JP2003098827A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像均一性と細線再現性を共に満足する現像
装置を提供する。 【解決手段】 静電潜像を可視像に現像するために設け
られた現像ローラに、二成分現像剤を担持させた現像装
置において、二成分現像剤のトナー濃度Ｔｃが３＜Ｔｃ
＜８（％）、非磁性トナーの帯電量Ｑが−５０＜Ｑ＜−
２０（μｃ／ｇ）、磁性キャリアの１キロエルステット
中の磁化量Ｍが２０＜Ｍ＜７０（ｅｍｕ／ｇ）、磁性キ
ャリアの粒径ｄｔは２０＜ｄｔ＜７０（μｍ）、下記の
条件を満足することを特徴とする現像装置。７．７５２
（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＜Ｄｓｄ＜３．４２９（Ｄｗｓ
×Ｖｓ／Ｖｐ）＋６３５．２、但し、Ｄｓｄ：現像ロー
ラと像担持体との距離（μｍ）、Ｖｓ／Ｖｐ：像担持体
に対する現像ローラの相対速度比、Ｄｗｓ：現像ローラ
上の現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像装置及び画像
形成装置に係わり、さらに詳しくは、二成分現像剤を用
いて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像す
る現像装置及びこの現像装置を適用した画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真複写装置等において
は、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式の現像装
置が用いられている。この現像装置は、内部に複数の磁
極を有する磁石体からなる磁石ロールを備え回転可能に
支持された円筒状の現像剤搬送体である現像スリーブを
有し、この現像スリーブ表面にトナー粒子を付着させた
磁性キャリアを保持し現像域に搬送して現像を行うもの
である。二成分現像剤を用いて静電潜像を接触方式で現
像し、現像プロセス条件を調整して画像均一性をはかっ
た現像装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
カラー化や高画質化が進み、さらに画像均一性と文字の
特に細線再現性の両立が重要になってきているが、従来
の現像装置では、画像均一性と細線再現性を両立させる
のが難しいという問題がある。

【０００４】本発明は、上記の課題に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は画像均一性と文字の特に細線再現性
を共に満足する現像装置及び画像形成装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は下記の手段
のいずれかにより達成できる。

【０００６】（１）像担持体上に帯電手段で帯電を行
い、露光手段により画像信号に対応した静電潜像を形成
し、前記静電潜像を可視像に現像するために設けられた
現像ローラに、非磁性トナーと磁性キャリアとを有する
二成分現像剤を担持させた現像装置において、二成分現
像剤のトナー濃度Ｔｃが３＜Ｔｃ＜８（％）、非磁性ト
ナーの帯電量Ｑが−５０＜Ｑ＜−２０（μｃ／ｇ）、磁
性キャリアの１キロエルステット中の磁化量Ｍが２０＜
Ｍ＜７０（ｅｍｕ／ｇ）、磁性キャリアの粒径ｄｔが２
０＜ｄｔ＜７０（μｍ）であり、下記の条件を満足する
ことを特徴とする現像装置。

【０００７】７．７５２（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＜Ｄｓ
ｄ＜３．４２９（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋６３５．２ 但し、 Ｄｓｄ：現像ローラと像担持体との距離（μ
ｍ） Ｖｓ／Ｖｐ：像担持体に対する現像ローラの相対速度比 Ｄｗｓ：現像ローラ上の現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²） （２）像担持体上に帯電手段で帯電を行い、露光手段に
より画像信号に対応した静電潜像を形成し、前記静電潜
像を可視像に現像するために設けられた現像ローラに、
非磁性トナーと磁性キャリアとを有する二成分現像剤を
担持させた現像装置において、二成分現像剤のトナー濃
度Ｔｃが３＜Ｔｃ＜８（％）、非磁性トナーの帯電量Ｑ
が−５０＜Ｑ＜−２０（μｃ／ｇ）、磁性キャリアの１
キロエルステット中の磁化量Ｍが２０＜Ｍ＜７０（ｅｍ
ｕ／ｇ）、磁性キャリアの粒径ｄｔが２０＜ｄｔ＜７０
（μｍ）であり、下記の条件を満足することを特徴とす
る現像装置。

