JP3636535B2

JP3636535B2 - 現像方法

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Publication number: JP3636535B2
Application number: JP8764496A
Authority: JP
Inventors: 浩一武中; 誠小林; 智晴西川; 英明安永
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: US5849452A; JPH09251219A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置において、像担持体に形成された潜像にトナーを供給して現像を行なう現像方法に係り、特に、トナーとキャリアを含む現像剤を現像剤搬送部材によって像担持体と対向する現像領域に搬送させ、この現像領域に振動電界を作用させて、現像剤中のトナーを現像剤搬送部材から像担持体に供給して現像を行なう現像方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置において、像担持体に形成された潜像にトナーを供給して現像を行なう現像方法としては、様々な方法が知られていた。そして、このような現像方法の代表的なものとして、トナーとキャリアを含む現像剤を現像スリーブ等の現像剤搬送部材に供給し、この現像剤を現像剤搬送部材によって磁気ブラシの状態で像担持体側に搬送し、現像剤搬送部材上における現像剤の量を規制部材によって規制した後、像担持体と対向する現像領域に導き、この現像領域において現像剤搬送部材上における現像剤を磁気ブラシの状態で像担持体の表面に接触させ、この現像剤中のトナーを現像剤搬送部材から像担持体の潜像部分に供給して現像を行なうようにした現像方法が広く知られていた。
【０００３】
しかし、このように現像剤を磁気ブラシの状態で像担持体に接触させて現像を行なう場合、像担持体上に供給されたトナーが現像剤搬送部材上の磁気ブラシによって掻き取られたりして、像担持体上に形成されたトナー像が乱れる等の問題があり、特に、像担持体に複数色のトナーを順々に供給して多色現像を行なう場合においては、像担持体に先に供給された色彩のトナーが、次の色彩のトナーを供給して現像する際に、その磁気ブラシとの接触により掻き取られて画像が乱されたり、また勝手に他の色彩のトナーが混ざり合ったりして、正確な色彩になった良好な多色現像が行なえなくなるという問題があった。
【０００４】
ここで、上記のように現像剤を磁気ブラシの状態で像担持体に接触させて現像を行った場合に、像担持体上に形成されたトナー像が乱れるのは、現像剤におけるキャリアの磁気力が強くて、磁気ブラシが硬くなっていることや、現像剤中のトナーを像担持体に供給した際に、キャリアに残留する電荷、いわゆるカウンターチャージ等が原因であると考えられている。
【０００５】
このため、従来においては、上記の現像剤におけるキャリアに低磁気力のものを用い、像担持体に接触する磁気ブラシの穂をソフト化させ、磁気ブラシの接触によるトナー像の乱れを抑制することが考えられた。
【０００６】
しかし、このように低磁気力のキャリアを使用すると、現像剤搬送部材上におけるキャリアの拘束力が弱くなって、キャリアが現像剤搬送部材から離れて像担持体に付着しやすくなり、特に、入力画像としてラダーパターンのような高い周波数の画像や、画数の多い漢字パターン等の画像を現像する場合には、像担持体に付着するキャリアが多くなった。
【０００７】
そして、このようにキャリアが像担持体に付着すると、このキャリアがトナー像と一緒に転写紙に転写されて、形成された画像にキャリアによる抜けが生じたり、また付着したキャリアによって像担持体が傷つき、形成される画像に筋状のノイズや、斑点状のノイズが発生したりする等の問題があった。
【０００８】
また、近年においては、上記のように像担持体上に形成されたトナー像が現像剤の磁気ブラシによって乱されたりするのを防止するため、特開昭６１−３２８５８号公報，特開昭６２−１８２７６０号公報等に示されるように、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を現像剤搬送部材によって像担持体と対向する現像領域に搬送し、この現像領域に振動電界を作用させ、上記の現像剤を像担持体と接触させない非接触の状態で、この現像剤中のトナーを現像剤搬送部材から像担持体に供給して現像を行なうようにしたものが開発された。
