JPH086382A

JPH086382A - 現像装置

Info

Publication number: JPH086382A
Application number: JP6137353A
Authority: JP
Inventors: Isao Endo; 勇雄遠藤; Hiroyuki Nomori; 弘之野守; Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】電極の設置精度に拘わらず、解像力が高く、
スジムラ等の画像乱れの無い、高濃度の画像を長期にわ
たり安定して得られる現像装置を提供することにある。【構成】感光体ベルト１に対向し、現像剤を搬送する
現像スリーブ81の現像域上流部に現像剤層に当接させた
板状部材83に固定して電圧印加可能な線状電極84を配設
し、板状部材83の少なくとも前述した当接面を摩擦帯電
系列上で現像スリーブ81の表面材料又は現像剤中のトナ
ー材料と同じか、又はその間に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写装置等に
おいて、現像領域内に制御ワイヤー又は電極を配して静
電潜像あるいは磁気潜像を高い解像で現像する現像装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ブラシを像担持体面に摺擦さ
せて現像する現像方式は、トナー粒子やさらにはキャリ
ア粒子が粗いと、繊細な線や点或いは濃淡差等を再現す
る高画質画像を得にくい。そこで高解像力を得るため
に、トナー粒子及びキャリア粒子をより微粒子にするこ
とが必要であると考えられる。しかし、トナー粒子及び
キャリア粒子を微粒子化すると、副作用の方が目立っ
て、鮮明な画像が得られないという問題がある（特願平
4-351039号参照）。

【０００３】一方、高解像力を得る現像法として『パウ
ダクラウド現像法』（米国特許第725,304号公報）が知
られている。近年、現像領域内に制御ワイヤ又は電極を
設置して、電気的にトナークラウドを形成して、クラウ
ド現像方法が提案されている。

【０００４】第１の例としては、非接触状態にある感光
体と現像スリーブとの間に互いに平行な複数本のワイヤ
を設け、隣接するワイヤの極性が逆になるように交番電
界を印加して現像剤を飛翔させて、潜像の現像を行う現
像方法（特開昭56-27158号公報）、第２の例として、潜
像保持面とトナー保持面との間にグリッドを有し、グリ
ッドとトナー保持面間に直流及び交流、乃至直流又は交
流のいずれかに偏奇電圧を印加する方法（特開昭57-198
470号公報）が提案されている。

【０００５】また、第３の例として、現像領域内に電極
を設置して交番電界を印加し、トナーを分散飛翔させる
方法（特開平3-131878号公報、特開平3-131879号公報）
が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
例及び第２の例では、狭い現像空間内にワイヤを精度よ
く配設することが困難である。

【０００７】第３の例では、スリーブ軸方向にあばれ、
うねりの無いように電極を配置することができないの
で、スジムラ等の画像乱れが発生する等の問題点があ
る。

【０００８】又、上述したクラウド現像法の現像装置に
おいて、電極部の支持する部材の摩擦帯電系列がトナー
と現像スリーブ表面及びキャリア表面の間にないと、逆
帯電トナーの発生によるカブリ等の原因になったり、ト
ナーに過剰の帯電を付与してしまい現像性の低下を生ず
るという問題点もある。具体的にはトナーを構成する材
料の帯電系列は正極性に対して、スリーブ表面及びキャ
リアの表面の材料の帯電系列が負極性である場合に、制
御電極の帯電系列が正極性であればトナーに正極性に帯
電させることになるので、これによりカブリ等を発生す
ることになる。これに対して、電極部を支持する部材を
構成する材料の帯電系列が負極性に帯電する関係にあれ
ば、トナーに過剰の帯電を付与してしまうので、現像性
の低下を生ずることになる。一方、トナーを構成する材
料の帯電系列は負極性に対して、スリーブ表面及びキャ
リアの表面の材料の帯電系列が正極性である場合に、制
御電極の帯電系列が正極性であればトナーに負極性に帯
電させることになるので、これによりカブリ等を発生す
ることになる。これに対して、電極部を支持する部材を
構成する材料の帯電系列が正極性に帯電する関係にあれ
ば、トナーに過剰の帯電を付与してしまうので、現像性
の低下を生ずることになる。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑み、電極部を精
度良く設置し解像力が高く、スジムラ等の画像乱れの無
い、高濃度の画像を長期にわたり安定して得られる現像
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する手段
として、像形成体に対向し、１成分系現像剤を搬送する
現像剤搬送体の現像域上流部に現像剤層に当接させた絶
縁性部材に固定された電圧印加可能な電極部を配設した
制御電極を有する現像装置であって、前記絶縁性部材の
少なくとも前記当接面を摩擦帯電系列上で前記現像剤搬
送体の表面材料又は前記現像剤中のトナー材料と同じ
か、又はその間に位置させることによってトナーが余分
な帯電や逆帯電することなく、カブリの無い良好な画像
を安定して得ることができる。

【００１１】又、前記制御電極の当接点よりも現像剤搬
送方向上流側に前記現像剤を帯電する帯電手段又は前記
現像剤の搬送量を規制する搬送量規制手段、又はその両
者を兼用する部材を有することによっても達成される。

【００１２】上記目的を達成する他の手段として、像形
成体に対向し、内部に複数の磁極を有する磁石体を固設
した現像剤搬送体によって２成分系現像剤を搬送し、前
記現像剤搬送体の現像域上流部に前記現像剤層に当接さ
せて絶縁性部材に固定された電圧印加可能な電極部を配
設したした制御電極を有する現像装置であって、前記絶
縁性部材の少なくとも当接面を摩擦帯電系列上で前記現
像剤中のキャリア表面材料又は前記現像剤中のトナー材
料と同じか、又はその間に位置することによってトナー
に余分な帯電や逆帯電させることがないので、カブリの
無い良好な画像を安定して得ることができる。

【００１３】上記目的を達成する手段として、像形成体
に対向し、２成分系現像剤が搬送される現像剤搬送体の
現像域上流部に現像剤層に当接された絶縁性部材に固定
された電圧印加可能な電極部を配設した制御電極を有す
る現像装置であって、前記絶縁性部材の少なくとも前記
当接面を摩擦帯電系列上で前記現像剤中のキャリア表面
材料又は前記現像剤中のトナー材料と同じか、又はその
間に位置させ、前記制御電極の当接点よりも上流側に前
記現像剤の搬送量を規制する搬送量規制手段を有するこ
とによってトナーに余分な帯電や逆帯電させることがな
いので、カブリの無い良好な画像を安定して得ることが
できる。

【００１４】前記制御電極中の電極部は前記制御電極の
現像剤層との当接点より下流にその全体配設することに
よって余分なクラウド発生を防止して精度よく設置する
ことができる。

【００１５】ここで、本発明における摩擦帯電系列の決
定方法は、各原材料をプレート状にしてこすり合わせて
表面電位計でその極性を調べるものである。

【００１６】本発明でキャリアの鉄粉粒子及びスリーブ
を被覆するための樹脂としては、p-クロルスチレン、メ
チルスチレン等のスチレン類；塩化ビニル、臭化ビニ
ル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル
等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、
アクリル酸ドデシル、アクリル酸n-オクチル、アクリル
酸3-クロルエチル、アクリル酸フェニル、α-クロルア
クリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル
酸エチル、メタアクリル酸ブチル等のα-メチレン脂肪
酸族モノカルボン酸のエステル類；アクリロニトリル、
メタアクリロニトル、アクリルアミド、ビニルメチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエー
テル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニ
ルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビ
ニルケトン等のビニルケトン類などの単量体を重合させ
たホモポリマー或いは、この他の樹脂としてエポキシ樹
脂、ロジン変性フェノールホルマリン樹脂、セルローズ
樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、
ポリエステル樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂、ポリウ
レタン樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、メラミン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、テフロン等のフッ素樹脂等
の樹脂を単独で若しくはブレンドして使用することがで
きる。

