JPH08211731A

JPH08211731A - 現像装置

Info

Publication number: JPH08211731A
Application number: JP7015227A
Authority: JP
Inventors: Isao Endo; 勇雄遠藤; Toru Komatsu; 小松　　徹; Kunio Shigeta; 邦男重田; Hiroyuki Nomori; 弘之野守
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1995-02-01
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】制御電極にトナーが付着せず、解像度と現像
性の高い画像を得ることのできる現像装置を提供する。【構成】制御電極84は、電気的絶縁材よりなる基板84
3上に電圧印加可能な第１電極841と、さらに第１電極84
1と感光体ベルト１との間に第１電極841上に絶縁部材を
介して、少なくとも第１電極841全体を覆い、かつ第１
電極841より現像スリーブ81の回転の上流側の部分にも
延長している第２電極842とからなる電極部を配設して
いる。第１電極841は現像スリーブ81との間に振動電界
を形成して、現像スリーブ81上の現像剤Ｄによって感光
体ベルト１体上の潜像を現像する時の現像効率を向上す
る。また第２電極842は、前記潜像の非現像時に制御電
極84上に付着したトナーを感光体ベルト１に移動させる
放出電界を形成して、制御電極84上にトナーの堆積する
のを防止することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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
ナーを保持し現像域に搬送して現像を行うもので像形成
体面と非接触で現像する非接触現像にも用いられる。

【０００３】また、１成分現像法に対して、磁性キャリ
アと非磁性トナーからなる２成分現像剤を用いた２成分
現像法も多く用いられている。

【０００４】いずれの現像法も、平均粒径が10μm前後
の非磁性トナーの粒子からなる現像剤が用いられている
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。こうした高画質を
得るためには、トナーをより微粒子にすることが必須で
あると考えられる。

【０００５】しかし、トナーを平均粒径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、像形成
体・トナー間の付着力が強くなり像背景の地部分にもト
ナー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電圧印加によってもカブリ
を防ぐことが困難となる。トナーの摩擦帯電制御が困
難となり、トナーの凝集も起こり易くなる。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、さら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、キャリアを微粒子化していくと、キャ
リアも像形成体の静電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
アがトナーと共に像形成体側に付着するためと考えられ
る。また、バイアス電圧が大きくなると、像背景の地部
分にもキャリアが付着するようになる。

【０００６】トナー及び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、実際にトナー及びキャリアを
微粒子化することは困難であった。

【０００７】上記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である制御電極板を現像ス
リーブに当接させ、前記電極と前記現像スリーブ、前記
現像スリーブと像形成体との間に、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6-175485号公報に記載されている。

【０００８】また、キャリアを用いない１成分現像剤に
ついても同様な発明がなされ、小粒径トナーに適した１
成分トナークラウド現像方法が、特開平6-175485号公報
等に記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
方法では、摩擦帯電によって前記制御電極板が帯電しト
ナーやキャリアが制御電極板の像形成体側の面に静電的
に付着するという問題が生じる。

【００１０】現像装置は、現像剤搬送体の移動に伴う振
動、画像形成装置全体の振動等によって振動しているこ
とが多い。そのためそこに取り付けられた制御電極板も
振動し、機内の空気との摩擦帯電により帯電する。ま
た、メンテナンス時の現像装置の出し入れ時に、機内の
他の部材と摩擦されることでさらに摩擦帯電されてしま
う。

【００１１】こうして付与された電荷の蓄積によって、
トナー又はキャリアは、制御電極板上に静電的に付着し
易くなる。特にトナーは現像空間内にクラウド状になっ
て浮遊しているために付着する確率が高い。

【００１２】これらの制御電極板上に付着・堆積したト
ナーやキャリアは、像形成体上の非画像部分や、電界の
強い潜像のエッジ部分に付着し、画質低下の原因とな
る。

【００１３】本発明は、前記制御電極法の問題点を解決
し、制御電極板にトナーやキャリアが付着することな
く、解像度、現像性が高い高画質の画像を、安定して得
られる非接触の現像装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的は、像形成体に
対向する現像剤搬送体の現像域又は現像域よりも上流部
に、現像剤層に当接した絶縁部材よりなる基体上に電圧
印加可能な電極部を配設してなる制御電極を有する現像
装置において、前記電極部は、前記現像剤搬送体に近接
した第１電極と、前記第１電極と前記像形成体との間に
前記第１電極に絶縁部材を介して配置され、少なくとも
前記第１電極全体を覆い、かつ前記第１電極より上流側
の部分にも延長している第２電極とからなり、前記第１
電極は、前記現像剤搬送体との間に振動電界を形成し、
該現像剤搬送体上の現像剤によって前記像形成体上の潜
像を現像し、前記第２電極は、前記潜像の非現像時に前
記制御電極上に堆積したトナーを前記像形成体に移動さ
せる放出電界を形成することを特徴とする現像装置によ
って達成される。

