JPH1020611A

JPH1020611A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH1020611A
Application number: JP8172234A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Takeuchi; 茂樹竹内; Fukashi Okuyama; 奥士奥山; Kazuhiko Sato; 和彦佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】上記技術的課題に鑑み、所望の画像濃度、線
幅、更には画像安定性を維持できる画像形成方法を提供
することにある。【解決手段】像担持体１０に色信号に応じた静電潜像
を形成し、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５ｍｍφ〜２５ｍ
ｍφの円筒状のスリーブ１２０を回動してスリーブ１２
０と像担持体１０の最近接距離ｄ₀が２００μｍ〜５０
０μｍである領域に搬送し、かつスリーブ１２０と像担
持体１０間に交流電界を形成することにより非接触状態
で顕像化する工程を繰り返すことにより、像担持体１０
上に複数色のトナー像を重ね合わせて形成する画像形成
方法で、領域Ｂにキャリアを存在させず、かつ、少なく
とも現像状態で領域Ａにキャリアを存在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
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
の周面上に付与する。走査が開始されるとレーザビーム
がインデックスセンサによって検知され、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の色に対応す
る潜像が形成されて行く。この潜像は選択的に動作状態
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像担持体の周
面より引き離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】即ち、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。当該潜像は選択的に
動作状態とされた第２の色として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のトナー像の存在下
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表面に
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。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。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。

【０００６】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。

【０００７】さらにコロナ放電に転写電荷の除去、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
を静電的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、定着部に搬送し、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。

【０００８】しかし、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。

【０００９】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安定性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。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、この問題を所望の画像濃度、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。

【００１０】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ある程度他の位置
に比べて相対的に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
現像域となる。しかしながら、像担持体およびスリーブ
は円筒上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を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。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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】本発明の目的は、上記技術的課題に鑑み、
所望の画像濃度、線幅、更には画像安定性を維持できる
画像形成方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的は、以下の構成
により達成される。

【００１７】（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５ｍｍφ〜２５ｍｍφの円筒状のスリーブ表
面上に前記現像剤を保持して穂立ち形成したキャリア穂
立ちを形成した状態で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２００μｍ〜５００
μｍである領域に搬送・通過せしめ、かつ前記スリーブ
表面と像担持体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実質的に非接触状態で顕像化する工
程を繰り返すことにより、前記像担持体上に複数色のト
ナー像を重ね合わせて形成する画像形成方法であって、
下記領域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
在させることを特徴とする画像形成方法。

【００１８】

【数２】

【００１９】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、（２）前記スリーブの法線方向の磁束密度は前記スリ
ーブと前記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）に
記載の画像形成方法。

【００２０】（３）前記磁性キャリアは１０００ガウ
スにおける磁化を１５ｅｍｕ／ｇ〜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ガウス〜２０００ガウスであること
を特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成方法。

【００２１】（４）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５ｍｇ／ｃｍ²〜４０ｍｇ／
ｃｍ²であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれ
か１項に記載の画像形成方法。

【００２２】（５）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）〜
（４）に記載のいずれか１項に記載の画像形成方法。

【００２３】（１）〜（５）に示した画像形成方法の現
像特性をモデル化して解析する。

【００２４】図４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。

【００２５】スリーブと像担持体間でなされる現像電界
の特徴は以下のようである。

【００２６】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４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。

【００２７】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。

【００２８】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
ラをなくする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２）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。

【００２９】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４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。

【００３０】

【数３】

【００３１】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５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。

【００３２】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。

【００３３】図６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。

【００３４】図６（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。

【００３５】図６（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。

【００３６】（１）〜（５）に記載した本発明の画像形
成方法によれば、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６００〜２０００Ｇとすること、σ₁₀₀₀を
１５〜５０ｅｍｕ／ｇとすること、ｄｗｓを５〜４０ｍ
ｇ／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。

【００３７】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。

【００３８】図７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。

【００３９】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。

【００４０】

【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。

【００４１】図１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２は書き込み装置の概略構成を示した平面図であ
り、図３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。

【００４２】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長さのトナー像を担持し
なければならないためである。

