JP2006350247A

JP2006350247A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2006350247A
Application number: JP2005179819A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Suzuki; 一己鈴木; Hideki Kosugi; 秀樹小杉; Ichiro Kadota; 一郎門田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】長期にわたり複写プロセスが繰り返された場合、あるいはトナーの消費量が少ない特殊な使用状態が長期間に及んだ場合の後に画像形成が行われる際にも、地肌汚れやトナー飛散のない安定した画像を出力することが可能な現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤が現像容器６５内を１周する平均移流速度をＶａｖｅｒａｇｅ、現像剤が現像容器６５内を移動する局所的な移流速度をＶｌｏｃａｌとするとき、０．６＜Ｖｌｏｃａｌ／Ｖａｖｅｒａｇｅ＜０．９の関係を満たす領域が現像容器６５内に存在し、負帯電性トナーが劣化トナー試験方法において測定される外力付与現像剤中におけるトナーの帯電量分布ピーク位置μ０（ｔ）と補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ１（ｔ）との関係が、μ０（ｔ）≧μ１（ｔ）を保つことを特徴とする現像装置６１。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写装置、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは現像装置の構成に関する。

近年、複写機やプリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置の小型化や個別化の要求に伴い、その現像装置の小型化が図られている。また、こうした要求に伴い、トナーがなくなった時点で丸ごと交換する使い捨てタイプの現像装置、静電潜像が形成される潜像担持体である感光体及び感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング装置等が現像装置と一体化されたプロセスカートリッジも一般に広く用いられるようになってきている。

しかしながら、このように小型化された現像装置においては、トナーとキャリアとからなる現像剤の収容量が少ないという問題点がある。また、現像剤を撹拌する現像剤撹拌部の省スペース化も余儀なくされ、機械の高速化に伴い現像剤撹拌部材も高速で回転し、しかもトナーが３〜１２μｍ程度の微小粒子であることから、補給されたトナーの一部が現像剤とうまく撹拌されずに飛散、浮遊、あるいは現像剤面を上滑りして移動し、このようなトナーが現像ローラに搬送されて画像領域に供されると、不帯電、逆帯電、弱帯電等の帯電不良トナーとなり、これにより非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散等の不具合現象が引き起こされる。

このような問題を解消するため、例えば「特許文献１」には、撹拌部材を独立で駆動させる手段を設け、トナー補給時には撹拌部材の回転数を単独で変化させる方法が提案されている。また「特許文献２」には、現像剤のトナー濃度レベルに応じて撹拌手段の撹拌条件を変化させる方法が提案されていると共に、トナー補給直後における現像剤撹拌部入口のトナー帯電量分布と、現像剤撹拌部を通過した補給トナーの現像剤撹拌部出口直前におけるトナー帯電量分布の弱帯電及び／または逆帯電トナー成分量との関係が規定されている。

また「特許文献３」には、トナー補給部から補給されたトナーが現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側のスクリュ部に搬送されることを防止する飛散防止部材を設ける技術が提案されている。「特許文献４」には、現像装置内の現像剤経路規制部材を現像ローラに近づけるように作動させて帯電量を上昇させる技術が提案されている。さらに「特許文献５」には、補給側撹拌室のスクリュの下流に設けるフィンの数を上流側よりも多くすることにより、補給側撹拌室の現像剤レベルを上流側と下流側とで変化させる構成が提案されている。

特開平６−３９５０号公報特開平１０−１９８０８９号公報特開平９−１０６１６１号公報特開平１１−２０２５７３号公報特開２００４−２７２０１７号公報

「特許文献１」及び「特許文献２」に開示された技術では、複写プロセスの繰り返しによる現像剤の状態変化が考慮されていないため、作用としては十分ではない。特に長期にわたる複写プロセスの繰り返し後、または白紙や低画像面積原稿の連続通紙等、トナーの消費が少ない画像形成を長期間行った後に高画像面積原稿の複写を行う場合のような特殊な使用状態においては、効果が持続しないことが本発明者等の検討によって明らかとなっている。また、「特許文献２」において、トナーの帯電挙動は帯電と放電との何れの挙動も確認され、必ずしも一方向の変化ではないため、使用条件や環境条件によりその効果は十分なものとはいえない。

「特許文献３」に開示された技術では、トナーが現像部に搬送されるまでに満たさねばならない２つの条件であるトナーの分散と帯電のうち、トナーの均一分散に重点を置いたものであるため、補給トナーの現像剤への均一な分散までの機能をスクリュ部に与えトナー帯電は従来と同様に現像剤規制部材近傍での現像剤の摺擦によってまかなっているため、トナーが現像剤規制部材の裏側の現像剤溜まり部で大きな負荷を受け、現像剤が劣化してしまう。「特許文献４」に開示された技術では、現像剤にかかる摺擦力は増すものの現像剤を規制する場所がドクターブレード近傍であるため、その位置に搬送されるまでのトナーの分散が不完全である場合には現像剤規制手段を用いても濃度ムラが発生してしまう懸念がある。

さらに上述した各技術においては、何れも補給トナーの上滑り防止、トナーの均一分散、トナーの帯電付与を十分に行い、かつ現像剤にかかる機械的な力を従来よりも弱くして現像剤の長寿命化を図るには不十分であった。また、現像剤の材料構成においても様々な帯電制御剤や外添剤による帯電立ち上がり性の向上が検討されているが、帯電立ち上がり性を向上させるものほどトナー補給時に帯電挙動のバラツキを発生させてしまうという問題点がある。

