JPH1020656A

JPH1020656A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH1020656A
Application number: JP8177779A
Authority: JP
Inventors: Isao Endo; 勇雄遠藤
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】２成分現像剤接触現像法で、「放電ムラ」及
び「縦筋」を防止しながら、「がさつき」、「荒れ」、
「カブリ」及び「キャリア付着」を防止しつつ、「掃き
目」の発生を防ぎ、高画質な画像を安定して得られるよ
うにすること。【解決手段】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、トナーと前記トナーを担持する
磁性キャリアとを含む２成分現像剤を現像域に搬送する
現像剤搬送体と、前記現像剤搬送体に搬送される前記２
成分現像剤の層に当接又は近接する電気絶縁性部材から
なる絶縁部、及び、前記現像域又は現像域上流部に固定
された電圧印加可能な導電性部材からなる電極部を有す
る制御電極と、を有し、静電潜像が形成された前記像形
成体に前記現像域で前記２成分現像剤が接触してトナー
像を形成する２成分現像剤接触現像法による現像装置に
おいて、直流成分に対して非対称な波形の交流成分を断
続的に有する波形の印加電圧を前記現像剤搬送体に印加
し、直流電圧を前記電極部に印加することを特徴とする
現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２成分現像剤接触
現像法による現像装置及びこの現像装置を用いた画像形
成装置に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写機などの画像形成装
置において、トナーと前記トナーを担持する磁性キャリ
アとを含む２成分現像剤を用いた２成分現像剤接触現像
法が、広く用いられている。これは、現像剤搬送体中の
磁石体により、磁性キャリアの磁気ブラシを形成し、２
成分現像剤が静電潜像が形成された像形成体に現像域で
接触してトナー像を形成する現像方法である。

【０００３】しかし、従来の２成分現像剤接触現像法で
は、磁気ブラシ中の先端部のごく一部の現像剤しか現像
に関与できないので、現像効率が低いという欠点があ
る。そのため、良好な濃度の画像が得られるように、現
像域での現像剤充填率を高くしなければならないが、そ
のため、磁気ブラシが像形成体上のトナー層を擦ってし
まうため、トナー像にスジ状の「掃き目」が生じやすい
という欠点がある。

【０００４】そこで、特開昭６２−１１３１６０号で
は、２成分現像剤接触現像法で、現像域での現像剤充填
率を低く抑えて掃き目を防止し、現像部に振動電界を形
成して、現像効率の低下を防ぐ技術が開示されている。

【０００５】また、磁気ブラシが像形成体を擦って、ト
ナー像にスジ状の掃き目が生じることがないように、磁
気ブラシが像形成体と接触せずに、現像域上流部に固定
された電極部に交流電圧を印加することで、この電極部
と現像剤搬送体との間に振動電界を形成することにより
トナークラウドを形成して像形成体にトナーを供給して
現像する２成分現像剤接触現像法と異なる現像法である
２成分現像剤トナークラウド現像法が、特開昭６３−２
２６６７５号、特開昭６３−２２６６７８号、特開平１
−９４３６８号に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６２−
１１３１６０号では、現像剤充填率が低いために、現像
域での現像剤は極端に粗な状態であるため、像形成体の
潛像の像部分に現像されない部分が生じるために画像の
「ガサツキ」や「荒れ」が目立つようになり、また、現
像域で現像剤搬送体からトナーを引き剥がし飛翔させる
ための強い振動電界が形成されるために、接触している
現像剤中の磁性キャリアが像形成体に付着する「キャリ
ア付着」や、過剰なトナーの飛翔による「カブリ」が発
生しやすい欠点がある。

【０００７】また、２成分現像剤トナークラウド現像法
では、現像部と現像剤搬送体との間に一様に強い振動電
界が形成されるので、過剰なトナークラウドが現像部に
達し、像形成体上の非画像部にも余分なトナーが付着す
るいわゆる「カブリ」が発生しやすくなり、また、磁性
キャリアが像形成体に付着するいわゆる「キャリア付
着」が発生しやすくなり、また、磁性キャリアが電極部
の上に乗り上げ、乗り上げた磁性キャリアの影響による
像形成体への放電による像形成体上に形成されるトナー
像の「放電ムラ」や乗り上げた磁性キャリアが像形成体
を擦ることによる像形成体上に形成されるトナー像の
「縦筋」が発生したりする欠点を有する。

【０００８】本発明は、従来の技術では「掃き目」の防
止と、「がさつき」、「荒れ」、「カブリ」及び「キャ
リア付着」の防止とが両立しがたい２成分現像剤接触現
像法で、「放電ムラ」及び「縦筋」を防止しながら、
「がさつき」、「荒れ」、「カブリ」及び「キャリア付
着」を防止しつつ、「掃き目」の発生を防ぎ、高画質な
画像を安定して得られる現像装置及び画像形成装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は特許請求
の範囲の各請求項に記載の「発明を特定するために必要
な事項の全て」により達成される。以下、各請求項およ
び各請求項に共通の事項について説明する。但し、引用
項の説明と重複する説明は省略する。

【００１０】以下、図１〜図４を用いて、本発明につい
て詳細に説明する。図１〜図４において、縦軸は電位の
絶対値を、横軸は時間を、Ｖ_BGKは像形成体の非画像部
の電位を、Ｖ_imageは像形成体の画像部の電位を、Ｖ_DC
は現像剤搬送体の印加電圧の直流成分を、Ｖ₁は現像剤
搬送体の印加電圧の直流成分Ｖ_DCに対する現像剤搬送体
の印加電圧のオーバー側のピーク電位の電位差を、Ｖ₂
は現像剤搬送体の印加電圧の直流成分Ｖ_DCに対する現像
剤搬送体の印加電圧のアンダー側のピーク電位の電位差
を、Ｔ₁は交流成分が直流成分の極性と同じ極性に係る
時間で、現像剤搬送体の印加電圧の交流成分の１周期内
で現像剤搬送体の印加電圧が現像剤搬送体の印加電圧の
直流成分Ｖ_DCよりもオーバー側である時間を、Ｔ₂は交
流成分が直流成分の極性と異なる極性に係る時間で、現
像剤搬送体の印加電圧の交流成分の１周期内で現像剤搬
送体の印加電圧が現像剤搬送体の印加電圧の直流成分Ｖ
_DCよりもアンダー側である時間を、それぞれ示す。

【００１１】〔請求項１の説明〕『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、トナーと前
記トナーを担持する磁性キャリアとを含む２成分現像剤
を現像域に搬送する現像剤搬送体と、前記現像剤搬送体
に搬送される前記２成分現像剤の層に当接又は近接する
電気絶縁性部材からなる絶縁部、及び、前記現像域又は
現像域上流部に固定された電圧印加可能な導電性部材か
らなる電極部を有する制御電極と、を有し、静電潜像が
形成された前記像形成体に前記現像域で前記２成分現像
剤が接触してトナー像を形成する２成分現像剤接触現像
法による現像装置において、交流成分を断続的に有する
印加電圧を前記現像剤搬送体に印加し、直流電圧を前記
電極部に印加することを特徴とする現像装置。』によ
り、充分な現像性を得て、「ガサツキ」及び「荒れ」を
防止しつつ、現像域での現像剤充填率を低く抑えて「掃
き目」を防止でき、なおかつ、交流成分が印加されない
間隔があるので、「放電ムラ」及び「縦筋」を防止で
き、また、「カブリ」や「キャリア付着」が発生するこ
とも防止できる。

【００１２】交流成分を断続的に有する波形の印加電圧
の例を図１を用いて説明する。なお、図１に示す印加電
圧は、一例であって、本発明はこれに限定されない。現
像剤搬送体の印加電圧の交流成分の波形は図１に示すよ
うに実質的に矩形波であることが好ましいが、これに限
らず、例えば図３に示すような変形した波形のものでも
よい。このように、交流成分を断続的に有する印加電圧
を前記現像剤搬送体に印加することにより、現像性を良
好にし「ガサツキ」及び「荒れ」を防止しつつ、「掃き
目」を防止でき、「放電ムラ」及び「縦筋」を防止で
き、また、「カブリ」及び「キャリア付着」の発生を防
止できる。

【００１３】これは、現像剤搬送体に交流電圧を印加す
ると、断続的に印加するものであっても、直流電圧を印
加されている電極部と現像剤搬送体との間に強い第一の
振動電界が形成され、像形成体と現像剤搬送体との間に
弱い第二の振動電界が形成され、両者の振動電界は同じ
現像剤搬送体による振動電界であるから同一の位相であ
ることにより、強い第一の振動電界で励起されたトナー
クラウドが円滑に第二の振動電界下にある現像域に誘導
され、従来の２成分接触現像法のように磁気ブラシの先
端部の磁性キャリアが担持したトナーだけがトナー現像
に寄与するだけでなく、磁気ブラシの殆どの磁性キャリ
アが担持したトナーがトナー現像に寄与するようになる
ので、「掃き目」を防止するために、現像域での現像剤
充填率を低く抑えても、像形成体にトナーを効率的に供
給し充分な現像性を得ることができ、「ガサツキ」及び
「荒れ」を防止でき、なおかつ、交流成分が印加されな
い間隔があるので、「放電ムラ」や「縦筋」の原因とな
る過剰な磁性キャリアの振動や「カブリ」の原因となる
過剰なトナークラウドの生成を防止でき、さらに、本発
明では、像形成体上に付着したクラウドトナーを現像域
において磁気ブラシにより擦って除去することができ、
また、現像域に弱い交流電界しか形成されていないため
余分なトナーの飛翔や磁性キャリアの付着が起こりにく
いので、トナークラウドが過剰となって像形成体上の非
画像部にも余分なトナーが付着するいわゆる「カブリ」
が発生することや磁性キャリアが像形成体に付着するい
わゆる「キャリア付着」が発生することも効果的に防止
できるためと思われる。

【００１４】ここで、現像剤搬送体の印加電圧の直流成
分Ｖ_DENは電極部に印加される直流電圧Ｖ_DCと同極性で
下記の式で示される関係であることが、トナーが制御電
極に付着することを防止しやすく、現像性を良好にしや
すいので、望ましい。

