JP2650731B2 - 静電荷像現像方法 - Google Patents

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，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，画像担体の表面に傷が発生し
易いという問題点がある。すなわち近年においては環境
上の理由から画像担体としてOPCからなる感光体ドラム
を使用する例が殆どであり，このような感光体ドラムに
対して前記磁性キャリアと磁性トナーとを混合してなる
現像剤を使用した場合に磁性キャリアにより感光体ドラ
ム表面に傷を発生することが多い。これは磁性トナーを
使用する場合には，現像ギャップ，すなわち静電荷像を
担持する感光体ドラムと磁気ブラシを形成するスリーブ
との間隙を一般に0.2〜0.5mmという比較的狭い範囲に設
定しているため，この現像ギャップを通過する磁性キャ
リアが感光体ドラムの表面を擦過して傷を発生するので
ある。一方上記感光体ドラムの表面傷の発生を回避する
ために，前記現像ギャップを大なる値に設定すること
は，現像性を著しく阻害し，画像品質の低下を招来する
ため不都合であり，実現が不可能であるという問題点が
ある。

本発明は上記のような従来技術に存在する問題点を解
決し，磁性キャリアと磁性トナーとを混合してなる現像
剤を使用する静電荷像現像方法において，画像担体の表
面の傷発生を防止すると共に，鮮明な画像を得ることが
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〕

上記目的の達成のために，本発明においては，画像担
体表面に静電荷像を形成し、この画像担体表面と0.2〜
0.3mmの間隙を介して対向して配設しかつ内部に永久磁
石ロールを備えた非磁性材料からなるスリーブ上に磁性
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、前記間隔においてスリーブを画像担体と逆方向に回
転させ、かつ前記永久磁石ロールをスリーブと逆方向に
回転させて、前記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、 画像担体をOPC感光体によって形成し、37〜130μｍの
粒度分布を有する磁性キャリアと磁性粉を30〜60重量％
含有し平均粒径が５〜30μｍの磁性トナーとを使用し、
現像剤中のトナー濃度を60〜90重量％に構成する，とい
う技術的手段を採用した。

本発明において，磁性キャリアの粒度分布が130μｍ
を越えると画像担体の表面に傷を発生させるため不都合
である。一方上記粒度分布が37μｍ未満であると，現像
領域において磁性キャリアが画像担体の表面に付着する
いわゆるキャリア引きを発生し，画質を低下させるため
好ましくない。

本発明に用いるキャリアは，公知のものが使用できる
が，画質の点からは，マグネタイトやソウトフェライト
（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く，特にフェライト
キャリアが最も好ましい。

次に，磁性トナー中に含有される磁性粉の量も，高品
質の画像を得る上で重要である。磁性粉の含有量が30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，トナ
ーの飛散が生じる。一方，磁性粉の含有量が60重量％を
越えると，定着性が低下する。したがって磁性粉の含有
量は,30〜60重量％の範囲とするのが好ましい。

また，本発明に用いる磁性トナーは，定着用樹脂と磁
性粉と，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）を加えて，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）。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。

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。

各種組成よりなるトナーは，通常の一成分現像剤と同
様に５〜30μｍ（好ましくは10〜20μｍ）の平均粒径に
調整される。

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
60〜90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60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。

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
く、スリーブと永久磁石ロールとを逆方向に回転させる
方式がよい。

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
感光体に軟らかく接触するために0.2mm以上が望まし
く，好ましい範囲は0.2〜0.3mm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。

〔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。

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によって搬送され，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。スリーブ
４の外径は16〜32mmで，回転数は100〜400r.p.m.とする
のがよい。

次に以下の実験例により本発明を更に詳細に説明す
る。

まず磁性キャリアとして日立金属製のフェライトキャ
リア（KBN−100）を選定し，表に示すような粒度分布の
ものを準備した。

次に磁性トナーは，マグネタイト（戸田工業製EPT−5
00）50重量部，スチレン系樹脂（三洋化成製スチレン−
ｎ−ブチルアクリレート共重合体）45重量部，ポリプロ
ピレン（三洋化成製ビスコール550P）３重量部および荷
電制御剤（オリエント化学製ニグロシン染料）２重量部
によって作製した。すなわち上記配合の原料を200℃で
混練，冷却固化後，粉砕処理し,120℃で熱処理，分級等
の処理をして粒径５〜25μｍの正荷電型の磁性トナーと
した。なおこの磁性トナーの体積電気抵抗は10¹⁴Ω・cm
以上であった。

上記の磁性トナーと前記フェライトキャリアとを重量
比で80:20の割合で混合してなる現像剤により画像評価
を行った。まず感光体としてOPCドラム（外径40mm,周速
100mm/秒）を使用し，−600Vで一様帯電後，露光により
表面に静電荷像を形成した。現像装置には，外径22mm,8
極着磁，表面磁束密度650Gの永久磁石ロール3,およびSU
S304からなる外径24mmのスリーブ４を使用した。なお現
像ギャップＤを0.3mm,ドクターギャップｄを0.25mmに設
定し，スリーブ４を反時計方向に150r.p.m.永久磁石ロ
ール３をスリーブ４と逆方向に900r.p.m.で回転させ
た。現像後普通紙に転写し，ヒートロールにより，定着
温度180℃，定着圧力1.0kg/cmの条件で定着した。画像
評価結果およびドラム傷とキャリア付着の程度を表に併
記した。

表から明らかなように,No.4においてはキャリア粒度
分布が大であり，大粒子のキャリアが存在するため,2万
枚後においてドラム傷の発生が認められた。またNo.5に
おいては小粒子のキャリアが初期の状態からドラムに付
着するため，ドラム傷の発生が認められた。これに対し
てNo.1〜３においては何れもキャリア付着がなく，また
２万枚現像後においてもドラム傷の発生は全く認められ
ない。

〔発明の効果〕

本発明は以上記述のような構成および作用であるか
ら，画像担体の表面の傷発生を完全に防止し得ると共
に，高品質の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 (1)

(57)【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、この画
   像担体表面と0.2〜0.3mmの間隙を介して対向して配設し
   かつ内部に永久磁石ロールを備えた非磁性材料からなる
   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、前記間隔においてスリーブを画像担
   体と逆方向に回転させ、かつ前記永久磁石ロールをスリ
   ーブと逆方向に回転させて、前記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、 画像担体をOPC感光体によって形成し、37〜130μｍの粒
   度分布を有する磁性キャリアと磁性粉を30〜60重量％含
   有し平均粒径が５〜30μｍの磁性トナーとを使用し、現
   像剤中のトナー濃度を60〜90重量％に構成したことを特
   徴とする静電荷像現像方法。