JPH056100A - 高濃度現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁性キャリヤとトナーとから成る二成分系現像
剤を使用する従来の現像システムの欠点を解消し、細線
やドットの画像再現性を向上させ、トナー飛散のみなら
ずキャリヤ飛散を防止し、しかも画像濃度をも顕著に向
上させ得る現像方法を提供する。 【構成】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
において静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像済
の現像剤を現像器に循環することから成る現像方法にお
いて、現像域における現像条件を「数１」を満足するよ
うに設定すると共に、現像スリーブ−静電潜像担持体間
に静電潜像と同極性で静電潜像の最高電位−最低電位間
で交互電界を形成する交流電圧を印加して現像を行い、
且つトナーとして平均粒子径が８乃至１０μｍで、平均
粒子径の１／２以下のものが全体の３重量％以下である
粒度分布を有するトナーを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真における高濃
度現像方法に関し、特にトナー飛散の防止、キャリヤ脱
落の防止、ドット画像の再現性及び画像濃度の向上を目
的とした二成分系磁性現像方法に関する。

【０００２】

【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
磁気ブラシを電荷像を有する感光体と摺擦させてトナー
像を形成している。

【０００３】この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少なくなり、しかも現像器に
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、ベタ部等の画像濃度が低いとい
う傾向がある。

【０００４】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
或る確率で必らず生成し、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或る頻度で生起する。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。

【０００５】本発明者等は、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、特願平１−３０８９０２号におい
て提案した。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】上記提案は、トナー
飛散を或程度防止し、ベタ部の画像濃度を向上させると
いう目的には概ね満足し得るものであるとしても、細線
画像やドット画像（レーザ露光等によるデジタル画像）
の再現性、更にはキャリヤ飛散等に関して未だ問題を生
じることが認められた。

【０００７】すなわち、上記提案は、現像剤を比較的疎
な状態において現像域に供給するものであるが、ベタ部
の画像濃度が向上する反面、細線部及びドットの部分で
は画像の太りやトナー飛散が生じる傾向があり、またキ
ャリヤ飛散を生じたり、更に用いるトナーの粒径及び粒
度分布によっては、実際の運転条件にそぐわなくなると
いう傾向が認められる。

【０００８】従って、本発明の目的は、磁性キャリヤと
トナーとから成る二成分系現像剤を使用する上記現像シ
ステムの欠点を解消し、細線やドットの画像再現性を向
上させ、トナー飛散のみならずキャリヤ飛散を防止し、
しかも画像濃度をも顕著に向上させ得る現像方法を提供
するにある。

【０００９】

【問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、現像域において静電潜
像担持体上の静電潜像を現像し、現像済の現像剤を現像
器に循環することから成る現像方法において、現像域に
おける現像条件を式 「数１」 ７５＞Ｍ（（Ｔ／Ｄ）＊（１／ρｔ）＋（Ｃ／Ｄ）＊（１／ρｃ））／Ｈ＞３０ 式中、Ｍは現像剤のスリーブ単位面積当りの塗布量（ｇ
／ｃｍ² ）であり、Ｈは感光体ドラムとスリーブと最も
近接する距離（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／ｃｍ³）であり、ρc はキャリヤの真密度（ｇ／
ｃｍ³ ） である、を満足するように設定すると共に、
現像スリーブ−静電潜像担持体間に静電潜像と同極性で
静電潜像の最高電位−最低電位間で交互電界を形成する
交流電圧を印加して現像を行い、且つトナーとして平均
粒子径が８乃至１０μｍで、平均粒子径の１／２以下の
ものが全体の３重量％以下である粒度分布を有するトナ
ーを使用することを特徴とする現像方法が提供される。

【００１０】本発明ではまた、現像スリーブ内の現像磁
極の主極の位置を静電潜像担持体と現像スリーブが最も
近接する位置よりもスリーブ回転方向上流側に配置し、
前記主極の磁束分布において磁束密度がスリーブ回転方
向下流側へ減少していく領域を静電潜像担持体と現像ス
リーブが最も近接する位置に対応させて現像を行うのが
よい。

