JP2002072690A

JP2002072690A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002072690A
Application number: JP2000265541A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hibino; 勝日比野; Katsuaki Kobayashi; 克彰小林; Masanori Shida; 昌規志田; Ichiro Ozawa; 一郎小澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2002-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】現像行程時に転写残りのトナーを１００％回
収し、ポジゴーストや掃き目ムラがない高品位な画像を
得ることである。【解決手段】感光ドラム１上のドット潜像を現像する
現像装置４は、２成分現像剤を使用し、その現像スリー
ブが感光ドラム１とカウンター方向回転し、現像時、現
像スリーブに交流と直流を重畳したバイアスが印加され
る。現像装置４は、転写材への転写により感光ドラム１
上に残ったトナーを対向部よりも上流側で回収するクリ
ーニング手段を兼ねる。磁性キャリアの磁界の強さ１０
０ｍＴでの磁化の強さを３．０×１０⁴〜１．５×１０⁵
Ａ／ｍ、現像スリーブ内マグネットの現像主極の位置を
感光ドラムとの最近接部より−５゜〜＋５゜とし、トナ
ー、キャリアの粒径ｒt、ｒc（μｍ）、真比重δt、δc
（ｇ／ｃｍ³）、トナー濃度ｎ（ｗｔ％）として、Ｓ＝
ｎ・ｒc・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝なるＳが
０．８〜２．２である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式等を
利用した画像形成装置に関し、特に現像手段がクリーニ
ング手段を兼ねた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機やプリンター等の電子写真
画像形成装置の分野では、画像のフルカラー化、装置の
システム化にともなって、装置のデジタル化が進んでい
る。

【０００３】たとえば、像担持体である感光ドラムに対
しレーザー光を走査し、このレーザー光のオン、オフに
より、感光ドラム上に潜像を形成し、これを現像し、記
録材に転写して、所望の画像を記録するレーザービーム
プリンター等の装置が広く知られるようになってきてい
る。その代表的用途は、文字、図形等の２値記録であ
る。文字、図形等の記録は、中間調を必要としないの
で、プリンター構造も簡単にできる。

【０００４】このような２値記録方式であっても、中間
調を表現できるプリンターがある。このプリンターとし
ては、ディザ法、濃度パターン法等を採用したものがよ
く知られている。しかし、周知のごとく、ディザ法、濃
度パターン法を採用したプリンターでは、高解像度が得
られない。

【０００５】そこで、最近、高記録密度を低下させずに
各画素において中間調画素を形成する方法が提案されて
いる。これは、レーザービームを画像信号でパルス幅
（ＰＷＭ）変調することにより、中間調形成を行うもの
で、この方式によれば、高解像度かつ高階調性の画像を
形成することができる。

【０００６】図３に示す画像形成装置において、コピー
開始信号が入力されると、感光ドラム１の表面が帯電器
３により所定の電位になるように帯電される。一方、原
稿台１０上におかれた原稿Ｇに対し、原稿照射用ラン
プ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体のユニ
ット９が照明光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、光信号として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。

【０００７】ＣＣＤセンサーは、受光部、転送部および
出力部から構成されている。ＣＣＤセンサーに入射され
た光信号は、受光部において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する。このようにして得られ
たアナログ信号に対し周知の画像処理を行ってデジタル
信号に変換し、このデジタル画像信号をプリンター部に
送る。

【０００８】プリンタ部においては、上記画像信号を受
けてＯＮ、ＯＦＦ発光される固体レーザー素子１０２の
光を高速で回転する回転多面鏡１０３によって走査する
ことにより、感光ドラム１の表面上に原稿画像に対応し
た静電潜像を形成する。

【０００９】図４は、上記の画像形成装置において、レ
ーザー光を走査するレーザー走査部１００の概略構成を
示すものである。このレーザー走査部１００によりレー
ザー光を走査する場合には、まず、入力された画像信号
に基づき発光信号発生器１０１により、固体レーザー素
子１０２を所定タイミングで明滅させる。固体レーザー
素子１０２から放射されたレーザー光は、コリメーター
レンズ系１０３により略平行な光束に変換され、さらに
矢印ｂ方向に回転する回転多面鏡１０４により、矢印ｃ
方向に走査されるとともに、ｆθレンズ群１０５ａ、１
０５ｂ、１０５ｃにより感光ドラム１の被走査面１０６
上にスポット状に結像される。このようなレーザー光の
走査により、被走査面１０６上には画像１走査分の露光
分布が形成され、さらに各走査ごとに被走査面１０６を
前記走査方向とは垂直に所定量だけスクロールさせれ
ば、被走査面１０６上に画像信号に応じた露光分布、す
なわち静電潜像が得られる。

【００１０】つぎに、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２成分現像剤を収容した現像
装置４で現像すれば、感光ドラム１上に潜像をトナーで
可視化したトナー像が得られる。

【００１１】一般に現像方法は、非磁性トナーをブレー
ド等で現像スリーブ上にコーティングするか、磁性トナ
ーを磁気力によって現像スリーブ上にトナーをコーティ
ングし、コーティングしたトナーを現像スリーブの回転
により感光ドラムと対向した現像領域に搬送し、現像領
域で感光ドラムに対して非接触状態で現像する１成分非
接触現像法、感光ドラムに対して接触状態で現像する１
成分接触現像法、トナーと磁性キャリアを混合した現像
剤を磁気力により現像スリーブ上に担持して現像領域に
搬送し、現像領域で感光ドラムに対して接触状態で現像
する２成分接触現像法、現像領域で感光ドラムに対して
非接触状態で現像する２成分非接触現像法の４種類に大
別される。画像の高画質化、高安定化の面から２成分接
触現像法が多く用いられる。

【００１２】図５は、従来用いられている２成分磁気ブ
ラシ現像用の現像装置４を示す概略図である。図５にお
いて符号１１は現像剤担持体である現像スリーブで、現
像スリーブ１１は、２成分現像剤を収容した現像容器１
６の感光ドラム１側に形成された開口部に、感光ドラム
１と対向部が逆方向（カウンター方向）に移動する向き
に回転自在に設置されている。現像容器１６の開口部の
下方部分には、現像スリーブ１１と所定間隙をあけてブ
レード１５が設置されている。現像容器１６の内部は、
上部が開放した隔壁１７によって現像室Ｒ１と撹拌室Ｒ
２とに区画され、現像室Ｒ１と撹拌室Ｒ２とには、それ
ぞれ撹拌スクリュー１３、１４が設置されている。撹拌
室Ｒ２内の上方には、補給用トナー１８を収納したトナ
ー補給室Ｒ３が設置され、この補給室Ｒ３の下部には補
給口２０が設けられている。

