JPH1020632A

JPH1020632A - 現像装置

Info

Publication number: JPH1020632A
Application number: JP17777896A
Authority: JP
Inventors: Yukie Hosogoesawa; 幸恵細越澤; Isao Endo; 勇雄遠藤; Toru Komatsu; 小松　　徹; Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリア乗り上げ、カブリ、や縦スジが発生
せず、高画質の画像を安定して得られる現像装置を提供
する。【解決手段】感光体ドラム１０に対向し、内部に複数
の磁極を有する磁石ロール１３１を固設し、２成分現像
剤Ｄを現像域に搬送する現像スリーブ１３０の現像域又
は現像域上流部に、電圧印加可能な電極部８２を配設し
てなる制御電極８０を有する現像装置１３において、現
像スリーブ１３０の回転中心Ｏと最近接位置とを結ぶ中
心線ｐと、制御電極８０の先端部を延長した延長線との
なす角度をα₁とするとき、８０°≦α₁≦１１０°とな
るよう制御電極８０を設置することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式複写装
置等の画像形成装置に用いられる現像装置であって、２
成分の現像剤を用いて静電潜像を非接触現像する現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写装置等に用いられる
現像方法の一つとして、粒径が数十〜数百μｍの磁性キ
ャリアと、平均粒径１０μｍ前後の非磁性トナーとから
なる２成分現像剤を用いた２成分現像法が多く用いられ
ている。

【０００３】この現像法は、トナー粒子として平均粒径
１０μｍ前後のものを用いているため、繊細な線や点或
いは濃淡差等を再現する高画質画像が得られにくいとい
う問題がある。こうした高画質な画像を得るためには、
トナー粒子をより微粒子にすることが必須であると考え
られる。しかし、トナー粒子を特に１０μｍ以下の微粒
子にすると、現像時のクーロン力に対して相対的にフ
ァンデルワールス力の影響が大きくなるため、像背景の
地部分にもトナー粒子が付着するいわゆるカブリが生ず
るようになり、現像剤搬送体への直流バイアス印加によ
っても防ぐことが困難となる。トナーのキャリア被覆
率が高くなるため、帯電制御が困難となる。また、トナ
ーの凝集も起こりやすくなる。２成分現像法において
は、トナーのキャリア被覆率が高くなるため、さらに帯
電制御が困難となる。キャリア被覆率を低下させるた
め、キャリア粒子を小さくしていくと、キャリア粒子も
像形成体の静電潜像部分に付着するようになる。この原
因としては、磁気バイアスの力が低下して、キャリア粒
子がトナー粒子と共に像形成体側に付着したためと考え
られる。また、バイアス電圧が大きくなると、像背景の
地部分にもキャリア粒子が付着するようになる。

【０００４】トナー、キャリアの微粒子化には、上述の
ような副作用の方が目立って、鮮明な画像が得られない
という問題があるため、実際に微粒子化を行うことは困
難であった。

【０００５】この問題を解決する方法として、「パウダ
ークラウド現像法」といわれる米国特許２７２５３０４
号明細書に記載の方法が知られていたが、近年、特に現
像域内に電圧印加可能な制御ワイヤーを張設し、電気的
にトナークラウドを形成して、クラウド現像を行う方法
が提案されている。このトナークラウド現像法を２成分
現像剤に適用したものは、例えば特開昭５９−２２３４
６７号公報、特開平３−１４５６６４号公報によって開
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の制御電
極法を適用した２成分現像剤を用いたトナークラウド現
像法では、現像域に存在する制御電極によって、搬送さ
れた２成分現像剤の穂が振動撹拌され、現像剤の飛散、
特にキャリアの飛散を引き起こす。このキャリア飛散に
よりキャリアが制御電極上に乗り上げた場合、画像部及
び非画像部へのキャリア付着、キャリアによる掻き取り
が原因の画像の縦スジや画像乱れが発生するという問題
点があった。

【０００７】本発明は、前記制御電極を用いた２成分現
像剤トナークラウド現像法の問題点を解決し、前記制御
電極へのキャリアの乗り上げがなく、カブリ、縦スジが
無く、高画質の画像を安定して得られる現像装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体に
対向し、内部に複数の磁極を有する磁石体を固設し、２
成分現像剤を現像域に搬送する現像剤搬送体を有し、該
現像剤搬送体と、前記像形成体との最近接位置近傍の現
像域に前記磁極の１つである主磁極を配置し、該現像域
又は該現像域上流部に、電圧印加可能な電極部を配設し
てなる板状の制御電極を有する現像装置において、前記
現像剤搬送体の回転中心と前記最近接位置とを結ぶ中心
線と、前記制御電極の先端部を延長した延長線とのなす
角度をα₁とするとき、８０°≦α₁≦１１０° を満足することを特徴とする現像装置（請求項１による
発明）。また、像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設し、２成分現像剤を現像域に搬送す
る現像剤搬送体を有し、該現像剤搬送体と、前記像形成
体との最近接位置近傍の現像域に前記磁極の１つである
主磁極を配置し、該現像域又は該現像域上流部に、電圧
印加可能な電極部を配設してなる板状の制御電極を有す
る現像装置において、前記現像剤搬送体の回転中心を中
心にした、前記最近接位置と主磁極との間の角度を
θ₁、前記現像剤搬送体の半径をｒ₁、前記主磁極と前記
制御電極の先端との間の前記現像剤搬送体周面上の弧の
長さをｗ₁、前記主磁極と該主磁極に隣接する上流側の
磁極との間の前記現像剤搬送体周面上の弧の長さをｗ₂
とするとき、 θ₁＝−１０°〜１０° ｗ₁＝（０．１〜０．５）×ｒ₁ ｗ₂＝（１．０〜２．０）×ｗ₁ を満足することを特徴とする現像装置（請求項２による
発明）。さらにまた、像形成体に対向し、内部に複数の
磁極を有する磁石体を固設し、２成分現像剤を現像域に
搬送する現像剤搬送体を有し、該現像剤搬送体と、前記
像形成体との最近接位置近傍の現像域に前記磁極の１つ
である主磁極を配置し、該現像域又は該現像域上流部
に、電圧印加可能な電極部を配設してなる板状の制御電
極を有する現像装置において、前記現像剤搬送体の回転
中心を中心にした、前記最近接位置と主磁極との間の角
度をθ₁、前記現像剤搬送体の半径をｒ₁、前記主磁極と
前記制御電極の先端との間の前記現像剤搬送体周面上の
弧の長さをｗ₁、前記主磁極と該主磁極に隣接する上流
側の磁極との間の前記現像剤搬送体周面上の弧の長さを
ｗ₂とするとき、８０°≦α₁≦１１０° を満足し、かつ、 θ₁＝−１０°〜１０° ｗ₁＝（０．１〜０．５）×ｒ₁ ｗ₂＝（１．０〜２．０）×ｗ₁ を満足することを特徴とする現像装置（請求項３による
発明）。

【０００９】によって達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図３及び図４は本発明の現像装置
を好適な現像手段として備えたカラー画像形成装置の一
例を示す概略構成図である。

【００１１】図３及び図４において、１０はドラム状の
像形成体すなわち感光体ドラムで、光学ガラスもしくは
透明アクリル樹脂等の透明部材によって形成される円筒
状の基体の外周に透明導電層，有機感光層（ＯＰＣ）を
塗布したものである。

