JPH1073996A

JPH1073996A - 画像形成方法及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH1073996A
Application number: JP8274769A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yanagida; 和彦柳田; Ishi Kin; 石金; Shigeru Inaba; 繁稲葉; Migaku Fukuhara; 琢福原; Yasuhiro Oda; 康弘織田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-10-17
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】現像トナー量を安定させ、且つブラシマーク
やキャリアオーバーを防止する。【解決手段】感光体上に画像データに基づいて潜像を
形成する潜像形成工程と、該潜像を現像バイアス電位が
印加されたマグロール上の現像剤で現像する現像工程と
を含む画像形成方法において、該現像剤が、芯材上に、
導電粉が分散された樹脂被覆層を有する磁性キャリアで
あって１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界下における磁気ブラシの状
態での芯材及び磁性キャリア全体の抵抗がそれぞれ１Ω
ｃｍ以下、１０〜１０⁹ Ωｃｍである磁性キャリア及び
トナーを含み、且つ現像バイアス電位と感光体の露光部
電位とで定まるコントラスト電位及び感光体上の潜像に
移行する現像トナー量で表される現像曲線が飽和領域を
有する現像剤であり、現像トナー量が飽和特性を示すよ
うに、マグロールに現像バイアス電位を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像をディジタル信
号として扱うディジタルプリンタ及びディジタル複写機
等の画像形成装置及びこの画像形成装置で実施される画
像形成方法に係り、特にトナーと磁性キャリアとを混合
した二成分現像剤を用いる画像形成装置及び画像形成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル画像形成装置は、文字や画像
データに基づき感光体上の予め決められた場所の２次元
情報として、オン／オフの２値の情報が与えられる。係
る方式を用いて中間調画像を記録する場合、アルゴリズ
ムが比較的簡易でありまた低コストであることから、従
来から網点構造や万線構造を用いた面積変調法が多くの
ディジタル電子写真方式のプリンタや複写機において採
用されている。

【０００３】また、電子写真方式を利用した多階調を再
現する画像形成装置、特にカラー画像形成装置において
は、その現像方式として、キャリアとトナーより成る二
成分現像剤を用いた二成分磁気ブラシ現像方式が、安定
した帯電性能等の点より利用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】２成分磁気ブラシ現像
法では、電気抵抗の高いキャリアを用いる絶縁性磁気ブ
ラシ現像法と、比較的電気抵抗の低いキャリアを用いる
導電性磁気ブラシ現像法とが知られている。絶縁性磁気
ブラシ現像法は、感光体上の潜像電位と画像濃度の関係
が線形で、その傾きが小さいことが特徴であるが、反
面、べタの埋まりが悪く、エッジ効果も大きいという特
徴を有している。また、導電性磁気ブラシ現像法は、絶
縁性磁気ブラシ現像法とは反対に、エッジ効果がなくべ
タの埋まりが良い反面、感光体上の潜像電位と画像濃度
の関係が急峻で、その傾きが大きいという特徴を有し、
キャリアオーバー（キャリアの感光体への移行）や、バ
イアスリークを原因とする潜像の破壊によるブラシマー
クが出やすいという欠点を有している。

【０００５】これらの問題は、黒トナーのみを用いて白
黒画像を形成する場合には、その程度が軽微であれば、
官能的な画質に大きな影響を与えないが、有彩色トナー
を重ね合わせてカラー画像を形成する場合には致命的な
欠点となる。白黒画像では上記問題は微視的な濃度の変
化として捉えられるにとどまるが、カラー画像では上記
問題は微視的な色相の変化として捉えられ、色の違うノ
イズが階調画像の中に存在することになるからである。
従って、上記問題は特にカラー画像において官能的な画
質に非常に悪い影響を及ぼす。

【０００６】この点を改善して、べタの埋まりがよく、
エッジ効果が少ない上に、キャリアオーバーや、ブラシ
マークが出にくい導電性磁気ブラシを得る方法が、幾つ
か開示されている。

【０００７】例えば、特公平７−１２００８６号公報で
は、比較的電気抵抗の低い芯材（コア）を高抵抗の樹脂
で被覆したキャリアの電気抵抗が、ある電界で急激に変
化し、低電界では高抵抗、高電界では低抵抗となること
を利用する方法が開示されている。この公報では、この
ようなキャリアを用いることによって、良好な黒ベタ印
字が行われ、非潜像部でのキャリアオーバーも起きない
と説明されている。しかしながら、特公平７−１２００
８６号公報の実施例及び作用に記載された説明から、樹
脂被覆層の膜厚はかなり薄く、部分的に低抵抗の芯材が
露出していると推定され、このような構造をしているた
めにキャリアの電気抵抗が高電界で低抵抗になると考え
られる。実際、後述する比較例にあるように、芯材が膜
厚の厚い樹脂被覆層で完全に被覆されたキャリアの電気
抵抗は高電界でも高抵抗であり、良好なべた画像は得ら
れなかった。低抵抗の芯材の一部が露出した上記の部分
被覆キャリアでは露出面を介して電荷が移動しやすく、
このために潜像部にブラシマークが発生しやすい。

【０００８】また、特開昭６１−１０７２５７号公報及
び特開昭６１−１３０９５９号公報では、比較的電気抵
抗が低く表面に一次粒子に基づく凹凸を有するフェライ
トが開示されている。これらの公報では、キャリアがこ
のような微細な凹凸を有するために異極性の電荷間での
リークが抑えられてブラシマークが防止されると説明さ
れている。しかしながら、キャリア表面に微細な凹凸を
有するがためにトナーとの接触面積が増え、その結果ト
ナーが付着しやすくなってキャリアとしての帯電付与能
力が経時劣化していくという問題がある。

【０００９】さらに、特開平６−１６１１５７号公報で
は、樹脂被覆キャリアの芯材の電気抵抗とキャリア自体
の電気抵抗との比が規定されており、これにより、解像
度、ベタ画像濃度及び細線再現性のすべてを同時に満足
できることが示されている。しかしながら、特にカラー
画像に対しての画像欠陥の防止という点では十分な効果
は見出されていない。

【００１０】以上のように、導電性磁気ブラシに関係す
る画像欠陥、即ち、キャリアオーバーや、バイアスリー
クを原因とする潜像の破壊によるブラシマーク等に対し
ては、カラー画像を初めとする、近年の高画質に対する
厳しい要求からすると、従来の画像形成方法は今だ十分
でないというのが実情である。

【００１１】本発明は上記従来の問題点に鑑み、感光体
に感度ムラ等があっても潜像に移行する現像トナー量が
安定であり、ベタの埋まりが良好でエッジ効果やブラシ
マークのない中間調画像を達成する一方、キャリアオー
バーを防止することが可能な画像形成方法及び画像形成
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、樹脂被覆
層を有するキャリアの電気抵抗を制御することで、エッ
ジ効果のない良好なべた画像を得られ、且つ、キャリア
オーバーやブラシマークが生ずることのない現像剤を得
るための研究を続けてきたが、現像トナー量を安定させ
るには現像バイアス電位と潜像担持体の露光部電位とで
定まるコントラスト電位及び潜像担持体上の潜像に移行
する現像トナー量で表される現像曲線が飽和領域を有す
る現像剤を使用する必要があること、及び樹脂被覆キャ
リア自体の電気抵抗が同じであっても、芯材の電気抵抗
によって飽和特性に違いがあることを見い出し、本発明
を完成するに至った。