【００１５】０．５×Ｖ_DC ≦ Ｖ_DEN ≦ １．５×Ｖ_DC なお、特に、０．５×Ｖ_DC≦Ｖ_DENで、トナーが制御電
極に付着することを防止しやすく、Ｖ_DEN≦１．５×Ｖ
_DCで、現像性を良好にしやすい。

【００１６】そして、現像剤搬送体の印加電圧の交流成
分の周波数は、２ｋＨｚ以上であることが磁性キャリア
が穂から外れる程振動することをより防止しやすく、カ
ブリの発生を防止しやすく、２０ｋＨｚ以下であること
が現像促進と現像抑制のサイクルが速すぎず、充分な現
像性が得られやすく、好ましい。交流成分が印加されな
い間隔は、図１の４波長分のように、交流成分の３波長
分以上で過剰なトナークラウドが発生せずカブリが発生
することをより防止しやすく、交流成分の１０波長分以
下で充分な現像性が得られやすく、好ましい。

【００１７】交流成分のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂（Ｖ₁は現
像剤搬送体の印加電圧の直流成分Ｖ_DENと等しい極性に
係わる交流成分のピーク時の電圧と印加電圧の直流成分
Ｖ_DENとの電圧差であり、Ｖ₂は印加電圧の直流成分と異
なる極性に係わる交流成分のピークと印加電圧の直流成
分との電圧差である。）が下記の条件式を満たすこと
が、現像性を良好にし、カブリの発生を防止でき、好ま
しい。

【００１８】｜Ｖ₁｜＞｜Ｖ_DEN−Ｖ_DC｜｜Ｖ₂｜＞｜Ｖ_DEN−Ｖ_DC｜現像剤搬送体に印加する直流電圧Ｖ_DCは、像形成体の非
画像部の電位Ｖ_BGKと画像部の電位Ｖ_imageの中間の電位
であることが望ましい。

【００１９】〔請求項２の説明〕『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、トナーと前
記トナーを担持する磁性キャリアとを含む２成分現像剤
を現像域に搬送する現像剤搬送体と、前記現像剤搬送体
に搬送される前記２成分現像剤の層に当接又は近接する
電気絶縁性部材からなる絶縁部、及び、前記現像域又は
現像域上流部に固定された電圧印加可能な導電性部材か
らなる電極部を有する制御電極と、を有し、静電潜像が
形成された前記像形成体に前記現像域で前記２成分現像
剤が接触してトナー像を形成する２成分現像剤接触現像
法による現像装置において、直流成分に対して非対称な
波形の交流成分の印加電圧を前記現像剤搬送体に印加
し、直流電圧を前記電極部に印加することを特徴とする
現像装置。』により、充分な現像性を得て、「ガサツ
キ」及び「荒れ」を防止しつつ、現像域での現像剤充填
率を低く抑えて「掃き目」を防止でき、なおかつ、交流
成分が非対称な波形であるので、「放電ムラ」及び「縦
筋」を防止でき、また、「カブリ」や「キャリア付着」
が発生することも防止できる。

【００２０】直流成分に対して非対称な波形の交流成分
の印加電圧の例を図２を用いて説明する。交流成分の波
形は図２に示すように実質的に矩形波であることが好ま
しいが、これに限らず、例えば図３に示すような変形し
た波形のものでもよい。このように、直流成分に対して
非対称な波形の交流成分の印加電圧を前記現像剤搬送体
に印加することにより、現像性を良好にし「ガサツキ」
及び「荒れ」を防止しつつ、「掃き目」を防止でき、
「放電ムラ」及び「縦筋」を防止でき、また、「カブ
リ」及び「キャリア付着」の発生を防止できる。

【００２１】これは、現像剤搬送体に交流電圧を印加す
ると、直流成分に対して非対称な波形の交流成分であっ
ても、直流電圧を印加されている電極部と現像剤搬送体
との間に強い第一の振動電界が形成され、像形成体と現
像剤搬送体との間に弱い第二の振動電界が形成され、両
者の振動電界は同じ現像剤搬送体による振動電界である
から同一の位相であることにより、強い第一の振動電界
で励起されたトナークラウドが円滑に第二の振動電界下
にある現像域に誘導され、従来の２成分接触現像法のよ
うに磁気ブラシの先端部の磁性キャリアが担持したトナ
ーだけがトナー現像に寄与するだけでなく、磁気ブラシ
の殆どの磁性キャリアが担持したトナーがトナー現像に
寄与するようになるので、「掃き目」を防止するため
に、現像域での現像剤充填率を低く抑えても、像形成体
にトナーを効率的に供給し充分な現像性を得ることがで
き、「ガサツキ」及び「荒れ」を防止でき、なおかつ、
直流成分に対して非対称な波形の交流成分の印加電圧で
あるので、「放電ムラ」や「縦筋」の原因となる過剰な
磁性キャリアの振動や「カブリ」の原因となる過剰なト
ナークラウドの生成を防止でき、さらに、本発明では、
像形成体上に付着したクラウドトナーを現像域において
磁気ブラシにより擦って除去することができ、また、現
像域に弱い交流電界しか形成されていないため余分なト
ナーの飛翔や磁性キャリアの付着が起こりにくいので、
トナークラウドが過剰となって像形成体上の非画像部に
も余分なトナーが付着するいわゆる「カブリ」が発生す
ることや磁性キャリアが像形成体に付着するいわゆる
「キャリア付着」が発生することも効果的に防止できる
ためと思われる。

【００２２】ここで、交流成分の周波数は、２ｋＨｚ以
上であることが磁性キャリアが穂から外れる程振動する
ことをより防止しやすく、２０ｋＨｚ以下であることが
現像促進と現像抑制のサイクルが速すぎず、充分な現像
性が得られやすく、好ましい。また、請求項４のよう
に、前記交流成分は、直流成分の極性と同じ極性に係る
時間Ｔ₁が直流成分の極性と異なる極性に係る時間Ｔ₂よ
り短いことが、好ましい。

【００２３】Ｔ₁ ＜Ｔ₂ 交流成分のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂（Ｖ₁は現像剤搬送体の
印加電圧の直流成分Ｖ_D _ENと等しい極性に係わる交流成
分のピーク時の電圧と印加電圧の直流成分Ｖ_DENとの電
圧差であり、Ｖ₂は印加電圧の直流成分と異なる極性に
係わる交流成分のピークと印加電圧の直流成分との電圧
差である。）が下記の条件式を満たすことが、現像性を
良好にし、カブリの発生を防止でき、好ましい。

【００２４】Ｖ₂ ＜Ｖ₁ １．５×｜Ｖ₂｜＜｜Ｖ₁｜＜６×｜Ｖ₂｜また、現像剤搬送体に印加する直流電圧Ｖ_DCは、現像剤
搬送体の印加電圧の直流成分Ｖ_DENと等しい極性であっ
て、下記式を満たすことが、トナーの電極付着を防止で
き、トナークラウド形成量を充分にでき、現像性を良好
にできるので、好ましい。

【００２５】０．５×｜Ｖ_DC｜＜｜Ｖ_DEN｜＜
１．５×｜Ｖ_DC｜また、現像剤搬送体に印加する直流電圧Ｖ_DCは、像形成
体の非画像部の電位Ｖ_BGKと画像部の電位Ｖ_imageの中間
の電位であることが望ましい。

【００２６】また、制御電極に印加する印加電圧の交流
成分が矩形波である場合、以下の式が成り立つ。

【００２７】Ｔ₁×Ｖ₁ ＝Ｔ₂×Ｖ₂ 〔請求項３の説明〕『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、トナーと前記トナーを担
持する磁性キャリアとを含む２成分現像剤を現像域に搬
送する現像剤搬送体と、前記現像剤搬送体に搬送される
前記２成分現像剤の層に当接又は近接する電気絶縁性部
材からなる絶縁部、及び、前記現像域又は現像域上流部
に固定された電圧印加可能な導電性部材からなる電極部
を有する制御電極と、を有し、静電潜像が形成された前
記像形成体に前記現像域で前記２成分現像剤が接触して
トナー像を形成する２成分現像剤接触現像法による現像
装置において、直流成分に対して非対称な波形の交流成
分を断続的に有する波形の印加電圧を前記現像剤搬送体
に印加し、直流電圧を前記電極部に印加することを特徴
とする現像装置。』により、充分な現像性を得て、「ガ
サツキ」及び「荒れ」を防止しつつ、現像域での現像剤
充填率を低く抑えて「掃き目」を防止でき、なおかつ、
交流成分が印加されない間隔がある効果と交流成分が非
対称な波形である効果との相乗効果により、「放電ム
ラ」及び「縦筋」をより効果的に防止でき、また、「カ
ブリ」や「キャリア付着」が発生することもより効果的
に防止できる。

【００２８】請求項３に係わる印加電圧の例を図４を用
いて説明する。交流成分の波形は図４に示すように実質
的に矩形波であることが好ましいが、これに限らず、例
えば図３に示すような変形した波形のものでもよい。こ
のように、直流成分に対して非対称な波形の交流成分を
断続的に有する波形の印加電圧を現像剤搬送体に印加す
ることにより、現像性を良好にし「ガサツキ」及び「荒
れ」を防止しつつ、「掃き目」を防止でき、「放電ム
ラ」及び「縦筋」を防止でき、また、「カブリ」及び
「キャリア付着」の発生を防止できる。

