JPH0546541B2

JPH0546541B2 -

Info

Publication number: JPH0546541B2
Application number: JP57061675A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Horie; Tsuneo Noami; Koji Masuda; Koichi Saito; Kazuo Maruyama; Yoshihiko Fujimura; Juji Suemitsu; Toshiro Yamamoto
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1982-04-15
Publication date: 1993-07-14
Also published as: JPS58179881A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は静電潜像の磁気プラシ現像法、特に高
抵抗磁性一成分トナーを用いる静電潜像の磁気ブ
ラシ現像法に関する。

電子写真、静電記録、あるいは静電印刷等にお
いて静電潜像を現像する方法は種々知られてい
る。この現像方法は液体現像方法と乾式現像方法
とに大別することができる。

乾式現像方法には、結着樹脂中にカーボンブラ
ツク等の着色剤を分散したトナーと鉄粉、ガラス
ビーズ等のキヤリヤーとを用いる二成分現像方法
と、キヤリヤーを用いずトナーのみを用いる一成
分現像方法とがある。本発明はキヤリヤーを用い
ずトナーのみを現像剤として用いる一成分現像方
法に関するものである。

一成分現像方法は、フアーブラシ法、タツチダ
ウン法、パウダークラウド法等種々知られている
が、近年トナーとして結着樹脂中に強磁性体を分
散した磁性トナーを用いて磁気ブラシを形成して
現像を行なう方法が多く提案されるようになつ
た。この磁性トナーを用いる一成分現像方法は使
用するトナーの電気抵抗により (1) 低抵抗磁性トナーを用いるもの、 (2) 高抵抗磁性トナーを用いるもの、 (3) 絶縁性磁性トナーを用いるものに大別することができる。

低抵抗磁性トナーを用いる現像方法は、電気抵
抗が10³Ωcm迄の比較的導電性あるいは半導電性
の磁性トナーを用い、静電誘導法により現像を行
なうものであり、例えば特開昭49−4532号に詳細
が述べられている。この方法は、低抵抗磁性トナ
ーの磁気ブラシを単に静電潜像に接触あるいは近
接せしめることのみで現像することができる、ト
ナー像を転写紙にコロナ転写、バイアス転写等に
より静電転写するとトナー像が飛び散るという問
題を有している。その為、感光紙にトナー像を形
成した後、転写を行わずに直接定着するか、ある
いは、樹脂加工した電気絶縁性の高い特殊な転写
紙に転写、定着するかにより画像形成を行なわざ
るを得なかつた。

このような転写性の問題を解決する試みとし
て、電気抵抗が10⁹〜10¹⁶Ωcmの高抵抗磁性トナ
ー、あるいは10¹⁷Ωcm以上の絶縁性磁性トナーを
それぞれ用いた現像方法がある。トナーの電気抵
抗が高くなるにつれて転写性が改善され、特に絶
縁性磁性トナーでは、特殊な転写紙を用いなくて
もコロナ転写が可能になるものの、現像性が低下
するという欠点を有している。

高抵抗磁性トナーあるいは絶縁性トナーをそれ
ぞれ用いた現像方法は、低抵抗磁性トナーの如き
静電誘導法ではトナーを帯電することができず、
何らかの外部手段によつてトナーを帯電する必要
がある。このトナーの帯電方法としては、トナー
粒子間あるいはトナー粒子と外部摩擦帯電部材間
の摩擦帯電によるもの（例えば、特開昭50−
62638号、同51−26046号、同53−22745号、同53
−30339号、同53−106036号等）、トナーをコロナ
帯電するもの（例えば、特開昭53−91742号、同
54−68247号等）、あるいは電極によりトナー電荷
注入を行なうもの（例えば、特開昭50−117432
号、同54−51842号等）があり、更にトナー中に
強誘電体を分散して分極により現像を行なうもの
（例えば、特開昭52−97742号）がある。しかし摩
擦帯電法は初期段階は一応満足な現像は行なえる
ものの、帯電部材の汚れあるいは表面酸化等の変
質により帯電量に経時変化が生じたり、あるいは
湿度等の環境変化により帯電量が変化して現像性
が低下していくという欠点を有している。