本発明は上記問題点を解決し、プロセスカートリッジに代表されるような小型の現像装置において、長期にわたり複写プロセスが繰り返された場合、あるいはトナーの消費量が少ない特殊な使用状態が長期間に及んだ場合の後に画像形成が行われる際にも、地肌汚れやトナー飛散のない安定した画像を出力することが可能な現像装置及び画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤を撹拌・分散して現像容器内の所定位置に搬送する撹拌手段と、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給手段とを有し、前記現像剤担持体上に前記現像剤を磁着させて磁気ブラシを形成し、潜像担持体上に形成された静電潜像を前記磁気ブラシにより可視像化する現像装置であって、前記現像剤としてトナー粒子と外添剤とを有する負帯電性トナーと磁性キャリアとを少なくとも有する２成分現像剤を用いる現像装置において、現像剤が前記現像容器内を１周する平均移流速度をＶａｖｅｒａｇｅ、現像剤が前記現像容器内を移動する局所的な移流速度をＶｌｏｃａｌとするとき、０．６＜Ｖｌｏｃａｌ／Ｖａｖｅｒａｇｅ＜０．９の関係を満たす領域が前記現像容器内に存在し、前記負帯電性トナーが劣化トナー試験方法において測定される外力付与現像剤中におけるトナーの帯電量分布ピーク位置μ０（ｔ）と補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ１（ｔ）との関係が、μ０（ｔ）≧μ１（ｔ）を保つことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、さらに前記現像剤担持体の動トルク値を現像装置全体の動トルク値で除した値が０．４〜０．７であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、さらに前記外添剤として平均粒径３０〜１５０ｎｍの疎水化処理されたシリカを１種類以上用いることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の現像装置と像担持体とを一体的に有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジであることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の現像装置または請求項４記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置であることを特徴とする。

本発明によれば、０．６＜Ｖｌｏｃａｌ／Ｖａｖｅｒａｇｅ＜０．９の関係を満たす領域を有し、外力付与現像剤中におけるトナーの帯電量分布ピーク位置μ０（ｔ）と補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ１（ｔ）との関係が、μ０（ｔ）≧μ１（ｔ）を保つ現像装置とすることにより、どのような環境及び条件においても初期使用から長期にわたり良好な高画質で優れた画像安定性を有する現像装置及び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ができる。

図１は、本発明の一実施形態を採用した画像形成装置としてのカラー画像形成装置を示している。本実施形態では、画像形成装置としてタンデム型間接転写方式の電子写真複写装置を用いた例を示すが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、２成分現像剤による電子写真方式を用いる全ての画像形成装置に適用可能である。

図１において、符号１００は複写装置本体を、符号２００は複写装置本体１００を載置する給紙テーブルを、符号３００は複写装置本体１００の上部に取り付けられる読取光学系であるスキャナを、符号４００はスキャナ３００の上部に取り付けられる原稿自動搬送装置であるＡＤＦをそれぞれ示している。

複写装置本体１００のほぼ中央には、図１において横方向へと伸びる無端ベルト状の中間転写体１０が配設されている。中間転写体１０は３個の支持ローラ１４，１５，１６に掛け回されており、図１において時計回り方向に回転搬送される。支持ローラ１５の左方には、画像転写動作後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置１７が配設されている。

各支持ローラ１４，１５間に掛け渡された中間転写体１０の上方には、中間転写体１０の搬送方向に沿ってブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４個の画像形成手段１８を並設したタンデム画像形成部２０が配設されている。タンデム画像形成部２０の上方には露光装置２１が配設されている。

中間転写体１０を介してタンデム画像形成部２０と対向する位置には２次転写装置２２が配設されている。２次転写装置２２は、２個のローラ２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡すことにより構成されており、中間転写体１０を介して２次転写ベルト２４を支持ローラ１６に圧接するように配置され、中間転写体１０上の画像をシートに転写する。２次転写装置２２は、画像転写後のシートを後述する定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。

２次転写装置２２の左方には、シート上に転写された画像を定着する定着装置２５が配設されている。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６とこれに圧接された加圧ローラ２７とを有している。定着装置２５の下方には、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転させるシート反転装置２８が、タンデム画像形成部２０と平行となるように配設されている。

タンデム画像形成部２０において、個々の画像形成手段１８は、潜像担持体としてのドラム状の感光体４０の回りに帯電装置６０、現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、図示しない除電装置等を備えている。

現像装置６１は、図２に示すように、現像容器６５内に現像剤撹拌搬送手段としての補給側撹拌スクリュ６６、現像側撹拌スクリュ６７、現像剤担持体としての現像ローラ６８、ドクターブレード７７を有している。補給側撹拌スクリュ６６は補給側撹拌室８６内に配設されており、現像側撹拌スクリュ６７は現像側撹拌室８７内に配設されている。補給側撹拌室８６の容器外壁には図示しないトナー補給装置からのトナーが補給される図示しない補給口が設けられており、補給側撹拌スクリュ６６はトナー補給装置から補給されたトナーと現像容器６５内の２成分現像剤とを攪拌搬送し、現像側撹拌スクリュ６７は現像容器６５内の２成分現像剤を攪拌搬送する。

図３に示すように、補給側撹拌室８６と現像側撹拌室８７との間には両者を仕切る仕切り板８０が配設されている。仕切り板８０は、その両端部が現像容器６５から離隔しており、この離隔部において補給側撹拌室８６と現像側撹拌室８７との間で現像剤を受け渡すための開口部が形成されている。現像側撹拌室８７内の現像剤は現像ローラ６８によって汲み上げられ、ドクターブレード７７によって層厚を規制された状態で感光体４０との摺擦部に供給される。このとき、現像剤はドクターブレード７７によって最も大きな摺擦力を与えられる。図２及び図３において、符号７５は複数のトナー濃度センサを示す。

