JP2000338708A

JP2000338708A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000338708A
Application number: JP11148700A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 啓之鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーの小粒径化に伴って生じる画像濃度低
下を抑制すると共に、キャリア付着を生じることのな
い、より高精細及び高画質の画像が得られる現像効率に
優れた画像形成装置の提供。【解決手段】二成分系現像剤からなる磁気ブラシを像
担持体に接触させ、現像剤担持体に交番電圧を印加する
ことにより静電潜像を現像してトナー像を形成する画像
形成装置において、体積平均粒径が３〜６μｍのトナー
を使用し、像担持体の単位面積当たりの静電容量を２．
０×10^-6(F/m²)よりも大きくなるように制御し、現像剤
を構成する磁性粒子として、体積平均粒径Ｄ(cm)が０．
８×10^-3＜Ｄ＜３．５×10^-3の範囲内にあり、且つ、Ｄ
×σ_r≧０．２(emu/cm²)［残留磁化：σ_r(emu/cm³)］の
条件を満たす硬強磁性粒子を用いる画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被記録画像に対応
して像担持体に形成された静電潜像を、現像剤により現
像して用紙等の被転写材に転写して記録画像を形成する
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式や静電記録方式
を用いた画像形成装置については、数多くの考案がなさ
れている。図１を用いて、その概略構成、並びに画像形
成動作について簡単に説明する。図１に示した画像形成
装置において、コピー開始信号が入力されると、先ず、
像担持体（以下、感光体ドラムと呼ぶ）１が、帯電部材
３により所定の電位になるように帯電される。一方、原
稿照射用ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサー
が一体となって構成されているユニット９によって、原
稿台８上におかれた原稿Ｇに対する画像信号が下記の如
くして得られる。先ず、原稿照射用ランプが、原稿台８
上におかれた原稿Ｇを照射しながら走査し、その照明走
査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによって結
像されて、ＣＣＤセンサーに入射される。ＣＣＤセンサ
ーは、受光部、転送部、出力部より構成されているが、
ＣＣＤ受光部において、光信号が電荷信号に変えられ、
転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送さ
れ、出力部において、電荷信号を電圧信号に変換し、増
幅、低インピーダンス化して出力される。更に、得られ
たアナログ信号は、周知の画像処理を行なってデジタル
信号に変換され、プリンター部に送られる。プリンター
部においては、上記の画像信号を受けて、ＯＮ、ＯＦＦ
発光されるレーザー露光手段２により、感光ドラム１面
上に、原稿画像に対応した静電潜像が形成される。そし
て、この静電潜像を、トナー粒子とキャリア粒子を有す
るいわゆる二成分系現像剤を収容した現像装置４にて現
像し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。次に、
静電潜像を現像する現像過程について説明する。

【０００３】図２は、２成分系磁気ブラシ現像用の現像
装置４の概略図である。図中、４１は現像剤担持体（以
下、現像スリーブと呼ぶ）、４２は、現像スリーブ４１
内に固定配置されたマグネットローラー、４３及び４４
は攪拌スクリュー、４５は、現像剤を現像スリーブ４１
表面に薄層形成するために配置された規制ブレード、４
６は現像容器である。現像スリーブ４１は、少なくとも
現像時においては、感光ドラム１に対し最近接領域が約
５００μｍになるように配置され、現像剤が感光ドラム
１に対して接触する状態で現像できるように設定されて
いる。又、現像スリーブ４１は、現像スリーブと感光ド
ラムとが対向配置している現像部において、感光ドラム
１の回転方向に対して順方向に回転している。そして、
これに伴って汲み上げられた現像剤は、搬送される過程
において、現像スリーブ４１に対して垂直に配置された
規制ブレード４５によって層厚を規制され、現像スリー
ブ４１上に薄層形成される。ここで薄層形成された現像
剤が、現像主極に搬送されてくると、現像スリーブ４１
内にマグネットローラーが固着配置されているため、磁
気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成され
た現像剤によって前記静電潜像を現像し、その後、Ｎ
極、Ｎ極の反発磁界によって、現像スリーブ４１上の現
像剤は現像容器４６内に戻される。

【０００４】このようにして、感光ドラム１上に形成さ
れたトナー像は、図１に示したように、転写装置７によ
って、紙等の被転写材上に静電転写される。その後、被
転写材は、静電分離されて定着器６へと搬送され、熱定
着されて画像が出力される。一方、トナー像転写後の感
光ドラム１の面は、クリーナー５によって転写残りトナ
ー等の付着汚染物の除去を受けて、繰り返し画像形成に
使用される。このような構成を有するデジタル方式の画
像形成装置では、高精細化、高画質化を目的として、近
年記録密度が徐々に高まっている。それに伴い、画像形
成に用いられるトナー粒子の粒径も年々小粒径化されて
おり、現状では８μｍ程度の粒径のトナーが多く使われ
ている。更に、今後も、より一層の高解像度化に対応す
べく、更なるトナーの小粒径化が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
粒子の小粒径化を進めて、体積平均粒径にして６μｍ以
下のトナー粒子を用いた場合には、濃度低下が発生して
しまい、良好な画像が得られなくなってしまうという問
題が生じる。

【０００６】本発明者は、上記の濃度低下の要因につい
て鋭意検討した結果、要因の一つとして、小粒径化に伴
って生じるトナー粒子の単位重さ当たりの電荷量の増加
にあることがわかった。即ち、トナー粒子の単位重さ当
たりの電荷量が増加すると、先に説明した帯電過程及び
像露光過程によって形成された感光体ドラム上の静電潜
像を、このようなトナー粒子を有する現像剤で現像した
場合に、少量のトナー粒子による電荷量で埋められてし
まい、結果的にトナーの載り量が減少してしまっていた
ことがわかった。

【０００７】又、それ以外の要因として、一般的にトナ
ーの粒径を小さくすると、単位重量当たりの表面積が大
きくなるため、従来と同じ粒径の磁性粒子をキャリアと
して用いた場合には、現像剤中のトナー粒子の重量比を
下げる必要があるため、画像濃度低下が生じる。これに
対して、トナー粒子の重量比を下げないようにするため
に、トナーの粒径に合わせて磁性粒子の粒径を小さくし
ていくと、磁性粒子が非画像部に付着する現象（キャリ
ア付着）が悪化することが生じる。又、現像剤中のトナ
ー比率が同じでも、トナーの小粒径化によって、トナー
の電荷量が高くなることや小粒径化することによる現像
効率の低下が生じる。更に、トナー比率が低下すると、
これらの現象は、より顕著になってしまう。

