JPH01253776A - 現像装置 - 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） 本発明は複写機・レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）　
　・ＬＥＤプリンタ・リーダプリンタ・ファクシミリ・
画像表示装置等の画像形成装置において、電子写真感光
体・静電記録誘電体等の潜像担持体面に形成された静電
潜像・電位潜像等の１（）像を顕画化する現像装置に関
する。

更に詳しくは現像剤担持体面に乾式（粉体）現像剤を供
給して担持させ、その担持現像剤を層厚規；ｔ、ｌＪ部
材（整層部材）で薄層に整層化させて￥ｆ）像保持体面
と対向する現像領域へ搬送させることにより潜像の顕像
化を行なわせる方式の現像装置に関する。

（従来の技術） 第５図は上記方式の一般的な現像装置例の概略構成を示
している。

１は現像剤容器、Ｔは３容器内の収納現像剤であり、本
例の場合は乾式−成分磁性トナーである。２は現像剤担
持体としての現像スリーブである。該現像スリーブはア
ルミニウム・ステンレス等の非磁性材製のもので、現像
剤容器１の左側面側の下部に右側の略半周面部は容器内
へ入り込ませ、左側の略半周面部は容器外に露呈させた
形態にて横設しである。そしてその両端側は容器１の手
前側と奥側の端面板に回転自由に軸受保持させてあり、
不図示の駆動系により矢示の反時計方向に所定の周速度
をもって回転駆動される。

３は現像スリーブ２内に挿入内蔵させた磁界発生部材と
しての非回転のマグネットローラであり、現像スリーブ
２はこの非回転のマグネットローラ３の外周りな略同心
に回転駆動される。

上記マグネットローラ３の周面には円周方向に所定の間
隔をおいて本例では４つの磁極３ａ（Ｓ、）・３ｂ　（
Ｎ、）・３Ｃ（Ｓ２　）・３ｄ（Ｎ２）が着磁されてい
る。磁極３ａは現像極としてローラ３の左側面に位置し
、現像スリーブ２と後述する潜像保持体１００とが対面
する現像領域Ａに対応している。ｌ極３ｂは現像剤担持
体としてローラ３の上面に位置し、後述する層厚規制部
材としての磁性ブレード４の位置に対応している。！ｆ
ｉ極３Ｃ・３ｄは夫々現像剤搬送極としてローラの右側
面と下面とに位置している。

４は層厚規制部材としての磁性ブレートであり、現像ス
リーブ２の上方に下辺をスリーブ面に対して所定の伸率
は間隔隙間βを存して対向させて現像剤容器１に定着配
設しである。

１００は電子写真感光体・静電記録誘電体等の潜像保持
体であり、本例の場合はドラム型のもので、矢示の時計
方向に所定の周速度で回転駆動され、その回転過程で不
図示の適宜の潜像形成プロセス手段で周面に目的画像の
潜像が形成され、その潜像面が現像装置側の現像手段で
ある現像スリーブ２の外部露呈面と対向する現像領域Ａ
部を通過していく。現像領域Ａにおいて現像スリーブ２
と潜像保持体１００は最接近部において数１００μｍ〜
１ｍｍ程度の隙間間隔αを存して対向している。

Ｅは現像スリーブ２と潜像保持体１００との間に交互電
界を印加する現像バイアス印加源である。

現像剤容器１内の現像剤Ｔは現像スリーブ２の回転駆動
に伴なう、スリーブ面との接触摩擦、現像剤流動による
現像剤相互摩擦、容器１内に現像剤攪拌手段を具備させ
たときはその攪拌に伴なう現像剤相互摩擦等により、所
定極性に摩擦帯電される。

而して容器１内に入り込んでいる現像スリーブ２の右側
路半周面は容器１内の収容現像剤に常時接触して現像剤
供給を受け、該現像スリーブ２の右側路半周面近傍の荷
電現像剤の一部がスリーブ面に現像剤層として磁気的・
静電的に拘束担持されてスリーブ２の回転とともに磁性
ブレード４方向に搬送され、該ブレード４とスリーブ２
間の隙間部βを通過することにより、前記の現像スリー
ブ２と潜像保持体１００との対向隙間間隔αよりも薄い
所定厚さの薄層として整層化（薄層塗布）される。

上記のようにブレード４により整層化された現像剤薄層
Ｔ、が引続くスリーブ２の回転で潜像保持体１００と対
向する現像領域Ａに搬送され、現像剤薄層Ｔ、の現像剤
が現像領域Ａ部においてスリーブ２而と潜像保持体１０
０面との対向隙間間を交互電界作用により振動的に往復
飛翔運動して最終的に潜像保持体１００面の潜像パター
ンに対して選択的に付着することにより潜像保持体面の
潜像の現像が順次に実行される（所謂ジャンピング現像
）。潜像の現像に供されなかったスリーブ面の残余の現
像剤は引き続くスリーブの回転で現像剤容器１内へ搬入
されて回収再使用される。

現像剤Ｔについては従来、乾式−成分磁性トナーの帯電
量（トリポ）を制御するための物質、例えば気相製法シ
リカ（以下乾式シリカと称す）および湿式製法シリカ（
以下湿式シリカと称す）をトナーに外添することは広く
知られている。

例えば、スチレンアクリルにマグネタイトを６０重量部
含有する負極性トナーに対し、強いネガ特性を示す乾式
ネガシリカ（２００ｍ２の気相法シリカに対し、ＨＭＤ
Ｓを１００ｍ２あたり１０重量部の割合で添加し加熱処
理したもの）を外添することにより、現像剤としてのト
リボは一般に増加する。この現像剤を用い航速のような
現像装置で潜像のジャンピンク現像等を行った場合、シ
リカ未外添の現像剤に比べ画像濃度が上がり、かつガサ
ツキの少ない画像か得られるようになることは、広く知
られることである。

