JP4785407B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

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。

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。

（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近傍に供給する。現像ローラには接触する弾性ローラが設けられ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。

（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、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。

（３）クリーナレス（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、トナー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、現像時と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）。

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）。
特開２００１−９２２０１号公報 特開昭５４−４３０２７号公報 特開昭５５−１８６５６号公報 特許第２５９８１３１号公報 特開平１０−３０７４５５号公報

前記（１）の従来の非磁性接触現像方式においては、耐久時における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トナーの特性が低下し、トナー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）においてトナーがわずかに現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。トナー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トナー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トナー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、トナー特性が低下してくると、現像器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（トナー）が入れ替わらず循環しない領域ができる。一方循環している現像剤は一定の特性低下が生じている。このように二種類の現像剤が、容器内のトナーが減少したときに、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。

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。ヘアラインの均一性が、縦横で異なるという問題がある。磁気穂が感光体（感光ドラム）進行方向と平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、それと直交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（図９）。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トナーが滞留し、逆にエッジの外部からトナーを引き寄せ上記のような画像不良を生じる。更に、クリーナレスシステムの画像形成装置においては、非接触であるため、感光ドラム上のトナーを回収する能力が低く、転写残トナーがゴーストとなってベタ白や中間調に表れるという問題がある。また、ベタ黒中に白点を生じる。この白点は、高温高湿下で、現像ローラと感光ドラムの間に紙粉が混入したときに生じやすい。現像ローラと感光ドラム間にバイアスリークが生じその結果、感光ドラム上の潜像電位が上昇（負に）したためと予想される。

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及び画像形成装置を提供することを目的とする。

発明（１）：少なくとも表面に弾性層と内部に固定された磁界発生手段を具備し、一成分磁性現像剤を磁力により保持する現像剤担持体と、該現像剤担持体の現像剤を規制する現像剤量規制手段とを有し、該現像剤担持体が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、
該現像剤量規制手段は該現像剤担持体の回転方向に対してカウンター方向に当接される当接部と、該当接部に該現像剤担持体から離れる方向に設けられた段差部と、該段差部から該現像剤担持体の回転方向の上流側に設けられた離間部とを有し、
且つ該現像剤量規制手段における離間部が、該磁界発生手段における磁極の一つの近傍に位置し、該離間部が少なくとも該磁極の発生する磁束密度Ｂの（１）式を満たす位置を含むことを特徴とする現像装置。

｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≧０．５・・・（１）式
ここで、｜Ｂ｜は、磁束密度Ｂの大きさ（｜Ｂ｜＝｜Ｂｒ^２＋Ｂθ^２｜^１／２）であり、Ｂｒは、該現像剤担持体の表面に形成される磁束密度Ｂのうち、該現像剤担持体の表面に対して垂直成分、Ｂθは該現像剤担持体の表面に対して水平成分である。

発明（２）：該現像剤量規制手段における当接部が、該磁界発生手段における最近接極により発生する磁束密度と（２）式を満たす関係に位置することを特徴とする（１）に記載の現像装置。

｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＜０．５・・・（２）式
発明（３）：該現像剤量規制手段が、少なくとも導電部材と、該導電部材に直流バイアスを印加する電圧印加手段を有し、該導電部材に該現像剤担持体に対して現像剤と同極性のバイアスを印加する事を特徴とする発明（１）と（２）に記載の現像装置。

発明（４）：該現像剤量規制手段が、少なくとも導電部材と、該導電部材に交番バイアスを重畳した直流バイアスを印加する電圧印加手段を有し、該直流バイアスは該現像剤担持体に対して現像剤と同極性のバイアスである事を特徴とする発明（１）と（２）に記載の現像装置。

発明（５）：該現像剤量規制手段における段差部の長さＬと離間部の長さＥの関係が
Ｌ≦Ｅ
である事を特徴とする発明（１）〜（４）に記載の現像装置。

発明（６）：該現像剤量規制手段における段差部の長さＨを０．５ｍｍ以上３ｍｍとする事を特徴とする発明（１）〜（５）に記載の現像装置。

発明（７）：該現像剤量規制手段における離間部の長さＥを１ｍｍ以上１０ｍｍとする事を特徴とする発明（１）〜（６）に記載の現像装置。

発明（８）：画像形成装置に着脱可能であり、少なくとも発明（１）〜（７）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。

発明（９）：少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電装置、該静電潜像を現像する現像装置、該像担持体の現像剤を被転写材に転写する転写手段とを有する電子写真画像形成装置において、該現像装置は発明（１）〜（７）に記載の現像装置であることを特徴とする電子写真画像形成装置。

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、該静電潜像を現像する現像装置、該像担持体の現像剤を被転写材に転写する転写手段とを有する電子写真画像形成装置において、該現像装置は発明（１）〜（７）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電子写真画像形成装置。

１）発明（１）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（１）のような構成をとることで現像剤を現像剤担持体表面に磁気的に搬送するため、現像剤供給ローラを必要とせず、現像剤に与えるストレスを低下させることができる。さらに現像剤量規制手段に段差部を設けることで現像剤担持体からの現像剤の剥ぎ取りを向上し、且つ現像剤量規制手段に離間部を設け、その位置を適正に保つことで滞留による現像剤の急激な劣化を防ぎ耐久時における磁気凝集の発生を抑えた。したがって現像剤劣化に伴うカブリ量の増加を抑制することができる。さらに現像剤担持体に印加するＤＣバイアスにより、現像時においては同様の磁場でも長い磁気穂の形成を抑制し、現像時の磁気穂の影響を減ら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、弾性層を有する現像剤担持体を被現像体に接触させＤＣ現像とすることにより、現像剤往復により、現像剤が掃き寄せられるのを防止している。

２）発明（２）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（２）のように、現像剤量規制手段における当接部が、固定の磁界発生手段が発生する磁束密度と｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＜０．５を満たす関係に位置することで、現像剤に水平磁界が支配的な領域で規制することで、規制部材と現像剤担持体間の押圧力も小さいため、現像剤に与えるストレスを低下させると共に、当接部から離間部に向かう磁力を発生させる磁力線を発生することが出来ることから、段差部において剥ぎ取られた現像剤を再度離間部に戻す現像剤循環を促進し、現像剤量規制手段の段差部近傍への現像剤滞留を防止するため、耐久により局所的にストレスを受けた現像剤による磁気凝集の発生をさらに抑制し、印字枚数（特に低印字率時に）が増えたときにも、著しく現像剤の劣化を抑制し、カブリの発生を防止する。

３）発明（３）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（３）のように、現像剤量規制手段が、少なくとも導電部材と、該導電部材に直流バイアスを印加する電圧印加手段を有し、該導電部材に該現像剤担持体に対して現像剤と同極性のバイアスを印加する事で、当接部においては電界により現像剤への電荷付与を促進する。さらに段差部において逆極性帯電現像剤や低帯電量現像剤を現像剤担持体上から剥ぎ取ることで、現像剤量規制手段通過後の現像剤担持体上の現像剤の帯電性を向上し、磁気凝集により帯電特性が低下した耐久時の現像剤においてもカブリの発生を抑制する。

４）発明（４）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（３）のように、該現像剤量規制手段が、少なくとも導電部材と、該導電部材に交番バイアスを重畳した直流バイアスを印加する電圧印加手段を有し、該直流バイアスは該現像剤担持体に対して現像剤と同極性のバイアスであることで、直流バイアスにより現像剤の平均帯電量を増加すると共に、交番バイアスにより現像剤量規制手段離間部における現像剤循環を促進し、磁気凝集の発生をさらに抑制し、本発明における効果を強めることが出来る。

５）発明（５）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（５）のように、現像剤量規制手段における段差部の長さＬと離間部の長さＥの関係を、Ｌ≦Ｅ、とすることで、良好な現像剤の入れ替わり性によるヘアライン均一性の向上とゴーストの改善、さらにベタ黒均一性の向上が図れる。

６）発明（６）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（６）のように、現像剤量規制手段における段差部の長さＨを０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とする構成をとることで、現像剤の剥ぎ取りと循環の促進により低湿環境における現像剤コートの安定性と、ベタ黒の均一性を向上できる。

７）発明（７）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（７）のように、現像剤量規制手段における離間部の長さＨを１ｍｍ以上１０ｍｍとする構成をとることで、現像剤量規制手段の段差部の上流側における現像剤の循環を制御することで、均一なベタ黒と、現像剤コート不良起因の画像欠陥のない良好な画像が得られる。

８）発明（８）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（８）のように、画像形成装置に着脱可能であり、少なくとも発明（１）〜（７）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とすることで、本発明における効果をメンテナンスフリーで簡易な構成で実現する。

９）発明（９）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（９）のように、少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電装置、該静電潜像を現像する現像装置、該像担持体の該現像剤を被転写材に転写する転写手段とを有する電子写真画像形成装置において、該現像装置は発明（１）〜（７）に記載の現像装置であることを特徴とする電子写真画像形成装置とすることで、本発明における現像装置の効果を実現可能な画像形成装置を達成する。

１０）発明（１０）によれば、以下の点において効果がある。すなわち、発明（１０）のように、少なくとも、像担持体、該像担持体を帯電する帯電装置、該静電潜像を現像する現像装置、該像担持体の該現像剤を被転写材に転写する転写手段とを有する電子写真画像形成装置において、該現像装置は発明（１）〜（７）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で、前記発明（１）〜（７）の効果があることはもちろん、それ以外において以下の点において効果がある。

ａ：クリーナレスシステムにおいて、像担持体と現像剤担持体と押圧し当接することで像担持体と現像剤担持体間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現像剤の回収性を向上することができる。

ｂ：クリーナレスシステムにおいて、現像剤が一成分磁性現像剤であり、現像剤は該現像剤担持体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によって、現像剤を現像剤担持体上に磁気的に搬送するため、現像剤を現像担持体上へ供給する現像剤供給ローラを必要としないことから、戻り現像剤によるトナー劣化を抑制し、該現像剤量規制手段における段差部による現像剤量の規制、金属の比誘電率より低い弾性層を有することにより、入替わり性が向上するため、戻り現像剤に含まれる異物を核に現像剤凝集塊の発生および現像剤供給ローラへの現像剤凝集塊付着による中間調画像不良を抑制することができる。

