JPH05323681A

JPH05323681A - 現像方法

Info

Publication number: JPH05323681A
Application number: JP4148584A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Noami; 恒雄野網; Takeshi Saikawa; 健済川; Nobumasa Furuya; 信正古谷; Migaku Aoshima; 琢青島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-05-16
Filing date: 1992-05-16
Publication date: 1993-12-07

Abstract

(57)【要約】【目的】主として漢字パターン等の高周波ライン画像
の周辺部に対するキャリア粒子の付着現象をなくし、も
って、高品質な画像が得られる新規な非接触型現像方法
を提供する。【構成】二成分現像剤Ｇを用いた非接触型現像方法に
おいて、現像ロール２上に担持される二成分現像剤Ｇの
トナー搬送量Ｍｔに対する静電潜像Ｚへ付着するトナー
量Ｄｔの比を磁性キャリアＣに残留する空間電荷量Ｑが
キャリア非転移レベルＬ内に収まる範囲で規定したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、単色あるいは多色画
像を形成する電子写真方式の複写機あるいはプリンタ等
の画像形成装置にて用いられる現像方法に係り、特に、
現像ロール上に二成分現像剤からなる磁気ブラシの薄層
を形成し、潜像担持体上の静電潜像を非接触状態で現像
する現像方法に関する。

【０００２】従来、感光体上に形成された静電潜像を現
像装置にてトナー現像し、その後、記録紙上に転写する
タイプの複写装置等において、感光体表面にトナー及び
磁性キャリアからなる二成分現像剤の薄層（現像磁気ブ
ラシ）を接触させることにより静電潜像を顕像化する所
謂接触型二成分磁気ブラシ現像方法が使用された現像装
置は多数提案されてきた。この現像方法はトナー濃度制
御、装置の大型化という課題を有するものの画質特性、
維持性等の観点から主流となっていた。ところが、近年
では、高画質化、多色記録化に伴い、感光体上に複数色
のトナー像を同時に形成し、これらを記録紙に一括転写
するような多色画像形成プロセスも提案されてきてお
り、このような多色画像形成プロセスの二段目以降の現
像プロセスに対して上述した接触型二成分磁気ブラシ現
像方法を採用すると、既に形成された感光体上のトナー
像を破壊したり、他の色トナーが混在したり、あるい
は、現像装置中に他の色トナーが混入したりするという
技術的課題が既に見い出されている。

【０００３】このような技術的課題を解決するために、
感光体表面に現像剤を接触させずに現像する所謂非接触
型現像方法が多数提案されている。この種の非接触型現
像方法としては、例えば特開昭５６−１４４４５２号公
報に開示されるように、現像ロール上にトナー及び磁性
キャリアからなる二成分現像剤の薄層（現像磁気ブラ
シ）を形成し、感光体表面と前記現像磁気ブラシとを非
接触状態とし、現像剤層に磁気的、電気的または機械的
要素による擾乱効果を与えて現像させるものが開示され
ている。この現像方法においては、多色画像形成時に、
第一トナー像の後段に位置する現像プロセスで、磁気ブ
ラシによる機械的接触による乱れのない且つ混色のない
良好な画像形成が可能になる。

【０００４】尚、この種の非接触型現像方法は多色画像
形成プロセスだけではなく、単色画像現像技術としても
十分適用可能であり、感光体上の潜像に現像磁気ブラシ
が非接触であることから、入力画像に対し忠実な画像再
現が期待されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５６−１４４４５２号公報に開示される現像方法におい
ては、入力画像としてラダーパターンのような高い周波
数の画像あるいは画数の多い漢字パターン等の画像を現
像すると、画像を構成する線成分のエッジ領域にキャリ
ア粒子が付着するという現象（所謂キャリオーバ現象）
が見られた。このキャリオーバ現象は、感光体側に転移
したキャリア粒子がトナー像と共に記録紙上に転写され
ることになるため、キャリア粒子が像欠け、像抜けの原
因になり、画像品質の低下をもたらすのみならず、現像
装置内からのキャリア粒子の流出による現像剤の寿命低
下を速めるという技術的課題も生ずる。

【０００６】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ためになされたものであって、主として漢字パターン等
の高周波ライン画像の周辺部に対するキャリア粒子の付
着現象をなくし、もって、高品質な画像が得られる新規
な非接触型現像方法を提供するものである。

