JPS6173973A - 現像方法および装置 - 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つる乾式現像方法および
装置に関するものであシ、更に評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装置に関
するものである。

従来例の構成とその問題点 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スリー
ブ内に固定した磁極を配し、前記現像スリーブを回転さ
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スリ
ーブ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／Ｖ回転式のもの、あるいは特開昭６４−
１１６２３３号公報や特開昭６４−１１９９３５号公報
に記載されているように、現像スリーブとａ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、特開昭５７−１０１５０号公報などに記
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種類の絶縁性磁性粉体の一
方をトナー、他方をキャリアとして混合してなる現像剤
（以下ＰＰＰ現像剤と言う）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スリ
ーブと磁気ロールを互いに逆方向に回転させる現像方式
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味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ツジの切れ具合
が良好なこと、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以下ガンマ値と言う）が小さいこと
などの特徴がある。しかしながらこのｐｙｐ現像剤を用
い、現像を行う場合に高濃度の画像を得ようとすると、
磁気ロールを高速で回転させる必要がある。たとえば現
像部において静電像、保持体と現像ヌリープとがともに
同方向に回転し、現像スリーブと磁気ロールとが逆方向
に回転する場合、感光体の移動速度（プロセス速度）２
７０朋／！ｉｅｏ、現像スリーブ（外径３１朋）の回転
数１１　Ｏｒｐｍとすると、高濃度の画像を得るためて
は磁気ロールを２００Ｏｒｐｍ以上で回転させる必要が
ある。

このような磁気ロールの高速回転は、騒音あるいは振動
の原因となりこのような現象方式が適用される複写装置
などが事務所２店舗などに設置されることを想定すると
好ましくない。また磁気ロールの駆動源となるモータの
容量を大きくする必要があり、最近の「軽薄短小」化の
時流にそぐわないのはいうまでもない。このようなこと
から、ＰＰＰ現像剤を用いて、磁気ロールを比較的低速
で回転させて高濃度の画像を得ることのできる現象方法
が望まれていた。

また現象装置においては、画像部の濃度が高く非画像部
（地の部分）には現像剤の付着（いわゆるカブリ）がな
く、しかも原稿に忠実な階調性に富む複写画像が要求さ
れる。そのため一般の現象装置では一定の直流バイアス
電圧を現象スリ、−プに印加して現像を行っている。し
かし原稿の背景部が着色されている原稿や、画像濃度の
薄い原稿の場合には、適正な複写画像を得がたい。たと
えば前者の場合はカプリを生じ、かつ画像部と非画像部
とのコントラストが低くなる。また後者の場合には、濃
度の薄い画像になる。このような複写画像を調整するた
めに一般に直流バイアス電圧を変化させる、もしくは感
光体に照射する露光量を変化させることで画像調整を行
っている。従来ＰＦＰ現像剤を用いた現像装置において
は、直流バイアス電圧を一定値以上に上げると静電像と
同極性の現像剤が多量に非画像部に付着（いわゆるキャ
リア付着）するだめ、感光体に照射する露光量を調整す
ることで重味調整を行っていた。しかしこのように露光
量を調整するということは、複写装置の消費電力が、露
光量を変化させない場合に校べて、大巾に増加するとい
う欠点がある。

すなわち消費電力を考慮すると、直流バイアス電圧を変
化させても静電像と同極性の現像剤が非画像部に付着せ
ずに、画像調整の行なうことの可能な現象装置が望まれ
ていた。