【００１１】更に、現像磁極の主極を、静電潜像担持体
ドラムの中心と現像スリーブの中心とを結ぶ直線よりも
スリーブ回転方向上流側へ２乃至３０度離して位置させ
て現像を行うが好ましい。

【００１２】

【作用】本発明は、前記式「数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量
（Ｍ；ｇ／ｃｍ² ）、感光体ドラムとスリーブとの最近
接距離（Ｈ；ｃｍ‥‥ドラム−スリーブ間距離（Ｄ−
Ｓ）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／ｃｍ³ ）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
（ρc ；ｇ／ｃｍ³ ）を設定すると共に、現像スリーブ
−静電潜像担持体間に静電潜像と同極性で静電潜像の最
高電位−最低電位間で交互電界を形成する交流電圧を印
加して現像を行い、且つトナーとして平均粒子径が８乃
至１０μｍで、平均粒子径の１／２以下のものが全体の
３重量％以下である粒度分布を有するトナーを使用する
ことが特徴であり、前者の現像条件の設定により、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、一方後者のトナー粒度の選
択により、細線やドットの画像再現性を向上させ、しか
も画像濃度低下、カブリ発生、寿命低下等を抑制するこ
とができる。また、上記バイアス現像条件を採用するこ
とにより、細線或いはドットが画像の周辺のトナーの散
りが著しく低減され、鮮明でしかも再現性に優れた画像
が形成される。更に驚くべきことに、これらの組み合わ
せ現像条件下では、現像条件の設定を緩和なものにし
て、実際の運転条件にそぐうようにすることができるよ
うになる。

【００１３】本明細書において、下記式 「数２」 Ｒ＝Ｍ（（Ｔ／Ｄ）＊（１／ρｔ）＋（Ｃ／Ｄ）＊（１／ρｃ））／Ｈ 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、
本発明では、このＲ（現像剤占有率）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。

【００１４】先ず、この現像剤占有率（Ｒ）が３０％以
下となると、Ｄ−Ｓ間現像域において現像剤の占める体
積が少なくなり、この領域における磁気ブラシがＤ−Ｓ
間の谷間の上から空気を巻き込んで Ｄ−Ｓ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、カブリを発生させる傾向が
認められる。一方、この現像剤占有率（Ｒ）が７５％以
上となると、現像剤がＤ−Ｓ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り、現像剤詰まりを発生
したり、画像の乱れ（先端欠け、候端欠け、ブラシマー
ク）を生じたりする。これに対して、本発明で規定した
範囲では、現像域でＤ−Ｓ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、トナー飛散や画像の乱れが、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。

【００１５】本発明において、現像剤占有率（Ｒ）と現
像条件の諸因子との関係は、前記式「数２」より明らか
である。即ち、スリーブへの現像剤塗布量Ｍが大きくな
ればなる程Ｒは増大し、またＤ−Ｓ間距離Ｈが大きくな
ればなる程Ｒは小さくなる。また、一般に式

【数３】ρt ＜ρc 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。

【００１６】本発明では、トナーとして平均粒子径が８
乃至１０μｍで、平均粒子径の１／２以下のものが全体
の３重量％以下である粒度分布を有するトナーを使用す
ることが本発明の目的に対してクリテカルである。

【００１７】本明細書において、トナーの平均粒子径と
は、コールターカウンター法で測定されるものをいい、
これは体積基準メジアン径（Ｄ50）に相当するものであ
る。

【００１８】現像剤の動きやトナーの現像時の挙動に関
して、前述した現像剤充填率のみならず、トナーの粒径
も重大な影響を及ぼすことがわかった。上記平均粒子径
のトナーを使用すると、静電潜像担持体１５へのトナー
の移動がスムーズにしかも的確に行われるようになっ
て、解像度が向上し且つ画像周辺のトナーの散りが防止
される結果として、細線やドット画像の再現性や濃度の
向上が達成される。

