JPH09127786A

JPH09127786A - 現像装置

Info

Publication number: JPH09127786A
Application number: JP7285875A
Authority: JP
Inventors: 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: 1995-11-02
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【目的】制御電極のうねり、反りを抑え、縦スジ、現
像ムラ等がなく、解像度と現像性の高い画像を安定して
得られる非接触現像装置を提供する。【構成】感光体ベルト１に対向し、現像剤を搬送する
現像スリーブ８１の現像域Ａ又は現像域Ａ上流部に、現
像剤層に当接又は近接した絶縁部材８３ｂに固定され
た、電圧印加可能な電極部８３ａを配設してなる制御電
極８３を有する非接触現像装置８ａにおいて、該制御電
極８３は電極部８３ａを支持したセラミックよりなる絶
縁部材８３ｂと、該絶縁部材８３ｂを補強する補強部材
８３ｃとからなる多層構造であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写装置等
の画像形成装置において、１成分又は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、非磁性トナーからなる１成分現
像方法がある。この現像方法は、表面を粗面にして回転
可能に支持された円筒状のスリーブを有し、この現像ス
リーブ表面に帯電したトナーを支持し、現像領域に搬送
して現像を行うものである。

【０００３】又、１成分現像法に対して、一般に粒径が
数十〜数百μｍの磁性キャリアと、平均粒径１０μｍ前
後の非磁性トナーからなる２成分現像剤を用いた２成分
現像方法も多く用いられている。

【０００４】いずれの現像法も、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、トナー粒子及びキャリア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、以下の問題が生じ
る。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、像背景の他部分に
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。又トナーの凝集も起
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、更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。又、バ
イアス電圧が大きくなると、像背景の他部分にもキャリ
ア粒子が付着するようになる。

【０００５】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。この問題を解決する方法として現像域上流
部に電極を有する板状部材を現像スリーブに当接し、前
記電極と前記現像スリーブ、前記現像スリーブと感光体
の間に、前者の方が強くなるような振動電界を形成し、
現像剤中のトナーをクラウド化して現像を行う方法が、
特開平５−３４６７３６号公報、特開平６−１７５４８
５号公報に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した制御
電極法では、制御電極の長手方向のうねりや反りによっ
て、現像剤搬送体−制御電極間の距離が変化するため、
現像性が不均一となり、縦スジ、現像ムラ等の画質低下
を引き起こす。

【０００７】また、制御電極の直線性を良好にするため
に、制御電極の厚さを増していくと、狭い現像空間内に
制御電極を設置することが困難となる。

【０００８】本発明は、前記制御電極法の問題点を解決
し、制御電極板のうねり、反りを抑え、縦スジ、現像ム
ラ等がなく、解像度及び現像性の高い高画質の画像を安
定て得られる非接触現像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】上記目的は、像形成体に
対向し、現像剤を搬送する現像剤搬送体の現像域又は現
像域上流部に、現像剤層に当接又は近接した絶縁部材に
固定された、電圧印加可能な電極部を配設してなる制御
電極を有する非接触現像装置において、該制御電極は前
記電極部を支持するセラミックよりなる絶縁部材と、該
絶縁部材を補強する補強部材とからなる多層構造である
ことを特徴とする現像装置によって達成される。

【００１０】また、前記絶縁部材の全体、又は少なくと
も１部が接着層を介するか又は接着層を介さずに補強部
材により補強されていることを特徴とする前記現像装
置。

【００１１】あるいは、前記補強部材は、絶縁性の樹脂
からなることを特徴とする前記現像装置は好ましい実施
態様である。

【００１２】

【実施例】図６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。

【００１３】図６において、１は光導電体を塗布あるい
は蒸着した可撓性のベルトからなるベルト状の像形成体
である感光体ベルトで、この感光体ベルト１は回動ロー
ラ２および３の間に架設されていて回動ローラ２の駆動
により時計方向に搬送される。

【００１４】４は前記感光体ベルト１に内接するよう装
置本体に固定したガイド部材で、前記感光体ベルト１は
テンションローラ５の作用によって緊張状態とされるこ
とによりその内周面を前記ガイド部材４に摺擦させる。

【００１５】６は帯電手段であるスコロトロン帯電器、
７は像露光手段であるレーザビームを用いたレーザ書込
み装置、８Ａないし８Ｄはそれぞれ特定色の現像剤を収
容した複数の現像手段である本発明の現像装置であっ
て、これ等の像形成手段は感光体ベルト１の前記ガイド
部材４に接する部分に配設される。

【００１６】前記各現像装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは
詳細については後述するが、例えばイエロー，マゼン
タ，シアン，黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもので
前記感光体ベルト１と所定の間隙を保つ各現像スリーブ
８１を備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触の反転現
像法により顕像化する機能を有している。この非接触現
像は接触現像と異なり、感光体ベルト１の移動を妨げな
い長所を有する。

【００１７】１２は転写器、１３はクリーニング装置で
このクリーニング装置１３のブレード１３ａとトナー排
出ローラ１３ｂは画像形成中には感光体ベルト１の表面
より離間した位置に保たれ画像転写後のクリーニング時
のみ図示のように感光体ベルト１の表面に圧接される。

