JPH01310363A - 一成分現像方法 - 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、−成分トナーを現像剤としで用いた現像方
法に関する。

（従来の技術） 一成分トナーを用いた現像方法として、例えば文献：特
開昭４７−１３０８８号公報または特公昭５１−３６０
７０号公報に開示される技術が知られている。

上述の公報に開示された技術によれば、導電性を有し、
かつ弾性フオームの裏打ちを施したトナー担持体に一成
分から成るトナーを付着させ、静電潜像が形成された静
電潜像担持体に対して上述のトナー担持体を加圧接触さ
せて静電潜像の可視像化（現像）を行なうものである。

この文献によれば、上述したトナー担持体と静電潜像担
持体との相対周辺速度を実質的に０とすることにより現
像を行なうものであった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の一成分現像技術により現
像を行なう場合、充分な記録濃度を得るには、トナー担
持体表面のトナー付着量が充分に多くなるように設定す
る必要が有る。この場合、トナー担持体表面に対するト
ナーの付着力はトナーの付着量が多くなる程、表層部の
トナーの付着力が弱くなる。これがため、静電潜像担持
体とトナー担持体とが加圧接触される際に、非画像部に
付着するトナーが増加する。従って、画像の解像度が低
下したり、地肌汚れが発圧し易くなり、充分なコントラ
ストや鮮明な画像品質を得ることが難しいという問題点
が有った。

この発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、解像
度の低下を抑えることによって、充分なコントラストと
鮮明な画質８実現することが可能な一成分現像方法を提
供することに有る。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の一成分現像方法
によれば、帯電した一成分トナーをトナー担持体に付着
させ、このトナーが付着したトナー担持体を静電潜像が
形成された静電潜像担持体に圧接させて上述の静電潜＠
を一成分現像するに当り、 上述したトナー担持体の表面におけるトナー付Ｍ　Ｎ　
＊　０．６２（ｍｑ／ａｍ２）以下に設定し、かつ、前
述の静電潜像担持体に対するトナー供！８量を０．７（
ｍ９／ｃｍ２）以上、１．１　（ｍｇ／ｃｍ２）以下の
範囲内に設定する ことを特徴としている。

（作用） この発明の一成分現像方法によれば、トナー付着量とト
ナー供給量とを、夫々前述の範囲内の値として設定する
。このような条件は、トナー付着量の条件設定はトナー
担持体の表面に対するトナーの付着力を充分に保持する
ため、また、静電潜像担持体表面に対するトナー供給量
の条件設定は充分な記録濃度を保ちかつ解像度を維持す
るために股１すられるものである。このように、トナー
付着量とトナー供給量とを条件設定することにより、解
像度に相当するモジュレーション（？＆段で詳述）が６
０（％）以上、かつ記録濃度は１．２以上を達成するこ
とができる。

（実施例） 以下、図面ｉ９照して、この発明の一成分現像方法の実
施例につき詳細に説明する。尚、この実施例においては
、静電潜像担持体及びトナー担持体をロール形状としで
構成した場合につき、この出願に係る発明者らが最近提
案しでいる装置を例示して説明する。また、当該製雪構
成を含めて、この発明の理解を容易とするため、材料、
形状、数値的条件、配Ｍ関係及びその他特定の条件を例
示して説明するが、この発明は、これら条件にのみ限定
されるものではないこと明らかである。

まず始めに、第４図を参照して、この発明の方法を実施
した現像装置の全体構成につき説明する。

第４図は、この実施例で用いた現像装Ｍを説明するため
、概略的な製雪断面により示す説明図である。同図中、
断面を示すハツチングは一部省略して示す、また、以下
の説明において、現像剤として機能するトナーには同一
の符号を付して包括的に示すものとする。

