JPH0395577A - 高画質現像装置 - 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、高画質現像装置に関するもので、より詳細に
は１・ナーと磁性キャリヤとの二成分系現像剤の磁気ブ
ラシを用いて、高画質の画像、即ち多重細線の再現に際
して、各線毎の線幅が一定で偏りがない画像を形成させ
る現像装置に関する。

（従来の技術） 磁性キャリヤとトナーとを含有する二成分系現像剤は商
業的な電子写真複写機に広く使用されており、電荷像の
現像に際しては、この現像剤の磁気ブラシを内部に磁極
を備えた現像スリーブ上に形成し、この現像スリーブを
回転させ、磁気ブラシを静電像を有する感光体を摺擦さ
せてトナー像を形威している。

現像スリーブ上の磁気ブラシと感光体との摺擦方向につ
いては、順方向駆動と逆方向駆動との両方が知られてい
るが、ブラシマーク発生防止の点では前者の順方向駆動
が有利であると言われている。現像スリーブ内に設ける
磁極の配置についても現像用主極を種々の角度で設定す
ることが知られているが、従来使用されている現像用主
極は断面形状が長方形でその磁力パターンは第２図に示
す通り対称で上に凸のなだらかな曲線状のものである。

最近に至って現像主極として非対称の磁力パターンを有
する磁極を用いることも既に知られており、特開昭６１
−２２３５５号公報には、トナー粒子と磁性キャリヤ粒
子とを主体とする二成分現像剤を現像剤搬送担体面上に
供給して現像剤層を形威し、現像剤搬送担体面上の現像
剤層を振動電界下に置くことによって像担体面の潜像を
現像する方法において、現像剤層に現像領域上流におい
ては弱く下流においては強い磁界を作用させることを特
徴とする現像方法が記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら従来接触型現像に一般に使用されている第
２図の対称磁力分布曲線を有する現像主極を使用する場
合には、文字の再現に際して各線毎の線幅に偏りを生じ
やすく、所謂先端欠＋−１や後端欠けを生じやすいとい
う欠点が認められる。

また後者の提案は現像主極として非対称磁力分布の磁力
を用いることに着目したものとして意義深いものと認め
られるが、この提案は現像剤層が非接触で且つ現像剤層
が振動電界下に置かれることにより現像が行われる方法
であって現像剤磁気ブラシと感光体とが直接摺擦する直
接現像方式にはこれを適用することができない。

本発明者等は、現像主極幅中心線よりも上流側部分の少
なくとも一部を残してそれよりも下流側の部分をカット
したものを現像主極として使用すると前記公報に見られ
る提案とは全く逆に主極中心よりも上流側にスリーブ表
面」二の磁束密度（以下単に磁束密度という）の極大値
が存在する非対称磁力分布の磁界を形成することが可能
となり、これにより高画質の画像が得られることを見出
した。

即ち本発明の目的は多重細線の再現に際して、各線毎の
線幅が一定で先端欠けや後端欠けが防止され、しかも高
濃度及び高品質の画像を形成させ得る接触型現像装置を
提供するにある。

本発明の他の目的は、漢字の再現性や、コピーからコピ
ーへの複写を反復した場合の再現性に優れた接触型現像
装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によればトナー粒子と磁性キャリヤとから成る二
成分系現像剤が供給される現像スリーブ、現像スリーブ
内に固定された現像主極を含む複数の磁極、現像スリー
ブに対して現像位置で二成分現像剤の磁気ブラシを介し
て接触する感光体ドラム、及び現像位置において現像ス
リーブ及び感光体ドラムを同方向に移動するように駆動
する駆動系を含む現像装置において、 現像主極が現像主極幅中心線よりも上流側の部分の少な
くとも一部を残してそれよりも下流側の部分をカットし
た現像主極から威ることを特徴とする高画質現像装置が
提供される。

