JP4542803B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の２成分現像剤を用いる画像形成装置に関する。

従来、磁性キャリア粒子とトナー粒子を含む２成分現像剤を現像剤担持体表面に所謂磁気ブラシとして担持し現像を行う現像装置が広く知られている。この現像装置では、現像剤担持体表面上に磁気ブラシを形成した２成分現像剤を担持して、画像形成装置の感光体ドラム等の像担持体との対向する現像領域へ搬送する。この現像領域で画像情報に応じて像担持体上に形成されている静電潜像を現像して顕像化する。例えば、現像剤担持体と像担持体との間の微小な間隔に交番（交互）電界を印加することによって、トナー粒子を現像剤担持体側から像担持体側へ転移及び逆転移させ、これを繰返し行いながら現像を行っている。

上記現像装置における現像剤担持体は、通常、円筒状に形成された現像スリーブと、現像スリーブ内部に配置される磁界発生手段としての磁石ローラとから構成されている。この磁石ローラは、複数の磁極を備え、現像スリーブ表面に磁気ブラシを形成する。この磁石ローラに対して現像スリーブが相対移動することで、穂立ちした現像剤が現像スリーブ表面上を移動する。現像領域において、現像スリーブ上の現像剤は、磁石ローラがもつ現像磁極から発せられる磁力線に沿って穂立ちし、現像スリーブの相対移動に伴って撓むようにして潜像担持体表面に接触し、静電潜像にトナーを供給する。

このような現像装置においては、高い現像能力を確保するために以下の手段が一般的に用いられる。（１）現像領域において潜像担持体と現像剤担持体との距離を近接させる。（２）現像剤担持体の線速を潜像担持体の線速よりも高く設定する。（３）現像ポテンシャルを上げる。しかし、潜像担持体と現像剤担持体との距離が近接するほど、穂立ちした磁気ブラシがトナーを掻き取ってしまう場合がある。そのため、黒ベタ画像やハーフトーンのベタ画像の後端部が白く抜ける、所謂後端白抜けという現象が発生したり、細線再現性が悪化したりという画像劣化が生じる。また、現像剤担持体の線速を潜像担持体の線速よりも高く設定した場合には、現像剤が潜像を摺擦するように動く。この摺擦の間に現像剤中のトナーが消費されたり、潜像の地肌部のポテンシャルにより現像剤中のトナーが現像剤担持体方向に移動したりする。そのため、潜像近傍でのキャリアがトナーと逆極性の電荷を持つようになり、キャリアが像担持体に付着する所謂キャリア付着という問題が顕在化してくる。さらに、現像ポテンシャルを上げた場合には、通過電荷量が増加して潜像担持体である感光体の寿命を短くする等の課題がある。

一方、近年では電子写真方式のカラー化が進み、高画質及び高再現性の要求が高まってきている。フルカラー電子写真方式では、イエロー、マゼンタ、シアンに着色されたトナーが使用される。また必要に応じてブラックトナーも使用される。高い解像力と画像の鮮明さを得るために、トナーの粒径は小粒径であることが望ましい。しかしトナーの小粒径化に伴い、単位重量当りの表面積が増加して、現像剤の帯電量が高くなりすぎる傾向にあり、画像濃度低下によるカスレ画像が発生しやすくなる。また、キャリアに必要以上のトナーが付着してキャリアが汚染される所謂キャリア汚染が発生しやすくなり、現像剤の寿命が低下してしまう副作用が発生しやすくなる。二成分現像剤を用いた電子写真装置で多数枚、画像を出力した場合には、カブリや地汚れが発生したり、カスレ画像でエッジが強調された画像になったりして、階調性及び鮮明性に乏しい画像になってしまう。これらは、特にカラー画像においては致命的な欠点になることが懸念される。またトナーが小粒径化するほど、現像剤の流動性の低下に伴って地汚れやトナー飛散が発生しやすくなる。一般的に現像剤には画像出力より減少したトナー濃度相当分のトナーを補給する必要があるが、流動性低下している現像剤では、補給トナーがキャリアに付着しにくくなり所望の帯電性能が得られなくなる傾向が顕在化してくる。現像剤の帯電性能の低下は地汚れのように画像品質を損なうばかりでなく、トナーが十分にキャリアに付着しない状態で現像剤担持体に供給されてしまい、現像部からトナーが噴き出す、所謂トナー飛散も発生しやすくなる。

またトナーの小粒径化に並行して、キャリアの小粒径化の検討も進められている。キャリア小粒径化には、次のような利点が挙げられる。小粒径キャリアは単位重量当たりの表面積が広くなるために、個々のトナーに充分な摩擦帯電を与えることができる。その結果、低帯電量トナーや逆帯電量トナーの発生が少なく、地汚れ発生の抑制効果が得られる。また、小粒径キャリアは、単位重量当たりの表面積が広くなるために、トナーの平均帯電量を低くしても、地汚れが発生しにくい。トナーの平均帯電量を低くすることができれば、現像ポテンシャルを上げなくても十分な画像濃度を得ることができる。さらに、小粒径キャリアは緻密な磁気ブラシを形成し、かつ穂の流動性が良いため、画像の穂跡が発生しにくい。従って、小粒径キャリアは、小粒径トナー使用時の不具合点を補うことが可能であり、小粒径トナーの利点を引き出すのに有効である。しかし、キャリアを小粒径にした場合には、キャリア粒子当たりの磁気モーメントが低下して、現像剤担持体上の磁気的なキャリア保持力が低下し、所謂キャリア付着が発生しやすくなる。ここで、キャリア付着は、感光体上の静電潜像の画像部又は地肌部にキャリアが付着する現象を示す。静電潜像の画像部にキャリアが付着すると、画像に白抜けが生じる。しかし、一般に画像部はトナーが現像されることにより電界が弱められる為、地肌部に比べキャリア付着は起こりにくい。感光体に付着したキャリアは、感光体の傷の発生原因となりやすい。また、感光体に付着したキャリアがトナー像と共に転写材に転写された場合には、トナー像の定着行程で定着部材を傷つける虞もある。

このように、小粒径キャリアを使用した場合には、現像剤担持体上の磁気的なキャリア保持力が低下し、キャリア付着が発生しやすくなる。このキャリア付着を抑制するために、現像剤を構成するトナー、キャリア側及び現像装置側から種々の提案がなされている。

例えば、特許文献１では、キャリア抵抗とトナー帯電量を制御すべく、磁性粒子の表面にアミノ基を有する表面処理剤層、さらにその上に無機物と硬化したフェノール樹脂からなる層の三層構造を有する磁性キャリアが提案されている。しかし、キャリア芯材となる磁性粒子上にカップリング剤等による表面処理によって表面処理層を形成し、その上に樹脂層をもうけたキャリアは、樹脂層にコーティングムラが生じやすい。そのため、現像バイアス電圧を印加した際の電荷注入によってキャリア付着を生じる場合がある。特許文献２では、樹脂コートキャリアの樹脂含有率、比抵抗、見掛け密度、及び粒径分布を規定した提案がなされている。しかし、単純に樹脂コートキャリアの比抵抗を規定しても、樹脂が均一にコートされていなくて、キャリア芯材が表面に露出している場合や、画像出力枚数の増加に伴うコート樹脂が削れてきた場合には、キャリア付着の抑制は困難になる。特許文献３では、キャリアとして結着樹脂粒子中に粒径比の異なる磁性体を分散させた磁性粒子が提案されている。樹脂中の磁性体量を増量させた磁性粒子では、内添している磁性体が比抵抗の低い磁性体を含有する場合において磁気的なキャリアの拘束力が高くなる。しかし、このような磁性粒子においても、交番電界を用いる現像方式では、キャリア付着を改善することができない場合があった。

また、現像装置に関する提案としては、以下のものがある。例えば、特許文献４では、現像剤担持体内部に配設された磁石ローラが少なくとも現像磁極を含む複数の磁極により構成され、現像磁極で効率的に強い磁力が得られるよう、各々の磁極の最大磁束密度を規定した現像装置が提案されている。しかし、この提案では現像剤担持体の周速度については一切考慮されておらず、現像剤担持体の周速度が低い場合には現像剤の搬送能力が低下してしまい、かつ交番電界を印加する現像方式では、キャリア付着が顕在化しやすくなる。特許文献５では、現像剤担持体表面上の垂直磁界の最大磁界を印加した時の磁化の強さ及び残留磁化を規定し、且つ現像剤担持体と像担持体との周速比を規定した提案がなされている。しかし、単なる残留磁化の規定や、現像剤担持体と像担持体との周速比の規定だけでは、キャリア付着を完全に抑制するには至らず、本質的な品質改善は期待できない。

