JPH0954486A

JPH0954486A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0954486A
Application number: JP7209641A
Authority: JP
Inventors: Toru Komatsu; 小松　　徹; Kunio Shigeta; 邦男重田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】平均粒径１０μｍ以下の微粒子トナーを支障
なく用い高解像度の画像を形成し、現像剤の劣化などが
生じても画像濃度が高く、かぶりもなく、極めて鮮明な
記録画像を得ることが可能となる現像装置を提供する。【構成】現像剤搬送体４１と像担持体１が対向する現
像空間Ａに電極部を有する板状部材４５又は線状の電極
部材５０を設置し、板状部材の電極部４５ｂ又は電極部
材５０には少なくともＤＣ電圧を印加し、前記現像剤搬
送体にはＤＣ成分とＡＣ成分の重畳電圧を印加しトナー
を飛翔させて像担持体１上の潜像を現像する現像装置４
において、現像剤搬送体４１に印加するＡＣ成分は、そ
の平均値が最大値の０．６５倍より大きく、かつ波高率
が１．２以上、１．６以下である現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写・記録装
置等の現像装置に関し、詳しくは像担持体と現像剤搬送
体とが対向する空間の前記現像剤搬送体移動方向上流側
に、電極部を有する板状部材又は線状の電極部材を設置
し、前記現像剤搬送体に二成分現像剤を供給し、振動電
界下でトナーを飛翔させ反転現像を行う現像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真複写・記録装置などにお
いてカラー画像を形成するためには、種々の方法が開示
されている。

【０００３】例えば、特開昭６０−７６７６６号公報に
はトナーと絶縁性キャリアの混合した二成分現像剤を用
い、像担持体上でトナー像を重ね合わせるカラー画像記
録方法が開示されている。この方法は、記録装置が小型
・低コストに構成される、二成分現像剤を使用している
ことからトナーの荷電制御が容易である、などの特徴を
有するために非常に有用である。しかしながら、この方
法で従来使用しているトナー粒径は、１０μｍ以上の比
較的粗いものであり、細線や原稿に忠実な濃度の再現が
できず、高品位の画像を得るためには不完全であった。
この問題を解決するには、トナーの微粒化は必要不可欠
であるが、１０μｍ以下の微粒トナーを用いると種々の
問題点が発生することが知られている。その原因とし
て、（１）微粒化によってファンデルワース力がクーロ
ン力より相対的に大きくなり、現像剤搬送体への直流バ
イアス電圧の印加によってかぶりを防ぐことが困難にな
る、（２）微粒化によってトナーを均一に荷電させるこ
とが困難となり、帯電不良のトナーによってかぶりを生
じる、などということが挙げられる。１０μｍ以下の微
粒トナーを用いるためにいくつかの現像方法が開示され
ている。

【０００４】例えば特開平３−１３１８７８号公報に
は、現像剤担持体上の現像剤に近接又は接触して板状電
極体を設け、その先端部を現像領域に臨ませ、且つ前記
板状電極体に交番電界を印加する事でパウダークラウド
を先端部から現像領域に拡散し現像を行う画像形成装置
が開示されている。

【０００５】また、特開昭５９−２２３４６７号公報に
は、像形成体と現像剤搬送体上の現像層との間隙にトナ
ー飛翔を制御するワイヤー状の制御電極を設け、該制御
電極又は現像剤搬送体の少なくともいずれか一方に交流
電圧を印加して振動電界を形成し、トナーを飛翔させて
現像を行う現像方法が開示されている。

【０００６】どちらの記載も微粒子トナーが使用できる
ことが記載されているが、トナーの劣化などによって、
かぶりが生じやすくなってしまうといった問題があっ
た。

【０００７】本発明は上記問題点を解決し、画像濃度が
高くかぶりがない、鮮明な記録画像を得ることが可能な
現像装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決する本発
明の現像装置は、現像剤搬送体と像担持体が対向する空
間に電極部を有する板状部材を設置し、該板状部材の電
極部には少なくとも直流電圧を印加し、前記現像剤搬送
体には直流電圧と交流電圧の重畳電圧を印加し、現像剤
搬送トナーを飛翔させて前記像担持体上の潜像を現像す
る現像装置において、前記現像剤搬送体に印加する交流
電圧は、その平均値が最大値の０．６５倍より大きく、
かつ波高率が１．２以上、１．６以下であることを特徴
とするものである。

【０００９】また、本発明の現像装置は、現像剤搬送体
と像担持体が対向する空間に、線状の電極部材を設置
し、該線状の電極部材には直流電圧又は接地電位を印加
し、前記現像剤搬送体には直流電圧と交流電圧の重畳電
圧を印加し、現像剤搬送体上のトナーを飛翔させて前記
像担持体上の潜像を現像する現像装置において、前記現
像剤搬送体に印加する交流電圧は、その平均値が最大値
の０．６５倍より大きく、かつ波高率が１．２以上、
１．６以下であることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本願の現像装置においては、像担持体と現像剤
搬送体とが対向する現像空間に電極部を有する板状部材
又は線状電極を設置し、前記電極には少なくとも直流バ
イアス電圧が印加可能であり、現像剤搬送体にはＤＣバ
イアス電圧にＡＣバイアス電圧を重畳する。このときの
現像空間近傍の様子を図１、図２に示す。

