JP2003233255A

JP2003233255A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003233255A
Application number: JP2002033709A
Authority: JP
Inventors: Akira Asami; 彰浅見; Takamasa Ozeki; 孝将尾関
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2003-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】２成分現像剤を用いた画像形成装置におい
て、画質向上のため現像能力を高めるとともに、汲み上
げ量の変動を抑制して現像領域へ安定した現像剤の搬送
を行い、高品位な画像を長期にわたり得る。【解決手段】２成分現像装置の現像スリーブ７と感光
体８とのギャップが０．４ｍｍ以下であり、かつ、磁性
キャリアがすくなくとも結着樹脂と粒子を有するコート
膜を有し、該粒子径Ｄと該結着樹脂膜厚ｈが１＜［Ｄ／
ｈ］＜１０でありとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の現像方法、及び、該現像方法を用
いて画像を形成する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真複写装置等の画像形
成装置においては、磁性を有するキャリアとトナーとか
らなる２成分現像剤を用いて現像をおこなう２成分現像
装置と、トナーのみを用いて現像を行う１成分現像装置
とが知られている。２成分現像装置は、通常、内部に複
数の磁極を有する磁石体からなるマグネットローラを備
え、回転可能に支持された円筒状の現像剤担持体である
現像スリーブを有している。この現像スリーブ表面にト
ナーを付着させたキャリアを担持しながら像担持体との
対向部である現像領域に搬送して、２成分現像剤からな
る磁気ブラシにて現像を行うものである。２成分現像装
置においては、磁性キャリアとトナーとを撹拌混合する
ことで帯電を行うので、トナーの帯電性が安定し、比較
的安定した良好な画像が得られる。しかしながら、キャ
リア劣化や現像剤中のトナーが消費されてトナー濃度が
変動するためトナーとキャリアの混合比の変動するとい
った欠点がある。トナーとキャリアの混合比の変動を抑
制するためには、トナー濃度制御装置を備え、必要に応
じてトナーを補給してこの変動を抑制する。

【０００３】ところで、上記キャリアには、キャリア表
面へのトナーのフィルミング防止、キャリア均一表面の
形成、表面酸化防止、感湿性低下の防止、感光体のキャ
リアによるキズあるいは摩耗からの保護すること等が望
まれる。また、現像剤の寿命の延長、帯電極性の制御ま
たは帯電量の調節等をおこなうことも必要である。この
ような目的のため、通常適当な樹脂材料で被覆等を施す
ことにより固く高強度の被覆層を設けることが行なわれ
ている。例えば特定の樹脂材料で被覆されたもの（特開
昭５８−１０８５４８号公報）が開示されている。ま
た、更にその被覆層に種々の添加剤を添加するもの（特
開昭５４−１５５０４８号公報、特開昭５７−４０２６
７号公報、特開昭５８−１０８５４９号公報、特開昭５
９−１６６９６８号公報、特公平１−１９５８４号公
報、特公平３−６２８号公報、特開平６−２０２３８１
号公報）が開示されている。さらに、キャリア表面に添
加剤を付着させたものを用いるもの（特開平５−２７３
７８９号公報）が開示されている。さらに、コート膜厚
よりも大きい導電性粒子をコート膜に含有させたものを
用いるもの（特開平９−１６０３０４号公報）が開示さ
れている。また、特開平８−６３０７号公報には、ベン
ゾグアナミン−ｎ−ブチルアルコール−ホルムアルデヒ
ド共重合体を主成分としてキャリア被覆材に用いること
が記載されている。また、特許第２６８３６２４号公報
には、メラミン樹脂とアクリル樹脂の架橋物をキャリア
被覆材として用いることが記載されている。

