JPH047506B2

JPH047506B2 -

Info

Publication number: JPH047506B2
Application number: JP58096903A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; Seiichiro Hiratsuka
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-06-02
Filing date: 1983-06-02
Publication date: 1992-02-12
Also published as: JPS59222853A

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潜
像あるいは磁気潜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の層を形成さ
せ、その現像剤層で像担持体面の潜像を現像する
所謂磁気ブラシ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。それについて一
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徴を有することか
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、この現像方法には、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の熱定着用のトナー粒子とからなる
二成分現像剤が用いられている。この熱定着用の
トナー粒子に代えて、加熱手段を必要とすること
なく、記録紙への定着が容易に行われる、圧力定
着用のトナー粒子を用いるようにすると、トナー
粒子を摩擦帯電させるキヤリヤ粒子との攪拌にお
いて、トナー粒子がキヤリヤ粒子の表面に定着し
たり、トナー粒子同志が凝集したりすることが起
こ易く、そして、従来の磁気ブラシ現像方法で
は、磁気ブラシの穂で像担持体面を強く摺擦する
ようにしていたので、一層トナー粒子とキヤリヤ
粒子の付着を強固なものにすると云う問題があ
る。

また、現像剤のトナー粒子やキヤリヤ粒子が粗
いために、従来の磁気ブラシ現像方法では、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もある。即ち、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相
対的にフアンデルワールス力の影響が大きくなつ
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。一方、キ
ヤリヤ粒子粒子を微粒子化していくと、キヤリ
ヤ粒子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、トナー粒子の記録紙への定着が容易
で、しかも、トナー粒子のキヤリヤ粒子への定着
や凝集を防止することができ、さらに、微粒子の
トナーやキヤリヤを用いることができて、繊細な
線や点あるいは濃淡差等を忠実に再現できる静電
潜像や磁気潜像の現像方法を提供するものであ
る。

〔発明の構成〕

本発明は、トナー粒子と磁性キヤリヤ粒子とか
ら成る二成分現像剤層を現像剤搬送体面上に形成
させ、該現像剤層によつて像担持体面の像を現像
する方法において、前記トナー粒子に圧力定着用
のトナー粒子を用いると共に、前記現像を振動電
界下で行うようにしたことを特徴とする現像方
法、にある。

以下、本発明を感光体等の像担持体上に形成さ
れた静電像を現像する場合について説明する。

本発明において、二成分現像剤に用いる圧力定
着用のトナー粒子としては、定着用の加圧ローラ
で20Kg／cm程度の線圧力で加圧すると記録紙に定
着するようになる、従来公知の圧力定着用トナー
粒子が用いられる。そのようなトナー粒子として
は、ポリオレフイン類、エチレン酢酸ビニル共重
合体、ポリウレタン、ゴム等の粘着性樹脂、また
はパルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワツク
スに、カーボン等の着色成分や必要に応じて加え
られる帯電制御剤等、あるいは磁性トナーの場合
はさらに、鉄、クロム、ニツケル、コバルト等の
金属またはそれらの化合物や合金、例えば四三酸
化鉄、γ−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などを分散含有
させた粒子からなるもの、そのような粘着性のよ
い粒子の外側を通常の熱定着用トナー粒子に用い
られるような帯電性のよい樹脂（着色成分等を含
有していてもよい）で被覆したマイクロカプセル
タイプの粒子から成るものが知られている。そし
て、本発明には特に、上記粘着性のよい粒子がス
プレードライ法やフローコーター法また造粒重合
法等によつて球状に形成された、球状の分散トナ
ー粒子やマイクロカプセルトナー粒子が好ましく
用いられる。なお、フローコーター法における球
形化処理は、熱風によるものでも、熱湯によるも
のでもよい。このような球状のトナー粒子を用い
ると、トナー粒子の流動性が良くなつて、トナー
粒子がキヤリヤ粒子に強固に付着したり、トナー
粒子同志凝集したりすることが顕著に無くなり、
また、キヤリヤ粒子との摩擦による帯電も良好に
行われるようになつて、そのために、キヤリヤ粒
子と共に適当なトナー濃度で形成された現像剤層
の中から、トナー粒子のみが静電像に選択的に吸
着されるようになると共に、像担持体面等からの
記録紙への転写効率および定着性も向上する。こ
れは、トナー粒子が球状であることによつて、ト
ナー粒子とキヤリヤ粒子およびトナー粒子と像担
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、針状突起やエツジあるいは細長形状の
ように電荷集中や放電中和を起したりすることが
少なくなること、記録紙との接圧が高くなること
等が関係していると考えられる。それには、トナ
ー粒子は少な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いることが好ましい。