【００４３】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ＯＰＣ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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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２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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】転写ローラ１８は、ステンレス鋼棒からな
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１０〜３０
０μｍ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。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２×１０⁸Ω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１６ｍｍ，軸体の外形は８ｍｍである。

【００５６】分離ブラシ１９は転写プロセスの直後に記
録紙を交流コロナ又は高圧電流で除電して記録紙の像担
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、薄く剛性の小さい記録
紙ほど分離が難しくなるため、記録紙種や環境を考慮し
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。

【００５７】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
ナーボックスに捕獲する。

【００５８】像担持体１０周縁に図１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。

【００５９】現像装置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１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３に示
す現像装置１００を代表して説明する。

【００６０】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。

【００６１】現像装置１００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１１１，１１
２、その隣接磁石１１３，１１４，１１５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１０２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３
上におけるθ₁若しくはθ₂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。

【００６２】現像装置１００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、供
給ローラ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１２０、撹拌スクリュウ１０５、供給ロ
ーラ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），２５
０（ｒｐｍ），３００（ｒｐｍ）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
の反射濃度をに基づいて画像濃度を調整するようにして
いる。

【００６３】以下に、各部材の構成及び機能について説
明する。

【００６４】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１１１〜１
１５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。

【００６５】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１１１，１１２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
１１１，１１２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。

【００６６】ここで、θ₁，θ₂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。
θ₁，θ₂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。

【００６７】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て撹拌して成分を均一にする。

【００６８】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。

【００６９】バイアス電源Ｅ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
１２０に印加してある。

【００７０】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皮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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】

【実施例】

【００７５】

【表１】

【００７６】各因子の測定方法を以下に説明する。

【００７７】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。

【００７８】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

【００７９】

【数４】

【００８０】でキャリア磁化を求めた。

【００８１】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。

【００８２】トナー径の測定ｂ）測定方法あらかじめ分散媒アトソトン（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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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２，３に共通に採用して
ある。

【００８６】（実施例１）図８は実施例１を示すスリー
ブ磁極配置を示した模式図である。

【００８７】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。

【００８８】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との磁極間隔度は約９５
°である。

【００８９】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。

【００９０】磁石Ｎ１は図８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８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８
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。

【００９１】図９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。

【００９２】図９に示すグラフは縦軸にスリーブ１２０
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。

【００９３】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の書いておいた。図面に有るよう
に請求項の条件を満たしている。

【００９４】

【表２】

【００９５】上述のように画像良好である。

【００９６】以下に画像評価方法について説明する。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。斯かる評価方法は実施例２、実施例３
及び比較例１〜比較例３にも同様に適用してある。

【０１０２】（比較例１）図１０は比較例１を示すスリ
ーブ磁極配置を示した模式図である。

【０１０３】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。

【０１０４】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との磁極間隔度は
約１１９°である。

【０１０５】磁石Ｎ１は図８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８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８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。

【０１０６】図１１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。

【０１０７】図１１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。

【０１０８】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。

【０１０９】

【表３】

【０１１０】（実施例２）図１２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。

【０１１１】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。

【０１１２】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との磁極間隔度は約１
２１°である。

【０１１３】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。

【０１１４】磁石Ｎ１は図８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８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８
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。

【０１１５】図１３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。

【０１１６】図１３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。

【０１１７】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の書いておいた。図面に有るよう
に請求項の条件を満たしている。

【０１１８】

【表４】

【０１１９】上述のように画像良好。

【０１２０】（比較例２）図１４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。

【０１２１】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。

【０１２２】例えば磁石Ｎ１と磁石Ｓ２との磁極間角度
は約８６°であり、磁石Ｓ１と磁石Ｎ１との磁極間角度
は約５１．７°であり、磁石Ｎ２と磁石Ｓ２との磁極間
角度は約５４．７であり、磁石Ｎ２と磁石Ｎ３との磁極
間隔度は約１１２°である。

【０１２３】磁石Ｎ１は図８に示すように約７７４ガウ
スの磁力でＮ極性を示し、磁石Ｓ１は磁力が約７３６ガ
ウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ２は図８に示すように磁力
が約６１７ガウスでＮ極性を示し、磁石Ｓ２は図８に示
すように磁力が約９０１ガウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ
３は磁力が約７６９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。