ｃ：紙粉による中間調画像欠陥の評価に記載
クリーナレスシステムにおいて、現像剤が一成分磁性現像剤であり、現像剤は該現像剤担持体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によって、現像剤を現像剤担持体上に磁気的に搬送するため、現像剤を現像担持体上へ供給する現像剤供給ローラを必要としないことから、印字枚数が増えたときに、現像剤供給ローラと現像剤担持体の摺接による現像剤供給ローラに戻り現像剤に含まれる紙粉が溜まることにより、剥ぎ取り供給不良による現像剤担持体周期の中間調画像不良を抑制することができる。

ｄ：ベタ黒画像欠陥の評価に記載
クリーナレスシステムにおいて、現像バイアスとして、直流電圧を印加し、現像剤担持体が被現像体を押圧しながら被現像体を現像剤で現像することで高温高湿時おける戻り現像剤に含まれる紙粉をかえして生じるリークを抑制し、ベタ黒中の白の斑点による画像不良を抑制することができる。

ｅ：クリーナレスシステムにおいて、現像バイアスとして、｜Ｖ｜ｍａｘ≦｜Ｖｄ｜をみたし、直流電圧に交番電圧を重畳したものを印加し、現像剤担持体が被現像体を押圧しながら被現像体を現像剤で現像することで高温高湿時おける戻り現像剤に含まれる紙粉をかえして生じるリークを抑制し、ベタ黒中の白の斑点による画像不良を抑制することができる。

《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。

（１）画像記録装置の全体的な概略構成
１は像担持体（被現像体）であるところの感光体であり、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。

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。

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。

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。

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はネガ極性に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。

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。

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５×１０^８Ω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。

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。

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。

そして、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。
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。

《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。

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、現像器に回収する。具体的には、実施形態１に対し以下の構成を変更した。

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２０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２０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器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２０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。

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。

《実施例及び比較例》
［実施例１］
接触、弾性スリーブ、極間位置規制部、極位置離間部、（段差ブレード）
本実施例の現像装置６０Ａ（図１，図２）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。

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上に弾性層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。

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−１Ｆ３６０Ａ：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。

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）に示すように現像部Ｓα、搬送部Ｎα、供給部Ｓβ、捕集部Ｎβ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ラを回転しながら、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（垂直成分）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（水平成分）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｜を
｜Ｂ｜＝｜Ｂｒ^２＋Ｂθ^２｜^１／２
を算出した。

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。

その結果およびＢｒ、Ｂθを図３（ｂ）に示す。横軸の角度は、原点を供給部Ｓβ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（Ｓβ→Ｎα→Ｓα→Ｎβ→Ｓβ）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。

トナーｔ１：本実施例では現像剤である１成分磁性トナーｔとして、結着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し混練、粉砕、表面改質処理、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トナーｔ１を用いた（粉砕法、例えば特開２００２−３４１５９０）。磁性体粒子は結着樹脂と同重量処方し十分な磁力による搬送を可能な磁性粒子を作製した。また、トナーｔ１はネガ帯電性であり、平均粒径（Ｄ４）は７μｍであった。

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、現像剤量規制手段としての規制ブレード６０ｃで層厚規制（現像剤量規制）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。

本現像装置は規制ブレード６０ｃとして厚さ１００μｍのリン青銅を用い、さらに本発明における効果を得るため、規制ブレードにスリーブとスリーブ回転方向に対してカウンター方向に当接してトナー量を規制すると同時に摩擦帯電を行う当接部と、当接部からスリーブと反対方向且つ略垂直方向に形成される段差部、さらに段差部からスリーブ回転方向上流側に設けられる離間部の３部分を形成した。

ここで規制ブレードの当接部位置（規制位置）は、図３のθ＝４０度（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．０３）、引抜き圧５０（Ｎ／ｍ）、ブレード段差部長１ｍｍ、ブレード離間部長５ｍｍに設定した。ここでブレード段差部長とは規制ブレード６０ｃにおける当接部と離間部の最短距離であり、ブレード離間部長とは規制ブレード６０ｃにおける段差部を始点とした時の自由端の長さを意味する。また、本実施例のように規制ブレードと現像スリーブへの当接位置を水平磁界が支配的な磁極領域（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＜０．５）に設定することを、以下では極間位置規制（極間規制）と呼ぶ。このとき規制ブレードの離間部位置は図３のθ＝７度（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．９６）に設定した。このように現像スリーブの径方向の磁界が支配的な領域（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≧０．５）を磁極位置と呼ぶことにする。
なお本発明において規制ブレードの当接位置における磁界（磁束密度）とは規制ブレードと現像スリーブの当接ニップ中央位置と現像スリーブ中心の成す角度θにおける図３（ｂ）のＢｒ、Ｂθの値とし、規制ブレードの離間部における磁界とは規制ブレードの離間部における自由端と現像スリーブ中心の成す角度θにおける図３（ｂ）のＢｒ、Ｂθの値とする。

さらに現像スリーブ６０ｂにコートされたトナーｔ１はスリーブ６０ａの回転により、感光ドラム１とスリーブ６０ａ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Ｓ２より現像バイアス電圧（ＤＣ電圧−４５０Ｖ）が印加される。

さらに、規制ブレードにはＤＣ電源Ｓ５が接続され、ブレードバイアス電圧（ＤＣ電圧−５５０Ｖ）が印加される。ここでブレードバイアスとしては−５５０Ｖを印加したが、現像バイアスのＤＣ値に対してトナーと同極性側であれば良く、現像バイアスに対して−５０〜−２５０Ｖの電圧を印加する事で、本発明における効果を得る事が出来た。ここで現像スリーブは、感光ドラムに対し１．２倍の周速度で駆動される。これにより、感光ドラム１側の静電潜像がトナーｔ１により反転現像される。また、現像スリーブの感光ドラムに対する周速度は１．２倍としたが、現像スリーブの感光ドラムに対する周速度は１．０〜２．０倍であれば、本発明の効果を十分得ることができる。

［実施例２］
接触、弾性スリーブ、極位置規制部、極位置離間部（段差ブレード）
本実施例の現像装置は基本的には実施例１に記載の現像装置６０Ａに準ずるが、規制ブレードの弾性スリーブへの当接条件が異なる。

本例において、規制ブレードの当接位置が図３のθ＝１６度、引抜き圧５０（Ｎ／ｍ）、ブレード離間部長５ｍｍに設定した。

本実施例における規制部の磁界は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．８０であり、また離間部の磁界は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．７７であった。

また、本実施例のように規制ブレードと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、以下では極位置規制（極規制）と呼ぶ。

［実施例３］
接触、弾性スリーブ、極間位置規制部、極位置離間部（段差ブレード）
本実施例の現像装置は基本的には実施例１記載の現像装置６０Ａに準ずるが規制ブレードに印加するバイアスを現像スリーブと等電位とした。

［比較例１］
接触、弾性スリーブ、極間位置規制部、極間位置離間部（段差ブレード）
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に準ずるが規制ブレードの弾性スリーブへの当接条件が異なる。

本例において、規制ブレードの当接位置が図３のθ＝５２度、引抜き圧５０（Ｎ／ｍ）、ブレード離間部長３ｍｍに設定した。

本比較例における規制部の磁界は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．４であり、また離間部の磁界は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．３３であった。

［比較例２］
接触、弾性スリーブ、極位置規制部、極間位置離間部（段差ブレード）
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に準ずるが規制ブレードの弾性スリーブへの当接条件が異なる。

本例において、規制ブレードの当接位置が図３のθ＝−１４度、引抜き圧５０（Ｎ／ｍ）、ブレード離間部長３ｍｍに設定した。

本比較例における規制部の磁界は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．８４であり、また離間部の磁界は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．１６であった。

［比較例３］
接触、弾性スリーブ、極間位置規制部、極間位置離間部（ストレートブレード）
本比較例における現像装置は基本的に実施例１記載の現像装置６０Ａに準ずるが規制ブレードの形状が異なり、弾性スリーブへ当接する当接部に段差部がなく、ストレート形状とされたものである。

本例において、規制ブレードの当接位置は図３のθ＝４０度、引抜き圧５０（Ｎ／ｍ）、ブレード離間部長５ｍｍに設定した。

本比較例における規制部の磁界は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．０３であり、また離間部の磁界は｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．９９であった。

［比較例４］
磁性非接触現像方式 極間位置規制
本比較例の現像装置６０Ｂについて述べる。本比較例を用いる実施形態１の概略図を図６に示す。現像剤として後述するトナーｔ２を用いた。

６０ｆ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６０ｆ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６０ｆ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６０Ｂに充填されたトナーｔ２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６０ｆ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。

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、スリーブと規制ブレードの当接位置を図３のθ＝４０度（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．０３）、引抜き圧３０Ｎ／ｍ、ブレード自由長１ｍｍに設定した。ここでブレード自由長とは規制ブレードと現像スリーブの当接ニップから規制ブレード自由端までの長さとした。

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Ｓ４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１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：現像剤である一成分磁性トナーｔ２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。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作製した。また、トナーｔ２はネガ帯電性であり、平均粒径（Ｄ４）としては７μｍのものを用いた。

［比較例５］
磁性非接触現像方式 極位置規制
本比較例は比較例４と基本的に同等の非接触一成分現像装置６０Ｂにおいて、マグネットローラの磁極配置を変更したものである。

本現像装置はスリーブと規制ブレードの当接位置を図３のθ＝１度（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＝０．９９）、引抜き圧３０Ｎ／ｍ、ブレード自由長１ｍｍに設定したものである。

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Ｓ４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１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：比較例４に準ずる。

［比較例６］
回転式多極マグネットロール
本比較例の現像装置６０Ｃについて説明する。比較例６を用いた実施形態１の概略図を図７に示す。

６０ｒはマグネットロール６０ｑ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６０ｒはアルミシリンダー６０ｒ１上に非磁性の導電弾性層６０ｒ２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。引抜き圧は２００Ｎ／ｍであった。

