JPH11202630A

JPH11202630A - 現像方法及びその方法を用いた現像装置

Info

Publication number: JPH11202630A
Application number: JP783598A
Authority: JP
Inventors: Ikutaro Nagatsuka; 育太郎長束; Hiroshi Hirata; 啓平田; Tomio Onuki; 富夫大貫; Yoshio Machida; 美穂町田; Migaku Aoshima; 琢青島; Ai Ito; 愛伊藤; Motoi Notani; 基野谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-07-30
Anticipated expiration: 2018-01-19
Also published as: JP3562285B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トリクル現像方式を用いた二成分現像方法及
び現像装置において、比較的少量のキャリア補給であっ
ても、長期の使用により現像剤収容部４内における二成
分現像剤の電気抵抗値及び帯電量の双方が大きく変化す
ることなく適正な範囲内に維持され、長期にわたって安
定した画質を得ることを可能にする。【解決手段】補給用二成分現像剤Ｇ１の補給用キャリ
アとして、その帯電量がスタート用二成分現像剤Ｇ１の
初期収容キャリアの帯電量よりも高く、かつ、その電気
抵抗値が初期収容キャリアの電気抵抗値と同等かあるい
はそれよりも低くなるように設定されたものを使用す
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、キャリアを含む二
成分現像剤を補給するとともに過剰になる現像剤を回収
しながら現像を行う、いわゆるトリクル現像方式を用い
る現像方法と、この現像方法を適用した現像を行う、複
写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される現像装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機又はプリンタ等の
画像形成装置に使用される二成分現像装置においては、
その現像剤収容部に収容されている二成分現像剤のトナ
ーとキャリアを攪拌して摩擦帯電させた後、現像ロール
等の現像剤担持搬送体により感光体等の潜像担持体に供
給することにより潜像担持体上の潜像を現像するように
なっているが、この際、トナーは消費されて減るのに対
し、キャリアは消費されず装置（現像剤収容部）内に残
る。このため、キャリアはトナーに比べて現像剤収容部
内での攪拌頻度が多くなり、それに伴って劣化しやす
い。このようなキャリアの劣化は、例えばトナーの帯電
量を不安定なものとし、画質の低下を誘発するという不
具合がある。

【０００３】そこで、従来、このキャリアの劣化を抑制
するため、トナーのみではなくキャリアも現像剤収容部
に適宜補給するとともに、このキャリア補給により現像
剤収容部内で徐々に過剰となる二成分現像剤を回収する
ことにより、消費により減るトナーを補充するとと同時
に、現像剤収容部内の劣化したキャリアを補給される新
しいキャリアに置き換えるようにする方法、いわゆる
「トリクル現像方式」が提案されている（特公平２−２
１５９１号公報など）。

【０００４】このトリクル現像方式によれば、キャリア
を含む二成分現像剤の補給と回収が行われることによ
り、キャリアの劣化が抑制されて現像剤収容部内の二成
分現像剤の現像特性が一定に維持されるようになり、も
って現像剤の現像特性の変動による画質低下を抑えるこ
とが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このトリク
ル現像方式は、カラー画像形成装置の現像装置に適用し
た場合、過剰の現像剤を回収する回収容器を大きくした
り、あるいは、回収容器の交換回数を増やさなければな
らないという問題がある。

【０００６】すなわち、カラー画像形成装置では、複数
色のトナー像を多重現像してカラー画像を得るために現
像装置が複数となり、その各現像装置のサイズが設置ス
ペースの制約等により限定されて現像剤収容部の容積が
十分に確保できないため、二成分現像剤を十分に収容し
ておくことができない。しかし、このような事情にかか
わらず、カラー画像を形成するための現像では、単色現
像の場合に比べて画質に対する要求が高く、その要求に
対処するためには、現像剤収容部内の二成分現像剤の現
像特性を常に安定化させなければならず、結局、トリク
ル現像によるトナー及びキャリアの補給と回収を増や
し、現像剤の交換率を高く設定する必要がある。この結
果、現像剤収容部の容積も十分に確保できないカラー用
の現像装置では、補給される現像剤の量が増えるにつれ
て回収する現像剤の量も増える。このため、そのように
増える回収現像剤を回収し得る程度の大きい現像剤回収
容器を用意するか、あるいは、現像剤回収容器を頻繁に
交換することにより対処しなければならないのである。

【０００７】また、このトリクル現像方式としては、二
成分現像剤の変化をなくして長期にわたって安定した画
質を得る目的から、現像剤収容部内に収容されている二
成分現像剤のキャリアに比べて高い抵抗値を有するキャ
リアをトナーに含有させ、それを補給用の二成分現像剤
として補給する方式のものが提案されている（特開平３
−１４５６７８号公報）。

