JPH0367267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、静電潜像担体の表面に担持される静
電潜像を磁性現像剤、詳しくは、磁性トナーを含
む現像剤によつて現像する静電潜像現像方法に関
するものである。

技術背景 前記の如き静電潜像現像方法は、それ自身実質
的に摩擦帯電されることのない無荷電型磁性トナ
ーを含む現像剤を使用するものと、トナー同志の
接触、あるいは現像スリーブ等との接触等により
摩擦帯電される荷電型磁性トナーを含む現像剤を
使用するものとの二種類に大別される。ここで、
前者の方法は現像されるべき静電潜像の極性が問
われないという点で有利であるものの、現像効率
の点に関しては後者の方法が優れており、実用面
においては後者の方法が適している。しかしなが
ら、この後者の方法に関しては、現像カブリが生
じ易いこと、現像画像のコントラストが低いこ
と、現像画像の画質が比較的荒いこと等の問題が
あり、その改善が望まれているのが現状である。

ところで、これらの点に関連して本発明者らが
種々の実験を行つて確認したところによると、前
記荷電型磁性トナーとして、鉄粉に対する摩擦帯
電々荷量が5μc／ｇ以上であり、かつ現像される
べき静電潜像の極性と逆の極性に摩擦帯電される
磁性トナーを用いた場合、内部に現像磁石を備え
た現像スリーブを有する磁気刷子現像装置を用い
ると共に現像スリーブに対してAC現像バイアス
を印加しつつ静電潜像の現像を行うと、現像カブ
リの発生が抑制され、しかも現像画像のコントラ
ストも向上されることが判つており、一方、現像
磁石をローラ状のものとして回転駆動しつつ静電
潜像の現像を行うと、現像画像の画質が木目細か
になることも判つている。

ところが意外にも、前記AC現像バイアスの印
加と現像磁石の回転駆動を同時に行いつつ静電潜
像の現像を行うと、前記の如き改善は計られるも
のの、第１図に示される如く、現像方向に濃淡の
現像ムラが発生することが経験されている。第１
図は、第２図に示される磁気刷子現像装置MDの
組み込まれた粉像転写型電子写真複写機によつて
得られた、中間調濃度（0.8程度の濃度）を有す
るソリツド状複写画像の現像方向（感光体ドラム
の移動方向）における濃度分布を示し、(A)で現わ
される円内にはマイクロデンシトメータで測定さ
れた濃度分布が実線ａで示されている。なお、前
記現像装置MDの構成については後に詳述する
が、前記複写画像を得る際、現像スリーブ２に対
しては周波数400HzのAC現像バイアスが印加さ
れ、また磁気ローラ３は回転数1200rpmで回転駆
動されていた。

第１図に示される現像ムラのうち、実線ａ中に
現われている高周波ムラは、トナーの粒径程度の
ミクロ領域で生ずるものであり、目視によつては
判別できず現像ムラとしては無視できるものの、
一点鎖線ｂによつて示される如き低周波ムラは、
画像中に平行な縞模様として現われるものであ
り、現像画像、あるいは複写画像自体を極めて見
苦しいものとしてしまうものである。そして、こ
の様な低周波ムラは、次の如き理由によつて生ず
るものと考えられる。

即ち、本発明者らの経験に基づけば、前記の如
き現像が行われる場合、現像領域において荷電ト
ナーに対し、AC現像バイアスによる交番静電力、
及び磁気ローラの回転駆動による交番磁力といつ
た瞬時に変化する力が重畳されて作用されるので
あるが、荷電トナーが現像領域に存在する間に作
用される力の積分値に依存して静電潜像の現像特
性、言わば現像効率が変動され、その結果、前記
の如き低周波ムラが発生するものと考えられるの
である。

発明の目的 本発明の目的は、前記の如き低周波現像ムラを
実質的に生ずることなく、荷電型磁性トナーを含
む現像剤を使用して静電潜像を現像する際に生ず
る種々の問題を改善することにある。

