JPH02167566A - 画像形成方法 - 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、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等に適
用される画像形成方法に関し、特に球形化された磁性ト
ナーを用いた画像形成方法に関する。

〔技術の背景〕

一般に、電子写真法においては、光導電性材料よりなる
感光層を有する潜像担持体（以下「感光体」ともいう。

）に均一な静電荷を与えた後、像様露光を行うことによ
り当該感光体の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像
を現像剤により現像してトナー画像が形成される。得ら
れたトナー画像は紙等の転写材に転写された後、加熱あ
るいは加圧などにより定着されて複写画像が形成される
。

静電潜像を現像する方法としては、湿式現像法と、乾式
現像法とが知られているが、高速複写が可能である等の
観点から乾式現像法が好ましい。

斯かる乾式現像法に用いられる現像剤としては、一般に
、磁性体を含有しない非磁性トナーと磁性を有するキャ
リアとよりなるいわゆる二成分系現像剤と、磁性体を含
有してなる磁性トナーのみよりなるいわゆる一成分系現
像剤とが知られているが、トナー濃度の調整を必要とせ
ず、現像器の構成を簡素化できる観点から、磁性トナー
よりなる一ｉ分系現像剤が好ましい。

斯かる磁性トナーは、通常、磁気力により現像剤搬送担
体上に担持されながら現像領域に搬送されるが、磁性ト
ナーがいわゆる不定形である場合には、その磁化に方向
性が生じ、そのため現像剤搬送担体上に均一な密度およ
び厚さの現像剤層を形成することが困難となる。

しかも、磁性トナーが不定形であると流動性が低く、そ
のため現像器内に上部から補給された磁性トナーが上部
に滞留して内部に空洞ができるいわゆるカマクラ現象が
発生してトナーの搬送性が不安定となる。

さらに、磁性トナーが不定形であると現像剤搬送担体の
表面との摩擦接触面積も減少するので摩擦帯電の立上が
りが鈍くなり、そのため弱帯電または逆極性の磁性トナ
ーの割合が増大し、その結果、感光体上のトナー像にカ
ブリ、フリンジ現象が発生し、また定着画像においては
細線再現性が悪化する問題がある。ここで、「フリンジ
現象」とは、感光体上の静電潜像の近傍の非画像部に主
に逆極性トナーが付着する現象をいう。

斯かるフリンジ現象が発生すると、トナーの消費量が増
加するため経済的な画像の形成が困難となり、また、逆
極性トナーは転写されずに残留しやすいため、クリーニ
ングの負担が増大し、クリニンク不良が生じやすい。ま
た、得られた画像の細線再現性が悪くなる。

このような問題を解消するためには、磁性トナを球形化
することが有効である。

従来においては、次のような球形化の技術が提案されて
いる。

（１）混練、粉砕、分級の各工程を経て得られた粒子粉
末の表面をスプレードライヤーを用いて熱風等により溶
融して球形化を図る技術（特開昭５６５２７５８号、特
開昭５９−１２７６６２号公報参照）。

（２）造粒重合法によりトナーを製造して球形化を図る
技術（特開昭５６−１２１０４８号公報参照）。

（３）混練、粉砕、分級の各工程を経て得られた粒子粉
末を、熱気流中に分散してその表面を溶融して球形化を
図る技術（特開昭５８−１３４６５０号公報参照）。

（４）混練、粗粉砕して得られた粒子粉末を、流入空気
の温度を制御することにより、微粉砕すると同時に球形
化を図る技術（特開昭６１−６１６２７号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記（１）、（３）および（４）の技術におい
ては、いずれも粒子粉末の表面を熱的に溶融して球形化
を図るため、粒子粉末のすべての粒子に均等に熱を与え
て溶融することができず、従って、形状が不揃いとなっ
て粒径分布が広くなり、所望の粒径分布の磁性トナーを
高い収率で製造することが困難となる。

そして、定着性の向上を図るためには磁性トナー粒子中
にワックスを含有させることが有効であるが、斯かるワ
ックスが含有された粒子の表面を熱的に溶融して球形化
する場合には、ワックスが粒子の表面に滲みでてその表
面特性が変質しゃすい。このような熱の効果を全粒子に
均一に与えることは不可能である。そのため、摩擦帯電
性が不均一となり、弱帯電または逆極性の磁性トナーの
割合が増大し、その結果、フリンジ現象が増大し、その
ためクリーニングの負担が増大し、クリーニング不良の
原因となり、画質の面においては細線再現性が悪化する
問題がある。

上記（２）の技術においては、造粒重合法を採用するた
めバインダー樹脂として選択し得る樹脂の範囲が狭くて
不利であり、また樹脂粒子中に磁性体微粒子を均一に分
散含有させることが困難であり、その結果、得られる磁
性トナーの磁気的特性が不揃いとなって、トナー飛散、
現像ムラ等の種々の障害が発生ずる問題点がある。

本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、その目的は、フリンジ現象の発生を抑制することが
でき、しかも転写率が高くて画像濃度が十分でかつ細線
再現性の優れた画像を形成することができる画像形成方
法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、現像剤搬送担体上
に形成した薄層の現像剤層を潜像担持体上の静電潜像に
接触させて現像する現像工程を有する画像形成方法にお
いて、前記現像剤を構成するトナーが、バインダー樹脂
、荷電制御剤、磁性体およびワックスを、混練工程、粉
砕工程および／または分級工程を経ることにより粒子と
し、当該粒子に、気相中において衝撃力による機械的エ
ネルギーを繰り返して付与することにより、実質上球形
化した磁性トナーであることを特徴とする。

