JPH049077A - 現像方法および現像装置 - 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］ 本発明は静電潜像を現像剤にて現像する現像方法および
現像装置に関し、特に非磁性一成分現像剤にて現像する
現像方法およびそのための現像装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、静電潜像、例えば−様帯電された感光体上に
画像情報に基づく露光により形成される静電潜像を現像
する現像方法としては、一般にトナーとキャリアとから
なる二成分の現像剤を用いる二成分現像法、特に二成分
磁気ブラシ現像法が多く用いられてきた。しかし、二成
分磁気ブラシ現像法は、トナーとキャリアとの混合比の
安定化や攪拌機能の必要性から（る現像装置の大型化と
いった実用上の問題点をかかえている。

また、最近では、トナー自体に磁性をもたせた磁性−成
分現像剤を用いる一成分磁気ブラシ現像法も実用化され
ている。−成分硼気ブラシ現像法を採用する現像装置で
は、現像剤担持体の内部に磁性部材、例えばマグネット
ロールを配設し、現像剤担持体およびマグネットロール
の一方または双方を回転させることで現像剤の帯電およ
びＬ９Ｌを行う。

例えば、第４図に示すような一成分磁気ブラシ現像法を
採用する現像装置では、固定の現像剤担持体４１の内部
にマグネットロール４４を回転可能に配設しており、マ
グネットロール４４のみを矢印方向に回転させる。この
マグネットロール４４の矢印方向への回転により、現像
剤供給部から現像剤担持体４１と穂切り板４５との間の
ギャップＤを矢印方向とは反対の方向に通って現像剤Ｔ
が現像剤担持体４１上に層形成され、現像域、すなわち
静電潜像形成体４３と対抗する部位に導かれる。現像剤
Ｔが穂切り仮４５により穂切られ現像剤担持体４１上で
層形成されて現像域に導かれる過程において、マグネッ
トロール４４の回転、すなわちＮ極とＳ極との交互の繰
返しによって、現像剤Ｔは現像剤担持体４１上で現像剤
Ｔ同士および現像剤担持体４１との摩擦により帯電され
る。

帯電電荷ｑを付与された現像剤Ｔは、ギヤ・７１ｇを介
して静電潜像形成体４３と対向され、電源Ｖより現像剤
担持体４１に印加された現像バイアスと静電潜像形成体
４３上の静電潜像との間での電界Ｅ内において、Ｆ＝ｑ
ＸＥの静電気力を受け、静電気力と現像剤担持体４１上
への磁気的保持力との釣り合い（大小関係）に応じて現
像剤Ｔが現像剤担持体４１から静電潜像形成体４３に移
行されて現像が行われる。

しかしながら、上述した一成分磁気ブラシ現像法では、
現像装置を小型化できるものの、現像剤Ｔ自体が磁性粉
を含んでいるためにカラー化に問題点を残すものとなっ
ている。

以上のような観点から、磁性粉を含まない非磁性−成分
現像剤を用いる現像方法および現像装置が提案されてお
り、多くの研究が進められている。

例えば、第５図に示すような非磁性−成分現像剤を用い
る現像装置では、静電潜像形成体５３とギャップｇを介
して対向して回転可能に配設される現像剤担持体５１に
対して、圧接ブレード５２により現像剤供給部内の現像
剤Ｔを表面に薄層化するとともに摩擦帯電させ、現像剤
担持体５１の回転とともに静電潜像形成体５３と対向す
る部位に導びき、電＃Ｖより現像バイアスを印加された
現像剤担持体５１と静電潜像形成体５３上の静電潜像と
の間の電界内にて現像剤Ｔを現像剤担持体５１から静電
潜像形成体５３に移行させて現像を行わせる。現像工程
を終了した現像剤担持体５１は、回転に伴ってリカバリ
ブレード５４の方向に導かれて、現像剤担持体５１上に
残留していた現像剤Ｔは再び現像剤供給部に収納される
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した従来の非磁性−成分現像剤を用いる現
像方法および現像装置では、現像剤Ｔの薄層形成と摩擦
帯電による電荷付与とを圧接ブレード５２により同時に
行うので、圧接ブレード５２の材質や現像剤担持体５１
および圧接ブレード５２の表面状態によって大きく影響
を受けるために、寿命および信頼性に欠け、安定した画
像出力を期待することができないという問題点がある。

