JPH0486871A - 磁気ブラシ現像方法 - 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】 （発明の利用分野） 本発明は複写機やプリンターなどの現像装置に用いられ
る現像方法に関するものであり、より詳細には、トナー
とキャリヤとから成る二成分系現像剤を用いて高濃度で
高画質の画像を得ることができ、しかも現像装置の小型
化が可能な現像方法に関する。

（従来技術） 電子写真法の分野において、二成分系磁性現像剤は静電
潜像を現像する為の手段として広く使用されている。二
成分系現像剤は、通常着色剤を含んだトナー粒子と磁性
キャリヤ粒子とからなり、現像の際に攪拌される。トナ
ーとキャリヤは攪拌により摩擦帯電を受け、トナーは帯
電によりキャリヤ表面に吸着される。このような状態の
現像剤は内部に磁石を備えた現像スリーブ上に供給され
、内部磁石の吸引によって磁気ブラシに形成される。

現像剤はこの状態でスリーブによって搬送され、静電潜
像を有した感光体へと送られる。

現像剤は磁気ブラシとして感光体面に摺擦し、帯電した
トナーは静電潜像面との電位差に基づくクーロン力によ
って、静電潜像面に移行してトナー像を形成する。一方
、磁性キャリヤはスリーブ内の磁石により吸引されてス
リーブ上にそのまま残ることになる。静電潜像面のトナ
ー像は後段の転写紙等に転写、定着され画像形成が行わ
れる。

二成分系現像剤において、十分な画像濃度が得られ且つ
トナー飛散がなく、しかもこれらの特性が長期間にわた
って維持されるという必要条件は、トナーとキャリヤと
の相性によって決定されている。一般的傾向として、ト
ナー濃度が高くなると、高画像濃度は得られるが、トナ
ーの摩擦帯電が不十分となりやすく、キャリヤと結合す
る能力がψなくなり、しかも現像装置におけるトナーの
出入りも激しくなるため、トナー飛散が増していく傾向
が認められる。このため、従来の二成分系現像方法では
、トナー濃度を低めに抑制しているが。

概して現像効率が低く、ベタ部等の濃度が低いという傾
向がある。

この欠点を防止するものとして、特開昭６２−６３９７
０号公報には、ドラムとスリーブとの間に交互電界を形
成すると共に、ドラム−スリーブ間の容積当りの磁性キ
ャリヤの占める体積を１．５〜３０％の範囲とすること
が提案されている。

（発明が解決しようとするｙａｐ＞ 二成分系現像剤中におけるトナーとキャリヤとの帯電特
性が十分であれば、トナー濃度が高い場合にも、画像濃
度が高く、且つトナー飛散も低くなることが期待される
が、これは商業的なトナーや現像法では実現不可能に近
い。即ち、トナー製造では、帯電制御剤の含まれなかっ
た或いは含有量の少ない不良トナー粒子が成る確立で必
らず生成し、また現像中にも現像器内外での機械的力で
帯電制御剤が失われたり或いはその含有量の低下したト
ナー粒子が成る頻度で生起する。また、原稿の面積比が
変化したり或いは、環境が変化したりする等の原因で一
時的に必要な帯電が得られなかった未帯電トナー粒子も
含まれるので、トナー飛散は必らず発生し、複写機内部
の汚染やコピー物の汚染につながることになる。

本発明者等は別の発明において、磁性キャリヤとトナー
とから成る二成分系現像剤を用いる現像剤では、現像域
を通る現像剤の流動状態にキーポイントがあり、この流
動状態に関連して、現像条件を一定の範囲に設定するこ
とにより、比較的トナー濃度が高く、不良帯電粒子が含
有されたトナーを用いた場合にも、トナー飛散を有効に
防止し得ることを見出した。しがしながら、上記提案の
このような不良帯電粒子の対策としては最適であるもの
の、現像領域、即ち現像ニップ部に於ける現像剤は自由
度が少ないため、現像剤の感光体に対する当たりが強く
、画像に掃き後が発生しゃすくなり画像を悪くする場合
がある。このため、キャリヤの飽和磁化を下げたり、現
像スリーブ内のマグネットロールの磁気強度を下げたり
する方法があるが、このような単純な方法ではキャリヤ
弓きを発生させることが見られる。

また、最近主流に成りつつあるデジタル複写機は、レー
ザーのドツト配列による中間調再現を行うが、この画像
の良否は、ドツト周辺のトナー散リ（ドツト画像の周囲
に飛散付着）をいかに防止するかが課題となっている。

よって本発明の目的は、キャリヤ引きを防止しながら画
像に掃き後のない高濃度画像を可能とする高濃度現像方
法を提供することにある。

本発明の目的はまた、細かく形成されたドツト部の潜像
部のみにトナーが転写されるようにして、ドツト部等の
中間調に高画質なものを形成しうる高濃度現像方法を提
供することにある。

