KR20150095212A

KR20150095212A - 현상 장치 및 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20150095212A
Application number: KR1020150020788A
Authority: KR
Inventors: 겐타 구보; 다츠야 다다; 사토루 야마나카; 히데아키 오카모토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2015-08-20
Also published as: US20150227078A1; CN104834196A; EP2908177A1; JP2015166859A; JP6418970B2; US9372439B2

Abstract

토너를 담지하는 토너 담지체와, 토너 담지체에 토너를 반송하는 토너 공급 부재를 포함하고, 토너 공급 부재의 표층면은 토너 반송 방향과 교차하는 방향으로 연장하는 복수의 볼록부를 포함하고, 인접하는 볼록부의 사이의 토너 반송 방향의 개구 폭은 토너의 입자 직경 이상, 캐리어의 입자 직경 미만이고, 볼록부의 높이는 토너의 입자 직경 이하이고, 토너 공급 부재와 토너 담지체가, 토너 공급 부재로부터 토너 담지체에 토너가 공급되는 토너 공급부에서 상대 속도차를 갖도록 이동가능한 현상 장치가 제공된다.

Description

현상 장치 및 화상 형성 장치{DEVELOPING DEVICE AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 전자 사진 방식을 사용한 복사기, 프린터 또는 팩시밀리 등의 화상 형성 장치 및 이러한 화상 형성 장치에 사용되는 현상 장치에 관한 것이다.

전자 사진 방식에 적용되는 건식 현상 방식으로는, 토너만을 사용하는 1 성분 현상 방식과, 토너와 자성 캐리어를 포함하는 현상제를 사용하는 2 성분 현상 방식이 알려져 있다.

1 성분 현상 방식에서는, 자성 캐리어를 포함하지 않기 때문에, 자성 캐리어로부터 형성되는 자기 브러시에 의해 상 담지체의 정전 상이 교란되지 않으며, 이러한 방식은 고화질의 상을 얻는 데에 적합하다. 그러나, 1 성분 현상 방식에서는, 토너에 대하여 안정적으로 대전을 부여하기 어렵고, 화질의 안정성에 문제가 있다. 또한, 자성 캐리어와 같이 토너를 반송하는 매체가 없기 때문에, 토너에 대하여 균일한 반송력을 부여하는 것이 곤란하고, 반송 시 등에 토너에 대한 기계적인 부하가 커지기 쉽다. 이로 인해, 토너의 열화에 의한 화질의 안정성의 저하를 야기하기 쉽다.

한편, 2 성분 현상 방식에서는, 화질에 문제가 있지만, 토너에 대하여 대전을 부여하기 쉽고, 토너에 대한 부하도 작기 때문에, 2 성분 현상 방식은 화질의 안정성이 높다고 하는 특징이 있다.

상술한 2개의 현상 방식의 문제에 대처하는 방식으로서, 예를 들어 일본 특허 공개 평9-211970호에 기재되고 있는 것과 같은 하이브리드 현상 방식이 알려져 있다. 이러한 방식에서는, 2 성분 현상제를 담지하는 반송 롤(현상제 담지체)과 현상 롤(토너 담지체)의 사이에 반송 바이어스를 인가하고, 현상 롤을 토너층으로 피복하고, 그 토너를 사용하여 감광체(상 담지체)의 정전 상을 현상함으로써 화상이 형성된다.

그러나, 하이브리드 현상 방식에서는, 장기간에 걸쳐 현상 롤을 안정적인 토너층으로 피복하는 것이 곤란하다는 점이 알려져 있다. 하이브리드 현상 방식에서는, 반송 롤과 현상 롤의 사이에, 상술한 반송 바이어스에 의해 발생되는 전위차 ΔV가 충진되도록, 미리 정해진 전하량(Q/S)을 갖는 토너로 현상 롤이 피복된다. 이 경우에, ΔV와 피복되는 단위 면적당의 토너의 전하량 Q/S는 서로 비례하는 관계에 있다. 또한, Q/S는, 단위 면적당의 피복에 관련된 토너의 질량(M/S)과, 토너의 단위 질량당의 전하량(Q/M)의 곱이다.

따라서, 이하의 수학식이 얻어진다.

[수학식 1]

△V∝Q/S=(M/S)×(Q/M)

즉, 하이브리드 현상 방식에서는, 전위차(ΔV) 및 토너의 단위 질량당의 전하량(Q/M)에 기초하여 단위 면적당의 피복에 관련된 토너의 질량(M/S)이 결정된다. 이로 인해, 하이브리드 현상 방식은, 토너의 대전량이 변화하면, 그 변화에 따라서 피복에 관련된 토너량이 변한다는 점에서 문제가 있다.

이러한 문제에 대하여, 예를 들어 일본 특허 공개 제2009-8834호에는, 현상 롤을 토너층으로 피복할 때에 토너층 두께 검지 부재를 사용해서 현상 롤 상의 토너층의 두께를 측정하는 구성이 기재되어 있다. 또한, 상기 특허 문헌에는, 이 토너층의 두께에 기초하여, 현상 롤과 자기 롤(현상제 담지체)의 사이의 반송 바이어스, 혹은 현상 롤과 자기 롤의 회전 수를 변화시킴으로써, 현상 롤 상의 토너층의 두께가 미리 정해진 층 두께로 되도록 제어하는 구성도 기재되어 있다.

그러나, 이러한 구성에서는, 토너층 두께 검지 부재로서 토너 농도 센서나 표면 전위 센서를 사용하고 있기 때문에, 장치의 대형화나 비용의 증가를 초래한다. 또한, 검지 부재를 사용해서 제어한 경우에도, 반송 바이어스나 현상 롤의 회전 수를 변화시키면, 하류에서의 현상 롤과 감광체의 사이의 현상 조건도 동시에 제어할 필요가 있기 때문에, 제어가 복잡해진다. 결과적으로, 감광체 상의 토너량을 안정화하는 본래의 목적을 달성하는 것이 곤란해진다는 점에서 문제가 있다.

따라서, 안정적인 토너층을 피복하는 현상 방식으로서, 예를 들어 일본 특허 공개 평10-198161호에는, 현상 롤로부터 일정한 간격만큼 이격되어 배치된 회전가능한 규제 슬리브(현상제 규제 부재)를 사용하는 구성이 기재되어 있다. 이에 의해, 캐리어에 의한 대전을 토너에 안정적으로 부여하여, 출력 화상의 농도 저하나 토너의 비산을 발생시키지 않고, 현상 롤에 토너층을 피복할 수 있다. 이 현상 장치(120)는, 토너와 자성 캐리어를 포함하는 현상제(110)를 수용하는 현상 용기(121)를 포함하도록 구성된다.

이하에, 도 22를 참조하여 이 현상 장치(120)를 설명한다.

현상 용기(121)가 감광체(101)에 대향하는 위치에 형성되는 현상 용기의 개구에는, 도 22의 화살표 방향으로 회전가능한 현상 롤(122)과, 현상 롤(122)의 상방에 일정한 거리만큼 이격된 캐리어 회수 부재(123)가 배치된다. 캐리어 회수 부재(123)는, 비자성 부재인 규제 슬리브(231)와, 내부에 고정 배치된 영구 자석(232)을 포함하도록 구성되어 있고, 규제 슬리브(231)는, 현상 롤(122)의 회전 방향(도 22의 화살표 방향)과 동일한 방향으로 회전가능하게 담지되고 있다. 또한, 현상 용기(121) 내에는, 회전(도 22의 화살표 방향)에 의해 현상 용기(121) 내의 현상제를 교반하고, 현상 롤(122)에 현상제를 공급하는 반송 부재(124)가 설치된다.

이어서, 현상 장치(120) 내의 현상 롤(122) 상의 토너층의 피복에 대해서 설명한다.

현상 용기(121) 내의 현상제(110)는 반송 부재(124)에 의해 교반됨과 동시에 현상 롤(122)에 공급된다. 공급되는 현상제(110)는 규제 슬리브(231) 내의 영구 자석(232)의 자력을 받아서 자화된 현상 롤(122)에 의해 담지되어서 반송되어, 현상제 규제 영역 G에서 규제된다.

도 23은, 이 현상제 규제 영역 G의 확대도이다.

현상제 규제 영역 G에서의 자장에 의해 구속되는 현상제 내의 자성 캐리어는, 영구 자석(232)의 자력에 의해 속박을 받는다. 규제 슬리브(231)는 도 23의 화살표 방향으로 회전하기 때문에, 자성 캐리어는, 그러한 회전에 따라 자성 캐리어가 현상 용기(121) 내에 복귀되는 방향(도 23의 A 방향)의 반송력을 받게 된다. 따라서, 자성 캐리어가 현상제 규제 영역 G에서 속박을 받으면서도, 규제 슬리브(231)로부터의 반송력에 의해 자성 캐리어가 순차적으로 현상 용기(121)로 복귀되기 때문에, 자성 캐리어는 감광체(101)와 대향하는 현상부로부터 누출하지 않는다.

한편, 현상제 규제 영역 G에서의 현상제 내의 비자성 토너(111)는 현상제 규제 영역 G에서의 자장에 의한 구속을 받지 않는다. 또한, 비자성 토너(111)는, 자성 캐리어와 현상 롤(122)의 표면 간의 마찰 대전에 의해 부여된 전하에 의해 발생된 리플렉션 힘(reflection force)에 의해, 현상 롤(122)에 부착된다. 따라서, 비자성 토너(111)는, 현상 롤(122)의 회전에 따라 현상 롤(122)의 회전 방향(도 23의 B 방향)으로 가해지는 반송력을 받고, 현상제 규제 영역 G 내의 현상제 입자를 통과해서 현상 롤(122)을 피복한다.

이상과 같이, 자성 캐리어가 현상부에서 누출하지 않고, 충분한 전하가 부여되는 비자성 토너만에 의해, 현상 롤(122)을 피복할 수 있다. 일본 특허 공개 평10-198161호에 기재된 구성에 의하면, 현상 롤과 물리적으로 접촉가능한 토너에 작용하는 힘을 이용하므로, 토너의 전하량(Q/M)의 변동에 의해 피복에 관련된 토너량이 급격하게 변동하는, 하이브리드 현상 방식에서 관찰되는 현상은 일어나지 않는다.

이와 같이, 토너의 전하량이 저하하는 경우에, 하이브리드 현상 방식의 장치에서는, 피복에 관련된 토너량은 증가한다. 그러나, 일본 특허 공개 평10-198161호에 개시된 장치에서는, 피복에 관련된 토너량의 증가가 억제되므로, 토너량의 증가에 기인하는 화상 농도의 변동을 억제할 수 있다.

그러나, 본 발명의 발명자에 의한 상세한 검토 결과, 일본 특허 공개 평 10-198161호에 개시된 현상 장치에서도, 화상 농도의 변동을 더 억제하고, 화상 균일성을 더 향상시킬 필요가 있다는 것을 알았다.

도 24는 현상 장치(120)에 의해 얻어진 토너층을 도시하는 개념도이며, 여기서 현상 롤이 토너층으로 피복된다. 검은 부분이 피복된 토너층의 부분을 나타내고, 백색 부분이 토너로 피복되지 않은 영역을 나타낸다. 도 24에 도시한 바와 같이, 토너로 피복되지 않은 영역이 현상 롤의 회전 방향과 대략 평행하게 불규칙하게 존재하고, 현상 롤 상의 토너 밀도가 불균일하다. 이러한 방식으로, 현상 롤 상에 토너에 의한 피복층이 불균일하게 형성되면, 화상 농도가 저하되기 쉽다. 이것은, 정착 시에 용지가 토너로 피복될 수 없는 백지부의 면적이 증가하여, 화상 농도가 급격하게 저하되기 때문이다.

한편, 현상 롤과 감광체의 원주 속도를 조정함으로써, 감광체에 보다 많은 토너를 공급하여 화상 농도를 증가시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 현상 롤과 감광체가 대향부에서 동일 방향으로 회전할 경우, 현상 롤의 원주 속도를 감광체보다 더 빠르게 하거나, 혹은 현상 롤과 감광체의 회전 방향을 대향부에서 서로 역방향으로 함으로써 화상 농도의 증가를 달성할 수 있다. 그러나, 이와 같이 하여 원하는 화상 농도를 얻더라도, 도 25b에 도시한 바와 같이, 면 내의 농도 불균일이 두드러지는 화상 및 화상 균일성이 낮은 화상만이 얻어진다. 또한, 소비 에너지 저감의 관점에서, 더 적은 토너량으로 원하는 화상을 출력할 것이 요구되고 있다. 그러나, 필요 이상으로 토너를 소비하게 됨을 보여준다.