【００１３】上記の目的を達成するために、本発明は、
一様に帯電された潜像担持体上に画像データに基づいて
潜像を形成する潜像形成工程と、該潜像を現像バイアス
電位が印加された現像剤担持体に担持された現像剤で現
像する現像工程とを含む画像形成方法において、該現像
剤が、芯材上に樹脂被覆層を有する磁性キャリアであっ
て１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界下における磁気ブラシの状態で
の芯材及び前記磁性キャリア全体の電気抵抗がそれぞれ
１Ωｃｍ以下、１０¹ 乃至１×１０⁹ Ωｃｍである磁性
キャリア及びトナーを含み、且つ該現像バイアス電位と
該潜像担持体の露光部電位とで定まるコントラスト電位
及び該潜像担持体上の潜像に移行する現像トナー量で表
される現像曲線が飽和領域を有する現像剤であり、該現
像トナー量が飽和特性を示すように、該現像剤担持体に
該現像バイアス電位を印加することを特徴とする。

【００１４】また、本発明は、一様に帯電された潜像担
持体上に画像データに基づいて潜像を形成する潜像形成
手段と、該潜像をバイアス印加手段によって現像バイア
ス電位が印加された現像剤担持体に担持された現像剤で
現像する現像手段とを含む画像形成装置において、該現
像剤が、芯材上に樹脂被覆層を有する磁性キャリアであ
って１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界下における磁気ブラシの状態
での芯材及び前記磁性キャリア全体の電気抵抗がそれぞ
れ１Ωｃｍ以下、１０¹ 乃至１×１０⁹ Ωｃｍである磁
性キャリア及びトナーを含み、且つ該現像バイアス電位
と該潜像担持体の露光部電位とで定まるコントラスト電
位及び該潜像担持体上の潜像に移行する現像トナー量で
表される現像曲線が飽和領域を有する現像剤であり、該
バイアス印加手段は、該現像トナー量が飽和特性を示す
ように、該現像剤担持体に該現像バイアス電位を印加す
ることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１６】本発明に使用される現像剤は、芯材上に樹
脂被覆層を有する磁性キャリア及びトナーを含み、その
現像曲線が飽和領域を有する現像剤であることが必要で
ある。

【００１７】キャリアの芯材としては、公知の鉄粉、フ
ェライト、マグネタイト等を適宜使用することができ
る。実機での現像電界に近い１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界で磁
気ブラシの形にして測定した時の芯材の電気抵抗は１Ω
ｃｍ以下であることが必要である。芯材の該電気抵抗が
１Ωｃｍを越えると、飽和領域を得るためのキャリアの
電気抵抗を低くしなければならず、バイアスリークによ
るブラシマークや、キャリアオーバーが起こりやすくな
る為好ましくない。

【００１８】ここで、飽和領域とは、図１に示されるよ
うに、現像曲線において、コントラスト電位が所定値以
上になったときに潜像に移行する現像トナー量が限度に
達しコントラスト電位の変化によって現像トナー量が殆
ど変化しない領域をいう。

【００１９】芯材の電気抵抗は、例えば、鉄粉の場合に
は微量元素の存在量や表面への酸化処理の程度等によ
り、フェライトの場合には金属酸化物の配合比や造粒後
の熱処理条件により制御することができる。このように
原料や製造条件の違いにより種々の電気抵抗を持った芯
材が磁性材料メーカーから市販されており、このような
市販の芯材を本発明に使用することができる。

【００２０】樹脂被覆層を形成する樹脂としては、ポリ
エチレン及びポリプロピレンのようなポリオレフィン系
樹脂；ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニト
リル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、
ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカ
ルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン
のようなポリビニル系樹脂並びにポリビニリデン系樹
脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；スチレン−アク
リル酸共重合体；オルガノシロキサン結合からなるスト
レートシリコン樹脂及びその変性品；ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン
及びポリクロロトリフルオロエチレンのようなフッ素樹
脂；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；
尿素−ホルムアルデヒド樹脂のようなアミノ樹脂；エポ
キシ樹脂等が挙げられる。これらは単独で使用してもよ
いし、複数の樹脂を混合して使用してもよい。

【００２１】樹脂被覆層の厚みは０．１〜５μｍ、好ま
しくは０．５〜３μｍである。樹脂被覆層の電気抵抗は
１０乃至１×１０⁸ Ωｃｍであることが好ましく、１０
³ 〜１０⁷ Ωｃｍであることがより好ましい。芯材の電
気抵抗が低くても樹脂被覆層の電気抵抗が１×１０⁸ Ω
ｃｍを越えると磁性キャリア全体の電気抵抗が高くな
り、良好なべた画像が得られない。一方、樹脂被覆層の
電気抵抗が１０Ωｃｍ未満であると、樹脂被覆層中を通
っての電気伝導が支配的になる為、ブラシマークやキャ
リアオーバーが起こりやすくなる。なお、樹脂被覆層の
厚みが０．３μｍ未満の場合には、絶縁性の樹脂被覆層
を使用してもよい。

【００２２】樹脂被覆層の電気抵抗を前記範囲にするた
めに、樹脂被覆層に導電粉を添加することができる。樹
脂被覆層に添加する導電粉には、１×１０⁶ Ωｃｍ以下
の電気抵抗を有するものが好適に使用され、具体的に
は、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ス
ズ、酸化鉄、チタンブラック等が挙げられる。１×１０
³乃至１×１０⁶ Ωｃｍの範囲の電気抵抗を有する導電
粉が特に好ましく用いられる。この範囲の導電粉を用い
ることにより、現像バイアスのラチチュードを広げるこ
とができる。また、導電粉の含有率は、一般に、樹脂被
覆層の４〜５０体積％とすることができる。

【００２３】樹脂被覆層の電気抵抗は、ＩＴＯ導電ガラ
ス基板の上にアプリケーター等により数μｍ程度の厚み
の樹脂被覆膜が形成され、さらにその上に金電極が蒸着
により形成されたものを使用して電流−電圧特性を求
め、求めた電流−電圧特性から算出することができる。

【００２４】樹脂被覆層を芯材上に形成する方法として
は、樹脂が溶解された溶剤中に導電粉が分散された樹脂
被覆層形成用溶液中に芯材を浸漬する浸漬法、樹脂被覆
層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を
流動エアーにより浮遊させた状態で樹脂被覆層形成用溶
液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中で芯材と樹
脂被覆層形成用溶液を混合し溶剤を除去するニーダーコ
ーター法等が挙げられる。

【００２５】樹脂被覆層形成用塗布液に使用する溶剤
は、該樹脂を溶解するものであれば特に限定されるもの
ではなく、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化
水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、
テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類が使
用できる。また、導電粉の分散には、サンドミル、ホモ
ミキサー等を使用することができる。

【００２６】以上のように形成された磁性キャリア全体
の１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界下における磁気ブラシの状態で
の電気抵抗は１０¹ 乃至１×１０⁹ Ωｃｍであることが
必要である。磁性キャリアの該電気抵抗が１０¹ Ωｃｍ
未満であると、潜像担持体上にキャリアが付着し、ま
た、ブラシマークが出やすくなる。一方、磁性キャリア
の該電気抵抗が１×１０⁹ Ωｃｍを越えると、飽和領域
が得られない。磁性キャリアの該電気抵抗は、１０³ 〜
１０⁹ Ωｃｍであることがより好ましい。

