JPS6153661A - 絶縁性磁性一成分現像剤を用いた接触式現像装置 - 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〕 本発明は静電潜像を現像する方法に関し、詳細には絶縁
性磁性一成分現像剤を用いた接触式現像方法に関する。

〔従来技術〕

絶縁性磁性一成分現像剤を用いて潜像を現像する為には
、現像工程以前に現像剤をあらかじめ潜像電荷極性と異
極性の方向に帯電するとともに現像領域に現像剤を均一
に供給する必要がある。

従来、絶縁性磁性一成分現像剤を帯電する方法としては
摩擦帯電法、コロナ帯電法等が知られている。

摩擦帯電法は現像剤を現像ロール表面現像剤層厚規制部
材あるいは現像剤同志で接触摩擦し、帯電せしめるもの
であるが、この方法は帯電量の制御が困難であり又、機
械的な押圧を加える為、現像剤が機械的損傷をうけやす
い。したがって現像剤凝集現象が生じ易く良好な現像性
を達成する為の他の条件である“均一な現像剤層を現像
部に供給する°゛ということを達成するのが困’ｊ：、
Ｉｋ、となる。

又コロナ帯電法はコロナ放電用ワイヤーからコロナ放電
させ、このコロナイオンによって現像剤を帯電しようと
するものでるが、一般に帯電効率が低く又コロナ放電用
ワイヤーの汚れなどによって帯電ムラを生じるといった
欠点を有している。

均一な現像剤層を形成する方法としては従来刃状あるい
はロール状の現像剤層規制部材を現像ロールに近接して
設け、現像ロール上を搬送されてくる現像剤が現像ロー
ルと現像剤層規制部材間を通過する時に規制厚み以上の
現像剤層部を除去する方法、あるいはゴム状ブレードで
押しあてる方法がある。

しかしこの方法では現像ロール、層規制部材の間隙に紙
片、Ｕ集現像剤等の異物がひっかかり易く、これによっ
て現像ロール上にスジ状のヌケ部が生じ、これが現像像
に生じてしまうという欠点を噛している。

又現像剤を機械的押圧によって層厚規制する為現像剤が
凝集しやすく、粒径の大きい可視化単位が生じて現像像
の鮮明度が低下するという現象をまねく。

一方、帯電及び層厚規制をほどこした現（象剤を潜像担
持体上の静電潜像に作用せしめ可視化する現像方式とし
ては、現像剤層を潜像担持体に対し、接触面積をもたせ
て現像する接触方式と、最近接部においても幾らかの間
隙をもたせ、電気的引力等の力によって現像剤を選択的
に飛翔せしめ現像する非接触方式に大別される。

接触現像方式においては潜像担持体に対し、画像部、非
画像部の区別なく全面に現像剤が接触する為、非画像部
に対しても現像剤が付きやすい。

その為、現像剤の帯電電荷量が広い分布・を持っている
場合には現像剤のロール側方向への付着力も広い分布と
なり、そのうち付着力の弱い現像剤については非画像部
に付着してしまい、かぶりの生じた画像になってしまう
。

−′）＝１″う１°（２触現イ象方法で（ま現像斉′１
Φ′：芹電７Ｂ荷　）量を制御することが非常に重要で
ありながら、前記したごとき従来の帯電方法では十分な
帯電量及びその均一性が得られず、その結果としてかぶ
りの生じた画像あるいは画像濃度の低い画像となってし
まい、鮮明画像を得ることが困難となっていた。

加えて、この非接触現像方法は現像剤ＦＩ　ＩＶの均一
性、層の柔かさく凝集の程度）等に対しても著しく影響
を受ける現像方法である。接触現像方法では現像剤は現
像ロールと潜像担持体の間で圧縮され、現像剤層の層厚
が変動すると現像剤の潜像担持体面に押しあてられる圧
力が変化し、この圧力の変化は現像剤の潜像担持体に対
する非静電的付着力を変化させる。その為、現像剤層の
層厚の変動が像のかすれや線像の太り細り、あるいはバ
ック部のかぶりとなって表われてしまう。