【００１２】この画像形成装置では、感光体ドラム１０
の内面から像露光を行う画像露光用の露光ビームの結像
点である感光体ドラムの光導電体層において、光導電体
層の光減衰特性（光キャリア生成）に対して適正なコン
トラストを付与できる波長の露光光量を有していればよ
い。従って、感光体ドラムの透明基体の光透光率は、１
００％である必要はなく、露光ビームの透過時にある程
度の光が吸収されるような特性があっても構わない。透
光性基体の素材としては、ソーダガラス、パイレックス
ガラス、ホウ珪酸ガラスや一般光学部材などに使用され
るフッ素、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチ
レンテレフタレートなどの各種透光性樹脂が使用可能で
ある。また、透光性導電層としては、インジウム、スズ
・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウ
ム、ヨウ化銅やＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透
光性を維持した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、
真空蒸着法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、
各種ＣＶＤ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用
される。また、光導電体層としては、アモルファスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）合金感光層、アモルファスセレン合金
感光層や、各種有機感光層（ＯＰＣ）が使用可能であ
る。

【００１３】１１はスコロトロン帯電器（以下単に帯電
器ということもある）で感光体ドラム１０の前述した有
機感光層に対し所定の電位に保持されたグリッドと放電
ワイヤによるコロナ放電とによって帯電作用を行い、感
光体ドラム１０に対し一様な電位を与える。

【００１４】１２は感光体ドラム１０の軸方向に配列し
た発光素子ＬＥＤをアレイ状に一列に並べた露光素子１
２ａと等倍結像素子としてのセルフォックレンズ１２ｂ
とから構成される露光光学系で、別体の画像読み取り装
置によって読み取られた各色の画像信号がメモリより順
次取り出されて前記の各露光光学系１２にそれぞれ電気
信号として入力される。

【００１５】前記の各露光光学系１２は何れも装置本体
の基板に対し固定した柱状の支持部材２０に取り付けら
れて前記感光体ドラム１０の基体内部に収容される。

【００１６】１３（Ｙ）ないし１３（Ｋ）はイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および黒色
（Ｋ）の各現像剤を収容する現像装置で、それぞれ感光
体ドラム１０の周面に対し所定の間隙を保って同方向に
回転する現像スリーブ１３０を備えている。

【００１７】前記の各現像装置１３は、前述した帯電器
１１による帯電，露光光学系１２による像露光によって
形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を現像バイア
ス電圧の印加により非接触の状態で反転現像する。本発
明の現像装置１３については後に詳しく説明する。

【００１８】次に本装置におけるカラー画像形成装置の
プロセスについて説明する。

【００１９】本装置とは別体の画像読み取り装置におい
て、撮像素子により読み取られた原稿画像の画像データ
あるいは、コンピュータで編集された画像データを、
Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫの各色別の画像信号として一旦メモ
リに記憶し格納される。

【００２０】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タの始動により駆動歯車が回動して感光体ドラム１０を
時計方向へと回転し、同時に帯電器１１（Ｙ）の帯電作
用により感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。

【００２１】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、前記の露光光学系１２（Ｙ）において第１の色信号
すなわちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号
による露光が開始されドラムの回転走査によってその表
面の感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応す
る静電潜像を形成する。

【００２２】前記の潜像は現像装置１３（Ｙ）により現
像スリーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感
光体ドラム１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像
が形成される。

【００２３】次いで感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電器１１（Ｍ）の帯電
作用により電位を付与され、露光光学系１２（Ｍ）の第
２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応す
る電気信号による露光が行われ、現像装置１３（Ｍ）に
よる非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）の
トナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合
わせて形成される。

【００２４】同様のプロセスにより帯電器１１（Ｃ）、
露光光学系１２（Ｃ）、現像装置１３（Ｃ）によって、
さらに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、また帯電器１１（Ｋ）、露光光学系１２（Ｋ）、現
像装置１３（Ｋ）によって第４の色信号に対応する黒色
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー
像が形成される。

【００２５】これ等各露光光学系による感光体ドラム１
０の有機感光層に対する露光はドラムの内部より前述し
た透明の基体を透して行われる。従って第２，第３及び
第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成さ
れたトナー像の影響を全く受けることなく行われ、第１
の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形成するこ
とが可能となる。また後に説明する各現像装置１３によ
る現像作用に際しては、現像装置１３の収容するトナー
とキャリアとからなる２成分現像剤によるジャンピング
現像が行われて、透明電導層を接地する感光体ドラム１
０に対してトナーと同極性の直流バイアスを印加して、
露光部にトナーを付着させる非接触の反転現像が行われ
るようになっている。

【００２６】かくして感光体ドラム１０の周面上に形成
されたカラーのトナー像は転写器１４Ａにおいて給紙カ
セット１５より搬送されタイミングローラ１６の駆動に
よって同期して給紙される転写紙に転写される。

【００２７】トナー像の転写を受けた転写紙は、除電器
１４Ｂにおいては帯電の除去を受けてドラム周面より分
離し、定着装置１７においてトナーを溶着したのち排紙
ローラ１８を介して装置上部のトレイ上に排出される。

【００２８】一方、転写紙を分離した感光体ドラム１０
はクリーニング装置１９において残留トナーを除去、清
掃して原稿画像のトナー像の形成を続行するか、もしく
は一旦停止して新たな画像のトナー像の形成に備える。

【００２９】このカラー画像形成装置では、ＬＥＤ等を
用いた露光光学系１２を感光体ドラム１０の内側に配置
し、露光光学系１２による像露光位置を図１に示すよう
に、現像ケーシング１３８内で現像スリーブ１３０の上
流側に設けていて、感光体ドラム１０の回転中心と現像
スリーブ１３０の回転中心Ｏとを結ぶ中心線をｐとする
と、この中心線ｐ上に現像中心Ｐ₀がある。現像中心Ｐ₀
から上流側の現像ケーシング１３８の端面までの感光体
ドラム１０上の距離をＬ₁、現像中心Ｐ₀から像露光位置
までの感光体ドラム１０の距離をＬ₂、現像中心Ｐ₀から
の現像が行われる現像域の半幅（感光体ドラム１０の周
面方向の長さの１／２）をｗ₀、感光体ドラム１０に塗
布された有機感光体の電位低下時間をＴ、プロセススピ
ードすなわち感光体ドラム１０の周速をｖとする時、Ｌ₁＞Ｌ₂＞ｖＴ＋ｗ₀ の関係に設定されるのが好ましい。

【００３０】ここで本実施例においては、Ｌ₁及びＬ₂は
３〜３０ｍｍの間に設定する。またプロセススピードｖ
は３０〜３００ｍｍ／ｓｅｃの間にある。また本実施例
で用いられる有機感光体の電位低下時間Ｔは、実験的に
容易に求められるが、０．１ｓｅｃ以下である。また現
像域の半幅ｗ₀は通常１〜２ｍｍの間にある。

【００３１】従ってプロセススピードｖが３０〜３００
ｍｍ／ｓｅｃで電位低下時間Ｔが０．１ｓｅｃのとき
は、ｖＴ＋ｗ₀＝４〜３２ｍｍとなりプロセススピード
ｖが３０〜３００ｍｍ／ｓｅｃで電位低下時間Ｔが０．
０５ｓｅｃのときは、ｖＴ＋ｗ₀＝２．５〜１７ｍｍと
なり、Ｌ₂＞４〜３２ｍｍ、又はＬ₂＞２．５〜１７ｍｍ
の条件を満たす位置で像露光を行うよう構成すること
で、図５に示すように感光体電位が充分電位低下し、先
に現像されたトナー像が像形成体上に安定して付着した
状態で、次の現像がその上に行われることとなる。

