JPS60126658A - 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】 （８１発明の技術分野 この発明は静電潜像を利用した記録装置における現像方
法に係り、特にカラー記録装置に好適な現像方法に関す
る。

（ｂｌ　技術の背景 情報の多様化・複雑化に伴って、記録の分野においても
カラー記録が開発され、かつ実用化が計られている。電
子写真記録方式あるいは静電記録方式の分野でも例外で
はなく、カラー静電記録方式は種々提案されている。

電子写真・静電記録方式でカラー化を行なう場合は潜像
の形成と現像を複数回繰り返す方法が一般的である。す
なわぢ、色の種類だけ潜像形成と現像を繰り返すのであ
るが、このために感光ドラム上に形成さた前工程のトナ
ー像が次ぎの現像の工程で破壊されることがない現像方
法が必要である。そのためにトナーのジャンピング運動
を利用して現像する方式が提案されている（特開昭５８
−８２２６４号公報）。

一方、磁性トナーを用いた一成分現像剤を使用する現像
法も提賞されているが（特開昭５８−７２９７３号公報
）、磁性トナーは黒色の磁性体を含有するために鮮やか
な色彩の記録をえることは困難である。したがって、磁
性体を含有しない非磁性トナーによる現像を採用する必
要がある。

（Ｃ）　従来技術と問題点 第１図に従来の現像装置の構成図を示す。第１図におい
てｌは感光ドラム、２は現像部であり、この現像部２は
磁気ローラ２１、ステンレスなどの導電性の現像ローラ
２２よりなる。磁気ローラ２１は回転マグネット２１ａ
と、それを覆う非磁性のスリーブ２１ｂよりなる。現像
剤３は非磁性のトナーとキャリアと呼ばれる磁性体の混
合体である。磁気ローラ２１と現像ローラ２２との間隙
はａに設定され、金属ローラ２２と感光ドラムｌとの間
隙はｂに設定される。腎伎ａは磁気ローラ２１の表面に
形成され、かつその高さがブレード２３によって規制さ
れる現像剤３の穂３ｂの先端が現像ローラ２２に接触す
るように設定される。間隙すは現像ローラ２２の表面に
形成された非磁性トナーの層３ａが感光ドラムｌの感光
１ｉ１ａと接触しないように設定される。現像ローラ２
２と感光ドラムｌとの間に電界を印加するためのバイア
ス電源４が設けられる。

このような現像装置における現像のプロセスを簡単に説
明すると、磁気ローラ２１上の現像剤３の穂３ｂが現像
ローラ２２に近づくと非磁性のトナーがキャリアとの摩
擦によって獲得した電荷の鏡像力によって現像ローラ２
２の表面に吸引され、その表面に薄いトナ一層３ａを形
成する。このトナ一層３ａが感光ドラムｌと対向するよ
うになると、バイアス電源４の電界によっソトナーがジ
ャンピング運動を行ないトナークラウドを生じる。この
トナーは間隙の中で空中移動し、感光ドラムｌ上の感光
層１ａに形成されている静電潜像に静電的に吸引されて
、これを可視像とする。

このように、第１図の現像装置は感光体上に既に形成さ
れているトナー像の破壊という問題点に対してはトナー
のジャンピング運動を利用することにより解決しようと
したものであり、非磁性トナーの利用により外やかな色
彩の多色記録を実現するものである。

ここで現像剤３を構成するキャリアに着目すると、キャ
リアは非磁性のトナーと鏡像力により結合してトナーを
搬送する機能および磁気ローラ２１の表面に現像剤３の
穂３ｂを形成する機能を有している。したがって現像装
置には必要であるが、潜像の可視化には不要なものであ
る。しかしながら、従来の現像装置では第１図に示すよ
うに磁気ローラ２１から現像ローラ２２に対するトナー
の転移は現像剤の穂の接触によって行なわれている。す
なわち、トナーの鏡像力によってローラ間を転移する。

したがって、間隙ａは微少に、かつ正確に設定する必要
がある。この間隙設定が正確に行なわれないと転移され
るトナーの量が規定値に対して増減したり、またトナー
だけでなくキャリアも磁気ロラー２１から現像ローラ２
２に転移されるという問題を生じる。転移されるトナー
量の増減はトナー像の濃度に濃淡が生じ、キャリアの転
移は前記磁性トナーと同様にトナー像に磁性体が含有さ
れるために鮮やかな色彩を得難いという問題点を有する
。