又現像剤が圧縮されることは凝集した現像剤の発生をう
ながしやすく、凝集した現像剤が形成されると線のおれ
、あるいはソリッドの粒状性の劣化を起こす。よって現
像部に供給される現像剤はできるだけ柔かく、現像部に
おける圧縮作用を受けても凝集しないようにすることが
好ましい。

このように接触式現像方法において現像部に供給する現
像剤の層の均−性及び層の柔かさは画質に対して著しく
重要な要因でありながら、前述のごとき従来の層厚規制
手段では十分な層の均−性及び柔かさを達成できず、そ
の為上記のごとき画質劣化が生じ、鮮明な画像を１分る
ことは困難であった。

このような問題点に対し、第４図のような現像装置によ
って潜像担持体に現像剤を供給する方法が提案されてい
る。

第４図を参照すると、潜像担持体１は回転可能なドラム
で構成されており、このドラムに隣接して現像剤ホッパ
ー２が設置されている。現像剤ホッパー２内には現像ロ
ール３と搬送ロール４とが配置されている。現像ロール
３は潜像担持体１と接触現像に適した距ｊＲ（をもって
隔置されており、一方搬送ロール４は、現像ロール３の
下方に適当な間隙をあけて配置されている。現像剤ホッ
パー２の底部に＋ｊ絶縁性磁性一成分現像剤５が堆積さ
れており、搬送ロール４の下半分が、この堆積した絶縁
性磁性一成分現像剤中に位置している。１般送ロール４
は、回転スリーブ４ａとその内部の固定磁石４ｂとから
成り、この固定磁石４ｂの磁力によりこの絶縁性磁性一
成分現像剤５は搬送ロール表面に付；６するが、この付
着した現像剤は現像ロール３まで搬送される途中におい
て適当な層厚に規制される。この層厚規制のための手段
としてトリマー６がその先端を搬送ロール表面と隣接さ
せるように現像剤ホッパー２に取付けられている。

一方、搬送ロール４を挟んでトリマー６と反対側にはス
クレーパー７が設けられており、現像剤を現像ロール３
に供給する工程が終了した後、搬送ロール表面に残留す
る現像剤を剥き落とす作用をする。同様に、現像ロール
３を挟んで潜像担持体１の反対側にスクレーパー８が設
けられており、現像工程において潜像担持体１へ飛翔せ
ずに現像ロール表面に残留している現像剤を剥き落とす
作用をする。

現１象ロール３には直流電源９が接続されており、これ
により、現像ロール３に直流現像バイアス電圧が印加さ
れている。搬送ロール４には直流電源１０と交流電源１
１とが直列に接続されており、これにより、搬送ロール
４に直流電圧が重畳された交流バイアス電圧が印加され
ている。この結果、搬送ロール４と現像ロール３との間
に交番電界が形成される。従来の方法は、この交番電界
によって、現像剤を振動させ、凝集している品分をほぐ
すとともに帯電させ、一方の極性に帯電した現像剤を現
像ロールに飛翔させて付着させた後、前記直流バイアス
電圧と潜像との間に形成された直流電界によって現像剤
を潜像担持体へ飛翔させて、潜像を現像しようとするも
のである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この方法では交番電界によって現像剤は
十分にほぐされ、又帯電されるが、現像ロールと搬送ロ
ールとの間の全域に交番電界が働いている為、現像ロー
ル側にバイアス印加しても一方の極性の現像剤を選択的
に付着せしめること　　　１がむずかしい。したがって
現像ロールには幅広い電荷分布をもった現像剤層が形成
されることになり、前述のごとき、現像剤が幅広い電荷
分布をもっている場合の弊害は改善されない。

