JPS6227777A - 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】 技術分野 本発明は、電子写真複写機等における現像装置に関する
。

従来技術 従来、電子写真複写機等においては、階調性や低コント
ラスト原稿の再現性を改良させる手段として、静電潜像
に着目したものがある。これは。

ＣｄＳ感光体を用いたＮＰプロセス（即ち、前除電／前
露光→−次帯電→二次帯電／色分解露光→全面露光→現
像→転写→クリーニング→定着）において、二次帯電／
色分解露光時に非常に弱い近赤外バイアスランプ露光を
行うものである。これによれば、暗部から中間濃度部に
かけての静電潜像についての階調性を改良することがで
きる。即ち、ＣｄＳの抵抗値がある程度下げられるので
表面電位が低下することによる。一方、明部については
既にＣｄＳの抵抗値が低くなっているため、近赤外バイ
アスランプ露光の影響を受けないというものである。と
ころが、この方式において、潜像端部の電荷密度分布が
不鮮明になる傾向があり、コピー上ではライン画像が不
鮮明となって、所謂ニジミを生じやすい。

一方、階調性や低コントラスト原稿の再現性の改良を現
像装置において行うようにしたものも、各種提案されて
いる。まず、一般的には、トナーとキャリアとを用いる
２成分系現像剤によるものでは、現像剤の抵抗値、トナ
ー、現像スリーブ条件等の最適化により対処しているが
、現状では条件を最適化した装置でも未だ不充分なもの
である。

しかして、近年では、１成分系現像プロセスにおいて、
２成分系現像プロセスよりも優れた画像を再現可能にし
た現像方式が実用化されている。

この方式の代表的なものとして、フロート電極ローラ現
像方式（Ｆ　ｌｏａｔｉｎｇ　Ｅ　１ｅｃｔｒｏｄｅ　
　Ｅ　ｆｆｅｃｔＤａｖａｌｏｐｍｅｎｔ−Ｆ　Ｅ　Ｅ
　Ｄ方式）とジャンピング現像方式とがある。前者のフ
ロート電極ローラ現像方式は、単純にはフロート電極に
２成分系現像剤の場合のキャリアの役目を持たせるもの
で、特開昭５７−１１４１６３号公報やＲ１ｃｏｈ　　
Ｔ　ｅｃｈｎｉｃａｌ　　Ｒｅｐｏｒｔ　　Ｎｏ、１２
．ＤＥＣＥＭＢＥＲ。

１９８４の「フロート電極による電界強調効果を利用し
た新−成分現像方式」等により知られている。又、後者
のジャンピンク現像方式は、現像スリーブが感光体に非
接触で、かつ、この現像スリーブ上のトナーもバイアス
を印加しない状態では感光体に対して非接触であり、現
像スリーブに直流偏倚の高周波（５００〜１５００　Ｈ
ｚ　）の交流バイアスを印加することによって静電潜像
に適宜付着させるものであり、特公昭５８−３２３７５
号公報、特公昭５８−３２３７７号公報、特公昭５８−
３２３７８号公報等により知られている。

これらの方式は、何れも現像リスリーブ上に数層（平均
５〜３０μ■の厚み）のトナー薄層を形成することが必
須であるが、このトナー薄層の形成に苦慮しているもの
である。特に、ピュアカラートナーのように磁力をトナ
ー搬送に利用できない非磁性のトナーを用いる際には、
薄層形成部材（ドクターブレード）でのトナー供給量の
低下を発生しやすく、トナー供給が追従せずにコピー途
中から急激に濃度低下を生じたり、トナー補給ムラによ
る濃度ムラ（白すし状）が非常に発生しやすいものであ
る。特に、画像面積の大きい、即ちトナー消費量の多い
部分のコピーでは、１枚コピーの途中でも急激な濃度低
下を生ずるものである。

又、初期的にはこれらの問題が解消されたとしても、経
時的にはトナー供給規制部材（ドクターブレード）が圧
接タイプのものや微小ギャップ維持タイプのために、ド
クタ一部にトナー固着や異物詰まりを生じやすく、トナ
ー供給ムラ、供給不足がやはり問題となるものである。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、トナー
の供給ムラや供給不足がなくて、階調性及び低コントラ
ストｇＨの再現性のよい良好なる画像を得ることができ
る現像装置を得ることを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、乾式２成分系現像
剤の磁気ブラシ現像装置を静電潜像担体に対向して設け
、この磁気ブラシ現像装置による磁気ブラシ現像工程と
転写工程との間にて前記静電潜像担体に対向して回動し
前記磁気ブラシ現像装置により現像されて得られた前記
静電潜像担体上のトナー顕像の付着状態を静電潜像に応
じて修正させるトナー供給部を有しない第２現像装置を
設けたことを特徴とするものである。

