(57)【要約】      （修正有）【課題】ＡＣ現像バイアスを用い、周期的な濃度変動を改善するとともに、ＡＣ現像バイアスのプラス側バイアスによる影響を低減し、現像能力の低下を長期に渡り抑制することができる現像装置を提供する。【解決手段】トナーとキャリアとからなる現像剤を有し、潜像担持体１と対向する現像領域で潜像担持体の表面の潜像に現像剤Ｇ中のトナーを供給し現像する現像剤担持体５０を有する現像装置５であって、キャリアは微粒子を含有し、体積固有抵抗Ｒ（＝１０Ｘ）（Ω・ｃｍ）のＸの値が１１．５から１６．０であり、現像剤担持体は、複数の磁極を有する磁界発生手段５５と、磁界発生手段の磁力によって円筒形状の外周面に現像剤を担持し、現像装置本体に対し回転し表面移動する現像剤担持体とを有し、現像剤担持体に対し、交流成分を含む電圧を印加する現像スリーブ電圧印加手段１５１を有する現像装置。【選択図】図１１
2016066067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとからなる現像剤を有し、前記現像剤を表面上に担持して表面が無端移動し、潜像担持体と対向する現像領域で前記潜像担持体の表面の潜像に前記現像剤中の前記トナーを供給して現像する現像剤担持体を有する現像装置であって、
前記キャリアは微粒子を含有し、前記キャリアの体積固有抵抗Ｒ（＝１０Ｘ）（Ω・ｃｍ）のＸの値が１１．５から１６．０であり、
前記現像剤担持体は、複数の磁極を有する磁界発生手段と、前記磁界発生手段を内包する円筒形状で、前記磁界発生手段の磁力によって円筒形状の外周面に前記現像剤を担持し、現像装置本体に対して回転することによって表面移動する現像スリーブとを有し、
前記現像スリーブに対し、交流成分を含む電圧を印加する現像スリーブ電圧印加手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像スリーブ電圧印加手段における直流（ＤＣ）成分に交流（ＡＣ）成分を重畳したバイアスのピークトゥピークが、トナーの正規帯電極性側の最大値（Ｖｐｐ１とする）と、最小値（Ｖｐｐ２とする）との間に、下記式で示すような関係がある請求項１に記載の現像装置。
｜Ｖｐｐ１−Ｖｐｐ２｜≦  １５００Ｖ
【請求項３】
前記現像スリーブ電圧印加手段における直流（ＤＣ）成分に交流（ＡＣ）成分を重畳したバイアスのピークトゥピークが、トナーの正規帯電極性側の最大値（Ｖｐｐ１とする）と、最小値（Ｖｐｐ２とする）としたときに、前記潜像担持体の潜像の画像部電位（ＶＬ）との間に、下記式で示すような関係がある請求項１から２のいずれかに記載の現像装置。
｜Ｖｐｐ１｜＞｜Ｖｐｐ２｜＞｜ＶＬ｜
【請求項４】
前記現像スリーブ電圧印加手段におけるＡＣ現像バイアスの交流成分についてのプラス極性の成分のデューティ比が２０％以下である請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像スリーブ電圧印加手段におけるＡＣ現像バイアスの周波数ｆが２（ｋＨｚ）以下である請求項１から４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記キャリアが、前記微粒子及び樹脂を含む被覆層を有し、前記被覆層中における前記樹脂と前記微粒子との合計量に対する前記微粒子の含有量が、１０質量％から８５質量％である請求項１から５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記微粒子の粉体比抵抗が、−３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））から３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））である請求項１から６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記微粒子が、アルミナ、シリカ、チタン、バリウム、スズ、及びカーボンの少なくもといずれかを含有する微粒子からなる請求項１から７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
前記キャリアが、前記微粒子及び樹脂を含む被覆層を有し、前記被覆層における前記微粒子の分散粒径が、５０ｎｍから６００ｎｍである請求項１から８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像スリーブの外周面に、円筒形状を形成するスリーブ素管の材料よりもトナーとの摩擦係数が小さい低摩擦表面層を有する請求項１から９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
前記スリーブ素管を形成する材料は、アルミニウムである請求項１０に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記低摩擦表面層は、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されている請求項１０から１１のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１３】
潜像担持体と、
前記潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像担持体上に形成された潜像を、現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像手段と、
前記潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段とを有する画像形成装置であって、
前記現像手段として、請求項１から１２のいずれかに記載のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における現像手段として有効に使用し得る現像装置、及び該現像装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、潜像担持体上に形成した潜像を現像装置で顕像化する現像装置が知られている。例えば、潜像担持体に形成された潜像を顕像化するために、現像剤としてトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた二成分方式の現像装置がある。二成分方式の現像装置では、現像剤担持体を構成する現像スリーブの表面の一部と潜像担持体の表面の一部とが対向して現像領域を形成する。そして、現像スリーブ内に配置された磁界発生手段の磁界によって現像スリーブ上に形成した磁気ブラシを現像領域で潜像担持体に接触または近接させて潜像担持体の表面の潜像にトナーを付着させて可視像化している。
【０００３】
この種の現像装置では、現像電圧が印加された現像スリーブの表面電位と、潜像担持体の表面電位との電位差によって現像スリーブから潜像担持体にトナーが移動する。現像スリーブに現像電圧を印加する構成としては、直流成分のみの電圧を印加する構成（以下、「ＤＣバイアス現像」と呼ぶ）と、交流成分を含む電圧を印加する構成（以下、「ＡＣバイアス現像」と呼ぶ）（例えば、特許文献１参照）とが知られている。
一方、近年、電子写真方式を用いた複写機やプリンタの技術は、モノクロからフルカラーへの展開が急速になりつつあり、フルカラーの市場が拡大する傾向にある。このようなフルカラー電子写真方式による画像形成において、色再現性に優れ、鮮明なフルカラー画像を得るためには、潜像担持体上のトナー量を静電潜像に忠実に保つ必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、ＤＣバイアス現像では、作像した画像に現像スリーブの円周の長さに対応した周期的な濃度変動が生じることが分かった。これは、製造誤差等により現像スリーブが偏芯していることで、現像スリーブを回転させると、潜像担持体と現像スリーブとの隙間（以下、「現像ギャップ」と呼ぶ）が現像スリーブの回転周期に応じて変動するためと考えられる。
一方、ＡＣバイアス現像では、ＤＣバイアス現像に比べて上記周期的な濃度変動が改善されることを確認した。そこで、現像手段としてＡＣバイアス現像を用いることとし、さらにＡＣバイアス現像について研究をすすめたところ、ＡＣバイアス現像を用いることによる特有の問題が生じることが分かった。
【０００５】
本発明者らの研究によると、ＡＣバイアスの重畳により、プラス側（スリーブ側へ戻す側）バイアスによるトナー抜けや、現像開始電圧が高くなることによる使用バイアスの上昇に伴い潜像担持体上へのキャリアの付着、ゴースト画像といった問題が生じることが分かった。ここで、ゴースト画像とは、直前画像履歴による影響により、潜像担持体上のトナー量の差が次の現像時の画像上に濃度差として表れる現象をいう。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ＡＣ現像バイアスを用い、周期的な濃度変動を改善するとともに、ＡＣ現像バイアスを用いることにより生じるプラス側バイアスによる影響を低減し、現像能力の低下を長期に渡り抑制することができる現像装置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】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、本発明の現像装置は、トナーとキャリアとからなる現像剤を有し、前記現像剤を表面上に担持して表面が無端移動し、潜像担持体と対向する現像領域で前記潜像担持体の表面の潜像に前記現像剤中の前記トナーを供給して現像する現像剤担持体を有する現像装置であって、
前記キャリアは微粒子を含有し、前記キャリアの体積固有抵抗Ｒ（＝１０Ｘ）（Ω・ｃｍ）のＸの値が１１．５から１６．０であり、
前記現像剤担持体は、複数の磁極を有する磁界発生手段と、前記磁界発生手段を内包する円筒形状で、前記磁界発生手段の磁力によって円筒形状の外周面に前記現像剤を担持し、現像装置本体に対して回転することによって表面移動する現像スリーブとを有し、
前記現像スリーブに対し、交流成分を含む電圧を印加する現像スリーブ電圧印加手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、周期的な濃度変動を抑制しつつ、現像能力の低下を長期に渡り抑制することができる現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ＡＣバイアスの波形の一例を示すとともにトナーの移動について説明した図である。
【図２】図２は、ＡＣバイアスの波形の他の一例を示すとともにトナーの移動について説明した図である。
【図３】図３は、ピークトゥピーク８００Ｖに固定した条件下における、Ｖｐｐ１、Ｖｐｐ２、Ｖｏｆｆの関係を示した図である。
【図４】図４は、ＡＣ現像におけるトナー移行量と現像開始電圧の関係を示した図である。
【図５】図５は、キャリアの体積固有抵抗の測定に用いる抵抗測定セルの一例を示す斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、キャリアにおいて、被覆層中における微粒子の存在状態を示したイメージ図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、キャリアにおいて、被覆層中における微粒子の存在状態を示したイメージ図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、キャリアにおいて、被覆層中における微粒子の存在状態を示したイメージ図である。
【図７Ａ】図７Ａは、キャリアにおいて、被覆層中における微粒子の存在状態を示したイメージ図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、キャリアにおいて、被覆層中における微粒子の存在状態を示したイメージ図である。
【図８】図８は、本発明に係る現像装置の現像スリーブに印加される現像バイアスの波形の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る複写機の一例を示す概略構成図である。
【図１０】図１０は、作像部の概略構成図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る現像装置の一例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、現像カバーを取り外した状態の現像装置の一例を示す斜視図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、現像装置において、現像カバーを取り外した状態の一例を示す上面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、現像装置の側面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、現像装置の側方断面図である。
【図１４】図１４は、現像装置内における現像剤の長手方向の動きと、現像剤の堆積の状態とを示す概略図である。
【図１５】図１５は、本発明に係る現像装置の現像スリーブに印加される現像バイアスの波形の他の一例を示す説明図である。
【図１６】図１６は、実験例１の結果を示す図である。
【図１７】図１７は、実験例２の結果を示す図である。
【図１８】図１８は、実験例３の結果を示す図である。
【図１９】図１９は、現像装置が備える現像ローラの断面説明図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、縦帯チャートにおける正常画像の一例を示す図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、縦帯チャートにおける異常画像の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、現像剤の帯電量を測定する測定方法（ブローオフ法）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（現像装置）
本発明の現像装置は、トナーとキャリアとからなる現像剤を有しており、前記キャリアは、微粒子を含有し、前記キャリアの体積固有抵抗Ｒ（＝１０Ｘ）（Ω・ｃｍ）のＸの値は１１．５から１６．０である。
また、本発明の現像装置は、現像剤担持体を有している。前記現像剤担持体は、磁界発生手段と現像スリーブとを有している。
また、本発明の現像装置は、前記現像スリーブに対し、交流成分を含む電圧を印加する現像スリーブ電圧印加手段を有している。
本発明の現像装置は、画像形成装置において、現像手段を施す際に使用される。
【００１１】
＜現像剤＞
前記現像剤は、トナーとキャリアとを含有する。
【００１２】
＜＜キャリア＞＞
前記キャリアは、例えば、芯材粒子と、前記芯材粒子を被覆する被覆層とを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記キャリアとしては、例えば、被覆層中に微粒子を含有し、前記キャリアの体積固有抵抗Ｒ（＝１０Ｘ）（Ω・ｃｍ）のＸの値が１１．５から１６．０、つまり体積固有抵抗Ｒの常用対数値Ｌｏｇ１０ＲであるＸが、１１．５（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））から１６．０（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））であることが重要である。体積固有抵抗が１１．５（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））未満であると、現像バイアスに対しての追従性が高くなって好ましくない。
例えば、ＡＣバイアスを重畳すると、プラス側（スリーブ側へ戻す側）バイアスによるトナー抜けや、現像開始電圧が高くなることによる使用バイアスの上昇に伴い潜像担持体上へのキャリアの付着、ゴースト画像が問題となる。
本発明者らは、体積固有抵抗が上記範囲にあるキャリアを用いると、バイアスの変化に対する現像剤抵抗の変化が緩やかに追従するためプラス側バイアスによる上記問題がおきにくいことを見出した。
【００１３】
ＡＣバイアスを重畳することは図１に示すように平均的なバイアス（直流（ＤＣ）成分：Ｖｏｆｆで表される）に所定のピーク幅を持つ交流（ＡＣ）成分を重ね合わせているため、ＡＣバイアスがマイナスにかかる間はトナーは現像ローラーから潜像担持体へ移動しやすくなり、逆にＡＣバイアスがプラスにかかる間は移動しにくくなる。
