００１３】
そして現像剤担持体４１から離間した、マグネットローラ４１ｂの磁極Ｓ_１の対向位置に、下面に磁石（磁気部材）４５ａを備えたブレード（現像剤規制部材）４５が配設されている。また、第二撹拌搬送部材４３の右側側壁にはトナー量を検知するためのトナーセンサ４４が配設されている。このトナーセンサ４４により現像装置４内のトナー量の不足が検知されると、トナーホッパー（不図示）から現像装置４に磁性トナーｔが供給される。供給された磁性トナーｔは、まず第２撹拌搬送部材４３により図の手前から奥方向に撹拌されながら搬送され、奥側端部で第二撹拌搬送部材４３から第一撹拌搬送部材４２に送られる。そして、第一撹拌搬送４２により図の奥から手前方向に撹拌されながら搬送され、その間に現像スリーブ４１ａに適宜供給される。
【００１４】
すなわち、第一撹拌搬送部材４２及び第二撹拌搬送部材４３で撹拌された磁性トナーｔは、マグネットローラ４１ｂに着磁された磁極Ｎ_２の磁力により現像スリーブ４１ａ上に汲み上げられる。そして現像スリーブ４１ａの回転によってブレード４５と現像スリーブ４１ａとの間隙部分に搬送される。この間隙を磁性トナーｔが通過する際に、磁極Ｓ_１とブレード４５とによって現像部に送られるトナー量が規制されると同時にトナー薄層が形成される。さらには磁性トナーｔに摩擦帯電が付与される。もちろん、現像スリーブ４１ａ上を搬送される間に主に現像スリーブ４１ａとの摩擦によってもトナーは帯電する。そして、感光体ドラム１の対向領域である現像部に搬送されてきたトナーｔによって、感光体ドラム１上の静電潜像が現像される。
【００１５】
感光体ドラム１上の静電潜像を現像する方法は、感光体ドラム１の非露光部と逆極性の電荷を持ったトナーで静電潜像の現像を行う正現像法、および非露光部と同極性の電荷を持ったトナーで静電潜像の現像を行う反転現像法のいずれでもよく、また現像方式としてはトナー薄層と感光体が接触する接触現像方式および両者が接触しないジャンピング現像方式のいずれでもよいが、高品質の画像を得る観点からは反転現像法およびジャンピング現像方式が好ましく、さらにはこれらの組み合わせがより好ましい。この場合、感光体ドラム１はトナーｔと同極性に帯電され、潜像部分の電荷が露光により除去される。そして現像部において現像スリーブ４１ａと感光体ドラム１との間に、現像バイアスとして直流に交流を重畳した交互電圧が印加されて、現像スリーブ４１ａ上のトナーｔが感光体ドラム１上の電荷の除去された静電潜像にジャンピングし付着して、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００１６】
このような現像装置において、磁極Ｎ_１（第１磁極）の磁束密度が７５〜１１０ｍＴの範囲であることが重要である。この磁極Ｎ_１は静電潜像の現像に直接影響するものであって、磁極Ｎ_１の磁束密度Ｇ_１が７５ｍＴより小さいと、現像スリーブ４１ａからトナーが容易に離脱できるため静電潜像以外の部分にトナーが付着し、カブリ濃度が高くなる。一方、磁極Ｎ_１の磁束密度Ｇ_１が１１０ｍＴより大きいと、現像スリーブ４１ａからトナーが離脱できないため画像濃度が低下する。より好ましい磁極Ｎ_１の磁束密度Ｇ_１は７５〜８５ｍＴの範囲である。
【００１７】
また、マグネットローラ４１ｂの磁極Ｓ_１（第２磁極）とブレード４５の磁石４５ａの磁気特性についてもトナー薄層を形成する上で重要である。すなわち、磁石４５ａの極性を磁極Ｓ_１と同極性とし、磁極Ｓ_１の磁束密度Ｇ_２と磁石４５ａの磁束密度Ｇ_ｍの差を１０〜４０（単位：ｍＴ）の範囲とすることが必要である。磁極Ｓ_１と磁石４５ａとの磁束密度の差（Ｇ_２−Ｇ_ｍ）が１０ｍＴより小さいと、トナー薄層が薄くなりすぎてトナー量が減少して画像濃度が低下する問題が生じる一方、磁束密度の差が４０ｍＴより大きいと、トナー薄層形成が不均一となる問題が生じるからである。より好ましい磁束密度の差は３０〜３５ｍＴの範囲である。
【００１８】
なお、本明細書において磁束密度は法線方向のものをいい、次のようにして測定したものである。まず、マグネットローラの磁極の磁束密度については、現像剤担持体を治具に固定し、現像スリーブに磁束密度測定プローブを当てる。磁束密度測定プローブにはガウスメータ（「ＴＧＭ−８９００Ｆ」東洋磁気工業社製）が接続されている。そして現像スリーブ内のマグネットローラを回転させて、マグネットローラに着磁された各磁極の磁束密度を測定する。また、現像剤規制部材の磁束密度もこの磁束密度測定プローブとガウスメータを用いて測定したものである。
