JPH0862971A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 現像域に臨む板状部材である電極板の第一の
電極と現像剤搬送体の間の振動電界により十分な量の現
像剤をクラウド化して現像域の振動電界で像担持体の静
電像をかぶりなく十分な濃度に現像でき、混色や板状部
材の像担持体側の面への現像剤の堆積の発生を第二の電
極の電界によって防止する。 【構成】 現像剤搬送体８１が現像域Ａに送る現像剤の
クラウド化を促進する第一の電極８５ａを有する板状部
材８５ｂの第一の電極の上部に第２電極８５ｃを設け
て、像担持体１と第２電極８５ｃの間にトナー粒子を像
担持体側への電気力を作用する電界を形成するようにし
た現像装置を有する画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機やプリ
ンタ等の画像記録装置において、１成分現像剤あるいは
磁性キャリア粒子とトナー粒子とを混合した２成分現像
剤を用いて静電潜像あるいは磁気潜像を現像する現像装
置に関する。特に、像担持体上に複数のトナー像の複合
から成る多色画像を形成する記録装置に好適に用いられ
る現像装置に関し、詳しくは、現像剤搬送体が像担持体
に対向する現像域に振動電界を形成して現像剤搬送体面
に像担持体面を摺擦しない層厚に形成した現像剤層から
トナー粒子を飛翔させ像担持体面の静電像に付着させる
現像装置を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写装置等においては、
上記のような現像装置として、特開昭59-223467号公報
に記載の、本出願人が出願した、現像領域にトナー粒子
の飛翔を制御する制御電極を設け、交流電圧成分を有す
るバイアス電圧を印加して生ずる振動電界下で現像を行
う方法が提案されている。更に、従来のトナークラウド
による現像方式の現像速度や現像効率が低くて、鮮鋭度
の低い画像しか得られず、トナー粒子の飛散による機内
汚れが生じ易いと言う欠点を解消するようにしたもの
で、特開平5-346736号、特開平6-19289号公報等に記載
されるような現像装置として、現像域の上流側で現像剤
搬送体面（現像スリーブ）の現像剤層に接触すると共
に、現像領域よりも上流で接触部より下流側に位置する
制御電極を有する板状の弾性を有する電極板を設けて、
現像剤搬送体と電極板の間にも振動電界を形成するよう
にしたものが多く提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の提案で
は使用中に電極板の上部にトナーが回りこみ電極板にト
ナーが付着して電極が汚れてしまったり、像担持体上に
付着しているトナーが電極に引き付けられたり、更に、
電極に堆積したトナーが像担持体に再付着する欠点があ
るため、カラー画像形成装置に適用した場合には混色や
画像破壊を引き起こすおそれがある。

【０００４】本発明はこの点を解決して改良した結果、
電気的手段或は機械的手段によって電極板、特に、電極
部へのトナーの付着・堆積を防止・除去し、現像効率を
向上して高品質の画像を得ることの出来る現像装置を有
する画像形成装置の提供を目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、第一に電気
的手段として、現像スリーブ（現像剤搬送体）上に現像
剤を搬送し、振動電界中で像担持体にトナーを飛翔させ
て現像を行う現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像スリーブと前記像担持体の間に電極を有する板
状部材からなる電極板を設け、該電極板は、前記現像ス
リーブに近接した第一の電極と、前記第一の電極と前記
像担持体間に配置した第二の電極とから成り、前記第一
の電極は前記現像スリーブと振動電界を、前記第二の電
極は前記像担持体の非画像部へトナーを移動させる電界
を形成することを特徴とする現像装置を有する画像形成
装置によって達成される。

【０００６】また、前記第一の電極と前記第二の電極間
には、前記第一の電極へトナーを移動させる電界を形成
することを特徴とする現像装置を有する画像形成装置は
好ましい実施態様であり、非画像形成時に、前記第一の
電極或は第二の電極には、トナーを前記像担持体に移動
させる電界を形成する電圧を印加するか、或はフローテ
ィング状態とすることを特徴とする現像装置を有する画
像形成装置も好ましい実施態様である。更に、前記像担
持体上にトナー像を重ね合わせることを特徴とする現像
装置を有する画像形成装置も好ましい実施態様である。

【０００７】第二に、機械的手段として、現像スリーブ
（現像剤搬送体）上に現像剤を搬送し、振動電界中で像
担持体にトナーを飛翔させて現像を行う現像装置を有す
る画像形成装置において、前記現像スリーブと前記像担
持体の間に電極を有する板状部材からなる電極板を設け
ると共に、前記電極板を前記像担持体に移動する手段を
有し、前記電極板に付着したトナーを回動する前記像担
持体と摺擦して清掃することを特徴とする現像装置を有
する画像形成装置によって達成される。

【０００８】また、前記電極と前記像担持体間には、ト
ナーを前記像担持体に移行させる電界を形成することを
特徴とする現像装置を有する画像形成装置は好ましい実
施態様である。

【０００９】

【実施例】本発明の第一の発明の第一の実施例について
説明する。図１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断面構成図
である。

【００１０】図１において、１は像担持体であり、例え
ば光導電体を塗布あるいは蒸着した可撓性のベルトから
なるベルト状の像担持体である感光体で、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。

【００１１】４は感光体ベルト１に内接するよう装置本
体に固定したガイド部材で、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
その内周面をガイド部材４に摺擦させる。

【００１２】６は帯電手段たるスコロトロン帯電器、７
は像露光手段たるレーザビームを用いた光書込み装置、
８Ａないし８Ｄはそれぞれ特定色の現像剤を収容した複
数の現像手段た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のガイド部材４に接する部
分に配設される。

【００１３】各現像器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感光体ベ
ルト１と所定の間隙を保つ各現像スリーブ（現像剤搬送
体）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。

【００１４】12は転写器、13はクリーニング装置で該ク
リーニング装置13のブレード13ａとトナー搬送ローラ13
ｂ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。

【００１５】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。

【００１６】先ず、カラー画像形成装置から出力され
る、色信号である画像データが光書込み装置７に入力さ
れると、光書込み装置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（書き
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、予め帯電手段たるスコロトロンの
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主走査がなされて輝線を形成す
る。

【００１７】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）の装填された現像器８Ａにより反転現像さ
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の下を通過し、次の画像形成サイクル
に入る。

【００１８】即ち、感光体ベルト１はスコロトロン帯電
器６により再び帯電され、次いで第２の色信号が光書込
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
した現像器８Ｂによって反転現像される。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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
器８Ａ，８Ｂ，８Ｃ及び８Ｄの各スリーブには直流ある
いはさらに交流のバイアスが印加され、顕像手段である
２成分現像剤による非接触反転現像が行われ、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。