도 25a는 감광체 상의 정전 상을 토너로 이상적으로 현상했을 경우를 도시하는 모식도이다. 또한, 도 25b는 상술한 방법에 의해 화상 농도를 얻었을 경우를 도시하는 모식도이다.

도 25a에서는, 적은 토너량으로 균일성이 높은 토너 상이 얻어질 수 있다. 그러나, 도 25b에서는, 토너량이 많고, 토너 상의 균일성이 낮다.

본 발명의 발명자에 의한 상세한 검토의 결과, 이러한 현상의 원인이 이하에 기술하는 모델에 의해 설명될 수 있는 것을 알았다. 이것을 도 26을 참조해서 설명한다.

도 26은, 현상제 규제 영역 G에서, 현상 롤(122)의 회전 방향 h로 반송되는 현상제(110)가 자기력에 의해 자기 브러시를 형성하고, 캐리어 회수 부재(123)에 구속되어, 캐리어 회수 부재(123)의 회전 방향 j로 반송되는 상태를 나타낸다. 실제의 경우에는, 도 26에 도시한 것보다 더 많은 수의 현상제 입자가 자기 브러시로서 존재한다.

현상제(110)가 현상 롤(122) 상에 반송되는 과정에서, 현상제(110)의 토너(111)는 현상 롤(122)과 접촉함으로써 대전된다. 이때, 토너(111)는 자성 캐리어(112)로부터 이탈되어 현상 롤(122)에 부착된다.

한편, 상술한 바와 같이, (회전 방향 h의 하류 측으로부터) 캐리어 회수 부재(123)에 의해 구속된 현상제(110)가 회전 방향 j로 반송된다. 토너(111)는 회전 방향 j의 상류 측에서 현상제(110)로부터 이미 소비(제거)되었으므로, 현상제(110) 내의 자성 캐리어(112)는 토너를 회수하는 능력을 갖고 있다. 이로 인해, 캐리어 회수 부재(123)의 회전 방향 j로 반송된 현상제(110)가 현상 롤(122)에 부착된 토너(111)와 접촉하면, 그 토너(111)는 자성 캐리어(112)에 의해 회수되어서 현상 용기(121)로 되돌려진다.

도 27a 및 도 27b는 현상 롤(122)에 부착된 토너(111)가 현상제(110)의 자성 캐리어(112)에 의해 회수되는 상태를 도시한 모식도이다.

현상제(110)와 현상 롤(122) 상의 토너(111)가 충돌하면(도 27a), 토너(111)에 우력이 작용하여, 토너가 현상 롤(122) 위를 회전한다(도 27b). 이로 인해, 토너와 현상 롤의 사이의 부착력은 저감한다. 이때, 자성 캐리어(112)는 소비된 토너의 전하에 대응하여 역극성으로 대전되기 때문에, 현상 롤을 피복하는 토너는 현상제 규제 영역 G를 통과하는 사이에, 자성 캐리어(112)에 의해 긁어내어 진다. 이와 같이 하여, 현상제(110)의 반송 방향, 즉, 주로 현상 롤이나 캐리어 회수 부재의 회전 방향과 대략 평행한 방향에서, 자성 캐리어에 의한 긁어내어 진 자국이 용이하게 발생하므로, 균일한 토너층의 피복을 현상 롤 상에 형성하는 것이 가능하지 않음을 알았다.

일본 특허 공개 평9-211970호 일본 특허 공개 제2009-8834호 일본 특허 공개 평10-198161호

본 발명은, 더 적은 토너량으로도 원하는 농도를 얻을 수 있고, 화상 균일성이 좋은 고밀도의 토너 상을 얻을 수 있는 현상 장치 및 화상 형성 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 비자성 토너 입자 및 자성 캐리어 입자를 포함하는 현상제에 의해, 상 담지체 상에 형성된 정전 상을 현상하는 현상 장치로서, 상기 상 담지체에 공급될 토너 입자를 담지하는 토너 담지체, 상기 토너 입자를 상기 토너 담지체에 반송하고, 상기 토너 입자를 토너 공급부에서 상기 토너 담지체에 공급하는 토너 공급 부재, 상기 토너 공급 부재에 상기 현상제를 공급하는 현상제 공급부, 및 상기 토너 공급 부재에 공급된 상기 현상제로부터 현상제를 회수하는 캐리어 회수 부재를 포함하고, 상기 토너 공급 부재의 표층면은, 토너 반송 방향과 교차하는 방향으로 연장하는 복수의 볼록부를 포함하고, 상기 복수의 볼록부는, 평균 입자 직경을 갖는 토너 입자는 2개의 인접하는 볼록부의 상부 사이에 형성된 내측부에 접촉할 수 있고, 평균 입자 직경을 갖는 자성 캐리어 입자는 상기 내측부에 접촉할 수 없도록 구성되며, 상기 볼록부의 상기 상부의 높이는, 상기 토너의 평균 입자 직경 미만이고, 상기 토너 공급 부재 및 상기 토너 담지체는, 상기 토너 공급부에서 상대 속도차를 갖도록 이동가능한 현상 장치가 제공된다.

본 발명에서는, 토너 공급 부재의 표층면에 볼록부를 배치하고, 인접하는 볼록부 간의 간격을 토너 입자 직경 이상 및 캐리어 입자 직경 미만으로 설정하고, 볼록부의 높이를 토너 입자 직경 이하로 설정함으로써, 토너 공급 부재를 단층의 토너로 균일하게 피복할 수 있다. 또한, 토너 담지체 상에 단층으로부터 복층에 이르기까지 범위의 임의의 토너량에 의한 고밀도 피복을 형성하는 것이 가능하다. 이에 의해, 상 담지체 상에 균일한 고밀도의 토너 상을 현상할 수 있는 현상 장치 및 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시 형태의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은　본 발명에 따른 현상 장치를 사용한 화상 형성 장치의 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 현상 장치의 실시 형태를 도시하는 모식도.
도 3a 및 도 3b는 토너 공급 부재의 볼록 구조를 설명하는 모식도로서, 도 3a는 토너 공급 부재의 볼록부의 구조를 도시하는 모식도, 도 3b는 그 단면도를 도시하는 모식도.
도 4는 현상 롤을 토너로 피복하는 상태를 도시하는 모식도.
도 5a 내지 도 5c는 2 성분 현상제의 반송 상태를 설명하는 모식도.
도 6은 토너 공급 부재 내의 2 성분 현상제의 반송 시의 토너 거동에 대해서 설명하는 모식도.
도 7a 내지 도 7c는 토너 공급 부재 상의 토너 상을 도시하는 모식도.
도 8의 (a) 내지 (c)는 회수부 W로부터 대향부 Y까지 반송되는 자기 브러시의 거동을 도시하는 모식도.
도 9는 현상 롤과 토너 공급 부재의 대향부를 도시하는 모식도.
도 10a 및 도 10b는 r_t<Z<2r_t를 만족시키는 경우의 토너 공급부의 후단부를 도시하는 모식도.
도 11은 2r_t≤Z<r_c를 만족시키는 경우의 토너 공급부의 선단부를 도시하는 모식도.
도 12a 및 도 12b는 2r_t≤Z<r_c를 만족시키는 경우의 토너 공급부의 후단부를 도시하는 모식도.
도 13은 토너 공급 부재의 개구 폭이 입자 직경의 3배 이상인 경우의 피복의 상태를 도시하는 모식도.
도 14는 각 색 토너로 현상 롤을 정량 피복했을 경우를 기준으로 사용하여, 피복량의 변동률과 색차 ΔE의 관계를 도시하는 도면.
도 15는 토너 공급 부재 상의 볼록 구조의 형성 방법의 일례를 도시하는 모식도.
도 16은 토너 공급 부재 상의 볼록 구조의 형성 방법의 다른 일례를 도시하는 모식도.
도 17은 본 실시 형태의 측정에서 사용하는 2종류의 캔틸레버 선단(탐침)의 형상을 도시하는 모식도.
도 18은 토너 공급 부재의 이동 방향을 y축으로 했을 때, y축을 따라 탐침을 주사했을 경우에 행해진 측정 및 화상 처리의 결과를 도시하는 도면.
도 19는 본 발명에 따른 현상 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도.
도 20은 본 발명에 따른 현상 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도.
도 21은 본 발명에 따른 현상 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도.
도 22는 종래 기술의 현상 장치의 설명도.
도 23은 현상제 규제 영역 G의 확대도.
도 24는 종래 기술의 현상 장치에 의해 얻어진 토너층으로서, 현상 롤을 피복하는 토너층을 도시하는 도면.
도 25a 및 도 25b는 감광체 상의 잠상을 토너에 의해 현상했을 경우를 도시하는 모식도로서, 도 25a는 이상적인 현상이 행해졌을 경우를 도시하며, 도 25b는 현상 롤과 감광체의 원주 속도를 조정해서 현상이 행해졌을 경우를 도시하는 도면.
도 26은 검토한 모델의 설명도.
도 27a 및 도 27b는 현상 롤에 부착된 토너가, 현상제의 자성 캐리어에 의해 회수되는 상태를 도시한 모식도.
도 28은 토너 공급 부재 상의 인접하는 볼록부에 의해 형성되는 개구를 도시한 모식도.

상 담지체 상에 고밀도의 토너 상을 현상하기 위해서는, 현상 조건과는 독립적으로, 토너 담지체 상에 토너 밀도가 높은 피복을 실현하는 것이 매우 중요하다. 여기서, 현상 조건은, 예를 들어 감광체와 토너 담지체의 접촉/비접촉, 토너 담지체와 상 담지체에 인가하는 현상 바이어스의 DC/(DC+AC) 등을 가리킨다. 본 발명에 따른 현상 장치는, 단층으로부터 복층에 이르기까지의 범위의 고밀도의 토너로 토너 담지체를 피복할 수 있고, 각종 현상 조건에서도, 상 담지체 상에 고밀도의 토너 상을 현상할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 현상 장치의 실시 형태를 도면에 의거해서 상세하게 설명한다.

<화상 형성 장치의 구성>

도 1은, 본 발명에 따른 현상 장치를 사용한 실시 형태의 화상 형성 장치를 도시하는 모식도이다.

본 발명은, 도 1에 도시된 전자 사진 방식을 사용한 화상 형성 장치로 구현되는 것으로 설명하지만, 이 실시 형태에서 설명되고 있는 치수, 재질, 형상, 상대 배치 등은 본 발명의 범위를 한정하기 위한 의도가 아니다.

도 1의 전자 사진 방식을 사용한 화상 형성 장치에서는, 정전 상을 유지하는 상 담지체로서의 도전 기판 상에 광 도전층을 도포해서 구성되는 드럼 형상의 전자 사진 감광체(1)를 회전가능하게 설치하고, 그 감광체(1)를 대전기(2)로 균일하게 대전한다. 다음에, 예를 들어 레이저와 같은 발광 소자(3)에 의해 정보 신호에 기초하여 노광해서 정전 상을 형성하고, 비자성 토너와 자성 캐리어를 포함하는 현상제를 사용해서 현상 장치(20)로 현상한다. 이어서, 현상된 상은 전사 대전기(4)에 의해 전사지(5)에 전사되고, 정착 장치(6)에 의해 전사지에 정착된다. 또한, 감광체(1) 상에 전사되지 않고 남은 비자성 토너는, 클리닝 장치(7)에 의해 감광체(1)로부터 제거된다.

〔제1 실시 형태〕

도 2는 본 발명에 따른 현상 장치의 실시 형태를 도시하는 모식도이다.

(현상 롤의 구성)

본 실시 형태에서의 현상 장치(20)는 감광체(1)에 대향해서 배치된다. 현상 장치(20)의 현상 용기(21)의 개구에는, 현상 롤(토너 담지체)(25)이 감광체(1)에 대향해서 배치되고 있다. 현상 롤(25)은 금속 재료를 기층(25b)로 하는 원통 형상의 부재에 탄성층(25a)을 피복한 구조의 부재로 형성된다.

기층(25b)에는, 도전성과 강성을 갖는 임의의 소재가 사용될 수 있으며, 예를 들어 도전성의 강성 부재를 형성하는 데에 SUS, 철, 알루미늄 등이 사용될 수 있다.

