JP2574418B2

JP2574418B2 - 現像方法

Info

Publication number: JP2574418B2
Application number: JP63239683A
Authority: JP
Inventors: 雅偉井上; 浩一津山; 義威清水
Original assignee: 三田工業株式会社
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: US5119758A; JPH0289066A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電子写真複写機等における静電像の現像方
法に関し、トナー濃度の検出と制御とを有効に行いなが
ら、優れた画像を形成し得る現像方法に関する。

（従来の技術）電子写真複写機では、感光ドラムに対して帯電と画像
露光を行うことにより静電像を形成し、トナーと磁性キ
ャリヤーとから成る二成分系現像剤の磁気ブラシを現像
スリーブ上に形成させ、この磁気ブラシを感光ドラムに
摺接させることにより、静電像の可視像化（現像）を行
っている。

二成分系現像剤に用いる磁気キャリヤーには、鉄粉や
低抵抗フエライト等の比抵抗値の小さいものと、高抵抗
フエライト等の比抵抗値の大きいものとがあり、前者は
ベタ部の再現性がよいが細線の再現性が悪く、後者は細
線の再現性がよいがベタ部の濃度が低い等、夫々一長一
短がある。

特開昭60−87373号公報には、キャリヤー比抵抗値10
¹²Ω−cm以上のキャリヤーを用いて解像度、文字再現性
及び濃度の十分な画像を得るための現像システムとして
穂切板と現像ロールの間隔と、現像ロールと感光ドラム
の間隔との比を0.85〜1.05で、且つキャリヤーの飽和磁
化が５〜40emu/gのものを用いる現像システムが提案さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点）近年、複写機は空調の整ったオフィスだけでなく、工
場等の環境変化の著しい場所でも使用される機会が多く
なってきている。そこで、環境変化があっても画像が安
定されている現像システムが要求されており、例えばト
ナー濃度センサーと温湿度センサーとを組合せて環境変
化への対応が行われている。

しかしながら、前記従来技術にみられるようにキャリ
ヤの飽和磁化が５〜40emu/gのような低磁力のキャリヤ
を使用すると、センサーの感度が鈍くなり、トナー濃度
制御が不可能になるか、そうでないとしても正確性に欠
けるようになり、不都合を生じる。

従って、本発明の目的は、現像剤中のトナー濃度の検
出を正確に行うことを可能としながら、解像度、文字
（細線）再現性及びベタ部の濃度向上を可能とする現像
方法を提供するにある。

（問題点を解決するため手段）本発明によれば、トナーと磁性キャリヤーとから成る
二成分系現像剤の磁気ブラシを現像スリーブ上に形成さ
せ、該磁気ブラシを感光体ドラムと摺接させることから
成る静電像の現像方法において、現像スリーブに沿って穂切り板を配置して磁気ブラシ
の穂長を調節し、現像装置内に現像剤の透磁率を測定す
ることによりトナー濃度を検出する検出する検出機構を
配置し、磁性キャリヤーとして、飽和磁化が50emu/g以下で且
つ40emu/gよりも大きく、10⁹乃至10¹¹Ω−cmの比抵抗値
を有するものを使用し、穂切り板と現像スリーブとの間隙と感光ドラムと現像
スリーブとの間隙の比を0.85よりも小さく且つ0.80以上
としたことを特徴とする現像方法が提供される。

（作用）本発明では、現像剤の透磁率を測定することによりト
ナー濃度を検出し、これによりトナー濃度を制御するた
めの検出機構（トナー濃度センサー）を配置する。

このトナー濃度の検出を正確に行うためには、磁性キ
ャリヤとして飽和磁化が50emu/g以下で且つ40emu/gより
も大きいもの、特に好ましくは42〜48emu/gのものを用
いることが重要となる。即ち、用いる磁性キャリヤの飽
和磁化が40emu/g以下になると、キャリヤの透磁率が低
下して、センサーの感度曲線の勾配が小さくなって、ト
ナー濃度を正確に検出して濃度を制御することが困難と
なる。一方、磁性キャリヤの飽和磁化が50emu/gを越え
ると、キャリヤ相互間の結合力が強まり、穂立ちが固く
なり、マイグレーションが悪くなり、現像領域でトナー
のかきとり等を生じるようになる。

