JP2862544B2 - 現像方法 - Google Patents
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- JP2862544B2 JP2862544B2 JP63246857A JP24685788A JP2862544B2 JP 2862544 B2 JP2862544 B2 JP 2862544B2 JP 63246857 A JP63246857 A JP 63246857A JP 24685788 A JP24685788 A JP 24685788A JP 2862544 B2 JP2862544 B2 JP 2862544B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、電子写真装置や静電記録装置において、
静電潜像を可視像化する現像方法に関し、さらに詳しく
は一成分現像剤を用いた現像方法に関する。
静電潜像を可視像化する現像方法に関し、さらに詳しく
は一成分現像剤を用いた現像方法に関する。
（従来の技術） 一成分現像剤を用いる現像方法の一つとして加圧現像
法が知られている（米国特許3,754,963、同3,731,146、
特公昭51−36070、同52−36414）。この方法は弾力性、
導電性および粗面性を有するトナー担持体の表面に非磁
性トナーのみから成る一成分現像剤の薄層を形成し、こ
のトナー層を静電潜像に相対速度ゼロとなるように接触
させることを特徴としており、装置の簡素化やカラー化
が容易であるなど多くの利点を有している。しかしなが
ら、本願発明者による追試実験の結果、上記現像方法に
は下記の問題が含まれていることがわかった。
法が知られている（米国特許3,754,963、同3,731,146、
特公昭51−36070、同52−36414）。この方法は弾力性、
導電性および粗面性を有するトナー担持体の表面に非磁
性トナーのみから成る一成分現像剤の薄層を形成し、こ
のトナー層を静電潜像に相対速度ゼロとなるように接触
させることを特徴としており、装置の簡素化やカラー化
が容易であるなど多くの利点を有している。しかしなが
ら、本願発明者による追試実験の結果、上記現像方法に
は下記の問題が含まれていることがわかった。
上記の加圧現像法の重要な特徴として、トナー層表面
と静電潜像を実質的にゼロの相対的周辺速度で移動させ
ることが明記されている。しかし、実験の結果、この条
件下で得られる現像像は、シャープネスに欠け、地カブ
リや濃度ムラの目立つ貧弱な画像となることがわかっ
た。これに対し、速度差を設けた場合には、トナー層と
静電潜像の接触位置においてトナー粒子のころがりやす
べり等が生じ、トナー粒子の帯電促進や画像の整理等が
行われるため、極めてシャープで、地カブリが無く、均
一で高濃度の現像像が得られた。
と静電潜像を実質的にゼロの相対的周辺速度で移動させ
ることが明記されている。しかし、実験の結果、この条
件下で得られる現像像は、シャープネスに欠け、地カブ
リや濃度ムラの目立つ貧弱な画像となることがわかっ
た。これに対し、速度差を設けた場合には、トナー層と
静電潜像の接触位置においてトナー粒子のころがりやす
べり等が生じ、トナー粒子の帯電促進や画像の整理等が
行われるため、極めてシャープで、地カブリが無く、均
一で高濃度の現像像が得られた。
加圧現像法を実行すると、トナー担持体上の帯電粒子
すなわちトナーが潜像面へ転移するため、トナー担持体
から現像バイアス用電源に至る電気回路に電流（以下、
現像電流と呼ぶ）が流れる。したがって、トナー担持体
表面の抵抗値、またはトナー担持体表面と現像バイアス
用電源の間の抵抗値を所定の値以下としなければならな
い。前記の公知例においては、この点について事実上有
効な概念の開示がなされていない。
すなわちトナーが潜像面へ転移するため、トナー担持体
から現像バイアス用電源に至る電気回路に電流（以下、
現像電流と呼ぶ）が流れる。したがって、トナー担持体
表面の抵抗値、またはトナー担持体表面と現像バイアス
用電源の間の抵抗値を所定の値以下としなければならな
い。前記の公知例においては、この点について事実上有
効な概念の開示がなされていない。
さらに、上記の現像電流は主としてトナー粒子の移動
に起因するものであるため、トナー帯電量や潜像へのト
ナー付着量、トナー担持体表面の移動速度、トナー担持
体の寸法等に依存する。したがって、これらの諸要素と
上記の抵抗値との関係によってトナー担持体表面の電
位、すなわち実効現像バイアス値が変動し、場合によっ
てはカブリや濃度不足等の認められる極めて貧弱な画像
となることもある。
に起因するものであるため、トナー帯電量や潜像へのト
ナー付着量、トナー担持体表面の移動速度、トナー担持
体の寸法等に依存する。したがって、これらの諸要素と
上記の抵抗値との関係によってトナー担持体表面の電
位、すなわち実効現像バイアス値が変動し、場合によっ
てはカブリや濃度不足等の認められる極めて貧弱な画像
となることもある。
これらの問題点のうち、については 特公昭60−12627、特開昭53−23638等において、トナー
担持体を静電潜像よりも速く移動させることが画質の改
良をもたらすことが開示されている。一方、の問題に