このように、キャリアの特性（キャリア抵抗、キャリアコート層、粒径分布、見掛け密度等）や現像装置の現像条件を規定した提案がされている。しかし、いずれの提案でも、キャリア付着発生という課題に対しては未だに品質改善効果で満足のいくものが提案されるに至っていない。

特開平１１−２４３２２号公報 特開２００３−１５６８８７号公報 特開平５−１００４９４号公報 特開平６−８３２０３号公報 特開平６−３２４５２７号公報

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものである。その目的は、小粒径キャリア及び小粒径トナーを使用した場合でも、高い現像能力を確保し、且つキャリア付着を抑制して安定した画像品質を得ることが可能となる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面にトナー像を担持し且つ該表面が無端移動可能な像担持体と、該像担持体に対向し該像担持体との対向箇所の該像担持体と自身との空間において該像担持体の表面の無端移動方向に順方向で自身が回転可能に設けられ、自身の表面に磁性キャリア粒子とトナーとを含む２成分現像剤を担持して該像担持体との間に現像領域を形成する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された該２成分現像剤の現像剤担持量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤担持体上のトナーを該像担持体側に移動させるために、直流成分に交流成分を重畳させた現像バイアスを該現像剤担持体に印加するバイアス印加手段とを有する画像形成装置において、上記２成分現像剤中の磁性キャリア粒子は、磁場１ＫＯｅにおける磁気モーメントが７６ｅｍｕ／ｇ以上であり、重量平均粒径が２５μｍ以上、４５μｍ以下であり、粒径４４μｍ未満である粒子の含有割合が７５．０重量％以上、粒径６２μｍ以上である粒子の含有割合が１．０重量％未満、粒径２２μｍ未満である粒子の含有割合が７．０重量％以下であって、上記バイアス印加手段が印加する交流成分の周波数をｆ（ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ）、上記現像剤担持体の周速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）とした場合に、ｆ／ｖ≧１５（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）の関係を満足して、上記現像剤規制部材による規制直後における上記現像剤担持体上の単位面積あたりの現像剤担持量が３０ｍｇ／ｃｍ^２以上、８０ｍｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記現像剤は、トナー濃度が５．０ｗｔ％以上、９．０ｗｔ％以下であることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において上記トナーは、重量平均粒径が４．５μｍ以上、８．０μｍ以下であり、重量平均粒径（Ｄｗ）と個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｗ／Ｄｎ）が１．２０以下であることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１、２、又は３の画像形成装置において、上記トナーは、粒径３μｍ以下の粒子個数比率が５％以下であることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、上記現像剤として、常温常湿下、トナー濃度５％以下の条件下でトナーとキャリアとを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量Ｑ_６００に対して、同一条件下で２０秒間攪拌混合した時に得られる帯電量Ｑ_２０とすると、Ｚ（％）＝（Ｑ_２０／Ｑ_６００）×１００で計算される帯電立ち上がり比率Ｚ（％）が７０（％）以上得られるトナー及びキャリアを用いることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記現像剤担持体の周速度Ｖｓと像担持体の周速度Ｖｐとの関係が１．５≦（Ｖｓ／Ｖｐ）≦２．５を満足することを特徴とするものである。

２成分現像剤を用いた画像形成装置においては、補給されたトナーをいかに素早く、かつ均一にキャリアに付着させて現像剤を均一な混合状態にし、現像剤担持体上に規定の現像剤担持量を確保する必要がある。そして、現像剤担持体と像担持体とが対向する現像領域において、現像剤を穂立ち状のキャリア先端に均一にトナーが存在した状態で供給し、像担持体上の潜像に忠実にトナーを転移させる必要がある。そこで、本発明者らは、以下に示す（１）（２）（３）の特性に着目しこれを規定し、これらの特性のうちひとつでも規定を外れる特性があると、高い現像能力及びキャリア付着の抑制効果が十分に得られないことを見出した。

（１）現像剤の磁気特性、粒径分布について
本発明のキャリアは、１０００エルステッド（Ｏｅ）の磁場を印加したときのキャリア粒子当たりの磁気モーメントが、７０ｅｍｕ／ｇ以上、好ましくは７６ｅｍｕ／ｇ以上である。キャリア粒子の磁気モーメントが７０ｅｍｕ／ｇより小さい場合には、現像剤担持体上の磁気的なキャリア保持力が低下して、キャリア付着が発生しやすくなる。

また、本発明のキャリアは、重量平均粒径が２５〜４５μｍである。キャリアの重量平均粒径が４５μｍよりも大きい場合には、現像剤担持体上の磁気的なキャリア保持力が強く、キャリア付着は起こりにくい。しかし、単位重量当たりのキャリア表面積が小さくなるため、高画像濃度を得るためにトナー濃度を高くした場合には、地汚れが急速に増大する。また、潜像のドット径が小さい場合は、ドット径のバラツキが大きくなる。一方、キャリアの重量平均粒径が２５μｍよりも小さい場合には、キャリア粒子当たりの磁気モーメントが低下し、現像剤担持体上の磁気的なキャリア保持力が弱くなり、キャリア付着が起き易くなる。さらに、キャリア粒子中、粒径が４４μｍ未満である粒子の含有割合は、７５重量％以上である。上記含有割合が上記範囲よりも少ない場合には、上述したキャリア付着に対する改善効果が小さい。また、粒径が６２μｍ以上である粒子の含有割合は１重量％未満である。６２μｍ以上の粒子の含有量が多いほど、ドット径のバラツキが大きくなり、ドット再現性の低下が顕在化してくる。また、粒径が２２μｍ未満である粒子の含有割合は７０％以下である。小粒径キャリアの場合、キャリア付着しているキャリアの大部分は、２２μｍ未満の微細粒子である。本発明者らは、重量平均粒径Ｄｗが２５μｍ〜４５μｍの小粒径キャリアにおいて、２２μｍより小さい粒子の重量比率を変化させてキャリア付着を評価した。その結果、２２μｍ以下の粒径を有する粒子が７重量％以下ならば、キャリア付着が問題ない程度に改善され、３重量％、更に１重量％とすると、更に品質改善効果が大きいことが判明した。

（２）現像バイアスの交流成分周波数と現像剤担持体の周速度との関係について
本発明者らは、交流成分の周波数と現像剤担持体の周速度との関係に着目した結果、現像剤担持体の移動距離における周波数が重要な因子であることを見出した。現像バイアスにおける交流成分の周波数を上げていくと、現像剤中におけるキャリアとトナーとの分離効率が向上し、キャリアが不必要に像担持体側へ移動することが少なくなり、地肌汚れ、キャリア付着の抑制効果が得られる。すなわち、現像剤担持体の周速度から求められる現像剤担持体の単位移動距離に対する周波数を１５（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）以上にすることにより、キャリア付着を抑制でき、かつ高い現像能力を確保できる。これにより、細線やドット再現性を損なうことなく高品質な画像を得られる。

（３）現像剤担持体上の現像剤担持量について
現像剤規制部材による規制直後における現像剤担持体上の単位面積あたりの現像剤担持量は３０〜８０（ｍｇ／ｃｍ^２）である。担持量が３０（ｍｇ／ｃｍ^２）より少ない場合には、現像剤担持体と像担持体との間に印加する電界をより大きくする必要があり、キャリア付着に対して不利である。また現像剤担持量が８０（ｍｇ／ｃｍ^２）よりも多い場合には、現像剤規制部材よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側において剤落ちが発生しやすくなる。さらに像担持体と現像剤担持体との空間において、現像剤の充填密度が高くなる方向であり、この空間での現像剤の流動性が低下する傾向にある。この流動性低下に伴い、像担持体上の静電潜像に対してのトナー供給が円滑に行われなくなり、画像濃度低下や濃度ムラが発生しやすくなる。

以上上述したように、（１）現像剤の磁気特性、粒径分布、（２）現像バイアスの交流成分周波数と現像剤担持体の周速度、（３）現像剤担持体上の現像剤担持体量の条件を上記範囲内に規定する。これにより、高い現像能力を確保して、細線及び小径ドットの均一再現が可能となり、且つキャリア付着を抑制して、安定した画像品質を確保することができる。

本発明によれば、小粒径キャリア及び小粒径トナーを使用した場合でも、高い現像能力を確保し、且つキャリア付着を抑制して安定した画像品質を得ることが可能となる画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。

以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のフルカラープリンタ（以下、プリンタという）に適用した場合の実施形態について説明する。図１は、このプリンタの内部構成を示す概略構成図である。図１において、箱状の装置本体１内には複数個の感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋがそれぞれ装置本体１に着脱可能に装着されている。装置本体１内の中央部には記録材担持体としての転写ベルト３が、装置本体１の対角線方向に斜めに配置されている。転写ベルト３は、その一つに回転駆動力が伝達される複数のローラに架け渡されて図中矢印Ａ方向に回転駆動可能に設けられている。