【００２７】芯材の電気抵抗が低いキャリアを使用した
場合、キャリア全体としての電気抵抗が比較的高い場合
でも、良好な飽和領域が得られる理由は正確には分かっ
ていないが、以下のように推論する。電気抵抗の高いキ
ャリアにおいては現像電界が弱いため現像曲線の立ち上
がりが穏やかとなり、現像剤層内に電界が存在して現像
剤層表面だけでなく現像剤層内部からもトナーが潜像に
現像されるため、飽和しにくいと考えられる。一方、電
気抵抗の低いキャリアでは現像電界が強いため現像曲線
の立ち上がりが急峻であり、現像剤層内が導電性に近く
電界を持たないため現像剤層表面のトナーだけが現像に
使用され、このため現像トナー量が飽和すると考えられ
る。これは、電気抵抗の低いキャリアでは、現像電極が
潜像担持体近傍に形成されることを意味しており、この
ことが飽和領域をもたらすと考えられる。

【００２８】また、一般に電界中に導電体を置くと、電
場に沿って電荷が再配列し、いわゆる分極が生ずる。そ
の分極の速度は導電体の電気抵抗に関係し、電気抵抗が
低い程分極の速度は早いと考えられる。そして、これと
同様の現象が現像域中に置かれた現像剤のキャリアの芯
材内部でも起こっていると考えられ、キャリアの芯材の
電気抵抗が十分低く現像が行われる１０^-3秒程度の時間
の間にキャリアの芯材の分極が完了すれば、潜像担持体
からの電荷注入効果に、芯材自体の分極による現像電極
効果が加わるものと考えられる。従って、芯材自体の分
極効果が得られるため、芯材の電気抵抗が高い場合と比
べて、キャリア自体の電気抵抗を高くしても飽和領域が
得られるものと考えられる。

【００２９】芯材及び磁性キャリアの電気抵抗は、現像
剤担持体近傍に配置された平板電極と現像剤担持体との
間に芯材又はキャリアを充填して磁気ブラシを形成し、
前記電圧を印加した時に流れる電流、及びｌｏｇＪ∝√
Ｅの関係から求める。ここで、Ｅは印加電界、Ｊは電流
密度をそれぞれ示す。磁性キャリアや芯材（特に芯材）
の電気抵抗が低すぎて１０³ Ｖ／ｃｍ以上の高電界では
電気抵抗を測定できない場合には先の関係式から実際の
測定に用いられた電界での電気抵抗を１０⁴ Ｖ／ｃｍの
電界での電気抵抗に換算することによって求められる。

【００３０】上記磁性キャリアの体積平均粒子径は１０
〜１００μｍであることが好ましく、２０〜８０μｍで
あることがより好ましい。磁性キャリアの体積平均粒径
が１０μｍ未満では現像装置からの現像剤の飛び散りが
発生し、磁性キャリアの体積平均粒径が１００μｍを越
えると十分な画像濃度を得ることができない。

【００３１】キャリアと共に使用されるトナーは結着樹
脂及び着色剤を含み、結着樹脂としては、スチレン、ク
ロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、
ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酢酸ビニル
等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリ
ル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタク
リル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸
エステル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテ
ル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル、ビニル
メチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロ
ペニルケトン等のビニルケトン等の単独重合体又は共重
合体、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シ
リコン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィン、ワ
ックス類を例示することができ、特に代表的な結着樹脂
としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレンを挙げることができ
る。

【００３２】また、着色剤としては、カーボンブラッ
ク、ニグロシン、アニリンブルー、カルコイルブルー、
クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイ
ルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリ
ド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーン・オキ
サレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．
ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レ
ッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、
Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメン
ト・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：
１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を代表的な
ものとして例示することができる。

【００３３】トナーには所望により公知の帯電制御剤、
定着助剤等の添加剤を含有させてもよい。

【００３４】本発明において、下記の式で定義されるｆ
はトナーがキャリアを覆う被覆率（百分率）を表し、現
像剤の電気抵抗や現像量に関係するが、２０乃至７５で
あることが好ましい。ｆが２０より小さい場合には、十
分な画像濃度が得られなくなり、ブラシマークやキャリ
アオーバー等の画像欠陥が生じやすくなる。また、ｆが
７５より大きい場合には飽和領域が得られなくなる。

【００３５】

【数２】

【００３６】式中、Ｒは磁性キャリアの体積平均粒子径
（μｍ）を、ｒはトナーの体積平均粒子径（μｍ）を、
Ｃはトナー比濃度（キャリア１００重量部に対するトナ
ーの重量部）を、ρ_cはキャリアの比重を、ρ_tはトナ
ーの比重をそれぞれ示す。

【００３７】本発明では、一様に帯電された潜像担持体
上に画像データに基づいて潜像を形成する潜像形成工程
と、該潜像を現像バイアス電位が印加された現像剤担持
体に担持された現像剤で現像する現像工程とを含む画像
形成方法、又は一様に帯電された潜像担持体上に画像デ
ータに基づいて潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像
をバイアス印加手段によって現像バイアス電位が印加さ
れた現像剤担持体に担持された現像剤で現像する現像手
段とを含む画像形成装置において、上記の現像剤を使用
し、潜像上に移行する現像トナー量が飽和特性を示すよ
うに、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する。

【００３８】ここで、飽和特性とは、現像剤担持体に印
加される現像バイアス電位と潜像担持体の露光部電位と
で定まるコントラスト電位の変化によって現像トナー量
が殆ど変化しないことをいう。

【００３９】例えば、前記現像曲線の傾きが現像開始時
の傾きに比べ１／５以下になるようなコントラスト電位
をＶ_sとしたときに、現像バイアス電位Ｖ_biasの絶対値
｜Ｖ _bias｜から、入力画像面積率１００％の露光を行っ
た場合の露光部の平均的な感光体表面電位Ｖ_lの絶対値
｜Ｖ_l｜を引いた値が｜Ｖ_s｜よりも大きくなるように
現像バイアス電位を現像剤担持体に印加することができ
る。このように現像バイアス電位を設定することによ
り、感光体の感度ムラ等がある場合でも現像トナー量が
安定し、良好な画像の再現が可能となる。

【００４０】具体的には、ピーク間電圧が１００乃至５
００且つ周波数が４００Ｈｚ乃至２０ｋＨｚの交番電界
を直流電界に重畳した現像バイアス電位を用いることが
好ましい。

【００４１】図２には本発明が適用される画像形成装置
の一例が示されている。この画像形成装置１０は、画像
形成装置１０全体を制御する制御部１２、原稿に光を照
射して原稿を透過した又は原稿から反射された光から各
色毎の画像信号を作成する原稿読み取り部１４、矢印Ａ
方向に回転する潜像担持体としての感光体１６、感光体
１６の近傍に配置され感光体１６を一様に帯電させる帯
電器１８、帯電器１８の回転方向下流側に配置され、且
つ帯電した感光体１６の電位を測定する電位センサ２
０、電位センサ２０よりも回転方向上流側に形成された
露光部２１で帯電した感光体１６を、原稿読み取り部１
４からの画像データに基づいて走査露光して潜像を形成
する光ビーム走査装置（ＲＯＳ）２２、露光部２１より
も回転方向下流側に配置され、且つ潜像にトナーを移行
させて可視像を形成する回転現像器２４、回転現像器２
４よりも回転方向下流側に配置され、且つ可視像を記録
材に転写する転写器２６、転写器２６よりも回転方向下
流側に配置され、且つ感光体１６上に残留したトナーを
除去するクリーナー２８、感光体１６を露光して残留電
位を除去する前露光器３０、及び記録材上の可視像を定
着させる定着器３２を備えている。