【００１７】又、本発明におけるキャリア、現像スリー
ブ表面の被覆弗素含有樹脂としては下記一般式（Ａ）で
示される単量体との共重合体樹脂若しくは弗化ビニリデ
ン-四弗化エチレン共重合体であることが好ましい。

【００１８】

【化１】

【００１９】上式中、Ｒ₀は水素原子またはメチル基を
表し、ａは１〜８の整数を表し、ｂは１〜19の整数を表
す。Ｚは水素原子または弗素原子を表す。

【００２０】上記一般式（Ａ）の好ましい実施態様とし
ては下記一般式（１）又は（２）のものが帯電性の点で
好ましい。

【００２１】

【化２】

【００２２】上式中、Ｒ₀，Ｒ₁₀は水素原子またはメチ
ル基を表し、ｒは１または２を表し、ｓは２〜４の整数
を表す。

【００２３】さらに好ましい実施態様としては、前記一
般式（Ａ）で示される単量体がメタクリル酸-1,1-ジヒ
ドロパーフルオロエチル又はメタクリル酸-1,1,3-トリ
ヒドロパーフルオロエチル又はメタクリ酸-1,1,3-トリ
ヒドロパーフルオロ-n-プロピルであることが挙げるこ
とができる。

【００２４】ここで用いるキャリア又はスリーブの被覆
樹脂は、上記一般式（Ａ）で示される単量体成分を重合
してなる重合体であり、好ましくは単量体成分を50重量
％以上含有してなる重合体そのものであり、また該重合
体を含む組成物であってもよい。ここでいう「重合体を
含む」とは、他のモノマーを含有する共重合体であって
もよいし、前記重合体又は共重合体と他の成分を含むブ
レンドであってもよいことを意味し、組成物中には前述
した重合体を含んでいればよい。

【００２５】ここで用いられる単量体成分は上記一般式
（Ａ）で示されるものだけであってもよいが、他の成分
を含有させて共重合体を得て、これを用いることもでき
る。

【００２６】ここに用いられる他の成分としては、例え
ばアクリル（メタクリル）酸、アクリル（メタクリル）
酸メチル、アクリル（メタクリル）酸エチル、アクリル
（メタクリル）酸ブチル、アクリル（メタクリル）酸ベ
ンジル、アクリル（メタクリル）酸アミド、アクリル
（メタクリル）酸シクロヘキシル、アクリル（メタクリ
ル）酸グリシジル、アクリル（メタクリル）酸ヒドロキ
シエチル、スチレン、酢酸ビニル、エチレン、プロピレ
ン、イソプレンなどを挙げることができる。

【００２７】（キャリア、スリーブ材料の好ましい被覆
材料（Si樹脂））キャリア粒子又はスリーブの被覆に用
いるシリコーン樹脂としては、特に限定されないが、例
えば下記及びで示すような反応により硬化する縮合
反応型シリコーン樹脂を特に好ましく用いることができ
る。

【００２８】

【化３】

【００２９】

【化４】

【００３０】式中、OXはアルコキシ基、ケトキシム基、
アセトキシ基、アミノキシ基などを表す。

【００３１】かかる縮合反応型シリコーン樹脂において
特に好ましいものは、置換基がメチル基である。置換基
がメチル基である縮合反応型シリコーン樹脂により得ら
れる被覆層においては、構造が綿密になり撥水性が相当
によくて耐湿性の良好なキャリアとすることができる。

【００３２】縮合反応型シリコーン樹脂としては、加熱
硬化型シリコーン樹脂、常温硬化型シリコーン樹脂のい
ずれも用いることができる。加熱硬化型シリコーン樹脂
を用いる場合には約200〜250℃程度で加熱することが必
要であり、常温硬化型シリコーン樹脂を用いる場合に
は、硬化させるために特に高温に加熱することを必要と
しないが、硬化を促進させるために150〜220℃の範囲内
で加熱してもよい。

【００３３】常温硬化型シリコーン樹脂は、通常の雰囲
気下において20〜25℃程度の温度又はこれより僅かに高
い温度で硬化するシリコーン樹脂であり、硬化のために
100℃を越える温度を必要としない。

【００３４】縮合反応型シリコーン樹脂として市販され
ているものとしては、例えば下記の如きものを挙げるこ
とができる。

【００３５】トーレ・シリコーン社製：「SR-2400」、
「SR-2406」、「SR-2410」、「SR-2411」信越化学社製：「KR-152」、「KR-271」、「KR-251」、
「KR-220」、「KR-255」被覆層の形成においては、シリコーン樹脂を単独で又は
組み合わせて用いてもよいし、あるいはシリコーン樹脂
に他の樹脂を混合したものを用いてもよい。そのような
他の樹脂としては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹
脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リエステル樹脂、アセタール樹脂、ポリカーボネート樹
脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹
脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、これらの共
重合体樹脂、配合樹脂などを挙げていることができる。

【００３６】この内、キャリア、現像剤搬送体表面を正
極性に帯電させるためにはスチレン系樹脂、スチレン-
アクリル系樹脂スチレン-ブタジエン樹脂等が好まし
い。

【００３７】又、キャリア、現像剤搬送体表面を負極性
に帯電させるためには弗素含有樹脂が好ましい。

【００３８】本発明のトナー材質に好ましい材料として
以下のポリエステル樹脂、スチレン-アクリル樹脂があ
る。

【００３９】本発明のトナーのバインダとして用いられ
るポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮
重体によって得られるが、用いられるアルコールとして
は、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコー
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-ブタジンオール、
ネオベンチルグリコール、1,4-プテンジオール等のジオ
ール類；1,4-ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサ
ン、及びビスフェノール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
シプロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフ
ェノール類、その他の二価のアルコール単量体を挙げる
ことができる。

【００４０】又カルボン酸としては、例えばマレイン
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、フタル酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジ
ビン酸、セバチン酸、マロン酸これらの酸の無水物、低
級アルキルエステルとリンレイン酸の二量体、その他の
二価の有機酸単量体を挙げることができる。

【００４１】本発明において用いるポリエステル樹脂と
しては、以上の二官能性単量体のみによる重合体のみで
なく、三官能以上の多官能性単量体による成分を有する
重合体を用いることも好適である。斯かる多官能性単量
体である三価以上の多価アルコール単量体としては、例
えばソルビトール、1,2,3,6-ヘキサンチトロール、1,4-
ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリ
トール、トリペンタエリスリトール、蕉糖、1,2,4-ブタ
ントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、グリセロー
ル、2-メチルプロパントリオール、2-メチル-1,2,4-ブ
タントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパン、1,3,5-トリヒドロキシメチルベンゼン、そ
の他を挙げることができる。

【００４２】又三価以上の多価カルボン酸単量体として
は、例えば1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-シク
ロヘキサントリカルボン酸、2,5,7-ナフタレントリカル
ボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸、1,2,4-ブタ
ントリカルボン酸、1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,
3-ジカルボキシル-2-メチル-2-メチレンカルボキシプロ
パン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、1,2,7,
8-オクタンテトラカルボン酸、エンボール三量体酸、及
びこれらの酸無水物、その他を挙げることができる。

