(57)【要約】      （修正有）【課題】現像剤の帯電立ち上がりを向上させ、現像剤の劣化に対して強いキャリアを用いることで画像を長期にわたり安定化させる。【解決手段】現像剤は、トナーとキャリアと、を含み、キャリアは、磁性を有する芯材粒子と、該芯材粒子表面を被覆する被覆層とを有し、該被覆層は、導電性微粒子と被覆樹脂とを含有し、前記導電性微粒子は、前記被覆層中に前記被覆樹脂の重量以上含有されてなり、前記被覆樹脂は、シロキサン結合可能な特定のアクリル酸系エステル二種のモノマーを含む共重合体を加熱処理して得られた樹脂を含有する。【選択図】図９
2012194374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成されている静電潜像に現像剤を供給する現像剤担持体を備え、
前記現像剤は、トナーと、静電潜像現像剤用キャリアと、を含み、
前記現像剤担持体は、前記現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段を内部に有し、
前記静電潜像現像用キャリアは、磁性を有する芯材粒子と、該芯材粒子表面を被覆する被覆層と、を有し、
該被覆層は、導電性微粒子と、被覆樹脂と、を含有し、
前記導電性微粒子は、前記被覆層中に前記被覆樹脂の重量以上含有されてなり、
前記被覆樹脂は、下記のＡ成分及びＢ成分で表される二種のモノマーを含む共重合体を加熱処理して得られた樹脂を含有することを特徴とする現像装置。
【化１】
2012194374.tif 000019
【化２】
2012194374.tif 000020
（式中において、Ｒ１、ｍ、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ、及びＹは以下に該当するものを示す。）
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４のアルキル基
Ｒ３：炭素数１〜８のアルキル基、または炭素数１〜４のアルコキシ基
Ｘ＝１０〜９０モル％
Ｙ＝１０〜９０モル％
【請求項２】
前記被覆樹脂は、シリコーン樹脂を含有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記導電性微粒子は、アルミナ基体の表面に少なくとも導電性被覆層を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記導電性微粒子は、アルミナ基体の表面に少なくとも二酸化スズを含む被覆層を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体は、当該現像剤担持体の回転中心Ｐを中心に回転し、
前記磁界発生手段は、当該磁界発生手段の回転中心Ｐ’を中心に回転し、
前記Ｐ’は、前記像担持体と前記現像剤担持体との近接位置に対して、前記Ｐよりも近接配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体は、磁気遮蔽部材を内部に有し、
該磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段における前記像担持体との対向側に対して反対側に、当該磁界発生手段の一部を覆うように配置されてなることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置を具備してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
少なくとも前記現像装置および像担持体が纏めて収容されるプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
現像剤担持体に担持された現像剤を像担持体に形成されている静電潜像に供給する現像方法であって、
前記現像剤は、トナーと、静電潜像現像剤用キャリアと、を含み、
前記現像剤担持体は、前記現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段を内部に有し、
前記静電潜像現像用キャリアは、磁性を有する芯材粒子と、該芯材粒子表面を被覆する被覆層と、を有し、
該被覆層は、導電性微粒子と、被覆樹脂と、を含有し、
前記導電性微粒子は、前記被覆層中に前記被覆樹脂の重量以上含有されてなり、
前記被覆樹脂は、下記のＡ成分及びＢ成分で表される二種のモノマーを含む共重合体を加熱処理して得られた樹脂を含有することを特徴とする現像方法。
【化３】
2012194374.tif 000021
【化４】
2012194374.tif 000022
（式中において、Ｒ１、ｍ、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ、及びＹは以下に該当するものを示す。）
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４のアルキル基
Ｒ３：炭素数１〜８のアルキル基、または炭素数１〜４のアルコキシ基
Ｘ＝１０〜９０モル％
Ｙ＝１０〜９０モル％
【請求項１０】
前記被覆樹脂は、シリコーン樹脂を含有することを特徴とする請求項９に記載の現像方法。
【請求項１１】
前記導電性微粒子は、アルミナ基体の表面に少なくとも導電性被覆層を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の現像方法。
【請求項１２】
前記導電性微粒子は、アルミナ基体の表面に少なくとも二酸化スズを含む被覆層を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の現像方法。
【請求項１３】
前記現像剤担持体は、当該現像剤担持体の回転中心Ｐを中心に回転し、
前記磁界発生手段は、当該磁界発生手段の回転中心Ｐ’を中心に回転し、
前記Ｐ’は、前記像担持体と前記現像剤担持体との近接位置に対して、前記Ｐよりも近接配置されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の現像方法。
【請求項１４】
前記現像剤担持体は、磁気遮蔽部材を内部に有し、
該磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段における前記像担持体との対向側に対して反対側に、当該磁界発生手段の一部を覆うように配置されてなることを特徴とする請求項１３に記載の現像方法。
【請求項１５】
請求項９乃至１４のいずれかに記載の現像方法を具備してなることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および現像方法、並びに、画像形成装置および画像形成方法に関し、特に、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を使用対象とした現像機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
【０００３】
現像に用いられる現像剤には、磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
【０００４】
二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
【０００５】
現像装置には、磁力により周面に現像剤を穂立ちさせて感光体上の静電潜像に向け現像剤を供給する現像剤担持体としての現像スリーブと、現像スリーブに対して撹拌混合した現像剤を供給するスクリューオーガ等の撹拌部材とを備えた構成が知られている。現像スリーブに担持された現像剤は、ドクターブレードなどの規制部材により担持量（層厚）を規定された上で感光体上の静電潜像に供給される。
【０００６】
二成分系現像剤を用いる現像装置の構成には、図１２に示す構成がある（例えば、特許文献１）。
【０００７】
図１２に示す現像装置４の構成では、現像剤担持体としての現像スリーブ５が配置されている位置の下方に現像剤供給用のオーガ４０１が配置され、水平方向において現像剤供給用オーガ４０１の軸線に平行する攪拌用のオーガ４０２が配置されている。供給用および攪拌用の各オーガ４０１，４０２は軸方向端部でこれらオーガが配置されている空間同士が連通している。
【０００８】
図１２に示す構成においては、各スクリューオーガが相反する方向に現像剤を移送することにより、現像剤を各オーガが配置されているスペース間で循環させる。これにより、供給用オーガ４０１から現像スリーブ５に対して現像剤の汲み上げと現像後の現像スリーブ５に担持されている現像剤の回収とを行うようになっている。
【０００９】
上述した現像剤の供給および回収を行うための構成として、現像スリーブ５の内部には周方向に沿って、現像スリーブ５に対向して磁気ブラシを穂立ちさせる現像主極および現像スリーブ上で現像剤を移動される搬送磁極そして現像後のスリーブ周面から現像剤を剥離するための反撥磁界を形成可能な剥離磁極が設けられており、反撥磁極を設けることにより奇数極、具体的には７極の磁石が用いられている。
【００１０】
反撥磁極により現像スリーブ５の周面から剥離されて回収される現像剤は、一点鎖線の矢印Ｆ１で示すように、
一旦、供給用オーガ４０１に回収され、再度、搬送磁極により汲み上げられて現像スリーブ５の周面に供給されることになる。
これにより、現像剤は、同じ位置に存在する供給用の搬送路および回収用の搬送路間を循環しながらオーガの軸方向に搬送され、その過程で現像スリーブ側の磁極と多数回対向しながら移動する。現像剤は、磁極と対向した際に穂立ち状態とされ、磁極から離れると穂立ちが崩れて凝縮するという過程を繰り返すことによりキャリアとトナーとの摩擦接触が行われてトナーの摩擦帯電が行われる。
【００１１】
穂立ち状態および穂立ちが崩れて凝縮することによる摩擦接触が繰り返される現像剤は、例えば、オーガの軸方向に搬送されることから、その方向での搬送過程においてトナーの消費量が多くなると搬送方向下流側でのトナーの濃度が低下する。
【００１２】
例えば、画像面積が大きい画像を現像するような場合、オーガの軸方向でのトナーの消費は、供給される側で大量に消費されてしまう可能性が高く、搬送方向下流側では現像剤の含まれるトナー量が少なくなる。このため、現像スリーブの軸方向で一様なトナーの濃度を維持することができないことがある。トナーの濃度不足は画像品質の低下に繋がる。
【００１３】
上述した不具合は、現像剤の供給搬送路と回収用搬送路とが共通して用いられることに原因がある。つまり、回収された現像剤はトナーが不足しており、このような現像剤を供給搬送路に再度搬送してしまうと、供給される現像剤内でのキャリアの含有比率が高くなってしまい、供給される現像剤中のキャリアとトナーとの比率が所定比率と異なることになる。
【００１４】
そこで、図１２に示した構成の一部を変更して、現像剤の供給搬送路と回収搬送路とを区別して供給搬送路内に回収された現像剤が混入しないようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１５】
図１３には、特許文献１に開示されている現像装置の要部が示されており、同図において、現像装置４のハウジング内には、仕切り壁Ｓによって上下方向で仕切られて第１のオーガ６，第２のオーガ８をそれぞれ収容する攪拌室７、９が設けられている。
【００１６】
一方、特許文献１に開示されているように、オーガを収容する攪拌室を仕切り壁により仕切るようにした構成に関する別の例として、特許文献２に開示された構成がある。
【００１７】
図１４は、特許文献２に開示された構成を示す図であり、同図において、現像装置４のハウジング内には、現像スリーブ５に対して現像剤を供給するため供給用オーガ８および現像剤の攪拌用オーガ１１に加えて現像領域を通過した現像スリーブ５上の現像剤を回収する回収用オーガ６が設けられ、供給用オーガ８が位置する供給搬送路９と回収用オーガ６が位置する回収用搬送路７とは仕切り壁１３３によって仕切られ、攪拌用オーガ１１が位置する攪拌搬送路１０と回収用搬送路７とは仕切り壁１３４によって仕切られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献１に開示されている構成では、回収された現像剤が攪拌用のオーガ４０２によって軸方向に搬送されてそのまま供給用のオーガ４０１に向け搬送されることから、新たなトナーが補給された場合でも攪拌用のオーガ４０２による攪拌が不十分となりがちであり、トナーの帯電不足による画像濃度の不均一や濃度低下を来す虞がある。特に、回収される現像剤のトナー濃度が低下しやすい高印字率の画像形成時には顕著となる。
【００１９】
一方、特許文献２に開示されている構成では、現像スリーブ５から回収される現像剤が回収用搬送路９に搬送され、供給用搬送路７に混入することがなく、さらには、回収された現像剤がそのまま攪拌用搬送路１０内に入り込むこともなく、攪拌されたうえで供給用搬送路７に向け搬送されることから、図１２に示した構成で生じる不具合を解消することが期待できる。
【００２０】
しかし、これら特許文献１及び２に開示されている構成に用いられる現像剤担持体である現像スリーブの構成には、次のような問題がある。
【００２１】
特許文献１及び２に開示されている現像スリーブは、内部に磁気ブラシ形成用、つまり現像剤を穂立ちさせる磁極を備えているが、その磁極数が、特許文献１においては、図示されているように５極とされ、そして特許文献２においては、図示されていないものの、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収する回収スクリューに向け現像剤が移動することが記載されていることから、図１２に示した場合あるいは特許文献１と同様に、５又は７極程度であることが予想できる。
【００２２】
一方、特許文献１に開示されている構成においては、図１２に示した場合と違って、供給搬送路と回収搬送路とが共通していないで独立した構成となっていることからして、現像剤は、供給・回収搬送路間での循環作用が得られない。
【００２３】