感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、像担持体としてのドラム状の感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを有し、各感光体の表面が転写ベルト３と接触するように転写ベルト３の上方に配設されている。感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの配列は、感光体２Ｙを給紙側とし、感光体ユニット２Ｋが定着装置９側に位置するように４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの順となっている。感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとしては、ベルト状の感光体等を用いてもよい。

現像剤供給手段となる現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとそれぞれ対向配置されている。例えば、現像装置５Ｙは、イエロートナー（以下Ｙという）とキャリアを有する２成分現像剤を、感光体４Ｙ上の静電潜像に供給して現像するものである。現像装置５Ｍは、マゼンタ（以下Ｍという）トナーとキャリアを有する２成分現像剤を、感光体４Ｍ上の静電潜像に供給して現像するものである。現像装置５Ｃは、シアン（以下Ｃという）トナーとキャリアを有する２成分現像剤を、感光体４Ｃ上の静電潜像に供給して現像するものである。現像装置５Ｋは、例えばブラック（以下Ｋという）トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を、感光体４Ｋ上の静電潜像に供給して現像するものである。

感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの上方には露光手段としての書き込み装置６が配置され、感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの下方には両面ユニット７が配置されている。両面ユニット７の下方には、サイズの異なる転写材Ｐが収納可能な給紙ユニット１３、１４が配設されている。装置本体１の左方には反転ユニット８が配置され、装置本体１の右側には手差しトレイ１５が矢印Ｂ方向に開閉可能に設けられている。転写ベルト３と反転ユニット８との間には定着装置９が配置されている。定着装置９の転写材搬送方向下流側には反転搬送路１０が分岐して形成されている。反転搬送路１０は、シート状の転写材Ｐを搬送路内に配置された排紙ローラ１１によって装置上部に設けられた排紙トレイ１２に案内する。

感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像を形成するためのユニットであり、装置本体１に配置される場所を除いては同一構成となっている。ここでは、感光体ユニット２Ｙの構成について説明する。図２は、感光体ユニット２Ｙの内部構成を示す概略構成図である。感光体ユニット２Ｙは、図２に示すように、感光体４Ｙと、感光体４Ｙに当接する帯電ローラ１６Ｙと、感光体４Ｙの表面をクリーニングするクリーニング装置１７Ｙとから構成され、装置本体１に着脱可能に取付けられる。クリーニング装置１７Ｙは、ブラシローラ１８Ｙ及びクリーニングブレード１９Ｙとから構成される。

図３は、書き込み装置６の構成を示す概略構成図である。書き込み装置６では、図３に示すように同軸上に配置された２つの回転多面鏡２０、２１がポリゴンモータ２２により回転される。回転多面鏡２０、２１は、図示しない２つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのＹ画像データで変調されたＹ用レーザ光、Ｍ画像データにより変調されたＭ用レーザ光と、他の２つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのＣ画像データにより変調されたＣ用レーザ光、Ｋ画像データにより変調されたＫ用レーザ光とを左右に振り分けて反射する。回転多面鏡２０、２１からのＹ用レーザ光及びＭ用レーザ光は２層のｆθレンズ２３を通る。このｆθレンズ２３からのＹ用レーザ光は、ミラー２４で反射されて長尺ＷＴＬ２５を通過した後にミラー２６、２７を介して感光体ユニット２Ｙの感光体４Ｙに照射される。ｆθレンズ２３からのＭ用レーザ光は、ミラー２８で反射されて長尺ＷＴＬ２９を通過した後にミラー３０、３１を介して感光体ユニット２Ｍの感光体４Ｍに反射される。回転多面鏡２０、２１からのＣ用レーザ光及びＫ用レーザ光は２層のｆθレンズ３２を通る。このｆθレンズ３２からのＣ用レーザ光は、ミラー３３で反射されて長尺ＷＴＬ３４を通過した後にミラー３４、３６を介して感光体ユニット２Ｃの感光体４Ｃに照射される。ｆθレンズ３２からのＫ用レーザ光は、ミラー３７で反射されて長尺ＷＴＬ３８を通過した後にミラー３９、４０を介して感光体ユニット２Ｋの感光体４Ｋに照射される。

現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、トナー色が異なる以外は同一構成になっているので、現像装置５Ｙの構成について説明する。図４は、現像装置５Ｙの内部構成を示す概略構成図である。現像装置５Ｙは、図４に示すように、現像剤収容部としての現像ケース５３内にＹトナーとキャリアを有する２成分現像剤を収容する。また、現像ケース５３内には、現像ケース５３の開口部５３ａを介して感光体４Ｙと対向するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ５４と、現像剤を攪拌しながら搬送するスクリュー部材５５、５６とを備えている。

上記現像ケース５３は、感光体４Ｙへの現像剤の供給側に位置する第１の空間部６５と、供給口６２から補給トナーの供給を受ける第２の空間部６４側とに仕切り壁５７によって分割されている。スクリュー部材５６は空間部６５に、スクリュー部材５５は空間部６４にそれぞれ配置され、現像ケース５３に設けた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。無論、現像スリーブ５４も図示しない軸受部材を介して現像ケース５３に回転自在に支持され、図示しない駆動手段から回転駆動力が伝達されることで回転する。また、現像ケース５３には、現像剤中のトナー濃度を検知して出力するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ６３が空間部６５内にその検知面が臨むように装着されている。

上記構成の現像装置５Ｙにおいて、現像ケース５３内の２成分現像剤は、スクリュー部材５５、５６の等速回転により、現像装置５Ｙ内を循環しながらＹトナーとキャリアが攪拌により摩擦帯電する。そして、搬送スクリュー５６は現像剤の一部を現像スリーブ５４に供給し、現像スリーブ５４はその現像剤を磁気的に担持して搬送する。現像スリーブ５４上の現像剤は、現像ケース５３に配置された現像剤規制部材６１により、その高さ（担持量）が規制される。感光体４Ｙ上の静電潜像は、現像スリーブ５４上のＹトナーで現像されてＹトナー像となる。現像ケース５３内の現像剤のトナー濃度が所定の値になると、Ｙトナーがトナー補給口６２から現像ケース５３内の空間部６４側に補給される。このＹトナーはスクリュー部材５５による攪拌で現像剤と混合され、空間部６５側へ補給される。

上記構成のプリンタにおいて、図示しない操作部により画像形成が指示されると、感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが図示しない駆動源により回転駆動されて図１中時計回り方向に回転する。感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各帯電ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、図示しない電源から帯電バイアスが印加されて感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋをそれぞれ一様に帯電させる。感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、帯電ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにより一様に帯電された後に書き込み装置６にて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像データで変調されたレーザ光により露光されて、各表面に静電潜像が形成される。これらの感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上の静電潜像は、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより現像されてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像となる。

給紙カセット１３、１４のうち選択された方の給紙カセットからは、給紙ローラ４５、４６により１枚の転写材Ｐが分離されて、感光体ユニット２Ｙよりも給紙側に配置されたレジストローラ１へ給紙される。本実施形態では、装置本体１の右方側部に手差しトレイ１５が配置され、この手差しトレイ１５からも転写材Ｐがレジストローラ５１へ給紙可能である。レジストローラ５１は、各転写材Ｐを感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上のトナー像と先端が一致するタイミングで転写ベルト３上へ送り出す。送り出された転写材Ｐは、紙吸着ローラ５２によって帯電される転写ベルト３に静電的に吸着されて各転写部へと搬送される。搬送された転写材Ｐには、各転写部を順に通過する際に、転写ブラシ４７、４８、４９、５０により感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写される。これにより、４色重ね合わせのフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像が形成された転写材Ｐは、定着装置９によりフルカラートナー像が定着される。定着後の転写材Ｐは、指定されたモードに応じた排出路を通って排紙トレイ１２に反転排出されるか、定着装置９から直進して反転ユニット８内を通ってストレートに排紙される。

以上の作像動作は、４色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択された時の動作である。例えば、３色重ね合わせのフルカラーモードが操作部で選択された場合には、Ｋトナー像の形成が省略されてＹ、Ｍ、Ｃ３色のトナー像の重ね合わせによるフルカラー画像が転写材Ｐ上に形成される。また白黒画像形成モードが操作部で選択された場合には、Ｋトナー像の形成のみが行われて白黒画像が転写材Ｐ上に形成される。

