JPH06100849B2

JPH06100849B2 - 現像方法

Info

Publication number: JPH06100849B2
Application number: JP58096900A
Authority: JP
Inventors: 哲羽根田; 誠一郎平塚
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-06-02
Filing date: 1983-06-02
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS59222847A

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
ャリヤ粒子とトナー粒子とが混合した二成分現像剤を内
部に磁石体を配設した回転する現像剤搬送担持体面に供
給して、該現像剤搬送担持体上に現像剤層を形成させ、
その現像剤層によって像担持体面上の静電像あるいは磁
気像を現像する方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

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。まず一般的な磁気ブラシ現像につい
て述べると、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、キャ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。なお、この現像方法には、従来一般に平均粒径が数
十〜数百μｍの磁性キャ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像剤が用いられてお
り、そのような現像剤では、トナー粒子やさらにはキャ
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った問題があ
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、キャリヤ粒子の樹脂コーティングと
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
れてきたが、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。したがって、高画質画
像を得るためには、トナー粒子及びキャリヤ粒子をより
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ァ
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の印加によっ
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って、凝集が起り易くなる。ま
た、キャリヤ粒子を微粒子化していくと、キャリヤ粒
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、キャリヤ
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
の地部分にもキャ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って、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ャ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った。

〔発明の目的〕

本発明は、トナー粒子やキャリヤ粒子が微粒子化されて
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
としたキャ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、したがって、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
ができる現像方法を提供するものである。

〔発明の構成〕

本発明は、抵抗率が10⁸Ω・cm以上で、かつ平均粒径が
５〜50μｍの球形化した磁性キャリア粒子とトナー粒子
とから成る二成分現像剤を、内部に磁石体を配設した回
転する現像剤搬送担体上に供給して現像剤層を形成さ
せ、前記現像剤搬送担体と像担持体の間隙を数10〜700
μｍに保持すると共に、前記現像剤搬送担体面上の現像
剤層の厚さを前記像担持体面と前記現像剤搬送担体の間
隙よりも薄く形成し、前記現像搬送担体と前記像担持体
面の間隙に振動電界を形成して前記像担持体面の潜像を
現像する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、二成分現像剤の磁性キャリ
ヤ粒子に抵抗率10⁸Ω・cm以上の球形化した平均粒径が
５〜50μｍの磁性粒子を用い、像担持体と現像剤搬送担
体の間隙よりも薄い層厚の現像剤層により特定の振動電
界下で現像を行うようにしたことによって、トラブルな
く鮮明な高画質画像を得ることができるようにしたもの
であり、本発明の方法における各構成要件の作用効果を
説明すると以下の通りである。

先ず、キャリヤについて述べると、磁性キャリヤ粒子が
球形化されていることは、トナーとキャリヤの攪拌性及
び現像剤の搬送性を向上させ、さらにトナーの荷電制御
性を向上させて、トナー粒子同志やトナー粒子とキャリ
ヤ粒子の凝集を起りにくくする。しかし、一般に磁性キ
ャ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を現像しても、トナー像に
ムラが現われ易く、（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が行われない、等の問題が
起る。この（イ）の問題を解消するには、キャリヤ粒子
の平均粒径を小さくすればよく、実験の結果、平均粒径
50μｍ以下でその効果が現われ初め、特に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）の問題に対しす
る磁性キャリヤの微粒子化によって、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って
解消する。しかし、キャリヤ粒子が細過ぎると、（ハ）
トナー粒子と共に像担持体面に付着するようになった
り、（ニ）飛散し易くなったりする。これらの現像は、
キャリヤ粒子に作用する磁界の強さ、それによるキャリ
ヤ粒子の磁化の強さにも関係するが、一般的には、キャ
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ャリヤ粒子は、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って残留トナーと共
に像担持体面から除かれることになるが、従来の磁性体
のみから成るキャリヤ粒子では、（ホ）記録紙上に移行
したキャリヤ粒子が、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（へ）像担
持体面に残ったキャリヤ粒子がクリーニング装置によっ
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（ホ），（へ）の問題は、磁
性キャリヤ粒子を樹脂等記録紙に定着し得る物質と共に
形成することによって解消し得る。即ち、磁性キャリヤ
粒子が記録紙に定着し得る物質によって磁性体粒子を被
覆することにより、あるいは磁性体粉を分散含有した記
録紙に定着し得る物質によって形成されていることで、
記録紙に付着したキャリヤ粒子も熱や圧力で定着される
ようになり、また、クリーニング装置によって像担持体
面からキャリヤ粒子が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。このような磁性キャリヤ粒
子では、キャリヤ粒子を平均５〜15μｍの粒径にして、
たとえ、キャリヤ粒子が像担持体面や記録紙に移行する
ようなことがあっても前記（ハ）の問題は実際上殆んど
トラブルを生ぜしめない。なお、前記（ハ）のようなキ
ャ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。