【００１５】また、前記放出電界は、直流電圧又は直流
電圧に交流電圧を重畳した電圧によって形成され、前記
放出電界形成時には、前記現像剤搬送体の移動は停止
し、前記像形成体は移動し、前記第１電極は電気的にフ
ローティング状態にする。さらに、前記潜像現像時に
は、前記第２電極は電気的にフローティング状態にする
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。

【００１６】

【実施例】本発明の説明に先立って、本発明の現像装置
を好適な現像手段として適用されるカラー画像形成装置
の構成とその作用について図２によって説明する。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】（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２のカラー画像形成装
置へ入力される。

【００２５】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7
6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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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後排紙ローラ19を経てト
レイ20上に排出される。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】前記現像装置８Ａ〜８Ｄは同一の構成から
なり、また、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との両方の現像装置
を用いることができる。以下２成分現像剤を収容する現
像装置を符号８、１成分現像剤を収容する現像装置を符
号８ａで示すことにする。

【００３７】図１は本発明の現像装置の一例（２成分現
像剤を収容するもの）を示す概略断面図である。

【００３８】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明装置
の一例の概略断面図及び要部拡大断面図であって、81は
アルミニウム等の非磁性材料からなる現像剤搬送体であ
る現像スリーブで、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体で、磁石体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と磁石体82とで現像剤搬送機能を発
揮する。磁石体82の主磁極82ａを含む各磁極は500〜1,5
00ガウスの磁束密度に磁化されており、その磁力によっ
て現像剤スリーブ81上に磁性現像剤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剤スリーブ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。
この現像スリーブ81上に形成される磁気ブラシは感光体
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の間隙を調整される。

【００３９】84は現像域Ａの上流側に現像剤Ｄの層に当
接するよう設けた制御電極で、後述する絶縁部材（電気
的絶縁材）よりなる基板843上に電圧印加可能な第１電
極841と、さらに第１電極841と感光体ベルト１との間に
第１電極841に絶縁部材を介して、少なくとも第１電極8
41全体を覆い、かつ第１電極841より現像スリーブ81の
回転の上流側の部分にも延長している第２電極842とか
らなる電極部を配設している。第１電極841及び第２電
極842は金属等の導電性材料からなり基板843の先端部上
に線状に一体に設けられる。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は基板843の固定部を支持す
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84を支持部89ａに固定するための押え板と止めネ
ジである。

【００４０】制御電極84の設置位置は、図１（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で、現像スリーブ81の回転軸Ｏを
中心にした、現像スリーブ81の感光体ベルト１との最近
接位置81ａと主磁極82ａとの間の角度をθ₁、同じく上
記最近接位置81ａと制御電極84先端部との間の角度をθ
₄とすると（図１のＣは最近接位置81ａと現像スリーブ8
1の回転軸Ｏを結ぶ中心線であり、上記角度の値は最近
接位置81ａより上流側を正、下流側を負とする)、 −10°≦ θ₁ ≦ 10° （θ₁−５°）≦ θ₄ ≦（θ₁＋５°）となるようにするのが、現像域Ａでの現像剤Ｄの穂立ち
を良好にして現像効率を高く維持し、トナーの飛散を防
止する上で好ましい。

【００４１】θ₁が10°未満、あるいは10°を超すと、
現像域Ａでの現像剤Ｄの穂立ちが悪く現像性が低下す
る。

【００４２】θ₄が（θ₁−５°）より小さいと現像剤Ｄ
の穂立ちした部分を制御電極84が覆い過ぎて現像性が低
下する、またθ₄が（θ₁＋５°）より大きいと現像剤Ｄ
の穂立ちが大きくなり過ぎて、感光体ベルト１の感光体
に現像剤Ｄが接触し、はき目やキャリア付着が発生し画
像乱れが生じる。

【００４３】このように、現像域Ａに主磁極82ａを配設
し、制御電極84をその近くに配設して現像剤Ｄ層を押さ
えるようにすることによって、現像剤Ｄの穂立ちを適度
にしキャリア付着を起こすことなく、従来技術では不可
能であった現像性の向上を低い現像バイアス電圧印加で
実現することができる。

【００４４】制御電極84は現像スリーブ81上に現像剤Ｄ
が搬送されると、図12（ａ），（ｂ）に示すように基板
843と現像スリーブ81の間に現像剤Ｄが入り込むために
若干湾曲して基板843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
像スリーブ81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。制御電極84の基板843が上記現像ス
リーブ81に当接／近接する現像スリーブ81の部分を最近
接点ということにし81ｂで表す。

