JPH04204975A

JPH04204975A - 現像方法

Info

Publication number: JPH04204975A
Application number: JP2339420A
Authority: JP
Inventors: Masato Ueda; 正人上田; Tadashi Miwa; 正三輪; Satoru Haneda; 羽根田　哲; Masakazu Fukuchi; 真和福地
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子写真複写機やファクシミリ等の静電記録
装置に用いる現像剤接触方式の現像方法に関するもので
、特に二成分現像剤を用いて、静電潜像を担持した像担
持体の現像を行う接触現像方法に関するものである。

〔発明の背景〕

二成分現像剤を用いての電子写真式画像形成装置におい
ては、良好な画像を得るために、現像剤担持体（現像ス
リーブともいう）上の現像剤の層厚を薄く、シかも均一
にすることか必要である。

従来は、固定規制板により現像剤層厚の規制かなされて
いたが、現像剤担持体と固定規制板との機械的取付精度
や、現像剤担持体の駆動回転時の偏芯精度や現像剤担持
体の軸受精度等にも限界かあって現像剤層厚として０．
３ｍｍ程度か下限となっている。

この方法では均一でムラのない薄層を得ることは困難で
あった。しかし均一な薄層を得る目的に沿ったものとし
て固定規制板以外の現像剤層厚規制装置が種々提案され
ている。例えば、（ａ）特開昭６２−１９１８６８号、
同６２−１９１８６９号各公報記載の現像剤層形成装置
は、二成分現像剤を用いる場合に、現像剤担持体に、一
方に自由端を有する板状の弾性体よりなる現像剤の層厚
規制部材を撓ませて押圧させ、現像剤担持体上に担持さ
れる現像剤の層厚を規制するもの。

（ｂ）特開平２−５０１８４号、同２−６４６７４号各
公報、および本出願人提案の実願乎２−１４１５９号明
細書は、現像剤担持体の内方に固定配置された磁石体に
対向して、現像剤量規制体（薄層線）を設け、該現像剤
量規制体を現像剤担持体に押厚配置した現像装置。

（ｃ）特開平１．−２８２５７８号、同］−２８３５７
７号各公報記載の現像装置は、前記現像剤量規制体の形
状、寸法を規定したものである。

（ｄ）また、同じく二成分現像剤を使用するもので特開
昭６１−１８９５８２号、同６２４５５６３号公報等に
記載の現像装置では、固体板状層厚規制部材を設けその
背面に磁性体を配置し、現像剤担持体内に設けた固定磁
石体の吸引力によって間接的に規制板の腹部或は折曲げ
エツジ部等を押圧させてその層厚を規制しようとするも
の。

などか提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来提案されているような各現像剤層形成装置の欠
点としてはそれぞれ下記のようなことかある。

（ａ）の装置は、弾性体からなる層厚規制部材を撓ませ
て発生する押圧力を利用しているため、その押圧力は現
像剤担持体の回転速度、圧接位置及び現像剤層厚等の変
動により変化し易く、また振動し易く、しかもその振動
を抑制する手段か講じられていないため、画像形成装置
内で発生した振動に共振して振動するようになり、この
ため均一な厚さの現像剤層を得ることが困難になるとい
う問題点がある。

また、（ｂ）の装置では（ａ）よりさらに安定した均一
な薄い層を得ることが出来るか、回転体による層厚規制
手段によるため現像剤の凝集した粒子を解きほぐす或は
凝集した粒子を排除する能力等においてその性能は劣り
、ニップ部に凝集した粒子の塊りが挾持され、回転体の
回転に伴ってスルーしてしまうといった現像を生じ、間
欠回転によっても必ずしも満足される性能が得られず、
画像汚れや黒点等を生じ画質低下を来たすものである。

また圧力バランスを取るため回転機構、圧接機構等が複
雑なものになっていた。

また、（ａ）”（ｂ）のいずれの装置も層厚規制部材の
押圧面積が比較的大きくニップ部に送り込まれる現像剤
量が時々刻々変動する通常の現像装置にあっては、この
ような変動を反映して、時々刻々変化する現像剤層厚を
与えてしまっと言う欠点かある。

さらに、（ａ）、（ｂ）においては剛性を有する現像剤
担持体（金属製現像スリーブ）に弾性現像層厚規制板を
押圧し薄層形成を行うものであって、長期的使用時に弾
性板の弾性率変化や永久変形を生じやすく、層厚規制部
材としての耐久性が短いという欠点を有していた。しか
も弾性板の取付けに際し、その位置かわずかに変化する
と、先端あそび量や、押圧力が変化して安定な層厚規制
か出来にくい。このため、量産時には取付精度がきわめ
て厳しいという重大な欠点を持っている。

二成分用に開発された（ｄ）においても長期の使用では
充分な特性を保持できない。

さらに、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）においては
、剛性を有する現像剤担持体（金属製現像スリーブ）に
弾性現像剤層厚規制板を押圧し薄層形成を行うものであ
って、長期的使用時に弾性板の弾性率変化や永久変形を
生しやすく、層厚規制部材としての耐久性か短いという
欠点を有していた。しかも弾性板の取付に際し、その位
置かわすかに変化すると、先端あそび量や、押圧力か変
化して安定な層厚規制か出来にくい。このため、量産時
には取付は精度かきわめて厳しいという重大な欠点を持
っている。

また特に、（ｄ）においては現像剤層厚規制部材の背面
及び現像剤担持体の内部に配置された磁石相互によるト
ナー凝集の解きほぐし等の効果はやや働くものの、固体
板状規制部材を介しての吸引力を利用するため、両磁石
間の距離が大きくなる程急激にその吸引力か下がるなど
、距離変動による押圧変動をひろい易く、現像剤層への
押圧効果が安定して均一とならずトナー或は現像剤の凝
集物がスルーしてしまったり、又、逆に一定した層厚か
得られず、目詰りを生し、画質に白スジを引き起すなど
の悪影響を及ぼすという欠点を有する。