発明の目的 本発明の目的は、ＰＰＰ現像剤を用いて、磁気ロールを
比較的低回転数で回転させて、高品質。

高濃度の画像を得て、さらにバイアス電圧の直流成分を
変化させることで画像調整が可能な現像方法および装置
を提供することである。

発明の構成 本発明の現像方法は、樹脂中に磁性体を含有し体積抵抗
が１ｏ”ｎ、−α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、攪拌することにより
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１０１２Ω・α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ｌしを画像した回転可能な非磁
性導電性の現像スリーブの表面に前記磁気ロールの磁力
によって形成する磁気ブラシを、静電像保持体に接触さ
せて静電像を可視化するに際し、前記静電像保持体と前
記現像スリーブとの間に交流成分を含むバイアス電圧を
印加するように構成したものであシ、これによシ、磁気
ロールを比較的低回転数で回転させて、高品質、高濃度
の画像を得るものである。また本発明の現象装置は前記
現像剤によって形成される磁気ブラシを静電像保持体に
接触させる内部に回転可能な磁気ロールを有する非磁性
導電性の現像スリーブと、前記現像スリーブに交流成分
を含むバイアス電圧を印加する電源とを具備するように
構成したものであシ、これによシパイアス電圧の直流成
分を変化させて画像調整が可能となるものである。

実施例の説明 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、均一帯電、像露
光、現像、普′通紙への軒耳、転写像の定着、転写後の
感光体の除電・クリーニング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および回転数、静
電像保持体の移動速度。

を任意に変えることが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。静電像保持体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
おシ、矢印人で図示した方向に任意の移動速度で回転し
、均一帯電時には＋−ｒｏｏｖに帯電される。現像スリ
ーブ４は非磁性導電性で外径３１　ＭＮ、軸方向長さが
２８０羽であり、回転方向と回転速度が任意に設定でき
る。

この現像スリーブ４に内、截されだ８極の磁気ロー／Ｉ
１５もまた回転方向と回転速度が独立して任意に設定で
きるようになっている。磁気ローＩＶ６の各磁極の磁力
は、現象スリーブ４の表面において１０００　Ｇａｕｓ
ｓの磁界が形成される様に設定されている。現像スリー
ブ４の表面に形成きれる現像剤層７０層厚を規制する規
制ブレード６は磁性体材料を用いておシ、規制ブレード
６と現像スリーブ４との離間距離は０．６０　Ｍｌｌｇ
とし、静電像保持体１と現像スリーブ４との離間距離は
０．４０朋に設定されている。また現像スリーブ４０表
面には、電圧印加装置８によシ任意の直流電圧と任意の
交流電圧を重畳したバイアス電圧を印加できるようにな
っている。現像剤はＰＰＰ現像剤でありトナーが、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１１μｍ東芝ケミカル社製ブローオ
フ粉体帯電量測定装置ＴＢ−２００で測定した帯電量が
一１４ｐｃｉｆの磁性粉体であり、体積抵抗値が３　、
４Ｘ１０　”Ω・副である。

またキャリアは、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４ｏμｍ、トナ
ーと同様に測定した帯電量が＋０．３μｃ／ｌの磁性粉
体であり、体積抵抗値が３．２　Ｘ　１０　Ω・ｍであ
る。この現像剤のトナー濃度は任意に変更し、現像剤の
総量は２０？とし九以上のような複写装置を用いて、各
種条件を変化させて複写画像を得た。

（実施例１） 静電像保持体１の移動速度を２７０１１Ｍ／　５６Ｃｊ
とし、現象スリーブ４を静電像保持体１と同方向に１１
　Ｏｒｐｍで回転させ、磁気ロー／Ｌ／６を現像スリー
ブ４と逆方向に１３００ｒｐｍで回転させた。また電圧
印加装置８の直流成分を＋１４０Ｖ　、交流成分の振幅
値を１ｏｏｏｖ（ｐ−ｐ）すなわちＶ／ｄ　＝１０００
Ｖ１０．４ｆｆＮ＝２５００．　　周波数を２ＫＨｚと
し、現像剤のトナー濃度を１５重量％とした。

この結果、得られた複写画像はカブリがなく原稿に忠実
で階調性に冨むもので、ガンマ値は１．９であった。ま
た原稿濃度１．２０に対する複写画像濃度は１．４０で
あシ高濃度の複写画像であった。

