JPH0797238B2 - 二成分系現像剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真法を採用したデジタルプリンター等の
画像形成装置に好ましく使用し得る二成分系現像剤に関
する。

［従来の技術］ 従来、乾式現像方式としては各種方法が提案されまた実
用化されている。

例えば、２成分系現像剤を用いた現像方法では現像ロー
ラー上に塗布された該現像剤によって潜像の画像部を現
像する場合、現像剤中のトナーは、現像ローラー上に塗
布された現像剤の内数パーセント以下しか使用していな
い。このことは現像器構成から考慮して非常に効率の悪
いものである。なぜならば所定の十分な現像濃度を得る
ために多量の現像剤を現像ローラーが回転毎に現像ロー
ラー上に一定量かつトナー濃度を均一にして塗布する必
要があるためである。このため現像器構成を大型化・複
雑化していた。もちろんこの種の現像方式においても現
像効率の向上は試みられた。たとえば本出願人は特開昭
55-32060，55-133058，56-70560を提案し、かつNP-8500
複写機に実用化されている。これによれば、現像濃度を
あげることができ、現像効率を上昇することができるも
のの、画像部において100％に近い現像効率を達成する
には至らず、この種の現像方式はいまだ改善の余地を残
している。

現像効率の向上という点では１成分現像方法の方が２成
分現像方法よりも優れている。その中でも特に本出願人
が先に出願した、特開昭54-43037では、現像ローラー上
に200μｍ以下のトナー薄層を形成し、スリーブ上に塗
布したトナーを画像部においてほぼ100％に近い現像効
率で現像している。このため現像器構成を小型化・簡略
化して実用化することができた。これは現像ローラー上
に200μｍ以下という薄層を形成することができたため
達成されたものである。しかし、１成分現像、２成分現
像いずれかの現像方式においても乾式現像剤の薄層を形
成することは極めて難かしく、このため１成分現像にお
いても本出願人以外は比較的厚い層の形成で現像装置を
構成している。画質の点からも現像画像の鮮明度、解像
力、等の向上が求められている現在、乾式現像剤の薄層
形成方法及びその装置に関する開発は必須となってい
る。

ところで、上述の本出願人の方法は、磁性トナーの薄層
形成に関するものであった。磁性トナーは磁性を持たせ
るためトナー内に磁性体を内添しなければならず、これ
は転写紙に転写した現像像を熱定着する際の定着性の悪
さ、トナー自身に磁性体を内添するため（磁性体は通常
黒色である）そのカラー再現の際の色彩の悪さ等の問題
点がある。

このため非磁性トナーの薄層形成方式としてビーバーの
毛のような柔い毛を円筒状のブラシにして、これにトナ
ーを付着塗布する方法や、表面がベルベット等の繊維で
作られた現像ローラーにドクターブレード等により塗布
する方式が提案されている。

しかしながら、上記繊維ブラシにドクターブレードとし
て磁性体ブレードを使用した場合、トナー量の規制は可
能であるが、均一な塗布は行われず、現像ローラー上の
繊維ブラシを摺擦するだけで、ブラシの繊維間に存在す
るトナーへの摩擦帯電電荷付与は行われないため、かぶ
り等の発生しやすい問題点があった。

また、磁性トナーは磁力を利用してトナーの飛散を防止
することが容易にできるが、非磁性トナーは磁極を利用
することができず、トナーの機内飛散を生じやすかっ
た。上述の不都合な点は、コピー時のみならず、装置の
搬送時にも振動や衝撃が与えられた場合にも生じるもの
であった。

本件出願人は上述の従来方法と全く異なる現像装置とし
て、非磁性トナーと磁性粒子を用い、トナー担持部材に
対向して磁性粒子拘束部材を設け、該保持部材表面の移
動方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁界発生手段
の磁気力によって磁性粒子の磁気ブラシを形成し、磁性
粒子拘束部材によって磁気ブラシを拘束し、非磁性トナ
ーの薄層をトナー保持部材上に形成する方法を既に提案
した（特開昭58-143360）。この方法により、現像部に
おいて潜像保持体とトナー担持体との間隙をトナー層厚
よりも広く設定し、交番電解を印加することによって潜
像保持体表面に非磁性トナー現像画像を得る方法を実用
化した。これにより、現像効率が極めて高く、小型・簡
素な現像器構成でカラー現像像を得ることができる様に
なった。特に２成分磁気ブラシ摺擦現像において、ベタ
画像部に発生する摺擦跡が無く良質のベタ画像が得られ
たのである。しかし、原稿の画像を読みとるリーダー部
からの出力情報が多様化するに伴い、プリンター部にお
いてもこれらの多様化に応え得るものが望まれており、
特にデジタルプリンターとして、レーザー光のスポット
径が50〜150μｍ程度に形成された潜像を高解像性に現
像するために、さらに現像画質の改善された現像方式の
開発および現像剤の開発が望まれていた。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、デジタルプリンタの優れた機能を十分に発
揮させるためには、現像剤の性能が高く、かつ前記現像
剤に最適な現像方法でなければならない。