コロナ帯電法では、コロトロンがトナーで汚れ
て帯電量が変化してしまい、又コロトロンによる
帯電量が大きく、トナーが非画像部にも付着する
現像が生じてしまう。又電極による電荷注入法は
帯電効率が悪、必要な電荷量を得にくく、又得ら
れたとしても電極のわずかな傷により注入される
電荷量にムラが生じ、画像上にスジとなつて表わ
れたり、あるいは導電性の異物により異常放電を
起こしてしまうという欠点を有する。更に分極法
は良好な分極が生じるトナーを得ることが困難で
あり、又転写に際してトナーにあらかじめ電荷を
与えなければならないといつた欠点を有する。

以上述べたように従来の絶縁性磁性トナーを用
いる現像法は、転写性をある程度満足させるが、
現像性、特に経時変化あるいは環境変化による現
像性の低下を防止し得るものではなく、又高低抵
抗磁性トナーを用いる現像法は、現像はある程度
安定して行なえるが、転写性（特に高湿環境下で
の）が悪く、トナー像の飛び散り、転写効率の低
下を招くものであつた。この様に従来の絶縁性磁
性トナーあるいは高抵抗磁性トナーをそれぞれ用
いた現像法は、現像性と転写性の両立がはかれる
ものでなかつた。

従つて、本発明の目的はこれら従来の一成分磁
性現像法における現像性と転写性の両立を可能に
した現像法を提供することにあり、特に経時変化
あるいは環境変化による現像性の変化のない現像
法を提供することにある。

本発明者等は、従来の一成分磁性現像法の欠点
を解消する為、高抵抗磁性トナー、特に更に高抵
抗側に位置する10¹²〜10¹⁶Ωcmの高抵抗磁性トナ
ーに着目して研究を行なつた結果、現像性と転写
性の両立を可能にした新規な磁気ブラシ現像法を
見い出すに到つた。

本発明は、表面が導電性の非磁性スリーブとこ
の内部に設けられた磁石とからなる現像ロールを
有する現像器を用いて、回転可能な現像スリーブ
と潜像保持担体との間の距離を0.1〜1.0mmとし、
該磁性スリーブ上に500Kg／cm²の圧力で加圧成形
したデイスクにて測定した電気抵抗が10¹²〜
10¹⁶Ωcmの磁性一成分トナーの磁気ブラシを形成
させ、現像に先立ち背景部現像電位を現像開始電
位より低い電位に保ち、次いで磁気ブラシと静電
潜像担持体とを接触させながら静電潜像と現像ロ
ールとが形成する直流電界中で、かつ潜像担持体
の表面移動速度に対して磁気ブラシの表面移動速
度を３倍以上にして磁気ブラシの磁性トナー粒子
間に剥離を生じさせ、剥離さされた静電潜像側の
トナーと現像ロール側のトナーとに上記電界とは
逆向きの互いに反対符号の電荷を現出させ、この
トナーにより静電潜像を現像することを特徴とす
る磁気ブラシ現像法を提供するものである。

次に、本発明を説明するためにまず、電界中で
の磁気ブラシの剥離による電荷の現出（以下剥離
帯電と称す。）の原理について述べる。

第１図ａ〜ｄは、本発明に係る剥離帯電の原理
を模式的に示した図であり、１は現像ロール、２
は高抵抗磁性一成分トナー、３は静電潜像担持体
である。第１図ａは、トナーチエーンが静電潜像
担持体と現像ロール間で形成される電界の影響下
にはいる以前の状態を示したものである。この状
態の磁性トナー２は、そのままでは潜像を現像す
るには不十分な電荷量を有しており、トナー層電
位が低く背景部現像電位が現像開始電位より低く
保たれている。

次いで、現像ロール１及び静電潜像担持体３の
移動につれて磁性トナー２が、潜像担持体３と現
像ロール１との間で形成される電界の影響下には
いると〔第１図ｂ参照〕、磁性トナー２に電荷が
生じる。この際現像ロール表面に絶縁性被覆をほ
どこしても同様の現象が生ずるので、恐らく、磁
性トナーの分極あるいは誘導により電荷が生じて
いると考えられる。この様な状態の磁性トナーが
潜像担持体と接触し〔第１図ｃ参照〕、トナー粒
子間で剥離が起ると、剥離されたトナーの潜像担
持体側のトナーと現像ロール側に残留したトナー
とには互いに反対符号の電荷が現出する〔第１図
ｄ参照〕。

