JP2000321811A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 部品点数を低減させ、機能の集約化を行なう
ことにより、小型化およ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装置を提供する。 【解決手段】 内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁
性キャリアと２２ａを含む２成分現像剤を担持して搬送
する現像剤担持体１５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
１７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１６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、トナーは、結着樹脂、磁性体、ワックス
を少なくとも含む物質であって、該磁性体は、ＦｅＯの
含有量が１６〜２５ｗｔ％であり、体積平均粒径０．２
〜０．３μｍの球状磁性粉末であり、かつ、トナー樹脂
における該磁性体の含有量が１０〜４０重量％含有する
ことを特徴とする画像形成装置。

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装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真、静電印刷などにおける静電潜
像の乾式現像法には一成分現像法と二成分現像法があ
り、二成分現像法に用いられる乾式二成分現像剤は、比
較的大きなキャリア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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】これに対して、従来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
技術が特公平８−３６８４号公報に開示されている。

【０００７】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９−１９７８３３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、現像能力に関しては充分なものではな
かった。

【０００８】また、磁性粒子粉末の黒色度は、「粉体お
よび粉末治金」第２６巻第７号第２３９〜２４０頁の
「試料の黒色度合はＦｅ（II）含有量および平均粒径に
よって左右され、平均粒径０．２μｍの粉末は青味を帯
びた黒粉末で有り、黒色顔料としても最適である。…Ｆ
ｅ（II）含有量が１０％以下に減少すると各試料は黒色
から赤茶色に変化する。」なる記載のように、トナーに
使用される磁性体の着色度は粒径およびＦｅ（II）の含
有量によって左右される。また、ＦｅＯを多量に含有し
た磁性トナーは、帯電の環境安定性が悪化するため含有
させる量には限界があった。

【０００９】これら問題を解決するためにＦｅＯの量を
規定した特許が特許第１９０６５９４号で公にされては
いるが、これら公報では一成分装置に限定したものであ
り、本願に示した二成分現像剤を用いた特定のプロセス
に適用されたものではなかった。また、特許第２７８３
６７４号では一成分装置に限定したものであり、さらに
樹脂を限定する必要があった。また、これら磁性体を使
用した場合、高温で混練する際Ｆｅ（II）が酸化されて
Ｆｅ（III）になりやすく、Ｆｅ（III）の酸化物を含む
トナーは赤っぽく見えるため、画像濃度が不十分である
ことから、これら問題を解決するために、耐熱性の良い
Ａｌを磁性体表面に固着させることによりＦｅ（II）の
酸化を防ぐ方法が特許第２７４６４７６号で示されてい
るが、定着性を満たすためには特定の構造を有する樹脂
に限定する必要があった。また、特許第２８０５３９２
号は一成分装置に限定されたものであり、本願に示した
二成分現像剤を用いた特定のプロセスに適用されたもの
ではなかった。

【００１０】また近年、コピー画像の高画質化への要求
が高まり、トナーの小粒径化が求められている。しか
し、トナーの小粒径化は、画質の向上をもたらすが、同
時に種々の問題が生じてくる。特に、定着においては、
ハーフトーン部の定着性が悪くなる。これは、ハーフト
ーン部分は、トナーの付着料が小さいため、転写材上の
凹部に転写されたトナーは、定着ローラーから与えられ
る熱量が極端に少なく、オフセット現象を発生しやすく
なる欠点があった。

【００１１】また、静電荷保持体から転写材へトナーを
転写する機構としては、環境上の配慮からオゾンの発生
を低減させるために、オゾン発生量の少ない接触式転写
装置が用いられている。この方式は、転写材と静電荷保
持体との密着性がとりやすく、質の良い転写像が得られ
るものの、トナー像に加わる圧力のためにトナーの凝集
が発生する。その結果、静電荷保持体との付着力が大き
くなり、密着の強固な部分は転写材上に転写されない現
象が起こる。この現象は、ライン画像で一般に顕著に見
られ、中心部の転写されない「中抜け現象」と呼ばれ問
題視されている。特に、近年の高画質の要求から使用さ
れる微小トナーは、凝集度が高く、流動性が悪いため、
虫喰い転写不良の発生が大きいことが知られている。

【００１２】また、逆に、粗いトナーでは、凝集度が低
いため虫喰い転写不良の発生は少ないが、画像のシャー
プさに欠け、画像の品質が落ちる。この問題を解決する
方法として、粉砕工程において、トナーを球形化処理す
ることにより、静電荷保持体との接触面積を減らし、付
着力を低くすることによる虫喰い転写不良の発生を減少
させる方法が知られている。