【００１８】かかるカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

【００１９】先ず、本実施例による多色像の形成は、次
の像形成システムに従って遂行される。

【００２０】（イ）オリジナル画像を撮像素子が走査す
る画像データ入力部でカラー画像データを得る。（ロ）
このデータを画像データ処理部で演算処理して画像デー
タを作成する。（ハ）その画像データは一旦画像メモリ
に格納される。（ニ）次いでこの画像データは記録時取
り出されて記録部である例えば図６のカラー画像形成装
置へ入力される。

【００２１】すなわち、前記カラー画像形成装置とは別
体の画像読取装置から出力される色信号である画像デー
タが前記レーザ書込み装置７に入力されると、レーザ書
込み装置７においては図示しない書込み光源である半導
体レーザで発生されたレーザビーム（書込み光）は図示
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７１により回転される回転多面鏡７４
により回転走査され、ｆθレンズ７５とシリンドリカル
レンズ７６を経てその間２個のミラー７７，７８により
光路を曲げられて、予めスコロトロンの帯電器６によっ
て一様な電荷を付与された感光体ベルト１の周面上に投
射されて行われる主走査と、感光体ベルト１の移動によ
る副走査によってラスター走査がなされて潜像が形成さ
れる。

【００２２】一方、走査が開始されるとレーザビームが
図示しない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前記感光体ベ
ルト１の周面上を走査する。従ってレーザビームによる
主走査と感光体ベルト１の搬送による副走査により感光
体ベルト１の周面上に第１の色に対応する潜像が形成さ
れて行く。この潜像は現像手段の内イエロー（Ｙ）のト
ナー（顕像媒体）の装填された現像装置８Ａにより現像
されて、ベルト表面にトナー像が形成される。得られた
トナー像はベルト面に保持されたまま感光体ベルト１の
周面より引き離されている清掃手段たるクリーニング装
置１３のブレード１３ａ、トナー排出ローラ１３ｂの下
を通過し、次の画像形成サイクルに入る。

【００２３】すなわち、前記感光体ベルト１は前記帯電
器６により再び帯電され、次いで第２の色信号が前記レ
ーザ書込み装置７に入力され、前述した第１の色信号の
場合と同様にしてベルト表面への書込みが行われ潜像が
形成される。潜像は第２の色としてマゼンタ（Ｍ）のト
ナーを装填した現像装置８Ｂによって現像される。

【００２４】このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形
成されている前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下
に形成される。

【００２５】８Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを有する現像
装置で、第１，第２の色と同様にベルト表面にシアン
（Ｃ）のトナー像を形成する。

【００２６】さらに８Ｄは黒色のトナーを有する現像装
置であって、前記の色と同様の処理によりベルト表面に
黒色のトナー像を重ね合わせて形成する。これ等各現像
装置８Ａ，８Ｂ，８Ｃ及び８Ｄの各現像スリーブ８１に
は直流あるいはさらに交流のバイアス電圧が印加され、
顕像手段である２成分現像剤による非接触現像が行わ
れ、基体が接地された感光体ベルト１には非接触で現像
が行われるようになっている。

【００２７】かくして感光体ベルト１の周面上に形成さ
れたカラーのトナー画像は、転写部においてトナーと逆
極性の高電圧が印加されて、給紙カセット１４より給紙
ガイド１５を経て送られてきた転写材に転写される。

【００２８】すなわち、給紙カセット１４に収容された
転写材は，給紙ローラ１６の回転によって最上層の一枚
が搬出されてタイミングローラ１７を介し感光体ベルト
１上の像形成とタイミングを合わせて転写器１２へと供
給される。

【００２９】トナー画像の転写を受けた転写材は、前記
回動ローラ２に沿って急に方向転換をする感光体ベルト
１より確実に分離して上方に向かい、定着ローラ１８に
よってトナー画像を溶着固定したのち排紙ローラ１９を
経てトレイ２０上に排出される。

【００３０】一方、転写材への転写を終えた感光体ベル
ト１は，さらに搬送を続けてブレード１３ａとトナー排
出ローラ１３ｂを圧接状態とした前記クリーニング装置
１３において残留したトナーの除去を行いその終了をま
って再び前記ブレード１３ａを引き離し、それより少し
後にトナー排出ローラ１３ｂを引き離し新たな画像形成
のプロセスに入る。

【００３１】上記本発明の現像装置を用いるカラー画像
形成装置として、像形成体がベルト状のものについて述
べたが、ドラム状の像形成体を有する画像形成装置につ
いても同様に用いることができる。

【００３２】前記現像装置８Ａ〜８Ｄは同一の構成から
なり、また、前記現像装置は、（ａ）１成分現像剤を収
容するもの、（ｂ）２成分現像剤を収容し、現像域内に
磁極の１つが配置されているもの、（ｃ）２成分現像剤
を収容し現像スリーブ内の隣接する磁極が現像域を挟ん
で配置されいるものなどを用いることができる。本発明
の１成分現像剤を収容した（ａ）の現像装置は符号８ａ
をもって示し、２成分現像剤を収容した（ｂ）の現像装
置は符号８ｂをもって示し、２成分現像剤を収容した
（ｃ）の現像装置は符号８ｃをもって示す。

【００３３】本発明の現像装置は、共通してその制御電
極は電極部を支持するセラミックよりなる絶縁部材と、
この絶縁部材を補強する補強部材とからなる多層構造で
あることを特徴とする。

