(57)【要約】【課題】同一色相の淡色トナーと濃色トナーを用いて画像を形成する場合に、画質を損なうことなく、キャリア付着を防止することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】磁界発生手段４２が現像部Ｄに形成する磁界によって磁性キャリアを磁気的に現像剤担持体４１に拘束すると共に、像担持体１上の静電像にトナーを供給する第１及び第２の現像手段４ａ、４ｃを有し、第１及び第２の現像手段４ａ、４ｃで用いられるトナーは互いに同一色相であり、且つ、第１の現像手段４ａで用いられるトナーは第２の現像手段４ｃで用いられるトナーよりも相対的に濃度が薄い画像形成装置において、第１の現像手段４ａの現像部Ｄにおける現像剤担持体４１表面の磁性キャリアに対して磁界発生手段４２により生じる磁気拘束力は、第２の現像手段４ｃの現像部Ｄにおける現像剤担持体４１表面の磁性キャリアに対して磁界発生手段４２により生じる磁気拘束力より大きい構成とする。【選択図】図１
2007225940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとを備える現像剤を収容する現像容器と、表面に静電像が形成される像担持体に対向する現像部へと現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に配置され前記現像部に磁界を形成する磁界発生手段と、を備え、前記磁界発生手段が前記現像部に形成する磁界によって前記磁性キャリアを磁気的に前記現像剤担持体に拘束すると共に、前記像担持体上の静電像に前記トナーを供給する第１及び第２の現像手段を有し、前記第１及び第２の現像手段で用いられるトナーは互いに同一色相であり、且つ、前記第１の現像手段で用いられるトナーは前記第２の現像手段で用いられるトナーよりも相対的に濃度が薄い画像形成装置において、
前記第１の現像手段の前記現像部における前記現像剤担持体表面の磁性キャリアに対して前記磁界発生手段により生じる磁気拘束力は、前記第２の現像手段の前記現像部における前記現像剤担持体表面の磁性キャリアに対して前記磁界発生手段により生じる磁気拘束力より大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の現像手段で用いられるトナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2の時に光学濃度が０．８未満であり、前記第２の現像手段で用いられるトナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2の時に光学濃度が１．２以上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】
前記磁界発生手段は、前記現像部に対向する現像磁極を有し、
前記第１の現像手段における前記現像部での前記現像磁極の法線方向の磁束密度は、前記第２の現像手段における前記現像部での前記現像磁極の法線方向の磁束密度より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の現像手段は、少なくとも前記現像磁極に希土類磁石を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記磁界発生手段は、前記現像部に対向する現像磁極を有し、
前記第１の現像手段における前記現像部での前記現像磁極の磁束密度の半値幅は、前記第２の現像手段における前記現像部での前記現像磁極の磁束密度の半値幅より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の現像手段で用いられる磁性キャリアの磁化の強さは、前記第２の現像手段で用いられる磁性キャリアの磁化の強さより大きいこと特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の現像手段で用いられる磁性キャリアの粒径は、前記第２の現像手段で用いられる磁性キャリアの粒径より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリアとを有する二成分現像剤を用いて静電像を現像する工程を有する画像形成装置に関するものである。より詳細には、トナーとして濃色トナーと淡色トナーを用いて画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式の画像形成装置において、複数色のトナーを用いてフルカラー画像などの多色画像を形成するカラー画像形成装置が広く用いられている。
【０００３】
画像形成装置の最近の進歩とともに、ニーズのレベルも高くなり、従来の４色に対して色数を増やした画像形成装置が提案されている。それらの中には、従来の一般的なシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナーに加え、インクジェット方式では一般的なように、淡いシアン、淡いマゼンタなどの淡い色のトナーを加えるものがある（特許文献１参照）。又、上記４色のトナーに加え、透明トナーを加えるのもがある（特許文献２参照）。
【０００４】
淡い色のトナーを加える主な目的は、粒状感の低減による高画質化である。例えば、シアン色のトナーを例に挙げて、濃色トナーと淡色トナーとを用いた画像形成の原理について説明する。
【０００５】
図６は、淡いシアントナー（以下「ＬＣトナー」という。）（破線）と、濃いシアントナー（以下「ＤＣトナー」という。）（実線）のそれぞれのカバーリングパワーを示す。例えば、ＬＣトナーは、転写材上の載り量が０．５ｍｇ／ｃｍ2である時の光学濃度が０．７、ＤＣトナーは、転写材上の載り量が０．５ｍｇ／ｃｍ2である時の光学濃度が１．４である。図７（ａ）に示すＬＣトナー用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）と、図７（ｂ）に示すＤＣトナー用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づいて、上記ＬＣトナーとＤＣトナーを用いた画像形成（ＬＵＴに基づいた静電像（潜像）を現像）が行われる。尚、図７（ａ）、（ｂ）の横軸は、ＤＣトナー（濃色トナー）とＬＣトナー（淡色トナー）に分版する前の画像の階調値（０〜２５５レベル）である。又、図７（ａ）、（ｂ）の縦軸は、ＤＣトナー及びＬＣトナーに分版した際の各々の階調値（０〜２５５レベル）である。
【０００６】
ここで、分版とは、ある色（版又はチャンネルともいう。）の画像データを、濃色トナー用と淡色トナー用との２つの画像データに分割することをいう。
【０００７】
そして、ＬＣトナー像とＤＣトナー像を重ね合わせることにより、図８に示すとおり画像信号に対して忠実なシアン色の濃度階調再現を行うことができる。
【０００８】
上述では、シアン色のトナーについて濃色トナーと淡色トナーとを使用した画像形成の原理について説明したが、シアン色相に限らず、その他の色相のトナーに関しても、濃色トナーと淡色トナーとを用いた画像形成の際には実質的に同様の手法が用いられる。
【０００９】
濃色トナー単体での画像形成と異なり、画像信号の低濃度部から中濃度部において淡色トナーを積極的に使うことにより、単位ドットあたりの濃度が低くなり、粒状感を低減することが可能である。
【００１０】