（作用） 添付図面第１図は本発明に用いる現像主極の配置断面図
であり、第２図は従来使用されている現像主極の配置断
面図である。これらの図面において現像スリーブ１の内
部にはマグネットロール２が設けられており、このマグ
ネットロールには他の磁極と共に現像主極３が固定され
て設けられている。従来の現像主極３は断面が長方形の
形状のものであるが（第２図）、本発明で用いる現像主
極は第１図に示す通り、現像主極幅中心線ｎよりも上流
側の部分の少なくとも一部４を残してそれよりも下流側
の部分５をカットした形状及び構造のものである。第１
図によく示されるように現像主極は一方の磁極Ｎ或いは
Ｓがスリーブ１の内面と対向するように配置されるが、
上流側の着磁面６がスリーブ側に近接し下流側の着磁面
７がそれより遠くなるように段差８を設けて切欠きを形
成するのが一般的である。

本発明によりこの構造の現像主極を使用すると、現像位
置に対して主極中心よりも上流側に磁束密度の極大値が
存在し、且つ上流側に比して下流側に磁束密度の小さい
非対称磁力分布の磁界を形成することができる。

第３図は第１図の現像主極の磁力分布曲線であり、第４
図は第２図に示す従来使用されている現像主極の磁力分
布曲線である。これらのグラフにおいて、左側がスリー
ブ回転の上流側で右側が下流側である。従来の現像主極
では磁力分布曲線の極大値と主極中心とが一致するのに
対して、本発明の現像主極では磁力分布曲線の極大値が
主極中心よりも上流側にずれていることが了解されよう
。

本発明の現像装置においては、現像スリーブと感光体と
が現像位置において同方向に駆動するようになっており
、接触現像を行う際、現像位置乃至その近傍に位置する
現像主極が主極中心よりも上流側に磁束密度の極大値が
存在する非対称磁力分布を有する主極であるので、高濃
度でありながら、密集細線の現像に際して、各線毎の線
幅が定で、先端欠けや後端欠けが防止された高画質の複
写像を形戒することができる。

密集細線の現像に際して生じる先端欠けや後端欠けを説
明するための第５図において、このグラフは横軸に送り
方向の距離を、縦軸に密集細線複写画像のマイクロデン
シトメータにより反射画像濃度をとり、両者の関係をプ
ロットしたものである。第５図における曲線（ｉ）は各
線毎の線幅が定で、先端欠けや後端欠けが認められない
ものであり、曲線（ｉ　ｉ）は先端欠けが著しいもの、
曲線（ｉ　ｉ　ｉ）は後端欠けが著しいものを示す。各
線幅の再現に関して、送り方向における偏り（δ）は、
送り方向における各山の画像濃度を順にＡ，Ｂ，Ｃとし
たとき、式 で与えられる。δの値が１００或いはその近辺である場
合には、各線幅が一定で、偏りがないこと、１００より
も大きい場合は先端欠けがあること、及び１００よりも
小さい場合は後端欠けがあることを夫々示している。

第３図に示す非対称磁力分布曲線の現像主極を有する本
発明の現像装置によればこの偏り（δ）を１００に近づ
けることが可能となのである。

本発明において、現像主極幅中心線よりも上流側の部分
の少なくとも一部を残してそれよりも下流側の部分をカ
ットすること、特に下流側の部分を段差を介してカット
することにより主極中心よりも上流側に磁束密度の極大
値が存在し、上流側に比して下流側で磁束密度の小さい
非対称磁力分布の磁界を形成することが可能となるが、
これにより高画質画像が得られるのは次のような理由と
考えられる。

般に接触型現像においてはスリーブ回転により搬送され
るトナーは主極マグネット幅中心線より上流側にて、感
光ドラムの静電像に付着し、方該中心線よりも下流側で
は磁気ブラシの立上がりが急になって磁気ブラシの穂長
が長くなり、像の乱れが生じるものと認められる。本発
明においては主極中心線よりも上流側に磁力分布の極大
値を有するようにしたためトナーの静電像への付着が有
効に行われる一方で上流側に比して下流側で磁束密度を
小さくしたため磁気ブラシの穂立ちが柔かくなって像の
乱れが防止されるものと思われる。この推定は次の実験
事実により確認される。

