JPS61159664A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は現像方法、例えば電子写真複写機に適用される
二成分現像方法に関するものである。

口、従来技術 第８図は、感光体ドラム９を組込んだ従来の電子写真複
写機４１の例を示す、この複写機では、キャビネット３
０の上部には原稿４２を載せるガラス製原稿載置台４３
と、原稿４２を覆うプラテンカバー４４とが配されてい
る。原稿台４３の下方では、光源４５及び第１反射用ミ
ラー４６を具備した第１ミラーユニツト４７からなる光
学走査台が図面左右方向へ直線移動可能に設けられてお
り、原稿走査点と感光体との光路長を一定にするための
第２ミラーユニツト２０が第１ミラーユニツトの速度に
応じて移動し、原稿台４３側からの反射光がレンズ２１
、反射用ミラー及びグイクロイックミラ−１２を介して
像担持体としての感光体ドラム９上へスリット状に入射
するようになっている。ドラム９の周囲には、コロナ帯
電器１０、現像スリーブ１８内蔵の現像器１１、転写部
５２、分離部５３、クリーニング部５４が夫々配置され
ており、給紙箱５５から各給紙ローラー１６．１７を経
て送られる複写紙５８はドラム９のトナー像の転写後に
更に定着部５９で定着され、トレイ３５へ排紙される。

定着部５９では、ヒーター２２を内蔵した加熱ローラー
２３と圧着ローラー２４との間に現像済みの複写紙を通
して定着操作を行なう。

このような複写機において、画像形成としては大別して
、−成分現像法及び二成分現像法が用いられている。−
成分現像法は特開昭５０−４５６３９号、特開昭５１−
２６０４６号、更には一成分非接触現像法として、特開
昭５５−１８６５６号、特開昭５５−１８６５７号等に
開示されている如く、磁性トナーを用いているのでトナ
ー自体が磁気力で捕捉される為トナー飛散が少なく、又
、非接触−成分方式ではスリーブ上のトナ一層が像形成
面に対して非接触の為、現像剤層との擦過によって生じ
るハキ目及びカブリが生じに＜＜、概して、解像力は良
好である。

しかし、−成分現像方式、特に絶縁性−成分方式は現像
性が一般に劣り、高濃度を得る為には現像部（感光体−
スリーブ間間隔等）に高精度の加工が要求される。又、
現像性、転写率の環境依存性も大きい、又、導電性−成
分方式は現像性は良好だが、普通紙への静電転写が起り
に＜（、普通紙が使えないと云う欠点を有している。又
、−成分トナーはトナー中に磁性体を含有しており、黒
以外のカラートナーを得る場合、色調の鮮かなトナーを
得る事ができない。これに反し、二成分現像法、即ち磁
性キャリアと非磁性トナーから成る現像剤を用いた二成
分方式は画像を形成するトナーとトナーを搬送する為の
キャリアとにそれぞれ機能を分離させているので、現像
性、環境依存性等を一成分現像法に比べると大幅に改良
できるが、現在市場で一般に用いられている接触二成分
系では像形成面が現像剤層の磁気ブラシにより擦過され
る為、ハキ目、白スジが生じ易く、且つ、又解像力が劣
化し易い。又、一部市場で用いられている磁性キャリア
、磁性トナーを用いた二成分現像方式はキャリア自体の
磁気束縛力が弱く、キャリア付着が生じ易い。又、カブ
リも生じ易い等の欠点があった。

そこで、擦過力を小さくするために、感光体ドラム−現
像スリーブ間の現像ギャップ（Ｄ□）を広げて現像を行
なうことが考えられるが、この場合には画質はある程度
改善はされるものの、現像電界が弱まり、現像性が低下
してしまう。

ハ１発明の目的 本発明の目的は、高濃度、高解像力の高画質を得る新し
い方法であって、高濃度、高解像力を保持し、且つ温度
、湿度に対する環境依存性の少ない方法を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、転写性の良好な方法を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的は、色彩の鮮かなカラー像が得られる
方法を提供するものである。

本発明の更に他の目的は、二成分接触現像方式を用い、
高現像性と低い擦過力を実現し、更に装置の組立てが容
易となる方法を提供するものである。

二、・発明の構成 即ち、本発明は、静電荷像を形成した像担持体（例えば
感光体ドラム）上に現像剤搬送担体（例えば現像スリー
ブ）によって現像剤を供給し、現持体と前記現像剤搬送
担体とで形成される現像ニップ幅を３〜１８ｓ＋ｍとし
、かつ現像剤に使用されるキャリアの平均粒径を２００
μｍ以下、その比抵抗をＩＱＩ３Ω−ロ未満とすること
を特徴とする現像方法は係るものである。

