JPS6223312B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電像の現像方法、特に一成分磁性現
像剤を使用する現像方法の改良に関する。

従来、各種公知の電子写真法あるいは静電記録
法等で形成された静電潜像を現像する方法とし
て、カスケード現像法及びマグネツトブラシ現像
法が広く実用に附されている。この現像法はトナ
ーと呼ばれる微細な着色粒子、キヤリアと呼ばれ
る比較的粗大な粒子を適当な割合で混合した二成
分現像剤を使用し、キヤリアとの摩擦接触により
摩擦帯電したトナーを静電潜像に選択的に付着せ
しめるという点で共通した特徴を有している。し
かしながら又同時に両現像方法は上記した共通の
特徴に根ざす重大な問題点も有している。

第１は現像剤の補給に関する問題である。即ち
上記した二成分現像剤においては、トナーとキヤ
リアの混合比が常にある一定の値であることが現
像時における地かぶりの防止、また適正な画像濃
度を得るため必要である。一方、現像に際し、記
録体上に付着し、現像像を形成して消費されるの
はトナーのみである。従つて常に一定の混合比を
維持するためには複雑なトナー補給装置を必要と
するが、充分に満足のゆくトナー補給装置はいま
だ実用化されていない状況である。

第２は現像剤の劣化の問題である。即ち、現像
剤を長期間使用すると、キヤリア粒子表面にトナ
ーの樹脂成分の被膜が形成され、トナーとキヤリ
アとの摩擦帯電特性が劣化する。そのため現像剤
そのものを煩瑣に交換しなければならない。

上記した問題は、二成分現像剤を使用する限り
必然的につきまとうが、トナーを摩擦帯電させる
為の前述のキヤリアを含まない一成分現像剤を使
用すれば回避することができる。一方、一成分現
像剤を使用する静電像現像法も種々公知であり、
また本発明出願人によつて出願中のものも多々あ
る。例えば、特願昭52−109237及至109242号の明
細書には、一成分磁性現像剤を使用する現像方法
例が記載されている。一成分現像剤として磁性の
ものを使用する１つの利点は現像剤搬送が便利で
あることであるが、上記出願明細書中には、現像
部（静電像担持体に現像剤が供給され、現像画像
が形成される所）に磁界を形成して現像剤担持体
（非磁性）上に現像剤粒子の多数連なつた穂立を
形成し（従つてこの磁界内では磁界のない所より
現像剤層の厚みが増す）、かつこの穂の先端（現
像剤層の表面部）が静電像非画像部に於ける静電
像担持体表面には接触しないように、一方静電像
画像部では静電像の電位によつて上記穂を更に伸
長させて静電像担持体表面に付着するようにして
現像を遂行するようにした方法が記載されてい
る。この方法はカブリのない現像画像を得ること
ができるという利点、及び現像剤粒子を連鎖し穂
立ち状に伸張して静電像画像部領域に接触させる
為気流や重力等の影響をなくし画像細部、細線も
鮮明に現像できるという利点等を有している。

本発明は、現像部の現像磁極の磁束密度を可変
できるようにし、現像部へ至る磁性現像剤の層厚
を安定したものにして、所望の良好な現像画像を
提供することを目的とする。

この目的を達成する本発明は、移動する現像剤
担持体の表面に担持させる一成分磁性現像剤の層
厚を現像部の静電像担持体と現像剤担持体との最
小間隔よりも薄い層厚に規制する磁性規制部材
と、現像部の固定現像磁極として選択される異な
る磁束密度の磁極を複数個有し、且つ磁性規制部
材に対して対向する固定磁極として選択される同
じ磁束密度の磁極を複数個有し、現像剤担持体に
内包されて現像中固定されるマグネツト部材と、
現像部に作用する固定現像磁極と磁性規制部材に
対向する固定磁極とを選択的に切換えるためにマ
グネツト部材の位置を変更する切換え手段と、を
有し、現像部で静電像担持体に非接触の現像剤層
を用いて現像することを特徴とする現像装置であ
る。