（発明が解決しようとする問題点） ところがネガトナーに強いネガ特性シリカを外添した現
像剤では現像スリーブ上に、プリントパターンの履歴で
ある所謂スリーブゴーストが生じ、これかプリント画像
上にもあられれる。ネガトナーにネガシリカを外添した
現像剤の場合に生じるスリーブゴーストはポジゴースト
になる。

このポジゴースト現象は次のような原因で生じる。即ち
現像剤に使用されるトナーは、製造工程において、分級
や熱処理等の手段により微粉（４μｍ以下）の含有量を
制御しているが、微粉の蓄積による現像剤の劣化を引き
起こす。

現像剤中の前述のごとき微粉が存在すると、その現像性
の差により選択的に現像剤担持体（現像スリーブ）の表
面近傍に蓄積し、その上に本来の現像剤が層を形成する
ために、現像に必要な適正帯電量が得られにくくなり、
微粉層形成部分と通常部分とに濃度差が出る、所謂現像
剤担持体メモリー（スリーブゴースト）が発生する。

特に、−成分系磁性現像剤においては、個々の微粉状ト
ナー粒子−に含有する磁性体量が、適正粒径のトナーに
含有される磁性体量よりも少なくなる傾向にあり、適正
粒径のトナー粒子が有する帯電量よりも高くなるため、
現像剤担持体への鏡映力による付着も強く、担持体メモ
リー現象が一層顕著となり、それがプリント画像上にポ
ジゴーストとしてあられれる。

例えば、第６図（ａ）に示す幅Ｗ１の画像１１を現像後
に、第６図（ｂ）に示す幅広Ｗ２（ＷｌくＷ２）の画像
１２を現像する場合、画像１１の領域外の白地に対応す
るスリーブの如き現像剤担持体上の現像剤で現像された
画像１２の部分は、第６図（Ｃ）の符号１２ａ部分の如
く、他の画像領域１２ｂ・１２ｃと比較して画像濃度が
薄くなる。尚、画像１２を現像するために現像剤担持体
が一回転すると、現像剤担持体上の幅Ｗ２に相当する現
像剤は消費されるので、一回転後（長さｌ以後）の部分
１２ｃは全幅にわたって画像濃度が均一化する。

この現像剤担持体メモリー形成のメカニズムは、本発明
者らの実験及び考察によると、現像剤担持体上に形成さ
れる微粉（粒径４μｍ以下の粒子を主体とする）の層に
深くかかわっている。即ち、現像剤担持体−ににおける
現像剤層中の最下層の現像剤の粒度分布が、現像剤消費
部分と非消費部分との間で明らかな差が生じ、未消費部
分の現像時最下層に微粉の層が形成され、該微粉は体積
当たりの表面積か大きいために粒径の大きな粒子と比較
して単位型！■あたりに存する摩擦帯電量が大きくなり
、微粉自身の鏡映力により現像剤担持体に対し静電的に
強く拘束される。そのため、微粉量が形成された部分の
上層にある現像剤は現像剤担持体で十分に摩擦帯電され
ないために摩擦帯電量が低下し、その結果画像」二に現
像剤担持体メモリー（部分的に画像濃度が薄い）として
あられれてしまう。

又環境条件やその他の条件の違いによって上記の現像剤
担持体メモリーがプリント画像上にネガゴーストとして
あられれる場合もある。

現像剤担持体メモリーを除去するには現像剤担持体面に
蓄積する微粉現像剤を取り除けばよく、その除去手段と
しては微粉現像剤層の電荷と逆極性の粒子を現像剤（ト
ナー）に添加することによって微粉現像剤層と該逆極性
粒子が結合されて電気的に中和され、微粉現像剤層の鏡
映力が弱化して註微粉現像剤層が現像剤担持体面から除
去されるけれども、萌述第５図のような層厚規制部材と
して磁性ブレードを用いた現像装置では、現像画像濃度
か低下し出力画像濃度が薄いという問題がある。

而して最近では複写機またはページプリンタの信頼性か
向」ニするとともに、より鮮明で高画質化が求められて
いる。また、ラインコど−たけてなくグラフィックやデ
ザイン関係への対応を考えた場合、上述のごとき現象を
も克服した現像装置が待望されている。

本発明は上記の要望に十分に応えて、スリーブゴースト
現象を生ぜず、常に高濃度・鮮明な高品位の画像形成物
を出力させることができる現像装置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） 本発明は、現像剤として、　トナーと、該トナーと同極
性の第１の外添物質と、該トナーと逆極性でかつ該トナ
ーより充分高い帯電特性の第２の外添物質との混合から
なる一成分現像剤を用い、この現像剤を表面な粗面化し
た現像剤担持体面に供給して該現像剤担持体面に弾性力
で当接する弾性層厚規制部材により薄層として整層化さ
せ、その整層化現像剤層を現像領域へ搬送し潜像保持体
面の潜像を顕像化させる、ことを特徴とする現像装置で
ある。

又本発明は上記の現像装置において、前記現像剤担持体
の粗面は大きな一次凹凸と、その一次凹凸面に存在する
小さな二次凹凸との複合凹凸粗面であり、潜像の顕像化
は現像剤担持体の整層化現像剤層が現像領域において潜
像保持体面と隙間を存して対向していて現像剤担持体と
潜像保持体間に印加した交互電界による現像剤の往復飛
翔現象で実行される、ことを特徴とする現像装置である
。