このため、回収される現像剤は、上述した磁極を通過する回数が５〜７回程度しかない状態のままで回収されることになり、穂立ち・穂立ちの崩れを繰り返す際の摩擦接触がきわめて低い状態が得られてしまう。この結果、摩擦接触の機会が要因となる摩擦帯電が不十分となり、トナーの帯電に長い時間が必要となるという問題が生じる。
【００２４】
特許分権２に開示されている構成では、攪拌搬送路が独立して設けられていることから、回収された現像剤を対象とした攪拌効率の向上が望めるが、現像剤交換後や長時間の放置時にはトナーの帯電量も失われがちであることから、キャリアへの付着力低下を生じて飛散しやすくなり、結果として、装置内汚染を招く虞がある。
【００２５】
ところで、この種の現像装置においては、現像領域を通過した現像スリーブ５上に残存する現像剤が回収された後、新たな現像剤の供給を受けることで現像剤スリーブ５上に担持される現像剤の濃度を一定に維持することが必要とされる。
【００２６】
しかし、現像領域を通過した現像スリーブ５上から現像剤の回収が良好に行えないと、現像スリーブに担持される現像剤濃度が変化し、所定濃度の画像が得られないという問題が生じる。つまり、現像スリーブ５上に残存したままの現像剤濃度はトナーの消費により濃度が低下しており、このまま現像処理に供されると、濃度低下を起こしたゴースト画像が得られるなどの不具合が生じる。
【００２７】
本発明は、上記従来の現像装置における問題に鑑み、現像剤の帯電立ち上がりを向上させ、また、現像方式を改善させることでトレードオフの関係が予想される現像剤の劣化に対して強い静電荷現像剤用キャリアを用いることで画像を長期にわたり安定化させる現像装置および現像方法、並びに、画像形成装置および画像形成方法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】
【００２８】
上記課題を解決するために本発明に係る現像装置および現像方法、並びに、画像形成装置および画像形成方法は、具体的には下記（１）〜（１５）に記載の技術的特徴を有する。
【００２９】
（１）：像担持体に形成されている静電潜像に現像剤を供給する現像剤担持体を備え、前記現像剤は、トナーと、静電潜像現像剤用キャリアと、を含み、前記現像剤担持体は、前記現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段を内部に有し、前記静電潜像現像用キャリアは、磁性を有する芯材粒子と、該芯材粒子表面を被覆する被覆層と、を有し、該被覆層は、導電性微粒子と、被覆樹脂と、を含有し、前記導電性微粒子は、前記被覆層中に前記被覆樹脂の重量以上含有されてなり、前記被覆樹脂は、下記のＡ成分及びＢ成分で表される二種のモノマーを含む共重合体を加熱処理して得られた樹脂を含有することを特徴とする現像装置である。
【００３０】
【化１】
2012194374.tif 000003
【００３１】
【化２】
2012194374.tif 000004
【００３２】
（式中において、Ｒ１、ｍ、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ、及びＹは以下に該当するものを示す。）
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４のアルキル基
Ｒ３：炭素数１〜８のアルキル基、または炭素数１〜４のアルコキシ基
Ｘ＝１０〜９０モル％
Ｙ＝１０〜９０モル％
【００３３】
（２）：前記被覆樹脂は、シリコーン樹脂を含有することを特徴とする上記（１）に記載の現像装置である。
【００３４】
（３）：前記導電性微粒子は、アルミナ基体の表面に少なくとも導電性被覆層を含むことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の現像装置である。
【００３５】
（４）：前記導電性微粒子は、アルミナ基体の表面に少なくとも二酸化スズを含む被覆層を有することを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の現像装置である。
【００３６】
（５）：前記現像剤担持体は、当該現像剤担持体の回転中心Ｐを中心に回転し、前記磁界発生手段は、当該磁界発生手段の回転中心Ｐ’を中心に回転し、前記Ｐ’は、前記像担持体と前記現像剤担持体との近接位置に対して、前記Ｐよりも近接配置されていることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の現像装置である。
【００３７】
（６）：前記現像剤担持体は、磁気遮蔽部材を内部に有し、該磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段における前記像担持体との対向側に対して反対側に、当該磁界発生手段の一部を覆うように配置されてなることを特徴とする上記（５）に記載の現像装置である。
【００３８】
（７）：上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の現像装置を具備してなることを特徴とする画像形成装置である。
【００３９】
（８）：少なくとも前記現像装置および像担持体が纏めて収容されるプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする上記（７）に記載の画像形成装置である。
【００４０】
（９）：現像剤担持体に担持された現像剤を像担持体に形成されている静電潜像に供給する現像方法であって、前記現像剤は、トナーと、静電潜像現像剤用キャリアと、を含み、前記現像剤担持体は、前記現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段を内部に有し、前記静電潜像現像用キャリアは、磁性を有する芯材粒子と、該芯材粒子表面を被覆する被覆層と、を有し、該被覆層は、導電性微粒子と、被覆樹脂と、を含有し、前記導電性微粒子は、前記被覆層中に前記被覆樹脂の重量以上含有されてなり、前記被覆樹脂は、下記のＡ成分及びＢ成分で表される二種のモノマーを含む共重合体を加熱処理して得られた樹脂を含有することを特徴とする現像方法である。
【００４１】
【化３】
2012194374.tif 000005
【００４２】
【化４】
2012194374.tif 000006
【００４３】
（式中において、Ｒ１、ｍ、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ、及びＹは以下に該当するものを示す。）
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４のアルキル基
Ｒ３：炭素数１〜８のアルキル基、または炭素数１〜４のアルコキシ基
Ｘ＝１０〜９０モル％
Ｙ＝１０〜９０モル％
【００４４】
（１０）：前記被覆樹脂は、シリコーン樹脂を含有することを特徴とする上記（９）に記載の現像方法である。
【００４５】
（１１）：前記導電性微粒子は、アルミナ基体の表面に少なくとも導電性被覆層を含むことを特徴とする上記（９）または（１０）に記載の現像方法である。
【００４６】
（１２）：前記導電性微粒子は、アルミナ基体の表面に少なくとも二酸化スズを含む被覆層を有することを特徴とする上記（９）乃至（１１）のいずれかに記載の現像方法である。
【００４７】
（１３）：前記現像剤担持体は、当該現像剤担持体の回転中心Ｐを中心に回転し、前記磁界発生手段は、当該磁界発生手段の回転中心Ｐ’を中心に回転し、前記Ｐ’は、前記像担持体と前記現像剤担持体との近接位置に対して、前記Ｐよりも近接配置されていることを特徴とする上記（９）乃至（１２）のいずれかに記載の現像方法である。
【００４８】
（１４）：前記現像剤担持体は、磁気遮蔽部材を内部に有し、該磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段における前記像担持体との対向側に対して反対側に、当該磁界発生手段の一部を覆うように配置されてなることを特徴とする上記（１３）に記載の現像方法である。
【００４９】
（１５）：上記（９）乃至（１４）のいずれかに記載の現像方法を具備してなることを特徴とする画像形成方法である。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、現像剤の帯電立ち上がりを向上させ、また、現像方式を改善させることでトレードオフの関係が予想される現像剤の劣化に対して強い静電荷現像剤用キャリアを用いることで画像を長期にわたり安定化させる現像装置および現像方法、並びに、画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる現像装置の構成及び作用を説明するための模式図である。
【図３】図２に示した現像装置の要部外観を示す斜視図である。
【図４】図２に示した現像装置内での現像剤の流れを説明するための模式図である。
【図５】図３において矢印Ｊで示す方向からみた断面を示す模式図である。
【図６】図２に示した現像装置内での現像剤の流れに関する別例を説明するための模式図である。
【図７】図２に示した現像装置におけるトナー補給部の構成を説明するための要部斜視図である。
【図８】図３に示した現像装置における一部の部材を取り除いた状態を示す要部斜視図である。
【図９】図２に示した現像装置における特徴部を説明するための側面視的な模式である。
【図１０】図９に示した特徴部に用いられる現像剤担持体の構成を説明するための斜視図である。
【図１１】図９に示した現像剤担持体とこれに内包される磁界発生手段との支持構造を説明するための要部断面図である。
【図１２】現像装置における現像剤供給機構の従来例を説明するための模式図である。
【図１３】図１２に示した従来例における不具合を解消するために従来知られている一構成を説明するための模式図である。
【図１４】図１３とは別の例を説明するための模式図である。
【図１５】粉体抵抗測定装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明に係る現像装置は、像担持体に形成されている静電潜像に現像剤を供給する現像剤担持体を備え、前記現像剤は、トナーと、静電潜像現像剤用キャリアと、を含み、前記現像剤担持体は、前記現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段を内部に有し、前記静電潜像現像用キャリアは、磁性を有する芯材粒子と、該芯材粒子表面を被覆する被覆層と、を有し、該被覆層は、導電性微粒子と、被覆樹脂と、を含有し、前記導電性微粒子は、前記被覆層中に前記被覆樹脂の重量以上含有されてなり、前記被覆樹脂は、下記のＡ成分及びＢ成分で表される二種のモノマーを含む共重合体を加熱処理して得られた樹脂を含有することを特徴とする。
【００５３】
【化５】
2012194374.tif 000007
【００５４】
【化６】
2012194374.tif 000008
【００５５】
（式中において、Ｒ１、ｍ、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ、及びＹは以下に該当するものを示す。）
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４のアルキル基
Ｒ３：炭素数１〜８のアルキル基、または炭素数１〜４のアルコキシ基
Ｘ＝１０〜９０モル％
Ｙ＝１０〜９０モル％
【００５６】
次に、本発明に係る現像装置および現像方法、並びに、画像形成装置および画像形成方法についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００５７】
以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による現像装置を用いる画像形成装置を示しており、同図に示す画像形成装置は、タンデム方式によるフルカラープリンタであるが、本発明は、これに限らず、複写機やファクシミリ装置などにも適用することができる。
【００５８】
図１は、本実施形態に係るフルカラープリンタ（以下、便宜上、複写機という）５００の概略構成図である。
複写機５００は、プリンタ部１００，これを搭載する給紙装置２００，プリンタ部１００の上に固定されるスキャナ３００などを備えている。また、スキャナ３００の上には原稿自動給送装置４００が固定されている。
【００５９】
プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニットを備えている。
【００６０】
各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００６１】
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体（像担持体）の表面にレーザ光を照射する。
プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ドラム状の感光体１、帯電器、現像装置４、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
【００６２】
以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体１Ｙの表面は一様帯電される。
帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部（露光部）の感光体１Ｙの表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
【００６３】
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
【００６４】
Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，Ｃ，Ｋについても同様である。
【００６５】
次に、中間転写ユニット１７について説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。
