JP2015064488A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像ローラ表面に残留する現像剤を確実に釈放させて、画像むらの発生を防止することができる現像装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像スリーブ１７の表面上で、剥離極Ｎ３による法線方向の磁束密度が極大値となる位置と現像スリーブ１７の回転軸線とを含む第１の平面と、第１撹拌搬送部の第１回転軸部の第１軸線と現像スリーブ１７の回転軸線とを含む第２の平面とが成す角度αを２０°以上４０°以下とする。第１撹拌搬送部材１５が搬送している２成分現像剤Ｄの表層の一部が剥離極Ｎ３に磁力で引き寄せられ、第１撹拌搬送部材１５によって搬送される２成分現像剤Ｄの全体的な高さが低くなり、隔壁１２ａ近傍に存在する２成分現像剤Ｄが減少する。これにより、隔壁１２ａの現像スリーブ１７の回転方向上流側近傍に空間が確保でき、釈放位置において現像ローラ１３表面の２成分現像剤を確保された空間に釈放させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いて感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置および画像形成装置に関する。

電子写真法によって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置は、静電式複写機またはレーザビームプリンタなどとして使用されている。電子写真方式の画像形成装置には、感光体などの像担持体に形成される静電潜像を現像するための現像装置が設けられる。現像方式としては、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤（以後、単に現像剤とも称する）を用いて現像を行なう２成分現像方式が知られている。

２成分現像方式では、キャリアとトナーとが撹拌されて互いに摩擦帯電することによってキャリアの表面にトナーが担持される。磁石を内包するスリーブの表面には、トナーを担持したキャリアが、穂と呼ばれる突起形状に形成される。穂に含まれるトナーがスリーブ上から感光体上の静電潜像へ移動することで、静電潜像が現像される。

現像後には、スリーブ上に劣化した、または帯電不良の現像剤が現像されずに残留する。この残留した現像剤をそのままにしておくと、再度現像に供され画像むらなどを生じる原因となる。

特許文献１記載の現像装置には、現像ロールに現像剤を供給するための供給スクリューと現像後の現像剤を回収するための受取スクリューとが設けられている。受取スクリューによって回収された現像剤が搬送される現像剤回収搬送路と、供給スクリューによって現像ロールに供給される現像剤が搬送される現像剤供給搬送路との間は仕切り壁で仕切られているが、搬送路両端の開口部で２つの搬送路は連通している。受取スクリューで搬送された現像剤は、開口部で現像剤供給搬送路へと移動し、供給スクリューで搬送された現像剤は、開口部で現像剤回収搬送路へと移動する。

特開２０１２−１０８４６６号公報

しかしながら、仕切り壁を設けるだけでは、２つの搬送路間での現像剤の移動を阻止することは難しく、現像ローラ表面に残留する現像剤が仕切り壁を越えて現像に供されることになり画像むらを生じてしまう。

本発明の目的は、現像ローラ表面に残留する現像剤を確実に釈放させて、画像むらの発生を防止することができる現像装置および画像形成装置を提供することである。

本発明は、回転自在に軸支される円筒状のスリーブと該スリーブ内に固定配置された複数の磁極を備えるマグネットローラとを有し、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を前記スリーブの表面に担持して、静電潜像が形成された感光体に臨む現像領域へ搬送する現像ローラであって、前記複数の磁極が、前記現像領域で前記感光体へ前記トナーを供給するための現像磁極および前記現像領域よりも前記スリーブの回転方向下流側にあって前記感光体へのトナー供給後に前記スリーブの表面に残留している２成分現像剤を前記スリーブの表面から剥離させるための剥離極を含むように構成される現像ローラと、
前記現像ローラの鉛直下方に配置され、前記現像領域よりも前記スリーブの回転方向上流側で２成分現像剤を前記スリーブの表面に供給する現像剤供給部材と、
前記現像領域よりも前記スリーブの回転方向下流側に配置され、前記剥離極によって前記スリーブの表面から剥離された２成分現像剤を搬送する回収搬送部材であって、前記スリーブの回転軸線と平行な第１軸線に沿って延びる第１回転軸部と該第１回転軸部に螺旋状に取り付けられた第１螺旋羽根部とを有し、該第１回転軸部が前記第１軸線まわりに回転することで前記第１螺旋羽根部によって前記第１軸線に沿って２成分現像剤を搬送する回収搬送部材と、
前記現像剤回収搬送部材よりも前記スリーブの回転方向下流側であって、前記現像剤供給部材よりも前記スリーブの回転方向上流側に配置され、前記スリーブの表面に残留している２成分現像剤の移動を規制する移動規制部材と、を備え、
前記スリーブの表面上で、前記剥離極による法線方向の磁束密度が極大値となる位置と前記スリーブの回転軸線とを含む第１の平面と、前記第１回転軸部の第１軸線と前記スリーブの回転軸線とを含む第２の平面とが成す角度αが２０°以上４０°以下であることを特徴とする現像装置である。

また本発明は、前記剥離極による法線方向の磁束密度の極大値は、３０ｍＴ以上５０ｍＴ以下であることを特徴とする。

また本発明は、前記複数の磁極が、前記現像剤供給部材から前記スリーブの表面に２成分現像剤を汲み上げるための汲み上げ極をさらに含み、
前記スリーブの表面上で、前記剥離極と前記汲み上げ極との間における法線方向の磁束密度の極小値が、０ｍＴ以上１０ｍＴ以下であることを特徴とする。

また本発明は、前記現像剤供給部材は、前記スリーブの回転軸線と平行な軸線に沿って延びる第２回転軸部と該第２回転軸部に螺旋状に取り付けられた第２螺旋羽根部とを有し、該第２回転軸部が前記第２軸線まわりに回転することで前記第２螺旋羽根部によって前記第２軸線に沿って２成分現像剤を搬送し、
前記第１回転軸部は、前記第２回転軸部よりも上方に配置されることを特徴とする。
また本発明は、上記の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、スリーブの表面上で、剥離極による法線方向の磁束密度が極大値となる位置とスリーブの回転軸線とを含む第１の平面と、第１回転軸部の第１軸線とスリーブの回転軸線とを含む第２の平面とが成す角度αが２０°以上４０°以下である。

回収搬送部材が搬送している２成分現像剤の表層の一部が剥離極に磁力で引き寄せられ、回収搬送部材に回収された２成分現像剤は、剥離極に再供給されることになる。一部が剥離極に引き寄せられることで、回収搬送部材によって搬送される２成分現像剤の全体的な高さが低くなり、移動規制部材の近傍に存在する２成分現像剤が減少する。これにより、移動規制部材のスリーブの回転方向上流側近傍に空間が確保でき、釈放位置において現像ローラ表面の２成分現像剤を確保された空間に釈放させることができるので、移動規制部材を越えてしまう２成分現像剤の量を減らすことができる。したがって、形成画像の画像むらの発生を防止することができる。

また本発明によれば、前記剥離極による法線方向の磁束密度の極大値は、３０ｍＴ以上５０ｍＴ以下である。この範囲とすることで、回収搬送部材に回収された２成分現像剤が剥離極に再供給され、その後現像ローラから釈放される。

また本発明によれば、スリーブの表面上で、前記剥離極と前記汲み上げ極との間における法線方向の磁束密度の極小値が、０ｍＴ以上１０ｍＴ以下である。この範囲とすることで、回収搬送部材に回収された２成分現像剤のうち、剥離極に再供給された２成分現像剤が、汲み上げ極よりも手前で適宜釈放される。

また本発明によれば、回収搬送部材と現像剤供給部材とは、第１回転軸部が、第２回転軸部よりも上方に配置される位置関係にあり、このような位置関係である場合に、本発明の効果は、より発揮される。

