現像装置及び画像形成装置
【課題】キャリア付着を抑えつつ、現像能力を向上させることができる現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】平均粒径の小さい小粒径磁性キャリア、小粒径磁性キャリアよりも平均粒径が大きい大粒径磁性キャリア、及び、小粒径磁性キャリアよりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体と、現像剤担持体の周面のループよりも内側で前記周面に沿って並ぶように配設された複数の磁極の発する磁力により、現像剤を現像剤担持体の前記周面に引き寄せる磁気発生手段とを有する現像装置において、小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］である。
【解決手段】平均粒径の小さい小粒径磁性キャリア、小粒径磁性キャリアよりも平均粒径が大きい大粒径磁性キャリア、及び、小粒径磁性キャリアよりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体と、現像剤担持体の周面のループよりも内側で前記周面に沿って並ぶように配設された複数の磁極の発する磁力により、現像剤を現像剤担持体の前記周面に引き寄せる磁気発生手段とを有する現像装置において、小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性キャリア及びトナー粒子を含有する現像剤を、現像剤担持体に内包される磁気発生手段の磁力によって現像剤担持体の表面に担持して現像に用いる現像装置、及び、その現像装置を備えた、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置において、現像剤の磁性キャリアとして、平均粒径の比較的小さい小粒径磁性キャリアを用いると、平均粒径の比較的大きい大粒径磁性キャリアを用いる場合に比べて、単位体積あたりに収容される粒子の表面積が大きくなる。これにより、多量のトナー粒子を磁性キャリア表面に担持させて、画像を繊細にムラ無く現像することができる。この反面、現像剤の流動性が悪くなったり、磁化量が小さいため感光体に磁性キャリアが付着する所謂キャリア付着が発生したりするというデメリットがある。一方、大粒径磁性キャリアを用いると、現像剤の流動性を向上させたり、磁化量が大きいためキャリア付着の発生を抑えたりすることができる。この反面、小粒径磁性キャリアに比べてトナー粒子の担持量が少なくなることから、画像を繊細に現像することができずに、ボソツキや濃度ムラのある画像にしてしまうというデメリットがある。
【０００３】
特許文献１には、小粒径磁性キャリアのデメリットを大粒径磁性キャリアで補い、且つ、大粒径磁性キャリアのデメリットを小粒径磁性キャリアで補う狙いから、磁性キャリアとして、小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアとの２種類の磁性キャリアを含有させた現像剤が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、磁性キャリアは磁気力により現像剤担持体上に保持されているが、同時に静電誘導或いは電荷注入による電荷が磁性キャリアに存在し、感光体上の電荷との間に静電力が働いている。特に、磁性キャリアの電気抵抗が小さくなるほど静電誘導や電荷注入により前記静電力が大きくなる。また、低抵抗の磁性キャリアを用いて現像剤全体の電気抵抗を下げ現像電界の強度を大きくすることにより現像能力の向上を図ることができる。
しかしながら、磁性キャリアの粒径が小さくなるほど磁性キャリアの磁化量が小さくなるので、磁性キャリアに働く磁気力が弱くなる。そのため、小粒径磁性キャリアの電気抵抗を小さくし過ぎると、小粒径磁性キャリアと感光体との間で生じる静電力が、小粒径磁性キャリアと現像剤担持体との間で生じる磁気力に打ち勝って、小粒径磁性キャリアが感光体上に付着しやすくなりキャリア付着が発生するといった問題が生じる。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、キャリア付着を抑えつつ現像能力を向上させることができる現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、平均粒径の小さい小粒径磁性キャリア、前記小粒径磁性キャリアよりも平均粒径が大きい大粒径磁性キャリア、及び、前記小粒径磁性キャリアよりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の周面のループよりも内側で前記周面に沿って並ぶように配設された複数の磁極の発する磁力により、現像剤を前記現像剤担持体の前記周面に引き寄せる磁気発生手段とを有し、前記現像剤担持体の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該現像領域で現像剤中のトナーを前記潜像担持体の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置において、前記小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、前記大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記小粒径磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、上記大粒径磁性キャリアの重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記磁気発生手段の上記現像領域との対向位置に存在する磁極を、上記潜像担持体と上記現像剤担持体との最近接部分から、周方向下流側にずらした位置に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の現像装置において、樹脂材料を母材に用いた上記小粒径磁性キャリアを用いることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像担持体上に形成された潜像に対して現像手段により現像剤を供給することにより該潜像を現像して得られる画像を、最終的に記録材上に転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、前記現像手段として、請求項１、２、３、４または５の現像装置を用いたことを特徴とするものである
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］であることで、後述する実験で明らかにしたように、キャリア付着を抑えつつ現像剤全体の抵抗を下げて現像能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】画像形成部の内部構成の一部を拡大して示す部分構成図。
【図３】４つのプロセスユニットからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図。
【図４】ダイナミック抵抗ＤＲの測定装置の概略構成図。
【図５】現像剤とトナー付着量γとの関係を示すグラフ。
【図６】感光体と現像装置とを拡大して示す模式図。
【図７】磁極Ｎ１の磁極角度とキャリア付着量の関係を表す図。
【図８】現像スリーブを振動させる現像剤担持体振動装置を表す図。
【図９】現像スリーブ振動装置の振動周波数とトナー付着量γとの関係を示すグラフ。
【図１０】樹脂材料を母材に用いた小粒径磁性キャリアを使用した場合と、フェライト材料を母材とした小粒径磁性キャリアを使用した場合とでトナー付着量γを評価した結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機という）に適用した実施形態について説明する。
【００１０】
まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。
図１は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、画像形成部１と、白紙供給装置４０と、画像読取ユニット５０とを備えている。画像読取装置としての画像読取ユニット５０は、画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０と、これに支持されるシート搬送装置としての原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）５１とを有している。
【００１１】
白紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセットから記録紙を送り出す送出ローラ４３、送り出された記録紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、画像形成部１の搬送路としての給紙路３７に、シート状部材としての記録紙を搬送する複数の搬送ローラ４７等も有している。そして、給紙カセット内の記録紙を画像形成部１内の給紙路３７内に給紙する。
【００１２】
画像形成部１は、光書込装置２や、黒，イエロー，マゼンタ，シアン（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ、転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、スイッチバック装置３６、給紙路３７等を備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の４つの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。
【００１３】
図２は、画像形成部１の内部構成の一部を拡大して示す部分構成図である。また、図３は、４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図である。なお、４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図３においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。
【００１４】
プロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃは、それぞれ、感光体４とその周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、画像形成部１本体に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４の周りに、帯電装置２３、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電ランプ２２等を有している。本複写機では、４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃを、後述する中間転写ベルト２５に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【００１５】
感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【００１６】
現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。現像装置内部に収容している現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ１２に供給する攪拌部７と、現像スリーブ１２に担持された現像剤中のトナーを感光体４に転移させるための現像部１１とを有している。
【００１７】
攪拌部７は、現像部１１よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本の搬送スクリュウ８、これらスクリュウ間に設けられた仕切り板、現像剤収容部である現像ケース９の底面に設けられたトナー濃度センサ１０などを有している。
【００１８】
現像部１１は、現像ケース９の開口を通して感光体４に対向する現像スリーブ１２、これの内部に回転不能に設けられた磁気発生手段としてのマグネットローラ１３、現像スリーブ１２に先端を接近させるドクタブレード１４などを有している。現像剤担持体としての現像スリーブ１２は、非磁性の回転可能な筒状になっている。マグネットローラ１３は、ドクタブレード１４との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部７から送られてくる現像剤を現像スリーブ表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【００１９】
