JPH1173020A - 二成分現像方法及びこれに用いられる現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画像濃度、高解像力の画像を得る。 【解決手段】 現像領域における現像剤の空隙率Ａが式
Ａ＝１−Ｂ／Ｄ，及びＢ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ
（Ｔ_c ）／ρ_T で表されるとき、空隙率Ａが０．５ない
し０．８の範囲内である。ただし、式中、Ｄは、現像ギ
ャップ、Ｂは、現像剤層の正味の厚さ、Ｍは、現像剤層
の１ｃｍ² 当たりの重さ、Ｔ_C は、トナー濃度、ρ_C
は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、ρ_T は、トナー
の真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式ある
いは静電記録方式等に用いられる現像方法に係り、特
に、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて現像
を行なう二成分現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いた画像形成装
置として複写機、プリンタ、ファクシミリ等の装置が実
用化されている。この電子写真方式では、像保持体とし
て用いられる感光体の表面上に、コロナ帯電器等によっ
て所定の極性に一様に帯電させた後、画像信号に従って
像露光することにより静電潜像を形成し、この静電潜像
に所定の極性に帯電した現像剤を供給することによって
現像及び可視像化を行ない、その後、感光体上に被転写
材である用紙を供給し、コロナ帯電器等で感光体上の可
視像化された現像剤像を用紙上に転写させ、用紙上に転
写した現像剤像を定着器を介して加熱定着させることに
より用紙上に画像を形成している。

【０００３】感光体上の静電潜像を現像する現像方法と
しては、大まかに、トナーのみで構成される一成分現像
剤を用いた一成分現像方法と、トナーとキャリアとで構
成される二成分現像剤を用いた二成分現像方法があげら
れる。

【０００４】一般には、メンテナンス、画像形成の速度
及び耐久性の点から、一成分現像方法は低速の画像形成
装置に、二成分現像方法は中、高速の画像形成装置に使
用されている。

【０００５】２成分現像方法においてトナーは静電潜像
に現像されて付着するインク材で、キャリアはトナーの
担持体の機能を持ち、トナーとキャリアが混合攪拌され
ることによって、キャリアはトナーに所望の極性で帯電
電荷を与えるとともに、トナーがキャリアによって帯電
されることによって、トナーはキャリアに付着し、感光
体上の静電潜像に搬送されて現像が行われる。

【０００６】二成分現像方法には、現像剤を感光体上の
静電潜像に供給する方法に応じて、カスケード現像方
式、磁気ブラシ現像方式、タッチダウン現像方式等があ
る。これらの中で、最も汎用的に用いられているのは、
磁気ブラシ現像方式である。磁気ブラシ現像方式では、
キャリアとして鉄、フェライト等の磁性粒子を用い、内
部に複数の極性からなる磁石を有する現像剤担持体上
に、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤の磁気ブラ
シを形成し、この磁気ブラシで感光体を摺擦することに
よって現像を行う。この磁気ブラシ現像方式を用いるこ
とにより、キャリアがトナー担持体であるため現像の均
一性が良い、現像剤に与える機械的ダメージが少ないの
で現像剤の寿命が長い、感光体上への現像剤量の供給が
一定化し易いのでベタ（ソリッド）画像及び連続階調の
再現性が良い、キャリアがトナー担持体であるため、ト
ナーの小粒子化に対応できる、トナーに磁性材料が含ま
ないのでカラーが容易であるという利点が得られる。

【０００７】近年、情報化社会の発展に伴い記録密度の
高いレーザプリンタ、ファクシミリ、レーザプリンタあ
るいはファクシミリの機能を備えたデジタル複写機、フ
ルカラーのデジタル複写機、及びフルカラーのレーザプ
リンタ等が実用化され、より高画像品質の画像形成装置
の要求が高くなってきている。従って、電子写真方式の
画質を決める現像の高画質化の要求が高く、特に、一般
に利用されている二成分現像方法の高画像品質化の要求
が高くなってきている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二成分
現像方式においては、感光体上の現像領域において、現
像剤からなる磁気ブラシ中の現像に寄与するトナーが、
磁気ブラシの先端部分のトナーのみであるために、現像
効率が低いこと、及び現像領域における磁気ブラシ中の
トナーが移動あるいは運動できる空間が十分確保出来て
いないために、感光体上の静電潜像に対して忠実に現像
できないことなどの欠点があった。