（作用） 即ち、上記のように現像剤として特定組成の一成分現像
剤を用い、これを表面凹凸粗面の現像剤担持体面に供給
し弾性層厚規制部材で薄層に整層化して潜像の現像を実
行させたときは、−成分現像剤を現像剤担持部材表面（
スリーブ表面）と摩擦帯電させる基本的な帯電付与にお
いて、弾性層厚規制部材で押圧塗布して塗布厚を薄く、
しかもち密な表面状態で帯電特性も高水準で且つ安定し
た現像剤層が得られ、実際上、プリント画像上に担持体
メモリー現象（スリーブゴースト現象）によるポジゴー
スト又はネガゴーストをみることなく、全体に高濃度で
濃度ムラのない、鮮明・高品位の顕画像を安定に得るこ
とができた。

その理由・メカニズムは次のように考察される。つまり
、−成分現像剤を構成するトナーと同極性帯電の外添粒
子やトナー自体の微粉化した同極帯電粒子のような現像
剤担持体面付着粒子は、前述したように使用されずに担
持体面にいると帯電量過多になり、現像剤の担持体面か
らの離脱を生じがたくして現像濃度低下という問題を発
生するが、これとは逆のネガゴーストと呼んでいる現像
剤の不要な挙動による必要部分への現像不良あるいは不
要部分への不要な現像が生じるという問題も発生するこ
とがある。このネガゴーストの発生メカニズムは不明瞭
ではあるが、ポジゴーストと逆の現象と予想されている
。いずれにしても本発明はこれらのゴーストのいずれの
発生も大幅に防止できたことを最大の特有効果とするも
のである。

本発明でいうトナーに外添した逆極性の粒子（第２の外
添物質）が存在すると、トナーとこの逆極性粒子との間
の摩擦帯電はほとんど期待てきないから、トナーの担持
体面との摩擦帯電はかえって低下するという問題が発生
する。従って、このトナーと逆極性の帯電粒子に対して
トナーと同極性の帯電粒子（第１の外添物質）を増加さ
せることで、トナーが担持体面と良好に摩擦帯電できる
接触回数を高め、しかもトナー粒子同志士の凝集割合が
、トナーと逆極性の帯電粒子によって増加傾向にあるも
のを低減することができる。同時に、相対的に量は少な
いもののトナーと逆極性帯電の粒子は担持体面の極く細
かい前述のトナーと同極性で担持体面に固着しようとす
る、又は固着している粒子を回収する効果（ポジゴース
ト発生を解決）があるが、担持１体面とトナーとの接触
割合を減らすこととして作用することは避けられない。

本発明では、このポジゴーストの発生原因の上記微粒子
の回収効果をより高め、且つトナーの帯電割合を一層高
めるために、最終的に塗布域で弾性層厚規制部材の比較
的弱いが確実で同時に弾性押圧力によって現像剤と担持
体表面との摩擦な強制約に達成させることによって、上
記トナーと逆極性の外添粒子によるポジゴースト発生原
因微粒子を回収することを全体的に均一化させ、トナー
と担持体との摩擦帯電を確実なものにてきるものである
。

この塗布域での作用効果は得られた現像剤自体の機能を
一層確実で良好なものにするばかりでなく、環境変動に
よって不安定化するトナー帯電量変化があっても、良好
な現像が得られる範囲内の均一化したトナー帯電を達成
できるという利点がある。

簡単に言うと、この塗布域では現像剤担持体表面の清掃
と同時にトナーの摩擦帯電のための接触割合を高レベル
で確実なものにしているということである。

（実施例） 第１図は本発明に従う現像装置の一例の概略構成を示し
ている。本例の現像装置は面述第５図の現像装置との対
比において、現像剤として前記特定組成の一成分現像剤
ＴＡを用いること、現像剤担持体としての現像スリーブ
２の外周部を粗面化しであること、現像剤層厚規制部材
として弾性プレート４Ａを用いていることにおいて相違
し、他の構成は同じであるので、同一の符号を付して再
度の説明を省略する。

現像剤層Ｊ７規制部材としての弾性ブレード４Ａは弾性
ゴム・弾性プラスチック等であり、その上辺部側である
基部は現像剤容器１側に固定保持させ、ｒ辺部側をプレ
ート４Ａの弾性に抗して現像スリーブ２の回転方向に順
方向にたわめ状態にしてプレート内面ｎ１１をスリーブ
上面部に適度の弾性押圧力をもって当接させである。

（１）現像剤について 本発明で用いる一成分現像剤ＴＡは以下の構成であるこ
とか最も好ましい。即ち体積モ均粒径が５乃至３０μｍ
であり、個数分布における４μｍ以下゛の含有量か２乃
至２０個数％である帯電性トナー１００重量部に対して
、第２外添物質として平均粒径が０．１乃至１．０μｍ
である（好ましくは、真球度が１〜１．０２である球状
形状な有する）正帯電性樹脂粒子０．１〜３重量部、及
び第１の外添物質として−１００乃至−３００μＣ／ｇ
のトリポ荷電特性を有する疎水性シリカ微粉末０．０５
乃至３重量を少なくとも含有する静電荷像現像用−成分
系現像剤である。

又、本発明の特に有効な現像方法は該現像剤ＴＡを現像
剤担持体としての現像スリーブ２面に弾性層厚規制部材
としての弾性ブレード４Ａにより現像領域Ａにおける現
像スリーブ２と潜像保持体１００との最接近部の隙間間
隔αよりも薄い厚さに加圧塗布して担持させ、その担持
現像剤層の現像剤を現像スリーブ２と潜像担持体１００
間に印加した交互電界によって現像剤を往復飛翔させる
ことにより潜像の現像を実行させる所謂ジャンピング現
像方法である。

