JPH09222790A

JPH09222790A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH09222790A
Application number: JP8029401A
Authority: JP
Inventors: Isao Endo; 勇雄遠藤; Toru Komatsu; 小松　　徹; Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】新たに判明した制御電極として絶縁シートの
上に電極部を設けたものを用いた２成分現像剤トナーク
ラウド現像法特有の問題点を解決し、高画質な画像を、
安定して得られる現像装置及び画像形成装置を提供する
こと。【解決手段】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設し、磁性現像剤を現像域に搬送する
現像剤搬送体と、前記磁性現像剤の層に当接又は近接す
る絶縁シート、及び、前記絶縁シートにより前記現像域
又は現像域上流部に固定された電圧印加可能な電極部、
を有する制御電極シートと、を有し、静電潜像が形成さ
れた前記像形成体に前記現像域で現像してトナー像を形
成する２成分現像剤トナークラウド現像法による現像装
置において、交流成分を断続的に有する波形の印加電圧
を前記現像剤搬送体に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２成分現像剤トナ
ークラウド現像法による現像装置及びこの現像装置を用
いた画像形成装置に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】以前より高い解像力が得られる現像法と
して、パウダークラウド現像法（米国特許２，７２５，
３０４号明細書）が知られていたが、近年、特に現像域
内に電圧印加可能な制御電極ワイヤを張設し、電気的に
トナークラウドを形成して、クラウド現像を行う例が提
案されている。このトナークラウド現像法を２成分現像
剤に適用したものは、例えば特開昭５９−２２３４６７
号、特開平３−１４５６６４号によって開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した制御
電極ワイアを用いた２成分現像剤トナークラウド現像法
では、現像のために形成される交流電界により制御電極
ワイアが振動し、良好な画像を形成するのが困難であっ
た。

【０００４】そこで、制御電極として絶縁シートの上に
電極部を設けたものを用いた２成分現像剤トナークラウ
ド現像法を検討した。ところが、形成された画像を見る
と、ハーフトーン画像部に白い筋がでたり、リングマー
クが発生したりした。

【０００５】そこで、その原因を調べたところ、現像域
近傍に存在する制御電極によって、搬送された２成分現
像剤の穂が交流電界によって叩かれキャリアが制御電極
の上に舞い上がって乗り上げ、制御電極の像形成体側に
キャリアの穂が立ち、画質を悪化させていることが判っ
た。

【０００６】本発明は、新たに判明した制御電極として
絶縁シートの上に電極部を設けたものを用いた２成分現
像剤トナークラウド現像法特有の上述の問題点を解決
し、高画質な画像を、安定して得られる現像装置及び画
像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は特許請求
の範囲の各請求項に記載の「発明を特定するために必要
な事項の全て」により達成される。以下、各請求項およ
び各請求項に共通の事項について説明する。但し、引用
項の説明と重複する説明は省略する。

【０００８】以下、図１〜図４を用いて、本発明につい
て詳細に説明する。図１〜図４において、縦軸は電位の
絶対値を、横軸は時間を、Ｖ_BGKは像形成体の非画像部
の電位を、Ｖ_imageは像形成体の画像部の電位を、Ｖ_DC
は印加電圧の直流成分を、Ｖ₁は印加電圧の直流成分Ｖ
_DCに対する印加電圧のオーバー側のピーク電位の電位差
を、Ｖ₂は印加電圧の直流成分Ｖ_DCに対する印加電圧の
アンダー側のピーク電位の電位差を、Ｔ₁は交流成分が
直流成分の極性と同じ極性に係る時間で、印加電圧の交
流成分の１周期内で印加電圧が印加電圧の直流成分Ｖ_DC
よりもオーバー側である時間を、Ｔ₂は交流成分が直流
成分の極性と異なる極性に係る時間で、印加電圧の交流
成分の１周期内で印加電圧が印加電圧の直流成分Ｖ_DCよ
りもアンダー側である時間を、それぞれ示す。

【０００９】〔請求項１の説明〕『像形成体に対向し、
内部に複数の磁極を有する磁石体を固設し、磁性現像剤
を現像域に搬送する現像剤搬送体と、前記磁性現像剤の
層に当接又は近接する絶縁シート、及び、前記絶縁シー
トにより前記現像域又は現像域上流部に固定された電圧
印加可能な電極部、を有する制御電極シートと、を有
し、静電潜像が形成された前記像形成体に前記現像域で
現像してトナー像を形成する２成分現像剤トナークラウ
ド現像法による現像装置において、交流成分を断続的に
有する波形の印加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。』により、交流成分が印加さ
れない間隔があるので、磁性キャリアが穂から外れる程
振動することを抑制し、磁性キャリアが制御電極上に乗
り上げることを防止することにより、ハーフトーン画像
部に制御電極上に乗り上げた磁性キャリアの掻き取りに
よる白い筋がでたり、放電によるリングマークが発生し
たりすることを防止できる。

【００１０】交流成分を断続的に有する波形の印加電圧
の例を図１を用いて説明する。なお、図１に示す印加電
圧は、一例であって、本発明はこれに限定されない。印
加電圧の交流成分の波形は図１に示すように実質的に矩
形波であることが好ましいが、これに限らず、例えば図
３に示すような変形した波形のものでもよい。印加電圧
の直流成分Ｖ_DCは像形成体の非画像部の電位Ｖ_BGKと画
像部の電位Ｖ_imageの中間の電位であることが望まし
い。そして、印加電圧の交流成分の周波数は、２ｋＨｚ
以上であることが磁性キャリアが穂から外れる程振動す
ることをより防止しやすく、２０ｋＨｚ以下であること
が現像促進と現像抑制のサイクルが速すぎず、充分な現
像性が得られやすく、好ましい。交流成分が印加されな
い間隔は、図１の４波長分のように、交流成分の３波長
分以上で磁性キャリアが穂から外れる程振動することを
より防止しやすく、交流成分の１０波長分以下で充分な
現像性が得られやすく、好ましい。

【００１１】〔請求項２の説明〕『像形成体に対向し、
内部に複数の磁極を有する磁石体を固設し、磁性現像剤
を現像域に搬送する現像剤搬送体と、前記磁性現像剤の
層に当接又は近接する絶縁シート、及び、前記絶縁シー
トにより前記現像域又は現像域上流部に固定された電圧
印加可能な電極部、を有する制御電極シートと、を有
し、静電潜像が形成された前記像形成体に前記現像域で
現像してトナー像を形成する２成分現像剤トナークラウ
ド現像法による現像装置において、直流成分に対して非
対称な波形の交流成分の印加電圧を現像剤搬送体に印加
することを特徴とする現像装置。』により、交流成分が
非対称な波形であるので、磁性キャリアが穂から外れる
程振動することを抑制し、磁性キャリアが制御電極上に
乗り上げることを防止することにより、ハーフトーン画
像部に制御電極上に乗り上げた磁性キャリアの掻き取り
による白い筋がでたり、放電によるリングマークが発生
したりすることを防止できる。

