JPS6337380B2

JPS6337380B2 -

Info

Publication number: JPS6337380B2
Application number: JP55027731A
Authority: JP
Inventors: Nagao Hosono; Hatsuo Tajima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1988-07-25
Also published as: JPS56123555A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、現像剤を用いた現像剤層形成装置、
及び現像装置に関するものである。詳細には現像
剤支持手段上に一成分現像剤、特に電気絶縁性非
磁性一成分現像剤の均一な薄層を形成し、その現
像剤層を潜像保持体に対向させてこれを現像する
現像方法及びその装置に関するものである。

一成分現像剤を適用する現像装置としては各種
方法が知られ或いは提案されている。

この中でもトナー転移現像法が特異な存在とし
て知られている。この方法は現像剤保持手段上に
一成分現像剤を均一に薄層として塗布した後この
現像剤薄層表層とは小間隙を保つて静電潜像面を
対向させ、その静電引力により現像剤を現像剤保
持手段から静電潜像面に飛翔させて現像する方法
である。（特公昭41−9475号公報、米国特許第
2839400号明細書）この方法によると潜像電位の
ない非画像部では現像剤が引き付けられないばか
りか現像剤が非画像部に接触しないのでカブリの
全くない良好な現像が行なわれる。更にキヤリヤ
粒子を用いないので現像剤の混合比に変動がなく
キヤリヤ粒子の劣化もない等良好な効果が得られ
る。

また、出願人はこの現像法とは別異の現像法と
して特開昭54−42141号公報及び特願昭53−92108
号に記載した如き全く新しい現像法を提案した。

前者の現像法は一成分磁性現像剤と現像剤保持
手段（非磁性）と磁界発生手段とをこの順で配置
し磁界発生手段による磁力により現像剤保持手段
上に均一な現像剤薄層を形成しこの現像剤薄層表
面が静電潜像形成面に接触しないように微小間隙
を離して対向させ、そしてその静電引力により画
像部に対向した現像剤を伸長させることにより現
像を行う。これも又非画像部に現像剤が接触しな
い状態で現像を行うのでカブリの全くない現像画
像が得られる。

後者の現像法は一成分磁性現像剤と現像剤保持
手段（非磁性）と磁界発生手段とをこの順で配置
し磁界発生手段による磁力により現像剤保持手段
上に均一な現像剤薄層を形成しこの現像剤薄層表
層が静電潜像形成面に接触しないように微小間隙
を離して対向させ、そしてこれに現像バイアス電
圧として交番バイアス電圧を印加し更には静電潜
像面と現像剤保持手段との間隙を経時的に変化さ
せることにより現像を行うものである。この現像
法により現像の初期においては静電潜像の非画像
部にも現像剤を到達させることによりハーフトー
ン部の現像を行い経時的に画像部のみに到達する
ようにして現像を行う。これにより前者の現像法
に比較してハーフトーンの再現性の良いしかもカ
ブリのない現像が行なわれる効果が得られる。

このように一成分現像剤の薄層を潜像面に対向
配置して現像する現像方法では従来のものに比し
て現像性能画像再現性現像剤の寿命等において極
めて秀れた効果が得られる。

これらの現像方法に採用する現像剤としては普
通紙への転写性まで考慮した場合、高電気抵抗ト
ナー、即ち絶縁性トナーが好ましい。

ところが一成分磁性現像剤は現像剤粒子内に磁
性粉体を含んでおり、現像剤は非磁性現像剤に比
して高価となるばかりでなく、美しい色のカラー
化は因難である。さらに磁性現像剤を用いた現像
器は一般に現像剤支持手段の裏面に磁石を有して
おり、現像器の重量も重くなるばかりでなく、高
価となる。この点から一成分非磁性現像剤を用い
た現像方法及び現像装置が望まれる。

