JPH0962090A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小粒径トナーに対応すべく像担持体と現像剤
搬送体が対向する現像空間に電極を設置し、振動電界に
よって反転現像を行う現像装置においては、電極の位置
によって現像性低下、特に濃度ムラを生じることいった
問題点があった。本発明は上記問題点を解決し、濃度ム
ラがなく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。 【構成】 現像剤搬送体４１と像担持体１が対向する空
間に電極部を有する板状部材４５を設置し、板状部材４
５の電極部４５ｂには少なくとも直流電圧を印加し、現
像剤搬送体４１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４１上の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、電極部を
有する板状部材４５は弾性部材５０の自由端に積層する
ことによって支持され、板状部材４５ａが前記現像剤搬
送体４１に圧接されるようにした現像装置。

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
に板状部材を設置し、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、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、
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。このような問題点を克服す
るために、さまざまな方法が提案されている。

【０００４】例えば、特開平１−９４３６８号公報には
均し部材を現像領域の中央部と現像剤の層厚を規制する
部材との間に設定し、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
ことが開示されている。この方法では、均し部材にトナ
ー粒子の帯電極性と逆の極性のバイアスを印加するため
に均し部材にトナーが付着し、これが像担持体に付着す
ることで画像汚れとなったり、均し部材にトナーが融着
することによって画像に縦すじが発生してしまう。

【０００５】例えば、特開平４−１１５２６４号公報に
は、像担持体に複数の現像器により順次異なる色の現像
剤を付与し複数色の現像剤からなる可視像を形成した
後、転写する画像形成装置において、現像剤搬送体の現
像剤に近接，接触して配置され、且つ先端部が現像領域
に位置するように配置された電極体と現像搬送体との間
に振動電界を形成して現像剤を電極体先端部から分散飛
翔させ像担持体に供給する方法が開示されている。この
方法では、現像剤を分散飛翔させるための電極体が、現
像剤搬送体との接触部の上流部にも存在するため、現像
剤搬送時に現像領域と同様の変動電界が形成され、現像
剤が上流側に戻されることになる。この結果、電極体を
通過して現像領域に運ばれる現像剤の量は低下し現像性
が劣るとともに、上流側に戻された現像剤によって、電
極体裏面にトナー付着が起こりやすくなりトナー融着が
起こりやすくなる。

【０００６】例えば、特開平６−２３６１０６号公報に
は、現像域上流部に電極を有する板状部材を現像剤搬送
体に当接し、現像剤搬送体と像担持体の間および現像剤
搬送体と板状部材の先端部電極との間に同位相の振動電
界を形成することによってトナーを像担持体の静電潜像
に付着させるとともに、先端部電極よりも上流側にある
部分を有する第二電極を保持し、第二電極から先端部電
極側への電気力を作用する電界を形成するという方法が
開示されている。この方法では、先端部電極よりも第二
電極に印加する直流バイアス電圧の絶対値の方が大きい
ため、電極上への現像剤汚れに対しては良好である。

【０００７】しかしながらこのように電極を有する板状
部材の設定時にうねりや反りが生じてしまうと現像空間
内での電極の位置関係に変化を与えてしまう。その結果
として現像性の低下、特に濃度むらを生じていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、小粒径
トナーに対応すべく像担持体と現像剤搬送体が対向する
現像空間に電極を設置し、振動電界によって反転現像を
行う現像装置においては、電極の位置によって現像性低
下、特に濃度むらを生じるといった問題点があった。

【０００９】本発明は上記問題点を解決し、濃度ムラが
なく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。

