JPH02306254A

JPH02306254A - 磁気ブラシ現像方法

Info

Publication number: JPH02306254A
Application number: JP1110488A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimoyama; 宏下山; Toshiro Tokuno; 敏郎得能; Nobuhiro Hirano; 暢宏平野; Hideki Ota; 大田　英樹; Teruaki Azumaguchi; 東口　照昭; Junko Mizuno; 水野　淳子
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-12-19
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JP2739897B2

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、静電写真法において所謂二成分系現像剤を用
いた磁気ブラシ現像方法に関する。

（従来技術及びその問題点）静電写真法において、顕電性トナーと磁性キャリアとか
らなる二成分現像剤を使用し、該現像剤をマグネットス
リーブ上に供給して磁気ブラシを形成し、これを静電潜
像が形成された感光体ドラム表面に摺擦して該潜像を顕
像化したトナー像を得る磁気ブラシ現像方法は、従来か
ら多く採用されるでいる。

然しながら、この磁気ブラシ現像方法は、良好な画像を
得るための因子として、現像剤や感光体の特性以外に、
感光体ドラムの周速、マグネットスリーブの周速、ドラ
ム−スリーブ間距離、マグネットの磁気的強度、磁気ブ
ラシの穂切の長さ等の種々の機械的条件があり、最適画
像を得るための条件設定が極めて煩雑なものとなってい
る。

しかも、最適画像とは画像濃度及び解像度の何れも良好
なものをいうが、画像濃度の高い画像を得る条件と解像
度の優れた画像を得るための条件とは一般的に言って一
致しないため、現像条件の設定が掻めて困難なものとな
っていた。

一方、従来画像形成用の顕電性トナーは、結着樹脂、着
色剤等のトナー特性付与剤を溶融混練して冷却した後、
冷却物を粉砕・分級してトナーを得る、所謂粉砕法によ
るトナーが多く用いられてきた。しかしながら粉砕法に
より得られるトナーの形状が不定形であるため、キャリ
ア粒子との混合攪拌によってトナーの突起部分が欠けて
微細粒子を発生したり、また、粒子自体の流動性が悪く
現像剤の性能を劣化させていた。つまり、微細粒子が現
像剤中に発生すると、現像剤の攪拌性や流動性、特に現
像スリーブ上での磁気ブラシの穂立ちの形成状態を変動
させ、最適な磁気ブラシを再現性良（、繰り返し形成す
ることが困難となる問題があった。また、磁性キャリア
の粒子形状もスリーブ上での磁気ブラシの摺擦状態を決
定する重要な因子であり、不定形や形状が揃っていない
磁性キャリアは粒子個々の連なり方が一様となり難く、
またスリーブ上での流動性が悪いため、一様な摺擦力を
与えることが困難であった。

更に、これらのことは多数枚の連続複写によってスリー
ブ等が劣化すると顕著に現れていた。

本発明は上述する欠点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は長期にわたって最適な摺擦状態を維持できる現
像方法を提供することにある。

更に、本発明の他の目的は、画像濃度が高く、解像度に
優れる画像を繰り返し再現できる現像方法を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、真円度が０．９５乃至１、体積平均粒
径が５乃至１５μｍで、Ｄｚｓ／Ｄｔｓが１゜６以下で
ある球形トナー粒子と、真円度が０．８以上の球状の磁
性キャリア粒子を使用し、該トナー粒子と磁性キャリア
からなる現像剤を、マグネットスリーブ状に供給して磁
気ブラシを形成し、該磁気ブラシを下記式に示す条件下
で感光体ドラムに摺擦して現像することを特徴とする磁
気ブラシ現像方法が提供される。

式、Ｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｘ式中、ｄは、磁性キャリアの平均粒径（μｍ）Ｘは、
磁性キャリアの飽和磁化（ｅｍｕ／ｇ）Ｋは、感光体ド
ラムとスリーブとの周速比を表す。