【００１２】交流成分を非対称な波形である波形の印加
電圧の例を図２を用いて説明する。交流成分の波形は図
２に示すように実質的に矩形波であることが好ましい
が、これに限らず、例えば図３に示すような変形した波
形のものでもよい。印加電圧の直流成分Ｖ_DCは像形成体
の非画像部の電位Ｖ_BGKと画像部の電位Ｖ_imageの中間の
電位であることが望ましい。そして、交流成分の周波数
は、２ｋＨｚ以上であることが磁性キャリアが穂から外
れる程振動することをより防止しやすく、２０ｋＨｚ以
下であることが現像促進と現像抑制のサイクルが速すぎ
ず、充分な現像性が得られやすく、好ましい。また、請
求項４のように、前記交流成分は、直流成分の極性と同
じ極性に係る時間Ｔ₁が直流成分の極性と異なる極性に
係る時間Ｔ₂より短いことが、好ましい。

【００１３】〔請求項３の説明〕『像形成体に対向し、
内部に複数の磁極を有する磁石体を固設し、磁性現像剤
を現像域に搬送する現像剤搬送体と、前記磁性現像剤の
層に当接又は近接する絶縁シート、及び、前記絶縁シー
トにより前記現像域又は現像域上流部に固定された電圧
印加可能な電極部、を有する制御電極シートと、を有
し、静電潜像が形成された前記像形成体に前記現像域で
現像してトナー像を形成する２成分現像剤トナークラウ
ド現像法による現像装置において、直流成分に対して非
対称な波形の交流成分を断続的に有する波形の印加電圧
を現像剤搬送体に印加することを特徴とする現像装
置。』により、交流成分が印加されない間隔があるの
で、磁性キャリアが穂から外れる程振動することを抑制
する効果と、交流成分が非対称な波形であるので、磁性
キャリアが穂から外れる程振動することを抑制する効果
との相乗効果により、磁性キャリアが制御電極上に乗り
上げることを顕著に防止することにより、ハーフトーン
画像部に制御電極に乗り上げた磁性キャリアの掻き取り
による白い筋がでたり、放電によるリングマークが発生
したりすることを極めて良好に防止できる。また、交流
成分が印加されない間隔があるので、交流成分をより非
対称な波形にすることができ、より高い濃度の画像を得
ることができる。

【００１４】請求項３に係わる印加電圧の例を図４を用
いて説明する。交流成分の波形は図４に示すように実質
的に矩形波であることが好ましいが、これに限らず、例
えば図３に示すような変形した波形のものでもよい。印
加電圧の直流成分Ｖ_DCは像形成体の非画像部の電位Ｖ
_BGKと画像部の電位Ｖ_imageの中間の電位であることが望
ましい。そして、交流成分の周波数は、２ｋＨｚ以上で
あることが磁性キャリアが穂から外れる程振動すること
をより防止しやすく、２０ｋＨｚ以下であることが現像
促進と現像抑制のサイクルが速すぎず、充分な現像性が
得られやすく、好ましい。また、請求項４のように、前
記交流成分は、直流成分の極性と同じ極性に係る時間Ｔ
₁が直流成分の極性と異なる極性に係る時間Ｔ₂より短い
ことが、好ましい。また、交流成分が印加されない間隔
は、図４の４波長分のように、交流成分の３波長分以上
で磁性キャリアが穂から外れる程振動することをより防
止しやすく、交流成分の１０波長分以下で充分な現像性
が得られやすく、好ましい。

【００１５】〔請求項４の説明〕『前記交流成分は、直
流成分の極性と同じ極性に係る時間が直流成分の極性と
異なる極性に係る時間より短いことを特徴とする請求項
２又は請求項３に記載の現像装置。』により、トナーク
ラウドを良好に形成しつつ、磁性キャリアが穂から外れ
る程振動することをより抑制し、磁性キャリアが制御電
極上に乗り上げることをより効果的に防止することによ
り、ハーフトーン画像部に白い筋がでたり、リングマー
クが発生したりすることをより効果的に防止できる。な
ぜなら、直流成分の極性と異なる極性に係る時間Ｔ₁が
極めて短い時間であってもトナークラウドは形成される
のに対し、これに対して直流成分の極性と異なる極性の
電圧は磁性キャリアが現像剤搬送体に向かう力となるの
で、直流成分の極性と異なる極性に係る時間Ｔ₂は長い
方が好ましいからである。なお、これを式で示すと以下
のようになる。

【００１６】Ｔ₁＜Ｔ₂ また、この場合、交流成分のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂（Ｖ₁
は印加電圧の直流成分と等しい極性に係わる交流成分の
ピークと印加電圧の直流成分との電圧差であり、Ｖ₂は
印加電圧の直流成分と異なる極性に係わる交流成分のピ
ークと印加電圧の直流成分との電圧差である。）は、下
記の式を満たすことが、磁性キャリアが直接像形成体に
付着することと磁性キャリアの電極シートへの乗り上げ
を効果的に防止でき、カブリを充分に除けるために好ま
しい。

【００１７】｜Ｖ₂｜≦｜Ｖ₁｜０．１×｜Ｖ_DC−Ｖ_image｜≦｜Ｖ₂｜≦０．５×｜Ｖ_DC
−Ｖ_image｜〔請求項５の説明〕『前記現像剤搬送体上の磁束密度が
４００ガウス以上１２００ガウス以下であり、飽和磁化
が５ｅｍｕ／ｇ以上６０ｅｍｕ／ｇ以下の磁性キャリア
を用いて現像するものであ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。』により、磁気
的な束縛力が充分働き、キャリア飛散が起こりにくく、
かつ、キャリアの穂立ちが高くなりすぎず、像形成体と
の非接触状態を良好に保つことができる。逆に、磁気的
な束縛力が充分働き、キャリア飛散が起こりにくく、か
つ、キャリアの穂立ちが高くなりすぎず、像形成体との
非接触状態を良好に保つことができる現像剤搬送体上の
磁束密度が４００ガウス以上１２００ガウス以下であ
り、飽和磁化が５ｅｍｕ／ｇ以上６０ｅｍｕ／ｇ以下の
磁性キャリアを用いて現像するものであっても発生する
本発明の課題が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の
現像装置によって解決される。

