JP2003228229A

JP2003228229A - 現像装置、画像形成方法及び装置

Info

Publication number: JP2003228229A
Application number: JP2002026005A
Authority: JP
Inventors: Hajime Koyama; 一小山; Katsuhiro Aoki; 勝弘青木; Kazuo Goto; 一雄後藤; Hiroshi Ikeguchi; 弘池口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】現像時におけるトナー飛散を防止でき、且つ
現像時における潜像担持体へのキャリアの付着を防止
し、緻密で滑らか且つ地肌汚れの無い高品質なトナー像
を得る。【解決手段】トナーとキャリアとを含む現像剤を担持
して搬送するトナー供給ローラ４４と、トナー供給ロー
ラ上の現像剤量を規制するドクターブレード４５と、ト
ナー供給ローラに対向して回動する現像ローラ４３とを
備え、トナー供給ローラ上の磁気ブラシから転移させた
トナーを現像ローラに担持させ、潜像を現像する現像装
置において、キャリアの体積平均粒径が上記トナーの体
積平均粒径以下であり、ドクタブレードにより規制され
た直後のトナー供給ローラ上に供給された現像剤のキャ
リア表面のトナー被覆率が１００％以下であり、現像剤
の空隙部分を除く単位体積当りの平均磁化率が５０ｅｍ
ｕ／ｃｃ以上になるように、上記現像剤のトナーとキャ
リアとの割合を制御する制御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファッ
クス、複写機等の画像形成装置における現像装置、該現
像装置を用いて画像形成をおこなう画像形成方法及び画
像形成装置に関するものである。詳しくは、トナーとキ
ャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置、該現像
装置を用いて画像形成をおこなう画像形成方法及び画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置の現像装置におい
ては、形成される画像の高画質化、及び画像形成速度の
高速化にともない、潜像担持体上の潜像を現像する際の
トナー飛散の低減が必要不可欠な課題となっている。こ
のようなトナー飛散を低減することを目的とした現像装
置として、従来、特開平１０−３１２１０５号公報、特
開平１１−１９４５２５号公報などの現像装置が提案さ
れている。

【０００３】上記特開平１０−３１２１０５号公報の現
像装置は、複数個の磁極を持ち現像剤を磁力担持しなが
ら回動して潜像担持体表面の潜像を現像する現像ローラ
を用いている。また、この現像ローラに担持・搬送され
る現像剤の量を規制する現像剤規制部材（ドクタ）や、
該ドクタの上流に設けられた開口を有する剤撹拌室を備
えている。さらに、この剤撹拌室内には、現像剤のトナ
ー濃度を検知するためのトナー濃度センサや、磁性キャ
リアとトナーとからなる現像剤を撹拌するためのアジテ
ータが設けられている。また、上記剤撹拌室に連通する
トナー補給用開口を有するトナー収容部や、このトナー
収容部内でトナーを補給するためのアジテータを備えて
いる。この現像装置においては、上記剤撹拌室における
現像剤のトナー濃度を、所定の式で表されるキャリア被
覆率が１３０％以下になるように設定して、トナー飛散
を低減するようにしている。

【０００４】また、特開平１１−１９４５２５号公報の
現像装置は、安全性に有利とされるマンガンマグネシウ
ム系フェライトキャリアを含有する現像剤を使用してい
る。そして、該マンガンマグネシウム系フェライトキャ
リア表面のトナー被覆率を３０乃至６５％とし、且つ３
０ｎｍ乃至２μｍの平均粒径を有する導電性シリカ粒子
を、トナー全重量に対し、０．０５乃至０．３重量％外
添して、トナー飛散の発生を防止するようにしている。

【０００５】一方、上記２成分現像剤を用いる現像装置
としては、２成分現像剤からなる磁気ブラシで、上記潜
像担持体上の潜像を直接現像する現像装置が実用化され
ている。また、２成分現像剤からなる磁気ブラシを、ト
ナー担持体上へのトナー供給手段及びトナー薄層形成部
材として用い、上記潜像担持体上の潜像を、トナー担持
体上に供給したトナーで現像する現像装置が実用化され
ている。この現像装置では、トナーをトナーと磁性粒子
との摩擦により所定極性に帯電し、磁気ブラシから所定
極性に帯電されたトナーのみが、トナー担持体上に移動
して担持される。このため、トナーの帯電が安定すると
共に、潜像担持体上の潜像の現像をトナーのみで行うの
で、磁気ブラシが像担持体の表面に当たって現像ムラな
どが生じる不具合がない。よって、潜像担持体上にざら
つき感がなく、高品位な画像が得られる。

【０００６】これらの現像装置においては、何れも上記
キャリアの小粒径化が、形成画像の高画質化に有効であ
る。すなわち、小粒径のキャリアを用いることにより、
木目の細かい磁気ブラシを形成できるようになる。この
ような木目の細かな磁気ブラシにより、上記潜像担持体
上の潜像を直接もしくは間接的に現像する。これによ
り、磁気ブラシの摺擦による磁気ブラシマークや穂跡と
呼称されている画像のざらつき感を低減でき、画像欠陥
の少ない均質な画像が得られるようになる。

【０００７】また、同じ嵩量のキャリアでは、その粒径
が小さくなるほど全体の表面積が大きくなって、より多
くのトナーを静電気力で担持することができる。従っ
て、このような小粒径のキャリアを用いた現像では、現
像剤のトナー濃度がある程度高くても、トナー飛散や地
汚れを起こす虞が少なく、トナー濃度不足やトナー濃度
変化の少ない画質が安定した画像を形成できる利点があ
る。

【０００８】このようなことから、上記従来の画像形成
装置の現像装置においては、現像剤担持体に供給される
現像剤のトナー濃度をキャリア粒径及びトナー粒径に応
じたトナー濃度に設定してトナー飛散を低減するように
している。また、キャリア表面のトナー被覆率を所定の
範囲に制約して、トナー飛散を低減するようにしてい
る。さらに、トナー濃度不足やトナー濃度変化の少ない
画質が安定した画像を得るために、現像剤のトナー濃度
のレベルを、トナー飛散を効果的に抑制できる範囲の、
できるだけ高めのレベルに設定するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の現像装置の
ように、２成分現像剤のトナー濃度のレベルを、トナー
飛散を効果的に抑制できる範囲の、できるだけ高めのレ
ベルに設定する。これにより、トナー濃度不足やトナー
濃度変化の少ない画質が安定した画像を得るようにした
場合、潜像担持体へのキャリア付着が起こりやすくな
る。

【００１０】すなわち、上記２成分現像剤は、そのトナ
ーとキャリアとが静電気力で互いに引き合うことによ
り、現像装置の現像剤担持体に対し一体的になって磁力
により保持されて移動する。ここで、現像剤のトナー濃
度が高い場合には、キャリア表面の全体が帯電トナーに
より覆われた状態となり、現像剤担持体の磁力による現
像剤全体としてのキャリアの磁化率が低下する。

【００１１】このような磁化率が低下した現像剤は、現
像剤担持体へのキャリアの吸着力が弱くなっている。こ
のようなトナー濃度のレベルが高い現像剤を用いた現像
装置では、現像時にキャリアがトナーとともに現像剤担
持体上から対向部材である潜像担持体上またはトナー担
持体上に転移しやすくなる。このため、潜像担持体上ま
たはトナー担持体上へのキャリア付着が起こりやすくな
る。なお、トナー担持体上のトナーにより潜像を現像す
る装置では、トナー担持体上にキャリア付着がこると、
トナー担持体を介して最終的に潜像担持体上へのキャリ
ア付着が起こってしまう。また、上述のようなトナー濃
度のレベルが高い現像剤を用いた現像装置においては、
トナーを担持するキャリアの磁化率の低下する。これに
より、現像剤担持体の回動により付与されるキャリアの
運動エネルギーによって生じるキャリアの飛散や落下が
多くなる。しかし、現状の現像装置では、上述したよう
な現像時におけるトナー飛散の問題と、潜像担持体への
キャリア付着、キャリア飛散やキャリア落下の問題と
を、同時に解決できる技術が確立されていなかった。

