(57)【要約】【課題】  本発明は、ザラツキ感が無く、ドット再現性が良い高品位な画像が得られる現像方法、現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。【解決手段】  現像方法については、現像剤が感光体１２に接触した状態で静電潜像をトナーで現像することが可能な現像領域１３における、静電潜像が形成されていない領域の面積に対する静電潜像が形成されていない領域内の磁性キャリアが接触していない領域の面積の比は、３０％以上７０％以下であり、現像領域１３における、感光体１２に接触している磁性キャリアが移動する速さの平均値を＜ｖｃ＞、現像スリーブ１４の表面が移動する速さをｖｓとすると、式  ０．８≦＜ｖｃ＞／ｖｓ≦１．１を満たす。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及び磁性キャリアを含有する現像剤を、内部に固定された磁石を有する現像剤担持体に担持させて像担持体に搬送し、該像担持体に形成されている潜像を該トナーで現像する現像方法において、
該現像剤が該像担持体に接触した状態で該潜像を該トナーで現像することが可能な現像領域における、該潜像が形成されていない領域の面積に対する該潜像が形成されていない領域内の該磁性キャリアが接触していない領域の面積の比は、３０［％］以上７０［％］以下であり、
該現像領域における、該像担持体に接触している該磁性キャリアが移動する速さの平均値を＜ｖｃ＞、該現像剤担持体の表面が移動する速さをｖｓとすると、式
０．８≦＜ｖｃ＞／ｖｓ≦１．１
を満たすことを特徴とする現像方法。
【請求項２】
前記磁性キャリアが接触していない領域は、複数の個々の領域からなり、
該個々の領域の面積をＳ、前記磁性キャリアの重量平均粒子径をＤｗとすると、
該個々の領域の総数に対する、式
Ｓ≦π（Ｄｗ／２）２
を満たす該個々の領域の数は、１０［％］以上であることを特徴とする請求項１に記載の現像方法。
【請求項３】
前記個々の領域の総数に対する、式
Ｓ≦５π（Ｄｗ／２）２
を満たす前記個々の領域の数は、３０［％］以上であることを特徴とする請求項２に記載の現像方法。
【請求項４】
前記現像領域における、前記像担持体に接触している前記磁性キャリアが移動する速さをｖｃ、前記現像剤担持体の表面が移動する速さをｖｓ、前記像担持体の表面が移動する速さをｖｐとすると、
前記像担持体に接触している前記磁性キャリアの９０［％］以上は、式
ｖｐ≦ｖｃ≦２ｖｓ
を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項５】
前記現像領域における、前記像担持体に接触している前記磁性キャリアが移動する速さをｖｃ、前記現像剤担持体の表面が移動する速さをｖｓとすると、
前記像担持体に接触している前記磁性キャリアの８０［％］以上は、式
０．６２５≦ｖｃ／ｖｓ≦１．５
を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項６】
前記磁性キャリアは、磁性を有する芯材粒子及び該芯材粒子の表面を被覆する樹脂層からなり、
前記磁性キャリアの重量平均粒子径は、２５［μｍ］以上４５［μｍ］以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項７】
前記磁性キャリアの７０［重量％］以上は、４４［μｍ］未満の粒子径を有し、
前記磁性キャリアの１［重量％］未満は、６２［μｍ］以上の粒子径を有し、
前記磁性キャリアの７［重量％］以下は、２２［μｍ］未満の粒子径を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項８】
前記磁性キャリアの１０６／４π［Ａ／ｍ］における磁化は、７０［Ａ・ｍ２／ｋｇ］以上１００［Ａ・ｍ２／ｋｇ］以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項９】
前記磁石は、前記現像領域に対向する磁極を有し、
該磁極の表面における法線方向の磁束密度は、６０［ｍＴ］以上１２０［ｍＴ］以下であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項１０】
前記現像剤担持体は、前記像担持体に対向して配置され、
前記磁石は、前記現像領域に対向する磁極を有し、
該磁極の表面における法線の前記現像剤担持体及び前記像担持体に共通する法線に対する回転角は、前記現像剤担持体の表面が移動する方向と反対方向に３［°］以上７［°］以下であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項１１】
前記像担持体の表面が移動する速さに対する前記現像剤担持体の表面が移動する速さの比は、１．５以上２．５以下であることを特徴とする請求項６に記載の現像方法。
【請求項１２】
前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、直流電界であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項１３】
前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、交番電界であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項１４】
前記現像剤担持体の前記現像領域における現像剤担持量は、４０［ｍｇ／ｃｍ２］以上８０［ｍｇ／ｃｍ２］以下であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項１５】
前記現像剤は、前記トナーを５．０［重量％］以上９．０［重量％］以下含有し、
前記現像剤の平均帯電量の絶対値は、１５［μＣ／ｇ］以上６０［μＣ／ｇ］以下であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項１６】
前記トナーの重量平均粒子径は、４．５［μｍ］以上８．０［μｍ］以下であり、
前記トナーの個数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比は、１．０以上１．２以下であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項１７】
トナー及び磁性キャリアを含有する現像剤を、内部に固定された磁石を有する現像剤担持体に担持させて像担持体に搬送し、該像担持体に形成されている潜像を該トナーで現像する現像方法において、
該現像剤が該像担持体に接触した状態で該潜像を該トナーで現像することが可能な現像領域における、該潜像が形成されていない領域の面積に対する該潜像が形成されていない領域内の該磁性キャリアが接触していない領域の面積の比は、５０［％］以下であり、
該現像領域における、該像担持体に接触している該磁性キャリアが移動する速さの平均値を＜ｖｃ＞、該現像剤担持体の表面が移動する速さをｖｓとすると、式
０．３≦＜ｖｃ＞／ｖｓ≦１．１
を満たすことを特徴とする現像方法。
【請求項１８】
前記磁性キャリアが接触していない領域は、複数の領域からなり、
該複数の領域に含まれる個々の領域の面積をＳ、前記磁性キャリアの重量平均粒子径をＤｗとすると、
該個々の領域の総数に対する、式
Ｓ≦π（Ｄｗ／２）２
を満たす該個々の領域の数は、２５［％］以上であることを特徴とする請求項１７に記載の現像方法。
【請求項１９】
前記個々の領域の総数に対する、式
Ｓ≦１．５π（Ｄｗ／２）２
を満たす前記個々の領域の数は、４５［％］以上であることを特徴とする請求項１８に記載の現像方法。
【請求項２０】
前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、交番電界であることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項２１】
前記像担持体の表面が移動する速さに対する前記現像剤担持体の表面が移動する速さの比は、１．２以上３以下であることを特徴とする請求項２０に記載の現像方法。
【請求項２２】
前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、直流電界であることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項２３】
前記像担持体の表面が移動する速さに対する前記現像剤担持体の表面が移動する速さの比は、２以上３以下であることを特徴とする請求項２２に記載の現像方法。
【請求項２４】
前記現像剤担持体の現像領域における現像剤担持量は、２０［ｍｇ／ｃｍ２］以上６０［ｍｇ／ｃｍ２］以下であることを特徴とする請求項１７乃至２３のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項２５】
前記磁性キャリアの重量平均粒子径は、２５［μｍ］以上４５［μｍ］以下であることを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項２６】
前記磁性キャリアの７０［重量％］以上は、４４［μｍ］未満の粒子径を有し、
前記磁性キャリアの１［重量％］未満は、６２［μｍ］以上の粒子径を有し、
前記磁性キャリアの７［重量％］以下は、２２［μｍ］未満の粒子径を有することを特徴とする請求項１７乃至２５のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項２７】
前記磁性キャリアの１０６／４π［Ａ／ｍ］における磁化は、７６［Ａ・ｍ２／ｋｇ］以上であることを特徴とする請求項１７乃至２６のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項２８】
前記磁性キャリアの体積抵抗率は、１×１０１２［Ω・ｃｍ］以上であることを特徴とする請求項１７乃至２７のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項２９】
前記トナーは、ウレア変性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項１７乃至２８のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項３０】
前記トナーの重量平均粒子径は、４［μｍ］以上８［μｍ］以下であり、
前記トナーの個数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比は、１以上１．２５以下であることを特徴とする請求項１７乃至２９のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項３１】
前記トナーの平均円形度は、０．９以上１未満であることを特徴とする請求項１７乃至３０のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項３２】
前記磁石は、前記現像領域に対向する磁極を有し、
該磁極の表面における法線方向の磁束密度は、６０［ｍＴ］以上１２０［ｍＴ］以下であることを特徴とする請求項１７乃至３１のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項３３】
前記現像剤担持体は、前記像担持体に対向して配置され、
前記磁石は、前記現像領域に対向する磁極を有し、
該磁極の表面における法線の前記現像剤担持体及び前記像担持体に共通する法線に対する回転角は、前記現像剤担持体の表面が移動する方向と反対方向に３［°］以上７［°］以下であることを特徴とする請求項１７乃至３２のいずれか一項に記載の現像方法。
【請求項３４】
請求項１乃至３３のいずれか一項に記載の現像方法により現像することを特徴とする現像装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の現像装置及び像担持体を少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３６】
請求項３４に記載の現像装置及び像担持体を少なくとも一体に支持し、
画像形成装置に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像方法、現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機及びレーザプリンターにおいては、高画質と同時に高耐久性及び高安定性も望まれている。即ち、環境変動による画質の変化が小さく、また経時変化を起こしにくい安定した画像が望まれている。従来、トナーと磁性キャリアを含有する現像剤（二成分現像剤）を現像剤担持体上に保持し、内包される磁極によって磁気ブラシを形成させ、像担持体に対向する現像領域で、現像スリーブに現像バイアスを印加することにより現像を行う二成分現像方式による現像が広く用いられてきた。この二成分現像方式は、カラー化が容易であるという利点がある。この方式において、現像剤は、現像スリーブの回転に伴い、現像領域に搬送される。このとき、現像剤が現像領域に搬送されるに従い、現像極の磁力線に沿いながら、現像剤中の多数の磁性キャリアがトナーを伴って集合し、磁気ブラシを形成する。
【０００３】
現像バイアスとしては、直流電圧に交流成分を重畳し、トナーを感光体に付勢する方向に作用する電界と、トナーを現像スリーブ側に移動させる方向に作用する電界を交互に生成する交番電界が広く用いられている（特許文献１参照）。交番電界は、高い現像能力を有しており、画像濃度を安定化させることができる。また、経時変化でトナーの帯電量分布がシフトした場合においても十分なベタ濃度を確保でき、同時にハーフトーン等の比較的潜像の浅いパターンであってもトナーを付着させるのに十分な電界を形成させることができる。このため、交番電界は、現像能力とハーフトーンの安定性を両立するものとして、特にカラー画像形成装置等で使用される頻度が高くなっている。また、モノクロ複写機においても、ハーフトーンにおける粒状性の向上や均一なベタ埋まりを実現するために最適な技術といえる。
【０００４】
しかしながら、現像バイアスとして交番電界を用いた場合、現像領域内で磁気ブラシの疎密により発生する局所的な電界強度の増加によって、潜像の深い部分等で放電が発生し、画像がリング状に白く抜ける現象が発生した。このため、現像に使用する磁性キャリアの抵抗値をある程度大きくする必要がある。また、磁性キャリアの抵抗値を適正化しても、キャリアコート膜が不均一である場合、局所的にブレイクダウンして放電するため、キャリアコート膜の均一性も高くする必要があるため、ザラツキ感の無い画像を得るためには制約条件が多く存在した。
【０００５】
そこで、このような交番電界を用いた現像方法で、画像のザラツキ感を改良する検討がなされてきた。その一つとして、現像時にトナーの再配置を促すことで画像のザラツキ感が改善されることが知られている。しかし、交番電界を用いると、直流電界の場合と比較して電界の最大値が大きくなるため、感光体へのキャリア付着を起こしやすくなる。また、交番電界を形成するための電源が必要となり、コストが高くなる。このため、直流電界を用いた場合にも、画像のザラツキ感の改善が必要とされている。なお、現像領域における磁気ブラシの密度が疎であるために、画像のザラツキ感が悪化することが知られている。そこで、現像領域における磁気ブラシの密度を、現像領域中のキャリアの体積比率を用いて規定し、画質を向上させる提案がされている（特許文献２参照）。しかしながら、キャリアの体積比率が同じであっても、画像のザラツキ感に差が生じることが知られている。
【特許文献１】特開平６−１９４９６１号公報
【特許文献２】特開平８−１４６６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、ザラツキ感が無く、ドット再現性が良い高品位な画像が得られる現像方法、現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、トナー及び磁性キャリアを含有する現像剤を、内部に固定された磁石を有する現像剤担持体に担持させて像担持体に搬送し、該像担持体に形成されている潜像を該トナーで現像する現像方法において、該現像剤が該像担持体に接触した状態で該潜像を該トナーで現像することが可能な現像領域における、該潜像が形成されていない領域の面積に対する該潜像が形成されていない領域内の該磁性キャリアが接触していない領域の面積の比は、３０［％］以上７０［％］以下であり、該現像領域における、該像担持体に接触している該磁性キャリアが移動する速さの平均値を＜ｖｃ＞、該現像剤担持体の表面が移動する速さをｖｓとすると、式
０．８≦＜ｖｃ＞／ｖｓ≦１．１
を満たすことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像方法において、前記磁性キャリアが接触していない領域は、複数の個々の領域からなり、該個々の領域の面積をＳ、前記磁性キャリアの重量平均粒子径をＤｗとすると、該個々の領域の総数に対する、式
