JPH0395566A - 高画質現像方法 - 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、高画質現像方法に関するものて、より詳細に
はト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かない画像を形成させる
現像方法に関する。

（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
せてトナー像を形成している。

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成し、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、所謂先端欠け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上の磁束密度（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
の磁極を現像主極として使用することにより高画質のト
ナー像を形成させ得ることを見出した。

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方法を
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
方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば内部に複数の固定磁極を備えた現像スリ
ーブ上に、トナー粒子と磁性キャリヤとから威る二成分
現像剤の磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを静電像
を有する感光体と摺擦させてトナー像を形成する現像方
法において、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主極を用いることを特徴とする高
画質現像方法が提供される。

（作用） 添付図面第１図は本発明に用いる現像主極の磁力分布曲
線であり、第２図は従来使用されている主極の磁力分布
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、
本発明に用いる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。

本発明は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、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として、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の主極を用
いると、高濃度でありながら、密集細線の現像に際して
、各線毎の線幅を一定にして先端欠けや後端欠けを防止
し、高画質の複写像を形成し得るという知見に基づくも
のである。

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３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
シトメータによる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３図における曲線（ｌ　は各
線毎の線幅が定で、先端欠けや後端欠けが認めらわない
ものであり、曲線（１１）は先端欠りが著しいもの、曲
線（ｉｉ１）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 て与えられる。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。

本発明によれは後述する実施例に示す通り、第１図に示
す非対称磁力分布曲線の現象主極を用いることにより、
偏り（δ）を１００に近づけることが可能となるもので
ある。

本発明において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の主極を用いることにより
高画質画像か得られる理由は次のものが考えられる。一
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１・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、一方該中心線よりも下流
側では磁気ブラシの立上がりか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。

木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の静電像への付着が
有効に行われる一方て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４図及び第５図はそれぞれ第１図及び第２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け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６図において、
多数の磁極Ｎ．Ｓを備えたマグネットロール１がアルよ
の如く非磁性材料から成るスリーブ２内に収容され、こ
のマグネットロール１が固定され、スリーブ２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２の外周面に二威分系現像剤３が現
像剤攪拌供給ローラ４から供給されて、磁気ブラシ５を
形戊する。この磁気ブラシ５は、スリーブ２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２の上に且つ磁極Ｎ，Ｓのほぼ中間に先端６が位
置するように穂切用ドクター７が設けられ、磁気ブラシ
５を所定の穂長に切断する。

この非磁性スリーブ２に近接して、電子写真感光層８を
備えたドラム９が配置されている。この感光層８は現像
域１０において磁気ブラシ５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１１が設けられている。感光
層８上の静電潜像は磁気ブラシ５により摺擦され、顕電
性トナーによる現像が行われる。

現像主極の磁力分布曲線の特性を説明するための第７図
において、Ｇｍａｘは磁束密度の極大値を示し、Ｇｃｅ
ｎｔは主極中心線における磁束密度を示し、θは磁束密
度の極大値の主極中心線から上流側へのずれ角度を示す
。本発明に用いる主極はＧｍａｘ／　Ｇｃｅｎｔの比が
１．４乃至１．８、特に１．５乃至１．６及びθの範囲
が１２乃至１６、特に１５乃至１６の範囲にあることが
望ましい。Ｇｍａｘ／Ｇｃｅｎｔの比が上記範囲よりも
小さい場合、或いはθが上記範囲よりも小さい場合は多
重細線の再現に際して、線の偏りが大きくなる傾向があ
り、一方Ｇｍａｘ／Ｇｃｅｎｔやθの値が上記範囲より
も大きくなると、画像濃度が低下するという影響がでや
すい。

現像剤の種類等によっても相違するが、ｃｍａｘの値は
一般に６００乃至１０００ガウスの範囲にあることが望
ましい。

現像磁極の磁力分布を本発明で規定した範囲とするため
にはそれ自体公知の手段、例えば現像主極の少なくとも
上流側を残して下流側をカットする手段や、主極として
上流側に強い磁極、下流側に弱い磁極を配置し複合させ
る手段等が使用される。