現像スリーブ６０ｒの製造方法
材料混練し、押出し成形して作製。厚さ５００μｍでアルミスリーブ６０ｒ１上に接着後研摩して作製した。マイクロ硬度は９４度であり、表面粗さＲａは１．２μｍであった。

マグネット６０ｑは等間隔に８極着磁された多極マグネットロールを用いる。ピーク密度の絶対値で、３００Ｇの磁束密度を発生する。また、マグネットロールはスリーブの回転方向とは逆方向に等しい回転数にて回転駆動する。

トナーｔ２は、マグネットロール６０ｐによる磁気力を受けながら現像スリーブ６０ｒ上を搬送される過程において、規制ブレード６０ｃ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。

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、厚さ１００ｕｍのＳＫ鋼からなる規制ブレード６０ｃを引抜き圧３０Ｎ／ｍ、ブレード自由長１．２ｍｍに設定した。

現像スリーブ６０ｒにコートされたトナーｔ２はスリーブ６０ｒの回転により、感光ドラム１とスリーブ６０ｒ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６０ｒ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−４５０Ｖ）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。これにより、感光ドラム１側の静電潜像がトナーｔ２により反転現像される。

トナーｔ２：比較例４に準ずる。

また、本例に類似の構成として、特公平４−１５９４９号公報に開示されている現像装置がある。

［比較例７］
非磁性接触現像方式
本比較例の現像装置６０Ｄについて述べる。比較例６を用いた実施形態１の概略図を図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、感光体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２００Ｎ／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マイクロ硬度で４２度であった。

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ｔ３を現像ローラ６０ｈに供給し、トナーｔ３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厚さ１００μｍのリン青銅から形成される規制ブレード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。ここで規制ブレード６０ｉにおけるブレード自由長は１ｍｍ、現像ローラとの引き抜き厚は３０Ｎ／ｍとした。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―４５０Ｖを現像ローラ心金に印加した。また、弾性ローラ及び規制ブレードは、現像バイアスと電気的に共通とし、同じ現像バイアス電位を印加した。
トナーｔ３：現像剤である１成分非磁性トナーｔ３は、結着樹脂、着色剤、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、さらに帯電粒子や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。トナーはネガ帯電性であり、平均粒径（Ｄ４）は７μｍであった。

［比較例８］
非磁性接触現像 段差ブレード
本比較例の現像装置は基本的には比較例７に記載の現像装置６０Ｄに準ずるが規制ブレードの弾性スリーブへの当接位置に、段差部を設けたものである。
本例において、規制ブレードの当接位置における引抜き圧３０（Ｎ／ｍ）、ブレード段差部長１ｍｍ、ブレード離間部長１ｍｍに設定した。

また、本例に類似の構成として、特開２００３−８４５６３に開示されている現像装置がある。

《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。

実施形態１における各種画像評価
ａ−１）磁気凝集量
磁性トナーにおいては耐久時にトナー同士が磁力により凝集し、トナーの離型性、帯電性を低下する現象が発生した。ここではそれを磁気凝集と呼ぶ事にする。

本発明における磁気凝集量の評価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された後、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、本測定を３回行った平均値より判断した。

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１０〜２０％
小：磁気凝集の存在比率が１０％以下
無：磁気凝集が存在しない
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１枚ずつ間欠的に通紙して行った。

ａ−２）磁気凝集の要因
本発明において磁気凝集とは磁場によって発生し、一度発生すると外部磁場の存在しない状況でも解れない凝集を示す。一般的にトナーは非磁性でも耐久時に現像器から受ける負荷によって離型性が低下し、現像器中に凝集塊が形成される事で一成分現像器におけるスジ等のコート不良を生じる事が知られているが、磁気によるトナー凝集は、磁気分極により支配的に発生するためトナーが直鎖状に凝集して他の凝集と区別する事が可能である。また本発明における磁気凝集はトナー中に含まれる磁性体の磁気特性（残留磁化）と、外部磁場によってのみ発生するだけでなく、そこに外部から圧力が加えられるとより促進されるということが判明した。これは磁性体における磁気特性の圧力依存によるものと考えられる。

ｂ−１）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に現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。

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。

×：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
カブリ評価は５０枚印字後と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１枚ずつ間欠的に通紙して行った。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。また評価環境は、３２．５℃、８０％Ｒｈにおいて行った。

ｃ−１）印字テストを繰り返すことにより、現像器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。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、その後現像器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。

ｃ−２）耐久時カブリ要因
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。

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。

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。

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。

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。

ただし、磁性トナーでは耐久後半に前述の磁気凝集が発生することがあり、磁気凝集により一定レベル以下まで帯電性が低下したトナーは接触現像により感光ドラムと接触するとカブリとして画質を低下させる。

特に実施形態２のクリーナレス時においてはカブリとなったトナーが帯電ローラに付着して、帯電を阻害し、画像不良を発生しやすい。さらに磁気凝集したトナーは帯電ローラから剥がれにくく、帯電ローラ上に蓄積した際に、帯電ローラの汚れにより全く帯電できなくなり全面黒画像を発生する虞がある。

ｄ−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巾を持って、ライン巾とし、それぞれの方向についてライン巾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。

×：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１枚ずつ間欠的に通紙して行った。

ｄ−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。

ｅ−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。

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ドット内における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。

×：エッジでの測定数がエッジ部から十分離れた位置での測定数の６０％以下である
○：エッジでの測定数がエッジ部から十分離れた位置での測定数の６０％以上である
評価は画像比率２％の横線の画像を初期１００枚印字後に行った。

ｅ−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９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９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。

ｆ―１）ベタ黒均一性評価
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。以下の基準により評価を行う。

ベタ黒画像における先端・中央・後端における光学反射濃度を長手方向に３点ずつ計９点の測定を行い、その中の最高濃度と最低濃度の差により評価した。

×：０．２以上
△：０．１以上０．２未満
○：０．１未満
評価環境は、３２．５℃、８０％Ｒｈにおいて行った。評価は画像比率２％の横線画像を５０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枚の中で最も大きな値で代表した。

ｆ−２）ベタ黒均一性の低下要因
現像効率が高く、剥ぎ取り供給ローラを持たない本発明の現像装置では、黒印字後のほとんどトナーが存在しない現像スリーブ上に、十分なトナー量を磁力により迅速に供給する必要がある。また規制ブレードをバイアスにより現像スリーブよりもトナーと同極性側に高い電位と設定すると、逆極性トナーや低帯電量トナーが電気的に規制ブレードに剥ぎ取られやすくなり、規制後のトナーコート量が減少、不均一となりやすいため、規制ブレード上流側にある程度均一に帯電したトナーを十分供給する必要がある。

ｇ−１）初期ゴースト
現像剤の供給剥ぎ取り性を現像ゴーストにより評価した。現像ローラあるいは現像スリーブの周速度とプロセススピードを考慮して、現像ローラあるいは現像スリーブ周期で現れるゴースト画像を評価した。具体的にゴーストは紙先端で５ｍｍ四方、２５ｍｍ四方のベタ黒のパッチ画像を印字した中間調画像中の現像ローラあるいは現像スリーブ周期１周目に現れる濃度差を目視で認識できる場合にゴーストによる画像不良と判断した。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４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。ここでは、その画像評価を以下の基準で行った。

×：両方のパッチにおいてゴーストが認識される
△：いずれかのパッチにおいてゴーストが認識される
○：何れのパッチにおいてもゴーストが認識されない
評価は画像比率２％の横線の記録画像を初期５０枚印字後に行った。

ｇ−２）初期ゴースト発生要因
感光体と現像スリーブを押圧してなり、剥ぎ取り供給ローラを持たない本発明の現像装置では、弾性スリーブ上において、前周回にトナーを消費した部分には、新たなトナーが供給され規制部に搬送されるが、ベタ黒を印字中は、コート量の約９０％以上のトナーが消費される。消費した部分は、消費されずに残ったトナーに対し新たに供給されたトナーの比率が高い状態で弾性スリーブ上に供給され、規制部に搬送される。一方、前周回にトナーを消費しなかった部分ではその弾性スリーブ上のトナーがそのまま供給部に戻るため、消費されずに残ったトナーに対し、新たに供給されたトナーの比率が低い状態で弾性スリーブ上に供給され、規制部に搬送される。つまり、規制部に搬送されるトナーは、前周回でトナー消費の履歴による新旧トナーの比率に差を生じる。トナー層の上の層と下の層の入替わりすなわち剥ぎ取り供給が十分に行うことができない場合、均一な中間調画像中に前周回のトナー消費の履歴を反映したゴースト画像不良を生じる。

ｈ−１）耐久ゴースト
初期ゴースト同様に紙先端で５ｍｍ四方、２５ｍｍ四方のベタ黒のパッチ画像を印字した中間調画像により評価した。現像ローラあるいは現像スリーブ周期２周目以降に現れる濃度差を目視で認識できる場合にゴーストによる画像不良と判断した。中間調画像とは主走査方向の６００ｄｐｉ１ラインを記録し、その後４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。画像評価は以下の基準で行った。

×：両方のパッチにおいてゴーストが認識される
△：いずれかのパッチにおいてゴーストが認識される
○：何れのパッチにおいてもゴーストが認識されない
評価は画像比率２％の横線の記録画像を５０００枚間欠プリント後に行った。

ｈ−２）耐久ゴーストの発生要因
初期ゴーストと同様に、剥ぎ取り供給ローラを持たない本発明の現像装置では、弾性スリーブ上において、前周回にトナーを消費した部分と、消費されずにトナーが残っている部分では、規制部における新旧トナーの比率に差が生じる。ここで耐久により離型性と帯電性が低下したトナーでは、トナー層の上層と下層の入替わりが十分に行うことが難しい上、新たに供給された新トナーがスリーブ上に存在していた旧トナーと同等の帯電量まで上がりにくいため、初期では現像スリーブ１周分しかでていなかったゴースト画像が、耐久後半では現像スリーブ２〜５周分にもわたって中間調画像上に繰り返し発生することがある。