そして、現像剤搬送担体が、回転される現像スリーブと
、当該現像スリーブの内部に固定して配置されたマグネ
ットとを有してなることが好ましい。

また、現像の際に、現像領域に振動電界を形成すること
が好ましい。

〔作用〕

磁性トナーが、粒子に気相中において衝撃力による機械
的エネルギーを繰り返して付与して球形化されたもので
あるので、各粒子が受ける衝撃力が均一化され、磁性ト
ナーの粒径分布が揃ったものとなり、また、粒子に含有
されたワックスの滲み出しが生ぜず、磁性トナーの表面
特性が揃ったものとなる。

このように磁性トナーが実質上球形化され、かつ粒径分
布および表面特性が揃ったものとなるので、磁性トナー
と、例えば現像剤搬送担体表面、現像器の内壁、現像剤
撹拌部材等との摩擦接触により、磁性トナーが、荷電制
御剤により特定された一方の極性で、しかも適正な範囲
の帯電量で摩擦帯電するようになる。従って、逆極性の
磁性トナー、弱帯電の磁性トナーの割合が格段に少なく
なる。

また、球形化により磁性トナーの流動性が向上するので
現像剤搬送担体上に均一な厚さの薄層の現像剤層を形成
でき、そして球形化により磁性トナー粒子の磁化に方向
性がなくなるので、現像剤搬送担体上に磁気力により担
持された薄層の現像剤層が安定に現像領域に搬送される
。

従って、現像領域において薄層の現像剤層を静電潜像に
接触させて現像を行うと、フリンジ現象が発生せずに、
十分な濃度で細線再現性の優れたトナー像が形成される
。

そして、磁性トナーの摩擦帯電性が安定していることか
らトナー像を構成する磁性トナー粒子は十分な電荷を保
持しており、そのため転写工程においては静電的な転写
手段によりトナー像が高い転写率で転写材に転写される
。

これらの結果、定着画像の濃度および細線再現性が十分
となり、また磁性トナーの消費量が軽減されるとともに
、クリーニングの負担も軽減される。

また、磁性トナーの摩擦帯電性が安定しているので、回
転される現像スリーブと、この現像スリーブの内部に固
定して配置されたマグネットとにより構成された簡単な
現像剤搬送担体により、薄層の現像剤層を安定に現像領
域に搬送することができる。

また、現像の際に、現像領域に振動電界すなわち交流お
よび直流のバイアス電界を印加することにより、線画の
画質が向上する。

そして、薄層の現像剤層を静電潜像に接触させて現像す
るので、現像領域の最小間隙を小さくすることができ、
そのため小さな印加電圧で十分な現像電界が得られ、高
い画像濃度が得られる。

〔発明の具体的構成〕

以下、本発明を具体的に説明する。

本発明の画像形成方法においては、特定のトナからなる
現像剤を用いる。すなわち、現像剤を構成するトナーは
、バインダー樹脂、荷電制御剤、磁性体およびワックス
を、混練工程、粉砕工程および／または分級工程を経る
ことにより粒子とし、当該粒子に、気相中において衝撃
力による機械的エネルギーを繰り返して付与することに
より、実質上球形化した磁性トナーである。

この球形化処理において、粒子に付与する機械的エネル
ギーは、例えば粉砕時に通常必要とされる機械的エネル
ギーの１１５〜１／１０程度の大きさの機械的エネルギ
ーである。具体的には、バインダー樹脂の特性によって
も異なり一概には規定することができないが、−例にお
いては、粒子１個当たり、１．５９Ｘ１０−’〜９．５
６Ｘ１０−５ｅｒｇ　、好ましくは１．２０Ｘ１０−〜
１．６０　Ｘ　１０−’ｅｒｇの機械的エネルギーを付
与すればよい。

磁性トナーの平均粒径は、５〜２０μ謂であることが好
ましい。斯かる平均粒径を有する磁性トナーによれば、
解像度の高い画像を懲戒することができる。

磁性トナーの粒径分布は狭いことが好ましく、具体的に
は、９５重量％以上の磁性トナー粒子が磁性トナーの平
均粒径の０．５〜２．０倍の範囲にあることが好ましい
。

なお、磁性トナーの平均粒径および粒径分布は、「コー
ルタ−カウンタ」　（コールタ−社製）を用いて測定さ
れたものであり、平均粒径とは、重量累積が５０重量％
になったときの粒径をいう。

磁性トナーを構成するバインダー樹脂としては、特に限
定されず従来公知の樹脂を用いることができる。具体的
には、例えばスチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹
脂、スチレン−ブタジェン系樹脂、ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂等を
用いることができる。

