(57)【要約】【課題】小粒径磁性粒子Ｃｓ及び大粒径磁性粒子Ｃｂの２種類の磁性粒子を含有する現像剤を用いる構成において、ハーフトーンベタ画像のぼそつきを従来よりも軽減する。【解決手段】小粒径磁性粒子Ｃｓと大粒径磁性粒子Ｃｂとを含有する現像剤を現像スリーブ１２の表面に担持して、現像スリーブ１２の回転に伴って、感光体４と現像スリーブ１２とが対向する現像領域に現像剤を搬送する。そして、磁性粒子の表面に静電付着しているトナー粒子を、感光体４の静電潜像に付着させて静電潜像を現像する。大粒径磁性粒子Ｃｂとして、小粒径磁性粒子Ｃｓよりもトナー担持能力の低いものを収容している。これにより、大粒径磁性粒子Ｃｂから静電潜像へのトナー付着を抑えることで、ハーフトーンベタ画像のぼそつきを抑えることができた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径の比較的小さい小粒径磁性粒子、平均粒径の比較的大きい大粒径磁性粒子、及び、前記小粒径磁性粒子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、
前記大粒径磁性粒子の表面を覆う表面層として、前記小粒径磁性粒子の表面を覆う表面層に比べて、前記トナー粒子との摩擦に伴う前記トナー粒子の正規帯電極性とは逆極性の摩擦帯電を起こし難いものを収容した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、
前記磁気発生手段における複数の磁極のうち、前記現像領域との対向位置に存在する現像磁極を、前記現像剤担持体の周方向にて、前記潜像担持体と前記現像剤担持体とが最も接近する位置からずらした位置に配設したことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
前記小粒径磁性粒子及び大粒径磁性粒子のうち、少なくとも何れか一方の表面材料として、弾性を発揮するものを用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの現像装置において、
前記大粒径磁性粒子として、前記小粒径磁性粒子よりも表面摩擦抵抗の小さなものを収容したことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１乃至４の何れか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６】
請求項５の画像形成装置において、
前記現像領域にて、前記潜像担持体の表面と、前記現像剤担持体の表面とを互いに逆方向に移動させるように、前記潜像担持体と、現像剤担持体とをそれぞれ駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５又は６の画像形成装置において、
前記現像領域における前記潜像担持体と前記現像剤担持体とのギャップを周期的に変動させるギャップ変動手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５乃至７の何れかの画像形成装置において、
前記潜像担持体の潜像と、前記現像剤担持体との間に、トナーを相対的に現像剤担持体側から潜像側に静電移動させる交番電界を形成して、潜像を現像することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
平均粒径の比較的小さい小粒径磁性粒子、平均粒径の比較的大きい大粒径磁性粒子、及び、前記小粒径磁性粒子よりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を、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って前記周面に引き寄せて担持させる工程と、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工程とを実施する現像方法において、
前記大粒径磁性粒子の表面を覆う表面層として、前記小粒径磁性粒子の表面を覆う表面層に比べて、前記トナー粒子との摩擦に伴う前記トナー粒子の正規帯電極性とは逆極性の摩擦帯電を起こし難いものを用いることを特徴とする現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性粒子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や現像方法に関するものである。また、かかる現像装置を用いる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、現像剤の磁性粒子として、平均粒径の比較的小さい小粒径磁性粒子を用いると、平均粒径の比較的大きい大粒径磁性粒子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粒子表面に担持させて、ハーフトーンベタ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、トナー粒子を磁性粒子表面に固着させ易くなったりするというデメリットがある。一方、大粒径磁性粒子を用いると、現像剤の流動性を向上させたり、磁性粒子表面に対するトナー固着を抑えたりすることができる。この反面、小粒径磁性粒子に比べてトナー粒子の担持量が少なくなることから、ハーフトーンベタ画像を繊細に現像することができずに、ぼそつきのある画像にしてしまうというデメリットがある。
【０００３】
