JPS6363072A - 静電荷像現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
像する方法の改良に関する。

〔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、
−最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象の惹起
、スリーブ上の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１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有するもの
とされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の磁性キャリアと磁性トナーとを混合した現像剤を
使用する現像方法においては、従来の一成分系若しくは
二成分系におけるものと基本的には同様の現像方法を適
用できるのであるが、良好な画質を得るためには改良が
必要である。すなわち、従来方法においては、永久磁石
ロール固定スリーブ回転方式若しくは永久磁石ロールも
回転する方式の場合に、磁性トナーの搬送性が若干低下
するという問題点がある。

第６図は本発明の対象である前記現像剤による磁気ブラ
シの形態を模式的に示す図である。図において１はマグ
ネット、２は非磁性材料からなるスリーブであり、磁性
トナー３は磁性キャリア４の粒子間の接触部近傍に集中
した状態で付着している。このように形成された現像剤
を使用すると。

磁性トナーと画像担体との接触が安定して、良好な現像
が行えるのである。しかしながら、磁性トナー３と磁性
キャリア４との飽和磁化の差その他の原因によって、磁
性キャリア４から分離した磁性トナー３ａが出現するこ
ととなり、搬送性が低下するという問題点がある。すな
わち、磁性キャリア４によって、必ずしも全部の磁性ト
ナー３を完全に搬送するとは限らないという不都合を生
じ。

前記分離性しくは落ちこぼれた磁性トナー３ａによる飛
散汚染５画質の低下等好ましくない現象を惹起する。

本発明は上記の問題点を解消し、磁性キャリアと磁性ト
ナーとを混合してなる現像剤を使用して。

磁性トナーが搬送途中で落ちこぼれることなく。

良好な画質の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。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点解決のために１本発明においては。

画像担体表面に形成した静電荷像を、磁性キャリアと磁
性トナーとを混合してなる現像剤を使用して磁気ブラシ
法によって現像する静電荷像現像方法において１表面に
複数個の磁極を有しかつこの磁極により形成される磁力
線に軸方向成分を含む永久磁石ロールと同軸的かつ相対
回転自在に配設した非磁性材料からなるスリーブによっ
て、現像剤を搬送方向と交差する方向への移動を含めて
画像担体表面に搬送する。という技術的手段を採用した
のである。

本発明に用いるキャリアは、公知のものが使用できるが
、Ｎｉ質の点から、マグネタイトやソフトフェライト（
Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｚｎ系、ＣｕＺｎ系、　Ｂａ−Ｎ
ｔ−Ｚｎ系等）からなる酸化鉄を主体とするキャリアが
好ましく、より好ましくはフェライトキャリアである。

また１本発明に用いる磁性トナーは、定着用樹脂と磁性
粉を主体として、必要に応じ種々の添加物（電荷制御剤
、抵抗調節剤、流動性改質剤等）を加え±１調整される
。

上記定着用樹脂は、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）、−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−ブタジェン系共重合体、ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂およびそれらの混合樹脂が挙
げられる。

上記磁性粉としては、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
に含存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。磁性粉の含有量は通常２０〜７０重量
％の範囲とされる。

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９両者の混合比を重量比で１０〜９０：
９０〜ｌＯとすることが望ましい。

キャリアの配合量が１０重量％未満であると、トナーが
飛散し易くなり、またスペントトナー量が増加し、一方
キャリアの配合量が９０重量％を越えるとキャリア付着
が発生し８画像のキレが甘くなり、チリ、ニジミが発生
する。

このような現像剤の搬送方式としては、永久磁石ロール
のみの回転でもよいが、キャリアの磁気的凝集を防ぐた
めに、スリーブを永久磁石ロールと同方向又は逆方向に
回転させることが望ましい。

スリーブ上での現像剤の搬送速度は、感光体の周速に応
じて適宜設定されるが１通常６０〜７００　ｆｉ１５ｅ
ｃの範囲がよい。

そして現像ギャップは、磁気ブラシと感光体との接触幅
を確保するために１．０ｕ以下が適当であるが、磁気ブ
ラシが感光体に軟らかく接触するために０．３ｗｍ以上
が望ましく、好適範囲は０．４〜０゜６鰭である。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
。