Ｓ≦π（Ｄｗ／２）２
を満たす該個々の領域の数は、１０［％］以上であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無く、ドット再現性が高く、粒状性に優れた高品位な画像を得ることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の現像方法において、前記個々の領域の総数に対する、式
Ｓ≦５π（Ｄｗ／２）２
を満たす前記個々の領域の数は、３０［％］以上であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無く、ドット再現性が高く、粒状性に優れた高品位な画像を得ることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像領域における、前記像担持体に接触している前記磁性キャリアが移動する速さをｖｃ、前記現像剤担持体の表面が移動する速さをｖｓ、前記像担持体の表面が移動する速さをｖｐとすると、前記像担持体に接触している前記磁性キャリアの９０［％］以上は、式
ｖｐ≦ｖｃ≦２ｖｓ
を満たすことを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無く、ドット再現性が高く、粒状性に優れた高品位な画像を得ることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像領域における、前記像担持体に接触している前記磁性キャリアが移動する速さをｖｃ、前記現像剤担持体の表面が移動する速さをｖｓとすると、前記像担持体に接触している前記磁性キャリアの８０［％］以上は、式
０．６２５≦ｖｃ／ｖｓ≦１．５
を満たすことを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無く、ドット再現性が高く、粒状性に優れた高品位な画像を得ることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁性キャリアは、磁性を有する芯材粒子及び該芯材粒子の表面を被覆する樹脂層からなり、前記磁性キャリアの重量平均粒子径は、２５［μｍ］以上４５［μｍ］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁性キャリアの７０［重量％］以上は、４４［μｍ］未満の粒子径を有し、前記磁性キャリアの１［重量％］未満は、６２［μｍ］以上の粒子径を有し、前記磁性キャリアの７［重量％］以下は、２２［μｍ］未満の粒子径を有することを特徴とする。トナーで均一に現像することができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁性キャリアの１０６／４π［Ａ／ｍ］における磁化は、７０［Ａ・ｍ２／ｋｇ］以上１００［Ａ・ｍ２／ｋｇ］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い高画質の画像を得ることができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁石は、前記現像領域に対向する磁極を有し、該磁極の表面における法線方向の磁束密度は、６０［ｍＴ］以上１２０［ｍＴ］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無く、高画質の画像を得ることができる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤担持体は、前記像担持体に対向して配置され、前記磁石は、前記現像領域に対向する磁極を有し、該磁極の表面における法線の前記現像剤担持体及び前記像担持体に共通する法線に対する回転角は、前記現像剤担持体の表面が移動する方向と反対方向に３［°］以上７［°］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項６に記載の現像方法において、前記像担持体の表面が移動する速さに対する前記現像剤担持体の表面が移動する速さの比は、１．５以上２．５以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、直流電界であることを特徴とする。これにより、低コストで画像を形成することができる。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、交番電界であることを特徴とする。これにより、高画質な画像を得ることができる。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤担持体の前記現像領域における現像剤担持量は、４０［ｍｇ／ｃｍ２］以上８０［ｍｇ／ｃｍ２］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００２１】
請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤は、前記トナーを５．０［重量％］以上９．０［重量％］以下含有し、前記現像剤の平均帯電量の絶対値は、１５［μＣ／ｇ］以上６０［μＣ／ｇ］以下であることを特徴とする。長期に亘って安定した画像品質を得ることができる。
【００２２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の現像方法において、前記トナーの重量平均粒子径は、４．５［μｍ］以上８．０［μｍ］以下であり、前記トナーの個数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比は、１．０以上１．２以下であることを特徴とする。これにより、高解像度、高画質の画像を形成することができる。
【００２３】
請求項１７に記載の発明は、トナー及び磁性キャリアを含有する現像剤を、内部に固定された磁石を有する現像剤担持体に担持させて像担持体に搬送し、該像担持体に形成されている潜像を該トナーで現像する現像方法において、該現像剤が該像担持体に接触した状態で該潜像を該トナーで現像することが可能な現像領域における、該潜像が形成されていない領域の面積に対する該潜像が形成されていない領域内の該磁性キャリアが接触していない領域の面積の比は、５０［％］以下であり、該現像領域における、該像担持体に接触している該磁性キャリアが移動する速さの平均値を＜ｖｃ＞、該現像剤担持体の表面が移動する速さをｖｓとすると、式
０．３≦＜ｖｃ＞／ｖｓ≦１．１
を満たすことを特徴とする。これにより、ザラツキ感が無く、ドット再現性が高い高品位な画像が得られる現像方法を提供することができる。
【００２４】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の現像方法において、前記磁性キャリアが接触していない領域は、複数の領域からなり、該複数の領域に含まれる個々の領域の面積をＳ、前記磁性キャリアの重量平均粒子径をＤｗとすると、該個々の領域の総数に対する、式
Ｓ≦π（Ｄｗ／２）２
を満たす該個々の領域の数は、２５［％］以上であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無く、ドット再現性が高く、粒状性に優れた高品位な画像を得ることができる。
【００２５】
請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の現像方法において、前記個々の領域の総数に対する、式
Ｓ≦１．５π（Ｄｗ／２）２
を満たす前記個々の領域の数は、４５［％］以上であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無く、ドット再現性が高く、粒状性に優れた高品位な画像を得ることができる。
【００２６】
請求項２０に記載の発明は、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、交番電界であることを特徴とする。これにより、高画質な画像を得ることができる。
【００２７】
請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載の現像方法において、前記像担持体の表面が移動する速さに対する前記現像剤担持体の表面が移動する速さの比は、１．２以上３以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００２８】
請求項２２に記載の発明は、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、直流電界であることを特徴とする。これにより、低コストで画像を形成することができる。
【００２９】
請求項２３に記載の発明は、請求項２２に記載の現像方法において、前記像担持体の表面が移動する速さに対する前記現像剤担持体の表面が移動する速さの比は、２以上３以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００３０】
請求項２４に記載の発明は、請求項１７乃至２３のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤担持体の現像領域における現像剤担持量は、２０［ｍｇ／ｃｍ２］以上６０［ｍｇ／ｃｍ２］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００３１】
請求項２５に記載の発明は、請求項１７乃至２４のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁性キャリアの重量平均粒子径は、２５［μｍ］以上４５［μｍ］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００３２】
請求項２６に記載の発明は、請求項１７乃至２５のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁性キャリアの７０［重量％］以上は、４４［μｍ］未満の粒子径を有し、前記磁性キャリアの１［重量％］未満は、６２［μｍ］以上の粒子径を有し、前記磁性キャリアの７［重量％］以下は、２２［μｍ］未満の粒子径を有することを特徴とする。これにより、トナーで均一に現像することができる。
【００３３】
請求項２７に記載の発明は、請求項１７乃至２６のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁性キャリアの１０６／４π［Ａ／ｍ］における磁化は、７６［Ａ・ｍ２／ｋｇ］以上であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い高画質の画像を得ることができる。
【００３４】
請求項２８に記載の発明は、請求項１７乃至２７のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁性キャリアの体積抵抗率は、１×１０１２［Ω・ｃｍ］以上であることを特徴とする。これにより、感光体へのキャリア付着を減少させることができる。
【００３５】
請求項２９に記載の発明は、請求項１７乃至２８のいずれか一項に記載の現像方法において、前記トナーは、ウレア変性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする。これにより、安定した現像性を保つことができる。
【００３６】
請求項３０に記載の発明は、請求項１７乃至２９のいずれか一項に記載の現像方法において、前記トナーの重量平均粒子径は、４［μｍ］以上８［μｍ］以下であり、前記トナーの個数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比は、１以上１．２５以下であることを特徴とする。これにより、高解像度、高画質の画像を形成することができる。
【００３７】
請求項３１に記載の発明は、請求項１７乃至３０のいずれか一項に記載の現像方法において、前記トナーの平均円形度は、０．９以上１未満であることを特徴とする。これにより、転写性が良く、高画質の画像を形成することができる。
【００３８】
請求項３２に記載の発明は、請求項１７乃至３１のいずれか一項に記載の現像方法において、前記磁石は、前記現像領域に対向する磁極を有し、該磁極の表面における法線方向の磁束密度は、６０［ｍＴ］以上１２０［ｍＴ］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無く、高画質の画像を得ることができる。
【００３９】
請求項３３に記載の発明は、請求項１７乃至３２のいずれか一項に記載の現像方法において、前記現像剤担持体は、前記像担持体に対向して配置され、前記磁石は、前記現像領域に対向する磁極を有し、該磁極の表面における法線の前記現像剤担持体及び前記像担持体に共通する法線に対する回転角は、前記現像剤担持体の表面が移動する方向と反対方向に３［°］以上７［°］以下であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が殆ど無い画像を得ることができる。
【００４０】
請求項３４に記載の発明は、現像装置において、請求項１乃至３３のいずれか一項に記載の現像方法により現像することを特徴とする。これにより、ザラツキ感が無く、ドット再現性が高い高品位な画像が得られる現像装置を提供することができる。
【００４１】
請求項３５に記載の発明は、画像形成装置において、請求項３４に記載の現像装置及び像担持体を少なくとも有することを特徴とする。これにより、ザラツキ感が無く、ドット再現性が高い高品位な画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
【００４２】
請求項３６に記載の発明は、プロセスカートリッジにおいて、請求項３４に記載の現像装置及び像担持体を少なくとも一体に支持し、画像形成装置に着脱自在であることを特徴とする。これにより、ザラツキ感が無く、ドット再現性が高い高品位な画像が得られるプロセスカートリッジを提供することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、ザラツキ感が無く、ドット再現性が良い高品位な画像が得られる現像方法、現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。
【００４５】
本発明の現像方法は、トナー及び磁性キャリアを含有する現像剤を、内部に固定された磁石を有する現像スリーブ（現像剤担持体）に担持させて感光体（像担持体）に搬送し、感光体に形成されている潜像をトナーで現像する。感光体の形状は、特に限定されないが、ドラム形状であることが好ましい。以下、感光体として、ドラム状の感光体を用いる場合について説明する。
【００４６】
実際の現像動作においては、図１に示すように、一部又は多くのトナーは、磁気ブラシ（現像剤）１１が感光体１２と接触した状態で静電潜像をトナーで現像することが可能な現像領域１３より前の領域で遊離トナーとなって供給されるが、画像のドットやライン潜像のエッジ部等は、最終的に磁気ブラシ１１が感光体１２から離れる領域で整えられている。特に、最近用いられる粒子径が５μｍ以下のトナーの場合、磁気ブラシ１２が静電潜像に接近又は接触しないと、ドットやライン潜像が現像されないことがある。さらに、現像領域１３においては、磁気ブラシ１１の根元部から感光体１２に供給されるトナーは殆ど無く、感光体２に接触する磁気ブラシ１１の先端部でトナーの授受が行われる。したがって、ザラツキ感のない、ドット再現性のよい均一な現像を行うためには、感光体１２に接触する磁気ブラシ１１の先端部の配列が均一で密な状態であることが望ましい。
【００４７】
このとき、現像スリーブ１４の内部の磁石は、主磁極１５及び主磁極１５の前後に配置された補助磁極１６及び１７から構成されている。主磁極１５に対して現像スリーブ１４の回転方向の反対側に設けられた補助磁極１６は、Ｓ極とＮ極とが交互に配置されている。また、主磁極１５に対して現像スリーブ１４の回転方向の側に設けられた補助磁極１７は、現像剤を現像スリーブ１４から剥離させるために、同極性の磁極が隣接して配置されている。
【００４８】
そこで、感光体に接触する磁気ブラシの状態を表す特性値として、現像領域の静電潜像が形成されていない非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率を用いる。なお、磁性キャリアが接触していない領域とは、磁性キャリアが感光体の近傍に存在していない領域を意味し、感光体側から観察し、後述する二値化処理することにより求められる。現像領域において、磁気ブラシは、概ね等間隔で穂立ちを形成しているので、磁性キャリアが接触していない領域の比率を小さくしていくと、磁気ブラシの先端部の配列状態が均一で密な状態となっていく。したがって、磁気ブラシの先端部が感光体に均一に接触することができるようになる。