磁気ブラシは、現像スリーブ１２の回転に伴ってドクタブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。更に、現像スリーブ１２の回転に伴って再び現像部１１内に戻り、マグネットローラ１３の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部７内に戻される。攪拌部７内には、トナー濃度センサ１０による検知結果に基づいて、現像剤に適量のトナーが補給される。なお、ドクタブレード１４は、現像剤中における磁性キャリアとの摺擦によるトナーの摩擦帯電を促進させる役割も担っている。
【００２０】
ドラムクリーニング装置１５としては、弾性体からなるクリーニングブレード１６を感光体４に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４に接触させる接触導電性のファーブラシ１７を、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７は、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体表面に塗布する役割も兼ねている。ファーブラシ１７にバイアスを印加する金属製の電界ローラ１８を図中矢示方向に回転自在に設け、これにスクレーパ１９の先端を押し当てている。ファーブラシ１７に付着したトナーは、ファーブラシ１７に対してカウンタ方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ１８に転位する。そして、スクレーパ１９によって電界ローラ１８から掻き取られた後、回収スクリュウ２０上に落下する。回収スクリュウ２０は、回収トナーをドラムクリーニング装置１５における図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置２１に受け渡す。リサイクル搬送装置２１は、受け渡されたトナーを現像装置６に送ってリサイクルする。
【００２１】
除電ランプ２２は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置２３によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。なお、帯電装置２３としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。
【００２２】
先に示した図２において、４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃの感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃには、これまで説明してきたプロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。
【００２３】
４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃの下方には、転写ユニット２４が配設されている。ベルト駆動装置としての転写ユニット２４は、複数のローラによって張架した中間転写ベルト２５を、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに当接させながら図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃと、無端状のベルト部材である中間転写ベルト２５とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップが形成されている。
【００２４】
Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写ローラ２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに向けて押圧している。これら一次転写ローラ２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃには、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップには、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。
【００２５】
図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各一次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２６】
転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ３０と二次転写ローラ３１との間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２８が設けられている。そして、自らの二次転写ローラ３１と、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７との間に、中間転写ベルト２５及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ３１には図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７は接地されている。これにより、二次転写ニップに二次転写電界が形成されている。
【００２７】
この二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されている。また、レジストローラ対３３のレジストニップの入口付近には、図示しないレジストローラセンサが配設されている。図示しない白紙供給装置からレジストローラ対３３に向けて搬送されてくる記録紙Ｐは、その先端がレジストローラセンサに検知された所定時間後記録紙Ｐの搬送が一時停止し、レジストローラ対３３のレジストニップに先端を突き当てる。この結果、記録紙Ｐの姿勢が修正され、画像形成との同期をとる準備が整う。このようにして、記録紙Ｐは、姿勢が修正されるが、その修正が上手く行われない場合もある。すると、レジストローラ対３３の下流側で記録紙Ｐのスキューが発生する。
【００２８】
記録紙Ｐの先願がレジストニップに突き当たると、レジストローラ対３３は、記録紙Ｐを中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ得るタイミングでローラ回転駆動を再開して、記録紙Ｐを二次転写ニップに送り出す。
【００２９】
二次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙に一括二次転写され、記録紙の白色と相まってフルカラー画像となる。二次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置３４へと搬送される。
【００３０】
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、二次転写ニップで記録紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置によって掻き取り除去される。
【００３１】
定着装置３４に搬送された記録紙は、定着装置３４内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られた後、機外へと排出される。
【００３２】
先に示した図１において、紙搬送ユニット２２および定着装置３４の下には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた記録紙が、切換爪で記録紙の進路を記録紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び二次転写転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。
【００３３】
画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０やこれの上に固定されたＡＤＦ５１は、固定読取部や移動読取部１５２を有している。移動読取部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下に配設されており、光源や、反射ミラーなどを搭載した移動体としてのキャリッジを図中左右方向に移動させることができる。そして、キャリッジを図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させてＣＣＤ等の撮像素子で読み取る。
【００３４】
一方、固定読取部は、スキャナ１５０の内部に配設された第１面固定読取部１５１と、ＡＤＦ５１内に配設された図示しない第２面固定読取部とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する第１面固定読取部１５１は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、後述するＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳの第１面を走査する。また、第２面固定読取部は、第１面固定読取部１５１を通過した後の原稿ＭＳの第２面を走査する。
【００３５】
スキャナ１５０の上に配設されたＡＤＦ５１は、本体カバー５２に、読取前の原稿ＭＳを載置するための原稿載置台５３、シート状部材としての原稿ＭＳを搬送するための搬送ユニット５４、読取後の原稿ＭＳをスタックするための原稿スタック台５５などを保持している。スキャナ１５０に固定された図示しない蝶番によって上下方向に揺動可能に支持されている。そして、その揺動によって開閉扉のような動きをとり、開かれた状態でスキャナ１５０の上面の第１コンタクトガラス１５４や第２コンタクトガラス１５５を露出させる。
【００３６】
原稿束の片隅を綴じた本などの片綴じ原稿の場合には、原稿を１枚ずつ分離することができないため、ＡＤＦによる搬送を行うことができない。そこで、片綴じ原稿の場合には、ＡＤＦ５１を図示のように開いた後、読み取らせたいページが見開かれた片綴じ原稿を下向きにして第２コンタクトガラス１５４上に載せた後、ＡＤＦを閉じる。そして、スキャナ１５０の図１に示した移動読取部１５２によってそのページの画像を読み取らせる。
【００３７】
一方、互いに独立した複数の原稿ＭＳを単に積み重ねた原稿束の場合には、その原稿ＭＳをＡＤＦ５１によって１枚ずつ自動搬送しながら、スキャナ１５０内の第１面固定読取部１５１やＡＤＦ５１内の第２面固定読取部に順次読み取らせていくことができる。
【００３８】
この場合、原稿束を原稿載置台５３上にセットした後、図示しないコピースタートボタンを押す。すると、ＡＤＦ５１が、原稿載置台５３上に載置された原稿束の原稿ＭＳを上から順に搬送ユニット５４内に送り、それを反転させながら原稿スタック台５５に向けて搬送する。この搬送の過程で、原稿ＭＳを反転させた直後にスキャナ１５０の第１面固定読取部１５１の真上に通す。このとき、原稿ＭＳの第１面の画像がスキャナ１５０の第１面固定読取部１５１によって読み取られる。
【００３９】
各色のプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃに用いられるＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍトナーとしては、高画質画像を実現するために、重量平均粒径４〜８［μｍ］であるものが用いられている。重量平均粒径が３［μｍ］未満であると、飛散による機内汚れを引き起こしたり、低湿環境下での画像濃度を低下させたり、感光体クリーニング不良を引き起こしたりという不具合を発生させ易くなってしまう。また、重量平均粒径が８［μｍ］を超えると、１００［μｍ］以下の微小スポットを現像する際にスポット周囲への飛び散りを発生させ易くなる。なお、トナーの重量平均粒径や円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）を用いて測定することが可能である。
【００４０】
トナーの母粒子を構成する樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等が上げられる。また、ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。
【００４１】
ポリエステル樹脂としては、次に例示するＡ群中の２価のアルコールと、Ｂ群中の二塩基酸塩とからなるものであり、さらにＣ群中の３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えたものであってもよい。