【０００８】０．０００６×Ｄｓｄ²＋０．１２８６×
Ｄｓｄ＋｛−２．４５７×（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋３
１３．１｝＜Ｖｄｃ＜０．５×Ｄｓｄ＋２９０ 但し、 Ｄｓｄ：現像ローラと像担持体との距離（μ
ｍ） Ｖｓ／Ｖｐ：像担持体に対する現像ローラの相対速度比 Ｄｗｓ：現像ローラ上の現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²） Ｖｄｃ：現像ローラに印加する直流電圧（Ｖ） （３）前記（１）又は（２）に記載の現像装置を備えた
ことを特徴とする画像形成装置。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の現像装置の実施の形態の
説明に先立って、本発明の現像装置を適用した画像形成
装置の一例の構成を説明する。図１は本発明に係わる現
像装置を備えた画像形成装置の一例を示す構成断面図で
ある。

【００１０】図１において、図示しない原稿読み取り装
置にて読み取った情報に基づき、半導体レーザ光源１か
ら露光のための光が発せられる。これをポリゴンミラー
２により振り分け、画像の歪みを補正するｆθレンズ３
を介して、感光体ドラム面上に照射され静電潜像を作
る。感光体ドラム４は、あらかじめ帯電器５により一様
帯電され、像露光のタイミングにあわせて時計方向に回
転を開始している。

【００１１】感光体ドラム面上の静電潜像は、反転現像
条件の下で現像器６により現像され、形成されたトナー
像はタイミングを合わせて搬送されてきた画像支持体
（転写紙等）８に転写器７の作用により転写される。さ
らに感光体ドラム４と画像支持体８は分離器（分離極）
９により分離されるが、現像像は画像支持体８に転写担
持されて、定着器１０へと導かれ定着される。

【００１２】感光体ドラム面に残留した未転写のトナー
等は、クリーニングブレード方式のクリーニング器１１
にて清掃され、帯電前露光（ＰＣＬ）１２にて残留電荷
を除き、次の画像形成のため再び帯電器５により、一様
帯電される。

【００１３】なお、画像支持体８は代表的には普通紙で
あるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に
限定されず、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も含まれる。

【００１４】また、本発明の画像形成装置において、感
光体ドラムと、少なくとも帯電器、像露光器、現像器、
転写器、クリーニング器の何れかを一体的に構成したプ
ロセスカートリッジを構成し、画像形成装置本体に着脱
自在に取り付けるのも好ましい態様である。さらに、本
発明に使用される好適な定着方法としては、いわゆる接
触加熱方式をあげることができる。特には熱ローラー定
着方式および固定配置された加熱体を内包した回動する
加圧部材により定着する圧接加熱定着方式をあげること
ができる。

【００１５】本発明は現在主流になっているマイナス帯
電トナーを用いる現像方法に好ましく適用することがで
きる。また、現像部として接触現像方式の一例を図２を
用いて説明する。

【００１６】図２は、図１の現像装置の構成断面図であ
り、４は感光体ドラム、６は現像器、７４は現像剤担持
体、７５は現像スリーブ、７６は磁石、７７はトナーを
含有する現像剤、７８は現像剤層規制部材、７９は現像
領域、８０は現像剤層、８１は交番電界を形成するため
の電源である。

【００１７】トナーを含有する現像剤７７はその内部に
磁石７６を有する現像剤担持体７４の磁気力により担持
され、現像スリーブ７５の移動により現像領域７９に搬
送される。この搬送に際して、現像剤層８０は現像剤層
規制部材７８により、現像領域７９において、感光体ド
ラム４と接触するようにその厚さが規制される。

【００１８】電源８１は交番電界を形成するための電源
であり、電源８１には直流を交流に直列に加えて構成さ
れている。

【００１９】像担持体（感光体ドラム）上の電位を検知
するための電位検知手段を有し、電位検知手段を用いて
検知した像担持体上の一様帯電電位と、現像剤担持体に
印加している直流電圧との差に応じて、現像剤担持体に
交流電圧と直流電圧を重畳した現像バイアスを掛け、交
流電圧のピーク間電圧は現像剤担持体に印加する直流電
圧と、像担持体上の未露光部電位ＶＩとの電位差の５倍
以内に制御している。