【００４３】又、本発明において用いるスチレン-アク
リル樹脂は、スチレン単量体とアクリル単量体との共重
合体が好ましい。ここに用いることのできるスチレン単
量体としては、例えばスチレン、o-メチルスチレン、m-
メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレ
ン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブ
チルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシル
スチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレ
ン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メ
トキシススチレン、p-フエニルスチレン、p-クロルスチ
レン、3,4-ジクロルスチレン等を挙げることができる。

【００４４】又アクリル単量体としては、例えばアクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、
アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル
酸n-オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリ
ル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ステアリ
ル、アクリル酸2-クロルエチル、アクリル酸フエニル、
α-クロルアクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、
メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸プロピル、メタ
アクリル酸n-ブチル、メタアクリル酸イソブチル、メタ
アクリル酸n-オクチル、メタアクリル酸ドデシル、メタ
アクリル酸ラウリル、メタアクリル酸2-エチルヘキシ
ル、メタアクリル酸ジメチルアミノエチル、メタアクリ
ル酸ジエチルアミノエチル等のα-メチレン脂肪族モノ
カルボン酸エステル酸；アクリロニトリル、メタアクリ
ロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメ
タアクリル酸誘導体、その他を挙げることができる。こ
れらの単量体は単独で或いは複数のものを組み合わせて
用いることができる。

【００４５】この内、トナーを正極性に帯電させるため
にはスチレン-アクリルの共重合体、が好ましい。又、
トナーは負極性に帯電させるためにはポリエステル樹
脂、スチレン-アクリルの共重合体が好ましい。

【００４６】ここで、本発明の現像装置と現像方法及び
感光体の帯電極性の関係を説明する。感光体とは像形成
体の感光層をいう。

【００４７】トナーが正極性に帯電するのに対して現像
スリーブ81表面及びキャリア被覆表面が負極性に帯電す
る組み合わせに、反転現像法を採用すれば、感光体は正
極性に帯電するのが好ましい。正規現像法を採用すれ
ば、感光体は負極性に帯電することが好ましい。

【００４８】トナーが負極性に帯電するのに対して現像
スリーブ81表面及びキャリア被覆表面が正極性に帯電す
る組み合わせに、反転現像法を採用すれば、感光体は負
極性に帯電するのが好ましい。正規現像法を採用すれ
ば、感光体は正極性に帯電することが好ましい。

【００４９】

【実施例】図２は本発明の現像装置を好適な現像手段と
して備えたカラー画像形成装置の一例を示す断面構成図
である。

【００５０】図２において、１は光導電体を塗布あるい
は蒸着した可撓性のベルトからなるベルト状の感光体ベ
ルトであり、請求項に記載した像形成体に相当するもの
であり、この感光体ベルト１は回動ローラ２および３の
間に架設されていて回動ローラ２の駆動により時計方向
に搬送される。ここで光導電体としては、Se，Te，Se-T
e等の無機感光体、OPC材料の有機感光体のいずれかを現
像法、トナー及びスリーブ表面の帯電特性によって適宜
選択的に用いるものである。

【００５１】４は前記感光体ベルト１に内接するよう装
置本体に固定したガイド部材で、感光体ベルト１はテン
ションローラ５の作用によって緊張状態とされることに
よりその内周面を前記ガイド部材４に摺擦させる。

【００５２】６は帯電手段たるスコロトロン帯電器、７
は像露光手段たるレーザビームを用いた光書込み装置、
８Ａないし８Ｄはそれぞれ特定色の現像剤を収容した複
数の現像手段たる本発明の現像装置であって、これ等の
像形成手段は感光体ベルト１の前記ガイド部材４に接す
る部分に配設される。

【００５３】各現像装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの詳細
については後述するが、例えばイエロー，マゼンタ，シ
アン，黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもので感光体
ベルト１と所定の間隙を保つ現像剤搬送体（以下、これ
を現像スリーブという）81を備え、感光体ベルト１上の
潜像を非接触の反転現像法により顕像化する機能を有し
ている。この非接触現像は接触現像と異なり、感光体ベ
ルト１の移動を妨げない長所を有する。

【００５４】12は転写器、13はクリーニング装置であ
り、このクリーニング装置13のブレード13ａとトナー排
出ローラ13ｂは画像形成中には感光体ベルト１の表面よ
り離間した位置に保たれ画像転写後のクリーニング時の
み図示のように感光体ベルト１の表面に圧接される。

【００５５】かかるカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

【００５６】図５は本実施例の像形成システムを示すブ
ロック図である。

【００５７】先ず、本実施例による多色像の形成は図５
の像形成システムに従って遂行される。すなわち、オリ
ジナル画像を撮像素子が走査するカラー画像像データ入
力部（イ）で得、このデータを画像データ処理部（ロ）
で演算処理して画像データを作成し、一旦画像メモリ
（ハ）に格納される。次いでこの画像データは記録時取
り出されて記録部（ニ）である例えば図２のカラー画像
形成装置へ入力される。すなわち、前記カラー画像形成
装置とは別体の画像読取装置から出力される色信号であ
る画像データが前記光書込み装置７に入力されると、光
書込み装置７においては図示しない書込み光源である半
導体レーザで発生されたレーザビーム（書込み光）は図
示しないコリメータレンズ及びシリンドリカルレンズを
通過し、駆動モータ71により回転される回転多面鏡74に
より回転走査され、fθレンズ75とシリンドリカルレン
ズ76を経てその間２個のミラー77，78により光路を曲げ
られて、予め帯電手段たるスコロトロンの帯電器６によ
って一様な電荷を付与された感光体ベルト１の周面上に
投射され主走査がなされて輝線を形成する。

【００５８】一方、走査が開始されるとレーザビームが
図示しないインデックスセンサによって検知され、第１
の色信号により変調されたレーザビームが前記感光体ベ
ルト１の周面上を走査する。従ってレーザビームによる
主走査と感光体ベルト１の搬送による副走査により感光
体ベルト１の周面上に第１の色に対応する潜像が形成さ
れて行く。この潜像は現像手段の内イエロー（Ｙ）のト
ナーの装填された現像装置８Ａにより現像されて、ベル
ト表面にトナー像が形成される。得られたトナー像はベ
ルト面に保持されたまま感光体ベルト１の周面より引き
離されている清掃手段たるクリーニング装置13のブレー
ド13ａ、トナー排出ローラ13ｂの下を通過し、次の画像
形成サイクルに入る。

【００５９】即ち、感光体ベルト１は帯電器６により再
び帯電され、次いで第２の色信号が前記光書込み装置７
に入力され、前述した第１の色信号の場合と同様にして
ベルト表面への書込みが行われ潜像が形成される。潜像
は第２の色としてマゼンタ（Ｍ）のトナーを装填した現
像装置８Ｂによって現像される。

【００６０】このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形
成されている前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下
に形成される。

【００６１】８Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを有する現像
装置で、第１，第２の色と同様にベルト表面にシアン
（Ｃ）のトナー像を形成する。

【００６２】さらに８Ｄは黒色のトナーを有する現像装
置であって、前記の色と同様の処理により感光体ベルト
１表面に黒色のトナー像を重ね合わせて形成する。これ
等各現像装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ及び８Ｄの各現像スリー
ブ81には直流あるいはさらに交流のバイアス電圧が印加
され、顕像手段である２成分現像剤による非接触現像が
行われ、基体が接地された感光体ベルト１には非接触で
現像が行われる。

【００６３】かくして感光体ベルト１の周面上に形成さ
れたカラーのトナー画像は、転写部においてトナーと逆
極性の高電圧が印加されて、給紙カセット14より給紙ガ
イド15を経て送られてきた転写材に転写される。

【００６４】すなわち、給紙カセット14に収容された転
写材は，給紙ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬
出されてタイミングローラ17を介し感光体ベルト１上の
像形成とタイミングを合わせて転写器12へと供給され
る。