また、本発明には磁性トナーが好ましく用いら
れ、特に、トナー粒子中の磁性体微粒子の量が
60wt％以下、特に30wt％を超えないものが好ま
しく用いられる。トナー粒子が磁性体粒子を含有
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、現像剤層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。

また、本発明に用いるトナー粒子としては、高
画質画像が得られるように、平均粒径が20μm以
下、特に10μm以下であることが好ましい。トナ
ーの平均粒径が大きくなると、前にも述べたよう
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現像が行われるようになる。
このようなトナー粒子は、先に述べたような方法
によつて得られたトナー粒子を必要に応じて公知
の平均粒径選別手段によつて選別することにより
得られる。しかし、一般にトナー粒子の平均粒径
を小さくすると、繊細な線や点や濃淡差等の再現
は行われ易くなるが、反面、摩擦帯電量は定性的
に粒径の二乗に比例して減少するのに対し、フア
ンデルワールス力のような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、それが磁気ブラシ
による摺擦では容易に除去されないようになつ
て、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、この問題が顕著となつた。
このことも従来の磁気ブラシ現像方法において、
トナー粒子に圧力定着用のトナー粒子が用いられ
なかつた原因の一つである。

本発明は、主として振動電界下で現像を行うよ
うにしたことで、二成分現像剤のトナー粒子に圧
力定着用のトナー粒子を用いたことによる前述の
問題やトナー粒子を微粒子化した場合の上述の問
題を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
るようになるし、現像剤層の層厚を像担持体面と
現像剤搬送担体の間〓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
することが顕著に減少したり、像担持体面と擦ら
れることがないために、摩擦帯電によつて像担持
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。このような振動電界下の
現像による効果は、トナー粒子に球状のトナー粒
子を用いた場合に一層顕著となる。また特に、現
像剤層の層厚を像担持体面と現像剤搬送担体面の
間〓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り、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。また、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。

このような現像条件の好ましい具体的条件につ
いて述べる前に、本発明において用いられる現像
剤のキヤリヤ粒子の好ましい条件について述べ
る。

一般に二成分現像剤のキヤリヤは、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粗くなり、振動
電界で振動を与えながら静電像を現像してもトナ
ー像にムラが現われ易くなるし、○ロ現像剤層にお
けるトナー濃度が低くなつて、高濃度の現像が行
われなくなる等の問題が起る。この○イの問題を解
消するには、キヤリヤ粒子の平均粒径を小さくす
ればよく、実験の結果、50μm以下でその効果が
現われ初め、30μm以下になると、実質的に上記
○イの問題が生じなくなることが判明した。また、
上記○ロの問題も○イの問題に対する磁性キヤリヤ粒
子の微粒子化によつて、現像剤層のトナー濃度が
高くなることから、高濃度の現像が行われるよう
になつて解消する。しかし一方、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、それによる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
を樹脂等と磁性体粒子とから形成することにより
解消することができる。それは、磁性キヤリヤ粒
子が、トナー粒子と共に記録紙に定着し得る樹脂
等を有して形成されていることにより、記録紙に
付着してもトナー粒子と一緒に圧力によつて定着
されるようになるためである。そしてさらに、磁
性キヤリヤ粒子が樹脂等を有することで、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、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15〜5μm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、キヤリヤ粒子が球形化され
ていることは、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な条件は、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以下であり、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ワツク
ス、特に、従来コーテイング材として知られてい
るスチレン樹脂、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、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂、
あるいはそれに必要に応じて帯電制御剤等を加え
た樹脂で球状に被覆するか、あるいは磁性体微粒
子を分散して含有した樹脂や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が適用でき
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つて選
別することにより、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像
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。また、こ
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、キヤリヤ
の耐久性等からすると樹脂を用いたものが好まし
く、さらに、キヤリヤ粒子の抵抗率が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、この値が低いと、
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、少なく
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10⁸Ωcm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。