これは、トナー粒子同士の接触面側に存在する
互いに逆符号の電荷が電荷交換し、剥離されるこ
とにより、トナーに反対符号の電荷が現出するた
めと考えられる。

この場合、潜像担持体と現像ロール間の電界
E₁の向きと逆向きの電界E₂生ずるようにトナー
間に電荷が現出し、その結果、潜像担持体側のト
ナーには静電潜像と逆極性即ち負の電荷が、また
現像ロール側のトナーには静電潜像と同極性即ち
正の電荷がそれぞれ生じる。この様に現出した電
荷を有する磁性トナーは、現像に十分な電荷量を
有しており、その結果静電潜像の画像部には、静
電潜像と逆極性の電荷を有するトナーが付着し、
現像が行なわれることとなる。

以上述べた剥離帯電現像を可能にしかつ現像性
と転写性を両立させる為には、電気抵抗が10¹²〜
10¹⁶Ωcmの高抵抗磁性トナーを用いる。この様な
領域の磁性トナーは、前述のように、従来知られ
ている磁性トナーのうち高抵抗磁性トナーの更に
高抵抗側に位置するものであり、トナー製造条
件、用いる材料等によつて異なるが、概ねトナー
中に分散する磁性材料の量によつて電気抵抗を調
節することができる。

ここで言う電気抵抗は、500Kg／cm²の圧力でデ
イスクに圧縮成型した約３mm厚のトナーを、両側
から電極板ではさみ、8KV／cm²の電界で電圧と
電流の関係から求めたものである。

従来から知られている様な、粉体のままである
いは１Kg／cm²程度の低い圧力で圧縮した状態で測
定したのではトナー間の接触抵抗が大きく、特に
高い電気抵抗を有する磁性トナーを測定すると、
例えトナー異なつていても同じ値の測定値が得ら
れてしまい、トナーの電気抵抗値とすることがで
きない。上述のように、圧縮成形して高電界下で
測定することにより、高抵抗磁性トナーの抵抗値
を測定できる。従来高抵抗トナーと呼ばれるもの
は、後者の粉体のままで測定をした値に基づくも
のであり、本発明で用いたトナーを圧縮成型した
前者の測定法によれば、概ね３桁程度低い抵抗値
が得られる。このようにして測定したトナーの抵
抗値が通常10⁹〜10¹⁶Ωcmの高抵抗磁性トナーは、
現像性と転写性の両立は困難であるとされてい
た。つまり現像性は10⁸Ωcm以下の低抵抗磁性ト
ナーよりも劣り、転写性は10¹ ₇Ωcm以上の絶縁性
トナーよりも劣るとされていたが、高抵抗磁性ト
ナーより更に抵抗値の高い10¹²〜10¹⁶Ωcmの磁性
トナーを用い、剥離帯電現像することにより、現
像性と転写性の両立が可能となるものである。こ
のことは、10¹²〜10¹⁶Ωcmの磁性トナーにより剥
離帯電現像時に電界の作用下で分極あるいは誘導
される電荷量及び磁性トナーの電荷保持時間が、
好ましく制御されるためと考えられる。抵抗が
10¹²Ωcmより低い磁性トナーを用いた場合には、
特に転写時に於いて転写効率の低下による画像濃
度の低下、あるいはコロナ転写によるトナー像の
飛び散り等を生じ、抵抗値が10¹⁶Ωcmより高い磁
性トナーを用いた場合には、現像に先立ち磁性ト
ナーが摩擦帯電によつて高い帯電量を有してしま
い、磁性トナーを現像装置中で繰り返し循環して
使用するにつれて、現像されやすい高い帯電量を
有するトナーが先に現像され、次第に画像濃度あ
るいは階調性等が低下するという現象が生じる。