【００１９】トナーの平均粒子径が１０μｍよりも大き
いと、たとえ「数１」を満足する現像条件下でも高画像
濃度形成能とドット画像の再現性が悪くなる。一方、ト
ナーの平均粒子径が８μｍよりも小さいと、たとえ「数
１」を満足する現像条件下でもカブリの発生、濃度低
下、トナー寿命の低下等がある。

【００２０】トナーの平均粒子径は、その粒度分布が正
規分布である場合そのピーク粒子径に対応するが、一定
の小粒径側の分布も画像品質やその安定性に影響を与え
ることがわかった。即ち、平均粒子径の１／２以下の粒
子が３％よりも多いと、やはりカブリを発生したり、寿
命が低下したりする。

【００２１】本発明では更に、現像スリーブ−静電潜像
担持体間に静電潜像と同極性で静電潜像の最高電位−最
低電位間で交互電界を形成する交流電圧を印加して現像
を行うことも重要である。静電潜像の最高電位−最低電
位とは、絶対値での値をいい、通常未露光部が最高電
位、露光部が最低電位となる。本発明の現像条件で印加
するバイアス交流電圧は、先ず静電潜像と同極性の交流
電圧であり、しかも静電潜像の最高電位−最低電位間で
交互電界を形成するものでなければならない。

【００２２】即ち、このバイアス交流電圧は、その最高
電位が静電潜像の最高電位よりも低く、しかもその最低
電位が静電潜像の最低電位よりも高いものでなければな
らない。バイアス交流電圧を上記範囲に選ぶことによ
り、他の画像特性に悪影響を及ぼすことなしに、細線或
いはドット画像周辺へのトナーの散りを防止して、画像
鮮明さを向上させることができる。

【００２３】

【発明の好適態様】

（現像装置）本発明に用いる磁気ブラシ現像方法を説明
するための図１において、多数の磁極Ｎ，Ｓを備えたマ
グネットロール（現像磁極）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層
１４とから成る感光体ドラム（像担持体）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１９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（現
像域）２６まで搬送され、感光層１４上に静電潜像をト
ナー１９で可視像を形成する。

【００２４】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
像剤受２５が配置されている。

【００２５】穂切機構２２を通過して現像域２６に到達
したとき、この領域での現像剤占有率Ｒが小さくなるに
つれて、現像域での現像剤の占める体積が少なくなり、
この領域で形成された磁気ブラシ２１は現像スリーブ１
２と像担持ドラム１５との谷間２７の上から空気を吸い
込んで現像スリーブ１２と像担持ドラム１５との谷間の
下へ運んで気流を発生させる傾向を示し、現像器外の機
内（図示しない）に気流とともにトナーが飛散するよう
になり、更に小さくなるとトナー飛散だけでなくトナー
供給能の低下から画像濃度の低下を引き起こすようにな
る。

【００２６】逆に、この現像剤占有率（Ｒ）が大きくな
りすぎると、現像剤が静電潜像担持ドラム１５と現像ス
リーブ１２間の谷間２７に詰まる傾向を示し、現像剤が
スムーズに流れないために現像スリーブ１２に相等な負
担がかかる。その結果、スリーブの回転がスムーズでな
くなり、現像剤に擾乱が与えられ、トナー飛散を生じ、
或いは画像の乱れを生じるようになる。

【００２７】本発明によれば、現像剤の組成、現像剤塗
布量、Ｄ−Ｓ間距離を前記式「数１」を満足するように
設定する。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。

【００２８】本発明では、現像スリーブ１２−静電潜像
担持体１５間に、バイアス電源（図２の２８参照）によ
り、静電潜像と同極性で静電潜像の最高電位−最低電位
間で交互電界を形成する交流電圧を印加して現像を行う
ことが重要である。

【００２９】現像スリーブ１２内の現像磁極１１の主極
の位置を静電潜像担持体１５と現像スリーブ１２が最も
近接する位置よりもスリーブ回転方向上流側に配置し、
前記主極の磁束分布において磁束密度がスリーブ回転方
向下流側へ減少していく領域を静電潜像担持体１５と現
像スリーブ１２が最も近接する位置に対応させて現像を
行うのがよい。