【００４５】本実施例では、第１電極841は現像スリー
ブ81との間に振動電界を形成して、現像スリーブ81上の
現像剤Ｄによって感光体ベルト１体上の潜像を現像する
時の現像効率を向上する。また第２電極842は、前記潜
像の非現像時に制御電極84上に付着したトナーを感光体
ベルト１に移動させる放出電界を形成して、制御電極84
上にトナーの堆積するのを防止する。

【００４６】潜像現像時には現像スリーブ81に直流バイ
アス電源Ｅ₁と交流バイアス電源Ｅ₂により保護抵抗Ｒ₁
及びスイッチＳ_w1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、また第１電極841には直流
バイアス電源Ｅ₃から保護抵抗Ｒ₂及びスイッチＳ_w2を介
して直流成分のみのバイアス電圧が印加される。非現像
時には第２電極842には直流バイアス電源Ｅ₄と交流バイ
アス電源Ｅ₅により保護抵抗Ｒ₃及びスイッチＳ_w3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。第１電極841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。

【００４７】装置の複雑化を避けるためには、図８に示
すように放出電界用のバイアス電源と現像用のバイアス
電源を共通にしてスイッチＳ_w1を省略することができ
る。

【００４８】また、現像スリーブ81に印加する直流電圧
と、第１電極841に印加する直流電圧が等しい場合は、
図９に示すように、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。

【００４９】本発明の現像装置８又は８ａ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、制御電極84の電極部84ａ
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。

【００５０】この場合、電極部84ａ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。

【００５１】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、第１電極841付近に達した現像剤Ｄの
トナーを振動させるので、そのトナーをキャリアから分
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。

【００５２】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。

【００５３】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の磁気ブラシを振動さ
せるようになって、キャリアからトナーの分離飛翔が行
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、現象スリーブ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のキャリアに後述するような絶縁
性のキャリアを用いること、等によって防止することが
できる。

【００５４】この実施例を用いた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−850Ｖに帯電され、画像部最大濃度部の電位を−5
0Ｖとすると、第１電極841には−750Ｖ、現像スリーブ8
1には−750Ｖの直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス
電圧が印加される。現像スリーブ81に印加する交流成分
のゼロ・ピーク電圧（Ｖ_0-P）は、図１に示すように感光
体ベルト１と現像スリーブ81の最近接距離ｄ₁（mm）、
前記第１電極841先端の現像スリーブ81からの高さをｄ₂
（mm）、現像剤Ｄ中のトナーの体積平均粒径をｄ_t（μ
m）、該トナーの平均帯電量の絶対値をＱ₂（μC／ｇ）
とする時 20・Ｑ₂・ｄ_t・ｄ₁＞Ｖ_0-P＞３・Ｑ₂・ｄ_t・ｄ₂ 特に 10・Ｑ₂・ｄ_t・ｄ₁＞Ｖ_0-P＞５・Ｑ₂・ｄ_t・ｄ₂ とするのが好ましい。

【００５５】ここで上記トナーの平均帯電量Ｑ₂は、２c
m×５cmの導電性板を直径20mmの現像スリーブ81に最近
接距離0.7mmで対向させ、現像スリーブ81に現像剤Ｄを
供給して200rpmで回転させながら現像スリーブ81に直流
と交流の重畳電圧（例えば直流成分1000Ｖ、交流成分の
ゼロ・ピーク電圧Ｖ_0-P750Ｖ、周波数８kHz）を印加し
て、前記導電性板表面を現像剤Ｄ中のトナーで現像し、
現像された前記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、この吹き飛ばさ
れたトナーの電荷量と重量を測定することによって得ら
れる値である。

【００５６】またｄ₂は現像スリーブ81、感光体ベルト
１への放電防止、現像性確保の点から、ｄ₂＝（0.2〜0.
6）ｄ₁であることが好ましい。

【００５７】また印加される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。

【００５８】さらに本発明の現像装置においては、非現
像時に、第２電極842に制御電極84上に堆積したトナー
を感光体ベルト１に移動して除去するための放出電界を
形成するため、第２電極842には直流バイアス電源Ｅ₄と
交流バイアス電源Ｅ₅により保護抵抗Ｒ₃及びスイッチＳ
_w3を介して直流成分に交流成分を重畳したバイアス電圧
が好ましく印加される。（以後簡単に放出電界を印加す
るということもある。）ここで直流成分は堆積物を確実
に移動させるために。像形成体の白地電位よりも、反転
現像では高く、特に白地電位の1.1倍から２倍にするの
が好ましい。また、正規現像では上記直流成分は白地電
位より低くするのが好ましく、ＧＮＤ電位（０Ｖ）から
白地電位の0.5倍が好ましい。例えば反転現像におい
て、像形成体の白地電位が−850Ｖである場合、放出電
界の直流電圧は−950Ｖ〜−1,600Ｖといった値が好まし
く用いられる。