本発明の現像法では、現像に先立ち、背景部現
像電位を現像開始電位より低い電位に保持する。

ここで背景部現像電位とは、潜像担持体の背景
部に相当する部分の電位と現像ロール上のトナー
層電位との差の絶対値を意味し、現像ロールに現
像バイアス電圧を印加して現像する場合には、ト
ナー層電位は現像バイアス電圧を含めた電位を意
味する。

また現像開始位置は、潜像担持体の背景部へト
ナーの付着が開始するときの背景部現像電位を意
味する。現像開始電位は潜像担持体の種類、帯電
電位あるいは用いる磁性トナーによつて異なる
が、絶対値で概ね200Vであり、本発明では背景
部現像電位を約200V以下（絶対値）になる様に
しておく。

潜像担持体の背景部電位は、ほぼ用いる潜像担
持体により定まる為、背景部現像電位を現像開始
電位より低くするには、現像ロール上のトナー層
電位を制御するのが望ましい。トナー層電位を制
御して、背景部現像電位を現像開始電位より低く
するには、現像前に、磁性トナーの電荷量を小
さくしておくこと、磁気ブラシの穂の密度を小
さくしておくこと、あるいは、電極によりトナ
ー電荷と逆極性の電荷を注入することにより、ト
ナー層自身がもつ電位を制御するとトナーを繰返
し循環して用いた場合にも、トナー層を安定した
電位とすることができる。更にトナー層電位を低
く、かつ現像ロールの軸方向及び周方向に均一に
制御するには、前記の内、磁性トナーの電荷量
を小さくする方法あるいは、磁気ブラシの穂の
密度を小さくする方法が良い。背景部現像電位を
現像開始電位より低くする磁性トナーの電荷量
は、約1μC／ｇ以下である。この場合トナーの電
荷は、正極性であつても負極性であつても良く、
その絶対値が約1μC／ｇ以下になる様にする。

ここで言うトナーの電荷量とは、現像ロール上
のトナー粒子の電荷量の総和を意味するものでは
なく、トナー粒子個々が持つている電荷量を意味
し、磁性トナー粒子１つ１つが約1μC／ｇ以下に
なる様にする。この様にトナーの電荷量を小さく
するには、磁性トナー粒子間あるいは磁性トナー
と現像ロール間の摩擦帯電により過剰電荷を帯び
ないように、現像に先立ち、現像ロール上の磁性
トナナーを除電部材に接触させて過剰なトナー電
荷の放出を行なわせるか、あるいは磁性トナーと
して表面に導電性部分を有する磁性トナー、例え
ば磁性材料が一部表面に露出した磁性トナー、ま
たは表面にカーボンブラツク等の導電性微粒子が
付着した磁性トナーを用いると良い。

又磁気ブラシの穂の密度を小さくするには、穂
立規制板と現像ロールとの距離（TG）と現像ロ
ールと潜像担持体との最狭部の距離（DRS）と
の比を、適当な値に設定することにより行なうこ
とができる。背景部現像電位を現像開始電位より
低くするには、TG／DRSが0.4〜0.8となる様に
する。

この様に、背景部現像電位を現像開始電位より
低くしておくことにより現像カブリをなくすこと
ができ、又引続き行なわれる剥離帯電に際して、
磁性トナーに現出する電荷量を均一かつ一定に保
つことができ、経時変化あるいは環境変化による
影響を受けない安定した現像が可能になる。

現像前の現像ロール上のトナー層電位が上述の
ように小さいと、剥離帯電を行なつても現像に必
要な電荷量がトナーに現出しない恐れがある。そ
こで実質的に電界を大きくする様、現像ロールと
潜像担持体との最狭部の距離（DRS）を極く小
さくして、電界の作用下にはいつたときのトナー
粒子の分極あるいは誘導による電荷量を大きくす
る必要がある。

この距離は、小さい程良いが現像ロール等の加
工精度あるいは保守性を考慮して、0.1〜1.0mm、
好ましくは0.2〜0.7mmにするのが良い。

現像に必要な電荷の現出は、静電潜像と現像ロ
ールとの間に形成される直流電界作用下で磁気ブ
ラシがトナー粒子間で剥離することにより行われ
るが、この剥離は磁気ブラシのトナーチエーンの
途中で行われることが必要であり、磁気ブラシと
潜像担持体の相対的な移動速度の関係及び磁気ブ
ラシの穂の密度（TG／DRS）で定まる。又トナ
ーチエーンの剥離はトナーチエーン先端から５層
以下の箇所で行なうと画像の荒れを防止できる。