【００３２】前記図３の本発明の現像装置１３（Ｙ）〜
１３（Ｋ）には、２成分現像剤を収容する現像装置が用
いられるが、同一の構成からなるので、単に１３の符号
を付することにする。

【００３３】また本発明の現像装置を用いるカラー画像
形成装置として、像形成体が透明基体を有したドラム状
のものについて述べたが、ベルト状の像形成体を有する
カラー画像形成装置についても同様に用いることができ
る。

【００３４】図１は本発明の２成分現像剤を収納する現
像装置の一例を示す概略断面図で、図１（ａ）は露光光
学系１２との位置関係を示し、図１（ｂ）は現像領域近
傍の拡大図である。

【００３５】図１（ａ）において、１３０は現像剤搬送
体である現像スリーブで、アルミニウム等の非磁性材料
からなり表面を、例えばサンドブラスト法等の表面処理
により粗に加工されていて図の矢示方向に回転可能であ
る。１３１は現像スリーブ１３０の内部に固設された複
数のＮ，Ｓ磁極を周方向に有する磁石体である磁石ロー
ルで、磁石ロール１３１の一つの磁極１３１ａは現像ス
リーブ１３０と感光体ドラム１０との最近接位置近傍の
現像域の中に配設され、これを主磁極ということにす
る。主磁極１３１ａの現像スリーブ１３０回転上流側に
隣接する磁極を１３１ｂとする。この回転する現像スリ
ーブ１３０と磁石ロール１３１とで現像剤搬送機能を発
揮する。磁石ロール１３１の主磁極１３１ａを含む各磁
極は現像スリーブ１３０の表面で５００〜１，５００ガ
ウスの磁束密度に磁化されており、その磁力によって現
像スリーブ１３０上に現像剤Ｄの層すなわち、磁気ブラ
シを形成する。この磁気ブラシは現像スリーブ１３０の
回転によって同方向に移動し現像域に搬送される。１３
２は回転する現像スリーブ１３０の現像域上流側に設け
られ、現像域へ搬送される現像剤量を規制する規制部
材、１３３は現像を終えて現像スリーブ１３０に付着す
る現像剤Ｄを掻き取る掻き取り部材、１３４は現像剤Ｄ
を撹拌しながら現像スリーブ１３０に供給するファーブ
ラシ、スポンジ等からなる供給部材、１３５は現像剤Ｄ
を撹拌して現像剤であるトナーを均一に帯電する撹拌ス
クリュー、１３８は現像ケーシング、１３９は制御電極
８０の支持部材８１の基部を現像ケーシング１３８に固
定するため現像ケーシング１３８に設けられた支持部、
８８，８９は制御電極８０の支持部材８１を支持部１３
９に固定するための押さえ板と止めネジである。

【００３６】図１（ｂ）に示す現像装置１３において、
ｇ₀は現像スリーブ１３０と感光体ドラム１０の最近接
距離で、現像スリーブ１３０上に形成される現像剤Ｄの
磁気ブラシが感光体ドラム１０の表面に接触せず適正な
間隙を保つように、現像スリーブ１３０と規制部材１３
２の当接力・間隙及びｇ₀は調整される。

【００３７】また、８０は電圧印加可能な電極部８２を
有し、現像域の上流側に現像剤Ｄの層に当接するよう設
けた電気的絶縁材よりなる絶縁性部材８３と、さらに電
極部８２の上流側に絶縁性部材８３を支持するために結
合される支持部材８１よりなる制御電極で詳細は後述す
る。電極部８２は金属等の導電性材料からなり絶縁性部
材８３の先端部上に線状に一体に設けられる。

【００３８】さらに、現像スリーブ１３０には直流と交
流とが重畳した現像バイアス電圧が印加され、感光体ド
ラム１０と最も近接した現像域において、非接触の状態
で反転現像が行われる。

【００３９】現像スリーブ１３０に印加される現像バイ
アス電圧は、直流電源Ｅ₁と交流電源Ｅ₂により直流成分
に交流成分を重畳した交流バイアス電圧であり、保護抵
抗Ｒ₁を介して印加される。さらに、電極部８２には直
流電源Ｅ₃から直流成分のみのバイアス電圧が保護抵抗
Ｒ₂を介して印加される。電極部８２には、現像剤中の
トナーと同極性の直流電圧を印加するのがトナー付着防
止の観点から好ましい。

【００４０】以上の現像装置１３では、上記交流バイア
ス電圧を現像スリーブ１３０に印加することによって、
制御電極８０の電極部８２と現像スリーブ１３０との間
に第１の振動電界と、感光体ドラム１０と現像スリーブ
１３０との間に第２の振動電界を発生させる。この交流
バイアス電圧は現像スリーブ１３０のみに印加されてい
るため、前記第１の振動電界と第２の振動電界は同位相
となり、トナー粒子を第１の振動電界から第２の振動電
界に円滑に移行させる。

【００４１】また、電極部８２は感光体ドラム１０より
現像スリーブ１３０に近接して設けてあるため第１の振
動電界の強さが第２の振動電界の強さより大となる。

【００４２】上記第１の振動電界によってその電気力線
に直角の方向に、電極部８２付近に達した現像剤Ｄのト
ナー粒子を振動させキャリアから分離飛翔させ、トナー
を雲霞状にし、いわゆるトナークラウドを十分に発生さ
せることができる。このトナークラウドは第２の振動電
界によって感光体ドラム１０上の潜像に向う飛翔を助け
られ高効率で均一な現像が行われる。

【００４３】現像スリーブ１３０に印加されるバイアス
電圧の交流成分の周波数は１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚ、特
に１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚであることが好ましい。

【００４４】以上の交流成分は波形が正弦波に限らず、
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、電圧値は高い程現像剤Ｄを振動させるようにな
って、トナー粒子の分離飛翔が行われ易くなるが、反
面、カブリや落雷現象のような絶縁破壊が発生し易くな
る。カブリの発生は直流成分で防止し、絶縁破壊は、現
像スリーブ１３０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によって防止す
ることができる。

【００４５】以上の現像装置１３を用いた前記カラー画
像形成装置において、感光体ドラム１０の感光体として
負に帯電させるＯＰＣを用いて反転現像が行われ、感光
体が例えば−８５０Ｖに帯電され、画像部最大濃度部の
電位を−５０Ｖとすると、電極部８２には−７５０Ｖ、
現像スリーブ１３０には−７５０Ｖの直流電圧に交流電
圧を重畳した交流バイアス電圧が好ましく印加される。