ところで、一般に、電子写真方式にて用いられる現像方式としては、主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備えた二成分現像剤を用いる二成分現像方式、或いはキャリアを用いない一成分現像方式が知られている。上述した淡色トナーを採用するような画像性重視の画像形成装置においては、高精細、トナー載り量の安定性の観点から、二成分現像方式が用いられる場合が多い。
【００１１】
一方、二成分現像方式においては、像担持体にキャリアが接触することなどから、本来現像器内で止まるべきであるキャリアが像担持体に付着する、所謂、キャリア付着という現象が発生することがある。キャリア付着には非画像域に付着する非画像域キャリア付着と、画像域に付着する画像域のキャリア付着との２種類がある。特に、画像域内でのキャリア付着は、例えば、転写部においてキャリア周辺のトナーが転写され難くなることでの転写抜けや、定着部においてキャリア周辺のトナーが定着され難くなることでの微小定着不良（微小光沢ムラ）といった画像不良として顕在化する。そのため、画像域内でのキャリア付着は、非画像域内でのキャリア付着より問題になり易い。
【００１２】
現像器が備える現像剤担持体内に固定配置された磁石の現像磁極とキャリアとの間の磁気的拘束力を大きくするとの観点で、例えば、特許文献３や特許文献４に、キャリア付着の問題を回避する方法が開示されている。
【００１３】
しかしながら、現像磁極とキャリアとの間の磁気的拘束力を大きくすると、現像剤担持体上におけるキャリア相互間の磁気的連結力が上がるため、キャリアの穂の剛性が高くなる。その結果、像担持体上の画像がキャリアの穂との摺擦によって乱され易くなり、低濃度部のがさつき（粒状感）の悪化等の画像不良が懸念される。
【００１４】
このため、従来の、主にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色カラー画像形成装置においては、がさつきの悪化等の画像不良を発生させない範囲の磁気的拘束力にすることで、キャリア付着を最小限に防いでいた。
【００１５】
尚、特許文献５には、１つの静電潜像担持体に対して、着色剤を含有する二成分現像装置と、着色剤を含有しない二成分現像装置とを備えた構成が記載されている。そして、１つの静電像に対し、着色剤を含有しない現像装置によって非画像域を現像し、着色剤を有する現像装置によって画像部を現像する構成である。そして、着色剤を含有しない現像剤のキャリア粒径を着色剤を有する現像剤のキャリア粒径に比べて大きくすることで、非画像域へのキャリア付着を回避する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３５０３８号公報
【特許文献２】特開平８−２２０８２１号公報
【特許文献３】特開昭６１−１６０７６４号公報
【特許文献４】特開平１−９２７５９号公報
【特許文献５】特開２００３−２８０４６０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、淡色トナーと濃色トナーとを用いる画像形成装置においては、次のような問題が生じることがあった。即ち、全色の現像剤で共通のキャリアを用いた場合、濃色トナー用の現像器に比べて、淡色トナー用の現像器で、画像域へのキャリア付着の発生頻度が有意に増えることがある。以下にその要因について説明する。
【００１７】
先ず、図９及び図１０を参照して、画像域へのキャリア付着のメカニズムについて説明する。図９は現像器における現像部（現像領域）の概略図である。図１０は反転現像の場合のベタ画像（最高濃度レベルの画像）の形成時における潜像電位を示している。
【００１８】
図９には、像担持体としての感光ドラム１、現像剤担持体としての現像スリーブ４１、磁界発生手段としての磁石４２、トナー、キャリア等が模式的に示されている。磁石４２は、感光ドラム１と現像スリーブ４１とが対向する現像部Ｄに現像磁極Ｓ１を有する。尚、ここでは、負極性に帯電処理された感光ドラム１上に形成された静電像を、負帯電性のトナーを用いて反転現像する場合を例として説明する。
【００１９】
ベタ画像形成中は、感光ドラム１上には図１０に示される潜像電位が形成されている。この場合、現像スリーブ４１の電位（Ｖｄｃ）と露光部電位（ＶＬ）との電位差Ｖｃｏｎｔにより、負極性に帯電したトナーが感光ドラム１に供給される。
【００２０】
このとき、電位差に晒されたキャリアの穂の内部では、上記電位差Ｖｃｏｎｔによってキャリアの穂の先端側に負極性電荷が注入されている。この負極性電荷がキャリアに所定量以上溜まると、トナーによる通常の現像と同様に、負極性に帯電したキャリアが、電界の力によって感光ドラム１上に付着してしまう。
【００２１】
従って、画像域へのキャリア付着は、上記電位差Ｖｃｏｎｔが大きい、高濃度のトナー像の現像時に顕著に発生する傾向にある。そして、これが、濃色トナーでの現像時に比べて淡色トナーでの現像時に画像域へのキャリア付着の発生頻度が増えてしまう要因に繋がっている。
【００２２】
即ち、上述したように、淡色トナーと濃色トナーとを用いた画像形成は、図７（ａ）、（ｂ）のルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて行う。一般に良く用いられる平均使用濃度（例えば、０から２５５の画像信号レベルで、平均濃度１００〜１４０）の場合、淡色トナー用の画像出力信号は２００〜２５５、つまり、ベタ画像相当の高濃度現像を行うことになる。つまり、このときの上記電位差Ｖｃｏｎｔは相対的に大きい。
【００２３】
一方、濃色トナー用の画像出力信号は、上記平均濃度付近では低濃度現像を行う領域になっている。つまり、このときの上記電位差Ｖｃｏｎｔは相対的に小さい。
【００２４】
そのため、平均的な濃度の画像を形成する場合、淡色トナーでの現像時における画像域のキャリア付着の機会は、濃色トナーでの現像時に比較して数倍増えることになる。
【００２５】
尚、淡色トナー用ルックアップテーブルの淡色トナーの中間画像信号レベルの出力レベルを下げることにより、平均濃度における淡色トナー像のトナー付着量を下げることができる。これにより、淡色トナーでの現像時における画像域のキャリア付着の発生頻度を下げることは可能である。但し、この場合、前述のように、低濃度部での粒状感を低減するという、そもそもの淡色トナーの利点を損なってしまう。
【００２６】
従って、本発明の目的は、同一色相の淡色トナーと濃色トナーを用いて画像を形成する場合に、画質を損なうことなく、キャリア付着を防止することのできる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】
【００２７】
