JPH10104895A

JPH10104895A - 画像形成方法及び装置

Info

Publication number: JPH10104895A
Application number: JP8260727A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Takeuchi; 茂樹竹内
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-10-01
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】高画像濃度、細線の再現性向上、混色の防
止、長時間画像形成時の安定性向上等のほか、転写率向
上、トナー飛散や転写はじき／抜けの防止等の転写性の
諸特性も改善された、優れた画像形成方法及び装置を提
供する。【解決手段】像担持体に色信号に応じた静電潜像を形
成し、前記色信号に対応した色トナーと磁性を有するキ
ャリアよりなる絶縁性２成分現像剤をマグネットを内包
する直径５〜２５ｍｍの円筒状のスリーブ面上に前記現
像剤を保持してキャリア穂立ちを形成し、前記スリーブ
を回動して当該スリーブと前記像担持体の最近接距離が
２００〜５００μｍである領域に搬送・通過せしめ、か
つスリーブ面と像担持体面間に交流電界を形成すること
により現像剤と像担持体が非接触状態で顕像化する工程
を繰り返すことにより、像担持体上に複数色のトナー像
を重ね合わせて形成し、この多色トナー像を転写材に一
括転写する画像形成方法において、現像における領域
Ａ、Ｂ及び転写材進入ガイド部材の位置を適正にした画
像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法の採用
により像担持体上に色分解した静電潜像を形成し、像担
持体上に多色のトナー像を重ね合わせた後に転写材上に
一括転写する画像形成方法（以下、これをＫＮＣプロセ
スと略称する）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず、ＫＮＣプロセスを説明する。

【０００３】予め帯電器によって一様な電荷を像担持体
の面上に付与する。書込むべき画像データに基き、像露
光のためのレーザ光による走査が開始され、第１の色信
号により変調されたレーザビームが像担持体の周面上を
走査する。レーザビームによる主走査と像担持体の搬送
による副走査により像担持体の周面上に第１の色（例え
ばイエロー）に対応する潜像が形成されて行く。この潜
像は動作状態とされたイエローのトナーを装填した現像
装置により現像されて、像担持体表面にイエロートナー
像が形成される。当該トナー像は像担持体表面に保持さ
れたまま、通常ドラム状である像担持体の周面より離さ
れ不作動とされているクリーニング装置のブレードの下
を通過し、像担持体上にイエロートナー像が形成された
まま次の画像形成サイクルに入る。

【０００４】像担持体は帯電器により再び帯電され、次
いで第２の色信号が書込制御部に入力され、前述した第
１の色信号の場合と同様にして像担持体表面への書込み
が行われ潜像が形成される。当該潜像は動作状態とされ
た第２の色として例えばマゼンタのトナーを装填した現
像装置によって現像される。このマゼンタのトナー像は
既に形成してあるイエロートナー像の存在する像担持体
上に形成される。同様にして、次にシアンのトナーを有
する現像装置で、第１，第２の色と同様に像担持体面に
シアンのトナー像を形成する。

【０００５】最後に黒色のトナーを有する現像装置で前
記の色と同様の処理により像担持体に黒色のトナー像を
重ね合わせて形成する。

【０００６】説明の都合上、重ね合わせ色の現像順序を
イエロー、マゼンタ、シアン、黒色としたが、この順序
はどのようなものでもよいが、上記の順序が良好な画質
を与える。

【０００７】これらの現像装置の各スリーブには直流と
さらに交流のバイアスが印加され、像担持体には非接触
で現像が行われる。トナーの帯電極性と像担持体の帯電
極性を同極として現像バイアスの直流成分を感光体非露
光部電位近くに設定し、トナーを像担持体の電位低下し
た露光部に付着させる方式を反転現像方式と称する。斯
かる像担持体上に多色のトナー像を重ね合わせるプロセ
スに反転現像方式を採用する理由は、１色目から２色目
以降への混色を防止できるからであり、さらにトナーち
りの少ない良好な画像が得られることが挙げられる。そ
のため、いわゆるＫＮＣ方式は反転現像方式を採用する
のが望ましい。

【０００８】更に次工程ではコロナ帯電極や転写ローラ
によって転写材の裏面側に逆極性の電荷が与えられ、像
担持体に密着した転写材表面に像担持体の周面上に形成
された多色のトナー像が一括して転写される。

【０００９】さらにコロナ放電による転写電荷の除去、
分離爪による剥離、あるいは転写前よりベルトなどに転
写材を静電力などにより吸着させておくことにより、画
像の転写を受けた転写材は回転する像担持体より確実に
分離して、定着部に搬送され、定着ローラによって画像
を固着したのち排紙ローラを経てトレイ上に排出され
る。以上が所謂ＫＮＣプロセスである。

【００１０】前述のＫＮＣプロセスは像担持体上で多色
重ね合わせを行い、像担持体から紙へ一括転写するシス
テムとなっている。このため、２色目の現像時にすでに
形成されている１色目の画像を乱さないために現像剤層
が像担持体に接触しないいわゆる非接触方式を採用しな
ければならない。ＫＮＣ現像の代表的な公知例として、
絶縁性２成分現像剤で交流バイアスを印加する非接触現
像方式が提案されている。

【００１１】斯かる現像方式は像担持体と現像剤が非接
触状態で現像することから、通常の単色におけるアナロ
グ現像で用いられる接触状態で現像する方式のように、
像担持体とトナーのファンデルワールス力の助けを借り
て細線再現性とトナー付着量の確保を図って現像させる
ことはできない。そのため、現像に関わる他の多くの因
子を細かく最適化し厳選された条件を選択しなければ安
定したカラー画像を得ることができない。

【００１２】また、カラー画像では黒色単色の画像に比
べて人間の目に濃度むらが認められやすくなり、特にそ
の中でも、ＫＮＣ現像では良好な多色重ね合わせ画像を
形成するために画像端部の濃度むら（画像端部偏り、白
ぬけ）をなくさねばならない。これはカラー画像形成時
のそれぞれの単色現像の画像端部の濃度むら（画像端部
偏り、白ぬけ）が色ずれとしても現れるからである。し
かし、この単色現像における画像端部の濃度むら、偏
り、白ぬけは電子写真方式では多かれ少なかれ必ず存在
する現像電界のいわゆるエッジ効果と非接触現像では必
ず起きるトナー飛翔状態に起因するため、所望の画像濃
度、線幅、更には画像安定性を維持しつつ解決するのは
著しく困難である。特に像担持体とスリーブの周速度が
異なると、周方向に垂直な画像端部の濃度むらが発生し
やすくなり、周速比が異なれば異なるほど濃度むらの発
生は著しくなる傾向がある。

【００１３】この問題を根本的に解決するためにはカラ
ー画像形成時におけるそれぞれの単色現像において現像
条件を均一な条件で行う必要がある。非接触現像である
ＫＮＣ現像において、どのような現像方式にしても、実
質的に像担持体とスリーブが近接しさらに他の位置に比
べて現像剤穂立ちが像担持体側に近接した一部分の領域
だけでトナーが像担持体へ飛翔可能となる。しかしなが
ら、像担持体およびスリーブは円筒状の形状をなしてい
るため、現像が実質的に行われる像担持体とスリーブ間
の最近接距離近傍やキャリア穂立ち先端が像担持体に近
接する現像域での微視的な条件を、一定にして現像を行
うことは困難である。ここでいう、微視的な条件とは、
現像域内の特定のトナーの現像に関与する様々な因子を
指し、直流現像電界、交流電界、着目しているトナー１
個１個それぞれの帯電量、粒径、トナーとキャリアの静
電的あるいは非静電的付着力、トナーの飛翔経路など現
像にかかわる条件すべてを指す。この微視的な条件を一
定として現像を行わないと厳選された最適化条件を選択
することができない。