【００２９】これは、現像剤搬送体に交流電圧を印加す
ると、直流成分に対して非対称な波形の交流成分を断続
的に有する波形の印加電圧であっても、直流電圧を印加
されている電極部と現像剤搬送体との間に強い第一の振
動電界が形成され、像形成体と現像剤搬送体との間に弱
い第二の振動電界が形成され、両者の振動電界は同じ現
像剤搬送体による振動電界であるから同一の位相である
ことにより、強い第一の振動電界で励起されたトナーク
ラウドが円滑に第二の振動電界下にある現像域に誘導さ
れ、従来の２成分接触現像法のように磁気ブラシの先端
部の磁性キャリアが担持したトナーだけがトナー現像に
寄与するだけでなく、磁気ブラシの殆どの磁性キャリア
が担持したトナーがトナー現像に寄与するようになるの
で、「掃き目」を防止するために、現像域での現像剤充
填率を低く抑えても、像形成体にトナーを効率的に供給
し充分な現像性を得ることができ、「ガサツキ」及び
「荒れ」を防止でき、なおかつ、直流成分に対して非対
称な波形の交流成分を断続的に有する波形であるので、
「放電ムラ」や「縦筋」の原因となる過剰な磁性キャリ
アの振動や「カブリ」の原因となる過剰なトナークラウ
ドの生成を防止でき、さらに、本発明では、像形成体上
に付着したクラウドトナーを現像域において磁気ブラシ
により擦って除去することができ、また、現像域に弱い
交流電界しか形成されていないため余分なトナーの飛翔
や磁性キャリアの付着が起こりにくいので、トナークラ
ウドが過剰となって像形成体上の非画像部にも余分なト
ナーが付着するいわゆる「カブリ」が発生することや磁
性キャリアが像形成体に付着するいわゆる「キャリア付
着」が発生することも効果的に防止できるためと思われ
る。

【００３０】ここで、交流成分の周波数は、２ｋＨｚ以
上であることが磁性キャリアが穂から外れる程振動する
ことをより防止しやすく、２０ｋＨｚ以下であることが
現像促進と現像抑制のサイクルが速すぎず、充分な現像
性が得られやすく、好ましい。また、請求項４のよう
に、前記交流成分は、直流成分の極性と同じ極性に係る
時間Ｔ₁が直流成分の極性と異なる極性に係る時間Ｔ₂よ
り短いことが、好ましい。

【００３１】Ｔ₁ ＜Ｔ₂ また、交流成分が印加されない間隔は、図４の４波長分
のように、交流成分の３波長分以上が磁性キャリアが穂
から外れる程振動することをより防止しやすく、交流成
分の１０波長分以下が充分な現像性が得られやすく、好
ましい。

【００３２】交流成分のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂（Ｖ₁は現
像剤搬送体の印加電圧の直流成分Ｖ_DENと等しい極性に
係わる交流成分のピーク時の電圧と印加電圧の直流成分
Ｖ_DENとの電圧差であり、Ｖ₂は印加電圧の直流成分と異
なる極性に係わる交流成分のピークと印加電圧の直流成
分との電圧差である。）が下記の条件式を満たすこと
が、現像性を良好にし、カブリの発生を防止でき、好ま
しい。

【００３３】Ｖ₂ ＜Ｖ₁ １．５×｜Ｖ₂｜＜｜Ｖ₁｜＜６×｜Ｖ₂｜また、現像剤搬送体に印加する直流電圧Ｖ_DCは、現像剤
搬送体の印加電圧の直流成分Ｖ_DENと等しい極性であっ
て、下記式を満たすことが、トナーの電極付着を防止で
き、トナークラウド形成量を充分にでき、現像性を良好
にできるので、好ましい。

【００３４】０．５×｜Ｖ_DC｜＜｜Ｖ_DEN｜＜
１．５×｜Ｖ_DC｜また、現像剤搬送体に印加する直流電圧Ｖ_DCは、像形成
体の非画像部の電位Ｖ_BGKと画像部の電位Ｖ_imageの中間
の電位であることが望ましい。

【００３５】また、制御電極に印加する印加電圧の交流
成分が矩形波である場合、以下の式が成り立つ。

【００３６】Ｔ₁×Ｖ₁ ＝Ｔ₂×Ｖ₂ 〔請求項４の説明〕『前記現像剤搬送体に印加される印
加電圧の交流成分は、前記現像剤搬送体に印加される印
加電圧の直流成分の極性と同じ極性に係る時間が直流成
分の極性と異なる極性に係る時間より短いことを特徴と
する請求項２又は請求項３に記載の現像装置。』によ
り、像形成体にトナーを効率的に供給できるので、充分
な現像性を得つつ、現像域での現像剤充填率を低く抑え
て「掃き目」を防止でき、なおかつ、請求項２又は請求
項３の効果との相乗効果により、「放電ムラ」及び「縦
筋」が発生することをより効果的に防止でき、また、
「カブリ」や「キャリア付着」が発生することもより効
果的に防止できる。

【００３７】これは、直流成分の極性と同じ極性の電圧
は、現像剤搬送体上の現像剤からトナーを過剰に引き剥
がしてトナークラウドを過剰に形成する力となりうるの
で、直流成分の極性と同じ極性に係る時間Ｔ₁が短い時
間であることにより、「カブリ」の発生を防止でき、ま
た、直流成分の極性と同じ極性に係る時間Ｔ₁が短い時
間であっても像形成体にトナーを効率的に供給でき、現
像性が良好であるのに対し、直流成分の極性と異なる極
性の電圧は像形成体上の非画像部からトナーを現像剤搬
送体に向かう力となり、直流成分の極性と異なる極性に
係る時間Ｔ₂は長いので、「カブリ」の発生を良好に防
止できるからであると思われる。

【００３８】なお、これを式で示すと以下のようにな
る。

【００３９】Ｔ₁ ＜Ｔ₂ また、この場合、交流成分のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂（Ｖ₁
は印加電圧の直流成分と等しい極性に係わる交流成分の
ピークと印加電圧の直流成分との電圧差であり、Ｖ₂は
印加電圧の直流成分Ｖ_DENと異なる極性に係わる交流成
分のピーク時の電圧と印加電圧の直流成分Ｖ_DENとの電
圧差である。）は、下記の式を満たすことが、像形成体
上の非画像部にも余分なトナーが付着するいわゆる「カ
ブリ」が発生することをより効果的に防止できるために
好ましい。

【００４０】Ｖ₂ ＜Ｖ₁ １．５×｜Ｖ₂｜＜｜Ｖ₁｜＜６×｜Ｖ₂｜また、現像剤搬送体に印加する直流電圧Ｖ_DCは、現像剤
搬送体の印加電圧の直流成分Ｖ_DENと等しい極性であっ
て、下記式を満たすことが、トナーの電極付着を防止で
き、トナークラウド形成量を充分にでき、現像性を良好
にできるので、好ましい。

【００４１】０．５×｜Ｖ_DC｜＜｜Ｖ_DEN｜＜
１．５×｜Ｖ_DC｜また、現像剤搬送体に印加する直流電圧Ｖ_DCは、像形成
体の非画像部の電位Ｖ_BGKと画像部の電位Ｖ_imageの中間
の電位であることが望ましい。

【００４２】また、制御電極に印加する印加電圧の交流
成分が矩形波である場合、以下の式が成り立つ。

【００４３】Ｔ₁×Ｖ₁ ＝Ｔ₂×Ｖ₂ 〔請求項５の説明〕『前記現像域の現像剤充填率が０．
０５以上０．５以下であることを特徴とする請求項１〜
４のいずれか１項に記載の現像装置。』により、現像域
での現像剤充填率を適度に低くしたため、「掃き目」を
防止でき、現像剤搬送体に交流電圧を印加して、この電
極部と現像剤搬送体との間に振動電界を形成することに
より像形成体にトナーを効率的に供給できると同時に、
画像の「荒れ」や「ガサツキ」を防止でき、像形成体上
の非画像部へのトナーの付着を画像部分を乱すことな
く、防止することができる。また、電極上への磁性キャ
リアの乗り上げを防止でき、電極上への磁性キャリアの
乗り上げによる「放電ムラ」及び「縦筋」の発生や現像
剤を介して現像剤搬送体と像形成体とに挟まれ、これら
の回転によって、電極が下流側に引き剥がされて破損し
たりすることを防止できる。

【００４４】また、前記現像域の現像剤充填率が０．０
７以上であることがさらに好ましく、また、前記現像域
の現像剤充填率が０．３５以下であることがさらに好ま
しい。

【００４５】なお、現像域での現像剤充填率は、現像剤
の静カサ密度ρｐ〔ｇ／ｃｍ³〕に対する現像域内での
現像剤の見かけ密度ρｓ〔ｇ／ｃｍ³〕の比率Ａで表さ
れる値である。

【００４６】Ａ＝ρｓ／ρｐここで、見かけ密度ρｓ〔ｇ／ｃｍ³〕とは、現像域内
に存在する現像剤の単位体積あたりの重量で、現像域空
間（トナーによる静電潛像の現像が行われる像形成体と
現像剤搬送体とにより包囲され空間）の体積Ｖ〔ｃ
ｍ³〕と、この現像域空間内に存在する現像剤の重量Ｍ
〔ｇ〕により求めることができる。

【００４７】ρｓ＝Ｍ／Ｖそして、現像域空間の体積Ｖ〔ｃｍ³〕と、この現像域
空間内に存在する現像剤の重量Ｍ〔ｇ〕は、以下の式で
求められる。

【００４８】Ｖ＝Ｄｓｄ×Ｗ×ＬＭ＝Ｄｗｓ×Ｗ×ＬＤｓｄ：現像域での現像剤搬送体と像形成体との距離
〔ｃｍ〕Ｄｗｓ：現像域付近での単位面積あたりの現像剤搬送量
〔ｇ／ｃｍ²〕Ｗ：現像剤搬送体上の現像剤搬送域の幅（軸方向の長
さ）〔ｃｍ〕Ｌ：現像域の現像剤搬送体周方向の長さ〔ｃｍ〕従って、現像域での現像剤充填率Ａは、以下の式と測定
で実際に求めることができる。

【００４９】Ａ＝Ｄｗｓ／（Ｄｓｄ×ρｐ）現像剤の静カサ密度ρｐ〔ｇ／ｃｍ³〕は、予め重量
〔ｇ〕、内容積〔ｃｍ³〕を測定してある容器に、一定
量の現像剤を１ｍ以下の距離から落下させて、容器から
溢れるまで現像剤を入れる。そして、一定時間後、溢れ
た現像剤を擦り切り、現像剤が入った容器の重量を測定
し、現像剤を入れる前後の重量差〔ｇ〕を内容積〔ｃｍ
³〕で割って求める。