【００５９】また、堆積物の除去効果を向上させ、放出
電界印加時に対応する像形成体の電位を、画像部電位、
すなわち反転現像であれば露光部電位、正規現像であれ
ば未露光部の電位にすることが好ましい。この場合前述
したように、放出電界の直流成分を像形成体の白地電位
より高くする必要は当然なく、潜像現像時に現像剤搬送
体である現像スリーブ81に印加される直流成分の1/4倍
から３倍、特に1/2倍から２倍にするのが好ましい。こ
れ以外の範囲では、堆積物の除去が不完全であったり、
像形成体への放電が生じ像形成体の破損が起こり易い。

【００６０】ここで、より確実に堆積物を移動させるた
めに、放出電界の直流成分に交流成分を重畳することが
好ましい。この交流成分の周波数は100Hz〜20kHz、好ま
しくは１kHz〜10kHzである。また強度（ゼロ・ピーク電
圧）は、潜像現像時に現像スリーブ81に印加される交流
成分の1/5〜３倍、特に1/2〜２倍が好ましい。この範囲
外の値では堆積物が像形成体に移動しなかったり、堆積
物が電極上に拡散して十分な除去が行われない。

【００６１】また、放出電界形成時には無用な汚れを生
じさせないために、現像スリーブ81の移動を停止させる
のが好ましい。この際現像スリーブ81は図８に示すよう
に電気的にフローティング状態にするのが好ましい。ま
たさらに、堆積物の除去効果を向上させるために、現像
スリーブ81にも図９に破線で示すように放出電界と同じ
電圧を印加してもよい。その際、放出電界を、現像時に
現像搬送体に印加する電圧と等しいものにすれば、図10
（ａ）のように電源の繁雑化を避けることができる。特
に第１電極841に印加される直流電圧を現像スリーブ81
に印加する電圧の直流成分と共用にすれば図10（ｂ）に
示すように大幅にバイアス電源の繁雑化を避けることが
できる。

【００６２】同様の理由で放出電界形成時には、第１電
極841は電気的にフローティング状態にするのが好まし
い。

【００６３】また、確実に多くの堆積物を除去するため
に、放出電界形成時には、像形成体（感光体ベルト１）
は移動していることが好ましい。

【００６４】潜像現像時には、上記第２電極842は現像
空間に浮遊しているトナー等を電気的に付着させないた
め、電気的にフローティング状態にしておくことが好ま
しい。

【００６５】以上の制御は図示しない制御装置によって
行われる。

【００６６】図11は放出電界印加タイミングの一例を示
すタイミングチャートで、図２に示すカラー画像形成装
置でフルカラー画像を１枚形成する際のタイミングを表
している。感光体ベルト１が回転してから第１色目の現
像が始まるまでと、第４色目の現像終了時から感光体ベ
ルト１の回転停止までは、各色トナーを収容した現像装
置の第２電極842には一斉に放出電界が印加される。ま
た、現像終了した現像装置は、終了時から感光体ベルト
１上のトナー像が制御電極84付近にくるまでの間放出電
界を印加するように設定してある。連続コピー時におい
ては、図11の通りでもよいが、コピー間又は数十コピー
毎に、放出電界印加用の時間を設定してもよい。いずれ
にしても、放出電界印加のタイミングは図11に示したも
のや上記説明したタイミングに限定されるものではな
く、感光体ベルト１（像形成体）上に形成された潜像の
非現像時であれば自由に設定できる。

【００６７】図７は本発明の現像装置の他の例（非磁性
１成分現像剤を収容するもの）を示す概略断面図及び要
部断面図である。図１に示す装置と同一部分は同一符号
を付してあり、その作用も同一なので詳細な説明は省略
する。

【００６８】図において、81はアルミニウム等の非磁性
材料からなる現像剤搬送担体である現像スリーブ、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である。87は規制ブレードで、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。

【００６９】前記現像スリーブ81と感光体ベルト１との
最近接位置と、制御電極84の下流側先端との間の回転中
心Ｏを中心にした角度をθ₄とすると、θ₄は −５°≦ θ₄ ≦ 15° であるのが好ましい。θ₄が−５°より小さいと、現像域
Ａを覆い過ぎて現像性が低下し、θ₄が15°より大きい
と、現像域Ａより離れ過ぎて、発生したトナークラウド
が現像域Ａまで十分に移行せず、現像性が低下する。

