JPH0616185B2

JPH0616185B2 - 現像方法

Info

Publication number: JPH0616185B2
Application number: JP58240065A
Authority: JP
Inventors: 哲羽根田; 尚史庄司; 誠一郎平塚
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-12-20
Filing date: 1983-12-20
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: JPS60131548A

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現
像剤搬送担体面に供給して、該現像剤搬送担体上に該現
像剤搬送担体と像担持体の間隙よりも薄い現像剤層を形
成させ、その現像剤層のトナー粒子によって像担持体面
上の静電潜像あるいは磁気潜像を現像する方法の改良に
関する。

〔従来技術〕

電子写真複写装置等における潜像の現像方法としては、
現像剤搬送担体面に磁力によって現像剤を吸着せしめて
形成した磁気ブラシを用いて像担持体面を摺接してトナ
ーを付着せしめるいわゆる磁気ブラシ現像法が実用化さ
れている。磁気ブラシを用いた現像法は磁性キャリヤ粒
子とトナー粒子の混合物から成る二成分現像剤を用いる
ものが広く用いられており、二成分現像法はトナー粒子
の摩擦制御が比較的容易である。また、トナー粒子の凝
集が起りにくい、磁気ブラシの穂立ちがよい等多くの長
所を有している。

二成分現像剤で像担持体面に摺接した磁気ブラシ現像法
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
得られにくいと言った問題がある。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、特に、トナー粒子を
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、非画像
部（像背景部）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、という問題が発生する。

また、高画質画像を得るために、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画像部（静電
潜像部分）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、非画像部（像背景
部）にもキャリヤ粒子が付着するようになる。

このようなトナー粒子、キャリヤ粒子の非画像部（像背
景部）への付着は現像を振動電界の存在下で行なうこと
によりある程度改善することが出来るが完全に防止する
ことはできなかった（特開昭58-184158号）。このた
め、高画質を実現するためのトナー粒子及びキャリヤ粒
子の微細化には限度があり、それ以上の微粒子化は実用
上困難であった。

一方、二成分現像剤で像担持体面を摺接しない磁気ブラ
シ現像法では、磁気ブラシ面と像担持体面とを近接して
対置し、振動電界をかけて現像剤を振動させる等の手段
によりトナーを像担持体側に飛翔せしめる非接触方式が
提案されている（特開昭56-144452号、特開昭57-147652
号）。この非接触現像法では、現像された画像面に磁気
ブラシによる掃き目のない高品位の画像が得られる、像
担持体面を反復現像することができ多色画像の形成に適
する等の利点が期待される。しかしながら、本発明者の
検討の結果、現像条件に二成分非接触現像法固有の難し
い問題点、即ち、振動電界によるキャリヤ付着、キャリ
ヤを通してのブレークダウン、磁気ブラシの高低による
と考えられる画像ムラ等があり、期待された特性を発揮
するに至っていないことがあり、実用化しがたいことが
明らかになった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は非接触方式の磁気ブラシ現像法で微粒子
化したキャリヤ粒子から成る二成分現像剤を用い、振動
電界によるキャリヤ付着、キャリヤを通してのブレーク
ダウン、磁気ブラシの高低によると考えられる画像ムラ
等のない、鮮明且つ再現忠実度の高い画像を得ることの
できる現像方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

前記の目的を達成するために種々検討した結果、特定の
微粒子化したキャリヤを用いることで、前記目的が達成
できることが明らかになった。即ち、前記目的はトナー
粒子と磁性キャリヤ粒子とを主体とする二成分現像剤を
その内部に磁石体を有する現像剤搬送担体面上に供給
し、該現像剤搬送担体面上の前記二成分現像剤からなる
磁気ブラシを像担持体と非接触にして、振動電界下で前
記像担持体面の潜像を現像する現像方法であって、前記
磁石体の磁極の磁束密度を500〜1500ガウスにし、前記
磁性キャリヤ粒子を磁化が15乃至60emu/gで平均粒径が
５乃至50μｍの絶縁性の球形粒子とし、トナー粒子の平
均粒径が20μｍ以下としたことを特徴とする現像方法に
よって達成された。即ち、本発明による方法は、トラブ
ルのない非接触現像剤を可能にし、キャリヤ付着や掃き
目のない、鮮明且つ再現忠実度の高い画像を得るもので
ある。