【０００８】しかし、このトリクル現像方式のように補
給する二成分現像剤の補給用キャリアの電気抵抗値を高
く設定した場合には、長期の使用により現像剤収容部に
既に収容されている二成分現像剤の初期収容キャリアの
表面にトナーが付着して電気抵抗値が徐々に上昇してし
まい、このような状態になったところへ電気抵抗値が高
い新しい補給用キャリアを補給したとしても、その上昇
した電気抵抗値は初期の状態に戻らず必要以上に高い電
気抵抗値の状態のままで推移する結果、現像される画像
の濃度が低下したり不均一になるという問題がある。

【０００９】ちなみに、このような電気抵抗値の高い補
給用キャリアを補給するトリクル現像方式における問題
を解消するため、特開平８−２３４５５０号公報には、
キャリア抵抗値又は帯電量を徐々に高くした補給用キャ
リアを含む補給用の二成分現像剤を複数種用意し、その
各現像剤を順次補給するようにした現像装置が示されて
いる。

【００１０】しかし、この抵抗値又は帯電量を徐々に高
くした補給用キャリアを含む二成分現像剤を順次補給す
るトリクル現像方式は、例えば、補給用の現像剤カート
リッジが頻繁に交換使用されるカラー画像形成装置に適
用した場合、その１本のカートリッジを使い終わって次
の新しカートリッジを交換して使用すると、先のカート
リッジから最も高い抵抗値又は帯電量のキャリアが補給
された後に新しいカートリッジから最も低い抵抗値又は
帯電量のキャリアが補給されることになり、この結果、
現像剤収容部内における現像剤の抵抗値や帯電量が急激
に変化して、画質が不安定になってしまうという不具合
がある。そして、この現象は、そのカートリッジを交換
する度に繰り返されることになる。

【００１１】また、特開平８−２３４５５０号公報に記
載されているように、補給用キャリアの抵抗値を高める
ため、そのキャリアコア材にコーティングするシリコン
コート層のコート量を単に増やした場合には、抵抗値が
高められる一方でキャリアの帯電量が低下してしまい、
その結果、現像される画像の像再現性が低下したり背景
部汚れが発生するという問題がある。

【００１２】従って、本発明の主な目的は、トリクル現
像方式を用いた二成分現像方法及び現像装置として、比
較的少量のキャリア補給であっても、長期の使用により
現像剤収容部内における二成分現像剤の電気抵抗値及び
帯電量の双方が大きく変化することなく適正な範囲内に
維持され、長期にわたって安定した画質を得ることがで
きる現像方法と現像装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成し得る本
発明（請求項１に係る発明）の現像方法は、現像装置の
現像剤収容部に収容されているトナーとキャリアとから
なる二成分現像剤を用いて潜像担持体上の潜像を現像
し、かつ、その現像剤収容部に新たな二成分現像剤を補
給するとともに、その補給により現像剤収容部内で過剰
になる二成分現像剤を回収する現像方法において、前記
補給する二成分現像剤の補給用キャリアとして、その帯
電量が前記現像剤収容部に補給前から収容されている二
成分現像剤の初期収容キャリアの帯電量に対して１．２
倍以上になるように設定され、かつ、その電気抵抗値が
初期収容キャリアの電気抵抗値と同等かあるいはそれよ
りも低くなるように設定されたものを使用するものであ
る。

【００１４】ここで、補給用キャリアの帯電量は初期使
用キャリアよりも高くなるように設定されるが、具体的
には、初期使用キャリアの帯電量に対して１．２倍以
上、より好ましくは１．５倍以上の帯電量になるように
設定される。より詳しくは、少なくとも、トナーとの一
定期間の攪拌により摩擦帯電されて得られる補給用キャ
リアの飽和帯電量が、初期使用キャリアの飽和帯電量の
１．２倍以上（より好ましくは１．５倍以上）となる帯
電量に設定される。この際、初期使用キャリアの帯電量
は、通常の初期段階で使用される二成分現像剤における
キャリア帯電量であればよいが、その飽和帯電量は画質
上の問題が発生する上限帯電量を上回らないように設定
することが望ましい。補給用キャリアの帯電量が初期使
用キャリアの帯電量に対して１．２倍よりも低い値に設
定した場合には、その補給用キャリアを、ひいてはその
キャリアを含む現像剤を多量に補給しなければならなく
なり、また、１．２倍以上のものと同量補給しただけで
は従来技術において既述したような画質不良が発生しや
すくなり、結果的に、前記した目的を達成することがで
きない。一方、補給用キャリアの電気抵抗値は、初期使
用キャリアの電気抵抗値と同等か或いはそれよりも低い
ものであるが、低い場合には、初期使用キャリアの電気
抵抗値に対して約１／２〜１／１０倍の値であることが
好ましい。