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、トナーと磁性キャリアとを備える現像剤を収容する現像容器と、表面に静電像が形成される像担持体に対向する現像部へと現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に配置され前記現像部に磁界を形成する磁界発生手段と、を備え、前記磁界発生手段が前記現像部に形成する磁界によって前記磁性キャリアを磁気的に前記現像剤担持体に拘束すると共に、前記像担持体上の静電像に前記トナーを供給する第１及び第２の現像手段を有し、前記第１及び第２の現像手段で用いられるトナーは互いに同一色相であり、且つ、前記第１の現像手段で用いられるトナーは前記第２の現像手段で用いられるトナーよりも相対的に濃度が薄い画像形成装置において、前記第１の現像手段の前記現像部における前記現像剤担持体表面の磁性キャリアに対して前記磁界発生手段により生じる磁気拘束力は、前記第２の現像手段の前記現像部における前記現像剤担持体表面の磁性キャリアに対して前記磁界発生手段により生じる磁気拘束力より大きいことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、同一色相の淡色トナーと濃色トナーを用いて画像を形成する場合に、画質を損なうことなく、キャリア付着を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３０】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用して、転写材Ｓ、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート等に、画像情報信号に応じたフルカラー画像を形成可能なフルカラー画像形成装置である。又、本実施例の画像形成装置１００は、当業者には周知のタンデム方式、反転現像方式、中間転写方式、加熱・加圧定着方式等を採用している。
【００３１】
画像形成装置１００は、プリンタ部Ａとリーダ部Ｂとを有する。リーダ部Ｂは、原稿載置台上の原稿画像を光学的に読み取り、色分解された電気信号に変換して、プリンタ部Ａに送る。プリンタ部Ａは、その画像情報信号に従って、例えば、フルカラー画像を形成する。
【００３２】
プリンタ部Ａには、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４、第５、第６の画像形成部（ステーション）Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆが設けられている。即ち、各ステーションＰａ〜Ｐｆは、それぞれ像担持体１ａ〜１ｆを有する。この６つの像担持体１ａ〜１ｆの１個ずつに対して、それぞれ異なる分光特性のトナーを有する現像剤が装填された現像器４ａ〜４ｆが１個ずつ対応されて設けられている。そして、これらの像担持体１ａ〜１ｆと現像器４ａ〜４ｆとの１個ずつの組み合わせを備えるステーションＰａ〜Ｐｆは、中間転写体としての中間転写ベルト７の表面移動方向に沿って直列に配置されている。
【００３３】
本実施例では、第１のステーションＰａは淡い濃度のシアン（ＬＣ）トナーを用い、又第２のステーションＰｂは淡い濃度のマゼンタ（ＬＭ）トナーを用いて画像を形成する。又、第３、第４、第５、第６のステーションＰｃ、Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆは、それぞれ濃い濃度のシアン（ＤＣ）、濃い濃度のマゼンタ（ＤＭ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーを用いて画像を形成する。
【００３４】
尚、以下の説明において、各色用に共通して設けられる要素については、特に区別して説明する必要のない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは省略して総括的に説明する。
【００３５】
像担持体としてのドラム状の感光体（感光ドラム）１は、図中矢印方向に回転可能に支持されている。感光ドラム１の周りには、帯電手段としての帯電器（帯電ローラ）２、露光手段としてのレーザー露光光学系（露光装置）３、現像手段としての現像器４、一次転写手段としての一次転写ローラ５、クリーニング手段としてのクリーナ６等が配置されている。
【００３６】
中間転写体としての中間転写ベルト７は、第１〜第６のステーションＰａ〜Ｐｆの感光ドラム１ａ〜１ｆの全てに対向するように配置されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ７１、二次転写対向ローラ７２、従動ローラ７３に張架されており、駆動ローラ７１に回転駆動力が伝達されることで図中矢印方向に無端移動（周回移動）する。中間転写ベルト７の内周面側には、各ステーションＰａ〜Ｐｆの感光ドラム１ａ〜１ｆに対向して一次転写ローラ５ａ〜５ｆが配置されている。各一次転写ローラ５ａ〜５ｆは、中間転写ベルト７に接触すると共に、感光ドラム１ａ〜１ｆに向けて押圧されている。これによって、中間転写ベルト７が感光ドラム１ａ〜１ｆに接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１ａ〜Ｎ１ｆが形成されている。又、中間転写ベルト７を介して二次転写対向ローラ７２に当接する二次転写手段としての二次転写ローラ８が設けられている。これにより、二次転写ローラ８が中間転写ベルト７に接触する二次転写ニップ（二次転写ニップ）Ｎ２が形成されている。
【００３７】
画像形成時には、感光ドラム１を図中矢印方向に回転させ、回転する感光ドラム１の表面を帯電器２により一様に帯電させる。そして、露光装置３から、それぞれのステーションＰに対応した分解色の画像情報に従う光像を照射し、感光ドラム１上に静電像（潜像）を形成する。次に、現像器４により、感光ドラム１上の静電像を反転現像し、感光ドラム１上に樹脂と顔料とを基体としたトナー像を形成する。このとき、現像器４には現像バイアスが印加される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５によって、転写媒体としての中間転写ベルト７上に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ５には、一次転写バイアスが印加される。
【００３８】
ここで、ＬＣトナーとＤＣトナーとを用いた画像形成においては、前述のように、図７（ａ）、（ｂ）に示すＬＣ用ルックアップテーブルと、ＤＣ用ルックアップテーブルに基づいて画像形成が行われる。そして、ＬＣトナーとＤＣトナーとを重ね合わせることにより、図８に示す通り、画像信号に対して忠実なシアン色の濃度階調再現を行う。ＬＭトナーとＤＭトナーとを用いた画像形成についても、画像形成方法は、ＬＣトナーとＤＣトナーとを用いる場合と同様である。
【００３９】
Ｙ、Ｂｋ等の濃色トナーのみを用いた画像形成においては、対応する色について、図８に示すような出力画像濃度と入力信号とを関係づけるルックアップテーブルに従って画像形成が行われる。
【００４０】
例えば、フルカラー画像の形成時には、第１〜第６のステーションＰａ〜Ｐｆにおいて上述の動作が行われる。これにより、各一次転写部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｆにおいてトナー像が中間転写ベルト７上に順次に重ね合わせて一次転写された、フルカラートナー像が形成される。
【００４１】
その後、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像は、転写材Ｓとしての用紙に一括して転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ８には、二次転写バイアスが印加される。
【００４２】
転写材Ｓは、収納部から１枚ずつ搬送され、所望のタイミングにて二次転写部Ｎ２に搬送される。
【００４３】
