JPH0812519B2 - 静電荷像現像方法 - Google Patents

静電荷像現像方法

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JPH0812519B2
JPH0812519B2 JP63231112A JP23111288A JPH0812519B2 JP H0812519 B2 JPH0812519 B2 JP H0812519B2 JP 63231112 A JP63231112 A JP 63231112A JP 23111288 A JP23111288 A JP 23111288A JP H0812519 B2 JPH0812519 B2 JP H0812519B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像担体表面に形成した静電荷像を現像する
方法に関するものであり、特に磁性キャリアと磁性トナ
ーとからなる現像剤を使用して,磁気ブラシ法によって
現像する方法に関する。
〔従来の技術〕
画像担体表面に形成した静電荷像を現像する場合に
は,一般に磁気ブラシ法が使用されている。而して磁気
ブラシ現像に使用される現像剤としては,磁性キャリア
と非磁性トナーとを混合した二成分系現像剤が多い。一
方現像剤として樹脂と磁性粉による一成分系現像剤を使
用する方法もある。前者の二成分系現像剤を使用する方
法においては,画像濃度および解像度の良好な画像が得
られる反面,中間調の再現性が劣るという問題点があ
る。一方後者の一成分系現像剤を使用する方法において
は,トナー帯電量の増加に伴うトナーの帯電凝集現像の
惹起,スリーブ上にトナー不足による現像不足等の問題
点がある。これらの問題点を解決する手段として,例え
ば特開昭59−162563号および同59−216149号公報に記載
のような磁性キャリアと磁性トナーとを混合した現像剤
が提案されており,前記従来の二成分系現像剤および一
成分系現像剤の両者の長所を併用するものとされてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような磁性キャリアと磁性トナーとを混合した
現像剤を使用する静電荷像の現像方法においては,二成
分系および一成分系の各現像剤を使用する方法の各長所
を併有する一方において,磁性トナーの保磁力が低い場
合,若しくは磁性トナー中の磁性粉の含有量が少ない場
合には,画像が不鮮明となるという問題点がある。この
問題点を解決するためには,磁性トナーを現像領域にお
いて静電荷像に多量に付着させるべく,磁性トナーの摩
擦帯電量を増大させる必要がある。しかしながら摩擦帯
電量向上のために,例えば帯電制御剤を多量に添加する
と,定着性が低下するという問題点があると共に,非画
像部に磁性トナーが付着して地カブリを増大させるとい
う問題点も併存する。
本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し,磁
性トナーの帯電量を増大させると共に,地カブリを誘発
することなく,高濃度かつ高解像度を有する画像を得る
ことができる静電荷像現像方法を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために,本発明においては,画像
担体表面に静電荷像を形成し,前記画像担体表面に対向
して配置しかつ内部に磁界発生部材を備えた非磁性スリ
ーブ上に磁性キャリアと磁性トナーとを混合してなる現
像剤を供給し,前記非磁性スリーブ上に形成した磁気ブ
ラシで前記画像担体表面を摺擦することによって前記静
電荷像を現像する静電荷像現像方法において,磁性キャ
リアと同極性の磁性トナー1〜20重量%と,磁性キャリ
アと逆極性の磁性トナー80〜99重量%とを混合してなる
磁性トナーを使用すると共に,この磁性トナーに低周波
交流バイアス電圧を印加させて現像する,という技術的
手段を採用した。
本発明に用いる磁性キャリアは,公知のものが使用で
きるが,画質の点からは,マグネタイトやソフトフェラ
イト(Ni−Zn系,Mg−Zn系,Cu−Zn系,Ba−Ni−Zn系等)
からなる酸化鉄を含むキャリアが好ましい。
磁性キャリアの粒径は,通常の二成分系現像剤と同様
に,平均粒径で20〜200μm(好ましくは50〜150μm)
の範囲とするのがよい。
また磁性キャリアの電気抵抗率は,電極効果を具有す
るため106〜1012Ω・cmとするのが望ましい。
更に磁性キャリアの飽和磁化は,40〜70emu/gとするの
が好ましい。40emu/g未満であると,現像領域において
画像部にキャリア付着を生ずるため好ましくない。一方
70emu/gを越えると,搬送力が過大となり,磁性トナー
に無理な力が作用するため不都合である。
次に本発明において使用する磁性トナーは,磁性粉,
定着用樹脂,荷電制御剤,着色用顔料,染料,流動性改
質剤,抵抗調節剤等を混合して粒径5〜25μmに形成す
るが,磁性粉の含有量は10〜75重量%とするのが好まし