【００１５】また、この現像方法においては、初期使用
キャリア及び補給用キャリアとして、２種以上の帯電制
御材料からなる表面コート層を有する樹脂コートキャリ
アであって、その帯電制御材料のうち少なくとも１つの
材料として他の材料よりもトナー帯電性能の高いものを
使用する構成のキャリアを使用する（請求項２）。

【００１６】この場合、補給用キャリアの表面コート層
におけるトナー帯電性能の高い帯電制御材料の混合比
を、初期使用キャリアの同混合比よりも高く設定すると
よい（請求項３）。

【００１７】さらに、上記現像方法においては、補給す
る二成分現像剤における補給用キャリアの含有率を５〜
３０％の範囲内に設定するとよい（請求項４）。

【００１８】一方、本発明（請求項５に係る発明）の現
像装置は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を
収容する現像剤収容槽と、この現像剤収容槽内の二成分
現像剤を潜像担持体に供給する現像剤担持搬送体と、現
像剤収容槽に新たな二成分現像剤を補給する補給装置
と、その補給により現像剤収容槽内で過剰になった二成
分現像剤を回収する回収装置とを有し、かつ、請求項１
〜４のいずれかに記載の現像方法により現像を行うもの
である。

【００１９】この現像装置は、１つの現像装置を装備す
る単色の画像形成装置、複数の現像装置を装備するカラ
ー画像形成装置のいずれにも適用可能であるが、現像剤
の交換頻度がより高い複数の現像装置が使用されるカラ
ー画像形成装置に適用した場合により有益であり好まし
い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施形態に係る現像装
置の全体構成を示す概略断面図である。この現像装置
は、例えば電子写真方式の複写機に使用されるものであ
り、大別すると、現像装置本体１と、現像剤補給装置２
と、現像剤回収装置３とで構成されている。

【００２２】現像装置本体１は、トナーとキャリアとか
らなるスタート用の二成分現像剤Ｇ０を収容する現像剤
収容槽４を有するハウジング５と、このハウジング５の
開口部側に潜像担持体としての感光体６と近接した状態
で回転するように配設される現像剤担持搬送体としての
現像ロール７と、現像剤収容部４内で回転するように配
設される現像剤攪拌搬送部材としての２つのオーガー８
と、現像ロール７の表面に圧接又は近接した状態で配設
される層厚規制部材９とでその主要部が構成されてい
る。

【００２３】このうち、現像ロール７は、内部に固定さ
れたマグネットロール１０を備えた回転駆動する円筒状
のスリーブ１１である。また、現像剤収容槽４は、中央
側の隔壁ａにより２分され、両端側の連通部により連通
された収容空間４ｂ，４ｃからなり、その各収容空間４
ｂ，４ｃ内で回転するオーガー８により現像剤Ｇ０が攪
拌さながら収容空間４ｂ，４ｃとの間を循環搬送される
ようになっている。層厚規制部材９は、非磁性部材と磁
性部材の二重構造からなり、その先端がマグネットロー
ル１０の所定の磁極に対向するように配設されている。

【００２４】現像剤補給装置２は、補給用の二成分現像
剤Ｇ１を収容する現像剤カートリッジ２０と、この現像
剤カートリッジ２０内の二成分現像剤Ｇ１を現像剤収容
槽４に送り出して供給する供給用部材２１とで構成され
ている。供給用部材２１は、ハウジング５の所定箇所に
開設される補給口５ａの付近に設けられ、現像剤収容槽
４に配設された図示しないトナー濃度センサ等の検知信
号に応じて駆動し適量の現像剤Ｇ１を供給するようにな
っている。

【００２５】現像剤回収装置３は、現像剤収容部４内で
過剰になった二成分現像剤Ｇ２を回収する回収容器３０
と、過剰になって現像剤収容部４から溢れ出る現像剤Ｇ
２を回収容器３０に送る回収パイプ３１とで構成されて
いる。回収パイプ３１は、その上部開口３１ａが現像剤
収容部４内の所定高さに位置するように配設されてお
り、その所定高さにある上部開口３１ａを乗り越える分
の現像剤を回収するようになっている。