ＡＣバイアスのピークトゥピークが大きい場合（図１では８００Ｖの場合）、ＡＣバイアスがプラスにかかる間はトナーは潜像担持体から戻される方向のバイアスが働くことになる。図１におけるａの矢印は、トナーが現像ローラから感光体へ移動する力が働いていることを意味しており、ｂの矢印は、トナーが感光体から現像ローラへ移動する力が働いていることを意味している。
図２のようにＡＣバイアスのプラス側成分に比べ、マイナス側成分の時間的比率が大きい場合はプラス側成分の大きさは大きくなるため、トナーが潜像担持体から強いバイアスで戻されることとなる。
図３に示すように、ピークトゥピーク８００Ｖ条件下において、ＤＣ成分(Ｖｏｆｆ)が低いときには、潜像担持体からの戻るバイアス(Ｖｐｐ２)が非常に強くなってしまう。
このため、図４に示すように現像が開始する低バイアスにおいて、トナーが現像しにくい現象が起こり、現像開始電圧が高くなってしまう。これにより潜像担持体上に所定量トナーを付着させたいときに、現像開始電圧が高くなることで、必要な現像ポテンシャルＶｐｏｔ．が高くなってしまい、電荷注入によりキャリアがプラスからマイナスへ帯電され、キャリアがトナーと同極性となり潜像担持体に現像（付着）されるなどの副作用が起きる。
キャリアの体積固有抵抗が低すぎると、図１、２に示すようなバイアスの急峻な変化に応じて、キャリア抵抗が急峻に変化し、上記問題を引き起こすが、キャリアの体積固有抵抗が１１．５（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））以上であると、バイアス応答性が緩やかとなることで、上記副作用を軽減することができることを本発明者らは見出した。
【００１４】
前記キャリアの体積固有抵抗Ｒ（＝１０Ｘ）（Ω・ｃｍ）のＸの値は１１．５から１６．０、つまり体積固有抵抗Ｒを常用対数値Ｌｏｇ１０Ｒ＝Ｘで表した際のＸが、１１．５（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））から１６．０（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））である。
【００１５】
なお、体積固有抵抗は、図５に示すセルを用いて測定することができる。具体的には、まず、表面積２．５ｃｍ×４ｃｍの電極（１ａ）及び電極（１ｂ）を、０．１６ｃｍの距離を隔てて収容したフッ素樹脂製容器（２）からなるセルに、キャリア（３）を充填し、落下高さ１ｃｍ、タッピングスピード３０回／分間で、１０回のタッピングを行う。次に、電極（１ａ）及び（１ｂ）の間に１，０００Ｖの直流電圧を印加して３０秒後の抵抗値ｒ［Ω］を、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（横河ヒューレットパッカード社製）を用いて測定し、下記式から、体積固有抵抗Ｒ（Ω・ｃｍ）を求め、Ｌｏｇ１０Ｒ＝Ｘを算出することができる。
ｒ×（２．５×４）／０．１６  ・・・式
【００１６】
−芯材粒子−
前記磁性を有する芯材粒子としては、磁性体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄、コバルト等の強磁性金属、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、各種合金、化合物等の磁性体を樹脂中に分散させた樹脂粒子などが挙げられる。これらの中でも、環境面への配慮の点で、Ｍｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒフェライトなどが好ましい。
【００１７】
−被覆層−
前記被覆層は、芯材粒子表面を被覆するものであり、樹脂と、微粒子とを含む。
前記被覆層は、樹脂及び微粒子を含有する被覆層形成溶液を前記芯材粒子に塗布することにより形成することができる。
前記キャリアの電気抵抗（体積固有抵抗）を所望の範囲とするのに、使用する微粒子の種類、大きさ、物性や、被覆層中における微粒子の分散状態を考慮するとよい。
【００１８】
前記被覆層中に、前記微粒子が１０質量％から８５質量％の割合で含有する被覆層であれば、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、４０質量％から８５質量％がより好ましく、５０質量％から８０質量％がさらに好ましい。
前記微粒子の含有量が、１０質量％未満であると、前記被覆層が削れることがあり、８５質量％を超えると、被覆層の抵抗が均一となってしまい、現像バイアスに対しての追従性が高くなって好ましくない。
【００１９】
微粒子の含有量が上記範囲においては、バイアスの変化に対する現像剤抵抗の変化が緩やかに追従するためプラス側バイアスによる上記課題がおきにくい事が明らかとなった。
理由は定かではないが、抵抗の高い樹脂部に抵抗の低い微粒子が所定の割合で存在することで、被覆層の抵抗が不均一となり、特に低バイアス時に樹脂抵抗に依存する高抵抗現像剤同様の挙動を示し、バイアス追従性が落ちていると考えている。
【００２０】
なお、前記微粒子の含有量は、下記式で表される。
微粒子の含有量（質量％）＝｛微粒子／（微粒子＋樹脂固形分総量）｝
【００２１】
また、被覆層中の粒子の存在状態も重要であることがわかった。微粒子が均一に分散している状態は上記と同じ理由で好ましくない。
図６ＡからＣ、及び図７ＡからＢに、被覆層中における微粒子の存在状態を表したイメージ図を挙げた。図６ＡからＣ、及び図７ＡからＢ中において、符合１１０は微粒子を、１１１は被覆層を、１１２は芯材粒子を表している。
ここで、図６ＡやＣに比べ、図６Ｂで示される状態が好ましいと本発明者らは考えている。また、図７で示すように微粒子が均一に被覆層に分散されているよりも（図７Ａ）、微粒子がある程度凝集し、被覆層中に不均一に散らばっている方（図７Ｂ）が好ましい。
【００２２】
本発明では、被覆層中に分散されている微粒子の大きさ、つまり被覆層中における微粒子の粒径（以下、「微粒子の分散粒径」ともいう）は、後述するように、５０ｎｍから６００ｎｍの大きさであることが好ましい。たとえ、平均粒径の小さい微粒子を用いても、つまり微粒子それ自体の大きさが小さくても、微粒子の分散条件や分散方法等を調整することにより、微粒子の分散粒径が５０ｎｍから６００ｎｍであれば、本発明の効果は有すると考えられる。例えば、図７Ｂのようにいくつかの微粒子が凝集するように製造される場合には、微粒子の塊が上記５０ｎｍから６００ｎｍの範囲に入っていればよい。
被覆層中の微粒子の分散粒径は、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、キャリア断面を観察し、任意の１００粒子を測定し測定値の平均を求めることにより得ることができる。
【００２３】
前記被覆層の厚みは、前記樹脂の前記芯材粒子に対する含有量により制御することができる。前記樹脂の前記芯材粒子に対する含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、被覆層の厚みにより局所的な低抵抗状態を形成することができる点で、０．５質量％から３．０質量％が好ましい。
【００２４】
前記被覆層の平均厚みｈとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、薄すぎると、現像機内での攪拌で容易に前記芯材粒子の表面が露出してしまい、抵抗値の変化が大きくなることがあり、厚すぎると、前記芯材粒子の凸部が露出せず、局所的な低抵抗状態を形成することが難しくなってしまう。前記被覆層の厚みは、前記樹脂の前記芯材粒子に対する含有量により制御することができる。
【００２５】
前記被覆層の平均厚みｈは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、キャリア断面を観察し、キャリア表面を覆う被覆層の樹脂部の厚みを測定し、その平均値から求めることができる。具体的には、前記キャリア断面から任意の５０点について芯材粒子表面から被覆層表面までの距離を測定し、測定値の平均を求める。
【００２６】
−−樹脂−−
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、アミノ樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリコーン樹脂が好ましい。
【００２７】
また、前記樹脂としては、シランカップリング剤及びシリコーン樹脂を含有する混合物の硬化物を含む樹脂も好適に用いることができる。
【００２８】
前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、少なくとも下記一般式（Ａ）で表されるＡ部分、及び下記一般式（Ｂ）で表されるＢ部分を含む共重合体を加水分解し、シラノール基を生成して縮合することにより得られる架橋物を含有する樹脂を用いるのが、より好ましい。
【００２９】
【化１】
2016066067.tif 000003
ただし、前記一般式（Ａ）中、Ｒ１は、水素原子、及びメチル基のいずれかを表し、Ｒ２は、炭素数１〜４のアルキル基を表し、ｍは、１〜８の整数を表し、Ｘは、前記共重合体におけるモル比を表し、１０モル％〜９０モル％を表す。
【００３０】
【化２】
2016066067.tif 000004
ただし、前記一般式（Ｂ）中、Ｒ１は、水素原子及びメチル基のいずれかを表し、Ｒ２は、炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ３は、炭素数１〜８のアルキル基及び炭素数１〜４のアルコキシ基のいずれかを表し、ｍは、１〜８の整数を表し、Ｙは、前記共重合体におけるモル比を表し、１０モル％〜９０モル％を表す。
【００３１】
前記シランカップリング剤は、前記微粒子を安定して分散させることができる。
前記シランカップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル［３−（トリメトキシシリル）プロピル］アンモニウムクロライド、γ−クロルプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロルシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、アリルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、１，３−ジビニルテトラメチルジシラザン、メタクリルオキシエチルジメチル（３−トリメトキシシリルプロピル）アンモニウムクロライドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
前記シランカップリング剤は、適宜調製したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよく、該市販品としては、例えば、ＡＹ４３−０５９、ＳＲ６０２０、ＳＺ６０２３、ＳＨ６０２０、ＳＨ６０２６、ＳＺ６０３２、ＳＺ６０５０、ＡＹ４３−３１０Ｍ、ＳＺ６０３０、ＳＨ６０４０、ＡＹ４３−０２６、ＡＹ４３−０３１、ｓｈ６０６２、Ｚ−６９１１、ｓｚ６３００、ｓｚ６０７５、ｓｚ６０７９、ｓｚ６０８３、ｓｚ６０７０、ｓｚ６０７２、Ｚ−６７２１、ＡＹ４３−００４、Ｚ−６１８７、ＡＹ４３−０２１、ＡＹ４３−０４３、ＡＹ４３−０４０、ＡＹ４３−０４７、Ｚ−６２６５、ＡＹ４３−２０４Ｍ、ＡＹ４３−０４８、Ｚ−６４０３、ＡＹ４３−２０６Ｍ、ＡＹ４３−２０６Ｅ、Ｚ６３４１、ＡＹ４３−２１０ＭＣ、ＡＹ４３−０８３、ＡＹ４３−１０１、ＡＹ４３−０１３、ＡＹ４３−１５８Ｅ、Ｚ−６９２０、Ｚ−６９４０（以上、東レ・シリコーン社製）などが挙げられる。
【００３３】
前記シランカップリング剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記結着樹脂に対して、０．１質量％から１０質量％が好ましい。前記含有量が、０．１質量％未満であると、前記芯材粒子乃至前記微粒子と前記結着樹脂との接着性が低下して、長期間の使用中に被覆層が脱落することがあり、１０質量％を超えると、長期間の使用中にトナーのフィルミングが発生することがある。
【００３４】
前記被覆層は、前記シラノール基及び／又は加水分解性官能基を有するシリコーン樹脂、重合触媒、必要に応じて、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以外の樹脂、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ながら、シラノール基を縮合させることにより形成してもよいし、被覆層用組成物で芯材粒子を被覆した後に、シラノール基を縮合させることにより形成してもよい。
被覆層用組成物で芯材粒子を被覆しながら、シラノール基を縮合させる方法としては、特に限定されないが、例えば、熱、光等を付与しながら、被覆層用組成物で芯材粒子を被覆する方法などが挙げられる。
また、被覆層用組成物で芯材粒子を被覆した後に、シラノール基を縮合させる方法としては、特に限定はなく目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、被覆層用組成物で芯材粒子を被覆した後に加熱する方法などが挙げられる。
【００３５】
−−微粒子−−
前記微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルミナ、シリカ、チタン、バリウム、スズ、及びカーボンの少なくともいずれかを含むことが好ましい。
前記微粒子としては、導電性微粒子及び非導電性微粒子のいずれも用いることができ、導電性微粒子と非導電性微粒子とを併用してもよい。
【００３６】
ここで、前記導電性微粒子とは、粉体比抵抗が１００Ω・ｃｍ以下である微粒子を指し、前記非導電性微粒子とは、粉体比抵抗が１００Ω・ｃｍを超える微粒子を指す。
【００３７】
前記粉体比抵抗は、例えば、次のようにして測定することができる。内径１インチの円筒状の塩化ビニル管の中に、試料を５ｇ入れ、その上下を電極で挟む。これら電極をプレス機により、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加える。続いて、この加圧した状態で、ＬＣＲメータ（４２１６Ａ、横河−ＨＥＷＬＥＴＴ−ＰＡＣＫＡＲＤ社製）を接続する。接続直後の抵抗ｒ（Ω）を読み取りノギスで全長Ｌ（ｃｍ）を測定し粉体比抵抗（Ω・ｃｍ）を算出する。計算式は、以下の式に示すものである。
粉体比抵抗（Ω・ｃｍ）＝
｛（２．５４／２）２×π｝×ｒ／（Ｌ−１１．３５）
ｒ  ：接続直後の抵抗
Ｌ  ：試料を充填した場合の全長
１１．３５：試料を充填しない場合の全長
【００３８】
前記導電性微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化珪素、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム等の基体に二酸化スズ、酸化インジウム等を層として形成した導電性微粒子；カーボンブラックを用いて形成する導電性微粒子などが挙げられる。これらの中でも、酸化アルミニウム、二酸化チタン、又は硫酸バリウムの基体に二酸化スズ、又は酸化インジウムを層として形成した導電性微粒子が好ましい。
【００３９】
前記非導電性微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化珪素、硫酸バリウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。
【００４０】
前記微粒子の粉体比抵抗としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、−３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））から３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））が好ましい。前記粉体比抵抗が、−３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））未満であると、微粒子の抵抗が低すぎるため、トナーとの摩擦帯電の際に十分に帯電することができないこと、また現像バイアス追従性が高すぎるため、ＡＣバイアス重畳の際、現像開始電圧が高くなり問題であり、３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））を超えると、キャリア抵抗調整能力が十分でないため、エッジ効果及び画像の精細性が悪化することがある。