【００１３】

【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、小型化およ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装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
重ねた結果、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
現像装置を有する画像形成装置であって、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、該トナーは、結着樹脂、磁性体、ワックスを少なく
とも含む物質であって、該磁性体は、ＦｅＯの含有量が
１６〜２５ｗｔ％であり、体積平均粒径０．２〜０．３
μｍの球状磁性粉末であり、かつ、トナー樹脂における
該磁性体の含有量が１０〜４０重量％含有すること満足
する場合、高画像濃度であり、かつ、画像濃度ムラが少
ない前記欠点を解消した高画質な画像を提供し得ること
を見出した。さらに、粒子表面にＡｌ原子を含有するこ
とにより、高温でのトナー混練後のトナーが赤みを帯び
る問題を抑制でき、高画像濃度が得られることを見出し
た。

【００１５】ＦｅＯの含有量が２５ｗｔ％より大きい場
合は、高温高湿環境下での画像濃度の低下という問題が
発生した。１６ｗｔ％より小さい場合は低温低湿環境下
での画像濃度の低下や地肌汚れが発生した。さらに、粒
子表面にＡｌ原子を含有することにより、高温でのトナ
ー混練後のトナーが赤みを帯びる問題を抑制可能であっ
た。これは、Ａｌ元素が高温時のＦｅ（II）からＦｅ
（III）への酸化を押さえることによると考えられる。

【００１６】体積平均粒径が０．２未満であると、磁性
体の凝集性が強いために、トナー中の分散が不十分とな
り帯電が不均一となり、画像濃度ムラが発生した。ま
た、磁性体の比表面積が増え酸化されて赤くなるという
問題が発生した。０．３μｍを越えると、トナー中に均
一に磁性体が入らず、特に微粒径のトナーに不均一なも
のが増え画像濃度ムラが発生した。

【００１７】また、磁性トナーの流動性はトナー表面に
露出している磁性粒子の表面状態の影響を受けるため、
八面体や六面体等の角のある粒子の場合、流動性が悪く
なるので、流動性を向上させるため多量の外添剤を加え
る必要があるが、摩耗による感光体やキャリアの耐久性
低下という不具合が発生する。球状の磁性体を使用する
ことにより、トナー表面に出た磁性体が丸いためにトナ
ー流動性が良く帯電立ち上がり性に優れ画像濃度ムラが
良好であった。また、摩擦によるストレスも小さく、キ
ャリアや感光体への耐久性にも優れていた。トナー樹脂
における該磁性体の含有量が１０重量％より小さい場
合、着色度が不十分であり必要な画像濃度を得るために
は、多量の現像剤が必要であった。また、４０重量％よ
り多い場合はホットオフセット性が不十分であった。

【００１８】ＦｅＯの含有量計測は、以下の方法で行な
った。不活性ガス雰囲気下において、磁性粒子粉末０．
５００ｇをリン酸と硫酸が２：１の混合溶液２５ｍｌに
溶解させる。この液を希釈し、指示薬としてジフェニル
アミンスルホン酸を数滴加えた後、重クロム酸カリウム
水溶液を用いた酸化還元滴定を行なった。希釈液が紫色
を呈したときを終点とし、それまで用いた重クロム酸カ
リウム溶液の量から計算して求めた。

【００１９】磁性酸化鉄粒子の粒子表面のＡｌは、蛍光
Ｘ線分析装置３０６３Ｍ型（理学電気工業(株)製）を使
用し、ＪＩＳ Ｋ０１１９の蛍光Ｘ線分析通則にしたが
って測定した。

【００２０】磁性体の平均粒子径および粒子形状は、走
査型電子顕微鏡（日立Ｓ−８００）により観察した。

【００２１】また特に、トナー体積平均粒径が４〜７μ
ｍである場合に、細線再現性に優れた高画質な画像を得
ることが可能であった。ここで、トナー体積平均粒径の
測定は、種々の方法によって測定可能であるが、本発明
では米国コールター・エレクトロニクス社製のコールタ
ーカウンターＴＡIIを用いた。

