JPS5849958A - 磁気ブラシ現像法 - 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】 本発明は一成分磁性トナーを使用する磁気ブラシ現像方
法、更に詳細に言えば、固有抵抗値が１０１１〜１０１
ｓΩαの高抵抗磁性トナーを使用する磁気ブラシ現像方
法に関する。

一成分磁性トナーを使用する現像方法は種々知られてい
るが、それらに使用する磁性トナーを固有抵抗値で大別
すると　１０１１ｇ・１以下の値を有する低抵抗トナー
を使用する場合と、１０１０１ｓΩ１の値を有する高抵
抗トナーを使用する場合とがある。

１０１１Ωα以下の値を有する低抵抗トナー、いわゆる
導電性トナーを使用する現像方式の場合には画像担持体
上の静電潜像による電界によって。

静電誘導又は電気分極により電荷を保持したトナーが潜
像を現像する。

次いで、この導電性トナーにて現像された可視像を静電
転写、バイアス転写等の電界を利用した転写方法にて複
写紙に転写する力ζこの場合複写紙の固有抵抗値が低い
と導電性トナーとの間で容易に電荷交換が行なわれ、転
写電界下で電荷のみが移行してトナーが転写されず、低
濃度で低品位の画像しか得られないという不都合が生じ
る。

そこで、上記不都合の原因と成る複写紙とトナーとの間
の電荷交換を抑止するために、複写紙として絶縁処理を
施こし、高抵抗化したものを使用する方式が考えられ、
現在実用化され【いる。ところが、この方式では、所期
の目的は達成されるが処理を施こす分だけコスト高にな
るとか、特殊な紙を使用しなければならないへめに汎用
性に欠ける等の欠点を有している。

更に、前記不都合の電荷交換をトナーを高抵抗化するこ
とＫより回避しようとする方式が考えられているが、こ
の方式の場合には特殊な処理を複写紙に施こす必要もな
く、低コストで複写紙の汎用性も拡がり、非常に有益な
方式であると考えられるが他方では、トナーの固有抵抗
値が１０１１〜１０１５Ω傭に高くなると、潜像電荷に
依る電界では電荷の静電誘導も電気分極も容易に為され
ず。

現像され難いとい５本質的な欠点を有している。

これに対し、現像に先んじて現像機内でこの高抵抗トナ
ーに電荷を付与して現像効率の改善を図る方式が種々考
案されている。

電荷付与の方法には、コロナ帯電、磨擦帯電、電極帯電
等様々あるが、コロナ帯電は機構的に複雑であり、コス
トも高くなり、磨擦帯電は電荷の極性が材料によって限
られ、汚れや湿気等に対して帯電量が変化してしまうと
いう欠点が有るので帯電量現像方式上好ましくない、そ
の点電極帯電は機構的に簡易であり、汚れや環境変動に
＾しても強いことから高抵抗トナーの現像法としては最
も有力な方式であると考えられる。この方式について従
来代表的な構成例を第１図より説明する。

第１図に於いて１は画像担持体であり、静電荷パターン
が配縁されている。これに対向して研石（図示せず）を
内包した非硼性円筒スリーブ２（以下現像スリーブとい
う）が配置され、その周りに高抵抗磁性トナー６（以下
トナーという）が磁気的に保持され搬送される。トナー
６は予め層厚を規制するか、又は電荷付与部材３（以下
電極という）にて層厚を規制され、電極３から電荷付与
バイアス電源４により、所望の極性の電荷が所望の量付
与される。次いで、このトナーが画像担持体１上の静電
荷パターンを現像し、可視像を形成する。このとき、現
像スリーブ２は現像ノζイアス電源５に接続され、可視
像を適当に調節することが出来る様になっている。

この様にしそ本来静電誘導又は分極で電荷を保持し難い
固有抵抗値が１０１１〜１０１５Ω儂の範囲の高抵抗磁
性トナーによって現像することができる。

ところが、この画像担持体上の可視像に複写紙を密着し
て従来公知の転写法によって複写紙にトナーを転写し、
定着した後コ♂−画儂を観察したところ１画線部ににじ
みを生じ１画像品位を非常にそこねる結果になっていた
。

これ社、現像終了直後のトナー像は第２図のＡ部に示す
通り磁気ブラシの穂の如くトナー粒子がチェーン状に連
なって形成されている力ζ前述の現像法ではこのチェー
ンが比較的長く形成され【しまい、転写時に複写紙をト
ナー像に密着すると。