また、現像剤担持体５１上からの現像剤Ｔの静電潜像形
成体５３上の静電潜像への移行にあったっても、現像バ
イアスによって静電潜像との間で電界を作って現像させ
るものであったので、現像剤担持体５１を導電性材料に
よって作成して電源Ｖから現像バイアスを印加させるこ
とが不可欠であり、電源の設置、配線、現像バイアスレ
ベルの設定、印加タイミングの制御等が必要となり、現
像装置の構成を複雑化する一要因になるという問題点が
ある。

一般に、非磁性−成分現像剤では、現像剤担持体上への
現像剤の供給、薄層形成、帯電、搬送等が磁性現像剤よ
り重要で、かつ実用上の問題点となるところである。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、持続性のある電気分
極特性を有する部材によって形成された現像剤担持体を
使用して、まったく新しい原理に基づいて非磁性−成分
現像剤を現像剤担持体から静電潜像形成体に移行させて
静電潜像を現像する現像方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、従来の現像装置とほぼ構成
的に近いものの、現像剤担持体をニレクレットによって
形成して電源による現像バイアスの印加を不要にした現
像装置を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明の現像方法は、静電潜像形成体上に形成された静
電潜像を非磁性−成分現像剤にて現像する現像方法にお
いて、現像剤を表面に担持する持続性のある電気分極特
性をもつ現像剤担持体と静電潜像との間での電界により
現像剤を現像剤担持体から静電潜像形成体に移行させて
静電潜像を現像する工程を含むことを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、静電潜像形成体上に形成さ
れた静電潜像を非磁性一成分現像剤にて現像する現像装
置において、現像剤を表面に担持する現像剤担持体がニ
レクレットからなることを特徴とする。

（作用〕 本発明の現像方法では、現像剤を表面に担持する持続性
のある電気分極特性を４〉一つ現像剤担持体と静電潜像
との間での電界により現像剤を現像剤担持体から静電潜
像形成体に移行さゼで静電潜像を現像する。

また、本発明の現像装置では、現像剤を表面に担持する
現像剤担持体がニレクレットからなり、エレクレソＩ・
と静電潜像との間での電界により現像剤をニレクレット
から静電潜像形成体に移行させて静電潜像を現像する。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

〈本発明の現像方法〉 本発明の現像方法は、以下の工程からなる。

■　まず、第１図（ａ）に示すように、表裏に持続性の
ある電気分極特性を有する部材によって形成された現像
剤担持体１上に非磁性−成分現像剤（以下、適宜、単に
現像剤という）Ｔを供給し、導電性層厚規制板２により
現像剤担持体１七に現像剤Ｔの薄層を形成させる。導電
性層厚規制板２により現像剤Ｔの薄層を形成する際に、
現像剤担持体１と導電性層厚規制板２とにより形成され
る二ツブ幅内にて、現像剤Ｔは現像剤担持体１と摩擦帯
電されて帯電電荷を得る。このとき、現像剤゛１゛は、
現像剤担持体１が電気分極特性を有しているため、現像
剤担持体１の現像剤Ｔの薄層が形成される側の極性と逆
極性の帯電電荷を得るごとになる。また、現像剤Ｔの帯
電は明らかに正負いずれかの電荷を表面に保持している
現像剤担持体１との摩擦帯電が主となるため、現像剤担
持体１の表面状態が多少変化しても、現像剤］゛の帯電
の極性に変化はない。さらに、現像剤Ｔの帯電電荷につ
いても、導電性層厚規制板２が接地されているので、現
像剤Ｔの導電性層厚規制板２との摩擦帯電ムこよる過電
荷の発生を防止できるとともに、現像剤担持体１との摩
擦帯電による現像剤Ｔの過帯電も防止することができ、
安定したものとなる。

■　次に、第１図（ｂ）に示すように、帯電した現像剤
′「の薄層を表面に有した現像剤担持体１は、静電潜像
を形成された静電潜像形成体３と対向される。このとき
、現像剤１゛は現像剤担持体１と静電気力で４＝３着し
ているが、静電潜像と対向することになるので、静電潜
像の電荷と現像剤担持体１上の電荷との大小関係に応じ
て現像剤担持体１から静電潜像形成体３に移行すること
が可能となる。すなわち、同極性において、 静電潜像電荷Ｑ 〉１現像剤担持体表面電荷Ｑ２ であれば、帯電電荷ｑの現像剤Ｔにかかる静電気力は、 Ｆ＝　ｑ　ｘ　ｌ　Ｑｌ−Ｑｚ　　ｌ　／　（ｄ／ε。

）となる。ただし、ｄはギヤノブｇの距離、ε。は空気
の誘電率である。静電潜像の画像相当部と非画像部とで
は電荷が異なるため、現像剤Ｔは現像剤担持体１から静
電潜像形成体３」二の静電潜像の画像相当部のみに移行
する。