ｉ−１）さざ波画像不良
画像評価はベタ白、中間調画像中における、現像スリーブあるいは現像ローラ周期で生じる画像欠陥にて行った。プロセススピード及び感光ドラムと現像スリーブの周速比などを加味して現像周期を正確に計算し、同周期の画像不良を抽出して評価した。画像欠陥の大きさは、短軸長さ２〜１０ｍｍ、長軸長さ３〜１００ｍｍ程度で、部分的な光学濃度は０．２から１ほどであり、他の画像欠陥とは区別して評価した。評価は欠陥の有り無しで明確に判別可能であり。以下の基準で評価した。

×：白地部にさざ波状画像不良有り
△：中間調画像中にさざ波状画像不良有り
○：さざ波状画像不良無し
評価環境は、１５℃、１０％Ｒｈにおいて行った。評価は画像比率５％の横線の記録画像を１００枚印字後にベタ白画像３枚と中間調画像を出力して行った。

ｉ−２）さざ波画像不良の発生要因
ベタ白画像においてはトナーが消費されないため、供給部に戻るトナー量が多くなる。その際に新旧トナーの入替わりが十分行えない場合、規制ブレードを通過後にトナーコート層の比電荷の分布にムラあるいは、コート層の厚みムラを生じやすくなる。比電荷の分布ムラを生じた場合には、局所的に比電荷が適性値以上に高いトナーを生じる。このようなトナーはスリーブ表面との付着力が高いため、入替わりにくくなる。つまり、ベタ白を連続で印字することにより、発生しやすくなる現象である。この高比電荷のトナーを形成した部分に新たなトナーを供給するとその部分に供給されたトナーは、スリーブ表面とトナーの電荷付与性が低下し、適性な比電荷をえることができない。その結果、トナーコート層表面に比電荷の低いあるいは逆極性電荷をもつトナーが一定量発生するため、スリーブをドラムに押圧、接触して現像を行うと、ドラム表面に触れることによりにドラム上非印字部にトナーが付着し、しみ状の画像不良が発生する。

この現象はトナー帯電量が高い低湿環境において発生しやすく、特に実施形態２であるクリーナレスシステムにおいては、さざ波状画像不良が発生すると転写ローラのよごれを発生し、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、定着器に被転写材が巻きつき装置故障を生じる可能性がある。このため、クリーナレスシステムにおいて、さざ波画像不良を抑制することは非常に重要である。

次に、クリーナ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。

ｊ−１）クリーナレストナー回収性
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紙などに貼り付け、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。

×：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
評価は画像比率２％の横線の記録画像を初期１００枚時に行った。

ｊ−２）クリーナ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器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１０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体ドラムへトナーを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体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。

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が増加することで現像同時回収性を向上させている。

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。

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。

また、感光体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。

ｋ−１）中間調画像欠陥
画像評価は中間調画像を出力した際の画像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。

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。

×：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
評価は画像比率２％の横線の記録画像を５０００枚の印字テスト後に行った。

ｋ−２）中間調画像不良の発生要因
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。

実施形態２であるクリーナ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を生じやすい。

ｌ−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、帯電を経由し現像器に取り込まれることがある。現像器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、ｋ）の中間調画像欠陥とは区別して評価を行った。

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。

×：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
評価は画像比率２％の横線の記録画像を５０００枚の印字テスト後に行った。

ｌ−２）紙粉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器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。

ｍ−１）ベタ黒画像欠陥阻害
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。

×：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。評価は画像比率５％の横線の記録画像を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。

ｍ−２）ベタ黒画像欠陥の発生要因
図１１のように、ＡＣ電圧印加時、ベタ白を現像中に感光ドラムの表面電位（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。

リークＬ３が起こると当該部分の感光ドラム１の静電潜像が乱された結果、感光ドラム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、反転現像による感光ドラム１へのトナーｔが転移してしまい、結果として感光ドラム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。

リークが発生すると電界強度にかかわらず感光体ドラム上に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。

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１１（ａ））と紙粉を伝ってリークが発生する。図１１（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１１（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１１（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。

（従来技術に対する優位性）
はじめに、本発明における磁性接触現像方式と、従来技術である磁性非接触現像方式ならびに非磁性接触現像方式に相当する比較例に対する優位性を示す。（表１）
（１−１）磁性非接触現像方式との比較（比較例４，５）
磁性非接触現像方式である比較例４の現像器は実施形態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４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の均一性に差が生じやすくなる。また、スリーブドラム間距離が大きく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。

また、表１における実施形態２によるクリーナレスの評価においては、トナー回収性が著しく低下していることがわかる。これは、非接触現像方式であるために、ドラムに接触したトナーを引き剥がす力が大きく、回収のために働く力が不十分なためであると考えられる。

また、ベタ黒画像欠陥を生じた。通常の状態では現像バイアスによるリークが生じることはないが、高温高湿環境下で、紙粉などの異物が現像スリーブとドラムの間に入り込むと、それを経路としてリークが発生していることが確認された。

（１−２）非磁性接触現像方式との比較（比較例７）
次に、非磁性接触現像方式である比較例７の現像器について述べる。実施形態１においては、カブリの耐久劣化を生じる。これは、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、現像器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。一方、実施形態２によるクリーナレス評価においては回収性が良好であるが、弾性ローラに起因すると思われる中間調画像欠陥が生じる。実施形態２においては、弾性ローラによる機械的ストレスの他に、一旦現像されたトナーが転写や帯電の工程を経て再度現像器内に戻ってくることにより、より多くの劣化トナーを生み、トナーが凝集塊を作るなどして、中間調画像に欠陥を生じる。さらに、現像器に混入した紙粉による弊害も大きく、弾性ローラ表面に付着して周期的な画像不良を生じる。

（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の現像器は、実施形態１、２いずれにおいても良好な画像形成装置を構成できる。では、実施形態１について、比較する。

実施例１の現像器においては、先に比較例４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。現像部における磁力についてはほぼ同程度であるが、規制ブレードに段差部を設けることで現像スリーブからのトナーの剥ぎ取りを向上し、且つ規制ブレードに離間部を設け、その位置を適正に保つことと、現像スリーブに印加する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。

また、本実施例においては、比較例７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７ではトナーの剥ぎ取り供給のための弾性ローラを使用しているため、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、本例では剥ぎ取り供給ローラを使用せず、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、さらに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。また、同様にして、トナー凝集塊を発生することもない。

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。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、感光ドラム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６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４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。

（１−４）比較例６との比較
また、比較例６のように、多極マグネットを用いた回転磁力による供給や剥ぎ取りも考えられるが、結果的にはゴースト性能が劣る結果となった。また、規制部及び現像部において磁力が振動するため、若干カブリとクリーナレス回収性も悪い結果となった。多極マグネットにより磁力が多少弱くなるが磁気穂による影響は依然あり、ヘアライン均一性は劣っている。一方、接触ＤＣ現像により、画像エッジ不良は感光体との接触により良くなっている。

（１−５）比較例８との比較
比較例８は、比較例７に対しブレード形状を変更し、規制ブレード長手方向にわたり均一な当接圧を得ると同時に、規制ブレードの現像ローラ回転方向上流におけるトナーの流れを規制して均一なトナー供給を行う事で当接圧の低下と均一な薄層形成を目的としているが、剥ぎ取り供給部材においてトナーは依然として大きな機械的ストレスを受ける事になる。したがって耐久後半ではカブリが発生し、また現像器内のトナーが減少したときには、主に剥ぎ取り供給部材において劣化した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て著しくトナー帯電特性を低下させるため激しいカブリを生じた。同様に、実施形態２によるクリーナレス評価において回収性は良好であるが、弾性ローラ起因と思われる中間調画像欠陥が生じ、また一旦現像・転写・帯電の工程を経る事で更に劣化したトナーが再度現像器内に戻ってくることにより、より多くの劣化トナーが生じやすく、トナーが凝集塊を作るなどして、中間調画像に欠陥を発生した。さらに、現像器に混入した紙粉による弊害も大きく、比較例７と同等に弾性ローラ表面に付着して周期的な画像不良を生じた。

（１−６）次に実施形態１について詳細に述べる。

６ａ）磁気凝集評価
前記評価条件に則り磁気凝集量を評価したところ実施例１、３では磁気凝集量が少なかったのに対して、実施例２、比較例２では若干磁気凝集量が増加していた。これはブレード当接位置における径方向の磁界Ｂｒの影響と思われ、磁性トナーに当接圧を与えつつ磁界Ｂｒを強くすると、トナーの磁化が促進され磁気凝集が起こりやすくなると思われる。
特に比較例２では磁気凝集量が増加していたが、これは離間部の磁界が弱いため後述する段差部から離間部にかけてのトナー循環が不十分であったためと思われる。

また比較例３は極間において当接しているにも関わらず、磁気凝集が増加していた。これはブレード当接位置においてブレードに段差部を有していないため、規制され分離されたトナーの循環が不十分になり規制部上流に滞留してしまい、トナーが磁気とストレスを受ける機会が増加したためと思われる。

比較例４，５はブレード圧が低いため磁気凝集量が少なめだった。ただし極位置で規制ブレードが当接している比較例５については磁気凝集が若干増加していた。

一方の比較例６は回転マグネットのため、磁極位置に存在したトナーが規制部を通ることで磁気凝集量が増加したと思われる。

なお、比較例６，７，８においては非磁性トナーを用いており、磁化の影響がないため同様の評価条件において磁気凝集は全く見られなかった。

６ｂ，ｃ）カブリ評価
次にカブリの評価結果について説明する。実施例１におけるカブリは高温高湿環境の５０００枚耐久時、およびトナー切れ前後においてともに良好なレベルであった。