【００３０】図２は本発明の好適な現像方法の現像要部
を表す側面図であり、（ａ）は現像スリーブ上の磁力分
布を表し、（ｂ）図は現像スリーブ上の磁気ブラシ（現
像剤）配列を表す。図中、現像スリーブ１２とドラム状
の静電潜像担持体１５は直線８の位置で最も近接するよ
うに配置されており、共に矢印方向に回転している。現
像磁極の主極Ｎ１の磁力分布９に対応して形成された磁
気ブラシ（現像剤）２１は現像域２６での現像開始（摺
擦開始）位置２６ａにおいて穂立ち高さを最も高くし、
順次穂立ち高さがなだらかに減少するように現像（摺
擦）が行われる。

【００３１】この結果、従来に比べて現像開始位置２６
ａを静電像担持体の回転方向のかなり上流側へ持つてい
くことができ、更に、穂立ち高さがなだらかに減少して
いくため磁気ブラシが静電像担持体を摺擦する摺擦領域
を長くすることができる。またこの結果として、気流の
巻き込みを一層効果的に防止できるとともに、スリーブ
の周速度を低くしても十分なトナー供給が行えるように
なる。更に現像スリーブ１２には電源２８によって静電
潜像の最高電位−最低電位間で交互電界を形成する交流
電圧が印加されており、磁束密度の減少と相互に作用し
て摺擦の進行に伴って磁気ブラシ中の個々のブラシは微
動しながら自由度を広げ、磁気ブラシの摺擦圧を低減
し、且つ、非画像部に散った不要トナーを拾い取るた
め、線画像の偏り、磁気ブラシによって生じるブラシマ
ーク、非画像部（特に、ドット周辺部）のトナーの散り
を抑制することができる。

【００３２】図３は、本発明における現像領域での現像
スリーブと像担持体との好適な位置関係を表す配置図で
あり、現像スリーブ１２内の現像磁極の主極Ｎ１の位置
は、静電潜像担持体１５の中心１５ａと現像スリーブ１
２の中心１２ａとを結ぶ直線８よりも主極Ｎ１と現像ス
リーブ１２の中心１２ａとを結ぶ直線６が、スリーブ回
転方向上流へ所定角度（α）ずれるように設定し、像担
持体１５に対して最も近接する位置４には主極Ｎ１の磁
力分布５の磁束密度が減少していく領域５ａを対向する
ようにする。現像スリーブ内の現像磁極の主極Ｎ１をス
リーブ回転方向上流側へずらす程度としては、現像スリ
ーブの径や回転速度によっても異なるが、現像スリーブ
径を９乃至５０ｍｍとする時、一般にαが２乃至３０
度、好ましくは８乃至２０度となるように設定するのが
よく、更に好ましくは８乃至２０度の範囲に設定し、前
記現像剤占有率を３０％乃至７５％とするのがよい。こ
の角度（α）が２度より小さい場合は画質の向上と有効
現像剤占有率の拡大を達成することが困難となり、所定
角度（α）が３０度より大きくなると逆に摺擦領域を狭
くする傾向となって画像濃度が低下しやすくなる。

【００３３】現像スリーブとしては、それ自体公知の現
像スリーブが使用され、材質としては例えば、ステンレ
ス、アルミ等が使用されるが、特にアルミのサンドブラ
スト処理を施したものが現像剤の搬送性の点で好まし
い。

【００３４】現像スリーブ内の現像磁極は、図３に示す
ように現像主極としてのＮ１極、穂切り極としてのＳ１
極、汲み上げとしてのＮ２極、現像剤回収極としてのＳ
２極を備えた４極タイプのもの、或いは、現像剤を交換
する役割を果たす極を更に加えた５極タイプのものであ
ってよい。これら現像磁極は永久磁石、電磁石等の磁界
発生手段で構成されており、例えば図に示した位置に固
定配置される。

