JP2001312144A

JP2001312144A - 画像形成方法と画像形成装置

Info

Publication number: JP2001312144A
Application number: JP2000133628A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yasutomi; 啓安富; Atsuka Matsuura; 熱河松浦; Nobutaka Takeuchi; 信貴竹内; Hisafumi Shoji; 尚史庄司; So Kai; 創甲斐
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2001-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】横ラインの細りや後端白抜けなどが発生せ
ず、しかも地肌汚れ（地肌かぶり）も発生し難い画像形
成装置を提供する。【解決手段】現像領域で現像剤を穂立てする現像主磁
極の磁力形成を補助する補助磁極を備えることで主磁極
の半値幅を狭くした画像形成装置において、トナーの帯
電量が１０〜３５μＣ／ｇの範囲内に調整され、地肌ポ
テンシャルが１００Ｖ以上であるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁力を用いて現像
処理を行う電子写真プロセスの画像形成方法及び当該方
法を実施する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機、プリンタ、ファクシミ
リなどの電子写真式や静電記録式などによる各種画像形
成装置においては、感光体ドラムや感光体ベルトなどか
らなる潜像担持体上に画像情報に対応した静電潜像が形
成され、現像装置によって現像動作が実行され、可視像
を得るようになっている。

【０００３】このような現像動作を実行する画像形成装
置の一例を図４で説明する。潜像担持体をなすドラム感
光体１は矢印方向（反時計方向）に回転し、帯電装置２
によって表面を所望電位に均一帯電された後、露光手段
３で所定の画像情報を潜像形成される。この潜像画像を
現像する現像装置４は、現像容器と現像剤担持体である
現像スリーブとを備えている。当該現像装置４によって
感光体１上にトナー像が形成され、転写手段５におい
て、転写体（転写紙等）６に転写される。そしてトナー
像を転写された転写体６は不図示の定着手段へ搬送され
て定着される。一方、転写されずに感光体上に残ったト
ナーはクリーニング装置７により除かれ、感光体上の残
留電位が不図示の除電装置によって除電され、再度の作
像工程に備えられる。

【０００４】上記現像手段としては、従来、現像剤が所
謂キャリアとトナーから構成される２成分系の現像装置
と、現像剤がトナーのみである１成分系の現像装置とが
知られている。そして磁性キャリアとトナーを含む現像
剤は、磁性キャリアを用いず磁性トナーからなる一成分
現像剤に比較すると、トナーの摩擦帯電制御が容易で、
トナー凝集が起こり難く、したがってバイアス電界等に
よるトナーの移行制御を効果的に行うことができるとい
った利点を有している。またトナーに磁性体を含有させ
ないで済み、仮にかぶり防止等のために磁性体を含有さ
せたとしても少量で済むので、特にカラートナーの場合
に色の鮮明性が得られる。更に現像剤層で潜像担持体面
を摺擦する磁気ブラシ現像法による場合は、磁気ブラシ
の穂立ちがよくて摺擦性に優れる等の特徴を有する。そ
のため、キャリアに対するトナーの量の管理が必要であ
るにも拘らず、多く用いられている。

【０００５】図５に示された２成分現像装置において、
２成分現像剤１１は現像容器１２内に収容されており、
現像容器の開口部内には、感光体１に対向するように現
像スリーブ１３が配置され、不図示の駆動装置によって
図中の矢印方向（時計方向）に回転する。この現像スリ
ーブ内には、Ｎ極、Ｓ極の磁極を配置した磁界発生手段
たるマグネットローラ１４が非回転に配置されている。