このチェーンが横方向に倒れ１画像領域からはみ出し、
その結果画倭部Ｋにじみが生じるものと考えられる。

従って本発明は、転写を行なっても画像のにじみが生じ
ない磁気ブラシ現像法を提供することを目的とするもの
であり、短かいトナー粒子のチェーンからなるトナー像
を得ることを可能にした磁気ブラシ現像法を提供するこ
とを目的とする。

本発明の目的は磁石を内包する回転可能な非磁性スリー
ブ上に保持された磁性トナーにより靜電潜偉を現像する
磁気ブラシ現像法において、磁性トナーの密度がスリー
ブの円周方向に周期的に変化した磁気ブラシを用いて現
像することを特徴とする磁気ブラシ現像法により達成す
ることができる。

本発明でいう磁性トナーの密度とは、スリーブ上のトナ
ーの単位体積当りのトナー粒子の数をいい、単位面積当
りの磁気ブラシの穂の数プラス磁気ブラシの穂の長さを
意味し、本発明では、磁性トナーの密度を即ち磁気ブラ
シの穂の数プラス磁気ブラシの穂の長さを周期的に異ら
せた磁気ブラシを用いて現像することを特徴とする。

第６図において、１は画像担持体、２は回転可能に設け
られた非磁性スリーブ、３はトナ一層厚を規制するとと
もにトナーに電荷を付与する電極。

４は電極３に電圧を印加するための電荷付与／ζζイア
スミ、５はスリーブ２に現像バイアスを印加するための
現像バイアス電源、６は高抵抗磁性トナー、７はトリマ
ー磁極として作用する電磁石であり、この電磁石７には
パルス状に電圧が印加されるようになっている。電磁石
７には交流電圧を印加するようにしても良い、、８は現
像磁極である。

スリーブ２の回転に伴ない磁性トナー６は電極３でトナ
一層厚が規制されるとともに電荷付与バイアス電源４か
ら所望の極性及び量の電荷が付与される。この際電磁石
７を／ダルス状に駆動させ【電極３を通過後の母性ブラ
シに粗部分と密部分とを移動方向に周期的に形成させる
。即ち、電磁石７は電極３との間に磁界を形成する様、
構成されており、電磁石７にパルスが入力したとき、つ
まり磁界が形成されたときＫｍ気ブラシＩｆｉノルスが
入力しないとき、つまり磁界が形成されないときに比べ
粗になる。電磁石７はパルス状にオン・オフを繰り返し
、磁性トナーは連続して移動する。

電極３を通過した磁性トナーの密度が粗、密、粗。

′幣を周期的に繰返す凪気ブラシを形成する。このとき
、磁気ブラシの穂の長さは一定に揃えられている。この
状態を第４図（ａ）に示す。

第４図（ａ）は電極３に依り電荷付与と同時にトナー〇
層厚が規制され、更に、トナーの穂に粗（Ｂ）。

密（Ｑな状態が出来ている様子を示す。この様な状態で
トナーの表面電位を測定すると、第４図（Ｃ）の破！ｌ
ｉ！（α）で示す電位パターンが形成されていることが
判明した。これはトナーの粗密に応じて、トナーに付与
した電荷の密度にも粗密が出来るためと考えられる。

スリーブ上に粗密が周期的に変化した磁気ブラシは、更
に画像担持体１と対向する位置、即ち現偉部まで搬送さ
れる。周期的な粗密の磁気ブラシは現像磁極８の作用に
より磁界に沿って再配列仁。

穂の長さが長（なるとともに密な部分は粗な部分に比べ
、より長い穂を形成する。この状態を第４図＜ｂ）Ｋ示
す。この様な状態でトナーの表面電位を測定すると第４
図（噂の実線で示すような電位パターンが形成されてお
り、粗密部での電位の差が。

第４図（１：４の如き状態に比べて更に増巾されている
。

周期的な粗密の繰返しを有し、更に密な部分が粗な部分
に比しより長い穂を形成した磁気ブラシを画像担持体１
の靜電潜偉に摺擦させることにより、トナー像が形成さ
れる。この様に形成され九トナー偉は従来法に比ベトナ
ー粒子のチェーンが短かくなり、複写紙を密着させて転
写を行なっても画像のにじみが生じない。

これはトナーの現偉しやすい穂の粗な部分と過剰トナー
が付着しＫくい穂の密な部分とが交互に来るためＫ、ま
たトナーの表面電位で相対的に現像し易い電位とし難い
電位とが交互に来るために現像されたトナーが凝集し難
く、又トナー粒子のチェーンも短かくなり、転写の際の
にじみが改善されるものと考えられる。

