JPS61183666A - 現像方法および現像装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は複写装置などに適用しうる乾式現像方法および
その装置に関するものであり、更に詳言すれば絶縁性磁
性現像剤を用い静電像を可視化する現像方法および現像
装置に関するものである。

従来の技術 一般に静電像を可視化する現像法として、カスケード法
、磁気ブラシ法、パウダークラウド法などの多数の方法
が知られておシ、なかでも磁気ブラシ法が広く利用され
ている。この磁気ブラシ法は、磁性を有する現像剤を用
い、たとえば特開昭５２−１７８８１号公報に記載され
ているように回転可能な非磁性導電性の現像剤保持部材
内に固定した磁極を配し、前記現像剤保持部材を回転さ
せて現像剤を搬送することによって形成される現像剤層
、いわゆる磁気ブラシを静電像に接触させて静電像を可
視化するものである。あるいは特開昭５２−６７３３６
号公報に記載されているように非磁性導電性の現像剤保
持部材内に配した磁気ロールを回転させて静電像を可視
化する磁気ロール回転式のもの、あるいは特開昭５４−
１１６２３３号公報や特開昭５４−１１９９３５号公報
に記載されているように、現像剤保持部材と磁気ロール
を同方向に回転させて現像する方式のものがある。

一方、このような磁気ブラシ法に適した磁性体を有する
現像剤として、特開１１１５７−１０１５０公報などに
記載されているような、ともに樹脂中に磁性体を含有し
、かつ摩擦帯電極性の異なる二方 種類の絶縁性磁性粉体の」督トナー、他方をキャリアと
して混合してなる現像剤（以下ＰＰＰ現像剤と称す）が
提案されている。さらにこのような現像剤に最も適した
現像方式として現像剤保持部材と磁気ロールを互いに逆
方向に回転させ、現像剤を静電像保持部材に接触させて
静電像を可視化する現像方式が提案されている。（特開
昭５８−２０５１６６号公報） このような現像剤ならびに現像方式によって得られる複
写画像は、原稿に忠実で階調性に富むものであること、
ソリッド画像周辺部で濃度ムラがなくエッヂの切れ具合
が良好なことが、ガンマ値（原稿濃度に対する複写画像
濃度の特性曲線の勾配）が１に近いなどの特徴がある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、ＰＰＰ現像剤を用いて静電像保持部材に
現像剤を接触させて静電像を可視化する場合、現像剤は
、静電像保持部材に画像部（本来トナーが付着すべき部
分）、非画像部（本来トナの −が付着すべきでない地の領域部分）区別なく接触する
ために、多少とも非画像部にもトナー付着が生じ、いわ
ゆるカブリの発生を避けることが出来なかった。

本発明は上記問題点を鑑み、ＰＰＰ現像剤を用いて現像
剤層と静電像保持部材とが非接触で現像を行うことによ
り、カブリのない、しかも従来のＰＰＰ現像剤を用いた
際の特徴である階調性に富んだ複写画像を得ることを目
的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するだめに本発明の現像方法および装
置は、静電像保持部材と現像剤保持部材とを現像剤の層
厚よりも大きな離間距離をもって保持させ、静電像保持
部材と現像剤保持部材との間に交流成分を含むバイアス
を印加できるように構成されている。

作　　用 本発明は上記した構成によって、静電像保持部材への現
像剤の接触をなくシ、これにより非画像部へのトナーの
付着を最小限におさえることができる。また、静電像保
持部材と現像剤保持部材との間に交流成分を含むバイア
スを印加することで、が 現像剤層によって形成される磁気ブラシ璽動、撹拌され
、これにより現像剤保持部材への拘束力が弛緩され、非
接触現像による現像能力の低下をおさえることができる
。

以上のことから、その複写画像は画像部のみを効果的に
可視化され、非画像部への現像剤の付着も回避せしめら
れ、カブリもなく原稿に忠実な複写画像となる。

実施例 本発明の構成とその効果について具体的な実施例ととも
に説明する。

発明者らはセレン感光体ドラムを用い、均−帯電 電、像露光、現像、普通紙への転写、転写ち定着。

転写後の感光体のクリーニング・除電の一連の複写プロ
セスを行なうことができ、しかも現像部の構成金任意に
変えることのできる複写装置を試作した。第１図は試作
した複写装置の現像部の概略を図示したものである。静
電像保持部材１は接地された導電性支持層２の表面にセ
レンをベースにした光導電層３が形成されており、矢印
Ａで図示した方向に移動速度１５０Ｔｍ／Ｓｅｅで回転
し、均−帯電時には＋７００ｖに帯電される。現像剤保
持部材４は非磁性導電性で外径３１＋ｏ＋、軸方向の長
さが２゛８ｏＩＩＩＩＩ＋であり静電像保持部材と同方
向に１１００ｒｐ　　で回転している。この現像剤保持
部材４に内蔵された８極の磁気ロール６は現像剤保持部
材４と逆方向に１１００Ｏｒｐ　で回転している。

