JPS6321676A - 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） この発明は、静電像を現像剤にて現像する技術分野にお
いて利用され、特に現像剤粒子を直接的に静電潜像面に
接触させて現像を行なう接触現像方法に関するものであ
る。

（従来の技術及び問題点） 従来この種の現像方法としては、磁性粒子をキャリアと
し、これを樹脂から成る非磁性粒子であるトナーと混合
した二成分現像剤を採用し、背面に磁界発生手段を有す
る現像剤担持体表面に上記現像剤を層状に担持して、該
現像剤層を潜像担持体表面に直接接触させて現像するい
わゆる二成分接触現像方法が一般に広く行なわれている
。しかし該現像方法は、現像剤層にて機械的に直接、潜
像を摺擦するために、いわゆる“刷毛あと°、“掃き寄
せ”等の画像欠陥が生じるという欠点を有していた。

そこでこれに対処すべく、現像剤層と潜像担持体表面と
が非接触状態で現像を行なう方法が近年提案され、特開
昭５９−６７５６５．５９−１２１０７７、５９−１８
１３６２．５９−９１４５３．６０−１７６０６９等に
開示されている。しかしこれらの非接触現像方法では、
潜像の電気力線がエツジ部に集まる傾同を拭えないため
いわゆる“エツジ効果”、“字細り”、等の新たな画像
欠陥が生じるという問題点が生じてきた。

本発明の目的は、上述の従来例の欠点を悉く除去し、い
わゆる“刷毛あと”、“掃き寄せ”、“エツジ効果”、
“字細り”等の無い高画質が得られる現像方法及びその
装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の目的達成のために上述のごとくの現像
方法を提供するもので、次のように構成される。

すなわち本発明は、 静電潜像担持体と現像剤担持体とを、互いの表面が対向
しかつ現像領域にて設定間隙を保つ位置に配設し、現像
剤担持体の背面側には磁界発生体を配し、現像剤担持体
表面に、樹脂がら成る非磁性粒子及びＥｆｉ性粒子粒子
合された現像剤層を担持しかつこれを現像領域に政道し
て現像を行なう方法において、 上記磁界発生体の磁極位置を現像領域に対向させ、かつ
上記設定間隙を現像剤層の厚さよりも大きく定め、 上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像時にバ
イアス電圧及び交番電圧を印加して上記設定間隙に交番
電界を形成せしめ、上記電界によって現像剤層を静電潜
像担持体表面に接触せしめて現像を行なう、 ことにより特徴づけられる。

（実施例） 以下添付図面にもとづいて、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を実施するための一例としての現像装置
の概略を示す断面図である。図中、ｌは静電潜像担持体
で、背面電極１１と、該背面電極１１の上に形成された
静電潜像保持層１２とから成っている。該静電潜像保持
層１２は絶縁体層であっても電子写真感光体層であって
もよい。

ここでは上記静電潜像担持体を感光ドラムｌとして示す
。２は現像剤担持体であり、ここでは非磁性体からなり
矢印Ａ方向に回転する導電性スリーブ（以下「スリーブ
」という）である。

この現像剤担持体２は、感光ドラム１との間に設定間隙
を保って配設されており、該間隙は後述のドクターブレ
ード１０によって厚さが規制される、スリーブ２上のト
ナーの厚さよりも大きめに設定されていて、上記間隙の
領域が現像領域となっている。

上記スリーブ２は内部が円筒空間をなしていて、この空
間には周囲がＮ＋、Ｓｚ、Ｎｉ、Ｓａ　Ｎｓ。

Ｓｂと磁極を有する磁界発生手段としての非回転のマグ
ネットローラ３が同心的に配されている。このマグネッ
トローラ３は、磁極Ｎ１の磁極位置が感光ドラム１に対
向するように位置決めされている。換言すれば、上記磁
極位置が現像領域中央に設定されている。

