JPS627542B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写機、静電記録装置等にお
ける低抵抗の１成分現像剤を用いた現像方法に関
するものである。

１成分現像剤は、非磁性のものと磁性を有する
もの又は低抵抗のものと高抵抗のものとにそれぞ
れ大別することができ、それぞれ現像方法が異な
る。

従来、低抵抗の１成分磁性現像剤（以下磁性ト
ナーという）を導電性スリーブ上に磁気的に吸引
して磁気ブラシを形成させ、上記接地されたスリ
ーブ表面と感光体表面との間に磁性トナーを介し
て電気的導電路を形成し、スリーブ表面からの静
電誘導電荷によつて磁性トナーに電荷をもたせる
方法が知られている。この誘導電荷は感光体上の
静電潜像の電位の大きさによつてその大小が決定
され、かつその電荷が磁気ブラシの先端部までに
来るのに多少の時間的遅れが生じる。このため、
あまり高速度に現像すると、磁性トナーに誘導電
荷が十分誘導されないうちに静電潜像が現像部を
通過するので、十分な現像を行えない。また、あ
まり現像速度を遅くすると、磁性トナーが導電性
であるため、それと接触した静電潜像の電荷は磁
性トナーを介して放電してしまい良好な現像が行
えなくなる。このように現像時間というものが極
めて厳格に制限を受けるものである為、その現像
条件を決定することが困難である。

また、静電潜像の電位の低い部分では、磁性ト
ナーへの誘導電荷量が少いので現像を十分に行う
ことが難しく低電位部の再現性が悪い。

本発明は上述の欠点を解消し、磁性トナーの帯
電量を多くし、低電位の静電潜像の現像を可能
し、かつコントラストの高い画像を得る新規な現
像方法を提供することを目的とする。

以下図面を参照しながら本発明の実施例につい
て説明する。第１図は本発明の実施例を示す磁気
ブラシ現像装置の断面図を示すものである。符号
１は感光体ドラムを示し、示矢方向に回転してい
る。現像匡体２内には体積固有抵抗値が10⁶Ωcm
〜10¹⁴Ωcmの非絶縁性の磁性トナー３が収容され
ている。上記磁性トナーの中に一部が埋没して示
矢方向に回転する非磁性材料からなるスリーブ４
が感光体ドラムと１mm以下の間隙で配置されてい
る。スリーブ４は例えばアルミニウムから成る導
電性のもので接地されており、その表面にはマイ
ラー、ポリイミド、ベークライト等の電気絶縁性
の層５が適宜の厚さで形成されている。スリーブ
４の内部には、アルミニウム等の支持部材６に４
個の永久磁石７_１，７_２，７_３，７_４が等間隔で
取付けられている。磁石７_１〜７_４は交互にＮ
極、Ｓ極となるように並べられており、磁石７
_１，７_２は現像剤汲み上げ用であり、磁石７_３は
感光体ドラム１と対向した現像用であり、磁石７
_４は搬送用である。現像匡体２には磁石７_２と対
向してスリーブ４と所定距離隔つて置かれた磁気
ブラシの穂高を規制するドクター８が取付けられ
ている。ドクター８と現像匡体先端部２_１とで空
間ａを形成し、ドクター８から弾き飛ばされる磁
性トナーを受ける容器としている。スリーブ４の
下方に移動する部分には掻き落し板９がスリーブ
４上の絶縁層と接触するようにシールドケース１
０に取付けられている。掻き落し板９の下位には
コロナ放電器１１がスリーブ４にその開口を向け
て配置されており、放電電極１２には数KVの高
電圧が電源１３から供給されている。このシール
ドケース１０は上記コロナ放電器１１を囲い、現
像匡体内の磁性トナーがそれに付着するのを防止
するように構成されている。次にこの現像装置の
作用について説明する。スリーブ４上の絶縁層５
上に形成された磁気ブラシは掻き落し板９によつ
てその上から磁性トナーを除去される。除去され
た磁性トナーは掻き落し板９上を落下し、磁性ト
ナー溜り内に戻される。表面が清掃されたスリー
ブ４上の絶縁層５は、次いでコロナ放電器１１に
よつて感光体ドラム１上に形成された静電潜像の
極性とは逆極性の極性に帯電される。帯電電圧は
数100V〜800Vである。この帯電された絶縁層５
上に磁性トナー３が磁石の磁気的吸引力によつて
付着され、スリーブ４の回転方向に搬送される。
搬送途中でドクター８によつて過剰の磁性トナー
は除去され、スリーブ４と感光体ドラム１との間
隙より若干高めの磁気ブラシを形成して現像部ｂ
に運ばれる。現像部ｂに於て、感光体ドラム１上
の静電潜像は、それと反対極性に帯電された磁性
トナーを静電気的に吸引する。画像部において
は、磁気的吸引力Ｆ_Mよりも静電的吸引力Ｆ_Eの方
が強く、非画像部ではＦ_M＞Ｆ_Eなる関係が成立す
るように、それぞれの条件が定められている。さ
て、ここで、本発明の現像理論について第２図を
用いて説明することにする。磁性トナー３は体積
固有抵抗値が10⁶Ωcm〜10¹⁴Ωcmの範囲にあつ
て、いわゆる低抵抗の領域のものと、中抵抗のも
のがあり、何れの場合も、磁性トナーは通常は無
電荷であり、それがある電荷を有しているものと
接触すると、その電荷が磁性トナー中を移動し得
るような性質を有するものである。第２図におい
て、スリーブ４の絶縁層５上にはプラス極性に帯
電された電荷が存在しており、その表面に無電荷
の磁性トナー３が磁気的に吸引されている。磁性
トナーは上述の如く導電性を有しているので、絶
縁層５上の電荷が上記磁性トナーに移動してい
き、磁石７_３と感光体ドラム１とが対向する現像
部ｂに到達するときにはトナー層全体はプラス極
性に帯電されている。感光体ドラム１上にはマイ
ナス極性の静電潜像が形成されており、互いに逆
極性である故磁性トナーは静電潜像に付着する。
現像されなかつた磁性トナーの帯電々荷は、空気
中への放電、減衰等によつて、しばらくすると再
び無電荷に近い状態となる。このように、トナー
の帯電量は静電潜像の電荷に依存することなく、
あらゆる部分で一定にすることが出来るので、感
光体上に低帯電潜像があつても現像可能である。
またトナー自体、高電位に帯電可能であるため高
コントラストの画像が得られ、さらに高濃度の画
像も得られる。さらに、１成分現像剤による現像
では困難とされていた高速現像も可能となるし、
比較的抵抗値が低くても静電転写が可能となる。