〔作用〕

上記のように構成することにより、現像剤には搬送方向
のみならず、これと交差する方向への移動が作用するか
ら、前記のような磁性トナーの落ちこぼれを防止するこ
とができる。また仮に磁性トナーの落ちこぼれが発生し
たとしても、上記交差方向への現像剤の移動により、落
ちこぼれた磁性トナーを磁性キャリアからなる現像剤集
団内に包含収容することができるのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例における装置を示す要部断面図
である。同図において１０は画像担体であり、矢印方向
に回転自在に形成する。２０は永久磁石ロール、３０は
スリーブであり、非磁性材料により中空円筒状に形成し
８両者は画像担体１０と間隙を介して、同軸的に、かつ
相対回転自在に配設する。矢印はスリーブ３０の回転方
向を示す、Ｎｌ　、Ｓ、、・・・は夫）を磁極であり、
永久磁石ロール２０の表面にＮ、Ｓ各種が交互に現出す
るように複数個（第１図では８個）を等間隔に配設する
。なお上記磁極により形成される磁力線には。

後述するように軸方向成分を含むようにしである。

次に４０はドクターブレードであり、スリーブ３０の略
直上にスリーブ３０と一定の間隙を介して設ける。

第２図は第１図に示す永久磁石ロール２０の磁化領域を
円周方向に展開した状態を示す模式図であり、Ｎ、、Ｓ
、、・・・の磁極記号は前記第１図と対応する。第２図
において各磁極Ｎ＋　、Ｓ＋　、Ｎｔ、Ｓｔ・・・・・
・上には、所定の間隔Ｐで、軸方向に対して所定の角度
θまたは−θだけ傾斜した強い磁化領域ｍ（同図におい
て複数本の斜線を記入した部分）を形成し、上記の磁化
領域ｍは円周方向にジグザグ状に配設する。

第３図は上記磁極の軸方向の磁束密度分布を示す図であ
り、上記の強い磁化領域（ｍ）が間隔Ｐで現出している
状態を示している。すなわち前記の永久磁石ロール２０
は、軸方向においては間隔Ｐの不均一な磁束密度分布を
有するように形成しである。

以上の構成により、第１図において永久磁石ロール２０
とスリーブ３０とを相対回転させれば。

現像剤槽内に収容された現像剤（何れも図示せず）は、
ドクターブレード４０とスリーブ３０との間隙を経てス
リーブ３０によって矢印方向に搬送され、前記永久磁石
ロール２０の表面に配設した磁ｉＮ、、３１　、・・・
による磁気ブラシを形成しく図示せず）１画像担体１０
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。この場合において、永久磁石ロール２０の表面に
配設した磁極Ｎｌ＋Ｓｌ、・・・は、第２図および第３
図に示すように形成しであるから、上記搬送力と共に現
像剤にスリーブ３０の軸方向成分を有する搬送力が作用
する。第３図において磁束密度はスリーブ上の値であり
、一般にＢ、は５００〜１０００　Ｇとする。而して永
久磁石ロール２０とスリーブ３０との相対回転により１
例えば磁ＦｉＮ＋がスリーブ３０上に吸着された現像剤
を相対的に横切ると。

θの角度に対応する軸方向成分を有する力が作用する０
次に１ｆｆｆｉｓ＋が現像剤を横切った場合には。

現像剤には前記磁極Ｎ１の場合とは逆方向の軸方向成分
を有する搬送力が作用する。以下次々と現像剤を横切る
磁極Ｎ、、Ｓ、、・・・により、現像剤に上記同様の搬
送力が作用し、現像剤への搬送力の軸方向成分が、各磁
極毎に互いに逆向きとなる。

従ってスリーブ３０表面の現像剤が一方の軸端部に集合
するという不都合を回避することができるのである。

第４図および第５図は、各々第１図における永久磁石ロ
ール２０の磁極配列の他の例を示す模式図であり、同一
部分は前記第２図と同一の参照符号で示す、まず第４図
に示すものは１Ｍ１極Ｎ、とその隣りの磁極Ｓ、とは、
前記第１図におけるスリーブ３０表面上の現像剤への搬
送力の軸方向成分は同一方向であり２次の磁極Ｎ、およ
びＳ２による搬送力の軸方向成分は、前記ｒＩ１１Ｆｉ
　Ｎ　ＩおよびＮ２の場合と逆になる０次に第５図に示
すものは。

磁極Ｎ、、　Ｎｘ・・・が前記第１図におけるスリーブ
３０表面上の現像剤に対して搬送力の軸方向成分を付与
することとなるのである。磁極Ｓ＋　、Ｓｔ　。

・・・は軸方向に均一な磁化領域を存するように形成す
る。

本発明方法における永久磁石ロールの場合には。

前記実施例におけるように１例えば第１図において、永
久磁石ロール２０とスリーブ３０とが相対的に１回転し
たときに、スリーブ３００表面上に吸着した現像剤に作
用する軸方向の搬送力成分が、１つの軸方向への総和と
その逆方向への成分の総和とを略等しく形成しである。