【０００９】
しかし、このように現像領域に振動電界を作用させ、現像剤を像担持体と接触させない状態で現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行なうようにした場合においても、現像剤中のトナーを像担持体に供給すると、キャリアにカウンターチャージが残り、依然としてキャリアが像担持体に付着するという問題が存在した。
【００１０】
また、このように像担持体にキャリアが付着するのを抑制するため、特開平５−３２３６８１号公報に示されるように、現像剤搬送部材によって像担持体に搬送する現像剤の量を多くして、現像剤中におけるトナーの消費率を低く押えるようにしたものが考え出された。
【００１１】
しかし、このように現像剤搬送部材によって像担持体に搬送する現像剤の量を多くすると、上記のように現像領域に振動電界を作用させて現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行なう際に、像担持体に供給されずに飛散するトナーの量が多くなり、これによって形成される画像にカブリが生じたり、複写機等の装置内が飛散したトナーによって汚れたりする等の問題が発生した。
【００１２】
また、このように現像剤搬送部材によって像担持体に搬送する現像剤の量を多くすると、現像剤中における帯電した多くのトナーが現像に使用されず、現像効率が悪くなり、帯電した多くのトナーがキャリアに保持された状態で現像剤搬送部材によって現像装置内に戻されるようになり、新たに補給されたトナーとキャリアと十分に混合撹拌されなくなって、新たなトナーが十分に帯電されなくなるという問題もあった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を現像剤搬送部材によって像担持体と対向する現像領域に搬送し、この現像領域において現像剤中のトナーを現像剤搬送部材から像担持体に供給して現像を行なう場合における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。
【００１４】
すなわち、この発明においては、上記のように現像領域において現像剤中のトナーを現像剤搬送部材から像担持体に供給して現像を行なうにあたり、像担持体上に供給されたトナーが現像剤搬送部材上における現像剤の磁気ブラシによって掻き取られて、像担持体上に形成されたトナー像が乱れたり、またキャリアが像担持体に付着して、形成された画像にキャリアによる抜けが発生したり、付着したキャリアによって像担持体が傷つき、形成される画像に筋状のノイズや斑点状のノイズが発生するということが少なく、さらに多くの現像剤が像担持体と対向する現像領域に搬送されて、形成される画像にカブリが生じたり、またトナーの帯電が十分に行なわれなくなるということもなく、良好な画像が安定して得られるようにすることを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、上記のような課題を解決するため、現像剤搬送部材によりトナーとキャリアとを含みトナーの重量比が８〜２０重量％の範囲にある現像剤をこの現像剤搬送部材上に現像剤の量が０．７〜１０．０ｍｇ／ｃｍ^２の範囲の薄層状態にして像担持体と対向する現像領域に搬送し、この現像領域に振動電界を作用させて、現像剤搬送部材から現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行なう現像方法において、上記のキャリアとして、残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下であると共に真比重が１．５〜４．０ｇ／ｃｃの範囲にあるキャリアを用いるようにしたのである。
【００１６】
ここで、この発明における現像方法のように、トナーとキャリアとを含みトナーの重量比が８〜２０重量％の範囲にある現像剤をこの現像剤搬送部材上に現像剤の量が０．７〜１０．０ｍｇ／ｃｍ^２の範囲の薄層状態にして像担持体と対向する現像領域に搬送させると、現像領域に振動電界を作用させて現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行なった際に、この現像剤中のキャリアに残る電荷の移動がスムーズに行なわれ、キャリアが像担持体に付着しにくくなると共に、像担持体に供給されずに飛散するトナーの量も少なくなる。さらに現像効率が向上するため、現像に使用されずに現像装置内の混合撹拌部に戻される荷電トナー量を少なくすることができ、新たに補給されたトナー（未荷電トナー）に対する混合撹拌性（荷電性）を向上させることができる。