＋ｄ＋　発明の目的 この発明はこのような問題点に注目し、磁気ローラから
現像ローラへのトナーの転移に際して、トナーの転移量
が一定にでき、かつキャリアの転移を減少あるいは防止
することができる現像方法を提供するものである。

ｌｅｌ　発明の構成 この発明は前記の問題点が磁気ローラから現像ローラへ
のトナーの転移が現像剤の穂が現像ローラへの接触した
状態で行なわれトナーの鏡像力を利用していることが大
きな要因と考え、磁気ローラから現像ローラへのトナー
の転移を現像剤の穂の接触がない状態で行ない、鏡像力
ではなくトナーの飛翔運動を利用したものである。すな
わち、本発明は記録媒体上に形成された静電潜像を可視
像とする現像装置において、非磁性トナーと磁性キャリ
アを混合した現像剤を用い、現像剤保持体上に現像剤の
穂を形成し、この現像剤保持体上における非磁性トナー
を電界による飛翔運動を利用してトナー保持体に転移し
てその表面に非磁性トナ一層を形成し、該トナー保持体
上の非磁性トナーを電界による飛翔運動を利用して潜像
保持体上の潜像に供給することにより現像することを特
徴としたものである。

（ｆｌ　発明の実施例 以下に本発明による現像方法の実施例を図面に沿って詳
細に説明する。

第２図は本発明の現像方法を使用した電子写真記録方式
の２色記録装置を示す概要図であり、１０は感光ドラム
、２０は初期帯電器、３０ａは第１の露光部、４０ａは
第１の現像装置、５０は再帯電器、３０ｂは第２の露光
部、４０ｂは第２の現像装置、６０は転写部、７０は静
電除電器、８０はクリーニング部、９０は光除電器、１
００は熱定着部、１１０は記録用紙である。帯電器２０
と露光部３０ａにより第１の潜像形成部を構成し、帯電
器５０と露光部３０ｂにより第２の潜像形成部を構成し
ている。

この記録のプロセスを簡単に説明すると、まず感光ドラ
ム１０の表面に設けられた感光層１０ａは初期帯電器２
０によってその表面に一様に帯電され、露光部３０ａに
よって第１の色に対応する潜像が形成される。それは感
光１ｉＬＯａの表面にレーザ光を照射することにより行
なわれる。第１の色に対応する潜像は第１の現像装置４
０ａによって第１の色のトナーが供給されることにより
可視像とされる。

第１の色のトナー像を含めて感光層１０ａは再帯電器５
０によって一様に帯電される。第２の露光部３０ｂによ
って第２の色に対応する潜像が形成され、第２の現像装
置４０ｂによって第２の色のトナーが供給されて第２の
Ｉｌ！＃像も可視像とされる。トナー像は転写部６０に
よって記録用紙１１０に転写され、熱定着部１００によ
って定着される。転写が終了すると感光ドラム１０の表
面は静電除電器７０によって感光層１０ａの電荷が除去
され、クリーニング部８０によって残留トナーが除去さ
れ、最終的に光除電器９０によって除電され、次ぎの周
期の記録プロ１スに供される。

第３図は第２図の第１・第２の現像装置の詳細を示す概
要図である。第１の現像装置と第２の現像装置とはその
構成が全く同じであり、現像剤を構成するトナーの色が
異なるのみであるので、第１の現像装置を例にとって説
明する。

現像装置４０ａは筺体４１、現像剤保持体としての磁気
ローラ４２、トナー保持体としての現像ローラ４３、ブ
レード４４、第１のバイアス電源４５、第２のバイアス
電源４６よりなる。　１２０ａはキャリア、１２０ｂは
トナーであり、現像剤１２０はキャリアと非磁性トナー
とが混合されてなる。キャリア１２０ａは粒子の径が５
〜５０μｍで比抵抗が１０１ｆ〜１０１６Ω・０の高抵
抗磁性材料であり、トナー１２０ｂは粒子径が５〜５０
μｍの非磁性の絶縁性材料よりなる。このようにキャリ
ア１２０ａの粒子径が略トナーのそれと略同じなのでキ
ャリア１２０ａに対するトナーの量は５〜６０ｗ　ｔ％
に向上できる。