また本発明によれば、画像形成装置が、上記の現像装置を備えることにより、画像むらの無い高画質な画像を形成することができる。

本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図である。 マグネットローラ１８の磁極と磁束密度の分布を示す図である。 図１に示す現像装置１を備える画像形成装置２の構成を簡略化して示す断面図である。

図１は、本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図である。図２は、マグネットローラ１８の磁極と磁束密度の分布を示す図である。図３は、図１に示す現像装置１を備える画像形成装置２の構成を簡略化して示す断面図である。

現像装置１は、たとえば図３に示す画像形成装置２に搭載され、像担持体である電子写真感光体（以後、単に「感光体」とも称する）３に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成することに用いられる。現像装置１は、たとえば図３に示す像担持体である感光体３を臨んで開口する開口部１１を有し、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤（以後、単に「現像剤」とも称する）が収容される現像剤収容容器１２と、現像剤収容容器１２内に現像剤収容容器１２の開口部１１の開口を介して感光体３に対向するように設けられ、感光体３に２成分現像剤中のトナーを供給する現像剤供給手段である現像ローラ１３と、現像ローラ１３に対向するように設けられる現像剤量規制部材１４と、現像後に現像ローラ１３表面に残留する現像剤を回収し、トナーホッパ２９から補給されるトナーと混合撹拌して搬送する第１撹拌搬送部材１５と、現像剤収容容器１２内に回転可能に設けられ、現像剤収容容器１２内の２成分現像剤を撹拌するとともに搬送し、現像ローラ１３に供給する第２撹拌搬送部材１６と、を含んで構成される。本実施形態において、現像剤は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとによって構成される。

現像ローラ１３は、感光体３に対向して軸線まわりに回転可能に軸支され、２成分現像剤を担持する現像スリーブ１７と、現像スリーブ１７に内包されるように固定して設けられ、複数の磁極によって磁界を発生させるマグネットローラ１８とを含む。本実施形態において現像スリーブ１７は、図示しない駆動手段によって図１の紙面に向かって時計まわりに矢符Ａ方向に回転駆動される。現像スリーブ１７には、感光体３との間に電位差が生じるように、図示しない電源から電位が与えられる。

現像スリーブ１７は本実施形態では中空の円筒形状である。現像スリーブ１７の外径寸法はたとえば２５ｍｍである。現像スリーブ１７は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの非磁性材料によって形成される。アルミニウム合金としては、たとえばアルミニウム（Ａｌ）−マンガン（Ｍｎ）系合金などが挙げられる。本実施形態において現像スリーブ１７の外周面部である半径方向外方側の表面部は、粗面化処理されている。粗面化処理としては、たとえばサンドブラスト処理などの機械的処理などが挙げられる。現像スリーブ１７の外周面部の十点平均粗さＲｚは、特に制限されないけれども、本実施形態では５μｍ以上１２μｍ以下である。十点平均粗さＲｚとは、表面粗さ測定器サーフコーダＳＥ−３０Ｈ（商品名、株式会社小坂研究所製）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１−１９８２に準じて、測定基準長さを２．５ｍｍとし、評価長さを１０ｍｍとして測定した値のことである。

マグネットローラ１８は、具体的には現像スリーブ１７の半径方向内方に設けられ、第略円柱状の部材であり、現像スリーブ１７の回転軸線と同軸に軸支される。マグネットローラ１８は、現像スリーブ１７のように回転可能ではなく、固定されている。

現像ローラ１３は、マグネットローラ１８の磁力によってキャリアを磁気的に吸着し、現像スリーブ１７の外周面部である半径方向外方側の表面部にキャリアとトナーとからなる磁気ブラシと呼ばれる現像剤の穂を形成する。磁気ブラシは、マグネットローラ１８によって形成される磁界に沿って形成される。現像ローラ１３は、現像スリーブ１７を矢符Ａ方向に回転させることによって、現像ローラ１３と感光体３との最近接対向部である現像領域２１に現像剤を搬送する。

現像剤量規制部材１４は、具体的には現像スリーブ１７に対向するように設けられる。現像剤量規制部材１４は、遊端部と現像スリーブ１７表面との間の間隔によって現像スリーブ１７に担持される２成分現像剤の量を規制する。

現像剤量規制部材１４は、非磁性材料で形成されている。現像剤量規制部材１４を非磁性材料で形成することによって、規制部１４ａが磁化されることを防ぎ、規制部１４ａへのキャリアの付着を防止することができる。

第１撹拌搬送部材１５は、現像領域よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側に配置され、マグネットローラ１８の剥離極によって現像スリーブ１７の表面から剥離された２成分現像剤を回収し、トナーホッパ２９から補給されるトナーと混合撹拌して搬送する。第１撹拌搬送部材１５は、現像スリーブ１７の回転軸線と平行な第１軸線に沿って延びる第１回転軸部と、この第１回転軸部に螺旋状に取り付けられた第１螺旋羽根部とを有し、第１回転軸部が第１軸線まわりに回転することで第１螺旋羽根部によって第１軸線に沿って２成分現像剤を一方方向に搬送する回収搬送部材である。

第２撹拌搬送部材１６は、現像ローラ１３の鉛直下方に配置され、現像剤収容容器１２内の２成分現像剤を撹拌するとともに現像領域よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側で２成分現像剤を現像スリーブ１７の表面に供給する現像剤供給部材である。第２撹拌搬送部材１６は、現像スリーブ１７の回転軸線と平行な軸線に沿って延びる第２回転軸部と、この第２回転軸部に螺旋状に取り付けられた第２螺旋羽根部とを有している。第２回転軸部が第２軸線まわりに回転することで第２螺旋羽根部によって第２軸線に沿って２成分現像剤を他方方向に搬送する。

第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６との位置関係は、第１撹拌搬送部材１５が、第２撹拌搬送部材１６よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側にあり、かつ第１撹拌搬送部材１５が第２撹拌搬送部材１６よりも上方にある、言い換えれば、第１撹拌搬送部材１５の第１回転軸部が、第２撹拌搬送部材１６の第２回転軸部よりも上方に配置される。

第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６とは、たとえば、それぞれ搬送方向両端において搬送空間が連通し、２成分現像剤は、第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６との間で循環しながら搬送される。第１撹拌搬送部材１５は、現像後の２成分現像剤と新たに補給されたトナーとを搬送しながら撹拌し、十分に撹拌された２成分現像剤が、第２撹拌搬送部材１６によって搬送されて現像ローラ１３に供給される。したがって、第１撹拌搬送部材１５で搬送されている２成分現像剤が、第１撹拌搬送部材１５の端部まで搬送される前に第２撹拌搬送部材１６に混入してしまうことがないように、第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６との間に、第１撹拌搬送部材１５から第２撹拌搬送部材１６への２成分現像剤の移動を規制する移動規制部材である隔壁１２ａが設けられる。本実施形態では、隔壁１２ａは、現像剤収容容器１２の一部からなり、先端が現像スリーブ１７の表面に近接して第１撹拌搬送部材１５から第２撹拌搬送部材１６への移動を規制する。隔壁１２ａは、たとえば厚みが２〜５ｍｍであり、隔壁１２ａの先端と現像スリーブ１７表面とのギャップは、たとえば０．５〜２ｍｍである。