【０００６】２成分現像剤は現像スリーブの回転に伴っ
て担持・搬送され、その際、規制部材１５（磁気ブラシ
の穂高さを規制する部材）が現像スリーブ１３と非接触
に対向するよう配置されていて、現像スリーブ上の現像
剤量を一定になるように規制する。規制部材１５を通過
した現像剤は現像領域へ搬送される。現像スリーブ上で
磁気ブラシが立ち上がり感光体と接触する範囲である当
該現像領域では、感光体１が現像スリーブ１３と非接触
に対向するように配置されており、また現像スリーブ１
３には電源１７によって直流電圧が印加されている。こ
のため、感光体上に形成された静電潜像に対応した電界
が、感光体／現像スリーブ間に形成される。このとき、
２成分現像剤中のトナーは帯電しており、感光体／現像
スリーブ間に形成された電界によって、当該トナーが感
光体上に付着する。

【０００７】現像容器１２内では１対のスクリュー１８
が互いに平行に配置され、不図示の駆動手段によって現
像剤を互いに（紙面に対して垂直な）逆方向に搬送する
ように回転する。このスクリューによる攪拌・搬送によ
って、不図示のトナー補給容器からトナーが新たに補給
されても、現像剤中のトナー濃度は均一になるように維
持される。

【０００８】以上のような２成分現像装置では、従来か
らの問題点として、横ラインの細り（紙搬送方向に対す
る垂直方向に形成された１ドットラインが、紙搬送方向
に形成された１ドットラインに比べて細ってしまう現
象）、後端白抜け（紙搬送方向に対して、ハーフトーン
部などの後端で画像濃度が低下したり、現像されなかっ
たりする現象）がある。このような問題に対して、マグ
ネットローラの主磁極角度を上流側に設定したり、規制
部材と現像スリーブの距離と感光体ドラムと現像スリー
ブの距離との間に一定の関係を持たせるなどの方法が提
案されている。例えば特開平７−１４０７３０号に開示
された提案である。この方式においては、次の条件を満
たすことが求められる。現像主磁極位置が、最近接部よりも現像剤搬送方向の
上流側５〜２０゜の範囲にあること；規制部材と現像材担持体間の距離（Ｈｃｕｔ）が、
０．２５〜０．７５ｍｍであること；現像ニップ距離（Ｄｓｄ）が０．３０〜０．８０ｍｍ
であること；１．２０＜Ｄｓｄ／Ｈｃｕｔ＜１．６０であること；現像剤担持体の移動速度Ｖｓ、正電荷像担持体の移動
速度Ｖｐが、１．０≦Ｖｓ／Ｖｐ≦３．０の関係を満足
するであること。

【０００９】このような条件を満たすことにより、従来
では高速な複写速度領域で使用した場合の、ハーフトー
ンやベタ部のトナー層の乱れである現像掃き目を防止で
き、細線の切れのない、濃度が高く均一で且つ輪郭のは
っきりした画像を高速に得ることができるとされてい
る。

【００１０】また例えば特公平２−５９９９５号では、
現像主磁極と隣接する磁極を現像主磁極に近づけること
によって現像能力を向上させることを提案しており、こ
れによって横ラインの濃度が低下して、上述の横ライン
細りと同じ現象が発生するが、この現象に対してはキャ
リアの飽和磁化を下げることによって磁気ブラシを弱く
することで対応するとしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】横ラインの細りや後端
白抜けは、所謂地肌ポテンシャル（感光体帯電電位と現
像バイアスとの差の絶対値）が関係している。上記した
構成のものにおいて、地肌ポテンシャルを小さく、例え
ば地肌ポテンシャルを１００Ｖや５０Ｖ程度にすること
により、横ライン細りや後端白抜けを実質的に問題にな
らないレベルに抑えることができる。しかしながら、従
来の構成のもので地肌ポテンシャルをこのように小さく
すると、その副作用として、異常画像の１つである地肌
汚れ（地肌かぶり）が発生してしまう。特に高温高湿環
境下では地肌汚れが発生し易い。

