JP3538656B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写装置等
の画像形成装置において、１成分又は２成分の現像剤を
用いて静電潜像を非接触現像する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写装置等に用いられる
現像方法の一つとして、非磁性トナーからなる１成分現
像方法がある。この現像方法は、表面を粗面にして回転
可能に支持された円筒状のスリーブを有し、この現像ス
リーブ表面に帯電したトナーを支持し、現像領域に搬送
して現像を行うものである。

【０００３】又、１成分現像法に対して、一般に粒径が
数十〜数百μｍの磁性キャリアと、平均粒径１０μｍ前
後の非磁性トナーからなる２成分現像剤を用いた２成分
現像方法も多く用いられている。

【０００４】いずれの現像法も、トナー粒子として平均
粒径１０μｍ前後のものを用いているため、繊細な線や
点或いは濃淡差等を再現する高画質画像が得られにくい
という問題がある。こうした高画質な画像を得るために
は、トナー粒子及びキャリア粒子をより微粒子にするこ
とが必須であると考えられる。しかし、トナー粒子を特
に１０μｍ以下の微粒子にすると、現像時のクーロン
力に対して相対的にファンデルワールス力の影響が大き
くなるため、像背景の他部分にもトナー粒子が付着する
いわゆるカブリが生ずるようになり、現像剤搬送体への
直流バイアス印加によっても防ぐことが困難となる。
トナーのキャリア被覆率が高くなるため、帯電制御が困
難となる。又トナーの凝集も起こりやすくなる。２成
分現像法においては、トナーのキャリア被覆率が高くな
るため、更に帯電制御が困難となる。キャリア被覆率
を低下させるため、キャリア粒子を小さくしていくと、
キャリア粒子も像形成体の静電潜像部分に付着するよう
になる。この原因としては、磁気バイアスの力が低下し
て、キャリア粒子がトナー粒子と共に像形成体側に付着
したためと考えられる。又、バイアス電圧が大きくなる
と、像背景の他部分にもキャリア粒子が付着するように
なる。

【０００５】トナー、キャリアの微粒子化には、上述の
ような副作用の方が目立って、鮮明な画像が得られない
という問題があるため、実際に微粒子化を行うことは困
難であった。この問題を解決する方法として現像域上流
部に電極を有する板状部材を現像スリーブに当接し、前
記電極と前記現像スリーブ、前記現像スリーブと感光体
の間に、前者の方が強くなるような振動電界を形成し、
現像剤中のトナーをクラウド化して現像を行う方法が、
特開平５−３４６７３６号公報、特開平６−１７５４８
５号公報に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した制御
電極法では、制御電極上にトナーが堆積して、像形成体
上の画像を汚したり、トナーが堆積した部分は、その厚
さ分だけ誘電率が増加するため、現像性が高くなり縦ス
ジや現像ムラが発生し均一な画像が得られなくなる。

【０００７】また、制御電極の長手方向のうねりや反り
によって、現像剤搬送体−制御電極間の距離が変化する
ため、現像性が不均一となり、縦スジ、現像ムラ等の画
質低下を引き起こすという問題点があった。

【０００８】本発明は、前記制御電極法の問題点を解決
し、画像に縦スジ、現像ムラ等の発生しない、解像度及
び現像性の高い高画質の画像を安定して得られる非接触
現像装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体に
対向して設けられた現像剤搬送体と、該現像剤搬送体と
前記像形成体との間隙に絶縁性部材によって支持され、
電圧印加可能な電極部を有する制御電極を配した現像装
置において、該制御電極のない場合の現像時の前記像形
成体のトナー付着量をＭ₀（ｍｇ／ｃｍ²）、該制御電極
を有する場合の現像時の前記像形成体のトナー付着量を
Ｍ（ｍｇ／ｃｍ²）、該制御電極を前記現像剤搬送体の
周面に沿って移動させた際の現像時の前記像形成体の最
大トナー付着量をＭ_max（ｍｇ／ｃｍ²）とする時、該制
御電極は、Ｍ₀＜Ｍ＜Ｍ_maxとなる位置に設定し、かつ
０．５≦Ｍ ₀ ／Ｍ _max ≦０．８となるような交流成分を有
する現像バイアス電圧を前記現像剤搬送体に印加するこ
とを特徴とする現像装置（第１発明）、及び像形成体に
対向して設けられた現像剤搬送体と、該現像剤搬送体と
前記像形成体との間隙に絶縁性部材によって支持され、
電圧印加可能な電極部を有する制御電極を配した現像装
置において、該制御電極のない場合の現像時の前記像形
成体のトナー付着量をＭ₀（ｍｇ／ｃｍ²）、該制御電極
を有する場合の現像時の前記像形成体のトナー付着量を
Ｍ（ｍｇ／ｃｍ²）、該制御電極を前記現像剤搬送体の
周面に沿って移動させた際の現像時の前記像形成体の最
大トナー付着量をＭ_max（ｍｇ／ｃｍ²）とする時、０．
５≦Ｍ₀／Ｍ_max≦０．８となるような交流成分を有する
現像バイアス電圧を前記現像剤搬送体に印加し、かつ、
０．７≦Ｍ₀／Ｍ_max≦０．９ かつ Ｍ₀＜Ｍとなる位
置に前記制御電極を設定することを特徴とする現像装置
（第２発明）によって達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図３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
概略構成図である。

【００１１】図３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像形成体
である感光体ベルトで、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。

【００１２】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、前記感光体ベルト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。

【００１３】６は帯電手段であるスコロトロン帯電器、
７は像露光手段であるレーザビームを用いたレーザ書込
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であ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。

【００１４】前記各現像装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは
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
前記感光体ベルト１と所定の間隙を保つ各現像スリーブ
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。

【００１５】１２は転写器、１３はクリーニング装置で
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。

【００１６】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。

【００１７】先ず、本実施例による多色像の形成は、次
の像形成システムに従って遂行される。

【００１８】（イ）オリジナル画像を撮像素子が走査す
る画像データ入力部でカラー画像データを得る。（ロ）
このデータを画像データ処理部で演算処理して画像デー
タを作成する。（ハ）その画像データは一旦画像メモリ
に格納される。（ニ）次いでこの画像データは記録時取
り出されて記録部である例えば図３のカラー画像形成装
置へ入力される。

【００１９】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
タが前記レーザ書込み装置７に入力されると、レーザ書
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、予めスコロトロン帯電器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
されて行われる主走査と、感光体ベルト１の移動による
副走査によってラスター走査がなされて潜像が形成され
る。