一般に、二成分現像剤を用いた非接触方式の現像法で
は、磁性キャリヤ粒子の平均粒径が50μｍ以上になる
と、（イ）現像剤搬送担体上に形成される磁気ブラシの
穂の状態が荒いために、振動電界により振動を与えなが
ら静電潜像を現像しても、トナー像にムラが現われ易
く、（ロ）穂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）の問題に対する磁性キャリヤの
微粒子化によって、穂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ったり、（ニ）飛散し易くな
ったりする。これらの現象は、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15
μｍ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ァ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、この場合は、キャリヤ粒子を回収し、
再利用するためのリサイクル機構を設けることが有効で
ある。しかしながら基本的には像担持体面に対するキャ
リヤの付着をできるだけ少なくすることが最も重要であ
る。本発明者等の種々検討の結果、前記磁性キャリヤの
粒径の上限は平均粒径が50μｍ以下、特に30μｍ以下の
ものが好ましく、下限は５μｍ以上特に15μｍ以上が好
ましいことが明らかとなった。また、キャリヤの磁化が
現像スリーブ上の磁界において15乃至60emu／ｇである
とき実用上好ましい結果が得られ、20乃至50emu／ｇで
あるとき特に良い結果が得られることが明らかとなっ
た。また、その時の、現像スリーブの磁束密度は500〜1
500ガウスである。

キャリヤ粒子の磁化が15emu／ｇ以下ではキャリヤの現
像剤搬送担体に対する吸着力が不足して現像剤の搬送が
不充分となり、またキャリヤが現像剤搬送担体面から離
れて像担持体面に移行して付着し易くなって好ましくな
い。一方磁化が60emu／ｇを越えると、形成される磁気
ブラシの穂が荒らくなって画像が荒れ、また穂が高いの
で、その高い穂を通してブレークダウンしやすくなり、
高いバイアス電圧を印加することが困難となる、キャリ
ヤの現像剤搬送担体面に対する吸着力が過大となりトナ
ー粒子がキャリヤ粒子間で強く圧迫されて現像剤が劣化
する、マグネットが回転する型の現像剤搬送装置ではキ
ャリヤが飛散し易くなる等の問題が生じて実用上好まし
くない。

さらに、キャリヤ粒子の粒径や磁化に加えて、キャリヤ
粒子の形状や電気特性が重要であることが判明した。即
ち、キャリヤ粒子は球形であることが好ましい。球形化
されたキャリヤは磁化の方向性がなく現像剤層が均一に
担持される、キャリヤ粒子にエッヂ部が無くなりエッヂ
部への電界の集中が起こらないため現像剤搬送担体に高
いバイアス電圧を印加しても放電による像の乱れ、バイ
アス電圧のブレークダウンが発生し難い、等の利点を有
する。この高いバイアス電圧を印加できると言うこと
は、本発明における振動電界下での現像法において、振
動するバイアス電圧の印加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言うことである。さらに、キ
ャリヤ粒子は抵抗率が10⁸Ω・cm以上、特に10¹³Ω・cm
以上であるように、絶縁性の磁性粒子で形成したものが
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1000
Ｖ／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。

本発明の方法に用いられる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、フェライト、マンガン−
銅系合金、と言った強磁性体の粒子、又はそれらの磁性
体粒子の表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレ
ン系樹脂、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やバ
ルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで被覆す
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粒子を作るかして得られた粒子を従
来公知の平均粒径手段で粒径選別することによって得ら
れる。前記のような効果を奏するキャリヤ粒子には前述
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
好ましい。