従来より、小粒径磁性粒子のデメリットを大粒径磁性粒子で補い、且つ大粒径磁性粒子のデメリットを小粒径磁性粒子で補う狙いから、磁性粒子として、それら２種類の磁性粒子を含有させた現像剤を用いるようにした画像形成装置が知られている（例えば特許文献１に記載のもの）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者らが実験を行ったところ、そのような現像剤を用いても、小粒径磁性粒子のメリットを十分に発揮させることができずに、ハーフトーンベタ画像にぼそつきを発生させてしまうことがあった。そこで、その原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことがわかってきた。即ち、大粒径磁性粒子は小粒径磁性粒子に比べて粒子１個あたりの磁化量が多いことから、小粒径磁性粒子よりも強い力で、現像剤担持体（例えば現像スリーブ）の表面に引き付けられる。このため、現像剤担持体の表面上の現像剤層では、下層に多くの大粒径磁性粒子が集まる一方で、表層に多くの小粒径磁性粒子が集まる。そして、現像剤層の表面は、小粒径磁性粒子が存在している比較的大きな領域と、大粒径磁性粒子が存在している小さな領域とが混在した状態になる。このような状態であっても、潜像担持体と現像剤担持体とに線速差を設ければ、理論的には、静電潜像のほぼ全ての領域に対して、小粒径磁性粒子を摺擦させて小粒径磁性粒子による繊細な現像を施すことが可能になる。ところが、潜像担持体の表面に形成されるハーフトーン用のベタ潜像部は、通常の潜像部に比べて潜像書込密度が低いことから、ベタ潜像部全体に作用する現像電界が通常の潜像部に作用する現像電界に比べて小さい状態になっている。このようなハーフトーン用のベタ潜像部が大粒径磁性粒子によって不完全な状態で現像されると、電荷を有するトナーの付着により、その周囲の現像電界が非常に弱まってしまう。このため、大粒径磁性粒子による不完全な現像が一旦なされてしまったハーフトーン用のベタ潜像部は、その後に小粒径磁性粒子が送られてきても、小粒径磁性粒子による追加の現像がなされないまま、現像領域を通過してしまう。このことが、ハーフトーンベタ画像にぼそつきを発生させている原因になっていたことがわかった。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような現像装置、現像方法、及び画像形成装置を提供することでる。即ち、小粒径磁性粒子及び大粒径磁性粒子の２種類の磁性粒子を用いる構成において、ハーフトーンベタ画像のぼそつきを従来よりも軽減することができる現像装置等である。
【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、平均粒径の比較的小さい小粒径磁性粒子、平均粒径の比較的大きい大粒径磁性粒子、及び、前記小粒径磁性粒子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、前記大粒径磁性粒子の表面を覆う表面層として、前記小粒径磁性粒子の表面を覆う表面層に比べて、前記トナー粒子との摩擦に伴う前記トナー粒子の正規帯電極性とは逆極性の摩擦帯電を起こし難いものを収容した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、前記磁気発生手段における複数の磁極のうち、前記現像領域との対向位置に存在する現像磁極を、前記現像剤担持体の周方向にて、前記潜像担持体と前記現像剤担持体とが最も接近する位置からずらした位置に配設した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又は２の現像装置において、前記小粒径磁性粒子及び大粒径磁性粒子のうち、少なくとも何れか一方の表面材料として、弾性を発揮するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの現像装置において、前記大粒径磁性粒子として、前記小粒径磁性粒子よりも表面摩擦抵抗の小さなものを収容したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、前記現像手段として、請求項１乃至４の何れかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、前記現像領域にて、前記潜像担持体の表面と、前記現像剤担持体の表面とを互いに逆方向に移動させるように、前記潜像担持体と、現像剤担持体とをそれぞれ駆動することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５又は６の画像形成装置において、前記現像領域における前記潜像担持体と前記現像剤担持体とのギャップを周期的に変動させるギャップ変動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５乃至７の何れかの画像形成装置において、前記潜像担持体の潜像と、前記現像剤担持体との間に、トナーを相対的に現像剤担持体側から潜像側に静電移動させる交番電界を形成して、潜像を現像することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、平均粒径の比較的小さい小粒径磁性粒子、平均粒径の比較的大きい大粒径磁性粒子、及び、前記小粒径磁性粒子よりも小さい粒径のトナー粒子、を含有する現像剤を、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って前記周面に引き寄せて担持させる工程と、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工程とを実施する現像方法において、前記大粒径磁性粒子の表面を覆う表面層として、前記小粒径磁性粒子の表面を覆う表面層に比べて、前記トナー粒子との摩擦に伴う前記トナー粒子の正規帯電極性とは逆極性の摩擦帯電を起こし難いものを用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