【００４１】
前記微粒子の体積平均粒径Ｄとしては、比較的粒径の大きい、例えば、５０ｎｍから６００ｎｍが好ましく、１００ｎｍから４００ｎｍがより好ましい。前記範囲内の粒径を有することで、樹脂被覆層の表面から微粒子が出やすくなり、部分的な低抵抗を作りやすく、更にはキャリア表面のスペント物を掻き取り易く、耐摩耗性にも優れる。また、５０ｎｍより小さいと、樹脂と微粒子が一様に混ざり、被服膜抵抗が均一となってしまうことで、バイアス追従性が高まり、ＡＣバイアス重畳の際、現像開始電圧が高くなり問題がある。
本発明では、微粒子それ自体の大きさが比較的大きい、前述したような平均粒径のものを使用するのが好ましいが、これに限られず、微粒子の種類や大きさ、被覆層における微粒子の分散方法、被覆層の形成方法などを適宜選択することにより、図７Ｂで示されるような微粒子が塊で被覆層中に分散している態様も含めるものである。この場合には、前述したとおり、被覆層における微粒子の分散粒径が、５０ｎｍから６００ｎｍであればよく、つまり微粒子の塊が、上記５０ｎｍから６００ｎｍの範囲であればよい。
【００４２】
前記微粒子の体積平均粒径Ｄは、例えば、超遠心式自動粒度分布測定装置ＣＡＰＡ−７００（堀場製作所製）を用いて測定することができる。具体的には、以下の手順で測定を行う。
ジューサーミキサーにアミノシラン（ＳＨ６０２０、東レ・ダウコーニング株式会社製）３０ｍＬにトルエン溶液３００ｍＬを入れる。試料を６．０ｇを加え、ミキサー回転速度をｌｏｗにセットし３分間分散する。１，０００ｍＬビーカーに予め用意されたトルエン溶液５００ｍＬの中に分散液を適量加えて希釈する。得られた希釈液はホモジナイザーにて常に攪拌を続ける。超遠心式自動粒度分布測定装置ＣＡＰＡ−７００（堀場製作所製）にて体積平均粒径を測定する。
−測定条件−
測定条件回転速度：２，０００ｒｐｍ
最大粒度：２．０μｍ
最小粒度：０．１μｍ
粒度間隔：０．１μｍ
分散媒粘度：０．５９ｍＰａ・ｓ
分散媒密度：０．８７ｇ／ｃｍ３
粒子密度：乾式自動嵩密度計アキュピック１３３０（株式会社島津製作所製）を用いて測定した真比重値
【００４３】
＜＜＜静電潜像現像用キャリアの重量平均粒径Ｄｗ＞＞＞
前記キャリアの重量平均粒径Ｄｗは、レーザー回折・散乱法によって求めた前記芯材粒子の粒度分布における積算値５０％での粒径をいう。
前記キャリアの重量平均粒径Ｄｗとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０μｍから６５μｍであることが好ましい。前記重量平均粒径が前記範囲内であることにより、キャリア付着や画質などに対する改善効果が顕著である。これは、重量平均粒径が２０μｍ未満の場合は、粒子の均一性が低下することと、マシン側で充分使いこなす技術が確立できていないことにより、キャリア付着などの問題が生じ好ましくない。一方、６５μｍを越える場合には、画像細部の再現性が悪く精細な画像が得られないので好ましくない。
【００４４】
前記重量平均粒径Ｄｗは、個数基準で測定された粒子の粒径分布（個数頻度と粒径との関係）に基づいて算出されたものである。
この場合の重量平均粒径Ｄｗは次式で表わされる。
Ｄｗ  ＝  ｛１／Σ（ｎＤ２）｝×｛Σ（ｎＤ４）｝
（上記式中、Ｄは各チャネルに存在する粒子の代表粒径（μｍ）を示し、ｎは各チャネルに存在する粒子の総数を示す）
なお、チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を測定幅単位に分割するための長さを示すもので、本発明の場合には、２μｍの等分長さ（粒径分布幅）を採用した。
また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子粒径の下限値を採用した。
【００４５】
また、本発明において個数平均粒径Ｄｐは、個数基準で測定された粒子の粒径分布に基づいて算出されたものである。
この場合の個数平均粒径Ｄｐは以下の式で表わされる。
Ｄｐ  ＝  （１／Ｎ）×（ΣｎＤ）
（ただし、上記式中、Ｎは計測した全粒子数を示し、ｎは各チャネルに存在する粒子の総数を示し、Ｄは各チャネル（２μｍ）に存在する粒子粒径の下限値を示す。）
【００４６】
本発明において粒径分布を測定するための粒度分析計としては、マイクロトラック粒度分析計（モデルＨＲＡ９３２０−Ｘ１００、Ｈｏｎｅｗｅｌｌ社製）を用いた。その測定条件は以下の通りである。
−測定条件−
［１］粒径範囲：１００ｎｍ〜８μｍ
［２］チャネル長さ（チャネル幅）：２μｍ
［３］チャネル数：４６
［４］屈折率：２．４２
【００４７】
＜＜＜静電潜像現像用キャリアの磁化＞＞＞
前記キャリアの磁化（磁気モーメント）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１ｋＯｅの磁場において、４０Ａｍ２／ｋｇから９０Ａｍ２／ｋｇが好ましい。
なお、前記磁化の測定には、例えば、高感度振動試料型磁力計（ＶＳＭ−Ｐ７−１５、東英工業株式会社製）を用いることができる。具体的な測定方法としては、キャリア約０．１５ｇを秤量し、内径２．４ｍｍ、高さ８．５ｍｍのセルに前記キャリアを充填し、１，０００エルステット（Ｏｅ）の磁場下で測定する。
【００４８】
＜＜トナー＞＞
前記トナーは、例えば、バインダー樹脂、帯電制御剤、及び離型剤を含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記トナーとしては、例えば、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂中に、着色剤、微粒子、帯電制御剤、離型剤などを含有させたものであり、従来公知の各種のトナーを用いることができる。また、前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて従来公知のトナー製法から適宜選択することができ、例えば、粉砕法、重合法、造粒法などが挙げられる。前記トナーの形状としては、不定形であっても、球形であってもよい。また、磁性トナーであっても、非磁性トナーであってもよい。
【００４９】
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、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−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタア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などのスチレン系バインダー樹脂；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレートなどのアクリル系バインダー樹脂；ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、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樹脂、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、脂肪族又は脂肪族炭化水素樹脂、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などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、トナーの保存時の安定性を確保しつつ、より溶融粘度を低下させることができる点で、ポリエステル樹脂が好ましい。
【００５０】
前記ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分との重縮合反応により得られる樹脂などが挙げられ、結晶性ポリエステル樹脂と併用して使用してもよい。
【００５１】
前記アルコール成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオールなどのジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノーＡなどのエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数３〜２２の飽和若しくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単量体、その他の２価のアルコール単量体、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等の３価以上の高アルコール単量体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５２】
前記カルボン酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和若しくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルと、リノレイン酸からの二量体酸、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これら酸の無水物等の３価以上の多価カルボン酸単量体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５３】
前記ポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂を併用すると、更に低温での定着が可能になると共に、低温でも画像の光沢性をさらに上げることが可能になる。前記結晶性ポリエステル樹脂は、ガラス転移温度で結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙などの記録媒体への定着機能を発現する。ここでいう結晶性ポリエステルとは、軟化点と示差走査熱量計（ＤＳＣ）における吸熱の最高ピーク温度との比、即ち軟化点／吸熱の最高ピーク温度で定義される結晶性指数によって表わされ、前記結晶性指数が０．６から１．５であり、０．８から１．２が好ましい。
【００５４】
前記ポリエステル樹脂における前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、ポリエステル樹脂１００質量部に対して、１質量部から３５質量部が好ましく、１質量部から２５質量部がより好ましい。前記含有量が、３５質量部を超えると、潜像担持体等の像担持体表面にフィルミングを起こしやすくなると共に、トナーの保存安定性が悪化する。
【００５５】
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡとエポクロルヒドリンとの重縮合物などが挙げられる。前記エポキシ系樹脂は、適宜調製したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよいが、該市販品としては、例えば、エポミックＲ３６２、Ｒ３６４、Ｒ３６５、Ｒ３６６、Ｒ３６７、Ｒ３６９（以上、三井石油化学工業株式会社製）、エポトートＹＤ−０１１、ＹＤ−０１２、ＹＤ−０１４、ＹＤ−９０４、ＹＤ−０１７（以上、東都化成株式会社製）、エポコ−ト１００２、１００４、１００７（以上、シェル化学株式会社製）などが挙げられる。
【００５６】
前記トナーに使用される着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、染顔料など、従来公知の染顔料を単独或いは混合して使用し目的の色調を作ることができる。
なお、透明トナーの場合は、これらの着色剤を含有しないでトナーとすることができる。
【００５７】
また、ブラックトナーには、磁性体を含有させて磁性トナーとすることも可能である。前記磁性体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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フェライト、Ｂａフェライトなどの微粉末が使用できる。
トナーの摩擦帯電性を充分に制御する目的で、いわゆる帯電制御剤、例えばモノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ塩、ジカルボン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体アミノ化合物、第４級アンモニウム化合物、有機染料などを含有させることができる。
なお、ブラック以外のカラートナーにおいては、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等の白色又は透明な材料が好ましい。
【００５８】
前記トナーは、必要に応じて離型剤を含んでいてもよい。
前記離型剤としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックス、ホホバワックス、ライスワックス、モンタン酸ワックス等を単独又は混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。  トナーには、添加剤を添加することができる。良好な画像を得るためには、トナーに充分な流動性を付与することが肝要である。これには、一般に流動性向上材として疎水化された金属酸化物の微粒子や、滑剤などの微粒子を外添することが有効であり、金属酸化物、有機樹脂微粒子、金属石鹸などを添加剤として用いることが可能である。これら添加物の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤や、酸化セリウム、炭化ケイ素などの研磨剤；例えば表面を疎水化したＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の無機酸化物などの流動性付与剤；ケーキング防止剤として知られるもの、及びそれらの表面処理物などが挙げられる。トナーの流動性を向上させるためには、特に、疎水性シリカが好ましく用いられる。
【００５９】
本発明の現像剤で用いられるトナーとしては、重量平均粒径が、３．０μｍから９．０μｍが好ましく、３．０μｍから６．０μｍがより好ましい。
なお、前記重量平均粒径は、例えば、コールターマルチサイザーＩＩ（コールターカウンター社製）を用いて測定することができる。
【００６０】
＜＜現像剤の製造方法＞＞
前記現像剤の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記キャリアと、前記トナーとを混合して、タービュラーミキサーにより攪拌することにより製造する方法などが挙げられる。
【００６１】
＜＜補給用現像剤＞＞
前記補給用現像剤は、上述した本発明の静電潜像現像用のキャリアと、前記トナーとを含む。また、前記補給用現像剤は、現像装置内の余剰の現像剤を排出しながら画像形成を行う画像形成装置に適用することができる。また、前記補給用現像剤を用いる現像装置は、極めて長期に渡って安定した画像品質が得ることができる。即ち、前記補給用現像剤を用いた画像形成装置は、現像装置内の劣化したキャリアと、補給用現像剤中の劣化していないキャリアを入れ替え、長期間に渡って帯電量を安定に保つことができるため、安定した画像を得ることができる。本方式は、特に高画像面積印字時に有効である。高画像面積印字時の劣化は、キャリアへのトナースペントによるキャリア帯電能力低下が主なキャリアの劣化であるが、本方式を用いることで、高画像面積時には、キャリア補給量も多くなるため、劣化したキャリアが入れ替わる頻度が高くなる。
前記補給用現像剤中のキャリアの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３質量％以上３０質量％未満が好ましい。
補給用現像剤の混合比率は、キャリア１質量部に対してトナーを２質量部から５０質量部、好ましくは、５質量部から１２質量部の配合割合とすることが好ましい。トナーが２質量部未満の場合には、補給キャリア量が多すぎ、キャリア供給過多となり現像装置中のキャリア濃度が高くなりすぎるため、トナーの帯電量が増加しやすい。又、トナーの帯電量が上がることにより、現像能力が下がり画像濃度が低下してしまう。また５０質量部を超えると、補給用現像剤中のキャリア割合が少なくなるため、画像形成装置中のキャリアの入れ替わりが少なくなり、キャリア劣化に対する効果が期待できなくなる。
本発明の現像装置においては、上記現像剤を形状が容易に変形する収納容器に充填して使用する態様が好ましく、また、上記補給用現像剤を吸引ポンプで吸引して現像装置に供給する現像剤補給装置を有する態様であることが好ましい。