【００１９】
また、図１の現像装置では、マグネットローラ４１ｂの第２磁極Ｓ_１から現像スリーブ回転方向と上流側に約８０°の位置に、第２磁極Ｓ_１と逆極性の第３磁極Ｎ_２が着磁されている。この第３磁極Ｎ_２は、現像装置内のトナーを現像スリーブ４１ａ上に所定量汲み上げる作用を奏すると共に、第２磁極Ｓ_１と協同で現像スリーブ４１ａ上のトナーを回転させて帯電させる作用を奏する。現像スリーブ４１ａ上にトナーを汲み上げる作用を奏する限り、第３磁極Ｎ_２の磁束密度に特に限定はないが、現像スリーブ上のトナーを回転させて摩擦帯電させる作用などを考慮すると３０〜３５ｍＴの範囲が好ましい。なお、図１の現像装置ではマグネットローラ４１ｂに４つの磁極を設けているが、少なくとも磁極Ｎ_１と磁極Ｓ_１とを設けていればよく、必要により磁極をさらに設けてももちろん構わない。
【００２０】
また、トナーの搬送性を向上させて均一な薄層を得るためには現像スリーブ４１ａの表面粗さは４．０μｍ以上が好ましく、他方表面粗さが大きすぎると画像濃度が低下傾向となるので、その上限値は７．０μｍとするのが好ましい。より好ましい表面粗さは５．０〜５．５μｍの範囲である。なお、表面粗さはＪＩＳＢ ０６０１で定められた十点平均粗さを表す。現像スリーブ４１ａの表面粗さを前記範囲にするには、例えば現像スリーブをブラスト処理すればよく、ブラスト材の種類や圧縮空気圧力、ブラスト時間、ブラストノズルと現像剤担持体との距離などを適宜調整して所望の表面粗さとすればよい。ここで用いるブラスト材としては例えばサンドやガラスビーズ、鋼球などが挙げられる。また現像スリーブ４１ａの材料としては、例えばステンレス鋼やアルミニウム合金などの非磁性のものがよく、耐摩耗性などを考慮すればステンレス鋼が好ましい。
【００２１】
ブレード４５と現像スリーブ４１ａとの間隙は、得たいトナー薄層の厚さやトナー帯電量などの観点から適宜決定すればよいが、一般に０．２５〜０．４０ｍｍの範囲が好ましい。前記間隙が０．２５ｍｍより狭いと静電潜像の現像に必要なトナーが現像部に搬送されないおそれがあり、他方０．４０ｍｍよりも広いと均一なトナー帯電量が得られないおそれがあるからである。
【００２２】
次に、本発明で使用する現像剤について説明する。本発明で使用する現像剤の大きな特徴の一つは、残留磁化を３．６０〜５．６５Ａｍ^２／ｋｇの範囲とすることにある。現像剤の残留磁化が３．６０Ａｍ^２／ｋｇより小さいとカブリ濃度が高くなる一方、５．６５Ａｍ^２／ｋｇより大きいと保磁力が大きくなりすぎて画像濃度が低下し、加えてトナー薄層が薄くなるので画像濃度がさらに低下するからである。より好ましい残留磁化は４．２０〜５．００Ａｍ^２／ｋｇの範囲である。現像剤の残留磁化をこのような範囲に調整するには、トナーに含有させる磁性粉の種類や含有量などを調整することにより行えばよい。なお、本明細書において残留磁化は、ＴＯＥＩ社製「ＶＳＭ−Ｐ７」を用いて、磁場１ｋＯｅ（７９．６ｋＡ／ｍ）で測定試料５０〜５５ｍｇで測定したものである。
【００２３】
また本発明で使用する現像剤のもう一つの大きな特徴は、多面体形状の磁性粉を含有させることにある。含有させる磁性粉が多面体形状であると、トナーの残留磁化を大きくすることができ、カブリ濃度の上昇を抑えることができる。またトナー表面に露出したときの感光体表面への研磨作用が大きくなり、感光体表面へのトナー成分の付着を抑えることができる。
【００２４】
本発明で使用できる磁性粉としてはその形状が多面体のものであればよく、中でも６，８，９面体のものが好ましい。磁性粉の材質としては、例えば四三酸化鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）、三二酸化鉄（γ−Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ_３Ｏ_４）、酸化鉄イットリウム（Ｙ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ_２Ｏ_４）、酸化鉄ガドリウム（Ｇｄ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ_２Ｏ_４）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ_１２Ｏ_１９）、酸化鉄ニッケル（ＮｉＦｅ_２Ｏ_４）、酸化鉄ネオジウム（ＮｄＦｅＯ_３）、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ_１２ Ｏ_１９）、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ_２ Ｏ_４）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ_２Ｏ_４）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ_３）、鉄粉（Ｆｅ）、コバルト粉（Ｃｏ）、ニッケル粉（Ｎｉ）等が挙げられる。