【００４２】原稿読み取り部１４は、原稿に光を照射す
る光源（図示省略）、原稿を透過した又は原稿から反射
された光を各色に分解するカラーフィルタ（図示省
略）、各色毎の光の強度をアナログデータである電気信
号に変換する光電変換器（図示省略）、各色毎の電気信
号をディジタルデータである各色毎の画像信号に変換す
るＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器（図示省
略）、及び各色毎の画像信号を記憶するメモリ（図示省
略）を備え、メモリに記憶された画像信号は制御部１２
からの信号に基づいて各色毎に順次光ビーム走査装置２
２に出力される。

【００４３】図３に示されるように、光ビーム走査装置
２２は、レーザビーム３８を照射する半導体レーザ３
４、原稿読み取り部１４からの画像信号に基づいて半導
体レーザ３４のオン、オフを行うパルス幅変調装置３
６、半導体レーザ３４から照射されたレーザビーム３８
を平行ビームにするコリメータレンズ４０、コリメータ
レンズ４０からの平行ビームを感光体１６に向けて等角
速度で偏向するポリゴンミラー４２、ポリゴンミラー４
２と感光体１６との間に配置されて感光体１６上に所定
サイズのビームスポットを形成するｆθレンズ４４、及
び光走査開始タイミングを検出するためのＳＯＳ信号を
発生する走査開始信号生成用センサ４６を備えている。

【００４４】図４に示されるように、パルス幅変調装置
３６は、原稿読み取り部１４からのディジタルデータで
ある画像信号をアナログデータである電気信号に変換す
るＤ／Ａ変換器４８、周波数の異なる複数のノコギリ波
を形成するノコギリ波発振器５０、解像度に応じてノコ
ギリ波発振器５０で形成される複数のノコギリ波から所
望の周波数のノコギリ波を選択する波形選択回路５２、
波形選択回路５２から出力されるノコギリ波の電圧がＤ
／Ａ変換器４８から出力される電気信号の電圧以上であ
るときに半導体レーザ３４をオンにするためのオン信号
を出力する比較回路５４を備えており、以上の構成によ
り原稿の画像濃度に応じた長さのオン信号が出力され
る。

【００４５】図２に示されるように、回転現像器２４は
円筒状とされ、イエロー、シアン、マゼンタ及び黒用の
４台の反転現像式且つ２成分現像式の現像部５６（５６
Ａ〜５６Ｄ）により構成されている。図５には、現像部
５６の概略構成が示されている。現像部５６は、扇筒状
とされ且つ外周に軸方向に沿って開口部５７Ａが形成さ
れた現像ハウジング５７と、放射状に配置された複数の
固定磁石５８（５８Ａ〜５８Ｅ）及び固定磁石５８の周
りを矢印Ｂ方向に回転する現像スリーブ６０からなるマ
グロール６２と、現像スリーブ６０に白地部へのトナー
付着を抑制するための直流重畳交流バイアス電圧を供給
するバイアス電源６４と、開口部５７Ａより回転方向上
流側に配置され、且つ現像剤からなる磁気ブラシの厚み
を一定にするトリマーバー６６と、マグロール６２の下
方に配置され、且つ現像剤を攪拌するためのスクリュー
オーガー６８Ａ、６８Ｂと、スクリューオーガー６８
Ａ、６８Ｂの間に配置され、且つ端部に図示しない開口
部が形成された隔壁７０と、スクリューオーガー６８Ｂ
に補給トナーを供給する図示しないトナー補給器とを備
えており、マグロール６２とスクリューオーガー６８
Ａ、６８Ｂとトリマーバー６６とトナー補給器と隔壁７
０とは現像ハウジング５７内に収容されている。

【００４６】マグロール６２は、その軸方向が感光体１
６の軸方向と平行になるように取付けられており、且つ
回転現像器２４は各現像部５６の現像ハウジング５７の
開口部５７Ａが感光体１６と対向する位置に配置された
ときに、その現像部５６に含まれたマグロール６２と感
光体１６との間に所定の間隙が形成されるように配置さ
れる。

【００４７】また、複数の固定磁石５８は、開口部５７
Ａより回転方向下流側に配置される隣接する固定磁石５
８Ｂ、５８Ｃの極性が同じになり、且つその他の隣接す
る固定磁石５８Ｃと５８Ｄ、５８Ｄと５８Ｅ、５８Ｅと
５８Ａ、５８Ａと５８Ｂ、の極性が異なるように配置さ
れており、スクリューオーガー６８Ａの上方に配置され
た固定磁石５８Ｃと５８Ｄの吸引力によってマグロール
６２に付着した磁気ブラシが、固定磁石５８Ｄと５８
Ｅ、固定磁石５８Ｅと５８Ａの吸引力及びマグロール６
２の回転によって現像ハウジング５７の開口部５７Ａに
搬送されて、感光体１６を習擦（現像）すると共に、マ
グロール６２上に残留したトナーが固定磁石５８Ｂ、５
８Ｃの反発力によって、マグロール６２から除去され、
現像ハウジング５７の下方へ落下するようになってい
る。

【００４８】また、スクリューオーガー６８Ａ、６８Ｂ
の回転方向は反対方向とされ、隔壁７０の端部に形成さ
れた図示しない開口部で現像剤を受け渡し、これにより
補給されたトナーとキャリアとが十分に攪拌された現像
剤がマグロール６２に供給される。

【００４９】上記構成の回転現像器２４は制御部１２に
接続された図示しない駆動装置に接続され、制御部１２
からの信号に基づいて断続的に回転される。そして、こ
れにより、各色毎の潜像が形成される毎に、該当する色
のトナーで潜像が現像される。

【００５０】図２に示されるように、転写器２６は矢印
Ｃ方向に回転する転写ドラム７２を備えている。この転
写ドラム７２は、その軸方向が感光体１６の軸方向と平
行で且つ感光体１６と転写ドラム７２との間に所定の間
隙が形成されるように配置される。また、転写ドラム７
２の周囲には、転写ドラム７２と感光体１６とが接近し
た転写部７４よりも回転方向上流側に配置され、且つ搬
送路７６から搬送された記録材を吸着するために転写ド
ラム７２を帯電させる記録材吸着用帯電器７８、前記転
写部７４近傍に配置され、且つ感光体１６上のトナー画
像を転写ドラム７２上に転写するための転写帯電器８
０、転写帯電器８０よりも回転方向下流側に配置され、
且つ吸着した記録材を剥離するために転写ドラム７２を
帯電する剥離用帯電器８２、剥離用帯電器８２より回転
方向下流側に配置され、且つ記録材を転写ドラム７２か
ら剥離するための剥離爪８４及び剥離爪８４よりも回転
方向下流側に配置され、且つ転写ドラム７２上に残留し
た電荷を除去するための除電用帯電器８６を備えてい
る。

【００５１】定着器３２は搬送路７６上且つ剥離爪８４
よりも搬送方向下流側に配置されており、この定着器３
２は、搬送路７６を挟む一対の定着ロール８８Ａ、８８
Ｂを備えている。一対の定着ロール８８Ａ、８８Ｂの少
なくとも一方は図示しない加熱器によって加熱されてお
り、転写器２６から搬送された記録材は一対の定着ロー
ル８８Ａ、８８Ｂのニップ部に案内され、このニップ部
で加熱されることによって記録材上の多色画像が定着す
る。

【００５２】定着ロール８８Ａ、８８Ｂより搬送方向下
流側にはトレイ９０が配置され、画像が定着した記録材
は定着ロール８８Ａ、８８Ｂの回転によりこのトレイ９
０に案内される。

