(57)【要約】【課題】高画質化と長寿命化の両立。【解決手段】１００ｍＴの磁界で３．０ｅ４〜２．０ｅ５の磁化量を有し、ｅ９〜ｅ１４の体積抵抗値を有す磁性キャリアを用いた２成分現像装置に於いて、現像剤担持体を複数有し、且つ上流側の現像剤担持体の移動方向が感光ドラムと逆方向であり、下流側の現像剤担持体の移動方向が感光ドラムと順方向である構成。【選択図】        図１
2004151358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電し露光して静電潜像を形成し、非磁性トナーと、１００ｍＴの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ以上２．０×１０５Ａ／ｍ以下の磁化量を有し、１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する磁性キャリアと、を含有する２成分現像剤を用い、現像部で、磁石を内蔵した回転可能な導電性円筒からなる現像剤担持体により、該静電潜像を現像する画像形成装置に於いて、現像を行う該現像剤担持体を複数配設し、該像担持体の回転方向上流側に位置する現像剤担持体の回転方向が像担持体の回転方向と同方向になり、該像担持体の回転方向下流側に位置する現像剤担持体の回転方向が像担持体の回転方向と逆方向になるようにすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の現像剤担持体の各々が、それぞれ一つの現像器の中に含まれる１構成要素であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の現像剤担持体が、前記像担持体表面に沿って、その移動方向の上流、下流に並べて配置され、
該上流側の現像剤担持体と該下流側の現像剤担持体上に供給される現像剤が共通の前記現像剤を収容する現像容器から供給されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体と前記現像剤担持体とが対向した現像部で、交流電圧を重畳した直流電圧を含む現像バイアスの印加下で現像して画像を得ることを特徴とする請求項１〜３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像バイアスの印加が、前記二成分系現像剤に前記像担持体から前記現像剤担持体に向かう方向の力を与える電圧をある時間印加する工程と、逆に該二成分系現像剤に該現像剤担持体から該像担持体に向かう力を与える電圧をある時間印加する工程とを交互に複数回繰り返す交流バイアスと、且つその交流バイアスの該現像剤担持体から該像担持体に向かう力を与える電圧を印加した後に、該像担持体上の前記静電潜像の画像部の電圧と非画像部の電圧との間にある直流電圧を該現像剤担持体に一定時間印加することによって行われる請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像手段は、前記像担持体に対して現像剤が接触状態で潜像の現像が行われる接触現像方式であることを特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記静電潜像がデジタル的に形成された潜像であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像部で、前記複数の現像剤担持体が、前記像担持体の移動速度に対して、０．５倍から２．０倍の間の移動速度で移動することを特徴とする請求項１〜７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を２成分現像剤により現像して、画像を得る画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、この潜像をトナーにより現像して画像を得る画像形成方法が知られている。
【０００３】
一般に、現像方法には大別して４種あり、その１つは、１成分現像剤の非磁性トナーをブレード等により現像スリーブ（現像剤担持体）上にコーティングし、その非磁性トナーを現像スリーブにより感光ドラムに搬送し、感光ドラムに対し非接触状態で現像する非磁性１成分非接触現像法であり、２つ目は、１成分現像剤の磁性トナーを磁気力によって現像スリーブ上にコーティングし、同様に、感光ドラムに搬送して接触で現像する磁性１成分接触現像法である。３つ目は、非磁性トナーに磁性キャリアを混合した２成分現像剤を用い、これを磁気力により現像スリーブ上にコーティングして現像スリーブにより感光ドラムに搬送し、感光ドラムに対し接触状態で現像する２成分接触現像法（２成分磁気ブラシ現像法）である。この２成分接触現像方式の中では、とりわけ、現像部で、現像スリーブと感光ドラムが互いに同方向に移動する方式（順方向）が大半を占める。順方向の方が、感光ドラムと磁気ブラシの相対速度が小さく、感光ドラム上に現像されたトナー像に対するスキャベンジング効果が小さく高画質となる。
【０００４】
従って、画像の高画質化（粒状度、均一性）、高安定性の面から、現像バイアスとしてＡＣ成分を重畳した、２成分接触（磁気ブラシ）順方向現像法が多く用いられてきた。
【０００５】
ところで、近年、フルカラー化、システム化、デジタル化が進むと共に、出力画像の高画質化、高速化、高安定化の要求が高まっており、複写機、各種プリンターの軽印刷市場への進出が期待される。
【０００６】
キャリアの磁気特性の中の、磁化量（透磁率）を小さくすることで、現像工程から、粒状度の良化（高画質化）と、長寿命化（高安定化）の両立が可能となる。
【０００７】
