JPH035578B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一成分磁性トナーを用いた磁気ブラシ
現像方法に関する。更に詳しくは、磁気ブラシに
て静電潜像を摺擦し現像する現像方法において、
該磁気ブラシを構成するトナー層の帯電電荷を単
一極性に揃え、且つ十分な電荷を付与する方法に
関する。

一成分磁性トナーを用いた現像システムには、
一般に大別して、10¹²Ωcm以下の低抵抗型トナー
を用いるものと、10¹³Ω以上の高抵抗（絶縁）型
トナーを用いるものがある。低抵抗型トナーへの
帯電は、誘電現像法により容易に行われるが、電
荷がリークするため転写効率が低く、加えて転写
の際の電荷交換により、転写時に画像周辺部のト
ナーの乱れを生ずる。この為このトナーを転写型
複写機に使用する場合には、絶縁処理紙を用いる
必要がある。

高抵抗型トナーは、逆に転写は容易であるが、
十分な現像、転写性を得るには、何らかの方法で
トナーに電荷を付与する必要があり、電荷注入電
極より電荷を注入する方式や摩擦帯電部材を設け
摩擦帯電を高効率化する方法等が提案されてい
る。

電荷注入方式は、現像ロール又はトナー供給ロ
ールに近接してトナー層に接する様に設けた電極
に電圧を印加してトナーに電荷を付与する方式で
あり、多くの場合電極はトナー層厚規制部材で兼
用される。この方式は構造が簡易であり、また電
極に印加する電圧の極性を選ぶ事により、トナー
に付与する電荷の極性を自由に変える事ができる
等の利点を有している。しかしながら電荷が付与
されるのはトナー層の上層部のトナーのみであ
り、トナー同志の摩擦で生じた逆極性トナーがト
ナー層中に存在しており、この逆極性トナーが背
景部に付着してカブリを生じたり、また極性の異
なるトナー同士が付着してチエーンを形成し、チ
エーンのままで現像される為、画像の切れが悪く
なるという問題がある。

摩擦帯電によるものには、トナーと現像ロール
スリーブとの摩擦によるものや、別個に摩擦帯電
部材を設けて摩擦帯電効率を高めるものが提案さ
れているが、トナー同士も摩擦帯電する為にトナ
ー層中に逆極性トナーが存在し、前記の如き画質
上の欠点を有している。また摩擦帯電部材がトナ
ー層を摺擦する平板等で構成されていると、該帯
電部材にトナーが付着することにより摩擦帯電効
率が低下し、トナー帯電量が不足し、低現像濃度
となつてしまう。これを防ぐ為に帯電部材を清掃
する機械を付加する事も提案されているが、清掃
機構を設けると装置が複雑化し信頼性の低下が生
じる。摩擦帯電においては、トナー層を薄層化す
る事も有力な方法の一つである。すなわち、トナ
ー担持体上に形成するトナー層厚を薄くすること
により、トナー粒子がスリーブや他の摩擦帯電部
材と接触する回数が増加し、摩擦帯電効率が高め
られるばかりでなく、トナー粒子相互の衝突によ
り生じる逆極性に帯電したトナーが減少し、該ト
ナー層中のトナーは単一極性且つ高電荷密度に帯
電する。またこれに電荷注入を併用すると帯電効
率は更に高められる。しかしながら薄層に形成さ
れたトナー層を有する磁気ブラシで静電潜像を現
像するには、現像ロールと感光体をトナー層厚以
下の微小な間隔を隔てて、精度良く保持する機構
を有するか、あるいは現像部でトナーを揺乱せし
める何らかの手段を設ける必要があり、装置の複
雑化とそれに伴う信頼性の低下やコストアツプを
防ぐことができない。

本発明は上記これらの問題に鑑み、簡易な機構
で現像ロール上に単一極性且つ高電荷密度のトナ
ー層を十分な層厚で形成し、こうして得られる磁
気ブラシで感光体を摺擦することにより良好な現
像を得る現像方法を提供するものである。

すなわち、本発明は、10¹³Ω・cm以上の磁性ト
ナーで静電潜像担持体面を摺擦して現像する磁性
一成分現像方法において、トナー供給磁気ローラ
上に該トナーの薄層を形成し、かつ帯電し、次い
でトナー供給ローラよりも遅い速度で移動する現
像磁気ロールにより該トナーを移動させ静電潜像
を現像することを特徴とする磁性一成分現像方法
および10¹³Ω・cm以上の抵抗を有する磁性トナー
で静電潜像担持体面を摺擦して現像する磁性一成
分現像方法において、スリーブがマグネツトと反
対方向（反時計方向）に回転するトナー供給磁気
ロール上にトナーの薄層を形成しかつ帯電し、該
磁気ロールの静電潜像担持体に対向する側に配置
したカバー部材を介してトナーを搬送し静電潜像
を現像することを特徴とする磁性一成分現像方法
を提供するものである。