【００２２】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。

【００２３】即ち、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。

【００２４】画像の転写を受けた転写材は、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によって画像を
溶着したのち排紙ローラ19を経てトレイ20上に排出され
る。

【００２５】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とトナー搬送
ローラ13ｂを圧接状態としたクリーニング装置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ブ
レード13ａを引き離し、それより少し後にトナー搬送ロ
ーラ13ｂを引き離し新たな画像形成のプロセスに入る。

【００２６】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、像担持体がベルト状のものについて述
べたが、ドラム状の像担持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。

【００２７】前記現像装置８Ａ〜８Ｄは同一の構成から
なり、以下符号８をもって示すことにする。図２，図
３，図４は本発明に用いられる第一の発明の内、第一の
実施例として、２成分現像剤を用いた現像装置の１実施
例を示す概略断面図である。図２は、本発明装置の第一
の実施例の断面図であり、図３は第一の実施例の現像領
域Ａ近傍現像作用を示す拡大断面図であり、図４は現像
領域Ａ及び電極板85近傍の寸法関係図である。81は10〜
20mmφのアルミニウム、ステンレス鋼等の非磁性材料か
らなり、表面をサンドブラスト処理でＪＩＳ10点平均粗
さによる表示（ＪＩＳ−Ｂ0610）で0.5〜５μmの粗面加
工を施し回転可能に支持された現像剤搬送担体である現
像スリーブ、82は現像スリーブ81の内部に設けられ表面
に複数のＮ，Ｓ磁極を周方向に有する磁石体で、この現
像スリーブ81と磁石体82とで現像剤搬送担体を構成して
いる。そして、現像スリーブ81は磁石体82に対して回転
可能であり、図は現像スリーブ81が矢示左方向に回転す
るものであることを示している。また、現像部の磁石体
82のＮ，Ｓ磁極は通常500〜1500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の表面
にトナー粒子とキャリア粒子とからなる現像剤Ｄの層即
ち、磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは現像スリ
ーブ81の回転によって現像スリーブ81の回転と同方向に
移動し、現像領域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電極板85や感光体ベルト１
との最近接位置を挟んで現像域の近傍に配置したＮ，Ｓ
磁極によって寝た穂の状態となり、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
の間隙を調整される。なお、磁極位置としては、磁極を
感光体との最近接位置近傍に対向して配置した構成をと
ってもよい。又、内包される磁石体を回転する構成をと
ってもよい。

【００２８】83，84は現像剤Ｄを図中前後に現像剤を循
環して撹拌して成分を均一にする撹拌器、85は振動電界
を形成するために現像領域Ａの上流側に設けた板状部材
とした電極板であり、電極板85は50〜300μm厚で現像剤
を押圧するように設けた樹脂やゴムなどの絶縁体よりな
る絶縁部材85ｂ先端部に金属等の導電性材料からなる50
〜500μm幅（Ｓ１）、１〜100μm厚の線状の第一の電極
85ａと、同じく絶縁部材85ｂ先端部に金属等の導電性材
料からなる50〜1000μm幅（Ｓ２）、１〜100μm厚の線
状の第二の電極85ｃとを一体に設け先端も絶縁材85ｄを
用いて絶縁コートしたものである。なお、第二の電極85
ｃの幅は、先端部に限らず全域としても良い。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や
磁性体からなる現像剤規制手段である規制ブレード、87
は現像領域Ａを通過した磁気ブラシを現像スリーブ81上
から除去するスクレーパ、88は現像剤溜まり、89はケー
シングである。

【００２９】現像スリーブ81には直流バイアス電源Ｅ１
と交流バイアス電源ＡＣにより保護抵抗Ｒ１を介して直
流に交流を重畳したバイアス電圧が印加される。また、
電極板85の第一の電極85ａには直流バイアス電源Ｅ２か
ら保護抵抗Ｒ２を介して直流のバイアス電圧、第二の電
極85ｃには直流バイアス電源Ｅ３から保護抵抗Ｒ３を介
して直流のバイアス電圧がそれぞれ印加される。

【００３０】像担持体１と現像スリーブ81との最近接位
置と現像スリーブ中心を結ぶ中心線から電極板85の先端
位置は、現像領域Ａの上流側θ₁にある。また、θ₂は同
じく現像領域Ａの上流側に有り押圧部材である電極板85
の最近接位置である。第一と第二の電極はθ₁とθ₂の間
にあり、θ₁≦第一，第二の電極幅位置≦θ₂が好まし
い。第一の電極85ａの先端と第二の電極85ｃの先端とは
ほぼ等しい位置にあって、第一の電極85ａの後端位置よ
りも上流側に第二の電極85ｃの後端があることが好まし
い。ここでθ₁は０〜10°、θ₂は０〜30°に通常設定さ
れる。電極幅及び現像ギャップと電極位置との寸法関係
は、 Ｓ２≧Ｓ１ が好ましい。又、現像間隙ｄと電極位置との関係は、現
像スリーブ81と像担持体１間で形成される第二の振動電
界より十分に強い現像スリーブ81と第一の電極85ａとの
間で形成される第１の振動電界により十分なトナークラ
ウドを発生させるために、 ｄ４≧ｄ１＋ｄ２ が好ましく、更に、好ましくは、 ｄ４≧ｄ１＋ｄ２＋ｄ３ 又、電極85ａ，85ｃと現像スリーブとの関係は 0.5≦（ｄ１＋ｄ２）／ｄ３≦２ が好ましい。ただし、 Ｓ１：第一の電極85ａの幅 Ｓ２：第二の電極85ｃの幅 ｄ１：電極板85の最下端と現像スリーブ81との最近接間
隔 ｄ２：第一の電極85ａの厚みの中央と電極板85の最下端
との間隔 ｄ３：第一の電極85ａの厚みの中央と第二の電極85ｃの
厚みの中央との間隔 ｄ４：第二の電極85ｃの厚みの中央と感光体ベルト１と
の間隔 ｄ ：現像スリーブ81と感光体ベルト１との最近接間隔
（現像ギャップ） 間隔についての寸法は、好ましくは、ｄ１は50〜200μ
m、ｄ２＋ｄ３は50〜400μm、ｄ１＋ｄ２＋ｄ３は100〜
600μm、ｄ４は200〜1000μm、ｄは300〜1500μmの値を
とる。