以下、低磁化キャリア使用により、高画質化／高安定化が実現できる理由を説明する。
【０００８】
まず、高画質化が達成できるは、磁化量を小さくすることで、現像部で、磁気ブラシが感光ドラムをソフトに摺擦するので、感光ドラム上に現像されたトナー像に対するスキャベンジング効果が少なくなり、（磁気ブラシによる）ハキメムラ等が発生しずらくなるからである。
【０００９】
また、高安定化が可能となるのは、磁化量を小さくすることで、現像剤層厚規制部での圧縮による、トナーおよびキャリアの劣化が低減することにより、現像剤の寿命が伸びるからである。
【００１０】
以上のように磁性キャリアの磁化量を小さくするだけで、現像工程からの高画質化と、現像剤の長寿命化が図れる。
【００１１】
しかしながら、キャリアの磁化量を小さくすることでベタ白部でのキャリア付着が発生しやすくなるといった問題が発生する。
【００１２】
通常、ベタ白部域でのキャリア付着は、キャリア１個に働く静電気力［キャリア１個の電荷とカブリ取り電位差（以後Ｖｂａｃｋ）に比例。∝  Ｑ×Ｖｂａｃｋ／ｄ。ここで、Ｑ；キャリア１個の電荷、ｄ；ＳＤギャップ］が磁気力より大きくなった場合発生する。従って、磁化量の小さいキャリアを用いた場合は、キャリア付着に不利となる。
【００１３】
キャリア付着対策として、中でも有効な方法は、キャリアの比抵抗を大きくすることである。キャリアを高抵抗化することで、感光ドラム上のベタ白電位部と現像スリーブとの間で比較的傾きが均一な電位勾配が発生し、感光ドラム近傍のキャリアに及ぼされる、（Ｖｂａｃｋによる）電界が小さくなることで、キャリア付着が抑制される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明してきたように、キャリアの磁化の値が小さい場合、キャリアの抵抗を高くすることで、キャリア付着は抑制できたが、複写画像にエッジ強調が発生した。エッジ強調は以下の例のような形態で発生する。
【００１５】
▲１▼ベタ白部、或いは比較的低濃度部の画像領域内にベタ黒領域が存在する時、ベタ黒濃度領域のエッジ部の濃度が濃く、ソリッド部の濃度がエッジ部に比べて薄くなる。
［この中でエッジ強調レベルは、現像スリーブと感光ドラムの移動方向が、その最近接部で同方向（順方向）の場合、搬送方向後端のエッジが一番悪い。このベタ黒後端のエッジ強調を、以下、はき寄せと称する。］
▲２▼ハーフトーン濃度領域内にベタ黒画像（例えばベタ黒文字）がある場合、ベタ黒領域の周りのハーフトーン領域の濃度が薄くなる。
［このエッジ強調レベルは、現像スリーブと感光ドラムの移動方向が、その最近接部で同方向（順方向）の場合、ベタ黒領域の、（搬送方向で）先端のハーフトーンが白く抜ける。このハーフトーン濃度領域が白く抜ける現象を、以下、白抜けと称する。］
▲１▼、▲２▼のエッジ強調はベタ黒部とその回りの低濃度部の電位差が大きい場合により強く発生する。また、上述したように、エッジ強調は、現像スリーブと感光ドラムの移動方向の影響も受けている。
【００１６】
以上のようなエッジ強調は、現像剤の抵抗が高い場合発生しやすい。
【００１７】
キャリアの抵抗が高い場合は、現像剤の抵抗が高く、静電潜像の電位と現像スリーブの電位との間の電位差が比較的リニアに減衰しているため、その電位差を打ち消すようにトナーが移動したとして、トナーの移動が緩やかであり、現像性が低い。また、この場合、潜像電位と現像スリーブとの電位差による電界に敏感である。
【００１８】
従って、現像剤の抵抗が高いことによる、静電潜像近傍に対向電極効果が働かないことと相まって、電界の差が発生する画像のエッジ部が、特に強調されやすくなるのである。
【００１９】
特に、上述した▲２▼の（現像スリーブの回転方向が）順方向現像方式の“白抜け”現象は、現像スリーブの移動速度が感光ドラムの移動速度の１．０〜２．０倍ぐらい速い、通常の速度の場合、黒べたを現像してトナーが使われた結果、現像剤中のキャリアに誘起されたトナーと反対極性の電荷（カウンターチャージ）により、ベタ黒領域の（搬送方向で）先端側、のハーフトーン部が掻き獲られることにより発生すると考えられる。
【００２０】
本発明の目的は、高品位な画質を維持したまま、長寿命化を達成することである。
【００２１】
より具体的には、上記目的を達成するために、キャリアを高抵抗／低磁化にした場合に顕著に発生するエッジ強調を解消することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にかかる画像形成方法にて達成される。
【００２３】
要約すれば、本発明は、像担持体を帯電し露光して静電潜像を形成し、非磁性トナーと、１００ｍＴの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ以上２．０×１０５Ａ／ｍ以下の磁化量を有し、１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する磁性キャリアと、を含有する２成分現像剤を用い、現像部で、磁石を内蔵した回転可能な導電性円筒からなる現像剤担持体により、該静電潜像を現像する画像形成装置に於いて、現像を行う該現像剤担持体を複数配設し、該像担持体の回転方向上流側に位置する現像剤担持体の回転方向が像担持体の回転方向と同方向になり、該像担持体の回転方向下流側に位置する現像剤担持体の回転方向が像担持体の回転方向と逆方向になるようにすることを特徴とする画像形成装置である。
【００２４】