対しては、トナー担持体表面の体積抵抗値の好ましい範
囲について種々の提案がなされている。特公昭60−2235
2においては、トナー担持体として105Ω・cm以下の導電
性を有するものを使用すれば良いことが、特公昭62−39
49では108Ω・cm以下のものが好ましいことが、 実公昭62−35097では1013Ω・cm以上のものが良いこと
が、特公昭63−26386には108Ω・cm程度が良いことが示
されている。しかしながら、このように個々の出願によ
って抵抗値の好適範囲が異なることは、上述の問題点
に示したいくつかのファクタによって適正条件が変動し
てしまうことを示唆しており、これらファクタの総合的
なバランスを考慮しない限り、良好な画像を得ることは
困難となる。
担持体を静電潜像よりも速く移動させることが画質の改
良をもたらすことが開示されている。一方、の問題に
対しては、トナー担持体表面の体積抵抗値の好ましい範
囲について種々の提案がなされている。特公昭60−2235
2においては、トナー担持体として105Ω・cm以下の導電
性を有するものを使用すれば良いことが、特公昭62−39
49では108Ω・cm以下のものが好ましいことが、 実公昭62−35097では1013Ω・cm以上のものが良いこと
が、特公昭63−26386には108Ω・cm程度が良いことが示
されている。しかしながら、このように個々の出願によ
って抵抗値の好適範囲が異なることは、上述の問題点
に示したいくつかのファクタによって適正条件が変動し
てしまうことを示唆しており、これらファクタの総合的
なバランスを考慮しない限り、良好な画像を得ることは
困難となる。
（発明が解決しようとする課題） 本発明はかかる従来技術の課題を解決すべくなされた
もので、常にシャープで地カブリが無く均一で高濃度の
画像が得られる現像方法を提供することを目的とする。
もので、常にシャープで地カブリが無く均一で高濃度の
画像が得られる現像方法を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本願第１の発明は、現像バイアス電圧が印加された弾
性体層を有するトナー担持体表面に一成分系非磁性トナ
ーの薄層を形成し、このトナー薄層を静電潜像に接触さ
せることによって静電潜像を可視像化する現像方法にお
いて、 条件式 |q|m≦100/vlR を満たすように調整されていることを特徴としており、 本願第２の発明は、条件式 Ｒ≦200/I を満たすように調整されていることを特徴としている。
性体層を有するトナー担持体表面に一成分系非磁性トナ
ーの薄層を形成し、このトナー薄層を静電潜像に接触さ
せることによって静電潜像を可視像化する現像方法にお
いて、 条件式 |q|m≦100/vlR を満たすように調整されていることを特徴としており、 本願第２の発明は、条件式 Ｒ≦200/I を満たすように調整されていることを特徴としている。
（作用） 本願発明の作用について、第１図および第２図を参照
しつつ説明する。
しつつ説明する。
第１図は本願発明の作用を説明するための部分断面図
である。現像ローラ１は、たとえば金属芯３の外周に導
電性弾性体層２が設けられた導電性ローラであり、その
表面には、絶縁性の一成分系非磁性トナー６より成るト
ナー層７が形成されている。トナー層７を感光体ドラム
８表面の感光体層９に接触させ、感光体ドラム８を時計
回りに、現像ローラ１を反時計回りに回転させると、感
光体９表面の潜像電荷と現像ローラ１に接続された現像
バイアス用電源５が形成する現像電界によってトナー粒
子６は感光体９の表面に転移し現像が行われる。ここで
は感光体９を負帯電型とし、トナー６は図示されていな
いブレードとの摩擦によって予め負に摩擦帯電している
ものとする。また現像ローラ１には保護抵抗４を介して
現像バイアス用直流電源５が接続されており、感光体９
上の非潜像電荷分布領域、すなわち図示されていない露
光手段による露光をうけて表面電荷が消失した領域にト
ナー６が付着するよう（つまり反転現像となるよう）、
現像ローラ１には負の電圧が印加されている。
である。現像ローラ１は、たとえば金属芯３の外周に導
電性弾性体層２が設けられた導電性ローラであり、その
表面には、絶縁性の一成分系非磁性トナー６より成るト
ナー層７が形成されている。トナー層７を感光体ドラム
８表面の感光体層９に接触させ、感光体ドラム８を時計
回りに、現像ローラ１を反時計回りに回転させると、感
光体９表面の潜像電荷と現像ローラ１に接続された現像
バイアス用電源５が形成する現像電界によってトナー粒
子６は感光体９の表面に転移し現像が行われる。ここで
は感光体９を負帯電型とし、トナー６は図示されていな
いブレードとの摩擦によって予め負に摩擦帯電している
ものとする。また現像ローラ１には保護抵抗４を介して
現像バイアス用直流電源５が接続されており、感光体９
上の非潜像電荷分布領域、すなわち図示されていない露
光手段による露光をうけて表面電荷が消失した領域にト
ナー６が付着するよう（つまり反転現像となるよう）、
現像ローラ１には負の電圧が印加されている。
はじめに、全面黒ベタ現像の際の現像電流について考
える。トナー帯電量をｑ［C/g］、現像ローラ表面の単
位面積あたりのトナー付着量をｍ［g/cm2］、現像ロー