本発明に用いる二成分現像剤としては、トナーと磁性キ
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、１×１０８乃
至３Ｘ１０９Ω’ｃｍ、特に２Ｘ１０８乃至８Ｘ１０８
Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有するのが好ましく、またそ
のＢ電率は２５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
ヂレン系樹脂、アクリル系樹脂或いはスチレンーアクリ
ル系共重合体樹脂か一般に使用される。

これらの樹脂に用いる、スチレン系単量体としては、下
記式 ｎ ｌ１ １　２ 式中Ｒ１は水素原子、低級（炭素数４以下の）アルキル
基、或いはハロゲン原子であり、Ｒ２は低級アルキル基
、ハロゲン原子等の置換基であり、ｎはゼロを含む２以
下の整数である、 で表わされる．！ｌ．量体、例えばスチレン、ビニルト
ルエン、α−メチルスチレン、α−クロルスチレン、ビ
ニルキシレン等やビニルナフタレン等を挙げることがで
きる。この中でも、スチレンが好適である。

一方、アクリル系単量体としては、 Ｒ３ 式中、Ｒ３は水素原子または低級アルキル基であり、Ｒ
４は水素原子又は炭素数１８迄のアルキル基である、 で表わされる単量体、例えばエチルアクリレート、メヂ
ルメタクリレート、プチルアクリレ−ト、プチルメタク
リレート、２−エチルへキシルアクリレート、２−エチ
ルへキシルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等
である。アクリル系単量体としては、上述したものの他
に他のエチレン系不飽和カルボン酸乃至その無水物、例
えば無水マレイン酸、フマル酸、マレイン酸、クロトン
酸、イタコン酸等を用いることもできる。

スチレンーアクリル系共重合体樹脂は、樹脂媒質として
好適なものの一つであり、スチレン系単量体（Ａ）とア
クリル系単量体（Ｂ）とは、Ａ　：　Ｂ＝５０　：　５
０乃至９０：１０，特に６０４０乃至８５：１５の範囲
とするのがよい。また、用いる樹脂は、一般にＯ乃至２
５の酸価な有するのが好ましい。また、定着性の見地か
ら５０乃至６５℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するの
がよい。

樹脂中に含有させる着色剤としては、次に示す無機又は
有機の顔料や染料等が単独又は２種以上の組合せで使用
される。ファーネスブラック、チャンネルブラック等の
カーボンブラック；四三酸化鉄等の銑黒；ルヂル型又は
アナターゼ型等の酸化チタン：フタロシアニンブルー・
フタロシアニングリーン；カドミウムイエロー・モリブ
デンオレンジ．ビラゾロンレッド；ファストバイオレッ
ｌ−　Ｂ等。

電荷制御剤としては、それ自体公知の任意の電荷制御剤
、例えば、ニグロシンヘ・−ス（Ｇ■５０４１５）、オ
イルブラック（Ｃ１２６１５０）、スビロンブラック等
の油溶性染料や、１：１型或いは２・１型金属錯塩染料
、ナフテン酸金属塙、脂肪酸や石鹸、樹脂酸石鹸等か使
用される。

トナー粒子の粒径は、コールターカウンターで測定した
粒径は体積基準メシアン経て８乃至１４μｍ、特に１０
乃至１２μｍの範囲にあるのがよく、また粒子径状は溶
融混練・粉砕法で製造された不定形のものでも、また分
散乃至懸濁重合法て製進された球状のものでもよい。

磁性キャリヤどしては飽和磁化が４０乃至６５ｅｍｕ／
ｇ　、特に４５乃至５　６　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エ
ライトキャリヤ、特に球状のフエライトキャリヤか好適
なものであり、その粒径は２０乃至１４０μｍ、特に５
０乃至ｉｏｏμｍの範囲にあることが望ましい。

フエライトとして従来、例えば酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ２
０４）、酸化鉄イットリウム（Ｙ３Ｆｅ５０＋　２）、
酸化鉄カトミウム（　ＣｄＦｅ２０４）、酸化鉄ガトリ
ニウム（　Ｃｄ３　ＦｅｓＯ　ｌ　２）、酸化鉄銅（　
ＣｕＦｅ２０＝＋）、酸化鉄鉛（＋’ｂＦｅ＋２０＋９
）、酸化鉄ニッケル（ＮｉＦｅ２０＜）、酸化鉄ネオジ
ウム（ＮｄＦｅ０３）、酸化鉄バリウム（［ｌａＦｅ＋
２０＋＊）、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦＱｚＯ４）、
酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ２０．）、酸化鉄ランタン（
ＬａＦｅＯ３）等の１種或いは２ｆ！ＩＩ以上から成る
組成の焼結フエライト粒子が使用されており、特にＣｕ
，Ｚｎ．Ｎｇ，Ｍｎ及びＮｉから成る群より選ばれた金
属成分の少なくとも１稲、好適には２ｆｆｆｌ以上含有
ずるソフトフェライト、例えは銅一亜鉛−マグネシウム
フェライ１・が使用され゛Ｃいるが、これらのフェライ
１・の内、前記条件を満足するものを用いる。