また、本発明によれば、前記複数の現像剤担持体が、前記像担持体表面に沿って、その移動方向の上流、下流に並べて配置され、該上流側の現像剤担持体と該下流側の現像剤担持体上に供給される現像剤が共通の前記現像剤を収容する現像容器から供給されることを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明によれば、前記像担持体と前記現像剤担持体とが対向した現像部で、交流電圧を重畳した直流電圧を含む現像バイアスの印加下で現像して画像を得ることを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
本発明の画像形成方法では、従来と同様、内部に磁石が配置されている現像スリーブ（現像剤担持体）の表面にトナーとキャリアとを含む２成分現像剤を担持して現像部へ搬送し、磁石の現像磁極により現像部に現像剤の磁気ブラシを形成して、感光ドラム（像担持体）上の静電潜像を現像する２成分接触現像法を採用する。
【００２７】
本発明は、その際、１００ｍＴの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ以上２．０×１０５Ａ／ｍ以下の磁化量を有し、１０８Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する磁性キャリアを使用し、かつ複数の現像スリーブを感光ドラム表面に沿って、その移動方向上流、下流に並べて配置し、上流側の現像スリーブの移動方向を感光ドラムの移動方向に対して逆方向に、下流側の現像スリーブの移動方向を感光ドラムの移動方向に対して順方向にして、現像することが大きな特徴である。
【００２８】
すなわち、本発明は、高画質且つ高安定化のために、比較的低磁化量を有すキャリアを用いる一方で、キャリアの抵抗値を高くすることによりキャリア付着を抑制し、その際に発生するエッジ強調を複数回の現像機会を設け、且つ１回目の現像部ではカウンター現像、２回目の現像部では順方向現像を行うことにより、抑制したことに要約される。
【００２９】
本構成をとれば、高抵抗キャリアを用いても、感光体上に形成された潜像に対して２回以上の現像機会が存在し、且つ１回目の現像時には現像スリーブが感光ドラムと逆方向に移動し、２回目の現像時には現像スリーブが感光ドラムと順方向に移動することにより、エッジ強調の無い、長期にわたり高品位な画質を出力し続けることが出来る。
【００３０】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の現像装置を用いた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【００３２】
画像形成装置（複写機）は、原稿台１０および光走査ユニット９を有する露光部の下に、感光ドラム１、現像器４、５の、現像器２個、およびレーザ走査部１００等を有するプリンタ部を備えてなっており、原稿台１０上に原稿Ｇを複写すべき面を下側にして置き、コピーボタンを押すと、原稿Ｇの複写、すなわち画像形成が開始される。
【００３３】
光走査ユニット９は、原稿照射用ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサーを一体に組込んで構成されており、コピーボタンを押すことにより、このユニット９が照射用ランプで原稿Ｇを照射しながら走査し、その照射光の原稿面からの反射光が短焦点レンズアレイによって結像してＣＣＤセンサーに入射される。
【００３４】
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おり、受光部で入射光信号を電荷信号に変え、転送部でその電荷信号をクロックパルスに同期して順次出力部に転送し、出力部で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画像信号（アナログ信号）は、周知の画像処理によりデジタル信号に変換された後、プリンター部に送られる。
【００３５】
プリンター部では、まず、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、中心支軸を中心にして所定の周速度で回転駆動され、回転過程において帯電器３により表面がたとえば−６５０Ｖとなるように一様な帯電処理を受ける。ついで、レーザ走査部１００の固体レーザ素子が上記の画像信号（デジタル信号）を受けてＯＮ／ＯＦＦ発光によりレーザビームＬを発生し、回転多面鏡を用いてそのレーザビームにより感光ドラム１の表面を走査し、感光ドラム１の表面に原稿画像に対応した静電潜像が順次形成される。
【００３６】
図２に、上記の固体レーザ素子を備えたレーザ走査部１００の概略構成を示す。レーザ走査部１００では、まず、入力された画像信号に基づき発光信号発生器１０１により固体レーザ素子１０２を所定タイミングで明滅させる。このようにして固体レーザ素子１０２から放射されたレーザ光を、コリメータレンズ系１０３により略平行な光束に変換し、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方向に走査するとともに、ｆθレンズ群１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃにより感光ドラム１の被走査面１０６にスポット状に結像する。このようなレーザ光の走査により、被走査面１０６上に画像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を前記の走査方向とは垂直に所定量だけスクロールすることにより、被走査面１０６上に画像信号に応じた露光分布が得られる。つまり、静電潜像が形成される。
【００３７】
本発明では、感光ドラム１として、通常使用される有機感光体を使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。アモルファスシリコンドラムを採用すれば、感光ドラムも長寿命になる。
