JPH047505B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写装置等における静電像
あるいは磁気像の現像方法の改良に関し、詳しく
は、磁性キヤリヤ粒子とトナー粒子とが混合した
二成分現像剤を現像剤搬送担体面に供給して、該
現像剤搬送担体上に現像剤層を形成させ、それに
よつて像担持体面上の静電像あるいは磁気像を現
像する現像方法の改良に関する。

〔従来技術〕

まず、一例として、電子写真複写装置における
現像方法の概略について説明する。これについて
一般的な二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方
法は、トナー粒子の摩擦帯電制御が比較的容易
で、トナー粒子の凝集が起りにくく、磁気ブラシ
の穂立ちがよくて、像担持体面の摺擦性に優れ、
クリーニングとの兼用においても十分なクリーニ
ング効果が発揮される等の特長を有することか
ら、キヤリヤ粒子に対するトナー粒子の量の管理
を必要とするにも拘らず、多く用いられている。
そして、この現象方法には、従来一般に平均粒径
が数十〜数百μmの磁性キヤリヤ粒子と平均粒径
が十数μmの非磁性トナー粒子とからなる現象剤
が用いられており、そのような現象剤では、トナ
ー粒子やさらにはキヤリヤ粒子が粗いために、繊
細な線や点あるいは濃淡差等を再現する高画質画
像が得られにくいと云つた問題がある。そこで、
この現像方法において高画質画像を得るために、
従来例えば、キヤリヤ粒子の樹脂コーテイングと
か、現像剤搬送担体における磁石体の改良とか、
現像剤搬送担体へのバイアス電圧の検討とか、多
くの努力が払われているが、それでも未だ安定し
て十分に満足し得る画像が得られないのが実情で
ある。したがつて、高画質画像を得るためには、
トナー粒子及びキヤリヤ粒子をより微粒子にする
ことが必要であると考えられる。しかし、トナー
粒子を平均粒径が20μm以下、特に、10μm以下の
微粒子にすると、現像時のクーロン力に対して
フアンデルワールス力の影響が現われて、像背景
の地部分にもトナー粒子が付着する所謂かぶりが
生ずるようになり、現像剤搬送担体への直流バイ
アス電圧印加によつてもかぶりを防ぐことが困難
となる、トナー粒子の摩擦帯電制御が難しくな
つて、凝集が起り易くなる。また、キヤリヤ粒子
を微粒子化していくと、キヤリヤ粒子も像担持
体の静電像部分に付着するようになる。この原因
としては、磁気バイアスの力が低下して、キヤリ
ヤ粒子がトナー粒子と共に像担持体側に付着した
ためと考えられる。なお、バイアス電圧が大きく
なると、像背景の地部分にもキヤリヤ粒子が付着
するようになる。

微粒子化には、上述のような副作用の方が目立
つて、鮮明な画像が得られないと云う問題がある
ので、そのためにトナー粒子及びキヤリヤ粒子を
微粒子化することは実際に用いるのが困難であつ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、トナー粒子やキヤリヤ粒子が微粒化
されている現像剤を用いても上述の問題が生ずる
ことのない、即ち、平均粒径を20μm以下、さら
には10μm以下としたトナー粒子を用いても前記
およびの問題が発生せず、また、平均粒径を
50μm以下、さらには30μm以下としたキヤリヤ粒
子を用いても前記によるトラブルが発生するこ
となく、したがつて、繊細な線や点あるいは濃淡
差等を忠実に再現した鮮明な高画質画像を得るこ
とができる現象方法を提供するものである。

〔発明の構成〕

本発明は、磁性キヤリヤ粒子とトナー粒子とか
ら成る二成分現像剤を現像剤搬送担体面に供給
し、該現像剤搬送担体面上に形成した二成分現像
剤層を振動電界下に置き、もつて像担持体面の像
を現像する方法において、前記トナー粒子に球状
のトナー粒子を用いたことを特徴とする現像方
法、にある。

即ち、本発明の現像方法は、二成分現像剤のト
ナー粒子に球状のものを用い、振動電界下で現像
を行うようにしたことによつて、トラブルなく微
粒子化したトナー粒子や磁性キヤリヤ粒子の使用
を可能にしたものであるが、なお、本発明の方法
において用いられる現像剤は、トナー及びキヤリ
ヤが以下述べる適正条件にあるものが好ましい。