発明の要旨 本発明の要旨は、本発明に係る静電潜像現像方
法において、前記現像剤を使用して静電潜像を現
像する際、AC現像バイアスの印加される現像ス
リーブと、現像スリーブの内部に回転可能に設け
られた磁気ローラとを有する現像装置が用いられ
ると共に、次式の条件 fe≧Ｐ・Ｒ／16 Ｒ≧37・Vp／Ｐ …… …… 但し、 fe：AC現像バイアスの周波数（Hz） Ｐ：磁気ローラの磁極数 Ｒ：磁気ローラの回転数（rpm） Vp：静電潜像担体の表面の移動速度（mm／sec） が満されていることにある。なお、前記、式
の条件は、本発明者らによつて行われた数多くの
実験の結果として経験的に導き出されたものであ
り、この条件が満される状況下において前記現像
が行われる限り、例え低周波現像ムラが発生され
るにせよ、その発生の程度は実質的に無視し得る
範囲内のものにすぎない。

実施例 第２図は本発明者らによる現像実験の際に用い
られた磁気刷子現像装置MDを示し、この現像装
置MDは本発明に係る静電潜像現像方法を実施す
るのに使用され得る。なお、前記現像装置MDは
粉像転写型電子写真複写機中に組み込まれている
ものであり、前記複写機において、電子写真感光
体ドラム１は矢印ａ方向に130mm／secの周速で回
転駆動される。ここで、感光体ドラム１の表面に
は画像部の電位（＋）600V、非画像部の電位
（＋）40Vの静電潜像が形成され、その表面に担
持される前記の如き静電潜像が現像装置MDによ
つて現像される様になつている。

前記現像装置MDは、アルミニウム材からなる
外径31mmの非磁性現像スリーブ２と、その内部に
回転可能に設けられた磁極数８極の磁気ローラ３
とを有しており、磁気ローラ３の各磁極の磁力
は、現像スリーブ２の周面において750Gaussの
磁界が形成される様に設定されている。なお、静
電潜像現像時において、現像スリーブ２及び磁気
ローラ３は矢印ｂ方向に一定の回転数で回転駆動
され、現像スリーブ２の周面上で磁性現像剤de
を矢印ｃ方向へと搬送する。また、現像スリーブ
２は、感光体ドラム１との間に現像領域を形成す
べく0.4mmの現像ギヤツプを保つて対向設置され
ている。

前記現像装置MDにおいて、現像剤deは現像剤
収納タンク４内に収納されているのであるが、現
像時には現像スリーブ２の周面上に磁気吸着され
ると共に、穂高規制板５による穂高規制作用を受
けつつ矢印ｃ方向へと搬送され、現像領域で感光
体ドラム１の表面を摺擦し、その表面に担持され
る静電潜像を現像する。ここで、穂高規制板５の
先端縁は、現像スリーブ２の周面に対して0.25mm
の穂高規制ギヤプを保つている。なお、現像に使
用された現像剤deは更に矢印ｃ方向へと搬送さ
れる途上で、メツシユ状のブレード板６により一
旦現像スリーブ２の周面から掻き取られ、ブレー
ト板６のメツシユ部分を通過して再度現像スリー
ブ２の周面上へと戻される。

ところで、前記現像スリーブ２に対しては、
ACバイアス電源７及びDCバイアス電源８とが接
続されており、現像時において現像スリーブ２に
対し500VrmsのAC現像バイアストと（＋）100V
のDC現像バイアスが重畳して印加される様にな
つている。なお、このDC現像バイアスの電圧値
は、静電潜像の非画像部の電位（＋）40Vに対し
て若干高めの値に設定されたものである。なぜな
らば、現像剤deによつて感光体ドラムの表面が
摺擦されることにより、前記非画像部の電位が高
められるという現象が生じ得るからである。

本発明に係る静電潜像現像方法は、現像剤とし
て、鉄粉に対する摩擦帯電々荷量が5μc／ｇ以上
であり、かつ現像されるべき静電潜像の極性と逆
の極性に摩擦帯電される磁性トナーを含む現像剤
を、また現像装置として、AC現像バイアスの印
加される現像スリーブと、現像スリーブの内部に
回転可能に設けられた磁気ローラとを有する現像
装置を用いると共に、前記、式の条件の下で
静電潜像を現像するものである。そして、このこ
とにより現像カブリの発生の抑制、現像画像のコ
ントラストの向上を計るばかりでなく、現像画像
の画質を木目細かにすると同時に、現像画像中に
現われ得る低周波現像ムラを実質的に無視できる
程度に抑えるものである。