【００４２】
・Ａ群：エチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、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、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、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、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等。
【００４３】
・Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コ
ハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
【００４４】
・Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸等。ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるもの。
【００４５】
トナーに含有させる顔料としては、次のようなものが挙げられる。即ち、黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等である。また、黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ等が挙げられる。
【００４６】
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ等が挙げられる。また、赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ等が挙げられる。
【００４７】
また、紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。また、青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ等が挙げられる。また、緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等が挙げられる。
【００４８】
それら顔料については、単独で使用してもよいし、２種類以上を混ぜて使用しても良い。カラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となるため、顔料を大量の樹脂中に直接投入するのではなく、高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈して投入する方式が用いられる。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されるが、環境等を配慮して水で分散させてもよい。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００４９】
トナー粒子には、電荷制御剤を粒子内部に分散（内添）させている。電荷制御剤により、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、粒度分布と電荷量とのバランスの安定化を図ることができる。トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【００５０】
また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ温度 が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００５１】
離型性を高めたり、分散性を向上さえたりする狙いから、トナー粒子に添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等が挙げられ、それらを２種以上混合しても良い。ポリエステル樹脂としては、結晶性ポリエステルを用いても良い。結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度（Ｔｇ）において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のＴｇや分子量を下げ過ぎることなく低温定着化を達成することができる。そのため、Ｔｇ低下に伴う保存性の低下はない。また、低分子量化に伴う高過ぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがってこの結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。
【００５２】
流動性を向上させる狙いから、無機微粉体をトナー表面に付着または固着させてもよい。この無機微粉体の平均粒径は１０［ｎｍ］〜２００［ｎｍ］が適している。１０［ｎｍ］より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００［ｎｍ］より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００５３】
前述の無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。即ち、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等である。
【００５４】
無機微粉体はトナーに対して０．１〜２［重量％］の割合で添加することが好ましい。０．１［重量％］未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２［重量％］を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向があるからである。
【００５５】
また、少なくとも、樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は１０〜２００［ｎｍ］の小さい粒径のものが最適である。１０［ｎｍ］より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００［ｎｍ］より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００５６】
また、実質的な悪影響を与えない範囲内で、他の添加剤、例えばテフロン（登録商標）粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤を、現像性向上剤として少量添加してもよい。
【００５７】
混練り工程や粉砕工程を用いないで作製するスプレードライ法などで作製したトナー、カプセルトナーであってもよい。
【００５８】
トナーの抵抗調整については、母材樹脂に含有、分散せしめる導電性材料の量調整によって行う。カーボン系の導電性材料としては、アセチルブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、炭素繊維、黒鉛等を例示することができる。また、金属系の導電性材料としては、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属粉末を例示することができる。これらを適宜トナーバインダ樹脂に分散させて、電気抵抗を調整する。
【００５９】
次に、本発明の特徴部について説明する。
先に図２に示した現像装置６Ｋ，６Ｙ，６Ｃ，６Ｍは何れも磁性キャリアとして小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアの２種類を含有する現像剤を使用して現像を行うようになっている。小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアは後述するように、それぞれ電気抵抗が異なるように処理が施されているが、母材となる磁性材料には同じものが使用されている。その磁性材料は質量磁化が８０〜１００［ｅｍｕ／ｇ］のフェライト材料である。実施形態に係る複写機においては、小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアとを重量比５０［％］：５０［％］で混合している。
【００６０】
現像装置６Ｋ，６Ｙ，６Ｃ，６Ｍで用いられる現像剤においては、小粒径磁性キャリアの重量平均粒径が約２５［μｍ］に調整されており、大粒径磁性キャリアの重量平均粒径が約８０［μｍ］に調整されている。母材にはベースとなるフェライト材料を１２５０〜１３００［℃］で３〜５時間ほど焼成し、クラッシャーなどで粉砕し、その後、所望の粒径に加工したものを使用している。なお、磁性キャリアの重量平均粒径や円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）を用いて測定することが可能である。
【００６１】
小粒径磁性キャリアの重量平均粒径としては２０［μｍ］〜４０［μｍ］が好ましく、より好ましい範囲は２５［μｍ］〜３５［μｍ］である。また、大粒径磁性キャリアの重量平均粒径としては６０［μｍ］〜９０［μｍ］が好ましく、より好ましい範囲は７０［μｍ］〜８０［μｍ］である。小粒径磁性キャリアは、小さ過ぎるとキャリア付着に不利となり、大き過ぎるとボソツキや濃度ムラが発生し画質が低下するため、上記範囲が適当である。また、大粒径磁性キャリアは、小さ過ぎるとかく乱を起こすのに十分ではなく、大き過ぎるとボソツキや濃度ムラが発生し画質が低下するため、上記範囲が適当である。
【００６２】
小粒径磁性キャリアの電気抵抗については、ダイナミック抵抗ＤＲで１０１２〜１０１３［Ω］に調整されており、大粒径磁性キャリアはダイナミック抵抗ＤＲで１０８〜１０９［Ω］に調整されている。
【００６３】
ダイナミック抵抗ＤＲについては、図４に示す測定装置を用いて測定することが可能である。電気的に接地した台座５００の上方に、マグネットローラ５１３を内包した直径２０［ｍｍ］の回転可能なスリーブ５１２をセットする。このスリーブ５１２の表面に対しては、０．９［ｍｍ］のギャップを介して対向電極（ドクタ）５０２の自由端を対向させる。対向電極５０２の大きさは、幅＝６５［ｍｍ］、長さＬ＝０．５〜１［ｍｍ］である。この状態で、スリーブ５１２を回転速度６００［ｒｐｍ］（線速６２８［ｍｍ／ｓｅｃ］）で回転駆動する。そして、回転しているスリーブ５１２上に測定対象となる磁性キャリアＣを所定量（１４ｇ）だけ担持させ、スリーブ５１２の回転に伴って磁性キャリアＣを１０分間攪拌する。次に、スリーブ５１２に電圧を印加しない状態で、スリーブ５１２と対向電極５０２との間を流れる電流ＩＲＩＩ［Ａ］を電流計５０３で測定する。次に、直流電源５０４からスリーブ５１２に耐圧上限レベル（高抵抗シリコンコートキャリアでは４００［Ｖ］から鉄粉キャリアでは数［Ｖ］）の電圧Ｅ［Ｖ］を５分間印加する。そして、電圧Ｅを印加した状態でスリーブ５１２と対向電極５０２との間を流れる電流ＩＲＱ［Ａ］を電流計５０３で測定する。最後に「ＤＲ＝Ｅ／（ＩＲＱ−ＩＲＩＩ）」という式に、各測定値を代入して、ダイナミック抵抗ＤＲを求める。
【００６４】
上述した条件で混合した磁性キャリアのダイナミック抵抗は１０１０〜１０１１［Ω］であった。
【００６５】
前述した電気抵抗の小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアとを混合して現像に使用することで、小粒径磁性キャリアを単独で使用する場合と比較して現像剤の電気抵抗が小さくなるので、現像電界の強度が大きくなり、現像能力を向上させることができる。
【００６６】
［実験］
本発明者は、本発明の効果を確かめるために、実施形態に係る画像形成装置を用いて、トナーと表１に示した磁性キャリアとをそれぞれ含有する現像剤１、現像剤２及び現像剤３を用いて画像出力を行った。
【００６７】
【表１】
【００６８】
なお、現像剤１、現像剤２及び現像剤３中に含有される磁性キャリアの詳細は次の通りである。
【００６９】
＜現像剤１＞
磁性キャリアとして、重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］であり、電気抵抗がダイナミック抵抗ＤＲで１０８〜１０９［Ω］である大粒径磁性キャリアのみを含有した。
【００７０】
＜現像剤２＞
磁性キャリアとして、重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、電気抵抗がダイナミック抵抗ＤＲで１０１２〜１０１３［Ω］である小粒径磁性キャリアのみを含有した。
【００７１】
＜現像剤３＞