【０００８】従って、本発明の目的は、トナーを小粒径
化に伴って生じる画像濃度低下を抑制すると共に、キャ
リア付着を生じることのない、形成画像のより高精細化
及び高画質化を達成し得る現像効率に優れた画像形成装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、像担持体を
帯電部材によって帯電し、該像担持体に対し像露光手段
によって被記録画像信号に対応してドット分布静電潜像
を形成し、トナー粒子と磁性粒子とを混合してなる二成
分系現像剤を像担持体に対向配置された現像剤担持体に
より現像部に搬送し、該現像剤担持体の内部に配置され
た磁石によって前記現像部に形成される現像磁界中で、
前記現像剤からなる磁気ブラシを前記像担持体に接触さ
せ、前記現像剤担持体に交番電圧を印加することにより
上記ドット分布静電潜像を現像してトナー像を形成し、
該トナー像を被転写材に転写して画像を形成する画像形
成装置において、前記トナー粒子として、体積平均粒径
が３μｍ以上６μｍ以下の範囲のものが使用され、且
つ、前記像担持体の単位面積当たりの静電容量Ｃ／Ｓ
が、２．０×１０^-6（Ｆ／ｍ²）よりも大きくなるよう
に制御され、更に、前記二成分系現像剤を構成する磁性
粒子として、体積平均粒径をＤ（ｃｍ）及び残留磁化を
σ_ｒ（ｅｍｕ／ｃｍ³）とした場合に、体積平均粒径Ｄ
が０．８×１０^-3（ｃｍ）＜Ｄ＜３．５×１０^-3（ｃ
ｍ）の範囲内にあり、且つ、Ｄ×σ_ｒ≧０．２（ｅｍｕ
／ｃｍ²）の条件を満たす硬強磁性の磁性粒子が使用さ
れていることを特徴とする画像形成装置である。

【００１０】本発明者は、先ず、小粒径トナーを用いた
場合に生じる従来技術の課題であった静電潜像をトナー
の電荷量によって埋めてしまう現象に対して鋭意検討の
結果、画像形成装置を構成する感光体ドラムとして、感
光体ドラムの単位面積当たりの静電容量Ｃ／Ｓを、２．
０×１０^-6（Ｃ／ｍ²）よりも大きくすれば、上記の現
象が有効防止できることを見いだした。更に、これと同
時に、二成分系現像剤を構成する磁性粒子（キャリア）
として、体積平均粒径をＤ（ｃｍ）、残留磁化をσ
_ｒ（ｅｍｕ／ｃｍ³）とした場合に、０．８×１０^-3(ｃ
ｍ）＜Ｄ＜３．５×１０^-3(ｃｍ）、且つ、Ｄ×σ_ｒ≧
０．２（ｅｍｕ／ｃｍ²）の条件を満たす硬強磁性の磁
性粒子を用いることで、磁性粒子の小粒径化を可能とし
て、トナー比率の低下の防止、現像効率の向上を実現
し、これと共に、硬強磁性を示す磁性粒子が持つ特定の
残留磁化によってキャリア付着現象の発生の防止を達成
できることを見いだした。

【００１１】更に、本発明の画像形成装置の別の形態と
して、二成分系現像剤を構成する磁性粒子（キャリア）
として軟強磁性を示す磁性粒子を用いる場合において
は、体積平均粒径をＤ（ｃｍ）、外部磁場１０００ガウ
ス下での磁化をσ₁₀₀₀（ｅｍｕ／ｃｍ³）とした場合
に、１．６×１０^-3(ｃｍ）＜Ｄ＜３．５×１０^-3(ｃ
ｍ）、且つ、Ｄ×σ₁₀₀₀≧０．５（ｅｍｕ／ｃｍ²）の
条件を満たす磁性粒子を用いることによって、磁性粒子
の小粒径化を可能とし、トナー比率の低下を防止し現像
効率向上を実現すると共に、上記式の関係を満足させる
ことでキャリア付着現象をの発生の防止が達成できるこ
とを見いだした。

【００１２】

【実施例】以下、好ましい実施例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。＜実施例１＞図１に示す本実施例の画像形成装置につい
て簡単に説明する。本実施例においては、感光ドラムと
して負帯電の有機感光体で、直径３０ｍｍのアルミニウ
ム製のドラム基体上に、下記の第１〜第４の４つの層を
下から順に設けた感光ドラム１を用いた。第１層は下引
き層であり、アルミニウム基体（以下アルミ基体と称す
る）の欠陥等をならすために設けられている厚さ２０μ
ｍの導電層である。第２層は正電荷注入防止層であり、
アルミ基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電さ
れた負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミ
ラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０⁶Ω
・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗層であ
る。第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹
脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露光を受け
ることによって正負の電荷対を発生する。第４層は電荷
輸送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分
散したものであり、Ｐ型半導体である。従って、感光体
表面に帯電された負電荷は、この電荷輸送層を移動する
ことができず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光
体表面に輸送することができる。本実施例においては、
該電荷輸送層の膜厚を、８、１０、１３、１６及び２０
μｍの５種類に制御したものを用いた。

【００１３】上記のような構成を有する感光ドラム１に
対して、従来例と同様に、先ず、表面に均一な帯電を施
し、表面電位が−６００Ｖになるようにする。これに引
き続き、帯電されたドラム上に、従来例と同様に潜像形
成手段であるレーザー露光手段２によって静電潜像が書
き込まれる。このとき、最大濃度にあたる感光ドラム１
の表面電位は、−１００Ｖにまで減衰される。

【００１４】次に、このようにして形成された静電潜像
を顕像化させる現像過程について説明する。ここで、本
実施例においては、現像過程に２成分系接触現像方式を
用いた。図３は、二成分系現像剤を構成する磁性粒子と
して硬強磁性キャリアを使用した場合の、本実施例にお
いて用いた２成分系磁気ブラシ現像用の現像装置４の概
略図である。又、磁性粒子として軟強磁性キャリアを用
いた場合については、従来例と同様の図２に示す現像装
置４を使用した。図３及び図４の図中、４１は現像スリ
ーブ、４２は現像スリーブ４１内に固定配置されたマグ
ネットローラー、４３及び４４は攪拌スクリュー、４５
は現像剤を現像スリーブ４１表面に薄層形成するために
配置された現像剤の層厚規制ブレード、４６は現像容器
である。図４中の４７は、撹拌スクリュー４３に一体形
成された現像剤を、現像スリーブ４１から引き剥がすた
めの剥離手段である。現像スリーブ４１は、少なくとも
現像時においては、感光ドラム１に対しての最近接領域
が約５００μｍになるように配置され、現像剤が感光ド
ラム１に対して接触する状態で現像できるように設定さ
れている。