【００１１】図１は像担持体１と現像剤搬送体４１とが
対向する現像空間Ａに、電極部４５ｂを有する板状部材
４５ａを設置したもので、４８は第１の振動電界を、４
９は第２の振動電界を示す。また、図２は像担持体１と
現像剤搬送体４１とが対向する現像空間Ａに、線状の電
極部材（線状電極）５０を設置したもので、４８は第１
の振動電界を、４９は第２の振動電界を示す。

【００１２】図１、図２に示すように、電極（４５ｂ，
５０）と現像剤搬送体４１の間では強い第１の振動電界
４８が形成され、低いＡＣバイアス電圧でトナーをキャ
リアから引き剥がすことが可能なのに対し、現像剤搬送
体４１と像担持体（感光体ドラム）１の間は弱い第２の
振動電界４９であるため非画像領域でのかぶりを抑制す
ることが可能となる。

【００１３】この非画像部領域でのかぶりはトナーがキ
ャリアから引き剥がされたあとの電界によって左右され
ると考えられ、このＡＣ電界が小さい方が押さえること
が可能となる。一方、画像部領域の現像性は、トナーが
キャリアから引きはがれたあとは感光体と現像剤搬送体
の間のＤＣ電位の差によって左右されると考えられ、ト
ナーがキャリアから引き剥がされるＡＣバイアス電圧の
最大値に左右されると考えられる。そこで、前記現像剤
搬送体４１に印加するＡＣ成分を、その平均値が最大値
の０．６５倍より大きく、かつＡＣ電圧の波形の波高率
を１．２以上、１．６以下とすることにより、現像剤の
劣化などによっても高い現像性と低いかぶりを両立する
ことが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

【００１５】図３（ａ）は本願の板状電極を有する現像
装置の一例を示す画像形成装置の部分断面図を、図３
（ｂ）は本願の線状電極を有する現像装置の一例を示す
画像形成装置の部分断面図を示したものである。これら
の図において、４１はアルミニウム、ステンレス鋼など
の非磁性材料をサンドブラスト処理によりＪＩＳ１０点
平均粗さＲｚによる表示（ＪＩＳ−Ｂ０６１０）で１〜
２μｍの粗面処理を施し、回転可能に支持された現像材
搬送体、４３は現像剤４２を撹拌して成分を均一にする
撹拌器、４４は前記現像剤４２を前記現像剤搬送体４１
に供給する供給ローラ、４６は前記現像剤搬送体４１上
の現像剤層の厚みを規制する現像剤搬送規制棒、４７は
前記現像剤搬送体４１上の消費された現像剤４２をはぎ
取るスクレーパである。図３（ａ）の４５は電極部を有
する板状部材であり、板状部材４５ａと電極部４５ｂか
らなる。なお、前記電極部を有する板状部材４５の詳細
は後述する。図３（ｂ）の５０は線状の電極部材（線状
電極）である。該線状電極５０は例えばタングステン
鋼、ステンレス鋼などの金属からなる直径０．０５〜
０．３ｍｍのワイヤであり、樹脂等によって絶縁被覆し
ていることが好ましい。この線状電極５０は、感光体ド
ラム１と前記現像剤搬送体４１が対向している現像空間
Ａに前記現像剤搬送体４１の移動方向に直角に敷設され
る。線状電極５０の敷設は、該線状電極５０の両端を引
っ張りバネを介して係着されている。

【００１６】現像剤搬送体４１には直流バイアスに交流
バイアスを重畳可能な電源Ｅ１を保護抵抗Ｒ１を介して
印加する。また、電極部４５ｂ及び線状電極５０にも直
流バイアスに交流バイアスを重畳可能な電源Ｅ２を保護
抵抗Ｒ２を介して印加する。これらの電源として、例え
ば長野愛知電気社製の現像バイアス用電源（ＨＶ−３２
８Ａ）を使用し、出力波形を抵抗成分によって任意に変
化させた。ＡＣバイアス電圧の実効値はアドバンテスト
社製デジタル・マルチメーター（Ｒ６４５０）によって
測定した。またＡＣ電圧の波形はヒューレットパッカー
ド社製オシロスコープ（ＨＰ５４５０４Ａ）にて測定を
行い最大値を求めた。そしてＡＣ電圧の波高率はここで
求めた実効値及び最大値を（１）式に挿入することによ
って求めた。

【００１７】（波高率）＝（最大値）／（実効値）・・・（１）また、平均値はオシロスコープによって測定した波形を
（２）式に従って積分することによって求めた。

【００１８】

【数１】

【００１９】但し、Ｔは波形の周期、ｅ（ｔ）は波形の
瞬時値を示す。

【００２０】図４には本発明で使用し得る前記電極部を
有する板状部材４５の形状と配置について示している。
図５には本発明で使用し得る複数個の電極部を有する板
状部材４５の形状と配置について示している。

【００２１】図４（ａ）のように前記電極部４５ｂを前
記板状部材４５ａに形成する。このとき電極部４５ｂの
全体を前記現像剤搬送体４１と前記板状部材４５ａの最
近接点Ｐより該現像剤搬送体４１の回転方向の下流側に
位置するように構成する。このように構成することで、
前記最近接点Ｐより上流側でトナークラウドが発生せず
下流への現像剤のトナー濃度を均一に保つことができ
る。図４（ｂ）のように前記電極部４５ｂの下流側にひ
さしを設置することは、トナーの電極上への回り込みを
さけることができるために好ましい。図５（ａ）は複数
の電極を設けるものである。このとき上流側の電極部４
５ｃに前記電極部４５ｂよりも大きなＤＣバイアス電圧
を印加することは、電極上に回り込んでくるトナーを押
し出す電界が形成されるために好ましい。また、図５
（ｂ）のように感光体ドラム１側及び現像剤搬送体４１
側を絶縁層で構成することは、感光体ドラム１及び現像
剤搬送体４１への電流のリークを防ぐことができ、高い
電圧を維持することが可能となるために好ましい。図４
（ａ），（ｂ），図５（ａ）においても、電流のリーク
を防ぐために電極部が露出している部分には１０〜１０
０μｍ程度の絶縁層をコーティング処理することが望ま
しい。