【００３４】以下、本発明の現像装置について説明す
る。

【００３５】（実施例１）図１（ａ），（ｂ）は非磁性
１成分現像剤を収容する現像装置８ａの概略断面図及び
要部断面図を示している。

【００３６】図において、８１はアルミニウム等の非磁
性材料からなる現像剤搬送担体の現像スリーブである。
８５Ａは現像剤Ｄを撹拌して成分を均一にする撹拌スク
リュー、８５Ｃは現像剤Ｄを撹拌しながら現像スリーブ
８１に供給するファーブラシである。８６Ａは現像剤層
の厚さを規制する規制ブレードで、現像スリーブ８１と
トナーを摺擦させてトナーを帯電させるため、ウレタン
ゴム、シリコンゴム等の弾性ゴムからなる弾性ブレード
タイプが好ましい。

【００３７】８３は現像域Ａ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のセラミックよりなる
絶縁部材８３ｂ上に電圧印加可能な電極部８３ａと、さ
らに電極部８３ａの下流側に絶縁部材８３ｂを補強する
ため設られた補強部材８３ｃよりなる制御電極で詳細は
後述する。電極部８３ａは金属等の導電性材料からなり
絶縁部材８３ｂの先端部上に線状に一体に設けられる。

【００３８】８７は現像域Ａを通過したトナーを現像ス
リーブ８１上から除去するクリーニングブレード、８８
は現像剤溜まり、８９はケーシング、８９ａは絶縁部材
８３ｂの固定部を支持するためケーシング８９に設けら
れた支持部、９０は制御電極８３を支持部８９ａに固定
するための押え板、９０ｓは止めネジである。

【００３９】制御電極８３の設置位置は、図１（ｂ）に
示すように、現像域Ａ内部又は現像域Ａより現像スリー
ブ８１の回転に対し上流部にすると共に、現像スリーブ
８１の回転軸中心Ｏを中心にした、現像スリーブ８１の
感光体ベルト１との最近接位置８１ａと制御電極８３の
先端部との間の角度をθ₄とすると（図１のＣは最近接
位置８１ａと現像スリーブ８１の回転軸中心Ｏを結ぶ中
心線であり、上記角度の値は最近接位置８１ａより上流
側を正、下流側を負とする）、 −５°≦θ₄≦１５° であるのが好ましい。

【００４０】θ₄が−５°より小さいと、制御電極８３
が現像域Ａを覆いすぎて現像性が低下し、θ₄が１５°
より大きいと、制御電極８３が現像域Ａより離れすぎ
て、発生したトナークラウドが現像域Ａまで十分に移行
せず、現像性が低下する。

【００４１】１成分現像剤Ｄを用いるこの現像装置８ａ
では現像スリーブ８１の表面をトナーの帯電性に応じ
て、後述するキャリア被覆材料と同様な材料で被覆する
のが好ましい。

【００４２】以上の実施例１及び後述する実施例２，３
において制御電極８３は現像スリーブ８１上に現像剤Ｄ
が搬送されると、絶縁部材８３ｂと現像スリーブ８１の
間に現像剤Ｄが入り込むために若干湾曲して図１１に示
すように絶縁部材８３ｂは現像スリーブ８１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８１に当接／近接の状態で現像スリーブ
８１に対峙するようになる。制御電極８３の絶縁部材８
３ｂが上記現像スリーブ８１に当接／近接する現像スリ
ーブ８１の部分を最近接点ということにし８１ｂで表
す。

【００４３】また、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
流成分を重畳した交流バイアス電圧が印加される。ま
た、電極部８３ａには直流電源Ｅ₃から保護抵抗Ｒ₂を介
して直流成分のみの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。

【００４４】以上の交流バイアス電圧印加によって、感
光体ベルト１と現像スリーブ８１との間に形成する交番
電界（これを第２の振動電界ということにする）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１の振動電界を発生させるようにしてある。

【００４５】この場合、電極部８３ａは感光体ベルト１
より現像スリーブ８１に近接して設けてあるため第１の
振動電界の強さより大となる。

【００４６】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第２の
振動電界によって感光体ベルト１上に潜像に向かう飛翔
を助けられ均一な現像が行われる。

【００４７】この時、交流バイアス電圧は現像スリーブ
８１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。

【００４８】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の磁気ブラシを振動さ
せるようになって、キャリア粒子からトナー粒子の分離
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８１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Ｄのキャリア粒子に後述す
るような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。

【００４９】ここで、非磁性１成分現像剤を用いた場合
に、現像スリーブ８１に印加するバイアス電圧の交流成
分のゼロ・ピーク電圧（Ｖ_O-P）は、感光体ベルト１と
現像スリーブ８１との最近接距離をＤｓｄ（ｍｍ）、前
記電極部８３ａの現像スリーブ８１からの高さをｈ
₁（ｍｍ）、現像剤中のトナー体積平均粒径をＤ₅₀（μ
ｍ）、該トナーの平均帯電量をＱ₁（μＣ／ｇ）とした
場合に、３００・Ｑ₁・Ｄ₅₀・Ｄｓｄ＞Ｖ_O-P＞５・Ｑ₁・Ｄ₅₀・
ｈ₁ 特に、２００・Ｑ₁・Ｄ₅₀・Ｄｓｄ＞Ｖ_O-P＞１０・
Ｑ₁・Ｄ₅₀・ｈ₁ の範囲であることが好ましい。