【００７０】１成分現像剤Ｄを用いるこの実施例では現
像スリーブ81の表面をトナーの帯電性に応じて、後述す
るキャリア被覆材料と同じ材料で被覆するのが好まし
い。

【００７１】この実施例においても、図１の装置と同様
に同様なバイアス電圧が現像スリーブ81、第１電極841
及び第２電極842に印加される。現像スリーブ81に印加
する交流成分のゼロ・ピーク電圧（Ｖ_0-P）は、図７に示
すように感光体ベルト１と現像スリーブ81の最近接距離
ｄ₁（mm）、前記第１電極841先端の現像スリーブ81から
の高さをｄ₂（mm）、現像剤Ｄ中のトナーの体積平均粒
径をｄ_t（μm）、該トナーの平均帯電量の絶対値をＱ₁
（μC／ｇ）とする時 50・Ｑ₁・ｄ_t・ｄ₁＞Ｖ_0-P＞５・Ｑ₁・ｄ_t・ｄ₂ 特に 40・Ｑ₁・ｄ_t・ｄ₁＞Ｖ_0-P＞10・Ｑ₁・ｄ_t・ｄ₂ とするのが好ましい。

【００７２】ここで上記非磁性１成分トナーの平均帯電
量Ｑ₁は、２cm×５cmの導電性板を前述した規制ブレー
ド87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8
1に堆積させた１成分現像剤Ｄを供給して200rpmで回転
させながら現像スリーブ81に直流と交流の重畳電圧（例
えば直流成分1000Ｖ、交流成分のゼロ・ピーク電圧Ｖ_0-P
750Ｖ、周波数８kHz）を印加して、前記導電性板表面を
上記トナーで現像し、現像された前記導電性板をファラ
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、この吹き飛ばされたトナーの電荷量と重量を測定
することによって得られる値である。

【００７３】またｄ₂は現像スリーブ81、感光体ベルト
１への放電防止、現像性確保の点から、ｄ₂＝（0.2〜0.
6）ｄ₁であることが好ましい。

【００７４】さらに印加される交流成分の周波数は100H
z〜20kHz、特に１kHz〜10kHzであることが好ましい。

【００７５】図１及び図７に示した現像装置８，８ａに
は共通した制御電極84が用いられる。

【００７６】図３は制御電極84の一例を示す斜視図及び
拡大断面図である。図に示す制御電極84は従来公知のプ
リント基板製造方法を用い、基板843（基板）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等の樹脂材料やガラス
繊維強化樹脂、セラミックス、ガラス、アルミナ等の無
機材料からなる絶縁部材（電気絶縁材）を用いることが
できる。これらの基板843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、基板843上に必要な第１電極841を形成する。この
他、導電性インキを凸版、孔版、凹版、平版によって第
１電極841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。

【００７７】第１電極841の上に絶縁性接着剤を塗布し
てなる接着層844を介して第１電極841と同様の材料を用
い、同様の方法で、少なくとも第１電極841全体を覆
い、かつ第１電極841より現像スリーブ81の回転の上流
側の部分にも延長している第２電極842を形成する。こ
れは、広範囲にわたる制御電極84上の堆積物を除去する
ために必要で、第１電極841の大きさかそれ以下である
と、第１電極841によって電気的に付着した堆積物は除
去できるが、浮遊トナークラウドの落下・付着等の静電
的な堆積物は除去できない。また、同様の理由によって
第２電極842は制御電極84の先端部から形成されるのが
好ましい。

【００７８】第１電極841の全体は、搬送上流部での不
要なトナー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、基板843と現像ス
リーブ81の最近接点81ｂよりも現像スリーブ81の感光体
ベルト１への最近接位置81ａ側にのみ配置されるよう形
成させる。

【００７９】第１電極841の周方向長さは、現像スリー
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の低下が
生ずる。

【００８０】また、制御電極84の厚さｔ（図３）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、（1/10,000）ｄ₁ 〜（2/3）ｄ₁、
特に（1/1,000）ｄ₁ 〜（1/2）ｄ₁ が好ましい。（2/
3）ｄ₁より大きいと、感光体ベルト１と制御電極84の上
面との間隙が狭くなるため、制御電極84の上面（第２電
極842）が像形成体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（1/10,000）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。

【００８１】図３（ｂ）は制御電極84の一例の具体的な
寸法を示す断面図である。また図４は制御電極の各部と
現像スリーブの幅の関係を示す平面図で、第１電極841
の幅（現像スリーブ81の軸方向の長さ）をＷ₃、同じく
第２電極842の幅をＷ₅、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、Ｗ₅＞Ｗ₃＞Ｗ₄として、第１電極841に直流電圧Ｅ₃
を印加するターミナル部841ａも現像領域の幅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。第２電極842にバイアス電圧を印加するための
ターミナル部842ａも、現像領域の幅Ｗ₄より外側になる
部分に設ける。

【００８２】さらに、現像スリーブ81の表面粗さＲz
₁（μm）と基板843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8
1上に搬送される現像剤が基板843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〜5.0
μm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Surftest-402を
用いて、基準長さ25mmで測定を行った。