尚、本発明でいう磁性規制部材は特願昭52−
109240号（特開昭54−43037号公報；特公昭59−
8831号公報：登録）に記載された発明を参照され
たい。この構成によつて、静電像の様相に応じて
最良の現像画像を得ることができる。即ち、静電
像が主として細像の電位パターンで成るものであ
る場合は現像部に於ける磁界を強くして鮮明かつ
良好な濃度の細画像像を得、一方、静電像が主と
して連続階調の再現されるべき電位パターンで成
るものである場合は現像部に於ける磁界を弱くし
て忠実な濃度階調を有する現像画像を得ることが
できる。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の適用できる電子写真複写機の
一例の説明図である。１は図示矢印方向に回転せ
しめられる感光ドラムで、周面に導電層、光導電
層（例えば、Ｎ型半導体）、透明絶縁層を順に積
層してなる電子写真感光体２を有している。感光
体２は、まずD.C.コロナ放電器３で一様帯電を
受け（例えば正）、次にA.C.コロナ放電器４の放
電を受けつつ、同時に結像光学系５によつて公知
走査手段により走査されている所望の被複写原稿
の光像のスリツト状投影を受け、次にランプ６に
よつて全面均一な光照射を受け、以上によつて感
光体には原稿に対応する高コントラストの静電像
ができる。この静電像は本発明を利用した後述の
現像器７によつて供給される一成分磁性現像剤
（例えば負に摩擦帯電された絶縁性トナー）によ
つて現像される。現像によつて得られたトナー像
は、D.C.コロナ放電器８によつて裏面が例えば
正に帯電されつつ感光体２に接触搬送される転写
紙９に転写され、不図示の定着器に送られる。一
方、転写後感光体２に残留した現像剤は、感光体
に圧接したゴムブレード１０等のクリーニング器
で除去され、そして感光体２は再び上記像処理サ
イクルに投入される。

尚、電子写真プロセスとして、所謂カールソン
プロセスを使用するもの、或いは転写工程のない
エレクトロフアツクス式のもの、静電像を紙等に
転写してこれを現像するもの、等にも本発明は利
用できる。

第２図は特願昭52−109237及至109242号に記載
の方法を採用した本発明の一実施例の説明図であ
る。図中１１はアルミニウム等の非磁性円筒であ
り、現像部（感光体２の静電像画像部に現像剤が
静電吸着せしめられる所）Ｄに於いて感光体２と
の間に微小間隙を有するように配置されている。
この円筒１１の周面には非磁性容器１２から絶縁
性一成分磁性現像剤（磁性トナー）Ｔが供給され
る。この現像剤Ｔは多極マグネツト部材１３によ
つて非磁性円筒１１周面上に保持され、そして不
図示のモータによる円筒１１の矢印方向への回転
によつて現像部Ｄに搬送される。搬送中、現像剤
の層中で現像剤粒子は、マグネツト部材１３の形
成する磁界の作用で連鎖状に穂立ち、倒れ、これ
を繰り返えすことによつて導電性円筒１１周面と
粒子とが摩擦するから、現像剤粒子は静電像画像
部と逆極性に摩擦帯電する。１４は磁性体のドク
ターブレードで非磁性容器１２の前部側壁板１
２′に固定され、円筒１１周面との間に微小間隔
をおいて保持されている。この小間隔部によつて
円筒１１周面に担持されて現像部に搬送される量
（層厚）が規制されるものであるが、その層厚を
薄くする為、上記磁性ブレード１４は円筒１１の
筒肉を介して多極マグネツト部材１３の１つの磁
極に対向している。即ち、磁性ブレード１４は上
記磁極と協働して、円筒１１とブレード１４間に
磁界カーテン（円筒１１周面にほぼ垂直なことが
好ましい）を形成し、これを通過する現像剤量を
規制している。

円筒１１の周面上に形成された薄い現像剤層は
円筒１１の回転に従つて現像部Ｄに達する。現像
部では、マグネツト部材１３の磁極によつて磁界
が形成されている。第２図及び後述の第３図実施
例では、この磁界は、円筒１１と感光体２（感光
体２を含む感光体ドラム１は非磁性体）の現像部
に於ける最小間隙部、即ち、ドラム１と円筒１１
の夫々の回転中心を結ぶ線上での感光体２と円筒
１１の間隙部で、感光体２と円筒１１の双方の周
面に夫々垂直である。即ち、１つの現像磁極が上
記線上に位置せしめられている。これによつて現
像剤粒子の感光体への移行付着が極めて良好に行
われる。上記磁界の方向は上記感光体２と円筒１
１の最小間隙部で両者の周面に垂直でなくてもよ
いが、マグネツト部材の少なくとも１つの現像磁
極が円筒１１の筒壁肉について現像部Ｄの背後位
置に配置されることが好ましい。いずれにせよ、
上記磁界の作用により、現像部Ｄに於いて円筒１
１周面上の磁性現像剤層は、磁界のない場合、又
は磁界が隣り合つた磁極と磁極の間の領域に於け
る如く円筒１１周面に平行になつている場合、に
比べてその厚みが増し、現像剤層表層部が感光体
２表面に接近する。しかし、本図及び第３図実施
例では、現像部Ｄで、上記現像剤層が静電像非画
像領域に於いては感光体２表面に接触せず、静電
像画像領域に於いては接触するように、感光体２
と円筒１１の間隔が設定されている。上記現像剤
層が静電像画像部で感光体表面に接触し、これに
現像剤粒子が静電的吸着する理由は前述した通り
である。いずれにせよ、現像部で感光体２に形成
されている静電像はカブリが殆んどない状態で現
像される。そして現像に供されず、円筒１１周面
上に残留した現像剤は円筒１１の回転によつて再
び容器１２中に戻される。

