JPH0533794B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は複写装置などに適用しうる乾式現像方
法およびその装置に関するものであり、更に詳言
すれば２成分絶縁性磁性現像剤を用い静電像を可
視化する現像方法および現像装置に関するもので
ある。

従来の技術 一般の静電像を可視化する現像法として、カス
ケード法、磁気ブラシ法、パウダークラウド法な
どの多数の方法が知られており、なかでも磁気ブ
ラシ法が広く利用されている。この磁気ブラシ法
は、磁性を有する現像剤を用い、たとえば特開昭
52−17881号公報に記載されているように回転可
能な非磁性導電性の現像剤保持部材内に固定した
磁極を配し、前記現像剤保持部材を回転させて現
像剤を搬送することによつて形成される現像剤
層、いわゆる磁気ブラシを静電像に接触させて静
電像を可視化するものである。あるいは特開昭52
−67336号公報に記載されているように非磁性導
電性の現像剤保持部材内に配した磁気ロールを回
転させて静電像を可視化する磁気ロールを回転式
のもの、あるいは特開昭54−116233号公報や特開
昭54−119935号公報に記載されているように、現
像剤保持部材と磁気ロールを同方向に回転させて
現像する方式のものがある。

一方、このような磁気ブラシ法に適した磁性体
を有する現像剤として、特開昭57−10150公報な
どに記載されているような、ともに樹脂中に磁性
体を含有し、かつ摩擦帯電極性の異なる二種類の
絶縁性磁性粉体の一方をトナー、他方をキヤリア
として混合してなる現像剤（以下２成分絶縁性磁
性現像剤と称す）が提案されている。さらにこの
ような現像剤に最も適した現像方式として現像剤
保持部材と磁気ロールを互いに逆方向に回転さ
せ、現像剤を静電像保持部材に接触させて静電像
を可視化する現像方式が提案されている。（特開
昭58−205166号公報） このような現像剤ならびに現像方式によつて得
られる複写画像は、均一な高濃度のソリツド画像
で、中間調再現が良く原稿に忠実で階調性に富む
などの特徴がある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、２成分絶縁性磁性現像剤を用い
て静電像保持部材に現像剤を接触させて静電像を
可視化する場合、現像剤は、静電像保持部材に画
像部（本来トナーが付着すべき部分）、非画像部
（本来トナーが付着すべきでない地の領域部分）
の区別なく接触するために、多少とも非画像部に
もトナー付着が生じ、いわゆるカブリの発生を避
けることが出来なかつた。またこの２成分絶縁性
磁性現像剤はトナーおよびキヤリアが共に絶縁性
であるために、トナーおよびキヤリア間の電荷授
受が不安定で、キヤリアとの摩擦によるトナー帯
電が不安定となりやすいという課題があつた。本
発明は上記問題点を鑑み、２成分絶縁性磁性現像
剤を用いることによる高濃度のソリツド画像再現
および中間調再現が良いという利点を生かしつ
つ、カブリのない、トナー帯電の安定した現像方
法および現像装置を得ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の現像方法
および装置は、静電像保持部材と現像剤保持部材
とを現像剤の層厚よりも大きな離間距離をもつて
保持させ、磁気ロールを回転しつつ、静電像保持
部材と現像剤保持部材との間に交流成分を含むバ
イアスを印加できるように構成されている。

作 用 本発明は上記の構成により、２成分絶縁性磁性
現像剤を静電像保持部材に対し非接触状態を保持
し、これにより接触時に多発する鏡像力および界
面力等の非電気力に起因する非画像部へのトナー
付着、いわゆるカブリを大幅に低減し、同時に、
現像剤保持部材内部の磁気ロールの回転および交
流成分を含む現像バイアスを印加することによ
り、２成分絶縁性磁性現像剤に対して磁気振動お
よび電気振動の２種の振動攪乱を付加することに
より、キヤリアとのトナーの帯電性、流動性を促
進し、かつトナーへ作用する各種拘束力が弛緩さ
れ、カブリのない潜像に忠実で安定した現像を行
うことができる。