添付図面第６図及び第７図はそれぞれ第３図及び第４図
に示す磁力分布曲線の現像主極を使用し、特開平１−１
４０１７８号公報に示す方法で感光体表面の磁気ブラシ
現像圧力を測定した結果を表わす。この測定結果から通
常の現像主極を使用した場合には、磁気ブラシ現像圧力
がかなり大きいのに対して第２図に示す非対称磁力分布
の現像主極を用いた場合は磁気ブラシ現像圧力がかなり
緩和されている。

接触型現像においては、現像主極による磁束密度を低下
させれば、磁気ブラシ現像圧力を低下させ得ることは勿
論であるが、全体としての磁束密度を単に低下させただ
けでは画像濃度も全体として低下する。これに対して本
発明においては磁束密度の極大値は大きく低下させずこ
の極大値を主極中心よりも上流に位置し、しかも上流側
に比して下流側で磁束密度を低下させることにより、画
像濃度を低下させずに多重細線にお４−１る線幅の偏り
を防止するものである。

（発明の好適態様） 現像装置 本発明に用いる現像装置の一例を示す第８図において、
多数の磁極Ｎ，Ｓを備えたマグネッ］・ロール２がアル
ミの如く非磁性材料から或るスリーブ１内に収容され、
このマグネットロール２が固定され、スリーブ１は矢印
方向、即ち反時計方向に駆動回転されるように設けられ
ている。このスリーブ１の外周面に二成分系現像剤９が
現像剤攪拌供胎ローラ１０から供給されて、磁気ブラシ
１１を形成する。この磁気ブラシ１１は、スリーブ１の
回転に伴なって、スリーブ回転方向と同方向に移動する
。このスリーブ１の上に且つ磁極Ｎ，Ｓのほぼ中間に先
端１２が位置ずるように穂切用ドクター１３が設けられ
、磁気ブラシ１１を所定の穂長に切断する。

この非磁性スリーブ１に近接して、電子写真感光層１４
を備えたドラム１５が配置されている。

この感光層１４は現像域１６において磁気ブラシ１１の
移動方向と同方向になるように駆動される。現像位置乃
至その近傍には、前述した要件を満足する現像主極１３
が設けられている。感光層１４上の静ｉｉ　ｐＪ像は磁
気ブラシ１１により摺擦され、顕電性トナーによる現像
が行われる。

本発明の装置に用いる二成分現像剤としては、１・ナー
と磁性キャリヤとから成るそれ自体公知の現像剤が使用
される。

トナーとしては、定着用樹脂媒質中に着色剤及び電荷制
御剤或いは更にそれ自体周知のトナー用配合剤を配合し
たものである。本発明に用いるトナーは、Ｉ　Ｘ　１　
０８乃至３Ｘ１０”Ω’　ｃｍ，特に２Ｘ１０８乃至８
×１０８Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有するのが好ましく
、またその誘電率は２．５乃至４．５、特に３．０乃至
４．０の範囲にあるのが望ましい． トナー用の定着用樹脂媒質、着色剤、電荷制御剤及びそ
の他のトナー用配合剤は上記特性が得られるように選択
し組合せるのがよい。先ず定着用樹脂媒質としては、ス
チレン系樹脂、アクリル系樹脂或いはスチレンーアクリ
ル系共重合体樹脂が般に使用される。

磁性キャリヤとしては、飽和磁化が４０乃至１１ ６　５　ｅｍｕ／ｇ　、特に４５乃至５　ｅ　ｅｍｕ／
ｇの範囲にあるのが望ましい。磁性キャリヤは、上記条
件を満足するフェライ１・キャリヤ、特に球状のフエラ
イトキャリヤが好適なものてあり、その粒径ぱ２０乃至
１４０μｍ、特に５０乃至１００μｍの範囲にあること
が望ましい。