まず、トナー容器１１中にはトナー１３が収納され、当
該容器１１の下方にはトナー補給ローラー１５が配設さ
れている。このトナー補給ローラー１５は、例えばウレ
タンフオームまたはその他の弾力性を有する発泡材料を
金属芯の周囲に表面層として被着形成して成るものであ
り、当該ローラー１５の表面には、トナー１３が連続的
に供給されるように設ゴされる。

また、上述のトナー補給ローラー１５は、図中、矢印ａ
８付して示す方向に回転駆動される。このトナー供給ロ
ーラー１５の回転に伴ない、当該ローラー１５の表面に
供給されたトナー１３が現像ローラー１７との接触面に
搬送される（現像ローラー１７の構成については後段で
詳述する。）、ざらに、このトナー供給ローラー１５と
接触して設けられた現像ローラー１７は、図中、矢印す
を付しで示す方向に回転駆動されている。従って、これ
ら２つのローラーの接触面で、上述したトナー１３が慴
擦されることにより帯電し、その電荷による自己鏡像力
によって、現像ローラー１７の表面に付着する。

また、この現像ローラー１７に付着したトナー１３は、
上述した矢印す方向の回転に従って搬送される。この方
向下流側には、トナーとの摩擦帯電列や耐摩擦性を考慮
してウレタンゴムまたはその他の材料から構成されるト
ナー層厚規制部材１９が設（すられている、このトナー
層厚規制部材１９は加圧手段２１によって現像０−ラー
１７の表面長手方向に亙って−様な抑圧を以って当接さ
れている。これがため、トナー１３が１〜２層程度の均
一な薄層として形成され、同時に、トナー層厚規制部材
１９と現像ローラー１７との間で、さらに、慴擦されて
帯電することとなる゛。

このようにして、充分に帯電されたトナー１３は、現像
ローラー１７の回転に従って、ざらに下流側に搬送され
、当該ローラー１７と静電潜像担持体２３とが当接する
部分に達する。この静電潜像担持体２３は矢印Ｃで示す
方向に回転駆動され、当該担持体２３の表面には、図示
しでいない静電潜像形成手段によって潜像が形成されて
いる。この実施例で用いた静電潜像担持体２３は、アル
ミ系の支持体上に、キャリア発生層とキャリア輸送層と
を順に塗布した有機系感光体によって構成した。

現像を行なうに当っては、上述の当接部分において、現
像ローラー１７の表面に付着した薄層状のトナー１３が
静電潜像担持体２３の表面の潜像と接触することにより
可視像化される。また、この現像に寄与しないトナー１
３は、現像ローラー１７の回転に従って、再度、トナー
補給ローラー１５まで搬送され、回収される。

ざらに、上述した現像プロセスにおいて、現像ローラー
１７にはバイアス電源２５により、所定の電圧が印加さ
れている。

次に、図面を参照して、この実施例の現像装置に具えら
れる現像ローラーにつき説明する。

第５図は、第４図を参照して説明した現像装置の現像ロ
ーラーのみを拡大して、概略的な断面により示す説明図
である。尚、同図中、断面を示すハツチングは省略して
示す。

この実施例の現像装置に用いた現像ローラー１７は、導
電性支持体２７の表面に弾性電気抵抗層２９と弾性絶縁
層３１とを順次具える構成と成しており、これらの層２
９と３１とによりトナー担持層３３が構成されている。

これら各部材の寸法につき詳述すれば、導電性支持体２
７は直径８（ｍｍ）の金属芯とし、当該支持体２７の外
層面にゴム硬度３０°（ＪＩＳＡ）、体積抵抗率約１０
４（Ω・ｃｍ）の導電性を付与したり００ブレンゴムを
被着して弾性電気抵抗層２９を形成する。この層２９０
弾性は、静電潜像担持体２３との好適な接触幅を当接面
の長平方向に亙っ″て均一に取るため、上述のゴム硬度
としたが、約６０°（ＪＩＳＡ）以下、好適には４０°
（ＪＩＳＡ）以下とすれば良好な現像を行なうことがで
きた。

