JPH09251239A - 現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像領域において現像剤中のトナーを現像剤
搬送部材から像担持体に供給して現像を行なうにあた
り、良好な画像が安定して得られるようにする。 【解決手段】 帯電された像担持体２の表面を露光して
この像担持体の表面に静電潜像を形成する一方、トナー
Ｔとキャリアを含む現像剤１を現像剤搬送部材11により
静電潜像が形成された像担持体と対向する現像領域に搬
送して現像を行なうにあたり、現像剤搬送部材によって
現像領域に搬送される単位面積当たりの現像剤の搬送量
Ｍと、上記の現像剤のかさ密度Ｐと、現像領域において
対向する現像剤搬送部材と像担持体との間隔Ｄs との関
係が、０．１０≦Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）≦０．３０の条件を
満たすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、像担持体に形成された
静電潜像を現像する現像方法に係り、特に、帯電された
像担持体の表面を露光してこの像担持体の表面に静電潜
像を形成する一方、トナーとキャリアを含む現像剤を現
像剤搬送部材によって静電潜像が形成された像担持体と
対向する現像領域に搬送し、この現像領域において現像
剤中のトナーを現像剤搬送部材から像担持体に供給して
現像を行なう現像方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置において、像担持体に形成された潜像にトナー
を供給して現像を行なう現像方法としては、様々な方法
が知られていた。そして、このような現像方法の代表的
なものとして、帯電された像担持体の表面を露光してこ
の像担持体の表面に静電潜像を形成する一方、現像剤搬
送部材によってトナーとキャリアを含む現像剤を磁気ブ
ラシの状態で静電潜像が形成された像担持体と対向する
現像領域に搬送し、この現像領域において現像剤搬送部
材上における現像剤を磁気ブラシの状態で像担持体の表
面に接触させ、この現像剤中のトナーを現像剤搬送部材
から像担持体の潜像部分に供給して現像を行なうように
した現像方法が広く知られていた。

【０００３】しかし、このように現像剤を磁気ブラシの
状態で像担持体に接触させて現像を行なう場合、像担持
体上に供給されたトナーが現像剤搬送部材上の磁気ブラ
シによって掻き取られたりして、像担持体上に形成され
たトナー像が乱れる等の問題があり、特に、像担持体に
複数色のトナーを順々に供給して多色現像を行なう場合
においては、像担持体に先に供給された色彩のトナー
が、次の色彩のトナーを供給して現像する際に、その磁
気ブラシとの接触により掻き取られて画像が乱された
り、また勝手に他の色彩のトナーが混ざり合ったりし
て、正確な色彩になった良好な多色現像が行なえなくな
るという問題があった。

【０００４】ここで、上記のように現像剤を磁気ブラシ
の状態で像担持体に接触させて現像を行った場合に、像
担持体上に形成されたトナー像が乱れるのは、現像剤に
おけるキャリアの磁気力が強くて、磁気ブラシが硬くな
っていることや、現像剤中のトナーを像担持体に供給し
た際に、キャリアに残留する電荷、いわゆるカウンター
チャージ等が原因であると考えられている。

【０００５】このため、従来においては、上記の現像剤
におけるキャリアに低磁気力のものを用い、像担持体に
接触する磁気ブラシの穂をソフト化させ、磁気ブラシの
接触によるトナー像の乱れを抑制することが考えられ
た。

【０００６】しかし、このように低磁気力のキャリアを
使用すると、現像剤搬送部材上におけるキャリアの拘束
力が弱くなって、キャリアが現像剤搬送部材から離れて
像担持体に付着しやすくなり、特に、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や、画数の多い
漢字パターン等の画像を現像する場合には、像担持体に
付着するキャリアが多くなった。

【０００７】そして、このようにキャリアが像担持体に
付着すると、このキャリアがトナー像と一緒に転写紙に
転写されて、形成された画像にキャリアによる抜けが生
じたり、また付着したキャリアによって像担持体が傷つ
き、形成される画像に筋状のノイズや、斑点状のノイズ
が発生したりする等の問題があった。

【０００８】また、近年においては、上記のように像担
持体上に形成されたトナー像が現像剤の磁気ブラシによ
って乱されたりするのを防止するため、特開昭６１−３
２８５８号公報，特開昭６２−１８２７６０号公報等に
示されるように、トナーとキャリアを含む二成分現像剤
を現像剤搬送部材によって像担持体と対向する現像領域
に搬送し、この現像領域に振動電界を作用させ、上記の
現像剤を像担持体と接触させない非接触の状態で、この
現像剤中のトナーを現像剤搬送部材から像担持体に供給
して現像を行なうようにしたものが開発された。

【０００９】しかし、このように現像領域に振動電界を
作用させ、現像剤を像担持体と接触させない状態で現像
剤中のトナーを像担持体に供給して現像を行なうように
した場合においても、トナーの供給によりキャリアにカ
ウンターチャージが残り、また像担持体において露光さ
れた部分と露光されていない部分との電位差によるまわ
り込み電界によってキャリアが像担持体に引き付けら
れ、依然としてキャリアが像担持体に付着したり、また
このまわり込み電界によって画像のエッジ部分が強く現
像されて多くのトナーが供給され、画像のエッジ部分が
太くなったり、濃くなったりするという問題が存在し
た。