【００１７】
また、この発明において、上記の現像剤搬送部材によって現像領域に搬送される現像剤の量が少なすぎると、像担持体に供給されるトナーが不足し、十分な画像濃度を有する画像が得られなくなるため、この発明においては、上記のように現像剤搬送部材によって現像領域に搬送させる現像剤の量を０．７〜１０．０ｍｇ／ｃｍ^２の範囲にしたのであり、好ましくは０．８〜７．５ｍｇ／ｃｍ^２、より好ましくは１〜５ｍｇ／ｃｍ^２の範囲になるようにする。
【００１８】
また、上記のようにキャリアに残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下のものを用いるようにしたのは、キャリアにおける残留磁化がこれより高くなると、トナーとキャリアとを混合撹拌させる現像装置内の混合撹拌部においてキャリア同士の磁気的拘束力が強くなり、トナーがキャリアと十分に混合撹拌されなくなってトナーが十分に帯電されず、形成される画像にカブリ等が生じたり、現像剤の流動性が低下して現像装置内において現像剤に片寄りが生じたり、現像剤搬送部材上に均一な現像剤の薄層を形成することが困難になり、形成される画像に濃度ムラ等が発生するためであり、好ましくは残留磁化が３〜１０ｅｍｕ／ｇ、より好ましくは３〜８ｅｍｕ／ｇの範囲のものを用いるようにする。
【００１９】
また、上記のキャリアにおける飽和磁化が低いと、現像剤搬送部材にキャリアが十分に磁気的に拘束されず、キャリアが像担持体に付着しやすくなる一方、キャリアの飽和磁化が高くなりすぎると、現像剤搬送部材上においてキャリアが部分的に凝集して現像剤の磁気ブラシの密度が粗くなり、現像剤搬送部材上に均一な現像剤の薄層を形成することが困難になり、形成される画像に濃度ムラが生じたり、ハーフトーン画像や高繊細な画像の再現性が低下する。このため、上記のキャリアとしては、飽和磁化が３０〜８０ｅｍｕ／ｇ、好ましくは３５〜６５ｅｍｕ／ｇ、より好ましくは４０〜６０ｅｍｕ／ｇの範囲のものを用いるようにする。
【００２０】
また、上記のキャリアにおける真比重が低いと、このキャリアにおける撹拌及び搬送性が低下し、トナーを十分に帯電させることができなくなったり、キャリアが現像剤搬送部材に十分に磁気的に拘束されずに像担持体に付着するという問題が生じる一方、真比重が大きくなりすぎると、このキャリアにおける飽和磁化が大きくなり、前記のように現像剤搬送部材上に均一な現像剤の薄層を形成することが困難になる。このため、この発明においては、上記のようにキャリアとして真比重が１．５〜４．０ｇ／ｃｃの範囲にあるものを用いるようにしたのであり、好ましくは２．０〜３．５ｇ／ｃｃの範囲のものを用いるようにする。
【００２１】
また、上記のキャリアにおけるゆるみ見掛け比重が低いと、キャリアにおける流動性が悪くなって、トナーを十分に混合撹拌することができなくなり、トナーを十分に帯電することができず、形成される画像にカブリ等が発生する一方、このゆるみ見掛け比重が大きくなりすぎると、流動性が高くなりすぎて、キャリアがトナーを十分に捕捉することができなくなってトナーを十分に帯電させることができず、形成される画像にカブリ等が発生する。このため、上記のキャリアとしては、ゆるみ見掛け比重が０．５〜２．０ｇ／ｃｃ、好ましくは０．８〜１．３ｇ／ｃｃの範囲のものを用いることが好ましい。
【００２２】
また、上記のキャリアにおける体積平均粒径が小さいと、キャリアが現像剤搬送部材に十分に拘束されず、像担持体に付着するという問題が生じる一方、その体積平均粒径が大きくなりすぎると、現像剤搬送部材上に形成される現像剤の磁気ブラシの密度が粗くなり、現像剤搬送部材上に均一な現像剤の薄層を形成することができず、形成される画像に濃度ムラが生じたり、ハーフトーン画像や高繊細な画像の再現性が低下する。このため、上記のキャリアとしては、体積平均粒径が１０〜５０μｍ、好ましくは２０〜４５μｍ、より好ましくは２５〜４０μｍの範囲のものを用いるようにする。
【００２３】