然る後、この弾性電気抵抗層２９の外周面にウレタン系
塗料（「レタンＰＧ−８０Ｊ　、関西ペイント■社製、
商品名）を約２０〜１００　（ｕ　ｍ　）の範囲内の所
定の膜厚として均一に塗布形成する。このようにしで作
製した現像ローラー１７の最終仕上り寸法は外径約２０
（ｍｍ）である。

また、この実施例で用いたマイナス型の電荷制御剤を含
有したスチレシ系トナーの粒径が９〜１２（ｕｍ）程度
であることを考慮して、表層部に相当する弾性絶縁層３
１０表面粗さは０．５〜５（ｕｍＲｚ）程度の範囲内と
した。

尚、ここでは現像ローラー１７を３層で構成した装置を
例示したが、導電性支持体の表面に弾性電気抵抗層のみ
を被着した２層構成の場合であっても良い。

以下、この発明の方法の実施例としで、第４図に示す現
像装置を実際に動作させた際の条件及び現像を行なった
結果につき説明する。

まず、静電潜像担持体２３と現像ローラー１７とが当接
する接触幅が約２　（ｍｍ）となるように配置し、静電
潜像担持体２３の周速を約５０（ｍｍ／Ｓ）で一定の移
動速度Ｖ、とし、現像ローラー１７の周速を後述する所
定の範囲内の種々の移動速度ｖ０として、前述した夫々
の方向に回転駆動させた。

また、この発明に係る種々の条件を設定するに当り、現
像ローラー１７（トナー担持体）の表面に対するトナー
付着量は、トナー層厚規制部材１９に対する圧力を加圧
手段２１で制御することにより、種々の値に設定して行
なった。

ざらに、静電潜像の形成に当っては、図示していない帯
電手段により静電潜像形成手段によってマイナス極性を
以プで一様均一な帯電を行ない、やはり図示していない
静電潜像形成手段により、ネガ型の静電潜像を形成した
。

君、′戸こよ　　　のｆＡ 第２図は、現像ローラーに対する単位面積当りのトナー
付着量ωと速度比Ｖ、／ｖ、とを変化させた際の記録濃
度につき検討した結果を示す説明図であり、縦軸に光学
的に測定した記録濃度、横軸に上述した速度比Ｖｏ　／
ｖｐを採って示しである。また、同図において、トナー
付着量ωが０．６２（ｍｇ／ｃｍ２）である場合にωｏ
、６２、当該量ωが０．４８（ｍ９／ｃｍ２）である場
合にω。、４８及びωが０．３８（ｍｑ／ａｍ２）であ
る場合に００．３Ｍの符号を夫々の曲線に付して示す。

この第２図からも理解できるように、トナー付着■ωの
値が大きい程、同一の速度比Ｖｏ／Ｖ、における記録濃
度は高い値を示す、また、速度比Ｖｏ／Ｖｐの値が１以
下である場合を除けば、速度比Ｖｏ／Ｖｐの増加１こ伴
ない、記録濃度が高くなる。また、速度比Ｖｏ／Ｖｐを
１とした場合に記録濃度は極小値を示す、このような現
象が生じるのは、この実施例で用いた接触現像の場合、
静電潜像担持体の表面に形成された感光体と現像ローラ
ーとの速度差に伴なうトナーへの摩擦が現像に大きく影
響しているためと考えられる。

ここで、静電潜像担持体に対するトナー供給量は、前述
したトナー付着量ωと速度比Ｖ　ｏ　／　Ｖ　ｐとの積
（ω×ｖＤ／ｖＰ）で表わすことができる。従って、ト
ナー付着量の増加によってトナー供給量が増大し、記録
濃度が高く成るといえる。