【００１４】このような厳選された最適条件を実現する
試みとしてスリーブの磁極設定に関しては従来から知ら
れているものとして極上現像方式と極間現像方式とがあ
る。

【００１５】まず、極上現像方式はいわゆる磁極配置を
像担持体とスリーブの最近接距離近傍に現像域における
スリーブが形成する磁束密度の極大を設定するものであ
る。そのため現像域近傍において現像剤穂立ちが立った
状態になり実質的な現像域を狭い範囲に限定することが
できるため、像担持体及びスリーブが曲率を持っていて
も微視的な意味で均一な現像条件のみで現像を行わせる
ことができる。そのため画像端部の濃度むらは発生しに
くいという利点がある。しかし、キャリアがスリーブ上
に立ち上がった形状となるので穂立ち先端と像担持体の
距離が場所によってばらつきやすく画像全体はむらにな
りやすいという欠点がある。

【００１６】一方、極間現像方式は磁極配置を前記磁束
密度極大の中間に現像域を設定するものであるため、穂
立ち先端と像担持体の距離のばらつきは生じにくいため
画像全体のむらを生じにくい利点を有している。しかし
ながら、現像剤穂立ちがスリーブ形状とほぼ同一となる
ため実質的な現像域は広がり、微視的な意味での現像条
件は様々なものが含まれてしまう。そのため画像端部の
濃度むらが生じやすい欠点がある。

【００１７】また、これを解決するために極上現像、極
間現像いずれにせよ低磁化キャリアを用いると均一なキ
ャリア穂立ちが形成されやすいが、やはり前述の問題は
そのまま残る上、像担持体への傷、クリーニングブレー
ドの損傷などを生じてしまう欠点がある。

【００１８】さらに画像形成装置の小型化が進むと現像
装置自体も小型化となり、必然的にスリーブの直径も小
さくなる。そのため、現像域での像担持体とスリーブ間
のスリーブ曲率による距離の偏差が大きくなり、さらに
最適現像条件が定まりにくい。

【００１９】しかし、像担持体上に所望の画像が形成さ
れても、転写工程での問題点をも考慮しないと、十分満
足できる画像特性は得られないことが判明した。

【００２０】原因としては下記のことが推定される。

【００２１】現像されたトナーはもともと現像器中にあ
ったトナーのなかで現像されやすいものが選択的に現像
されている。このトナーは中心値が低帯電量、大粒径側
にシフトしている上に、粒径および帯電量分布が拡大し
ているために、一定の転写条件で転写するのが困難なも
のである。さらに、重ね合わせ画像を形成するため、ト
ナーが像担持体に付着した状態で帯電されるため、色ご
とにトナー帯電量が異なり一定の転写条件で転写するの
をさらに困難にしている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、所望の画像
濃度、細線の再現性向上、混色の防止、長時間画像形成
時の安定性向上等のほか、転写率向上、トナー飛散や転
写はじき／抜けの防止等の転写性の諸特性も改善され
た、優れた画像形成方法及び装置の提供を目的とするも
のである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成を採ることにより達成される。

【００２４】（１）像担持体に色信号に応じた静電潜
像を形成し、前記色信号に対応した色トナーと磁性キャ
リアよりなる絶縁性２成分現像剤をマグネットを、内包
する直径５〜２５ｍｍの円筒状のスリーブ面上に保持し
て、前記スリーブを回動して当該スリーブと前記像担持
体の距離が２００〜５００μｍである領域に搬送せし
め、かつスリーブ面と像担持体面間に交流電界を形成す
ることにより現像剤と像担持体が非接触状態で現像する
工程を繰り返すことにより、像担持体上に複数色のトナ
ー像を重ね合わせて形成し、この多色トナー像を転写材
に一括転写する画像形成方法であって、現像工程は下記
要件〔１〕を、転写する工程は下記要件〔２〕を満たす
ことを特徴とする画像形成方法。

【００２５】要件〔１〕現像工程において、下記の領域Ｂにキャリア穂立ち先端
を存在させず、かつ、少なくとも現像状態で領域Ａにキ
ャリア穂立ち先端を存在させる。

【００２６】

【数２】

【００２７】ただし、Ｒ＝像担持体半径、ｒ＝スリーブ
半径、ｄ₀＝像担持体とスリーブの最近接距離 ρ＝キャリア粒子の半径Ｖ_PP＝スリーブに印加する交流成分の正負ピーク値差Ｖ_H＝非露光部の表面電位Ｖ_L＝露光部の表面電位ｘ：現像中心からの静電潜像面上距離、要件〔２〕像担持体上の多色トナーを一括転写する工程において、
転写ローラを介して転写材に一括転写し、前記転写ロー
ラのニップ部の上流側に前記転写材の進入ガイド部材を
設け、前記進入ガイド部材の搬送面の延長線と前記像担
持体の周面の交点が前記ニップ部の上流側端部より１〜
３０ｍｍの範囲内にある。

【００２８】（２）一括転写する工程において前記進
入ガイド部材の搬送面先端と前記像形成体周面との距離
間隔が０．１〜５ｍｍであることを特徴とする（１）記
載の画像形成方法。

【００２９】（３）一括転写する工程において前記進
入ガイド部材の搬送面がニップ部を通る前記転写ローラ
の接線に対し上方に５０度以下あるいは下方に６０度以
下の傾斜角を有していることを特徴とする（１）又は
（２）記載の画像形成方法。

【００３０】（４）現像工程において、前記スリーブ
の法線方向の磁束密度はスリーブと像担持体の最近接距
離の位置で磁束密度の絶対値の極大の中間に存在するこ
とを特徴とする（１）、（２）又は（３）に記載の画像
形成方法。

【００３１】（５）現像工程において、前記磁性キャ
リアは１０００ガウスにおける磁化を１５〜５０ｅｍｕ
／ｇであり、前記スリーブに内包するマグネットローラ
の磁束密度の極大値が６００〜２０００ガウスであるこ
とを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項記載の画
像形成方法。

【００３２】（６）現像工程において、スリーブ上の
単位面積当たり現像剤搬送量が現像域において５〜４０
ｍｇ／ｃｍ²であることを特徴とする（１）〜（５）の
いずれか１項記載の画像形成方法。

【００３３】（７）現像工程において、像担持体とス
リーブの周速比が１．２〜４．０の範囲にあることを特
徴とする（１）〜（６）のいずれか１項記載の画像形成
方法。

【００３４】（８）像担持体に色信号に応じた静電潜
像を形成し、前記色信号に対応した色トナーと磁性キャ
リアよりなる絶縁性２成分現像剤を、マグネットを内包
する直径５〜２５ｍｍの円筒状のスリーブ面上に保持
し、前記スリーブを回動して当該スリーブと前記像担持
体の距離が２００〜５００μｍである領域に搬送せし
め、かつスリーブ面と像担持体面間に交流電界を形成す
ることにより現像剤と像担持体が非接触状態で現像する
工程を繰り返すことにより、像担持体上に複数色のトナ
ー像を重ね合わせて形成し、この多色トナー像を転写材
に一括転写する画像形成装置であって、前記（１）記載
の要件〔１〕と〔２〕を満たすことを特徴とする画像形
成装置。