（作用）本発明は二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方法にお
いて、長期にわたって最適画像を得るための現像条件が
、感光体ドラムと磁気ブラシ搬送用のマグネットスリー
ブとの周速比に大きく依存し、そして、この周速比が磁
性キャリアの粒径（μｍ）及び飽和磁化（ｅ　ｍ　ｕ　
／　ｇ　）によって適宜決定すること、及び、球形度が
高く特定の粒度範囲にあるトナー粒子と球形度の高いキ
ャリアを使用するという新規知見に基づくものである。

即ち、前記周速比Ｋが２　ｄ　／　ｘよりも大きくなる
と得られる画像は解像度が劣る傾向を示し、また１、２
５ｄ／ｘよりも小さくなると、解像度は好ましい方向に
推移するが濃度が低下する傾向にある。

つまり、最適画像を得るためには、磁気ブラシと感光体
ドラム表面との接触圧力（現像圧力）が一定範囲にある
ことが必要となる。上記一般式で規定する範囲内で、特
定の粒度特性を有する現像剤を使用することで粒径や飽
和磁化で定まる磁気ブラシの運動性と穂の固さで決まる
摺擦力が、最適となり、更に、スリーブ上での現像剤の
攪拌性と搬送性が向上し、磁気ブラシの形成状態が変動
することなく、ブラシ中のトナーの分散性も良好になる
ことから、長期の間最適な摺擦状態を維持することがで
きるのである。

１像■ 本発明の現像方法において用いる顕電性トナーとしては
、頭重性と着色性とを有する着色トナーが使用され、こ
のものは一般的に言って結着樹脂中に、着色顔料ミ荷電
制御剤等を分散させた粒状組成物から成る。

本発明のトナーとしては、重合性単量体及び着色剤等の
他の添加剤よりなる重合性組成物を分散媒中に懸濁造粒
し、そして得られた油滴粒子を重合してトナーを製造す
る方法、或いは適当な溶剤中に結着樹脂、着色剤等の他
の添加剤を溶解乃至分散させた後に噴霧造粒してトナー
を製造する（スプレードライ法）等の従来公知の球形ト
ナーの製造方法によって得ることができる。

懸濁重合法を用いて直接的にトナーを製造する場合は、
ラジカル重合性であるエチレン系不飽和を有する単量体
の１種又は２種以上の組み合わせが使用される。例えば
スチレン、スチレンスルホン酸ナトリウム等のモノビニ
ル芳香族単量体、アクリル酸、メタクリル酸、アクリ酸
−２−エチルへキシル等のアクリル系単量体、ギ酸ビニ
ル、酢酸ビニル等のビニルエステル系単量体、ビニルメ
チルエーテル、ビニルフェニルエーテル等のビニルエー
テル系単量体、ブタジェン、イソプレン等のジオレフィ
ン系単量体、エチレン、プロピレン等のモノオレフィン
系単量体が挙げられる。

また、スプレードライ法等によってトナーを製造する際
に用いる結着樹脂としては、スチレン系重合体、アクリ
ル系重合体、スチレン−アクリル系重合体、塩素化ポリ
オレフィン、ポリプロピレン、アイオノマー等のオレフ
ィン系重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリア
ミド、ポエウレタン、エポキシ樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチ
ラール樹脂、フェノール樹脂、ロジン変成マレイン酸樹
脂、ロジインエステルなどの各種樹脂が例示できる。

着色顔料としては、例えばカーボンブラック、カドミウ
ムエロー、モリブデンオレンジ、ピラゾロンレッド、フ
ァストバイオレットＢ、フタロシアニンブルー等各色着
色顔料の一種又は２種以上が使用される。　荷電制御剤
としては、例えばニグロシンベース（ＣＩ５０４１５）
　、オイルブラック（ＣＩ２６１５０）　、スピロンブ
ラック等の油溶性染料や、ナフテン酸金属塩、脂肪酸金
属石鹸、樹脂酸金属石鹸、含金属アゾ染料等が必要によ
り使用される。