転写材Ｓは、二次転写部Ｎ２にてトナー像が転写された後、搬送部を通り、定着手段としての熱ローラ定着器９へと搬送される。定着器９にて、転写材Ｓ上の未定着トナー像が定着された転写材Ｓは、排出トレイ又は後処理装置（図示せず）に排出される。
【００４４】
又、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナーは、クリーナ６によって回収される。又、二次転写工程後に中間転写ベルト７上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ７５によって回収される。
【００４５】
尚、感光ドラム１ａ〜１ｆから中間転写ベルト７へのトナー像の転写面を形成するローラのうち中間転写ベルト７の移動方向下流側にある従動ローラ７３の対向位置には、センサ７４が配置されている。センサ７４は、感光ドラム１ａ〜１ｆから中間転写ベルト７に転写された画像の位置ズレ及び濃度の検知を行う。画像形成装置を統括制御する制御部のコントローラ（図示せず）は、センサ７４による検知結果に応じて、随時各ステーションＰａ〜Ｐｆに対し、画像濃度、トナー補給量、画像書き込みタイミング、及び画像書き込み開始位置等を補正する制御を行う。
【００４６】
次に、図２を参照して、感光ドラム１に形成されたドット分布静電像を顕像化するための現像器４について更に説明する。尚、本実施例では、詳しくは後述するように、使用する現像剤のキャリアが異なることを除いて、全ての現像器４ａ〜４ｆは実質的に同一の構成を有する。
【００４７】
現像器４は、現像容器（現像器本体）を有する。現像容器４３の内部は、隔壁４４によって現像室（第１室）Ｒ1と攪拌室（第２室）Ｒ2とに区画され、攪拌室Ｒ2の上方にはトナー貯蔵室Ｒ3が形成され、該トナー貯蔵室Ｒ3内には補給用トナー（非磁性トナー粒子）４９が収容されている。尚、トナー貯蔵室Ｒ3には補給口４８が設けられ、現像で消費されたトナーに見合った量の補給用トナー４９がこの補給口４８を経て攪拌室Ｒ2内に落下補給される。これに対し、現像室Ｒ1及び攪拌室Ｒ2内には、現像剤として主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とが混合された二成分現像剤（現像剤）が収容されている。
【００４８】
現像室Ｒ1内には現像剤攪拌搬送手段としての第１の搬送スクリュー４５が収容されている。この第１の搬送スクリュー４５が回転駆動されることによって、現像室Ｒ1内の現像剤は、後述する現像剤担持体としての現像スリーブ４１の長手方向に沿って搬送される。
【００４９】
攪拌室Ｒ2内には現像剤攪拌搬送手段としての第２の搬送スクリュー４６が収容されている。第２の搬送スクリュー４６は、その回転によって現像剤を現像スリーブ４１の長手方向に沿って搬送する。第２の搬送スクリュー４６による現像剤の搬送方向は、第１の搬送スクリュー４５によるそれとは反対方向である。
【００５０】
隔壁４４には、その長手方向両端部（図中手前側と奥側）に開口部が設けられている。第１の搬送スクリュー４５で搬送された現像剤がこの開口部のうち一つから第２の搬送スクリュー４６に受け渡され、又、第２の搬送スクリュー４６で搬送された現像剤が、上記開口部の他の一つから第１の搬送スクリュー４５に受け渡される。これにより、現像剤は、現像容器４３内を循環して搬送される。
【００５１】
画像形成に伴って、現像器４内のトナー濃度（現像剤全体の重量に対するトナーの重量比率、或いはトナー量）を一定に保つように、所望のタイミングにて、補給用トナー４９がトナー貯蔵室Ｒ3から攪拌室Ｒ2内に随時補給される。トナー貯蔵室Ｒ3には、各色毎の補給用トナー収納容器（図示せず）から、適宜、補給用トナー４９が供給される。
【００５２】
現像容器４３の感光ドラム１に近接する部位には開口部が設けられ、この開口部に、現像剤担持体として、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の非磁性材料で形成された円筒体、即ち、現像スリーブ４１が設けられている。
【００５３】
現像スリーブ４１は図中矢印β方向に回転して、トナーとキャリアとが混合された現像剤を、感光ドラム１と現像スリーブ４１とが対向する現像部（現像領域）Ｄへと担持して搬送する。感光ドラム１は図中矢印α方向に回転する。即ち、本実施例では、現像スリーブ４１と感光ドラム１とは、それぞれの表面移動方向が現像部Ｄにおいて同方向となるように回転する。
【００５４】
現像スリーブ４１に担持された現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）は、現像部Ｄで感光ドラム１に接触し、感光ドラム１上の静電像はこの現像部Ｄで現像される。
【００５５】
尚、現像スリーブ４１には、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源Ｇ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。静電像の暗部電位（非露光部電位）ＶＤと明部電位（露光部電位）ＶＬは、上記振動バイアス電圧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Ｄに向きが交互に変化する交番電界が形成される。この交番電界中でトナーとキャリアは激しく振動し、トナーが、現像スリーブ４１及びキャリアによる静電的拘束力を振り切って、静電像に対応して感光ドラム１に付着する。
【００５６】
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、０．５ｋＶ以上２ｋＶ以下が好ましく、又周波数は１ｋＨｚ以上１２ｋＨｚ以下が好ましい。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。そして、振動バイアス電圧の直流電圧成分は、静電像の暗部電位ＶＤと明部電位ＶＬとの間の値のものであるが、絶対値で最小の明部電位ＶＬよりも暗部電位ＶＤの方により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。本実施例では、全ての現像器４で、上記ピーク間電圧を１．５ｋＶ、周波数を１２ｋＨｚとした。
【００５７】
又、現像スリーブ４１と感光ドラム１との最小間隙（この最小間隙位置は現像部Ｄ内にある）は、０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好適である。本実施例では、全ての現像器４で、現像スリーブ４１と感光ドラム１との最小間隙は０．４ｍｍに設定し、現像部Ｄに搬送した二成分現像剤を感光ドラム１と接触させた状態で現像が行えるようにされている。
【００５８】
又、現像スリーブ４１の回転方向において現像部Ｄの上流側において、本実施例では現像スリーブ４１の上方で現像スリーブ４１に対向するように、現像剤層厚規制部材としての現像ブレード４７が配置されている。現像ブレード４７は、現像スリーブ４１が現像部Ｄへと担持して搬送する二成分現像剤の層厚を規制する。現像ブレード４１で規制されて現像部Ｄに搬送される現像剤量（現像剤コート量）は、全ての現像器４でほぼ同じになるように設定されている。本実施例では、現像スリーブ４１の単位面積当たりの現像剤コート量を、３０ｍｇ／ｃｍ2に規制した。
【００５９】