【０００４】また、耐久性をさらに向上させるために、
本出願人は、特開２００１―１８８３８８号公報におい
て、「少なくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有
するキャリアにおいて、該粒子径Ｄと該結着樹脂膜厚ｈ
が１＜［Ｄ／ｈ］＜５であることを特徴とする電子写真
用キャリア」を提案している。このキャリアは、被覆膜
に比べ粒子の方が凸となるので、現像剤を摩擦帯電させ
るための攪拌により、トナーとの摩擦あるいはキャリア
同士の摩擦で、結着樹脂への強い衝撃を伴う接触を緩和
することができる。これにより、キャリアへのトナーの
スペントを防止することが可能となるとともに、帯電発
生箇所である結着樹脂の膜削れも防止することが可能と
なり、経時でのキャリア表面形状変化が小さく、さらに
耐久性が大幅に向上する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、上記２成分現像
装置においては、画像濃度の安定化、潜像再現性の向上
等の高画質化を図るため、現像スリーブと像担持体との
間隙である現像ギャップを狭くして現像能力を高めるも
のが増えている。また、現像ギャップを狭くすると、現
像スリーブ上に担持されるキャリア先端までの距離が短
くなる。そこで、キャリアに作用する磁力も強くなり、
像担持体へのキャリア付着の減少に有利である。このよ
うに、現像ギャップを狭くすることは、高品位な画像を
得るために有効である。

【０００６】ところで、上記２成分現像装置において
は、現像領域に搬送する現像剤の適正量を、現像ギャッ
プの大きさに対応して、現像スリーブによる現像剤の汲
み上げ量（現像スリーブに担持され現像剤量規制部材を
通過する単位面積当たりの現像剤量）として調整する。
具体的には、現像剤の汲み上げ量の下限は、穂跡が画像
上にでないような範囲とする。また、汲み上げ量の上限
は、現像ギャップへの現像剤のパッキングにより現像剤
あふれ、現像スリーブのロック、現像スリーブへの現像
剤固着などの問題が発生しないような範囲とする。ここ
で、上述のように現像ギャップを狭くしていくと、現像
ギャップへの現像剤のパッキングがおこりやすくなる。
このため、現像剤の汲み上げ量の上限を低く設定する必
要がある。すなわち、現像ギャップを狭くするに伴い、
現像剤の汲み上げ量の適正範囲が狭くなるといえる。

【０００７】一方、現像剤の汲み上げ量は、現像剤量規
制部材または現像スリーブの部品精度、取り付け精度に
よる現像剤量規制部材と現像スリーブとの間隙（いわゆ
る、ドクタギャップ）の公差により、ばらつきを持って
いる。また、経時では、現像スリーブ表面形状の摩耗、
現像剤の劣化、現像スリーブ表面へのトナーフィルミン
グによる摩擦抵抗の変化などにより現像剤の汲み上げ量
は低下する傾向にある。さらに、現像ギャップを狭くし
た場合は、現像剤の汲み上げ量を減少させるためドクタ
ギャップを狭めるが、これにより現像剤規制部材による
現像剤へのストレスは大きくなる。このため、現像剤の
劣化が促進される傾向にあり、現像剤の汲み上げ量はさ
らに低下しやすい。そこで、現像ギャップを狭くした現
像装置においては、現像剤の汲み上げ量の適正範囲にす
るために、経時における現像剤の劣化を抑制し、汲み上
げ量の変動を抑制することが不可欠である。

【０００８】また、上記２成分現像装置においては、高
画質化の要求に伴い、キャリアを小粒径化し、磁気ブラ
シに起因するキャリアの穂跡やざらつき感を低減させる
ものが増えてきている。しかしながら、キャリアを小粒
径化していくと、キャリア１個あたりが有する磁荷も、
キャリアに作用する磁力も小さくなる。このため、現像
剤の汲み上げ量が低下したり、キャリア付着が悪化する
傾向にある。このような問題を解決するためには、現像
スリーブ内のマグネットローラの磁力を強くする、主磁
極の半値幅を広げる等の方法も考えられるが、現像スリ
ーブの大型化、現像剤劣化、画像劣化等の副作用がある。

【０００９】本発明は、上記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、２成分現像剤を用いた
画像形成装置において、画質向上のため現像能力を高め
るとともに、汲み上げ量の変動を抑制して現像領域へ安
定した現像剤の搬送を行う。これにより、高品位な画像
を長期にわたり得ることのできる画像形成装置を提供す
ることである。また、２成分現像剤を用いた現像方法に
おいて、画質向上のため現像能力を高めるとともに、汲
み上げ量の変動を抑制して現像領域へ安定した量の現像
剤の搬送を行う。これにより、高品位な画像を長期にわ
たり得ることのできる現像方法を提供することである。