【００３５】現像磁極の主極Ｎ１の磁束密度は６００乃
至１２００ガウス、特に画質の面から７００乃至１００
０ガウスの範囲にあることが望ましく、また、他の磁極
はそれぞれ５００乃至１０００ガウス、特に６５０乃至
８５０ガウスの範囲から適宜選択される。

【００３６】穂切り機構は、極の角度の組み付け誤差に
対する安定性を考慮して図３におけるＳ１極とＮ１極の
間の位置に配置するのがよい。また、穂切りの長さとし
ては磁束密度にもよるが、０．５乃至１．８ｍｍ、特に
０．６乃至１．６ｍｍの範囲が適当である。

【００３７】また、現像スリーブに印加する交流電圧の
値としては、静電潜像の最高電位と最低電位との間にピ
ーク電圧を有するものであればよく、特に最高電位と最
低電位との電位差の６０乃至９０％の値を目安とすれば
よい。また、交流電圧とと共に直流電圧を印加してもよ
く、この場合、静電潜像と同極性で静電潜像の最高電位
の１０乃至１２０％の電位となるようにするのがよい。

【００３８】更に、静電潜像担持体と現像スリーブの周
速差としては、現像スリーブ上への現像剤塗布量と磁気
ブラシによる静電潜像担持体への摺擦圧とに影響を与え
るため、これらを考慮して３０乃至６００ｍｍ／ｓｅ
ｃ、特に６０乃至３００ｍｍ／ｓｅｃの範囲で設定する
のがよい。

【００３９】（トナー）本発明では、トナーとして平均
粒子径が８乃至１０μｍで、平均粒子径の１／２以下の
ものが全体の３重量％以下である粒度分布を有するトナ
ーを使用する。粒子形状は溶融混練・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で製造さ
れた球状のものでもよい。

【００４０】本発明に用いるトナーは、顕電性、着色性
及び定着性を有するそれ自体公知の任意のトナーであ
り、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。このトナーの密度ρt は１．００乃至１．４０ｇ／
ｃｍ² 、特に１．１０乃至１．２０ｇ／ｃｍ³ のものが
好適である。

【００４１】本発明に用るトナーはまた、１×１０⁸ 乃
至３×１０^{1 0} Ω・ｃｍ、特に２×１０⁸ 乃至８×１０
⁹ Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有するのが好ましく、また
その誘電率は２．０乃至４．５、特に２．５乃至３．５
の範囲にあるのが望ましい。

【００４２】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。

【００４３】先ず定着用樹脂媒体としては、熱可塑性樹
脂や、未硬化或いは初期縮合物の形の熱硬化性樹脂が何
れも使用され、例えばポリスチレン等のビニル芳香族樹
脂、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、石油樹
脂、ポリオレフィン樹脂等が挙げられ、これらの内でも
スチレン系樹脂、アクリル系樹脂或いはスチレン−アク
リル系共重合体樹脂が好適に使用される。

【００４４】樹脂中に含有させる着色剤としては、例え
ば次に示す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が、勿論これに限定され
ない。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。

【００４５】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
イルブラック(CI20150) 、スピ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
ン酸金属塩、脂肪酸や石鹸、樹脂酸石鹸等が使用され
る。

【００４６】（磁性キャリヤ）本発明では、磁性キャリ
ヤとして平均粒子径が６０乃至７０μｍで粒径４４μｍ
以下のものが全体の３乃至１５重量％を占めるような粒
度分布を有するものを使用するのが好ましい。磁性キャ
リヤの密度は、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／ｃｍ³ 、特に
４．００乃至５．５０ｇ／ｃｍ³ のものが好ましく、四
三酸化鉄、フェライト、鉄粉等のそれ自体公知のものが
使用される。特にフェライト系の磁性キャリヤが好適で
ある。

【００４７】キャリヤの飽和磁化は３０乃至７０ｅｍｕ
／ｇ、特に５３乃至６５ｅｍｕ／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
のである。その粒度分布は、前述した条件を満足するも
のであるが、正規分布或いはこれに近い分布を有するも
のが好ましい。用いるキャリヤは、無コートキャリヤで
もよく、また、それ自体公知の樹脂、例えば、シリコー
ン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等で
コートされた樹脂コートキャリヤであってもよい。

