JP2000267423A - 静電画像形成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 小型化及び低コスト化を図り品質の安定化が
できる画像形成方法及び画像形成装置を提供をする。 【解決手段】 第１の規制部材１７よりも現像剤担持体
１５上の現像剤２２の搬送方向上流側に配設された第２
の規制部材２３を有し、第２の規制部材は現像剤担持体
との間隙が設定されており、トナー濃度が所定のトナー
濃度となった際に、現像剤担持体上の現像剤のトナー取
り込み状態を停止させ、現像部中のトナー帯電量Ｑ／Ｍ
の変化を示す下記一般式（１）中のパラメーターαの値
が０．０２５以下であることを特徴とする画像形成方
法。 Ｑ／Ｍ＝（Ｑ／Ｍ）０＋αｔ ・・・（１） （ここでＭはトナー質量、Ｑは帯電量を示し、Ｑ／Ｍは
単位質量あたりのトナー帯電量、（Ｑ／Ｍ）０は初期ト
ナー帯電量、ｔは複写枚数を表わす。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
印刷法などに用いられる画像形成方法および画像形成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二成分現像法に用いられる乾式二成分現
像剤は、比較的大きな粒子表面上に微小なトナー粒子
が、両粒子の摩擦により発生した電気力により保持され
ており、静電潜像に近接すると、静電潜像が形成する電
界力によるトナー粒子に対する潜像方向への吸引力が、
トナー粒子とキャリア粒子間の結合力に打ち勝って、ト
ナー粒子は静電潜像上に吸引付着されて静電潜像が可視
化されるものである。そして、現像剤は現像によって消
費されたトナーを補充しながら反復使用される。

【０００３】したがって、この二成分現像法では安定し
た画像濃度を得るためにキャリアとトナーの混合比（ト
ナー濃度）を一定にする必要があり、そのためのトナー
補給機構やセンサ等を搭載する必要があるために、現像
装置が大型になり、その動作機構も複雑になるという欠
点があった。一方、一成分現像法では前記二成分現像法
のようにキャリア粒子とトナー粒子を混合した現像剤を
用いず、トナーと現像スリーブの摩擦により発生する電
気力あるいは磁性体を含有するトナーと磁石を内蔵した
現像スリーブ間の磁気力により現像スリーブ上にトナー
を保持し、静電潜像に近接すると静電潜像が形成する電
界によるトナー粒子に対する潜像への吸引力が、トナー
粒子と現像スリーブ間の結合力に打ち勝って、トナー粒
子は静電潜像上に吸引されて静電潜像が可視化されるも
のである。

【０００４】したがって、一成分現像法ではトナー濃度
を制御する必要がないため、現像装置が小型化できると
いう利点はあるが、現像領域でのトナー粒子数が二成分
現像法に比べて少ないために感光体へのトナーの現像量
が充分ではなく、高速の複写機への対応が困難であっ
た。

【０００５】これに対して、従来二成分現像剤を用いて
トナー濃度検知手段を必要とせず、現像剤の動きによっ
てトナーを取り込む現像装置が知られている。しかし、
この現像装置では、現像剤の動きが活発な箇所とそうで
ない箇所、あるいは現像剤の多い箇所と少ない箇所にお
いてトナーの取り込み量が異なり、部分的にトナー濃度
が不安定となって画像濃度ムラやかぶりが発生し易い。
そこで、トナーホッパー内に２つのトナー供給部材を配
設し、各トナー供給部材で形成される経路に現像剤を通
過させることにより、装置長手方向における画像濃度ム
ラやかぶりを解決する技術が特開昭６３−４２８２号公
報に開示されている。しかし、上記公報に開示された技
術では、トナー供給部材を２つ使用するため、現像ユニ
ットが大型化してしまうと共にコストアップしてしまう
という問題点があった。また、さらに特開平９−１９７
８３３号公報に開示された技術により前記欠点を解消す
る方法が提示されているが、先に示した濃度ムラの解消
に関しては充分なものではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、部品点数を低減させ、機能の集約化を行なう
ことにより、小型化及び低コスト化を図りつつ品質の安
定化を行なうことができる画像形成方法および画像形成
装置を提供をすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の欠点を解
決しようとするもので、トナー濃度検知手段を必要とし
ない特定の現像方式との組み合わせにおいて、該方式を
用いた画像形成装置によるトナー無補給状態でのＡ４画
像面積６％チャートによる複写実験における現像部中の
トナー帯電量Ｑ／Ｍの変化に着目し、トナー帯電量Ｑ／
Ｍの変化に関する特定のパラメーターが、消費されるト
ナーの選択性に優れ、経時で濃度ムラの無い安定した高
画質な画像を得ることの指標となることを見い出し本発
明に至った。濃度ムラに関しては、帯電量の濃度依存性
がないトナー、すなわち、現像選択性がないトナーの方
が優れており、濃度依存性がないという所望条件を定量
的に表現し、規定する手段が求められていた。