【００４６】ここで、現像スリーブ１３０に印加する交
流成分のゼロ・ピーク電圧（Ｖ_0-P）は、図１（ｂ）に
示した感光体ドラム１０と現像スリーブ１３０の最近接
距離ｇ₀（ｍｍ）、前記電極部８２の現像スリーブ１３
０からの高さｈ（ｍｍ）、現像剤中のトナーの体積平均
粒径Ｄ₅₀（μｍ）、該トナーの平均帯電量の絶対値をＱ
₂（μＣ／ｇ）とした場合に、２成分現像剤を用いる現
像装置１３に適する電圧は、３００・Ｑ₂・Ｄ₅₀・ｇ₀＞Ｖ_0-P＞５・Ｑ₂・Ｄ₅₀・ｈで、特に２００・Ｑ₂・Ｄ₅₀・ｇ₀＞Ｖ_0-P＞１０・Ｑ₂
・Ｄ₅₀・ｈの範囲が好ましい。

【００４７】また、ｈは、現像スリーブ１３０や感光体
ドラム１０への放電防止、現像性確保の点から、いずれ
の現像装置においてもｈ＝（０．２〜０．６）×ｇ₀ であることが好ましい。

【００４８】次に、本発明の現像装置１３に用いられる
制御電極８０の構成について説明する。

【００４９】制御電極８０は、図６に示すように、電極
部８２を支持するセラミック等の絶縁性部材からなる絶
縁性部材８３と、その絶縁性部材８３を支持する支持部
材８１とからなる。絶縁性部材８３は支持部材８１に、
接着剤等により結合され一体化される。支持部材８１の
基部は押さえ板８８によって現像ケーシング１３８の支
持部１３９に固定される。

【００５０】このような構成により、制御電極８０の電
極部８２は弾性の高い絶縁性部材８３により支持され、
さらに、電極部８２の近くまで直線性の高い支持部材８
１により支持されるので、絶縁性部材８３は現像スリー
ブ１３０上の現像剤Ｄ層に極めて均一に面接触し、現像
剤Ｄ層が均一になる。

【００５１】支持部材８１は図６（ａ）及び図６（ｂ）
に示すように、絶縁性部材８３の上面又は下面のいずれ
に結合してもよい。

【００５２】（支持部材８１の材質）支持部材８１の材
質は、直線性が高く、かつ弾性を有する金属薄板が好ま
しい。例えば、後述する線状電極に用いる金属や合金を
用いることができるが、特にこれらのうち、コスト、可
撓性の観点からステンレス（ＳＵＳ）の薄板を用いるこ
とが好ましい。

【００５３】支持部材８１の厚さは、材質にもよるが、
絶縁性部材８３との結合の容易さを考慮して、０．０５
ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。０．０５ｍｍより薄いと絶縁
性部材８３と結合するとき、しわ、歪みが発生し易くな
り、１ｍｍより厚くなると、弾性が失われ、制御電極８
０の設定の自由度が狭くなる。

【００５４】支持部材８１に適した他の材質として、下
記のようなセラミック系の材料を用いることができる。

【００５５】アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）系、単結晶サファイ
ア（Ａｌ₂Ｏ₃）、フォルステライト（２ＭｇＯ／ＳｉＯ
₂）系、ステアタイト(ＭｇＯ／ＳｉＯ₂）系、ジルコン
（ＺｒＯ₂・ＳｉＯ₂）系、コージライト（２ＭｇＯ・２
Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）系、チタニア系、炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）系、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）系、ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ₂）系、サーメット系の各セラミック。

【００５６】上記セラミックには、適当な弾性を与える
ために、５〜２０重量％の樹脂を含有させたものを用い
てもよい。

【００５７】支持部材８１に上記金属薄板を用いる場
合、現像スリーブ１３０に印加するバイアス電圧や感光
体電位のリークを防止するために、金属薄板はフッ素系
樹脂等により絶縁被覆することが好ましい。特に図６に
２点鎖線で示すように、制御電極８０の少なくとも現像
スリーブ１３０側（絶縁性部材８３と支持部材８１）の
面は、以下のフッ素系樹脂からなるコーティング材８０
ｂをコーティングすることが好ましい。

【００５８】（コーティング材）４フッ化エチレン樹
脂、４フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニールエ
ーテル共重合体、４フッ化エチレン・６フッ化プロピレ
ン共重合体、３フッ化１塩化エチレン樹脂、エチレン・
４フッ化エチレン共重合体、２フッ化ビニリデン樹脂、
１フッ化ビニル樹脂、６フッ化プロピレン・２フッ化ビ
ニリデン共重合体、フッ化ビニリデン、フッ化ビニリデ
ン・６フッ化プロピレン共重合体（フッ素ゴム）等。

【００５９】上記フッ素系樹脂を、サスペンジョン又は
溶剤に溶解させて制御電極８０上の塗布面（現像スリー
ブ１３０側）に塗布して乾燥（室温〜２００℃で）させ
るか、粉体のまま、制御電極８０上の塗布面に散布し加
熱して固着させる。制御電極８０の熱による歪みの発生
を防止する観点から、前者のサスペンジョンによる塗布
方法が好ましい。

【００６０】上記サスペンジョンには、フッ素系樹脂の
他、界面活性剤、乳化剤、フッ素樹脂を固定化するため
のバインダー樹脂が含まれていてもよい。

【００６１】上記バインダー樹脂としては、アクリル
系、エポキシ系、フェノール系、エチレン系、アミドイ
ミド系、ウレタン系、シリコーン、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリエーテルサルフォン樹脂等が好ましく用
いられる。

【００６２】（コーティングの厚さ）コーティング材８
０ｂの厚さは制御電極８０自体の厚さにもよるが、概ね
５μｍ〜１００μｍが好ましい。

【００６３】以上のようなコーティングを制御電極８０
に施すことで、現像剤Ｄ中のトナーの融着を、フッ素樹
脂の低表面エネルギーによって防止することができる。

【００６４】絶縁性部材８３は狭い現像域の空間に設置
できるよう薄く、かつ制御電極８０の全体（特に電極部
８２）の直線性を保持するために、絶縁性部材８３は下
記のような材料よりなることが好ましい。

【００６５】（絶縁性部材８３の材質）絶縁性部材８３
としては例えば、ポリエステル、ポリイミド、ガラスエ
ポキシ、エチレン−４フッ化エチレン共重合体、４フッ
化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体、ポリ４フッ
化エチレン、ポリアミドイミド、ポリスルホン、トリア
ジン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン
等の絶縁性樹脂、又はこれらをガラス繊維等で強化した
複合材料の他、紙、紙フェノール、ワニス、シリコンゴ
ム等の材料、また、セラミック系の材料として、アルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃）系、単結晶サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）、フ
ォルステライト（２ＭｇＯ／ＳｉＯ₂）系、ステアタイ
ト(ＭｇＯ／ＳｉＯ₂）系、ジルコン（ＺｒＯ₂・Ｓｉ
Ｏ₂）系、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５Ｓ
ｉＯ₂）系、チタニア系、炭化珪素（ＳｉＣ）系、窒化
珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）系、ジルコニア（ＺｒＯ₂）系、サーメ
ット系の各セラミックを用いることができる。

【００６６】絶縁性部材８３に適当な弾性を付与するた
めに、上記セラミックには５〜２０重量％の樹脂を含有
させたものを用いても良い。また、現像スリーブ１３０
側の面の表面粗さを小さくするために、絶縁性部材８３
の表面は研磨処理されていることが望ましい。

