JPS6162081A

JPS6162081A - 現像装置

Info

Publication number: JPS6162081A
Application number: JP59183717A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Maruyama; 和雄丸山; Tsuneo Nozuna; 野網　恒雄; Ryoichi Hirano; 亮一平野; Yuji Suemitsu; 末光　裕治; Koichi Saito; 孝一斉藤; Yoshihiko Fujimura; 義彦藤村; Toru Okamoto; 徹岡本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1984-09-04
Publication date: 1986-03-29

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、現像装置、特に−成分現像剤を用いた現像装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真、静電記録等の分野では、静電潜像を着
色微粉末により現像を行うことが広く知られている。中
でも近年は、キャリアを用いない現像剤、いわゆる−成
分現像剤を用いる一成分現像方法が盛んに提案されてい
る。斯様な一成分現像剤を用いた現像方法としては、■
現像剤を現像剤担持体上に穂状に形成した上で静電潜像
を摺擦して現像を行う方法（接触型現像法）と、■静電
潜像から微小間隙を維持した現像剤担持体上から現像剤
が飛翔、或いは伸長することにより静電潜像の現像を行
う方法（非接触型現像法）とに大別できる。

第１の接触型現像法は、更に、導電性トナー接触型現像
法及び絶縁性（高抵抗）トナー接触型現像法とに分ける
ことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この導電性トナー接触型現像法は、例えば特開昭４９−
４５３２号公報で提案されている通り、磁気ロール上に
磁性導電性トナーの磁気ブラシを形成し、静電潜像に摺
接させ、静電潜像の電荷に応じて磁気ブラシに反対極性
の電荷を注入（誘導）させて現像を行う方法である。こ
の方法は、カブリが少なく、現像に忠実な現像を行うこ
とができるが、磁気ブラシが感光体に接触する為、潜像
電荷がリーフして現像ができなかったり、あるいは、感
光体に付着したトナーが、磁気ブラシで更に摺擦されて
現像画像が乱れてしまうという欠点を有している。

絶縁性トナー接触型現像法は、摩擦帯電によりトナーに
あらかじめ電荷を与えた磁気ブラシを感光体に摺擦して
現像を行う方法であり、前述の導電性トナー摺擦型現像
法と仕較して、電荷リーフが生じず、転写が容易等の利
点を有する。しかしながら、これは、トナーにあらかじ
め電荷を与えるものであり、トナーに均一な電荷を付与
することが困離であり、経時あるいは温湿度の影響によ
り、電荷量に変動をきたし、現像画像に濃度ムラ、カブ
リの発生等が生じるという欠点を有している。

又、第２の非接触型現像方法としては、例えば、特公昭
４ｉ９４７５号、特願昭５２−１０９２３’７〜１０９
２４２号、特開昭４９−１’　０４６３９号等に提案さ
れており、静電潜像担持体は、現像剤担持体上に形成さ
れた現像剤層が直接触れない微小間隙を維持しており、
現像剤担持体上から、あらかじめ電荷を与えられた現像
剤が、飛翔、或いは伸長する事により、静電潜像の現像
を行う方法である。この方法においては、前者の現像方
法の如く、無差別に現像剤が静電潜像担持体に接触する
事がなく、画像部にのみ、現像剤が飛翔、或いは伸長す
る事により、カブリ現象の発生をほぼ無くし得る。

そして、現像剤を静電潜像部に於いて十分に飛翔させ得
る為には、何らかの方法で現像剤に電荷を付与する必要
があり、このために、電荷注入電極により電荷を注入す
る方式や、摩擦帯電部材等により摩擦帯電電荷を与える
方法等が提案されている。

前記電荷注入方式は、現像剤担持体に近接して現像剤に
接する様に設けられた電極に電圧を印加する事により現
像剤に電荷を付与する方式であり、多くの場合、電極は
トナ一層厚規制部材で兼用されている。この方式は、構
造が簡易であり、又、電極に印加する電圧の極性を選択
する事により現像剤に与え得る電荷の極性を任意に設定
し得るという利点を有している。

しかしながら、電荷が付与され得るのは、現像剤層の上
層部のみであり、内層部においては、現像剤同志の摩擦
で生じた逆極性現像剤が現像剤層中に混在しており、こ
の逆極性現像剤が非画像部に飛翔、付着してカブリを生
じたり、また、極性の異なる現像剤同志が付着し合って
チェーンを形成し、チェーンのままで飛翔、現像される
為、得られた画像の切れが悪化するという問題を有する
。