【００１５】ここで、上記の層厚規制ブレード４５の形
成材料には、非磁性の材質が用いられる。軟強磁性のキ
ャリアの場合には、担持量制御の安定性のため、磁性ブ
レードや非磁性ブレードに磁性板を張り付けたものが用
いられることが多い。しかし、硬強磁性キャリアの場合
には、層厚規制ブレードに磁性板を用いると、磁性粒子
が着磁しているため、ブレードに引きつけられて現像剤
が通過できなくなってしまう。そこで、本実施例では、
厚さ１ｍｍのＳＵＳブレードを使用した。

【００１６】本実施例においては、トナー粒子と磁性粒
子（キャリア）とを混合して得られる二成分系現像剤と
して下記のものを用いた。トナー粒子には、トナー粒径
が異なる、体積平均粒径で約１μｍから約８μｍまで約
１μｍおきに変化した８種類のトナーを作成し、使用し
た。トナー粒子の作成にあたっては、重合法を用いて作
成した。このとき、トナー粒子の粒径の測定は、平均粒
径が１μｍ以上のトナーについては、レーザースキャン
型粒度分布測定装置（ＣＩＳ−１００ＧＡＬＡＩ社
製）を用いて、０．４μｍから６０μｍの範囲内で測定
を行った。測定用試料の調製は、下記のようにして行な
った。先ず、水１００ｍｌに、界面活性剤（アルキルベ
ンゼンスルホン酸塩）を０．２ｍｌ加えた溶液中に、測
定対象のトナーを０．５乃至２ｍｇの範囲で加え、超音
波分散器で２分間分散した後、マグネットスターラーを
入れたキュービックセルに水を８割程度入れ、その中
に、上記で超音波分散した試料をピペットで１、２滴添
加して調製した。そして、これを用いることで、個数平
均粒径及び体積平均粒径を求めた。上記のようなネガ帯
電トナーに対して、流動性向上を目的として、平均粒径
約２０ｎｍのシリカ及び酸化チタンを外添し使用した。

【００１７】一方、上記トナー粒子と共に二成分系現像
剤を構成する磁性キャリアとしては、図１５に示すヒス
テリシス特性を有するキャリア、即ち、軟強磁性体キャ
リアと、図１６に示すようなヒステリシス特性を有する
硬強磁性体キャリアを夫々用いた。又、夫々の特性のキ
ャリアについて、体積平均粒径について、１０、１６、
２２、２８、３５及び４２μｍ、飽和磁化が６５〜２７
８ｅｍｕ／ｃｍ³、残留磁化が５２〜２６０ｅｍｕ／ｃ
ｍ³、保持力が約２０００（Ｏｅ）の各種キャリアを使
用した。本実施例で用いた磁性キャリアは、樹脂で表面
をコートされており、コートされる前のコアの状態での
比抵抗が２．０×１０^-12（Ω・ｃｍ）、コート後の磁
性キャリアの比抵抗が２．５×１０^-13（Ω・ｃｍ）の
ものを用いた。キャリア付着の防止のためには、コアで
の比抵抗が１×１０^-10（Ω・ｃｍ）以上であり、コー
ト後の比抵抗が１×１０^-12（Ω・ｃｍ）以上のものを
用いることが好ましい。又、このように高抵抗にするこ
とによって、現像時に感光ドラムに対して電荷注入を起
こし潜像を乱すような現象も起こさなくなる。

【００１８】図１６のようなヒステリシス特性を有する
硬強磁性キャリアは、保磁力及び残留磁化を有すること
を特徴としている。硬強磁性キャリアは残留磁化を有す
るため、外部磁場が弱まった状態（現像部から離れた状
態）においても磁化が残留するため、キャリア−キャリ
ア間の引き合う力が強くなり、軟強磁性キャリアに比べ
てキャリア付着（画像部にキャリアが付着し画像を乱す
現象）防止の点で有利である。

【００１９】以下、本実施例において用いた磁性キャリ
アの平均粒径、磁気特性、比抵抗の測定方法を説明す
る。先ず、キャリア粒径の測定方法を記載する。本実施
例中のキャリアの粒径は、走査電子顕微鏡（１００〜５
０００倍）により、ランダムに粒径０．１μｍ以上のキ
ャリア粒子を３００個以上抽出し、ニレコ社（株）製の
画像処理解析装置Ｌｕｚｅｘ３により水平方向フェレ径
をもってキャリア粒径として測定し、個数平均粒径、体
積平均粒径を算出した。

【００２０】キャリアの磁気特性は、理研電子（株）社
製の振動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用
いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は、１キロエ
ルステッドの外部磁場を作り、そのときの磁化の強さ
を、下記の方法によって求める。キャリアの磁化の測定
は、円筒状のプラスチック容器に十分密になるようにパ
ッキングした状態に作製し、この状態で磁化モーメント
を測定し、試料を入れたときの実際の重量を測定して、
磁化の強さ（ｅｍｕ／ｇ）を求める。次いで、キャリア
粒子の真比重を、乾式自動密度計アキュピック１３３０
（島津製作所（株）社製）により求め、上記のようにし
て得られた磁化の強さ（ｅｍｕ／ｇ）に真比重を掛ける
ことで、本発明で使用する単位体積あたりの磁化の強さ
（ｅｍｕ／ｃｍ³）を求めた。

【００２１】樹脂コートされた磁性キャリア、又は、そ
のコア粒子の比抵抗の測定は、以下のようにして行っ
た。先ず、セルに、キャリア又はコア粒子を充填する。
次に、充填したキャリア又はコア粒子に接するように両
端に電極を配し、これらの電極間に電圧を印加し、その
ときに流れる電流を測定することによって比抵抗を求め
る方法を用いた。本発明で使用した比抵抗の測定条件
は、充填したキャリア又はコア粒子と電極との接触面積
Ｓ＝約２．３ｃｍ²、厚みｄ＝約２ｍｍ、上部電極の荷
重１８０ｇ、測定電界強度を５×１０⁴Ｖ／ｍとした。

【００２２】上記したような特性を有するトナーと磁性
キャリアを混合することによって二成分系現像剤を作成
し、本実施例で使用した。現像剤の作成にあたっては、
トナーの粒径と磁性キャリアの粒径の関係から、トナー
の重量比を変えて調製した。表１に示したように、キャ
リア粒径が小さくなるほど比表面積が大きくなるため、
トナーの重量比を大きくした。表１中の数字は、二成分
系現像剤中のトナー量の重量比率を示している。又、ト
ナーの粒径が小さくなると、同じ粒径比の場合には、ト
ナーの単位重さ当たりの電荷量の増加等の要因により、
トナー飛散等が発生しにくくなるため、若干トナー比率
を高めに設定した。

