JPS5844468A - 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】 木見明け、電子写真の現像装置に係り、更に詳しくは絶
縁性トナーを使用し、５ｉｒｓの鮮明度にすぐれ、地力
プリのない階調性に富んだ可視像を得る電子写真の現像
装置に関する。

従来から一成分系現像剤を用い、かつ斯かる現像剤担持
体を静電像保持体から所要間隙をおいて対請させ、仁の
間隙をｌ　ＫＨ２以下の交番電界中で飛行する現像剤に
より現像するジャンピング現像方法が知られているＪ例
えば特公昭４１−９４７５号公報）。また斯かる間隙を
有して対請させ九靜電像保持体と現像剤担持体との間隙
に高周波パルス・バイアスを印加して、静電像保持体の
画像部にはトナーを付着させるが、非画像部には付着さ
せないようＫした技術も知られている（例えに米国特許
第３，８９０，９２９号明細書、同３，８６６゜５７４
号明細書、同３，８９３，４１８号明細書等）。

斯かる公知例は、いずれもトナーのみからなる一成分乾
式トナーを用いること、並びに非画像部に斯かるトナー
の付着を未然に防ぐ観点から静電像保持体とトナー相持
体との間に、トナーの飛行を要する程度の間隙を有して
両者を対端させる構成を採用している。

本発明は絶縁性トナーを用い、且つ斯かるトナーを静電
像保持体の本来トナーが付着して可視化される部分であ
る画像部と、本来現像剤が付着してはならない部分であ
る非画像部に無差別に接−ｉさせ、同時にトナ−４担持
体から発生する磁力によ抄非画儂部への付着を防ぐよう
に設定した条衿下で、斯からトナー担持体と静電像保持
体との間に交番電界を印加し、もって該トナー粒子を上
記交番電界により振動させて、画嫁部のみを鮮鋭な一可
視儂とし、非ｍｍ部へのトナーの付着が実質的に起こら
ないようＫしたものである。

絶縁性トナーは導電性トナーと異なり普通紙に転写でき
るという大きな利点を有している。接触現像方式はジャ
ンピング現像にみられる非接触勇健方式より（す高速現
像ができる。（−）低電位現像ができる。（−）トナー
飛散が少ない。等の利点があるＫも拘らず、カプリとい
う大きな問題があった。

この原因としては、絶縁性トナーが電荷をもっているた
めに静電像に鏡映力、残留電位、摩擦帯電などで付着し
やすいことがあげられる。一方、このカプリ除去手段と
して磁気力を用いてカプリを′　除去する手段が一般的
に用いられている。強い磁気バイアスによってカプリ除
去することは可能であるが、−面画僧都の二ヤシ部や低
電位部にはト″す二が飛散したような状態で付着し、画
像は鮮鋭度に欠けたものとなっている。これに対し現像
時に強い掻取力を哨いると上記の鮮鋭度は改讐されるが
、トナーの飛散や現像方向の掻取力のために現像方向の
画質品位が劣化してしまうという欠点が生じる。ここで
本発明は静電像保持体に絶縁性磁性トナーを接触させて
静電像を可視化するｆｊ４ｇＩＩ装置において、非画像
部における前記静電像保持体へのトナーの付着を防止す
るよう設定し喪磁気バイアス装置と現像部において交番
電界を形成する電気バイアス印加装置を有することを特
徴とする現像装置を提゛供する゛ようＫした。すなわち
、本発明はトナー粒子ｉ上記の交番電界により振動させ
て画像部のみを結果的に鮮鋭な画像を形成させ。

非ｍｍ部へは現像剤の付着が実質的に起こらない条件が
あることの発見にもとづいてなされたものである。

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明を行う。

Ｍ１図は本発明の一実施例である現像装置を示したもの
である。図においてドラム状をし光靜電儂保持体ｌは矢
印方［Ｋ回転していて、その周面上の現像域Ａにおいて
は、静電像保持体１の回転方間と同じ方向になるように
回転する非磁性の円筒スリーブ２が０．３１１１の間隙
をもって配設され・ている。この間隙は０．１〜１．０
１１１に保たれていることが好ましい。円筒スリーブ２
の回転周速度は、静電像保持体１の周速度と等しいか、
または速い周速度であって、公知の駆動手段によって駆
動される。