【００８３】上記第１電極841及び第２電極842は、先端
部を同一位置に揃えて形成する（図５（ａ））、第１電
極841を先端より若干上流側にずらす（図５（ｂ））、
第１電極841として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ものを、絶縁性の基体843の先端
部に絶縁性接着剤等からなる接着層844等により貼り付
ける（図５（ｃ），（ｄ））、基体843の先端部に凹部8
43cを設けてここに埋め込む（図５（ｅ））、絶縁部材8
45をひさし状に張り出してその上面に第２電極842、下
面に第１電極841を形成する（図５（ｆ））、第１電極8
41は基体843の下面に形成して、絶縁層846で被覆し、第
２電極842を基体843の上面に直接形成する（図５
（ｇ））、等の方法によって形成することができる。

【００８４】第１電極841及び第２電極842は無用の放電
を防止するためと防錆のため図６に示すように絶縁性樹
脂からなる絶縁層846によって被覆することが好まし
く、絶縁性樹脂には上記基板843と同種の材料を用いる
ことができる。また、絶縁性インキを塗布する方法も用
いることができる。

【００８５】本発明の現像装置は、以上述べたように１
成分現像剤又は２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、キャリアの感光体ベルト１への付着を防止し、従
ってトナーやキャリア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、非現
像時には第２電極842に交流バイアス電圧を印加して形
成する放出電界によって制御電極84に付着したトナーを
像形成体である感光体ベルト１に移動させるようにした
ものであるが、２成分現像剤としては次のようなキャリ
アとトナーからなる現像剤Ｄを用いることが好ましい。

【００８６】一般に磁性キャリア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
キャリアの平均粒径を小さくすればよく、実験の結果体
積平均粒径が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。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。

【００８７】また、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。

【００８８】上記体積平均粒径は、湿式分散機を備えた
レーザ回折式粒度分布測定装置「HEROS」（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
を行った後に測定した値である。

【００８９】キャリアの磁化の強さ（最大磁化)は、５
〜60emu／ｇ、好ましくは10〜40emu／ｇである。この強
さは現像性スリーブ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ガウスでは、
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。

【００９０】キャリアの磁化の強さは、キャリアを0.25
cm×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「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得られる。

【００９１】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。

【００９２】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
形となるために、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。

【００９３】キャリア密度は磁性体含有量にもよるが、
概ね1.8〜７ｇ／cm³、好ましくは２〜６ｇ／cm³である
のが良好である。1.8ｇ／cm³より小さいと現像スリーブ
81の回転によりキャリアが飛散し易くなる。７ｇ／cm³
より大きくなると、トナーへのストレスが大きくなり現
像剤Ｄの耐久性が低下する。

【００９４】密度の測定は、乾式密度計アキュピック13
30（Micromeritics社製）を用いて行った。

【００９５】次に、トナーについて説明する。一般にト
ナーは、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。

【００９６】トナーの体積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。
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。体積平均粒径が20μ
m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。

【００９７】以上の理由からトナーの粒径は体積平均粒
径が１〜20μm、好ましくは３〜10μmである。

【００９８】ここで、平均粒径に用いた体積平均粒径は
コールターカウンターＴＡ−II型（アパーチャー100μ
m、コールター社製）で測定された。

【００９９】また、トナーが電界に追随するために、ト
ナーの帯電量の絶対値は、２成分現像剤においては、１
μC／ｇ〜３μC／ｇより大きいこと好ましくは３μC／
ｇ〜50μC／ｇであることが現像性確保、カブリや飛散
防止の観点から望ましい。特に粒径の小さい場合は高い
帯電量が必要である。

【０１００】ここで２成分現像剤中のトナーの平均帯電
量Ｑ₂は、２cm×５cmの導電性板を直径20mmの現像スリ
ーブ81に最近接距離0.7mmで対向させ、現像スリーブ81
に現像剤Ｄを供給して200rpmで回転させながら現像スリ
ーブ81に直流と交流の重畳電圧（例えば直流成分1000
Ｖ、交流成分のゼロ・ピーク電圧Ｖ_0-P750Ｖ、周波数８k
Hz）を印加して、前記導電性板表面を現像剤Ｄ中のトナ
ーで現像し、現像された前記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
の吹き飛ばされたトナーの電荷量と重量を測定すること
によって得られる値である。

【０１０１】このようなトナーとしては、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、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のバインダー樹脂にカ
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。

【０１０２】以上を纏めると、本発明の現像装置におい
て、好ましいトナーは、キャリア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。

【０１０３】本発明の現像装置には、以上述べたような
球状のキャリアとトナーとが従来の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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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％、好ましくは10〜30重量％とするのがよい。

【０１０７】１成分現像剤Ｄの場合は上記トナーに、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
Ｄとして用いることができる。