磁気ロール５の各磁極の磁力は現像剤保持部材４の表面
において８００　Ｇａｕｓｓの磁界が形成される様に設
定されている。現像剤はＰＰＰ現像剤であり、トナーが
アクリル系樹脂中に２０重量％のマグネタイト微粒子磁
性体を含有したもので、平均粒径が１１μｍ１東芝ケミ
力ル社製ブローオフ粉体帯電量測定装置ＴＢ−２００で
測定しだ粒径１６０μｍ１基準鉄粉キヤリアとの帯電量
が一１４μｃ　／　９、体積抵抗値が３．４Ｘ１０　　
Ω・口の磁性粉体であり、またキャリアはアクリル系樹
脂中に７０重量％のマグネタイト微粒子磁性体を含有し
たもので、平均粒径が４０μｍ、トナーと同様に測定し
た帯電量が＋０．３１１０７ｇ、体積抵抗値が３．２Ｘ
１０　　Ω・口である。この現像剤のトナー濃度は１６
チとし、現像剤の総量は２００１ｉ’とした。

現像剤保持部材４の表面に形成される現像剤層７の層厚
を規制する現像剤規制部材６は磁性体材料を用いており
、現像剤規制部材６と現像剤保持部材４との離間距離は
０．３０ｍｍ　（これにより現像剤層７の層厚は０．１
６ｗｍより０．４５ｍｍとなる。）とし、静電像保持部
材１と現像剤保持部材４との離間距離は０．６０＋＋ｍ
に設定されている。また現像剤保持部材４の表面には、
電圧印加装置８により直流成分が＋１４０Ｖ、交流成分
が振幅値を１０００ｖ（ｐ　ｐ）すなわちＶ　／　ｄ　
＝　１　ｏｏｏＶｌｏ、　６ｍａ＃　１７００、周波数
を２韮としたバイアスが印加できるようになっている。

以上のような複写装置を用いて複写画像を得た。

この結果得られた複写画像は、非画像部へのトナー付着
、いわゆるカブリが極めて少なく、大面積部、いわゆる
ベタ部で若干その端部が強調されるものの、原稿に忠実
で階調性に富むものであった。

第２図にこの複写画像の調子再現曲線を示す。

次に前記複写装置を用い、現像剤規制部材６と現像剤保
持部材４との離間距離を０．５０ｍ（これにより現像剤
層７の層厚は０．２５謂より○、了５朋となる。）とし
、他の条件は同じとして複写画像を得た。この場合、現
像剤層７は静電像保持部材１に接触して現像が行なわれ
る。この結果得られた複写画像は、原稿に忠実で階調性
に富むものであったが、現像剤層を静電像保持部材に非
接触で現像を行った複写画像に較べると、カブリが多い
ように感じられた。そこで日本レギュレータ社製Ｌｕｚ
ｅｘ　−６０００画像解析装置を用い、前記２種類の複
写画像の非画像部における１−あたりのトナー数を測定
した。その結果、非接触で現像を行なった複写画像では
、平均２３個／−１接触させて現像を行なった複写画像
では、平均４２個／−となった。すなわち現像剤層を静
電像保持部材に非接触で現像を行うことにより、非画像
部へのトナーの付着量が著しく減少することがわかる。

ここでＰＰＰ現像剤を用い、静電像保持部材と現像剤保
持部材、との間に交流成分を含むバイアスを印加する効
果について説明する。

まずバイーアスが一定の直流成分のみであると、磁気ロ
ールによって現像剤保持部材の表面に形成される磁気ブ
ラシが単に静電像と接触し、接触した穂先のみで現像が
行なわれ、一定の直流バイアスによって非画像部のトナ
ーが除去される。次に静電像保持部材と現像剤保持部材
との間に交流成分を含むバイアスを印加すると、磁気ブ
ラシの穂先のみで静電像と接触するのではなく、磁気ブ
ラシ振動、撹拌されて現像が行なわれる。これにより複
写画像は、画像部のみを効果的に可視化され、カブリも
なく原稿に忠実な複写画像となる。

交流成分の印加電圧の振幅値（Ｐｅａｋ　ｔｏ　Ｐｅａ
ｋ　）Ｖ　（ｖｏｌｔ　）は、静電像保持部材と現像剤
保持部材との離間距離をｄ　（ｍｒ　）としたとき、５
ｏＯ≦Ｖ／ｄ≦６０００の範囲内に設定すればよい。発
明者らの実験によれば、Ｖ／ｄをＳＯＯ以下に設定すれ
ば、交流成分による磁気ブラシが振動、撹拌される効果
が薄れ、前述のような効果は表われない。また５ｏｏｏ
以上に設定すると静電像保持部材と現像剤保持部材との
間の現像剤層もしくは空気層が絶縁破壊を起こす場合が
ある。本発明では、現像剤層もしくは空気層が絶縁破壊
を起こすと前述のような効果はない。