先ず、トナーについて述べると、トナー粒子
は、磁性キヤリヤ粒子と共に現像剤搬送担体上に
現像剤層を形成している状態から、現像剤搬送担
体と像担持体との間に形成される電界によつて現
像剤層を離れて像担持体の静電像または磁気像に
吸着移行し、そして形成されたトナー像が直接あ
るいは中間転写体を介して記録紙に転写、定着さ
れるものであるから、キヤリヤ粒子と共に適当な
濃度で現像剤層を形成するものでなければなら
ず、また現像剤層のキヤリヤ粒子から離れて静電
像等に選択的に吸着されるものでなくてはなら
ず、さらに像担持体から転写され易くなければな
らない。この要求を一層満足するように、本発明
においては球状のトナー粒子を用する。すなわ
ち、球状のトナー粒子は、流動性が良くなつて、
キヤリヤ粒子との摩擦による帯電が良好となり、
したがつて、キヤリヤ粒子と共に適当な濃度で現
像剤層を形成して、現像に際しては現像剤層から
の離れが良く、静電像等に選択的に吸着されて、
像担持体面からも転写され易いと云う優れた性能
を示す。これには、球状にしたことによつて、ト
ナー粒子とキヤリヤ粒子、トナー粒子と像担持体
面の接触面積が小さくなつてフアンデルワールス
力のような制御しにくい不均一な力が減少するこ
とと、針状突起やエツジあるいは細長形状のよう
に電荷集中並びに放電中和を起こすことがないと
云うことが大きく関係していると考えられる。そ
れにはトナー粒子が少なくとも中軸と短軸の比が
３倍以下であるように球形化されていることが特
に好ましい適正条件である。

このような球状のトナー粒子は、スチレン系樹
脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹
脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エプキシ
樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂と、カーボン等
の着色成分と、必要に応じて加える帯電制御剤等
と、磁性トナーの場合はさらに、鉄、クロム、ニ
ツケル、コバルト等の金属、あるいはそれらの化
合物や合金例えば、四三酸化鉄、ｒ−酸化第二
鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フエライト、
マンガン−銅系合金と云つた強磁性体乃至は常磁
性体の微粒子とを溶融混練してから溶剤中に溶か
し、その液体をノズルから熱風中に霧状に噴出さ
せ、噴出した霧滴から溶剤を蒸発させて球状粒子
を得るスプレードライ法や、前記溶融混練してか
ら凝固させたものを粉砕し、得られた粒子を熱風
中に吹き出して粒子中の樹脂分を溶融状態にする
ことによつて球形化するフローコーター法、また
は、着色成分等を分離したプレポリマーの溶液中
で樹脂を重合析出させる造粒重合法、あるいは、
前記フローコーター法の代わりにトナー粒子を熱
湯中で攪拌して樹脂を軟化することにより球形化
し、次いで過乾燥する方法等によつて得ること
ができる。なお、トナー粒子はマイクロカプセル
化されたものであつてもよく、そのようなトナー
粒子にも上記の製造方法及び球形化処理は適用し
得る。

また、トナーは、一般にトナー粒子の平均粒径
が小さくなると、定性的に粒径の二乗に比例して
帯電量が減少し、その反対にフアンデルワールス
力のような制御しにくい付着力が相対的に強く働
くようになつて、トナー粒子がキヤリヤ粒子から
離れにくくなつたり、トナー粒子が一旦像担持体
面の非画像部に付着すると、それが従来の磁気ブ
ラシによる摺擦では容易に除去されずにかぶりを
生ぜしめるようになる。従来の磁気ブラシ現像方
法では、トナー粒子の平均粒径が10μm以下にな
ると、このような問題が顕著になつた。この点を
本発明の現像方法は、先に述べたような球状のト
ナー粒子を用いると共に、現像剤層による現像を
振動電界下で行うようにしたことで解消するよう
にしている。即ち、現像剤層に付着しているトナ
ー粒子は、電気的に与えられる振動によつて現像
剤層から像担持体面の画像部や非画像部に移行し
易く、かつ離れ易くなり、そして、現像剤層で像
担持体面を摺擦するようにした場合は、像担持体
の非画像部に付着したトナー粒子は容易に除去乃
至は静電像部に移動させられるようになる。ま
た、現像剤層の層厚を像担持体面と現像剤搬送担
体の間隙よりも薄くした場合は、帯電量の低いト
ナー粒子が画像部や非画像部に移行することが殆
んどなくなつたり、像担持体面と擦られることが
ないために、摩擦帯電により像担持体に付着する
こともなくなつて、1μm程度のトナー粒子のもの
まで用いられるようになる。したがつて、静電潜
像を忠実に現像した再現性のよい鮮明なトナー像
を得ることができる。さらに、振動電界はトナー
粒子とキヤリヤ粒子の結合を弱めるので、トナー
粒子に伴うキヤリヤ粒子の像担持体面への付着も
減少する。特に、前述のように、現像剤層の層厚
を像担持体面と現像剤搬送担体の間隙よりも薄く
した場合は、画像部及び非画像部領域において、
大きな帯電量を持つトナー粒子が振動電界下で振
動し、電界の強さによつてはキヤリヤ粒子も振動
することによつて、トナーが選択的に像担持体面
の静電像部に移行するようになるから、キヤリヤ
の像担持体面への付着は大幅に軽減される。