【００１２】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、現像時におけるトナー
飛散を防止でき、且つ現像時における潜像担持体へのキ
ャリアの付着を防止できる現像装置を提供することであ
る。また、該現像装置を用いてトナー濃度不足やトナー
濃度変化の少ない緻密で滑らか且つ地肌汚れの無い高品
質な画像を得ることができる画像形成方法、及び画像形
成装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、磁界発生手段を備え、トナーと
キャリアとを含む現像剤を担持して搬送する現像剤担持
体と、該現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量
規制部材と、該現像剤担持体に対向して回動するトナー
担持体とを備え、該現像剤量規制部材により量が規制さ
れた現像剤を磁気ブラシ状に形成し、該現像剤担持体と
該トナー担持体との間に電界を形成して、該磁気ブラシ
状の現像剤中のトナーを上記トナー担持体上に転移・担
持させ、該トナー担持体上に転移・担持したトナーで潜
像担持体上の潜像を現像する現像装置において、上記キ
ャリアの体積平均粒径が上記トナーの体積平均粒径以下
であり、上記現像剤量規制部材により現像剤層圧量が規
制された直後の上記現像剤担持体上に供給された現像剤
のキャリア表面のトナー被覆率が１００％以下であり、
上記現像剤の空隙部分を除く単位体積当りの平均磁化率
が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上になるように、上記現像剤のト
ナーとキャリアとの割合を制御する制御手段を有してい
ることを特徴とするものである。この現像装置において
は、トナー担持体上のトナー層が、均一、緻密な１成分
現像を行うので、潜像担持体上にざらつき感がなく、高
精細、高鮮鋭、地汚れ等のないトナー像を形成すること
ができる。また、この現像装置では、磁気ブラシで直接
潜像を現像する現像装置と較べ、磁気ブラシから対向部
材へのキャリア付着がおき難い。磁気ブラシで直接潜像
を現像する現像装置では、画像周辺部地肌で最もキャリ
ア付着がおきやすい。これは、潜像担持体の地肌部で
は、キャリアを潜像担持体の地肌部に向かわせる方向の
電界が働くうえ、画像周辺部地肌に画像部に付着したト
ナーと逆極性のカウンターチャージがおよぶためと考え
られる。一方、この現像装置では、現像剤中のトナーを
トナー担持体上に転移・担持させるために現像剤担持体
とトナー担持体との間に働く電界は、トナーをトナー担
持体側に向かわせキャリアを現像剤担持体に向かわせる
ような一様な電界である。このため、磁気ブラシから対
向部材へのキャリア付着が起き難くなる。また、体積平
均粒径がトナーの体積平均粒径以下の小粒径のキャリア
を使用している。このキャリアは、同じ嵩量の通常のキ
ャリアと比較して、上記現像剤のキャリア全体の表面積
が大きくなり、より多くのトナーを静電気力で担持する
ことができるようになる。これにより、トナー濃度不足
やトナー濃度変化の少ない画質が安定した画像を得るた
めに、現像剤のトナー濃度を高くしても、現像時にトナ
ー飛散や地汚れを起こす虞が少なくなる。また、この現
像装置では、上記現像剤量規制部材により現像剤量が規
制された直後の上記現像剤担持体上に供給された現像剤
のキャリア表面のトナー被覆率が１００％以下、上記現
像剤の空隙部分を除く単位体積当りの平均磁化率が５０
ｅｍｕ／ｃｃ以上になるように、上記制御手段により現
像剤のトナーとキャリアとの割合が制御される。キャリ
ア表面のトナー被覆率が１００％を越えるた場合には、
トナーの帯電不足、地汚れ、トナー飛散等の問題が発生
する。さらに、表１を用いて後述する実験により、上記
現像剤の空隙部分を除く単位体積当りの平均磁化率が５
０ｅｍｕ／ｃｃ以上の場合には、トナー担持体へのキャ
リア付着が無くなることがわかった。逆に、この平均磁
化率が５０ｅｍｕ／ｃｃよりも小さくなると、トナー担
持体へのキャリア付着が多くなり、トナー担持体を介し
て潜像担持体にキャリアが付着することがわかった。な
お、現像剤のトナーとキャリアとの割合を制御する制御
手段としては、現像剤中にトナーを補給するトナー補給
装置を用いることができる。これにより、現像時におけ
る現像剤の磁気特性が管理されるようになり、現像剤の
トナー濃度を高めた場合の大きな課題である、潜像担持
体へのキャリア付着、キャリア飛散、キャリア落下等の
問題を解消できるようになる。請求項２の発明は、潜像
担持体の表面を一様に帯電し画像情報に基づいて露光す
ることにより該潜像担持体上に潜像を形成し、現像剤を
磁力により担持する現像剤担持体の表面に、トナーとキ
ャリアとを含む現像剤を担持させ、現像剤規制部材によ
り現像剤担持体の表面の現像剤量を規制した後、現像剤
担持体上に現像剤を磁気ブラシ状に形成し、該現像剤担
持体に対向して回動するトナー担持体との間に電界を形
成して、該電界により上記磁気ブラシ状の現像剤中のト
ナーを上記トナー担持体上に転移・担持させ、該トナー
担持体上に転移・担持したトナーで該潜像担持体上の潜
像をトナー像化した後、該潜像担持体上のトナー像を転
写材に転写する画像形成方法において、上記磁性キャリ
アの体積平均粒径が上記トナーの体積平均粒径以下であ
り、上記現像剤量規制部材により現像剤量が規制された
直後の上記現像剤担持体上に供給された現像剤のキャリ
ア表面のトナー被覆率が１００％以下であり、上記現像
剤の空隙部分を除く単位体積当りの平均磁化率が５０ｅ
ｍｕ／ｃｃ以上になるように、上記現像剤のトナーとキ
ャリアとの割合を制御する制御して画像形成をおこなう
ことを特徴とするものである。請求項３の発明は、潜像
担持体と、該潜像担持体の表面を一様に帯電し画像情報
に基づいて露光することにより該潜像担持体上に潜像を
形成する潜像形成手段と、磁界発生手段を備え、磁界発
生手段を備え、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持
して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像
剤量を規制する現像剤量規制部材と、該現像剤担持体に
対向して回動するトナー担持体とを備え、該現像剤量規
制部材により量が規制された現像剤を磁気ブラシ状に形
成し、該現像剤担持体と該トナー担持体との間に電界を
形成して、該磁気ブラシ状の現像剤中のトナーを上記ト
ナー担持体上に転移・担持させ、該トナー担持体上に転
移・担持したトナーで潜像担持体上の潜像を現像してト
ナー像化する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を
転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置にお
いて、上記キャリアの体積平均粒径が上記トナーの体積
平均粒径以下であり、上記現像剤量規制部材により現像
剤層圧量が規制された直後の上記現像剤担持体上に供給
された現像剤のキャリア表面のトナー被覆率が１００％
以下であり、上記現像剤の空隙部分を除く単位体積当り
の平均磁化率が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上になるように、上
記現像剤のトナーとキャリアとの割合を制御する制御手
段を有する現像装置を使用して画像形成をおこなうこと
を特徴とするものである。請求項４の発明は、請求項1
の現像装置において、上記キャリアの空隙部分を除く単
位体積当りの平均磁化率が、１ｋＯｅ磁場中で５０ｅｍ
ｕ／ｃｃ以上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または４の現像装置において、
上記キャリアが、磁場中の動的電気抵抗が１０^６Ω以上
の磁性粒子からな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、４または５の現像装置におい
て、上記現像剤量規制部材により現像剤量が規制された
直後の上記現像剤担持体上の現像剤中のトナーの、単位
質量当りの平均帯電量の絶対値が、５μｃ／ｇ以上であ
ることを特徴とするものである。請求項７の発明は、請
求項１、４、５または６の現像装置において、上記現像
剤担持体から上記トナー担持体に対して、電界作用によ
る静電力で上記磁気ブラシ中のトナーを受け渡す現像領
域の最下流部の、該現像剤担持体の法線方向の磁束密度
が、６０ｍＴ以上であることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項１、４、５、６または７の現
像装置において、上記キャリアの平均球形度が、０．８
以上であることを特徴とするものである。請求項９の発
明は、請求項１、４、５、６、７または８の現像装置に
おいて、上記トナーの上記現像剤への補給動作と連動又
は独立して、上記キャリアを使用済みキャリアの一部と
入れ替えて上記現像剤に補充するキャリア補充手段を有
していることを特徴とするものである。請求項１０の発
明は、請求項１、４、５、６、７、８または９の現像装
置において、上記トナー担持体の表面に近接するように
対向配置されて、該トナー担持体の表面に付着したキャ
リアを補足するキャリア補足手段を有していることを特
徴とするものである。請求項１１の発明は、請求項１、
４、５、６、７、８または９または１０の現像装置にお
いて、上記トナーの現像又は供給ポテンシャル（絶対
値）が、４００Ｖ以下であることを特徴とするものであ
る。請求項１２の発明は、請求項１、４、５、６、７、
８、９または１１の現像装置において、上記キャリアの
心材が樹脂と磁性粒子とを混練した混合物からなること
を特徴とするものである。請求項１３の発明は、請求項
１、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の
現像装置において、上記トナーの体積平均粒径が、４〜
９μｍであることを特徴とするものである。請求項１４
の発明は請求項１、４、５、６、７、８、９、１０、１
１、１２又は１３の現像装置において、上記トナーが磁
性トナーであることを特徴とするものである。請求項１
５の発明は、請求項７の現像装置において、上記現像剤
担持体の表面線速が、９００ｍｍ／ｓｅｃ以下であるこ
とを特徴とするものである。請求項１６の発明は、請求
項８または１２の現像装置において、上記キャリアの芯
材が、ＭＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３（Ｍは２価の金属イオン）の組
成を持つ一群のフェライトからなることを特徴とするも
のである。請求項１７の発明は、請求項１０の現像装置
において、上記キャリア補足手段により補足したキャリ
アを、上記現像剤に戻すことを特徴とするものである。
請求項１８の発明は、請求項１、４、５、６、７、８、
９、１０、１２、１３、１４、１５、１６または１７の
現像装置において、上記現像剤担持体と上記現像剤量規
制部材との間隙を４００μｍ以下にしたことを特徴とす
るものである。請求項１９の発明は、請求項１８の現像
装置において、上記現像剤担持体と上記現像剤量規制部
材とが互いに近接する方向の圧力を受けるよう構成した
ことを特徴とするものである。請求項２０の発明は、請
求項１９の現像装置において、上記現像剤担持体と上記
現像剤量規制部材との間隔を一定に保つ間隙保持部材を
設けたことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、画像形成装置で
あるプリンタに適用した一実施形態について説明する。
なお、本実施形態は、プリンタ以外に、複写機やファク
シミリなどにも適用することができる。まず、本実施形
態の説明に先立って、本発明が適用されるプリンタにつ
いて説明する。このプリンタの主要部の概略構成を図１
に示す。