これらの発明では、現像剤中において、大粒径磁性粒子や小粒径磁性粒子がトナー粒子と摩擦するのに伴って、トナー粒子を摩擦帯電させるとともに、自らの表面層をカウンターチャージによってトナー粒子とは逆極性に摩擦帯電させる。このとき、大粒径磁性粒子の表面層が、小粒径磁性粒子の表面層に比べて、前記逆極性に摩擦帯電し難いことにより、表面層の単位面積あたりにおける前記逆極性の帯電量は、大粒径磁性粒子の方が小粒径磁性粒子よりも少なくなる。このため、大粒径磁性粒子が現像領域で小粒径磁性粒子よりも先にハーフトーン用のベタ潜像部にトナーを付着させたとしても、そのベタ潜像部に対する単位面積あたりのトナー付着量は、２種類の磁性粒子の表面層を互いに同じ材料で構成していた従来よりも少なくなる。これにより、大粒径磁性粒子がハーフトーン用のベタ潜像部にトナーを付着させた際の現像電界の弱まりも従来に比して小さくなるので、従来に比べて、後続の小粒径磁性粒子からハーフトーン用のベタ潜像部へのトナー転移を起こりやすくして、ハーフトーンベタ画像のぼそつきを軽減することができる。
【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】同複写機における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】同画像形成部における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】現像領域における磁性粒子の動きを説明するための拡大模式図。
【図５】ぼそつきランクと、装置構成との関係を示すグラフ。
【図６】抵抗測定装置の要部構成を示す構成図。
【図７】同プロセスユニットの感光体と現像装置とを拡大して示す拡大模式図。
【図８】現像領域を拡大して示す拡大模式図。
【図９】感光体と現像スリーブとの線速比と、トナー付着量γとの関係を示すグラフ。
【図１０】現像バイアスの交流成分の周波数と、トナー付着量γとの関係を示すグラフ。
【図１１】変形例に係る複写機の現像ギャップ変動装置の要部構成を示す模式図。
【図１２】現像ギャップ変動装置による振動周波数とトナー付着量γとの関係を示すグラフ。
【図１３】本発明が適用可能なモノクロ機の一例を示す概略構成図。
【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。
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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，Ｙ，Ｍ，Ｃ、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，Ｙ，Ｍ，Ｃ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。
【００１２】
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，Ｙ，Ｍ，Ｃ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，Ｙ，Ｍ，Ｃ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。
【００１３】
プロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ、感光体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，Ｙ，Ｍ，Ｃ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。
【００１４】
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。
【００１５】
現像装置６は、図示しない磁性粒子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。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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１２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１３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。
【００１８】
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粒子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。
【００１９】
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４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１５に送ってリサイクルする。
【００２０】
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。
【００２１】