また、上記のキャリアにおける粒径の分布がブロードになると、大粒径や小粒径のキャリアの比率が大きくなり、その流動性等が低下して、トナーを十分に帯電することができなくなったり、キャリアが像担持体に付着したりする。このため、上記のキャリアとしては、その体積平均粒径をＸ、粒径分布の分散をσ² とした場合に、Ｘ² ／σ² ≧９．０の条件を満たすものを用いることが好ましく、より好ましくはＸ² ／σ² ≧１０．０の条件を満たすものを用いるようにする。特に、体積平均粒径が４〜９μｍの小粒径のトナーを用いる場合には、キャリアとしてＸ² ／σ² ≧１０．０、好ましくはＸ² ／σ² ≧１０．５の条件を満たすものを用いることが望ましい。
【００２４】
また、上記のキャリアにおける固有抵抗値が低くなって動的電流値が高くなると、キャリアの帯電量が低くなってトナーを十分に帯電させることができなくなり、また上記のように振動電界を作用させて現像剤搬送部材からトナーを像担持体に供給する際に、キャリアが像担持体に付着しやすくなる一方、その固有抵抗値が高くなって動的電流値が低くなりすぎると、初期の帯電量が高くなりすぎると共に、像担持体に形成された静電潜像を現像する際に、静電潜像のエッジ部分において電気力線がまわり込み、このエッジ部分における電界が強くなり、エッジ部分が強く現像されるようになる。このため、上記のキャリアとしては、固有抵抗値が１×１０⁹ 〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍ、好ましくは１×１０¹⁰〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍ、動的電流値が５〜５０ｎＡ、好ましくは１５〜４５ｎＡの範囲ものを用いることが好ましい。
【００２５】
また、上記のキャリアとして、バインダー樹脂中に磁性粉を分散させたバインダー型のキャリアを用いる場合、その磁性粉としては、キャリアが上記のような範囲の残留磁化や飽和磁化をもつようにするため、その磁性粉として、残留磁化が１５ｅｍｕ／ｇ以下、好ましくは１０ｅｍｕ／ｇ以下のもので、飽和磁化が３０〜１００ｅｍｕ／ｇのものを用いるようにし、またこのような磁性粉をバインダー樹脂１００重量部に対して１５０〜５００重量部、好ましくは２５０〜４００重量部加えることが望ましい。
【００２６】
また、上記のキャリアとトナーとを混合させた現像剤において、この現像剤中におけるトナーの重量比が少ないと、十分な画像濃度が得られなくなったり、トナーが過剰に帯電され帯電量が高くなりすぎ、十分な現像が行なえなくなる一方、トナーの重量比が多くなりすぎると、トナーがキャリアによって十分に帯電されず、形成される画像にカブリ等が発生する。このため、この発明においては、上記のように現像剤として、トナーの重量比が８〜２０重量％のものを用いるようにしたのである。
【００２７】
また、現像を行なうにあたって上記のように現像領域における現像剤搬送部材と像担持体との間に振動電界を作用させる場合、この振動電界が弱いと、トナーが放出された後のキャリアにおける電荷の移動が悪く、キャリアにカウンターチャージが残り、キャリアが像担持体に付着しやすくなる一方、この振動電界が強くなりすぎると、現像剤搬送部材と像担持体との間でリークが起こりやすくなるため、現像領域における現像剤搬送部材と像担持体との間隔をＤｓ、印加する交流電圧のピーク・ピーク値をＶp-p とした場合に、振動電界（Ｖp-p ／Ｄｓ）を３．５ｋＶ／ｍｍ≦Ｖp-p ／Ｄｓ≦５．５ｋＶ／ｍｍになるようにすることが好ましい。
【００２８】
そして、この発明における現像方法のように、上記のようなキャリアとトナーとを含む現像剤を現像剤搬送部材によって像担持体と対向する現像領域に搬送させる場合、現像剤をこの現像剤搬送部材上において均一で密になった薄層状態で現像領域に搬送できるようになり、この現像領域に振動電界を作用させて現像剤搬送部材から現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行なう場合に、形成される画像にカブリが生じたり、キャリアが像担持体に付着して形成される画像に筋状や斑点状のノイズが発生するということがなく、高繊細で良好な画像が安定して得られるようになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る現像方法の実施形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００３０】