【００１２】本発明では、横ラインの細りや後端白抜け
などが発生せず、しかも地肌汚れ（地肌かぶり）も発生
し難い画像形成方法及び画像形成装置を提供することを
課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】方法に関わる上記課題
は、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送する
現像剤担持体の内部に固定された磁界発生手段により上
記現像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、当該磁気ブラ
シを像担持体に摺擦させることで現像を行う画像形成方
法であって、現像領域にて現像剤を穂立てする現像主磁
極と現像剤搬送磁極との間に主磁極磁力の形成を補助す
る補助磁極を形成するようになった画像形成方法におい
て、トナーの帯電量を１０〜３５μＣ／ｇの範囲内に調
整し、地肌ポテンシャルを１００Ｖ以上とすることによ
って、解決される。

【００１４】装置に関わる上記課題は、像担持体と、ト
ナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送する現像剤
担持体と、当該現像剤担持体内部に固定された磁界発生
手段とを少なくとも有し、当該磁界発生手段が形成する
磁場によって現像剤担持体上に磁気ブラシを形成して像
担持体に摺擦させることで現像を行う画像形成装置であ
って、現像領域で現像剤を穂立てする現像主磁極の磁力
形成を補助する補助磁極を備えることで主磁極の半値幅
を狭くした画像形成装置において、トナーの帯電量が１
０〜３５μＣ／ｇの範囲内に調整され、地肌ポテンシャ
ルが１００Ｖ以上であることによって、解決される。こ
こで、半値幅とは、磁極の磁束密度のピーク値或いは法
線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力（頂点）の値に対
して、その１／２の磁束密度となる磁極内の位置（ピー
クの前後に２個所存在する）とマグネットローラの中心
によってなされる角度幅のことである。半値中央角、半
値中央角度幅と称することもある。

【００１５】帯電電位を１０００Ｖ以下とするのが好適
である。また現像バイアスを１００Ｖ以上とするのも好
ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を、図に示す例に基
づいて説明する。（例１）本発明に係る画像形成装置の全体的な機械構造
は、従来と基本的に同じであるが、本発明に関わること
であるので、一部重複する部分もあるが、改めて説明す
る。図４において、潜像担持体をなす例えば導体の表面
に感光材料を塗布することで形成されたドラム感光体１
は、例えば２３０ｍｍ／ｓｅｃの周速で矢印方向（反時
計方向）に回転する。当該感光体１に接触するローラと
当該ローラに電圧を印加する電源を備えた帯電装置２に
よって、感光体１はその表面を所望電位、例えば表面電
位−０．６ｋＶに均一帯電された後、例えばレーザーダ
イオードを光源とする露光手段３で、ポリゴンミラーを
介しレーザービームを照射することで所定の画像情報を
潜像形成される。この潜像画像を現像する現像装置４
は、現像剤の貯蔵・保管、攪拌を行う現像容器と現像剤
担持体である現像スリーブを備えている。当該現像装置
４によって感光体１上にトナー像が形成され、転写手段
５において、不図示の搬送手段でタイミングをとられて
搬送された転写体６に転写される。そしてトナー像を転
写された転写体６は不図示の定着手段へ搬送されて定着
される。一方、転写されずに感光体上に残ったトナーは
クリーニング装置７により除かれ、感光体上の残留電位
が不図示の除電装置によって除電され、再度の作像工程
に備えられるようになっている。

【００１７】現像剤担持体である現像スリーブと、トナ
ーと磁性キャリアを含む現像剤と、電源とによって基本
的に構成された現像手段では、現像スリーブに例えば−
０．４ｋＶの電圧を印加することによって、感光体の露
光部分を現像してトナー像を形成する（所謂反転現
像）。例えば転写ベルトを基本構成とする転写手段にお
いては、電源から当該転写ベルトに電圧印加する（例え
ば定電流制御、３０μＡ）ことで、転写体たるカット紙
に上記トナー像を転写する。帯電装置によって帯電され
た露光前の表面電位である感光体帯電電位、特に非画像
部電位（Ｖｄ）と現像バイアス（Ｖｂ）との差である地
肌ポテンシャルによって、画像の白地部にトナーが付着
し難いように電界が形成される。言い換えれば、地肌ポ
テンシャルを大きくすることによって、所謂地肌汚れを
少なくすることが可能である。本例においては、この地
肌ポテンシャルを１００Ｖ以上、例えば２００Ｖとし
た。現像剤中のトナー帯電量は１０〜３５μＣ／ｇの範
囲内である。