【０００８】すなわち、本発明は以下の（１）、（２）
である。 （１）内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリ
アとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持
体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現
像剤の量を規制する第１の規制部材と、第１の規制部材
により掻き落とされた前記現像剤を収容する現像剤収容
部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤担持体に
トナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担
持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と
前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持
体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装
置を用いた画像形成方法であって、前記現像剤収容部
は、第１の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤
の搬送方向上流側に配設された第２の規制部材を有し、
第２の規制部材は、前記現像剤担持体上の現像剤のトナ
ー濃度が上昇し、該現像剤の層厚が増加した場合に該現
像剤の増加分の通過を規制すべく、前記現像剤担持体と
の間隙が設定されており、前記現像剤担持体上の現像剤
のトナー濃度の変化に拘らず、前記現像剤収容部内の現
像剤が同現像剤収容部内で移動し、前記現像剤担持体上
の現像剤のトナー濃度が所定のトナー濃度となった際
に、第２の規制部材により通過を規制された現像剤が前
記現像剤担持体上の現像剤と前記トナーとの接触部に溜
まり、該現像剤が前記接触部を塞ぐことにより前記現像
剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を停止させ、
現像部中のトナー帯電量Ｑ／Ｍの変化を示す下記一般式
（１）中のパラメーターαの値が０．０２５以下である
ことを特徴とする画像形成方法。

【０００９】

【数３】Ｑ／Ｍ＝（Ｑ／Ｍ）０＋αｔ ・・・（１） （ここでＭはトナー質量、Ｑは帯電量を示し、Ｑ／Ｍは
単位質量あたりのトナー帯電量、（Ｑ／Ｍ）０は初期ト
ナー帯電量、ｔは複写枚数を表わす。）

【００１０】（２）内部に磁界発生手段を有し、トナー
と磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送す
る現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送
される前記現像剤の量を規制する第１の規制部材と、第
１の規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容す
る現像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現
像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、
前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化によ
り、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、
前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変
化させる現像装置を用いた画像形成方法であって、前記
現像剤収容部は、第１の規制部材よりも前記現像剤担持
体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第２の規制
部材を有し、第２の規制部材は、前記現像剤担持体上の
現像剤のトナー濃度が上昇し、該現像剤の層厚が増加し
た場合に該現像剤の増加分の通過を規制すべく、前記現
像剤担持体との間隙が設定されており、前記現像剤担持
体上の現像剤のトナー濃度の変化に拘らず、前記現像剤
収容部内の現像剤が同現像剤収容部内で移動し、前記現
像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が所定のトナー濃度
となった際に、第２の規制部材により通過を規制された
現像剤が前記現像剤担持体上の現像剤と前記トナーとの
接触部に溜まり、該現像剤が前記接触部を塞ぐことによ
り前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を
停止させ、現像部中のトナー帯電量Ｑ／Ｍの変化を示す
下記一般式（１）中のパラメーターαの値が０．０２５
以下であることを特徴とする画像形成装置。

【００１１】

【数４】Ｑ／Ｍ＝（Ｑ／Ｍ）０＋αｔ ・・・（１） （ここでＭはトナー質量、Ｑは帯電量を示し、Ｑ／Ｍは
単位質量あたりのトナー帯電量、（Ｑ／Ｍ）０は初期ト
ナー帯電量、ｔは複写枚数を表わす。）

【００１２】上記（１）式は、現像部中の消費されるト
ナー帯電量の選択性を表現しており、パラメーターαは
現像選択係数（帯電量）と呼べるものである。すなわ
ち、パラメーターαは、初期スタート時に持っていた帯
電量分布から、現像に寄与するトナー粒子に配分される
帯電量分布に起因したものであることを意味しており、
現像に寄与するトナー帯電量の選択性を表現していると
考えられる。αの値が０．０２５より大きいときは、現
像時のトナー濃度の変化に伴うトナー帯電量の変化が大
き過ぎるため、ほんの僅かなトナー濃度の変化において
もトナー帯電量が敏感に変化してしまうために現像に適
正なトナー帯電領域に対して、トナー濃度範囲が僅かに
なってしまう等のため、画像上に濃度ムラが出易い等の
不具合が見られる。ここで、αの値が０．０２５以下の
ときは、現像時のトナー濃度の変化に伴うトナー帯電量
の変化が大きく成り過ぎないために、現像に適正なトナ
ー帯電領域を広くとることが可能になり、経時で安定し
た画像濃度を有し、前記欠点を解消した濃度ムラがない
高画質な画像を得ることができる。なお、前記複写枚数
ｔの値は５００枚程度で充分であり、より好ましくは７
００枚程度行なうほうがよい。また、パラメーターαの
値は、最小二乗法により求められた近似直線の傾きによ
って求めることができる。