なお、コロナ放電器１１による絶縁層５の帯電
位置から現像部ｂに至る距離を出来る限り短く
し、磁性トナー３の帯電電荷が漏洩しないように
ドクター８及び現像匡体２は電気的絶縁性の材料
で構成することが望ましい。またコロナ放電器１
１からドクター８の間であつて絶縁層５が磁性ト
ナーと接触し得る領域ｃにおいては、磁性トナー
３の量を出来る限り少くした方が、磁性トナーを
十分帯電させることが可能である。

次に、第３図は磁性トナーの体積固有抵抗値が
10⁶〜10¹²Ωcmとかなり低くなつた場合に最適な
現像装置を示すものである。感光体ドラム１に近
接して導電性の非磁性スリーブ４が反時計方向に
回転しており、その表面に絶縁層５が形成されて
いる。内部には固定の磁石１４_１，１４_２，１４
_３が配設されており、磁性トナーをスリーブ４に
吸引して磁気ブラシを形成させる。現像匡体１５
内の右方底部には磁性トナー３が貯容されてお
り、第１汲み上げローラー１６、第２汲み上げロ
ーラー１７によつて磁性トナーを上方に搬送す
る。上記両汲み上げローラー１６，１７は、それ
ぞれ示矢方向に回転する非磁性のスリーブ１８，
１９と、その内部に固設された磁石２０，２１を
有している。第１汲み上げローラー１６から第２
汲み上げローラー１７へ磁性トナーを受け渡すた
めには、それぞれが対向する磁石２０_１と２１_１
とを互いに逆極性にしなければならない。第２汲
み上げローラー１７の最上部まで搬送された磁性
トナーは、上述したスリーブ４の近傍まで傾斜し
て延びた掻き落し板２２によつて、スリーブ１９
表面から除去される。掻き落し板２２の先端２２
ａと現像匡体の先端１５ａとは、掻き落し板２２
を落下する磁性トナーを一時的に貯留し、そこか
らスリーブ４へ流出する磁性トナーの流れを制御
すると共に、先端１５ａでスリーブ４上の磁気ブ
ラシの穂高を規制している。現像した後、スリー
ブ４上の絶縁層５と接触してその表面から磁性ト
ナーを除去する掻き落し板２３に次いで、絶縁層
５上の不均一な電荷を一旦除電する交流又は逆極
性の除電コロナ放電器２４がさらに、その次に絶
縁層５を静電潜像と逆極性の極性に帯電するコロ
ナ放電器２５がこの順に設けられている。除電コ
ロナ放電器を取り付けることにより、絶縁層５上
に不均一に残留している電荷を除去するので、次
の帯電時、絶縁層５を全面に亘つて均一に帯電す
ることが出来る。もちろん、スリーブ４がアース
されているのでコロナ放電器２４，２５の対電極
の役目をする。さて、先端１５ａと現像部までの
距離ｄを極めて短くすることが出来たので低抵抗
のトナーであつても、電荷が放電する前に現像を
行わせることが可能となつた。また、この領域で
は、絶縁層５と接触する磁性トナーの量は最小限
に押えているので、極めて良好な現像を行うこと
が出来る。