実施例１においては規制ブレードの段差部により現像スリーブ上の低帯電量トナーを効果的に剥ぎ取ることで高い帯電量で安定したトナー薄層を得ると共に、規制ブレード当接部における径方向の磁界Ｂｒを小さくしてストレスと同時に印加される磁界を低下し磁気凝集を抑えた。さらに離間部における磁界Ｂｒを大きくすることで当接部から離間部に向かう強い磁界を発生することでトナー循環を促進し、当接部近傍のトナーが集中的にストレスを受けて極度に劣化することを防止している。また規制ブレードには現像スリーブに対して−１００Ｖというトナーと同極性のＤＣバイアスが印加してあり、当接部においてはＤＣ電界によるトナーへの電荷付与を促進する。さらに段差部においてはＤＣ電界により逆極性帯電トナーや低帯電量トナーを現像スリーブ上から剥ぎ取ることで、耐久後の帯電性の低いトナーにおいても規制ブレード通過後の現像スリーブ上トナーを均一かつ適正な帯電量にできる。したがって耐久時における磁気凝集が発生した際のトナー帯電量を向上することができ、カブリは安定して良好であった。またトナー切れ時においても、非磁性現像法における剥ぎ取り供給ローラ等が存在しないため機械的ストレスが少なく、耐久末期の劣化トナーと未劣化トナーの混合によるカブリの急激な悪化もなかった。

実施例２，３は基本的な構成は実施例１と同様であるため、初期におけるカブリは共に良好であった。また耐久時では、実施例２においては磁気凝集が増加しているのにカブリは良好であった。これは実施例２においてはブレードバイアスが現像スリーブに対してトナーと同極性側に与えられており（−１００Ｖ）、電界によるトナー帯電量の増加と、逆極性帯電トナーの剥ぎ取りにより多少の磁気凝集したトナーにおいても帯電量の高いトナーをコートしてカブリを抑制できたと考えられる。

一方の実施例３においては磁気凝集が少ないにも関わらずカブリが若干増加した。これは実施例３においてはブレードバイアスが現像スリーブと等電位とされているため、ブレード当接部における帯電量とブレード段差部における剥ぎ取りが弱まり、磁気凝集したトナーにおいては比較的帯電量の低いトナーがコートされやすくなって若干のカブリが増加したものと思われる。

さらに比較例２は初期においてはカブリが良好であったものの、耐久時における磁気凝集量の発生が多いため、ブレードバイアスを印加しているにも関わらず耐久によりカブリは悪化した。

非接触の剛体スリーブを用いた磁性一成分現像である比較例４、５においては初期および耐久後ともにカブリは良好であった。ここで比較例５においては極位置規制であり耐久により相当数の磁気凝集が発生しているにも関わらずカブリが良好であった事から鑑みると、現像スリーブと感光ドラムが非接触である際には、耐久によってトナーに磁気凝集が発生してもトナーの飛翔性が抑えられるためカブリは悪化しにくいものと思われる。一方の接触現像は磁気凝集が発生した際にドラムに付着しやすく、カブリとして画像不良に成りやすいと考えられる。

多極マグネットを用いた比較例６においては極位置が回転するため、強い磁極が通過した際に圧接部近辺に存在するトナーが磁気凝集を発生しやすく、耐久によりカブリは増加した。

非磁性トナーを用いた比較例７，８では磁気凝集とは関係なく、剥ぎ取り供給ローラにおいて機械的ストレスによりトナーが劣化するため、トナー切れ時には劣化したトナーと比較的循環していなかった未劣化トナーとが混合されたときにカブリが急激に悪化した。

６ｄ）ヘアライン均一性評価
ヘアライン均一性の評価結果について説明する。本発明における構成においては現像部における磁気穂を比較的短くすることが可能であるため、初期においては実施例１―３、比較例１、２において良好な均一性を得る事が出来た。

一方、耐久時においてはカブリ同様、ヘアライン均一性も磁気凝集量の影響を受けており、磁気凝集が多数発生すると現像部において磁気穂が長くなりヘアラインにおいて飛び散りの多い画像となった。極位置規制であるため磁気凝集が増加する実施例２、比較例２においては耐久によりヘアライン均一性の低下が見られた。特に比較例２においてはトナー循環が弱く磁気凝集量が多くなるため、ヘアライン均一性の低下が大きかった。

また比較例３においても初期は磁気凝集が存在しないため良好なヘアライン均一性が得られたものの、規制ブレードに段差部が存在しないため耐久時には磁気凝集が発生しやすく、ヘアライン均一性に低下が見られた。

一方、実施例１においては規制ブレードの段差部により現像スリーブ上の上層トナーを効果的に剥ぎ取り磁気穂を短くすることができ、また規制ブレード当接部における径方向の磁界Ｂｒを小さくしてストレスと同時に印加される磁界を低下することで磁気凝集の発生を抑制している。また規制ブレード離間部における磁界Ｂｒを大きくすることで当接部から離間部に向かう強い磁界を発生することでトナー循環を促進し、当接部近傍にトナーが滞留し、集中的にストレスを受けて極度に劣化することを防止している。したがって耐久時における磁気凝集の生成が少なくヘアライン均一性は安定して良好であった。

実施例３、比較例１も実施例１同様に耐久による磁気凝集量が少ないため、ヘアライン均一性は良好であった。

一方、非接触の剛体スリーブを用いた磁性一成分現像である比較例３では現像部において強い磁界が必要であるため、現像スリーブ状にトナーが長い磁気穂を形成するため、穂の移動方向に依存してヘアラインの均一性が変化してしまう。さらに耐久によってトナー間が磁気凝集により直線方向に付着しやすくなるため磁気穂は長くなりやすく、ヘアラインの均一性は耐久を通じて低かった。

多極マグネットを用いた比較例６においては極位置が回転するため、強い極近辺に存在するトナーが積極的に長い磁気穂を形成してヘアライン均一性を低下する。さらに磁気凝集も発生しやすく、耐久によりヘアライン均一性は低下した。

一方、比較例７と８は現像において磁気を用いない非磁性一成分現像法であり、磁気穂を形成する事がないため現像スリーブの周方向と長手方向で同等なヘアラインの均一性を示し、また耐久による磁気凝集もないため良好なヘアライン均一性であった。

６ｅ）画像エッジ不良評価
現像スリーブと感光ドラムが非接触である比較例４、５では、スリーブドラム間距離が大きく潜像電位差のある画像エッジ部において現像電界がドラム面方向に鈍りやすく（いわゆるエッジ効果）、さらに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トナーがはきよせられる。その結果画像エッジ部が濃くなり、中央部と濃度差を生じてしまう。

一方、現像スリーブとドラムが接触している実施例１から３および他の比較例においては、現像電極であるスリーブを対向電極であるドラムと接触させることで大きな現像電界を生じることが可能であり、エッジ効果およびエッジ部へのトナーの掃きよせを低減できる。したがって画像エッジ不良の少ない良好な画像を得る事が出来た。

６ｆ）ベタ黒均一性評価
ベタ黒均一性評価結果について述べる。まず本発明の実施例については、現像効率が高いため十分なトナー量を迅速に現像スリーブ上に供給する必要がある。さらに実施例１においては規制ブレードをバイアスにより現像スリーブよりもトナーと同極性側に高い電位としているため、逆極性トナーや低帯電量トナーが電界により剥ぎ取られやすくなっており、できるだけ均一に帯電したトナーを規制ブレード上流側に十分供給する必要がある。そこで実施例１から３ではブレードに段差部と離間部を設けることで十分な空間を規制ブレード上流に確保するとともに、段差部により剥ぎ取ることで帯電量が増加したトナーを離間部で循環させることで、比較的帯電したトナーを再度現像スリーブへ供給し、均一なベタ黒画像を再現できた。

ただし、本発明におけるベタ黒均一性は規制ブレードの形状とマグネットの磁極配置に依存しており、離間部に磁極を配置した実施例１では循環してきたトナーを離間部に保持することにより均一なベタ黒画像が得られたのに対して、当接部および離間部を共に磁極間に配置した比較例１においては、ベタ黒均一性の低下が見られた。これは段差部において現像スリーブからトナーが剥ぎ取られやすい上、離間部にトナーが磁力によって保持されにくいため、現像スリーブ２周目以降の濃度が低下し、ベタ黒の均一性が低下したと思われる。

比較例２は規制ブレードを極位置規制としているため、比較例１と比べて段差部における剥ぎ取りが弱くなりベタ黒の均一性は改善されたが、実施例１から３ほどではなかった。
比較例３については規制ブレードに段差部がないもののブレード離間部に極位置が配置されているため、ほぼ均一なベタ黒が得られた。

磁性非接触現像である比較例４、５においては、現像効率が低めであるため比較例１よりもベタ黒印字中におけるトナーコートが比較的安定しやすく、均一なベタ黒が得やすかった。

また、比較例６においてはマグネットが回転することにより、規制部、現像部の磁界が振動するため、若干のベタ黒均一性の低下が見られた。

一方、非磁性接触現像である比較例７，８は、比較例１同様、高い現像効率をもっているものの、剥ぎ取り供給ローラにより規制ブレード上流のトナー状態を均一にしやすいので、良好なベタ黒均一性が得られた。

以上、本発明においては、規制ブレードに段差部と離間部を設けることで現像スリーブとの空間を拡大し、規制ブレードにより剥ぎ取られた比較的帯電しているトナーをスリーブとの間隙部において循環しやすくできた。さらに規制ブレードの離間部に磁極を配置することで剥ぎ取られ循環してきたトナーを十分保持し、ベタ黒現像時に適宜供給することが可能となり、このような構成をとることで安定したベタ黒均一性を得ることができた。

６ｇ，ｈ）ゴースト評価
次に、ゴーストの画像評価結果について述べる。まず初期ゴーストについては極位置規制である実施例２と比較例２，５において軽微なポジゴースト（黒現像後の中間調濃度が上昇）が生じた。またブレード当接部と離間部が共に極間である比較例１においてはネガゴースト（黒現像後の中間調濃度が低下）を生じた。

さらに耐久時のゴーストについては磁気凝集量と比較的相関があり、磁気凝集量の少ない実施例１，比較例１では耐久時のゴーストは見られず、磁気凝集が発生する実施例２，３と比較例３については軽微なゴースト、さらに磁気凝集量が多い比較例２においてはゴーストが悪化した。

また、実施例３、比較例４については磁気凝集量が少ないものの軽微なポジゴーストが発生した。これはブレードとスリーブを同電位もしくはフロート電位としたために、他の実施例と異なり電界によるトナー帯電量の向上がなく、磁気凝集によって帯電性が低下した耐久後においては黒現像後のトナー帯電量量が低下し現像性が変化したためと思われる。同様にブレードバイアスによるトナーの帯電がない比較例５においても磁気凝集の増加により耐久後のゴーストは悪化した。