【０１２４】図１５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。

【０１２５】図１５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。

【０１２６】この条件から決定される領域ＡとＢの共通
領域は存在しない。

【０１２７】

【表５】

【０１２８】上述のように抜け幅が大きく、さらに濃度
変動、線幅変動が大きかった。また初期から混色が認め
られ、プリント数が増えるにつれてその数は増加し、さ
らにトナー飛散が顕著に認められるようになった。

【０１２９】（実施例３）図１６は実施例３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７１°であり、磁石Ｓ１と磁石Ｎ１との磁極間角度
は約５５°であり、磁石Ｎ２と磁石Ｓ２との磁極間角度
は約５８°であり、磁石Ｎ２と磁石Ｎ３との磁極間隔度
は約１１１°である。

【０１３２】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。

【０１３３】磁石Ｎ１は図８に示すように約９２６ガウ
スの磁力でＮ極性を示し、磁石Ｓ１は磁力が約７７９ガ
ウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ２は図８に示すように磁力
が約６５６ガウスでＮ極性を示し、磁石Ｓ２は図８に示
すように磁力が約９７２．５ガウスでＳ極性を示し、磁
石Ｎ３は磁力が約６８６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。

【０１３４】図１７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。

【０１３５】図１７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。

【０１３６】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の書いておいた。図面に有るよう
に請求項の条件を満たしている。

【０１３７】

【表６】

【０１３８】上述のように画像良好である。

【０１３９】（比較例３）図１８は比較例３を示すスリ
ーブ磁極配置を示した模式図である。

【０１４０】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。

【０１４１】例えば磁石Ｎ１と磁石Ｓ２との磁極間角度
は約７６°であり、磁石Ｓ１と磁石Ｎ１との磁極間角度
は約５４°であり、磁石Ｎ２と磁石Ｓ２との磁極間角度
は約５６であり、磁石Ｎ２と磁石Ｎ３との磁極間隔度は
約１１８°である。

【０１４２】磁石Ｎ１は図８に示すように約８１０ガウ
スの磁力でＮ極性を示し、磁石Ｓ１は磁力が約７７９ガ
ウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ２は図８に示すように磁力
が約６５６ガウスでＮ極性を示し、磁石Ｓ２は図８に示
すように磁力が約９０１ガウスでＳ極性を示し、磁石Ｎ
３は磁力が約６８６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。

【０１４３】図１９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１９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領域ＡとＢの共通
領域は存在しない。

【０１４６】

【表７】

【０１４７】上述のように抜け幅が比較的大きくさらに
充分な現像性が得られていない。

【０１４８】

【発明の効果】本発明は、上記構成を備えることによ
り、所望の画像濃度、線幅、更に画像安定性を維持でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】書き込み装置の概略構成を示した平面図であ
る。

【図３】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４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】比較例１を示すスリーブ磁極配置を示した模
式図である。

【図１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】実施例３を示すスリーブ磁極配置を示した模
式図である。

【図１７】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１８】比較例３を示すスリーブ磁極配置を示した模
式図である。

【図１９】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１００現像装置１１０マグネットローラ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

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５ｍｍφ〜２５ｍｍφの円筒状のスリーブ表面上に
前記現像剤を保持してキャリア穂立ちを形成した状態で
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２００μｍ〜５００μｍである領域に搬送
・通過せしめ、かつ前記スリーブ表面と像担持体間に交
流電界を形成することにより前記現像剤と像担持体が実
質的に非接触状態で顕像化する工程を繰り返すことによ
り、前記像担持体上に複数色のトナー像を重ね合わせて
形成する画像形成方法において、下記領域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ことを特徴と
する画像形成方法。【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、
【請求項２】前記スリーブの法線方向の磁束密度は前
記スリーブと前記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に記載の画像形成方法。
【請求項３】前記磁性キャリアは１０００ガウスにお
ける磁化を１５ｅｍｕ／ｇ〜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ガウス〜２０００ガウスであることを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成方法。
【請求項４】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５ｍｇ／ｃｍ²〜４０ｍｇ／ｃｍ²で
あることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１
項に記載の画像形成方法。
【請求項５】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〜請求項
４のいずれか１項に記載の画像形成方法。