この中でも正８面体状の微粒子状四三酸化鉄（マグネタイト）が好適である。磁性粉の粒子径としては特に限定はないが、０．０５〜１．０μｍのものが好適である。この磁性粉はシランカップリング剤やチタン系カップリング剤等で表面処理されていてもよい。磁性粉の含有量は、後述する結着樹脂１００重量部当り５０〜３０重量部の範囲、特に７０〜１５０重量部の範囲が好ましい。
【００２５】
このような現像剤は、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、懸濁・乳化重合法等のそれ自体公知の方法で製造し得るが、製造設備や生産性などの点から粉砕分級法が好適に使用できる。かかる粉砕分級法では、結着樹脂、磁性粉、そして必要により着色剤、電荷制御剤、離型剤などのトナー組成物をヘンシェルミキサーやＶ型混合機などで前混合した後、二軸押出機などの融混練装置を用いて溶融混練する。この溶融混練物を冷却した後、粗粉砕・微粉砕し、必要によりその後分級して、所定の粒径分布を有するトナー粒子とする。そして必要によりこのトナー粒子の表面を表面処理剤で処理しトナーとする。なお、トナーの粒径分布を前記規定の範囲にするには、分級工程における分級機の風量や風速など諸条件を調整する、あるいは別途作製しておいたトナー微粉を混合することにより行えばよい。
【００２６】
トナーに用いる結着樹脂としては特に限定はなく、例えばスチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂を挙げることができる。もちろん必要によりこれらの樹脂にその他の樹脂を併用してもよい。
【００２７】
スチレン−アクリル樹脂の基体となる単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ヒドロキシスチレン等のスチレン誘導体；メタクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、プロポキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルを挙げることができる。
【００２８】
上記各種単量体の混合物は、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等任意の方法で重合し、本発明で使用する結着樹脂とすることができる。かかる重合に際し、使用できる重合開始剤としては過酸化アセチル、過酸化デカノイル、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等の公知の重合開始剤を使用することができる。これら重合開始剤は単量体総重量に対して０．１〜１５重量％の範囲で使用するのが好ましい。
【００２９】
またポリエステル樹脂は、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものであって、多価カルボン酸類としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸；マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、アゼライン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸；これらカルボン酸の無水物や低級アルキルエステルが挙げられ、これらの１種又は２種以上が使用される。
【００３０】
ここで３価以上の成分の含有量は架橋度に依存し、所望の架橋度とするためにはその添加量を調整すればよい。一般的には、３価以上の成分の含有量は１５ｍｏｌ％以下が好ましい。
【００３１】
