JPS6162051A - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、現像方法、牛４ｔに一成分現像剤を用いた現
像方法に関する。

「従来の技術」 従来、電子写真、静電記録等の分野では、静電潜像を着
色微粉末により現像を行うことが広く知られている。中
でも近年は、キャリアを用いない現像剤、いわゆる−成
分現像剤を用いる一成分現像方法が盛んに提案されてい
る。斯様な一成分現像剤を用いた現像方法としては、■
現像剤を現像剤担持体上に穂状に形成した上で静電潜像
を摺擦して現像を行う方法（接触型現像法）と、■静電
潜像から微小間隙を糸ｆ１持した現像剤相持体上から現
像剤が飛翔、或いは伸長することにより静電潜像の現像
を行う方法（非接触型現像法）とに大別できる。

第１の接触型現像法は、更に、導電性トナー接触型現像
法、及び絶縁性（高抵抗）トナー接触型現像法とに分け
ることができる。

「発明が解決しようとする問題点」 この導電性トナー接触型現像法は、例えば特開昭／ｌ　
９−４５３２号公報で提案されている通り、磁気ロール
上に磁性導電性トナーの磁気ブラシを形成し、静電潜像
に摺接させ、静電潜像の電荷に応じて磁気ブラシに反対
極性の電荷を注入（誘導）させて現像を行う方法である
。この方法は、カブリが少なく、現像に忠実な現像を行
うことができるが、磁気ブラシが感光体に接触する為、
潜像電荷がリークして現像ができなかったり、あるいは
、感光体に付着したトナーが、磁気ブラシで更に摺擦さ
れて現像画像が乱れてしまうという欠点を有している。

絶縁性トナー接触型現像法は、摩擦帯電によりトナーに
あらかじめ電荷を与えた磁気ブラシを感光体に摺擦して
現像を行う方法であり、前述の導電性トナー摺擦型現像
法と１ヒ較して、電荷リークが生じず、転写が容易等の
利点を有する。しかしながら、これは、トナーにあらか
じめ電荷を１１えるものであり、トナーに均一な電荷を
付１１することが困り・１［であり、経時あるいは温湿
度の影響により、電荷量に変動をきたし、現像画像に／
ｌ：Ｍ度ムラ、カブリの発生等が生じるという欠点を有
している。

又、■）２のノ１接触型現像方法としては、例えば４ｔ
、’？公昭４１−９４７５号、４．Ｈｉ願昭５２−１０
９２：（７〜１０９２４２、’ｌ！１間昭４９−１０４
６３９号等に提案されており、静電潜像担持体は、現像
剤担持体上に形成された現像剤層が直接触れない微小間
隙を維持しており、現像剤担持体上からあらかじめ電荷
を１）えられた現像剤が寒翔あるいは伸長する事により
、静電潜像の現像を行う方法である。

この方法においては、前者の現像方法の如く、無差別に
現像剤が静電潜像担持体に接触する事がなく、画像部に
のみ、現像剤が飛ＪＪＩ、あるいは伸長する事により、
カブリ現象の発生をほぼｆｆｆ、＜Ｌｌｒｉ−る。

そして、現像剤を静電潜像部に於いて充分に飛翔させｉ
ワる為には、何らかの方法で現像剤に電荷を付１ｊずろ
必要があり、このために、電荷注入電極により電荷を注
入する方式や、摩擦帯電部材等により摩擦帯電々荷を与
える方法等が提案されている。

前記電荷注入方式は、現像剤担持体に近（ｚして現像剤
に接する様に設けられた電荷を印加する事により現像剤
に電荷を付与する方式であり、多くの場合、電極はトナ
一層厚規制部材で兼用されている。この方式は、構造が
簡単であり、又、電極に印加する電圧の極性を選択する
事により現像剤に与え得る電荷の極性を任意に設定しく
署るという利点を有している。

しかしながら、電荷が付与され得るのは、現像剤層の上
層部のみであり、内層部においては、現像剤同志の摩擦
で生じた逆極性現像剤が現像剤層中に混在しており、こ
の逆極性現像剤が、非画像部に飛翔、付着してカブリを
生じたり、また、極性の異なる現像剤同志が付着し合っ
てチェーンを形成し、チェーンのままで飛翔、現像され
る為、得られた画像の切れが悪化するという問題を有す
る。

一方、摩擦帯電部材等による摩擦帯電方式に於いては、
現像剤と現像剤担持体とのｌ♀擦によるものや別個に設
けられたＩ？擦帯電部祠によって１や擦帯電効率を高め
る方法等が提案されている。

しかしながら、斯様な現像剤帯電過程は、帯電に寄笥す
る種々の表面の経時変化、例えば、帯電部材に現像剤が
付着する事により摩擦帯電効率が低下し、現像剤帯電量
の不足から来る飛翔率の低下、低現像濃度化を生じたり
、環境変化によって大幅に摩擦帯電効率が変動する故に
、この変動に起因して現象の制御が困′″Ｊ、１１にな
るという欠点を有している。更には、現像剤同志も摩擦
帯電するが故に、現像剤層中に逆極性現像剤が存在し、
前述の如き画質上の欠陥として表われる。又、現像剤粒
子個々の電荷量が現像に寄与するが故に、現像剤粒子個
々に一定の電荷が付与されなけばならないが、現像剤粒
子の電荷注入確率、接触確率が異なる為に、個々の粒子
の電荷量にばらつきを生じ、斯様な現像剤で現像を行な
うと、現像ムラ等の画質欠陥を生じるという問題がある
。