この一成分非磁性現像剤を用いた現像法は電子
写真分野における静電潜像現像法として歴史的に
は古い。しかしながら耐久性がなく現像濃度が低
下する欠点を有するばかりでなく、現像剤支持手
段上に現像剤を安定にかつ均一に塗布することが
困難であつた。さらに現像剤支持手段上に塗布さ
れた現像剤層において、前に現像によつて潜像保
持体に持ち去られた領域の現像剤層の厚みと持ち
去られなかつた領域の現像剤層の厚みに差が生
じ、このためにこの差が現像濃度の差として可視
像に現われてしまう現象も生じた。これは現像剤
支持手段表面に凹凸を設けて現像剤を塗布しよう
とする試みはすでに公知であるが、この方法にお
いても同様であつた。また、この現象を除去する
ために現像された後の現像剤支持手段上の現像剤
の残りを一旦除去してから現像剤支持手段上に再
び均一に現像剤を塗布する方法がある。このよう
に現像剤を一旦除去することは現像剤支持手段の
表面が現像剤微粒子等の他の物質で被覆されてし
まうことにより、現像剤を現像剤支持手段との間
の摩擦帯電に悪影響が及ぶことも防止できる効果
がある。このような現像剤除去を一旦行なおうと
すると、現像剤支持手段の表面はそれ程大きな凹
凸を設けることができず、この凹凸により現像剤
を塗布しようとする手法は好ましくない。また現
像剤支持手段の表面を平滑にすると、現像剤支持
手段上に均一に塗布できる現像剤層の厚みは薄
く、現像濃度の低い可視像しか得られない困難な
問題を有していた。このように均一で安定した現
像剤の塗布法だけでなく、安定した確実な現像剤
粒子の均一な帯電法と耐久性（安定した現像濃度
が得られること）が問題として残つていた。

本発明は、塗布部の現像剤の凝集をほぐし、凝
集現像剤による現像剤の帯電不良を防止して均一
で安定した現像剤層を簡単な構成で行える現像剤
層形成装置を提供することを第１発明の目的とす
る。

その第１発明は現像剤支持部材と、現像剤支持
部材表面上に現像剤の層厚を規制して塗布する塗
布手段を備えた現像剤層形成装置において、上記
塗布手段は、上記現像剤支持部材に近接もしくは
接して配置された塗布部材を有し、該塗布部材の
上記現像剤支持部材表面に対向する面が凹部又は
凸部を有していることを特徴とする現像剤層形成
装置である。

第１発明によれば、現像剤層を凝集現像剤で乱
すことなく均一化でき、長期にわたつた安定現像
剤層を形成できる。

さらに本発明は、塗布部の現像剤の凝集を塗布
部材の凹凸で防止した際に形成された現像剤層に
厚みむらがある場合に対して十分な現像が達成で
き均一化した濃度を得ることを第２発明の目的と
する。

第２発明は、潜像保持体に対して微小間隙を介
して現像部を構成する現像剤支持部材と、該現像
剤支持部材表面上に現像剤の層厚を規制して塗布
する塗布手段を備えた現像装置において、上記塗
布手段は、上記現像剤支持部材に近接もしくは接
して配置された塗布部材を有し、該塗布部材の上
記現像剤支持部材表面に対向する面が凹部又は凸
部を塗布終了直前まで有しており、上記現像部に
供給された塗布部材通過後の現像剤層を交互電界
中に現像する現像バイアス印加手段を備えたこと
を特徴とする現像装置である。

