JPS61205955A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は現像方法、例えば電子写真複写機に通用される
二成分現像方法に関するものである。

口、従来技術 第１２図は、感光体ドラム９を組込んだ従来の電子写真
複写機４１の例を示す。この複写機では、キャビネット
３０の上部には原稿４２を載せるガラス製原稿載置台４
３と、原稿４２を覆うプラテンカバー４４とが配されて
いる。原稿台４３の下方では、光源４５及び第１反射用
ミラー４６を具備した第１ミラーユニツト４７からなる
光学走査台が図面左右方向へ直線移動可能に設けられて
おり、原稿走査点と感光体との光路長を一定にするため
の第２ミラーユニツト２０が第１ミラーユニツトの速度
に応じて移動し、原稿台４３側からの反射光がレンズ２
１、反射用ミラー及びダイクロインクミラー１２を介し
て像担持体としての感光体ドラム９上へスリット状に入
射するようになっている。ドラム９の周囲には、コロナ
帯電機１０、現像スリーブ１８内蔵の現像器１１、転写
部５２、分離部５３、クリーニング部５４が夫々配置さ
れており、給紙箱５５から各給紙ローラー１６．１７を
経て送られる複写紙５８はドラム９のトナー像の転写後
に更に定着部５９で定着され、トレイ３５へ排紙される
。定着部５９では、ヒーター２２を内蔵した加熱ローラ
ー２３と圧着ローラー２４との間に現像済みの複写紙を
通して定着操作を行う。

このような複写器において、画像形成としては大別して
、−成分現像法及び二成分現像法が用いられている。−
成分現像法は特開昭５０−４５６３９号、特開昭５１−
２６０４６号、更には一成分非接触現像法として、特開
昭５５−１８６５６号、特開昭５５−１８６５７号等に
開示されている如（、磁性トナーを用いているのでトナ
ー自体が磁気力で捕捉される為トナー飛散が少なく、ま
た、非接触−成分方式ではスリーブ上のトナ一層が像形
成面に対して非接触のため、現像剤層との擦過によって
生じるハキ目及びカブリが生じにくり、概して、解像力
は良好である。然し、−成分現像方式、特に絶縁性−成
分方式は現像性が一般に劣り、高濃度を得るためには現
像部（感光体−スリーブ間間隔等）に高精度の加工が要
求される。また、現像性、転写率の環境依存性も大きい
。また、導電性−成分方式は現像性は良好だが、普通紙
への静電転写が起こりに＜＜、普通紙が使えないと言う
欠点を有している。また、−成分トナーはトナー中に磁
性体を含有しており、焦眉外のカラートナーを得る場合
、色調の鮮やかなトナーを得る事ができない。これに反
し、二成分現像法、即ち磁性キャリアと非磁性トナーか
らなる現像剤を用いた二成分方式は画像を形成するトナ
ーとトナーを搬送する為のキャリアとに夫々機能を分離
させているので、現像性、環境依存性等を一成分現像法
に比べると大幅に改良できるが、現在市場で一般に用い
られている接触二成分系では像形成面が現像剤層の磁気
ブラシにより擦過される為、ハキ目、白スジが住じ易く
、かつ、また解像力が劣化し易い。また、一部市場で用
いられている磁性キャリア、磁性トナーを用いた二成分
現像方式はキャリア自体の磁気束縛力が弱く、キャリア
付着が生じ易い。また、カブリも生じ易い等の欠点があ
った。

そこで、擦過力を小さくするために、感光体ドラム−現
像スリーブ間の現像ギャップ（Ｄｓｄ）を広げて現像を
行うことが考えられるが、この場合には画質はある程度
改善はされるものの、現像電界が弱まり、現像性が低下
してしまう。

ハ、発明の目的 本発明の目的は現像性を充分に確保しながら同時に低擦
過力を実現でき、しかもキャリア飛散のない方法を提供
することにある。

二、発明の構成 即ち、本発明は、静電像を形成した像担持体（例えば感
光体ドラム）上に現像剤搬送担体（例えば現像スリーブ
）によって現像剤を供給し、現像を行う現像方法におい
て、前記現像剤搬送担体を直径９〜２５龍の円形断面に
構成し、現像剤に使用されるキャリアの飽和磁化（σＳ
　）を１０１００ｅ／ｃｃ以上とし、かつ現像剤に使用
されるトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）の絶対値を２０μｃ／
ｇ以上、その静カサ密度（Ａ　Ｄ）を０．３８以下とす
ることを特徴とする現像方法に係るものである。