以上を総合すると、磁性キャリヤ粒子は、磁化が現像ス
リーブ上の磁界において15乃至60emu／ｇで、平均粒径
が5〜50μｍで、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、針状部やエッヂ部等の突起が無
く、抵抗率が10⁸Ω・cm以上であることが好ましく、10
¹³Ω・cm以上でることが特に好ましい。このような磁性
キャリヤ粒子は、できるだけ球形に近い粒子からなる磁
性体粉を選んで樹脂の被覆処理を行なうか、或いは微細
な磁性体粉を樹脂中に分散させて固化し、粉砕球形化す
るか又はスプレードライ法を用いることによって製造す
ることができる。このようなキャリヤ粒子を用いること
により、現像剤層を均一化できるとともにバイアスの印
加によっても、キャリヤへの電荷注入によるキャリヤ付
着やブレークダウンの起こらない高画質画像を作ること
ができる。

次にトナーについて述べる。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20μ
ｍ以下、好ましくは10μｍ以下が適正条件である。ま
た、トナー粒子か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。

しかしながら、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10μ
ｍ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、均一な磁気ブラシによる非接
触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（磁気ブラシ）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比画像部に
移行し易く、かつ、離れ易くなる。そして、現像剤層厚
を像担持体面と現像剤搬送担体面の間隙よりも薄く形成
していることにより、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り、鮮明なト
ナー像が得られる。また、従来の磁気ブラシ現像法と異
なり、現像剤層が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、数μｍ程度のトナー粒径のものでも、静電潜像を忠
実に現像した再現性のよい鮮明な掃き目のないトナー像
を得ることができる。さらに、磁性キャリヤはトナーと
電荷が反対極性であることから、振動電界はトナー粒子
とキャリヤ粒子に対し反対方向の力を作用させて、互い
の結合を弱めるもので、トナーとキャリヤは分離しやす
くトナー粒子の像担持体への飛翔に伴うキャリヤ粒子の
像担持体面への付着も減少する。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構成に
おいては、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、トナー粒
子が、結果として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。

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
形の非磁性又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、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わ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。特にカラートナーを用いる場合、磁性体量は30wt
％以下にしないと鮮明な色が得られない。

以上を纏めると、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等を加えて、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。さらにトナーの球形化は、流動
性の向上、現像剤の撹拌、搬送、帯電に好ましい結果を
もたらす。

本発明の現像方法においては、以上述べたような球形の
キャリヤ粒子とトナー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掃化に役立つク
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潜像を現
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層の厚さは、
付着した現像剤が厚さの規制ブレードによって十分に掻
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10〜20
00μｍ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
もできなくなって、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。そこでは、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磁気ブラ
シの穂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ことが特に好ましい。

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。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潜像を形成さ
れるSe,Cds，無定形シリコン，ZnO，有機光導電体等の
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を撹拌して
成分を均一にする撹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言う効果が得られる。

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10〜2000μｍの範囲にあるように設
定して、像担持体１の静電潜像の現像を行うと、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
成分には非画部電位と略等しいか、そりよりも高い50〜
600Ｖの電圧が用いられ、交流電圧成分には100Hz〜10KH
z、好ましくは１〜５KHzの周波数が用いられる。また交
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。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言う傾向が現われる。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っ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のキャリヤ粒子が樹脂等によって絶縁化及び球形
化されていることが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って絶
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
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
に適用できる。その場合、直流電圧成分は像担持体の非
画像部（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、本発明の方法は記録層を有する感
光体の現像や磁気潜像の現像にも同様に適用することが
できる。また像担持体を繰返し現像し複数のトナーを重
ね合せてカラー像を形成する、本件出願人が先に特願昭
58-184381号、同58-183152号、同58-187000号、同58-18
7001号に記載したような方式にも適用することができ
る。

〔実施例〕

以下実施例によって具体的に説明する。

実施例１微粉状フェライト50重量部。スチレン−アクリル樹脂50
重量を取りボールミル中で予備混合した後エクストルー
ダを用い充分溶融混練した。混練物を冷却しジェット粉
砕機で粉砕し、更にスプレードライヤにより約300℃の
熱空気中で処理して球形化し、風力分級機で分級して平
均粒径30μｍの分散形キャリヤ試料Ｉを得た。また微粉
状フェライト18重量部、スチレン−アクリル樹脂82重量
部を取り前記試料Ｉの場合と同様にしてキャリヤ試料II
を得た。両試料の磁化のスリーブ上の磁界に相当する12
00ガウス下での測定したところ試料Ｉは30emu／ｇ、試
料IIは10emu／ｇであった。また抵抗率は両試料とも10
¹⁴Ω・cm以上であった。