ラ表面の移動速度をｖ［cm/sec.］、現像ローラの有効
長さ、すなわち潜像の現像に寄与し得る長さをｌ［c
m］、現像ローラ表面と現像バイアス用電源の間の電気
抵抗値をＲ［Ω］とすると、１秒間に現像ローラから感
光体へ転移するトナー量は最大でvlm［g/sec.］とな
る。したがって、１秒間に移動する電荷量、すなわち現
像電流はqvlm［Ａ］と表わされる。その結果、現像ロー
ラ１から現像バイアス用電源５へ向かう電流Ｉ（＝qvlm
［Ａ］）が発生する。しかるに、現像ローラ１の表面と
現像バイアス用電源５の間には電気抵抗Ｒ［Ω］が存在
するため、電流Ｉによって抵抗Ｒの両端に電位差IRが発
生し、現像バイアス用電源の出力電圧と現像ローラ表面
の電位は異なった値を示す。このことは、電位差IR（＝
qvlmR［Ｖ］）が許容される数値範囲内に収まるよう、
ｑ、ｖ、ｌ、ｍ、Ｒの各パラメータを調整しなければ、
良質の画像を得ることが困難であることを意味してい
る。
える。トナー帯電量をｑ［C/g］、現像ローラ表面の単
位面積あたりのトナー付着量をｍ［g/cm2］、現像ロー
ラ表面の移動速度をｖ［cm/sec.］、現像ローラの有効
長さ、すなわち潜像の現像に寄与し得る長さをｌ［c
m］、現像ローラ表面と現像バイアス用電源の間の電気
抵抗値をＲ［Ω］とすると、１秒間に現像ローラから感
光体へ転移するトナー量は最大でvlm［g/sec.］とな
る。したがって、１秒間に移動する電荷量、すなわち現
像電流はqvlm［Ａ］と表わされる。その結果、現像ロー
ラ１から現像バイアス用電源５へ向かう電流Ｉ（＝qvlm
［Ａ］）が発生する。しかるに、現像ローラ１の表面と
現像バイアス用電源５の間には電気抵抗Ｒ［Ω］が存在
するため、電流Ｉによって抵抗Ｒの両端に電位差IRが発
生し、現像バイアス用電源の出力電圧と現像ローラ表面
の電位は異なった値を示す。このことは、電位差IR（＝
qvlmR［Ｖ］）が許容される数値範囲内に収まるよう、
ｑ、ｖ、ｌ、ｍ、Ｒの各パラメータを調整しなければ、
良質の画像を得ることが困難であることを意味してい
る。
第２図に、第１図断面図の等価回路を示した。感光体
層９およびトナー層７は抵抗R3と静電容量Ｃの並列回路
12で表わされ、現像ローラ表面と金属芯３との間の抵抗
値をR2、保護抵抗４の値をR1とした。現像ローラ１の表
面の電位、すなわち実効現像バイアス電圧は図中Ｐ点の
電位で表わされる。上記のqvlmRの値が大きいほど図中
Ｐ点とＱ点の電位値が大きくなり、その結果、現像ロー
ラ表面と感光体表面の電位差が低下して感光体へのトナ
ー転移量が減少するため、得られる画像は濃度の低い貧
弱な画像となってしまう。現像ローラと感光体表面の間
の電位差の低下を補償すべく現像バイアス用電源の出力
電圧の絶対値を高めに設定しておけば上記の濃度低下は
回避できるが、潜像パターンが上記の黒ベタから白地部
の多いパターンに変わった時には感光体へのトナー付着
量が減少し現像電流|q|vlmの減少をもたらすため、PQ間
の電位差も小さなものとなり、その結果、実効現像バイ
アス値の上昇による過剰現像や、地カブリを引起こすこ
とになる。本願第１の発明は、PQ間の電位差|q|vlmRを1
00V以下とすることにより、潜像パターンが変動しても
実効現像バイアス値の変動が小さな範囲に収まるように
するもので、これにより、いかなる潜像パターンに対し
ても地カブリや濃度低下、過剰現像による解像力の低下
等を招くことなく良好な現像を行うことができるという
作用が得られる。
層９およびトナー層７は抵抗R3と静電容量Ｃの並列回路
12で表わされ、現像ローラ表面と金属芯３との間の抵抗
値をR2、保護抵抗４の値をR1とした。現像ローラ１の表
面の電位、すなわち実効現像バイアス電圧は図中Ｐ点の
電位で表わされる。上記のqvlmRの値が大きいほど図中
Ｐ点とＱ点の電位値が大きくなり、その結果、現像ロー
ラ表面と感光体表面の電位差が低下して感光体へのトナ
ー転移量が減少するため、得られる画像は濃度の低い貧
弱な画像となってしまう。現像ローラと感光体表面の間
の電位差の低下を補償すべく現像バイアス用電源の出力
電圧の絶対値を高めに設定しておけば上記の濃度低下は
回避できるが、潜像パターンが上記の黒ベタから白地部
の多いパターンに変わった時には感光体へのトナー付着
量が減少し現像電流|q|vlmの減少をもたらすため、PQ間
の電位差も小さなものとなり、その結果、実効現像バイ
アス値の上昇による過剰現像や、地カブリを引起こすこ
とになる。本願第１の発明は、PQ間の電位差|q|vlmRを1
00V以下とすることにより、潜像パターンが変動しても
実効現像バイアス値の変動が小さな範囲に収まるように
するもので、これにより、いかなる潜像パターンに対し
ても地カブリや濃度低下、過剰現像による解像力の低下
等を招くことなく良好な現像を行うことができるという
作用が得られる。
本願第２の発明は、全面白地現像の際に顕著に現われ
る問題に対し効果を発揮する。反転現像における全面白
地潜像は、均一に負帯電され露光を受けていない感光体
表面領域に対応する。現像バイアス用電源の出力電圧は
このような潜像電位よりも絶対値の小さな負電圧に設定
されており、負帯電トナーが感光体へ転移することを阻
止するようになっている。したがって、この場合はトナ