【０００７】本発明者らは、上述した技術的課題を技術
的に分析する上で、キャリア粒子付着現象に関し、種々
の検討を実施した。すなわち、非接触型現像において
は、細線再現性等の観点より感光体等の潜像担持体と現
像ロールとの間隙を大体０．５ｍｍ程度に設定する必要
があり、この状態で、現像ロール上の現像磁気ブラシと
潜像担持体表面とを非接触にするには、現像磁気ブラシ
の厚みを０．３ｍｍから０．４ｍｍに設定せざるを得
ず、結果として、現像ロール上に搬送される現像剤の絶
対量は極めて限られたものに過ぎない。しかしながら、
潜像担持体上の潜像の現像に際しては、充分な画像濃度
を得る上で一定のトナー量が必要であり、通常、現像ロ
ール上の現像剤中のトナーが殆ど消費されていた。

【０００８】このとき、現像ロール上のキャリア粒子の
周囲に担持されていたトナー粒子の大部分が現像に供さ
れることになり、現像ロール上に残留するキャリア粒子
には現像に供されたトナー粒子が保持していた電荷量と
略同等の逆電荷（以下、空間電荷という）が形成される
が、残留キャリア粒子はトナー粒子が担持されない裸状
態になってしまうため、必然的にキャリア粒子の空間電
荷量が極めて大きなものになってしまう。一方、潜像担
持体上に高周波のライン画像等からなる潜像を形成する
と、ライン画像のエッジ領域にフリンジ電場が形成さ
れ、潜像担持体側に向かってキャリア粒子を転移させる
方向の電界が作用し、空間電荷量の大きなキャリア粒子
は前記電界に追従してライン画像のエッジ領域に付着す
るという事実が判明した。

【０００９】本発明者らは、現像ロール側のトナー搬送
量現像に供されるトナー量現像ロール上に残留するキャ
リア粒子の空間電荷量を低減させれば、潜像担持体側へ
キャリア粒子が転移する事態を回避できるのではないか
という着眼の下で、本発明を案出するに至ったのであ
る。

【００１０】すなわち、この発明は、図１に示すよう
に、静電潜像Ｚが担持される潜像担持体１に対し内部に
磁極２ａが設けられた現像ロール２を離間配置し、この
現像ロール２上にトナーＴ及び磁性キャリアＣから成る
二成分現像剤Ｇを担持させて搬送した後に、潜像担持体
１表面と現像ロール２上に担持された二成分現像剤Ｇと
を非接触状態に保持したまま潜像担持体１上の静電潜像
Ｚをトナー現像する現像方法を前提とし、現像ロール２
上に担持される二成分現像剤Ｇのトナー搬送量Ｍｔに対
する静電潜像Ｚへ付着するトナー量Ｄｔの比を磁性キャ
リアＣに残留する空間電荷量Ｑがキャリア非転移レベル
Ｌ内に収まる範囲で規定したことを特徴とするものであ
る。

【００１１】このような技術的手段において、現像ロー
ル２上に担持される二成分現像剤Ｇのトナー搬送量Ｍｔ
に対する静電潜像Ｚへ付着するトナー量Ｄｔの比が０．
３以下であれば磁性キャリアＣの転移現象が殆ど見られ
ないことが実験的に確認されており、また、Ｄｔ／Ｍｔ
が０．１未満になると、潜像担持体１側へのトナー供給
量が不足し、充分な画像濃度が得難くなるため、充分な
画像濃度を確保するという観点からすれば、Ｄｔ／Ｍｔ
が０．１以上であることが好ましい。

【００１２】また、非接触現像を実現する上で、現像ロ
ール２に所定の現像バイアスを印加し、現像ロール２と
潜像担持体１上の潜像との間に静電誘引力を生成させる
必要があるが、非接触現像性を良好に保つという観点か
らすれば、現像ロール２に対して交流成分が含まれる現
像バイアスを印加することが好ましい。

【００１３】更に、画像濃度の調整に関しては各種方法
があり、例えば、トナー搬送量Ｍｔの絶対量を例えばキ
ャリアＣ粒子径あるいはトナーＴ濃度（現像剤中のキャ
リア量に対するトナー量の比）を制御することにより画
像濃度を調整するようにしたり、また、潜像担持体１速
度に対する現像ロールの速度比を制御することにより画
像濃度を調整するようにしたり、更には、潜像電位ある
いは潜像担持体１と現像ロール２間隙の調整あるいは現
像バイアス電圧の制御による現像電界強度の制御によっ
て画像濃度を調整するようにしてもよい。