第２発明によれば、凝集現像剤による不都合を
解決できた現像剤層に多少の厚みむらがあつて
も、現像像にはその影響がなくなり、均一化した
濃度の画像が形成できる。

以下本発明を実施態様に基づき図を用いて詳細
に説明する。

第１図は一成分非磁性現像剤を用いた静電潜像
現像法及び現像装置の実施態様の概略を示した。
１は円筒状の静電潜像保持体であり、例えば公知
の電子写真法であるカールソン法又はNP法によ
つてこれに静電潜像を形成せしめて、現像剤供給
手段であるホツパー３内の絶縁性非磁性現像剤５
を現像剤支持手段２上に現像剤層の層厚を規制し
て塗布する塗布手段４により塗布された現像剤５
で現像する。現像剤支持手段２は円筒状のステン
レスからなる現像ローラである。この現像ローラ
の材質としてアルミニウムを用いても良いし、他
の金属でも良い。また金属ローラの上に現像剤を
より所望の極性に摩擦帯電させるため樹脂等を被
覆したものを用いてもよい。さらにこの現像ロー
ラは導電性の非金属材料からできていてもよい。
この現像剤支持手段２の両端には図示されていな
いが、この軸に高密度ポリエチレンからなるスペ
ーサ・コロが入れてある。このスペーサ・コロを
静電潜像保持体１の両端につき当てて現像器を固
定することにより、静電潜像保持体１と現像剤支
持手段２との間隔を現像剤支持手段２上に塗布さ
れた現像剤層の厚み以上に設定し、保持してい
る。この間隔は例えば100μ〜500μ、好ましくは
150μ〜300μである。この間隔が大きすぎると静
電潜像保持体１上の静電潜像による現像剤支持手
段２上に塗布された現像剤に及ぼす静電力は弱く
なり、画質は低下し、特に細線の現像による可視
化は困難となる。またこの間隔が狭ますぎると現
像剤支持手段２上に塗布された現像剤が現像剤支
持手段２と静電潜像保持体１との間で圧縮され凝
集されてしまう危険性が大となる。このことは必
要な現像濃度の点から現像剤支持手段２上に塗布
する現像剤層の厚みは約50μ以上好ましくは約
80μ程度以上が要されることに関係している。さ
らに現像剤支持手段２上に塗布された現像剤を静
電潜像保持体１と現像剤支持手段２との近接領域
である現像領域に搬送する速度を静電潜像保持体
１の移動する周速度より速くして現像してもよい
が、速くすると現像剤支持手段２上からの現像剤
の飛散も生じ易くなる。これは特に非磁性現像剤
を用いたときに考慮しなければならない。また画
質の点からほぼ相対速度を同じにした方が好まし
い。６は現像バイアス電源であり、導電性現像剤
支持手段２と静電潜像保持体１の背面電極との間
に電圧を印加できるようにしてある。この現像バ
イアス電圧は前述した特願昭53−92108号に記載
した如き現像バイアス電圧である。使用した現像
剤はキヤノン製NP5000用のトナー（平均粒径
7μ）のみと、このトナーに平均粒径16μの疎水性
シリカ（アエロジルR972；日本アエロジル(株)販
売）を0.4〜１重量％混入し、撹拌した一成分
（トナー粒径以上のキヤリア粒子を含まない）現
像剤である。また使用した複写機はNP−200J
（キヤノン(株)製）であり、現像器は本発明のもの
を使用して複写した。このときの現像バイアスは
周波数800Hz、尖頭値V_pp＝1500Vの正弦波に、直
流電圧＋150Vを重畳させた。複写された可視像
は鮮明で良好な画質のものが得られた。