ホ、実施例 以下、本発明を電子写真複写機に適用した実施例を図面
について説明する。

本実施例による複写機の全体は基本的には第８図に示し
たものと同様であるが、第１図は拡大図示した如くに、
現像スリーブ１８が９〜２５ｍｏ＋φ（例えば２０ｍ■
φ）と小径化されていると共に、現像ニップ幅Ｗが３〜
１８ｍｍ　（例えば１０＋＋＋ｗｇ）と狭くなっている
ことが極めて特徴的である。ここで、「現像ニップ幅Ｗ
」とは、磁気ブラシが感光体に接する領域の感光体９円
周方向に沿う幅のことである。なお、現像装置１１にお
いては、スリーブ１８が回転することにより、現像剤り
、をスリーブ１８の周面上を矢印Ｂ方向に搬送させ、現
像剤り、を現像領域Ｅに供給している。スリーブ１８が
矢印Ｂ方向に回転することにより、現像剤り。

は矢印Ｂ方向に搬送される。現像剤り、は、搬送途中で
非磁性体からなる穂立規制ブレード６０によりその厚さ
が規制される。現像剤溜り６７内には、現像剤Ｄ１の攪
拌が十分に行なわれるよう攪拌スクリュー６２が設けら
れており、現像剤溜り６７内のトナーが消費されたとき
には、図示省略したトナー供給ローラーが回転すること
により、トナーホッパーからトナー７が補給される。そ
して、スリーブ１８と感光体ドラム９の間には、現像バ
イアスを印加すべく直流電源６５が設けられている。Ｒ
は保護抵抗である。

上記のように、小径のスリーブ１８を使用し、かつキャ
リアによる擦過力が作用する現像ニップ幅を狭くしたこ
とにより、擦過力が低下して感光体上のトナーの掻取り
が抑制され、かつ現像ギャップＤ、も適度に大きくでき
る。従って、高い現像性を保持しながら、同時に高画質
画像を実現することが可能である。この場合、現像性が
全く損われることなく擦過力が小さくなるので、正味の
現像量が相対的に増加することになり、従来装置よりも
Ｄｓｄを広げて現像電界を低（することが可能となり、
この分一層の高画質化を図ることができる。

こうした顕著な作用効果は、上記の如く、現像スリーブ
１８を９〜２５１ＩＩＩＩＩφ、現像ニップ幅Ｗを３〜
１８ｍ５とするのが必須不可欠であることを本発明者が
はじめて見出したのである。その対応関係は第２図に示
した（但、ドラム径１００　ａｎφ、キャリア４０μｍ
径）。現像スリーブ１８が９ａ−φ未満であるとスリー
ブが小さすぎて却って磁気ロールも小型化し、磁力が低
下してトナー搬送性の低下、トナー飛散やキャリア飛散
等が生じてしまい、また２５ＩＩＩｌｌφより大きいと
現像ニップ幅（即ち擦過幅）が大きくなって画質の劣化
、トナー付着量の減少が生じる。また、現像ニップ幅Ｗ
は上記に対応して、３蒙−未満ではスリーブ１Ｂ自体が
小径化しすぎ、１８ｇ−を越えると画質劣化が激しくな
る。ニップ幅Ｗは最高画像濃度Ｄ　ｌｌｍｍを１．２以
上とするのに３〜１８ｍｍ＋とすべきであり、Ｄ、□を
１．２５以上とするには４〜１１＋ｍｓとする。

本発明は更に、現像に使用するキャリアの平均粒径を２
００μｍ以下としているため、感光体上のトナーに対す
る擦過性が低く、画質を良好としくハキ目を少なくシ）
、段ムラを充二分になくせる。この平均粒径は４０μｍ
以上（例えば４０〜１００μｍでＤ　１１１１１１１は
１．２５以上となる）とする方が望ましいが、これは、
°４０μｍ未満だとキャリアの電気抵抗に拘らずキャリ
ア付着が生じ易くなるからである。キャリアの電気抵抗
（比抵抗）も１０１３Ω−備未満としているので、導電
性を呈せしめて、キャリア先端にまで電荷を注入でき、
これによってＤｓｄを広げても現像が充分可能となり、
Ｄｓｄの寸法精度はそれ程厳しくなくてすみ、装置の設
計、組立が容易でかつ低コスト化が可能となる。適用可
能なり□は０．６〜４．０　ａｓである。キャリアの比
抵抗は、１０’Ω−ロ以上、特に１０６〜１０９Ω−備
が望ましい　ＩＱ１６〜１０１！Ω−備の範囲では絶縁
性キャリアと充分な導電性のある導電性キャリアとの中
間の比抵抗を示すので、両キャリアの夫々の特長を発揮
できる（絶縁性キャリアは表面電荷が安定化し、導電性
キャリアはＤ□拡大可能）′。