上述の実施形態では、感光体４０、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３をそれぞれ独立して配置する構成としたが、図４に示すように、上述した各構成要素のうち複数のものをプロセスカートリッジ６４として一体的に結合し、このプロセスカートリッジ６４を複写装置本体１００に着脱可能とした構成を採用してもよい。

このようなプロセスカートリッジ６４を有する画像形成装置は、感光体４０が所定の周速度で回転駆動され、感光体４０は回転過程において帯電装置６０によりその周面に正または負の所定電位を均一帯電され、次いでスリット露光あるいはレーザービーム走査露光等による露光装置２１からの画像露光光を受ける。これにより感光体４０の周面に静電潜像が形成され、形成された静電潜像は現像装置６１においてトナー像化される。転写動作後の感光体４０は、感光体クリーニング装置６３により残留トナーを除去されて清浄化された後、図示しない除電装置により除電されて次の画像形成工程に備える。

上述のカラー画像形成装置を用いて画像形成を行う場合の動作を以下に説明する。ＡＤＦ４００の原稿台３０上に画像形成すべき原稿をセットした後、若しくはＡＤＦ４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットしてＡＤＦ４００を閉じた後、オペレータにより図示しないスタートスイッチが押下される。ＡＤＦ４００に原稿をセットした場合にはＡＤＦ４００が原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動させた後に、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした場合には直ちにスキャナ３００が駆動され、スキャナ３００内に設けられた第１走行体３３及び第２走行体３４が作動する。第１走行体３３は光源から光を照射すると共に原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射された情報は結像レンズ３５を介して読取センサ３６に入力され、これにより原稿画像が読み取られる。

また、図示しないスタートスイッチが押下されると、図示しないモータが作動して各支持ローラ１４，１５，１６の何れかが回転駆動されて中間転写体１０が回転搬送されると共に、個々の画像形成手段１８において感光体４０が回転駆動されて各感光体４０上にそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像が形成される。形成された単色画像は、中間転写体１０の回転搬送に合わせて各１次転写装置６２が作動することにより順次中間転写体１０上に転写され、中間転写体１０上に合成カラー画像が形成される。

一方、図示しないスタートスイッチが押下されると、給紙テーブル２００内に配設された給紙ローラ４２の１つが選択されて回転駆動され、ペーパーバンク４３に設けられた多段の給紙カセット４４の１つからシートが給送される。給送されたシートは分離ローラ４５で１枚ずつに分離されて給紙路４６に送られ、搬送ローラ４７により搬送されて複写装置本体１００内の給紙路４８に送られた後、レジストローラ対４９のニップ部で一時停止される。そして、中間転写体１０上の合成カラー画像とタイミングを合わせてレジストローラ対４９が回転することによりシートは中間転写体１０と２次転写装置２２との間に向けて送り込まれ、２次転写装置２２の作動によりシート上に合成カラー画像が転写される。

画像が転写されたシートは２次転写装置２２によって定着装置２５へと送られ、定着装置２５において熱と圧力とを加えられることにより転写された合成カラー画像がシート上に定着される。画像が定着されたシートは切替爪５５に案内されて排出ローラ５６に送られ、排出ローラ５６によって複写装置本体１００外へと排出されて排紙トレイ５７上に載置される。または、切替爪５５に案内されてシート反転装置２８に送られ、反転された後に再び転写位置へと送られて裏面に画像を記録された後に排出ローラ５６に送られ、排紙トレイ５７上に載置される。一方、画像転写後の中間転写体１０は中間転写体クリーニング装置１７において表面に付着した残留トナーを除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備えられる。

上述した現像装置６１を含む一般的な現像装置内における２成分現像剤（以下、現像剤という）は、撹拌、現像ローラによる汲み上げ等による機械的ストレスを絶えず受け続ける。これはトナーへの帯電付与、現像部へのトナー供給等、電子写真プロセスにおいて必然的なストレスともいえる。さらに、小型化された現像装置ではトナー帯電に要することのできる時間も短時間となるため、現像剤に対して強いストレスを印加することが必要となる。このように機械的ストレスを継続的に与えられた現像剤は、特にその中のトナーが様々な特性の変化を来たす。このトナーの特性変化のうち、特に外添剤の埋没による帯電特性の変化、非静電的付着力の増加は、現像装置の撹拌ストレスとの関係により地肌汚れや補給トナーの飛散に大きく影響を及ぼす。

現像剤の機械的ストレスによる状態変化での帯電特性の変化は、特にトナー補給時に顕著に観察できる。現像剤中に補給されたトナーは、現像剤中に十分に分散されると現像剤中のキャリアを介して現像剤中のトナーと電荷が分配され、現像剤中のトナーと補給されたトナーとはそれぞれの外添剤埋没状態に応じた帯電量分布を取り、一時平衡状態となる。また、この平衡状態は撹拌条件によって変動する。

ここで、トナーの帯電量分布の測定方法について説明する。トナーの帯電量分布の測定方法として、チャージスペクトル法を利用した方法やレーザードップラー速度計を使用した方法等が知られており、何れの測定方法も用いることができるが、本実施形態ではレーザードップラー速度計を使用したトナー粒子帯電量分布測定装置（Ｅスパートアナライザー：ホソカワミクロン株式会社製）におけるトナーの帯電量分布の測定方法を示す。