ところで、本実施形態に係るプリンタは、現像剤を構成するキャリア及び現像装置５の現像条件が以下に示す（１）（２）（３）の特性を満たすことを特徴とするものである。

（１）キャリアの磁気特性、粒径分布について
１０００エルステッド（Ｏｅ）の磁場を印加したときのキャリア粒子当たりの磁気モーメントは、７０ｅｍｕ／ｇ以上、好ましくは７６ｅｍｕ／ｇ以上である。その上限値は、特に制約されないが、通常１５０ｅｍｕ／ｇ程度である。磁気モーメントが７０ｅｍｕ／ｇより小さい場合には、現像スリーブ上の磁気的なキャリア保持力が低下して、キャリア付着が発生しやすくなる。

キャリアの磁気モーメントは、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、円筒のセルにキャリア粒子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。

１０００エルステッドの磁場を印加したときに、磁気モーメントが７６ｅｍｕ／ｇ以上となるキャリアの芯材粒子としては、例えば、鉄、コバルト等の強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライト、Ｍｎ系フェライト等が挙げられる。フェライトとは一般に次式で表される焼結体である。
（ＭＯ）ｘ（ＮＯ）ｙ（Ｆｅ_２Ｏ_３）ｚ
但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％であって、Ｍ、Ｎはそれぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｒ、Ｃａ等であり、２価の金属酸化物と３価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。

また、本実施形態に係るキャリアの重量平均粒径は２５〜４５μｍ、より好ましくは３０〜４５μｍである。キャリアの重量平均粒径が４５μｍよりも大きい場合には、感光体上の磁気的なキャリア保持力が強く、キャリア付着は起こりにくい。しかし、単位重量当たりのキャリア表面積が小さくなるため、高画像濃度を得るためにトナー濃度を高くした場合には、地汚れが急速に増大する。また、潜像のドット径が小さい場合は、ドット径のバラツキが大きくなる。一方、キャリアの重量平均粒径が２５μｍよりも小さい場合には、キャリア粒子当たりの磁気モーメントが低下し、現像スリーブ上の磁気的なキャリア保持力が弱くなり、キャリア付着が起き易くなる。

さらに、キャリア粒子中、粒径が４４μｍ未満である粒子の含有割合は、７５重量％以上である。上記含有割合が上記範囲よりも少ない場合には、上述したキャリア付着に対する改善効果が小さい。また、粒径が６２μｍ以上である粒子の含有割合は１重量％未満である。６２μｍ以上の粒子の含有量が多いほど、ドット径のバラツキが大きくなり、ドット再現性の低下が顕在化してくる。また、粒径が２２μｍ未満である粒子の含有割合は７０％以下である。小粒径キャリアの場合、キャリア付着しているキャリアの大部分は、２２μｍ未満の微細粒子である。本発明者らは、重量平均粒径Ｄｗが２５μｍ〜４５μｍの小粒径キャリアにおいて、２２μｍより小さい粒子の重量比率を変化させてキャリア付着を評価した。その結果、２２μｍ以下の粒径を有する粒子が７重量％以下ならば、キャリア付着が問題ない程度に改善され、３重量％、更に１重量％とすると、更に品質改善効果が大きいことが判明した。

キャリアの粒度分布測定は、マイクロトラック粒度分布計（モデルＳＲＡ、日機装社製）を用いて、０．７〜１２５μｍの範囲で測定を実施した。また、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は以下の式で表される。
Ｄｗ＝｛１／Σ（ｎＤ^３）｝×｛Σ（ｎＤ^４）｝
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。チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すもので、本実施形態では、２μｍの長さを採用した。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。

また、本実施形態で使用されるキャリアは、磁性を有する芯材粒子とその表面を被覆する樹脂層とからなる。例えば、このキャリアは、磁性材料を粉砕し、その粉砕物粒子を所定の粒径が得られるように分級し、この分級により得られた芯材粒子の表面に樹脂被膜を形成することに得ることができる。または、磁性材料の粉砕物粒子の表面に樹脂被膜を形成して樹脂被膜粒子とした後、この樹脂被覆粒子を分級することによっても製造することができる。

上記両者の分級には、風力分級やふるい分級（ふるい分け）等が包含される。キャリア芯材粒子の製造には、従来振動ふるいが好ましく用いられている。しかし、従来一般的に用いられている振動ふるいでは、小粒径の粒子を分級しようとすると、そのふるい（金網）の小さな網目がすぐに詰まってしまうという不都合を生じるため、その分級のための作業性は非常に悪いものであった。本発明者らは、小粒径粒子を効率よく、シャープにカットし得る方法を開発すべく種々検討した。その結果、ふるい機を用いて粒子を分級する際に、その金網に超音波振動を与えることにより、２２μｍ未満の小径粒子を効率よく、シャープにカットし得ることを見出した。金網を振動させる超音波振動は、高周波電流をコンバータに供給して超音波振動に変換することにより得ることができる。この場合のコンバータは、ＰＺＴ振動子からなる。超音波振動により金網を振動させるためには、コンバータにより発生される超音波振動を、金網に固定した共振部材に伝達させる。超音波振動が伝達された共振部材は、その超音波振動により共振し、そして、その共振部材に固定されている金網を振動させる。金網を振動させる周波数は、２０〜５０ｋＨｚ、好ましくは３０〜４０ｋＨｚである。共振部材の形状は、金網を振動させるのに適した形状であればよく、通常はリング状である。金網を振動させる振動方向は、垂直方向であるのが好ましい。

図５は、超音波発振器付振動ふるい機の構造を説明する説明図である。図５に示すように、振動ふるい器１０１は、円筒容器１０２がスプリング１０３を介してベース（支持台）１０４に支持されて構成されている。この円筒容器１０２内には、金網１０５、共振リング１０６、及び共振リング１０６に連設するリング状フレーム１０７、コンバータ１０８が設けられている。円筒容器１０２内のコンバータ１０８には、高周波電流ケーブル１０９が接続されている。この超音波発振器付振動ふるい器１０１を作動させるには、ケーブル１０９を介して高周波電流をコンバータ１０８に供給する。コンバータ１０８に供給された高周波電流は超音波振動に変換される。コンバータ１０８で発生した超音波振動は、そのコンバータ１０８が固定されている共振リング１０６及びそれに連設するリング状フレーム１０７を垂直方向に振動させる。この共振リング１０６の振動により、共振リング６とリング状フレーム１０７に固定されている金網１０５が垂直方向に振動する。超音波発振器付きの振動ふるい機は販売されており、例えば、晃栄産業（株）より製品名「ウルトラソニック」として入手可能である。

（２）現像バイアスの交流成分周波数と現像スリーブの周速度との関係について
上記現像スリーブには、直流成分に交流成分を重畳させた現像バイアスが印加される。この際、交流成分の周波数をｆ（ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ）、現像スリーブの周速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）とした場合に、ｆ／ｖ≧１５（ｍｍ／ｓｅｃ）の関係を満足することを特徴とする。これにより、キャリア付着を抑制できて、かつ高い現像能力を確保することが可能となる。前述のように高い現像能力を確保する手段としては、（１）現像領域において感光体と現像スリーブとの距離を近接させる、（２）現像スリーブの線速を感光体の線速よりも高く設定する、（３）現像ポテンシャルを上げる等が挙げられる。しかし、これら手段によれば、後端白抜けやキャリア付着等の異常画像が顕在化しやすい等の課題があった。これらの課題に対して、本発明者らは、現像バイアス交流成分の周波数と現像スリーブの周速度との関係に着目した。その結果、現像スリーブの移動距離における周波数が重要な因子であることを見出した。現像バイアスにおける交流成分の周波数を上げていくと、現像剤中におけるキャリアとトナーとの分離効率が向上し、キャリアが不必要に感光体側へ移動することが少なくなり、地肌汚れ、キャリア付着の抑制効果が得られる。すなわち、現像スリーブの周速度から求められる現像スリーブの単位移動距離に対する周波数を１５（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）以上にすることにより、キャリア付着を抑制でき、かつ高い現像能力を確保できる。これにより、細線やドット再現性を損なうことなく高品質な画像を得られる。

（３）現像スリーブ上の現像剤担持量について
現像剤規制部材による規制直後における現像スリーブ上の単位面積あたりの現像剤担持量は３０〜８０（ｍｇ／ｃｍ^２）である。担持量が３０（ｍｇ／ｃｍ^２）より少ない場合には、現像スリーブと感光体との間に印加する電界をより大きくする必要があり、キャリア付着に対して不利である。また現像剤担持量が８０（ｍｇ／ｃｍ^２）よりも多い場合には、現像剤規制部材よりも現像スリーブの現像剤搬送方向下流側において剤落ちが発生しやすくなる。さらに感光体と現像スリーブとの空間において、現像剤の充填密度が高くなる方向であり、この空間での現像剤の流動性が低下する傾向にある。この流動性低下に伴い、感光体上の静電潜像に対してのトナー供給が円滑に行われなくなり、画像濃度低下や濃度ムラが発生しやすくなる。