また、本発明の作用効果は、低比重、低磁化のキャリア
を使用すれば、一層助長される。即ち、平均粒径が上記
の如＜２００μｍ以下のキャリア（更には比抵抗がｉｏ
”Ω−１未満）を用いて二成分接触現像を行なう際、キ
ャリアとして、カサ比重３．０以下で飽和磁化（σ、）
が３５０ｅｍｕ／ｃｃ以下と低磁化のものを使用すると
よい、こうした低比重、低磁化、微粒のキャリアを用い
ると、トナーの擦過力が一層弱くなり、感光体に対する
付着力の弱いトナー、即ち流動性が良くて（静かさ密度
が大）低帯電量Ｑ／Ｍのトナーの使用が可能となる。特
に、静かさ密度ＡＤが０．４ｇ／ｃｃ以上、帯電量Ｑ／
Ｍが２５μｃ／ｇ以下のトナーがより好ましく用いられ
る。高ＡＤのトナーは流動性が良いので、トナー搬送機
構及びキャリアとの混合撹拌機構が簡単になる。しかも
、混合攪拌のためのエネルギーが小さくてすむので、現
像剤が、機械的な破壊によって劣化するのが防止される
。同時に、感光体に対する付着力も小さいので高い転写
率が得られる。又、これらの現像剤はトナー濃度が１〜
２０％、好ましくは２〜１５％が使用可能である。一方
、低Ｑ／Ｍのトナーは、現像性が良いので、Ｄ□を一層
広く設定できる。なお、ＡＤ（静かさ密度）は、１００
ｃｃシリンダにトナー粒子を詰めて測定するセイシン企
業のタフプデンサを使用して測定する。Ｑ／Ｍは、３５
０〜８００メツシユ上に現像剤をのせ、圧縮エアを導入
して強制的にトナーをブローオフさせ、キャリア上に残
った電荷をクーロンメーターを用いて電荷量を測定する
。

その電荷量を除去したトナー量で除する。

本発明においては、上記したスリーブ１８の小径化に対
応して感光体ドラムも１００　ｍｍφ以下とするのがよ
い。

次に、本発明を更に充分に理解するために具体的な実施
例を説明する。

まず、画像形成条件の一例は次の通りであった。

キャリア： フェライト（Ｃｕ−Ｚｎフェライト）をキャリアとして
用いた。平均粒径６０μ、電気抵抗１０＄　Ω−備、磁
化の強さ１５０部ｍｕ／ｃｃ　。

トナー： スチレン−ブチルメタアクリレート共重合樹脂（組成比
７０　：　３０）　１００部にカーボンブラック（モー
ガフルし）１０部を混合、練肉し、さらに粉砕、分級し
て平均粒径１１μのトナーを得る。更に、外添剤として
、疎水性シリカ（粒径７ｍμ）０．４部を混合する。ト
ナーの特性はＡ　Ｄｏ、４２ｇ／ｃｃ、　Ｑ／　Ｍ２０
μｃ／ｇのものが得られた。

現像剤； 上記のキャリア９５重量部、上記のトナー５重量部を混
合して現像剤とした。

画出し条件： 電子写真複写機Ｕ　−Ｂ　ｉｘ　１２００改造機（ドラ
ム径５０＋ａｍφ、スリーブ径２０ｍｍφ、Ｄ　ｓ　ａ
　Ｌ　−Ｑ　ｍ　Ｉｌｌ　％穂立ち規制板（Ｈｃｕｔブ
レード）とスリーブとの間隔０．８Ｉｍｍ、擦過幅（現
像ニップ幅）Ｗ６ＩＩｍｍ゜ この条件では、最高画像濃度１．２以上、鮮鋭性８本／
ｌｌｌ１１以上と、高画像濃度、高品位の画質が得られ
た。

次に、各パラメータを第３図、第４図の如くに変化させ
、夫々の条件で結果を出し、評価した。

但、同図において、「比」は比較例を、「実」は実施例
を示す。

また、各パラメータによる特性変化を第５図〜第７図に
夫々示した。

各特性の測定は次のように行なった。

キャリア付着： コピー画像の白地部分を指触室で判定。

■　紙面が非常になめらかで、キャリア付着全くなし ○　紙面がなめらかであり、キャリア付着殆んどなし △　キャリア付着は若干みられるが、実用上支障なし ×　ざらざらし、実用上問題 ハキ目： １．０のベタ黒画像を形成し、視覚的に判定する。

◎　均一性非常に良好 Ｏ均一性良好 △　短いハキ目は若干みられるが、実用上支障なし ×　ハキ目が多く、長く続いている カプリ： 原稿濃度０．０部分の白地を視覚的に判定。