このような単一極性且つ高電荷密度に帯電した
トナーを厚層に形成することは以下に述べる方法
により達成される（第１図参照）： １ 搬送速度V₁でトナーを搬送する第１の面上
にトナー薄層（厚さt₁）を形成し、摩擦帯電又
は電荷注入と摩擦帯電により単一極性且つ高電
荷密度にトナーを帯電する； ２ 搬送速度V₂（V₂＜V₁）なる第２の面上にト
ナー層を移す； ３ トナー薄層が積み重ねられ既ね速度比の倍率
の層厚の単一極性且つ高電荷密度に帯電したト
ナーよりなるトナー層（厚さt₂）を得る。この
時t₂t₁×V₁／V₂となる。

従来の現像方法においては、トナー層厚の調整
はトナー層厚規制部材とトナー層担持体との間の
間隙幅をかえる事により行なわれたが、本発明に
よる現像方法においては、第１の搬送面と第２の
搬送面の搬送速度比を変化させる事によりトナー
層厚を変える事が出き調整を容易に行う事が可能
である。

本発明による現像方法を実施例により以下に説
明する。

第２図は第１の実施例の側面断面の概略図であ
る。第２図において１は感光体、２は内部に固設
した磁石群２ａを有し、外周部が回動自在に支持
された非磁性スリーブ２ｂからなる現像ロールで
ある。３は現像ロールに近接して配置されたトナ
ー供給ロールであり、内部に固設された磁石群３
ａを有し、外周部は回動自在に支持された非磁性
スリーブ３ｂにより構成されている。図の矢印の
様に現像ロールスリーブ２ｂは感光体１と逆に反
時計方向に速度V₂で回転しており、トナー供給
ロールスリーブ３ｂはスリーブ２ｂと同じ反時計
方向に、そして現像２ｂよりも速い速度V₁で回
転している。ホツパー６内に貯えられたトナーは
トナー供給ロール３内の磁石群３ａの磁力に吸引
され、スリーブ３ｂの回転に伴いトナー層厚規制
部材４に送られ均一な薄層（層厚20〜100μｍ）
を形成する。この時トナーは揺乱され摩擦帯電す
るのであるが、帯電効率は層厚（300μ〜）の場
合と比べて約３倍以上高くなり、９〜11μc／ｇ
に達する。この摩擦帯電効率を更に高める為、ス
リーブ３ｂやトナー層厚規制部材は摩擦帯電列上
トナーを希望する極性に帯電せしめる側にあり、
且つトナーと離れている材料を用いることが望ま
しい。またトナー層厚規制部材に所望する極性の
電圧を印加して注入電極として用いたり、別個に
電極を設けるなどすれば帯電効率は更に高められ
る。この様にしてトナー供給ロール３上に形成さ
れたトナー層はスリーブ３ｂの回転により現像ロ
ール２の近傍に搬送され、トナーはマグネツト２
ａの磁力に吸引されトナー供給ロール３から現像
ロール２に移動する。現像ロールスリーブ２ｂの
トナー搬送速度（第２の搬送速度）V₂はスリー
ブ３ｂによる搬送速度（第１の搬送速度）V′₁に
比べて小さい為にトナーは積層され、現像ロール
２上のトナー層厚はトナー供給ロール３上よりも
厚くなる。ここで現像ロール２上のトナー層厚t₂
トナー供給ロール３上の層厚t′₁とするとt₂t′₁
V′₁／V₂となる。

この様に両者の速度比を変える事により所望す
る層厚の単一極性且つ高電荷密度に帯電したトナ
ー層を得る事ができる。

第４図に本実施例によるトナー層厚と速度比の
関係をグラフで示した。層厚は概ね速度比に比例
しているが、速度比が10を越えると積層されて成
るトナー層厚にムラを生じてばらつきが出始め、
これが現像されて画像品位を落してしまう為１〜
10倍が適当である。また、第一の搬送面上のトナ
ー層厚の薄い方が帯電の電荷密度は高く、20〜
100μｍが望ましい。

現像ロール２上に形成されたトナー層はスリー
ブ２ｂの回転により現像領域に搬送され、現像に
供された後、再びトナー供給ロール３上に移動
し、スクレーパー５を経てホツパー６にもどされ
る。スクレーパー５はトナーの帯電の履歴を消す
働きと、トナー供給ロールスリーブ３ｂ表面を清
掃し摩擦帯電効率を高める働きとを兼ねている。

マグネツト２ａ，３ａは図の如き円筒状磁石に
着磁したものに限るものではなく、ブロツクに棒
磁石を組み込んだ構造のものでも良い。また磁極
配置パターンも第２図に示したものに限るもので
はないが、トナー供給ロール３と現像ロール２が
近接してトナーが移動する所においては、元来ト
ナーのある側、即ち供給ロール側の磁極位置が極
（N₁、S₁）間で移動して行く側、即ち現像ロール
側が極（N₂）上である事が望ましい。また、現
像ロール２とトナー供給ロール３の間に電位差を
設ける事により、トナー供給ロール３から現像ロ
ール２に移動するトナーの帯電極性を限定し、更
に混入する逆極性帯電トナー量を減らし、現像ロ
ール２上のトナーの帯電極性を揃える事もでき
る。