より具体的には、階調性、シャープ性、低コントラスト
原稿の再現性に優れた前述したような最近の１成分系現
像装置を利用するとともに、トナー供給に関しては１機
械設計上及び経時変化に対して余裕度のある２成分系現
像方式を利用するものである。即ち、トナー供給に関し
ては最終的に感光体上に形成したいトナー顕像に対して
トナー供給が充分となるように２成分系現像剤を用いる
磁気ブラシ現像装置により感光体上の静電潜像に応じて
全域に多口に（少なくとも不足することなく）に付着さ
せた後、上述したフロート電極現像方式、ジャンピング
現像方式等による第２現像装置により感光体上のトナー
付着状態を修正するというものである。

以下、本発明の第一の実施例を第１図ないし第６図に基
づいて説明する。まず、静電潜像担体としての感光体１
の回りには電子写真プロセスに従い、帯電チャージャ２
、イレーザ３、結像光学系４．２成分系現像剤を用いる
磁気ブラシ現像装置５、転写チャージャ６、交流除電分
離チャージャ７、分離爪８、クリーニング装置９、除電
チャージャ１０等が順次設けられている。１１は転写紙
である。ここで、前記磁気ブラシ現像装置５は周知のも
ので、感光体１に対向する現像ローラ１２の他に、汲み
上げローラ１３、スパイラル等の縦横攪拌ローラ１４、
トナー濃度センサー１５等を有する。又、前記感光体１
の材質としては、Ｓｓ。

ＣｄＳ、ＯＰＣ（光導電性有機半導体）、α−８ｉ等が
用いられる。そして、２成分系現像剤としては低抵抗現
像剤が好ましい。

しかして、本実施例では、このような複写装置において
、磁気ブラシ現像装置５による現像工程と転写チャージ
ャ６による転写工程との間に位置させて第２現像装置１
６を感光体１に対向させて設けるものである。この第２
現像装置１７は前述したフロート電極現像方式を利用し
たものであり。

前記感光体１に対向接触して回転する現像ローラ１７を
主体として構成されている。この現像ローラ１７は導電
性支持層１８上に１００Ｖ／ａｍの電圧印加時の体積抵
抗が１０１３Ω備以上の絶縁層１９を設け、この絶縁層
１９上に絶縁層１９により互いに電気的に絶縁された（
導電性支持層１８に対しても絶縁されている）１００Ｖ
／ａｎの電圧印加時の体積抵抗が１０１２Ω０以下の体
積抵抗の分散状中低抵抗の電極をフロート電極２０とし
て設けたものである。より具体的には、フロート電極２
０は１００〜３００μｍ粒径のカーボン、銅、鉄等の導
電性微粒子であり、表面被覆率は４０〜８０％程度がよ
い、又、絶縁層１９は弾性層であるが、感光体１として
ベルト状感光体を用いる場合には剛体でもよい。又、感
光体１との当接幅は２〜５１１１１程度がよく、その膜
厚は２００〜８００μｍ程度がよい、このような現像ロ
ーラ１７の導電性支持層１８には電圧Ｖｓなるバイアス
電源２１が接続されている。又、現像ローラ１７表面に
接触させて導電性の掻き落し板２２が設けられている。

この掻き落し板２２は例えば燐青銅、銅、ＳＵＳ等の金
属薄板等によるもので、バイアスと同電圧を印加するの
が好ましい、なお、例えばマイラーフィルム等の絶縁性
部材を使用する時には。

別途フロート電極２０の除電、あるいは電位安定化のた
めの部材、例えばチャージャや当接金属板等を設ければ
よい。この掻き落し板２２の下方にはスプリング、スパ
イラルローラ等によるトナー排出ローラ２３が設けられ
ている。なお、現像ローラ１７は感光体１と同方向（又
は逆方向）にこの感光体１の線速に対して１〜３倍の速
度で回転させるのが好ましい。