本発明者等は、この様な従来の一成分現像法を研究した
結果、従来の欠点が、 ■　トナー粒子例々の電荷量にバラツキがあること、 ■　トナー粒子例々の電荷量が経時的にあるいは温湿度
の影響により変動すること、 ■　トナー粒子が潜像面に転移する際に、転移するトナ
ーの個数が一定でないこと、 によるものである事を解明した。

本発明は、この解明結果に基づき為されたものであり、
トナー粒子例々の電荷量にバラツキがｆＴｐく、かつ経
時、環境等により変動する事が無く、更に、常に一定個
数のトナーが転移する事が可能であり、その結果、従来
の一成分現像方法に於ける種々の欠点、すなわち、現像
画像の乱れ、カブリの発生、濃度ムラ、及びこれらの経
時的変動、環境による変動を防止した現像方法を提供す
るものである。

〔問題点を解決するだめの手段、作用〕本発明は、現像
方法に関するものであり、６″に一成分現像剤を用いた
新規な現像方法に関するものであり、静電潜像担持体或
いは電極に対向した現像剤担持体上に導電性現像剤を中
厚に保持し、次いて、この現像剤を静電潜像担持体或い
は電極と非接触状態となる（筆に現像領域に搬送し、静
電潜像担持体或いは電極と現像剤担持体とで形成ずろ電
界で、現像剤に静電潜像と反対極性の電荷をｌｉＫ導せ
しめ、画像部にのみ現像剤を飛翔さぜ、現像ずろ事を′
１冒１′（とずろ。

以下、本発明の実施例を図面を基にして説明する。

「実施例−１ 第１図は、本発明の実施例の現像装置を示す。

第１図に於いて、潜像担持体１上には図１示せぬ手段に
より、静電潜像２が形成され、一方、現像剤８は現像剤
Ｊ日持体５」−にほぼ中層に保持され、現像領域に搬送
される。現像領域に於いては、潜像担持体１と現像剤１
日持体５との間は、現像剤担持体５十、に形成された現
像剤層４が潜像担持体１と非接触状態となろドロな間隙
をイ、１［持する様に、保持されており、現像剤は画像
ｒ＜１＜　＋ごのみ転移して現像作用が行なわれる。

さらに詳しくは、本発明に於ける現像剤８は、導電性ト
ナーであり、現像剤担持体５上で単層の現像剤層に形成
された上で現像領域に搬送され、該領域に於いて、静電
潜像担持体１と現像剤担持体５と間で形成される電界下
で、静電潜像２と反対極性の電荷の誘導が行なわれ、こ
れにより、画像部にのみ現像剤８の転移が行なわれ、現
像過程を終了するものである。なお、符号３は顕像、６
は現像剤保持部材、７は現像バイアスである。

なお、潜像形成方法は、通常の電子写真方法に限られる
ものだけではなく、例えば、マルチスクイラスを用いた
静電誘導による方法等、いかなる手段であっても実施可
能である。

又、潜像担持体１も感光体に限られず、例えば、誘電体
等を用いたものであっても実施可能である。

斯様な構成の方法によれば、前述した様なトナー粒子例
々の電荷量にバラツキは生ぜず、かつ、経時的変化や環
境変化等により電荷量の変動を受ける事がなく、従って
、単に必要にして十分な量の現像剤を転移させる事が可
能である。故に、従来の一成分現像方法に於ける種々欠
点、例えば、現像画像の乱れ、カブリの発生、濃度ムラ
等、又、これらの経時、環境変動を防ぐ事が出来る。

更に詳しく述べると、本発明の第１の’ｌ！１ｆｆｔは
、トナ一層をｆｌｊ　層に形成した点にあるものであっ
て、この単層に形成するという点を詳説すると、現像剤
担持体表面には、トナーが、トナーチェーンを形成する
事なく均一に単層によって付着している状態を意味する
のである。詳しくは、現像剤担持体から現像剤に及ぼさ
れる現像剤保持力は、現像剤担持体に直接接触している
現像剤にのみ作用し、このような状態で現像剤層が形成
されていることを意味する。又、トナーを１１１層に形
成する°為には、電気抵抗の低い低抵抗或いは導電性の
トナーを用いると共に、このトナーを現像剤担持体上に
保持するのに磁気力に限られず、ファンデルワールス力
、静電力、分極力、鏡像力、重力、粘性力等の如き力で
相持する事により達成可能である。而して、斯様な力で
現像剤担持体上にトナ一層を単層で保持する事により、
常に潜像担持体上に於いて、潜像は、はぼ単層に現像さ
れ得る事が出来、従来例の様に、数個以上のトナーによ
りトナーチェーンが形成され、このために生じるトナー
の付着個数のバラツキによる画像の切れの悪さ、荒れ等
の画質欠陥を回避せしめる事が可能である。