【００２０】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（顕像媒体）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であるクリーニング
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。

【００２１】すなわち、前記感光体ベルト１は前記帯電
器６により再び帯電され、次いで第２の色信号が前記レ
ーザ書込み装置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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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ベルト表面に
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
が行われるようになっている。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】また、前記現像装置８Ａ〜８Ｄは同一の構
成からなり、さらに、前記現像装置は、２成分現像剤を
収容するものと、１成分現像剤を収容するものなどを用
いることができる。以下２成分現像剤を収容する現像装
置は符号８、１成分現像剤を収容する現像装置を８ａを
もって示す。

【００３１】本発明の現像装置は、制御電極のない場合
の現像時の前記像形成体のトナー付着量をＭ₀（ｍｇ／
ｃｍ²）、該制御電極を有する場合の現像時の前記像形
成体のトナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ²）、該制御電極
を前記現像剤搬送体の周面に沿って移動させた際の現像
時の前記像形成体の最大トナー付着量をＭ_max（ｍｇ／
ｃｍ²）とする時、該制御電極は、Ｍ₀＜Ｍ＜Ｍ_maxとな
る位置に設定することを特徴とするか、又は０．５≦Ｍ
₀／Ｍ_max≦０．８となるような交流成分を有する現像バ
イアス電圧を前記現像剤搬送体に印加することを特徴と
している。

【００３２】以下、本発明の現像装置について説明す
る。

【００３３】図１（ａ）及び図１（ｂ）は本発明の現像
装置の一例（非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２
成分の現像剤Ｄを収容し磁極上現像を行うもの）を示す
概略断面図及び要部拡大断面図である。

【００３４】図において、８１は現像剤搬送体である現
像スリーブで、アルミニウム等の非磁性材料からなり図
の矢示方向に回転可能である。８２は現像スリーブ８１
の内部に固設された複数のＮ，Ｓ磁極を周方向に有する
磁石ロールで、磁石ロール８２の一つの磁極８２ａは現
像スリーブ８１と感光体ベルト１との最近接位置８１ａ
近傍の現像域Ａの中に配設され、これを主磁極というこ
とにする。この現像スリーブ８１と磁石ロール８２とで
現像剤搬送機能を発揮する。磁石ロール８２の主磁極８
２ａを含む各磁極は５００〜１，５００ガウスの磁束密
度に磁化されており、その磁力によって現像スリーブ８
１上に現像剤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の回転によって同方
向に移動し現像域Ａに搬送される。８３は現像域Ａの上
流側に現像剤Ｄの層に当接するよう設けた電気的絶縁材
よりなる絶縁性部材である絶縁部材８３ｅ上に電圧印加
可能な電極部８３ａと、さらに電極部８３ａの下流側に
絶縁部材８３ｅを支持するために結合された支持部材８
３ｂよりなる制御電極で詳細は後述する。電極部８３ａ
は金属等の導電性材料からなり絶縁部材８３ｅの先端部
上に線状に一体に設けられる。

【００３５】８５Ａ，８５Ｂは現像剤Ｄを撹拌して成分
を均一にする撹拌スクリュー、８６は磁気ブラシの高
さ、量を規制するため設けられた非磁性体あるいは磁性
体からなる現像剤規制手段である規制ブレード、８７は
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、８８は現像剤溜ま
り、８９はケーシング、８９ａは制御電極８３の支持部
材８３ｂの基部をケーシング８９に固定するためケーシ
ング８９に設けられた支持部、９０，９０ｓは制御電極
８３の支持部材８３ｂを支持部８９ａに固定するための
押さえ板と止めネジである。

【００３６】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の他
の例である非磁性１成分現像剤を収容する現像装置８ａ
の概略断面図及び要部拡大断面図であって、図１と同一
部分は同一符号を付してあり詳細な説明は省略する。

【００３７】図において、８５Ａは現像剤Ｄを撹拌して
成分を均一にする撹拌スクリュー、８５Ｃは現像剤Ｄを
撹拌しながら現像スリーブ８１に供給するファーブラシ
である。８６Ａは現像剤層の厚さを規制する規制ブレー
ドで、現像スリーブ８１とトナーを摺擦させてトナーを
帯電させるため、ウレタンゴム、シリコンゴム等の弾性
ゴムからなる弾性ブレードタイプが好ましい。

【００３８】前記いずれの現像装置８，８ａにおいて
も、現像スリーブ８１上に形成される現像剤層は感光体
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と規制ブレード８６の間隙及び現像スリーブ８
１と感光体ベルト１の間隙Ｄsdは調整される。

【００３９】また、現像スリーブ８１には直流電源Ｅ₁
と交流電源Ｅ₂により保護抵抗Ｒ₁を介して直流成分に交
流成分を重畳した交流バイアス電圧が印加される。さら
に、電極部８３ａには直流電源Ｅ₃から保護抵抗Ｒ₂を介
して直流成分のみのバイアス電圧が印加される。電極部
８３ａには、現像剤中の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。

【００４０】以上の現像装置８，８ａでは、交流バイア
ス電圧印加によって、感光体ベルト１と現像スリーブ８
１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、制御電極８３の電極部８３ａ
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。

【００４１】この場合、電極部８３ａ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。

【００４２】上記第１の振動電界によってその電気力線
に直角の方向に、電極部８３ａ付近に達した現像剤Ｄの
トナー粒子を振動させるので、その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
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。

【００４３】この時、交流バイアス電圧は現像スリーブ
８１のみに印加されているため、前記第１の振動電界と
第２の振動電界は同位相となり、トナー粒子を第１の振
動電界から第２の振動電界に円滑に移行させる。

【００４４】以上の交流成分は波形が正弦波に限らず、
矩形波や三角波等であってもよい。そして周波数も関係
するが、電圧値は高い程現像剤Ｄの穂を振動させるよう
になって、キャリア粒子からトナー粒子の分離飛翔が行
われ易くなるが、反面、カブリや落雷現象のような絶縁
破壊が発生し易くなる。カブリの発生は直流成分で防止
し、絶縁破壊は、現像スリーブ８１の表面を樹脂や酸化
皮膜等により絶縁ないしは半絶縁にコーティングするこ
と、あるいは現像剤Ｄのキャリア粒子に後述するような
絶縁性のキャリア粒子を用いること、等によって防止す
ることができる。