次に電圧印加装置８の直流成分をＯ’ｉ　、　−Ｈ４０
”ｌ／。

＋２８０Ｖと３段階に変化させて、他の条件は同じとし
て複写画像を得た。

ζ、の結果得られた複写画像の、原稿濃度に対する複写
画保温１隻の特性曲線を第２図に示す。第２図において
９は直流成分がＯＶ、１Ｏは＋１４０Ｖ　。

１１は＋２８ＯＶである。直流成分をＯＶにすると得ら
れる原稿濃度に対する複写画像濃度は濃くなり、原稿画
像＃度かうすい原稿を複写する際に有効である。また直
流成分を＋２ＢＯＶにすると、得られる複写画像濃度は
若干薄くなるが、ＰＰＰ現像剤を用いた際に発生する非
画線部に静電像と同極性の現像剤が付着する現象（キャ
リア付着）やカブリが極力おさえられ、新聞などの原稿
の背景部が着色されているものを複写する際に有効であ
る。このように印加電圧の直流成分を変化させるだけで
、種々の原稿に対する画像調整を行うことができだ。

（実施例２） 静電像保持体１の移動速度を４００ｆ１１５６０とし。

現像スリーブ４を静電像保持体１と同方向に１１゜ｒｐ
ｍで回転させ、磁気ロール６を現像スリーブ４と逆方向
に１５０Ｏｒｐｍ　　で回転させた。まだ電圧印加装置
８の直流成分を＋１４０Ｖ　、交流成分の振幅値を１ｓ
ｏｏＶ（Ｐ−Ｐ　）、すなわちＶ／ｄ＝１５００Ｖ１０
．４ＭＭ　＝　３７５０．周波数２ＫＨｚとし、現像剤
のトナー濃度を２０重＠％とした。

この結果、得られた複写画像は、実施例１と同様に、高
画質、高濃度のものであシ、ガンマ値は２．０であった
。また直流成分を変化させるだけで、実施例１と同様に
画像調整を行うことができた。

次に電圧印加装置８の成分を直流成分＋１４ｏｖのみと
して、交流成分を印加せずに他の条件は同じとして複写
画像を得だところ、低濃度でしかもシャープさに欠ける
複写画像が得られた。そこでこの直流バイアスのみのバ
イアスの設定で高画質。

高濃度の画像を得るだめの条件を検討したところ現像ス
リーブ４と磁気ロールの回転数をそれぞれ１６０　ｒｐ
ｍ　、　２５０Ｏｒｐｍ以上にしなければならなかった
。

（実施例３） 次に静電像保持体１と現象スリーブ４との離間距離をα
４ｏＭから０．８０ｆｆに変更し、他の条件は、実施例
１と同様として実験を行った。得られた複写物は、カブ
リは極めて少ないが、画像濃度の非常に薄いものであシ
、原稿濃９１．２０に対する複写画像濃度は０．８４で
あった。そこで、画像濃度を上げるために、バイアス電
圧の交流成分の振幅値（Ｐｅａｋ　ｔｏ　ｐｅａｋ）を
上げていったところ、２０００Ｖ（Ｐ−Ｐ　）以上にし
てはじめて実施４例１とほぼ同様の画像が得られた。

ここでＰＰＰ現像剤を用い、静電像保持体と現像スリー
ブとの間に交流成分を含むバイアス電圧を印加する効果
について説明する。

まずバイアス電圧が一定の直流成分のみである場合、磁
気ロールによって現象スリーブ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
像が行われ、一定の直流電圧バイアスによって、非画像
部の現像剤が除去される。

次に静電像保持体と現像スリーブとの間に交流成分を含
むバイアス電圧を印加すると、磁気ブラシの穂先のみで
静電像と接触するのではなく、磁気ブラシが振動、攪拌
されて現象が行なわれる。これにより複写画像は、画家
部のみを効果的に可視化され、非画像部への静電像と同
極性の現像剤の付着もまだ効果的に除去せしめられ、カ
プリもなく原稿に忠実な複写画像となる。

静電像保持体と現像スリーブとの離間距離が０４０期の
場合交流成分の印加電圧の振幅値（Ｐｅａｋ　ｔ。

ｐｅａｋ）　Ｖ（ｖｏｌｔ）は２００　≦Ｖ　≦２００
０　（ｖｏｌｔ）に設定すればよい。発明者らの実験に
よれば、２０ｏＶ以下であれば、交流成分による磁気ブ
ラシが振動、攪拌される効果がうすれ、前述のような効
果は表われない。まだ２０００Ｖ以上に設定すると静電
像保持体と現象スリーブとの間の現像剤層が絶縁破壊を
起こす場合がある。本発明では、現像剤層が絶縁破壊を
起こすと、前述のような効果はない。

