JPS6162082A - 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、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１　りが少なく、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
法と比較して、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、ることが困難であり、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
４１−９４７５号、特願昭５２−１０９２３７〜１０９
２４２号、特開昭４９−１０４６３９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、内層部に右いては、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、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５・
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、導電性現・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、前記搬送部材上の現像剤は、現像に先立っ
て、前記静電潜像担持体或いは電極を現像するときの極
性と逆極性の電荷を保持してい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ｌ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、現像作用が行わ
れる。

さらに、詳しくは、本発明に於けるトナー５は、導電性
トナーであり、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図において、符号２は現像機であり、符号３
は現像剤溜めであり、また、矢印Δは、感光体１の進行
方向を示し、矢印Ｂは、現像剤＋ｍ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−粒子個
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
。

次に、本発明の現像装置は、主として、以下の４つの構
成（■、■、■、■）を有する。

■　現像剤を現像剤搬送部材上に単層に保持する。

■　現像剤は導電性の現像剤（トナー）から成る。

■　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。

■　現像剤は、現像に先立って、予め、現像剤搬送部材
上で、静電潜像担持体あるいは電極を現像するときの極
性と逆極性の電荷を保持している。

そして、上記■、■、■、■の構成により、以下のよう
な効果を奏する。

■、■、■の構成により、潜像担持体あるいは電極で形
成する電界パターンに忠実な現像を行うことができる。

■の構成により、従来装置のごとく現像剤ブラシで摺擦
しないので、像の変形、ゆがみを防止することができる
。

■の構成により、現像量、（最高濃度）の変化が少なく
、かつ、ある値に規定できる（Ｄｍａｘ　）。

■の構成により、現像作用は、環境に依存しない。

■、■、■の構成により、印刷網点の階調性がよく、ド
ツト毎のＤｍａｘが変化せず、ドツトのサイズが変化し
ない。（従来は、小ドツト抜け、大ドツト埋まりが生じ
ていた） ■の構成により、写真の階調性がよく、電界に応じて現
像量が変化する。（なお、帯電型は０Ｎ１０ＦＦ的であ
る） ■の構成により、低濃度画像、低コントラスト画像の再
現ができ、カブリを制御できる。

次に、第２図（ａ）、ら）、（Ｃ）、（ｃ　’　）　、
（ｄ）に基づいて、従来の現像作用を説明する。なお、
図において、符号１ａは画像部を示し、符号１ｂは非画
像部を示す。

第２図（ａ）は、トナー５が予め負に帯電されている（
絶縁トナーの現像）場合を示し、画像部１ａよりも広い
範囲のトナー５がジャンプし、及び／又は、背景部の微
小な電界でも、ジャンプするトナー５がある。

第２図（ｂ）は、背景部に対してトナー５が付着する状
態を示す。

第２図（Ｃ）、（Ｃ′）は、背景部に電荷がない場合、
又は、現像バイアスで背景部の電界を逆向きにした場合
を示し、詳しくは、第２図（Ｃ）は、広い範囲に飛んだ
トナー５が画像部１ａのエツジ部に集中する（エツジ効
果）状態を示し、また、第２図（Ｃ′）は、第２図（Ｃ
）と同様のトナー５がエツジ部に到達できずに、非画像
部１ｂにはみ出す状態を示す。

第２図（ｄ）は、現像バイアスで更に画像電界までも弱
めた場合を示し、この場合には、画像が細っている。

以上の第２図（６）〜（ｄ）の制御は、非常に困難であ
る。

次に、本発明について詳述する。

本発明においては、導電性現像剤（導電性トナー）なの
で、該トナーは、通常状態では、電荷を有していない。

従って、第２図（５）、（Ｃ）、（Ｃ′）の様なことは
、起こりにくい。なお、電界の広がりで画像部近傍の非
画像部のトナーにまで電荷が誘起され、このため、第２
図（ｂ）、（Ｃ）、（Ｃ′）に似た現象が起こる場合が
ある。

そこで、トナーを予め逆極性に帯電すれば、画像部周辺
及び非画像部の弱電界でトナーに電荷が誘起されても、
現像１゛ご足る電荷量（順極性）にまではならない。一
方、画像部の強電界領域では、トナーに大きな電荷が誘
起され、現像が行われる。

従って、第３図（ａ）、（ハ）に示されるように、トナ
１′４ −は画像部にのみ飛翔し、付着するので忠実な現像像を
再現できる。

次に、トナーを予め逆極性に帯電する構成について説明
する。

第４図において、トナー溜め３内のトナー５中には、電
荷付ｌＦｉ電極８の一部または全部が埋め込まれている
。また、現像剤搬送部材（スリーブ）４は、シリンダー
（電極）６と、該シリンダー６の表面を覆う半導電性層
７と、から成る。前記電荷付与電極８には、電荷付与電
源８′からバイアス電圧が印加されている。なお、符号
９は、現像バイアス電源を示す。