先ず、磁石で構成されている現像剤保持台に現像剤を保持させる。次いで、現像剤保持台に保持した現像剤を、エアガン（窒素ガス）により磁性キャリアとトナーとに分離し、トナー粒子のみを測定部に吸引導入する。測定部に吸引導入されたトナーは順次帯電量を計測され、トナーの帯電量分布を得る。本実施形態における測定条件は以下の通りとした。
窒素ガスブロー圧力：０．４ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ
窒素ガスブロー時間：２ｓｅｃ
窒素ガスブローのインターバル：２ｓｅｃ
現像剤保持台の回転数：１５０ｒ．ｐ．ｍ．

図５に、トナー補給直後のトナー帯電量の分布図を示す。現像剤中のトナーの帯電量分布ピーク位置をμ０、補給トナーの帯電量分布ピーク位置をμ１で示す。横軸はトナー電荷量Ｑをトナー粒径Ｄで除した値であり、縦軸はトナー個数を示している。

帯電量分布ピーク位置とは、最も縦軸の値の頻度が高い位置に対応した横軸の値（Ｑ／Ｄ）である。撹拌時間ｔにおける現像剤中トナーの帯電量分布ピーク位置μ０（ｔ）と補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ１（ｔ）とは撹拌が進むに連れて次第に近づき、現像剤中トナーの機械的ストレスによる帯電特性の劣化が生じているとμ０（ｔ）＞μ１（ｔ）となった状態で一時併合状態となる。μ０（ｔ）とμ１（ｔ）との差は、現像剤が機械的ストレスにさらされていないほど、または機械的ストレスによる帯電特性の変動が少ない現像剤ほど小さく、１つの分布に重なってしまうためにはっきりとは認識できないが、現像剤中トナーの機械的ストレスによる帯電特性の劣化が大きいほど現像剤中トナーの帯電量分布ピーク位置と補給されたトナーの帯電量分布ピーク位置との差は大きくなり、外添剤が完全に埋没した状態の現像剤で最大となる傾向にある。

図６に、上述した平衡状態の現像剤中トナーの帯電量分布ピーク位置μ’０、補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ’１の一例を示す。μ’０は補給されたトナーに電荷を分配し帯電量は減少する。補給トナーはキャリア及び現像剤中トナーから電荷を分配され帯電量が上昇する。

本発明では、以下の劣化トナー試験方法にて測定されるトナー補給後の一時平衡状態となった外力付与現像剤中トナーの帯電量分布ピーク位置をμ’０、補給されたトナーの帯電量分布ピーク位置をμ’１とした。さらに撹拌を続けると、μ０（ｔ）とμ１（ｔ）とはさらに変動し、次第に１つのピークへと収束していく。試験方法は、先ず以下の条件で過度な機械的ストレスを与えることにより簡易的に現像装置内での現像剤状態変化を再現した外力付与現像剤を作製する。

外力付与現像剤の作製にはマグロール撹拌機（リコーエンジニアリング社製）を用いる。マグロール撹拌機とは、ロールミルの容器下部にマグネットが取り付け可能であり、その磁力により容器内の磁性キャリアに対して負荷を与えながら撹拌可能な撹拌装置である。トナー被覆率５０％に混合された現像剤をステンレス製のマグロール専用密閉容器に７ｇ投入する。現像剤に負荷を与える磁力を３０００ガウスとし、回転数２８０ｒ．ｐ．ｍ．にて撹拌を行う。このとき、撹拌１０分毎に容器内の現像剤を０．１ｇずつサンプリングして電子顕微鏡にてトナー表面の外添剤存在状態を観察し、外添剤がトナー表面に埋没して観察されなくなる時間まで撹拌を継続する。これにより外力付与現像剤が作製される。

上述の方法により作製された外力付与現像剤６ｇをマグロール専用密閉容器に投入する。さらに、投入した外力付与現像剤中のトナー量と同量の補給トナーを補給し、磁力による負荷は与えずに回転数２８０ｒ．ｐ．ｍ．にて撹拌する。このときの単位時間毎の帯電量分布を測定し、帯電量分布ピーク位置を測定する。撹拌時間ｔにおける外力付与現像剤中トナーの帯電量分布ピーク位置をμ０（ｔ）、補給トナーの帯電量分布ピーク位置をμ１（ｔ）とする。

図７及び図８に、撹拌時間に伴う帯電量分布ピーク位置の変化例を示す。補給トナーの帯電立ち上がり時における挙動と外力付与現像剤中トナーの電荷受け渡し時における帯電量低下が観察できる。各帯電量分布のピーク変動は、補給トナーが十分に分散されると収束されることがわかる。この収束した外力付与現像剤中トナーの帯電量ピーク位置をμ’０、補給トナーの帯電量分布ピーク位置をμ’１とする。

なお、外力付与現像剤中トナーの帯電量分布ピーク位置μ’０と補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ’１は現像装置内のトナー帯電量分布挙動を示すものではなく、外力付与現像剤中のトナーと補給されたトナー、すなわち機械的ストレスを受けていないトナーの本質的な帯電特性の関係を表すものと考えられる。また、外力付与現像剤中トナーの帯電量分布ピーク位置μ’０と補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ’１の関係は外力付与現像剤中のトナーと補給されたトナーの質量比によって当然変化するものであるが、本発明ではこの質量比により外力付与現像剤中のトナーと補給されたトナー、すなわち機械的ストレスを受けていないトナーの本質的な帯電特性の関係を規定するものである。

