JPH07319289A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像汚れがなく、安定して高い現像性を有す
る現像装置を提供する。 【構成】 現像スリーブ81によって、１成分現像剤Ｄを
現像域Ａに搬送し、振動電界中でトナーを飛翔させて潜
像の現像を行う現像装置において、現像域Ａの上流部
に、現像スリーブ81上に形成される現像剤Ｄ層に当接／
近接して配設された絶縁部材83の現像域Ａ側先端部に電
圧印加可能な電極部84ａを有し、前記絶縁部材83の固定
端から前記電極部84ａまでの制御電極自由端長さをＬ
（mm）、現像スリーブ81表面から電極部84ａまでの高さ
をｄ２（mm）、前記像形成体と前記現像スリーブの最近
接線と前記制御電極先端部の周方向距離をｄ３（mm）、
前記現像スリーブの外径をＲ（mm）とするとき、Ｒ／40
0≦Ｌ≦２Ｒ／３、Ｒ／400≦ｄ２≦３Ｒ／10、０≦ｄ３
≦２Ｒ／３であることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写装置等
の画像形成装置において、１成分現像剤を用いて静電潜
像を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
現像装置の一つとして、非磁性トナーからなる１成分現
像剤を用いた現像装置がある。この現像装置は、表面を
粗面にして回転可能に支持された円筒状の現像スリーブ
を有し、この現像スリーブ表面にトナーを保持し現像領
域に搬送して現像を行うもので、像担持体面と非接触で
現像する非接触現像にも用いられる。しかし、従来は一
般に平均粒径が10μm前後の非磁性トナー粒子からなる
現像剤が用いられており、トナーの粒子が粗いために、
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
られにくいといった問題がある。そこで、この現像方法
において高画質を得るために、従来、多くの努力が払わ
れているが、それでも未だ安定して十分に満足し得る画
像が得られないのが現状である。従って、高画質画像を
得るためには、トナー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、トナーを平均粒径が20μm
以下、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
が現れて、像背景の地部分にもトナーが付着する所謂か
ぶりが生ずるようになり、現像剤搬送担体への直流バイ
アス電圧印加によってもかぶりを防ぐことが困難とな
る。トナーの摩擦帯電制御が難しくなって凝集が起こ
り易くなる。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の
で、そのためにトナーを微粒子化することは実際に用い
るのが困難であった。

【０００３】上記問題を解決する方法として、本出願人
が出願した、現像領域にトナー粒子の飛翔を制御する制
御電極を設け、交流電圧成分を有するバイアス電圧を印
加して生ずる振動電界下で現像を行う方法（特開昭59-2
23467号公報）や、特開平1-94368号公報に開示された、
現像領域の中央部と現像剤層の層厚を規制する規制部材
との間に均し部材を配設し、この均し部材にトナー粒子
の帯電極性とは逆の極性の直流電圧をバイアス電圧とし
て印加する方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記解決方法
の前者では、制御電極に使用するに従い汚れが発生した
り、制御電極が使用中振動する。また、制御電極を直線
に保持することが困難であること等により濃度ムラを発
生し所期の効果を発揮できないという問題点がある。

【０００５】また、後者の方法では、均し部材にトナー
の帯電極性と逆の極性のバイアス電圧を印加するので均
し部材にトナーが付着し、これが像担持体である感光体
に付着することにより画像汚れとなったり、現像剤の振
動条件が変化して、良好な現像が行われなくなるという
問題点がある。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決し、現像効率
が高くムラのない現像を行うことの可能な現像装置を提
供することを目的とする。

【０００７】さらに、像担持体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カラ
ー画像形成装置にあっては、振動電界によってトナー像
に他色のトナーが付着するいわゆる「混色」が起き易い
という問題点があるが、これも解決することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的は、１成分現像
剤を用い、像形成体に対向する現像スリーブの現像域上
流部に、上流側の一端を固定され、現像剤層に当接／近
接した絶縁部材に固定された、電圧印加可能な電極部を
有する制御電極を有する現像装置において、前記制御電
極の自由長をＬ（mm）、前記現像スリーブ表面から前記
制御電極の電極先端部までの高さをｄ２（mm）、前記像
形成体と前記現像スリーブの最近接位置と前記制御電極
先端部の水平距離をｄ３（mm）、前記現像スリーブの外
径をＲ（mm）、（ただし前記ｄ３は前記最近接位置より
上流側にあるときは正、下流側にあるときは負である）
とするとき、 Ｒ／400≦ Ｌ ≦２Ｒ／３ Ｒ／400≦ｄ２≦３Ｒ／10 ０≦ｄ３≦２Ｒ／３ であることを特徴とする現像装置によって達成される。