第２図は、従来の多層現像剤に於ける現像過程を示し、
（ａ）は現像剤担持体５上に多層の現像剤層４が形成さ
れた様子を表わしている。通常、斯様な現像層を形成す
るためには、例えば、内部に磁石を有する現像剤担持体
５」二に磁性現像剤８を磁ノコにより担持せしめ１．ブ
レード等の層厚規制部材によって規定の層厚を形成する
方法が取られている。しかしながら、斯様な場合に於い
ては、トナ一層の層厚を揃える事は困テ１［であり多く
の場合、（ｂ）の如く、現像層は不揃いであり、斯様な
現像剤層を用いて現像を行なう事は、以下に述べる画質
欠陥を増幅せしめる方向に働く。

（Ｃ）は、（ａ）、（ｂ）の如く多層状態による現像層
を用いて現像を行なった場合に、トナー８が飛翔する様
子を図示したものである。本従来例の如く現像層を構成
すると、トナーは、飛翔時点に於いて、チェーン状態の
まま飛翔したり、凝集したまま飛翔し易い。斯様な飛翔
形態から生みだされる顕像３は、（（ｊ）に示す々目＜
、高さの不揃いな像となり易く、濃度−にのムラを招く
。又、例えば転写、定着過程を経る事により、この傾向
は、一層増幅され（冒る。又、（０）のｂ日＜、潜像担
持体１上に対し、ある傾きをもってイ」着したトナ一層
は、所謂尾引となって画質の切れを悪くする方向に働く
。

第３図は、本発明の実施例の現像過程を示す。

現像剤］ｌＵ持体持上５上、現像剤層４がｊｌを層にて
保持されており（（ａ）参照）、斯様な保持力は、磁気
力に限らず、ファンデルワールス力、鏡像力等の如きノ
ｊが支配的である。肝要な点は、トナーがトナーチェー
ンを形成する事なく、はぼ均一に単層を形成している事
であり、斯様なトナ一層を用いて現像を行なう事により
、（Ｃ）の如く、多層の均一な現像々を得る事が出来る
事を本発明者らは見出した。

斯様なほぼ単層の現像々に於いては、トナー付着は均一
であるので、濃度ムラは生じないし、非画像部にトナー
のパイルが倒れて生じる尾引現象も起こりｉ）ない。又
、現像々が、多層にならないということから、例えば、
定着により線の太りという現象も防ぐことが可能である
。なお、この場合、現像々が均一に単層で１坪られるの
に対し、飛翔するトナーが、（１））の如く、個々に独
立しており、これは、現像を行なう上で、後述する誘導
現像との相乗効果で、必要にして十分なトナーのみが、
画像部にのみ供給され１号る為であると、考えられる。

本発明の第２の特徴は、現像を行なう為に必要とされる
静電荷をトナーに付１１するのに、潜像担持体と現像剤
担持体との間に於ける電界下での静電誘導現象における
誘導電荷を利用する点である。

これは、導電性トナーを電界下に存在させる事で達成可
能であり、静電潜像を現像するにあたって、現像に必要
にして十分な電荷量をトナーに誘導する事により、均一
でムラがなく静電潜像に忠実であり地力ブリの無い現像
々を得る事が出来る。つまり、第４図に示す様に、ある
電界下に置かれたトナー４は、静電誘導により電荷を保
持し、クーロン力により空隙中を飛翔し、対向する潜像
担持体１に付着して現像を行なう。斯様な構成に於いて
、トナーの電荷保持方法としては、現像剤担持体５の潜
像担持体ｌに対する相対速度、間隙、或いは潜像自身の
表面電位等で支配される電界強度等の影皆、特に、トナ
ー自身の抵抗値の影響で一義的には定まらないが、以下
に示す３つの場合が支配的であると考えられる。

第１の場合は、注入電荷がより支配的であり、トナー個
々の間に電荷のブロッキング層を有しない場合であり、
第５図（ａ）の様に、トナー１個に、。

現像に必要にして十分な誘導電荷９が誘起された場合で
ある。この場合、例えば、第５図（ｂ）の様に、トナ一
層がその一部で二層以上を形成していたとしても、最初
に電荷を有し飛翔し得るのは、最上層のトナーのみであ
り、現像剤担持体上に２層以上のトナーが保持されてい
る間には、下層部のト檜＼４ ナーに電荷は保持され得ない。

第２の場合は、トナー間に電荷のブロッキング層が存在
し得る場合であり、この場合、例えば、第６図に示す様
に、トナ一層がその一部で２層以上を形成している場合
には、電荷９は成る分布を持って各トナーに配分される
。

第３の場合は、第７図に示す様に、トナー８自身が電界
下で成る割合の分極を生じ、成るものは界面領域で電荷
の交換が行なわれて電荷を有する場合であり、分極した
トナー８は、現像剤担持体５が形成する電界の変調或い
は潜像担持体が与える電界の変調がトナー中の電送双極
子に与える力によって飛翔し、又、電荷を保持したトナ
ーは、静電力により、画像部に飛翔する。