【００６２】
＜現像剤担持体＞
本発明の現像装置は、現像剤担持体を有している。
前記現像剤担持体は、前記現像剤を表面上に担持して表面が無端移動し、潜像担持体と対向する現像領域で前記潜像担持体の表面の潜像に前記現像剤中の前記トナーを供給して現像するものである。
前記現像剤担持体は、複数の磁極を有する磁界発生手段と、前記磁界発生手段を内包する円筒形状で、前記磁界発生手段の磁力によって円筒形状の外周面に前記現像剤を担持し、現像装置本体に対して回転することによって表面移動する現像スリーブとを有している。
前記現像剤担持体の好ましい態様として、前記現像剤担持体は、前記現像スリーブの外周面に、円筒形状を形成するスリーブ素管の材料よりもトナーとの摩擦係数が小さい低摩擦表面層が設けられているとよい。
【００６３】
具体的に、現像剤担持体である現像ローラ５０の構成について図を用いて説明する。
図１９は、現像装置５が備える現像ローラ５０の拡大説明図である。
図１９に示すように、現像装置５が備える現像ローラ５０を構成する現像スリーブ５１は、円筒形状を形成する基材からなるスリーブ素管５１ａと低摩擦膜５１ｂとから構成される。ここで、前記スリーブ素管を形成する材料は、アルミニウムであるとよい。低摩擦膜５１ｂは、アルミニウムからなるスリーブ素管５１ａの表面よりもトナーとの摩擦係数が小さい低摩擦表面層である。前記低摩擦表面層は、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されているとよい。
【００６４】
さらに、現像装置５は、図１１に示すように、現像スリーブ５１のスリーブ素管５１ａに対して、直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加する現像スリーブ電圧印加手段である現像スリーブ電源１５１を備えている。スリーブ素管５１ａにアルミニウムを用いることで、非磁性で導電性のある現像スリーブ５１を実現できる。
【００６５】
＜現像スリーブ電圧印加手段＞
本発明の現像装置は、前記現像スリーブに対し、交流成分を含む電圧を印加する現像スリーブ電圧印加手段を有している。これにより、周期的な濃度変動（濃度ムラ）を軽減することができる。
前記現像スリーブ電圧印加手段における各条件としては、例えば、以下であることがより好ましい。
前記現像スリーブ電圧印加手段における直流（ＤＣ）成分に交流（ＡＣ）成分を重畳したバイアスのピークトゥピークは、トナーの正規帯電極性側の最大値（Ｖｐｐ１とする）と、最小値（Ｖｐｐ２とする）との間に、下記式で示すような関係があると好ましい。
｜Ｖｐｐ１−Ｖｐｐ２｜≦  １５００Ｖ
前記現像スリーブ電圧印加手段における直流（ＤＣ）成分に交流（ＡＣ）成分を重畳したバイアスのピークトゥピークは、トナーの正規帯電極性側の最大値（Ｖｐｐ１とする）と、最小値（Ｖｐｐ２とする）としたときに、前記潜像担持体の潜像の画像部電位（ＶＬ）との間に、下記式で示すような関係があると好ましい。
｜Ｖｐｐ１｜＞｜Ｖｐｐ２｜＞｜ＶＬ｜
前記現像スリーブ電圧印加手段におけるＡＣ現像バイアスの交流成分についてのプラス極性の成分のデューティ比は、２０％以下であると好ましい。
前記現像スリーブ電圧印加手段におけるＡＣ現像バイアスの周波数ｆは、２（ｋＨｚ）以下であると好ましい。
【００６６】
本発明の現像装置に含まれる前記現像スリーブ電圧印加手段としては、上述したように交流成分を含む電圧を印加する手段であればよい。
交流バイアス成分についてのプラス極性成分のデューティ比等の条件については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、本発明で規定する特定の体積固有抵抗値を示すキャリアを用いていれば、プラス側デューティ比（プラス側デューティ比については、以下で詳しく説明する）が、２０％以下であっても、又は２０％より大きく、例えば、３０％以上、もしくは５０％以上であっても、本発明の目的とする効果を得ることができる。
しかし、本発明者らは、プラス側デューティ比が、特に２０％以下である現像スリーブ電圧印加手段を用いると、より好ましいことを見出した。
【００６７】
本発明者らは、ＡＣバイアス現像の波形において、周波数が低く、且つ、トナーの正規帯電極性とは逆極性の成分のデューティ比が低い波形のＡＣバイアス現像を見出した。ここで、本実施形態として好適に使用し得るこの特徴を備えた波形を示すＡＣ現像バイアスを便宜的に「ＲＰ現像バイアス」と呼び、ＲＰ現像バイアスを印加する現像方式を、便宜的に「ＲＰ現像」と呼ぶ。
ＲＰ現像では、プラス側デューティ比が２０％以下を対象とする。例えば、プラス側デューティ比が７％のＲＰ現像バイアス波形を図８に例示する。
これに対し、ＲＰ現像を除く一般のＡＣ現像は、プラス側デューティ比が３０％以上、多くは５０％前後を対象とする。例えば、プラス側デューティ比が７０％のＡＣ現像バイアス波形を図１５に例示する。
本発明者らは、前記現像スリーブ電圧印加手段として、ＲＰ現像バイアス印加手段を用いると、後述する実験例１から３で示すとおり、地汚れ、周辺白抜け、粒状性に対し良好な結果を示すことがわかった。
本実施形態において、ＡＣ現像として、特にＲＰ現像を使用すると、周期的な濃度変動（濃度ムラ）を抑制しつつ、現像能力の低下を長期に渡り抑制できるとともに、後述する実験例で示すとおり、地汚れ、周辺白抜けの発生、粒状性の悪化を抑制することができる。
本発明で問題となっている、ＡＣ現像バイアスを用いることにより生じるプラス側バイアスによる影響は、ＲＰ現像バイアスでは特に顕著となることから、本発明で規定する構成の現像装置は、ＲＰ現像を採用する現像装置において特に効果を発揮するものとなる。
ＲＰ現像を含むＡＣ現像については、後述する画像形成装置に関する説明欄で詳しく説明する。
【００６８】
（現像装置を有する画像形成装置の実施態様）
本発明の現像装置は、画像形成装置において、現像手段を施す際に使用される。
前記画像形成装置は、潜像担持体と、前記潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体上に形成された潜像を、前記現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像手段と、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段、例えば、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段などを有してなる。
前記現像手段としては、磁気ブラシが形成された現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する態様が好ましい。
【００６９】
以下、本発明の現像装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機（以下、複写機５００という）の実施形態について説明する。
図９は、複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、画像形成装置の本体部としてのプリンタ部１００の上方に、原稿読込部４及び原稿搬送部３を備え、プリンタ部１００の下方に給紙部７を備える。原稿搬送部３は、原稿読込部４に原稿を搬送し、原稿読込部４は搬送されてきた原稿の画像情報を読み込む。給紙部７は、記録媒体である転写紙Ｐを収容する記録媒体収容部であり、転写紙Ｐが収容される給紙カセット２６と、給紙カセット２６内の転写紙Ｐをプリンタ部１００に向けて送り出す給紙ローラ２７とを備える。図９中の一点鎖線は、複写機５００内での転写紙Ｐの搬送経路を示す。
【００７０】
プリンタ部１００の上部は、出力画像が形成された転写紙Ｐが積載される排紙トレイ３０となっている。プリンタ部１００は、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像を形成する作像部としての四つの作像ユニット６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、中間転写ユニット１０とを備える。各作像ユニット６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、各色トナー像が形成される潜像担持体としてのドラム状の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、及び、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成された静電潜像を現像する現像手段としての現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。
図９に示すように、中間転写ユニット１０の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像ユニット６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が並設されている。
【００７１】
中間転写ユニット１０は、中間転写ベルト８や一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。中間転写ベルト８は、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成された各色トナー像が重ねて転写され、表面上でカラートナー像が形成される中間転写体である。また、一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８に転写する一次転写手段である。
【００７２】
プリンタ部１００は、中間転写ベルト８上のカラートナー像を転写紙Ｐ上に転写するための二次転写バイアスローラ１９を備える。また、給紙ローラ２７によって送り出された転写紙Ｐの搬送を一度停止し、中間転写ベルト８と二次転写バイアスローラ１９とが対向する二次転写ニップに搬送するタイミングを調整するレジストローラ対２８を備える。さらに、プリンタ部１００は、二次転写ニップの上方に転写紙Ｐ上の未定着トナー像を定着する定着装置２０を備える。
また、プリンタ部１００内の排紙トレイ３０の下方、且つ、中間転写ユニット１０の上方には、各色のトナー容器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配置されている。各色のトナー容器１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、各現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを収容する。
【００７３】
図１０は、四つの作像ユニット６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうちの一つの拡大説明図である。プリンタ部１００に設置される四つの作像ユニット６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点以外は、ほぼ同一構造で動作もほぼ同様である。よって、以下の説明、及び、説明に用いる図面では、対応する色を示す符号「Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ」を適宜省略して説明する。
【００７４】
図１０に示すように、作像ユニット６は、感光体１及び現像装置５を一体的に支持するプロセスカートリッジとなっており、このプロセスカートリッジは複写機５００本体に対して着脱可能となっている。これにより、現像装置５を備えた複写機５００本体での現像装置５の交換性が容易となり、複写機５００のメンテナンス性が向上する。
図１０に示すように、作像ユニット６は、感光体１の周囲に現像装置５、感光体クリーニング装置２、潤滑剤塗布装置４１、及び、帯電装置４０を備える（図９では、感光体１の周囲の装置として現像装置５のみを表示）。本実施形態の作像ユニット６では、感光体クリーニング装置２は、クリーニングブレード２ａによってクリーニングする構成であり、帯電装置４０は帯電ローラ４ａによって帯電する構成である。
【００７５】
画像形成時には、感光体１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体１上に所望のトナー像が形成される。本実施形態では、作像部を作像ユニット６として、感光体１、帯電装置４０、現像装置５及び感光体クリーニング装置２を一体化して複写機５００の装置本体に着脱自在に設置されるプロセスカートリッジとしている。作像部としては、感光体１、帯電装置４０、現像装置５及び感光体クリーニング装置２のそれぞれを画像形成装置本体に対して着脱自在に設置できるように構成してもよい。この構成の場合、それぞれが、寿命に達したときに、新品のものに交換される。
【００７６】
以下、本実施形態の複写機５００における通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿搬送部３の原稿台に原稿がセットされた状態で、不図示のスタートボタンが押されると、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
【００７７】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００７８】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、不図示の露光装置に送信される。そして、露光装置からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、それぞれ、対応する感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に向けて発せられる。
【００７９】
一方、四つの感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、不図示の駆動部によって図９及び図１０中の時計回り方向に回転駆動される。そして、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面は、帯電装置４０の帯電ローラ４ａとの対向部で、一様に帯電される（帯電工程）。これにより、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面は、不図示の露光装置から発せられたレーザ光Ｌが照射される位置に達する。
露光装置において、四つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過して、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面に照射される（露光工程）。
【００８０】
露光工程について、イエローを例に挙げて説明すると、イエロー成分に対応したレーザ光Ｌは、図９中の紙面左側から一番目のイエロー用感光体１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光Ｌは、高速回転するポリゴンミラーにより、イエロー用感光体１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。このようにレーザ光Ｌが走査されることで、帯電装置４０によって帯電された後のイエロー用感光体１Ｙの表面上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００８１】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光Ｌは、図９中の紙面左から二番目のマゼンタ用感光体１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光Ｌは、図９中の紙面左から三番目のシアン用感光体１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光Ｌは、図９中の紙面左から四番目のブラック用感光体１Ｋ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００８２】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面は、それぞれ、現像装置５との対向位置に達する。そして、この対向位置で、各色トナーとキャリアとからなる現像剤を収容する現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の表面上の潜像に各色トナーが供給されて、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の潜像が現像される（現像工程）。これにより、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に所望のトナー像が形成される。