そして本発明は、特にスリーブゴースト現象の発生し易
い、−成分系現像剤をｒｔ擦帯電して負帯電性トナーを
弾性層圧規制部材４Ａで現像剤担持体面に塗布し負荷電
性を付与する現像剤塗布方法にとって特に有効である。

本発明に用いられる正帯電性樹脂微粒子はトリポ電荷量
が好ましくは＋５０μｃ／ｇ乃至＋６００μｃ　／　ｇ
　％さらに好ましくは＋１００μｃ／ｇ乃至＋６００μ
ｃ／ｇのものが用いられる。５０μｃ／ｇに満たないも
のを添加すると添加効果が少なくて現像剤担持体メモリ
ーの抑制効果の発現が少な（、また画像濃度の低下を引
き起こしやすい。また、＋６００μｃ／ｇよりも高いも
のを添加すると逆帯電性が強いために、非画像部へのカ
ブリが生じてしまう傾向がある。正帯電性樹脂粒子のト
リポ荷電特性は、トリポ電荷量として次の様にして測定
される。

すなわち、２５　　℃、５０〜６０％ＲＨの環境下に１
晩放置された樹脂微粒子０．２ｇと２００〜３００メツ
シユに主体粒度を持つ、樹脂で被覆されていないキャリ
アー鉄粉（例えば、日本鉄粉社製ＥＦＶ２００／３００
）　９９．８ｇとを前記環境下でおよそ２００ｃ、ｃ。

の容積を持つアルミニウム製ポットに入れ、６０分間混
合したのち、４ｏｏメツシユスクリーンを有するアルミ
ニウム製のセルを用いて、０．５Ｋｇ／ｃｒＴ？のブロ
ー圧にて、ブローオフ法により樹脂微粒子のトリボ電荷
量を測定する。

また、本発明に用いられる正帯電性樹脂微粒子は一次平
均粒径が０．１μｍ乃至１，０μｍの範囲で用いられ、
好ましくは０．２μｍ−１、０μｍのものを用いる。０
．１μｍに満たないものは現像剤担持体メモリーに対す
る効果が小さく、また１、０μｍよりも大きなものはト
ナー粒子表面から遊離し易く、非画像部に黒ポチカブリ
を誘発する原因となる。平均粒径の測定については、コ
ールタ−カウンターＮ４（日科機製）にて、溶媒中に超
音波による分散された状態で測定する。また、測定袋ｆ
ｆ１ｃＡＰＡ−５００型（堀場製作所製）で測定しても
良い。また、重合法等により得られた事実上単分散のも
のは倍率７，５００〜１０，０００倍の走査型電子顕微
鏡写真（Ｓ、Ｅ、Ｍ像）により測定しても良い。

正帯電性樹脂微粒子のトナーへの添加量は、トナー１０
０重量部に対し、０．１〜３．０重量部、好ましくは０
．２〜３．０重量部で用いられる。０．１重量部に満た
ない場合は、現像剤担持体メモリーに対する効果は少な
く、３．０重量部を越えると遊離物が発生し易くなり、
非画像部に黒ポチカブリを誘発しやすい。

本願発明で使用される正帯電性樹脂微粒子は球形状のも
のが好ましく、具体的には該樹脂微粒子の長径に対する
短径の比（長径／短径）が１．０乃至１．０２のものが
現像剤担持体メモリ現象を抑制または防止する効果に優
れている。

本発明に用いられる正帯電性樹脂微粒子は、スプレード
ライ法、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法などに
より製造される。粒子の保形性の点から正帯電性樹脂粒
子の樹脂はＧＰＣクロマトグラフ法による重量平均分子
量がｉｏ、ｏｏｏ乃至２００，０００のものが良い。本
発明の樹脂微粒子としては、メチルメタクリレート、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエ
チルメタクリレート、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルアミノ
エチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリ
ルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド。

４−ビニルピリジン、２−ビニルピリジンなどのビニル
モノマーまたはそれらモノマーの混合物を重合した樹脂
粒子を用いる。樹脂粒子に、正荷電性を付与するために
、含窒素重合開始剤を使用してモノマーを重合する方法
を用いても良く、また含窒素ビニルモノマーを含有する
モノマー組成物を重合する方法を用いても良い。

さらに、球形微粒子の比電気抵抗は環境依存性及び画像
安定性を考慮すると１０＠〜１ｏ１４Ω・ｃｍの範囲で
あることが好ましい。

本発明における電気的比抵抗（体積固有抵抗）の測定は
例えば第３図に示した装置で行う。同図において、４１
は台座、４２は押圧手段で、ハンドプレスに接続されて
いて、圧力計４３が付属している。４４は直径３．１０
０ｃｍの硬質がラスセルで、中に試料４５を入れる。４
６は真鍮製のプレスラムで、直径４．２６６ｃｍ、面積
１４．２８５７ｃｒｒｒ、　４７はステンレス製の押棒
で、半径０，３９７ｃｍ５面槙０．４面積ｃｒｒｒで、
プレスラム４６からの圧力を試料４５に加える。４８は
真鍮製の台、４９及び５０はベークライト製の絶縁板。

５１はプレスラム４６と台４８に接続された抵抗計、５
２はダイヤルゲージである。

第３図の装置において、ハンドプレスに油圧２０　Ｋ　
ｇ／　ｃ　ｒｒｒの圧力をかけると、試料には５７６Ｋ
ｇ／ｃ耐の圧力がかかる。抵抗計５１から抵抗を読み取
り、試料の断面積をかけて、ダイヤルゲージ５２から読
み取った試料の高さで割って体積固有抵抗を求める。