【００５０】現像域付近での単位面積あたりの現像剤搬
送量Ｄｗｓ〔ｇ／ｃｍ²〕は、以下のようにして求め
る。現像装置を画像形成装置本体から取り出した状態
で、通常運転させ、予め重量〔ｇ〕、粘着面積〔ｃ
ｍ²〕を測定してある粘着テープを現像剤搬送体上の現
像域に対応する領域の一部に押し当て、現像剤搬送体上
から現像剤を剥離し粘着テープに付着させる。１回の操
作で対応する現像剤を剥離しきれなかった場合は、同じ
サイズの粘着テープを用いて、前回の粘着テープを押し
当てた領域に押し当て、現像剤搬送体上から現像剤を全
て剥離し粘着テープに付着させる。そして、現像域付近
での単位面積あたりの現像剤搬送量Ｄｗｓ〔ｇ／ｃ
ｍ²〕を、付着前後のテープ重量差〔ｇ〕を粘着面積
〔ｃｍ²〕で割って求める。なお、複数枚の粘着テープ
を用いた場合は、それぞれの粘着テープのテープ重量差
の和を粘着テープ１枚分の粘着面積で割って求める。

【００５１】現像域での現像剤搬送体と像形成体との距
離Ｄｓｄ〔ｃｍ〕は、現像剤搬送体と像形成体の曲率の
ため、現像域内でも位置によって僅かに値が異なるが、
一般に現像域の周方向長さが、現像剤搬送体の全周と比
較して著しく小さいため、曲率を無視して、両者の最近
接距離を代わりに用いる。

【００５２】〔請求項６の説明〕『前記磁石体の磁極の
少なくとも１つの磁極が前記現像域に相当する角度範囲
内にあり、前記現像剤搬送体が、前記磁石体を内部に有
し、中心軸を中心にして回転する円筒状の現像スリーブ
と、内部に固設された前記磁石体と、を有するものであ
り、その磁極の内、前記現像域内にあって、前記像形成
体との前記現像剤搬送体の最近接位置に最も近接した位
置にある磁極を主磁極と呼ぶ場合に、前記現像スリーブ
の中心軸を中心とした前記最近接位置と前記主磁極との
角度をθ１°とし、前記現像スリーブの中心軸を中心と
した前記主磁極と前記制御電極の現像域側先端との角度
をθ２°とし、前記現像スリーブの中心軸を中心とした
前記主磁極に前記現像剤搬送体回転方向上流側で隣接す
る磁極と前記主磁極との角度をθ３°とするとき、（前
記現像剤搬送体回転方向をマイナスとする。） −１０° ≦ θ１ ≦ ＋１０° ＋２０° ≦ θ３ ≦ ＋６０° ０．２×θ３ ≦ θ２ ≦ ０．９×θ３であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか
１項に記載の現像装置。』により、現像域内での現像剤
の穂立ちが適切となり、現像剤充填率の制御が容易にな
り、制御電極への磁気キャリアの乗り上げも防止でき、
「放電ムラ」及び「縦筋」の発生をより効果的に防止で
きる。

【００５３】なお、本請求項の範囲外では以下の傾向を
示しやすいが、請求項１〜請求項５のいずれも、本請求
項の範囲外を含むことはいうまでもない。

【００５４】−１０°≦θ１≦＋１０°の範囲外では、
現像域での現像剤の穂立ちが不十分になりやすく、＋２
０°≦θ３でないと、現像剤充填率が高くなりすぎ、制
御が困難となり、θ３≦＋６０°でないと、磁極間が離
れ、現像剤の搬送が十分にされにくく、０．２×θ３≦
θ２でないと、制御電極が主磁極による穂立ちを規制し
てしまい、現像性が低下しやすく、θ２≦０．９×θ３
でないと、現像域から制御電極が離れすぎ、制御電極の
効果が低減されやすくなると同時に上流側磁極の磁力線
に沿って磁性キャリアが引かれるために、縦筋などの画
像乱れの原因である制御電極上への磁性キャリアの乗り
上げも発生しやすくなる。

【００５５】また、制御電極の現像域側先端の位置は、
図７に示すように、現像域Ａより現像剤搬送体の回転に
対し上流にすることが好ましい。また、参考のために、
図７で、前記現像スリーブの中心軸を中心とした現像剤
搬送体の像形成体との前記最近接位置８１ａと前記主磁
極８２ａとの角度θ１°と、前記現像スリーブの中心軸
を中心とした前記主磁極８２ａと前記制御電極８４の現
像域側先端との角度をθ２°と、前記現像スリーブの中
心軸を中心とした前記主磁極８２ａに前記現像剤搬送体
回転方向上流側で隣接する磁極と前記主磁極８２ａとの
角度をθ３°とを示す。

【００５６】〔請求項７の説明〕『前記像形成体と、前
記像形成体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置と、を有
することを特徴とする画像形成装置。』により、現像性
が良好で、像形成体上に形成されるトナー像に、「カブ
リ」、「荒れ」、「ガサツキ」、「掃き目」、「カブ
リ」、「放電ムラ」や「縦筋」が発生することを防止で
き、良好な画質の画像が得られる。

【００５７】〔共通事項の説明〕言うまでもないことで
あるが、現像剤搬送体への印加電圧Ｖ_onはその直流成分
Ｖ_DEN及びその交流成分Ｖ_ACと以下の式で示す関係にあ
る。

【００５８】Ｖ_on＝Ｖ_DEN＋Ｖ_AC そして、現像剤搬送体への印加電圧Ｖ_onの直流成分Ｖ
_DENは、下記の式により求められ、そして、印加電圧の
交流成分Ｖ_ACは、印加電圧Ｖ_onが印加電圧の直流成分Ｖ
_DENよりも高電圧の部分（Ｖ_on＞Ｖ_DEN）と低電圧の部分
（Ｖ_on＜Ｖ_DEN）とで下記の式を満たす。

【００５９】

【数１】

【００６０】例えば、図１〜図４では、印加電圧Ｖ_onの
直流成分Ｖ_DENの上下の斜線部で示す面積は等しい。ま
た、印加電圧の交流成分の波形は図１、図２、図４に示
すように実質的に矩形波であることが好ましいが、これ
に限らず、例えば図３に示すような変形した波形や正弦
波や三角波等であってもよい。

【００６１】制御電極は、前記２成分現像剤の層に当接
又は近接する電気絶縁性部材からなる絶縁部、及び、前
記現像域又は現像域上流部に固定された電圧印加可能な
導電性部材からなる電極部を有するものであればよく、
図１２及び図１３に示すように、絶縁部である絶縁シー
ト及び絶縁シートにより固定されている電極部を有する
ものであってもよいし、電極部である導電シートの前記
２成分現像剤の層に当接又は近接する表面に絶縁部であ
る絶縁被覆を施したものでもよい。

【００６２】絶縁部である絶縁シート及び絶縁シートに
より固定されている電極部を有する制御電極は、絶縁部
による現像剤搬送体に対する適正な押圧力による現像剤
の適正な規制ができ、また、確実に放電を防止できるの
で好ましい。そして、この制御電極としては、制御電極
の平面性は高い方が好ましい。より好ましくはこの制御
電極の平面性が高くなるように支持部材により支持され
ていることが好ましい。支持部材は、現像装置本体に固
定されていることが好ましく、現像装置本体のケーシン
グに固定されていることがより好ましい。

【００６３】次に、図１２及び図１３に基づいて、絶縁
部である絶縁シート及び絶縁シートにより固定されてい
る電極部を有する制御電極の例を説明するが、本発明の
制御電極の形状はこれに限らない。図１２には、電極部
としてシート状の電極を用いた例を示す。図１２の
（ａ）は絶縁シート８３ｂの像形成体側の面上にシート
状の電極部８３ａを絶縁シート８３ｂの先端から引っ込
んだ位置に設けた例であり、図１２の（ｂ）は絶縁シー
ト８３ｂの像形成体側の面上にシート状の電極部８３ａ
を先端部を揃えて設けた例であり、図１２の（ｃ）は絶
縁シート８３ｂの像形成体側の面上にシート状の電極部
８３ａを先端部を揃えて設け、電極部８３ａの像形成体
側の面上に電極部８３ａの先端部から先に突き出たひさ
し部材８３ｃを設けた例であり、図１２の（ｄ）は絶縁
シート８３ｂの像形成体側の面上にシート状の電極部８
３ａを絶縁シート８３ｂの先端から引っ込んだ位置に設
け、電極部８３ａ及び絶縁シート８３ｂの像形成体側の
面上に電極部８３ａを覆う絶縁シート８３ｂの先端から
先に突き出たひさし部材８３ｃを設けた例であり、図１
２の（ｅ）は絶縁シート８３ｂの像形成体側の面上に絶
縁シート８３ｂの先端部から先に突き出たひさし部材８
３ｃを設け、ひさし部材８３ｃの現像剤搬送体側の面上
に、シート状の電極部８３ａを先端部を揃えて設けた例
である。

【００６４】また、図１３には、電極部としてワイヤ状
の電極を用いた例を示す。また、図１３の（ａ）は絶縁
シート８３ｂの先端に断面円形のワイヤ状の電極部８３
ａを設けた例であり、図１３の（ｂ）は絶縁シート８３
ｂの先端部の像形成体側の面上に断面円形のワイヤ状の
電極部８３ａを設けた例であり、図１３の（ｃ）は絶縁
シート８３ｂの先端に断面矩形のワイヤ状の電極部８３
ａを設けた例であり、図１３（ｄ）は絶縁シート８３ｂ
の先端部の像形成体側の面上に断面矩形のワイヤ状の電
極部８３ａを設けた例であり、図１３の（ｅ）は絶縁シ
ート８３ｂの先端にＶの字引き裂き部８３ｆを設け、Ｖ
の字引き裂き部８３ｆの間に断面円形のワイヤ状の電極
部８３ａを設けた例であり、図１３の（ｆ）は絶縁シー
ト８３ｂの先端部の像形成体側の面上に、絶縁シート８
３ｂの先端から先に突き出たひさし部材８３ｃを設け、
このひさし部材８３ｃの先端の現像剤搬送体側の面に断
面円形のワイヤ状の電極部８３ａを設けた例であり、図
１３の（ｇ）は絶縁シート８３ｂの先端部の像形成体側
の面上に、絶縁シート８３ｂの先端から先に突き出たひ
さし部材８３ｃを設け、このひさし部材８３ｃの先端の
現像剤搬送体側の面に断面矩形のワイヤ状の電極部８３
ａを設けた例である。