【００１０】また、このように像担持体にキャリアが付
着するのを抑制するため、特開平５−３２３６８１号公
報に示されるように、現像剤搬送部材によって像担持体
に搬送する現像剤の量を多くして、現像剤中におけるト
ナーの消費率を低く押えるようにしたものが考え出され
た。

【００１１】しかし、このように現像剤搬送部材によっ
て像担持体に搬送する現像剤の量を多くすると、上記の
ように現像領域に振動電界を作用させて現像剤中のトナ
ーを像担持体に供給して現像を行なう際に、像担持体に
供給されずに飛散するトナーの量が多くなり、これによ
って形成される画像にカブリが生じたり、複写機等の装
置内が飛散したトナーによって汚れたりする等の問題が
発生した。

【００１２】また、このように現像剤搬送部材によって
像担持体に搬送する現像剤の量を多くすると、現像剤中
における帯電した多くのトナーが現像に使用されず、現
像効率が悪くなり、帯電した多くのトナーがキャリアに
保持された状態で現像剤搬送部材によって現像装置内に
戻されるようになり、新たに補給されたトナーとキャリ
アと十分に混合撹拌されなくなって、新たなトナーが十
分に帯電されなくなるという問題もあった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、帯電され
た像担持体の表面を露光してこの像担持体の表面に静電
潜像を形成する一方、トナーとキャリアを含む現像剤を
現像剤搬送部材によって静電潜像が形成された像担持体
と対向する現像領域に搬送し、この現像領域において現
像剤中のトナーを現像剤搬送部材から像担持体に供給し
て現像を行なう場合における上記のような様々な問題を
解決することを課題とするものである。

【００１４】すなわち、この発明においては、上記のよ
うに現像領域において現像剤中のトナーを現像剤搬送部
材から像担持体に供給して現像を行なうにあたり、像担
持体上に供給されたトナーが現像剤搬送部材上における
現像剤の磁気ブラシによって掻き取られて、像担持体上
に形成されたトナー像が乱れたり、またキャリアが像担
持体に付着して、形成された画像にキャリアによる抜け
が発生したり、付着したキャリアによって像担持体が傷
つき、形成される画像に筋状のノイズや斑点状のノイズ
が発生したり、また画像のエッジ部分が強く現像されて
このエッジ部分が太くなったり、濃くなったりするとい
うことが少なく、さらに多くの現像剤が像担持体と対向
する現像領域に搬送されてトナーが飛散し、形成される
画像にカブリが生じたり、トナーの帯電が十分に行なわ
れなくなるということもなく、良好な画像が安定して得
られるようにすることを課題とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明における現像方
法においては、上記のような課題を解決するため、帯電
された像担持体の表面を露光してこの像担持体の表面に
静電潜像を形成する一方、トナーとキャリアを含む現像
剤を現像剤搬送部材によって静電潜像が形成された像担
持体と対向する現像領域に搬送し、この現像領域におい
て現像剤搬送部材から現像剤中のトナーを像担持体に供
給して現像を行なう現像方法において、上記の現像剤搬
送部材によって現像領域に搬送される単位面積当たりの
現像剤の搬送量Ｍと、上記の現像剤のかさ密度Ｐと、現
像領域において対向する現像剤搬送部材と像担持体との
間隔Ｄs との関係が、 ０．１０≦Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）≦０．３０ の条件を満たすようにして現像を行なうようにしたので
ある。

【００１６】ここで、この発明における現像方法におい
て、上記のＭ／（Ｐ・Ｄs ）の値が０．１０≦Ｍ／（Ｐ
・Ｄs ）≦０．３０になるようにしたのは、この値が
０．１０より低くなると、現像剤搬送部材によって現像
領域に搬送される現像剤が粗い状態になり、この現像剤
中におけるトナーが飛散しやすくなる一方、この値が
０．３０よりも大きくなると、現像領域において現像剤
の占める割合が高くなり、像担持体に供給されたトナー
がこの現像剤によって掻き取られたりして、再現性の良
い画像が得られなくなるためである。

【００１７】そして、この発明における現像方法によっ
て現像を行なうと、現像時にトナーが飛散したり、像担
持体に供給されたトナーが掻き取られたりするというこ
とがなく、形成される画像にカブリが生じたり、形成さ
れた画像が乱れて再現性が低下するということもなく、
再現性のよい良好な画像が得られるようになる。

【００１８】また、この発明における現像方法におい
て、上記の現像領域において像担持体と現像剤搬送部材
との間に直流電圧と交流電圧とを重畳させた振動する現
像バイアス電圧を印加させて反転現像を行なう場合、上
記の露光された部分における像担持体の表面電位Ｖir
（Ｖ）と、上記の振動する現像バイアス電圧における１
周期の電圧波形の時間積分値を周期で割った値である中
心電圧Ｖc （Ｖ）と、この振動する現像バイアス電圧の
周波数ｆ（ｋＨｚ）と、現像領域において対向する像担
持体と現像剤搬送部材との間隔Ｄs （ｍｍ）との関係
が、 ５０≦｜Ｖir−Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）≦１５０ の条件を満たすようにして現像を行なうことが好まし
い。