第４図は本発明の別の実施例を示すものであ
る。第３図と同じ作用を行うものは、同一符号を
使用して説明する。現像匡体１５内に磁性トナー
汲み上げ用バケツトコンベア２６が配設され矢印
方向に回動している。バケツトコンベア２６によ
つて汲み上げられた磁性トナーは案内板２７上に
放出され、この上を落下し、案内板先端２７ａと
現像匡体の先端１５ａとで形成される空間内に一
時的に貯留される。磁性トナーは上記両先端１５
ａ，２７ａとで形成されている細長い間隙を通つ
てスリーブ２８に磁気的作用及び重力作用によつ
て供給される。スリーブ２８は、第１図、第３図
で使用された絶縁層の被覆された導電性スリーブ
でも使用可能であるが、電気絶縁性材料のみから
絶縁性スリーブでもよい。例えばマイラー、ベー
クライト、ポリエステル等の樹脂によつて形成さ
れる。このスリーブ２８は、掻き落し板２３によ
つてスリーブ２８表面から磁性トナーを除去した
後、金属等の導電性ローラー２９と接触される。
この導電性ローラー２９はスリーブ２８と同方向
に同一速度で駆動されてもよいし、スリーブ２８
に接触させて、従動回転させてもよい。この導電
性ローラー２９は外部電源３０から1000V〜
1500Vの電圧が印加されていて、スリーブ２８を
感光体ドラム１に形成された静電潜像の極性とは
逆極性に帯電する。こうして所定極性に帯電され
たスリーブ２８は内部に固設された複数の磁石１
４の磁力により磁性トナーの磁気ブラシを形成す
る。無電荷の磁性トナーは搬送領域ｄで十分な電
位まで帯電させられて静電潜像と接触させられ
る。

導電性ローラー２９に磁性トナーが付着するこ
とも考えられるが、この場合、導電性ローラー２
９表面にドクターブレードを当接させて機械的に
除去してもよいし、その他公知のクリーニング手
段を用いることが出来る。また、スリーブ２８を
均一に帯電するために、導電性ローラー２９の帯
電の前にスリーブ２８表面を除電する除電手段を
別設してもよいが、ドクター２３の材質をスリー
ブ２８に使用される材質と摩擦帯電序列で隔たつ
た材質を選択し、スリーブ２８上の電荷を除電す
るような作用を行わせるようにしてもよい。

第５図は、本発明の第２の実施例を示す磁気ブ
ラシ現像装置の断面図である。符号３１は、エン
ドレスの可撓性感光体で酸化悪鉛、有機光導電体
等の感光体が使用されている。現像匡体３２内に
２つの非磁性のスリーブ３３，３４が垂直方向に
所定間隔を置いて配設されており、それぞれ同方
向に回転している。このスリーブ３３，３４内に
は磁石３５，３６が固設されている。そして両ス
リーブ３３，３４にはエンドレスの非磁性の絶縁
性のベルト３７が巻回されている。上記スリーブ
３３，３４の間であつて、ベルト３７の上昇部分
の背後には、汲み上げ用磁石３８_１，３８_２が配
置されている。磁性トナーは磁石３６、汲み上げ
用磁石３８_１，３８_２及び磁石３５の作用によつ
てエンドレスベルト３７に吸引されて汲み上げら
れ、感光体３１と対向したスリーブ３３の部分
で、現像が行われる。スリーブ３３の左下方には
磁性トナー帯電用の絶縁性スリーブ３９が示矢方
向に回転可能に設けられている。スリーブ３９
は、帯電部材４０によつてその表面を感光体３１
の表面に形成された静電潜像の極性とは逆極性に
帯電される。帯電部材４０としては、例えば、回
転ブラシが使用される。スリーブ３９をプラスに
帯電させる場合には、スリーブ３９としてナイロ
ン又はアクリルを使用し、ブラシとしては、テフ
ロン又はポリイミド等の樹脂を使用すればよい。
またマイナスに帯電させる場合には、スリーブ３
９には、ポリエステル又はポリエチレンをブラシ
には羊毛又はセルロースをそれぞれ使用すればよ
い。また、帯電部材としては、バイアス電圧の印
加されたローラー、コロナ放電器等も使用出来る
ことは言うまでもない。