【００４９】
なお、ザラツキ感の程度を表す評価基準としては、粒状度を用いることができる。ここで、粒状度の測定原理を説明する。粒状度を測定するために、ハーフトーン領域の画像をスキャナで読み取り、１［ｃｍ２］程度のパッチを用意する。この画像をフーリエ変換して得られたパワースペクトルに対し、人間の視覚特性を表す周波数フィルタをかけて、人間の目に目立ちやすい部分を抽出したパワースペクトルを積分する。このようにしてパッチ毎に得られた数値のことを粒状度と呼ぶ。粒状度は、小さい程ザラツキ感の無い良好な画像となる。また、ドット再現性は、孤立ドットパターンをプリントアウトし、欠損の有無を確認することにより評価することができる。
【００５０】
次に、磁性キャリアが接触していない領域の比率の測定方法について説明する。この比率を求めるために、現像領域の磁気ブラシは、可視化装置を用いて観察する。
【００５１】
図２に、本発明で用いられる可視化装置の一例を示す。現像スリーブ２１は、実際にコピー機・複写機で使用されているものを使用することができる。
【００５２】
透明ガラスドラム２２は、実機における感光体に相当するもので、円筒ガラスドラムの一部を切り取った扇状ガラスであり、図３に示すように、外周面には透明電極として、ＩＴＯ金属のくし型電極３１がパターン形成されており、さらに最外層に電荷輸送層が塗布されている。電荷輸送層は、ディッピング法、キスコータ法、スプレー塗布法等を用いて塗布することができる。そして、図４の画像部４１及び非画像部４２の電位が図示しない外部電源により印加されるようになっており、さらに、図示しない外部電極により現像スリーブ２１に現像バイアスが印加され、所定の電界条件で現像過程を観察することができる。
【００５３】
透明ガラスドラム２２は、感光体の曲率を考慮することができるため、実機に近い条件で観察することが可能となる。透明ガラスドラム２２は、実機の線速度で移動することができる。また、顕微鏡の焦点距離の関係から、透明ガラスドラム２２の直径が大きくなるに伴い、扇の角度を小さくする必要がある。また、可視化装置を用いることにより、現像スリーブ２１の特定の位置における現像過程を観察することが可能となる。
【００５４】
実体顕微鏡２３は、トナー１個が観察できるように拡大するための装置で、焦点深度が深いという特徴を有している。実体顕微鏡２３以外にも、金属顕微鏡レンズ、超焦点顕微鏡、硬性鏡等を使用することができる。
【００５５】
高速度カメラ２４は、実機プロセススピードにおけるトナーや現像剤の挙動を観測するための装置である。高速度カメラ２４は、モノクロ及びカラーのどちらでもよい。また、微小領域を観察するため、強い照明を利用しても明るさが足りない場合がある。このようなときには、イメージインテンシファイアと呼ばれる光電子増倍管を顕微鏡と高速度カメラの間に設置してもよい。
【００５６】
照明用光源２５は、観察のためのライトガイドである。この末端には、図示しない光源ユニットが設置されている。光源ユニットとしては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、レーザー等を用いることができる。また、トナー等の観察においては、照明の熱によりトナーが溶融することがあるため、冷光光源を用いることが好ましい。照明は、基本的にはスポット光で、正面から当てることが好ましいが、被観察体のカメラと反対側から光を当て（バックライト）、影として観察することも有効である。また、観察面に平行に１００［μｍ］以下のシート光を当てることで、被観察体以外からの反射光を抑制することができ、被観察体のみをより鮮明に観察することが可能となる。
【００５７】
上記のように、可視化装置は、感光体の代わりに透明ガラスドラム２２を用い、最表面には、摩擦係数等を実際の感光体と同じにするために、感光体の表面層が塗布されている。現像スリーブ２１は、透明ガラスドラム２２に対向するように配置されている。透明ガラスドラム２２は、透明ガラスドラム２２の内側から、現像領域における磁気ブラシ２６の先端部を観察できるように、円筒ガラスドラムを１／４にカットしたものを用いることが好ましい。観察する際には、実体顕微鏡２３を通して、高速度カメラ２４で撮影することができる。そして、撮影した画像の処理を行い、磁性キャリアが接触している磁気ブラシ部分と磁性キャリアが接触していない空隙部分に分け、空隙部分に含まれる個々の磁性キャリアが接触していない領域の面積、平均面積、個数等の統計情報を得ることができる。
【００５８】
画像の処理方法について、以下に説明する。図５に示すように、撮影した画像（図５（ａ）参照）から非画像部領域４２を切り出し（図５（ｂ）参照）、二値化処理を行う（図５（ｃ）参照）。なお、非画像部領域４２中、白色部が磁気ブラシ部分であり、黒色部が空隙部分である。
【００５９】
なお、前述の撮影は、１５０００［コマ／秒］で行っているが、面積は９［コマ］おきに３６［コマ］測定する。面積の測定は、画像処理解析ソフトＩｍａｇｅＨｙｐｅｒＩＩ（デジモ社製）を用いて行う。このとき、二値化の境界を所定の値に設定して、磁気ブラシ部分と空隙部分を二値化処理する。このとき、空隙部分は、輝度２５５で囲まれた画素の集まりであり、輝度２５５の領域が磁気ブラシ部分である。
【００６０】
なお、空隙部分に含まれる個々の磁性キャリアが接触していない領域の面積は、ｉコマ目のｊ番目の面積Ｓｉｊを３６コマ分求め、統計処理を行う。なお、画像の連結性の判断は、４近傍処理で行っており、２０画素以下の領域は計測していない。
【００６１】
さらに、現像領域における、現像スリーブの線速度の絶対値ｖｓに対する感光体に接触している磁性キャリアが移動する速さの平均値＜ｖｃ＞の比を最適な範囲に設定した場合に、ザラツキ感のない、ドット再現性のよい高品位な画像が得られることを見出した。なお、感光体に接触している磁性キャリアとは、感光体の近傍に存在する磁性キャリアを含む。
【００６２】
このとき、感光体に接触している磁性キャリアの移動速度は、現像スリーブの線速度と一致しないが、この理由を以下に説明する。一例として、半径（ｒ）１５［ｍｍ］の現像スリーブを線速度（ｖ）５００［ｍｍ／秒］で回転させ、現像スリーブと直交する長さ（ｌ）０．３［ｍｍ］の棒状の磁気ブラシが感光体に接触している場合、角速度ωは、
ω＝ｖ／ｒ＝３３．３［ｒａｄ／秒］
となり、感光体に接触している磁性キャリアの線速度ｖ’は、
ｖ’＝（ｒ＋ｌ）ω＝５１０［ｍｍ／秒］
となり、現像スリーブの線速度より大きくなる。しかしながら、観察により、磁気ブラシは、棒状の形状を有しておらず、磁気ブラシの先端に近付く程、磁場や他の磁気ブラシに含まれる磁性キャリアの影響を受けて不連続な動きをしていることがわかった。これは、現像スリーブ内の磁石から離れる程、磁力が弱くなるため、磁石による磁場の拘束力が弱くなるためであると考えられる。このため、感光体に接触している磁性キャリアは、磁場の拘束力により、現像スリーブの回転方向に働く力より、感光体との摩擦力の寄与が大きくなるため、感光体の線速度に近付くようになると考えられる。
【００６３】
なお、前述の撮影した画像において、１／１５０００秒毎に所定の磁性キャリアに着目して、ＰＴＶ法により、画像処理解析ソフトＩｍａｇｅＨｙｐｅｒＩＩ（デジモ社製）のイメージトラッカーＰＴＶを使用してトラッキングすることにより、磁性キャリアの軌跡、移動速度、加速度、移動方向等を求めることができる。このとき、磁性キャリアｉの時間ｔにおける移動速度の絶対値をｖｉｔとすると、１／１５０００×ｎ秒間でｍ個のｖｉｔが観察されると、＜ｖｃ＞は、
【００６４】
【数１】
2006293277.tif 000003
となる。本発明においては、２０個の磁性キャリアｉについて、それぞれ、時間ｔでｖｉｔを求め、ｖｉｔの平均値（標本数７５３）を求めている。
【００６５】
また、ｖｓは、モーターにより制御することができ、回転計でモニタすることにより、求めることができる。
【００６６】
本発明の現像方法の第一の実施形態について、以下に説明する。
【００６７】
本現像方法においては、現像領域における、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が３０［％］以上７０［％］以下であり、現像領域における、感光体に接触している磁性キャリアが移動する速さの平均値を＜ｖｃ＞、現像スリーブの線速度の絶対値をｖｓとすると、式
０．８≦＜ｖｃ＞／ｖｓ≦１．１
を満たす。これにより、ザラツキ感のない、ドット再現性のよい高品位な画像が得られることを見出した。上記の比率が３０［％］未満の場合、現像剤が感光体の表面で滞留（磁気ブラシが一瞬感光体の表面の移動方向と反対方向に移動）してしまうため、ベタ画像追従性が低下し、ザラツキ感が出る。また、現像領域で磁性キャリアが磁気ブラシから離れて、感光体上を移動しながら現像する場合に磁性キャリアの動きが悪くなる。一方、上記の比率が７０［％］を超えると、ドット再現性が悪くなり、磁性キャリアの接触むらが顕著になり、ザラツキ感が出る。
【００６８】
＜ｖｃ＞／ｖｓが０．８未満の場合、現像領域で一つの潜像を追い抜く磁性キャリアの個数（頻度）が減少し、特に、ベタ画像濃度が低下する。なお、感光体の表面とトナー又は磁性キャリアとの摩擦力と、現像スリーブの磁石による磁場の拘束力の釣り合いにより、＜ｖｃ＞／ｖｓは、１．１を超えないと考えられる。
【００６９】
また、現像領域における、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の個々の領域の面積Ｓの分布を調べたところ、磁性キャリアの重量平均粒子径をＤｗとしたとき、
Ｓ≦π（Ｄｗ／２）２
である割合が１０［％］以上のとき、ドット再現性のよい高品位な画像が得られることがわかった。この割合が１０［％］未満の場合、ドット潜像を埋めるのに十分なトナーが磁性キャリア上に存在しなくなることがある。さらに、
Ｓ≦５π（Ｄｗ／２）２
である割合が３０［％］以上のとき、ベタ画像濃度及び追従性の良く、ザラツキ感のない高品位な画像が得られる。
【００７０】
次に、現像領域における磁性キャリアのうち、９０［％］以上の磁性キャリアが移動する速さｖｃが、現像スリーブの線速度の絶対値ｖｓ及び感光体の線速度の絶対値ｖｐに対して、
ｖｐ≦ｖｃ≦２ｖｓ
のとき、さらに、現像領域における磁性キャリアのうち、８０［％］以上の磁性キャリアが移動する速さｖｃが、現像スリーブの線速度の絶対値ｖｓに対して、
０．６２５≦ｖｃ／ｖｓ≦１．５
のときに、ベタ画像濃度及び追従性も問題なく、ザラツキ感のない、ドット再現性のよい高品位な画像が得られる。磁性キャリアが移動する速さが感光体の線速度の絶対値より小さくなる、すなわち現像剤が滞留するようになると、特に、非画像部領域で感光体の近傍の磁性キャリアにカウンターチャージや誘導電界が働き、キャリア付着や主走査ラインの画像後端部が細ることがある。なお、ｖｐは、ｖｓと同様にモーターにより制御することができ、回転計でモニタすることにより、求めることができる。
【００７１】
本実施形態において、現像剤規制部材による規制直後における現像スリーブ上の現像剤担持量は、４０〜８０［ｍｇ／ｃｍ２］であることが好ましい。現像剤担持量が４０［ｍｇ／ｃｍ２］より少ない場合には、現像スリーブと感光体との間に印加する電界を大きくする必要があり、キャリア付着が発生することがある。また、現像剤担持量が８０［ｍｇ／ｃｍ２］より多い場合には、現像剤規制部材よりも現像スリーブの現像剤搬送方向下流側において、剤落ちが発生することがある。さらに、感光体と現像スリーブの間の空間において、現像剤の充填密度が高くなり、現像剤の流動性が低下することがある。これにより、感光体上の静電潜像に対してのトナー供給が円滑に行われなくなり、画像濃度低下や濃度ムラが発生することがある。
【００７２】
現像剤担持量は、以下のようにして測定することができる。現像条件と同条件で現像スリーブを回転させた後、現像スリーブを停止させ、現像スリーブ内の磁石の主磁極の真上に筒状の非磁性金属製のケースを押し付け、測定領域に測定領域外から現像剤が流入しないように規制する。なお、非磁性金属製のケースが現像スリーブと接触する部分は、現像スリーブと同じ曲率となるように形成されており、測定領域を規制するケースの断面は、５［ｍｍ］×２０［ｍｍ］となっている。このケースで規制された測定領域内の現像剤を磁石で回収し、質量を測定し、断面積との比を求めることにより、現像剤担持量が測定される。
【００７３】
また、感光体の線速度の絶対値に対する現像スリーブの線速度の絶対値の比は、１．５〜２．５であることが好ましい。これにより、高品質な画像を得ることができる。この比が１．５より小さい場合には、静電潜像に接触する磁気ブラシの回数が減るために、現像能力が低下し、面積が大きい画像を出力する場合に、画像濃度が低下することがある。また、この比が２．５より大きい場合には、磁気ブラシの機械的力が強くなることや潜像との接触回数が多くなり、異常画像が発生することがある。ここで、異常画像とは、ベタ画像の後端部の画像濃度低下、画像抜け、特に、ハーフトーン画像の後端部の画像抜け、ベタ画像とハーフトーン画像の境界部での画像濃度変化を意味する。これらは、いずれも静電潜像の電位の異なる場所や、電位が不連続に急激に変化する画像濃度の境界部に現れる。現像領域を現像剤が通過する過程で現像剤中のトナーが移動することや、誘導体としての静電容量を有する現像剤層が異なる不連続な現像電界を通過するときの過渡現象に起因するものと考えられる。
【００７４】
本実施形態において、現像剤は、磁性キャリアのトナーによる被覆率、現像剤流動性の最適化等の観点から、トナー濃度が５．０〜９．０［重量％］、平均帯電量の絶対値が１５〜６０［μＣ／ｇ］であることが好ましい。これにより、小粒子径の磁性キャリア及び小粒子径のトナーからなる現像剤を用いた場合でも、長期に亘って安定した画像品質が得られる。
【００７５】
トナー濃度が５．０［重量％］より小さい場合には、現像剤の帯電量の絶対値が大きくなる傾向にあり、感光体上の静電潜像を現像する現像ポテンシャルをより高く設定する必要があり、感光体の寿命が低下することがある。現像剤の帯電量の絶対値が６０［μＣ／ｇ］を超える場合には、画像濃度が低下することがある。トナー濃度が９．０［重量％］より大きい場合には、現像剤の帯電量の絶対値が小さくなる傾向にある。現像剤の帯電量の絶対値が１５［μＣ／ｇ］未満の場合には、トナー飛散が発生しやすくなり、画像地肌部がトナーで汚れる地肌汚れが発生して画像品質が低下することがある。
【００７６】
なお、トナー濃度、平均帯電量は、ブローオフ法により測定することができる。測定条件は、現像剤の重量を０．５±０．０５［ｇ］、ブロー圧を０．２２〜０．２４［ＭＰａ］、ノズルの先端の高さをゲージの上面から２［ｍｍ］の位置、ブロー時間を１０［秒］とする。
【００７７】
また、トナーによる磁性キャリアの被覆率は、式
被覆率［％］＝２５×（Ｗｔ／Ｗｃ）×（ρｃ／ρｔ）×（Ｄｃ／Ｄｔ）
により求められ、通常、１０〜８０［％］であり、２０〜６０［％］が好ましい。ここで、Ｄｃ及びＤｔは、それぞれ磁性キャリア及びトナーの重量平均粒子径［μｍ］であり、Ｗｃ及びＷｔは、それぞれ磁性キャリア及びトナーの重量［ｇ］であり、ρｃ及びρｔは、それぞれ磁性キャリア及びトナーの真密度［ｇ／ｃｍ３］である。
【００７８】
磁性キャリアの重量平均粒子径Ｄｗは、個数基準で測定された粒子の粒子径分布に基づいて、式
Ｄｗ＝Σ（ｎＤ４）／Σ（ｎＤ３）
から算出される。Ｄは、各チャネルに存在する粒子の代表粒子径［μｍ］であり、ｎは、各チャネルに存在する粒子の総数である。チャネルとは、粒子径分布における粒子径の範囲を等分に分割するための幅を示すものである。また、代表粒子径としては、各チャネルを規定する粒子径の下限値が用いられている。粒子径分布は、マイクロトラック粒度分析計モデルＨＲＡ９３２０−Ｘ１００（Ｈｏｎｅｗｅｌｌ社製）を用いて測定することができる。測定条件は、粒子径の範囲が８〜１００［μｍ］、チャネル幅が２［μｍ］、チャネル数が４６である。
【００７９】
本実施形態において、トナーは、重量平均粒子径が４．５〜８．０［μｍ］であり、個数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比が１．００〜１．２０であることが好ましい。これにより、画像濃度の安定性を向上させると共に、解像度を向上させることができる。解像度を向上させるためには、トナーの粒子径が小さいことが好ましいが、流動性、保存性が低下することがある。トナーの重量平均粒子径が４．５［μｍ］未満では、現像剤の流動性が低下して、現像剤中のトナー濃度を均一にすることが困難になることがある。また、トナーの粒子径を小さくすると、磁性キャリアの被覆率が高くなる傾向にあり、磁性キャリアの汚染やトナー飛散が発生することがある。そこで、トナーの個数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比を１．００〜１．２０とすることにより、流動性を向上させると共に、現像剤中のトナー濃度の均一性を向上させることができる。
