JPS6342784B2 - - Google Patents

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JPS6342784B2
JPS6342784B2 JP54026904A JP2690479A JPS6342784B2 JP S6342784 B2 JPS6342784 B2 JP S6342784B2 JP 54026904 A JP54026904 A JP 54026904A JP 2690479 A JP2690479 A JP 2690479A JP S6342784 B2 JPS6342784 B2 JP S6342784B2
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JP
Japan
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toner
developing
magnetic
image
carrier
Prior art date
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Expired
Application number
JP54026904A
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English (en)
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JPS55120043A (en
Inventor
Tsutomu Toyono
Toshiharu Nakamura
Junichiro Kanbe
Yasuyuki Tamura
Tooru Takahashi
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS6342784B2 publication Critical patent/JPS6342784B2/ja
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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一成分磁性現像剤を用いた現像方法及
び装置に関するものである。
磁性トナーを用い特定の塗布手段によつて非磁
性スリーブ上にトナーの薄層を形成し、これを潜
像形成体とトナー層以上の間隙を保持して対向さ
せて現像を行う方法は、かぶりのない鮮明な画像
を与える優れた現像方法である。しかし乍ら、こ
の方法には次にあげる現象が生じ易いという問題
がある。
即ち、 (1) 潜像周辺部の電気力線がスリーブ面まで到達
し得ず、従つてライン周辺部の再現性に難点を
有すること。
(2) 凝集性の高いトナーを用いると、スリーブ面
から潜像形成体へのトナー転移が起きにくくな
ること。
(3) 階調性が低いこと。
本発明は上記の問題点を除去し、更に細線画像
及び連続階調性像という性質の全く異なる画像に
対し、どちらも良好な画像を得ることのできる現
像方法及び装置を提供することを目的とするもの
である。
そのためには顕画化されるべき画像が細線画像
か、それとも写真等の連続階調性像の画像である
かにより現像領域における磁界を制御するもので
ある。
本発明は、細線画像等が主となる画像を現像す
る場合には、現像部において反撥磁界を形成する
とともに、現像間隙に交番電界を印加することに
より行ない、また写真等の連続階調性像の現像の
場合には、現像領域に単磁極による磁界を作用さ
せるとともに交番する電界を印加することにより
達成するものである。
以下、本発明に係る現像方法及び装置の実施態
様並びに実施例を図面を参照して、詳細に説明す
る。
第1図A,Bは、本発明に係る現像方法の原理
的説明をなすために描いたもので、先ず、この図
面を用いて本発明の目的並びに効果として表現さ
れる、顕画像の地カブリ防止及び階調性向上につ
いて原理的説明を行う。
第1図Aは、横軸に静電像電位がとられ、縦軸
には現像剤担持体(以下トナー担持体とも言う)
から静電像保持面へのトナーの転移量(正方向)、
又は静電像保持面に付着したトナーがトナー担持
体へはぎとられるトナー逆転移度(負方向、転移