上記矢印Ｂ方向に回転する感光ドラム１の背面電極１１
とスリーブ２との間には、直流型＃ｔ５及び交流電源６
により現像バイアス電圧が現像時のみ印加される。

上記スリーブ２の直上方位置には、尖端がスリーブ２と
設定間隙を保っている現像剤規制部材としてのドクター
ブレード１０が設けられている。

なお、現像剤４は、樹脂中に磁性粉を含有する磁性粒子
Ｍと、これより平均粒径が小さくて主に樹脂からなる非
磁性粒子Ｔ（）ナー）とが混合されて成るもので、該ト
ナーは、回転により弾性部材７を軽打するトナー補給ロ
ーラ８によって下方に落されて補給される。

次に上記実施例装置における作動について説明する。

先ず、スリーブ２のＡ方向への回転によって現像剤４は
Ｃ方向に攪拌されると共に、そのトナーＴは磁性粒子Ｍ
やスリーブ２との摩擦によって帯電され、この状態で、
矢印入方向に回転するスリーブ２との間の静電気力によ
る付着及び、磁性粒子との間の静電気力による付着によ
り、磁性粒子と共にスリーブ２の回転に伴ってスリーブ
２に付着したまま上記入方向に搬送される。

スリーブ２に付着したトナーＴは、ドクターブレード１
０の位置に達すると、ドクターブレード１０とマグネッ
トローラ３との間に作用する磁力によって、設定値以上
の余剰量は除去され現像適切な均一厚さの層となって、
現像領域まで運ばれる。

この現像領域における現像剤層は第２図に示されるごと
くで、非現像時には上記均一な設定厚さの現像剤層とド
ラム表面は前述した如く非接触状態を維持している。次
に、現像時には現像バイアス電圧の印加により現像領域
に交番電界が形成されるために、第３図に示されるごと
く該現像領域内の現像剤層は、磁極Ｎ１による磁力に拘
束されつつもスリーブ・ドラム間にて伸長して、時間平
均的にドラム表面に接触し現像がなされる。このとき直
流電源５による直流電圧と、交流電源６による交流電圧
を重畳して現像を行なう。またバイアス電圧を用いるの
が最適である。また交流電圧のみをバイアス電圧として
用いてもよい。交流電圧は必ずしも正弦波である必要は
なく、例えば矩形波であってもよい。

上記現像剤粒子が磁力に拘束されながら、伸長されて、
ドラム表面に接触する原理をより詳細に説明すると次の
ごとくである。

すなわち、現像領域では磁力線は、スリーブ表面に垂直
な方向に強く作用している。そして現像剤の粒子は、こ
のスリーブ表面に垂直な方向の磁力線によって、スリー
ブ表面に拘束されるのである。かかる状態で上記現像バ
イアス電圧が印加されると交番電界が生じこれによって
上記現像剤粒子は第３図で示されるように該現像剤粒子
が上記磁力線に沿ってより規則正しく整列する為、現像
剤の各穂立ちが伸長し、その結果ドラム表面に接触して
現像がなされるのである。

次に本実施例についていくつかの試験を行ってみたので
、数値をもってより具体的にこれを示すこととする。

■腋桝土 潜像電位■。が＋６００ｖ、背景電位Ｖｔが５０Ｖの時
、現像バイアス電圧としてピーク対ピーク値３０００Ｖ
ＰＰ、周波数ｆが４００　Ｈｚの交流電圧に＋２００Ｖ
の直流電圧を重畳して現像を行なった。