ここで、この発明の現像方法を実施するのに用いる現像装置の一例を図１に基づいて具体的に説明する。
【００３１】
この現像装置１０においては、図１に示すように、その内部にトナーＴとキャリアとを含む現像剤１を収容させており、この現像剤１を搬送させる現像剤搬送部材１１として、複数の磁極Ｎ₁ ，Ｓ₁ ，Ｎ₂ ，Ｓ₂ ，Ｎ₃ を有するマグネットローラ１１ａが内周側に設けられた円筒状の現像スリーブ１１を用い、この現像スリーブ１１を現像領域において像担持体２である感光体２と適当な間隔Ｄｓを介して対向するようにして、回転可能に配置させている。
【００３２】
そして、この現像スリーブ１１を感光体２とは逆方向、すなわち現像スリーブ１１と感光体２とが対向する現像領域では現像スリーブ１１と感光体２とが同方向に移動するように回転させ、この現像スリーブ１１の回転に伴って現像装置１０内に収容された現像剤１を、上記のマグネットローラ１１ａによる磁力作用により磁気ブラシの状態で感光体２側に搬送させるようにしている。
【００３３】
また、上記の現像スリーブ１１には現像バイアス電源１２を接続させており、この現像バイアス電源１２から交流電圧或いは交流電圧に直流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させて、現像領域に振動電界を作用させるようにしている。
【００３４】
そして、上記の現像スリーブ１１と感光体２とが対向する現像領域よりも現像剤１の搬送方向上流側で、前記のマグネットローラ１１ａの磁極Ｎ₁ と対向する位置において、磁性ブレード１３を現像スリーブ１１と所要間隔を介して設け、この磁性ブレード１３によって現像スリーブ１１上における現像剤１の量を規制するようにしている。
【００３５】
また、この現像装置１０においては、その上部にトナーＴを収容させたトナー収容部１４を設けており、現像スリーブ１１から現像剤１中におけるトナーＴを感光体２に供給して現像を行った結果、現像装置１０内における現像剤１中のトナー濃度が低下した場合には、このトナー収容部１４の下に設けられたトナー補給ローラ１５を回転させて、トナー収容部１４内に収容されたトナーＴを現像装置１０内の現像剤１に補給し、このように補給されたトナーＴを、現像装置１０内に設けられた混合撹拌部材１６により現像剤１と混合撹拌して現像スリーブ１１に供給するようになっている。
【００３６】
そして、この現像装置１０においては、上記のように現像スリーブ１１と感光体２とが対向する現像領域よりも現像剤１の搬送方向上流側に設けられた磁性ブレード１３によって現像スリーブ１１上における現像剤１の量を規制し、現像剤１をこの現像スリーブ１１上で薄層状態にして感光体２と対向する現像領域に搬送し、上記の現像バイアス電源１２から現像バイアス電圧を印加させて、この現像領域に振動電界を作用させ、現像スリーブ１１によって搬送されてきた現像剤１中におけるトナーＴを現像スリーブ１１から感光体２の潜像部分に供給して現像を行なうようになっている。
【００３７】
次に、上記の現像装置１０において使用する現像剤１中におけるキャリアの種類を変更させて実験を行ない、この発明に示される条件を満たすキャリアを使用することが好ましいということを明らかにする。
【００３８】
ここで、キャリアとしては、下記のようにして製造した７種類のキャリアＡ〜Ｇを用いるようにした。
【００３９】
キャリアＡを製造するにあたっては、その原料として，ポリエステル樹脂（花王社製；タフトンＮＥ−１１１０）を１００重量部、残留磁化が３．２ｅｍｕ／ｇ，飽和磁化が６５．３ｅｍｕ／ｇの磁性粉を２５０重量部、カーボンブラック（ライオン油脂社製；ケッチェンブラックＥＣ）を２重量部、シリカ（日本アエロジル社製；＃２００）を１．５重量部の割合で用いるようにした。
【００４０】
そして、これらの原料をヘンシェルミキサーにより十分混合した後、ベント二軸混練装置により１８０℃で溶融混練し、これを冷却させた後、フェザーミルにより粗粉砕し、更にジェット粉砕機（ＩＤＳ−２型）により微粉砕した後、これを風力分級し、更にサフュージングシステム（日本ニューマチック工業社製；ＳＦＳ−１型）により３００℃で加熱処理し、体積平均粒径が約３２μｍになったキャリアＡを得た。
【００４１】