そこで、本発明は絶縁性磁性一成分現像剤を用いた接触
式現像方法において、鮮明な現像像を形成することので
きる現像方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の問題を解決するため、本発明による現像方法は、
絶ｊ号性磁性−成分現像剤を搬送ロールを介して現像ロ
ールに供給した後、該磁性現像剤を潜像担持体上の静電
潜像へ移動させて現像する接触式現像方法において、前
記現像ロールと前記搬送ロールとを一定の間隙を保持し
て対設しその間隙に制御電極部材を設け、該制御電極部
材と搬送ロールとの間に交番電界を形成し、かつ前記制
御電極部材と現像ロールとの間に直流電界を形成するこ
とを特徴としている。前記交＠電界は、磁性現像剤を振
動させながら帯電し、凝集した現像剤を分解する。一方
、前記直流電界は、帯電した磁性現像剤のうち一方の極
性に帯電したもののみを選択的に現像ロールに供給し、
現像ロール上に凝集のない現像剤の均一層を形成する。

換言すれば、本発明の現像方法は、現像剤の凝集分解・
帯電工程と現像剤の極性による選択工程を分離すること
により、現像ロール上に一方の極性に十分帯電し、かつ
その帯電量分布の幅が小さく、さらに凝集のない磁性現
像剤の均一層を形成し、この現像剤層を用いて、接触現
像方式により静電潜像を現像するものである。

〔実施例〕

第１図に本発明の現像方法を実施するための現像装置の
一列を示す。

第１図の現像装置は、第４図の現像装置において、現像
ロール３と搬送ロール４との間の間隙に制御電極１２を
配置し、この制御電極１２に直流電源１３を接続したも
のである。この現像装置では、現像剤ホッパー２内にお
いて搬送ロール表面に付着した絶縁性磁性一成分現像剤
（以下トナーと称する）をトリマー６によって層厚規制
し、引続き搬送ロール４の回転にしたがって搬送する。

この場合、搬送ロール上に付若させるトナー量の規制は
、図示するような従来の規制方法、すなわち金属トリマ
ーと搬送ロール表面との間の間隙を通して現像剤を搬送
する方法、あるいはゴム状ブレードによってトナーを搬
送ロール表面に押しあてる方法等で達成される均一性で
十分である。というのは、この現像装置では、後述する
ように、その後搬送ロール４と現像ロール３との間の飛
翔工程において再びトナ一層の均一化が成されるためで
ある。

トリマー６によって層厚規制された現像剤層は続いて搬
送ロールと近接して設けられた現像ロールとの近接部に
搬送されていく。この近接部において、搬送ロール４と
現像ロール３との間隙は０．１〜３．０　ｍｎ＋程度に
維持され、その間隙に配置された制御電極部材１２は複
数本の導電性ワイヤー、あるいは導電性のスクリーンか
らなる。第１図のごとき構成の現像装置において、この
制御電極部材１２の役目は１つに、搬送ロール４に印加
されている交流バイアス電圧によって搬送ロール４と制
御電極部材１２との間に交番電界を形成するとともに、
交流バイアス電圧の影響が制御電極部材１２と現像ロー
ル３との間の空間に伝播することを防ぐことにある。

第２の役目は、搬送ロール・制御電極部材間で生じてい
るトナークラウドの中から一方の極性に十分に帯電した
トナーに対してその通過を阻害せず、現像ロール上に、
現像に必要とするトナー量を供給できるようにすること
である。

帯電制御部材の形状は前述のごとき両者の要求から決定
されるものであるが、ワイヤーを用いる場合には２０〜
１００μｍ径の金属ワイヤーを０、１〜２゜ｌ　ｍｍの
間隔を隔てて複数本、設けた構成によって満足される。

又スクリーンを用いる場合には５線以上の線数でその空
孔部のしめる面積が５０％以上の導電性材料から形成さ
れたスクリーンが用いられる。又その設置位置について
は搬送ロール及び現像ロールの近傍を除いてほぼ全域に
設置可能であるが、搬送ロール・制御電極間で十　″□
分に振動させる為には、両者の間隔は５０μｍ以上であ
ることが好ましい。また、制御電極部材・現像ロール間
の間隙もあまり狭くなると、現像ロール上の現像剤層に
制御電極部材の空洞の膜様が生じ易くなることから、５
０μｍ以上の間隙をとることが好ましい。