【００１０】

【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、内部に固定された磁界発生手段
を有し、表面上に磁性キャリアとトナーとからなる２成
分現像剤を担持して回転する非磁性現像スリーブからな
る現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像
剤の量を規制する剛体からなる現像剤量規制部材とを備
えた現像装置を用いて像担持体上の静電潜像をトナー像
化する画像形成装置において、上記現像スリーブと上記
像担持体とのギャップが０．４ｍｍ以下であり、かつ、
上記磁性キャリアがすくなくとも結着樹脂と粒子を有す
るコート膜を有し、該粒子径Ｄと該結着樹脂膜厚ｈが１
＜［Ｄ／ｈ］＜１０であることを特徴するものである。
請求項１の画像形成装置においては、現像ギャップを狭
くすることで、画質向上やキャリア付着の防止を図る。
これに伴い、現像剤の汲み上げ量の適正範囲が狭くなる
が、キャリアの特性（粒径、コート膜）を規定して、現
像剤の劣化を抑制し、経時における汲み上げ量の低下を
抑制することで、汲み上げ量を該適正範囲に維持する。
これにより、長期に渡り高品位な画像を得る。以下、詳
細に説明する。まず、現像能力を高めるために、現像ギ
ャップをＧｐを狭くする。表１を用いて後述した実験に
より、現像ギャップを０．４ｍｍ以下にすると、高画質
な画像が得られることがわかった。また、表２を用いて
後述した実験により、現像ギャップを０．４ｍｍ以下に
すると、キャリア付着が激減することもわかった。よっ
て、現像ギャップを０．４ｍｍ以下とする。また、表３
を用いて後述する実験より、現像ギャップＧｐを狭くし
ていくと、現像スリーブへの固着を発生しやすいため、
汲み上げ量の上限が著しく低下することがわかる。一
方、現像ギャップＧｐを狭くしていくと、現像能力が高
まるため、穂跡がでないようにする汲み上げ量の下限も
徐々には低下する。このような上下限からきめられる汲
み上げ量の適正範囲は、現像ギャップＧｐを狭くしてい
くと、狭くなってくることがわかる。そこで、汲み上げ
量をこのような適正範囲内に維持するには、現像剤劣化
を抑え、経時の汲み上げ量の変動を抑制することが必要
である。そこで、キャリアとしては、コート膜が少なく
とも結着樹脂と粒子を有し、該粒子径Ｄと該結着樹脂膜
厚ｈが１＜［Ｄ／ｈ］＜１０の範囲のものを用いる。こ
の様なコート膜を有するキャリアは、被覆膜に比べ粒子
の方が凸となるので、現像剤を摩擦帯電させるための攪
拌により、トナーとの摩擦あるいはキャリア同士の摩擦
で、結着樹脂への強い衝撃を伴う接触を緩和することが
できる。これにより、キャリアへのトナーのスペントを
抑制することが可能となる。とともに、帯電発生箇所で
ある結着樹脂の膜削れも抑制することも可能となる。そ
こで、経時でのキャリア表面形状変化が小さく、さらに
耐久性が大幅に向上させることも可能となる。なお、Ｄ
／ｈが１以下の場合、粒子は結着樹脂中に埋もれてしま
うため、効果が著しく低下し好ましくない。Ｄ／ｈが１
０以上の場合、粒子と結着樹脂との接触面積が少ないた
め充分な拘束力が得られず、該粒子が容易に脱離してし
まうため好ましくない。このようなキャリアを用いるこ
とで、現像剤劣化が抑制されるため、汲み上げ量の低下
が抑制される。表３を用いて後述した実験により、経時
における汲み上げ量の変動を上記適正範囲内におさめる
ことができることがわかった。請求項２の発明は、請求
項１の画像形成装置において、上記キャリアの重量平均
粒径が２０〜６０μｍであることを特徴とするものであ
る。請求項３の発明は、内部に固定された磁界発生手段
を有し、表面上に磁性キャリアとトナーとからなる２成
分現像剤を担持して回転する非磁性現像スリーブからな
る現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像
剤の量を規制する剛体からなる現像剤量規制部材とを備
えた現像装置を用いて像担持体上の静電潜像をトナー像
化する現像方法において、上記現像スリーブと上記像担
持体と間のギャップが０．４ｍｍ以下であり、かつ、上
記磁性キャリアがすくなくとも結着樹脂と粒子を有する
コート膜を有し、該粒子径Ｄと該結着樹脂膜厚ｈが１＜
［Ｄ／ｈ］＜１０であることを特徴するものである。請
求項４の発明は、請求項３の現像方法において、上記キ
ャリアの重量平均粒径が２０〜６０μｍであることを特
徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に適用した一実施形
態について説明する。本実施形態に係る画像形成装置
は、像担持体としての感光体の周辺に、帯電装置、露光
装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置が順に配
設されている。また、給紙トレイより転写紙を給紙する
給紙搬送装置と、トナー像を転写された転写紙が感光体
から分離した後、トナーを転写紙に定着する定着装置と
を備えている。このように構成された画像形成装置で
は、回転する感光体の表面は帯電装置により一様に帯電
された後、画像情報に基づき露光装置のレーザー光線等
を照射され、感光体上に潜像形成を形成する。感光体上
に形成された静電潜像に現像装置により帯電したトナー
を付着させることでトナー像を形成する。一方、転写紙
は給紙搬送装置により給紙トレイより給紙され、次いで
感光体と転写装置とが対向する転写部に搬送される。そ
して転写装置により、転写紙に感光体上のトナー像とは
逆極性の電荷を付与することで、感光体上に形成された
トナー像を転写紙へ転写する。次いで、転写紙は、感光
体から分離され、定着装置に送られ、トナーを転写紙に
定着することで画像が得られる。