本発明においては、穂切り板と現像スリーブとの間隙
（d₀）と、感光ドラムと現像スリーブとの間隙（d₁）と
の比（d₀/d₁）が、0.85よりも小さく且つ0.80以上とな
るようにクリアランス設定すること、特にd₀/d₁が0.80
〜0.84の範囲となるようにすることも画質の点で重要で
ある。即ち、d₀/d₁の比を上記範囲とすることにより、
現像領域において現像剤を強く圧縮するのが避けられ、
これにより現像剤により可視像化されたトナー像をこす
ることにより像の乱れや濃度低下が避けられる。d₀/d₁
の比が0.85以上であると、現像領域で現像剤の圧縮が強
く生じ、これによりトナー像のかきとりが生じる。これ
を防止するためには、前記先行技術に認められる通り、
キャリヤの飽和磁化を40emu/g以下にしてキャリヤ相互
間の結合力を弱める必要があり、そうするとトナー濃度
の正確な検出が困難となる。一方、d₀/d₁の比が0.80を
下廻ると、現像剤が現像領域において粗となり、ベタ黒
部の濃度が十分に得られない。これを防止するために
は、キャリヤ比抵抗を下げる必要があり、そうすると文
字や細線の再現性が低下することになる。

磁性キャリヤの比抵抗は、10⁹乃至10¹¹Ω−cm、最も
好適には10¹⁰Ω−cmのオーダーにあるのがよく、比抵抗
が上記範囲よりも低いと文字や細線の再現性が低下し、
上記範囲よりも高いと、ベタ部の濃度低下が生じやす
い。

本発明によれば、以下の作用が総合されて、現像剤中
の濃度の検出を正確に行いながら、解像度、文字や細線
の再現性及びベタ部の十分な濃度に優れた現像が可能と
なる。

（実施例）本発明の現像方法に使用する装置の一例を示す第１図
において、磁気ブラシ現像は、帯電、露光により感光体
ドラム（１）に形成された静電荷像を、現像器（２）内
に収容したトナーとキャリアとからなる現像剤（３）で
現像することにより行なわれる。より詳細には、上記現
像器（２）内には、上記現像剤（３）を均一化するため
の撹拌ローラ（４）が内蔵されていると共に、前記感光
体ドラム（１）と対向しかつ所定間隔d₁離れて現像スリ
ーブ（５）が配設されている。この現像スリーブ（５）
は、磁石等で形成されており、現像剤（３）中の前記キ
ャリアが鎖状に配列した磁気ブラシを形成すると共に、
前記トナーは、摩擦帯電により前記キャリアに付着して
いる。また、前記感光体ドラム（１）に形成された前記
静電荷像を円滑に現像するため、穂立規制板（６）によ
り、磁気ブラシの長さd₀が規制されており、前記磁気ブ
ラシと感光体ドラム（１）との接触させることにより、
前記トナーを感光体ドラム（１）の静電荷像を移行さ
せ、静電荷像の現像を行なっている。

また、上記現像器（２）内のうち、流動している現像
剤（３）に接触する所定箇所には、現像剤の透磁率が、
磁性体である上記キャリアの現像剤（３）中に占める割
合に比例し、トナー濃度に逆比例することを利用して、
前記現像剤（３）中のトナー濃度を検出する磁気センサ
（７）が取付けられている。なお、この磁気センサ
（７）は、磁気センサ（７）内部の発信コイルにより出
力される周波数が、現像剤（３）の透磁率に対応して変
化することを利用し、この変化を電圧出力として取出
し、現像剤（３）中のトナー濃度を電圧値として数値化
し表示するために用いられている。また、現像に伴い前
記現像剤（３）中のトナー濃度が低下し、ひいては画像
濃度が低下するのを防ぐため、現像剤（３）中のトナー
濃度が所定値以下となったこと、すなわち現像剤（３）
の透磁率が所定値以上となったことを上記センサ（７）
が検出したとき、ホッパ（９）に収容された補給用トナ
ー（10）をトナー補給ローラ（11）により補給し、現像
剤（３）中のトナー濃度を所定範囲に調整しながら現像
を行なう。

第２図は、現像剤（３）中のトナー濃度と磁気センサ
（７）の出力電圧との関係を示すものであり、センサ出
力電圧は現像剤中のトナー濃度に反比例し、現像剤中の
キャリヤ濃度に比例する事実が明らかとなる。

一方、第３図は、現像剤中のキャリヤの飽和磁化を変
化させて、トナー濃度変化と磁気センサーの出力電圧と
の関係をブロットしたものであるが、キャリヤの飽和磁
化が40emu/g以下となると、トナー濃度変化に対する出
力電圧の傾きがかなり小さくなり、トナー濃度の正確な
検出が困難となることを示している。

本発明においては、前述した範囲の飽和磁化及び比抵
抗値を有する磁性キャリヤを使用する。このような特性
を有するキャリヤは高抵抗フエライトとして入手でき、
例えばフエライト樹脂の表面をアクリル系樹脂等の電気
絶縁性樹脂でコーティングしたものとして入手できる。
フエライトキャリヤーは粒径の大きい方が良好な画質の
画像を形成しやすく、その粒径は一般に50乃至200μ
ｍ、特に80乃至150μｍの範囲にあることが望ましい。

トナーとしては、結着剤樹脂（定着性樹脂）中に、着
色剤、荷電制御剤及びオフセット防止剤を配合し、粒径
５乃至20μｍ、特に７乃至15μｍに粒度調製したものが
使用される。トナーの導電率は10^-12（s/cm）以上であ
ることが望ましい。

