JPS5878178A - 磁性―成分現像装置 - 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】 本発明は一成分磁性トナーを使用する現像方法に関する
。−成分磁性トナーを使用する現像方法は種々知られて
いるが、分類すると低抵抗の磁性トナーを靜電訪導にて
現像し、加工紙に転写する方式と、絶縁性磁性トナーを
、摩擦帯電等により電荷を付与し普通紙に転写する方式
に大別される。

しかし、前者は加工紙の使用、後者は摩擦帯電に寄因す
る経時劣化という欠点を有していた。そこで比較的抵抗
の高い磁性トナーを使用し、静電誘導或いは分極或いは
注入等により、トナーに電荷を付与し、普通紙に静電転
写しようとい５試みがなされている。しかしこの方式は
画質＃に像の周辺部が乱れた、いわゆる鮮鋭度の悪いも
のしか得られず、且つ低濃度の再現性、細線の再現性に
劣るものであった。　　　　　′ この欠点を克服するため、特開昭５５−７３０５８号、
特開昭５５−１５８７６６号％特開昭５６−１４２６８
号に開示されている如く、２本の現像ロールを使用して
、一旦過現像し、次いで非画像部に付着したトナーを除
去し、像の鮮鋭度、低濃度再現性を向上させる試みがな
されている。

本発明者らは上記２本の現偉算−ルな用いた現像方法（
以後２段ロール現像方法と呼ぶ）Ｋつい【鋭意検討した
結果、像品質に対し、各現像ロールの設定が大きく影響
する事を見い出した。即ち従来の一本の現像ロール装置
を各々現像バイアスの制御、或いは注入電極等により現
像ロール上のトナ一層電位を制御し２台配置する構成で
は、カプリ濃度は減少するものの、低濃度のＦｉ現性、
鮮鋭度等に於いて充分な性能を得る事が出来ない事が確
認された。

本発明の目的は上記２段ロール現像法の欠点に鑑みカプ
リ濃度の減少は勿論の事、低濃度再現性、細！Ｆｉ現性
に優れ且つ鮮鋭度の優れた画像品質を得る事が可能な２
段−一ル現像方法を提供するものである。

本発明の目的は記録体上に形成された静電潜像を一成分
磁性トナーを用い互いに近接させて配置された。第１及
び第２の磁気ブラシロールにより顕像化する方法に於い
【、記録体の移動速度Ｖｐ。

第１の磁気ブラシロールの移動速度Ｍｕ、第２の磁気ゾ
ツシロールの移動速度ＶＬとした時、Ｖｐに対し、Ｍｕ
、ＶＡが各々ｒ；Ｈ７倍の速度であり、且つ＠１及び第
２の磁気ブラシリールの速度比ＶνＶｕが０．５込シ２
である事を特徴とする磁気ブラシ現像方法により達成す
ることができる。

以下図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図に１本の現俸冒−ルを使用した従来の現像装置、
第２図に表面電位とバイアス電圧の関係、第３図に１本
の現像ロールを使用した場合の現像特性を示す。第１図
に於いて、１は感光体を示す。

２は現像装置で、回転する円筒型非磁性スリーブ３の中
に固定された出方ロール４．及びトナ一層厚調整部材を
兼用した注入電極５とから成り、６に示されるノＺイア
ス電源により任意の電圧が印加される。第１図に示され
る装置を使用し″Ｃ，第２図に示されるコントラスト電
位の低いオリジナル画像（図ではオリジナル濃度０．２
に対する潜像電位が３００ｖである事を示す）を現像す
る場合。

ｖｌ　で示されるバイアス電圧が非画像部（ＢＫＧＤ　
）のカプリ濃度を０．０１以下に抑えるに必要な現像バ
イアスレベル（トナーの現像開始電圧によって決定され
る）を示（、一方、低オリジナル画像を光分な濃度に再
現するに必要な現像バイアスレイルはｖ２で示される（
図では一２００Ｖ）、従って、カプリ濃度と低濃度再現
を満たすに必要な現像バイアス電位は重なり合う範囲が
ない為、結局カプリ濃度を抑えてバイアス電圧を設定す
ると、第５１！１ｉｌｌｋ示す如く、低濃度側での濃度
再現し劣った現像特性しか得られない。従ってこのカプ
リ濃度と低濃度再現性の両方を満足させる狙いのもとに
２段ｐ−ル現像法が提案されている。２段ロール現像法
の基本概念は過現像、ピックアップの２段階処理現像と
考えられる力ζ検討した結果、ｇｌの鮮鋭度の向上、低
濃度再現性の向上とカプリ濃度の抑制の両立が上段、下
段のトナーブラシの状態及びｐ−ル速度に大きく依存す
る事が確認された。特に下段の現像田−ルの設定条件が
最終画像を形成するという点からも前述の画ｇＩ＆特性
値に対し大きく関与する事が判明した。ｔＩＫ４図に従
来の２Ｒロール現像装置を示す一上段の現像装置２及び
下段の現像装置７の各々独立した２台の現像装置が配設
されている−６及び１１は各々上段及び下段現儂田−ル
に印加するバイアス電源を示す。