一方１、摩擦帯電部材等による摩擦帯電方式に於いては
、現像剤と現像剤担持体との摩擦によるものや別個に設
けられた摩擦帯電部材によって摩擦帯電効率を高める方
法等が提案されている。

しかしながら、斯様な現像剤帯電過程は、帯電に寄与す
る種々の表面の経時変化、例えば、帯電部材に現像剤が
付着する事により摩擦帯電効率が低下し、現像剤帯電量
の不足から来る飛翔率の低下、低現像濃度化を生じたり
、環境変化によって大幅に摩擦帯電効率が変動する故に
、この変動に起因して現象の制御が困難になるという欠
点を有している。更には、現像剤同志も摩擦帯電するが
故に、現像剤層中に逆極性現像剤が存在し、前述の如き
画質上の欠陥として表われる。又、現像剤粒子個々の電
荷量が現像に寄与するが故に、現像剤粒子個々に一定の
電荷が付与されなければならないが、現像剤粒子の電荷
注入確率、接触確率が異なる為に、個々の粒子の電荷量
にバラツキを生じ、斯様な現像剤で現像を行うと、現像
ムラ等の画質欠陥を生じるという問題がある。

本発明者等は、この様な従来の一成分現像法を研究した
結果、従来の欠点が、 ■　トナー粒子側々の電荷量にバラツキがあること、 ■　トナー粒子側々の電荷量が、経時的にあるいは温湿
度の影響により変動すること、■　トナー粒子が潜像面
に転移する際に、転移するトナーの個数が一定でないこ
と、によるものである事を解明した。

本発明は、この解明結果に基づき為されたものであり、
トナー粒子側々の電荷量にバラツキが無く、かつ経時、
環境等により変動する事が無く、更に、常に一定個数の
トナーが転移す２事が可能であり、その結果、従来の一
成分現像方法に於ける種々の欠点、すなわち、現像画像
の乱れ、カブリの発生、濃度ムラ、及びこれらの経時的
変動、環境による変動を防止し、更に、現像剤搬送部材
上で現像剤を安定に搬送することができ、現像性と転写
性との性能バチンスのよい現像装置を提供するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段、作用〕本発明は、現像
装置に関するものであり、特に−成分現像剤を用いた新
規な現像装置に関するものであり、静電潜像担持体或い
は電極に対向した現像剤搬送部材上に、現像剤を略単層
に保持し、次いで、この現像剤を静電潜像担持体或いは
電極と非接触状態となる様に現像領域に搬送し、静電潜
像担持体或いは電極と現像剤搬送部材及び／或いは現像
剤自身とで形成する電界中で、現像剤に静電潜像或いは
電極の極性り反対極性の電荷を誘導せしめ、選択的に現
像剤を画像部、にのみ飛翔させて現像する現像装置であ
って、現像剤もしくは現像剤搬送部材のいずれか一方あ
るいは両方は、電気的整流性を有することを特徴とする
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を基にして説明する。

第１図は、本発明の実施例の現像装置の概略を示す。

第１図に於いて、静電潜像担持体としての感光体１上に
は図示せぬ手段により、静電潜像が形成され、一方、現
像剤としてのトナー５は、現像剤搬送部材（ドナー）４
上にほぼ単層に保持され、現像領域に搬送される。現像
領域に於いては、感光体１と現像剤搬送部材４との間は
、現像剤搬送部材４上に形成された現像剤層が感光体１
と非接触状態となる様な間隙を維持する様に、保持され
ており、トナー５は、画像部にのみ転移して、現像作用
が行なわれる。

さらに、詳しくは、本発明に於けるトナー５は、現像剤
搬送部材４上で単層の現像剤層に形成された上で現像領
域に搬送され、該領域に於いて、感光体１と現像剤搬送
部材４との間で形成される電界下で、静電潜像と反対極
性の電荷の誘導が行われ、これにより、画像部にのみト
ナー５の転移が行われ、現像過程を終了するものである
。

なお、第１図にふいて、符号２は現像機であり、符号３
はトナー溜めであり、また、矢印Ａは、感光体１の進行
方向を示し、矢印Ｂは、現像剤搬送部材４の回転方向を
示す。

斯様な構成の方法によれば、前述した様なトナー粒子側
々の電荷量にバラツキは生ぜず、かつ、経時的変化や環
境変化等により、電荷量の変動を受ける事がなく、従っ
て、常に必要にして十分な量の現像剤を転移させる事が
可能である。故に、従来の一成分現像方法に於ける種々
の欠点、例えば、現像画像の乱れ、カブリの発生、濃度
ムラ等、又、これらの経時、環境変動を防ぐ事が出来る
。