第１図で用いた塗布手段４の例を第２図Ａ，Ｂ
に示した。図に示した４は現像剤支持手段２上の
現像剤層の層厚を規制し、該現像剤５を該現像支
持手段２上に塗布する塗布手段である。塗布手段
４の少なくとも現像剤支持手段２に対向させる面
は凹凸をもたせてある。塗布手段４は同一の材質
又は部材により表面に凹凸又は凸部７，９を設け
ても良いし、凹凸又は凸部７，９を別の部材又は
異種の材質で設けてもよい。この凹凸又は凸部材
が別の部材で構成されている場合、この部材の裏
面に設けたもう一つの部材と必ずしも接着されて
いる必要はなく、単にこの二つの部材を重ね合せ
て用いても良い。第２図Ａに塗布手段４の裏面に
円柱状の凸部を設けた例を示した。この凸部は半
球状の凸部でも良い。第２図Ｂには押当て部材と
して弾力性を有する厚さ２mmで硬さ60のシリコン
ゴム板８に、ナイロン糸で織つた可撓性スクリー
ン９を重ね合せた構成の塗布手段４の例を示し
た。このスクリーンとして、例えば線径が71μの
ナイロン糸を平織に織つた開口が161μのスクリ
ーンを用いた。織り方は他に綾織でも朱子織、綟
織、半綟織等でもよい。このスクリーンの材質と
しては金属でも、またポリエステルやナイロン等
の高分子でもよい。しかし、同一形状のスクリー
ンでも材質により現像剤支持手段２上に現像剤を
塗布する際の現像剤に与える帯電に影響がある。
例えば上記スクリーン形状でもナイロン材質のス
クリーンを用いたときにはステンレス製の現像剤
支持手段上に塗布された現像剤層の表面電位は−
70Vであつたが、ポリエステル材質のスクリーン
を用いたときにはこの値は−40Vであつた。もち
ろん塗布の際の現像剤の帯電は現像剤支持手段２
との間でも生じることは言うまでもない。塗布手
段４の現像剤支持手段２に対向する面の凹凸は単
に現像剤支持手段２と塗布手段４との間に現像剤
を通過させるための一定の間隔を保持するだけで
なく、現像剤支持手段２上の現像剤をこの凹凸に
よつて撹乱しながら凝集をほぐし、場合によつて
は塗布された現像剤層を一旦掻き落し、この間隙
内を塗布手段４と現像剤支持手段２との相対運動
によつて通過させて現像剤支持手段２上に現像剤
を塗布する効果を有している。もちろんこの凹凸
によつて現像剤を撹乱しながら凝集をほぐし、現
像剤支持手段２上に塗布することは、現像剤の帯
電にも有効に寄与する。これらのことは特に一成
分絶縁性現像剤を用いる際に重要となる。ここで
第１図に示したように例えば現像剤支持手段２を
回転して現像剤をこの上に塗布する際、塗布が終
する直前に塗布手段４の凸部が現像剤支持手段２
にも近接もしくは接していた部分に対応する現像
剤支持手段２上に塗布された現像剤層は、周囲に
比して現像剤層の厚みは薄くなつている。このよ
うな塗布された現像剤層の厚みむらが現像された
画像に現われないようにしなければならない。こ
のためには凸部の広がりに注意しなければならな
い。例えば第２図Ｂにおいて、ナイロン糸の線径
が71μならば前述した現像バイアスで現像した結
果、画像に現われなかつた。しかしながらこの線
径が500μであると、明かにこの糸の跡が画像に
現われた。さらにこの糸の跡は前述の現像バイア
ス電圧を静電潜像保持体１の背面電極と現像剤支
持手段２との間に加えた方が印加しないよりより
不明確になる。このことは、現像バイアス電圧を
印加して現像すると現像剤支持手段２上の現像剤
の塗布むらは画像に表われにくくなることを示し
ている。

次に第３図に塗布手段４と現像剤支持手段２と
の取付角度について示した。特に一成分非磁性現
像剤を用いたときには磁気力による現像剤の搬送
力は望めないばかりでなく、現像剤支持手段２の
方向へ現像剤を引つぱる磁気力もない。したがつ
て塗布手段４が現像剤支持手段２と最近接もしく
は接した位置より現像剤供給手段３の側に現像剤
支持手段とのなす角が直角ないしは鈍角に設定さ
れていると、現像剤支持手段２を矢印の方向に回
転させても、現像剤５は現像剤支持手段２の上を
ただ滑り、現像剤５が塗布手段４と現像剤支持手
段２との間に入り込みにくく、塗布性は悪い。こ
れに対し、塗布手段４が現像剤支持手段２と最近
接もしくは接した位置より現像剤供給手段３の側
に現像剤支持手段２とのなす角θが鋭角の領域を
有するように設定されていると、現像剤支持手段
２を矢印の方向に回転させることによつて、現像
剤５は塗布手段４と現像剤支持手段２との間に入
り込み、現像剤支持手段２上に塗布され易くな
る。

さらに前述した方法に加えて、以下に述べる方
法（第４図、第５図）を付け加えることによつて
現像剤支持手段２上により良い現像剤の塗布が可
能となる。

第４図Ａ，Ｂは、塗布手段４を動かすことによ
つて現像剤支持手段２上の現像剤５をより撹乱し
ながら凝集をほぐし、塗布層の厚みむらを減少さ
せ、より良い現像剤の塗布を可能にする。

第４図Ａにおいて、１０は塗布手段４を取付て
いる取付部材であり、片方の端がバネ１１によつ
て引つぱつている。１２はカムであり、モータ１
３によつてカム１２を回転し、取付部材１０を長
手方向に往復運動させることにより、塗布手段４
を現像剤支持手段２の長手方向に往復運動させな
がら、現像剤を塗布する方法である。