【００３８】
本実施形態では、帯電器３としてコロナ帯電器を用いたが、接触帯電器、特に電荷注入系の磁気ブラシ帯電方式の帯電器を用いても構わない。
【００３９】
さて、帯電工程が終了した後、感光ドラム１上には静電潜像が形成され、この静電潜像は、感光ドラム１の周囲に設置された２つの２成分現像器４、６により現像され、トナー像として可視化される。
【００４０】
現像器４は、カウンター現像方式（現像部で、感光ドラムと現像スリーブの移動方向が逆方向）を用いており、現像器６は、順方向現像方式（現像部で、感光ドラムと現像スリーブの移動方向が同方向）を用いている。
【００４１】
図３は、上記現像器６の概略構成図である。本現像器６は、２成分磁気ブラシ現像装置に構成されている。現像器６は、トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤１９を収容した現像容器１６を備え、その現像容器１６の感光ドラム１と対面した開口部に、現像剤１９を担持して感光ドラム１と対向した現像部に搬送する現像スリーブ１１が設置され、現像スリーブ１１は、感光ドラム１との対向部が同方向に移動する向きに回転される。ここで、現像スリーブの直径は３０ｍｍ、感光ドラムの直径は８０ｍｍ、また、この現像スリーブ１１と感光ドラム１との最近接領域を約５００μｍの距離とすることによって、現像部に搬送した現像剤１９を感光ドラム１と接触した状態で、現像が行なえるように設定されている。本実施形態では、この時、現像スリーブ上の、単位面積当りの現像剤コート量は３０ｍｇ／ｃｍ２にしている。現像スリーブはＡｌやＳＵＳ等の導電性の材質で形成されている。
【００４２】
現像スリーブ１１内にはマグネットローラ１２が固定配置され、また現像スリーブ１１のほぼ頂部に対し、導電性磁性の規制ブレード１５が垂直に配置されている。規制ブレードと現像スリーブは、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定されている。本実施形態では６００μｍに設定した。
【００４３】
さらに現像容器１６内には、現像剤撹拌搬送スクリュー１３、１４が配置される。
【００４４】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像器４を用いて２成分磁気ブラシ現像法により、つぎのようにして現像される。まず、現像スリーブ１１が回転され、その回転にともなってマグネットローラ１２の磁極Ｎ３により、現像容器１６内の現像剤１９が現像スリーブ１１上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、磁極Ｓ２からＮ１へと搬送される。この搬送過程で、現像剤は規制ブレード１５により現像剤層の厚みを磁気的に規制されて、現像スリーブ１１上に薄層の現像剤層に形成される。その現像剤薄層は、マグネットローラ１２の現像主極Ｓ１に搬送されて来ると、現像主極Ｓ１の磁力により感光ドラム１に向けて穂立ちする。この現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）が感光ドラム１の表面に接触して、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、静電潜像がトナー像として可視化される。
【００４５】
この現像のとき、現像スリーブ１１には感光ドラム１との間に、バイアス電源１７から直流電圧および交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。本実施形態では、−５００Ｖの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが２０００Ｖ、周波数ｆが２０００Ｈｚの交流電圧である。直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。一般に、２成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆にかぶり発生しやすくなる。このため、現像スリーブ１１に印加する直流電圧と感光ドラム１の帯電電位（即ち白地部電位）との間に電位差を設けることにより、かぶりを防止することが行なわれる。
【００４６】
図４は、上記現像器４の概略構成図である。現像器４は感光ドラムの移動方向で、現像器６よりも上流側に配される。現像器４は、トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤１９を収容した現像容器１６を備え、その現像容器１６の感光ドラム１と対面した開口部に、現像剤１９を担持して感光ドラム１と対向した現像部に搬送する現像スリーブ１１が設置され、現像スリーブ１１は、感光ドラム１との対向部が逆方向に移動する向きに回転される。ここで、現像スリーブの直径は３０ｍｍ、現像スリーブ１１と感光ドラム１との最近接領域を約５００μｍの距離とし、現像器６と同じ設定条件である。また、単位面積当りの現像剤コート量は３０ｍｇ／ｃｍ２であり、現像スリーブはＡｌやＳＵＳ等の導電性の材質で形成されているといった条件も現像器６と同じ構成である。
【００４７】
現像スリーブ１１内にはマグネットローラ１２が固定配置され、また現像スリーブ１１のほぼ下部に対し、導電性磁性の規制ブレード１５が配置されている。規制ブレードと現像スリーブは、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定されている。本実施形態では５００μｍに設定した。
【００４８】