なお、本発明の現像装置は、主として、以下の３つの構
成（■、■、■）を有する。

■　現像剤を現像剤搬送部材上にほぼ単層に保持する。

■　静電潜像担持体あるいは電極と、現像剤搬送部材上
に形成された現像剤層とは、非接触状態となっている。

すなわち、狭ＤＲ３（間隙）となっている。

■　現像剤あるいは現像剤搬送部材は、電気的整流性を
有する。尚、現像剤としては、導電性あるいは高抵抗（
はぼ１０′６Ωｃｍまで）の−成分系トナーを用いるこ
とができる。

次に、現像剤搬送部材上での現像剤の安定搬送、及び、
現像性と転写性との性能バランスについて説明する。

現像剤の安定搬送実施例においては、現像剤（トナー）は、現像に先立っ
て、予め電荷を保持しているので、現像剤の安定搬送を
達成することができる。

第２図には、現像前のトナー電荷量（μｃ／ｇ）に対し
て、線巾比（Ｗ、、ｐＹ／Ｗ、ｒｉ、）　　（すなわち
、原稿の線巾（Ｗ、ｒｉ、）に対するコピーの線巾（Ｗ
ｃｏ□））、及び背景部濃度が示されている。

第２図において、トナーが、過剰に現像されるときの電
荷（例では負）と同極性（すなわち負）であって絶対値
が大きな値になると、画像のカブリ、線の太りが生じ、
一方、トナーが、過剰に現像されるときの電荷（例では
負）と逆極性（すなわち正）であって絶対値が大きな値
になると、線の細りが生じる。

上記第２図から、現像前のトナー電荷量のラチチュード
すなわち許容範囲は、−３〜１０（μｃ／ｇ）である。

そして、実施例においては、逆極性部分を取り扱わない
ので、トナー電荷量は、−３〜０（μｃ／ｇ）である。

従って、トナーは、現像に先立ち、現像のときの電荷と
同極性の電荷であって現像には不充分な量の電荷を保持
しており、該電荷量は、その絶対値が３μｃ／ｇ以下に
設定されている。これにより、トナーの安定搬送が可能
となる。

現像性と転写性との性能バランス次に、現像性と転写性との性能バランスについて説明す
る。なお、実施例においては、トナーは、現像のときに
負の極性であるので、電子受容性材料を含む。

第３図（ａ）において、ドナー４上で、トナー５に負又
は正の電荷を付与した場合に、トナー５は電子受容性材
料を含むので、時間とともに、第３図（ｂ）のような状
態となり、すなわち、トナー５は負の電荷を保持する。

そして、このようなトナー５は、第３図（Ｃ）の現像に
とって非常によい。

そして、第４図において、上記のトナー５を転写すると
きには、紙６への電荷の供与が起こりにくい、すなわち
、トナー５は整流性を有するため、１３　　゛良好な転写がなされる。なお、符号７は転写コロナであ
り、また、矢印Ｃは紙６の移動方向を示す。

なお、電子供与性のトナー５を、第４図と同じ条件で転
写すると、紙６との電荷交換が起こり、良い転写は不可
となる（第５図参照）。

また、現像剤搬送部材（ドナー）として、電子供与性ド
ナー８を使用した場合にも、トナー５への電荷注入性が
よくなり、現像性が向上する。・な右、トナーあるいは
現像剤搬送部材に電気的整流性を与えるには、トナーあ
るいは現像剤搬送部材を構成する材料中に、電気的整流
性を与える材料を含有せしめるか、又は、トナーあるい
は現像剤搬送部材の表面に電気的整流性を与える材料の
層を形成する。電気的整流性を与える材料としては、電
子受容性材料あるいは電子供与性材料を挙げることがで
き、電子受容性材料としては、例えば、ニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、■−二トロナ
フタリン、２．４ジニトロフルオレノン、２．４．７−
）リニトロフルオレノン、テトラシアノエチレン、テト
ラシアノキノジメタン、ジクロルジシアノ−ｐ−ベンゾ
キノン、無水マレイン酸、無水フタル酸、ヒドロキノン
等がある。

また、電子供与性材料としては、例えば、ナフタレン、
ジフェノール、フレオレン、アンスラセン、フェナンス
レン、Ｎ−ビニルカルバゾール、アニリン、Ｎ−ビニル
イミド等がある。

従って、実施例にふいては、トナーは電子受容性材料を
含み、あるいは、ドナーは電子供与性材料を含むので、
現像性と転写性との性能バランスを向上させることがで
きる。