【００４５】現像スリーブ８１に印加されるバイアス電
圧の交流成分の周波数は１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚ、特に
１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚであることが好ましい。

【００４６】

【００４７】また、ｈは、現像スリーブ８１や感光体ベ
ルト１への放電防止、現像性確保の点から、 ｈ＝（０．２〜０．６）×Ｄｓ_d であることが好ましい。

【００４８】（第１発明）前記現像装置８及び現像装置
８ａにおいて、制御電極８３の設置位置は、図１（ｂ）
及び図２（ｂ）に示すように、現像域Ａ内部又は現像域
Ａより現像スリーブ８１の回転に対し上流部にすると共
に、同一の現像バイアス電圧を印加した状態で、制御電
極８３のない場合の現像時の感光体ベルト１のトナー付
着量をＭ₀（ｍｇ／ｃｍ²）、制御電極８３を有する場合
の制御電極８３の任意の位置にした現像時の感光体ベル
ト１のトナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ²）、制御電極８
３を現像スリーブ８１の周面に沿って移動させた際の現
像時の感光体ベルト１の最大トナー付着量をＭ_max（ｍ
ｇ／ｃｍ²）とする時、 Ｍ₀＜Ｍ＜Ｍ_max となる位置に設定するのが良い。

【００４９】Ｍ≦Ｍ₀となる設定位置では、制御電極８
３部分が現像に関与する割合が大きく、制御電極８３に
よる穂立ちの抑制や現像剤の搬送が過剰に抑制され、現
像性が低いため使用不可能となる。

【００５０】Ｍ＝Ｍ_maxとなる設定位置では、制御電極
８３が現像に関与する割合が大きいため、電極部８３ａ
のトナー汚れが大きくなり、また設定精度により画像濃
度が大きな影響を受け好ましくない。制御電極８３の設
定位置は現像性が電極部８３ａの位置に鈍感になる位置
に設定するのが好ましい。

【００５１】特に前記現像時の感光体ベルト１のトナー
付着量Ｍが Ｍ＝（０．６〜０．９）×Ｍ_max となる領域に設定すると、現像性に対する電極部８３ａ
の影響が適度となり、電極部８３ａの汚れ等による画像
の濃度ムラや縦スジ等が発生しなくなる。

【００５２】また、感光体ベルト１の現像時のトナー付
着量Ｍは、制御電極８３が現像剤搬送方向上流側に配置
されるに従い、前記Ｍ_maxからＭ₀に低下する領域がある
が、この領域に制御電極８３ａを設定するのが好まし
い。Ｍ_maxとなる位置から下流側でＭ₀→Ｍ_maxとなる領
域では制御電極８３が現像域Ａに入り込み過ぎているた
め、現像に制御電極８３の影響が大きく現れ、制御電極
８３上の汚れや、うねり、反り等の影響が大きくなるた
め現像ムラや縦スジが発生し易い。

【００５３】図４は制御電極８３の設定位置と感光体ベ
ルト１の現像時のトナー付着量との関係を示すグラフで
ある。ｄは感光体ベルト１と現像スリーブ８１との最近
接位置８１ａと制御電極８３の下流側先端との間の距離
（ｍｍ）を表し、Ａ，Ｂの領域は適正な現像が行われる
領域であり、特に好ましくはＣ，Ｄの領域であり、最も
好ましいのはＤの領域である。

【００５４】（第２発明）前記現像装置は次のように現
像バイアス電圧を選択することによってさらに、性能を
向上させることができる。

【００５５】制御電極８３のない場合の現像時の感光体
ベルト１へのトナー付着量をＭ₀ （ｍｇ／ｃｍ^２）、制
御電極８３を有する場合の現像時の感光体ベルト１への
トナー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ²）、制御電極８３を現
像スリーブ８１の周面に沿って移動させた際の現像時の
感光体ベルト１への最大トナー付着量をＭ_max（ｍｇ／
ｃｍ²）とする時、 ０．５≦Ｍ₀／Ｍ_max≦０．８ となるような交流成分を有する現像バイアス電圧を前記
現像剤搬送体に印加すると共に、 ０．７≦Ｍ₀／Ｍ_max≦０．９ かつ Ｍ₀＜Ｍ となる位置に制御電極８３を設定するのが好ましい。

【００５６】Ｍ₀／Ｍ_max＜０．５ となる場合は制御電極８３の効果が大き過ぎて、電極部
８３ａの汚れ、制御電極８３のそり、うねりによる縦ス
ジ、濃度ムラが発生し易い。

【００５７】０．８＜Ｍ₀／Ｍ_max となる場合は制御電極８３への放電が起こり画像乱れが
発生し、制御電極８３の効果が小さくなる。

【００５８】図５は前記現像バイアス電圧を変えた場合
の制御電極８３の設定位置と感光体ベルト１の現像時の
トナー付着量との関係を示すグラフである。図のｄは感
光体ベルト１と現像スリーブ８１との最近接位置８１ａ
と制御電極８３の下流側先端との間の距離（ｍｍ）を表
している。

【００５９】図５は現像バイアス電圧を適正にし、ある
現像剤についてＭ₀ ＝０．５（ｍｇ／ｃｍ²）、Ｍ_max＝
０．９（ｍｇ／ｃｍ²）、すなわちＭ₀／Ｍ_max＝０．５
６となるように選択したときのグラフで、バイアス電圧
の良好な場合を示す。

【００６０】図６は現像バイアス電圧を過度に高くし
て、Ｍ₀ ＝１．５（ｍｇ／ｃｍ²）、Ｍ_max＝１．８（ｍ
ｇ／ｃｍ²）、すなわちＭ₀／Ｍ_max＝０．８３となるよ
うに選択したときのグラフで、この場合は制御電極８３
への放電が起き易く不適当である。

【００６１】図７は現像バイアス電圧を低くして、Ｍ₀
＝０．３（ｍｇ／ｃｍ²）、Ｍ_max＝０．８（ｍｇ／ｃｍ
²）、すなわちＭ₀／Ｍ_max＝０．３８となるように選択
したときのグラフで、この場合は制御電極８３の効果が
大き過ぎて画像の濃度ムラが起き易く不適当である。