磁気ローラ４２は回転マグネット４２ａとこれを覆う非
磁性のスリーブ４２ｂよりなる。磁気ローラ４２と導電
体材料（例えばステンレス）や半導体材料（例えばアル
マイト処理ローラ）よりなる現像ローラ４３との間隙は
Ａに設定され、現像ローラ４３と潜像保持体である感光
ドラム１０の間隙はＢに設定されている。現像剤の搬送
は回転マグネット４２ａの回転あるいはスリーブ４２ｂ
の回転によって行なわれ、ブレード４４によって規制さ
れる現像剤１２０の穂の先端が現像ローラ４３の表面に
接触しない距離に間隙Ａが設定される０間隙Ｂは現像ロ
ーラ４３の表面に形成されたトナー１ｉ１２０ｃが感光
ドラム１０の感光層と接触しない距離に設定される。第
１のバイアス電源４５は現像ローラ４３と磁気ローラ４
２との間に印加され、その間の空隙に電界を作る。この
電源としては直流、交流あるいは直流偏倚された交流の
いずれでもよい；第２のバイアス電源４６は感光ドラム
１０と現像ローラ４３との間に印加され、その間の空隙
に電界を作る。この電源も直流、交流あるいは直流偏倚
された交流のいずれでもよい。

現像のプロセスをｗｉ単に説明する。

トナー１２０ｂはキャリアｌ　２０ａとの摩擦により所
定の極性に帯電され、マグネット４２ａあるいはスリー
ブ４２ｂの回転によりスリーブ４２ｂの表面に現像剤の
穂を形成する。この現像剤の穂がスリーブ上を移動して
現像ローラ４３と対向するようになるとバイアス電源４
５の電界によってトナー１２０ｂのトナークラウドがそ
の空隙に形成される。トナー１２０ｂはその空隙を移動
しつつ現像ローラ４３の表面に吸着し、トナ一層１２０
ｃを形成する。すなわち、現像剤保持体である磁気ロー
ラ４２がらトナー保持体である現像ローラ４３に対する
トナーの転移はトナーの飛翔運動によって行なわれる。

したがって、現像剤１２０の穂が現像ローラ４３に接触
することがないので、キャリア１２０ａが現像ローラ４
３にトナーとともに転移することがなく、したがって、
潜像はトナーのみによって現像されることになり鮮やか
な色とすることができる。また、トナーの転移量はバイ
アス電源４５の電圧値によっである程度制御することが
できるので、間隙Ａはそれほど精度よく設定する必要が
ない。

一方、現像ローラ４３が回転し、トナ一層１２０ｃが感
光ドラムｌＯと対向すると第２のバイアス電源４６の電
界によって再度その間の空隙にトナークラウドが形成さ
れる。同様にして空隙を移動するトナ−１２０ｂハｇ光
ドラム１ｏの感光層に形成された潜像ニ付着し、その潜
像を可視像とする。このように、トナー保持体である現
像ローラ４３、潜像保持体である感光ドラム１０に対す
るトナーの転移はトナーの飛翔運動によって行なわれる
。

第４図は本発明の他の実施例を示す現像装置の概要図で
あり、第３図と同し構成は同じ参照符号を付しである。

第４図においては現像ローラ４３に対してブレード４０
０を設けている。かがるブレード４００はその先端が現
像ローラ４３の表面に接触するように筺体４１に固定さ
れる。現像ローラ４３との接触位置は現像ローラ４３の
回転方向（矢印に示す）に関して感光ドラム１ｏの対向
位置よりも後段に設けられる。その機能は現像ローラ４
３に形成されたトナ一層１２０ｃのうち、現像に使用さ
れなかった現像ローラ４３上の残留トナーを現像ローラ
４３がら剥離して除去する点にある。したがって、現像
ローラには毎回均一な厚みのトナ一層を形成することが
できる。剥離されたトナーは再度キャリアと混合され再
使用される。

第５図は本発明による他の実施例を示す現像装置の概要
図であり、第３図、第４図と同じ構成は同一の参照符号
を付しである。第４図においては現像ローラ４３におけ
る現像に使用されなかった残留トナーを非接触によって
除去するものである。