탄성층(25a)에는, 적당한 탄성을 갖는 실리콘 고무, 아크릴 고무, 니트릴 고무, 우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 이소프로필렌 고무, 스티렌부타디엔 고무 등의 고무 재료를 기재로 사용한다. 탄성층은, 이 기재에, 카본, 산화티타늄, 금속 미립자 등의 도전성 미립자를 첨가해서 도전성을 갖도록 한 것이다. 또한, 도전성 미립자 이외에도, 표면 거칠기를 조정하기 위해서 구형 형상의 수지를 분산시켜도 된다.

본 실시 형태에서는, 현상 롤(25)의 탄성층(25a)은 카본이 분산된 실리콘 고무 또는 우레탄 고무로 이루어지고, 스테인리스 강으로 이루어지는 기층(25b) 상에 형성된다.

현상 롤(25)은 감광체(1)에 접촉하도록 배치된다. 또한, 현상 롤은 현상부 T에서 감광체(1)의 회전 방향과 동일 방향으로 회전하도록 회전가능하게 설치되고, 이 2개의 회전의 원주 속도는 대략 서로 동일하도록 설정되고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 현상 롤(25)과 감광체(1)를 서로 접촉시키는, 소위 접촉 현상이 행해지기 때문에, 현상 롤(25)은 탄성 또는 가요성을 갖는 부재로 구성된다. 그러나, 비접촉 현상의 경우에는, 현상 롤은 도전성과 강성이 있는 부재, 예를 들어 SUS(스테인리스 강), 철, 알루미늄 등으로 구성된다.

(토너 공급 부재의 구성)

현상 용기(21)의 내부에는, 토너 공급 부재(23)가 현상 롤(25)에 대향해서 접촉하도록 배치된다. 이로 인해, 현상 롤(25) 및 토너 공급 부재(23) 중 하나 이상은 탄성 또는 가요성을 갖는 부재로 구성될 필요가 있다. 토너 공급 부재(23)는 현상 롤(25)과 대향하는 토너 공급부 U에 토너를 반송하는 토너 공급 부재(23a)와, 내부에 배치되는 복수의 영구 자석(23b)을 포함하도록 구성된다. 또한, 토너 공급 부재(23a)에는, 복수의 볼록부가 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향으로 규칙적으로 배치되어 있다.

현상 롤(25)과 토너 공급 부재(23)는, 현상 롤과 토너 공급 부재가 서로 대향하는 토너 공급부 U에서 접촉하고, 현상 롤 및 토너 공급 부재에는 전압 인가 유닛(26B, 26S)에 의해 전압 V_B와 V_S가 인가되고 있다.

(캐리어 회수 부재)

또한, 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향으로, 토너 공급부 U로부터 상류, 또한, 현상제 공급부인 교반/공급 부재(22)와 토너 공급 부재(23)가 서로 대향하는 현상제 공급부 X로부터 하류의 위치에, 캐리어 회수 부재(27)가 배치된다.

캐리어 회수 부재(27)는 토너 공급 부재(23) 및 현상 롤(25)과 대향하여, 캐리어 회수 부재가 토너 공급 부재(23)와 대향하는 회수부 W에서, 자기력에 의해 캐리어를 회수한다. 캐리어 회수 부재(27)는 회수한 현상제를 교반/공급 부재(22)에 반송하는 현상제 반송부(27a)와, 그 내부에 고정 배치되는 복수의 영구 자석(27b)을 포함한다. 회수한 현상제는 캐리어 회수 부재(27)와 현상 롤(25) 사이의 대향부 Y에서 현상 롤(25)에 접촉한다.

(토너 공급 부재의 볼록 구조의 구성)

도 3a는 토너 공급 부재(23a)의 볼록부의 구조를 도시하는 모식도이다. 도 3b는 그 단면도를 도시한다.

토너 공급 부재(23a)는 토너 공급 부재(23a)의 회전에 따라 도 3a 및 도 3b의 화살표 방향으로 이동한다. 토너 공급 부재(23a)는 회전가능한 알루미늄 롤(23a₁)과, 그 표층면에 복수의 볼록부(23a₃)를 배치한 볼록 구조가 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향으로 규칙적으로 배치된 수지층(23a₂)을 포함한다. 여기서, 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향은 토너를 반송하는 토너 반송 방향이며, 그 토너 반송 방향과 교차하는 방향으로 연장하도록 볼록부가 설치된다.

여기서, 볼록 구조는, 토너 공급 부재(23a)의 표면 상에 돌출하도록 설치되고, 토너를 반송하는 방향과 교차하는 방향으로 연장하는 볼록부(23a₃)와, 그 볼록부(23a₃) 사이의 토너 공급 부재(23a)의 표면을 포함하는 구조이다.

이 경우, 알루미늄 롤(23a₁)과 수지층(23a₂)의 접착성을 증가시키기 위해서, 그 사이에 프라이머리 층(primary layer)을 형성해도 상관없다.

본 실시 형태에서, 볼록 구조는 알루미늄 롤(23a₁)의 회전축과 실질적으로 평행하며, 폭 K가 1㎛, 높이 D가 3.5㎛인 볼록부(23a₃)가 배치된 볼록 구조는, 볼록부의 간격이 9㎛인 주기 λ를 갖고서 규칙적으로 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 볼록 구조는 알루미늄 롤(23a₁)의 회전축과 실질적으로 평행하게 돌출하도록 설치되어 있지만, 돌출 구조는 회전축에 대하여 기울기를 갖도록 설치되어도 상관없다. 또한, 본 발명의 작용 및 효과를 얻을 수 있는 범위 내이면, 본 발명은 상술한 볼록 구조에 한정되지 않고, 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향으로 규칙적으로 배열되는 어떠한 구조도 이용될 수 있다.

본 실시 형태에서는, 수지층(23a₂)으로서 광경화성 수지를 사용하는 광 나노임프린트법에 의해 볼록 구조를 형성했지만, 열가소성 수지를 사용하는 열 나노임프린트법에 의해 볼록 구조를 형성할 수도 있다. 또한, 볼록 구조를 형성하기 위해서 수지층(23a₂)을 설치하는 대신, 볼록 구조가 레이저 에징법에 의해 알루미늄 롤(23a₁) 상에 형성될 수도 있다. 또한, 토너 공급 부재(23)가 탄성 또는 가요성을 갖는 부재로 구성되는 경우에는, 열 나노임프린트법이나 레이저 에징법에 의해 탄성층(25a) 상에 직접 볼록 구조를 형성할 수도 있다. 또한, 볼록 구조의 상세한 형성 방법에 관해서는 후술한다.

토너 공급 부재(23a)는, 현상 롤(25)에 대한 대향부인 토너 공급부 U에서 현상 롤과 동일한 방향으로 이동하도록 회전가능하게 설치되고, 토너 공급 부재와 현상 롤은, 토너 공급부 U에서 상대 속도차를 갖고서 이동하도록 설정되어 있다. 속도에 관한 상세는 후술한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 토너 공급 부재(23a)와 현상 롤(25)은 동일 방향으로 이동하도록 회전하고 있지만, 토너 공급 부재와 현상 롤은 역방향으로 이동하도록 회전하여도 상관없다.

(토너 피복의 개략 설명)

이어서, 도 4를 참조하여, 현상 롤(25) 상의 토너 피복에 대해서 개략적으로 설명한다. 또한, 본 발명에서는, 피복은, 예를 들어 현상 롤의 표면에 토너(입자)가 접촉하고 있는 형태를 나타내지만, 본 발명이 반드시 많은 수의 토너가 현상 롤의 표면 전체를 피복하는 형태에 한정되는 것은 아니다. 그 밖에 대한 상세한 설명은 후술한다.

교반/공급 부재(22)에 의해, 표면에 규칙적으로 배열된 볼록 구조를 갖는 토너 공급 부재(23)에 2 성분 현상제(8)가 공급된다. 현상제(8)가 토너 공급 부재(23a)에 공급되고, 캐리어 회수 부재(27)에 의해 현상제가 회수될 때까지 반송되는 과정에서, 토너 공급 부재(23a)와 접촉하는 현상제(8) 내의 토너가, 볼록부(23a₃)의 측면에 접촉해서, 토너 공급 부재(23a)의 표층에 안정적이고, 균일한, 얇은 피복층을 형성한다. 피복층의 형성에 관련된 토너 이외의 2 성분 현상제(8)는 회수부 W에서 자기력에 의해 캐리어 회수 부재(27)에 회수된다.

한편, 회수되지 않고 토너 공급 부재(23a)를 피복하는 토너는, 토너 공급부 U에서 현상 롤(25)과 접촉하고, 전위차에 의해 현상 롤(25)을 피복한다. 이때, 토너 공급 부재(23a)의 피복이 규칙적으로 균일하므로, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅를 적절하게 설정함으로써, 현상 롤(25)을 토너 입자로 고밀도로 안정적으로 피복하는 것이 가능해진다. 여기서, v₂₅는 현상 롤의 이동 속도이며, v₂₃은 토너 공급 부재(23a)의 이동 속도이다.

상술한 바와 같은 고밀도의 피복 이외에도, 피복량의 안정성이 유리하게 얻어진다. 상술한 수학식 1에 표현된 바와 같이, 하이브리드 현상의 경우, 전위차 ΔV가 결정되면, 피복량은 Q/M에 의존한다. 즉, 환경 변동이나 내구성에 의해 현상제의 Q/M이 변동하면, 피복량이 크게 변동한다. 이로 인해, 하이브리드 현상에서는, 피복량이나 Q/M을 감지함으로써, 복잡한 전압 제어가 행해질 필요가 있다.

그러나, 본 실시 형태에 따른 구성에서는, 토너가 토너 공급 부재(23) 상의 볼록 구조와 다점 접촉하기 때문에, 롤러의 외주면과 1점 접촉하는 경우에 비하여 작은 정전기적 부착력으로도, 볼록 구조에 포함된 볼록부(23a₃) 사이의 공간을 피복할 수 있다. 즉, 토너의 전하량이 변동하고, 정전기적 부착력이 변동해도, 볼록 구조를 피복하는 토너량이 변동하기 어렵고, 복잡한 전위 제어에 의지하지 않고서 토너에 의한 안정적인 피복을 실현할 수 있다.

(토너 피복의 상세 설명)

이하, 토너에 의한 피복에 대해서 도 4를 참조해서 상세하게 설명한다.

현상 용기(21) 내의 2 성분 현상제(8)는 교반/공급 부재(22)에 의해 교반되고, 현상제 공급부 X까지 반송된다. 본 실시 형태에서는, 중합법에 의해 제조된 개수 평균 입자 직경 r_t가 7.7㎛인 양 대전성 토너(positively chargeable toner)를 사용했다. 자성 캐리어로서는, 개수 평균 입자 직경 r_c가 90㎛인 표준 캐리어 P-01(일본 화상 학회)을 사용했다. 또한, 토너 및 자성 캐리어의 개수 평균 입자 직경의 측정 방법에 관해서는 후술한다. 또한, 토너 및 자성 캐리어는 상술한 것에 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 사용되는 공지의 토너 및 자성 캐리어를 사용할 수 있다.

먼저, 토너 및 자성 캐리어를, 전체의 질량에 대한 토너 질량비(TD 비) 7%로 혼합하여 2 성분 현상제(8)를 형성한다. 현상제 공급부 X까지 반송된 2 성분 현상제(8)는, 토너 공급 부재(23) 내부에 고정 배치되는 영구 자석(23b)에 의해 생성되는 자계에 의해, 토너 공급 부재(23a)에 공급된다. 공급된 2 성분 현상제(8)는 토너 공급 부재(23a)의 이동 및 영구 자석(23b)에 의해 생성되는 자계의 영향에 의해 자기 브러시를 형성하고, 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향과 동일 방향(도면의 화살표 방향)으로 반송된다.

도 5a 내지 도 5c는 2 성분 현상제(8)의 반송 상태를 설명하는 모식도이다. 영구 자석(23b)에 의해 생성되는 자계에 의해, 2 성분 현상제(8)는 자기 브러시를 형성하고(도 5a), 토너 공급 부재(23a)의 이동에 따라, 자기 브러시는 인접하는 극의 영향을 받기 시작한다(도 5b). 토너 공급 부재가 더 이동하면, 인접하는 극에 의해 2 성분 현상제가 구속된다(도 5c). 그 후에, 이들 공정이 반복된다. 이로 인해, 2 성분 현상제(8)의 평균 이동 속도 v₈은 토너 공급 부재(23a)의 이동 속도 v₂₃에 대하여, 상대 속도차(v₈>v₂₃)를 갖는다.