【００１０】

【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
間に板状部材を設置し、前記現像剤搬送体に直流電圧と
交流電圧の重畳電圧を印加し、前記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、前記板状部材は弾性部材の自由端に積層
することによって支持され、該板状部材が前記現像剤搬
送体に圧接されるようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】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、前記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、
前記電極部を有する板状部材は弾性部材の自由端に積層
することによって支持され、板状部材が前記現像剤搬送
体に圧接するようにしたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明においては、像担持体と現像剤搬送体と
が対向する現像空間に板状部材もしくは電極部を有する
板状部材を設置し、電極部には少なくとも直流バイアス
電圧を印加し、現像剤搬送体には直流バイアス電圧を重
畳した交流バイアス電圧を印加する。この板状部材を現
像空間内に設置するとき、うねりや反りが生じてしまう
と、現像剤搬送体軸方向の現像剤搬送量に差が生じた
り、現像空間内での電極の位置関係に変化を与えてしま
う。その結果として現像性の低下、特に濃度むらを生じ
ることが問題となっていた。本発明は、電極部を形成可
能な板状部材を、弾性部材に積層することによって支持
し、該板状部材の一部が前記現像剤搬送体に圧接可能に
することによって上記問題を解決した。

【００１３】

【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。

【００１４】図１は本願の板状部材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。図において、４１はアルミニウム合金、ステンレス
鋼などのサンドブラスト処理によりＪＩＳ １０点平均
粗さによる表示（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。４５は電極部を有する板状部材であり弾
性部材５０によって支持され、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４
５の詳細は後述する。

【００１５】現像剤搬送体４１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
直流に交流を重畳することが可能なバイアス電圧が印加
される。また電極部４５ｂには直流バイアス電源Ｅ３と
交流バイアス電源Ｅ４により保護抵抗Ｒ２を介して直流
に交流を重畳することが可能なバイアス電圧が印加され
る。

【００１６】図２は本発明の板状部材を有する現像装置
の他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。板状部材４５ａの構成以外は図１と同様の構
成のため同じ番号を付した。該板状部材４５ａは前記電
極部を有せず、弾性部材５０の自由端に積層支持されて
いる。

【００１７】図３は本発明で使用し得る前記板状部材４
５ａ、電極部４５ｂとを有する板状部材４５と、弾性部
材５０の構成と配置について示した模式図である。

【００１８】図３（Ａ）に示すように板状部材４５ａは
弾性部材５０と積層することによって支持される。この
とき板状部材４５ａと弾性部材５０とが積層する領域を
ｄ１、弾性部材５０の先端から板状部材４５ａの先端ま
での距離ｄ２とする。また板状部材４５ａと弾性部材５
０を積層する際、板状部材４５ａを現像剤搬送体４１に
圧接するために、板状部材４５ａを弾性部材５０の下層
に形成する方が好ましい。また前記板状部材４５ａは接
着剤などを介して弾性部材５０に支持することが通常の
使用方法であるが、弾性部材５０によって直接押圧する
ことによって板状部材４５ａを介在物なしに支持するこ
とも可能である。

【００１９】図３（Ｂ）は電極部を有する板状部材４５
を用いるときの一例を示す。電極部４５ｂの幅をＬとす
る。また電極部４５ｂと現像剤搬送体４１の最近接距離
ｈ１とする。また電極部４５ｂは板状部材４５ａと現像
剤搬送体４１の最近接点Ｐより現像剤搬送体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。

【００２０】図３（Ｃ）は複数の電極部４５ｂ，４５ｃ
を板状部材４５ａに形成したものである。このとき上流
側電極部４５ｂと下流側電極部４５ｃの距離を狭めるこ
とは、トナーを現像域に押し出すことができるために好
ましい。

【００２１】図３（Ｄ）は上流側の電極部４５ｂより前
に、ひさし部４５ｄを設けているものである。このよう
にすることで他色トナー現像時のかぶりを抑えることが
できるために好ましい。また、図３（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）のように電極部４５ｂ，４５ｃが露出している部
分には電流のリークを防ぐために１０〜１００μｍ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】このとき好ましい幅Ｌの範囲は現像剤搬送
体４１から像担持体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_S（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）に依存する。
現像剤搬送体４１の移動速度Ｖ_S（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１０
０〜５００（ｍｍ／ｓｅｃ）が好ましい。周波数ｆ
_ACは、低いと現像性や階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
置に引き戻され、混色を起こしてしまう。そのため周波
数ｆ_AC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_S≦２０ が好ましく、Ｌ（ｍｍ）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、たとえばポリエチ
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
することはさらに好ましい。また、アルミナ、窒化アル
ミ、単結晶サファイア、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニ
ア、ムライト、コージライト、ステアタイト、ウオラス
トナイトなどのセラミックもしくはこれらセラミックに
樹脂を混ぜ込んだものを使用することは、誘電率が高く
なるために実質的な現像ギャップが狭くなり好ましい。
前記電極部４５ｂは現像剤搬送方向に１００μｍ〜２０
００μｍ程度の幅を持った銅箔やＡｇ／Ｐｄペースト、
金箔などが用いられ、板状部材４５ａによって支持され
る。