磁性トナーを構成する磁性体としては、磁場によってそ
の方向に強く磁化する物質、例えば鉄、フェライト、マ
グネタイトをはじめとする鉄、ニッケル、コバルト等の
強磁性を示す金属あるいはこれらの金属を含む合金また
は化合物、強磁性元素を含まないが適当に熱処理するこ
とによって強磁性を示すようになる合金、例えばマンガ
ン−銅アルミニウムもしくはマンガン−銅−錫等のホイ
スラー合金とよばれる種類の合金または二酸化クロム等
を挙げることができる。

磁性体は、揃った磁気特性を得るために、バインダー樹
脂中に均一に分散含有されることが好ましく、そのよう
な観点から、その平均粒径は５０〜２００ｈμが好まし
い。また、磁性体の含有割合は、磁性トナーの１５〜６
５重量％が好ましい。

磁性トナーに含有される荷電制御剤としては、各種の顔
料または染料を用いることができる。具体的には、ニグ
ロシン系、アゾ系、第４級アンモニウム塩系、チオ尿素
系等の顔料または染料を用いることができる。これらの
荷電制御剤は組合せて用いてもよい。荷電制御剤の含有
割合は、バインダー樹脂と磁性体の合計１００重量部に
対して、例えば０．５〜１０重量部程度である。

磁性トナーに含有されるワックスとしては、例えばポリ
オレフィン、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、部分ケン
化脂肪酸エステル、高級脂肪酸、高級アルコール、流動
または固形のパラフィンワックス、アミド系ワックス、
多価アルコールエステル、シリコーンワニス、脂肪族フ
ロロカーボン等を用いることができる。機械的衝撃力を
用いて母粒子を粉砕せずに効率的に球形化するためには
、トナー成分として含有するワックスは、ポリエチレン
、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、また
ＪＩＳ　Ｋ７２０２により測定したロックウェル硬度が
Ｒ３０〜Ｒ１２０、特にＲ８０〜Ｒ１２０のものが好ま
しい。これらのワックスは組合せて用いてもよい。ワッ
クスの含有割合は、バインダー樹脂と磁性体の合計１０
０重量部に対して例えば１〜１０重量部である。

磁性トナーにおいては、通常、磁性体が黒色の着色剤と
しての機能を兼用する場合が多いが、有彩色のトナーを
得る場合には、その他の着色剤を含有させてもよい。斯
かる着色剤としては、例えばカーボンブラック、フタロ
ンアニンブルー　ベンジジンイエロー　ニグロシン染料
、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロ
ー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キ
ノリンイエロー、メチレンブルークロライド、マラカイ
トグリーンオクザレート、ランプブラック、ローズベン
ガル等の染料および顔料等を用いることができる。これ
らの物質は単独でもしくは組合せて用いてもよい。

本発明に用いる磁性トナーには、流動性の向上を図るた
めにさらに無機微粒子が添加混合されていてもよい。斯
かる無機微粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、チ
タニア、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チ
タン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛
、ケイ砂、フレ、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化ク
ロム、酸化セリウム、ベンガラ、二酸化アンチモン、酸
化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭
酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素
等の微粒子を挙げることができる。

これらのうち特にシリカが好ましい。このシリカとして
は、一般に知られているコロイド状シリカを用いること
ができ、特に疎水化処理されたものが好ましい。コロイ
ド状シリカ微粒子の市販品としては、例えば「アエロジ
ル２００」、「アエロジル３００」、「アエロジル１３
０Ｊ　　（以上、日本アエロジル社魁）等を挙げること
ができる。また、疎水化処理されたものとしては、例え
ば「アエロジルＲ−９７２Ｊ、「アエロジルＲ−８１２
Ｊ、「アエロジルＲ−８０５Ｊ等を挙げることができる
。

これらの無機微粒子の１次粒子の平均粒径は、例えば５
ｍμ〜２／７ｆｆｉ程度が好ましい。また、無機微粒子
の添加割合は、磁性トナーの例えば０．０１〜５重量％
程度が好ましい。

本発明に用いる磁性トナーには、クリーニング性等の向
上を図る目的でさらに滑剤が添加混合されていてもよい
。斯かる滑剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステ
アリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリ
ン酸、その他を挙げることができる。これらの滑剤の添
加割合は、磁性トナーの例えば０．０１〜２重量％程度
が好ましい。

次に、磁性トナーの製造方法について説明する。

まず、バインダー樹脂と、磁性体と、荷電制御剤と、ワ
ックスと、その他必要に応じて用いられる添加剤とを、
予備混合し、次いで例えばエクストルーダー等を用いて
溶融しながら混練する。その後冷却し、次いで例えばハ
ンマーミル、ウィレー式粉砕機等を用いて粗粉砕し、さ
らに例えばジェットミル等を用いて微粉砕し、次いで分
級して、所望の粒径の粒子を得る。

次に、衝撃式粉砕機を改良した表面処理装置等を用いて
、上記粒子粉末に、気相中において衝撃力による機械的
エネルギーを繰返して付与することにより、実質上球形
化処理を行って、磁性トナーを得る。また、必要に応じ
てさらに無機微粒子、滑剤等の外部添加剤を添加混合し
て特性の改良された磁性トナーを得る。

第１図は、表面処理装置の一例を示す説明図であり、同
図において、３１は粉体投入弁、３２は粉体投入シュー
ト、３３は循環回路、３４はケーシング、３５は回転盤
、３６はブレード、３７はステーター、３８は冷却また
は加熱用のジャケット、３９は粉体排出シュート、４０
は粉体排出弁である。なお、矢印は粉体の軌跡を表す。