図２に示すように、本実施形態においてマグネットローラ１８は、現像主極Ｎ１、汲上げ極Ｎ２、剥離極Ｎ３、搬送極Ｓ１および回収極Ｓ２の５つの磁極を有する。現像主極Ｎ１、汲上げ極Ｎ２および剥離極Ｎ３はＮ極の磁極であり、搬送極Ｓ１および回収極Ｓ２はＳ極の磁極である。５つの磁極は、現像スリーブ１７の回転方向下流側から上流側に向かって、現像主極Ｎ１、搬送極Ｓ１、汲上げ極Ｎ２、剥離極Ｎ３および回収極Ｓ２の順に配置される。現像主極Ｎ１は、感光体３を臨む位置に配置される。搬送極Ｓ１は、現像主極Ｎ１よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側にあり、現像剤量規制部材１４を望む位置にある。汲み上げ極Ｎ２は、第１撹拌搬送部材１５を臨む位置に配置され、第１撹拌搬送部材１５によって搬送される２成分現像剤を磁力で汲み上げて第１撹拌搬送部材１５から現像スリーブ１７表面へ２成分現像剤を供給させる。

回収極Ｓ２は、現像領域よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側にあって、感光体３へのトナー供給後に現像スリーブ１７の表面に残留している２成分現像剤を、第２撹拌搬送部材１６を臨む剥離極Ｎ３の位置まで保持する。

剥離極Ｎ３は、現像領域よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側にあって、第２撹拌搬送部材１６を臨む位置に配置され、感光体３へのトナー供給後に現像スリーブ１７の表面に残留している２成分現像剤を磁力によって現像スリーブ１７の表面から剥離させる。

図２は、現像スリーブ１７の外周面の法線方向における磁束密度分布を示す図である。本発明では各磁極の配置を、現像スリーブ１７の外周面の法線方向における磁束密度の分布において磁束密度が極大値となる位置によって示す。現像スリーブ１７の外周面の法線方向における磁束密度とは、磁極によって生じる磁束密度を、現像スリーブ１７の外周面に対する法線方向の成分と現像スリーブ１７の外周面に対する接線方向の成分とに分解したときの法線方向の成分のことである。

各磁極の位置は、現像主極Ｎ１による現像スリーブ１７外周面の法線方向における磁束密度が極大値となる位置（以下では、単に「位置」という）を０°として現像スリーブ１７の回転軸線位置を中心として現像スリーブ１７の回転方向下流側に向かう方向を正（＋）としたときの回転角度（以後、「現像主極Ｎ１からの回転角度」とも称する）で示すことができる。なお図２に示す回転角度は一例であり、これによって本発明が限定されるものではない。

本実施形態においてマグネットローラ１８の各磁極は、図２に示すように、現像スリーブ１７の周方向に現像主極Ｎ１から所定の回転角度を空けて配置される。具体的には、搬送極Ｓ１は、現像主極Ｎ１からの回転角度が２８６°になる位置に配置される。汲上げ極Ｎ２は、現像主極Ｎ１からの回転角度が２２０°になる位置に配置される。剥離極Ｎ３は、現像主極Ｎ１からの回転角度が１４０°になる位置に配置される。回収極Ｓ２は、現像主極Ｎ１からの回転角度が８０°になる位置に配置される。

図２に示す周方向は、現像主極Ｎ１の位置を０°として現像スリーブ１７の回転軸線位置を中心として現像スリーブ１７の回転方向下流側に向かう方向を正（＋）としたときの回転角度を示し、放射方向（半径方向）は、磁束密度の大きさを示している。

各磁極の位置については上記の通りであり、以下に各磁極位置おける磁束密度の大きさ（法線方向成分の極大値）の一例について説明する。現像主極Ｎ１の磁束密度の大きさは１１５ｍＴであり、汲み上げ極Ｎ２の磁束密度の大きさは６３ｍＴであり、剥離極Ｎ３の磁束密度の大きさは４２ｍＴである。また、搬送極Ｓ１の磁束密度の大きさは７３ｍＴであり、回収極Ｓ２の磁束密度の大きさは８３ｍＴである。

剥離極Ｎ３によって現像スリーブ１７の表面から剥離する方向に磁力を受けた残留現像剤は、現像ローラ１３から釈放されて第１撹拌搬送部材１５に回収される。この釈放位置は、第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６との間の隔壁１２ａ付近となっており、第１撹拌搬送部材１５によって搬送される２成分現像剤の量が比較的多い場合には、隔壁１２ａ付近にも多くの２成分現像剤が存在し、現像後に残留する２成分現像剤が現像ローラ１３から釈放されない場合がある。現像ローラ１３から釈放されなかった２成分現像剤は、隔壁１２ａと現像スリーブ１７表面との僅かな隙間をすり抜けて第２撹拌搬送部材１６へと至る。そうすると、現像されなかった２成分現像剤が現像スリーブ１７の表面に残留したまま再び現像に供されることとなってしまう。

本発明は、現像されずに現像ローラ１３に残留する２成分現像剤を、本来の釈放位置で釈放させ、第１撹拌搬送部材１５に回収させるために、剥離極Ｎ３と第１撹拌搬送部材１５との間の位置関係に着目して成されたものである。具体的には、剥離極Ｎ３による法線方向の磁束密度が極大値となる位置と現像スリーブ１７の回転軸線とを含む第１の平面と、第１撹拌搬送部材１５の第１回転軸部の第１軸線と現像スリーブ１７の回転軸線とを含む第２の平面とが成す角度αが２０°以上４０°以下である。

このような角度範囲とすることで、第１撹拌搬送部材１５が搬送している２成分現像剤Ｄの表層の一部が剥離極Ｎ３に磁力で引き寄せられ、第１撹拌搬送部材１５に回収された２成分現像剤は、剥離極Ｎ３に再供給されることになる。一部が剥離極Ｎ３に引き寄せられることで、第１撹拌搬送部材１５によって搬送される２成分現像剤Ｄの全体的な高さが低くなり、隔壁１２ａ近傍に存在する２成分現像剤Ｄが減少する。これにより、隔壁１２ａの現像スリーブ１７の回転方向上流側近傍に空間が確保でき、釈放位置において現像ローラ１３表面の２成分現像剤を確保された空間に釈放させることができるので、隔壁１２ａを越えてしまう２成分現像剤の量を減らすことができる。したがって、形成画像の画像むらの発生を防止することができる。

角度αが２０°よりも小さいと剥離極Ｎ３の位置が隔壁１２ａに近づくため、第１撹拌搬送部材１５が搬送している２成分現像剤Ｄの表層の一部が剥離極Ｎ３に磁力で引き寄せられたとしても、隔壁１２ａに十分な空間を確保することができず、現像ローラ１３に残留する２成分現像剤を釈放させることができない。またαが４０°よりも大きいと、現像ローラ１３から釈放されて回収された２成分現像剤が、第１撹拌搬送部材１５によって新たに補給されたトナーと撹拌されても、撹拌された２成分現像剤が第２撹拌搬送部材１６に搬送されなくなってしまう。

剥離極Ｎ３の磁束密度の極大値は、３０ｍＴ以上５０ｍＴ以下であることが好ましい。この範囲とすることで、第１撹拌搬送部材１５に回収された２成分現像剤が剥離極Ｎ３に再供給され、その後現像ローラから釈放される。３０ｍＴよりも小さいと、第１撹拌搬送部材１５に回収された２成分現像剤は、新たに補給されたトナーと撹拌されるものの剥離極Ｎ３に再供給されにくくなる。すなわち、新たに補給されたトナーと撹拌された２成分現像剤が、第２撹拌搬送部材１６に搬送されにくくなる。５０ｍＴよりも大きいと第１撹拌搬送部材１５に回収された２成分現像剤は、新たに補給されたトナーと撹拌されて剥離極Ｎ３に再供給されるが、再供給された２成分現像剤は、現像ローラ１３表面から十分に剥離されない。