ーの転移による現像電流は発生しない。ところが、発明
者は現像ローラ表面が潜像面に極めて近接しているた
め、感光体表面電荷の一部は気中放電等によってトナー
層中を移動し、現像ローラ表面に達してしまうことを見
出した。すなわち、現像ローラによる感光体表面電荷の
除電が行われ、第１図および第２図に示した電流Ｉとは
逆向きの電流Ｉ′が流れることになる。現像ローラ表面
と現像バイアス用電源との間の抵抗値Ｒによって電位差
Ｉ′Ｒが生じ、第２図のＰ点の電位の絶対値は上昇して
感光体表面電位に近づく方向へ変動する。この変動は感
光体表面と現像ローラ表面の間の電位差の低下をもたら
し、白地部に地カブリを生ぜしめる。本願第２の発明は
電位差Ｉ′Ｒが200V以下となるように調整することを骨
子としており、これにより白地部電位と実効現像バイア
スの間に所定の電位差を確保することができ、地カブリ
の無い良好な現像像が得られる。
る問題に対し効果を発揮する。反転現像における全面白
地潜像は、均一に負帯電され露光を受けていない感光体
表面領域に対応する。現像バイアス用電源の出力電圧は
このような潜像電位よりも絶対値の小さな負電圧に設定
されており、負帯電トナーが感光体へ転移することを阻
止するようになっている。したがって、この場合はトナ
ーの転移による現像電流は発生しない。ところが、発明
者は現像ローラ表面が潜像面に極めて近接しているた
め、感光体表面電荷の一部は気中放電等によってトナー
層中を移動し、現像ローラ表面に達してしまうことを見
出した。すなわち、現像ローラによる感光体表面電荷の
除電が行われ、第１図および第２図に示した電流Ｉとは
逆向きの電流Ｉ′が流れることになる。現像ローラ表面
と現像バイアス用電源との間の抵抗値Ｒによって電位差
Ｉ′Ｒが生じ、第２図のＰ点の電位の絶対値は上昇して
感光体表面電位に近づく方向へ変動する。この変動は感
光体表面と現像ローラ表面の間の電位差の低下をもたら
し、白地部に地カブリを生ぜしめる。本願第２の発明は
電位差Ｉ′Ｒが200V以下となるように調整することを骨
子としており、これにより白地部電位と実効現像バイア
スの間に所定の電位差を確保することができ、地カブリ
の無い良好な現像像が得られる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明
する。
する。
第３図は本発明の一実施例を示す現像装置の要部断面
図である。同図において、現像ローラ21は外径8mmの金
属シャフト22の外周に弾性体層23および導電体層24を順
に設けたもので、反時計回りに回転する。弾性体層23は
NBRゴムより成っており、JIS規格K6301のＡ型硬度計で2
8〜38度の硬度を有し、外径20mmのものを使用した。ト
ナーや感光体との反応が生じないように、NBRゴムは従
来の可塑剤の代りに非移行性のオイルを使用したものを
用いた。
図である。同図において、現像ローラ21は外径8mmの金
属シャフト22の外周に弾性体層23および導電体層24を順
に設けたもので、反時計回りに回転する。弾性体層23は
NBRゴムより成っており、JIS規格K6301のＡ型硬度計で2
8〜38度の硬度を有し、外径20mmのものを使用した。ト
ナーや感光体との反応が生じないように、NBRゴムは従
来の可塑剤の代りに非移行性のオイルを使用したものを
用いた。
導電体層４はポリウレタンエラストマー中に導電性カ
ーボン微粒子を分散することにより、１×103Ω・cm、
６×106Ω・cm、３×108Ω・cmの３通りの導電性を付与
した塗料を用い、第４図に示したように、NBRゴムロー
ラ23の表面から金属シャフト22までを被覆する形状とな
るよう、ディッピング法またはスプレー法によって塗装
した。導電体層24の厚さは50〜70μｍとした。
ーボン微粒子を分散することにより、１×103Ω・cm、
６×106Ω・cm、３×108Ω・cmの３通りの導電性を付与
した塗料を用い、第４図に示したように、NBRゴムロー
ラ23の表面から金属シャフト22までを被覆する形状とな
るよう、ディッピング法またはスプレー法によって塗装
した。導電体層24の厚さは50〜70μｍとした。
トナー層形成部材25は、厚さ0.2mmのリン青銅板先端
部を内径2mmの半円形に成形したもので、円弧の一部が
所定の圧力で現像ローラ21の表面に押圧されている。現
像ローラ21の表面には、この他にトナーこぼれ防止用の
リカバリーブレード26、トナー供給ローラ27および感光
体ドラム28が圧接されてる。
部を内径2mmの半円形に成形したもので、円弧の一部が
所定の圧力で現像ローラ21の表面に押圧されている。現
像ローラ21の表面には、この他にトナーこぼれ防止用の
リカバリーブレード26、トナー供給ローラ27および感光
体ドラム28が圧接されてる。
リカバリーブレード26は、トナー容器29の内部に収納
されている一成分非磁性トナー30が現像器外にこぼれる
ことを防止すると同時に、現像ローラ表面の現像残りの
トナーをこぼさずにトナー容器内に回収する機能を持っ
ており、この実施例では厚さ0.5mmのウレタンゴムシー
トをスポンジ上に接着したものを用いた。ウレタンゴム
シートは図のように端部を除く面（主面）が現像ローラ
21に軽く押圧されている。トナー供給ローラ27は密度75