【０００９】また、前記現像スリーブの表面粗さをＲz1
（μm）、前記絶縁部材の表面粗さをＲz2（μm）とする
とき、Ｒz1＞Ｒz2であり、前記絶縁部材に固定された電
極部は、前記絶縁部材の現像剤との最近接点より現像方
向下流側にその全体が配置されることを特徴とする前記
現像装置は好ましい実施態様である。

【００１０】

【実施例】各実施例の説明に先立って、図２に示す本発
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
形成装置の構成について説明する。

【００１１】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。

【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図７
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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】前記現像装置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。

【００２９】（実施例１）図１は本発明の現像装置の一
実施例を示す概略断面図である。

【００３０】図１（ａ）は、本発明装置の一実施例の断
面図であって、81はアルミニウム、銅、ステンレス等の
金属材料からなり、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と規制ブレード86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。

【００３１】83は現像域Ａの上流側に設けた、例えばポ
リエステル、ポリイミド、ガラスエポキシ、ポリエチレ
ンテフタレート、ポリアミドイミド等の電気的絶縁体よ
りなる均し部材を兼ねる絶縁部材、84ａは絶縁部材83の
先端部に振動電界を形成するために絶縁部材83の先端部
上に線状に絶縁部材83と一体に設けられた金属等の導電
性材料からなる電極部、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、85Ｂ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、86は搬
送される１成分現像剤量を規制するため設けられた弾性
ゴムからなる規制ブレード、87は現像域Ａを通過した現
像剤層を現像スリーブ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はケーシングである。

【００３２】上記制御電極84は、図３に示すように、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
電極部84ａを、絶縁性の絶縁部材83の先端部に接着剤等
により貼り付ける（図３（ａ），（ｂ），（ｇ），
（ｈ））、絶縁部材83の先端部に切り込み83ａを設けこ
れに挟み込む（図３（ｃ），（ｄ））、絶縁部材83の先
端部に凹部83ｂを設けてここに埋め込む（図３（ｅ），
（ｆ））等の方法の他に、従来公知のプリント基板製造
方法を用いて、絶縁部材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、絶縁部材83の先端部に、電極部84ａを形成すること
ができる。電極部84ａ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。

【００３３】絶縁部材83は現像スリーブ81上に現像剤Ｄ
が搬送されると、絶縁部材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図６（ａ），
（ｂ）に示すように絶縁部材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か殆ど間隙のない状態、す
なわち現像剤Ｄの層に当接／近接の状態で現像スリーブ
81に対峙するようになる。

【００３４】制御電極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１
（ｂ）に示すように、絶縁部材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、絶縁
部材83と現像スリーブ81の最近接点81ｂと上記最近接位
置81ａ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。

【００３５】制御電極84の電極部84ａの周方向長さは、
スリーブ81の径や搬送速度にもよるが、0.05〜５mm、特
に0.1〜１mm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。又制御電極84の厚さは、現像域Ａの感光体ベル
ト１と現像スリーブ81の最近接距離をｄ1 としたとき
に、(2/3)ｄ1 〜(1/10000)ｄ1 、特に(1/2)ｄ1 〜(1/10
00)ｄ1 が好ましい。(2/3)ｄ1より大きいと、像形成体
１と電極部84ａの間隙が狭くなるため、電極部84ａが感
光体ベルト１の表面に接触しやすくなり、画像乱れが発
生しやすくなる。反対に(1/10000)ｄ1 以下では現像ス
リーブ81からの電流が流れ込みやすくなり、電圧降下が
発生し現像性の低下が起こる。絶縁部材83は、電極部84
ａの像形成体１側上端部が(2/3)ｄ1以下、現像スリーブ
側下端部が(1/10000)ｄ1 以上になるように制御電極84
を支持できるものが選ばれるが、強度や振動防止、像形
成体１への接触防止の観点から、(3/5)ｄ1 〜(1/100)ｄ
1 のものが好ましい。