【００２３】

【表１】

【００２４】図４は、このようにして作成された二成分
系現像剤のうち、磁性キャリアの粒径が４２μｍの場合
における３種類の環境下（Ｌ／Ｌ：室温１５℃湿度１０
％、Ｎ／Ｎ：室温２０℃湿度６０％、Ｈ／Ｈ：室温３０
℃湿度８０％）でのトナーの単位重さ当たりの電荷量の
絶対値を、後に説明する方法で測定し、グラフ化したも
のである。図４からもわかるように、トナーの単位重さ
当たりの電荷量の絶対値は、トナー粒子が小粒径化され
るのに伴って高くなる。又、低湿環境ほど、トナーの電
荷量の絶対値が高くなっている。又、図４の結果に対
し、軟強磁性キャリアを用いた場合の結果も同様のコー
ト剤を使用したため、硬強磁性キャリアを用いた場合と
ほぼ同じ値になった。但し、硬強磁性キャリアを用いて
測定する際には、着磁後では凝集してしまい、うまく測
定できなかったため、未着磁の状態で測定した。

【００２５】以下にトナーの単位重さ当たりの電荷量の
測定方法について、図面を用いて記述する。図１７は、
トナーのトリボ電荷量を測定する装置の説明図である。
先ずそこに、磁性キャリアを通過させないためのメッシ
ュスクリーン１０３のある金属製の測定容器１０２に測
定用試料を入れ、金属製の蓋１０４をする。測定用試料
としては、単位重さ当たりの電荷量の測定対象であるト
ナー粒子と磁性キャリアを混合して得られた二成分剤を
５０〜１００ｍｌ容量のポリエチレン製のビンに入れ、
約１０〜４０秒間手で振とうし、その後、測定容器１０
２に、該二成分剤を約０．５〜１．５ｇ程度入れる。こ
の時の測定容器１０２全体の重量を量り、その値をＷ１
（ｋｇ）とする。次に、吸引機１０１（測定容器１０２
と接する部分は少なくとも絶縁体）において、吸引口１
０７から吸引し、風量調節弁１０６を調節して真空計１
０５の圧力を２５０ｍｍＡｑとする。この状態で充分、
好ましくは２分間吸引を行い、トナー粒子を吸引除去す
る。この時の電位計１０９の電位をＶ（ボルト）とす
る。ここで１０８はコンデンサーであり、その容量をＣ
（Ｆ）とする。又、吸引後の測定容器１０２全体の重量
を量り、その値をＷ２（ｋｇ）とする。トナーの単位重
さ当たりの電荷量は、これらの測定値から下式の如く計
算される。

【００２６】

【数１】

【００２７】以下、図２に示した現像装置４を用いて２
成分系磁気ブラシ法を行った現像過程と現像剤の循環系
について説明する。先ず、現像スリーブ４１は、感光ド
ラム１の回転方向に対して、現像領域において順方向に
回転し、回転に伴って汲み上げられた現像剤は、搬送さ
れる過程において、現像スリーブ４１に対して垂直に配
置された規制ブレード４５によって層厚が規制され、現
像スリーブ４１上に薄層形成される。ここで、薄層形成
された現像剤が現像領域の現像主極に搬送されてくる
と、磁気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形
成された現像剤によって前記静電潜像を現像し、その
後、Ｎ極、Ｎ極の反発磁界によって現像スリーブ４１上
の現像剤は、現像容器４６内に戻される。

【００２８】ここで、軟強磁性キャリアの場合は、反発
磁界によって現像剤を容易に引き剥がすことができる
が、硬強磁性キャリアを用いた場合は、反発磁界のみで
は現像剤を引き剥がせず、現像スリーブ上に滞留してし
まう。このため、図３中に４７で示したような現像剤剥
離手段が必要になる。今回用いた剥離手段は、現像スリ
ーブ４１から現像剤を剥離する機能と長手方向に搬送す
る機能を両立できるように、外周に掻き取り羽根、内周
がスクリューとなる形状となり、撹拌スクリュー４３の
役目も兼ねたものを用いた。

【００２９】画像出力を行う際には、現像スリ−ブ４１
には、図示しない電源から直流電圧及び交流電圧が印加
される。本実施例では、直流電圧Ｖ_DC＝−４５０Ｖに対
して、交流電圧Ｖ_pp＝１５００Ｖ、Ｖ_f＝３０００Ｈｚ
を重畳したものを現像バイアスとした。一般に、二成分
現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増
し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生し易くな
るという危険も生じる。このため、通常、現像装置４に
印加する直流電圧と感光ドラム１の表面電位間に電位差
を設けることによって、かぶりを防止することを実現し
ている。このかぶり防止のための電位差をかぶり取り電
位（Ｖ_back）と呼ぶが、この電位差によって、現像時に
非画像領域にトナーが付くのを防止することができる。
本実施例においては、かぶり取り電位Ｖ_back＝１５０Ｖ
に設定されている。

【００３０】このようにして形成されたトナー像は、次
いで転写装置７（図１参照）により被転写材に転写され
る。転写装置７は、無端状のベルト７１を駆動ローラー
７２及び従動ローラー７３間に懸架し、回動される。更
に、転写装置７内には転写帯電ブレード７４を備えられ
ており、該転写帯電ブレードは、ベルト７１の内側から
感光ドラム１方向に加圧力を発生しつつ高圧電源より給
電されることで、被転写材の裏側から、トナーと逆極性
の帯電を行うことにより、感光ドラム１上のトナー像を
順次被転写材の上面に転写する。その後、被転写材は、
定着器６へと搬送され、熱定着されて画像が出力され
る。

【００３１】一方、トナー像転写後の感光ドラム１の面
には、転写残トナーが残留している。転写残トナーは、
クリーニング手段５のクリーニングブレードによって掻
き取られ、クリーニング容器内に収容される。ここで、
キャリアの体積平均粒径が小さくなるとキャリア付着が
増加する現象が見られたため、軟強磁性キャリアと硬強
磁性キャリアについてキャリア付着現象を評価した。夫
々の磁性キャリアを用いた二成分系現像剤の作成方法と
しては、平均粒径約５μｍのトナーを用い、トナーの重
量比が先に示した表１の如くなるように磁性キャリアと
混合することにより、作成した。そして、本実施例で
は、このようにして得られた複数の現像剤を用いた。

【００３２】キャリア付着現象についての評価方法とし
ては、上記した印加電圧のかぶり取り電位を、２５Ｖか
ら４５０Ｖまで２５Ｖ刻みで変化させて白地画像出力時
に停止し、感光ドラムを観察し、感光ドラム上に磁性キ
ャリアを目視で確認できた電圧をキャリア付着開始電圧
とし、この値を用いて評価した。即ち、このようにして
得られたキャリア付着開始電圧を、図１３の、硬強磁性
キャリアの場合の体積平均粒径と残留磁化のグラフ中に
書き込んだ。又、図１４の軟強磁性キャリアの場合の体
積平均粒径と外部磁場１０００ガウス下での磁化のグラ
フに書き込んだ。又、かぶり取り電位が、２５Ｖでもキ
ャリアが付着してしまった場合は、×印を書き込んだ。