現像スリーブ４１内には、磁界発生手段としてローラ状の磁石（マグネット）４２が固定して配置されている。この磁石４２は、現像部Ｄに対向する現像磁極Ｓ１を有している。現像磁極Ｓ１が現像部Ｄに形成する現像磁界により現像前の磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが感光ドラム１に接触してドット分布静電像を現像する。その際、磁性キャリアの穂に付着しているトナーも、この穂ではなく現像スリーブ４１の表面に付着しているトナーも、感光ドラム１上の静電像の露光部に転移してこれを現像する。本実施例では、現像磁極Ｓ１による現像磁界の現像スリーブ４１の表面上での強さ（現像スリーブ４１の表面に垂直な方向（法線方向）の磁束密度）は、１００ｍＴになるように設定した。又、本実施例では、磁石４２は、上記現像磁極Ｓ１の他に、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極を有している。尚、Ｎ１極、Ｎ２極、Ｎ３極は、それぞれ磁石の「Ｎ」極であり、Ｓ１極、Ｓ２極は、それぞれ磁石の「Ｓ」極である。
【００６０】
現像スリーブ４１の回転によりＮ２極で現像スリーブ４１上に汲み上げられた現像剤は、次いでＳ２極からＮ１極へと搬送され、その途中で現像ブレード４７によって規制されて、現像剤薄層を形成する。次いで、現像磁極Ｓ１の磁界中で穂立ちした現像剤が感光ドラム１上の静電像を現像する。その後、Ｎ３極とＮ２極との間の反発磁界により、現像スリーブ４１上の現像剤は現像室Ｒ1内へ落下する。現像室Ｒ1内に落下した現像剤は、第１の搬送スクリュー４５、第２の搬送スクリュー４６により攪拌されつつ搬送される。
【００６１】
［二成分現像剤］
次に、本実施例で用いられる二成分現像剤について更に説明する。
【００６２】
＜トナー＞
先ず、トナーとしては、バインダー樹脂に着色材や帯電制御材等を添加した公知のものが使用できる。又、トナーとしては、体積平均粒径が５μｍ以上１５μｍ以下のものを好適に使用することができる。本実施例では、ＬＣ、ＬＭ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの全色について体積平均粒径６μｍのトナーを用いた。
【００６３】
淡色トナーは、転写材Ｓ上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2の時に、定着後の光学濃度が０．８未満になるように調製されている。本実施例では、ＬＣトナー及びＬＭトナーは、転写材Ｓ上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2の時に、定着後の光学濃度が０．７であるように顔料を調整した。又、濃色トナーは、転写材Ｓ上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2の時に、定着後の光学濃度が１．２以上になるように調製されている。本実施例では、ＤＣ、ＤＭ、Ｙ、Ｂｋの各色のトナーは、転写材Ｓ上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2の時に、定着後の光学濃度が１．４であるように顔料を調整した。
【００６４】
又、トナーには、適宜、外添剤を添加することができる。トナーの外添剤は、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以下の粒径のもの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重量部以上１５重量部以下が用いられ、好ましくは０．０５重量部以上１２重量部以下である。
【００６５】
トナーの外添剤としては、次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、酸化亜鉛等の金属酸化物；窒化ケイ素等の窒化物；炭化ケイ素等の炭化物；硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属塩；ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩；カーボンブラック；シリカ等。これらの外添剤は単独で使用しても、複数併用してもよい。又、トナーの外添剤としては、疎水化処理を行ったものが好ましい。
【００６６】
以上の成分から構成されるトナーの帯電極性は、負極性、正極性のどちらでもよいが、本実施例では、全ての色のトナーで負帯電極性のトナーを用いた。又、本実施例では、全ての色のトナーで、キャリアとの摩擦による平均帯電量（単位重量当りの電荷量：以下Ｑ／Ｍ）が−３．０×１０-2Ｃ／ｋｇのものを用いた。そして、本実施例では、トナーとキャリアとの混合比（重量比）は、全ての色のトナーで８重量％に設定した。
【００６７】
尚、同一色相で濃度の異なるトナーとは、通常樹脂と顔料とを基体とするトナーの中に含まれる発色成分（顔料）の分光特性が等しく、その量が異なるトナーをいう。そして、淡色トナーは、同一色相で濃度の異なるトナーの組み合わせのうち、濃度が相対的に低い方のものをいう。上述のように、通常、淡色トナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2につき光学濃度が０．８未満であるように顔料を調整しているトナーを好ましく用いることができる。濃色トナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2につき光学濃度が１．２以上であるように顔料を調整しているトナーを好ましく用いることができる。又、ここで同一色相とは、発色成分（顔料）の分光特性が同一であるものをいうが、厳密に同一でなくても、一般的にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックなどのように、通常の色概念上同一色と呼べる範囲とする。
【００６８】
＜キャリア＞
次に、キャリアについて説明する。下記式（１）は、現像剤担持体表面にある磁性キャリアが現像磁極から受ける磁気力、即ち、現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力を示す近似式である。磁気拘束力とは、磁極により形成される磁界の向きに沿って生じる力である。式（１）は、磁気拘束力が、キャリアの体積と、キャリアの磁化と、キャリアが受ける磁界とによって決定されていることを示している。尚、現像部に現像磁極が対向している場合には、現像部における磁気拘束力は、現像スリーブ表面に垂直な方向に働く成分が最も大きくなり、キャリア付着防止効果には好ましい構成となる。
【００６９】
【数１】
2007225940.tif 000003
【００７０】
前述のように、画像域へのキャリア付着は、電位差Ｖｃｏｎｔが大きい、高濃度トナー像の現像時に顕著に発生する傾向にあり、濃色トナーでの現像時に比べて淡色トナーでの現像時に画像域へのキャリア付着の発生頻度が増える。本発明の目的の一つは、少なくとも同一色相の淡色トナーと濃色トナーの２種類を使用して画像形成する際に、濃色トナー画像、淡色トナー画像ともにがさつきの悪化を抑制しつつ、淡色トナーでの現像時の画像域へのキャリア付着を防止することである。
【００７１】