また、近年、複数個の現像装置を必要とするフルカラー
現像システムの開発の上で、現像装置の／ｈ型化が望ま
れており、スリーブ径がを小型化、特に２ｏミリ以下の
ものを使用したキャリヤ引きの生じない現像装置の開発
が急がれてｌ／Ｘる。

よって、本発明の目的はまた、スリーブを小型化し、高
濃度面像が得られる現像方法を提供することにある。

（１１題を解決するための手段） 本発明によれば、磁性キャリヤとトナーとから成る二成
分系現像剤を現像器からスリーブにより現像域に搬送し
、現像域において感光体ドラム上の静！潜像を現像して
成る現像方法において、現像条件を式 ％式％ 式中、Ｍは現像剤のスリーブ単位面積当たりの塗布量（
ｇ／ｃｒｔｆ）であり、Ｈは感光体ドラムとスリーブと
の両者の中心を結ぶ線上の距ｉ１（ａｍ）であり、Ｔ／
Ｄは現像剤中のトナー濃度重量分率であり、Ｃ／Ｄは現
像剤中のキャリヤ濃度重量分率であり、ρ七はトナーの
真密度（ｇ／ｃ＋ｎりであり、ρＣはキャリヤの真密度
（ｚ／ｃｍ９）であると共に、スリーブ上の現像剤層が
感光体ドラム面と摺擦を終了する位置でのスリーブ面の
接線方向の磁力Ｘと法線方向の磁力Ｙとの関係は、 Ｘ≧４３０（ガウス）のときＹ≧０、またはＸ＜４３０
（ガウス）のときＹ≧−Ｘ＋８００（ガウス）を満たし
。

法線方向Ｙの最大磁力を有する位置ｙｐを、スリーブと
感光体ドラムとの最短距離Ｈ間のスリーブ面から現像剤
流れの０．０３５Ｒ乃至０．５Ｒ（Ｒはスリーブの半径
）の範囲の上流側に存在させて設定し、且つ現像スリー
ブと感光体ドラムとの間に交番バイアス電位を設定する
ことを特徴とする高濃度現像方法を提供するにある。

本発明はまた、交番バイアス電位を設定したときのバイ
アス電位の振幅を感光体表面電位の絶対値以下で残留電
位の絶対値以上に設定することを特徴とすることができ
る６ 本発明は更に、前記スリーブ面での最大磁力を１０００
ガウス以下にすることを特徴とすることができる。

本発明は、前記現像スリーブの径を２０ｉｎ以下で使用
することを特徴とすることができる。

尚、法線方向とはスリーブの半径方向であり、法線方向
の磁力とは、磁力をベクトル分解したときの法線方向の
値をいう、また、接線方向は現像剤が摺擦を終了する位
置のスリーブ円周面で接線を引いたときの、その接線の
方向をいい、接線方向の磁力とは磁力をベクトル分解し
た時の接線方向の値をいう。

（作用） 本発明は、前記式（１）が満足されるように現像条件、
即ちスリーブ単位面積当りの現像剤の塗布ｆ　（Ｍ　；
　ｇ／ｃｙ２）、感光体ドラムとスリーブとの両者の中
心を結ぶ線上の距離Ｈ（ｉｃｍ）　　・・・Ｄ−３問題
雛とも呼ぶ）、現像剤中のトナー重量分率（Ｔ／Ｄ）及
びトナーの真密度（ρｔ：ｇ／ａｍ’）並びに現像剤中
のキャリヤ重量分率（Ｃ／Ｄ）及びキャリヤの真密度（
ρｃｏｇ／ｃｍりを設定すると、現像域における二成分
系現像剤の流動状態が顕著に改善されて、画像濃度が高
くなるような現像条件においてさえトナー飛散が有効に
抑制され、更に現像剤が感光体と摺擦を終了する現像ス
リーブ面の位置に於ける磁力及びその磁力の方向を特定
の範囲に設定することにより、現像に際してキャリヤ引
きが十分に防止され、特にキャリヤ引きによるベタ画像
部後端部欠陥などが防止されるという知見に基づくもの
である。

更に本発明は、現像スリーブ面に於ける法線方向の磁力
の最大となる位置（Ｙｐ）が最短距離Ｈ間（Ｄ−３間）
のスリーブ面から現像剤流れの０．０３５Ｒ乃至０．Ｓ
Ｒ（Ｒはスリーブの半径）の範囲の上流側に存在させる
と、現像の際の現像ブラシの自白度が大となることを見
出し、これが極めて画質を良好にして有効摺擦領域を大
きく広げるため、現像スリーブが小型化でき、更には前
記現像剤の現像域の状態で、現像スリーブと感光体面と
の間に交番バイアス電圧を印加することにより、ドツト
形式の静電画像を画質良く現像できるという知見に基づ
くものである。