さて、１３は非磁性円筒１１の中空内に、円筒
１１と共軸に配置された、周囲に複数の（図では
８極）磁極N₁〜N₄、S₁〜S₄を有する円柱状マグ
ネツト部材である。図の如く反対極性の磁極が部
材１３周囲に交互に等間隔に並んでいる。各磁極
の強さについて言えば、第２図例ではN₁＞S₁＞
N₂となつており、残りの極の強さは全て等し
い。例えばこの残りの極の強さはS₁極の強さと等
しくされる。

マグネツト部材１３は、現像装置本体に対して
回動可能に（但し、現像工程進行中に於いては回
動しない）支持された軸１５に固定されている。
この軸１５には円板１６が固定されており、そし
てこの円板１６には、ばね孔１７が穿設されてい
る。ばね孔１７中にはクリツクばね１８が嵌装さ
れていて、クリツクボール２０を外向き方向に付
勢している。このクリツクボール２０は、円板１
６に相対的に摺回動自在に嵌合され、現像装置本
体に固定されているリング１９に設けられたクリ
ツク孔２１に嵌合し、これによつてマグネツト部
材１３の回動位置の位置決めを行うようになつて
いる。本図例に於いてはクリツク孔２１は軸１５
に関して45゜宛離れてリング１９に設けられてい
る。そしてボール２０が図で最も上部の孔２１に
嵌合した時、マグネツト部材の磁極N₁が、図で
中央の孔２１に嵌合した時磁極S₁が、図で最も下
の孔２１に嵌合した時磁極N₂が、夫々軸１５と
ドラム１の回転中心を結ぶ線上に来るようになつ
ている。即ち、軸１５を回動することによつて、
マグネツト部材１３のN₁，S₁，N₂の各磁極を同
一位置（今の場合現像部に同一方向の磁界（実施
例では円筒１１周面と感光体２に垂直な磁界）を
含むを形成する位置）に選択的に位置決めでき、
各磁極は現像工程中その位置（現像位置）に静止
できる。これによつて現像部での磁束密度が変化
しても安定的に感光体に現像剤を供給できる。言
うまでもなく、現像部に於ける磁束密度の大きさ
は、磁極N₁が上記位置に配置された時が最も大
きく、磁極N₂が上記位置に配置された時が最も
小さく、磁極S₁が上記位置に配置された時は、上
２者の間の大きさである。上記軸１５は、この軸
１５に一体的に固定され、複写装置外装筐体外に
配置されたダイアル２２を操作者が被複写原稿の
像パターンに応じて回動することによつて、回動
される。尚、マグネツト部材１３を上記３つの回
動停止位置に選択的に位置決めしても、磁性ドク
ターブレード１４に円筒１１の筒壁を介して対向
する位置（第２図のS₃の位置）には磁極S₃，
N₄，S₄のいずれかが同様に同一位置に位置決め
され、そしてこれら３つの磁極の磁力は同じであ
るから、円筒１１周面上に形成され現像部Ｄに搬
送される現像剤層の厚みは、従つて現像剤量は、
現像部Ｄに於ける磁界の磁束密度が変化しても、
一定に保たれる。現像さるべき静電像が主として
細線等の細像の電位パターンで成るものの場合、
或いは全体的に低電位である場合、マグネツト部
材は第２図の位置、即ち最も強い磁力の磁極N₁
が現像部に磁界を形成する位置に位置決めされ、
これによつて細部も極めて鮮明に現像され、或い
は低電位潜像も適正濃度に現像された像が得られ
る。一方、静電像が主として連続階調の再現され
るべき電位パターンで成るものの場合、或いは全
体的に異常に高電位である場合、磁力の最も弱い
磁極N₂が第２図のN₁極の位置に配置される。こ
れによつて適正な階調性を有する現像像が得ら
れ、或いは異常に高電位である潜像も適正濃度に
現像される。静電像の電位パターンが上記両者の
間である場合は、磁極S₁が第２図のN₁の位置に
配置される。