第３図は第２の実施例の側面断面の概略図であ
る。第３図において１は感光体、２は内部に回転
自由に支持された磁石群２ａを有し、外周部が回
転自由に支持された非磁性体スリーブ２ｂからな
る現像ロール、７は現像ロール２の現像面にスリ
ーブ２ｂに接して設けられた非磁性体からなるカ
バーである。

現像ロール２のマグネツト２ａは感光体１と同
一方向に、またスリーブ２ｂは逆に反時計方向に
回転する。ホツパー６内のトナーはスリーブ２ｂ
及びマグネツト２ａの回転により揺乱され摩擦帯
電をしながらトナー層厚規制部材４に送られ、こ
こで均一に薄層化（層厚t₁）された後トナー層厚
規制部材を通過搬送される。

この時のトナー搬送の速度（第一の搬送速度）
はスリーブ２ｂの回転速度Vbとマグネツト２ａ
の回転によるトナー移動速度Vaの和V₁となる。
これがカバー７に到達するとトナーはスリーブ２
ｂからはがされ、カバー７上をマグネツトの回転
により受ける力で搬送される。この時カバー７と
現像ロール２が離れすぎるとマグネツト２ａの回
転により搬送できなくなるので注意しなくてはな
らない。この第２の搬送速度V′₂はスリーブ２ｂ
上の移動速度よりも小さい為、カバー７がスリー
ブ２ｂに接する所でトナー層が積み重ねられ、カ
バー７上のトナー層厚t₂は厚くなる（t₂t₁
V₁／V′₂）。

このようにして形成された単一極性且つ高電荷
密度に帯電したトナー層厚は現像に供された後、
スクレーパー５を経て再びホツパー６に回収され
る。先の実施例で述べた通り、本実施例において
もマグネツト２ａは図に示すが如き円筒状磁石及
び磁極パターンに限るものではない。

以上述べた様に本発明による現像方法において
はトナーが十分な電荷を有しており、且つ逆極性
に帯電したトナーが非常に少ない為、背景部のカ
ブリがなく、またトナー同士が静電的に付着して
チエーンを形成する事がない為、現像はエツジの
切れの良い鮮明な画像になる。

また、トナー層厚を厚く形成することができる
為、感光体と現像ロールの関隙を広くすることが
可能であり、間隙の保持を簡易な機構で容易に行
う事ができ信頼性も高くなる。

更に、トナーを薄層に形成して現像に用いる方
式においては、トナー層厚規制板はトナー層担持
体と微小な間隙を隔てて保持されている為、トナ
ー中に粗粒粉や異物等が混入すると、上記間隙で
目づまりを起こし、形成されたトナー層にスジ状
の白抜け又は凹部を生じ、これがコピー上におい
ても白抜けとなつて現われる問題があつたが、本
発明においては、薄層形成した状態では白スジが
生じていても、トナー層を積み重ね層厚を形成す
る過程においてトナーが進行方向に対し直角な方
向に拡散する為、形成されたトナー層厚にはスジ
は現われず、従つてコピー上にも白抜けが現われ
ることはないという利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による現像方法の原理を示す図
であり、第２図は本発明の第１の実施例を説明す
るための側面の断面図であり、第３図は第２の実
施例の側面の断面図であり、第４図は第１と第２
の搬送面の速度比と第２の搬送面のトナー層厚の
関係を示したグラフである。 図中符号：１：感光体、２：現像ロール、２
ａ：磁石群、２ｂ：非磁性体スリーブ、３：トナ
ー供給ロール、３ａ：磁石群、３ｂ：非磁性体ス
リーブ、４：トナー層厚規制部材、５：スクレー
パー、６：ホツパー、７：カバー部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 10¹³Ω・cm以上の磁性トナーで静電潜像担持
   体面を摺擦して現像する磁性一成分現像方法にお
   いて、トナー供給磁気ローラ上に該トナーの薄層
   を形成し、かつ帯電し、次いでトナー供給ローラ
   よりも遅い速度で移動する現像磁気ロールにより
   該トナーを移動させ静電潜像を現像することを特
   徴とする磁性一成分現像方法。 ２ 10¹³Ω・cm以上の抵抗を有する磁性トナーで
   静電潜像担持体面を摺擦して現像する磁性一成分
   現像方法において、スリーブがマグネツトと反対
   方向（反時計方向）に回転するトナー供給磁気ロ
   ール上にトナーの薄層を形成しかつ帯電し、該磁
   気ロールの静電潜像担持体に対向する側に配置し
   たカバー部材を介してトナーを搬送し静電潜像を
   現像することを特徴とする磁性一成分現像方法。