【００１９】ここで、｜Ｖir−Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）
の値が５０より低くなると、現像領域において現像剤搬
送部材から現像剤中のトナーを像担持体に供給する際
に、そのトナーの移動が悪くなって、形成される画像の
濃度が低下し、十分な画像濃度が得られなくなる一方、
｜Ｖir−Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）の値が１５０より高く
なると、像担持体へのトナーの移動が高くなりすぎ、画
像のエッジ部分が強く現像され、これにより画像のエッ
ジ部分が太くなったり画像濃度が高くなって、エッジ効
果が強くあらわれて、高精細な画像の再現性が低下す
る。

【００２０】これに対して、上記のように５０≦｜Ｖir
−Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）≦１５０の条件を満たすよう
にして反転現像を行なうと、形成される画像の濃度が低
下したり、エッジ部分が強く現像されるということが抑
制され、十分な画像濃度を有すると共に、高精細で再現
性の良い画像が得られるようになる。

【００２１】また、この発明における現像方法におい
て、上記の現像領域において像担持体と現像剤搬送部材
との間に直流電圧と交流電圧とを重畳させた振動する現
像バイアス電圧を印加させて正規現像を行なう場合、上
記の像担持体における初期表面電位Ｖ₀ （Ｖ）と、上記
の振動する現像バイアス電圧における１周期の電圧波形
の時間積分値を周期で割った値である中心電圧Ｖc
（Ｖ）と、この振動する現像バイアス電圧の周波数ｆ
（ｋＨｚ）と、現像領域において対向する像担持体と現
像剤搬送部材との間隔Ｄs （ｍｍ）との関係が、 ５０≦｜Ｖ₀ −Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）≦１５０ の条件を満たすようにして現像を行なうことが好まし
い。

【００２２】そして、この場合も、上記の反転現像の場
合と同様に、｜Ｖ₀ −Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）の値が５
０より低くなると、現像領域において現像剤搬送部材か
ら現像剤中のトナーを像担持体に供給する際に、そのト
ナーの移動が悪くなって、形成される画像の濃度が低下
し、十分な画像濃度が得られなくなる一方、｜Ｖ₀ −Ｖ
c ｜／（Ｄs ・ｆ² ）の値が１５０より高くなると、像
担持体へのトナーの移動が高くなりすぎ、画像のエッジ
部分が強く現像され、これにより画像のエッジ部分が太
くなったり画像濃度が高くなって、エッジ効果が強くあ
らわれて、高精細な画像の再現性が低下するのに対し、
５０≦｜Ｖ₀ −Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）≦１５０の条件
を満たすようにして正規現像を行なうと、形成される画
像の濃度が低下したり、エッジ部分が強く現像されると
いうことが抑制され、十分な画像濃度を有すると共に、
高精細で再現性の良い画像が得られるようになる。

【００２３】また、この発明の現像方法において、現像
剤に用いるキャリアの平均粒径が小さくなりすぎると、
像担持体へのキャリア付着が発生しやすくなる一方、そ
の粒径が大きくなりすぎると、現像剤搬送部材上におけ
る現像剤の磁気ブラシの状態が粗くなり、高精細な画像
の再現性が低下するため、平均粒径が１０〜４０μｍの
キャリアを用いることが好ましい。

【００２４】また、このキャリアにおける磁気力が低く
なりすぎると、上記の現像剤搬送部剤による現像剤の搬
送性が悪くなって、形成される画像にムラが生じる一
方、その磁気力が強くなりすぎると、キャリアが凝集し
て現像剤搬送部材上における現像剤の磁気ブラシの状態
が粗くなり、高精細な画像の再現性が低下するため、上
記のキャリアとしては、その磁気力が８００〜３０００
ガウスのものを用いることが好ましい。

【００２５】また、上記のキャリア中において、その平
均粒径の半分以下の粒径のものが多く存在すると、像担
持体に対するキャリア付着が多くなるため、平均粒径の
半分以下の粒径のものがキャリア全体に対して５重量％
以下になるようにすることが好ましい。

【００２６】さらに、上記のように現像領域において現
像剤搬送部材から現像剤中のトナーを像担持体に供給し
て現像を行なうにあたり、キャリアの平均粒径をｒ（μ
ｍ）、キャリアの磁気力をＢc （ガウス）、現像剤搬送
部材における現像磁極の磁気力をＢm （ガウス）とした
場合に、ｒ³ ・Ｂc ・Ｂm の値が小さくなりすぎると、
現像時における像担持体へのキャリア付着が発生しやす
くなる一方、上記の値が大きくなりすぎると、キャリア
が凝集して現像剤搬送部材上における現像剤の磁気ブラ
シの状態が粗くなり、高精細な画像の再現性が低下し
て、得られる画質が悪くなるため、７×１０⁸ ≦ｒ³ ・
Ｂc ・Ｂm ≦２×１０¹¹の条件にすることが好ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る現像方法の
実施形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００２８】ここで、この発明の現像方法を実施するの
に用いる現像装置の一例を図１に基づいて具体的に説明
する。