【０００９】通常、感光体上へのトナーの供給量を確保
して十分なベタ（ソリッド）部の画像濃度を得るために
は、感光体の移動スピードに対して現像剤担持体の移動
スピードを早くする方法、現像剤中のトナー濃度を高く
する方法、及び現像スリーブに印加する現像バイアスと
して交流バイアスを重畳する方法などが用いられる。し
かしながら、これらの方法を用いて画像濃度を向上しよ
うとすると、上述の欠点により、文字等のライン画像の
太り、微少画点で構成されるハーフトーン画像の潰れな
どが生じ、逆に、文字画像やハーフトーン画像を忠実に
再現しようとすると、ベタ画像の画像濃度が不足すると
いう問題があった。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題を鑑みてな
されたもので、その目的は、高画像濃度で、像保持体上
の静電潜像を忠実に現像できる解像力に優れた高品質の
画像が得られる二成分現像方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、像担
持体に間隔をおいて配置された現像剤担持体上に、トナ
ーとキャリアを含む二成分現像剤からなる二成分現像剤
を供給し、該二成分現像剤を該現像剤担持体が該像担持
体と近接する現像領域に搬送し、該現像剤担持体に現像
バイアス電圧を印加して、該像担持体上に形成された静
電潜像を該二成分現像剤を用いて現像することにより、
該像担持体上に現像剤像を形成する工程を含む二成分現
像方法において、前記現像領域における現像剤の空隙率
Ａを下記関係式（１）及び（２）で定義するとき、該空
隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲内であることを特徴
とする二成分現像方法を提供する。

【００１２】 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ …（１） Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T …（２） ただし、式中、Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔
（ｃｍ）、Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚
さ（ｃｍ）、Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当
たりの重さ（ｇ／ｃｍ² ）、Ｔ_C は、現像剤担持体上の
現像剤層のトナー濃度、ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ
／ｃｍ³ ）、及びρ_T は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ
³ ）を表す。

【００１３】本発明は、第２に、像担持体に間隔をおい
て配置された現像剤担持体上に、トナーとキャリアを含
む二成分現像剤からなる二成分現像剤層を形成し、該二
成分現像剤層を該現像剤担持体が該像担持体と近接する
現像領域に搬送し、該現像剤担持体に現像バイアス電圧
を印加して、該像担持体上に形成された静電潜像を該二
成分現像剤を用いて現像することにより、該像担持体上
に現像剤像を形成する工程を含む二成分現像方法におい
て、前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを上記関係
式（１）及び（２）で定義するとき、該空隙率Ａが０．
５ないし０．８の範囲内であることを特徴とする二成分
現像方法を提供する。

【００１４】本発明は、第３に、像担持体に間隔をおい
て配置された現像剤担持体上に、トナーとキャリアを含
む二成分現像剤からなる二成分現像剤を供給し、該二成
分現像剤を該現像剤担持体が該像担持体と近接する現像
領域に搬送し、該現像剤担持体に現像バイアス電圧とし
て交流電圧を印加し、該像担持体上に形成された静電潜
像を該二成分現像剤を用いて現像することにより、該像
担持体上に現像剤像を形成する工程を含む二成分現像方
法において、前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを
上記関係式（１）及び（２）で定義するとき、該空隙率
Ａが０．５ないし０．８の範囲内であることを特徴とす
る二成分現像方法を提供する。

【００１５】本発明は、第４に、像担持体に０．７ｍｍ
以下の間隔をおいて配置された現像剤担持体上に、トナ
ーとキャリアを含む二成分現像剤からなる二成分現像剤
を供給し、該二成分現像剤を該現像剤担持体が該像担持
体と近接する現像領域に搬送し、該現像剤担持体に現像
バイアス電圧を印加して、該像担持体上に形成された静
電潜像を該二成分現像剤を用いて現像することにより、
該像担持体上に現像剤像を形成する工程を含む二成分現
像方法において、前記現像領域における現像剤の空隙率
Ａを上記関係式（１）及び（２）で定義するとき、該空
隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲内であることを特徴
とする二成分現像方法を提供する。

【００１６】本発明は、第５に、像担持体と、トナーと
キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容器、
及び該像担持体に間隔をおいて配置され、該二成分現像
剤を担持する現像剤担持体を有する現像手段と、該現像
剤担持体に現像バイアス電圧を印加する手段とを具備
し、該二成分現像剤を該現像剤担持体が該像担持体と近
接する現像領域に搬送し、該現像剤担持体に現像バイア
ス電圧を印加して、該像担持体上に形成された静電潜像
を該二成分現像剤を用いて現像することにより、該像担
持体上に現像剤像を形成する二成分現像装置において、
前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを上記関係式
（１）及び（２）で定義するとき、該空隙率Ａが０．５
ないし０．８の範囲内であることを特徴とする二成分現
像装置を提供する。