一例として、融の感光体を用いた静電像保持体の周速度
を１８０厘／　Ｓｅｃとし、円筒スリーブプ２の外径は
３０ｍ１１１ψ１回転数ｔｏｏ　ｒｐｍに設定した。　
Ｂ＠（ｒ）感光体はコロナ帯電によって５００　Ｖ！’
に帯電し、光パターンを照射した。これら円筒スリーブ
２は内側に磁気ロール３を有しており、夫々の着磁磁極
は９００ガ９スで、例えば図示のように交互着磁され１
０００　ｒｐｍで回転している。磁束密度は５００ガク
ス以上必要であり、１５００ガワスもあれば十分である
。

この磁気バイアスは電源ｌＯによる交番電界をかけない
状態で現像を行なった場合に画像部の画質は別として；
非画ＩＩＫ）ナーの付着が防止されるように設定される
のが好ましい。この↓うに磁気バイアスを設定するとと
Ｋよつて、磁気バイアス下で交番電界をかけ現像を行な
、つたときにカプリのない鮮鋭な可視儂が得られた。

即ち、反射濃度０．０３の白紙が反射濃度０．０５（好
ましくは０．０４　）　　以下の僧として現像されゐよ
う磁気バイアスを設定し、かかる磁気バイアス下で交番
電界をかけるととＫより高い画質の可視偉が得られた。

　　　　　　　　　　　　□トナー供給部４の内部には
、磁性体であるマグネタイトを５５　ｗｔ％を有する平
均粒径１２ミクロンの絶縁性トナー粒子Ｔを収容してい
る。トナーに含まれる磁性体は（資）〜６ｏ　ｗｔ％の
範囲にあることが望ましい。

トナー供給部４の下部開口部には、補充用ロー２５を有
している。このローラ５の回転により。

その表面に設けられた凹部に入ったトナーはロー２５の
回転と共に、）ナー室６に落下しトナーの補給を行なう
。トナー室６内のトナーはスクリ具７によって攪拌され
たのち、円筒スリーブ２周面に付着して現曽域ＡＫ運ば
れる。トナー犀規制ブレード８は円筒スリーブ２周面上
に付着するトナーの厚みを所定値に規制するもので、ク
リーニングブレード９Ｆｉ現像をおえた円筒スリーブ２
上に付着したトナーを除去するものである。

ｌＯは円筒スリーブ２にＩＱＱ　ＨＭ　〜ＩＱ　ＫＨＭ
、ノ交流電圧を印加するための交流電源で、この電源ｌ
Ｏは保＃Ｉ抵抗１１を介して円筒スリーブ２に接続され
ている。

第１１ｇに示、した円筒スリーブ２と磁石ロール３との
関係については例示したように互に反対方向に回転する
以外にも、円筒スリーブのみ回転する方式や、磁石ロー
ルのみを回転する方式を採用することができる。

縁性トナーを用い、且つ交流電界を静電像保持体１と、
現俳電極として作用する円筒スリーブ２間に発生させる
ことによって生じる現像とその効果について述べる。

既に述べたように、絶縁性−成分トナーはカブリやすく
、これを防ぐためには磁気バイアスが用いられる。この
とき直流電気バイアスをかけることは、画像の鮮鋭化の
ためには積極的な、役割は果さない。なぜならば電気的
な直流バイアスは、静電荷像と円筒スリーブとの電圧の
関係である現像の電気的バランスを移すのみであり、ト
ナーには逆極性トナーを含んでお抄、２００〜．．３０
０　Ｖ以上のＤＣバイアスをかけることは、かえってカ
ブリを増すこととなる。

本発明は、磁気バイアスによってカブリを防止する一方
、交番電界によって現像を促進することにより画像の鮮
鋭化を計る仁とが特徴であるが、交番電界は無制限に使
うこと鉱でき゛ない。第２図にはｓｅ　ｓ光体の表面電
位と現像後転写紙へ転写定着した１ｉｉｌの反射濃度と
の関係を示す。曲線４はＤＣおよびＡＣバイアスをＯｖ
としたときの”表面電位と反射濃度との関係を示し、曲
線ｎはＡＣ４００式周波数１５００　Ｈｇの交流バイア
ス下での表面電位と反射濃度との関係を示している。

一般に交番電界の上昇と共Ｋ１１ｉ儂の鮮鋭度は増加す
るが、同時にカブリも生じやすくなる。また周波数を上
けると鮮鋭度嬬低下する。また、現像域ムに＄Ｐいては
狭い間隙の為、高圧印加すると絶縁破壊を起こしやすい
。このことからも画像の鮮鋭度を上げる丸めの交番電界
の大きさと周波数とには制限があり、１１３図に示すよ
うに適正な現像領域が存在することを実験的に求めた。