【００３５】図１は本発明の画像形成方法における現像
特性の機構を示す模式図である。

【００３６】スリーブ１２０と像担持体１０間でなされ
る現像電界の特徴は以下のようである。

【００３７】基本的に電子写真での現像は画像情報を像
担持体上の電位差とし、その電位差に基づく現像電界の
差異を検出してトナー画像とするものである。一方、ス
リーブ表面は現像バイアスが印加されているが、導体で
作られるため常に等電位面をなしている。そのため、ス
リーブ表面近傍では像担持体上に存在する画像情報であ
る電位差に基づく現像電界の違いは現れがたく、現像に
関するダイナミックレンジが得られない。そのため、像
担持体上の電位情報をトナーとして顕像化するために、
実効的な現像位置はある程度スリーブから離さなければ
ならない。この境界領域に関して鋭意検討した結果、こ
の現象を定量的に表すと（式１）に示すｆ（ｘ）が像担
持体上の電位差を検出するための境界となっていること
を見いだした。（式１）に示す第１項はスリーブと像担
持体の最近接部分においてスリーブ１２０の曲率と同一
の曲率となっている。（式１）の第２項のＦは境界線全
体の図１に示す座標上の位置を決定するものである。Ｆ
の大きさは（式２）に示すように像担持体１０とスリー
ブ１２０との最近接距離ｄからキャリア粒子の半径ρと
（式５）に示す像担持体１０上のスリーブ１２０に発生
した電界が交番する度合いａとの積を２倍したものを差
し引いたものである。

【００３８】像担持体１０は半径Ｒの円柱形状をしたも
のであり、スリーブ１２０は非磁性部材から形成した半
径ｒの円筒形状をしたものであり、マグネットローラを
内包している。スリーブ１２０は像担持体１０の表面に
接触せずに所定の距離ｄに設定してある。

【００３９】また、像担持体表面付近は画像情報である
電位差は明確に現れやすいが、この隣接する電位差に基
づくいわゆるエッジ効果も大きい。接触現像によれば、
この難点は像担持体とトナー間のファンデルワールス力
によって緩和され問題は小さい。しかし、本発明に係る
非接触現像によれば、トナーがスリーブと像担持体間を
飛翔することから、ファンデルワールス力が存在しない
ために問題が顕著になる。このエッジ効果による濃度ム
ラをなくすためには実効的な現象位置を像担持体から離
して現像電界のエッジ効果をなくすために穂立ち先端部
分をある程度離さなければならない。この境界領域につ
いて鋭意検討した結果、（式３）に示すｇ（ｘ）がエッ
ジ効果をなくすための境界条件であることを見いだし
た。（式２）に示す第１項はスリーブと像担持体の最近
接部分において像担持体１０の曲率と同一の曲率となっ
ている。（式３）に示すｇ（ｘ）は像担持体１０の電界
の境界を近似した式である。（式３）の第２項のＧは境
界全体の図４に示す座標上の位置を決定するものであ
り、Ｇの大きさは（式４）に示すように像担持体１０と
スリーブ１２０との距離ｄの１／２からキャリア粒子の
半径ρと（式５）に示す像担持体１０上の潜像にスリー
ブ１２０に発生した電界が交番する度合いａとの積を２
倍したものを差し引いたものである。

【００４０】これらに鑑みると、ｆ（ｘ）とｇ（ｘ）の
共通部分は十分な現像性に関するダイナミックレンジが
得られ、かつ、濃度むらのない良好な画像が安定して得
られる条件であることが分かった。かかる現像域の電界
は図１におけるｙ軸に平行で一様となっている領域でも
あり、かつ十分な電界がある領域である。

【００４１】

【数３】

【００４２】ただし、Ｒ＝像担持体半径、ｒ＝スリーブ
半径、ｄ₀＝像担持体とスリーブの最近接距離 ρ＝キャリア粒子の半径Ｖ_PP＝スリーブに印加する交流成分の正負ピーク値差Ｖ_H＝非露光部の表面電位Ｖ_L＝露光部の表面電位ｘ：現像中心からの静電潜像面上距離、図２はキャリア半径ρとＦ，Ｇとの関係を示したグラフ
である。

【００４３】ａ＝１．０，２．０，３．０をパラメータ
としてキャリア半径ρを変動した場合のＦ，Ｇとの関係
を示したものである。Ｆはキャリア半径の増大により減
少する傾向にあり、Ｇはキャリア半径の増大により増加
する傾向にある。これはキャリア半径ρを調整すること
により図４に示す領域Ａの大きさを調整できることを示
している。

【００４４】図３は領域Ａと各プロセス条件との関係を
示したものである。

【００４５】図３（ａ）は極間現像用磁石Ｎ₁，Ｓ₂の磁
束密度及び極間角度と領域Ａとの関係を示したグラフで
ある。これによれば、極間現像用磁石Ｎ₁，Ｓ₂の磁束密
度が大きくなれば、領域Ａが広くなることを示してい
る。

【００４６】図３（ｂ）は現像バイアスの交流成分Ｖ_PP
と領域Ａとの関係を示したグラフである。これによれ
ば、現像バイアスの交流成分Ｖ_PPが大きくなれば領域Ａ
が広くなることを示している。

【００４７】（１）〜（８）に記載した本発明の画像形
成方法及び装置によれば、現像条件を均一にするため
に、現像域において像担持体とスリーブ間の距離を一
定に保つこと、現像への寄与の大きい絶縁性２成分磁
気ブラシ現像における穂立ち先端と像担持体間の距離を
一定に保って、種々の現像条件を調整したので、エッジ
効果によるフリンジ現象の抑止と細線再現の両立が得ら
れない領域Ｂでは実質的には現像を行わない。具体的に
は、領域Ａにキャリアを存在させることにより、十分に
効率良く現像のダイナミックレンジを得る。これらの条
件を満足させるために、ドラムとスリーブの最近接距離
ｄ₀をなす部分の近傍にできる現像域周辺でのスリーブ
の磁極配置を極間設定とすること、その磁極における法
線方向の最大磁束密度を６００〜２０００ガウス（Ｇ）
とすること、σ₁₀₀₀を１５〜５０ｅｍｕ／ｇとするこ
と、ｄｗｓを５〜４０ｍｇ／ｃｍ²とすること、像担持
体とスリーブの周速比を０．２５〜４．０とすることの
条件を満たした上で更に磁極の配置、磁束密度の大き
さ、キャリア磁化の組み合わせ条件を最適化したもので
ある。

【００４８】望ましくは、搬送量とキャリア磁化に対し
て広い範囲にわたり適正領域をもち、かつそれらの変動
に対して安定であることが要求される。

【００４９】図４は極間角度と磁束密度によって搬送量
とキャリア磁化強さとの関係で適正領域がどのように変
化するかを示したグラフである。

【００５０】一般的な傾向として極間角度が大きくなる
と搬送量に対する適正領域の幅（位置は動く）はあまり
変わらない。しかし、適正領域自体は比較的狭いのに対
して、極間角度が大きくなると低磁化キャリアでの搬送
量に対する適正領域は比較的広くなる。キャリア磁化に
対する適正領域の依存性が大きくなり、高磁化キャリア
での適正領域は比較的狭い。磁束密度は高磁束密度の方
が適正領域自体は広い傾向があるのに対して、適正領域
の位置はキャリア磁化に依存する傾向がある。

【００５１】さらに上記のごとく現象条件を適正化し、
像担持体（多くの場合感光体）上に所望の画像が形成さ
れてもＫＮＣプロセスの場合、転写むら、転写不足、転
写はじきが発生し転写材にうまく一括転写されない、又
はトナー飛散等を起こすことが多い。