一方、実施例１については初期・耐久後共にゴーストのない良好な画像形成が行われた。
また供給剥ぎ取りローラが配置されている比較例７、８についても耐久にわたってゴーストのない画像形成がなされた。

ここで、ゴースト画像不良発生メカニズムについて述べる。感光体と現像スリーブを押圧してなり、剥ぎ取り供給ローラを持たない本発明の現像装置では、弾性スリーブ上において、前周回にトナーを消費した部分に新たなトナーが供給され規制部に搬送されるが、ベタ黒を印字中はコート量の約９０％以上のトナーが消費される。弾性スリーブ上のトナーを消費した（黒印字）部分には、消費されず残ったトナーに対し、新たに供給されたトナーの比率が高い状態で弾性スリーブ上に供給され規制部に搬送される。一方、前周回にトナーを消費しなかった（白印字）部分ではその弾性スリーブ上のトナーがほぼそのまま供給部に戻るため、消費されずに残ったトナーに対し、新たに供給されたトナーの比率が低い状態で弾性スリーブ上に供給され、規制部に搬送される。つまり、規制部に搬送されるトナーは前周回でトナー消費の履歴による新旧トナーの比率に差を生じる。ここで新旧トナーではブレード、ドラムの通過回数が異なるため、異なる帯電量や粒径を有する可能性があり、したがって新旧トナーの比率の差が中間調画像における異なる現像性となりゴースト画像を発生する。

ここで、規制部を通過する直前及び通過中におけるトナー層の上層と下層の入替わりを十分に行う、すなわちスリーブ周回毎にトナーの適切な剥ぎ取りと供給を可能とすることができれば、新旧トナーに付与された電荷の分布を均一にすることができ、トナー消費の履歴にかかわらず、規制部を通過後に均一な電荷を付与したトナー層を形成し、ゴースト画像の現れない均一な中間調画像が得られる。一方、規制部を通過する直前および通過中におけるトナー層の上層と下層の入替わり、すなわち剥ぎ取りと供給、が十分に行うことができない場合、均一な中間調にゴースト画像不良を生じる。

極間位置規制にすることで、規制部での磁気的拘束力を弱めることができ、新旧トナーの入れ代わり性すなわち剥ぎ取り供給性を向上させてゴースト画像不良を抑制できる。極間位置規制とすることで実施例１，３、比較例３、また現像効率の低い非接触現像方式である比較例４においても同様の効果があり、初期にはゴーストのない均一な中間調を得た。
また黒現像時に大半の（約９０％）弾性スリーブ上トナーが消費される本発明における現像装置においては、消費されたトナー量を次の規制部通過時までに迅速且つ十分に供給する必要がある。磁極間にブレード当接部と離間部を配置した比較例１では規制ブレード近傍におけるＢｒ、すなわちスリーブ方向へ働く磁力が弱く、当接部までに十分なトナー供給が行われずに初期におけるネガゴーストが発生した。一方、実施例１から３ではブレード離間部に磁極をもってくることで十分なトナー供給を可能としている。

さらに、耐久時における磁気凝集の発生量を減らす事で、耐久時におけるゴーストの発生を抑える事が出来る。これは磁気凝集したトナー塊は流動性が悪く、現像スリーブ上からの剥ぎ取り性が低下し、規制部を通過する直前および通過中におけるスリーブ上トナー層の上層と下層の入替わりが十分におこなわれず、現像履歴の影響をより受けやすくなったためと考えられる。磁気凝集が多数発生しやすい比較例２では耐久後のゴーストのレベルが悪く、また中程度の磁気凝集が発生した実施例２，比較例３では軽微なゴーストが発生した。

加えて、ゴーストを防止するためには新たに供給されたトナーを適正な比電荷に到達させるための電荷付与の立ち上がり性も要求される。実施例１は規制ブレードに現像スリーブに対してトナーと同極性の電圧である−１００Ｖが印加されており、磁気凝集により帯電性が低下したトナーに対しても積極的にネガ帯電する事が可能となった。したがって耐久時における電荷付与の立ち上がり性を向上でき、少量の磁気凝集が発生してもゴーストのない均一な中間調画像が得られた。一方で実施例３においては規制ブレード電位が弾性スリーブと同電位とされており、磁気凝集したトナーの帯電性低下により新旧トナー間で帯電量差が生じたため、実施例３では耐久後に軽微なポジゴーストが発生した。

つまり、現像効率の高い本システムにおいて、ゴーストを改善するためには、トナーの良好な入替わり性（剥ぎ取り・供給）および均一な電荷付与性を向上させる必要があった。従って、本発明のシステムにおいては、まず剥ぎ取りに関して極間規制により磁気的な力を弱めると同時に段差部により低比電荷を有したトナーを現像スリーブからほぼ現像スリーブの径方向に剥ぎ取って分離した。またブレード上流部である離間部に磁極を配置する事で、十分なトナー量を現像スリーブ近傍に供給し、さらにブレード離間部は一度規制ブレードにより剥がされた比較的帯電しているトナーを再度現像スリーブに循環・供給することで、トナー消費の有無に依らず、規制ブレード通過後の適正な値、かつ、均一な電荷分布を有するトナー層を形成することができた。以上の理由により、本発明のシステムにおいてゴースト画像不良を抑制することが可能となった。

１−６ｉ）さざ波画像不良評価
次に低湿環境におけるさざ波画像不良について説明する。まず低湿環境におけるさざ波画像不良のメカニズムについて説明すると、トナーが高帯電量まで帯電しやすい低湿環境では、トナーの帯電量が過剰になりやすく、現像スリーブ上にあるトナー層のうちで下層のトナー中に帯電量過多のトナーが発生した際には所謂鏡像力によりトナーが現像スリーブ表面から剥がれにくくなり、新旧トナーの入れ替えができなくなる。ここで帯電量が高い現像スリーブ表面のトナー層は新たに現像スリーブに供給されたトナーへの電荷付与を阻害し、規制ブレード通過後のトナー層中に極端な電荷分布ムラとコート層厚ムラを生じてしまう。すなわちトナーの帯電量が高く、トナーの入れ替わり性が低いときにさざ波状のコート不良が発生し、さざ波画像不良を生じた。

まず比較例３では規制ブレードに現像スリーブに対して−１００Ｖのバイアスを与えることでトナーへの電荷付与性を上げているにもかかわらず、規制ブレードに段差部が設けられていないため、現像スリーブ上の低帯電量のトナーを剥ぎ取ることができずにさざ波画像不良が発生した。

実施例２と比較例２に関しては軽微なさざ波画像不良が発生した。これはブレード当接部が磁極位置だったために、当接部におけるトナーの磁気拘束力が高まり、現像スリーブ上の低帯電量のトナーを剥ぎ取りにくくなったものと思われる。

実施例１ではブレード当接位置に極間を配置したため、トナー層厚さ方向に対して磁気拘束力を小さくした状態で段差部によりトナーを効果的に剥ぎ取ることができるようになり、トナー帯電量が高い低湿環境下においても極端な電荷分布ムラやコート層厚ムラを生じることなく良好な画像形成が可能となった。

また、現像スリーブとして金属の剛体スリーブを用いた比較例４と５においても同様に、極間規制である比較例４においてはさざ波画像不良が発生しにくく、極位置規制である比較例５ではさざ波画像不良が発生しやすかった。

一方、回転磁極を用いる比較例６ではさざ波画像不良が発生したが、規制部における磁界が振動するためトナー量の規制が不安定になったと考えられる。
また剥ぎ取り供給ローラを用いた比較例７，８においては、トナーの入れ替わりが促進されるためトナーの過剰帯電を防止することでさざ波画像不良が発生しにくかった。

つぎに、表２に基づき実施形態２について述べる。

（１−６ｊ）クリーナレス回収性
まず非接触現像方式である比較例４，５においては、現像スリーブと感光ドラムの距離が大きくなるため、転写残として感光ドラム上に残ったトナーが再度現像部に戻ったもの、（以下、戻りトナーと呼ぶ）に対して磁気回収力、電気的回収力が弱くなるために回収率が低下した。その結果、高印字率画像印字後に画像不良が発生した。

一方、感光ドラムとトナー担持体が接触している実施例および比較例１，２，３，６，７，８は接触現像であるために、現像スリーブと感光ドラム間における電界強度が大幅に増加した。したがって印字部の電位（ベタ黒のときＶｌ）と現像バイアスの電位差を利用してトナー担持体から感光体ドラムへトナーを転移させ反転現像を行うと同時に、非印字部の電位（Ｖｄ）と現像バイアスの電位差を利用して感光体ドラム上の転写残（戻りトナーをトナー担持体上へ転移させて回収できた。

したがって転写残トナーが多い高印字率画像印字後においても、画像不良のない良好な画像が得られた。

（１−６ｋ）中間調画像不良
まず、非磁性一成分現像である比較例７と８は、実施形態２であるクリーナレスシステムにおいて戻りトナーの回収をするため、中間調画像欠陥を生じやすい。これは供給ローラが現像ローラに当接しておりトナーが受ける物理的ストレスが高く、そのような構成にクリーナレスシステムを用いると戻りトナーや劣化トナーにより、凝集塊を生じやすい。したがって、比較例７と８はクリーナレスシステムにおいて顕著に中間調画像欠陥を生じた。

また、非接触現像である比較例４，５においては、回収性が悪いため、比較的戻りトナーの影響が少なく、クリーナレス時に戻りトナー起因のコート不良によるの中間調画像不良は発生しなかった。

一方、本発明における実施例１，２，３に関しては接触現像であり、戻りトナーの影響は大きいものの、非磁性一成分現像のような剥ぎ取り供給ローラを用いていないため、トナーへの機械的ストレスを抑えることが可能である。さらにブレード段差部により良好な剥ぎ取りと、ブレード離間部に磁極位置を配置する事で積極的にトナー供給する事により、現像スリーブ上のトナーを入れ換える事が可能となるため、画像不良のない良好な中間調画像が得られた。