【００６７】（電極部８２の形成法）上記の絶縁性部材
８３に電解銅箔、焼きなまし電解銅箔、ベリリウム銅箔
等を接着剤によって貼り付け、従来公知のフォトポリマ
ーを用いたフォトエッチング法、スクリーン印刷による
エッチングレジスト構成法により、絶縁性部材８３上に
必要な電極部８２を形成する。この他、導電性インキを
凸版、孔版、凹版、平版によって電極部８２に対応して
印刷する方法や、金属を蒸着する方法を用いることがで
きる。

【００６８】図７（ａ）は電極部８２の下流先端と絶縁
性部材８３の下流先端が一致する例、図７（ｂ），
（ｃ）は絶縁性部材８３の先端部にガラスエポキシ板等
の絶縁材よりなるひさし部材８４を接着剤等により接着
し、その絶縁性部材８３とひさし部材８４との間に電極
部８２を形成した例を示し、また図７（ｄ）は上記ひさ
し部材８４の先端下面に電極部８２を形成した例を示し
ている。

【００６９】制御電極８０の電極部８２は、また、図８
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、断面が
円形又は四辺形の線状電極を、絶縁性部材８３の先端部
に接着剤等を用いて接着して、電極部８２を形成するこ
とができる。さらに、図８（ｅ）に示すように、絶縁性
部材８３の先端部に切り込み８３ａを設け、そこに線状
電極を埋め込んで電極部８２を形成することもできる。
またさらに図８（ｆ），（ｇ）に示すように、絶縁性部
材８３の先端部にひさし部材８４を設け、そのひさし部
材８４の先端下面に線状電極を接着して電極部８２を設
ける構成としてもよい。

【００７０】（線状電極の材質）上記線状電極の材質
は、銅、銅−亜鉛、銅−カドミウム、リン青銅、銅−ベ
リリウム、コルソン合金、アルミニウム、アルミニウム
合金、タンタル、タングステン、ニッケル、モリブデ
ン、ステンレス鋼、金、チタン、クロム、パラジウム、
銀等の金属、酸化銅等の金属酸化物、ガラスに銅粉、グ
ラファイト、ニッケル、銀等をコーティングした複合
物、又はグラファイト、カーボン繊維等の導電性材料を
用いることができる。これらの材料は、放電防止、防
錆、強度付与のため、絶縁被覆されていることが望まし
い。

【００７１】電極部８２の感光体ドラム１０の周方向の
長さは、現像スリーブ１３０の径や搬送速度にもよる
が、０．０５〜５ｍｍ、特に０．１〜１ｍｍが好まし
い。０．０５ｍｍ以下では充分なトナークラウドを発生
させることができず、５ｍｍ以上ではトナーが振動によ
って帯電し、過剰帯電となるため現像性が低下する。

【００７２】制御電極８０は現像スリーブ１３０上に現
像剤Ｄが搬送されると、図１１（ａ），（ｂ）に示すよ
うに絶縁性部材８３と現像スリーブ１３０との間に現像
剤Ｄが入り込むため、若干湾曲して絶縁性部材８３は現
像スリーブ１３０に対して若干間隙を有して対峙するか
殆ど間隙のない状態、すなわち現像スリーブ１３０に当
接／近接の状態で現像スリーブ１３０に対峙するように
なる。

【００７３】制御電極８０の電極部８２と絶縁性部材８
３との厚みの和ｔ（図６参照）は、感光体ドラム１０と
現像スリーブ１３０との最近接距離である現像間隙をｇ
₀（ｍｍ）とすると、（１／１０）ｇ₀＜ｔ＜（２／３）ｇ₀ であることが好ましい。

【００７４】ｔが（２／３）ｇ₀以上では、電極部８２
の上に感光体である誘電体が接近するため、電極部８２
上部では電界強度が強くなり電極部８２に高いバイアス
電圧を印加した時に、潜像を乱したり、多色画像形成時
に像形成体である感光体ドラム１０上の他色トナーを引
きはがす恐れがある。

【００７５】ｔが（１／１０）ｇ₀以下では、電極部８
２が感光体ドラム１０から離れるため、電界が弱まり充
分なトナークラウドが形成されない。また、絶縁性部材
８３が薄くなりその剛性が低くなり割れ易くなる。

【００７６】制御電極８０の厚みは、マイクロメータ
（ミツトヨ製、Ｍ３２０−２５Ａ）によって、制御電極
８０の現像スリーブ１３０の回転軸方向について２０点
測定して値の平均値を制御電極８０の厚みｔとした。

【００７７】図９は電極部８２の幅と現像域の幅との関
係を示す図である。図９において、Ｗ₃は電極部８２の
幅（現像スリーブ１３０の軸方向の長さ）、Ｗ₄は現像
スリーブ１３０上の現像域の軸方向の幅（現像剤層の
幅）とすると、Ｗ₃＞Ｗ₄として、電極部８２に直流電圧
を印加するためのターミナル部８２ａも、現像域の幅Ｗ
₄より外側になる部分に設け、不要なトナークラウドの
発生を防止する。

【００７８】さらに、現像スリーブ１３０の表面粗さＲ
z₁（μｍ）と絶縁性部材８３の現像スリーブ１３０に対
向する面の粗さＲz₂（μｍ）は、Ｒz₂≧Ｒz₁になると、
現像スリーブ１３０上に搬送される現像剤Ｄが絶縁性部
材８３に搬送を阻害されて、現像域へのトナー搬送量が
低下し画像濃度低下を起こす。Ｒz₁は０．２μｍ〜２０
μｍの範囲、Ｒz₂は０．０２μｍ〜５．０μｍの範囲に
あるのが、良好な搬送性と、画像乱れのない、高い濃度
の画像を得るのに好ましい。なお、表面粗さＲzはＪＩ
ＳＢ０６０１に準じ、ミツトヨ製Ｓｕｒｆｔｅｓｔ
−４０２を用いて、基準長さ２５ｍｍで測定を行った。

【００７９】次に、現像剤Ｄについて説明する。

【００８０】２成分現像剤を用いる現像装置１３は、像
形成体である感光体ドラム１０に対して非接触に保ち、
第１及び第２の振動電界によってトナークラウドを発生
させ、感光体ドラム１０への分離飛翔を向上させ、静電
像への選択吸着性を向上させ、キャリア粒子の感光体ド
ラム１０への付着を防止し、従ってトナー粒子やキャリ
ア粒子に微粒子のものを用いることを可能にして、高画
質画像の現像が行われるようになるが、次のようなトナ
ーとキャリアからなる現像剤Ｄを用いることが好まし
い。

【００８１】（キャリア）一般に磁性キャリア粒子は平
均粒径が大きいと、現像スリーブ１３０上に形成される
磁気ブラシの穂の状態が粗くなるために、電界により振
動を与えながら静電潜像を現像しても、トナー像にムラ
が現れ易く、穂におけるトナー濃度が低くなるので高濃
度の現像が行われない等の問題点がある。この問題点を
解消するには、磁性キャリア粒子の平均粒径ｄｃを小さ
くすればよく、実験の結果体積平均粒径ｄｃが１０〜６
０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍであると上記問題点
は発生しないことが判明した。

【００８２】ｄｃが１０μｍ以下であると、キャリアを
十分に磁化させることが困難で、トナー粒子と共に感光
体ドラム１０表面に付着するようになったり、飛散し易
くなる。

【００８３】また、ｄｃが６０μｍ以上になると、キャ
リアの比表面積が小さくなるため、トナーを十分に帯電
することができない。また、被覆率が高くなるためトナ
ー飛散も起こり易くなる。