【００３１】本発明では現像スリーブ81上の現像剤層に
当接する絶縁部材85ｂの上に設けた第一の電極85ａと現
像スリーブ81との間に第１の振動電界（第１の電界）を
発生させるようにしトナークラウドを発生させる。この
ことから、第一の電極85ａは、現像スリーブ81と電極板
85との最近接位置（θ₂）より上流側に設定することが
好ましい。第二の電極85ｃは第一の電極85ａの上に設け
て、感光体ベルト１方向へトナーを移動させる電界Ｐ１
を形成し、及び、第一の電極85ａ方向へトナーを移動さ
せる電界Ｐ２を形成し、第二の電極85ｃ方向への回りこ
みを防ぎ、トナーを感光体ベルト１の非画像部方向へ移
動させる働きをして、電極板85特に、第二の電極85ｃの
電極上部へのトナー付着を防止する。又、像担持体上に
既に形成されているトナー像の現像スリーブ81や電極へ
の逆飛翔を防止する。

【００３２】第一の電極85ａと現像スリーブ81間には強
いＡＣ電界を形成してトナークラウドを発生させるが、
第二の電極85ｃと現像スリーブ81間の距離が離れている
ためにＡＣ電界は弱く、更に、ＤＣ電圧の印加によりト
ナーを現像スリーブ81側へと移動させる電界を形成し、
かつ、このことから、第二の電極85ｃは第一の電極85ａ
と同じ或は、より広い幅（Ｓ２≧Ｓ１）とすることが好
ましい。そして、トークラウドが電極板85の面上に付着
するのを防止する。

【００３３】第二の電極85ｃと第一の電極85ａとの間に
は、第一の電極85ａへトナーを移動させる電界を形成
し、第二の電極85ｃと感光体ベルト１間には、感光体ベ
ルト１へトナーを移動させる電界を形成して電極板85の
上面へのトナーの侵入を防止する。第二の電極85ｃによ
って形成される電界を第３の電界と呼ぶ。さらに詳細に
記すと、第３の電界は、第一の電極85ａと形成される電
界Ｐ２、現像スリーブ81と形成される振動電界、感光体
ベルト１とに形成される電界Ｐ１から成っている。本装
置では感光体ベルト１と現像スリーブ81との間に形成す
る振動電界（これを第２の電界ということにする）に比
べ第１の振動電界（現像スリーブ81と第一の電極85ａと
の間に形成する電界）の強さが第２の振動電界の強さよ
り大なるようにすると共に、第３の電界は、トナークラ
ウドの生成を維持して感光体ベルト１と電極板85との間
にはトナーを感光体ベルト１へ移動させる電界を形成し
た所にも特徴がある。

【００３４】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る、感光体が例えば−800Ｖに帯
電されているとすると、電極板85の第一の電極85ａのＥ
２には感光体電位より絶対値が小さい０〜−800Ｖ、第
二の電極85ｃのＥ３には−800Ｖ以上として負帯電トナ
ーを感光体ベルト１に移動させる電圧とする。現像スリ
ーブ81のＥ１には−700Ｖの直流電圧成分と交流電圧成
分のバイアス電圧ＡＣ１が印加される。交流電圧成分は
周波数100Hz〜20KH_Z、好ましくは２〜10KH_Zでピーク間
電圧は200〜4000Ｖである。Ｅ２は、Ｅ２＝Ｅ１とする
ことも出来るが、より低くして負帯電トナーを現像剤層
から引き出すバイアスとすることが好ましい。即ち、現
像スリーブ81と第一の電極85ａとの間に形成される直流
電界が、トナーを第一の電極85ａ方向に移動させる条件
がより好ましい。

【００３５】一方、第二の電極85ｃには、感光体ベルト
１の非画像部電位より高い電圧が印加されている。これ
により、電極板85の第二の電極85ｃには現像スリーブ8
1、第一の電極85ａより絶対値の高い電圧が印加されて
いるので、トナーを感光体ベルト１や現像スリーブ85第
一の電極85ａ方向へ移動させる電界が形成され、電極板
85の上部にトナーが付着することもないし、重ね合わせ
プロセスにおいても感光体ベルト１上のトナー像が第二
の電極85ｃに付着することもない。

【００３６】この第１の振動電界によってトナーの粒子
をその電気力線の方向に振動させるのでトナーを飛翔さ
せ、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上
の潜像に向う飛翔を助けられ良好な現像が行われる。更
に第３の電界によって感光体ベルト１方向への電界Ｐ１
や第一の電極85ａ方向の電界Ｐ２が形成され電極板85の
汚れや上部方向へのトナーの回り込みが防止される。

【００３７】ここで第１と第２と第３の振動電界は同位
相であることは重要である。同位相であるために、トナ
ーの振動がうねりなどを生じることなく現像が行われ
る。また、強い振動電界を形成しても絶縁破壊も起きな
い。

【００３８】以上の交流電圧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、電圧値は高い程トナーを振動させるように
なるが、反面、かぶりや落雷現象のような絶縁破壊が発
生し易くなる。かぶりの発生は直流電圧成分で防止し、
絶縁破壊は電極85ａ，85ｃや、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
ングすることなどによって防止することができる。

【００３９】本発明の現像装置は、以上述べたように２
成分現像剤の磁気ブラシを像担持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
にしたものであるが、それには次のようなキャリア粒子
及びトナー粒子からなる現像剤を用いることが好まし
い。

【００４０】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
結果重量平均粒径が50μm以下であると上記問題点は発
生しないことが判明した。しかし、磁性キャリアの粒径
が小さ過ぎると、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。これらの
現象はキャリアに作用する磁界の強さ、それによるキャ
リアの磁化の強さにも関係するが、一般的には、磁性キ
ャリアの重量平均粒径が15μm以下になると次第に上記
傾向が出始め、５μm以下で顕著に現れるようになる。
従って、この現像装置では現像剤Ｄの磁性キャリアに
は、重量平均粒径が好ましくは50μm以下であり、５μm
以上、好ましくは15μm以上であるものが好適に用いら
れる。磁気ブラシを低く均一に形成するために、磁化は
10〜50emu／ｇが好ましい。なお、磁性キャリアが球形
化されていると、トナー粒子とキャリア粒子の撹拌性及
び現像剤Ｄの搬送性を向上させ、さらにトナーの荷電制
御性を向上させて、トナー粒子同志やトナー粒子とキャ
リア粒子の凝集を起こりにくくするので好ましい。

【００４１】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
の磁性体粒子の表面をスチレン系樹脂，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、シリ
コン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂で球状に被覆するか、あ
るいは、磁性体微粒子を分散して含有した樹脂の球状粒
子を作るかして得られた粒子を、従来公知の平均粒径選
別手段で粒径選別することによって得られる。