【００２０】次に、二成分現像剤について説明する。二
成分現像剤は非磁性トナーと磁性キャリアとを有する。

【００２１】非磁性トナーとしては、スチレン系樹脂、
ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリ
ル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂や、スチレン-アクリル系樹脂等のこれらの共重
合体樹脂又は混合した樹脂等にカラー顔料等の着色成分
や、必要に応じて帯電制御剤、ワックス等の離型剤等を
加えて、従来公知の粉砕造粒法、懸濁重合法、乳化重合
法等のトナー製造方法で得られる。即ち、従来のトナー
における球形や不定形の非磁性又は磁性のトナー粒子を
平均粒径選別手段によって選別したトナーを用いること
ができる。

【００２２】次に、磁性キャリアとしては、磁性体とし
て従来の磁性キャリアにおけると同様の、鉄、クロム、
ニッケル、コバルト等の金属、或いはそれらの化合物や
合金、例えば、四三酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化ク
ロム、酸化マンガン、フェライト、マンガン−銅系合
金、といった強磁性体ないしは常磁性体の球形化された
粒子、又はそれらの磁性体粒子の表面をスチレン系樹
脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹脂、ア
クリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等の単独、
ブレンド又は共重合体で球形に被覆することで得られ
る。また、これらの樹脂の中に、磁性体微粒子を分散し
て含有させた、いわゆる樹脂分散型キャリアも用いるこ
とができる。この場合、キャリアの形状が不定型となる
ために、比表面積が増大し、現像に必要な充分なトナー
量を、より低い表面被覆率で得ることができ、トナー飛
散が起こりにくく、現像安定性の面から好ましい。

【００２３】次に、各条件式等について説明する。 １）二成分現像剤のトナー濃度 二成分現像剤のトナー濃度Ｔｃは、二成分現像剤（トナ
ー＋キャリア）中のトナー質量％を示している。

【００２４】トナー濃度Ｔｃの許容範囲は３から８
（％）である。この範囲を超えると、トナー濃度Ｔｃが
低い場合はキャリアが付着、またトナー濃度Ｔｃが高い
場合はトナーが飛散し易くなる。好ましくは４から７
（％）である。

【００２５】２）非磁性トナーの帯電量 非磁性トナーの帯電量Ｑは、非磁性トナーに帯電する帯
電量である。トナー粒子の帯電量の許容範囲は−５０か
ら−２０（μｃ／ｇ）で、この範囲は、トナー粒子が電
界に追随するために必要で、現像性の確保やカブリや飛
散防止の観点から望ましい。好ましくは−４０〜−３０
（μｃ／ｇ）である。

【００２６】トナーの帯電量Ｑの測定方法は、導電性基
盤上に磁石で現像剤を保持させ、その上に導電性平板を
１．５ｍｍ間隔で設置する。導電性基盤と導電性平板の
間に電圧（ＤＣ；１０００Ｖ、Ｖａｃ４．０ｋｖ、ｆａ
ｃ２．０ｋＨｚ）を設け、トナーを導電性平板に付着さ
せる。この導電性平板をファラデーゲージに接続して窒
素ガスによって、トナーを吹き飛ばして、電荷量を測定
する。

【００２７】３）磁性キャリアの１キロエルステット中
の磁化量 磁性キャリアの１キロエルステット中の磁化量Ｍの許容
範囲は２０〜７０（ｅｍｕ／ｇ）である。この強さは現
像性スリーブ上の磁束密度にもよるが、現像スリーブ上
の磁束密度が通常用いられる一般的な値である５００〜
１２００ガウスの場合、２０（ｅｍｕ／ｇ）未満では磁
気的な束縛力が働かずキャリア飛散の原因となる。ま
た、７０（ｅｍｕ／ｇ）を超えるとキャリアの穂立ちが
高くなり過ぎる。好ましくは３０〜６０（ｅｍｕ／ｇ）
である。