【００５２】本発明者等がその対策を検討した結果、像
担持体上の多色トナー像を一括転写する工程において、
転写ローラを介して転写材に一括転写し、前記転写ロー
ラのニップ部の上流側に前記転写材の進入ガイド部材を
設け、前記進入ガイド部材の搬送面の延長線と前記像担
持体の周面の交点が前記ニップ部の上流側端部より１〜
３０ｍｍの範囲内にある必要がある。又、前記進入ガイ
ド部材の搬送面先端と前記像形成体周面との距離間隔が
０．１〜５ｍｍであることが望ましく、前記進入ガイド
部材の搬送面がニップ部を通る前記転写ローラの接線に
対し上方に５０度以下あるいは下方に６０度以下の傾斜
角を有していることが望ましい。

【００５３】この理由については、前記の転写ローラ１
８は、画像の転写時には図５に示す如く押圧装置１８Ａ
の作動により像担持体１０の周面に圧接されて弾性変形
によりニップ部Ｎを形成し、前記のバイアス電圧の印加
によりニップ部Ｎとその上流側に画像の転写域を構成す
る。押圧力としては、ローラ単位長さ当たり３０〜５０
０ｇ／ｃｍ、ローラ単位面積当たりの力として１００〜
２０００ｇ／ｃｍ²が好ましい。

【００５４】前記の転写域に供給される記録紙Ｐ（転写
材）は、ニップ部Ｎの上流側にあってかつニップ部Ｎを
通る転写ローラ１８の接線ＸＸの下方もしくは上方に設
置される進入ガイド部材１１５あるいは１１６の搬送面
１１５Ａあるいは１１６Ａを案内として給送される。

【００５５】前記の進入ガイド部材１１５および１１６
は例えばＡＢＳあるいは変性ＰＰＥの板状の樹脂材から
成るもので、剛性を増し摩擦抵抗を減ずる目的から搬送
方向に数条のリブを突設し、さらにテフロンコート処理
によって帯電の防止もされている。

【００５６】前記の進入ガイド部材１１５は、転写材
（通常は普通紙等の記録紙）Ｐが転写域に対し上向きに
給紙される構成では図５（ａ）に示す如く搬送面１１５
Ａの延長線と像担持体１０の周面との交点Ｍと前述した
ニップ部Ｎの上流側端部との距離Ｅが１〜３０ｍｍの範
囲に、一方搬送面１１５Ａの先端とドラム周面との距離
Ｆが０．１〜５ｍｍの範囲に設置されるよう像担持体１
０の直径の大きさに対応して選択して決定され、さらに
搬送面１１５Ａが前記の接線ＸＸ下方の角度θ１が６０
度以下となるよう上向きに傾斜して設置される。

【００５７】前記の進入ガイド部材１１５の搬送面に沿
って搬送された転写材Ｐは前記の距離Ｆが比較的小さく
規制されているためその先端が前記の交点Ｍに近い位置
でドラム周面に当接し、従って転写域に入る可成り上流
側からドラム周面に密着されることとなって転写直前の
トナーの飛翔が防止され転写ハジキの現象が回避され
る。

【００５８】一方、転写材Ｐが転写域に対し下向きに給
紙される構成では図５（ｂ）に示す如く進入ガイド部材
１１６は距離Ｅと距離Ｆが先の例と同様の条件にて設定
された上、搬送面１１６Ａが前記の接線ＸＸ上方の角度
θ２が５０度となるよう下向きに傾斜して設置される。

【００５９】その結果転写材Ｐは前述した交点Ｍの近傍
でその先端がドラム周面に接し、従って先の例同様転写
域に入る可成り上流側からドラム周面に密着されること
となる。

【００６０】（転写ローラ）転写ローラ１８は、ステン
レス鋼棒等からなる軸体と、その外周にポリウレタンゴ
ム、シリコーンゴム、スチレンブタジエン共重合体エラ
ストマー、オレフィン系エラストマー等の樹脂材をセル
サイズ１０〜３００μｍ程度の発泡タイプ若しくは連泡
タイプで形成し、更に導電性付与材としてカーボンブラ
ック等の無機物及び又は有機導電剤を混合して電荷供給
可能な導電性とした弾性部材とから構成してある。押圧
装置１８Ａの弾性部材としてカーボンブラックを含有し
た発泡ポリウレタン系樹脂のルビセルローラ（トーヨー
ポリマー（株）製造）を用いた。転写ローラ１８の電気
抵抗は１０⁶Ω〜１０¹²Ωが好ましく、さらには２×１
０⁸Ω程度が好ましい。ゴム硬度はアスカーＣスケール
で硬度２５°〜５０°程度が好ましく、更に好ましくは
３０°〜４０°が好ましい。弾性部材の外形は１６ｍ
ｍ，軸体の外形は８ｍｍである。

【００６１】

【発明の実施の形態】ＫＮＣプロセスを採用する画像形
成装置の主要な構成について説明する。

【００６２】図６は本実施の形態におけるＫＮＣプロセ
スを採用する画像形成装置の概略構成を示す断面図であ
り、図７は書き込み装置の概略構成を示した平面図であ
り、図８は本実施の形態における現像装置の概略構成を
示す断面図である。

【００６３】像担持体１０は、導電性支持体上に中間層
塗布液を塗布し、これを乾燥硬化して中間層を形成し、
その上に感光層を形成した電子写真感光体である。像担
持体１０の半径は４０ｍｍ以上にしてある。これは像担
持体１０周面にある程度以上の大きさのトナー像を担持
しなければならないため、その周長も長くする必要があ
るためである。

【００６４】なお、導電性支持体は接地してある。像担
持体１０は約７５〜１００ｍｍ／ｓｅｃの線速度で矢示
方向に回転する（−）帯電の塗布型有機感光体（ＯＰ
Ｃ）層を有するドラム状の感光体であり、像担持体１０
の回転軸に位相を検出するためのエンコーダ（図示せ
ず）を設けてあり、エンコーダ（図示せず）は像担持体
１０の位相を示す位相信号をＣＰＵ（図示せず）に送出
している。

【００６５】導電性支持体としては、例えばアルミニウ
ム、ステンレススチール等の金属基体等、あるいは金属
酸化物等の導電性粉末を樹脂層に分散した導電層などが
用いられる。

【００６６】中間層は、例えば金属アルコキシド化合物
等の有機金属化合物と、シランカップリング剤を主成分
とし、溶媒に溶かして塗布液としたものを塗布、乾燥硬
化して形成する。

【００６７】キャリア発生物質（ＣＧＭ）は，コントラ
ストや解像度の優れた画像を形成するため長波長領域で
も充分な分光感度をもち、かつ微少な露光量の差にも対
応して忠実に電荷を発生することが必要である。このよ
うな諸特性を考えあわせて、ＣＧＭとしてはチタニルフ
タロシアニン（ＴｉＯＰｃと略することがある）が最も
好適である。

【００６８】帯電器１２は例えば帯電ワイヤとして白金
線（クラッド又はアロイ）を採用したスコロトロン帯電
器、又は鋸歯電極或いはブラシ電極のいずれかを現像器
１４と転写ローラ１８の間に配置してあり、潜像形成プ
ロセスに先立ち像担持体１０を均一帯電する。帯電量で
階調再現性等の調整やカブリ防止等を行う。