先ず現像ｍｓでのトナーとキャリヤの混合状態は下記式 ％式％） で定義されるＲは無次元の数であり、現像域体積中にお
ける二成分系現像剤の占める体積比を示すものであり、
このＲの値を３０％よりも大でしかも７５％未満の値に
維持することにより、トナー飛散を有効に防止し得るも
のである。

先ず、この現像剤占有率（Ｒ）が３０％以下となると、
Ｄ−５間現像域において現像剤の占める体積が沙なくな
り、このｆＩｌｉ域における磁気ブラシがＤ−５間の谷
間の上から空気を巻き込んでＤ−８間の谷間の下へと運
んで、気流を発生させ、現像器外への機内に気流と共に
トナーを飛散させる傾向が認められる。

現像剤がＤ−３間に詰まる傾向のある場合としては現像
剤ブラシの状態が大きく影響し、現像剤ブラシの状態は
、後述する法線方向の磁力の最大値によって左右される
が、本発明においては、この現像剤占有率（Ｒ）が７５
％以上となると、現像剤がＤ−３間の谷間に詰りすぎ、
現像剤がスムーズに流れなく、その影響で現像剤スリー
ブに相当な負荷がかかり、スリーブの回転がスムーズに
行われなくなって現像剤に擾乱が与えられ、谷間の上側
でかえってトナー飛散が生じ易くなる。これに対して１
本発明で規定した範囲では、現像域でＤ−８間の谷間を
通して現像剤の流れがスムーズに行われる一方で、前述
した気流の発生も防止され、トナー飛散が、トナー濃度
が高い場合でさえ、有効に防止されるのである。

本発明において、現像剤占有率（Ｒ）と現像条件の諸刃
子との関係は、前記式（１ａ）より明らかである。即ち
、スリーブへの現像剤塗布ＲＭが大きくなればなる程Ｒ
は増大し、またＤ−３間距離Ｈが大きくなればなる程Ｒ
は小さくなる。また、般に ρｔくρＣ・・・（３） であることから、二成分系現像剤中のトナー濃度（重量
分率）が高くなればなる程、現像剤占有率は増大する。

一層具体的には、Ｍは一般に０６０６乃至０．２５ｇ／
ａｍ’、特に０．１乃至０．２１／ｃａｎ’の範囲から
４　Ｈは一般に０．０４乃至０．１６ｃ＋ｎ、特に０．
０６乃至０．１４ｃ＋＊の範囲から、また現像剤中のト
ナー重量分率は０．０３乃至０．０８、特に０．０３５
乃至０．０７５の範囲から、これらが組合されたときの
Ｒが式（１）を満足するように定める。

更に本発明は、後述する実験例によって得られる第６図
からも明かなように現像層を摺擦させたときの現像スリ
ーブ面に現れる磁気の状態が重要であり、現像剤が感光
体面との摺擦終了位置での接線方向の磁力Ｘを４３０ガ
ウス以上とすることが重要である。接線方向とは前述し
たように磁力線の方向がスリーブ面に対して、平行ある
いはねかぜだ状態の方向をとることである。これは現像
スリーブ内に交互に設けられるＮ、　　Ｓ極のｇ１極の
強度と距離、及びスリーブ径の総体的な関係によって設
定することができる。接線方向の磁力Ｘが前記範囲を満
たす場合には、感光体から離れる位置で現像剤層として
の磁気ブラシが感光体面に対して十分に屈曲された状態
となる。このようなブラシ状態は、摺擦部においても大
きく作用することが理解され、スリーブの径等が小さく
て、摺擦部での主極の強度が十分に確保できない場合で
もキャリヤ引きのない、または画像後端欠けのない画像
が得られる。また、接線方向の磁力Ｘが４３０ガウス未
満では、摺擦終了位置の法線方向の磁力Ｙを規制するこ
とが重要であり、法線方向の磁力ＹをＹ≧−Ｘ＋８００
　（ガウス）とすることが重要である。法線方向とはス
リーブ面に対して垂直に延びる方向であり、現像剤の磁
気ブラシが穂立ちする状態を意味する。後述する実施例
の表１からも明らかなように、前記関係を満たす装置に
おいては、キャリヤ引きが生じず、Ｘ≧４３０ガウスの
場合と同様に摺擦部のスリーブ面で、現像剤が張り付い
た状態となり前記作用を十分に発揮する。

また、本発明は、現像スリーブ面に於ける法線方向の磁
力の最大となる位置ｙｐが最短距１１ｉＨ間（Ｄ−８間
）のスリーブ面（第２図のＳの位置）から現像剤流れの
０．０３ＳＲ乃至０．ＳＲ（Ｒはスリーブの半径）の範
囲の上流側に存在させることが重要である。このような
位置に法線方向の磁力が最大であるということは、現像
域において磁気ブラシが接線方向に向けて磁力吸引され
てスリーブ面にねかされた状態と成っていることを意味
する。