【００２８】磁性キャリアの１キロエルステット中の磁
化量の測定方法は、キャリア粒子を０．２５ｃｍ×３ｃ
ｍ²の試料セルにタッピングしながら充填した後、試料
をピックアップコイルに付けて磁化器にセットし、直流
磁化特性自動記録装置「ＴＹＰＥ３２２７」（横河北辰
電機社製）を用いてＸ−Ｙレコーダにヒステリシスカー
ブを描かせることにより測定する。

【００２９】４）磁性キャリアの粒径 磁性キャリアの粒径ｄｔは、磁性キャリアの平均粒径で
ある。許容範囲は体積平均粒径で２０〜７０（μｍ）で
ある。この範囲にあると、現像スリーブ上に形成される
磁気ブラシの穂の状態が良好で、穂におけるトナー濃度
が高く高濃度の現像が行われる。下限許容範囲を超える
と、キャリアを十分に磁化させることが困難で、トナー
粒子と共に感光体ドラムの表面に付着するようになった
り、飛散し易くなる。また、上限許容領域を超えると、
キャリアの比表面積が小さくなるため、トナーを十分に
帯電することができず、トナー飛散も起こり易くなる。
好ましくは３０〜６０（μｍ）である。

【００３０】磁性キャリアの粒径の測定方法は、湿式分
散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＲＯ
Ｓ」（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）により測定される。先
ず、湿式分散機で磁性粒子数１０ｍｇを界面活性剤と共
に水５０ｍｇに分散させ、次いで超音波ホモジナイザー
（出力１５０Ｗ）で発熱による再凝集が起こらぬよう注
意しながら、１〜１０分間分散する前処理を行った後に
測定する。

【００３１】５）現像ローラと像担持体との距離の検討 現像ローラと像担持体との距離Ｄｓｄ（μｍ）は、現像
ローラと像担持体とのギャップである。

【００３２】画像均一性及び文字の細線再現性が良好と
なる距離Ｄｓｄと直流電圧Ｖｄｃとの関係は図３のよう
になる。

【００３３】図３において、Ａ１は画像均一性が良好と
なる領域、また、Ａ２は文字の細線再現性が良好となる
領域である。Ａ３は画像均一性が良好で、文字の細線再
現性が良好な領域である。Ｐ点は距離Ｄｓｄの許容上限
値である。

【００３４】このＰ点は、現像剤搬送量Ｄｗｓに依存
し、実験結果から求めると、図４のようになる。

【００３５】図４は、トナー供給量Ｂと距離Ｄｓｄとの
関係を示している。横軸はトナー供給量Ｂ、縦軸は距離
Ｄｓｄである。なお、トナー供給量はＢ＝Ｄｗｓ×Ｖｓ
／Ｖｐで示される。

【００３６】図４に示す回帰直線は、Ｄｓｄ＝３．４２
９（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋６３５．２である。従っ
て、距離Ｄｓｄの上限値はＤｓｄ＝３．４２９（Ｄｗｓ
×Ｖｓ／Ｖｐ）＋６３５．２となる。

【００３７】次に、距離Ｄｓｄの下限値は、特に、画像
部の画像均一性の観点より、従来より開示されている技
術から、下限値はＤｓｄ＝７．７５２（Ｄｗｓ×Ｖｓ／
Ｖｐ）となる。従って、距離Ｄｓｄの許容範囲は下記の
通りとなる。 ７．７５２（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＜Ｄｓｄ＜３．４２
９（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋６３５．２ この範囲にあると、画像均一性とさらに細線再現性を共
に満足する。この範囲を超えると、画像均一性か細線再
現性かのいずれかが満足しなくなる。

【００３８】６）像担持体に対する現像ローラの相対速
度比 像担持体に対する現像ローラの相対速度比Ｖｓ／Ｖｐ
は、像担持体速度Ｖｐに対する現像ローラ速度Ｖｓの比
である。