【００１８】なお、現像剤搬送体上の磁束密度の測定は
ＧＡＵＳＳＭＥＴＥＲＴＹＰＥ３２５１（横河電機
製）によって行う。また、磁性キャリアの飽和磁化は１
０ｅｍｕ／ｇ以上であることがより好ましく、また、４
０ｅｍｕ／ｇ以下であることがより好ましい。また、磁
性キャリアの飽和磁化は、以下の測定方法により測定さ
れる。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
プコイルにつけて磁化器にセットし、直流磁化特性自動
記録装置「ＴＹＰＥ３２５７」（横河北辰電機社製）を
用いてＸ−Ｙレコーダーにヒステリシスカーブを描かせ
ることにより得られる。

【００１９】〔請求項６の説明〕『前記像形成体と、前
記像形成体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置と、前記
現像装置により形成された前記像形成体上のトナー像を
記録シートに転写する転写手段と、前記記録シートのト
ナー像を定着する定着手段と、を有することを特徴とす
る画像形成装置。』により、形成される画像にハーフト
ーン画像部に白い筋がでたり、リングマークが発生した
りすることを防止でき、良好な画質の画像が得られる。

【００２０】〔共通事項の説明〕言うまでもないことで
あるが、現像剤搬送体への印加電圧Ｖ_onはその直流成分
Ｖ_DC及びその交流成分Ｖ_ACと以下の式で示す関係にあ
る。

【００２１】Ｖ_on＝Ｖ_DC＋Ｖ_AC そして、現像剤搬送体への印加電圧Ｖ_onの直流成分Ｖ_DC
は、下記の式により求められ、そして、印加電圧の交流
成分Ｖ_ACは印加電圧Ｖ_onが印加電圧の直流成分Ｖ_DCより
も高電圧の部分（Ｖ_on＞Ｖ_DC）と低電圧の部分（Ｖ_on＜
Ｖ_DC）とが下記の式を満たす。

【００２２】

【数１】

【００２３】例えば、図１〜図４では、印加電圧Ｖ_onの
直流成分Ｖ_DCの上下の斜線部で示す面積は等しい。ま
た、印加電圧の交流成分の波形は図１、図２、図４に示
すように実質的に矩形波であることが好ましいが、これ
に限らず、例えば図３に示すような変形した波形や正弦
波や三角波等であってもよい。

【００２４】制御電極シートは、絶縁シート及び絶縁シ
ートにより固定されている電極部を有するもので、好ま
しくはこの制御電極シートを支持する支持シートにより
固定されており、より好ましくはこの制御電極シートの
平面性が高くなるように支持されている。支持シート
は、現像装置本体に固定されていることが好ましく、現
像装置本体のケーシングに固定されていることがより好
ましい。

【００２５】図１２及び図１３に、制御電極シートの断
面形状の例を示すが、本発明の制御電極シートの断面形
状はこれに限らない。図１２には、電極部としてシート
状の電極を用いた例を示す。また、図１３には、電極部
としてワイヤ状の電極を用いた例を示す。図１２の
（ａ）は絶縁シート８３ｂの像形成体側の面上にシート
状の電極部８３ａを絶縁シート８３ｂの先端から引っ込
んだ位置に設けた例であり、図１２の（ｂ）は絶縁シー
ト８３ｂの像形成体側の面上にシート状の電極部８３ａ
を先端部を揃えて設けた例であり、図１２の（ｃ）は絶
縁シート８３ｂの像形成体側の面上にシート状の電極部
８３ａを先端部を揃えて設け、電極部８３ａの像形成体
側の面上に電極部８３ａの先端部から先に突き出たひさ
し部材８３ｃを設けた例であり、図１２の（ｄ）は絶縁
シート８３ｂの像形成体側の面上にシート状の電極部８
３ａを絶縁シート８３ｂの先端から引っ込んだ位置に設
け、電極部８３ａ及び絶縁シート８３ｂの像形成体側の
面上に電極部８３ａを覆う絶縁シート８３ｂの先端から
先に突き出たひさし部材８３ｃを設けた例であり、図１
２の（ｅ）は絶縁シート８３ｂの像形成体側の面上に絶
縁シート８３ｂの先端部から先に突き出たひさし部材８
３ｃを設け、ひさし部材８３ｃの現像剤搬送体側の面上
に、シート状の電極部８３ａを先端部を揃えて設けた例
である。また、図１３の（ａ）は絶縁シート８３ｂの先
端に断面円形のワイヤ状の電極部８３ａを設けた例であ
り、図１３の（ｂ）は絶縁シート８３ｂの先端部の像形
成体側の面上に断面円形のワイヤ状の電極部８３ａを設
けた例であり、図１３の（ｃ）は絶縁シート８３ｂの先
端に断面矩形のワイヤ状の電極部８３ａを設けた例であ
り、図１３（ｄ）は絶縁シート８３ｂの先端部の像形成
体側の面上に断面矩形のワイヤ状の電極部８３ａを設け
た例であり、図１３の（ｅ）は絶縁シート８３ｂの先端
にＶの字引き裂き部８３ｆを設け、Ｖの字引き裂き部８
３ｆの間に断面円形のワイヤ状の電極部８３ａを設けた
例であり、図１３の（ｆ）は絶縁シート８３ｂの先端部
の像形成体側の面上に、絶縁シート８３ｂの先端から先
に突き出たひさし部材８３ｃを設け、このひさし部材８
３ｃの先端の現像剤搬送体側の面に断面円形のワイヤ状
の電極部８３ａを設けた例であり、図１３の（ｇ）は絶
縁シート８３ｂの先端部の像形成体側の面上に、絶縁シ
ート８３ｂの先端から先に突き出たひさし部材８３ｃを
設け、このひさし部材８３ｃの先端の現像剤搬送体側の
面に断面矩形のワイヤ状の電極部８３ａを設けた例であ
る。

【００２６】また、制御電極シートは、適当な弾性を有
して現像剤層に面接触が可能であることが好ましく、こ
のような特性を持つために、絶縁シートの素材としては
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
縁性樹脂材料やこれらをガラス繊維で強化したガラス繊
維強化樹脂、セラミックス、ガラス、アルミナ等の無機
材料、紙、紙フェノール、ワニス、シリコンゴムなどを
用いることができる。

【００２７】電極部の部材としては、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、金、チタン、クロ
ム、パラジウム、銀、ステンレス合金等の金属や合金、
又はこれらの混合物を用いることができる。特にこれら
のうち、コストなどの観点から、電解銅箔などの銅の薄
板や蒸着銅などの銅を用いることが好ましい。