また、画像の黒色部分に相当するベタ部に必要とされる
記録濃度が約１．２以上であるという条件を満足きせる
ためには、トナー付着量ωの値が０、６２（ｍｑ／ｃｍ
２）の場合には速度比ｖ　ｏ　／ｖ　ｐが約１．２以上
、当該量ωが０．４８（ｍｑ／ｃｍ２）の場合にはＶｏ
／Ｖｐが約１．４以上、及びωが０．３８（ｍｑ／ａｍ
２）以上の場合にはＶｏ／Ｖｐが約１．７以上の条件を
設定し得ることが第２図から理解できる。

ゝ°　−々　〜こ　　　　＾ 次に、記録された画像の画質として求められる評価項目
として、上述した記録濃度の代わりに、解像度により条
件を求めた結果につき説明する。

このような解像度に関する評価技術は種々のものが知ら
れでいるが、ここでは、その−例として、次式で定義さ
れるモジュレーションＭを求めて条件設定を行なった。

桓し、上記の式において、ＤＬはライン濃度、Ｄ、はラ
イン間濃度を示す、また、実際の測定に当り、２４０（
ドツト／インチ）　　（９，４（本／ｍｍ））のライン
ベアを記録して得られた測定値を上式に代入して百分率
を算出した。

第３図は、この結果を示す説明図であって、縦軸にモジ
ュレーション（％）、横軸に前述の速度比Ｖｏ／Ｖｐ！
夫々採って示しである。

また、同図中、前述した第２図と同様にトナー付着量ω
を変えて種々の値で測定し、当該図との対比を容易とす
る目的で、夫々のトナー付着量ωの条件に応じて、ω。

１．□、ω。、４．及びω。、３８の符号を各々の曲線
に対応して付して示す。

この第３図からも理解できるように、前述した記録濃度
と速度比Ｖ０／ｖ、との関係と同様に、速度比Ｖ　ｏ　
／　Ｖ　ｐが１である場合には、各々のトナー付着量ω
に拘らず、モジュレーションＭが極小値を与える。また
、この図から見て取れるように、トナー付着量ωが増加
すると、モジュレーションＭが低下する。これは、既に
説明したように、トナー付着量の増大に伴なって表層部
を構成するトナーの付着力が低下するためと考えられる
。

ここで、前述した記録濃度の代わりに、この結果から実
用上満足すべき条件をモジュレーションＭが６０（％）
以上と規定する。このような解像度に関する条件を満た
すためには、トナー付＠量ωの値が０．６２（ｍｇ／ａ
ｍ２）の場合には速度比Ｖ　ｏ　／　Ｖ　ｐが約１．４
〜１．８の範囲、当該量ωが０．４８（ｍ９／ａｍ２）
の場合にはＶ　ｏ　／　Ｖ　ｐが約１．２〜２．２の範
囲、及びωが０．３８（ｍｇ／ｃｍ２）以上の場合には
ｖ　ｏ　／　ｖ　ｐが約１．０〜２．６の範囲として条
件設定する必要が有ることが第３図から理解できる。

トナー・着　　びト　−辻　　の　　９次に、上述した
記録濃度及びモジュレーションＭを評価基準としたｆｉ
’？の条件から、トナー付着量とトナー供給量とが満た
すべき好適条件につき検討する。

第１図は縦軸にトナー付着ｊｌ（ＩＴ１９／Ｃｍ２）、
横軸に速度比Ｖ　ｏ　／　Ｖ　ｐを夫々採って示す特性
曲線図である。

まず始めに、第２図に基づいて説明した記録濃度に関す
る条件につき、第１図中、−点鎖線により示す曲線Ｄ１
．２を参照しで検討する。

既に説明したように記録濃度が１．２である条件をω。

、８２、ω。、４６及びω。、３８の夫々の曲線から抽
出すれば、各々、速度比Ｖｏ／Ｖｐが１．２．１．４及
び１．７となる。これら３つの条件を第１図中にプロッ
トすることにより曲線Ｄ１．２が得られ、記録濃度の好
適条件は、曲線Ｄ＋、２’ｊ境界線として図示右上側に
相当する領域であることが理解できる。