【００２９】この現像装置１０においては、図１に示す
ように、その内部にトナーＴとキャリアとを含む現像剤
１を収容させており、この現像剤１を搬送させる現像剤
搬送部材１１として、複数の磁極Ｎ₁ ，Ｓ₁ ，Ｎ₂ ，Ｓ
₂ ，Ｎ₃ を有するマグネットローラ１１ａが内周側に設
けられた円筒状の現像スリーブ１１を用い、この現像ス
リーブ１１を現像領域において像担持体２である感光体
２と適当な間隔Ｄs を介して対向するようにして、回転
可能に配置させている。

【００３０】そして、この現像スリーブ１１を感光体２
とは逆方向、すなわち現像スリーブ１１と感光体２とが
対向する現像領域では現像スリーブ１１と感光体２とが
同方向に移動するように回転させ、この現像スリーブ１
１の回転に伴って現像装置１０内に収容された現像剤１
を、上記のマグネットローラ１１ａによる磁力作用によ
り磁気ブラシの状態で感光体２側に搬送させるようにし
ている。

【００３１】また、上記の現像スリーブ１１には現像バ
イアス電源１２を接続させており、この現像バイアス電
源１２から直流電圧、交流電圧或は交流電圧と直流電圧
とを重畳させた現像バイアス電圧を印加させて、現像領
域に電界を作用させるようにしている。

【００３２】そして、上記の現像スリーブ１１と感光体
２とが対向する現像領域よりも現像剤１の搬送方向上流
側で、前記のマグネットローラ１１ａの磁極Ｎ₁ と対向
する位置において、磁性ブレード１３を現像スリーブ１
１と所要間隔を介して設け、この磁性ブレード１３によ
って現像スリーブ１１上における現像剤１の量を規制す
るようにしている。

【００３３】また、この現像装置１０においては、その
上部にトナーＴを収容させたトナー収容部１４を設けて
おり、現像スリーブ１１から現像剤１中におけるトナー
Ｔを感光体２に供給して現像を行った結果、現像装置１
０内における現像剤１中のトナー濃度が低下した場合に
は、このトナー収容部１４の下に設けられたトナー補給
ローラ１５を回転させて、トナー収容部１４内に収容さ
れたトナーＴを現像装置１０内の現像剤１に補給させる
ようにしている。

【００３４】そして、この現像装置１０においては、上
記の感光体２の表面を帯電器（図示せず）によって帯電
させた後、このように帯電された感光体２の表面を適当
な露光手段（図示せず）によって露光して、この感光体
２の表面に静電潜像を形成する一方、現像スリーブ１１
により現像剤１を磁気ブラシの状態で感光体２側に搬送
し、現像スリーブ１１と感光体２とが対向する現像領域
よりも現像剤１の搬送方向上流側に設けられた磁性ブレ
ード１３によって現像スリーブ１１上における現像剤１
の量を規制し、このように規制された現像剤１を現像ス
リーブ１１によって感光体２と対向する現像領域に搬送
し、上記の現像バイアス電源１２から現像バイアス電圧
を印加して、この現像領域に振動電界を作用させ、現像
スリーブ１１によって搬送されてきた現像剤１中におけ
るトナーＴを現像スリーブ１１から感光体２の潜像部分
に供給して現像を行なうようになっている。

【００３５】ここで、この実施形態における現像方法に
おいては、上記の現像装置１０を用いて現像を行なうに
あたり、現像スリーブ１１によって現像領域に搬送され
る単位面積当たりの現像剤１の搬送量Ｍと、上記の現像
剤１のかさ密度Ｐと、現像領域において対向する現像ス
リーブ１１と感光体２との間隔Ｄs を適当に調整し、
０．１０≦Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）≦０．３０の条件を満たす
ようにして現像を行なうようにする。

【００３６】このようして現像を行なうと、現像時にお
けるトナーＴの飛散が少なくなると共に、感光体２に供
給されたトナーＴが現像スリーブ１１上における現像剤
１によって掻き取られたりするということがなく、形成
される画像にカブリが生じたり、形成された画像が乱れ
るということもなく、再現性のよい良好な画像が得られ
るようになる。

【００３７】次に、上記の現像装置１０における現像条
件を変更させた実験を行ない、この発明に示される条件
によって現像を行なうことが好ましいということを明ら
かにする。

【００３８】（実験例１）この実験例においては、現像
剤として、下記のようにして製造したキャリア及びトナ
ーを用いるようにした。

【００３９】ここで、キャリアとしては、スチレン−ア
クリル系樹脂（Ｍｗ＝２０００００，Ｍｎ＝８０００，
Ｔｇ＝５８℃）を１００重量部、飽和磁気力が７０ｅｍ
ｕ／ｇのフェライトを４００重量部の割合にして、これ
らをヘンシェルミキサーで混合し、この混合物を２軸押
し出し機により溶融混練して冷却させた後、この混練物
を粗粉砕し、更にジェットミルで微粉砕し、これを風力
分級機で分級して得た平均粒径が３０μｍのバインダー
型キャリアを用いるようにした。なお、このキャリア
は、その磁気力が２０００ガウス、抵抗値が１．０×１
０¹³Ω・ｃｍであった。