【００１４】更にまた、キャリア粒子に対する空間電荷
の形成についてはキャリアＣの抵抗値に依存する傾向が
ある。キャリアＣの絶縁性が高いと（１０⁴Ｖ／ｃｍの
電界強度で、１０¹⁵〜１０¹⁶Ω・ｃｍ）、トナー粒子の
剥離に対し逆極性の電荷が誘起され、その表面および内
部に蓄積されやすい。一方、キャリアＣの絶縁性が低い
と（１０⁴Ｖ／ｃｍの電界強度で、１０⁹〜１０¹²Ω・ｃ
ｍ）、トナー粒子の剥離に伴い誘起された電荷が導電性
部材（例えば現像ロール表面）を介してリークし、キャ
リアＣ表面および内部への電荷の蓄積が起こりにくくな
る。従って、キャリア粒子に対する空間電荷量の制御
は、その抵抗値の制御あるいは外添剤（導電性微粒子）
添加等にても調整可能である。また、キャリア粒子の付
着は現像ロール２の現像ニップに対応する磁極２ａの磁
束密度にも大きく依存し、従って、層形成に層厚むら等
の悪影響を与えない範囲で磁束密度、着磁幅等の制御に
ても調整可能である。更には、キャリア粒子のうち、１
０μｍ以下の微粉粒子を除去し、粒度分布をシャープに
制御することによっても調整可能である。

【００１５】また、現像能力を向上させるという観点か
らすれば、現像ロール２上において低い磁気ブラシ層厚
で高いトナー搬送量Ｍｔを得ることが必要であり、例え
ば現像剤物性あるいは現像ロール構成が重要な要素にな
り得る。ここで、現像剤物性による具体的手段として
は、例えば、磁性キャリアＣの粒径を充分小さいもの
（２０〜５０μｍ程度）にし、磁性キャリアＣの実質的
なトナー担持表面積を拡大するようにしたり、あるい
は、磁性キャリアＣの密度を充分小さいもの（４．０ｇ
／ｃｍ³以下）にし、均一で且つ密な薄層形成が可能に
なるようにする等適宜選定することができる。そして、
磁性キャリアＣとしては、ポーラスなキャリア、フェラ
イトキャリア、樹脂バインダ中に磁性粉を分散させたキ
ャリア等適宜選定することができるが、磁性粉分散型樹
脂キャリアは磁性粉含有量により容易に密度を調整でき
る点で好ましい。尚、現像剤物性は均一且つ高密度な薄
層磁気ブラシを形成する上でも非常に重要な要素であ
る。

【００１６】一方、現像ロール２構成による具体的手段
としては、例えば、潜像担持体１と現像ロール２との間
の現像ニップ領域に現像ロール２内の磁極２ａを対向配
置すると、垂直磁界に沿って磁気ブラシが配列して穂立
ち長が高くなるため、層厚規制板と現像ロール２との間
隙を予め狭く設定しなければならず、その分、トナー搬
送量が減少するが、潜像担持体１と現像ロール２との間
の現像ニップ領域に、現像ロール１内の一対の磁極２ａ
間領域を対向配置すれば、現像ニップ領域には水平磁界
成分が作用がする分、磁気ブラシチェーンを寝かせた状
態で現像に供することが可能になり、トナー搬送量を増
大させることが可能になるのである。尚、薄層磁気ブラ
シ形成の他の制御因子としては磁束密度、磁角（現像ニ
ップ領域に対向し、極性が異なり且つ隣接する二つの磁
極がなす角度）等がある。