【００１５】図１において、静電潜像担持体である感光
体ドラム１の周囲に、当該ドラム表面を帯電するための
帯電装置２が備えられている。また、一様帯電処理面に
潜像を形成するためのレーザー光Ｌを照射するための露
光装置が備えられている。また、ドラム表面の潜像に帯
電トナーを付着することでトナー像を形成する現像装置
４が備えられている。また、形成されたドラム上のトナ
ー像を記録紙やＯＨＰシートなどの転写材へ転写するた
めの転写装置５が備えられている。また、感光体ドラム
１上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置７
が備えられている。また、感光体ドラム１上の残留電位
を除去するための除電ランプ８などがが備えられてい
る。

【００１６】このような構成のプリンタにおいて、チャ
ージャあるいは帯電ローラからなる帯電装置２によって
表面を一様に帯電された感光体ドラム１の表面には、レ
ーザー光Ｌの露光によって、静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は、現像装置４によってトナー像化される。
該トナー像は、転写ローラあるいは転写ベルトなどで構
成された転写装置５によって、感光体ドラム１の表面か
ら、図示しない給紙トレイから搬送された記録紙Ｐへ転
写される。

【００１７】この転写の際に、感光体ドラム１に静電的
に付着した記録紙Ｐは、図示しない分離爪によって感光
体ドラムから分離される。そして未定着の記録紙Ｐ上の
トナー像は、定着装置６によって記録紙Ｐに定着され
る。

【００１８】一方、転写されずに感光体ドラム１上に残
留したトナーは、クリーニング装置７によって除去され
回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１は
除電ランプ８で初期化され、次回の画像形成プロセスに
供される。

【００１９】上記現像装置４の構成を図２に基づいて説
明する。現像装置内４には、トナー担持体としての現像
ローラ４３が感光体ドラム１に当接するように配置され
ている。この現像ローラ４３には、内部に固定磁石４８
が内蔵されている現像剤担持体としてのトナー供給ロー
ラ４４が対向配置されている。固定磁石４８はトナー供
給ローラ４４の周表面に現像剤の穂立ちを生じるように
磁界を形成する。固定磁石４８から発せられる法線方向
磁力線に沿うように、現像剤のキャリアがトナー供給ロ
ーラ４４上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェー
ン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着され
て、磁気ブラシが構成される。この磁気ブラシは現像ロ
ーラ４１の回転によって現像ローラと同方向（図で見て
時計回り方向）に移送され、現像ローラ４３との対向部
である供給領域に搬送される。現像剤の搬送方向（図で
見て反時計回り方向）における供給領域の上流側部分
に、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、トナー供給ロー
ラ４４上の現像剤量を規制するためのドクタブレード４
５が設置されている。このドクタブレード４５とトナー
供給ローラ４４との間隔であるドクタギャップは０．４
ｍｍに設定されている。そして、選択的にトナー供給電
界を形成することにより、この磁気ブラシ中のトナーの
みが、現像ローラ４３上に供給され、現像ローラ４３の
表面に過不足のない量（トナー１〜２層相当が好適）の
トナー薄層が形成される。ここで、トナー供給ローラ４
４は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂な
どの非磁性体を円筒形に形成してなり、図示しない回転
駆動機構によって回転されるようになっている。また、
トナー供給ローラ４４の表面はサンドブラストもしくは
１〜数ｍｍの深さを有する複数の溝を形成する処理を行
い２〜１０μｍＲＺの範囲に入るように荒らしている。
また、トナー供給ローラ４４の現像ローラ４３とは反対
側領域には、現像ケーシング４６内の現像剤を攪拌しな
がらトナー供給ローラ４４へ汲み上げるためのスクリュ
ーあるいはパドル等からなる攪拌・搬送部材４７が設置
されている。さらに、攪拌・搬送部材４７の上方の現像
ケーシング４６には、図示しないトナー補給口が設けら
れている。感光体ドラムはアルミ等の素管に感光性を有
する有機感光体を塗布し、感光層を形成したドラムタイ
プのものを示した。

【００２０】本実施形態のプリンタでは、現像剤とし
て、トナーとキャリアとを混合した２成分現像剤を使用
している。そして、このような２成分現像剤の磁気ブラ
シをトナー担持体としての現像ローラ４３へのトナー供
給及びトナー薄層形成手段として用い、感光体ドラム１
上の潜像を、上記現像ローラ４２で現像する現像装置４
である。

【００２１】この現像装置４においては、前述したよう
に、上記キャリアとして小粒径のものを用いることが、
木目の細かな磁気ブラシを形成できるので、現像ローラ
４３上のトナー層が均一なものとなり高画質化に有効と
なる。さらに、この現像ローラ４３上のトナー層を用い
て、感光体ドラム１上の潜像を現像する。このため、磁
気ブラシで直接感光体ドラム１上の潜像を現像する装置
に較べると現像ムラなどが生じる不具合がなく、潜像に
忠実な現像を行うことができる。また、同等の嵩当りの
キャリアの表面積は、小粒径のもの程大きくなるので、
キャリアにより多くのトナーを静電気力で担持できる。
従って、現像剤のキャリアを小粒径化することで、高ト
ナー濃度にしてもトナー飛散防止や地汚れ防止ができ、
濃度不足や濃度変化の無い画像が安定して得られるよう
になる。

【００２２】しかし、このような小粒径のキャリアを用
いた現像剤は、そのトナー濃度が高くなる程、キャリア
の磁化率が低くなる。従って、トナーとキャリアとが静
電気力で引き合って一体的に振舞う場合には、現像剤全
体の磁化率も低下することになる。このため、上記現像
装置４の現像ローラ４３の回動により付与されるキャリ
アの運動エネルギーで生じるキャリア飛散が多くなる。
つまり、現像剤のトナー濃度をあげるほど、トナーを担
持するキャリアの磁化率が低下する。これにより、現像
剤全体としての磁力が低下する。この結果、キャリアは
現像ローラ４３に付着し易くなり、現像ローラ４３を介
して感光体ドラム１上に付着してしまう。

【００２３】ここで、現像剤のトナー濃度が高くなる
と、トナーを担持するキャリアの電荷量も低下するが、
上述のキャリア付着は、現像剤の全体的な磁力低下によ
って発生するもので、キャリアの電荷量によるものでは
ない。現像剤のトナー濃度が高くなって、キャリアの静
電気力が低下すると、上記キャリア付着は起こり難くな
る。すなわち、小粒径のキャリアを用いた現像剤は、磁
気的にはキャリア付着を起こし易くなり、電気的にはキ
ャリア付着を起こし難くなる。

【００２４】従って、上記磁力低下によるキャリア付着
が起こり難い現像剤のトナー濃度範囲を規定することが
できれば、高トナー濃度にしてもトナー飛散防止や地汚
れ防止ができ、且つ上キャリア付着が無くすることがで
きる。これにより、濃度不足や濃度変化の無い画像が安
定して得られるようになる。

【００２５】そこで、本発明者らは、現像剤としての磁
気特性管理等を行うことにより、トナーを静電気的に担
持してトナーと一体的に振舞うキャリアに働く磁力下限
を保証した。と同時に、キャリアが現像終了後も多くの
トナーを静電気力で担持することによってこのキャリア
（担持トナー含）に働く、現像ローラ４３方向に向かう
静電気力を低減させる。これにより、大きな課題である
現像ローラ４３および感光体ドラム１へのキャリア付
着、キャリア飛散、キャリア落下等の問題を防止するこ
とを試みた。

【００２６】すなわち、本実施形態に係る現像装置４で
は、体積平均粒径がトナーの体積平均粒径以下である小
粒径のキャリアを使用する。さらに、トナーを含む２成
分現像剤による磁気ブラシが、現像剤量を規制する現像
剤量規制部材（ドクタ）を通過した直後の、キャリア表
面上のトナー被覆率は、１００％以下の範囲とした。そ
して、上記現像剤の空隙部分を除く単位体積当りの平均
磁化率が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上になるように、上記現像
剤のトナーとキャリアとの割合を制御した。

【００２７】このように、本実施形態に係る現像装置で
使用される現像剤のキャリアは、体積平均粒径がトナー
の体積平均粒径以下の小粒径のキャリアである。このキ
ャリアは、同じ嵩量の通常のキャリアと比較して、上記
現像剤のキャリア全体の表面積が大きくなり、より多く
のトナーを静電気力で担持することができるようにな
る。これにより、トナー濃度不足やトナー濃度変化の少
ない画質が安定した画像を得るために、現像剤のトナー
濃度を高くしても、現像時にトナー飛散や地汚れを起こ
す虞が少なくなる。