【００４０】一方、トナーとしては、ポリエステル樹脂
（Ｍｗ＝２５００００，Ｍｎ＝７５００）を１００重量
部、カーボンブラック（三菱化学社製；ＭＡ＃８）を５
重量部、ワックス（三洋化成社製；ビスコール５５０
Ｐ）を２．５重量部、荷電制御剤（オリエント化学社
製；Ｓ−３４）を２重量部の割合にして、これらをヘン
シェルミキサーで混合し、この混合物を２軸押し出し機
により溶融混練して冷却させた後、この混練物を粗粉砕
し、更にジェットミルで微粉砕し、これを風力分級機で
分級して得た平均粒径が６μｍの負帯電性のトナーを用
いるようにした。

【００４１】そして、この実験例においては、上記の現
像装置１０を用いて現像を行なうにあたり、上記のキャ
リアとトナーとを混合させてトナーの重量比が２０重量
％でそのかさ密度が０．９４ｇ／ｃｍ³ になった現像剤
１を使用し、上記の現像スリーブ１１の周速度を感光体
２の周速度の３倍に設定すると共に、上記の感光体２に
おける初期表面電位Ｖ₀ を−６５０Ｖ、露光された部分
における感光体２の表面電位Ｖirを−１００Ｖ、上記の
現像バイアス電源１２から印加させる直流電圧Ｖb を−
５５０Ｖに設定した。

【００４２】また、この実験例においては、下記の表１
に示すように、上記の現像スリーブ１１によって感光体
２と対向する現像領域に搬送する単位面積当たりの現像
剤１の搬送量Ｍを２．８〜２８．２ｍｇ／ｃｍ² の範囲
で変更させると共に、現像領域において対向する現像ス
リーブ１１と感光体２との間隔Ｄs を０．２〜０．６ｍ
ｍの範囲で変更させて、Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）×１００の値
を同表に示すように変更し、上記の条件で反転現像を行
ない、得られた画像における線再現性を評価すると共
に、現像時におけるトナーの飛散量を求め、その結果を
下記の表１に示した。

【００４３】ここで、線再現性については、十字状の画
像が描かれその縦線及び横線の太さを、それぞれ２００
μｍ，３００μｍ，４００μｍ，５００μｍ，７００μ
ｍにして組み合わせた２５種類の原稿をコピーし、この
コピーを更にコピーし、更にこのコピーをコピーして３
代目のコピーを各原稿についてそれぞれ４回行ない、計
１００枚の３代目のコピーを得、これらのコピーにおけ
る十字状の画像の交差部分における画像の途切れを調
べ、途切れのない３代目のコピーの数が８０〜１００枚
の場合を５、６０〜７９の場合を４、４０〜５９枚の場
合を３、２０〜３９枚の場合を２、０〜１９枚の場合を
１として示した。また、トナー飛散量については、１０
００枚の画像形成を行なった間において飛散したトナー
の重量を求めた。

【００４４】

【表１】

【００４５】この結果、上記のＭ／（Ｐ・Ｄs ）の値が
０．３０より大きい場合には、上記の線再現性の評価が
２以下で、画像の再現性が悪くなる一方、Ｍ／（Ｐ・Ｄ
s ）の値が０．１０より小さい場合には、トナーの飛散
量が急激に多くなっていた。これに対して、この発明に
示すように０．１０≦Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）≦０．３０の条
件で現像を行なった場合には、トナーの飛散が少なく、
線再現性の良い良好な画像が得られた。

【００４６】（実験例２）この実験例においても、現像
剤におけるトナー及びキャリアには上記実験例１のもの
と同じものを使用し、上記の現像装置１０を用いて現像
を行なうにあたって、上記のキャリアとトナーとを混合
させてトナーの重量比が２０重量％でそのかさ密度が
０．９４ｇ／ｃｍ³ になった現像剤１を使用し、上記の
現像スリーブ１１の周速度を感光体２の周速度の３倍に
設定すると共に、上記の感光体２における初期表面電位
Ｖ₀ を−６５０Ｖ、露光された部分における感光体２の
表面電位Ｖirを−１００Ｖにする一方、上記の現像バイ
アス電源１２から現像バイアス電圧を印加させるにあた
り、直流電圧Ｖb を−３５０Ｖにすると共に、周波数が
３ｋＨｚ、ｄｕｔｙ比（現像：回収）が１：１になった
矩形波でピーク・ピーク値Ｖp-p が１．２ｋＶの交流電
圧を上記の直流電圧Ｖb に重畳させた現像バイアス電圧
を印加するようにした。なお、この場合、現像バイアス
電源１２から印加する交流電圧に、ｄｕｔｙ比（現像：
回収）が１：１の交流電圧を用いているため、現像バイ
アス電圧における１周期の電圧波形の時間積分値を周期
で割った値である中心電圧Ｖc と直流電圧Ｖb とが一致
する（Ｖc ＝Ｖb ）。