kg/m3、発泡セル数80個/25mmの軟質ポリウレタンフォー
ムより成っており、現像ローラ21にたいする接触深さを
0.5mm、回転周速度を現像ローラ21の1/2とした。トナー
薄層形成部材25を線圧80kg/cmで現像ローラ21に押圧
し、現像ローラ21を94mm/secの周速で回転させたとこ
ろ、現像ローラ表面には単位面積あたり0.5mg/cm2の均
一なトナー薄層が形成された。このトナー薄層をエアー
にて吸引しファラデーケージ内に導入して電荷量を測定
したところ、−9.0μc/gであった。ここで使用したトナ
ーは、ポリエステル系樹脂中にカーボンブラックを分散
した負帯電型の絶縁性黒色トナーで、トナーの帯電は主
としてトナー薄層形成部材25との摩擦によって行われて
いる。
されている一成分非磁性トナー30が現像器外にこぼれる
ことを防止すると同時に、現像ローラ表面の現像残りの
トナーをこぼさずにトナー容器内に回収する機能を持っ
ており、この実施例では厚さ0.5mmのウレタンゴムシー
トをスポンジ上に接着したものを用いた。ウレタンゴム
シートは図のように端部を除く面（主面）が現像ローラ
21に軽く押圧されている。トナー供給ローラ27は密度75
kg/m3、発泡セル数80個/25mmの軟質ポリウレタンフォー
ムより成っており、現像ローラ21にたいする接触深さを
0.5mm、回転周速度を現像ローラ21の1/2とした。トナー
薄層形成部材25を線圧80kg/cmで現像ローラ21に押圧
し、現像ローラ21を94mm/secの周速で回転させたとこ
ろ、現像ローラ表面には単位面積あたり0.5mg/cm2の均
一なトナー薄層が形成された。このトナー薄層をエアー
にて吸引しファラデーケージ内に導入して電荷量を測定
したところ、−9.0μc/gであった。ここで使用したトナ
ーは、ポリエステル系樹脂中にカーボンブラックを分散
した負帯電型の絶縁性黒色トナーで、トナーの帯電は主
としてトナー薄層形成部材25との摩擦によって行われて
いる。
本実施例においては、表面が負に帯電された有機光導
電体にレーザビームを照射することによって潜像を形成
し、これを反転現像法によって可視像化する、いわゆる
レーザビームプリンタに上記現像装置を適用した場合を
例示する。
電体にレーザビームを照射することによって潜像を形成
し、これを反転現像法によって可視像化する、いわゆる
レーザビームプリンタに上記現像装置を適用した場合を
例示する。
はじめに、上記３通りの導電性塗料のうち１×103Ω
・cmの塗料を用い、第４図の形状になるよう塗装を施し
た現像ローラによって、諸パラメータと画像の相関を調
べた。ここで、本発明における“トナー担持体（＝現像
ローラ21）表面と現像バイアス電圧印加手段（＝電源3
2）の間の電気抵抗値R"について定義する。現像ローラ2
1と平行に外径30mmのアルミニウム円筒を接触幅が3mmと
なるように接触配置し、このアルミニウム円筒と現像ロ
ーラ21の金属芯22の間に10Vの電位差を設けた時に両者
間を流れる電流値を測定する。この電流値をＩ［Ａ］と
した時 R2＝10/I［Ω］ により、まず現像ローラ21の金属芯22と表面との間の抵
抗値を求める。さらに、第３図に示した保護抵抗値R1を
用いて、上述の電気抵抗値Ｒは Ｒ＝R1＋R2［Ω］ によって定義される。
・cmの塗料を用い、第４図の形状になるよう塗装を施し
た現像ローラによって、諸パラメータと画像の相関を調
べた。ここで、本発明における“トナー担持体（＝現像
ローラ21）表面と現像バイアス電圧印加手段（＝電源3
2）の間の電気抵抗値R"について定義する。現像ローラ2
1と平行に外径30mmのアルミニウム円筒を接触幅が3mmと
なるように接触配置し、このアルミニウム円筒と現像ロ
ーラ21の金属芯22の間に10Vの電位差を設けた時に両者
間を流れる電流値を測定する。この電流値をＩ［Ａ］と
した時 R2＝10/I［Ω］ により、まず現像ローラ21の金属芯22と表面との間の抵
抗値を求める。さらに、第３図に示した保護抵抗値R1を
用いて、上述の電気抵抗値Ｒは Ｒ＝R1＋R2［Ω］ によって定義される。
保護抵抗値R1の機能は次の通りである。（作用）の項
で詳述したように現像ローラ21の抵抗値R2は低いほど良
好な結果を与える場合が多い。しかし、たとえばR2＝10
3Ωの現像ローラ21に保護抵抗を介さずに現像バイアス
用電源32を接続し現像動作を繰返すと、得られる画像の
背景に黒点が生じたり、ソリッド部に白筋が現われたり
することがあった。これは、いわゆるバイアスリークに
起因するもので、感光体の塗布工程で発生するピンホー
ルや、その後の機械的衝撃等によって生じた感光体の欠
陥を通じて、現像ローラから感光体ドラムの導電ベース
に大電流が流れ、ジュール熱によって感光体に焼け跡が
生じた場合には黒点が、また大電流によってバイアス電
圧が低下した場合には白筋が生じるといった現象であ
る。これに対し、１×105Ω乃至１×108Ωの範囲内、好
ましくは１×106Ω乃至１×107Ωの保護抵抗を用いると
リーク電流が制限されるため感光体が焼けこげることが
なく、黒点や白筋の発生を効果的に抑制することができ
る。もちろん、現像ローラ21の抵抗値R2を１×105Ω乃
至１×108Ω好ましくは１×106Ω乃至１×107Ωの範囲