【００２６】また、現像剤収容部４に予め収容されてい
るスタート二成分現像剤Ｇ０のトナーＴ₀としては非磁
性のトナーが使用され、そのキャリア（以下「初期使用
キャリア」と称す）Ｃ₀としては、図２ａに示すよう
に、フェライト等のコア材１５に所定の帯電制御材料か
らなる樹脂コート層１６を形成した磁性のキャリアが使
用される。一方、現像剤カートリッジ２０に収容されて
いる補給するための二成分現像剤Ｇ１のトナーＴ₁とし
ては現像剤収容部４に予め収容されているトナーＴ₀と
同じものが使用され、そのキャリア（以下「補給用キャ
リア」と称す）Ｃ ₁としては、図２ｂに示すように、フ
ェライト等のコア材１５に所定の帯電制御材料からなる
樹脂コート層１７を形成した磁性のキャリアが使用され
る。

【００２７】特に、補給用キャリアＣ₁については、後
述するように、その帯電量と電気抵抗値が初期使用キャ
リアＣ₀に対して特定の関係になるように設定されてい
る。また、補給用キャリアＣ₁の二成分現像剤Ｇ１中に
おける含有率は、少なくとも５０％以下となるように設
定されており、好ましくは後述するような範囲内に設定
されている。

【００２８】この現像装置では以下のようにして現像が
行われる。

【００２９】まず、現像剤収容部４内に予め収容されて
いる二成分現像剤Ｇ０が、オーガー８より攪拌されて十
分に混合されるとともに摩擦帯電された後、現像ロール
７に供給されて、そのスリーブ１１表面に層状に付着す
る。この現像ロール７に付着する層状の現像剤Ｇ００
は、層厚規制部材９により所定の厚さに規制されて均一
な層にされた後、スリーブ１１の回転に伴って感光体７
と対向する現像領域Ｄに搬送される。そして、この現像
領域Ｄにおいて、図示しない複写機本体側で原稿の画像
に応じて感光体７上に形成された潜像に二成分現像剤の
トナーが静電吸着して現像が行われ、感光体７上にトナ
ー像が形成される。この感光体７上のトナー像は、複写
機本体側において記録用紙上に転写定着され、これによ
り原稿のコピーがなされるようになっている。

【００３０】この現像動作が繰り返されることにより、
現像剤収容部４内の現像剤Ｇ０に含まれるトナーが消費
されて徐々に減るが、このトナーの減量が前記したトナ
ー濃度センサにより検知されると、現像剤補給装置２の
供給用部材２１が駆動し、これにより現像剤カートリッ
ジ２０に収容されている二成分現像剤Ｇ１が補給され
る。この補給された新たな二成分現像剤Ｇ１は、現像剤
収容部４内でオーガー８により攪拌されるとともに補給
前から収容されている二成分現像剤Ｇ０と十分に混合さ
れる。

【００３１】また、この二成分現像剤Ｇ１の補給によ
り、トナーとともにキャリアも所定の割合で補給される
ため、現像剤収容部４内の現像剤量は次第に過剰とな
る。この過剰になった二成分現像剤Ｇ２は、収容部４の
規制高さを越えて溢れ出し回収装置３の回収パイプ３１
を通して回収容器３０内に収容される。

【００３２】次に、この現像装置を用いて以下の各種試
験を行った。

【００３３】試験はじめに、初期使用キャリアＣ₀と補給用キャリアＣ₁
としてキャリア帯電量が共に高いものを使用して構成し
た二成分現像剤Ｇ０，Ｇ１をそれぞれ用いて同一条件の
現像（ひいてはコピー）を繰り返して行い、そのときの
現像剤収容部４内にある現像剤におけるキャリア帯電量
について調べた。その結果を図３に示す。この試験は、
補給用二成分現像剤Ｇ１としてキャリアＣ₁の含有率
（％）が図３中に示すようにそれぞれ異なるものを使用
して行った。

【００３４】また、初期使用キャリアＣ₀と補給用キャ
リアＣ₁としてキャリア帯電量が共に低いものを使用し
て構成した二成分現像剤Ｇ０，Ｇ１をそれぞれ用いて同
一条件の現像を繰り返して行い、そのときの現像剤収容
部４内にある現像剤におけるキャリア帯電量について調
べた。その結果を図４に示す。この試験は、補給用二成
分現像剤Ｇ１としてキャリアＣ₁の含有率が図４中に示
すようにそれぞれ異なるものを使用して行った。