本発明は、かかる問題点を有した二成分現像剤を用いて
の接触現像において、鮮鋭度及び解像度の良好な画像を
得ることのできる現像方法、特に、良好な画像を得るこ
とのできる現像剤層厚規制方法と、現像領域における条
件を定めた現像方法を提供することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

・上記目的は、回動する現像剤担持体上に、磁性キャリ
アと樹脂トナーとの混合物から成る二成分現像剤を供給
し、層厚規制して搬送し、該現像剤担持体と所定の間隙
を保持して対向する像担持体上に形成された静電潜像を
現像領域において前記現像剤層により接触現像してトナ
ー像を形成する現像方法において、前記現像剤担持体の現像剤担持面を押圧する現像剤層規
制部材と、前記キャリアより大径の所定粒径と磁性を有する間隙保
存粒子を含有する二成分現像剤とから構成し、前記現像剤担持体上に、前記間隙保持粒子を含有する二
成分現像剤を担持して搬送し、前記現像剤層規制部材に
よる現像剤担持体押圧位置で、前記間隙保持粒子を挾持
通過させることにより該現像剤層規制部材と現像剤担持
体とを所定間隔に保持して、現像剤担持体上に均一な現
像剤薄層を形成することを特徴とする現像方法によって
達成される。

また、本発明による接触現像方法は、前記現像剤担持体
と像担持体に交流バイアス電圧を印加し、前記現像領域
における前記間隔保持粒子およびキャリアを現像剤担持
体面に束縛するとともに、前記トナーを像担持体面に移
行可能にしたことを特徴とするものである。

〔実施例〕次に、本発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説明
する。

第５図は、本発明の現像方法を適用したカラープリンタ
の主要断面図を左側面から示したものである。装置本体
ｌＯは、その前面に操作パネル１１と開閉自在の上部カ
バー１２、トナー供給カバー１３、前面カバー１４等に
よって包囲され、装置本体１ｏの開口部の内部には、着
脱自在のプロセスカートリッジ２０と給紙カセット３０
が設けられている。

プロセスカートリッツ２０は、像担持体、現像手段、帯
電手段、クリーニング装置等から成る。

像担持体である感光体ベルト２１は、可撓性のベルト表
面に有機光導電層（ＯＰＣ）等の感光層を塗設したもの
で、駆動ローラ２２Ａと従動ローラ２２Ｂの間に張設さ
れ、時計廻り方向に回動される。

感光体ベルｈ２１の周囲には、帯電手段、露光手段、現
像手段、転写手段及びクリーニング装置が配設されてい
る。

帯電手段は、コロナ帯電器またはスフロトロン帯電器な
ど既存の帯電器２４である。

現像手段は、異なる色の現像剤、例えばイエロー、マゼ
ンタ、シアン及びブラックの各色トナー（現像剤）をそ
れぞれ収容した複数個の現像器２３ａ、　２３ｂ、　２
３ｃ、　２３ｄである。これら各現像器２３ａ〜２３ｄ
は、感光体ベルトｈ上の静電潜像をトナー像に非接触現
像力により顕像化する機能を有している。

クリーニング装置２５のクリーニングプレート２５１は
画像形成プロセス中は感光体ベルト２１の表面より離間
した位置に保たれ、転写材Ｐにトナー像を転写後のクリ
ーニング時にのみ感光体ヘル）２１表面に圧接して感光
体ベルト２１をクリーニングする。

トナー回収ボックス２６は、クリーニング装置２５によ
り除去された感光体ベル１−２１上の残留トナーを回収
し、収容する。

本実施例においては、上述したプリンタの画像形成部を
構成する感光体ベルト２１、帯電器２４、各色トナーを
収容した現像器２３ａ〜２３ｄ、クリーニング装置２５
及びトナー回収ボックス２６の各プロセス部が一体のプ
ロセスカートリッジ２０内に収められてユニット化され
、装置本体ｌＯに対して一括して着脱することができる
。

一方、画像形成装置本体側で、前記プロセスカートリッ
ジ２０を装着して画像形成可能状態位置では、前記感光
体ヘルド２１の周囲に、露光手段、転写手段等が配設さ
れている。

露光手段は、半導体レーザ書き込み光学系ユニット（以
下光学系ユニットと称す）４０であり、帯電器２４によ
り帯電した感光体ヘルｈ２１の表面を露光して帯電潜像
を形成する。

転写手段５０は、転写ドラム５１や転写器５４により、
感光体ベルト２１上に形成されたトナー像を転写材Ｐ上
に転写する。

上述の構成を有す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。

まず、プロセスカートリッジ２０は画像形成装置本体１
０内の所定の位置に装填されており、画像形成が可能な
状態である。そして、装置本体ＩＯとは別体の画像読み
取り装置から出力される第１の色の画像信号か前記光学
系ユニット４０に入力されると、先糸ユニット４０にお
ける半導体レーザーでレーザービームが発生される。そ
のレーザービームが駆動モータ４１により回転されるポ
リゴンミラー４２により回転走査され、シリンドリカル
レンズ４３、ｆθレンズ４４及びミラー４５．４６を経
て、予め帯電器２４によって所定の電荷に一様帯電させ
られた感光体ベルト２１の周面上に投射され輝線を形成
する。