【００１２】図１は本実施形態に係る画像形成装置の現
像装置の概略構成図である。図１に基づき上記画像形成
装置に採用される現像装置について詳しく説明する。こ
の現像装置１は感光体８の側方に配設され、トナー及び
磁性キャリアとを含む２成分現像剤（以下「現像剤」と
いう。）を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性
の現像スリーブ７を備えている。この現像スリーブ７
は、現像ケーシングの感光体１側に形成された開口部か
ら一部露出するように取り付けられ、図示しない駆動装
置により、図中矢印ｂ方向に回転する。また、現像スリ
ーブ７の内部には、磁界発生手段としての固定磁石群か
らなる図示しないマグネットローラが固定配置されてい
る。また、現像装置１は、現像スリーブ７上に担持され
る現像剤の量を規制する剛体からなる現像剤規制部材と
してのドクタ９を備えている。該ドクタ９に対して、現
像スリーブ７回転方向上流側には、現像剤を収容する現
像剤収容部４が形成され、該現像剤収容部４の現像剤を
攪拌混合する第１及び第２の攪拌スクリュ５、６が設け
られている。また、現像剤収容部４の上方に配置される
トナー補給口２３と、現像剤収容部４へ補給されるトナ
ー充填したトナーホッパ２と、トナー補給口２３とトナ
ーホッパ２とを接続するトナー送流装置３とが設けられ
ている。

【００１３】上記構成の現像装置１においては、第１及
び第２の攪拌スクリュ５、６が回転することにより、現
像剤収容部４内の現像剤が攪拌され、トナーと磁性キャ
リアとが互いに逆極性に摩擦帯電される。この現像剤
は、矢印ｂ方向に回転駆動する現像スリーブ７の周面に
供給され、供給された現像剤は現像スリーブ７の周面に
担持され、現像スリーブ７の回転によって、その回転方
向（矢印ｂ方向）に搬送される。次いで、この搬送され
た現像剤は、ドクタ９によって量を規制され、規制後の
現像剤が感光体８と現像スリーブ７とが対向する現像領
域に運ばれる。この現像領域で現像剤中のトナーが、感
光体８表面の静電潜像に静電的に移行し、その静電潜像
がトナー像として可視像化される。

【００１４】現像装置１の現像スリーブ７の材質として
は、通常の現像装置に用いられるものであれば特に限定
されることない。具体的には、ステンレス鋼、アルミニ
ウム、セラミックス等の非磁性材料や、更にこれらにコ
ーティング等したものなどが用いられる。また、現像ス
リーブ表面はサンドブラスト加工されたものを用いた。
また、現像スリーブの形状も特に限定されることはな
い。