磁性キャリアとして、重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］であり、電気抵抗がダイナミック抵抗ＤＲで１０８〜１０９［Ω］である大粒径磁性キャリアと、重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、電気抵抗がダイナミック抵抗ＤＲで１０１２〜１０１３［Ω］である小粒径磁性キャリアと、を重量比５０［％］：５０［％］で混合したものを含有した。
【００７２】
また、現像剤１、現像剤２及び現像剤３で用いたトナーは、本実施形態で説明したものであり、いずれの現像剤においても同一のものを用いている。
【００７３】
図５および表２は実験結果を示したものである。
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２に示したキャリア付着の評価において、「○」はキャリア付着が生じていない場合であり、「×」はキャリア付着が生じた場合である。また、画像の均一性の評価において、「○」は画像の均一性が良好であり、「×」は画像が不均一の場合である。
【００７６】
図５に示すトナー付着量γは、現像バイアス１［ｋｖ］あたりでどの程度のトナーが感光体４上の潜像に付着したかを示す指標であり、数値が大きくなるほど、現像能力が良好になっていることを表している。図に示すように、低抵抗の大粒径磁性キャリアと高抵抗の小粒径磁性キャリアとを混合したキャリアとトナーとからなる現像剤３を使用することで、小粒径磁性キャリア単独のキャリアとトナーとからなる現像剤２を使用する場合と比較して現像能力が向上する。
【００７７】
また、表２に示すように、低抵抗の大粒径磁性キャリアと高抵抗の小粒径磁性キャリアとを混合した現像剤３を使用することでキャリア付着することなく均一な画像を得ることができる。
【００７８】
次に、図６は感光体４と現像装置６とを拡大して示す模式図である。
現像スリーブ１２の表面上の現像剤中の磁性キャリアは、磁気発生手段たるマグネットローラ１３の発する磁束によってスリーブ表面上で穂立ちして磁気ブラシを形成する。
【００７９】
マグネットローラ１３は周方向にＮ１（Ｎ極）、Ｓ１（Ｓ極）、Ｎ２（Ｎ極）、Ｓ２（Ｓ極）、Ｓ３（Ｓ極）、Ｓ４（Ｓ極）の順で並ぶ６つの磁極を具備している。磁極Ｓ１は、図３に示す攪拌部７内の現像剤を回転する現像スリーブ１２表面で汲み上げるための磁束を発生する汲み上げ磁極である。また、磁極Ｎ１は感光体４と現像スリーブ１２とが対向する現像領域で現像剤を穂立ちさせるための現像磁極である。また、磁極Ｓ２と磁極Ｎ２とは現像領域を通過した現像剤を搬送するための搬送極であり、磁極Ｓ３と磁極Ｓ４とは磁極Ｓ２と磁極Ｎ２とによって搬送された現像剤を現像スリーブ表面から離脱させて、図３に示す攪拌部７に戻すための反発磁極である。
【００８０】
同図において、符号Ｌ２で示す破線は、現像磁極である磁極Ｎ１の磁極の方向を表しており、その位置は符号Ｌ１で示す現像スリーブ表面と感光体表面との最近接点からスリーブ周方向にずれた位置に配設されている。最近接位置に磁極Ｎ１を配設した場合、最近接位置において現像剤が強く圧迫され、キャリア付着が発生し易い。
【００８１】
図７は磁極Ｎ１の磁極角度とキャリア付着量との関係を表す図である。キャリア付着は、感光体表面の一定面積内におけるキャリアの付着数を数え算出した。図に示すように、最近接点と磁極Ｎ１とが一致している場合（磁極角度０［°］）と比較して、磁極角度を最近接点よりも現像スリーブ周方向下流方向にずらして（磁極角度を大きくして）磁極Ｎ１を配設することで、現像剤が現像領域を通過した後に磁気力による回収効果が得られ、キャリア付着を抑制することが可能である。本実施形態に係る複写機においては、最近接点より５［°］周方向にずらした位置に磁極Ｎ１が配設されている。なお、最近接点における感光体４と現像スリーブ１２との間隙である現像ギャップは、３００［μｍ］に設定されている。
【００８２】
次に実施形態に係る複写機の変形例について説明する。なお以下に特筆しない限り、変形例に係る複写機の構成は図１などを用いて説明した複写機と同様である。図８は現像スリーブ１２を振動させる現像スリーブ振動装置を表す図である。
【００８３】
現像スリーブ１２は軸の片側に駆動を伝達するためのギア６０１が配設されており、もう一方に現像スリーブ１２の軸を支持する軸受け６０２が配設されている。
【００８４】
また、現像スリーブ１２のギア６０１が配設された側の軸の端面にはバネからなる弾性部材６０３が当接しており、軸受け６０２が配設された側の軸の端部には現像スリーブ振動装置を構成する、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電材料からなる圧電素子６０４が当接している。そして、圧電素子６０４に接続されている交流電源６０５から圧電素子６０４に電圧を出力することで、現像スリーブ１２を軸方向に振動させることができる。
【００８５】
このように現像スリーブ１２を軸方向に振動させることで、現像スリーブ１２上の磁性キャリアとトナー粒子との付着力が弱まるので、現像スリーブ１２から感光体４へのトナーの供給性が高まり現像能力を更に向上させることができる。
【００８６】
図９は現像スリーブ振動装置の振動周波数とトナー付着量γとの関係を示すグラフである。図示のように現像スリーブ１２をある程度の周波数で振動させることでトナー付着量γを増大させることができる。
【００８７】
変形例に係る複写機では、各色の現像装置６において、収容されている現像剤の小粒径磁性キャリアに、母材として樹脂に磁性体粒子を混ぜ込んだものを使用している。樹脂材料は前述したフェライト材料と比較して比重が小さいことから、現像領域中で大粒径磁性キャリアの動きによって押しのけられる動きが活発となる。そのため、感光体４と接触する確率が高まり、それに伴って感光体４へのトナー供給性が向上するので現像能力が向上する。
【００８８】
図１０は係る条件でトナー付着量γを評価した結果を示すグラフである。
図に示すように樹脂材料を母材に用いた小粒径磁性キャリアを使用した場合は、フェライト材料を母材とした小粒径磁性キャリアを使用した場合と比較して、トナー付着量γが向上している。
【００８９】
以上、本実施形態によれば、重量平均粒径の小さい小粒径磁性キャリア、小粒径磁性キャリアよりも重量平均粒径が大きい大粒径磁性キャリア、及び、小粒径磁性キャリアよりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を収容する現像剤収容部である現像ケース９と、現像ケース９内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体である現像スリーブ１２と、現像スリーブ１２の周面のループよりも内側で前記周面に沿って並ぶように配設された複数の磁極の発する磁力により、現像剤を現像スリーブ１２の周面に引き寄せる磁気発生手段であるマグネットローラ１３とを有し、現像スリーブ１２の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体である感光体４に対向する現像領域に搬送し、現像領域で現像剤中のトナーを感光体４の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置６において、小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］である。これにより、前述した実験で明らかにしたように、キャリア付着を抑えつつ現像剤全体の抵抗を下げて現像能力を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、小粒径磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、大粒径磁性キャリアの重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］である。小粒径磁性キャリアは、小さ過ぎるとキャリア付着に不利となり、大き過ぎるとボソツキや濃度ムラが発生し画質が低下するため、上記範囲が適当である。また、大粒径磁性キャリアは、小さ過ぎるとかく乱を起こすのに十分ではなく、大き過ぎるとボソツキや濃度ムラが発生し画質が低下するため、上記範囲が適当である。
また、本実施形態によれば、マグネットローラ１３の現像領域との対向位置に存在する磁極Ｎ１を、感光体４と現像スリーブ１２との最近接部分から、周方向下流側にずらした位置に設けたで、現像剤が現像領域を通過した後に磁気力による回収効果が得られ、キャリア付着を更に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、現像スリーブ１２を機械的に振動させる振動手段である現像スリーブ振動装置を設けたことで、現像スリーブ１２上の磁性キャリアとトナー粒子との付着力が弱まり、トナーの供給性が向上し、現像能力を更に向上させることができる。
また、本実施形態によれば、樹脂材料を母材に用いた小粒径磁性キャリアを用いることで、小粒径磁性キャリアの比重が小さいことから、現像領域内での動きが活発となり、感光体４に接触する確率が増えることから現像能力が更に向上する。
【符号の説明】
【００９０】
１ 画像形成部
２ 光書込装置
３ プロセスユニット
４ 感光体
６ 現像装置
７ 攪拌部
８ 搬送スクリュウ
９ 現像ケース
１０ トナー濃度センサ
１１ 現像部
１２ 現像スリーブ
１３ マグネットローラ
１４ ドクタブレード
１５ ドラムクリーニング装置
１６ クリーニングブレード
１７ ファーブラシ
１８ 電界ローラ
１９ スクレーパ
２０ 回収スクリュウ
２１ リサイクル搬送装置
２２ 紙搬送ユニット
２２ 除電ランプ
２３ 帯電装置
２４ 転写ユニット
２５ 中間転写ベルト
２６ 一次転写ローラ
２７ 下部張架ローラ
２８ 紙搬送ユニット
２９ 紙搬送ベルト
３０ 駆動ローラ
３１ 二次転写ローラ
３３ レジストローラ対
３４ 定着装置
３５ 排紙ローラ対
３６ スイッチバック装置
３７ 給紙路
４０ 白紙供給装置
４１ ペーパーバンク
４２ 給紙カセット
４３ 送出ローラ
４４ 給紙路
４５ 分離ローラ
４７ 搬送ローラ
５０ 画像読取ユニット
５２ 本体カバー
５３ 原稿載置台
５４ 搬送ユニット
５５ 原稿スタック台
１５０ スキャナ
１５１ 面固定読取部
１５２ 移動読取部
１５４ コンタクトガラス
１５５ コンタクトガラス
５００ 台座
５０２ 対向電極
５０３ 電流計
５０４ 直流電源
５１２ スリーブ
５１３ マグネットローラ
６０１ ギア
６０３ 弾性部材
６０４ 圧電素子
６０５ 交流電源
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特許第３３０６７３０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性キャリア及びトナー粒子を含有する現像剤を、現像剤担持体に内包される磁気発生手段の磁力によって現像剤担持体の表面に担持して現像に用いる現像装置、及び、その現像装置を備えた、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置において、現像剤の磁性キャリアとして、平均粒径の比較的小さい小粒径磁性キャリアを用いると、平均粒径の比較的大きい大粒径磁性キャリアを用いる場合に比べて、単位体積あたりに収容される粒子の表面積が大きくなる。これにより、多量のトナー粒子を磁性キャリア表面に担持させて、画像を繊細にムラ無く現像することができる。この反面、現像剤の流動性が悪くなったり、磁化量が小さいため感光体に磁性キャリアが付着する所謂キャリア付着が発生したりするというデメリットがある。一方、大粒径磁性キャリアを用いると、現像剤の流動性を向上させたり、磁化量が大きいためキャリア付着の発生を抑えたりすることができる。この反面、小粒径磁性キャリアに比べてトナー粒子の担持量が少なくなることから、画像を繊細に現像することができずに、ボソツキや濃度ムラのある画像にしてしまうというデメリットがある。
【０００３】
特許文献１には、小粒径磁性キャリアのデメリットを大粒径磁性キャリアで補い、且つ、大粒径磁性キャリアのデメリットを小粒径磁性キャリアで補う狙いから、磁性キャリアとして、小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアとの２種類の磁性キャリアを含有させた現像剤が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、磁性キャリアは磁気力により現像剤担持体上に保持されているが、同時に静電誘導或いは電荷注入による電荷が磁性キャリアに存在し、感光体上の電荷との間に静電力が働いている。特に、磁性キャリアの電気抵抗が小さくなるほど静電誘導や電荷注入により前記静電力が大きくなる。また、低抵抗の磁性キャリアを用いて現像剤全体の電気抵抗を下げ現像電界の強度を大きくすることにより現像能力の向上を図ることができる。