第２図は第１図の構成に基づいた搬送ロール・制御電極
部材・現像ロール間のトナーの移動の様子を４模型的に
表わしたものである。搬送ロール４には制御電極部材と
の空間に交番電界を形成する為に交流電源１１により交
流バイアス電圧が印加されている。交流バイアスの周波
数は高過ぎても低過ぎてもトナーを振動させる能力が低
下することから５０〜２０００１（ｚの範囲に設定され
、又その振幅は１００〜１００ＯＶ（ピーク−ピークで
１００〜２０００Ｖ）の範囲に設定される。

一方現像ロール３には直流電源９により直流バイアス電
圧が印加される。このバイアス電圧は非接触現像の現像
バイアスとして働き、現像ｔ３度を制御する。制御電極
部材には一方の極性（第２図では○極性）に帯電したト
ナーを現像ロール上に引きつける方向に１動く直流電界
を形成する為に、現像ロールに印加されているバイアス
電圧を考慮した直流バイアスが印加される。第２図では
現像ロール３に印加するバイアス電圧より低いバイアス
電圧が制御電極部材１２に印加されている。

さらに搬送ロールには、搬送ロール・制御電極部材間の
直流バイアス成分がほぼ零か、あるいは選択しようとす
る極性のトナーが現像ロール側に移動し易すい向きに直
流成分の電界が形成されるように、制御電極部材に印加
されている直流バイアス電圧を考慮した直流バイアス電
圧が交流バイアス電圧に重畳される。第３図では制御電
極ｇＥ材に印加されている直流バイアス電圧より低い直
流バイアス電圧が重畳される。

なお、現像ロール・制御電極部材及び搬送ロールのそれ
ぞれに印加する直流バイアス電圧は必要に応じてそれぞ
れ別個に調節できることは勿論である。又現像バイアス
にあたる現像ロールに印加”されている直流バイアス電
圧値を変化させる場合には、制御電極部材及び搬送ロー
ルに印加されている直流バイアス電圧値をそれぞれ現像
ロール・ｒｌｒｌＪ御電極部相電極部制御電極部材・搬
送ロール間の電位差を維持しつづけるように自動的に変
化させることも可能である。

このような構成によって電界が形成されている１般送ロ
ール・現像ロール間の間隙にトナーが搬送ロール上を搬
送されてくると、第２図の略図に示すように、まずトナ
ーは搬送ロール・制御電極部材間を振動しはじめる。第
３図はホッパー内、搬送ロール・制御電極間での振動後
、及び現像ロール上でのトナーの電荷分布の変化を示し
たものである。

トナーは普通、ホッパー内の未処理の状態では微粉体で
あるがために幾らか帯電している。（第３図（ａ））こ
のわずかな帯電電荷がある為にトナーは交番電界の中で
クーロン力を受け、振動を開始し、さらに、この振動に
よって生じるトナー同志の衝突トナーと制御電極部材、
あるいはトナーと搬送ロールとの衝突によって、帯電量
を増していき（第３図う））に示すように幅広い帯電分
布となる。

帯電電荷量が増したトナーはより強くクーロン力を受け
、制御電極部材方向と搬送ロール方向に交互に振動する
ようになる。一方、制御電極部材から現像ロールまでの
空間には制御電極部材によって遮蔽される交番電界にか
わって直流電源９．１３が形成する直流電界が支配的と
なっている。

その為、交番電界によって制御電極部材近傍に飛翔して
くる帯電トナーのうち一方の極性トナー、（すなわち制
御電極部材・現像ロール間の直流電界で引きつけられる
向きのクーロン力が励く極性、第２図においては○帯電
トナー）は、引きつづき現像ロール方向のクーロン力を
受け、現像ロール上に到達し、鏡像力、ワンデルクール
ス力等によってそこに付着する。一方、上記極性トナー
と反対に帯電しているトナーは、制御電極部材・現像ロ
ール間では、搬送ロール方向のクーロン力を受け、現像
ロール上には到達しえない。この制御電極部材・現像ロ
ール空間での極性の選択性によって、現像ロールには一
方の極性に充分帯電したトナーのみの層が形成される。