【００４２】なお、キャリア粒子を前述のように樹脂等
によって球状に形成することは、先に述べた効果の他
に、現像剤搬送担体に形成される現像剤層が均一とな
り、また、現像剤搬送担体に高いバイアス電圧を印加す
ることが可能になるという効果も与える。即ち、キャリ
ア粒子が樹脂等によって球形化されていることは、一般
にキャリア粒子は長軸方向に磁化吸着され易いが、球形
化によってその方向性がなくなり、従って、現像剤層が
均一に形成され、局所的に抵抗の低い領域や層厚のムラ
の発生を防止する。又、キャリア粒子の高抵抗化と共
に、従来のキャリア粒子に見られるようなエッジ部がな
くなって、エッジ部への電界の集中が起こらなくなり、
その結果、現像剤搬送担体に高いバイアス電圧を印加し
ても、電極部材や感光体ベルト１面に放電して静電潜像
を乱したり、バイアス電圧がブレークダウンしたりする
ことが起こらない、という効果を与える。この高いバイ
アス電圧を印加できるということは、本発明の振動電界
下での現像における先に述べたような効果を十分に発揮
させることができるということである。そして、以上の
ような効果を奏するキャリア粒子の球形化には前述のよ
うなワックスも用いられるが、キャリアの耐久性等から
すると、前述のような樹脂を用いたものが好ましく、さ
らに、キャリア粒子の抵抗率が10⁸Ωcm以上、特に10¹³
Ωcm以上の絶縁性を有する磁性粒子を形成したものが好
ましい。この抵抗率は、粒子を0.50cm²の断面を有する
容器に入れてタッピングしたのち、詰められた粒子上に
１Ｋg／cm²の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に1000
Ｖ／cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読
み取ることで得られる値であり、この抵抗率が低いと、
現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加した場合に、キャ
リア粒子に電荷が注入されて、感光体ベルト１面にキャ
リア粒子が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧
のブレークダウンが起こり易くなったりする。

【００４３】以上を総合して、磁性キャリア粒子は、少
なくとも長軸と短軸の比が３倍以下好ましくは２倍以下
であるように球形化されており、針状部やエッジ部等の
突起がなく、抵抗率が10⁸Ωcm以上好ましくは10¹³Ωcm
以上であることが適正条件である。そして、このような
磁性キャリア粒子は、球状の磁性体粒子を酸化皮膜形成
等によって高抵抗化すること、磁性体微粒子分散系のキ
ャリアでは、できるだけ磁性体の微粒子を用いて、分散
樹脂粒子形成後に球形化処理を施すこと、あるいはスプ
レードライの方法によって分散樹脂粒子を得ること等に
よって製造される。

【００４４】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って、飛散し易
くなり、かぶりが発生し易くなる一方、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10μm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。即
ち、磁気ブラシの穂に付着しているトナー粒子は、第１
の振動電界において強く振動を与えられて穂から容易に
離れてトナークラウドを形成し、このクラウドの直ぐ近
くの現像領域Ａに運ばれて第２の振動電界下で静電潜像
にトナー粒子が忠実に吸着されるようになる。また、帯
電量の低いトナー粒子が画像部や非画像部に移行するこ
とが殆どなくなるし、トナーが感光体ベルト１と摺擦す
ることもないので摩擦帯電により感光体ベルト１に付着
することもなくなって、１μm程度のトナー粒径のもの
まで用いられるようになる。振動電界がトナー粒子とキ
ャリア粒子の結合を弱めることは、トナー粒子に伴うキ
ャリア粒子の感光体ベルト１への付着も減少させるし、
磁気ブラシの穂が感光体ベルト１面と非接触に保たれて
いて、キャリア粒子に対して大きな帯電量をもつトナー
粒子が上述のように振動電界下で選択的に静電潜像に移
行することは、キャリア粒子の感光体ベルト１への付着
を大幅に減少させる。

【００４５】トナーの平均粒径が大きくなると、既に触
れているように、画像の荒れが目立つようになる。通
常、10本／mm程度のピッチで並んだ細線の解像力がある
現像には、平均粒径20μm程度のトナーでも問題ない
が、しかし、平均粒径１〜５μm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。以上の
理由からトナーの粒径は平均粒径が10μm以下、好まし
くは１〜７μmが適正条件である。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は３μc／
ｇより大きいこと（好ましくは３〜50μc／ｇ）が望ま
しい。特に粒径の小さい場合は高い帯電量が必要であ
る。

【００４６】このようなトナーは、従来のトナーと同様
の方法で得られる。即ち、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。中で
も、トナー粒子が磁性体微粒子を含有した磁性粒子であ
ることは好ましく、特に磁性体微粒子の量が60wt％以
下、特に30wt％を超えないものが好ましい。トナー粒子
が磁性粒子を含有したものである場合は、トナー粒子が
現像剤搬送担体に含まれる磁力の影響を受けるようにな
るから、磁気ブラシの均一形成性が一層向上して、しか
も、かぶりの発生が防止され、さらにトナー粒子の飛散
も起こりにくくなる。しかし、含有する磁性体の量を多
くし過ぎると、キャリア粒子との間の磁気力が大きくな
り過ぎて、十分な現像濃度を得ることができなくなる
し、また、磁性体微粒子がトナー粒子の表面に現れるよ
うになって、摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー粒
子が破損し易くなったりする。

【００４７】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平均粒径が20μm以下、好まし
くは10μm以下特に好ましくは１〜７μmの粒子からなる
ものである。

【００４８】本発明の現像装置には、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、これにはまた、必要に応じて粒子の流動滑
りを良くするための流動化剤や像担持体面の清浄化に役
立つクリーニング剤等が混合される。流動化剤として
は、コロイダルシリカ、シリコンワニス、金属石鹸ある
いは非イオン表面活性剤等を用いることができ、クリー
ニング剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコン
あるいはフッ素等表面活性剤等を用いることができる。

【００４９】以上のような現像剤や現像装置として、球
形フェライトに樹脂コーティングし重量平均粒径が30μ
m、磁化の強さが30emu／ｇ、抵抗率が10¹⁴Ωcm以上の球
形化磁性キャリアと、トナーにスチレン・アクリル樹脂
（三洋化成製ハイマーｕｐ110）100重量部、カラー顔料
10重量部からなる重量平均粒径が５μmの粉砕造粒法に
よって得られた非磁性粒子からなるものを用い、図２に
示した装置により、各現像剤溜まり88における各現像剤
Ｄのトナー粒子比率がキャリア粒子にたいして10wt％に
なる条件で現像を行った。各トナーの平均帯電量は−15
μc／ｇであった。