キャリアＢを製造するにあたっては、その原料として、ポリエステル樹脂（花王社製；タフトンＮＥ−１１１０）を１００重量部、残留磁化が８．５ｅｍｕ／ｇ，飽和磁化が７０．２ｅｍｕ／ｇの磁性粉を３５０重量部、カーボンブラック（ライオン油脂社製；ケッチェンブラックＥＣ）を２重量部、シリカ（日本アエロジル社製；＃２００）を１．５重量部の割合で用い、それ以外については上記のキャリアＡの場合と同様にして製造し、体積平均粒径が約２９μｍになったキャリアＢを得た。
【００４２】
キャリアＣを製造するにあたっては、その原料として、ポリエステル樹脂（花王社製；タフトンＮＥ−１１１０）を１００重量部、残留磁化が４．３ｅｍｕ／ｇ，飽和磁化が７２．７ｅｍｕ／ｇの磁性粉を４００重量部、カーボンブラック（ライオン油脂社製；ケッチェンブラックＥＣ）を２重量部、シリカ（日本アエロジル社製；＃２００）を１．５重量部の割合で用い、それ以外については上記のキャリアＡの場合と同様にして製造し、体積平均粒径が約３１μｍになったキャリアＣを得た。
【００４３】
キャリアＤを製造するにあたっては、その原料として、ポリエステル樹脂（花王社製；タフトンＮＥ−１１１０）を１００重量部、残留磁化が１９．４ｅｍｕ／ｇ，飽和磁化が６６．３ｅｍｕ／ｇの磁性粉を２５０重量部、カーボンブラック（ライオン油脂社製；ケッチェンブラックＥＣ）を２重量部、シリカ（日本アエロジル社製；＃２００）を１．５重量部の割合で用い、それ以外については上記のキャリアＡの場合と同様にして製造し、体積平均粒径が約３０μｍになったキャリアＤを得た。
【００４４】
キャリアＥを製造するにあたっては、その原料として、ポリエステル樹脂（花王社製；タフトンＮＥ−１１１０）を１００重量部、残留磁化が１９．４ｅｍｕ／ｇ，飽和磁化が６６．３ｅｍｕ／ｇの磁性粉を７００重量部、カーボンブラック（ライオン油脂社製；ケッチェンブラックＥＣ）を５重量部、シリカ（日本アエロジル社製；＃２００）を１．５重量部の割合で用い、それ以外については上記のキャリアＡの場合と同様にして製造し、体積平均粒径が約２５μｍになったキャリアＥを得た。
【００４５】
キャリアＦを製造するにあたっては、その原料として、ポリエステル樹脂（花王社製；タフトンＮＥ−１１１０）を１００重量部、残留磁化が１５．８ｅｍｕ／ｇ，飽和磁化が６６．１ｅｍｕ／ｇの磁性粉を３５０重量部、カーボンブラック（ライオン油脂社製；ケッチェンブラックＥＣ）を２重量部、シリカ（日本アエロジル社製；＃２００）を１．５重量部の割合で用い、それ以外については上記のキャリアＡの場合と同様にして製造し、体積平均粒径が約６０μｍになったキャリアＦを得た。
【００４６】
キャリアＧを製造するにあたっては、その原料として、ポリエステル樹脂（花王社製；タフトンＮＥ−１１１０）を１００重量部、残留磁化が１５．８ｅｍｕ／ｇ，飽和磁化が６６．１ｅｍｕ／ｇの磁性粉を２５０重量部、シリカ（日本アエロジル社製；＃２００）を１．５重量部の割合で用い、それ以外については上記のキャリアＡの場合と同様にして製造し、体積平均粒径が約２８μｍになったキャリアＧを得た。
【００４７】
なお、上記の各磁性粉の残留磁化及び飽和磁化については、直流磁化特性自動記録装置（ＴＹＰＥ−３２５７）を用いて１エルステッドの磁場中における値を測定した。また、各キャリアＡ〜Ｇにおけるの体積平均粒径については、コールターマルチサイザー（コールター社製）を用い、２８０μｍのアパーチャーチューブで粒径別相対体積分布を測定した。
【００４８】
次に、上記のキャリアＡ〜Ｇについて、その残留磁化，飽和磁化，真比重，ゆるみ見掛け比重，前記Ｘ² ／σ² の値、体積固有抵抗値、動的電流値を求め、体積平均粒径と共にその結果を下記の表１に示した。
【００４９】
ここで、残留磁化及び飽和磁化については、磁性粉の場合と同様に直流磁化特性自動記録装置（ＴＹＰＥ−３２５７）を用いて測定した。また、真比重については、エステック社製のＰＹＣＮＯＭＥＴＥＲＤＭ−１０００を使用して測定した。また、ゆるみ見掛け比重については、パウダーテスタ（ホソカワミクロン社製）を使用して測定した。また、体積固有抵抗値については、金属製の円形電極上に厚さ１ｍｍ，直径５０ｍｍになるようにキャリアを置き、質量１ｋｇ，直径２０ｍｍの電極と、内径３８ｍｍ，外径４２ｍｍのガード電極とを載せ、５００Ｖの直流電圧を印加し１分後の抵抗値を読み取って、各キャリアにおける体積固有抵抗値を換算した。また、動的電流値を測定するにあたっては、図２に示すように、内部にマグネットローラ２１が設けられて磁束密度が１０００ガウスになったスリーブローラ２２上にキャリア３を５ｇ供給すると共に、このスリーブローラ２２と電極管２３との間隔を１ｍｍに設定し、上記のマグネットローラ２１を５０ｒｐｍで回転させると共に、直流電源２４から５００Ｖの直流電圧を印加し、キャリア３を通して電極管２３に流れた電流値を電流計２５により測定し、これを動的電流値として示した。