（第２図、及び第３図（Ｃ））。

この帯電トナ一層は次に現像ロール３とほぼ同速度で移
動している潜像担持体１との近接部に搬送されていき、
潜像電荷及び現像ロール３に印加されている直流バイア
ス電圧によって形成される現像電界による静電引力によ
って潜像にむかって移動し、潜像を現像する。

現像後、現像ロール上に残る残留トナー及び搬送ロール
と現像ロールとの近接部通過後に搬送ロール上に残る残
留トナーは、必要に応じてスクレーパ８．７によって各
ロールから剥１ξＩされホッパーに回収され、スクレー
パ通過後の各ロールは次の現像サイクルに移っていく。

なお、本発明に使用する搬送ロール４はトナーと衝突・
接触することによってトナーを帯電せしめる役目を持つ
が、トナーが帯電すると同時に搬送ロール４はそれと逆
極性に帯電する。その為電荷Ｗ；積による弊害をなくす
ために、搬送ロール４の表面は導電性であることが好ま
しく、具体的には、へ１１アルマイト、ステンレス等で
構成されることが好ましい。

なお、第１図中で搬送ロール４の回転方向を現像ロール
３と同方向に示しているが、現像ロール３と逆方向に回
転するような構成にしても同様な効果が同・られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、絶縁性磁性一成分現像剤の凝集分解・
帯電工程と現像剤の極性による選択工程とを分離してい
るので、一方の極性に十分帯電し、かつその帯電量分布
の幅が小さく、しかも８；１集のない磁性現像剤層の均
一層を現像剤上に形成することができる。したがって、
この均一な現像剤層を用いて接触現像を行なうことによ
り、エツジ部がすっきりとしかつソリッド部の粒状性が
均一な鮮明画像を形成する。ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像方法を実施する現像装置の１例
を示す概略断面図、 ′！５２図は、本発明の現像方法における搬送ロールと
現像ロールとの間のトナーの移動の様子を説明するため
の概略図、′ 第３図は、トナーの帯電分布を示すグラフ、第４図は、
従来の現像方法を実施する現像装置の例を示す概略図で
ある。 １・・・潜像担持体、２・・・現像剤ホッパー、３・・
・現像ロール、４・・・搬送ロール、５・・・絶縁性磁
性一成分現像剤、６・・・トリマー、７．８・・・スク
レーパ、９．１０．１３・・・直流電源、１１・・・交
流電源、１２・・・制御電極。 第１図 １・・・・　潜像担持体　　　　　　　６・・・・トリ
マー　　　　　　　　　　１２・・・・現（１剤ホッハ
−７，８・・・・スクレーバ３・・・・現像ロール　　
　　　　　９，１０，１３・・・・直流電源４・・・・
搬送Ｏ−ル　　　　　　　Ｉ＋、、、、交流室、原５・
・・・絶縁性磁性 一成分現像剤 第２図 工 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性磁性一成分現像剤を搬送ロールを介して現像ロー
   ルに供給した後、該磁性現像剤を潜像担持体上の静電潜
   像へ移動させて現像する接触式現像方法において、前記
   現像ロールと前記搬送ロールとを一定の間隙を保持して
   対設しその間隙に制御電極部材を設け、該制御電極部材
   と搬送ロールとの間に交番電界を形成することにより前
   記磁性現像剤を振動させながら帯電し、さらに前記制御
   電極部材と現像ロールとの間に直流電界を形成すること
   により前記帯電した磁性現像剤のうち一方の極性に帯電
   したもののみを選択的に現像ロールに供給して該現像ロ
   ール上に均一な磁性現像剤層を形成し、該磁性現像剤層
   から潜像担持体へ磁性現像剤を移動させることにより潜
   像担持体上の潜像を現像する接触式現像方法。