内とすれば保護抵抗は不要であるが、塗装後の現像ロー
ラの抵抗値をこのような抵抗範囲内に収めることは容易
ではないため、実用上は現像ローラ21の抵抗値を極力低
い値とし保護抵抗を用いる方が有利と言える。
で詳述したように現像ローラ21の抵抗値R2は低いほど良
好な結果を与える場合が多い。しかし、たとえばR2＝10
3Ωの現像ローラ21に保護抵抗を介さずに現像バイアス
用電源32を接続し現像動作を繰返すと、得られる画像の
背景に黒点が生じたり、ソリッド部に白筋が現われたり
することがあった。これは、いわゆるバイアスリークに
起因するもので、感光体の塗布工程で発生するピンホー
ルや、その後の機械的衝撃等によって生じた感光体の欠
陥を通じて、現像ローラから感光体ドラムの導電ベース
に大電流が流れ、ジュール熱によって感光体に焼け跡が
生じた場合には黒点が、また大電流によってバイアス電
圧が低下した場合には白筋が生じるといった現象であ
る。これに対し、１×105Ω乃至１×108Ωの範囲内、好
ましくは１×106Ω乃至１×107Ωの保護抵抗を用いると
リーク電流が制限されるため感光体が焼けこげることが
なく、黒点や白筋の発生を効果的に抑制することができ
る。もちろん、現像ローラ21の抵抗値R2を１×105Ω乃
至１×108Ω好ましくは１×106Ω乃至１×107Ωの範囲
内とすれば保護抵抗は不要であるが、塗装後の現像ロー
ラの抵抗値をこのような抵抗範囲内に収めることは容易
ではないため、実用上は現像ローラ21の抵抗値を極力低
い値とし保護抵抗を用いる方が有利と言える。
さて、１×103Ω・cmの塗料にて作成した現像ローラ
の抵抗値R2を測定したところ、R2＝７×103Ωであっ
た。１×107Ωの保護抵抗を挿入し、現像バイアス用電
源の出力電圧Vbを−200V、潜像の背景電位Voを−500V、
潜像の画像部（＝露光部）電位ＶLを−50V、感光体ドラ
ム28と現像ローラ21の接触幅を2.0mmとして反転現像を
実行したところ、均一で高濃度、かつ地カブリが無くシ
ャープな現像像が得られた。次に、抵抗値Ｒと画質の相
関を調べるため、保護抵抗R1の値を種々変更し実効現像
バイアス電圧Veすなわち現像ローラ21表面の電位の変化
を測定した。但し、実際にはR1≫R2であることを考慮す
れば、保護抵抗31の現像ローラ側端子の電位を測定して
これを実効現像バイアス電圧Veとして差支えない。測定
結果を第５図に示した。黒丸にて示した全面黒ベタ現像
時の実効現像バイアス電圧Veは抵抗値Ｒ（R1）が１×10
6Ωの時には電源出力電圧と全く同じ−200Vを示した
が、１×109Ωの時には−80Vまで低下している。一方、
全面白地の際には、予想通り感光体表面電荷の除電が行
われ、黒ベタの時とは逆向きの電流が観測された。Veは
１×106Ωで−200V、１×105Ωで−450Vであった。画質
との相関を調べた結果、Ve＜−100Vにおいては画像濃度
が1.20以下と低く、Ve＞−400Vにおいては顕著な地カブ
リが発生した。したがって、現像電流による実効現像バ
イアスの変化幅は黒ベタの際には100V以下、好ましくは
50V以下、全面白地の際には200V以下、好ましくは100V
以下でなければならない。
の抵抗値R2を測定したところ、R2＝７×103Ωであっ
た。１×107Ωの保護抵抗を挿入し、現像バイアス用電
源の出力電圧Vbを−200V、潜像の背景電位Voを−500V、
潜像の画像部（＝露光部）電位ＶLを−50V、感光体ドラ
ム28と現像ローラ21の接触幅を2.0mmとして反転現像を
実行したところ、均一で高濃度、かつ地カブリが無くシ
ャープな現像像が得られた。次に、抵抗値Ｒと画質の相
関を調べるため、保護抵抗R1の値を種々変更し実効現像
バイアス電圧Veすなわち現像ローラ21表面の電位の変化
を測定した。但し、実際にはR1≫R2であることを考慮す
れば、保護抵抗31の現像ローラ側端子の電位を測定して
これを実効現像バイアス電圧Veとして差支えない。測定
結果を第５図に示した。黒丸にて示した全面黒ベタ現像
時の実効現像バイアス電圧Veは抵抗値Ｒ（R1）が１×10
6Ωの時には電源出力電圧と全く同じ−200Vを示した
が、１×109Ωの時には−80Vまで低下している。一方、
全面白地の際には、予想通り感光体表面電荷の除電が行
われ、黒ベタの時とは逆向きの電流が観測された。Veは
１×106Ωで−200V、１×105Ωで−450Vであった。画質
との相関を調べた結果、Ve＜−100Vにおいては画像濃度
が1.20以下と低く、Ve＞−400Vにおいては顕著な地カブ
リが発生した。したがって、現像電流による実効現像バ
イアスの変化幅は黒ベタの際には100V以下、好ましくは
50V以下、全面白地の際には200V以下、好ましくは100V
以下でなければならない。
前記３通りの塗料、すなわち１×103Ω・cm、６×106
Ω・cm、３×108Ω・cmの３通りの導電性を有する塗料
によって、３種類の現像ローラを作成し抵抗値Ｒと画質
の相関を調べた。前述の方法により、現像ローラの抵抗
を測定したところ。各々７×103Ω、２×107Ω、１×10
10Ωであった。保護抵抗31を用いずに現像を実行したと
ころ、７×103Ωおよび２×107Ωのローラでは良好な画
像が得られたが、１×1010Ωでは全面黒ベタの濃度が1.