【００３９】Ｖｓ／Ｖｐの値は小さいと現像域に搬送さ
れるトナー量が少なくなり現像性が低下し、また、Ｖｓ
／Ｖｐの値が大きいと、ソリッド画像の端部、特に後端
部にトナーが過剰の状態で現像される偏りが発生し易
い。

【００４０】７）現像ローラ上の現像剤搬送量 現像ローラ上の現像剤搬送量Ｄｗｓ（ｍｇ／ｃｍ²）
は、現像ローラ上における現像剤の搬送量である。

【００４１】単位面積当たりの現像剤搬送量Ｄｗｓの測
定方法は、現像スリーブ上に搬送される４（ｃｍ）×
１．２５（ｃｍ）の面積の現像剤Ｄを、電磁石で吸着し
秤量して面積で割って算出する。

【００４２】８）現像ローラに印加する直流電圧の検討 直流電圧Ｖｄｃ（Ｖ）は、現像ローラに印加する直流電
圧である。トナー粒径を６．５（μｍ）、キャリア粒径
を５０（μｍ）として、距離Ｄｓｄと直流電圧Ｖｄｃを
変化させて細線再現性の実験を行った結果を表１に示
す。

【００４３】

【表１】

【００４４】図５は細線再現性が良好となる距離Ｄｓｄ
と直流電圧Ｖｄｃとの関係を示したものである。表１を
グラフ化した図５において、横軸は距離Ｄｓｄ、縦軸は
直流電圧Ｖｄｃである。図に示すＢ１は文字の細線再現
性が良好となる領域であり、Ｂ２は文字の細線再現性が
悪い文字太り領域である。

【００４５】図５に示す回帰直線は、Ｖｄｃ＝０．５×
Ｄｓｄ＋２９０である。従って、直流電圧Ｖｄｃの上限
値はＶｄｃ＝０．５×Ｄｓｄ＋２９０となる。なお、式
を求めた時の条件は、現像剤搬送量Ｄｗｓ：３０から６
０（ｍｇ／ｃｍ²）、相対速度比Ｖｓ／Ｖｐ：１から２
での値である。

【００４６】次に、直流電圧Ｖｄｃの下限値は、特に、
画像部の画像均一性より、二成分現像剤を用いた時の、
画像部の画像均一性が良好な直流電圧Ｖｄｃと距離Ｄｓ
ｄの関係は図６のようになる。図で領域Ｃ１は画像部の
濃度が良好な領域、領域Ｃ２は画像部の画像の濃度不足
領域を示している。

【００４７】図６で曲線をＶｄｃ＝ａ・Ｄｓｄ²＋ｂ・
Ｄｓｄ＋ｃとして、曲線Ａは、現像剤搬送量Ｄｗｓ：４
５（ｍｇ／ｃｍ²）、相対速度比Ｖｓ／Ｖｐ：１．０の
値で、Ｖｄｃ＝０．０００６Ｄｓｄ²＋０．１２８６Ｄ
ｓｄ＋２０９．４である。

【００４８】曲線Ｂは、現像剤搬送量Ｄｗｓ：３０（ｍ
ｇ／ｃｍ²）、相対速度比Ｖｓ／Ｖｐ：２．０の値で、
Ｖｄｃ＝０．０００６Ｄｓｄ²＋０．１２８６Ｄｓｄ＋
１５５．４である。

【００４９】曲線Ｃは、現像剤搬送量Ｄｗｓ：４５（ｍ
ｇ／ｃｍ²）、相対速度比Ｖｓ／Ｖｐ：１．５の値で、
Ｖｄｃ＝０．０００６Ｄｓｄ²＋０．１２８６Ｄｓｄ＋
５．４３である。

【００５０】上記の式から、式の第１項ａである０．０
００６と第２項ｂである０．１２８６は、トナー供給量
Ｂ（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）に依存せず一定で、第３項ｃ
のみがトナー供給量Ｂで変化していると考えると、トナ
ー供給量Ｂと第３項ｃとの関係は、図７に示すようにな
る。なお、横軸はトナー供給量Ｂ、縦軸は第３項ｃを示
している。回帰直線は第３項ｃ＝−２．４５７×Ｂ＋３
１３．１となる。従って、第３項ｃ＝−２．４５７（Ｄ
ｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋３１３．１となる。