【００３３】上記の測定より、かぶり取り電位が１５０
Ｖで付着しなかった場合の条件を見いだしたところ、硬
強磁性キャリアを用いた場合は、体積平均粒径をＤ(ｃ
ｍ）、残留磁化σ_ｒ(ｅｍｕ／ｃｍ³）とした場合に、Ｄ
×σ_ｒ≧０．２(ｅｍｕ／ｃｍ²）であることがわかっ
た。又、軟強磁性キャリアを用いた場合は、体積平均粒
径をＤ（ｃｍ）、外部磁場１０００ガウス下での磁化を
σ₁₀₀₀（ｅｍｕ／ｃｍ³）とした場合に、Ｄ×σ₁₀₀₀≧
０．５(ｅｍｕ／ｃｍ²）であることがわかった。図１３
及び図１４からわかるように、硬強磁性キャリアの体積
平均粒径が８μｍ以下の場合、軟強磁性キャリアの体積
平均粒径が１６μｍ以下の場合は、かぶり取り電位１５
０Ｖで付着しない領域がなかった。

【００３４】図５及び図６は、前記図４に示した３種類
の環境下（Ｌ／Ｌ：室温１５℃湿度１０％、Ｎ／Ｎ：室
温２０℃湿度６０％、Ｈ／Ｈ：室温３０℃湿度８０％）
におけるトナーの単位重さ当たりの電荷量のグラフに対
し、有機感光体の電荷輸送層の膜厚が、８μｍ及び２０
μｍである場合の夫々における最大画像濃度を書き込ん
だものである。画像濃度の測定は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の
４０４反射濃度計で測定した。又、図中に黒丸でプロッ
トしたトナーの電荷量は、磁性キャリアの体積平均粒径
が４２μｍの場合で値である。体積平均粒径が１０μｍ
の場合の値は、トナー比率が変わる関係等により若干、
電荷量の値に違いがあったが、画像濃度の比較をするた
めに、同じグラフ中に、その場合における画像濃度の値
も書き込んだ。グラフのプロットの左側の数値は、磁性
キャリアの体積平均粒径が４２μｍを用いた場合の最大
画像濃度であり、右側の数値は、磁性キャリアの体積平
均粒径が１０μｍの場合である。

【００３５】又、図５及び図６は、硬強磁性キャリアを
用いた場合の結果である（軟強磁性キャリアを用いた場
合は、１０μｍではキャリア付着しない領域がなかった
ため）。図から明らかなように、いずれの場合も、磁性
キャリアの体積平均粒径が１０μｍの場合の方が濃度が
高くなっていた。しかし、キャリア粒径に対する濃度差
は、図５と図６を比べると、図６の電荷輸送層が２０μ
ｍの場合は、図５の電荷輸送層が８μｍの場合に比べて
小さくなっていた。

【００３６】図５及び図６から明らかなように、使用し
たトナーの体積平均粒径が７μｍ以上の場合は、いずれ
の条件でも充分な画像濃度が得られており、トナーの体
積平均粒径が３〜６μｍの場合は、電荷輸送層の膜厚が
８μｍで、磁性粒子の体積平均粒径が１０μｍの場合に
充分な濃度が得られることがわかった。又、使用したト
ナーの体積平均粒径が２μｍ以下の場合では、どちらの
場合も、最大画像濃度が１．５を超えなかった。

【００３７】又、トナーの単位重さ当たりの平均電荷量
の絶対値についてみると、３０×１０^-3（Ｃ／ｋｇ）以
下の場合は、いずれの条件でも充分な画像濃度が得られ
ているが、電荷量が３０×１０^-3（Ｃ／ｋｇ）以上、８
０×１０^-3（Ｃ／ｋｇ）以下の場合には、電荷輸送層の
膜厚が８μｍで、且つ、磁性粒子の体積平均粒径が１０
μｍの場合に充分な画像濃度が得られることがわかった
（図５参照）。換言すれば、トナーの単位重さ当たりの
電荷量が８０×１０^-3（Ｃ／ｋｇ）以上の場合は、いず
れの場合でも充分な画像濃度が得らなかったともいえ
る。

【００３８】ここで、電荷輸送層が２０μｍの場合に、
キャリア粒径の変動に対する画像濃度の変動の割合が、
電荷輸送層が８μｍの場合に比べて小さくなった理由を
調べるため、感光ドラム回転方向について現像器の下流
側に、感光ドラムの表面電位を計る電位計を設置した。
この結果、トナー粒径が３〜８μｍの場合、感光体の電
荷輸送層の膜厚が２０μｍの場合には、画像濃度として
は充分な値にまで達していないにも関わらず、現像後の
表面電位が現像スリーブへの印加バイアスの直流電圧値
Ｖ_DCが、−４５０Ｖに近いレベルまで達してしまってい
た。但し、トナー粒径が、１μｍ及び２μｍの場合は、
表面電位にして−３００Ｖ程度までしか達していなかっ
た。これに対して、感光体の電荷輸送層の膜厚が８μｍ
の場合には、キャリア平均粒径が４２μｍの、トナー比
率が低く現像効率が低い場合には、現像後の表面電位は
−２００〜−３００Ｖ程度であり、充分な画像濃度が得
られたキャリア平均粒径が１０μｍのトナー比率が高い
場合でも、現像後の表面電位が−３５０〜−４００程度
であった。

【００３９】以上の結果から、感光体の電荷輸送層の膜
厚が２０μｍの場合は、トナーの持つ電荷によってコン
トラストが埋められてしまい、高い画像濃度が得られな
かったことがわかる。ここで、感光体の単位面積当たり
の静電容量Ｃ／Ｓ（Ｆ／ｍ²）は、真空の誘電率をε_o＝
８．８５×１０^-12、有機感光体の比誘電率をε＝３、
電荷輸送層の膜厚をｄとすると、ε_o×ε／ｄで表せ
る。従って、電荷輸送層の膜厚が、８、１０、１３、１
６、２０μｍである場合の感光体の単位面積当たりの静
電容量は、夫々、Ｃ／Ｓ（Ｆ／ｍ²）＝３．３×１０^-6
（膜厚＝８μｍ）、２．７×１０^-6（膜厚＝１０μ
ｍ）、２．０×１０^-6（膜厚＝１３μｍ）、１．７×１
０^-6（膜厚＝１６μｍ）、１．３×１０^-6（膜厚＝２０
μｍ）であり、順次小さくなる。