そこで、本実施例では、キャリアの磁化の強さを大きくする観点から、淡色トナー用現像器で使用するキャリア（淡色トナー用キャリア）の磁化の強さを、少なくとも濃色トナー用現像器で使用するキャリア（濃色トナー用キャリア）の磁化の強さに対して強める。これにより、現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力を強めて、淡色トナーによる現像部での画像域へのキャリア付着を軽減させる。即ち、本実施例では、淡色トナー用現像器の現像部における現像スリーブ４１の表面の磁性キャリアに対して磁石４２により生じる磁気拘束力は、濃色トナー用現像器におけるそれより大きい。
【００７２】
表１は、ＬＣトナー用現像器４ａとＤＣトナー用現像器４ｃについて、キャリアの個数平均粒径が４０μｍの時の、キャリアの磁化とキャリア付着・がさつきの発生状況との関係を調べた結果を示している。ＬＭトナー用現像器４ｂとＤＭトナー用現像器４ｄとについても同様の結果が得られた。
【００７３】
表１に示すがさつきの評価は、濃度０．４付近、２００線／ｉｎｃｈのライン画像を用いて行った。尚、がさつきは、濃度０．３〜０．５付近において、特に、人間の目の感度的に目立ち安いことがこれまでの感応評価から既に分かっている。又、キャリア付着は、定着後に画像の転写抜け、定着不良（微小光沢ムラ）を観察することで確認した。
【００７４】
【表１】
2007225940.tif 000004
【００７５】
表１に示す結果から分かるように、例えば、淡色トナー用キャリアの個数平均粒径が４０μｍの時、外部磁場７９.５８ｋＡ／ｍにおける磁化の強さを２１０ｋＡ／ｍ以上とする。又、例えば、濃色トナー用キャリアの個数平均粒径が４０μｍの時、外部磁場７９.５８ｋＡ／ｍにおける磁化の強さを１５０ｋＡ／ｍ以上とする。これにより、濃色トナーでの現像時、淡色トナーでの現像時ともに、画像域へのキャリア付着はほぼ発生しない。
【００７６】
ここで、前述した通り、キャリアの磁化の強さを大きくした場合は、現像部で形成されたキャリアの穂の剛性が上がり、感光ドラム１上の画像部を乱すことで、ガサツキが悪化する。これは濃色トナーを用いる場合も、淡色トナーを用いる場合も共通して発生することである。この意味においては、濃色トナー用キャリアの磁化と淡色トナー用キャリアの磁化の上限は同値であるべきであると考えることができる。
【００７７】
しかし、表１に示す通り、淡色トナーを用いる場合には、濃色トナーを用いる場合に比べて高い磁化のキャリアを用いても、がさつきの少ない良好な画像が得られることが判明した。これは、次の２つの要因によるものと考えられる。
【００７８】
（１）淡色トナーは濃色トナーに比較してトナー単体の濃度が低い。
同濃度域において淡色トナー像と濃色トナー像で、トナー像に対して略同等の乱れ方で乱れが発生しても、トナー単体の濃度が低い淡色トナーでは転写材Ｓとの濃度差が小さいために、がさつき感として現れ難い。従って、淡色トナーでの現像時においては、例えば、キャリアの穂の剛性が上がってトナー像が多少乱れしても、がさつき悪化に到らない。
【００７９】
（２）淡色トナーは濃色トナーに比較して同濃度を得るための画像信号レベル、即ち、潜像レベルが高い。
淡色トナーでがさつきの感度が高い濃度０．４を得るためには、画像出力レベルでは１１０〜１２０ｈと、中間濃度レベルから高濃度レベルの範囲の画像信号レベルになっている。この場合の潜像分布は、図３（ｂ）に示すように、ほぼデジタル潜像のようにシャープでかつ潜像コントラストが大きくなっている。そのため、感光ドラム１上のトナー像は、潜像電位に電気的に強く拘束されている。従って、キャリアの穂によるストレスで乱され難くなっている。一方、濃色トナーでがさつきの感度が高い濃度０．４を得るためには、画像出力レベルでは３０〜４０ｈと、低濃度レベルであるハイライト画像出力レベルになっている。この場合の潜像分布は、図３（ａ）に示すように、その形状がアナログ潜像のようなブロードな潜像になっている。そのため、感光ドラム１上のトナー像に対する潜像電位による電気的な拘束力が弱くなり、キャリアの穂による摺擦に対してトナー像が乱れ易くなっている。即ち、がさつき感度の高い濃度域では、感光ドラム１上の淡色トナー像は濃色トナーに比べて乱れ難い。そのため、例えば、キャリアの磁化の強さを大きくすることで、キャリアの穂の剛性が高くなって画像面への摺擦力が多少増えても、濃色トナーでの現像時と同等以上のがさつきレベルを実現できるのである。
【００８０】
上記（１）、（２）の理由から、相対的に淡色トナー用現像器で用いるキャリアの磁化の強さを大きくしても、淡色トナーにより形成されたトナー像は、濃色トナーにより形成されたトナー像と比較してがさつきが悪化することはない。
【００８１】
尚、上述の原理は、ＤＣトナー／ＬＣトナーの関係、ＤＭトナー／ＬＭトナーの関係を含む、少なくとも同一色相で濃度の異なる２種のトナーの関係の全てにおいて当てはまる。
【００８２】
このように、淡色トナーでの現像時の画像域へのキャリア付着を軽減するためには、少なくとも淡色トナー用キャリアの磁化の強さを、濃色トナー用キャリアの磁化の強さより大きくすることが望ましい。
【００８３】
表１に示す結果から、例えば、淡色トナー用キャリアの個数平均粒径が４０μｍの時、外部磁場７９.５８ｋＡ／ｍにおける磁化の強さは２１０ｋＡ／ｍ以上２７０ｋＡ／ｍ以下が好ましいことが分かった。又、例えば、濃色トナー用キャリアの個数平均粒径が４０μｍの時、磁場７９.５８ｋＡ／ｍにおける磁化の強さが、１５０ｋＡ／ｍ以上１８０ｋＡ／ｍ以下が好ましいことが分かった。
【００８４】
尚、キャリアとしては、従来公知のものを用いることができる。例えば、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化及び抵抗調整のためにカーボンブラック等の導電性物質を分散して形成した樹脂キャリア等が挙げられる。或いは、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、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表面を樹脂でコーティングし抵抗調整したもの等が挙げられる。これら例示されたキャリアの製造法については、従来から公知の方法を利用することができ、本発明は、キャリアの製造方法を特に限定するものではない。又、キャリアの磁化の強さを変更するためには、例えば、上記樹脂キャリアの場合は、該キヤリア総量に対するマグネタイトの含有量の調整、もしくは異なる磁化のマグネタイトを用いる等により行なうことができる。
【００８５】
又、キャリアの比抵抗は、電界強度５×１０4Ｖ／ｍ下において、１０8Ωｃｍ以上１０13Ωｃｍ以下であることが望ましい。キャリアの比抵抗が低すぎると、現像動作時にキャリア穂を通して感光ドラム１上の静電像に対して負極性電荷が注入されて静電像を乱す虞がある。一方、比抵抗が高すぎると、感光ドラム１の潜像電位に対してトナーを現像しきれずに、濃度低下が発生する虞がある。
【００８６】
以上説明したように、本実施例では、少なくとも淡色トナー用キャリアの磁化の強さを、濃色トナー用キャリアの磁化の強さより大きくする。これにより、淡色トナー現像部でのキャリアと現像スリーブ４１との間の磁気拘束力を大きくすることができる。そのため、淡色トナーでの現像時に発生頻度の高い画像域へのキャリア付着を抑制することができる。又、ガサツキが悪化し難い淡色トナー用キャリアの磁化のみを強めているため、濃色トナー画像、淡色トナー画像ともに、がさつきの悪化等の画像不良が発生することはない。
【００８７】