この場合、Ｐ点での接線方向の磁力値を前記範囲に満た
すことは可能であり、重要であることは前述の通りであ
る。こように法線方向の磁力が前記位置で最大となるこ
とは、現像の際に現像域で磁気ブラシが感光体に強く当
たらず、前述した現像剤占有率（Ｒ）の作用に加えて、
磁気ブラシの自由度、即ちキャリヤの自由度が大となる
。このような磁気ブラシの状態では、画質を良好にして
有効摺擦領域を大きく広げうるため、現像スリーブ径を
小さく小型にすることが可能である。更に。

摺擦部では現像剤の磁気ブラシはスリーブ表面に張り付
くように束縛されており、法線方向の磁力強度を低くし
て飽和磁化の低いキャリヤの使用が可能で、ソフトな現
像剤の磁気ブラシを形成して鮮明な現像にすることがで
きる。また、スリーブ内の交互に置かれる極、即ちスリ
ーブ面に現れる法線方向の最大磁力が　　ガウス以下、
特にガウス以下であることが望ましい。前記主極の磁力
が大きすぎると、スリーブの径にもよるがソフトな磁気
ブラシが形成できなくなり、鮮明な画像が得られない。

本発明は更に、現像スリーブと感光体ドラムとの間に交
番バイアス電位を設定することが重要である。正現像あ
るいは反転現像においては、現像スリーブと感光体ドラ
ムとの間には一定の直流バイアス電界が形成されトナー
が感光体面の潜像部に移行し易くしている。この場合、
トナーの帯電電荷の極は静電部と逆極であり、静電部以
外の感光体面とは同極または、その電位が感光体面とほ
ぼ同電位を示すように設定される。キャリヤはドラム面
と逆極となって吸引される傾向にあるがスリーブの磁気
によって制止されている。本発明は直流バイアス電界の
ほかに交番バイアス電界を重ねることが重要であり、交
番バイアス電界を重ねることによって、バイアス電位を
感光体ドラム表面電位（絶対値）以下、残留電位（絶対
値）以上の間で変動させることが望ましい。また、この
ときの交番バイアス電位の周期はスリーブの周速にもよ
るが、トナー散りを回収する効果を考慮すると２００Ｈ
ｚ乃至４Ｋｌ（ｚの範囲となることが望ましい。

通常、前述したトナー散りは、正現像（表面電位が正）
にしろ反転現像（表面電位が負）にしろ、静電画像であ
るドツト部周囲に現れるものであり、このトナーは過剰
移行であって潜像部に電気的に引きつけられたとは考え
られず、過剰量のトナーが行き場所を失った結果生じる
ものと考えられ、潜像部周囲に物理的或いは若干電気的
に付着しているものと考えられる。しかし、本発明のよ
うに交番バイアス電位を重ね合わせると、物理的にドツ
ト周囲に付着したトナーは、バイアス電位の周期的な低
電位状態の時に逆極であるキャリヤに再び吸着され回収
される。この結果、ドツト周辺にはトナー散りによる不
要部付着が防止され画像が鮮明となる。この場合、前述
したようにキャリヤは現像占有率及び磁界を特定の値に
設定しているので、現像スリーブ面で自由度があり電気
的振幅によって微動しやすい状態にあり、キャリヤのこ
のような状態はトナー散りの回収をより有効なものとす
るものと考えられる。

したがって、交番バイアス電位を感光体と現像スリーブ
との間に重ねることにより、キャリヤの良好な状態でド
ツト形成された静電部の画像を鮮明なものにする。

（発明の実施態様） 以下、本発明に係る好ましい実施態様を添付図面に従っ
て詳説する。第１図乃至第３図は本発明に係る現像装置
の要部説明図である。

本発明に用いる磁気ブラシ現像方法を説明するための第
１図において、多数の磁極Ｎ、　　Ｓを備えたマグネッ
トロール１１がアルミニウムの如き非磁性材料から成る
現像スリーブ１２内に収容されている。この現像スリー
ブ１２から微小間隙、すなわちＨをおいて、基体１３と
その上に設けられた電子写真感光ＩＷ１４とから成る感
光体ドラム１５が設けられている。現像スリーブ１２及
び感光体ドラム１５は機枠（図示せず）に回転可能に支
持されており、ニップ位置における移動方向（矢印）が
同方向（回転方向は互いに逆方向）となるように駆動さ
れる。現像スリーブ１２は現像器１６の開口部に位置し
ており、この現像器１６の内部には二成分系現像剤（す
なわち、トナーと磁性キャリヤとの混合物）１８の混合
攪拌器１７が設けられ、その上方にはトナーを供給する
ためのトナー供給機構２０が設けられている。二成分系
現像剤１８は攪拌器１７で混合されてトナーが摩擦電荷
を得た後、現像スリーブ１２に供給されて、その表面に
磁気ブラシ２１を形成する。この磁気ブラシ２１は穂切
機構２２により穂立長を調節され、電子写真感光層１４
とのニップ位置まで搬送され、感光層１４上に静電潜像
をトナーで可視像を形成する。