トナー粒子間での剥離は、静電潜像と現像ロー
ルとの間に形成される直流電界中で、潜像担持体
の表面移動速度に対し磁気ブラシの表面移動速度
を３倍以上にすることで可能となる。移動速度比
３倍より低いと、磁気ブラシが切れず荒れた画像
となつてしまう。又移動速度比を３倍以上にする
ことにより、画像濃度の高い現像を行くことが可
能になる。なお、TG／DRSは前述と同様0.4〜
0.8としておく。

現像時の電荷現出に際して、剥離されるトナー
粒子間で電荷の交換が行なわれる様にする必要が
あるが、このことは、磁性トナーとして表面に導
電性部分を有する磁性トナー、例えば磁性材料が
一部表面に露出したトナー、あるいは表面にカー
ボンブラツク等の導電性微粒子が付着した磁性ト
ナーを用いることにより好ましく達成できる。表
面にカーボンブラツク等を付着させる場合、トナ
ー粒子表面に少なくとも単層のカーボンブラツク
が付着するか、あるいはカーボンブラツクがトナ
ー粒子表面に露出する様埋設しておく。

従来、現像性を改善する目的で行われている
種々の一成分現像法は、前述したように、現像前
にあらかじめ現像に必要な電荷量を磁性トナーに
一様に与え、現像を行なうものであり、帯電の不
安定さ、経時的変化あるいは環境変化等により現
像性の劣化を招くものであつたが、本発明では、
現像に際し静電潜像のなす電界に応じて、現像す
べき潜像部分に接触した磁性トナーのみに現像に
必要な量の電荷を現出せしめて現像を行なうもの
であり、現像性の劣化を招くことはない。

本発明で用いる現像ロールは、導電性表面を有
する非磁性スリーブとその内部に磁石を配設した
ものであり、非磁性スリーブを回転可能にする。
回転可能な非磁性スリーブを用いることにより、
前述の移動速度比が３倍以上の高速の磁気ブラシ
の移動を可能にすると共に、磁性トナーの搬送量
を大きくでき、高画質の現像を行うことが可能に
なる。非磁性スリーブ表面を絶縁性表面としてお
くと、現像を繰り返すにつれて次第にトナーの電
荷量が上昇し、トナー層が現像するに十分な電位
を有してしまい、反転現像、カブリ等を生じてし
まうため好ましくなく、非磁性スリーブ表面は導
電性表面とするのが良い。内部の磁石は異なる磁
性を交互に配置し、非磁性スリーブに近接して設
ける。この交互に配置した磁極とは、Ｎ極及びＳ
極を順次交互に配置した磁極あるいは一部隣接す
る磁極を同極性とし、他をＮ極及びＳ極を順次交
互に配置した磁極を意味する。磁石を回転可能に
設け磁性トナーの移動を付勢する向き、即ち非磁
性スリーブと逆方向に回転しても良い。

現像ロール上の磁性トナー量を均一にするた
め、現像ロールに近接して穂立規制板を設ける。
穂立規制板は、摩擦帯電による過剰な帯電を防止
するために、導電性の材料として除電部材と兼用
しても良い。

本発明に用いる磁性トナーは、結着樹脂と強磁
性体を主成分とするものであり、500Kg／cm²の圧
力で加圧成形したデイスクを測定した電気抵抗が
10¹²〜10¹⁶Ωcmのものである。

結着樹脂としては、従来用いられているものが
使用でき、ポリスチレン、スチレン−アクリル共
重合体、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリ塩化
ビニル等が挙げられる。強磁性体としては、フエ
ライト、マグネタイト、鉄、ニツケル、コバルト
等であり平均粒子径0.1〜1μ程度のものが良い。