【００１７】本発明は、第６に、像担持体と、トナーと
キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容器、
該像担持体に間隔をおいて配置され、該二成分現像剤を
担持する現像剤担持体、及び該現像剤担持体上に該二成
分現像剤を用いて現像剤層を形成する手段を有する現像
手段と、該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する
手段とを具備し、該二成分現像剤層を該現像剤担持体が
該像担持体と近接する現像領域に搬送し、該現像剤担持
体に現像バイアス電圧を印加して、該像担持体上に形成
された静電潜像を該二成分現像剤を用いて現像すること
により、該像担持体上に現像剤像を形成する二成分現像
装置において、前記現像領域における現像剤の空隙率Ａ
を上記関係式（１）及び（２）で定義するとき、該空隙
率Ａが０．５ないし０．８の範囲内であることを特徴と
する二成分現像装置を提供する。

【００１８】本発明は、第７に、像担持体と、トナーと
キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容器、
及び該像担持体に間隔をおいて配置され、該二成分現像
剤を担持する現像剤担持体を有する現像手段と、該現像
剤担持体に現像バイアス電圧として交流電圧を印加する
手段とを具備し、該二成分現像剤を該現像剤担持体が該
像担持体と近接する現像領域に搬送し、該現像剤担持体
に現像バイアス電圧を印加して、該像担持体上に形成さ
れた静電潜像を該二成分現像剤を用いて現像することに
より、該像担持体上に現像剤像を形成する二成分現像装
置において、前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを
上記関係式（１）及び（２）で定義するとき、該空隙率
Ａが０．５ないし０．８の範囲内であることを特徴とす
る二成分現像装置を提供する。

【００１９】本発明は、第８に、像担持体と、トナーと
キャリアを含む二成分現像剤を収容する現像剤収容器、
及び該像担持体に０．７ｍｍ以下の間隔をおいて配置さ
れ、該二成分現像剤を担持する現像剤担持体を有する現
像手段と、該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加す
る手段とを具備し、該二成分現像剤を該現像剤担持体が
該像担持体と近接する現像領域に搬送し、該現像剤担持
体に現像バイアス電圧を印加して、該像担持体上に形成
された静電潜像を該二成分現像剤を用いて現像すること
により、該像担持体上に現像剤像を形成する二成分現像
装置において、前記現像領域における現像剤の空隙率Ａ
を上記関係式（１）及び（２）で定義するとき、該空隙
率Ａが０．５ないし０．８の範囲内であることを特徴と
する二成分現像装置を提供する。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明者は、上記二成分現像方法
の問題に対して鋭意検討した結果、像担持体と現像剤担
持体とが近接する現像領域中の現像剤の空隙率を所定の
値に設定することにより、上記問題が解決し得ることを
見出だした。

【００２１】すなわち、本発明によれば、像保持体上に
間隔をおいて設けられた現像剤担持体上に、トナーとキ
ャリアを含む二成分現像剤を供給し、例えば現像剤層規
制部材を用いて現像剤量を規制して、二成分現像剤層を
形成した後、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加し
て、二成分現像剤層を像担持体と現像剤担持体とが近接
する現像領域に搬送し、現像領域にて像担持体上に形成
された静電潜像を二成分現像剤を用いて現像することに
より、像担持体上に現像剤像を形成する工程を含む二成
分現像方法において、現像領域における現像剤の空隙率
Ａを、下記関係式 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ及びＢ＝Ｍ（１−Ｔ
_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T で定義するとき、空隙率
Ａが０．５〜０．８の範囲内であることにより、上記問
題が解決し得る。

【００２２】式中、Ｄは、像保持体と現像剤担持体との
間隔（ｃｍ）、Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味
の厚さ（ｃｍ）、Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ
² 当たりの重さ（ｇ／ｃｍ² ）、Ｔ_C は、現像剤担持体
上の現像剤層のトナー濃度、ρ_C は、キャリアの真比重
（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T は、トナーの真比重（ｇ／ｃ
ｍ³ ）を表す。

【００２３】上記式に示すとおり、現像剤の空隙率Ａ
は、現像領域において、像担持体と現像剤担持体とが最
も近接する地点間の長さから二成分現像剤層の正味の厚
さを差し引いて得られた真の空隙部分を表す長さを、像
担持体と現像剤担持体とが最も近接する地点間の長さに
対する割合として表したものである。また、ここでいう
正味の厚さとは、見掛けの厚さではなく、現像剤成分の
真比重から算出された値である。