現像スリーブ１２は、全体として２３で示す現像器の開
口部に位置しており、現像スリーブへの供給側には前述
した穂切機構２２が配置され、且つスリーブから現像器
への循環側には、開口端縁２４を有する現像剤骨２５が
配置されている。

現像剤塗布量Ｍは、スリーブ１２の周速を変化させるこ
とにより、またスリーブ１２と穂切機構２２との間隔を
調節することにより所定の値に設定できる。

第２図に示すようにスリーブ１２は矢印方向、即ち反時
計方向に能動回転されるように設けられている。このス
リーブ１２の外周面には二成分系現像剤層２１である磁
気ブラシが形成され、磁気ブラシ２１は、スリーブ１２
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。

対向する感光体層１４の感光体面に形成される静電潜像
には、現像域、即ち磁気ブラシとの摺擦部（第２図のＡ
部）でトナーのみが転写され、これによって潜像部が現
像される。また、スリーブ１２面の第２図に示す点Ｓは
感光体面１４とスリーブ１２面との最短距離に於けるス
リーブ面の位置であり、点Ｐは現像剤の摺擦が終了する
位置となっている。

本発明においては、第３図に示すように照Ｐにおいて内
部のマグネットロール１１がら所定の磁力が作用してお
り、その磁力を法線方向Ｙ（スリーブ面に垂直）と接線
方向Ｘとにベクトル分解してそのスカラー量を測定し、
その値を一定の範囲に設定している。第４図（Ａ）はス
リーブ面に生じている法線方向に作用する磁力のチャー
トを示したものである。また、第４図ＣＢ）はスリーブ
面に生しる接線方向に作用する磁力のチャートを示した
ものである。スリーブ１２の等距離基準円は磁力のスカ
ラー量（ガウス）を示すもので、スリーブ面での法線方
向及び接線方向の磁界の強度を示すものである。

本発明においては、前記摺擦が終了するスリーブ面点Ｐ
における接線方向Ｘの磁力がＸ≧４３０ガウスであり、
このような磁力の形成はスリーブ１２内マグネツトロー
ル１１のＮ、　　Ｓ極の位置関係、及び距離をスリーブ
の半径に応じて調節することによって行われる。また、
接線方向Ｘの磁力が４３０ガウスに満たない場合には、
法線方向Ｙの値が制限され、Ｙ≧−Ｘ＋８００ガウスと
なるように設定される。

本発明ではまた、点Ｓの位置から現像剤流れの上流側（
７）０．０３ＳＲ乃至０．ＳＲ（Ｒ１！Ｘ　リーブノ半
径）、特に０．１４乃至０．４２Ｒの範囲に法線方向の
最大値ＹＰが設定され、その最大磁力は、Ｎ、　　Ｓ極
どちらでもよいが１０００カウス以下、特に８００ガウ
ス以下に設定することが望ましい。このような範囲に設
定されたスリーブ上では現像領域において磁気ブラシの
穂がねた状態でソフトに維持される傾向にある。

現像条件 現像スリーブの周速は６０乃至８００　ｃｍ／ｓｅｃ、
特に９０乃至４５０　ｃｌｌｌｓｅｃとし、穂切長は磁
束密度にも依存するが、０．６乃至１．６ｍｍ　、特に
０．８乃至１．４　ｍｍの範囲が適当である。

また、Ｄ−８問題ｔＪｉ　（Ｈ）は、０．４乃至１．６
ｍｍ、特に０．６乃至１．４ａ＋ｍの範囲から選択する
のがよい。本発明における現像スリーブ１２の径は１５
乃至５０ｍｎの範囲での使用が可能であり、現像機ａ部
における現像スリーブ１２の占有容積がｔＪ＼さくなる
。

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すべて使用される。

現像条件として、現像スリーブと感光体導電性基体との
間に印加する直流バイアス電圧は、平均１１８強にカ１
００　乃至１０００　Ｖ／ＩＩｍ　、特＋：　１２５　
乃至７００　Ｖ／ｍｍの範囲となるようなものが好まし
、それに重ねられる交番バイアス電圧は１００乃至８ｏ
○■、特に３００乃至７００Ｖの振幅のものが用いられ
、重ねられた電位が感光体面の表面電位と残留電位との
間にあることが望ましい。また、交番バイアス電位の周
期（振動数）は０．２乃至４ＫＨｚ、特に０．５乃至３
ＫＨｚの範囲であることが望ましい。