【００１５】ドクタ９は磁性を有するものとした。磁性
材料としては、例えば、鉄、ステンレス等の金属材料、
フェライト、マグネタイト等の磁性粒子を配合した樹脂
材料が挙げられる。また、このような磁性材料で構成さ
れた金属板等の別部材をドクタ９に直接もしくは間接的
に固定してもよい。

【００１６】また、上記現像剤の磁性キャリアとして
は、すくなくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有
し、該粒子径Ｄと該結着樹脂膜厚ｈが１＜［Ｄ／ｈ］＜
１０、好ましくは１＜［Ｄ／ｈ］＜５の範囲であるもの
を用いた。キャリア心材の具体的材料としては、２成分
現像剤用の磁性キャリアとして公知のもの、例えば、フ
ェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル等、キャリアの
用途、使用目的に合わせ適宜選択して用いればよい。ま
た、上記コート膜の粒子の具体的材料としては、アルミ
ナ、シリカ等があげられる。アルミナは、粒径１０μｍ
以下の粒子が好ましく、表面処理していないもの、疎水
化処理など表面処理したもの全てを用いることができ
る。また、シリカは、トナー用に用いられているもの、
及びそれ以外のものも用いることができ、表面処理して
いないもの、疎水化処理など表面処理したもの全てを用
いることができる。また、帯電及び抵抗調節剤として、
カーボンブラックあるいは酸性触媒を単独または併用し
て用いることも可能である。カーボンブラックは、キャ
リアあるいはトナー用として一般的に使われているもの
全てを用いることができる。酸性触媒は、触媒作用を持
つものを用いることができる。例えば、完全アルキル化
型、メチロール基型、イミノ基型、メチロール／イミノ
基型等の反応性基を有するものであるが、これらに限る
ものではない。また、コート膜の結着樹脂としては、２
成分現像剤用の磁性キャリアのコート膜結着樹脂として
公知のもの、例えばアクリル樹脂等が挙げられる。

【００１７】また、本実施形態の磁性キャリアに類似し
た技術で、コート樹脂膜厚よりも大きい導電性粒子をコ
ート膜中に含有させたもの（特開平９−１６０３０４号
公報）が挙げられる。これとの相違点として、コート膜
中に含有させる粒子の抵抗が挙げられる。該技術では、
キャリアの抵抗を上げないために、該粒子を導電路とし
て用いている。しかし、本実施形態では該粒子を導電路
として用いていない。即ち、本発明において該粒子は、
従来のように抵抗調節材として用いるのではなく、コー
ト膜樹脂の保護材及び表面形状の調節材として用いてい
る。

【００１８】また、コート膜の粒子としては、アルミ
ナ、シリカ等が好ましい。さらに、アルミナ、シリカ等
の含有率がコート膜組成成分の５０〜９５ｗｔ％の範
囲、好ましくは７０〜９０ｗｔ％であることで、その効
果は顕著である。また、アルミナとシリカを混合して用
いてもよい。この粒子の含有率が５０ｗｔ％よりも少な
い場合には、キャリア粒子表面での結着樹脂の占める割
合に比べ、該粒子の占める割合が少ない。このため、結
着樹脂への強い衝撃を伴う接触を緩和する効果が小さい
ので、十分な耐久性が得られず好ましくない。一方、９
５ｗｔ％よりも多い場合には、キャリア表面での結着樹
脂の占める割合に比べ、該粒子の占める割合が多過ぎる
ため、帯電発生箇所である結着樹脂の占める割合が不十
分となり、十分な帯電能力を発揮できない。それに加
え、結着樹脂量に比べ粒子量が多過ぎるので、結着樹脂
による粒子の保持能力が不十分となり、粒子が脱離し易
くなるので、十分な耐久性が得られず好ましくない。ま
た、先に挙げた本発明に類似する（特開平９−１６０３
０４号公報）が、粒子の含有率範囲について本発明と異
なっている。該技術では「コート樹脂の０．０１〜５０
重量％」、即ち、本発明の含有率計算方法に換算する
と、「コート膜組成成分の０．０１〜３３．３３ｗｔ
％」であり、この場合、従来に比べ耐久性は向上する。
しかしながら、先にも述べたとおり、キャリア粒子表面
での結着樹脂の占める割合に比べ、該粒子の占める割合
が少ないので、結着樹脂への強い衝撃を伴う接触を緩和
する効果が小さく、十分な耐久性が得られず好ましくな
い。