【００８３】
現像装置５との対向位置を通過した後の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）表面は、それぞれ、中間転写ベルト８との対向位置に達する。それぞれの対向位置には、中間転写ベルト８の内周面に当接するように一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が設置されている。この中間転写ベルト８を挟んで感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とが対向することで、一次転写ニップを形成する。そして、この一次転写ニップで、各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト８上に順次重ねて転写される（一次転写工程）。このとき、感光体１の表面上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００８４】
一次転写ニップを通過した後の感光体１の表面は、それぞれ、感光体クリーニング装置２との対向位置に達する。そして、感光体クリーニング装置２との対向位置で、感光体１上に残存する未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって掻き取られ、回収される（感光体クリーニング工程）。
感光体クリーニング装置２との対向部を通過した感光体１の表面は、不図示の除電手段と対向する位置である除電位置に達して、この位置で感光体１の表面上の残留電荷が除去される。
このようにして、感光体１の表面上で行われる一連の作像プロセスが終了し、次の作像動作に備える。
【００８５】
上述したように作像プロセスは、四つの作像ユニット６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）で、それぞれ行われる。すなわち、図９中の四つの作像ユニット６の下方に配設された不図示の露光装置から、画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、それぞれの作像ユニット６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体１上に向けて照射される。詳しくは、露光装置は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体１の表面上に照射する。その後、現像工程を経てそれぞれの感光体１の表面上に形成された各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００８６】
上述したように、四つの一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に挟み込んで一次転写ニップを形成している。一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト８は、図９中の矢印方向に表面移動して、各一次転写バイアスローラ９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の一次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて一次転写される。
【００８７】
四つの感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の各色トナー像が重ねて転写され、カラートナー像を担持する中間転写ベルト８は、図９中の反時計方向に表面移動して、二次転写バイアスローラ１９との対向位置に達する。この対向位置では、二次転写バックアップローラ１２が、二次転写バイアスローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで二次転写ニップを形成している。
【００８８】
一方、転写紙Ｐを収容する給紙カセット２６から、給紙ローラ２７により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ対２８に導かれ、レジストローラ対２８に突き当たり、一度停止する。レジストローラ対２８に突き当たった転写紙Ｐは、中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像が二次転写ニップに向かうタイミングに合わせて二次転写ニップに向けて搬送される。
詳しくは、給紙カセット２６には、被転写材である転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図９中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラニップに向けて給送される。レジストローラ対２８に搬送された転写紙Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、転写紙Ｐが二次転写ニップに向けて搬送される。
【００８９】
そして、中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、二次転写ニップで転写紙Ｐ上に転写され、転写紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される（二次転写工程）。このとき、中間転写ベルト８上には、転写紙Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
【００９０】
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト８表面は、不図示の中間転写ベルトクリーニング装置との対向部に達する。この対向部で、中間転写ベルト８上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置に回収されて、中間転写ベルト８の表面が初期状態に復帰する。このようにして、中間転写ベルト８の表面上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００９１】
一方、二次転写ニップでカラートナー像が転写された転写紙Ｐは、定着装置２０に搬送される。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとによって形成される定着ニップにて、熱と圧力とによってカラートナー像が転写紙Ｐ上に定着される（定着工程）。
定着装置２０を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対２５のローラ間を経てプリンタ部１００の外に排出される。排紙ローラ対２５によって複写機５００の装置本体外に排出された転写紙Ｐは、出力画像として、排紙トレイ３０上に順次スタックされる。
このようにして、複写機５００における画像形成装置としての一連の画像形成プロセスが完了する。
【００９２】
次に、図１１、図１２、並びに図１３Ａ、Ｂ、及びＣを用いて作像ユニット６が備える現像装置５の構成及び動作について、さらに詳しく説明する。
図１１は、本実施形態の現像装置５の説明図であり、図１１は、現像装置５の断面説明図である。現像装置５は、現像剤を収容する現像ケーシングとしてケーシング５８を備え、このケーシング５８は、現像下ケース５８ａと、現像上ケース５８ｂと、現像カバー５８ｃとから構成される。
【００９３】
図１２は、現像カバー５８ｃを取り外した状態の現像装置５の斜視説明図である。
図１３ＡからＣは、現像装置５の説明図であり、図１３Ａは、図１２に示す現像カバー５８ｃを取り外した状態の現像装置５の上面図であり、図１３Ｂは、現像装置５を図１２中の矢印「Ａ」方向から見た側面図である。また、図１３Ｃは、現像装置５を図１２中の矢印「Ａ」方向から見た側方断面図である。
【００９４】
現像装置５は、感光体１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ５０、供給搬送部材である供給スクリュ５３、回収搬送部材である回収スクリュ５４、現像剤規制部材であるドクタブレード５２、及び、仕切り部材５７を備える。供給スクリュ５３及び回収スクリュ５４は、回転軸に螺旋状の羽部を設けたスクリュ部材であり、回転することにより、その回転軸の軸方向に現像剤Ｇを搬送する。
【００９５】
ケーシング５８には、現像ローラ５０が感光体１と対向する現像領域で現像ローラ５０の表面の一部が露出するように開口部としての現像開口部５８ｅが形成されている。
ドクタブレード５２は、現像ローラ５０の表面に対向するように配設されるとともに、現像ローラ５０の表面に担持された現像剤Ｇの量を規制する。
【００９６】
供給スクリュ５３及び回収スクリュ５４は、現像装置５内に収容された現像剤Ｇを長手方向に攪拌、搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材である。この複数の搬送部材のうち、供給スクリュ５３は、現像ローラ５０に対向配置され、現像剤Ｇを長手方向に搬送しながら現像ローラ５０に現像剤Ｇを供給し、回収スクリュ５４は、現像剤Ｇを補給されたトナーと混合攪拌しながら搬送する。
【００９７】
現像装置５のケーシング５８内の空間のうち、供給スクリュ５３が配置された供給搬送路５３ａと、回収スクリュ５４が配置された回収搬送路５４ａとは仕切り部材５７によって空間的に仕切られている。また、仕切り部材５７は、軸線方向に直交する断面（図１１で説明図を示す断面）における端部が現像ローラ５０の表面に対向し、近接して配置されることにより、現像ローラ５０の表面上から現像剤Ｇの離脱を促す分離板としても機能する。仕切り部材５７の分離板としての機能により、現像ローラ５０に担持され、現像領域を通過した現像剤Ｇが、供給搬送路５３ａに到達することを防止し、回収搬送路５４ａ内へ向けて滞りなく移動させることができる。
【００９８】
図１１に示すように、現像ローラ５０は、内部に固設された複数の磁石からなるマグネットローラ５５と、マグネットローラ５５の周囲を回転する現像スリーブ５１とから構成される。現像スリーブ５１はマグネットローラ５５を内包し、回転自在な非磁性材料からなる円筒形状の部材である。現像スリーブ５１の表面上には、複数の磁極として、第一磁極Ｐ１（Ｓ極）、第二磁極Ｐ２（Ｎ極）、第三磁極Ｐ３（Ｓ極）、第四磁極Ｐ４（Ｎ極）、及び、第五磁極Ｐ５（Ｎ極）の五つの磁極がマグネットローラ５５によって形成されている。そして、五つの磁極を形成するマグネットローラ５５の周囲を現像スリーブ５１が回転することで、その回転にともない現像剤Ｇが現像ローラ５０上を移動することになる。なお、図１１中の「Ｐ１」〜「Ｐ５」は、各磁極によって形成される磁場の現像スリーブ５１の表面上における法線方向磁束密度（絶対値）の分布を示している。
【００９９】
現像装置５は、ケーシング５８によって形成される空間（供給搬送路５３ａ、回収搬送路５４ａ）内に、トナーとキャリアとからなる二成分の現像剤Ｇ（添加剤等を添加する場合も含む）を収容する。そして、現像剤Ｇを長手方向（現像スリーブ５１の回転軸の軸方向）に搬送して循環経路を形成する現像剤搬送部材として、供給スクリュ５３及び回収スクリュ５４を備える。また、現像装置５では、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを上下方向に配置し、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４との間に配置された仕切り部材５７によって供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとが形成されている。現像装置５は、供給搬送路５３ａまたは回収搬送路５４ａ内に収容する現像剤Ｇのトナー濃度を検出する不図示のトナー濃度センサを備えている。
【０１００】
感光体１と現像スリーブ５１との対向部である現像領域に対して、現像スリーブ５１の表面移動方向上流側で、現像スリーブ５１の表面上に担持され、現像領域に向かう現像剤量を規制するドクタブレード５２が現像ローラ５０の下方に配置されている。
【０１０１】
現像装置５では、二成分の現像剤Ｇを用いているため、現像装置５内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一部に設けられたトナー補給口５９から現像装置５内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置５内の現像剤Ｇとともに、現像剤搬送部材である回収スクリュ５４及び供給スクリュ５３によって搬送されつつ、撹拌・混合される。このように、現像剤搬送部材によって撹拌・混合された現像剤Ｇは、その一部が現像剤担持体である現像スリーブ５１の表面に供給され、その表面に担持される。現像スリーブ５１の表面に担持された現像剤Ｇは、現像スリーブ５１の下方に設置されたドクタブレード５２によって適量に規制された後に、現像領域に到達する。現像領域では、現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇ中のトナーが感光体１の表面上の潜像に付着する。
【０１０２】
本実施形態の現像装置５内には、現像剤Ｇが一定量充填されている。現像剤Ｇは、前述したものである。そして、並列に配置された供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを６００〜８００［ｒｐｍ］で回転させることによって、現像剤Ｇを搬送しつつ、トナーとキャリアとの混合を行い、トナーに対する帯電付与を行っている。また、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とを回転させることによって、トナー補給口５９から補給される新品のトナーを現像剤Ｇの中で攪拌し、現像剤Ｇ内でのトナーの含有率が均一になるように混合する。
【０１０３】
均一混合された現像剤Ｇは現像スリーブ５１に近接して平行に設けられた供給スクリュ５３によって長手方向に搬送されながら、現像スリーブ５１に内包されたマグネットローラ５５の第五磁極Ｐ５の磁力によって現像スリーブ５１の外周表面に受け渡される。現像スリーブ５１の表面に受け渡された現像剤Ｇは、現像スリーブ５１が図１１中矢印に示すように、反時計回り方向に回転することによって現像領域に到達する。
詳細は後述する現像スリーブ電源１５１から現像スリーブ５１に現像電圧が印加されることにより、現像領域では現像スリーブ５１と感光体１との間に現像電界が形成される。この現像電界により、現像領域では現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇ中のトナーが感光体１の表面上の潜像に供給され、感光体１上の潜像が現像される。
【０１０４】
現像領域を通過した後の現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇは、現像スリーブ５１の回転に伴って現像装置５内の回収搬送路５４ａに回収されるようになっている。詳しくは、現像スリーブ５１の表面から離脱した現像剤Ｇは、仕切り部材５７の上面に落下して滑り落ち、回収スクリュ５４で回収されるようになっている。
【０１０５】
図１３Ａ及び図１３Ｃ中の矢印は、現像装置５内での現像剤Ｇの流れを示している。図１３Ａ及び図１３Ｃ中の矢印「ａ」は、回収搬送路５４ａ内を回収スクリュ５４によって搬送される現像剤Ｇの流れを示している。図１３Ａ中の矢印「ｂ」は、現像スリーブ５１に担持され、回収搬送路５４ａへと搬送される現像剤Ｇの流れを示しており、図１３Ｃ中の矢印「ｃ」は、供給搬送路５３ａ内を供給スクリュ５３によって搬送される現像剤Ｇの流れを示している。
【０１０６】
図１３Ｃに示すように、供給スクリュ５３及び回収スクリュ５４の軸方向の端部の領域である回収スクリュ下流端領域α及び供給スクリュ下流端領域βでは、上段の回収搬送路５４ａと下段の供給搬送路５３ａとが上下で連通している。そして、回収スクリュ下流端領域αでは、上段の回収搬送路５４ａから下段の供給搬送路５３ａへ、供給スクリュ下流端領域βでは、下段の供給搬送路５３ａから上段の回収搬送路５４ａへ現像剤Ｇが搬送されるようになっている。連通部となる回収スクリュ下流端領域α及び供給スクリュ下流端領域βにおけるスクリュの形状は、パドルや逆巻きのスクリュを設けており、搬送方向に対して垂直方向への搬送能力を持たせている。