先に示した図２において、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ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。４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ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，Ｙ，Ｍ，Ｃ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，Ｙ，Ｍ，Ｃ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１次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１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１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けて押圧している。これら１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、それぞれ図示しない電源によって１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１次転写ニップには、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ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１次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１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１次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１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。
【００２２】
転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ３０と２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２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２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ３１には図示しない電源によって２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、２次転写ニップに２次転写電界が形成されている。
【００２３】
この２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。
【００２４】
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２次転写ニップに送り出す。２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２次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙に一括２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。２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。
【００２５】
２次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、２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。
【００２６】
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。
【００２７】
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２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２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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。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。
【００３１】
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。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。
【００３２】
各色のプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
・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。
・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。
・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。
【００３５】
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。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。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。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。
【００３８】
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低下に伴なう保存性の低下はない。また、低分子量化に伴なう高す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。
【００３９】
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１０〜２００［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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図２に示した現像装置６Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍは、何れも、磁性粒子として、小粒径磁性粒子及び大粒径磁性粒子の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。小粒径磁性粒子と、大粒径磁性粒子とは、後述するように表面処理が互いに異なっているが、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。
【００４７】
小粒径磁性粒子は、その粒径が２０〜４０［μｍ］に調整されており、表面にはトナーとの摺擦でトナーとは逆極性に帯電し易い材料からなる表面層をコーティングしている。かかる材料としては、シリコーン樹脂及び二酸化アンモニウムを含む材料を例示することができる。スチレン−アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ブチラール樹脂、スチロール樹脂等でもよい。ベースになるフェライト系材料を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母材粒子としている。キャリアの質量を低下させる狙いから母材として、樹脂に磁性体粒子を混ぜ込んだものを用いてもよい。
【００４８】
大粒径磁性粒子は、その粒径が４５〜８０［μｍ］に調整されており、母材には小粒径磁性粒子と同じものが使用されている。
【００４９】
小粒径磁性粒子と大粒径磁性粒子とを混合することで、大粒径磁性粒子の表面を小粒径磁性粒子で覆うことが可能になる。その被覆率は、「被覆率α＝｛ＴＣ／（１００−ＴＣ）｝×（ρｃ／ρｔ）×（ｄｃ／４ｄｔ）×１００［％］」という式で求めることができる。この式においては、ＴＣは、小粒径磁性粒子の大粒径磁性粒子に対する重量比率［％］である。また、ρｃは、磁性粒子の比重［ｇ／ｃｍ３］である。また、ρｔはトナーの比重［ｇ／ｃｍ３］である。また、ｄｃは、磁性粒子の平均粒径［μｍ］である。また、ｄｔは、トナーの平均粒径［μｍ］である。
【００５０】
上述したように、大粒径磁性粒子は、小粒径磁性粒子よりも粒子１個あたりの磁化量が大きい。このため、現像スリーブ（１２）の表面上の現像剤層においては、粒子１個あたりの磁化量の大きい大粒径磁性粒子が下層に多く集まる一方で、磁化量の小さい小粒径磁性粒子が上層に多く集まる。そして、図４に示すように、感光体４と現像スリーブ１２とが所定の間隙を介して対向する現像領域では、現像剤層の上層に集まっている小粒径磁性粒子Ｃｓが主に感光体４と摺擦しながら、現像スリーブ１２に連れ回るようになる。このとき、現像剤層の下層に集まっている磁化量の大きい大粒径磁性粒子Ｃｂは、現像スリーブ１２に向けて強く引き付けられながら現像スリーブ１２に忠実に追従して動く。これに対し、現像剤層の上層に集まっている磁化量の小さい小粒径磁性粒子Ｃｓは、感光体４と摺擦することに加えて、スリーブ表面に引き付けられる磁力が大粒径磁性粒子Ｃｂに比べて小さいことから、スリーブとの連れ回り性がそれほどよくない。このため、現像領域においては、現像剤層の下層に集まっている大粒径磁性粒子が、上層に集まっている小粒径磁性粒子を押しのけるように移動して、小粒径磁性粒子を活発に回転させる。これにより、感光体と現像剤層との境界における小粒径磁性粒子の入れ替わりが活発になって、感光体４上の静電潜像に対するトナー供給性が向上する。
【００５１】
なお、同図では、便宜上、感光体４を停止させる一方で、現像スリーブ１２を回転させている状態の現像領域を示している。実機では、感光体４も表面移動することになるが、現像スリーブ１２の線速を感光体４よりも大きくしたり、感光体４と現像スリーブ１２とを現像領域でカウンタ方向に表面移動させたりすれば、同様の効果を得ることができる。また、同図では、感光体４に摺擦している磁性粒子が全て小粒径磁性粒子Ｃｓになっている状態を示しているが、実際には、現像領域で磁気ブラシが活発に攪乱するのに伴って、大粒径磁性粒子Ｃｂが感光体４に摺擦することもある。このような場合であっても、前述のように線速差を設けたり、カウンタ方向の表面移動を採用したりすることで、感光体４の静電潜像の全ての領域に、小粒径磁性粒子Ｃｓを摺擦させることができる。
【００５２】
ところが、このようにして小粒径磁性粒子Ｃｓを静電潜像に摺擦させても、大粒径磁性粒子Ｃｂを用いた場合に生ずる特有のぼそつきを、ハーフトーンベタ画像に発生させることがあった。そこで、本発明者らは、その原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことがわかってきた。即ち、感光体４に形成されるハーフトーン用のベタ潜像部は、通常の潜像部に比べて潜像書込密度が低いことから、現像電界の強度が比較的小さくなっている。このようなハーフトーン用のベタ潜像部が大粒径磁性粒子Ｃｂによって不完全な状態で現像されると、トナーの電荷によってその周囲の電界が弱まってしまう。すると、その後は、ベタ潜像部に小粒径磁性粒子Ｃｓが摺擦しても、小粒径磁性粒子Ｃｓからトナー粒子が転移しないまま、現像領域を通過してしまうことがわかった。
【００５３】