【００５０】
【表１】

【００５１】
次に、上記のキャリアＡ〜Ｇとトナーとを混合させた現像剤を上記の図１に示す現像装置１０に用いて画像形成を行なうようにした。
【００５２】
ここで、トナーに使用するバインダー樹脂として、下記のようにして製造した２種類のポリエステル樹脂（１），（２）を用いるようにした。
【００５３】
ここで、ポリエステル樹脂（１）を製造するにあたっては、２リットルの４つ口フラスコに還流冷却器，水分離装置，窒素ガス導入管，温度計，撹拌装置を取り付け、この４つ口フラスコをマントルヒーター内に設置し、この４つ口フラスコ内に、アルコール成分として、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを７３５ｇとポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを２９２．５ｇ、２価のカルボン酸としてテレフタル酸を４４８．２ｇ、３価のカルボン酸としてトリメリット酸を２２ｇ加え、上記フラスコ内に窒素を導入しながら、これらを撹拌させて２２０℃で反応させた。そして、この反応の進行を酸価を測定しながら追跡し、所定の酸価に達した時点で反応を終了させて、軟化点が１０５．１℃のポリエステル樹脂（１）を得た。
【００５４】
また、ポリエステル樹脂（２）を製造するにあたっては、上記の４つ口フラスコ内に、アルコール成分としてポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを７３５ｇと、ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを２９２．５ｇ、２価のカルボン酸としてテレフタル酸を２４９ｇとコハク酸を１７７ｇ、３価のカルボン酸としてトリメリット酸を２２ｇ加え、それ以外については上記のポリエステル樹脂（１）の場合と同様にして、軟化点が１５０．１℃のポリエステル樹脂（２）を得た。
【００５５】
そして、上記のポリエステル樹脂（１）を６５重量部、ポリエステル樹脂（２）を３５重量部、酸化型ポリプロピレン（三洋化成工業社製：ビスコールＴＳ−２００）を３重量部、負荷電制御剤（オリエント化学工業社製：ボントロンＳ−３４）を５重量部、カーボンブラック（キャボット社製：モーガルＬ）を８重量部の割合にして、これらを十分混合した後、ベント二軸混練装置により１４０℃で溶融混練し、この混練物を冷却させた後、フェザーミルで粗粉砕し、更にジェット粉砕機で微粉砕し、その後、風力分級して体積平均粒径が９μｍの黒色微粉末を得た。そして、この黒色微粉末１００重量部に対して、疎水性シリカ（ワッカー社製；Ｈ−２０００）を０．３重量部添加し、これをヘンシェルミキサー（三井三池化工機社製）により１０００ｒｐｍで１分間処理して負帯電性のトナーを得た。
【００５６】
そして、実験例１〜９においては、上記のようにして製造したトナーに対して前記のキャリアＡ〜Ｇを下記の表２に示すように組み合わせた現像剤を、図１に示した前記の現像装置１０に用い、また各現像剤中における上記のトナーの含有量を同表に示す割合にした。
【００５７】
そして、これらの実験例１〜９においては、前記の現像装置１０において、現像スリーブ１１と磁性ブレード１３との間隔を調整し、現像スリーブ１１によって現像領域に搬送される現像剤１の搬送量を５．０ｍｇ／ｃｍ² に調整すると共に、感光体２の周速度を１６５ｍｍ／ｓ、現像スリーブ１１の周速度を３００ｍｍ／ｓに調整し、上記の感光体２においてトナーＴを供給する部分の表面電位が−４５０Ｖ，トナーＴを供給しない部分の表面電位が−１００Ｖになるようにした。
【００５８】
そして、現像スリーブ１１と感光体２とが対向する現像領域において、前記の現像バイアス電源１２から−３５０Ｖの直流電圧と、周波数が３ｋＨｚの矩形波でｄｕｔｙ比（現像：回収）が１：１になった交流電圧と重畳させた現像バイアス電圧を印加させて反転現像を行なうようにした。なお、現像領域において現像スリーブ１１と感光体２との間に作用させる振動電界（Ｖp-p ／Ｄｓ）は下記の表２に示すように調整した。