1と低く、また全面白地では顕著な地カブリが認められ
た。この結果は、第５図に示した実験結果と一致してい
ることから、現像ローラの抵抗値R2を変えることと保護
抵抗値R1を変えることは等価であると考えられる。
Ω・cm、３×108Ω・cmの３通りの導電性を有する塗料
によって、３種類の現像ローラを作成し抵抗値Ｒと画質
の相関を調べた。前述の方法により、現像ローラの抵抗
を測定したところ。各々７×103Ω、２×107Ω、１×10
10Ωであった。保護抵抗31を用いずに現像を実行したと
ころ、７×103Ωおよび２×107Ωのローラでは良好な画
像が得られたが、１×1010Ωでは全面黒ベタの濃度が1.
1と低く、また全面白地では顕著な地カブリが認められ
た。この結果は、第５図に示した実験結果と一致してい
ることから、現像ローラの抵抗値R2を変えることと保護
抵抗値R1を変えることは等価であると考えられる。
次に、抵抗値以外の諸ファクター（ｖ、ｌ、ｍ、ｑ）
の影響について調べた。上記の実験ではｖ＝94mm/sec、
ｌ＝200mm、ｍ＝0.5mg/cm2、ｑ＝−9.0μc/gであった
が、まずはじめに現像ローラの有効長さｌを1/10の20mm
として画像の変化を調べた。R1＝109Ω、R2＝７×103Ω
として全面黒ベタの現像を実行し、その時の実効現像バ
イアスを測定したところVe＝−188Vで、抵抗Ｒによる電
位低下は12Vであることがわかった。この値はｌ＝200mm
の時（電位低下120V）の丁度1/10に相当することから、
現像電流が正確に1/10に減少したことがわかる。得られ
た画質は良好であり、地カブリや濃度低下、解像力の低
下等は認められなかった。この結果は、画質は現像ロー
ラの抵抗値Ｒによって一義的に決定されるものではな
く、現像電流値を決める諸ファクタの影響を受けるこ
と、さらには全面黒ベタ現像においては|q|VlmRが100V
以下でなければならないこと、全面白地現像においては
IRが200V以下でなければならないことを支持している。
の影響について調べた。上記の実験ではｖ＝94mm/sec、
ｌ＝200mm、ｍ＝0.5mg/cm2、ｑ＝−9.0μc/gであった
が、まずはじめに現像ローラの有効長さｌを1/10の20mm
として画像の変化を調べた。R1＝109Ω、R2＝７×103Ω
として全面黒ベタの現像を実行し、その時の実効現像バ
イアスを測定したところVe＝−188Vで、抵抗Ｒによる電
位低下は12Vであることがわかった。この値はｌ＝200mm
の時（電位低下120V）の丁度1/10に相当することから、
現像電流が正確に1/10に減少したことがわかる。得られ
た画質は良好であり、地カブリや濃度低下、解像力の低
下等は認められなかった。この結果は、画質は現像ロー
ラの抵抗値Ｒによって一義的に決定されるものではな
く、現像電流値を決める諸ファクタの影響を受けるこ
と、さらには全面黒ベタ現像においては|q|VlmRが100V
以下でなければならないこと、全面白地現像においては
IRが200V以下でなければならないことを支持している。
同様にして、ｖ＝40mm/secのとき、ｍ＝1.2mg/cm2の
ときおよびｑ＝−21.0μc/gのときについて各々実験を
行った結果、何れも本発明の骨子、すなわち|q|vlmR≦1
00、IR≦200の範囲内が良好であることを支持するデー
タが得られた。
ときおよびｑ＝−21.0μc/gのときについて各々実験を
行った結果、何れも本発明の骨子、すなわち|q|vlmR≦1
00、IR≦200の範囲内が良好であることを支持するデー
タが得られた。
［発明の効果］ このように本発明によれば、良好な画像を得るための
現像条件を設定するこが極めて容易になり、例外なく良
好な現像像を得ることができる。従来は現像ローラの体
積抵抗値として種々の値が提案されており、これらに従
って現像を行っても必ずしも良好な画像が得られなかっ
たが、本発明によって重要な諸パラメータを総合的に考
慮した条件設定を行うことが可能となり、真に実用性の
ある現像方法を得ることができる。
現像条件を設定するこが極めて容易になり、例外なく良
好な現像像を得ることができる。従来は現像ローラの体
積抵抗値として種々の値が提案されており、これらに従
って現像を行っても必ずしも良好な画像が得られなかっ
たが、本発明によって重要な諸パラメータを総合的に考
慮した条件設定を行うことが可能となり、真に実用性の
ある現像方法を得ることができる。
なお、実施例では非磁性一成分トナーを用いる場合に
ついて例示したが、磁性トナーを使用する現像方法にも
本発明を適用できること、また現像ローラとして弾性体
ローラを例示したが、金属や樹脂等より成る硬質の現像
ローラを用いる場合においても本発明が多大の効果を発
揮することはもちろんである。
ついて例示したが、磁性トナーを使用する現像方法にも
本発明を適用できること、また現像ローラとして弾性体
ローラを例示したが、金属や樹脂等より成る硬質の現像
ローラを用いる場合においても本発明が多大の効果を発
揮することはもちろんである。
第１図および第２図は本発明方法の作用を説明するため
の模式図、第３図は本発明方法の一実施例に用いた現像
装置の断面図、第４図は本発明方法の一実施例に用いた
現像ローラの部分断面図、第５図は本発明の効果を説明
するための曲線図である。 1,21……トナー担持体 5,32……現像バイアス電圧印加手段 6,30……トナー ７……トナー層 9,28……静電潜像保持体
の模式図、第３図は本発明方法の一実施例に用いた現像
装置の断面図、第４図は本発明方法の一実施例に用いた
現像ローラの部分断面図、第５図は本発明の効果を説明
するための曲線図である。 1,21……トナー担持体 5,32……現像バイアス電圧印加手段 6,30……トナー ７……トナー層 9,28……静電潜像保持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二俣 幸男 静岡県田方郡大仁町大仁570 (56)参考文献 特開 昭50−45640（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−139433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−70575（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−100454（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−68757（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−211674（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−311367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−581（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−178986（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191879（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−8700（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03G 13/06 - 13/095 G03G 15/06 - 15/095