【００２８】また、キャリア表面のトナー被覆率が１０
０％を越えるた場合には、トナーの帯電不足、地汚れ、
トナー飛散等の問題が発生する。

【００２９】さらに、上記キャリアの磁化率とキャリア
と一体的に振舞うトナー（トナー被覆率１００％以下）
の合わせた磁化率、すなわち、現像剤の空隙部分を除く
単位体積当りの平均磁化率を求めた。そして、該磁化率
と、キャリア付着との関係を、上記現像装置４を用いた
実験により評価した。なお、単位体積当り磁化率平均は
単位質量当り磁化率平均に２成分現像剤の真比重ρ_Ｄを
乗じたものである。また、２成分現像剤の真比重：ρ_Ｄ
＝1÷（ｐ_Ｔ／ρ_Ｔ＋ｐ_Ｃ／ρ_Ｃ）である。ρ _Ｔ：トナ
ー真比重（g/cc）、ｐ_Ｔ：トナー重量比率（％）、
ρ_Ｃ：キャリア真比重（g/cc）、ｐ_Ｃ：キャリア重量比
率（％）である。このときの、現像ローラ４３の径が１
８ｍｍで、現像ローラ線速が３６０ｍｍ／秒に設定され
ている。また、トナー供給ローラ４４のスリーブ径が２
０ｍｍで、スリーブ線速が５４０ｍｍ／秒に設定されて
いる。従って、現像ローラ線速に対するトナー供給ロー
ラ線速の比は１．５である。また、トナー供給ローラ４
４の主極磁束密度６０ｍＴである。この結果を表１に示
す。表１より、上記現像剤の空隙部分を除く単位体積当
りの平均磁化率が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上の場合には、像
担持体へのキャリア付着が無くなる。逆に、この平均磁
化率が５０ｅｍｕ／ｃｃよりも小さくなると、像担持体
へのキャリア付着が多くなる。

【表１】これにより、現像時における現像剤の磁気特性が厳密に
管理されるようになり、現像剤のトナー濃度を高めた場
合の大きな課題である、現像ローラ４３及び感光体ドラ
ム１へのキャリア付着、キャリア飛散、キャリア落下等
の問題を解消できるようになる。

【００３０】また、上記キャリアの空隙部分を除く単位
体積当りの平均磁化率は、表１に示すように、１ｋＯｅ
磁場中で５０ｅｍｕ／ｃｃ以上であることが好ましい。
また、現像剤のトナーとキャリアとの割合を制御する制
御手段としては、図示しないトナー補給装置やキャリア
補充装置により、現像装置４へのトナー補給量やキャリ
ア補充量を制御することで達成することができる。

【００３１】また、本実施形態に係る現像装置４では、
特に低電位現像に好適な抵抗が低目のキャリアを使用す
る場合に、このキャリアの抵抗下限を管理することによ
り、静電誘導現象による現像ローラ４３へのキャリア付
着を防止している。すなわち、このキャリアは、キャリ
アのみの磁場中の動的電気抵抗（以下ＤＲと略記）が、
１０^６Ωオーダー以上の磁性粒子からなることが好まし
い。

【００３２】図４に、本実施形態に係る現像装置で用い
る現像剤のキャリア１２の一例を示す。図５は、従来の
キャリア例である。このキャリアは、トナーを現像ロ
ーラへ供給する供給領域に搬送する。トナーに所望の
電荷を与える。トナー供給電極となる。現像ローラ
上の不用トナーを除去する。等の多くの機能が備わって
いる。従って、上記キャリアは、その粉体特性（粒径、
形状）、電気特性、磁気特性が重要な要素であり、現像
プロセスに適合させる性能が要求される。また、上記現
像剤のキャリアとしては、摩擦帯電性、環境安定性、耐
久性向上のために、従来から樹脂コートキャリアも多く
使用されている。コート樹脂としては、ポリエステル系
樹脂、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、
などが用いられる。このコート樹脂は、噴射法、浸漬法
によりキャリア表面に被覆される。

【００３３】また、上記ドクタを通過した直後の磁気ブ
ラシ中のトナーの単位質量当りの平均帯電量としては、
トナー被覆率が５０％以上で、トナー濃度が１０％以上
の比較的高濃度な状態でも、絶対値が５μｃ／ｇ以上と
なるようにした。これにより、トナー飛散や地汚れの問
題を防止することができた。

【００３４】また、現像ローラ４３とトナー供給ローラ
４８との間のニップ（以下、供給ニップという）に形成
した電界作用によって、上記ドクタを通過した後の磁気
ブラシ中のトナーを、現像ローラ４３の表面に静電力で
受け渡す領域の最下流部の、トナー供給ローラ４８の法
線方向の磁束密度は、６０ｍＴ以上とした。これによ
り、キャリアに磁力が強く作用して、現像ローラ４３へ
のキャリア付着や、キャリア飛散を殆ど防止できるよう
になった。

【００３５】ところで、キャリア表面に不定形の大きな
凹部や平面部があると、トナーフィルミングや帯電能力
の違う表層材料がまばらに存在するケースが多い。この
ため、トナーの帯電量にムラが生じやすくなって、地汚
れや、トナー飛散などの問題が生じ易い。そこで、本実
施形態に係る現像装置においては、球形度が０．８以上
の球形キャリアを用いることにより上記問題を回避する
ようにしている。

【００３６】また、上記樹脂コートキャリアでは、その
表面が多少削れるようにしても良い。この場合、キャリ
ア表面に付着した異物のみが削れて、キャリア母体が変
化しない構成とすることが望ましい。このようなキャリ
アとしては、耐磨耗性をさらに向上させる狙いから、表
面を鉄系金属としても良い。また、低電位現像等に適合
させるため、キャリアの抵抗は、実抵抗で、１０^８Ωオ
ーダー以下の低目にした。また錆の進行による磨耗が発
生しないように適度に焼成する等で酸化膜を設けた。但
し、前述したように、キャリアの下限抵抗は、上記キャ
リア付着を防止するために、１０^６Ωオーダー以上とし
た。

【００３７】このようなキャリアとしては、例えば、樹
脂中にマグネタイトなどの微粉末磁性体を分散させたバ
インダ型粒子（１〜１０μｍ，２〜３×１０^１３Ω・ｃ
ｍ以上，２０〜５０ｅｍｕ／ｇ）をキャリア芯材とし、
表面に金属皮膜を設けた系のものを用いることができ
る。このバインダ型粒子からなるキャリア芯材には、低
磁力である、比重が小さい、電気抵抗が高い、小粒径で
あるなどの多くの特徴がある。また、材料の選択、構成
比の調整により幅広い特性が得られるので、高画質用キ
ャリアに適しているといえる。

【００３８】フェライト系キャリア（１〜１０μｍ,
４．５〜５．５×１０^６〜１０^１５Ω・ｃｍ,４０〜７０
ｅｍｕ／ｇ）としては、銅、ニッケル、亜鉛、コバル
ト、マンガン、マグネシウムなどのフェライト粉末が用
いられる。このフェライト系キャリアは、組成、製造
条件により磁力、電気抵抗などの物性の調整が容易であ
る。球形で流動性が良い。化学的に安定である。な
どの特徴を有しており、高画質化、長寿命化に適してい
るといえる。

【００３９】鉄粉系キャリア（１〜１０μｍ,７〜８×
１０^９Ω・ｃｍ以下,７０〜２５０ｅｍｕ／ｇ）は、製造
方法により還元鉄粉、アトマイズ鉄粉、窒化鉄粉などに
分けられる。還元鉄粉、窒化鉄粉は不定型であるため球
形化処理されることがある。また鉄粉キャリアにはあら
かじめ酸化処理が施されている。

【００４０】上記キャリアの粒径は、１〜１０μｍの範
囲が良好である。また抵抗はダイナミック抵抗で１０^６
〜１０^８Ωの範囲が最適である。但し、このキャリアの
抵抗値は、磁石を内包したローラ（φ２０；６００ＲＰ
Ｍ）に坦持して、幅６５ｍｍ、長さ１ｍｍの面積の電極
をギャップ０．９ｍｍで当接させ、２００Ｖ（又は２０
０Ｖ未満の耐圧上限レベル。鉄粉キャリアでは数Ｖ）の
印加電圧を印加して測定した場合の測定値である。

【００４１】図３に、本実施形態に係る現像装置で用い
る現像剤のトナー１１の構成例を示す。トナーのバインダ樹脂（構成比：８０〜９０％）は、
結着性、定着性、摩擦帯電性（摩擦帯電性は主に現像に
関与する）などの機能を備えている。トナーの摩擦帯電
は、バインダ樹脂の摩擦帯電系列、電機抵抗、誘電率に
支配されるが、酸素、塩基性窒素などの置換基を含む電
子供与性のもので正電荷を帯び易くすることができる。
また、塩素、フッ素など置換基を含む電子受容性のもの
で負電荷を帯び易くすることができる。トナーの摩擦帯
電性は、バインダ樹脂だけでなく、添加剤との組合せで
制御する。また高湿時においても電荷を維持できるよう
に、電気抵抗を設定することが好ましい（１０^１４Ωｃ
ｍ程度以上）。トナーの熱的特性は、定着およびトナー
の保存に関与する。ここでは、トナーの保存中や移送
中、ならびに現像装置内で、トナーが凝集しないように
するために、バインダ樹脂が５０〜６０℃以上のＴｇ
（ガラス転移温度）をもつようにした。また、現在主流
となっている熱ローラ定着システム用のトナーに対して
は、溶融時の粘弾性が重要であり、架橋、分子量分布、
共重合体組成などで制御した。

【００４２】トナーの機械的特性は、現像剤の耐久性お
よびトナー製造工程に関与する。トナーは、現像、クリ
ーニングなど、プリンタ内で常に機械的衝撃を受けてい
る。従って、トナーには、これらの機械的衝撃を上回る
機械的強度が必要であるが、製造面からは、粉砕性の良
いほうがコスト的に有利である。トナー用のバインダ樹
脂には、例えば、一般的なポリスチレン、スチレン-ア
クリル共重合体、ポリエステル、エポキシ、ポリアミ
ド、ポリメチルメタアクリレート、ポリビニルブチラー
ルなどが使用している。これらのなかでもポリスチレン
系樹脂、スチレン-アクリル共重合体樹脂、ポリエステ
ル系樹脂などが好適である。