【００１７】

【作用】上述したような技術的手段によれば、静電潜像
Ｚの現像プロセスにおいて、現像ニップ領域に搬送され
る現像剤Ｇ中のトナー量（トナー搬送量）Ｍｔに対し
て、潜像に付着するトナー量（現像重量）Ｄｔの比（Ｄ
ｔ／Ｍｔ）を制御すると、現像剤Ｇ中のキャリアＣに残
留する空間電荷量Ｑが変化し、例えば高周波のライン画
像のエッジ部に形成されるフリンジ電場領域等の画像周
辺部に対するキャリアＣの付着性が変わってくる。すな
わち、上記（Ｄｔ／Ｍｔ）の値が大きくなると、画像濃
度は高くなるものの画像周辺部に付着するキャリア粒子
量も増加し、逆に、上記（Ｄｔ／Ｍｔ）の値が小さくな
ると、画像周辺部に付着するキャリア粒子量は減少す
る。従って、現像剤Ｇ中のキャリアＣに残留する空間電
荷量Ｑがキャリア非転移レベルＬ（キャリアＣが潜像担
持体１側に転移しないレベル、言い換えれば、空間電荷
量Ｑに基づくキャリアＣに作用する静電誘引力が現像ロ
ール２側でのキャリア拘束力を超えないレベル）内に収
まるように、上記（Ｄｔ／Ｍｔ）の値を設定すれば、キ
ャリアＣが画像周辺部に付着する現象は抑えられること
になる。但し、上記（Ｄｔ／Ｍｔ）の値が小さくなる
と、現像に供されるトナー量Ｄｔが減少する分、画像濃
度が低下する傾向にあるが、トナー搬送量Ｍｔそのもの
を増加させることにより、画像濃度を所定レベルに維持
することは容易に実現し得る。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１図２はこの発明に係る現像方法を用いた画像形成装置の
一実施例を示す。同図において、１１は負帯電感光体、
１２は感光体１１を予め初期帯電する帯電器、１３は半
導体レーザより構成されるＲＯＳ［Raster Output Scan
norの略］（光書き込み装置：分解能４００スポットパ
ーインチ）、１４はこの発明が適用された非接触型の二
成分モノクロ磁気ブラシ現像装置、１６は感光体１１に
形成されたトナー画像の記録紙１５上に転写するための
転写帯電器、１７は感光体１１から記録紙１５を剥離す
るための剥離帯電器、１８は感光体１１上に残留したト
ナーを掻きとる為のクリーナ、１９は感光体１１の残留
電荷を除電するための除電ランプである。

【００１９】図３はこの実施例に係る非接触型の二成分
モノクロ磁気ブラシ現像装置の概略構成を示す。同図に
おいて、現像装置１４は、表面の平均粗さが１０〜５０
μｍの回動可能な非磁性スリーブ１４１内に磁石ロール
１４２が固定配置された現像ロール１４０、上記スリー
ブ１４１と一定間隙を保持して配設される非磁性部材よ
り成る現像剤層厚規制部材１４３、パドル１４４及びオ
ーガ１４５を主要構成部品として構成される。

【００２０】より具体的に述べると、磁石ロール１４２
は、図４に示すように、現像ニップ領域に対応する部位
にＳ１磁極とＮ１磁極との略中央部を現像磁極として設
定し、現像ニップ領域通過後の現像剤Ｇをスリーブ１４
１上から剥がす為のピックオフ磁極Ｓ２、Ｓ３及び現像
剤Ｇの薄層を形成する為のトリミング磁極Ｎ２を基本磁
極とする着磁パターンより成る。また、現像剤規制板１
４３はトリミング磁極Ｎ２に対向して微小間隙を維持し
て配設される。尚、パドル１４４はピックオフ磁極Ｓ
２、Ｓ３によりスリーブ１４１より剥離された現像剤Ｇ
をオーガ１４５側に送り出す機能を有する。又、オーガ
１４５は剥離された現像剤Ｇの攪拌並びにトナーホッパ
（図示せず）より供給されるトナーと現像ハウジング１
４６内の現像剤Ｇとを攪拌する機能を有する。