【００２２】このとき好ましい前記電極部４５ｂの電極
幅Ｌ（ｍｍ）の範囲は現像剤搬送体４１から感光体ドラ
ム１へ飛翔させる振動電界を与える条件によって決めら
れる。つまり現像剤搬送体４１の移動速度Ｖ（ｍｍ／ｓ
ｅｃ）、現像剤搬送体４１に印加するＡＣバイアス電圧
の周波数ｆ_AC（Ｈｚ）に依存する。現像剤搬送体４１の
移動速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）が速いと現像剤搬送量が増
加するために現像性向上に有効であるが、速すぎると画
像濃度の偏りを生じるために１００〜５００（ｍｍ／ｓ
ｅｃ）が好ましい。周波数は、低いと現像性や諧調性に
は有利であるが低すぎると感光体ドラム１上に先に現像
されたトナーが、現像装置４に引き戻され混色を起こし
てしまう。そのため周波数は５００Ｈｚから２０ｋＨｚ
の範囲が好ましい。しかしながら電極板両者のバランス
による振動の回数を考えると、５≦Ｌ・ｆ_AC／Ｖ≦２０が好ましく、Ｌは０．０５≦Ｌ≦１．０が
好ましい。

【００２３】板状部材４５ａは５０μｍ〜４００μｍ程
度の厚さからなる絶縁体で構成され、例えばポリエチレ
ンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポ
リカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、フェノ
ール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエーテル系樹脂などが好ましく、ガラ
ス繊維や炭素繊維など該絶縁体を強化したものを使用す
ることは更に好ましい。そして、前記電極部は現像剤搬
送方向に１００μｍ〜２０００μｍ程度の幅を持った銅
箔が用いられ、板状部材４５ａによって支持される。

【００２４】上記では本願画像形成装置の現像装置４に
用いる前記複数の電極部を有する板状部材４５として、
図４に記述されるものについて述べたが、これに派生す
るような構成を有する電極部材についても同様に本発明
の現像装置に用いることができることはもちろんであ
る。

【００２５】また、前記線状電極５０の直径はキャリア
からトナーを引きはがす第１の振動電界の与える領域を
支配するために、現像性に対して影響を与える。しかし
ながら、線状電極５０は感光体ドラム１と現像剤搬送体
４１という限られた間隙に装填されるために、直径０．
０５〜０．３ｍｍに限られてしまう。そのため現像剤搬
送体４１の移動速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、現像剤搬送体
４１に印加するＡＣバイアス電圧の周波数ｆ_AC（Ｈｚ）
の好適条件は板状電極４５と異なる。現像剤搬送体４１
の移動速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）が速いと現像剤搬送量が
増加するために現像性向上に有効であるが、線状電極５
０を用いると画像濃度の偏りを生じるやすいために１０
０〜４００（ｍｍ／ｓｅｃ）が好ましい。周波数は、低
いと現像性や諧調性には有利であるが低すぎると感光体
ドラム１上に先に現像されたトナーが、現像装置４に引
き戻され混色を起こしてしまう。また、線状電極５０の
直径が板状電極４５の電極幅に比べ小さいので周波数は
１ｋＨｚから２０ｋＨｚの範囲が好ましい。

【００２６】図１に示すように、前記電極部を有する板
状部材４５を現像空間Ａに設定する際、現像剤搬送体４
１と感光体ドラム１との対向位置と電極部先端のなす角
θは、現像性を考えるとθが大きいほうが好ましいが、
大きすぎると電極を現像空間Ａに設置する効果がなくな
ってしまうので、θは０〜２０°の角度であることが望
ましい。また感光体と現像剤搬送体の間隙は小さい方が
少ないバイアスで現像性を得ることができるために好ま
しいが、小さすぎると電極部材の設定が困難になるため
に０．２から１．０ｍｍが好ましい。

【００２７】現像剤搬送体４１の移動速度Ｖ_S（ｍｍ／
ｓｅｃ）と感光体ドラム１の移動速度Ｖ_P（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）の比は、大きいと現像性が上がるが、大きすぎると
画像後端でのエッジ効果が顕著になるため、Ｖ_S／Ｖ_P＝０．５〜４．０の範囲が好ましい。前記現像剤搬送体４１により搬送さ
れる現像剤量は、多ければ現像性があがるが、多すぎる
とキャリアが穂立ちによって感光体ドラム１上に付着し
てしまうため５ｍｇ／ｃｍ²から４０ｍｇ／ｃｍ²の範囲
に含まれることが好ましい。