【００６５】また、絶縁部である絶縁シート及び絶縁シ
ートにより固定されている電極部を有する制御電極の場
合の絶縁シートは、適当な弾性を有して現像剤層に面接
触が可能であることが好ましく、このような特性を持つ
ために、絶縁シートの素材としては例えば、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材料やこれら
をガラス繊維で強化したガラス繊維強化樹脂、紙、紙フ
ェノール、ワニス、シリコンゴムなどを用いることがで
きる。

【００６６】また、それ以外の場合でも、絶縁部の素材
としては、上述の素材やセラミックス、ガラス、アルミ
ナ等の無機材料が好ましく用いることができる。絶縁性
の素材として無機材料を用いる場合、適当な弾性を付与
するために、５重量％以上２０重量％以下の樹脂を含有
させてもよい。

【００６７】電極部の部材としては、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、金、チタン、クロ
ム、パラジウム、銀、ステンレス合金等の金属や合金、
又はこれらの混合物を用いることができる。特にこれら
のうち、コストなどの観点から、電解銅箔などの銅の薄
板や蒸着銅などの銅を用いることが好ましい。

【００６８】制御電極の電極部の厚みＴ（ｍｍ）は、電
極部のみの厚みだけでなく電極部の上下にある絶縁シー
トや被覆などの厚みを含むものであり、現像間隙Ｇ（ｍ
ｍ）とすると、０．１×Ｇ≦Ｔ≦２／３×Ｇであること
が好ましい。Ｔ≦２／３×Ｇで、狭い現像間隙に設置で
き、電極部上に誘電体が構成される可能性が低く、電極
上部で電界が強まることがなく、電極に高い電圧を印加
した際に、潜像を乱す可能性が低い。また、０．１×Ｇ
≦Ｔで、電極部が現像剤搬送体から近く、電界が充分で
あり充分なトナークラウドが形成され、又、制御電極の
剛性が充分となり、割れにくい。電極部の厚みＴは、マ
イクロメータ（ミツトヨ製、Ｍ３２０−２５Ａ）によっ
て、電極部の現像剤搬送体の軸方向について２０点測定
した値の平均値を、電極部の厚みとする。また、電極部
の厚みＴは、材質にもよるが、絶縁シートなどへの装着
時の容易さを考慮して、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下が
好ましい。０．０５ｍｍ以上で、絶縁シートなどへの装
着時に、しわ、歪みが発生しにくく、１ｍｍ以下で、弾
性が失われることなく、電極部の設計の自由度が充分と
なる。

【００６９】また、現像剤搬送体に印加する電圧のリー
ク防止、電極部に印加する電圧のリーク防止、現像剤中
のトナーの融着防止のため、電極部の現像剤搬送体側の
面は、フッ素系樹脂等によりコーティングされているこ
とが好ましい。

【００７０】制御電極の製造方法としては、従来公知の
プリント基板製造方法を用い、絶縁シートに電解銅箔、
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、絶縁シート上に必要な電極部を形成す
る方法や、導電性インキを凸版、孔版、凹版、平版によ
って電極部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。さらに電極部から不要の放
電を防止するために、電極部上に絶縁層である被覆部材
を形成することが好ましく、この被覆部材には上記絶縁
シートと同種の材料を用いることができる。また、被覆
部材の代わりに絶縁性インキを塗布する方法も用いるこ
とができる。

【００７１】制御電極を支持する支持部材は平面性が高
い支持シートであることが好ましい。この支持シートの
部材としては、直線性・平面性を高く形成しやすい金属
薄板が好ましく、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、金、チタン、クロム、パラジウム、
銀、ステンレス合金等の金属や合金、又はこれらの混合
物を用いることができる。特にこれらのうち、コスト、
可撓性などの観点から、ステンレス合金の薄板を用いる
ことが好ましい。また、支持シートに適する金属以外の
素材として、セラミックスが挙げられる。このセラミッ
クスとしては、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）系セラミックス、
単結晶サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）、フォルステナイト（２
ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）系セラミックス、ステアタイト（２
ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）系セラミックス、ジルコン（ＺｒＯ₂
・ＳｉＯ₂）系セラミックス、コージライト（２ＭｇＯ
・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）系セラミックス、チタニア
（ＴｉＯ₂）系セラミックス、炭化珪素（ＳｉＣ）系セ
ラミックス、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）系セラミックス、ジ
ルコニア（ＺｒＯ₂）系セラミックス、サーメット系セ
ラミックスなどを用いることができる。

【００７２】支持シートの厚さは、材質にもよるが、絶
縁シートへの装着時の容易さを考慮して、０．０５ｍｍ
以上１ｍｍ以下が好ましい。０．０５ｍｍ以上で、絶縁
シートへの装着時に、しわ、歪みが発生しにくく、１ｍ
ｍ以下で、弾性が失われることなく、電極部の設計の自
由度が充分となる。

【００７３】また、現像剤搬送体に印加する電圧のリー
ク防止、電極部に印加する電圧のリーク防止、現像剤中
のトナーの融着防止のため、絶縁シート又は支持シート
の現像剤搬送体側の面は、フッ素系樹脂等によりコーテ
ィングされていることが好ましい。特に、絶縁シート及
び支持シートの現像剤搬送体側の面が、フッ素系樹脂等
によりコーティングされていることが好ましい。この場
合のコーティング材料としては、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物（フッ素ゴム）等のフッ
素系樹脂が挙げられ、これにより、現像剤中のトナーの
融着を、フッ素系樹脂の低表面エネルギーによって防止
することができるからである。このフッ素系樹脂を、サ
スペンション又は溶剤に溶解させて電極部上の塗布面
（現像剤搬送体側）に塗布して乾燥（室温〜２００℃）
させるか、粉体のまま、電極部上の塗布面に配置して、
加熱して固定化する。制御電極の熱による歪みや溶剤乾
燥時の収縮による歪みの発生を防止する観点から、前者
のサスペンションによる塗布方法が好ましい。このサス
ペンションには、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樹脂が含ま
れていても良い。このバインダ樹脂としては、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。このコーティングの厚さは電極部自体の厚さ
にもよるが、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

【００７４】２成分現像剤とは、トナーと磁性キャリア
により現像する現像剤のことで、これらを総称して２成
分現像剤という。もちろん、トナーと磁性キャリア以外
の第３成分が含まれてもよいし、また、トナーとして複
数種類のトナーが含まれてもよいし、磁性キャリアとし
て複数種類の磁性キャリアが含まれてもよいことは言う
までもないが、１種類のトナーと１種類の磁性キャリア
とからなることが、撹拌制御しやすく好ましい。

【００７５】トナーは着色成分をバインダ樹脂などで包
んだものが一般的である。トナーの体積平均粒径Ｄ
₅₀（μｍ）は４μｍ≦Ｄ₅₀≦１０μｍであることが好ま
しい。Ｄ₅₀≦１０μｍで、解像力が充分な程の粒径とな
り、４μｍ≦Ｄ₅₀で、凝集力が大きいために摩擦帯電不
良となることが起こりにくい。トナーのバインダ樹脂と
しては、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹
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、ポリエステル樹脂などの樹脂や、ス
チレン−アクリル系樹脂、アクリル−エポキシ樹脂等の
これらの共重合体樹脂又は混合した樹脂等が好ましい。
着色成分としては、カーボンブラックなどのカラー顔料
等が挙げられる。また、トナーには、着色成分やバイン
ダ樹脂の他に、必要に応じてコロイダルシリカなどの流
動化剤、帯電制御剤、ワックス等の離型剤等を加えるこ
とが好ましく、従来公知の粉砕法、懸濁重合法、乳化重
合法等のトナー製造方法やこれらと同等の方法によって
作ることができる。

【００７６】磁性キャリアは磁性体粒子単体またはその
表面を樹脂で被覆したものが一般的である。磁性キャリ
アの体積平均粒径は、磁性キャリアに充分な磁化を付与
することができ、キャリア付着が起きにくいので、１０
μｍ以上（特に２０μｍ以上）が好ましく、また、磁性
キャリアの比表面積が小さくなりすぎずトナーに充分な
帯電性を付与することができ、又、被覆率（現像剤搬送
体上で磁性キャリアをトナーが被覆する率）が高くなり
すぎずトナー飛散も起こりにくいので、１００μｍ以下
（特に８０μｍ以下）が好ましい。磁性キャリアの磁性
体としては従来の磁性キャリアと同じく、鉄、クロム、
ニッケル、コバルト等の金属、あるいはそれらの合金や
酸化物、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
などが挙げられる。また、この磁性体の形状は球形又は
ほぼ球形であることが一般的である。磁性体の表面を被
覆する樹脂としては、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、
エチレン系樹脂、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、ポリエステル樹脂などの
樹脂や、スチレン−アクリル系樹脂、アクリル−エポキ
シ系樹脂等のこれらの共重合体樹脂又は混合した樹脂等
が好ましい。そして、球形に被覆することが好ましい。

【００７７】トナーや磁性キャリアの体積平均粒径は、
湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装「ＨＥ
ＲＯＳ」（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）により測定される体
積基準の平均粒径であって、湿式分散機で粒子１０ｍｇ
を界面活性剤とともに水５０ｃｃに分散させ、次いで超
音波ホモジナイザ（出力１５０Ｗ）で発熱による再凝集
に注意しながら１〜１０分間分散する前処理を行った後
に測定される値である。

【００７８】また、現像剤中の磁性キャリアとして、密
度５ｇ／ｃｃ以上８ｇ／ｃｃ以下の樹脂被覆磁性キャリ
ア（一般的）を使用した場合、現像剤中のトナー重量％
は、２重量％以上（特に５重量％以上）であることが、
現像に必要な量のトナーを確保できやすく、被覆率が充
分となるために、帯電過剰になりにくく、現像性も低下
せず、好ましい。また、３０重量％以下（特に２０重量
％以下）であることが、被覆率が大きくなりすぎず、帯
電不良になりにくく、トナー飛散が起こりにくく、好ま
しい。また、現像剤中の磁性キャリアとして、密度の２
ｇ／ｃｃ以上４ｇ／ｃｃ以下の樹脂被覆磁性キャリアを
使用した場合、現像剤中のトナー重量％は、一般の樹脂
被覆磁性キャリアよりもやや高いが同様の理由で、５重
量％以上（特に１０重量％以上）であることが好まし
く、また、４０重量％以下（特に３０重量％以下）であ
ることが好ましい。