【００２１】上記装置構成にて入力画像として２ライン
ペアーのラダーパターンを現像し、線間のキャリア付着
の程度を限度見本にてグレード付し評価を実施した。ま
た、実験を行うに際し、 ●感光体ドラム有機系感光体（負帯電型）ドラム外径８４ｍｍ ●プロセス速度１６０ｍｍ／ｓｅｃ ●現像剤・二成分系（正帯電の黒色トナー）・キャリアスチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体３５部と
マグネタイト６５部を混合し溶融混練後、微粉砕した磁
性粉分散型のもので平均粒径４５μｍ、密度２．２ｇ／
ｃｍ³のもの。・黒色トナースチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体９２部と
カーボンブラック＃４０００（三菱化成社製）８部と、
帯電制御剤（ポントロンＰ−５１、オリエント化学社
製）２部とを混合し溶融混練後、平均粒径１２μｍに微
粉砕したもので、キャリアに対し正極性に帯電する。 ●現像装置のパラメータ・ドラム・ロール・スペーシング（ＤＲＳ：感光体と現
像ロール間隙）０．６ｍｍ・マグネットセッティングアングル（ＭＳＡ：現像ニッ
プ域に対する磁極の主極セット位置のずれ角度）０度・現像スリーブ外径２０ｍｍ・現像スリーブ回転速度４８０ｍｍ／ｓｅｃ・現像スリーブ回転方向Ｗｉｔｈ（感光体と同方向）・現像主極（Ｓ１，Ｎ１）磁束密度８００ガウスとし、トリミングギャップ（ＴＧ：現像ロールと現像剤
層厚規制板間隙）を変えてサンプリングを実施した。ま
た電位条件は、画像部電位を−６８０Ｖ、非画像部電位
を−２５０Ｖ、現像バイアス電位を−３００Ｖとし、一
方、現像剤中のトナー濃度は１０％に調整した。結果を
表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】また、実施例１の性能を評価する上で、現
像ロール１４０として図５に示すような着磁パターン
（現像ニップ部位に現像磁極Ｓ１を対向配置し、他の磁
極Ｎ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｓ３を夫々図５の位置関係に配置
したもの）のもので、他の条件が実施例１と同様な比較
例を用い、実施例１と同様な実験を行った。結果を表２
に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】表１、表２において、搬送量は現像ロール
上の単位面積当たりの現像剤重量を、穂立長は光切断顕
微鏡にて現像ロール１４０の現像磁極（実施例１では、
Ｓ１磁極とＮ１磁極との略中央部、比較例では、現像主
極Ｓ１部分）上の現像剤穂立長を測定し、供給トナー量
は現像スリーブ回転速度とトナー濃度から計算で求め、
トナー画像（ソリッド画像）重量は感光体上の単位面積
当たりのトナー重量を測定し、転移効率はトナー画像重
量に対する供給トナー量の比を計算から求めたものであ
る。また、キャリア付着グレードは数値が小さいほど付
着量が少なく、グレード（Ｇと略す）３以下を許容レベ
ルとした。

【００２６】表１、表２によれば、比較例（現像ロール
の現像主極を現像ニップ領域に対向させる方式）にあっ
ては、転移効率がかなり高く、転移効率が高いほどキャ
リア付着が多いことが確認され、キャリア付着を下げる
には転移効率を下げることが効果的であることが理解さ
れる。一方、転移効率を更に下げようとすると、現像に
供されるトナー量そのものが不足してしまい、画像濃度
が極端に低下してしまう現象が確認された。

【００２７】これに対し、実施例１にあっては、現像磁
極設定をＳ１とＮ１磁極の略中央とすることにより比較
例に比べ同一の穂立長でより多くの搬送量が得られるこ
とが確認された。すなわち、非接触現像においては、同
一のＴＧで現像主極を磁極間設定にすることにより、磁
極上設定よりも高い搬送量が得られ、画像濃度確保及び
キャリア付着に対し効果的であることが判明した。ま
た、転移効率を２０％近傍とすることでキャリア付着が
低くなり許容レベルに達成する結果を得た。

【００２８】◎実施例２現像バイアスとしてＡＣを用い、ＡＣバイアス条件（周
波数は１．５ＫＨｚに固定しＶ_P-P値を変え、ＤＣ成分
は−３００Ｖに固定）に対する、搬送量、穂立長、供給
トナー量、トナー画像重量、転移効率、キャリア付着グ
レードを実験した。他の条件は実施例１と同一とした。
結果を表３に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３において、転移効率が高くなるにつれ
てキャリア付着グレードも悪くなり、転移効率が３０％
を超えるとキャリア付着グレードは増加し許容限界を超
えることが理解される。一方、転移効率の下限値は一般
的に採りうる潜像コントラスト、現像バイアス値、現像
ロール速度比、トナー濃度等を考慮すると１０％近傍と
なる。従って、好ましい転移効率の範囲としては１０％
〜３０％（好ましくは２５％）と思われる。尚、画像特
性に関し、ＡＣバイアスが０．７５ＫＶ以下では画像濃
度が低下する傾向がみられ、また、２．０ＫＶ以上で
は、後述する実施例４の多色画像形成装置タイプ（図
６，図７参照）において、第一トナー画像中に黒トナー
粒子の混色が若干観察された。また、周波数については
種々の実験の結果、１．０ＫＨｚ以下ではカブリが発生
しやすく、また、３．０ＫＨｚ以上では濃度低下（特に
細線濃度）が発生しやすいという効果が判明した。ま
た、実施例１では、現像バイアスがＤＣ成分のみである
ため、トナー粒子がばらつかないで飛翔すると考えられ
るが、この実施例では、現像バイアスとしてＤＣ成分に
ＡＣ成分が重畳しているので、トナー粒子が万遍なくば
らついた状態で飛翔し、その分、実施例１に比べて、ラ
イン画像の周辺部のシャープネス（鮮鋭度）がより良好
に保たれる。