トナーにスチレン−アクリル樹脂（三洋化成製ハイマー
up110）100重量部、カーボンブラック（三菱化成製ＭＡ
−100）10重量部、ニグロシン５重量部からなる平均粒
径が５μｍの粉砕造粒法によって得られた非磁性粒子か
らなるものを用い、前記キャリヤ試料Ｉ若しくはIIと混
合して現像剤を調製し第３図に示した現像装置を備えた
複写機に装填して多数枚の連続コピー実験を行った。こ
の場合、像担持体１は無定形シリコン感光体、その周速
は180mm／sec、像担持体に形成された静電潜像の最高電
位−500Ｖ、最低電位100Ｖ、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
た磁極の位置でのスリーブ上の磁束密度は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0.7mm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。スリーブ２上の現像剤層は像担持体１の表面に接
触してない。現像溜り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20wt％になる条件で現像を
行った。トナーの平均帯電量は30μＣ／ｇであった。

テストチャートを被写体として複写を行ない上記の条件
で現像を行って、それを普通紙にコロナ放電転写器を用
いて転写し、表面温度140℃の熱転写ローラ定着装置に
通して定着して複写物を得、その画質を目視評価した。

キャリヤとして本発明の方法に適した30emu／ｇの磁化
をもつ試料Ｉを用いた場合、得られた記録紙の画像はエ
ッヂ効果やカブリのない、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。

これに対し磁化の低い試料IIを用いた場合、画像画にキ
ャリヤが付着し好ましくない結果となった。

実施例２実施例１で使用したキャリヤ試料Ｉ若しくはII及びトナ
ーを用いて調製した現像剤を実施例１で使用した複写機
に装填して複写試験を行った。

現像の条件は、実施例１と同様に現像剤層が像担持体表
面に接触しないように設定した。

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、スリーブ
上のＮ，Ｓ極の磁束密度は700ガウス、その回転数は500
rpm、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、1000
Ｖとした。

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20wt％になる条件で現像を行った。ト
ナーの平均帯電量は30μＣ／ｇであった。得られたトナ
ー像の転写紙への転写、定着条件は実施例１と同一とし
た。

本実施例でのスリーブ上の磁界に相当する磁束密度700
ガウスの下で計った試料Ｉ及びIIの磁化はそれぞれ25em
u／ｇ及び８emu／ｇで、試料Ｉは本発明に適した磁化を
有していた。

本発明の方法に適した磁化を有する試料Ｉを用いた現像
剤を使用した場合、得られた記録紙の画像はエッヂ効果
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らない画像が得られた。

これに対し磁化の弱い試料IIを用いた現像剤の場合、但
し担持体面及び記録物画面にキャリヤが付着し好ましく
ない結果であった。

〔発明の効果〕

前記の実施例に見るように、本発明の方法をとることに
より、振動電界によるキャリヤ付着、キャリヤを通して
のブレークダウン、磁気ブラシの高低によると考えられ
る画像ムラ等のない、鮮明且つ再現忠実度の高い画像を
得ることができる。

なお上記実施例には静電複写機の例のみを挙げたが、本
発明の適用される記録装置の用途或いはそれに使用され
る静電潜像形成の方法、装置等はこれに限定されるもの
ではない。

また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。

【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に適した
現像装置の例を示す部分概略断面図である。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…撹拌スクリュー、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。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−184158（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−123550（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−215664（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−202456（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−144452（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−147652（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー粒子と磁性キャリヤ粒子とを主体と
する二成分現像剤をその内部に磁石体を有する現像剤搬
送担体面上に供給し、該現像剤搬送担体面上の前記二成
分現像剤からなる磁気ブラシを像担持体と非接触にし
て、振動電界下で前記像担持体面の潜像を現像する現像
方法であって、前記磁石体の磁極の磁束密度を500〜1500ガウスにし、
前記磁性キャリヤ粒子を磁化が15乃至60emu/gで平均粒
径が５乃至50μｍの絶縁性の球形粒子とし、トナー粒子
の平均粒径が20μｍ以下としたことを特徴とする現像方
法。