上記のように角度αを所定の範囲内に設定して隔壁１２ａの現像スリーブ１７の回転方向上流側近傍に空間を確保することにより、現像ローラ１３表面の２成分現像剤を釈放し易くすることができるが、さらに、剥離極Ｎ３と汲み上げ極Ｎ２との間における法線方向の磁束密度の極小値を０ｍＴ以上１０ｍＴ以下とすることが好ましい。

剥離極Ｎ３と汲み上げ極Ｎ２との間の磁束密度の極小値をこのような範囲とすることで、第１撹拌搬送部材１５に回収された２成分現像剤のうち、剥離極Ｎ３に再供給された２成分現像剤が、汲み上げ極Ｎ２よりも手前で適宜釈放される。１０ｍＴよりも大きい場合は、再供給された２成分現像剤の一部が現像ローラ１３から釈放されず汲み上げ極Ｎ２まで搬送されてしまうおそれがある。

また図３に示すように現像装置１には、現像剤収容容器１２にトナーを補給するためのトナーホッパ２９が設けられる。トナーホッパ２９は、現像剤収容容器１２と同様の中空の容器状部材であるホッパ本体を有する。ホッパ本体は、現像剤収容容器１２内にトナーを補給するためのホッパ側補給口が形成されるホッパ側補給口部を有する。現像剤収容容器１２には、容器側補給口が形成される容器側補給口部３２が設けられる。現像剤収容容器１２内の空間とトナーホッパ２９内の空間とは、容器側補給口およびホッパ側補給口を介して連通する。

トナーホッパ２９は、ホッパ側補給口および容器側補給口を介してホッパ本体３０内のトナーを現像剤収容容器１２内に補給する。トナーホッパ２９は、図示しないトナー濃度センサによって検出される現像剤収容容器１２内のトナーの濃度が予め定められる基準値以下になると、トナーホッパ２９内のトナーを現像剤収容容器１２内に補給するように、図示しない制御部によって制御される。

図１に示す現像装置１によれば、以下のようにして静電潜像が現像される。まず現像剤収容容器１２内の現像剤が、第１および第２撹拌搬送手段１５，１６によって撹拌されて帯電され、現像ローラ１３の汲上げ極Ｎ２を臨む位置まで搬送される。汲上げ極Ｎ２を臨む位置まで搬送された現像剤は、汲上げ極Ｎ２の磁力によって現像スリーブ１７に磁気的に吸着され、現像スリーブ１７の外周面部にキャリアとトナーとからなる磁気ブラシを形成する。

磁気ブラシとして現像スリーブ１７に担持される現像剤は、現像スリーブ１７の回転に伴って現像スリーブ１７の回転方向下流側に搬送され、現像剤量規制部材１４に対向する位置で現像スリーブ１７の外周面部に担持される量が規制される。また現像剤は現像剤量規制部材１４によって摩擦帯電される。

現像剤量規制部材１４に対向する位置を通過した現像剤は、現像スリーブ１７の回転に伴って、現像主極Ｎ１が形成される現像領域２１に搬送される。現像領域２１では、現像スリーブ１７と感光体３との電位差によって、現像スリーブ１７の外周面部に形成された磁気ブラシから、トナーのみが感光体３に供給される。これによって、感光体３に形成された静電潜像が現像され、感光体３表面に可視像であるトナー像が形成される。

感光体３に転移せずに現像スリーブ１７に残留した現像剤は、現像領域２１を通過し、回収極Ｓ２の磁力によって現像剤収容容器１２内に搬送され、剥離極Ｎ３によって現像スリーブ１７から剥離され、釈放されて第１撹拌搬送部材１５に回収される。回収された現像剤は、トナーホッパ２９から補給されたトナーとともに第１撹拌搬送部材１５によって撹拌混合されながら搬送され、搬送方向端部で第２撹拌搬送部材１６へと移動する。第２撹拌搬送部材１６によって撹拌搬送される現像剤は、再び汲上げ極Ｎ２によって汲上げられ現像に供される。

また現像スリーブ１７の外周面は粗面化処理されているのが好ましい。粗面化処理によって現像スリーブ１７が現像剤を安定して保持することができる。これによって、現像剤を現像領域２１まで安定して搬送することができるので、現像領域２１に搬送される現像剤の量を現像剤量規制部材によって規制される量に維持し、現像剤の搬送量にばらつきが生じることを防ぐことができる。したがって、現像むらの発生を防ぐことができる。

たとえば、現像スリーブ１７の外周面部の十点平均粗さＲｚを５μｍ以上１２μｍ以下とする。現像スリーブ１７の外周面部の十点平均粗さＲｚを１２μｍ以下にすることによって、現像剤量規制部材１４による現像剤量の調整が容易になるので、現像剤の搬送量を所望の値にすることができる。また現像スリーブ１７の外周面部の十点平均粗さＲｚを５μｍ以上にすることによって、現像剤をより安定して現像領域２１に搬送することができる。

また本実施形態では、現像剤量規制部材１４は、現像スリーブ１７に担持される現像剤の量を、２０ｍｇ／ｃｍ^２以上８０ｍｇ／ｃｍ^２以下に規制するように配置される。現像領域２１への現像剤の搬送量を８０ｍｇ／ｃｍ^２以下にすることによって、現像領域２１において磁気ブラシの充填密度が過大になることを防ぎ、現像領域２１における感光体３と磁気ブラシとの接触による動的摩擦力の増大を防止することができる。これによって、感光体３と磁気ブラシとを柔らかい（ソフトな）当たりで接触させることができるので、掃きむらの発生を防止することができる。

また現像領域２１への現像剤の搬送量を２０ｍｇ／ｃｍ^２以上にすることによって、現像領域２１における磁気ブラシの充填密度が過小になることを防ぐことができるので、感光体３と磁気ブラシとをより確実に接触させることができる。これによって、感光体３に対して磁気ブラシ中のトナーを供給することができる。

また本実施形態では、感光体３に臨む現像主極Ｎ１をＮ極としているけれども、これに限定されず、現像主極はＳ極であってもよい。この場合、マグネットローラ１８は、本実施形態においてＮ極が配置されている位置にＳ極を有し、Ｓ極が配置されている位置にＮ極を有していればよい。

また本実施形態では、マグネットローラ１８は、５つの磁極を有するけれども、マグネットローラ１８が有する磁極の数は、これに限定されるものではない。たとえばマグネットローラ１８は、Ｎ極であるＮ１極、Ｎ２極、Ｎ３極およびＮ４極と、Ｓ極であるＳ１極、Ｓ２極およびＳ３極との７つの磁極を有していてもよく、これらの中で剥離極となる磁極の位置が、上記のような角度αを満足する位置にあればよい。

次に２成分現像剤を構成するトナーとキャリアとについて説明する。本発明の現像装置１で用いられるトナーは、結着樹脂、着色剤、ワックスおよび電荷制御剤を含む。
（結着樹脂）
結着樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が４０００以上１００００以下の第１ポリエステル樹脂（以下、「低分子量ポリエステル樹脂」と記載する）、および重量平均分子量（Ｍｗ）が５００００以上３０００００以下の第２ポリエステル樹脂（以下、「高分子量ポリエステル樹脂」と記載する）を含む。結着樹脂が低分子量ポリエステル樹脂を含むことによって、トナーの低温定着性を向上させることができる。また、結着樹脂が高分子量ポリエステル樹脂を含むことによって、トナーの耐高温オフセット性および耐久性を向上させることができる。

高分子量ポリエステル樹脂および低分子量ポリエステル樹脂は、原料モノマーであるアルコール成分とカルボン酸成分とを、チタン系触媒の存在下で縮重合させることにより得られる。