一方、トナーの平均粒径が大きくなると、先に
も述べたように画像の荒れが目立つようになる。
通常、10本／mm程度のピツチで並んだ細線の解像
力ある現像には、平均粒径20μm程度のトナーで
も実用上は問題ないが、しかし、平均粒径10μm
以下の微粒子化したトナーを用いると、解像力は
格段に向上して、濃淡差等も忠実に再現した鮮明
な高画質画像を与えるようになる。以上の理由か
らトナーの粒径は平均粒径が20μm以下、好まし
くは10μm以下が適正条件である。又トナー粒子
が電界に追随するためにトナー粒子の帯電量が１
〜3μC／ｇより大きいこと（好ましくは３〜
300μC／ｇ）が望ましい。特に粒径の小さい場合
は高い帯電量が必要である。このような適正条件
のトナーは、先に述べた方法によつて得られ、必
要に応じ従来公知の平均粒径選別手段によつて選
別することもある。

こうして得られるトナーの中でも、トナー粒子
が磁性体微粒子を含有した磁性粒子であることは
好ましく、特に磁性体微粒子の量が60wt％以下、
とりわけ30wt％を超えないものが好ましい。ト
ナー粒子が磁性粒子を含有したものである場合
は、トナー粒子が現像剤搬送担体に含まれる磁石
の磁力の影響を受けるようになるから、磁気ブラ
シの均一形成性が一層向上して、しかも、かぶり
の発生が防止され、さらにトナー粒子の飛散も起
りにくくなる。しかし、含有する磁性体の量を多
くし過ぎると、キヤリヤ粒子との間の磁気力が大
きくなり過ぎて、十分な現像濃度を得ることがで
きなくなるし、また、磁性体微粒子がトナー粒子
の表面に現われるようにもなつて、摩擦帯電制御
が難しくなつたり、トナー粒子が破損し易くなつ
たり、キヤリヤ粒子との間で凝集し易くなつたり
する。

次に、キヤリヤについて述べると、一般に磁性
キヤリヤ粒子の平均粒径が大きいと、○イ現像剤搬
送担体上に形成される現像剤層の状態が荒いため
に、電界により振動を与えながら静電像等を現像
しても、トナー像にムラが現れ易く、○ロ現像剤層
におけるトナー濃度が低くなるので高濃度の現像
を行われない、等の問題が起る。この○イの問題を
解消するには、キヤリヤ粒子の平均粒子を小さく
すればよく、実験の結果は、50μm以下でその効
果が現われ初め、30μm以下になると、実質的に
○イの問題が生じなくなることが判明した。また、
○ロの問題も、○イの問題に対する磁性キヤリヤの微
粒子化によつて、現像剤層のトナー濃度が高くな
り、高濃度の現像が行われるようになつて解消す
る。しかし、キヤリヤ粒子が細か過ぎると、○ハト
ナー粒子と共に像担持体面に付着するようになつ
たり、○ニ飛散し易くなつたりする。これらの現象
は、キヤリヤ粒子に作用する磁界の強さ、それに
よりキヤリヤ粒子の磁化の強さにも関係するが、
一般的には、キヤリヤ粒子の平均粒径が15μm以
下になると次第に傾向が出初め、5μm以下で顕著
に現われるようになる。そして、像担持体面に付
着したキヤリヤ粒子は、一部はトナーと共に記録
紙上に移行し、残部はブレードやフアーブラシ等
によるクリーニング装置によつて残留トナーと共
に像担持体面から除かれることになるが、従来の
磁性体のみから成るキヤリヤ粒子では、○ホ記録紙
上に移行したキヤリヤ粒子が、それ自体では記録
紙に定着されないので、脱落し易いと云う問題が
あり、また、○ヘ像担持体面に残つたキヤリヤ粒子
がクリーニング装置によつて除かれる際に、感光
体から成る像担持体面を傷付け易いと云う問題が
ある。