実施例 本発明の構成とその効果について具体的な実施
例とともに説明する。

発明者らはセレン感光体ドラムを用い、均一帯
電、像露光、現像、普通紙への転写、転写像の定
着転写後の感光体のクリーニング・除電の一連の
複写プロセスを行なうことができ、しかも現像部
の構成を任意に変えることのできる複写装置を試
作した。第１図は試作した複写装置の現像部の概
略を図示したものである。静電像保持部材１は接
地された導電性支持層２の表面にセレンをベース
にした光導電層３が形成されており、矢印Ａで図
示した方法に移動速度150mm／secで回転し、均一
帯電時には＋700Vに帯電される。現像剤保持部
材４は非磁性導電性で外径31mm、軸方向の長さが
280mmであり静電像保持部材と同方向に100rpmで
回転している。この現像剤保持部材４に内蔵され
た８極の磁気ロール５は現像剤保持部材４と逆方
向に100rpmで回転している。磁気ロール５の各
磁極の磁力は現像剤保持部材４の表面において
800Gaussの磁界が形成される様に設定されてい
る。現像剤は２成分絶縁性磁性現像剤であり、ト
ナーがアクリル系樹脂中に20重量％のマグネタイ
ト微粒子磁性体を含有したもので、平均粒径が
11μｍ、東芝ケミカル社製ブローオフ粉体帯電量
測定装置TB−200で測定した粒径150μｍ、基準
鉄粉キヤリアとの帯電量が−14μc／ｇ、体積抵
抗値が3.4×10¹⁴Ω・cmの磁性粉体であり、また
キヤリアはアクリル系樹脂中に70重量％のマグネ
タイト微粒子磁性体を含有したもので、平均粒径
が40μｍ、トナーと同様に測定した帯電量が＋
0.3μc／ｇ、体積抵抗値が3.2×10¹⁴Ω・cmである。
この現像剤のトナー濃度は15％とし、現像剤の総
量は200ｇとした。現像剤保持部材４の表面に形
成される現像剤層７の層厚を規制する現像剤規制
部材６は磁性体材料を用いており、現像剤規制部
材６と現像剤保持部材４との離間距離は0.30mm
（これにより現像剤層７の層厚は0.15mmより0.45
mmとなる。）とし、静電像保持部材１と現像剤保
持部材４との離間距離は0.60mmに設定されてい
る。また現像剤保持部材４の表面には、電圧印加
装置８により直流成分が＋140V、交流成分が振
幅値を1000V「Peak to Peak」すなわちＶ／ｄ＝
1000V／0.6mm≒1700、周波数を2kHzとしたバイ
アスが印加できるようになつている。

以上のような複写装置を用いて複写画像を得
た。この結果得られた複写画像は、非画像部への
トナー付着、いわゆるカブリが極めて少なく、大
面積部、いわゆるベタ部で若干その端部が強調さ
れるものの、原稿に忠実で階調性に富むものであ
つた。第２図にこの複写画像の調子再現曲線を示
す。

次に前記複写装置を用い、現像剤規制部材６と
現像剤保持部材４との離間距離を0.50mm（これに
より現像剤層７の層厚は0.25mmより0.75mmとな
る。）とし、他の条件は同じとして複写画像を得
た。この場合、現像剤層７は静電像保持部材１に
接触して現像が行なわれる。この結果得られた複
写画像は、原稿に忠実で階調性に富むものであつ
たが、現像剤層を静電像保持部材に非接触で現像
を行つた複写画像に較べると、カブリが多いよう
に感じられた。そこで日本レギユレータ社製
Luzex−500画像解析装置を用い、前記２種類の
複写画像の非画像部における１mm²あたりのトナー
数を測定した。その結果、非接触で現像を行なつ
た複写画像では、平均23個／mm²、接触させて現像
を行なつた複写画像では、平均42個／mm²となつ
た。すなわち現像剤層を静電像保持部材に非接触
で現像を行うことにより、非画像部へのトナーの
付着量が著しく減少することがわかる。

ここでPFP現像剤を用い、静電像保持部材と
現像剤保持部材との間に交流成分を含むバイアス
を印加する効果について説明する。

まずバイアスが一定の直流成分のみであると、
磁気ロールによつて現像剤保持部材の表面に形成
される磁気ブラシが単に静電像と近接し、近接し
た穂先のみで現像が行なわれ、一定の直流バイア
スによつて非画像部のトナーが除去される。次に
静電像保持部材と現像剤保持部材との間に交流成
分を含むバイアスを印加すると、磁気ブラシの穂
先のみで静電像と近接するのではなく、磁気ブラ
シ振動、攪拌されて現像が行なわれる。この振
動、攪乱により磁気ブラシを構成するトナーのキ
ヤリアの帯電性および流動性が向上し、かつトナ
ーへ作用する各種拘束力が弛緩され、結果とし
て、画像部のみを効果的に可視化され、カブリも
なく原稿に忠実な複写画像となる。

交流成分の印加電圧の振幅値（Peak to
Peak）Ｖ（volt）は、静電像保持部材と現像剤保
持部材との離間距離をｄ（mm）としたとき、500≦
Ｖ／ｄ≦5000の範囲内に設定すればよい。発明者
らの実験によれば、Ｖ／ｄを500以下に設定すれ
ば、交流成分による磁気ブラシが振動、攪拌され
る効果が薄れ、前述のような効果は表われない。
また5000以上の設定すると静電像保持部材と現像
剤保持部材との間の現像剤層もしくは空気層が絶
縁破壊を起こす場合がある。本発明では、現像剤
層もしくは空気層が絶縁破壊を起こすと前述のよ
うな効果はない。