【００２４】本発明によれば、トナーとキャリアとで構
成される二成分現像剤を用いる二成分現像方法におい
て、像保持体と現像剤担持体とが近接する現像領域での
現像剤の空隙率を０．６〜０．８に設定することによ
り、現像領域中のトナーが移動あるいは運動できる空間
が確保できるため、感光体上近傍での現像剤の移動の自
由度が増して、感光体上の静電潜像に忠実に付着できる
ことから、高画像濃度で高解像力の画像が得られる。

【００２５】現像バイアス電圧としては、好ましくは交
流バイアスが使用される。また、さらに好ましくは、現
像バイアス電圧は、直流バイアスに交流バイアスを重畳
して印加される。これにより、さらに高画像濃度で高解
像力の画像が得られる。

【００２６】また、像保持体と現像剤担持体との間隔
は、好ましくは０．７ｍｍ以下、さらに好ましくは、
０．６〜０．３ｍｍである。これにより、十分に高画像
濃度で高解像力の画像が得られる。

【００２７】以下、図面を参照し、本発明をさらに具体
的に説明する。図１は、本発明の現像方法を適用するた
めの二成分現像装置の一例の構成の概略を示す図であ
る。同図に於いて、現像装置１の筐体７内には現像剤担
持体としてＡｌ製の現像スリーブ２が矢印ａの方向に回
転可能に設けられている。現像スリーブ２には、表面が
サンドブラストにより粗さが約２０μｍ前後の微少な凹
凸が設けられており、その外径は３０mmである。現像ス
リーブ２の内側には、シャフト４を軸としてマグネット
ロール３が固定して配置されている。マグネットロール
３は５極の磁極を有し、現像極であるＮ１は９５０ガウ
ス、現像剤規制極であるＳ１は５００ガウス、現像剤供
給極Ｎ２は６００ガウス、現像剤剥離極であるＮ３は６
００ガウス、現像剤回収極であるＳ２は８００ガウスに
それぞれ着磁されている。現像剤規制極であるＳ１の位
置の現像スリーブ２上には、現像剤規制部材である現像
剤規制ブレード５が現像剤規制ブレード固定部材に固定
されている。この現像剤規制ブレード５は、磁性を有す
るステンレス製である。また、筐体７内には、各々、ス
パイラル形状の羽を有する第一のミキサー９と第二のミ
キサー１０が、各々矢印ｃとｄの方向に回転可能に設け
られており、その直径は、各々２５mmである。現像剤規
制ブレード５の直後には、現像スリーブ２を覆うよう
に、カバー８が設けられている。

【００２８】さらに、同図の現像装置１の現像システム
について説明する。筐体７に収納されている２成分現像
剤は、第一のミキサー９から現像剤供給極Ｎ２によって
現像スリーブ２に供給される。その後、現像スリーブ２
の回転によって搬送されて、現像スリーブ２に対して所
定のギャップを設けて配置された現像剤規制ブレード５
によって所定の量に規制されて現像スリーブ２上に現像
剤層が形成される。現像剤層は、現像スリーブ２の回転
によって現像極Ｎ１の位置である現像領域に搬送されて
現像に供される。現像領域を通過した現像剤層は現像剤
回収極であるＳ２を通過し、さらに、現像剤剥離極Ｎ３
によって現像スリーブ２から剥離されて第一のミキサー
９によって回収されるとともに、第一のミキサー９中で
現像剤と混合攪拌される。

【００２９】第一のミキサー９と第二のミキサー１０と
は、筐体７の一部である仕切りによって仕切られ、第一
のミキサー９で形成される現像剤搬送路と第二のミキサ
ー１０で形成される現像剤搬送とは、各々両端部で接続
されている現像剤１２は、第一のミキサー９ではフロン
ト側に、第二のミキサー１０ではリア側に、攪拌されな
がら移動して循環している。また、第二のミキサー１０
上には現像剤中のトナー濃度を検知する図示しない磁気
式のトナー濃度センサと図示しないトナー補給口が設け
られ、トナー濃度センサの検知出力に応じて所定量のト
ナーが補給され、現像剤１２中のトナー濃度を一定に維
持している。