中間転写ベルト１１０は、張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
【００６６】
４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体１と一次転写バイアスローラ６２との間に一次転写電界が形成される。
【００６７】
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図１中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。
【００６８】
次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図１中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図１中右側に配設された一方の張架ローラ２３は、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。
【００６９】
この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００７０】
複写機５００本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路４８に向けて送り出される。
【００７１】
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６，４８は、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４８内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。
【００７２】
これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【００７３】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着される。
【００７４】
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ部１００筐体の図１中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかの何れかの搬送形態が選択される。
【００７５】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。
【００７６】
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００７７】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００７８】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて反転給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。
【００７９】
複写機５００は、２色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図１中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図１中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体１だけでなく、現像装置４も駆動を停止させて、感光体１や現像装置４の各部材及び現像装置４内の現像剤の不要な消耗を防止する。
【００８０】
複写機５００は、複写機５００内の各機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【００８１】
図２は、４つプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ装備されている現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。
【００８２】
４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点以外はほぼ同様の構成になっているので、図２では「４」に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
【００８３】
図２に示すように感光体１は図２中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体１の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像を形成する。
【００８４】
現像装置４は、図２中矢印Ｉ方向に現像剤を搬送しながら感光体１の表面の静電潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を有している。
【００８５】
現像ローラ５は回転可能な現像スリーブ８１を備え、複数の磁極からなり図２中矢印Ｊ方向に回転可能な磁気発生手段としての磁石ローラ８２を内包している。現像ローラ５は本発明の特徴部であり詳細は後述する。
【００８６】
また、現像ローラ５に現像剤を供給しながら現像ローラ５の軸線方向に沿って図２に示す紙面の手前側（以下、便宜上、図２中手前側あるいは図２中手前側と称する場合もある）に向けて現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュー８を有している。
【００８７】
現像ローラ５の供給スクリュー８との対向部から現像剤搬送方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制手段としてのドクタブレード１２を備えている。
【００８８】
現像ローラ５の感光体１Ｙとの対向部である現像領域よりも現像剤搬送方向下流側では、現像領域を通過し、現像ローラ５の表面から離脱した現像済みの現像剤を回収する回収搬送路７が現像ローラ５と対向する。
【００８９】
回収搬送路７は、回収した回収現像剤を現像ローラ５の軸線方向に沿って供給スクリュー８と同方向に搬送する回収搬送部材として、軸線方向に平行に配置された螺旋状の回収スクリュー６を備えている。供給スクリュー８を備えた供給搬送路９は現像ローラ５の横方向に、そして回収スクリュー６を備えた回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。
【００９０】
現像装置４は、供給搬送路９の下方で回収搬送路７に並列して攪拌搬送路１０を設けている。
【００９１】
攪拌搬送路１０は、現像ローラ５の軸線方向に沿って現像剤を攪拌しながら供給スクリュー８とは逆方向である、図２を示す紙面の奥側（以下、便宜上、図２中奥側と称する場合もある）に向けて搬送する攪拌搬送部材として、軸線方向に平行に配置された、螺旋状の攪拌スクリュー１１を備えている。
【００９２】
供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り壁としての第一仕切り壁１３３によって仕切られている。第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは、図２中手前側と奥側との両端が開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。
【００９３】
なお、供給搬送路９と回収搬送路７との間も第一仕切り壁１３３によって仕切られているが、第一仕切り壁１３３における供給搬送路９と回収搬送路７とを仕切る箇所には開口部が設けられていない。
【００９４】
また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの現像剤搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４は、図２中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。
【００９５】
現像剤搬送部材である供給スクリュー８、回収スクリュー６及び攪拌スクリュー１１は、樹脂もしくは金属のスクリューからなっており各スクリュー径は全てφ２２（ｍｍ）でスクリューピッチは供給スクリューが５０（ｍｍ）の２条巻き、回収スクリュー６及び攪拌スクリュー１１が２５（ｍｍ）の１条巻き、回転数は全て約６００（ｒｐｍ）に設定されている。
【００９６】
現像ローラ５上に担持された現像剤は、ステンレスからなるドクタブレード１２によって薄層化されたうえで感光体１との対向部である現像領域まで搬送されて現像が行われる。
【００９７】
現像ローラ５の直径はφ２５（ｍｍ）、ドクタブレード１２及び感光体１とのギャップは０．３（ｍｍ）程度となっている。
【００９８】
現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収が行われ、図２中手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第二仕切り壁１３４の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路１０における現像剤搬送方向上流側の第二仕切り壁１３４の開口部の付近で攪拌搬送路１０の上側には、図７に示すように、後述するトナー補給口９５から攪拌搬送路１０にトナーが供給される。
【００９９】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図３は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置４の斜視断面図である。図３中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
【０１００】
また、図４は、現像装置４内の現像剤の流れの模式図であり、図３と同様、図４中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
【０１０１】
攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像剤が移動しながら現像ローラ５に接触して供給される。
【０１０２】
そして、現像ローラ５に供給されずに供給搬送路９の搬送方向下流端まで移動した余剰現像剤は第一仕切り壁１３３の余剰開口部９２より攪拌搬送路１０に供給される（図４中矢印Ｅ）。
【０１０３】
一方、現像ローラ５に供給された現像剤は現像領域で現像に用いられた後、現像ローラ５から分離・離脱して、回収搬送路７に受け渡される。現像ローラ５から回収搬送路７に受け渡され、回収スクリュー６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁１３４の回収開口部９３より攪拌搬送路１０に供給される（図４中矢印Ｆ）。
【０１０４】
そして、攪拌搬送路１０では、供給搬送路９から供給された余剰現像剤と回収搬送路７に回収された回収現像剤と後述するトナー補給口９５（図７参照）から補給されたトナーとが攪拌され、これら攪拌された現像剤は、攪拌スクリュー１１の搬送方向下流側で、かつ、供給スクリュー８の搬送方向上流側に搬送され、第一仕切り壁１３３の供給開口部９１より供給搬送路９に供給される（図４中矢印Ｄ）。
【０１０５】
なお、攪拌搬送路１０の下方には、透磁率センサからなるトナー濃度センサ１３（図２参照）が設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
【０１０６】
図４に示す現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。このため、供給搬送路９の搬送方向下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを抑制することができる。また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。これにより、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路９に供給されるため、供給搬送路９に供給される現像剤が攪拌不足となることを抑制することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを抑制し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを抑制することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【０１０７】
なお、図４に示すように、現像装置４の下部から上部への現像剤の移動は矢印Ｄのみである。矢印Ｄで示す現像剤の移動は、攪拌スクリュー１１の回転で攪拌搬送路１０の下流側に現像剤を押し込むことによって、現像剤を盛り上がらせて供給搬送路９に現像剤を供給するものである。
【０１０８】
このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。
【０１０９】
このように、現像剤を下方から上方に持ち上げる際に現像剤にストレスがかかり現像剤中のキャリアの膜削れやトナーのスペント化がその個所で発生し、それに伴い画像品質の安定性が保たれなくなってしまう。
【０１１０】
よって、矢印Ｄで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することで現像剤の長寿命化を図ることができる。現像剤の長寿命化を図ることにより、現像剤の劣化を抑制して常に画像濃度ムラの無い画像品質の安定した現像装置を提供することができる。
【０１１１】