【００６９】書き込み装置１３は、画像データをレーザ
ダイオード（ＬＤ）変調回路に送り、変調された画像信
号により図７に示すように半導体レーザ１３１を発光し
て像担持体１０上をライン走査して潜像を形成するもの
であり、半導体レーザ１３１とコリメータレンズ１３２
とポリゴンミラー１３４及びｆθレンズ１３５と第１の
シリンドリカルレンズ１３３及び第２のシリンドリカル
レンズ１３６を備え、パルス幅変調した変調信号で半導
体レーザ１３１を発振させ、レーザ光を所定速度で回転
するポリゴンミラー１３４で偏向させ、ｆθレンズ１３
５及び第１のシリンドリカルレンズ１３３及び第２のシ
リンドリカルレンズ１３６によって像担持体１０上に疑
似６００ＤＰＩ（約６２．５×８５．０μｍ）又は６０
０ＤＰＩ（約４２．３×４２．３μｍ）に相当するスポ
ットに絞って走査するものである。

【００７０】半導体レーザ１３１はＧａＡｌＡｓ等が用
いられ、カラートナーを順次重ね合わせることもあるの
で、着色トナーによる吸収の少ない波長光による露光が
好ましく、この場合の波長は７８０ｎｍである。

【００７１】ポリゴンミラー１３４は、偏向光学系に相
当するものであり、６面のポリゴン面を設け、書き込み
密度６００ｄｐｉに対応した回転数で回転する。

【００７２】ｆθレンズ１３５は走査面の平坦化を実現
するため像面湾曲を除去するものである。

【００７３】第１のシリンドリカルレンズ１３３と第２
のシリンドリカルレンズ１３６は、補正光学系に相当す
るものであり、ポリゴンミラー１３４の面倒れ誤差によ
る走査線のピッチむらを低減する。第２のシリンドリカ
ルレンズ１３６はビームを像担持体１０上に結像するも
のである。

【００７４】以上の構成を備えることにより、書き込み
装置１３は所望の画像ドットパターンを主走査方向と副
走査方向について書き込めるようにしてある。

【００７５】また、画像１ドット内でのレーザ発光の時
間もしくは光量を画像データに合わせて変調できるよう
にしてハーフトーン画像も形成可能としている。これに
付随して、勿論、ベタ画像や白地画像の形成も所望のパ
ターンで形成可能である。

【００７６】分離ブラシ１９は転写プロセスの直後に転
写材（記録紙）を交流コロナ又は高圧電流で除電して転
写材の像担持体１０への静電吸着力を低減し、紙の剛性
や自重を利用して分離しやすくするもので、薄く剛性の
小さい転写材ほど分離が難しくなるため、転写材種や環
境を考慮して除電量をバランスよく設定してある。更
に、分離性能を向上させるため分離時の同時露光をして
もよい。

【００７７】クリーニング装置２２は、ブレード等を像
担持体１０の表面に接触させることにより、像担持体１
０の表面に付着したトナー及び粉塵を掻き落として廃ト
ナーボックス（図示せず）に捕獲する。

【００７８】像担持体１０周縁に図６に示すようにイエ
ロー、マゼンタ、シアン、黒色等のトナーとキャリアと
からなる二成分現像剤を装填した現像器１４が設けられ
てある。

【００７９】現像器１４は、例えばイエロー，マゼン
タ，シアン，黒色のいずれかの現像剤を収容するもので
あり、図６に示すように像担持体１０と所定の間隙ｄを
保つスリーブ１２０を備え、像担持体１０上の潜像を非
接触の反転現像法により顕像化するものであり、特に像
担持体１０に最近接したスリーブ位置から、スリーブ１
２０の移動方向の上流側及び下流側に磁極を配置するこ
とにより均一に寝た状態の磁気ブラシを形成するもので
あり、複数の現像装置は同一構成であるので、図８に示
す現像装置を代表して説明する。

【００８０】ここで、現像域とはスリーブ１２０上の穂
立ち現像剤層のトナーが像担持体１０の現像位置に対し
て飛翔する領域である。静止磁界を形成するマグネット
ローラ１１０の磁石のうち現像域を挟んで両側に配置さ
れ現像域を規定する二つの磁石を極間現像用磁石とな
り、現像域に配置された現像域を規定する磁石を極上現
像用磁石となる。

【００８１】現像装置は、図３に示すように現像時にス
リーブ１２０の回転と共に導電性支持体が接地してある
像担持体１０と直流電源と交流電源により保護抵抗を介
して所定の値に設定した直流に交流を重畳した電圧を印
加しており、二つの極間現像用磁石１２１，１２２、そ
の隣接磁石１２３，１２４，１２５の複数の磁石が周面
に並べられたマグネットローラ１１０の外周面を非磁性
材料からなるスリーブ１２０が回転可能に設けられ、ポ
リエステル系材料からなるトナーとフェライト系コーテ
ィングキャリアとをトナー濃度７〜９％に制御した現像
剤を撹拌スクリュウ１０５，１０６を回転することによ
り撹拌して所定の帯電量（Ｑ／Ｍ）に設定した後、スリ
ーブ１２０の周面に供給され穂立ち規制板ブレード１０
２によって現像剤の穂立ちの層の厚さが略均一に層規制
された磁気ブラシを形成し、交流バイアスＶ_PPと直流バ
イアスＶ_bが印加されたスリーブ１２０の回転によって
穂立ちした現像剤は像担持体１０と接触しない状態で現
像域に運ばれ該現像剤中のトナーは穂立ちのキャリアと
分離されて像担持体１０上の潜像にその電荷の大きさに
応じる量を飛翔させながら像担持体１０上に形成してあ
る潜像をトナー粒子で顕像化するものである。この現像
法を採用する現像装置をいわゆる極間現像域における非
接触現像装置ということができる。また、図８上におけ
るθ₁₁若しくはθ₁₂がほぼゼロとなっていれば、いわゆ
る極上現像域における非接触現像装置といえる。

【００８２】現像装置は、像担持体１０と対向する筺体
の開口付近にスリーブ１２０で覆ったマグネットローラ
１１０の回動軸を筺体の側壁に嵌入してあり、その後方
に直径１６（ｍｍ）の撹拌スクリュウ１０５、１０６の
駆動軸を筺体の側壁に嵌入してあり、これらスリーブ１
２０、撹拌スクリュウ１０５、１０６の駆動軸は例えば
歯車を介して駆動系（図示せず）に接続することによ
り、回転数を変更することができるようになっている。
この機能を利用して例えばスリーブ１２０の回転軸を例
えば２００（ｒｐｍ），２５０（ｒｐｍ），３００（ｒ
ｐｍ）に変更してトナー搬送量を所定量（ｇ／ｃｍ²）
に制御することにより現像後の反射濃度に基づいて画像
濃度を調整するようにしている。

【００８３】以下に、各部材の構成及び機能について説
明する。

【００８４】スリーブ１２０は、ステンレスやアルミニ
ウム等の非磁性材料から円筒状に形成し、内包するマグ
ネットローラ１１０に対して回転可能にしてある。マグ
ネットローラ１１０は、その表面にフェライト粒子の配
向を特定の方向に揃えて焼結した高磁化磁石１２１〜１
２５を周方向に有し、ケーシング１０１に固設してあ
る。なお、スリーブ１２０は図示した矢示左方向に回転
する。

【００８５】また、現像域におけるマグネットローラ１
１０の極間現像用磁石１２１，１２２のスリーブ１２０
面における磁力によってスリーブ１２０の表面にトナー
粒子とキャリア粒子とからなる現像剤Ｄの層即ち、磁気
ブラシを形成する。当該磁気ブラシはスリーブ１２０の
回転によってスリーブ１２０の回転と同方向に移動し、
現像域に搬送される。このスリーブ１２０上に形成され
る磁気ブラシは現像域の近傍に配置した極間現像用磁石
１２１，１２２によって像担持体最近接点では寝た穂の
状態となり、像担持体１０の表面に接触せず間隙ｄを保
つように、スリーブ１２０と規制ブレード１０２の間隙
及びスリーブ１２０と像担持体１０の間隙ｄを調整す
る。