【００３０】図２は、図１の現像装置の現像領域の状態
を模式的に示す図である。図示するように、感光体ドラ
ム１１は、現像スリーブ２と対向して所定のギャップを
おいて、矢印ｂの方向に回転可能に設けられている。現
像スリーブ２には現像バイアス電源より交流バイアスと
直流バイアスが重なった現像バイアスが印加されてい
る。感光体ドラム１１は、外径が６０mmの円筒状のＡｌ
ドラム１１ａの表面上に厚さ約２０μｍの有機光導電体
１１ｂが形成された構造を有する。現像剤規制ブレード
５によって所定の量に規制された現像スリーブ２上の現
像剤層１２は、現像領域において現像極Ｎ１によって磁
気ブラシ状に配置され、感光体ドラム１１を摺擦しなが
ら、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像
し、これにより、感光体ドラム１１上に可視像化された
トナー像１５が得られる。

【００３１】

【実施例】以下、図１の現像装置を、図示しないデジタ
ル複写機用のレーザプリンタに組み込んで画像形成を行
なった例を示し、本発明を、さらに詳細に説明する。画
像形成に用いたレーザプリンタは、感光体ドラム１１の
周速が１２７ｍｍ／秒で、印字速度は２２枚／分（用紙
サイズ：Ａ４横）、記録密度は６００ｄｐｉ（ドット／
インチ、１ドットは約４３μｍ）であった。また、現像
領域における感光体の電位条件は、帯電電位が−６００
Ｖ、露光後電位は−５０Ｖであり、露光部にトナーを付
着現像させる反転現像方式によって現像した。現像スリ
ーブ２の周速は感光体ドラム１１の周速の１．３倍に設
定した。現像バイアスとしては、−４２０Ｖの直流バイ
アスに、電圧が１．６Ｖ_P-P 、周波数が４ｋＨｚ、波形
が方形波の交流バイアスを重畳して印加した。

【００３２】キャリアとして、平均粒径が６０μｍのフ
ェライト粒子を用いた。このフェライト粒子は、ほぼ球
状で、飽和磁化は６５ｅｍｕ／ｇ（３０００エルステッ
ド時）、電気抵抗は１０⁸ Ωｃｍ、真比重は５．０ｇ／
ｃｍ³ である。

【００３３】トナーとしては、東芝社製の複写機ＥＤ−
３８５０用の黒トナーを用いた。このトナーは平均粒径
が９．３μｍ、帯電極性はマイナス極性、真比重は１．
１である。

【００３４】このトナーとキャリアを、トナー濃度が現
像剤量に対して６重量％で混合して現像剤を作成した。
このときのトナーの帯電量は−２８μＣ／ｇであった。
以上の実験装置を用いて、先ず、現像スリーブ上に形成
する現像剤層の薄層化について調べた。

【００３５】磁性材の現像剤規制ブレードと非磁性材の
現像剤規制ブレードと用い、現像剤規制ブレードと現像
スリーブとの間隔を変化させて、その時の空隙率を測定
した。規制ブレードと現像スリーブとの間隔と現像領域
での現像剤層の空隙率との関係を表すグラフ図を図３に
示す。図３中、３０１は、磁性材の現像剤規制ブレード
を用いた場合、３０２は、非磁性材の現像剤規制ブレー
ドを用いた場合のグラフを表す。このとき、現像スリー
ブと感光体の間隔すなわち現像ギャップは、一定の値
０．４５ｍｍに設定した。非磁性材の現像剤規制ブレー
ドはアルミニウム製のものを使用した。

【００３６】なお、空隙率Ａは、例えば以下のようにし
て算出した。磁性材現像剤規制ブレードを用い現像剤規
制ブレードと現像スリーブとのギャップを例えば０．５
ｍｍに設定したときの現像スリーブ上に得られた現像剤
層の１ｃｍ² 当たりの厚さを測定した結果、約０．０７
２ｇであった。この時の現像領域における空隙率を求め
る。

【００３７】現像スリーブ上の現像剤層の正味の厚みＢ
はＢ＝Ｍ（１−Ｔ_C ）／ρ_C ＋Ｍ（Ｔ_C ）／ρ_T の関係
式より Ｂ＝０．０７４（１−０．９４）／５＋０．０７４（０．０６）／１．１ ＝０．０１７５ｃｍとなる。

【００３８】従って、現像領域における現像剤の空隙率
Ａは、Ａ＝１−Ｂ／Ｄの関係式により Ａ＝１−０．０１７５／０．０５ ＝０．６５となる。

【００３９】ただし、 現像ギャップ（像保持体と現像剤担持体とのギャップ）
Ｄ＝０．０５ｃｍ 像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さＭ＝０．
０７２ｇ／ｃｍ² 現像剤のトナー濃度Ｔ_C ＝０．０６ キャリアの真比重ρ＝５ｇ／ｃｍ³ トナーの真比重 ρ_T ＝１．１ｇ／ｃｍ³ である。