本発明は上述の従来の事情に鑑みなされたもので、現像
効率が極めて高くかつ、従来現像方式に優るとも劣らな
いベタ現像画像を得ることができる二成分系現像剤の提
供を目的とする。

本発明の更なる目的は、トナーと磁性粒子、現像ローラ
間の帯電が滑らかに行なわれることでベタ画像が安定化
する二成分系現像剤を提供することにある。

本発明の更なる目的は、磁性粒子の静電保持体への付着
及びトナーの飛散を減少させる二成分系現像剤を提供す
ることにある。

本発明の更なる目的は、スポット径が50〜150μｍ程度
に形成した潜像を忠実に再現できる高解像性の二成分系
現像剤を提供することにある。

［問題点を解決するための手段及び作用］ すなわち、本発明は、原稿の画像を電気信号に変換し、
該電気信号に応じて潜像保持体上に静電潜像を形成し、 該潜像保持体と対向する現像剤担持体の現像領域に該磁
性粒子の存在量が５〜80mg/cm²となるように磁気ブラシ
を形成し、 該潜像保持体と該現像剤担持体との間に交番電界を付与
しながら現像領域で、潜像保持体と磁気ブラシとを接触
させながら、現像剤担持体表面から非磁性トナーを潜像
保持体へ移行させ、さらに、該磁気ブラシ表面から非磁
性トナーを潜像保持体へ移行させ、 静電潜像を非磁性トナーで現像する画像形成方法に使用
される二成分系現像剤において、 該非磁性トナーに、絶対値で３〜30μC/gの摩擦帯電特
性を有し、 該磁性粒子は、真比重が６以下でありかつ電気的絶縁性
樹脂で被覆されている磁性粒子であることを特徴とする
二成分系現像剤に関する。

ここで言う非磁性トナーとは、外部磁界5000ｅで、10
emμ/g以下の磁化しか示さない、実質的に磁性トナーと
して挙動できないトナーを指す。

本発明者らは、本件出願人が前記特開昭58-143360を提
案後、その改良について鋭意研究した結果、現像部にお
いて、明確な現像磁極を形成し、局部的に集中した現像
を行なうこと、１成分系現像方式においては、トナーへ
の摩擦帯電付与が主としてスリーブ表面との間で行なわ
れるため、実質的にスリーブ表面積を増大させることな
どによりトナーの摩擦帯電性の安定化、スリーブ上への
トナー供給の安定化、階調性・均一性等の画質の向上な
どが達成されることを見い出したのである。さらに、本
発明において用いられる磁性粒子および非磁性トナー
は、本現像方式に適用するに及んで、トナーの磁性粒子
との、あるいはトナー担持体との付着、離型、帯電等の
相互作用を適切に調整することにより、トナーの飛翔現
像能力を最大に発揮せしめ、良好な画像が長期にわたり
安定して供給できることを見い出したのである。

すなわち、本発明に用いられる現像剤に本現像方式を適
用することによってはじめてスポット径が50〜150μｍ
程度に形成した潜像を忠実に再現できるようになり、現
像像濃度の制御、現像像の太り・細りなどの制御が可能
となった。

本発明者らはこの理由を以下のように考えている。すな
わち、従来の２成分現像方式と異なり、本現像剤と本現
像方式を組み合せることにより、現像効率を100％に近
く高めることが可能となり、潜像電位の高電位側でトナ
ー現像量を安定にすることが達成され、デジタルプリン
ターのON-OFF現像に最適となった。また、磁性粒子とト
ナーの攪拌性、分散性が良好であるので、トナー粒子が
個々の粒子として現像に供されるため、50〜150μｍの
スポット径を忠実に再現できると考える。さらに、軽量
の磁性粒子を使用しているため、その軽負荷ゆえ現像剤
劣化が起こりにくく、耐久による現像性の低下、凝集が
起こらず、常に安定な現像像を得ることができると考え
る。

本発明に使用される潜像形成方法としては、電気信号に
応じて光源あるいは光路がON-OFFするものであれば何ら
構わないが、一般的には半導体レーザー光源や液晶シャ
ッターが多く使用される。