ブレード３６を有する回転盤３５を高速回転させると、
このブレード３６により内部空気に遠心力が作用して回
転盤３５の外側が加圧状態となり、回転盤３５の中心部
が負圧状態となる。

しかして、循環回路３３によって、回転盤３５の外側と
中心部とが連結されているので、回転盤３５の外側の加
圧空気が循環回路３３を介して回転盤３５の中心部へと
移り、空気の循環流が形成される。

このような空気の循環流が形成された状態において、循
環回路３３の途中に設けられた粉体役人シュート３２よ
り粒子を投入すると、投入された当該粒子はこの循環流
とともに循環回路３３を介して循環するようになり、こ
の循環過程において、粒子はブレード３６と衝突して衝
撃力を受け、これにより粒子が球形化される。斯かる循
環過程を一定時間行った後、粉体排出弁４０を開いて遠
心力により粒子の処理物を排出させると、球形化された
粒子が得られる。

斯かる循環過程において、装置内部の温度を制御するた
めに、ステーター３７側に設けられたジャケット３８に
より循環口ｖｌ！３３および粉体投入ンユート３９を冷
却または加熱してもよい。

次に、感光体について説明する。感光体としては、例え
ばセレン感光体、酸化亜鉛感光体、硫化カドミウム感光
体、有機感光体、アモルファスンリコン感光体等を用い
ることができる。

次に、本発明の画像形成方法の各工程について具体的に
説明する。

（現像工程） 上記の如き特定の磁性トナーからなる一分糸現像剤を用
い、現像剤搬送担体上に、薄層の現像剤層を形成する。

この薄層の現像剤層の厚さは、現像領域の最小間隙Ｄｓ
ｄよりも大きいことが必要である。そして、薄層の現像
剤層を現像領域に搬送して当該現像剤層を感光体上の静
電潜像に接触させて現像する。現像の際に、現像領域に
振動電界を形成することが好ましい。現像領域の最小間
隙Ｄｓｄは、５０〜５００μ贋程度が好ましい。

薄層の現像剤層を現像領域に搬送するための現像剤搬送
担体としては、特に限定されないが例えばバイアス電圧
を印加し得る従来と同様の構成のものを用いることがで
きる。特に、回転される筒状の現像スリーブ内に複数の
磁極を有するマグネットが固定して配置された構造のも
のが、構造が簡単な点で好ましい。

薄層の現像剤層を形成する手段としては特に限定されな
いが、例えば現像剤搬送担体の表面にその先端が接近す
る状態に配置された規制ブレードにより現像剤層を薄層
とする手段、例えば弾性を有する板状の薄層形成部材を
現像剤搬送担体の表面に弾性的に圧接配置し、現像剤を
当該薄層形成部材と現像剤搬送担体との間を通過させる
ことにより、現像剤層を薄層とする手段等を用いること
ができる。なお、薄層形成部材を用いる場合は、その先
端が現像剤搬送担体の回転方向の上流側を向くように当
該現像剤搬送担体に対し押圧された弾性板であることが
好ましい。

現像剤層を薄層とすることにより、現像領域の最小間隙
Ｄｓｄも十分に小さくすることができ、そのため小さな
バイアス電圧で十分なバイアス効果を発揮させることが
可能となる。従ってトナー飛散、バイアス電圧のリーク
等を有効に防止することができる。また、最小間隙Ｄｓ
ｄを小さくすることにより、現像領域に形成される電界
強度が大きくなり、さらには静電潜像のコントラストが
太きくなるため、解像度、細線再現性が全般的に向上す
る。

しかして、現像領域に搬送する現像剤層が薄層であると
、一般に、搬送トナー量が減少して画像濃度が不足する
おそれがある。このため、従来は、現像スリーブ内に配
置するマグネットを回転させることにより、搬送トナー
量の不足をカバーしていた。これは、従来の磁性トナー
においては、摩擦帯電性が不安定なため薄層の現像剤層
を構成する磁性トナーの中には弱帯電もしくは逆極性の
磁性トナーが相当に存在し、そのため実際に現像に供さ
れる磁性トナーの割合が低いからである。

これに対して、本発明においては、磁性トナーが球形化
されていて流動性が高いうえ、粒径分布が狭くて摩擦帯
電性が揃っているので、薄層の現像剤層を構成する磁性
トナーのほとんどが十分に現像に供される状態にある。

従って、現像スリーブ内に配置するマクネットを固定し
た状態でも現像領域への搬送トナー量を十分とすること
ができる。このため装置の構成を簡素化することが可能
となる。

（転写工程） 現像により形成された感光体上のトナー像を紙等の転写
材に転写する。

この転写工程においては、静電転写方式を好ましく用い
ることができる。具体的には、例えば直流コロナ放電を
生じさせる転写器を、転写材を介して感光体に対向する
よう配置し、転写材にその裏面側から直流コロナ放電を
作用させることにより感光体の表面に担持されていたト
ナーを転写材の表面に転写する。

この転写工程においては、感光体上のトナー像を構成す
る磁性トナー粒子のほとんどが十分な摩擦帯電電荷を有
しているので、静電転写方式により高い転写率で転写さ
せることができる。