도 6은, 토너 공급 부재(23a)에서의 2 성분 현상제(8)의 반송 시의 토너 거동에 대해서 설명하는 모식도이다. 또한, 도면에서는 단지 하나의 자성 캐리어(11)만을 도시하고 있지만, 실제의 경우에는, 자기 브러시를 형성하는 복수의 자성 캐리어가 존재하고 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 토너 공급 부재(23a) 상에는, 이동 방향에 대하여 대략 수직 방향으로 볼록부(23a₃)를 배치한 볼록 구조가 규칙적으로 배열되도록 형성된다. 또한, 인접하는 볼록부(23a₃)에 의해 형성되는 개구 폭 Z(=λ-K)는 토너 입자 직경 r_t 이상, 캐리어 입자 직경 r_c 미만이 되도록 형성되고, 볼록부(23a₃)의 높이 D는 토너 입자 직경 r_t 이하가 되도록 형성된다.

개구 폭 Z를 토너 입자 직경 r_t 이상, 캐리어 입자 직경 r_c 미만으로 형성함으로써, 자성 캐리어가 인접하는 볼록부(23a₃)에 의해 형성되는 개구 내에 진입할 수 없게 된다. 이에 의해, 볼록부(23a₃)의 측면 및 볼록부(23a₃) 사이의 면(볼록 구조의 저면)과 다점 접촉하는 토너는, 나중에 반송되는 자기 브러시에 의해 긁어내어 지기 어려워진다. 또한, 볼록 구조의 높이 D를 토너 입자 직경 r_t 이하로 형성함으로써, 제2 층의 토너가 부착되는 볼록부(23a₃)의 측면이 없게 된다. 따라서, 볼록 구조 위에 단층의 토너를 피복할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 볼록 구조에 의하면, 토너 공급 부재(23a) 위에 안정적이고 균일한, 실질적으로 단층인 토너 입자에 의한 피복이 가능해진다.

도 7a 내지 도 7c는 토너 공급 부재(23a) 상의 토너 상을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 7a는 본 실시 형태의 볼록 구조를 갖는 토너 공급 부재(23a)를 피복하는 토너에 의해 형성된 토너 상을 도시한다. 또한, 비교예로서, 도 7b는 볼록 구조를 갖지 않는 토너 공급 부재(23a) 상의 토너 상을 도시하는 모식도이며, 도 7c는 개구 폭 Z가 캐리어 입자 직경 r_c보다 큰 토너 공급 부재(23a) 상의 토너 상을 도시하는 모식도이다. 도 7a 내지 도 7c의 화살표는 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향을 나타낸다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 토너 공급 부재가 볼록 구조를 갖지 않는 경우, 자기 브러시의 반송 방향, 즉, 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향에 평행한 방향에서 자기 브러시에 의해 긁어내어 진 자국이 현저하여, 토너에 의한 균일한 피복을 형성할 수 없다. 또한, 도 7c에 도시된 바와 같이, 개구 폭 Z가 캐리어 입자 직경 r_c 이상인 경우, 자성 캐리어의 진입에 의해, 토너에 의한 균일한 피복을 형성할 수 없다.

더욱 바람직하게는, 개구 폭 Z는 토너 입자 직경의 3배보다 작게 형성된다(Z<3r_t). 이에 의해, 토너가 볼록부(23a₃)의 측면 및 볼록부(23a₃) 사이의 저면에 다점 접촉할 수 있는 공간을 제외하고, 토너가 진입할 수 있는 공간이 제한되기 때문에, 더욱 안정적이고 균일한 단층의 토너에 의한 피복이 가능해진다. 상기 개구 폭 Z를 1㎛ 이상 100㎛ 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

토너 공급 부재(23) 상의 볼록부의 비율은 45% 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 도 28은 토너 공급 부재(23) 상의 영역 S(파선), 상기 영역 S 상의 개구 폭 Z를 갖는 개구부 St 및 상기 영역 S 상의 폭 K를 갖는 볼록부 Sd를 나타낸다. 토너는 상기 개구부 St 상에 피복되어 있다. 상기한 바와 같이, 감광체(1) 상에는 토너 공급 부재(23) 상의 토너량 이상의 토너가 현상된다. 한편, 감광체(1) 상에 필요한 토너량은 정착 후에 간극없이 토너 입자가 서로 접착되고, 용지가 토너 상으로 덮여질 수 있는 토너량 정도이다. 구체적으로는, 상기 개구부 St에 피복되는 토너의 총 체적이, 영역 S의 면적 Sa와 정착 후의 토너층 두께 dt의 곱에 의해 결정되는 입방체의 체적 이상이다.

(Sta: 개구부 St의 면적(cm²), Sa: 영역 S의 면적(cm²), ρ: 토너 진비중(g/cm³), dt: 정착 후의 토너층 두께(cm), k: 개구부 St에서의 토너량(g/cm²)) 상기 개구부 St에서의 토너량 k는, 토너 입자가 실질적으로 빽빽하게 충전되기 때문에, 하기 식에 의해 근사될 수 있다.

정착 후의 토너층 두께 dt는, 토너 입자 직경 rt의 1/3 정도까지 으스러뜨릴 수 있기 때문에, 상기 2개의 식으로부터, 하기 식에 의해 근사될 수 있다.

즉, 토너 공급 부재(23) 상의 볼록부의 비율이 45% 이하이면, 간극없이 토너를 정착시킬 수 있다.

또한, 볼록부(23a₃)의 높이 D는, 볼록부(23a₃)의 측면과 토너의 접촉성, 또한, 볼록부(23a₃)의 측면에서의, 피복에 관련된 토너와 현상 롤(25)의 접촉성을 확보하기 위해서, 토너 입자 직경 r_t의 50% 정도가 바람직하다. 이때, 토너의 입자 크기 분포를 고려하면, 볼록부(23a₃)의 높이 D는, r_t10/2 이상 r_t90/2 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기서, r_t10은 입자 크기 분포에서의 누적 개수 분포가 10%인 토너의 입자 직경이고, r_t90은 누적 개수 분포가 90%인 입자 직경이다. 볼록부(23a₃)의 높이 D가 r_t10/2보다 작아지면, 볼록부(23a₃)의 측면과 토너의 접촉성이 감소하여, 토너 공급 부재(23a)를 피복하는 토너의 입자 직경이 한정된다. 따라서, 균일한 피복을 형성할 수 없다.

한편, 볼록부(23a₃)의 높이 D가 r_t90/2보다 커지면, 볼록부(23a₃)의 측면에 접촉하고 있는 토너와 현상 롤(25)의 접촉성이 감소하여, 현상 롤(25)을 피복하는 토너의 입자 직경이 한정된다. 따라서, 고밀도의 피복을 형성할 수 없다.

본 실시 형태에서는, 토너 입자 직경 r_t가 7.7㎛인 경우, 높이 D가 3.5㎛, 개구 폭 Z가 8㎛인 구조를 사용했다. 2 성분 현상제(8)는 토너 공급 부재(23a) 상에서 상대 속도차(v₈>v₂₃)를 갖고서 반송된다. 이때, 반송되는 2 성분 현상제(8) 내의 토너는 토너 공급 부재(23a) 상의 볼록 구조와 접촉, 마찰함으로써 대전하고, 그 토너는 주로 정전기적 부착력에 의해 볼록부와 다점 접촉하여, 토너의 단층 피복을 형성한다. 이로 인해, 단지 롤러 외주면과 점 접촉하는 경우에 비하여, 작은 정전기적 부착력에 의해서도 토너에 의한 피복을 형성할 수 있다.

한편, 접촉한 점에서의 정전기적 부착력이 크면, 현상제와 토너 공급 부재(23a)의 접촉 빈도 및 마찰을 과도하게 증가시킬 필요가 없어져서, 현상제의 열화를 억제할 수 있다. 이러한 이유로, 토너, 자성 캐리어, 토너 공급 부재(볼록 구조)의 대전 계열이, 토너와 토너 공급 부재의 사이에 자성 캐리어가 들어가게 배열하는 것이 바람직하다. 이러한 조건에서는, 토너와 토너 공급 부재의 대전 계열 차가, 토너와 자성 캐리어의 대전 계열 차에 비해 커진다. 이로 인해, 토너와 토너 공급 부재가 서로 접촉해서 마찰에 의해 대전되었을 때에, 토너와 자성 캐리어의 정전기적 부착력에 비해 강한 정전기적 부착력이 발생하여, 토너가 자성 캐리어로부터 이탈해서 토너 공급 부재(볼록 구조)에 부착되기 쉬워진다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 현상 장치에 의하면, 현상제와 토너 공급 부재의 접촉 빈도 및 마찰을 과도하게 증가시키지 않고 균일한 토너에 의한 피복층을 형성할 수 있다. 또한, 대전 계열의 결정 방법에 관해서는 후술한다.

(현상제 회수의 구성)

토너 공급 부재(23a) 상의 2 성분 현상제(8)는, 토너 공급 부재(23)와 캐리어 회수 부재(27)가 서로 대향하는 회수부 W까지 반송된다. 회수부 W에서는, 토너 공급 부재 내부에 고정 배치되는 영구 자석(23b)의 N₃₇ 극과, 캐리어 회수 부재 내부에 고정 배치되는 영구 자석(27b)의 S₃₇ 극에 의해 강한 자계가 발생하고 있다. 이로 인해, 회수부 W까지 반송된 2 성분 현상제(8)는, 토너 공급 부재(23a)를 피복한 토너를 제외하고, 캐리어 회수 부재(27)에 의해 회수된다.

회수된 2 성분 현상제(8)는 현상제 반송부(27a)에 의해 캐리어 회수 부재(27)와 현상 롤(25) 사이의 대향부 Y까지 반송되어, 현상 롤(25)에 접촉한다. 캐리어 회수 부재(27)에 담지되는 2 성분 현상제(8)에 대하여, 피복용 토너가 이미 토너 공급 부재(23a)에 공급되었기 때문에, 토너 질량비(TD 비)가 감소하고 있다. 이로 인해, 현상제는 토너를 회수하는 능력을 갖고 있으며, 비화상부 Q에서 현상되지 않는 잔류 토너(10)와 접촉함으로써, 이 잔류 토너(10)를 회수할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 캐리어 회수 부재(27)에는 전압을 인가하지 않고, 전기적으로 부유 상태(floated state)이지만, 전압을 인가해도 상관없다. 이 경우, 대향부 Y에서 잔류 토너(10)를 회수하기 위해서, 캐리어 회수 부재(27)에 인가하는 전압은, 현상 롤(25)에 인가하는 DC 전압 V_B보다 작게 설정(부극성 토너를 사용하는 경우에는 V_B보다 크게 설정)하는 것이 바람직하다. 한편, 캐리어 회수 부재(27)에 전압을 인가하면, 회수부 W에도 전계가 작용한다. 이러한 조건 하에서도, 토너 공급 부재(23a)의 볼록 구조의 볼록부(23a₃)의 측면을 피복하는 토너는, 전계의 방향에 대하여 대략 수직 방향의 성분의 부착력에 의해, 전계로부터 받는 영향이 작아진다.

한편, 그 이외의 토너는 캐리어 회수 부재(27)에 확실하게 회수되기 때문에, 토너 공급 부재(23) 상에 더 안정적이고 균일한 토너 단층의 피복 형성이 가능해진다. 이때, 더욱 바람직하게는, 대향부 Y에 배치되는 영구 자석(27b)의 자극(S₇₅ 극, 도 8 참조)과, 회수부 W에 배치되는 영구 자석(27b)의 자극(S₃₇ 극, 도 8 참조)이 동일한 극성을 가진다.

도 8의 (a) 내지 (c)를 참조하여 그 이유를 설명한다. 도 8의 (a) 내지 (c)는 회수부 W로부터 대향부 Y까지의 반송되는 자기 브러시의 거동을 설명하는 모식도이다.

회수부 W에서 전계 E₃₇이 작용하고, 토너 공급 부재(23a)의 볼록 구조(도시하지 않음)의 볼록부(23a₃)의 측면을 피복하는 토너 이외의 토너는, 캐리어 회수 부재(27)의 방향으로 비산하고, 캐리어 회수 부재(27) 근방의 토너량이 증가한다(도 8의 (c)). 현상제 반송부(27a)의 이동 및 영구 자석(27b)에 의해 생성된 자계에 의해, 자기 브러시가 반송되어(도 8의 (b)), 대향부 Y까지 반송된 자기 브러시는, 현상 롤(25) 근방의 측에서 토너량이 감소하고 있다(도 8의 (a)). 이에 의해, 자성 캐리어가 잔류 토너(10)를 회수하기 쉬워지기 때문에, 더 낮은 전계 E₇₅로도 토너를 회수가능하다.