そして、本発明においてはトナーの真円度が０゜９５以
上の略真球状に近く、且つ体積平均粒径が５乃至１５μ
ｍで、Ｄｚｓ／Ｉ）＋ｓが１．６以下の粒度分布を示す
ものである。

トナーの真円度が０．９５より小さかったり、不定形で
あったりするとスリーブ上での現像剤の流動性を低下さ
せたり、磁気ブラシ中から潜像への運動性が低下する。

また、トナーの粒径及び粒度分布が上記範囲を外れても
同様に磁気ブラシの中でのトナーの分散性と現像剤の流
動性を低下させる。

該トナーとの組み合わせで使用するキャリアは、真円度
が０．８以上の球形度の高いキャリアであり、四酸化鉄
、フェライト、鉄粉等のそれ自体公知の磁性材料からな
り、表面にアクリル系重合体、シリコーン樹脂、フッソ
樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂等の単独或いは
２種以上の混合物の被覆層を有していてもよい。

これによって、磁気ブラシ個々の運動性と固さが一様に
なるとともに、スリーブ上での搬送性もスムーズとなる
。

粒径は一般に２０乃至２００μｍ、特に４０乃至１３０
μｍお範囲に設定することか望ましく、飽和磁化が３０
乃至７０　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇ、特に４０乃至５５μｍ
の範囲にあるものが望ましい。また、電気抵抗は一般に
１０６乃至１０′１Ω・ｃｍのものが使用される。

そして、現像剤のトナー濃度は、キャリアとトナーの比
表面積比がｔ：ｏ、７乃至ｉ：１．ａ、特に１：０．９
乃至１：１．１の範囲に設定するのがよい。

尚、本発明でいうところのトナー、キャリアの真円度（
Ｄ）とは、下記一般式で表されるものである。

ｒ【式中ｒ、はトナー及びキャリア粒子の長径を表し、ｒｓ
はトナー及びキャリア粒子の短径を表す。

また、Ｄ！Ｓｓ　Ｄｉｓはトナー粒子を体積基準でトナ
ー全体の２５％に当たるところと、７５％に当たるとこ
ろの粒子の粒径を表す。

里王亙臭装置本発明の磁気ブラシ現像方法を好適に実施するための電
子写真装置を示す第１図において、駆動回転される金属
ドラム１の表面には、光導電体層２が設けられている。

この光導電体層２は、例えばＳｅ、ＺｎＯ，ＣｄＳ、非
晶質シリコン或いは機能分離型の有機光導電体から成る
。

このドラムの周囲には、主帯電用コロナチャージャ３；
ランプ４、原稿支持透明板５及び光学系６から成る画像
露光機構；現像剤７を有する現像機構８；トナー転写用
コロナチャージャ９；紙分離用コロナチャージャ１０；
除電ランプ１１及びクリーニング機構１２がこの順序に
設けられている。

この電子写真装置による画像形成工程を簡単に示すと次
の通りである。

先ず、光導電体層２をコロナチャージャ３で一定極性の
電荷で帯電させる。次いで、ランプ４で複写すべき原稿
１３を照明し、光学系６を経て原稿の光線像で光導電体
層２を露光し、原稿画像に対応する静電潜像を形成させ
る。この静電潜像を現像機構８により顕像化し、トナー
像を形成する。

転写紙１４をトナー転写用チャージャ９の位置でドラム
表面と接触するように供給し、転写紙１４の背面から静
電像と同極性のコロナチャージを行ってトナー像を転写
紙１４に転写させる。トナー像が転写された転写紙１４
は、分離用コロナチャージャ１０の除電によってドラム
から静電的に剥離され、定着域（図示せず）等の処理域
に送られる。トナー転写後の光導電体層２は除電ランプ
１１による前面露光で残留電荷が除去され、次いでクリ
ーニング機構１２によって残留トナーの除去が行われる
。