ここで、このような記録濃度の条件を満たすトナー供給
量の条件を設定するため、前述したトナー付着量ωと速
度比ＶＯ／ＶＰとの関係式により与えられるトナー供給
ｊｌヲ外挿し、上述した曲線り５．２に相当する曲線を
求めた。その結果、トナー供給量が０．７（ｍｇ／ｃｍ
２）の場合、第１図中に実線で示す曲線Ｔ。、７のよう
に、曲線Ｄ１．２と同等であった。この曲線Ｄ１．２と
曲線Ｔ。、７との関係からも理解できるように、記録濃
度の好適条件はトナー供給量が０．７（ｍｇ／ｃｍ’）
以上であることが理解できる。

次に、第３図に基づいて説明したモジュレーションによ
り評価した場合の条件（こつき、第１図中、二点鎖線で
示す曲ｆｊｔｖ＋及びＭ２を参照して検討する。

上述した記録濃度の場合と同様に、モジュレーションＭ
が６０（％）である条件を第３図に示す３つの曲線から
抽出し、（速度比Ｖ、／Ｖ、。

トナー付着量ω）の組み合わせで表わせば、曲線ω０．
６２から（＋、４．０．６２）及び（１゜８．０．６２
）、曲線ω。、４８から（＋、２．０．４８）及び（２
，２，０，４８）、曲線ω。、３６から（＋、０．０．
３８）及び（２，６，０，３８）の６つの条件が導かれ
る。これら６つの条件を第１図中にプロットすると曲線
Ｍ、及びＭ２の夫々が得られ、モジュレーションＭの好
適条件は、曲線Ｍ＋及びＭ２を境界線として図示下側に
相当する領域であることが理解できる。

ここで、これら２つの曲線のうち、曲線Ｍ１により得ら
れる条件は、曲線り７．２で既に説明したのと同様に、
実質的にトナー供給量として条件設定し得ることが理解
できる。前述と同様にして得られる条件は、トナー供給
量が１．　Ｉ（ｍｑ／ｃｍ２）の場合、第１図中に実線
で示す曲線Ｔ　＋、＋のように、曲線Ｍ１を近似し得る
値であることが読み取れる。この曲線Ｍ、と曲線Ｔ５，
１との関係から、モジュレーションＭの好適条件はトナ
ー供給量が１．　ｌ（ｍｑ／ａｍ２）以下であることが
理解できる。

上述した記録濃度により設定される条件から、トナー供
給量は０．７（ｍ９／ｃｍ２）以上、及びモジュレーシ
ョンにより設定される条件から、当該供給量は１．　Ｉ
（ｍｑ／ａｍり以下であることが導かれる。

また、モジュレーションを満足する条件は、上述したよ
うに曲線Ｔ１．＋’ｉｔ境界線として、トナー付着量が
小ざい値となる領域を示す、ここで、曲線Ｍ、と同様に
して導かれる曲線Ｍ２からも理解できるように、解像度
に相当するモジュレーションはトナー付着量が所定の最
大値を有するような傾向を示す、従って、モジュレーシ
ョンが好適な状態を維持し得る条件として、トナー付着
量を０．６２（ｍｑ／ｃｍ２）以下に設定することとし
た。このようなトナー付着量のモジュレーションに対す
る影響は、前述した第３図においで、曲線ω。、８２の
うちの、モジュレーションが６０（％）以上である領域
の広さと、曲線ω。、３６及び曲線ω。、ｄａの当該領
域の広さとの比較からも理解できる。