本実施形態の現像装置４では、図２に示すように、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の斜め上方になるように配置している。斜め上方に配置することにより、供給搬送路９を攪拌搬送路１０の垂直上方に設け現像剤を持ち上げるものに比べて、矢印Ｄで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができる。
【０１１２】
さらに、現像装置４では、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを斜めに配置することで、図２に示すように、攪拌搬送路１０の上部壁面が供給搬送路９の下部壁面よりも高い位置となるように配置している。換言すれば、攪拌搬送路１０を構成する空間の一部が上下方向において供給搬送路９を構成する空間の一部に進出している。
【０１１３】
供給搬送路９を攪拌搬送路１０に対して垂直上方に持ち上げることは、重力に逆らって現像剤を攪拌スクリュー１１の圧力によって持ち上げるので現像剤にストレスがかかる。
【０１１４】
一方、攪拌搬送路１０の上部壁面が供給搬送路９の下部壁面よりも高い位置となるように配置することで、攪拌搬送路１０の最高点に存在する現像剤が供給搬送路９の最下点に向けて重力に逆らわず流れ込むことができるので、現像剤にかかるストレスを低減することができる。
【０１１５】
なお、図５に示すように、攪拌搬送路１０の現像剤搬送路下流側の、攪拌搬送路１０と供給搬送路９とが連通している部分の攪拌スクリュー１１の軸にフィン部材を設けても良い。このフィン部材は攪拌スクリュー１１の軸方向に平行な辺と、攪拌スクリューの軸方向に直交する辺とから構成される板状の部材である。このフィン部材で現像剤を掻き上げることにより、攪拌搬送路１０から供給搬送路９に対して、より効率的な現像剤の受渡しを行うことができる。
【０１１６】
また、現像装置４では、現像ローラ５と供給搬送路９との中心間距離が、現像ローラ５と攪拌搬送路１０との中心間距離よりも短くなるように、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを配置している。これにより供給搬送路９から現像ローラ５に現像剤を無理なく供給することができ、装置の小型化を図ることもできる。
【０１１７】
また、攪拌スクリュー１１は、図２中の手前側から見て時計回り方向（図２中矢印Ｃ方向）に回転しており、現像剤は攪拌スクリュー１１の形状に沿って現像剤を持ち上げて供給搬送路９に移送させている。これにより、現像剤を効率良く持ち上げることが可能となり現像剤にかかるストレスもより低減することができる。
【０１１８】
図５は、現像装置４の供給スクリュー８の回転中心における断面を図３中の矢印Ｊ方向から見た断面説明図である。図５中Ｈは、現像剤担持体である現像ローラ５が、潜像担持体である感光体１にトナーを供給する現像領域を示している。この現像領域Ｈの現像ローラ５の回転軸の軸線方向の幅が現像領域幅αである。
【０１１９】
図５に示すように、現像装置４は攪拌搬送路１０から供給搬送路９に現像剤を持ち上げる箇所である供給開口部９１と、供給搬送路９から攪拌搬送路１０に現像剤を落下させる余剰開口部９２とがともに現像領域幅α内に設けられている。
【０１２０】
図６は、図４とは異なる構成の現像装置４内の現像剤の流れの模式図である。
図６に示す現像装置４は、供給開口部９１と余剰開口部９２とを現像領域幅αの外側に設けている。供給開口部９１を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路９の搬送方向上流側は現像ローラ５よりも供給搬送路上流側領域β分長くなっている。また、余剰開口部９２を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路９の搬送方向下流側は現像ローラ５よりも供給搬送路下流側領域γ分長くなっている。
【０１２１】
一方、図４に示す構成の現像装置４では、供給開口部９１を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路９の搬送方向上流側は図６の現像装置４よりも供給搬送路上流側領域β分短くすることができる。また、余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路９の搬送方向下流側は図６の現像装置４よりも供給搬送路下流側領域γ分短くすることができる。
【０１２２】
このように、図４の現像装置４は供給開口部９１と余剰開口部９２とを現像領域幅α内に設けているため、図６に示す現像装置４に比べて、現像装置４の上部の省スペース化を図ることができる。
【０１２３】
次に、現像装置４の供給搬送路９、攪拌搬送路１０及び回収搬送路７からなる現像剤搬送路へのトナーを補給する位置について説明する。図７は、現像装置４の外観斜視図である。
【０１２４】
図７に示すように、トナーを補給するトナー補給口９５は、攪拌スクリュー１１を備える攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に設けてられている。このトナー補給口９５は現像ローラ５の幅方向端部よりも外側に設けてあるので、現像領域幅αよりも外側となっている。
【０１２５】
トナー補給口９５を設けた箇所は供給搬送路９の搬送方向の延長線上であり、図６における供給搬送路下流側領域γの空いたスペースに該当する。余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口９５を設けることにより、現像装置４の小型化を図ることができる。
【０１２６】
また、トナー補給口９５としては、攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路７の下流端部の上方に設けても良い。
【０１２７】
さらに、回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部９３（図４参照）の真上にトナー補給口９５を設けるようにしても良い。回収開口部９３の真上のスペースも余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースであるので、この位置にトナー補給口９５を設けることにより、現像装置４の小型化を図ることができる。さらに、受渡し部である回収開口部９３では現像剤が混ざりやすいため、この位置で補給を行うことによってより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
【０１２８】
図４を用いて説明した現像装置４においては、上述したように、攪拌搬送路１０の搬送方向下流端から供給搬送路９の搬送方向上流端に現像剤を受け渡す供給開口部９１と、供給搬送路９の下流端から攪拌搬送路１０の搬送方向上流端に現像剤を受け渡す余剰開口部９２とを現像領域幅α内に設けているため、従来の現像装置４に比べて、現像装置４の上部の省スペース化を図ることが出来、現像装置４全体の省スペース化を図ることができる。
【０１２９】
また、余剰開口部９２を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口９５を設けることにより、現像装置４の小型化を図ることができる。
【０１３０】
また、回収搬送路７から攪拌搬送路１０への現像剤の受渡し部である回収開口部９３の上方からトナー補給を行うことにより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
【０１３１】
また、画像形成装置としての複写機のプリンタ部１００の現像手段として、現像装置４を備えることにより、装置全体の省スペース化を図ることができる。
【０１３２】
現像剤補給手段である不図示のトナー補給制御装置は、不図示のトナー収容部内のトナーをトナー補給口９５から現像装置４に補給する。本実施形態の現像装置４では、現像装置４のトナー補給口９５からトナーとキャリアとを含む現像剤が補給される。以降、現像装置４に補給されるトナーとキャリアとが混合された現像剤をプレミックストナーと称する。このような補給現像剤に関しては、例えば、本出願人の先願である特開２００８−２０３８１４号公報等に開示されている。
【０１３３】
図８は、現像装置４から、排出搬送部材である排出スクリュー２ａ、攪拌スクリュー１１、回収スクリュー６、及び、ドクタブレード１２を取り外した状態の手前側端部近傍の斜視説明図である。
【０１３４】
本実施形態の現像装置４では、供給搬送路９の搬送方向下流端に到達した余剰現像剤を供給搬送路９の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路は攪拌搬送路１０である。また、循環搬送路である攪拌搬送路１０内の現像剤に対して搬送力を付与する循環搬送部材は攪拌スクリュー１１である。さらに、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に設けられ、通過した現像剤が循環搬送路である攪拌搬送路１０に受け渡される循環開口部は余剰開口部９２である。また、現像装置４は、通過した現像剤が現像装置４の装置外に排出される現像剤排出手段としての現像剤排出口９４を供給搬送路９に備える。現像剤排出口９４を通過した現像剤は排出現像剤として排出搬送路２に受け渡され、排出スクリュー２ａが回転することによって供給搬送路９の搬送方向（図２及び図８中の手前側に向かう方向）とは逆方向（図２及び図８中の奥側に向かう方向）に搬送される。
【０１３５】
排出搬送路２は、供給搬送路９の搬送方向下流側で排出仕切り壁１３５を挟んで供給搬送路９と隣り合うように配置され、現像剤排出口９４は供給搬送路９と排出搬送路２とを連通するように排出仕切り壁１３５に設けられた開口である。
【０１３６】
また、現像装置４は、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達し、循環開口部である余剰開口部９２に入らなかった現像剤を余剰開口部９２の近傍で滞留させる現像剤滞留手段としての供給下流端壁面８０（図４，６参照）を備えている。さらに、図４，６において、排出開口部である現像剤排出口９４は、余剰開口部９２よりも上方で、且つ、供給下流端壁面８０によって滞留した滞留現像剤のうち、現像剤排出口９４の位置に達した現像剤を通過させるように設けられている。言い換えると、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達した現像剤で、余剰開口部９２に入ることができず、余剰開口部９２から溢れ出た余剰現像剤が供給下流端壁面８０によって塞き止められ滞留現像剤となる。そして、この滞留現像剤の嵩が増加したときに、余剰開口部９２よりも上方に設けられた現像剤排出口９４に到達した現像剤が現像剤排出口９４を通って排出搬送路２に排出される。
【０１３７】
次に、上述した構成を対象として本実施形態の特徴部である現像ローラ５の要部について図９において説明する。
【０１３８】
現像ローラ５は、現像剤を担持する円筒状の現像スリーブ８１と現像スリーブ８１に内包され磁気力により現像剤を吸着する磁界発生手段としての磁石ローラ８２からなる。
【０１３９】
現像スリーブ８１はアルミ、オーステナイト系ステンレス、マグネシウム等の非磁性かつ導電材料からなる。
【０１４０】
表面は平滑でも構わないが高速機では現像剤のスリップを抑制するために下記の粗し処理・加工を施しても良い。
【０１４１】
〔粗し処理・加工〕
（Ａ）Ｖ溝またはＵ溝等の溝押し出し加工・各種凹形状の機械加工またはレーザ加工またはエッジング加工
（Ｂ）ブラスト処理
（Ｃ）金属またはセラミック等の溶射処理
【０１４２】
磁石ローラ８２は現像剤の搬送方向Ｐとは反対の矢印Ｊ方向に回転可能に設けられており、偶数個の磁石８３を等間隔に配置し（図９に示す実施形態の構成では１０個の磁石を配置）、その極性は隣り合う磁石間で引き合うように互いに反対向きとする。
【０１４３】
本実施形態では、磁石ローラ８２と現像スリーブ８１との駆動関係として、同方向および相対方向の何れかの回転方向が選択できるようになっており、その回転関係は、現像スリーブ８１の表面に担持される現像剤と磁石ローラ８２側の磁石８３との対向回数が多くなることを条件として設定されるようになっている。
【０１４４】
上述した駆動関係の設定により得られる、磁石ローラ８２の磁石に対する現像剤の対向回数の増加によって、現像剤が磁極と対向したときに穂立ちが形成され、磁極から離れた際に穂立ちが崩されるという現象を繰り返す回数が増加し、これによるトナーとキャリアと摩擦接触機会の増加によりトナーの帯電特性を向上させることができる。
【０１４５】
この場合の対向回数の増加は、上述したように、磁石ローラ８３と現像スリーブ８１との回転方向の設定や速度差の設定などによって得られる。つまり、両者が同じ方向に回転する場合には、両者間に速度差を設定することで磁石８３に対する現像剤の対向回数を増加させることができ、また、速度差を設定しないで相反する方向とした場合も同様に磁石８３に対する現像剤の対向回数を増加させることができる。
このような回転方向あるいは速度差による実験結果については、後述する実施例において説明する。
【０１４６】
上述した磁石８３に関しては、従来の廉価なフェライト磁石が使用可能であるが、小型化や高速化のためにはより強力なサマリウムコバルト磁石やネオジウム磁石等の希土類磁石の使用も可能である。磁石８３は磁石ホルダ８４に接着により支持し、その外周を図示しない熱収縮チューブ等で保護しても良い。
【０１４７】
磁石ホルダ８４は磁性材料とすると磁石８３の磁気力を若干向上可能である。但しコスト高であり一般に鉄を主成分とする磁性材料は高比重のため高速回転時は慣性モーメントが増大し駆動部の耐久性に問題が生じる場合がある。そのため磁石８３の磁気力は若干低くなるが、非磁性かつ軽比重のアルミニウムやマグネシウムを材料としても良い。
【０１４８】
図９において、本実施形態における磁石ローラ８２の回転中心Ｐ’と現像スリーブ８1の回転中心Ｐとは本実施形態におけるキャリアとの組み合わせにおいては必ずしも偏心させる必要はないが、偏心させることで現像剤剥離性を改善することもできる。