【００１３】現像スリーブ１１は、感光ドラム１との最
近接領域が約４００μｍとなるように配設され、感光ド
ラム１に対して現像剤を接触状態で現像できるように設
定されている。現像スリーブ１１の内側には、マグネッ
トローラ１２が非回転に固定配置され、マグネットロー
ラ１２の現像主極は、感光ドラム１の回転方向０゜に位
置されており、現像スリーブ１１と感光ドラム１とが対
向した現像領域に現像剤の磁気ブラシを形成させる。

【００１４】現像スリーブ１１は、撹拌スクリュー１３
により供給された現像剤をマグネットローラ１２の磁力
により表面に担持し、現像スリーブ１１の回転にともな
い、現像剤をブレード１５のところに搬送し、ブレード
１５により現像剤の層厚を規制させる。層厚を規制され
た現像剤は現像領域に搬送され、そこで磁気ブラシを形
成して感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に接触
した状態で、現像スリーブ１１への現像バイアスの印加
下に潜像を現像して、トナー像として可視化する。

【００１５】現像剤中のトナーは、真比重が１．１ｇ／
ｃｍ³、粒径が６μｍとされ、現像剤中のキャリアは、
真比重が３．６ｇ／ｃｍ³、粒径が３５μｍとされ、現
像剤のトナー濃度（現像剤の全重量に対するトナーの全
重量の比、Ｔ／Ｄ比）は４％とされている。現像スリー
ブ１１の感光ドラム１に対する周速比は、通常１．５〜
２倍に設定されている。

【００１６】上記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３の転写帯電器７によって、感光ド
ラム１に搬送された転写材上に静電転写される。トナー
像を転写された転写材は、分離帯電器８によって感光ド
ラム１から静電分離されて定着器６へ搬送され、定着器
８でトナー像の転写材への熱定着を経て、画像形成装置
の機外に排出される。トナー像の転写後の感光ドラム１
は、表面の転写残りトナー等の付着汚染物のクリーナ５
による除去を受けた後、繰り返し画像形成に使用され
る。

【００１７】上記画像形成装置の構成は１例であって、
帯電器３はコロナ帯電器でなく帯電ローラであったり、
転写帯電器７も転写ローラであったりと、様々な方式が
あるが、基本的には、上記したように、帯電、露光、現
像、転写、定着およびクリーニングの行程によって画像
形成する。

【００１８】ところで、近年、画像形成装置の小型化が
進んできたが、上記したような帯電、露光、現像、転
写、定着およびクリーニングの各工程が小さくなるだけ
では、装置の小型化には限界があった。また上記の転写
残りのトナーはクリーナ５によって廃トナーとして回収
されるが、廃トナーは環境保護の面からも発生しないこ
とが好ましい。

【００１９】そこで、クリーナ５を取り外し、現像装置
４によって現像と同時に、感光ドラム１のクリーニング
を行うクリーナレス装置も出現してきている。この現像
と同時のクリーニングとは、転写後に感光ドラム１の表
面に残留したトナーを、次行程以後の現像時に現像領域
において、現像バイアスのカブリ取り電圧Ｖbackによっ
て回収する方法である。この方法によれば、転写残りト
ナーは現像装置４に回収されて次行程以後の現像に用い
られるため、廃トナーの発生をなくすことができる。

【００２０】本画像形成装置のように、現像スリーブ１
１と感光ドラム１との回転にカウンター方向回転を採用
していると、感光ドラム１と現像スリーブ１１との相対
速度差、従って感光ドラム１と現像スリーブ１１上に担
持された現像剤との相対速度差が大きいために、以上の
ような現像と同時のクリーニングは、感光ドラム１上の
転写残りのトナーの回収力が大きい。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置において、クリーナ５を取り外し、現像と
同時のクリーニングにより、転写残りのトナーの回収を
試みたところ、現像剤のＴ／Ｄ比が高いときは、画像の
ない部分に感光ドラム１の周期で前の画像のポジゴース
トが発生し、Ｔ／Ｄ比が低いときは、ポジゴーストの発
生はないが、画像の低濃度部に磁気ブラシによる掃き目
ムラが発生してしまった。

【００２２】上記のポジゴーストは、前の画像の転写残
りトナーが現像領域で回収できなかったために、本来な
らば、白地部であるところにトナーが転写されて発生す
る現象であり、掃き目ムラは、感光ドラム１上の現像直
後のトナー像が現像主極による磁気ブラシによって掃き
取られる現象である。

【００２３】本発明の目的は、現像行程時に、転写残り
のトナーを１００％回収し、ポジゴーストや掃き目ムラ
がない高品位な画像を得ることを可能とした画像形成装
置を提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
ドット潜像が形成される回転する像担持体と、前記像担
持体の周囲に配置された、像担持体上に形成された潜像
をトナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤により現像
する現像手段と、前記潜像の現像により形成されたトナ
ー像を転写材に転写する転写手段とを有し、前記現像手
段は、２成分現像剤を担持して像担持体と対向した現像
位置に搬送する回転する現像剤担持体と、その現像剤担
持体の内部に非回転に固定配置された複数の磁極を有す
る磁界発生手段とを有し、現像剤担持体は像担持体との
対向部で像担持体と逆方向に移動し、現像時、現像剤担
持体に像担持体との間で交流バイアスを重畳した直流バ
イアスが印加され、そして前記現像手段が、前記トナー
像の転写により像担持体上に残った転写残りのトナー
を、現像剤担持体と像担持体の対向部よりも像担持体の
上流側で回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装
置において、前記磁性キャリアの磁界の強さ１００ｍＴ
における磁化の強さを３．０×１０ ⁴Ａ／ｍ以上１．５
×１０⁵Ａ／ｍ以下とし、前記磁界発生手段の現像主極
による現像剤担持体の表面に垂直な方向の磁場の強さの
ピーク位置を、像担持体の移動方向上流側にプラスの符
号を採って、現像剤担持体と像担持体との最近接部より
−５゜〜＋５゜とし、現像剤のトナーの粒径をｒt（μ
ｍ）、磁性キャリアの粒径をｒc（μｍ）、トナーの真
比重をδt（ｇ／ｃｍ³）、キャリアの真比重をδc（ｇ
／ｃｍ³）、現像剤のトナー濃度をｎ（ｗｔ％）とした
ときに、Ｓ＝ｎ・ｒc・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝なるＳが０．８以上２．２以下であることを特徴とする
画像形成装置である。

【００２５】本発明の他の態様では、前記磁性キャリア
の磁界の強さ１００ｍＴにおける磁化の強さを１．５×
１０⁵Ａ／ｍより大きく２．５×１０⁵Ａ／ｍ以下とし、
前記現像主極による現像剤担持体の表面に垂直な方向の
磁場の強さのピーク位置を、現像剤担持体と像担持体と
の最近接部より−３゜〜＋５゜とし、前記Ｓを０．８以
上２．４以下とした。