このような構成において、帯電チャージャ２により一様
帯電された感光体１上には結像光学系４により原稿画像
に応じた静電潜像が形成される。

この静電潜像は磁気ブラシ現像装置５における磁気ブラ
シにより現像される。この際、この磁気ブラシ現像装置
５ではトナーとキャリアとによる２成分系現像剤を用い
ており、静電潜像に応じて感光体１上には全域に渡りト
ナーが多口に（少なくとも不足することなく）付着する
。このように現像された後、トナー顕像は第２現像装置
１６の現像ローラ１７のフロート電極現像方式−より感
光体１上のトナー付着状態が静電潜像に応じて階調性、
シャープ性、低コントラスト画像の再現性を向上させる
ように修正されて現像工程を終了する。

この第２現像装！［１６による現像に際して、現像ロー
ラ１７が感光体１に接触する前にトナー供給を必要とせ
ず、磁気ブラシ現像装置５により現像されたトナーを用
いるため、フロート電極現像方式において問題となった
トナー供給の不安定という問題を解消できるものである
。

なお、第２現像装置１６で感光体１上から回収したトナ
ーは、再度磁気ブラシ現像装置５へ戻して再利用するの
が望ましい。

ここで、第２現像装置１６による現像についてフロート
電極による電界強調のシミュレーション結果を概念的に
示す第３図を参照して更に説明する。同図（ａ）はフロ
ート電極２０付の現像ローラ１７がない場合のライン潜
像又はベタ潜像のエツジ部における電界の状態を示す。

即ち、エツジ部には潜像の近くにのみその電界が存在し
ており、電気力線は急激に湾曲して感光体１のアース側
に向かっている。これに対してフロート電極２ｏが同図
（ｂ）又は（ｃ）に示すように静電潜像に近づくと、フ
ロート電極面に対して、今迄湾曲していた電気力線は、
等ポテンシャル面と直交するという原則に従って、フロ
ート電極２０表面に垂直となる。この表面は２成分系現
像のキャリア粒子のそれとは異なり、潜像面に対して垂
直に配向される。

更に、潜像から感光体１の表面に現われず、直接感光体
アース面へ達していた電気力線の一部も、静電容量分布
の変化により潜像表面へ現われて、現像電界に寄与する
ことになる。つまり、フロート電極２０によるライン潜
像及びベタ部エツジ電界の強調が、２成分系現像剤のキ
ャリアによるものとは異なるものである。電極形状の違
いによるこの差は、第３図（ｃ）に示すように潜像エツ
ジの位置が２つの隣接する電極の中間に来たときにはっ
きり現われる。つまり、このような最悪条件下でも、エ
ツジ部には湾曲した電気力線が殆ど見られず、電界の大
部分が現像電界として寄与することがわかる。又、フロ
ート電極２０がエツジにかかつている部分では、エツジ
を境として潜像側では現像電界の強調、地肌部側では現
像を抑制する電界が強化されることになる。これは潜像
電荷からの誘導によるものである。このような結果から
、現像ローラ１７にフロート電極２ｏを付加することに
より、ベタ部の現像電界を殆ど変化させずに、ライン潜
像の現像電界を約２倍に強調させることができるもので
ある。第４図はフロート電極２゜の有無と現像電界との
関係を示す特性図である。

ここに、Ｌは第５図に示すように感光体１と現像電極（
導電性支持層１８）との間の距離、即ち絶縁Ｊ１１９の
膜厚を示す、この第５図において、（、）はフロート電
極２０を有する場合、同図（ｂ）はフロート電極がない
場合を示す。又、感光体１の感光体層１ａの厚さは２０
μｍである。又、現像電界計算の電気的な条件は、地肌
部表面が１０ＯＶ、黒ベタ部表面が８００ｖ、画像濃度
０．２５本／ｍラインで１８３Ｖ、バイアスは２００Ｖ
を想定したものである。

又、第６図は、本実施例のようにＦＥＥＤ方式の第２現
像装置１６を用いた場合の複写画像濃度と、従来の２成
分系現像剤を用いる磁気ブラシ現像方式のみによる複写
画像濃度の特性を比較して示すものである。つまり、こ
の図では、ＦＥＥＤ方式が乾式２成分磁気ブラシ現像方
式の現像特性に非常に似たものであることが示される。

つまり。

ベタ画像とライン画像の再現特性が大きく分離されてい
る。

更に、ＦＥＥＤ方式では、ベタ部のトナー付着特性を、
現像剤（トナー）と感光体の特性を変更することなく変
化させることが可能となる。これに対応するベタ部画像
濃度特性の変化が第７図に示される。この第７図によれ
ば、絶縁層１９の膜厚りを８００μｍとした時が最も濃
度が出にくく、かつ、この傾向が低濃度部側でなく、高
濃度部側で生ずることがわかる。