磁気ブラシの穂の長さを一定に揃えて粗密を周期的に変
化させた状態〔第４図（ａｔ）で現像を行なっても同様
の効果が得られたが、前述の如く更に穂の長さを変える
と一層鮮明な画像が得られた。

現像スリーブ上にトナーの穂の粗密を形成する異なる実
施例について説明する。

第５図には表面に凹凸を有する非磁性円筒スリーブ９を
用いた現像装置の構成図である。この構成は第３図とは
非磁性円筒スリーブが磁石ロール１０を内包した表面凹
凸の非磁性円筒スリーブ９である点が異なる。電荷付与
電極６を通過後の様子を拡大して図示したのが第６図（
α）であり、同じく現像磁極上での様子を拡大して図示
したのが第６図（ｂ）である。（勾図に示し几場合には
スリーブの、凹凸部でトナーの穂の密度は変わらないの
で、トナーの表面電位は、第６図（Ｃ）の破線で示す如
く一定電位となる。これが現像磁極の存在下におかれｆ
Ｆ−＜ｈ）図の場合は図の如く、トナーの穂の長さが長
くなるが、凹部では凸部に比してトナーの個数が多いた
め、より穂の長さは長くなり、その電位、ｅターンは第
６図＜０）の実線のように凹部で高く、凸部で低いもの
となる。一方、トナーの密度は凹凸部で特に差は無いが
、穂の長さに差を生じていることから、実効のトナー密
度には差が有ることになる。従って、この様な聰で現像
を行なえば、前に述べたと同じ理由によって、トナーの
凝集のない、従って転写時の画像に乱れの少ない非常に
鮮明なコピー画像を得ることが出来る。

画像担持体としてＳｖ系の感光体を用いた例でけ、画像
部電位＋５ｏｏｖ、非画倫部電位＋２００Ｖとした場合
に、電荷付与バイアス電源４．現像バイアス電源５にそ
れぞれ一３００Ｖ、＋４００Ｖを印加したとき、トナー
表面電位は非磁性円筒スリーブ８の凹部で＋３００Ｖ、
凸部で＋１００ｖとなり非常に良好な画像が得られた。

しかし、この方法では場合によって画像に周期的な濃淡
が発生する。しかし、この濃淡の発生は４？に非磁性円
筒スリーブを遅く回転させた場合に限られ１次の条件を
満たす速度で回転させるときには発生しないことが判明
した。その条件は１Ｖｐ−Ｖ、ｉ／Ｖ　）１．／ｌ。

であり、■　は画像担持体の表面速度（ｍ／＃＃Ｃ）。

ｖＪＰは非磁性円筒スリーブの表面速度（ｍ／　ＩｇＣ
）であり、Ｉ、は磁性トナーの周期的密度変化の１周期
に対応する部分の距離であり、！、はトナーが画像担持
体と接触している距離である。

以上述べ友ように本発明は高抵抗磁性トナーを使用して
非常に良好な画像を得ることのできる新規な磁気ブラシ
現偉法を提供したものである。

第１図は従来の磁気ブラシ現像法の説明図であり、第２
図は第１図の方法による現儂時のトナーの状態を表わし
、第３図は本発明の磁気ブラシ現像法の説明諷であり、
第４図（α）、（ｈ）は現像ロール上のトナー穂の状態
を表わし、第４図（ＣＪは第４図（α）％（ｂ）に対応
するトナーの表面電位を表わし、第５図は現像ロールと
して他の形状のものを用いる本発明の磁気ブラシ現偉法
の説明図であり、第６図（α）／−（弓は第５図の方法
における現像ロール上のトナー穂の状態と、それぞれに
対応するトナーの表面電位を表わす。

図中符号： １・・・画像担持体：２，９・・・非磁性円筒スリーブ
：６・・・電荷付与部材（電極）：４・・・電荷付与バ
イアス電源：５・・・現像バイアス電源：６・・・高抵
抗磁性トナーニア・・・電磁石：８・・・現ｇＩ！磁極
：１０・・・磁石６１！１ １Ｉ　２　図 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁石を内包する回転可能な非磁性スリーブ上に保持され
   良磁性トナーにより静電潜像を現像する磁気ブラシ現偉
   法において。 磁性トナーの密度がスリープの円周方向に周期的に変化
   した磁気ブラシを用いて現像することを特徴とする磁気
   ブラシ現像法。