以下、 ａ） 現像方法の説明 ｂ） 現像メカニズムの詳細 ｃ） 材料の構成 の順で説明する。

ａ） 現像方法の説明 以下、実施例に沿って、本現像方式を説明する。第１図
は、本発明に用いる現像装置の一例である。第１図にお
いて、１は潜像保持部材、２はトナー供給容器、３は非
磁性スリーブ、４は固定磁石、５は磁性または非磁性ブ
レード、７は磁性粒子循環域限定部材、８は磁性粒子、
９は非磁性トナー、10は現像剤捕集容器部、11は飛散防
止部材、12は磁性部材、13は現像領域、14はバイアス電
源を示す。スリーブ３は、ｂ方向に回転し、それに伴
い、磁性粒子８はｃ方向に循環する。それによってスリ
ーブ面と磁性粒子層との接触・摺擦が起こり、スリーブ
面上に非磁性トナー層が形成される。また、磁性粒子
は、ｃ方向に循環しつつも、その一部が、磁性または非
磁性ブレード５とスリーブ３との間隙によって所定量に
規制され、非磁性トナー層上に塗布される。すなわち非
磁性トナーは、スリーブ表面と、磁性粒子表面との両方
に塗布される構成となり、実質的にスリーブ表面積を増
大したのと同等の効果が示される。

また、現像領域13においては、固定磁石４の磁極の１つ
を潜像面に対向させることにより、明確な現像極を形成
し、交番電界によってスリーブ上及び磁性粒子からトナ
ーを飛翔現像する。（この現象については後述する。）
現像後磁性粒子及び未現像トナーはスリーブの回転と共
に現像容器内に回収される。

スリーブ３は紙筒や合成樹脂の円筒でもよいが、これら
円筒の表面を導電処理するか、アルミニウム・真ちゅう
・ステンレス鋼等の導電体で構成すると現像電極ローラ
ーとして用いることができる。

本発明で用いる磁性粒子としては、交番電界によるスリ
ーブと潜像担持体間との放電を除去するためには、電気
的に高抵抗であることが望ましく、電気絶縁性樹脂で表
面を全部または一部被覆されていることが好ましい。こ
こでいう電気絶縁性とは10⁸Ω・cm以上を指す。

さらに、本発明で用いられる磁性粒子は、それにより構
成される磁気ブラシが交番電界により軽快に挙動できる
べく、比重の小さいものが望ましく、具体的には真比重
６以下であることが望ましい。

本発明での磁性または非磁性ブレード５の下流側スリー
ブ表面での磁性粒子の塗布量は、磁気ブラシとスリーブ
３表面の両者を充分活用するためには５〜80mg/cm²、好
ましくは10〜60mg/cm²程度の少量であることが望まし
い。前記スリーブ表面上の磁性粒子の存在量が多すぎる
場合、ブレード５による規制力が弱まり、スリーブと磁
性粒子の摺擦力が低下してしまい、トナーへの帯電付与
を滑らかに行なうことができない。更に、トナーの飛翔
現像時に磁性粒子も同様に飛翔してしまい、潜像保持体
１上に付着してしまう欠点がある。さらに、スリーブ周
速が速くなると固定磁石による規制が弱まり、現像剤飛
散が顕著になる。反対に磁性粒子の現像領域13における
スリーブ表面の存在量が少なすぎる場合、現像領域への
トナーの塗布量が低下し、濃淡ムラや画像濃度低下を生
じてしまう。スリーブ表面上の磁性粒子の存在量は主に
スリーブ３との間隙、固定磁石４のＮ₁極の位置、Ｓ₁極
の磁力密度等によって調整できる。

本発明における磁性粒子の存在量の測定法を下記に述べ
る。まず、スリーブ上に磁性粒子のみによる磁気ブラシ
を形成し現像領域に相当する部分の磁性粒子を円筒ろ紙
をフィルターとして吸引し、その重さＭ（mg）を測定し
た。次に磁性粒子の吸引された後のスリーブ上の残りの
磁性粒子を透明な粘着テープでサンプリングし、吸引さ
れた磁性粒子の占有面積Ｓ（cm²）を求めた。磁性粒子
の存在量ｍ（mg/cm²）を下記の如く算出した。

ｍ＝M/S なお、現像領域とは潜像保持体と現像剤担持体との最接
近部を中心としてスリーブ周方向に前後10mmの領域をい
う。

点６位置におけるブレード５の先端部と現像スリーブ３
面との前記間隙間隔ｄは50〜650μｍ、好ましくは100〜
600μｍである。この間隔ｄが50μｍより小さいと、後
述する磁性粒子が詰まり、スリーブを傷つける欠点があ
る。また650μｍより大きいと、後述する非磁性トナー
及び磁性粒子が多量に漏れ出して、薄層が形成できなく
なる。

第１図で７はブレード５の上面側に下面を接触させ、前
端面をアンダカット面とした磁性粒子循環域限定部材で
ある。

8,9はトナー供給容器２内に順次に収容した磁性粒子と
非磁性トナーである。

トナー供給容器２の底板は、トナー保持部材たる現像ス
リーブ３の下方に延長位置させてトナーが外部に漏れな
いようにしてある。またこのトナーの外部への漏出の防
止をさらに確実ならしめるためにその延長底板の上面
に、漏出トナーを受け入れて拘束する漏出トナー捕集容
器部10と、延長底板の先端縁長手に沿って飛散防止部材
11を配設してある。この部材11には後述する電圧が印加
されている。