【００４３】トナーの着色剤（染顔料）は、構成比が
５〜１５％で、着色する機能を有している。摩擦帯電性
を有する黒トナー用には、ファーネスブラック、チャン
ネルブラックなどのカーボンブラックを使用した。カー
ボンブラックの種類、添加量により、トナーの電気的物
性、摩擦帯電性が影響を受ける。塩基性のものは正帯電
用に、酸性のものは負帯電用に用いた例が好適であっ
た。用いられる着色剤としては、公知の染料及び顔料が
使用できる。

【００４４】ここで、黄色系着色剤としては、例えば、
ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５
Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、
黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、
ハンザイエロー、（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ），ピグメント
イエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマ
ネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー
（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエロー
レーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、ベンズイミダゾ
ロンイエロー、イソインドリノンイエロー等が挙げられ
る。

【００４５】赤色系着色剤としては、例えば、ベンガ
ラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマ
ーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４
Ｒ、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロロオルト
ニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレット
Ｇ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアント
カーミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、
ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレット
ＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカー
レットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッド
（Ｆ５Ｒ、ＦＢＢ）、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグ
メントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマ
ルーン、パ−マネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドー
ＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマル
ーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、
ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴ
レッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナ
クリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、
クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノン
オレンジ、オイルオレンジ等が挙げられる。

【００４６】青色系着色剤としては、例えば、コバルト
ブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピ
ーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金
属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファ
ストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、Ｂ
Ｃ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、
ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、
コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、ア
ントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグ
リーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリー
ン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グ
リーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイト
グリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキ
ノングリーン等が挙げられる。

【００４７】黒色系着色剤としては、例えば、カーボン
ブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラ
ック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリン
ブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化
物、複合金属酸化物等が挙げられる。また、その他の着
色剤としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシ
ン染料、鉄黒等が挙げられる。これらの着色剤の含有量
は結着樹脂１００重量部に対して、通常１〜３０重量部
の範囲内である。

【００４８】トナーの電荷制御剤（構成比：１〜５
％）は、トナーの摩擦帯電性を制御する。トナーの摩擦
帯電量は、トナー像の現像及転写性を支配するため、ト
ナー設計上最も重要と考えられている。材料からのトナ
ーの摩擦帯電量の制御方法としては、バインダ樹脂によ
る方法、着色剤（カーボンブラック、無機・有機顔料）
による方法もあるが、この電荷制御剤による方法が一般
的である。本実施形態では、正帯電トナーにはニグロシ
ン染料、脂肪酸金属塩、第4級アンモニウム塩などの電
子供与物質を、負帯電トナーにはアゾ系含金属染料、塩
素化パラフィン、塩素化ポリエステルなどの電子受容性
物質を用いた。

【００４９】上記トナーに用いられる帯電制御剤として
は、まず、トナーを正帯電性に制御するものとして、ニ
グロシン及びその変成物、トリブチルベンジルアンモニ
ウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テ
トラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四
級アンモニウム塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチ
ルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等
のジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、
ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレー
ト等のジオルガノスズボレート等が挙げられる。また、
トナーを負帯電性に制御するものとして、サリチル酸金
属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化
合物等が挙げられる。これらは、それぞれ単独あるいは
２種類以上組合わせて用いることも可能である。これら
の帯電制御剤の含有量は結着樹脂１００重量部に対し
て、０．５〜８重量部が好ましい。

【００５０】トナーの離型剤（構成比：０〜５％）
は、クリーニング特性の向上、定着オフセット防止、キ
ャリアへのトナー樹脂のスペント防止などの機能を備え
ている。熱ローラ定着用トナーでは、オフセット防止剤
として低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン
などを用いた。

【００５１】トナーの外添剤（構成比：０〜５％）
は、トナーの流動性、摩擦帯電性、クリーニング特性、
キャリアへのトナートナー樹脂スペント防止、トナー流
動性の向上、摩擦帯電量の調整、クリーニング性向上、
キャリア表面への付着物除去などを目的としてトナー表
面に添加される。コロイダルシリカ、酸化チタン、アル
ミナ、炭化珪素、などの微粉末（1次粒径１０〜３０ｎ
ｍ）は、トナーブロッキング防止、流動性改善、クリー
ニング性改善、に大きく寄与する。またステアリン酸亜
鉛などの脂肪酸金属塩の微粉末は、感光体の傷つき防止
剤として使用される。

【００５２】この他、上記トナーには、潤滑剤（半固
体、固体）としての金属石鹸（アルミニウム、マンガ
ン、コバルト、鉛、カルシウム、クロム、銅、鉄、水
銀、マグネシウム、亜鉛、ニッケルなどの石鹸）、フッ
カ物、研摩材としてのアルミナ（溶融物）、炭化珪素、
炭化ホウ素、等の炭化物、タクマ材としての酸化鉄
（3）、酸化クロム(3)アルミナ（焼成物）等が適宜添加
される。

【００５３】このようなトナーの用いられる添加剤とし
ては、従来公知のものが使用できるが、具体的には、Ｓ
ｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｉｎ，Ｇ
ａ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ａｇ，Ｖ，Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物等が挙げ
られ、特にＳｉ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物であるシリカ、チ
タニア、アルミナが好適に用いられる。また、このとき
の添加剤の添加量は、母体粒子１００重量部に対して
０．５〜１．８重量部であることが好ましく、特に好ま
しくは、０．７〜１．５重量部である。

【００５４】添加剤の添加量が、０．５重量部未満であ
ると、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が
得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、
また、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。ま
た、添加剤の添加量が、１．８重量部より多いと、流動
性は向上する。しかしながら、ビビリ、ブレードめくれ
等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添
加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくな
り、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下
し、定着性も悪化する。さらに、細線部におけるトナー
のチリが発生しやすくなり、特に、フルカラー画像にお
ける細線の出力の場合には、少なくとも２色以上のトナ
ーを重ねる必要があり、付着量が増えるため、特にその
傾向が顕著である。さらに、カラートナーとして用いる
場合には、添加剤が多く含有されていると、透明シート
に形成されたトナー画像をオーバーヘッドプロジェクタ
ーで投影した場合に投影像にかげりが生じ、鮮明な投影
像が得られにくくなる。ここで、添加剤の含有量の測定
には種々の方法があるが、蛍光Ｘ線分析法で求めるのが
一般的である。すなわち、添加剤の含有量既知のトナー
について、蛍光Ｘ線分析法で検量線を作成し、この検量
線を用いて、添加剤の含有量を求めることができる。

【００５５】さらに、本実施形態で用いられる添加剤
は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の
目的で、表面処理を施されていることが好ましい。ここ
で、表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化
合物等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、
オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等
のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラ
ン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシ
シラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル
等が挙げられる。また、処理方法としては、有機シラン
化合物を含有する溶液中に添加剤を漬積し乾燥させる方
法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し
乾燥させる方法等があるが、本実施形態においては、い
ずれの方法も好適に用いることができる。

【００５６】上述トナーは、磁性体を含有させ、磁性ト
ナーとしても使用することもできる。具体的な磁性体と
しては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸
化鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら
金属とアルミニウム、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との合金及びその混合物等
が挙げられる。これらの磁性体は平均粒径が０．１〜２
μｍ程度のものが望ましく、このときの磁性体の含有量
は、結着樹脂１００重量部に対して２０〜２００重量
部、特に好ましくは結着樹脂１００重量部に対して４０
〜１５０重量部である。

【００５７】トナーの体積平均粒径の範囲は３〜１２μ
ｍが好適であるが、本実施例では５μｍであり、１２０
０ｄｐｉ以上の高解像度の画像にも十分対応することが
可能である。

【００５８】上記トナーがキャリアの表面を覆う被覆率
Ｔｎは、２５〜１００％未満（トナー１層完全被覆未
満）が適切である。この被覆率Ｔｎが少ないと、トナー
の過剰帯電、キャリア付着、現像能力不足等の問題が発
生し易く、逆に被覆率Ｔｎが過剰な場合には、トナーの
帯電不足、地汚れ、トナー飛散等の問題が発生する。被
覆率Ｔｎ＝１００Ｃ／{３^（1/2）}／［２π（１００-
Ｃ）{（１＋ｒ／Ｒ）^２}・（ｒ／Ｒ）・(ρｒ／ρｃ
)］であらわせる。ここで、Ｃ：ＴＣ（ｗｔ％）、
ｒ：トナー半径（μｍ）、Ｒ：キャリア半径（μｍ）、
ρｒ：トナーの真比重、ρＣ：キャリアの真比重であ
る。以下の特性の７μｍ径のフェライトキャリア、７μ
ｍ径のトナーを用いた場合の被覆率を算出した。ｒ＝７
μｍ、Ｒ＝７μｍ、ρｒ＝１．１５ｇ／ｃｍ^３、ρＣ＝
５．２ｇ／ｃｍ^３とする。この結果、ＴＣ＝７５ｗｔ％
では被覆率は５０．０％となった。