アルコール成分としては、２価のアルコール成分および３価以上のアルコール成分が挙げられる。

２価アルコール成分としては、たとえばポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス４−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシプロピレン（３．３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス４−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシプロピレン（２．０）−ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス４−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス４−ヒドロキシフェニルプロパン等のビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、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、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのプロピレン付加物、ビスフェノールＡのエチレン付加物、水素添加ビスフェノールＡ等が挙げられる。

３価以上のアルコール成分としては、たとえばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。

酸成分としては、２価のカルボン酸成分および３価以上のカルボン酸成分などが挙げられる。

２価のカルボン酸成分としては、たとえばマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸、およびこれらの酸の無水物、もしくは低級アルキルエステル等が挙げられる。

３価以上のカルボン酸成分としては、たとえば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、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラメチレンカルボキシルメタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸およびこれらの酸無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。

これらのうち、特に１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、すなわちトリメリット酸またはその誘導体が安価で、反応制御が容易であるため、好ましく用いられる。

前述のように、低分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、４０００以上１００００以下である。低分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量が４０００未満であると、トナーの保存性が低下する。低分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量が１００００を超えると、低温定着性が低下する。

低分子量ポリエステル樹脂は、直鎖状の主鎖からなるポリエステル樹脂または直鎖状の主鎖とそれに結合する比較的短い側鎖とからなる構造をもつポリエステル樹脂であることが好ましく、３価以上のモノマー成分および架橋剤を使用することなく、２価のモノマー成分の縮重合により得られるものであることが好ましい。

低分子量ポリエステル樹脂は、テトラヒドロフラン（以下「ＴＨＦ」と記載する）不溶分を含まず、数平均分子量（Ｍｎ）が４０００以上１００００以下である。

低分子量ポリエステル樹脂の数平均分子量に対する重量平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、２以上１０以下が好ましい。

低分子量ポリエステル樹脂の酸価は、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましい。低分子量ポリエステル樹脂の酸価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、高湿環境下においてトナーの帯電性が低下するおそれがある。

低分子量ポリエステル樹脂の軟化点は、８０℃以上１２０℃が好ましく、９０℃以上１１０℃以下がより好ましい。低分子量ポリエステル樹脂の軟化点が８０℃未満であると、低分子量ポリエステル樹脂の凝集力が極端に低下する。低分子量ポリエステル樹脂の軟化点が１２０℃を超えると、トナーの低温定着性が低下する。

低分子量ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、５０℃以上７５℃以下が好ましく、５０℃以上６５℃以下がより好ましい。

前述のように、高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５００００以上３０００００以下であり、１５００００以上２５００００以下が好ましい。高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５００００未満であると、トナーの耐久性および耐高温オフセット性が低下する。高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量が３０００００を超えると、ワックスの結着樹脂中での分散性が低下する。

高分子量ポリエステル樹脂は、２価のモノマー成分と３価以上のモノマー成分との縮重合により得られるポリエステル樹脂であることが好ましい。また、高分子量ポリエステル樹脂は、架橋成分を含むことが好ましい。高分子量ポリエステル樹脂が架橋成分を含むことによって、トナーの耐久性を向上させることができる。

高分子量ポリエステル樹脂は、ＴＨＦ不溶分が３重量％未満であり、数平均分子量（Ｍｎ）が６０００以上１２０００以下であり、８０００以上１００００以下が好ましい。

高分子量ポリエステル樹脂の数平均分子量に対する重量平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、３０以下であり、１５以上２５以下が好ましい。Ｍｗ／Ｍｎは、高分子量ポリエステル樹脂の分子量分布の広がりを示す。Ｍｗ／Ｍｎが３０を超えると、高分子量ポリエステル樹脂が低分子量成分や高分子量成分を含有することとなり、トナーの耐久性およびワックスの分散性が低下する。

高分子量ポリエステル樹脂の酸価は、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上４５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましい。高分子量ポリエステル樹脂の酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、高湿環境下においてトナーの帯電性が低下するおそれがある。

高分子量ポリエステル樹脂の軟化点は、１１０℃以上１６０℃以下が好ましく、１２０℃以上１５０℃以下がより好ましい。高分子量ポリエステル樹脂の軟化点が１１０℃未満であると、樹脂の凝集力が極端に低下する。高分子量ポリエステル樹脂の軟化点が１６０℃を超えると、その樹脂を使用したトナーの溶融流動および低温定着性が低下する。

高分子量ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、５０℃以上７５℃以下が好ましく、５５℃以上７０℃以下がより好ましい。

本実施形態では、低分子量ポリエステル樹脂および高分子量ポリエステル樹脂を重合するときに、触媒としてチタン系触媒を用いる。

チタン系触媒としては、炭素数１〜８のアルコキシ基を有するチタンアルコキシド化合物、炭素数１〜３２の脂肪族カルボン酸チタン、炭素数７〜３８の芳香族カルボン酸チタン、炭素数１〜３２の脂肪族カルボン酸チタニル、炭素数７〜３８の芳香族カルボン酸チタニル、カルボン酸チタニル塩、およびチタンキレート化合物からなる少なくとも１種のチタン化合物が挙げられる。

具体的には、上記原料モノマーと、上記チタン系触媒とを添加し、反応温度１７０〜２５０℃、反応圧力５ｍｍＨｇ〜常圧で反応を行い（最適温度、圧力はモノマー成分の反応性で決める）、前述の所定の物性になった時点で反応を終了させれば良い。なお、上記原料モノマーの縮重合反応がある程度進んだ時点で、追加で上記原料モノマーを添加してもよい。具体的には、上記原料モノマーを２２０〜２５０℃の温度で３〜５時間縮重合させ、１７０〜２１０℃の温度まで冷却してから、追加で上記原料モノマーを添加してもよい。

（着色剤）
着色剤としては、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、およびブラックトナー用着色剤などが挙げられる。以下では、カラーインデックス（Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ）を「Ｃ．Ｉ．」と略記する。

イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、およびＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５などの顔料、黄色酸化鉄および黄土などの無機系顔料、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１などのニトロ系染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、およびＣ．Ｉ．ソルベントイエロー２１などの油溶性染料などが挙げられる。

マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、およびＣ．Ｉ．ディスパーズレッド１５などが挙げられる。

シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２５、およびＣ．Ｉ．ダイレクトブルー８６などが挙げられる。

ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、およびアセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。これら各種カーボンブラックの中から、得ようとするトナーの設計特性に応じて、適切なカーボンブラックを適宜選択すればよい。

これらの顔料以外にも、紅色顔料、緑色顔料などを使用できる。着色剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。また、同色系のものを２種以上用いることができ、異色系のものをそれぞれ１種または２種以上用いることもできる。また、同色であっても、２種以上を併用できる。トナー原料の溶融混練物における着色剤の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは該溶融混練物全量の０．１〜２０重量％、さらに好ましくは０．２〜１０重量％である。

（ワックス）
ワックスとしては、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレン−ポリプロピレンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の炭化水素系ワックス、アルコール変性炭化水素ワックス、エステルワックス、カルナウバワックス、アミド系ワックス等のいずれも使用することができるが、結着樹脂との相溶性および離型性、融点の観点から、パラフィンワックス、エステルワックス、マイクロクリスタリンワックスが好ましい。ワックスは、１種を単独で使用してもよく、また２種以上を併用して使用してもよい。

ワックスの融点は、トナーの低温定着性の確保の観点から５０℃以上１００℃以下が好ましく、６０℃以上９０℃以下がより好ましい。本発明のトナーには、このように融点の低い低融点ワックスが、低分子量ポリエステル樹脂および高分子量ポリエステル樹脂を含む結着樹脂中に均一に分散されているので、低温定着性が良好である。

ワックスの酸価は、２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満が好ましく、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満がより好ましい。ワックスの酸価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であると、結着樹脂との相溶性が高く、定着時の染み出しが悪くなり、トナーの低温定着性の改善を図ることが困難である。