一方、副走査方法に関しては、感光体ベルト２１の特定
位置に対応したベルトインデイクス（図示せず）を検出
して、或は、プリント指令信号を受け、この検出或は指
令信号を基準にして、画像信号による半導体レーザの変
調が開始される主走査線か決定される。走査が開始され
ると主走査方向に関しては、レーザービームがインデイ
クスセンサ（図示せず）によって検知されこの検知され
た信号を基準にして、第１の色の画像信号による半導体
レーザの変調か開始され、変調されたレーザービームが
感光体ベルト２１の表面上を走査する。

従って、レーザービームによる主走査と感光体ベルト２
１の搬送による副走査により一様帯電された感光体ベル
ト２１の表面上に第１の色に対応する潜像か形成される
。この潜像は、現像手段のうち第１の色に対応するイエ
ロートナーを収容した現像器２３ａにより現像された、
感光体ベルト２１の表面上にイエロートナー像か形成さ
れる。

感光体ドラム２１の表面上に形成されたイエロートナー
画像は、給紙カセット３０から給紙ローラ３１により供
給されタイミングローラ３２により前記イエロートナー
画像とタイミングを合わせた転写材Ｐに転写手段５０に
よって転写される。

転写ドラム形式の画像形成装置は、感光体ベルト２１の
転写部分に転写ドラム５１を当接するようにしたもので
、その転写ドラム５１は感光体ベルト２１と同期を保っ
て反時計方向に回転する。

転写ドラム５１を周縁部には、転写材Ｐを静電的に吸着
するように設けられた帯電器５８、転写材Ｐを転写ドラ
ム５１に機械的に巻き付けるための巻き付は部材５２が
設けられていて、巻き付は部材５２は先端部にローラを
有していて、最初に転写材Ｐか転写ドラム５１に巻き付
く時のみ当接する。また、転写ドラム５１の周面には、
グリッパ５３が設けられていて、同期して搬送された転
写材Ｐの先端部を保持するように作用する。転写器５４
は、感光体ベル）２１上のトナー像を転写材Ｐ上に静電
的に転写する。分離除電極５５と分離爪５６は転写後の
転写材Ｐを転写ドラム５１より分離させる。また、接離
可能なりリーチ５７は、転写材分離後の転写トラム５１
上に残留した付着トナーを除去するものである。

給紙カセット３０から給紙された転写材Ｐは、同期を保
ちなから帯電器５４によって帯電した転写トラム５１へ
と新入し、巻き付は部材５２で巻き付き、転写材先端が
グリッパ５３で保持されて、転写部と回転し、転写部に
おいて転写器５４によって感光体ヘルド２１上に形成さ
れたイエロートナー像を転写材上に転写する。最初の転
写を終えた転写トラム５１は回転を継続しクリーナ５７
によりクリーニングされて次のトナー像を転写する。す
なわち、２回転目にはマゼンタトナー像を３回転目には
シアントナー像を、４回転目にはブラックトナー像を順
次重ね合わせるようにして転写する。４色のトナー像の
転写が終えたところで、転写材Ｐは分離除電極５５で除
電かなされ、分離爪５６で転・写材先端の保持を解除し
たうえ分離して定着装置３３へと搬送される□。

そして、転写材Ｐは定着装置ｔ３３の定着ローラと加圧
ローラの加熱圧接によってトナーを溶融固定された後、
排紙ローラ３４により排紙皿を兼用した上部カバー１２
の上面に排出される。

第３図は該プロセスカートリッジ２０の側断面図である
。

プロセスカートリッジ２０は、現像器２３ａ、２３ｂ。

２３ｃ、２３ｄ、帯電器２４、クリーニング装置２５等
かう成心下部ユニットと、その上方の感光体ヘルド２１
該像担持体２１を回動させる駆動ローラ２２Ａおよび従
動ローラ２２Ｂ１および間隔保持部材２８ａ。

２８ｂ、　２８ｃ、　２８ｄ、バックプレート２８ｅ等
から成る上部ユニットとから構成され、分離・結合可能
な構造になっている。

下部ユニットの筐体（ハウジング）２７底部付近は、複
数個の現像器２３ａ、　２３ｂ、　２３ｃ、　２３ｄの
ケーシングか凹状に成形された現像槽である。これら各
現像槽内には、現像スリーブ２３１ａ、　２３１ｂ。

２３１ｃ、　２３１ｄと、トナー搬送スクリュ２３２ａ
、　２３２ｂ。

２３２ｃ、　２３２ｄと、撹拌スクリュー２３３ａ、　
２３３ｂ、　２３３ｃ。

２３３ｄか筐体２７の両側面部に駆動回転可能に軸架さ
れている。これら現像器２３ａ内のトナー搬送スクリュ
ー２３２ａと撹拌スクリュー２３３ａとの間には、仕切
り板２３４ａが固定されている。同様にして現像器２３
ｂ　、　２３ｃ　、　２３ｄには、仕切り板２３４ｂ、
　２３４ｃ。

２３４ｄがそれぞれ固定されている。

これら仕切り板２３４ａ、　２３４ｂ、　２３４ｃ、　
２３４ｄには、スクレーパ２３５ａ、　２３５ｂ、　２
３５ｃ、　２３５ｄかそれぞれ貼着されていて、その先
端部は前記現像スリーブ２３１ａ、　２３１ｂ、　２３
１ｃ、　２３１ｄの円筒面に軽圧接している。

上記現像スリーブ２３１ａ、　２３１ｂ、　２３１ｃ、
　２３１ｄの近傍には、磁性の薄層形成棒２９ａ、　２
９ｂ、　２９ｃ。

２９ｄが所定の微小間隙を保って軸架されている。

なお、２３７ａ、　２３７ｂ、　２３７ｃ、　２３７ｄ
は、トナー飛散防止の遮閉板である。

前記現像器２３ａ、　２３ｂ、　２３ｃ、　２３ｄは、
何れも同様の構造を有し、これらを代表して第１図の断
面図に示す。

第１図は二成分現像剤を用いて接触現像する現像装置の
断面図である。

前記現像スリーブ２３１の近傍には、磁性を有する剛性
の薄層形成棒２９か、ホルダー２９１に支持されて弾性
部材２９２により押圧され、前記現像スリーブ２３１に
圧接し、現像剤層規制手段を構成している。