また、本実施形態に係る現像剤は、トナー濃度を５．０〜９．０（ｗｔ％）の範囲で使用することが、キャリアのトナーによる被覆率や現像剤流動性の最適化等の観点から望ましい。トナー濃度が５．０（ｗｔ％）より低い場合には、現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが高くなる方向であり、感光体上の静電潜像を現像する現像ポテンシャルをより高く設定する必要があり、感光体の寿命低下を招く恐れがある。さらに現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが高すぎる場合には、画像濃度が低下する可能性が高くなる。またトナー濃度が９．０（ｗｔ％）よりも高い場合には、トナー飛散が発生しやすくなり、トナー飛散のレベルが悪くなるにつれて、画像地肌部がトナーで汚れる所謂地肌汚れが発生して画像品質低下を招く。よって、トナー濃度を５．０〜９．０（ｗｔ％）の範囲で使用することにより、小粒径キャリア、小粒径トナーを使用した現像剤であっても、長期に亘って安定した画像品質が得られるようになる。

また、本実施形態に係る現像剤は、トナーの重量平均粒径が４．５〜８．０μｍであり、トナーの重量平均粒径（Ｄｗ）と個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｗ／Ｄｎ）が１．２０以下であることが望ましい。トナーの小粒径化は解像度を上げるためには不可欠であるが、副作用として、流動性、保存性において悪化傾向にある。トナー粒径が４．５μｍ未満では、現像剤の流動性が極端に悪化して、現像剤中の均一なトナー濃度を確保することが困難となる。またトナー小粒径化はキャリアに対する被覆率が上昇する方向であり、被覆率が高くなり過ぎた場合には、キャリア汚染の加速化及びトナー飛散誘発が懸念される。トナー及び現像剤の流動性を向上させる手段として、トナーに添加剤を多く添加する手段は副作用が発生する為に本質的な改善は期待できない。しかし、トナーの粒径分布の均一性にすることにより、トナー小粒径化に伴う副作用が克服される。つまり、トナーの重量平均と個数平均の粒子径比率Ｄｗ／Ｄｎが１に近いことが望ましく、１．２０以下にすることにより、流動性悪化の抑制効果が得られて、小粒径トナーを使用した場合でもトナー濃度の均一化が図られる。このように、トナーの重量平均粒径が４．５〜８．０μｍ、かつトナーの重量平均と個数平均の粒子径比率Ｄｗ／Ｄｎを１．２０以下にすることにより、画像濃度安定性に加えて、解像度の向上も図られ、さらに高品質な画像が得られる。またトナー粒度分布における３μｍ以下の粒子個数比率を５％以下にすることによって、流動性、保存性における品質改善効果は顕著であり、現像装置中へのトナー補給性及びトナーの帯電立ち上がり特性において良好な水準が得られる。

トナーの粒度分布は種々の方法で測定できるが、本実施形態では小孔通過法（コールターカウンター法）を用いて行った。測定装置として、ＣＯＵＬＴＥＲＣＯＵＮＴＥＲＭＯＤＥＬＴＡ２（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイスを接続して、１００μｍのアパチャー（細孔）を使用した。測定方法として、まず電解水溶液に界面活性剤を加えた中に、トナー測定用試料を分散させる。この試料を別の１％ＮａＣｌ電界液に注入して、アパチャーチューブのアパチャーの両側に電極が置かれている電解液を通して両電極間に電流を流す。このときの抵抗変化から２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して、平均分布から個数平均粒径、重量平均粒径を求める。

また、本実施形態に係る現像剤は、トナーの帯電立ち上がり比率Ｚ（％）が７０（％）以上であることが望ましい。トナーの帯電立ち上がり比率Ｚ（％）を７０（％）以上とすることにより、トナー飛散、及び地肌汚れにも大きな改善効果が認められた。トナー帯電立ち上がり特性は、補給されたトナーが如何に効率良く、均一にキャリアに付着して、均一な混合状態にするために重要な特性である。特に帯電立ち上がり特性が優れているということは、短時間でキャリアに対して静電力、ファンデアワールス力が働き、所望の帯電量が得られることであり、トナー飛散、地肌汚れの抑制も可能になる。

トナーの帯電立ち上がり比率Ｚ（％）は、常温常湿下、トナー濃度５％以下の条件下でトナーとキャリアとを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量Ｑ_６００に対して、同一条件下で２０秒間攪拌混合した時に得られる帯電量Ｑ_２０とすると、Ｚ（％）＝（Ｑ_２０／Ｑ_６００）×１００で計算される。帯電量Ｑ_６００、Ｑ_２０の測定方法としては、以下のとおりである。常温常湿下、キャリア５０ｇとトナー濃度５％に相当するトナーを所定の時間混合（装置名：（株）伊藤製作所製ボールミル架台Ｓ４−２型、回転数：２８０ｒｐｍ）することにより現像剤を作成する。この現像剤３ｇを目開き６３５メッシュ（ＳＵＳ３１６製東洋コーポレーション（株）製）をセットした測定用ゲージに入れ、６０秒間ブローオフ（ブローオフ装置：東芝ケミカル（株）製ＴＢ−２００、ブローガス：窒素エアー、ブロー圧力：１．５±０．１（ｋｇ／ｃｍ^２））した後、飛散した粉体の電荷量Ｑ（μＣ）と質量Ｍ（ｇ）を測定し、帯電量Ｑ／Ｍ（−μＣ／ｇ）を得ることができる。

さらに、本実施形態に係る現像装置においては、現像スリーブの周速度をＶｓ、感光体の周速度Ｖｐとした場合、Ｖｓ／Ｖｐを１．５から２．５の範囲になるように調整することが望ましい。これにより高品質な画像を得ることが可能となる。Ｖｓ／Ｖｐが１．５よりも低い場合には、静電潜像を通過する現像剤の通過時間が短くなるために、現像能力が低下してしまい、高面積を有する画像を出力した場合、画像濃度低下が顕著となってくる。またＶｓ／Ｖｐが２．５よりも高い場合、即ち現像剤と静電潜像との接触時間を長くする方向は異常画像が発生することが知られている。ここでいう異常画像とは、ベタ画像部後端の画像濃度低下、画像抜け、特にハーフトーン画像の後端部で顕著にみられる画像抜けや、ベタ画像とハーフトーン画像境界部での画像濃度変化を意味する。これらは何れも潜像電位の異なる場所や潜像電位が不連続に急激に変化する画像濃度の境界部に現れる。現像ニップを現像剤が通過する過程で現像剤中のトナーが移動することや、そもそも誘導体としての静電容量を持つ現像剤層が異なる不連続な現像電界を通過するときの過渡現象に起因するものと考えられている。

また、本実施形態に係る現像剤おいて、キャリアに対するトナーの割合は、キャリア１００重量部当り、トナー２〜２５重量部、好ましくは４〜１５重量部の割合である。また、トナーによるキャリアの被覆率は、１０〜８０％、好ましくは２０〜６０％である。トナーによるキャリアの被覆率が５０％のときのトナー帯電量は、３５（−μＣ／ｇ）以下、より好ましくは２５（−μＣ／ｇ）以下である。その下限値は、特に制約されないが、通常、１５（−μＣ／ｇ）程度である。なお、被覆率は以下の式で算出される。
被覆率（％）＝
（Ｗｔ／Ｗｃ）×（ρｃ／ρｔ）×（Ｄｃ／Ｄｗ）×（１／４）×１００
上記式中、Ｄｃはキャリアの重量平均粒径（μｍ）、Ｄｗはトナーの重量平均粒径（μｍ）、Ｗｔはトナーの重量（ｇ）、Ｗｃはキャリアの重量（ｇ）、ρｔはトナー真密度（ｇ／ｃｍ^３）、ρｃはキャリア真密度（ｇ／ｃｍ^３）を表す。

以下、本実施形態で使用されるキャリア及びトナーの材料について説明する。まず、本実施形態で使用されるキャリアは、磁性を有する芯材粒子と、その表面を被覆する樹脂層とからなる。この樹脂層を形成するための樹脂としては、キャリアの製造に従来用いられている公知のものを用いることができる。例えば、キャリアの樹脂層には、下記の化１式で表される繰り返し単位を含むシリコーン樹脂を好ましく用いることができる。

