JPS5880657A - 磁気ブラシ現像方法 - 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用いる新規な現像方法に関
するものである。

一成分磁性トナーを用いる現像方法としては、例えに比
較的導電性のトナーを用いて、潜像担持体に対峠するド
ナーに潜像電荷によって誘起された電荷をドナー上の導
電性トナーに注入して静電潜像と上記トナー間との間に
クーロン力を発生させ、このクーロン力を利用してｓｎ
化する方法が知られている（％開明第４９−４５１２号
）。

この方法の欠点はトナーが導電ｊのために、転写時に現
像と同様Ｏ現象がトナーと転写紙の間で発生し、像の崗
縁郁でトナーが飛び散る現象が与られることであり、従
って普通紙への転写を行うとと紘出来ない、この欠点を
改善する目的で、高抵抗又は絶縁性の磁性トナーが開発
され、又この開発に伴い、トナーへの電荷付与法も種々
提案されている。

上記の導電性トナーを使用する方法及び高抵抗トナーを
使用する方法にはいずれも不都合がある。

即ち、従来の２１Ｃ分系トナーの場合にはキャリヤーを
使用し、このキャリヤーがトナーへのＷ電付与、トナー
の運搬、現像領域におけるトナーの攪拌、スキャベンジ
ング等の機能を任っていたが。

−成分トナーによる現像ではそのような機能の全てがト
ナーに集中し、現、像装置が簡易化されるとか現儂剤寿
命が気長するとかいった長所Ｆｉするものの、制御要因
の大半がトナーの物性に集中するために画像をプロセス
面からコントロールすることが極めて困−である、そこ
で種々改善の丸めの提案がなされている。例えば、特開
昭第５５−７３０５８号社、導電性トナーには前以って
電荷付与ができないためＫＩｒｆに高速複写時に低濃度
の画像しか得られないという不都合を改善しようとじ九
ものである。即ち、２本の現像ロールを用いゐ２段階現
像法を採用したものであり、１段階目の現像ては、潜像
とは逆極性の高いバイアス電圧を印加して高い現像電界
により過現像を行ない、画像背景部にまでトナーを付着
させ、２段階目の現像で社、画像背景部の汚れを現像ロ
ールに潜像と逆極性のバイアス電圧を印加することによ
って除去している。印加するバイアス電圧は１段目が潜
像電位の０．３倍以上で、２段目社反転現會が起きない
範囲で潜像電位の９．２俵以下としている。

しかしこの方法では一担感光体に付着し九トナーは　感
光体とのクーロン力の他にファンデルワールス力等の力
が加わって強力に感光体に吸着されるので潜像電位の０
．２倍程度の７？イアス電圧では完全に背景部のトナー
汚れを除去することはできない。従って１段目の過現健
時に高いバイアス電圧を印加できず、高濃度の画ｇＩを
得るまでには至らない。

また前記と同様に２段階現像法を採用し、かつ高抵抗ト
ナーを使用した例として特開昭第５５−１３８７６６号
がある。この場合にはトナーが高抵抗であるために、現
像に先立ってトナーを帯電させることができるが、現像
直後では過現像となり靜電潜像上にトナーが何層にも積
層されて吸着され、転写時にｆａの乱れを生じるので、
２段目の現像装置により静電潜像と同極性に帯電したト
ナーによって、過現像されたトナー像をスキャベンジン
グして、シャープな画像を得ようとしている。

１、この方法ではトナーへの電荷付与は、トナ一層厚の
規制をも兼ねた電極部材からの電荷注入によって行われ
る。

高抵抗トナーを用いる現像の場合には、現像ロールのス
リー！上のトナーは１分極の丸めや異極性トナーが存在
する丸めに、トナー同志がチェーンを形成し、仁のチェ
ーンがスリーブの回転と共に磁極上を通過する際、１ｍ
極か゛ら発生する磁力線に沿って配向し、直鎖状のチェ
ーンに成長する。