以上、速度比Ｖ　ｏ　／　Ｖ　ｐとトナー付着量とを？
！々の値に変化させて、第２図には記録濃度を評価基準
とした好適な条件、及び第３図にはモジュレーションＭ
を評価基準とした好適な条件を各々設定し、第１図によ
り検討を加えた。その結果、１．２以上の記録濃度と６
０（％）以上のモジュレーションとを達成する条件とし
て、トナー付着量が０．６２（ｍｇ／ｃｍ２）以下、ト
ナー供給量力司、７（ｍｇ／ｃｍ２）以上１．１（ｍ９
／ｃｍ２）以下との設定条件が得られた。このような設
定条件において、トナー付着量の下限値はトナー供給量
の下限である０、７（ｍｑ／ｃｍ２）　％達成し得る好
適値として実施すれば良い。

また、このようなトナー付着量とトナー供給量との条件
設定は、トナー担持体の移動速度Ｖｐと静電潜像担持体
の移動速Ｎｖｏとの値を任意好適に設計して速度比Ｖｏ
／Ｖｐを変化させたり、或いは前述したトナー層厚規制
部材に加える圧力を調節するなど、１！々の手段により
実施し得ること明らかである。

ざらに、この発明の方法による効果は、上述した実施例
で用いた装百構成によってのみ達成し得るものではなく
、従来知られている種々の現像装雷であっても、上述と
同様の効果を期待し得る。

（発明の効果） 上述した説明からも理解できるように、この発明の一成
分現像方法によれば、トナー付着量とトナー供給量とを
、夫々前述の節回内の値として設定することにより、ト
ナー付着量の条件設定はトナー担持体の表面に対するト
ナーの付着力を充分に保持し、また、°静電潜像担持体
表面に対するトナー供給量の条件設定は充分な記録濃度
を保ちかつ解像度を維持することを可能とする。

従って、このような条件設定を設けた、この発明の一成
分現像方法により、充分な記録濃度を維持し、かつ優れ
たコントラストを有する鮮明な画質を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の詳細な説明するため、速度比Ｖ。 ／ｖＰと、トナー付着量及びトナー供給量との関係を示
す特性曲線図、 第２図は、この発明の詳細な説明するため、速度比ｖ　
ｏ　／　ｖ　ｐと、記録濃度及びトナー付着量との関係
を示す特性曲線図、 第３図は、この発明の詳細な説明するため、速度比Ｖｏ
／、と、モジュレーション及びトナー付着量との関係を
示す特性曲線図、第４図は、この実施例で用いた装置を
概略的装置断面により示す説明図、 第５図は、この実施例で用いたトナー担持体の構成を説
明するため、概略的断面により示す説明図である。 １１・・・・トナー容器、１３・・・・トナー１５・・
・・トナー補給ローラー １７・・・・現像ローラー（トナー担持体）１９・・・
・トナー層厚規制部材、２１・・・・加圧手段２３・・
・・静電潜像担持体、２５・・・・バイアス電源・２７
・・・・導電性支持体、２９・・・・弾性電気抵抗層３
１・・・・弾性絶縁層、３３・・・・トナー担持層。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社０　　　　　０
．５　　　　　１　　　　　１．５　　　　　２速度比
（Ｖ（１／ｖｐ　） 実施例の説明図 第２図 １１：トナー客器　　　　　　　　１３ニトナー１５：
トナー供給ローラー　　　１７：現像ローラー（トナー
担持体）１９：トナー層厚規制部材　　　２１：加圧手
段２３：静電潜像担持体　　　　　２５：バイアス電源
実施例の説明図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電した一成分トナーをトナー担持体に付着させ
   、該トナー担持体を静電潜像が形成された静電潜像担持
   体に圧接させて前記静電潜像を一成分現像するに当り、 前記トナー担持体の表面におけるトナー付着量を０．６
   ２（ｍｇ／ｃｍ＾２）以下に設定し、かつ、前記静電潜
   像担持体に対するトナー供給量を０．７〜１．１（ｍｇ
   ／ｃｍ＾２）の範囲内に設定する ことを特徴とする一成分現像方法。