【００７９】現像剤搬送体上の磁束密度が５００ガウス
以上１２００ガウス以下であり、飽和磁化が１０ｅｍｕ
／ｇ以上、１００ｅｍｕ／ｇ以下の磁性キャリアを用い
て現像するものであることが、磁気的な束縛力が充分働
き、キャリア飛散が起こりにくく、かつ、キャリアの穂
立ちが高くなりすぎず、像形成体との非接触状態を良好
に保つことができ、好ましい。

【００８０】なお、現像剤搬送体上の磁束密度の測定は
ＧＡＵＳＳＭＥＴＥＲＴＹＰＥ３２５１（横河電機
製）によって行う。また、磁性キャリアの飽和磁化は、
以下の測定方法により測定される。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つけて磁化器に
セットし、直流磁化特性自動記録装置「ＴＹＰＥ３２５
７」（横河北辰電機社製）を用いてＸ−Ｙレコーダーに
ヒステリシスカーブを描かせることにより得られる。

【００８１】トナーの平均帯電量Ｑ₂は、現像性確保、
カブリ・飛散防止の観点から、絶対値で１μＣ／ｇ以上
（特に３μＣ／ｇ以上）が好ましく、また、５０μＣ／
ｇ以下（特に３０μＣ／ｇ以下）が好ましい。このトナ
ーの平均帯電量Ｑ₂は、２ｃｍ×５ｃｍの導電性板を直
径２０ｍｍの現像ローラに最近接距離０．７ｍｍで対向
させ、前記現像ローラに現像剤を供給して２００ｒｐｍ
で回転させながら前記現像ローラにＤＣとＡＣの重畳電
圧（例えばＤＣ；１０００Ｖ、ＡＣ；７５０Ｖ_0-P、Ａ
Ｃ周波数８ｋＨｚ）を印加して、前記導電性板上に現像
剤中のトナーを現像し、このトナーが現像された導電性
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。

【００８２】交流成分のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂（Ｖ₁は印
加電圧の直流成分と等しい極性に係わる交流成分のピー
クと印加電圧の直流成分との電圧差であり、Ｖ₂は印加
電圧の直流成分と異なる極性に係わる交流成分のピーク
と印加電圧の直流成分との電圧差である。）は、図７中
に示すような、像形成体１と現像剤搬送体（現像スリー
ブ）８１の最近接距離ｄ₁（ｍｍ）、前記電極部８３ａ
の現像剤搬送体（現像スリーブ）８１からの高さｄ
₂（ｍｍ）、現像剤中のトナー体積平均粒径ｄｔ（μ
ｍ）、該トナーの平均帯電量をＱ₂（μＣ／ｇ）とした
場合に、下記式を満たすものであることが好ましい。

【００８３】｜２０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₁≧｜３・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜｜２０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₂≧｜３・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜特に下記式を満たすものであることが好ましい。

【００８４】｜１０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₁≧｜５・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜｜１０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₂≧｜３・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜像形成体としては、静電潜像を形成するものであればよ
く、実施形態で説明した感光体ドラムだけでなく、感光
体ベルトなどが挙げられる。

【００８５】現像剤搬送体は、内部に複数の磁極を有す
る磁石体を固設し、トナーと前記トナーを担持する磁性
キャリアとを含む２成分現像剤を現像域に搬送するもの
であればよく、前記磁石体を内部に有し、中心軸を中心
にして回転する円筒状の現像スリーブと、内部に固設さ
れた前記磁石体と、を有するものが一般的であるが、こ
れに限らない。

【００８６】磁石体は複数の磁極を有するものであり、
複数の磁極を有するように複数の永久磁石を固定的に保
持したものが一般的であるが、これに限らず、複数の磁
極を有するように複数の電磁石を配置したものなどであ
ってもよい。

【００８７】現像域は、像形成体に２成分現像剤が接触
する領域のことで、現像域上流部は、この現像域より現
像剤搬送体の２成分現像剤の搬送方向上流側の部分をい
う。なお、像形成体に２成分現像剤が接触するとは、２
成分現像剤の磁性キャリアとトナーの両方が実質的に像
形成体に接触することをいう。

【００８８】

【発明の実施の形態】以下に本発明に関する具体例の一
例を実施形態として示すが、本発明はこれらに限定され
ない。また、実施形態には、用語等に対する断定的な表
現があるが、本発明の好ましい例を示すもので、本発明
の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

【００８９】実施形態１図９は本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。感光体ドラム１０は像形成体に該当し、導電体から
なる基体上に光導電体を塗布あるいは蒸着して形成され
た感光体ドラムであり、具体的には、アルミニウム基体
上にＯＰＣ有機光導電体を塗布して形成された感光体ド
ラムであり、像形成時には、図９で一定回転速度で右回
転する。

【００９０】スコロトロン帯電器１１は感光体ドラム１
０を一様な電位に帯電させるための帯電手段で、レーザ
書込み装置７は帯電された感光体ドラム１０にレーザビ
ームを用いて像露光して静電潜像を形成するための手段
で、現像装置８は２成分現像剤を収容し、静電潜像を形
成された感光体ドラム１０をトナー現像するための手段
で、それぞれ感光体ドラム１０が前記ガイド部材４に接
する部分に配設される。

【００９１】そして、この画像形成装置に入力された出
力画像データをレーザ書込み装置７に入力させる。入力
された出力画像データと感光体ドラム１０の搬送タイミ
ングや後述する回転多面鏡２２の回転タイミング（図示
しないインデックスセンサによって検知される）に応じ
て、出力信号発生部２６は、入力された出力画像データ
から半導体レーダ２５に半導体レーザ駆動信号を出力
し、書込み光源である半導体レーザ２５が入力された半
導体レーザ駆動信号に応じてレーザビームを発生させ
る。半導体レーザ２５で発生されたレーザビーム（書込
み光）が図示しないコリメータレンズ及びシリンドリカ
ルレンズを通過し、駆動モータ２１により回転される回
転多面鏡２２により回転走査され、ｆθレンズ２３を経
てミラー２４により光路を曲げられて、予めスコロトロ
ン帯電器１１によって一様な電位に帯電された感光体ド
ラム１０の周面上に投射されて行われる主走査と、感光
体ドラム１０の回転による副走査とによってラスター走
査がなされて、感光体ドラム１０に静電潜像が形成され
る。

【００９２】現像装置８は現像剤を収容し、現像剤搬送
体である現像スリーブ８１を備え、感光体ドラム１０上
の静電潜像を反転現像法によりトナー現像する。この現
像スリーブ８１は前記感光体ドラム１０に対し所定の間
隙を保っている。感光体ドラム１０の基体は接地されて
おり、現像スリーブ８１には直流電圧のバイアス電圧が
印加されることによって、２成分現像剤による接触現像
法によるトナー現像が行われ、感光体ドラム１０上にト
ナー像を形成する。

【００９３】転写器１４は、転写域にある感光体ドラム
１０上に形成されたトナー像を記録紙に転写するための
もので、転写電極ワイアを有し、転写電極ワイアに印加
された電圧により形成される電界で、感光体ドラム１０
上に形成されたトナー像を記録紙に転写する。そして、
転写器１４の隣に分離器１５が設けられている。分離器
１５は、トナー像が転写された記録紙を感光体ドラム１
０から分離するためのもので、分離電極ワイアを有し、
分離電極ワイアに印加された電圧により形成される電界
で、記録紙を感光体ドラム１０から分離する。なお、記
録紙は、給紙カセット４１から給紙ローラ４２により１
枚ずつ給紙され、搬送ガイド４３と搬送ローラ対４４に
より、転写域に供給される。また、分離器１５により分
離された記録紙は、搬送ベルト４５により定着器５０に
送られ、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２により転写紙
上のトナーが溶融定着され、排紙ローラ５８により装置
外の排紙トレーへ排紙される。

【００９４】また、クリーナ１９は、分離器１５で記録
紙が分離された感光体ドラム１０上に残ったトナーを回
収し、感光体ドラム１０を清掃し、新たに画像形成され
るようにするためのもので、ブレード１９Ａを有し、ブ
レード１９Ａにより、転写されずに残ったトナーを感光
体ドラム１０から除去して、感光体ドラム１０を清掃
し、また、感光体ドラム１０から除去されたトナーを回
収するものである。

【００９５】この画像形成装置による画像再現のプロセ
スは次のようにして行われる。

【００９６】（１）原稿を画像読取装置で読み取り、読
取画像データを得る。

【００９７】（２）この読取画像データを画像処理装置
で画像処理して出力画像データを作成し、作成された出
力画像データは一旦その画像メモリに格納される。

【００９８】（３）次いで画像処理装置の画像メモリに
格納された出力画像データが記録時読み出されてこの画
像形成装置へ入力される。

【００９９】（４）この画像形成装置で画像を形成す
る。

【０１００】そして、この画像形成装置による画像形成
のプロセスは次のようにして行われる。先ず、スコロト
ロン帯電器１１によって感光体ドラム１０が一様な電荷
を付与される。そして、レーザ書込み装置７が予めスコ
ロトロン帯電器１１によって帯電された感光体ドラム１
０上に画像の潜像を形成する。そして、この潜像は現像
装置８によりトナー現像されて、感光体ドラム１０上に
表面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１０上に保持されたまま、転写域に送られる。
そして、転写器１４によりトナーと逆極性の高電圧が印
加されて、給紙カセット４１より送られてきた転写紙に
転写される。

【０１０１】そして、転写器１４でトナー像が転写され
た転写紙は、分離器１５によって急に感光体ドラム１０
より確実に分離して、定着器５０によってトナー像を溶
着固定したのち排紙ローラ５８を経て装置外のトレイ上
に排出される。