（クリーニング工程） クリーニング手段は、特に限定されないが、例えば感光
体の表面に接触配置したクリーニングブレードを好まし
く用いることができる。このクリニングブレードによれ
ば、転写されずに感光体の表面に残留した磁性トナーが
掻き取り除去される。なお、本発明においては、転写工
程でのトナー像の転写率が高いので、クリーニングの負
担が相当に軽減される。

なお、クリーニング工程の前段においては、クリーニン
グを容易にするために感光体の表面を除電する除電工程
を付加することが好ましい。この除電工程は、例えば交
流コロナ放電を生じさせる除電器により行うことができ
る。

（定着工程） 転写工程によって、トナー像が転写された転写材を、加
熱定着装置あるいは加圧定着装置等により定着処理し、
もって定着画像を形成する。

第２図は本発明の実施に用いることができる画像形成装
置の一例を示す説明図である。同図において、５０は感
光体、５１は帯電器、５２は露光光学系、５３は現像器
、５４は除電用ランプ、５５は転写電極、５６は分離電
極、５７は除電電極、５８はクリーニング器、５９はク
リーニングブレード、６０は定着器、６１は賑稿台であ
る。この装置は、露光光学系５２が固定配置され原稿台
６１が移動されるタイプのものである。

帯電器５１により感光体５０の表面が一様に帯電され、
この帯電された感光体５０の表面が露光光学系５２によ
り像様露光されて当該感光体５０上に原稿に対応した静
電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器５３によ
り現像処理されてトナー像が形成される。

かくして得られたトナー像は、除電用ランプ５４により
除電されて転写されやすい状態とされた後、転写電極５
５により転写紙Ｐに転写される。転写紙Ｐは分離電極５
６により感光体５０から分離され、定着器６０で定着処
理を受け、もって定着画像が形成される。一方、感光体
５０は除電電極５７により除電されたうえ、クリーニン
グ器５８により転写されずに感光体５０上に残留した残
留トナーが掻き取り除去される。

現像器５３の詳細を第３図に示す。同図において、７１
は現像スリーブ、７２はマグネットであり、これら現像
スリーブ７１およびマグネット７２により現像剤搬送担
体が構成されている。マグネット７２はＮ極とＳ極とが
周に沿って交互に配置されてなる構成であり、現像器５
３に対して位置が固定されている。７４は薄層形成部材
、７５は第１の撹拌部材、７６は第２の撹拌部材、７７
はトナー補給容器、７８はトナー補給ローラ、７９は現
像剤溜まり、８０は交流および直流のバイアス電圧を印
加するためのバイアス電源、８１は現像領域である。な
お、第１の撹拌部材７５と、第２の撹拌部材７６とは、
矢印で示すように互いに反対方向で衝突することなく撹
拌領域がオーバーラツプするように回転される構造であ
る。

この現像器５３において、現像剤溜まり７９内の磁性ト
ナーが撹拌部材７５および７６により撹拌されると、当
該撹拌部材７５および７６、現像スリーブ７１、現像器
５３の内壁等との摩擦接触により摩擦帯電される。そし
て、摩擦帯電した磁性トナーは、矢印方向に回転する現
像スリーブ７１の表面に固定されたマグネット７２の磁
気力により担持される。

現像スリーブ７１の表面に担持された磁性トナー層は、
当該現像スリーブ７１の表面に圧接配置された弾性体よ
りなる板状の薄層形成部材７４により薄層化される。

この薄層形成部材７４は、固定部材により一端が固定さ
れて弾性が付与された、例えば磁性または非磁性の金属
、金属化合物、プラスチック、コム等により形成され、
その厚さは極めて薄いことが好ましく、また当該厚さが
均一であることが好ましい。具体的には、その厚さは５
０〜５００μｍが好ましい。

この薄層形成部材７４は、その先端部に近い一面側にお
いて現像スリーブ７１に弾性的に圧接され、当該薄層形
成部材７４と現像スリーブ７１との間を現像剤を少しず
つ通過させるようにして現像剤の搬送量が規制される。

現像剤中の不純物、凝集物等は薄層形成部材７４により
現像領域８１への進入が防止され、従って現像領域８１
に搬送される現像剤層が薄層てあってしかもその厚さが
均一で安定したものとなる。また、現像領域８１への搬
送トナー量は、薄層形成部材７４の現像スリーブ７１に
対する押圧力や接触角を変えることにより十分に制御す
ることができる。

薄層浴底部材７４により薄層とされた現像剤層は、現像
スリーブ７１により現像領域８１に搬送され、この現像
領域８１において、矢印方向に回転する潜像担持体５０
上に形成された静電潜像に薄層の現像剤層が接触して現
像が行われ、トナー像が形成される。

現像に際しては、現像領域８１にバイアス電源８０によ
り交流および直流のバイアス電圧を印加することにより
振動電界が形成されるので、線画の画質が向上する。

なお、現像スリーブ７↓上に形成された薄層の現像剤層
の厚さは、例えば「ニコンプロフィールプロジェクター
」　（日本光学株式会社製）を用い、現像スリーブ７１
のスクリーンへの投影像と、現像スリーブ７１上に薄層
の現像剤層を形成した状態のスクリーンへの投影像との
位置の比較により現像剤層の厚さを求めることができる
。