【００５３】以上の画像形成装置１０では、原稿は原稿
読み取り部１４により読み取られ、これにより各色毎の
画像信号を形成され、形成された各色毎の画像信号は順
次光ビーム走査装置２２に出力される。一方、感光体１
６は帯電され、光ビーム走査装置２２によって各色毎の
潜像が感光体１６上に形成され、各色毎の潜像が形成さ
れる毎に、回転現像器２４が該当する色のトナーで潜像
を現像する。現像された特定の一色のトナー画像は転写
ドラム７２に吸着された記録材に転写される。以上の各
色毎の潜像の形成、現像及び転写が繰り返されることに
より、記録材に多色画像が形成される。多色画像が形成
された記録材は定着を行うための定着器３２に搬送さ
れ、最終的にトレイ９０に搬送される。

【００５４】ところで、上記画像形成装置１０で形成さ
れる潜像は２値化されており、以下、２値化された潜像
について説明する。

【００５５】図６には、光ビームスポット径ｄＢ（ｍ
ｍ）を一定、且つ主走査方向に隣り合った画素間の距離
ｄＰ（ｍｍ）（図７参照）とビームスポット径ｄＢとの
比（ｄＢ／ｄＰ）で表されるＤの値をそれぞれ１／１、
１／２、１／３とし、且つ光ビーム走査装置を用いて感
光体を入力画像面積率１０％、２０％、５０％で露光し
たときの感光体上の露光エネルギープロファイルが示さ
れている。この図６からわかるように、Ｄの値を１／
３、１／２、１／１と大きくしていく程、露光エネルギ
ープロファイルのコントラストは低下してアナログ的に
なる。

【００５６】図８（ａ）、（ｂ）は感光体の光電位減衰
特性を示し、図９（ａ）は、図６に示した露光エネルギ
ープロファイルで、図８（ａ）に示す光電位減衰特性を
持つ感光体を、入力画像面積率５０％の露光し、Ｄの値
を変えた場合における感光体の表面電位プロファイルを
計算により求めた結果である。その計算方法は、例え
ば、１９９３年に出版された「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
ＩＳ＆Ｔ‘ｓ９ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
ＣｏｎｇｒｅｓｓｏｎＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＮｏ
ｎ−ＩｍｐａｃｔＰｒｉｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｉｅｓ，９巻」の９７〜１００頁に記述されてい
る。

【００５７】図９（ａ）からわかるように、Ｄの値を大
きくするに従い、露光エネルギープロファイルのコント
ラストが低下し、それに伴い、潜像の表面電位プロファ
イルのコントラストも低下する。

【００５８】本明細書で、潜像が二値化された状態にあ
るということは、入力画像面積率５０％の露光を行った
場合の、露光部（本来露光されるべき部分）の感光体表
面電位Ｖ_aと非露光部（本来露光されてはならない部
分）の感光体表面電位Ｖ_bで形成される潜像コントラス
ト電位｜Ｖ_a−Ｖ_b｜が、感光体の帯電電位Ｖ_h、入力
画像面積率１００％の露光を行った場合の露光部の平均
的な感光体表面電位Ｖ_lとで形成される潜像コントラス
ト電位｜Ｖ_h−Ｖ_l｜の９０％以上であることを意味す
る。

【００５９】従って、図８（ａ）に示す光電位減衰特性
を持つ感光体を用いた場合、Ｄの値を１／２以下にする
ことで、潜像を二値化することができる。

【００６０】また、図８（ｂ）に示す光電位減衰特性を
持つ感光体を用いた場合、露光エネルギーを適切に調整
することにより、図９（ｂ）に示すように、Ｄの値が１
であっても潜像を二値化することができる。

【００６１】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００６２】本発明の実施例及び比較例に使用した現像
剤を以下のように製造した。（実施例１〜４、比較例１〜３）Ｉ．キャリアの製造（キャリアＡ）マグネタイト（商品名：ＭＸ０３０Ａ、富士電気化学社製、平均粒径５０μｍ）１００重量部トルエン１３．５重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０、重量平均分子量：７３０００）１．８重量部カーボンブラック（商品名：ＶＸＣ７２、キャボット社製、電気抵抗：１０^-1Ωｃｍ、比重１．８）０．３重量部（樹脂被覆層の８．５体積％）マグネタイトを除く上記成分をサンドミルにて１時間分
散して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂
被覆層形成用溶液とマグネタイトを真空脱気型ニーダー
に入れて、温度６０°Ｃで減圧しながら２０分撹拌して
マグネタイト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアＡを得
た。樹脂被覆層の厚みは０．８μｍであった。

【００６３】また、ＩＴＯ導電ガラス基板上にアプリケ
ーターを用いて上記樹脂被覆層形成用溶液を１０μｍの
厚みになるように塗布して樹脂被覆膜を得た。

【００６４】マグネタイトとキャリアＡの各々の電気抵
抗を磁気ブラシの形で測定した結果を図１０に示す。１
０⁴ Ｖ／ｃｍの電界まで外挿したときの電気抵抗はそれ
ぞれ４×１０^-5Ωｃｍ、１．８×１０⁸ Ωｃｍであっ
た。また、樹脂被覆膜の電気抵抗は１００Ｖ／ｃｍの電
界で３×１０⁵ Ωｃｍであった。（キャリアＢ）フェライト（商品名：ＭＦ−３５、パウダーテック社製、平均粒径３５μｍ）１００重量部トルエン２２重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０、重量平均分子量：７３０００）３重量部カーボンブラック（商品名：ケッチェンブラック、アグゾ社製、電気抵抗：１０^-1Ωｃｍ、比重１．８）０．８重量部（樹脂被覆層の１３体積％）フェライトを除く上記成分をサンドミルにて１時間分散
して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂被
覆層形成用溶液とフェライトを真空脱気型ニーダーに入
れて、温度６０°Ｃで減圧しながら２０分撹拌してフェ
イライト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアＢを得た。
樹脂被覆層の厚みは０．８μｍであった。

【００６５】また、ＩＴＯ導電ガラス基板上にアプリケ
ーターを用いて上記樹脂被覆層形成用溶液を１０μｍの
厚みになるように塗布して樹脂被覆膜を得た。フェライ
トとキャリアＢの各々の電気抵抗を磁気ブラシの形で測
定し、１０⁴Ｖ／ｃｍの電界まで外挿したときの電気抵
抗はそれぞれ５×１０^-2Ωｃｍ、４×１０⁷ Ωｃｍであ
った。また、樹脂被覆膜の電気抵抗は１００Ｖ／ｃｍの
電界で２×１０³ Ωｃｍであった。（キャリアＣ）フェライト（商品名：Ｃ２８−ＦＢ、富士電気化学社製、平均粒径５０μｍ）１００重量部トルエン１４重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０、重量平均分子量：７３０００）２重量部酸化スズコート硫酸バリウム（商品名：パストランＴＹＰＥ−ＩＶ、三井金属社製、電気抵抗：５Ωｃｍ、比重５．６）３．５重量部（樹脂被覆層の２３．８体積％）フェライトを除く上記成分をサンドミルにて１時間分散
して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂被
覆層形成用溶液とフェライトを真空脱気型ニーダーに入
れて、温度６０°Ｃで減圧しながら２０分撹拌してフェ
イライト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアＣを得た。
樹脂被覆層の厚みは０．８μｍであった。