（１−６ｌ）紙粉による中間調画像不良
まず、非磁性一成分現像である比較例７と８は共にスポンジ状の供給ローラを具備するため、クリーナレス時において戻りトナーに含まれる紙粉が現像器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、中間調画像不良を発生した。

一方、非接触現像である比較例４，５においては、回収性が悪いため、比較的戻りトナーの影響が少ないと考えられるが、極位置規制である比較例５においては異物や戻りトナー、トナー凝集塊の影響により中間調画像において軽微の画像不良を生じた。この理由としては、剛体スリーブを用いておりトナーとスリーブ表面の鏡像力が高いためスリーブにトナーや異物が付着しやすく、特に入替わり性が悪い極位置規制である比較例５においては、少量の戻りトナーであっても中間調画像中に軽微の不良を生じたと思われる。

ここで、本発明における実施例１，２，３に関しては接触現像であり、戻りトナーの影響は大きいものの、非磁性一成分現像のような剥ぎ取り供給ローラを用いていないため、スポンジ状の供給ローラ起因の画像不良は発生しない。またスリーブが金属上に弾性層を有することにより鏡像力が低下するため、比較例４，５と比して入替わり性が向上する。したがって戻りトナーに含まれる異物を核にしたトナー凝集塊の発生による中間調画像不良を抑制することができた。ただし先述のトナーが滞留しやすい比較例２においては若干の中間調画像不良が発生した。一方、実施例１，２，３ではブレード段差部により良好な剥ぎ取りと、ブレード離間部に磁極を配置する事で積極的にトナー供給する事により、紙粉が取込まれても磁力によりトナーを優先して搬送するために非磁性トナーを用いた比較例７，８と比較して、クリーナレス時における安定した中間調画像を再現できた。

以上のことより、接触現像方式においては戻りトナーの回収性が高く、戻りトナーやそれに含まれる紙粉の影響が大きいため、非常に高い入替わり性が要求される。本発明のシステムである接触現像方式においては、ブレード離間部に磁極により十分なトナーを供給し、段差部で効果的に剥ぎ取ること、および、現像スリーブが弾性層を有することで電気的な付着力を低下させることにより、高い入替わり性を実現することができる。その結果、多量の戻りトナーに対しても凝集塊の生成や紙粉が混入しても良好な中間調画像をえることができた。

（１−６ｊ）ベタ黒画像欠陥
ベタ黒画像欠陥については、比較例４と５が非接触現像で現像バイアスに１．８ｋＶｐｐものＡＣ電圧を重畳しているために、高湿環境下において現像スリーブとドラム間に紙粉が存在した場合に、現像バイアスのリークが発生し、ベタ黒画像欠陥を生じた。一方、接触現像である実施例１から３、比較例１，２，３，６，７，８においては、紙粉よるリークもなく、ベタ黒画像欠陥のない良好なベタ黒画像をえた。

（２）規制ブレードの形状と磁極配置の関係
つぎに、実施例１を用いて本発明における規制ブレードの形状と磁極配置の関係について説明する。

まず、図４は本発明における現像装置における規制ブレード６０ｃの構成であり、弾性層を有する現像スリーブ６０ａと当接する当接部Ｎと、当接部Ｎから現像スリーブと離間する方向に設けられた段差部Ｈと、段差部Ｈから現像スリーブ回転方向上流側に設けられた離間部Ｅより構成される。

ここで、当接部Ｎはトナーを直接圧接し十分に摩擦帯電する部分であるため、適切な当接圧を規制ブレード長手方向にわたり均一に与える必要がある。本実施例では引き抜き圧で２０〜１００Ｎ／ｍとすることで適正なトナーコートが得られた。

段差部Ｈは現像スリーブ上のトナーを上層と下層に分離し、適切な層厚にてコートを行う。本発明における十分な分離性能を得るために段差部Ｈの長さ（高さ）ＨＬは一定以上の大きさを要し、またトナーの循環を円滑にするためには適切な大きさにする必要がある。本実施例では段差部Ｈの長さＨＬを０．５〜３ｍｍとすることで本発明における効果を得る事が出来た。ここで段差部長さＨＬを０．５ｍｍより小さくするとブレードに段差部を設けていない比較例３同等になり、低湿環境におけるさざ波画像不良が発生しやすく、また耐久時におけるカブリ、ゴーストのレベルが低下した。さらに段差部Ｈの長さＨＬを３ｍｍ以上とするとベタ黒の均一性が低下した。これはトナー循環が大きくなりすぎ、現像スリーブから離れてしまう事で本発明における離間部の効果が得られなくなったためと思われる。

離間部Ｅは規制ブレードの上流側におけるトナーの循環を制御する。離間部Ｅは現像スリーブとの間に回転方向下流側に狭くなる台形の空間を形成しており、ブレード端部からは十分なトナーの取込みを行うと共に、段差部Ｈにおいて分離された上層のトナーを再度現像スリーブに戻す事で、分離部にむけて安定したトナー供給を可能とする。

ここで、離間部Ｅの長さＥＬとしては１〜１０ｍｍとすることで本発明における効果を得ることが出来た。離間部Ｅの長さＥＬを１ｍｍ未満とするとベタ黒を連続的プリントした際に十分なトナー量をブレードとスリーブの間の空間に貯蔵することが難しくなり、ベタ黒の均一性が低下することがあった。また離間部Ｅの長さＥＬを１０ｍｍ以上とするとトナーが現像スリーブに供給される経路を妨害し、コート不良を発生しやすくなった。

さらに、段差部Ｈと離間部Ｅの長さの関係としては離間部Ｅの長さＥＬを段差部Ｈの長さＨＬ以上とすることで本発明における効果である良好なトナーの入れ替わり性によるヘアライン均一性の向上とゴーストの改善、さらにベタ黒均一性の向上が見られた。

ここで、実施例１におけるブレード端部位置・当接位置と磁極の関係について図５を用いて説明する。

規制ブレード６０ｃの離間部を近接極であるＳβ近傍に設定する事で、磁力線γが段差部から回転方向上流側に向けて形成される。したがって段差部において分離された現像スリーブ上層のトナーには磁力線γによって離間部自由端側へ戻る方向に磁力が生じるため、規制ブレード上流におけるトナー循環が促進される。このトナー循環によって低印字率時の現像スリーブの回転にともない連続的に供給されてきたトナーが段差部・当接部へ過剰充填されて滞留し、急激にトナー劣化、磁気凝集することを防ぐ効果があると思われる。

また、規制ブレードの当接部を近接極であるＳβとＮαの極間に設定する事で、上記トナー循環の効果はより高められる。

ここで、本発明における規制ブレードの当接部、離間部と、現像スリーブ内部に配置されたマグネットローラが形成する現像スリーブ表面における磁束密度分布について実施例４〜１１に比較例１、２および８〜１０を加えて表３により説明を行う。

実施例４，５，６，７，８、９，１０，１１
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。

規制ブレードの設定において、ブレード離間部長を３，３，１，３，１．５，１，３，１．５ｍｍとする。

図３において、規制ブレードの当接位置θを４６，２５，２８，３１，−１４，２５，４０，２８度とする。この際の当接部｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜は、０．１７，０．５５，０．４５，０．３３，０．８４，０．５５，０．０３，０．４５となる。またこの際の離間部｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜は０．５５，０．９９，０．６４，０．９１，０．５０，０．７２，０．７２，０．８であった。

なお、離間部における磁束密度は離間部の端部と現像スリーブ中心を結んだ直線と現像スリーブ表面の交点における磁束密度を用いた。

比較例１，２，９，１０，１１
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。

規制ブレードの設定において、ブレード離間部長を３，３，１，３，０．５ｍｍとする。また図３において、規制ブレードの当接位置θを５２，−１４，４０，４９，−２３度とする。この際の当接部｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜は、０．４，０．８４，０．２９，０．５９，０．０３となる。またこの際の離間部｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜は０．３３，０．１６，０．４６，０．４０，０．２４であった。

以下では、規制ブレードの弾性スリーブへの当接位置と磁極の関係およびコート量の範囲において本発明の優位性を示す。具体的には、実施例１〜１１、比較例１、２および９〜１１について説明する。

（２−１）ヘアライン均一性評価
はじめに、ｄ）ヘアライン均一性の評価結果を図１２に示す。以下当接部における径方向の磁束密度比（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜）をＢｎ、離間部における径方向の磁束密度比（｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜）をＢｅと表記する。

実施例１、４，６、７、１０、１１では良好なヘアライン均一性が得られているが、ここで離間部磁束密度比がＢｅ＞０．５、かつ当接部磁束密度比がＢｎ＜０．５となっており、離間部では極位置、当接部においては極間に相当している。このような状況では図５に示したような磁力線γが規制ブレード周辺に形成されるため、段差部によって現像スリーブ上から剥がされたトナーには磁力線γの矢印に沿って現像スリーブ回転方向上流側に働く磁力が作用する。したがって段差部および当接部近傍にトナーが滞留することなく、良好なトナー循環が得られる。このように良好なトナーの入れ替わりが行われた結果、磁気凝集量が減少し、磁気穂を適切な長さに維持する事でヘアライン均一性が良好であったと思われる。

比較例９と１１では離間部磁束密度比がＢｅ＜０．５であるものの当接部磁束密度比がＢｎ＜０．３となっており、離間部、当接部ともに極間に相当している。このような条件では当接部における径方向の磁気拘束力が弱いため当接部においてトナーが受けるストレスが少ないと共に、段差部においてスリーブ径方向へのトナー循環が促進されるため、トナーの局所的な劣化が抑制できる。したがって磁気凝集量の発生を抑え磁気穂を適切な長さに維持する事でヘアライン均一性が良好であったと思われる。

実施例２，５，８，９についてはヘアラインの均一性が若干低下した。これは離間部磁束密度比がＢｅ≧０．５であるものの当接部磁束密度比がＢｎ＞０．５となっており、離間部、当接部ともに極位置に相当しているため、当接部における磁気拘束力の増加に伴い磁気凝集量も増加し、磁気穂が成長する事でヘアライン均一性が若干低下したものと思われる。