【００１９】ここで、現像装置１と感光体８との間隙で
ある現像ギャップＧｐは、現像能力の向上、キャリア付
着防止による高画質化を図るため狭くすることが望まれ
る。

【００２０】まず、現像現像ギャップＧｐと高画質化の
関係について実験１に基づき説明する。（実験１）上記現像装置１において、現像ギャップＧｐ
０．６，０．５，０．４ｍｍと変化させたときの粒状度
を評価した。ここで粒状度とは、ドットを作像した時の
ドットのばらつきを示す値であり、値が小さい方が画質
が良いといえる。粒状度の狙いの値は０．５以下でり、
この範囲であれば高画質な画像を得られることが実験的
に確認されている。結果を表１に示す。表１より、現像
ギャップＧｐを０．４ｍｍ以下とすると、粒状度は狙い
の値は０．５以下になることがわかった。

【表１】

【００２１】次に、現像ギャップＧｐとキャリア付着の
関係について実験２に基づき説明する。（実験２）上記現像装置１において、現像ギャップＧｐ
０．８，０．５，０．４，０．３ｍｍと変化させたとき
のキャリア付着の様子を評価した。評価方法は、キャリ
ア付着に最も厳しいト゛ット画像を形成し、地肌ポテンシャ
ルを変化させた厳しい条件での加速評価をおこなった。
地肌ポテンシャル２００Ｖで、Ａ３、1枚あたりキャリ
ア付着が２０個以下であれば許容レベル、１０個以下で
あれば良好といえる。結果を図２に示す。図２より、現
像ギャップＧｐを０．４ｍｍ以下にすると、キャリア付
着が良好になることがわかった。

【００２２】以上のことから、本実施形態の現像装置１
では、現像能力の向上、キャリア付着防止による高画質
化のため、感光体８と現像スリーブ７との間隙である現
像ギャップＧｐを０．４ｍｍ以下とした。次に、現像ギ
ャップＧｐを変化させた時の適正な汲み上げ量の範囲に
ついて説明する。図３は、現像ギャップＧｐに対する汲
み上げ量の適正範囲をしめすグラフである。現像ギャッ
プＧｐに対する現像剤の汲み上げ量が少ないと、画像に
穂跡があらわれ画質が劣化したしまう。そこで、現像剤
の汲み上げ量の下限は、穂跡がでないような範囲にす
る。一方、現像ギャップＧｐに対する現像剤の汲み上げ
量が多いと、現像ギャップへの現像剤のパッキングに現
像スリーブへの現像剤固着が発生してしまう。そこで、
現像剤の汲み上げ量の上限は、現像スリーブ固着がおこ
らない範囲とする。図３に示すように、現像ギャップＧ
ｐを０．４ｍｍ以下と狭くしていくと、現像スリーブへ
の現像剤固着より規定される現像剤の汲み上げ量の上限
は急激に低下する。また、穂跡による画質劣化より規定
される現像剤の汲み上げ量の下限は増加する。これらに
より、汲み上げ量の適性範囲が狭くなる。具体的には、
ギャップＧｐを０．４ｍｍとすると、汲み上げ量の適正
範囲は４０ｍｇ/ｃｍ^２〜７５ｍｇ/ｃｍ^２となり、その
許容巾は３５ｍｇ/ｃｍ^２である。一方、Ｇｐを０．５
ｍｍとすると、汲み上げ量の適正範囲は４５ｍｇ/ｃｍ
^２〜９０ｍｇ/ｃｍ^２となり、その許容巾は４５ｍｇ/ｃ
ｍ^２である。

【００２３】このように、汲み上げ量を狭い範囲内にお
さめるために、上記ストレスに強いキャリアを用いて経
時での現像剤劣化を抑制し、現像剤劣化に起因する経時
での汲み上げ量変動を抑制する。