【００６２】反転現像の場合好ましいバイアス電圧は，
図１（ａ）及び図２（ａ）の各電源の電圧ｅ₁（Ｅ₁の電
圧 ），ｅ₂（Ｅ₂の電圧），ｅ₃（Ｅ₃の電圧）は ｅ₁：トナーと同極性で絶対値で３００〜２０００Ｖ、 ｅ₂（Ｖ_0-P）：１００Ｖ〜２０００Ｖ、 ｅ₃：トナーと同極性で絶対値でｅ₁に対し、０．５ｅ₁
＜ｅ₃＜１．５ｅ₁の範囲にあることが現像性の確保と電
極部８３ａのトナー付着を防止する点から好ましい。

【００６３】Ｍ_maxの制御はｅ₁，ｅ₂を変更する他、ｅ₃
の調整でも行うことができる。

【００６４】以上のようにバイアス電圧を設定すること
で制御電極８３の効果を適正化し、縦スジや濃度ムラの
発生を防止することができる。

【００６５】次ぎに、本発明の現像装置８，８ａに用い
られる制御電極８３の構成について説明する。

【００６６】制御電極８３は、図８（ａ）に示すよう
に、電極部８３ａを支持するセラミックからなる絶縁性
部材である絶縁部材８３ｅと、その絶縁部材８３ｅを支
持する支持部材８３ｂからなる。絶縁部材８３ｅと支持
部材８３ｂは接着剤等によりそれぞれの一部を接着して
一体に結合される。

【００６７】絶縁部材８３ｅは狭い現像域Ａの空間に設
置できるよう薄く、かつ制御電極８３の全体の直線性を
保持するために、絶縁部材８３ｅは下記のような材料よ
りなることが好ましい。

【００６８】（絶縁部材８３ｅの材質）絶縁部材８３ｅ
としては例えば、ポリエステル、ポリイミド、ガラスエ
ポキシ、エチレン−４フッ化エチレン共重合体、４フッ
化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体、ポリ４フッ
化エチレン、ポリアミドイミド、ポリスルホン、トリア
ジン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン
等の絶縁性樹脂、又はこれらをガラス繊維等で強化した
複合材料の他、紙、紙フェノール、ワニス、シリコンゴ
ム等の材料、また、セラミック系の材料として、アルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃）系、単結晶サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）、フ
ォルステライト（２ＭｇＯ／ＳｉＯ₂）系、ステアタイ
ト(ＭｇＯ／ＳｉＯ₂）系、ジルコン（ＺｒＯ₂・Ｓｉ
Ｏ₂）系、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５Ｓ
ｉＯ₂）系、チタニア系、炭化珪素（ＳｉＣ）系、窒化
珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）系、ジルコニア（ＺｒＯ₂）系、サーメ
ット系の各セラミックを用いることができる。

【００６９】絶縁部材８３ｅに適当な弾性を付与するた
めに、上記セラミックに５〜２０重量％の樹脂を含有さ
せたものを用いても良い。また、現像スリーブ８１側の
面の表面粗さを小さくするために、絶縁部材８３ｅの表
面は研磨処理されていることが望ましい。

【００７０】（電極部８３ａの形成法）以上の絶縁部材
８３ｅに電解銅箔、焼きなまし電解銅箔、ベリリウム銅
箔等を接着剤によって貼り付け、従来公知のフォトポリ
マーを用いたフォトエッチング法、スクリーン印刷によ
るエッチングレジスト構成法により、絶縁部材８３ｅ上
に必要な電極部８３ａを形成する。この他、導電性イン
キを凸版、孔版、凹版、平版によって電極部８３ａに対
応して印刷する方法や、金属を蒸着する方法を用いるこ
とができる。

【００７１】図８（ｂ）は電極部８３ａの下流先端と絶
縁部材８３ｅの下流先端が一致する例、図８（ｃ），
（ｄ）は絶縁部材８３ｅの先端部にガラスエポキシ板等
の絶縁材よりなるひさし部材８３ｃを接着剤等により接
着し、その絶縁部材８３ｅとひさし部材８３ｃとの間に
電極部８３ａを形成した例を示し、また図８（ｅ）は上
記ひさし部材８３ｃの先端下面に電極部８３ａを形成し
た例を示している。

【００７２】制御電極８３はまた、図９（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、断面が円形又は
四辺形の線状電極を、絶縁部材８３ｅの先端部に接着剤
等を用いて接着して、電極部８３ａを形成したものを使
用することができる。さらに、図９（ｅ）に示すよう
に、絶縁部材８３ｅの先端部に切り込み８３ｆを設けそ
こに線状電極を埋め込んで電極部８３ａを形成すること
もできる。またさらに図９（ｆ），（ｇ）に示すよう
に、絶縁部材８３ｅの先端部にひさし部材８３ｃを設
け、そのひさし部材８３ｃの先端下面に線状電極を接着
して電極部８３ａを設ける構成としてもよい。

【００７３】（線状電極の材質）上記線状電極の材質
は、銅、銅−亜鉛、銅−カドミウム、リン青銅、銅−ベ
リリウム、コルソン合金、アルミニウム、アルミニウム
合金、タンタル、タングステン、ニッケル、モリブデ
ン、ステンレス鋼、金、チタン、クロム、パラジウム、
銀等の金属、酸化銅等の金属酸化物、ガラスに銅粉、グ
ラファイト、ニッケル、銀等ををコーティングした複合
物、又はグラファイト、カーボン繊維等の導電性材料を
用いることができる。これらの材料は、放電防止、防
錆、強度付与のため、絶縁被覆されていることが望まし
い。

【００７４】（支持部材８３ｂの材質）支持部材８３ｂ
の材質は、直線性が高く、かつ弾性を有する金属薄板が
好ましい。例えば、上記線状電極に用いる金属や合金を
用いることができるが、特にこれらのうち、コスト、可
撓性の観点からステンレス鋼の薄板を用いることが好ま
しい。

【００７５】支持部材８３ｂの厚さは、材質にもよる
が、絶縁部材８３ｅとの結合の容易さを考慮して、０．
０５ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。０．０５ｍｍより薄いと
絶縁部材８３ｅと結合するとき、しわ、歪みが発生し易
くなる。１ｍｍより厚くなると、弾性が失われ、制御電
極８３の設定の自由度が狭くなる。

【００７６】支持部材８３ｂに上記金属薄板を用いる場
合、現像スリーブ８１印加する電圧や感光体電位のリー
クを防止するために、金属薄板はフッ素系樹脂等により
絶縁被覆することが好ましい。