前記現像スリーブ２３１と感光体ベルト２１との間隙は
、現像スリーブ２３１の軸端部に同軸に設けられコロ（
図示せず）か、感光体ベルト２１に摺接する間隔保持板
２８に当接することによって、常に０、５ｍｍ前後の一
定間隙に保持されている。

ここで、Ｅは前記感光体ベルト２１を現像スリーブ２３
１との間隔部に形成される現像領域２３８は直流電圧と
交流電圧とを重置した交流バイアス電源である。

トナー収納装置（トナーホッパー）より補給されるトナ
ーは、トナー搬送スクリュー２３２に送り込まれ、更に
、互いに反対方向に回転される撹拌スクリュー２３３に
よって、予め現像槽内に収容されている磁性キャリアと
トナーとか成る二成分現偉材りと充分撹拌混合されたう
え、現像スリーブ２３１に送られる。

駆動回転される現像スリーブ２３１の内部には、固定し
た磁極を有するマグネットローラ２３６か配設されてい
て、この回転する現像スリーブ２３１とマグネットロー
ラ２３６とによって、現像材りか現像スリーブ２３１上
に層状に付着して、矢印方向に搬送され、前記薄層形成
棒２９の押圧位置を通過して所定の薄層か形成される。

第４図は現像剤層厚規制手段の平面図である。

前記ホルダー２９１の両側面一部内壁には、弾性部材２
９２が貼り付けられている。

前記薄層形成棒２９の両端部のセンター穴２９Ａ。

２９Ａに、ホルダー２９１の両両面に設けられた突起部
２９’ｌＡの先端部か遊嵌、挿入される。

このようにして、薄層形成棒２９はホルダー２９］から
脱落したり外れたりすることかなくなも勿論、前記突起
部２９１Ａとセンター穴２９Ａの嵌合状態はゆるくし、
外れない程度の余裕を持たせである。

このようにして組み立てられた現像剤層厚規制手段のユ
ニットを現像器２３のハウシング２７にはめ込み固定し
、スクレーパ２３９を薄層形成棒２９の周面に圧接する
ように取り付ければ、組立か簡単に完了する。

前記磁性を有する薄層形成棒２９は、対向するマグネッ
トローラ２３１の磁性と逆の磁性を有し、その吸引磁力
と、前記弾性部材２９２による弾力との協働によって現
像スリーブ２３１への押圧力か得られるようにしである
。そして現像スリーブ２３１上に運ばれてくる現像剤り
は、前記磁性薄層形成棒２９と弾性部材２９２との押圧
力に打ちかって薄層形成棒２９を押し付け、その圧接位
置にできた隙間を通過することによって、均一な現像剤
層設定厚さ（ここでは０．３ｍｍ）か得られるようにし
である。

そして感光体ヘルド２１と現像スリーブ２３１との間の
現像領域の設定隙間（ここでは０．５ｍｍ）と対応し、
最適な現像か行なえるようにしである。

その後、現像か終わって現像スリーブ２３１上の余った
現像剤りは現像器２３のハウジング２７内に戻されて、
スクレーパ２３５で現像スリーブ２３１の周面から掻き
落とされたのち、再びスクリュー２３２．２３３によっ
て均一攪拌かなされ、現像スリーブ２３１上に散布され
、連続的に現像か行われる。

なお、前記現像剤層厚規制手段において、−例として薄
層形成棒２９を直径６ｍｍの剛性かつ磁性を有するステ
ンレス鋼棒とし、該薄層形成棒２９をマグネットローラ
２３６の磁極に対向する位置に（２〜６　）　ｇｆ／ｍ
ｍの荷重がかかるようにしたところ、はぼ（７〜９）ｍ
ｇ／ａＩ！の現像剤搬送量が得られた。

その際に現像スリーブ２３１表面の押圧位置での磁束密
度は６００ガウスであった。

前記磁性薄層形成棒２９に代えて、非磁性の直径６ｍｍ
の剛性を有する円柱棒を用いた場合、上記各円柱にゴム
層被覆を用いた場合の、現像剤の搬送量（現像スリーブ
面上の単位面積当りの現像剤の重量）すなわち現像剤層
厚の比較を行なったのか第６図である。

また、剛性かつ磁性を有する薄層形成棒２９を用いた際
の現像剤搬送量については、第６図に示すように薄層形
成棒２９の直径を変化させたとき、押圧力と現像剤搬送
量は図示のように変化する。

さらに、剛性を有する現像スリーブ２３１の材質に、非
磁性体のステンレスパイプや、アルミ材等の金属パイプ
や、硬質樹脂やガラス、セラミック等の剛性を有するパ
イプ材を用いても、押圧力の変動による現像材搬送量に
変化を生しる。

さらにまた、現像スリーブ２３１の表面あらさによって
も、現像材搬送量に差異を生しる。

第１図は前記現像器２３の要部拡大断面図である。

第２図は本発明に係る現像剤層の層厚形成方法を適用し
た一例を示す拡大断面図である。

本発明に係る二成分現像剤りは、樹脂被覆の磁性キャリ
アＣと、着色剤を含む樹脂トナーＴと、樹脂被覆の間隙
保持粒子（スペーサ粒子）Ｓとから成り、その各諸元は
下表に示す通りである。