キャリアの樹脂層に用いられるストレートシリコーン樹脂としては、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２８２、ＫＲ２５２、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２（信越化学工業社製）、ＳＲ２４００、ＳＲ２４０６（東レダウコーニングシリコーン社製）等が挙げられる。また、キャリアの樹脂層には、変性シリコーン樹脂も用いることができる。このようなものとしては、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーン等が挙げられる。上記変性シリコーン樹脂の具体例としては、エポキシ変性物：ＥＳ−１００１Ｎ、アクリル変性シリコーン：ＫＲ−５２０８、ポリエステル変性物：ＫＲ−５２０３、アルキッド変性物：ＫＲ−２０６、ウレタン変性物：ＫＲ−３０５（以上、信越化学工業社製）、エポキシ変性物：ＳＲ２１１５、アルキッド変性物：ＳＲ２１１０（東レダウコーニングシリコーン社製）等が挙げられる。

上記シリコーン樹脂には、アミノシランカップリング剤を適量（０．００１〜３０重量％）含有させることができるが、このようなものとしては以下のようなものが挙げられる。
Ｈ_２Ｎ（ＣＨ_２）_３Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３：ＭＷ１７９．３
Ｈ_２Ｎ（ＣＨ_２）_３Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３：ＭＷ２２１．４
Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＣＨ_３）_２（ＯＣ_２Ｈ_５）：ＭＷ１６１．３
Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＣＨ_３）（ＯＣ_２Ｈ_５）_２：ＭＷ１９１．３
Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３：ＭＷ１９４．３
Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＣＨ_３）（ＯＣＨ_３）_２
：ＭＷ２０６．４
Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３：ＭＷ２２４．４
（ＣＨ_３）_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＣＨ_３）（ＯＣ_２Ｈ_５）_２：ＭＷ２１９．４
（Ｃ_４Ｈ_９）_２ＮＣ_３Ｈ_６Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３：ＭＷ２９１．６

更に、本実施形態で使用されるキャリアの樹脂層には、以下に示すものを単独又は上記シリコーン樹脂と混合して使用することも可能である。ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。

キャリアの芯材粒子表面に樹脂層を形成するための方法としては、スプレードライ法、浸漬法、或いはパウダーコーティング法等公知の方法が使用できる。特に流動床型コーティング装置を用いる方法は、均一な塗付膜を形成するのに有効である。

キャリア芯材粒子表面上に形成する樹脂層の厚みは、通常０．０２〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．８μｍである。樹脂層の厚みはきわめて小さいことから、樹脂層を被覆した芯材粒子からなるキャリアとキャリア芯材粒子の粒度分布は実質的に同じである。

また必要に応じてキャリアの抵抗率を調整する場合もあり、芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、膜厚の制御によって可能である。キャリア抵抗調整のために、導電性微粉末を被覆樹脂層に添加して使用することも可能である。上記導電性微粉末としては、導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属又は金属酸化物粉、種々の方法で調製されたＳｎＯ_２又は種々の元素をドープしたＳｎＯ_２、ＴｉＢ_２、ＺｎＢ_２、ＭｏＢ_２等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（パラ−フェニレンスルフィド）ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。これらの導電性微粉末は、コーティングに使用する溶媒、或いは被覆用樹脂溶液に投入した後、ボールミル、ビーズミル等メディアを使用した分散機、或いは高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散することが出来る。

次に、本実施形態で使用されるトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤と帯電制御剤とから構成される。このトナーは、重合法、造粒法等の各種のトナー製法によって作成された不定形または球形のトナーであることができる。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である。

ここで使用されるトナーの結着樹脂としては従来からトナー用結着樹脂として使用されてきたものは全てが適用される。具体的にはポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン／ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン／プロピレン共重合体、スチレン／ビニルトルエン共重合体、スチレン／ビニルナフタレン共重合体、スチレン／アクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリル酸エチル共重合体、スチレン／アクリル酸ブチル共重合体、スチレン／アクリル酸オクチル共重合体、スチレン／メタクリル酸メチル共重合体、スチレン／メタクリル酸エチル共重合体、スチレン／メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン／α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン／ビニルメチルケトン共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／イソプレン共重合体、スチレン／アクリロニトリル／インデン共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体、スチレン／マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、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、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、これらは単独で或いは２種以上を混合して使用される。

ここで使用されるトナーの着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な染顔料が使用できて、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適用される。具体的には、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧローダミン６Ｃレーキ、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、マラカイトグリーン、マラカイトグリーンヘキサレート、ローズベンガル、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染顔料、トリスアゾ系染顔料等が挙げられる。これらの着色剤の使用量は、結着樹脂に対して、通常１〜３０ｗｔ％、好ましくは３〜２０ｗｔ％である。

ここで使用されるトナーの帯電制御剤としては、正の帯電制御剤及び負の帯電制御剤、いずれのものも使用可能であるが、カラートナーの場合、色調を損なうことのない透明色から白色のものを使用するのが好ましい。例えば正極性のものとしては４級アンモニウム塩類、イミダゾール金属錯体や塩類等が用いられ、負極性のものとしては、サリチル酸錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等等が挙げられる。

また、ここで使用されるトナーにおいては、離型性を持たせるために、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレン等の合成ワックス類の他、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油等の植物系ワックス類；みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス類；モンタンワックス、オゾケライト等の鉱物系ワックス類；硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステル等の油脂系ワックス類を含有することができ、これらは単独で或いは２種以上混合して使用される。

さらに、ここで使用されるトナーには、上記の離型剤の他に必要に応じてトナーの熱特性、電気特性、物理特性を調整する目的で、各種の可塑剤（フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等）、抵抗調整剤（酸化錫、酸化鉛、酸化アンチモン等）等の助剤を添加することも可能である。更に本発明のトナーには、必要に応じて上記の離型剤、助剤等以外の流動性付与剤を混合することもできる。その流動性付与剤としては、例えばシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子、フッ化マグネシウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、炭化ホウ素微粒子、炭化チタン微粒子、炭化ジルコニウム微粒子、窒化ホウ素微粒子、窒化チタン微粒子、窒化ジルコニウム微粒子、マグネタイト微粒子、二硫化モリブデン微粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸マグネシウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子、フッ素系樹脂微粒子、アクリル系樹脂微粒子等が挙げられ、これらは単独で或いは２種以上使用することが可能である。なお、流動性付与剤としては、一次粒子の粒径が０．１μｍより小さく、表面をシランカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化処理し、疎水化度４０以上のものが好ましい。

ここで使用されるトナーの製造方法としては公知の方法が用いられる。例えば結着樹脂、着色剤及び顔料、帯電制御剤さらに必要に応じて離型剤等を適当な比率でヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機を使用して十分に混合する。その後、スクリュー型押出し式連続混練機、２本ロールミル、３本ロールミル、加圧加熱ニーダーを用いて溶融混練を行う。またカラートナーの場合、顔料の分散性を向上させる目的で結着樹脂の一部と顔料を予め溶融混練して得られるマスターバッチ顔料を着色剤として使用することが一般的である。上記方法で得られた混練物を冷却固化させた後にハンマーミル等の粉砕機を用いて粗粉砕をする。さらに、粗粉砕物をジェットミル粉砕機で粉砕処理した後に気流式分級機等に連結されたローター粉砕機等を用いて表面処理を行う。例えば衝突式粉砕機としてはハンマーミル、ボールミル、チューブミル、振動ミル等を挙げることができる。圧縮空気及び衝突板を主構成要素として具備してなるジェット式粉砕機としてはＩタイプ及びＩＤＳタイプ衝突式粉砕機（日本ニューマチック工業社製）を好ましく使用できる。またローター粉砕機としてはロールミル、ピンミル、流動層式ジェットミル等を例示できる。特に外壁としての固定容器とこの固定容器と中心軸を同一にする回転片とを主構成要素として具備してなるローター式粉砕機としてはターボミル（ターボ工業社製）、クリプトロン（川崎重工業社製）、ファインミル（日本ニューマチック工業社製）等が使用できる。連結された分級機には気流式分級機としてはディスパージョンセパレータ（ＤＳ）式分級機（日本ニューマチック工業社製）、多分割式分級機（エルボージェット；日鉄鉱業社製）等が使用できる。さらに気流式分級機、機械式分級機を用いて微粉分級を行い、微細粒子を得ることができる。

さらに上記方法で得られた微細粒子に流動性付与剤の添加混合を行う場合には、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル等の公知の設備が使用可能である。また懸濁重合法、非水分散重合法により、モノマーと着色剤、流動性付与剤から直接トナーを製造する方法であってもよい。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、ここでの部は重量基準である。また、各実施例及び比較例におけるキャリア及びトナーの主な特性は最後の方の表９及び表１０にまとめ、評価の結果は表１１にまとめている。