【００１３】次に本発明のトナーに用いられる材料につ
いて詳細に説明する。本発明に使用される結着樹脂とし
ては、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビ
ニルトルエンなどのスチレンおよ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−ビニルナフタリン共重合体、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−
ビニルメチルエーテル共重合体、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などのスチレン系共重
合体が挙げられる。

【００１４】また、下記の樹脂を混合して使用すること
もできる。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、ポリウレタ
ン、ポリアミド、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、脂肪族または脂環族炭化水素
樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィ
ンワックスなどが挙げられる。

【００１５】また、特に圧力定着用に好適な結着樹脂と
しては、下記のものを挙げることができ、混合して使用
できる。ポリオレフィン（低分子量ポリエチレン、低分
子量ポリプロピレン、酸化ポリエチレンポリ４弗化エチ
レンなど）、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（モノマー比５〜３０：９５〜
７０）、オレフィン共重合体（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、エチ
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）、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。

【００１６】更に、本発明のトナーは更に磁性材料を含
有させ、磁性トナーとしても使用し得る。本発明の磁性
トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、
ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニ
ッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウ
ム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、ア
ンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシ
ウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナ
ジウムのような金属の合金およびその混合物などが挙げ
られる。これらの強磁性体は、平均粒径が０．１〜２μ
ｍ程度のものが望ましく、トナー中に含有させる量とし
ては樹脂成分１００重量部に対し約１５〜２００重量
部、特に好ましくは樹脂成分１００重量部に対し２０〜
１００重量部である。

【００１７】また、本発明のトナーに含有される帯電制
御剤としては、従来公知のものが使用できる。正帯電制
御剤としては、ニグロシン、塩基性染料、塩基性染料の
レーキ顔料、四級アンモニウム塩化合物他等が挙げら
れ、負帯電制御剤としては、モノアゾ染料の金属塩、サ
リチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属錯体等が
挙げられる。

【００１８】また、本発明のトナーは、必要に応じて添
加物を混合してもよい。添加物としては、例えばテフロ
ン、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウ
ム、炭化ケイ素等の研磨剤、あるいは例えばコロイダル
シリカ、酸化アルミニウムなどの流動性付与剤、ケーキ
ング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化ス
ズ等の導電性付与剤、あるいは低分子量ポリオレフィン
などの定着助剤等がある。

【００１９】着色剤としては、トナー用として公知のも
のが使用できる。黒色の着色剤としては、例えば、カー
ボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラッ
ク、ランプブラック等が使用できる。シアンの着色剤と
しては、例えば、フタロシアニンブルー、メチレンブル
ー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリン
ブルー、ウルトラマリンブルー等が使用できる。マゼン
タの着色剤としては、例えば、ローダミン６Ｇレーキ、
ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベ
ンガル、ローダミンＢ、アリザリンレーキ等が使用でき
る。イエローの着色剤としては、例えば、クロムイエロ
ー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトール
イエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タ
ートラジン等が使用できる。

【００２０】本発明に使用し得るキャリアとしては、公
知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト
粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビー
ズ等およびこれらの表面を樹脂などで処理したものなど
が挙げられる。

【００２１】本発明におけるキャリアにコーティングし
得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、
シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂等がある。スチレン−アク
リル共重合体の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分
を有するものが好ましい。この場合スチレン分が３０重
量％未満だと現像特性が低く、９０重量％を越えるとコ
ーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリア
の寿命が短くなるからである。また、本発明におけるキ
ャリアの樹脂コーティングは、上記樹脂の他に接着付与
剤、硬化剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有して
もよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の現像装置の１例
を採用した画像形成装置の現像装置要部の概略構成図で
ある。実際の実施例では本現像装置をリコー製複写機Ｆ
Ｔ−４５００およびＭＦ−２００を改造した改造機に組
み込み評価した。以下その詳細について示す。潜像担持
体である感光体ドラム（１）の側方に配設された現像装
置（１３）は、支持ケース（１４）、現像剤担持体とし
ての現像スリーブ（１５）、現像剤収容部材（１６）、
現像剤規制部材としての第１ドクターブレード（１７）
等から主に構成されている。