【００２８】制御電極シートの電極部の厚みＴ（ｍｍ）
は、電極部のみの厚みだけでなく電極部の上下にある絶
縁シートや被覆などの厚みを含むものであり、現像間隙
Ｇ（ｍｍ）とすると、０．１×Ｇ≦Ｔ≦２／３×Ｇであ
ることが好ましい。Ｔ≦２／３×Ｇで、狭い現像間隙に
設置でき、電極部上に誘電体が構成される可能性が低
く、電極上部で電界が強まることがなく、電極に高い電
圧を印加した際に、潜像を乱したり、多色画像形成時に
像形成体上の他色トナーを引き剥がす可能性が低い。ま
た、０．１×Ｇ≦Ｔで、電極部が現像剤搬送体から近
く、電界が充分であり充分なトナークラウドが形成さ
れ、又、制御電極シートの剛性が充分となり、割れにく
い。電極部の厚みＴは、マイクロメータ（ミツトヨ製、
Ｍ３２０−２５Ａ）によって、電極部の現像剤搬送体の
軸方向について２０点測定した値の平均値を、電極部の
厚みとする。また、電極部の厚みＴは、材質にもよる
が、絶縁シートへの装着時の容易さを考慮して、０．０
５ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。０．０５ｍｍ以上
で、絶縁シートへの装着時に、しわ、歪みが発生しにく
く、１ｍｍ以下で、弾性が失われることなく、電極部の
設計の自由度が充分となる。

【００２９】また、現像剤搬送体に印加する電圧のリー
ク防止、電極部に印加する電圧のリーク防止、現像剤中
のトナーの融着防止のため、電極部の現像剤搬送体側の
面は、フッ素系樹脂等によりコーティングされているこ
とが好ましい。

【００３０】制御電極シートの製造方法としては、従来
公知のプリント基板製造方法を用い、絶縁シートに電解
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、絶縁シート上に必要な電極部を
形成する方法や、導電性インキを凸版、孔版、凹版、平
版によって電極部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。さらに電極部から不
要の放電を防止するために、電極部上に絶縁層である被
覆部材を形成することが好ましく、この被覆部材には上
記絶縁シートと同種の材料を用いることができる。ま
た、被覆部材の代わりに絶縁性インキを塗布する方法も
用いることができる。

【００３１】制御電極シートを支持する支持シートは平
面性が高いものが好ましい。この支持シートの部材とし
ては、直線性・平面性を高く形成しやすい金属薄板が好
ましく、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、金、チタン、クロム、パラジウム、銀、ステンレ
ス合金等の金属や合金、又はこれらの混合物を用いるこ
とができる。特にこれらのうち、コスト、可撓性などの
観点から、ステンレス合金の薄板を用いることが好まし
い。また、支持シートに適する金属以外の素材として、
セラミックスが挙げられる。このセラミックスとして
は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）系セラミックス、単結晶サフ
ァイア（Ａｌ₂Ｏ₃）、フォルステナイト（２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ₂）系セラミックス、ステアタイト（２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ₂）系セラミックス、ジルコン（ＺｒＯ₂・Ｓｉ
Ｏ₂）系セラミックス、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａ
ｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）系セラミックス、チタニア（Ｔｉ
Ｏ₂）系セラミックス、炭化珪素（ＳｉＣ）系セラミッ
クス、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）系セラミックス、ジルコニ
ア（ＺｒＯ₂）系セラミックス、サーメット系セラミッ
クスなどを用いることができる。

【００３２】支持シートの厚さは、材質にもよるが、絶
縁シートへの装着時の容易さを考慮して、０．０５ｍｍ
以上１ｍｍ以下が好ましい。０．０５ｍｍ以上で、絶縁
シートへの装着時に、しわ、歪みが発生しにくく、１ｍ
ｍ以下で、弾性が失われることなく、電極部の設計の自
由度が充分となる。

【００３３】また、現像剤搬送体に印加する電圧のリー
ク防止、電極部に印加する電圧のリーク防止、現像剤中
のトナーの融着防止のため、絶縁シート又は支持シート
の現像剤搬送体側の面は、フッ素系樹脂等によりコーテ
ィングされていることが好ましい。特に、絶縁シート及
び支持シートの現像剤搬送体側の面が、フッ素系樹脂等
によりコーティングされていることが好ましい。この場
合のコーティング材料としては、４フッ化エチレン樹
脂、４フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエー
テル共重合体、４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン
共重合体、３フッ化１塩化エチレン樹脂、エチレン・４
フッ化エチレン共重合体、２フッ化ビニリデン樹脂、１
フッ化ビニル樹脂、６フッ化プロピレン・２フッ化ビニ
リデン共重合体、フッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン
・６フッ化プロピレン共重合物（フッ素ゴム）等のフッ
素系樹脂が挙げられ、これにより、現像剤中のトナーの
融着を、フッ素系樹脂の低表面エネルギーによって防止
することができるからである。このフッ素系樹脂を、サ
スペンション又は溶剤に溶解させて電極部上の塗布面
（現像剤搬送体側）に塗布して乾燥（室温〜２００℃）
させるか、粉体のまま、電極部上の塗布面に配置して、
加熱して固定化する。制御電極の熱による歪みや溶剤乾
燥時の収縮による歪みの発生を防止する観点から、前者
のサスペンションによる塗布方法が好ましい。このサス
ペンションには、フッ素系樹脂の他、界面活性剤、乳化
剤、フッ素樹脂を固定化するためのバインダ樹脂が含ま
れていても良い。このバインダ樹脂としては、アクリル
系、エポキシ系、フェノール系、エチレン系、アミドイ
ミド系、ウレタン系、シリコーン、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリエーテルサルフォン樹脂等が好ましく用
いられる。このコーティングの厚さは電極部自体の厚さ
にもよるが、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

【００３４】２成分現像剤とは、トナーと磁性キャリア
により現像する現像剤のことで、これらを総称して２成
分現像剤という。トナーは着色成分をバインダ樹脂など
で包んだものが一般的である。トナーの体積平均粒径Ｄ
₅₀（μｍ）は４μｍ≦Ｄ₅₀≦１０μｍであることが好ま
しい。Ｄ₅₀≦１０μｍで、解像力が充分な程の粒径とな
り、４μｍ≦Ｄ₅₀で、凝集力が大きいために摩擦帯電不
良となることが起こりにくい。トナーのバインダ樹脂と
しては、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹
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、ポリエステル樹脂などの樹脂や、ス
チレン−アクリル系樹脂、アクリル−エポキシ樹脂等の
これらの共重合体樹脂又は混合した樹脂等が好ましい。
着色成分としては、カーボンブラックなどのカラー顔料
等が挙げられる。また、トナーには、着色成分やバイン
ダ樹脂の他に、必要に応じてコロイダルシリカなどの流
動化剤、帯電制御剤、ワックス等の離型剤等を加えて、
従来公知の粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法等のトナー
製造方法やこれらと同等の方法によって作ることができ
る。