【０１０８】トナーの帯電量は絶対値で１〜50μC／
ｇ、特に１〜20μC／ｇにするのが、現像性確保、カブ
リ・飛散防止の観点から好ましい。

【０１０９】ここで上記非磁性１成分トナーの平均帯電
量Ｑ₁は、２cm×５cmの導電性板を、前述した規制ブレ
ード87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１成分現像剤Ｄを供給して200rpmで回転させなが
ら現像スリーブ81に直流と交流の重畳電圧（例えば直流
成分1000Ｖ、交流成分のゼロ・ピーク電圧Ｖ_0-P750Ｖ、
周波数８kHz）を印加して、前記導電性板表面を現像剤
Ｄ中のトナーで現像し、現像された前記導電性板をファ
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、この吹き飛ばされたトナーの電荷量と重量を測
定することによって得られる値である。

【０１１０】（実施例１ａ，２ａ）以上説明した図１又
は図７の現像装置を備えた図２に示した装置に、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
用い反転現像で行った。

【０１１１】この実験のために用いられた装置に備えら
れる制御電極84は下記のものが用意された。

【０１１２】・制御電極（１成分現像法、２成分現像法
共通）制御電極84の基板843に厚さ0.1mmのガラスエポキシ板を
用い、図３に示したように、第１電極841は周方向の幅
0.5mm、厚さ0.02mmに電解銅箔を用いてエッチング法に
より、先端部から0.3mm後退した位置に形成し、その上
に周方向幅５mmの第２電極842をエッチング法により、
厚さ0.02mmの銅箔を用いて形成し、厚さ0.025mmのポリ
イミドフィルムの絶縁部材844をはりつけて制御電極84
を作製した。

【０１１３】（実施例１ａ）（２成分現像法）２成分現像剤には、キャリアとして、磁化の強さ25emu
／ｇの球形フェライト粒子に、メチルメタクリレート/
スチレン共重合体樹脂を表面被覆して得た球形キャリア
を用いた。体積平均粒径は45μm、密度は5.2ｇ／cm³で
あった。

【０１１４】トナーとしては、スチレン−アクリル樹脂
100重量部、カラー顔料各10重量部を溶融・混練した
後、粉砕・分級して、体積平均粒径8.5μmのイエロー、
マゼンタ、シアン、黒の各トナーを得た。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
添加したものを用いた。密度は1.1ｇ／cm³であった。

【０１１５】上記のキャリアとトナーを、トナーが全体
の10重量％となるよう混合したものを用いた。帯電量は
−22μC／ｇであった。密度は、乾式密度計アキュピッ
ク1330（Micromeritics社製）を用いて測定した。

【０１１６】現像装置としては、図１に示したものを用
い、図２に示したカラー画像形成装置を用いて画像形成
を行った。感光体ベルト１はＯＰＣ感光体を用い、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−850Ｖ（非画像部電位）、最低電位−5
0Ｖ（画像部電位）、現像スリーブ81の外径20mm、回転
数390rpm、現像スリーブ81の表面粗さＲz₁＝1.2μm、現
像スリーブ81内の磁石の強さ700ガウス、ｄ₁＝0.5mm、
ｄ₂＝0.25mm、θ₁＝＋１°、θ₄＝＋２°、制御電極84
は前述したものを表１に示したように用いた。放出電界
は表１に記載した条件ものを図10に示すタイミングで印
加した。

【０１１７】その他のプロセス条件も表１に記載した通
りである。

【０１１８】

【表１】

【０１１９】（実施例１ｂ）（２成分現像法）放出電界形成時に、対応する感光体ベルト１の電位を−
50Ｖ（画像電位）として、条件を表１に記載したものに
変更した他は、実施例１ａと同じ。

【０１２０】（比較例１）放出電界を形成しない他は実
施例１ａと同じ。

【０１２１】これらの現像プロセス、キャリア、トナー
を用い、表１の像形成条件で、５万枚のフルカラー画像
記録をする比較実験を行った。その結果は表１に示す通
りで、実施例１ａ，２ａでは、制御電極上へのキャリア
付着、トナー付着が共に起こらず、画像の汚れのない、
濃度、解像度の高い画像が安定して得られたが、比較例
１では100枚コピー程度記録した後、制御電極84上への
トナー付着及びキャリア付着が始まり、それらが次第に
堆積して画像汚れが発生した。

【０１２２】（実施例２ａ）（１成分現像剤使用の現像
装置についての実験）１成分現像剤のトナーして、スチレン−アクリル樹脂10
0重量部、カラー顔料各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8.
5μmのイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナーを得
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用いた。密度は1.1ｇ
／cm³であった。