【００４０】図８は、Ｎ／Ｎ環境下において、硬強磁性
キャリアで体積平均粒径が１０μｍのものを用いて画像
出力した場合のＣ／Ｓ（Ｆ／ｍ²）と最大濃度の関係を
示したものである。図８から、Ｃ／Ｓ（Ｆ／ｍ²）が
２．０×１０^-6よりも大きい場合に濃度が高くなってい
ることがわかる。つまり、有機感光体を用いた場合は、
電荷輸送層の膜厚が１３μｍ以下の条件を満たすように
することにより、画像濃度が高くなるといえる。このよ
うに、キャリアの体積平均粒径を小さくし、トナー比率
の低下を防ぎ、現像効率を高めた場合に画像濃度が充分
に得られたのは、感光体の単位面積当たりの静電容量を
大きくすることによって、トナーの電荷量による電位上
昇を抑え、少量のトナーで静電コントラストが埋まって
しまうのを防止できたためであると考えられる。

【００４１】図１０は、硬強磁性キャリアの体積平均粒
径が４２μｍの場合における上記と同様の結果である。
しかし、この場合には、トナー粒径を６μｍ以下にして
トナー比率が低くなってしまうような場合には、Ｃ／Ｓ
（Ｆ／ｍ²）を大きくしても現像効率自体が低いため、
充分な画像濃度が得られないことがわかった。図１１及
び図１２は、Ｎ／Ｎ環境下において、硬強磁性キャリア
を用い、その体積平均粒径を変化させ、表１のようにト
ナーの重量比率を変化させた場合において、有機感光体
の電荷輸送層の膜厚が夫々、１０μｍ（図１１参照）、
２０μｍ（図１２参照）の場合の、体積平均粒径と最大
画像濃度の関係を示したものである。図から明らかなよ
うに、Ｃ／Ｓ（Ｆ／ｍ²）が小さい電荷輸送層の膜厚が
２０μｍの場合や、キャリアの体積平均粒径が３５μｍ
よりも大きいような場合には、６μｍ以下の小粒径のト
ナーにおいては充分な画像濃度が得られないことがわか
った。

【００４２】ここで、図１１及び図１２は、硬強磁性キ
ャリアを用いた場合について示したが、軟強磁性キャリ
アについても、キャリア付着しない領域が得られた２
２、２８、３５及び４２μｍの夫々のキャリアについて
は画像出力を行っており、硬強磁性キャリアの場合とほ
ぼ同等の結果が得られた。つまり、キャリア付着に対し
ては必要な条件が異なるが、最大画像濃度に対しては、
軟強磁性のキャリアも硬強磁性のキャリアと同様の条件
で決まってくることがわかった。

【００４３】前記したかぶり取り電位が１５０Ｖで付着
しなかった場合の条件である、硬強磁性キャリアの場合
における、Ｄ×σ_ｒ≧０．２（ｅｍｕ／ｃｍ²）［体積
平均粒径：Ｄ（ｃｍ)、残留磁化：σ_ｒ(ｅｍｕ／ｃ
ｍ³）］という条件と、軟強磁性キャリアの場合におけ
る、Ｄ×σ₁₀₀₀≧０．５（ｅｍｕ／ｃｍ²)［体積平均粒
径：Ｄ（ｃｍ)、外部磁場１０００ガウス下での磁化：
σ₁₀₀₀（ｅｍｕ／ｃｍ³）］という条件と、硬強磁性キ
ャリアの体積平均粒径が８μｍ以下の場合、軟強磁性キ
ャリアの体積平均粒径が１６μｍ以下の場合は、かぶり
取り電位１５０Ｖで付着しない領域がなかったという点
と、上記のキャリアの体積平均粒径が３５μｍよりも大
きいような場合は、６μｍ以下のトナーにおいて充分な
画像濃度が得られていない点とから、以下のことがわか
った。即ち、３〜６μｍのトナーを用いた場合に充分な
画像濃度を得るための磁性キャリアの条件としては、硬
強磁性キャリアを用いる場合は、０．８×１０^-3（ｃ
ｍ）＜Ｄ＜３．５×１０^-3（ｃｍ)、且つ、Ｄ×σ_ｒ≧
０．２（ｅｍｕ／ｃｍ²）の条件を、軟強磁性キャリア
を用いる場合は、１．６×１０^-3（ｃｍ）＜Ｄ＜３．５
×１０^-3（ｃｍ）、且つ、Ｄ×σ₁₀₀₀≧０．５（ｅｍｕ
／ｃｍ²）の条件を満たすことが必要となる。

【００４４】即ち、以上の結果から、トナーの平均粒径
が６μｍよりも大きい場合には、特に感光体やキャリア
の体積平均粒径について考慮しなくても充分な画像濃度
が得られるが、トナーの平均粒径が３〜６μｍの場合に
は、上記した条件の、感光体の単位面積当たりの静電容
量Ｃ／Ｓ（Ｆ／ｍ²）を２．０×１０^-6よりも大きく
し、且つ、現像剤に用いる磁性キャリアとして、硬強磁
性キャリアを用いる場合には、０．８×１０^-3（ｃｍ）
＜Ｄ＜３．５×１０^-3（ｃｍ）、且つ、Ｄ×σ_ｒ≧０．
２（ｅｍｕ／ｃｍ²）の条件を満足し、軟強磁性キャリ
アを用いる場合には、１．６×１０^-3（ｃｍ)＜Ｄ＜
３．５×１０^-3（ｃｍ)、且つ、Ｄ×σ₁₀₀₀≧０．５
（ｅｍｕ／ｃｍ²）の条件を満たすことによって、初め
て充分な画像濃度が得られていることがわかる。又、ト
ナーの平均粒径が２μｍよりも小さい場合には、上記し
た条件下においても充分な画像濃度が得られないことが
わかった。

【００４５】＜実施例２＞実施例１においては、感光体
として負帯電の有機感光体を用いたが、本実施例におい
ては、非晶質のシリコンを有する表面層（膜厚＝２５μ
ｍ）からなる正帯電の感光体を用いた（以下、アモルフ
ァスシリコン感光体と呼ぶ）。実施例１では、負帯電の
感光体と負帯電のトナーを用い、画像部をレーザー露光
する方式（反転現像）をとったが、本実施例において
は、正帯電の感光体と負帯電のトナーを用い、非画像部
をレーザー露光する方式（正規現像）を用いた。画像形
成装置の本体構成等は実施例１と同様であるが、上記方
式を用いるため、印加バイアスの関係が実施例１とは変
わってくる。

【００４６】本実施例の画像形成装置では、先ず、上記
のアモルファスシリコン感光体ドラム１表面に均一な帯
電が施され、表面電位が＋６００Ｖになるようにする。
これに引き続き、帯電されたドラム上に、従来例と同様
に潜像形成手段であるレーザー露光手段２によって静電
潜像が書き込まれる。このとき、非画像部にあたる部分
の表面電位は＋１００Ｖにまで減衰され、最大濃度にあ
たる場合は基本的に露光されない（制御の関係で、極め
て弱い発光があり数１０Ｖの減衰はあるが）。これに対
して、現像時には、直流電圧Ｖ_DC＝＋２５０Ｖに対し
て、交流電圧Ｖ_pp＝１５００Ｖ、Ｖ_f＝３０００Ｈｚを
重畳したものが現像スリーブに印加され、アモルファス
シリコン感光体ドラム上にトナー像が形成される。