【００５０】かかる現像装置を装着した図１に示すカラ
ー画像形成装置で、感光体ベルト１はＯＰＣ感光体、そ
の周速は180mm／sec、感光体ベルト１に形成された静電
潜像の最高電位−800Ｖ、最低電位−50Ｖ（反転現像で
あるので、非画像部電位−800Ｖ、画像部電位−50Ｖと
なる）、現像スリーブ81の外径15mm、その回転数200rp
m、磁石体82の現像領域Ａに対向するＮ，Ｓ磁極上の磁
束密度は1200ガウス、上流側のＮ極は10゜、下流側のＳ
極は30゜、現像バイアスを印加しない時の現像部での現
像剤Ｄ層の厚さは0.25mm、現像スリーブ81と感光体ベル
ト１との間隙0.95mm、現像スリーブ81に印加するバイア
ス電圧は直流電圧成分−700Ｖ、交流電圧成分10KH_Z、ピ
ーク間電圧1200Ｖとし、第一の電極85ａは現像スリーブ
81より0.3mmで-500Ｖの直流電圧を印加し、第二の電極8
5ｃは第一の電極85ａから0.075mmに設置し−1000Ｖの直
流電圧を印加した。この実施例では現像スリーブ81上の
現像剤Ｄは感光体ベルト１の表面に接触しない。

【００５１】以上の条件で現像を行って、それを普通紙
の転写紙にコロナ放電して転写し、表面温度140℃のヒ
ートローラ定着装置に通して定着した結果、得られた転
写紙の記録画像はエッジ効果やかぶりのない、そして濃
度が高い極めて鮮明なものであり、引き続いて５万枚の
記録を行ったが最初から最後まで安定して変わらない記
録画像を得ることができ、かつ、電極板85へのトナー付
着は殆ど見られなかった。

【００５２】以上の実施例においては特定の現像装置を
選択的に使用するので、他の使用しない現像装置は、現
像スリーブの回動状態を停止し、現像スリーブに印加す
る交流バイアスを停止した。すなわち現像スリーブ81に
はフローティング状態あるいはトナーと同極性で感光体
の非画像部電位より高い−1000Ｖのバイアスを印加し
た。なお、電極85ａ，85ｃはトナーと同極性で感光体の
非画像部電位より高い−1000Ｖのバイアスを印加した。
なお、電極85ａ，85ｃは一方或は、ともにフローティン
グとしても良い。これにより、感光体上のトナー像から
電極板へのトナーの移動を防止した。画像領域の前後に
は略０Ｖの電位パターンを形成して、停止した現像スリ
ーブや電極上のトナーを除く条件を設定しておき画像領
域でのトナーの混色を防止している。又、電極板として
は、後に記す図７（Ｃ）の構造のものを用いている。ガ
ラス繊維を含有する75μm厚のエポキシ板を貼り合わせ
て150μm厚のエポキシ板上に第一の電極85ａが厚さ10μ
m、幅500μm、第二の電極85ｃが厚さ10μm、幅1000μm
の線状電極を取り付けた構造のものを用いた。

【００５３】第一の発明の第二の実施例として次のよう
な非磁性トナーからなる１成分現像剤を用いるたものを
例として図４，図５，図６を用いて説明する。第一の実
施例と同じものには同一の符号を付した。

【００５４】前記現像装置８Ａ〜８Ｄは同一の構成から
なり、以下符号８をもって示すことにする。図５，図６
は本発明に用いられる第一の発明の現像装置の実施例を
示す概略断面図である。図５は、本発明装置の第二の実
施例の断面図であり、図６は現像領域Ａ近傍現像作用を
示す拡大断面図である。図４の現像領域Ａ及び電極板85
近傍の寸法関係図は第一の実施例と同様である。81は10
〜20mmφアルミニウム、ステンレス鋼等の非磁性材料か
らなり、表面をサンドブラスト処理でＪＩＳ10点平均粗
さによる表示ＪＩＳ−Ｂ0610）で0.5〜５μmの粗面加工
を施し回転可能に支持された現像剤搬送担体である現像
スリーブ、83は現像剤Ｄを撹拌して成分を均一にする撹
拌器、184は現像剤Ｄを現像スリーブ81に供給するファ
ーブラシ、186は現像はスリーブ81上の現像剤層の厚み
を規制するゴム板からなる規制ブレード、85は振動電界
を形成するために現像領域Ａの上流側に設けた板状部材
である電極板、電極板85は50〜300μm厚で、現像スリー
ブ81上の現像剤Ｄを押圧するように設けた樹脂やゴムな
どの絶縁体よりなる絶縁部材85ｂの先端に金属等の導電
性材料からなる50〜500μm幅、１〜100μm厚の線状の第
一の電極85ａ及び、同様に、絶縁部材85ｂの先端に金属
等の導電性材料からなる50〜1000μm幅、１〜100μm厚
の線状の第二の電極85ｃを一体に設け先端も絶縁材85ｄ
を用いて絶縁コートしたものである。第二の電極85ｃの
幅は、先端部に限らず全域にしても良い。電極板85によ
って層厚を規制された現像剤Ｄの層は現像スリーブ81の
上記回転によって移動し、現像領域Ａに搬送される。な
お85は現像スリーブ81上の現像剤層の厚みを規制する規
制ブレード86を兼ねることもできる。この現像スリーブ
81上に形成される現像剤層は感光体ベルト１の表面に接
触せず間隙を保つように、現像スリーブ81と電極板85の
圧接及び現像スリーブ81と感光体ベルト１の間隙を調整
される。88は現像剤溜まり、89はケーシングである。

【００５５】現像スリーブ81には直流バイアス電源Ｅ１
と交流バイアス電源ＡＣにより保護抵抗Ｒ１を介して直
流に交流を重畳したバイアス電圧が印加される。また、
電極板85の第一の電極85ａには直流バイアス電源Ｅ２か
ら保護抵抗Ｒ２を介して直流のバイアス電圧、第二の電
極85ｃには直流バイアス電源Ｅ３から保護抵抗Ｒ３を介
して直流のバイアス電圧がそれぞれ印加される。

【００５６】像担持体１と現像スリーブ81との最近接位
置と現像スリーブ中心を結ぶ中心線から電極板85の先端
位置は、現像領域Ａの上流側θ₁にある。また、θ₂は同
じく現像領域Ａの上流側に有り押圧部材である電極板85
の最近接位置である。第一と第二の電極はθ₁とθ₂の間
にあり、θ₁≦第一，第二の電極幅位置≦θ₂が好まし
い。第一の電極85ａの先端と第二の電極85ｃの先端とは
ほぼ等しい位置にあって、第一の電極85ａの後端位置よ
りも上流側に第二の電極85ｃの後端があることが好まし
い。ここでθ₁は０〜10°、θ₂は０〜30°に通常設定さ
れる。電極幅及び現像ギャップと電極位置との寸法関係
は、 Ｓ２≧Ｓ１ が好ましい。又、現像間隙ｄと電極位置との関係は、現
像スリーブ81と像担持体１間で形成される第二の振動電
界より十分に強い現像スリーブ81と第一の電極85ａとの
間で形成される第１の振動電界により十分なトナークラ
ウドを発生させるために、 ｄ４≧ｄ１＋ｄ２ が好ましく、更に、好ましくは、 ｄ４≧ｄ１＋ｄ２＋ｄ３ 又、電極85ａ，85ｃと現像スリーブとの関係は 0.5≦（ｄ１＋ｄ２）／ｄ３≦２ が好ましい。ただし、 Ｓ１：第一の電極85ａの幅 Ｓ２：第二の電極85ｃの幅 ｄ１：電極板85の最下端と現像スリーブ81との最近接間
隔 ｄ２：第一の電極85ａの厚みの中央と電極板85の最下端
との間隔 ｄ３：第一の電極85ａの厚みの中央と第二の電極85ｃの
厚みの中央との間隔 ｄ４：第二の電極85ｃの厚みの中央と感光体ベルト１と
の間隔 ｄ ：現像スリーブ81と感光体ベルト１との最近接間隔
（現像ギャップ） 間隔についての寸法は、好ましくは、ｄ１は50〜200μ
m、ｄ２＋ｄ３は50〜400μm、ｄ１＋ｄ２＋ｄ３は100〜
600μm、ｄ４は200〜1000μm、ｄは300〜1500μmの値を
とる。