一方、ポリエステル樹脂に用いられる多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタングリコール、１，６−ヘキサングリコール等のアルキレングリコール類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のアルキレンエーテルグリコール類；１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡ等の脂環族多価アルコール類；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等のビスフェノール類及びビスフェノール類のアルキレンオキサイドを挙げることができ、これらの１種又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００３２】
なお、分子量の調整や反応の制御を目的として、モノカルボン酸、モノアルコールを必要により使用してもよい。モノカルボン酸としては、例えば安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、トルエンカルボン酸、サリチル酸、酢酸、プロピオン酸及びステアリン酸等が挙げられる。モノアルコールとしては、ベンジルアルコール、トルエン−４−メタノール、シクロヘキサンメタノールなどのモノアルコールが挙げられる。
【００３３】
使用する結着樹脂はガラス転移温度が４５〜９０℃の範囲のものが好ましい。ガラス転移温度が４５℃未満の場合、トナーカートリッジや現像装置内で固まるおそれがあり、他方９０℃を超えると場合、紙などの被転写物にトナーが十分に定着しないことがあるからである。
【００３４】
また磁性トナーの場合は磁性粉によりトナー色彩は黒になるので、黒色トナーとして用いる場合には一般に着色剤を用いる必要がないが、着色補強としてアセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等のカーボンブラックをトナー粒子中に分散混合しても構わない。この場合の着色剤の含有量は結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部程度である。
【００３５】
電荷制御剤としては、これまで公知の電荷制御剤を使用でき、例えば正帯電性電荷制御剤としては、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等を使用でき、負帯電性電荷制御剤としては、オキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等を使用できる。
【００３６】
離型剤としては、各種ワックス類や低分子量オレフィン系樹脂を使用することができる。ワックス類としては、例えば脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックスを使用することができる。低分子量オレフィン系樹脂としては、数平均分子量が１，０００〜１０，０００、特に２，０００〜６，０００の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等を使用することができ、特にポリプロピレンを好適に使用することができる。
【００３７】
表面処理剤としては、トナーの帯電制御性や嵩密度（流動性）等を調整するために、（疎水性）シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末；ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末；ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。表面処理剤の添加量は、トナー当たり０．１〜２．０ｗｔ％の範囲が好ましい。当該表面処理剤とトナー粒子との混合は、例えばヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等を用いて行うことができる。
【００３８】
本発明で使用できる感光体（像担持体）の材料に限定はなく、従来公知のものが使用できる。例えば非晶質シリコン系感光体、有機系感光体、Ｓｅ系感光体、ＺｎＯ感光体、ＣｄＳ系感光体などの感光体が挙げられる。この中でも、非晶質シリコン感光体などの表面電位の低い感光体に対して本発明の現像装置は特に効果的に用いることができる。また耐久性の観点からも非晶質シリコン感光体が好ましい。感光体の形状に限定はなく、従来公知の形状を用いることができる。例えばドラム状、シート状、ベルト状、ウェブ状などの形状が挙げられる。この中でもドラム状が好適である。
【００３９】