クリーニング器５８は、クリーニングブレード５９を有
してなる。このクリーニングブレード５９は例えば厚さ
１〜３ｍｍの硬質ウレタンゴム等の弾性体によって構成
され、感光体５０の幅（第２図において紙面に垂直方向
）に相当する長さを有し、ブレードホルダー（図示せず
）によって、圧接位置と圧接解除位置とに切り換え可能
に保持されている。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明が
これらの実施例に限定されるものではない。

（磁性トナーの製造） （１）磁性トナーＴｌ（本発明用） ・スチレン・メチルメタクリレート・ブチルアクリレー
ト共重合体樹脂（組成比−７５：　１０　：　１５ガラ
ス転移点Ｔｇ　＝５９℃〉５０重量部・磁性体（ＢＬ−
１００、マグネタイト、チタンエ某社製）５０重量部 ・荷電制御剤にグロンンＳ○、オリエント化学工業社製
、正帯電性）　　　　　　　１重量部・ワックス（ロッ
クウェル硬度がＲ１１０のポリプロピレン）　　　　　
　　　　　　　３重量部以上の物質を、Ｖ型ブレンダー
により予備混合し、その後エクストルーダーにより１２
０℃で混練した。混練後、冷却し、粗粉砕し、さらにジ
ェットミルにより微粉砕し、そしてジグザグ分級機によ
り分級して、平均粒径Ｉ）ｓｏが１１．５ＪＪＭの不定
形の粒子へを得た。

次に、上記不定形の粒子Ａを第１図に示した衝撃式の表
面改質装置に移して、気相中において、加熱せずに、衝
撃羽根の回転数を８００Ｏｒｐｍとして３分間にわたり
球形化処理を行って、実質上球形化された粒子Ｂを得た
。この球形化された粒子Ｂの平均粒径Ｉ）ｓｏは１１．
４μｍであった。

この球形化された粒子Ｂに、疎水性シリカ微粒子（Ｒ−
９７２，日本アエロジル社製）を０．４重量％、ステア
リン酸亜鉛を０．４重量％となる割合で外部から添加混
合して、磁性トナーＴＩを得た。

この磁性トナーＴ１の静嵩密度は、０．７６　ｇ　／ｃ
ｍ３であった。

（２）磁性トナーｔｌ（比較用） 磁性トナーＴ１の製造において、不定形の粒子へを球形
化処理しないで、この粒子へに、磁性トナーＴ１の場合
と同様に疎水性シリカ微粒子およびステアリン酸亜鉛を
添加混合して比較用の磁性トナーｔ１を得た。この磁性
トナーｔ１の静嵩密度は、０．６５　ｇ　／ｃｍ３であ
った。

（３）磁性トナーｔ２（比較用） 磁性トナーＴｌの製造において、不定形の粒子Ａをスプ
レードライヤーを用いて熱風により溶融して球形化し、
再度分級工程を経て粒子Ｃを得た。

この粒子Ｃの平均粒径Ｄｓｏは１１．４μｍであった。

この球形化された粒子Ｃに、磁性トナーＴ１の場合と同
様に疎水性シリカ微粒子およびステアリン酸亜鉛を添加
混合して比較用の磁性トナーｔ２を得た。この磁性トナ
ーｔ２の静嵩密度は、０．７２ｇ／ｃｍ”であった。

〈４〉磁性トナーＴ２（本発明用） 磁性トナーＴ１の製造において、荷電制御剤を負帯電性
の荷電制御剤（ボントロンＥ−４２．オリエント化学工
業社製〉１重量部に変更し、フックスをロックウェル硬
度がＲ８０のポリプロピレンに変更したほかは同様に処
理して、平均粒径Ｉ）ｓｏが１１．５μ屑の不定形の粒
子りを得た。

次に、上記不定形の粒子りを磁性トナーＴ１の場合と同
様に球形化処理を行って、実質上球形化された粒子Ｅを
得た。この球形化された粒子Ｅの平均粒径［）ｓｏは１
１．３μ所であった。

この球形化された粒子Ｅに、磁性トナーＴ１の場合と同
様に疎水性シリカ微粒子およびステアリン酸亜鉛を添加
混合して磁性トナーＴ２を得た。

この磁性トナーＴ２の静嵩密度は、０．８２　ｇ　７ｃ
ｍ３であった。

（５）磁性トナーｔ３（比較用） 磁性トナーＴ２の製造において、不定形の粒子りを球形
化処理しないで、この粒子りに、磁性トナーＴ２の場合
と同様に疎水性シリカ微粒子およびステアリン酸亜鉛を
添加混合して比較用の磁性トナーｔ３を得た。この磁性
トナーｔ３の静嵩密度は、０．５７　ｇ　７ｃｍ３であ
った。

（６）磁性トナーｔ４（比較用） 磁性トナーＴ２の製造において、不定形の粒子りをスプ
レードライヤーを用いて熱風により溶融して球形化し、
再度分級工程を経て粒子Ｆを得た。

この粒子Ｆの平均粒径Ｄｓｏは１１．４μ層であった。

この球形化された粒子Ｆに、磁性トナーＴ２の場合と同
様に疎水性シリカ微粒子およびステアリン酸亜鉛を添加
混合して比較用の磁性トナーｔ４を得た。この磁性トナ
ーｔ４の静嵩密度は、０．８０ｇ／ｃｍ３であった。