ここで、前記磁性トナーの鉄粉に対する摩擦帯
電々荷量は、日本鉄粉社製Z200（平均粒径略100μ
ｍの鉄粉）95重量部に対して測定されるべき磁性
トナー５重量部を混合し、２時間撹拌の後に、東
芝ケミカル社製ブローオフ粉体帯電量測定装置
TB200で測定されるものであり、本明細書に示
される摩擦帯電々荷量は全てこの様にして測定さ
れたものである。

なお、前記現像剤中に含まれる磁性トナーは必
ずしも１種類のものに限られず、現像剤中に含ま
れる磁性トナーは数種であつても良いが、それら
の場合、現像剤中の大半を占める磁性トナーは必
ず前記の如き摩擦帯電々荷量を示すものであるこ
とが必要である。また、前記現像剤中には必要に
応じて種々の添加剤が混入されていても良い。更
に、前記AC現像バイアスの電圧値、周波数、磁
気ローラの回転数等は、前記式の条件を満す
範囲内で任意に設定でき、その範囲内で静電潜像
の現像特性を任意に変更、改善することもでき
る。

以下、本発明者らによつて行われた数多くの現
像実験のうち、代表的なものを実験例として示
し、本発明に係る静電潜像現像方法の具体的実施
態様を明らかにする。

実験例 １ 第２図に示される現像装置MDにおける現像ス
リーブ２、磁気ローラ３の回転数を各々60rpm、
1000rpmに、またACバイアス電源７の周波数を
800Hzに設定すると共に、平均粒径12.5μｍ、鉄粉
に対する摩擦帯電々荷量が（−）15μc／ｇの磁
性トナーのみらからなる−成分系磁性現像剤を用
い、感光体ドラム１表面に担持される静電潜像を
現像したところ、極めて良い画質の現像画像が得
られた。この現像画像を目視にて観察したとこ
ろ、縞模様の現像ムラは確認されなかつた。

なお、前記、式によると、現像スリーブ２
の回転数は37×130／8rpm即ち、601rpm以上で
あること、またACバイアス電源の周波数は８×
1000／16Hz即ち、500Hz以上であることが必要と
されるのであるが、実験例１の設定においてはこ
の条件が満されている。ところで、前記の如き現
像を行うのに際し、ACバイアス電源７の電圧値
を変化させてみたところ、その値が現像されるべ
き静電潜像の画像部の電位と略等しい場合、具体
的には450〜750Vrmsの範囲内において階調再現
性の良好な現像画像が得られることが確認され
た。

比較実験例 １ 実験例１の設定において、ACバイアス電源７
の周波数のみを変化させて静電潜像の現像を行つ
たところ、前記式の条件が満されなくなる状
態、具体的には前記周波数が500Hz以下の350Hzに
変更された場合、得られた現像画像中に顕著な縞
模様の現像ムラが発生することが観察された。

比較実験例 ２ 実験例１の設定において、磁気ローラ３の回転
数のみを変化させて静電潜像の現像を行つたとこ
ろ、前記式の条件が満されなくなる状態、具
体的には1600rpm以上の1700rpmに、また、
601rpm以下の500rpmに変更されたいずれの場合
においても、得られた現像画像中に顕著な縞模様
の現像ムラが発生することが観察された。

実験例 ２ 現像スリーブ２の径が24.5mmに小径化されると
共に、磁気ローラ３の各磁極の磁力が、現像スリ
ーブ２の周面において800Gaussの磁界が形成さ
れる程度の磁力に強められる以外は実質的に第２
図に示される現像装置MDと同一の現像装置を用
い、実験例１と同様の条件で静電潜像を現像した
ところ、実験例１の場合と同様に極めて良い画質
の現像画像が得られた。なお、比較実験例１、２
の様にACバイアス電源７の周波数、あるいは磁
気ローラ３の回転数を変化させたところ、現像画
像中に顕著な縞模様の現像ムラが発生することが
観察された。