ホ、実施例 以下、本発明を電子写真複写機に適用した実施例を図面
について説明する。

本実施例による複写機の全体は基本的には第１３図に示
したものと同様であるが、第１図に拡大図示した如くに
、現像スリーブ１８が９〜２５關φ（例えば２０鶴φ）
と小径化されていることが極めて特徴的である。この場
合、現像ニップ幅Ｗが３〜１８鰭（例えば１０龍）と狭
（なっていることが望ましい。ここで、「現像ニップ幅
Ｗ」とは、磁気ブラシが感光体９に接する領域の感光体
円周方向に沿う幅のことである。なお、現像装置１１に
おいて、スリーブ１８及び／又は磁気ロール６３が回転
することにより、現像剤Ｄｅをスリーブ１８の周面上を
矢印Ｂ方向に搬送させ、現像剤Ｄｅを現像領域已に供給
している。磁気ロール６３が矢印Ａ方向、スリーブ１８
が矢印Ｂ方向に回転することにより、現像剤Ｄｅは矢印
Ｂ方向に搬送される。現像部Ｄｅは、搬送途中で磁性体
からなる積立規制ブレード６０によりその厚さが規制さ
れる。

現像剤溜り６７内には、現像剤Ｄｅの攪拌が充分に行わ
れるよう攪拌スクリュー６２が設けられており、現像剤
溜り６７内のトナーが消費されたときには、図示省略し
たトナー供給ローラが回転することにより、トナーホッ
パーからトナーＴが補給される。そして、スリーブ１日
と感光体ドラム９の間には、現像バイアスを印加すべく
直流電源６５と交流電源６６が直列に設けられている。

Ｒは保護抵抗である。

上記のように、小径のスリーブ１８を使用したことによ
り、擦過力が低下して感光体上のトナーの播き取りが抑
制され、かつ現像ギャップＤｓｄも適度に広くできる。

従つて、高い現像性を保持しながら、同時に高画質画像
を実現することが可能である。この場合、現像性が全く
損なわれることなく擦過力が小さくなるので、正味の現
像量が相対的に増加することにより、従来装置よりもＤ
ｓｄを広げて現像電界を低くすることが可能となり、こ
の分一層の高画質化を図ることができる。

こうした顕著な作用効果は、上記の如く、現像スリーブ
１８を９〜２５ｆｌφとし、望ましくは現像ニップ幅Ｗ
を３〜１８龍とするのが必須不可欠であることを本発明
者がはじめて見出したのである。

その対応関係は第２図に示した（但し、ドラム径１００
■１φ、キャリア４００径）。現像スリーブ１８が９龍
φ未満であるとスリーブが小さすぎて却って磁気ロール
も小型化し、磁力が低下してトナー搬送性の低下、トナ
ー飛散やキャリア飛散等が生じてしまい、また２５ｍ＊
φより大きいと現像ニップ幅（即ち擦過幅）が大きくな
って画質の劣化、トナー付着量の減少が生じる。また、
現像ニップ幅Ｗは上記に対応して、３關未満ではスリー
ブ１８自体が小型化しすぎ、１８酊を越えると画質劣化
が激しくなる。二ツブ幅Ｗは最高画像濃度Ｄ　ｍａｘを
１．２以上とするのに３〜１８龍とすべきであり、Ｄｍ
ａｘｌ、２５以上とするには４〜１１龍とする。

上記のように、スリーブ１８を小径化することによって
顕著な効果が得られる。但し、こうした小径スリーブの
使用により、スリーブ内に設けるキャリア搬送用の磁石
も小径化してその磁束密度が小さくなり、かつキャリア
に加わる遠心力がスリーブ径に逆比例して大きくなる。

この結果、キャリア飛散が生じ易くなるので、これを防
ぐためにキャリアとして高磁化のもの、特に本発明に基
づいて飽和磁化（σＪ）を１００　ｅｍｕ　／ｃｃ以上
としたキャリアを用いることが非常に有利である。この
場合、キャリアとして粒径の大きな、望ましくは１００
μｍ以上のキャリアを用いることも好ましい。