第１表上記組成物中、キャリア（Ｃ）８８１１量部とトナー（
Ｔ）７重量部とを混合し、これに均一な粒径を有するス
ペーサ粒子（Ｓ）を混入し、充分攪拌して目的の現像剤
りを得る。そして上記スペーサ粒子Ｓの含有比は、キャ
リアＣとトナーＴとスペーサ粒子Ｓの合計重量に対して
約５重量％とじた。ここで上記第１表に示すようにスペ
ーサ粒子Ｓの粒径はキャリアＣの粒径の２〜８倍を有す
る大粒子である。

本実施例では、固定したマグネットローラ２３６の外側
を図示矢印方向に回転する現像スリーブ２３１の周面上
に付着した現像剤りは、前記薄層形成棒２９による押圧
位置を通過するとき、現像スリーブ２３１と薄層形成棒
２９との間隙ｇか、前記スペーサ粒子Ｓを挾持して通過
可能な所定間隙に規制され、現像スリーブ２３１の周面
上の現像剤層は所定の薄層厚となる。なお、上記スペー
サ粒子Ｓの直径は、現像装置２３の現像条件に適合する
よう適宜選択されて、間隙ｇを規制して所望の現像剤層
厚を形成することかできる。

上記現像剤層は現像領域Ｅにおいて、図示矢印方向に回
転する感光体ベルト２１上の静電潜像を、接触現像し、
トナー像を形成する。

この接触現像時には、電源２３８から交流成分を含む現
像バイアスが前記現像スリーブ２３１に印加され、その
結果、現像スリーブ２３１上に現像剤中のトナーのみが
選択的に前記潜像の面に移行して付着される。

現像領域Ｅでトナー成分を消費した現像剤りはキャリア
比率か高くなって現像スリーブ２３１によって搬送され
て前記スクレーバ２３５により剥離回収され、再びトナ
ー比率の高い現像剤りと混合される。

上記現像工程において、磁性を有するスペーサ粒子Ｓは
現像スリーブ２３１の周面に磁力により吸着された状態
で運ばれ、その後、スクレーパ２３５によって剥離され
るが、再びハウジング２７内で現像剤りと混合して現像
スリーブに吸着され、繰返し使用される。

上記現像装置２３に使用する二成分現像剤りの好ましい
物性値を下記の第２表に示す。

第２表本発明者等は上記現像装置に類する構成のものについて
、基本的な条件が第３表のような範囲について、現像バ
イアスの交流分ｖＡい現像バイアスの直流分Ｖａ　、現
像バイアス周波数ｎ　ｋＨｚ、感光体ベルト２１の非画
像部電位ｖ８等を変動させて、再現性の良好な条件を求
めた。

実験過程において次の傾向が認められた。

（１）ｌＶｕ　　ｖａｔは小さいことが望ましい。

大きくなると非画像部にキャリア付着が発生しやすくな
る。但しＯに近いとカブリが発生する。

（２）感光体の表面電位ｖ９は、感光体の劣化や疲労を
配慮すると、電位変動があるので、大きくとっておく方
がよい。

（３）　ＶＡｃは大きくなるとリークがあり１、キャリ
ア付着がおこりだす。ＶＡＣは低い方がよい。

以上の一般傾向の他に、ＩＶ、　　Ｖ、ｌと現像バイア
ス周波数（ＫＨｚ）　、ＡＣ印加電圧ＶＡＣｓと画質と
の間には特定の関係があることが明らかとなった。なお
ここでＩＶＨＩ＞ｌＶ、ｌは反転現像時の条件であり、
ｌｖ＋ｌ＜ｌｖｍｌは正規現像時の条件となる。

第８図は横軸に現像バイアス周波数（ＫＨｚ）をとり縦
軸にｌＶｏ　　ＶＢＩをとって再現性の良好な範囲を示
したもので、現像バイアスの交流分については２　ＫＶ
ｐｐに設定したものである。図において、Ｃ２（０，６
）、Ｃ２（０，５）、Ｃ２（０，４）はそれぞれ現像ギ
ャップを０．６ｍｍ、０．５ｍｍ、　０．４ｍｍに設定
したとき良好な再現性が得られる限界を示している。

また、第９図は横軸に現像バイアスの交流の印加電圧（
ＫＶＰＰ）、縦軸ニＩＶｏ　　ＶＢＩをとッテ再現性の
良好な範囲を示したもので、現像バイアス周波数につい
ては２　ＫＨｚに設定したものである。

図において、Ｃ３（０，６）、Ｃ３（０，４）はそれぞ
れ現像ギャップを０．６ｍｍ、０．４ｍｍに設定したと
き良好な再現性が得られる限界を示している。第８図及
び第９図から明らかなことは、現像ギャップは狭い方が
再現性の良好な範囲は広く、第８図の０２（０６）、Ｃ
２（０，５）、Ｃ２（０，４）で示された限界線は左下
かりのカーブ特性を示し、第９図のＣ３（０，６）、Ｃ
３（０，４）で示された限界線は右下がりの直線に近い
カーブ特性によって示されている。

上記の限界線を数値的に求めるため、域とし、Ｆの値を実験的に求めたのか下記の第４表であ
る。

更にバイアス周波数をｎ　ＫＨｚ、現像ギヤ・ノブ、ｉ
ｌ４表の実験データから第５表か求められる。

ＶＡＣの周波数を変化させた場合に起こる現象としては
、低周波数域（Ｉ　ＫＨｚ未満）においては、カブリか
発生しやすくなると共にキャリア付着の発生が急増し、
高周波数域（５ＫＨｚよりこえる領域）においては適性
範囲が狭く、現実の機械において、環境変動などによる
感光体の特性変化に追従できなくなる。以上のことから
、ＶＡＣの周波数の設定については０．５〜１０ＫＨｚ
か好ましく１〜５　ＫＨｚか特に好ましいと考えられる
。