【００３１】◎実施例３実施例２での実験Ｎｏ．４と同一のＡＣバイアス条件に
て、キャリア種を変更して搬送量、穂立ち長、トナー供
給量、トナー画像重量、転移効率、キャリア付着グレー
ド、及び層形成特性について実験した。キャリア種とし
て、磁性粉分散型樹脂キャリア（平均粒径２０μｍ、
密度２．２ｇ／ｃｍ³、飽和磁化６０ｅｍｕ／ｇ）、
磁性粉分散型樹脂キャリア（平均粒径４５μｍ、密度
２．２ｇ／ｃｍ³、飽和磁化６０ｅｍｕ／ｇ）、磁性
粉分散型樹脂キャリア（平均粒径６０μｍ、密度２．２
ｇ／ｃｍ³、飽和磁化６０ｅｍｕ／ｇ）、低磁力フェ
ライトキャリア（粒径４０μｍ、飽和磁化２０ｅｍｕ／
ｇ、密度４．５ｇ／ｃｍ³）、フェライトキャリア
（粒径５０μｍ、飽和磁化６０ｅｍｕ／ｇ、密度４．５
ｇ／ｃｍ³）の５種類を使用した。尚、他の条件は実施
例２と同一とした（実験Ｎｏ．とキャリア種は対応して
いる）。結果を表４に示す。

【００３２】

【表４】

【００３３】表４において、図４に示される着磁パター
ンの現像装置にて現像を行った結果、５種のキャリア総
てが転移効率は２０％以下となり、ライン画像間へのキ
ャリア付着グレードは許容できるレベルであったが、層
形成状態及び画像特性という観点から評価するとキャリ
ア種Ｎｏ．及びは穂立長のばらつきが大きく、ライ
ン画像エッジ部の乱れあるいはソリッド画像の埋まりの
悪さが観察された。この実験結果から、磁石ロール１４
２の磁極間を現像ニップ領域に対向させて現像する方式
においては、キャリアの単位体積当たりの磁力が小さく
且つキャリア粒径が小さい（２０〜５０μｍ程度）ほう
が層形成及び画像特性についても良好な結果をもたらす
という効果が判明した。

【００３４】◎実施例４図６に示す多色複写装置にて図７に示す作像工程にて実
験を行った。図６において、２６は感光体を、２７、３
０はそれぞれ第一、第二帯電器（スコロトロン）を、２
８と３１はそれぞれ第一、第二ＲＯＳ（光書き込み装
置：半導体レーザで分解能４００スポットパーインチ）
を、２９と３２はそれぞれ帯電極性は同一で色の異なる
第一、第二現像装置を示す。また、３３は感光体２６上
に形成された二色のトナー画像に対し光を照射して電位
を揃えるための転写前ランプを示す。転写前ランプにて
処理された感光体上の二色のトナー画像は転写帯電器３
５を介して記録紙３４上に一括転写された後、剥離帯電
器３６にて感光体２６から記録紙３４を剥離し、定着器
（図示せず）を介して最終画像を得る。尚、３７はクリ
ーナを、３８は除電ランプを示す。

【００３５】この実施例で用いられる二色画像形成方法
を図７に示す。同図において、帯電工程ａにて感光体表
面を一様に帯電し（第一初期帯電々位Ｖ_DDP1）、第一露
光工程ｂにて原稿情報に対応した第一の潜像（原稿の画
像部電位をＶ_L1、非画像部電位Ｖ_H1とする）を形成後、
第一現像工程ｃにて反転現像（現像バイアス電位Ｖ_B1）
にて第一の潜像の画像部を現像する。次いで再帯電工程
ｄにて感光体表面を一様に再帯電し（第二初期帯電々位
Ｖ_DDP2）、第二露光工程ｅにて原稿の他の情報に対応し
た第二の潜像（原稿の画像部電位をＶ_L2、非画像部電位
Ｖ_H2とする）を形成後、第一現像工程とは色の異なる第
二現像工程ｆ（現像バイアス電位Ｖ_B2）にて第二の潜像
の画像部を反転現像する。これらの工程を経て、感光体
上には二色のトナー画像が形成される。上記像形成プロ
セスに従って以下の条件にて作像した。