次に本発明の画像形成装置について説明する。図２は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。帯電手段２により感光体１の表面を正極性に一様に帯電させる。つぎに露光手段３で感光体１の表面に静電潜像（露光部）を形成する。そして、前記説明した現像装置４を用いて、内部に磁石を内蔵する現像スリーブ上に形成されたトナー薄層によって、前記静電潜像にトナーを付着させ可視像化する。転写手段５において、かかる感光体１上のトナー像を被転写部材７へ転写する。被転写部材７上のトナー像は、その後図示しない定着手段において熱及び圧力が加えられて被転写部材７上に溶融定着する。一方、感光体１上に残存する、転写しなかったトナーは、クリーニング手段６において、クリーニングブラシ６１で予め清掃され、つぎにクリーニングブレード６２によって完全に清掃される。
【００４０】
以下、本発明の現像装置及び画像形成装置について実施例に基づいてさらに説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４１】
【実施例】
（結着樹脂の製造）
スチレン７０重量部、アクリル酸ブチル３０重量部からなるモノマー溶液を、重合開始剤である「Ｖ−６５」（２，２−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル、和光純薬社製）６重量部と、溶媒としてのトルエン２００重量部が入っている溶液中（コンデンサーを具備し、トルエンを還流）に３時間かけて滴下した。滴下後６０℃に保った状態で１２時間重合した後、トルエンを減圧蒸留して除去し、結着樹脂（スチレン−アクリル系）を得た。
【００４２】
（６面体磁性粉の製造）
Ｆｅ^２＋を１．５ｍｏｌ／Ｌを含む硫酸第一鉄２０Ｌと、等量の２．６４ＮのＮａＯＨ水溶液２０Ｌとを混合し、ｐＨ６．９、温度９０℃のＦｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。Ｆｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液に温度９０℃において毎分８０Ｌの空気を２５分間通気してマグネタイト粒子及びＦｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。次いでマグネタイト粒子及びＦｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液に３．７８ＮのＮａＯＨ水溶液１．８３Ｌを加え、ｐＨ８．５、温度９０℃において毎分５０Ｌの空気を２８０分間通気してマグネタイト粒子を生成した。生成粒子は常法により、水洗、ろ別、乾操、粉砕することで６面体を呈するマグネタイト粒子とした。
【００４３】
（８面体磁性粉の製造）
Ｆｅ^２＋を１．５ｍｏｌ／Ｌを含む硫酸第一鉄２０Ｌと、等量の３．４０ＮのＮａＯＨ水溶液２０Ｌとを混合し、ｐＨ１２．５、温度９０℃のＦｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。Ｆｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液に温度９０℃において毎分１００Ｌの空気を２２０分間通気してマグネタイト粒子を生成した。生成粒子は常法により、水洗、ろ別、乾操、粉砕することで８面体を呈するマグネタイト粒子とした。
【００４４】
（球形磁性粉の製造）
Ｆｅ^２＋を１．７ｍｏｌ／Ｌを含む硫酸第一鉄１．７４６Ｌと、１．３４６ＮのＮａＯＨ水溶液２．８２４Ｌとを混合し、温度９０℃のＦｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。Ｆｅ（ＯＨ）_２を含む第一鉄塩水溶液に温度９０℃において毎分１５Ｌの空気を１８０分間通気して、ｐＨ６．８で酸化反応を行った。その後、反応液のｐＨ値が降下し始めｐＨ６．０となった時に、上記マグネタイト粒子を含む第一鉄塩水溶液に４ＮのＮａＯＨ水溶液を０．４Ｌ加え、ｐＨ１１．６、温度９０℃において毎分１５Ｌの空気を６０分間通気してマグネタイト粒子を生成した。生成粒子は常法により、水洗、ろ別、乾操、粉砕することで球形を呈するマグネタイト粒子とした。
【００４５】
（トナーＡの製造）