度については後述する)をとつて示したグラフで
ある。静電像電位としては、非画像部電位VL(通
常は画像の明部に対応する部位の表面電位で、電
位としては最小の値である。)と画像部電位VD
(通常は画像の暗部に対応する部位の表面電位で、
電位としては最大の値である。)を両端の電位と
して表わしてある。尚、中間調を含む画像の該中
間調部位の表面電位は、その階調の程度により、
VDとVLの中間の電位をとる。
第1図Bには、トナー担持体に印加する電圧波
形が横軸に電位を、縦軸に時間をとつて描いてあ
る。矩形波が例示されているが、後述する通り、
この波形に限定されるものではない。例示された
矩形波は、時間間隔t1では上記静電像保持体の背
面電極を基準としたトナー担持体への印加電圧最
小値Vminのバイアス電圧が印加され、同t2では
同最大値Vmaxのバイアス電圧が印加される周期
的交番波形である。
画像部電位VDは、用いる静電像形成プロセス
によつて正電位を採る場合と、負電位を採る場合
があり、非画像部電位VLについても然りである。
しかし、ここでは理解を易しくする観点から、先
ずVDが正電位の場合を特に例にとり以下説明し
ていく。勿論、これは説明のためのもので、本発
明はこれに限定されない。VD=0の場合、勿論
非画像部電位VLとの関係はVD>VLとなる。さ
て、ここで、トナー担持体に印加する上記最大電
圧Vmax、最小電圧VminとVLとの関係を Vmax>VD>VL>Vmin …(1) を満足するように設定すると、時間間隔t1では、
バイアス電圧Vminがトナー粒子をトナー担持体
から静電像保持体に向けて転移させるように作用
するから、この段階をトナー転移段階と呼ぶ。
又、時間間隔t2では、バイアス電圧Vmaxは、時
間間隔t1において静電像保持体へ転移したトナー
を逆に、トナー担持体へ戻す傾向に作用するの
で、この段階をトナー逆転移段階と呼ぶ。
第1図Aには、t1におけるトナー転移量と、t2
におけるトナー逆転移度が静電像電位に対しモデ
ル的にプロツトされている。ここにトナー逆転移
度なる用語が用いられているのは、t2において、
実際とは異なり、トナーが静電像保持体の画像部
と非画像部のいずれにも一様な層として付着して
いる状態を仮想し、この状態からバイアス電圧
Vmaxが印加された場合にトナー担持体に向かつ
て逆転移してくる量を示したもので、トナー逆転
移の確率を表わす趣旨から逆転移度なる用語にし
たわけである。
さて、トナー転移段階における、トナー担持体
から静電像保持体へのトナー転移量は、第1図A
に破線で示したカーブ1の如くになる。この曲線
の傾きは、バイアス交互電圧を印加しない場合の
曲線の傾きにほぼ等しいものである。この傾きは
大きく、しかもVLとVDとの中間の値で、トナー
転移量は飽和してしまう傾向にあり、従つて、中
間調画像の再現に劣り、階調性は悪い。第1図A
に示した第2の破線のカーブ2は、トナー逆転移
段階における、上述のトナー逆転移の確率を表わ
したものである。
本発明に係る現像方法においては、このような
トナー転移段階と、トナー逆転移段階とが、交互
に繰り返されることにより第1図Aにカーブ3と
して示した通り、傾きの小さい、且つVLからVD
にかけてほぼ一様なトナー転移量変化を来たす現
象を得ることができたものである。従つて、非画
像部においては、最終的にトナーの付着は実用上
皆無に近く、他方中間調画像部分へのトナーの付
着は、その表面電位に則した階調性の極めて高い
優れた顕画像が得られる。
尚、印加される交番電界の周波数は1KHz以下
にするのが好ましい。これは、交番電界が印加さ
れたとき、トナーがトナー担持体と潜像保持体と
の間で付着、離脱運動をくり返すには有限の時間
が必要であるからである。特に弱い電場を受けて
転移するトナーの転移を確実に行うには長時間を
要する。したがつて上記の低い周波数が好まし
く、これによつて前述の通り階調性の優れた顕画
像が得られる。
しかしながらこの場合、潜像周辺部の電気力線
が充分にトナー担持面まで到達し得ないことによ
り、ライン周辺部の再現性特に細線再現性が充分
とは言えない場合もある。これをどう解決するか
について説明する。
第2図は現像部において反撥磁界を形成した場
合の現像部における磁力線に沿うトナー層形成の
様態を示したものである。
図示のように反撥磁界の形成されている領域で