【００２４】弾性部材５０は５０μｍ〜２ｍｍ程度の厚
さを持つ板が好ましく、ステンレス板や燐青銅板のほか
ガラス繊維や炭素繊維などによって強化されたポリイミ
ド樹脂やエポキシ樹脂などを使用することもできる。

【００２５】前記弾性部材５０に前記板状部材４５ａを
支持する方法としては、エポキシ系の接着剤のほか熱硬
化性樹脂や紫外線硬化樹脂などによって接着すること、
両面テープによって張り合わせることが好ましい。

【００２６】上記では本願画像形成装置の現像装置４に
用いる前記板状部材４５ａ、前記電極部を有する板状部
材４５と弾性部材５０との構成、配置として、図２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
構成を有するもの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。

【００２７】図４は本発明の現像装置を用いた画像形成
装置（コニカ（株）製ＤＣ９０２８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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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
ズおよ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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。さらに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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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
を経て排紙トレイ１３に排出される。

【００４０】一方、転写材への転写を終えた感光体ドラ
ム１は、さら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
６ａ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。

【００４１】図５に現像領域の拡大図を示す。現像時に
は現像剤搬送体４１にＤＣバイアス重畳のＡＣバイアス
電圧を、電極部４５ｂを形成する場合には少なくとも直
流バイアス電圧が印加される。これによって、電極部４
５ｂと現像剤搬送体４１の間にはトナーを飛翔させる第
一の振動電界４８が形成され、像担持体１と現像剤搬送
体４１の間には第一の振動電界よりも弱い第二の振動電
界４９が形成される。第一の振動電界４８によって発生
したトナークラウドは第二の振動電界側に誘導され、さ
らに像担持体１に誘導され像担持体１上へのトナー付着
が促進される。

【００４２】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４１と像担持体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、大きすぎると電極部４５
ｂ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、図３（Ｅ）に示すように、電極部を有する板状部材
４５の代わりに板状部材４５ａのみを設置する際は、現
像剤搬送体４１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を小さくする方が実効的な現像ギャップ
を小さくすることが可能となるためにθが小さい方が好
ましくθは０〜１０°の角度であることが望ましい。感
光体ドラム１と現像剤搬送体４１の間隙は、小さいと印
加するバイアス電圧をさげることができるが小さすぎる
と前記電極部を有する板状電極４５を設置することが困
難になるので０．２から１．０ｍｍが好ましい。また現
像剤搬送体４１と現像剤搬送体下流側電極部４５ｃの距
離は、現像剤搬送体４１と像担持体１の間隙の０．２倍
から０．６倍となることが好ましい。現像剤搬送体４１
の移動速度Ｖ_S（ｍｍ／ｓｅｃ）と像担持体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＝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。

【００４３】現像剤搬送体４１に印加する前記交流電圧
成分は波形が矩形波に限られず、正弦波、三角波であっ
てもよい。電圧値が高い程トナーを振動させるようにな
り現像性は向上するが、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（Ｖ_ACｐ−ｐ）
は２００Ｖ〜２ｋＶの範囲が好ましい。周波数は、低い
と現像性や階調性には有利であるが、低すぎると像担持
体１上に先に現像されたトナーが、現像装置に引き戻さ
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。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をすることによって防
止することができる。

【００４４】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。

【００４５】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、あるいはそれら
の化合物や合金、たとえば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、また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。

【００４６】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。

【００４７】（比較例１） 実験機：９０２８（コニカ（株）製）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が−２０μＣ／ｇとなるように
黒色現像剤を６００ｇ作製。

