JPS58107562A - 電子写真現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真装置に関するものであり、さらに詳し
くは一成分磁性トナーを用いた磁気ブラシ現像法を用い
てポジ原稿からポジ像を得る現像（正現像）およびネガ
原稿からポジ像を得る現像（反転現像）の両方を同一機
器を用いて行なう電子現像装置に関するものである。

例えばマイクロリーダープリンタあるいは複写機を兼用
したレーザープリンタ等においてはポジ原稿からポジ像
を得る現像およびネガ原稿からポジ像を得る現像（正現
像および反転現像）の両方を同一機器で行なうことが要
求される。

従来かかる要求を達成する方法としては、正負両極性に
帯電可能な電子写真感光材料を用いて、正現像および反
転現像の種別に応じて感光材料の帯電極性を切換えて帯
電した後、トナーの極性があらかじめ正もしくは負のい
ずれかの極性に荷電された液体現像剤もしくは二成分磁
気ブラシ現像剤を用いて現像する方法があった。

かかる方法によれば、正現像および反転現像の両方を同
一機器で行なうことは可能であるが、正負両極性に帯電
可能な電子写真感光材料は用いられる材料が極めて制限
されてしまうと共に、かかる材料のコストが高いという
欠点を持つ。更に正負両極性に帯電可能な電子写真感光
材料を用いても、その帯電特性、感度などの特性は感光
材料が正もしくは負のいずれかに帯電されるかによって
異なるのが通常であるから、同一の感光材料に対してそ
の帯電極性を切り換えることによって正現像および反転
現像共に良好な画像を得ることは極めて困難である。

一方正又は負のいずれか一方に帯電され静電潜像が形成
された電子写真感光材料を、トナーの極性があらかじめ
正または負に荷電されておらず、周囲の電界によってそ
の荷電極性が決定される一成分磁性トナーを用いた磁気
ブラシ現像装置によって現像し、正現像の時には現像ス
リーブにバイアス電圧を印加せず（アース電位）に現像
を行ない、反転現像の時には現像スリーブに帯電電荷と
同一極性のバイアス電圧を印加して現像する方法が原理
的に可能である。

しかしながら、常用されている一成分磁性トナーを用い
てかかる方法によって正現像および反転現像の両方を行
なおうとすると、トナーと感光材料の表面との間で電荷
の中和が生じるためと思われるが、現像のときに得られ
たトナー像の濃度がほとんど大きくならないという欠点
を生じた。本発明者らは、かかるトナーと感光材料表面
との電荷の中和を少なくしてトナー濃度を高くするため
に１０７Ωｃｍ以上で且つ現像スリーブとトナーとの間
での電荷交換がある範囲（特にカプリの無い画像を得る
ためには１０１０Ωｃｍ以上で上記電荷交換がある範囲
）のトナーを用いることを試みた。

その結果かかるトナーを用いることによって反転現像時
には現像スリーブに印加する静電潜像と同極性のバイア
ス電圧を高くすることによって濃度を増すことができる
が正現像時の濃度が不足することを見出した。

本発明の目的は一成分磁性トナー′を用いた磁気ブラシ
現像法を用いて感光材料の帯電極性を変えることなく正
現像および反転現像の両方共、良好な画像を得るための
電子写真現像装置を提供せんとするものである。

本発明のかかる目的は、表面に静電潜像が形成された記
録材料表面に１０７Ω儂以上で且つ電荷交換が行な′わ
れる範囲の電気抵抗を有する一成分磁性トナーを用いた
磁気ブラシ現像装置により現像を行なう電子写真現像装
置において、前記静電潜像の電荷と同極性の電位を前記
磁性トナーに付与するための第１の・（イアスミ位印加
手段と、前記静電潜像の電荷と逆極性で且つその絶対値
が前記第１のバイアス電位印加手段による電位よりも小
さな電位を前ｉ己磁性トナーに付与するための第２のバ
イアス電位印加手段とを有し、これら２つのバイアス電
位印加手段を切換えて正現像および反転現像を行なうこ
とを特徴とする電子写真現像装置なる構成によって達成
される。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

４第１図は本発明の電子写真現像装置を用いて反転現像
を行なう際のバイアス電位とトナー抵抗と画像濃度との
関係を示すグラフ、第２図は同じくそのトナー抵抗とバ
イアス電位とカプリが生じない範囲（ラチチュード）と
の関係を示すグラフである。これらの図から分るように
良好な反転画像を得るには比較的抵抗の高いトナーを使
用し比較的高くバイアス電位を設定しなければならない
。又カプリについても例えば用いるトナーの抗磁力を１
５０工ルステツド以上、更に好ましくは２３０工ルステ
ツド以上とすることによって解決される。