第２図装置を使用した実験例を示す。感光体２
と円筒１１の現像部に於ける最小間隔を150μ、
円筒１１とブレード１４の間隔を200スリーブ
μ、円筒１１周面上での磁束密度を磁極N₁につ
いては800ガウス、S₁については600ガウス、N₂
については400ガウス、他の極については600ガウ
スとした。粒径が平均約10μの一成分磁性現像剤
層の層厚は、ブレード１４を通過した直後の位置
で約100μである。細線画像については磁極N₁を
使用し、階調画像については磁極N₂を用い、と
もにカブリの少ない良好な現像画像が得られた。
また、磁極S₁を使用して現像像の反射濃度が1.0
程度になる静電像を、磁極N₁を使用して現像す
ると現像像の反射濃度がほぼ1.2になり、また極
極N₂を使用して現像すると現像像の反射濃度は
ほぼ0.8になつた。第２図で説明したように、静
電像が主として線像の電位パターンで形成されて
いる場合、或いは全体的に電位が低い場合（薄い
濃度の原稿を複写する時等）には、現像部Ｄでの
磁束密度を大きくし、一方、静電像が主として連
続階調像の電位パターンで形成されている場合、
或いは全体的に電位が高い場合には現像部Ｄでの
磁束密度を小さくする。このように調整すること
によつて、極めて鮮明な細像を有する複写像や、
極めて階調性の良好な複写像を選択的に自在に得
ることができ、そして複写物にカブリは極めて少
ない。

以上述べた実施例では絶縁性現像剤を使用し、
これを導電性円筒面に摩擦接触させることで現像
剤粒子を静電像画像部と逆極性に摩擦帯電するよ
うになつているが、ブレード１４と現像部の間で
円筒１１上の現像剤層に静電像画像部と逆極性の
D.C.コロナ放電を印加することによつて現像剤
粒子を帯電させてもよい。

また、カブリ現像を更に減少させる為に、非磁
性かつ導電性の円筒１１に静電像の画像部と非画
像部の間の電位を印加する等してもよい。

更にまた、実施例では現像剤担持搬送体として
円筒体を使用したが、非磁性のベルト状体を使用
し、このベルトを複数のプーリ間に懸回して回す
ことも可である。

また、本発明は一成分磁性現像剤があれば導電
性現像剤を使用する現像方法にも適用できる。こ
のような導電性現像剤を使用する場合、本発明は
転写工程のないエレクトロフアツクス式電子写真
等の画像処理にも有用である。

更にまた、本発明は、特願昭52−109237及至
109242号の明細書に記載の方法には勿論静電像画
像部の電位によつて、担持体上の現像剤層から現
像剤粒子を離脱飛翔させ感光体に到達させる類の
現像方法（例えば特公昭41−9475号公報に記載の
方法）等にも適用できる。

そしてまた、本発明は電子写真複写機に限らず
電子写真一般、ピン電極を使用する静電記録装置
等、静電像を形成してこれを一成分磁性現像剤で
現像するようになつている画像処理装置には何で
も適用できる。

以上述べた本発明によれば、静電像のパターン
に応じた最適な静電を筒単に実施することがで
き、極めて良好な現像像を容易に得ることができ
るもので、当産業分野に寄与するところ大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用できる電子写真複写装置
の一例、第２図は本発明の一実施例、を説明する
為の図にして、２は電子写真感光体、１１は非磁
性円筒、１３は回動可能な多極マグネツト部材、
２０はクリツクボール、２３は固定された多極マ
グネツト部材、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動する現像剤担持体の表面に担持させる一
   成分磁性現像剤の層厚を現像部の静電像担持体と
   現像剤担持体との最小間隔よりも薄い層厚に規制
   する磁性規制部材と、 現像部の固定現像磁極として選択される異なる
   磁束密度の磁極を複数個有し、且つ磁性規制部材
   に対して対向する固定磁極として選択される同じ
   磁束密度の磁極を複数個有し、現像剤担持体に内
   包されて現像中固定されるマグネツト部材と、 現像部に作用する固定現像磁極と磁性規制部材
   に対向する固定磁極とを選択的に切換えるために
   マグネツト部材の位置を変更する切換え手段と、 を有し、 現像部で静電像担持体に非接触の現像剤層を用
   いて現像することを特徴とする現像装置。