〔実施例１〕
＊トナー製造例
（マスターバッチ顔料成分）
顔料 キナクリドン系マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２）
５０部
結着樹脂 エポキシ樹脂 ５０部
水 ３０部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロール表面温度１３０℃に設定した２本ロールにより４５分間混練を行い、マスターバッチ顔料（１）を得た。次に、このマスターバッチ顔料（１）を用いて、以下の方法によりトナーを作成した。

（トナー成分）
結着樹脂 エポキシ樹脂（Ｒ−３０４、三井化学社製 １００部
着色剤 マスターバッチ顔料（１） １３部
帯電制御剤 サリチル酸亜鉛塩（ボントロンＥ８４、オリエント化学社製） ２部

上記組成の混合物を２軸混練機にて溶融混練し、この混練物を粉砕部に平板型衝突板を具備したジェットミル粉砕機で平均粒径１２μｍになるように微粉砕した。さらにこの微細粒子をＤＳタイプ気流式分級機に連結したターボミルを使用して表面処理を行い、平均粒径１１．５μｍの微細粒子を得た。さらに微粉分級して、重量平均粒径が１２．１μｍ、３μｍ以下の粒子個数比率が０％の微細粒子を得た。この微細粒子２０ｋｇに対して平均粒径０．３μｍの疎水性シリカ微粒子１００ｇ、平均粒径０．３μｍの疎水性酸化チタン微粒子１００ｇを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナーを得た。

＊キャリアＡの製造例
表９に示す性状を持つキャリア芯材粒子（１）（ＭｎＭｇＳｒ系フェライト、１ＫＯｅの磁気モーメント７７ｅｍｕ／ｇ）５ｋｇを用意した。また、シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１．トーレダウコーニングシリコーン社製）を希釈して、シリコーン樹脂溶液（固形分：５％）を用意した。そして、流動床型コーティング装置を用いて、キャリア芯材粒子（１）の各粒子表面上に、上記シリコーン樹脂溶液を、１００℃の雰囲気下で約４０ｇ／ｍｉｎの割合で塗布し、更に２４０℃で２時間加熱して、膜厚０．５３μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＡを得た。膜厚の調整はコート液量により行った。

上記方法で得られたカラートナー及びキャリアを用いてトナー濃度（ＴＣ）４．５ｗｔ％の現像剤を作成し、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を以下に示す現像条件に改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が３．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で、画像面積２０％の画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔実施例２〕
上記実施例１におけるキャリアにおいてキャリアＡから以下に示すキャリアＢに変更した以外は、実施例１と同一トナーを用いて実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。
＊キャリアＢの製造例
表９に示すキャリア芯材粒子（２）を使用する以外は、実施例１と同一方法で膜厚０．５１μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＢを得た。

〔実施例３〕
上記実施例１におけるキャリアにおいてキャリアＡから以下に示すキャリアＣに変更した以外は、実施例１と同一トナーを用いて実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。
＊キャリアＣの製造例
表９に示すキャリア芯材粒子（３）を使用する以外は、実施例１と同一方法で膜厚０．５１μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＣを得た。

〔実施例４〕
上記実施例１におけるトナーで重量平均粒径８．４μｍ、３μｍ以下粒子個数比率を２％に調製した以外は、実施例１と同一方法でマゼンタ電子写真用トナーを得た。このトナーと上記実施例３のキャリアＣを用いて、実施例１と同様な画出力及び評価を行った。

〔実施例５〕
上記実施例１におけるトナーで重量平均粒径５．１μｍ、３μｍ以下粒子個数比率を１５％に調製した以外は実施例１と同一方法でマゼンタ電子写真用トナーを得た。このトナーと上記実施例３のキャリアＣを用いて、実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。

〔実施例６〕
＊重合トナーの製造例
イオン交換水７１０ｇに、０．１Ｍ−Ｎａ_３ＰＯ_４水溶液４５０ｇを投入し、６０℃に加温した後、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて、１２０００ｒｐｍにて攪拌した。これに１．０Ｍ−ＣａＣｌ_２水溶液６８ｇを徐々に添加し、Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２を含む水系媒体を得た。

（トナー成分）
スチレン １７０ｇ
ｎ−ブチルアクリレート ３０ｇ
キナクリドン系マゼンタ顔料 １０ｇ
ジ−ｔ−ブチルサリチル酸金属化合物 ２ｇ
ポリエステル樹脂 １０ｇ
上記処方を６０℃に加温し、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて、１２０００ｒｐｍにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤２，２‘−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１０ｇを溶解し、重合性単量体組成物を調整した。そして、上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、６０℃、Ｎ_２雰囲気下において、ＴＫ式ホモミキサーにて１００００ｒｐｍで２０分間攪拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、８０℃に昇温し、１０時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で一部水系媒体を留去して冷却し、塩酸を加えリン酸カルシウムを溶解させた後、濾過、水洗、乾燥をして、重量平均粒径が８．２μｍ、３μｍ以下粒子個数比率が２％の着色懸濁粒子を得た。この微細粒子２０ｋｇに対して平均粒径０．３μｍの疎水性シリカ微粒子１００ｇ、平均粒径０．３μｍの疎水性チタン微粒子１００ｇを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナーを得た。このトナーと実施例３のキャリアＣを用いて、実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。

〔実施例７〕
上記実施例６におけるキャリアにおいて、キャリアＣから以下に示すキャリアＤに変更した以外は、実施例６と同一トナーを用いて、実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。
＊キャリアＤの製造例
表９に示すキャリア芯材粒子（４）（Ｍｎフェライト：１ＫＯｅの磁気モーメントが８３ｅｍｕ／ｇ）を使用する以外は実施例１と同一方法で、膜厚０．５１μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＤを得た。

〔実施例８〕
上記実施例６におけるキャリアにおいて、キャリアＣから以下に示すキャリアＥに変更した以外は、実施例６と同一トナーを用いて、実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。
＊キャリアＥの製造例
表９に示すキャリア芯材粒子（５）（マグネタイト：１ＫＯｅの磁気モーメントが８１ｅｍｕ／ｇ）を使用する以外は実施例１と同一方法で、膜厚０．５３μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＥを得た。

〔実施例９〕トナー濃度を上げる
上記実施例６におけるトナー及びキャリアＣを用いて、トナー濃度（ＴＣ）７．０ｗｔ％の現像剤を作成し、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が２．５０Ｖになるように調製を行い、基準値とする。その他の現像条件は実施例１と同一である。この基準値を維持する状態で、画像面積２０％の画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔実施例１０〕画像面積を振る
上記実施例９におけるトナー、キャリアを用い、同一の現像条件で画像面積１０％の画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔実施例１１〕トナー濃度さらに上げる
上記実施例９におけるトナー及びキャリアＣを用いて、トナー濃度（ＴＣ）１０．０ｗｔ％の現像剤を作成して、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が２．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。その他の現像条件は実施例１と同一である。この基準値を維持する状態で、画像面積２０％の画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔実施例１２〕現像剤担持量を減らす
上記実施例９におけるトナー及びキャリアＣを用いて、トナー濃度７．０％の現像剤を作成して、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を表２に示す現像条件に改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が３．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で、画像面積２０％の画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔実施例１３〕現像剤担持量を増やす
実施例９におけるトナー及びキャリアＣを用いて、トナー濃度７．０％の現像剤を作成して、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を表３に示す現像条件に改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が３．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で、画像面積２０％の画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔実施例１４〕感光体に対する現像スリーブの線速比を上げる
実施例９におけるトナー及びキャリアＣを用いて、トナー濃度７．０％の現像剤を作成して、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を表４に示す現像条件に改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が３．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で、画像面積２０％の画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔実施例１５〕感光体に対する現像スリーブの線速比をさらに上げる
実施例９におけるトナー及びキャリアＣを用いて、トナー濃度７．０％の現像剤を作成して、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を表５に示す現像条件に改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が３．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で、画像面積２０％の画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔比較例１〕
上記実施例１におけるキャリアにおいて、キャリアＡから以下に示すキャリアＦに変更した以外は、実施例１と同一トナーを用いて、実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。
＊キャリアＦの製造例
表９に示すキャリア芯材粒子（６）を使用する以外は実施例１と同一方法で、膜厚０．５１μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＦを得た。

〔比較例２〕
上記実施例１におけるキャリアにおいて、キャリアＡから以下に示すキャリアＧに変更した以外は、実施例１と同一トナーを用いて、実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。
＊キャリアＧの製造例
表９に示すキャリア芯材粒子（７）を使用する以外は実施例１と同一方法で、膜厚０．５２μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＧを得た。