【００２３】感光体ドラム（１）側に開口を有する支持
ケース（１４）は、内部にトナー（１８）を収容するト
ナー収容部としてのトナーホッパー（１９）を形成して
いる。トナーホッパー（１９）の感光体ドラム（１）側
寄りには、トナー（１８）と磁性粒子であるキャリアと
からなる現像剤（２２）を収容する現像剤収容部（１６
ａ）を形成する現像剤収容部材（１６）が、支持ケース
（１４）と一体的に設けられている。また、現像剤収容
部材（１６）の下方に位置する支持ケース（１４）に
は、対向面（１４ｂ）を有する突出部（１４ａ）が形成
されており、現像剤収容部材（１６）の下部と対向面
（１４ｂ）との間の空間によって、トナー（１８）を供
給するためのトナー供給開口部（２０）が形成されてい
る。

【００２４】トナーホッパー（１９）の内部には、図示
しない駆動手段によって回動されるトナー供給手段とし
てのトナーアジテータ（２１）が配設されている。トナ
ーアジテータ（２１）は、トナーホッパー（１９）内の
トナー（１８）をトナー供給開口部（２０）に向けて撹
拌しながら送り出す。また、トナーホッパー（１９）の
感光体ドラム（１）と対向する側には、トナーホッパー
（１９）内のトナー（１８）の量が少なくなったときに
これを検知するトナーエンド検知手段（１４ｃ）が配設
されている。

【００２５】感光体ドラム（１）とトナーホッパー（１
９）との間の空間には、現像スリーブ（１５）が配設さ
れている。図示しない駆動手段で図の矢印方向に回転駆
動される現像スリーブ（１５）は、その内部に現像装置
（１３）に対して相対位置不変に配設された、磁界発生
手段としての図示しない磁石を有している。現像剤収容
部材（１６）の、支持ケース（１４）に取り付けられた
側と対向する側には、第１ドクターブレード（１７）が
一体的に取り付けられている。第１ドクターブレード
（１７）は、その先端と現像スリーブ（１５）の外周面
との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。

【００２６】現像剤収容部材（１６）のトナー供給開口
部（２０）の近傍に位置する部位には、規制部材として
の第２ドクターブレード（２３）が配設されている。第
２ドクターブレード（２３）はその自由端が現像スリー
ブ（１５）の外周面に対して一定の隙間を保つべく、現
像スリーブ（１５）の表面に形成される現像剤（２２）
の層の流れを妨げる方向、すなわち、自由端を現像スリ
ーブ（１５）の中心に向けて、基端を現像剤収容部材
（１６）に一体的に取り付けられている。現像剤収容部
（１６ａ）は、現像スリーブ（１５）の磁力が及ぶ範囲
で、現像剤（２２）を循環移動させるに十分な空間を有
するように構成されている。

【００２７】なお、対向面（１４ｂ）は、トナーホッパ
ー（１９）側から現像スリーブ（１５）側に向けて下向
きに傾斜するよう、所定の長さにわたって形成されてい
る。これにより、振動、現像スリーブ（１５）の内部に
設けられた図示しない磁石の磁力分布のむら、現像剤
（２２）中の部分的なトナー濃度の上昇等が発生した際
に、第２ドクターブレード（２３）と現像スリーブ（１
５）の周面との間から現像剤収容部（１６ａ）内のキャ
リアが落下しても、落下したキャリアは対向面（１４
ｂ）で受けられて現像スリーブ（１５）側に移動し、磁
力で現像スリーブ（１５）に磁着されて再び現像剤収容
部（１６ａ）内に供給される。これにより現像剤収容部
（１６ａ）内のキャリア量の減少を防止することがで
き、画像形成時における、現像スリーブ（１５）の軸方
向での画像濃度ムラの発生を防止することができる。対
向面（１４ｂ）の傾斜角度（θ）としては５°程度がよ
く、また、所定の長さ（ｌ）としては好ましくは２〜２
０ｍｍ、更に好ましくは３〜１０ｍｍ程度が望ましい。