磁性粒子８は、一般に平均粒径が30〜65μｍ、好ましく
は35〜60μｍである。粒径が30μｍより小さいと磁性粒
子が潜像保持体上に現像されやすくなり、潜像保持体や
クリーニングブレードに傷つけやすくなる。一方、粒径
が65μｍより大きいと磁性粒子のトナー保持能が低下し
ベタ画像の不均一さ、トナー飛散、カブリ等が発生す
る。デジタルプリンターは潜像に対してON-OFF現像であ
るから、ベタ画像の不均一さは致命的欠点である。各磁
性粒子は磁性材料のみから成るものでも、磁性材料と非
磁性材料との結合体でもよいし、二種以上の磁性粒子の
混合物でも良い。そしてこの磁性粒子８をまずはじめに
トナー供給容器２内に投入することにより、その磁性粒
子８が容器２内に臨んでいるスリーブ面領域、すなわち
スリーブ３を配設したトナー供給容器２からの磁性粒子
ないしはトナーの漏出を防止するための磁性部材12から
磁性粒子拘束部材たるブレード５の先端部までのスリー
ブ面領域各部にスリーブ３内の磁石４による磁界により
吸着保持され磁性粒子層として該スリーブ面領域を全体
的に覆った状態となる。非磁性トナー９は上記磁性粒子
８の投入後容器２内に投入されることにより上記スリー
ブ３に対する第１層としての磁性粒子層の外側に多量に
貯溜して第２層として存在する。

上記最初に投入する磁性粒子８は、磁性粒子に対しても
ともと約２〜30重量％の非磁性トナー９を含むことが好
ましいが、磁性粒子のみとしても良い。また、磁性粒子
８は一旦上記スリーブ面領域に磁性粒子層として吸着保
持されれば、装置振動や、装置をかなり大きく傾けても
実質的に片寄り流動してしまうことはなく、上記スリー
ブ面領域を全体的に覆った状態が保持される。

しかして容器２内に上記のように磁性粒子８と非磁性ト
ナー９を順次に投入収容した状態において、磁石４の磁
極Ｓ₂位置に対応するスリーブ表面付近の磁性粒子層部
分には磁極の強い磁界で磁性粒子の磁気ブラシが形成さ
れている。

また磁性粒子規制部材たるブレード５の先端部近傍部の
磁性粒子層部分は、スリーブ３が矢印ｂ方向に回転駆動
されても重力と磁気力及びブレード５の存在による効果
に基づく規制力と、スリーブ３の移動方向への搬送力と
の釣合によってスリーブ３表面の点６位置で溜り、多少
は動き得るが動きのにぶい静止層を形成する。

またスリーブ３を矢印ｂ方向に回転させた時、磁極の配
置位置と磁性粒子８の流動性及び磁気特性を適宜選ぶこ
とによって、前記磁気ブラシは磁極Ｓ₂の付近で矢印ｃ
方向に循環し、循環層を形成する。該循環層において、
スリーブ３に比較的近い磁性粒子分はスリーブ３の回転
によって磁極Ｓ₂近傍からスリーブ３の回転下流側にあ
る前記の静止層の上へ盛り上る。すなわち上部へ押し上
げる力を受ける。その押し上げられた磁性粒子分は、ブ
レード５の上部に設けた磁性粒子循環域限定部材７によ
り、その循環領域の上限を決められているため、ブレー
ド５上へ乗り上がることはなく、重力によって落下し、
再び磁極Ｓ₂近傍へ戻る。この場合スリーブ表面から遠
くに位置するなどして受ける押し上げ力の小さい磁性粒
子分は、磁性粒子循環域限定部材７に到達する前に落下
する場合もある。つまり該循環層では重力と磁極による
磁気力と摩擦力及び磁性粒子の流動性（粘性）によって
矢印ｃの如く磁性粒子の磁気ブラシの循環が行われ、磁
気ブラシはこの循環の際に磁性粒子層の上にあるトナー
層から非磁性トナー９を逐次取り込んで現像剤供給容器
２内の下部に戻り、以下スリーブ３の回転駆動に伴いこ
の循環を繰返す。

現像バイアス電源14はプラス側、マイナス側のピーク電
圧が同じ交番電圧またはこの交番電圧に直流電圧を重畳
したものが使用できる。例えば暗部潜像電位＋600V、明
部潜像電位＋200Vの静電潜像に対して、一例として、ス
リーブ３に直流電圧＋300Vを重畳して交流成分を周波数
並びにピーク対ピーク電圧を変えて現像を行ったとこ
ろ、第６図のような相関図が得られた。