前記作製した結着樹脂を１００重量部、８面体形状磁性粉を８０重量部、帯電制御剤（「ＢＯＮＴＲＯＮ Ｎ−０１」オリエント化学社製）５重量部、ワックス（「ユーメックス１００ＴＳ」三洋化成社製）３重量部をヘンシェルミキサーで（２，５００ｒｐｍの羽根速度）５分混合した後、二軸押出機（「ＰＣＭ３０」池貝社製）で投入量１２０ｋｇ／ｈ、シリンダ温度１２０℃、軸回転数２００ｒｐｍで溶融混練して得たトナー用樹脂組成物を、気流式粉砕機（「ＩＤＳ−２」日本ニューマチック社製）で微粉砕し、風力分級機で分級処理して、平均粒径８μｍ、残留磁化３．６０Ａｍ^２／ｋｇのトナー粒子を得た。このトナー粒子に対してシリカ微粒子（「Ｈ２０５０ＥＰ」ワッカー社製）０．８重量％をへンシェルミキサーで混合添加することで、トナーＡを得た。
【００４６】
（トナーＢの製造）
８面体形状磁性粉を１４０重量部とした以外は、トナーＡの製造と同様にして残留磁化５．６５Ａｍ^２／ｋｇのトナーＢを得た。
【００４７】
（トナーＣの製造）
８面体形状磁性粉を１１０重量部とした以外は、トナーＡの製造例と同様にして残留磁化４．６３Ａｍ^２／ｋｇのトナーＣを得た。
【００４８】
（トナーＤの製造）
８面体形状磁性粉を７５重量部とした以外は、トナーＡの製造例と同様にして残留磁化３．５５Ａｍ^２／ｋｇのトナーＤを得た。
【００４９】
（トナーＥの製造）
８面体形状磁性粉を１４５重量部とした以外は、トナーＡの製造例と同様にして残留磁化５．７０Ａｍ^２／ｋｇのトナーＥを得た。
【００５０】
（トナーＦの製造）
６面体形状磁性粉を１４０重量部とした以外は、トナーＡの製造例と同様にして残留磁化５．６５Ａｍ^２／ｋｇのトナーＦを得た。
【００５１】
（トナーＧの製造）
６面体形状磁性粉を８０重量部とした以外は、トナーＡの製造例と同様にして残留磁化３．６５Ａｍ^２／ｋｇのトナーＧを得た。
【００５２】
（トナーＨの製造）
球形磁性粉を９０重量部とした以外は、トナーＡの製造例と同様にして残留磁化４．０３Ａｍ^２／ｋｇのトナーＨを得た。
【００５３】
（画像評価）
前記作製した各トナーを用いて、図２の構成を有する「ＫＭ−３５３０」京セラミタ社製で常温常湿下で、初期の画像濃度（ＩＤ）とカブリ濃度（ＦＤ）を測定した。具体的測定方法は下記の通りである。結果を表１に示す。なお、感光体として非晶質シリコン感光体を用い、バイアス電源として周波数２．５ｋＨｚ、ピーク・ピーク電圧１．９ｋＶの交流電圧に１６０Ｖの直流を重畳させたものを用い、感光ドラム上の潜像の表面電位を明部１０Ｖ、暗部２４０Ｖにし、現像スリーブと感光ドラムの間隙を３２０μｍに設定してジャンピング現像を行った。またブレードと現像スリーブとの間隙は０．３ｍｍ、磁極Ｓ_１の磁束密度７０ｍＴとした。
【００５４】
（画像濃度およびカブリ濃度の測定）
反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６Ｄ）を用いて複写画像黒べた部および非画像部の濃度を測定した。評価基準は、初期画像濃度は１．３００以上、初期カブリ濃度は０．００８以下である。
【００５５】
（薄層厚）
現像スリーブ上のトナー薄層厚をキーエンス社製「ＬＡＳＥＲ ＳＣＡＮ ＤＩＡＭＥＴＥＲ ＬＳ−３０６０Ｔ」を用いて測定した。
【００５６】
（付着）
複写装置「ＫＭ−３５３０」により１万枚の複写試験（Ａ４横サイズ）を行った後、Ａ３サイズの全面黒ベタ画像を複写し、複写試験前のそれと比較して白抜けや白点が発生しているかどうかを目視により観察した。白抜けや白点が発生している場合は、感光体表面にトナー成分の付着があると判断して「×」とし、白抜けや白点が発生していない場合は「○」とした。
【００５７】
（ムラ）
複写装置「ＫＭ−３５３０」の現像装置を完全に清掃し、前記作製した各トナーを投入し１０分間混合撹拌した後、現像スリーブ表面を目視にて観察し、現像スリーブ表面のトナーの薄層ムラの有無を判定した。判定基準は、トナー薄層ムラがまったく見られなかった場合を「○」、若干見られたものの画像形成に影響のない場合を「△」、トナー薄層ムラが明らかに見られ画像形成に影響のある場合を「×」とした。
なお、トナー薄層ムラが「×」と判定されたトナーについては、画像形成を行うことなくその時点で評価を終了した。
【００５８】
【表１】

【００５９】
【表２】

【００６０】
本発明の要件を満足する実施例１〜１９の現像装置では、初期の画像濃度（ＩＤ）及びカブリ濃度（ＦＤ）共に良好な値であった。また現像スリーブ上のトナー薄層は９０〜１００μｍの範囲に調整され、「付着」や「ムラ」も発生しなかった。これに対し、第２磁極とブレードの磁石との差が小さい比較例１の現像装置では、トナーの薄層厚が８０μｍと薄く、初期ＩＤは１．２７２と低かった。反対に、第２磁極とブレードの磁石との差が大きい比較例２の現像装置では、「ムラ」が発生した。また、第１磁極の磁束密度が７０ｍＴと小さい比較例３の現像装置でも「ムラ」が発生し、磁束密度が１２０ｍＴと大きい比較例４の現像装置では、トナー薄層厚が７８μｍと薄く初期ＩＤが低くかった。