【００３６】制御電極84の電極部84ａの幅（現像スリー
ブ81の軸方向の長さ）をＷ３、現像スリーブ81上の現像
領域の幅（現像剤Ｄ層の幅）をＷ４とすると、図４に示
すように、Ｗ３＞Ｗ４として、制御電極84に直流電圧Ｅ
３を印加するターミナル部84ｂは、電極部84ａのＷ３よ
り外側になる部分に設け、不要なクラウドの発生を防止
する。

【００３７】実験の結果、制御電極自由端長をＬ（m
m）、現像スリーブ81表面から制御電極84の電極部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との最近接位置と電極部84ａの水平距離をｄ
３（mm）（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／３ Ｒ／400≦ｄ２≦３Ｒ／10 ０≦ｄ３≦２Ｒ／３ とすると良好な結果が得られた。

【００３８】制御電極84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電極
部84ａが振動するために制御電極84全体が振動して安定
した画像を得ることができない。

【００３９】また、電極部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表面から電極部8
4ａへの放電が起き易く画像乱れが生じ、ｄ２が３Ｒ／1
0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（像形成体）と現像スリーブ81との最近接距離ｄ
１（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。

【００４０】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。

【００４１】現像スリーブ81の表面粗さＲz1（μm）と
絶縁部材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
剤が絶縁部材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。

【００４２】現像スリーブ81には直流バイアス電源Ｅ１
と交流バイアス電源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バイアス電圧が印加され
る。また、制御電極84の電極部84ａには直流バイアス電
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84ａ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。

【００４３】また、スリーブに印加する直流電圧と、制
御電極84の電極部84ａに印加する直流電圧が等しい場
合、図５に示したように、直流バイアス電源Ｅ１を共用
することができ、装置の繁雑化を避けることができる。

【００４４】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、絶縁部材83に一体に設けた電極部84
ａ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。

【００４５】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、制御電極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200〜2,000
Ｖである。

【００４６】制御電極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。

【００４７】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。

【００４８】このように弱い振動電界でトナー飛翔が行
われるため、像担持体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。

【００４９】この時、交流バイアスは現像スリーブ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。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。

【００５０】本発明の現像装置は、以上述べたように１
成分現像剤を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したものであ
るが、それには次のようなトナー粒子からなる現像剤Ｄ
を用いることが好ましい。

【００５１】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。

【００５２】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。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、現像スリーブ81の回転による慣性力，
振動電界による遠心力等により直ぐ近くの現像域Ａ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、制御電極84の電
極部84ａは、絶縁部材83と現像スリーブ81（現像剤Ｄ）
の最近接点81ｂより下流側にのみ設けられているため、
現像域Ａ以外の不要な部分でクラウドが発生することが
ない。また、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殆どなくなるし、トナーが感光体ベ
ルト１と摺擦することもないので摩擦帯電により感光体
ベルト１に付着することもなくなって、１μm程度のト
ナー粒径のものまで用いられるようになる。

【００５３】トナーの平均粒径が大きくなると、既に触
れているように、画像の荒れが目立つようになる。通
常、10本／mm程度のピッチで並んだ細線の解像力がある
現像には、平均粒径20μm程度のトナーでも問題ない
が、しかし、平均粒径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。以上の
理由からトナーの粒径は平均粒径が10μm以下、好まし
くは１〜５μmが適正条件である。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は１〜３μ
C／ｇより大きいこと（好ましくは３μC／ｇ〜30μC／
ｇ）が望ましい。特に粒径の小さい場合は高い帯電量が
必要である。

【００５４】このようなトナーは、従来のトナーと同様
の粉砕造粒法，懸濁重合法，乳化重合法等の方法で得ら
れる。すなわち、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。また、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良
く、この場合、磁性体微粒子の量が60wt％以下、特に30
wt％を超えないものが好ましい。