着色剤としてカーボンラツク、ニグロシン染
料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロ
ームイエロー、ウルトラマリンブルー、デユポン
オイルレツド、キノリンイエロー等を添加して用
いても良いが、強磁性体自身着色剤として作用す
る場合は用いなくても良い。種々の添加剤、例え
ば脂肪酸金属塩、研磨剤等をトナー中にあるいは
トナー粒子に混合して用いても良いが、強誘導体
のような予め内部分極を起させるような添加剤
は、転写が困難になるので使用しない。

トナー中の強磁性体の量は、トナーの電気抵抗
が10¹²〜10¹⁵Ωcmの範囲になる様にする。その量
はトナーの製造条件、強磁性体の種類等によつて
異なるが、トナーに対し約40〜70重量％好ましく
は50〜60重量％含有せしめる。

前述したようにトナー粒子が過剰な電荷を帯び
るのを防止し、又現像に際しての電荷交換を容易
ならしめるために、トナーは表面に導電性部分を
一部有するようにしておく。この様なトナーはス
プレードライ法、溶融混練法等の種々の公知の方
法で製造することができる。トナーの平均粒径は
約８〜40μのものを用いる。

本発明に於いて用いることのできる静電潜像担
持体としては、セレン、ZnO、CdS、有機感光材
料等の光導電層を有する電子写真感光体、誘電体
層を有する静電記録体等が挙げられ、帯電及び像
露光あるいは針状電極による画像状帯電等により
静電潜像を形成して用いる。

現像された像は、紙、プラスチツク等の転写部
材に転写する。転写はコロナ転写で良く、又導電
性ロール転写、あるいは圧力転写等であつても良
い。

転写された未定着トナー像は、ヒートロール定
着法、オーブン定着法、フラツシユ定着法あるい
は圧力定着法等公知の方法により定着する。

次に本発明を実際の適用例をもとに説明する。
第２図は、本発明の磁気ブラシ現像方法を適用し
た装置の一例を示す図であり、７は現像装置、８
は磁性トナー収容器、９は磁性トナー、１０は磁
性トナー収容器８の側壁をなす穂立規制板、１１
は現像ロール、１２，１３は現像ロール１１を構
成するそれぞれ非磁性スリーブおよび磁石であ
る。

感光層を電シ写真感光体４には、コロナ帯電器
５及び露光装置６により静電潜像が形成されてい
る。磁性トー収容器８中の磁性トナー９は、非磁
性スリーブ１２及び磁石１３の回転に伴ない、現
像領域側へ搬送される。

非磁性スリーブ１２は、感光体４と同方向、磁
石１３は非磁性スリーブ１２と逆方向にそれぞれ
回転するようにしているが、非磁性スリーブ１２
のみを回転させても良い。磁性トナーの移動方向
は感光体と同方向でも逆方向でも良い。非磁性ス
リーブ１２はアルミニウム、ステンレススチール
等の円筒体であり、その表面導電性になる様にす
る。導電性をさまたげない程度に酸化アルミニウ
ム等の薄層を設けても良い。穂立規制板１０はし
んちゆう、アルミニウム、ステンレススチール等
の導電性部材から構成され、この規制板１０は磁
性トナーに現像に必要な量の電荷を与えない除電
部材も兼ねている。磁性トナー収容器８中あるい
は非磁性スリーブ１２の近傍に別途部材を設けて
も良い。磁性トナー９としては、スチレン−アク
リル共重合体中に強磁性体をトナー重量に対し55
重量％分散したもので、その電気抵抗は10¹⁵Ωcm
有するものを用いる。この磁性トナー表面には強
磁性体が露出しておらず、カーボンブラツクを磁
性トナー表面に単層で付着している。磁性トナー
９は、非磁性スリーブ１２及び磁石１３の回転に
伴ない磁性トナー収容器８から搬送され、除電部
材を兼ねた穂立規制板１０に接触して、トナー量
が一定に保たれると共に、背景部現像電位が現像
開始電位より低くなる様に、トナー層電位を
1μC／ｇ（絶対値）以下にした磁気ブラシを形成
する。現像には不十分な低いトナー層電位を有す
る磁気ブラシが更に移動し、感光体４と非磁性ス
リーブ１２とのなす直流電界の作用下にはいる
と、磁気ブラシの磁性トナー粒子に電荷が生じて
くる。磁気ブラシの移動速度は、感光体の移動速
度に対し約５倍となる様、非磁性スリーブ１２及
び磁石１３の回転数が定められている。又非磁性
スリーブ１２と感光体４との最狭部は0.5mmであ
る。磁気ブラシが感光体と接触し磁気ブラシがト
ナー粒子間で剥離されると、剥離部分のトナー粒
子間で電荷交換が生じ、感光体４側のトナーと非
磁性スリーブ１２側のトナーとにそれぞれ反対符
号の電荷が現出する。