【００３５】磁性キャリアは磁性体粒子単体またはその
表面を樹脂で被覆したものが一般的である。磁性キャリ
アの体積平均粒径は、磁性キャリアに充分な磁化を付与
することができ、キャリア付着が起きにくいので、１０
μｍ以上（特に２０μｍ以上）が好ましく、また、磁性
キャリアの比表面積が小さくなりすぎずトナーに充分な
帯電性を付与することができ、又、被覆率（現像剤搬送
体上で磁性キャリアをトナーが被覆する率）が高くなり
すぎずトナー飛散も起こりにくいので、６０μｍ以下
（特に５０μｍ以下）が好ましい。磁性キャリアの磁性
体としては従来の磁性キャリアと同じく、鉄、クロム、
ニッケル、コバルト等の金属、あるいはそれらの合金や
酸化物、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
などが挙げられる。また、この磁性体の形状は球形又は
ほぼ球形であることが一般的である。磁性体の表面を被
覆する樹脂としては、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、
エチレン系樹脂、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、ポリエステル樹脂などの
樹脂や、スチレン−アクリル系樹脂、アクリル−エポキ
シ系樹脂等のこれらの共重合体樹脂又は混合した樹脂等
が好ましい。そして、球形に被覆することが好ましい。

【００３６】トナーや磁性キャリアの体積平均粒径は、
湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装「ＨＥ
ＲＯＳ」（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）により測定される体
積基準の平均粒径であって、湿式分散機で粒子１０ｍｇ
を界面活性剤とともに水５０ｃｃに分散させ、次いで超
音波ホモジナイザ（出力１５０Ｗ）で発熱による再凝集
に注意しながら１〜１０分間分散する前処理を行った後
に測定される値である。

【００３７】また、現像剤中の磁性キャリアとして、密
度５ｇ／ｃｃ以上８ｇ／ｃｃ以下の樹脂被覆磁性キャリ
ア（一般的）を使用した場合、現像剤中のトナー重量％
は、２重量％以上（特に５重量％以上）であることが、
現像に必要な量のトナーを確保できやすく、被覆率が充
分となるために、帯電過剰になりにくく、現像性も低下
せず、好ましい。また、３０重量％以下（特に２０重量
％以下）であることが、被覆率が大きくなりすぎず、帯
電不良になりにくく、トナー飛散が起こりにくく、好ま
しい。また、現像剤中の磁性キャリアとして、密度の２
ｇ／ｃｃ以上４ｇ／ｃｃ以下の樹脂被覆磁性キャリアを
使用した場合、現像剤中のトナー重量％は、一般の樹脂
被覆磁性キャリアよりもやや高いが同様の理由で、５重
量％以上（特に１０重量％以上）であることが好まし
く、また、４０重量％以下（特に３０重量％以下）であ
ることが好ましい。

【００３８】トナーの平均帯電量Ｑ₂は、現像性確保、
カブリ・飛散防止の観点から、絶対値で１μＣ／ｇ以上
（特に３μＣ／ｇ以上）が好ましく、また、５０μＣ／
ｇ以下（特に３０μＣ／ｇ以下）が好ましい。このトナ
ーの平均帯電量Ｑ₂は、２ｃｍ×５ｃｍの導電性板を直
径２０ｍｍの現像ローラに最近接距離０．７ｍｍで対向
させ、前記現像ローラに現像剤を供給して２００ｒｐｍ
で回転させながら前記現像ローラにＤＣとＡＣの重畳電
圧（例えばＤＣ；１０００Ｖ、ＡＣ；７５０Ｖ_0-P、Ａ
Ｃ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。

【００３９】制御電極シートの位置は、図７に示すよう
に、現像域Ａより現像剤搬送体の回転に対し上流にする
ことが好ましい。また、現像剤搬送体の回転軸を中心に
した、現像剤搬送体の像形成体との最近接位置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と制御電極シートの先端との間の角度をθ₄と
すると（図７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°) となる位置に設けることが好ましい。なぜなら、−１０
°≦θ₁≦１０°で、現像域Ａでの現像剤Ｄの穂立ちを
良くしやすく、現像性を良くしやすいからであり、ま
た、（θ₁−５°）≦θ₄で、現像剤Ｄの穂立ちした部分
を制御電極シート８４が覆い過ぎて現像性が低下するこ
とを防止でき、また、θ₄≦（θ₁＋５°) で、現像剤Ｄ
の穂立ちが大きくなり過ぎることなく、像形成体に現像
剤Ｄが接触してはき目やキャリア付着が発生し画像乱れ
が生じることを防止できるからである。このように、現
像域Ａに主磁極８２ａを配設し、制御電極シートをその
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現像剤搬送体上の
磁性キャリアが直接像形成体に付着することを防止でき
る。なお、主磁極とは現像剤搬送体と像形成体との最近
接位置に最も近くに配設された磁極のことをいう。

【００４０】交流成分のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂（Ｖ₁は印
加電圧の直流成分と等しい極性に係わる交流成分のピー
クと印加電圧の直流成分との電圧差であり、Ｖ₂は印加
電圧の直流成分と異なる極性に係わる交流成分のピーク
と印加電圧の直流成分との電圧差である。）は、図７中
に示すような、像形成体１と現像剤搬送体（現像スリー
ブ）８１の最近接距離ｄ₁（ｍｍ）、前記電極部８３ａ
の現像剤搬送体（現像スリーブ）８１からの高さｄ
₂（ｍｍ）、現像剤中のトナー体積平均粒径ｄｔ（μ
ｍ）、該トナーの平均帯電量をＱ₂（μＣ／ｇ）とした
場合に、下記式を満たすものであることが好ましい。

【００４１】｜２０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₁≧｜３・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜｜２０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₂≧｜３・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜特に下記式を満たすものであることが好ましい。

【００４２】｜１０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₁≧｜５・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜｜１０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₂≧｜３・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜また、像形成体としては、静電潜像を形成するものであ
ればよく、実施形態で説明した感光体ベルトだけでな
く、感光体ドラムなどが挙げられる。

【００４３】

【発明の実施形態】以下に本発明に関する具体例の一例
を実施形態として示すが、本発明はこれらに限定されな
い。また、実施形態には、用語等に対する断定的な表現
があるが、本発明の好ましい例を示すもので、本発明の
用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

【００４４】図５は本実施形態のカラー画像形成装置を
示す概略構成図である。感光体ベルト１は回転ローラ
２、３、ガイド部材４およびテンションローラ５の間に
架設されていて回転ローラ２の駆動により時計方向に搬
送される。この感光体ベルト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。ガイド部材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されており、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すること
によりその内周面を前記ガイド部材４に摺擦させる。