【０１０７】
図１４は、現像装置５内における現像剤Ｇの長手方向（軸方向）の動きと、現像剤Ｇの堆積の状態とを示す概略図である。図１４中の白抜き矢印は現像装置５内での現像剤Ｇの流れを示している。図１３Ｃに示すように、仕切り部材５７（図１４では図示を省略）は、現像装置５の長手方向の両端に供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとを連通する開口部（剤持上げ口７２及び剤落下口７１）がそれぞれ設けられている。
図１４に示すように、供給搬送路５３ａにおける供給スクリュ５３の搬送方向下流側端部に到達した現像剤Ｇは、矢印「ｄ」で示すように仕切り部材５７に設けられた開口部のうちの剤持上げ口７２を通って回収搬送路５４ａにおける搬送方向上流側端部に受け渡される。一方、回収搬送路５４ａにおける回収スクリュ５４の搬送方向下流側端部に到達した現像剤Ｇは、矢印「ｅ」で示すように仕切り部材５７に設けられた開口部のうちの剤落下口７１を通って供給搬送路５３ａにおける搬送方向上流側端部に受け渡される。
【０１０８】
図１４では、現像スリーブ５１への現像剤Ｇの供給及び回収を模式的に示す都合上、供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとの間にある程度の距離があるように描かれている。しかしながら、供給搬送路５３ａと回収搬送路５４ａとは図１１及び図１３Ｃで示すように板状の仕切り部材５７によって仕切られており、その開口部である剤持上げ口７２及び剤落下口７１は板状の仕切り部材５７を表から裏に貫通する貫通口である。
【０１０９】
図１４に示すように、回収搬送路５４ａに対して下方にある供給搬送路５３ａ内の現像剤Ｇは供給スクリュ５３によって長手方向に搬送されつつ、現像スリーブ５１の表面に汲み上げられる。このとき、供給スクリュ５３の回転と、汲み上げ磁極としての第五磁極Ｐ５の磁力とによって現像剤Ｇが現像スリーブ５１の表面に汲み上げられる。現像スリーブ５１の表面に汲み上げられた後、現像領域を通過した現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇは、現像スリーブ５１の表面上から離脱され、回収搬送路５４ａ内に送られる。このとき、現像スリーブ５１の表面上の現像剤Ｇは、隣り合う同極性（Ｎ極）の磁極である第四磁極Ｐ４と第五磁極Ｐ５とによって構成される剤離れ磁極の磁力による作用と、仕切り部材５７の分離板としての作用とによって現像スリーブ５１の表面上から離脱する。
【０１１０】
現像装置５は、第四磁極Ｐ４と第五磁極Ｐ５とで構成される剤離れ磁極にて反発磁気力を形成する。この反発磁気力が形成された区間に運ばれた現像剤Ｇは、剤離れ磁極で法線方向と回転接線方向との合成方向にリリースされ、仕切り部材５７上に自重落下して回収される。
【０１１１】
供給搬送路５３ａに対して上方にある回収搬送路５４ａ内の回収スクリュ５４は、剤離れ磁極の位置で現像スリーブ５１から離脱した現像剤Ｇを長手方向（供給スクリュ５３による搬送方向とは逆方向）に搬送する。
供給スクリュ５３による搬送経路である供給搬送路５３ａの下流側と、回収スクリュ５４による搬送経路である回収搬送路５４ａの上流側とは剤持上げ口７２を介して連通している。そして、供給搬送路５３ａの下流側端部に達した現像剤Ｇは、その位置に留まり後から搬送されてくる現像剤Ｇによって押し上げられ、回収搬送路５４ａの上流側端部に到達する。
【０１１２】
また、回収搬送路５４ａの上流側端部には、トナー補給口５９が設けられており、新品のトナーがトナー容器１１から不図示のトナー補給装置を介して適宜に補給される。また、供給搬送路５３ａの上流側端部と回収搬送路５４ａの下流側端部とは剤落下口７１を介して連通している。そして、回収搬送路５４ａの下流側端部に達した現像剤Ｇは、剤落下口７１を自重落下して供給搬送路５３ａの上流側端部に受け渡される。
【０１１３】
現像装置５は、上述したように、供給スクリュ５３と回収スクリュ５４とが図１１中の矢印で示す方向で回転し、現像スリーブ５１に内包したマグネットローラ５５の磁気吸引力で現像スリーブ５１に引き寄せる。さらに、現像スリーブ５１を感光体１に対する所定の速度比で回転させることで、現像領域に対して連続的に現像剤Ｇの汲み上げ供給を行っている。
【０１１４】
現像装置５は、供給スクリュ５３によって供給搬送路５３ａ内の現像剤Ｇの攪拌搬送を行いつつ、現像スリーブ５１に現像剤Ｇの供給を行い、現像スリーブ５１に供給した現像剤Ｇは、回収スクリュ５４にすべて回収する方式を取っている。このため、供給搬送路５３ａ内における供給スクリュ５３の搬送方向下流側ほど、現像剤Ｇの量が減少し、図１４に示すように、供給搬送路５３ａ内の現像剤Ｇの堆積状態が斜めになる。
【０１１５】
ここで、供給スクリュ５３の羽部の径、羽部のピッチ及び回転数等から求めることが出来る供給スクリュ５３の現像剤搬送能力を「Ｗｍ」とし、現像スリーブ５１上の現像剤搬送能力を「Ｗｓ」とする。このとき、「Ｗｍ」と「Ｗｓ」との関係が「Ｗｍ＞Ｗｓ」という条件となる場合に、現像剤Ｇが現像スリーブ５１の表面上に一様に搬送されるようになる。上記条件が成立しないと、供給搬送路５３ａ内における供給スクリュ５３の搬送方向下流側において現像剤Ｇが不足してしまい、この下流側での現像スリーブ５１への現像剤Ｇの供給が不可能となってしまう。よって、供給スクリュ５３の現像剤搬送能力は、現像スリーブ５１上の現像剤Ｇの搬送量を上回るように設定する必要がある。
【０１１６】
また、同様に現像スリーブ５１から回収搬送路５４ａ内へ現像剤Ｇを回収する。このとき、回収搬送路５４ａ内の現像剤Ｇの嵩が高くなることにより回収されない現像剤Ｇが仕切り部材５７と現像スリーブ５１との隙間から供給搬送路５３ａ内に入り込む。そして、供給スクリュ５３によって十分に攪拌されることなく再び現像スリーブ５１の表面に供給されてしまう。このような場合、十分に攪拌されていない現像剤Ｇが、現像領域に到達することで、不良画像の発生の原因となる。よって、回収スクリュ５４の現像剤搬送能力も、現像スリーブ５１上の現像剤Ｇの搬送量を上回るように設定する必要がある。
このように、供給スクリュ５３及び回収スクリュ５４の現像剤搬送能力は、現像スリーブ５１上の現像剤Ｇの搬送量を上回るように設定する必要があり、必然的にスクリュは高回転に設定になってしまう。
【０１１７】
次に、現像装置５の現像スリーブ５１に印加される現像バイアスについて説明する。
本発明では、使用する現像バイアスがＡＣ現像バイアスであれば適用可能であるが、中でもＲＰ現像バイアスを用いることがより好ましい。
そこで、ＲＰ現像バイアスの波形を示す図８を用いて、現像装置５が備える現像スリーブ５１に現像スリーブ電源１５１が印加する現像バイアスＶｂについて説明する。
図８に示す説明図では、「ＧＮＤ」がアース電圧を示しており、「０［Ｖ］」である。また、図８中の上側ほどマイナス極性側に大きい値であり、図８中の下側ほどプラス極性側の大きい値である。図８中の「Ｔ」は、交流成分によって周期的に電圧が変化する現像バイアスＶｂの１［周期］を示している。また、図８中の「Ｔ１」は、現像バイアスＶｂの１［周期］の間にプラス極性側成分の電圧が印加される時間を示しており、図８中の「Ｔ２」は、現像バイアスＶｂの１［周期］の間にマイナス極性側成分の電圧が印加される時間を示している。
【０１１８】
図８で示す本実施形態の現像バイアスＶｂは、周波数（１／Ｔ）が２．０［ｋＨｚ］以下の交流成分を含む電圧である。また、現像バイアスＶｂのトナーの正規帯電極性（マイナス極性）とは逆極性（プラス極性）の成分のデューティ比（Ｔ１／Ｔ×１００、以下、「プラス側デューティ比」という）が２０［％］以下である。さらに、トナーの正規帯電極性側の最大値（Ｖｐｐ１とする）、つまり現像バイアスＶｂのマイナス極性側のマイナス側からみて高い電位（Ｖｐｐ１）と、トナーの正規帯電極性側の最小値（Ｖｐｐ２とする）、つまり現像バイアスＶｂのマイナス極性側のマイナス側からみて低い電位（Ｖｐｐ２）との差が、１５００［Ｖ］以下となっている。ここで、トナーの正規帯電極性側の最小値とは、現像スリーブ５１の表面電位がマイナス極性側のみで変動する場合は、０［Ｖ］に最も近づく値であり、上記表面電位がプラス極性側にも変動する場合は、プラス極性側の最大値である。
【０１１９】
プラス側デューティ比とは、ＡＣバイアスにおいて露光電位ＶＬよりもプラス極性側の成分が印加される時間の比であり、ＡＣバイアスの一周期の間にプラス極性側の電圧が印加される時間（Ｔ１）をＡＣバイアスの一周期の時間（Ｔ）で割った値である。なお、露光電位ＶＬよりもプラス極性側の電圧が印加される間は、感光体１の静電潜像に付着したトナーを現像スリーブ５１側に引き戻す電界が形成される。
また、周波数は、一秒間に何周期の波形があるかを示すものであり、一周期の時間を「Ｔ」としたときに「１／Ｔ」となる。
図８に示す波形の例では、周波数が１［ｋＨｚ］、プラス側デューティ比が７［％］、現像バイアスＶｂの最大値と最小値との差であるピークトゥピーク値Ｖｐｐが１０００［Ｖ］となっている。
【０１２０】
図８中の「Ｖｂａｖ」は、現像バイアスＶｂの平均値（以下、「現像バイアス平均値」とも、Ｖｏｆｆともいう）であり、図８に示す例では、−５００［Ｖ］である。また、帯電電位ＶｄはＶｂａｖよりも図８中のΔＶ３だけマイナス極性側の値であり、露光電位ＶＬは−１００［Ｖ］である。また、現像バイアスＶｂのマイナス側の上限値は帯電電位Ｖｄよりも図８中のΔＶ１だけマイナス極性側の値である。現像バイアスＶｂのマイナス側の上限値は、現像バイアス平均値Ｖｂａｖよりも図８中のΔＶ２だけマイナス極性側の値であり、「ΔＶ２＝ΔＶ１＋ΔＶ３」である。
【０１２１】
また、現像バイアスＶｂのマイナス側の下限値（プラス側の上限値）は、露光電位ＶＬよりも図８中のΔＶ４だけプラス極性側の値である。また、現像バイアスＶｂのマイナス側の下限値（プラス側の上限値）は、現像バイアス平均値Ｖｂａｖよりも図８中のΔＶ５だけプラス極性側の値である。
図８に示す例では、現像バイアス平均値Ｖｂａｖと露光電位ＶＬとの電位差である現像ポテンシャルＶｐｏｔは、４００［Ｖ］となっている。
【０１２２】
本発明の現像装置は、前記現像スリーブ電圧印加手段として、ＡＣ現像バイアスを用いていればよく、前述したプラス側デューティ比が２０％以下のＲＰ現像に限られず、プラス側デューティ比が２０％より大きいＡＣ現像、例えば、プラス側デューティ比が３０％以上、もしくは５０％以上のＡＣ現像バイアスを用いた前記現像スリーブ電圧印加手段を有する現像装置であってもよい。
本発明では、図１５に示されるようにプラス側デューティ比が７０％のＡＣ現像バイアスを用いることもできる。
図１５に示すＡＣバイアス現像の現像バイアスＶｂの波形では、周波数が９［ｋＨｚ］、プラス側デューティ比（Ｔ１／Ｔ×１００）が７０［％］、現像バイアスＶｂの最大値と最小値との差であるピークトゥピーク値Ｖｐｐが１５００［Ｖ］となっている。また、図１５に示す波形では、現像バイアス平均値Ｖｂａｖは、−３００［Ｖ］で露光電位ＶＬは−１００［Ｖ］である。
図１５に示す例では、現像ポテンシャルＶｐｏｔは、２００［Ｖ］である。
【０１２３】
図１５に示すＡＣバイアス現像の波形と比較して図８に示すＲＰの現像バイアスの波形は、露光電位ＶＬよりもプラス極性側の電圧をかける時間がかなり短くなっており、マイナス側の電圧をかける時間が長くなっている。詳しくは、トナーの正規帯電極性がマイナス極性となるＡＣバイアス現像では、プラス側デューティ比が３０［％］以上となることが一般的である（図１５に示す波形では７０［％］）。一方、ＲＰの現像バイアスの波形では、プラス側デューティ比が２０［％］以下となる７［％］となっている。
また、ＡＣバイアス現像では、周波数が図１５に示す波形では９［ｋＨｚ］となっているように５［ｋＨｚ］以上の高周波数のものが主流である。一方、ＲＰの波形の周波数は２［ｋＨｚ］以下となる９９０［Ｈｚ］である。
【０１２４】
このようにＲＰの現像バイアスの波形は、それまで知られていた一般のＡＣバイアス現像の波形と比較して、周波数が低く、且つ、トナーの正規帯電極性とは逆極性の成分のデューティ比が低い波形となっている。
本発明者らがＲＰ現像を用いて画像形成をおこなったところ、現像スリーブ５１の回転周期による濃度ムラが抑制出来るとともに、周辺白抜けの発生や粒状性の悪化を抑制できることを確認した。本発明者らが現像スリーブ５１に印加する現像バイアスの条件のみを変化させて画像形成を行ったところ、粒状性については一般のＡＣバイアス現像よりも改善でき、ＤＣバイアス現像と同等の粒状性を得られた。
【０１２５】
図８で例示するＲＰ現像や、図１５で例示するＡＣバイアス現像では、現像バイアス平均値ＶｂａｖがＤＣバイアス現像における現像バイアスＶｂに相当することとなる。このため、感光体１の表面上の電位が図８及び図１５中の現像バイアス平均値Ｖｂａｖよりも下側、すなわちプラス極性側であれば現像スリーブ５１から感光体１の表面上にトナーが移動し、現像がなされる。また、感光体１の表面上の電位が現像バイアス平均値Ｖｂａｖよりも上側、すなわちマイナス極性側であれば現像スリーブ５１から感光体１の表面上にトナーが移動せず、現像がなされない。
よって、マイナス極性について、現像バイアス平均値Ｖｂａｖが、帯電電位Ｖｄよりも小さく、露光電位ＶＬよりも大きければ（Ｖｄ＞Ｖｂａｖ＞ＶＬ）、感光体１の静電潜像に対して現像することができる。
【０１２６】
なお、露光電位ＶＬとしては、従来の画像形成装置と同様に０［Ｖ］〜±１００［Ｖ］の範囲のものを用いることができる。図８及び図１５に示す例では、露光電位ＶＬを−１００［Ｖ］としている。
また、ＲＰ現像では周波数を低くすることで、周波数の高いＡＣバイアス現像で生じていた周辺白抜けの発生を抑制することができる。さらに、ＲＰ現像ではプラス側デューティ比を低くすることで、周波数の低く、且つ、プラス側デューティ比が高いＡＣバイアス現像で生じていた粒状性の悪化を抑制することができる。
【０１２７】
ここで、現像スリーブ５１の電位と感光体１の電位とについて説明する。一般的な電子写真は、感光体１を帯電手段により一様に帯電し、露光手段により感光体１表面上に静電潜像を形成し、現像スリーブ５１に担持された現像剤中のトナーを用いて感光体１表面上の静電潜像をトナーを用いて現像し、トナー像が形成される。このとき、露光されて形成された静電潜像の電位よりもトナーの正規帯電極性側（本実施形態ではマイナス極性側）に大きい電位を現像スリーブ５１に与えることで、現像スリーブ５１側から感光体１の静電潜像側にトナーを移動させて現像する電位差となっている。
【０１２８】
ＤＣバイアスを印加する場合は、現像スリーブ５１に印加する電圧が一定で、現像スリーブ５１の表面の電位が一定であるため、現像スリーブ５１と感光体１の静電潜像との間の電位差は、現像スリーブ５１から静電潜像側にトナーを移動させる電位差のみである。
一方、現像スリーブ５１にＡＣバイアスを印加する場合は、微小な時間中に静電潜像に対して、現像スリーブ５１から感光体１にトナーを現像する電位差と感光体１から現像スリーブ５１側にトナーを引き戻す電位差とが交互に形成される。このように感光体１から現像スリーブ５１側にトナーを引き戻す電位差が形成されることもあるにも関わらずトナーを静電潜像に現像できるのは、以下の理由による。すなわち、ＡＣバイアスの平均の電位と、感光体１上の静電潜像の電位との電位差が、トナーを感光体１側に移動する電位差となっているからである。
【０１２９】
濃度ムラに対しては、ＤＣバイアスを印加するよりもＡＣバイアスを印加する方が軽減する効果がある。これは、トナーを感光体１側から、現像スリーブ５１側に引き戻し、再び感光体１側へ移動させることで、感光体１上のトナーの付着量を均一にすることができ、画像上の濃淡差を低減するためと考えられる。本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、この濃度ムラの低減には、ＡＣバイアスの周波数を上げるか、ピークトゥピーク値（現像バイアスの最大値と最小値との差の値）を上げることで効果が大きく表れることが分かった。
【０１３０】
しかし、本発明者らがさらに検討を重ねたところ、次のようなことが明らかになった。