【０１２３】現像装置として図７に示したものを用い、
図２のカラー画像形成装置を用いて画像形成を行った。
感光体ベルト１はＯＰＣ感光体を用い、その周速は180m
m／sec、感光体ベルト１上に形成された静電潜像の最高
電位−850Ｖ（非画像部電位）、最低電位−50Ｖ（画像
部電位）、現像スリーブ81の外径20mm、回転数390rpm、
現像スリーブ81の表面はスチレン−アクリル系樹脂によ
りコティングされ、その表面粗さＲz₁は2.7μmである。
現像剤規制ブレード87はウレタンゴムよりなる弾性ブレ
ードを用いた。また、ｄ₁＝0.5mm、ｄ₂＝0.25mm、θ₄＝
＋２°、制御電極84は前述したものを表１に示したよう
に用いた。トナー帯電量は−2.2μC/gであった。放出電
界は表１に記載した条件ものを図10に示すタイミングで
印加した。

【０１２４】その他のプロセス条件も表１に記載した通
りである。

【０１２５】（実施例２ｂ）（１成分現像法）放出電界形成時に、対応する感光体ベルト１の電位を−
50Ｖ（画像部電位）として、条件を表１に記載したもの
に変更した他は、実施例１ａと同じ。

【０１２６】（比較例２）放出電界を形成しない以外は
実施例２ａと同じである。

【０１２７】これらの現像プロセス、トナーを用い、表
１の像形成条件で、５万枚のフルカラー画像記録をする
比較実験を行った。その結果は表１に示す通りで、実施
例２ａ，２ｂでは、制御電極上へのトナー付着が起こら
ず、画像の汚れのない、階調性の優れた、濃度、解像度
の高い画像が安定して得られたが、比較例２では500枚
コピー程度記録した後から、制御電極84上へのトナー付
着が始まり、それらが次第に堆積し、その結果1,000コ
ピーから画像汚れが発生した。

【０１２８】

【発明の効果】以上説明したように、制御電極に放出電
界を形成する第２電極を設けたので、制御電極上のトナ
ーの付着・堆積を防止し、現像性が高く、階調性が優
れ、解像度の高い画像を安定して得ることのできる優れ
た非接触現像を行う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、拡
大断面図である。

【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】制御電極の一例を示す斜視図及び拡大断面図で
ある。

【図４】制御電極の各部と現像スリーブの幅の関係を示
す平面図である。

【図５】制御電極の他の例を示す断面図である。

【図６】絶縁層を被覆した制御電極を示す断面図であ
る。

【図７】現像装置の他の例を示す概略側断面図及び拡大
断面図である。

【図８】放出電界形成時のバイアス電源を示す配線図で
ある。

【図９】現像スリーブに放出電界と同一の電圧を印加す
る時のバイアス電界の配線図である。

【図１０】複雑化を避けたバイアス電源の構成を示す図
である。

【図１１】カラー画像形成装置の放出電界印加時のタイ
ミングを示すチャートである。

【図１２】制御電極の設置状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１感光体ベルト（像形成体）６スコロトロン帯電器７レーザ書込み装置８，８ａ，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ現像装置 81 現像スリーブ（現像剤搬送体） 82 磁石体 84 制御電極 841 第１電極 842 第２電極 843 基板 844 接着層 845 絶縁部材 846 絶縁層 86 規制ブレードＡ現像域Ｄ現像剤Ｅ₁，Ｅ₃，Ｅ₅ 直流バイアス電源Ｅ₂，Ｅ₅ 交流バイアス電源Ｓｗ₁，Ｓｗ₂，Ｓｗ₃ スイッチ

フロントページの続き (72)発明者野守弘之東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対向する現像剤搬送体の現像
域又は現像域よりも上流部に、現像剤層に当接した絶縁
部材よりなる基体上に電圧印加可能な電極部を配設して
なる制御電極を有する現像装置において、前記電極部は、前記現像剤搬送体に近接した第１電極
と、前記第１電極と前記像形成体との間に前記第１電極
に絶縁部材を介して配置され、少なくとも前記第１電極
全体を覆い、かつ前記第１電極より上流側の部分にも延
長している第２電極とからなり、前記第１電極は、前記現像剤搬送体との間に振動電界を
形成し、該現像剤搬送体上の現像剤によって前記像形成
体上の潜像を現像し、前記第２電極は、前記潜像の非現像時に前記制御電極上
に堆積したトナーを前記像形成体に移動させる放出電界
を形成することを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記放出電界は、直流電圧又は直流電圧
に交流電圧を重畳した電圧によって形成されることを特
徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】前記放出電界形成時には、前記現像剤搬
送体の移動は停止していることを特徴とする請求項１又
は２に記載の現像装置。
【請求項４】前記放出電界形成時には、前記像形成体
は移動していることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の現像装置。
【請求項５】前記放出電界形成時には、前記第１電極
は電気的にフローティング状態にすることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】前記潜像現像時には、前記第２電極は電
気的にフローティング状態にすることを特徴とする請求
項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。