【００４５】スコロトロン帯電器６は感光体ベルト１を
帯電させるための手段で、レーザ書込み装置７は帯電さ
れた感光体ベルト１にレーザビームを用いて像露光して
潜像を形成するための手段で、複数の現像器８Ａ〜８Ｄ
はそれぞれ特定色の現像剤を収容し、潜像を有する感光
体ベルト１をトナー現像するための手段で、それぞれ感
光体ベルト１が前記ガイド部材４に接する部分に配設さ
れる。

【００４６】また、このカラー画像形成装置に入力され
た出力カラー画像データから各色毎の画像をレーザ書込
み装置７に入力させるものである。レーザ書込み装置７
は、入力された画像と感光体ベルト１の搬送タイミング
や後述する回転多面鏡７４の回転タイミング（図示しな
いインデックスセンサによって検知される）に応じて、
図示しない書込み光源である半導体レーザがレーザビー
ムを発生させる。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
されて感光体ベルト１に潜像が形成される。

【００４７】前記各現像器８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄはイ
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、現像剤搬送体である現像スリーブ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
によりトナー現像する。この現像スリーブ８１は前記感
光体ベルト１に対し所定の間隙を保っている。感光体ベ
ルト１の基体は接地されており、各現像スリーブ８１に
は直流成分と交流成分の両方を有するバイアス電圧が印
加されることによって、２成分現像剤による非接触現像
が行われる。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。

【００４８】転写器１２は、対向する位置にある画像形
成が完了した感光体ベルト１上に形成されたトナー像を
記録紙に転写する。また、クリーナ１３は、ブレード１
３ａとトナー排出ローラ１３ｂを有し、これらブレード
１３ａとトナー排出ローラ１３ｂにより、転写されずに
残ったトナーを感光体ベルト１から清掃し、感光体ベル
ト１上にトナーが残っていない状態から新たに画像形成
されるようにするものである。また、これらブレード１
３ａ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。

【００４９】このカラー画像形成装置によるカラー画像
再現のプロセスは次のようにして行われる。

【００５０】（１）カラー原稿を画像読取装置で読み取
り、読取カラー画像データを得る。

【００５１】（２）この読取カラー画像データを画像処
理装置で画像処理して出力カラー画像データを作成し、
作成された出力カラー画像データは一旦その画像メモリ
に格納される。

【００５２】（３）次いで画像処理装置の画像メモリに
格納された出力カラー画像データが記録時読み出されて
このカラー画像形成装置へ入力される。

【００５３】（４）このカラー画像形成装置で画像を形
成する。

【００５４】そして、この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。こ
のカラー画像形成装置に入力された出力カラー画像デー
タが各色毎の画像としてレーザ書込み装置７に入力され
る。先ず、イエロー画像がレーザ書込み装置７に入力さ
れると同時にスコロトロン帯電器６によって感光体ベル
ト１が一様な電荷を付与される。そして、レーザ書込み
装置７が予めスコロトロン帯電器６によって帯電された
感光体ベルト１上にイエロー潜像を形成する。そして、
この潜像は現像手段の内イエロー（Ｙ）のトナー（顕像
媒体）の装填された現像器８Ａにより現像されて、感光
体ベルト１上に表面にイエロー像のトナー像が形成され
る。得られたイエロー像のトナー像は感光体ベルト１上
に保持されたまま、感光体ベルト１の周面より引き離さ
れているクリーナ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。

【００５５】すなわち、マゼンタ画像がレーザ書込み装
置７に入力されると同時に、スコロトロン帯電器６によ
って感光体ベルト１が再び一様な電荷を付与される。そ
して、レーザ書込み装置７が予めスコロトロン帯電器６
によって帯電された感光体ベルト１上にマゼンタ潜像を
形成する。潜像はマゼンタ（Ｍ）のトナーを装填した現
像器８Ｂによって現像される。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
トナー像の上に形成される。

【００５６】そして、同様に、シアン画像の潜像が形成
され、シアン（Ｃ）のトナーを装填した現像器８Ｃによ
って現像される。そして、最後に黒色画像の潜像が形成
され、黒色（Ｋ）のトナーを装填した現像器８Ｄによっ
て現像される。これ等各現像器８Ａ，８Ｂ，８Ｃ及び８
Ｄは非接触でトナー現像が行われるので、感光体上に多
数色を重ね合わせたトナー像を形成することができるの
である。

【００５７】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、転写器１２によりトナーと
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紙に転写される。

【００５８】すなわち、給紙カセット１４に収容された
転写紙は，給紙ローラ１６の回転によって最上層の一枚
がガイド１５に規制されながら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。

【００５９】そして、転写器１２でトナー像が転写され
た転写紙は、回転ローラ２によって急に方向転換する感
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。

【００６０】一方、転写紙への転写を終えた感光体ベル
ト１は、さらに搬送されて、ブレード１３ａとトナー排
出ローラ１３ｂを圧接状態としたクリーナ１３により、
感光体ベルト１上に残留したトナーを除去される。この
感光体ベルト１上に残留したトナーを除去する作業が終
了すると、クリーナ１３は再び前記ブレード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。

【００６１】前記現像器８Ａ〜８Ｄは同一の構成で、以
下、現像器を符号８で示す。図６はこの現像器を示す概
略断面図である。図７は図６の要部拡大断面図で、図８
は図７に対応する要部概略斜視図で、図９は制御電極シ
ート先端の拡大断面図で、図１０は図７に対応する要部
上面図で、図１１はバイアス電源の他の例を示す図であ
る。現像剤搬送体である現像スリーブ８１は非磁性材料
であるアルミニウムでできており、図６の矢示方向に回
転可能である。磁石体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ので、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との最近接位置に最も近くに配設された磁極
で、これを主磁極という。この主磁極８２ａは現像域Ａ
の中に設けられている。この現像スリーブ８１の回転と
磁石体８２による磁界とで現像剤を搬送する。磁石体８
２の主磁極８２ａを含む各磁極の磁力によって現像スリ
ーブ８１上に磁性キャリアの磁気ブラシを形成すること
により現像剤Ｄの層を形成する。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。この現像スリーブ８１上に形成される磁気
ブラシが感光体ベルト１の表面に接触せず、所定の間隔
を保つように、磁気ブラシの高さ、搬送される現像剤の
量を規制するための規制ブレード８６を設けられ、現像
スリーブ８１と規制ブレード８６の間隔及び現像スリー
ブ８１と感光体ベルト１の間隔は所定の間隔に調整され
ている。