そこで、実施形態に係る現像装置（６Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ）においては、大粒径磁性粒子Ｃｂとして、小粒径磁性粒子Ｃｓよりもトナー担持能力の低いものを収容している。具体的には、大粒径磁性粒子Ｃｂの表面層としては、テフロン系の材料からなるものをコーティングしている。その材料を焼き付けする場合は脱脂処理を行い、コーティング（撹拌部材で磁性粒子と混ぜた後撹拌）した後、電気炉等で焼き付け加熱乾燥する。このような表面層は、摩擦抵抗が非常に小さいため、トナー粒子と摺擦してもあまり摩擦帯電しなくなる。よって、トナー粒子を表面に担持する能力が、小粒径磁性粒子Ｃｓに比べて遙かに低くなる。かかる構成では、大粒径磁性粒子Ｃｂが小粒径磁性粒子Ｃｓに比べて少量のトナーしか担持しなくなる。このため、現像領域で小粒径磁性粒子Ｃｓよりも先にハーフトーン用ベタ潜像部にトナーを付着させたとしても、その付着量は従来に比べて少なくなる。すると、付着トナーの電荷による電界の弱まりも少なくなるので、後続の小粒径磁性粒子Ｃｓからハーフトーン用ベタ潜像部へのトナー転移を起こり易くして、ハーフトーンベタ画像のぼそつきを従来よりも軽減することができる。
【００５４】
大粒径磁性粒子Ｃｂの表面層を構成しているテフロンは、トナー粒子の母材樹脂よりも帯電列のマイナス側に位置する物質である。このため、大粒径磁性粒子Ｃｂは、トナー粒子との摩擦により、トナー粒子を僅かにプラスに帯電させると同時に、自らの表面層をマイナスに帯電させる。大粒径磁性粒子Ｃｂとの摩擦によって僅かにプラスに帯電したトナー粒子が感光体に付着するためには、現像スリーブ上の現像剤層における下側から上側に移動する必要がある。そして、上側に移動すると、小粒径磁性粒子Ｃｓと摺擦することで、マイナスに帯電する。このため、大粒径磁性粒子Ｃｂとの摩擦によって僅かにプラスに帯電したトナー粒子が感光体の地肌部に付着することは殆ど無い。
【００５５】
トナー粒子との摩擦によって表面層を僅かにマイナスに帯電させた大粒径磁性粒子Ｃｂは、現像剤層の上側に移動すると、現像剤層の上側でマイナスに帯電しているトナー粒子を電気的に反発させる。テフロンからなる表面層の摩擦抵抗が小さいために表面層が摩擦帯電し難いことに加えて、表面層がトナー粒子との摩擦によってトナーの正規帯電極性と同じプラス極性に僅かに帯電することにより、大粒径磁性粒子Ｃｂは、トナー粒子を殆ど担持しなくなる。
【００５６】
本発明者は、プリンタ試験機によってハーフトーンベタ画像をテストプリントして、そのベタ画像のぼそつきを評価する実験を行った。現像剤としては、従来と同様に大粒径磁性粒子を小粒径磁性粒子と同じ材料で表面コートしたもの（従来例）と、大粒径磁性粒子をテフロン（登録商標）系の材料で表面コートしたもの（本発明）との２種類を使用し、それぞれでテストプリントを行った。大粒径磁性粒子に対する小粒径磁性粒子の被覆率については５０［％］に調整した。また、小粒径磁性粒子としては、平均粒径を２５［μｍ］に調整したものを用いた。また、大粒径磁性粒子としては、平均粒径を８０［μｍ］に調整したものを用いた。現像装置内に収容する現像剤の全量は２００［ｇ］であるので、小粒径磁性粒子の重量［％］を３８．５［ｗｔ％］とした。即ち、１２３［ｇ］の大粒径磁性粒子と７７［ｇ］の小粒径磁性粒子とを混合した。
【００５７】
かかる条件でテストプリントした結果を図５に示す。同図において、縦軸のぼそつきランクは、ハーフトーンベタ画像のぼそつきの度合いを視感評価した結果を示しており、数値が高くなるほど、ほそつきが少ないことを示している。図示のように、従来例では、ぼそつきランクが３であるのに対し、本発明では５まで向上している。このことから、本発明の有効性が立証されたと言える。
【００５８】
なお、参考までに、通常ベタ部を出力したところ、通常ベタ部に対するトナー付着量は０．４［ｍｇ／ｃｍ２］であった。また、トナーの帯電量は平均で−３１［μＣ／ｇ］となっていた。トナーの帯電量は、−１０〜−４０［μＣ／ｇ］の範囲が好適である。
【００５９】
現像スリーブ１２としては、ステンレス製の素管（直径１８ｍｍ）の表面に対してサンドブラストによる粗面処理を施したものを用いている。その十点平均表面粗さは、１０〜２０［μｍ］の範囲に調整している。十点平均表面粗さが２０［μｍ］を超えると、スリーブ表面の磁性粒子保持能力が極端に増加して現像剤落ち等の不具合を発生させ易くなってしまう。十点平均表面粗さが１０［μｍ］を下回ると、現像剤搬送能力が過剰に低下して、目標とする画像濃度を得ることができなくなる。
【００６０】
大粒径磁性粒子や小粒径磁性粒子の抵抗については、ダイナミック抵抗ＤＲで１０８〜１０１３Ωの範囲に調整することが好ましい。ダイナミック抵抗ＤＲについては、図６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６２８ｍｍ／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粒子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粒子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４００Ｖ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。上述した実験で用いた磁性粒子のダイナミック抵抗ＤＲは、１０８〜１０１３［Ω］の範囲であった。
【００６１】
図７は、感光体４と現像装置６とを拡大して示す拡大模式図である。なお、同図においては、便宜上、大粒径磁性粒子と小粒径磁性粒子とを同じ粒径で描いている。現像スリーブ１２の表面上の現像剤中の磁性粒子は、磁気発生手段たるマグネットローラ１３の発する磁力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。磁気ブラシ中のトナーは、磁性粒子に摺擦せしめられることで負極性に帯電する。
【００６２】
マグネットローラ１３は、周方向に並ぶＮ１（Ｎ極）、Ｓ１（Ｓ極）、Ｎ２（Ｎ極）、Ｓ２（Ｓ極）、Ｓ３（Ｓ極）という５つの磁極を具備している。磁極Ｎ１は、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力を発する汲み上げ磁極である。また、磁極Ｓ２や磁極Ｎ２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や磁極Ｓ３は、現像領域を通過した現像剤を現像スリーブ１２表面から離脱させてアク版部７に戻すための反発磁極である。