【００２８】上記構成により、トナーホッパー（１９）
の内部からトナーアジテータ（２１）によって送り出さ
れたトナー（１８）は、トナー供給開口部（２０）を通
って現像スリーブ（１５）に担持された現像剤（２２）
に供給され、現像剤収容部（１６ａ）へ運ばれる。そし
て、現像剤収容部（１６ａ）内の現像剤（２２）は、現
像スリーブ（１５）に担持されて感光体ドラム（１）の
外周面と対向する位置まで搬送され、トナー（１８）の
みが感光体ドラム（１）上に形成された静電潜像と静電
的に結合することにより、感光体ドラム（１）上にトナ
ー像が形成される。

【００２９】ここで、上記トナー像形成時における現像
剤（２２）の挙動を説明する。現像装置（１３）に磁性
キャリア（２２ａ）のみからなるスタート剤をセットす
ると、図２に示すように磁性キャリア（２２ａ）は現像
スリーブ（１５）の表面に磁着されるものと現像剤収容
部（１６ａ）内に収容されるものとに分かれる。現像剤
収容部（１６ａ）内に収容された磁性キャリア（２２
ａ）は、現像スリーブ（１５）の矢印ａ方向への回転に
伴い、現像スリーブ（１５）内からの磁力によって矢印
ｂ方向へ循環移動する。そして、現像スリーブ（１５）
の表面に磁着された磁性キャリア（２２ａ）の表面と現
像剤収容部（１６ａ）内で移動する磁性キャリア（２２
ａ）の表面との境界部において界面（Ｘ）が形成（図
２）される。

【００３０】次に、トナーホッパー（１９）にトナー
（１８）がセットされると、トナー供給開口部（２０）
より現像スリーブ（１５）に担持された磁性キャリア
（２２ａ）にトナー（１８）が供給される。したがっ
て、現像スリーブ（１５）は、トナー（１８）と磁性キ
ャリア（２２ａ）との混合物である現像剤（２２）を担
持することとなる。

【００３１】現像剤収容部（１６ａ）内では、収容され
ている現像剤（２２）の存在により、現像スリーブ（１
５）によって搬送される現像剤（２２）に対して、その
搬送を停止させようとする力が働いている。そして、現
像スリーブ（１５）に担持された現像剤（２２）の表面
に存在するトナー（１８）が界面（Ｘ）へ搬送される
と、界面（Ｘ）近傍における現像剤（２２）間の摩擦力
が低下して界面（Ｘ）近傍の現像剤（２２）の搬送力が
低下し、これにより界面（Ｘ）近傍での現像剤（２２）
の搬送量が減少する。

【００３２】一方、合流点（Ｙ）より現像スリーブ（１
５）の回転方向上流側の現像剤（２２）には、上述の現
像剤収容部（１６ａ）内のような、現像スリーブ（１
５）によって搬送される現像剤（２２）に対して、その
搬送を停止させるような力は作用しないので、合流点
（Ｙ）へ搬送されてきた現像剤（２２）と界面（Ｘ）を
搬送される現像剤（２２）との搬送量のバランスが崩れ
て現像剤（２２）の玉突状態が発生し、合流点（Ｙ）の
位置が上昇して界面（Ｘ）を含む現像剤（２２）の層厚
が増加する。また、第１ドクターブレード（１７）を通
過した現像剤（２２）の層厚も徐々に増加し、この増加
した現像剤（２２）が第２ドクターブレード（２３）に
よって掻き落とされる。

【００３３】そして、第１ドクターブレード（１７）を
通過した現像剤（２２）が所定のトナー濃度に達する
と、第２ドクターブレード（２３）に掻き落とされて層
状となった増加分の現像剤（２２）がトナー供給開口部
（２０）を塞ぎ、この状態でトナー（１８）の取り込み
が終了する。このとき、現像剤収容部（１６ａ）内では
トナー濃度が高くなることにより現像剤（２２）の嵩が
大きくなり、これにより現像剤収容部（１６ａ）内の空
間が狭くなることによって、現像剤（２２）が図の矢印
ｂ方向に循環移動する移動速度も低下する。