二成分現像剤中におけるトナー濃度は、キャリヤー及
びトナーの種類や、環境条件によっても相違するが、一
般に１乃至10重量％、特に２乃至５重量％の範囲にある
ことが望ましい。

本発明の現像方法では、d₀/d₁の比を前述した範囲に
設定するが、穂切り間隙d₀は0.85〜0.95mmとするのが最
もよく、一方現像間隙d₁は1.05〜1.15mmとするのが最も
よい。

感光ドラムと現像スリーブとの間には、バイアス電圧
を印加するが、このバイアス電圧は、一般に150乃至300
ボルト、特に170乃至250ボルトとなるようにするのがよ
く、感光ドラムの電荷と極性と同極性となるようにバイ
アス電圧の極性を選ぶ。

本発明において、感光体としては、それ自体公知の電
子写真用感光体、例えばセレン感光体、アモルフアスシ
リコン感光体、CdS感光体、有機光導電性感光体等が使
用される。

（発明の効果）本発明によれば、特定の飽和磁化或いは更に特定の比
抵抗を有するキャリヤを使用し、d₀/d₁を一定の範囲と
して二成分系現像剤による磁気ブラシ現像を行うことに
より、現像剤中の濃度の検出を正確に行いながら、解像
度、文字や細線の再現性及びベタ部の十分な濃度に優れ
た現像が可能となり、長時間の使用及び環境変化等にか
かわらず、安定に優れた画質のトナー像を形成させるこ
とが可能となる。

以下、本発明を実験例によって詳細に説明する。

（実験例）結着樹脂としてのスチレン−アクリル共重合体100重
量部、、着色剤としてのカーボンブラック９重合部、電
荷制御剤としてのクロム錯体からなる染料１重量部、オ
フセット防止剤としての低分子量ポリプロピレン２重量
部を混合分散し、溶融混練して得られた組成物を冷却後
粉砕し、更に分級して平均粒径が11μｍのトナーを作成
した。

そして、特性の異なる各種フェライト粒子からなるキ
ャリヤ粒子と上記トナーをトナー濃度を３〜４％に調整
して９種類の現像剤を作成した。

更に、電子写真複写機DC＝3285（三田工業社製）改造
機によって感光体ドラムの表面電位を800V、バイアス電
位を200Vの現像条件にして、穂切り板と現像スリーブと
の間隙と感光体ドラムと現像スリーブとの間隙との比を
変化させて１万枚の複写試験を行った。

以下表−１にその結果を示す。

実験例1,2,3は、ベタ部の濃度も高濃度でカブリの発
生がなく、解像度の効いた鮮明な画像を得ることができ
た。

実験例４は、ブラシの穂が柔らかすぎて文字、線部に
おいて画像つぶれが発生し、細線再現性、解像度におい
て満足できる画像が得られなかった。また、複写操作の
継続によってトナー濃度センサー誤点灯がみられ、トナ
ー濃度の制御が正確に行えなかった。

実験例５においてはスリーブ上で穂が立ちすぎて掻き
取り効果が起こり、文字、線部においてカスレが生じ
た。

実験例６においては、現像領域において現像剤が強く
圧縮されすぎてベタ部においてブラシによる履き目が生
じ、文字部においてはカスレが生じた。

また、実験例７においては現像領域でブラシが粗に成
りすぎベタ部の濃度が十分でなかった。

また、実験例８においてはエッジ効果によってベタ部
の濃度が満足いくレベルに至らず、カブリも少し見られ
た。

更に。実験例９においてはベタ部濃度過剰、カブリの
発生が目立った。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置の１例を示す模式図であ
る。第２図は、現像剤中のトナー濃度と磁気センサーの出力
電圧との関係を示す図である。第３図は、飽和磁化の異なるキャリアの現像剤中のトナ
ー濃度変化と出力電圧との関係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−123482（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−172660（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−138757（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−67565（ＪＰ，Ａ) 特公平２−56674（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーと磁性キャリアーとから成る二成分
系現像剤の磁気ブラシを現像スリーブ上に形成させ、該
磁気ブラシを感光体ドラムと摺接させることから成る静
電像の現像方法において、現像スリーブに沿って穂切り板を配置して磁気ブラシの
穂長を調節し、現像装置内に現像剤の透磁率を測定する
ことによりトナー濃度を検出する検出する検出機構を配
置し、磁性キャリヤーとして、飽和磁化が50emu/g以下で且つ4
0emu/gよりも大きく、10⁹乃至10¹¹Ω−cmの比抵抗値を
有するものを使用し、穂切り板と現像スリーブとの間隙と感光ドラムと現像ス
リーブとの間隙の比を0.85よりも小さく且つ0.80以上と
したことを特徴とする現像方法。