【００５５】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８に示した。図８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。

【００５６】図１及び図２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、
現像スリーブ２の外径30mm、その回転数150rpm、現像剤
Ｄ層の厚さは0.4mm、Ｌ＝10mm，Ｒ＝20mm，ｄ１＝0.5m
m，ｄ２＝0.3mm，ｄ３＝0.5mm，θ＝10°とし、絶縁部
材83には厚さ0.1mm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。このような現像装置を備えた
図２のカラー画像形成装置によって現像スリーブ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、また、電
極部84ａに印加する直流成分電圧は−750Ｖとした。以
上の条件で図２に示した様な、複数現像一括転写型の多
色画像形成装置でカラーコピーを行った結果、得られた
転写紙の記録画像はカブリのない、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。

【００５７】（実施例２）実施例１と現像剤Ｄ及びバイ
アス電圧は同一で、感光体ベルト１、現像スリーブ81及
び制御電極84等の位置寸法について、ｄ１＝0.5mm，ｄ
２＝0.25mm，ｄ３＝0.5mm，Ｌ＝10mm，Ｒ＝20mm，θ＝1
0°，Ｒz1＝2.7μm，Ｒz2＝0.1μmとし、絶縁部材83に
は厚さ0.2mmのガラス板を用い、その感光体ベルト１側
の面に導電性インキによって、周方向の長さ0.3mm、厚
さ0.01mmの制御電極84を形成した。このような現像装置
を備えた図２のカラー画像形成装置によって５万枚連続
コピーを行ったが実施例１と同様、画像濃度が高く、カ
ブリのない鮮明なカラー画像を得ることができた。

【００５８】以上の実施例において、１成分現像剤のト
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。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したような構成により本発明の
現像装置では、現像剤搬送担体上に形成する１成分現像
剤層を安定かつ十分に帯電することができ、従ってトナ
ー粒子が非磁性トナー粒子であっても現像剤搬送担体に
より現像剤層を良好に搬送可能であり、現像域の振動電
界下で像形成体上の静電潜像を容易にカブリなく高い濃
度で長期に亙り安定して現像することができ、トナー飛
散による機内汚れの発生も少ないという優れた効果が得
られる。

【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概略断面図
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
の一例を示す概略構成図である。

【図３】絶縁部材及び制御電極の他の形態を示す断面図
である。

【図４】制御電極及び絶縁性部材と現像スリーブの幅の
関係を示す平面図である。

【図５】バイアス電源の他の例を示す回路図である。

【図６】絶縁部材及び制御電極の設置状態を示す断面図
である。

【図７】像形成システムを示すブロック図である。

【図８】現像スリーブの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（像形成体） ６ 帯電器 ７ レーザ書込み装置 ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ 現像装置 81 現像スリーブ 83 絶縁部材 84 制御電極 84ａ 電極部 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 Ｃ 最近接線 Ｄ 現像剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽根田 哲 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １成分現像剤を用い、像形成体に対向す
   る現像スリーブの現像域上流部に、上流側の一端を固定
   され、現像剤層に当接／近接した絶縁部材に固定され
   た、電圧印加可能な電極部を有する制御電極を有する現
   像装置において、前記制御電極の自由長をＬ（mm）、前
   記現像スリーブ表面から前記制御電極の電極先端部まで
   の高さをｄ２（mm）、前記像形成体と前記現像スリーブ
   の最近接位置と前記制御電極先端部の水平距離をｄ３
   （mm）、前記現像スリーブの外径をＲ（mm）、（ただし
   前記ｄ３は前記最近接位置より上流側にあるときは正と
   し、下流側にあるときは負とする）とするとき、 Ｒ／400≦ Ｌ ≦２Ｒ／３ Ｒ／400≦ｄ２≦３Ｒ／10 ０≦ｄ３≦２Ｒ／３ であることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像スリーブの表面粗さをＲz1（μ
   m）、前記絶縁部材の表面粗さをＲz2（μm）とすると
   き、 Ｒz1＞Ｒz2 であ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】 前記絶縁部材に固定された電極部は、前
   記絶縁部材の現像剤との最近接点より現像方向下流側に
   その全体が配置されることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の現像装置。