この特に微粒子化したキヤリヤを用いた場合に
生ずる上記○ハ乃至○ヘの問題は、磁性キヤリヤ粒子
を樹脂等記録紙に定着し得る物質と共に形成する
ことにより解消することができる。すなわち、磁
性キヤリヤ粒子が記録紙に定着し得る物質と共に
形成されていることで記録紙に付着してもキヤリ
ヤは熱や圧力によつて定着されるようになり、ま
た、クリーニング装置によつて残留トナーと共に
像担持体面から除かれる際にも像担持体面を傷付
けたりすることが無くなる。したがつて、キヤリ
ヤ粒子を平均５〜15μm以下の粒径にしても前記
○ハの問題は実際上トラブルを生ぜしめない。な
お、キヤリヤ粒子の像担持体への付着が起る場合
は、リサイクル機構を設けることが有効である。

さらに、キヤリヤ粒子を球形化すると、トナー
とキヤリヤの攪拌性及び現像剤の搬送性を向上さ
せ、トナー粒子同志やトナー粒子とキヤリヤ粒子
の凝集を起りにくくする。

以上からキヤリヤの適正条件は、磁性キヤリヤ
粒子の平均粒径が好ましくは50μm以下、特に好
ましくは30μm以下であつて、また、その磁性キ
ヤリヤ粒子が樹脂等記録紙に定着し得る物質と共
に形成され、さらには球形化されていることであ
る。

このような磁性キヤリヤ粒子は、磁性トナーに
おけると同様の磁性体の粒子にできるだけ高抵抗
化された球状のものを選ぶか、あるいは球状の磁
性体粒子をトナーにおけると同様の樹脂やパルミ
チン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワツクスで球状
に被覆するか、または磁性体微粒子を分散して含
有した樹脂や脂肪酸ワツクスの球状粒子を作るか
して得られ、球形化にはトナーにおけると同様の
熱風あるいは熱水による方法を適用できるし、分
散系のものではスプレードライ法によることもで
きる。そして、平均粒径については、必要に応じ
従来公知の平均粒径選別手段により選別すること
によつて、好ましいキヤリヤを得ることができ
る。

なお、キヤリヤ粒子を上述のように樹脂等によ
つて球形化することは、先に述べたような効果の
他に、現像剤搬送担体に形成される現像剤層が均
一となり、また、現像剤搬送担体に高いバイアス
電圧を印加することが可能となると云う効果も与
える。即ち、キヤリヤ粒子が樹脂等によつて球形
化されていることは、(1)一般にキヤリヤ粒子は長
軸方向に磁化吸着され易いが、球形化によつてそ
の方向性が無くなり、したがつて、現像剤層が均
一に形成され、局所的に抵抗の低い領域や層厚の
ムラの発生を防止する、(2)キヤリヤ粒子の高抵抗
化と共に、従来のキヤリヤ粒子に見られるような
エツジ部が無くなつて、エツジ部への電界の集中
が起らなくなり、その結果、現像剤搬送担体に高
いバイアス電圧を印加しても、像担持体面に放電
して静電潜像を乱したり、バイアス電圧がブレー
クダウンしたりすることが起らない、と云う効果
を与える。この高いバイアス電圧を印加できると
云うことは、本発明における振動電界下での現象
が振動するバイアス電圧の印加によつて行われる
ものである場合に、それによる後述する効果を十
分に発揮させることができると云うことである。
以上のような効果を奏するキヤリヤ粒子の球形化
には前述のようにワツクスも用いられるが、しか
し、キヤリヤの耐久性等からすると、前述のよう
な樹脂を用いたものが好ましく、さらに、キヤリ
ア粒子の抵抗率が10⁸Ωcm以上、特に10¹³Ωcm以
上であるように絶縁性の磁性粒子を形成したもの
が好ましい。この抵抗率は、粒子を0.50cm²の断面
積を有する容器に入れてタツピングした後、詰め
られた粒子上に１Kg／cm²の荷重を掛け、荷重と底
面電極との間に1000V／cmの電界が生ずる電圧を
印加したときの電流値を読み取ることで得られる
値であり、この抵抗率が低いと、現像剤搬送担体
にバイアス電圧を印加した場合に、キヤリヤ粒子
に電荷が注入されて、像担持体面にキヤリヤ粒子
が付着し易くなつたり、あるいはバイアス電圧の
ブレークダウンが起り易くなつたりする。