【００６５】トナー画像の転写を受けた転写材は、前記
回動ローラ２に沿って急に方向転換をする感光体ベルト
１より確実に分離して上方に向かい、定着ローラ18によ
ってトナー画像を溶着固定したのち排紙ローラ19を経て
トレイ20上に排出される。

【００６６】一方、転写材への転写を終えた感光体ベル
ト１は，さらに搬送を続けてブレード13ａとトナー排出
ローラ13ｂを圧接状態とした前記クリーニング装置13に
おいて残留したトナーの除去を行いその終了をまって再
び前記ブレード13ａを引き離し、それより少し後にトナ
ー排出ローラ13ｂを引き離し新たな画像形成のプロセス
に入る。

【００６７】上記本発明の現像装置を用いるカラー画像
形成装置として、像形成体がベルト状のものについて述
べたが、ドラム状の像形成体を有する画像形成装置につ
いても同様に用いることができる。

【００６８】現像装置８Ａ〜８Ｄは同一の構成からな
り、以下符号８をもって示すことにする。２成分系現像
剤を採用する現像装置及び１成分系現像剤を採用する現
像装置の機構的構成を説明する。

【００６９】図１は本発明の２成分系現像剤を採用する
現像装置の一実施例を示す概略断面図である。図１
（ａ）は、本発明装置の一実施例の断面図である。

【００７０】現像装置８は、現像剤搬送担体を構成する
現像スリーブ81及び現像スリーブ81の内部に固設された
磁石体82と、板状部材83（請求項に記載の絶縁性部材に
相当する。）の先端部に振動電界を形成するために板状
部材83の先端部上に線状に板状部材83と一体に設けられ
た金属等の導電性材料からなる線状電極84（請求項に記
載の電極部に相当する）と、現像剤Ｄを撹拌して成分を
均一にする撹拌スクリュー85Ａ，85Ｂと、現像域Ａを通
過した磁気ブラシを現像スリーブ81上から除去するクリ
ーニングブレード87と、現像剤溜まり88と、ケーシング
89とからなる。現像スリーブ81上に形成される磁気ブラ
シは、感光体ベルト１の表面に接触せず間隙を保つよう
に現像スリーブ81と板状部材83の間隙及び現像スリーブ
81と感光体ベルト１の間隙を調整して設けてある。以
下、主要な構成要件を説明する。

【００７１】現像スリーブ81は、アルミニュウム等の非
磁性材料からなり、その表面を上述した樹脂材料でコー
ティングしてあり、直流電源E1と交流電源E2と保護抵抗
R1を介して接続することにより直流成分に交流成分を重
畳したバイアスを印加するようにしてある。現像スリー
ブ81の表層を被覆する樹脂材料は現像方法及びトナー材
料との関係で決定され、その具体例は後述する。

【００７２】現像スリーブ81は磁石体82に対して回転可
能であり、図は現像スリーブ81が矢示左方向に回転し、
磁石体82は固定されていることを示している。磁石体82
は現像スリーブ81の内部に固設され表面に複数のＮ，Ｓ
磁極を周方向に有する磁石体である。磁極の一つは現像
スリーブ81と感光体ベルト１との最近接位置近傍に配置
されこれを主磁極82ａということにする。また、磁石体
82の主磁極82ａ及び他のＮ，Ｓ磁極は通常500ガウス〜
1,500ガウスの磁束密度に磁化してある。その磁力によ
って現像スリーブ81の表面にトナー粒子とキャリア粒子
とからなる現像剤Ｄの層すなわち、磁気ブラシを形成す
る。この磁気ブラシは現像スリーブ81の回転によって現
像スリーブ81の回転と同方向に移動し、現像域Ａに搬送
される。この現像スリーブ81上に形成される磁気ブラシ
は感光体ベルト１の表面に接触せず間隙を保つように、
現像スリーブ81と板状部材83の間隙及び現像スリーブ81
と感光体ベルト１の間隙を調整してある。

【００７３】制御電極は絶縁性材料から形成した板状の
板状部材83と線状電極84とから構成されるものである。
以下に各部材の構成等を詳細に説明する。

【００７４】図７は実施例１〜実施例７の板状部材と線
状電極の形態を示した図である。

【００７５】板状部材83は、上述するトナー又はキャリ
アと同一の材料で形成するか、或いはそれらの材料を例
えばガラス繊維等のフィラーに被覆した、例えばガラス
エポキシの様な繊維強化樹脂の板状の部材であり、少な
くとも現像スリーブ81表面に担持した磁気ブラシと当接
する面だけは現像剤中のキャリアの表面材料又はトナー
材料と帯電系列が同じかその間に位置する材料で形成し
てある。この様にすることで現像剤中のトナーが、過剰
に帯電することや、逆極性トナーが生じることを防止
し、カブリの無い高濃度な画像を安定して得ることがで
きる。板状部材83は現像域Ａの上流側に設けてある。現
像スリーブ81への当接点での押圧力は磁性現像剤を用い
る場合には0.1〜120ｇ／cmが好ましい。板状部材83が図
１の如く層厚規制部材を兼ねている場合は0.1ｇ／cmよ
り小さいと、押圧力が低すぎ安定した電極設定ができな
い。120ｇ／cmより大きいと、層厚を規制しすぎ搬送量
が低下する。10〜100ｇ／cmが好ましい。なお、板状部
材83は磁気ブラシの高さ、量を規制する機能も合わせ持
つものである。板状部材83を形成する絶縁性部材の材質
は現像方法及びトナーの帯電極性によって決定される。

【００７６】線状電極84は、板状部材83の先端部に振動
電界を形成するために板状部材83の先端部上に線状に板
状部材83と一体に設けられた金属等の導電性材料からな
る。線状電極84は図１に示すように直流電源E3を保護抵
抗R3を介して接続してある。線状電極84にはトナーと同
極性の直流電圧を印加するのがトナー付着防止の観点か
ら好ましい。

【００７７】線状電極84は、金属等の導電性材料を断面
が円形又は四辺形の線状にしたものを絶縁性の板状部材
83の先端部に接着剤等により貼り付けたり、板状部材83
の先端部に切り込み83ａを設けこれに挟み込むだり、板
状部材83の先端部に凹部83ｂを設けてここに埋め込むよ
うにしてもよい。又、従来公知のプリント基板製造方法
を用いて、板状部材83としてガラスエポキシ，ポリイミ
ド，紙フェノール等を用い、銅はく等の導電性部材をラ
ミネートした後、エッチング処理することによって、板
状部材83の先端部に線状電極84を形成することができ
る。線状電極84は無用の放電を防止するためと防錆のた
め絶縁性樹脂によって被覆してもよい。

【００７８】搬送上流部での不要なクラウド発生を防止
し、安定した搬送量を得るための好適な線状電極84の大
きさと配置関係及び磁石体の磁束密度の条件について図
１、図３及び図４を参照して説明する。

【００７９】図３は線状電極を示す平面図である。図４
は図１及び図８〜図12の線状電極の先端部の好適な磁束
密度の範囲を示すグラフである。

【００８０】線状電極84は、板状部材83と現像スリーブ
81の最近接点81ｂよりも現像スリーブ回転方向下流側に
のみ形成する。線状電極84の周方向長さは、現像スリー
ブ８１の径や搬送速度にもよるが、０．０５ｍｍ〜５m
m、特に0.1mm〜１mmが好ましい。0.05mm以下では充分な
クラウドを発生させることができず、５mm以上ではトナ
ーが振動によって帯電し、過剰帯電となるため現像性の
低下が生ずる。線状電極84の軸方向の幅をｗ3、現像ス
リーブ81上の現像剤Ｄ層の幅をｗ4とすると、ｗ3＞ｗ4
として、線状電極84に直流電圧Ｅ₃を印加するターミナ
ル部81ａは、現像剤Ｄ層の幅Ｗ₄より外側の部分に設
け、不要なクラウドの発生を防止する。