〔比較例３〕
上記実施例１におけるキャリアにおいて、キャリアＡから以下に示すキャリアＨに変更した以外は、実施例１と同一トナーを用いて、実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。
＊キャリアＨの製造例
表９に示すキャリア芯材粒子（８）を使用する以外は実施例１と同一方法で、膜厚０．５３μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＨを得た。

〔比較例４〕
上記実施例１におけるキャリアにおいて、キャリアＡから以下に示すキャリアＩに変更した以外は、実施例１と同一トナーを用いて、実施例１と同様に画像出力及び評価を行った。
＊＊キャリアＩの製造例
表９に示すキャリア芯材粒子（９）を使用する以外は実施例例１と同一方法で、膜厚０．５１μｍ、真比重５．０ｇ／ｃｍ^３のキャリアＩを得た。

〔比較例５〕ｆ／ｖを１５（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）未満にする
上記実施例１におけるトナー及びキャリアＡを用いて、トナー濃度４．５％の現像剤を作成し、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を表６に示す現像条件に改造（ｆ／ｖの変更）して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が３．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔比較例６〕現像剤担持量を３０（ｍｇ／ｃｍ^２）以下にする
上記実施例１におけるトナー及びキャリアＡを用いて、トナー濃度４．５％の現像剤を作成し、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を表７に示す現像条件に改造（現像剤担持体量の変更）して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が３．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

〔比較例７〕現像剤担持量を８０（ｍｇ／ｃｍ^２）以上にする
上記実施例１におけるトナー及びキャリアＡを用いて、トナー濃度４．５％の現像剤を作成し、リコー社製ＩＰＳｉＯｃｏｌｏｒ８１００機を表８に示す現像条件に改造（現像剤担持体量の変更）して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が３．００Ｖになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で画像を出力した。そして、通紙枚数２０Ｋ枚に対するトナー濃度推移、画像品質、キャリア付着について評価を行った。

なお、画像濃度については、主走査方向２９０ｍｍ×副走査方向３０ｍｍのベタ部のＬ部（画像左側）、Ｍ部（画像中央）、Ｒ部（画像右側）をＸ−ｒｉｔｅ９３８分光濃度計で測定し、ＬＭＲ部の平均値を出す。そして、初期からの画像濃度変動が±０．１２０の範囲を許容レベルとする。

解像度については、以下のように評価した。１ｍｍ当たり２．０、２．２、２．５、２．８、３．２、３．６、４．０、４．５、５．０、５．６、６．３、７．１本の縦線及び横線が等間隔に並んでいる線画像に対して、複写画像が線間をどこまで忠実に再現できているかを評価する。即ち再現できている１ｍｍあたりの本数が解像度になる。以下に示すランク４までを許容レベルとする。
ランク５：６．３本以上
ランク４：５．０〜５．６本
ランク３：３．６〜４．５本
ランク２：２．８〜３．２本
ランク１：２．５本以下

トナー濃度安定性については、以下のように評価した。上記のように一連の評価は画像出力前にトナー濃度センサの基準値設定を行い、トナー濃度センサがこの基準値になるように制御して画像出力を行った。よって初期からのトナー濃度の変動幅が小さいほど、安定性に優れていると判断できる。初期からのトナー濃度変動のおいて±０．３０ｗｔ％を許容レベルとする。

キャリア付着については、以下のように評価した。Ａ３サイズで全ベタ画像１０枚を出力して、キャリア付着による白抜け個数をカウントして、１枚当たりの発生平均個数を算出する。１枚当たりの平均個数が１０個までを許容レベルとする。

以上、実施例１〜実施例１５では、使用される２成分現像剤の磁性キャリアは、１ＫＯｅにおける磁気モーメントが７６ｅｍｕ／ｇ以上であり、キャリア粒子の重量平均粒径Ｄｗが２５〜４５μｍである。そして、キャリア粒子中、粒径が４４μｍ未満である粒子の含有割合が７５．０重量％以上、６２μｍ以上である粒子の含有割合が１．０重量％未満、２２μｍ未満である粒子の含有割合が７．０重量％以下である。また、現像剤担持体に印加する交流成分の周波数をｆ（ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ）、現像剤担持体の周速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）とした場合に、ｆ／ｖ≧１５（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）の関係を満足する。さらに現像スリーブ上の単位面積あたり現像剤の担持量が３０〜８０ｍｇ／ｃｍ^２である。これら実施例１〜実施例１５では、画像出力際の画像面積によらず、キャリア付着が発生することなく、長期に亘って細線再現性に優れて、かつ画像濃度ムラが無い安定した画像品質が得られる。また、現像剤のトナー濃度を５．０〜９．０ｗｔ％、トナーの重量平均粒径を４．５〜８．０μｍにすることにより、トナー濃度制御安定性に加えて、解像度の向上も図られ、さらに高品質な画像が得られる。また、粒径３μｍ以下の粒子個数比率が５％以下、帯電立上り比率が７０％以上であるトナーを使用することにより、トナーの流動性が向上して、より現像剤中のトナー濃度均一化が図られて、品質改善効果がより顕著である。また現像スリーブの周速度と感光体の周速度の比を１．５〜２．５になるように調整することにより、画像濃度安定化に加えて、画像抜け等の異常画像発生が抑制することが可能となる。

本実施形態に係るプリンタの内部構成を示す概略構成図。 感光体ユニットの内部構成を示す概略構成図。 書き込み装置の構成を示す概略構成図。 現像装置の内部構成を示す概略構成図。 超音波発振器付振動ふるい機の構造を説明する説明図。

符号の説明

１ 装置本体
２ 感光体ユニット
３ 転写ベルト
４ 感光体
５ 現像装置
６ 書き込み装置
７ 両面ユニット
８ 反転ユニット
９ 定着装置
１０ 反転搬送路
１０１ 振動ふるい機
１０２ 円筒容器
１０３ スプリング
１０４ ベース
１０５ 金網
１０６ 共振リング
１０７ リング状フレーム
１０８ コンバータ
１０９ ケーブル

Claims (6)

1. 表面にトナー像を担持し且つ該表面が無端移動可能な像担持体と、該像担持体に対向し該像担持体との対向箇所の該像担持体と自身との空間において該像担持体の表面の無端移動方向に順方向で自身が回転可能に設けられ、自身の表面に磁性キャリア粒子とトナーとを含む２成分現像剤を担持して該像担持体との間に現像領域を形成する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された該２成分現像剤の現像剤担持量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤担持体上のトナーを該像担持体側に移動させるために、直流成分に交流成分を重畳させた現像バイアスを該現像剤担持体に印加するバイアス印加手段とを有する画像形成装置において、
   上記２成分現像剤中の磁性キャリア粒子は、磁場１ＫＯｅにおける磁気モーメントが７６ｅｍｕ／ｇ以上であり、重量平均粒径が２５μｍ以上、４５μｍ以下であり、粒径４４μｍ未満である粒子の含有割合が７５．０重量％以上、粒径６２μｍ以上である粒子の含有割合が１．０重量％未満、粒径２２μｍ未満である粒子の含有割合が７．０重量％以下であって、
   上記バイアス印加手段が印加する交流成分の周波数をｆ（ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ）、上記現像剤担持体の周速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）とした場合に、ｆ／ｖ≧１５（ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）の関係を満足して、
   上記現像剤規制部材による規制直後における上記現像剤担持体上の単位面積あたりの現像剤担持量が３０ｍｇ／ｃｍ^２以上、８０ｍｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記現像剤は、トナー濃度が５．０ｗｔ％以上、９．０ｗｔ％以下であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において
   上記トナーは、重量平均粒径が４．５μｍ以上、８．０μｍ以下であり、重量平均粒径（Ｄｗ）と個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｗ／Ｄｎ）が１．２０以下であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１、２、又は３の画像形成装置において、
   上記トナーは、粒径３μｍ以下の粒子個数比率が５％以下であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
   上記現像剤として、常温常湿下、トナー濃度５％以下の条件下でトナーとキャリアとを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量Ｑ_６００に対して、同一条件下で２０秒間攪拌混合した時に得られる帯電量Ｑ_２０とすると、
   Ｚ（％）＝（Ｑ_２０／Ｑ_６００）×１００
   で計算される帯電立ち上がり比率Ｚ（％）が７０（％）以上得られるトナー及びキャリアを用いることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１の画像形成装置において、
   上記現像剤担持体の周速度Ｖｓと像担持体の周速度Ｖｐとの関係が１．５≦（Ｖｓ／Ｖｐ）≦２．５を満足することを特徴とする画像形成装置。

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