従ってスリーブ３０上の現像剤がスリーブ３０の一方の
軸端部に偏って集合するという不都合を回避できるので
ある。

また前記第２図、第４図および第５図に示す強い磁化領
域ｍの軸線に対する傾斜の角度θは、同一の永久磁石ロ
ールの磁化領域内で全て同一の値としなくてもよく９間
隔Ｐもまた異ならせてもよい。

但し、前記のようにスリーブ上の現像剤に対する搬送力
の軸方向成分の総和がＯとなるように配設することを条
件とする。なお角度θは２０’　〜７０°とするのがよ
く、更に好ましくは３０’　〜６０°とするのがよい、
また前記永久磁石ロールは。

横断面円形に限定せず、棒状磁石の組合せでもより、更
にはゴム磁石若しくはプラスチック磁石のような可撓性
磁石であっても使用できることは勿論である。

〔実験例〕

まず、フェライトキャリア（日立金属製ＫＢＮ−１００
．粒径７０〜１４０μｍ）６０重量％と磁性トナー４０
重量％とを混合して現像剤を準備した。磁性トナーは、
スチレン−アクリル共重合体（Ｍ、　＝２６０，０００
　、　Ｍ、　−３０，０００）　３８重量部。

マグネタイト（戸田工業製ＥＰＴ５００）６０重量部お
よび電荷制御剤（オリエント化学製ボントロンＥ８１）
２．６重量部からなり、平均粒径は１３μｍであった。

上記の現像剤を用いて画像評価を行った６画像担体１０
としてセレンドラム（周速１５０　ｆｌ／５ｅＣ）を用
い、＋７２０Ｖで一様に帯電後露光して。

静電荷像を形成した。現像装置には、外径２８賞ｖ。

１０極対称着磁で着磁パターンを変えた２種類の永久磁
石ロール２０と、外径３０ｍの５ＵＳ３０４製スリーブ
３０を使用した。一方の永久磁石ロール（患１）は、第
２図に示す着磁パターンを存し、Ｐ＝６鰭、θ＝５０°
で、Ｂ、＝８００Ｇ。

８！−６００Ｇとした。他方の永久磁石ロール＜ｍ！２
）は、各磁極共軸方向に実質的に均一な磁束密度を有し
、その値は８００Ｇであった。現像ギャップは０．５ｍ
、　　ドクターギャップは０　、３　ｍｍに設定し、ス
リーブを反時計方向に２０Ｏｒｐｍ、永久磁石ロールを
それと逆方向に１４００ｒｐｍで回転させた。現像後背
通紙に転写し、熱ロール定着機により定着圧力１ｋｇ／
ｃ＋ｍ、定着温度１８０’Ｃの条件で定着した。

得られた画像は１本発明に係わる永久磁石ロール（ｌＩ
ｋＬｌ　）を用いた場合は、濃度１．４５．解像度１０
本／　ｖｖａで、キレのよい鮮明な画像であった。

これに対して、従来の永久磁石ロール（隘２）を用いた
場合は、濃度１．２２．解像度８本／　ｗｍであった。

〔発明の効果〕

本発明は１以上記述のような構成および作用であるから
、下記の効果を得ることができる。

＋１１　　従来のものにおける同一方向のみの搬送力に
よるものと比較して磁性トナーの落ちこぼれがなく１画
質が大幅に向上する。

（２）現像剤にスリーブ軸方向への搬送力成分を付与す
るため、磁性トナーの凝集を発生せず３画質が安定し、
バラツキを大幅に低減させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における装置を示す要部断面図
、第２図は第１図における永久磁石ロールの磁化領域を
円周方向に展開した状態を示す模式図、第３図は磁極の
軸方向の磁束分布を示す図。 第４図および第５図は各々第１図における永久磁石ロー
ルの磁化領域の他の例を示す模式図、第６図は磁気ブラ
シの形態を示す模式図である。 ３．３ａ：磁性トナー、４：Ｍ１性キャリア。 ２０：永久磁石ロール、３０ニスリーブ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像担体表面に形成した静電荷像を、磁性キャリ
   アと磁性トナーとを混合してなる現像剤を使用して磁気
   ブラシ法によって現像する静電荷像現像方法において、
   表面に複数個の磁極を有しかつこの磁極により形成され
   る磁力線に軸方向成分を含む永久磁石ロールと同軸的か
   つ相対回転自在に配設した非磁性材料からなるスリーブ
   によって、現像剤を搬送方向と交差する方向への移動を
   含めて画像担体表面に搬送することを特徴とする静電荷
   像現像方法。
2. （２）スリーブ上の現像剤搬送速度が６０〜７００ｍｍ
   ／ｓｅｃである特許請求の範囲第１項記載の静電荷像現
   像方法。
3. （３）磁性キャリアがフェライトキャリアである特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の静電荷像現像方法。