【００８０】
トナーの粒子径分布は、小孔通過法（コールターカウンター法）を用いて測定することができる。測定装置としては、ＣＯＵＬＴＥＲＣＯＵＮＴＥＲＭＯＤＥＬＴＡ２（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイスを接続して、１００［μｍ］のアパーチャー（細孔）を使用する。測定方法としては、まず、電解質水溶液に界面活性剤を加えた中に、試料を分散させる。得られた試料分散液を１％ＮａＣｌ水溶液に注入して、アパーチャーチューブのアパーチャーの両側に電極が設置されている電解液を介して両電極間に電流を流す。このときの抵抗の変化から、２〜４０［μｍ］の粒子径分布を測定して個数平均粒子径及び重量平均粒子径を求めることができる。
【００８１】
本実施形態において、磁性キャリアは、磁性を有する芯材粒子と、その表面を被覆する非磁性の樹脂層とからなり、磁性キャリアの重量平均粒子径は、２５〜４５［μｍ］であることが好ましい。磁性キャリアの重量平均粒子径が４５［μｍ］よりも大きい場合には、現像スリーブ上の磁気的なキャリア保持力が大きくなり、キャリア付着は発生しにくくなる。しかしながら、磁性キャリアの単位重量当たりの表面積が小さくなるため、高画像濃度を得るために現像剤中のトナー濃度を高くした場合には、地肌汚れが発生することがある。また、静電潜像のドット径が小さい場合には、ドット径のバラツキが大きくなる。一方、磁性キャリアの重量平均粒子径が２５［μｍ］より小さい場合には、磁性キャリアの１粒子当たりの磁気モーメントが低下し、現像スリーブ上の磁気的なキャリア保持力が小さくなり、キャリア付着が発生しやすくなる。
【００８２】
また、本発明で用いられる磁性キャリアの重量平均粒径は、２５［μｍ］以上４５［μｍ］以下であることが好ましい。さらに、磁性キャリアの７０［重量％］以上は、４４［μｍ］未満の粒子径を有し、１［重量％］未満は、６２［μｍ］以上の粒子径を有し、７．０［重量％］以下は、２２［μｍ］未満の粒子径を有することが好ましい。このように粒子径の小さい磁性キャリアを用いると、大きな粒子径の磁性キャリアを用いる場合と比較して、磁気ブラシ先端部の磁性キャリアの存在しない領域が小さくなるばかりでなく、磁性キャリアの存在しない領域が同一であっても、磁気ブラシ先端のキャリアが感光体ドラムに接触する個数が増加する。このため、トナーを均一に現像することが可能であり、ザラツキ感のない画像を得ることができる。
【００８３】
１０６／４π［Ａ／ｍ］（１［ｋＯｅ］）の磁場を印加したときの磁性キャリアの磁化は、７０〜１００［Ａ・ｍ２／ｋｇ］であることが好ましく、７６〜１００［Ａ・ｍ２／ｋｇ］がさらに好ましい。磁化が７０［Ａ・ｍ２／ｋｇ］未満である場合には、現像スリーブ上の磁気的なキャリア保持力が低下して、キャリア付着が発生することがある。
【００８４】
磁性キャリアの磁化は、以下のようにして測定することができる。Ｂ−ＨトレーサーＢＨＵ−６０（理研電子社製）を使用し、円筒のセルに磁性キャリア１．０［ｇ］を詰めて装置にセットする。次に、磁場を徐々に大きくして３×１０６／４π［Ａ／ｍ］まで変化させ、徐々に小さくして０［Ａ／ｍ］にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくして３×１０６／４π［Ａ／ｍ］とする。さらに、徐々に磁場を小さくして０［Ａ／ｍ］にした後、最初と同じ向きに磁場を印加する。このようにして、Ｂ−Ｈ曲線を作成し、１０６／４π［Ａ／ｍ］における磁化を算出する。
【００８５】
１０６／４π［Ａ／ｍ］の磁場を印加したときに磁化が７６［Ａ・ｍ２／ｋｇ］以上となる磁性キャリアの芯材粒子としては、例えば、鉄、コバルト等の強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライト、Ｍｎ系フェライト等が挙げられる。フェライトとは、一般式
（ＭＯ）ｘ（ＮＯ）ｙ（Ｆｅ２Ｏ３）ｚ
で表される焼結体である。ただし、ｘ、ｙ及びｚは、組成比であり、Ｍ及びＮは、それぞれＮｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉ２、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｒ、Ｃａ等が挙げられ、金属酸化物と酸化鉄（ＩＩＩ）との完全混合物から構成されている。
【００８６】
樹脂層を形成するための樹脂としては、公知の樹脂を用いることができる。例えば、一般式
【００８７】
【化１】
2006293277.tif 000004
で表される繰り返し単位を含むシリコーン樹脂を用いることができる。なお、式中、Ｒ１は、水素原子、ハロゲン基、ヒドロキシ基、炭素数１〜４の低級アルキル基又はアリール基（フェニル基、トリル基等）を示す。また、Ｒ２は、炭素数１〜４のアルキレン基又はアリーレン基（フェニレン基等）を示す。
【００８８】
樹脂層に用いられるストレートシリコーン樹脂としては、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２８２、ＫＲ２５２、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２（信越化学工業社製）、ＳＲ２４００、ＳＲ２４０６（東レダウコーニングシリコーン社製）等を例示することができる。樹脂層には、変性シリコーン樹脂も用いることができる。このようなものとしては、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーン等が挙げられる。これらのうち、変性シリコーン樹脂の具体例としては、エポキシ変性物：ＥＳ−１００１Ｎ、アクリル変性シリコーン：ＫＲ−５２０８、ポリエステル変性物：ＫＲ−５２０３、アルキッド変性物：ＫＲ−２０６、ウレタン変性物：ＫＲ−３０５（以上、信越化学工業社製）、エポキシ変性物：ＳＲ２１１５、アルキッド変性物：ＳＲ２１１０（東レダウコーニングシリコーン社製）等が挙げられる。
【００８９】
シリコーン樹脂には、アミノシランカップリング剤を適量（０．００１〜３０［重量％］）含有させることができるが、具体的には、以下のようなものが挙げられる。
【００９０】
Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３
Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＣ２Ｈ５）
Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣ２Ｈ５）２
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２
Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
（ＣＨ３）２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣ２Ｈ５）２
（Ｃ４Ｈ９）２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
また、樹脂層には、シリコーン樹脂以外の樹脂を単独又はシリコーン樹脂と混合して使用することも可能である。シリコーン樹脂以外の樹脂としては、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）、スチレン−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−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（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−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（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−メタクリル酸フェニル共重合体等）スチレン−α−クロロアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
【００９１】
磁性キャリアの芯材粒子の表面に樹脂層を形成する方法としては、スプレードライ法、浸漬法、パウダーコーティング法等の公知の方法を用いることができる。特に、流動床型コーティング装置を用いる方法は、均一な塗付膜を形成するのに有効である。
【００９２】
磁性キャリアの芯材粒子の表面に形成する樹脂層の厚みは、通常、０．０２〜１［μｍ］であり、０．０３〜０．８［μｍ］が好ましい。樹脂層の厚みは、極めて小さいことから、樹脂層を被覆した芯材粒子からなる磁性キャリアと磁性キャリアの芯材粒子の粒度分布は実質的に同じである。
【００９３】
磁性キャリアの体積抵抗率は、必要に応じて、調整することが望ましい。芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、膜厚の制御によって、体積抵抗率を調整することが可能である。体積抵抗率を調整するために、導電性微粉末を樹脂層に添加することも可能である。導電性微粉末としては、導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属又は金属酸化物粉、種々の方法で調製されたＳｎＯ２又は種々の元素をドープしたＳｎＯ２、ＴｉＢ２、ＺｎＢ２、ＭｏＢ２等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。導電性微粉末は、コーティングに使用する溶媒又は被覆用樹脂溶液に投入した後、ボールミル、ビーズミル等のメディアを使用した分散機又は高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散することができる。
【００９４】
本実施形態において、トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤及び帯電制御剤から構成されることが好ましい。トナーは、重合法、造粒法等の各種のトナー製法によって作成された不定形又は球形のトナーを用いることができる。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である。
【００９５】
結着樹脂としては、従来からトナー用結着樹脂として使用されてきたものを適用することが可能である。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独重合体；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−ビニルナフタレン共重合体、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−クロロ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；ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、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、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又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る。これらを単独又は２種以上混合して用いることができる。
【００９６】
着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナーを得ることが可能な染顔料であって、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料を適用することができる。具体的には、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧローダミン６Ｃレーキ、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、マラカイトグリーン、マラカイトグリーンヘキサレート、ローズベンガル、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染顔料、トリスアゾ系染顔料等が挙げられる。着色剤の添加量は、結着樹脂に対して、通常、１〜３０［重量％］であり、３〜２０［重量％］が好ましい。
【００９７】
帯電制御剤としては、正極性及び負極性の帯電制御剤のいずれも使用可能であるが、カラートナーに添加する場合、色調を損なうことのない透明色から白色の帯電制御剤を使用するのが好ましい。例えば、正極性の帯電制御剤としては、４級アンモニウム塩、イミダゾール金属錯体、イミダゾール塩等を例示することができる。また、負極性の帯電制御剤としては、サリチル酸錯体、サリチル酸塩、有機ホウ素塩、カリックスアレン系化合物等を例示することができる。
【００９８】
トナーには、離型性を向上させるために、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレン等の合成ワックス類の他、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油等の植物系ワックス類；みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス類；モンタンワックス、オゾケライト等の鉱物系ワックス類；硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステル等の油脂系ワックス類等の離型剤を添加することも可能である。離型剤は、単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００９９】
また、トナーには、熱特性、電気特性、物理特性等を調整する目的で、離型剤の他に、必要に応じて、各種の可塑剤（フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等）、抵抗調整剤（酸化スズ、酸化鉛、酸化アンチモン等）等の助剤を添加することも可能である。
【０１００】
また、トナーには、必要に応じて、離型剤、助剤等以外の流動性付与剤を添加することもできる。流動性付与剤としては、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子、フッ化マグネシウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、炭化ホウ素微粒子、炭化チタン微粒子、炭化ジルコニウム微粒子、窒化ホウ素微粒子、窒化チタン微粒子、窒化ジルコニウム微粒子、マグネタイト微粒子、二硫化モリブデン微粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸マグネシウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子、フッ素系樹脂微粒子、アクリル系樹脂微粒子等を例示することができる。流動性付与剤は、単独又は２種以上混合して使用することが可能である。なお、流動性付与剤は、一次粒子径が０．１［μｍ］より小さく、表面をシランカップリング剤、シリコーンオイル等で疎水化処理し、疎水化度４０以上であることが好ましい。
【０１０１】
トナーついては、従来から公知の方法で製造されたものを用いることができる。製造方法の具体例を以下に説明する。結着樹脂、着色剤、顔料、帯電制御剤、さらに、必要に応じて、離型剤等を適当な比率でヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機を使用して十分に混合する。その後、スクリュー型押出し式連続混練機、２本ロールミル、３本ロールミル、加圧加熱ニーダーを用いて溶融混練を行う。カラートナーの場合には、顔料の分散性を向上させる目的で結着樹脂の一部と顔料を予め溶融混練して得られるマスターバッチ顔料を着色剤として使用することが一般的である。このようにして得られた混練物を冷却固化させた後に、ハンマーミル等の粉砕機を用いて粗粉砕をする。さらに、粗粉砕物をジェットミル粉砕機で粉砕処理した後に、気流式分級機等に連結された衝突式粉砕機、ジェット式粉砕機、ローター粉砕機等を用いて表面処理を行う。衝突式粉砕機としては、ハンマーミル、ボールミル、チューブミル、振動ミル等が挙げられる。圧縮空気及び衝突板を主構成要素として具備してなるジェット式粉砕機としては、Ｉタイプ及びＩＤＳタイプ衝突式粉砕機（日本ニューマチック工業社製）を用いることが好ましい。また、ローター粉砕機としては、ロールミル、ピンミル、流動層式ジェットミル等が挙げられる。特に、外壁としての固定容器と、固定容器と中心軸を同一にする回転片とを主構成要素として具備してなるローター式粉砕機としては、ターボミル（ターボ工業社製）、クリプトロン（川崎重工業社製）、ファインミル（日本ニューマチック工業社製）等が挙げられる。気流式分級機としては、ディスパージョンセパレータ（ＤＳ）式分級機（日本ニューマチック工業社製）、多分割式分級機エルボージェット（日鉄鉱業社製）等が挙げられる。さらに、気流式分級機、機械式分級機を用いて微粉分級を行うことにより、微細粒子を得ることができる。