【００２６】本発明によれば、好ましくは、前記トナー
は重合法で生成されたトナーである。前記現像剤担持体
と像担持体の最近接部の距離をｄ（ｍｍ）、前記現像剤
担持体に印加される交流バイアスの振幅をＶ（Ｖ）とし
たとき、２．８０×１０³＜Ｖ／ｄ（Ｖ／ｍｍ）＜８．５×１０³ の関係を満たす。前記像担持体上に形成される白地部の
電位と、前記現像剤担持体に印加される直流バイアスの
電位の電位差が１００〜４００Ｖである。前記トナーの
単位重量あたりの摩擦帯電電荷量の絶対値を１５μＣ／
ｇ以上４０μＣ／ｇ以下とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる画像形成装
置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２８】図１は、本発明の画像形成装置の一実施例
を示す概略断面図である。本画像形成装置は、図３で示
した従来の画像形成装置に設置されているクリーナ５が
省略されたクリーナレスに構成されている。

【００２９】図１の画像形成装置において、まず、原稿
第１０上に原稿Ｇを複写すべき面を下側にしてセットす
る。つぎにコピーボタンを押すことにより複写が開始さ
れる。原稿第１０上の原稿Ｇに対し、原稿照射用ラン
プ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体のユニ
ット９が照明光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、光信号として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。

【００３０】ＣＣＤセンサーは、受光部、転送部および
出力部から構成されている。ＣＣＤセンサーに入射され
た光信号は、受光部において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する。このようにして得られ
たアナログ信号に対し周知の画像処理を行ってデジタル
信号に変換し、このデジタル画像信号をプリンター部に
送る。

【００３１】プリンタ部においては、上記画像信号を受
けて、以下のようにして感光ドラム１の表面に静電潜像
を形成する。感光ドラム１は、中心支軸を中心に所定の
周速度で回転駆動され、その回転過程で帯電器３により
正極性または負極性の一様な帯電処理を受け、その一様
帯電面に画像信号に対応してＯＮ、ＯＦＦ発光される固
体レーザー素子１０２の光を高速で回転する回転多面鏡
１０３によって走査することにより、感光ドラム１の表
面上に原稿画像に対応した静電潜像が形成されていく。

【００３２】つぎに、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２成分現像剤を収容した現像
装置４で現像し、トナー像として可視化する。感光ドラ
ム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１に搬送さ
れた転写材上に転写帯電器７によって静電転写される。
その後、転写材は、分離帯電器８によって静電分離され
て定着器６へ搬送され、そこでトナー像の転写材への熱
定着を経て、画像形成装置の機外に排出される。

【００３３】トナー像の転写後の感光ドラム１は、表面
に転写残りトナーが残留しているが、本発明では、この
転写残りトナーをつぎの現像時に現像装置４によって除
去、回収する。

【００３４】本発明では、現像装置４は、図５に示した
従来と同じものを使用するが、この現像装置４について
より詳細に説明する。

【００３５】図５に示すように、現像装置４は、２成分
現像剤１９を収容した現像容器１６を有し、現像容器１
６の感光ドラム１と対面した開口部に、現像スリーブ１
１が外部に突出するようにして回転自在に設置され、感
光ドラム１との対向部が逆方向（カウンター方向）に移
動する向きに回転される。現像容器１６の開口部の下方
部分には、現像スリーブ１１と所定間隙をあけてブレー
ド１５が設置されている。

【００３６】現像容器１６の内部は、上部が開放した隔
壁１７によって現像室（第１室）Ｒ１と撹拌室（第２
室）Ｒ２とに区画され、現像室Ｒ１と撹拌室Ｒ２とに
は、それぞれ撹拌スクリュー１３、１４が設置されてい
る。撹拌室Ｒ２内の上方には、補給用トナー（非磁性ト
ナー）１８を収納したトナー補給室Ｒ３が設置されてお
り、この補給室Ｒ３の下部には補給口２０が設けら、現
像で消費されたトナーに見合った量の補給用トナー１８
が補給口２０を経て撹拌室Ｒ２内に落下補給される。

【００３７】現像容器１６内に収容された現像剤１９
は、粉砕法によって製造された平均粒径６μｍの非磁性
トナーに平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％で
外添したものと、飽和磁化が１．３５×１０⁵Ａ／ｍ、
平均粒径が３５μｍの磁性粒子（磁性キャリア）とから
なる２成分現像剤である。現像剤１９のトナー濃度（Ｔ
／Ｄ比）は、重量比で約４％になるようにした。

【００３８】現像スリーブ１１は非磁性部材からなり、
その内側には、磁界発生手段であるマグネットローラ１
２が非回転に固定配置されている。

【００３９】マグネットローラ１２は、現像磁極Ｎ１
と、その下流に位置する磁極Ｓ３と、現像剤１９を搬送
するための磁極Ｎ２、Ｓ２、Ｓ１とを有する。マグネッ
トローラ１２は、現像磁極Ｎ１が感光ドラム１に対向す
るように位置されている。現像磁極Ｎ１は、現像スリー
ブ１１と感光ドラム１との間の現像部の近傍に磁界を形
成し、現像スリーブ１１の回転とともに矢印方向に運ば
れてきた現像剤１９は、この磁界によって磁気ブラシに
形成され、感光ドラム１と接触してその表面の静電潜像
を現像する。このとき現像スリーブ１１と感光ドラム１
とは、近接位置において互いに逆方向（カウンター方
向）に移動する。

【００４０】現像時、現像スリーブ１１には現像電源２
１により、交流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス
電圧が印加される。潜像の暗部電位部（非露光部電位）
と明部電位（露光部電位）は、この振動バイアス電位の
最大値と最小値の間に位置している。これによって、現
像部に向きが交互に変化する交番電界が形成され、交番
電界中でトナーとキャリアが激しく振動し、トナーが現
像スリーブ１１およびキャリアへの静電的拘束を振り切
って、潜像電位に対応した量で感光ドラム１に付着す
る。

【００４１】振動バイアス電圧の最大値と最小値の差
（ピーク間電圧）は１〜５ｋＶが好ましく、また周波数
は１〜１５ｋＨzが好ましい。また振動バイアス電圧の
波形は、矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。振
動バイアス電圧の直流電圧成分は、潜像の暗部電位と明
部電位の間に位置するが、絶対値で最小の明部電位より
も暗部電位の法に近い値であることが、暗部電位領域へ
のカブリトナーの付着を防止する上で好ましい。

【００４２】現像スリーブ１１の下方に配置されたブレ
ード１５は、現像スリーブ１１と４００μｍの間隔をあ
けている。ブレード１５は、アルミニウム、ＳＵＳ３１
６などの非磁性材からなり、現像スリーブ１１上の現像
剤１９の層厚を規制する。