なお、現像濃度を確保するために、現像剤担持体１と静
電潜像形成体３とを相対的に移動させることは有効なこ
とである。しかし、それにも増して重要なことは、静電
潜像形成体３と現像剤担持体１との間のギヤツブｇであ
り、ギヤツブｇが狭いほどギャップｇでの電界が強力と
なり、現像剤Ｔが移行しやすくなる。このときの関係は
、先の式における距離ｄの大小でわかるとおり、距離ｄ
が大きくなると静電気力Ｆが低下し、現像剤Ｔの移行が
行われにくくなる。

■　現像後、残留現像剤Ｔを表面に付着させた現像剤担
持体１は、静電潜像形成体３より離される。

以上が一連の現像プロセスであるが、現像剤担持体１上
の残留現像剤Ｔは、再び現像に寄与すべく再利用され、
また現像剤担持体１についても、次の現像プロセスへと
再利用され、先の■からの現像プロセスが繰り返される
。

く第１実施例の現像装置〉 第２図は、本発明の第１実施例に係る現像装置の構成を
示す概略断面図である。第１実施例の現像装置は、例え
ば表面に感光層を有し基板が接地されている静電潜像形
成体３とギャップｇを介して対向して回転可能に配設さ
れた持続性のある電気分極特性を有する部材よりなる現
像剤担持体１と、現像剤担持体１上に現像剤Ｔの薄層を
形成する導電性部材よりなり接地されている導電性層厚
規制板２と、現像剤供給部内の現像剤Ｔを攪拌する攪拌
パドル４と、現像剤担持体１の上部より現像剤Ｔが漏れ
出ることを防止する漏洩防止カバー５と、現像槽容器６
内に非磁性−成分現像剤Ｔを収納する現像剤供給部とか
ら構成されている。

現像剤担持体１を構成する持続性のある電気分極特性を
有する部材とは、より具体的にはニレクレットである。

ニレクレットとは、例えばカルバナラバろうのような天
然物のろう、またはろうとポリアミド、ポリエチレン等
の熱可塑性樹脂との混合物を融解して直流電圧を加えた
電極との間で固化させ電極を取り去ることで、電極に接
していた面が正負に帯電して双極子モーメントを生じ、
それが容易に失われないものをいう。第１実施例の現像
装置の場合には、現像剤担持体ｌは円筒状であるが、例
えば円筒の内面を負、外面を正に帯電させである。ニレ
クレットの帯電位については、材料、配合比、厚み、印
加電圧等によって異なるものであり、また帯電位保持能
力についても長期、例えば１０年以上もつものも作製可
能である。工１ル クレットは、現像剤担持体１として使用する場合には、
現像剤Ｔ自身の補給や対応する電子写真プロセス全体の
交換メンテナンスサイクルとの整合性から、２〜３年の
寿命レベルのものでも十分と判断される。

導電性層厚規制板２は、第２図中に示すような圧接ブレ
ード形式のものに限られず、現像剤担持体１上に現像剤
Ｔの薄層を安定して均一に形成でき、かつ現像剤Ｔを摩
擦によって帯電可能なものであればよい。例えば、圧接
ローラ形式のものであってもよい。また、導電性層厚規
制板２の材質としては、アルミニューム、ステンレスス
チール真鍮等の金属、あるいはカーボン含有のウレタン
製導電性樹脂等が挙げられる。

漏洩防止カバー５は、Ｏ，１〜０．２ｍｍ程度の厚さの
マイラー板を湾曲した形状に形成し、湾曲部を現像剤担
持体１に弾接させるように配設しておくとよい。

次に、このように構成された第１実施例の現像装置の動
作について説明する。

現像プロセスの動作開始とともに、図示しない駆動源に
より現像剤担持体１と攪拌パドル４とが矢印方向にそれ
ぞれ回転を始める。

現像剤供給部に収納されている現像剤Ｔのうちの現像剤
担持体１の表面付近の現像剤Ｔは、現像剤担持体１の回
転とともに導電性層厚規制板２の方向に導かれ、導電性
層厚規制板２により現像剤担持体１の表面に現像剤Ｔの
薄層が形成される。

現像剤担持体１上に形成される現像剤Ｔの薄層の厚さは
、例えば３０〜６０μｍであり、このときの現像剤担持
体１への付着力は静電気力である。

また、現像剤担持体１の表面に現像剤Ｔの薄層が形成さ
れる際に、現像剤Ｔは、現像剤担持体１と摩擦を起こし
、現像剤担持体１の電気分極特性による表面電荷の極性
とは反対の極性に帯電される。