【００１８】本発明に係る画像形成方法を行う主たるユ
ニットたる現像装置の全体的な機械構造も従来と基本的
に同じであるが、具体的な理解のために今一度、図５に
戻って説明する。なお、本現像装置の構成は、ごく一般
的に知られた２成分現像装置の構成の１つであるが、こ
れをもって本発明の現像装置の構成が制限されるもので
はなく、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用いる現
像装置であれば、これとは異なる構成であっても構わな
いのは当然である。

【００１９】図５に示された現像装置において、２成分
現像剤１１は現像容器１２内に収容されており、現像容
器の開口部内には、感光体１に対向するように現像スリ
ーブ１３が配置され、不図示の駆動装置によって図中の
矢印方向（時計方向）に回転する。当該現像スリーブ１
３は、例えばアルミニウムでなり、直径２０ｍｍ、長さ
３２０ｍｍ、厚みが０．７ｍｍであって、その表面上に
軸方向に沿って例えば深さ０．２ｍｍの溝が周面に１ｍ
ｍ間隔で形成されている。その周速は４６０ｍｍ／ｓｅ
ｃで、感光体周速との周速比が２．０となる。

【００２０】このような現像装置で用いられる現像剤に
おいて、トナーは例えば平均粒径が５．０μｍの非磁性
トナーであり、その帯電極性が負である。また磁性キャ
リアは平均粒径が３５μｍで、所謂飽和磁化は６０ｅｍ
ｕ／ｇである。トナーとキャリアの組み合わせは、キャ
リアに表面層を形成することで所謂トナーの帯電量が上
記狙い値であるＱ／ｍ＝１０〜３５μＣ／ｇとなるよう
に調整されている。より詳細には、キャリア製造時の焼
成過程において、焼成温度を２５０〜３５０℃の範囲で
変えることによって、トナーの帯電量を１０〜３５μＣ
／ｇの範囲に調整することができた。ここで「トナーの
帯電量」とは、現像剤中のトナーとキャリアとが攪拌さ
れる過程で、両者の摩擦帯電により帯電したトナーの電
荷量を測定したものである。トナー帯電量の測定方法に
ついては、幾つかの方法が知られており、文献などにお
いてその例が示されている。本例のトナー帯電量の値
は、文献「電子写真技術の基礎と応用」（電子写真学会
編、コロナ社、６８０頁）のブローオフ法の項に示され
ている「ブローオフ法」によって測定した値である。

【００２１】現像容器１２内には、トナー濃度５ｗｔ％
の現像剤が例えば５００ｇ収容されている。当該現像容
器１２内では互いに平行に配置された１対のスクリュー
１８は直径１９ｍｍ、ピッチ２０ｍｍで、不図示の駆動
手段により回転数５００ｒｐｍで回転して、現像剤を互
いに逆方向に搬送する。これにより、現像剤は現像容器
内を偏りなく循環する。その際、現像剤中のトナーとキ
ャリアが攪拌されるので、トナーとキャリアの摩擦帯電
によってトナーが帯電するのである。このスクリューに
よる攪拌・搬送によって、不図示のトナー補給容器から
トナーが新たに補給されても、現像剤中のトナー濃度は
均一になるように維持される。

【００２２】電源１７により現像スリーブ３には現像バ
イアス（例えばＤＣ−０．４ｋＶ）が印加され、当該ス
リーブの回転に伴って現像剤が担持・搬送されるが、そ
の際、規制部材１５が現像スリーブと非接触に対向する
よう配置されていて、現像スリーブ上の現像剤量を一定
になるように規制する。規制部材１５を通過した現像剤
は現像領域へ搬送される。この現像領域では、感光体１
が現像スリーブ１３と非接触に対向するように配置され
ていて、現像スリーブ１３に印加された電圧のため、感
光体上に形成された静電潜像に対応した電界が、感光体
・現像スリーブ間に形成される。このとき、感光体／現
像スリーブ間に形成された電界によって、帯電トナーが
感光体上に付着する。そして上記の例では、感光体１上
の静電潜像は、非画像部で−０．６ｋＶ、画像部で約−
０．１ｋＶである。