ワックスの水酸基価は、５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満が好ましく、３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満がより好ましい。ワックスの水酸基価が５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であると、結着樹脂との相溶性が高く、定着時の染み出しが悪くなり、トナーの低温定着性の改善を図ることが困難である。

ワックスの含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上１０重量部以下が好ましく、１重量部以上８重量部以下がより好ましい。

（電荷制御剤）
電荷制御剤としてはこの分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用のものを使用できる。

正電荷制御用の電荷制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、ベンジル酸誘導体の金属化合物（金属はボロン、アルミニウムなど）、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩（金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど）、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。電荷制御剤は１種を単独で使用できまたは必要に応じて２種以上を併用できる。

トナー原料の溶融混練物における電荷制御剤の含有量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、該溶融混練物全量の０．５〜５重量％である。

本発明のトナーには、結着樹脂、着色剤、ワックスおよび荷電制御剤の他に、導電性調整剤、体質顔料、酸化防止剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等の添加剤が、適宜含有されていてもよい。

（トナーの製造方法）
本発明のトナーは、たとえば以下のような溶融混練法で製造する。
上記トナー原料を混合機で乾式混合し、得られる混合物を混練機で溶融混練して溶融混練物を得る。溶融混練は、結着樹脂の溶融温度以上の温度（通常は８０〜２００℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度）に加熱しながら行われる。

溶融混練物中には、着色剤が０．１〜２０重量％、ワックスが１〜１０重量％が含まれ、残部が結着樹脂であることが好ましい。または、着色剤が０．１〜２０重量％、ワックスが１〜１０重量％、および電荷制御剤が０．５〜３重量％含まれ、残部が結着樹脂であることが好ましい。

混合機としては公知のものを使用でき、たとえば、ヘンシェルミキサ（商品名、三井鉱山株式会社製）、スーパーミキサー（商品名、株式会社カワタ製）、メカノミル（商品名、岡田精工株式会社製）などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）、コスモシステム（商品名、川崎重工業株式会社製）などが挙げられる。

混練機としても公知のものを使用でき、たとえば、二軸押し出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、ＴＥＭ−１００Ｂ（商品名、東芝機械株式会社製）、ＰＣＭ−６５／８７（商品名、株式会社池貝製）などの１軸もしくは２軸の押出機、ニーディックス（商品名、三井鉱山株式会社製）などのオープンロール方式のものが挙げられる。

溶融混練物を冷却し、固化させて樹脂組成物を得る。樹脂組成物は、ハンマーミルまたはカッターミルなどによって、たとえば１００μｍ〜５ｍｍ程度の粒径を有する粗粉砕物に粉砕される。その後、このような粗粉砕物を、たとえば１５μｍ以下の粒径の微粉体になるまでさらに粉砕する。粗粉砕物の粉砕には、たとえば、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機または高速で回転する回転子（ロータ）と固定子（ライナ）との間に形成される空間に粗粉砕物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機などを用いることができる。
粉砕機による粉砕後、トナー粒子から微粉を除去するために、分級を行なってもよい。

以上のようにして製造されたトナー粒子は、そのままトナーとして用いてもよいし、外添剤を外添したものをトナーとして用いてもよい。外添剤を外添することによって、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性、長期保存性改善、クリーニング特性改善、感光体表面磨耗特性制御の効果を得ることができる。

外添剤としては、たとえば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末およびアルミナ微粉末などが挙げられる。外添剤は、１種を単独で使用でき、または２種以上を併用できる。

外添剤の添加量としては、トナーに必要な帯電量、外添剤を添加することによる感光体の摩耗に対する影響およびトナーの環境特性などを考慮して、トナー粒子１００重量部に対し０．１重量部以上２重量部以下が好適である。

キャリアとしては、公知のものを使用でき、たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトおよびキャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどが挙げられる。

被覆物質としては公知のものを使用でき、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。また樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては特に制限されないが、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、およびフェノール樹脂などが挙げられる。いずれも、トナー成分に応じて選択するのが好ましく、１種を単独で使用でき、または２種以上を併用できる。

キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。またキャリアの体積平均粒子径は特に制限されないが、高画質化を考慮すると、好ましくは１０〜１００μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μｍである。さらにキャリアの体積抵抗率は、１０^８Ω・ｃｍ以上が好ましく、１０^１２Ω・ｃｍ以上がより好ましい。

キャリアの体積抵抗率は、キャリア粒子を断面積０．５０ｃｍ^２の容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に１ｋｇ／ｃｍ^２の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値から得られる値である。抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアが帯電し、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
キャリアの飽和磁化は、４０ｅｍｕ／ｇ以上８０ｅｍｕ／ｇ以下が好ましい。

２成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に制限されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択できる。たとえば、樹脂被覆キャリア（密度５〜８ｇ／ｃｍ^２）と混合する場合、トナーが全現像剤量の２〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％含まれるようにすればよい。また、トナーによるキャリアの被覆率は、４０〜８０％であることが好ましい。

次に現像装置１を備える画像形成装置２について説明する。
図３に示すように、画像形成装置２は、大略的に、原稿読取部（以後、「スキャナ部」とも称する）４０と、画像形成部６０と、給紙部８０と、排紙部９０とを含んで構成される。原稿読取部４０は給紙部８０の鉛直上方に配設され、排紙部９０は鉛直方向における原稿読取部４０と給紙部８０との中間部に配設される。具体的には、原稿読取部４０は上部筐体７１の内部と上部筐体７１の上方とにわたって設けられ、給紙部８０は下部筐体７２の下部に設けられ、排紙部９０は下部筐体７２の上部に設けられる。

原稿読取部４０は、原稿が載置される第１プラテンガラス４１と、原稿送給部４４から原稿が送給される第２プラテンガラス４２と、第１プラテンガラス４１に載置される原稿または第２プラテンガラス４２に送給される原稿から画像情報を読取り、得られた画像情報を図示しない画像処理部に出力するコピーランプユニット４３と、第２プラテンガラス４２に原稿を送給する原稿送給部４４とを含む。コピーランプユニット４３は、上部筐体７１の内部に設けられる。また原稿送給部４４は、上部筐体７１の上方に設けられる。

コピーランプユニット４３は、第１プラテンガラス４１に載置される原稿または第２プラテンガラス４２に送給される原稿に光を照射する光源であるコピーランプ４５と、原稿からの反射光像を予め定められる方向に偏光する第１ミラー４６と、第１ミラー４６によって偏光された原稿からの反射光像をさらに予め定められる方向に順次偏光する第２および第３ミラー４７，４８と、第３ミラー４８によって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、光電変換素子（Charge Coupled Device；略称ＣＣＤ）５０に結像させる光学レンズ４９と、光学レンズ４９によって結像される原稿からの反射光像を光電変換し、電気的信号として画像処理部に出力するＣＣＤ５０とを含む。

原稿送給部４４は、原稿が載置される原稿トレイ５１と、原稿トレイ５１に載置される原稿を搬送路５２に送給する給紙ローラ５３と、給紙ローラ５３によって送給される原稿を一時的に保持し、タイミングを計って第２プラテンガラス４２に送給するレジストローラ５４と、画像情報を読取られた後の原稿が排出される原稿排紙トレイ５５とを含む。

画像形成部６０は、軸線まわりに回転可能に設けられる像担持体である感光体３と、帯電手段である帯電ユニット６１と、露光手段であるレーザスキャナユニット６２と、現像手段である前述の図１に示す現像装置１と、転写手段である転写ユニット６３と、定着手段である定着装置６４と、クリーニング手段であるクリーニングユニット６５と、除電手段である除電装置６６とを含む。帯電ユニット６１、レーザスキャナユニット６２、現像装置１、転写ユニット６３、クリーニングユニット６５および除電装置６６は、この順に感光体３の周囲に感光体３の回転方向上流側から下流側に向かって配置される。本実施形態において感光体３は円柱状である。感光体３の形状は円柱状に限定されるものではなく、たとえば円筒状であってもよい。