【００３６】また、実験を行うに際し、 ●感光体有機系感光体（負帯電型）ドラム外径８４ｍｍ ●プロセス速度１６０ｍｍ／ｓｅｃ ●第一の現像剤（トナー濃度３．０％）・二成分系（負帯電の赤色トナー）・キャリア平均粒径１００μｍのフェライト系キャリア・赤色トナースチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体９２部と
赤色顔料リソーンスカルト（ＢＡＳＦ）８部と、帯電制
御剤（Ｅ−８４、オリエント化学社製）２部とを混合し
溶融混練後、平均粒径１２μｍに微粉砕したもので、キ
ャリアに対し負極性に帯電する。 ●第二の現像剤（トナー濃度１０．０％）・二成分系（負帯電の黒色トナー）・キャリアポリメチルメタクリレート共重合体３５部とマグネタイ
ト６５部を混合し溶融混練後、微粉砕した磁性粉分散型
のもので平均粒径４５μｍ、密度２．２ｇ／ｃｍ³のも
の。・黒色トナースチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体９３部と
カーボンブラック７部とを混合し溶融混練後、平均粒径
１１μｍに微粉砕したもので、キャリアに対し負極性に
帯電する。 ●第一の現像装置のパラメータ（接触型現像）・ＤＲＳ０．６ｍｍ・ＭＳＡ＋５度・ＴＧ０．５０ｍｍ・現像スリーブ外径２０ｍｍ・現像スリーブ回転速度４８０ｍｍ／ｓｅｃ・現像スリーブ回転方向Ｗｉｔｈ（感光体と同方向）・現像主極（Ｓ１）磁束密度８００ガウス（図５の磁
石パターン利用） ●第二の現像装置のパラメータ（非接触型現像）・ＤＲＳ０．５ｍｍ・ＭＳＡ０度・ＴＧ０．５５ｍｍ・搬送量２５．１ｍｇ／ｃｍ²、穂立長０．３６ｍｍ・現像スリーブ外径２０ｍｍ・現像スリーブ回転方向Ｗｉｔｈ・現像主極（Ｓ１・Ｎ１）磁束密度８００ガウス（図
４の磁石パターン利用） ●転写帯電器への印加電圧ＡＣ４００Ｈｚ・Ｖ_p-p８．５ＫＶ・ＤＣ＋２．５ＫＶ

【００３７】また、図７に示される潜像形成の電位条件
は、第一画像として第一初期帯電々位Ｖ_DDP1を−６００
Ｖ、第一非画像部電位Ｖ_H1を−６００Ｖ、第一画像部電
位Ｖ_L1を−１００Ｖ、第一現像バイアス電位Ｖ_B1をＤＣ
−５００Ｖとし、一方、第二画像として第二初期帯電々
位Ｖ_DDP2を−６００Ｖ、第二非画像部電位Ｖ_H2を−６０
０Ｖ、第二画像部電位Ｖ_L2を−１００Ｖ、第二現像バイ
アス電位Ｖ_B2をＡＣ１．５ＫＨＺ・Ｖ_P-P１．２５ＫＶ
・ＤＣ−５００Ｖに設定した。尚、再帯電工程後の第一
トナー画像部電位Ｖ_TN1は−５５０Ｖであった。また、
第二黒画像（ソリッド）の感光体上のトナー重量は１．
３５ｍｇ／ｃｍ²であった。