【００２３】現像スリーブ内に固定配置された磁界発生
手段であるマグネットローラ１４による磁極配置は、図
１に示される。主磁極２１が、マグネットローラの中心
から見て、感光体と現像スリーブの最近接点の方向を向
いている。主磁極２１は磁束密度が９０から１００ｍＴ
（ミリテスラ）である。そして所謂主磁極の半値幅は２
０゜である。このマグネットローラは、従来のマグネッ
トローラが単一の現像磁極であるのに対して、主磁極両
隣に磁極を配置することで半値幅を小さくしている。な
お、ここでの磁束密度とは、現像スリーブ表面で測定し
た磁束密度のマグネットローラ中心方向成分を表してい
る。汲み上げ極２２は磁束密度が７０ｍＴで、所謂剤離
れ部２４では、１０ｍＴ以下の磁束密度となっている。

【００２４】図２において、規制部材１５は板厚１．６
ｍｍのＳＵＳ板であり、現像スリーブ１３に対して、
０．４ｍｍのギャップを保持して固定されている。また
この現像スリーブ１３は現像容器の開口部で感光体１に
対して０．４ｍｍのギャップを保持して支持されてい
る。この結果、規制部材１５と現像スリーブ１３とのギ
ャップ（以後Ｇｄと称する）と、感光体１と現像スリー
ブ１３とのギャップ（以後Ｇｐと称する）との比は１で
ある。

【００２５】以上のような現像装置、画像形成装置にお
いて、トナー帯電量と地肌ポテンシャルとを変えたとき
の、地肌汚れ（地肌かぶり）と横ライン細り・後端白抜
けとの関係を表した実験結果を表１に示す。この実験で
は、地肌汚れにはトナー帯電量の影響が大きいことが分
かっていたため、トナー帯電量が異なるトナーとキャリ
アの組み合わせを選定して実験を行った。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１での、地肌汚れと横ライン細り・後端
白抜けの評価は次のようにして行った。地肌汚れは、発
明者らが行った過去の実験によって、使用環境によって
変動することが分かっていた（特に高温高湿環境時に地
肌よごれが発生しやすい傾向がある。）。このため、室
温２２℃、湿度５０％（常温常湿環境）及び室温３０
℃、湿度９０％（高温高湿環境）の２種類の環境で地肌
汚れの評価を行い、常温常湿、高温高湿ともに良好な場
合には○、常温常湿のみ良好である場合には△、常温常
湿、高温高湿いずれも不良な場合には×と判定した。高
温高湿時に地肌よごれが悪化する理由は、常温常湿時に
比べてトナー帯電量が低下してしまうことが原因であ
る。更に、トナー帯電量が高温高湿時に低下してしまう
原因としては、空気中の湿度の影響による放電現象や、
現像剤の流動性が低下することによる攪拌効率の低下が
考えられる。高温高湿時でのトナー帯電量の変化量は、
常温常湿時のトナー帯電量に依存するが、常温常湿時の
トナー帯電量に比べて１０〜３０％程度低下することを
実験的に確認している。

【００２８】一方、横ライン細り・後端白抜けに関して
は、環境依存性はないので、日本画像学会チャートＮ
ｏ．１-Ｒでの画質上、横ライン細り・後端白抜けが全
く存在していない場合には○、横ライン細り・後端白抜
けが僅かに発生しているものの実用上問題のない場合に
は△、横ライン細り・後端白抜けが発生し且つ異常画像
として実用上問題のある場合には×と判定した。