ところで、体積抵抗値が１０１２Ω・ｍ以上である絶縁
性のＰＰＰ現像剤とは異なり、キャリア成分として鉄粉
やフェライト粒子等を含む抵抗現像剤を使用する場合、
現像剤層が、Ｖ／ｄ＝６００程度の振幅値の交流成分を
印加するだけで絶縁破壊を起こす。このため振幅値の大
きな交流成分は印加することはできず、更に静電像保持
部材と現像剤保持部材との間に抵抗等の保護回路を設け
なくてはならない。ところがトナーおよびキャリアの体
積抵抗値がおのおの１０１２Ω・α以上であるＰＰＰ現
像剤を用いた場合、現像剤層が絶縁性であるためにＶ／
ｄ＝５０００程度までの振幅値の交流成分を印加するこ
とができ、これにより交流成分によるより効果的な現像
を行うことができる。また実用的な使用範囲内において
、保護回路も必要ない。

交流成分の周波数もまた効果的な周波数に設定しなけれ
ばならない。単に画像部のみを効果的に可視化する（す
なわち画像濃度を上げる）には周波数を１００〜５００
０）ｈに設定すれば有効である。しかし周波数が５００
Ｈｚ以下であると、磁気ロール、現像剤保持部材の回転
方向、回転数によって複写画像に濃淡ムラが発生し好ま
しくない。

逆に周波数を５ｏｏｏｈ以上にすると本発明の効果が薄
れる。これは磁気ブラシが印加した交流成分に追随して
振動、撹拌されないためである。以上のことから交流成
分の周波数は５００〜５０００Ｈｚに設定すれば好適で
ある。

なお本実施例で使用した交流成分の波形は正弦波であっ
たが、矩形波、三角波、鋸歯状波等であってもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、静電像保持部材と現像剤保持部
材とを、現像剤の層厚よりも大きな離間距離をもって保
持させ、静電像保持部材と現像剤保持部材との間に交流
成分を含むバイアスを印加できるように構成することに
より、静電像保持部材上の非画像部におけるトナーの付
着を最小限におさえ、かつ磁気ブラ゛シを効果的に振動
、撹拌することで画像部のみを効果的に可視化し、これ
によりカブリのない階調性に富んだ複写画像を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における複写装置の現像部の概
略図、第２図は実施例における複写画像の調子再現曲線
を示すグラフである。 １・・・・・・静電像保持部材、４・・・・・・現像剤
保持部材、５・・・・・・磁気ロール、６・・・・・・
現像剤規制部材、７・・・・・・現像剤層、８・・・・
・・電圧印加装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂中に磁性体を含有し体積抵抗が１０＾１＾２
   Ω・ｃｍ以上である第１の絶縁性磁性粉体と、前記第１
   の絶縁性磁性粉体と混合、撹拌することにより前記第１
   の絶縁性磁性粉体と逆極性の摩擦帯電極を示し樹脂中に
   磁性体を含有し体積抵抗が１０＾１＾２Ω・ｃｍ以上で
   ある第２の絶縁性磁性粉体との混合物である現像剤が、
   回転可能な磁気ロールを内蔵した回転可能な非磁性導電
   性の現像剤保持部材の表面に形成する磁気ブラシにより
   静電像保持部材上の静電像を可視化するに際し、前記静
   電像保持部材と前記現像剤保持部材とを前記現像剤の層
   厚よりも大きな離間距離をもって保持させ、前記静電像
   保持部材と前記現像剤保持部材との間に交流成分を含む
   バイアスを印加することを特徴とする現像方法。
2. （２）バイアスを直流成分と交流成分とが重畳されたも
   のとした特許請求の範囲第（１）項に記載の現像方法。
3. （３）バイアスの交流成分の振幅値（Ｖボルト）および
   静電像保持部材と現像剤保持部材との離間距離ｄ（ｍｍ
   ）が次式、 ５００≦Ｖ／ｄ≦５０００ を満足するように設定された特許請求の範囲第（１）項
   または第（２）項記載の現像方法。
4. （４）バイアスの交流成分の周波数ｆ（Ｈｚ）が次式、
   ５００≦ｆ≦５０００（Ｈｚ） を満足するように設定された特許請求の範囲第（１）項
   または第（２）項記載の現像方法。
5. （５）静電像保持部材と、樹脂中に磁性体を含有し体積
   抵抗が１０＾１＾２Ω・ｃｍ以上である第１の絶縁性磁
   性粉体と前記第１の絶縁性磁性粉体と混合、撹拌するこ
   とにより前記第１の絶縁性磁性粉体と逆極性の摩擦帯電
   極性を示し樹脂中に磁性体を含有し体積抵抗が１０＾１
   ＾２Ω・ｃｍ以上である第２の絶縁性磁性粉体との混合
   物であると現像剤と、回転可能な磁気ロールを内蔵した
   回転可能な非磁性導電性の現像剤保持部材と、前記静電
   像保持部材と前記現像剤保持部材との間に交流成分を含
   むバイアスを印加する電源とを具備し、前記静電像保持
   部材と前記現像剤保持部材とを前記現像剤の層厚よりも
   大きな離間距離をもって保持させることを特徴とする現
   像装置。