Ｏカプリ全くなし Δ　若干カプリがあるが、実用上問題なり×　カプリが
多く、白地部分が乱れてみえるＤ　ｓａｗ　： サクラデンシトメーターで反射濃度を測定。

コピー紙自体の濃度を０とする。

解像カニ 原稿の線画チャートをオリジナルとして、その再現性を
拡大し、視覚的に判定。

これらの結果から、以下のことが明らかである。

（１）、本発明に基いて、スリーブ径を９〜２５ｍｍφ
とし、かつニップ幅を３〜１８ｍｍと特定範囲とすれば
、解像力、Ｄ□８、カブリ、ハキ目、キャリア付着が夫
々大きく向上する。この幅は、Ｄ□８≧１．２を得る上
で４〜２０ｍｍ、　Ｄ□８≧１．２５を得る上で５〜１
５ＩＩＩＩＩ＋がよい。

（２）、キャリア粒径を４０〜２００μｍに設定すると
、画質ムラ、Ｄ１ｏ低下をなくし、キャリア付着も少な
くなり、４０〜１００　μｍの範囲でり、ｘ≧１．３５
を実現できる。

（３）、Ｄｌについては、キャリアとして１０５〜１０
′！Ω−Ｇの比抵抗のものを用いると、Ｄ−ａ＝０．６
〜４．０　ｍｍではＤ　、Ｘが充分であり、Ｄ□＝１．
０〜２．５　ｍｍがより好ましい。１０４　Ω−ロ以下
のキャリアでは、キャリア付着が増える。また１０１１
のときは、Ｄ□≧０．６　ｎ＋ｍでキャリア付着は生じ
ない。

（４）、キャリアのカサ比重は現像性、Ｄ　ｍａｗＯ点
で３．０以下とするのがよい。

（５）、キャリアの磁化の強さは３５０ｅｍｕ／ｃｃ以
下、好ましくは１５０〜２５０ｅｍｕ／ｃｃ　とするの
力く、Ｄ　ＩＩＩＩＩＸ、キャリア付着の面で望ましい
。

更には８０１φ以下とするのがよし）。

（７）、トナーについては、キャリア粒径２００μｍ以
下、Ｄ、１ｌｘ１．３０以上とするにはＱ／Ｍを２５μ
ｃ／ｇ以下とするのがよい。

（８）、トナーのＱ／Ｍは１０μｃ／ｇ以下とするとト
ナー飛散が生じ易いので、高画質を得る上でトナーのＡ
Ｄは０．４８／ＣＣ以上とするのがよし１゜本発明は以
上に例示したが、上述の例におし）て現像装置の機械的
構成や作動方法等は種々変更してよい。また、本発明は
白黒をはじめ、モノカラー、フルカラーの複写機をはじ
め、記録装置として種々のものに適用できる。

へ５発明の作用効果 本発明は上述した如く、現像剤搬送担体を９〜−　　　
　２５ｍｍφと小径化し、現像ニップ幅を３〜１８ｍｍ
と特定範囲としているので、トナーの擦過力を低下させ
ると同時に、充分な濃度で現像し得て現像性を上げるこ
とができる。更に、キャリアを２００μｍ以下の粒径、
１０′３Ω−１未満の比抵抗としているので、画質、現
像性をはじめ、キャリア付着防止、装置の組立容易性の
面で非常に有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図は現像装置の断面図、 第２図は現像スリーブ径と現像二７ブ幅との関係を示す
グラフ、 第３図、第４図は各パラメータを変化させたときの特性
を夫々まとめて示す表、 第５図、第６図、第７図は各パラメータによる特性変化
を夫々示すグラフである。 第８図は従来の電子写真複写機の概略断面図である。 なお、図面に示した符号において、 ９−−−−−−−・−・・感光体ドラム１１−−−ｍ−
・−・−・−・現像装置６０−・−・−・−・・・・穂
立ち規制ブレードＤ□−・−・・・−・−・現像ギャッ
プＷ・−−−一−−−・−−−−−・現像ニップ幅（擦
過幅）Ｄ、・−−−一−−−−−−−・−・現像剤であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　静電荷像を形成した像担持体上に現像剤搬送担体に
   よって現像剤を供給し、現像を行なう現像方法において
   、前記現像剤搬送担体を直径９〜２５ｍｍの円形断面に
   構成し、前記像担持体と前記現像剤搬送担体とで形成さ
   れる現像ニップ幅を３〜１８ｍｍとし、かつ現像剤に使
   用されるキャリアの平均粒径を２００μｍ以下、その比
   抵抗を１０＾１＾３Ω−ｃｍ未満とすることを特徴とす
   る現像方法。