【００２９】表1から分かるように、トナーの帯電量が
８μＣ／ｇの場合には、地肌汚れが悪化している（即
ち、地肌ポテンシャルを大きくする必要がある）ことが
分かる。更に、この条件時の画像は孤立ドットの必要以
上の拡大や、１ドットラインの必要以上の太りが発生
し、画像品質が低下してしまっていた。この現象は、ト
ナーの帯電量の低下によって、感光体上に形成される潜
像が同じであっても、付着するトナー量が増加し、画像
形成時に必要とされる付着量から大きく逸脱してしまう
ためである。しかし、このような現象は、本例の画像形
成装置で特有の問題であり、下記比較例に用いられた従
来の画像形成装置ではあまり問題になっていなかった。
この理由については、次のように説明することができ
る。従来の画像形成装置では、横ライン細り・後端白抜
け発生のメカニズムと同じ理由によって、感光体上の現
像トナーは現像領域下流側での磁気ブラシへの再付着す
る。このため、孤立ドットや１ドットラインのトナー付
着量は、本例の場合ほど多くはならず、画像形成時に必
要とされる付着量に近い付着量に保持される。この結
果、従来の画像形成装置では、上述のような問題はあま
り注目されなかったと考えられる。本例でトナーの帯電
量に下限が存在する理由は、このような理由によってで
ある。

【００３０】また、一方でトナー帯電量が４５μＣ／ｇ
程度になった場合には、地肌汚れと横ライン細り・後端
白抜けとの両立領域が広がっているが、別の画像特性で
ある黒ベタＩＤが低下するという問題がある。トナー帯
電量が４５μＣ／ｇの現像剤使用時の黒ベタＩＤ値は、
１．２５であり、十分な画像濃度（１．３〜１．４が目
安）に達していなかった。本例でトナーの帯電量に上限
が存在する理由は、このような理由によるものである。

【００３１】本例の画像形成装置で、トナー帯電量が１
０〜３５μＣ／ｇの範囲内である現像剤に対して、地肌
汚れと横ライン細り・後端白抜けとの両立する範囲は地
肌ポテンシャルが１００Ｖ以上であることが表１から分
かる。

【００３２】（比較例）上記例１との比較のため、従来
公知のマグネットローラ（直径２０ｍｍ現像スリーブ
用、主磁極の半値幅５０°、磁束密度ピーク値９０ｍ
Ｔ）を使用して同様の実験を行った結果が表２である。
表２から従来のマグネットローラでは、横ライン細り・
後端白抜けの現象が例１のものより悪化して現れること
が分かる。これは磁気ブラシの感光体に対する接触を終
えるのが現像スリーブと感光体とが比較的離れた領域に
なってしまうためである。地肌汚れと横ライン細り・後
端白抜けの両方を抑制できる範囲が実質的に存しないこ
とが表２から理解できる（トナー帯電量が４５μＣ／ｇ
で両立する範囲が存在するが、トナー帯電量がこの範囲
では黒ベタＩＤが十分でないことは既に説明した通りで
ある）。

【００３３】

【表２】

【００３４】（例２）例２においても例1と同じ構成で
あり、帯電電位（絶対値）が１０００Ｖ以下であること
を条件として加える。

【００３５】一般的に、現在多くの電子写真装置で使用
されている有機感光体（ＯＰＣ）の絶縁性が保持される
電界強度は３０〜４０Ｖ／μｍである。これ以上の電界
がＯＰＣに印加された状態で使用する場合には、ＯＰＣ
としての機能が満たされなくなったり（絶縁性の破
壊）、初期的には問題がなかったとしてもＯＰＣの寿命
が低下するなどの問題が発生する。

【００３６】表３は、感光体帯電電位を２００〜１２０
０Ｖの範囲で変化させ、この感光体帯電電位での１万枚
通紙実験を行ったあとの画像を評価した結果を示すもの
である。使用した感光体はＯＰＣであり、所謂ＣＴＬ層
厚２７μｍ、ＣＧＬ層１μｍ層の層構成になっている。
実験は、リコー製 imagio ＭＦ４５７０を用いて、画
像面積率５％のテストチャートをプリントアウトするこ
とによって行った。