以上を総合して、磁性キヤリヤ粒子は、少くと
も長軸と短軸の比が３倍以下であるように球形化
されており、したがつて針状部やエツジ部等の電
荷集中並びに放電を起し易い突起がなく、抵抗率
が10Ωcm以上、好ましくは10¹³Ωcm以上であるこ
とが適正条件であり、このような磁性キヤリヤ粒
子は先に述べたような方法によつて得ることがで
きる。

本発明の現像方法においては、以上述べたよう
な球状のトナー粒子と、キヤリヤ粒子特に好まし
くは球状のキヤリヤ粒子とが、従来の二成分現像
剤におけると同様の割合で混合した現像剤が好ま
しく用いられるが、これにはまた、必要に応じて
粒子の流動滑りをよくするための流動化剤や像担
持体面の清浄化に役立つクリーニング剤等が混合
される。流動化剤としては、コロイダルシリカ、
シリコンワニス、金属石鹸あるいは非イオン表面
活性剤等を用いることができ、クリーニング剤と
しては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコンある
いは弗素等表面活性剤等を用いることができる。

以上が現像剤についての条件であり、次に、こ
のような現像剤で現像剤層を形成して像担持体上
の静電像を現像する現像剤搬送担体に関する条件
について述べる。

現像剤搬送担体には、バイアス電圧を印加し得
る従来の現像方法におけると同様の現像剤搬送担
体が用いられるが、特に、表面に現像剤層が形成
されるスリーブの内部に複数の磁極を有する回転
磁石体が設けられている構造のものが好ましく用
いられる。このような現像剤搬送担体において
は、回転磁石体の回転によつて、スリーブの表面
に形成される現像剤層が波状に起伏して移動する
ようになるから、新しい現像剤が次々と供給さ
れ、スリーブ表面の現像剤層に多少の層厚の不均
一があつても、その影響は上記波状移動によつて
実際上問題とならないように十分カバーされる。
そして、回転磁石体の回転あるいはさらにスリー
ブの回転による現像剤の搬送速度は、像担持体の
移動速度に殆んど同じか、それよりも早いことが
好ましい。なお、回転磁石体とスリーブの回転に
よる搬送方向は同方向が好ましい。同方向の場合
は、反対方向よりも画像再現性に優れる。しか
し、それらに限定されるものではない。

また、現像剤搬送担体上に形成する現像剤層の
厚さは、付着した現像剤が厚さの規制ブレードに
よつて十分に掻き落されて均一な層となる厚さで
あることが好ましく、そして、現像剤搬送担体と
像担持体との間隙は数10〜2000μmが好ましい。
現像剤搬送担体と像担持体の表面間隙が数10μm
よりも狭くなり過ぎると、それに対して均一に現
像作用する現像剤層を形成するのが困難となり、
また、十分なトナー粒子を現像部に供給すること
もできなくなつて、安定した現像が行われなくな
るし、間隙が2000μmを大きく超すようになると、
対向電極効果が低下して十分な現像濃度が得られ
ないようになり、静電像の中央部に対して輪郭部
のトナー付着が多くなると云うエツジ効果も大き
くなる。このように、現像剤搬送担体と像担持体
の間隙が極端になると、それに対して現像剤搬送
担体上の現像剤層の厚さを適当にすることができ
なくなるが、間隙が数10μm〜2000μmの範囲で
は、それに対して現像剤層を厚さを適当に形成す
ることができる。そこで、間隙と現像剤層の厚さ
を現像剤層が直接像担持体の表面に接触せず、で
きるだけ近接するような条件に設定することが特
に好ましい。それによつて、静電像等のトナー現
象に現像剤層の摺擦による掃き目が生じたり、ま
たかぶりが発生したりすることが防止される。

さらに、振動電界下での現像は、現像剤搬送担
体のスリーブに振動するバイアス電圧を印加する
ことによるのが好ましい。バイアス電圧にはま
た、非画像部分へのトナー粒子の付着を防止する
直流電圧とトナー粒子をキヤリヤ粒子から離れ易
くするための交流電圧との重畳した電圧を用いる
ことが好ましい。しかし本発明は、スリーブへの
振動電圧の印加による方法や直流と交流の重畳電
圧印加による方法に限られるものではない。