周波数1000Hz未満では磁性粒子の振動飛翔が充分でな
く、磁気ブラシ跡が現像画像に表われやすく好ましくな
い。また3000Hzを超えると、トナー、磁性粒子共に電界
に追随しなくなり、画像が薄くカブリやすい画像となり
好ましくない。縦線で影を付した領域はスリーブ−感光
体間で放電をしやすくなる領域であり、高地等気圧の低
い地域ではこの値はさらに低いものとなる。横線で影を
付した領域は背景部に地カブリを生じやすい領域であ
り、斜線で影を付した領域は、磁性粒子が充分に空隙を
飛翔しなくなる領域である。従って、これらのラインで
囲まれた領域で現像を行うことが好ましい。さらに画像
濃度階調性（カブリ，ラチチュード等）より、より好ま
しくは周波数は1.2〜2KHz、Ｖ_ppは800〜1500Vの領域が
好ましい。

さらに好ましくは1.4〜1.8KHz、1000〜1350V_ppの領域が
良い。同様にしてＳ−Ｄ（スリーブ−感光体）間隔を25
0〜700μｍに変えて同じ設定で現像を行った時、最も良
好な画像を得られたのは第１表に記載された交番電界を
印加したときであった。

同様な実験より実用上では周波数１〜2.2KHz、Ｖ_ppは80
0〜2200、Ｓ−D gap 250〜700μｍの範囲において、ほ
ぼ良好な画像が得られた。Ｓ−D gapを800μｍ以上にす
ると、交番電界電圧を高くしても細線の再現が悪くなり
好ましくない。

いずれにしても、Ｖ_ppの上限は、現像部の間隙放電限界
値で決まり、下限はスリーブ上及び磁性粒子上のトナー
の飛翔限界値で決められる。

上述のことを考慮に入れた場合、現像磁気ブラシ全体の
抵抗としては、潜像保持体１に現像ブラシが接触した状
態で現像ブラシの厚み方向の抵抗が10⁸Ωcm以上である
ことが好ましい。

なお、本発明で述べている磁性粒子・磁気ブラシの抵抗
値とは、第１図に示す現像装置により、現像スリーブ３
上に50mg/cm²磁性粒子の磁気ブラシを形成し、これに対
向して現像スリーブと間隙約300μｍを保った金属ドラ
ムを設け、これらと直列に約1MΩの抵抗を接続した回路
に、直流200Vの電圧を印加したときに流れる電流値より
算出して求めたものである。

ｂ） 現像メカニズムの詳細 以下本発明に係る現像法について現像部13での現象を記
述する。

第２図、第３図は本発明に係る現像方法について現像部
の拡大説明図である。21は潜像保持体上の暗部の潜像電
荷である。９は非磁性トナーである。14は直流成分を重
畳した交番電圧電源である。第２図はスリーブ３に交番
電圧のマイナス波形成分が加わった場合で、第３図は交
番電圧のプラス波形成分が加わった場合を示す。潜像電
荷の極性はプラス、現像剤の極性はマイナスとして示し
てある。

現像ブラシ22の抵抗が比較的大きい（約10⁸Ωcmより
大）ため、現像ブラシ22自身の材質その他による電荷の
充放電時定数に依存して、現像ブラシ22にはトナー９と
の摩擦帯電電荷もしくは鏡映電荷、潜像保持体１上の潜
像電界及び潜像保持体１とスリーブ３間の交番電界によ
って注入される電荷が存在することになる。

潜像保持体１上の暗部の潜像電荷21による電界と交番電
界による電界とが一致しないとき、現像ブラシ22にはス
リーブ３方向に最大屈伏状態となる。

潜像保持体１上の潜像電荷による電界と交番電界による
電界の方向が一致したとき、現像ブラシ22の屈伏は小さ
くなり潜像保持体へ接触する。

いずれにせよ上述の如く交番電界によって現像ブラシ22
は微細な、しかし激しい振動状態となり、潜像保持体上
に余分に付着したカブリトナーは上記現像ブラシによっ
て摺擦されて潜像保持体１から除去され、ブラシ上に引
き戻される。また、ブラシの上記振動により、トナーは
ブラシ22から離脱しやすくなり、潜像保持体１に供給さ
れやすくなるから、画像濃度も向上する。また、ブラシ
22の上記振動によりブラシ22内でトナーがほぐされ、こ
れは画像濃度の向上やゴースト防止に寄与する。さら
に、この振動状態が激しい場合、磁気ブラシの一部がブ
ラシないしはスリーブ上から離脱し、潜像保持体とスリ
ーブ表面との間で往復運動を発生する。この往復運動す
るブラシの運動エネルギーは大きく、効率良く、上述の
振動による効果が期待される。以上の現像部での磁性粒
子の挙動は、高速度カメラで１秒間に8000コマの高速度
撮影の結果、観測された現象である。