【００４７】本実施例で用いたアモルファスシリコン感
光体の比誘電率は約１０であり、又、本実施例で用いた
アモルファスシリコン感光体の膜厚は２５μｍであった
ことから、この数値から計算される使用したアモルファ
スシリコン感光体の単位面積当たりの静電容量Ｃ／Ｓ
（Ｆ／ｍ²）は、約３．５×１０^-6となる。図７は、実
施例１の場合と同様に、３種類の環境下（Ｌ／Ｌ：室温
１５℃湿度１０％、Ｎ／Ｎ：室温２０℃湿度６０％、Ｈ
／Ｈ：室温３０℃湿度８０％）における、各平均粒径ト
ナーの単位重さ当たりの電荷量を示したグラフ中に、膜
厚が２５μｍのアモルファスシリコン感光体を用いた場
合の最大画像濃度を書き込んだものである。画像濃度の
測定は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の４０４反射濃度計で測定し
た。

【００４８】本実施例においても、画像出力には、硬強
磁性キャリアで体積平均粒径が４２μｍのものと、体積
平均粒径が１０μｍのものを用いた（軟強磁性キャリア
の場合は、１０μｍではキャリア付着を生じない領域が
なかったため）。キャリア付着については、ほぼ実施例
１と同様の傾向が見られ、キャリア付着の発生に対して
良好な条件として、硬強磁性キャリアを用いる場合に
は、Ｄ×σ_ｒ≧０．２（ｅｍｕ／ｃｍ²)［体積平均粒
径：Ｄ（ｃｍ)、残留磁化：σ_ｒ(ｅｍｕ／ｃｍ³）]とい
う条件が、軟強磁性キャリアを用いる場合には、Ｄ×σ
₁₀₀₀≧０．５(ｅｍｕ／ｃｍ²）[体積平均粒径：Ｄ（ｃ
ｍ）、外部磁場１０００ガウス下での磁化：σ₁₀₀₀（ｅ
ｍｕ／ｃｍ³）］という条件が得られた。更に、硬強磁
性キャリアの体積平均粒径が８μｍ以下の場合、及び、
軟強磁性キャリアの体積平均粒径が１６μｍ以下の場合
は、かぶり取り電位１５０Ｖで付着しない領域がないと
いう結果が得られた。

【００４９】実施例１と同様に、図７中のグラフの各プ
ロットの左側の数値は、磁性キャリアの体積平均粒径が
４２μｍの場合の最大画像濃度であり、右側の数値は、
磁性キャリアの体積平均粒径が１０μｍの場合である
が、いずれの場合も磁性キャリアの体積平均粒径が１０
μｍの場合の方が濃度が高くなっていた。又、最大画像
濃度について、本実施例のアモルファスシリコン感光体
を用いた場合の方が、有機感光体の電荷輸送層が８μｍ
の場合に比べても高くなっているのがわかる（図５参
照）。

【００５０】図９は、実施例１の図８のＮ／Ｎ環境下に
おける、磁性キャリアの体積平均粒径が１０μｍの現像
剤を用いた場合の、Ｃ／Ｓ（Ｆ／ｍ²）と最大濃度の関
係を示したグラフに対して、本実施例のアモルファスシ
リコン感光体を用いた場合の結果を加えたものである。
図９に示されているように、本実施例のようにアモルフ
ァスシリコン感光体を用いた場合においても、有機感光
体の場合と同様に、単位面積当たりの静電容量Ｃ／Ｖ
（Ｆ／ｍ²）を横軸にとった場合、ライン上に乗ること
がわかった。

【００５１】このことから、アモルファスシリコン感光
体を用いた場合は、感光体の単位面積当たりの静電容量
Ｃ／Ｓ（Ｆ／ｍ²）が、その膜厚が２５μｍであって
も、３．５×１０^-6と、２．０×１０^-6よりも大きく充
分な静電容量があるため、トナーの電荷により静電コン
トラストが埋められてしまうような現象が起きず、使用
するトナーの平均粒径が３〜６μｍと小粒径の場合で
も、下記の要件を満たす場合には、現像剤中のトナー比
率を低下させることなく、充分な画像濃度が得られるこ
とがわかった。即ち、現像剤に用いる磁性キャリアとし
て、硬強磁性キャリアを用いる場合には、０．８×１０
^-3（ｃｍ）＜Ｄ＜３．５×１０^-3（ｃｍ）、且つ、Ｄ×
σ_ｒ≧０．２（ｅｍｕ／ｃｍ²）の条件を、軟強磁性キ
ャリアを用いる場合には、１．６×１０^-3（ｃｍ）＜Ｄ
＜３．５×１０^-3（ｃｍ）、且つ、Ｄ×σ₁₀₀₀≧０．５
（ｅｍｕ／ｃｍ²）の条件を満たすこととすることによ
り、現像剤中のトナー比率を低下させることなく、充分
な画像濃度が得らる。又、本実施例については、正帯電
のアモルファスシリコン感光体を用いて正規現像によっ
て現像した場合について述べたが、負帯電のアモルファ
スシリコン感光体でも同様の効果が得られることが確認
できている。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トナー粒子として体積平均粒径が３μｍ以上６μｍ以下
の小粒径ものを使用した場合に画像濃度が低下してしま
う現象に対し、静電潜像が少量のトナーの大きな電荷量
によって埋めてしまう現象に対しては、感光体の単位面
積当たりの静電容量Ｃ／Ｓを２．０×１０^-6（Ｃ／
ｍ²）より大きくすることによって防止し、更に、二成
分系現像剤中の磁性粒子として硬強磁性の磁性粒子を用
いる場合には、０．８×１０^-3(ｃｍ）＜Ｄ＜３．５×
１０^-3（ｃｍ）、且つ、Ｄ×σ_ｒ≧０．２（ｅｍｕ／ｃ
ｍ²）の条件を満たし、又は、軟強磁性を示す磁性粒子
を用いる場合には、１．６×１０^-3（ｃｍ）＜Ｄ＜３．
５×１０^-3（ｃｍ）、且つ、Ｄ×σ₁₀₀₀≧０．５（ｅｍ
ｕ／ｃｍ²）の条件を満たすものを用いることにより、
磁性粒子の小粒径化により、トナー比率の低下が防止さ
れ、現像効率向上が実現されると共に、キャリア付着現
象を防止し得、高品質の画像形成が可能な優れた画像形
成装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例及び本発明の実施例の画像形成装置の断
面図である。