【００４７】そして、この実験例においても、下記の表
２，３に示すように、上記の現像スリーブ１１によって
感光体２と対向する現像領域に搬送する単位面積当たり
の現像剤１の搬送量Ｍを２．８〜２８．２ｍｇ／ｃｍ²
の範囲で変更させると共に、現像領域において対向する
現像スリーブ１１と感光体２との間隔Ｄs を０．２〜
０．６ｍｍの範囲で変更させ、Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）×１０
０の値をこれらの表に示すように変更させて、上記の条
件で反転現像を行ない、上記の実験例１の場合と同様に
して、得られた画像における線再現性を評価すると共に
現像時におけるトナーの飛散量を求め、その結果を表
２，３に合わせて示した。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】この結果、この実験例のように現像バイア
ス電源１２から直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バ
イアス電圧を印加させるようにすると、Ｍ／（Ｐ・Ｄs
）の値が０．３０より大きい場合においても線再現性
の評価が３以上の場合があり、上記の実験例１の場合に
比べて線再現性が向上したが、Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）の値が
０．１０より小さい場合においては、上記の実験例１の
場合と同様にトナーの飛散量が急激に多くなっていた。

【００５１】（実験例３）この実験例においても、上記
の実験例１，２の場合と同じキャリアとトナーとを使用
し、これらを混合させてトナーの重量比が２０重量％，
かさ密度が０．９４ｇ／ｃｍ³ になった現像剤を用いる
ようにした。

【００５２】そして、この実験例においては、現像領域
において対向する現像スリーブ１１と感光体２との間隔
Ｄs を０．３ｍｍに設定すると共に、現像スリーブ１１
によって現像領域に搬送される単位面積当たりの現像剤
１の搬送量を８．５ｍｇ／ｃｍ² と２．９ｍｇ／ｃｍ²
とに調整して、上記のＭ／（Ｐ・Ｄs ）の値を、下記の
表４，５に示すように、０．３０と０．１０とに調整し
た。

【００５３】ここで、この実験例においては、上記のよ
うにＭ／（Ｐ・Ｄs ）の値を０．３０と０．１０とに調
整したそれぞれの条件の下で、上記の感光体２の初期表
面電位Ｖ₀ が−４５０Ｖになるように帯電させて、この
感光体２の表面を露光させるると共に、上記の現像スリ
ーブ１１の周速度を感光体２の周速度の１．４倍になる
ように設定し、上記の現像バイアス電源１２から直流電
圧Ｖb と、ｄｕｔｙ比（現像：回収）が１：１の矩形波
でピーク・ピーク値Ｖp-p が１．４ｋＶになった交流電
圧とを重畳させた現像バイアス電圧を印加させるように
した。なお、この実験例の場合も、現像バイアス電源１
２から印加する交流電圧に、ｄｕｔｙ比（現像：回収）
が１：１の交流電圧を用いているため、上記の実験例２
の場合と同様に、現像バイアス電圧における１周期の電
圧波形の時間積分値を周期で割った値である中心電圧Ｖ
c と直流電圧Ｖb とが一致する（Ｖc ＝Ｖb ）。

【００５４】そして、上記のように現像バイアス電源１
２から直流電圧Ｖb と交流電圧とを重畳させた現像バイ
アス電圧を印加するにあたり、現像バイアス電源１２か
ら印加する直流電圧Ｖb を変化させ、露光された部分に
おける感光体２の表面電位Ｖirと上記の中心電圧Ｖc
（＝Ｖb ）との電圧差｜Ｖir−Ｖc ｜（以下、ΔＶとす
る。）を１５０〜６００Ｖの範囲で変更させて、ΔＶ／
Ｄs の値を下記の表４，５に示すように調整すると共
に、現像バイアス電源１２から印加する交流電圧の周波
数ｆを１．８〜４．５ｋＨｚの範囲で変更させて、ΔＶ
／（Ｄs ・ｆ² ）の値を下記の表４，５に示すように調
整して反転現像を行ない、形成された画像におけるエッ
ジ効果及び画像濃度の評価を行ない、Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）
の値が０．３０の場合の結果を表４に、Ｍ／（Ｐ・Ｄs
）の値が０．１０の場合の結果を表５に示した。

【００５５】ここで、これらの表４，５において、エッ
ジ効果については、エッジ部分におけ画像の反射濃度ｂ
と、エッジ部分以外の部分における画像の反射濃度ａと
を測定し、これらの濃度比率を示すｂ／ａ値が１．３０
以内で両者の濃度差が少ない場合をＲ５、ｂ／ａ値が
１．３１〜１．４０の場合をＲ４、ｂ／ａ値が１．４１
〜１．５０の場合をＲ３、ｂ／ａ値が１．５１〜１．６
０の場合をＲ２、ｂ／ａ値が１．６１以上で両者の濃度
差が大きい場合をＲ１として示した。