すなわち、現像ローラ４３の回転方向（矢印に示す）に
関して感光ドラムｌＯの対向位置よりも後段に設けられ
るトナー回収のための回収ローラ５００は導電性の材料
よりなり、現像ローラ４３に対して空隙を介して対向す
る。そしてこの回収ローラ５００と現像ローラ４３間に
はバイアス電源５０１が設けられる。この電源５０１は
電源４６と同相の交流電圧を両ローラ間に印加する。残
留トナーはこの電源５０１の電界によって飛翔運動を生
じ、非接触により現像ローラ４３の表面から除去するこ
とができる。

第６図は本発明による他の実施例を示す現像装置の概要
図であり、第３図、第４図および第５図と同じ構成は同
一の参照符号を付しである。第６図では磁気ローラ４２
におけるキャリア１２０ｂを磁気ローラ４２の表面から
剥離するためのブレード６００を有する。剥離されたキ
ャリア１２０ｂと現像ローラ４３から回収したトナー１
２０ａとはブレード６０１によって磁気ローラ４２の下
方には搬送され、攪拌ローラ８０２によって両者が混合
される。その攪拌にともなってトナー１２０ａは帯電さ
れる。

第３図から第６図までの例において、バイアス電源４５
・４６の電圧値あるいはブレード４４の長さが規定に対
して誤差を生じると磁気ローラ上のキャリアも現像ロー
ラあるいは感光ドラムに転移される可能性がある。この
ことば鮮やかな色彩のカラー記録の点で不利である。

第７図は本発明による°他の実施例を示す現像装置の概
要図であり、前記のように誤って磁気ローラ上のキャリ
アが現像ローラや感光ドラムに転移してもトナー像を変
色することのない装置を提供するものである。なお、第
３図、第４図、第５図および第６図と同じ構成は同一の
参照符号を付しである。第７図において、現像ローラ４
３と感光ドラム１０に対して回転マグネット７００と７
０１が設けられる。このマグネット７００は現像ローラ
４３に付着したキャリア１２０ｂを感光ドラム１ｏに搬
送される以前に現像ローラ４３から回収するものであり
、マグネット７０１は感光ドラム１０に付着したキャリ
ア１２０ｂを転写部にてトナー像が転写される以前に回
収するものである。回転マグネｙ　ドア００．　７０１
は必ずしも回転をする必要がないが、回収の効率を考え
ると回転したほうが望ましく、その時の回転方向は回収
対象とする現像ローラ４３、感光ドラム１０の回転方向
と反対が望ましい。

ｆｇｌ　発明の効果 以上のように本発明では現像剤保持体である磁気ローラ
からトナー保持体である現像ローラへのトナーの転移は
電界による飛翔運動によって行なわれるので、トナーの
みが現像ローラに転移される。したがって、鮮やかな色
彩のカラー記録を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の現像装置の構成図、第２図は本発明の現
像方法を使用した電子写真記録方式の２色記録装置を示
す概要図、第３図は第２図の第１・第２の現像装置の詳
細を示す概要図、第４図〜第７図は本発明の他の実施例
を示す現像装置の概要図である。 図中、１０は感光ドラム、２０は初期帯電器、３０ａは
第１の露光部、４０ａは第１の現像装置、５０は再帯電
器、３０ｂは第２の露光部、４０ｂは第２の現像装置、
６０は転写部、７ｏは静電除電器、８ｏはクリーニング
部、９０は光除電器、１ｏｏは熱定着部、１１０は記録
用紙、４２は磁気ローラ、４３は現像ローラ、４５・４
６はバイアス電源、１２０ａはキャリア、１２０ｂはト
ナー、１２０は現像剤である。 第１図 第２図 第３図 第４図 ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録媒体上に形成された静電潜像を可視像とする現像装
   置において、非磁性トナーと磁性キャリアを混合した現
   像剤を用い、現像剤保持体上に現像剤の穂を形成し、こ
   の現像剤保持体上における非磁性トナーを電界による飛
   翔運動を利用してトナー保持体に転移してその表面に非
   磁性トナー屓を形成し、該トナー保持体上の非磁性トナ
   ーを電界による飛翔運動を利用して潜像保持体上の潜像
   に供給することにより現像することを特徴とした現像方
   法。