JPS5917832B2 - デンシシヤシンゲンゾウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真の乾式現像装置に関するものである。

詳しくは磁性体トナーを現像剤とする現像装置の改良に
関するものである。電子写真に於て、静電潜像をトナー
で現像する従来の方法としてはカスケード、ファーブラ
シ、パウダクラウド、磁気ブラシ等の方法がある。

前三者によるものは、中間調再現の困難性、現像装’置
の大型化、トナー飛散による装置の汚染等の欠点を有し
ている。一方、磁気ブラシによるものは、現像装置が小
型で済み、中間調の再現性も良く、高速複射に適する利
点を有している。しかしこの磁気ブラシ法は磁性体キャ
リヤと可帯電着色トナーを有する現像剤を用いるため、
トナーの含有比が低下すると画像部にキャリヤによるス
クラッチ跡を生じ、逆に上昇すると非画像部にトナーカ
ブリを生ずることがある。又、この現像方法はキャリヤ
とトナーの摩擦帯電により電荷を得たトナーを感光体の
静電潜像に付着せしめるものであるため、キャリヤの表
面状態が複写画像へ及ぼす影響は大である。即ち、疲労
劣化したキャリヤ、つまり表面状態の変化したキャリヤ
ではキャリヤ表面の物理的、化学的状態如何によつて摩
擦帯電を生じ難くなるため、感光体へのトナーの付着が
不完全となり、かえつてキャリヤのカブリ（即ち劣化キ
ャリヤが画像面一面に付着する現像又、白黒画像の境界
付近に顕著にキャリヤが付着する現像）等が生ずるもの
である。そこでキャリヤなしの現像剤、つまり磁性体ト
ナーを用いた現像方法が考えられるわけであるが、磁性
体トナーはその質量が一般の樹脂トナーのそれに比較し
て数十倍近くあるため、表面の滑らかな感光板若しくは
感光紙には付着し難い性質を有しその結果完全な現像が
望み得ないことがある。ところで従来磁性体トナーを低
抵抗（１０２〜１０５ΩＣＴｆＬ）材質で作り導電性磁
性部材に吸着させて現像する方法が知られている。

これは潜像電荷により、磁性部材を通して誘起された潜
像と逆極性の電荷と潜像電荷の間の静電気力を用いて顕
像化する方法であるが、トナー抵抗が低いので、摺擦を
繰り返す間に潜像部が除電されてしまつたり、又は、潜
像電荷により該トナーが容易に潜像と同極性に帯電して
しまい、ネガ画像を生じる等の欠点がある。又、現像さ
れたトナーを普通紙に転写することは極めて難しい。こ
れもトナーが低抵抗であるため任意極性に容易に変換し
てしまうことから生ずる現象であつた。本発明は、高絶
縁性（１０１０〜１０１２ΩＣＴ！Ｌ）の磁性体トナー
（以下トナーと称する）を現像剤とし、該トナーの粒子
表面にムラなく電荷を付与することにより上記の欠点を
除去し、良好な複写材を得るための電子写真の現像装置
を提供するものである。

本発明は、絶縁性非磁性体円筒（以下スリーブと称する
）面上に磁気吸着されたトナーが、磁極の変化によりス
リーブ面を自転し乍ら搬送される途中、スリーブ表面に
設けられた電極と、接触次いで分離して、帯電を行ない
、ほぼ均一電荷に荷電され現像に供されることに特徴を
有している。

即ち磁性体のトナー粒子は、スリーブ内の磁極Ｎ，Ｓの
交互の変化により回転力を受け、トナー粒子サイズに比
較して十分広いスリーブ面上の電極領域を自転しながら
搬送されるため、個々のトナー粒子表面に対して均一に
電荷か付与されるものである。以下本発明に係る実施態
様を図面により更に詳細に説明する。

第１図は本発明に係る現像装置を備えた複写機の実施例
図面である。

図◆こ於て、表面に絶縁層を有する＝層構成感光板１上
にコロナ放電器２による一次帯電、コロナ放電器３によ
るＡＣ除電及び光学系４による同時光像露光、更に光源
５による全面露光を施こす如き例えば特公昭４２２３９
１０号等に記載のプロセス或いはその他周知のプロセス
によつて静電潜像が形成される。