【０１４９】
＜静電潜像現像剤用キャリア＞
本発明における静電潜像現像剤用キャリアは、磁性を有する芯材粒子と該芯材粒子表面を被覆する被覆層とからなり、被覆層中に導電性微粒子を含有し、該被覆層中の樹脂成分が、モノマーＡ成分とモノマーＢ成分をラジカル共重合して得られる下記一般式（１）の共重合体（１）を加水分解し、シラノール基を生成し、触媒を用いて縮合することにより架橋、被覆した後、加熱処理して得られる静電潜像現像用キャリアである。
【０１５０】
【化７】
2012194374.tif 000009
【０１５１】
ここで、上記一般式（１）中において、Ｒ１、ｍ、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ、Ｙは以下に該当するものを示す。
【０１５２】
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４のアルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、及びブチル基）
Ｒ３：炭素数１〜８のアルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、及びブチル基等）、または炭素数１〜４のアルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基）
【０１５３】
なお、上記式で示される共重合体（１）は、下記Ａ成分モノマー：Ｘモル％、下記Ｂ成分モノマー：Ｙモル％、が共重合してなるものである。
【０１５４】
Ａ成分：
【０１５５】
【化８】
2012194374.tif 000010
【０１５６】
前式中、
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４の脂肪族炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基
【０１５７】
Ｂ成分：（架橋成分）
【０１５８】
【化９】
2012194374.tif 000011
【０１５９】
前式中、
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４の脂肪族炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基
Ｒ３：炭素数１〜８のアルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基など）、又は炭素数１〜４のアルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基）
【０１６０】
前記一般式（１）において、Ｘ＝１０〜９０モル％であり、より好ましくは、３０〜７０モル％である。また、Ｙ＝１０〜９０モル％であるが、より好ましくは３０〜７０モル％である。
【０１６１】
・Ａ成分
Ａ成分は、側鎖にメチル基が多数存在する原子団・トリス（トリアルキルシロキシ）シランを有しており、樹脂全体に対してＡ成分の比率が高くなると表面エネルギーが小さくなり、トナーの樹脂成分、ワックス成分などの付着が少なくなる。Ａ成分が１０モル％未満だと十分な効果が得られず、トナー成分の付着が急増する。また、９０モル％より多くなると、成分Ｂ（あるいはさらに後述する成分Ｃ）が減り、架橋が進まず、強靭性が不足すると共に、芯材粒子と被覆層（樹脂層）の接着性が低下し、キャリア被膜の耐久性が悪くなる。
【０１６２】
Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基であり、このようなモノマー成分としては、次式で示されるトリス（トリアルキルシロキシ）シラン化合物が例示される。
下式中、Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｒはプロピル基である。
【０１６３】
ＣＨ２＝ＣＭｅ−ＣＯＯ−Ｃ３Ｈ６−Ｓｉ（ＯＳｉＭｅ３）３
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃ３Ｈ６−Ｓｉ（ＯＳｉＭｅ３）３
ＣＨ２＝ＣＭｅ−ＣＯＯ−Ｃ４Ｈ８−Ｓｉ（ＯＳｉＭｅ３）３
ＣＨ２＝ＣＭｅ−ＣＯＯ−Ｃ３Ｈ６−Ｓｉ（ＯＳｉＥｔ３）３
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃ３Ｈ６−Ｓｉ（ＯＳｉＥｔ３）３
ＣＨ２＝ＣＭｅ−ＣＯＯ−Ｃ４Ｈ８−Ｓｉ（ＯＳｉＥｔ３）３
ＣＨ２＝ＣＭｅ−ＣＯＯ−Ｃ３Ｈ６−Ｓｉ（ＯＳｉＰｒ３）３
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃ３Ｈ６−Ｓｉ（ＯＳｉＰｒ３）３
ＣＨ２＝ＣＭｅ−ＣＯＯ−Ｃ４Ｈ８−Ｓｉ（ＯＳｉＰｒ３）３
【０１６４】
Ａ成分の製造方法は特に限定されないが、トリス（トリアルキルシロキシ）シランを白金触媒の存在下にアリルアクリレートまたはアリルメタクリレートと反応させる方法や、特開平１１−２１７３８９に記載されている、カルボン酸と酸触媒の存在下で、メタクリロキシアルキルトリアルコキシシランとヘキサアルキルジシロキサンとを反応させる方法などにより得られる。
【０１６５】
・Ｂ成分
前述のとおり、Ｂ成分は、ラジカル重合性の２官能、又は３官能性のシラン化合物であり、Ｙ＝１０〜９０モル％であるが、より好ましくは３０〜７０モル％である。
Ｂ成分が１０モル％未満だと、強靭さが十分得られない。一方、９０モル％より多いと、被膜は固くて脆くなり、膜削れが発生し易くなる。また、環境特性が悪化する。加水分解した架橋成分がシラノール基として多数残り、環境特性（湿度依存性）を悪化させていることも考えられる。
【０１６６】
このようなＢ成分としては、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリ（イソプロペキシ）シラン、３−アクリロキシプロピルトリ（イソプロペキシ）シランが例示される。
【０１６７】
本発明は、前記Ａ成分及びＢ成分にＣ成分としてアクリル系化合物（モノマー）を加えてもよい。
このようなＣ成分を加えたものとしては、下記一般式（２）の共重合体（２）が挙げられる。
【０１６８】
【化１０】
2012194374.tif 000012
【０１６９】
（一般式（２）中において、Ｒ１、ｍ、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ、Ｙ、及びＺは以下に該当するものを示す。）
Ｒ１：水素原子、またはメチル基
ｍ：１〜８の整数
Ｒ２：炭素数１〜４のアルキル基
Ｒ３：炭素数１〜８のアルキル基、または炭素数１〜４のアルコキシ基
【０１７０】
Ａ成分：
【０１７１】
【化１１】
2012194374.tif 000013
【０１７２】
Ｘ＝１０〜４０モル％である。
【０１７３】
Ｂ成分：
【０１７４】
【化１２】
2012194374.tif 000014
【０１７５】
Ｙ＝１０〜４０モル％である。
【０１７６】
Ｃ成分：
【０１７７】
【化１３】
2012194374.tif 000015
【０１７８】
Ｚ＝３０〜８０モル％であり、かつ、６０モル％＜Ｙ＋Ｚ＜９０モル％である。
【０１７９】
Ｃ成分は、被膜に可撓性を付与し、かつ、芯材と被膜（被覆層）との接着性を良好にするものであるが、Ｃ成分が３０モル％未満だと十分な接着性が得られず、８０モル％よりも大きくなると、Ｘ成分及びＹ成分のいずれかが１０モル％以下となるため、キャリア被膜の撥水性、硬さと可撓性（膜削れ）を両立させることが難しくなる。
【０１８０】
Ｃ成分のアクリル系化合物（モノマー）としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルが好ましく、具体的には、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレートが例示される。これらの内ではアルキルメタクリレートが好ましく、特にメチルメタクリレートが好ましい。また、これらの化合物の１種類を単独で使用してもよく、２種類以上の混合物を使用してもよい。
【０１８１】
被膜の架橋による高耐久化技術としては、特許第３６９１１１５号がある。特許第３６９１１１５号は、磁性粒子表面を、少なくとも末端にビニル基を有するオルガノポリシロキサンとヒドロキシル基、アミノ基、アミド基およびイミド基からなる群から選択される少なくとも１つの官能基を有するラジカル共重合性単量体との共重合体をイソシアネート系化合物により架橋させた熱硬化性樹脂で被覆したことを特徴とする静電荷像現像用キャリアであるが、被膜の剥がれ・削れにおいて十分な耐久性が得られていないのが現状である。
【０１８２】
その理由は十分明らかになっているとは言えないが、前述の共重合体をイソシアネート系化合物により架橋させた熱硬化性樹脂の場合、構造式からも分かるように、共重合体樹脂中のイソシアネート化合物と反応（架橋）する単位重量当りの官能基が少なく、架橋点において、ニ次元、あるいは三次元的な緻密な架橋構造を形成することが出来ない。そのために長時間使用すると、被膜剥がれ・削れなどが生じ（被膜の耐磨耗性が小さく）易く、十分な耐久性が得られていないと推察される。
【０１８３】
被膜の剥がれ・削れが生じると、キャリア抵抗低下による画像品質の変化、キャリア付着が起こる。また、被膜の剥がれ・削れは、現像剤の流動性を低下させ、汲み上げ量低下を引き起こし、画像濃度低下、トナー濃度アップに伴う時汚れ、トナー飛散の原因となっている。
【０１８４】
本発明における被覆層中の樹脂は、樹脂単位重量当たりでみても、二官能、あるいは三官能の架橋可能な官能基（点）を多数（単位重量当り、２倍〜３倍多い）有した共重合樹脂であり、これを更に、縮重合により架橋させたものであるため、被膜が極めて強靭で削れ難く、高耐久化が図れていると考えられる。
【０１８５】
また、イソシアネート化合物による架橋より、本発明における被覆層中の樹脂のシロキサン結合による架橋の方が結合エネルギーが大きく熱ストレスに対しても安定しているため、被膜の経時安定性が保たれていると推察される。
【０１８６】
架橋成分Ｂの縮重合触媒としては、チタン系触媒、スズ系触媒、ジルコニウム系触媒、アルミニウム系触媒が挙げられるが、これら各種触媒のうち、優れた結果をもたらすチタン系触媒の中でも、特にチタンジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）が触媒として最も好ましい。これは、シラノール基の縮合反応を促進する効果が大きく、且つ触媒が失活しにくいためであると考えられる。チタンジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）の化学式は下記構造式１のとおりである。
【０１８７】
【化１４】
2012194374.tif 000016
【０１８８】
本発明における被覆層は、前述のシラノール基及び／又は加水分解性官能基を有するシリコーン樹脂、チタンジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）等の触媒、溶媒を含む被覆層用組成物を用いて形成することができる。具体的には、被覆層用組成物で芯材粒子を被覆した後に、使用する芯材粒子のキューリー点未満の温度、好ましくは１００〜３５０℃の温度で熱処理することにより、縮合による架橋反応が促進される。
１００℃より低いと、縮合による架橋反応が進まず、十分な被膜強度が得られない。一方、３５０℃よりも高温になると、樹脂が炭化してくる等の理由のため、被膜が削れ易くなる。
【０１８９】
・導電性微粒子
キャリアの静抵抗を抑えるためには、一般に導電性微粒子の処方量を増加させることで静抵抗及び動的抵抗値を下げられ得るが、導電性微粒子の種類によっては目標とする動的抵抗を達成するためには相当量の処方量を必要とする。その際には静抵抗値が目標値を下回ったり、処方量が増えることでコート膜からの遊離を引き起こしたり、さらにはコストの面でも問題が発生してしまう。
そこで、上記のような問題を起こさず、適量で静抵抗を下げることを可能とする導電性微粒子として、粉体比抵抗が１〜５０Ω・ｃｍを有するものが好ましく、具体的には、酸化アルミニウム（アルミナ）等の基体表面に導電性被覆層を設けることで、キャリアの静抵抗を抑えることができる。様々な被覆層の検討を行った結果、導電性被覆層としては、二酸化スズを用いると、二酸化スズの質量比率を調整することで導電性微粒子の粉体比抵抗を所望の値に下げることができ、キャリアの静抵抗を効果的に抑えることが可能となる。
【０１９０】
このように、上記の粉体比抵抗を有する導電性微粒子を効果的に用いることで、キャリアの静抵抗を容易に抑えることができ、長期に渡り安定した帯電付与能力を有し、膜の硬度及び靭性（可撓性＆弾力性）の双方に優れ耐摩耗性（削れ・剥がれ）に優れて、キャリア抵抗や現像剤の汲み上げ量の変化が少なく、トナー組成物のスペントによる帯電変動が少なく、かつ、帯電の環境変動を抑制し、さまざまな使用環境においても画像濃度変動、地肌汚れ、トナー飛散による機内汚染などを生じない、という諸特性を同時に満足するキャリアを提供することを可能としたものである。
【０１９１】
導電性微粒子は、前記被覆層中において被覆樹脂成分の固形分以上含有することが好ましく、より好ましくは、１．０倍以上２．５倍以下である。
【０１９２】
・芯材
本発明における静電荷現像剤用キャリアでは、芯材は、公知のものであれば特に限定されず、フェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｍｎフェライト、Ｍｎ−Ｍｇフェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒフェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル等が挙げられ、キャリアの用途、使用目的に合わせ適宜選択して用いることができる。また、芯材の平均粒子径は、１５〜１００μｍであることが好ましい。平均粒子径が１５μｍ未満である場合は、静電潜像担持体へのキャリア付着が発生しやすくなる。また、平均粒子径が１００μｍを超える場合は、キャリアスジ等が発生し、画質が低下しやすい。