【００６２】制御電極シート８３が現像域Ａの上流側に
現像剤Ｄの層に当接するよう設けられている。制御電極
シート８３は、電気的絶縁材よりなる絶縁シート８３ｂ
と、絶縁シート８３ｂの先端部の上に電圧印加可能な電
極部８３ａと、を有する。電極部８３ａは導電性材料で
ある金属の銅からなり、図８〜１０に示すように、絶縁
シート８３ｂと先端を揃えて絶縁シート８３ｂの感光体
ベルト１側の面上にシート状に、絶縁シート８３ｂと一
体に設けられている。図８〜１０に示すように、制御電
極シート８３はその絶縁シート８３ｂの後端部で支持シ
ート８４に接着され、絶縁シート８３ｂと支持シート８
４の現像スリーブ８１側の面に被覆８３ｅが設けられて
いる。そして、電極部８３ａの幅をＷ₃、現像スリーブ
８１の現像領域の幅をＷ₄とすると、Ｗ₃＞Ｗ₄であるこ
とが好ましい。そして、支持シート８４はその他端側で
押え板９０と止めネジ９０ｓでケーシング８９の支持部
８９ａに固定されている。

【００６３】ケーシング８９は現像器８を囲うもので、
その内部に現像剤溜まり８８を有する。ケーシング８９
の中にある撹拌スクリュー８５Ａ，８５Ｂは現像器８の
現像剤溜まり８８に収容されている現像剤Ｄを撹拌して
成分を均一にする。また、クリーニングブレード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
ら除去して、現像剤溜まり８８に落とす。

【００６４】現像スリーブ８１には直流バイアス電源Ｅ
₁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、電極部８３ａ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。また、現像スリーブ８１に印加する直流電圧
と、電極部８３ａに印加する直流電圧が等しい場合は、
図１１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。

【００６５】現像器８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、制御電極シート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。そして、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。

【００６６】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、そのトナー粒子を磁性キ
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。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。

【００６７】

【実施例】下記の実施例のいずれにおいても、上述の実
施形態の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−８５０Ｖに帯電され、従って
非画像部の電位Ｖ_BGKが−８５０Ｖであり、最大露光量
で露光された画像部最大濃度部の画像部の電位Ｖ_image
が−５０Ｖとすると、電極部８３ａには−７５０Ｖ、現
像スリーブ８１には−７５０Ｖの直流電圧Ｖ_DCに後述す
る各実施例の交流電圧を重畳したバイアス電圧が印加さ
れる。ここで、図６中に示した前記像形成体１と現像ス
リーブ８１の最近接距離ｄ₁が０．５ｍｍ、電極部８３
ａの現像スリーブからの高さｄ₂が０．２５ｍｍ、現像
剤中のトナー体積平均粒径ｄｔが８．５μｍ、該トナー
の平均帯電量をＱ₂が−２０μＣ／ｇであるので、現像
スリーブ８１に印加する交流成分のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂
は、各実施例に示すように、いずれも下記の式を満足す
る。

【００６８】｜１０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₁≧｜５・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜｜１０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₂≧｜３・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜また、θ₁＝＋１°、θ₄＝＋２°であるので、下記の式
を満足している。

【００６９】 −１０°≦θ₁≦１０° （θ₁−５°）≦θ₄≦（θ₁＋５°) ２成分現像剤には、磁性キャリアとして、飽和磁化が２
５ｅｍｕ／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。また、磁性キャリアの体積平均粒径
は４５μｍ、密度は５．２ｇ／ｃｍ³であった。トナー
としては、スチレン−アクリル樹脂１００重量部、イエ
ロー、マゼンタ、シアン又は黒のカラー顔料１０重量
部、流動化剤としてコロイダルシリカをそれぞれ２重量
部を混合して溶融・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。トナーの密度は１．１ｇ／ｃｍ³で
あった。密度は、乾式密度計アキュピック１３３０（Ｍ
ｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製）を用いて測定した。２
成分現像剤として、この磁性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。

【００７０】また、現像スリーブ８１と磁石体８２は、
現像スリーブ８１上の磁束密度が４５０ガウス〜７００
ガウスの範囲内となるものを用いた。

【００７１】また、制御電極シート８３の絶縁シート８
３ｂに厚さ０．１ｍｍのガラスエポキシ板を用い、電極
部８３ａは絶縁シート８３ｂの最先端に周方向の幅０．
５ｍｍ、厚さ０．０２ｍｍの電解銅箔を接着剤により貼
り付け、フォトポリマーを用いてフォトエッチング法に
より図１０に示すような形状に形成する。更に、図９に
示すように、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼シートの支
持シート８４の先端に絶縁シートの後端部を接着する。
そして、制御電極シート８３と支持シート８４の現像ス
リーブ側の面に、４フッ化エチレン樹脂とバインダーと
してエチレン樹脂を含むサスペンションを塗布して、約
１２０℃で乾燥させる。この乾燥したコーティングの膜
厚は１５μｍであり、コーティングの表面粗さはＲｚ＝
１．１μｍとなるようにする。このようにして、制御電
極シート８３と支持シート８４が一体となったものを形
成する。従って、電極部８３ａの厚みＴは約０．１２ｍ
ｍである。

【００７２】実施例１図１に示す波形の印加電圧を現像スリーブ８１に印加し
た。なお、Ｖ₁もＶ₂も６００Ｖで、Ｔ₁＝Ｔ₂であり、交
流成分が印加される間隔は３波長分であるのに対し、交
流成分が印加されない間隔は４波長分である。

【００７３】実施例２図２に示す波形の印加電圧を現像スリーブ８１に印加し
た。なお、Ｖ₁は６００Ｖで、Ｖ₂は２００Ｖで、３×Ｔ
₁＝Ｔ₂である。

【００７４】従って、下記の式を満足する。

【００７５】Ｔ₁＜Ｔ₂ |V₂｜≦｜Ｖ₁｜０．１×｜Ｖ_DC−Ｖ_image｜≦｜Ｖ₂｜≦０．５×｜Ｖ_DC
−Ｖ_image｜実施例３図４に示す波形の印加電圧を現像スリーブ８１に印加し
た。なお、Ｖ₁は６００Ｖで、Ｖ₂は２００Ｖで、３×Ｔ
₁＝Ｔ₂である。また、交流成分が印加される間隔は３波
長分であるのに対し、交流成分が印加されない間隔は４
波長分である。

【００７６】従って、下記の式を満足する。

【００７７】Ｔ₁＜Ｔ₂ ｜Ｖ₂｜≦｜Ｖ₁｜０．１×｜Ｖ_DC−Ｖ_image｜≦｜Ｖ₂｜≦０．５×｜Ｖ_DC
−Ｖ_image｜比較例交流成分が常に印加される点を除いて実施例１と同じ波
形の印加電圧を現像スリーブ８１に印加した。