【００３４】このトナー供給開口部（２０）を塞ぐよう
に形成された現像剤（２２）の層において、第２ドクタ
ーブレード（２３）に掻き落とされた現像剤（２２）
は、移動して対向面（１４ｂ）で受けられるが、対向面
（１４ｂ）が現像スリーブ（１５）側に向けて角度
（θ）で下方に傾斜し、かつ所定長さ（ｌ）を有してい
るため、現像剤（２２）の層の移動によるトナーホッパ
ー（１９）への現像剤（２２）の落下を防止することが
でき、現像剤（２２）の量を常に一定に保つことができ
るので、トナー供給を常時一定に自己制御することが可
能となる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を下記の実施例によってさらに
具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。なお、現像装置は前記構成中に示した図１、２
の装置を用いた。また、部数はすべて重量部である。本
実施例等に用いるシリコーン樹脂を被覆層に有するキャ
リアの製造例を示す。これは公知の手段により行なうこ
とができる。 ［キャリア製造例１］ 被覆層形成液の組成 シリコン樹脂溶液 １００部 （ＫＲ２５０ 信越シリコーン社製） アミノシランカップリング剤 ８部 カーボンブラック ４部 （＃４４ 三菱化成工業社製） トルエン １００部 上記処方をホモミキサーで３０分間分散して被覆層形成
液を調製した。この被覆層形成液を平均粒径１００μｍ
の球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布
装置を用いて被覆層を形成したキャリアＡを得た。

【００３６】 ［キャリア製造例２］ 被覆層形成液の組成 シリコン樹脂溶液 １００部 （ＫＲ２５０ 信越シリコーン社製） クロル基を有するシランカップリング剤 ６部 カーボンブラック ４部 （＃４４ 三菱化成工業社製） トルエン １００部 上記処方をホモミキサーで３０分間分散して被覆層形成
液を調製した。この被覆層形成液を平均粒径１００μｍ
の球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布
装置を用いて被覆層を形成したキャリアＢを得た。

【００３７】 ［キャリア製造例３］ 被覆層形成液の組成 シリコン樹脂溶液 １００部 （ＫＲ２５０ 信越シリコーン社製） クロル基を有するシランカップリング剤 ５部 カーボンブラック ４部 （＃４４ 三菱化成工業社製） トルエン １００部 上記処方をホモミキサーで３０分間分散して被覆層形成
液を調製した。この被覆層形成液を平均粒径１００μｍ
の球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布
装置を用いて被覆層を形成したキャリアＣを得た。

【００３８】 ［キャリア製造例４］ 被覆層形成液の組成 シリコン樹脂溶液 １００部 （ＫＲ２５０ 信越シリコーン社製） アミノシランカップリング剤 ５部 カーボンブラック ４部 （＃４４ 三菱化成工業社製） トルエン １００部 上記処方をホモミキサーで３０分間分散して被覆層形成
液を調製した。この被覆層形成液を平均粒径１００μｍ
の球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布
装置を用いて被覆層を形成したキャリアＤを得た。

【００３９】 ［実施例１］ 下記の現像剤を用いた。 ポリエステル ９０部 スチレンメチルアクリレート １０部 マグネタイト微粒子 ３０部 低分子量ポリプロピレン ５部 カーボンブラック １０部 （三菱カーボン社製＃４４） 含金属アゾ化合物 １部 上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混
合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を
ジェットミルで粉砕分級し、５〜２０μｍの粒径のトナ
ーを得た。このトナー１３．０部に対し、上記キャリア
Ａ８７．０部とをボールミルで混合し、帯電量−１５．
１μＣ／ｇの現像剤を得た。該現像剤は、トナー帯電能
力が小さくキャリア帯電能力が非常に大きい組み合わせ
を有している。この現像剤に前記ＭＦ−２００改造機を
用いてトナー無補給状態で複写実験を行なったところ、
トナー帯電量の現像選択性を表わすパラメーターαの値
は、０．０１０であった。なお、このときの複写画像チ
ャートはＡ４画像面積６％のものを用いた。本画像形成
方法の使用により、表１に示すように、１４万枚ランニ
ング後（トナー補給有り）においても、スタート時と同
様に良好な画像が得られた。

【００４０】 ［実施例２］ 下記の現像剤を用いた。 ポリエステル樹脂 ７０部 （重量平均分子量２５万） スチレン−メチルメタアクリレート共重合体 ３０部 マグネタイト微粒子 ４０部 酸化ライスワックス（酸価１５） ５部 カーボンブラック ８部 （三菱カーボン社製＃４４） ４級アンモニウム塩化合物 １部 上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混
合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を
ジェットミルで粉砕分級し、５〜２０μｍの粒径のトナ
ーを得た。このトナー１２．０部に対し、上記キャリア
Ｂ８８．０部とをボールミルで混合し、帯電量１９．６
μＣ／ｇの現像剤を得た。該現像剤は、トナー帯電能力
が小さくキャリア帯電能力が非常に大きい組み合わせを
有している。前記ＦＴ−４５００改造機を用いて、該現
像剤によりトナー無補給状態で複写実験を行なったとこ
ろ、トナー帯電量の現像選択性を表わすパラメーターα
の値は、０．００９であった。なお、このときの複写画
像チャートはＡ４画像面積６％のものを用いた。本画像
形成方法の使用により、表１に示すように、１４万枚ラ
ンニング後（トナー補給有り）においても、スタート時
と同様に良好な画像が得られた。