は、磁力線に沿つて穂状に整列しているトナー鎖
4は伸びきつた状態になつており、スリーブの移
動に併つて潜像保持体5の画像部5aの方向に伸
びたままで、トナー担持体7の移動と共にA位置
からB位置へ移動する。従つて、このA−B領域
では、トナー密度は粗であり、粒子間相互、及び
粒子−スリーブ間の付着力は弱く潜像形成体5へ
のトナーの転移が容易に行われ易い。又、トナー
鎖が伸びきつているために、潜像周辺部5bの電
気力線にも感じ易く、細線再現性に優れたものと
なる。さらに、高速でA位置からB位置へトナー
の移動がおこるため現像領域に於てトナーはクラ
ウト状態をなし潜像のエツジ効果により潜像端部
にトナーの転移が行なわれる。
ところが一方に於て、トナー密度が粗であるこ
とのためかち密な画像が得られない場合が起こ
る。またトナー鎖ののび上がりが大きく、鎖の先
端が潜像形成面に接触し易く、非画像部のカブリ
汚れが生じ易いという問題もある。ここで背面電
極6とトナー担持体としてのスリーブ7の間に前
述の通りに交番電界を印加してやると、上記の欠
陥が改善され、細線再現性、階調性に富んだ、し
かもち密で高品質な画像が得られることが明らか
になつた。反撥磁極8による反撥磁界作用下にお
ける交番電界の効果は次のように推測される。
現像部を通過する間に交番電界により、スリー
ブ=潜像形成面間でトナーの往復運動が生ずる。
これにより一旦潜像面に鎖状のままで転移したト
ナーも、スリーブとの間を行き来するうちに解き
ほぐされ、一様に画像面に再配列される。又、電
界の効果によつてスリーブ上の広い領域のトナー
を現像に寄与させることが出来る。これらの効果
によつて、ち密な画像を得ることが出来る。又、
トナー鎖の摺擦によつて生じ得る非画像部のカブ
リも交番電界の逆位相時に取り去ることが可能と
なる。
しかし交番電界による階調性の向上も反撥磁界
を用いた場合は、現像領域に単極磁極を配置しそ
れによる垂直な磁界に比べてその効果が低くな
る。これは交番する電界によりトナーが往復運動
するわけであるが、反撥する磁界によりトナーが
擾乱され、クラウド状態となりエツジ効果により
画像周辺部にひきつられるものと推測される。
第3図は本発明に係る現像装置の1実施態様を
示すもので、磁力拘束力の弱い磁界を互いに反撥
する磁極(図示ではS−SによるM1)によつて
得る構成を示したものである。図において5は光
導電層を含む感光ドラムで図中矢印方向に回転す
るよう支持されている。4は、収納容器10内に
収納された磁性トナーである。7は磁性トナー4
を支持し、現像領域へ搬送する非磁性体円筒状の
トナー支持部材で、矢印方向に移動するよう支持
されている。11は、磁性トナー4をトナー支持
部材7上に薄く塗布するためのトナー塗布部材で
磁性体であり、磁性トナー4を該塗布部材とトナ
ー支持部材との間で磁力によつて極めて薄く規制
しながら通過させるものである。
12は、現像極として互いに反撥する磁極(S
−S)からなる磁極M1と、これと異極(N)か
らなる単一磁極M2を有する磁石であり、13は
この磁石を回動させる絶縁性のアームで、一端は
該磁石を軸支し、他端にはバネ14に抗して動作
するプランジヤー15が取り付けられている。
細線現像の顕画像を得る為には、M1極を現像
領域に対向させる如く、プランジヤー15を作動
させ、アーム13を介して磁石12を固定し、又
写真等の再現を得る為にはプランジヤー15を解
放し、バネ14によりアーム13を一点鎖線位置
に固定し、マグネツトM2極により現像を行なう。
16は直流を重畳された交流電源であり、スリー
ブ7の回転軸7aに接続されており現像域に於て
潜像保持体5とスリーブ7の間に交流バイアスが
印加される。
図示の反撥極が現像部に配置されているとき
は、反撥極M1の極間において互いの磁界が反撥
し合う為、トナー支持部材7への磁力拘束力が弱
くなり、画像端部が良好なものとなるのである。
以下に実施例を説明する。
スリーブ7は直径30mmの非磁性ステンレス製
で、潜像保持体の表面と速度差をなくすように
100mm/secの周速度で回転している。
磁石12におけるM1極は、850ガウスと850ガ
ウスの反撥極(S−S)であり、同M2極は650ガ
ウスの単極である。
磁性トナー4は、 ポリスチレン 60wt% マグネタイト 35wt% 電荷制御剤 5wt% からなり流動性向上のためコロイダルシリカが