本発明に用いられる現像剤は、機械的ストレスによる帯電特性の変動が少ない現像剤であり、μ０（ｔ）とμ１（ｔ）との大小関係が撹拌を継続しても変化しない現像剤である。このような特性を有する現像剤は、必然的に補給トナーの帯電立ち上がりが遅いが、一度補給トナーの帯電が立ち上がると安定した帯電量分布を保つことを特徴とする。一般的な現像剤のμ０（ｔ）とμ１（ｔ）との大小関係が逆転する原因としては、帯電制御剤と樹脂母体の組み合わせによる外添剤の影響等が判明しているが、現像剤の全ての材料構成により規定されると考えられる。

本発明の現像方法及び現像装置に用いられるトナーは、少なくとも樹脂及び着色剤からなる母体粒子と外添剤とから構成される。この場合の樹脂としては、従来からトナー用結着樹脂として使用されてきたものの全てが適用される。具体的には、ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン／ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン／プロピレン共重合体、スチレン／ビニルトルエン共重合体、スチレン／ビニルナフタリン共重合体、スチレン／アクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリル酸エチル共重合体、スチレン／アクリル酸ブチル共重合体、スチレン／アクリル酸オクチル共重合体、スチレン／メタクリル酸メチル共重合体、スチレン／メタクリル酸エチル共重合体、スチレン／メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン／α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン／ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン／ビニルメチルケトン共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／イソプレン共重合体、スチレン／アクリロニトリル／インデン共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体、スチレン／マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、これらは単独あるいは２種以上混合して使用される。これらの製造法は特に限定されず、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合の何れも利用可能である。

着色剤としては、トナー用として周知のものが全て利用できる。黒色の着色剤としては、例えばカーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等が使用可能である。シアンの着色剤としては、例えばフタロシアニンブルー、メチルレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が使用可能である。マゼンタの着色剤としては、例えばローダミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アリザリンレーキ等が使用可能である。イエローの着色剤としては、例えばクロムイエロー、ベンジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等が使用可能である。

上述したトナーは、少量の帯電付与剤、例えば染顔料極性制御剤等を含有することが可能である。極性制御剤としては、例えばモノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＣｏ、ＣｒまたはＦｅ等の金属錯体、有機染料、四級アンモニウム塩等がある。帯電付与剤によりμ０（ｔ）及びμ１（ｔ）の変動やその関係は変化することが確認されており、その添加量は上述した樹脂や外添剤の種類、重量比の関係により規定されるものである。

トナー粒子の製造法は混練粉砕法、重合法等が挙げられるが、何れの製造法に限られるものではない。トナー粒子の粒径は３μｍ〜１２μｍが好ましい。３μｍ未満では非静電付着力の影響が大きくなり、現像、転写、クリーニング等のプロセスにおいて安定性が低下する。また１２μｍより大きい粒径では画質の低下が顕著となる。

外添剤として用いられる無機微粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等を挙げることができる。中でも本発明においては、シリカ、酸化チタンの２種が好ましく用いられる。シリカはトナー非静電付着力の低減、母体粒子への埋没抑制から、上記無機微粒子の少なくとも一方は１次平均粒子径が３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが好ましい。これは、１次平均粒子径が３０ｎｍより小さいとユニット内の撹拌により母体粒子への埋没が顕著となり、また１５０ｎｍより大きいとトナーの流動性不良により補給時の現像剤中へのトナー分散が不均一となり易いためである。酸化チタンは帯電付与剤と同様に、μ０（ｔ）及びμ１（ｔ）の変動やその関係を変化させることが確認されている。従って酸化チタンの遊離成分が多くなることは好ましくなく、付着率としては９０％以上が好ましく、９５％ではより好ましい。

ここで添加剤付着率の測定方法について説明する。手法は特開平７−１９９５１９号公報及び特開２０００−１２２３３６号公報に開示された方法を参考とし、トナー（５．０ｇ）、活性剤溶液（イオン交換水１００ｍｌ、活性剤ドライウェル４．４ｍｌ）、２００ｍｌ軟膏瓶、超音波ホモジナイザ、ロート、ろ紙、吸引ポンプ、イオン交換水、乾燥機、乳鉢、乳棒を用意し、事前に添加剤混合後のトナーの蛍光Ｘ線測定を行っておく。

手順としては、先ず２００ｍｌ軟膏瓶に活性剤溶液とトナーとを入れ、蓋をして２０回上下に振って混合する。これを１．５〜３時間放置し、放置後に超音波ホモジナイザ（ＵＨ−３０，２４ｋＨｚ）で１分間照射する。吸引ろ過を行い、イオン交換水で２回洗浄する。トナーを一晩４０℃の乾燥機で乾燥させた後にこのトナーを乳鉢で解砕し、蛍光Ｘ線測定を行う。なお、付着率は次式によって求めた。この一連の手順を図９に示す。
付着率（％）＝（超音波処理後残存添加剤量（部）／超音波処理前残存添加剤量（部））×１００