【００３５】図３の結果から、スタート用現像剤Ｇ０、
補給用現像剤Ｇ１ともに高いキャリア帯電量のキャリア
を用いた場合には、現像剤収容部４内の現像剤の帯電量
が使用に伴って急激に上昇し、比較的初期の段階（使用
開始から５万枚コピー程度段階までの間）において適正
な範囲を外れてしまう。また、図４の結果から、スター
ト用現像剤Ｇ０、補給用現像剤Ｇ１ともに低いキャリア
帯電量のキャリアを用いた場合には、現像剤収容部４内
の現像剤の帯電量が使用に伴って急激に低下し、比較的
早い段階（５万枚コピー程度以降）から適正な範囲を外
れてしまう。なお、後者の場合、補給用現像剤Ｇ１の補
給量を増加させることにより、帯電量の低下をある程度
くい止めることが可能であるが、補給用現像剤Ｇ１が早
く消費されてしまったり回収すべき現像剤Ｇ２の量が増
えてしまうため適切ではない。

【００３６】そして、現像剤収容部４内の現像剤の帯電
量が適正範囲を上回ると、現像剤の電気抵抗値が上昇
し、その結果として現像画像の濃度（現像性）が低下し
たり濃度の均一性が悪化した。反対に、その帯電量が適
正範囲を下回ると、現像画像の濃度再現性が低下したり
背景部よごれ（かぶり）が発生した。

【００３７】ここで、高い帯電量のキャリアとは、一定
時間攪拌後の飽和帯電量が２４０μＣ／ｇのような帯電
量にあるものをいう。また、低い帯電量のキャリアと
は、同じく飽和帯電量が１５０μＣ／ｇのような帯電量
にあるものをいう。ちなみに、キャリアの帯電量は、キ
ャリアの帯電能力を表す指標であり、以下のような式で
表される。キャリア帯電量（μＣ／ｇ）＝トナー帯電量（μＣ／
ｇ）×トナー含有率（％）

【００３８】試験次に、初期使用キャリアＣ₀としてキャリア帯電量が低
いもの、補給用キャリアＣ₁としてキャリア帯電量が高
いものをそれぞれ使用して構成した二成分現像剤Ｇ０，
Ｇ１をそれぞれ用いて同一条件の現像を繰り返して行
い、試験と同様にキャリア帯電量について調べた。そ
の結果を図５に示す。この試験は、補給用二成分現像剤
Ｇ１としてキャリアＣ₁の含有率が図５中に示すように
それぞれ異なるものを使用して行った。

【００３９】図５の結果から、キャリア含有率が０％
（トナーのみ）の場合を除けば、現像剤収容部４内の現
像剤の帯電量が安定し、長期にわたり適正な範囲内を推
移することがわかる。

【００４０】そして、この試験の結果から、初期使用
キャリアＣ₀としては低いキャリア帯電量のものを使用
し、補給用キャリアＣ₁としては高いキャリア帯電量の
ものを使用すると、長期の使用に対しても、現像剤収容
部４内の現像剤の帯電量が安定し、長期にわたり適正な
範囲内に維持されることが判明した。

【００４１】一方、補給用キャリアとして、その電気抵
抗値が初期使用キャリアのそれよりも高いものを使用し
た場合には、従来技術において説明したように、長期の
使用により、現像剤収容部４内の現像剤の電気抵抗が徐
々に上昇し、結果的に、現像される画像の濃度が低下し
たり不均一になってしまう。

【００４２】そこで、補給用キャリアの電気抵抗値を初
期使用キャリアのそれと同等かあるいはやや低く設定す
ることを試みたところ、上記の電気抵抗の上昇を抑制で
きることを知見した。

【００４３】しかし、キャリアの電気抵抗値を調整する
ために、単にキャリアの樹脂コート層の厚さ等を変更し
たのみでは、従来技術において説明したように、キャリ
アの帯電量が低下してしまい、結果的に、現像される画
像の像再現性が低下したり背景部汚れが発生する。

【００４４】そこで、初期収容キャリアＣ₀と補給用キ
ャリアＣ₁の双方を、２種以上の帯電制御材料からなる
表面コート層１６，１７（図２参照）を有する樹脂コー
トキャリアとし、その帯電制御材料のうち少なくとも１
つの材料として他の材料よりもトナー帯電性能の高いも
のを使用して構成することを試みたところ、上記のキャ
リアの帯電量の低下を誘発することがないことを知見し
た。