次に、本発明の理解を促進するために、以下の３つの実
施例について説明する。

実施例１　　　１０１０Ω印のトナー使用第３図におい
て、電子受容性トナーを使用した場合には、転写率８０
％以上でシャープで良好な画像となったが、一方、電子
供与性トナーを使用した場合には、転写率５０％以下で
あり、にじんで低濃度な画像となった。

実施例２　　　１０１２Ωｃｍのトナー使用電子受容性
トナーを使用した場合には、転写率８０％以上で良好な
画像となったが、一方、電子供与性トナーを使用した場
合には、転写率６０％まで改善されたが、にじみのある
画像となった。

実施例３現像剤搬送部材（ドナー）上でトナーに電荷を持たせる
ことで、電荷のないときに比し、感光体で、３００　ｍ
ｍ　／ｓｅｃの現像速度限界が５００　ｍｍ／ｓｅｃま
で改善された。なお、トナーは１０１０Ωｃｍ、−３μ
ｃ／ｇのものであり、シリンダは５ＵＳ３０４、φ３７
のものであり、シリンダの表面速度は感光体のそれと等
速である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、現像剤個々の電
荷量にバラツキが無く、かつ経時、環境等により変動す
る事が無く、更に、常に一定個数の現像剤が転移する事
が可能であり、その結果、従来の一成分現像方法に於け
る種々の欠点、すなわち、現像画像の乱れ、カブリの発
生、濃度ムラ、及びこれらの経時的変動、環境による変
動を防止した現像装置を提供することができる。

更に、本発明においては、現像剤搬送部材上で現像剤を
安定に搬送することができ、更に、現像性と転写性との
性能バランスがよい。そして、画質を向上し、忠実な画
像を得ることができ、画質の乱れ、抜けを防止し、また
、現像速度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の現像装置を示す概略説明図、第２図は現像前のトナー電荷量（μｃ／ｇ）に対する線
巾比（ＷＣｏＰＹ／Ｗｏ□９）゛及び背景部濃度を示す
グラフ図、第３図（ａ）、（ハ）、（Ｃ）は電子受容性トナーを使
用した場合の現像作用を示す説明図、第４図は電子受容性トナーを使用した場合の転写作用を
示す説明図、第５図は電子供与性トナーを使用した場合の転写作用を
示す説明図、第６図は電子供与性ドナーを使用した場合の現像作用を
示す説明図である。１・・・・・・感光体２・・・・・・現像機３・・・・・・トナー溜り４・・・・・・ドナー５・・・・・・トナー６・・・・・・紙７・・・・・・転写コロナ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）静電潜像担持体或いは電極に対向した現像剤搬送
部材上に、現像剤を略単層に保持し、次いで、この現像
剤を静電潜像担持体或いは電極と非接触状態となる様に
現像領域に搬送し、静電潜像担持体或いは電極と現像剤
搬送部材及び／或いは現像剤自身とで形成する電界中で
、現像剤に静電潜像或いは電極の極性と反対極性の電荷
を誘導せしめ、選択的に現像剤を画像部にのみ飛翔させ
て現像する現像装置であって、現像剤もしくは現像剤搬送部材のいずれか一方あるいは
両方は、電気的整流性を有することを特徴とする現像装
置。
（２）前記現像剤が現像のときに負の極性の場合には、
現像剤は電子受容性材料を含み、また、現像剤が現像の
ときに正の極性の場合には、現像剤は電子供与性材料を
含む特許請求の範囲第（１）項記載の現像装置。
（３）前記現像剤は、現像に先立ち、現像のときの電荷
と同極性の電荷であって現像には不充分な量の電荷を保
持している特許請求の範囲第（２）項記載の現像装置。
（４）前記現像剤が現像に先立って保持する電荷量は、
その絶対値が３μｃ／ｇ以下に設定されている特許請求
の範囲第（３）項記載の現像装置。
（５）前記潜像担持体あるいは電極と、前記現像剤搬送
部材と、の間隙は、０．５ｍｍ以下に設定されている特
許請求の範囲第（１）項記載の現像装置。
（６）前記潜像担持体あるいは電極と、前記現像剤搬送
部材と、の間隙は、０．０２〜０．３ｍｍに設定されて
いる特許請求の範囲第（５）項記載の現像装置。
（７）前記現像剤が現像のときに負の極性の場合には、
前記現像剤搬送部材は電子供与性材料を含み、また、現
像剤が現像のときに正の極性の場合には、現像剤搬送部
材は電子受容性材料を含む特許請求の範囲第（１）項記
載の現像装置。