また、上記無機微粒子のうち、少なくとも１種が疎水化処理された疎水性無機微粒子であることが好ましい。疎水化処理剤としては、例えばジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ｐ−クロルフェニルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチルトリクロルシラン、デシルトリクロルシラン、ノニルトリクロルシラン、（４−イソプロピルフェニル）トリクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）トリクロルシラン、ジペンチルジクロルシラン、ジヘキシルジクロルシラン、ジオクチルジクロルシラン、ジノニルジクロルシラン、ジデシルジクロルシラン、ジドデシルジクロルシラン、ジヘキサデシルジクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）オクチルジクロルシラン、ジオクチルジクロルシラン、ジデセニルジクロルシラン、ジノネニルジクロルシラン、ジ−２−エチルヘキシルジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルペンチルジクロルシラン、トリヘキシルクロルシラン、トリオクチルクロルシラン、トリデシルクロルシラン、ジオクチルメチルクロルシラン、オクチルジメチルクロルシラン、（４−イソプロピルフェニル）ジエチルクロルシラン、イソブチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、トリメトキシ（３，３，３−トリフルオロプロピル）シラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等の有機系シラン化合物や、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェン」シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル・メタクリル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル、その他シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤等が挙げられる。中でも有機系シラン化合物で処理することにより、トナーが環境安定性に優れると同時に、外添剤がある程度トナー母体粒子に埋没した後にも非静電的付着力の増加を抑制することができる。また、添加する無機微粒子のうち何れか１種が疎水化処理されていれば効果は得られるが、２種以上が疎水化処理されていればさらなる安定的な効果が得られるので好ましい。

次に、２成分現像剤に用いられる磁性キャリアについて詳細に説明する。磁性キャリアとしては、磁性を有した核体粒子に必要に応じて被覆層を設けたものが広く一般に用いられている。核体粒子としては周知の磁性体が使用され、例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属や、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の合金あるいは化合物等が挙げられる。被覆層に用いられる樹脂としては、ポリオレフィン樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン）、ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂（例えばポリスチレン、アクリル樹脂（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール）、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、スチレン／アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂のようなシリコン樹脂またはその変性品（例えばアルキド樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変性品）、フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン）、ポリアミド、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタラート）、ポリウレタン、ポリカーボネート、アミノ樹脂（例えば尿素・ホルムアルデヒド樹脂）、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの樹脂の中でもトナースペントを防止する点で好ましいのは、アクリル樹脂、シリコン樹脂またはその変性品、及びフッ素樹脂であり、特にシリコン樹脂またはその変性品が好ましい。被覆層の形成法としては従来と同様に、磁性体でなる核体粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の方法によって樹脂を塗布すればよい。

また、磁性キャリアのキャリア抵抗調整等の目的で被覆層中に微粉末を添加することができる。被覆層中に分散される微粉末は０．０１〜５．０μｍ程度の粒径のものが好ましい。この微粉末は被覆樹脂１００重量部に対して２〜３０重量部添加されることが好ましく、特に５〜２０重量部が好ましい。微粉末としては周知のものが使用され、例えばシリカ、アルミナ、チタニア等の金属酸化物やカーボンブラック等の顔料等が挙げられる。

上述の構成からなる磁性キャリアの体積平均粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。体積平均粒径が５０μｍ以下の磁性キャリアを用いることにより単位重量当たりの磁性キャリア表面積が増大し、補給トナーが磁性キャリアと接触する確立を増加させることができる。

ここで、現像剤作成の具体例を説明する。先ず、ポリエステル樹脂Ａ（軟化点１０６℃、Ｔｇ６２℃）１００部とカーボンブラック７部とをヘンシェルミキサ（三井三池社製）により混合した後に１２０℃に設定したブスコニーダ（ブス社製）によって溶融混練し、混練物を冷却後にターボミル（ターボ工業社製）を用いた粉砕機によって微粉砕し、風力分級機を用いて分級して体積平均粒径６．６９μｍ、比表面積２．３４ｍ^２／ｇのブラック母体トナーＡを得た。

上述の母体トナーＡ１００部に対し、シリカとしてＴＧ−８１０Ｇ（ＣＡＢＯＴ社製、ＢＥＴ比表面積２３０ｍ^２／ｇ）を１．０重量％及びＸ−２４（信越化学社製、粒径５０μｍ）を０．８重量％、チタニアとしてＭＴ−５００Ｂ（テイカ社製、平均粒径０．０３〜０．０５μｍ）を０．５重量％添加し、ヘンシェルミキサで十分混合して電子写真用トナーＡを得た。

次に、ポリエステル樹脂Ａ（軟化点１０６℃、Ｔｇ６２℃）１００部とカーボンブラック７部とサリチル酸の亜鉛化合物１．５部とをヘンシェルミキサ（三井三池社製）により混合した後に１２０℃に設定したブスコニーダによって溶融混練し、混練物を冷却後にターボミルを用いた粉砕機によって微粉砕し、風力分級機を用いて分級して体積平均粒径６．６２μｍ、比表面積２．３５ｍ^２／ｇのブラック母体トナーＢを得た。

上述の母体トナーＢ１００部に対し、シリカとしてＴＧ−８１０Ｇ（ＣＡＢＯＴ社製、ＢＥＴ比表面積２３０ｍ^２／ｇ）を１．０重量％及びＡＥＲＯＳＩＬＲＸ５０（日本アエロジル社製、ＢＥＴ比表面積５０ｍ^２／ｇ）を１．８重量％、チタニアとしてＭＴ１５０（テイカ社製、ＢＥＴ比表面積６５ｍ^２／ｇ）を０．５重量％添加し、ヘンシェルミキサで十分混合して電子写真用トナーＢを得た。

トナーＡ、トナーＢをＦＰＣ−３００ＣＬキャリア（パウダーテック社製、体積平均粒径５５μｍ）と混合し、現像剤Ａ及び現像剤Ｂを得た。現像剤Ａは上述した劣化トナー試験方法においてμ０（ｔ）≧μ１（ｔ）を維持し、現像剤Ｂはμ０（ｔ）＜μ１（ｔ）の平衡状態を経てピーク時における帯電量分布へ収束する結果となった。画像評価にはそれぞれトナー濃度７％に調整された現像剤を上述した現像装置６１に投入して評価を行った。