【００４３】現像室Ｒ１内に配置された撹拌スクリュー
１３は、図の矢印方向に回転して、現像室Ｒ１内の現像
剤１９を撹拌しながら現像スリーブ１１の長手方向に沿
って一方向に搬送する。撹拌室Ｒ２内の撹拌スクリュー
１４は、回転によって撹拌室Ｒ２内の現像剤１９と補給
室Ｒ３から補給されたトナー１８とを撹拌しながら、上
記と逆方向に搬送する。隔壁１７の両端部には図示しな
い連絡口が設けられており、現像室Ｒ１内から現像によ
りトナーが少なくなった現像剤が隔壁１７の一方の連絡
口を通って撹拌室Ｒ２内に移送され、撹拌室Ｒ２内から
トナーが補給された現像剤が隔壁１７の他方の連絡口を
通って現像室Ｒ１内に移送される。

【００４４】現像剤１９の一方を構成する非磁性トナー
としては、粉砕法で生成したトナーを使用することがで
きるが、それ以外の製法のトナーを用いることができ、
たとえば重合法で生成したトナーは、現像と同時のクリ
ーニングを行う場合に好適である。重合トナーは球形に
近い形状であるため、外添剤がトナーに均一にコートさ
れ、感光ドラムに対する離型性が極めてよくなって、ト
ナーの転写残りの発生そのものが少ないからである。

【００４５】たとえば、粉砕トナーと重合トナーで転写
効率（感光ドラム上の単位面積あたりのトナー量に対す
る紙上に転写された単位面積あたりのトナー量の比）を
比べた場合、粉砕トナーでは転写効率が９０％であった
のに対し、重合トナーでは９７％もの高転写効率になっ
た。

【００４６】このような重合トナーを用いれば、転写残
りトナーが極微量になることに加え、高離型性であるた
めに、本発明のように、クリーナを省略して、現像と同
時に転写残りトナーを回収するようにしている場合、転
写残りトナーの回収性がより向上し、ポジゴーストが発
生しにくくなるので有利である。

【００４７】本発明で行ったトナーの摩擦帯電量の測定
方法について説明する。

【００４８】図２は、トナーの摩擦帯電電荷量（トリ
ボ）を測定する装置である。まず、摩擦帯電量を測定し
ようとするトナーをキャリアと合して２成分現像剤の形
にして、５０〜１００ｍｌ容量のポリエチレン製のビン
に入れ、約１０〜４０秒間手で振盪し、ついでこの現像
剤を約０．５〜１．５ｇ、底が５００メッシュの導電性
スクリーン４３になった金属製の測定容器４２に入れ、
容器４２に金属製のフタ４４を被せる。この状態の測定
容器４２全体の重量を計り、これをＷ１（ｇ）とする。

【００４９】つぎに、測定容器４２を吸引機４１に設置
し（吸引機４１の少なくとも測定容器４２と接する部分
は絶縁体）、吸引口４７から吸引し、風量調節弁４６を
調節して、真空計４５の圧力を２５０ｍｍＡｑとする。
この状態で十分、好ましくは２分間吸引を行い、トナー
を吸引除去する。このときの測定容器４２に接続した電
位計４９が示す電位を読み、これをＶ１（Ｖ）とする。
また吸引後の測定容器４２全体の重量を計り、これをＷ
２（ｇ）とする。測定容器４２に電位計４９と並列接続
したコンデンサ４８の容量をＣ１（μＦ）とすると、ト
ナーの摩擦帯電量は、下式：トナーの摩擦帯電量（μＣ／ｇ）＝Ｃ１×Ｖ１／（Ｗ１
−Ｗ２）のごとく計算される。

【００５０】本実施例では、このように測定された摩擦
帯電量が約２０μＣ／ｇの非磁性トナーを用いた。

【００５１】トナーの体積平均粒径は４〜１５μｍのも
のが好適に使用できる。本発明では、トナーの体積平均
粒径は、たとえば下記の方法で測定した。

【００５２】測定装置としてコールカウンターＴＡ−II
型（コールター社製）を用い、これに、個数平均分布、
体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機
製）、およびＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノ
ン製）を接続した。電解液は、１級塩化ナトリウムを用
いて、１％のＮａＣｌ水溶液を調製した。

【００５３】上記の電解液１００〜１５０ｍｌ中に分散
剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料のト
ナーを０．５〜５０ｍｇ加える。

【００５４】試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で
約１〜３分間分散処理を行い、上記のコールターカウン
ターＴＡ−II型により、１００μｍのアパチャーを用い
て２〜４０μｍのトナー粒子の粒度分布を測定し、体積
分布を求める。この求めた体積分布により、試料のトナ
ーの体積平均粒径が得られる。

【００５５】トナーには外添剤を添加して、その表面を
外添剤で被覆する。この外添剤による被覆により、トナ
ーには物理的に２つの特性が付与される。１つは、トナ
ーの流動性が向上することであり、現像容器内にトナー
を補給したときに２成分現像剤と撹拌混合しやすくな
る。他の１つは、トナーの表面に外添剤が介在している
ので、感光ドラム上の潜像を現像したトナー像を転写す
るときに、感光ドラムからのトナーの離型性が高まり、
転写効率が良好になることである。

【００５６】外添剤の粒径としては、トナーに添加され
た状態での耐久性の点から、トナーの重量平均粒径１／
１０以下の粒径であることが好ましい。この外添剤の粒
径は、電子顕微鏡でトナー粒子の表面観察により求めた
平均粒径を意味する。

【００５７】外添剤としては、たとえば以下のようなも
のが用いられる。酸化アルミニウム、酸化チタン、チタ
ン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウ
ム、酸化クロム、酸化スズ、酸化亜鉛などの金属酸化
物、窒化ケイ素などの窒化物、炭化ケイ素などの炭化
物、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムな
どの金属塩、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウ
ムなどの脂肪酸金属塩、カーボンブラック、シリカな
ど。

【００５８】これら外添剤は単独で用いても、複数個を
併用して用いてもよい。好ましくは、疎水処理を行った
外添剤がよい。外添剤の使用量は、トナー１００重量部
に対し０．１〜１０重量部とされ、好ましくは０．０５
〜５重量部が用いられる。

【００５９】本実施例では、外添剤は平均粒径２０ｎｍ
の酸化チタンを用い、これをトナーに重量比１％で外添
した。

【００６０】現像剤の他方を構成する磁性キャリアとし
ては、従来公知のものを使用することができる。たとえ
ば樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電
化および抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して
形成した樹脂キャリア、あるいはフェライト等のマグネ
タイト単体の表面を酸化還元処理して抵抗調整したも
の、あるいはフェライト等のマグネタイト単体の表面を
樹脂でコーティングして抵抗調整したもの等が用いられ
る。これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。

【００６１】本実施例では、磁性キャリアとして、重量
平均粒径が２０〜１００μｍ、好ましくは２０〜７０μ
ｍであり、５×１０⁴Ｖ／ｍの電界強度で１０¹²Ωｃｍ
以上の比抵抗を有するものを用いた。このような高抵抗
の磁性キャリアを用いる理由については後述する。

【００６２】磁性キャリアの比抵抗は、セルにキャリア
を充填し、この充填したキャリアに接するように上下に
電極を配置し、これらの電極間に電圧を印加して、その
とき流れる電流を測定することにより求めた。測定時、
キャリアが粉末であるので、充填率に変化が生じると、
それにともなって比抵抗の測定値が変化するの場合があ
るので、注意を要する。