【００４５】ここで、キャリアに使用する帯電制御材料
は、通常の樹脂コートキャリアのコート剤に用いられる
材料であってそのトナー帯電性能が異なるものであれば
特に限定されないが、例えば、負帯電性のトナーに対し
て帯電性能の高い帯電制御材料としては、具体的には、
メチルメタクリレート樹脂、含窒素系アクリル樹脂、ポ
リアミド樹脂、メラミン樹脂、アクリロニトリル樹脂等
を使用することができる。一方、このトナー帯電性能の
高い帯電制御材料よりも、負帯電性のトナーに対する帯
電性能が相対的に低い帯電制御材料としては、具体的に
は、スチレン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、含窒素系
アクリル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂等を使用すること
ができる。

【００４６】そして、この場合、補給用キャリアＣ₁の
表面コート層１７におけるトナー帯電性能の高い帯電制
御材料の混合比を初期用キャリアＣ₀のその混合比より
も高く設定することを試みたところ、キィリアの電気抵
抗値の上昇が発生せず、上記の帯電量の低下も確実に抑
制できることを知見した。

【００４７】以上のような表面コート層１６，１７をそ
れぞれ有する初期収容キャリアＣ₀と補給用キャリアＣ
₁は、例えば、キャリアのコア材と上記のトナー帯電性
能の高い帯電制御材料及びトナー帯電性能の低い帯電制
御材料とを加熱ヒータ付きニーダー等にて加熱混合した
後、攪拌しながら冷却し、しかる後、所定のキャリア径
になるように篩等にて分級することにより得ることがで
きる。

【００４８】試験試験で得られた知見にもとづいて所定の構成からなる
スタート用現像剤Ｇ０及び補給用現像剤Ｇ１を作製し
た。まず、各現像剤における初期使用キャリアＣ ₀と補
給用キャリアＣ₁を下記条件下で作製した。

【００４９】＜初期使用キャリアの組成＞・Ｃｕ−Ｚｎフェライト粒子（５０μｍ）：１０００重量部・メタクリル酸メチル重合体：５重量部・フッ化ビニリデン重合体微粒子：３重量部＜補給用キャリアの組成＞・Ｃｕ−Ｚｎフェライト粒子（５０μｍ）：１０００重量部・メタクリル酸メチル重合体：７重量部・フッ化ビニリデン重合体微粒子：１重量部

【００５０】上記初期使用キャリアの組成物を加熱ヒー
タを備えたニーダーに投入し、２００℃の加熱下で混合
した。その後、その各混合物を攪拌しながら冷却し、７
５μｍの篩により篩分けして、初期使用キャリアＣ₀を
得た。また、上記補給用キャリアの組成物を初期使用キ
ャリアの場合と同じ製造工程にかけることにより、補給
用キャリアＣ₁を得た。

【００５１】また、各現像剤Ｇ０，Ｇ１のトナーとして
は、いずれもポリエステル樹脂とカーボンブラックから
なる負帯電性のトナーを使用した。そして、このトナー
と帯電させた場合の前記各キャリアの帯電量は、初期使
用キャリアが１８０μＣ／ｇ、補給用キャリアが２７０
μＣ／ｇであった。また、キャリア単体での電気抵抗値
は、初期使用キャリアと補給用キャリアのいずれも０．
９×１０⁹Ωｃｍであった。

【００５２】そして、上記トナーと初期使用キャリアＣ
₀をトナー濃度が６％となるように混合してものを、ス
タート用現像剤Ｇ０とした。この現像剤Ｇ０の電気抵抗
は、３．２×１０⁹Ωｃｍであった。また、上記トナー
と補給用キャリアＣ₁をキャリア含有率が５％、１０
％、１５％（これらはトナー含有率ではそれぞれ９５
％，９０％，８５％）となるように混合したものを、補
給用現像剤Ｇ１とした。比較のため、補給用キャリアＣ
₁を混入しないでトナーのみからなる（キャリア含有率
０％の）補給用現像剤Ｇ１を用意した。

【００５３】このようにして得られたスタート用現像剤
Ｇ０を前記した現像装置の収容槽４に所定量充填すると
ともに、各キャリア含有率からなる補給用現像剤Ｇ１を
別々の現像剤カートリッジ２０に所定量それぞれ充填し
た。そして、この現像装置をカラー複写機（富士ゼロッ
クス社製：ＡＣｏｌｏｒ９３５の改造機）の現像装置
として搭載し、同じ原稿について同じ条件でコピーを実
行する、ランニングテストを行った。

【００５４】このテストでは、現像装置の現像剤収容槽
４内にある現像剤のキャリア帯電量とその現像剤の電気
抵抗値をそれぞれ測定し、その推移について調べた。そ
の各結果を図６と図７にそれぞれ示す。