しかしながら、磁性キャリアの粒径が小さくなるほど磁性キャリアの磁化量が小さくなるので、磁性キャリアに働く磁気力が弱くなる。そのため、小粒径磁性キャリアの電気抵抗を小さくし過ぎると、小粒径磁性キャリアと感光体との間で生じる静電力が、小粒径磁性キャリアと現像剤担持体との間で生じる磁気力に打ち勝って、小粒径磁性キャリアが感光体上に付着しやすくなりキャリア付着が発生するといった問題が生じる。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、キャリア付着を抑えつつ現像能力を向上させることができる現像装置及びその現像装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、平均粒径の小さい小粒径磁性キャリア、前記小粒径磁性キャリアよりも平均粒径が大きい大粒径磁性キャリア、及び、前記小粒径磁性キャリアよりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の周面のループよりも内側で前記周面に沿って並ぶように配設された複数の磁極の発する磁力により、現像剤を前記現像剤担持体の前記周面に引き寄せる磁気発生手段とを有し、前記現像剤担持体の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該現像領域で現像剤中のトナーを前記潜像担持体の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置において、前記小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、前記大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記小粒径磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、上記大粒径磁性キャリアの重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記磁気発生手段の上記現像領域との対向位置に存在する磁極を、上記潜像担持体と上記現像剤担持体との最近接部分から、周方向下流側にずらした位置に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の現像装置において、樹脂材料を母材に用いた上記小粒径磁性キャリアを用いることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像担持体上に形成された潜像に対して現像手段により現像剤を供給することにより該潜像を現像して得られる画像を、最終的に記録材上に転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、前記現像手段として、請求項１、２、３、４または５の現像装置を用いたことを特徴とするものである
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］であることで、後述する実験で明らかにしたように、キャリア付着を抑えつつ現像剤全体の抵抗を下げて現像能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】画像形成部の内部構成の一部を拡大して示す部分構成図。
【図３】４つのプロセスユニットからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図。
【図４】ダイナミック抵抗ＤＲの測定装置の概略構成図。
【図５】現像剤とトナー付着量γとの関係を示すグラフ。
【図６】感光体と現像装置とを拡大して示す模式図。
【図７】磁極Ｎ１の磁極角度とキャリア付着量の関係を表す図。
【図８】現像スリーブを振動させる現像剤担持体振動装置を表す図。
【図９】現像スリーブ振動装置の振動周波数とトナー付着量γとの関係を示すグラフ。
【図１０】樹脂材料を母材に用いた小粒径磁性キャリアを使用した場合と、フェライト材料を母材とした小粒径磁性キャリアを使用した場合とでトナー付着量γを評価した結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機という）に適用した実施形態について説明する。
【００１０】
まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。
図１は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、画像形成部１と、白紙供給装置４０と、画像読取ユニット５０とを備えている。画像読取装置としての画像読取ユニット５０は、画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０と、これに支持されるシート搬送装置としての原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）５１とを有している。
【００１１】
白紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセットから記録紙を送り出す送出ローラ４３、送り出された記録紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、画像形成部１の搬送路としての給紙路３７に、シート状部材としての記録紙を搬送する複数の搬送ローラ４７等も有している。そして、給紙カセット内の記録紙を画像形成部１内の給紙路３７内に給紙する。
【００１２】
画像形成部１は、光書込装置２や、黒，イエロー，マゼンタ，シアン（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ、転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、スイッチバック装置３６、給紙路３７等を備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の４つの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。
【００１３】
図２は、画像形成部１の内部構成の一部を拡大して示す部分構成図である。また、図３は、４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図である。なお、４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図３においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。
【００１４】
プロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃは、それぞれ、感光体４とその周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、画像形成部１本体に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４の周りに、帯電装置２３、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電ランプ２２等を有している。本複写機では、４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃを、後述する中間転写ベルト２５に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【００１５】
感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【００１６】
現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。現像装置内部に収容している現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ１２に供給する攪拌部７と、現像スリーブ１２に担持された現像剤中のトナーを感光体４に転移させるための現像部１１とを有している。
【００１７】
攪拌部７は、現像部１１よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本の搬送スクリュウ８、これらスクリュウ間に設けられた仕切り板、現像剤収容部である現像ケース９の底面に設けられたトナー濃度センサ１０などを有している。
【００１８】
現像部１１は、現像ケース９の開口を通して感光体４に対向する現像スリーブ１２、これの内部に回転不能に設けられた磁気発生手段としてのマグネットローラ１３、現像スリーブ１２に先端を接近させるドクタブレード１４などを有している。現像剤担持体としての現像スリーブ１２は、非磁性の回転可能な筒状になっている。マグネットローラ１３は、ドクタブレード１４との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部７から送られてくる現像剤を現像スリーブ表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【００１９】
磁気ブラシは、現像スリーブ１２の回転に伴ってドクタブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。更に、現像スリーブ１２の回転に伴って再び現像部１１内に戻り、マグネットローラ１３の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部７内に戻される。攪拌部７内には、トナー濃度センサ１０による検知結果に基づいて、現像剤に適量のトナーが補給される。なお、ドクタブレード１４は、現像剤中における磁性キャリアとの摺擦によるトナーの摩擦帯電を促進させる役割も担っている。
【００２０】
ドラムクリーニング装置１５としては、弾性体からなるクリーニングブレード１６を感光体４に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４に接触させる接触導電性のファーブラシ１７を、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７は、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体表面に塗布する役割も兼ねている。ファーブラシ１７にバイアスを印加する金属製の電界ローラ１８を図中矢示方向に回転自在に設け、これにスクレーパ１９の先端を押し当てている。ファーブラシ１７に付着したトナーは、ファーブラシ１７に対してカウンタ方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ１８に転位する。そして、スクレーパ１９によって電界ローラ１８から掻き取られた後、回収スクリュウ２０上に落下する。回収スクリュウ２０は、回収トナーをドラムクリーニング装置１５における図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置２１に受け渡す。リサイクル搬送装置２１は、受け渡されたトナーを現像装置６に送ってリサイクルする。
【００２１】
除電ランプ２２は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置２３によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。なお、帯電装置２３としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。
【００２２】
先に示した図２において、４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃの感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃには、これまで説明してきたプロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。
【００２３】
４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃの下方には、転写ユニット２４が配設されている。ベルト駆動装置としての転写ユニット２４は、複数のローラによって張架した中間転写ベルト２５を、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに当接させながら図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃと、無端状のベルト部材である中間転写ベルト２５とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップが形成されている。