本発明の現像装置の第１図に示した実施例の備える各構
成部材の仕様は次の通りである。

前記現像スリーブ２３１は外径２０ｍｍの薄肉円筒状の
ステンレス鋼材で外周面を３μｍの粗さにホーニング処
理したものであり、毎分２５０回転で図示反時計方向に
回転されている。現像スリーブ２３１の直径は、現像装
置の小型化からも小径スリーブが求められるか、内蔵す
るマグネットローラ２３６の磁力の制限から１５〜３０
ｍｍに設定される。

また、現像スリーブ２３１の回転数についても、種々実
験を行ったが、回転数が低いと現像剤の供給量も少なく
、潜像を現像したときの画像濃度も低い。外径２０ｍｍ
の現像スリーブ２３１についてみると、回転数か毎分０
〜２００回転の間は最高画像濃度は直線的に増加し、毎
分２００回転以上については飽和状態となる。しかし環
境温度が低いときには最高画像濃度か低下するので、若
干の余裕をもって設定することか必要である。

前記マグネットローラ２３６は第１図に示すようにＮお
よびＳを交互に等間隔に配置した等磁極８極または１２
極の磁石から構成されるものであるか、ｌ極欠落させて
７極または１１極としてもよい。なお、各磁石の磁力は
感光体ベルト２１へのキャリア付着を押さえるために大
きい方がよいが、マグネットローラ２３６の形状によっ
て製作上の限界もあり現像スリーブ２３１の周面上法線
方向での最高磁束密度を５００〜７００ガウス程度、本
実施例では６００ガウスに保たれている。なおマグネッ
トローラ２３６にはフェライトを用いている。

現像スリーブ２３１と薄層形成２９との関係位置は第１
図に示すように、マグネットローラ２３６の磁極に対向
した位置で、薄層形成２９は現像スＩＪ　−ブ２３１に
押圧され、また誘磁された磁力によって吸引され、押圧
力を高め、現像スリーブ２３１に均−に密着するよう作
用している。

前記薄層形成棒２９を押圧する手段としては、前記弾性
部材２９２を、ゴム状弾性体あるいは樹脂の発泡体とし
てもよい。または弾性部材２９２として調整可能な板ば
ねやコイルばねを用いることもできる。

また、前記薄層形成棒２９は、円柱形状に限定されるも
のではなく、現像スリーブ２３１に当接する部分が二次
曲面断面をなす柱状体、例えば曲率半径が１〜１５ｍｍ
の棒状の現像剤層規制部材としてもよい。

あるいは、前記薄層形成棒２９の少なくとも押圧部を、
ウレタンゴムまたはシリコーンゴム等の薄いゴム材や、
または押圧部を硬化樹脂層や硬質ガラス層で被覆しても
よい。なお上記ゴム材の被覆層の厚さは、０．０１〜１
ｍｍ程度が好ましい。

更に、前記薄層形成棒２９は、好ましくは磁性を有する
剛性材料からなる磁性棒状体であるが、磁界を発生する
磁石でもよいし、あるいは磁性粒子を封入し外側を硬質
材で被覆した柱状体でもよい。

この装置において、薄層形成棒２９を直径６ｍｍの剛性
を有したポリカーボネートとし、２〜Ｌｇｆ／ｍｍの荷
重かかかるようにしたところ、均一てムラかない磁穂か
得られた。その結果ムラのない濃度の安定した画像か得
られた。

また、この現像装置において、薄層形成棒２９の材質と
して、ベークライト等の樹脂材やＳＯ５やＡ／等の金属
を、ゴム弾性部材２９２としてンリコンゴム、フッ素ゴ
ム等を用いても、搬送量については、薄層形成棒２９の
直径と押圧力と、スペース粒子Ｓの粒径を設定すること
により適当な搬送量を選ぶことか出来た。

なお、現像スリーブ２３１の材質として非磁性体のステ
ンレス鋼を用いたが、アルミ材の金属や硬い樹脂、ガラ
ス、セラミック等の剛性を有する材質を用いても同等の
硬化が得られた。現像スリーブ２３１の表面アラサは３
Ｓのものを用いた。表面アラサを０．１〜２Ｏ８のもの
を用いても同様の効果か得られた。他の材料に同様の結
果が得られた。

なお、上記実施例では、像担持体として感光体ベルト２
１を設けた画像形成装置について説明したか、勿論像担
持体として円筒状の感光体ドラムにも適用可能である。

また、実施例では、各色トナー像を転写ドラム５１に巻
回した転写材（記録紙）Ｐ上に順次転写する形式のもの
であるが、中間転写体に転写後記録紙Ｐに転写する形式
や、像担持体上に各色トナー像を積み重ねる形式の画像
形成装置にも適用可能である。