なおＶＰＰ＝１０００〜４０００Ｖ　、　　ｆ　＝ｌＯ
Ｏ〜５０００Ｈ２位の場合比較的良い結果が得られた。

スリーブ上での磁界は４．第１図における磁極Ｎｌでの
磁界の最大値は９００ガウスであった。

また多くの実験によれば、この磁界の強さを少なくとも
２００ガウス以上、好ましくは３００ガウス以上に設定
すると良質の画像の得られることが確かめられた。

用いた非磁性粒子は熱可塑性樹脂（ポリスチレン）を主
成分とした個数平均粒径約６μｍのトナーであり、磁性
粒子に対して負極性に帯電する粒子である。正極性のト
ナーを用い、直流電圧を適宜選べば、反転現像も行える
。磁性粒子はスチレン・アクリル・アミノアクリル共重
合体樹脂を主成分として樹脂中にマグネタイト（Ｆｅｉ
Ｏａ）の磁性粉を７０重量％混練し、粉砕して作った個
数平均粒径３０μｍの粒子を用いた。なおこの二成分の
混合現像剤の中に帯電系列から見て２つの粒子の帯電系
列の間に位置するシリカ粒子を３重量％以下混入して用
いると、より良い画質が得られることも判明した。

なお、ここで大切なことは、磁性粒子をスリーブ２の上
の現像剤層から感光ドラムｌへ飛翔し転移させないこと
である。磁性粒子が転移すると、現像装置内の磁性粒子
が徐々に無くなってしまい、現像剤中の磁性粒子の数と
非［ｔ’１粒子の数の比が著しくくずれてしまうからで
ある。

この比（トナー／磁性数子）が著しくくずれると、背景
カブリの原因となる。そこで、（〃性粒子を磁力によっ
てスリーブ表面上に拘束することが重要である。

また、感光ドラム１とスリーブ２との距離を離しすぎる
と現像剤層がドラム表面に接触しなくなる為、“エツジ
効果”、“字細り”等の画像欠陥が生じる。

このため、上述のことを配慮しながらドラム・スリーブ
間の間隙を定めねばならないが、例えば本試験例の場合
では、該ドラム・スリーブ間の距離を１００〜９００μ
ｍとした。好ましくは２００〜７００μｍに設定するの
がよい。

この試験例で示される条件下では、スリーブ・ドラム間
で交番電界の作用により現像剤層を伸長させることによ
りソフトに該現像剤層をドラム表面に接触させることが
できるために、従来の接触現像の欠点である“刷毛あと
”、“掃き寄せ”さらに非接触現像の欠点である“エツ
ジ効果”、“字細り”の無い高画質現像が得られた。

ところで、本試験例では磁性粒子としてスチレン・アク
リル・アミノアクリル共重合体とマグネタイトから成る
絶縁性粒子を用いたため、交番電界下における振動は該
粒子の帯電電荷によるクーロン力に起因するので、該磁
性粒子としては絶縁性のもののみでなく鉄粉等の導電性
のものを用いることもできる。この場合このような導電
性粒子は交番電界下において誘起電荷によるクーロン力
により振動するため本例と同様の現像が行える。

なお、第１図の説明ではスリーブ２を矢印Ａ方向に回転
させたが、矢印Ａとは逆方向に回転させても良好な画質
が得られた。むしろ、スリーブをＡとは逆方向に回転し
た方が高速現像の際の現像濃度を高める効果があった。

なお、本試験の結果、安定した高画質の画像を得るため
には、非磁性粒子（トナー）の個数平均粒径の大きさＤ
Ｔは、磁性粒子の個数平均粒径の大きさＤＣに対して、 Ｄ７≦ＤＣ≦２０ＤＴ の範囲から選ぶと良いということが判明した。

磁性粒子の粒径の割合に比して非磁性粒子の粒径が大き
いと、非磁性粒子のトリポ帯電が不充分になり、逆に小
さすぎても貧弱な画質になる。

跋肢斑」 感光ドラム１とスリーブ２との距離を３００μｍに設定
し、現像剤層の厚さを感光ドラムに最も接近する位置に
おいて２５０μｍとなるようにドクターブレードで規制
した。現像剤には平均粒径３μｍの非磁性粒子と磁性粒
子を混合したものを用い、非磁性粒子の濃度比は１０ｗ
ｔ％にした。なお、磁性粒子中の磁性粉の含有率は７０
ｗ　ｔ％にし、平均粒径４０μｍの粒子を用いた。更に
、磁極の配置は第１図のように磁極Ｎ、がドラムに対向
した位置とし、磁極Ｎ１の磁界の強さを垂直方向の磁界
成分が１１００ガウスとなるように設定した。