以上述べたような本発明の現像方法は、第１図
乃至第３図に例示したような装置によつて実施さ
れる。

第１図乃至第３図において、１は矢印方向に回
転し、図示せざる帯電露光装置によつて表面に静
電像を形成されるSe等の感光体よりなるドラム
状の像担持体、２はアルミニウム等の非磁性材料
からなるスリーブ、３はスリーブ２の内部に設け
られて表面に複数のＮ，Ｓ磁極を周方向りに交互
に有する磁石体で、このスリーブ２と磁石体３と
で現像剤搬送担体を構成している。そして、スリ
ーブ２と磁石体３とは相対回転可能であり、図は
スリーブ２が矢印方向に回転するものであること
を示している。また、磁石体３のＮ，Ｓ磁極は通
常500〜1500ガウスの磁束密度に磁化されており、
その磁力によつてスリーブ２の表面に先に述べた
ような現像剤Ｄの層即ち、磁気ブラシを形成す
る。４は磁気ブラシの高さ、量を規制する磁性や
非磁性体からなる規制ブレード、５は現像域Ａを
通過した磁気ブラシをスリーブ２上から除去する
クリーニングブレードである。スリーブ２の表面
は現像剤溜り６において現像剤Ｄと接触するから
それによつて現像剤Ｄの供給が行われることにな
り、７は現像剤溜り６の現像剤Ｄを攪拌して成分
を均一にする攪拌スクリユーである。現像剤溜り
６の現像剤Ｄは現像が行われるとその中のトナー
粒子が消耗されるようになるから、８は先に述べ
たようなトナー粒子Ｔを補給するためのトナーホ
ツパー、９は現像剤溜り６にトナー粒子Ｔを落す
表面に凹部を有する供給ローラである。１０は保
護抵抗１１を介してスリーブ２にバイアス電圧を
印加するバイアス電源である。

このような第１図乃至第３図の装置の相違は、
第１図の装置においては、スリーブ２が矢印方向
に回転し、磁石体３がそれと反対の矢印方向に回
転して、そのＮ，Ｓ磁極の磁束密度が略等しいも
のであるのに対して、第２図の装置においては、
スリーブ２は矢印方向に回転するが、磁石体３は
固定であり、第３図の装置においては、固定の磁
石体３のＮ，Ｓ磁極の磁束密度が同じではなく、
像担持体１に対向したＮ磁極の磁束密度が他の
Ｎ，Ｓ磁極の磁束密度よりも大であることであ
る。なお、像担持体１に対向した磁極としては、
第３図示のようにＮ磁極を並べて対向させてもよ
いし、Ｎ，Ｓ磁極を並べて対向させてもよいこと
は勿論である。このように複数個の磁極を対向さ
せることによつて、単極を対向させた場合よりも
現像が安定すると云う効果が得られる。

以上のような装置において、スリーブ２を像担
持体１に対して表面間隙が数10〜1000μmの範囲
にあるように設定して、像担持体１の静電像の現
像を行うと、スリーブ２の表面に形成された磁気
ブラシハ、スリーブ２あるいは磁石体３の回転に
伴つてその表面の磁束密度が変化するから、振動
しながらスリーブ２上を移動するようになり、そ
れによつて像担持体１との間隙を安定して円滑に
通過し、その際像担持体１の表面に対し、均一な
現像効果を与えることになつて、安定して高いト
ナー濃度の現像を可能にする。それには、かぶり
の発生を防ぐため及び現像効果を向上させるため
に、スリーブ２にバイアス電源１０によつて振動
するバイアス電圧を印加し、像担持体１の基体を
接地して、スリーブ２と像担持体１の間隙に振動
電界を形成せしめている。このバイアス電圧に
は、先にも述べたように、好ましい直流電圧と交
流電圧の重畳電圧が用いられ、直流成分がかぶり
の発生を防止し、交流成分が磁気ブラシに振動を
与えて現像効果を向上する。なお、通常直流電圧
成分には非画像部電位と略等しいか、それよりも
高い50〜600Vの電圧が用いられ、交流電圧成分
には100Hz〜10kHz、好ましくは１〜5kHzの周波
数が用いられる。なお、直流電圧成分は、トナー
粒子が磁性体を含有している場合は、非画像部電
位よりも低くしてよい。交流電圧成分の周波数が
低過ぎると、振動を与える効果が得られなくな
り、高過ぎても電界の振動に現像剤が追従できな
くなつて、現像濃度が低下し、鮮明な高画質画像
が得られなくなると云う傾向が現われる。また、
交流電圧成分の電圧値は、周波数も関係するが、
高い程磁気ブラシを振動させるようになつてそれ
だけ効果を増すことになるが、その反面高い程か
ぶりを生じ易くし、落雷現象のような絶縁破壊も
起り易くする。しかし、現像剤Ｄのキヤリヤ粒子
が樹脂等によつて球形化されていると絶縁破壊を
防止するし、かぶりの発生も直流電圧成分で防止
される。なお、この交流電圧を印加するスリーブ
２を表面を樹脂や酸化被膜によつて絶縁乃至は半
絶縁被覆するようにしてもよい。