現像剤 磁性キャリヤとしては、キャリヤ濃度Ｃ／Ｄにも依存す
るが、一般に密度ρＣが３．５０乃至６．５０ｇ／ａｍ
　、　　特に４．００乃至５．５０１／ＩＩａ　　のも
のが好ましく、特にフェライト系の磁性キャリヤが使用
される。

フェライトとして従来、 （ＺｎＦｅ２０．）　、酸化鉄イン 例えば酸化鉄亜鉛 トリウム（Ｙ３Ｆｅ５０＋２）、 酸 化鉄カドミウム（（ｄｌ”ｅ２０．ｌ）　、酸化鉄ガド
リニウム（ＧｄｓＦｅ、０＋２）　、酸化鉄銅（ＣｕＦ
ｅ２０．ｌ）　、酸化鉄錯（ＰｂＦｅ１２０．ｏ）　、
酸化鉄ニッケル（ＮｊＦｅ２０．）、酸化鉄ネオジウム
（ＮｄＦｅｄ、）、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ、２貼、
）、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ２０ａ　）、酸化鉄
マンガン（ＭｎＦｅ２０．）　、酸化鉄ランタン（Ｌａ
ＦｅＯｇ）等の１種或いは２種以上から成る組成の焼結
フェライト粒子が使用されており、特にＣｕ、Ｚｎ、Ｍ
ｇ、　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］種、好適には２種以上含有するソフトフェ
ライト、例えば、銅−亜鉛−マグネシウムフェライトが
使用されているが、これらのフェライトの内、前記条件
を満足するものを用いる。

キャリヤの飽和磁化は４０乃至６５　ｅｍｕ／ｇ　＋特
に４５乃至５６　ｅｒｎｕ／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ェライトキ
ャリヤ、特に球状のフェライトキャリヤが好適なもので
あり、その粒径は２ｏ乃至１４０μｍ。

特に５０乃至１００μｍの範囲にあることが望ましい。

フェライトキャリヤの電気抵抗は、その化学的転成によ
って変動す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、５Ｘ１０ｅ乃至５×１
０１１Ω・ｃｌｌｌ、特に１Ｘ１０Ｇ乃至ｌＸｌ０ＩＩ
Ω・ｃｍの範囲にあるのがよい。

トナーとしては、磁性キャリヤの密度やトナー濃度にも
依存するが、一般に密度ρＬが１．００乃至１．４０Ｈ
／ａｍ　、　　特に１．１０乃至１．２０（／ｍｍ　　
のものが使用される。

本発明に用いるトナーは、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。本発明に用るトナーはまた、Ｉ
ＸＩＱ−１１乃至５Ｘ１０Ｓ／ａｍ、特に５ＸｌＯ−Ｉ
Ｑ乃至１×１０−’Ｓ／ｃｍの導電率を有するのが好ま
しく、またその誘電率は２．５乃至４，５、特に２．５
乃至４．２の範囲にあるのが望ましい トナー用の定着用樹脂媒質１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。先ず定着用樹脂媒体としては、ス
チレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系
樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ロジン変性マレイ
ン酸樹脂、シリコーン樹脂、キシレン樹脂、ポリビニル
ブチラール＠脂等が使用される。また、用いる樹脂は、
般にＯ乃至２５の酸価を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、それ自体公知の任
意の無機または有機の顔料や染料等が単独または２種以
上の組合せで使用される。例えば、ファーネスブランク
、チャンネルブランク等のカーボンブラック；四三酸化
鉄等の鉄黒；ルチル型またはアナターゼ型等の二酸化チ
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；モリブレンオレンジ；ピラゾロ
ンレッド；ファストバイオレットＢ等が挙げられる。

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、ニグロシンベース（ＣＩ５０４１５）、オイ
ルブランク（ＣＩ２０１５０）、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、
　（アルキル）サリチル酸やナフトエ酸の金属（鉗）塩
等が使用される。

トナー粒子の粒径は、コールタ−カウンターで測定した
粒径は体積基準メジアン系で８乃至１４μｍ、特に１０
乃至１２μ閣の範囲にあるのがよく、また粒子形状は溶
融混線・粉砕法で製造された不定形のものでも、また分
散乃至懸濁重合法で製造された球状のものでもよい。

現像剤中のトナー重量分率Ｔ／Ｄは一般に０．０３乃至
０．０８、特に０．０３５乃至０．０７５の範囲内とす
るのがよい。

また、現像剤全体としては電気抵抗は、ｌＸｌ０ｅ乃至
ｌＸｌ０”Ω’ｃｍ、特に５Ｘ１０’乃至５ＸＩＯＩＩ
Ω・ｃｍの範囲にあることが本発明の目的に好ましい。

本発明において、現像剤中のトナー重量分率（Ｔ／Ｄ）
を高くする場合には、現像剤塗布量（Ｍ）を小さくし且
つＤ−３問題！　（Ｈ）を大きくすることがトナー飛散
防止に有効である。