【００６３】
同図において、符号Ｌ１で示す一点鎖線は、現像スリーブ１２の周方向において、感光体４と現像スリーブ１２とが最も接近する位置を示すものである。図示のように、２つの現像磁極Ｓ２、Ｎ２は何れも、その位置からスリーブ周方向にずれた位置に配設されている。最接近位置Ｌ１では、現像スリーブ１２上の現像剤が最も強く圧迫されるので、磁性粒子の攪乱が起こり難くなる。このため、現像剤層と感光体４との境界で現像に寄与した磁性粒子の入れ替わりが起こり難くなるので、潜像に対するトナー粒子の供給不良を起こし易い。このような最接近位置Ｌ１に現像磁極を対向させると、その磁力によって磁性粒子の攪乱を更に起こり難くして、トナー供給不良の発生を助長してしまう。そこで、実施形態に係る複写機においては、最接近位置Ｌ１からずらした位置に現像磁極Ｓ２、Ｎ２を配設しているのである。なお、Ｌ１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。
【００６４】
図６に示したように、感光体４と現像スリーブ１２とについては、現像領域で互いの表面を逆方向に移動させるように、それぞれの回転方向を設定している。このようにして逆移動させることで、現像領域で現像剤をより活発に攪乱することができる。
【００６５】
図８は、現像領域を拡大して示す拡大模式図である。現像領域では、感光体４と現像スリーブ１２との間のギャップが徐々に狭くなっていくにつれて、大粒径磁性粒子Ｃｂによる磁気ブラシの先端側が折れていく。これにより、大粒径磁性粒子Ｃｂによる磁気ブラシの周りに付着している小粒径磁性粒子Ｃｓの層の入れ替わりが、現像剤と感光体４との境界で発生する。感光体４と現像スリーブ１２とが図示の状態とは異なり互いに順方向に移動しても、磁気ブラシの先端折れは発生するが、そのときの勢いは非常に小さいものであるため、「折れ量」に相当する分の粒子の入れ替わりしか発生しない。これに対し、感光体４と現像スリーブ１２とをカウンタ方向に表面移動させると、磁気ブラシ先端の進む方向に対して感光体４表面がカウンタ方向にぶつかることから、磁気ブラシの先端が勢い良く折れる。すると、そのときの勢いにより、磁気ブラシ先端に付着している小粒径磁性粒子Ｃｓに慣性力が働いて、小粒径磁性粒子がブラシ先端から独立して攪乱する。これにより、感光体４と現像剤との境界で、小粒径磁性粒子Ｃｓの入れ替えをより活発にして、感光体４の潜像に良好にトナーを供給することができる。
【００６６】
図９は、感光体４と現像スリーブ１２との線速比と、トナー付着量γとの関係を示すグラフである。トナー付着量γは、現像バイアス１［ｋＶ］あたりにどの程度のトナーを潜像に付着させる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。また、同図では、感光体４の線速（絶対値）を１とした場合におけるスリーブ線速（絶対値）の割合を線速比として示している。図示のように、線速比を大きくするほど、つまり、現像スリーブ１２と感光体４との線速差を大きくするほど、現像能力が高まることがわかる。現像スリーブ１２の線速が速くなれば、その分、現像領域に対する単位時間あたりのトナー搬送量が増えるが、増えたとしても、感光体４と現像剤との境界で小粒径磁性粒子Ｃｓの入れ替わりが良好でなければ、現像能力は高まらない。線速差を大きくすると、その分、磁気ブラシ先端の攪乱が活発になって、境界での小粒径磁性粒子Ｃｓの入れ替わりを活発にしたため、現像能力を高めることができていると考えられる。よって、現像スリーブ１２の線速（絶対値）を感光体４の線速（絶対値）よりも速くした例について説明したが、その逆に、前者の線速を後者の線速よりも遅くして線速差を設けても、現像能力を高めることが可能である。
【００６７】
現像スリーブ１２に印加する現像バイアスとしては、直流電圧に交流電圧を重畳したものを採用している。これにより、感光体４上の潜像と、現像スリーブ１２との間に、トナーを相対的にスリーブ側から潜像側に静電移動させる交番電界を形成している。
【００６８】
図１０は、現像バイアスの交流成分の周波数と、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、交流成分の周波数を増加させるにつれて、トナー付着量γを高めることが可能である。これは、周波数を高めるにつれて、小粒径磁性粒子の表面上のトナーの振動を活発にしたことで、小粒径磁性粒子間での摩擦を低下させて、感光体４と現像剤層との境界における小粒径磁性粒子の入れ替わりをより活発にしたためと考えられる。
【００６９】
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、実施形態と同様である。
変形例に係る複写機では、各色の現像領域において、現像スリーブ１２の表面を感光体４の表面と順方向に移動させるように、感光体４、現像スリーブ１２の回転方向をそれぞれ設定している。また、現像バイアスとしては、直流交流重畳電圧ではなく、直流電圧を印加するようになっている。
【００７０】
各色の現像装置（Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ）のケーシングには、現像ギャップ変動装置を固定している。図１１は、現像ギャップ変動装置の要部構成を示す模式図である。同図において、フェライト材料からなる心棒６０１の周りには、コイル６０２が巻き付けられている。このコイル６０２には、ＡＣ電源６０３に接続されており、そこからＡＣバイアスを出力することで、心棒６０１を振動させることができる。この心棒６０１を現像装置のケーシングに固定して、現像装置を振動させることで、約３００［μｍ］の現像ギャップをＡＣバイアスの周波数で微妙に変動させる。
【００７１】