【００７７】電極部８３ａの周方向の長さは、現像スリ
ーブ８１の径や搬送速度にもよるが、０．０５〜５ｍ
ｍ、特に０．１〜１ｍｍが好ましい。０．０５ｍｍ以下
では充分なトナー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
となるため現像性が低下する。

【００７８】制御電極８３の電極部８３ａと絶縁部材８
３ｅとの厚みの和ｔ（図８参照）は、感光体ベルト１と
現像スリーブ８１との最近接距離である現像距離をＤｓ
ｄ（ｍｍ）とすると、 （１／１０）Ｄｓｄ＜ｔ＜（２／３）Ｄｓｄ であることが好ましい。

【００７９】ｔ＞（２／３）Ｄｓｄでは、電極部８３ａ
の上に感光体である誘電体が接近するため、電極部８３
ａ上で電界強度が強くなり電極部８３ａに高いバイアス
電圧を印加した時に、潜像を乱したり、多色画像形成時
に像形成体である感光体ベルト１上の多色トナーを引き
はがす恐れがある。

【００８０】ｔ＜（１／１０）Ｄｓｄでは、電極部８３
ａが感光体ベルト１から離れるため、電界が弱まり充分
なトナークラウドが形成されない。また、絶縁部材８３
ｅが薄くなりその剛性が低くなり割れ易くなる。

【００８１】制御電極８３の厚みは、マイクロメータ
（ミツトヨ製、Ｍ３２０−２５Ａ）によって、制御電極
８３の現像スリーブ８１の回転軸方向について２０点測
定して値の平均値を制御電極８３の厚みｔとした。

【００８２】図１０は電極部８３ａの幅と現像域Ａの幅
との関係を示す図である。図１０において、Ｗ₃は電極
部８３ａの幅（現像スリーブ８１の軸方向の長さ）、Ｗ
₄は現像スリーブ８１ａ上の現像域Ａの幅（現像剤Ｄ層
の幅）とすると、Ｗ₃＞Ｗ₄として、電極部８３ａに直流
電圧を印加するためのターミナル部８３ａ２も、現像域
Ａの幅Ｗ₄より外側になる部分に設け、不要なトナーク
ラウドの発生を防止する。

【００８３】さらに、現像スリーブ８１の表面粗さＲｚ
₁（μｍ）と絶縁部材８３ｅの現像スリーブ８１に対向
する面の粗さＲｚ₂（μｍ）は、Ｒｚ₂≧Ｒｚ₁になる
と、現像スリーブ８１上に搬送される現像剤が絶縁部材
８３ｅに搬送を阻害されて、現像域Ａ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 Ｂ ０６０１に準じ、ミツトヨ製Ｓｕｒｆｔ
ｅｓｔ−４０２を用いて、基準長さ２５ｍｍで測定を行
った。

【００８４】次に、現像剤（トナー及びキャリア粒子）
について説明する。

【００８５】一般にトナー粒子は、平均粒径が小さくな
ると、定性的に粒径の二乗に比例して帯電量が減少し、
相対的にファンデルワールス力のような付着力が大きく
なって、飛散し易くなり、カブリが発生し易くなる一
方、磁気ブラシのキャリア粒子から離れにくくなったり
する。そして、従来の磁気ブラシ現像方法では、平均粒
径が１０μｍ以下になると、このような問題が顕著に現
れるようになる。その点を本発明の現像装置では磁気ブ
ラシによる現像を二重の振動電界下で行うことで解消す
るようにしている。

【００８６】トナーの体積平均粒径Ｄ₅₀（μｍ）が大き
くなると、既に触れているように、画像の荒れが目立つ
ようになる。Ｄ₅₀が１０μｍ以下の微粒子化したトナー
を用いると、解像力は格段に向上して、濃淡差も忠実に
再現した鮮明な高画質画像を与えるようになる。Ｄ₅₀が
２０μｍ以上では、画質の低下を生じ、１μｍ以下にな
ると摩擦によるキャリアへの付着（トナースペント）や
キャリア被覆率が高くなるため、帯電不良、飛散等が起
こり易くなる。

【００８７】以上の理由からトナーの体積平均粒径Ｄ₅₀
は１〜２０μｍ、好ましくは４μｍ＜Ｄ₅₀＜８μｍであ
る。

【００８８】Ｄ₅₀＞８μｍでは粒径が大きく解像力が不
足し、Ｄ₅₀＜４μｍでは凝集力が大きく、摩擦帯電不良
となり易い。

【００８９】ここで、平均粒径に用いた体積平均粒径Ｄ
₅₀はコールターカウンターＴＡ−II型（アパーチャー１
００μｍ、コールター社製）で測定された。

【００９０】また、トナー粒子が電界に追随するため
に、トナー粒子の帯電量の絶対値は２成分現像剤におい
ては１〜３μＣ／ｇより大きいこと好ましくは３〜５０
μＣ／ｇであること、１成分現像剤においては絶対値で
１〜３０μＣ／ｇ、特に１〜２０μＣ／ｇにするのがが
現像性確保、カブリや飛散防止の観点から望ましい。

【００９１】ここで上記非磁性トナーの平均帯電量Ｑ₁
は、２ｃｍ×５ｃｍの導電性板を、前述した規制ブレー
ド８６Ａを備え、直径２０ｍｍの現像スリーブ８１を有
する現像装置（８ａ）に、最近接距離０．７ｍｍで対向
させ、現像スリーブ８１に帯電させた１成分現像剤を供
給して２００ｒｐｍで回転させながら現像スリーブ８１
にＤＣとＡＣの重畳電圧（例えばＤＣ；１０００Ｖ、Ａ
Ｃ；７５０Ｖ_O-P、ＡＣ周波数８ｋＨｚ）を印加して、
前記導電性板上に現像剤中のトナーを現像し、このトナ
ーが現像された導電性板をファラデーゲージに接続して
トナーを窒素ガスによって吹き飛ばし、このとき飛ばさ
れたトナーの電荷量と重量とを測定することにより得ら
れる値である。

【００９２】このようなトナーのバインダー樹脂として
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、これらのスチレン−ア
クリル系樹脂等の共重合体樹脂又は混合した樹脂等が好
ましい。これらの樹脂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
のトナー製造方法と同等の方法によって作ることができ
る。また、これらの樹脂中に磁性体を含有させた磁性１
成分トナーも用いることができる。