【００５５】また、このテストでは、得られたコピー画
像の画質（画像濃度の濃淡、背景部かぶり、濃度の均一
性）について調べ、以下の基準で評価した。その結果を
表１に示す。○：実用上問題なし、×：実用上問題あ
り。

【００５６】

【表１】

【００５７】図６の結果から、キャリア含有率０％を除
く補給用現像剤Ｇ１では、キャリア帯電量は安定し、長
期使用に対してもその適正範囲内を推移することが確認
される。また、図７の結果から、キャリア含有率０％を
除く補給用現像剤Ｇ１では、現像剤の電気抵抗は安定
し、長期使用に対してもその適正範囲内を推移すること
が確認される。

【００５８】また、表１の結果から、キャリア含有率０
％を除く補給用現像剤Ｇ１では、長期使用に対しても濃
度、かぶり及び濃度均一性に関する画質が良好であるこ
とが確認された。

【００５９】試験試験で得られた知見にもとづいて、さらに以下のごと
き構成からなるスタート用現像剤Ｇ０及び補給用現像剤
Ｇ１を作製した。まず、各現像剤における初期使用キャ
リアＣ₀と補給用キャリアＣ₁を以下の組成物をそれぞ
れ用い、試験と同様の方法により作製した。また、各
現像剤Ｇ０，Ｇ１のトナーとしては、試験と同じ組成
からなる負帯電性のトナーを使用した。

【００６０】＜初期使用キャリアの組成＞・Ｃｕ−Ｚｎフェライト粒子（５０μｍ）：１０００重量部・メタクリル酸メチル重合体：１２重量部・フッ化ビニリデン重合体微粒子：３重量部＜補給用キャリアの組成＞・Ｃｕ−Ｚｎフェライト粒子（５０μｍ）：１０００重量部・メタクリル酸メチル重合体：１４重量部・フッ化ビニリデン重合体微粒子：１重量部・導電性酸化チタン微粒子：３重量部

【００６１】得られた各キャリアと前記トナーとを攪拌
して帯電させた場合の各キャリアの帯電量は、初期使用
キャリアが２００μＣ／ｇ、補給用キャリアの飽和帯電
量が２８０μＣ／ｇであった。また、キャリア単体での
電気抵抗値については、初期使用キャリアが１．５×１
０⁹Ωｃｍ、補給用キャリアが０．５×１０⁹Ωｃｍで
あった。

【００６２】そして、上記トナーと初期使用キャリアＣ
₀をトナー濃度が６％となるように混合してものを、ス
タート用現像剤Ｇ０とした。この現像剤Ｇ０の電気抵抗
は、２．０×１０¹⁰Ωｃｍであった。また、上記トナー
と補給用キャリアＣ₁をキャリア含有率が５％、１０
％、１５％となるように混合したものを、補給用現像剤
Ｇ１とした。比較のため、補給用キャリアＣ₁を混入し
ないでトナーのみからなる（キャリア含有率０％の）補
給用現像剤Ｇ１を用意した。

【００６３】このようにして得られたスタート用現像剤
Ｇ０を前記した現像装置の収容槽４に所定量充填すると
ともに、各キャリア含有率からなる補給用現像剤Ｇ１を
別々の現像剤カートリッジ２０に所定量それぞれ充填し
た。そして、この現像装置を用いて試験と同じランニ
ングテストを行った。そして、現像装置の現像剤収容槽
４内にある現像剤のキャリア帯電量とその現像剤の電気
抵抗値を試験と同様にそれぞれ測定した各結果につい
ては、図８と図９にそれぞれ示す。また、コピー画像の
画質について試験と同様に調べて評価した結果につい
ては、表２に示す。

【００６４】

【表２】

【００６５】図８の結果から、キャリア含有率０％を除
く補給用現像剤Ｇ１では、キャリア帯電量は安定し、長
期使用に対してもその適正範囲内を推移することが確認
される。また、図９の結果から、キャリア含有率０％を
除く補給用現像剤Ｇ１では、現像剤の電気抵抗は安定
し、長期使用に対してもその適正範囲内を推移すること
が確認される。

【００６６】一方、表２の結果から、キャリア含有率０
％を除く補給用現像剤Ｇ１では、長期使用に対しても濃
度、かぶり及び濃度均一性に関する画質が良好であるこ
とが確認された。