【０１９３】
体積固有抵抗は、１×１０９Ω・ｃｍ以上１×１０１４ｃｍ以下、好ましくは１×１０９Ω・ｃｍ以上１×１０１２ｃｍ以下であることで現像剤の剥離改善効果が顕著である。
体積抵抗が１×１０９Ω・ｃｍ未満では、剥離性は良いが、トナー現像時にキャリアも現像してしまうため好ましくなく、１×１０１４を超えると、現像剤剥離改善が少なく、さらにエッジ効果が強く好ましくない。
【０１９４】
体積固有抵抗は、図１５に示すように、電極間距離２ｍｍ、表面積２ｃｍ×４ｃｍの電極３２ａ、電極３２ｂを収容したフッ素樹脂製容器からなるセル３１にキャリア３３を充填し、三協パイオテク社製：タッピングマシンＰＴＭ−１型を用いて、タッピングスピード３０回／ｍｉｎにて１分間タッピング操作を行う。両極間に１０００Ｖの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（４３２９Ａ＋ＬＪＫ  ５ＨＶＬＶＷＤＱＦＨ  ０ＨＷＨＵ；横川ヒューレットパッカード株式会社製）により直流抵抗を測定して電気抵抗率ＲΩ・ｃｍを求め、ＬｏｇＲを算出する。
【０１９５】
１ｋＯｅの磁場における磁化が４０Ａｍ２／ｋｇ以上９０Ａｍ２／ｋｇ以下、好ましくは６０Ａｍ２／ｋｇ以上９０Ａｍ２／ｋｇ以下であることで効果が顕著である。
４０Ａｍ２／ｋｇ未満では、磁極マグによるキャリア拘束力が小さくなるため、遠心力によるキャリア付着が問題となる。特にマグ磁極が多く、磁石が回転する本発明においては、キャリア付着が課題となるため好ましくない。９０Ａｍ２／ｋｇを超えると、現像剤剥離時にキャリアを拘束する力が増え、ゴースト画像が悪化するため好ましくない。
【０１９６】
なお、前記磁気モーメントは、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（株）製）を使用し、円筒セル（内径７ｍｍ、高さ１０ｍｍ）にキャリア芯材粒子１．０ｇを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし３０００エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし３０００エルステッドとする。更に徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、Ｂ−Ｈカーブを図示し、その図より１０００エルステッドの磁気モーメントを算出する。
【０１９７】
偏心の方向は、現像ローラ５の表面に担持された現像剤が感光体１に移行する前の位置で現像ローラ８１の内面に最も接近することができる向きに設定され、図９中符号Ｔで示した距離に相当する偏心量は、現像領域においてキャリアが感光体１に移行するのを磁極からの磁力によって抑制することができる量とされている。これにより、感光体１に移行する現像剤は、感光体との接触に際して穂立ちを確保された状態で接触できると共に、接近した磁極からの磁力によりキャリアの移行が阻止されてトナーのみを感光体の潜像に供給するように移動することになる。
【０１９８】
一方、偏心方向と反対側では磁気力を低く抑えることができる。このため、現像スリーブ５表面に担持されている現像剤の剥離を容易にすることができる。
【０１９９】
このような偏心構造を設けるだけで、現像剤の剥離が外部からの機械的な外力を用いることなく容易に行えることになる。
【０２００】
また、磁石ローラ８２を偏心させることにより現像スリーブ８１と磁石ローラ８２の間には隙間空間Ｕが構成され、この空間Ｕには、磁気遮蔽部材に相当する磁気シールド板８５が配置されている。
【０２０１】
磁気シールド板８５は比透磁率が１００〜１０００００程度の強磁性体でかつ保持力が１００以下の軟磁性体が好適であり、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、センダスト、フェライト、アモルファス等の材質が選択可能である。更には、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリスチレン、ナイロン等の樹脂材料に前記軟磁性体を分散し溶解・成形した材質も使用可能である。
【０２０２】
磁気シールド板８５はその磁気特性から磁石ローラ８２からの吸引力に晒される。後述するように両端２箇所の支持のため吸引力が強く強度が弱い場合は中央部が撓み、磁石ローラ８２に接触する懸念がある。吸引力を低減するために現像スリーブ８１に接触しない範囲で磁石ローラ８２より離間して配置するのが良い。また、その厚さは０．２ｍｍ〜２ｍｍ程度が使用可能であるが強度的観点から１ｍｍ程度が好適である。
【０２０３】
ところで、磁気シールド板８５は、上述したように、磁石ローラ８２の回転時に磁極と対向する毎に撓みを起こし、いわゆる、長手方向で振動を生起することになる。そこで、本実施形態では、上述したように撓みによる磁石ローラ８２との接触を避けると共に、撓み振動を抑える構成も採用している。
【０２０４】
現像スリーブ内において磁石ローラとの間に磁気シールド部材を設ける構成に関しては、例えば、実開昭６０−３９０５３号公報において提案されている。
【０２０５】
しかし、この構成においては、磁石ローラからの磁力を現像スリーブ表面に及ぼさせる場合と及ぼさせない場合とを選択することが主眼となっている。
【０２０６】
具体的には、複数の現像ローラのうちで、使用状況にある現像ローラに対しては磁気シールド部材を現像領域から離脱させて磁力を作用できるようにし、不使用状況にある場合には上述した場合と逆に磁気シールド部材を現像領域に対向させて磁力が及ばないようにしている。
【０２０７】
このため、磁石ローラの回転は行われず、単に現像スリーブの回転においてその表面での磁気ブラシの穂立ちおよび穂立ちの解消が意図されているに過ぎず、磁極に対する現像剤の対向回数に関する構成は何もなく、現像剤中でのキャリアに対するトナーの帯電付着を促す過程で現像剤の剥離を容易化する考えはないものである。
【０２０８】
一方、磁石ローラが回転しない現像装置においては、図１２や図１３に示した従来構成のように磁極数を奇数とすることで同極による反発磁界を形成して現像剤を剥離することは公知であり、容易に実行可能である。
【０２０９】
しかし、本実施形態においては、磁石ローラを回転させることが前提となっており、しかも、上述したように、奇数個の磁極を設けた場合の反撥磁界を利用する場合と違って、図９に示すように、磁極数は偶数個である。このため、奇数個の磁極を用いた場合の同極による反撥磁界を形成して現像剤を剥離することができない。
【０２１０】
そこで、偶数個の磁極を用いた場合に現像剤を剥離するには、現像スリーブ８１に対して可撓性を有するスクレーパを当接させて現像剤を剥ぎ取る方式が考えられるが、本実施形態では、現像剤の剥離位置に対向する磁極を現像スリーブ８１の内面から離すように磁石ローラ８２を偏心させている。これにより、スクレーパを用いた場合のように、機械的な耐久性に問題が生じるのを防ぐことができる。
【０２１１】
ところで、現像剤の剥離作用を磁力の強さの違いにより得るようにした構成としては、特開昭５７−１９０９７４号公報、特公平０４−６５３７９号公報において提案されている。
【０２１２】
しかし、このような磁石ローラの偏心構造を用いて現像剤剥離を完全に行うためには現像スリーブ８１を大径化し偏心量を大きくする必要があり装置の大型化になってしまう虞がある。
【０２１３】
本実施形態では、現像スリーブの大型化を招かないように、現像スリーブに対して偏心した回転する磁石ローラ近傍に磁気シールド板８５を固定配置したものである。
【０２１４】
従って、上記提案にかかる構成を併せた場合と違って、本実施形態では、回転による磁極と現像剤との対向回数の増加および偶数極数を設定した場合を対象として現像剤の剥離を行う反撥磁界が形成されない状況下において磁力の作用を偏心により抑制することに限らず、磁気シールド板を設けることで現像剤の磁気的吸引をほとんどなくすようにしている点に特徴を持つものである。
【０２１５】
以上の本実施形態を換言すると、現像剤担持体は、当該現像剤担持体の回転中心Ｐを中心に回転し、磁界発生手段は、当該磁界発生手段の回転中心Ｐ’を中心に回転し、前記Ｐ’は、像担持体と前記現像剤担持体との近接位置に対して、前記Ｐよりも近接配置されていることを特徴とする。また、現像剤担持体は、磁気遮蔽部材を内部に有し、該磁気遮蔽部材は、磁界発生手段における像担持体との対向側に対して反対側に、当該磁界発生手段の一部を覆うように配置されてなることを特徴とする。
【０２１６】
次に、図９において本実施形態での現像剤の移送について説明する。
供給スクリュー８により現像ローラ５に供給された現像剤は磁石ローラ８２の磁気力により現像スリーブ８１上に吸着され磁力線に沿って配列される。つまり磁石８３上では、符号Ｂ１で示すように磁気穂が発生し、磁石８３間では、符号Ｂ２で示すように磁気穂は転倒する。
【０２１７】
磁石ローラ８２の回転方向を符号Ｊで示すように、現像スリーブ８１の回転方向（Ｉ）に対して相反する方向とした場合、磁石ローラ８２が回転する間、磁気穂は、所謂フリップフラップ状に自転し、磁石ローラ８２の回転方向である矢印Ｊで示す方向と反対の矢印Ｆ方向に進行する。この際、現像スリーブ８１は補助的に矢印Ｉ方向に比較的低速で回転させても良い。
【０２１８】
現像剤はドクタ１２により磁気穂高さを一定に規制され、余剰の現像剤は矢印Ｍの流れで供給スクリュー８に戻され軸方向に搬送されながら再び現像ローラ５へと供給される。
【０２１９】
現像ドクタ１２を通過した現像剤は引き続き自転進行するに従い磁石ローラ８２の偏心により次第に現像剤スリーブ８１への吸着力を増大しキャリアが感光体ドラムに移行するのを抑制する。磁石ローラ８２が高回転なほど感光体ドラム１の対向部において現像剤は活発に撹拌されるため静電潜像に応じて効率良くトナーを転移できる。
【０２２０】
現像剤は引き続き自転進行するに従い磁石ローラ８２の偏心により次第に現像剤スリーブ８１への吸着力を減少させ供給搬送路７にて自重により現像スリーブ８１より離脱するが、僅かに残留する吸着力により現像スリーブ８１に残留する現像剤もある。
【０２２１】
磁気シールド板８５近傍において磁石８３から発せられる磁力線は、より透磁率の高い磁気シールド板８５内を通過し現像スリーブ８１外部への漏れ磁界はなくなる。
【０２２２】
ここで残留した現像剤は全て落下し、現像スリーブ８１は次の現像剤搬送の準備を完了する。これにより一度現像に使用された現像剤が再び現像領域に向けてそのまま搬送されることがないので、現像剤のトナー濃度が低下するという問題を抑制することができる。
【０２２３】
ところで、磁気シールド板８５の幅、つまり、磁石ローラ８２の周方向に沿った幅が小さい時、磁石ローラ８２の回転に伴い振動が発生するという問題が予測される。
【０２２４】
磁気シールド板８５に作用する磁石８３が単極となってしまい、磁石８３が磁気シールド板８５の周方向に沿った幅内で回転方向上流側に位置する場合と回転方向下流側に位置する場合で磁気シールド板８５に働く吸引力の方向が入れ替わるためである。振動は現像装置に伝播し横縞状の異常画像や騒音となった。
【０２２５】
そこで、本実施形態では、磁気シールド板８５の上述した周方向での幅に対応する設置角度（Ｒ°）と、磁極８３の配置角度（Ｑ°）との関係を次の関係に設定している。
【０２２６】
Ｒ°  ＞  Ｑ°
ただし、Ｒ°：磁石ローラ８２の回転中心から磁気シールド板８５の周方向での各端部を結ぶ線で形成される角度
Ｑ°：磁石ローラ８２の回転中心から二つの磁石の中心を結ぶ線で形成される角度
これにより磁気シールド板８５には常に複数の磁石８３から吸引力が発生しその力は平均化され振動を抑制することが可能となった。
【０２２７】
本実施形態は以上のような構成であるので、装置の小型化が図れる。つまり本実施形態にかかる構成である磁気シールド板を用いないで、本実施形態による作用と同様に、現像剤を現像スリーブ８１から完全に剥離するには、内包されている磁石ローラ８２の偏心量を大きくして、磁力が及ぶのを抑制しなければならない。
【０２２８】
しかし、磁石ローラ８２は、現像剤搬送という機能を発揮させるためには小径化することに限界があり、これに代えて、現像スリーブ８１を大径化する必要がある。
【０２２９】
磁石ローラ８３の径は、本実施形態の場合、φ１７．６ｍｍ程度であるが、磁気シールド板８５を設けない場合には、現像スリーブ８１の径がφ２８〜３０ｍｍ程度必要となる。
【０２３０】
これに対して、磁気シールド板８５を設けた場合には、現像スリーブ８１の径をφ２５ｍｍとすることができ、これによって、現像装置の小型化が可能となり、特に、図１に示すようにタンデム方式のカラーレーザ複写機の場合、複写機全体の小型化が可能となる結果が得られる。
【０２３１】
次に、本実施形態に用いられる現像ローラ５の長手方向の構成について図１０により説明すると次の通りである。
【０２３２】
図１０において、右下が画像形成装置の奥側に相当する、回転可能な現像スリーブ８１の両端にフランジ８６を圧入し、現像スリーブ８１とフランジ８６は一体的に回転が可能である。画像形成装置手前側のフランジ８６にはバイアス印可ブラシ８８を押圧し現像バイアスを現像スリーブ８１へと印可する。
【０２３３】
画像形成装置奥側のフランジ８６には従動ギヤ８９を固定し、図示しない駆動ギヤから現像スリーブ８１へ駆動を伝達する。さらに両端にはサポータ８７を備え、サポータ８７が現像装置４に固定支持される。
【０２３４】
次に、本実施形態に用いられる現像ローラ５の奥側の長手断面構造について図１１により説明すると次の通りである。なお、手前側断面についてもほぼ同様の構成なので説明は省略する。
【０２３５】
図１１において、フランジ８６には玉軸受９１の外輪を圧入し、玉軸受９１の内輪にはサポータ８７が圧入されることで現像スリーブ８１が回転可能に支持される。