静電潜像は、通常暗部潜像電位＋４００〜＋６００、明
部潜像電位−５０〜−１５０こなるように条件が設定さ
れる。該静電潜像は、本発明による現像装置６の磁性体
トナーにより顕像化され６該磁性体トナーは転写用帯電
器７により転写材Ｔ「に転写された後、定着器８により
転写材上に加熱定着される。磁性体トナーの例としては
、重量比でポリスチレン４０部、マグネタイト６０部、
カーボン３部を混合し以下の製法によつたものが考えら
れる。

先ず、それらを混合したものを１５分間の振動ミルを行
ない、次に１５０℃のもとでのロールミル、順次にハン
マーミルによる粗粉砕、ジニットミルによる微細砕を行
ない５μ以下及び溶解温度３０゜Ｃ以下のものを除くこ
とによつて良好な磁性体トナーが得られる。第２図は本
発明に係る現像装置の実施例である。

図に於て、１は静電潜像を有する感光体であり、矢印方
向に回転する。９は現像剤としてのトナー１０を収容す
る現像容器、１１は矢印方向に回転する磁石ローラであ
り、その周囲には固定した非磁性絶縁体のスリーブ１２
が設けてある。

更に該スリーブ表面上の少なくとも一部には、非磁性導
電材料で、電極１３が構成されており、バイアス源１４
から負のバイアス電圧が印加されている。そして磁石ロ
ーラの回転による磁極Ｎ，Ｓの交互の変化は規制部材１
５で例えば０．５〜１．５ｍ７７！の厚みで一定量に規
制されたトナーに対してスリーブ上でころがる様な自転
力を与える。つまり、ラセンの矢印Ｐに示す様に、トナ
ーはスリーブ表面に沿つて自転しながら搬送されるが、
現像領域Ａに達する前に電極１３との接触分離により静
電潜像とは逆極性の適当な電荷量に帯電される。帯電し
たトナーは現像領域Ａで磁極により穂立し、感光体の静
電潜像を現像する。以上の現像装置に於ては、現像領域
Ａでのトナーの厚みが０．５〜１．５ｍｍであるため感
光体との接触状態が浅く、多量のトナーによるトナーの
飛散、非画像部でのトナーカブリ等が少ない反面、トナ
ーが不足し現像能力が低下しがちと考えられるが、磁気
ローラの極数の増加、該磁気ローラの回転速度の上昇に
より現像領域Ａへ送り込まれるトナー量を増加せしめ、
現像能力を高めることができる。

上記スリーブのドラム対向部は、非磁性絶縁材で構成さ
れる。これは、非画像部へのトナーカブリを防止する目
的を持つ。即ち、スリーブ全体を導電性部材で構成し、
バイアス電圧を印加したとき（通常一数百〜一千）には
、ドラムと非画像部との間にも数百の電位差が生じ、非
画像部部分にも容易にトナー付着が生じてしまう。従つ
て、上記の固？の非磁性スリーブの感光体と対向する部
位を絶縁材で構成することにより、上記欠点を防止する
ことができる。第３図は本発明に係る現像装置による画
像再現特性を示す図である。

Ｘ軸はスリーブ上電極へのバイアス印加電圧、Ｙ軸は再
生画像濃度を示す。実線は暗部潜像亀位、破線は明部潜
像電位の画像再現性を示している。バイアス電圧０■の
とき、暗部画像濃度が低く、明部画像濃度の高い、コン
トラストのない画像再現となる。これは、１粒子現像系
であるので、トナー極性、及び荷電量が不安定なため生
じる現象であり、ポジ画像のまわりには、通常ネガ画像
カブリが生じている。また卜ナーと感光ドラムとの接触
により地ヨゴレも生じている。スリーブバイアス電圧を
増すと、トナーが電極と接触、分離する過程を通して、
トナーは電極極性と同極性に帯電される。この結果、均
一に帯電されたトナーにより暗部潜像は一様顕像化され
ると共に、明部潜像部はトナーが静電反発され、カブリ
のない良質の画像が得られる。更に印加電圧を増してゆ
くと、トナーはオーバーチヤージされて明部画像のカブ
リ濃度が上昇してゆく。これは、トナーチヤージにより
現像部スリーブ表面の電位が負にシフトする結果、感光
板、スリーブ間に高電界が生じて感光板上にトナーが付
着する現象である。同時に負にオーバーチヤージされた
トナーにより暗部潜像の十電荷がより早く中和されてゆ
く結果、感光板上へのトナー付着量は減少し画像濃度も
減少してゆく。適正なバイアス用印加電圧はスリーブの
径、トナー材質、及び搬送量等様々な要素に影響される
が、本実施例に於ては、−８００〜−１５００Ｖが良好
な電圧範囲であつた。第４図は他の実施例を示すもので
ある。