そして、 電荷量５．電極８へのバイアス電圧・・・３００■電荷
付与電極８とスリーブ４ との間のギャップ　　　　　　　・・・ｌ　ｍｍトナー
の体積−抵抗率　　　　　　・・・１０６　ΩＣｍとし
た場合に、トナー５は、現像に先立って、５μｃ／ｇの
電荷量を保持した。そして、非常に密なトナーの単層が
得られ、このようなトナー単層を用いて現像を行ったと
ころ、忠実で良好な現像を行うことができた。

また、第５図（ａ）、（５）においては、トナーを予め
逆極性に帯電するための他の構成が示されている。

第５図（ａ）においては、１本又は複数本のワイヤー状
電極１０が設けられており、第５図（ｂ）においては、
板状分割電極１１が設けられている。このような構成に
おいては、トナーの流れがよく、良好な現像作用が可能
である。

また、第６図には、実施例において、現像前のトナー電
荷量（μｃ／ｇ＞に対して、線１Ｊ比（Ｗｃｏｐｖ　／
　Ｗｏｒｉｇ　）　　（すなわち、原稿の線ｒｌＪ（Ｗ
ｏｒ＋、）に対するコピーの線Ｎ］（Ｗｃｏｐｖ）　）
、及び背景部濃度が示されている。そして、線巾比（Ｗ
ｃｏｐｙ　／　Ｗｏｒｉｇ　）が０．９以上の領域を許
容レベルとすると、電荷量１０（μｃ／ｇ）以下という
値を得た。このような領域では、背景部濃度の許容値０
．０２以下を満足している。

なお、ドナー上に半導電性層を設けなくとも、トナーは
、３μｃ／ｇ程度に帯電し、良好な現像が可能である。

また、絶縁層を設けた場合には、トナーは、８μｃ／ｇ
に帯電し、良好な現像が可能である。

また、トナーへの電荷付与方法としては、前述した方法
の他に、第７図に示されるものがある。

この第７図においては、コロナ帯電を利用しており、非
接触電極１２による誘起電荷を利用している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、現像開側々の電
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、常に一定個数の現像剤が転移する
事が可能であり、その結果１、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、搬送部材上の現像剤は、現像
に先立って、前記静電潜像担持体酸いは電極を現像する
ときの極性と逆極性の電荷を保持しており、現像剤は、
画像部にのみ飛翔し、付着するので、忠実な現像像を得
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（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（Ｃ′）、（ｄ）ハ従
来ノ現像作用を示す説明図、 第３図（ａ）、（ハ）は本発明の実施例による現像作用
を示す説明図、 第４図、第５図（ａ）、（ｂ）はトナーを予め逆極性に
帯電する構成を示す説明図、 第６図は実施例にお・いて現像前のトナー電荷量（μｃ
／ｇ）に対、する線巾比（ＷＣｏＰｖ／Ｗｏｒ、、）及
び背景部濃度を示、すグラフ図、 第”７図はトナーへの電荷付与方法を示す説明図である
。 １・・・・・・感光体 １ａ・・・・・・画像部 １ｂ・・・・・・非画像部 ２・・・・・・現像機 ３・・・・・・現像剤溜め ４・・・・・・現像剤搬送部材 ５・・・・・・トナー ６・・・・・・シリンダー ７・・・・・・半導電性層 計・・・・・電荷付５．電極 ８′・・・・・・電荷付与電源 ９・・・・・・現像バイアス電源 １０・・・・・・ワイヤー状電極 １１・・・・・・板状分割電極 １２・・・・・・非接触電極 ゛　　　　　Ｄ 勢登ピ　＼ 洲 手続補正書（方式） １．事件の表示　　昭和５９年特許願第１８３７１８号
２、発明の名称　　　　現　像　装　置３、補正をする
者 事件との関係　　出願人 名　称　（５４９）富士ゼロックス株式会社４、代理人 ５、補正命令の日付　　昭和６０年１月２９日６、補正
の対象　　　　明細書の図面の簡単な説明の欄図　　面 ７、補正の内容 （１）明細書第１８頁第６行の”　（ｃ’　）「（ｄ）
、（ｅ）」に訂正する。 １（２）　　図面中、第２図の分目番号（ｃ’　）　、
（ｄ＋を別紙未配のごとり（ｄ）、ｔｅｌに訂正する。 手続補正書 １．事件の表示　　　昭和５９年特許願第１８３７１８
号２、発明の名称　　　　現　　像　装　置３、補正を
する者 事件との関係　　出願人 名　称　（５４９）富士ゼロックス株式会社４、代理人 ５、補正命令の日付　　自　　　発 ６、補正の対象　　　　明細書の発明の詳細な説明の欄
７、補正の内容 明細書中の下記各個所の誤記を各々訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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、導電性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、前記搬送部材上の
   現像剤は、現像に先立って、前記静電潜像担持体或いは
   電極を現像するときの極性と逆極性の電荷を保持してい
   ることを特徴とする現像装置。
2. （２）前記現像剤が現像に先立って保持する電荷量は、
   絶対値で１０μｃ／ｇ以下である特許請求の範囲第（１
   ）項記載の現像装置。
3. （３）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用以下である特許請求の
   範囲第（１）又は（２）項記載の現像装置。
4. （４）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である特許請
   求の範囲第（３）項記載の現像装置。