【図２】２成分系接触現像装置の説明に用いた概略図で
ある。

【図３】２成分系接触現像装置の説明に用いた概略図で
ある。

【図４】トナー平均粒径とトナーの電荷量の関係を示す
グラフである。

【図５】有機感光体（電荷輸送層８μｍ）を用いた場合
の、キャリアの平均粒径が１０μｍ及び４２μｍの時の
最大画像濃度を示すための図である。

【図６】有機感光体（電荷輸送層２０μｍ）を用いた場
合の、キャリアの平均粒径が１０μｍ及び４２μｍの時
の夫々の最大画像濃度を示すための図である。

【図７】アモルファスシリコン感光体を用いた場合の、
キャリアの平均粒径が１０μｍ及び４２μｍの時の夫々
の最大画像濃度を示すための図である。

【図８】キャリアの平均粒径が１０μｍの時の有機感光
体の電荷輸送層膜厚を変えた場合の最大画像濃度であ
る。

【図９】図８にアモルファスシリコン感光体の結果を加
えたグラフである。

【図１０】キャリアの平均粒径が４２μｍの時の有機感
光体の電荷輸送層膜厚を変えた場合の最大画像濃度であ
る。

【図１１】有機感光体の電荷輸送層膜厚が１０μｍの場
合のキャリア粒径と濃度の関係を示した図である。

【図１２】有機感光体の電荷輸送層膜厚が２０μｍの場
合のキャリア粒径と濃度の関係を示した図である。

【図１３】硬強磁性キャリアを用いた場合のキャリア粒
径と残留磁化とキャリア付着開始電圧の関係を示した図
である。

【図１４】軟強磁性キャリアを用いた場合のキャリア粒
径と１０００ガウス下での磁化とキャリア付着開始電圧
の関係を示した図である。

【図１５】軟強磁性キャリアのヒステリシスカーブの一
例である。

【図１６】硬強磁性キャリアのヒステリシスカーブの一
例である。

【図１７】トナーの電荷量を測定するための測定装置で
ある。

【符号の説明】

１：感光ドラム２：レーザー露光手段３：帯電器４２、４２１：固定マグネット４１：非磁性スリーブ４：現像装置５：クリーナー６：定着器７：転写装置

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/08 ５０７Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体を帯電部材によって帯電し、該
像担持体に対し像露光手段によって被記録画像信号に対
応してドット分布静電潜像を形成し、トナー粒子と磁性
粒子とを混合してなる二成分系現像剤を像担持体に対向
配置された現像剤担持体により現像部に搬送し、該現像
剤担持体の内部に配置された磁石によって前記現像部に
形成される現像磁界中で、前記現像剤からなる磁気ブラ
シを前記像担持体に接触させ、前記現像剤担持体に交番
電圧を印加することにより上記ドット分布静電潜像を現
像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写材に転写
して画像を形成する画像形成装置において、前記トナー
粒子として、体積平均粒径が３μｍ以上６μｍ以下の範
囲のものが使用され、且つ、前記像担持体の単位面積当
たりの静電容量Ｃ／Ｓが、２．０×１０^-6（Ｆ／ｍ²）
よりも大きくなるように制御され、更に、前記二成分系
現像剤を構成する磁性粒子として、体積平均粒径をＤ
（ｃｍ）及び残留磁化をσ_ｒ（ｅｍｕ／ｃｍ³）とした
場合に、体積平均粒径Ｄが０．８×１０^-3(ｃｍ）＜Ｄ
＜３．５×１０^-3(ｃｍ）の範囲内にあり、且つ、Ｄ×
σ_ｒ≧０．２（ｅｍｕ／ｃｍ²）の条件を満たす硬強磁
性の磁性粒子が使用されていることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】像担持体が、有機感光体からなり、該有
機感光体を構成する電荷輸送層の膜厚が１３μｍ以下で
ある請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】像担持体が、非晶質のシリコンを有する
表面層からなる感光体で構成されている請求項１に記載
の画像形成装置。
【請求項４】二成分系現像剤中の磁性粒子表面がコー
トされており、コート前の状態での比抵抗が１×１０
^-10（Ω・ｃｍ）以上であり、且つ、磁性粒子の比抵抗
が１×１０^-12（Ω・ｃｍ）以上である請求項１〜請求
項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】二成分系現像剤中のトナー粒子の単位重
さ当たりの平均電荷量の絶対値が、３０×１０^-3（Ｃ／
ｋｇ）以上、８０×１０^-3（Ｃ／ｋｇ）以下である請求
項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】像担持体を帯電部材によって帯電し、該
像担持体に対し像露光手段によって被記録画像信号に対
応してドット分布静電潜像を形成し、トナー粒子と磁性
粒子とを混合してなる二成分系現像剤を像担持体に対向
配置された現像剤担持体により現像部に搬送し、該現像
剤担持体の内部に配置された磁石によって前記現像部に
形成される現像磁界中で、前記現像剤からなる磁気ブラ
シを前記像担持体に接触させ、前記現像剤担持体に交番
電圧を印加することにより上記ドット分布静電潜像を現
像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写材に転写
して画像を形成する画像形成装置において前記トナー粒
子として、体積平均粒径が３μｍ以上６μｍ以下のもの
が使用され、且つ、前記像担持体の単位面積当たりの静
電容量Ｃ／Ｓが、２．０×１０^-6（Ｆ／ｍ²）よりも大
きくなるように制御され、更に、前記二成分系現像剤を
構成する磁性粒子として、体積平均粒径をＤ（ｃｍ）、
外部磁場１０００ガウス下での磁化をσ₁₀₀₀（ｅｍｕ／
ｃｍ³）とした場合、１．６×１０^-3（ｃｍ）＜Ｄ＜
３．５×１０^-3（ｃｍ）、且つＤ×σ₁₀₀₀≧０．５
（ｅｍｕ／ｃｍ²）の条件を満たす軟強磁性の磁性粒子
が使用されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】像担持体が、有機感光体からなり、該有
機感光体を構成する電荷輸送層の膜厚が１３μｍ以下で
ある請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】像担持体が、非晶質のシリコンを有する
表面層からなる感光体で構成されている請求項６に記載
の画像形成装置。
【請求項９】二成分系現像剤中の磁性粒子表面がコー
トされており、コート前の状態での比抵抗が１×１０
^-10（Ω・ｃｍ）以上であり、且つ、磁性粒子の比抵抗
が１×１０^-12（Ω・ｃｍ）以上である請求項６〜請求
項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】二成分系現像剤中のトナー粒子の単位
重さ当たりの平均電荷量の絶対値が、３０×１０^-3（Ｃ
／ｋｇ）以上、８０×１０^-3（Ｃ／ｋｇ）以下である請
求項６〜９に記載の画像形成装置。