つづいて、本発明の第二の実施例を第８図及び第９図に
より説明する。第一の実施例で示した部分と同一部分は
同一符号を用いて説明する。本実施例は、磁気ブラシ現
像装置５の後段にジャンピング方式の第２現像装置２４
を設けたものである。

この第２現像装置２４は感光体１に非接触で高周波交流
バイアスが印加される表面が導電性のバイアス印加ロー
ラ２５を主として構成されている。

ここに、感光体１とバイアス印加ローラ２５とのギャッ
プは０．１５〜０．２５ｎｎ程度がよく、このようなギ
ャップはスペーサコロ等により維持される。又、バイア
ス印加ローラ２５に対するバイアス電圧は４００　Ｈｚ
以上の高周波、具体的には５００〜１５００　Ｈｚ程度
で、ビークルピーク電圧が１〜１，５ＫＶとなる直流偏
倚電圧（感光体１上の潜像電位の極性と同極性）である
ことが好専しい。この第２現像装置２４による現像作用
は従来例で例示した特公昭５８−３２３７５号公報等に
示されるものと同様であり、現像間隔に交互電界を形成
して、現像剤担体（バイアス印加ローラ２５）から感光
体１へ現像剤を転移させる工程と逆に感光体１側からバ
イアス印加ローラ２５へ現像剤の逆転移を生じさせる工
程とを利用するもので、その詳細については省鴫する。

何れにしても、磁気ブラシ現像装置５により充分にトナ
ーが供給されたトナー顕像が、この第２現像装置２４に
よる階調性等の良好なる現像作用により、最終的にトナ
ーの付着状態が修正されることになる。

本実施例においても、ジャンピング現像方式において問
題となったトナー供給の不安定という問題点が、磁気ブ
ラシ現像装置５による現像トナーを利用し、第２現像装
置２４自体はトナー供給を要しない点により解消される
ものである。

第９図はバイアス印加ローラ２５に印加する高周波バイ
アスの周波数効果についての特性を示すもので、周波数
が高い程軟調な画像が得られることがわかる。

なお、第２現像装置としては、例示したＦＥＥＤ方式や
ジャンピング方式の第２現像装置１６゜２４に限らず、
例えば感光体に圧接させた導電性微粒子分散ローラや、
電極分散ローラ（例えば、現像スリーブ状電極が絶縁部
材により互いに分離され、かつ、５０〜２００　ｄｏｔ
ｓ／　Ｌｎｃｈの密度で設けられているもの）等を用い
てもよい。

効果 本発明は・、上述したように２成分系現像剤を用いる磁
気ブラシ現像装置により静電潜像を現像し。

このトナー顕像の付着状態を静電潜像に応じて修正する
第２現像装置を設けたので、トナー供給については２成
分磁気ブラシ現像方式の利点を生かして安定して行わせ
ることができ、よって第２現像装置では不安定なトナー
供給を伴うことなく、その階調性等の良好なる特徴によ
りトナー付着状態を修正することができ、結局、トナー
供給のムラやトナー供給不足を生ずることなく、階調性
、シャープ性、低コントラスト画像の再現性のよい良好
なる画像を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す概略側面図、第２
図はその第２現像装置付近を拡大して示す概略側面図、
第３図（、）〜（ｃ）はエツジ部の電界状態を示す概念
図、第４＠はフロート電極の有無と現像電界との関係を
示す特性図、第５図（ａ）。 （ｂ）は現像部分の説明図、第６図は２成分系現像方式
と対比して示す画像特性図、第７図は絶縁層膜厚をパラ
メータとするベタ部画像濃度の変化を示す特性図、第８
図は本発明の第二の実施例を示す概略側面図、第９図は
周波数をパラメータとする濃度特性図である。 １・・・感光体（静電潜像抗体）、５・・・磁気ブラシ
現像装置、１６・・・第２現像装置、２４・・・第２現
像装置 出　願　人　　　株式会社　　リ　コ　−郊［ＩＩｔｌ
−律蝉項目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 乾式２成分系現像剤の磁気ブラシ現像装置を静電潜像担
   体に対向して設け、この磁気ブラシ現像装置による磁気
   ブラシ現像工程と転写工程との間にて前記静電潜像担体
   に対向して回動し前記磁気ブラシ現像装置により現像さ
   れて得られた前記静電潜像担体上のトナー顕像の付着状
   態を静電潜像に応じて修正させるトナー供給部を有しな
   い第２現像装置を設けたことを特徴とする現像装置。