【０１０２】一方、転写紙への転写を終えた感光体ドラ
ム１０は、クリーナ１９のブレード１９Ａにより、感光
体ドラム１０上に残留したトナーを除去する。残留した
トナーを除去された感光体ドラム１０は新たな画像形成
のプロセスに入る。

【０１０３】次に、現像装置８の構造を説明する。図５
は図６の要部拡大断面図で、図６はこの現像装置を示す
要部概略断面図である。図７は図５に対応する要部概略
斜視図で、図８は制御電極先端の拡大断面図で、図１１
は図７に対応する要部上面図である。現像剤搬送体であ
る現像スリーブ８１は非磁性材料であるアルミニウムで
できており、図６の矢示方向に回転する。磁石体８２は
現像スリーブ８１の内部に固設された複数のＮ，Ｓ磁極
を周方向に有するので、磁石体８２の一つの磁極８２ａ
は現像スリーブ８１と感光体ドラム１０との最近接位置
に最も近くに配設された磁極で、これを主磁極という。
この主磁極８２ａは現像域Ａ内に設けられている。この
現像スリーブ８１の回転と磁石体８２による磁界とで現
像剤を搬送する。磁石体８２の主磁極８２ａを含む各磁
極の磁力によって現像スリーブ８１上に磁性キャリアの
磁気ブラシを形成することにより現像剤Ｄの層を形成す
る。この磁気ブラシは現像スリーブ８１の回転によって
同方向に移動し現像域Ａに搬送される。この現像スリー
ブ８１上に形成される磁気ブラシが感光体ドラム１０の
表面に接触しつつ、制御電極８３に磁性キャリアが乗り
上げないように、磁気ブラシの高さや搬送される現像剤
の量を所定範囲内に規制するための規制ローラ８６を設
けられ、現像スリーブ８１と規制ローラ８６の間隔及び
現像スリーブ８１と感光体ドラム１０の間隔は所定の間
隔に調整されている。

【０１０４】制御電極８３が現像域Ａの上流側に現像剤
Ｄの層に当接するよう設けられている。制御電極８３
は、電気的絶縁材よりなる絶縁シート８３ｂと、絶縁シ
ート８３ｂの先端部の上に電圧印加可能な電極部８３ａ
と、を有する。電極部８３ａは導電性材料である金属の
銅からなり、図８〜１０に示すように、絶縁シート８３
ｂと先端を揃えて絶縁シート８３ｂの感光体ドラム１０
側の面上にシート状に、絶縁シート８３ｂと一体に設け
られている。図８〜１０に示すように、制御電極８３は
その絶縁シート８３ｂの後端部で支持シート８４に接着
され、絶縁シート８３ｂと支持シート８４の現像スリー
ブ８１側の面に被覆８３ｅが設けられている。この被覆
８３ｅは、融着防止のためのフッ素樹脂をコーティング
してできた被覆である。そして、電極部８３ａの幅をＷ
₃、現像スリーブ８１の現像領域の幅をＷ₄とすると、Ｗ
₃＞Ｗ₄であることが好ましい。そして、支持シート８４
はその他端側で押え板９０と止めネジ９０ｓでケーシン
グ８９の支持部９１に固定されている。

【０１０５】ケーシング９は現像装置８を囲うもので、
その内部に現像剤溜まりを有する。ケーシング９の中に
ある撹拌スクリュー８５は現像装置８の現像剤溜まりに
収容されている現像剤Ｄを撹拌して成分を均一にする。
そして、撹拌スクリュー８５により撹拌されている現像
剤Ｄをファーブラシ８８はさらに撹拌しながら現像スリ
ーブ８１に供給する。また、クリーニングブレード８７
は現像スリーブ８１の回転方向に対向するように、現像
域Ａを通過した現像スリーブ８１上の表面に当接し、現
像域Ａを通過した磁気ブラシを現像スリーブ８１上から
良好に除去して、現像剤溜まりに戻し、トナー濃度がか
なり低い２成分現像剤が現像スリーブ８１上に残らない
ようにしている。これにより、現像剤充填率が低く、現
像後の現像スリーブ８１上に残る２成分現像剤のトナー
濃度の減少率が従来よりもかなり大きい本実施形態の現
像装置でも、トナー濃度がかなり低い２成分現像剤が現
像スリーブ８１上に残らないので、いわゆる「ゴースト
現像」がおきず、安定したトナー現像ができる。

【０１０６】現像スリーブ８１には直流電源Ｅ₁と交流
電源Ｅ₂により保護抵抗Ｒ₁を介して直流成分に交流成分
を付加したバイアス電圧が印加される。また、電極部８
３ａには直流電源Ｅ₃から保護抵抗Ｒ₂を介して直流バイ
アス電圧が印加される。電極部８３ａ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。

【０１０７】現像装置８では、以上のバイアス電圧印加
によって、感光体ドラム１０と現像スリーブ８１との間
に形成する第二の振動電界と共に、制御電極８３の電極
部８３ａと現像スリーブ８１との間に第一の振動電界を
発生させるようにしてある。そして、電極部８３ａは感
光体ドラム１０より現像スリーブ８１に近接して設けて
あるため第一の振動電界の強さが第二の振動電界の強さ
より大となる。

【０１０８】こ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８３ａ付近に達した現像剤Ｄのトナー
粒子を振動させるので、そのトナー粒子を磁性キャリア
から分離飛翔させ、雲霞状の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同じ極性
の直流成分で同じ位相の交流成分である振動電界によっ
て感光体ドラム１０上の潜像に向う飛翔を助けられ均一
な現像が行われる。

【０１０９】実施形態２本実施形態は、一般にタンデム式と呼ばれるカラー画像
形成装置の実施形態である。本実施形態のカラー画像形
成装置は、実施形態１の画像形成装置の感光体ドラム及
びその周辺部を複数設け、複数の感光体ドラム及びその
周辺部の転写器１４・分離器１５を平面上に一列に配置
し、複数の感光体ドラム及びその周辺部で各々Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋの各色のトナー像を形成し、各々の転写器１４で
記録紙にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像を、Ｋ，Ｃ，
Ｍ，Ｙの順に転写することにより、カラー画像を形成す
るカラー画像形成装置である。

【０１１０】本発明はこのようにカラー画像形成装置に
も適用できる。また、各々の転写器１４で中間転写体に
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像を転写し、中間転写体
上に形成されたカラートナー像を一括して転写紙に転写
することにより、カラー画像を形成する中間転写体方式
カラー画像形成装置にも本発明は適用できる。

【０１１１】

【実施例】下記の実施例のいずれにおいても、上述の実
施形態１の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感光体を用い反転現
像が行われ、感光体が−８５０Ｖに帯電され、従って非
画像部の電位Ｖ_BGKが−８５０Ｖであり、最大露光量で
露光された画像部最大濃度部の画像部の電位Ｖ_imageが
−５０Ｖとすると、電極部８３ａには−７５０Ｖの直流
電圧に後述する各実施例の交流電圧を重畳したバイアス
電圧が印加され、現像スリーブ８１には−７５０Ｖの直
流電圧Ｖ_DCが印加される。ここで、図６中に示した前記
像形成体１と現像スリーブ８１の最近接距離ｄ₁が０．
５ｍｍ、電極部８３ａの現像スリーブからの高さｄ₂が
０．２５ｍｍ、現像剤中のトナー体積平均粒径ｄｔが
８．５μｍ、該トナーの平均帯電量をＱ₂が−２０μＣ
／ｇであるので、現像スリーブ８１に印加する交流成分
のピーク電圧Ｖ₁、Ｖ₂は、各実施例に示すように、いず
れも下記の式を満足する。

【０１１２】｜１０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₁≧｜５・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜｜１０・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₁｜≧Ｖ₂≧｜３・Ｑ₂・ｄｔ・ｄ₂｜また、θ１＝−５°、θ２＝＋２２°、θ３＝＋３０°
であるので、下記の式を満足している。

【０１１３】−１０°≦ θ１ ≦ ＋１０° ＋２０°≦ θ３ ≦ ＋６０° ０．２×θ３ ≦ θ２ ≦ ０．９×θ３２成分現像剤には、磁性キャリアとして、飽和磁化が６
０ｅｍｕ／ｇの球形フェライト粒子に、メチルメタクリ
レート／スチレン共重合体樹脂を表面被覆して得た球形
キャリアを用いた。また、磁性キャリアの体積平均粒径
は６０μｍ、密度は５．２ｇ／ｃｍ³であった。トナー
としては、スチレン−アクリル樹脂１００重量部、カー
ボンブラック１０重量部、流動化剤としてコロイダルシ
リカをそれぞれ２重量部を混合して溶融・混練した後、
粉砕・分級して、体積平均粒径８．５μｍの黒色トナー
を得た。トナーの密度は１．１ｇ／ｃｍ³であった。密
度は、乾式密度計アキュピック１３３０（Ｍｉｃｒｏｍ
ｅｒｉｔｉｃｓ社製）を用いて測定した。２成分現像剤
として、この磁性キャリアとトナーを、トナーが全体の
５重量％となるよう混合したものを用いた。

【０１１４】また、現像スリーブ８１と磁石体８２は、
現像スリーブ８１上の磁束密度が４５０ガウス〜７００
ガウスの範囲内となるものを用いた。そして、現像剤の
静カサ密度ρｐが１．９５ｇ／ｃｍ³、現像域での搬送
量Ｄｗｓが１０ｍｇ／ｃｍ²（＝１．０×１０^-2ｇ／ｃ
ｍ²）、現像域高さＤｓｄが５００μｍ（＝５．０×１
０^-2ｃｍ）となるように制御する。従って、現像剤充填
率Ａは０．１０である。