【００２８】一方、図２に示すように、前記線状の電極
部材（線状電極）５０を現像空間Ａに設置する際には、
感光体ドラム１と現像剤搬送体４１の間隙は現像剤層の
穂立ちなどを考え０．４ｍｍから２．０ｍｍが好まし
い。現像剤搬送体４１の移動速度Ｖ_S（ｍｍ／ｓｅｃ）
と感光体ドラム１の移動速度Ｖ_P（ｍｍ／ｓｅｃ）の比
は、大きいと現像性が上がるが、大きすぎると画像後端
でのエッジ効果が顕著になるため、Ｖ_S／Ｖ_P＝１．０〜３．０の範囲が好ましい。前記現像剤搬送体４１により搬送さ
れる現像剤量は、多ければ現像性があがるが、多すぎる
とキャリアが穂立ちによって感光体ドラム１上に付着し
てしまう。しかも板状部材と異なり穂立ちを抑制するこ
とが不可能であるために５ｍｇ／ｃｍ²から３０ｍｇ／
ｃｍ²の範囲に含まれることが好ましい。

【００２９】板状電極４５、線状電極５０のどちらを使
用したとしても、前記現像剤搬送体４１に印加するＡＣ
電圧が大きいほどトナーを振動させるようになり現像性
は向上する。しかし高すぎると絶縁破壊による感光体ド
ラム１への落雷現象や非画像領域へのかぶりが顕著にな
る。そのため印加交流バイアス電圧（ＶＡＣ_P-P）は２
００Ｖ〜２ｋＶの範囲が好ましい。かぶりの発生は前記
現像剤搬送体４１に印加する直流電圧成分を制御するこ
とによって防止し、絶縁破壊は現像剤搬送体４１の表面
を絶縁性もしくは半絶縁性の被膜を設けること、現像剤
のキャリアを絶縁性コーティングすることによって防止
することができる。

【００３０】板状電極４５にはトナー汚れを防ぐために
現像剤搬送体４１に印加するのと同じ極性のＤＣバイア
スを印加するのが好ましく、現像剤搬送体４１に印加す
るＤＣバイアス電圧よりも大きなＤＣバイアス電圧を印
加するのがより好ましい。更にＡＣバイアス電圧を重畳
することも電極の汚れを防止することができるため好ま
しい。一方、線状電極５０でも同様に、現像剤搬送体４
１に印加するＤＣバイアス電圧と同極性のＤＣバイアス
電圧を印加することが好ましい。また、線状電極５０で
は板状電極４５と異なり曲率が大きいため汚れが堆積し
ないために接地電位を印加することも可能であり、これ
は現像性の点からもより好ましい。また板状電極４５と
同様ＡＣバイアスを重畳することも電極汚れを防止する
ことができるために好ましい。

【００３１】図６は本願現像装置４を用いた画像形成装
置（コニカ（株）製９０２８改造機）の概要構成図であ
る。１はアルミ素管に光導電体を塗布された像担持体で
ある感光体ドラムであり、時計まわりで回転するように
構成されている。２は帯電手段たるスコロトロン帯電
器、３は像露光手段たるレーザビームを用いた画像書き
込み装置、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄはそれぞれ特定色の
現像剤を収容した現像装置、５は転写装置、６はクリー
ニング装置、８は画像読み取り装置である。

【００３２】前記各現像装置４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ
は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
黒色（Ｋ）の現像剤を収容するもので、前記感光体ドラ
ム１と所定の間隙をもつ各現像剤搬送体４１を備え、感
光体ドラム１上の潜像を非接触の反転現像で顕像化する
機構を有している。前記現像剤搬送体４１は反時計まわ
りに回転するように構成されている。

【００３３】前記転写装置５の転写ベルト５ｂは転写極
５ａを内包し、画像形成中は感光体ドラム１の表面より
離間した位置に保たれ、前記感光体ドラム１上の画像形
成が終了後転写材に転写するときのみ図示のように前記
感光体ドラム１の表面に接触される。

【００３４】前記クリーニング装置６のクリーニングブ
レード６ａとトナー搬送ローラ６ｂは、画像形成中は感
光体ドラム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ドラム１
の表面に圧接される。かかる画像形成装置によるカラー
画像の形成は次のように行われる。

【００３５】まず、本実施例による多色トナー像の形成
は画像を読み込むことから始まる。すなわち、画像読み
取り装置８のハロゲンランプ８０が原稿台７に乗せたオ
リジナル原稿を照射し、その反射光が第一ミラー８１、
第二ミラー８２、第三ミラー８３で反射され、レンズ８
４、ダイクロイックプリズム８５を経て青、赤、緑に色
分解され、青は青用のＣＣＤ８６、赤は赤用のＣＣＤ８
７、緑は緑用のＣＣＤ８８に読み込まれる。ＣＣＤから
のアナログ信号は図示されないＡ／Ｄ変換基板によって
デジタル信号に変換され画像処理される。

【００３６】この画像処理されたデジタル信号が前記画
像書き込み装置３に入力されると、図示しない書き込み
光源である半導体レーザは、図示しないコリメータレン
ズ及びシンドリカルレンズを通過し、駆動モータ３１に
より回転される回転多面鏡３４によって回転走査され、
ｆθレンズ３２とシリンドリカルレンズ３３を経て、ミ
ラー３５により光路を曲げられて、あらかじめ帯電手段
たる前記スコロトロン帯電器２によって一様な電荷を付
与された前記感光体ドラム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。従って、レーザービーム
による主走査と、前記感光体ドラム１の回転による副走
査により該感光体ドラム１の周面上に第１の色に対応す
る静電潜像が形成されていく。

【００３７】この静電潜像は、イエロー（Ｙ）のトナー
と磁性キャリアからなる二成分現像剤が装填された現像
装置４Ａによって反転現像され、感光体ドラム１にトナ
ー像が形成される。得られたトナー像は感光体ドラム１
の表面に保持されたまま感光体ドラム１から引き離され
ている前記転写装置５と前記クリーニング装置６の下を
通過し、次の画像形成サイクルに入る。