【００８１】線状電極84の設置位置は、図１（ｂ）及び
図４に示すように、主磁極82ａと板状部材83の現像スリ
ーブ81との当接点81ｂとの間のみにあるようにすると共
に、線状電極84は前記主磁極82ａより現像スリーブ81の
回転に対し上流部で、かつ主磁極82ａによる現像スリー
ブ81上の最大磁束密度をHrとする時、磁束密度が0.2Hr
〜１Hrである範囲に配置される。それは、磁束密度が0.
2Hr以下の所では磁気束縛力が不足してトナー飛散や画
像にかぶりが発生し易くなるからである。

【００８２】実験の結果、現像スリーブ81の感光体ベル
ト１との最近接位置81ａと現像スリーブ81の回転軸Ｏを
結ぶ直線を中心線Ｃとすると、中心線Ｃと主磁極82ａと
の間の角度、すなわち現像スリーブ81の回転軸Ｏを中心
にして最近接位置81ａと主磁極82ａとの間の角度をθ
1、同じく主磁極82ａと線状電極84の先端部との間の角
度をθ2、同じく主磁極82ａと主磁極82ａに隣接する上
流側磁極82ｂとの間の角度をθ3とする時（角度は中心
線Ｃより上流側を＋，下流側を−とする）、 θ1＝−10°〜10° θ3＝10°〜45° θ2＝(0.05〜0.5)×θ3 θ4＝10°〜45° であるのが、現像域Ａでの現像剤Ｄの穂立ちを良好に
し、現像効率を高く維持し、トナーの飛散を防止するこ
とが判明した。

【００８３】すなわち、主磁極82ａの中心線Ｃからの角
度θ1が±10°以上では現像剤Ｄの現像域Ａでの穂立ち
を悪くし、線状電極84の先端部と主磁極82との間の角度
θ２が０．０５×θ3以下では現像剤Ｄの穂立ちを妨害
し、θ2が0.5×θ3以上では現像剤Ｄの穂が倒れて密に
なるためトナーが引き出されにくくなる等により、現像
性の低下が生じる。なお、θ2は(0.1〜0.3)×θ3の範囲
にするのがより好ましい結果が得られた。

【００８４】また、主磁極82ａと隣接する磁極82ｂ及び
82ｃとの間の角度θ3及びθ4は10°〜45°の範囲外では
現像剤Ｄの穂立ちが均一にならない。

【００８５】本実施例では、以上のバイアス電圧印加に
よって、感光体ベルト１と現像スリーブ81との間に形成
する振動電界（これを第２の振動電界ということにす
る）と共に、板状部材83に一体に設けた線状電極84と現
像スリーブ81との間に第１の振動電界を発生させるよう
にしてある。

【００８６】図８は本発明の１成分系現像剤を採用する
現像装置の一実施例を示す概略断面図である。

【００８７】図１に示した現像装置８とほぼ同様の構成
であるので、同一部材に同一の符号を付して説明を省略
し、異なる構成について詳述する。

【００８８】現像スリーブ81はアルミニウム、銅、ステ
ンレス等の金属材料からなり、その表面を、トナーの帯
電極性に応じて、前述した様な被覆材料でコーティング
され、更に表面をサンドブラスト処理等の粗面加工によ
って粗さＲz1＝１〜２μmに仕上げられた現像剤搬送担
体である。現像スリーブ81は矢示方向に回転して、現像
剤溜り88の現像剤Ｄを現像域Ａに搬送する。この現像ス
リーブ81上に形成される現像剤Ｄ層は感光体ベルト１の
表面に接触せず間隙を保つように、現像スリーブ81と板
状部材83の間隙及び現像スリーブ81と感光体ベルト１の
間隙は調整される。

【００８９】板状部材83は現像スリーブ81上に現像剤Ｄ
が搬送されると、板状部材83と現像スリーブ81の間に現
像剤Ｄが入り込むために若干湾曲して、板状部材83は現
像スリーブ81に対して若干間隙を有して対峙する状態、
すなわち現像剤Ｄの層に当接状態で現像スリーブ81に対
峙するようになる。

【００９０】現像スリーブ81への当接点での、圧力は非
磁性１成分系現像剤を用いる場合は、0.1〜60ｇ／cm、
好ましくは0.5〜40ｇ／cmである。特に、図８に示した
通り、制御電極（83＋84）が現像剤規制部材を兼ねる場
合は10〜50ｇ／cmが好ましい。0.1ｇ／cmより小さい場
合は、押圧力が不足し、安定した電極の設定ができる、
60ｇ／cmをこえると押圧力が強くなりすぎ現像剤搬送量
が低下し、現像性の低下を生ずる。

【００９１】線状電極84は、搬送上流部での不要なクラ
ウド発生を防止し、安定した搬送量を得るために、図８
（ｂ）に示すように、板状部材83と現像スリーブ81の当
接点81ｂよりも、現像スリーブ81と感光体ベルト１との
最近接位置81ａ側にのみ形成させる。すなわち、板状部
材83と現像スリーブ81の当接点81ｂと上記最近接位置81
ａとの現像スリーブ81の回転軸中心に張る角度をθとす
るとθ内にあるようにする。

【００９２】実験の結果、板状部材83の自由端長をＬ
（mm）、現像スリーブ81表面から線状電極84ａ先端部ま
での高さをｄ２（mm）、感光体ベルト１と現像スリーブ
81との最近接位置と線状電極84ａの水平距離をｄ３（m
m）（ｄ3は最近接線より現像下流側を−，上流側を＋と
する）、現像スリーブ81の外径をＲ（mm）とするとき、Ｒ／400≦ Ｌ ≦２Ｒ／３Ｒ／400≦ｄ２≦３Ｒ／10 ０≦ｄ３≦２Ｒ／３とすると良好な結果が得られた。

【００９３】板状部材83の自由端長さＬがＲ／400未満
ではトナーが飛翔するのに充分な振動空間が得ることが
できないし、２Ｒ／３より大では交番電界形成時に線状
電極84ａが振動するために板状部材83全体が振動して安
定した画像を得ることができない。

【００９４】また、線状電極84ａの前記高さｄ２につい
ては、Ｒ／400未満では、現像スリーブ81表面から線状
電極84ａへの放電が起き易く画像乱れが生じ、ｄ２が３
Ｒ／10より大では、トナーが飛翔するのに充分な強い交
番電界を形成することができない。さらに、ｄ２の感光
体ベルト１と現像スリーブ81との最近接距離ｄ１（mm）
に対して、 0.2ｄ1≦ｄ２≦0.7ｄ1 であることが、高い現像性を得るためと、放電防止の観
点から好ましいことが判明した。

【００９５】ｄ３については、０未満では現像域を覆い
充分な現像性を得ることができなく、２Ｒ／３より大で
は現像域から離れ過ぎるため充分な現像性を得ることが
できない。

【００９６】現像スリーブ81の表面粗さＲz1（μm）と
板状部材83の表面の粗さ、特に現像スリーブ81に対向す
る面の粗さＲz2（μm）は、Ｒz1＞Ｒz2が好ましく、Ｒz
1≦Ｒz2となると、現像スリーブ81上に搬送される現像
剤が板状部材83に搬送を阻害されて、現像域へのトナー
搬送量が低下し画像濃度低下を起こす。Ｒz1は0.2μm〜
20μmの範囲、Ｒz2は0.02μm〜5.0μmの範囲にあるの
が、良好な搬送性と、画像乱れのない、高い濃度の画像
を得るのに好ましい。なお、表面粗さＲzはJIS B0601に
準じてミツトヨ製Surftest-402を用いて基準長2.5mmで
測定を行った。