【００４１】 ［比較例１］ 下記の現像剤を用いた。 ポリエステル ９０部 スチレンメチルアクリレート １０部 マグネタイト微粒子 ３０部 低分子量ポリプロピレン ５部 カーボンブラック １０部 （三菱カーボン社製＃４４） 含金属アゾ化合物 １２部 上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混
合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を
ジェットミルで粉砕分級し、５〜２０μｍの粒径のトナ
ーを得た。このトナー１３．０部に対し、上記キャリア
Ｃ８７．０部とをボールミルで混合し、帯電量−１８．
１μＣ／ｇの現像剤を得た。該現像剤は、トナー帯電能
力が小さくキャリア帯電能力が非常に大きい組み合わせ
を有している。この現像剤に前記ＭＦ−２００改造機を
用いてトナー無補給状態で複写実験を行なったところ、
トナー帯電量の現像選択性を表わすパラメーターαの値
は、０．０３０であった。なお、このときの複写画像チ
ャートはＡ４画像面積６％のものを用いた。本画像形成
方法の使用により、表１に示すように、１４万枚ランニ
ング後（トナー補給有り）においては、スタート時と同
様に良好な画像は得られなかった。

【００４２】 ［比較例２］ 下記の現像剤を用いた。 ポリエステル樹脂 ８０部 （重量平均分子量２５万） スチレン−メチルメタアクリレート共重合体 ２０部 酸化ライスワックス（酸価１５） ５部 カーボンブラック ８部 （三菱カーボン社製＃４４ ） ４級アンモニウム塩化合物 １１部 上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混
合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を
ジェットミルで粉砕分級し、５〜２０μｍの粒径のトナ
ーを得た。このトナー１２．０部に対し、上記キャリア
Ｄ８８．０部とをボールミルで混合し、帯電量２０．６
μＣ／ｇの現像剤を得た。該現像剤は、トナー帯電能力
が非常に大きくキャリア帯電能力が小さい組み合わせを
有している。この現像剤に前記ＦＴ−４５００改造機を
用いて、トナー無補給状態で複写実験を行なったとこ
ろ、トナー帯電量の現像選択性を表わすパラメーターα
の値は、０．０３６であった。なお、このときの複写画
像チャートはＡ４画像面積６％のものを用いた。本画像
形成方法の使用では、表１に示すように、１４万枚ラン
ニング後（トナー補給有り）においては、スタート時と
同様に良好な画像は得られなかった。

【００４３】各実施例のスタート時と１４万枚後の評価
結果の平均を以下に示す評価に基づいて行なった結果を
表１に示す。 ＜画像濃度ムラ＞全面ハーフトーンチャートを用いてＡ
４サイズで１５枚連続で出力した後の画像濃度ムラ（直
前の画像の履歴）の発生の程度を、以下の判断基準によ
り５段階で行なった。 ◎：大変良い ○：良い □：普通 △：悪い ×：大変悪い ＜ベタ均一性＞一部のベタ部を前後左右に各６点持った
Ａ３サイズのチャートを用いて画像をＡ３サイズで出力
し、その画像のベタ部６個所の位置の画像濃度を、マク
ベス反射濃度計で測定し、そのＩＤ偏差について以下の
判断基準により５段階で行なった。 ◎：大変良い ○：良い □：普通 △：悪い ×：大変悪い ＜細線再現性＞細線再現性の評価を行なった。評価は以
下の判断基準により５段階で行なった。 ◎：大変良い ○：良い □：普通 △：悪い ×：大変悪い

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】以上、詳細かつ具体的な説明から明らか
なように、トナー供給を常時一定に自己制御することが
できる簡易な構成でトナー濃度の調整を容易に行なうこ
とができる特定の現像方式に用いる現像剤のパラメータ
ーαの値を０．２５以下とすることにより、消費される
トナーの帯電量の現像選択性に優れ、コピー経時で高画
質を有し、濃度ムラのない画像形成方法および画像形成
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の１例を示す図である。