実際的には、これらの現象が、単独、或いはある種の組
み合せによる混在したメカニズムにより、トナーが飛翔
すると考えられるが、前述した様に、トナー自身の抵抗
値、或いは、その変動、現像剤担持体の潜像担持体に対
する相対速度、間隙、或いは、電界強度等によって支配
されていると思われろ。

肝要な点は、いずれの場合に於いても、トナーの保持す
る電荷が、現像電界によって決定される点である。これ
は、従来のあらかじめ電荷を与えられたトナーが飛翔す
る力を、 ｆ＝Ｑ・Ｅ、−Ｆ、、ｄ で表わしたとすると（Ｑはトナーり電荷量、Ｅｌｌは現
像電界、Ｆ　ａ　ｄ　　はトナーを現像剤担持体」−に
保持するツノ）、 本発明の場合に於いては、ＱはＥｏの関数であり、 ｆ＝Ｑ　（Ｅ、　　）　　・ＥＴ、　　−Ｆａ。

により、飛翔の力を表わせる事を意味し、制御因子を減
する事が可能であり、前述した様な、トナーに付−５せ
しめる電荷量を帯電部材等を用いて人為的に制御する必
要性を回避する事が出来る。なおかつ、現像剤に対する
Ｑのバラツキからくる濃度ムラやＱの経時変化等による
濃度変動も生ずることなく、現像に必要にして十分な電
荷をトナーに付Ｉｊ、せしめろ事が可能であり、潜像に
忠実な現像々を得る事が可能となる。

更には、斯様な方法を用いれば、従来の如く、逆極性の
トナーが、トナ一層中に混在し、該トナー間で静電力に
よりチェーンを形成し、例えば、第２図（Ｃ）で説明し
た如くの現象も起こり難くなるという利点を有するし、
かつ、非画像部にも飛翔せず、地力ブリを防止する事も
可能となる。

いずれにしても、これらの効果は、導電性或いは低抵抗
トナーを用いる事により達成せしめられる。

本発明の第３の特徴としては、現像剤担持体上に保持さ
れた現像剤層が、潜像担持体表面と非接触となり得る様
な間隙を維持するように、現像剤担持体と潜像担持体と
が保持されている点であって、これは、潜像担持体と現
像剤担持体との間の間隙を、現像剤担持体上の現像剤層
厚よりも大きくする事によって達成される。

詳しくは、第８図に示す様に、単層の現像剤層４の上層
部と潜像担持体１との間を距離ｄに持って対向せしめる
事であり、例えば、この距離の維持は、現像剤担持体５
と同軸に設けられたスペーザーコロによって達成される
。

斯様な間隙ｄは、現像剤層４が潜像担持体１に直接触れ
得ない様な間隙であるために、零にする事は出来ない。

更に、トナーが現像時に飛翔し１するのに十分な電荷量
を誘起させ得る事ができる電界を、少なくとも静電潜像
の表面電位と現像剤担持体との間で１１．えねばならな
い事から、無関係に間隙ｄを大きくする事は（ワ策でき
ない。又、飛行中のトナーが現像領域に存在しｉ冒る気
流等の影響を受けて、飛行経路を変化しない為にも、間
隙ｄを成る値〔１□８より大きくする事は出来ない。た
だし、斯様な距Ｅ＃Ｆｄ、、、、　は、例えば、使用す
る感光体の潜像の表面電位、プロセス速度、現像バイア
ス等により、変化しうる数値であり、一義的に決定され
るものではない。

いずれにしても、斯様な構成を取る事により、従来の如
く行なわれていた潜像を現像剤で摺擦する事による様々
な影響、例えば、画像部の乱れ、濃度ムラ、地力ブリ等
の画質欠陥を防ぐ事が可能となる。

本発明に用いられるトナーは、導電性の現像剤であり、
詳しくは、１０１２Ω・Ｃｍ以下の体積抵抗率を有する
現像剤である事が好適である。

斯様な現像剤は、すでに公知の方法である所の樹脂類、
例えば、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン
、ポリプロピレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の
重合体、共重合体等を単独或いは組み合わせたものに顔
料或いは染料等の色料を添加し、導電性粒子としては、
金属あるいはマグネタイト等の磁性粒子やカーボンブラ
ック等を任意量添加して、任意の体積抵抗；ｔを有する
導電性トナーを肖る方法等による。

一般に、粉体の電荷緩和は、初期電荷量をｑ。、粉体の
体積抵抗率をｅとしたときに、以下の式で表される。

ｑ＝ｑＯｅ”τ　、ｒ＝ＥｏｅＴｅ （ε７；粉体の誘電率） この事から、トナーに誘起される電荷ｍ　Ｌ（ｔ）は、
時間と共に変化し、トナーに誘起されｉ！′）る最大電
荷工をＩＴ　ｍａＸ　とした場合には、以下の式で表す
事が可能である。