【００６３】本発明における比抵抗の測定条件は、充填
したキャリアと電極との接触面積を約２．３ｃｍ²、厚
さを約２ｍｍ、上の電極に付加した荷重を１８０ｇ、印
加電圧を１００Ｖとした。

【００６４】本発明では、磁性キャリアは、１００ｍＴ
の磁場における磁化の強さ（σ₁₀₀）が３．０×１０⁴〜
２．５×１０⁵Ａ／ｍの範囲のものを使用する。磁化の
強さが３．０×１０⁴Ａ／ｍ未満であるときは、現像剤
を現像スリーブ上に安定してコートすることができなく
なる。磁化の強さが２．５×１０⁵Ａ／ｍより大きいと
きは、キャリアが現像スリーブに強く拘束され、感光ド
ラムに対する摺擦力が増して、感光ドラム上の転写残り
のトナーを除去、回収する力は大きくなるが、画像の低
濃度部において掃き目ムラが発生しやすくなる。

【００６５】本実施例では、磁化の強さが低めの３．０
×１０⁴Ａ／ｍ以上、１．５×１０⁵Ａ／ｍ以下の範囲の
磁性キャリアを用いた。

【００６６】掃き目ムラは、感光ドラム上に現像によっ
て形成されたトナー像が、磁気ブラシ中のキャリアによ
って静電気的に掻き取られる現象で、現像剤のトナー濃
度が低い場合に発生しやすくなる。たとえば低濃度部の
ように、現像スリーブと感光ドラムとの間の電位差が小
さい場合（低濃度部は、感光ドラム上の潜像の平均電位
が現像スリーブの直流バイアスの電位とほぼ同じであ
る）は、感光ドラム近傍の磁気ブラシ中のトナー濃度が
低くなり、同様な現象になりやすい。

【００６７】本実施例のように、磁場１００ｍＴにおけ
る磁化の強さ（σ₁₀₀）が３．０×１０⁴〜１．５×１０
⁵Ａ／ｍの範囲にある磁性キャリアを用いると、現像剤
が現像スリーブ上に弱く拘束されるので、感光ドラム上
に形成したトナー像を磁気ブラシがソフトに摺擦し、本
来的に掃き目ムラが発生しにくくなる。

【００６８】しかしながら、磁性キャリアの磁化が小さ
くなると、現像スリーブ上に現像剤が拘束される力が弱
くなるので、白地部にキャリアが付着しやすくなる。そ
の理由は、トナーおよびキャリアの摩擦帯電電荷量が同
じで、白地部におけるカブリ取りバイアス（Ｖback）の
大きさが同じ場合、白地部ではトナーと逆極性に帯電し
ているキャリアが感光ドラムに引きつけられる静電的な
力はほぼ同じであるのに対して、キャリアの磁化の強さ
に比例する磁気力が小さくなるので、キャリアを現像ス
リーブ側に引き止める力が弱くなるためである。

【００６９】このように、キャリアの磁化を小さくする
とキャリア付着が生じやすくなるが、キャリア付着のし
やすさには、キャリア抵抗という因子がある。すなわ
ち、キャリアの抵抗が小さいと、キャリアに電荷が注入
され、帯電したキャリアが感光ドラム上に付着しやすく
なる。

【００７０】本実施例では、以上のように、トナー像の
掃き目ムラを抑制するために、磁性キャリアの磁化を
３．０×１０⁴〜１．５×１０⁵Ａ／ｍ（磁場１００ｍ
Ｔ）と小さくし、一方、感光ドラムへのキャリア付着を
抑制するために、磁性キャリアの比抵抗を１０¹²Ωｃｍ
以上（電界強度５×１０⁴Ｖ／ｍ）と大きくした。

【００７１】本発明では、磁性キャリアの磁気特性は、
理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置Ｂ
ＨＶ−３０を用いて測定した。１００ｍＴの外部磁場を
作り、そのときの磁性キャリアの磁化の強さを求める。
キャリアは円筒状のプラスチック容器に十分密になるよ
うにパッキングする。この状態で磁気モーメントを測定
し、キャリアを入れた状態の実際の重量を測定し、磁化
の強さ（Ａｍ²／ｋｇ）を求める。

【００７２】ついで、磁性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）
製）により求め、磁化の強さに真比重を掛け合わせるこ
とにより、単位体積あたりの磁化の強さ（Ａｍ²／ｋ
ｇ）を求める。なお、本発明では、トナー粒子の真比重
も、上記乾式自動密度計を用いて測定した。

【００７３】本発明では、上述したように、従来の画像
形成装置のようなクリーナがなく、転写残りトナーを現
像時に感光ドラムから現像スリーブに転移して回収する
ように、画像形成装置を構成している。

【００７４】このような画像形成装置を使用して、つぎ
の式で表されるＳの値と、現像主極の位置を種々変え
て、ポジゴーストが発生するか否かの画像評価実験を行
った。

【００７５】Ｓ＝ｎ・ｒc・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝ここで、ｒtはトナー粒径（μｍ）、ｒcはキャリア粒径
（μｍ）、δtはトナー真比重（ｇ／ｃｍ³）、δcはキ
ャリア真比重（ｇ／ｃｍ³）、ｎは現像剤中のトナー量
（トナー濃度）（ｗｔ％）である。

【００７６】このＳは、トナー濃度ｎｗｔ％のときのキ
ャリアの表面積に対するトナーの表面積の比を表してい
る。前述したように、Ｖbackの値、トナーの帯電電荷量
（Ｑ／Ｍ）の値、現像バイアスが固定されている場合、
トナーの粒径、比重およびキャリアの粒径、比重が変わ
らなければ、Ｓの値が小さいほど、現像領域中のキャリ
ア表面上に保持されるトナーの量（あるいは数）が少な
くなり、キャリア表面上にトナーが付着していない領域
が大きくなるので、感光ドラム上の転写残りのトナーを
現像装置で回収しやすくなる。

【００７７】マグネットローラの現像主極の現像スリー
ブの表面に垂直な方向の磁場の強さのピーク位置（以
下、現像主極位置）に関しては、本発明のように、現像
スリーブの回転方向（現像剤の移動方向でもある）と感
光ドラムの移動方向がその近接部で互いに逆方向になる
ような場合は、現像主極位置が感光ドラムの回転方向上
流側に位置するときよりも、より下流側に位置する方
が、転写残りトナーを機械的に回収する力は強い。加え
て、より下流側に主極が位置すると、近接部において周
方向に現像剤が接触する領域が長く、つまり広くなるの
で、回収電界（ここではＶｂ）が有効に作用し、回収力
は強くなる。