【００２４】
Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された一次転写ローラ２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに向けて押圧している。これら一次転写ローラ２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃには、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップには、感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。
【００２５】
図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各一次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２６】
転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ３０と二次転写ローラ３１との間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２８が設けられている。そして、自らの二次転写ローラ３１と、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７との間に、中間転写ベルト２５及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ３１には図示しない電源によって二次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７は接地されている。これにより、二次転写ニップに二次転写電界が形成されている。
【００２７】
この二次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されている。また、レジストローラ対３３のレジストニップの入口付近には、図示しないレジストローラセンサが配設されている。図示しない白紙供給装置からレジストローラ対３３に向けて搬送されてくる記録紙Ｐは、その先端がレジストローラセンサに検知された所定時間後記録紙Ｐの搬送が一時停止し、レジストローラ対３３のレジストニップに先端を突き当てる。この結果、記録紙Ｐの姿勢が修正され、画像形成との同期をとる準備が整う。このようにして、記録紙Ｐは、姿勢が修正されるが、その修正が上手く行われない場合もある。すると、レジストローラ対３３の下流側で記録紙Ｐのスキューが発生する。
【００２８】
記録紙Ｐの先願がレジストニップに突き当たると、レジストローラ対３３は、記録紙Ｐを中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ得るタイミングでローラ回転駆動を再開して、記録紙Ｐを二次転写ニップに送り出す。
【００２９】
二次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が二次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙に一括二次転写され、記録紙の白色と相まってフルカラー画像となる。二次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置３４へと搬送される。
【００３０】
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、二次転写ニップで記録紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置によって掻き取り除去される。
【００３１】
定着装置３４に搬送された記録紙は、定着装置３４内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られた後、機外へと排出される。
【００３２】
先に示した図１において、紙搬送ユニット２２および定着装置３４の下には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた記録紙が、切換爪で記録紙の進路を記録紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び二次転写転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。
【００３３】
画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０やこれの上に固定されたＡＤＦ５１は、固定読取部や移動読取部１５２を有している。移動読取部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下に配設されており、光源や、反射ミラーなどを搭載した移動体としてのキャリッジを図中左右方向に移動させることができる。そして、キャリッジを図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させてＣＣＤ等の撮像素子で読み取る。
【００３４】
一方、固定読取部は、スキャナ１５０の内部に配設された第１面固定読取部１５１と、ＡＤＦ５１内に配設された図示しない第２面固定読取部とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する第１面固定読取部１５１は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、後述するＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳの第１面を走査する。また、第２面固定読取部は、第１面固定読取部１５１を通過した後の原稿ＭＳの第２面を走査する。
【００３５】
スキャナ１５０の上に配設されたＡＤＦ５１は、本体カバー５２に、読取前の原稿ＭＳを載置するための原稿載置台５３、シート状部材としての原稿ＭＳを搬送するための搬送ユニット５４、読取後の原稿ＭＳをスタックするための原稿スタック台５５などを保持している。スキャナ１５０に固定された図示しない蝶番によって上下方向に揺動可能に支持されている。そして、その揺動によって開閉扉のような動きをとり、開かれた状態でスキャナ１５０の上面の第１コンタクトガラス１５４や第２コンタクトガラス１５５を露出させる。
【００３６】
原稿束の片隅を綴じた本などの片綴じ原稿の場合には、原稿を１枚ずつ分離することができないため、ＡＤＦによる搬送を行うことができない。そこで、片綴じ原稿の場合には、ＡＤＦ５１を図示のように開いた後、読み取らせたいページが見開かれた片綴じ原稿を下向きにして第２コンタクトガラス１５４上に載せた後、ＡＤＦを閉じる。そして、スキャナ１５０の図１に示した移動読取部１５２によってそのページの画像を読み取らせる。
【００３７】
一方、互いに独立した複数の原稿ＭＳを単に積み重ねた原稿束の場合には、その原稿ＭＳをＡＤＦ５１によって１枚ずつ自動搬送しながら、スキャナ１５０内の第１面固定読取部１５１やＡＤＦ５１内の第２面固定読取部に順次読み取らせていくことができる。
【００３８】
この場合、原稿束を原稿載置台５３上にセットした後、図示しないコピースタートボタンを押す。すると、ＡＤＦ５１が、原稿載置台５３上に載置された原稿束の原稿ＭＳを上から順に搬送ユニット５４内に送り、それを反転させながら原稿スタック台５５に向けて搬送する。この搬送の過程で、原稿ＭＳを反転させた直後にスキャナ１５０の第１面固定読取部１５１の真上に通す。このとき、原稿ＭＳの第１面の画像がスキャナ１５０の第１面固定読取部１５１によって読み取られる。
【００３９】
各色のプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃに用いられるＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍトナーとしては、高画質画像を実現するために、重量平均粒径４〜８［μｍ］であるものが用いられている。重量平均粒径が３［μｍ］未満であると、飛散による機内汚れを引き起こしたり、低湿環境下での画像濃度を低下させたり、感光体クリーニング不良を引き起こしたりという不具合を発生させ易くなってしまう。また、重量平均粒径が８［μｍ］を超えると、１００［μｍ］以下の微小スポットを現像する際にスポット周囲への飛び散りを発生させ易くなる。なお、トナーの重量平均粒径や円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）を用いて測定することが可能である。
【００４０】
トナーの母粒子を構成する樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等が上げられる。また、ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。
【００４１】
ポリエステル樹脂としては、次に例示するＡ群中の２価のアルコールと、Ｂ群中の二塩基酸塩とからなるものであり、さらにＣ群中の３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えたものであってもよい。
【００４２】
・Ａ群：エチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、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、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、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、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等。
【００４３】
・Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コ
ハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
【００４４】
・Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸等。ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるもの。
【００４５】
トナーに含有させる顔料としては、次のようなものが挙げられる。即ち、黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等である。また、黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ等が挙げられる。
【００４６】
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ等が挙げられる。また、赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ等が挙げられる。
【００４７】
また、紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。また、青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ等が挙げられる。また、緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等が挙げられる。
【００４８】
それら顔料については、単独で使用してもよいし、２種類以上を混ぜて使用しても良い。カラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となるため、顔料を大量の樹脂中に直接投入するのではなく、高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈して投入する方式が用いられる。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されるが、環境等を配慮して水で分散させてもよい。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００４９】
トナー粒子には、電荷制御剤を粒子内部に分散（内添）させている。電荷制御剤により、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、粒度分布と電荷量とのバランスの安定化を図ることができる。トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【００５０】