（実写テスト１） 上記磁性トナーＴ４、ｔｌ、ｔ２を用いて、バイアス電
源を外部から制御′できるようにした電子写真複写機ｒ
Ｕ−Ｂｉｘ　１２００Ｊ　　（：Ｉニカー製）改造機に
よりコピー画像を形成する実写テストを行い、下記の項
目について評価した。

なお、上記改造機において、主な現像条件は次のとおり
である。

・現像領域の最小間隙Ｄｓｄ　：　Ｑ、　３　ｍｍ・現
像剤層の厚さ規制部材：現像スリーブに対して間隙を介
して対向配置された磁性体からなる規制ブレード ・規制ブレードと現像スリーブとの間隙：　０．３５ｍ
ｍ・感光体の潜像電位Ｖｓ　　：　−６００Ｖ・交流の
バイアス電圧ＶＡＣ：なし ・直流のバイアス電圧Ｖｎｃ　（スリーブ電位）１００
〜−１１００Ｖ ・マグネット：固定 ・現像スリーブの周速度：　　２２０ｍｍ／Ｓ・転写器
：静電転写器 ・感光体：有機感光体 （評価） （１）トナーの一次付着量 直流のバイアス電圧Ｖ、。を変化させて、現像領域にお
ける現像電圧〈感光体の表面電位Ｖｓ−直流のバイアス
電圧Ｖ。。）と、感光体の表面の静電潜像に付着した単
位面積（ｃｍ２）当たりの磁性トナー量（ｍｇ）との関
係を調べた。なお、用いた複写原稿はペタ黒である。

結果を第４図に示す。同図から理解されるように、本発
明用の磁性トナーＴ１を用いたとき、現像電圧が負つま
り正帯電性トナーが現像する領域において静電潜像に対
する磁性トナーの付着量を十分に大きくすることができ
る。

これに対して、比較用の磁性トナーｔ１およびｔ２を用
いたときには、正帯電性トナーの現像性が劣る。

また、特に磁性トナーｔ２においては、現像電界が逆方
向（正）になったときにも相当量のトナーが静電潜像に
付着している。これは当該磁性トナーｔ２が、熱的に溶
融して球形化されたものであるため、その摩擦帯電性が
不安定であって逆極性のトナー（負帯電性トナー）が相
当に存在しているからである。

（実写テスト２） 実写テスト１で用いた装置において、感光体の潜像電位
Ｖ、を６００　Ｖ　、直流のバイアス電圧Ｖ、。

を−１００Ｖとして、コピー画像を繰返して形成し、コ
ピー回数と、トナーの転写紙への転写率との関係を調べ
た。なお、原稿はライン画像である。

結果を第５図に示す。同図から構成される装置に、本発
明用の磁性トナーＴ１を用いたときには、転写率が高い
うえ、転写率の経時変化が少ない。

従って、残留トナーのクリーニングの負担が相当に軽減
される。

これに対して、比較用の磁性トナーｔ１およびｔ２を用
いたときには、転写率が劣る。

（実写テスト３） 上記磁性トナーＴ２、ｔ３、ｔ４を用いて、バイアス電
源を外部から制御できるようにした電子写真複写機ｒＵ
−Ｂｉｘ　１２００」（コニカ■製）改造機によりコピ
ー画像を形成する実写テストを行い、下記の項目につい
て評価した。

なお、上記改造機において、主な現像条件は次のとおり
である。

・現像領域の最小間隙Ｄｓｄ　：　０．１５＋ｎｍ・現
像剤層の厚さ規制部材；現像スリーブに対して一面が圧
接配置された、リン青銅板で裏打ちしたウレタンゴム板
からなる弾性板 ・感光体の潜像電位Ｖ、　　ニー５ＱＶ・交流のバイア
ス電圧ＶＡＣ：なし ・直流のバイアス電圧ＶＤＣ：　　４５０〜＋３５０ｖ
・マグネット°固定 ・現像スリーブの周速度：２２０ｍｍ／ｓ・転写器、静
電転写器 ・感光体：有機感光体 （評価） （１）トナーの一次付着量 直流のバイアス電圧ｖｎｃを変化させて、現像領域にお
ける現像電圧（感光体の表面電位Ｖ、−直流のバイアス
電圧Ｖｏｃ）と、感光体の表面の静電潜像に付着した単
位面積（ｃｍ２）当たりの磁性トナー量（ｍｇ）との関
係を調べた。なお、用いた複写原稿はベタ黒である。

結果を第６図に示す。同図から理解されるように、本発
明用の磁性トナーＴ２を用いたときには、現像電圧が正
つまり負帯電トナーが現像する領域において、静電潜像
に対する磁性トナーの付着量を十分に大きくすることが
できる。

これに対して、比較用の磁性トナーｔ３、ｔ４を用いた
ときには、負帯電トナーの現像性が劣る。

また、特に磁性トナーｔ４においては、現像電圧が逆方
向（負）になったときにも相当量のトナーが静電潜像に
付着している。これは当該磁性トナーｔ４が、熱的に溶
融して球形化されたものであるため、その摩擦帯電性が
不安定であって逆極性（正）のトナーが相当に存在して
いるからである。