【０１０２】
このような方法を用いて得られた微細粒子に、流動性付与剤を添加して混合する場合には、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル等の公知の混合機を使用することが可能である。また、懸濁重合法、非水分散重合法等を用いて、モノマー、着色剤、流動性付与剤等から直接トナーを製造してもよい。
【０１０３】
現像スリーブ内の磁石の現像領域に対向する主磁極の表面における法線方向の磁束密度は、空気中で６０［ｍＴ］以上１２０［ｍＴ］以下であることが好ましい。この範囲内であると、現像バイアスとして直流電界を用いても、ザラツキ感がなく、高画質な画像を得ることができる。上記の磁束密度が１２０［ｍＴ］を超えると、現像領域における、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が増大し、ザラツキ感が悪くなる。また、６０［ｍＴ］より小さいと、磁性キャリアの磁気的拘束力が弱まってキャリア付着を生じやすくなるという不具合を生じる。なお、磁束密度は、３次元磁気測定装置（エクセル・システムプロダクト社製）を用いて測定することができる。測定は、プローブ１１ＴＳ−０Ａ（エーデーエス社製）を現像スリーブの表面にセットし、主磁極がプローブの真下になるように調整し、現像スリーブは回転させずに、磁石を回転させて、ガウスメーターＨＧＭ−８９０５（エーデーエス社製）を用いることにより行うことができる。
【０１０４】
主磁極の表面における法線の現像スリーブ及び感光体に共通する法線に対する回転角（以下、主極角度という）は、現像スリーブが現像剤を搬送する方向、即ち現像スリーブの回転方向と反対方向に３［°］以上７［°］以下であることが好ましい。主極角度を現像スリーブの回転方向と反対方向に７［°］より大きくすると、剤溜まりが起こりやすくなる。また、主極角度を現像スリーブの回転方向と反対方向に３［°］未満にすると、磁気ブラシが穂倒れする時、磁気ブラシと感光体との間に空間が発生し、磁気ブラシの空隙の割合が増大し、ザラツキ感が悪化する。
【０１０５】
以下、本発明の現像方法の第一の実施形態を適用した画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラーレーザープリンタ（以下、プリンタという）について説明する。
【０１０６】
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
【０１０７】
図６は、プリンタの概略構成図である。このプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための４組のトナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋを備えている。なお、以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン及び黒用の部材であることを示す。
【０１０８】
トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋは、プロセスユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ及び１１０Ｋと、現像装置１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ及び１２０Ｋとを有しており、プロセスユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ及び１１０Ｋの中には、像担持体としてのドラム状の感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋが収容されている。本プリンタは、かかる構成のトナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋの他に、光書込ユニット１５０、給紙カセット１６１及び１６２、レジストローラ対１６３、転写ユニット１７０、ベルト定着方式の定着ユニット１８０、反転搬送ユニット１９０、再給紙ユニット１９５並びに手差しトレイ１９６を備えている。また、図示しないトナー収容器、廃トナーボトル、電源ユニット等も備えている。
【０１０９】
光書込ユニット１５０は、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋの表面にレーザー光を走査しながら照射する。この照射により、各感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋの表面にＹ、Ｍ、Ｃ及びＫ用の静電潜像が形成される。
【０１１０】
図７に、４つのプロセスユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ及び１１０Ｋのうち、Ｙ色用のプロセスユニット１１０Ｙを示す。なお、他色のプロセスユニットについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図７において、Ｙ色用のプロセスユニット１１０Ｙは、図中、反時計回りに回転駆動される感光体１１１Ｙの他に、感光体１１１Ｙの表面に当接しながら回転して転写残トナーを掻き落とすクリーニングブラシ１１２Ｙ、感光体１１１Ｙの表面に当接して同じく転写残トナーを掻き落とすカウンタブレード１１３Ｙ、感光体１１１Ｙの表面を一様に帯電する帯電ローラ１１４Ｙ等を有している。また、感光体１１１Ｙの表面に除電処理を施す図示しない除電ランプ等も有している。
【０１１１】
Ｙ色用のプロセスユニット１１０Ｙにおいて、図示しない電源によって交流の帯電バイアスが印加される帯電ローラ１１４Ｙは、感光体１１１Ｙに当接するか、又は微小ギャップを介して対向するように配設されている。そして、図示しない駆動手段により、対向部で帯電ローラ１１４Ｙの表面を感光体１１１Ｙの表面の移動方向とは逆方向に移動させるように回転させながら、感光体１１１Ｙの表面を一様に帯電させる。このように一様帯電させられた感光体１１１Ｙの表面に、光書込ユニット１５０で変調及び偏向されたレーザー光が走査されながら照射されると、感光体１１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。
【０１１２】
図８に、４つの現像装置１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ及び１２０Ｋのうち、Ｙ色用の現像装置１２０Ｙを、Ｙ色用の感光体１１１Ｙと共に示す。なお、他色の現像装置についてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図８において、Ｙ色用の現像装置１２０Ｙは、現像ケース１２１Ｙの開口から一部露出させながら回転駆動される非磁性パイプからなる現像スリーブ１２２Ｙや、これに連れ回らないように内包される磁力発生手段のマグネットローラ１２３Ｙ等を有している。また、ドクターブレード１２４Ｙ、第一搬送スクリュー１２５Ｙ、第二搬送スクリュー１２６Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）１２７Ｙ、トナー補給口１２８Ｙ等も有している。
【０１１３】
現像ケース１２１Ｙには、磁性粒子の磁性キャリアと、マイナス帯電性で且つ非磁性のＹ色トナーとを含む現像剤を収容する現像剤収容手段の現像剤収容部１２９Ｙが形成されている。現像剤は、第一搬送スクリュー１２５Ｙや第二搬送スクリュー１２６Ｙによって撹拌搬送される。そして、現像スリーブ１２２Ｙの近傍において、マグネットローラ１２３Ｙの有する磁極の影響により、回転駆動される現像剤担持体の現像スリーブ１２２Ｙの表面に汲み上げられて磁気ブラシとなる。この磁気ブラシは、ドクターブレード１２４Ｙによってその層厚が規制されてから感光体１１１Ｙと対向する現像位置に搬送される。この現像位置では、現像スリーブ１２２Ｙの表面と、感光体１１１Ｙの表面とが最も接近する位置における両表面の間隙、即ち、現像ギャップが形成されている。現像ギャップやその近傍においては、現像スリーブ１２２Ｙ上の磁気ブラシの先端が、感光体１１１Ｙの表面に摺擦しながら移動して、Ｙ色トナーを静電潜像に転位させる。この転位により、感光体１１１Ｙ上にＹ色トナー像が形成される。現像によってＹ色トナーを消費した磁気ブラシは、現像スリーブ１２２Ｙの回転に伴って現像剤収容部１２９Ｙ内に戻される。一方、現像されたＹ色トナー像は、後述の転写搬送ベルトの表面に保持されながら搬送される転写紙に転写される。
【０１１４】
透磁率センサからなるＴセンサ１２７Ｙは、現像ケース１２１Ｙの底板に取り付けられ、第二搬送スクリュー１２６Ｙによって搬送される現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と良好な相関を示すため、Ｔセンサ１２７Ｙは、Ｙ色トナー濃度に応じた値の電圧を出力する。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＭＡ等の記憶手段を備えており、その中にＴセンサ１２７Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ色用Ｖｔｒｅｆや、他色用のＴセンサのＭ、Ｃ及びＫ色用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。Ｙ色用の現像装置１２０Ｙについては、Ｔセンサ１２７Ｙからの出力電圧の値とＹ色用Ｖｔｒｅｆを比較し、図示しないＹ色用の粉体ポンプを比較結果に応じた時間だけ駆動させる。この粉体ポンプは、モーノポンプ等と呼ばれる周知の粉体搬送ポンプであり、Ｙ色トナーを収容する図示しないＹ色トナー収容器内のＹ色トナーを搬送して、トナー補給口１２８Ｙから現像装置１２０Ｙ内に補給する。粉体ポンプの駆動が上述の比較結果に応じて制御（トナー補給制御）されることで、現像に伴ってＹ色トナー濃度が低下した現像剤に適量のＹ色トナーが補給され、現像装置１２０Ｙ内の現像剤のＹ色トナー濃度が所定の範囲内に維持される。他の現像装置１２０Ｍ、１２０Ｃ及び１２０Ｋについても、図示しないＭ、Ｃ及びＫ色用の粉体ポンプの駆動により、同様のトナー補給制御が実施される。
【０１１５】
図９に、光書込ユニット１５０を各感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋと共に示す。光書込ユニット１５０は、同軸上に配置された２つの回転多面鏡１５１及び１５２がポリゴンモータ１５３によって回転駆動される。そして、図示しない２つのレーザー光源としてのレーザダイオードから発せられるＹ、Ｍ、Ｃ及びＫ色用のレーザー光を反射する。Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫ色用のレーザー光は、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫ色の画像データに基づいて変調されたレーザー光である。回転多面鏡１５１及び１５２で反射したＹ及びＭ色用レーザー光は、２層のｆθレンズ１５４ａを通る。ｆθレンズ１５４ａを通ったＹ色用レーザー光は、複数のミラー１５５で反射した後、Ｙ色用の感光体１１１Ｙの表面を照射する。また、ｆθレンズ１５４ａを通ったＭ色用レーザー光は、複数のミラー１５６で反射した後、Ｍ色用の感光体１１１Ｍの表面を照射する。一方、回転多面鏡１５１及び１５２で反射したＣ及びＫ色用レーザー光は、２層のｆθレンズ１５４ｂを通る。ｆθレンズ１５４ｂを通ったＣ色用レーザー光は、複数のミラー１５７で反射した後、Ｃ色用の感光体１１１Ｃの表面を照射する。また、ｆθレンズ１５４ｂを通ったＫ色用レーザ光は、複数のミラー１５８で反射した後、Ｋ色用の感光体１１１Ｋの表面を照射する。
【０１１６】
以上のようにして、図６に示した各トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋは、光書込ユニット１５０と共同して、各感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋにトナー像を形成する。よって、本プリンタにおいては、各トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋと、光書込ユニット１５０との組合せにより、トナー像形成手段が構成されている。
【０１１７】
プリンタ本体の下部には、２つの給紙カセット１６１及び１６２が配設されている。これら給紙カセット１６１及び１６２は、内部に図示しない転写紙束を収容しており、その一番上の転写紙に給紙ベルトユニット１６１ａ及び１６２ａを押し当てている。そして、所定のタイミングで給紙ベルトユニット１６１ａ及び１６２ａを駆動させることにより、転写紙を給紙路に送り出す。この給紙路の末端には、レジストローラ対１６３が配設されており、送られてきた転写紙Ｐを、Ｙ色トナー像形成部１０１Ｙの感光体１１１Ｙ上に形成されたＹ色トナー像に同期させるタイミングで、転写ユニット１７０に向けて送り出す。
【０１１８】
転写ユニット１７０は、感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋのそれぞれに接触して４つの転写ニップを形成しながら、図中、反時計回りに無端移動する表面移動体の転写搬送ベルト１７１を有している。転写搬送ベルト１７１は、各トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋの感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋに接触して４つの転写ニップを形成するように、４つの支持ローラ１７２、１７３、１７４及び１７５に掛け回されている。これらの支持ローラのうち、図中、最も右側の支持ローラ１７２に対しては、図示しない電源から所定電圧が印加された静電吸着ローラ１７６が対向するように配置されている。この静電吸着ローラ１７６からの電荷付与により、転写搬送ベルト１７１は、表面（スープ外面）に図示しない転写紙Ｐを静電吸着することができる。
【０１１９】
各転写ニップの下方には、転写搬送ベルト１７１の裏面に接触する転写バイアス印加ローラ１７７Ｙ、１７７Ｍ、１７７Ｃ及び１７７Ｋが設けられている。転写バイアス印加ローラ１７７Ｙ、１７７Ｍ、１７７Ｃ及び１７７Ｋには、図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される転写バイアスが印加される。これにより、転写搬送ベルト１７１に転写電荷が付与され、各転写ニップにおいて転写搬送ベルト１７１と感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋの表面との間に所定強度の転写電界が形成される。なお、本プリンタにおいては、転写バイアス印加部材として、転写バイアス印加ローラ１７７Ｙ、１７７Ｍ、１７７Ｃ及び１７７Ｋを設けているが、ローラに代えて、ブラシ、ブレード等を設けてもよい。
【０１２０】
給紙カセット１６１及び１６２から送り出された転写紙Ｐは、レジストローラ対１６３が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対１６３によって所定のタイミングで送り出された転写紙は、転写搬送ベルト１７１に保持され、感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋに接触し得るＹ、Ｍ、Ｃ及びＫ色転写ニップを順次通過する。これにより、各トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｋの感光体１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ及び１１１Ｋ上で現像されたＹ、Ｍ、Ｃ及びＫ色トナー像が、それぞれ転写ニップで転写紙Ｐに重ね合わされ、転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙上にはフルカラー画像が形成される。
【０１２１】