【００３８】前記感光体ドラム１は前記スコロトロン帯
電器２により再び帯電され、次いで、第二の色に対応す
るデジタル信号が前記画像書き込み装置３に入力され、
前述した第一の色信号の場合と同様にして感光体ドラム
１表面への書き込みが行われ静電潜像が形成される。静
電潜像は第二の色としてマゼンタ（Ｍ）のトナーと磁性
キャリアからなる二成分現像剤を装填した現像装置４Ｂ
によって反転現像される。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
ナー像の上にも形成される。

【００３９】４Ｃはシアン（Ｃ）のトナーと磁性キャリ
アからなる二成分現像剤を有する現像装置で、第一、第
二の色と同様に感光体ドラム１表面にシアン（Ｃ）のト
ナー像を形成する。更に４Ｄは黒色のトナーと磁性キャ
リアからなる二成分現像剤を有する現像装置であり、前
記の色と同様の処理によって感光体ドラム１表面に黒色
トナー像を形成する。

【００４０】かくして感光体ドラム１の周面上に形成さ
れた多色トナー像は、前記転写装置５の転写極５ａにト
ナーと逆極性の高電圧を印加することによって給紙装置
９より送られた転写材に転写されるように構成されてい
る。

【００４１】即ち、前記給紙装置９に収納された転写材
は、給紙ローラ１０の回転によって最上層の１枚が搬出
され感光体ドラム１の像形成とタイミングを合わせて転
写装置５に供給される。

【００４２】こうして画像転写を受けた転写材は、転写
装置５の前記転写ベルト５ｂにそって感光体ドラム１か
ら分離される。図示しない紙除電極によって前記転写ベ
ルト５ｂから分離された転写材は搬送ベルト１１によっ
て定着装置１２に搬送され、該定着装置１２の定着ロー
ラ１２ａによって画像を溶着したのち排紙ローラ１２ｂ
経て排紙トレイ１３に排出される。

【００４３】一方、転写材への転写を終えた感光体ドラ
ム１は、更に回転を続けて前記クリーニング装置６のブ
レード６ａとトナー搬送ローラ６ｂを圧接状態とし、残
留したトナーの除去を行い、その終了後前記ブレード６
ａを引き離し、その少しあとにトナー供給ローラ６ｂを
引き離し新たな画像形成プロセスに入る。

【００４４】本発明の実施例においては上述の画像形成
装置（コニカ（株）製９０２８改造機）にビデオインタ
ーフェース基板（部品番号：５０６０８７１８０；コニ
カ社製）を装着し、該基板にプリントコントローラ「Ｓ
ＫＹＢＯＸ−５０２８Ａ」（コニカビジネスマシン社
製）を接続し、更にパソコン「ＰＣ９８０１ＮＳ／
Ｒ」（日本電気社製）を接続し、本発明の画像形成装置
とした。

【００４５】本画像形成装置による画像形成プロセスは
前記フルカラー複写機９０２８における画像形成プロセ
スと基本的には同一であるが、以下の点が異なる。本画
像形成装置においては、前記パソコンからプリント開始
指令とともに画像データを前記プリントコントローラを
経由して画像形成装置本体に送信し、プリント動作が開
始される。前記画像データは１画素４バイトのＹＭＣＫ
ビットマップデータであり、本実施例では図７（ａ）、
（ｂ）に示すようなラインパターンとソリッドパターン
を予め作成し、後述する印字テストの手順に従って前記
画像書き込み部３に入力している。

【００４６】図７（ａ）はラインパターンを示す図であ
る。図において、ａ１は１ドット横線、ａ２は２ドット
横線、ａ３は３ドット横線をそれぞれ示し、ｂ１は１ド
ット縦線、ｂ２は２ドット縦線、ｂ３は３ドット縦線を
それぞれ示す。これらの複数本の横線、縦線から成るラ
インで囲まれた領域の真ん中には、５ｍｍ×５ｍｍの黒
ソリッド部Ｋ１〜Ｋ５、ドット割合２５％の１ドット網
点部Ｎ１〜Ｎ５、イエローソリッド部Ｙ１〜Ｙ５がそれ
ぞれある。

【００４７】図７（ｂ）はソリッドパターンを示す図で
ある。図において、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は黒ベタから白色
に濃度が順次変化する１０段ハーフトーン部、Ｎ１，Ｎ
２，Ｎ３は前記１ドット網点部、ａ１〜ａ３は前記１〜
３ドット横線、ｂ１〜ｂ３は前記１〜３ドット縦線をそ
れぞれ示す。

【００４８】前記現像剤搬送体４１に印加するバイアス
電圧Ｅ１と、前記感光体ドラム１に印加するバイアス電
圧Ｅ２の切り換えは、送信する画像データに応じて行
う。すなわちソリッドパターンを送信するときと、ライ
ンパターンを送信するときとで電源の接続を切り換え
て、異なるバイアス電圧を印加するようにした。

【００４９】本発明の現像装置に使用する現像剤とし
て、好ましいトナーはスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、
アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、シリコン樹脂、ポリ
エステル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂
に、カラー顔料やカラー染料のような着色成分と荷電制
御剤等をいれ従来公知のトナー粒子製造方法と同様の方
法によってつくることができる。これを従来公知の粒径
選別方法によって、平均粒径２０μｍ以下、好ましくは
５〜１０μｍの粒子を選別して得る。トナーの帯電量
は、粒径にも依存するが３〜３００μＣ／ｇが好まし
く、より好ましくは１０〜５０μＣ／ｇである。