第１０図（Ａ）は本発明の現像剤層の形成方法に使用す
る現像剤層規制手段の他の実施例を示す拡大断面図であ
り、第１Ｏ図（Ｂ）はその要部拡大図である。

これらの図において、ドラム状の像担持体２１は、帯電
、露光装置（図示せず）によって表面に静電像が形成さ
れ、矢印の方向に回転する。像担持体２１０に近接して
設けられた現像剤搬送担体は、アルミニウム等の非磁性
材料からなる現像スリーブ２３１と、周方向に複数の磁
極を有するマグネットローラ２３６から構成され、マグ
ネットローラ２３６の磁極は、Ｓ極とＮ極を各４極交互
に並べたものであり、現像スリーブ２３１上での磁界は
５００−１５００Ｇａｕｓｓが望ましく、本例では７０
０Ｇａｕｓｓのマグネットロールを用いた。非磁性の現
像スリーブ２３１はステンレスの表面を１−１０μ、の
粗さに凹凸をつけたものが望ましく、本実施例では非磁
性スリーブ２３１の表面を３μ、の凹凸にした直径２０
ｍｍの円筒状スリーブを用いた。現像スリーブ２３１の
回転数は（１００〜５００）　ｒｐｍ、本例では（２４
０）　ｒｐｍ、　？グネットローラ２３６の回転数は現
像スリーブ２３１の２〜５倍、本例では８００ｒｐｍで
ある。現像剤りを現像剤溜りから現像領域Ｅに搬送する
ためには、現像スリーブ２３１を固定し、マグネットロ
ーラ２３６を回転させるか、反対にマグネットローラ２
３６を固定し、現像スリーブ２３１を回転させるか、あ
るいは両者２３１．２３６を上することのいずれでも可
能である。ただし、現像剤りの搬送される方向は、現像
スリーブ２３１が回転をしたときは、その回転方向と同
じであるが、マグネットローラ２３６が回転をしたとき
には、その回転方向とは逆方向になる。

第１Ｏ図では、マグネットローラ２３６は固定し、現像
スリーブ２３１を反時計方向に回転しているときを示し
た図であり、このとき、マグネットローラ２３６か像担
持体２１０に対向している磁極の磁束密度は、他の磁束
密度よりも大きくしである。像担持体２１０と対向した
磁極の磁束密度をより大きくするために、同極あるいは
異極の２つの磁極を近接させることもできる。

薄層形成板（弾性板）６０は保持部材６１に固定さ！　
　　　れている。弾性板６０の厚さに関しては０．０５
〜０．２ｍ墓の間にあることを適当とし、本実施例では
Ｏ，１ｍｍとした。また弾性板６０の弾性率は５０００
〜２５０００ｋｇｆ／ｍｍ”を適当とし、本実施例では
１１０００ｋｇｆ／ｍｍ２とした。また弾性板６０の材
質はステンレス鋼、銅、黄銅、鋼鉄などがよいか、本実
施例ではリン青銅を用いた。弾性板６０か保持部材６１
に固定された位置から、弾性板６０の先端までの長さ（
自由長）は、５〜２０ｍｍの間にあることが適当て本実
施例では１５ｍｍとし、先端から１ｍｍのところで現像
スリーブ２３１に接触し、かっ、その線圧が１〜１０ｇ
／■の間にあることか適当で実施例では１　ｇ／ｍｍと
なるように配設する。

現像スリーブ２３１の周面上をマグネットローラ２３６
の磁力によって担持され搬送される現像剤りは、薄層形
成板６０によって、所定の厚さの現像剤層（本例では２
５０μｍ〜４５０μｍ）に形成され、更に搬送されて現
像領域Ｅに到達し、その一部は像担持体２１に吸引され
、残りは現像スリーブ２３１の周面上を矢印の方向に搬
送されてスクレーパ２３５により現像スリーブ２３１の
周面上から除去される。

このような構成をなす薄層形成板６ｏに圧接された現像
スリーブ２３１の局面には、キャリアＣとトナーＴと間
隔保持粒子（スペーサ粒子）Ｓとから成る現像剤りか吸
着搬送されて、圧接部分を通過し、このとき現像スリー
ブ２３１と薄層形成板６０との間隙ｇか、スペーサ粒子
Ｓの粒径が通過可能な所定間隙に規制保持されて、この
間隙通過後の現像剤層は所定の薄層厚となって現像領域
Ｅに搬送される。

第１１図は前記薄層形成板６０の圧接面が現像スリーブ
２３１の回転方向に対して掃引する方向に設置した例で
ある。この場合にも前記スペーサ粒子Ｓの介在搬送によ
って間隙ｇは一定に保持される。

第１２図は本発明の現像剤層の形成方法に使用する現像
剤層規制手段の更に他の実施例の構成を示す断面−であ
る。

この実施例では、現像剤層規制部材として、金属又は合
成樹脂からなる前記薄層形成板６０に、ゴム弾性板６２
を積層したものである。

第１２図（ａ）は、ゴム弾性板６２として、厚さ０、１
’　〜２．　Ｏｍｍ、ゴム硬度４０〜９０°Ｈｓのポリ
ウレタンなどのゴム部材を仕様し、薄膜形成板６０とし
て、厚さ００５〜０．５ｍｍの燐青銅板あるいはステン
レス鋼板などの金属薄板や、厚さ０．１〜１．０ｍｍの
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂板を
用い、ゴム弾性板６２とを粘着テープ、接着剤あるいは
熱融着などにより貼り付け、これを保持部材６１に両面
粘着テープを介して貼り付けている。

両面粘着テープの代わりに接着剤を用いてもよい。

第１２図（ｂ）はゴム弾性板６２と薄層形成板６０を貼
り付けることなく重ね合わせた状態で、保持部材５１で
機械的に挟み込んだ例である。

ここで、前記ゴム弾性板６２と現像スリーブ２３１との
当接位置や変形量は、特開昭６２−１９１８６８号、特
開昭６２−１９１８６９号による押圧力、先端遊び量に
より求められる。

この例においては、ゴム弾性板６２のトナー、キャリア
と接触する部分にゴム弾性体を用い、裏打ちを行ってい
るため、現像スリー゛ブ２３１に均一な押圧が可能とな
り、キャリアやトナーの付着堆積も発生しないため、均
一で安定した現像剤層か形成可能である。