【図２】本発明のトナー像形成時における現像剤の挙動
を示す例である。

【符号の説明】

１ 潜像担持体（感光体ドラム） １３ 現像装置 １４ 支持ケース １４ａ 支持ケース突出部 １４ｂ 支持ケース対向面 １４ｃ トナーエンドセンサ １５ 現像剤担持体（現像スリーブ） １６ 現像剤収容部材 １６ａ 現像剤収容部 １７ 第１の規制部材（第１ドクターブレード） １８ トナー １９ トナー収容部（トナーホッパー） ２０ トナー供給開口部 ２１ トナー供給手段（トナーアジテータ） ２２ 現像剤 ２２ａ 磁性キャリア ２３ 第２の規制部材（第２ドクターブレード） Ｘ 界面部（界面） Ｙ 現像剤合流点 ａ 現像スリーブ回転方向 ｂ キャリア循環方向 θ 対向面傾斜角度 ｌ 対向面長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 明美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 樋口 博人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H077 AA12 AA20 AB03 AB13 AB15 AC04 AD02 AD06 AD13 AD16 AE04 BA02 BA03 BA07 CA19 DA16 DA36 DB03 EA01 GA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁
   性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現
   像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送され
   る前記現像剤の量を規制する第１の規制部材と、第１の
   規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容する現
   像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤
   担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記
   現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該
   現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現
   像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させ
   る現像装置を用いた画像形成方法であって、前記現像剤
   収容部は、第１の規制部材よりも前記現像剤担持体上の
   現像剤の搬送方向上流側に配設された第２の規制部材を
   有し、第２の規制部材は、前記現像剤担持体上の現像剤
   のトナー濃度が上昇し、該現像剤の層厚が増加した場合
   に該現像剤の増加分の通過を規制すべく、前記現像剤担
   持体との間隙が設定されており、前記現像剤担持体上の
   現像剤のトナー濃度の変化に拘らず、前記現像剤収容部
   内の現像剤が同現像剤収容部内で移動し、前記現像剤担
   持体上の現像剤のトナー濃度が所定のトナー濃度となっ
   た際に、第２の規制部材により通過を規制された現像剤
   が前記現像剤担持体上の現像剤と前記トナーとの接触部
   に溜まり、該現像剤が前記接触部を塞ぐことにより前記
   現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を停止さ
   せ、現像部中のトナー帯電量Ｑ／Ｍの変化を示す下記一
   般式（１）中のパラメーターαの値が０．０２５以下で
   あることを特徴とする画像形成方法。 【数１】Ｑ／Ｍ＝（Ｑ／Ｍ）０＋αｔ ・・・（１） （ここでＭはトナー質量、Ｑは帯電量を示し、Ｑ／Ｍは
   単位質量あたりのトナー帯電量、（Ｑ／Ｍ）０は初期ト
   ナー帯電量、ｔは複写枚数を表わす。）
2. 【請求項２】 内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁
   性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現
   像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送され
   る前記現像剤の量を規制する第１の規制部材と、第１の
   規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容する現
   像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤
   担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記
   現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該
   現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現
   像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させ
   る現像装置を用いた画像形成方法であって、前記現像剤
   収容部は、第１の規制部材よりも前記現像剤担持体上の
   現像剤の搬送方向上流側に配設された第２の規制部材を
   有し、第２の規制部材は、前記現像剤担持体上の現像剤
   のトナー濃度が上昇し、該現像剤の層厚が増加した場合
   に該現像剤の増加分の通過を規制すべく、前記現像剤担
   持体との間隙が設定されており、前記現像剤担持体上の
   現像剤のトナー濃度の変化に拘らず、前記現像剤収容部
   内の現像剤が同現像剤収容部内で移動し、前記現像剤担
   持体上の現像剤のトナー濃度が所定のトナー濃度となっ
   た際に、第２の規制部材により通過を規制された現像剤
   が前記現像剤担持体上の現像剤と前記トナーとの接触部
   に溜まり、該現像剤が前記接触部を塞ぐことにより前記
   現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を停止さ
   せ、現像部中のトナー帯電量Ｑ／Ｍの変化を示す下記一
   般式（１）中のパラメーターαの値が０．０２５以下で
   あることを特徴とする画像形成装置。 【数２】Ｑ／Ｍ＝（Ｑ／Ｍ）０＋αｔ ・・・（１） （ここでＭはトナー質量、Ｑは帯電量を示し、Ｑ／Ｍは
   単位質量あたりのトナー帯電量、（Ｑ／Ｍ）０は初期ト
   ナー帯電量、ｔは複写枚数を表わす。）