１５ １６ 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する
。一般に、その体積固有抵抗は１×１０１０乃至５Ｘ１
０”Ω・ｃｍ、特に４×１０１０乃至ＩＸＩＯ”Ω・ｃ
ｍ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５Ｘ１．Ｏ”Ω’　ｃｍ，
特ニＩ　Ｘ　１０”乃至４．Ｘ１．０１０Ω・ｃｍの範
囲にあることが本発明の目的に好ましい。

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１．０乃至５０
、特に１．５乃至３０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ｍｌｆｄｏ−ｓがｎ
に重要な影響を及ぼずことは既に指摘したか、ｄ　Ｄ−
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　Ｖ７ｍｍ、特に１２５乃至５０
０Ｖ／ｍｍの範囲となるようなものが好ましい。

（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。

（株）製の複写機ＤＣ−１１２ｆ：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。なお、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ないマグロールを
用いての結果も付記する。

なお、現像領域において現像剤層の穂立ちを形成させる
スリーブ内部の主磁石（主極）の形状は主極幅Ｘが１２
ｍｍで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８−Ａ，８−Ｂ及び８−Ｃ図に示す。同時
にこの上極形状をもつマグネットローラのスリーブ表面
上の磁力分布を第９−Ａ，９−Ｂ，９−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１ ９ ２　０ 第１表 り 上記表中の偏より度δは前述した（１）式、つま（Ａ，
Ｂ，Ｃは送り方向における各山の画像濃度）によって求
められる値、 上記の結果から高画質現像には、Ｇｍａｘ／Ｇｃｅｎｔ
ｅｒが１．４乃至１．８特に１．５乃至１６、θが１２
乃至１６特に１５乃至１６であることが明らかである。

（発明の効果） 本発明によれば接触型現像方法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主極を
用いることにより、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りや後端欠り
が防止され、しかも高濃度及び高品質の画像を形成させ
得るという利点が達成された。このため本発明の現像方
法は各種電子写真複写機や電子写真法を有する各種プリ
ンタ等のト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スリーブ表面上の
磁力分布曲線を表わす図であり、第２図は、従来使用さ
れている現像主極のスリブ表面上の磁力分布曲線を表わ
す図であり、第３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４図及び第５図は、それそれ第１図及び第２図に示す
磁力分布曲線の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、 第６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７図は現像主極のスリーブ表面上の磁力分布曲線の特
性を説明するための図であり、第８−Ａ図、第８−Ｂ図
及び第８−Ｃ図は実施例て用いた現像主極の形状及び寸
法を表わす図であり、 第９−Ａ図、第９−Ｂ図及び第９−Ｃ図は第８−Ａ図、
第８−Ｂ図及び第８−Ｃ図の現像主極のスリーブ表面上
の磁力分布曲線である。 １・・・マグネットロール、 ２・・・現像スリーブ、 １１・・・現像主極。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に複数の固定磁極を備えた現像スリーブ上に
   、トナー粒子と磁性キャリヤとから成る二成分現像剤の
   磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを静電像を有する
   感光体と摺擦させてトナー像を形成する現像方法におい
   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
   分布の主極を用いることを特徴とする高画質現像方法。
2. （２）磁束密度の極大値（Ｇｍａｘ）及び主極中心線に
   おける磁束密度（Ｇｃｅｎｔ）の比（Ｇｍａｘ／Ｇｃｅ
   ｎｔ）が１．４乃至１．８であり、且つ磁束密度の極大
   値の主極中心線から上流側へのずれ角度（θ）が１２乃
   至１６の範囲にある現像主極を用いる請求項１記載の現
   像方法。