第３図の絶縁破壊領域と鉱高圧が印加されることにより
、感光体およびトナ一層を通じて起ζる絶縁破壊の起こ
る領域である。また、かぶ９発生領域扛非画像部にトナ
ーが付着する領域である。このかぶり発生領域は、ト８
ナーに含まれる磁性体の種類や量スリーブ内の磁力によ
る磁気バイアスによつて変化することはいうまでもない
。低画質領域とは、交番電界の効果が弱く画像が鮮鋭化
されない領域である。以上のように周波数と印加電圧の
関係において良好な画像が得られるＫは、し力するべき
条件が存在しており、第３図のような適正領−が存在す
ることが明らかとなった。

第４図は本発明の一実施例である。現像装置を示したも
のである。図においてドラム状をした静電儂保持体１は
矢印方向に回転していて、その局面上の現像域Ａにおい
ては、靜電偉保持体１　ｆ）回転方向と同じ方向になる
ように回転する非磁性Ｃ）円筒スリーブ２が０．５麿の
間隙をもって配設されている。この間、隙は０．１〜１
．０ｍに保たれていることが好ましい。円筒スリーブ２
０回転周速度は、静電儂保持体１の周速度と等しいか、
または速い周速度であって、公知の駆動手段によって駆
動寧れる。

一例として、島の感光体を用い九静亀倭保持体の周速度
を１８０　ａｓ　／　ｓｅａとし、円筒スリーブ２の外
径ｕ　３ｏ　ｍ　ｐ、回転数１５０　ｒＰｆｆｌ　Ｋ設
定した。Ｓｅ感光体はコロナ帯電によって５００ＶＫ帯
電し、光パターンを照射した。これら円筒スリーブ２は
内側に固定磁気ロール３を有しており、図では特ＫＩＡ
像部での夫々の着磁磁極は１２００ガワスでありその中
心部が８００ガワスの磁束分布をもつものである。一般
に磁束密度は５００ガワス以上必要であ抄、１５００ガ
ウスもあれば十分である。

トナー供給部４の内部には、磁性体であるマグネタイト
を４５　ｗｔ％を有する平均粒径１５　＜　ｌ　Ｉ’ｌ
ンの絶縁性トナー粒子’ｌ＆容している。トナーに含ま
れる磁性体は（資）〜６０　ｗｔ％の範囲にあることが
望ましい。

トナー供給部４の下部開口部には、補充用ローラ５を有
している。このローラ５の回転により、その表面に設け
られた凹部に人−）たトナーはローラ５の回転と共に、
トナー室６に落下しトナーの補給を行なう。トナー室６
内のトナーはスクリ゛。

７によって攪拌され九のち１円筒スリーブ２周面に付着
して現像域ＡＫ運ばれる↓トナー厚規制ブレード８は円
筒スリーブ２周面上に付着する□トナーの厚みを所定値
に規制するもので、クリーニングプレード９は現像をお
えた円筒スリーブ２上に付着したトナーを除去するもの
である。

ｌＯは円筒スリーブ２に１００　Ｈ２〜１０　ＫＨｍ　
１７）　変流電圧を印加する次めの交流電源で、この電
＠ｔｏｅ保護抵抗１１を介して円筒スリーブに接続され
ている。

第１図に示した円筒スリーブ２と磁石ロール３と゛の関
係にりいては、例示し九ように互に反対方向に回転する
ことができる。

第４図に例示された現像装置について、絶縁性トナーを
用い、且つ交流電界を静電像保持体ｌと現像“電極とし
て作用する円筒スリーブ２間に発生させることＫよって
生じる現像と、その効果にりいては第５図に示したよう
に亀３図における場合と同様の適正領域が−得られた。

第５図の絶縁破壊領域が狭っているが、仁の仁とは静電
荷像保持体と円筒スリーブの間隙が第１図の時と較べ広
がった事、トナーに含まれる磁性体量が減ったことｋよ
り広がったためと考えられる。

以上の実施例でみられるように潜儂保持体の有する静電
像電荷により静電像保持部材に接触した絶縁性トナーに
よって現像を行なう現像方法において、交流バイアス電
圧の印加の効果は次のように考えられる。

第１図および第４図に示されるように絶縁性磁性トナー
は円筒スリーブへの磁気力と静電像電荷とのクーロン力
との差によって静電像表面に吸引されて現像されるが、
現像に寄与するトナーは静電像表面に近付いた一部のト
ナーである。