【００５０】またキャリアには、鉄、クロム、ニッケ
ル、コバルト、亜鉛、銅、などの金属、或いはそれらの
化合物や合金、例えばγ−酸化第二鉄、二酸化クロム、
酸化マンガン、フェライトといった強磁性体や常磁性体
の球形化された粒子、又はそれら磁性体粒子表面をスチ
レン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、アクリル
系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステルなどの樹脂で球
状に被覆するか、磁性体微粒子を分散して含有した樹脂
や脂肪酸ワックスの球形粒子をつくるかして得られた粒
子を用いる。その平均粒径は７０μｍ以下、好ましくは
３０〜５０μｍ程度のものが好適に用いられる。平均粒
径がこれよりも大きいと、トナー像に斑が現れることや
トナー濃度が低くなるために高濃度の現像を行うことな
どの問題が生じ、これよりも小さいと、トナーとともに
感光体ドラム１上に飛翔してしまうという問題を生じ
る。また、キャリアが球形化していると、トナーとキャ
リアの撹拌性、搬送性が向上し、トナーの荷電制御性も
上昇するのでより好ましい。キャリア粒子を樹脂などで
被覆することは、前記現像剤搬送体４１に印加するバイ
アス電圧を高くすることができるという効果を与える。
そのため、現像剤搬送体４１に高いバイアス電圧を印加
しても、感光体ドラム１に放電して画像を乱すことがな
い。またキャリアの抵抗率は１０⁸Ωｃｍ以上、好まし
くは１０¹³Ωｃｍ以上の絶縁性を示すものが好ましい。
この抵抗率は粒子を０．５ｃｍ²の断面を有する容器に
いれてタッピングしたのち、詰められた粒子上に１Ｋｇ
／ｃｍ²の荷重をかけ、荷重と底面電極との間に１００
０Ｖ／ｃｍの電界が生じる電圧を印加したときの電流値
を読み取ることで得られる値である。この抵抗値が低い
と、前記現像剤搬送体４１にバイアス電圧を印加した際
にキャリアに電荷が注入され感光体ドラムにキャリア粒
子が付着したり、バイアス電圧のブレークダウンが起こ
りやすくなる。

【００５１】本発明の現像装置には、以上に述べたよう
に球状のキャリアとトナーが混合した二成分現像剤が好
ましく用いられるが、必要に応じて粒子の流動性を上げ
るための流動化剤や像形成体面の清浄化の為のクリーニ
ング剤をトナーに混合することができる。流動化剤とし
ては、コロイダルシリカ、シリコンワニス、金属委石
鹸、非イオン表面活性剤などを用いることができ、クリ
ーニング剤としては脂肪酸金属塩、有機基置換シリコ
ン、フッ素などの表面活性剤を用いることができる。

【００５２】（実施例１）実験機：９０２８（コニカ（株）製デジタルカラー複写
機）改造機現像剤（４２）：キャリアは見かけ密度２．４５ｇ／ｃ
ｍ³、体積平均粒径４５μｍ、飽和磁化６０ｅｍｕ／ｇ
からなるフェライト粒子に樹脂コーティングした球形の
磁性キャリアを使用、トナーは、スチレン・アクリル樹
脂１００重量部、顔料１０重量部に必要量の荷電制御剤
を混練することによって製造し、粉砕造粒法によって得
られた重量平均粒径７μｍの非磁性トナーをトナー比率
がキャリアに対して１０ｗｔ％、現像分離法によって測
定した平均トナー帯電量（現像分離法によって測定）が
−２０μＣ／ｇとなるように黒色現像剤を６００ｇ作製
した。

【００５３】感光体（１）：ＯＰＣ感光体ドラム（直径
φ１８０ｍｍ）、周速１４０ｍｍ／ｓｅｃ現像剤搬送体（４１）：ステンレス鋼をサンドブラスト
処理により粗面処理直径φ２０ｍｍ、回転数３００ｒｐｍ電極部を有する板状部材（４５）：ガラス繊維によって
強化されたエポキシ樹脂（厚み０．１６ｍｍ）の感光体
面側の銅箔を被覆した板をエッチング処理によって幅
０．０５ｍｍの電極を形成。ポリイミドフィルムに感光
体面側を被覆し厚みは０．２０ｍｍとなった。

【００５４】現像剤搬送体４１と感光体ドラム１との間
隙：０．５ｍｍ現像剤搬送体４１と電極部４５ｃの最近接距離：０．２
５ｍｍＶ_S／Ｖ_P＝２．２４現像剤搬送量：１０ｍｇ／ｃｍ² 黒色現像位置における感光体ドラム１の静電潜像の最高
電位：−８００Ｖ電極部４５ｂに印加したバイアス電圧：直流バイアス電
圧：−７００Ｖ（現像時、非現像時とも電極部に印加する直流バイアス
電圧は変化させず）現像剤搬送体４１に印加するバイアス電圧：直流バイアス電圧成分：−７００Ｖ交流バイアス電圧成分：８ｋＨｚ５００Ｖ，８００Ｖ（実効値）＊）交流成分は矩形波を変化させて重畳。平均値はすべ
て最大値の０．６５倍よりも大きい値であった。実験は
実効値をあわせることによって行った。