【０２３６】
一方、サポータ８７の中心付近で玉軸受９１と偏心した位置に玉軸受９２と９３の外輪を圧入し、磁石ローラ８２に圧入したシャフト９０を支持する。シャフト９０の先端には図示しないカップリングまたはギヤを装着して駆動を磁石ローラへ伝達する。なお、玉軸受９１と９２は長手方向での位置をずらし現像ローラの小径化を図っている。磁気シールド板８５には図示しないサポータ８７から突出したピンを挿入することで固定支持する。
【０２３７】
＜現像剤＞
本発明において、現像剤は、上述した静電荷現像剤用キャリア及びトナーを含有する。この現像剤を用いて画像を形成すると、優れた画像品質を得ることができる。
【０２３８】
＜トナー＞
トナーは、公知のものであれば特に限定されず、モノクロトナー、カラートナー、フルカラートナー等が挙げられる。トナーは、結着樹脂及び着色剤を含有するが、さらに、離型剤を含有する、いわゆるオイルレストナーであってもよい。オイルレストナーは、定着ロールにトナー固着防止用オイルを塗布しない定着システムにおいても用いることができる。一般的に、オイルレストナーは、離型剤がキャリアの表面に移行するいわゆるスペントが生じやすいが、本発明で用いられる静電荷現像剤用キャリアは、耐スペント性が優れているため、長期にわたり良好な品質を維持することができる。特に、オイルレスフルカラートナーにおいては、ガラス転移温度の低い結着樹脂を用いることがあるため、一般的にスペントしやすいが、本発明で用いられる静電荷現像剤用キャリアを用いることにより、この問題を解決することができる。
【０２３９】
本発明で用いられる現像剤において、トナーは、カラートナーであることが好ましい。本発明で用いられる静電荷現像剤用キャリアは、被覆膜にカーボンブラックを含有しないので、磨耗等に伴うカーボンブラックによる画像の色汚れを生じない。したがって、色再現性が重要視されたカラー現像剤に用いることが好ましい。なお、カラートナーとしては、一般的にカラー単色で用いられるトナーの他に、フルカラー用として用いられるイエロー、マゼンダ、シアン、レッド、グリーン、ブルー等のトナーが挙げられる。
【０２４０】
トナーに用いられる結着樹脂としては、公知のものを用いることができる。具体的には、ポリスチレン、ポリ（ｐ−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誘導体の単独重合体、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−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−メタクリル酸共重合体、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−ビニルメ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−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、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等を単独又は二種以上混合して用いることができる。また、圧力定着用結着樹脂としては、公知のものを混合して用いることができる。具体的には、低分子量のポリエチレン、低分子量のポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂等のオレフィン共重合体、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリビニルピロリドン、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノール変性テルペン樹脂等を単独又は二種以上混合して用いることができる。
【０２４１】
トナーに用いられる着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーを得ることができる公知の顔料又は染料であれば、特に限定されない。
【０２４２】
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。
【０２４３】
橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
【０２４４】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。
【０２４５】
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
【０２４６】
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
【０２４７】
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等がある。
【０２４８】
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
【０２４９】
また、これら着色剤は、単独又は二種以上混合して用いることができる。
【０２５０】
トナーに用いられる離型剤としては、公知のものを用いることができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、パラフィンワックス、アミド系ワックス、多価アルコールワックス、シリコーンワニス、カルナバワックス、エステルワックス等が挙げられる。
【０２５１】
トナーは、必要に応じて、帯電制御剤を含有することができる。具体的には、ニグロシン、炭素数が２〜１６のアルキル基を含むアジン系染料（特公昭４２−１６２７号公報参照）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２（Ｃ．Ｉ．４１０００）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｒｅｄ  １（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｒｅｄ  ９（Ｃ．Ｉ．４２５００）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  １（Ｃ．Ｉ．４２５３５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３（Ｃ．Ｉ．４２５５５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  １０（Ｃ．Ｉ．４５１７０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  １４（Ｃ．Ｉ．４２５１０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  １（Ｃ．Ｉ．４２０２５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ３（Ｃ．Ｉ．５１００５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ５（Ｃ．Ｉ．４２１４０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ７（Ｃ．Ｉ．４２５９５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ９（Ｃ．Ｉ．５２０１５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ２４（Ｃ．Ｉ．５２０３０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ２５（Ｃ．Ｉ．５２０２５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ２６（Ｃ．Ｉ．４４０４５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｇｒｅｅｎ  １（Ｃ．Ｉ．４２０４０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｇｒｅｅｎ  ４（Ｃ．Ｉ．４２０００）等の塩基性染料、これらの塩基性染料のレーキ顔料、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ  ８（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロリド、デシルトリメチルアンモニウムクロリド等の四級アンモニウム塩、ジブチル、ジオクチル等のジアルキルスズ化合物、ジアルキルスズボレート化合物、グアニジン誘導体、アミノ基を有するビニル系ポリマー、アミノ基を有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂、モノアゾ染料の金属錯塩（特公昭４１−２０１５３号公報、特公昭４３−２７５９６号公報、特公昭４４−６３９７号公報及び特公昭４５−２６４７８号公報参照）、サルチル酸（特公昭５５−４２７５２号公報及び特公昭５９−７３８５号公報参照）、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸の亜鉛、アルミニウム、コバルト、クロム、鉄等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、フッ素を含有する四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。なお、ブラック以外のカラートナーにおいては、色を損なう有色の帯電制御剤を用いることは好ましくなく、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好適に用いられる。
【０２５２】
トナーは、必要に応じて、外添剤を添加することができる。外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の無機微粒子や樹脂微粒子を用いることができる。これらを母体トナー粒子に外添することにより、転写性、耐久性をさらに向上させることができる。トナーの表面が微粒子で覆われることにより、転写性や耐久性を低下させる離型剤を覆うことができると共に、接触面積が低下する。これらの無機微粒子は、表面が疎水化処理されていることが好ましく、疎水化処理されたシリカ、酸化チタン等の金属酸化物微粒子が好適に用いられる。
【０２５３】
樹脂微粒子としては、ソープフリー乳化重合法を用いて得られる平均粒子径が０．０５〜１μｍ程度のポリメタクリル酸メチルやポリスチレンの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理されたシリカ及び酸化チタンを併用し、疎水化処理されたシリカの添加量より疎水化処理された酸化チタンの添加量を多くすることにより、湿度に対する帯電安定性にも優れたトナーを得ることができる。
【０２５４】
無機微粒子と併用して、比表面積が２０〜５０ｍ２／ｇのシリカや平均粒子径がトナーの平均粒子径の１／１００〜１／８である樹脂微粒子のような粒子径が大きい外添剤をトナーに外添することにより、耐久性を向上させることができる。これは、トナーが現像装置内でキャリアと混合・攪拌されることにより帯電し、現像に用いられる過程で、トナーに外添された金属酸化物微粒子は、母体トナー粒子内に埋め込まれる傾向にあるが、これらの金属酸化物微粒子より大きな粒子径の外添剤をトナーに外添することにより、金属酸化物微粒子が埋め込まれることを抑制するためである。無機微粒子や樹脂微粒子は、トナー中に含有（内添）されることにより、外添した場合より効果は減少するが、転写性や耐久性を向上させることができると共に、トナーの粉砕性を向上させることができる。また、外添と内添を併用することにより、外添した微粒子が埋め込まれることを抑制することができるため、優れた転写性が安定して得られると共に、耐久性も向上する。
【０２５５】
なお、疎水化処理剤としては、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルジクロロシラン、アリルフェニルジクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ブロモメチルジメチルクロロシラン、α−クロロエチルトリクロロシラン、ｐ−クロロエチルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルトリクロロシラン、ｐ−クロロフェニルトリクロロシラン、３−クロロプロピルトリクロロシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、ノニルトリクロロシラン、（４−イソプロピルフェニル）−トリクロロシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−トリクロロシラン、ジベンジルジクロロシラン、ジヘキシルジクロロシラン、ジオクチルジクロロシラン、ジノニルジクロロシラン、ジデシルジクロロシラン、ジドデシルジクロロシラン、ジヘキサデシルジクロロシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）オクチルジクロロシラン、ジオクチルジクロロシラン、ジデセニルジクロロシラン、ジノネニルジクロロシラン、ジ−２−エチルヘキシルジクロロシラン、ジ（３，３’−ジメチルベンジル）ジクロロシラン、トリヘキシルクロロシラン、トリオクチルクロロシラン、トリデシルクロロシラン、ジオクチルメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシラン、４−イソプロピルフェニルジエチルクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等が挙げられる。これらの他に、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤も用いることができる。また、クリーニング性の向上等を目的とする外添剤として、脂肪酸の金属塩、ポリフッ化ビニリデンの微粒子等の滑剤等も併用することができる。