【００４８】フェ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、５×１０
⁸ 乃至５×１０^{1 1} Ω・ｃｍ、特に１×１０⁹ 乃至１×
１０^{1 1} Ω・ｃｍの範囲にあるのがよい。

【００４９】（現像剤）現像剤中のトナー重量分率Ｔ／
Ｄは一般に３乃至８％、特に３．５乃至７．５％の範囲
内とするのがよい。また、現像剤全体としての電気抵抗
は、１×１０⁹ 乃至１×１０^{1 1} Ω・ｃｍ、特に５×１
０⁹ 乃至５×１０^{1 1} Ω・ｃｍの範囲にあるのがよい。

【００５０】（他の現像条件）現像スリーブと静電潜像
担持体との最近接距離、Ｄ−Ｓ間距離（Ｈ）は、０．０
４乃至０．２ｃｍ、特に０．０６乃至０．１ｃｍの範囲
から選択するのがよい。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
がすべて使用される。

【００５１】

【実施例】本発明を次の例で具体的に説明する。現像条
件は次の通りである。 担体とスリーブとが最も近接する距離Ｈ：０．０７ｃ
ｍ、 スリーブ周速／担体周速比：２．０、 主極強度：９８０ガウス、 主極の傾き角度α：１５℃、 静電潜像電位：−７００Ｖ〜−８５Ｖ、 現像バイアス電位：直流電圧−４００Ｖ、 交流電圧：−１５０〜−６５０Ｖ。

【００５２】上記現像条件で、トナー真密度ρt が１．
１ｇ／ｃｍ³ 、キャリアの真密度ρc が５．０ｇ／ｃｍ
³ 、トナー重量分率Ｗｔが４．１％（キャリア重量分率
Ｗｃが９５．９％）の現像剤であつて、そのトナーの平
均粒径および粒径が平均粒径の１／２以下のトナー粒子
含有率を変化させたものを使用し、さらに現像剤のスリ
ーブ単位面積当たりの塗布量Ｍ（ｇ／ｃｍ² ）を変化さ
せて画像形成を行った。

【００５３】（複写物の画像評価法）画像濃度（ＩＤ）
は、デンシトメーター（サクラ（株）製）によつて測定
したものであり、ＩＤ＝１．８０以上が好ましく、これ
を記号○で、１．８０未満を記号×で表す。

【００５４】ドット再現性はドット周辺（非画像部）の
トナー散りを、偏光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ ＯＰＴＩＰＨ
ＯＴ−ＰＯＬ）にて相対的に目視判断したもので、記号
○はトナー散りが少なく良好、記号×はトナー散りが激
しく不可を示す。

【００５５】カブリは、複写物上及び複写機内を目視に
より判断したもので、記号○はカブリが全く無く良好、
記号×はカブリが目視で確認された不可を示す。これら
の結果を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１より明らかなように、本発明の現像方
法を用いた実施例１乃至実施例５では、カブリを抑制し
ながら、高濃度画像、ドット画像の再現性を達成するこ
とができる。

【００５８】これに比べて、トナーとして平均粒子径が
８乃至１０μｍで平均粒子径の１／２以下のものが全体
の３重量％よりも多い比較例１乃至比較例２ではカブリ
が発生するものであつた。

【００５９】また、トナーの平均粒了径が８μｍよりも
小さい比較例３乃至比較例４ではカブリが発生し、画像
濃度が低下するものであり、１０μｍよりも大きい比較
例５乃至比較例６ではドット再現性が悪くなるものであ
つた。

【００６０】実施例６ 実施例１の現像条件において、主極の傾き角度αを２０
°、２５°、３０°、３５°に広げていったところ、３
５°において画像濃度の低下が見られた。