すなわち、周波数を上げると、トナーの引き戻し作用が強くなることで、高濃度部と低濃度部との境界付近の白抜け（以下、「周辺白抜け」と呼ぶ）が発生し易くなる。この周辺白抜けを低減するためにＡＣバイアスの周波数を２［ｋＨｚ］以下とすることが望ましい。
また、ピークトゥピーク値を上げると、トナーの動きが大きくなり、濃度ムラはより低減されるが、感光体１上の非画像部へのトナーの付着（地汚れ）が発生しやすくなる。そのため、ピークトゥピーク値は１５００［Ｖ］以下が望ましい。
【０１３１】
この条件下では、ＡＣバイアスのトナーの引き戻し作用によって、画像に粒状性の悪化（ぼそつき）が発生することがある。この粒状性の悪化を低減するために、ＡＣバイアスの一周期の時間に対するトナーの静電極性とは逆極性側の電圧を印加する時間の割合を示すプラス側デューティ比が２０［％］以下であることが望ましい。
【０１３２】
以下、ピークトゥピーク値、ＡＣバイアスの周波数及びプラス側デューティ比の適切な条件を検討した実験例について説明する。
〔実験例１〕
実験例１では、ピークトゥピーク値（以下、「Ｖｐｐ値」ともいう）と地汚れとの関係に基づいてピークトゥピーク値の上限値を確認した。地汚れの評価は、任意の画像を出力したときの非画像部に対するトナーの付着状態を目視で確認した。
以下、実験例１の評価条件を示す。
・画像形成装置：ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００
・現像剤      ：シアン現像剤
・現像スリーブ：アルミスリーブにテトラヘデラルアモルファスカーボンコーティング（以下、「ｔａ−Ｃコート」という）
・現像バイアス：ＤＣバイアスのみ、ＤＣバイアスにＡＣ成分を重畳（周波数：９９０［Ｈｚ］、プラス側デューティ比：７［％］）
【０１３３】
以下、地汚れの評価ランクの基準を示す。
ランク「５」：地汚れ無し
ランク「４」：問題無し
ランク「３」：許容可
ランク「２」：許容不可
ランク「１」：「２」よりも劣位
【０１３４】
上述した評価条件にて、現像バイアスの条件を変化させた実験例１の結果を図１６に示す。
現像バイアスの条件は、ＤＣバイアスと、ＡＣバイアスとの両方で画像形成を行い、ＡＣバイアスの場合は、Ｖｐｐ値が１［ｋＶ］、１．２５［ｋＶ］、１．５［ｋＶ］及び１．７５［ｋＶ］の各条件で画像形成を行った。
図１６に示す実験例１の結果より、ＤＣバイアスでは地汚れの問題は生じないが、ＡＣバイアスではＶｐｐ値を１．７５［ｋＶ］とすると地汚れが許容不可となった。よって、ＡＣバイアスを印加する際は、Ｖｐｐ値を１．５［ｋＶ］以下とすることが望ましい。
【０１３５】
〔実験例２〕
実験例２では、現像バイアスの周波数と周辺白抜けとの関係に基づいて現像バイアスの周波数の上限値を確認した。ここで、「周辺白抜け」とは、高濃度部と低濃度部との境界付近の画像が抜けて白くなる不具合をいう。周辺白抜けの評価には、ベタ部と５０［％］濃度部とをチェッカー状に構成した画像を用いて、目視で確認した。
以下、実験例２の評価条件を示す。
・画像形成装置：ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００
・現像剤      ：シアン現像剤
・現像スリーブ：アルミスリーブにｔａ−Ｃコート
・現像バイアス：ＤＣバイアスのみ、及び、ＤＣバイアスにＡＣ成分を重畳（ピークトゥピーク値：８００［Ｖ］、プラス側デューティ比：７［％］）
【０１３６】
以下、周辺白抜けの評価ランクの基準を示す。
ランク「５」：周辺白抜け無し
ランク「４」：問題無し
ランク「３」：許容可
ランク「２」：許容不可
ランク「１」：「２」よりも劣位
【０１３７】
上述した評価条件にて、現像バイアスの条件を変化させた実験例２の結果を図１７に示す。
現像バイアスの条件は、ＤＣバイアスと、ＡＣバイアスとの両方で画像形成を行い、ＡＣバイアスの場合は、周波数が０．９９［ｋＨｚ］、２［ｋＨｚ］、５．５［ｋＨｚ］及び９［ｋＨｚ］の各条件で画像形成を行った。
【０１３８】
図１７に示す実験例２の結果より、ＤＣバイアスでは周辺白抜けは発生しなかった。一方、ＡＣバイアスでは、実験した範囲では、「許容可」となるランク「３」以上であったが、周波数が５．５［ｋＨｚ］のときはランク「３」であるのに対して、周波数が２［ｋＨｚ］のときはランク「４」となり、周辺白抜けが明らかに改善された。よって、ＡＣバイアスを印加する際は、周波数を２［ｋＨｚ］以下とすることが望ましい。
【０１３９】
また、図１７に示すように、周波数が０．９９［ｋＨｚ］のときは、周辺白抜け無しの状態となり、周波数を２［ｋＨｚ］のときより周辺白抜けのランクが向上した。よって、ＡＣバイアスを印加する際は、周辺白抜けの発生を抑制するためには周波数を２［ｋＨｚ］以下とすることが望ましく、さらに、周波数を１［ｋＨｚ］以下とすることがより望ましい。
【０１４０】
しかし、周波数を低くし過ぎると、ＡＣバイアスの周期に起因する画像濃度ムラが目視で確認できるようになってしまう。具体的には、転写紙の搬送方向の位置によって画像濃度が異なる状態の縞模様が目に見えてくる。
９９０［Ｈｚ］よりも低い値で周波数をシフトさせたところ、８００［Ｈｚ］までは画像濃度ムラが目視で確認することができなかった。周波数を７００［Ｈｚ］としたときに、縞模様が目視で確認でき始め、６００［Ｈｚ］では縞模様を明らかに確認できるようになった。このため、周波数は８００［Ｈｚ］以上であることが望ましい。
【０１４１】
〔実験例３〕
実験例３では、現像バイアスのプラス側デューティ比と、画像の粒状性との関係に基づいて現像バイアスのプラス側デューティ比の上限値を確認した。粒状性の評価には、画像面積率が７０［％］の画像を使用して、目視で確認した。「粒状度」は画像のざらつきを評価する値であって、値が小さい程、画質が良いことになる。
以下、実験例３の評価条件を示す。
・画像形成装置：ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００
・現像剤      ：シアン現像剤
・現像スリーブ：アルミスリーブにｔａ−Ｃコート
・現像バイアス：ＤＣバイアスのみ、及び、ＤＣバイアスにＡＣ成分を重畳（ピークトゥピーク値：８００［Ｖ］、周波数：９９０［Ｈｚ］）
【０１４２】
以下、粒状性の評価ランクの基準を示す。
ランク「５」：粒状性良好
ランク「４」：問題無し
ランク「３」：許容可
ランク「２」：許容不可
ランク「１」：「２」よりも劣位
【０１４３】
上述した評価条件にて、現像バイアスの条件を変化させた実験例３の結果を図１８に示す。
現像バイアスの条件は、ＤＣバイアスと、ＡＣバイアスとの両方で画像形成を行った。また、ＡＣバイアスの場合は、プラス側デューティ比が、４［％］、７［％］、２０［％］及び５０［％］の各条件で画像形成を行った。
図１８に示す実験例３の結果より、ＤＣバイアスでは粒状性は良好であった。一方、ＡＣバイアスでは、プラス側デューティ比が５０［％］のときに「許容不可」となるランク「２」よりも粒状性が悪く、ざらついた画像となった。また、プラス側デューティ比が２０［％］のときには「許容可」となるランク「３」よりも粒状性が良い「問題無し」となるランク「４」となった。
【０１４４】
図１７に示すように、周辺白抜けを防止するためにはＡＣバイアスの周波数を２［ｋＨｚ］以下とすることが望ましい。しかし、図１８で示すように、２［ｋＨｚ］以下となる９９０［Ｈｚ］のＡＣバイアスを印加して画像形成をおこなったところ、プラス側デューティ比が５０［％］のときには、粒状性がＤＣバイアスを印加する場合に比べて悪化した。これに対して、プラス側デューティ比の値を小さくする（２０［％］以下にする）ことで、感光体１の静電潜像から現像スリーブ５１にトナーが移動するトナーの引き戻しの作用を小さくすることができ、粒状性の悪化を低減することができる。よって、よって、ＡＣバイアスを印加する構成で周波数を２［ｋＨｚ］以下とする場合は、プラス側デューティ比の値を２０［％］とすることが望ましい。
【０１４５】
また、プラス側デューティ比の値が２０［％］の場合よりも４［％］の場合の方が、粒状性のランクが高くなっておりより望ましい。
【実施例】
【０１４６】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。なお、「部」及び「％」は、特に明示しない限り「質量部」及び「質量％」を表す。
【０１４７】
＜芯材粒子＞
ＭｎＣＯ３、Ｍｇ(ＯＨ)２、Ｆｅ２Ｏ３、及びＳｒＣＯ３の粉体を秤量し、混合して混合粉を得た。
前記混合粉を、加熱炉により８５０℃、1時間、大気雰囲気下で仮焼し、得られた仮焼物を冷却後、粉砕して、平均粒径３μｍ以下の粉体とした。
前記粉体に分散剤及び水を加えてスラリーとし、このスラリーをスプレードライヤに供給して造粒し、平均粒径約４０μｍの造粒物を得た。
この造粒物を焼成炉に装填し、窒素雰囲気下で、１，１８０℃、４時間焼成した。得られた焼成物を解砕機で解砕した後、篩い分けにより粒度調整を行い、体積平均粒径約３５μｍの球形フェライト粒子（芯材粒子１）を得た。
芯材粒子１の成分分析を行ったところ、ＭｎＯ：４０．０ｍｏｌ％、ＭｇＯ：１０．０ｍｏｌ％、Ｆｅ２Ｏ３：５０ｍｏｌ％、ＳｒＯ：０．４ｍｏｌ％であった。また、算術平均表面粗さＲａ２は、０．６３μｍであった。
【０１４８】
＜微粒子＞
＜＜粒子１の製造＞＞
酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、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及び五酸化りん３ｇを２Ｎ塩酸１リットルに溶かした溶液と１２質量％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。次いで、この乾燥粉末を窒素気流中、５００℃で１時間処理して導電性の微粒子である粒子１を得た。
得られた粒子１は、体積平均粒径が３５０ｎｍであり、粉体比抵抗が１．３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））であった。
【０１４９】
＜＜粒子２の製造＞＞
粒子２として、体積平均粒径が３００ｎｍ、粉体比抵抗が０．５（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））の表面処理された酸化アルミニウム（住友化学株式会社製、ＡＫＰ−３０）を用いた。表面処理層は、二酸化スズを下層、二酸化スズを含有する酸化インジウムを上層とする二層構造からなる。
【０１５０】
＜＜粒子３＞＞
酸化アルミニウム（ＡＫＰ−３０、住友化学株式会社製）を用いた。体積平均粒径が３００ｎｍであり、粉体比抵抗が４．８（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））であった。
【０１５１】
＜＜粒子４＞＞
粒子４として、ＢｌａｃｋＰｅａｒｌｓ−２０００（Ｃａｂｏｔ製、比表面積１５００ｍｍ２／ｇ、アスペクト比３）を用いた。体積平均粒径が１２ｎｍであり、粉体比抵抗が−１．５（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））であった。
【０１５２】
＜樹脂＞
＜＜樹脂１＞＞
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）を用いた。
【０１５３】
＜＜樹脂２＞＞
撹拌機付きフラスコにトルエン３００ｇを投入して、窒素ガス気流下で９０℃まで昇温した。次いで、これに下記構造式
ＣＨ２＝ＣＭｅ−ＣＯＯ−Ｃ３Ｈ６−Ｓｉ（ＯＳｉＭｅ３）３
（上記構造式中、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８４．４ｇ（２００ｍｍｏｌ、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メチルジエトキシシラン３９ｇ（１５０ｍｍｏｌ）、メタクリル酸メチル６５．０ｇ（６５０ｍｍｏｌ）、及び２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル０．５８ｇ（３ｍｍｏｌ）の混合物を１時間かけて滴下した。滴下終了後、更に、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル０．０６ｇ（０．３ｍｍｏｌ）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、３．３ｍｍｏｌ）、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（樹脂２）を得た。
得られた樹脂２の重量平均分子量は、３３，０００であった。次いで、この樹脂２の固形分が２３質量％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樹脂２溶液の粘度は、８．８ｍｍ２／ｓであり、比重は、０．９１であった。
【０１５４】
（実施例１）
実施例１で用いたキャリアは以下のようにして作製した。
＜キャリア１の製造＞
静電潜像現像用のキャリア１の被覆層の形成のため、下記組成の被覆層形成溶液Ａ（固形分１０質量％）を調製した。
−被覆層形成溶液Ａの組成−
・被覆層用樹脂（樹脂１）（固形分４３％）  ・・・  １０質量部
・被覆層用樹脂（樹脂２）（固形分２３％）  ・・・  １質量部
・導電性微粒子１  ・・・１８．１質量部
・触媒  ・・・  １質量部
（チタンジイソプロポキシビス（エチルアセトアセテート））
（オルガチックスＴＣ−７５０、マツモトファインケミカル社製）
・シランカップリング剤  ・・・  ０．６質量部
（ＳＨ６０２０、東レ・ダウコーニング社製）
・トルエン  ・・・  １９７．３質量部
【０１５５】
被覆層形成溶液の分散は特に限定されないが、実施例１では、ＴＫホモミキサー１３，０００ｒｐｍにて１０分間行った。
この被覆層形成溶液Ａを、１，０００質量部の芯材粒子１に塗布して乾燥させた。ここで、塗布乃至乾燥は、流動槽内の温度を各７０℃に制御した流動床型コーティング装置を使用して行った。得られたキャリアを電気炉中にて、１８０℃／２時間焼成し、キャリア１を得た。
キャリア１の特性を、下記表１に示す。尚、表１において、被覆層中の微粒子の分散粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いることにより、キャリア断面を観察し、任意の１００粒子の測定値の平均を求めることにより得た。
【０１５６】
＜現像剤１の作製＞
上記で得られたキャリア１（９３０質量部）に対し、市販のデジタルフルカラープリンター（ＲＩＣＯＨ  Ｐｒｏ  Ｃ９０１、株式会社リコー製）用のトナー（７０質量部）を混合して、タービュラーミキサーを用いて８１ｒｐｍで５分間攪拌し、評価用現像剤を作製した。また、補給用現像剤は、トナー濃度が１０質量％となるように、前記キャリア及び前記トナーを用いて作製した。
【０１５７】
＜画像評価＞
市販のデジタルフルカラー複写機（株式会社リコー製  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００）を改造し、下記表２に示す条件の現像装置を組み付けて、上記で得られた現像剤１をセットして、画像形成を行って画像評価を行った。尚、現像装置の条件としては、下記表２で示すように、図１１に示す現像装置５に対して、現像スリーブ５１の低摩擦膜５１ｂのコーティングの有無と、印加する電圧の組み合わせとを異ならせた。
【０１５８】
上記で得られた画像形成装置を用い、以下に示す各種評価実験を行った。結果を下記表３に示す。
【０１５９】
＜＜濃度ムラ評価方法＞＞
Ａ３のサイズで、網点面積率７５［％］の画像（シアン単色）を印刷し、画像面内の明度偏差（最大明度−最小明度）を測定した。明度の測定には、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３９（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いた。
［濃度ムラの評価基準］
◎  画像面内の明度偏差が１．０未満
○  画像面内の明度偏差が１．０以上１．５未満
△  画像面内の明度偏差が１．５以上２．０未満
×  画像面内の明度偏差が２．０以上（濃度ムラ有り）
【０１６０】
＜＜履歴現象による影響（ゴースト画像）の評価＞＞
画像面積８％の文字チャート（１文字の大きさ：２ｍｍ×２ｍｍ程度）を１００，０００枚出力した。その後、図２０に示す縦帯チャートを印刷し、スリーブ一周分（ａ）と一周後（ｂ）の濃度差を測定することにより、直前画像履歴による影響を評価した。前記測定は、色彩値測定器（Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いた。前記スリーブのセンター、リア、及びフロントの３箇所について測定してその平均濃度差をΔＩＤとした。なお、評価基準は以下の通りとした。