さらに現像容器１６内には、現像剤撹拌搬送スクリュー１３、１４が配置される。
【００４９】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像器４を用いて２成分磁気ブラシ現像法により、つぎのようにして現像される。まず、現像スリーブ１１が回転され、その回転にともなってマグネットローラ１２の磁極Ｎ２により、現像容器１６内の現像剤１９が現像スリーブ１１上に汲み上げられ、且つ規制ブレード１５により現像剤層の厚みを磁気的に規制されて、現像スリーブ１１上に薄層の現像剤層に形成される。その現像剤薄層は、マグネットローラ１２の現像主極Ｓ１に搬送されて来ると、現像主極Ｓ１の磁力により感光ドラム１に向けて穂立ちする。この現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）が感光ドラム１の表面に接触して、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、静電潜像がトナー像として可視化される。
【００５０】
この現像のとき、現像スリーブ１１には感光ドラム１との間に、バイアス電源１７から直流電圧および交流電圧を重畳した現像バイアスが印加されるが、この現像バイアスもまた、現像器６と共通としている。
【００５１】
現像領域に於いては、現像器６，４の現像スリーブは、共に、対感光ドラム１．７５倍で移動している。この周速比に関しては、０〜３．０倍の間で設定され、好ましくは、０．５〜２．０倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定できることが好ましい。現像器６、４の周速比は、互いに異なる比となっても構わない。
【００５２】
現像によって感光ドラム１上に形成されたトナー像は、給紙カセット８０から搬送されて来る転写材Ｐ上に転写される。感光ドラム１の下側には、駆動ローラ７２および従動ローラ７３に掛け廻されて、図１の矢印Ｄ方向に回動する転写ベルト７１が設置されている。転写材Ｐは給紙カセット８０から取り出され、感光ドラム１の回転と同期をとって適正なタイミングで転写ベルト７１上に給紙され、所定のタイミングで感光ドラム１と転写ベルト７１とが当接した転写部に搬送される。転写ベルト７１の転写部の内側には転写帯電ブレード７４が設置され、この転写帯電ブレード７４により転写ベルト７１を感光ドラム１の方向に押圧しつつ、転写帯電ブレード７４に図示しない高圧電源から給電することにより、転写材Ｐに裏面側からトナーと逆極性の帯電を行なって、感光ドラム１上に形成されたトナー像を転写材Ｐ上に静電転写する。
【００５３】
本実施形態では、転写ベルト７１として厚さ７５μｍのポリイミド樹脂のシートを用いた。転写ベルト７１としては、他に、ポリカーボネート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエテールエーテルケトン樹脂、ポリエテーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などの樹脂シート、あるいはフッ素系やシリコン系のゴムシートを好適に用いることができる。転写ベルト７１の厚みも７５μｍに限定されるわけではなく、約２５〜２０００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍのものを好適に使用することができる。
【００５４】
転写帯電ブレード７４としては、抵抗が１０５〜１０７Ωで、厚さが２ｍｍ、長さが３０６ｍｍのものを用いた。転写時、転写帯電ブレード７４に印加した電流は＋１５μＡで、これを定電流制御して給電した。
【００５５】
以上のようにして、トナー像が転写された転写材Ｐは、転写ベルト７１から分離したのち定着器６へ搬送され、そこで転写材Ｐを加熱および加圧して画像の定着を行ない、プリント画像として画像形成装置の機外に出力される。トナー像を転写後の感光ドラム１は、表面に付着した転写残りのトナー等の汚染物をクリーナ５によって除去し、繰り返し画像形成に使用される。
【００５６】
画像形成は、以上の工程を経て行なわれるが、本発明は、以上説明してきたような一つの現像器及び感光ドラムで画像形成を行なう例に限定されるものではなく、例えば、転写ベルト７１の回りに感光ドラムと４色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、Ｂｋ等）の現像器がそれぞれセットになって配置される、タンデム方式にもあてはまるものである。
【００５７】
次に、本発明に使用される現像剤について説明する。
【００５８】
本発明では、その現像工程に使用する２成分現像剤中の磁性キャリアとして、１００ｍＴの磁界において、３．０×１０４Ａ／ｍ以上２．０×１０５Ａ／ｍ以下の磁化量を有し、１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を持つものを使用することが大きな特徴であり、磁性キャリアの物性値に関しては以下に説明する。
【００５９】
本発明では、磁性キャリアとしては、たとえば表面酸化、未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属からなるフェライト、あるいは、それらの酸化物からなるフェライトなどを用いることができ、その製法は問われない。磁性キャリアは周知の方法で樹脂被覆することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、ネオジウム、サマジウム、バリウム等を含むフェライト粒子に樹脂被覆した、重量平均粒径が２０〜１００μｍ、好ましくは２０〜７０μｍであり、１０６〜１０１０Ω・ｃｍの体積抵抗値を有する磁性キャリアを用いた。