또한, 본 발명은 상술한 자극 구성에 한정되지 않고, 대향부 Y에 배치되는 영구 자석(27b)의 자극과 회수부 W에 배치되는 영구 자석(27b)의 자극이 동일한 극성을 갖는 구성이 채용될 수 있다.

회수부 W 및 대향부 Y에서, 회수된 2 성분 현상제 및 잔류 토너(10)는 자기력에 의해 교반/공급 부재(22)로 되돌려지고, 다시 교반 및 반송되어서, 현상제 공급부 X에 공급된다.

캐리어 회수 부재(27)에 회수되지 않고, 토너 공급 부재(23a)의 볼록 구조의 볼록부(23a₃)의 측면을 피복하는 토너는, 토너 공급부 U까지 반송된다. 토너 공급부 U에서, 현상 롤(25)과 토너 공급 부재(23)는 서로 접촉하고, 현상 롤과 토너 공급 부재에는 각각 전압 인가 유닛(26B, 26S)에 의해 전압 V_B, V_S가 인가된다. 본 실시 형태에서는, 토너 공급 부재(23)를 현상 롤(25)에 진입량이 50μｍ가 되도록 접촉시켰다. 감광체(1)의 잠상 전위(V_L=100V)에 대하여, 전압 V_B로서 DC 400V, 전압 V_S로서 DC 800V를 인가했다.

(현상 롤과 토너 공급 부재의 이동 속도비 및 화상 평가)

현상 롤(25)과 토너 공급 부재(23a)는, 현상 롤과 토너 공급 부재가 서로 대향하는 토너 공급부 U에서 동일 방향으로 회전하고 있고, 그 속도는 상대 속도차를 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 현상 롤(25)의 이동 속도 v₂₅는 200㎜/s, 토너 공급 부재(23)(토너 공급 부재(23a))의 이동 속도 v₂₃은 260㎜/s로 설정했다.

도 9는 현상 롤(25)과 토너 공급 부재(23) 사이의 대향부인 토너 공급부 U를 도시하는 모식도이다.

본 실시 형태에서는, 개구 폭 Z(8㎛)가 평균 토너 입자 직경 r_t(7.7㎛) 이상이며, 토너 입자 직경의 2배보다 작기 때문에, 인접하는 볼록부(23a₃) 사이의 공간에 평균 토너 입자 직경을 갖는 토너는 1개만 들어갈 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 토너 공급부 U의 후단부를 도시하는 모식도이다. 도 10a는, 진행 방향 선두의 토너(9a)가 토너 공급부(로부터의 출구)의 후단부를 통과할 때의 상태를 도시하는 모식도이며, 도 10b는, t초 후에 인접한 토너(9b)가 토너 공급부의 후단부를 통과할 때의 상태를 도시하는 모식도이다.

토너는, 인가된 전위차=V_S-V_B에 의해 토너 공급 부재(23a)으로부터 현상 롤(25)의 방향으로 힘을 받고, 또한, 대향부에서의 토너 공급 부재(23a)와 현상 롤(25)의 회전 속도의 상대 속도차 때문에, 토너에 우력이 작용한다. 따라서, 토너는 회전하기 쉬워진다. 이에 의해, 토너와, 토너 공급 부재(23a) 간의 부착력이 저감하여, 토너가 현상 롤(25)로 이동해서 그 표면을 피복한다.

이 경우, 현상 롤(25) 위에 토너가 고밀도의 피복을 형성하는 조건은, 개구 폭 Z와 토너 입자 직경 r_t의 조건에 의해 분류된다.

(A) r_t≤Z<2r_t

이 경우, 상술한 t초 후의 현상 롤(25)을 피복하는 2개의 토너(9a, 9b)가 서로 접촉할 때의 양자의 중심간 거리 R이 토너 입자 직경(토너의 직경)과 동일한 r_t가 되는 것이다.

토너(9a)가 거리 R을 진행하는 데에 걸리는 시간은 아래의 수학식에 의해 표시된다.

[수학식 2]

t=R/v₂₅=r_t/v₂₅

시간 t의 사이에, 토너(9b)는 거리 λ를 이동할 필요가 있기 때문에, 아래의 수학식이 얻어진다.

[수학식 3]

v₂₃t=λ

현상 롤(25)의 이동 속도 v₂₅에 대한 토너 공급 부재(23a)의 이동 속도비 v₂₃/v₂₅는 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 표시된다.

[수학식 4]

v₂₃/v₂₅=λ/R=λ/r_t

실제의 경우에는, 토너(9a)에 대하여 토너(9b)가 가압되므로, 2개의 토너의 중심간 거리 R은 토너 입자의 직경 r_t 이하가 되는 것도 있다. 상술한 수학식 4는 이하와 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 5]

v₂₃/v₂₅≥λ/R=λ/r_t

표 1은, 본 실시 형태에서, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅를 변화시켰을 때의 피복에 관련된 토너량, 피복률, 정착 후의 농도 평가의 결과를 열거한다. 또한, 평가 방법에 관해서는 후술한다.

수학식 5로부터, 현상 롤 위에서 토너가 서로 접촉해서 고밀도의 피복층을 형성하는 조건은 다음과 같다.

v₂₃/v₂₅≥ 1.17

표 1로부터 명백한 바와 같이, 수학식 5를 만족하는 이동 속도비 v₂₃/v₂₅(1.2 이상)로 비율을 설정하면, 현상 롤(25) 위에 토너로 고밀도의 피복을 형성하는 것이 가능해져서, 원하는 농도를 달성할 수 있는 것을 확인했다. 또한, 복층의 토너로 피복을 형성하는 경우, 수학식 5의 속도비에 원하는 토너층의 수를 곱하여 얻어지는 속도비 이상으로 속도비를 설정하면 된다.

이어서, 본 실시 형태에 기초하여 v₂₃/v₂₅=1.4가 되는 조건에서 평가한 것과, 비교예로서 하이브리드 방식에 의해 평가한 것을 비교했다. 표 2는 현상 롤(25) 위를 토너로 피복했을 때의 토너량, 피복률, 정착 후의 농도 평가의 결과를 열거한다.

본 실시 형태의 방식에서는, 대략 단층이고, 고밀도인 토너 피복층이 실현되지만, 하이브리드 방식에서는, 본 실시 형태의 방식과 동일한 피복에 대응하는 토너량이 되도록 토너량을 조정하는 경우에도, 피복률이 낮고, 제2 층의 토너가 복수 존재하는 것을 확인했다. 또한, 하이브리드 방식에서는, 현상 롤(25) 상의 낮은 피복률의 악영향에 기인하여, 감광체(1) 및 용지 상에 형성된 화상도 토너 밀도가 낮고, 토너가 존재하지 않는 백지부의 영향에 기인하여, 화상 농도가 현저하게 감소하여, 원하는 농도가 얻어지지 않는 것도 확인했다.

(B) 2r_t≤Z<r_c

개구 폭 Z가 2r_t≤Z<r_c인 조건에서 이동 속도비 v₂₃/v₂₅의 도출에 대해서 설명한다.

도 11은 토너 공급부 U에의 진입 전의 모식도이다. 토너 공급부 진입 전에는, 2개의 토너 입자가 볼록 구조의 볼록부(23a₃)의 측면과 볼록부(23a₃) 사이의 토너 공급 부재(23a)의 표면(볼록부 사이의 저면)의 양쪽 모두에 접촉할 수 있도록, 토너 공급 부재(23a) 상의 위치에 2개의 토너 입자가 존재한다.

도 12a 및 도 12b는 토너 공급부의 후단부를 도시하는 모식도이다. 토너는 접촉 중에 이동 속도비 v₂₃/v₂₅에 의해 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향에 대하여 하류 측으로 회전이동한다.

도 12a는 토너(9a)가 접촉부의 후단부를 통과할 상태를 도시하는 모식도이며, 도 12b는 t초 후에 인접한 토너(9b)가 접촉부의 후단부를 통과할 상태를 도시하는 모식도이다. 현상 롤(25) 위에 토너로 고밀도의 피복을 형성하는 조건은, t초의 간격에, 토너(9a)가 거리 R을 이동하고, 토너(9b)가 거리 (λ-r_t)를 이동하는 것이다. 상기 관계로부터, 이하의 수학식 6이 얻어진다.

[수학식 6]

v₂₃/v₂₅≥(λ-r_t)/R=(λ-r_t)/r_t

표 3 내지 표 5는, 토너 공급 부재(23a) 상의 구조가 다른 토너 공급 부재(23)를 사용해서 유사한 검토를 행한 결과이다.

상술한 조건 (A)에 기초하여, 수학식 5로부터 v₂₃/v₂₅≥1.43이 얻어졌지만, 실제의 경우에는, 표 3으로부터 명백한 바와 같이, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅가 1.5 이상인 경우에 원하는 농도 평가를 얻을 수 있다.

상술한 조건 (B)에 기초하여, 수학식 6으로부터 v₂₃/v₂₅≥1.21가 얻어지지만, 실제의 경우에는, 표 4로부터 명백한 바와 같이, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅가 1.3 이상인 경우에 원하는 농도 평가를 얻을 수 있다.

상술한 조건 (B)에 기초하여, 수학식 6으로부터 v₂₃/v₂₅≥1.47이 얻어지지만, 실제의 경우에는, 표 5로부터 명백한 바와 같이, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅가 1.5 이상인 경우에 원하는 농도 평가를 얻을 수 있다.

구조가 상이한 경우에도, 이동 속도비를 수학식 5 및 수학식 6을 만족하는 이동 속도비 v₂₃/v₂₅로 설정하면, 현상 롤(25) 위에 토너로 고밀도의 피복을 형성하는 것이 가능해져서, 원하는 농도를 달성할 수 있는 것을 확인했다.

한편, 개구 폭 Z가 토너 입자 직경의 3배 이상이면(Z≥3r_t), 토너에 의한 피복량의 안정성이 저하된다.

도 13은 개구 폭이 토너 입자 직경의 3배 이상인 경우의 토너 공급 부재(23a)를 도시하는 모식도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 개구 폭 Z가 토너 입자 직경의 3배 이상이면(Z≥3r_t), 볼록부(23a₃)의 측면 및 볼록부(23a₃) 사이의 저면과 접촉해서 안정적인 2개의 토너 입자 이외에, 평균 입자 직경 r_t에 대응하는 토너가 저면에만 접촉할 가능성이 있다(따라서, 상기 개구 폭 Z에 맞을 수 있는 3개의 토너 입자 중 하나가 저면에만 접촉할 것이다). 이에 의해, 안정성이 저하되는 것으로 생각된다.

이와 같이, 개구 폭 Z는 토너 입자 직경의 3배보다 작게(Z<3r_t) 설정되는 것이 바람직하다. 그러한 조건 하에서는, 볼록부(23a₃) 사이에 저면만이 접촉하는 불안정한 토너가 진입하는 공간이 한정되고, 구조 공간적으로 피복에 관련된 토너량이 규제되어, 더 안정적이고 균일한 단층 피복의 형성이 가능해진다.

표 6, 표 7은, 평균 입자 직경 r_t가 5.0㎛(비중: 1.1g/cm³)인 토너를 사용하여 마찬가지의 검토를 행한 결과를 열거한다.

상술한 조건 (A)에 기초하여, 수학식 5로부터 v₂₃/v₂₅≥1.40이 얻어졌지만, 실제의 경우에는, 표 6로부터 명백한 바와 같이, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅가 1.4 이상인 경우에 원하는 농도 평가를 얻을 수 있었다.

상술한 조건 (B)에 기초하여, 수학식 6으로부터 v₂₃/v₂₅≥1.40이 얻어지지만, 실제의 경우, 표 7로부터 명백한 바와 같이, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅가 1.4 이상인 경우에 원하는 농도 평가를 얻을 수 있었다.

이어서, 본 실시 형태에 기초하여 v₂₃/v₂₅=1.6이 되는 조건에서 평가한 것과, 비교예로서 하이브리드 방식에 의해 평가한 것을 비교했다. 표 8은 현상 롤(25)을 토너로 피복했을 때의 토너량, 피복률, 정착 후의 농도 평가의 결과를 열거한다.