【００２４】以下、本発明の磁性キャリアを実施例及び
比較例（従来使用されているキャリア）を挙げ、これら
を用いた実験によりさらに具体的に説明する。（実施例１）アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）５６．０部グアナミン溶液（固形分７７重量％）１５．６部アルミナ粒子［０．３μｍ、固有抵抗１０^１４（Ω・ｃｍ）］１６０．０部トルエン９００部ブチルセロソルブ９００部これらをホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶
液を調合した。芯材として焼成フェライト粉［Ｆ−３０
０：平均粒径；５０μｍ（パウダーテック社製）］を用
い、膜厚０．１５μｍになるようにスピラコーター（岡
田精工社製）によりこの被覆膜形成溶液塗布し乾燥し
た。得られたキャリアを電気炉中にて１５０℃で１時間
放置して焼成した。キャリアの重量平均は３５μｍであ
る。また、キャリアのコート膜に含まれるアルミナ粒子
の粒子径Ｄ＝０．３μｍと結着樹脂膜厚ｈ＝０．１５μ
ｍの比Ｄ／ｈは２．０となる。なお、結着樹脂膜厚測定
は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察すること
により、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することがで
きるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。（比較例１）アクリル樹脂溶液（固形分５０重量％）５６．０部グアナミン溶液（固形分７７重量％）１５．６部トルエン９００部ブチルセロソルブ９００部をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調
合した。芯材として焼成フェライト粉［Ｆ−３００：平
均粒径；５０μｍ（パウダーテック社製）］を用い、膜
厚０．１５μｍになるようにスピラコーター（岡田精工
社製）によりこの上記被覆膜形成溶液塗布し乾燥した。
得られたキャリアを電気炉中にて１５０℃で１時間放置
して焼成した。キャリアの重量平均は３５μｍである。

【００２５】（実験３）実施例１と比較例１の磁性キャ
リアを、図１の現像装置にセットし、上記画像形成装置
にてブラック単色によるＡ４、２０万枚のランニングを
以下の条件で行なった。感光体線速１８５（ｍｍ/ｓｅｃ）感光体径３０(ｍｍ) 現像スリーブ／感光体線速比１．５１現像ギャップＧｐ０．４（ｍｍ）ドクタギャップＧｄ０．６５（ｍｍ）汲み上げ量(初期) ６０（ｍｇ/ｃｍ２）現像スリーブ径 φ１８（ｍｍ）主極角度０° 主極磁束密度１０６（ｍｔ）ドクタ対向極磁束密度６６（ｍｔ）帯電電位Ｖ０ −７００（ｖ）露光後電位ＶＬ −６０（ｖ）現像バイアスＶＢ −５００（ｖ）このような条件でランニングを行った際の汲み上げ量変
動を測定したものを図４に示す。図４より、実施例１の
キャリアは比較例１のキャリアに較べ汲み上げ量変動が
小さく、現像剤寿命の規格であるＡ４、２０万枚におい
ても５５（ｍｇ/ｃｍ２）で、その低下は５（ｍｇ/ｃｍ
２）程度であった。この変動は、汲み上げ量の許容巾の
範囲ないにおさまるものである。一方、比較例１のキャ
リアは、Ａ４、２０万枚において４０（ｍｇ/ｃｍ２）
以下に低下した。そして、穂跡画像が出るなど、画像に
悪影響を及ぼした。なお、ここでは現像バイアスをＤＣ
としたが、ＡＣを重畳しても同様の効果が得られる。

【００２６】次に、キャリアの重量平均粒径ｄについて
説明する。上記現像装置１においては、磁気ブラシに起
因するキャリアの穂跡やざらつき感を低減させるため
に、キャリアを小粒径化することが望まれる。上記現像
装置１において、キャリアの重量平均粒径ｄを８０、６
０、３５μｍと変化させた時の粒状度を評価した結果を
表２に示す。なお、現像ギャップＧｐ０．４ｍｍであ
る。表２より、キャリアの重量平均粒径ｄを６０μｍ以
下とすると、粒状度は狙いの値は０．５以下になりるこ
とがわかった。

【表２】

【００２７】一方、キャリアを小粒径化していくと、キ
ャリア１個あたりが有する磁荷も、キャリアにかかる磁
力も小さくなる。このため、汲み上げ量が低下したり、
キャリア付着が悪化する傾向にある。これについて実験
４に基づき説明する。（実験４）上記実施例１、比較例１の磁性キャリアと他
の条件は同一で、キャリアの重量平均粒径ｄを６５，６
０，４０，２０，１８μｍと変化させたものを用いた。
実験３と同様な方法でランニングを行い、経時の汲み上
げ量低下を評価した。結果は表３に示す。表３より、実
施例１の磁性キャリアを使用した場合、キャリアの重量
平均粒径ｄを２０μｍ以上にすることにより、経時での
汲み上げ量低下を許容範囲内にすることができた。しか
し、比較例１のキャリアでは、キャリアの重量平均粒径
ｄが６５μｍ以上でないと、汲み上げ量低下を許容範囲
内にすることはできなかった。