第３図は本発明の電子写真現像装置の一実施例を示す断
面図である。

第３図において、樹脂中に酸化亜鉛あるいは硫化カドミ
＝；ラム等の無機光導電体を分散もしくは焼結した感光
層１を導電化処理を行なった紙支持体２に塗布し形成さ
せた感光体４は、コロナ帯電装置等によｉ）−４００Ｖ
に飽和帯電され、その後像露光されマイナスの電位によ
る静電潜像が形成されている。感光層１のマイナス電荷
を有する部分および有しない部分はそれぞれ、非露光部
および露光部に対応している。紙支持体２は電気的に接
地されるとともに、現像スリーブ８にマイナスおよびプ
ラスの電位を印加するために直流電源１０のマイナス側
および直流電源１１のプラス側に接続されている。この
直流電源１０のプラス側は切換器５のＣへ、直流電源１
１のマイナス側は切換器５のＢへそれぞれ接続され、さ
らにこの切換器５のＡはアルミ等の導電性部材により形
成される現像スリーブ８に接続されている。このバイア
ス電圧の印加は他の手段、例えばマグネットロール１５
に印加されてもよい。直流電源１０の出力電位は３００
Ｖ、直流電源１１の出力電位は７００Ｖに設定されてお
り、アース電位を基準として現像スリーブ８は、切換器
５のＡとＢが接続される反転現像時は一７００Ｖ、切換
器５のＡとＣが接続される正現像時は＋３００　Ｖが印
加されている。トナー７は電気抵抗が１０７Ωｃｍ以上
、抗磁力が１５０工ルステツド以上、および飽和磁化が
４０ｅｍｕ　／　ｇ以上の特性を有し、このトナーを構
成する成分を重さの割合で示すと、例えばポリマー２０
〜４０％、カーボン２〜３％、マグネタイト６０〜７０
％、および添加物１％であるものが用いられる。このト
ナー７は、現像ス１ノ一デ８の内部に配設されている多
極の回転マグネットロール１５の磁力による磁気的吸引
力によって現像入り−ｒ８の表面に鎖状を形成して付着
され、このマグネット１５が回転するとともに現像スリ
ー２ｆ８の表面を移動し感光層１の表面を摺擦し現像す
るようになっている。したがってこのトナー７は、切換
器５のＡとＢが接続される反転現像時は一７００ｖがま
た切換器５のＡとＣが接続される正現像時は＋３００　
Ｖが印加されることになる。

第４Ａ図および第４Ｂ図は本発明の電子写真現像装置に
よって反転現像を行なう際のトナー７に印加されたバイ
アス電位と感光体４の帯電電位との関係を示す断面図で
あり、第５Ａ図および第５Ｂ図は同じく正現像を行なう
際のトナー７に印加されたバイアス電位と感光体４の帯
電電位との関係を示す断面図である。以下これらの図面
を用いてトナー７が感光体４に付着し、現像される動作
を詳細に説明する。

まず第４Ａ図に示される反転現像において、電気抵抗と
抗磁力が比較的高いトナー７は現像スリーブ８の内部に
配設されている多極のマグネット１５に吸引され導電性
の現像スリーブ８０表面に鎖状を形成し付着することに
より、直流電源から送出される−７００　Ｖの電位が与
えられる。このマイナス電位を与えられたトナー７は、
マグネット１５が矢印の方向に回転するとともに同方向
に回転しく現像スリーブ８は固定されている）、この際
の静電潜像を有する感光体が、矢印の方向の右から左に
動く動作において、このトナー７と感光層１上のマイナ
ス電荷を有する部分との接触部分では、トナー７の先端
のマイナス電位と感光層１のマイナス電位がほぼ同電位
の一４００ｖであるため感光層１のこの部分にトナー７
は付着しない。これは、トナー７が感光層１に接触する
とき電子回路が形成され、このトナー７が比較的高抵抗
であるため、現像スリーブ８の表面からトナ・−７の先
端に至るまでのトナ−７自体の抵抗により電圧降下が生
じ一４００Ｖ程度になるものと考４えられる。

一方、このトナー７とマイナス電荷のない感光層１の部
分の接触部では、第４Ｂ図に示すようにトナー７のマイ
ナス電位と感光層１のアース電位との間の４００Ｖの電
位差による電気的吸引力の作用により、感光層１のご、
の部分にトナーが付着する。このことは現像スリーブに
付着した電気的抵抗、抗磁力、および飽和磁化が比較的
高いトナーに、酸化亜鉛の感光層の帯電電位と同極性の
カプリが生じないマイナス電位を供給することにより、
感光層上のマイナス電荷を有する非露光領域にはトナー
は付着せず、また像露光することによりマイナス電荷が
消失した露光領域にはトナーは付着するという反転現像
が行なわれることであり、この現像により良好な反転面
＜ｐが得られる。

一方、第５Ａ図および第５Ｂ図に示される正現像におい
ては、感光層１を摺擦するトナー７に印加された電位と
感光層１の電位との電位差の関係が、上記反転現像にお
ける電位差と逆の関係となれば、即ち感光層上にマイナ
ス電荷を有する非露光領域では４００Ｖの電位差を有し
、マイナス電荷ｊ消失した露光領域ではＱＶとなれば、
前記反転現像と全く同一の条件で正現像が行なわれるこ
ととなる。