以上から、球形化された磁性キャリヤの粒径は、平均粒
径が50μｍ以下、特に好ましくは30μｍ以下５μｍ以上
とされ、そして球形化には樹脂等が用いられるから球形
化磁性キャリヤ粒子は記録紙に定着し得る。

このような磁性キャリヤ粒子は、磁性体として従来の磁
性キャリヤ粒子におけると同様の、鉄，クロム，ニッケ
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，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
云った強磁性体乃至は常磁性体の粒子を球形化したり、
又はそれら磁性体粒子の表面をスチレン系樹脂，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，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂
等のパルミチン酸，ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで
球状に被覆するか、あるいは、磁性体微粒子を分散して
含有した樹脂や脂肪酸ワックスの球状粒子を作るかして
得られた粒子を従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別
することによって得られる。

なお、キャリヤ粒子を上述のように樹脂等によって球状
に形成することは、先に述べた効果の他に、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、キャリヤ粒子が樹脂等によ
って球形化されていることは、（１）一般に、キャリヤ
粒子は長軸方向に磁化吸着され易いが、球形化によって
その方向性が無くなり、したがって、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）キャリヤ粒子の高抵抗化と共に、従
来のキャリヤ粒子に見られるようなエッジ部が無くなっ
て、エッジ部への電界の集中が起こらなくなり、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こらない、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っ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
球形化キャリア粒子には前述のようにワックスも用いら
れるが、しかし、キャリア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い。

次に、キャリア粒子の抵抗率を10⁸Ωcm以上とすること
について述べる。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ッピングした後、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、
キャリヤ粒子に電荷が注入されて、像担持体面にキャリ
ヤ粒子が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧の
ブレークダウンが起こり易くなったりする。

以上を総合して、磁性キャリヤ粒子は、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、
針状部やエッジ部等の突起が無く、抵抗率が10⁸Ωcm以
上好ましくは10¹³Ωcm以上のものにする。そして、この
ような磁性キャリヤ粒子は、高抵抗化された球状の磁性
粒子や樹脂被覆キャリヤでは、磁性体粒子にできるだけ
球形のものを選んでそれに樹脂の被覆処理を施すこと、
磁性体微粒子分散系のキャリヤでは、できるだけ磁性体
の微粒子を用いて、分散樹脂粒子成形後に球形化処理を
施すこと、あるいはスプレードライの方法によって分散
樹脂粒子を得ること等によって製造される。

次にトナーについて述べると、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、相対的にファンデルワールス力のような
付着力が大きくなって、トナー粒子がキャリヤ粒子から
離れにくくなったり、また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
になった。この点を本発明の現像方法は、現像剤層厚を
像担持体と現像剤搬送担体の間隙よりも薄く形成して、
その現像剤層により特定の振動電界下で現像を行うよう
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
によって現像剤層から離れて像担持体面の画像部及び非
画像部に移行し易く、かつ、離れ易くなるし、現像剤層
厚を像担持体と現像剤搬送担体の間隙よりも薄く形成し
たことで、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どなくなり、また、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
することもなくなって、１μｍ程度のトナー粒径のもの
まで用いられるようになる。したがって、静電潜像を忠
実に現像した再現性のより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ャリヤ粒子
の結合を弱めるので、トナー粒子に伴うキャリヤ粒子の
像担持体面への付着も減少する。特に現像剤層の厚さを
像担持体面と現像剤搬送担体面の間隙よりも薄くしたこ
とで、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解下で振動し、電解の強さに
よってはキャリヤ粒子も振動することにより、トナー粒
子が選択的に像担持体面の画像部に移行するようになる
から、キャリヤ粒子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
度のピッチで並んだ細線の解像力には、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、濃淡差等の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
適性条件である。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よりも大きい
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。