【００７８】しかしながら、以上のように、キャリアに
対するトナーの表面積比Ｓを小さくしたり、現像種極位
置を感光ドラムの移動方向下流側に位置させたりする
と、感光ドラム上に現像によって形成されたトナー像を
磁気ブラシが掻き取る現象、いわゆるスキャベンジング
効果が発生しやすくなる。スキャベンジング効果が発生
すると、画像上では、特に低濃度部に掃き目ムラが生じ
る。

【００７９】本実施例では、キャリアの磁化の強さを小
さくする構成を採用しているので、キャリアの磁化の強
さが大きい場合に比較して、転写残りトナーの回収性が
劣り、スキャベンジング効果に関しては有利である。

【００８０】以上を踏まえて、本実験では、Ｓの値、現
像主極位置を変更しつつ、ポジゴーストの発生および掃
き目ムラの評価を行った。また同時にトナー粒径および
キャリア粒径をそれぞれ６μｍ、３０μｍを中心にして
幾つかに変更して実験を行った。

【００８１】その際、トナーの回収性は、トナーに働く
電気的な力の影響を受けるので、カブリ取りバイアス
（Ｖback）、トナーの重量あたりの摩擦帯電電荷量（Ｑ
／Ｍ（Ｃ／ｋｇ）、現像バイアスを固定して実験を行っ
た。

【００８２】つまり、トナーのカブリおよびキャリアの
付着が発生しない電界領域は１００〜４００Ｖなので、
Ｖbackを２５０Ｖに固定し、またトナー摩擦帯電電荷量
Ｑ／Ｍを２０μＣ／ｇに固定した。現像バイアスは、現
像スリーブと感光ドラムの最近接距離（Ｓ−Ｄギャッ
プ）を４００μｍ、現像スリーブの直径を１６ｍｍ、感
光ドラムの直径を３０ｍｍに対して、２ｋＶｐｐ、２ｋ
Ｈzの矩形波バイアスで固定した。

【００８３】なお、現像スリーブ上の単位面積あたりの
現像剤のコート量は、２５ｍｇ／ｃｍ²で固定した。キ
ャリアおよびトナーの真比重は、それぞれ３．６ｇ／ｃ
ｍ³、１．１ｇ／ｃｍ³で固定した。

【００８４】結果を表１に示す。表１において、ポジゴ
ーストレベル、掃き目ムラレベルの記号の意味はそれぞ
れつぎの通りである。

【００８５】ポジゴーストレベルＹ：ポジゴースが目視できるＮ：ポジゴースがない掃き目ムラレベルＡ：掃き目ムラがないＢ：掃き目ムラが目立たないＣ：掃き目ムラが目立つ

【００８６】

【表１】

【００８７】表１によると、現像主極位置が感光ドラム
の移動方向に対して上流５゜から下流５゜までの間にあ
るとき、Ｓの値が０．８６〜２．１２の間にあるとき
は、ポジゴーストは発生せず、掃き目ムラも目立たない
レベルに収まっている。

【００８８】現像スリーブと感光ドラムがその対向部で
互いに逆方向に移動する方式の現像（カウンター現像）
では、現像主極の位置を、感光ドラムの移動方向下流側
に位置させる方が、現像スリーブと感光ドラムの対向部
で現像剤が接触する周方向の領域が長くなるので、均一
の画像を安定して得ることができる。

【００８９】たとえば、現像スリーブあるいは感光ドラ
ムの径が小さいときなどでは、現像領域で実際にトナー
が飛翔する領域よりも、現像剤が接触する周方向の領域
が狭くなることにより、特に現像前半部（現像スリーブ
と感光ドラムの最近接部より現像スリーブ回転方向上流
側）で現像剤が感光ドラムに非接触となりがちになり、
高濃度部などにおいては、飛翔したトナーが感光ドラム
上に滞留しやすくなり、エッジ強調等が起こり、均一な
ベタ画像が形成されない場合がある。

【００９０】以上の点から、掃き目ムラが発生しない限
り、現像主極の位置は、感光ドラムの移動方向下流側に
配置した方が安定する。

【００９１】現像スリーブと感光ドラムの最近接部の距
離ｄ（ｍｍ）と、現像スリーブと感光ドラムとの間に印
加される交番電界の振幅Ｖ（Ｖ）の関係が、２．８０×１０³＜Ｖ／ｄ（Ｖ／ｍｍ）＜８．５×１０³ であり、感光ドラム上に形成される白地部電位（一次帯
電部電位）と現像スリーブに印加される直流バイアスの
電位の差Ｖbackが１００〜４００Ｖであるときは、以上
のような実験結果が当てはまる。

【００９２】また上記のような最近接部距離ｄと交番電
界の振幅Ｖの関係およびＶbackの下で、トナーの単位重
量あたりの摩擦帯電電荷量の絶対値が１５μＣ／ｇ以上
４０μＣ／ｇ以下であれば、最終画像の濃度、白地部に
おけるカブリおよびキャリア付着の関係も申し分がな
く、当然、ポジゴースト、掃き目ムラがともに発生しな
い。

【００９３】磁性キャリアの１００ｍＴにおける磁化の
強さを３．０×１０⁴〜１．５×１０⁵Ａ／ｍに固定し、
トナーおよびキャリアの真比重δt、δc（ｇ／ｃ
ｍ³）、トナーおよびキャリアの粒径ｒt、ｒc（μ
ｍ）、現像剤のトナー濃度ｎ（ｗｔ％）、現像主極の位
置（現像スリーブの表面に垂直な方向の磁場の強さのピ
ーク位置）を幾つかに変更して実験した結果、現像スリ
ーブと感光ドラムが対向部で逆方向に移動し、現像と同
時に感光ドラムのクリーニングを行う方式においては、
感光ドラムの表面性、トナーの摩擦帯電電荷量を含む諸
物性、Ｖback、現像バイアス等が一定の条件下で、現像
主極位置が、現像スリーブと感度との最近接部より、−
５゜〜＋５゜に位置し、かつトナーおよびキャリアの真
比重、粒径等に関し、Ｓ＝ｎ・ｒc・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝なるＳが０．８以上、２．２以下であれば、ポジゴース
トがなく、掃き目ムラのない良好な画像を形成すること
ができた。

【００９４】比較例１実施例１において、現像主極位置、現像剤のトナー濃
度、トナーおよびキャリアの粒径を変えたが、それ以外
のトナーおよびキャリアの真比重や、その他の機械的条
件、検討条件は実施例１と同様にして画像形成を行っ
た。結果を上記表１に示す。

【００９５】表１に示されるように、現像主極の位置が
感光ドラムの移動方向下流側７゜（すなわち−７゜）あ
るいは下流側６゜（すなわち−６゜）のときは、ポジゴ
ーストは発生しないが、掃き目ムラが目立った。また現
像主極の位置が−５゜〜＋５゜の位置に配置されていて
も、Ｓの値が２．２より大きいときは掃き目ムラは発生
しないが、ポジゴーストは目立ち、Ｓの値が０．８未満
のときはポジゴーストは発生しないが、掃き目ムラは目
立った。