以下、実施例及び比較例が示された実験例を示す。

（実験例１） 以下の現像条件を基本として、現像剤塗布ｔＭ、トナー
重量分率Ｔ／Ｄ、キャリア重量分率Ｃ／Ｄ、及びドラム
−スリーブ間距離、穂切ギャップ、の位置を種々変更し
て画像出しを行った。

現像条件 現像スリーブ径＝２０ｍｍ、現像スリーブ周速：２１０
ｍｍ／ｓｅｅ、感光体ドラム径：６０ｍｍ、感光体ドラ
ム周速ニア０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム：負帯電用有
機感光体、感光体表面電位ニー７００■、現像バイアス
電位ニー５００■、現像磁極二法線方向の最大磁力の位
置がマグネットローラと感光体ドラムとの中心を結ぶ線
上、Ｐ点での法線方向の磁力が６３０ガウス、Ｐ点での
接線方向の磁力１５０ガウス、トナー：ポリニスジアン
径がｌ１μｍの真密度１．ｌ１ｇ／Ｃｍ’のトナー、キ
ャリア：フェライトコアに樹脂コートした飽和磁化が５
５　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇで、電気抵抗が５Ｘ１０’Ω’
Ｑｍの真密度が５ｇ／Ｃｍ’のキャリア。

表−１ チルにカーボンブラックを分散した体積基準のメ表−１
の結果より、現像剤占有率が３０〜４０％の範囲にある
ものは、トナー飛散を防止して高濃度画像が得られるこ
とがわかった。更に、Ｎａ　１のものについて穂切ギャ
ップを拡げて塗布量を０゜１１１　ｇ／　ｃｍ　２とし
現像剤占有率を３７．３％にして画像出しを行ったとこ
ろトナー飛散は防止でき、画像濃度も向上した。また、
Ｎα４のものについては、ドラム−スリーブ間距離を狭
めて０゜０７ｃｍとし現像剤占有率を４０．２としたと
ころ、画像に濃度ムラを発生し、また、トナー飛散を発
生した。

（実験例２） 実験例１の現像剤占有率が４０，２％と４３．２％の条
件において、現像磁極の法線方向の最大磁力の位置を現
像スリーブの回転方向上流側へ　０．０４Ｒ（Ｒは現像
ローラの半径）移動させて、Ｐ点での法線方向の磁力を
５９０ガウス、Ｐ点での接線方向の磁力２２０ガウスと
したところトナー飛散とカブリの発生が抑制され、また
、キャリアによる画像部の掃き跡やキャリア付着もない
高濃度鮮明画像が得られた。

（実験例３） 実験例２によって現像ｍ極の法線方向の最大磁力の位置
を現像スリーブの回転方向にすらせることで、有効現像
剤占有率が拡大することとともにキャリアによる画像部
の掃き跡やキャリア付着も抑制できることが確認出来た
ので、更に、現像剤占有率を種々変更するとともに、マ
グネットローラ及び磁極の位置を変更して画像出しを行
った。

以下、結果を表−２に示す。尚、第４図（Ａ）及び（Ｂ
）はＮα６の磁力分布のチャート図であり、第５図（Ａ
）及び（Ｂ）はＮα１１の磁力分布を示したチャート図
である。

表−２より、マグネットローラを変更して、現像磁極の
法線方向の最大磁力の位置を現像スリーブの回転方向上
流側に特定範囲で移動させ、且つ、摺′！！Ｘ領域の終
了部の現像スリーブ上の磁力が特定の関係にあるものは
、画像濃度、細線再現性が良好で、画像カブリやキャリ
ア付着、画像部のキャリアによる掃き跡のない高品質画
像の形成できることが確認できた。

また、第６図は各実験例での現像摺擦終了域での現像ス
リーブ上の法線方向と接線方向の磁力とキャリア付着（
キャリアによる掃き跡）の発生の有無をプロットしたも
のであり、図より法線方向の磁力（Ｙ）と接線方向の磁
力（Ｘ）とがＹ≧−Ｘ＋８００　（Ｘ＜４３０）（７）
関係が、Ｘ≧４３０の時にキャリア付着が発生しないこ
とが分かる。尚、図中・はキャリア付着発生を表し、Ｏ
はキャリア付着未発生を表す。