【００９３】１成分現像剤としては上記磁性トナーに、
コロイダルシリカ等の流動化剤を添加して、そのまま現
像剤として用いることができる。

【００９４】２成分現像剤を用いる現像装置８は、像形
成体である感光体ベルト１に対して非接触に保ち、第１
及び第２の振動電界によってトナークラウドを発生さ
せ、感光体ベルト１への分離飛翔を向上させ、静電像へ
の選択吸着性を向上させて、キャリア粒子の感光体ベル
ト１への付着を防止し、従ってトナー粒子やキャリア粒
子に微粒子のものを用いることを可能にして、高画質画
像の現像が行われるようになるが、２成分現像法におい
ては上記トナーと次のようなキャリア粒子からなる現像
剤Ｄを用いることが好ましい。

【００９５】一般に磁性キャリア粒子は平均粒径が大き
いと、現像スリーブ８１上に形成される磁気ブラシの穂
の状態が粗くなるために、電界により振動を与えながら
静電潜像を現像しても、トナー像にムラが現れ易く、穂
におけるトナー濃度が低くなるので高濃度の現像が行わ
れない等の問題点がある。この問題点を解消するには、
磁性キャリア粒子の平均粒径ｄｃを小さくすればよく、
実験の結果体積平均粒径ｄｃが１０〜６０μｍ、好まし
くは２０〜５０μｍであると上記問題点は発生しないこ
とが判明した。

【００９６】ｄｃが１０μｍ以下であると、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
体ベルト１表面に付着するようになったり、飛散し易く
なる。

【００９７】また、ｄｃが６０μｍ以上になると、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
することができない。また、被覆率が高くなるためトナ
ー飛散も起こり易くなる。

【００９８】上記体積平均粒径ｄcは、湿式分散機を備
えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＲＯＳ」（Ｓ
ＹＭＰＡＴＥＣ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５０ｍ
ｇに分散させ、次いで超音波ホモジナイザー（出力１５
０Ｗ）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した
値である。

【００９９】キャリアの磁化の強さ（σ１０００)は、
５〜６０ｅｍｕ／ｇ、好ましくは１０〜４０ｅｍｕ／ｇ
である。この強さは現像スリーブ８１上の磁束密度にも
よるが、現像スリーブ８１の一般的な磁束密度が５００
〜１，２００ガウスにおいては、５ｅｍｕ／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、６０ｅｍｕ／ｇを超えるとキャリアの穂立ちが高く
なり過ぎ、感光体ベルト１と非接触状態を保つことが困
難になる。

【０１００】キャリアの磁化の強さの測定は、キャリア
粒子を０．２５ｃｍ×３ｃｍ²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「ＴＹ
ＰＥ３２５７」（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行わ
れる。

【０１０１】このような磁性キャリアは、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、ある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、といった強磁性体の球形化された粒子、又はそれら
の球形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，エポキシ系樹脂，ポリエステル系樹
脂，シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等の単独、又は共重
合体で球形に被覆することで得られる。

【０１０２】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。

【０１０３】以上を纏めると、本発明の現像装置におい
て、好ましいトナー粒子は、キャリア粒子について述べ
たような樹脂及びさらには磁性体の微粒子を用い、それ
にカーボン等の着色成分や必要に応じて帯電制御剤等を
加えて、従来公知のトナー粒子製造方法と同様の方法に
よって作ることができる体積平均粒径が２０μｍ以下、
特に好ましくは３〜１０μｍの粒子からなるものであ
る。

【０１０４】本発明の２成分現像剤を用いる現像装置８
には、以上述べたような球状のキャリア粒子とトナー粒
子とが従来の２成分現像剤におけると同様の割合で混合
した現像剤が好ましく用いられるが、キャリアとして、
一般のコーティングキャリア（密度５〜８ｇ／ｃｍ³）
を使用した場合、現像剤中のトナー濃度は２〜３０重量
％、好ましくは５〜２０重量％である。

【０１０５】２重量％より小であると、現像に必要なト
ナー数が確保できなく、被覆率が低下するため帯電過
剰、現像性低下を招く。

【０１０６】３０重量％より大であると、被覆率が大と
なり、帯電不良、トナー飛散が起こり易くなる。

【０１０７】ただし、現像剤中のキャリアとして前述し
たような密度の比較的軽い（２〜４ｇ／ｃｍ³）樹脂分
散型キャリアを用いた場合の現像剤中のトナー濃度は、
一般の樹脂被覆キャリアを用いる場合よりもやや高く、
５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％とす
るのがよい。

【０１０８】〔本発明の実施例と比較例のテスト〕 （第１発明の比較テスト）実施例１，２及び比較例１〜
３は１成分現像剤を用いるもので、図２に示した現像装
置８ａを用い、感光体ベルト１はＯＰＣ感光体で、その
周速は１８０ｍｍ／ｓｅｃ．、感光体ベルト１上に形成
された静電潜像の最高電位は−８５０Ｖ（非画像部電
位）、最低電位はー５０Ｖ（画像部電位）、現像スリー
ブ８１の外径２０ｍｍ、現像スリーブ８１の回転数１７
２ｒｐｍ、現像スリーブ８１の表面粗さＲ_z1＝２．５μ
ｍで、その他のプロセス条件は後述の表１に記載した通
りである。

【０１０９】実施例３，４、比較例４〜６は２成分現像
剤を用いるもので、図１に示した現像装置８を用い、感
光体ベルト１はＯＰＣ感光体で、その周速は１８０ｍｍ
／ｓｅｃ．、感光体ベルト１上に形成された静電潜像の
最高電位は−８５０Ｖ（非画像部電位）、最低電位は−
５０Ｖ（画像部電位）、現像スリーブ８１の外径２０ｍ
ｍ、現像スリーブ８１の回転数３９０ｒｐｍ、現像スリ
ーブ８１の表面粗さＲ_z1＝１．８μｍ、磁石ローラ８２
の磁極の強さは７００ガウスで、その他のプロセス条件
は後述の表１に記載した通りである。

【０１１０】実施例１〜４の制御電極８３は図１１に示
す構成と寸法のもので、絶縁部材８３ｅとして厚さ０．
１ｍｍのガラスエポキシ板を用い、図１１に図示したよ
うに、電極部８３ａは、周方向の幅０．５ｍｍ、厚さ
０．０２ｍｍの銅泊を用いてラミネートエッチング法に
よって形成した。さらに、厚さ０．１ｍｍのステンレス
鋼板からなる支持部材８３ｂを接着剤によって絶縁部材
８３ｅに装着し、この制御電極８３を、現像装着８のケ
ーシング８９に固定した。絶縁部材８３ｅの現像スリー
ブ８１側の表面粗さはＲｚ＝０．８μｍ、電極部８３ａ
の高さｈは０．２５ｍｍである。