また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ温度 が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００５１】
離型性を高めたり、分散性を向上さえたりする狙いから、トナー粒子に添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等が挙げられ、それらを２種以上混合しても良い。ポリエステル樹脂としては、結晶性ポリエステルを用いても良い。結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度（Ｔｇ）において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のＴｇや分子量を下げ過ぎることなく低温定着化を達成することができる。そのため、Ｔｇ低下に伴う保存性の低下はない。また、低分子量化に伴う高過ぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがってこの結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。
【００５２】
流動性を向上させる狙いから、無機微粉体をトナー表面に付着または固着させてもよい。この無機微粉体の平均粒径は１０［ｎｍ］〜２００［ｎｍ］が適している。１０［ｎｍ］より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００［ｎｍ］より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００５３】
前述の無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。即ち、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等である。
【００５４】
無機微粉体はトナーに対して０．１〜２［重量％］の割合で添加することが好ましい。０．１［重量％］未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２［重量％］を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向があるからである。
【００５５】
また、少なくとも、樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は１０〜２００［ｎｍ］の小さい粒径のものが最適である。１０［ｎｍ］より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００［ｎｍ］より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００５６】
また、実質的な悪影響を与えない範囲内で、他の添加剤、例えばテフロン（登録商標）粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤を、現像性向上剤として少量添加してもよい。
【００５７】
混練り工程や粉砕工程を用いないで作製するスプレードライ法などで作製したトナー、カプセルトナーであってもよい。
【００５８】
トナーの抵抗調整については、母材樹脂に含有、分散せしめる導電性材料の量調整によって行う。カーボン系の導電性材料としては、アセチルブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、炭素繊維、黒鉛等を例示することができる。また、金属系の導電性材料としては、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属粉末を例示することができる。これらを適宜トナーバインダ樹脂に分散させて、電気抵抗を調整する。
【００５９】
次に、本発明の特徴部について説明する。
先に図２に示した現像装置６Ｋ，６Ｙ，６Ｃ，６Ｍは何れも磁性キャリアとして小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアの２種類を含有する現像剤を使用して現像を行うようになっている。小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアは後述するように、それぞれ電気抵抗が異なるように処理が施されているが、母材となる磁性材料には同じものが使用されている。その磁性材料は質量磁化が８０〜１００［ｅｍｕ／ｇ］のフェライト材料である。実施形態に係る複写機においては、小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアとを重量比５０［％］：５０［％］で混合している。
【００６０】
現像装置６Ｋ，６Ｙ，６Ｃ，６Ｍで用いられる現像剤においては、小粒径磁性キャリアの重量平均粒径が約２５［μｍ］に調整されており、大粒径磁性キャリアの重量平均粒径が約８０［μｍ］に調整されている。母材にはベースとなるフェライト材料を１２５０〜１３００［℃］で３〜５時間ほど焼成し、クラッシャーなどで粉砕し、その後、所望の粒径に加工したものを使用している。なお、磁性キャリアの重量平均粒径や円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）を用いて測定することが可能である。
【００６１】
小粒径磁性キャリアの重量平均粒径としては２０［μｍ］〜４０［μｍ］が好ましく、より好ましい範囲は２５［μｍ］〜３５［μｍ］である。また、大粒径磁性キャリアの重量平均粒径としては６０［μｍ］〜９０［μｍ］が好ましく、より好ましい範囲は７０［μｍ］〜８０［μｍ］である。小粒径磁性キャリアは、小さ過ぎるとキャリア付着に不利となり、大き過ぎるとボソツキや濃度ムラが発生し画質が低下するため、上記範囲が適当である。また、大粒径磁性キャリアは、小さ過ぎるとかく乱を起こすのに十分ではなく、大き過ぎるとボソツキや濃度ムラが発生し画質が低下するため、上記範囲が適当である。
【００６２】
小粒径磁性キャリアの電気抵抗については、ダイナミック抵抗ＤＲで１０１２〜１０１３［Ω］に調整されており、大粒径磁性キャリアはダイナミック抵抗ＤＲで１０８〜１０９［Ω］に調整されている。
【００６３】
ダイナミック抵抗ＤＲについては、図４に示す測定装置を用いて測定することが可能である。電気的に接地した台座５００の上方に、マグネットローラ５１３を内包した直径２０［ｍｍ］の回転可能なスリーブ５１２をセットする。このスリーブ５１２の表面に対しては、０．９［ｍｍ］のギャップを介して対向電極（ドクタ）５０２の自由端を対向させる。対向電極５０２の大きさは、幅＝６５［ｍｍ］、長さＬ＝０．５〜１［ｍｍ］である。この状態で、スリーブ５１２を回転速度６００［ｒｐｍ］（線速６２８［ｍｍ／ｓｅｃ］）で回転駆動する。そして、回転しているスリーブ５１２上に測定対象となる磁性キャリアＣを所定量（１４ｇ）だけ担持させ、スリーブ５１２の回転に伴って磁性キャリアＣを１０分間攪拌する。次に、スリーブ５１２に電圧を印加しない状態で、スリーブ５１２と対向電極５０２との間を流れる電流ＩＲＩＩ［Ａ］を電流計５０３で測定する。次に、直流電源５０４からスリーブ５１２に耐圧上限レベル（高抵抗シリコンコートキャリアでは４００［Ｖ］から鉄粉キャリアでは数［Ｖ］）の電圧Ｅ［Ｖ］を５分間印加する。そして、電圧Ｅを印加した状態でスリーブ５１２と対向電極５０２との間を流れる電流ＩＲＱ［Ａ］を電流計５０３で測定する。最後に「ＤＲ＝Ｅ／（ＩＲＱ−ＩＲＩＩ）」という式に、各測定値を代入して、ダイナミック抵抗ＤＲを求める。
【００６４】
上述した条件で混合した磁性キャリアのダイナミック抵抗は１０１０〜１０１１［Ω］であった。
【００６５】
前述した電気抵抗の小粒径磁性キャリアと大粒径磁性キャリアとを混合して現像に使用することで、小粒径磁性キャリアを単独で使用する場合と比較して現像剤の電気抵抗が小さくなるので、現像電界の強度が大きくなり、現像能力を向上させることができる。
【００６６】
［実験］
本発明者は、本発明の効果を確かめるために、実施形態に係る画像形成装置を用いて、トナーと表１に示した磁性キャリアとをそれぞれ含有する現像剤１、現像剤２及び現像剤３を用いて画像出力を行った。
【００６７】
【表１】
【００６８】
なお、現像剤１、現像剤２及び現像剤３中に含有される磁性キャリアの詳細は次の通りである。
【００６９】
＜現像剤１＞
磁性キャリアとして、重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］であり、電気抵抗がダイナミック抵抗ＤＲで１０８〜１０９［Ω］である大粒径磁性キャリアのみを含有した。
【００７０】
＜現像剤２＞
磁性キャリアとして、重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、電気抵抗がダイナミック抵抗ＤＲで１０１２〜１０１３［Ω］である小粒径磁性キャリアのみを含有した。
【００７１】
＜現像剤３＞
磁性キャリアとして、重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］であり、電気抵抗がダイナミック抵抗ＤＲで１０８〜１０９［Ω］である大粒径磁性キャリアと、重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、電気抵抗がダイナミック抵抗ＤＲで１０１２〜１０１３［Ω］である小粒径磁性キャリアと、を重量比５０［％］：５０［％］で混合したものを含有した。
【００７２】
また、現像剤１、現像剤２及び現像剤３で用いたトナーは、本実施形態で説明したものであり、いずれの現像剤においても同一のものを用いている。
【００７３】
図５および表２は実験結果を示したものである。
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２に示したキャリア付着の評価において、「○」はキャリア付着が生じていない場合であり、「×」はキャリア付着が生じた場合である。また、画像の均一性の評価において、「○」は画像の均一性が良好であり、「×」は画像が不均一の場合である。
【００７６】
図５に示すトナー付着量γは、現像バイアス１［ｋｖ］あたりでどの程度のトナーが感光体４上の潜像に付着したかを示す指標であり、数値が大きくなるほど、現像能力が良好になっていることを表している。図に示すように、低抵抗の大粒径磁性キャリアと高抵抗の小粒径磁性キャリアとを混合したキャリアとトナーとからなる現像剤３を使用することで、小粒径磁性キャリア単独のキャリアとトナーとからなる現像剤２を使用する場合と比較して現像能力が向上する。
【００７７】
また、表２に示すように、低抵抗の大粒径磁性キャリアと高抵抗の小粒径磁性キャリアとを混合した現像剤３を使用することでキャリア付着することなく均一な画像を得ることができる。
【００７８】
次に、図６は感光体４と現像装置６とを拡大して示す模式図である。
現像スリーブ１２の表面上の現像剤中の磁性キャリアは、磁気発生手段たるマグネットローラ１３の発する磁束によってスリーブ表面上で穂立ちして磁気ブラシを形成する。
【００７９】
マグネットローラ１３は周方向にＮ１（Ｎ極）、Ｓ１（Ｓ極）、Ｎ２（Ｎ極）、Ｓ２（Ｓ極）、Ｓ３（Ｓ極）、Ｓ４（Ｓ極）の順で並ぶ６つの磁極を具備している。磁極Ｓ１は、図３に示す攪拌部７内の現像剤を回転する現像スリーブ１２表面で汲み上げるための磁束を発生する汲み上げ磁極である。また、磁極Ｎ１は感光体４と現像スリーブ１２とが対向する現像領域で現像剤を穂立ちさせるための現像磁極である。また、磁極Ｓ２と磁極Ｎ２とは現像領域を通過した現像剤を搬送するための搬送極であり、磁極Ｓ３と磁極Ｓ４とは磁極Ｓ２と磁極Ｎ２とによって搬送された現像剤を現像スリーブ表面から離脱させて、図３に示す攪拌部７に戻すための反発磁極である。
【００８０】
同図において、符号Ｌ２で示す破線は、現像磁極である磁極Ｎ１の磁極の方向を表しており、その位置は符号Ｌ１で示す現像スリーブ表面と感光体表面との最近接点からスリーブ周方向にずれた位置に配設されている。最近接位置に磁極Ｎ１を配設した場合、最近接位置において現像剤が強く圧迫され、キャリア付着が発生し易い。
【００８１】