０ｒ（ｔ）＝［ｌＴｍａｘ　　［１−ｅｘｐ（ｔ、／　
ε。ε、ｅ）］この事は、トナーの飛翔バれ、現像に必
要とされる必要電界の大きさの変化にとって、トナーの
抵抗率の変化が千要である事を意味している。

本発明者の実験によるき、平行平板電界下でのトナーの
飛翔応答の遅れ及び現像に必要とされる必要電界の大き
さは、トナーの抵抗率を変化させる事により大幅に変動
する。

表１は、トナーの体積抵抗率をカーボンブラック等の導
電性粒子の添加量を変化させたときの飛翔電界及び飛翔
の遅れの実験結果を示したものである。表１．において
、１０１３Ω・Ｃｍ以上の体積抵抗率を有するトナーＳ
−４では、ｌ　ｓｅｃ以上の飛翔遅れを生じ（或いは飛
翔せず）、実用に供し得なかったが、これに対し、トナ
ーＳ−１〜Ｓ−３は、遅れ時間、飛翔電界に差はあるも
のの、十分に実用に供し得るものである。

又、トナーに電界が誘起される時間ｔ。、所謂時定数は
、例えば、通常の電子写真の場合を考えると、次のよう
になる。すなわち、トナーに現像剤担持体上で電荷が誘
起される時間τＤよりも、現像に必要とする時間は、長
くあらねばならないし、又、潜像担持体上に付着したト
ナーに潜像担持体との間で電荷交換、或いは注入、誘導
等により、飛翔時の電荷と逆極性の電荷が誘起される時
間　τＰよりも、現像時間は、短くあらねばならないこ
とを本発明者は見出した。

つまり、前述した時間ｔ。の関係は、以下の式を満たし
ていることが肝要であり、すなわち、τｐ　　＞　ｔｎ
　　＞τ。

となる。

さもなければ、現像像に供されたトナーが、現像剤担持
体」二に逆飛翔し、濃度低下等の好ましくない結果とな
ることを発明者は見い出した。なお、この関係は、後述
する様なＡＣバイアスを現像時に重畳した様な場合には
、少し変更され１ユる。

又、トナーが電荷を有するときに、第７図で説明した様
なメカニズムを持つ場合には、分極率をも考慮に入れる
必要があり、現像系全体を考慮した上で、前述した抵抗
率等と共に決定されるべきファクターである。

又、斯様な構成のトナーであれば、磁性、非磁性の有無
を問わない。また、前述した様に、例えば、抵抗率を変
化させ得る手段の一つとしても、磁性トナーは一つの有
効な手段になり得る。

又、本発明に用いるトナーとしては、比較的粒径の揃っ
た流動性の良いトナー又は球形化処理等を行ったトナー
等が好ましいが、無論これに制限され得るものではない
。

本発明に用いる現像剤担持体は、ベルト状であっても、
ロール状てあっそも、又如何なる構成のものであっても
実施可能であり、現像剤を担持体上に保持する上に於い
て、磁力を用いないで、非磁力により、現像剤を担持可
能な構成にする事が肝要である。そして、本発明によれ
ば、磁性トナーを、内部に磁石を有する担持体から発生
ずる磁力で保持するという従来の方法に仕較して、子指
、コスト等の面で、多大な利点を有する。

但し、現像剤を担持体上に保持する上で、例えば、ファ
ンデルワールス力等の力を利用する場合と、上記力をも
含むが静電力により担持する場合とで、若干の違いは生
じるが、基本的には、以下の力関係が成り立っている事
が肝要である。

基本的には、トナーが飛翔する場合に、トナーが受は得
る力は、前述した様に、 Ｆ　”　Ｑ（Ｅｎ　）　　・Ｅｎ　　　Ｆａｄで表す事
が可能であって、 斯様な場合に、トナー担持体にトナーを担持している力
としては、Ｆａｄが支配的な場合と、Ｐａｄも含むが基
本的に担持されている力は静電力であって鏡像力等をも
含む場合と、である。

前者の場合には、非現像領域に於いては、トナーは、４
Ｅ持体力向への力の向きをマイナイとすると Ｆ　　−−Ｆａｒｌ で担持体に担持されている。

一方、現像時に於ける誘導電荷によるクーロン力が働い
た時点に於いて、非する方向をプラスとすると、 Ｆ　”Ｑ　（Ｅｎ　）　　・Ｅｎ　　　Ｆａｄ＞０の関
係を満たす事が重要である。これは、トナー及び現像剤
の材質等を変えろ事により、変化し得ろ為、現像剤担持
体を選定する上に於いて、十分考慮の必要な点である。

後者の場合には、非現像時に於いて、現像剤を担持体に
保持しているのは、 Ｆ＝Ｑｒ　Ｅ　（−Ｆａｄ　）＜０ で表される力である（ＱＴ；）ナー付着の為にＥ電界下
で誘導された電荷）。

例えば、担持体を半導体等で構成して電荷を逃げなくし
た場合には、力Ｆは、通常、トナーが現像領域に運ばれ
る事により、 Ｆ　＝Ｑ　（Ｅｏ　）　　・Ｅｎ　　（Ｆａｄ　）’＞
０に変化して現像が実施される。