본 실시 형태의 방식에서는, 대략 단층이고, 고밀도의 토너 피복층을 실현하지만, 하이브리드 방식에서는, 본 실시 형태의 방식과 동일한 피복에 대응하는 토너량이 되도록 토너량을 조정하더라도, 피복률이 낮고, 농도 평가의 결과도 나쁜 것을 확인할 수 있었다.

표 9, 표 10은 평균 입자 직경 r_t가 10㎛(비중: 1.1g/cm³)인 토너를 사용하여 마찬가지의 검토를 행한 결과를 열거한다.

상술한 조건 (A)에 기초하여, 수학식 5로부터 v₂₃/v₂₅≥1.20이 얻어지지만, 실제의 경우, 표 9로부터 명백한 바와 같이, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅가 1.2 이상인 경우에 원하는 농도 평가가 얻어질 수 있었다.

상술한 조건 (B)에 기초하여, 수학식 6으로부터 v₂₃/v₂₅≥1.20이 얻어지지만, 실제의 경우, 표 10으로부터 명백한 바와 같이, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅가 1.2 이상인 경우에 원하는 농도 평가가 얻어질 수 있었다.

이어서, 본 실시 형태에 기초하여 v₂₃/v₂₅=1.4가 되는 조건에서 평가한 것과, 비교예로서 하이브리드 방식에 의해 평가한 것을 비교했다. 표 11은, 현상 롤(25) 을 토너로 피복했을 때의 토너량, 피복률, 정착 후의 농도 평가의 결과를 열거한다.

토너의 입자 직경이 상이한 경우에도, 이동 속도비를 수학식 5 및 수학식 6을 만족하는 이동 속도비 v₂₃/v₂₅로 설정하면, 현상 롤(25) 위에 고밀도의 토너로 피복을 형성하는 것이 가능하여, 원하는 농도를 달성할 수 있는 것을 확인했다.

이상과 같이, 표면에 규칙적으로 배열되는 볼록 구조를 갖는 토너 공급 부재(23)에, 2 성분 현상제(8)를 접촉시켜서 볼록 구조의 볼록부(23a₃)의 측면에 접촉해서 얇고, 균일하고, 안정적인 토너 피복을 형성하고, 잉여의 2 성분 현상제(8)를 캐리어 회수 부재(27)에 의해 회수한다. 그 후, 토너 공급 부재(23)와 현상 롤(25)을 서로 접촉시키고, 전위차 및 수학식 5 또는 수학식 6에 의해 결정되는 이동 속도비를 설정하면, 적은 토너량의 경우에도, 현상 롤(25) 상에 고밀도의 토너로 안정적으로 피복을 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 원하는 농도를 얻음과 함께, 농도 불균일을 개선할 수도 있다.

(볼록 구조의 주기와 색차의 관계)

상술한 검토에서는, 토너 공급 부재(23) 상의 볼록 구조는 주기적인 구조(λ 고정)이지만, 다른 주기의 구조가 혼재하고 있어도 상관없다.

도 14는 0.45mg/cm²의 토너량을 갖는 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K)의 각 토너로 현상 롤(25)을 피복했을 경우에, 피복에 관련된 토너량의 변동률(횡축)과 색차 ΔE(종축)의 관계를 도시하는 도면이다.

여기서, 각 색의 면 내의 색차 ΔE를 5 이하로 억제하기 위해서는, 피복에 관련된 토너량의 변동률을 ±20% 이내로 유지할 필요가 있다. 본 실시 형태의 방식에서, 이동 속도비 v₂₃/v₂₅가 결정되면, 개구 폭 Z와 토너 입자 직경 r_t의 조건 (A) 또는 (B)에 따라, 현상 롤(25) 상의 피복에 관련된 토너량은 λ(수학식 5) 또는 λ-r_t(수학식 6)에 비례한다. 따라서, 면 내의 색차 ΔE를 5 이내로 억제하기 위해서는, 변동률이 0%일 때의 주기를 λ₀로 표시하면, 주기 λ는 이하의 범위에서 혼재하고 있어도 상관없다.

(a) 조건 (A)의 경우에는 0.8λ₀ 이상 1.2λ₀ 이하

(b) 조건 (B)의 경우에는 (0.8λ₀+0.2r_t) 이상 (1.2λ₀-0.2r_t) 이하

또한, 주기 λ가 이하의 범위이면,

(a) 조건 (A)의 경우에는 0.9λ₀ 이상 1.1λ₀ 이하

(b) 조건 (B)의 경우에는 (0.9λ₀+0.1r_t) 이상(1.1λ₀-0.1r_t) 이하이다.

보다 바람직하게는, 면 내의 색차 ΔE는 3 이내로 억제된다.

상술한 허용 범위 내에서 다른 주기를 갖는 볼록 구조가 혼재하는 것도, 본 실시 형태의 볼록 구조에 포함된다.

(볼록 구조의 형성 방법)

토너 공급 부재(23) 상의 볼록 구조는, 광경화성 수지를 사용한 광 나노임프린트법, 열가소성 수지를 사용한 열 나노임프린트법, 레이저를 주사해 에징을 행하는 레이저 에징법 등에 의해 형성할 수 있다.

도 15는 토너 공급 부재(23a) 상의 볼록 구조의 형성 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.

여기에서는, 토너 공급 부재(23a) 상의 볼록 구조를, 열 나노임프린트법에 의해 형성하는 방법을 설명한다.

할로겐 히터(41)를 내포한 전사용 롤(40) 상에, 원하는 볼록 구조의 역의 구조인 오목 구조를 갖는 필름 몰드(42)를 고정한다. 계속해서, 그 필름 몰드(42)를, 토너 공급 부재(23)에 접촉시키면서 가압한다. 이 상태로 전사용 롤(40)과 토너 공급 부재(23)를 등속으로 회전시키면서, 할로겐 히터(41)에 의해, 유리 전이 온도로부터 융점의 범위 내의 온도에서 가열해서 볼록 구조를 형성한다.

이 경우에, 도 15에 도시된 바와 같이, 돌출 구조를 토너 공급 부재(23)의 표층면에 직접 형성해도 되고, 또는, 미리 열가소성 수지를 도포한 후에, 그 수지에 돌출 구조를 형성해도 된다.

광 나노임프린트법에서는, 광경화성 수지를 토너 공급 부재(23)의 표층면에 도포하고, 할로겐 히터(41) 대신 설치한 UV 광원을 사용하여 UV 조사에 의해 경화를 행함으로써 볼록 구조를 형성한다.

도 16은 토너 공급 부재(23a) 상의 볼록 구조의 형성 방법의 다른 일례를 도시하는 모식도이다. 　여기에서는, 토너 공급 부재(23a) 상에, 레이저 에징법에 의해 볼록 구조를 형성하는 방법을 설명한다.

토너 공급 부재(23)에 대하여, 집광 렌즈(44)에 의해 집광된 레이저(43)를 화살표 f 방향으로 주사함으로써, 토너 공급 부재(23)의 표층면에 볼록 구조를 형성한다. 계속해서, 토너 공급 부재(23)를 화살표 g 방향으로 조금 회전시키고, 다시 레이저를 주사해서 볼록 구조를 형성한다. 이러한 조작을 반복하여, 토너 공급 부재의 둘레 면 상에 축 방향을 따른 볼록 구조를 형성한다.

(볼록 구조의 측정 방법)

토너 공급 부재(23) 상의 볼록 구조의 측정은 AFM(Pacific Nanotechnology 제조의 Nano-I)을 사용하여, 당해 측정 장치의 조작 매뉴얼을 따라 행한다. 이때, 샘플링은 현상 롤의 표층면을 커터나 레이저 등을 사용하여 절단해서 평활한 시트를 생성하여 행하였다.

도 17은 본 실시 형태의 측정에서 사용하는 2 종류의 캔틸레버의 선단(탐침)의 형상의 모식도이다.

탐침 A는, 선단이 토너 입자 직경 r_t를 갖는 반구 형상의 탐침이며, 탐침 B는, 선단이 캐리어 입자 직경 r_c를 갖는 반구 형상의 탐침이다.

구체적인 측정 방법을 설명한다. 처음에, 탐침 B를 사용하여 토너 공급 부재의 표층면의 형상(x, y, z_B)을 계측한다. 이 형상은, 입자 직경 r_c의 자성 캐리어와 접촉할 수 있는 토너 공급 부재의 표층면의 형상을 나타내고, 기준면이 된다. 계속해서 동일 위치에서, 탐침 A를 사용해서 마찬가지로 형상(x, y, z_A)을 계측한다. 이 형상은, 입자 직경 r_t의 토너와 접촉할 수 있는 토너 공급 부재의 표층면의 형상을 나타낸다. 계측된 형상의 높이 방향의 차분(|z_B-z_A|), 즉 기준면으로부터의 높이 D를 계측하여, r_t10/2≤D=|z_B-z_A|≤r_t를 만족하는 좌표 (x, y)를 추출한다. 탐침의 형상을 고려하여, 추출된 좌표에 대하여, 그 좌표를 중심으로 한 직경 r_t의 원을 적용하여, 화상 처리를 행한다.

도 18은, 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향을 y축으로 했을 때, y축을 따라 탐침을 주사했을 경우의 측정 및 화상 처리의 결과를 도시하는 도면이다.

추출되는 좌표에 대하여, 각각 좌표를 중심으로 설정한, 직경 r_t의 중첩하는 원에 의해 커버되는 영역 Φ와, 그 영역 Φ의 긴 직경인 개구 폭 Z가 얻어질 수 있다. 또한, 인접하는 영역 Φ1과 Φ2 사이의 간격이 본 실시 형태의 볼록 구조이며, 그 사이의 최소 거리, 즉 폭 K가 얻어질 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 볼록 구조는 측정 및 화상 처리에 의해 얻어지는 구조이다. 즉, 탐침 A가 진입할 수 없는 주기가 짧은 구조나, 탐침 B가 진입할 수 있는 주기가 긴 구조에 관해서는, 이들 구조가 본 발명의 과제에는 영향을 미치지 않고, 토너 공급 부재의 표층면에 그러한 구조가 포함되어 있어도 상관없다. 또한, 실제의 경우, 미소 영역이 일부 파손된 불완전한 볼록 구조이더라도, 그러한 불완전한 볼록 구조가 측정에 의해 볼록 구조로 판단되면, 본 실시 형태의 볼록 구조인 것으로 간주한다.

(입자 크기 분포의 측정 방법)

토너의 입자 크기 분포는, Coulter Multisizer III(Beckman Coulter, Inc. 제조)를 사용하고, 당해 측정 장치의 조작 매뉴얼에 따라 측정한다. 보다 구체적으로는, 전해액(ISOTON) 100ml에, 분산제로서 계면 활성제를 0.1g 첨가하고, 또한 측정 시료(토너)를 5mg 첨가한다. 시료를 현탁한 전해액을 초음파 분산기를 사용하여 약 2분간 분산 처리해서 측정 샘플로 한다.

개구로는 100㎛의 개구를 사용한다. 시료의 개수를 채널마다 측정해서 메디안 직경 d50을 산출하고, 이 메디안 직경 d50을 시료의 개수 평균 입자 직경 r_t로 규정한다.

자성 캐리어의 입자 크기 분포는, 레이저 회절식 입자 크기 분포 측정기 SALD-3000(Shimadzu Corporation 제조)을 사용하고, 당해 측정 장치의 조작 매뉴얼에 따라 측정을 행한다. 보다 구체적으로는, 자성 캐리어 0.1g을 장치에 도입해서 측정을 행한다. 시료의 개수를 채널마다 측정해서 메디안 직경 d50을 산출하고, 이 메디안 직경 d50을 개수 평균 입자 직경 r_c로 규정한다.

(대전 계열의 결정 방법)

현상 롤(25)을 제외한 현상 장치(20)의 현상 용기(21) 내에 자성 캐리어만을 넣고, 1분 정도 통상의 현상 동작을 행한다. 이때, 전압 인가 유닛을 제거하여, 토너 공급 부재(23)와 캐리어 회수 부재(27)를 전기적으로 부유 상태로 한다. 대향부인 토너 공급부 U의 위치에, 토너 공급 부재(23)에 대향하도록, 표면 전위계 MODEL347(Trek 제조)의 탐침을 설치하고, 표면 전위를 측정한다. 현상 동작 전후의 전위의 전위차(동작 후 전위-동작 전 전위)를 계측한다. 그 전위차가 양이면, 토너 공급 부재(23a)는 자성 캐리어에 비하여 대전 계열상 포지티브 측에 가까운 것으로 판단한다. 그 전위차가 음이면, 토너 공급 부재(23a)는 자성 캐리어에 비하여 대전 계열상 네거티브 측에 가까운 것으로 판단한다.