【００３７】

【表３】

【００３８】感光体帯電電位が１２００Ｖの場合には、
１万枚通紙後の画像には、直径５〜２０μｍの黒い斑点
が数多く発生した。これは、感光体が部分的に絶縁破壊
を起こし、その部分が感光体としての絶縁性を維持でき
なかったために電位低下し、トナーが付着してしまった
ためである。一方で感光体の帯電電位が２００〜１００
０Ｖの範囲内であれば、上述のような異常画像は発生し
なかった。感光体寿命の観点から、本発明に係る画像形
成装置での感光体帯電電位は、１０００Ｖ以下であるこ
とが必要である。

【００３９】（例３）例３においても例1と同じ構成で
あり、現像バイアス（絶対値）が１００Ｖ以下であるこ
とを条件として加える。

【００４０】トナー帯電量が１０〜３５μＣ／ｇの範囲
内の現像剤を用いて、現像バイアスを変化させたときの
黒ベタＩＤを測定した結果が、表４である。表４からト
ナー帯電量の、地肌汚れと横ライン細り・後端白抜けと
の両立範囲（１０〜３５μＣ／ｇ）では、少なくとも黒
ベタＩＤを１．３以上確保するためには、１００Ｖ以上
の現像バイアスが必要であることが分かる。

【００４１】

【表４】

【００４２】更に、一般的に電子写真装置では、帯電電
位の変動（長期間使用による感光体摩耗での膜厚変化や
環境使用変化（特に湿度）が主な原因である）や現像バ
イアスの変動（電源の電流容量や精度の問題）が、２０
〜３０Ｖの大きさで発生する。このため、これらの変動
の影響が画像の階調性に影響しないようにようにするに
は、少なくとも１００Ｖ程度の現像バイアスが必要であ
る。

【００４３】例３の画像形成装置では、感光体上の露光
された部分にトナーを付着させ、画像を形成する。特に
所謂デジタル複写機、デジタルプリンタでは、この露光
をドット単位で行い、ドットの密度を変化させることで
階調性を作り出し、画像形成を行っている。露光部への
トナー付着は、現像バイアスと露光部電位（０〜３０Ｖ
程度）との差によって作り出される現像電界によって行
われるが、前述の帯電電位変動と現像バイアス変動のた
め、これらの変動の影響が現像電界の変化として問題に
ならないようにするには、現像バイアスを少なくとも１
００Ｖ以上にし、現像電界を大きくする必要がある。

【００４４】更に例３では、「所謂現像領域で、現像電
界がトナーをキャリアから分離することができる範囲内
で、磁気ブラシが立ち上がったのち倒れ込む」ようにす
る必要があるため、現像バイアスが小さい場合には、こ
の磁気ブラシが立ち上がったのち倒れ込む範囲を狭くす
る必要が生じる。本例では、この「現像電界がトナーを
キャリアから分離することができる範囲」を次のような
方法で特定した。

【００４５】この例と同じ構成の画像形成装置で、即
ち、径φ２０ｍｍの現像スリーブ、径φ６０ｍｍの感光
体、Ｇｐ＝０．４ｍｍの現像ギャップ、平均粒径３５μ
ｍのキャリアと平均粒径５μｍのトナーでなる現像剤、
５ｗｔ％のトナー濃度の条件下で、次のような実験を行
う。

【００４６】図３のように、現像スリーブと感光体との
間に、通常の画像形成時とは異なり、これらが対向する
部分で現像剤が満たされている状態となるように、現像
剤を充分保持させる。但し、この時、現像スリーブ内の
マグネットローラによって磁気ブラシが形成されると後
の工程で不都合であるので、当該マグネットローラは取
り除いておく。次に、現像スリーブ、感光体を回転させ
ずに、各種の現像バイアスを現像スリーブに印加する。
この時、感光体の電位は黒ベタ部電位と同じ値とする。
現像バイアスを印加したまま、感光体を取り出すと、取
り出した感光体上の現像スリーブに対向する部分には、
現像剤中のトナーが付着している。このトナーは、現像
電界によって、キャリアから分離されたトナーである。
この結果を表５に示す。