【００５０】ここで該非磁性１成分トナーの平均帯電量
Ｑ₁は、２ｃｍ×５ｃｍの導電性板を、前述した規制ブ
レード８６Ａを備え、直径２０ｍｍの現像スリーブ８１
を有する現像装置８ａに、最近接距離０．７ｍｍで対向
させ、前記現像スリーブ８１に帯電させた１成分現像剤
を供給して２００ｒｐｍで回転させながら前記現像スリ
ーブ８１にＤＣとＡＣの重畳電圧（例えばＤＣ；１００
０Ｖ、ＡＣ；７５０Ｖ_O-P、ＡＣ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。

【００５１】また、ｈ₁は、現像スリーブ８１や感光体
ベルト１への放電防止、現像性確保の点から、ｈ₁＝（０．２〜０．６）×Ｄｓｄが好ましい。

【００５２】現像スリーブ８１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。

【００５３】電極部８３ａの全体は、搬送上流部での不
要なトナークラウド発生を防止し、安定した搬送量を得
るために、図１（ｂ）に示すように、絶縁部材８３ｂと
現像スリーブ８１の最近接点８１ａよりも現像スリーブ
８１の感光体ベルト１への最近接位置８１ａ側にのみ配
置されるよう形成させる。電極部８３ａの周方向長さ
は、現像スリーブ８１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。０．０
５ｍｍ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の低下が生ずる。

【００５４】この現像装置８ａに用いられる現像剤とし
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の
バインダー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
製造方法で得られる。

【００５５】上記現像剤粒子は、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
るため、現像スリーブ８１から離れにくくなる。

【００５６】トナーの平均粒径を表すためには体積平均
粒径Ｄ₅₀が用いられるが、Ｄ₅₀が８μｍ以下になると、
以上のような問題が顕著に現れるようになる。その点を
こ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。

【００５７】Ｄ₅₀が８μｍ以上となると、解像力が不足
し、画像の荒れが目立つようになる。Ｄ₅₀＝８μｍ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。トナーの体積平均粒径Ｄ₅₀が４μｍ以下
になると凝集力が大きく摩擦帯電不良となりやすい。

【００５８】以上の理由からトナーの体積平均粒径Ｄ₅₀
は、好ましくは４〜８μｍである。

【００５９】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。

【００６０】上記１成分現像剤Ｄの場合は上記トナー
に、コロイダルシリカ等の流動化剤を添加してそのまま
現像剤Ｄとして用いることができる。

【００６１】１成分現像剤の平均帯電量Ｑ₁は絶対値で
１〜３０μＣ／ｇ、特に１〜２０μＣ／ｇにするのが、
現像性確保、カブリ・飛散防止の観点から好ましい。

【００６２】ここで上記非磁性１成分トナーの平均帯電
量Ｑ₁は、２ｃｍ×５ｃｍの導電性板を、前述した規制
ブレード８６Ａを備え、直径２０ｍｍの現像スリーブ８
１を有する現像装置（８ａ）に、最近接距離０．７ｍｍ
で対向させ、現像スリーブ８１に帯電させた１成分現像
剤を供給して２００ｒｐｍで回転させながら現像スリー
ブ８１にＤＣとＡＣの重畳電圧（例えばＤＣ；１０００
Ｖ、ＡＣ；７５０Ｖ_O-P、ＡＣ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。

【００６３】（実施例２）図２は本発明の現像装置の他
の例（非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分の
現像剤Ｄを収容し磁極上現像を行うもの）を示す概略断
面図である。

【００６４】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明装置
の一例の概略断面図及び要部拡大断面図であって、図１
と同一部分は同一符号を付してあり詳細な説明は省略す
る。

【００６５】図において、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磁石
ロールで、磁石ロール８２の一つの磁極８２ａは現像ス
リーブ８１と感光体ベルト１との最近接位置の現像域Ａ
の中に配設され、これを主磁極ということにする。この
現像スリーブ８１と磁石ロール８２とで現像剤搬送機能
を発揮する。磁石ロール８２の主磁極８２ａを含む各磁
極は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８１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
る磁気ブラシは感光体ベルト１の表面に接触せず間隙を
保つように、現像スリーブ８１と規制ブレード８６の間
隙及び現像スリーブ８１と感光体ベルト１の間隙Ｄｓｄ
は調整される。

【００６６】８５Ａ，８５Ｂは現像剤Ｄを撹拌して成分
を均一にする撹拌スクリュー、８６は磁気ブラシの高
さ、量を規制するため設けられた非磁性体あるいは磁性
体からなる現像剤規制手段である規制ブレードである。

【００６７】制御電極８３の設置位置は、図２（ｂ）に
示すように、現像域Ａ内部又は現像域Ａより現像スリー
ブ８１の回転に対し上流部にすると共に、現像スリーブ
８１の回転軸Ｏを中心にした、現像スリーブ８１の感光
体ベルト１との最近接位置８１ａと主磁極８２ａとの間
の角度をθ₁、同じく上記最近接位置８１ａと制御電極
８３の先端部との間の角度をθ₄とすると（図２のＣは
最近接位置８１ａと現像スリーブ８１の回転軸中心Ｏを
結ぶ中心線であり、上記角度の値は最近接位置８１ａよ
り上流側を正、下流側を負とする）、 −１０°≦θ₁≦１０° （θ₁−５°）≦θ₄≦（θ₁＋５°）となるようにするのが、現像域Ａでの現像剤Ｄの穂立ち
を良好にして現像効率を高く維持し、トナーの飛散を防
止する上で好ましい。