そして、このようなトナーは、従来のトナーと同様の方
法で得られる。即ち、従来のトナーにおける球形や不定
形の非磁性または磁性のトナー粒子を平均粒径選別手段
によって選別したようなトナーを用いることができる。
中でも、トナー粒子が磁性体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％を
越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、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
ャ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れるようにもなって、摩擦
帯電制御が難しくなったり、トナー粒子が破損し易くな
ったり、キャリヤ粒子との間で凝集し易くなったりす
る。

以上を纒めると、本発明の現像方法において好ましいト
ナーは、キャリヤについて述べたような樹脂及びさらに
は磁性体の微粒子を用い、それにカーボン等の着色成分
や必要に応じて帯電制御剤を加えて、従来公知のトナー
粒子製造方法と同様の方法によって作ることができる平
均粒径が20μｍ以下、特に好ましくは10μｍ以下の粒子
から成るものである。

本発明の現像方法においては、以上述べたような球状の
キャリヤ粒子とが従来の二成分現像剤における同様の割
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系表面活性剤等
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って、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っても、そ
の影響は上記波状の起伏によっ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。また、回転磁石体の回転とスリーブ
の回転による搬送方向は、同方向が好ましい、同方向の
方が反対方向の場合よりも画像再現性に優れている。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搬送担体と像
担持体の間隙より薄い現像剤層の厚さは、付着した現像
剤が厚さの規制ブレートによって十分に掻き落されて均
一な層となる厚さでることが好ましく、そのためにも現
像剤搬送担体と像担持体との間隙を数10μｍ以上として
いる。すなわち、現像剤搬送担体と像担持体の表面間隙
が数10μｍよりも狭くなると、それに対して均一に現像
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って、安定した
現像が行われなくなる。一方間隙が700μｍを超すと、
対向電極効果が低下して十分な現像濃度でしかもかぶり
のない現像を行うトナーの移行制御が難しくなる。この
ように、現像剤搬送担体との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〜
700μｍの範囲では、それに対して現像剤層の厚さを適
当に形成することができる。そこで、間隙と現像剤層の
厚さを振動電界を与えていない状態の下で現像剤層が像
担持体の表面に接触せず、しかもできるだけ近接するよ
うな条件に設定する。それによって、潜像のトナー現像
に磁気ブラシの摺擦による掃き目が生じたり、またかぶ
りが生じ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。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ャリ
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。

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って実施される。

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っ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、その磁力によってスリーブ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って現像剤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ューである。現像剤溜
り６の現像剤Ｄは現像が行われるとその中にトナー粒子
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ッパー、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、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図に装
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、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
ことによって、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10〜700μｍ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現像剤層は、スリーブ２あるいはさ
らに磁石体３の回転に伴っ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、それによって像担持体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って、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によって振動する交流成分を有したバイアス電
圧が接地した像担持体１の基体1aとの間に印加される。
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量電圧が用いられ、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、通常直流成分には非
画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、交流成分には周波数ν（Hz）のνが1000以
上10000以下で交流成分電圧Ｖ（Ｖ）のＶが（1.6×10^-5
ν^２＋0.071V）以上（0.90ν＋500）以下の交流成分が
用いられる。なお、直流成分は、トナー粒子が磁性体を
含有している場合は、非画部電位よりも低くてよい。交
流成分は周波数が1000Hzより低いと、振動を与える効果
が得られなくなり、10000Hzより高くても電界の振動に
現像剤が追従できなくなって、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、交流成分の電圧値は、周波数にも関係して、高い
程現像剤層を振動させるようになってそれだけ効果を増
すことにより、その反面高い程かぶりを生じ易くし、ま
た落雷現像のような絶縁破壊も起り易くするから、前述
の範囲にあることが十分な現像濃度でかぶりなく現像し
得る条件となる。なお、現像剤Ｄのキャリヤ粒子が樹脂
等によって球形化されていることが絶縁破壊の防止に役
立つし、さらに交流電圧を印加するスリーブ２を表面が
樹脂や酸化被覆によって絶縁乃至は半絶縁性に被覆され
たものにしてもよい。また、かぶりの発生も直流電圧成
分で防止し得るが、現像濃度を低下させ易いから注意を
要する。