【００５１】画像部の濃度が良好な下限はＶｄｃ＝０．
０００６×Ｄｓｄ²＋０．１２８６×Ｄｓｄ＋｛−２．
４５７（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋３１３．１｝となる。
従って、直流電圧Ｖｄｃの許容範囲は下記の通りとな
る。 ０．０００６×Ｄｓｄ²＋０．１２８６×Ｄｓｄ＋｛−
２．４５７×（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋３１３．１｝＜
Ｖｄｃ＜０．５×Ｄｓｄ＋２９０ この範囲にあると、画像均一性とさらに細線再現性を共
に満足する。この範囲を超えると、画像均一性か細線再
現性かのいずれかが満足しなくなる。

【００５２】９）交流電圧の周波数と交流電圧のピーク
電圧の検討 交流電圧の周波数ｆ（ｋＨｚ）について説明する。重合
法で作製した体積平均粒径６（μｍ）の非磁性トナー
と、重量平均粒径５０（μｍ）の磁界の強さ７９×１０
³（Ａ／ｍ）中での磁化量が５．０２×１０^-5（ｗｂ・
ｍ／ｋｇ）のキャリアを用い、トナー濃度Ｔｃとしては
６（％）、トナー帯電量を４０（μｃ／ｇ）にして下記
の実験を行った。

【００５３】電界強度は０．６５（ｋＶ／ｍｍ）で一定
とし、有機感光体と現像剤担持体との間にかける交流電
圧の周波数を１．０〜４（ｋＨｚ）とした場合のトナー
付着量Ｔｆとエッジ不良の領域を調べたところ、図８に
示す結果となった。

【００５４】図８に示すように、周波数が２（ｋＨｚ）
を超えるとトナー付着量Ｔｆは増すがエッジ不良が起こ
ることがわかり、周波数は２（ｋＨｚ）以下とするのが
よいことがわかった。

【００５５】次に、交流電圧のピーク電圧Ｖｐｐ（ｋ
Ｖ）について説明する。重合法で作製した体積平均粒径
６（μｍ）の非磁性トナーと、平均質量粒径５０（μ
ｍ）の磁界の強さ７９×１０³（Ａ／ｍ）中での磁化量
が５．０２×１０^-5（ｗｂ・ｍ／ｋｇ）のキャリアを用
い、トナー濃度として６（％）、トナー帯電量を４０
（μｃ／ｇ）にして下記の実験を行った。

【００５６】電界強度は０．６５（ｋＶ／ｍｍ）で一定
とし、有機感光体と現像剤担持体の最近接の距離Ｄｓｄ
を６５０、５２０、４２０（μｍ）としたときの、交流
電圧のピーク電圧Ｖｐｐとトナー付着量Ｔｆの関係は、
図９に示す如くであった。

【００５７】距離Ｄｓｄが大きくなるにつれて、交流電
圧のピーク電圧の適正値も大きな値となる。そして、図
９において交流電圧のピーク電圧の右側（交流電圧のピ
ーク電圧が大きい側）は、エッジ部の画質不良を起こし
た。

【００５８】これを距離Ｄｓｄと交流電圧のピーク電圧
Ｖｐｐのグラフに書き換えると図１０に示す如くにな
る。図１０中で、プロットされた点を見ると、縦軸（ピ
ーク電圧）をｙ、横軸（距離）をｘとしたときｘ、ｙの
一次式の直線上に乗っている様に見える。実際にその関
係を求めてみると、ほぼｙ＝３．１７ｘとなることが分
かった。同様に電界強度０．８０（Ｋｖ／ｍｍ）の場合
に対して求めてみると、ｙ＝４．０８５ｘとなる。

【００５９】上記２式から、電界強度と比例定数Ｋとの
関係をプロットしたのが図１１であるが、これより比例
定数Ｋ＝５．０２×電界強度＝５．０２×（Ｖｄｃ／Ｄ
ｓｄ）となる。