次に、このような現像剤層を現像剤搬送担体上
に形成して像担持体上の静電像を現像する好まし
い現像条件を具体的に述べる。

現像剤層を形成す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用いられ
ると同様の現像剤搬送担体が用いられるが、特
に、表面に現像剤層を形成す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
状に起状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
記波状の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と殆んど同じか、
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法は、同方向で
あることが好ましい。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〓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〓が数10μm
よりも狭くなり過ぎると、それに対して均一に現
像作用する磁気ブラシの穂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〓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、現像剤搬送担体っ
と像担持体の間〓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〓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〓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、静電像のト
ナー現像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、新たな電極部
材を設けたりせずに、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。また、バイアス電圧には非画像部分
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。振動電界は、アースした像担持体の基体とス
リーブとの間に形成される。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１
１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〓が数10〜2000μm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
ブラシは、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〓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１
ａを接地して、スリーブ２と像担持体１の間に振
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
し得る。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
絶縁に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
ても現像剤搬送担体上の現像剤層に振動を与えて
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、磁性トナー粒子を用いた場合、磁
気潜像の現像にも同様に適用し得る。

本発明は、先に述べたような圧力定着用のトナ
ー粒子とキヤリヤ粒子とから成る二成分現像剤を
用いて、上述のような現像条件で振動電界下の現
像を行うようにしたことによつて、圧力定着用ト
ナー粒子のキヤリヤ粒子の固着したり凝集し易い
と云う欠点を解消し、さらにはトナー粒子やキヤ
リヤ粒子の微粒子化を可能にして、記録紙へのト
ナー像の定着を容易にしたばかりではなく、記録
画像の高画質化を達成し得るようにしたのであ
る。

そこで、次に本発明の具体的実施例を示す。

〔実施例〕

実施例１トナー粒子にエチレン酢酸ビニル共重合体100
重量部、カーボンブラツク10重量部、ニグロシン
５重量部から成り、粉砕造粒後、フローコータ法
によつて球状に形成された平均粒経10μmの非磁
性粒子を用い、キヤリヤ粒子に平均粒経が30μm、
磁化が50emu／ｇ、抵抗率が10¹⁴Ωcm程度のスチ
レン・アクリル樹脂でコーテイングされた球状フ
エライト粒子から成るものを用いて、第１図に示
した現像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／sec、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
〓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。

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、カレンダーローラ
を用いる圧力定着装置に線圧20Kg／cmの加圧力で
通して定着した結果、得られた記録紙のトナー像
は定着性が良く、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。

実施例２トナー粒子に平均粒径が5μmである以外は実施
例１におけると同じ非磁性粒子から成るものを用
い、キヤリヤ粒子に平均粒径0.2μmの微粒子フエ
ライトがトナーと同じ樹脂中に50wt％分散した、
練肉、粉砕後に熱風によつて球形化された平均粒
径が20μm、磁化が30emu／ｇ、抵抗率が10¹⁴Ω
cm以上の粒子を用いて、第３図に示した現像装置
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〓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
ロナ放電により転写し、実施例１におけると同じ
条件で定着した結果、得られた記録紙の画像は、
定着性が良く、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
して変わらない画像を得ることができた。

実施例３実施例２におけると同じトナーとキヤリヤを用
いて、ほゞ第１図示と同様（但し、像担持体１と
現像剤搬送担体の間〓は異なる）の現像装置によ
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。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〓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
ロナ放電して転写し、実施例１におけると同じ条
件で定着した結果、得られた記録紙の画像は定着
性が良く、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、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わらない画像を得ること
ができた。

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を示している。

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〕

本発明によれば、二成分現像剤の現像剤層に現
像領域内で振動電界の作用を与えながら現像する
ようにしているから、トナーに圧力定着用のトナ
ーを用いることができて、従つて、従来の現像方
法に比して記録紙へのトナー像の定着が簡単に行
われ、また、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と云う効果が得られる。

【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

【特許請求の範囲】１トナー粒子と磁性キヤリヤ粒子とから成る二
成分現像剤層を現像剤搬送体面上に形成させ、該
現像剤層によつて像担持体面の像を現像する方法
において、前記トナー粒子に圧力定着用のトナー
粒子を用いると共に、前記現像を振動電界下で行
うようにしたことを特徴とする現像方法。２前記現像剤層の層厚が前記像担持体面と現像
剤搬送担体面の間〓よりも薄く形成される特許請
求の範囲第１項記載の現像方法。３前記トナー粒子が球形のトナー粒子である特
許請求の範囲第１項または第２項記載の現像方
法。４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。６前記磁性キヤリヤ粒子が磁性体と樹脂とから
形成されている特許請求の範囲第１項乃至第５項
記載の現像方法。