ところが、このように高磁化（更には粒径の大きい）の
キャリアを用いると、今度はキャリア自体の擦過力が大
きくなり、トナーの掻き取りによる正味の現像量の低下
と画質の劣化とが生じ易くなる。これを回避するために
、本発明によれば、トナーの静カサ密度（ＡＤ）を０．
３８以下と小さくしてその流動性を下げ、かつ帯電ｆｆ
ｉ　（Ｑ／Ｍ）の絶対値を２０μｃ／ｇ以上として、感
光体上でのトナーの付着力を大きくしているのである。

従って、トナーの付着力が充分となるので、上記のキャ
リアで擦過されても感光体上には充分な量のトナーを残
すことができる。

なお、ＡＤは、１００ｃｃシリンダにトナー粒子を詰め
て測定するタフプデンサを使用して測定する。

Ｑ／Ｍは、トナー粒子を荷電しながらエアを導入し、メ
ツシュを通過せしめて測定する。また、キャリアの飽和
磁化は、試料の一定量をセル中に入れ、振動型磁束計を
用いて印加磁化５ＫＯｅをかけた時の値を用いる。

本発明においては、上記したスリーブ１８の小径化に対
応して感光体ドラムも１００酊φ以下とするのがよい。

また、本発明で使用するキャリアとして絶縁性キャリア
（比抵抗１０１３Ω−ＣＩｎ以上）と導電性キャリア（
比抵抗１０１３Ω−１未満）とがあるが、上述したＤｓ
ｄによって使い分けるのがよい。即ち、Ｄｓｄが０．３
５〜１．８０と比較的狭くすれば絶縁性キャリアがよい
。また導電性キャリアの場合はキャリア先端にまで電荷
を注入でき、これによってＤｓｄを０．６〜４龍に広げ
ても現像が充分可能となり、Ｄｓｄの寸法精度はそれ程
厳しくなくてすみ、装置の設計、組立が容易でかつ低コ
スト化が可能である。

次に、本発明を更に充分に理解するために具体的な実施
例を説明する。

まず、画像形成条件の一例は次の通りであった。

キャリア： フェライト（Ｃｕ−Ｚｎフェライト）をコア材とし、こ
の上にメチルメタクリレート−スチレン共重合樹脂をコ
ーティング。平均粒径１００〜１．５０メツシュ、飽和
磁化２５０　ｅｍｕ　／ｃｃ。

トナー； スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂にカーボッブラ
ック、シリカ（外添剤）を混合したもの。ＡＤ　０．３
ｇ／ｃｃ、Ｑ／Ｍ　　２５μｃ／ｇ−画出し条件： 電子写真複写機ＱＬ改造機（ドラム径５０ｍｍφ、スリ
ーブｆ条２０ｍｍφ、Ｄｓｄｌ、５　ａｍ、スリーブ上
の現像剤厚１．３　ｎ、擦過幅（現像ニップ幅）Ｗ９龍
。

この条件では、最高画像濃度１．２以上、鮮鋭性８本／
鶴以上と、高画像濃度、高品位の画質が得られた。

次に、各パラメータを第３図、第４図の如くに変化させ
、夫々の条件で結果を出し、評価した。

但し、像担持体の材質はすべてにおいて同じものを用い
、また現１象剤搬送担体の材質もすべてにおいて同じも
のを用いた。

キャリアの電気抵抗は、一定断面積（ｌｃｎｌ）をもつ
セルに試料１ｇを入れ、上面より１　ｋｇの荷重を加え
、印加電圧１００■をかけた時の値を用いた。

但し、同図において、「比」は比較例を、「実」は実施
例を示す。

また、各パラメータによる特性変化を第５図〜第１１図
に夫々示した。

各特性の測定は次のように行った。

キャリア付着： コピー画像の白地部分を指触覚で判定。

○　紙面が滑らかであり、キャリア付着なしへ　キャリ
ア付着が若干みられるが、実用上支障なし ×　ざらざらし、実用上問題 ハキ目： １．０のベタ黒画像を形成し、視覚的に判定する。