【００６６】また、ＩＴＯ導電ガラス基板上にアプリケ
ーターを用いて上記樹脂被覆層形成用溶液を１０μｍの
厚みになるように塗布して樹脂被覆膜を得た。

【００６７】フェライトとキャリアＣの各々の電気抵抗
を磁気ブラシの形で測定し、１０⁴Ｖ／ｃｍの電界まで
外挿したときの電気抵抗はそれぞれ１×１０^-5Ωｃｍ、
２×１０⁶ Ωｃｍであった。また、樹脂被覆膜の電気抵
抗は１００Ｖ／ｃｍの電界で６×１０⁴ Ωｃｍであっ
た。（キャリアＤ）鉄粉（商品名：ＴＳＶ、パウダーテック社製、平均粒径６０μｍ）１００重量部トルエン８重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０、重量平均分子量：７３０００）１重量部カーボンブラック（商品名：ＶＸＣ７２、キャボット社製、電気抵抗：１０^-1Ωｃｍ、比重１．８）０．２重量部（樹脂被覆層の１０体積％）鉄粉を除く上記成分をサンドミルにて１時間分散して樹
脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂被覆層形
成用溶液と鉄粉を真空脱気型ニーダーに入れて、温度６
０°Ｃで減圧しながら２０分撹拌して鉄粉上に樹脂被覆
層を形成し、キャリアＤを得た。樹脂被覆層の厚みは
０．８μｍであった。

【００６８】また、ＩＴＯ導電ガラス基板上にアプリケ
ーターを用いて上記樹脂被覆層形成用溶液を１０μｍの
厚みになるように塗布して樹脂被覆膜を得た。

【００６９】鉄粉とキャリアＤの各々の電気抵抗を磁気
ブラシの形で測定し、１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界まで外挿し
たときの電気抵抗はそれぞれ１×１０^-14 Ωｃｍ、２×
１０ ³ Ωｃｍであった。また、樹脂被覆膜の電気抵抗は
１００Ｖ／ｃｍの電界で３×１０² Ωｃｍであった。

【００７０】比較例用のキャリアとして、以下に示すキ
ャリアを試作した。（キャリアＥ）マグネタイト（商品名：ＭＸ０３０Ａ、富士電気化学社製、平均粒径５０μｍ）１００重量部トルエン１４．５重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０、重量平均分子量：７３０００）２重量部カーボンブラック（商品名：ＶＸＣ７２、キャボット社製、電気抵抗：１０^-1Ωｃｍ、比重１．８）０．０８重量部（樹脂被覆層の２．２体積％）樹脂をトルエンに溶解させた樹脂被覆層形成用溶液とマ
グネタイトを真空脱気型ニーダーに入れて、温度６０°
Ｃで減圧しながら２０分撹拌してマグネタイト上に樹脂
被覆層を形成し、キャリアＥを得た。樹脂被覆層の厚み
は０．８μｍであった。このキャリアを走査型電子顕微
鏡で観察したところ、露出面がなく均一に被覆されてい
ることが確認された。

【００７１】また、ＩＴＯ導電ガラス基板上にアプリケ
ーターを用いて上記樹脂被覆層形成用溶液を１０μｍの
厚みになるように塗布して樹脂被覆膜を得た。

【００７２】キャリアＥの電気抵抗を磁気ブラシの形で
測定し、１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界まで外挿したときの電気
抵抗は５．２×１０⁹ Ωｃｍであった。また、樹脂被覆
膜の電気抵抗は１００Ｖ／ｃｍの電界で３．６×１０⁹
Ωｃｍであった。（キャリアＦ）マグネタイト（商品名：ＭＸ０３０Ａ、富士電気化学社製、平均粒径５０μｍ）１００重量部トルエン１４．５重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０、重量平均分子量：７３０００）２重量部カーボンブラック（商品名：ＶＸＣ７２、キャボット社製、電気抵抗：１０^-1Ωｃｍ、比重１．８）０．６重量部（樹脂被覆層の１４．３体積％）マグネタイトを除く上記成分をサンドミルにて１時間分
散して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂
被覆層形成用溶液とマグネタイトを真空脱気型ニーダー
に入れて、温度６０°Ｃで減圧しながら２０分撹拌して
マグネタイト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアＦを得
た。樹脂被覆層の厚みは０．８μｍであった。

【００７３】また、ＩＴＯ導電ガラス基板上にアプリケ
ーターを用いて上記樹脂被覆層形成用溶液を１０μｍの
厚みになるように塗布して樹脂被覆膜を得た。

【００７４】キャリアＦを磁気ブラシの形で電気抵抗測
定し、１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界まで外挿したときの電気抵
抗は４．２×１０⁰ Ωｃｍであった。また、樹脂被覆膜
の電気抵抗は１００Ｖ／ｃｍの電界で３×１０⁰ Ωｃｍ
であった。（キャリアＧ）フェライト（商品名：ＥＦＣ−５０Ｂ、パウダーテック社製、平均粒径５０ μｍ）１００重量部トルエン１２．６重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０、重量平均分子量：７３０００）１．７重量部カーボンブラック（商品名：ＶＸＣ７２、キャボット社製、電気抵抗：１０^-1Ωｃｍ、比重１．８）０．５重量部（樹脂被覆層の１４体積％）フェライトを除く上記成分をサンドミルにて１時間分散
して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂被
覆層形成用溶液とフェライトを真空脱気型ニーダーに入
れて、温度６０°Ｃで減圧しながら２０分撹拌してフェ
ライト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアＧを得た。樹
脂被覆層の厚みは０．８μｍであった。このキャリアを
走査型電子顕微鏡で観察したところ、露出面がなく均一
に被覆されていることが確認された。また、ＩＴＯ導電
ガラス基板上にアプリケーターを用いて上記樹脂被覆層
形成用溶液を１０μｍの厚みになるように塗布して樹脂
被覆膜を得た。

【００７５】フェライトとキャリアＧの電気抵抗を磁気
ブラシの形で測定したところ、１０ ⁴ Ｖ／ｃｍの電界で
の値はそれぞれ３．１×１０¹ Ωｃｍ、７×１０⁵ Ωｃ
ｍであった。また、樹脂被覆膜の電気抵抗は１００Ｖ／
ｃｍの電界で８×１０³ Ωｃｍであった。

【００７６】なお、各実施例及び比較例におけるキャリ
アの電気抵抗は次のように測定した。図１１に示される
ように、内部に固定磁石を持つ回動自在なシリンダーに
間隔を開けてセルを対向させ、１０⁴ Ｖ／ｃｍとなる電
圧を印加したときに流れる電流値とセルに対向する部分
の現像剤が占める体積から電気抵抗を算出した。ここ
で、セルの大きさはシリンダー軸方向に６０ｍｍ、シリ
ンダー周方向に５ｍｍ、また、セルとシリンダーの間隔
は２．２ｍｍとし、現像剤の層厚はセルに当接してしか
もシリンダーを回転させた時にセルとの間で現像剤詰ま
りを発生させないように調節した。ＩＩ．現像剤の製造上記のとおり作製したキャリアのうちキャリアＤを除い
て、キャリア１００重量部を富士ゼロックス（株）製Ａ
−Ｃｏｌｏｒ６３５用のマゼンタトナー５重量部と混合
し、現像剤を作製した。また、キャリアＤについては、
キャリア１００重量部を富士ゼロックス（株）製Ａ−Ｃ
ｏｌｏｒ６３５用のマゼンタトナー３．５重量部と混合
し、現像剤を作製した。各現像剤のｆの値を表１に示
す。