【００８６】ここで、θ₁₁，θ₁₂は像担持体１０に最近
接したスリーブ位置から、スリーブ１２０の移動方向の
上流側及び下流側に近接配置した磁極間角度である。θ
₁₁，θ₁₂は各々５〜４５゜とすることが望ましい。この
様にすることにより均一に寝た状態の磁気ブラシを形成
できる。

【００８７】撹拌スクリュウ１０５，１０６は補給口２
４０、補給歯車２４１より補給されたトナーＴを図中前
後に現像剤を循環し撹拌して成分を均一にする。

【００８８】規制ブレード１０２は磁気ブラシの高さ及
び量を規制するため設けられた非磁性体や磁性材料から
成形したものである。カバー１０３は主として現像剤へ
の金属粉などの混入を防止するためのものである。

【００８９】バイアス電源は、前述したように直流電源
と交流電源を保護抵抗を介して出力する電源である。像
担持体１０の感光層表面を所定電位（Ｖ）に帯電した場
合、直流電源は所定の電圧を出力することにより反転現
像時のカブリを防止するものであり、交流電源は所定周
波数（ｋＨｚ）で所定電圧Ｖ_ppの交流電圧を出力するも
のであり、これらの電圧は直列に配設されてスリーブ１
２０に印加してある。

【００９０】なお、交流電源から供給される交流成分は
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、電圧値は高い程トナーとキャ
リアの帯電極性が異なっているため、トナー粒子とキャ
リア粒子に印加される剥離力は強まり、現像剤の磁気ブ
ラシを振動させるようになって、トナー粒子のキャリア
粒子からの分離飛翔が行われ易くなるが、反面、かぶり
や落雷現象のような絶縁破壊が発生し易くなる。かぶり
の発生は非露光部感光体表面電位とバイアスの直流成分
の差を増加させることにより防止し、絶縁破壊は、スリ
ーブ１２０の表面を樹脂や酸化被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、あるいは現像剤のキ
ャリア粒子に球形で絶縁性のキャリア粒子を用いること
等によって防止することができる。

【００９１】以下に、前述した磁気ブラシ現像法におけ
る現像のメカニズム、つまり、現像時における電界状況
及び当該電界状況下における磁気ブラシの振る舞いを説
明する。

【００９２】像担持体１０は感光層を所定の表面電位Ｖ
_H（Ｖ）に帯電してあり、露光部の表面電位をＶ_L（Ｖ）
に光減衰させることにより静電潜像パターンを形成し、
スリーブ１２０に所定のＶ_B（Ｖ）の直流成分と所定の
周波数の交流成分Ｖ_PP（Ｖ）を印加したとすれば、像担
持体１０とスリーブ１２０との間に像担持体１０に対し
て振動する電界が形成されることにより、磁気ブラシを
形成するトナー粒子は振動電界により像担持体１０とス
リーブ１２０との間を交番移動しながら、像担持体１０
上の潜像に向う飛翔を助けられ均一なトナー像に顕像化
する。

【００９３】以上が本実施の形態における画像形成装置
の概略構成である。以下の実施例において異なる径の像
担持体１０とスリーブ１２０が装着できるようにした。

【００９４】

【実施例】

【００９５】

【表１】

【００９６】転写ローラＮｏ．１日東工業社製カーボンブラック含有のルビセルローラ外径１６ｍｍ，内径８ｍｍ抵抗値１０⁷〜１０⁸Ω・ｃｍ押圧力４０ｇｆ／ｃｍ転写電流２０μＡ／ＬＬ２４μＡ／ＨＨ（定電流制御）転写ローラＮｏ．２押圧力３５ｇｆ／ｃｍ転写電圧２．８ｋＶ／ＬＬ（定電圧御）１．８ｋＶ／ＨＨ他はＮｏ．１と同一。

【００９７】各因子の測定方法を以下に説明する。

【００９８】スリーブの磁束密度測定ａ）測定機材ガウスメーター：Ｆ．Ｗ．Ｂｅｌｌ社（アメリカ）製ＭＯＤＥＬ９５００ガウスメータープローブ：Ｆ．Ｗ．Ｂｅｌｌ社（アメリカ）製トランスバース型ＳＴＭ９９−０２０４ｂ）測定方法上記のガウスメーターを用いて、プローブの測定箇所を
スリーブに接触させた状態で、スリーブを１ＲＰＭの速
度で回転させてスリーブ法線方向の磁束密度を測定し
た。この測定データはＧＰ−ＩＢインターフェースを通
じてコンピュータに取り込んだ。更に測定は軸方向に関
して５箇所測定を実施し、その平均値を測定値とした。

【００９９】キャリア磁化の測定ａ）測定機材直流磁化特性自動記録装置：横河電機製ＴＹＰＥ３２５７−３６電磁石型磁化器：横河電機製ＴＹＰＥ３２６１−１５ピックアップコイル：横河電機製ＴＹＰＥ３２６１−２０試料セル（アクリル樹脂）：内径１５．８ｍｍ（外径２０．０ｍｍ）高さ２０ｍｍｂ）測定方法試料セルにキャリアを入れ盛り上がった余分なキャリア
をセルの上端と同じ高さで払いのける。この状態でキャ
リアの重量を測定し、合わせて密度ρｍ（ｇ／ｃｍ³単
位）を求める。その後、上記の測定機材により１０００
（Ｏｅ単位；エルステッドと読む）まで磁場を印加ヒス
テリシスループを測定し１０００（Ｏｅ単位）における
磁束密度Ｂｍ（ガウス単位）を求める。この値から

【０１００】

【数４】

【０１０１】でキャリア磁化を求めた。

【０１０２】キャリア半径の測定ｂ）測定方法上記機材によりキャリアを拡大観察し、その外径（直
径）をあらかじめ校正しておいた基準寸法に則り測定す
る。この操作を５０個のキャリアに対して行い、その平
均値をキャリア直径とし、その１／２の値をキャリア半
径とした。

【０１０３】トナー径の測定ｂ）測定方法あらかじめ分散媒アイソトン（コールター株式会社製）
に分散させたトナーの粒度分布を上記測定機材により測
定する。この測定で求められる体積平均粒径をトナー径
とした。

【０１０４】トナー帯電量の測定ａ）測定機材エレクトロメータ：Ｋｅｉｔｈｌｅｙ社（アメリカ）製６５１７型ｂ）測定方法測定対象の現像剤を約５０ｍｇ秤量する。現像剤保持部
材（これは測定用スリーブにほかならないが）に現像剤
をのせて対向させた銅板にトナーをＶ_PPを印加して非接
触状態で現像させる。このトナーの付着量を精秤しと上
記測定機材を用いてブローオフ法によって測定したトナ
ー電荷量の比をとってトナー帯電量とした。

【０１０５】現像剤のスリーブ上におけるキャリア穂
立ちの測定ｂ）測定方法測定対象のスリーブ上の現像剤の穂立ち状態を上記測定
機材により観察し、その穂立ちを形成するキャリアの高
さとその方向を測定する。この測定をスリーブ角度を変
化させて実施し、そのキャリア径と穂立ち個数を参考に
してキャリア穂立ち高さの測定を実施した。この測定結
果をもとにして現像域（すなわち感光体ドラムとスリー
ブの最近接部分近傍）におけるキャリア穂立ちの角度分
布を書いた。