また第４図Ｂは塗布手段４をローラー状にした
もので、このローラーを回転させながら現像剤５
を現像剤支持手段２上に塗布した例である。１４
はスクレーパであり、塗布手段４のローラーに付
いた余部の現像剤を掻き落すためのもので厚さ
200μのポリエステルフイルムを用いた。

第５図は、現像剤支持手段２上に塗布する現像
剤層の厚みを増し、現像濃度を高めるため、現像
剤支持手段２の表面を現像剤支持手段２の矢印方
向の動きに対して現像剤５がひつかかるように粗
した例を示す。この現像剤支持手段２の表面の粗
さは現像剤粒子の大きさより小さくても充分この
効果がある。例えば平均7μの現像剤粒径に対し、
凹凸が1μ〜2μでも充分効果がある。この凹凸は
容易につくれ、例えばステンレス製の円筒状の現
像剤支持手段２の表面を長手方向に＃600のサン
ドペーパーで摺擦して傷付けても良い。また、８
は弾力性を有する厚さ２mmで硬さ60゜のシリコン
ゴム板からなる押当て部材であり、９は第２図Ｂ
で用いた可撓性スクリーンであるが、本発明にお
ける塗布手段４であればこれに限られることはな
い。なお、現像剤支持手段２の表面の現像ローラ
軸に斜めで互に平行な直線状の凹凸模様と塗布手
段４の互に平行な直線状の凹凸模様とを重ね合し
たときに互いの直線状の凹凸模様が交叉し、市松
模様状または菱形模様を形成するようにして取付
け、二つの凹凸模様による現像剤の動きを期待す
ることもできる。この動きを期待する互の凹凸模
様には種々な選択が可能となる。

潜像保持体に対して微小間隙をもつて現像剤支
持手段を配置し、該現像剤支持手段上に凹凸を有
する塗布手段により現像剤を供給し、上記間隙に
電界を印加して現像することを特徴とする現像方
法及び装置を提供するものであるから、従来の問
題点をことごとく解決し得た。

更に本発明によれば、現像剤支持手段上に一成
分現像剤、特に電気絶縁性で一成分非磁性現像剤
の均一な薄層を形成することができ、この塗布手
段を有する現像装置を用いて安定した良画質が得
られる一成分非磁性現像剤を用いた現像法が可能
となつた。なお本発明の塗布法を用い、磁性トナ
ーを使つた現像法も可能なことは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の１実施態様の
断面図、第２図Ａ，Ｂは本発明に係る現像装置に
おける現像剤塗布手段の形状の例を示す部分斜視
図、第３図は現像剤塗布手段の１実施態様の説明
図、第４図Ａは現像剤塗布手段の１実施態様の斜
視図、第４図Ｂはその変形例の断面図、第５図は
現像剤塗布手段の他の１実施態様の説明図であ
る。１……潜像保持体、２……現像剤支持手段、３
……現像剤供給手段、４……現像剤塗布手段。

Claims

【特許請求の範囲】１現像剤支持部材と、現像剤支持部材表面上に
現像剤の層厚を規制して塗布する塗布手段を備え
た現像剤層形成装置において、上記塗布手段は、上記現像支持部材に近接もし
くは接して配置された塗布部材を有し、該塗布部
材の上記現像剤支持部材表面に対向する面が凹部
又は凸部を有していることを特徴とする現像剤層
形成装置。２上記塗布部材は、上記現像剤に摩擦帯電を付
与する可撓性摩擦帯電部材で、上記現像剤支持部
材に弾性的に押圧されている特許請求の範囲第１
項記載の現像剤層形成装置。３上記現像剤支持部材は、上記塗布部材の凹凸
部が交差するように対応している凹凸表面を有し
ている特許請求の範囲第１項記載の現像剤層形成
装置。４潜像保持体に対して微小間隙を介して現像部
を構成する現像剤支持部材と、該現像剤支持部材
表面上に現像剤の層厚を規制して塗布する塗布手
段を備えた現像装置において、上記塗布手段は、上記現像剤支持部材に近接も
しくは接して配置された塗布部材を有し、該塗布
部材の上記現像剤支持部材表面に対向する面が凹
部又は凸部を塗布終了直前まで有しており、上記
現像部に供給された塗布部材通過後の現像剤層を
交互電界中にて現像する現像バイアス印加手段を
備えたことを特徴とする現像装置。