フルカラー画像が形成された図示しない転写紙は、転写搬送ベルト１７１の無端移動に伴って、図中、右下から左上へと搬送されて、定着ユニット１８０に受け渡される。定着ユニット１８０は、図示しない駆動手段によって、図中、反時計回りに回転駆動される加圧ローラ１８１と、時計回りに回転駆動される定着ベルトユニット１８２とを備えている。また、定着ベルトユニット１８２は、図示しない駆動手段によって、図中、時計回りに回転駆動される駆動ローラ１８３と、ハロゲンランプ等の熱源を内包する加熱ローラ１８４と、定着ベルト１８５とを有している。定着ベルト１８５は、駆動ローラ１８３と加熱ローラ１８４とに張架されながら、図中、反時計回りに無端移動させられる。そして、加熱ローラ１８４による張架位置で所定の温度に加熱される。加熱後の定着ベルト１８５の表面（ループ外面）には、加圧ローラ１８１が当接して定着ニップを形成している。転写搬送ベルト１７１から送られて来る転写紙は、定着ニップに挟まれて、加熱されながら加圧される。これにより、転写紙上のフルカラー画像に対して定着処理が施される。
【０１２２】
定着処理が施された転写紙は、図示しない搬送路切換器に至る。搬送路切換器は、転写紙のその後の搬送路を、排紙路１９８と反転路との間で切り替えるものである。搬送路切換器が搬送路を排出路１９８に設定している場合には、定着ユニット１８０を通過した後の転写紙Ｐが排紙路１９８に送り込まれて、プリンタ筺体の上面に形成された排紙トレイ１９７上にスタックされる。これに対し、搬送路切換器が搬送路を反転路に設定している場合には、定着ユニット１８０を通過した後の転写紙Ｐが、定着ユニット１８０の図中、左側方に配設されている反転搬送ユニット１９０に送られる。この反転搬送ユニット１９０は、送り込まれてきた転写紙Ｐを上下反転させた後、再給紙ユニット１９５に受け渡す。転写ユニット１７０の下方に配設された再給紙ユニット１９５は、反転後の転写紙Ｐをレジストローラ対１６３に向けて搬送する。このような再給紙により、転写紙Ｐは、再び転写ユニット１７０に送られて、フルカラー画像が形成されていない面にもフルカラー画像が形成される。
【０１２３】
図７において、トナー像が転写された後の感光体１１１Ｙの表面は、クリーニングブラシ１１２Ｙやカウンタブレード１１３Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた後、図示しない除電ランプからの除電光を受けて除電される。この除電により、感光体１１１Ｙの電位が初期化されて、次の静電潜像の形成に備えられる。
【０１２４】
以上の作像動作は、４色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択されたときの動作である。例えば、３色重ね合わせのフルカラーモードが操作部で選択された場合には、Ｋ色トナー像の形成が省略されて、Ｙ、Ｍ及びＣの３色のトナー像の重ね合わせによるフルカラー画像が転写紙Ｐ上に形成される。また、白黒画像形成モードが操作部で選択された場合には、Ｋ色トナー像の形成のみが行われて白黒画像が転写紙Ｐ上に形成される。
【０１２５】
図１０に、本発明の現像方法の第一の実施形態を適用したプロセスカートリッジの一例を示す。ここでは、感光体１１１及び現像装置１２０を一体に支持するプロセスカートリッジを、複写機、プリンター等の画像形成装置本体に着脱可能となるように構成する。なお、本プロセスカートリッジは、さらに帯電装置１３１及びクリーニング装置１３２を一体に支持してもよい。本プロセスカートリッジを有する画像形成装置は、図６で示した画像形成装置と同様の機能を有する。
【０１２６】
本プロセスカートリッジは、独立して取り外しが可能で感光体ユニット及び現像装置共に寿命は延びるが、必ずしもその長さは一致しない場合もあり、その時はそれぞれ別々に容易に交換することが可能となる。また、独立して配設できるので簡単な機構を追加することで、非現像時に現像スリーブを感光体から退避させることが可能となるので、現像スリーブへのトナーフィルミングの促進が低減され、更に現像装置の寿命が延びる。
【０１２７】
本発明の現像方法の第二の実施形態について、以下に説明する。
【０１２８】
図１１に示すように、本発明の現像方法の第二の実施形態が適用される現像装置は、円筒形状を有し、円筒の中心軸を回転軸として矢印方向に一定速度で回転する感光体２１１に対向して配置され、感光体２１１に向けて開口部が形成された本体ケース２１２を有している。この本体ケース２１２の開口部から、トナー及び磁性キャリアを含有する現像剤２１３を表面に坦持する現像スリーブ２１４が一部露出するよう配置されている。現像スリーブ２１４は非磁性材料からなり、内部に磁界発生手段としてのマグネットローラの磁石が固定されている。また、現像スリーブ２１４は、円筒形状を有し、円筒の中心軸を回転軸として矢印方向に一定速度で回転することができる。
【０１２９】
上記構成の現像装置では、現像剤２１３は現像装置内での攪拌作用によって摩擦帯電され、プラス帯電したキャリアの周りにマイナス帯電したトナーが付着する。そして、モーター（図示せず）によるパドル２１５の矢印方向の回転により、本体ケース２１２内部の現像剤２１３が現像スリーブ２１４に搬送される。このとき、現像剤２１３は、現像スリーブ２１４内部の磁石によって現像スリーブ２１４の表面に引き付けられ、磁気ブラシを形成する。次に、ドクターブレード２１６により層厚を規制された現像剤２１３は、現像領域まで搬送され、現像スリーブ２１４に印加される現像バイアスにより、静電潜像にトナーを付着させ、現像する。
【０１３０】
本発明の現像方法の第二の実施形態において、現像領域における、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率は、５０［％］以下であり、３５［％］以下が特に好ましい。さらに、現像領域における、感光体に接触している磁性キャリアが移動する速さの平均値を＜ｖｃ＞、現像スリーブの線速度の絶対値をｖｓとすると、式
０．３≦＜ｖｃ＞／ｖｓ≦１．１
を満たす。これにより、ザラツキ感のない、ドット再現性のよい高品位な画像が得られることを見出した。上記の比率が５０［％］を超えると、ドット再現性が悪くなる。
【０１３１】
＜ｖｃ＞／ｖｓが０．３未満の場合、磁気ブラシが感光体に接触する回数が減るため、ザラツキ感が悪化する。また、＜ｖｃ＞／ｖｓが１．１を超えると、画像端部の白抜け等の悪影響が出てくる。
【０１３２】
また、現像領域における、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の個々の領域の面積Ｓの分布を調べたところ、ザラツキ感及びドット再現性の観点から、磁性キャリアの重量平均粒子径をＤｗとしたとき、
Ｓ≦π（Ｄｗ／２）２
である割合が２５［％］以上であることが好ましく、さらに、
Ｓ≦１．５π（Ｄｗ／２）２
である割合が４５［％］以上であることが好ましい。
【０１３３】
また、感光体の線速度の絶対値に対する現像スリーブの線速度の絶対値の比は、現像バイアスとして交番電界を用いた場合に１．２以上３以下であることが好ましく、現像バイアスとして直流電界を用いた場合に２以上３以下であることが好ましい。交番電界を用いて線速比が１．２未満になる場合及び直流電界を用いて線速比が２未満になる場合では、磁気ブラシが感光体に接触する回数が減るため、ザラツキ感が悪化する。なお、交番電界を用いると、一度感光体上に付着したトナーが、複数回、付着と離脱を繰り返すため、直流電界を用いる場合より線速比の下限が小さくなる。また、交番電界及び直流電界のいずれを用いた場合でも、線速比が３を超えると、画像端部の白抜け等の悪影響が出てくる。なお、他の理由から線速比を小さくしたいときは、磁気ブラシの空隙の割合を小さくすれば、ザラツキ感の無い画像が得られ、現像剤の長寿命化も図ることができる。
【０１３４】
本実施形態において、現像剤規制部材による規制直後における現像スリーブ上の現像剤担持量は、２０［ｍｇ／ｃｍ２］以上６０［ｍｇ／ｃｍ２］以下であることが好ましい。これにより、現像領域において現像剤が均一にパッキングされ、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率を小さくすることができ、ザラツキ感の向上に有効である。一方、現像剤担持量を６０［ｍｇ／ｃｍ２］より多くすると、現像スリーブにおける現像領域の上流領域に剤溜まりが生じて、現像バイアスが弱い領域でも磁気ブラシと感光体が接触してしまうため、ザラツキ感が悪化し、画像端部の白抜け等が発生することがある。このとき、＜ｖｃ＞も小さくなる。
【０１３５】
現像剤担持量は、以下のようにして測定することができる。現像条件と同条件で現像スリーブを回転させた後、現像スリーブを停止させ、現像スリーブ内の磁石の主磁極の真上に筒状の非磁性金属製のケースを押し付け、測定領域に測定領域外から現像剤が流入しないように規制する。なお、非磁性金属製のケースが現像スリーブと接触する部分は、現像スリーブと同じ曲率となるように形成されており、測定領域を規制するケースの断面は、５［ｍｍ］×２０［ｍｍ］となっている。このケースで規制された測定領域内の現像剤を磁石で回収し、質量を測定し、断面積との比を求めることにより、現像剤担持量が測定される。
【０１３６】
また、磁性キャリアの重量平均粒子径は、２５［μｍ］以上４５［μｍ］以下であることが好ましい。さらに、磁性キャリアの７０［重量％］以上は、４４［μｍ］未満の粒子径を有し、１［重量％］未満は、６２［μｍ］以上の粒子径を有し、７［重量％］以下は、２２［μｍ］未満の粒子径を有することが好ましい。このように粒子径の小さい磁性キャリアを用いると、粒子径の大きい磁性キャリアを用いる場合と比較して、現像領域における、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が小さくなるばかりでなく、この比率が同一であっても、磁気ブラシが感光体に接触する際に、感光体に接触する現像剤の個数が増加する。このため、トナーで均一に現像することが可能であり、ザラツキ感のない画像を得ることができる。
【０１３７】
また、磁性キャリアの磁化は、７６［Ａ・ｍ２／ｋｇ］以上であることが好ましい。これにより、直流の現像バイアスを用いた場合にも、ザラツキ感が殆ど無く、高画質な画像を得ることができる。磁化が７６［Ａ・ｍ２／ｋｇ］より小さいと、キャリア付着による異常画像が発生しやすくなる。なお、磁化は、外部磁場が１０６／４π［Ａ／ｍ］（１［ｋＯｅ］）の時の値である。
【０１３８】
また、磁性キャリアの体積抵抗率は、１×１０１２［Ω・ｃｍ］以上であることが好ましい。このような体積抵抗率を有する磁性キャリアは、充分な現像能力を確保しつつ、感光体への付着を抑制しながら、現像を行うことができる。このため、ザラツキ感がなく、高画質な画像を得ることができる。
【０１３９】
なお、トナーは、ウレア変性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。このとき、ウレア変性ポリエステル樹脂は、イソシアネート基を含有するポリエステルプレポリマーとアミン類を反応させることにより得られる。
【０１４０】
アミン類としては、ジアミン、三価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸及びこれらのアミノ基をブロックしたもの等が挙げられる。ジアミンとしては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン等）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミン等）；脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等）等が挙げられる。三価以上のポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。アミノアルコールとしては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられる。アミノメルカプタンとしては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン等が挙げられる。アミノ酸としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。アミノ基をブロックしたものとしては、アミンとケトン（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）を反応させて得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物等が挙げられる。これらアミン類のうち、ジアミン及びジアミンと少量のポリアミンの混合物が好ましい。
【０１４１】
さらに、ウレア変性ポリエステル樹脂は、伸長停止剤を用いて分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等）及びこれらをブロックしたケチミン化合物等が挙げられる。
【０１４２】
ウレア変性ポリエステル樹脂中のイソシアネート基に対するアミン類のアミノ基の当量比は、通常０．５以上２以下であり、２／３以上１．５以下が好ましく、５／６以上１．２以下がさらに好ましい。この当量比が上記の範囲を外れると、ウレア変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１４３】
また、トナーは、粉砕法によるトナー及び重合法によるトナーのいずれでも構わないが、重合法により得られる球形トナーを用いる方が効果を得やすい。このような球形トナーは、イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂が溶解し、着色剤が分散し、離型剤が溶解又は分散している油性分散液を無機微粒子及びポリマー微粒子の少なくとも一方を存在させた水系媒体中で分散させると共に、この分散液中でイソシアネート基を含有するポリエステル樹脂をアミン類と反応させた後に、分散液から溶媒を除去することにより得られる。このようにして形成される球形トナーは、ウレア変性ポリエステル樹脂を含有するバインダー樹脂中に着色剤が高分散している。
【０１４４】
なお、ウレア変性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は４０［℃］以上６５［℃］以下が好ましく、４５［℃］以上６０［℃］以下がさらに好ましい。数平均分子量は、２５００以上５００００以下であることが好ましく、２５００以上３００００以下がさらに好ましい。重量平均分子量は、１万以上５０万以下であることが好ましく、３万以上１０万以下がさらに好ましい。
【０１４５】
トナーの重量平均粒子径は、４［μｍ］以上８［μｍ］以下であることが好ましく、数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比は、１以上１．２５以下であることが好ましい。このように規定することにより、高解像度かつ高画質のトナーを得ることができる。また、より高品質の画像を得るには、上記条件の他に、３［μｍ］以下の粒子を１［個数％］以上１０［個数％］以下にすることが好ましい。また、重量平均粒子径を４［μｍ］以上６［μｍ］以下にし、数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比を１以上１．１５以下にすることがさらに好ましい。このようなトナーは、耐熱保存性、低温定着性及び耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、フルカラー複写機等に用いた場合に画像の光沢性に優れ、更に二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナーの粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
【０１４６】
トナーは、特定の形状と形状の分布を有すことが重要であり、平均円形度は０．９以上１未満であることが好ましい。なお、円形度は、粒子の周囲長に対する粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長の比であり、平均円形度は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（シスメックス社製）により計測される。平均円形度が０．９未満では、トナーは不定形の形状を示し、良好な転写性やチリのない高画質画像を得ることができない。不定形のトナー粒子は感光体等の平滑性媒体への接触点が多く、また突起先端部に電荷が集中することから、ファンデルワールス力や鏡像力が球形粒子よりも高い。このため、静電的な転写工程において、不定形粒子と球形粒子の混在したトナーを用いると、球形粒子が選択的に移動し、文字部やライン部の画像抜けが起こる。また、残存したトナーは次の現像工程のためにクリーニング装置で除去されるため、トナー収率（画像形成に使用されるトナーの割合）が低下するといった不具合が生じる。なお、粉砕トナーの円形度は本装置で計測した場合、通常０．９１以上０．９２以下である。ここで、平均円形度の大きい球形トナーを得る製造方法としては、前述の重合法以外に公知の乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法等を用いることができる。