○　均一性良好 △　短いハキ目は若干みられるが、実用上支障なし ×　ハキ目が多く、長く続いている カブリ： 原稿濃度０．０部分の白地を視覚的に判定。

○　カブリ全くなし 八　若干カブリがあるが、実用上問題なしＸ　カブリが
多く、白地部分が乱れてみえるＤｍａｘ　　： サクラデンシトメーターで反射濃度を測定。

コピー紙自体の濃度を０とする。

解像カニ 原稿の線画チャートをオリジナルとして、そ（３）、本
発明に基づいて、スリーブ径を９〜２５龍φとし、かつ
ニップ幅を望ましくは３〜１８璽璽と特定範囲とすれば
、解像力、Ｄｍａｘ　％カブリ、ハキ目、キャリア付着
が夫々大きく向上する。

この幅はＤｍａｘ≧１．２を得る上で４〜２０ｆｌ、Ｄ
−ｍ　ａ　ｘ　≧１．２５を得る上で５〜１５鶴がよい
。

（２）、キャリア粒径を１００μｍ以上に設計すると、
解像力、キャリア付着を満足させる上で磁化（σ））を
１０１００ｅ／ｃｃ以上とすることが必要である。

（３）、Ｄｓｄについては、Ｄｍａｘ　＝０．６〜４．
０　ｍでは導電性キャリアのときにＤｍａｘが充分であ
り、Ｄ　ｓｄ　＝　１．０〜２．５　ｎ＋がより好まし
い。１０４Ω−Ｃｍ以下のキャリアでは、キャリア付着
が増える。

また絶縁性のキャリアはＤｓｄを０．３５〜１．８鶴と
するのがよい。比抵抗を１０θΩ−印の、ときは、Ｄｓ
ｄ≧０．６１１でキャリア付着は生じない。

（４）、キャリアの磁化の強さはｌｏｏｅｍｕ　／　ｃ
ｃ以上とするのが、ＤＩＩｌａｘ、キャリア付着の面で
不可欠である。

（５）、トナーについては、ＡＤｏ、３８以下で解像力
を上げるにはＱ／Ｍの絶対値を２０μｃ／ｇ以上とする
。

本発明は以上に例示したが、上述の例において現像装置
の機械的構成や作動方法等は種々変更してよいし、現像
を非接触方式で行ってもよい。また、本発明は、白黒を
はじめ、モノカラー、フルカラーの複写機をはじめ、記
録装置として種々のものに適用できる。

へ、発明の作用効果 本発明は上述した如く、現像剤搬送担体を９〜２５１１
φと小径化しているので、トナーの擦過力を低下させる
と同時に、充分な濃度で現像し得て現像性を上げること
ができる。更に、キャリアのσ。

を１０１００ｅ／ｃｃ以上としているのでキャ４Ｊア飛
散が生じにくくなると共に、トナーのＱ／Ｍの絶対値を
２０μｃ／ｇ以上、ＡＤを０．３８以下としているので
トナーの付着力を大にして現像性の向上と画質の向上と
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本発明の実施例を示すものであって
、 第１図は現像装置の断面図、 第２図は現像スリーブ径と現像ニップ幅との関係を示す
グラフ、 第３図、第４図は各パラメータを変化させたときの特性
を夫々まとめて示す表、 第５図、第６図、第７図、第８図、第９図、第１０図、
第１１図は各パラメータによる特性変化を夫々示すグラ
フ である。 第１２図は従来の電子写真複写機の概略断面図である。 なお、図面に示した符号において、 ９・・・・・・・・・感光体ドラム １１・・・・・・・・・現像装置 ６０・・・・・・・・・穂立ち規制ブレード６３・・・
・・・・・・磁気ロール Ｄｓｄ・・・・・・・・・現像ギャップＷ・・・・・・
・・・現像ニップ幅（擦過幅）Ｄｅ・・・・・・・・・
現像剤 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、静電像を形成した像担持体上に現像剤搬送担体によ
   って現像剤を供給し、現像を行う現像方法において、前
   記現像剤搬送担体を直径９〜２５ｍｍの円形断面に構成
   し、現像剤に使用されるキャリアの飽和磁化（σ＿３）
   を１００ｅｍｕ／ｃｃ以上とし、かつ現像剤に使用され
   るトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）の絶対値を２０μｃ／ｇ以
   上、その静カサ密度（ＡＤ）を０．３８以下とすること
   を特徴とする現像方法。