【００８４】上記体積平均粒径ｄｃは、湿式分散機を備
えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＲＯＳ」（Ｓ
ＹＭＰＡＴＥＣ社製）により測定される。先ず、湿式分
散機で磁性粒子数１０ｍｇを界面活性剤と共に水５０ｍ
ｇに分散させ、次いで超音波ホモジナイザー（出力１５
０Ｗ）で発熱による再凝集が起こらぬよう注意しなが
ら、１〜１０分間分散する前処理を行った後に測定した
値である。

【００８５】キャリアの磁化の強さ（最大磁化)は、５
〜６０ｅｍｕ／ｇ、好ましくは１０〜４０ｅｍｕ／ｇで
ある。この強さは現像スリーブ８１上の磁束密度にもよ
るが、現像スリーブ８１の一般的な磁束密度が５００〜
１，２００ガウスにおいては、５ｅｍｕ／ｇ未満では磁
気的な束縛力が働かずキャリア飛散の原因となる。ま
た、６０ｅｍｕ／ｇを超えるとキャリアの穂立ちが高く
なり過ぎ、感光体ドラム１０と非接触状態を保つことが
困難になる。

【００８６】キャリアの磁化の強さの測定は、キャリア
粒子を０．２５ｃｍ×３ｃｍ²の試料セルにタッピング
しながら充填した後、試料をピックアップコイルに付け
て磁化器にセットし、直流磁化特性自動記録装置「ＴＹ
ＰＥ３２５７」（横河北辰電機社製）を用いてＸ−Ｙレ
コーダにヒステリシスカーブを描かせることにより行わ
れる。

【００８７】このような磁性キャリアは、磁性体として
従来の磁性キャリアにおけると同様の、鉄，クロム，ニ
ッケル，コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や
合金、例えば、四三酸化鉄，γ−酸化第二鉄，二酸化ク
ロム，酸化マンガン，フェライト，マンガン−銅系合
金、といった強磁性体の球形化された粒子、又はそれら
の球形磁性体粒子の表面をスチレン系樹脂，ビニル系樹
脂，エチル系樹脂，ロジン変性樹脂，アクリル系樹脂，
ポリアミド樹脂，エポキシ系樹脂，ポリエステル系樹
脂，シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等の単独、又は共重
合体で球形に被覆することで得られる。

【００８８】また、これらの樹脂の中に、磁性体微粒子
を分散して含有させた、いわゆる樹脂分散型キャリアも
用いることができる。この場合、キャリアの形状が不定
形となるために、比表面積が増大し、現像に必要な充分
なトナー量を、より低い表面被覆率で得ることができ、
トナー飛散が起こりにくく、現像安定性の面から好まし
い。

【００８９】（トナー）一般にトナー粒子は、平均粒径
が小さくなると、定性的に粒径の二乗に比例して帯電量
が減少し、相対的にファンデルワールス力のような付着
力が大きくなって、飛散し易くなり、カブリが発生し易
くなる。そして、平均粒径が１０μｍ以下になると、こ
の問題が顕著に現れるようになる。その点を本発明の現
像装置では現像を二重の振動電界下で行うことで解消す
るようにしている。

【００９０】トナーの体積平均粒径Ｄ₅₀（μｍ）が大き
くなると、既に触れているように、画像の荒れが目立つ
ようになる。Ｄ₅₀が１０μｍ以下の微粒子化したトナー
を用いると、解像力は格段に向上して、濃淡差も忠実に
再現した鮮明な高画質画像を与えるようになる。Ｄ₅₀が
２０μｍ以上では、画質の低下を生じ、１μｍ以下にな
ると、帯電不良、飛散等が起こり易くなる。

【００９１】以上の理由からトナーの体積平均粒径Ｄ₅₀
は１〜２０μｍ、好ましくは４μｍ＜Ｄ₅₀＜８μｍであ
る。また、Ｄ₅₀が８μｍより大きい場合は粒径が大きく
解像力が不足し、Ｄ₅₀が４μｍより小さい場合は凝集力
が大きく、摩擦帯電不良となり易い。

【００９２】ここで、平均粒径に用いた体積平均粒径Ｄ
₅₀はコールターカウンターＴＡ-II型（アパーチャー１
００μｍ、コールター社製）で測定された。

【００９３】また、トナー粒子が電界に追随するため
に、トナー粒子の帯電量の絶対値は、、２成分現像剤に
おいては、特に３〜５０μＣ／ｇにするのが現像性確
保、カブリや飛散防止の観点から望ましい。特に粒径の
小さい場合は高い帯電量が必要である。

【００９４】ここで２成分現像剤中のトナーの平均帯電
量Ｑ₂は、２ｃｍ×５ｃｍの導電性板を、直径２０ｍｍ
の現像スリーブ１３０を有する現像装置１３に、最近接
距離０．７ｍｍで対向させ、この現像スリーブ１３０に
直流（ＤＣ）と交流（ＡＣ）の重畳電圧（例えばＤＣ；
１０００Ｖ、ＡＣ；ゼロ・ピーク電圧７５０Ｖ、周波数
８ｋＨz）を印加して、前記導電性板上に現像剤Ｄのト
ナーで現像し、このトナーで現像された導電性板をファ
ラデーゲージに接続してトナーを窒素ガスによって吹き
飛ばし、このとき飛ばされたトナーの電荷量と重量とを
測定することにより得られる値である。

【００９５】このようなトナーのバインダー樹脂として
は、スチレン系樹脂，ビニル系樹脂，エチル系樹脂，ロ
ジン変性樹脂，アクリル系樹脂，ポリアミド樹脂，エポ
キシ樹脂，ポリエステル樹脂や、これらのスチレン−ア
クリル系樹脂等の共重合体樹脂又は混合した樹脂等が好
ましい。これらの樹脂にカラー顔料等の着色成分や、必
要に応じて帯電制御剤、ワックス等の離型剤等を加え
て、従来公知の粉砕造粒法，懸濁重合法，乳化重合法等
のトナー製造方法と同等の方法によって作ることができ
る。

【００９６】（現像剤）本発明の現像装置１３に用いる
２成分現像剤Ｄとしては、以上述べたような球状のキャ
リア粒子とトナーとが従来の２成分現像剤におけると同
様の割合で混合した現像剤が好ましく用いられるが、キ
ャリアとして、一般のコーティングキャリア（密度５〜
８ｇ／ｃｍ³）を使用した場合、現像剤中のトナー濃度
は２〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。

【００９７】２重量％より小であると、現像に必要なト
ナー数が確保できなく、被覆率が低下するため帯電過
剰、現像性低下を招く。

【００９８】３０重量％より大であると、被覆率が大と
なり、帯電不良、トナー飛散が起こり易くなる。

【００９９】ただし、現像剤中のキャリアとして前述し
たような密度の比較的軽い（２〜４ｇ／ｃｍ³）樹脂分
散型キャリアを用いた場合の現像剤中のトナー濃度は、
一般の樹脂被覆キャリアを用いる場合よりもやや高く、
５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％とす
るのがよい。