ｃ） 材料の構成 本発明に使用されるトナー塗布用磁性粒子としては、真
比重６以下のものであればすべて使用可能であり、例え
ば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マ
ンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金ま
たは酸化物などが使用できるが、好ましくは金属酸化
物、より好ましくはフェライト粒子が使用できる。また
その製造方法として特別な制約はない。

また、上記磁性粒子の表面を樹脂で被覆する方法として
は、樹脂を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて塗布し磁
性粒子に付着せしめる方法、単に粉体で混合する方法
等、従来公知の方法がいずれも適用できる。

磁性粒子の被覆樹脂としては実質上非磁性トナーと同一
構成（比率の異なるものも含む）の電気的絶縁樹脂であ
れば構わない。例えば、ポリエステル系樹脂、スチレン
系樹脂、アクリル系樹脂などを単独あるいは複数で用い
るのが適当であるが、なかでも磁性粒子と非磁性トナー
との帯電安定性、分散、攪拌安定性の点でポリエステル
系樹脂が好ましい。さらに磁性粒子と非磁性トナーとの
帯電を安定させる目的で、現像領域での磁性粒子からの
非磁性トナーの飛翔性を低下させない範囲内で、シリカ
微粉末、アルミナ微粉末、ポリテトラフルオロエチレ
ン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ
化ビニリデン、シリコーン樹脂等を単独あるいは複数で
ポリエステル系樹脂中に含有させても良い。

上記樹脂の処理量は、磁性粒子が前記条件を満足するよ
う適宜決定すれば良いが、一般には総量で磁性粒子に対
し0.1〜30重量％（好ましくは0.5〜20重量％）が望まし
い。

本発明に用いられる磁性粒子の被覆樹脂および非磁性ト
ナーのポリエステル系樹脂は、脂肪族酸と芳香族酸とビ
スフェノール系アルコールより合成される。好ましい脂
肪族酸としては、例えばコハク酸、アジピン酸、フマル
酸、マレイン酸、セバシン酸、グルタール酸等が用いら
れ、また好ましい芳香族酸の例としてはフタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸またはこれらの酸無水物等が用
いられる。また好ましいビスフェノール系アルコールと
しては、2,2−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、2,2−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、2,2
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、4,4′−ジ
ヒドロキシジフェニルエーテル等が用いられる。

さらに必要に応じてポリスチレン、ポリｐ−クロルスチ
レン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換
体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合
体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニル
トルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合
体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチ
ル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、
スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブ
チル共重合体、スチレン−アクリル−アミノアクリル系
共重合体、スチレン−アミノアクリル系共重合体、スチ
レン−αクロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン
−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチル
エーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共
重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチ
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重
合体、スチレン−アクリロイトリル−インデン共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイ
ン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリ
メチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポ
リ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、
エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸
樹脂、ロジン変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹
脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹
脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが混合
して使用できる。

トナーにおいては、任意の適当な顔料や染料が着色剤と
して使用可能である。例えば、カーボンブラック、鉄
黒、フタロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベン
ジジンイエローなど公知の染顔料がある。

また非磁性トナーには、荷電制御剤を含有させることが
必要である。そのような荷電制御剤として、含金属染
料、サリチル酸含金属化合物等が挙げられる。特にアル
キルサリチル酸またはサリチル酸の金属キレートを含有
させることにより本発明の効果は一層発揮される。さら
に本発明の効果を妨げない程度に磁性粉を添加しても良
い。特に、アルキルサリチル酸またはサリチル酸の金属
キレートを含有させることにより本発明の効果は一層発
揮される。

その際、磁性粒子とトナーとの帯電量は３〜30μC/g
（好ましくは５〜25μC/g）であることが望ましい。帯
電量が30μC/gより大きいとトナーと磁性粒子との離れ
が悪く現像性の低下が生じ、濃淡ムラ、濃度低下などが
起こり、逆に３μC/gより小さいと磁性粒子によるトナ
ーの拘束が弱まり、トナー飛散、カブリ等が起こる。

以上のトナーの構成は、一般に行われている混合−粉砕
法によるトナーに用いても良いし、マイクロカプセルト
ナーの壁材または芯材あるいはその両方に用いることも
可能である。

ここで本発明におけるトナーの磁性粒子に対する摩擦帯
電量の測定法を図面を用いて詳述する。

第４図が摩擦帯電量測定装置の説明図である。底に400
メッシュ（磁性粒子の通過しない大きさに適宜変更可
能）の導電性スクリーン43のある金属製の測定容器42に
摩擦帯電量を測定しようとする現像剤担持体上の磁気ブ
ラシ（トナーと磁性粒子の混合物）を入れ金属製のフタ
44をする。このときの測定容器42全体の重量を秤りＷ₁
（ｇ）とする。次に、吸引機41（測定容器42と接する部
分は少なくとも絶縁体）において、吸引口47から吸引し
風量調節弁46を調整して真空計45の圧力を70mmHgとす
る。この状態で充分（約１分間）吸引を行ないトナーを
吸引除去する。このときの電位計49の電位をＶ（ボル
ト）とする。ここで48はコンデンサーであり容量をＣ
（μＦ）とする。また、吸引後の測定容器全体の重量を
秤りＷ₂（ｇ）とする。この摩擦帯電量Ｔ（μC/g）は下
式の如く計算される。