【００９６】比較例１について、さらに幾つかの検討を
加えた結果、実施例１以外の構成では、ポジゴーストが
発生しない状況と、掃き目ムラが発生しない状況とを両
立することはできなかった。

【００９７】実施例２実施例１では、磁性キャリアとして、１００ｍＴの磁場
における磁化の強さ（σ₁₀₀）が３．０×１０⁴〜１．５
×１０⁵Ａ／ｍである低めのものを使用したが、本実施
例では、普通の磁化の強さである１．５×１０⁵Ａ／ｍ
より大きく、２．５×１０⁵Ａ／ｍ以下の磁性キャリア
を使用した。

【００９８】実施例１のときと同様、前記のＳ＝ｎ・ｒ
c・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝の値、現像主極
位置を変更しつつ、ポジゴーストの発生および掃き目ム
ラの画像評価実験を行った。同様に、トナー粒径および
キャリア粒径それぞれ６μｍ、３０μｍを中心にして幾
つかに変更し、カブリ採り電位Ｖbackを２５０Ｖに固定
し、トナー摩擦帯電電荷量Ｑ／Ｍを２０μＣ／ｇに固定
した。

【００９９】現像バイアスも同様で、現像スリーブと感
光ドラムの最近接距離（Ｓ−Ｄギャップ）を４００μ
ｍ、現像スリーブの直径を１６ｍｍ、感光ドラムの直径
を３０ｍｍに対して、２ｋＶｐｐ、２ｋＨzの矩形波バ
イアスで固定した。現像スリーブ上の単位面積あたりの
現像剤のコート量も、２５ｍｇ／ｃｍ²で固定した。キ
ャリアおよびトナーの真比重も、それぞれ３．６ｇ／ｃ
ｍ³、１．１ｇ／ｃｍ³で固定した。

【０１００】結果を表２に示す。表２において、ポジゴ
ーストレベル、掃き目ムラレベルの記号の意味は、表１
のときと同じである。

【０１０１】

【表２】

【０１０２】表２によると、現像主極位置が感光ドラム
の移動方向に対して上流５゜から下流３゜までの間にあ
るとき、Ｓの値が０．８６〜２．１２の間にあるとき
は、ポジゴーストは発生せず、掃き目ムラも目立たない
レベルに収まっている。

【０１０３】現像スリーブと感光ドラムがその対向部で
互いに逆方向に移動する方式の現像（カウンター現像）
では、現像主極の位置を、感光ドラムの移動方向下流側
に位置させる方が、現像スリーブと感光ドラムの対向部
で現像剤が接触する周方向の領域が長くなるので、均一
の画像を安定して得ることができる。

【０１０４】本実施例においても、現像スリーブと感光
ドラムの最近接部の距離ｄ（ｍｍ）と、現像スリーブと
感光ドラムとの間に印加される交番電界の振幅Ｖ（Ｖ）
の関係が、２．８０×１０³＜Ｖ／ｄ（Ｖ／ｍｍ）＜８．５×１０³ であり、感光ドラム上に形成される白地部電位（一次帯
電部電位）と現像スリーブに印加される直流バイアスの
電位の差Ｖbackが１００〜４００Ｖであるときは、以上
のような実験結果が当てはまる。

【０１０５】また上記のような最近接部距離ｄと交番電
界の振幅Ｖの関係およびＶbackの下で、トナーの単位重
量あたりの摩擦帯電電荷量の絶対値が１５μＣ／ｇ以上
４０μＣ／ｇ以下であれば、最終画像の濃度、白地部に
おけるカブリおよびキャリア付着の関係も申し分がな
く、当然、ポジゴースト、掃き目ムラがともに発生しな
い。

【０１０６】磁性キャリアの１００ｍＴにおける磁化の
強さを１．５×１０⁵Ａ／ｍより大きく２．５×１０⁵Ａ
／ｍ以下に固定し、トナーおよびキャリアの真比重δ
t、δc（ｇ／ｃｍ³）、トナーおよびキャリアの粒径ｒ
t、ｒc（μｍ）、現像剤のトナー濃度ｎ（ｗｔ％）、現
像主極の位置（現像スリーブの表面に垂直な方向の磁場
の強さのピーク位置）を幾つかに変更して実験した結
果、現像スリーブと感光ドラムが対向部で逆方向に移動
し、現像と同時に感光ドラムのクリーニングを行う方式
においては、感光ドラムの表面性、トナーの摩擦帯電電
荷量を含む諸物性、Ｖback、現像バイアス等が一定の条
件下で、現像主極位置が、現像スリーブと感度との最近
接部より、−３゜〜＋５゜に位置し、かつトナーおよび
キャリアの真比重、粒径等に関し、Ｓ＝ｎ・ｒc・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝なるＳが０．８以上、２．４以下であれば、ポジゴース
トがなく、掃き目ムラのない良好な画像を形成すること
ができた。

【０１０７】比較例２実施例２において、現像主極位置、現像剤のトナー濃
度、トナーおよびキャリアの粒径を変えたが、それ以外
のトナーおよびキャリアの真比重や、その他の機械的条
件、検討条件は実施例１と同様にして画像形成を行っ
た。結果を上記表２に示す。

【０１０８】表２に示されるように、現像主極の位置が
感光ドラムの移動方向下流側５゜（すなわち−５゜）あ
るいは下流側４゜（すなわち−４゜）のときは、ポジゴ
ーストは発生しないが、掃き目ムラが目立った。また現
像主極の位置が−３゜〜＋５゜の位置に配置されていて
も、Ｓの値が２．５より大きいときは掃き目ムラは発生
しないが、ポジゴーストは目立ち、Ｓの値が０．８未満
のときはポジゴーストは発生しないが、掃き目ムラは目
立った。

【０１０９】比較例２について、さらに幾つかの検討を
加えた結果、実施例２以外の構成では、ポジゴーストが
発生しない状況と、掃き目ムラが発生しない状況とを両
立することはできなかった。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ドット
潜像が形成される回転する像担持体と、前記像担持体の
周囲に配置された、像担持体上に形成された潜像をトナ
ーと磁性キャリアを含む２成分現像剤により現像する現
像手段と、潜像の現像により形成されたトナー像を転写
材に転写する転写手段とを有し、現像手段は、２成分現
像剤を担持して像担持体と対向した現像位置に搬送する
回転する現像剤担持体と、その現像剤担持体の内部に非
回転に固定配置された複数の磁極を有する磁界発生手段
とを有し、現像剤担持体は像担持体との対向部で像担持
体と逆方向に移動し、現像時、現像剤担持体に像担持体
との間で交流バイアスを重畳した直流バイアスが印加さ
れ、そして現像手段が、前記トナー像の転写により像担
持体上に残った転写残りのトナーを、現像剤担持体と像
担持体の対向部よりも像担持体の上流側で回収するクリ
ーニング手段を兼ねる画像形成装置である。