球形樹脂粒子オニ極性に帯電ざｆ’５．’：めｌこｌま
１、ｉｌ’ｆｆ、〆ｆ／必要に応じて粒子表面処理を施
しても良い。表面処理の方法としては、鉄、ニッケル。

コバルト、銅、亜鉛、金、銀等の金属を蒸着法やメツキ
法で表面処理する方法、または上記金属や磁性体、導電
性酸化亜鉛等の金属酸化物などをイオン吸着や外添など
により固定させる方法、顔料または染料、さらには重合
体樹脂等々摩擦帯電可能な有機化合物をコーティングや
外添などにより担持させても良い。

本発明に係る磁性トナーの結着樹脂としては、ポリスチ
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；スチレンー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−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、
スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体。

スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−
メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル
酸ジメチルアミノエチル共重合体。

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、スチレンービニルメチ
ルヶチン共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、ス
チレン−イソプレン共重合体。

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、ポリ酢
酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、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
、テンベル樹脂。

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、パラフィンワックス、カルナバワッ
クスなどが単独或いは混合して使用できる。

また、本発明に係る磁性トナーにさらに添加し得る着色
材料としては、従来公知のカーボンブラック、鋼フタロ
シアニン、鉄黒などが使用できる。

本発明に係る磁性トナーに含有される磁性微粒子として
は、磁場の中に置かれて磁化される物質が用いられ、鉄
、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末、もしく
はマグネタイト、γ−Ｆｅ２Ｏ３゜フェライトなどの合
金や化合物が使用できる。

これらの磁性微粒子は窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積
が好ましくは２〜２０　ｒｄ／ｇ、特に２６５〜１２ｒ
ｒｒ／ｇ、さらにモース硬度が５〜７の磁性粉が好まし
い。この磁性粉の含有量はトナー重量に対して１０〜７
０重量％が良い。

また、本発明のトナーには必要に応じて荷電制御剤を含
有しても良く、モノアゾ染料の金属錯塩。

サリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル
酸またはナフトエ酸の金属錯塩等の負荷電制御剤が用い
られる。さらに本発明に堡るｙｆトナーは体積固有抵抗
が１０１０Ω・ｃｍ以上、特に１０１２Ω・ｃｍ　　以
上であるのがトリボ電荷及び静電転写性の点で好ましい
。ここで言う体積固有抵抗は、トナーを１００Ｋｇ／ｅ
ｒｒ？の圧で成型し、これに１００ｖ／ｃｍの電界を印
加して、印加後１分を経た後の電流値から換算した値と
して定義される。

本発明に使用される負帯電性磁性トナーのトリポ電荷量
は一８μｃ／ｇ乃至一２０μｃ／ｇを有する必要がある
。−８μｃ／ｇに満たない場合は画像濃度が低い傾向に
あり、特に高湿下での影響が著しい。また、−２０μｃ
／ｇを超えると、トナーのチャージが高過ぎてライン画
像等が細く特に低湿下で貧弱な画像となる。

本発明の負帯電性トナー粒子とは、２５℃、５０〜６０
％ＲＨの環境下に１晩放置されたトナー粒子１０ｇと２
００〜３００メツシユに主体粒度を持つ、樹脂で被覆さ
れていないキャリアー鉄粉（例えば、日本鉄粉社製ＥＦ
Ｖ２００／３００）９０ｇとを前記環境下でおよそ２０
０ｃ、ｃ、の容積を持つアルミニウム製ポット中で充分
に（手に持って上下におよそ５０回振とうする）混合し
、４００メツシユスクリーンを有するアルミニム製のセ
ルを用いて通常のブローオフ法による、トナー粒子のト
リポ電荷量を測定する。

この方法によって、測られたトリボ電荷が負になるトナ
ー粒子を負帯電性のトナー粒子とする。

また、トナー粒子の体積平均粒子径は５〜３０μｍ１好
ましくは７〜１５μｍが良い。個数分布における４μｍ
以下の含有量は、２％〜２０％、好ましくは２〜１８％
が良い。

トナーの粒径の測定装置としてはコールタ−カウンター
Ｔ　Ａ　−ＩＩ型（コールタ−社製）を用い、個数平均
分布及び体積平均分布を出力するインターフェイス（日
科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピユータ（キャノ
ン類）を接続し電界液は１級塩化ナトリウムを用いて１
％ＮａＣ１水溶液を調製する。

測定法としては前記電界水溶液１００〜１５０ｍ１！中
に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼ
ンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料
を０．５〜５０　ｍ　ｇ加える。試料を懸濁した電界液
は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コ
ールタ−カウンターＴＡＩＩ型により、アパチャーとし
て１００μアパチヤーを用いて２〜４０μの粒子の粒度
分布を測定して体積平均分布。

個数平均分布を求める。

本発明に用いる負帯電性シリカ微粒子はトリボ電荷量が
一１００μｃ／ｇ乃至一３００μｃ／ｇを有するものが
使用される。また、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積が
７０〜３００ｄ１ｇであるもの（−次平均粒径が５μｍ
乃至３０μｍのものに相当）を用いることが好ましい。

トリボ電荷量が一１００μｃ／ｇに満たないものは、現
像剤自体のトリボ電荷量を低下せしめ、湿度特性が低下
する。また、−３００μｃ　／　ｇを超えるものを用い
ると現像剤担持体メモリーを促進させ、また、シリカ劣
化等の影響を受は易くなり、耐久特性に支障をきたす。