（実写テスト４） 上記実写テスト３において、磁性トナーＴ２を用いて、
直流のバイアス電圧Ｖｎｃを一４００Ｖとし、さらに０
．６　ｋＶｐ−Ｐ　、１　ｋＨｚの交流のバイアス電圧
を現像スリーブに印加し、現像領域の最小間隙Ｄｓｄを
変化させたほかは同様にして実写テストを行い、下記の
項目について評価した。

なお、現像領域における現像電圧（感光体の表面電位Ｖ
ｓ−直流のバイアス電圧Ｖ、。）は、３５０Ｖとした。

（評価） （１）最高画像濃度ＤｆｉａＭ コピー画像の画像部の最高濃度を、「サクラデンシトメ
ーター」　（コニカ■製）を用いて測定した。

（２）細線再現性 つぶれ、かすれが生じないで再現できる細線の最大本数
である。

以上の結果を後記第１表に示す。

なお、参考のため、振動電界（交流のバイアス電圧Ｖ　
Ａ　Ｃを印加しない）を形成しないほかは上記と同様に
して行った実写テストの結果を併せて第１表に示す。

第１表 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明によれば、磁性トナ
ーが、特定のトナー材料から得られた粒子に、衝撃力を
与えて実質上球形化されたものであるので、粒径分布お
よび表面特性が揃ったものとなり、磁性トナーの摩擦帯
電性が安定して、逆極性または弱帯電の磁性トナーの割
合が格段に少なくなる。また、球形化により磁性トナー
粒子の磁化に方向性がなくなるので、現像剤搬送担体上
に担持された薄層の現像剤層を安定に現像領域に搬送す
ることができる。

従って、現像領域において、薄層の現像剤層を静電潜像
に接触させて現像を行うと、カブリ、フリンジ現象が発
生せず、均一でしかも十分な濃度で細線再現性の優れた
トナー像を形成することができる。そして、転写工程に
おいてはトナー像を構成する磁性トナー粒子が十分な電
荷を有しているため静電引力により効率的に転写される
ようになり、画像濃度の十分な画像を形成することがで
きる。

また、このように磁性トナーの摩擦帯電性が安定してい
るので、回転される現像スリーブと、当該現像スリーブ
の内部に固定して配置されたマグネットとにより構成し
た簡単な構成の現像剤搬送担体により、薄層の現像剤層
を安定に現像領域に搬送することができる。

また、現像領域に振動電界を形成することにより、線画
の画質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁性トナーの球形化処理に適用できる表面処理
装置の一例を示す説明図、第２図は画像形成装置の一例
を示す説明図、第３図は現像器の詳細を示す説明図、第
４図は実写テスト１において現像電圧（感光体の表面電
位Ｖ、−直流のバイアス電圧Ｖ、。）と感光体の表面の
静電潜像に付着した単位面積（ｃｍ２）当たりの磁性ト
ナー量（ｍｇ）との関係を示す説明図、第５図は実写テ
スト２においてコピー回数とトナーの転写紙への転写率
との関係を示す説明図、第６図は実写テスト３において
現像電圧（感光体の表面電位ＶＳ−直流のバイアス電圧
Ｖゎ。）と感光体の表面の静電潜像に付着した単位面積
（ｃｍ’）当たりの磁性トナー量（ｍｇ）との関係を示
す説明図である。 ３１・・・粉体役人弁　　　　３２・・・粉体投入シュ
ート３３・・・循環回路　　　　　３４・・・ケーシン
グ３５・・・回転盤　　　　　　３６・・・ブレード３
７・・・ステーター　　　　３８・　ジャケット３９・
・・粉体排出シュート４０・・・粉体排出弁５０・・・
感光体　　　　　　５１・・・帯電器５２・・・露光光
学系　　　　５３・・・現像器５４・・除電用ランプ　
　　５５・・転写電極５６・・・分離電極　　　　　５
７・・・除電電極６０・・・定着器　　　　　　６１・
・・原稿台５８・・・クリーニング器 ５９・・・クリーニングブレード ７１・・・現像スリーブ　　　７２・・・マグネット７
４・・・薄層形成部利　　　７５．７６・・撹拌部材７
７・・・トナー補給容器　　７８・・・トナー補給ロー
ラ７９・・・現像剤溜まり　、８０・・・バイアス電源
７Ｉ−１口 圃 未 圃 ■ 束

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤搬送担体上に形成した薄層の現像剤層を潜
   像担持体上の静電潜像に接触させて現像する現像工程を
   有する画像形成方法において、前記現像剤を構成するト
   ナーが、バインダー樹脂、荷電制御剤、磁性体およびワ
   ックスを、混練工程、粉砕工程および／または分級工程
   を経ることにより粒子とし、当該粒子に、気相中におい
   て衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する
   ことにより、実質上球形化した磁性トナーであることを
   特徴とする画像形成方法。
2. （２）現像剤搬送担体が、回転される現像スリーブと、
   当該現像スリーブの内部に固定して配置されたマグネッ
   トとを有してなることを特徴とする請求項１に記載の画
   像形成方法。
3. （３）現像の際に、現像領域に振動電界を形成すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の画像形成方法。