【００４０】以下、空隙率Ａは現像スリーブ上に得られ
た現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さを測定した値と設定
した現像ギャップ及び現像剤の物性値を入れて算出した
ものである。

【００４１】図３から明らかなように、現像スリーブ上
に得られる現像剤層の量すなわち現像領域の空隙率は現
像剤規制ブレードと現像スリーブとのギャップを調整す
ることによってコントロールすることが出来るととも
に、磁性材の現像剤規制ブレードを用いることにより、
非磁性材現像剤規制ブレードに対して、比較的広いギャ
ップで現像剤が薄層化できる事がわかる。尚、磁性、非
磁性いずれの現像剤規制ブレードも現像スリーブとの間
隔が０．３ｍｍ以下になると現像スリーブのフレの影響
が現れ現像剤層にムラが生じた。

【００４２】また、空隙率Ａを変化させて、現像剤担持
体に直流バイアスのみを印加した場合と、交流バイアス
も印加した場合とについて、得られた画像の画像濃度を
測定した。空隙率Ａと画像濃度の関係を表すグラフ図を
図４に示す。

【００４３】また、空隙率Ａを変化させて、現像剤担持
体に直流バイアスのみを印加した場合と、交流バイアス
も印加した場合とについて、得られた画像の解像力レベ
ルを測定した。空隙率Ａと解像力のレベルとの関係を，
表１に示す。

【００４４】ここで、現像ギャップは０．５ｍｍと一定
にし、磁性現像剤規制ブレードと現像スリーブとの間隔
をコントロールすることによって現像領域の現像剤の空
隙率を変えた。解像力は６００ｄｐｉの１ドット黒ライ
ンと１ドット白抜きの１２ペアライン／ｍｍの画像を印
字して評価し、ラインが白黒半々で解像されてれば二重
丸、解像されてれば○、わずかに解像されてれば△、全
く解像されてなければ×とした。

【００４５】

【表１】

【００４６】図４から明らかな様に、現像剤層を薄層化
して現像領域における現像剤の空隙率が０．３〜０．８
の範囲で１．２以上の良好な画像濃度が得られる。ま
た、特に、交流バイアスを重畳して印加することによ
り、空隙率が０．３〜０．８の範囲で、１．３以上のよ
り良好な画像濃度が得られる。

【００４７】また、表１からわかるように、現像剤を薄
層化して空隙率を大きくしてやることにより、空隙率が
０．５〜０．８の範囲で、解像力が大幅に改善できる。
特に、交流バイアスを重畳して印加することにより、解
像力がより良好となり、空隙率の適性範囲を例えば０．
５〜０．９に広げることができる。

【００４８】以上の結果から、現像領域での現像剤の空
隙率を、０．５〜０．８に設定することにより、現像領
域の現像剤中のトナーが移動あるいは運動できる空間が
確保できるため、現像スリーブに対して現像剤のより深
い部分からトナーを引き出すことができるとともに、感
光体上近傍でのトナーの移動の自由度が増して感光体上
の静電潜像に付着できるため高画像濃度で高解像力の画
像が得られることがわかる。特に、現像バイアスとして
交流バイアスを重畳して印加することにより、さらに効
果が上がることがわかる。

【００４９】次に、空隙率Ａを一定にして、現像ギャッ
プを変化させて、画像濃度を測定した。図５は、現像ギ
ャップと画像濃度の関係を表すグラフ図である。また、
空隙率Ａを一定にして、現像ギャップを変化させて、解
像力のレベルを測定した。現像ギャップと解像力のレベ
ルについて表２に示す。ここで、空隙率は、磁性現像剤
規制ブレードと現像スリーブとのギャップをコントロー
ルすることにより、０．６５と一定にコントロールされ
ている。また、現像バイアスは交流バイアスを重畳して
印加してある。解像力の判定は表１と同様である。

【００５０】

【表２】

【００５１】図５及び表２から高画像濃度で高解像力の
画像を得るためには現像ギャップを０．７ｍｍ以下にす
ることが好ましいことがわかる。現像ギャップが所定以
上大きくなると現像電界が弱まるとともに、ライン画像
の静電潜像のエッジ効果が強くなり、解像力は低下す
る。