【００５９】
そして、上記のようにして現像されて形成された画像について、画像濃度、カブリ、キャリア付着及び濃度ムラの評価を行ない、その結果を下記の表２に合わせて示した。
【００６０】
ここで、画像濃度については、十分な画像濃度が得られた場合を○、若干画像濃度が低い場合を△、画像濃度が低くて実用上問題がある場合を×で示した。また、カブリについては、画像の白地部のトナーカブリを目視により評価し、実用上問題にならない場合を○、カブリが目立ち画像ノイズとして問題がある場合を×で示した。また、キャリア付着については、画像の非画像部に現像されたキャリアを目視により評価し、キャリア付着がない場合を○、キャリア付着が生じているが実用上問題とならないレベルの場合を△、キャリア付着が目立ち画像ノイズとして問題がある場合を×で示した。また、濃度ムラについては、目視によって評価し、濃度ムラがない場合を○、濃度ムラがあっても実用上問題がない場合を△、濃度ムラがかなりあり問題がある場合を×で示した。
【００６１】
【表２】

【００６２】
この結果、残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下で体積平均粒径が１０〜５０μｍの範囲になったキャリアＡ〜Ｃを用いた実験例１〜３のものにおいては、形成される画像にカブリや濃度ムラやキャリア付着等がなく、十分な画像濃度を有する良好な画像が得られたのに対し、残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇより大きなキャリアＤ〜Ｇを用いた実験例４〜９のものにおいては、十分な画像濃度を有する画像が得られなかったり、形成される画像にカブリや濃度ムラ等が発生していた。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における現像方法によって現像を行なうと、像担持体上に供給されたトナーが現像剤搬送部材上における現像剤の磁気ブラシによって掻き取られて、像担持体上に形成されたトナー像が乱れたり、キャリアが像担持体に付着して、形成された画像にキャリアによる抜けが発生したり、付着したキャリアによって像担持体が傷つき、形成される画像に筋状のノイズや斑点状のノイズが発生するということが少なく、さらに多くの現像剤が像担持体と対向する現像領域に搬送されて、形成される画像にカブリが生じたり、トナーの帯電が十分に行なわれなくなるということもなく、良好な画像が安定して得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の現像方法を実施するのに使用する現像装置の一例を示した概略説明図である。
【図２】キャリアにおける動的電流値を測定する状態を示した概略説明図である。
【符号の説明】
１現像剤
２像担持体（感光体）
３キャリア
１０現像装置
１１現像剤搬送部材（現像スリーブ）
１１ａマグネットローラ
１２現像バイアス電源
Ｔトナー

Claims

現像剤搬送部材によりトナーとキャリアとを含みトナーの重量比が８〜２０重量％の範囲にある現像剤をこの現像剤搬送部材上に現像剤の量が０．７〜１０．０ｍｇ／ｃｍ^２の範囲の薄層状態にして像担持体と対向する現像領域に搬送し、この現像領域に振動電界を作用させて、現像剤搬送部材から現像剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行なう現像方法において、上記のキャリアとして、残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下であると共に真比重が１．５〜４．０ｇ／ｃｃの範囲にあるキャリアを用いたことを特徴とする現像方法。
請求項１に記載した現像方法において、前記のキャリアとして、飽和磁化が３０〜８０ｅｍｕ／ｇの範囲にあるキャリアを用いたことを特徴とする現像方法。
請求項１又は２に記載した現像方法において、前記のキャリアとして、ゆるみ見掛け比重が０．５〜２．０ｇ／ｃｃの範囲にあるキャリアを用いたことを特徴とする現像方法。
請求項１〜３の何れか１項に記載した現像方法において、前記のキャリアとして、その体積平均粒径Ｘが１０〜５０μｍの範囲にあり、かつＸ^２／σ^２≧９．０（σ^２はキャリアにおける粒径分布の分散）の条件を満たすキャリアを用いたことを特徴とする現像方法。