い。すなわち磁性粉の含有量が10重量%未満であると磁
性トナーの飽和磁化が大幅に低下し,スリーブ上から磁
性トナーが離脱し易くなり,磁性トナーの飛散を生ずる
ため不都合である。一方磁性粉の含有量が75重量%を越
えると定着性が低下するため好ましくない。
なお磁性トナーの電気抵抗率は,転写性を確保するた
めにD.C.4kV/cmの電場において1013Ω・cm以上とするの
が好ましい。また磁性トナーのブローオフ法による摩擦
帯電量は,磁性キャリアと逆極性のものにおいて,現像
性を確保するために,絶対値で5〜20μc/gとするのが
好ましい。摩擦帯電量が5μc/セ未満であると画像濃度
が低下し,一方20μc/gを越えると地カブリが増加する
ため不都合である。
次に磁性トナーに含有すべき定着用樹脂は,定着方式
に応じて適宜選定すればよい(例えば特開昭57−97545
号公報参照)。一例として熱ロール定着方式の場合は,
スチレン・アクリル系共重合体,スチレン・ブタジェン
共重合体,ポリエステル樹脂,エポキシ樹脂及びそれら
の混合樹脂が挙げられる。
また磁性粉としては,フェライト,マグネタイトをは
じめとする鉄,コバルト,ニッケルなどの強磁性を示す
元素を含む合金あるいは化合物が使用できるが,トナー
中に含有せしめるために平均粒径が0.1〜3μm程度の
ものが望ましい。そしてトナーの保磁力は実質的に磁性
粉の保磁力により定まるので,磁性粉の種類を変えるこ
とによりトナーの保磁力を調整できる。
上記添加物としては,次のようなものが挙げられる。
電荷制御剤としては,正荷電特性を有するニグロシン染
料や負の荷電特性を有する含金属(Cr)アゾ染料などが
一般的である。また抵抗調節剤としては,カーボンブラ
ックが一般的である。また流動性改質剤としては,疎水
性シリカがよく用いられている。これらの添加量は,多
すぎるとトナーの定着性を損なうので,一般には10重量
%以下とされる。
本発明で用いる現像剤は,キャリアとトナーとを混合
して調整されるが,トナーの混合比率(トナー濃度)を
10〜90重量%とすることが望ましい。トナー濃度が90重
量%を越えると,トナーが飛散し易くなり,又スペント
トナー量が増え,一方トナー濃度10重量%未満である
と,画像のキレが甘くなり,チリ,ニジミが発生する。
トナー濃度は現像条件等に応じて適宜定められるが,好
ましい範囲は20〜60重量%で,より好ましい範囲は20〜
50重量%である。
本発明においては,磁性キャリアと同極性に帯電する
磁性トナーを磁性トナー全体に対して1〜20重量%含有
させるのであるが,現像に寄与すべき磁性トナー,すわ
ち磁性キャリアと逆極性に帯電する磁性トナーの摩擦帯
電量を向上させる目的で添加するものである。磁性トナ
ー全体に対して含有量が1重量%未満では上記摩擦帯電
量を向上させる作用が不充分であり,一方20重量%を越
えると非画像部に付着する磁性トナーが多くなり,地カ
ブリを発生することとなり好ましくない。
現像剤の搬送方式は,キャリアの磁気的凝集を防ぐた
めに,少なくともスリーブを回転させる方式が望まし
い。またスリーブと永久磁石ロールとを同方向もしくは
逆方向に回転させる方式でもよい。
現像ギャップは,磁気ブラシと感光体との接触幅を確
保するために1.0mm以下が適当であるが,磁気ブラシが
感光体に軟かく接触するために0.3mm以上が望ましく,
好ましい範囲は0.4〜0.6mmである。ドクターギャップ
は,現像ギャップに応じて設定すればよい。
なお,本発明において,現像剤の磁気特性は,振動試
料型磁力計(東英工業製VSM−3型)を用いて最大5k0e
の磁場で測定するものとする。
〔実施例〕
図は本発明の実施例における現像装置を示す要部断面
図である。図において1はトナー槽であり,磁性トナー
2を収容する。トナー槽1の底部には表面にNS磁極を有
する永久磁石ロール3を設けると共に,永久磁石ロール
3と同軸的にスリーブ4を設け,かつ両者を相対回転自
在に設ける。スリーブ4は例えばステンレス鋼その他の
非磁性材料により,中空円筒状に形成する。次に5は感
光体であり,前記スリーブ4と現像ギャップDを介して
矢印方向に回転自在に設ける。6はスリーブ4に接続さ
れるバイアス電圧源であり,キャリアと同極性に帯電す
る磁性トナーが静電荷像に付着して地カブリを発生する
のを防止するために印加する。バイアス電圧としては周
波数が2kHz以下の低周波交流電圧が望ましい。
以上の構成により,永久磁石ロール3とスリーブ4と
を相互に逆方向に回転させると,トナー槽1内に収容さ
れた磁性トナー2は,ドクターギャップdを経て攪拌作
用を受けながらスリーブ4によょて搬送され,永久磁石
ロール3表面の磁極による磁気ブラシを形成して,感光
体5の表面を摺擦する。従って感光体5の表面に形成し
た静電荷像を現像することができるのである。
次に具体的実験例により,更に詳細に説明する。
フェライトキャリア 60重量% (日立金属製 KBN−100,粒径70〜140μm) 磁性トナー(A) 28〜40重量% (ρ=1015Ω・cm,TEC=−18μc/g) 磁性トナー(B) 12〜0重量% この場合磁性トナー(A)は,磁性キャリアと逆極性に