比較例２と１０はヘアライン均一性がもっとも悪く、離間部磁束密度比がＢｅ＜０．５かつ当接部磁束密度比がＢｎ＞０．５となっており、離間部が極位置で当接部が極間に相当している。これは当接部における磁気拘束力が増加するとともに、段差部にトナーが滞留する方向に磁力線が働くため、磁気凝集量が大幅に増加し、ヘアライン均一性が悪化したと思われる。

（２−２）ベタ黒均一性評価
次にベタ黒均一性の評価結果について図１３により説明する。

実施例１、２、５、７、８、９、１０、１１では良好な黒均一性が得られているが、これら実施例においては離間部磁束密度比がＢｅ≧０．５となっている。これは、剥ぎ取り供給ローラがなく、現像効率の高い本発明における現像装置において良好なベタ黒均一性を得るためには、規制ブレードの当接部上流側に適当に帯電量を有するトナーを十分な量を均一に供給する必要があるためで、段差部において現像スリーブから剥ぎ取ったトナーを離間部により現像スリーブ近傍に循環させた後、ベタ黒印字中のほとんどトナーが存在しない現像スリーブ上にトナー供給することを可能にする。一度現像スリーブから剥ぎ取ったトナーは新しいトナーと比べて帯電量が若干高めであり、現像効率の高い本発明における現像装置においても比較的帯電量が揃った安定したトナーコートを可能とする。

また、実施例４と６に関しては離間部磁束密度比はＢｅ≧０．５であるものの、現像スリーブ２周目に若干の濃度低下が見られた。

一方、比較例１，９，１１についてはベタ黒の均一性が悪かったが、離間部磁束密度比がＢｅ＜０．５で、当接部磁束密度比がＢｎ＜０．５であった。これは、離間部におけるトナーの供給が不十分である上、当接部が極間にあるため段差部により強力にスリーブ上トナーを剥ぎ取る構成となっており、トナーが消費されない状態で現像スリーブ上に複数周回存在することで均一なコートができているベタ黒画像の先端部と、ベタ黒印字中のほとんどトナーが存在しない現像スリーブ上にトナー供給するベタ黒画像の中央〜後端部においては濃度が不均一になりやすいと思われる。

ただし、比較例２と１０においては離間部磁束密度比がＢｅ＜０．５となっているが、比較的ベタ黒均一性が良かった。これは当接部における磁束密度比が大きめであるため、段差部においてトナーに現像スリーブ方向の磁気拘束力が働き、段差部による剥ぎ取りが小さくなったためと思われる。

（２−３）総合評価
以上、実施例１〜１１，比較例１，２および８〜１０についての評価結果をまとめると、図１４に示したように規制ブレードを当接部、段差部、離間部より形成し、離間部における現像スリーブ上の磁束密度比（Ｂｅ）が｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≧０．５０であるときに、良好なヘアラインの均一性とベタ黒の均一性を満たす画像が得られた。さらに本条件を用いた現像装置において前述の（ａ）〜（ｉ）の評価を行ったところ画像欠陥がなく良好な画像が得られた。

また、より好ましくは離間部における現像スリーブ上の磁束密度比（Ｂｅ）が｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≧０．７０であり、且つ当接部における現像スリーブ上の磁束密度比（Ｂｎ）が｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＜０．５０とすることで（図１４中の黒枠内の領域）、さらに良好なヘアラインの均一性と均一なベタ黒の均一性を満たす画像を得ることができた。

（３）つぎに、規制ブレードと現像スリーブ間に交番電界を印加した場合の実施例について述べる。

［実施例１２］実施例１の規制ブレード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ブレードバイアス印加電源Ｓ５の仕様を変更し、ＤＣ電圧−４５０ＶにＡＣ電圧（１ｋＨｚ、サイン波、ピーク間電圧３００Ｖ）を重畳して印加したものである。

実施例１２は実施例１に対し規制ブレードにおける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に比してさらにベタ黒均一性と耐久時におけるヘアライン均一性が向上した。これは、規制ブレード離間部におけるトナー循環が促進され、トナーの入れ替わり性が向上したためと考えられる。

［実施例１３］実施例１の現像スリーブ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−４５０ＶにＡＣ電圧（１ｋＨｚ、サイン波、ピーク間電圧３００Ｖ）を重畳して印加した。

実施例１３は実施例１に対し現像スリーブにおける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１２と同様にトナーの入れ替わり性を向上することでベタ黒均一性と耐久時におけるヘアライン均一性が向上した。さらに実施例１３では現像時にＡＣ電界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にくく、中間調の再現に広いマージンが取れる。

このとき重畳する交番バイアスとしてはサイン波でも矩形波でも波形は問わず本実施例における効果を得られるが、交番バイアスが大きすぎると耐久時に比較例４，５の非接触現像のようにヘアラインの均一性が低下する。また現像バイアスの絶対値の最大値｜Ｖ｜ｍａｘが感光ドラムの非画像部電位Ｖｄ（暗電位）よりも大きくなると、カブリが急激に悪化した。したがって交番バイアスを重畳した現像バイアスとしては現像バイアスの絶対値の最大値｜Ｖ｜ｍａｘと感光ドラムの非画像部電位Ｖｄ（暗電位）の関係が｜Ｖ｜ｍａｘ≦｜Ｖｄ｜を満たすことが好ましく、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た。

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。

（４）以上、本発明による現像装置は、従来の現像装置にある課題（カブリ、ベタ黒均一性、ゴースト、ヘアライン均一性、画像エッジ不良）に対しバランスよく性能向上を図ることが出来る。特に、初期のベタ黒均一性と耐久時におけるカブリ、ヘアライン均一性においては、規制ブレードの現像スリーブを３部分（当接部・段差部・離間部）より構成し、当接部、離間部の位置と磁極の関係を適切に保つことにより、改善される。

更に、本発明の現像装置は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、クリーナレス回収性、中間調画像欠陥、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、クリーナレスシステムにおいては、磁気凝集による多量のカブリが発生すると帯電ローラのよごれが発生し、全く帯電できなくなり、全面黒の画像さらには定着器に被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。

また、経時的変化、環境変動、トナーコート量の変動等が生じても、上述の効果を安定的に維持することができる。

《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。

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。

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。

以上述べたように、本発明による現像装置は、従来の現像装置にある課題（カブリ、ベタ黒均一性、ゴースト、ヘアライン均一性、画像エッジ不良）に対しバランスよく性能向上を図ることが出来る。特に、初期のベタ黒均一性と耐久時におけるカブリ、ヘアライン均一性においては、規制ブレードを３部分（当接部・段差部・離間部）より構成し、磁極との位置関係を適切に保つことにより、改善される。

更に、本発明の現像装置は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、クリーナレス回収性、中間調画像欠陥、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、クリーナレスシステムにおいては、ベタ白画像不良が発生すると転写ローラのよごれを発生し、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、定着器に被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。

また、経時的変化、環境変動、トナーコート量の変動等が生じても、上述の効果を安定的に維持することができる。

本発明の実施例１を用いた実施形態１の概略図 本発明の実施例１を用いた実施形態２の概略図 実施例１で用いたマグネットロールの磁束密度と｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜ 本発明の実施例１における規制ブレード近傍の概略図 本発明の実施例１における規制ブレード近傍の磁力線略図 比較例４を用いた実施形態１の概略図 比較例６を用いた実施形態１の概略図 比較例７を用いた実施形態１の概略図 エッジ不良発生メカニズム図 現像同時クリーニングのメカニズム図 ベタ黒画像欠陥発生メカニズム ヘアライン均一性評価結果グラフ ベタ黒均一性評価結果グラフ 総合評価結果グラフ

符号の説明

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、９．プロセスカートリッジ（電子写真カートリッジ）

Claims (10)

1. 少なくとも表面に弾性層と内部に固定された磁界発生手段を具備し、一成分磁性現像剤を磁力により保持する現像剤担持体と、該現像剤担持体の現像剤を規制する現像剤量規制手段とを有し、該現像剤担持体が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、
   該現像剤量規制手段は該現像剤担持体の回転方向に対してカウンター方向に当接される当接部と、該当接部に該現像剤担持体から離れる方向に設けられた段差部と、該段差部から該現像剤担持体の回転方向の上流側に設けられた離間部とを有し、
   且つ該現像剤量規制手段における離間部が、該磁界発生手段における磁極の一つの近傍に位置し、該離間部が少なくとも該磁極の発生する磁束密度Ｂの（１）式を満たす位置を含むことを特徴とする現像装置。
   ｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜≧０．５・・・（１）式
   ここで、｜Ｂ｜は、磁束密度Ｂの大きさ（｜Ｂ｜＝｜Ｂｒ^２＋Ｂθ^２｜^１／２）であり、Ｂｒは、該現像剤担持体の表面に形成される磁束密度Ｂのうち、該現像剤担持体の表面に対して垂直成分、Ｂθは該現像剤担持体の表面に対して水平成分である。
2. 該現像剤量規制手段における当接部が、該磁界発生手段における最近接極により発生する磁束密度と（２）式を満たす関係に位置することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
   ｜Ｂｒ｜／｜Ｂ｜＜０．５・・・（２）式
3. 該現像剤量規制手段が、少なくとも導電部材と、該導電部材に直流バイアスを印加する電圧印加手段を有し、該導電部材に該現像剤担持体に対して現像剤と同極性のバイアスを印加する事を特徴とする請求項１と２に記載の現像装置。
4. 該現像剤量規制手段が、少なくとも導電部材と、該導電部材に交番バイアスを重畳した直流バイアスを印加する電圧印加手段を有し、該直流バイアスは該現像剤担持体に対して現像剤と同極性のバイアスである事を特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
5. 該現像剤量規制手段における段差部の長さＨＬと離間部の長さＥＬの関係が
   ＨＬ≦ＥＬ
   である事を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の現像装置。
6. 該現像剤量規制手段における段差部の長さＨＬを０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とする事を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の現像装置。
7. 該現像剤量規制手段における離間部の長さＥＬを１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とする事を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の現像装置。
8. 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７の何れか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。
9. 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、該像担持体の現像剤を被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７の何れか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。
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、該像担持体の現像剤を被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７の何れか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。