フエライトキャリヤの電気抵抗は、その化学的組成によ
って変動ずるのは勿論であるが、その粒子構造や製造方
法或いはコーティングの種類や厚みによっても変動ずる
。一般に、その体積固有抵抗は１ｘｌＯ”乃至５Ｘ１０
”Ω’ｃｍ、特に４×１０１０乃至ＩＸＩＯ”Ω・ｃｍ
の範囲にあるのがよい。

トナーと磁性キャリヤとの混合比率は、トナー及び磁性
キャリヤの物性によっても相違するが重量比で一般に１
：９９乃至１０：９０、特に２・９８乃至５：９５の範
囲内にあることが望ましい。また、現像剤全体としての
電気抵抗は、５×１０９乃至５Ｘ１０１０Ω・Ｃｍ，特
にＩＸＩＯ”乃至４Ｘ１０ｌ０Ω・ｃｍの範囲にあるこ
とが本発明１　２ の目的に好ましい。

感光体としては、従来電子写真法に使用されている感光
体、例えばセレン感光体、非晶質シリコン感光体、酸化
亜鉛感光体、セレン化カドミウム感光体、硫化カドミウ
ム感光体、各種有機感光体等が全て使用される。

他の現像条件として、感光体周速Ｖ。、現像スリーブの
周速Ｖ，との比（ｖｓ／ｖｏ）は一般に１乃至５、特に
１．５乃至３の範囲にあることが好ましい。

また、現像スリーブと感光層との距１１１ｆｄｎ−ｓが
ｎに重要な影響を及ぼすことは既に指摘したが、ｄｌｌ
，−ｓは一般に０．５乃至３．０ｍｍ　，特に０．７乃
至１．７ｍｍの範囲とするのがよい。

他の現像条件として、現像スリーブと感光体導電性基体
との間に印加するバイアス電圧は、平均電界強度が１０
０乃至１　０　０　０　Ｖ／ｍｍ，特に１２５乃至５０
０Ｖ／ｍｍの範囲となるようなものが好ましい。

現像主極のカット寸法を説明するための第９図において
、上流側に残す部分の幅をａ、全体の寸法をｂどしたと
きａ　／　ｂは１／６乃至１／２、特にｌ／６乃至１／
５の範囲にあることが好ましく、且つ残される面と切欠
いた面との段差Ｃは３乃至８　ｍｍ，特に４乃至６ｍｍ
の範囲にあるのがよい。

ａ　／　ｂの比が上記範囲よりも大きい場合や段差か上
記範囲よりも小さい場合は、多瓜細線の再現に際して線
の偏りが大きくなる傾向かあり、逆の場合には画像濃度
の低下という影響がでやすい。ａの寸法は２乃至６ｍｍ
、特に２乃至３ｍｍの範囲にあることが望ましい。

第１図に示す具体例では矩形状の現像主極の下流側の部
分を矩形状にカットしているが、本発明ではこれに限定
されず、現像主極のスリーブ内面に対向する面がスリー
ブの形状と同心円の弧から成っている現像主極をカット
してもよい。このカットの形状も矩形状に限定されず、
円、楕円、放物線の二次曲線や双曲線及び多角形等の形
にカットすることは自由である（第１．０＝Ａ図、第１
０−Ｂ図及び第ｉ．　ｏ　−　ｃ図）。

（実施例） 本発明の実施例は以下に示す測定条件により行なった。

なお、現像領域において現像剤層の穂立ちを形威させる
スリーブ内部の主磁石の形状は現像領域の中心線より、
スリーブ回転下流側を厚み５ｍｍの寸法でカットしたも
のを用いた。詳細な主極形状寸法を第１１−Ａ，１１−
Ｂ及び１１−Ｃ図に示す。同時にこの主極形状をもつマ
グネットローラ１５ の磁力分布を第１２−Ａ．１２−Ｂ及び１２−Ｃ図に示
す。