자성 캐리어와 토너의 마찰 대전에 의해, 토너가 자성 캐리어에 비하여 포지티브 측에 가까운지, 또는 네거티브 측에 가까운지를 판단할 수 있기 때문에, 제3 자의 상대적인 대전 계열을 결정할 수 있다.

(피복 평가 방법)

피복량은 현상 롤(25)을 피복하는 토너를 흡인하고, 그 무게(mg) 및 흡인부의 면적(cm²)을 계측하고, 그 비인 단위 면적당의 무게(mg/cm²)를 산출해서 구한다.

피복률은, 토너로 피복된 현상 롤(25)을 현미경(Keyence 제조의 VHX-5000)으로 촬영한 화상으로부터 산출했다. 촬영한 화상으로부터, 화상 처리 소프트웨어(Adobe Inc. 제조의 Photoshop)를 사용하여, 토너부의 면적(px)만을 추출하고, 피복률로서, 전체의 면적에 대한 비율을 산출했다.

정착 후의 농도 평가는, 현상 롤(25)을 토너로 피복하고, 현상 및 전사를 순차적으로 행하고, 코팅지 위에 토너 상을 정착시키고, 농도 평가를 행하여 얻은 결과이다. 농도 평가에서는, 코팅지 상의 반사 농도 Dr을 반사 농도계(X-Rite Co. Ltd. 제조의 500 Series)를 사용하여 측정한다. 반사 농도가 원하는 반사 농도(CMY: Dr≥ 1.3, K: Dr≥ 1.5)에 도달하지 않은 경우는 ×로 표시하고, 반사 농도가 원하는 반사 농도에 도달한 도달의 경우를 ○로 표시했다.

[제2 실시 형태〕

도 19는 본 발명에 따른 현상 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도이다.

(현상 장치의 구성)

토너 공급 부재(23)는 도 19의 화살표 방향으로 회전가능한 토너 공급 부재(23a)와, 내부에 고정 배치된 영구 자석(23b)을 포함하도록 구성된다. 토너 공급 부재(23a)에는, 그 이동 방향으로 복수의 볼록부(23a₃)가 규칙적으로 배열된 볼록 구조가 형성되고, 볼록부(23a₃)의 높이는 토너 입자 직경 이하이다. 또한, 인접하는 볼록부(23a₃) 사이의 개구 폭은, 토너 입자 직경 이상 캐리어 입자 직경 미만이다. 본 실시 형태에서는, 토너 공급 부재(23a)로서 알루미늄 롤을 사용하고, 알루미늄 롤에 대하여, 레이저 에징법에 의해 상술한 제1 실시 형태와 동일한 형상의 볼록 구조를 형성했다.

현상제 공급부는, 현상 용기(21) 내의 현상제를 교반 및 공급하는 교반/공급 부재(22)를 포함하도록 구성된다. 또한, 캐리어 회수 부재는, 토너 공급 부재(23a)와 대향하는 위치에 고정 배치되는 자성 부재(28)를 포함하도록 구성된다. 자성 부재(28)는, 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향에서, 토너 공급부로부터 상류이고, 교반/공급 부재에 의해 현상제를 공급하는 현상제 공급부로부터 하류인 위치에 배치된다.

또한, 현상 롤(25)은, 탄성층(25a)과 기층(25b)을 포함하도록 구성되고, 대향부인 토너 공급부 U에서 토너 공급 부재(23)와 접촉하도록 배치된다. 현상 용기의 개구에서는, 현상 장치 외부로 토너가 비산하는 것을 방지하기 위해서, 비산 방지 시트(30)가 설치된다.

(토너 피복 공정)

이어서, 현상 롤(25)을 토너로 피복하는 공정에 대해서 설명한다.

교반/공급 부재(22)에 의해, 현상제 공급부 X에서 토너 공급 부재에 공급되는 현상제는, 토너 공급 부재(23a)의 회전 및 영구 자석(23b)에 의해 생성되는 자장에 의해 작용하는 자기력에 의해, 도 19의 화살표 방향으로 반송된다. 반송되는 현상제는, 자성 부재(28)와 영구 자석(23b)이 함께 생성한 자장에 의해 작용하는 자기력에 의해, 자성 부재(28)와 토너 공급 부재(23) 사이의 회수부 W에서 구속되며, 최종적으로, 현상제가 현상 용기(21) 내에 중력에 의해 낙하하게 된다.

토너 공급 부재(23a)에 접촉해서 피복하는 토너는 자기력에 의한 구속을 받지 않기 때문에, 회수부 W를 통과하여 현상 롤(25)에 대한 대향부인 토너 공급부 U까지 반송된다.

토너 공급 부재(23)와 현상 롤(25)의 사이에는, 전압 인가 유닛(26S, 26B)에 의해 전압이 인가된다. 또한, 현상 롤(25)의 이동 속도 v₂₅에 대한 토너 공급 부재(23a)의 이동 속도비 v₂₃/v₂₅는, 수학식 5 또는 수학식 6을 만족하도록 설정되어 있다.

이에 의해, 현상 롤(25) 상에 안정적으로 고밀도의 토너로 피복을 형성할 수 있어서, 적은 토너량으로도 원하는 농도를 얻으면서, 농도 불균일을 개선할 수 있다.

또한, 클리닝 부재(29)를, 현상 롤(25)의 이동 방향에서, 토너 공급부 U로부터 상류이고, 현상부 T로부터 하류인 위치에서 현상 롤(25)과 접촉하도록 배치함으로써, 현상 후의 잔류 토너를 회수하고, (현상 이력에 의한) 고스트 화상의 발생을 방지할 수 있다.

본 실시 형태의 현상 장치에서는, 캐리어 회수 부재가 간이한 구성을 갖기 때문에, 현상 장치의 소형화에 대응할 수 있다.

[제3 실시 형태〕

도 20은 본 발명에 따른 현상 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도이다.

(현상 장치의 구성)

토너 공급 부재(23)는, 회전가능한 영구 자석(23b), 반송 롤(23c) 및 회전가능한 영구 자석과 반송 롤 주위에 감겨져서 도 20의 화살표 방향으로 순환가능한 무단 형상의 토너 공급 부재(23a)를 포함하도록 구성된다. 자성 부재인 영구 자석(23b)은, 무단 형상의 토너 공급 부재(23a)가 회전하는 순환 경로의 내측에 배치된다. 도전성과 강성이 있는 임의의 소재가 반송 롤(23c)에 사용될 수 있으며, SUS, 철, 알루미늄 등이 반송 롤(23c)을 형성하는 데에 이용될 수 있다. 토너 공급 부재(23a)에는, 그 이동 방향으로 복수의 볼록부(23a₃)가 규칙적으로 배열되는 볼록 구조가 형성되고, 볼록부(23a₃)의 높이는 토너 입자 직경 이하이다. 또한, 인접하는 볼록부(23a₃) 사이의 개구 폭은 토너 입자 직경 이상 캐리어 입자 직경 미만이다.

본 실시 형태에서는, 토너 공급 부재(23a)로서 폴리이미드 벨트 부재를 사용하고, 벨트 부재에 대하여, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 형상의 볼록 구조를 열 나노임프린트법에 의해 형성했다.

현상제 공급 부재는 현상 용기(21) 내의 현상제를 교반 및 공급하는 교반/공급 부재(22)를 포함하도록 구성된다. 또한, 캐리어 회수 부재는, 규제 부재(31)와 토너 공급 부재(23a)가 대향하는 위치에 고정 배치되는 규제 부재를 포함하도록 구성된다. 규제 부재(31)는, 토너 공급 부재(23a)의 이동 방향에서, 토너 공급부로부터 상류이고, 교반/공급 부재에 의해 현상제를 공급하는 현상제 공급부로부터 하류인 위치에 배치된다. 또한, 규제 부재(31)는 철 등의 투자율이 높은 금속 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다.

현상 롤(25)은, 탄성층(25a)과 기층(25b)을 포함하도록 구성되고, 대향부인 토너 공급부 U에서 토너 공급 부재(23)와 접촉하도록 배치된다. 현상 용기의 개구에서는, 현상기 외부에 토너가 비산하는 것을 방지하기 위해서, 비산 방지 시트(30)가 설치된다.

(토너 피복 공정)

교반/공급 부재(22)에 의해 현상제 공급부 X에서 토너 공급 부재에 공급되는 현상제는, 토너 공급 부재(23a)의 회전 및 영구 자석(23b)의 회전에 의해 생성되는 자장에 의해 작용하는 자기력에 의해, 도 20의 화살표 방향으로 반송된다. 반송되는 현상제는, 규제 부재(31)와 영구 자석(23b)이 함께 생성한 자장에 의해 작용하는 자기력에 의해, 규제 부재(31)와 토너 공급 부재(23) 사이의 회수부 W에서 구속되고, 최종적으로 현상 용기(21) 내에서 중력에 의해 낙하한다.

토너 공급 부재(23a)에 접촉해서 피복하는 토너는, 자기력에 의한 구속을 받지 않기 때문에, 토너는 회수부 W를 통과하여, 현상 롤(25)에 대한 대향부인 토너 공급부 U까지 반송된다.

이에 의해, 현상 롤(25) 위에 안정적으로 고밀도의 토너 입자로 피복을 형성할 수 있어, 적은 토너량으로도, 원하는 농도를 얻으면서, 농도 불균일을 개선할 수 있다.

또한, 클리닝 부재를, 현상 롤(25)의 이동 방향에서, 토너 공급부 U로부터 상류이고, 현상부 T로부터 하류인 위치에서 현상 롤(25)과 접촉하도록 배치함으로써, 현상 후의 잔류 토너를 회수하고, (현상 이력에 의한) 고스트 화상의 발생을 방지할 수 있다.

본 실시 형태의 현상 장치에서는, 무단 벨트 형상의 토너 공급 부재(23a)의 내측에 배치되는 영구 자석이 회전함으로써, 자기 브러시가 토너 공급 부재(23a) 상에서 상단부와 하단부를 역전시켜서 회전해서 반송된다. 이에 의해, 짧은 반송 거리 및 시간으로, 토너 공급 부재(23a)와 토너의 접촉 빈도를 증가시킬 수 있다. 또한, 영구 자석의 회전 속도를 제어함으로써, 다른 구성에 영향을 주지 않고 피복에 관련된 토너량의 변동을 억제할 수 있다.

[제4 실시 형태〕

도 21은, 본 발명에 따른 현상 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도이다.

(현상 장치의 구성)

토너 공급 부재(23)는 도 21의 화살표 방향으로 회전가능한 토너 공급 부재(23a)를 포함하도록 구성된다. 토너 공급 부재(23a)에서는, 그 이동 방향에서, 복수의 볼록부(23a₃)가 규칙적으로 배열되는 볼록 구조가 형성되고, 볼록부(23a₃)의 높이는 토너 입자 직경 이하이다. 또한, 인접하는 볼록부(23a₃) 사이의 개구 폭은 토너 입자 직경 이상 캐리어 입자 직경 미만이다.

본 실시 형태에서는, 토너 공급 부재(23a)로서 탄성층을 갖는 고무 롤을 사용하고, 고무 롤에 대하여 열 나노임프린트법을 행함으로써, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 형상의 볼록 구조를 형성했다.

현상제 공급 부재 및 캐리어 회수 부재로서 기능하는 현상제 공급/회수 부재(32)는, 회전가능한 현상제 반송부(32a) 및 내부에 고정 배치된 복수의 영구 자석(32b)을 포함하도록 구성된다. 현상제 공급/회수 부재(32)는, 현상제 반송부(32a)에 반송되는 현상제가 토너 공급 부재(23)에 접촉하도록 배치된다.

또한, 현상 롤(25)은 알루미늄제의 롤(25c)을 포함하도록 구성되고, 토너 공급부 U에서 토너 공급 부재(23)와 접촉하도록 배치된다. 현상 용기의 개구에서는, 현상 장치 외부에 토너가 비산하는 것을 방지하기 위해서, 비산 방지 시트(30)가 설치된다.