0.2wt%外添されている。
磁性ブレード11は、鉄製でありブレード・ス
リーブ間隙を200μに、またスリーブ・ドラム間
隙を300μに周知の手段により位置設定されてい
る。潜像は、暗部電位+500V、明部電位0Vであ
つた。現像バイアスは交流VPP900Vに+200Vの
直流を重畳したものを用いた。
これによつて反撥極M1を選択して現像位置に
到来させたところ、交番電界とも相まつてトナー
粒子がクラウド状となり、エツジ効果により細線
画像が良好に再現された。また単極M2を選択し
て現像位置に到来させたところ、通常の磁気ブラ
シが形成され、交番電界とも相まつて現像剤の現
像間隙中の往復動が一層強調されて、階調性があ
り、地カブリのほとんどない顕画像が得られた。
本発明は以上詳述したように、現像剤支持体を
現像部において潜像保持体と微小間隙をおいて対
峙させて現像する方法であつて、上記現像間隙に
交番バイアスを印加すると共に、該現像部におい
て反撥磁界を介在させたクラウド状の作用と、単
一磁界を介在させた磁気ブラシ作用とを選択的に
選定し、画像に応じて選択的に切換えるようにし
たことを特徴とする現像方法及びその装置を提供
するものであるから、両者の切換によつて所謂ラ
インコピーのように線画像の再現ときには交番電
界と反撥磁界を作用させてエツジの強調された現
像を行い、また写真等の階調性のある画像の再現
のときには、単一磁極による磁界作用と交番電界
作用を共同介在せしめて、階調性にすぐれ地カブ
リのない顕画像を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは潜像電位に対するトナー転移又は逆
転移の状態を示す特性図、第1図Bは印加交番電
圧の1例の波形図、第2図は反撥磁界による作用
を説明する説明図、第3図は本発明に係る現像装
置の1実施態様の断面図である。 4……現像剤、5……潜像保持体、7……現像
剤支持体、12……磁石ロール、13……レバ
ー、15……プランジヤー、16……交番電界印
加電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁性トナー層を担持したトナー担持体が静電
    潜像保持体に間隙を介して対向する現像部で、磁
    性トナーをトナー担持体から静電像保持体に転移
    させ、静電像保持体に転移した磁性トナーをトナ
    ー担持体に逆転移させる交番電界を形成して現像
    を行なう現像方法において、 細線画像が主となる静電像を現像する際に上記
    現像部に反発磁界を作用させて現像を行ない、連
    続階調性静電像を現像する際に上記現像部に単磁
    極を作用させて現像を行なうことを特徴とする現
    像方法。 2 磁性トナー層を担持したトナー担持体が静電
    潜像保持体に間隙を介して対向する現像部で、磁
    性トナーをトナー担持体から静電像保持体に転移
    させ、静電像保持体に転移した磁性トナーをトナ
    ー担持体に逆転移させる交番電界を形成して現像
    を行なう現像装置において、 上記トナー担持体の内側に設けられ、反発磁界
    を形成するための反発磁極と単一磁極とを備えた
    磁石と、細線画像が主となる画像を現像する際に
    上記現像部に該反発磁界を作用させ、連続階調性
    像に応じて上記現像部に該単一磁極を作用させる
    現像磁極切換手段とを有することを特徴とする現
    像装置。
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JPS60131553A (ja) * 1983-12-20 1985-07-13 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 現像方法
DE69425624T2 (de) * 1993-10-15 2001-04-26 Canon K.K., Tokio/Tokyo Trägermaterial für Elektrophotographie, Entwickler des zwei-komponenten Typs, und Bildherstellungsverfahren

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