また、３ｏｏｒｄ／ｇより細かいものは現像剤への添加
効果がな（，７０ｒｒｒ／ｇよりあらいものは遊離物と
しての存在確率が大きく、シリカの偏積や凝集物による
黒ポチの発生原因となりやすい。

負帯電性のシリカ微粒子のトリボ値は１次の方法で測定
される。すなわち、２５℃、　５０〜６０％ＲＨの環境
下に１晩放置されたシリカ微粉体２ｇと２００〜３００
メツシユに主体粒度を持つ、樹脂で被覆されていないキ
ャリアー鉄粉（例えば、日本鉄粉社製ＥＦＶ２００／３
００）９８ｇとを前記環境下でおよそ２００ｃ、ｃ、の
容積を持つアルミニウム製ポット中で十分に（手に持っ
て上下におよそ５０回損色うする）混合する。

次に第４図に示す様に底に４００メツシユのスクリーン
３３のある金属製の測定容器３２に混合物約０．５ｇを
入れ金属製のブタ３４をする。このときの測定容器３２
全体の重量を秤りＷ＋（ｇ）とする。

次に、吸引機３１　（測定容器３２と接する部分は少な
くとも絶縁体）において、吸引口３７から吸引し風量調
節弁３６を調整して真空計３５の圧力を２５０ｍ　ｍ　
Ｈｇとする。この状態で充分吸引を行いシリカを吸引除
去する。このときの電位計３９の電位をＶ（ボルト）と
する。ここで３８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Ｗ
２（ｇ）とする。このシリカのトリボ電荷ｉｔ（μｃ／
ｇ）は下式の如（計算される。

ｖ 本発明に用いられるシリカ微粒子はケイ素ハロゲン化合
物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法または
ヒユームドシリカと称される乾式シリカ及び水ガラス等
から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能で
あるが、表面及び内部にあるシラノール基が少なく、製
造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。また、乾式シ
リカにおいては製造工程において例えば、塩化アルミニ
ウムまたは塩化チタンなど他の金属ハロゲン化合物をケ
イ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと
他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、
それらも包合する。

また、本発明に用いられるシリカ微粒子は、疎水化処理
されたものが好ましい。疎水化処理するには、従来公知
の疎水化方法が用いられ、シリカ微粉体と反応あるいは
物理吸着する有機ケイ素化合物などで化学的に処理する
ことによって付与される。好ましい方法としては、ケイ
素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ
微粉体をシランカップリング剤で処理した後、あるいは
シランカップリング剤で処理すると同時に、有機ケイ素
化合物で処理する。

最終的に、処理されたシリカ微粉体の疎水化度がメタノ
ール滴定試験によって測定された疎水化度として、３０
〜８０の範囲の値を示す様に疎水化された場合にこの様
なシリカ微粉体を含有する現像剤の摩擦帯電量がシャー
プで均一なる負荷電性を示す様になるので好ましい。

ここでメタノール滴定試験は疎水化された表面を有する
シリカ微粉体の疎水化度の程度を確認する実験的試験で
ある。

処理されたシリカ微粉体に疎水化度を評価するために本
明細書において規定される“メタノール滴定試験”は次
の如く行う。供試シリカ微粉体０．２ｇを容ｆｉ２５０
ｍ！！の三角フラスコ中の水５０ｍｊ？に添加する。メ
タノールをビューレットからシリカの全量が湿潤される
まで滴定する。この際、フラスコ内の溶液はマグネチツ
クスターラーで常時撹拌する。その終点はシリカ微粉体
の全量が液体中に懸濁されることによって観察され、疎
水化度は終点に達した際のメタノールおよび水の液状混
合物中のメタノールの百分率として表される。

また、これらのシリカ微粒子の適用量はトナー１００重
量部に対して、０．０５〜３重量部のときに効果を発揮
し、特に好ましくは０，１〜２重量部添加した際に優れ
た安定性を有する帯電性を示す現像剤を提供することが
できる。添加形態について好ましい態様を述べれば、現
像剤重量に対して０．０１〜１重量部の処理されたシリ
カ微粉体がトナー゛粒子表面に付着している状態にある
のがよい。

本発明の現像剤は、通常の負帯電性−成分系現像剤と比
較して、比較的高い凝集度を有している方が、好ましい
結果が得られている。すなわち、凝集度７０〜９５％を
有する一成分系現像剤が好ましい。凝集度が７０％未満
では、現像剤担持体メモリーが発生し易く、一方凝集度
が９５％を越えると画像濃度が薄くなる。

尚、上述の凝集度は、ホソカワミクロン株式会社製のパ
ウダーテスタと、２００メツシユのふるい、１００メツ
シユのふるい及び６０メツシユのふるいを順次重ねた三
段のふるいとを用いて測定した。測定手段としては、約
２ｇのトナーまたは現像剤からなる粉体を三段ふるいの
上段の６０メツシユのふるいの上にのせ、パウダーテス
タに２．５ｖの電圧を印加して、４０秒間三段ふるいを
振動させ、６０メツシユのふるいに残留した粉体重量ａ
ｇと、１００メツシユのふるいに残留した粉体の重ｆｌ
ｂｇと、２００メツシユのふるいに残留した粉体型ｆｌ
ｃｇとから下式によって凝集度を算出する。

また、＃番傘コーティング不良の判定は、トナー画像中
に直線状の白すしが目視によって確認されるか否かによ
っておこなった。トナー画像中の直線状の白すしは、ホ
ッパー内にトナー凝集体が生成し、それに起因してスリ
ーブ上にトナーがコートされない部分が発生し、そのた
め本来ならばトナー画像中にトナーが存在すべき部分に
、存在しなくなるために発現するものである。

