JPH02211456A - 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１１！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１ＩＲ） 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１画像が不鮮明となる問題点がある。すなわち９画
像担体表面に対向して配置し、かつ内部に永久磁石等の
磁界発生部材を備えた非磁性スリーブによる現像剤の搬
送性が低いため、磁気ブラシの画像担体表面の摺擦によ
り消費される磁性トナーの補給が不足し、磁性キャリア
濃度が高くなるためである。

この問題点を解消するために、単に現像剤供給手段であ
るスリーブ若しくは磁界発生部材の回転数を増大するこ
とは、騒音発生等事務環境を著しく悪化させるため不都
合であり、一方スリーブ若しくは磁界発生部材の外径を
大にすることは、近年の現像装置に対する小型化、薄型
化若しくは軽量化等の要請に反するため採用できない。

これらの問題点を解決するために１本出願人はすでに磁
性トナーを保磁力が５０〜６００Ｏｅの範囲にありかつ
磁性粉の含有量が１０〜７５重量％の範囲にあるように
構成すると共に、磁性粉の含有量が５０重量％未満の時
は保磁力が１５０Ｏｅ以上でありかつ磁性粉の含有量が
５０重量％以上の時は保磁力が２５０Ｏｅ以下であるよ
うに構成する。という内容の発明について特許出願をし
た（特願昭６２−１７７５６号明細書および特開昭６２
−２７５０８０号公報参照）。

上記の改良発明により１Ｍｉ性キャリアおよび磁性トナ
ーを使用する静電荷像現像方法において従来技術に存在
する問題点を解消し、転写性および定着性に優れた鮮明
な画像を得ることができた。

しかしながら、上記の改良発明を以てしてもなお尾引き
現象、すなわち画像の後端部に若干量の磁性トナーが付
着する現象が発生することがあり。

特にベタ黒の画像の場合に顕著であり、更に若干の改善
の要あることが判明した。

本発明は前記のような従来技術に存在する問題点を解決
することは勿論、その後の改良発明における若干の要改
善点を解決し、転写性および定着性に優れると共に３尾
引き現象のない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ものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１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、前記磁性トナ
ーにおける磁性粉の含有量を２５〜６０重量％および保
磁力を６０Ｏｅ以下であるように構成する。

という技術的手段を採用した。

なお本発明において、磁界発生９部材と非磁性スリーブ
とを各々相対回転自在に支持すると共に。

磁性トナーの保磁力を１０００以上にすると好ましい。

本発明において磁性トナー中の磁性粉の含有量が２５重
量％未満であると解像度が低下すると共に、カブリ濃度
が増大する。また磁性トナーの飽和磁化が大幅に低下し
、非磁性スリーブ上から磁性トナーが離脱し易くなり、
トナー飛散を生じる。

一方磁性粉の含有量が６０重量％を越えると、定着性お
よび画像濃度が低下すると共に１尾引き現象、すなわち
画像の後端部に余剰の磁性トナーが付着する現象が増大
するため好ましくない。

次に磁性トナーの保磁力が６００６を越えると前記尾引
き現象が顕著に現われるため不都合である。また現像ロ
ールを構成する磁界発生部材と非磁性スリーブのうち、
少なくとも磁界発生部材を回転させる場合、磁性トナー
の保磁力が１０００未満であると回転磁場の効果が現わ
れず、磁性トナーが非磁性スリーブ上において自転しな
いため。

帯電特性および搬送性が低下す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
１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。

キャリアの粒径は２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５０〜１５０μ
ｍ）の範囲とするのがよい。

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１次のようなものが挙げられる。電
荷制御剤としては、正の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、−爪には１
５重量％以下とされる。

各種組成よりなるトナーは１通常の一成分系現像剤と同
様に５〜３０μｍ（好ましくは１０〜２０ｔＩｍ）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１
０〜９０重量％とすることが望ましい、トナー濃度が９
０重量％を越えると、トナーが飛敗し易くなり、又スペ
ントトナー量が増える。一方トナー濃度が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２０〜８０重量％で、より好ましい範囲は
３０〜８０重量％である。