このチェーンを形成して−るトナー同志の吸着力は相当
強固であるために、ｉｅ像に対してそのまま長いチェー
ンの状態を保って付着する〔第１図翰参照〕。セして一
担潜像に付着したトナー社前述のように強い力で潜像と
引合い１％にその力はフリンジ電場の発生する画像端部
において強い。特開昭第５５−１３８７６６号の方法で
は画像部に付着した。感覚体との吸着力が強く、シかも
トナー同志の吸着力も強い部分のスキャベンジングを行
わねばならないが、前記したようにこのことは極めて困
難である。たとえ感光体とスリーブとの間で火花放電が
発生する程度にまでバイアス電圧を高めたシ、トナ一層
密度を＾めて摺擦力を増加させて、可能なかぎゃスキャ
ベンジング力を強めてもトナーチェーンの特にＷｊｉＡ
ｓ端部における除去は期待通りには行えない〔第１図（
ロ）参照〕。画像端部にトナーチェーンが残留すると、
感光体と現像ロールとが離れる瞬間に近傍にある磁極の
影響を受けその磁力線に沿って配向するためにその先端
は非画像部分にはみ出し、画像の鮮鋭度（シャープネス
）を乱すことになる〔第１図（ｃ）参照〕。又上記のよ
うなチェーン状態のトナーによる現像では、トナーチェ
ーンが相互に斥力を及ぼしあっているために、潜像上で
密に吸着されず、粗に付着する〔第２図翰参照〕。従っ
て付着現倫剤貴の割には荒れ九ｉｉｉ＊となり、その荒
れはスキャベンジングにより強調され〔第２図（ロ）参
照〕１期待通りの効果を得ること社できない。

本発明は上記の分析に基づき、２段現像法における前記
の欠点を解消することを目的としてなされたものであり
、導電性トナー及び高抵抗トナーのいずれを用いても、
高濃度、高密度、高い鮮鋭度で、かつ低濃度及び横線細
線再現性に優れ友画偉を得ることのできる磁気ブラシ３
Ｊ像法を提供したものである。

即ち１本発明は静電潜像担持体上の静電潜像を、互いに
逆磁性の現偉、？イアス電圧を印加し友第１現像關−ル
及び第２現ｌｌｍ−ルに保持した一成分磁性現儂剤を用
いて現像する磁気ブラシ現像方法に於いて、 第１現像ロール及び第２現偉ロールの磁気ブラシ着の高
さが現像ロールの磁極上で０．５〜１　ｍｊｌ極間で０
．１５〜０．３５ｍの磁気ブラシにより現像することを
特徴とする磁気ブラシ現像方法である。

以下便宜上高抵抗磁性トナーを用いる場合について本発
明を説明する。

高抵抗トナーを使用する場合、前述のようにトナーチェ
ーンが現像ロールスリーブ上に形成されるが、トナ一層
厚を規制して極〈薄い層にし、かつ現像力と現像を抑制
する磁気力を適当にコントロールすれば第３図に示すよ
うに単層に近い状態で、即ちスリー！上のトナーチェー
ンの先端で現像できることが見出された。更に画像背景
部との電位コントラストの小さい低濃度部及び横線細線
部の再現も、トナーチェーン先端トナーのみでほは単層
に画像背景部まで過剰現像した後１画曹背景部のトナー
のみを除去することにより達成される。以下図面に基づ
いて説明する。

第４図は本発明の磁気ブラ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とその内部に
磁石薗−ルを有する第１の現儂ｐ−ルである。５はトナ
一層厚規制板で６はバイアス電源である。第２の現像ロ
ール７は第１の現像ロールとはげ同一の構成で１！＞、
非磁性スＩＪ　−１８と磁石ロール９とからなり、トナ
一層厚規制板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（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に形成され九靜電潜儂は、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書移動する。トナ一層厚規
制板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
ナ一層厚規制板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３には、バイアス電源６により潜像と逆
極性のバイアス電圧が印加され、現像領域に進行し良磁
性トナーの磁気ブラシは感光体１の靜電潜曹を現像する
。この現像はトナーがほは単層で１画惜背景部にまで付
着したいわゆる過現像として行われる。

第１現儂ロール２による現像作用を受けた後。

感光体上のトナー儂は第２現曹ロール７の作用下に入る
。第２現惨ロールは第１現儂ロールにより背景部まで付
着したトナーを吸着してス中ヤ４ノジングして画像背景
部にカブリがなく、かつシャープネスの高い品質のよい
画像を得るように作用する。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。