【０１００】〔比較実験〕図１に示した現像装置１３を
備えた図３に示したカラー画像像形成装置を用い、感光
体ドラム１０はアクリル樹脂からなる透明基体上にＯＰ
Ｃを塗布したもので、その周速（プロセススピードｖ）
は１８０ｍｍ／ｓｅｃ．、感光体ドラム１０上に形成さ
れた静電潜像の最高電位は−８５０Ｖ（非画像部電
位）、最低電位は−５０Ｖ（画像部電位）、現像スリー
ブ１３０の外径２０ｍｍ、現像スリーブ１３０の回転数
１７２ｒｐｍ、現像スリーブ１３０の表面粗さＲ_z1＝
１．２μｍ、Ｌ₁＝１２ｍｍ，Ｌ₂＝１５ｍｍ、Ｔ＝０．
０５ｓｅｃ、ｗ₀＝１．５ｍｍ、ｇ₀＝０．５ｍｍ、ｈ＝
０．１８ｍｍである。

【０１０１】（制御電極）図１０に示す構成と寸法のも
ので、絶縁性部材８３として厚さ０．１ｍｍのガラスエ
ポキシ板を用い、図１０に図示したように、電極部８２
は、周方向の幅０．５ｍｍ、厚さ０．０２ｍｍの銅泊を
用いてラミネートエッチング法によって形成した。この
絶縁性部材８３の電極部８２の反対側を厚さ０．１ｍｍ
の支持部材８１に接着剤８７を介して結合し、さらに、
この制御電極８０の現像スリーブ１３０側の面に、バイ
ンダーとしてポリエチレンを用いた４フッ化エチレン樹
脂のサスペンジョンを塗布して約１２０℃で乾燥させ
た。コーティングの膜厚は１５μｍであった。現像スリ
ーブ１３０側の表の面粗さはＲ_z＝１．１μｍである。
このような構成の制御電極８０を、現像ケーシング１３
８の支持部１３９に押さえ板８８、止めネジ８９により
固設した。

【０１０２】比較実験に用いた現像剤キャリア：磁化の強さが２５ｅｍｕ／ｇの、球形フェラ
イト粒子に、メチルメタクリレート／スチレン共重合樹
脂を、表面被覆して得た球形キャリア。体積平均粒径は
４５μｍ。

【０１０３】トナー：スチレン−アクリル樹脂１００重
量部、カラー顔料１０重量部、ニグロシン１重量部を溶
融・混練した後、粉砕・分級して、体積平均粒径５．５
μｍのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナ
ーを得た。この各トナーに流動化剤としてコロイダルシ
リカをそれぞれ２．５重量部添加したものを実際には用
いた。

【０１０４】現像剤の調整これらのトナーとキャリアを、トナーの濃度が７ｗｔ％
となるように混合して現像剤を調整した。

【０１０５】帯電量Ｑ₂は、Ｙ；−２０．５μＣ／ｇ、
Ｍ；−２０．０μＣ／ｇ、Ｃ；−１９．７μＣ／ｇ、
Ｋ；−２１．５μＣ／ｇである。

【０１０６】以上説明した現像プロセス及び現像剤Ｄと
図１０に示す形状の制御電極８０を有する現像装置１３
を用い、制御電極８０の傾斜角α₁と制御電極８０の先
端８０ａの位置及び磁石ローラ１３１の主磁極１３１ａ
の位置とキャリア乗り上げの関係について実験（実験
１）した結果を説明する。

【０１０７】α₁は、現像スリーブ１３０の回転中心Ｏ
と感光体ドラム１０との最近接位置１３０ａとを結ぶ中
心線（この実施例では現像スリーブ１３０の回転中心と
感光体ドラム１０の回転中心とを結ぶ中心線ｐと一致す
る）と、制御電極８０の先端部の延長線（電極部８２を
有する絶縁性部材８３の延長線）とのなす角度である。
このα₁を表１に示すように変更し、これらの設定条件
で前述の現像プロセス、キャリア、トナーを用い、５万
枚のフルカラー画像記録（実験１）を行った。

【０１０８】

【表１】

【０１０９】なお、表中の搬送量（ｍｇ／ｃｍ²）は、
制御電極８０の傾斜角α₁を所定の値に設置した現像装
置を運転したのち、接着面積５ｃｍ²の接着テープを現
像スリーブ１３０の現像域に接着して現像剤Ｄを剥ぎ取
り、この接着テープの前後の重量差を接着面積で割って
求めた。実験結果によれば搬送量は７．０ｍｇ／ｃｍ²
以上あれば現像剤Ｄの必要搬送量は充分で、記録画像に
濃度ムラが発生しない。

【０１１０】キャリア乗り上げ（個数／ｍｍ²）は同じ
く現像装置を運転したのち、制御電極８０の感光体ドラ
ム１０側の面の１０カ所について１００倍の拡大写真を
撮影し、乗り上げたキャリアの個数を目視で数え平均値
を求めた。キャリア乗り上げは２０個数／ｍｍ²以下で
あれば縦スジ等が生じることがなく、記録画像に影響し
ないことを確認した。

【０１１１】表１に示す実験の結果から、８０°≦α₁≦１１０° とすることが必要条件であることが判明した。

【０１１２】α₁が上記範囲内にあるときは、電極部８
２付近に現像剤のキャリアが乗り上げても制御電極８０
の傾きと磁極の磁力によりキャリアが現象スリーブ１３
０へ引き戻されるため、キャリアの制御電極８０への乗
り上げが防止される。

【０１１３】α₁が８０°以下では制御電極８０の設置
が困難であると共に、搬送量が小となり記録画像に濃度
ムラが発生する。

【０１１４】α₁が１１０°以上ではキャリア乗り上げ
が大となる。

【０１１５】次に請求項２による発明について説明す
る。

【０１１６】図２は請求項２による発明を説明するため
の断面図である。図１と同一部分は同一符号が付されて
いるので詳細な説明は省略する。

【０１１７】図において、θ₁は現像スリーブ１３０の
回転中心Ｏを中心にした、前記最近接位置１３０ａと主
磁極１３１ａとの間の角度（ただし、角度θ₁は中心線
ｐより上流側を＋、下流側を−とする）、ｒ₁は現像ス
リーブ１３０の半径、ｗ₁は主磁極１３１ａと制御電極
８０の先端８０ａとの間の現像スリーブ１３０周面上の
弧の長さ、ｗ₂は主磁極１３１ａと主磁極１３１ａの上
流側に隣接する磁極１３１ｂとの間の現像スリーブ１３
０周面上の弧の長さである。

【０１１８】先ず、θ₁について実験（実験２）したと
ころ、下記のような値であると、記録画像にカブリが発
生せず、安定した現像性を得ることができた。

【０１１９】θ₁＝−１０°〜１０° 特にθ₁は、θ₁＝−１０°〜５°であることがより好ま
しい結果を得た。

【０１２０】なお上記のカブリについては１０００コピ
ー毎に出力画像の非画像部分の画像濃度を、画像濃度計
（ＭａｃｂｅｔｈＲＤ−９１８，Ｍａｃｂｅｔｈ社
製）により測定した。そして画像濃度０．０５以下をカ
ブリ良好と判断した。

【０１２１】（実験３）制御電極８０の傾斜角α₁＝９
０°として，主磁極１３１ａの角度θ₁、主磁極１３１
ａと制御電極８０の先端との間の弧の長さｗ₁，主磁極
１３１ａと主磁極１３１ａに隣接する上流側に隣接する
磁極１３１ｂとの間の現像スリーブ１３０周面上の弧の
長さｗ₂をそれぞれ変化させて実験を行った。なお実験
には現像スリーブ１３０の半径ｒ₁は１０ｍｍの現像装
置によって実験を行ったところ、表２に示す結果を得
た。