担持体を例えば導体で構成した場合には、電荷はリーク
し、前述した Ｆ＝Ｑ　（Ｅｎ　）　　・Ｅｏ　　　Ｆａｄ＞０により
、現像される。

斯様な場合に於いては、現像剤担持体に要求され得る機
能としては、例えば、後述する様なトナーと供に整流性
等の条件をも考慮に入れ得る。

いずれにしても、現像剤担持体は、例えば、／ｌ、ｌ”
ｅ、Ｎｉ、ＳＵＳ等の金属もしくは、これらに変わる導
電部材、或いは、導電部材上に半導体又は絶縁体をコー
ティングしたもの、又は、導電部材上に設けた絶縁体中
に導電部材を埋め込んだ物等であればよく、要するに、
現像剤を担持可能な部材であれば、各秒の形状のもので
あってもよい。なお、前記構造に限定され得るものでは
ない。又、表面形状としても、平滑性を有するもの、或
いは、搬送性向上の為に表面に微細な凹凸を有したもの
、又は、多孔質あるいはそれに準じる部材を表面にコー
ティング或いは積層したもの等を用いる事が出来る。な
お、これらに限定されるものではない。又、前述した様
に、ベルト状、円筒状等の形状であってもよい。

例えば、第９図、第１０図は、現像剤担持体５の一例を
示したものである。

第９図（ａ）は、導体１０の円柱或いは円筒状の担持体
、（ｂ）は導体１０上に半導体層或いは絶縁体の保護層
１１を設けた例、（Ｃ）は導体１０上の保護層１１中に
導電性微粒子１２を分散させた例、（ｄ）は、導体１０
上の積層部材中に微小電極１３を埋め込んだ例を示す。

第１０図（ａ）は、現像剤担持体５上に微細な表面凹凸
を設けた例であり、これは、例えば、金属表面を目の細
かいヤスリ等で研磨する事によって得られる。又、（ｂ
）は、多孔質の積層部材１４を多孔質５表面に積層固定
或いは塗布した例を示すものであり、多孔質材そのもの
を現像剤担特休として用いることも可能である。次に（
Ｃ）は、現像剤担持体５表面に現像剤粒子が埋没する程
度の凹部を設けた例であって、より一層の搬送の向上が
図られる。

斯様な構成の現像剤担持体５上に、はぼ単層の現像剤層
を形成する手段としては、例えば、第１図で示した様に
現像剤保持部材６中の現像剤に現像剤担持体５を当接さ
せた後に、現像剤担持体５を回動させて、単層の現像剤
層を得る事が可能である。なお、前述した様に、斯様な
構成に於いては、Ｐａｄ　の設定が理想となる様に現像
剤担持体５の材質、表面形状、及び現像剤の材質を選定
する事が肝要である。

又、第１１図は、別な現像剤形成方法を示すもので、現
像剤８は現像剤保持容器１５中に保持され、自然落下に
より現像剤担持体５上に現像剤層を形成する。又、この
とき現像剤容器１５に対し、図示しない振動手段より、
ある振動を加えて落下させる事も有効な手段の一つであ
る。

第１２図は、ロール状の現像剤落下手段１６を現像剤保
持容器１５下部の開口部に設けた例であり、現像剤は、
ロール１６の回転によって任意量落下せしめる事が可能
である。なお、落下手段１６は、ロールに限定されるも
のではない。

なお、１１１テ様な現像層は第１３図に示す様に、塗布
部材１７を用いた場合にも、達成可能である。

ＪＩ様な塗布部材１７は、弾性体であっても、剛体であ
ってもよく、現像剤相持体５に当接する方向についても
、所謂、ドクター、ワイパーのどちらの方向であっても
よく、当４７？　部についても、エッヂ部であっても口
凹部であってもよい。又、塗布部材１７表面に微小な凹
凸を設ける事も有効な手段の一つである。肝要な点は、
現像剤担持体５に対して塗布部材１７が一度塗布された
現像剤を引きＪイ（ず力１’ａｄ　′が、現像剤担持体
５上に現像剤が担持されている力ｐ　ａ　ｄよりも小さ
くなる様に、現像剤塗布部材７を当接せしめる点であり
、Ｆａｄ　’　＜　Ｆａｄ 斯様な構成とする事により、はぼ単層の所望の現像剤層
を（汁る事が可能となる。

又、第１４図は、所望の現像剤層を得るのに、現像剤の
所謂クラウドを利用する方法を示すものである。第１４
図（ａ）は、現像剤保持容器１５に振動、例えば上下動
等の動きを与えて、現像剤８をクラウド状現像剤雲１８
にし、斯様なりラウドによって現像剤担持体５上に現像
剤層を得る方法を示したものであり、振動自体は図示し
ない例えばモーターと直結したカム等の当接により与え
られる。

第１４図（ｂ）の場合には、クラウド発生を機械的振動
によらずに、空気流を利用したものであり、空気流発生
装置２１からの空気流２０により、クラウド発生装置１
９中の現像剤８は、クラウド状態となり、現像剤担持体
５上に搬送される事により、所望の現像剤層が得られる
。