ここで下段の現像装置７に関し、トリミングギャップｄ
Ｔと感光体ドラム１と現像ｐ−ル（非磁性円筒スリーブ
８）間距離ａｐ　ｋついて各々の設定値を変えた場合、
画質に対しどの様に影畳するかを確認した。第５図はト
リミングギャップｄｆＩＩ（）ナープラシの厚みに相当
する）と感光体ドラムと現像ロール間距離ｃｌｐの関係
をプロットしたものである。斜線Ａの領域（ｄｐ≦０．
４、ｄで≧０．２）では、現像ニップ中でトナーの滞留
が発生し、上段の現像装置にて顕像化された現像像が殆
んど掻き取られる状態が発生する。又感光体ドラムと現
儂ｐ−ル間距離が接触型の現像方式（タッチダウン）で
は維持性の面から見ても限界である。一方斜線Ｂで示さ
れる領域に於ては上段の現像装置にて過現像された現像
像が、非画像部（背景部）のみならず、潜像との付着力
の弱い低濃度イメージに付着して〜するトナーを４　ｂ
ｍツクアップしてしまう為カプリ濃度は低いが、低濃度
再現性の劣った画質しか得られなかった。一方斜線Ｃで
示される領域に於いてはトナーブラシの摺擦か弱い為、
上段の現像ロールにて、現像バイアスの制御により背景
部に強制的に付着せしめられたトナーを再びロール側に
引き戻す事が出来ず、結果としてカプリ機度の高い画像
しか得られなかった。即ち、低濃度イメージの再現性維
持とカプリ濃度の抑制は、現像バイアス電圧の極性（或
いはトナ一層電位の制御）、印加電圧の選択は勿論の事
、現像ニップ中に於けるトナーのバッキング密度（ｄＴ
／ｄｐで示される）が重要な要因である事が判明した。

上記画像特性を両立させるｋは第５図の直線イ及び口で
示される範囲内にトリミングギャップ及び感光体ドラム
−現像ロール間距離が維持されている事が必要である。

実験的には必要ｌノエ・′％ｄＴ／ｄＰ値がα２〜（Ｌ
７、好ましくはＱ、２５〜α５であることが確認された
。

更にここで重要な事は前述の如く現像ニップ中のトナー
のバッキング密度、換言すればトナーブラシが非常にソ
フトであり、嫌ぼ条先端のトナーが上段ロールにて現像
された現像像を軽（摺擦する事によって、−成分現像に
特有の画像縁端部での乱れを防止する事が可能となる。

第６図は本発明の磁気プツシ現像方法を実施するのに用
いる現像装置の一例を示す概略図である。

図中、１は感光体、２は非磁性スリーブ３とその内部Ｋ
ｍ石ロールを有する第１の現像ロールである。５はトリ
ミング兼用電極部材で６はバイアス電源である。第２の
現像−−ル７は第１の現像ロールとハハ同一の構成であ
り、非磁性スリーブと磁気ロール９とからなり、トリミ
ング兼用電極部材１０及びバイアス電源も同様に設けら
れている。

２個の現像ロールのスリーブはそれぞれ反時計方向に、
感光体とは逆方向に回転している。

感光体１に形成された静電潜像は、先づ第１の現像ロー
ル２により現像される。トナー収容容器から磁性トナー
が供給され、非磁性スリーブ３と磁気ロール４との相互
作用により非磁性スリーブ上を移動する。トリア−兼用
電極部材５により非磁性スリーブ３上の磁性トナ一層の
厚みが規制される・このトナ一層は次いで、現像領域へ
進行する・この際トリー兼用電極部材５に電圧を印加し
て、現像に必要な電荷を付与すると共にトナ一層厚を規
制する。非磁性スリーブ５ＶＣは、〕；イイアスミ６に
より潜像と逆極性の、？イアスミ圧が印加され、現像領
域に進行した磁性トナーの磁気ブラシは感光体の静電潜
像を現像する。この現像はトナーがほぼ単層で１画像背
景部ｋまで付着したいわゆる過現像として行われる。

第１現像党−ル２Ｖｃよる現像作用を受けた後。

感光体上のトナー像は第２現像−一ル７の作用下に入る
。第２現像ロールは第１現像ロールにより背景部まで付
着したトナーを吸着してスキャベンジングして画像背景
部にカブリがなく、シャープネスの高い品質のよい画像
を得るよ５に作用する。