【００６７】なお、前記した実施態様の現像装置をカラ
ー画像形成装置に使用する場合には、その現像装置をカ
ラー画像形成に必要なトナー色数分だけ用意する。この
場合、それら複数の現像装置は、感光体の周囲に順次並
べるように配置しても、あるいは、感光体と並んで回転
し得る回転体の周囲に順次配置し、その回転体を回転さ
せることにより現像に使用される現像装置のみを感光体
と対向するように変位させるようにしても（いわゆるロ
ータリー式現像装置）、あるいは、各色のトナー像を形
成し、用紙搬送路上に並べた状態で配される複数の画像
形成ユニットにおける各感光体に１台ずつ配置するよう
にしてもよい（いわゆるタンデム機用の現像装置）。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像方法
及び現像装置によれば、補給用キャリアとして、その帯
電量が初期収容キャリアの帯電量に対して１．２倍以上
になるように設定し、かつ、その電気抵抗値が初期収容
キャリアの電気抵抗値と同等かあるいはそれよりも低く
なるように設定されたものを使用するため、比較的少量
のキャリア補給であっても、長期の使用により現像剤収
容部内における二成分現像剤の電気抵抗値及び帯電量の
双方が大きく変化することなく適正な範囲内に維持され
る。この結果、長期にわたって安定した画質を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置の全体構
成を示す概略断面図である。

【図２】キャリアの構成例を示すもので、（ａ）は初
期使用キャリアの断面図、（ｂ）は補給用キャリアの断
面図である。

【図３】スタート現像剤と補給用現像剤の双方に高帯
電量のキャリアを使用した場合（試験）のキャリア帯
電量の測定結果を示すグラフ図である。

【図４】スタート現像剤と補給用現像剤の双方に低帯
電量のキャリアを使用した場合（試験）のキャリア帯
電量の測定結果を示すグラフ図である。

【図５】スタート現像剤に低帯電量のキャリアを、補
給用現像剤に高帯電量のキャリアをそれぞれ使用した場
合（試験）におけるキャリア帯電量の測定結果を示す
グラフ図である。

【図６】実施例の試験におけるキャリア帯電量の測
定結果を示すグラフ図である。

【図７】実施例の試験における現像剤の電気抵抗の
測定結果を示すグラフ図である。

【図８】実施例の試験におけるキャリア帯電量の測
定結果を示すグラフ図である。

【図９】実施例の試験における現像剤の電気抵抗の
測定結果を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１…現像装置本体、２…現像剤補給装置、３…現像剤回
収装置、４…現像剤収容槽、７…現像ロール（現像剤搬
送体）、１６，１７…表面コート層、Ｇ０…スタート用
の二成分現像剤、Ｇ１…補給用の二成分現像剤、Ｇ２…
回収現像剤、Ｃ ₀…初期使用キャリア、Ｃ₁…補給用キ
ャリア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者町田美穂神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者青島琢神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者伊藤愛神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者野谷基神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像装置の現像剤収容部に収容されてい
るトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて潜
像担持体上の潜像を現像し、かつ、その現像剤収容部に
新たな二成分現像剤を補給するとともに、その補給によ
り現像剤収容部内で過剰になる二成分現像剤を回収する
現像方法において、前記補給する二成分現像剤の補給用キャリアとして、そ
の帯電量が前記現像剤収容部に補給前から収容されてい
る二成分現像剤の初期収容キャリアの帯電量に対して
１．２倍以上になるように設定され、かつ、その電気抵
抗値が初期収容キャリアの電気抵抗値と同等かあるいは
それよりも低くなるように設定されたものを使用するこ
とを特徴とする現像方法。
【請求項２】初期収容キャリア及び補給用キャリア
が、２種以上の帯電制御材料からなる表面コート層を有
する樹脂コートキャリアであって、その帯電制御材料の
うち少なくとも１つの材料として他の材料よりもトナー
帯電性能の高いものが使用されることを特徴とする請求
項１記載の現像方法。
【請求項３】補給用キャリアの表面コート層における
トナー帯電性能の高い帯電制御材料の混合比が、初期用
キャリアの同混合比よりも高く設定されていることを特
徴とする請求項２記載の現像方法。
【請求項４】補給用キャリアの含有率が５〜３０％の
範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１記載
の現像方法。
【請求項５】トナーとキャリアとからなる二成分現像
剤を収容する現像剤収容槽と、この現像剤収容槽内の二
成分現像剤を潜像担持体に供給する現像剤担持搬送体
と、現像剤収容槽に新たな二成分現像剤を補給する補給
装置と、その補給により現像剤収容槽内で過剰になった
二成分現像剤を回収する回収装置とを有し、かつ、請求
項１〜４のいずれかに記載の現像方法により現像を行う
ことを特徴とする現像装置。