【００９７】本発明の現像装置では、以上のバイアス電
圧印加によって、感光体ベルト１と現像スリーブ81との
間に形成する交番電界（これを第２の振動電界というこ
とにする）と共に、板状部材83に一体に設けた線状電極
84ａと現像スリーブ81との間に第１の振動電界を発生さ
せるようにしてある。

【００９８】前記カラー画像形成装置において、感光体
ベルト１の感光体として負に帯電させるOPC感光体を用
い反転現像が行われ、感光体が例えば−800Ｖに帯電さ
れているとすると、線状電極84には−750Ｖ、現像スリ
ーブ81には−750Ｖ＋交流電圧成分のバイアス電圧が印
加される。交流成分は周波数100〜20KHz、好ましくは１
〜10KHzでピーク・ピーク電圧（Ｖ_P-P）が200〜2,000Ｖ
である。

【００９９】線状電極84は感光体ベルト１より現像スリ
ーブ81に近接して設けてあるため第１の振動電界の強さ
が第２の振動電界の強さより大となる。

【０１００】この第１の強い振動電界によってトナー粒
子をその電気力線に直角の方向に振動させるのでトナー
粒子をキャリアから分離飛翔させ、雲霞状のトナークラ
ウドを十分に発生させることができる。このトナークラ
ウドは第２の弱い振動電界によって感光体ベルト１上の
潜像に向う飛翔を助けられ均一な現像が行われる。

【０１０１】このように弱い振動電界でトナー飛翔が行
われるため、感光体ベルト１上にトナー像を重ねて多色
像を形成し、これを一括して転写材上に転写する多色画
像形成プロセスにおいては、トナー像に他色のトナーが
付着するいわゆる「混色」が起こりにくい。

【０１０２】（実施例１）図８（ａ）に示すように制御
電極が層厚規制部材及び帯電付与部材を兼ねるタイプの
現像装置８に非磁性１成分系現像剤を採用して現像動作
を説明する。現像装置８の機構的構成は前述してあるの
で、詳述せずに現像剤の組成及びプロセス条件を具体的
に説明する。

【０１０３】トナーにポリエステル樹脂（100重量
部）、カーボンブラック（三菱化成製MA-100）10重量
部、ニグロシン３重量部からなる重量平均粒径6.2μmの
粉砕造粒法によって得られた非磁性粒子からなるものに
外添剤としてコロイダルシリカを１重量部添加したもの
を用いて現像を行った。各トナーの平均帯電量は−２μ
C／ｇであった。

【０１０４】現像スリーブ81は、ステンレスから形成さ
れ、その表面をスチレン／ブタジエン共重合体でコーテ
ィングした外径30mmのものを用いた。

【０１０５】図８に示した装置により、感光体ベルト１
はOPC感光体、その周速は180mm／sec、感光体ベルト１
に形成された静電潜像の最高電位−800Ｖ、その回転数1
50rpm、現像剤Ｄ層の厚さは0.1mm、Ｌ＝10mm，Ｒ＝30m
m，ｄ１＝0.5mm，ｄ２＝0.3mm，ｄ３＝0.5mm，θ＝10°
とし、絶縁部材83には厚さ0.2mmのガラスエポキシ板を
用い、その感光体ベルト１側の面に周方向の長さ0.3mm
の電極部84ａを厚さ0.02mmの銅箔を用いてラミネートエ
ッチング法によって形成した。そして現像スリーブ81の
表面粗さＲz1は2.7μm、絶縁部材83の現像スリーブ81に
対向する面の粗さＲz2は0.3μmにした。

【０１０６】現像スリーブ81に印加するバイアス電圧は
直流成分電圧−750Ｖ、交流成分の周波数８KHz、ピーク
・ピーク電圧1,400Ｖ_p-pとした。又、この線状電極84に
は直流成分電圧−750Ｖを印加した。現像スリーブへの
当接点での押圧力は40ｇ／cmとした。この実施例では現
像スリーブ81上の現像剤Ｄは感光体ベルト１の表面に接
触しない。

【０１０７】以上の条件下ではトナ−は負極性であり、
板状部材83の当接面は摩擦帯電系列上で現像スリーブ81
の表面材料とトナー材料との間に位置した状態であっ
た、この条件で現像を行って、重ね合わせたカラートナ
ー像を感光体ベルト１上に形成し、それを普通紙の転写
紙にコロナ放電して転写し、表面温度140℃のヒートロ
ーラ定着装置に通して定着した結果、得られた転写紙の
記録画像はエッジ効果やかぶりのない、そして濃度が高
い極めて鮮明なものであり、引き続いて５万枚の記録を
行ったが最初から最後まで安定して変わらない記録画像
を得ることができた。

【０１０８】図13はバイアス電圧の交流成分の好適な範
囲を示すグラフである。

【０１０９】以上の実施例において、現像スリーブ81に
印加する交流成分の周波数と実効値電圧を変化させた結
果を図13に示した。図13において、横線で陰を付した範
囲がカブリの発生し易い範囲、縦線で陰を付した範囲が
絶縁破壊の生じ易い破壊、斜線で陰を付した範囲が画質
低下を生じ易い範囲であり、陰を付していない範囲が安
定して鮮明な画像の得られる好ましい範囲である。図か
ら明らかなように、カブリの発生し易い範囲は、交流成
分の変化によって変化する。なお、交流成分の波形は、
正弦波に限らず、矩形波や三角波であってもよい。ま
た、図の散点状の陰を施した低周波領域は、周波数が低
いために現像ムラが生ずるようになる範囲である。

【０１１０】（実施例２）制御電極が層厚規制部材を兼
ねるタイプの現像装置に２成分系現像剤を採用したもの
を図１及び図６を参照して説明する。

【０１１１】磁化の強さが50emu／ｇの球形フェライト
粒子に、メチルメタクリレート／スチレン共重合樹脂を
表面被覆して得られた、重量平均粒径が40μm、抵抗率
が10¹⁴Ωcm以上の球形磁性キャリアを用いトナーにポリ
エステル樹脂（100重量部）、カーボンブラック（三菱
化成製MA-100）10重量部、ニグロシン３重量部からなる
重量平均粒径6.2μmの粉砕造粒法によって得られた非磁
性粒子からなるものに外添剤としてコロイダルシリカを
１重量部添加したものを用い、図１，図２に示した装置
により現像剤溜まり88における各現像剤Ｄのトナー粒子
比率がキャリア粒子に対して10wt％になる条件で現像を
行った。各トナーの平均帯電量は−20μC／ｇであっ
た。

【０１１２】この場合の感光体ベルト１は負帯電のOPC
感光体、その周速は180mm／sec、感光体ベルト１に形成
された静電潜像の最高電位−800Ｖ，現像スリーブ２の
外径20mm、その回転数150rpm、磁石体82の現像域Ａに対
向する主磁極82ａによる磁束密度は1,200ガウス、現像
剤Ｄ層の厚さは0.3mm、現像スリーブ81と感光体ベルト
１との間隙0.7mm、θ1＝２°、θ2＝４°、θ3＝θ4＝3
0°、現像スリーブ81に印加するバイアス電圧は直流成
分電圧−750Ｖ、交流成分の周波数８KHz、ピーク・ピー
ク電圧1,000Ｖ_p-pとした。又、この線状電極84は厚さ0.
2mmのガラスエポキシ板の先端部に厚さ0.02mmの銅はく
を用いてラミネートエッチング法によって電極部を形成
したものに直流成分電圧−750Ｖを印加した。現像スリ
ーブ81への当接点での押圧力は、60ｇ／cmとした。この
実施例では現像スリーブ81上の現像剤Ｄは感光体ベルト
１の表面に接触しない。