【００６１】実施例７ 実施例１の現像条件において、主極の傾き角度αを１０
°、５°、０°と狭めていったところ、０°においてト
ナー飛散、カブリ、磁気ブラシによる掃き跡が見られ
た。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、前記式「数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
像剤の塗布量（Ｍ；ｇ／ｃｍ² ）、感光体ドラムとスリ
ーブとの最近接距離、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／ｃｍ³ ）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（ρc ；ｇ／ｃｍ³ ）を設定すると共に、現像スリ
ーブ−静電潜像担持体間に静電潜像と同極性で静電潜像
の最高電位−最低電位間で交互電界を形成する交流電圧
を印加して現像を行い、且つトナーとして平均粒子径が
８乃至１０μｍで、平均粒子径の１／２以下のものが全
体の３重量％以下である粒度分布を有するトナーを使用
することにより、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、トナ
ー粒度の選択により、細線やドットの画像再現性を向上
させ、しかも画像濃度低下、カブリ発生、寿命低下等を
抑制することができる。また、上記バイアス現像条件を
採用することにより、細線或いはドット画像の周辺のト
ナーの散りが著しく低減され、鮮明でしかも再現性に優
れた画像が形成される。更に驚くべきことに、これらの
組み合わせ現像条件下では、現像条件の設定を緩和なも
のにして、実際の運転条件にそぐうようにすることがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる磁気ブラシ現像方法を説明する
ための側面配置図である。

【図２】本発明の好適な現像方法の現像要部を表す側面
図であり、（ａ）は現像スリーブ上の磁力分布を表し、
（ｂ）は現像スリーブ上の磁気ブラシ（現像剤）配列を
表す。

【図３】本発明における現像領域での現像スリーブと像
担持体との好適な位置関係を表す配置図である。

【記号の説明】

１１はマグネットロール（現像磁極）、１２は現像スリ
ーブ、１３は基体、１４は電子写真感光層、１５は感光
体ドラム（像担持体）、１６は現像器、１７は攪拌機、
１８は二成分系現像剤、１９はトナー、２０はトナー供
給機構、２１は磁気ブラシ、２２は穂切機構、２６は現
像域、２６ａは現像開始位置、Ｎ１は現像主極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 浩規 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、
   現像域において静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、
   現像済の現像剤を現像器に循環することから成る現像方
   法において、現像域における現像条件を式 【数１】 ７５＞Ｍ（（Ｔ／Ｄ）＊（１／ρｔ）＋（Ｃ／Ｄ）＊（１／ρｃ））／Ｈ＞３０ 式中、Ｍは現像剤のスリーブ単位面積当りの塗布量（ｇ
   ／ｃｍ² ）であり、Ｈは感光体ドラムとスリーブと最も
   近接する距離（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／ｃｍ³ ）であり、ρc はキャリヤの真密度（ｇ／
   ｃｍ³ ） である、を満足するように設定すると共に、
   現像スリーブ−静電潜像担持体間に静電潜像と同極性で
   静電潜像の最高電位−最低電位間で交互電界を形成する
   交流電圧を印加して現像を行い、且つトナーとして平均
   粒子径が８乃至１０μｍで、平均粒子径の１／２以下の
   ものが全体の３重量％以下である粒度分布を有するトナ
   ーを使用することを特徴とする現像方法。
2. 【請求項２】 現像スリーブ内の現像磁極の主極の位置
   を静電潜像担持体と現像スリーブが最も近接する位置よ
   りもスリーブ回転方向上流側に配置し、前記主極の磁束
   分布において磁束密度がスリーブ回転方向下流側へ減少
   していく領域を静電潜像担持体と現像スリーブが最も近
   接する位置に対応させて現像を行う請求項１記載の現像
   方法。
3. 【請求項３】 現像スリーブ−静電潜像担持体間に直流
   電圧を印加して現像を行う請求項１記載の現像方法。
4. 【請求項４】 現像磁極の主極を、静電潜像担持体ドラ
   ムの中心と現像スリーブの中心とを結ぶ直線よりもスリ
   ーブ回転方向上流側へ２乃至３０度離して位置させて現
   像を行う請求項１記載の現像方法。