【００６０】従って、ピーク電圧Ｖｐｐは、Ｖｐｐ＝
５．０２×Ｖｄｃ≒５×Ｖｄｃとなる。従って、ピーク
電圧Ｖｐｐの適正範囲としては、５×Ｖｄｃ以下である
ことがわかる。

【００６１】（実験）実験は、図１及び図２に示した現
像装置を装着した画像形成装置を用いて現像を行った。
感光体ドラム４はＯＰＣ感光体で、その周速は１８０
（ｍｍ／ｓｅｃ）、現像スリーブ７５の外形は２０（ｍ
ｍ）、表面粗さはＲｚ₁＝１．２（μｍ）、また、評価
方法は、画像均一性、細線再現性、画像濃度を、良好は
○印、中間は△印、不良は×印として評価した。

【００６２】（実験１）請求項１に係わる実験結果を表
２、表３に示す。

【００６３】

【表２】

【００６４】

【表３】

【００６５】パラメータをランダムに選び実験を行った
結果、条件通りとなった。 （実験２）請求項２に係わる実験結果を表４、表５に示
す。

【００６６】

【表４】

【００６７】

【表５】

【００６８】パラメータをランダムに選び実験を行った
結果、条件通りとなった。 （実験３）請求項３に係わる実験結果を表６に示す。

【００６９】

【表６】

【００７０】パラメータをランダムに選び実験を行った
結果、条件通りとなった。 （実験４）請求項４に係わる実験結果を表７、表８、表
９に示す。

【００７１】

【表７】

【００７２】

【表８】

【００７３】

【表９】

【００７４】パラメータをランダムに選び実験を行った
結果、条件通りとなった。

【００７５】

【発明の効果】以上のように構成したので下記のような
効果を奏する。

【００７６】請求項１に記載の現像装置によれば、二成
分現像剤を用いた画像形成において特に画像均一性がよ
くなり、細線再現性も良好となる。

【００７７】請求項２に記載の現像装置によれば、二成
分現像剤を用いた画像形成において特に細線再現性がよ
くなり、画像均一性も良好となる。

【００７８】請求項３に記載の現像装置によれば、請求
項２に記載の効果に加え、画像部にエッジのかすれ、エ
ッジ強調（エッジ効果）がなく良好となる。

【００７９】請求項４に記載の現像装置によれば、二成
分現像剤を用いた画像形成において特に画像均一性がよ
くなり、さらに細線再現性も良好となる。

【００８０】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
上記記載の効果を有する現像装置を備えた画像形成装置
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる現像装置を備えた画像形成装置
の一例を示す構成断面図である。