【００４７】

【表５】

【００４８】現像バイアスを小さくした場合には、やは
り、「現像電界がトナーをキャリアから分離することが
できる範囲」が狭くなっている。このような狭い「現像
電界がトナーをキャリアから分離することができる範
囲」に適用させるようにするには、一層マグネットロー
ラの主磁極が狭い半値幅をもつようにしなければなら
ず、マグネットローラ製造上望ましい形態ではない。こ
の観点からは、現像バイアスは１００Ｖ以上であり、更
に３００Ｖ以上であることが望ましい。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、横ライン細りや後端白
抜けの発生を防ぐことができるだけでなく、現像剤中の
トナー帯電量と地肌ポテンシャルの値を特定することに
よって地肌汚れ（地肌かぶり）、特に高温高湿時に発生
する地肌汚れの防止と、横ライン細り・後端白抜け防止
の両立が可能となり、異常画像のない高品質な画像を得
ることができる。

【００５０】帯電電位を１０００Ｖ以下とすれば、感光
体への負担を少なくすることができ、感光体の長寿命化
に寄与する。具体的には１万枚の通紙によっても画像上
に多数の黒斑点が発生することがなくなる。現像バイア
スを１００Ｖ以上にすれば、十分な黒ベタＩＤ（１．
３）を得ることができるようになる。また帯電電位変動
や現像バイアス変動に対してもその影響が出力画像にま
で及ぶようなことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】例１でのマグネットローラの磁束密度を示す概
念図である。

【図２】例１における現像装置の磁気ブラシ接触状況を
示す概念図である。

【図３】現像電界がトナーとキャリアを分離することが
できる範囲の特定のための構成を示す概念図である。

【図４】全体的な機械構造が従来公知で本発明にも関わ
る画像形成装置の概略図である。

【図５】全体的な機械構造が従来公知で本発明にも関わ
る現像装置の概略図である。

【符号の説明】

１感光体１１現像剤１３現像スリーブ１５規制部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内信貴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)発明者庄司尚史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)発明者甲斐創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） 2H003 AA01 BB11 CC05 DD03 DD08 2H005 EA01 FA01 2H031 AB02 AC01 AC19 AC20 AC31 AC34 AD01 AD05 BA04 BA05 BB01 CA03 CA07 2H073 AA03 BA02 BA13 BA23 BA25 BA45 CA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーと磁性キャリアを含む現像剤を担
持搬送する現像剤担持体の内部に固定された磁界発生手
段により上記現像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、当
該磁気ブラシを像担持体に摺擦させることで現像を行う
画像形成方法であって、現像領域にて現像剤を穂立てする現像主磁極と現像剤搬
送磁極との間に主磁極磁力の形成を補助する補助磁極を
形成するようになった画像形成方法において、トナーの帯電量を１０〜３５μＣ／ｇの範囲内に調整
し、地肌ポテンシャルを１００Ｖ以上とすることを特徴
とする画像形成方法。
【請求項２】帯電電位を１０００Ｖ以下とすることを
特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】現像バイアスを１００Ｖ以上とすること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項４】像担持体と、トナーと磁性キャリアを含
む現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、当該現像剤担
持体内部に固定された磁界発生手段とを少なくとも有
し、当該磁界発生手段が形成する磁場によって現像剤担
持体上に磁気ブラシを形成して像担持体に摺擦させるこ
とで現像を行う画像形成装置であって、現像領域で現像剤を穂立てする現像主磁極の磁力形成を
補助する補助磁極を備えることで主磁極の半値幅を狭く
した画像形成装置において、トナーの帯電量が１０〜３５μＣ／ｇの範囲内に調整さ
れ、地肌ポテンシャルが１００Ｖ以上であることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項５】帯電電位が１０００Ｖ以下に調整された
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】現像バイアスが１００Ｖ以上に調整され
たことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。