【００６１】
磁性キャリアの平均粒径は、垂直方向最大限長で示しており、本発明では、顕微鏡により５０〜１０００倍の倍率でキャリアを写真撮影し、得られた写真画像内のキャリア粒子から３０００個以上のキャリア粒子をランダムに選び、それらの長軸を実測して算術平均を取ることにより求めた。
【００６２】
キャリアの磁化量は、２．０×１０５Ａ／ｍより大きい磁気特性を有するキャリアでは、本発明の効果である、高画質／高安定化が達成できない。また、３．０×１０４Ａ／ｍ未満の特性をもつキャリアでは、現像スリーブ上の現像剤コート不良等の問題が発生するので３．０×１０４Ａ／ｍ以上が好ましい。従って、上述の領域のものを使用した。
【００６３】
磁化量は、キャリアの磁気特性を理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置にて、１００ｍＴの外部磁場中にパッキングしたキャリアの磁化（Ａｍ２／ｋｇ）を求め、その後キャリアの真比重（ｋｇ／ｍ３）をかける事で磁化量（Ａ／ｍ）を算出した。
【００６４】
磁性キャリアの比抵抗（体積抵抗率）は、セルに磁性キャリアを充填し、この充填したキャリアに接するように１対の電極の一方、他方を配し、これらの電極間に電圧を印加して、そのときに流れる電流を計測することにより測定した。比抵抗の測定条件は、充填したキャリアと電極の接触面積が約２．３ｃｍ２、キャリア充填厚さが約２ｍｍ、上部電極の荷重が１８０ｇ、印加電圧が１００Ｖであった。この場合、磁性キャリアが粉末であるため充填率に変化が生じることがあり、それにともない比抵抗が変化するので、そうならないようにキャリアの充填に慎重を要する。
【００６５】
磁性キャリアの体積抵抗値が１０９Ω・ｃｍより小さい場合は、本実施形態の構成のように、キャリアの磁化量が比較的低磁気量のものを用いた場合、キャリア付着が発生しやすくなる。
【００６６】
１０１４Ω・ｃｍより大きいキャリアを使用した場合は、現像剤として電気的にほぼ絶縁性になり、エッジ強調が顕著に表れ、現像プロセス構成を工夫しても抑制するのが困難になる。
【００６７】
従って、本発明では、キャリアの抵抗を１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下にすることが必要である。本実施形態に於いても、体積抵抗値がこの領域内にあるものを用いている。
【００６８】
体積抵抗値が１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下の領域のキャリアを使用した場合、本発明のような低磁化量キャリアを使用しても、キャリア付着に対する抑制効果は大きいが、現像時に、感光ドラム上に形成された潜像電位に対する対向電極が弱いため、エッジ強調が発生しやすくなる。このエッジ強調に対するプロセス（ハード）的対策として、複数の現像器を用いた構成をとっている。この構成の詳細は後述する。
【００６９】
上記の磁性キャリアとともに現像剤に使用されるトナーとしては、従来公知の、例えば粉砕系のトナー等を用いることができる。
【００７０】
トナーの体積平均粒径は４〜１５μｍが好適である。トナーの体積平均粒径は、たとえば下記の測定法で測定することができる。
【００７１】
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ース（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）を接続する。電解液は、塩化ナトリウム（試薬１級）を用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。
【００７２】
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加えて懸濁する。この試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約１〜３分分散処理した後、上記のコールカウンター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、トナーの体積分布を求める。このようにして求めたトナーの体積分布からトナーの体積平均粒径が得られる。
【００７３】
また、本発明で使用する外添剤は、トナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均粒径の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、顕微鏡によるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添剤は、トナー１００重量部に対し０．０１〜１５重量部が用いられ、好ましくは０．０５〜１２重量部である。
【００７４】
外添剤としてはつぎのようなものが挙げられる。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。これら外添剤は単独で使用しても、複数併用してもよい。好ましくは疎水化処理を行なったものがよい。
【００７５】
以上の成分からなるトナーの帯電極性は、ネガ極性、ポジ極性どちらでも可能であるが、本実施形態では、ネガ帯電極性のトナーを用い、キャリアとの摩擦により帯電する平均帯電量（単位重量当りの電荷量；以下Ｑ／Ｍ）が−１．０×１０−２Ｃ／ｋｇ〜−６．０×１０−２Ｃ／ｋｇのものを用いた。
【００７６】
本発明者らの検討によると、高抵抗キャリアを用いても、現像機会が２度あれば、エッジ強調を良化させることができることを見出した。
【００７７】