［評価基準］
◎：ΔＩＤが０．０１以下である
○：ΔＩＤが０．０１超、０．０３以下である
△：ΔＩＤが０．０３超、０．０６以下である
×：ΔＩＤが０．０６超である
ここで、◎、○、△、及び×は、それぞれ、◎：非常に良好、○：良好、△：許容、×：実用上使用できないレベルであり、◎、○及び△を合格とし、×を不合格とした。
【０１６１】
＜＜初期キャリア付着の評価＞＞
地肌ポテンシャルを１５０Ｖに固定し、ベタ画像を現像した。
このときベタ画像濃度が１．０出るのに必要な現像ポテンシャルＶｐｏｔ．を測定した。
また、そのＶｐｏｔ．を付与した際の感光体表面に付着しているキャリアの個数をルーペ観察により、５視野カウントし、ベタキャリア付着量として評価した。５視野における平均の１００ｃｍ２当たりのキャリア付着個数をもって、ベタキャリア付着量とした。
［評価基準］
◎：２０個以下
○：２１個以上６０個以下
△：６１個以上８０個以下
×：８１個以上
◎、○及び△を合格とし、×を不合格とした。
【０１６２】
＜＜エッジ効果の評価＞＞
大面積の画像を有するテストパターンを出力した。得られた画像パターンにおいて、中央部の画像濃度と端部の画像濃度との差を目視により下記評価基準に従って評価した。
［評価基準］
◎：差がない
○：若干差がある
△：差はあるが許容できる
×：許容できないレベルまで差が生じている
◎、○、△を合格とし、×を不合格とした。
【０１６３】
＜＜画像の精細性の評価＞＞
画像面積５％の文字チャート（１文字の大きさ：２ｍｍ×２ｍｍ程度）を出力し、その文字画像部の再現性により評価し、次のようにランク分けした。
［評価基準］
◎：非常に良好
○：良好
△：許容できるレベル
×：実用できないレベル
◎、○及び△を合格とし、×を不合格とした。
【０１６４】
＜＜地汚れの評価＞＞
画像面積率５％チャート連続１００，０００枚出力耐久試験を実施後の複写機内のトナー汚染状態を目視にて、下記基準により評価した。
［評価基準］
◎：トナー汚れがまったく観察されず非常に良好な状態である
○：トナー汚れがほとんど観察されず良好な状態である
△：汚れが観察されるが実使用上問題とならない
×：許容範囲外で非常に汚れがあり問題となる
◎、○、及び△を合格とし、×を不合格とした。
【０１６５】
＜＜混色の評価＞＞
フルカラーのテストパターンを出力した。得られた画像パターンにおいて、色の重なりの状態を目視により下記評価基準に従って評価した。
［評価基準］
○：全く問題のないレベル
△：やや混色はあるものの実使用上許容できるレベル
×：実使用上許容できないレベル
【０１６６】
＜＜耐久性の評価＞＞
単色による１００，０００枚のランニング評価を行った。このランニングを終えた後のキャリアの体積固有抵抗（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））を測定し、並びにキャリア付着、帯電低下量、及び抵抗低下量を評価した。なお、前記キャリア付着は、前述した初期キャリア付着の評価と同様の方法で評価した。
【０１６７】
＜＜＜帯電低下量の評価＞＞＞
前記帯電低下量は、ランニング前のキャリア９３質量％に対しトナー７質量％の割合で混合し摩擦帯電させたサンプルを、一般的なブローオフ法（東芝ケミカル株式会社製、ＴＢ−２００）にて測定した帯電量（Ｑ１）から、ランニング後の現像剤中のトナーをブローオフ装置（図２１参照）にて除去し得たキャリアを、前記方法と同様の方法で測定した帯電量（Ｑ２）を差し引いた量とした。
前記帯電低下量は、絶対値で１０．０μｃ／ｇ以内であれば、実使用上問題ないレベルである。また、帯電量の低下の原因は、キャリア表面へのトナースペント、キャリアのコート膜磨耗であるため、トナースペント、キャリアコート膜の耐久性を帯電低下量により評価することができる。
【０１６８】
＜＜＜抵抗低下量の評価＞＞＞
前記抵抗低下量は、ランニング前のキャリアを抵抗計測平行電極（ギャップ２ｍｍ）の電極間に投入し、直流１，０００Ｖを印加し、３０秒間後の抵抗値をハイレジスト計で計測した体積固有抵抗値Ｒ１の常用対数値Ｘ１（＝Ｌｏｇ１０Ｒ１）から、ランニング後の現像剤中のトナーをブローオフ装置（図２１参照）にて除去し得たキャリアを、前記体積固有抵抗測定方法と同様の方法で測定した体積固有抵抗値Ｒ２の常用対数値Ｘ２（＝Ｌｏｇ１０Ｒ２）を差し引いた量とした。
前記抵抗低下量は、絶対値で３．０（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））以内であれば、実使用上問題ないレベルである。
また、抵抗変化の原因は、キャリアの結着樹脂膜の削れ、トナー成分のスペント、キャリア被覆膜中の大きな粒径の微粒子脱離などであるため、抵抗変化量によりこれらの発生を評価することができる。
【０１６９】
（実施例２〜実施例２７）
実施例１において、微粒子の種類や分散方法、キャリアの製造条件を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして実施例２〜２７で用いるキャリア２〜２７を作製した。
尚、表１で示すように、キャリア２１においては、メディア分散を１時間行うことにより、被覆層形成溶液の分散を行った。ここで、メディア分散とは、０．１〜０．３ｍｍ程度のＺｒビーズを用いたビーズミル分散をいい、過度な分散エネルギーによる凝集が発生しない条件で、所望の粒径に分散させる方法である。分散機としては、特に限定されないが、実施例では、壽工業社製ウルトラアペックスミルを用いた。
キャリア２〜２７のキャリアの体積固有抵抗値は、表１に示すとおりである。
キャリア２〜２７を含有する現像剤２〜２７を実施例１と同様にして作製した。
実施例１において、現像スリーブの低摩擦膜のコーティングの有無とその種類、及び印加する電圧の条件を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様の現像装置を用い、現像剤２〜２７を使って、実施例２〜２７の現像装置における画像評価を行った。結果を表３に示す。
【０１７０】
（比較例１〜比較例７）
実施例１において、微粒子の種類や分散方法、キャリアの製造条件を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして比較例１〜７で用いる比較用キャリア１〜７を作製した。
尚、表１で示すように、比較用キャリア６、７においては、実施例２１で使用したキャリア２１と同様、メディア分散を行った。
比較用キャリア１〜７のキャリアの体積固有抵抗値は、表１に示すとおりである。
比較用キャリア１〜７を含有する比較用現像剤１〜７を実施例１と同様にして作製した。
実施例１において、現像スリーブの低摩擦膜のコーティングの有無とその種類、及び印加する電圧の条件を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様の現像装置を用い、比較用現像剤１〜７を使って、比較例１〜７の現像装置における画像評価を行った。結果を表３に示す。
【０１７１】
【表１】
2016066067.tif 000005
【０１７２】
【表２】
2016066067.tif 000006
【０１７３】
【表３】
2016066067.tif 000007
【０１７４】
以上より、実施例１〜２５の結果で示すとおり、本発明の現像装置を用いることにより、周期的な濃度変動を改善するとともに、ＡＣ現像バイアスを用いることにより生じるプラス側バイアスによる影響を低減し、現像能力の低下を長期に渡り抑制することができることがわかった。特に、AC現像バイアスとしてＲＰ現像バイアスを用いた現像装置は、全ての評価項目においてバランスのとれた良好な結果を示すことがわかった。
【０１７５】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  トナーとキャリアとからなる現像剤を有し、前記現像剤を表面上に担持して表面が無端移動し、潜像担持体と対向する現像領域で前記潜像担持体の表面の潜像に前記現像剤中の前記トナーを供給して現像する現像剤担持体を有する現像装置であって、
前記キャリアは微粒子を含有し、前記キャリアの体積固有抵抗Ｒ（＝１０Ｘ）（Ω・ｃｍ）のＸの値が１１．５から１６．０であり、
前記現像剤担持体は、複数の磁極を有する磁界発生手段と、前記磁界発生手段を内包する円筒形状で、前記磁界発生手段の磁力によって円筒形状の外周面に前記現像剤を担持し、現像装置本体に対して回転することによって表面移動する現像スリーブとを有し、
前記現像スリーブに対し、交流成分を含む電圧を印加する現像スリーブ電圧印加手段を有することを特徴とする現像装置である。
＜２＞  前記現像スリーブ電圧印加手段における直流（ＤＣ）成分に交流（ＡＣ）成分を重畳したバイアスのピークトゥピークが、トナーの正規帯電極性側の最大値（Ｖｐｐ１とする）と、最小値（Ｖｐｐ２とする）との間に、下記式で示すような関係がある前記＜１＞に記載の現像装置である。
｜Ｖｐｐ１−Ｖｐｐ２｜≦  １５００Ｖ
＜３＞  前記現像スリーブ電圧印加手段における直流（ＤＣ）成分に交流（ＡＣ）成分を重畳したバイアスのピークトゥピークが、トナーの正規帯電極性側の最大値（Ｖｐｐ１とする）と、最小値（Ｖｐｐ２とする）としたときに、前記潜像担持体の潜像の画像部電位（ＶＬ）との間に、下記式で示すような関係がある前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の現像装置である。
｜Ｖｐｐ１｜＞｜Ｖｐｐ２｜＞｜ＶＬ｜
＜４＞  前記現像スリーブ電圧印加手段におけるＡＣ現像バイアスの交流成分についてのプラス極性の成分のデューティ比が２０％以下である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の現像装置である。
＜５＞  前記現像スリーブ電圧印加手段におけるＡＣ現像バイアスの周波数ｆが２（ｋＨｚ）以下である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の現像装置である。
＜６＞  前記キャリアが、前記微粒子及び樹脂を含む被覆層を有し、前記被覆層中における前記樹脂と前記微粒子との合計量に対する前記微粒子の含有量が、１０質量％から８５質量％である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の現像装置である。
＜７＞  前記微粒子の粉体比抵抗が、−３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））から３（Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））である前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の現像装置である。
＜８＞  前記微粒子が、アルミナ、シリカ、チタン、バリウム、スズ、及びカーボンの少なくもといずれかを含有する微粒子からなる前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の現像装置である。
＜９＞  前記キャリアが、前記微粒子及び樹脂を含む被覆層を有し、前記被覆層における前記微粒子の分散粒径が、５０ｎｍから６００ｎｍである前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の現像装置である。
＜１０＞  前記現像スリーブの外周面に、円筒形状を形成するスリーブ素管の材料よりもトナーとの摩擦係数が小さい低摩擦表面層を有する前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の現像装置である。
＜１１＞  前記スリーブ素管を形成する材料は、アルミニウムである前記＜１０＞に記載の現像装置である。
＜１２＞  前記低摩擦表面層は、テトラヘデラルアモルファスカーボンで構成されている前記＜１０＞から＜１１＞のいずれかに記載の現像装置である。
＜１３＞  潜像担持体と、
前記潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像担持体上に形成された潜像を、現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像手段と、
前記潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段とを有する画像形成装置であって、
前記現像手段として、前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置である。
【符号の説明】
【０１７６】
１  静電潜像担持体（感光体）
１Ｙ  イエロー用感光体
１Ｃ  シアン用感光体
１Ｋ  ブラック用感光体
１Ｍ  マゼンタ用感光体
２ａ  クリーニングブレード
２  感光体クリーニング装置
３  原稿搬送部
４  原稿読込部
４ａ  帯電ローラ
５Ｃ  シアン用現像装置
５Ｋ  ブラック用現像装置
５  現像装置
６  作像ユニット
７  給紙部
８  中間転写ベルト
９  一次転写バイアスローラ
１０  中間転写ユニット
１１  トナー容器
１２  二次転写バックアップローラ
１９  二次転写バイアスローラ
２０  定着装置
２５  排紙ローラ対
２６  給紙カセット
２７  給紙ローラ
２８  レジストローラ対
３０  排紙トレイ
４０  帯電装置
４１  潤滑剤塗布装置
５０  現像ローラ
５１  現像スリーブ
５１ａ  スリーブ素管
５１ｂ  低摩擦膜
５２  ドクタブレード
５３  供給スクリュ
５３ａ  供給搬送路
５４  回収スクリュ
５４ａ  回収搬送路
５５  マグネットローラ
５７  仕切り部材
５８  ケーシング
５８ａ  現像下ケース
５８ｂ  現像上ケース
５８ｃ  現像カバー
５８ｅ  現像開口部
５９  トナー補給口
７１  剤落下口
７２  剤持上げ口
１００  プリンタ部
１１０  微粒子
１１１  被覆層
１１２  芯材粒子
１５１  現像スリーブ電源
５００  複写機
Ｇ  現像剤Ｇ
Ｐ  現像ギャップ
Ｌ  レーザ光
Ｐ  転写紙
Ｐ１  第一磁極
Ｐ２  第二磁極
Ｐ３  第三磁極
Ｐ４  第四磁極
Ｐ５  第五磁極
Ｔ  トナー
Ｖｂ  現像バイアス
Ｖｂａｖ  現像バイアス平均値
Ｖｄ  帯電電位
ＶＬ  露光電位
Ｖｐｏｔ  現像ポテンシャル
Ｖｐｐ  ピークトゥピーク値
α  回収スクリュ下流端領域
β  供給スクリュ下流端領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７７】
【特許文献１】特開平０４−１５７４８６号公報
【図１】
2016066067.tif 000008
【図２】
2016066067.tif 000009
【図３】
2016066067.tif 000010
【図４】
2016066067.tif 000011
【図５】
2016066067.tif 000012
【図６Ａ】
2016066067.tif 000013
【図６Ｂ】
2016066067.tif 000014
【図６Ｃ】
2016066067.tif 000015
【図７Ａ】
2016066067.tif 000016
【図７Ｂ】
2016066067.tif 000017
【図８】
2016066067.tif 000018
【図９】
2016066067.tif 000019
【図１０】
2016066067.tif 000020
【図１１】
2016066067.tif 000021
【図１２】
2016066067.tif 000022
【図１３Ａ】
2016066067.tif 000023
【図１３Ｂ】
2016066067.tif 000024
【図１３Ｃ】
2016066067.tif 000025
【図１４】
2016066067.tif 000026
【図１５】
2016066067.tif 000027
【図１６】
2016066067.tif 000028
【図１７】
2016066067.tif 000029
【図１８】
2016066067.tif 000030
【図１９】
2016066067.tif 000031
【図２０Ａ】
2016066067.tif 000032
【図２０Ｂ】
2016066067.tif 000033
【図２１】
2016066067.tif 000034