ただし、測定条件は23℃、50％RHとする。

［実施例］ 以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。例で
示す部は重量部である。

現像装置としては第１図に示したものを使用した。

実施例装置において感光体ドラム１は矢印ａ方向に60mm
/秒の周速度で回転する。３は矢印ｂ方向に66mm/秒の周
速度で回転する外径32mm、厚さ0.8mmのステンレス（SUS
304）製のスリーブで、その表面は＃600のアランダム砥
粒を用いて不定型サンドブラストを施し、周方向表面の
粗面度を0.8μｍ（Ｒ_z＝）にした。一方、回転するスリ
ーブ３内にはフェライト焼結タイプの磁石４を固定して
配設し、磁極配置は第１図の如く、表面磁束密度の最大
値は、約800ガウスとした。ブレード５は1.2mm厚の非磁
性ステンレスを用いた。ブレード−スリーブ間隙は200
μｍとした。このスリーブ３に対向する潜像保持体とし
てアモルファスシリコンドラムを使用し、静電潜像とし
て暗部450Vで明部＋90Vの電荷模様を形成し、スリーブ
表面との距離を300μｍに設定した。そして、上記スリ
ーブに対し電源14により周波数1500Hz、ピーク対ピーク
値が1.4kVで、中心値が200Vの電圧を印加し現像を行な
った。

潜像形成装置としては第５図に示したものを使用した。

リーダーから送られてくる電気信号に応じてレーサセー
光を点灯・消灯させ、潜像保持体１上に原稿の明部・暗
部を再現させる。レーザーユニット51から放射されたレ
ーザー光は、スキャナモータ52により高速で回転する多
角形のミラー（ポリゴンミラー53）に照射され、その反
射光が結像レンズ54を経て潜像保持体１の表面に照射さ
れ潜像を形成する。

実施例１ コハク酸および2,2−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
プロパン（5:5）よりなる ポリエステル樹脂 100部 ローダミン系顔料 ５部 3,5−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸の クロム錯化合物 ２部 からなる平均粒径11μｍの赤色粉末に、コロイダルシリ
カ0.5重量％を添加しトナーとした。

磁性粒子としてはローダミン系染料を分散した上記ポリ
エステル樹脂２部で表面被覆したフェライト粒子（粒径
250〜350メッシュ間、平均粒径46μｍ、真比重5.1）を
用意した。

上記トナーと磁性粒子とを9:91の重量比率で混合し、第
１図の現像装置に適用し、現像部におけるスリーブ上の
磁性粒子の存在量ｍ＝40mg/cm²となるように設定して画
出しを行ったところ、カブリのない高解像度の画像が得
られ、ベタ画像反射濃度は1.3であった。このときの帯
電量は−10.2μC/g（23℃、65％）であった。また、潜
像保持体22上への磁性粒子の付着や現像装置からのトナ
ー飛散はほとんど見られなかった。さらに現像剤の耐久
性を調べるために１万枚の耐久を行ったところ、初期と
同様なカブリのない鮮明な画像（ベタ画像濃度1.25）が
得られた。１万枚後に現像剤をとり出し帯電量を測定し
たところ、−11.3μC/gであった。また低温低湿の環境
（15℃、10％RH）下でも鮮明でカブリのない画像（画像
濃度1.15）が得られた。

比較例１ 現像領域での磁性粒子の存在量ｍ＝85mg/cm²となるよう
に設定した以外は実施例１と同様に行ったところ、特に
高温高湿下でトナーがのり過ぎ、ベタ画像にハキメが認
められ、さらにライン画像の解像性が低下した。

比較例２ 実施例１の磁性粒子の被覆樹脂中に、さらにトナー中に
含有させたサリチル酸金属錯体を含有させて、磁性粒子
を表面被覆した。

上記トナーと磁性粒子を使用し、実施例１と同様に画出
しを行ったところ、画像濃度が低く、カブリのある画像
しか得られなかった。このときの帯電量を測定したとこ
ろ、−2.6μC/gであり、トナーと磁性粒子が分離気味で
あった。

比較例３ フェライト粒子として、粒径150〜250メッシュ間、平均
粒径75μｍ、真比重5.1であるものを使用する以外は実
施例１と同様に画出しを行ったところ、ライン画像は良
好であったが、ベタ画像に濃淡ムラが発生した。このと
きの帯電量は−14.5μC/gであった。