本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない限りに
おいて、さらに他の添加剤例えばテフロン。

ステアリン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは定着助剤（例え
ば低分子量ポリエチレンなど）、あるいは導電性付与剤
として酸化スズの如き金属酸化物等を加えても良い。

本発明のトナーの製造にあたっては、熱ロール。

ニーグー、エクストルーダー等の熱混練機によって′構
成材料を良（混練した後、機械的な粉砕７分級によって
得る方法、あるいは結着樹脂溶液中に材料を分散した後
、噴霧乾燥することにより得る方法、あるいは、結着樹
脂を構成すべき単口体に所定材料を混合して乳化懸濁液
とした後に重合させてトナーを得る重合法トナー製造法
等、それぞれの方法が応用出来る。

（２）現像剤担持体の表面性と、弾性層厚規制部材の押
圧力について、 現像剤担持体としての現像スリーブ２の表面性について
は、トナー搬送性からは、スリーブ表面に凹凸をつける
ことが望ましい。しかしながらスリーブ表面を単に荒ら
すだけではスリーブ表面層には弾性プレート４Ａの圧力
により、トナー成分の樹脂や外添剤が付着され、多数枚
のプリントを行なうとプリント上面はカブリや画像欠け
が生じている。

本発明者等はスリーブ表面の汚染は弾性プレー）（４Ａ
の圧力や、トナー粒径、及びスリーブ表面の凹凸の影響
があるものと推定した。　弾性ブレード４Ａとスリーブ
２との線圧力について線圧が１０　ｇｒ／ｃｍ以下にな
ると、スリーブ２表面のトナーは均一薄層コートが出来
ない。又４８　ｇｒ／ｃｍ以上になると、スリーブ２の
長期間の回転によってスリーブ表面にはトナー成分又は
外添剤等によヮて汚染されることが判明し、使用可能領
域は１０　ｇｒ／ｃｍ　〜４８　ｇｒ／ｃｍの範囲内が
好ましいことがわかった。

スリーブ表面な粗面化処理したときその粗面は、第２図
の拡大模形図のように大きな一次凹凸ａとその一次凹凸
面に存在する小さな二次凹凸すとの複合凹凸構造が観察
される。

大きな一次凹凸ａに関してはトナーのスリーブ面融着に
はなんら影響しないが、小さな二次凹凸すはトナーの主
成分から第１及び第２の外添物質な剥ぎとり、かつこの
小さな二次凹凸すの中に閉じ込められ、スリーブ２の表
面性が変化して現像特性が損なわれ、プリントを行なう
とカプリや画像欠けの原因となる。

本発明者等は前述の小さな二次凹凸すを出来るだけ少な
くするか、又は前述の第１の外添剤又は第２の外添剤の
現像時の実質上の直径より小さくすることによフて、前
記外添剤を閉じ込められない状態にすれば、長期間の回
転でも現像特性の変化は認められないことを見出した。

大きな一次凹凸ａの直径は、トナー主成分を均一に搬送
するもので、トナーの平均粒径よりも大きく、かつトナ
ー粒径の１０倍以内であれば問題ない。又１０倍以上で
はスリーブ表面が鏡面と同様な問題（ムラ）が生じる。

実施例−１ 通常用いられるスチレン樹脂にマグネタイトを５０重量
部含有させ、帯電制御剤として含金属錯体を２重量部含
有させたうえ粉砕し、中心粒径１２μｍに分級して、乾
式の一成分負極性磁性トナーを作成した。

その後、第１の外添剤としてシランカップリング剤によ
り疎水化処理をした乾式製法によるシリカ０．４重量部
と、更に前記トナーと逆極性の第２の外添剤として樹脂
微粉末を０．４重量部それぞれ外添し、これをヘンシェ
ルミキサーによって混合、分散させて一成分現像剤とし
た。

本実施例で用いた現像剤の場合、二成分メツシュ法、即
ちキャリヤ（鉄粉）と混ぜた後に、ブローオフし、クー
ロンメータで電゛荷量を測定する方法によるトナーの電
荷量は一１５μｃ／ｇであり、シリカの帯電量は一２０
０μｃ／ｇである。

トナーと逆極性の樹脂はシリカの帯電量より充分高く３
００μｃ／ｇから３０００μｃ／ｇの範囲内で使用でき
、好ましくは４００μｃ／ｇである。

さらに上記トナーと逆極性の樹脂微分粉末はスチレンや
アクリル系樹脂などを懸濁重合するなどして得るが、得
た樹脂微分粉末の帯電量をブローオフ法などにより測定
して用いる。この場合トナーの粒子が１０μｍ〜１５μ
ｍのとき逆極性の樹脂は０．１μｍ〜１μｍの粒径が良
く、好ましくは０．４μｍ中心が良い。

上記現像剤ＴＡを用い、前述第１図の弾性ブレード４Ａ
でスリーブ２上に現像剤をコートする現像装置を使って
画出しを行なった。

トナーＴＡはスリーブ２との摩擦及びスリーブ２に圧接
している弾性ブレード４Ａによって、上記摩擦が強くな
り、トリポが高められてコーティングされる。スリーブ
２上の現像剤は潜像保持体（感光体）１００上に形成さ
れた静電潜像に対し、最近接域である現像極３ａ　（Ｓ
＋　＝８００ガウス）付近で現像される。

このとき潜像保持体１００と現像スリーブ間の最接近隙
間間隔αは３００μｍ程度であり、スリーブ２には現像
バイアスとして周波数１８００Ｈ２，ビークトウビーク
電圧が１６００Ｖ（７）ＡＣ電圧に、−４５０Ｖ　（＋
１００Ｖ可変）（７）ＤＣ電圧が重畳されたものが印加
されている。