【００７７】

【表１】

【００７８】これらの現像剤を前述の画像形成装置１０
に入れて、実施例及び比較例の現像剤の飽和領域、ブラ
シマーク、及びキャリアオーバーについて評価を行っ
た。

【００７９】なお、具体的な現像条件及び評価方法は以
下のとおりである。（現像条件）感光体ＯＰＣ（φ８４）プロセス速度１６０ｍｍ／ｓ初期帯電電位 −６５０Ｖ露光部電位 −２００ＶＲＯＳＬＥＤ（４００ｄｐｉ）マグロール φ３０半径方向の磁束密度のピーク値１００ｍＴ回転速度３３６ｍｍ／ｓ現像部５６が感光体と対峙したときの感光体と現像剤担持体との間隔（ＤＲＳ）０．５ｍｍ環境条件２２℃、５５％ＲＨ（飽和領域）現像バイアス電位を順次変化させ、コント
ラスト電位と現像トナー量で表される現像曲線に飽和領
域が見られたものを「○」、飽和領域が見られなかった
ものを「×」とした。（ブラシマーク）出力画像に入る白いマークの数を、ブ
ラシ方向と直角方向の単位長さ（５ｍｍ）について顕微
鏡で評価した。（キャリアオーバー）出力画像を目視観察で評価した。
キャリアオーバーが全く見られなかったものを「○」、
キャリアオーバーが確認されたものを「×」とした。

【００８０】なお、ブラシマーク及びキャリアオーバー
の評価における現像バイアス電位は、飽和領域を有する
現像剤については現像トナー量が飽和特性を示すように
マグロール６２に印加され、具体的には、ＤＣ成分が−
５００Ｖ、ＡＣ成分（ピーク間電圧）が１００Ｖ（６ｋ
Ｈｚ）の直流重畳交流バイアス電位を使用した。

【００８１】評価結果を表２に示す。

【００８２】

【表２】

【００８３】表２から理解されるように、実施例１〜４
の現像剤を使用した場合には高いべた飽和領域が得ら
れ、さらにブラシマークやキャリアオーバーも全く見ら
れなかった。一方、比較例１の現像剤のように、低抵抗
の芯材に高抵抗の樹脂を均一に被覆したキャリアを使用
した場合では、ブラシマークやキャリアオーバーは見ら
れなかったが飽和領域は得られなかった。これは樹脂被
覆層の電気抵抗が高すぎて絶縁性キャリア的な特性が出
たものと考えられる。

【００８４】また、比較例２の現像剤のように、低抵抗
の芯材に低抵抗の樹脂被覆層を被覆したキャリアを使用
した場合では、飽和領域は得られたものの、キャリアの
電気抵抗が１０¹ Ωｃｍ以下になり、ブラシマークやキ
ャリアオーバーが発生し、画像濃度も低かった。

【００８５】さらに、比較例３の現像剤のように、中抵
抗の芯材を使用した場合には、キャリアの電気抵抗が比
較的低いにもかかわらず、飽和領域が得られなかったば
かりでなく、ブラシークやキャリアオーバーが発生し
た。これらは、キャリア自体の電気抵抗が高すぎたため
と考えられる。（実施例５）Ｉ．キャリアの製造（キャリアＨ）マグネタイト（商品名：ＭＸ０３０Ａ、富士電気化学社製、平均粒径５０μｍ）１００重量部トルエン１４重量部スチレン−メタクリレート共重合体（共重合比２０：８０、重量平均分子量：７３０００）２重量部酸化スズコート硫酸バリウム（商品名：パストランＴＹＰＥ−ＩＶ、三井金属社製、電気抵抗：４．６×１０⁴Ωｃｍ、比重４．６）６．１重量部（樹脂被覆層の４０体積％）マグネタイトを除く上記成分をサンドミルにて１時間分
散して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂
被覆層形成用溶液とマグネタイトを真空脱気型ニーダー
に入れて、温度６０°Ｃで減圧しながら２０分撹拌して
マグネタイト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアＨを得
た。樹脂被覆層の厚みは０．８μｍであった。

【００８６】また、ＩＴＯ導電ガラス基板上にアプリケ
ーターを用いて上記樹脂被覆層形成用溶液を１０μｍの
厚みになるように塗布して樹脂被覆膜を得た。

【００８７】キャリアＨを磁気ブラシの形で電気抵抗測
定し、１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界まで外挿したときの電気抵
抗は３．５×１０⁶Ωｃｍであった。また、樹脂被覆膜
の電気抵抗は１００Ｖ／ｃｍの電界で５×１０⁵Ωｃｍ
であった。ＩＩ．現像剤の製造上記のとおり作製したキャリアＨ１００重量部を富士ゼ
ロックス（株）製Ａ−Ｃｏｌｏｒ６３５用のマゼンタト
ナー５重量部と混合し、現像剤を作製した。この現像剤
の値を前述の表１に示す。（現像剤の評価）この現像剤を、前述の画像形成装置１
０に入れて、画質とブラシマークについて評価を行っ
た。具体的な現像条件及び評価方法は、現像バイアス電
位の交流成分のピーク間電圧を変化させた以外は、前述
の通りである。交流成分の周波数は実施例１〜４の場合
と同じ６ｋＨｚである。評価結果、及び比較のために実
施例１の現像剤を同じ条件で評価した結果を表３に示
す。

【００８８】

【表３】

【００８９】表３から分かるように、実施例５では、交
流成分のピーク間電圧を上げていくと画像濃度の均一性
が向上するが、ブラシマークの発生率が増加しないこと
が分かる。これに対し、実施例１では交流成分のピーク
間電圧を上げていくと画像濃度の均一性は悪くなり、ブ
ラシマークの発生率も増加することが分かる。従って、
電気抵抗が高い導電粉を使用したキャリアは、画質の向
上とブラシマーク防止とを両立できることが分かる。（実施例６、比較例４）実施例１で用いたキャリアＡを
富士ゼロックス（株）製Ａ−Ｃｏｌｏｒ６３５用のイエ
ロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー５重量部とそれ
ぞれ混合して各色の現像剤を作製し、これを前述の画像
形成装置１０の各現像部５６に入れた。また、感光体１
６には、図８（ａ）のような光減衰曲線を有し且つ周方
向に感度ムラのある感光体（感光体Ａ）を使用し、略肌
色に相当する画像（入力画像面積５０％）を出力させ
た。さらに、感光体１６に図８（ａ）のような光減衰曲
線を有し且つ回転軸方向に感度ムラのある感光体（感光
体Ｂ）を使用し、略肌色に相当する画像（入力画像面積
５０％）を出力させた。このとき、潜像上に現像される
現像トナー量が飽和特性を示すように、マグロール６２
にＤＣ成分が−５００Ｖ、ＡＣ成分（ピーク間電圧）が
１００Ｖ（６ｋＨｚ）の直流重畳交流バイアス電位を印
加した。また、イエロ−トナー、シアントナーの比重及
び体積平均径はマゼンタトナーのそれと同じであった。

【００９０】比較例１で用いたキャリアＥを富士ゼロッ
クス（株）製Ａ−Ｃｏｌｏｒ６３５用のイエロー、マゼ
ンタ、シアンの各色のトナー５重量部とそれぞれ混合し
て各色の現像剤を作製し、上記と同様に試験を行った。

【００９１】なお、入力画像面積率５０％露光時の潜像
コントラスト電位は、感光体の帯電電位及び入力画像面
積率１００％露光時の表面電位とで形成される潜像コン
トラスト電位の９０％以上であった。

【００９２】感光体の画像形成領域の全面に相当する記
録材上の画像面内での色の違いを目視で判定した結果を
表４に示す。

【００９３】

【表４】

【００９４】キャリアＥを含む現像剤の場合、即ち、飽
和領域が得られない現像剤の場合には、感光体の感度ム
ラによる画像面内での色の違いがはっきりと認められた
が、キャリアＡを含む現像剤の場合、即ち、飽和領域が
得られた現像剤の場合には、感光体の感度ムラによる画
像面内での色の違いが認められず、潜像の電位の変化に
対して安定した階調性を示すことがわかった。（実施例７）図８（ｂ）のような光減衰曲線を持つ感光
体ドラム及び実施例１の現像剤を使用して濃度維持性及
び中間濃度維持性の試験を行った。試験条件は表５に示
す。