図７は磁極Ｎ１の磁極角度とキャリア付着量との関係を表す図である。キャリア付着は、感光体表面の一定面積内におけるキャリアの付着数を数え算出した。図に示すように、最近接点と磁極Ｎ１とが一致している場合（磁極角度０［°］）と比較して、磁極角度を最近接点よりも現像スリーブ周方向下流方向にずらして（磁極角度を大きくして）磁極Ｎ１を配設することで、現像剤が現像領域を通過した後に磁気力による回収効果が得られ、キャリア付着を抑制することが可能である。本実施形態に係る複写機においては、最近接点より５［°］周方向にずらした位置に磁極Ｎ１が配設されている。なお、最近接点における感光体４と現像スリーブ１２との間隙である現像ギャップは、３００［μｍ］に設定されている。
【００８２】
次に実施形態に係る複写機の変形例について説明する。なお以下に特筆しない限り、変形例に係る複写機の構成は図１などを用いて説明した複写機と同様である。図８は現像スリーブ１２を振動させる現像スリーブ振動装置を表す図である。
【００８３】
現像スリーブ１２は軸の片側に駆動を伝達するためのギア６０１が配設されており、もう一方に現像スリーブ１２の軸を支持する軸受け６０２が配設されている。
【００８４】
また、現像スリーブ１２のギア６０１が配設された側の軸の端面にはバネからなる弾性部材６０３が当接しており、軸受け６０２が配設された側の軸の端部には現像スリーブ振動装置を構成する、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電材料からなる圧電素子６０４が当接している。そして、圧電素子６０４に接続されている交流電源６０５から圧電素子６０４に電圧を出力することで、現像スリーブ１２を軸方向に振動させることができる。
【００８５】
このように現像スリーブ１２を軸方向に振動させることで、現像スリーブ１２上の磁性キャリアとトナー粒子との付着力が弱まるので、現像スリーブ１２から感光体４へのトナーの供給性が高まり現像能力を更に向上させることができる。
【００８６】
図９は現像スリーブ振動装置の振動周波数とトナー付着量γとの関係を示すグラフである。図示のように現像スリーブ１２をある程度の周波数で振動させることでトナー付着量γを増大させることができる。
【００８７】
変形例に係る複写機では、各色の現像装置６において、収容されている現像剤の小粒径磁性キャリアに、母材として樹脂に磁性体粒子を混ぜ込んだものを使用している。樹脂材料は前述したフェライト材料と比較して比重が小さいことから、現像領域中で大粒径磁性キャリアの動きによって押しのけられる動きが活発となる。そのため、感光体４と接触する確率が高まり、それに伴って感光体４へのトナー供給性が向上するので現像能力が向上する。
【００８８】
図１０は係る条件でトナー付着量γを評価した結果を示すグラフである。
図に示すように樹脂材料を母材に用いた小粒径磁性キャリアを使用した場合は、フェライト材料を母材とした小粒径磁性キャリアを使用した場合と比較して、トナー付着量γが向上している。
【００８９】
以上、本実施形態によれば、重量平均粒径の小さい小粒径磁性キャリア、小粒径磁性キャリアよりも重量平均粒径が大きい大粒径磁性キャリア、及び、小粒径磁性キャリアよりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を収容する現像剤収容部である現像ケース９と、現像ケース９内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体である現像スリーブ１２と、現像スリーブ１２の周面のループよりも内側で前記周面に沿って並ぶように配設された複数の磁極の発する磁力により、現像剤を現像スリーブ１２の周面に引き寄せる磁気発生手段であるマグネットローラ１３とを有し、現像スリーブ１２の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体である感光体４に対向する現像領域に搬送し、現像領域で現像剤中のトナーを感光体４の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置６において、小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］である。これにより、前述した実験で明らかにしたように、キャリア付着を抑えつつ現像剤全体の抵抗を下げて現像能力を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、小粒径磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、大粒径磁性キャリアの重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］である。小粒径磁性キャリアは、小さ過ぎるとキャリア付着に不利となり、大き過ぎるとボソツキや濃度ムラが発生し画質が低下するため、上記範囲が適当である。また、大粒径磁性キャリアは、小さ過ぎるとかく乱を起こすのに十分ではなく、大き過ぎるとボソツキや濃度ムラが発生し画質が低下するため、上記範囲が適当である。
また、本実施形態によれば、マグネットローラ１３の現像領域との対向位置に存在する磁極Ｎ１を、感光体４と現像スリーブ１２との最近接部分から、周方向下流側にずらした位置に設けたで、現像剤が現像領域を通過した後に磁気力による回収効果が得られ、キャリア付着を更に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、現像スリーブ１２を機械的に振動させる振動手段である現像スリーブ振動装置を設けたことで、現像スリーブ１２上の磁性キャリアとトナー粒子との付着力が弱まり、トナーの供給性が向上し、現像能力を更に向上させることができる。
また、本実施形態によれば、樹脂材料を母材に用いた小粒径磁性キャリアを用いることで、小粒径磁性キャリアの比重が小さいことから、現像領域内での動きが活発となり、感光体４に接触する確率が増えることから現像能力が更に向上する。
【符号の説明】
【００９０】
１ 画像形成部
２ 光書込装置
３ プロセスユニット
４ 感光体
６ 現像装置
７ 攪拌部
８ 搬送スクリュウ
９ 現像ケース
１０ トナー濃度センサ
１１ 現像部
１２ 現像スリーブ
１３ マグネットローラ
１４ ドクタブレード
１５ ドラムクリーニング装置
１６ クリーニングブレード
１７ ファーブラシ
１８ 電界ローラ
１９ スクレーパ
２０ 回収スクリュウ
２１ リサイクル搬送装置
２２ 紙搬送ユニット
２２ 除電ランプ
２３ 帯電装置
２４ 転写ユニット
２５ 中間転写ベルト
２６ 一次転写ローラ
２７ 下部張架ローラ
２８ 紙搬送ユニット
２９ 紙搬送ベルト
３０ 駆動ローラ
３１ 二次転写ローラ
３３ レジストローラ対
３４ 定着装置
３５ 排紙ローラ対
３６ スイッチバック装置
３７ 給紙路
４０ 白紙供給装置
４１ ペーパーバンク
４２ 給紙カセット
４３ 送出ローラ
４４ 給紙路
４５ 分離ローラ
４７ 搬送ローラ
５０ 画像読取ユニット
５２ 本体カバー
５３ 原稿載置台
５４ 搬送ユニット
５５ 原稿スタック台
１５０ スキャナ
１５１ 面固定読取部
１５２ 移動読取部
１５４ コンタクトガラス
１５５ コンタクトガラス
５００ 台座
５０２ 対向電極
５０３ 電流計
５０４ 直流電源
５１２ スリーブ
５１３ マグネットローラ
６０１ ギア
６０３ 弾性部材
６０４ 圧電素子
６０５ 交流電源
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特許第３３０６７３０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径の小さい小粒径磁性キャリア、前記小粒径磁性キャリアよりも平均粒径が大きい大粒径磁性キャリア、及び、前記小粒径磁性キャリアよりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面のループよりも内側で前記周面に沿って並ぶように配設された複数の磁極の発する磁力により、現像剤を前記現像剤担持体の前記周面に引き寄せる磁気発生手段とを有し、
前記現像剤担持体の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該現像領域で現像剤中のトナーを前記潜像担持体の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置において、
前記小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、前記大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記小粒径磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、上記大粒径磁性キャリアの重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、
上記磁気発生手段の上記現像領域との対向位置に存在する磁極を、上記潜像担持体と上記現像剤担持体との最近接部分から、周方向下流側にずらした位置に設けたことを特徴とする現像装置
【請求項４】
請求項１、２または３の現像装置において、
上記現像剤担持体を機械的に振動させる振動手段を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の現像装置において、
樹脂材料を母材に用いた上記小粒径磁性キャリアを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
潜像担持体上に形成された潜像に対して現像手段により現像剤を供給することにより該潜像を現像して得られる画像を、最終的に記録材上に転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１、２、３、４または５の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
平均粒径の小さい小粒径磁性キャリア、前記小粒径磁性キャリアよりも平均粒径が大きい大粒径磁性キャリア、及び、前記小粒径磁性キャリアよりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内の現像剤を自らの周回移動する表面に担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面のループよりも内側で前記周面に沿って並ぶように配設された複数の磁極の発する磁力により、現像剤を前記現像剤担持体の前記周面に引き寄せる磁気発生手段とを有し、
前記現像剤担持体の表面移動により、現像剤を画像形成装置の潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該現像領域で現像剤中のトナーを前記潜像担持体の潜像に転移させて前記潜像を現像する現像装置において、
前記小粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０１２〜１０１３［Ω］であり、前記大粒径磁性キャリアの電気抵抗がダイナミック抵抗で１０８〜１０９［Ω］であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記小粒径磁性キャリアの重量平均粒径が２０［μｍ］〜４０［μｍ］であり、上記大粒径磁性キャリアの重量平均粒径が６０［μｍ］〜９０［μｍ］であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、
上記磁気発生手段の上記現像領域との対向位置に存在する磁極を、上記潜像担持体と上記現像剤担持体との最近接部分から、周方向下流側にずらした位置に設けたことを特徴とする現像装置
【請求項４】
請求項１、２または３の現像装置において、
上記現像剤担持体を機械的に振動させる振動手段を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の現像装置において、
樹脂材料を母材に用いた上記小粒径磁性キャリアを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
潜像担持体上に形成された潜像に対して現像手段により現像剤を供給することにより該潜像を現像して得られる画像を、最終的に記録材上に転移させて、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１、２、３、４または５の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−７８７２４（Ｐ２０１２−７８７２４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２６０１９（Ｐ２０１０−２２６０１９）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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