【０１１３】以上の条件ではトナーは負極性であり、板
状部材83の当接面は摩擦帯電系列上でキャリア表面材料
とトナー材料の間に位置した状態であった。この条件で
現像を行って、重ね合わせたカラートナー像を感光体ベ
ルト81上に形成し、それを普通紙の転写紙にコロナ放電
して転写し、表面温度140℃のヒートローラ定着装置に
通して定着した結果、得られた転写紙の記録画像はエッ
ジ効果やかぶりのない、そして濃度が高い極めて鮮明な
ものであり、引き続いて５万枚の記録を行ったが最初か
ら最後まで安定して変わらない記録画像を得ることがで
きた。

【０１１４】図６はバイアス電圧の交流成分の好適な範
囲を示すグラフである。

【０１１５】現像スリーブ81に印加する交流成分の周波
数と実効値電圧を変化させた結果を図６に示した。図６
において、横線で陰を付した範囲がかぶりの発生し易い
範囲、縦線で陰を付した範囲が絶縁破壊の生じ易い破
壊、斜線で陰を付した範囲が画質低下を生じ易い範囲で
あり、陰を付していない範囲が安定して鮮明な画像の得
られる好ましい範囲である。図から明らかなように、か
ぶりの発生し易い範囲は、交流成分の変化によって変化
する。なお、交流成分の波形は、正弦波に限らず、矩形
波や三角波であってもよい。また、図の散点状の陰を施
した低周波領域は、周波数が低いために現像ムラが生ず
るようになる範囲である。

【０１１６】なお、好適な磁性キャリアの重量平均は50
μm以下、特に好ましくは30μm以下５μm以上のもであ
る。これであれば感光体ベルトへのキャリア付着や飛散
も無いことが判明している。更に、前述した樹脂等で被
覆した球状キャリア粒子を用いれば、現像搬送担体に高
いバイアス電圧を印加しても感光体ベルト表面に放電し
て静電潜像を乱したり、バイアス電圧がブレークダウン
することが起こらないので、振動電界下での現像に十分
か効果を発揮するようになる。キャリアの耐久性からも
球状の磁性体粒子を樹脂被覆したものが好ましく、キャ
リア粒子の抵抗率が10⁸Ωcm以上、特に10¹³Ωcm以上の
絶縁性を有する磁性粒子で形成したものが好ましい。こ
の抵抗率は粒子を0.50cm²の断面を有する容器に入れて
タッピングした後、詰められた粒子上に１Kg／cm²の荷
重を掛け、荷重と底面電極との間に1000Ｖ／cmの電界が
生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取ることで得
られる値である。

【０１１７】２成分系現像剤を構成するトナー粒子の平
均粒径は10μm以下から１μm程度になっても、磁気ブラ
シによる現像を二重の振動電界下で行うことで飛散及び
かぶりの発生を抑えられることが判明している。すなわ
ち、磁気ブラシの穂に付着しているトナー粒子は、第１
の振動電界において強く振動を与えられて穂から容易に
離れてトナークラウドを形成し、このクラウドがスリー
ブ回転による慣性力、振動電界による遠心力によりすぐ
近くの現像域に運ばれて第２の振動電界下で静電潜像に
トナー粒子が忠実に吸着されるようになる。このとき、
線状電極84は板状部材83と現像スリーブ81の最近接点81
bより下流側にのみ設けることにより、現像域以外の不
要な部分でクラウドが発生することがなく、帯電量の低
いトナー粒子が画像部や非画像部に移行することがほと
んど無くなる。

【０１１８】濃淡差を忠実に再現した高画質画像を得る
にはトナー粒径10μm以下が適性条件であり、トナー粒
子の帯電量は１μC／ｇ〜３μC／ｇより大きいことが望
ましい。好ましくは３μC／ｇ〜100μC／ｇが好まし
く、特に粒径が小さい場合は高い帯電量が必要である。

【０１１９】又、トナー粒子が磁性体微粒子を含有した
磁性粒子であってもよく、磁性体微粒子の量が60wt％以
下、特に30wt％を越えないものが好ましい。トナー粒子
が現像剤搬送担体に含まれる磁力の影響を受けるように
なるから、磁気ブラシの均一形成性が一層向上して、し
かも、かぶりの発生が防止され、さらにトナー粒子の飛
散も起こりにくくなる。

【０１２０】以上の実施例において、２成分現像剤中の
トナーが磁性を有するものであれば、磁気潜像に対して
も同様の現像条件により可視化できることはいうまでも
ない。

【０１２１】（実施例３）図11は制御電極が層厚規制部
材兼帯電付与部材を併用するタイプの現像装置８に非磁
性１成分系現像剤を採用して現像装置を示す断面図であ
る。以下にこれを説明する。現像装置８の機構的構成は
前述してあるので、詳述せずに新たな構成を説明する。

【０１２２】線状電極84aのよりも上流部に厚さ１mm、
ゴム硬度60°のシリコンゴムからなる帯電付与部材を兼
用した層厚規制部材86を配置してある。制御電極の当接
圧は５ｇ／cmとした。この他は実施例１と同様の条件で
行った。トナーの帯電量は−2.5μC／ｇであった。板状
部材の当接面は摩擦帯電系列上で現像スリーブ81の表面
材料とトナー材料の間に位置した状態であった。現像ス
リーブ81表面は正極性で現像を行った所、実施例１と同
様良好な結果が得られた。

【０１２３】（実施例４）図９は第４の実施例を示す現
像装置の断面図である。

【０１２４】内部に磁石体82を固設した現像スリーブ81
を用い、制御電極当接点よりも上流部に磁性SUS棒から
なる現像スリーブ81に接触する層厚規制部材286を配置
してある。制御電極の当接圧10ｇ／cmであり、現像剤層
厚0.2mmであり、その他は実施例２と同様の条件で現像
を行ったところ、実施例２と同様良好な結果が得られ
た。

【０１２５】（実施例５）図10は第５の実施例を示す現
像装置の断面図である。

【０１２６】制御電極とは現像剤搬送体と一定間隙をも
って対向配置される層厚規制部材を併用するタイプの現
像装置８に２成分系現像剤を採用して現像装置を説明す
る。現像装置８の機構的構成は前述してあるので、新た
な構成を具体的に説明する。

【０１２７】内部に磁石体82磁極を固設した現像スリー
ブ81を用い、制御電極の当接点よりも上流部の磁極上
に、磁性SUSからなる、厚さ２mmのブレードを現像剤搬
送体表面から0.2mmの間隙をとって配置した。現像剤層
厚0.4mmである。制御電極の当接圧は10ｇ／cmとした。
その他は実施例３と同様の条件で、板状部材83の当接面
は摩擦帯電系列上でキャリアの表面材料とトナー材料の
間に位置した状態であった。この条件で現像を行った
所、実施例３と同様の良好な結果が得られた。

【０１２８】（実施例６）制御電極が層厚規制部材兼帯
電付与部材を併用するタイプの現像装置８に非磁性１成
分系現像剤を採用した現像装置を説明する。現像装置８
の機構的構成は図11を参照して説明してあるので、新た
な要部構成を中心に説明する。