【００４８】像担持体（１）：ＯＰＣ感光体ドラム、直
径φ１８０ｍｍ、周速は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、回転数は３００
ｒｐｍ 板状部材（４５ａ）：ガラス繊維によって強化されたエ
ポキシ樹脂（厚み０．１６ｍｍ）１ＭＨｚにおける誘電
率は、２５℃で４．５（図３（Ｅ）のように構成） 現像剤搬送体４１と像担持体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
５ｍｍ Ｖ_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 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、１３００Ｖ 以上の条件で白黒モードにて灰色紙の複写を行ったとこ
ろ、初期出力画像は濃度むらをともなう不鮮明なもので
あった。またオリジナル幅１００μｍ，２００μｍ，３
００μｍの黒色ラインを画出ししたところ、線幅が場所
によってことなりオリジナルを再現していなかった。ま
たこの条件にて１万コピーの複写を行ったところ、濃度
むらが激しくなり極めて不鮮明なものとなった。

【００４９】（実施例１） 実験機：９０２８（コニカ（株）製）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。

【００５０】感光体（１）：ＯＰＣ感光体ドラム（φ１
８０）周速は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、回転数は３００
ｒｐｍ 板状部材（４５ａ）：ガラス繊維によって強化されたエ
ポキシ樹脂（厚み０．１６ｍｍ）、１ＭＨｚにおける誘
電率は、２５℃で４．５ 弾性部材（５０）：ステンレス鋼板（厚み０．１ｍｍ） 板状部材の弾性部材への支持方法：両面テープによって
支持。（図３（Ａ）の構成）ｄ１が５ｍｍ、ｄ２が５ｍ
ｍであった。

【００５１】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と板状部材４５ａの最近接距離：０．
２５ｍｍ Ｖ_S／Ｖ_p＝２．２４ 現像剤搬送量：１０ｍｇ／ｃｍ² 黒色現像位置における像担持体１の静電潜像の最高電
位：−８００Ｖ 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、１３００Ｖ 以上の条件で白黒モードにて灰色紙の複写を行ったとこ
ろ、出力画像は濃度むらのない鮮明なものであった。ま
たオリジナル幅１００μｍ，２００μｍ，３００μｍの
黒色ラインを画出ししたところ、全領域にわたってオリ
ジナルの幅をほぼ忠実に再現していた。これを用いて１
万コピーの複写を行ったところ、初期画像同様に濃度む
らのない鮮明なものであった。また、ライン幅も全領域
にわたってオリジナル幅をほぼ忠実に再現していた。

【００５２】（比較例２） 実験機：９０２８（コニカ（株）製）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が−２０μＣ／ｇとなるように
黒色現像剤を６００ｇ作製。

【００５３】像担持体（１）：ＯＰＣ感光体ドラム、直
径φ１８０ｍｍ、周速は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、回転数は３００
ｒｐｍ 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）上に形成
した銅箔をエッチング処理によって幅０．５ｍｍの電極
を形成、１ＭＨｚにおける誘電率は、２５℃で４．５
（図３（Ｆ）の電極構成）。

【００５４】現像剤搬送体４１と像担持体１との間隙：
０．５ｍｍ 現像剤搬送体４１と電極部４５ｂの最近接距離：０．２
５ｍｍ Ｖ_S／Ｖ_P＝２．２４ 現像剤搬送量：１０ｍｇ／ｃｍ² 黒色現像位置における像担持体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：ー７００Ｖ 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、８００Ｖ 以上の条件で白黒モードにて灰色紙の複写を行ったとこ
ろ、初期出力画像は濃度むらをともなう不鮮明なもので
あった。またオリジナル幅１００μｍ，２００μｍ，３
００μｍの黒色ラインを画出ししたところ、線幅が場所
によってことなりオリジナルを再現していなかった。ま
たこの条件にて１万コピーの複写を行ったところ、濃度
むらが激しくなり極めて不鮮明なものとなった。

【００５５】（実施例２） 実験機：９０２８（コニカ（株）製）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。