比較例４ フェライト粒子として500メッシュ以下20％、平均粒径2
9μｍ、真比重5.0であるものを使用する以外は実施例１
と同様に画出しを行ったところ、潜像保持体上に多数フ
ェライト粒子が付着した。このときの帯電量は−8.1μC
/gであった。

比較例５ 負荷電制御剤（3,5−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸のクロ
ム錯化合物）を使用しない以外は実施例１と同様に画出
しを行ったところ、画像反射濃度は0.53でカブリ、トナ
ー飛散が顕著であった。このときのトナーと磁性粒子の
帯電量は−2.2μC/gであった。

比較例６ 磁性粒子として、アミノアクリレート共重合体で表面被
覆したフェライト粒子（粒径250〜350メッシュ間、平均
粒径44μｍ、真比重5.1）を使用する以外は実施例１と
同様に画出しを行ったところ、23℃、65％下ではベタ画
像反射濃度1.05の画像が得られた。しかしながら低温低
湿下（15°、10％）では、ベタ画像反射濃度0.75と低下
した。このときの帯電量は−33μC/g（23℃、65％）で
あった。

比較例７ 鉄粉100部に対して実施例１で使用した樹脂25部で表面
被覆した磁性粒子（粒径250〜350メッシュ間、平均粒径
45μｍ、真比重6.6）を用意した。

上記磁性粒子を使用し、実施例１と同様に画出しを行っ
たところ、現像剤担持体上への現像剤の塗布が不均一
で、画像に濃淡ムラが発生した。このときの帯電量は−
16μC/gであった。

実施例２ アジピン酸および2,2−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパン（5:5）よりなるポリエステル樹脂を使用
する以外は実施例１と同様に画出しを行ったところ、実
施例１同様良好な結果が得られた。

実施例３ 実施例１に使用したポリエステル樹脂にローダミン系顔
料を含有させないで被覆樹脂として使用する以外は実施
例１と同様に画出しを行ったところ、実施例１同様良好
な結果が得られた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば簡単な構成により
磁性粒子を使用する現像装置において少量の磁性粒子を
介在させることでカブリのないベタ画像の均質な良好な
画質を得ることができた。

また、現像に寄与するトナーをスリーブ上と磁性粒子上
とに効率良く分配し、その両者から飛翔現像させること
で、交番電界中でほぼ100％近い現像効率を達成するこ
とができた。これは現像装置構成として小型化、簡素化
を可能とするだけでなく、電気信号に応じて形成された
静電潜像を高解像のもとにON-OFF現像することを可能と
するものである。

また少なくとも交番電界によって、本発明に基づく磁性
粒子のブラシが潜像保持体と接触しかつ振動することに
よって、潜像保持体上に付着したカブリトナーを除去す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像方法による現像装置の縦断正
面図、第２図,3図は本発明に係る現像方法による現像部
の拡大説明図、第４図は摩擦帯電量測定装置、第５図は
本発明に係る潜像形成装置の概略図、第６図は本発明に
おける現像装置の現像特性曲線の例を示す図である。 １……潜像保持体、２……現像剤供給容器、３……非磁
性スリーブ、４……固定磁石、５……ブレード、７……
磁性粒子循環域限定部材、８……磁性粒子、９……非磁
性トナー、10……現像剤捕集容器部、11……飛散防止部
材、12……磁性部材、13……現像領域、14……バイアス
電源、21……静電潜像、22……磁気ブラシ、41……吸引
機、42……測定容器、43……導電性スクリーン、44……
フタ、45……真空計、46……風量調節弁、47……吸引
口、48……コンデンサ、49……電位計、51……レーザー
ユニット、52……スキャナモータ、53……ポリゴンミラ
ー、54……結像レンズ、55……ミラー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ Ｌ 15/09 Ｚ Ｇ０３Ｇ 9/10 ３５１ (72)発明者 嶋村 正良 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 末松 浩之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−67565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−131549（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿の画像を電気信号に変換し、該電気信
   号に応じて潜像保持体上に静電潜像を形成し、 該潜像保持体と対向する現像剤担持体の現像領域に該磁
   性粒子の存在量が５〜80mg/cm²となるように磁気ブラシ
   を形成し、 該潜像保持体と該現像剤担持体との間に交番電界を付与
   しながら現像領域で、潜像保持体と磁気ブラシとを接触
   させながら、現像剤担持体表面から非磁性トナーを潜像
   保持体へ移行させ、さらに、該磁気ブラシ表面から非磁
   性トナーを潜像保持体へ移行させ、 静電潜像を非磁性トナーで現像する画像形成方法に使用
   される二成分系現像剤において、 該非磁性トナーは、絶対値で３〜30μC/gの摩擦帯電特
   性を有し、 該磁性粒子は、真比重が６以下でありかつ電気的絶縁性
   樹脂で被覆されている磁性粒子であることを特徴とする
   二成分系現像剤。