上記の測定条件及びスリーブのもとに三田工業（株）製
の複写機ＤＣ−１１２０を用いて原稿に対する複写画像
を得、画像評価を行なった。結果を以下の第１表に示す
。なわ、比較例として従来の中心線に対し対称な断面を
もつ主極幅カットを行なわクよいマグロールを用いての
結果も付記する。

１６ 第１表 ここで、文字の鮮鋭度とは複写物の文字を目視により評
価したものであり、偏り度δとは、前述した（１）式に
より算出された値である。

上記のように現像領域上流側に残す主磁石の主極幅は２
ｍｍのものが最も望ましかった。

そして、この本発明に係る磁石を使用したものは偏より
度δが極めて高い値を示すことからも明らかなように、
文字の鮮鋭度に優れた複写物が得られた。

従来技術の主極幅カットを行なわないスリーブに比べ、
本発明は、ベタ部画像濃度の劣化はみられず、文字の目
視評価等についても良好な結果が得られる。

（発明の効果） 本発明によれば、接触型現像装置において現像スリーブ
と感光体とを現像位置において同方向に駆動し、現像位
置乃至その近傍に位置する現像主極として、主極中心線
よりも上流側の部分の少なくとも一部を残してそれより
も下流側の部分をカットした現像主極を用いることによ
り、中心よりも上流側に磁束密度の極大値が存在し、且
つ上流側に比して下流側で磁束密度の小さい非対称磁力
分布の磁界を形成させることが可能となり、文字、特に
多重細線から成る漢字の再現に際して、線毎の線幅が一
定で先端欠けや後端欠けが防止され、しかも高濃度及び
高品質の画像を形成させ得るという利点か達成された。

このため本発明の現像装置は各種電子写真複写機や電子
写真法を有する各種プリンタ等の１・ナー像形成に有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる現像主極の形状及び構造を示
す断面図であり、 第２図は、従来使用される現像主極の形状及び構造を示
す断面図であり、 第３図は、本発明に用いる第１図の現像主極の磁力分布
曲線を表わす図であり、 第４図は、従来使用されている第２図の現像主極の磁力
分布曲線を表わす図であり、 第５図は、多重細線の再現に′際して線幅の偏りを説明
するための図であり、 第６図及び第７図は、それぞれ第１図及び第２図に示す
現像主極を使用した場合の感光体表面の磁気ブラシ現像
圧力の測定結果を表す図であり、 １９ 第８図は、本発明に用いる現像装置の一例を示す配置図
であり、 第９図は、現像主極のカット寸法を説明するための図で
あり、 第１０−Ａ図、第１０−Ｂ図及び第１０−Ｃ図は、現像
主極のカットの形状の例を示す図であり、 第１１−Ａ図、第１１−Ｂ図及び第１１−Ｃ図は実施例
で用いた現像主極の形状及び寸法を表わす図であり、 第１２−Ａ図、第１２−Ｂ図及び第１２−Ｃ図は第１１
−Ａ図、第１１−Ｂ図及び第１１−Ｃ図の現像主極の磁
力分布曲線である。 １・・・スリーブ、 ２・・・マグネットロール、 ３・・・現像主極、 ４・・・未カット残留部、 ５・・・カット部分。 ２０ 第 ３ 図 第 ４ 釘戻 ？卸＾ 図 第 ５ 図 第１１−Ａ図 第１２−Ａ因 第１１−Ｂ図 第１２−Ｂ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー粒子と磁性キャリヤとから成る二成分系現
   像剤が供給される現像スリーブ、現像スリーブ内に固定
   された現像主極を含む複数の磁極、現像スリーブに対し
   て現像位置で二成分現像剤の磁気ブラシを介して接触す
   る感光体ドラム、及び現像位置において現像スリーブ及
   び感光体ドラムを同方向に移動するように駆動する駆動
   系を含む現像装置において、 現像主極が現像主極幅中心線よりも上流側の部分の少な
   くとも一部を残してそれよりも下流側の部分をカットし
   た現像主極から成ることを特徴とする高画質現像装置。