従って、本実施例によれば、少なくとも同一色相の淡色トナーと濃色トナーの２種類を使用して画像形成する際に、濃色トナー画像、淡色トナー画像ともにがさつきの悪化を抑制しつつ、淡色トナーでの現像時の画像域へのキャリア付着を防止することができる。
【００８８】
尚、本実施例では、現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力をキャリアの磁化によって変更したが、上記式（１）から分かるように、キャリアの体積、即ち、キャリアの粒径を変更しても、同様に上記磁気拘束力を変更することができる。例えば、表２に示すように、淡色トナー用キャリアと濃色トナー用キャリアが共に外部磁場７９.５８ｋＡ／ｍにおける磁化の強さが１８０ｋＡ／ｍの場合、以下の範囲が好ましい。
【００８９】
【表２】
2007225940.tif 000005
【００９０】
すなわち、淡色トナー用のキャリアの個数平均粒径は４２〜４７μｍ程度が好ましく、一方、濃色トナー用のキャリアの個数平均粒径は３６〜４０μｍ程度が好ましい。
【００９１】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１と同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略して、本実施例にて特徴的な点について説明する。
【００９２】
実施例１では、現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力を、キャリアの磁化の強さを変更することによって大きくしたが、別の手段で上記磁気拘束力を大きくしても同様の効果が得られる。
【００９３】
例えば、本実施例では、現像磁極の磁束密度（現像スリーブ４１の表面に垂直な方向（法線方向）の磁束密度）を変更することで、現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力を変更する。
【００９４】
図４は、本実施例における濃色トナー用現像器及び淡色トナー用現像器における、現像スリーブ４１内に固定された磁石４２の磁束密度分布を示している。図中破線が淡色トナー用現像器、実線が濃色トナー用現像器におけるものである。
【００９５】
淡色トナー用現像器の現像磁極Ｓ１の磁束密度は、１４０ｍＴであり、濃色トナー用現像器の現像磁極Ｓ１の磁束密度は１００ｍＴである。
【００９６】
現像スリーブ４１内の磁石４２が備える５極の磁極のうち、現像磁極以外の４極については濃色トナー用現像器と淡色トナー用現像器とで同一の構成とした。
【００９７】
尚、本実施例では、現像磁極の磁束密度の半値幅（詳細は後述）は、濃色トナー用現像器と淡色トナー用現像器で共に４０°になっている。又、磁束密度を高くするために、淡色トナー用現像器の現像磁極には希土類磁石を好ましく用いることができる。本実施例では、淡色トナー用現像器の現像磁極には、希土類磁石であるネオジム磁石を用いた。
【００９８】
これにより、淡色トナーによる現像部での現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力が高くなっているために、実施例１で述べたように、画像域のキャリア付着の頻度が高い淡色トナー現像器においても、キャリア付着を抑制することができる。
【００９９】
ここで、上述のように現像磁極の磁束密度を高くすることによって、キャリアの穂の剛性は上がり、感光ドラム１上の画像への摺擦によってがさつき悪化が懸念される。
【０１００】
しかし、実施例１で述べたと同様に、そもそも淡色トナーは濃色トナーに比べてトナー単体の濃度が低いために、がさつきが目立ち難い。更に、がさつきが目立つ濃度域における感光ドラム１上の淡色トナー像は、潜像電位によって強く電気的に拘束されているために、乱れ難い特徴をもっている。このような理由から、淡色トナー用現像器での現像磁極の磁束密度を、濃色トナー用現像器に比べて相対的に強めても、がさつき劣化等の画像不良が発生することはなく、効果的に淡色トナー現像時の画像域へのキャリア付着を軽減することができる。
【０１０１】
表３は、ＬＣトナー用現像器４ａとＤＣトナー用現像器４ｃについて、現像磁極の磁束密度とキャリア付着・がさつきの発生状況との関係を調べた結果を示す。両方の現像器４ａ、４ｃでキャリアは同じものを用い、該キャリアの個数平均粒径は４０μｍで、又外部磁場７９.５８ｋＡ／ｍにおける磁化の強さは１８０ｋＡ／ｍであった。ＬＭトナー用現像器４ｂとＤＭトナー用現像器４ｄとの関係についても、同様の結果が得られた。
【０１０２】
【表３】
2007225940.tif 000006
【０１０３】
表３に示す結果から、例えば、淡色トナー用キャリアの個数平均粒径が４０μｍで、又外部磁場７９.５８ｋＡ／ｍにおける磁化の強さが１８０ｋＡ／ｍの場合、淡色トナー現像器での現像磁極の磁束密度は１２０ｍＴ以上１４０ｍＴ以下が好ましいことが分かった。又、例えば、濃色トナー用キャリアの個数平均粒径が４０μｍで、又外部磁場７９.５８ｋＡ／ｍにおける磁化の強さが１８０ｋＡ／ｍの場合、濃色トナー現像器での現像磁極の磁束密度は８０ｍＴ以上１００ｍＴ以下が好ましいことが分かった。
【０１０４】
以上説明したように、本実施例では、淡色トナー用現像器での現像磁極の磁束密度を、濃色トナー用現像器での現像磁極の磁束密度より強める。これにより、淡色トナーによる現像部でのキャリアと現像スリーブ４１との間の磁気拘束力を大きくすることができる。そのため、淡色トナーでの現像時に発生頻度の高い画像域へのキャリア付着を抑制することができる。更に、がさつきの悪化等の画像不良が発生することもない。
【０１０５】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略して、本実施例にて特徴的な点について説明する。
【０１０６】
本実施例では、淡色トナーによる現像部での現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力を、濃色トナーによる現像部での磁気拘束力に比べて大きくするために、現像磁極での磁束密度の半値幅を淡色トナー用現像器と濃色トナー用現像器とで変える。
【０１０７】
半値幅とは、図５（２）のように、最大磁束密度（Ｂ0）の両側で、半値（Ｂ0／２）の値を示す２箇所の間の角度θ（°）のことである。
【０１０８】
下記式（２）は、前述の式（１）を磁束密度で展開した式である。実施例１で説明した通り、現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力は、式（２）で近似的に示される。式（２）は、現像磁極の磁束密度Ｂ０の変化量が大きいほど、磁気拘束力Ｆが大きくなることを示している。
【０１０９】
【数２】
2007225940.tif 000007
【０１１０】
そこで、本実施例では、淡色トナーによる現像部での磁束密度（現像スリーブ４１の表面に垂直な方向（法線方向）の磁束密度）の半値幅を、濃色トナーによる現像部におけるそれに比べて相対的に小さくする。これにより、淡色トナー用現像器において現像磁極とキャリアとの間の磁気拘束力を強める。
【０１１１】
例えば、淡色トナー用現像器の現像磁極による磁界の磁束密度分布は、図５（１）の（ｂ）で示すようにする。図５（１）の（ｂ）で示す磁束密度分布では、現像磁極の磁束密度の半値幅は３０°である。一方、濃色トナー用現像器の現像磁極による磁界の磁束密度分布は、図５（１）の（ａ）で示すようにする。図５（１）の（ａ）で示す磁束密度分布では、現像磁極の磁束密度の半値幅は４０°である。このとき、現像磁極による磁界の磁束密度は、濃色トナー用現像器、淡色トナー用現像器ともに、１００ｍＴである。