実験例 ３ 磁気ローラ３の磁極数が12極に増加される以外
は前記現像装置MDと同一の現像装置を用い、実
験例１と同様の条件で静電潜像を現像したところ
実験例１の場合と同様に極めて良い画質の現像画
像が得られた。なおこの際、ACバイアス電源７
の周波数を700Hzに変更するか、あるいは磁気ロ
ーラ３の回転数を1100rpm、または350rpmに変
更すれば、現像画像中に顕著な縞模様の現像ムラ
が発生することが確認された。

実験例 ４ 感光体ドラム１の周速を260mm／secに加速する
と共に、現像剤として、平均粒径13.2μｍ、鉄粉
に対する摩擦帯電々荷量が（−）34.5μc／ｇの磁
性トナーのみからなる１成分系磁性現像剤を用い
る以外実験例３と同様の条件で静電潜像を現像し
たところ、実験例１の場合と同様に極めて良い画
質の現像画像が得られた。なおこの際、ACバイ
アス電源７の周波数を700Hzに変更するか、ある
いは磁気ローラ３の回転数を1100rpm、または
750rpmに変更すれば、現像画像中に顕著な縞模
様の現像ムラが発生することが確認された。

ところで、実験例４において用いられた磁性現
像剤を用いて、実験例１〜３、比較実験例１、２
と同様の実験を行つたところ、その結果前記各例
に示される結果と略同一であつた。

発明の効果 本発明に係る静電潜像現像方法においては、鉄
粉に対する摩擦帯電々荷量が5μc／ｇ以上であ
り、かつ現像されるべき静電潜像の極性と逆の極
性に摩擦帯電される磁性トナーを含む現像剤が用
いられると共に、AC現像バイアスの印加される
現像スリーブと、現像スリーブの内部に回転可能
に設けられた磁気ローラとを有する現像装置が用
いられており、前記現像スリーブに対してAC現
像バイアスを印加すると同時に磁気ローラを回転
駆動しつつ前記静電潜像の現像が行われるので、
現像カブリの発生の抑制、現像画像のコントラス
トの向上が計られるばかりでなく、現像画像の画
質も木目細かになる。なお、静電潜像の現像が前
記式、の条件の下で行われるので、現像画像
中に現われ得る縞模様状の低周波現像ムラも実質
的に無視できる程度に抑えられることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像ムラの発生状況を示す図面、第２
図は本発明者らによる現像実験の際に用いられた
磁気刷子現像装置を示す図面である。 MD……磁気刷子現像装置、de……磁性現像
剤、１……電子写真感光体ドラム、２……現像ス
リーブ、３……磁気ローラ、７……ACバイアス
電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像担体の表面に担持される静電潜像を
   磁性現像剤によつて現像する静電潜像現像方法で
   あつて、前記現像剤として、鉄粉に対する摩擦帯
   電々荷量が5μc／ｇ以上であり、かつ前記静電潜
   像の極性と逆の極性に摩擦帯電される磁性トナー
   を含む現像剤を、また現像装置として、AC現像
   バイアスの印加される現像スリーブと、現像スリ
   ーブの内部に回転可能に設けられた磁気ローラと
   を有する現像装置を用いると共に、次式の条件 fe≧Ｐ・Ｒ／16 Ｒ≧37・Vp／Ｐ …… …… 但し、 fe：AC現像バイアスの周波数（Hz） Ｐ：磁気ローラの磁極数 Ｒ：磁気ローラの回転数（rpm） Vp：静電潜像担体の表面の移動速度（mm／sec） の下で静電潜像を現像することを特徴とする静電
   潜像現像方法。 ２ 前記現像装置において、磁気ローラが現像剤
   の搬送方向と逆の方向に回転駆動されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電潜像現
   像方法。 ３ 前記現像装置において、現像スリーブが回転
   可能に設けられていると共に、磁気ローラと同方
   向に回転駆動されることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の静電潜像現像方法。