ここで、現像装置６１における、現像剤が現像容器６５内を移動する局所的な移流速度Ｖｌｏｃａｌ値を現像剤が現像容器６５内を１周するときの平均移流速度Ｖａｖｅｒａｇｅ値で除したときの値の調整について説明する。

先ず、現像剤の移流速度の測定方法について説明する。トナーを一定量補給して撹拌したときにおける個々のトナー濃度センサ７５の出力を調べると、図１０に示すように、ある位置におけるトナー濃度の時間推移が得られるので、平均的な移流速度成分（波形のピーク位置）の移流速度が求められる。これを平均移流速度Ｖａｖｅｒａｇｅとする。

現像剤が現像容器６５内を１周するときの平均移流速度Ｖａｖｅｒａｇｅは、現像剤の搬送系路長さを１周目から２周目のピークまでの時間で除すことによって求められる。一方、補給側撹拌室８６から現像側撹拌室８７への受け渡し部（図３参照）における移流速度Ｖｌｏｃａｌは、補給側撹拌室８６の下流部に配設されたトナー濃度センサ７５と現像側撹拌室８７の上流部に配設されたトナー濃度センサ７５の波形ピークの時間差及びセンサ間距離から求められる。その算出結果に基づく現像剤移流速度の模式図を図１２に示す。

本実施形態において、現像装置６１の受け渡し部の開口部はその開口面積が８３２ｍｍ^２（幅３２ｍｍ×高さ２６ｍｍ）であり、この開口部に、図１１に示すように天井部に補給側撹拌室８６と現像側撹拌室８７との仕切り板８０を延長するような形で板状部材である通過量規制部材７８（図３参照）を取り付け、開口面積を狭くすることにより現像容器６５内の局所的な移流速度を調整してＶｌｏｃａｌ／Ｖａｖｅｒａｇｅ値を調整した。

ここで、上述の開口面積を狭くした現像装置６１の受け渡し部手前の位置（現像剤が圧密状態になっている場所）での現像剤の挙動について説明する。受け渡し部の開口面積を小さくすると、受け渡し部を通過できる現像剤の量が減るため、補給側撹拌室８６の下流側約１／３ほどの位置から現像剤が補給側撹拌室８６の天井蓋に接触する状態、すなわち補給側撹拌スクリュ６６の周り３６０度に現像剤が詰まっている状態となる。このとき、以下の２つのことが懸念される。

１つは、補給トナーが分散しきれていない状態で圧密領域に入った場合に、現像剤がパッキングされて分散されずそのまま搬送されてしまうという懸念であり、１つはスクリュが回転しても現像剤の一部（特にスクリュ羽根が掃引しない撹拌室の隅）が不動層を形成して現像剤が循環しないのではないか、という懸念である。長期間装置を作動させない放置後に装置を作動させたとき等、現像剤の嵩密度が小さくなることにより不動層を形成していた現像剤が動くと、現像剤の不均一化及びトナー濃度ムラ等の原因となる。現像剤は可視光を通過させないため、可視光では内部の流動状態を観察することはできない。そこで、特願２００５−１７２８６３に記載されたＸ線による可視化技術を用い、現像容器６５内部における現像剤の流動状態を確認した。

流動状態の確認には、Ｘ線透過画像観察装置Ｈ３１５０（東芝ＩＴコントロール社製）を用い、現像剤の挙動を把握するためのトレーサとしてキャリア粒径とほぼ等しい５０μｍのタングステン粒子を用いた。タングステンは現像剤内のキャリア（酸化鉄）よりも吸収率が大きいので、透過Ｘ線で観察するとその部分だけ周囲より黒く観察される。また、トレーサ粒子は十分に少量であるため、周囲の現像剤粉体と同一の挙動をしていると考えられ、トレーサ粒子の流動状態を観察することで現像剤挙動を可視化することが可能である。特願２００５−１７２８６３における粉体のスクリュ搬送では、トレーサ粒子と粉体粒子との間に２０倍以上の密度の差があっても、ほぼ同一の挙動を示すことが記載されている。

現像剤挙動を観察する箇所に、場の流れを乱さないように注意しながらスパチュラでトレーサを少量補給した。静かに現像剤撹拌室の蓋を閉じて上記装置内に設置し、スクリュを回転させたときの現像剤挙動をＸ線で可視化した。その結果、圧密領域に突入したトレーサは補給側撹拌室８６のトナー補給位置から補給側撹拌室８６の中央部付近までの非圧密領域（現像剤レベルがスクリュの軸よりも少し上に位置する程度）と同様に分散がなされていることが判明した。また、不動層も今回検討を行ったスクリュでは生じていないことが確認できた。

また、現像ローラ６８内の磁石ローラ体の現像剤汲み上げ極を変更し、現像ローラ６８の動トルクを調整した。通常状態である現像ローラ（Ａ）での動トルクは０．６１ｋｇｆ・ｃｍ、ドクタ部での摺擦力を低下させた現像ローラ（Ｂ）での動トルクは０．４２ｋｇｆ・ｃｍであった。現像ローラ（Ａ）を有する現像装置において、仕切り板８０を取り付けない現像装置のＶｌｏｃａｌ／Ｖａｖｅｒａｇｅ値は１である。仕切り板８０による開口面積を１８４ｍｍ^２とした現像装置のＶｌｏｃａｌ／Ｖａｖｅｒａｇｅ値は０．６２であった。