【００６８】θ₁が−１０°未満、あるいは１０°を超
すと、現像域Ａでの現像剤Ｄの穂立ちが悪く現像性が低
下する。

【００６９】θ₄が（θ₁−５°）より小さいと現像剤Ｄ
の穂立ちした部分を制御電極８３が覆いすぎて現像性が
低下する、またθ₄が（θ₁＋５°）より大きいと現像剤
Ｄの穂立ちが大きくなりすぎて、感光体ベルト１の感光
体に現像剤Ｄが接触し、はき目やキャリア付着が発生し
画像乱れが生じる。

【００７０】このように、現像域Ａに主磁極８２ａを配
設し、制御電極８３をその近くに配設して現像剤Ｄ層を
押さえるようにすることによって、現像剤Ｄの穂立ちを
適度にしキャリア付着を起こすことなく、従来技術では
不可能であった現像性の向上を低い現像バイアス電圧印
加で実現することができる。

【００７１】以上の実施例において、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重畳した交流バイアス電圧が
印加される。また、電極部８３ａには直流電源Ｅ₃から
保護抵抗Ｒ₂を介して直流成分のみのバイアス電圧が印
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。

【００７２】前述のようにこの現像装置８ｂでも、交流
バイアス電圧印加によって、感光体ベルト１と現像スリ
ーブ８１との間に形成する交番電界（これを第２の振動
電界ということにする）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１の振動電界を発
生させるようにしてある。

【００７３】この場合、電極部８３ａは感光体ベルト１
より現像スリーブ８１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。

【００７４】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第２の
振動電界によって感光体ベルト１上の潜像に向う飛翔を
助けられ均一な現像が行われる。

【００７５】この時、交流バイアス電圧は現像スリーブ
８１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。

【００７６】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の磁気ブラシを振動さ
せるようになって、キャリア粒子からトナー粒子の分離
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８１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Ｄのキャリア粒子に後述す
るような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。

【００７７】この実施例２を用いた前記カラー画像形成
装置において、感光体ベルト１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
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８３ａには−７５０Ｖ、現
像スリーブ８１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。ここ
で、現像スリーブ８１に印加する交流成分のゼロ・ピー
ク電圧（Ｖ_0-P）は、図２に示した感光体ベルト１と現
像スリーブ８１の最近接距離Ｄｓｄ（ｍｍ）、前記電極
部８３ａの現像スリーブ８１からの高さｈ₁（ｍｍ）、
現像剤中のトナーの体積平均粒径Ｄ₅₀（μｍ）、該トナ
ーの平均帯電量をＱ₂（μＣ／ｇ）とした場合に、２０・Ｑ₂・Ｄ₅₀・Ｄｓｄ＞Ｖ_0-P＞３・Ｑ₂・Ｄ₅₀・ｈ₁ 特に、１０・Ｑ₂・Ｄ₅₀・Ｄｓｄ＞Ｖ_0-P＞５・Ｑ₂
・Ｄ₅₀・ｈ₁ の範囲であることが好ましい。

【００７８】ここで２成分現像剤のトナーの平均帯電量
Ｑ₂は、１成分現像剤の平均帯電量Ｑ₁と同様の方法で測
定された値である。

【００７９】（実施例３）図３は本発明の現像装置のさ
らに他の例（２成分現像剤を収容し磁極間現像を行うも
の）を示し、図３（ａ）は概略断面図で、図３（ｂ）は
要部拡大断面図である。

【００８０】この現像装置８ｃは、現像スリーブ８１内
に固設した磁石ロール８２の隣接した２つの磁極８２ｂ
と８２ｃとが現像スリーブ８１と感光体ベルト１との最
近接位置の現像域Ａを挟んで位置しているもので、図１
及び図２と同一部分は同一符号を付し、詳細な説明は省
略する。

【００８１】現像スリーブ８１の回転軸Ｏを中心にし
た、前記最近接位置８１ａと下流側の磁極８２ｂとの間
の角度をθ₂、同じく上記最近接位置８１ａと上流側の
磁極８２ｃとの角度をθ₃、同じく制御電極８３の下流
側の先端部との角度をθ₄とすると、（ただし、上記角
度の値は最近接位置８１ａより上流側を正、下流側を負
とする） −４５°≦θ₂≦−５° ５°≦θ₃≦４５° θ₂＋５°≦θ₄≦θ₃−５° とするのが良い。

【００８２】θ₂、θ₃について、上記条件の角度範囲内
では、現像剤の穂立ちは比較的低く、密に現像域Ａに搬
送されるため、キャリア付着や掃き目のない粒状性に優
れた画像を得ることができる。

【００８３】上記条件範囲外では、これらの効果が充分
に発現されない。

【００８４】θ₄については、θ₃＋５°より小さいと現
像域Ａを制御電極８３が覆いすぎて現像性は低下する。
またθ₄がθ₂−５°より大では穂立ちが大きくなりす
ぎ、感光体に接触し、掃き目、キャリア付着等の画像乱
れが発生する。