さて、絶縁性スリーブ３９とスリーブ３３との
間には絶縁性の掻き落し板４１が傾斜して設けら
れており、スリーブ３３とエンドレスベルト３７
とが密着している部分から、エンドレスベルト３
７上の磁性トナーを掻き落し、自重でその上を落
下させて、掻き落し板４１と、板４２とで磁性ト
ナーを１時的に貯留するホツパー４３を形成して
いる。ホツパー４３の開口は絶縁性スリーブ３９
と対向しており、その部分において、絶縁性スリ
ーブ３９内には磁石４４が固設され、磁石４４の
磁気的吸引力によつてホツパー４３内の磁性トナ
ーを絶縁性スリーブ３９上に吸引して、所定量だ
け搬出する。掻き落し板４１の先端４１ａは絶縁
性スリーブ３９と微小間隙を有するように置かれ
ており、絶縁性スリーブ３９上の磁気ブラシの穂
高を規制するドクターを兼用している。そして絶
縁性スリーブ３９の下方に移動する部分には第２
の掻き落し板４５が接触して設けられ、この他端
４５ａはスリーブ３４に対向するように右下りに
傾斜されている。他端４５ａは掻き落し板４５上
を重力の作用で落下して来た磁性トナーをエンド
レスベルト３７に供給するドクターも兼用してお
り、エンドレスベルト３７上の磁気ブラシの穂高
を再び規制する。

磁性トナーの帯電は磁性トナーがホツパー４３
から補給される位置から掻き落し板４５で掻き落
されるまでの領域ｅによつて行われ、その後は全
て絶縁性の部材のみと接触するので帯電々荷の急
激な漏洩は防止される。本実施例の如く磁性トナ
ー帯電領域から現像部までの距離が長い場合には
磁性トナーの抵抗値は中抵抗程度のものが望まし
い。このように、現像ローラー又は現像ベルト以
外の部分で磁性トナーを帯電させてから、これを
搬送して現像に寄与させるようにしても同様の現
像効果を得ることが出来る。

上述の何れの実施例においても、体積固有抵抗
値が10⁶Ωcm〜10¹⁴Ωcmの磁性トナーの帯電電位
を原稿画像に応じて、又は、所望の画像に現像す
るという複写装置の操作者の要求に応じて変化さ
せることが可能である。このような場合、コロナ
放電器の場合には、スコロトロン放電器を使用し
て、グリツド印加電圧を制御して帯電電位を制御
し、導電性ローラーの場合には、ローラーへの印
加電圧を制御し、また摩擦帯電部材（例えばブラ
シ）では回転数を制御したりして変化させること
が可能である。

また、電子写真複写装置の感光体を使用する場
合について説明してきたが、静電記録装置のよう
に、誘電体上に静電潜像をマルチスタイラス、ピ
ンチユーブ等で直接形成する型式のものの現像に
も同様に実施可能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す現像装置
の横断面図、第２図は本発明の現像方法の原理を
説明するための図、第３図は本発明の別の実施例
を示す現像装置の横断面図、第４図は第３図の現
像装置の変形実施例を示す現像装置の横断面図、
第５図は、本発明の第２の実施例を示す現像装置
の横断面図である。 １……感光体ドラム、２，１５，３２……現像
匡体、３……磁性トナー、４……スリーブ、５…
…絶縁層、９，２３，４１，４５……掻き落し
板、１１，２５……コロナ放電器、２４……除電
装置、２８，３９……絶縁性スリーブ、２９……
導電性ローラー、４０……帯電部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に非絶縁性の１成分磁性現像剤を磁気的
   に吸引して搬送する現像剤供与体で静電潜像を現
   像する方法において、少なくとも上記現像剤供与
   体表面を電気絶縁性にし、上記現像剤供与体表面
   から１成分磁性現像剤を一旦除去し、１成分磁性
   現像剤の除去された該表面を静電潜像と逆極性に
   帯電し、次いで、１成分磁性現像剤を上記現像剤
   供与体に供給することによつて該現像剤を上記現
   像剤供与体と同極性に帯電して静電潜像を現像す
   るようにしたことを特徴とする現像方法。 ２ 上記現像剤供与体は、内部に磁界発生手段を
   有し、１方向に移動する非磁性のエンドレス表面
   の回転体から成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の現像方法。 ３ 上記現像剤供与体表面を帯電する直前におい
   て、上記現像剤供与体表面に交流コロナ又は静電
   潜像と同極性の直流コロナ放電を施して不要な電
   荷を除電するようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の現像方法。