第１５図は、クラウド発生方法の変形例であって、現像
剤保持容器中より、交番電界発生装置２３中に搬送せし
められた現像剤８は、交番電界発生装置２３中に於いて
成る極性の電荷を誘起せしめられ、電界の交番動作によ
って、該空隙に於いて往復運動をなし、クラウド状とな
って現像剤担持体５上に搬送せしめられ、該担持体５上
に於いて現像剤層が形成せしめられる。なお、符号２２
は電源である。

以」二連べて来た現像剤層形成方法は、いずれの場合に
於いても、前述した様に、Ｐａｄ　Ｏ力を利用したもの
であるが、他の方法、すなわち、静電力を用いて現像剤
層を構成する場合の変形例に関して、以下、説明する。

第１６図に示す様に。現像剤は、荷電部材２５と現像剤
担持体５間で形成される電界下で、静電誘導によって担
持電荷２７を有し、担持体５上に主に静電力によって担
持され、現像領域まで搬送される。斯様にして、搬送せ
しめられた該現像剤は、現像電界中で、現像に供される
べき必要にして十分な現像電荷２８が新たに誘導され、
前述した様なメカニズムによって、現像作用が行われる
。

斯様な構成に於いて重要な点は、現像剤担持体５上で誘
起されて現像剤の担持体５への保持力として働く電荷Ｑ
’ｒ　は、現像にそのままの状態で用いられる訳ではな
く、現像領域に於いて、現像剤は、現像電界Ｅｏ　で支
配されるＱ（Ｅｎ　）ｋの電荷量により新たに誘起し直
され、現像に供される点であって、従来の如く、絶縁ト
ナーを用いた場合に、現像領域前に与えられた電荷をそ
のまま現像に利用するのとは、趣旨を異にする。

なお、図面に於いて、最初、現像剤担持体５上に現像剤
を保持するのに用いる電荷の極性と、現像領域に於いて
現像に供する為に誘起され得る電荷極性とは、逆極性の
場合が示されているが、かならずしも逆極性である必要
はなく、同極性であってもよく、斯様な調整は、荷電バ
イアス２６や現像バイアス７や潜像電位、極性とを任意
に選定することにより、任意の状態を形成することが可
能である。

なお、例えば、現像に供され得る現像剤の電荷極性と現
像剤担持体上に現像剤を保持するのに供される電荷極性
が同極性の場合には、現像剤８と現像剤担持体５間に整
流機能を持たせる事は、単層形成にいっそう役立つ手段
である。

例えば、第１７図に示す様に、現像前の現像剤に負極性
の電荷２７を誘起した場合に、現像剤担持体５との間で
、電荷交換或いは、正電荷の注入が現像時まで行なわれ
ず、現像時にのみ、現像に必要にして十分な電荷が誘起
されて現像が行われる。この場合には、片極の電荷のみ
が現像剤に注入される事が肝要でありかつ誘起された電
荷は逃げないように所謂リークしない様に整流性を現像
剤８と現像剤担持体５間に持たせることが好ましい。な
お、整流性は、なくともリークに要する時間が十分に大
きな場合でも、上記目的は達成可能である。（ＴＣ〉τ
ｏ　ｖ；ＴＣ；現像部にトナーが運ばれるまでの時間、
τ、７：現像剤から担持体に電荷がリークする時定数） 本発明による現像方法は、現像領域に於いて、潜像に対
し、十分な現像剤を供給される必要性をイｊしており、
潜像担持体１の速度Ｖｐ　と現像剤担持体５の速度■５
　　とは等速であるか、少なくとも、Ｖｐ　よりも■５
　が速い事が好ましく、以下の式を満たしている事が好
ましい。

■、　≦■。

又、潜像担持体１と現像剤担持体５間の距離は、少なく
とも、現像剤担持体５上の現像剤層厚よりも大きくある
べきである点は、前述した通りであるが、現像電界Ｅｎ
　は、数百Ｖ　／　ｍｍ以上の電界を必要とするので、
（さもなくば現像剤が飛翔し得ない）、潜像担持体５上
の潜像の表面電位、現像バイアス等を勘案した上で、数
百Ｖ／＋ｎ＋ｎ以上の電界が発生し得る様に設定する事
が好ましい。

又、現像バイアス７に関して言えば、電界強度をかせぐ
意味からも、印加する効果はあるが、ＤＣに限らず、Ａ
Ｃ或いはＤＣにＡＣを重畳したものもであってもよい。

本発明は、前述した様に、通常の電子写真あるいは静電
記録等の現像に限られるものではなく、例えば、コント
ログラフイーの様な方式或いは中間体等を用いた変形電
子写真等にも応用可能である。