感光体４としてSe系感光体を用いており、感
光体４に正の静電潜像を形成すると、感光体４と
非磁性スリーブ１２とのなす電界と逆向きの電界
が生じる様に、感光体４側のトナーに負の、また
非磁性スリーブ１２側のトナーに正のそれぞれ電
荷が現出する。その結果静電潜像とトナー間との
静電吸引力により付着が生じ、現像がなされれ
る。

現像領域を通過し非磁性スリーブ１２上に残留
した磁性トナーは、現出した電荷（この場合は
正）を帯びており、かつその電荷量も現像に十分
な量であり、残留トナーはトナー収容器８中の磁
性トナーと一旦接触し、更に穂立規制板１０の除
電作用を受け、現像には不十分な低いトナー層電
位を有する磁気ブラシを新たに形成し、次の現像
に備えられる。一方感光体４上のトナー像は、転
写コロトロン１４により転写紙１５に転写され、
定着されて複写物となる。転写後の感光体４は、
クリーニング装置１６で未転写トナーを除去し、
除電した後次の複写に備えられる。

この様に、本発明の磁気ブラシ現像方法は、現
像前に現像には不十分なトナー層電位を有する磁
気ブラシを形成して、背景部現像電位を現像開始
電位より低く保つておき、直流電界中での剥離帯
電により、現像に必要な電荷量及び極性を有する
電荷をトナー中に現出せしめて現像するものであ
り、現像前に現像に必要な電荷量を与える従来の
現像方法と異なり、画像濃度が高くカブリが少な
く、階調性や解像力に優れた現像が可能になり、
更にこの様な高品質の現像が、経時変化あるいは
環境変化によつても変化することのない現像法が
可能になる。転写に際しても、コロナ転写が可能
になり、樹脂加工した紙、あるいはフイルム等の
絶縁性の高い転写部材を用いなくとも転写効率が
高く、トナー飛散のない転写が可能となる。

又更に、本発明に係る剥離現像法は、同一磁性
トナーを用いたとしても静電潜像の極性に係わら
ず現像が可能であるという特徴を有する。

即ち、この現像法は、電場の向きに応じて現像
に必要な量と極性の電荷が、現像すべき部分のト
ナーに現出するものであり、特に従来の摩擦帯電
法による一定極性の現像しか行なえないという欠
点を同時に解消する。

このことは、新たな有益な現像方法を可能にす
るものである。即ち感光体と非磁性スリーブとの
電界の向きを変えること、例えば非磁性スリーブ
に潜像の非露光部電位とほぼ等しい電位を印加す
ることのみによつて、反転現像が可能になること
である。これを図面により説明する。第３図ａ〜
ｄは、反転現像を行なう剥離帯電の原理を説明す
る為の図であり、第１図とは非磁性スリーブに感
光体の非露光部電位とほぼ等しい直流バイアス電
位が印加されている点のみ異なる。

第３図ａは、第１図ａと同様、感光体１９と現
像ロール１７との間で形成される電場の影響下に
はいる以前の状態を示したものであり、この状態
の磁性トナー１８は、そのまま現像するには不十
分なトナー層電位を有している。第１図の場合と
異なり、現像ロール１７には、静電潜像の非露光
部電位とほぼ等しい大きさの直流バイアス電圧が
印加されている。次いで現像ロール１７及び感光
体１９の移動につれて、磁性トナー１８が感光体
１９と現像ロール１７との間で形成される直流電
界の影響下にはいると〔第３図ｂ参照〕、現像ロ
ール１７には直流電源２０によりバイアス電圧が
印加されており、電界は感光体の潜像電荷のない
部分（露光部）と現像ロールとの間に第１図の場
合とは逆向きの電界が形成されており、磁性トナ
ーには第１図ｂの場合と逆符号の電荷が生じる。