第２の現像ロール７に印加するバイアス電圧は第１の現
像ロール２のそれとは逆極性、即ち潜像と同極性である
。

、トリミング兼用電極部材１０の作用により層厚が規制
された磁性トナーは非磁性スリーブ８及び磁気は一ル９
の相互回転作用により第２の現像領域まで進行する。

この際感光体１の潜像と同極性のバイアス電圧が印加さ
れている非磁性体スリーブ上の磁性トナーは感光体側に
は転移せず、感光体１上のトナーの内、感光体にゆるく
付着したトナーを感光体１から非磁性スリーブ８側へ転
移させる作用をする。

このトナーの転移は感光体上の画像背景部或いは画儂部
局辺に付着したトナーの転移であり、第１現像ｐ−ルに
より過現像されたトナー像は、第２現像ロールの作用に
より画像背景部及び画像周辺部のトナー吸着が行われて
、カプリがなくシャープネスの高い品質のよい画像を与
えるものである。

下段の現像ロール７から上段現像ロール２へのトナーの
還流は、トリマー兼用電極１０の領域に−（ａ気的に上
方へ２ツクアツプして行われる。尚各現像ロールは第１
図及び第４図で示されるものと同様の構成から成り、又
独４立して回転速度を制御することが可能な配置となっ
ているｍ　Ｖｐは感光体１の回転速度、Ｍｕは上段現像
ロール２の回転速度、ｖＬは下段の現像ロール７の回転
速度を示し％回転方向は夫々矢印にて示される。尚前述
の現像ニップ中のシナ−の／ｅツキング密度（ｄで／ａ
ｐ）　　は上段の現像ロールが０．５下段の現像ロー〜 ルがα３に設定されている。

感光体ドラムの回転速度Ｖｐ及び上段、下段の現偉冒−
ルの回転速度Ｖｕ、　Ｖｊｉ／の関係を、低濃度再現性
及びｍ橡の縁端部の乱れ、濃度について実験したところ
、第７図に示す様に、上段及び下段の現像ロール速度及
び速度比が画像品質に大きく影響する事が見い出された
。即ち第７図の斜、ＩＡｋ示す領域は上段現像ｐ−ルの
速度が遅い場合（Ｍｕ≦Ｘ２Ｖｐ）で画像濃度が低く且
つ画像の縁端部が乱れたものであった。これはトナーブ
ラシの摺擦速度が遅い為、現像像の＃１まりが悪く、現
偉効率が低い為と推測される。斜線Ｂで示される領域は
下段の現像ロール速度が遅い場合ｃＶ杯×２Ｖｐ）　　
で、画像縁端部に乱れがあり、且つカプリ一度の高い画
像しか得られない、一方上段及び下段の現像ロールに速
度比（ＶＪＩ／Ｖｕ）ｋ：関して、斜線Ｏの領域、即ち
上段のロール速度Ｍｕ　ｋ対し下段のロール速度ｖＬが
速い場合には、カプリ濃度及び画像縁端部の乱れは抑え
られるものの低濃度再現性が劣った画像しか得られない
。即ち、下段の現像ｐ−ルの回転速度が速いと、スキャ
ベンジ効果が強調されてしまう事が推測される。又斜線
りで示される領域、即ち上段ロールの速度Ｖｕｋ対し、
下段の現像ロール速度ｖＪｌ／が遅い場合には、低濃度
の再現性は満たされるものの、カプリ濃度が高く且つ僚
縁端部の乱れた非常に低品質の画慣しか得られない事が
判明した。又各現像ロール速度Ｖｕ、ＶＪ、＝が感光体
速度Ｖｐの７倍以上になると。

スリーブ上のトナーが搬送不良となり、現像ロール上で
縞状にトナーが欠落することがｓｗｔされた。

更に検討した結果直線イ及び口で示される範囲内のみで
カプリ濃度が低く、低濃度再現性が良好で且つ像の縁端
部のシャープな画像が得られる事を見い出した。即ち感
光体ドラムの速度Ｖｐｋ対し。