【００５９】上記トナー濃度ＴＣの水準を振り画像を比
較したところ６０ｗｔ％以上すなわち被覆率が２５％以
上の時は問題無く均一な画像が得られた。反対に４０ｗ
ｔ％より小さいときは被覆率１０％以下であり、ベタ消
費直後の低コントラスト画像の濃度が低くなった。キャ
リアに対するトナーの被覆率の寄与は如何にトナーを高
効率で現像できるのかという点と考える。また被覆率の
規定はトナー粒径等が変化した場合でも適用可能であ
る。ここでトナー粒径を５μｍとなった場合を考え比較
を行う。（１）式を使用して比較すると、現状の７μｍ
径のトナーではＴＣの下限が４０ｗｔ％であったのが、
５μｍ径のトナーでは２９ｗｔ％が下限となった。この
ように、トナー粒径を小さくする事で被覆率を維持しつ
つトナー濃度を下げる事が可能となり、トナー飛散等の
悪影響が抑える事が可能である。被覆率が上記、下限よ
り下回ったときはベタ消費直後の現像能力が低減する為
に残像が発生してしまい、画像品質が劣化したものとな
る。

【００６０】この現像装置４は、感光体ドラム１のドラ
ム径が６０ｍｍで、ドラム線速が２４０ｍｍ／秒に設定
されている。また、現像ローラ４３の径が１８ｍｍで、
現像ローラ線速が３６０ｍｍ／秒に設定されている。ま
た、トナー供給ローラ４４のスリーブ径が２０ｍｍで、
スリーブ線速が５４０ｍｍ／秒に設定されている。従っ
て、現像ローラ線速に対するトナー供給ローラ線速の比
は１．５である。またトナー供給ローラ４４と現像ロー
ラ４３との間隔である供給ギャップは０．４ｍｍ以下に
設定されている。供給ギャップは、従来ではキャリア粒
径が５０μｍであれば０．４ｍｍから０．８ｍｍ程度、
すなわち、現像剤粒径の約１０倍以下に設定されていた
が、本実施例では１００倍以下に設定するのが良い事に
なる。これより広くすると望ましいとされる画像濃度が
出にくくなる。

【００６１】また、トナー供給ローラ線速が９００ｍｍ
／ｓｅｃを超えるとキャリアに働く慣性力が大きくな
る。このため、トナー供給ローラ回転方向出口側におけ
るトナー供給部では、現像ローラ磁束密度をかなり大き
くしないと、キャリア飛散や現像ローラへのキャリア付
着を阻止するのが困難となる。そこで、トナー供給ロー
ラ線速が９００ｍｍ／ｓｅｃとする。

【００６２】次に、現像装置４における現像条件につい
て説明する。この現像装置４０においては、感光体ドラ
ム１の帯電（露光前）電位Ｖ０を−３５０Ｖ、露光後電
位ＶＬを−５０Ｖとして現像バイアス電圧ＶＢを−２５
０Ｖとした。すなわち現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ＝
２００Ｖ）として現像工程が行われるものである。この
とき、｜ＶＤ−ＶＬ｜＞｜ＶＬ−ＶＢ｜は、４００Ｖ>
３００Ｖとなる。｜ＶＤ−ＶＬ｜＜４００Ｖは、感光体
ドラム１の露光部分とそうで無い部分の放電を避けるた
めに、パッシェンの放電則より設定したものである。本
実施形態はネガポジのプロセスである。

【００６３】上記トナー供給ローラ４４内には、このト
ナー供給ローラ４４の周表面に現像剤の穂立ちを生じる
ように磁界を形成する磁石ローラ４８が固定状態で備え
られている。この磁石ローラ４８から発せられる法線方
向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像ローラ
上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂
立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気
ブラシが構成される。この磁気ブラシはトナー供給ロー
ラ４４の回転によってトナー供給ローラと同方向（図で
見て時計回り方向）に移送されることとなる。上記磁石
ローラは、複数の磁極（磁石）を備えている。

【００６４】上記現像装置４０は、現像剤による現像駆
動トルクの範囲を０．１５Ｎ・ｍ以内に設定してトナー
帯電を十分立ち上げさらに十分現像能力を確保した例で
ある。駆動トルクのうち、現像剤の攪拌に使用される分
の割合は大きい。現像剤の攪拌はトナーの均一な帯電に
必要であるからである。それを決める条件は現像剤量、
攪拌に使用する部材、特に最近はスクリュウ形状のもの
が多く提案されている。これらから、現像剤に当接する
面積、接触頻度（回転数）、現像ローラ中の磁極の磁
力、現像剤中のキャリアの飽和磁化、現像剤の規制部材
である規制部剤の現像ローラとの間隙、磁力等に依存す
ることが分かっている。これらの条件を組み合わせてト
ナーの効率的な帯電を促していたが、現像剤が受ける機
械的なハザードが寿命を短くする要因になっており、こ
れを低減することが重要と考える。そこで、本実施形態
に係る現像装置では上記、トナーへストレスを与える要
因である現像トルクに着目し、余分な磁力を現像剤こ及
ぼさないようにしている。これにより、経時における現
像剤の劣化促進が低減され、現像剤の寿命が最大１００
Ｋ枚以上のレベルに飛躍的に向上した。

【００６５】また、磁気ブラシの硬さは、各磁極の形成
する磁界と２成分現像剤の飽和磁化によって決まるもも
ので、本実施形態では主磁極の磁力ＭＤが７０（Ｔ）、
キャリアの飽和磁化ＭＣが５００（ｅｍｕ／ｃｃ）であ
る。この範囲では磁気ブラシの硬さは適度であり、経時
でも現像剤がストレスを受ける事なく使用し続けること
ができる（図１０（ａ）参照）。ＭＤ＜６０（Ｔ）もし
くはＭＣ＜３００（ｅｍｕ／ｃｃ）では十分強固な磁気
ブラシが形成できず、均一な現像が行えない。またＭＤ
＞８０（Ｔ）もしくはＭＣ＞９１０（ｅｍｕ／ｃｃ）で
は磁気ブラシがトナー供給ローラ４４上で強固に形成さ
れる。トナーと、キャリアの摩擦力高まり、両者の表面
が前者では添加剤の埋まり、後者ではトナーの一部がキ
ャリアに付着する、所謂スペント化現象が発生する。こ
のため、トナーの流動性低減、トナー帯電量の低減によ
り現像特性が著しく劣化して、画像品質も劣化する（図
１０参照（ｂ））。なお、ここで用いたキャリアの真比
重は３〜５ｇ／ｃｍ^３程度である。

【００６６】また、トナー供給ローラ４４とドクタブレ
ード４５とは、互いに近接する方向の圧力を受けるよう
構成することで、トナー供給ローラ４４とドクタの間隙
がトナー供給ローラのフレに拠らずに安定する。具体的
には、図６にしめすよう、ドクタブレード４５は、トナ
ー供給ローラ４４端部に設けたスペーサに軽微な圧力で
押し当ている。また、ドクタブレード４５とトナー供給
ローラ４４との当接面は互いに滑り易く且つ磨耗し難い
材料で構成することで、長期使用に耐えられる。このよ
うにすることで、トナーの過不足帯電を防止して、現像
特性を安定化することができる。

【００６７】上記トナー供給ローラ４４上の２成分現像
剤中のトナーは、トナー供給ローラに印加されたバイア
スと現像ローラ２３に印加されたバイアスの電位差に依
存して現像ローラ４３に供給される。現像ローラ４３に
印加される現像バイアス電圧ＶＢを−２５０Ｖであり、
トナー供給ローラ４４に印加されるトナー供給ローラバ
イアス電圧を−３５０Ｖ、すなわち供給ポテンシャルを
１００Ｖとしてトナー供給おこなう。そして、上記感光
体ドラム１の帯電（露光前）電位Ｖ０を−３５０Ｖ、露
光後電位ＶＬを−５０Ｖとして現像バイアス電圧を−２
５０Ｖすなわち現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ＝２００
Ｖ）として現像工程が行われる。感光体ドラム１上に形
成されたトナーの顕像は、その後、転写、定着工程を経
て画像として完成される。転写は転写紙もしくは中間転
写体の裏側に当接させたバイアス印加したローラもしく
はチャージャー等が配設される。

【００６８】上述のように現像剤としての磁気特性管理
等のトナー補給をしていくことで、高画質な画像が得ら
れる。しかし、経時でキャリアが劣化していくと、地汚
れが増したり、高画像濃度が得られなくなり、高画質を
維持できない虞がある。そこで、トナー補給動作と連動
又は独立して、キャリアを使用済みキャリアの一部と入
れ替えて現像剤に補充するキャリア補充手段を設けるこ
とで、高画質を長期的に維持することができる。ても良
い。

【００６９】図７は、キャリアとトナーの補給動作と連
動してキャリア補充するをおこなうキャリア補充手段を
備えた現像装置の概略構成図である。この現像装置４
は、現像装置内４の現像剤のトナー濃度を検知するトナ
ー濃度センサ４１と、現像剤攪拌部材４７の上方に配置
されるトナー補給口４９、現像剤攪拌部材４７の近傍の
現像ケーシング４６には位置されるオーバーフロー孔９
０とを備えている。そして、トナー濃度センサ４１の検
知結果に基づきトナー補給が必要と判断されたトナー補
給を行う際、トナー濃度センサで制御するレベルよりト
ナー濃度が非常に高い現像剤（キャリアを含むトナー）
をトナー補給口４９より補給する。例えばトナー濃度セ
ンサで制御するレベルが４０ｗｔ％の場合、補給トナー
のトナー濃度を９５ｗｔ％とする。現像剤は一定容積以
上になるとオーバーフロー孔９０からさ排出される。排
出される現像剤は、使用済みキャリアだけでなくトナー
と一緒に補給したばかりの新しいキャリアが直ちに排出
されることもありえる。しかしながら、キャリアが劣化
してキャリア寿命となる前に、少しずつ新キャリアと交
換することができる。また、図８に示すように、トナー
補給口４９と別にキャリア補給口５０を設け、トナー補
給制御と独立のタイミングで間歇的にキャリア補充して
も良い。この場合も、キャリア補充が行われ、現像剤が
一定容積以上になるとオーバーフロー孔９０から排出
し、少しずつ新キャリアと交換することができる。この
ように、キャリア寿命に至る前に少しづつ新しいキャリ
アと入れ替えられるので、おおがかりな現像剤の交換が
不要になる。