【表３】

【００２８】また、キャリアの重量平均粒径ｄが２０μ
ｍ以上では、実験２と同様の方法でキャリア付着が許容
範囲内におさまることを確認した。以上のことから、キ
ャリアの重量平均粒径ｄを２０〜６０μｍとすること
で、更なる高画質化が可能になる。

【００２９】以上述べたように、本実施形態の画像形成
装置によれば、現像能力を高めるとともに、現像剤の汲
み上げ量の低下を抑制する。これにより、現像領域へ安
定した量の現像剤の搬送をおこない、高品位な画像を長
期にわたり得ることができる。さらに、キャリアの重量
平均粒径ｄを２０〜６０μｍとする。表２を用いて上述
した実験のように、ブラシに起因するキャリアの穂跡や
ざらつき感を低減させるために、キャリアの重量平均粒
径ｄを６０μｍ以下とする。さらに、表３を用いて上述
した実験のように、経時での汲み上げ量の低下を抑制す
るために、キャリアの重量平均粒径ｄを２０μｍ以上と
する。これにより、更なる高画質化が可能になる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１乃至２の発明によれば、２成分
現像剤を用いた画像形成装置において、現像剤の汲み上
げ量の低下を抑制して現像領域へ安定した量の現像剤の
搬送をおこなうことができる。これにより、高品位な画
像を長期にわたり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】本実施形態に係る画像形成装置に採用される現
像装置の概略構成図。

【図２】上記現像装置における現像ギャップＧｐとキャ
リア付着の関係を示すグラフ。

【図３】上記現像装置における現像ギャップＧｐに対応
する現像ギャップＧｐと汲み上げ量の適正範囲をしめす
グラフ。

【図４】実施例１、比較例１の磁性キャリアを用いた場
合の汲み上げ量低下を示すグラフ。

【符号の説明】

１現像装置２トナーホッパ３トナー送流装置４現像剤収容部５第１攪拌スクリュ６第２攪拌スクリュ７現像スリーブ８感光体９ドクタ２３トナー補給口

フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 BA02 EA05 2H031 AA01 AB02 AC08 AC17 AC29 AD05 BA05 BA09 BB01 2H077 AA12 AA25 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AD02 AD06 AD12 AE06 BA07 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に固定された磁界発生手段を有し、表
面上に磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を
担持して回転する非磁性現像スリーブからなる現像剤担
持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の量を規
制する剛体からなる現像剤量規制部材とを備えた現像装
置を用いて像担持体上の静電潜像をトナー像化する画像
形成装置において、上記現像スリーブと上記像担持体とのギャップが０．４
ｍｍ以下であり、かつ、上記磁性キャリアがすくなくと
も結着樹脂と粒子を有するコート膜を有し、該粒子径Ｄ
と該結着樹脂膜厚ｈが１＜［Ｄ／ｈ］＜１０であること
を特徴する画像形成装置。
【請求項２】請求項１の画像形成装置において、上記キ
ャリアの重量平均粒径が２０〜６０μｍであることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項３】内部に固定された磁界発生手段を有し、表
面上に磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を
担持して回転する非磁性現像スリーブからなる現像剤担
持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の量を規
制する剛体からなる現像剤量規制部材とを備えた現像装
置を用いて像担持体上の静電潜像をトナー像化する現像
方法において、上記現像スリーブと上記像担持体と間のギャップが０．
４ｍｍ以下であり、かつ、上記磁性キャリアがすくなく
とも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有し、該粒子径
Ｄと該結着樹脂膜厚ｈが１＜［Ｄ／ｈ］＜１０であるこ
とを特徴する現像方法。
【請求項４】請求項３の現像方法において、上記キャリ
アの重量平均粒径が２０〜６０μｍであることを特徴と
する現像方法。