【０１１１】比較例１〜３の制御電極８３も図１１に示
す構成と寸法を有するもので、絶縁部材８３ｅとして厚
さ０．１ｍｍのガラスエポキシ板を用い、電極部８３ａ
は、周方向の幅０．５ｍｍ、厚さ０．０２ｍｍの銅泊を
用いてラミネートエッチング法によって形成した。

【０１１２】いずれの実施例及び比較例の現像剤の規制
ブレード８６，８６Ａはウレタンゴムよりなる弾性ブレ
ードを用いた。１成分現像剤を用いたときの制御電極８
３の設定位置ｄ（ｍｍ）は図１５，表１に示した値と
し、また２成分現像剤を用いたときの制御電極８３の設
定位置ｄ（ｍｍ）は図１６，表１に示した値としてい
る。

【０１１３】そして下記のトナーを用いている。

【０１１４】（１成分現像剤）（実施例１，２、比較例
１〜３用） スチレン−アクリル樹脂１００重量部、カラー顔料１０
重量部、ニグロシン２重量部を溶融・混練した後、粉砕
・分級して、体積平均粒径５．５μｍのイエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの各トナーを得た。この各トナ
ーに流動化剤としてコロイダルシリカをそれぞれ２重量
部添加したものをそのまま現像剤として用いた。

【０１１５】帯電量Ｑ₁は、Ｙ；−３．２μＣ／ｇ、
Ｍ；−２．７μＣ／ｇ、Ｃ；−３．２μＣ／ｇ、Ｋ；−
３．４μＣ／ｇである。

【０１１６】（２成分現像剤）（実施例３，４，１１，
１２、比較例４〜６，１１〜１５用） キャリア：磁化の強さが２５ｅｍｕ／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、表面被覆して得た球形キャリア。体積平均粒径は
４５μｍ。

【０１１７】トナー：スチレン−アクリル樹脂１００重
量部、カラー顔料１０重量部、ニグロシン１重量部を溶
融・混練した後、粉砕・分級して、体積平均粒径５．５
μｍのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナ
ーを得た。この各トナーに流動化剤としてコロイダルシ
リカをそれぞれ２重量部添加したものを実際には用い
た。

【０１１８】現像剤の調整 これらのトナー、キャリアを、トナーの濃度が７ｗｔ％
となるように混合して現像剤を調整した。

【０１１９】帯電量は、Ｙ；−２０．５μＣ／ｇ、Ｍ；
−２１．３μＣ／ｇ、Ｃ；−２０．７μＣ／ｇ、Ｋ；−
２２．０μＣ／ｇである。

【０１２０】（制御電極８３の設定位置） イ）１成分（実施例１，２、比較例１〜３） 上記制御電極８３を備え、Ｄｓｄ＝０．３ｍｍとした現
像装置によって、図１５（ａ）に示す電圧条件で電極設
定位置ｄ（ｍｍ）を変化させて感光体ベルト１へのトナ
ー付着量Ｍを調べた。同時に、同一の印加電圧で、制御
電極８３を有しない場合の感光体ベルト１のトナー付着
量Ｍ₀も調べた。

【０１２１】感光体ベルト１上のトナー付着量Ｍ、Ｍ
_max、Ｍ₀の測定方法としては、感光体上に所定のバイア
ス（図１５（ａ）に記載されたバイアスで、最高濃度画
像部分（本例では感光体表面電位−５０Ｖ部分））のベ
タ画像を感光体上に形成する。このトナーを、面積（ｃ
ｍ²）と重量（ｍｇ）を予め測定してる粘着テープによ
り感光体から剥離し重量を測定する。トナー剥離前後の
テープの重量差とテープの粘着面の面積から、 トナー付着量Ｍ（ｍｇ／ｃｍ²）＝テープ重量差（ｍ
ｇ）／テープ粘着面面積（ｃｍ²） で算出される。トナー付着量Ｍ_maxの求め方としては、
制御電極８３の位置を、シックネスゲージ等を用いて、
０．０５ｍｍ単位で現像剤搬送体の周方向（ｄ方向）に
移動させながら現像を行い、上記測定を繰り返し、最も
付着量が多かった場合をＭ_max、制御電極を装着せずに
同様に感光体上のトナー付着量を調べたものをＭ₀とし
た。

【０１２２】制御電極８３の設定位置を、それぞれ表１
に示したｄ（ｍｍ）の値に設定して比較実験を行った。

【０１２３】ロ）２成分（実施例３，４、比較例４〜
６） 上記制御電極８３を備え、Ｄｓｄ＝０．５ｍｍとした現
像装置によって、図１６（ａ）に示す電圧条件で電極設
定位置ｄ（ｍｍ）を変化させて感光体ベルト１へのトナ
ー付着量Ｍを調べた。同時に、同一の印加電圧で、制御
電極８３を有しない場合の感光体ベルト１のトナー付着
量Ｍ₀も調べた。

【０１２４】感光体ベルト１上のトナー付着量Ｍ、Ｍ
_max、Ｍ₀の測定方法としては、感光体上に所定のバイア
ス（図１６（ａ）に記載されたバイアスで、最高濃度画
像部分（本例では感光体表面電位−５０Ｖ部分））のベ
タ画像を感光体上に形成する。このトナーを、面積（ｃ
ｍ²）と重量（ｍｇ）を予め測定している粘着テープに
より感光体から剥離し重量を測定する。トナー剥離前後
のテープの重量差とテープの粘着面の面積から、 トナー付着量Ｍ（ｍｇ／ｃｍ²）＝テープ重量差（ｍ
ｇ）／テープ粘着面面積（ｃｍ²） で算出される。トナー付着量Ｍ_maxの求め方としては、
制御電極８３の位置を、シックネスゲージ等を用いて、
０．０５ｍｍ単位で現像剤搬送体の周方向（ｄ方向）に
移動させながら現像を行い、上記測定を繰り返し、最も
付着量が多かった場合をＭ_max、制御電極を装着せずに
同様に感光体上のトナー付着量を調べたものをＭ₀とし
た。