【図２】図１に示す現像装置の構成断面図である。

【図３】画像均一性及び細線再現性が良好となる距離Ｄ
ｓｄと直流電圧Ｖｄｃとの関係を示す図である。

【図４】トナー供給量Ｂと距離Ｄｓｄとの関係を示す図
である。

【図５】細線再現性が良好となる距離Ｄｓｄと直流電圧
Ｖｄｃとの関係を示す図である。

【図６】画像部の画像均一性が良好な直流電圧Ｖｄｃと
距離Ｄｓｄの関係を示す図である。

【図７】トナー供給量Ｂと第３項ｃとの関係を示す図で
ある。

【図８】エッジ効果が不良のトナー付着量Ｔｆと交流電
圧周波数ｆの領域を示す図である。

【図９】交流電圧のピーク電圧Ｖｐｐとトナー付着量Ｔ
ｆの関係を示す図である。

【図１０】距離Ｄｓｄと交流電圧のピーク電圧Ｖｐｐと
の関係を示す図である。

【図１１】電界強度と比例定数Ｋとの関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

４ 感光体ドラム（像担持体） ６ 現像器 ８ 画像支持体（転写紙） ７４ 現像剤担持体 ７５ 現像スリーブ ７７ 現像剤 ８１ 電源 Ｄｓｄ 距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/09 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｚ ５０７Ｌ (72)発明者 小林 一敏 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 Ｆターム(参考） 2H005 AB10 EA01 EA02 EA05 FA01 2H031 AC08 AC15 AC30 AD01 BA05 BA08 BA09 CA03 CA11 DA07 2H073 AA02 BA04 BA13 BA23 BA43 CA03 2H077 AD02 AD06 AD13 AD23 AD36 BA07 DB08 DB14 EA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に帯電手段で帯電を行い、露
   光手段により画像信号に対応した静電潜像を形成し、前
   記静電潜像を可視像に現像するために設けられた現像ロ
   ーラに、非磁性トナーと磁性キャリアとを有する二成分
   現像剤を担持させた現像装置において、二成分現像剤の
   トナー濃度Ｔｃが３＜Ｔｃ＜８（％）、非磁性トナーの
   帯電量Ｑが−５０＜Ｑ＜−２０（μｃ／ｇ）、磁性キャ
   リアの１キロエルステット中の磁化量Ｍが２０＜Ｍ＜７
   ０（ｅｍｕ／ｇ）、磁性キャリアの粒径ｄｔが２０＜ｄ
   ｔ＜７０（μｍ）であり、下記の条件を満足することを
   特徴とする現像装置。 ７．７５２（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＜Ｄｓｄ＜３．４２
   ９（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋６３５．２ 但し、 Ｄｓｄ：現像ローラと像担持体との距離（μ
   ｍ） Ｖｓ／Ｖｐ：像担持体に対する現像ローラの相対速度比 Ｄｗｓ：現像ローラ上の現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）
2. 【請求項２】 像担持体上に帯電手段で帯電を行い、露
   光手段により画像信号に対応した静電潜像を形成し、前
   記静電潜像を可視像に現像するために設けられた現像ロ
   ーラに、非磁性トナーと磁性キャリアとを有する二成分
   現像剤を担持させた現像装置において、二成分現像剤の
   トナー濃度Ｔｃが３＜Ｔｃ＜８（％）、非磁性トナーの
   帯電量Ｑが−５０＜Ｑ＜−２０（μｃ／ｇ）、磁性キャ
   リアの１キロエルステット中の磁化量Ｍが２０＜Ｍ＜７
   ０（ｅｍｕ／ｇ）、磁性キャリアの粒径ｄｔが２０＜ｄ
   ｔ＜７０（μｍ）であり、下記の条件を満足することを
   特徴とする現像装置。 ０．０００６×Ｄｓｄ²＋０．１２８６×Ｄｓｄ＋｛−
   ２．４５７×（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋３１３．１｝＜
   Ｖｄｃ＜０．５×Ｄｓｄ＋２９０ 但し、 Ｄｓｄ：現像ローラと像担持体との距離（μ
   ｍ） Ｖｓ／Ｖｐ：像担持体に対する現像ローラの相対速度比 Ｄｗｓ：現像ローラ上の現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²） Ｖｄｃ：現像ローラに印加する直流電圧（Ｖ）
3. 【請求項３】 前記現像ローラに印加する直流電圧に交
   流電圧を印加する場合、交流電圧の周波数ｆがｆ＜２．
   ０（ｋＨｚ）であり、交流電圧のピーク電圧Ｖｐｐ（ｋ
   Ｖ）がＶｐｐ＜５×Ｖｄｃの条件を満足することを特徴
   とする請求項２に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 下記の条件を満足することを特徴とする
   請求項１に記載の現像装置。 ０．０００６×Ｄｓｄ²＋０．１２８６×Ｄｓｄ＋｛−
   ２．４５７×（Ｄｗｓ×Ｖｓ／Ｖｐ）＋３１３．１｝＜
   Ｖｄｃ＜０．５×Ｄｓｄ＋２９０ 但し、 Ｄｓｄ：現像ローラと像担持体との距離（μ
   ｍ） Ｖｓ／Ｖｐ：像担持体に対する現像ローラの相対速度比 Ｄｗｓ：現像ローラ上の現像剤搬送量（ｍｇ／ｃｍ²） Ｖｄｃ：現像ローラに印加する直流電圧（Ｖ）
5. 【請求項５】 前記請求項１から４のいずれか１項に記
   載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。