かかる条件下で、画像部の潜像段位Ｖ０が負極性の一６
００Ｖ、背景電位■、が一６０Ｖの時、非磁性粒子（ト
ナー）には正極性に帯電する粒子を用い、現像バイアス
電圧はＶｐ−ｐ　＝２０００Ｖ、ｆ＝５００　Ｈｚの交
流電圧に直流電圧−２００Ｖを重畳して現像を行なった
ところ、画像部（ＶＯ）には非磁性粒子のみが移転し、
非画像部には非磁性粒子も磁性粒子も付着しない、地力
ブリのない良好な画像が得られた。

拭肢拠」 試験例２と同一の条件下で、潜像の明部ｖＬを現像する
反転現像を行なった。この試験例３の場合、潜像電位の
暗部ｖ０が一６００■、明部ｖＬが一８０Ｖの時に、非
磁性粒子として負極性に帯電する粒子を用い、現像バイ
アス電圧としテ２０００　Ｖ　Ｐ−Ｐ　、５００　Ｈｚ
　ＣＤ交流電圧ニ直流電圧−４５０Ｖを重畳して現像を
行なうと、ドラムの画像部としての明部には非磁性粒子
のみが転移し、非画像部としての暗部には磁性粒子も非
磁性粒子も付着していない、良好な現像が行なえた。

なお、潜像電位が正極性の場合には、非磁性粒子の帯電
極性を正極性とし、直流電圧を＋４５０ｖにすることで
上記と同様の結果が得られた。

（発明の効果） 以上のように、本発明方法及び装置は現像領域に磁界発
生体の磁極位置を配し、現像剤粒子層を現像剤担持対表
面に拘束しつつ、現像時に現像バイアス電圧による交番
電界を生じせしめて上記現像剤層を伸長させ潜像担持体
表面に接させることにより現像を行なうこととしたので
、エツジ効果のないいわゆるベタ黒濃度の現象が得られ
る。また字細りがなく鮮明で再現性の高い、さらには刷
毛あと、掃き寄せのない緻密な画質が得られ、画質の向
上の点で大いに効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例としての現像装置の概略を示す
断面図、第２図、第３図は第１図装置の現像部の拡大図
である。 １・・・・・・・・・静電潜像担持体（怒光ドラム）２
・・・・・・・・・現像剤担持体（スリーブ）３・・・
・・・・・・磁界発生体（マグネットローラ）４・・・
・・・・・・現像剤 Ｍ・・・・・・・・・磁性粒子 Ｔ・・・・・・・・・非磁性粒子（トナー）特許出願人
　　　　　　　キャノン株式会社代　理　人　　弁理士
　　藤　　岡　　　徹第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静電潜像担持体と現像剤担持体とを、互い の表面が対向しかつ現像領域にて設定間隙を保つ位置に
   配設し、現像剤担持体の背面側には磁界発生体を配し、
   現像剤担持体表面に、樹脂から成る非磁性粒子及び磁性
   粒子が混合された現像剤層を担持しかつこれを現像領域
   に搬送して現像を行なう方法において、 上記磁界発生体の磁極位置を現像領域に対 向させ、かつ上記設定間隙を現像剤層の厚さよりも大き
   く定め、 上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間 に現像時にバイアス電圧及び交番電圧を印加して上記設
   定間隙に交番電界を形成せしめ、該電界の作用によって
   現像剤層を静電潜像担持体表面に接触せしめて現像を行
   なう、 ことを特徴とする現像方法。