ここで、穏健電極として作用する円筒スリーブ２に交流
バイアス電圧１０を印加するととＫよって絶縁性トナー
は、この交流電界による作用も受けることと橙る。この
交流電界が印加される方向が変わる毎にトナーに働く力
の方向が変化し、これに応じた方向に移動する。このと
き、静電像ｆＸｔ荷による影響も重ねて受けているので
、トナーは静電像を忠−に再現するととＫなる。を光、
トナーは交流バイアス電圧によって振動をうけ、トナー
の供給量が十分でない場合は交流バイアス電圧を受けな
い場合よりもより多くのトナーが静電荷保持体表面に接
触するととＫよって現像が効果的に行なわれ浸度の濃い
画像が得られる。またトナ　　。

−の供給量が過剰である場合は、逆に交流バイアスをう
けない場合よりも少ない適正量のトナーが付着すること
になり、安定した現像が行なわれる。

また画像を劣化させている軽く付着したトナー粒子は交
番電界によって力を受は振り落されたり高電界部へ移動
する。したがって鮮鋭度の高い顕画偉を同時に得る事が
できる。トナーの移動はジャンピング法におけるトナー
の飛翔とは異なりトナ一層と静電像保持体とが接触して
行なわれることが特徴であり、画像の鮮鋭化に必要なト
ナーの移動距離は実質的にトナー粒径のオーダーと小さ
いために交番電界に要求される特徴線第３図、第５図に
みられるようにジャンピング現像条件（特開昭６５−１
６１２５２号）とは大きく異なっている。゛このような
絶縁性トナー粒子には尚い交番電界を印加゛できること
が必要であり、体積抵抗ｄ　１０１０ＩＪｔｓ以上、好
ましくは１０１！９１以上であることが望ましい、。

上述の実施例で印加される交番電界としては、正弦波、
矩形波、三角波または鋸歯状波等測れでも喪い０本発明
においてはＩＱＫＨＩ以上の周波数でも使用できるが電
源のパワーロスや高圧の使用の良めに好ましいことでは
ない。一方、低周波領域では、潜電潜ＩＩ担持体の移動
速度が通常１００　ｗ′ｓｅａ　ｓ度以上であるので、
１００　Ｈ２程度以下の領域では均一な現像が行なわれ
ない。であるから、好ましい使用周波数領域は１００〜
ＩＱ　Ｋ）！Ｚである。

実験結果では、画像の鮮鋭化に有効な周波数領域Ｆｉ　
１００〜ＩＱ　ＫＨｚ　ｙ／ｍ度であり、特ＫＩＫ　〜
５ＫＦ！！カ好ましかった。

を喪、上記の実施例ではＯＶを中心とする雪形液を使用
したが、例えば２００ｖ程罠の直流成分を有し九交流バ
イアス、Ｘ圧を印加してもよい。

以上説明したように本発明は絶縁性磁性トナーを用い、
トナー支持体からの磁力によって靜電儂保持体上の非−
僧都へは上記トナーを付着させないｌＩ儂条件下で、靜
電僚保持体と該トナーの担持体との間に交番電界を発生
させ、トナー粒子を上記交番電界によシ振動させて現像
を促進させる装置であるから、従来の接触現像の特長を
生かしたまま鮮鋭化した優れ九複写画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、Ｉｌｌ！４図は本発明の一実施例である穏健装
置の構造を示したもので、第２図に感光体の表面電位と
画像の反射濃度との関係を示す。第３図ｔ４５図は現像
の適正条件を示す。 ｌ・・・静電儂保持体　　　２・・・円筒スリーブ３・
・・磁石ロール　　　　４・・・トナー供給部５・・・
補充用ローラ　　　６・・・トナー室７・・・スクリュ
ー　　　　８・・・トナ−４規制ブレード９・・・クリ
ーニングブレード１０・・・交流電源代理人　粂　原　
義　灸 ｖＡ１品 麦慟（罹 手続補正書 昭和５７年１０月２２ＬＪ 特許庁長官基　杉　和　夫　殿 １　事件の表示 昭和５６年特許願第　１２６４３２　　号２　発明の名
称　　　　　− 現儂装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称
　（＋２７）小西六写真工業株式会社代表取締役　川　
　本　　信　　彦 「拡がっているが」と訂正する・

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電像保持体に絶縁性磁性トナーを接触させて静
   電像を可視化するｆＡ像装置において。 非−像部におゆる前記静電像保持体へのトナーの付着を
   防止するよう設定し友磁気バイアス装置と現像部におい
   て、交番電界を形成する電気バイアス印加装置を有する
   ことを特徴とする現像装置。
2. （２）＃記トナーの体積抵抗が１０１０Ω国以上である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載り現像装置
   。 （３７＃記交番電界の周波数が１００　Ｈ２−１０ＫＨ
   ｚであることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至＠
   ２項記載の現像装置。