以上、第１図乃至第３図は現像剤搬送担体に振
動するバイアス電圧を印加する例を示している
が、本発明の現像方法はそれに限らず、例えば現
像剤搬送担体と像担持体間に電極ワイヤを数本張
設して、それに振動する電圧を印加するようにし
ても磁気ブラシに振動を与えて現像効果を向上さ
せることはできる。その場合も、現像剤搬送担体
には直流バイアス電圧を印加し、あるいは、異な
つた振動数の振動電圧を印加するようにしてもよ
い。また、本発明の方法は反転現像などにも同様
に適用できる。その場合、直流電圧成分は像担持
体の非画像背景部における受容電位と略等しい電
圧に設定される。さらに、本発明の方法は磁気潜
像の現像にも同様に適用し得る。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的実施例によつて説明す
る。

実施例 １ トナーに、スチレン、アクリル樹脂（三洋化成
（株）製ハイマ−up110）100重量部、カーボンブ
ラツク（三菱化成（株）製MA−100）10重量部、
ニグロシン５重量部から成り、粉砕造粒後前述の
フローコーター法によつて球形化した平均粒径が
10μmの非磁性粒子から成るものを用い、キヤリ
ヤに、平均粒径が30μm、磁化が50emu／ｇ、抵
抗率が10¹⁴Ωcmである樹脂コーテイングされた球
状フエライト粒子からなるものを用いて、第１図
に示した装置により現像剤溜り６における現像剤
Ｄのトナー比率がキヤリヤに対して10wt％にな
る条件で現像を行つた。トナーの平均帯電量は
15μC／ｇであつた。

この場合の像担持体１はcds感光体、その周速
は180mm／set、像担持体１に形成された静電像の
最高電位−500V、スリーブ２の外径30mm、その
回転数100rpm、磁石体３のＮ，Ｓ磁極の磁束密
度は900ガウス、その回転数は1000rpm、現像剤
層の厚さ0.6mm、スリーブ２と像担持体１との間
隙0.5mm即ち500μm、スリーブ２に印加するバイ
アス電圧は直流電圧成分−250V、交流電圧成分
1.5kHz、500Vとした。すなわち、この実施例で
は現像剤層が像担持体１に接触して現像を行う。

以上の条件で現像を行つて、それを普通紙にコ
ロナ放電転写器により転写し、表面温度140℃の
熱ローラ定着装置に通して定着した結果、得られ
た記録紙の画像はエツジ効果やかぶりのない、そ
して濃度が高いきわめて鮮明なものであり、引続
いて５万枚の記録紙を得たが最初から最後まで安
定して変らない画像を得ることができた。

これに対して、フローコーター法における熱風
による球形化処理を省略したトナーを用いた場合
は、他の条件を上記条件と同じにしても、画像は
かぶりや鮮明さにおいて上記球形化トナーを用い
た場合よりも劣つていた。

実施例 ２ トナーに、平均粒径が5μmのフローコーター法
により球形化した非磁性粒子からなるものを用
い、キヤリヤに、微粒フエライトを樹脂中に
50wt％分散した平均粒径が20μm、磁化が
30emu／ｇ、抵抗率が10¹⁴Ωcm以上の熱による球
形化処理を施した磁性粒子からなるものを用い
て、第３図に示した装置により、現像剤溜り６に
おける現像剤Ｄのトナー比率がキヤリヤに対して
5wt％になる条件で現像を行つた。トナーの平均
帯電量は30μC／ｇであつた。

この場合の像担持体１の条件は実施例１と同
じ、スリーブ２の外径も30mm、但しその回転数は
150rpm、磁石体３の現像域Ａに対向した磁極の
磁束密度は1200ガウス、現像剤層の厚さ0.6mm、
スリーブ２と像担持体１との間隙0.7mm即ち
700μm、スリーブ２に印加するバイアス電圧は直
流電圧成分−200V、交流電圧成分2kHz、1000V
とした。この実施例ではスリーブ２上の現像剤層
は像担持体１とスリーブ２の間隙よりも薄く形成
されている。

以上の条件で現像を行つて、それを普通紙に転
写し、表面温度140℃のヒートローラ定着装置に
通して定着した結果、得られた記録紙の画像はエ
ツジ効果やかぶりのない、そして濃度が高いきわ
めて鮮明なものであり、引続いて５万枚の記録紙
を得たが最初から最後まで安定して変らない画像
を得ることができた。