なお、本実施例では明部電位部にトナーを付着させる反
転現像方式のレーザービームプリンターを用いており、
静電潜像の暗部電位と明部電位は、それぞれ−７００Ｖ
、−１００Ｖである。このときの現像コントラストに対
するベタ黒画像の反射濃度はおよそ１．３０になった。

一方、前述第５図に示した現像装置、すなわち一般に行
なわれているような、磁性プレー４を使用し、磁気カッ
トによりトナーを均一コーティングする現像装置により
画出しを行なった場合の反射濃度は０．８しかなかった
。このことかられかるように、磁性ブレード４による塗
布方式の現像装置では、濃度が低いが、弾性ブレード４
Ａを用いて現像剤の塗布を行なえばトリポが上がり、十
分高い濃度が得られる。

又、前述第６図（Ｃ）の画像サンプルにおけるような濃
度差（スリーブゴースト）も認められない。

なお、比較のために、−１２に行なわれている乾式−成
分負極性磁性トナーに従来例で述べた強い特性を示す乾
式ネガシリカを０．５重量部外添した現像剤を使って画
出しした結果を示すと、濃度は十分高い画像が得られる
が（反射濃度＝１．３〜１．４）、スリーブゴーストは
、かなり悪く（ＩＩＩｊｉ性ブレードブレード＝０．３
．弾性ブレードで濃度差＝０．３５）画像−トでめだっ
てしまい良質な画像は得られなかった。

実施例−２ 実施例−１と同様の成分にてトナーの中心粒径を５μｍ
に分級しかつ第１の外添剤を０．４重量部で、かつ実質
上の直径０．８μｍ、及び直径０．４μｍの第２の外添
剤を０．４重量部をそれぞれ外添し、ヘンシェルミキサ
ーによって混合分散されてこれを現像剤ＴＡとした。

又、スリーブ２表面を丸いガラスピースで注意深くブラ
スト加工することでｎη述第２図の小さな二次凹凸すを
０．４μｍ以下にし、かつ大きな一次凹凸ａを４０μｍ
に作成し、第１図の現像装置によって画像出しを行なっ
た所、長期間にわたってスリーブ２表面の汚れもなく、
かつ画像濃度ムラが生じることはない。この場合、弾性
ブレード４Ａの圧力を２０　ｇｒ／ｃ＋ｎに設定した。

以上の実施例では、ネガトナーの帯電量制御をする例で
示したか、ポジトナーの帯電量制御であっても構わない
。

又、実施例で弾性ブレード４Ａはスリーブ２の回転方向
に向かうようにスリーブに当接する例で説明したか、逆
の方向、すなわち、スリーブ２の回転方向に逆らう方向
に弾性ブレード４Ａをスリーブに当接させても構わない
。

弾性ブレードとしてはシリコンゴム、ＮＢＲ等のゴム弾
性体、ステンレス鋼等の金属弾性体、ポリエチレンテレ
フタレート等の合成樹脂弾性体等が使用できる。

尚、本発明で弾性ブレード４Ａがスリーブ２に当接する
というのは、現像剤が存在しない場合はプレート４Ａが
スリーブ２に直接当接しており、現像剤が存在する場合
は現像剤薄層をスリーブ２上に押し付けるように弾性的
にスリーブ方向に付勢されていることを言う。

トナーは磁性トナーに限らず、非磁性トナー、−成分絶
縁性トナー、同導電性トナーであってもよい。

第１図の現像装置において現像スリーブ２は非回転にし
、内部のマグネットローラ３を回転させることにより現
像剤層を非回転の現像スリーブ周面に沿って担持搬送状
態にさせて潜像の現像を実行させることができる。

現像スリーブ２はエンドレス回動ベルトの形態のものに
することもできる。

（発明の効果） 以上のように本発明の現像装置に依れば、スリーブゴー
スト現象によるポジゴーストもしくはネガゴーストを生
じさせず、常に高濃度・鮮明な高品位の画像形成物を出
力させることができるもので、所期の目的がよく達成さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う現像装置の一例の概略構成図、第
２図は現像剤担持体の凹凸粗面状態の拡大模形図、第３
図は電気的比抵抗（体積固有抵抗）測定装置の構成図、
第４図はトリポ測定装置の斜視図、第５図は磁性ブレー
ドによる現像剤塗布方式の現像装置の概略構成図、第６
図（ａ）　、　（ｂ）　。 （Ｃ）はスリーブゴースト（ポジゴースト）形成原因説
明図である。 ２は現像剤担持体としての現像スリーブ、４Ａは弾性層
厚規制部材としての弾性ブレード、ＴＡは一成分現像剤
、１００は潜像保持体。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤として、トナーと、該トナーと同極性の第
   １の外添物質と、該トナーと逆極性でかつ該トナーより
   充分高い帯電特性の第２の外添物質との混合からなる一
   成分現像剤を用い、この現像剤を表面を粗面化した現像
   剤担持体面に供給して該現像剤担持体面に弾性力で当接
   する弾性層厚規制部材により薄層として整層化させ、そ
   の整層化現像剤層を現像領域へ搬送し潜像保持体面の潜
   像を顕像化させる、ことを特徴とする現像装置。
2. （２）前記現像剤担持体の粗面は大きな一次凹凸と、そ
   の一次凹凸面に存在する小さな二次凹凸との複合凹凸粗
   面であり、潜像の顕像化は現像剤担持体の整層化現像剤
   層が現像領域において潜像保持体面と隙間を存して対向
   していて現像剤担持体と潜像保持体間に印加した交互電
   界による現像剤の往復飛翔現象で実行される、請求項１
   記載の現像装置。