【００８５】この現像装置８ｃでは、上記説明以外につ
いては現像装置８ｂで説明したところが適用されるの
で、説明を省略する。

【００８６】次ぎに、本発明の現像装置８ａ，８ｂ及び
８ｃに用いられる制御電極８３について説明する。

【００８７】制御電極８３は、図４（ａ）に示すよう
に、電極部８３ａを支持するセラミックからなる絶縁部
材８３ｂと、絶縁部材８３ｂを補強する補強部材８３ｃ
の少なくとも２層から形成される。

【００８８】絶縁部材８３ｂは狭い現像域Ａの空間に設
置できるよう薄く、かつ制御電極８３の全体の直線性を
保持するために、絶縁部材８３ｂは下記のようなセラミ
ックよりなることが好ましい。

【００８９】（セラミック）アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）系、
単結晶サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）、フォルステライト（２
ＭｇＯ／ＳｉＯ₂）系、ステアタイト（ＭｇＯ／Ｓｉ
Ｏ₂）系、ジルコン（ＺｒＯ₂・ＳｉＯ₂）系、コージラ
イト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）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。

【００９０】上記セラミックには、弾性を付与するため
に５〜２０ｗｔ％の樹脂を含有させたものを用いてもよ
い。また、現像スリーブ８１側の面の表面粗さを小さく
するために、絶縁部材８３ｂの表面は研磨処理されてい
ることが望ましい。

【００９１】セラミックのみでは、衝撃、振動、取り付
け部分での集中応力等により割れ易いので、これを補強
する補強部材８３ｃを絶縁部材８３ｂに装着する。補強
部材８３ｃは図４（ａ），（ｂ）に示すように絶縁部材
８３ｂの一部分又は全体を補強しても良いし、図４
（ａ），（ｃ）又は（ｄ）に示すように絶縁部材８３ｂ
の片面又は両面に装着しても良い。さらに補強部材８３
ｃの装着方法は図４（ｅ）に示すように接着剤による接
着層８３ｅを介して接着するか、図４（ｆ）に示す圧
接、熱融着等の手段により行って用いても良い。

【００９２】（補強部材の材質）補強部材８３ｃ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
の材料を用いることができる。

【００９３】補強部材８３ｃは絶縁性の樹脂からなるこ
とが、強度、重さ、厚さ、耐衝撃性、接着の容易性等か
ら好ましい。

【００９４】補強部材８３ｃとして樹脂を用いる場合
は、図４（ｇ）に示すように、樹脂をアルコール、アセ
トン等の溶媒、あるいはハロゲン系、炭化水素系の溶媒
に溶かしたものを絶縁部材８３ｂ上に塗布した後、溶媒
を乾燥させて樹脂層を形成する方法を用いても良い。

【００９５】（電極部８３ａの形成法）以上の絶縁部材
８３ｂ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、絶縁部材８３ｂ上
に必要な電極部８３ａ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８３ａ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８３ａから不要の放電を防止
するために、電極部８３ａ上に絶縁層を兼ねた補強部材
８３ｃで被覆すること（図４（ｂ）、（ｄ））が好まし
く、この被覆部材としては絶縁性インキを塗布する方法
も用いることができる。

【００９６】図５は制御電極８３の種々の形態を示す断
面図である。電極部８３ａ及び補強部材８３ｃは図５
（ｂ）（ｃ）（ｆ）（ｍ）に示すように、絶縁部材８３
ｂの上面に限らず下面に設けることもできる。また、図
５（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｈ），（ｋ），（ｌ），
（ｍ）に示すように、電極部８３ａはその先端と絶縁部
材８３ｂの先端が一致するように設けることもできる。
さらに、図５（ｉ）〜（ｎ）に示すように補強部材８３
ｃは絶縁部材８３ｂの両面に設けても差し支えない。

【００９７】図１０は電極部８３ａの幅と現像域Ａの幅
との関係を示す図である。図１０において、Ｗ₃は電極
部８３ａの幅（現像スリーブ８１の軸方向の長さ）、Ｗ
₄は現像スリーブ８１ａ上の現像域Ａの幅（現像剤Ｄ層
の幅）とすると、Ｗ₃＞Ｗ₄として、電極部８３ａに直流
電圧を印加するためのターミナル部８３ａにも、現像域
Ａの幅Ｗ₄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。

【００９８】さらに、現像スリーブ８１の表面粗さＲｚ
₁（μｍ）と絶縁部材８３ｂの現像スリーブ８１に対向
する面の粗さＲｚ₂（μｍ）は、Ｒｚ₂≧Ｒｚ₁になる
と、現像スリーブ８１上に搬送される現像剤が絶縁部材
８３ｂに搬送を阻害されて、現像域Ａ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〜
２０μｍ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ＪＩＳＢ０６０１に準じ、ミツトヨ製Ｓｕｒｆｔ
ｅｓｔ−４０２を用いて、基準長さ２５ｍｍで測定を行
った。

【００９９】電極部８３ａの全体は、搬送上流部での不
要なトナークラウド発生を防止し、安定した搬送量を得
るために、図１〜図３の（ｂ）に示すように、絶縁部材
８３ｂと現像スリーブ８１の最近接点８１ｂよりも現像
スリーブ８１の感光体ベルト１への最近接位置８１ａ間
にのみ配置されるよう形成させる。