トナ一層厚規制板１００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ｐ−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／？バイアス電圧印加
されている非磁性体スリーブ８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ｌから非磁性スリーブ８側
へ転移させる作用をする。このトナーの転移線感光体上
の画像背景部或いは画儂部間辺に付着したトナーの転移
でＴｏに、第１現像ロールにより過現像されたトナーｇ
ＩＬ、第２現像ロールの作用により画像背景部及び面憎
周辺部のトナー吸着が行われて、カブリがなく、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。

第１現俸ロール及び第２現像ロールの磁気ブラシ着の高
さを磁極上で０．５〜ｌ■、磁極−で０．１５〜０．３
５ｍにし、各現像ロールに所定のバイアス電圧を印加す
ることにより第１現俸ロールで単層現像が行われ、第２
現倫ロールで非画像部トナーが吸着されて良好な現像が
行えるが、そのためにｉ１ｉ＠４図に示したようにトナ
ーブラシの厚みに相当するトリオンダイヤツブｄＴと臀
光体ドラムとＩＡｅａ−ルの非磁性円筒スリーｆｄＰと
の比（”ｄＴ／ｄＰ）、及びトナーの粉体圧縮率Ｃを適
轟な値に選ぶことが重要である。

粉体圧縮率は以下の方法によシ測定される。

小型篩振壷機（新東科学ＨＯＨ２０４５）に取付またＪ
ＩＳ　　１６メツシユ開口部１龍、７５■ＩＸ　２０ｔ
ａＨＩＤＸｌ　！ｊ−ンにより分散したトナーを漏斗を
通して容量２４．８ｃｃ、重量９４．２２Ｎのセルに充
分あふれるまで充填する。あふれたトナーをすり切り、
重量（Ｗｔ　）を測定することで見掛密度（ρａ）が次
式（１）にょ夛求められる。

Ｗｃ：　セルの重量＜ｙ＞ １ ｖｃ：　セルの容量（ｅｅ） 次にトナーが充分あふれるまで充填し九セルを机上にて
トナーｔ−４光しながら、トナーが最密充填に近い状態
になるまで充分タッピングして見掛密度測定時と同様に
す）切る。最密充積密度ρａを（１）式に準じて求める
。ζこで変わるのはＷｔの値のみである。両者の計算結
果よ〉圧縮率Ｃを次式（２）にて計算する。

上記圧縮率Ｃ祉、トナーの流動性と密接な相関関係を持
つ。即ち、値が低−場合にＦｉ流動性が良く、高い場合
に＃ｉ流動性に劣る。

トナーの粉体圧縮率の使用範囲は２５〜ＳＯ＠である。

トナーの圧縮率が２５９１以下になると、（即ちトナー
の流動性が非常によくなると）トナーの接触が軽微とな
９現偉効率が低下する。逆〈５０饅以上になるとトナー
の流動性が悪くなシ。

トナ一層厚規制板をトナーがくぐり難くなる。十の走め
、トナ一層は粗になシ、現像効率が低下する。そしてト
ナー圧輸率Ｃが２５〜ｓｏｂの範囲では、感光体と現像
トルのスリーブとの最近接距離ｄＰは０．３〜１．０ｍ
、好ましくは０．４〜０．８目であり、トナ一層厚規制
板とスリー１表面との間Ｗｉ、ｄ↑はｄＰ４Ｄ０．２〜
０．７倍、好ましくａＯｊ！５〜０，５倍であることが
判明した。またトナーのスリーブ表面上の移動速度は感
光体の移動速度に対して３〜４倍が好ましいことが判明
した。

現１１ａ−ルの現像磁極は磁気ロールの中心と感光体の
中心を結ぶ線から多少ずらす（０〜５″が好ましい。）
配置がよく、こうすることで非常に柔かい穂立でトナ一
層が感光体に接触し単層現像が行われる。