【０１４７】
さらに、トナー表面には、シリカ及び酸化チタンを添加することが好ましい。これにより、キャリアとトナーの物理的付着力を下げて、現像効率を高めることができる。
【０１４８】
現像スリーブ内の磁石の現像領域に対向する主磁極の表面における法線方向の磁束密度は、空気中で６０［ｍＴ］以上１２０［ｍＴ］以下であることが好ましい。この範囲内であると、現像バイアスとして直流電界を用いても、ザラツキ感がなく、高画質な画像を得ることができる。上記の磁束密度が１２０［ｍＴ］を超えると、現像領域における、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が増大し、ザラツキ感が悪くなる。また、６０［ｍＴ］より小さいと、磁性キャリアの磁気的拘束力が弱まってキャリア付着を生じやすくなるという不具合を生じる。なお、磁束密度は、３次元磁気測定装置（エクセル・システムプロダクト社製）を用いて測定することができる。測定は、プローブ１１ＴＳ−０Ａ（エーデーエス社製）を現像スリーブの表面にセットし、主磁極がプローブの真下になるように調整し、現像スリーブは回転させずに、磁石を回転させて、ガウスメーターＨＧＭ−８９０５（エーデーエス社製）を用いることにより行うことができる。
【０１４９】
主磁極の表面における法線の現像スリーブ及び感光体に共通する法線に対する回転角（以下、主極角度という）は、現像スリーブの回転方向と反対方向に３［°］以上７［°］以下であることが好ましい。主極角度を現像スリーブの回転方向と反対方向に７［°］より大きくすると、剤溜まりが起こりやすくなる。また、主極角度を現像スリーブの回転方向と反対方向に３［°］未満にすると、磁気ブラシが穂倒れする時、磁気ブラシと感光体との間に空間が発生し、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が増大し、ザラツキ感が悪化する。
【０１５０】
図１２に、本発明の現像方法の第二の実施形態が適用された画像形成装置の一例を示す。感光体２１１の周囲に、帯電装置２３１、露光装置（図示せず）、現像装置２３２、転写装置２３３、クリーニング装置２３４及び除電装置（図示せず）が順に配設されている。また、転写紙２３５を給紙トレイ２３６より感光体２１１と転写装置２３３の対向部に向けて給紙する給紙搬送装置（図示せず）と、トナー像が転写された転写紙２３５が感光体２１１から脱離した後、トナーを転写紙２３５に定着する定着装置（図示せず）とを備えている。
【０１５１】
このような構成の画像形成装置では、感光体２１１は、矢印方向に一定速度で回転しながら、帯電装置２３１により一様に帯電された後に、露光装置により原稿に応じて部分的に露光光線２３７が照射されて、感光体２１１上に静電潜像が形成される。ここでは、露光光線２３７の未照射部分が背景部となり、照射部分が画像部となる。この静電潜像は、現像装置２３２の現像スリーブ２１４に電源（図示せず）から現像バイアスを印加することによって顕像化され、トナー像となる。このトナー像は、給紙トレイ２３６から搬送されてくる転写紙２３５上に、転写装置２３３により転写された後、定着装置により定着される。さらに感光体２１１上に残留した未転写トナーはクリーニング装置２３４により感光体２１１上から除去され、クリーニング装置２３４内に回収される。その後、感光体２１１の表面は、除電装置により残留電荷が除去され、帯電装置２３１により表面を一様に帯電され、次の画像形成工程を繰り返す。なお、トナー像を転写する対象は転写紙２３５に限るわけではなく、トナー像を一時的に保持する中間転写体等であってもよい。
【０１５２】
図１３に、本発明の現像方法の第二の実施形態が適用されたプロセスカートリッジの一例を示す。感光体２１１及び現像装置２３２を一体に支持するプロセスカートリッジを、複写機、プリンター等の画像形成装置本体に着脱可能となるように構成する。なお、本プロセスカートリッジは、さらに帯電装置２３１及びクリーニング装置２３４を一体に支持してもよい。本プロセスカートリッジを有する画像形成装置は、図１２で示した画像形成装置と同様の機能を有する。
【０１５３】
本プロセスカートリッジは、独立して取り外しが可能で感光体ユニット及び現像装置共に寿命は延びるが、必ずしもその長さは一致しない場合もあり、その時はそれぞれ別々に容易に交換することが可能となる。また、独立して配設できるので簡単な機構を追加することで、非現像時に現像スリーブを感光体から退避させることが可能となるので、現像スリーブへのトナーフィルミングの促進が低減され、更に現像装置の寿命が延びる。
【０１５４】
図１４に、本発明の現像方法の二つの実施形態の相違点を示す。現像方法の第一の実施形態においては、図１４（ａ）に示すように、現像領域において、長い磁気ブラシ１１が形成され、磁気ブラシ１１の先端より中央部の腹部分で感光体１２に接触する。このため、現像領域手前で滞留が起こり、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が大きくなる傾向にあると考えられる。一方、現像方法の第二の実施形態においては、図１４（ｂ）に示すように、磁気ブラシ１１の長さがあまり長くならず、磁気ブラシ１１の先端が若干潰れながら、現像スリーブ１４の回転に伴って、順序良く感光体１２に接触する。このため、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が小さくなる傾向にあると考えられる。
【０１５５】
なお、上記のように、本発明の現像方法を二つの実施形態とする要因としては、主磁極の表面における法線方向の磁束密度の減衰率、感光体の直径、現像スリーブの表面形状が挙げられる。
【０１５６】
具体的には、主磁極の表面における法線方向の磁束密度の減衰率（以下、磁束密度の減衰率という）が４０［％］未満である場合に、磁気ブラシが長くなりやすく、現像領域で滞留しやすくなり、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が大きくなる。ここで、磁束密度の減衰率とは、現像スリーブの表面における法線方向の磁束密度のピーク値と、現像スリーブの表面との距離が１［ｍｍ］である地点における法線方向の磁束密度のピーク値との差を現像スリーブの表面における法線方向の磁束密度のピーク値で割った比率である。また、現像スリーブの表面にＶ溝が形成されている場合も、同様の傾向が見られる。このような場合に、本発明の現像方法の第一の実施形態となる。
【０１５７】
一方、磁束密度の減衰率が４０［％］以上である場合に、磁気ブラシが長くなりにくく、磁気ブラシの先端部で感光体に接触し、現像領域で滞留しにくくなり、非画像部領域中の磁性キャリアが接触していない領域の比率が小さくなる。また、現像スリーブの表面がサンドブラスト処理されている場合及び感光体の直径が３０ｍｍ以下である場合にも、同様の傾向が見られる。このような場合に、本発明の現像方法の第二の実施形態となる。
【実施例】
【０１５８】
（本発明の現像方法の第一の実施形態）
以下に説明するようにして、重合法によるトナーを製造した。イオン交換水７１０［ｇ］に、０．１ＭＮａ３ＰＯ４水溶液４５０［ｇ］を投入し、６０［℃］に加温した後、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業社製）を用いて、１２０００［ｒｐｍ］で攪拌した。これに、１．０ＭＣａＣｌ２水溶液６８［ｇ］を徐々に添加し、Ｃａ３（ＰＯ４）２を含む水系媒体を得た。そして、スチレン１７０［ｇ］、アクリル酸ｎ−ブチル３０［ｇ］、キナクリドン系マゼンタ顔料１０［ｇ］、ジ−ｔ−ブチルサリチル酸金属化合物２［ｇ］及びポリエステル樹脂１０［ｇ］からなるトナー材料を、６０［℃］に加温し、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業社製）を用いて、１２０００［ｒｐｍ］で均一に分散させた。これに、重合開始剤２、２’−アゾビス（２、４−ジメチルバレロニトリル）１０［ｇ］を添加し、重合性単量体組成物を調製した。そして、この重合性単量体組成物を上述の水系媒体中に投入し、６０［℃］、Ｎ２雰囲気下において、ＴＫ式ホモミキサーを用いて、１００００［ｒｐｍ］で２０分間攪拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しながら、８０［℃］に昇温し、１０時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で一部水系媒体を留去して冷却し、塩酸を加え、リン酸カルシウムを溶解させた後、濾過、水洗、乾燥をして、重量平均粒子径が７［μｍ］、粒子径が３［μｍ］以下の粒子の個数比率が１［％］の着色粒子を得た。この着色粒子２０［ｋｇ］に対して、平均粒子径が０．３［μｍ］の疎水性シリカ微粒子１００［ｇ］、平均粒子径が０．３［μｍ］の疎水性チタン微粒子１００［ｇ］を添加し、攪拌混合を行って、トナーを得た。
【０１５９】
得られたトナーの主な特性は、次の通りであった。
【０１６０】
重量平均粒径Ｄｗ＝７．０［μｍ］
個数平均粒径Ｄｎ＝６．５［μｍ］
Ｄｗ／Ｄｎ＝１．０７７
粒子径が３［μｍ］以下の粒子の個数比率=１［％］
トナーの粒子径分布は、小孔通過法（コールターカウンター法）を用いて測定した。具体的には、測定装置として、ＣＯＵＬＴＥＲＣＯＵＮＴＥＲＭＯＤＥＬＴＡ２（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイスを接続して、１００［μｍ］のアパチャー（細孔）を使用した。測定にあたっては、まず、電解質水溶液に界面活性剤を加えた中に、測定用トナー試料を分散させる。この試料を１％ＮａＣｌ電界質水溶液に注入して、アパチャーチューブのアパチャーの両側に電極が置かれている電解液を通して両電極間に電流を流す。このときの抵抗変化から２〜４０［μｍ］の粒子の粒度分布を測定して、平均分布から個数平均粒子径Ｄｎ、重量平均粒子径Ｄｗを求める。なお、個数平均粒径Ｄｎは、トナー粒子５万個の平均値である。
【０１６１】
また、以下に説明するようにしてキャリアＡを製造した。シリコーン樹脂ＳＲ２４１１（東レダウコーニングシリコーン社製）を希釈して、固形分５［％］のシリコーン樹脂溶液を得た。流動床型コーティング装置を用いて、平均粒子径が３６［μｍ］の芯材粒子５［ｋｇ］の各粒子表面上に、前述のシリコーン樹脂溶液を、１００［℃］の雰囲気下で約４０［ｇ／分］の条件で塗布し、さらに、２４０［℃］で２時間加熱して、膜厚０．５３［μｍ］、真比重５．０［ｇ／ｃｍ３］のキャリアＡを得た。なお、膜厚の調整は、コート液量により行った。
【０１６２】
また、以下に説明するようにしてキャリアＢを製造した。シリコーン樹脂ＳＲ２４１１（東レダウコーニングシリコーン社製）を希釈して、固形分５［％］のシリコーン樹脂溶液を得た。流動床型コーティング装置を用いて、平均粒子径が６０［μｍ］の芯材粒子ＭｎＭｇＳｒ系フェライト（１０６／４π［Ａ／ｍ］の磁化：７７［Ａ・ｍ２／ｋｇ］）５［ｇ］の各粒子表面上に、前述のシリコーン樹脂溶液を、１００［℃］の雰囲気下で約４０［ｇ／分］の条件で塗布し、さらに、２４０［℃］で２時間加熱して、膜厚０．５３［μｍ］、真比重５．０［ｇ／ｃｍ３］のキャリア剤Ｂを得た。なお、膜厚の調整は、コート液量により行った。
【０１６３】
図６の画像形成装置と同じ構成のプリンタ試験機を用意した。このプリンタ試験機における現像スリーブは、表面に深さ７０［μｍ］のＶ溝を１００本形成したものである。また、このプリンタ試験機における現像スリーブの周囲の構成は、以下の通りである。マグネットローラは、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５という５個の磁極を有しており、これらのうち、感光体の表面との対向位置にある主磁極Ｐ１が、現像位置で現像剤を現像スリーブの表面に引き付けるための磁極として機能している。また、ドクター対向磁極Ｐ５は、ドクターブレードによる層厚規制位置で、現像剤を現像スリーブの表面に引き付けるための磁極として機能している。
【０１６４】
ガウスメーターＨＧＭ−８３００（ＡＤＳ社製）及びＡ１型アキシャルプローブ（ＡＤＳ社製）を用いて、現像スリーブの表面との距離（測定Ｇａｐ）が所定値である地点における法線方向の磁束密度を測定し、円チャートレコーダを用いて記録したところ、図１５のような結果が得られた。なお、測定Ｇａｐが所定値である地点における法線方向の磁束密度を測定する際には、Ａ１型アキシャルプローブを測定Ｇａｐが所定値である地点に固定し、磁石ローラを回転させ、３６０［°］を０．１［°］のステップで測定し、円チャートレコーダに記録した。図１６に、現像スリーブの表面における法線方向の磁束密度のピーク値と、測定Ｇａｐが所定値である地点における法線方向の磁束密度のピーク値との差を現像スリーブの表面における法線方向の磁束密度のピーク値で割った比率（磁束密度の低下率）と、測定Ｇａｐとの関係を示す。このとき、磁束密度の減衰率は、３２［％］であった。
【０１６５】
上述のプリンタ試験については、次に列記する条件に設定した。
【０１６６】
現像スリーブの直径：１８［ｍｍ］
現像スリーブの線速度の絶対値：４９０［ｍｍ／秒］
感光体の直径：３０［ｍｍ］
感光体の線速度の絶対値：２４５［ｍｍ／秒］
現像スリーブの表面と感光体の表面との間の現像ギャップ：０．４［ｍｍ］
現像スリーブの表面とドクターブレードとの間のドクターギャップ：０．５５［ｍｍ］
現像剤担持量：５０［ｍｇ／ｃｍ２］
主極角度：７［°］
主磁極（Ｐ１）の磁束密度：１００［ｍＴ］
ドクター対向磁極（Ｐ５）の磁束密度：７０［ｍＴ］
感光体の一様帯電電位Ｖ０：−５２０［Ｖ］
感光体の露光部電位ＶＬ：−５０［Ｖ］
現像バイアスＶＢ：−４００［Ｖ］（ＤＣ）
［実施例１］
以上のような条件のプリンタ試験機において、キャリア剤としてキャリアＡを用い、現像剤中のトナー濃度を７．０重量％として、ベタ高画像濃度部やベタ中間調部を含む試験画像を出力した。そして、出力画像の粒状度とドット再現性とを測定した。ここで、粒状度とは、画像のザラツキ感を示す指標であり、次のようにして求められる。試験画像のベタ中間調部（ハーフトーン領域）をスキャナで読み取り、読み取った画像データを１［ｃｍ２］程度の区画に区分けする。そして、フーリエ変換して得られたパワースペクトルに対し、人間の視覚特性を表す周波数フィルタをかけて、人間の目に目立ちやすい部分を抽出したパワースペクトルを積分する。このようにして各区画で得られた数値が粒状度である。明度が４０〜８０となる区画で得られた粒状度の平均値を、画像のザラツキ感の判定に用いた。このような粒状度の測定法については、リコーテクニカルレポートＮｏ．２３（１９９７年）「ハーフトーンカラー画像のノイズ評価法」に詳述されている。得られた平均値が０．４６未満である場合を、ザラツキ感少ない（○）として評価し、０．４６以上である場合をザラツキ感目立つ（×）として評価した。
【０１６７】
出力画像のドット再現性については、次のようにして評価した。画像を構成するドットを１００倍の拡大鏡を除いて次のように評価した。各ドット間のバラツキが少なく（各ドットの最大と最小との差がドット面積差で３０［％］未満）再現されている場合を○（良好）とした。各ドット間のバラツキが、各ドットの最大と最小との差が面積差で３０〜６０［％］である場合を△（実用性のあるレベル）とした。各ドット間のバラツキが大きく（各ドットの最大と最小との差がドット面積差で６０［％］を超える）再現されている場合を×（実用上問題になるレベル）とした。
【０１６８】
出力画像を得たときの現像位置における磁気ブラシの挙動がどのようになっているのかを調べるために、次のような方法によって磁気ブラシの挙動を撮影した。感光体側から見た磁気ブラシの先端部の空隙を求めるために、現像領域の磁気ブラシの可視化装置を用いて観察した。可視化装置は、直径３０［ｍｍ］の透明ガラスドラムを感光体の代わりとして備え、これに、所定の現像ギャップだけ離れた位置に、現像スリーブを配置する。そしてガラスドラムは、１／４にカットされており、カットされた部分から現像領域の磁気ブラシの先端部を観察できるようにしてある。このとき、ガラスドラムは、実機線速で移動可能である。また、トナーが摩擦帯電により付着しないように、ガラスドラムの表面に透明電極を作製し、外部電位を与えてコントロールした。さらに、ガラスドラムの最表面には、摩擦係数等を実際の感光体と同じにするために、感光体の表面層を塗布してある。この可視化装置で観察される磁気ブラシ先端部を、実体顕微鏡ＳＺ６０（オリンパス社製）で拡大し、高速度カメラ（フォトロン製  ｕｌｔｉｍａII）で動的挙動観察を行った。この観察映像の１コマ毎の画像を、画像処理ソフトＩｍａｇｅ．Ｈｙｐｅｒ２で磁性キャリアが感光体に接触している磁気ブラシ部分と接触していない空隙部分とが区別可能な適当な閾値で２値化処理し、磁気ブラシ部分と空隙部分とに分ける。これら空隙部分は、磁気ブラシが動く過程で変化するため、ある一定の時間内の映像を処理することで、個々の空隙の面積、平均面積、個数等の統計情報を得た。