（実験例４） 上記実験例３のＮα６、Ｎａ　９、Ｎ（１１１のものに
ついてバイアス電圧として直流電圧に加えて、交流電圧
（周波数：１ｋＨ２）［■ビークルビークニー１５０〜
−６５０■■−１５０〜−５ｏｏｖ■−５０〜−６５０
■■−５０〜−７５０Ｖコを印加してドツト画像による
画像再現を行ったところ、直流電圧のみに比べてドツト
画像周辺部のトナーの散りは低減していた。特に、■の
ビークルビークの範囲で印加したものは効果が顕著で鮮
明且つ鮮鋭な良好画像形であった。一方、■の条件のも
のは、直流電圧のみを印加したものにくらべてカブリの
程度が劣悪な傾向をしめした。■のちのは直流電圧のみ
を印加したものにくらべてキャリア付着において劣悪な
傾向となった。■のちのは直流電圧のみを印加したもの
にくらべてトナー飛散において劣悪な傾向となった。こ
の結果、ドツト画像周辺部のトナーの散りが交流電圧の
印加によって抑制され、特に、ビークルビークが感光体
の表面電位と残留電位間にあるものは種々の画像特性に
優れる高品質画像となることが確認できた。

（発明の効果） 以上、説明したように本発明によれば、現像の際の現像
域において、現像剤の組成及び密度、現像剤塗布量並び
にドラム−スリーブ間距離を前記（１）を満足するよう
に選び、かつ法線方向の磁力の最大値の位置を特定の位
置に設定したので、現像域を通過する現像剤の流動性の
良い状態で、トナー飛散のない高濃度な画像を形成し、
現像スリーブの径を小さくして現像装置全体の小型化を
図ることが可能である。

また、現像スリーブ面に生じる磁気、特に現像剤層が摺
擦を終了する点での接線方向の磁力を特定の範囲とする
ことによって、或いは接線方向と法線方向の磁力を特定
の範囲とすることによって、現像の際にキャリヤ引きを
少なくすることができる。しかも、現像スリーブ内の磁
力を低くして飽和磁化の低いキャリヤを使用してソフト
な現像剤層を形成することが可能である。更に、前記キ
ャリヤに自由度があること共に、交番バイアス電位を重
ねたので、ドツトで形成される静電画像部に生じるトナ
ー散り等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、及び第３図は本発明に係る現像方法及
びその装置の要部訳明図、第４図（Ａ）及び（Ｂ）は、
点Ｓ及び点Ｐに於ける磁力分布チャート図、第５図（Ａ
）及び（Ｂ）は、ＡＳ及び点Ｐに於ける磁力分布チャー
ト図、１１６図は法線方向と接線方向の磁力の大きさ関
係を示す図である。 第１図 特許出願人　　　　　三田工業株式会社第２図 第３図 接線方向Ｘ 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性キャリヤとトナーとから成る二成分系現像剤
   を現像器からスリーブにより現像域に搬送し、現像域に
   おいて感光体ドラム上の静電潜像を現像して成る現像方
   法において、 現像条件を式 ３０＜Ｍ×［（Ｔ／Ｄ）×（１／ρｔ）＋（Ｃ／Ｄ）×
   （１／ρｃ）］÷Ｈ＜７５式中、Ｍは現像剤のスリーブ
   単位面積当たりの塗布量（ｇ／ｃｍ＾２）であり、Ｈは
   感光体ドラムとスリーブとの両者の中心を結ぶ線上の距
   離（ｃｍ）であり、Ｔ／Ｄは現像剤中のトナー濃度重量
   分率であり、Ｃ／Ｄは現像剤中のキャリヤ濃度重量分率
   であり、ρｔはトナーの真密度（ｇ／ｃｍ＾３）であり
   、ρｃはキャリヤの真密度（ｇ／ｃｍ＾３）であると共
   に、スリーブ上の現像剤層が感光体ドラム面と摺擦を終
   了する位置でのスリーブ面の接線方向の磁力Ｘと法線方
   向の磁力Ｙとの関係は、 Ｘ≧４３０（ガウス）のときＹ≧０、またはＸ＜４３０
   （ガウス）のときＹ≧−Ｘ＋８００（ガウス）を満たし
   、 法線方向Ｙの最大磁力を有するスリーブ面の位置Ｙｐを
   、スリーブと感光体ドラムとの最短距離Ｈ間のスリーブ
   面から現像剤流れの０．０３５Ｒ乃至０．５Ｒ（Ｒはス
   リーブの半径）の範囲の上流側に存在させて設定し、且
   つ現像スリーブと感光体ドラムとの間に交番バイアス電
   位を設定することを特徴とする高濃度現像方法。
2. （２）前記交番バイアス電位を設定したときのバイアス
   電位の振動幅は、感光体ドラム表面電位の絶対値以下で
   残留電位の絶対値以上の範囲とする請求項第１項記載の
   現像方法。
3. （３）前記スリーブ面での最大磁力を１０００ガウス以
   下にすることを特徴とする請求項第１項記載の現像方法
   。
4. （４）前記現像スリーブの径を２０ｍｍ以下で使用する
   ことを特徴とする請求項第１項記載の現像方法。