前述の図２に示すように、現像装置１の現像スリーブ１７は、感光体３に対向して、感光体３の回転軸線と平行な軸線まわりに回転可能に設けられる。現像スリーブ１７と感光体３との間隔Ｄ２は、特に限定されるものではないけれども、本実施形態では０．２５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下である。前述のように、現像装置１は、露光によって感光体３の外周面部に形成される静電潜像を現像する。

帯電ユニット６１は、感光体３の外周面部を帯電させる。レーザスキャナユニット６２は、帯電された感光体３を露光する。転写ユニット６３は、現像によって形成される可視像であるトナー像を記録媒体である記録用紙に転写させる。転写ユニット６３は、たとえばコロナチャージャによって実現される。定着装置６４は、転写されたトナー像を記録用紙に定着させる。具体的には、定着装置６４は、内部に加熱ヒータ６９を備える加熱ローラ６７と、加熱ローラ６７の表面部に弾発的に当接する加圧ローラ６８とを有する。クリーニングユニット６５は、クリーニングブレード７０を備え、転写ユニット６３による転写動作後に感光体３の外周面部に残留するトナーをクリーニングブレード７０によって掻き取って除去し、感光体３の外周面部を清浄化する。除電装置６６は、クリーニングユニット６５による清浄化後の感光体３の外周面部を除電する。

給紙部８０は、下部筐体７２の内部に設けられ、記録媒体である記録用紙が収容される給紙カセット８１と、下部筐体７２の側面部から突出して設けられ、記録用紙が載置される手差しトレイ８２と、給紙カセット８１に収容される記録用紙を第１搬送路８３に送給する第１給紙ローラ８４と、手差しトレイ８２に載置される記録用紙を第２搬送路８５に送給する第２給紙ローラ８６と、記録用紙を一時的に保持し、タイミングを計って画像形成部６０に送給するレジストローラ８７とを含む。

排紙部９０は、画像形成部６０の定着装置６４でトナー像が定着された記録用紙を排紙トレイ９１に排出させる排紙ローラ９２と、排紙ローラ９２によって排出される記録用紙を収容する排紙トレイ９１とを含む。

画像形成装置２は、画像形成（以後、「印刷」とも称する）モードとして、複写モード（以後、「コピアモード」とも称する）、プリンタモードおよびファクシミリモードを有する。不図示の操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じて、前述の印刷モードの中から対応する印刷モードが後述する不図示の制御部によって選択される。

前述の印刷モードのうち、コピアモードの場合には以下のようにして画像が形成される。使用者が原稿読取部４０の第１プラテンガラス４１に原稿を載置し、給紙部８０の給紙カセット８１または手差しトレイ８２に記録用紙を供給し、さらに上部筐体７１の図３の紙面に向かって手前側に配置される不図示の操作パネルの条件入力キーにて印刷枚数、印刷倍率などを入力した後、操作パネルのスタートキーを操作すると、複写（コピー）動作が開始される。

スタートキーが操作されると、不図示のメイン駆動モータが始動し、不図示の各駆動ギヤが回転する。次いで、給紙部８０の第１給紙ローラ８４または第２給紙ローラ８６が回転して記録用紙が第１搬送路８３または第２搬送路８５に送出（給紙）され、一対のレジストローラ８７に到達して捕捉される。このレジストローラ８７によって、記録用紙は、感光体３の表面部に形成されるトナー像の先端部すなわち画像形成開始部が転写ユニット６３の設けられる位置に達するタイミングと、記録用紙の画像形成予定領域が転写ユニット６３の設けられる位置に達するタイミングとの同期をとるために一時停止される。またこのとき、記録用紙の先端部がレジストローラ３１に均一に押しつけられて記録用紙の先端位置の補正が行なわれる。

また原稿読取部４０では、コピーランプ４５が点灯し、コピーランプユニット４３が矢印Ｂ方向に移動を開始することによって原稿への露光が開始される。コピーランプ４５から原稿に照射された照射光は、原稿によって反射されて原稿の画像情報を含む反射光となる。この原稿からの反射光は、第１ミラー４６、第２ミラー４７、第３ミラー４８および光学レンズ４９を介してＣＣＤ５０に入力される。これによって原稿の画像情報が読取られる。

このようにして光学的信号として読取られた原稿の画像情報は、ＣＣＤ５０内の不図示のＣＣＤ回路によって電気的信号に変換されて画像処理部に出力される。画像処理部では、入力された画像情報に対して設定された条件で画像処理が行われ、この画像処理が行なわれた画像情報が、画像形成部６０のレーザスキャナユニット６２にプリントデータとして送信される。

また画像形成部６０では、帯電ユニット６１によって、感光体３の外周面部の一部分が感光体３の軸方向全体にわたって所定の電位に帯電され、さらに感光体３が回転することによって感光体３の外周面部全体が所定の電位に帯電される。帯電された感光体３の外周面部は、感光体３の回転によって次の工程に順次移動する。

レーザスキャナユニット６２では、図示しないけれども、回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）および各種光学系によって、半導体レーザから出射されたレーザ光が、画像処理部から入力されたプリントデータに応じて偏向されながら感光体３に照射される。これによって、レーザ光が帯電ユニット６１によって帯電された感光体３の外周面部に走査され、感光体３の外周面部に静電潜像が形成される。

その後、現像装置１の現像剤収容容器１２内の現像ローラ１３によって、現像剤収容容器１２に収容される現像剤中のトナーが、回転する感光体３の外周面部に供給される。トナーは、静電潜像を形成する電位ギャップに応じて感光体３の外周面部に付着する。これによって静電潜像が顕像化（現像）され、トナー像が形成される。

また給紙部８０のレジストローラ８７によってタイミングを計って、画像が形成されるべき記録用紙が、感光体３と転写ユニット６３との間の転写位置に送給される。転写位置では、転写ユニット６３によって感光体３の外周面部に形成されたトナー像が記録用紙に転写される。

トナー像が転写された記録用紙は、定着装置６４に搬送され、定着装置６４の加熱ローラ６７と加圧ローラ６８との間を通過するときに熱および圧力が加えられる。これによって、記録用紙の表面部の未定着トナーが溶融して記録用紙に固着し、定着される。トナー像が定着された記録用紙は、排紙部９０の排紙ローラ９２によって排紙トレイ９１に排出される。

また記録用紙に転写されずに感光体３の外周面部に残留したトナーは、クリーニングユニット６５のクリーニングブレード７０によって掻き取られ、回収される。クリーニングブレード７０によって残留するトナーが掻き取られた感光体３の外周面部は、帯電ユニット６１の配置される位置に移動する途中で除電装置６６によって除電される。感光体３の外周面部は、除電する必要がない場合には、除電装置６６によって除電されなくてもよい。

以上に述べた実施形態では、原稿は、使用者によって第１プラテンガラス４１に載置されて停止状態で画像情報を読取られるけれども、原稿送給部４４によって第２プラテンガラス４２に送給されている状態で画像情報を読取られてもよい。この場合、原稿は、原稿読取部４０の原稿トレイ５１に載置される。