Claims (2)
- 【請求項１】現像バイアス電圧が印加された弾性体層を
有するトナー担持体表面に一成分系非磁性トナーの薄層
を形成し、このトナー薄層を静電潜像に接触させること
によって静電潜像を可視像化する現像方法において、 トナー帯電量ｑ［C/g］、 トナー担持体表面の単位面積当たりのトナー付着量ｍ
［g/cm2］、 トナー担持体表面の移動速度ｖ［cm/sec］、 トナー担持体の有効長さｌ［cm］、 トナー担持体表面と上記現像バイアス電圧印加手段の間
の電気抵抗値Ｒ［Ω］としたとき、これらの値の条件式 |q|m≦100/vlR を満たすように調整されていることを特徴とする現像方
法。 - 【請求項２】現像バイアス電圧が印加されたトナー担持
体表面に一成分非磁性トナーの薄層を形成し、このトナ
ー薄層を静電潜像に接触させることによって静電潜像を
可視像化する接触現像方法において、 全面白地潜像の現像電流Ｉ［Ａ］、 トナー担持体表面と上記現像バイアス電圧印加手段の間
の電気抵抗値Ｒ［Ω］としたとき、これらの値の条件式 Ｒ≦200/I を満たすように調整されていることを特徴とする現像方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246857A JP2862544B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 現像方法 |
| US07/290,538 US4967231A (en) | 1987-12-29 | 1988-12-27 | Apparatus for forming an electrophotographic latent image |
| DE3888155T DE3888155T4 (de) | 1987-12-29 | 1988-12-29 | Gerät für das elektrophotographische Verfahren. |
| EP88312401A EP0323252B1 (en) | 1987-12-29 | 1988-12-29 | Apparatus for electrophotographic process |
| DE88312401A DE3888155D1 (de) | 1987-12-29 | 1988-12-29 | Gerät für das elektrophotographische Verfahren. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246857A JP2862544B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 現像方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293671A JPH0293671A (ja) | 1990-04-04 |
| JP2862544B2 true JP2862544B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=17154754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63246857A Expired - Lifetime JP2862544B2 (ja) | 1987-12-29 | 1988-09-30 | 現像方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862544B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10186842A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像方法及びその装置並びにこれを用いた画像形成装置 |
| JP3749372B2 (ja) * | 1998-02-26 | 2006-02-22 | シャープ株式会社 | 一成分トナーの現像装置 |
| JP2004206070A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-07-22 | Hitachi Ltd | 電子写真装置 |
| JP4628716B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2011-02-09 | 株式会社沖データ | 現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
| JP4642451B2 (ja) * | 2004-12-08 | 2011-03-02 | 株式会社リコー | 接触抵抗値測定方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5670575A (en) * | 1979-11-13 | 1981-06-12 | Minolta Camera Co Ltd | Electrophotographic copier |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63246857A patent/JP2862544B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0293671A (ja) | 1990-04-04 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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