(토너 피복 공정)

교반/공급 부재(22)에 의해 현상제 공급/회수 부재(32)에 공급되는 현상제는, 현상제 반송부(32a)의 회전 및 영구 자석(32b)에 의해 생성되는 자장에 의해 작용하는 자기력에 의해, 도 21의 화살표 방향으로 반송된다. 반송되는 현상제는, 현상제 공급부 X에서 토너 공급 부재(23)와 접촉하고, 영구 자석(32b)에 의해 생성된 자장에 의해 작용하는 자기력에 의해, 회수부 W에서 현상제 공급/회수 부재(32)에 회수된다.

토너 공급 부재(23a)에 접촉해서 피복하는 토너는, 자기력에 의한 구속을 받지 않기 때문에, 이 토너는 회수부 W를 통과하여, 현상 롤(25)에 대한 대향부인 토너 공급부 U까지 반송된다.

토너 공급 부재(23)와 현상 롤(25)의 사이에는 전압 인가 유닛(26S, 26B)에 의해 전압이 인가된다. 또한, 현상 롤(25)의 이동 속도 v₂₅에 대한 토너 공급 부재(23a)의 이동 속도비 v₂₃/v₂₅는, 수학식 5 또는 수학식 6을 만족하도록 설정되어 있다.

이에 의해, 현상 롤(25) 상에 고밀도의 토너로 안정적으로 피복을 형성할 수 있어, 적은 토너량으로도 원하는 농도를 얻을 수 있고, 농도 불균일을 개선할 수 있다.

(현상제 공급/회수 부재)

현상 롤(25)의 이동 방향에서, 토너 공급부 U로부터 상류이고, 현상부 T로부터 하류의 위치에서, 현상제 공급/회수 부재(32)에 회수된 현상제가 현상 롤(25)과 접촉하도록, 현상제 공급/회수 부재(32)가 배치된다. 이 공급/회수 부재(32)는, 현상 후의 잔류 토너를 회수하는 클리닝 부재로도 기능하여, (현상 이력에 의한) 고스트 화상의 발생을 방지할 수 있다.

이하, 그 이유에 대해서 설명한다. 현상제 공급/회수 부재(32)에 회수되는 2 성분 현상제(8)에 대하여, 이미 토너 공급 부재(23a)에 토너의 피복이 형성되어 있기 때문에, TD 비가 감소되어 있다. 이로 인해, 현상제는 토너를 회수하는 능력을 갖고 있으며, 비화상부 Q에서 현상되지 않은 잔류 토너(10)와 접촉함으로써, 잔류 토너(10)를 회수할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 현상제 공급/회수 부재(32)에는 전압이 인가되지 않고, 전기적으로 부유 상태로 하고 있지만, 전압이 인가되어도 상관없다. 이 경우, 대향부 Y에서 잔류 토너(10)를 회수하기 위해서, 현상제 공급/회수 부재(32)에 인가되는 전압은, 현상 롤(25)에 인가되는 DC 전압 V_B보다 작게 설정(부극성 토너를 사용하는 경우는 V_B보다 크게 설정)하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 대향부 Y에 배치되는 영구 자석(32b)의 자극과, 회수부 W에 배치되는 영구 자석(32b)의 자극이 동일한 극성을 갖는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 따른 현상 장치는, 현상제 공급/회수 부재(32)가 현상제 공급부 및 캐리어 회수 부재로서의 역할을 할 수 있다. 이로 인해, 현상제를 부재 사이에서 반송시킬 필요가 없고, 반송 중에 부동층(non-moving layer)이 생기는 등의 반송 불량이 거의 발생하지 않는다. 이로 인해, 현상제에 전단력이 거의 작용하지 않고, 내구성의 열화를 억제할 수 있다.

본 발명이 예시적인 실시 형태를 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 아래의 청구범위의 범위는, 모든 변경과, 등가 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석에 따라야 한다.

본 출원은, 2014년 2월 12일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-024649호의 우선권을 주장하며, 상기 일본 특허 출원은 그 전제가 본 명세서에서 참조로서 인용된다.

Claims

비자성 토너 입자 및 자성 캐리어 입자를 포함하는 현상제에 의해, 상 담지체 상에 형성된 정전 상을 현상하는 현상 장치이며,
상기 상 담지체에 공급될 토너 입자를 담지하는 토너 담지체와,
상기 토너 입자를 상기 토너 담지체에 반송하고, 상기 토너 입자를 토너 공급부에서 상기 토너 담지체에 공급하는 토너 공급 부재와,
상기 토너 공급 부재에 상기 현상제를 공급하는 현상제 공급 부재와,
상기 토너 공급 부재에 공급된 상기 현상제로부터 현상제를 회수하는 캐리어 회수 부재를 포함하고,
상기 토너 공급 부재의 표층면은, 토너 반송 방향과 교차하는 방향으로 연장하는 복수의 볼록부를 포함하고,
상기 복수의 볼록부는, 평균 입자 직경을 갖는 토너 입자는 2개의 인접하는 볼록부의 상부 사이에 형성된 내측부에 접촉할 수 있고, 평균 입자 직경을 갖는 자성 캐리어 입자는 상기 내측부에 접촉할 수 없도록 구성되며, 상기 볼록부의 상부의 높이는 상기 토너의 평균 입자 직경 미만이고,
상기 토너 공급 부재 및 상기 토너 담지체는, 상기 토너 공급부에서 상대 속도차를 갖도록 이동가능한, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 2개의 인접하는 볼록부는 상기 토너 반송 방향에서 그들 사이에 개구 폭 Z를 갖는 개구를 형성하고, Z는 상기 토너의 평균 입자 직경 이상이고 상기 자성 캐리어의 평균 입자 직경 미만인, 현상 장치.
제2항에 있어서,
상기 토너 공급 부재의 표층면의 이동 속도를 v₂₃(㎜/s), 상기 토너 담지체의 표층면의 이동 속도를 v₂₅(㎜/s), 상기 토너의 평균 입자 직경을 r_t(㎛), 상기 자성 캐리어의 평균 입자 직경을 r_c(㎛), 인접하는 상기 볼록부들 사이의 상기 토너 반송 방향의 개구 폭을 Z(㎛), 상기 볼록부들 사이의 간격의 주기를 λ(㎛)라고 했을 때,
r_t≤Z<2r_t의 경우에는, v₂₃/v₂₅≥λ/r_t, 및
2r_t≤Z<r_c의 경우에는, v₂₃/v₂₅≥(λ-r_t)/r_t
의 관계를 만족하는, 현상 장치.
제2항에 있어서,
상기 개구 폭은, 상기 토너의 평균 입자 직경의 3배 미만인, 현상 장치.
제1항에 있어서,
토너 입자 크기 분포에서의 누적 개수 분포가 10%인 상기 토너의 입자 직경을 r_t10(㎛), 누적 개수 분포가 90%인 상기 토너의 입자 직경을 r_t90(㎛), 상기 볼록부의 높이를 D(㎛)라고 했을 때,
r_t10/2≤D≤r_t90/2
의 관계를 만족하는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 토너 공급 부재의 표층면과, 상기 토너와, 상기 자성 캐리어의 대전 계열은, 상기 토너와 상기 토너 공급 부재의 표층면 사이에 상기 자성 캐리어가 위치하도록 배치되는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 토너 공급 부재는 회전가능하며, 내부에 배치된 자성 부재를 포함하고,
상기 캐리어 회수 부재는, 회전가능한 현상제 반송부 및 상기 현상제 반송부의 내부에 배치된 자성 부재를 포함하도록 구성되고, 상기 토너 공급 부재의 회전 방향에서, 상기 토너 공급부로부터 상류이며, 상기 현상제 공급 부재로부터 상기 토너 공급 부재에 상기 현상제가 공급되는 현상제 공급부로부터 하류에 배치되고,
상기 토너 공급 부재의 내부에 배치된 상기 자성 부재 및 상기 캐리어 회수 부재의 내부에 배치된 자성 부재에 의해, 상기 캐리어 회수 부재에 상기 현상제를 회수하는 자기력이 생성되는, 현상 장치.
제7항에 있어서,
상기 캐리어 회수 부재는, 회전가능한 상기 토너 담지체의 회전 방향에서, 상기 토너 공급부로부터 상류이며, 상기 토너 담지체로부터 상기 토너가 공급되고, 상기 상 담지체의 정전 상이 현상되는 현상부로부터 하류의 위치에서 상기 토너 담지체와 접촉하는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 토너 공급 부재는 회전가능하며, 내부에 배치된 자성 부재를 포함하고,
상기 캐리어 회수 부재는, 상기 토너 공급 부재와 대향하는 위치에 배치된 자성 부재를 포함하도록 구성되고, 상기 토너 공급 부재의 회전 방향에서, 상기 토너 공급부로부터 상류이며, 상기 현상제 공급 부재로부터 상기 토너 공급 부재에 상기 현상제가 공급되는 현상제 공급부로부터 하류에 배치되고,
상기 토너 공급 부재의 내부에 배치된 상기 자성 부재 및 상기 토너 공급 부재와 대향하는 위치에 배치된 상기 자성 부재에 의해, 상기 캐리어 회수 부재에 상기 현상제를 회수하는 자기력이 생성되는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 토너 공급 부재는 회전가능하며, 내부에 배치된 자성 부재를 포함하고,
상기 캐리어 회수 부재는, 상기 토너 공급 부재와 대향하는 위치에 고정되도록 배치되는 규제 부재를 포함하도록 구성되고, 상기 토너 공급 부재의 회전 방향에서, 상기 토너 공급부로부터 상류이며, 상기 현상제 공급 부재로부터 상기 토너 공급 부재에 상기 현상제가 공급되는 현상제 공급부로부터 하류에 배치되고,
상기 자성 부재 및 상기 규제 부재에 의해, 상기 캐리어 회수 부재에 상기 현상제를 회수하는 자기력이 생성되는, 현상 장치.
제10항에 있어서,
상기 토너 공급 부재는, 회전가능한 반송 롤 및 회전가능한 상기 자성 부재 상에 걸쳐지고, 상기 반송 롤과 상기 자성 부재 사이를 순환할 수 있는 벨트 형상을 갖는, 현상 장치.
제9항에 있어서,
상기 상 담지체 상에 형성된 상기 정전 상의 현상 후에, 상기 토너 담지체의 잔류 토너를 제거하는 클리닝 부재를 포함하고,
상기 클리닝 부재는, 상기 토너 담지체의 이동 방향에서, 상기 토너 담지체로부터 상류이며, 상기 토너 담지체로부터 상기 토너가 공급되고, 상기 상 담지체의 정전 상이 현상되는 현상부로부터 하류에 배치되는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 토너 공급 부재는 회전가능하고,
상기 캐리어 회수 부재는, 회전가능한 현상제 반송부 및 상기 현상제 반송부의 내부에 배치된 자성 부재를 포함하도록 구성되고, 상기 현상제 공급 부재로부터 상기 현상제가 공급되고, 상기 현상제 반송부에 의해 반송되는 상기 현상제가 상기 토너 공급 부재에 접촉할 수 있게 하여, 상기 토너 공급 부재에 상기 현상제가 공급되고, 상기 자성 부재의 자기력에 의해 상기 현상제가 회수되는, 현상 장치.
제13항에 있어서,
상기 캐리어 회수 부재는, 상기 토너 담지체의 회전 방향에서, 상기 토너 공급부로부터 상류이며, 상기 토너 담지체로부터 상기 토너가 공급되고, 상기 상 담지체의 정전 상이 현상되는 현상부로부터 하류의 위치에서 상기 토너 담지체와 접촉하는, 현상 장치.
제13항에 있어서,
상기 캐리어 회수 부재는, 상기 상 담지체 상에 형성된 상기 정전 상의 현상 후에, 상기 토너 담지체의 잔류 토너를 제거하는 클리닝 부재로서도 기능하는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 토너 담지체는, 탄성 또는 가요성을 갖는 부재로 구성되고, 상기 상 담지체와 접촉해서 배치되는, 현상 장치.
제1항에 있어서,
상기 토너 담지체는, 도전성의 강성 부재로 구성되고, 상기 상 담지체와 접촉하지 않고 배치되는, 현상 장치.
상 담지체 상에 정전 상을 형성하고, 상기 정전 상을 현상 장치에 의해 현상해서 화상을 형성하는 화상 형성 장치이며,
제1항에 따른 현상 장치를 포함하는, 화상 형성 장치.