【００７０】また、何らかの異常により現像ローラ４３
上にキャリアが付着してしまうと、感光体ドラム１への
キャリア付着がおこってしまう。このようなキャリア付
着を防止するために、現像ローラ４３の表面付着したキ
ャリアを補足するキャリア補足手段を設ける。図９は、
キャリア捕集手段を設けた現像装置４の概略構成図であ
る。現像ローラ４３に非接触・近接状態で内部に固定磁
石を有するキャリア捕集ローラ９１と、キャリア捕集ロ
ーラ９１上からキャリア除去しトナー供給ローラ４４近
傍に戻すキャリアクリーングブレード９２とを備えてい
る。このキャリア捕集ローラ９１は磁力により、現像ロ
ーラ４３上に形成した非磁性トナーからなるトナー層を
乱すことなく、キャリアのみを磁力で捕集する。さらに
捕集したキャリアをキャリアクリーングブレード９２で
トナー供給ローラ４４上の磁気ブラシに戻す。キャリア
捕集ローラ９１表面の現像ローラ４３に対向した磁束密
度は該磁極中央部で法線方向磁束密度で６０ｍＴ以上と
することが好適である。

【００７１】ところで、本発明者等は、低光量の露光光
量を高密度としてビーム径を絞って露光する手法を用い
て、いわゆる２値プロセスと称する画像形成装置を提案
してきた。ところが、このような画像形成装置において
は、露光光量をアップすることによる課題が存在する。
一つは高密度の光量のビーム径を絞ることは、光学設計
の余裕度が低減し、部品精度の向上が不可欠でコストが
上昇してしまう。更にもう一つの点は、露光光量が大き
いために感光体ドラム１に対する帯電・露光における、
通電電荷量アップによるいわゆる静電ハザードを受け
て、感光体ドラム１の寿命が短くなる要因の一つとな
る。そこで、本実施形態に係る画像形成装置において
は、感光体ドラム１の初期帯電電位を低くすることによ
って、露光光量も同時に低減する。これにより、汎用光
学部品を使用して高精細な潜像を形成することができ、
感光体ドラム１への静電ハザードを低減して、感光体ド
ラム１の長寿命化が可能になる。

【００７２】また、本実施形態の現像装置４において
は、その現像特性におけるγ曲線（現像電位差に対する
現像量）をみると、その傾きが大きく、比較的低電位で
も現像し易くすぐに飽和できる。これは、現像ローラ４
３上のトナー坦持量を一定にして、ベタ画像で現像ロー
ラ４３上の多くの割合のトナーを、効率良く現像に寄与
させることが比較的容易であることを示す。従って、小
径ドットを形成する場合も、トナーの帯電電位を低く抑
えることができ、従来の約半分の光量で、ドット潜像を
形成でき、均一なドット画像を形成できるようになる。

【００７３】以上述べたように、本実施形態の画像形成
装置によれば、現像ローラ４３上のトナー層が、均一、
緻密な１成分現像を行うので、感光体ドラム１上にざら
つき感がなく、高精細、高鮮鋭、地汚れ等のないトナー
像を形成することができる。また、小粒径のキャリアを
使用し、且つ高トナー濃度現像剤の磁化率の下限を保証
しているので、現像ローラ４３及び感光体ドラム１への
キャリア付着を防止できるようになる。また、上記キャ
リアの空隙部分を除く単位体積当りの平均磁化率が、１
ｋＯｅ磁場中で５０ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。このよう
に、キャリアの磁化率の下限保証することで、キャリア
に働く磁力の下限を保証でき、キャリアの付着を防止す
ることができる。また、上記キャリアが磁場中の動的電
気抵抗が１０^６Ω以上の磁性粒子からなるものとする。
このように、キャリアが磁場中の動的電気抵抗の下限を
規定することで、この下限より小さい場合に発生するの
キャリアの静電誘導荷電の抑制して、キャリアに働く静
電気力を小さくする。よって、現像ローラ４３および感
光体ドラム１へのキャリアの付着をさらに抑制すること
ができる。また、ドクターブレード４５により現像剤量
が規制された直後のトナー供給ローラ４４上の現像剤中
のトナーの、単位質量当りの平均帯電量の絶対値が、５
μｃ／ｇ以上とする。このように、トナーの帯電電荷量
の下限を管理することで、トナーとキャリアとの静電気
力の下限を保証する。よって、キャリアからのトナーの
浮遊・遊離が防止され、トナー飛散を防止できるように
なる。また、トナー供給ローラ４４上から現像ローラ４
３対して、電界作用による静電力で上記磁気ブラシ中の
トナーを受け渡す現像領域の最下流部の、トナー供給ロ
ーラ４４の法線方向の磁束密度が６０ｍＴ以上とする。
このように、トナー供給ローラ４４の磁界強度の下限の
保証により、現像剤に働く磁力下限を保証する。よっ
て、現像ローラ４３および感光体ドラム１へのキャリア
の付着を防止できるようになる。また、上記キャリアの
平均球形度が、０．８以上とする。これにより、キャリ
ア表面にトナーが引っかかり易い凹部が少なくなる。よ
って、トナースペントを防止し易くなる。また、トナー
の現像剤への補給動作と連動又は独立して、キャリアを
使用済みキャリアの一部と入れ替えて現像剤に補充する
キャリア補充手段としての、キャリア補給口５０および
オーバーフロー孔９０を設ける。キャリア補給口５０よ
りキャリアを補給して、現像装置内の現像剤が一定容積
以上になるとオーバーフロー孔９０から現像剤が少しず
つ排出する。これにより、少しずつ新キャリアと交換す
ることができる。このように、キャリア寿命に至る前に
少しづつ新しいキャリアと入れ替えられるので、おおが
かりな現像剤の交換が不要になる。また、現像ローラ４
３の表面に近接するように対向配置されて、現像ローラ
４３表面に付着したキャリアを補足するキャリア補足手
段としてのキャリア補足ローラ９１を設けた。トナー供
給ローラ４４から現像ローラ４３にキャリアが移って
も、キャリア補足ローラ９１により直にこのキャリアを
磁力回収するので、感光体ドラム１へのキャリア付着を
防止することができる。よって、転写抜け、感光体の損
傷等のトラブルを防止できるようになる。また、現像ロ
ーラ４３との間に形成されるトナーの供給ポテンシャル
（絶対値）が４００Ｖ以下となるようにする。このよう
に、供給ポテンシャルをおさえることで、供給ポテンシ
ャルが過剰でキャリアが電荷注入によって逆極性に帯電
してしまうことを防止する。これにより、トナー担持体
へのキャリアの付着を防止する。また、現像ローラ４３
と感光体ドラム１との間に形成される現像ポテンシャル
（絶対値）が４００Ｖ以下となるようにする。たとえ、
トナー担持体にキャリアが付着した場合でも、現像ポテ
ンシャルをおさえることで、キャリアが電荷注入によっ
て逆極性に帯電し、感光体ドラム１上に付着してしまう
ことを防止する。また、キャリアの心材が樹脂と磁性粒
子とを混練した混合物から構成する。キャリアが小さ
く、且つ、磁性体のみのキャリアより柔らかいため、現
像ローラ４４等に与えるストレスを低減することができ
る。よって、現像ローラ４４の長寿命化ができる。ま
た、万が一、現像ローラ４３、感光体ドラム１へキャリ
アが付着した場合でも、柔らかいため与えるダメージが
少なくてすむ。また、トナーの体積平均粒径を４〜９μ
ｍとする。これにより、高解像度の画像にも十分対応す
ることができるとともに、トナー飛散を抑制できる。ま
た、トナーを磁性トナーとする。これにより、トナーの
飛散、落ちをさらに抑制できる。また、トナー供給ロー
ラ４４の表面線速が、９００ｍｍ／ｓｅｃ以下とする。
これにより、トナーに働く遠心力を抑制でき、キャリア
飛散、落ち及び付着を抑制する。また、キャリアの芯材
が、ＭＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３（Ｍは２価の金属イオン）の組成
を持つ一群のフェライトからなるものとする。このよう
な材料を用いることで、キャリア芯材の特性を安定にで
き、キャリア特性を安定化することができる。また、キ
ャリア補足ローラ９１により現像ローラ４４上から補足
したキャリアをトナー供給ローラ４４上の現像剤に戻す
ものである。これにより、キャリアの消費を防止でき
る。また、トナー供給ローラ４４とドクターブレード４
５との間隙を４００μｍ以下とする。これにより、現像
ローラ上トナー薄層特性安定化することができる。ま
た、トナー供給ローラ４４とドクターブレード４５とが
互いに近接する方向の圧力を受けるようにする。これに
より、現像ローラ上トナー薄層特性安定化することがで
きる。また、トナー供給ローラ４４とドクターブレード
４５との間隔を一定に保つ間隙保持部材としてのスペー
サ４２を設けたものである。これにより、簡易な構成で
現像ローラ上トナー薄層特性安定化することができる。