【０１２９】線状電極84aのよりも上流部に厚さ１mm、
ゴム硬度60°のシリコンゴムからなる帯電付与部材を兼
用した層厚規制部材86を配置してある。制御電極の当接
圧は５ｇ／cmとした。トナーにスチレン／アクリル酸メ
チルの共重合体樹脂（100重量部）、カーボンブラック
（三菱化成製MA-100）10重量部からなる重量平均粒径6.
2μmの粉砕造粒法によって得られた非磁性粒子からなる
ものに外添剤としてコロイダルシリカを１重量部添加し
たものを用いて現像を行った。各トナーの平均帯電量は
＋２μC／ｇであった。現像スリーブ81は、ステンレス
から形成され、その表面を弗化ビニリデンー四弗化エチ
レン共重合体でコーティングした外径30mmのものを用い
た。感光体ベルト１はOPC感光層を有し、その周速は180
mm／sec、感光体ベルト１に形成された静電潜像の最高
電位＋800Ｖ、その回転数150rpm、現像剤Ｄ層の厚さは
0.1mm，Ｌ＝10mm，Ｒ＝30mm，ｄ１＝0.5mm，ｄ２＝0.3m
m，ｄ３＝0.5mm，θ＝10°とし、絶縁部材83には厚さ0.
2mmの線状電極84を厚さ0.2mmの銅箔を用いてラミネート
エッチング法によって形成した。そして現像スリーブ81
の表面粗さＲz1は2.7μm、絶縁部材83の現像スリーブ81
に対向する面の粗さＲz2は0.3μmにした。現像スリーブ
81に印加するバイアス電圧は直流成分電圧＋750Ｖ、交
流成分の周波数8KHz、ピーク・ピーク電圧1,400Ｖ_p-pと
した。また、この線状電極84には直流成分電圧＋750Ｖ
を印加した。現像スリーブ81への当接点での押圧力は40
ｇ／cmとした。この実施例では現像スリーブ81上の現像
剤Ｄは感光体ベルト１の表面に接触しない。板状部材83
の当接面は摩擦帯電系列上で現像スリーブ81の表面材料
とトナー材料の間に位置した状態であった。現像スリー
ブ81表面は正極性で現像を行った所、実施例１と同様良
好な結果が得られた。

【０１３０】（実施例７）図12は第７の実施例を示す現
像装置の断面図である。

【０１３１】制御電極とは現像剤搬送体と一定間隙をも
って対向配置される層厚規制部材を併用するタイプの現
像装置８に２成分系現像剤を採用して現像装置を説明す
る。現像装置８の構成は図10で説明してあるので、詳述
しない。しかしながら、制御電極当接点よりも上流部に
磁性SUS棒からなる現像スリーブ81に接触する層厚規制
部材286を配置してあることは相違している。磁化の強
さが50emu／ｇの球形フェライト粒子にフッ化ビニリデ
ン-四弗化エチレン共重合体樹脂を表面被覆して得られ
た、重量平均粒径が40μm、抵抗率が10¹⁴Ωcm以上の球
形磁性キャリアを用いトナーにスチレン／アクリル酸メ
チルの共重合体樹脂（100重量部）、カラー顔料10重量
部からなる重量平均粒径6.2μmの粉砕造粒法によって得
られた非磁性粒子からなるものに外添剤としてコロイダ
ルシリカを１重量部添加したものを用い、図12に示した
装置により現像剤溜まり88における各現像剤Ｄのトナー
粒子比率がキャリア粒子に対して10wt％になる条件で現
像を行った。各トナーの平均帯電量は＋20μC／ｇであ
る。この場合の感光体ベルト１の感光層はOPC感光体、
その周速は180mm／sec、感光体ベルト１に形成された静
電潜像の最高電位＋800Ｖ、現像スリーブ81の外径20m
m、その回転数150rpm、磁石体82の現像領域Ａに対向す
る主事局82aによる磁束密度は1,200ガウス、現像剤Ｄ層
の厚さは0.3mm、現像スリーブ81と感光体ベルト１との
間隙0.7mm、θ１＝２°、θ２＝４°、θ３＝θ４＝30
°、現像スリーブ81に印加するバイアス電圧直流成分電
圧−750Ｖ、交流成分の周波数8KHz、ピーク・ピーク電
圧1,000Ｖ_p-pとした。又、この線状電極84は厚さ0.2mm
のガラスエポキシ板の先端部に厚さ0.02mmの銅箔を用い
てラミネートエッチング法によって電極部を形成したも
のに直流成分電圧＋750Ｖを印加した。現像スリーブ81
への当接点での押圧力は10ｇ／cmとした。この実施例で
は現像スリーブ81上の現像剤Ｄは感光体ベルト１の表面
に接触しない。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したような構成により本発明の
現像装置は、電極の設置精度に拘わらず、解像力が高
く、スジムラ等の画像乱れの無い、高濃度の画像を長期
にわたり安定して得られる現像装置を提供することがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の現像装置を備えたカラー画像形成装置
の一例を示す断面図である。

【図３】線状電極を示す平面図である。

【図４】線状電極の先端部の好適な磁束密度の範囲を示
すグラフである。

【図５】像形成システムを示すブロック図である。

【図６】バイアス電圧の交流成分の好適な範囲を示すグ
ラフである。

【図７】実施例１〜７の板状部材83と線状電極84の形態
を示した図である。

【図８】本発明の１成分系現像剤を採用する現像装置の
一実施例を示す概略断面図である。

【図９】第４の実施例を示す現像装置の断面図である。

【図１０】第５の実施例を示す現像装置の断面図であ
る。

【図１１】第６の実施例を示す現像装置の断面図であ
る。

【図１２】第７の実施例を示す現像装置の断面図であ
る。

【図１３】バイアス電圧の交流成分の好適な範囲を示す
グラフである。

【符号の説明】

１感光体ベルト８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ現像装置 81 現像スリーブ 82 磁石体 83 板状部材 84，84a 線状電極 86 規制ブレードＥ1，Ｅ3 直流バイアス電源Ｅ2 交流バイアス電源Ｒ1，Ｒ2 保護抵抗Ａ現像域Ｄ現像剤Ｎ，Ｓ磁極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対向し、１成分系現像剤を搬
送する現像剤搬送体の現像域上流部に現像剤層に当接さ
せた絶縁性部材に固定された電圧印加可能な電極部を配
設した制御電極を有する現像装置において、前記絶縁性
部材の少なくとも前記当接面を摩擦帯電系列上で前記現
像剤搬送体の表面材料又は前記現像剤中のトナー材料と
同じか、又はその間に位置することを特徴とする現像装
置。
【請求項２】前記制御電極の当接点よりも現像剤搬送
方向上流側に前記現像剤を帯電する帯電手段又は前記現
像剤の搬送量を規制する搬送量規制手段、又はその両者
を兼用する部材を有する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設した現像剤搬送体によって２成分系
現像剤を搬送し、前記現像剤搬送体の現像域上流部に前
記現像剤層に当接させた絶縁性部材に固定された電圧印
加可能な電極部を配設した制御電極を有する現像装置に
おいて、前記絶縁性部材の少なくとも当接面を摩擦帯電
系列上で前記現像剤中のキャリア表面材料又は前記現像
剤中のトナー材料と同じか又はその間に位置させること
を特徴とする現像装置。
【請求項４】前記制御電極の当接点よりも現像剤搬送
方向上流側に前記現像剤を帯電する帯電手段又は前記現
像剤の搬送量を規制する搬送量規制手段、又はその両者
を兼用する部材を有する請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】前記制御電極中の電極部は現像剤層との
当接点より下流にその全体が配設されていることを特徴
とする請求項１〜４に記載の現像装置。