【００５７】本発明では現像スリーブ81上の現像剤層に
当接する絶縁部材85ｂの上に設けた第一の電極85ａと現
像スリーブ81との間に第１の振動電界（第１の電界）を
発生させるようにしトナークラウドを発生させる。この
ことから、第一の電極85ａは、現像スリーブ81と電極板
85との最近接位置（θ₂）より上流側に設定することが
好ましい。第二の電極85ｃは第一の電極85ａの上に設け
て、感光体ベルト１方向へトナーを移動させる電界Ｐ１
を形成し、及び、第一の電極85ａ方向へトナーを移動さ
せる電界Ｐ２を形成し、第二の電極85ｃ方向への回りこ
みを防ぎ、トナーを感光体ベルト１の非画像部方向へ移
動させる働きをして、電極板85特に、第二の電極85ｃの
電極上部へのトナー付着を防止する。又、像担持体上に
既に形成されているトナー像の現像スリーブ81や電極へ
の逆飛翔を防止する。

【００５８】第一の電極85ａと現像スリーブ81間には強
いＡＣ電界を形成してトナークラウドを発生させるが、
第二の電極85ｃと現像スリーブ81間の距離が離れている
ためにＡＣ電界は弱く、更に、ＤＣ電圧の印加によりト
ナーを現像スリーブ81側へと移動させる電界を形成し、
かつ、このことから、第二の電極85ｃは第一の電極85ａ
と同じ或は、より広い幅（Ｓ２≧Ｓ１）とすることが好
ましい。そして、トナークラウドが電極板85の面上に付
着するのを防止する。

【００５９】第二の電極85ｃと第一の電極85ａとの間に
は、第一の電極85ａへトナーを移動させる電界を形成
し、第二の電極85ｃと感光体ベルト１間には、感光体ベ
ルト１へトナーを移動させる電界を形成して電極板85の
上面へのトナーの侵入を防止する。第二の電極85ｃによ
って形成される電界を第３の電界と呼ぶ。さらに詳細に
記すと、第３の電界は、第一の電極85ａと形成される電
界Ｐ２、現像スリーブ81と形成される振動電界、感光体
ベルト１とに形成される電界Ｐ１から成っている。本装
置では感光体ベルト１と現像スリーブ81との間に形成す
る振動電界（これを第２の電界ということにする）に比
べ第１の振動電界（現像スリーブ81と第一の電極85ａと
の間に形成する電界）の強さが第２の振動電界の強さよ
り大なるようにすると共に、第３の電界は、トナークラ
ウドの生成を維持して感光体ベルト１と電極板85との間
にはトナーを感光体ベルト１へ移動させる電界を形成し
た所にも特徴がある。

【００６０】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る。感光体が例えば−800Ｖに帯
電されているとすると、電極板85の第一の電極85ａのＥ
２には感光体電位より絶対値が小さい０〜−800Ｖ、第
二の電極85ｃのＥ３には−800Ｖ以上として負帯電トナ
ーを感光体ベルト１に移動させる電圧とする。現像スリ
ーブ81のＥ１には−700Ｖの直流電圧成分と交流電圧成
分のバイアス電圧ＡＣ１が印加される。交流電圧成分は
周波数100Hz〜20KH_Z、好ましくは２〜10KH_Zでピーク間
電圧は200〜4000Ｖである。Ｅ２は、Ｅ２＝Ｅ１とする
ことも出来るが、より低くして負帯電トナーを現像剤層
から引き出すバイアスとすることが好ましい。即ち、現
像スリーブ81と第一の電極85ａとの間に形成される直流
電界が、トナーを第一の電極85ａ方向に移動させる条件
がより好ましい。

【００６１】一方、第二の電極85ｃには、感光体ベルト
１の非画像部電位より高い電圧が印加されている。これ
により、電極板85の第二の電極85ｃには現像スリーブ8
1、第一の電極85ａより絶対値の高い電圧が印加されて
いるので、トナーを感光体ベルト１や現像スリーブ85第
一の電極85ａ方向へ移動させる電界が形成され、電極板
85の上部にトナーが付着することもないし、重ね合わせ
プロセスにおいても感光体ベルト１上のトナー像が第二
の電極85ｃに付着することもない。

【００６２】この第１の振動電界によってトナーの粒子
をその電気力線の方向に振動させるのでトナーを飛翔さ
せ、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上
の潜像に向う飛翔を助けられ良好な現像が行われる。更
に第３の電界によって感光体ベルト１方向への電界Ｐ１
や第一の電極85ａ方向の電界Ｐ２が形成され電極板85の
汚れや上部方向へのトナーの回り込みが防止される。

【００６３】ここで第１と第２と第３の振動電界は同位
相であることは重要である。同位相であるために、トナ
ーの振動がうねりなどを生じることなく現像が行われ
る。また、強い振動電界を形成しても絶縁破壊も起きな
い。

【００６４】以上の交流電圧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、電圧値は高い程トナーを振動させるように
なるが、反面、かぶりや落雷現象のような絶縁破壊が発
生し易くなる。かぶりの発生は直流電圧成分で防止し、
絶縁破壊は電極85ａ，85ｃや、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
ングすることなどによって防止することができる。

【００６５】一般にトナーは、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、現像スリーブ81に強く付着し、また、非画像部に
飛散し易くなり、かぶりが発生し易くなる。そして、従
来の現像剤層現像方法では、平均粒径が10μm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。