【０１０６】なお、前述した各因子の測定方法は以下に
述べる比較例１，２及び実施例２に共通に採用してあ
る。

【０１０７】（実施例１）図９は実施例１のスリーブ磁
極配置を示した模式図である。

【０１０８】マグネットローラ１１０は、表面に磁極Ｓ
１，Ｓ２、Ｎ１〜Ｎ３を交互に設けてある。

【０１０９】磁石Ｎ１と磁石Ｓ２との磁極間角度は約７
０°であり、磁石Ｓ１と磁石Ｎ１との磁極間角度は約５
３°であり、磁石Ｎ２と磁石Ｓ２との磁極間角度は約５
８であり、磁石Ｎ２と磁石Ｎ３との磁極間角度は約９５
°である。

【０１１０】磁石Ｎ₂と磁石Ｎ₃との磁極間角度は６０°
以下であると、現像剤の交換性が悪くなり、１５０°以
上であると現像剤をスリーブ１２０に供給することが難
しくなるため、６０°〜１５０°の範囲が好ましい。

【０１１１】磁石Ｎ１は図９に示すように約７６４ガウ
スの磁力でＮ極性を示し、磁石Ｓ１は磁力が約７５９．
５ガウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ２は図９に示すように
磁力が約６０７ガウスでＮ極性を示し、磁石Ｓ２は図９
に示すように磁力が約７８７ガウスでＳ極性を示し、磁
石Ｎ３は磁力が約６７８ガウスでＮ極性を示している。
スリーブの位置設定は、Ｎ₁，Ｓ₂極の間で磁束密度が最
小になる位置であり、像担持体１０とスリーブ１２０と
の最短距離となる位置に一致させている。

【０１１２】図１０はスリーブに担持したキャリア先端
と現像域との関係を示したグラフである。

【０１１３】図１０に示すグラフは縦軸にスリーブ１２
０上の穂立高さ（μｍ）をとり、横軸に像担持体１０と
スリーブ１２０の最近接位置を０°とした角度を示した
ものである。

【０１１４】この条件から決定される請求項記載の領域
Ｂと領域Ａは図面の通りで、この図面に当てはめて書い
たキャリア穂立ち先端を書いておいた。図面に有るよう
に請求項の条件を満たしている。

【０１１５】他の構成機構は図６に記した画像形成装置
を用いた画像評価を行った。環境条件はＬＬ（１０℃、
２０％ＲＨ）とＨＨ（３０℃、８０％ＲＨ）にて、３０
×１０³コピー（表中では３０ＫＣと記す）の実写テス
トを行った。

【０１１６】

【表２】

【０１１７】上述のように画像良好である。

【０１１８】以下に画像評価方法について説明する。

【０１１９】細線再現ｂ）測定方法上記改造プリンターにより転写紙（ＸＥＲＯＸ４０２４
２０ポンド紙）上に形成された細線を上記測定機材に
より線幅を測定した。実際には、線画像の濃度分布デー
タをとってその最大値の半値における全幅を線幅とし
た。

【０１２０】現像トナー量上述したような５０ｍｍ×２０ｍｍのベタ画像を感光体
上に形成させ、そのトナーを一旦テープに写し取り、そ
の重量変化によって付着量を電子天秤によって測定し
た。

【０１２１】転写率像担持体（感光体）上１０ｃｍ²中の現像トナー量に対
する転写材に転写されたトナー量の百分率として求め
た。

【０１２２】抜け幅、かたよりａ）測定機材印字評価システム：ＹＡ−ＭＡＮ社製ＲＴ−２０００型ｂ）測定方法ＰＷＭ幅５０％のハーフトーン画像を２０ｍｍ×２０ｍ
ｍ形成し、その中央部に１０ｍｍ×１０ｍｍのベタ画像
を形成する。そしてハーフトーン部とベタ部の白抜け部
分を上記測定機材によって測定し抜け幅とした。またこ
のハーフトーンの通紙方向の後端部分に生じた濃度ムラ
の幅（濃度が濃くなる）をかたよりとして合わせて評価
した。

【０１２３】トナー飛散連続プリントを実施し、現像器周辺に飛散するトナーの
状況を観察した。

【０１２４】混色イエローベタ画像を現像し、その後黒画像の現像プロセ
スは実施するが、感光体電位は非露光状態にした部分の
画像を調べる。実際は拡大観察し、イエローベタ画像１
ｍｍ×１ｍｍのなかに混入した黒トナーの数を数えて混
色の評価とした。

【０１２５】転写はじき／抜け実写スタート時３０ＫＣ時での画像試料を抜出し、肉眼
観察にて転写はじき抜けがないかを調べた。

【０１２６】斯かる評価方法は実施例２及び比較例１〜
比較例３にも同様に適用してある。（比較例１）実施例１と同様であるが、転写の要件中、
Ｅを１０ｍｍを４０ｍｍとした。

【０１２７】転写率、転写はじき／抜けのほか、混色、
トナー飛散、抜け幅／かたより等でも実施例１に比して
劣化が見られる。

【０１２８】

【表３】

【０１２９】（比較例２）図１１は比較例２を示すスリ
ーブ磁極配置を示した模式図である。

【０１３０】マグネットローラ１１０は、表面に磁極Ｓ
１，Ｓ２、Ｎ１〜Ｎ３を交互に設けてある。

【０１３１】例えば磁石Ｎ１と磁石Ｓ２との磁極間角度
は約６２°であり、磁石Ｓ１と磁石Ｎ１との磁極間角度
は約５９°であり、磁石Ｎ２と磁石Ｓ２との磁極間角度
は約６２であり、磁石Ｎ２と磁石Ｎ３との磁極間角度は
約１１９°である。

【０１３２】磁石Ｎ１は図９に示すように約６５６ガウ
スの磁力でＮ極性を示し、磁石Ｓ１は磁力が約７０３ガ
ウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ２は図９に示すように磁力
が約６６０ガウスでＮ極性を示し、磁石Ｓ２は図９に示
すように磁力が約７４２ガウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ
３は磁力が約７１７ガウスでＮ極性を示している。スリ
ーブの位置設定は、Ｎ₁，Ｓ₂極の間で磁束密度が最小に
なる位置であり、像担持体１０とスリーブ１２０との最
短距離となる位置に一致させている。

【０１３３】図１２はスリーブに担持したキャリア先端
と現像域との関係を示したグラフである。

【０１３４】図１２に示すグラフは縦軸にスリーブ１２
０上の穂立高さ（μｍ）をとり、横軸に像担持体１０と
スリーブ１２０の最近接位置を０°とした角度を示した
ものである。

【０１３５】この条件から決定される領域ＡとＢは実施
例１と同様である。ただしキャリア磁束密度分布は異な
るため穂立ち高さは異なり、領域Ａに穂立ちが存在せ
ず、領域Ｂに穂立ちが侵入している。

【０１３６】

【表４】

【０１３７】特性的にはかなり劣化し、実用上はきわめ
て問題のある画像しか得られないことがわかる。

【０１３８】（実施例２）図１３は実施例２を示すスリ
ーブ磁極配置を示した模式図である。

【０１３９】マグネットローラ１１０は、表面に磁極Ｓ
１，Ｓ２、Ｎ１〜Ｎ３を交互に設けてある。

【０１４０】磁石Ｎ１と磁石Ｓ２との磁極間角度は約６
３°であり、磁石Ｓ１と磁石Ｎ１との磁極間角度は約６
０°であり、磁石Ｎ２と磁石Ｓ２との磁極間角度は約５
８°であり、磁石Ｎ２と磁石Ｎ３との磁極間角度は約１
２１°である。