【００３８】上記条件下で作像したところ、第一赤画像
のソリッド中への第二現像剤のキャリア付着がなく且つ
像乱れ・混色等も発生せず、また、第二画像の高周波ラ
イン間（２ラインペアー）へのキャリア付着のない良好
な二色画像を得ることができた。この実施例４により、
現像剤中のトナー量に対する感光体上の潜像に付着する
トナー量の比を規定することにより多色画像形成におい
ても前段画像に対し混色・像乱れの発生がなく、かつ、
単色画像特性としてもキャリア付着のない良好な画像が
得られることが判明した。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、潜像の現像方法において、潜像担持体と二成分現
像磁気ブラシとを非接触とし且つ現像ロール上に搬送さ
れる現像剤中のトナー量に対する潜像担持体上の潜像に
付着するトナー量の比（トナー転移率）を規定し、潜像
担持体側へのキャリア転移現象を抑止するようにしたの
で、高周波ライン画像等の画像周辺部に生成されるフリ
ンジ電場領域へのキャリア粒子の付着を有効に防止し
て、画像品質を良好に保つことができ、しかも、キャリ
ア流出による現像剤の寿命低下をも有効に防止すること
ができる。

【００４０】特に、請求項２記載の発明によれば、上述
したトナー転移率の上限を０．３、下限を０．１とした
ことにより、画像濃度品質を良好に保ちながら、画像周
辺部へのキャリア付着現象を有効に防止することができ
る。

【００４１】また、請求項３〜５いずれかに記載の発明
によれば、現像ロール上のトナー搬送量を増加させるこ
とができるため、上述したトナー転移率をある程度低く
設定したとしても、画像濃度の低下を有効に防止するこ
とができる。更に、請求項６記載の発明によれば、現像
バイアスとして交流成分が付加されたものを使用するの
で、トナー粒子を万遍なく分散飛翔させることが可能に
なり、その分、細線画像濃度再現が向上し、かつ、細線
画像周辺部のシャープネス（鮮鋭度）が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る現像方法を示す説明図であ
る。

【図２】実施例１に係る画像形成装置の全体構成を示
す説明図である。

【図３】実施例１で使用される現像装置の基本構成を
示す説明図である。

【図４】実施例１で使用される現像ロールの着磁パタ
ーンを示す説明図である。

【図５】比較例で使用される現像ロールの着磁パター
ンを示す説明図である。

【図６】実施例４に係る多色画像形成装置の全体構成
を示す説明図である。

【図７】実施例４に係る多色画像形成装置の作像プロ
セスを示す説明図である。

【符号の説明】

１…潜像担持体，２…現像ロール，２ａ…磁極，Ｇ…二
成分現像剤，Ｔ…トナー，Ｃ…磁性キャリア，Ｍｔ…ト
ナー搬送量，Ｄｔ…トナー付着量，Ｑ…空間電荷量，Ｌ
…キャリア非転移レベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青島琢神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像（Ｚ）が担持される潜像担持体
（１）に対し内部に磁極（２ａ）が設けられた現像ロー
ル（２）を離間配置し、この現像ロール（２）上にトナ
ー（Ｔ）及び磁性キャリア（Ｃ）から成る二成分現像剤
（Ｇ）を担持させて搬送した後に、潜像担持体（１）表
面と現像ロール（２）上に担持された二成分現像剤
（Ｇ）とを非接触状態に保持したまま潜像担持体（１）
上の静電潜像（Ｚ）をトナー現像する現像方法におい
て、現像ロール（２）上に担持される二成分現像剤
（Ｇ）のトナー搬送量（Ｍｔ）に対する静電潜像（Ｚ）
へ付着するトナー量（Ｄｔ）の比を磁性キャリア（Ｃ）
に残留する空間電荷量（Ｑ）がキャリア非転移レベル
（Ｌ）内に収まる範囲で規定したことを特徴とする現像
方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、現像ロー
ル（２）上に担持される二成分現像剤（Ｇ）のトナー搬
送量（Ｍｔ）に対する静電潜像（Ｚ）へ付着するトナー
量（Ｄｔ）の比が０．１〜０．３の範囲であることを特
徴とする現像方法。
【請求項３】請求項１記載の方法において、磁性キャ
リア（Ｃ）の粒径が２０〜５０μｍであることを特徴と
する現像方法。
【請求項４】請求項１記載の方法において、磁性キャ
リア（Ｃ）の密度が４．０ｇ／ｃｍ³以下であることを
特徴とする現像方法。
【請求項５】請求項１記載の方法において、潜像担持
体（１）と現像ロール（２）との間の現像ニップ領域に
は、現像ロール内の一対の磁極間領域を対向配置したこ
とを特徴とする現像方法。
【請求項６】請求項１記載の方法において、現像ロー
ル（２）に対して交流成分が含まれる現像バイアスを印
加したことを特徴とする現像方法。