ところで、体積抵抗値が10¹²Ω・cm以上である
２成分絶縁性磁性現像剤とは異なり、キヤリア成
分として鉄粉やフエライト粒子等を含む抵抗現像
剤を使用する場合、現像剤層が、Ｖ／ｄ＝500程
度の振幅値の交流成分を印加するだけで絶縁破壊
を起こす。このため振幅値の大きな交流成分は印
加することはできず、更に静電像保持部材と現像
剤保持部材との間に抵抗等の保護回路を設けなく
てはならない。ところがトナーおよびキヤリアの
体積抵抗値がおのおの10¹²Ω・cm以上であるPFP
現像剤を用いた場合、現像剤層が絶縁性であるた
めにＶ／ｄ＝5000程度までの振幅値の交流成分を
印加することができ、これにより交流成分による
効果的な現像を行うことができる。また実用的な
使用範囲内において、保護回路も必要ない。

交流成分の周波数もまた効果的な周波数に設定
しなければならない。単に画像部のみを効果的に
可視化する（すなわち画像濃度を上げる）には周
波数を100〜5000Hzに設定すれば有効である。し
かし周波数が500Hz以下であると、磁気ロール、
現像剤保持部材の回転方向、回転数によつて複写
画像に濃淡ムラが発生し好ましくない。逆に周波
数を5000Hz以上にすると本発明の効果が薄れる。
これは磁気ブラシが印加した交流成分に追随して
振動、攪拌されないためである。以上このことか
ら交流成分の周波数は500〜5000Hzに設定すえば
好適である。

なお、本実施例で使用した交流成分の波形は正
弦波であつたが、矩形波、三角波、鋸歯状波等で
あつてもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、静電像保持部材と現像
剤保持部材とを、現像剤の層厚よりも大きな離間
距離をもつて保持させ、磁気ロール回転を回転し
つる静電像保持部材と現像剤保持部材との間に交
流成分を含むバイアスを印加する構成とすること
により、静電像保持部材上の非画像部におけるカ
ブリを最小限におさえ、かつ磁気ブラシを磁気振
動および電気振動により攪乱することによりトナ
ーの帯電性、流動性を向上し、トナー拘束力を弛
緩することにより、画像部のみを効果的に可視化
し、カブリのない階調性に富んだ複写画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における複写装置の現
像部の概略図、第２図は実施例における複写画像
の調子再現曲線を示すグラフである。 １……静電像保持部材、４……現像剤保持部
材、５……磁気ロール、６……現像剤規制部材、
７……現像剤層、８……電圧印加装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 樹脂中に磁性体を含有し体積抵抗が10¹²Ω・
   cm以上である第１の絶縁性磁性粉体と、前記第１
   の絶縁性磁性粉体と混合、攪拌することにより前
   記第１の絶縁性磁性粉体と逆極性の摩擦帯電極を
   示し樹脂中に磁性体を含有し体積抵抗が10¹²Ω・
   cm以上である第２の絶縁性磁性粉体との混合物で
   ある現像剤が、回転可能な磁気ロールを内蔵した
   回転可能な非磁性導電性の現像剤保持部材の表面
   に形成する磁気ブラシにより静電像保持部材上の
   静電像を可視化するに際し、前記静電像保持部材
   と前記現像剤保持部材とを前記現像剤の層厚より
   も大きな離間距離をもつて保持させ、前記静電像
   保持部材と前記現像剤保持部材との間に交流成分
   を含むバイアスを印加することを特徴とする現像
   方法。 ２ バイアスを直流成分と交流成分とが重畳され
   たものとした特許請求の範囲第１項に記載の現像
   方法。 ３ バイアスの交流成分の振幅値（Ｖボルト）お
   よび静電像保持部材と現像剤保持部材との離間距
   離ｄ（mm）が次式、 500≦Ｖ／ｄ≦5000 を満足するように設定された特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の現像方法。 ４ バイアスの交流成分の周波数（Hz）が次式、 500≦≦5000（Hz） を満足するように設定された特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の現像方法。 ５ 静電像保持部材と、樹脂中に磁性体を含有し
   体積抵抗が10¹²Ω・cm以上である第１の絶縁性磁
   性粉体と前記第１の絶縁性磁性粉体と混合、攪拌
   することにより前記第１の絶縁性磁性紛体と逆極
   性の摩擦帯電極性を示し樹脂中に磁性体を含有し
   体積抵抗が10¹²Ω・cm以上である第２の絶縁性磁
   性粉体との混合物であると現像剤と、回転可能な
   磁気ロールを内蔵した回転可能な非磁性導電性の
   現像剤保持部材と、前記静電像保持部材と前記現
   像剤保持部材との間に交流成分を含むバイアスを
   印加する電源とを具備し、前記静電像保持部材と
   前記現像剤保持部材とを前記現像剤の層厚よりも
   大きな離間距離をもつて保持させることを特徴と
   する現像装置。