このように原稿読取部４０の原稿トレイ５１に原稿が載置されていることが図示しないセンサによって検出されている場合にスタートキーが操作されると、原稿送給部４４の給紙ローラ５３が回転し、原稿トレイ５１に載置された原稿が搬送路５２に送給される。搬送路５２に送給された原稿は、搬送路５２に設けられるレジストローラ５４によって捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、所定のタイミングで原稿読取位置である第２プラテンガラス４２の設けられる位置に搬送される。コピーランプユニット４３は、原稿読取位置である所定の停止位置に停止したまま、搬送中の原稿を露光する。この露光によって得られた原稿からの反射光が前述のようにして原稿画像として読取られる。このようにして画像情報が読取られた原稿は、原稿排紙トレイ５５に排出される。

前述のプリンタモードの場合には、原稿読取部４０は動作せず、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置から入力される画像情報に応じて画像が形成される。またファクシミリモードの場合には、通信回線を介して入力される画像情報に応じて画像が形成される。

本発明の効果を確認するために、以下のような実施例について検討した。
＜角度αの検討＞
実施例に用いた現像装置の構成は、図１に示す構成と同様のものである。現像ローラ１３は外経を１８ｍｍとし、回転数を３００ｒｐｍとした。第１撹拌搬送部材１５は外径を１６ｍｍとし、第１螺旋羽根部のスクリューピッチを３６ｍｍとし、回転数を５００ｒｐｍとした。第２撹拌搬送部材１６は外径を１６ｍｍとし、第２螺旋羽根部のスクリューピッチを３６ｍｍとし、回転数を５００ｒｐｍとした。現像剤量は２００ｇとし、隔壁１２ａの厚みを３ｍｍとし、隔壁１２ａと現像ローラ１３の現像スリーブ１７表面とのギャップを１ｍｍとした。

マグネットローラ１８の各磁極の相対的な位置関係および各磁極の法線方向の磁束密度の極大値は、図２に示した通りである。

角度αを、２３°（実施例１）、３３°（実施例２）、４３°（比較例１）に変更して、現像装置の釈放性、再供給性、撹拌性および循環性について評価した。

釈放性は、釈放位置で現像ローラから現像剤が釈放されているかどうかについて評価し、再供給性は、第１撹拌搬送部材１５に撹拌搬送される現像剤が十分に剥離極Ｎ３に再供給されているかどうかについて評価した。撹拌性は、新たに補給されたトナーが第２撹拌搬送部材１６に搬送される前に第１撹拌搬送部材１５で十分に撹拌されているかどうかについて評価し、循環性は現像剤収容容器１２内を現像剤が偏りなく循環されているかどうかについて評価した。結果を表１に示す。

角度αが４０°より大きい比較例１は、剥離極Ｎ３への現像剤の再供給が成されないために、釈放性および撹拌性が低下することとなった。これに対して角度αが２０°以上４０°以下の範囲内にある実施例１，２は、剥離極Ｎ３への現像剤の再供給が成されたので、釈放性および撹拌性も良好な結果が得られた。

＜剥離極Ｎ３の磁束密度の検討＞
角度αを検討した現像装置について角度αを２３°とし、剥離極Ｎ３の法線方向の磁束密度の極大値を２８ｍＴ（実施例３）、３３ｍＴ（実施例４）、４８ｍＴ（実施例５）、５３ｍＴ（実施例６）に変更して、現像装置の釈放性、再供給性、撹拌性および循環性について評価した。結果を表２に示す。

剥離極Ｎ３による法線方向の磁束密度の極大値が、３０ｍＴ以上５０ｍＴ以下の範囲から外れる実施例３は、前記範囲内に含まれる実施例４，５よりも再供給性、撹拌性の点でやや劣り、前記範囲から外れる実施例６は、実施例４，５よりも釈放性、撹拌性の点でやや劣るものとなった。

＜剥離極Ｎ３と汲み上げ極Ｎ２との間の磁束密度の検討＞
角度αを検討した現像装置について角度αを２３°とし、剥離極Ｎ３の法線方向の磁束密度の極大値を４８ｍＴとし、剥離極Ｎ３と汲み上げ極Ｎ２との間における法線方向の磁束密度の極小値を８ｍＴ（実施例７）、１２ｍＴ（実施例８）に変更して、現像装置の釈放性、再供給性、撹拌性および循環性について評価した。結果を表３に示す。

剥離極Ｎ３と汲み上げ極Ｎ２との間における法線方向の磁束密度の極小値が、０ｍＴ以上１０ｍＴ以下の範囲から外れる実施例８は、前記範囲内に含まれる実施例７よりも釈放性、循環性の点でやや劣るものとなった。

１ 現像装置
２ 画像形成装置
３ 電子写真感光体
１１ 開口部
１２ 現像剤収容容器
１２ａ 隔壁
１３ 現像ローラ
１４ 現像剤量規制部材
１５ 第１撹拌搬送部材
１６ 第２撹拌搬送部材
１７ 現像スリーブ
１８ マグネットローラ
２１ 現像領域
Ｎ１ 現像主極
Ｎ２ 汲み上げ極
Ｎ３ 剥離極
Ｓ１ 搬送極
Ｓ２ 回収極

Claims (5)

1. 回転自在に軸支される円筒状のスリーブと該スリーブ内に固定配置された複数の磁極を備えるマグネットローラとを有し、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を前記スリーブの表面に担持して、静電潜像が形成された感光体に臨む現像領域へ搬送する現像ローラであって、前記複数の磁極が、前記現像領域で前記感光体へ前記トナーを供給するための現像磁極および前記現像領域よりも前記スリーブの回転方向下流側にあって前記感光体へのトナー供給後に前記スリーブの表面に残留している２成分現像剤を前記スリーブの表面から剥離させるための剥離極を含むように構成される現像ローラと、
   前記現像ローラの鉛直下方に配置され、前記現像領域よりも前記スリーブの回転方向上流側で２成分現像剤を前記スリーブの表面に供給する現像剤供給部材と、
   前記現像領域よりも前記スリーブの回転方向下流側に配置され、前記剥離極によって前記スリーブの表面から剥離された２成分現像剤を搬送する回収搬送部材であって、前記スリーブの回転軸線と平行な第１軸線に沿って延びる第１回転軸部と該第１回転軸部に螺旋状に取り付けられた第１螺旋羽根部とを有し、該第１回転軸部が前記第１軸線まわりに回転することで前記第１螺旋羽根部によって前記第１軸線に沿って２成分現像剤を搬送する回収搬送部材と、
   前記現像剤回収搬送部材よりも前記スリーブの回転方向下流側であって、前記現像剤供給部材よりも前記スリーブの回転方向上流側に配置され、前記スリーブの表面に残留している２成分現像剤の移動を規制する移動規制部材と、を備え、
   前記スリーブの表面上で、前記剥離極による法線方向の磁束密度が極大値となる位置と前記スリーブの回転軸線とを含む第１の平面と、前記第１回転軸部の第１軸線と前記スリーブの回転軸線とを含む第２の平面とが成す角度αが２０°以上４０°以下であることを特徴とする現像装置。
2. 前記剥離極による法線方向の磁束密度の極大値は、３０ｍＴ以上５０ｍＴ以下であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記複数の磁極が、前記現像剤供給部材から前記スリーブの表面に２成分現像剤を汲み上げるための汲み上げ極をさらに含み、
   前記スリーブの表面上で、前記剥離極と前記汲み上げ極との間における法線方向の磁束密度の極小値が、０ｍＴ以上１０ｍＴ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
4. 前記現像剤供給部材は、前記スリーブの回転軸線と平行な軸線に沿って延びる第２回転軸部と該第２回転軸部に螺旋状に取り付けられた第２螺旋羽根部とを有し、該第２回転軸部が前記第２軸線まわりに回転することで前記第２螺旋羽根部によって前記第２軸線に沿って２成分現像剤を搬送し、
   前記第１回転軸部は、前記第２回転軸部よりも上方に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つの現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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