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い、
またスリーブと磁界発生部材２例えば永久磁石ロールと
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ｊｃ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０．２ｍｍ
以上が望ましく、好ましい範囲は０．３〜０．６ｍｍ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２本発明において、現像剤の磁気特性は５振動試料
型磁力計（東英工業製ＶＳＭ−３型）を用いて最大１０
ｋｏｅ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０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、かつ両者を相灯回転自在
に設ける。スリープ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０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力ブリを発生するの
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によって搬送され、永久磁石ロ
ール３表面の磁掻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７４〜１４９　μｍ）磁性トナ
ー　　　　　　　　　　４０重量％（粒径５〜２０μｍ
、体積抵抗り、Ｃ，４０００Ｖ／ｃｍの電場において１
０１４Ω・Ｃｍ以上、ブローオフ帯電量−１５〜−２５
μｃ／ｇ） 磁性トナーは、スチレンｎ−ブチルアクリレート共重合
体（Ｍｗ＝２０万、Ｍｎ−３万）、マグネタイト（戸田
工業製、含有量および保磁力は後記の表を参照）および
荷電制御剤（オリエント化学製　ボントロンＥ８１）３
重量部を配合して作製する。すなわち夫々の配合の混合
物を２００°Ｃ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０．１重量部添加
して１２０℃で熱処理１分級等の処理をして２粒径５〜
２０μｍの磁性トナーとした。

以上のようにして作製した磁性トナーおよび前記フェラ
イトキャリアを混合してなる現像剤を使用して画像評価
を行った。まず感光体５としてｏｐｃドラム（周速６０
ｍｍ／秒）を使用し一６Ｏ０Ｖに一様帯電後、半導体レ
ーザで分割露光して表面に静電荷像を形成した。現像装
置には外径２８ｍｍ、１０極着磁１表面磁束密度７００
Ｇの永久磁石ロール３および外径２９．５ｍｍのステン
レス製スリーブ４を使用した。ここで現像ギャップＤ　
’Ｉｔ　Ｏ，４ｍ　ｍ　、　　ドクターギャップｄを０
．３ｍｍに設定し、スリーブ４を反時計方向に２００ｒ
、ｐ、ｍ、で５かつ永久磁石ロール３をスリーブ４と逆
方向に１００　Ｏｒ、ｐ、ｍ、で回転させた。この場合
バイアス電圧を一５００■とした。現像１ｊｉ昔通紙に
転写し、ヒートロールにより、定着温度１８０℃、定着
圧力０．５ｋｇ／ｃｍの条件で定着した。

なお環境条件は２０℃、６０％Ｒ，Ｈ，とじた。

人緩医上 磁性粉としてのマグネタイト（ＭＡＴ３０５゜保磁力５
８Ｏｅ）の含有量を変化させて作製したトナーによる現
像剤を使用した画像評価結果を第１表に示す。

なお第１表中の符号および数値は次の基準にょる。

解像度　○；日日本／ｍｌ１思 カプリ濃度　○：　＜　０．　１　、Δ：≧０．１，Ｘ
：≧０．２尾引き　尾引き長さを測定して評価 １Ｆ０．５ｍ＋？＋以下 ２：１ ３　　：　１．５　　　〃 ４　：　２　　　　＃ ５：２ｍｍ超 第１表から明らかなように，ぬ１においては磁性粉とし
てのマグネタイトを比較的多量に含有することに起因し
て２画像濃度が低いと共に１尾引きが顕著である．また
Ｎａ６においてはマグネクィトの含有量が少ないため、
解像度が若干低下すると共に、トナー飛散によるカプリ
が極めて大である。これに対してＮ１２〜５においては
１尾引きが少ないのみならず、他の画像特性においても
優れた結果を示している。

裏腋旌ｌ 磁性粉としてのマグネタイトの保磁力を変化させて磁性
粉の含有量を５０重量％とした磁性トナーによる現像剤
を使用して、前記同様の画像評価結果を第２表に示す。

第　　　２　　　表 第２表から明らかなように、陽１においては。

従来使用されている保磁力の比較的大なるものであるが
３尾引きが極めて大であり大幅に画質を低下させている
。これに対して阻２〜４においては。

尾引きが極めて小であるのみならず、他の画像特性にお
いても優れた結果を示している。

〔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１転写性および定着性に優れると共に
、他の画像特性を損なうことなく尾引き現象のない鮮明
かつ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ニスリーブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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
   、前記磁性トナーにおける磁性粉の含有量を２５〜６０
   重量％および保磁力を６０Ｏｅ以下であるように構成し
   たことを特徴とする静電荷像現像方法。
2. （２）磁界発生部材と非磁性スリーブとを各々相対回転
   自在に支持すると共に、磁性トナーの保磁力を１５Ｏｅ
   以上とした請求項（１）記載の静電荷像現像方法。