【００７４】

【発明の効果】請求項１乃至２０の発明によれば、現像
時におけるトナー飛散を防止でき、且つ現像時における
潜像担持体へのキャリアの付着を防止できる。よって、
トナー濃度不足やトナー濃度変化の少ない緻密で滑らか
且つ地肌汚れの無い高品質なトナー像を得ることができ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるプリンタの概略構成図。

【図２】上記プリンタで用いられる現像装置を示す概略
構成図。

【図３】上記現像装置で用いられる現像剤のトナーの一
例を示す概略図。

【図４】上記現像装置で用いられる現像剤のキャリアの
一例を示す概略図。

【図５】従来の現像装置で用いられる現像剤のキャリア
の一例を示す概略図。

【図６】上記現像装置で用いられる現像剤の一例を示す
概略図。

【図７】上記現像装置のキャリア補充手段の一例をしめ
す概略図。

【図８】上記現像装置のキャリア補充手段の他の例をし
めす概略図。

【図９】上記現像装置のキャリア捕集手段の他の例をし
めす概略図。

【図１０】（ａ）上記現像装置で用いられる現像剤のキ
ャリアの経時での状態示す説明図。（ｂ）従来の現像装置で用いられる現像剤のキャリアの
経時での状態示す説明図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電装置４現像装置５転写装置６定着装置７クリーニング装置８除電ランプ１１トナー１２キャリア１３２成分現像剤４１トナー濃度センサ４２スペーサ４３現像ローラ４４トナー供給ローラ４５ドクターブレード４６現像ケーシング４７攪拌・搬送部材４８固定磁石４９トナー補給口５０キャリア補給口９０オーバーフロー孔９１キャリア捕集ローラ９２キャリアクリーングブレードＰ記録紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 9/08 Ｇ０３Ｇ 9/10 9/083 15/06 １０１ 9/10 15/09 Ａ 9/107 15/08 ５０７Ｌ 15/06 １０１５０７Ｃ 15/09 ５０７Ａ 9/10 ３２１３３１ 9/08 １０１ (72)発明者後藤一雄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)発明者池口弘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 BA02 BA03 BA15 EA01 EA02 EA05 EA10 FA01 FA02 2H031 AC04 AC20 AC34 AC42 BA06 BA08 BA09 BC00 CA07 2H073 AA10 BA02 BA13 BA43 CA03 2H077 AA39 AB15 AC04 AC12 AD02 AD06 AD13 AD18 AD35 AE06 CA01 CA11 CA15 CA19 DA10 DA42 EA01 EA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁界発生手段を備え、トナーとキャリアと
を含む現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現
像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材
と、該現像剤担持体に対向して回動するトナー担持体と
を備え、該現像剤量規制部材により量が規制された現像
剤を磁気ブラシ状に形成し、該現像剤担持体と該トナー
担持体との間に電界を形成して、該磁気ブラシ状の現像
剤中のトナーを上記トナー担持体上に転移・担持させ、
該トナー担持体上に転移・担持したトナーで潜像担持体
上の潜像を現像する現像装置において、上記キャリアの体積平均粒径が上記トナーの体積平均粒
径以下であり、上記現像剤量規制部材により現像剤層圧
量が規制された直後の上記トナー供給部材上に供給され
た現像剤のキャリア表面のトナー被覆率が１００％以下
であり、上記現像剤の空隙部分を除く単位体積当りの平
均磁化率が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上になるように、上記現
像剤のトナーとキャリアとの割合を制御する制御手段を
有していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】潜像担持体の表面を一様に帯電し画像情報
に基づいて露光することにより該潜像担持体上に潜像を
形成し、現像剤を磁力により担持する現像剤担持体の表
面に、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持させ、現
像剤規制部材により現像剤担持体の表面の現像剤量を規
制した後、現像剤担持体上に現像剤を磁気ブラシ状に形
成し、該現像剤担持体に対向して回動するトナー担持体
との間に電界を形成して、該電界により上記磁気ブラシ
状の現像剤中のトナーを上記トナー担持体上に転移・担
持させ、該トナー担持体上に転移・担持したトナーで該
潜像担持体上の潜像をトナー像化した後、該潜像担持体
上のトナー像を転写材に転写する画像形成方法におい
て、上記磁性キャリアの体積平均粒径が上記トナーの体積平
均粒径以下であり、上記現像剤量規制部材により現像剤
量が規制された直後の上記現像剤担持体上に供給された
現像剤のキャリア表面のトナー被覆率が１００％以下で
あり、上記現像剤の空隙部分を除く単位体積当りの平均
磁化率が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上になるように、上記現像
剤のトナーとキャリアとの割合を制御する制御して画像
形成をおこなうことを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様
に帯電し画像情報に基づいて露光することにより該潜像
担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、磁界発生手
段を備え、磁界発生手段を備え、トナーとキャリアとを
含む現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像
剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤量規制部材と、
該現像剤担持体に対向して回動するトナー担持体とを備
え、該現像剤量規制部材により量が規制された現像剤を
磁気ブラシ状に形成し、該現像剤担持体と該トナー担持
体との間に電界を形成して、該磁気ブラシ状の現像剤中
のトナーを上記トナー担持体上に転移・担持させ、該ト
ナー担持体上に転移・担持したトナーで潜像担持体上の
潜像を現像してトナー像化する現像手段と、該潜像担持
体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備えた
画像形成装置において、上記キャリアの体積平均粒径が上記トナーの体積平均粒
径以下であり、上記現像剤量規制部材により現像剤層圧
量が規制された直後の上記現像剤担持体上に供給された
現像剤のキャリア表面のトナー被覆率が１００％以下で
あり、上記現像剤の空隙部分を除く単位体積当りの平均
磁化率が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上になるように、上記現像
剤のトナーとキャリアとの割合を制御する制御手段を有
する現像装置を使用して画像形成をおこなうことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項４】請求項1の現像装置において、上記キャリ
アの空隙部分を除く単位体積当りの平均磁化率が、１ｋ
Ｏｅ磁場中で５０ｅｍｕ／ｃｃ以上であることを特徴と
する現像装置。
【請求項５】請求項１または４の現像装置において、上
記キャリアが、磁場中の動的電気抵抗が１０^６Ω以上の
磁性粒子からなることを特徴とする現像装置。
【請求項６】請求項１、４または５の現像装置におい
て、上記現像剤量規制部材により現像剤量が規制された
直後の上記現像剤担持体上の現像剤中のトナーの、単位
質量当りの平均帯電量の絶対値が、５μｃ／ｇ以上であ
ることを特徴とする現像装置。
【請求項７】請求項１、４、５または６の現像装置にお
いて、上記現像剤担持体から上記トナー担持体に対し
て、電界作用による静電力で上記磁気ブラシ中のトナー
を受け渡す現像領域の最下流部の、該現像剤担持体の法
線方向の磁束密度が、６０ｍＴ以上であることを特徴と
する現像装置。
【請求項８】請求項１、４、５、６または７の現像装置
において、上記キャリアの平均球形度が、０．８以上で
あることを特徴とする現像装置。
【請求項９】請求項１、４、５、６、７または８の現像
装置において、上記トナーの上記現像剤への補給動作と
連動又は独立して、上記キャリアを使用済みキャリアの
一部と入れ替えて上記現像剤に補充するキャリア補充手
段を有していることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】請求項１、４、５、６、７、８または９
の現像装置において、上記トナー担持体の表面に近接す
るように対向配置されて、該トナー担持体の表面に付着
したキャリアを補足するキャリア補足手段を有している
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１１】請求項１、４、５、６、７、８または９
または１０の現像装置において、上記トナーの現像又は
供給ポテンシャル（絶対値）が、４００Ｖ以下であるこ
とを特徴とする現像装置。
【請求項１２】請求項１、４、５、６、７、８、９また
は１１の現像装置において、上記キャリアの心材が樹脂
と磁性粒子とを混練した混合物からなることを特徴とす
る現像装置。
【請求項１３】請求項１、４、５、６、７、８、９、１
０、１１または１２の現像装置において、上記トナーの
体積平均粒径が、４〜９μｍであることを特徴とする現
像装置。
【請求項１４】請求項１、４、５、６、７、８、９、１
０、１１、１２又は１３の現像装置において、上記トナ
ーが磁性トナーであることを特徴とする現像装置。
【請求項１５】請求項７の現像装置において、上記現像
剤担持体の表面線速が、９００ｍｍ／ｓｅｃ以下である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１６】請求項８または１２の現像装置におい
て、上記キャリアの芯材が、ＭＯ・Ｆｅ _２Ｏ_３（Ｍは２
価の金属イオン）の組成を持つ一群のフェライトからな
ることを特徴とする現像装置。
【請求項１７】請求項１０の現像装置において、上記キ
ャリア補足手段により補足したキャリアを、上記現像剤
に戻すことを特徴とする現像装置。
【請求項１８】請求項１、４、５、６、７、８、９、１
０、１２、１３、１４、１５、１６または１７の現像装
置において、上記現像剤担持体と上記現像剤量規制部材
との間隙を４００μｍ以下にしたことを特徴とする現像
装置。
【請求項１９】請求項１８の現像装置において、上記現
像剤担持体と上記現像剤量規制部材とが互いに近接する
方向の圧力を受けるよう構成したことを特徴とする現像
装置。
【請求項２０】請求項１９の現像装置において、上記現
像剤担持体と上記現像剤量規制部材との間隔を一定に保
つ間隙保持部材を設けたことを特徴とする現像装置。