帯電し現像に寄与するものであり,一方磁性トナー
(B)は,磁性キャリアと同極性に帯電し,前記磁性ト
ナー(A)の摩擦帯電量の向上に寄与するものであり,
荷電制御剤の極性を異にするのみで,構成材料および物
理的特性を同一に形成する。まず磁性トナー(A)は次
のようにして作製する。
スチレン−アクリル系共重合体 46重量% (藤倉化成製 Mw=22×104) マグネタイト 50重量% (戸田工業製 EPT500) ポリプロピレン 3重量% (三洋化成製 ビスコール550P) 負荷電制御剤 1重量% (オリエント化学製 ボントロンE81) 上記配合の原料を200℃で混練,冷却固化後,粉砕処
理し,シリカ(日本アエロジル製 R972)を0.5重量部
添加して120℃で熱処理,分級等の処理をして,粒径5
〜20μmの磁性トナー(A)とした。
次に磁性トナー(B)は,上記磁性トナー(A)にお
ける負荷電制御剤に代えて正荷電制御剤(オリエント化
学製 ボントロンN.01)を使用した以外は全く同様にし
て作製した。
以上のようにして作製した磁性トナー(A)(B)を
種々の割合で配合し,前記フェライトキャリアと混合し
て現像剤として調整し,画像評価を行なった。まず感光
体5として負帯電極性を有するOPCドラム(外径40mm,周
速100mm/秒(時計方向))を使用し,−650Vに一様帯電
後,半導体レーザで分割露光し,表面に静電荷像を形成
した。現像装置には,外径18mm,8極対称着磁,表面磁束
密度650G(スリーブ4上)の永久磁石ロール3および外
径20mmのステンレス製のスリーブ4を使用した。ここで
現像ギャップD=0.4mm,ドクターギャップd=0.3mmに
設定し,スリーブ4を時計方向に150r.p.m.,永久磁石ロ
ール3を反時計方向に900r.p.m.に回転させた。なおス
リーブ4にはバイアス電圧として直流−600Vと交流1kV
(Vp-p,f=800Hz)とを印加した。現像後コロナ転写器
(+4.5kV)により普通紙に転写し,PFA樹脂をコートし
たヒートロールとシリコンゴムロールとにより,定着力
1.0kg/cm,定着温度180℃の条件で定着した。画像評価を
画像濃度,解像度および地カブリによって行なった結果
を表に示す。なお,表中における磁性トナー(A)
(B)の相対含有量を( )内に示した。
表から明らかなように,No.1においては正規の帯電極
性と逆極性に帯電する磁性トナー(B)の量が多いため
地カブリが発生する。すなわち逆極性に帯電する磁性ト
ナーが非画像部に付着する結果である。一方No.5におい
ては上記磁性トナー(B)が全く存在しないため帯電量
が不足し,画像濃度が低い。これに対してNo.2〜4にお
いては,逆極性に帯電する磁性トナー(B)を適量に含
有するため,地カブリを伴なうことなく高濃度の画像を
得ることができる。
〔発明の効果〕 本発明の静電荷像現像方法は以上記述のような構成お
よび作用であるから,磁性トナーの帯電量を増大させる
ことができ,地カブリを誘発することなく,高濃度かつ
高解像度を有する画像を得ることができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例における現像装置を示す要部断面図
である。 3:永久磁石ロール,4:スリーブ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像担体表面に静電荷像を形成し,前記画
    像担体表面に対向して配置しかつ内部に磁界発生部材を
    備えた非磁性スリーブ上に磁性キャリアと磁性トナーと
    を混合してなる現像剤を供給し,前記非磁性スリーブ上
    に形成した磁気ブラシで前記画像担体表面を摺擦するこ
    とによって前記静電荷像を現像する静電荷像現像方法に
    おいて,磁性キャリアと同極性の磁性トナー1〜20重量
    %と,磁性キャリアと逆極性の磁性トナー80〜99重量%
    とを混合してなる磁性トナーを使用すると共に,この磁
    性トナーに低周波交流バイアス電圧を印加させて現像す
    ることを特徴とする静電荷像現像方法。
  2. 【請求項2】磁性キャリアをフェライト粉末によって形
    成した請求項(1)記載の静電荷像現像方法。
  3. 【請求項3】交流バイアス電圧が2kHz以下である請求項
    (1)若しくは(2)記載の静電荷像現像方法。
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JPS59218458A (ja) * 1983-05-25 1984-12-08 Hitachi Metals Ltd 静電荷像用現像剤
JPS60459A (ja) * 1983-06-17 1985-01-05 Tomoegawa Paper Co Ltd 静電潜像現像方法

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