【００５５】〔印字テスト〕まず最初にフルカラーモー
ドでラインパターンを印字し、これを印字サンプル１と
した。つぎに黒単色モードでソリッドパターンとライン
パターンを交互に出力しながらＡ４判１０００枚の連続
プリントを行った。連続プリント終了後、感光体の表面
電位を測定し、背景部の潜像電位ＶＨ及びソリッド部の
潜像電位ＶＬが初期設定と同一となるように帯電グリッ
ド及びレーザーパワーを設定し直して、フルカラーモー
ドで再びラインパターンを印字し、これを印字サンプル
２とした。

【００５６】連続プリント前の印字サンプル１の画質評
価を表１に示し、連続プリント後の印字サンプル２の画
質評価を表２に示した。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】〔印字品質の評価〕以上のようにして得た
印字サンプル１及び印字サンプル２の黒ソリッド部の現
像性、孤立ラインの再現性、網点部のドット再現性、背
景部のカブリ及び混色をそれぞれを以下のようにして評
価した。

【００６０】黒ソリッド部の現像性は、大きさ５ｍｍ×
５ｍｍの黒ソリッド部５箇所について、印字精度評価シ
ステム「ＲＴ−２０００」（ヤーマン社製）を使用し、
測定ウィンドウの大きさを３ｍｍ×３ｍｍとしてプリン
ト濃度を測定し、５箇所の平均値（以下最高濃度Ｄ_max
という）を求めて以下の基準で判定した。

【００６１】 ○・・・１．２ ≦ Ｄ_max △・・・１．０ ≦ Ｄ_max＜１．２ ×・・・Ｄ_max＜１．０孤立ラインの再現性は、１ドット横線４本について、前
記印字精度評価システム「ＲＴ−２０００」を使用し、
測定ウィンドウの大きさをライン方向５００μｍ×ライ
ン直交方向３ｍｍ、スレッシュレベルを０．５とし、各
ライン毎に１５ｍｍ間隔で２０箇所、全体で８０箇所ラ
イン幅を測定し、８０箇所の平均値（以下ライン幅Ｗ
〔μｍ〕という）と標準偏差（以下ライン幅偏差Ｗ
_S〔μｍ〕という）を求めて以下の基準で判定した。

【００６２】 ○・・・５０≦Ｗ＜１００かつＷ_S≦２５ △・・・１００≦ＷかつＷ_S≦２５ ×・・・Ｗ＜５０又は２５＜Ｗ_S 網点部のドット再現性は、ドット割合２５％で画像デー
タを作成した大きさ５ｍｍ×５ｍｍの１ドット網点部５
箇所について、前記印字精度評価システム「ＲＴ−２０
００」を使用し、測定ウィンドウの大きさを３ｍｍ×３
ｍｍ、スレッシュレベルを０．５としてそれぞれのドッ
ト割合を測定し、５箇所の平均値（以下網点面積率Ａ
〔％〕という）と標準偏差（以下網点面積率偏差Ａ
_S〔％〕という）を求めて以下の基準で判定した。

【００６３】 ○・・・１０≦Ａ＜４０かつＡ_S≦１０ △・・・４０≦Ａ＜６０かつＡ_S≦１０ ×・・・Ａ＜１０又は６０≦Ａ又は１
０＜Ａ_S 背景部のカブリは、背景部に付着した単位面積当たりの
黒トナーの個数を２５０倍に拡大して数え、１０箇所の
平均値（以下カブリトナー数Ｎ₁〔個／ｍｍ²〕という）
を求めて以下の基準で判定した。

【００６４】 ○・・・Ｎ₁≦１０ △・・・１０＜Ｎ₁≦２０ ×・・・２０＜Ｎ₁ 混色は、５ｍｍ×５ｍｍのイエローソリッド部５箇所に
ついて、イエローソリッド部上に付着した単位面積当た
りの黒トナーの個数を２５０倍に拡大して数え、５箇所
の平均値（以下混色トナー数Ｎ₂〔個／ｍｍ²〕という）
を求めて以下の基準で判定した。

【００６５】 ○・・・Ｎ₂≦ ２０ △・・・２０＜Ｎ₂≦ ４０ ×・・・４０＜Ｎ₂ 以上のように、波高率が１．２以上のときは、現像性、
ライン再現性、ドット再現性、カブリ、混色の何れにお
いても良好な結果が得られ、連続プリント後においても
同様であった。波高率が１．６より大きいと初期ではラ
イン再現性やドット再現性が良好であっても、連続プリ
ント後に背景部にカブリが発生したり混色が発生したり
して、良好な結果が得られなかった。また波高率が１．
２より小さいと連続プリント後に、ライン再現性やドッ
ト再現性が悪化した。

【００６６】（実施例２）実験機：９０２８（コニカ（株）製デジタルカラー複写
機）改造機現像剤（４２）：キャリアは見かけ密度２．４５ｇ／ｃ
ｍ³、体積平均粒径４５μｍ、飽和磁化６０ｅｍｕ／ｇ
からなるフェライト粒子に樹脂コーティングした球形の
磁性キャリアを使用、トナーは、スチレン・アクリル樹
脂１００重量部、顔料１０重量部に必要量の荷電制御剤
を混練することによって製造し、粉砕造粒法によって得
られた重量平均粒径７μｍの非磁性トナーをトナー比率
がキャリアに対して１０ｗｔ％、現像分離法によって測
定した平均トナー帯電量（現像分離法によって測定）が
−２０μＣ／ｇとなるように黒色現像剤を６００ｇ作
製。