上記のノラメーター紘第１及び第２現儂ロール共同様で
ある。

又現像とは逆の力として働く磁気力は第１現偉ロール及
び第２現儂ロール表向で７００−１２００ガウスとする
のが好ましい。

印加するバイアス電圧は両現俸ロールで異なる。

即ち、第１現儂ロール社トナーを潜儂に付着させる方向
の２イアス電圧が印加される。例えばセレン系感光体を
用いる場合には潜儂極性はプラスであり、従って第１現
像ロールに印加する電圧はマイナスであり、その大きさ
は潜侭電位により異なるが３００〜７００Ｖ程度である
。このような条件で感光体上にはぼ単層でかつ画像背景
部までトナーが吸着される。

第２の現像ロールには現像を抑制し、かっ−担感光体上
に吸着されたトナーを引き剥す方向のバイアス電圧が印
加される。前記のセレン系感光体の場合にａ＋ａｏｏ〜
５ｏｏｖが印加される。仁の第２の３Ｊ１１１１−−ル
の作用にょ）画像背景部及び―像鵬辺部に付着し九トナ
ーは現１１ｓ−−ルに吸着され、画像背景部にカクリが
なく、かっシャープネスの高い高品位画倫が得られる。

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 第４図に示した２段現像法を採用し九装置を用いて下記
の条件にて現像を行っ九。

感光体：　セレン系感光体　帯電電位５ｏｏｖ感党体：
　セレン系、帯電電位８００Ｖ第１現曽ロール及び第２
１１像ロール：　対称着磁型。

スリーブ表面磁束 密度８００ガウス。

磁極中、心のズレ＋ ５’ 磁性）＋−：　　ｌ０００Ｖ／ｍ　印ｍａｉ１０１５Ω
傷、圧縮率４５１Ｇ トナー移動速度：　感光体表面速度の３倍〜４倍トリミ
ングギャップｄＴ：　　０．２５ｓａｌ感光体と３ｊｌ
儂ロールの最近接距離ｄＰ：　　０．６ｕ印加／ぞイア
スミ圧：　第１ｆｉ健ロール　−５ｏｏｖ第２現偉ロー
ル　＋５ｏｏｖ 上記の条件を採用したところ、静止系でスリーブ上のト
ナ一層の高さは磁極上で約０，７ｍ、磁極間で約０．２
５ｍであった。この状態では感光体表面とトナ一層との
接触Ｆｉあシ得ないが、動的状態。

即ちトナ一層を担持する現像ロールの表面移動速度（ト
ナー移動速度）が感光体表面移動速度の３−２〜４倍で
、非常に柔かい穂立でトナ一層が感光体に軽微ＫＩＩ触
していることが目視された。

そして、第１の現像ロールによシ画惜背景部にはぽ単層
で均一付着し友トナー社第２の現像ロールに吸着され、
画像背景部にカブリのない、シャープネスの高い品質の
よ一画像が得られ九。

【図面の簡単な説明】

第１図ω〜（ｅ）Ｆｉチェーン状態で潜１１に付着する
トナーの説明図で１６．第２図（転）及び（ロ）は同じ
くチェーン状態のトナーの斥力による効果を示す説明図
であり、第３図は単層で潜偉に付着するトナーを表わし
、第４図は本発明の磁気ブラシ現像法に用いる現像装置
例の断面図である。 図中符号： １・・・感光体、２・・・第１現儂ロール、３．８・・
・非磁性スリーブ、４，９・・・磁石ロール、５．１０
・・・トナ一層厚規制板、６．１１・・・バイアス電源
、７・・・第２現像田−ル 第　　ＩＩＩ （ａ）（ｂ） （Ｃ） １２１！！ 第　　３　　図 （ 第４図 Ｐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１、静電潜像担持体上の静電潜像を、互いに逆極性の
   現偉バイアス電圧管印加し九第１現ＩＩａ　−ル及び第
   ２現惨ロールに保持した一成分磁性現曹剤を用いて、現
   像する磁気ブラシ現像方法に於いて、 第１現像ロール及び第２現俸ロールの磁気ブラシ穂の高
   さが現像ロールの磁極上で０．５〜ｌ１１１１゜磁極間
   で０．１５〜０．３５Ｍの磁気ブラシによシ現倫するこ
   とを特徴とする磁気ブラシ現像方法。