【００２２】また特に、トナー平均円形度が０．９５０
以上である場合に、ライン画像における転写抜けが少な
い良好な画像が得られた。これは、トナー表面が充分に
滑らかなため、像支持体との接点が減少し、静電荷保持
体から転写材へのトナーの虫喰い転写不良が減少するた
めと考えられる。ここで、トナー平均円形度の測定は、
東亞医用電子株式会社製 FPIA−1000フロー式粒子像分
析装置を用いた。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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他等
が挙げられる。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面によって更に
詳細に説明する。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。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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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（２
２）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）の磁力がおよぶ
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。

【００３６】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（α）としては５゜程度が、
また、所定の長さ（ｌ）としては、好ましくは２〜２０
ｍｍ、さらに好ましくは３〜１０ｍｍ程度が望ましい。

【００３７】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。

【００３８】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（２２ａ）の表面との境界部において界面（Ｘ）が形
成（図２）される。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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
（α）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。

【００４４】

【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。尚、現像装置は前記構成中に示した図１，２の
装置を用いた。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（部はすべて重量部）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＞ 被覆層形成液の組成 シリコン樹脂溶液 （ＲＳＲ２１３ 東レ・ダウコーニング・シリコーン社製） １００部 カーボンブラック ４部 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。

【００４５】本発明に用いる磁性体は、マグネタイト、
ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄の金属あるいはこれ
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、これら磁性体は硫酸第一鉄を
原料とする湿式法などの一般に知られる製造方法で作ら
れる。また、磁性体粒子表面へのＡｌの固着は、磁性体
微粒子の水懸濁液にＡｌの無機化合物の水溶液を添加
し、添加した元素が、酸化物、水酸化物、含水酸化物等
として沈殿するｐＨ４〜１２の領域に調整することによ
り行なうことができる。表１に上記の方法により作成し
た磁性体の物性を示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】 ＜実施例１＞ ポリエステル樹脂 ７０部 スチレン−アクリル樹脂 ３０部 酸化ライスワックス ３部 磁性体ａ ２６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、体積平均粒径８．０μm の
粒径のトナーを得た。添加剤（Ｒ９７２日本アエロジル
社製）をトナー１００部に対して１．５部添加し、ヘン
シェルミキサーで撹拌混合後メッシュを通して大粒径の
粒子を削除し最終トナーを得た。このトナー１０部に対
して、キャリアＡ９０部とをボールミルで混合し、現像
剤１を得た。

【００４８】＜実施例２＞実施例１の磁性体をｂに変更
した以外は実施例１と同様な現像剤２を得た。

【００４９】＜実施例３＞実施例１の磁性体をｃに変更
した以外は実施例１と同様な現像剤３を得た。

【００５０】＜実施例４＞実施例１の体積平均粒径を
６．０μｍに変更した以外は、実施例１と同様な現像剤
４を得た。

【００５１】＜実施例５＞実施例４で得られた混練物を
機械式粉砕機で粉砕した以外は、実施例４と同様な現像
剤５を得た。

【００５２】＜比較例１＞実施例４の磁性体をｄに変更
した以外は実施例４と同様な現像剤６を得た。

【００５３】＜比較例２＞実施例４の磁性体をｅに変更
した以外は実施例４と同様な現像剤７を得た。

【００５４】＜比較例３＞実施例４の磁性体をｆに変更
した以外は実施例４と同様な現像剤８を得た。

【００５５】＜比較例４＞実施例４の磁性体をｇに変更
した以外は実施例４と同様な現像剤９を得た。

【００５６】＜比較例５＞実施例４の磁性体をｈに変更
した以外は実施例４と同様な現像剤１０を得た。

【００５７】 ＜比較例６＞ ポリエステル樹脂 ７０部 スチレン−アクリル樹脂 ３０部 酸化ライスワックス ３部 磁性体ａ ７２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、体積平均粒径６．０μm の
粒径のトナーを得た。添加剤（Ｒ９７２日本アエロジル
社製）をトナー１００部に対して１．５部添加し、ヘン
シェルミキサーで撹拌混合後メッシュを通して大粒径の
粒子を削除し最終トナーを得た。このトナー１０部に対
して、キャリアＡ９０部とをボールミルで混合し、現像
剤１１を得た。

【００５８】 ＜比較例７＞ ポリエステル樹脂 ７０部 スチレン−アクリル樹脂 ３０部 酸化ライスワックス ３部 磁性体ａ ９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、体積平均粒径６．０μm の
粒径のトナーを得た。添加剤（Ｒ９７２日本アエロジル
社製）をトナー１００部に対して１．５部添加し、ヘン
シェルミキサーで撹拌混合後メッシュを通して大粒径の
粒子を削除し最終トナーを得た。このトナー１０部に対
して、キャリアＡ９０部とをボールミルで混合し、現像
剤１２を得た。