【００５６】また、画像濃度については、得られた画像
における画像濃度（ＩＤ）が１．１以上の場合を○、
（ＩＤ）が１．１未満の場合を×で示した。

【００５７】

【表４】

【００５８】

【表５】

【００５９】この結果、ΔＶ／（Ｄs ・ｆ² ）の値が５
０より低いと、十分な画像濃度を有する画像が得られな
くなる一方、このΔＶ／（Ｄs ・ｆ² ）の値が１５０よ
り高くなると、形成された画像の端部におけるエッジ効
果が強くなって、画像の端部が太くなったり、その部分
だけ画像濃度が高くなり、高精細な画像の再現性が悪く
なった。

【００６０】これに対し、この発明において示したよう
に、５０≦ΔＶ／（Ｄs ・ｆ² ）≦１５０の条件で現像
を行なった場合には、十分な画像濃度を有する画像が得
られると共に、形成された画像の端部におけるエッジ効
果の作用も少なく、高精細な画像の再現性も良好であっ
た。

【００６１】（実験例４）この実験例においても、上記
の実験例１〜３の場合と同じキャリアとトナーとを使用
し、これらを混合させてトナーの重量比が２０重量％，
かさ密度が０．９４ｇ／ｃｍ³ になった現像剤を用いる
ようにした。

【００６２】そして、この実験例においては、現像領域
において対向する現像スリーブ１１と感光体２との間隔
Ｄs を０．３ｍｍに設定すると共に、現像スリーブ１１
によって現像領域に搬送される単位面積当たりの現像剤
１の搬送量を８．５ｍｇ／ｃｍ² と２．９ｍｇ／ｃｍ²
とに調整して、上記のＭ／（Ｐ・Ｄs ）の値を、下記の
表６に示すように、０．３０と０．１０とに調整した。

【００６３】ここで、この実験例においては、上記のよ
うにＭ／（Ｐ・Ｄs ）の値を０．３０と０．１０とに調
整したそれぞれの条件の下で、上記の感光体２の初期表
面電位Ｖ₀ が＋４５０Ｖになるように帯電させると共
に、この感光体２の表面を露光して露光された部分にお
ける感光体２の表面電位Ｖirが＋１００Ｖになるように
し、また上記の現像スリーブ１１の周速度を感光体２の
周速度の１．４倍に設定すると共に、上記の現像バイア
ス電源１２から直流電圧Ｖb と、ｄｕｔｙ比（現像：回
収）が１：３の矩形波でピーク・ピーク値Ｖp-p が１．
４ｋＶになった交流電圧とを重畳させた現像バイアス電
圧を印加させるようにした。

【００６４】そして、上記のように現像バイアス電源１
２から直流電圧Ｖb と交流電圧とを重畳させた現像バイ
アス電圧を印加させるにあたり、現像バイアス電源１２
から印加する直流電圧Ｖb の値を変化させて、現像バイ
アス電圧における１周期の電圧波形の時間積分値を周期
で割った値である中心電圧Ｖc を＋３００Ｖと＋１５０
Ｖとに調整し、上記の感光体２の初期表面電位Ｖ₀ と中
心電圧Ｖc との電圧差｜Ｖ₀ −Ｖc ｜（以下、δＶとす
る。）を１５０Ｖと３００Ｖとにして、δＶ／Ｄs の値
を下記の表６に示すように変更させると共に、現像バイ
アス電源１２から印加する交流電圧の周波数ｆを１．８
〜４．５ｋＨｚの範囲で変更させて、δＶ／（Ｄs ・ｆ
² ）の値を下記の表６に示すように調整して正規現像を
行ない、形成された画像におけるエッジ効果及び画像濃
度を、上記の実験例３の場合と同様にして評価し、その
結果を表６に合わせて示した。

【００６５】

【表６】

【００６６】この結果、この実験例４においても、前記
の実験例３の場合と同様に、δＶ／（Ｄs ・ｆ² ）の値
が５０より低いと、十分な画像濃度を有する画像が得ら
れなくなる一方、このδＶ／（Ｄs ・ｆ² ）の値が１５
０より高くなると、形成された画像の端部におけるエッ
ジ効果が強くなって、画像の端部が太くなったり、その
部分だけ画像濃度が高くなり、高精細な画像の再現性が
悪くなった。

【００６７】これに対し、この発明において示したよう
に、５０≦δＶ／（Ｄs ・ｆ² ）≦１５０の条件で現像
を行なった場合には、十分な画像濃度を有する画像が得
られると共に、形成された画像の端部におけるエッジ効
果の作用も少なく、高精細な画像の再現性も良好であっ
た。

【００６８】（実験例５）この実験例においても、上記
の実験例１〜４の場合と同じトナーとキャリアとを使用
し、これらを混合させてトナーの重量比が１０重量％に
なった現像剤を用いるようにした。