【００５２】本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、用いるキ
ャリアは、フェライト粒子のほかに鉄粉、樹脂中に磁性
粉を分散させた樹脂キャリア、あるいはフェライト粒子
表面に樹脂をコートした樹脂コートキャリアを用いても
良い。また、現像スリーブ上に現像剤層を形成する方法
として弾性ブレードを当接させても良いし、現像剤供給
部剤上に現像剤層を形成して現像スリーブ上に転移させ
ても良い。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、トナーとキャリアとで
構成される二成分現像剤を用いる二成分現像方法におい
て、像保持体と現像剤担持体とで形成される現像領域で
の現像剤の空隙率を０．５〜０．８に設定することによ
り、高画像濃度で解像力に優れた高品質な画像が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る現像装置の概略構成を示す図

【図２】 図１の現像装置の現像領域の状態を示す模式
図

【図３】 規制ブレードと現像スリーブとの間隔と現像
領域での現像剤層の空隙率との関係を表すグラフ図

【図４】 空隙率Ａと画像濃度の関係を表すグラフ図

【図５】 現像ギャップと画像濃度の関係を表すグラフ
図

【符号の説明】

１…現像装置 ２…現像スリーブ ３…マグネットロール ５…現像剤規制ブレード １１…感光体ドラム １２…現像剤 １３…キャリア １４…トナー

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に間隔をおいて配置された現像
   剤担持体上に、トナーとキャリアを含む二成分現像剤か
   らなる二成分現像剤を供給し、該二成分現像剤を該現像
   剤担持体が該像担持体と近接する現像領域に搬送し、該
   現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して、該像担持
   体上に形成された静電潜像を該二成分現像剤を用いて現
   像することにより、該像担持体上に現像剤像を形成する
   工程を含む二成分現像方法において、 前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを下記関係式で
   定義するとき、該空隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲
   内であることを特徴とする二成分現像方法。 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T ただし、式中、 Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔（ｃｍ）、 Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚さ（ｃ
   ｍ）、 Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さ
   （ｇ／ｃｍ² ）、 Ｔ_C は、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度、 ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T
   は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。
2. 【請求項２】 像担持体に間隔をおいて配置された現像
   剤担持体上に、トナーとキャリアを含む二成分現像剤か
   らなる二成分現像剤層を形成し、該二成分現像剤層を該
   現像剤担持体が該像担持体と近接する現像領域に搬送
   し、該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して、該
   像担持体上に形成された静電潜像を該二成分現像剤を用
   いて現像することにより、該像担持体上に現像剤像を形
   成する工程を含む二成分現像方法において、 前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを下記関係式で
   定義するとき、該空隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲
   内であることを特徴とする二成分現像方法。 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T ただし、式中、 Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔（ｃｍ）、 Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚さ（ｃ
   ｍ）、 Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さ
   （ｇ／ｃｍ² ）、 Ｔ_C は、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度、 ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T
   は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。
3. 【請求項３】 像担持体に間隔をおいて配置された現像
   剤担持体上に、トナーとキャリアを含む二成分現像剤か
   らなる二成分現像剤を供給し、該二成分現像剤を該現像
   剤担持体が該像担持体と近接する現像領域に搬送し、該
   現像剤担持体に現像バイアス電圧として交流電圧を印加
   し、該像担持体上に形成された静電潜像を該二成分現像
   剤を用いて現像することにより、該像担持体上に現像剤
   像を形成する工程を含む二成分現像方法において、 前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを下記関係式で
   定義するとき、該空隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲
   内であることを特徴とする二成分現像方法。 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T ただし、式中、 Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔（ｃｍ）、 Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚さ（ｃ
   ｍ）、 Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さ
   （ｇ／ｃｍ² ）、 Ｔ_C は、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度、 ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T
   は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。
4. 【請求項４】 像担持体に０．７ｍｍ以下の間隔をおい
   て配置された現像剤担持体上に、トナーとキャリアを含
   む二成分現像剤からなる二成分現像剤を供給し、該二成
   分現像剤を該現像剤担持体が該像担持体と近接する現像
   領域に搬送し、該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印
   加して、該像担持体上に形成された静電潜像を該二成分
   現像剤を用いて現像することにより、該像担持体上に現
   像剤像を形成する工程を含む二成分現像方法において、 前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを下記関係式で
   定義するとき、該空隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲
   内であることを特徴とする二成分現像方法。 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T ただし、式中、 Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔（ｃｍ）、 Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚さ（ｃ
   ｍ）、 Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さ
   （ｇ／ｃｍ² ）、 Ｔ_C は、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度、 ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T
   は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。
5. 【請求項５】 像担持体と、トナーとキャリアを含む二
   成分現像剤を収容する現像剤収容器、及び該像担持体に
   間隔をおいて配置され、該二成分現像剤を担持する現像
   剤担持体を有する現像手段と、該現像剤担持体に現像バ
   イアス電圧を印加する手段とを具備し、該二成分現像剤
   を該現像剤担持体が該像担持体と近接する現像領域に搬
   送し、該現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して、
   該像担持体上に形成された静電潜像を該二成分現像剤を
   用いて現像することにより、該像担持体上に現像剤像を
   形成する二成分現像装置において、 前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを下記関係式で
   定義するとき、該空隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲
   内であることを特徴とする二成分現像装置。 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T ただし、式中、 Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔（ｃｍ）、 Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚さ（ｃ
   ｍ）、 Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さ
   （ｇ／ｃｍ² ）、 Ｔ_C は、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度、 ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T
   は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。
6. 【請求項６】 像担持体と、トナーとキャリアを含む二
   成分現像剤を収容する現像剤収容器、該像担持体に間隔
   をおいて配置され、該二成分現像剤を担持する現像剤担
   持体、及び該現像剤担持体上に該二成分現像剤を用いて
   現像剤層を形成する手段を有する現像手段と、該現像剤
   担持体に現像バイアス電圧を印加する手段とを具備し、
   該二成分現像剤層を該現像剤担持体が該像担持体と近接
   する現像領域に搬送し、該現像剤担持体に現像バイアス
   電圧を印加して、該像担持体上に形成された静電潜像を
   該二成分現像剤を用いて現像することにより、該像担持
   体上に現像剤像を形成する二成分現像装置において、 前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを下記関係式で
   定義するとき、該空隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲
   内であることを特徴とする二成分現像装置。 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T ただし、式中、 Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔（ｃｍ）、 Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚さ（ｃ
   ｍ）、 Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さ
   （ｇ／ｃｍ² ）、 Ｔ_C は、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度、 ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T
   は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。
7. 【請求項７】 像担持体と、トナーとキャリアを含む二
   成分現像剤を収容する現像剤収容器、及び該像担持体に
   間隔をおいて配置され、該二成分現像剤を担持する現像
   剤担持体を有する現像手段と、該現像剤担持体に現像バ
   イアス電圧として交流電圧を印加する手段とを具備し、
   該二成分現像剤を該現像剤担持体が該像担持体と近接す
   る現像領域に搬送し、該現像剤担持体に現像バイアス電
   圧を印加して、該像担持体上に形成された静電潜像を該
   二成分現像剤を用いて現像することにより、該像担持体
   上に現像剤像を形成する二成分現像装置において、 前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを下記関係式で
   定義するとき、該空隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲
   内であることを特徴とする二成分現像装置。 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T ただし、式中、 Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔（ｃｍ）、 Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚さ（ｃ
   ｍ）、 Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さ
   （ｇ／ｃｍ² ）、 Ｔ_C は、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度、 ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T
   は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。
8. 【請求項８】 像担持体と、トナーとキャリアを含む二
   成分現像剤を収容する現像剤収容器、及び該像担持体に
   ０．７ｍｍ以下の間隔をおいて配置され、該二成分現像
   剤を担持する現像剤担持体を有する現像手段と、該現像
   剤担持体に現像バイアス電圧を印加する手段とを具備
   し、該二成分現像剤を該現像剤担持体が該像担持体と近
   接する現像領域に搬送し、該現像剤担持体に現像バイア
   ス電圧を印加して、該像担持体上に形成された静電潜像
   を該二成分現像剤を用いて現像することにより、該像担
   持体上に現像剤像を形成する二成分現像装置において、 前記現像領域における現像剤の空隙率Ａを下記関係式で
   定義するとき、該空隙率Ａが０．５ないし０．８の範囲
   内であることを特徴とする二成分現像装像置。 Ａ＝１−Ｂ／Ｄ Ｂ＝Ｍ（１−Ｔ_c ）／ρ_c ＋Ｍ（Ｔ_c ）／ρ_T ただし、式中、 Ｄは、像保持体と現像剤担持体との間隔（ｃｍ）、 Ｂは、現像剤担持体上の現像剤層の正味の厚さ（ｃ
   ｍ）、 Ｍは、像担持体上の現像剤層の１ｃｍ² 当たりの重さ
   （ｇ／ｃｍ² ）、 Ｔ_C は、現像剤担持体上の現像剤層のトナー濃度、 ρ_C は、キャリアの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）、及びρ_T
   は、トナーの真比重（ｇ／ｃｍ³ ）を表す。