【０１００】電極部８３ａの周方向長さは、現像スリー
ブ８１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、５ｍ
ｍ以上ではトナーが振動によって帯電し、過剰帯電とな
るため現像性の低下が生ずる。

【０１０１】また、制御電極８３の厚みｔ（図４参照）
は、感光体ベルト１と現像スリーブ８１との最近接距離
である現像距離をＤｓｄ（ｍｍ）とすると、（１／１０）Ｄｓｄ＜ｔ＜（２／３）Ｄｓｄであることが好ましい。

【０１０２】ｔ＞（２／３）Ｄｓｄでは、電極部８３ａ
の上に感光体である誘電体が接近するため、電極部８３
ａ上で電界強度が強くなり電極部８３ａ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ベルト１上の他色トナーを引き
はがす恐れがある。

【０１０３】ｔ＜（１／１０）Ｄｓｄでは、電極部８３
ａが現像スリーブ８１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、制御電極８
３の剛性が低くなり割れ易くなる。

【０１０４】制御電極８３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
８３の現像スリーブ８１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８３の厚みｔとした。

【０１０５】図９は制御電極８３の固定方法の他の例を
示す斜視図である。

【０１０６】図において、８９ａはケーシング８９の支
持部、９０ａはリン青銅の板バネからなる押えバネ板、
９０ｂはステンレス鋼よりなる押え板、９０ｓは止めネ
ジである。止めネジ９０ｓは、支持部８９ａ、押えバネ
板９０ａ、押え板９０ｂの長手方向の例えば６カ所に等
間隔の位置において設けられたネジ穴や止め穴を利用し
て、支持部８９ａに、押えバネ板９０ａ、押え板９０ｂ
を押圧し、従って、制御電極８３を支持部８９ａに固定
する。

【０１０７】以上のように構成された制御電極８３を有
する本発明の現像装置の、２成分現像剤を用いる現像装
置８ｂ，８ｃは、像形成体である感光体ベルト１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、感光体ベルト１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て、キャリ
ア粒子の感光体ベルト１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、
２成分現像法においては次のようなキャリア粒子とトナ
ー粒子からなる現像剤Ｄを用いることが好ましい。

【０１０８】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８１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を小さくすればよく、実験
の結果体積平均粒径ｄc が１０〜６０μｍ、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。

【０１０９】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
体ベルト１表面に付着するようになったり、飛散し易く
なる。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】キャリアの磁化の強さ（σ１０００）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、感光体ベルト１と非接触状態を保つことが困
難になる。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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い。

【０１１６】次に、トナー粒子について説明する。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るため、磁気ブ
ラシのキャリア粒子から離れにくくなったりする。そし
て、従来の磁気ブラシ現像方法では、平均粒径が１０μ
ｍ以下になると、このような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磁気ブラシによる
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。

【０１１７】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
ると摩擦によるキャリアへの付着（トナースペント）や
キャリア被覆率が高くなるため、帯電不良、飛散等が起
こり易くなる。

【０１１８】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。

【０１１９】Ｄ₅₀＞８μｍでは粒径が大きく解像力が不
足し、Ｄ₅₀＜４μｍでは凝集力が大きく、摩擦帯電不良
となり易い。

【０１２０】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。

【０１２１】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１〜３μＣ／ｇより大きいこと好ましくは３〜５０
μＣ／ｇであることが現像性確保、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。

【０１２２】ここで２成分現像剤中のトナーの平均帯電
量Ｑ₂は、１成分現像剤のトナーの平均帯電量Ｑ₁と同様
の方法で測定される。

【０１２３】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
のトナー製造方法で得られる。すなわち、従来のトナー
における球形や不定形の非磁性又は磁性のトナー粒子を
平均粒径選別手段によって選別したトナーを用いること
ができる。

【０１２４】以上を纏めると、本発明の現像装置におい
て、好ましいトナー粒子は、キャリア粒子について述べ
たような樹脂及びさらには磁性体の微粒子を用い、それ
にカーボン等の着色成分や必要に応じて帯電制御剤等を
加えて、従来公知のトナー粒子製造方法と同様の方法に
よって作ることができる体積平均粒径が２０μｍ以下、
特に好ましくは３〜１０μｍの粒子からなるものであ
る。

【０１２５】本発明の２成分現像剤を用いる現像装置８
ｂ，ｃには、以上述べたような球状のキャリア粒子とト
ナー粒子とが従来の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／ｃ
ｍ³）を使用した場合、現像剤中のトナー濃度は２〜３
０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】〔本発明の実施例と比較例のテスト〕実施
例１及び比較例１は１成分現像剤を用いるもので、図１
に示した現像装置８ａを用い、感光体ベルト１はＯＰＣ
感光体で、その周速は１８０ｍｍ／ｓｅｃ．、感光体ベ
ルト１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８１の外径２０ｍｍ、現像スリーブ
８１の回転数１７２ｒｐｍ、現像スリーブ８１の表面粗
さＲ_z1＝２．５μｍで、その他のプロセス条件は後述の
表１に記載した通りである。

【０１３０】実施例２，３、比較例２，３は２成分現像
剤を用いるもので、図２、図３に示した現像装置８ｂ，
８ｃを用い、感光体ベルト１はＯＰＣ感光体で、その周
速は１８０ｍｍ／ｓｅｃ．、感光体ベルト１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８１の外径２０ｍｍ、現像スリーブ８１の回転数３９
０ｒｐｍ、現像スリーブ８１の表面粗さＲ_z1＝１．８μ
ｍ、磁石ローラ８２の磁極の強さは７００ガウスで、そ
の他のプロセス条件は後述の表１に記載した通りであ
る。