上記（ａ）、（ｂ）いずれの例においてもゴム弾性板６
２が貼り付けられるとき、あるいは挟み込まれる時に、
多少の歪みがあっても金属又は合成樹脂の薄層形成板６
０に押さえうけられる形となりゴム弾性板６２の波うち
か防止され均一な層形成を長期にわたり安定して行うこ
とができる。

第１３図は、金属又は合成樹脂の薄層形成板６０の現像
スリーブ２３１に当接する部分だけに、ゴム弾性板６２
を貼り付けたものである。該ゴム弾性板６２は、ゴム硬
度４０〜９０°Ｈｓ好ましくは５０〜７０°Ｈ３のポリ
ウレタンなとのゴムで厚さを１〜３ｍｍとして、保持部
材６１に固定したものである。この例においても、ゴム
弾性板６２よる現像剤層形成の安定化と、歪みへの対策
は満足することができる。

以上のように、本発明に係る現像剤層厚規制手段のこの
実施例では、ゴム弾性板６２の、現像スリーブ２３１に
接する面とは反対側の面に、金属や合成樹脂からなる板
状弾性体（薄層形成板６０）が接着あるいは面接触、線
接触するようになっているので、薄いゴム弾性体だけの
場合のような波うち現象か発生しない。

上記第１２図および第１３図に示す現像剤層厚規制手段
を用いた現像装置においても、前記キャリアＣとトナー
Ｔとから成る現像剤り中に含まれる間隙保持粒子（スペ
ーサ粒子）Ｓか、現像スリーブ２３１と薄層形成板６０
との圧接位置における間隙を、該スペーサ粒子Ｓの粒径
に相当する間隙に規制するから、該圧接位置を通過した
現像剤層は所定の薄層厚となる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の現像方法は、二成分現像剤
中に剛性を有し所定の均一粒径を有する間隙保持粒子を
含有し、該粒子を現像剤担持体上に搬送し現像剤層規制
部材により挟圧するように構成し、現像領域において交
流バイアス電圧を印加して接触現像を行なうことにより
、現像剤中のキャリアおよび間隙保持粒子は現像スリー
ブ上に束縛され、一方、トナー像担持体へ移行してトナ
ー画像を形成する。

これによって画像エツジ部の電界の影響は小さくなり、
細線及び細かい文字の再現性が向上し良好な画質を得る
ことができるようになった。

また、カラー画像形成装置に本発明の非接触現像方法を
適用した複数個の現像装置を像担持体ドラムの周縁部に
設けるときは、小型なカラー画像形成装置か提供される
と共に、得られる複写画像は高解像で良好な色調及び諧
調再現性を有するものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の接触現像方法を適用した現像装置の要
部拡大断面図、第２図は本発明に係る間隙保持粒子を説明する拡大断面
図、第３図はカラープリンターのプロセスカートリッジの断
面図、第４図は現像剤層厚規制手段の平面図、第５図は本発明
による現像装置を多色画像形成装置に適用した実施例を
示す構成図、第６図および第７図は薄層形成棒の押圧力と現像剤搬送
量の関係を示す図、第８図および第９図は、交流バイアス電圧による振動電
界と像担持体上の電位との特性図、ｈ４１０図（Ａ）は
薄層形成板と現像スリーブの拡大断面図、第１０図（Ｂ
）はこれらの圧接位置の部分拡大断面図、第１１図は薄層形成板の他の実施例を示す拡大断面図、第１２図および第１３図は薄層形成板の更に他の実施例
を示す断面図である。２０・・・プロセスカートリッジ２１・・・感光体ベルト（像担持体）２１０・・・感光体ドラム（像担持体）２３ａ　、　２
３ｂ　、　２３ｃ　、　２３ｄ　−・・現像器２３１・
・・現像スリーブ（現像剤担持体）２３２・・・トナー
搬送スクリュー２３３・・・撹拌スクリュー２３５・・・スクレーバ２３６・・・マグネットローラ２３８・・・交流バイアス電源２７・・・ハウジング（筐体）２９・・・薄層形成棒（現像剤層規制規制部材）２９１
・・・ホルダー２９２・・・弾性部材２３９・・・スクレーバ４０・・・レーザ書き込み系ユニット（光学ユニット）５０・・・転写手段　　　　５１・・・転写ドラム５４
・・・転写番　　　　　６０・・・薄層形成板６１・・
・保持部材　　　　６２・・・ゴム弾性板Ｄ・・二成分
現像剤Ｓ・・・間隙保持粒子（スペーサ粒子）Ｔ・・・トナー
　　　　　Ｅ・・・現像領域ｇ・・・間隙

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回動する現像剤担持体上に、磁性キャリアと樹脂
トナーとの混合物から成る二成分現像剤を供給し、層厚
規制して搬送し、該現像剤担持体と所定の間隙を保持し
て対向する像担持体上に形成された静電潜像を現像領域
において前記現像剤層により接触現像してトナー像を形
成する現像方法において、前記現像剤担持体の現像剤担持面を押圧する現像剤層規
制部材と、前記キャリアより大径の所定粒径と磁性を有する間隙保
存粒子を含有する二成分現像剤とから構成し、前記現像剤担持体上に、前記間隙保持粒子を含有する二
成分現像剤を担持して搬送し、前記現像剤層規制部材に
よる現像剤担持体押圧位置で、前記間隙保持粒子を挾持
通過させることにより該現像剤層規制部材と現像剤担持
体とを所定間隔に保持して、現像剤担持体上に均一な現
像剤薄層を形成することを特徴とする現像方法。
（２）前記現像剤担持体と像担持体に交流バイアス電圧
を印加し、前記現像領域における前記間隔保持粒子およ
びキャリアを現像剤担持体面に束縛するとともに、前記
トナーを像担持体面に移行可能にしたことを特徴とする
請求項１に記載の現像方法。