【０１１１】本発明では、磁性キャリアの磁界の強さ１
００ｍＴにおける磁化の強さを３．０×１０⁴Ａ／ｍ以
上１．５×１０⁵Ａ／ｍ以下とし、磁界発生手段の現像
主極による現像剤担持体の表面に垂直な方向の磁場の強
さのピーク位置を、像担持体の移動方向上流側にプラス
の符号を採って、現像剤担持体と像担持体との最近接部
より−５゜〜＋５゜とし、現像剤のトナーの粒径をｒt
（μｍ）、磁性キャリアの粒径をｒc（μｍ）、トナー
の真比重をδt（ｇ／ｃｍ³）、キャリアの真比重をδc
（ｇ／ｃｍ３）、現像剤のトナー濃度をｎ（ｗｔ％）と
したときに、Ｓ＝ｎ・ｒc・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝なるＳが０．８以上２．２以下であるようにしたので、
転写残りのトナーを１００％回収し、ポジゴーストもな
く、低濃度部における掃き目ムラもない、良好な画像を
得ることができた。

【０１１２】また、磁性キャリアの磁界の強さ１００ｍ
Ｔにおける磁化の強さを１．５×１０⁵Ａ／ｍより大き
く、２．５×１０⁵Ａ／ｍ以下とし、磁界発生手段の現
像主極による現像剤担持体の表面に垂直な方向の磁場の
強さのピーク位置を、現像剤担持体と像担持体との最近
接部より−３゜〜＋５゜とし、前記Ｓが０．８以上２．
４以下であるようにすることによっても、上記と同様な
効果を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略断
面図である。

【図２】本発明で２成分現像剤を構成するトナーの摩擦
帯電電荷量を測定するのに用いた測定装置を示す斜視図
である。

【図３】従来の画像形成装置を示す概略断面図である。

【図４】図３の画像形成装置に設置されたレーザー走査
部を示す概略図である。

【図５】図３の画像形成装置に設置された２成分現像装
置を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１感光ドラム３一次帯電器４現像装置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 ５０７Ｌ (72)発明者志田昌規東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小澤一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AB06 AB10 DA07 EA01 EA02 EA05 EA10 FA01 2H031 AC19 AC20 AD05 BA08 BA09 BB01 CA03 CA11 DA05 2H073 AA01 BA04 BA13 BA23 BA25 BA43 CA03 2H077 AA37 AC16 AD06 AD36 AE01 BA07 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドット潜像が形成される回転する像担持
体と、前記像担持体の周囲に配置された、像担持体上に
形成された潜像をトナーと磁性キャリアを含む２成分現
像剤により現像する現像手段と、前記潜像の現像により
形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段とを有
し、前記現像手段は、２成分現像剤を担持して像担持体
と対向した現像位置に搬送する回転する現像剤担持体
と、その現像剤担持体の内部に非回転に固定配置された
複数の磁極を有する磁界発生手段とを有し、現像剤担持
体は像担持体との対向部で像担持体と逆方向に移動し、
現像時、現像剤担持体に像担持体との間で交流バイアス
を重畳した直流バイアスが印加され、そして前記現像手
段が、前記トナー像の転写により像担持体上に残った転
写残りのトナーを、現像剤担持体と像担持体の対向部よ
りも像担持体の上流側で回収するクリーニング手段を兼
ねる画像形成装置において、前記磁性キャリアの磁界の強さ１００ｍＴにおける磁化
の強さを３．０×１０ ⁴Ａ／ｍ以上１．５×１０⁵Ａ／ｍ
以下とし、前記磁界発生手段の現像主極による現像剤担
持体の表面に垂直な方向の磁場の強さのピーク位置を、
像担持体の移動方向上流側にプラスの符号を採って、現
像剤担持体と像担持体との最近接部より−５゜〜＋５゜
とし、現像剤のトナーの粒径をｒt（μｍ）、磁性キャ
リアの粒径をｒc（μｍ）、トナーの真比重をδt（ｇ／
ｃｍ³）、キャリアの真比重をδc（ｇ／ｃｍ³）、現像
剤のトナー濃度をｎ（ｗｔ％）としたときに、Ｓ＝ｎ・ｒc・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝なるＳが０．８以上２．２以下であることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】ドット潜像が形成される回転する像担持
体と、前記像担持体の周囲に配置された、像担持体上に
形成された潜像をトナーと磁性キャリアを含む２成分現
像剤により現像する現像手段と、前記潜像の現像により
形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段とを有
し、前記現像手段は、２成分現像剤を担持して像担持体
と対向した現像位置に搬送する回転する現像剤担持体
と、その現像剤担持体の内部に非回転に固定配置された
複数の磁極を有する磁界発生手段とを有し、現像剤担持
体は像担持体との対向部で像担持体と逆方向に移動し、
現像時、現像剤担持体に像担持体との間で交流バイアス
を重畳した直流バイアスが印加され、そして前記現像手
段が、前記トナー像の転写により像担持体上に残った転
写残りのトナーを、現像剤担持体と像担持体の対向部よ
りも像担持体の上流側で回収するクリーニング手段を兼
ねる画像形成装置において、前記磁性キャリアの磁界の強さ１００ｍＴにおける磁化
の強さを１．５×１０ ⁵Ａ／ｍより大きく２．５×１０⁵
Ａ／ｍ以下とし、前記磁界発生手段の現像主極による現
像剤担持体の表面に垂直な方向の磁場の強さのピーク位
置を、像担持体の移動方向上流側にプラスの符号を採っ
て、現像剤担持体と像担持体との最近接部より−３゜〜
＋５゜とし、現像剤のトナーの粒径をｒt（μｍ）、磁
性キャリアの粒径をｒc（μｍ）、トナーの真比重をδt
（ｇ／ｃｍ³）、キャリアの真比重をδc（ｇ／ｃ
ｍ³）、現像剤のトナー濃度をｎ（ｗｔ％）としたと
き、Ｓ＝ｎ・ｒc・δc／｛（１００−ｎ）・ｒt・δt｝なるＳが０．８以上２．４以下であることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項３】前記トナーは重合法で生成されたトナー
である請求項１または２の画像形成装置。
【請求項４】前記現像剤担持体と像担持体の最近接部
の距離をｄ（ｍｍ）、前記現像剤担持体に印加される交
流バイアスの振幅をＶ（Ｖ）としたとき、２．８０×１０³＜Ｖ／ｄ（Ｖ／ｍｍ）＜８．５×１０³ の関係を満たす請求項１〜３のいずれかの項に記載の画
像形成装置。
【請求項５】前記像担持体上に形成される白地部の電
位と、前記現像剤担持体に印加される直流バイアスの電
位の電位差が１００〜４００Ｖである請求項１〜４のい
ずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記トナーの単位重量あたりの摩擦帯電
電荷量の絶対値を１５μＣ／ｇ以上４０μＣ／ｇ以下と
する請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装
置。