なお、導電性層厚規制板２が接地されているため、現像
剤Ｔは、過帯電を防止されて安定した帯電電荷ｑを得る
。

帯電電荷ｑを付与された現像剤Ｔの薄層を表面に有する
現像剤担持体１は、矢印方向への回転に伴っ゛ζ現像域
、すなわち静電潜像が形成された静電潜像形成体３とギ
ャップｇを介して対向する部位へと導かれる。

現像剤担持体１自体が電気分極していて表面電荷をもっ
ていることで、現像剤担持体１の表面電荷と静電潜像形
成体３上の静電潜像の電荷とにより作られる電界Ｅ中に
おいては、現像剤Ｔは、Ｆ＝ｑ　ｘＥに基づく静電気力
を受けて、現像剤担持体１から静電潜像形成体３上の静
電潜像の画像相当部に移行する。例えば、Ｓｅ系感光体
等の正帯電の感光体でなる静電潜像形成体３上の静電潜
像に対して、現像剤担持体１の外側の表面電荷の極性を
正、現像剤１゛の帯電極性を負とすることで、現像を行
うことが可能となる。もちろん、負帯電の感光体でなる
静電潜像形成体３に対しても現像条件を作ることは可能
である。

現像に使用されなかった残留現像剤Ｔは、現像剤担持体
１の回転に伴って、再び現像剤供給部に再収納されるべ
く搬送される。現像剤供給部に導かれる際に、残留現像
剤］゛は、現像剤担持体ｌに漏洩防止カバー５が当たっ
ている部位を通過するが、漏洩防止カバー５が湾曲した
形状を有しかつ厚さも薄いので、漏洩防止カバー５によ
り現像剤担持体１上から剥ぎ取られることはない。

現像剤供給部に再収納された現像剤Ｔは、現像剤担持体
１に付着したまま次の現像プロセスへと使用されたり、
あるいは現像剤供給部内の現像剤Ｔと混合されて攪拌バ
ドル４により攪拌され、次の現像プロセスに使用される
。

以後、同様のサイクルで現像プロセスの動作が行われる
。

なお、現像剤Ｔの消費に伴う現像剤供給部内への現像剤
Ｔの補給は、供給用蓋６ａを開放することより行うこと
ができるし、またカートリッジによって行うことも可能
である。

〈第２実施例の現像装置〉 第３図は、本発明の第２実施例の現像装置の構成を示す
概略断面図である。第２実施例の現像装置は、持続性の
ある電気分極特性を有する部材（ニレクレット）によっ
て形成される現像剤担持体１１をベルト状にしたもので
あり、ベルト状の現像剤担持体１１を駆動および搬送保
持するために複数（図示は３つ）の搬送ローラ１７が付
は加えられている点が第２図に示した第１実施例の現像
装置と異なるところである。すなわち、第２実施例の現
像装置は、例えば表面に感光層を有し基板が接地されて
いる静電潜像形成体１３とギヤ・ノブｇを介して対向し
て搬送可能に配設された持続性のある電気分極特性を有
する部材よりなるベルト状の現像剤担持体１１と、現像
剤担持体１１上に現像剤Ｔの薄層を形成する導電性部材
よりなり接地されている導電性層厚規制板１２と、現像
剤供給部内の現像剤Ｔを攪拌する撹拌バドル１４と、現
像剤担持体１１の上部より現像剤Ｔが漏れ出るごとを防
止する漏洩防止カバー１５と、現像槽容器１６内に非磁
性−成分現像剤Ｔを収納する現像剤供給部とから構成さ
れている。なお、符号１６ａは供給用蓋を示す。

次に、このように構成された第２実施例の現像装置の動
作について説明する。

現像プロセスの動作開始とともに、図示しない駆動源に
より搬送ローラ１７の矢印方向への回転が開始されてヘ
ルド状の現像剤担持体１１が矢印方向に搬送されるとと
もに、攪拌バドル１４が回転を始める。

現像剤供給部に収納されている現像剤Ｔのうちの現像剤
担持体１１の表面付近の現像剤Ｔは、現像剤担持体１１
の搬送とともに導電性層厚規制板１２の方向に導かれ、
導電性層厚規制板１２により現像剤担持体１１の表面に
現像剤Ｔの薄層が形成される。この際、現像剤Ｔは、現
像剤担持体１１と摩擦を起こし、現像剤担持体１１の電
気分極特性による表面電荷の極性とは反対の極性に帯電
される。なお、導電性層厚規制板１２が接地されている
ため、現像剤Ｔは、過帯電を防止されて安定した帯電電
荷ｑを得る。