図１２は、現像ギャップ変動装置による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、現像ギャップをある程度の周波数で変動させると、トナー付着量γをかなり高めることができる。現像ギャップの大きさを微妙に周期変動させることで、感光体４と現像剤層との境界における小粒径磁性粒子Ｃｓの入れ替わりを活発にしたため、現像能力を高めることができたためと考えられる。
【００７２】
現像ギャップ変動装置として、ピエゾ素子などによって振動を発生させるものを用いてもよい。振幅と周波数が適切であれば、同様の効果を得ることができる。
【００７３】
小粒径磁性粒子や大粒径磁性粒子としては、表面を弾性材料からなる弾性層で被覆したものを用いている。表面層に用いる材料（ポリエチレンやテフロン）にゴム材料を含有させることで、それぞれの磁性粒子の表面層を弾性層とすることが可能である。ゴム材料に代えて、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ変成シリコーン樹脂などでも、十分な弾性を発揮させることが可能である。原材料を液状にして磁性粒子にスプレー塗布したり、原材料と磁性粒子とを撹拌部材で撹拌したりした後、オーブン等で熱処理して、弾性層からなる表面層を得る。膜厚は熱をかける条件を調整することで決まる。
【００７４】
磁性粒子の表面層を弾性層にすることで、感光体４表面に衝突した磁性粒子が弾性によって感光体４表面から跳ね上がり易くなる。これにより、感光体４と現像剤層との境界で、磁性粒子の入れ替えをより活発にして、潜像に対して十分量のトナーを供給することが可能になる。
【００７５】
これまで、本発明をタンデム型のカラー複写機に適用した例について説明したが、図１３に示すようなモノクロ機にも、本発明の適用が可能である。
【００７６】
以上、実施形態に係る複写機においては、磁気発生手段たるマグネットローラ１３における複数の磁極のうち、現像領域との対向位置に存在する現像磁極Ｓ２、Ｎ２を、現像剤担持体たる現像スリーブ１２の周方向にて、潜像担持体たる感光体４と現像スリーブ１２とが最も接近する最接近位置Ｌ１からずらした位置に配設している。かかる構成では、現像剤を最も強く圧迫してしまう最接近位置Ｌ１に、現像磁極Ｓ２、Ｎ２の法線方向の磁力ピーク点を位置させないようにして、現像磁極の磁力による拘束力の影響を少なくすることで、現像剤の攪乱を起こり易くすることができる。
【００７７】
また、変形例に係る複写機においては、小粒径磁性粒子Ｃｓ、大粒径磁性粒子Ｃｂの表面を、それぞれ弾性材料からなる弾性層で被覆している。かかる構成では、感光体４表面に衝突した磁性粒子を表面の弾性によって感光体４表面から跳ね上がり易くするので、感光体４と現像剤層との境界で、磁性粒子の入れ替えをより活発にして、潜像に対して十分量のトナーを供給することができる。なお、何れか一方の磁性粒子だけを弾性層で被覆してもよい。
【００７８】
また、実施形態に係る複写機では、大粒径磁性粒子Ｃｂとして、小粒径磁性粒子Ｃｓよりも表面摩擦抵抗の小さなものを収容しているので、小粒径磁性粒子Ｃｓに比べて摩擦帯電量を減らして、トナー担持能力を小さくすることができる。
【００７９】
また、実施形態に係る複写機においては、現像領域にて、感光体４の表面と、現像スリーブ１２の表面とを互いに逆方向に移動させているので、順方向に移動させる場合に比べて、現像領域で磁気ブラシの先端が勢い良く折る。そして、そのときの勢いにより、磁気ブラシ先端に付着している小粒径磁性粒子Ｃｓに慣性力を付与して、小粒径磁性粒子がブラシ先端から独立して攪乱することで、感光体４と現像剤との境界で、小粒径磁性粒子Ｃｓの入れ替えをより活発にして、感光体４の潜像に良好にトナーを供給することができる。
【００８０】
また、変形例に係る複写機においては、現像領域における感光体４と現像スリーブ１２との間の間隙である現像ギャップを周期的に変動させるギャップ変動装置を設けている。かかる構成では、現像ギャップの大きさを微妙に周期変動させることで、感光体４と現像剤層との境界における小粒径磁性粒子Ｃｓの入れ替わりを活発にして、現像能力を高めることができる。
【００８１】
また、実施形態に係る複写機においては、感光体４上の潜像と、現像スリーブ１２との間に、トナーを相対的にスリーブ側から潜像側に静電移動させる交番電界を形成して、潜像を現像する。かかる構成では、小粒径磁性粒子の表面上のトナーの振動を交番電界によって活発にすることで、小粒径磁性粒子間での摩擦を低下させて、感光体４と現像剤層との境界における小粒径磁性粒子の入れ替わりをより活発にすることができる。
【符号の説明】
【００８２】
４：感光体（潜像担持体）
６：現像装置（現像装置）
７：攪拌部（現像剤収容部）
１２：現像スリーブ（現像剤担持体）
１３：マグネットローラ（磁気発生手段）
Ｃ：磁性粒子
Ｃｂ：大粒径磁性粒子
Ｃｓ：小粒径磁性粒子
Ｓ２、Ｎ２：現像磁極
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開２００７−１０２１２２号公報
【図１】
2011164526.tif 000003
【図２】
2011164526.tif 000004
【図３】
2011164526.tif 000005
【図４】
2011164526.tif 000006
【図５】
2011164526.tif 000007
【図６】
2011164526.tif 000008
【図７】
2011164526.tif 000009
【図８】
2011164526.tif 000010
【図９】
2011164526.tif 000011
【図１０】
2011164526.tif 000012
【図１１】
2011164526.tif 000013
【図１２】
2011164526.tif 000014
【図１３】
2011164526.tif 000015