【０２５６】
トナーの製造方法は、粉砕法、重合法等の公知の方法を用いることができる。
粉砕法を用いる場合、トナーを混練する装置としては、バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサー、ＫＴＫ型２軸押出し機（神戸製鋼所社製）、ＴＥＭ型２軸押出し機（東芝機械社製）、２軸押出し機（ＫＣＫ社製）、ＰＣＭ型２軸押出し機（池貝鉄工社製）、ＫＥＸ型２軸押出し機（栗本鉄工所社製）等の連続式の２軸押出し機、コ・ニーダ（ブッス社製）等の連続式の１軸混練機が好適に用いられる。これらを用いて得られた溶融混練物は、冷却した後、粉砕される。なお、粉砕は、ハンマーミル、ロートプレックス等を用いて粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機、機械式の微粉砕機等を用いて微粉砕することができる。なお、粉砕は、平均粒子径が３〜１５μｍになるように行うことが好ましい。さらに、粉砕物は、風力式分級機等を用いて、平均粒子径が５〜２０μｍになるように分級されることが好ましい。次に、母体トナー粒子へ外添剤の添加が行われることが好ましい。このとき、母体トナー粒子と外添剤を、ミキサー類を用いて混合・攪拌することにより、外添剤が解砕されながら、トナーの表面に被覆される。なお、無機微粒子、樹脂微粒子等の外添剤を均一かつ強固に母体トナー粒子に付着させることにより、耐久性を向上させることができる。
【実施例】
【０２５７】
次に、実施例及び比較例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。なお、部は、重量部である。
【０２５８】
実験に用いた現像装置及び現像剤にかかる構成を示す。
［現像装置］
＜現像装置Ａ＞
従来の現像装置においては固定配置された磁石ローラは１０極の磁極を有しており、図９において現像スリーブの回転中心Ｐと磁石マグＰ’の中心が一致している。また、磁気遮蔽部材である磁気シールド板８５は備えない。
＜現像装置Ｂ＞
現像装置Ａにおいて、回転中心ＰとＰ’をＴだけ離し、磁石マグローラ８３を偏心させた。
＜現像装置Ｃ＞
現像装置Ｂにおいて、磁石マグローラ８３を偏心させることでできた空間に磁気遮蔽部材である磁気シールド板８５を設置した。
＜現像装置Ｄ＞
図１４に示した構成の現像装置を対象として用いた。図１４に示す構成においては、磁石ローラが固定されている。
【０２５９】
［樹脂］
（樹脂Ａ）
撹拌機付きフラスコにトルエン５００ｇを投入して、窒素ガス気流下で９０℃まで昇温した。次いでこれに、ＣＨ２＝ＣＭｅ−ＣＯＯ−Ｃ３Ｈ６−Ｓｉ（ＯＳｉＭｅ３）３（式中、Ｍｅはメチル基である。）で示される３−メタクリロキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン２１１ｇ（５００ミリモル：サイラプレーン  ＴＭ−０７０１Ｔ／チッソ株式会社製）、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン１２４．０ｇ（５００ミリモル）、および、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル０．５８ｇ（３ミリモル）の混合物を１時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル０．０６ｇ（０．３ミリモル）をトルエン１５ｇに溶解した溶液を加えて（２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリルの合計量０．６４ｇ＝３．３ミリモル）、９０〜１００℃で３時間混合してラジカル共重合させてメタクリル系共重合体を得た。得られたメタクリル系共重合体の重量平均分子量は３５，０００であった。次いで、このメタクリル系共重合体溶液の不揮発分が２５重量％になるようにトルエンで希釈した。このようにして得られた共重合体溶液の粘度は８．５ｍｍ２／ｓであり、比重は０．９１であった。
【０２６０】
（樹脂Ｂ）
樹脂Ａに対して２０重量％のシリコーン樹脂溶液ＳＲ２４１０（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を併用した。なお該シリコーン樹脂溶液と樹脂Ａとの比率は重量部にして２：８とした。
【０２６１】
（樹脂Ｃ）
２０重量％のシリコーン樹脂溶液ＳＲ２４１０（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）のみを用いた。
【０２６２】
［導電性微粒子］
（導電性微粒子Ａ）
導電性微粒子としては酸化アルミニウムを主原料とするＥＣ−７００（チタン工業社製）を用いた。
【０２６３】
（導電性微粒子Ｂ）
酸化アルミニウム（住友化学製ＡＫＰ−３０）１００ｇを水１リットルに分散させ懸濁液とし、この液を７０℃に加温した。その懸濁液に塩化第二錫１００ｇと五酸化りん３ｇを２Ｎ塩酸１リットルに溶かした溶液と１２重量％アンモニア水とを、懸濁液のＰＨが７〜８になるように２時間かけて滴下した。滴下後、懸濁液を濾過、洗浄して得られたケーキを１１０℃で乾燥した。次にこの乾燥粉末を窒素気流中で５００℃１時間処理し導電性微粒子Ｂを得た。
【０２６４】
（導電性微粒子Ｃ）
主原料を硫化バリウムとするパストラン４３００（三井金属社製）を用いた。
【０２６５】
（実施例１）
前記樹脂Ａを５００部、アミノシランＳＨ６０２０（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）１部、導電性微粒子Ａを樹脂固形分に対して１倍量、及びトルエン３００部を、ホモミキサーを用いて１５分間分散させることにより、被覆膜形成溶液を得た。芯材として、重量平均粒子径が３５μｍの焼成フェライト粉を用い、被覆膜（被覆層）の平均膜厚ｈが０．５μｍになるように、スピラコーター（岡田精工社製）を用いて、コーター内温度４０℃で被覆膜形成溶液を芯材の表面に塗布し、乾燥した。得られたキャリアを電気炉中に、３００℃で１時間放置して焼成した。冷却後、目開きが６３μｍの篩を用いて解砕しキャリアを得た。
【０２６６】
ポリエステル樹脂１００部、５部のＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、サリチル酸亜鉛２部及びカルナバワックス３部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、２本ロールを用いて１２０℃で４０分間溶融混練した。冷却後、ハンマーミルを用いて粗粉砕し、エアージェット粉砕機を用いて微粉砕した。得られた微粉末を分級して、重量平均粒子径が５μｍの母体トナー粒子を作った。さらに、この母体トナー粒子１００部に、表面を疎水化処理したシリカ１部及び表面を疎水化処理した酸化チタン１部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、トナーを得た。なお、ポリエステル樹脂としては、数平均分子量３８００、重量均分子量２００００、ガラス転移温度６０℃、軟化点１２２℃のものを用いた。
【０２６７】
トナー７部とキャリア９３部を混合攪拌することにより、現像剤を得た。
現像装置は現像装置Ａを用い、磁石ローラを６００ｒｐｍで回転させた際、現像スリーブは３００ｒｐｍで従来例と同等の画像濃度が得られ、供給搬送路から回収搬送路へ至る経路での磁極の通過回数は１５回程度得られた。
【０２６８】
（実施例２〜１３及び比較例１〜３）
実施例１に対し、下記表１の様に組み合わせ検討をおこなった。
【０２６９】
【表１】
2012194374.tif 000017
【０２７０】
以下に、評価方法及び評価条件を示す。
【０２７１】
（経時安定）
経時安定性は、単色による１０万枚のランニングを行い、ランニング後のキャリアの帯電低下率を見た。帯電についてはブローオフ装置ＴＢ−２００（東芝ケミカル社製）を用いて測定した。低下率が３０％以下のものについては◎、３０％を超えて５０％以下のものについては○、それ以外については×として評価した。
【０２７２】
（立ち上がり）
立ち上がりは、ランニングをしていない状態で常温で１週間放置させ、ランニング１０枚目前後での帯電量を測定した。ランニング前に対して帯電が２倍以上なら◎、１．５倍以上２倍未満なら○、それ以外については×として評価した。
【０２７３】
（画質評価）
画像の精細性は、画像面積が５％、１文字の大きさが２ｍｍ×２ｍｍ程度の文字チャートを出力し、再現性を評価した。再現性が非常に良好なものを◎、良好なものを○、実用上使用できないものを×として判定し、◎、○を合格とし、×を不合格とした。
【０２７４】
評価結果を下記表２に示す。
【０２７５】
【表２】
2012194374.tif 000018
【０２７６】
以上のように、本発明によれば、現像剤の帯電立ち上がりを向上させ、また、現像方式を改善させることでトレードオフの関係が予想される現像剤の劣化に対して強い静電荷現像剤用キャリアを用いることで画像を長期にわたり安定化させる現像装置および現像方法、並びに、画像形成装置および画像形成方法を提供することができることがわかった。
また、特に上述の現像装置Ｃにかかる構成によれば、現像剤担持体内で回転可能に設けられ、かつ、現像剤担持体の断面中心に対して潜像担持体に対し接近する向きに偏心させてある磁界発生手段を備え、その磁界発生手段の偏心により形成される現像剤担持体内での隙間空間に磁界発生手段の一部を覆うことができる磁気遮蔽部材が設けられているので、像剤担持体表面への磁力を及びにくくして現像剤の剥離を容易化することができる。特に、剥離のしやすさによる現像剤の回収を容易化するに際して、偏心により得られる隙間空間内に磁気遮蔽部材を設けるだけの簡単な構成で済むことにより装置の大型化や現像剤を掻き取る構造などを要することなく確実に行わせることができる。
【符号の説明】
【０２７７】
（図１について）
１  感光体
４  現像装置
１４  張架ローラ
１５  駆動ローラ
１６  二次転写バックアップローラ
１７  中間転写ユニット
１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ  プロセスカートリッジ
２１  光書込ユニット
２２  二次転写装置
２３  張架ローラ
２４  紙搬送ベルト
２５  定着装置
２６  定着ベルト
２７  加圧ローラ
３０  原稿台
３２  コンタクトガラス
３３  第１走行体
３４  第２走行体
３５  結像レンズ
３６  読取センサ
４４給紙カセット
４２給紙ローラ
４３  ペーパーバンク
４５  分離ローラ
４６，４８  給紙路
４７搬送ローラ対
４９  レジストローラ対
５０  手差し給紙ローラ
５１  手差しトレイ
５３  手差し給紙路
６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ  一次転写バイアスローラ
９０  ベルトクリーニング装置
１００  プリンタ部
１１０  中間転写ベルト
２００  給紙装置
３００  スキャナ
４００  原稿自動給送装置
５００  フルカラープリンタ（複写機）
（図２〜図１０について）
１  現像スリーブ
２ａ  排出スクリュー
４  現像装置
５  現像ローラ
６  回収スクリュー
７  回収搬送路
８  供給スクリュー
９  供給搬送路
１０  攪拌搬送路１０
１１  攪拌スクリュー１１
１２  ドクタブレード
１３  トナー濃度センサ
８０  供給下流端壁面
８２  磁石ローラ
８３  磁石
８４  磁石ホルダ
８５  磁気シールド板
９１  供給開口部
９２  余剰開口部
９３  回収開口部
９５  トナー補給口
１３３  第一仕切り壁
１３４  第二仕切り壁
１３５  排出仕切り壁
（図１１について）
５  現像ローラ
８６  フランジ
８７  サポータ
８８  バイアス印可ブラシ
８９  従動ギヤ
９０  シャフト
９１  玉軸受
９２，９３  玉軸受
（図１２について）
４  現像装置
５  現像スリーブ
４０１  現像剤供給用オーガ
４０２現像剤攪拌用オーガ
（図１３について）
４  現像装置
６  第１のオーガ
８  第２のオーガ
７，９  攪拌室
Ｓ  仕切り壁
（図１４について）
４  現像装置
５  現像スリーブ
６  回収用オーガ
７  回収用搬送路
８  供給用オーガ
９  供給搬送路
１０  攪拌搬送路
１１  攪拌用オーガ
１３３  仕切り壁
１３４仕切り壁
（図１５について）
３１  セル
３２ａ  電極
３２ｂ  電極
３３  キャリア
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２７８】
【特許文献１】特許第３１２７５９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１０１７９７号公報
【図１】
2012194374.tif 000023
【図２】
2012194374.tif 000024
【図３】
2012194374.tif 000025
【図４】
2012194374.tif 000026
【図５】
2012194374.tif 000027
【図６】
2012194374.tif 000028
【図７】
2012194374.tif 000029
【図８】
2012194374.tif 000030
【図９】
2012194374.tif 000031
【図１１】
2012194374.tif 000032
【図１２】
2012194374.tif 000033
【図１３】
2012194374.tif 000034
【図１４】
2012194374.tif 000035
【図１５】
2012194374.tif 000036
【図１０】
2012194374.tif 000037