ところで、体積抵抗が１０Ω・α以上である絶縁性のＰ
ＰＰ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低抵抗現像剤を使用する場合、現像
剤層が振幅値（ｐｅａｋ　ｔ。

ｐｅ２Ｌｋ）が２ｏｏ〜３ｏｏｖ程度の交流バイアスを
印加するだけで絶縁破壊を起こす。このため振幅値の大
きな交流バイアスは印加することはできず。

更に静電像保持体と現像スリーブ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
めに静電像保持体と現像スリーブとの離間距離が０．４
０ｆｆｌで２ｏＱｏｖ程度までの振幅値の交流バイアス
を印加することができ、これにより交流バイアスによる
よシ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。

また交流成分の周波数も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　Ｈｚに設定すれば有効である。

しかしカプリ等を効果的に除去するには６００　！ｌｚ
以上にすることが望ましい。加えて５ｏｏＨｚ以下であ
ると、磁気ロール、現象スリーブの回転方向。

回路数によって複写画像に濃淡ムラが発生する場合があ
る。

まだ逆に周波数を５ｏｏｏ■２以上にすると、本発明の
効果がうすれる。これは磁気ブラシが印加した交流成分
に追随して振動、攪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ＳＯＯ〜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バイアスの電圧波形は正弦
波形であったが、矩形波、三角波、鋸歯状波等であって
もよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、樹脂中に磁
性体を含有し体積抵抗が１０Ω・α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、攪
拌したときに前記第１の絶ど、−を二１ 中に磁性体を含有し体積抵抗が１００・α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１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
像スリーブの表面に前記磁気ロールの磁力によって形成
する磁気ブラシを、静電像保持体に接触させて静電像を
可視化するに際し、前記静電像保持体と前記現像スリー
ブとの間に交流成分を含むバイアス電圧を印加すること
を特徴とする現像方法およびそれを実施する装置であり
、これにより磁気ロールを比較的低回転数で回転させて
、カプリがなく高濃度でかつ原稿に忠実で階調性に富む
複写画像が得られる。さらにバイアス電圧の直流成分を
変化させるだけで画像調整が可能となるというすぐれた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための複写装置の現像部の概
略図、第２図は実施例１における原稿濃度に対する複写
画像濃度の特性曲線を示すグラフである。 １・・・・・・静電像保持体、２・・・・・・導電性支
持層、３・・・・・・光導電層、４・・・・・・現象ス
リーブ、５・・・、・、磁気ローｐ、６・・・・・・規
制ブレード、７・・・・・・現像剤層。 ８・・・・・・電圧印加装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 竺２図 厘ψ潰炙

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、攪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
   電性の現像スリーブの表面に前記磁気ロールの磁力によ
   って形成する磁気ブラシを、静電像保持体に接触させて
   静電像を可視化するに際し、前記静電像保持体と前記現
   像スリーブとの間に交流成分を含むバイアス電圧を印加
   することを特徴とする現像方法。
2. （２）バイアス電圧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）バイアス電圧の交流成分の振幅値（Ｐｅａｋ　ｔ
   ｏ　ｐｅａｋ）Ｖ＿（＿ｖ＿ｏ＿ｌ＿ｔ＿）および静電
   像保持体と現像スリーブとの離間距離ｄ＿（＿ｍ＿ｍ＿
   ）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）バイアス電圧の交流成分の周波数ｆ＿（＿Ｈ＿ｚ
   ＿）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）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、樹脂中に
   磁性体を含有し前記第１の絶縁性磁性粉体と混合、攪拌
   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
   合物である現像剤によって形成される磁気ブラシを静電
   像保持体に接触させる内部に回転可能な磁気ロールを有
   する非磁性導電性の現像スリーブと、前記現像スリーブ
   に交流成分を含むバイアス電圧を印加する電源とを具備
   することを特徴とする現像装置。