【０１１５】Ａ＝１．０×１０^-2／（５．０×１０^-2×
１．９５）＝０．１０また、制御電極８３の絶縁シート８３ｂとして厚さ０．
１ｍｍのガラスエポキシ板を用いる。そして、電極部８
３ａは、絶縁シート８３ｂの最先端に周方向の幅０．５
ｍｍ、厚さ０．０２ｍｍの電解銅箔を接着剤により絶縁
シート８３ｂ上に貼り付け、フォトポリマーを用いてフ
ォトエッチング法により図１１に示すような形状に形成
する。更に、図７、図８に示すように、厚さ０．１ｍｍ
のステンレス鋼シートの支持シート８４の先端に絶縁シ
ートの後端部を接着する。そして、制御電極８３と支持
シート８４の現像スリーブ側の面に、４フッ化エチレン
樹脂とバインダーとしてエチレン樹脂を含むサスペンシ
ョンを塗布して、約１２０℃で乾燥させる。この乾燥し
たコーティングの膜厚は１５μｍであり、コーティング
の表面粗さはＲｚ＝１．１μｍとなるようにする。この
ようにして、制御電極８３と支持シート８４が一体とな
ったものを形成する。従って、電極部８３ａの厚みＴは
約０．１２ｍｍである。

【０１１６】実施例１図１に示す波形の印加電圧を現像スリーブ８１に印加し
た。なお、Ｖ₁もＶ₂も４００Ｖで、Ｔ₁＝Ｔ₂であり、交
流成分が印加される間隔は３波長分であるのに対し、交
流成分が印加されない間隔は４波長分である。

【０１１７】実施例２図２に示す波形の印加電圧を現像スリーブ８１に印加し
た。なお、Ｖ₂は２００Ｖで、Ｖ₁は５００Ｖで、Ｔ₂＝
２．５×Ｔ₁である。

【０１１８】従って、下記の式を満足する。

【０１１９】Ｔ₁ ＜Ｔ₂ ｜Ｖ₂｜＜｜Ｖ₁｜実施例３図４に示す波形の印加電圧を現像スリーブ８１に印加し
た。なお、Ｖ₂は２００Ｖで、Ｖ₁は５００Ｖで、Ｔ₂＝
２．５×Ｔ₁である。また、交流成分が印加される間隔
は４波長分であるのに対し、交流成分が印加されない間
隔は３波長分である。

【０１２０】従って、下記の式を満足する。

【０１２１】Ｔ₁ ＜Ｔ₂ ｜Ｖ₂｜＜｜Ｖ₁｜比較例１電極部８３ａに電圧を印加しない以外は、実施例１と同
じである。

【０１２２】比較例２電極部８３ａに電圧を印加しない以外は、実施例２と同
じである。

【０１２３】比較例３電極部８３ａに電圧を印加しない以外は、実施例３と同
じである。

【０１２４】比較例４交流成分が常に印加される点を除いて実施例１と同じ波
形の印加電圧を現像スリーブ８１に印加した。

【０１２５】実験上述の各実施例と各比較例について、テストチャート画
像を連続的に記録させ、スタート時から１０万枚コピー
終了まで１０００枚コピー毎に、以下の測定を行った。

【０１２６】第一に、チャート濃度１．３のベタ黒部の
コピー濃度を濃度計（ＭａｃｈｂｅｔｈＲＤ−９１６：
Ｍａｃｈｂｅｔｈ社製）により画像濃度を測定した。一
般に、画像濃度１．３以上であれば、現像性良好な良好
な画像である。

【０１２７】第二に、チャート濃度０．７のハーフトー
ン部の濃度ムラを画像解析装置ＲＴ−２０００Ｃ（ヤー
マン株式会社製）により画像荒れを測定した。この測定
は、３０μｍ×３０μｍのウインドサイズで、現像方向
に対し垂直な方向に３０μｍピッチで３ｍｍに渡って行
い。その濃度の標準偏差により評価した。一般に、濃度
の標準偏差が０．１５以下であれば、画像に「掃き目」
や「ガサツキ」がない良好な画像である。

【０１２８】

【表１】

【０１２９】

【表２】

【０１３０】実施例１〜３では、１０万枚コピーして
も、現像性良好で、画像に「掃き目」や「ガサツキ」が
ない良好な画像が安定して得られた。しかし、比較例１
〜３では、第一の実験で最初から現像性が不良で、第二
の実験で最初から画像に「掃き目」や「ガサツキ」が見
られた。また、比較例４では、第一の実験で、最初から
磁性キャリアの電極への乗り上げによると思われる「放
電ムラ」、「掃き目」、「キャリア付着」などが発生
し、第二の実験で、最初から磁性キャリアの電極への乗
り上げによると思われる「縦筋」が見られた。

【０１３１】また、実施例１〜３、比較例１〜３では、
チャートの非画像部に「カブリ」を視認できなかった
が、比較例４では、多くのチャートの非画像部で明らか
な「カブリ」を視認できた。

【０１３２】

【発明の効果】本発明により、充分な現像性を得て、
「ガサツキ」及び「荒れ」を防止しつつ、「掃き目」を
防止でき、なおかつ、「放電ムラ」及び「縦筋」を防止
でき、また、「カブリ」や「キャリア付着」が発生する
ことも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の現像スリーブに印加する印加電圧の
波形を示す図。

【図２】実施例２の現像スリーブに印加する印加電圧の
波形を示す図。

【図３】現像スリーブに印加する印加電圧の波形の変形
例を示す図。

【図４】実施例３の現像スリーブに印加する印加電圧の
波形を示す図。

【図５】実施形態１の現像装置の要部拡大断面図。

【図６】実施形態１の現像装置の要部概略断面図。

【図７】実施形態１の現像装置の要部概略斜視図。

【図８】実施形態１の現像装置の制御電極先端の拡大断
面図。

【図９】実施形態１の画像形成装置の概略構成図。

【図１０】実施形態２のカラー画像形成装置の概略構成
図。

【図１１】実施形態１の現像装置の制御電極先端の要部
上面図。

【図１２】制御電極の例を示す断面図。

【図１３】制御電極の他の例を示す断面図。

【符号の説明】

７レーザ書込み装置８，１３現像装置９ケーシング１０感光体ドラム（像形成体）１１スコロトロン帯電器８１現像スリーブ（現像剤搬送体）８２磁石体８２ａ主磁極８３制御電極８３ａ電極部８３ｂ絶縁シート８３ｃひさし部材８３ｅ被覆８４支持シート８６規制ローラＡ現像域Ｄ現像剤Ｅ₁ 直流電源Ｅ₂ 交流電源Ｅ₃ 直流バイアス電源

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、トナーと前記トナーを担持する
磁性キャリアとを含む２成分現像剤を現像域に搬送する
現像剤搬送体と、前記現像剤搬送体に搬送される前記２
成分現像剤の層に当接又は近接する電気絶縁性部材から
なる絶縁部、及び、前記現像域又は現像域上流部に固定
された電圧印加可能な導電性部材からなる電極部を有す
る制御電極と、を有し、静電潜像が形成された前記像形
成体に前記現像域で前記２成分現像剤が接触してトナー
像を形成する２成分現像剤接触現像法による現像装置に
おいて、少なくとも交流成分を断続的に有する印加電圧
を前記現像剤搬送体に印加し、直流電圧を前記電極部に
印加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、トナーと前記トナーを担持する
磁性キャリアとを含む２成分現像剤を現像域に搬送する
現像剤搬送体と、前記現像剤搬送体に搬送される前記２
成分現像剤の層に当接又は近接する電気絶縁性部材から
なる絶縁部、及び、前記現像域又は現像域上流部に固定
された電圧印加可能な導電性部材からなる電極部を有す
る制御電極と、を有し、静電潜像が形成された前記像形
成体に前記現像域で前記２成分現像剤が接触してトナー
像を形成する２成分現像剤接触現像法による現像装置に
おいて、少なくとも直流成分に対して非対称な波形の交
流成分の印加電圧を前記現像剤搬送体に印加し、直流電
圧を前記電極部に印加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、トナーと前記トナーを担持する
磁性キャリアとを含む２成分現像剤を現像域に搬送する
現像剤搬送体と、前記現像剤搬送体に搬送される前記２
成分現像剤の層に当接又は近接する電気絶縁性部材から
なる絶縁部、及び、前記現像域又は現像域上流部に固定
された電圧印加可能な導電性部材からなる電極部を有す
る制御電極と、を有し、静電潜像が形成された前記像形
成体に前記現像域で前記２成分現像剤が接触してトナー
像を形成する２成分現像剤接触現像法による現像装置に
おいて、少なくとも直流成分に対して非対称な波形の交
流成分を断続的に有する波形の印加電圧を前記現像剤搬
送体に印加し、直流電圧を前記電極部に印加することを
特徴とする現像装置。
【請求項４】前記現像剤搬送体に印加される印加電圧
の交流成分は、前記現像剤搬送体に印加される印加電圧
の直流成分の極性と同じ極性に係る時間が、前記直流成
分の極性と異なる極性に係る時間より短いことを特徴と
する請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】前記現像域の現像剤充填率が０．０５以
上０．５以下であることを特徴とする請求項１〜請求項
４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】前記磁石体の磁極の少なくとも１つの磁
極が前記現像域に相当する角度範囲内にあり、前記現像
剤搬送体が、前記磁石体を内部に有し、中心軸を中心に
して回転する円筒状の現像スリーブと、内部に固設され
た前記磁石体と、を有するものであり、その磁極の内、
前記現像域内にあって、前記像形成体との前記現像剤搬
送体の最近接位置に最も近接した位置にある磁極を主磁
極と呼ぶ場合に、前記現像スリーブの中心軸を中心とし
た前記最近接位置と前記主磁極との角度をθ１°とし、
前記現像スリーブの中心軸を中心とした前記主磁極と前
記制御電極の現像域側先端との角度をθ２°とし、前記
現像スリーブの中心軸を中心とした前記主磁極に前記現
像剤搬送体回転方向上流側で隣接する磁極と前記主磁極
との角度をθ３°とするとき、（前記現像剤搬送体回転
方向をマイナスとする。） −１０° ≦ θ１ ≦ ＋１０° ＋２０° ≦ θ３ ≦ ＋６０° ０．２×θ３ ≦ θ２ ≦ ０．９×θ３であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか
１項に記載の現像装置。
【請求項７】前記像形成体と、前記像形成体に静電潜
像を形成する静電潜像形成手段と、請求項１〜請求項６
のいずれか１項に記載の現像装置と、を有することを特
徴とする画像形成装置。