そこで、以下に示す表１の組み合わせにおいて、後述する評価１及び評価２を行うことにより画像安定性を確認した。

評価１として、長期画質安定性を評価した。温度２０℃湿度５０％ＲＨ環境、温度３０℃湿度８０％ＲＨ環境、温度１０℃湿度３０％ＲＨ環境にて画像チャート面積５％の連続コピーを行い、１０００枚毎に格子状のテストチャートを５枚出力し、１００００枚までの各テストチャートのベタ均一性により長期画質安定性を評価した。ベタ均一性はマクベス濃度計にて測定し、面内濃度バラツキと初期画像との比により経時ベタバラツキを評価した。面内バラツキはＩＤｍａｘ−ＩＤｍｉｎが０以上０．０５未満を○、０．０５以上０．１０未満を△、０．１０以上を×とし、許容範囲を０．１０未満とした。経時バラツキは初期ＩＤａｖｅｒａｇｅからの変動最大値が０以上０．１０未満を○、０．１０以上０．２０未満を△、０．２０以上を×とし、許容範囲を０．１０未満とした。さらに各サンプルにおいて地肌汚れを目視にて評価し、目視にて判別できない程度を○、許容範囲内を△、地汚れが顕著であるものは×とした。

評価２として、トナー補給時安定性を評価した。温度１０℃湿度３０％ＲＨ環境において白紙原稿の連続コピーを行い、２０００枚、５０００枚、１００００枚後にそれぞれ黒ベタ画像を２０枚ずつ出力し、黒ベタ画像を２０枚出力した直後の１枚目の白紙画像について地肌汚れを評価する。地肌汚れの評価は、目視にて判別できない程度を○、許容範囲内を△、地肌汚れが顕著であるものを×とした。各組み合わせにおける評価結果を表２に示す。

以上の結果から、０．６＜Ｖｌｏｃａｌ／Ｖａｖｅｒａｇｅ＜０．９の関係を満たす領域を有し、外力付与現像剤中におけるトナーの帯電量分布ピーク位置μ０（ｔ）と補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ１（ｔ）との関係が、μ０（ｔ）≧μ１（ｔ）を保つ現像装置とすることにより、どのような環境及び条件においても初期使用から長期にわたり良好な高画質で優れた画像安定性を有する現像装置及び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ができる。

本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の概略正面図である。本発明の一実施形態に用いられる現像装置の概略図である。本発明の一実施形態に用いられる現像装置における現像剤の流れを説明する概略図である。本発明の一実施形態に用いられるプロセスカートリッジの概略図である。本発明の一実施形態に用いられるトナーの補給直後の帯電量分布図を示す線図である。本発明の一実施形態に用いられるトナーの平衡状態での現像剤中トナーの帯電量分布ピーク位置μ’０及び補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ’１の一例を示す線図である。本発明の一実施形態に用いられるトナーの撹拌時間に伴う帯電量分布ピーク位置の変化例を示す線図である。本発明の一実施形態に用いられるトナーの撹拌時間に伴う帯電量分布ピーク位置の変化例を示す線図である。本発明の一実施形態に用いられる添加剤付着率の測定方法を説明するための概略図である。本発明の一実施形態におけるトナー濃度センサの出力例を示す線図である。本発明の一実施形態に用いられる通過量規制部材を説明する概略図である。本発明の一実施形態におけるトナー濃度センサから出力された値に基づいて算出された現像剤移流速度の模式図である。

符号の説明

４０潜像担持体（感光体）
６１現像装置
６４プロセスカートリッジ
６５現像容器
６６現像剤攪拌搬送手段（補給側撹拌スクリュ）
６７現像剤攪拌搬送手段（現像側撹拌スクリュ）
６８現像剤担持体（現像ローラ）

Claims

現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤を撹拌・分散して現像容器内の所定位置に搬送する撹拌手段と、現像によって消費されたトナーを補給するトナー補給手段とを有し、前記現像剤担持体上に前記現像剤を磁着させて磁気ブラシを形成し、潜像担持体上に形成された静電潜像を前記磁気ブラシにより可視像化する現像装置であって、前記現像剤としてトナー粒子と外添剤とを有する負帯電性トナーと磁性キャリアとを少なくとも有する２成分現像剤を用いる現像装置において、
現像剤が前記現像容器内を１周する平均移流速度をＶａｖｅｒａｇｅ、現像剤が前記現像容器内を移動する局所的な移流速度をＶｌｏｃａｌとするとき、０．６＜Ｖｌｏｃａｌ／Ｖａｖｅｒａｇｅ＜０．９の関係を満たす領域が前記現像容器内に存在し、前記負帯電性トナーが劣化トナー試験方法において測定される外力付与現像剤中におけるトナーの帯電量分布ピーク位置μ０（ｔ）と補給トナーの帯電量分布ピーク位置μ１（ｔ）との関係が、μ０（ｔ）≧μ１（ｔ）を保つことを特徴とする現像装置。
請求項１記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の動トルク値を現像装置全体の動トルク値で除した値が０．４〜０．７であることを特徴とする現像装置。
請求項１または２記載の現像装置において、
前記外添剤として平均粒径３０〜１５０ｎｍの疎水化処理されたシリカを１種類以上用いることを特徴とする現像装置。
請求項１ないし３の何れか１つに記載の現像装置と像担持体とを一体的に有し、画像形成装置本体に対して着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
請求項１ないし３の何れか１つに記載の現像装置または請求項４記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。