【００６６】その点を本発明の現像装置では現像剤層に
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。即ち、トナーの粒子は、第１の振動電界に
おいて強く振動を与えられて現像スリーブ81から離れて
トナークラウドを形成し、このクラウド直ぐ近くの現像
領域Ａに運ばれて第１の振動電界より弱い第２の振動電
界下で静電潜像にトナー粒子が忠実に吸着されるように
なる。また、帯電量の低いトナーが画像部や非画像部に
移行することが殆どなくなるし、トナーが感光体ベルト
１と摺擦することもないので摩擦帯電により感光体ベル
ト１に付着することもなくなって、１μm程度のトナー
粒径のものまで用いられるようになる。

【００６７】トナーの平均粒径が大きくなると、画像の
荒れが目立つようになる。通常、10本／mm程度のピッチ
で並んだ細線の解像力がある現像には、平均粒径20μm
程度のトナーでも問題ないが、しかし、平均粒径１〜７
μm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。以上の理由からトナーの粒径は平均
粒径が10μm以下、好ましくは１〜７μmが適正条件であ
る。また、トナーの粒子が電界に追随するために、トナ
ー粒子の帯電量は１〜３μc／ｇより大きいこと（好ま
しくは３〜30μc／ｇ）が望ましい。特に粒径の小さい
場合は高い帯電量が必要である。

【００６８】このようなトナーは、従来のトナーと同様
の方法で得られる。即ち、従来のトナーにおける球形や
不定形の非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。

【００６９】本発明の現像装置において、好ましいトナ
ーは、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，ポリエステル樹脂等の樹脂やパルミ
チン酸，ステアリン酸等の脂肪酸ワックス等の樹脂を用
い、それにカラー顔料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平均粒径が20μm以
下、好ましくは10μm以下、特に好ましくは１〜７μmの
粒子からなるものである。

【００７０】本発明の現像装置には、以上述べたような
球状の非磁性トナー粒子からなる現像剤が好ましく用い
られるが、これにはまた、必要に応じて粒子の流動滑り
を良くするための流動化剤や像担持体面の清浄化に役立
つクリーニング剤等が混合される。流動化剤としては、
コロイダルシリカ、シリコンワニス、金属石鹸あるいは
非イオン表面活性剤等を用いることができ、クリーニン
グ剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコンある
いはフッ素等表面活性剤等を用いることができる。

【００７１】以上のような現像剤や現像装置として、ト
ナーにスチレン・アクリル樹脂（三洋化成製ハイマーｕ
ｐ110）100重量部、カラー顔料10重量部からなる重量平
均粒径が５μmの粉砕造粒法によって得られた非磁性粒
子からなるものを用い、図５に示した装置により現像を
行った。各トナーの平均帯電量は−５μc／ｇであっ
た。

【００７２】かかる現像装置を装着した図１に示すカラ
ー画像形成装置で、感光体ベルト１はＯＰＣ感光体、そ
の周速は180mm／sec、感光体ベルト１に形成された静電
潜像の最高電位−800Ｖ，最低電位−50Ｖ（反転現像な
ので、非画像部電位−800Ｖ、露光部電位−50Ｖとな
る）、現像スリーブ81の外径15mm、その回転数150rpm、
現像剤Ｄ層の厚さは0.02mm、現像スリーブ81と感光体ベ
ルト１との間隙0.50mm、現像スリーブ81に印加するバイ
アス電圧は直流電圧成分−700Ｖ、交流電圧成分４KH_Z、
ピーク間電圧1000Ｖとし、第一の電極85ａは現像スリー
ブ81より0.2mmで０Ｖの直流電圧を印加し、第二の電極8
5ｃは第一の電極85ａから0.075mmに設置し−1000Ｖの直
流電圧を印加した。この実施例では現像スリーブ81上の
現像剤Ｄは感光体ベルト１の表面に接触しない。

【００７３】以上の条件で現像を行って、それを普通紙
の転写紙にコロナ放電して転写し、表面温度140℃のヒ
ートローラ定着装置に通して定着した結果、得られた転
写紙の記録画像はエッジ効果やかぶりのない、そして濃
度が高い極めて鮮明なものであり、引き続いて５万枚の
記録を行ったが最初から最後まで安定して変わらない記
録画像を得ることができ、かつ、電極板85へのトナー付
着は殆ど見られなかった。

【００７４】以上の実施例においては特定の現像装置を
使用中、他の使用しない現像装置は、現像スリーブの回
動状態を停止し、現像スリーブに印加する交流バイアス
を停止した。すなわちフローティング状態あるいはトナ
ーと同極性の感光体の非画像部電位より高い−1000Ｖの
バイアスを印加した。なお、電極85ａ，85ｃにはトナー
と同極性の感光体の非画像部より高い−1000Ｖのバイア
スを印加した。これにより、感光体上のトナー像から電
極板へのトナーの移動を防止した。なお、電極85ａ，85
ｃは一方或は、共にフローティングとしても良い。又、
電極板85としては、先の実施例と同じガラス繊維を含有
した75μm厚のエポキシ板上に、線状電極85ａ，85ｃを
取り付けたものを貼り合わせて150μm厚とした構造のも
のを用いた。

【００７５】本発明の画像形成装置の現像装置は、以上
述べたように１成分或いは２成分現像剤の現像剤層を像
担持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、従ってトナーに微粒子のも
のを用いることを可能にして、高画質画像の現像が行わ
れるようにし、更に、電極板や電極へのトナーの付着を
防止したものである。

【００７６】図７は、電極板の他の構成例を示したもの
である。図７（Ａ）は、一枚の絶縁部材185ｂの両側に
電極185ａ，185ｃを形成したものである。図７（Ｂ）
は、二枚の絶縁部材185ｂの各々に電極185ａ，185ｃを
形成し、貼り合わせたものであり、この場合は、電極18
5ａが現像スリーブ181側に近接した配置となる。図７
（Ｃ）は、図７（Ｂ）と反対の面を貼り合わせて逆の構
造として電極板185を形成したものであり、この場合
は、電極185ａが、絶縁部材185ｂを介して現像スリーブ
181側に対向している。図７（Ｄ）は、現像スリーブ181
側の先端に段差を有したものであり、トナークラウドを
形成する空間が設けられている。この場合は、図７
（Ａ）の電極板と電極を有しない絶縁部材とを位置をず
らして貼り合わせたものである。図７（Ｅ）は、図７
（Ｃ）の変形であり、像担持体側に近接する電極185ｃ
が全域に渡って形成されているものである。このように
電極185ｃは、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に
おいても図７（Ｅ）のように、全域に渡って形成するこ
ともできる。