これに対して、フローコーター法における熱風
球形化処理を省略したトナーを用いた場合は、他
の条件を上記と同一にしても、画像はかぶりや鮮
明さにおいて球形化したトナーを用いた場合より
も劣つていた。

実施例 ３ トナー及びキヤリヤが実施例２におけると同様
の現像剤Ｄを用い、第１図示と略同じ構成の現象
装置により現像剤溜り６における現像剤Ｄのトナ
ー粒子比率がキヤリヤ粒子に対して5wt％になる
条件で現像を行つた。この場合もトナーの平均帯
電量は30μC／ｇであつた。

この場合の像担持体１の条件は実施例１と同
じ、スリーブ２の外径も30mm、但しその回転数は
100rpm、Ｎ，Ｓ極の磁束密度は700ガウス、その
回転数は500rpm、現像剤層の厚さ0.6mm、スリー
ブ２と像担持体１との間隙0.7mm即ち700μm、ス
リーブ２に印加するバイアス電圧は直流電圧成分
−200V、交流電圧成分2kHz、1000Vとした。

以上の条件で現像を行つて、それを普通紙にコ
ロナ放電転写し、表面温度140℃のヒートローラ
定着装置に通して定着した結果、得られた記録紙
の画像はエツジ効果やかぶりのない、そして濃度
が高いきわめて鮮明なものであり、実施例２での
画像より、解像力が高い点および濃度が高い点で
優れていた。引続いて５万枚の記録紙を得たが最
初から最後まで安定して変らない画像を得ること
ができた。

これに対して球形化処理を省略したトナーを用
いた場合は、実施例２における比較効果と同様、
画像はかぶりや鮮明性において劣つたものとなつ
た。

なお、以上の実施例において、スリーブ２に印
加する交流電圧成分の周波数と電圧を変化させた
結果を第４図及び第５図に示した。第４図は実施
例１の場合、第５図は実施例２及び実施例３の場
合である。

第４図及び第５図において、横線で陰を付した
範囲がかぶりの発生し易い範囲、縦線で陰を付し
た範囲が絶縁破壊の生じ易い範囲、斜線で陰を付
した範囲が画質低下を生じ易い範囲であり、陰を
付してない範囲が安定して鮮明な画像の得られる
好ましい範囲である。図から明らかなように、か
ぶりの発生し易い範囲は、交流電圧成分の変化に
よつて変化する。なお、交流電圧成分の波形は、
正弦波に限らず、矩形波や三角波であつてもよ
い。また、第４図及び第５図において、散点状の
陰を施した低周波領域は、周波数が低いために現
像ムラが生ずるようになる範囲である。

以上の実施例において、二成分現像剤中のトナ
ーが磁性を有するものであれば、磁気潜像に対し
ても、同様の現像条件により可視化できることは
勿論である。

〔発明の効果〕

以上の実施例から明らかなように、球状トナー
粒子を用いた二成分現像剤によつて振動電界下で
現像する本発明によれば、従来の現像方法では得
られない、かぶりのない鮮明性に優れた記録画像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明を実施する
装置の例を示す部分概略断面図、第４図及び第５
図はそれぞれ本発明の実施例においてバイアス電
圧の交流電圧成分を変化させた場合の現像状態を
示すグラフである。 １……像担持体、２……スリーブ、３……磁石
体、４……規制ブレード、５……クリーニングブ
レード、６……現像剤溜り、７……攪拌スクリユ
ー、８……トナーホツパー、９……供給ローラ、
１０……バイアス電源、１１……保護抵抗、Ａ…
…現像域、Ｄ……現像剤、Ｔ……トナー粒子、
Ｎ，Ｓ……磁極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性キヤリヤ粒子とトナー粒子とから成る二
   成分現像剤を現像剤搬送担体面に供給し、該現像
   剤搬送担体面上に形成した二成分現像剤層を振動
   電界下に置き、もつて像担持体面の像を現像する
   方法において、前記トナー粒子に球状のトナー粒
   子を用いたことを特徴とする現像方法。 ２ 前記振動電界が前記現像剤搬送担体と像担持
   体との間に形成される特許請求の範囲第１項記載
   の現像方法。 ３ 前記現像剤層が前記像担持体面と現像剤搬送
   担体面の間隙よりも層厚を薄く形成される特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の現像方法。 ４ 前記磁性キヤリヤ粒子が球状粒子である特許
   請求の範囲第１項乃至第３項記載の現像方法。 ５ 前記現像剤層を振動電界により振動させる領
   域において、磁界を時間的に変動させる特許請求
   の範囲第１項乃至第４項記載の現像方法。