以上のような構成及び現像剤で、複数の現像器を用い現像を行なった場合、感光ドラムの回転方向で上流側に位置する現像器の現像スリーブと、感光ドラムの対向部で行われる、１回目の現像時では、エッジ強調が若干ある状態で現像は終了する。もちろん、１回目の現像終了時では、現像スリーブ上にコートされた現像剤中から、トナーが、現像スリーブと（感光ドラム上に形成された）静電潜像との間で形成された電界に応じて飛翔した結果、現像終了段階まで達していない状態である［ここで述べた現像終了段階とは、現像終了後に上記した、静電潜像の電位と現像スリーブの電位との間の電位差をトナーが移動することで埋めきった状態であり、例えば、現像後にトナーが付着した状態の電位を測定すると、電位は現像スリーブに印加したＤＣ電位（Ｖｄｃ）に収束している状態である。本件ではそのように定義する。］。
【００７８】
ところが、この状態は、１回目の現像方式を順方向現像方式で行った場合に比べ、特に、“白抜け”現象に関して有利である。現像部で、現像スリーブと感光ドラムの移動方向が互いに逆方向であるので、感光ドラム上の潜像に対して、現像領域の後半では、常にカウンターチャージが発生していない状態の現像剤で現像が行われるからである。その結果、順方向の黒べた領域の、（搬送方向）上流側のハーフトーンが白く抜ける、いわゆる、“白抜け”現象は、発生し得ない。
【００７９】
ただし、上述したように、現像剤の抵抗が高いことで現像性が低いことに起因する、いわゆるエッジ強調は、完全に消え切れていない状態であり、また、カウンター現像方式特有の（磁気ブラシと感光ドラムの相対速度差起因の）若干のハキメムラが発生している状態である。
【００８０】
さて、２回目の現像では、１回目の現像で不十分では有るが潜像電位をトナーの移動で埋めた状態、即ちトナーが付着した結果、潜像電位と、現像スリーブとの間の電位差が小さくなった状態、になっていることから、その状態を初期電位状態として、更に２回目の現像が行なわれれば、現像終了段階に達しうる。２回目の現像時に、更に現像バイアス印加下のもと、再びトナーの飛翔により、潜像に対してトナーが付着するので、２回目の現像を順方向現像方式で行なえば、磁気ブラシと感光ドラムの相対速度が小さいので、１回目の現像時に発生したハキメムラも消え、画質の劣化が非常に少ないものとなる。
【００８１】
１回目の現像時の現像方法がカウンター現像方式であり、２回目の現像方式が順方向現像方式である、本発明の構成は、１回目の現像時の現像方法が順方向現像方式であり、２回目の現像方式も順方向現像方式である構成に比べて、特に、“白抜け”のレベルが格段に良くなる。従って、現像スリーブの、感光ドラムに対する周速比を格段に低下させることが可能となる。また、別の観点からは、例えば、耐久後の、現像スリーブの劣化（トナーの融着等）や、現像剤の劣化に対しても、ラチィチュードが広くなる。
［一方で、１回目の現像時の現像方法がカウンター現像方式であり、２回目の現像方式もカウンター方向現像方式の場合は、スキャベンジング効果が若干なりとも発生するので、画質的に本発明の構成よりも劣る。］
その結果、白抜けはもとより、現像終了段階に達していなかったことにより発生する、エッジ強調は発生しなくなる。
【００８２】
以上、説明してきたように、１００ｍＴの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ以上２．０×１０５Ａ／ｍ以下の磁化量を有し、体積抵抗値が１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下である、磁性キャリアを含有する２成分現像剤を用いても、複数の現像器を用い、且つ１回目の現像時には現像スリーブが感光ドラムと逆方向に移動し、２回目の現像時には現像スリーブが感光ドラムと順方向に移動することにより、白抜けを含めたエッジ強調の無い、長期にわたり高品位な画質を出力し続けることが出来た。
【００８３】
（実施形態２）
本実施形態では、現像器の構成を実施形態１と変えた点以外は全て、実施形態１と同じ構成とした。
【００８４】
本実施形態で用いた現像器に関して、図５をもとに説明する。
【００８５】
図示したように、実施形態１では、現像器として２個の独立した現像器を用いているのに対し、本実施形態では、一つの現像器内に２本の現像スリーブを含有している。
【００８６】
２本の現像スリーブは、図３の現像スリーブと同じで、夫々、内側に固定されたマグネットローラー１２−１、１２−２が配置された、回転可能な非磁性円筒１１−１、１１−２から成り立っている。
【００８７】
図５では、バケットローラー１３により汲み上げられた現像剤が、マグネットローラー１２−１のＳ３極、マグネットローラー１２−２のＮ３極に磁気的に吸引され、夫々の、現像スリーブ１１−１，１１−２の図示した矢印の回転により、現像剤層厚を規制され、夫々の現像磁極Ｎ２，Ｓ４まで搬送され、現像を行なう。夫々の現像部の構成（現像スリーブ上Ｍ／Ｓ、ＳＤｇａｐ、現像バイアス等）は、実施形態１のカウンター方向現像器  、順方向現像器  と同じである。現像スリーブ１１−１上の現像剤は、現像部でカウンター方向（対感光ドラム）に移動し、現像スリーブ１１−２上の現像剤は、現像部で、順方向（対感光ドラム）に移動する。現像スリーブ１１−１上の現像剤は、現像部で現像を終えたあと、スクレーパー１６により、バケットローラー１３が配置されている現像室に掻き落とされて、再利用される。また、現像スリーブ１１−２上の現像剤は、現像後にＮ３極とＮ４極の反発磁界により、剥ぎ落とされる。
【００８８】
この系の場合、現像器を２個、感光ドラムの回りに配置することがなく、１個の現像器で対応が可能となり、構成が簡略化できる。