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
間の現像領域周辺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、異なっ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振
動適用できる。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〕

次に本発明を具体的実施例によって説明する。

実施例１キャリヤ粒子に微粉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10¹⁴Ω
・cm以上の熱による球形化処理を行った磁性粒子を用
い、トナー粒子に平均粒径が５μｍの非磁性粒子を用い
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のトナー粒子比率がキャリヤ粒子に対して5wt％
になる条件で現像を行った。トナーの平均帯電量は30μ
C/gであった。

この場合、像担持体１はCdS感光体、その周速は180mm/s
ec、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0.5mm、スリーブ２と像担持体１との間隙0.7
mm即ち70μｍ、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の
表面に接触していない。

以上の条件で現像を行って、それを普通紙にコロナ放電
して転写し、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ッジ効
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、キャリヤ粒子に上記熱による球形化処理
を行わなかったものを用いた場合は、印加し得る交流電
圧成分の電圧が上記電圧の2/3程度で限定であり、画像
には流れが認められた。

実施例２キャリヤ粒子に微粉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10¹⁴Ω
・cm以上の熱による球形化処理を行った磁性粒子を用
い、トナー粒子に平均粒径が５μｍの非磁性粒子を用い
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のトナー粒子比率がキャリヤ粒子に対して5wt％
になる条件で現像を行った。トナーの平均帯電量は30μ
C/gであった。

この場合像担持体１はCdS感光体、その周速は180mm/se
c、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700ガウス、その回転数は500rpm、
現像域Ａでの現像剤層の厚さ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−250V、交流電圧成分2k
HZ、1000Vとした。すなわち、この場合も現像剤層は像
担持体１の表面に接触しない。

以上の条件で現像を行って、それを普通紙にコロナ放電
して転写し、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ッジ効
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１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図に
示した。

第４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すなわち、交流電圧成分
Ｖ（Ｖ）、周波数ν（Hz）として、Ｖとνが1.6×10^-5
ν^２＋≦Ｖ≦0.90ν＋500、1000≦ν≦10000を満足する
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。これから明らかなように、かぶりの発生し易い範囲
は、交流電流成分の変化によって変化する。

なお、交流電圧成分の波形は、正弦波に限らず、矩形波
や三角波であってもよい。また、第４図において、散点
状の陰を施した低周波領域は、周波数が低いため現像ム
ラが生ずるようになる範囲であり、点線から上の範囲
は、キャリヤ粒子が球形でなかった場合の絶縁破壊領域
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〕

本発明によれば、平均粒径が30μｍ以下のキャリヤや平
均粒径が10μｍ以下のトナーを用いて支障なく鮮明なか
ぶりのない記録画像を得ることができると云う優れた効
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図は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…攪拌スクリュー、８…トナーホッパー、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】

【請求項１】抵抗率が10⁸Ω・cm以上で、かつ平均粒径
が５〜50μｍの球形化した磁性キャリア粒子とトナー粒
子とから成る二成分現像剤を、内部に磁石体を配設した
回転する現像剤搬送担体上に供給して現像剤層を形成さ
せ、前記現像剤搬送担体と像担持体の間隙を数10〜700
μｍに保持すると共に、前記現像剤搬送担体面上の現像
剤層の厚さを前記像担持体面と前記現像剤搬送担体の間
隙よりも薄く形成し、前記現像剤搬送担体と前記像担持
体面の間隙に振動電界を形成して前記像担持体面の潜像
を現像することを特徴とする現像方法。