【０１４１】磁石Ｎ₂と磁石Ｎ₃との磁極間角度は６０°
以下であると、現像剤の交換性が悪くなり、１５０°以
上であると現像剤をスリーブ１２０に供給することが難
しくなるため、６０°〜１５０°の範囲が好ましい。

【０１４２】磁石Ｎ１は図９に示すように約８４７ガウ
スの磁力でＮ極性を示し、磁石Ｓ１は磁力が約７３５．
５ガウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ２は図９に示すように
磁力が約５９８ガウスでＮ極性を示し、磁石Ｓ２は図９
に示すように磁力が約９２５．５ガウスでＳ極性を示
し、磁石Ｎ３は磁力が約７４６ガウスでＮ極性を示して
いる。スリーブの位置設定は、Ｎ₁，Ｓ₂極の間で磁束密
度が最小になる位置であり、像担持体１０とスリーブ１
２０との最短距離となる位置に一致させている。

【０１４３】図１４はスリーブに担持したキャリア先端
と現像域との関係を示したグラフである。

【０１４４】図１４に示すグラフは縦軸にスリーブ１２
０上の穂立高さ（μｍ）をとり、横軸に像担持体１０と
スリーブ１２０の最近接位置を０°とした角度を示した
ものである。

【０１４５】この条件から決定される請求項記載の領域
Ｂと領域Ａは図面の通りで、この図面に当てはめて書い
たキャリア穂立ち先端を書いておいた。図面に有るよう
に請求項の条件を満たしている。

【０１４６】

【表５】

【０１４７】上述のように画像良好な結果が得られた。

【０１４８】（比較例３）実施例２と同様に実施した
が、転写要件のＥを２０ｍｍから０．７ｍｍに変更して
行った。

【０１４９】

【表６】

【０１５０】転写はじき／抜け、混色転写率等に問題の
出ることがわかる。

【０１５１】

【発明の効果】本発明により、所望の画像濃度、細線の
再現性向上、混色の防止、長時間画像形成時の安定性向
上等のほか、転写率向上、トナー飛散や転写はじき／抜
けの防止等の転写性の諸特性も改善された、優れた画像
形成方法及び装置の提供をする事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方法における現像特性の機構
を示す模式図である。

【図２】キャリア半径ρとＦ，Ｇとの関係を示したグラ
フである。

【図３】領域Ａと各プロセス条件との関係を示したもの
である。

【図４】極間角度と磁束密度によって搬送量とキャリア
磁化強さとの関係で適正領域の変化を示したグラフであ
る。

【図５】転写ローラ及びガイド板の位置関係を説明する
図。

【図６】本実施の形態におけるＫＮＣプロセスを採用す
る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図７】書き込み装置の概略構成を示した平面図であ
る。

【図８】本実施の形態における現像装置の概略構成を示
す断面図である。

【図９】実施例１を示すスリーブ磁極配置を示した模式
図である。

【図１０】スリーブに担持したキャリア先端と現像域と
の関係を示したグラフである。

【図１１】比較例２を示すスリーブ磁極配置を示した模
式図である。

【図１２】スリーブに担持したキャリア先端と現像域と
の関係を示したグラフである。

【図１３】実施例２を示すスリーブ磁極配置を示した模
式図である。

【図１４】スリーブに担持したキャリア先端と現像域と
の関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１０像担持体１８転写ローラ１００現像装置１１０マグネットローラ１１５，１１６進入ガイド部材１１５Ａ，１１６Ａ進入ガイド部材の搬送面１２０スリーブＲ像担持体半径ｒスリーブ半径ｄ₀ 最近接距離 ρ キャリア粒径の半径Ｖ_PP 交流成分の正負ピーク値差Ｖ_H 非露光部の表面電位Ｖ_L 露光部の表面電位ｘ現像中心からの潜像面上距離Ｐ転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｘ 15/16 15/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に色信号に応じた静電潜像を形
成し、前記色信号に対応した色トナーと磁性キャリアよ
りなる絶縁性２成分現像剤を、マグネットを内包する直
径５〜２５ｍｍの円筒状のスリーブ面上に保持し、前記
スリーブを回動して当該スリーブと前記像担持体の距離
が２００〜５００μｍである領域に搬送せしめ、かつス
リーブ面と像担持体面間に交流電界を形成することによ
り前記現像剤と像担持体が非接触状態で現像する工程を
繰り返すことにより、像担持体上に複数色のトナー像を
重ね合わせて形成し、この多色トナー像を転写材に一括
転写する画像形成方法であって、現像工程は下記要件
〔１〕を、転写する工程は下記要件〔２〕を満たすこと
を特徴とする画像形成方法。要件〔１〕現像工程において、下記の領域Ｂにキャリア穂立ち先端
を存在させず、かつ、少なくとも現像状態で領域Ａにキ
ャリア穂立ち先端を存在させる。【数１】ただし、Ｒ＝像担持体半径、ｒ＝スリーブ半径、ｄ₀＝像担持体とスリーブの最近接距離 ρ＝キャリア粒子の半径Ｖ_PP＝スリーブに印加する交流成分の正負ピーク値差Ｖ_H＝非露光部の表面電位Ｖ_L＝露光部の表面電位ｘ：現像中心からの静電潜像面上距離、要件〔２〕像担持体上の多色トナー像を一括転写する工程におい
て、転写ローラを介して転写材に一括転写し、前記転写
ローラのニップ部の上流側に前記転写材の進入ガイド部
材を設け、前記進入ガイド部材の搬送面の延長線と前記
像担持体の周面の交点が前記ニップ部の上流側端部より
１〜３０ｍｍの範囲内にある。
【請求項２】一括転写する工程において前記進入ガイ
ド部材の搬送面先端と前記像担持体周面との距離間隔が
０．１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の
画像形成方法。
【請求項３】一括転写する工程において前記進入ガイ
ド部材の搬送面がニップ部を通る前記転写ローラの接線
に対し上方に５０度以下あるいは下方に６０度以下の傾
斜角を有していることを特徴とする請求項１又は２記載
の画像形成方法。
【請求項４】現像工程において、前記スリーブの法線
方向の磁束密度はスリーブと像担持体の最近接距離の位
置で磁束密度の絶対値の極大の中間に存在することを特
徴とする請求項１、２又は３に記載の画像形成方法。
【請求項５】現像工程において、前記磁性キャリアは
１０００ガウスにおける磁化を１５〜５０ｅｍｕ／ｇで
あり、前記スリーブに内包するマグネットローラの磁束
密度の極大値が６００〜２０００ガウスであることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形成方
法。
【請求項６】現像工程において、スリーブ上の単位面
積当たり現像剤搬送量が現像域において５〜４０ｍｇ／
ｃｍ²であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
１項記載の画像形成方法。
【請求項７】現像工程において、像担持体とスリーブ
の周速比が１．２〜４．０の範囲にあることを特徴とす
る請求項１〜６のいずれか１項記載の画像形成方法。
【請求項８】像担持体に色信号に応じた静電潜像を形
成し、前記色信号に対応した色トナーと磁性キャリアよ
りなる絶縁性２成分現像剤を、マグネットを内包する直
径５〜２５ｍｍの円筒状のスリーブ面上に保持し、前記
スリーブを回動して当該スリーブと前記像担持体の最近
接距離が２００〜５００μｍである領域に搬送せしめ、
かつスリーブ面と像担持体面間に交流電界を形成するこ
とにより現像剤と像担持体が非接触状態で現像する工程
を繰り返すことにより、像担持体上に複数色のトナー像
を重ね合わせて形成し、この多色トナー像を転写材に一
括転写する画像形成装置であって、前記請求項１記載の
要件〔１〕と〔２〕を満たすことを特徴とする画像形成
装置。