この様な状態の磁性トナーが感光体と接触し
〔第３図ｃ参照〕、トナー粒子間で剥離されると、
剥離されたトナーの感光体側のトナーと現像ロー
ル側のトナーとには互いに反対符号の電荷が現出
する〔第３図ｄ参照〕。感光体と現像ロール間の
電界E₃の向きと逆向きの電界E₄か生ずるように、
トナー間に電荷が現出し、その結果感光体側のト
ナーには正の電荷が、また現像ロール側のトナー
には負の電荷が生じる。現像ロールには非電光部
電位とほぼ等しいバイアス電位が印加されてお
り、感光体側のトナーは露光部に付着し反転現像
が行なわれる。

この様に、剥離帯電現像法を用いた反転現像
は、現像ロールに印加する直流バイアス電圧を異
ならせるのみで、他は前述と同様の構成により可
能となるものである。反転現像の際に印加するバ
イアス電圧は、静電潜像の非露光部電位（潜像電
荷の存在する部分の電位）の0.8〜1.2倍の同極性
の電位であれば良い。この方法によれば、現像ロ
ールへ印加するバイアス電圧を切替える装置２１
のみを設けることにより、正複写及び反転複写の
両用が可能な第４図に示すような複写機が可能に
なり、また、磁性トナー粒子間の摩擦帯電による
反転現像において、磁性トナーを現像装置中で繰
返し循環して使用するにつれて、現像されやすい
高い帯電量を有するトナーが先に現像されて、次
第に画像濃度あるいは階調性等が低下するという
現実を生じない。

以上詳述した如く、本発明に係る剥離帯電を用
いた一成分磁気ブラシ現像法は、従来試みられな
かつた新規な現像法であり、画像濃度高く、カブ
リが少なく、直流バイアス電圧を使用するので、
階調性や解像力に優れた現像を行うことを可能に
し、単に現像ロールに印加するバイアス電圧を変
えるのみで、正現像、反転現像を行うことがで
き、また転写に際しても転写効率の高い、トナー
飛散のない転写を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは本発明の剥離帯電現像の原理を
示す説明図、第２図は本発明の現像法を実施する
のに用いる装置例の概略断面図、第３図ａ〜ｄは
本発明の剥離帯電現像による反転現像の原理を示
す説明図、第４図は本発明の正現像及び反転現像
両用の装置の実施例の概略断面図である。図中符号：１……現像ロール、２，９，１８…
…磁性トナー、３……静電潜像担持体、４，１９
……感光体、５……コロナ帯電器、６……露光装
置、７……現像装置、８……磁性トナー収容器、
１０……穂立規制板、１１，１７……現像ロー
ル、１２……非磁性スリーブ、１３……磁石、１
４……転写コロントロン、１５……転写紙、１６
……クリーニング装置、２０……直流バイアス
電圧源、２１……切替スイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１表面が導電性の非磁性スリーブとこの内部に
設けられた磁石とからなる現像ロールを有する現
像器を用いて、回転可能な現像スリーブと潜像保
持担体との間の距離を0.1〜1.0mmとし、該磁性ス
リーブ上に500Kg／cm²の圧力で加圧成形したデイ
スクにて測定した電気抵抗が10¹²〜10¹⁶Ωcmの磁
性一成分トナーの磁気ブラシを形成させ、現像に
先立ち背景部現像電位を現像開始電位より低い電
位に保ち、次いで磁気ブラシと静電潜像担持体と
を接触させながら静電潜像と現像ロールとが形成
する直流電界中で、かつ潜像担持体の表面移動速
度に対して磁気ブラシの表面移動速度を３倍以上
にして磁気ブラシの磁性トナー粒子間に剥離を生
じさせ、剥離された静電潜像側のトナーと現像ロ
ール側のトナーとに上記電界とは逆向きの互いに
反対符号の電荷を現出させ、このトナーにより静
電潜像を現像することを特徴とする磁気ブラシ現
像法。