上段及び下段の現像ロール速度が２倍から７倍の範囲に
あり、且つ上段、下段の現像ロール速度比Ｖ＃／Ｖ　ｕ
　が０．５〜２．０の範囲内にある事が判明した。　　
　　　　　　− 上段及び下段現像−−ルの速度及び速度比に関しては、
上述の如く各々最適な範囲の存在する事が確認されたが
、現像像の形状に対する上記効果を顕微鏡等により観察
すると、上段ロールに関しては＠’ｔｙ＞埋まり面（密
度）及び識周辺部の乱れ、特に像の後端部のハミ出しに
対しトナーブラシの速度が影響を及ぼし、下段ロールに
関しては！現像バイアスにより現像力が抑えられ１機能
としては背景部に付着したトナーの除去及び像後端部に
ハミ出したトナー像の修正（ピックアップ）にあり、従
って磁気ブラシの接触圧力と摺擦速度がキイとなるもの
と推測される。即ち、静電気的、磁気的１機械的な力を
含めたピックアップ力はプランの速度、接触圧力（ｄＴ
／ｄｐ　ｋて代用）ｋ比例する・−力感光体上ｋｆｉば
均一に過現像された現像像は背景部、低濃度、高濃度部
により、潜像との付着力が異なる為、背景部に付着した
トナーな尭全にブラシ回収し、低濃度部に付着したトナ
ー）−１）ナープラシｋＡ付着く回収）させず、且つ周
辺部のみを修正する必要が生ずる為、下段ロールの速度
の制御が必要となり、上段、下段の現像ロール速度及び
速度比が重要なノラメータとなる事が判明した。

以上詳細に述べた如（、過現像、ピックアップの２段階
の現像を実施する２段党−ル現像法に於いて上段、下段
の各現像ロールの機能を充分に発揮させるｋは、各現儂
ｐ−ルのバイアス電圧及び現像ニップ中のトナーの）（
タキング密度の制御。

各現像ロールの速度、及び速度比が非常に重要である事
が確認された。末完１５１１１Ｃより、２個の現像ロー
ルが一体化゛された現像装置に於て上段及び下段の現像
ロール速度を感光体ドラム速度の２倍から７倍の速度（
好ましくは３〜５倍）ｋ設定し。

且つ上段、下段の現像ロールの速度比７３／Ｖｕをα５
〜シ（好ましくは０．８〜１．２）１／Ｃ設定する事で
、カプリ濃度を低下させ、且つ濃度再現性が良好で、更
に偉の荒れをも抑えた高品質な画像再現を達成する事が
確認された。

以下本発明の実施例を比較例との対比に於いて説明する
。

実施例 下記の条件にて現像を行った。

感光体ドラム：Ｓｅ系感光体 ＶＤＤｐ／ＶＢｋｏ＝９００／１００ 磁性トナー：　　１Ｑ１５Ω・ａｇ＋（８Ｘ１０４ｖ／
ｃｍ）平均粒径１４μｍ 感光体ドラム速度：　１２７ｗｓ／　ｓｅａ　（２０ｒ
ｐｍ）実施例の現像条件のうち、以下の条件のみが異な
る。

上記の結果から本発明により、優れた画像品質の複写物
が得られることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一本の現像筒−ルな使用した現像装置の概略断
面図であり、８！２図は第１図の装置による原稿画像濃
度と表面電位及びノＺイアス電位の関係を表わ１′第３
図は第１図の装置による現像曲線を表わし、第４図は二
本の現像ロールを使用した従来の現像装置の概略断面図
であり、第５図は第４図の装置１による。下段現像ａ−
ルの感光体と現像ロール間との距離ｄｐとトリさングギ
ャップ（ＩＴの関係図であり、第６図は本発明方法に用
いる現像装置の概略断面図であり、第７図は第６図の装
置による上段現像ロールの速度Ｖｕ　と下段現像ｐ−ル
の速度■Ｌの関係図である。 図中符号； １−ｍ−感光体ドラム；２，７−−−現像装置；３．８
−−一非磁性円筒スリーブ：４．９−一一磁石ロール：
５，１Ｏ−−−）りさング兼用電極：６％　１１−ｍ−
バイアス電源；　ａＴ−−−−電極ロール間距離；ａｐ
−−一感光体ロール間距離：Ｖｐ−−−感光体ドラム回
転速度：Ｖｕ−−一上段現像ロール回転速度：ｖｊＬ−
−一下段現像ロール回ｌ絢９ｈ罵６１！、１ 上Ｉ貸０−ル瞳Ｊ１υＬＡ（ＸｙＰ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録体上に形成された静電潜像を一成分６性トナーを用
   い互いに近接させて配置された、第１及び第２の磁気プ
   ランロールにより顕像化する方法に於いて、記録体の移
   動速度Ｖｐ、第１の磁気ブラシウールの移動速度Ｖｕ、
   第２の磁気ブラシロールの移動速度ＶＪＬ　トシタＲ，
   Ｖｐｋ対し、　Ｖｕ、　Ｖｌ　カ各々２〜７倍の速度で
   あり、且っＩ！１及び第２の磁気ゾラシロールの速度比
   ＶＬ／Ｍｕがα５〜２である事を特徴とする磁気プツシ
   現像方法。