【００９５】

【表５】

【００９６】潜像の露光エネルギープロファイルは前述
の「ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＩＳ＆Ｔ‘ｓ９ｔｈ
ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｇｒｅｓｓｏｎ
ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＮｏｎ−ＩｍｐａｃｔＰ
ｒｉｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，９巻」に
記載された計算方法によれば、２値化されている。図１
２にはべた部の濃度維持性の結果が、図１３には図１２
の維持性実験時のトナー帯電量が、図１４には中間濃度
維持性の結果がそれぞれ示されている。これらの図か
ら、べた部の画像濃度が安定しているばかりでなく、肌
色に代表される中間調の再現性も色差３以下に安定して
いることがわかる。（実施例８〜１２、比較例５、６）次に、実施例１で用
いたキャリアＡ（マグネタイトの粒子径５０μｍ）と、
富士ゼロックス（株）製Ａ−Ｃｏｌｏｒ６３５用のマゼ
ンタトナーとから、トナー濃度の異なる現像剤を作製し
た（実施例８〜１０、比較例５）。同様に、実施例２で
用いたキャリアＢ（フェライトの粒子径３５μｍ）と、
富士ゼロックス（株）製Ａ−Ｃｏｌｏｒ６３５用のマゼ
ンタトナーとから、トナー濃度の異なる現像剤を作製し
た（実施例１１、１２、比較例６）。これらの現像剤を
使用して、実施例１と同じ条件の画像形成装置で画像濃
度及び飽和領域を評価した。その結果を表６及び表７に
示す。

【００９７】

【表６】

【００９８】

【表７】

【００９９】これらの表から分かるように、異なった粒
子径のキャリアを使用しても、ｆ値が７５を越えるトナ
ー濃度の現像剤では、飽和領域が得られなくなることが
わかる。ｆ値が２０から７５の範囲内の現像剤では、十
分な画像濃度が得られ、画像欠陥も生ずることがなく且
つ、飽和領域が得られることがわかる。

【０１００】

【発明の効果】本発明は、以上のような構成としたの
で、ブラシマークやキャリアオーバー等の画像欠陥がな
い高品位の画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コントラスト電位と現像トナー量とで表される
現像曲線を示し、飽和領域を持つ現像曲線を示す。

【図２】画像形成装置の全体構成図である。

【図３】図２の画像形成装置で使用される光ビーム走査
装置の構成図である。

【図４】図３の光ビーム走査装置で使用されるパルス幅
変調装置の構成図である。

【図５】図１の画像形成装置で使用される回転現像器を
構成する現像部の概略構成図である。

【図６】感光体の露光エネルギープロファイルである。

【図７】画素間の距離を説明する説明図である。

【図８】感光体の光電位減衰特性である。

【図９】２値化された感光体の電位プロファイルであ
る。

【図１０】本発明で使用されるキャリア及びその芯材を
磁気ブラシの形にして電気抵抗（１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界
まで外挿した時の値）を測定した結果であり、電流密度
Ｊと印加電界Ｅの関係を示している。

【図１１】電気抵抗を測定するための装置を示す概略構
成図である。

【図１２】本発明の実施例におけるベタ部の画像濃度維
持性を示すグラフである。

【図１３】図１２の維持性実験時のトナー帯電量を示す
グラフである。

【図１４】本発明の実施例における中間濃度維持性を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０画像形成装置１４原稿読み取り部１６感光体１８帯電器２２光ビーム走査装置２４回転現像器６２マグロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福原琢神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者織田康弘神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一様に帯電された潜像担持体上に画像デ
ータに基づいて潜像を形成する潜像形成工程と、該潜像
を現像バイアス電位が印加された現像剤担持体に担持さ
れた現像剤で現像する現像工程とを含む画像形成方法に
おいて、該現像剤が、芯材上に樹脂被覆層を有する磁性キャリア
であって１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界下における磁気ブラシの
状態での芯材及び前記磁性キャリア全体の電気抵抗がそ
れぞれ１Ωｃｍ以下、１０¹ 乃至１×１０⁹ Ωｃｍであ
る磁性キャリア及びトナーを含み、且つ該現像バイアス
電位と該潜像担持体の露光部電位とで定まるコントラス
ト電位及び該潜像担持体上の潜像に移行する現像トナー
量で表される現像曲線が飽和領域を有する現像剤であ
り、該現像トナー量が飽和特性を示すように、該現像剤担持
体に該現像バイアス電位を印加することを特徴とする画
像形成方法。
【請求項２】前記樹脂被覆層の膜厚が０．１乃至５μ
ｍであ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】前記樹脂被覆層の電気抵抗が１０乃至１
×１０⁸ Ωｃｍであることを特徴とする請求項１又は２
に記載の画像形成方法。
【請求項４】前記芯材がフェライトであることを特徴
とする請求項１、２及び３のいずれか１項に記載の画像
形成方法。
【請求項５】前記磁性キャリアの体積平均粒子径が１
０乃至１００μｍであることを特徴とする請求項１、
２、３及び４のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項６】前記樹脂被覆層は導電粉を含有すること
を特徴とする請求項１、２、３、４及び５のいずれか１
項に記載の画像形成方法。
【請求項７】前記導電粉の電気抵抗が１×１０⁶ Ωｃ
ｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の画像形
成方法。
【請求項８】前記導電粉の電気抵抗が１×１０³乃至
１×１０⁶ Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項７
に記載の画像形成方法。
【請求項９】前記現像バイアス電位が、ピーク間電圧
が１００乃至５００且つ周波数が４００Ｈｚ乃至２０ｋ
Ｈｚの交番電界を直流電界に重畳した現像バイアス電位
であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
６、７及び８のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１０】前記磁性キャリアの体積平均粒子径を
Ｒ、トナーの体積平均粒子径をｒ、トナー比濃度をＣ、
キャリアの比重をρ_c、トナーの比重をρ_tとした時
に、下記式で定義される値ｆが２０乃至７５の範囲であ
ることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、
７、８及び９のいずれか１項に記載の画像形成方法。【数１】
【請求項１１】前記潜像担持体上の潜像の入力画像面
積率５０％露光時の潜像コントラスト電位が、前記潜像
担持体の帯電電位及び入力画像面積率１００％露光時の
表面電位とで形成される潜像コントラスト電位の９０％
以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、９及び１０のいずれか１項に記載の画
像形成方法。
【請求項１２】一様に帯電された潜像担持体上に画像
データに基づいて潜像を形成する潜像形成手段と、該潜
像をバイアス印加手段によって現像バイアス電位が印加
された現像剤担持体に担持された現像剤で現像する現像
手段とを含む画像形成装置において、該現像剤が、芯材上に樹脂被覆層を有する磁性キャリア
であって１０⁴ Ｖ／ｃｍの電界下における磁気ブラシの
状態での芯材及び前記磁性キャリア全体の電気抵抗がそ
れぞれ１Ωｃｍ以下、１０¹ 乃至１×１０⁹ Ωｃｍであ
る磁性キャリア及びトナーを含み、且つ該現像バイアス
電位と該潜像担持体の露光部電位とで定まるコントラス
ト電位及び該潜像担持体上の潜像に移行する現像トナー
量で表される現像曲線が飽和領域を有する現像剤であ
り、該バイアス印加手段は、該現像トナー量が飽和特性を示
すように、該現像剤担持体に該現像バイアス電位を印加
することを特徴とする画像形成装置。