【００５９】各現像剤の評価内容に関しては以下に示す
ように行なった。図１および図２に示される現像装置を
（株）リコー製複写機 ＭＦ−２００に組み込み、現像
剤１〜１２を用いて画像評価テストを行ない、画像濃
度、画像濃度ムラ、環境変動、ホットオフセット、地肌
汚れ、細線再現性、虫喰いについて評価した。表１に磁
性体およびトナーの特性を示す。表２に評価結果を示
す。

【００６０】（画像濃度）全面黒ベタ原稿をＡ４サイズ
で出力し、その画像濃度を、以下の判断基準により５段
階で評価を行なった。 良 ◎：大変良い、○：良い、□：普通、△：悪い、
×：大変悪い 悪 （画像濃度ムラ）全面ハーフトーン原稿をＡ４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
評価を行なった。 良 ◎：大変良い、○：良い、□：普通、△：悪い、
×：大変悪い 悪 （環境安定性）環境安定性は、１０℃、２０％の低温低
湿環境と３０℃、８０％の高温高湿環境での帯電量を、
ブローオフ法によって求め、そのときの値を下記式に代
入し、環境変動率を算出後、以下の判定基準により５段
階に評価した。 環境変動率(%)=(低温低湿帯電量−高温高湿帯電量)/低
温低湿帯電量×100 良 ◎：５０％未満、○：５０〜６０％、□：６０〜７
０％、△：７０〜８０％、×：８０％以上 悪 （定着評価）定着ローラーとしてテフロンローラーを使
用した（株）リコー製複写機 ＭＦ−２００の定着部を
改造した装置を用いて、これにリコー製のタイプ６２０
０紙をセットし複写テストを行なった。定着温度を変え
てホットオフセット発生温度を求めた。紙送りの線速度
は、ホットオフセットで５０mm/secに設定した。 （ホットオフセット）良 ◎：２０１℃以上、○：２０
０〜１９１℃、□：１９０〜１８１℃、△：１８０〜１
７１℃、×：１７０℃以下 悪 の５段階で行なった。 （地肌汚れ）地肌汚れ評価は、初期と１０万枚後の非画
像部の付着しているトナー濃度を、以下の判断基準によ
り５段階で評価を行なった。 良 ◎：大変良い、○：良い、□：普通、△：悪い、
×：大変悪い 悪 （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段階で評価を行なった。 良 ◎：大変良い、○：良い、□：普通、△：悪い、
×：大変悪い 悪 （虫食い評価）官製はがき上に、文字チャート（「機
械」の羅列 1行19文字、10ポイント、明朝）のコピー
を行ない、各行の転写抜け（虫喰い）文字の個数を数え
て、その転写抜け（虫喰い）文字の個数の程度で相対評
価を行なった。 良 ○：良い、□：普通、×：悪い 悪

【００６１】

【表２】

【００６２】

【発明の効果】以上詳細且つ具体的な説明から明らかな
ように、本発明においては、部品点数を低減させ、機能
の集約化を行なうことにより、小型化および低コスト化
を図りつつ品質の安定化を行なうことができる静電荷現
像装置を有し、高画質であり、かつ、濃度ムラのない、
高い現像能力をもつ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 α 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 松田 浩明 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 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 杉山 恒心 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） 2H005 AA02 AA06 AA15 AB10 CA14 CB03 EA05 EA07 FA01 2H077 AB04 AD06 AD13 DA16 DA36 EA03

Claims (4)

【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
   る現像装置を有する画像形成装置であって、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、該トナーは、結着樹脂、磁性体、ワックスを少なく
   とも含む物質であって、該磁性体は、ＦｅＯの含有量が
   １６〜２５ｗｔ％であり、体積平均粒径０．２〜０．３
   μｍの球状磁性粉末であり、かつ、トナー樹脂における
   該磁性体の含有量が１０〜４０重量％含有することを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 該磁性体は粒子表面にＡｌ原子を含有す
   ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 該トナー体積平均粒径が４〜７μｍであ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成
   装置。
4. 【請求項４】 該トナー平均円形度が０．９５０以上で
   あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記
   載の画像形成装置。