帯電電荷ｑを付与された現像剤Ｔの薄層を表面に有する
ヘルド状の現像剤担持体１１は、矢印方向への搬送に伴
って、現像域、すなわち静電潜像が形成された静電潜像
形成体１３とギヤノブ８を介して対向する部位へと導か
れる。現像域に運ばれた現像剤Ｔは、Ｆ＝ｑＸＥに基づ
く静電気力により静電潜像形成体１３上の静電潜像の画
像相当部に移行して現像を行う。

現像に使用されなかった現像剤Ｔは、現像剤担持体１１
の搬送に伴って、漏洩防止カバー１５との接触部を通過
して再び現像剤供給部に再収納されるべく搬送される。

以後、同様のサイクルで現像プロセスの動作が行われる
。

ところで、上記第１実施例および第２実施例の現像装置
はともに、現像剤担持体１および１１と静電潜像形成体
３および１３との移動方向が対向する方向であるように
図示したが、現像剤担持体１および１１と静電潜像形成
体３および１３との移動方向は特に限定されるものでは
なく、また現像剤担持体１および１１と静電潜像形成体
３および１３との相対速度についても限定されるもので
はない。

また、非磁性−成分現像剤Ｔを現像剤担持体１および１
１から静電潜像形成体３および１３に飛翔させて移行さ
せる飛翔型の現像装置の場合を例示したが、現像装置は
飛翔型でなくても接触型であってもよい。ただし、接触
型の現像装置の場合には、現像剤担持体または静電潜像
形成体のいずれか一方または双方が弾性体でなることが
必要であることはいうまでもない。

さらに、現像剤担持体１および１１を形成するニレクレ
ットの電気分極のさせ方によって正負どちらの帯電極性
を有する現像剤Ｔにも対応できるため、特に静電潜像形
成体の帯電極性を限定するものではなく、正負どちらの
帯電極性を有する静電潜像形成体でも本発明の現像方法
および現像装置が適用可能となることはいうまでもない
。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の現像方法によれば、現像
剤を表面に担持する持続性のある電気分極特性をもつ現
像剤担持体と静電潜像との間での電界により現像剤を現
像剤担持体から静電潜像形成体に移行させて静電潜像を
現像する工程を含むことより、非磁性−成分現像剤によ
る現像プロセスを形成する上でポイントとなる現像剤へ
の電荷付与とその安定化、現像域への搬送、静電潜像へ
の現像剤の飛翔力制御等が、バイアス電圧印加用の電源
を用いることなしに確実に行われるこ吉になり、導電性
層厚規制板の材質や現像剤担持体および導電性層厚規制
板の表面状態にかかわらずに長寿命および高信頬性を得
ることができ、安定した画像出力が実現できるという絶
大な効果がある。

また、本発明の現像装置によれば、現像剤を表面に担持
する現像剤担持体をニレクレットで形成したことにより
、バイアス電圧印加用の電源を必要としないことから現
像装置の構成が非常に簡単になるとともに現像装置の組
立も容易となり、かつ現像装置のコストも大幅に低減で
きることになり、加えて現像装置を配設する画像出力機
器全体の構成も小型化できるという絶大な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の現像方法の順次の
工程を説明するための図、 第２図は本発明の第１実施例の現像装置の構成を示す概
略断面図、 第３図は本発明の第２実施例の現像装置の構成を示す概
略断面図、 第４図は従来の現像装置の一例を示す概略断面図、 第５図は従来の現像装置の他の例を示す概略断面図であ
る。 図において、 １．１１・現像剤担持体、 ２．１２・導電性層厚規制板、 ３．１３・静電潜像形成体、 ４．１４・攪拌パドル、 ５．１５・漏洩防止カバー ６．１６・現像槽容器、 １７・・・搬送ローラ Ｔ・・・・現像剤である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像形成体上に形成された静電潜像を非磁性
   一成分現像剤にて現像する現像方法において、 現像剤を表面に担持する持続性のある電気分極特性をも
   つ現像剤担持体と静電潜像との間での電界により現像剤
   を現像剤担持体から静電潜像形成体に移行させて静電潜
   像を現像する工程を含むことを特徴とする現像方法。
2. （２）静電潜像形成体上に形成された静電潜像を非磁性
   一成分現像剤にて現像する現像装置において、 現像剤を表面に担持する現像剤担持体がエレクレットか
   らなることを特徴とする現像装置。