【００６１】
球形の磁性粉を用いた比較例５及び比較例６の現像装置では、前者では「付着」が発生し、後者では「ムラ」が発生した。また、残留磁化が３．５５Ａｍ^２／ｋｇと小さいトナーを用いた比較例７の現像装置では「ムラ」が発生し、反対に残留磁化が５．７０Ａｍ^２／ｋｇと大きいトナーを用いた比較例８の現像装置ではトナー薄層厚が８０μｍと薄く初期ＩＤが低くかった。さらに、第１磁極の磁束密度が大きく、そして第２磁極とブレードの磁石との差も大きく、残留磁化の大きなトナーを用いた比較例９の現像装置では、初期ＩＤが低かった。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の現像装置および画像形成装置では、マグネットローラは少なくとも像担持体および現像剤規制部材と対向する位置にそれぞれ第１磁極および第２磁極を設け、第１磁極の磁束密度を７５〜１１０ｍＴの範囲とし、現像剤規制部材に、第２磁極と同極性で且つ磁束密度が不等式（１）を満足する磁気部材を設け、さらに現像剤として、多面体形状の磁性粉を含有し、１ｋＯｅにおける残留磁化が３．６０〜５．６５Ａｍ^２／ｋｇの範囲の磁性トナーを用いるので、現像スリーブ上のトナー薄層を均一に形成することができ、安定して良好な画像が得られる。また感光体として非晶質シリコン感光体を用いた場合であっても、低電位現像に起因するカブリや、感光体へのトナー成分の付着による問題が生じることがない。
【００６３】
現像スリーブとして表面粗さが４．０〜７．０μｍの範囲のステンレス鋼からなるものを用いると、良好な画像を一層安定して得られる。
【００６４】
また像担持体として非晶質シリコン感光体を用いると、長期間交換することなく使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体）
２ 帯電手段
３ 露光手段
４ 現像手段
５ 転写手段
６ クリーニング手段
７ 被転写部材
ｔ トナー（磁性トナー）
Ｎ_１ 第１磁極
Ｓ_１ 第２磁極
Ｎ_２ 第３磁極
Ｓ_２ 第４磁極
４１ 現像剤担持体
４１ａ 現像スリーブ
４１ｂ マグネットローラ
４２ 第一撹拌搬送部材
４３ 第二撹拌搬送部材
４４ トナーセンサ
４５ ブレード（現像剤規制部材）

Claims (4)

1. 現像剤と、現像剤担持体と、該現像剤担持体から離間した位置に配設された現像剤規制部材とを備えた現像装置において、
   前記現像剤担持体は、回転自在の現像スリーブとこの現像スリーブに内蔵固定されたマグネットローラとを備え、このマグネットローラは少なくとも像担持体および前記現像剤規制部材と対向する位置にそれぞれ第１磁極および第２磁極を有し、前記第１磁極の磁束密度が７５〜１１０ｍＴの範囲であり、
   前記現像剤規制部材は、前記第２磁極と同極性で且つ磁束密度が下記不等式を満足する磁気部材を備え、
   １０≦Ｇ_２−Ｇ_ｍ≦４０ ・・・・・・（１）
   （式中、Ｇ_２：第２磁極の磁束密度（ｍＴ），Ｇ_ｍ：磁気部材の磁束密度（ｍＴ））
   前記現像剤は、多面体形状の磁性粉を含有し、１ｋＯｅにおける残留磁化が３．６０〜５．６５Ａｍ^２／ｋｇの範囲の磁性トナーであることを特徴とする現像装置。
2. 前記現像スリーブとして、表面粗さが４．０〜７．０μｍの範囲のステンレス鋼からなるものを用いる請求項１記載の現像装置。
3. 前記像担持体として非晶質シリコン感光体を用いる請求項１又は２記載の現像装置。
4. 像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された該像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像に現像剤を供給して現像する現像手段と、該現像手段により現像された像担持体の現像剤を被転写部材に転写させる転写手段とを有する画像形成装置であって、
   前記現像手段として請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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