【０１２５】制御電極８３の設定位置を、それぞれ表１
に示したｄ（ｍｍ）の値に設定して比較実験を行った。

【０１２６】

【表１】

【０１２７】これらの現像プロセス、キャリア、トナー
を用い、図１５，１６及び表１中に示した条件で、５万
枚のフルカラー画像記録を行ったところ、実施例１〜４
では、最初から最後まで、縦スジ、画像ムラがなく、画
像濃度、解像力の高い画像を安定して得ることができ
た。

【０１２８】一方、これに対し、比較例１〜６では、表
１に示したように、１万あるいは１万５千コピーで、制
御電極８３の汚れによる縦スジや画像ムラが発生する、
又は現像性不足により、安定した画像形成を行うことが
できなかった。

【０１２９】（第２発明の比較テスト）第１発明の比較
テストと全く同一の装置と２成分現像剤を用い（実施例
１１，１２、比較例１１〜１５）、制御電極８３の設定
位置、現像スリーブ８１に印加するバイアス電圧その他
の条件を、表２，図１２〜１４に示した値に設定して比
較実験を行った。

【０１３０】

【表２】

【０１３１】表２の条件で５万枚のフルカラー画像記録
を行ったところ、実施例１１，１２では、最初から最後
まで、縦スジ、画像ムラがなく、画像濃度、解像力の高
い画像を安定して得ることができた。

【０１３２】一方、これに対し、比較例１１〜１５で
は、表２に示したように、数千コピーで、制御電極８３
の汚れ、うねり、反りによる縦スジや現像ムラの発生、
又は現像性不足により、安定した画像形成を行うことが
できなかった。

【０１３３】

【発明の効果】本発明によるときは、制御電極法の問題
点を解決し、制御電極板のうねり、反りによる、縦ス
ジ、現像ムラ等がなく、解像度及び現像性の高い高画質
の画像を安定して得られる非接触現像の現像装置を提供
することができることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一例を示す概略断面図及び
要部拡大断面図である。

【図２】本発明の現像装置の他の例を示す概略断面図及
び要部拡大断面図である。

【図３】本発明の現像装置を備えたカラー画像形成装置
の一例を示す概略構成図である。

【図４】第１発明の現像装置の制御電極の設定位置と現
像時の像形成体のトナー付着量との関係を示すグラフで
ある。

【図５】第２発明の現像装置の制御電極の設定位置と現
像時の像形成体のトナー付着量との関係を示すグラフで
ある。

【図６】図５の電極設定位置とトナー付着量との他の関
係を示すグラフである。

【図７】図５の電極設定位置とトナー付着量とのさらに
他の関係を示すグラフである。

【図８】図１及び図２の制御電極の構成を示す断面図で
ある。

【図９】図１及び図２の制御電極の他の構成を示す断面
図である。

【図１０】図１及び図２の現像剤搬送体と電極部等との
幅の関係を示す平面図である。

【図１１】比較テストの実施例及び比較例に用いた制御
電極の断面図である。

【図１２】実施例１１、１２及び比較例１１〜１３の条
件を示すグラフである。

【図１３】比較例１４の条件を示すグラフである。

【図１４】比較例１５の条件を示すグラフである。

【図１５】１成分現像での実施例１，２、比較例１〜３
での制御電極の設定位置と、トナー付着量を示すグラフ
である。

【図１６】２成分現像での実施例４〜６での制御電極の
設定位置と、トナー付着量を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 感光体ベルト（像形成体） ８，８Ａ〜８Ｄ，８ａ 現像装置 ８１ 現像スリーブ（現像剤搬送体） ８２ 磁石ロール ８２ａ 主磁極 ８３ 制御電極 ８３ａ 電極部 ８３ｂ 支持部材 ８３ｃ ひさし部材 ８３ｅ 絶縁部材（絶縁性部材） ８６，８６Ａ 規制ブレード Ａ 現像域 Ｅ₁，Ｅ₃ 直流電源 Ｅ₂ 交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−140789（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−333983（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 502 G03G 15/06 101

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体に対向して設けられた現像剤搬
   送体と、該現像剤搬送体と前記像形成体との間隙に絶縁
   性部材によって支持され、電圧印加可能な電極部を有す
   る制御電極を配した現像装置において、 該制御電極のない場合の現像時の前記像形成体のトナー
   付着量をＭ₀（ｍｇ／ｃｍ²）、 該制御電極を有する場合の現像時の前記像形成体のトナ
   ー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ²）、 該制御電極を前記現像剤搬送体の周面に沿って移動させ
   た際の現像時の前記像形成体の最大トナー付着量をＭ
   _max（ｍｇ／ｃｍ²）とする時、 該制御電極は、 Ｍ₀＜Ｍ＜Ｍ_max となる位置に設定し、かつ ０．５≦Ｍ ₀ ／Ｍ _max ≦０．８ となるような交流成分を有する現像バイアス電圧を前記
   現像剤搬送体に印加 することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記制御電極は現像時の前記像形成体の
   トナー付着量Ｍが Ｍ＝（０．６〜０．９）×Ｍ_max となる位置に設定することを特徴とする請求項１に記載
   の現像装置。
3. 【請求項３】 前記制御電極は、 現像時の前記像形成体のトナー付着量Ｍが、現像剤搬送
   方向上流側に配置されるに伴い、前記Ｍ_maxからＭ₀に低
   下する領域に設定することを特徴とする請求項１に記載
   の現像装置。
4. 【請求項４】 像形成体に対向して設けられた現像剤搬
   送体と、該現像剤搬送体と前記像形成体との間隙に絶縁
   性部材によって支持され、電圧印加可能な電極部を有す
   る制御電極を配した現像装置において、 該制御電極のない場合の現像時の前記像形成体のトナー
   付着量をＭ₀（ｍｇ／ｃｍ²）、 該制御電極を有する場合の現像時の前記像形成体のトナ
   ー付着量をＭ（ｍｇ／ｃｍ²）、 該制御電極を前記現像剤搬送体の周面に沿って移動させ
   た際の現像時の前記像形成体の最大トナー付着量をＭ
   _max（ｍｇ／ｃｍ²）とする時、 ０．５≦Ｍ₀／Ｍ_max≦０．８ となるような交流成分を有する現像バイアス電圧を前記
   現像剤搬送体に印加し、かつ、 ０．７≦Ｍ ₀ ／Ｍ _max ≦０．９ かつ Ｍ ₀ ＜Ｍ となる位置に前記制御電極を設定 することを特徴とする
   現像装置。