【００６７】感光体（１）：ＯＰＣ感光体ドラム（直径
φ１８０ｍｍ）周速１４０ｍｍ／ｓｅｃ現像剤搬送体（４１）：ステンレス鋼をサンドブラスト
処理により粗面処理直径φ２０ｍｍ、回転数３００ｒｐｍ線状部材（５０）：直径１００μｍのタングステンワイ
ヤーを使用（樹脂による絶縁被覆を行っている）現像剤搬送体４１と感光体ドラム１との間隙：０．５
ｍｍ現像剤搬送体４１と電極部４５ｃの最近接距離：０．２
５ｍｍＶ_S／Ｖ_P＝２．２４現像剤搬送量：１０ｍｇ／ｃｍ² 黒色現像位置における感光体ドラム１の静電潜像の最高
電位：−８００Ｖ電極部４５ｂ：接地電位（ＧＮＤ）（現像時、非現像時とも電極部に印加する直流バイアス
電圧は変化させず）現像剤搬送体４１に印加するバイアス電圧：直流バイアス電圧成分：−７００Ｖ交流バイアス電圧成分：８ｋＨｚ、５００Ｖ，８００Ｖ
（実効値）＊）交流成分は矩形波を変化させて重畳。平均値はすべ
て最大値の０．６５倍よりも大きい値であった。実験は
実効値をあわせることによって行った。

【００６８】〔印字テスト〕実施例１と同様にして印字
テストを行い、画質を評価し、その結果を表３，表４に
示した。

【００６９】

【表３】

【００７０】

【表４】

【００７１】以上のように、波高率が１．２以上のとき
は、現像性、ライン再現性、ドット再現性、カブリ、混
色の何れにおいても良好な結果が得られ、連続プリント
後においても同様であった。波高率が１．６より大きい
と初期ではライン再現性やドット再現性が良好であって
も、連続プリント後に背景部にカブリが発生したり混色
が発生したりして、良好な結果が得られなかった。また
波高率が１．２より小さいと、連続プリント後に、ライ
ン再現性、ドット再現性が悪化した。

【００７２】本願発明の実施例には、画像形成装置とし
て前記９０２８改造機を使用したが、本発明は同様の構
成によって画像形成を行うものについても同様に用いる
ことができる。つまり、複写機、プリンター、ファクシ
ミリ又はこれらの複合機のように、像担持体たる感光体
ドラムや感光体ベルトに画像書き込みを行い画像を形成
する装置についても同様に用いることができることはも
ちろんである。

【００７３】また本願発明の画像形成装置は、キャリア
とトナーからなる二成分現像剤に好適の装置であるが、
一成分現像剤にも同様の構成で用いることができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の現像装置
は、現像剤搬送体４１に印加するＡＣ電圧の平均値が最
大値の０．６５倍より大きな波形をもち、その波高率を
１．２以上、１．６以下とすることで、平均粒径１０μ
ｍ以下のトナーを支障なく用いることができ、現像剤の
劣化などが生じても濃度が高く極めて鮮明な記録画像を
得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置に電極部を有する板状部材を
用いた画像形成装置の現像領域の断面図。

【図２】本発明の現像装置に線状電極を用いた画像形成
装置の現像領域の断面図。

【図３】本発明の現像装置の一例を示す画像形成装置の
部分断面図。

【図４】本発明の現像装置に用いられる電極部を有する
板状部材の詳細断面図。

【図５】本発明の現像装置に用いられる複数の電極部を
有する板状部材の詳細断面図。

【図６】本発明の現像装置を用いる画像形成装置の一実
施例を示す構成図。

【図７】本発明の実施例における印字テストに使用した
ラインパターンとソリッドパターンを示す図。

【符号の説明】

１感光体ドラム（像担持体）２スコロトロン帯電器３画像書き込み装置４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ現像装置５転写装置６クリーニング装置７原稿台８画像読み取り装置９給紙装置１２定着装置４１現像剤搬送体４２現像剤４３撹拌器４４供給ローラ４５電極部を有する板状部材（板状電極）４５ａ板状部材４５ｂ電極部４６現像剤搬送規制棒４７スクレーパ４８第１の振動電界４９第２の振動電界５０線状の電極部材（線状電極）Ａ現像空間Ｅ１電源（現像剤搬送体側）Ｅ２電源（電極側）Ｌ現像剤搬送体移動方向下流側の電極幅Ｐ現像剤搬送体と板状部材の最近接点Ｒ１保護抵抗（現像剤搬送体側）Ｒ２保護抵抗（電極側）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤搬送体と像担持体が対向する空間
に電極部を有する板状部材を設置し、該板状部材の電極
部には少なくとも直流電圧を印加し、前記現像剤搬送体
には直流電圧と交流電圧の重畳電圧を印加し、現像剤搬
送体上のトナーを飛翔させて前記像担持体上の潜像を現
像する現像装置において、前記現像剤搬送体に印加する交流電圧は、その平均値が
最大値の０．６５倍より大きく、かつ波高率が１．２以
上、１．６以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】現像剤搬送体と像担持体が対向する空間
に、線状の電極部材を設置し、該線状の電極部材には直
流電圧又は接地電位を印加し、前記現像剤搬送体には直
流電圧と交流電圧の重畳電圧を印加し、現像剤搬送体上
のトナーを飛翔させて前記像担持体上の潜像を現像する
現像装置において、前記現像剤搬送体に印加する交流電圧は、その平均値が
最大値の０．６５倍より大きく、かつ波高率が１．２以
上、１．６以下であることを特徴とする現像装置。