置　゛　　　・上記の電子写真装置において、現像装置８の拡大図を第
２に示す。

即ち、現像装置８は、Ｎ極とＳ極とが交互に配置さたマ
グネット２０を内蔵した円筒状の現像剤搬送用スリーブ
２１とから成っている。

本発明の現像方法は、マグネット２０が固定され、スリ
ーブ２１が、ドラム１と順方向に回転して現像剤の磁気
ブラシ７の搬送が行われるタイプに適用される。

マグネット２０の主極の磁気強度は６００乃至１０００
ガウスとし、主極中心とドラム及びスリーブの各中心を
結ぶ線とのなす角θはＯ乃至１０度の範囲とし、光導電
体層２とスリーブ２１との間隔ｌは０．８乃至１．５ｍ
ｍの範囲に設定される。

更に現像域の上流側には穂切機構２２が設けられており
、磁気ブラシ７は穂切が０．８乃至１゜２ｍｍの範囲に
設定されて現像域に供給され、現像が行われる。

（実験例１）三田工業株式会社製電子写真複写機ＤＣ−１１２Ｃ（商
品名）改造機において、各種形態の負帯電性トナーとフ
ェライトキャリアを用いて２万枚の複写試験を行い。画
質の評価を行った。

現像条件は次の通りである。

穂切：１．Ｏｍｍドラム−スリーブ間距離：１，１ｍｍスリーブ：主極位置　＋３．５゜主極強度　８００ガウスドラム周速／スリーブ周速：２．９表面型位：＋７００Ｖバイアス電位：＋１８０■ 現像剤：トナー濃度、キャリアとトナーの比表面積が１：ｌとな
るように設定外部添加剤として、疎水性シリカをトナー１゜０重量部
に対して０．１重量部添加した。

評価結果を第１表に示す。

尚、画質の評価は、１ｓｔコピーのｒｈ　Ｄ（反射濃度
）が１．３以上で且つ２ｎｄコピーの解像度が２．８ｍ
ｍ／零以上のものを良好（○）とし、それ以外のものは
（×）とした。

（以下、余白）表中の−は、真円度を測定できない不定形のトナー或い
はキャリアである。

（実験例２）実験例１においてＮＯＩの実験で用いた現像剤を使用し
、ドラム−スリーブ周速比Ｋを変化させて同様の実験を
行った。

評価結果を第２表に示す。

（以下、余白）（第２表、１．２５ｄ／Ｘ　＝　１．２５　、２ｄ／Ｘ
＝２．ＯＯ）以上第１、第２表の結果から１．２５ｄ／
ｘ≦に≦２　ｄ　／　ｘを満足し、球形度の襄いキャリ
アを使用し、特定の粒度範囲にある球形のトナーを使用
することで、長期間良好な画像が形成できることが了解
される。

（発明の効果〕本発明によれば、使用する現像剤の磁性キャリアの特性
と感光体−現像スリーブの周速に見合った好ましい現像
状態に設定できるとともに、設定された現像状態を変動
することなく長期間繰り返し再現できることから、一定
の良好な画像を常に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像方法を好適に実施し得る静電写
真装置を示し、。第２図は、現像装置の拡大図を示す。特許出願人　　三田工業株式会社第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真円度が０．９５乃至１、体積平均粒径が５乃至
１５μｍ、Ｄ＿２＿５／Ｄ＿７＿５が１．６以下である
球形トナー粒子と、真円度が０．８以上の球状の磁性キ
ャリア粒子を使用し、該トナー粒子と磁性キャリアから
なる現像剤を、マグネットスリーブ状に供給して磁気ブ
ラシを形成し、該磁気プランを下記式に示す条件下で感
光体ドラムに摺擦して現像することを特徴とする磁気ブ
ラシ現像方法。式、１．２５ｄ／ｘ≦Ｋ≦２ｄ／ｘ式中、ｄは、磁性キャリアの平均粒径（μｍ）ｘは、磁
性キャリアの飽和磁化（ｅｍｕ／ｇ）Ｋは、感光体ドラ
ムとスリーブとの周速比を表す。
（２）前記磁性キャリアの粒径が、２０乃至２００μｍ
及び飽和磁化が３０乃至７０ｅｍｕ／ｇの範囲にある請
求項１に記載の現像方法。