【００７７】第一の発明の、第一，第二の実施例での電
極板85の製造方法（図７（Ｃ））としては、板状部材で
ある電極板85は感光体ベルト１側が厚さ75μmで、現像
スリーブ81側が厚さ75μmの２枚の各々電極を有したガ
ラスエポキシフィルムを重ね合わせて接着したものであ
る。すなわち、厚さ２μmで電極幅に当たる現像スリー
ブ81の回転方向に長さがそれぞれ0.5mmと３mmの銅箔か
らなる第一の電極85ａと第二の電極85ｃを予めフィルム
上に形成しておき、次にそれらを貼り付けて、さらに厚
さ0.02mmの絶縁部材85ｄによる絶縁被膜コートを形成す
る積層構成とした。このようにして形成された電極板は
図７（Ｃ）の構成である。なお、各フィルム上の電極パ
ターンはフォトエッチングにより作っている。第一の電
極85ａと第二の電極85ｃの電源への接続は図２や図５に
示したようにそれぞれの電極が現像域の幅の外側に延長
している部分で保護抵抗を介してなされている。

【００７８】続いて、第二の発明の実施例として、図８
を用いて機械的に電極板285上に堆積したトナーを強制
的に感光体ベルト200に移行させて除去する例について
説明する。カラー画像形成装置による画像形成プロセス
及び現像装置については、第一の発明にて説明した実施
例と同様である。この除去動作は非画像形成時に行われ
る。

【００７９】画像形成時には、押さえ部材290及び止め
ネジ290ａによってホルダ291に固定され、ホルダ291上
のバネ掛け軸291ｃと現像装置８（図１に示す）に設け
られた軸294とに架け渡されたバネ293によってストッパ
292によって規制される位置まで現像スリーブ281に押圧
されている電極板285を、画像形成外の間、装置の始動
時である非画像形成時に毎回感光体ベルト200を回転さ
せると共に、ホルダ291に設けられた穴291ｂに架け渡さ
れたソレノイドＳＤをｏｎ状態としホルダ291を図上方
向に引っ張る。電極板285はホルダ回転軸291ａを中心と
して図の矢印方向（時計方向回転）に回転され感光体ベ
ルト200に摺擦される状態となる（図の点線状態）。こ
の際、更に、電極板285の第一の電極285ａ及び、第二の
電極285ｃに第一の発明の第一，第二の実施例と同様に
トナーを像担持体へと移動する電界を形成する電圧を印
加して電極板285の絶縁剤285ｄ上の付着トナーを感光体
ベルト200に移行させて、電極板285上のトナーを除去す
る。感光体ベルト200と電極板285との摺擦状態はソレノ
イドＳＤの設定により軽い接触状態或は圧接状態のいず
れかを取り得るものである。

【００８０】本発明の説明にたいしては、反転現像を用
いたが、正規現像についても同様に適用が可能である。
その際、現像スリーブや電極に印加する電圧は反転現像
においてトナーに作用した電界を同じく作用する電圧に
設定すれば良い。

【００８１】

【発明の効果】以上のように、本発明の画像形成装置の
現像装置においては、板状部材である電極板の第一の電
極と現像剤搬送体の間の振動電界で十分な量の現像剤が
効率的にクラウド化するから、現像領域の振動電界によ
って像担持体の静電像をかぶりなく十分な濃度のトナー
像に現像でき、混色や電極板の像担持体側の面に現像剤
が堆積することが第二の電極の電界によって防止される
と言う顕著な効果が得られる。又、電極板に堆積された
トナーも容易に除去され得る方法を提供した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を備えたカラー画像形成装置
の１例を示す断面図である。

【図２】本発明の現像装置の第一の発明の第一の実施例
を示す部分断面図である。

【図３】第一の発明の第一の実施例の現像装置の現像領
域Ａ近傍の現像作用を示す拡大断面図である。

【図４】第一の発明の現像装置の現像領域Ａ及び電極板
85近傍の寸法関係図である。

【図５】本発明の現像装置の第一の発明の第二の実施例
を示す部分断面図である。

【図６】第一の発明の第二の実施例の現像装置の現像領
域Ａ近傍の現像作用を示す拡大断面図である。

【図７】本発明の電極板の構成例を示す断面図である。

【図８】本発明の現像装置の第二の発明の実施例を示す
部分断面図である。

【符号の説明】

１，200 感光体ベルト ４ ガイド部材 ６ スコロトロン帯電器 ７ 光書込み装置 ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ 現像装置 12 転写器 13 クリーニング装置 81，181 現像スリーブ 83，84 撹拌器 85，185，285 電極板 85ａ，185ａ，285ａ 第一の電極 85ｂ，185ｂ 絶縁部材 85ｃ，185ｃ，285ｃ 第二の電極 85ｄ，185ｄ，285ｄ 絶縁材 86，186 規制ブレード 87 スクレーパ 88 現像剤溜まり 89 ケーシング 184 ファーブラシ 285ｅ 付着トナー 290 押さえ部材 291 ホルダ 292 ストッパ ＡＣ 交流バイアス電源 Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３ 直流バイアス電源 Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 保護抵抗 Ａ 現像領域 Ｄ 現像剤 Ｐ 感光体ベルトへの一方向電界 ＳＤ ソレノイド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像スリーブ（現像剤搬送体）上に現像
   剤を搬送し、振動電界中で像担持体にトナーを飛翔させ
   て現像を行う現像装置を有する画像形成装置において、
   前記現像スリーブと前記像担持体の間に電極を有する板
   状部材からなる電極板を設け、該電極板は、前記現像ス
   リーブに近接した第一の電極と、前記第一の電極と前記
   像担持体間に配置した第二の電極とを有し、前記第一の
   電極は前記現像スリーブと振動電界を、前記第二の電極
   は前記像担持体の非画像部へトナーを移動させる電界を
   形成することを特徴とする現像装置を有する画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記第一の電極と前記第二の電極間に
   は、前記第一の電極へトナーを移動させる電界を形成す
   ることを特徴とする請求項１記載の現像装置を有する画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 非画像形成時に、前記第一の電極或は第
   二の電極には、トナーを前記像担持体に移動させる電界
   を形成する電圧を印加するか、或はフローティング状態
   とすることを特徴とする請求項１記載の現像装置を有す
   る画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体上にトナー像を重ね合わせ
   ることを特徴とする請求項１記載の現像装置を有する画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 現像スリーブ（現像剤搬送体）上に現像
   剤を搬送し、振動電界中で像担持体にトナーを飛翔させ
   て現像を行う現像装置を有する画像形成装置において、
   前記現像スリーブと前記像担持体の間に電極を有する板
   状部材からなる電極板を設けると共に、前記電極板を前
   記像形成体に移動する手段を有し、前記電極板に付着し
   たトナーを回動する前記像担持体と摺擦して清掃するこ
   とを特徴とする現像装置を有する画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記電極と前記像担持体間には、トナー
   を前記像担持体に移行させる電界を形成することを特徴
   とする請求項５記載の現像装置を有する画像形成装置。