この図に於て１６はスリーブ上の電極１３に対応する部
分から、３〜１０ｍ１Ｌの距離を離して置かれた補助電
極であり、接地又は、スリーブ上電極極性とは逆極性の
電圧がバイアス線１７から印加される。この補助電極１
６により、両電極１３，１６間の電界強度が増して、ト
ナーへの帯電は、より効率的に行なわれるようになる。
第５図は本発明に係る現像装置の更に他の実施例を示す
図である。

第３図に示した画像特性で述べた如く、第２図に示した
実施例で、負バイアス電位を上げてゆくと、オーバーチ
ヤージされたトナーにより、スリーブの絶縁部表面は高
い負電位を示すようになり、感光板明部にも、トナーの
付着が生じてくる。

この欠点を防止するため現像部に対向したスリーブの表
面に、導電性部材で第２電極１８を形成し、バイアス源
１９からバイアス電圧を印加するものである。このとき
第２電極の配設形状は、第１電極１３で帯電されたトナ
ー電荷を除電せぬよう、現像部領域に限つて配設する必
要がある。また第２電極１８のバイアス電圧については
、感光体の明部カブリを防止する電位であり、且つトナ
ー電荷を損わない電位に選択する必要がある。本実施例
に於てはＯ■が適切であつた。

以上のように、本発明は、内部に回転可能なマグネツト
部材を有する固定スリーブ方式の電子写真現像装置にお
いて、高絶縁性磁性体トナーよりなる一成分現像剤を使
用し、スリーブ外周表面の感光体と対向する部位を非磁
性絶縁材料で構成せしめ、現像領域前のスリーブ外周に
、供給される現像剤が接触移動する非磁性導電材の電極
を設けると共にこの電極に感光体に形成される静電潜像
とは逆極性のバイアス電圧を印加するようにしたもので
あるから、磁性トナーを上記の磁気ローラ−とスリーブ
の構成に加え上記の電極によりトナーを自転させながら
帯電させることができ、これにより、トナー粒子表面に
均一な電荷を付与でき、ノ この結果カブリのない良好
な可視像を得ることができる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置を備えた電子写真装置例
の縦断面図、第２図は本発明に係る現像・装置の一実施
例の縦断面図、第３図は本発明に係る現像装置による再
生画像濃度のグラフ、第４図及び第５図は本発明に係る
現像装置の他の実施例の縦断面図である。 １・・・・・・感光体、１０・・・・・・磁性トナー、
１１・・・・・・）マグネツトローラー、１２・・・・
・・スリーブ、１３・・・・・・スリーブ上電極、１６
・・・・・・補助電極、１８・・・・・・スリーブ上第
２の電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に回転可能なマグネット部材を有する固定スリ
   ーブ方式の電子写真現像装置において、高絶縁性磁性体
   トナーよりなる一成分現像剤を使用し、スリーブ外表面
   の感光体と対向する部位を非磁性絶縁材料で構成せしめ
   、現像領域前のスリーブ外周に、供給される現像剤が接
   触移動する非磁性導電材の電極を設けると共にこの電極
   に感光体に形成される静電潜像とは逆極性のバイアス電
   圧を印加する手段を設けたことを特徴とする電子写真現
   像装置。 ２ 特定発明において、上記の電極と対応し、且つ上記
   の電極上を接触移動する現像剤と離間した位置に補助電
   極を設け、該補助電極を接地又は、スリーブ上電極性と
   は逆極性のバイアス電圧を該補助電極に印加するように
   したことを特徴とする電子写真現像装置。 ３ 特定発明において、上記スリーブ外周表面の感光体
   と対向する部位に第２の電極を設け、感光体の明部カブ
   リを防止し、且つ上記現像剤の電荷を損わないバイアス
   電圧を第２の電極に印加するようにしたことを特徴とす
   る電子写真現像装置。