【０１１２】
その結果、淡色トナーによる現像部での磁気拘束力が、濃色トナーによる現像部での磁気拘束力に比較して大きくなる。そのため、実施例１、２にて説明したものと同様の効果が得られる。
【０１１３】
（測定手法）
磁性キャリアの比抵抗の測定は、次のようにして行った。先ず、セルに磁性キャリア又はコア粒子を充填する。次に、充填した磁性キャリア又はコア粒子に接するように両端に電極を配置し、これらの電極間に電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって比抵抗を求めた。比抵抗の測定条件は、充填した磁性キャリア又はコア粒子と電極との接触面積Ｓが約２．３ｃｍ2、厚みｄが約２ｍｍ、上部電極の荷重が１８０ｇ、測定電界強度を５×１０4Ｖ／ｍとした。
【０１１４】
キャリアの平均粒径の測定は、次のようにして行った。キャリア粒径は、水平方向最大弦長で示し、測定法は走査電子顕微鏡（１００〜５０００倍）により、粒径０．１μｍ以上のキャリア３００個以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をとることによって本発明のキャリア粒径とした。
【０１１５】
磁性キャリアの磁気特性は、理研電子（株）製の振動磁場磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は、７９５．７ｋＡ／ｍ、７９．５８ｋＡ／ｍの外部磁場をそれぞれつくり、磁性キャリアの磁化の強さを求めた。磁性キャリアの測定用サンプルは、円筒状のプラスチック容器に充分密になるようにパッキングした状態で作成する。この状態で、磁化モーメントを測定し、更に上記で充填した試料の実際の重量を測定して磁化の強さ（Ａ／ｍ）を求める。又、磁性キャリア粒子の真比重を、例えば乾式自動密度計アキュピック１３３０（島津製作所（株）社製）等により求め、上記のようにして得られた磁化の強さに真比重を掛けることで、単位体積あたりの磁化の強さを求めることができる。
【０１１６】
現像スリーブ内の固定磁石の現像磁極Ｓ１の他に、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極の磁束密度分布の測定には、ベル社のガウスメーターモデル６４０を用いた。現像スリーブは水平に固定される。又、アクシャルプローブが、現像スリーブ表面のごく微小の間隔（本測定時は約１００μｍに設定）で、且つ、現像スリーブの中心とこのプローブ中心がほぼ同一水平面にあるようにして水平に固定され、ガウスメーターと接続される。そして、現像スリーブの表面上における磁束密度が測定される。現像スリーブと磁石はほぼ同心円であり、現像スリーブと磁石間の間隔はどこも等しいと考えてよい。従って、磁石を回転させることにより、現像スリーブ上の位置における法線方向の磁束密度Ｂｒを周方向すべてに対して測定することができる。
【０１１７】
トナーの体積平均粒径は、例えば、次の測定法で測定することができる。測定装置としてはコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、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）及び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１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。測定法としては、上記電解水溶液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、更に測定試料０．５〜５０ｍｇを加える。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、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパチャーとして１００μｍアパチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し体積分布を求める。これら求めた体積分布より、サンプルの体積平均粒径を得ることができる。
【０１１８】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施態様に限定されるものではない。
【０１１９】
例えば、上述の実施例１〜３においては、画像形成装置は中間転写方式を採用するものとして説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者には周知の直接転写方式の画像形成装置にも等しく適用しうるものである。直接転写方式の画像形成装置は、転写材を担持して搬送する転写材担持体としての例えば搬送ベルトを有する。そして、例えば、搬送ベルトの表面移動方向に沿って複数設けられた像担持体上に形成されたトナー像を、搬送ベルト上に担持された転写材上に順次に重ね合わせて転写することで、複数色のトナーから成る画像を形成することができる。
【０１２０】
又、当業者には周知のように、一つの像担持体に対して複数の現像器が設けられ、像担持体上に順次に形成したトナー像を転写材に直接、又は、中間転写体に一旦転写した後に転写材に転写することで複数色のトナーから成る画像を形成する画像形成装置がある。本発明は、このような画像形成装置にも等しく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面構成図である。
【図２】図１の画像形成装置が備える現像装置の概略断面図である。
【図３】濃度０．４付近の濃色トナー及び淡色トナー潜像分布を説明するための模式図である。
【図４】本発明に従う現像磁極の磁束密度分布を説明するためのグラフ図である。
【図５】本発明に従う現像磁極の磁束密度分布を説明するためのグラフ図である。
【図６】ＬＣトナー、ＤＣトナーのカバーリングパワーを説明するためのグラフ図である。
【図７】（ａ）ＬＣトナー用ルックアップテーブルを示すグラフ図、（ｂ）ＤＣトナー用ルックアップテーブルを示すグラフ図である。
【図８】画像入力信号に対するシアン濃度との関係を示すグラフ図である。
【図９】現像部の模式図である。
【図１０】反転現像による画像形成時の潜像電位を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１          感光ドラム（像担持体）
２          帯電ローラ（帯電手段）
３          露光装置（露光手段）
４          現像器（現像手段）
５          一次転写ローラ（一次転写手段）
６          クリーナ（クリーニング手段）
７          中間転写ベルト（中間転写体）
８          二次転写ローラ（二次転写手段）
９          定着器（定着手段）
Ｓ          転写材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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