第１８図は、本発明の変形例であって、３１は画信号発
生部、３２は画信号電極であって、画信号に応じた信号
波電圧が画信号電極３２に与えられると同時に、該画信
号電極３２と現像剤担持体５間に電界を形成し、現像剤
は、前述した様なメカニズムにより誘導電荷を持ち、記
録用紙３３に対し飛翔し付着する。斯様に形成された顕
像は、図示しない定着過程を経て永久画像となる。なお
、現像剤には、電極３２への印加電圧と反対極性の電荷
が誘導される。

第１９図は、更に他の変形例を示す図であり、潜像担持
体１には図示しない方法、例えば、マルチスタイラス等
により、静電潜像が与えられている。現像領域に於いて
は、該潜像担持体１と現像剤担持体５間には、中間転写
体３４を介して電界が形成されており、現像剤は、電界
に応じて静電誘導せしめられ、中間転写体３４上に飛翔
し付着する。斯様にして得られた顕像は、転写ロール３
６による転写部材３５上に加熱転写定着され、定着像３
８となって永久画像を得る。なお、符号３７は押さえロ
ールである。

以上述べて来た様に、本発明は、静電潜像担持体に対向
した現像剤担持体上に、導電性現像剤をほぼ単層に保持
し、次いで、この現像剤を静電潜像担持体と非接触状態
となる様に、現像領域に搬送し、静電潜像担持体と現像
剤担持体間において形成される電界中で、現像剤に対し
静電潜像と反対極性の電荷を誘導せしめ、画像部にのみ
現像剤を飛翔させて静電潜像を現像することを特徴とす
る現像方法に関するものである。

斯様な方法により、 ■　現像々自身がほぼ単層に現像され得る、■　トナー
粒子個々の電荷量が、対応する潜像に対し忠実であり、
同一電位の潜像に対し、バラツキを有さない、 ■　トナー粒子個々の電荷量が経時的変動、環境変動等
に左右されない、 ■　トナー粒子の転移量が、同一電位の潜像に対し、常
に一定量転移し碍る、 ■　非画像部には、トナーが飛翔或いは付着しない、 ■　現像されたトナー像は、画像中或いは画像部辺に移
動せず、また、画像部から剥離しない、等の利点を有す
る。

従って、現像画像の乱れ、荒れ、尾引、濃度ムラ等の画
質欠陥、或いはカブリ等の発生を防ぐ事が出来、又、経
時、環境変動の無い高画質の現像像を１！干る事が出来
る。

最後に、本発明の理解を促進する為に具体的な実施例に
ついて詳説する。

エポキシ樹脂に導電粉としてカーボンブラック、マグネ
フィトを加えて混練し、その後にジェットミルで粉砕し
た後に、更に、カーボンブラックを添加し、熱処理によ
り、表面吸着させた物を分級し、平均粒径１０．５μｍ
の導電性トナーを得た。

該トナーを５Ｘ１０３　Ｖ／ｃ…の電界下で体積抵抗率
を測定したところ、３　Ｘ　１０６　　Ω・ｃｍの体積
抵抗率を示した。一方、アルミパイプ上に２５μｍ厚の
セレンからなる感光体層を形成し、該感光体」二を一様
帯電した後に、光像を５えて、画像電位が〜ＩＫＶの静
電潜像を得た。更に、該潜像から３．３ｍｍの距離をス
ペーサーコロで維持し表面をアルマイト処理したアルミ
製のスリーブを、前述したトナーを保持した容器中でこ
ろがし、はぼ単層の現像剤層をスリーブ上で得、現像バ
イアスを５０Ｖ加えて前述した静電潜像を現像したとこ
ろ、画像濃度１．３の高濃度を有し、濃度ムラがなく、
かつ画像の切れの良い、更にはカブリのない現像々を得
る事が出来た。

「発明の効果」 以上に説明した様に、本発明を用いれば、高画質で、経
時、環境変化のない現像々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よる現像装置を示す説明図、 第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は従来
の現像作用を示す説明図、 第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、第４図、第５図（ａ）
、（ｂ）、第６図、第７図、第８図は本発明の実施例の
現像作用を示す説明図、 第９図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）、第１０図（ａ
）、（ｂ）、（Ｃ）、は現像剤担持体の説明図、 第１１図、第１２図、第１３図、第１４図（ａ）、（ｂ
）、第１５図、第１６図、第１７図（ａ）、（ｂ）、は
現像剤層の形成法を示す説明図、 第１８図、第１９図は本発明の変形例を示す説明図であ
る。 １・・・・・・潜像担持体、２・・・・・・潜像、３・
・・・・・顕像、４・・・・・・現像剤層、５・・・・
・・現像剤担持体、°８・・・・・・現像剤、９・・・
・・・誘導電荷、ｄ・・・・・間隙。 第１６図 第１７図 （ａ）　　　　　　　（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担持体或いは電極に対向した現像剤担持
   体上に導電性現像剤を単層に保持し、次いで、この現像
   剤を静電潜像担持体或いは電極と非接触状態となる様に
   現像領域に搬送し、静電潜像担持体或いは電極と現像剤
   担持体とで形成する電界中で、現像剤に静電潜像と反対
   極性の電荷を誘導せしめ、画像部にのみ現像剤を飛翔さ
   せて、現像することを特徴とする現像方法。