つまり第５Ａ図に示される感光層１のマイナス電荷を不
する非露光領域において、この部分の電位とトナー７の
バイアス電位との電位差が４００ｖであるためには、感
光層１を摺擦するトナー７の電位がＱＶでなければなら
ない。したがってこの感光層１に摺擦するトナー７の電
位がＱＶであるためには、上述した鎖状を形成するトナ
ー７での電圧降下が３００Ｖであること全考慮すれば現
像スリーブ８に印加する電位はプラス３００Ｖに′設定
すればよい。一方策５Ｂ図に示される感光層１のマイナ
ス電位が消失した露光領域において、この部分の電位と
この部分に摺擦するトナー７のバイアス電位との電位差
が０■であるためには、感光層１を摺擦するトナー７の
電位がＱＶでなければならない。これは上記した第５Ａ
図の感光層１を摺擦するトナー７の電位に等しいので現
像スリーブに印加する電位も同じグラス３００Ｖでよい
ことになる。したがって現像スリーブ８にプラス３００
　Ｖを印加することにより、感光層のマイナス電荷を有
する非露光領域にトナーが付着し、マイナス電荷が消失
した露光領域にはトナーが付着しない正現像が行なわれ
、このように現像することにより正現像及び反転現像共
同様に良好な画像が得られるのである。

第゛６図は、上記正現像時のトナー抵抗とバイアス電位
と画像濃度との関係を示す実験結果のグラフである。こ
のグラフから分るように正現像時の画像濃度においてト
ナーの高木抗による画像濃度の低下をプラスのバイアス
電位を上げることにより補償することができる。またこ
の画像濃度が上ることにより画像の背景部にカプリを防
ぐ効果にもなる。また第７図に示される正現像時のバイ
アス電位と画像濃度の関係を示す実験結果のグラフにお
イテ、画像濃度のスレッシュホールドレベルであるバイ
アス電位のプラス約３００ｖまでは非反転画像にカプリ
が生じないことが実験により解明された。

磁気ブラシ現像法においてこのトナーに印加するバイア
ス電位の極性を切換え正現像時および反転現像時の最適
バイアス電位に設定するだけで良好なポジーポジ、ネガ
−ポジの画像を得ることができるので装置の構造が簡単
であり、更に正現像および反転現像において同一の感光
材料および一成分磁性トナーを用いることができ実用上
の価値は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来：の−成分磁性トナーを用いて磁気ブラシ
法によって反転現像を行う現像装置の画像濃度を示すグ
ラフ、 第２図は第１図に使用された現像装置のカプリの生じな
い範囲を示すグラフ、 第３図は本発明の電子写真現像装置の１実施例を示す断
面図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は第３図に示す実施例の反転現
像時の動作を示す動作原理図、第５Ａ図および第５Ｂ図
は第３図に示す実施例の正現像時の動作を示す動作原理
図、第６図および第７図は第３図に示す実施例の画像濃
度を示すグラフである。 ｌ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
感　　光　　層２・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・紙支持体４・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・感　　光　　体５・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・切　　換　　器
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
−成分磁性トナー８・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・現像スリーブ１０．１１・・・・・・
・・・・・直　流　電　源１５・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・多極マグネット第１図 ハ゛イアス電イ江　（Ｖｂ） 第２図 トナー才氏７亀 第５Ａ図 つＯｖ 第５Ｂ図 第６図 トナー　未＆増し 第７図 バイアス電イ立　（Ｖト） （自発）手続？ｍ「１三書 １．事件の表示 特願昭５６−２０７７４２＠ ２、発明の名称 電子写真現像装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 任　所　　　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名　称　
（５２０）富士写真フィルム株式会社４、代理人 ７、補正の内容　　　　　　別　紙　の　通　リ「電子
現像Ｖｌ＠」を「電子写真用像装置」と訂正する。 ２）同第７頁第１２行 「マイナス」を「プラス」と訂正する。 ３）同頁第１２〜１３行 「プラス」を「マイナス」と訂正する。 ４）同第１３頁第１３〜１４行 「またこの」から［効果にもなる。Ｊまでを削除する。 ５）図面中筒４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ図を添付のように
補正する。 第４Ａ図 第４８図 第５Ａ図 第５８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に静電潜像が形成された記録材料表面に１０７Ωｃ
   ｍ以上で且つ電荷交換が行なわれる範囲の電気抵抗を有
   する一成分磁性トナーを用いた磁気ブラシ現像装置によ
   シ現像を行なう電子写真現像装置において、前記静電潜
   像の電荷と同極性の電位を前記磁性トナーに付与するた
   めの第１のバイアス電位印加手段と、前記静電潜像の°
   電荷と逆極性で且つその絶対値が前記第１のノ（イアス
   ミ位印加手段による電位よりも小さな電位を前記磁性ト
   ナーに付与するための第２のバイアス電位印加手段とを
   有し、これら２つのバイアス電位印加手段を切換えて正
   現像および反転現像を行なうことを特徴とする電子写真
   現像装置。