［実施例２］
現像剤担持量を７０［ｍｇ／ｃｍ２］に設定した他は、実施例１と同様にして、現像剤非接触箇所の割合等を調べた。なお、現像剤汲み上げ量を変化させるパラメータとしては、現像スリーブの線速度、感光体の線速度、磁性キャリアの性状、トナーの性状、現像在中のトナー濃度、現像ギャップ、ドクターギャップ、スリーブＶ溝の構造等が挙げられる。実施例２においては、ドクターギャップを変化させて、現像剤担持量を変更した。
［実施例３］
現像剤担持量を３０［ｍｇ／ｃｍ２］に設定した他は、実施例１と同様にして、出力画像の評価や現像剤非接触箇所の割合の測定等を行った。
［比較例１］
現像剤担持量を７５［ｍｇ／ｃｍ２］に設定した他は、実施例１と同様にして、出力画像の評価や現像剤非接触箇所の割合の測定等を行った。
［比較例２］
キャリアＡをキャリアＢに変更した他は、実施例１と同様にして、出力画像の評価や現像剤非接触箇所の割合の測定等を行った。
【０１６９】
表１に評価結果を示す。
【０１７０】
【表１】
2006293277.tif 000005
以上の構成の本プリンタにおいては、上述した粉体ポンプ、トナー収容器、制御部等の組み合わせにより、各現像装置の現像剤収容部内にトナーを補給するためのトナー補給手段が構成されている。また、上述したトナー収容器が、トナーを収容するトナー収容手段として機能している。現像スリーブの駆動源となるモーター、これの回転駆動力を現像スリーブに伝達する駆動伝達系、感光体の駆動源となるモーター、これの回転駆動力を感光体に伝達する駆動伝達系、これらモーターを制御する制御部等により、現像スリーブ及び感光体をそれぞれ駆動して表面移動させる駆動手段が構成されている。
【０１７１】
本プリンタにおいて、空隙部分の比率を左右するパラメータとしては、現像ギャップ、ドクターギャップ、キャリア剤の種類、トナーの種類、現像剤のトナー濃度、感光体の線速度、現像スリーブの線速度等が挙げられる。これらのパラメータを調整することで、現像剤非接触面積の割合を３０〜７０［％］に設定することが可能である。現像剤のトナー濃度はある程度の範囲で変化するが、その範囲（トナー補給制御で制御される範囲）内である限り、現像剤非接触面積の割合が３０〜７０［％］になるように、トナー補給制御における各制御パラメータが設定される。また、どのような種類のキャリア剤やトナーを用いるのかはユーザーの判断に委ねられるが、後述する方法によって指定された種類のものを用いられる限り、現像剤非接触面積の割合が３０〜７０［％］になる。即ち、パラメータとしてのキャリア剤やトナーの種類を選択するのはユーザーあるが、その種類を後述する方法によって指定することで、キャリア剤やトナーの種類を設定することができる。また、画像形成速度よりも高画質を優先する高画質プリントモードと、これとは逆に画像形成速度を優先する高速プリントモードとでは、現像スリーブ及び感光体の線速度が異なるのが一般的である。本実施形態では、少なくとも高画質プリントモードにおける空隙部分の比率を３０〜７０［％］に設定すればよく、高速プリントモードまでもこの割合に設定する必要は必ずしもない。
【０１７２】
キャリア剤やトナーの種類の指定については、次のようにして行うことができる。その種類としての要件を満たすキャリア剤やトナーをセットした状態でプリンタを出荷することによって行うことができる。例えば、かかる要件を満たすトナーを、プリンタと共に梱包して出荷することによって行ってもよい。また、例えば、上記要件を満たすトナーの製品番号、商品名等をプリンタ本体、取扱説明書等に明記することによって行ってもよい。また、例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって上記要件、製品番号、商品名等を通知することによって行ってもよい。
（本発明の現像方法の第二の実施形態）
以下のようにして、トナーを製造した。なお、部は、重量部を意味する。冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、イソフタル酸２５０部、テレフタル酸２４部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧下、２３０［℃］で８時間反応させ、さらに１０〜１５［ｍｍＨｇ］の減圧下で脱水しながら５時間反応させた後、１６０［℃］まで冷却し、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応させた。次に、これを８０［℃］まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１８８部と２時間反応させて重量平均分子量１２０００のポリエステルプレポリマーを得た。
【０１７３】
攪拌棒及び温度計のついた反応槽中に、イソホロンジアミン３０部とメチルエチルケトン７０部を仕込み、５０［℃］で５時間反応させてケチミン化合物を得た。
【０１７４】
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、テレフタル酸２７６部を、常圧下、２３０℃で６時間反応させた後、１０〜１５［ｍｍＨｇ］の減圧下で脱水しながら５時間反応させ、ピーク分子量が６０００、酸価が３．８［ｍｇＫＯＨ／ｇ］の未変性ポリエステル樹脂を得た。
【０１７５】
ビーカー内にポリエステルプレポリマー１５．４部、ポリエステル樹脂６４部、酢酸エチル７８．６部を入れ、攪拌、溶解した。次に、高酸価ワックスとして二塩基酸ワックスＡＶ１２１（東亜化成社製）５部、低酸価ワックスとして酸価が０［ｍｇＫＯＨ／ｇ］の低分子量ポリエチレン（三洋化成社製）１０部、銅フタロシアニンブルー顔料４部を添加し、６０［℃］に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］で攪拌し、均一に溶解、分散させた後、ケチミン化合物２．７部を加えて溶解させた（トナー材料溶液）。次に、ビーカー内にイオン交換水７０６部、ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液スーパタイト１０（日本化学工業社製）２９４部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部を入れて均一に溶解させた。次に、これを６０［℃］に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２０００［ｒｐｍ］で攪拌しながら、トナー材料溶液を投入し、１０分間攪拌した後、この混合液を攪拌棒及び温度計付のコルベンに移し、９８［℃］まで昇温して付加反応をさせながら溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、トナー母粒子を得た。次に、トナー粒子１００部にシリカ０．５部と酸化チタン０．５部をヘンシェルミキサーで混合し、重量平均粒子径が６［μｍ］、数平均粒子径に対する重量平均粒子径の比が１．１５、平均円形度が０．９７のトナーを得た。
【０１７６】
以下の実施例及び比較例においては、現像スリーブは、直径３０［ｍｍ］のものを用い、感光体は、直径９０［ｍｍ］のものを用いた。なお、ここで用いた現像スリーブは、アルミニウム製であり、表面をサンドブラスト仕上げしたものを用いた。また、感光体の非画像部の電位を−６４０［Ｖ］とし、画像部の電位を−１３０［Ｖ］とし、現像バイアスを直流電界で−４７０［Ｖ］とした。その他の現像条件は、現像ギャップを０．３［ｍｍ］とし、現像スリーブによる現像剤の供給量を７０［ｍｇ／ｃｍ２］とし、感光体の線速度の絶対値は２４５［ｍｍ／秒］とした。また、磁性キャリアの重量平均粒子径は３６．１［μｍ］で、粒子径が４４［μｍ］未満、６２［μｍ］以上及び２２［μｍ］未満の粒子をそれぞれ７８．６［重量％］、０．８［重量％］及び６．２［重量％］含有している。さらに、磁性キャリアの磁化（外部磁場：１０６／４π［Ａ／ｍ］）は、７７［Ａ・ｍ２／ｋｇ］であり、体積抵抗率は、２．５１×１０１５［Ω・ｃｍ］であった。磁石は、主磁極の半値幅が１４［°］で、磁極の表面における法線方向の磁束密度が８５［ｍＴ］（空気中）のものを用いた。
【０１７７】
ガウスメーターＨＧＭ−８３００（ＡＤＳ社製）及びＡ１型アキシャルプローブ（ＡＤＳ社製）を用いて、現像スリーブの表面との距離（測定Ｇａｐ）が所定値である地点における法線方向の磁束密度を測定し、円チャートレコーダを用いて記録したところ、図１７のような結果が得られた。なお、測定Ｇａｐが所定値である地点における法線方向の磁束密度を測定する際には、Ａ１型アキシャルプローブを測定Ｇａｐが所定値である地点に固定し、磁石ローラを回転させ、３６０［°］を０．１［°］のステップで測定し、円チャートレコーダに記録した。図１８に、現像スリーブの表面における法線方向の磁束密度のピーク値と、測定Ｇａｐが所定値である地点における法線方向の磁束密度のピーク値との差を現像スリーブの表面における法線方向の磁束密度のピーク値で割った比率（磁束密度の低下率）と、測定Ｇａｐとの関係を示す。このとき、磁束密度の減衰率は、４５［％］であった。
【０１７８】
主極角度及び感光体の線速度の絶対値に対する現像スリーブの線速度の絶対値の比（線速比）を調整し、空隙部分の比率、Ｓ≦π（Ｄｗ／２）２となる割合、Ｓ≦１．５π（Ｄｗ／２）２となる割合及び＜ｖｃ＞／ｖｓを変化させ、粒状度によるザラツキ感の判定及びドット再現性の判定を行った。実施例１〜３及び比較例１の評価結果を表２に示す。
【０１７９】
【表２】
2006293277.tif 000006
なお、粒状度の評価には、明度が４０以上８０以下となるパッチから得られた粒状度の平均値を用い、粒状度の平均値が０．４６未満であるものを〇、０．４６以上であるものを×として判定した。また、ドット再現性の評価には、６００ｄｐｉ孤立ドットパターンの画像をプリントアウトしたものを用い、ドット１００個中の欠損が２個以下のものを○、３個以上１０個以下のものを△、１１個以上のものを×として判定した。ここで、主極角度は、現像スリーブの回転方向の反対方向を正とする。これにより、現像バイアスとして直流電界を用いた場合に、空隙部分の比率を小さくすると、ザラツキ感及びドット再現性の両立が可能であることがわかる。また、空隙部分を構成する個々の領域の現像スリーブ長手方向及び回転方向の大きさとザラツキ感との関係を検討した。この結果、ザラツキ感のない画像を得るためには、空隙部分の比率を小さくすると共に、個々の領域が現像スリーブの回転方向に長くならないようにすることが重要であることがわかった。
【０１８０】
空隙部分の比率の測定では、直径９０［ｍｍ］の透明ガラスドラムを可視化装置として用いた。また、実体顕微鏡ＳＺ６０（オリンパス社製）で領域を拡大し、高速度カメラｕｌｔｉｍａＩＩ（フォトロン社製）で動的挙動観察を行った。透明ガラスドラムの側から実施例５及び比較例４の現像領域を撮影した写真を、それぞれ図１９及び図２０に示す。これより、実施例５では、磁気ブラシを表す斑点状の白い部分が比較例４より多いことがわかる。また、逆に、空隙部分を表す黒い部分は、比較例４の方が実施例５より多いことがわかる。ここで、撮影領域は、スリーブの長手方向に約２［ｍｍ］、回転方向に約１［ｍｍ］とした。
【０１８１】
さらに、感光体に接触している磁性キャリアが移動する速さの平均値＜ｖｃ＞をＰＴＶ法により求めた。実施例５及び比較例４に対応する結果をそれぞれ図２１及び図２２に示す。なお、図２１及び図２２における左側のｙ軸は頻度を表し、ヒストグラムに対応している。また、右側のｙ軸は頻度の積算を百分率で表したもので、折れ線グラフに対応している。
【０１８２】
現像バイアスとして、直流電界の代わりに、直流成分が−４２０［Ｖ］、振幅が９００［Ｖ］の交番電界を用いた以外は、上記と同様に、粒状度によるザラツキ感の判定及びドット再現性の判定を行った。この結果を表３に示す。
【０１８３】
【表３】
2006293277.tif 000007
その結果、直流電界の場合と同様に、磁気ブラシの空隙の割合が小さい条件で、ザラツキ感とドット再現性の両立が可能であることがわかった。また、ザラツキ感は直流電界を用いた場合よりも少なく、高画質な画像が得られた。さらに線速比が小さくても良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】現像領域における磁気ブラシを説明する図である。
【図２】本発明で用いられる可視化装置の一例を示す図である。
【図３】図２の透明ガラスドラムの拡大図である。
【図４】図３の透明ガラスドラムの部分拡大図である。
【図５】本発明で用いられる画像の処理方法を説明する図である。
【図６】本発明の画像形成装置の一例を示す図である。
【図７】図６のＹ色用のプロセスユニットを示す拡大図である。
【図８】図６のＹ色用の現像装置を示す拡大図である。
【図９】図６の光書込ユニットを示す拡大図である。
【図１０】本発明のプロセスカートリッジを示す図である。
【図１１】本発明の現像装置の一例を示す図である。
【図１２】本発明の画像形成装置の一例を示す図である。
【図１３】本発明のプロセスカートリッジの一例を示す図である。
【図１４】本発明の現像方法の二つの実施形態の相違点を示す図である。
【図１５】本発明の現像方法の第一の実施形態の磁束密度の測定結果を示す図である。
【図１６】図１５の磁束密度の低下率と測定Ｇａｐの関係を示す図である。
【図１７】本発明の現像方法の第二の実施形態の磁束密度の測定結果を示す図である。
【図１８】図１７の磁束密度の低下率と測定Ｇａｐの関係を示す図である。
【図１９】実施例５の現像領域を撮影した写真を示す図である。
【図２０】比較例４の現像領域を撮影した写真を示す図である。
【図２１】実施例５の＜ｖｃ＞の測定結果を示す図である。
【図２２】比較例４の＜ｖｃ＞の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１８５】
１１    磁気ブラシ
１２    感光体
１３    現像領域
１４    現像スリーブ
１５    主磁極
１６、１７    補助磁極
２１    現像スリーブ
２２    透明ガラスドラム
２３    実体顕微鏡
２４    高速度カメラ
２５    照明用光源
２６    磁気ブラシ
３１    くし型電極
３２    主走査方向
３３    副走査方向
４１    画像部
４２    非画像部
１１１、１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ    感光体
１２０、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋ    現像装置
１２２Ｙ    現像スリーブ
１２３Ｙ    マグネットローラ
１２９Ｙ    現像剤収容部
１３１    帯電装置
１３２    クリーニング装置
２１１    感光体
２１２    本体ケース
２１３    現像剤
２１４    現像スリーブ
２１５    パドル
２１６    ドクターブレード
２３１    帯電装置
２３２    現像装置
２３３    転写装置
２３４    クリーニング装置
２３５    転写紙
２３６    給紙トレイ
２３７    露光光線
【図２】
2006293277.tif 000008
【図３】
2006293277.tif 000009
【図４】
2006293277.tif 000010
【図６】
2006293277.tif 000011
【図７】
2006293277.tif 000012
【図８】
2006293277.tif 000013
【図９】
2006293277.tif 000014
【図１０】
2006293277.tif 000015
【図１１】
2006293277.tif 000016
【図１２】
2006293277.tif 000017
【図１３】
2006293277.tif 000018
【図１５】
2006293277.tif 000019
【図１６】
2006293277.tif 000020
【図１７】
2006293277.tif 000021
【図１８】
2006293277.tif 000022
【図２１】
2006293277.tif 000023
【図２２】
2006293277.tif 000024
【図１】
2006293277.tif 000025
【図５】
2006293277.tif 000026
【図１４】
2006293277.tif 000027
【図１９】
2006293277.tif 000028
【図２０】
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