【００６９】ここで、この実験例においては、上記の現
像装置１０を用いて現像を行なうにあたり、上記の現像
スリーブ１１の周速度を感光体２の周速度の２倍に設定
すると共に、感光体２の初期表面電位Ｖ₀ を−４５０
Ｖ、露光された部分における感光体２の表面電位Ｖirを
−１００Ｖ、現像領域において対向する現像スリーブ１
１と感光体２との間隔Ｄs を０．３ｍｍ、現像スリーブ
１１によって搬送される現像剤の搬送量を４．０ｍｇ／
ｃｍ² にし、前記の現像バイアス電源１２から−３５０
Ｖの直流電圧Ｖb に、ｄｕｔｙ比（現像：回収）が１：
１になった矩形波でピーク・ピーク値Ｖp-p が１．２ｋ
Ｖの交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させ
る一方、下記の表７に示すように、上記の感光体２の周
速度Ｖs を２００〜１０００ｍｍ／ｓの範囲で変更させ
ると共に、上記の現像バイアス電源１２から印加する交
流電圧の周波数ｆを１〜１１ｋＨｚの範囲で変更させて
反転現像を行なった。

【００７０】そして、感光体２の周速度Ｖs 及び現像バ
イアス電源１２から印加する交流電圧の周波数ｆを変更
させた各条件で形成された画像における地肌カブリの状
態を調べ、その結果を表７に示した。なお、この表にお
いては、地肌カブリが発生しなかった場合を○で、地肌
カブリが発生した場合を×で示した。

【００７１】

【表７】

【００７２】この結果、上記の感光体２の周速度Ｖs
（ｍｍ／ｓ）と現像バイアス電源１２から印加する交流
電圧の周波数ｆ（ｋＨｚ）との関係において、地肌カブ
リを抑制する点からは、Ｖs （ｍｍ／ｓ）／ｆ（ｋＨ
ｚ）＜１００の条件を満たすことが好ましかった。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
現像方法に従って現像を行なうと、現像時におけるトナ
ーの飛散が少なくなると共に、像担持体に供給されたト
ナーが現像剤搬送部材上における現像剤によって掻き取
られるということも少なく、形成される画像にカブリが
生じたり、形成された画像が乱れるということもなく、
高精細で再現性の良い画像が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の現像方法を実施するのに使用する現
像装置の一例を示した概略説明図である。

【符号の説明】 １ 現像剤 ２ 像担持体（感光体） １０ 現像装置 １１ 現像剤搬送部材（現像スリーブ） １１ａ マグネットローラ １２ 現像バイアス電源 Ｔ トナー Ｄs 現像領域における像担持体と現像剤搬送部材との
間隔 Ｖ₀ 像担持体の初期表面電位 Ｖir 露光された部分における像担持体の表面電位 Ｖc 現像バイアス電圧における１周期の電圧波形の時
間積分値を周期で割った値である中心電圧 Ｖp-p 現像バイアス電源から印加される交流電圧のピ
ーク・ピーク値 ｆ 現像バイアス電源から印加される交流電圧の周波数

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電された像担持体の表面を露光してこ
   の像担持体の表面に静電潜像を形成する一方、トナーと
   キャリアを含む現像剤を現像剤搬送部材によって静電潜
   像が形成された像担持体と対向する現像領域に搬送し、
   この現像領域において現像剤搬送部材から現像剤中のト
   ナーを像担持体に供給して現像を行なう現像方法におい
   て、上記の現像剤搬送部材によって現像領域に搬送され
   る単位面積当たりの現像剤の搬送量Ｍと、上記の現像剤
   のかさ密度Ｐと、現像領域において対向する現像剤搬送
   部材と像担持体との間隔Ｄs との関係が、 ０．１０≦Ｍ／（Ｐ・Ｄs ）≦０．３０ の条件を満たすようにして現像を行なうことを特徴とす
   る現像方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した現像方法において、
   上記の現像領域において像担持体と現像剤搬送部材との
   間に振動する現像バイアス電圧を印加させて反転現像を
   行なうにあたり、上記の露光された部分における像担持
   体の表面電位Ｖir（Ｖ）と、上記の振動する現像バイア
   ス電圧における１周期の電圧波形の時間積分値を周期で
   割った値である中心電圧Ｖc （Ｖ）と、この振動する現
   像バイアス電圧の周波数ｆ（ｋＨｚ）と、現像領域にお
   いて対向する像担持体と現像剤搬送部材との間隔Ｄs
   （ｍｍ）との関係が、 ５０≦｜Ｖir−Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）≦１５０ の条件を満たすようにして現像を行なうことを特徴とす
   る現像方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載した現像方法において、
   上記の現像領域において像担持体と現像剤搬送部材との
   間に振動する現像バイアス電圧を印加させて正規現像を
   行なうにあたり、上記の像担持体における初期表面電位
   Ｖ₀ （Ｖ）と、上記の振動する現像バイアス電圧におけ
   る１周期の電圧波形の時間積分値を周期で割った値であ
   る中心電圧Ｖc （Ｖ）と、この振動する現像バイアス電
   圧の周波数ｆ（ｋＨｚ）と、現像領域において対向する
   像担持体と現像剤搬送部材との間隔Ｄs （ｍｍ）との関
   係が、 ５０≦｜Ｖ₀ −Ｖc ｜／（Ｄs ・ｆ² ）≦１５０ の条件を満たすようにして現像を行なうことを特徴とす
   る現像方法。