【００８９】
尚、図５に於けるバケットローラーに変わるものとして、らせん状の攪拌搬送スクリューを用いた構成をとっても構わない。
【００９０】
以上の様に、１００ｍＴの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ以上２．０×１０５Ａ／ｍ以下の磁化量を有し、体積抵抗値が１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下である、磁性キャリアを含有する２成分現像剤を用いても、複数の現像器を用い、且つ１回目の現像時には現像スリーブが感光ドラムと逆方向に移動し、２回目の現像時には現像スリーブが感光ドラムと順方向に移動する構成で現像を行なえば、キャリア付着、エッジ強調といった問題を発生させずに、高画質／長寿命を達成できただけでなく、小スペース化／低コスト化をも達成することができた。
【００９１】
（実施形態３）
本発明では、現像バイアス波形のみ実施形態１と異なり、他の構成は全て実施形態１と同じとした。本実施形態で用いた現像バイアスについて説明する。
【００９２】
本発明で用いた現像バイアスは、現像バイアスの印加が、二成分系現像剤に像担持体（感光体ドラム）から現像剤担持体（現像スリーブ）に向かう方向の力を与える電圧をある時間印加する工程と、逆に二成分系現像剤に現像スリーブから感光体ドラムに向かう力を与える電圧をある時間印加する工程とを交互に複数回繰り返す交流バイアスと、且つその交流バイアスの現像スリーブから感光体ドラムに向かう力を与える電圧を印加した後に、感光体ドラム上の静電潜像の画像部の電圧と非画像部の電圧との間にある直流電圧を上記現像スリーブに一定時間印加し、これら交流バイアスと直流バイアスの組み合わせサイクルを繰り返すことによって行う（以下、この現像バイアスを、ブランク・パルス・バイアスとも呼ぶ）。
【００９３】
上記のような現像バイアスを印加することにより、画像領域にだけトナーを飛翔させる直流バイアス（以下、ブランクバイアスと呼ぶ）を印加した後、感光体ドラム近傍でトナーを振動させる交流バイアスを印加するため、画像部においては、あたかも現像剤のＴ／Ｄ比が高まった様になり、その結果、特に、ハーフトーン部領域に対して充分にトナーを均一に供給することができ、ハキメムラの目立たない滑らかな画像が得られる。また、現像バイアスによる、このトナーの挙動は、全濃度領域に対しても現像性を向上させることとなり、本発明の構成に対して、例えば、耐久後半にＴ／Ｄ比が低下した場合でも、現像性が高いまま保て、エッジ強調のみならず、ハキメムラに対しても有効に働く。このことは、トナー濃度制御や、ＳＤｇａｐ、現像剤コート量等に対するラティチュードを広げることにもなる。
【００９４】
本実施形態では、１パルス２ｋＶｐｐ／１２ｋＨｚの矩形波を２パルスＯＮし、６パルス分ＯＦＦしている現像バイアスを用いた。
【００９５】
以上、説明してきたように、１００ｍＴの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ以上２．０×１０５Ａ／ｍ以下の磁化量を有し、体積抵抗値が１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下である、磁性キャリアを含有する２成分現像剤を用いても、複数の現像器を用い、且つ１回目の現像時には現像スリーブが感光ドラムと逆方向に移動し、２回目の現像時には現像スリーブが感光ドラムと順方向に移動する構成に、更に、ブランク・パルス・バイアスを現像バイアスとして用いれば、高画質化／長寿命化の達成と、キャリア付着、エッジ強調といった問題点の抑制だけでなく、ラティチュードの高い現像器構成を達成することができた。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成方法によれば、像担持体を帯電し露光して静電潜像を形成し、非磁性トナーと、１００ｍＴの磁界において３．０×１０４Ａ／ｍ以上２．０×１０５Ａ／ｍ以下の磁化量を有し、１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する磁性キャリアと、を含有する２成分現像剤を用い、現像部で、磁石を内蔵した回転可能な導電性円筒からなる現像剤担持体により、該静電潜像を現像する画像形成装置に於いて、現像を行う該現像剤担持体を複数配設し、該像担持体の回転方向上流側に位置する現像剤担持体の回転方向が像担持体の回転方向と同方向になり、該像担持体の回転方向下流側に位置する現像剤担持体の回転方向が像担持体の回転方向と逆方向になるようにすることにより、高品質な画像を、キャリア付着、エッジ強調といった問題を発生させずに、長期にわたり得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するのに用いた画像形成装置の１例を示す概略断面図である。
【図２】図２の画像形成装置に設置されたレーザースキャナー部を示す模式図である。
【図３】本発明の画像形成装置の第１の実施形態に使用する現像装置の１例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置の第１の実施形態に使用する現像装置の１例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の画像形成装置の第２の実施形態に使用する現像装置の１例を示す概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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