【００５６】感光体（１）：ＯＰＣ感光体ドラム（φ１
８０）周速は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、回転数は３００
ｒｐｍ 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）上の銅箔
をエッチング処理することによって幅０．５ｍｍの電極
を形成、１ＭＨｚにおける誘電率は、２５℃で４．５ 弾性部材（５０）：ステンレス板（厚み０．１ｍｍ） 板状部材の弾性部材への支持方法：両面テープによって
支持。（図３（Ｂ）の構成）ｄ１が５ｍｍ、ｄ２が５ｍ
ｍであった。

【００５７】現像剤搬送体４１と像担持体１との間隙：
０．５ｍｍ 現像剤搬送体４１と電極部４５ｂの最近接距離：０．２
５ｍｍ Ｖ_S／Ｖ_P＝２．２４ 現像剤搬送量：１０ｍｇ／ｃｍ² 黒色現像位置における像担持体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、８００Ｖ 以上の条件で白黒モードにて灰色紙の複写を行ったとこ
ろ、出力画像は濃度むらのない鮮明なものであった。ま
たオリジナル幅１００μｍ，２００μｍ，３００μｍの
黒色ラインを画出ししたところ、全領域にわたってオリ
ジナルの幅をほぼ忠実に再現していた。これを用いて１
万コピーの複写を行ったところ、初期画像同様に濃度む
らのない鮮明なものであった。また、ライン幅も全領域
にわたってオリジナル幅をほぼ忠実に再現していた。

【００５８】本願発明の実施例には、画像形成装置とし
て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
また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。

【００５９】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。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、濃度ム
ラがなく鮮明な記録画像を得ることが可能な現像装置を
提供することができる。

【００６１】即ち、現像剤搬送体と像担持体とが対向す
る現像空間に、弾性部材の自由端に支持された板状部材
を設置する本発明の請求項１の現像装置により、実効的
な現像ギャップが減少し、現像バイアス電圧を低く設定
することができるとともに、板状部材を精度よく設定で
きるために、濃度ムラの発生がなく鮮明な記録画像が得
られる。

【００６２】また、前記現像空間に、弾性部材の自由端
に支持された電極部を有する板状部材を設置する本発明
の請求項３の現像装置により、電極部と現像剤搬送体間
に強い電界が形成されるから、現像バイアス電圧を低く
設定することができるとともに、電極部を有する板状部
材を精度よく設定することができるため、濃度ムラ発生
がなく、鮮明な記録画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一例を示す画像形成装置の
部分断面図。

【図２】本発明の現像装置の他の一例を示す画像形成装
置の部分断面図。

【図３】本発明の現像装置に用いられる板状部材と弾性
部材の構成および配置を示す模式図。

【図４】本発明の現像装置を用いる画像形成装置の一実
施例を示す全体構成図。

【図５】本発明の現像装置を用いた画像形成装置の現像
領域を示す拡大断面図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（像担持体） ４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ 現像装置 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 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 第一の振動電界 ４９ 第二の振動電界 ５０ 弾性部材 Ａ 現像空間 Ｅ１ 直流バイアス電源（現像剤搬送体側） Ｅ２ 交流バイアス電源（現像剤搬送体側） Ｅ３ 直流バイアス電源（電極部側） Ｅ５ 交流バイアス電源（電極部側） Ｌ 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（電極部側）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤搬送体と像担持体が対向する空間
   に板状部材を設置し、前記現像剤搬送体に直流電圧と交
   流電圧の重畳電圧を印加し、前記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、 前記板状部材は弾性部材の自由端に積層することによっ
   て支持され、該板状部材が前記現像剤搬送体に圧接され
   るようにしたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記板状部材の周波数１ＭＨｚにおける
   誘電率が、２５℃で４．０以上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】 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、前記現像
   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、 前記電極部を有する板状部材は弾性部材の自由端に積層
   することによって支持され、板状部材が前記現像剤搬送
   体に圧接されるようにしたことを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 前記板状部材と弾性部材とが積層する領
   域ｄ１が２ｍｍより大きく、弾性部材先端から板状部材
   先端までの距離が１０ｍｍよりも小さいことを特徴とす
   る請求項１ないし３の何れか１項に記載の現像装置。