【０１３１】実施例１〜３の制御電極８３は図７に示す
構成と寸法のもので、絶縁部材８３ｂとしてアルミナ系
セラミック板を用い、図７に図示したように、電極部８
３ａ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。
絶縁部材８３ｂの現像剤搬送体側の表面粗さＲ_Z2＝０．
８μｍ、電極部８３ａの高さｈ₁＝０．２５ｍｍであ
る。

【０１３２】比較例１〜３の制御電極８３は図８に示す
構成と寸法を有するもので、絶縁部材８３ｂとしてガラ
スエポキシ板を用い、電極部８３ａ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。絶縁部材８３ｂの現像剤
搬送体側の表面粗さＲ_Z2＝０．９μｍ、電極部８３ａの
高さｈ₁＝０．２５ｍｍである。

【０１３３】いずれの実施例及び比較例の現像剤の規制
ブレード８６，８６Ａはウレタンゴムよりなる弾性ブレ
ードを用いた。そして下記のトナーを用いている。

【０１３４】（１成分現像剤）（実施例１、比較例１
用）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２重量部を溶融・混練した後、粉砕
・分級して、体積平均粒径５．５μｍ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重量
部添加したものをそのまま現像剤として用いた。

【０１３５】帯電量Ｑ₁は、Ｙ；−３．２μＣ／ｇ、
Ｍ；−２．７μＣ／ｇ、Ｃ；−３．２μＣ／ｇ、Ｋ；−
３．４μＣ／ｇである。

【０１３６】（２成分現像剤）（実施例３，４、比較例
３，４用）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。

【０１３７】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重量部添加したものを実際には用い
た。

【０１３８】現像剤の調整これらのトナー、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。

【０１３９】帯電量は、Ｙ；−２０．５μＣ／ｇ、Ｍ；
−２１．３μＣ／ｇ、Ｃ；−２０．７μＣ／ｇ、Ｋ；−
２２．０μＣ／ｇである。

【０１４０】

【表１】

【０１４１】これらの現像プロセス、キャリア、トナー
を用い、表１中に示した条件で、５万枚のフルカラー画
像記録を行ったところ、本発明の実施例１〜３では、最
初から最後まで、縦スジ、画像ムラがなく、画像濃度、
解像力の高い画像を安定して得ることができた。

【０１４２】一方、これに対し、比較例１〜３では、表
１に示したように、数千コピーで、制御電極８３のうね
り、反りによる縦スジや画像ムラが発生し、安定した画
像形成を行うことができなかった。

【０１４３】

【発明の効果】本発明によるときは、制御電極は補強部
材を装着した多層構造としたので、制御電極の衝撃、振
動、取り付け部分に生じる集中応力等による割れ、及び
うねり、反りを完全に防止することができ、制御電極の
電極部を高い寸法精度で現像間隙内に設定することがで
きる。従って、解像度、現像性の高い高画質な画像を安
定して得られる非接触現像の現像装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一例を示す概略断面図及び
要部拡大断面図である。

【図２】本発明の現像装置の他の例を示す概略断面図及
び要部拡大断面図である。

【図３】本発明の現像装置のさらに他の例を示す概略断
面図及び要部拡大断面図である。

【図４】本発明の現像装置の制御電極の複数の例を示す
断面図である。

【図５】本発明の現像装置の制御電極の種々の形態を示
す断面図である。

【図６】本発明の現像装置を備えたカラー画像形成装置
の一例を示す概略構成図である。

【図７】比較テストに用いた実施例の制御電極の構成と
寸法を示す断面図である。

【図８】比較テストに用いた比較例の制御電極の構成と
寸法を示す断面図である。

【図９】本発明の制御電極の取り付け方法の他の例を示
す斜視図である。

【図１０】本発明の制御電極と現像スリーブの幅の関係
を示す平面図である。

【図１１】本発明の制御電極の設置状態を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１感光体ベルト（像形成体）８Ａ〜８Ｄ，８ａ，８ｂ，８ｃ現像装置８１現像スリーブ（現像剤搬送体）８２磁石ロール８２ａ主磁極８３制御電極８３ａ電極部８３ｂ絶縁部材８３ｃ補強部材８６，８６Ａ規制ブレードＡ現像域Ｄ現像剤Ｅ₁，Ｅ₃ 直流電源Ｅ₂ 交流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対向し、現像剤を搬送する現
像剤搬送体の現像域又は現像域上流部に、現像剤層に当
接又は近接した絶縁部材に固定された、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非接触現像装置
において、該制御電極は、記電極部を支持するセラミックよりなる
絶縁部材と、該絶縁部材を補強する補強部材とからなる
多層構造であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記絶縁部材の全体、又は少なくとも１
部が前記補強部材により補強されていることを特徴とす
る請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】前記絶縁部材は、接着層を介して前記補
強部材により補強されていることを特徴とする請求項１
又は２に記載の現像装置。
【請求項４】前記絶縁部材は、接着層を介さず直接前
記補強部材により補強されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の現像装置。
【請求項５】前記補強部材は、絶縁性の樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
現像装置。