【０１２２】

【表２】

【０１２３】カブリ濃度については０．０５以上になる
と不良、また現像性については０．８ｍｇ／ｃｍ²以下
は画像濃度が薄くなって現像性不良と判断された。また
搬送量については７．０ｍｇ／ｃｍ²以上は濃度ムラの
発生は認められない。またキャリアの乗り上げは２０個
／ｍｍ²以下は画像に影響がないことが認められた。か
かるテストによって、 θ₁＝−１０°〜１０° ｗ₁＝（０．１〜０．５）×ｒ₁ ｗ₂＝（１．０〜２．０）×ｗ₁ の関係にあることが記録画像のカブリを防止し、安定し
た現像性が得られる必要条件であることが明らかとなっ
た（請求項２の発明）。

【０１２４】（実験４）現像スリーブ１３０の半径ｒ₁
を１０ｍｍとした現像装置によって、α₁，θ₁，ｗ₁，
ｗ₂を変化させ表３に示す条件で実験を行ったところ、
表４に示す結果を得た。

【０１２５】

【表３】

【０１２６】

【表４】

【０１２７】実験４の結果より、ｗ₁，ｗ₂については、ｗ₁＝（０．１〜０．５）×ｒ₁ ｗ₂＝（１．０〜２．０）×ｗ₁ であることが、記録画像のカブリを防止し、安定した現
像性を得られるとともに、キャリア乗り上げもなく好ま
しいことが判明した。

【０１２８】実験４の条件は傾斜角α₁も変更してお
り、この結果、８０°≦α₁≦１１０° であり、かつ、 θ₁＝−１０°〜１０° ｗ₁＝（０．１〜０．５）×ｒ₁ ｗ₂＝（１．０〜２．０）×ｗ₁ であることが、現像剤Ｄの搬送量も適度となり、制御電
極８０へのキャリア乗り上げもなく、記録画像にカブリ
のない、安定した高い現像性を得るより好ましい結果を
得ることが判明した（請求項３による発明）。

【０１２９】

【発明の効果】本発明によれば、２成分現像剤を用い、
現像域又は現像域上流部に、電圧印加可能な電極部を配
設してなる制御電極を有する現像装置において、（請求
項１による効果）制御電極の先端部の傾斜を適正にする
ことにより、キャリアの制御電極への乗り上げを防止
し、良好な現像性を確保し、記録画像の縦スジの発生を
防止して高画質の記録画像を安定して得られる現像装置
を提供することができた。

【０１３０】（請求項２による効果）主磁極の位置と、
主磁極の上流側に隣接する磁極位置及び制御電極の先端
位置を適正にすることにより、記録画像のカブリを防止
し、高い現像性を得、また制御電極へのキャリアの乗り
上げを防止し縦スジの発生を防止して高画質の記録画像
を安定して得られる現像装置を提供することができた。

【０１３１】（請求項３による効果）請求項１及び２の
条件を同時に有するようにしたことにより、より効果的
にキャリアの乗り上げ、縦スジ等を防止し、カブリのな
い良好な記録画像を極めて安定して得ることの可能な現
像装置を提供できることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２成分現像剤を用いる現像装置の一例
を示す概略断面図。

【図２】本発明の現像装置の請求項２の発明を説明する
断面図。

【図３】本発明の現像装置を備えたカラー画像形成装置
の一例を示す概略断面図。

【図４】図３の感光体ドラム、支持部材及びカートリッ
ジを示す断面図。

【図５】像形成体の露光による電位低下を示すグラフ。

【図６】制御電極の構成を示す断面図。

【図７】制御電極の電極部近傍の構成を示す断面図。

【図８】制御電極の電極部近傍の他の構成を示す断面
図。

【図９】制御電極と現像剤搬送体との幅の関係を示す平
面図。

【図１０】比較実験に用いる制御電極の寸法・構成を示
す断面図。

【図１１】制御電極の設置状態を示す側面図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム（像形成体）１１スコトロン帯電器１２露光光学系１３現像装置８０制御電極８１支持部材８２電極部８３絶縁性部材８０ａ先端部１３０現像スリーブ（現像剤搬送体）１３１磁石ロール（磁石体）１３１ａ主磁極１３１ｂ隣接する磁極 α₁ 傾斜角Ｅ₁，Ｅ₃ 直流電源Ｅ₂ 交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者羽根田哲東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設し、２成分現像剤を現像域に搬送す
る現像剤搬送体を有し、該現像剤搬送体と、前記像形成
体との最近接位置近傍の現像域に前記磁極の１つである
主磁極を配置し、該現像域又は該現像域上流部に、電圧
印加可能な電極部を配設してなる板状の制御電極を有す
る現像装置において、前記現像剤搬送体の回転中心と前記最近接位置とを結ぶ
中心線と、前記制御電極の先端部を延長した延長線との
なす角度をα₁とするとき、８０°≦α₁≦１１０° を満足することを特徴とする現像装置。
【請求項２】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設し、２成分現像剤を現像域に搬送す
る現像剤搬送体を有し、該現像剤搬送体と、前記像形成
体との最近接位置近傍の現像域に前記磁極の１つである
主磁極を配置し、該現像域又は該現像域上流部に、電圧
印加可能な電極部を配設してなる板状の制御電極を有す
る現像装置において、前記現像剤搬送体の回転中心を中心にした、前記最近接
位置と主磁極との間の角度をθ₁、前記現像剤搬送体の
半径をｒ₁、前記主磁極と前記制御電極の先端との間の
前記現像剤搬送体周面上の弧の長さをｗ₁、前記主磁極
と該主磁極に隣接する上流側の磁極との間の前記現像剤
搬送体周面上の弧の長さをｗ₂とするとき、
θ₁＝−１０°〜１０° ｗ₁＝（０．１〜０．５）×ｒ₁ ｗ₂＝（１．０〜２．０）×ｗ₁ を満足することを特徴とする現像装置。
【請求項３】像形成体に対向し、内部に複数の磁極を
有する磁石体を固設し、２成分現像剤を現像域に搬送す
る現像剤搬送体を有し、該現像剤搬送体と、前記像形成
体との最近接位置近傍の現像域に前記磁極の１つである
主磁極を配置し、該現像域又は該現像域上流部に、電圧
印加可能な電極部を配設してなる板状の制御電極を有す
る現像装置において、前記現像剤搬送体の回転中心と前記最近接位置とを結ぶ
中心線と、前記制御電極の先端部を延長した延長線との
なす角度をα₁とするとき、８０°≦α₁≦１１０° を満足し、かつ前記現像剤搬送体の回転中心を中心にし
た、前記最近接位置と主磁極との間の角度をθ₁、前記
現像剤搬送体の半径をｒ₁、前記主磁極と前記制御電極
の先端との間の前記現像剤搬送体周面上の弧の長さをｗ
₁、前記主磁極と該主磁極に隣接する上流側の磁極との
間の前記現像剤搬送体周面上の弧の長さをｗ₂とすると
き、 θ₁＝−１０°〜１０° ｗ₁＝（０．１〜０．５）×ｒ₁ ｗ₂＝（１．０〜２．０）×ｗ₁ を満足することを特徴とする現像装置。