【００７８】実験上述の各実施例と比較例について、磁性キャリアの制御
電極シート８３上に乗り上げた個数を以下のように測定
した。各実施例、比較例でフルカラーテストチャート画
像を連続的に記録させ、スタート時、１０００枚コピー
終了時、１万枚コピー終了時、２万枚コピー終了時、３
万枚コピー終了時、４万枚コピー終了時、５万枚コピー
終了時に、各現像器を取り出し、制御電極シート８３の
電極部８３ａの上（感光体ベルト１側の面）をマイクロ
ハイスコープ（ＨＹＲＯＸ社製、倍率１００倍）で観察
し、画面中の磁性キャリアの個数を数え、測定面積で割
って、４つの現像器の最大値を単位面積当たりのキャリ
ア乗り上げ数（個／ｍｍ²）とした。キャリア乗り上げ
数は２０個／ｍｍ²以下であれば、放電や画質に影響を
及ぼす穂立ちが発生することがなく許容できる。

【００７９】

【表１】

【００８０】また、実施例１〜３では、５万枚コピーし
ても、ハーフトーン部（濃度０．３、０．５、０．７）
に縦筋が発生しなかったが、比較例では、約１万枚目の
コピーから濃度０．３のハーフトーン部に縦筋が発生
し、約２．５万枚目のコピーから濃度０．５のハーフト
ーン部に縦筋が発生し、約４万枚目のコピーから濃度
０．７のハーフトーン部に縦筋が発生した。また、リン
グマークが約１．５万枚目から時々観察され、約３万枚
目から頻繁に観察された。なお、リングマークや縦筋は
コピーを目視で観察した。

【００８１】

【発明の効果】

〔請求項１の説明〕磁性キャリアが制御電極上に乗り上
げることが防止でき、ハーフトーン画像部に白い筋がで
たり、リングマークが発生したりすることを防止でき
る。

【００８２】〔請求項２の説明〕磁性キャリアが制御電
極上に乗り上げることを防止でき、ハーフトーン画像部
に白い筋がでたり、リングマークが発生したりすること
を防止できる。また、より高い濃度の画像を得ることが
できる。

【００８３】〔請求項３の説明〕磁性キャリアが制御電
極上に乗り上げることを顕著に防止でき、ハーフトーン
画像部に白い筋がでたり、リングマークが発生したりす
ることを極めて良好に防止できる。また、より高い濃度
の画像を得ることができる。

【００８４】〔請求項４の説明〕磁性キャリアが制御電
極上に乗り上げることをより効果的に防止でき、ハーフ
トーン画像部に白い筋がでたり、リングマークが発生し
たりすることをより効果的に防止できる。

【００８５】〔請求項５の説明〕キャリア飛散が起こり
にくく、かつ、キャリアの穂立ちが高くなりすぎず、像
形成体との非接触状態を良好に保つことができる。

【００８６】〔請求項６の説明〕形成される画像にハー
フトーン画像部に白い筋がでたり、リングマークが発生
したりすることを防止でき、良好な画質の画像が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の現像スリーブに印加する印加電圧の
波形を示す図。

【図２】実施例２の現像スリーブに印加する印加電圧の
波形を示す図。

【図３】現像スリーブに印加する印加電圧の波形の変形
例を示す図。

【図４】実施例３の現像スリーブに印加する印加電圧の
波形を示す図。

【図５】実施形態のカラー画像形成装置の概略構成図で
ある。

【図６】実施形態の現像装置の概略断面図。

【図７】実施形態の現像装置の要部拡大断面図。

【図８】実施形態の現像装置の要部概略斜視図。

【図９】実施形態の制御電極シート及び支持シートの拡
大断面図。

【図１０】実施形態の現像装置の要部上面図。

【図１１】実施形態のバイアス電源の他の例を示す図。

【図１２】制御電極シートの例を示す断面図。

【図１３】制御電極シートの他の例を示す断面図。

【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現像器８１現像スリーブ（現像剤搬送体）８２磁石体８２ａ主磁極８３制御電極シート８３ａ電極部８３ｂ絶縁シート８３ｃひさし部材８３ｅ被覆８４支持シート８６規制ブレード８９ケーシングＡ現像域Ｄ現像剤Ｅ₁ 直流バイアス電源Ｅ₂ 交流バイアス電源Ｅ₃ 直流バイアス電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設し、磁性現像剤を現像域に搬送する
現像剤搬送体と、前記磁性現像剤の層に当接又は近接す
る絶縁シート、及び、前記絶縁シートにより前記現像域
又は現像域上流部に固定された電圧印加可能な電極部、
を有する制御電極シートと、を有し、静電潜像が形成さ
れた前記像形成体に前記現像域で現像してトナー像を形
成する２成分現像剤トナークラウド現像法による現像装
置において、交流成分を断続的に有する波形の印加電圧
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。
【請求項２】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設し、磁性現像剤を現像域に搬送する
現像剤搬送体と、前記磁性現像剤の層に当接又は近接す
る絶縁シート、及び、前記絶縁シートにより前記現像域
又は現像域上流部に固定された電圧印加可能な電極部、
を有する制御電極シートと、を有し、静電潜像が形成さ
れた前記像形成体に前記現像域で現像してトナー像を形
成する２成分現像剤トナークラウド現像法による現像装
置において、直流成分に対して非対称な波形の交流成分
の印加電圧を現像剤搬送体に印加することを特徴とする
現像装置。
【請求項３】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設し、磁性現像剤を現像域に搬送する
現像剤搬送体と、前記磁性現像剤の層に当接又は近接す
る絶縁シート、及び、前記絶縁シートにより前記現像域
又は現像域上流部に固定された電圧印加可能な電極部、
を有する制御電極シートと、を有し、静電潜像が形成さ
れた前記像形成体に前記現像域で現像してトナー像を形
成する２成分現像剤トナークラウド現像法による現像装
置において、直流成分に対して非対称な波形の交流成分
を断続的に有する波形の印加電圧を現像剤搬送体に印加
することを特徴とする現像装置。
【請求項４】前記交流成分は、直流成分の極性と同じ
極性に係る時間が直流成分の極性と異なる極性に係る時
間より短いことを特徴とする請求項２又は請求項３に記
載の現像装置。
【請求項５】前記現像剤搬送体上の磁束密度が４００
ガウス以上１２００ガウス以下であり、飽和磁化が５ｅ
ｍｕ／ｇ以上６０ｅｍｕ／ｇ以下の磁性キャリアを用い
て現像するものであ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】前記像形成体と、前記像形成体に静電潜
像を形成する静電潜像形成手段と、請求項１〜５のいず
れか１項に記載の現像装置と、前記現像装置により形成
された前記像形成体上のトナー像を記録シートに転写す
る転写手段と、前記記録シートのトナー像を定着する定
着手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。