JPH0353632B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は半導電性ないし絶縁性の磁性トナーを
用い磁気ブラシ法により静電潜像を現像しついで
一般紙等の転写部材に転写した後定着してコピー
を得る電子写真法に関する。 電子写真法は、感光体の光導電性表面に静電潜
像を形成しこの静電潜像を現像してトナー像を
得、このトナー像を直接定着するかあるいはトナ
ー像を転写部材上に転写後定着してコピーを得る
ものである。静電潜像を現像する場合通常磁気ブ
ラシ現像法が行なわれている。磁気ブラシ現像法
に使用される現像剤としては従来から非磁性のト
ナーと鉄粉などのキヤリアとの混合粉体である二
成分系現像剤が使用されている。この二成分系現
像剤を用いる磁気ブラシ現像法は、キヤリアとの
摩擦帯電によりトナーを所定の極性の帯電させて
トナーのみ静電潜像担体面に付着させるもので、
転写が容易である等の利点がある。しかし、トナ
ーとキヤリアを摩擦帯電させるための混合手段を
必要としまた現像中トナーのみ消費されるので均
一なトナー濃度を保つためのトナー補給手段を必
要とするので、現像装置が大型化しかつ構造も複
雑となる、さらに所定期間使用するとキヤリアが
疲労するのでキヤリアを交換する必要があるなど
の問題点を有している。 そこで近年現像剤として樹脂と磁性粉を主成分
とする一成分系の非帯電型磁性トナーが使用され
つつある。この磁性トナーを用いる現像法として
は、特開昭49−4532号に記載の方法が知られてい
る。この現像法は磁性トナーとしてD.C100V／
cmの電界印加時における電気抵抗が10⁴〜10¹¹Ω
cm程度の導電性磁性トナーを用い、磁性トナー担
体を導電性スリーブで形成し、静電潜像担体の裏
面と導電性スリーブを電気的に結合し、導電性磁
性トナー層を介して静電潜像担体表面と導電性ス
リーブとの間に導電路を形成し、よつて静電潜像
の電荷によつて導電性スリーブに誘起された静電
潜像と反対極性の電荷をトナーブラシ先端に集
め、トナーブラシ先端の電荷と静電潜像の電荷と
の間に生ずるクーロンカが導電性スリーブの内部
に設けられた永久磁石ロールにより生ずる磁気吸
引力に打勝つように導電性スリーブと静電潜像担
体を相対的に移動してトナーを静電潜像面に選択
的に付着させる方法である。しかしながら、この
現像法は、トナーが導電性であるため現像して得
られたトナー像を定着して直接コピーを得るいわ
ゆるCPC法には適用できるかもしれない。ただ
しCPC法に適用する場合にも、常に導電路を形
成するための工夫例えば回転部分からアースをと
ることなどが必要で現像装置の構造が複雑とな
る、またトナー同志が常に電気的通路を持つてい
るのでトナーが一方の極性に強く帯電された場合
カブリを生ずるなどの問題がある。特に、この導
電性トナーを用い、導電スリーブで現像する方法
は、トナーの電気抵抗が低いため、現像して得ら
れたトナー像を転写部材上に転写する場合にトナ
ーの飛散や転写電界のリークによる減少を生ずる
などの問題を生じ、現像後転写工程を経た後定着
してコピーを得るいわゆるPPC法には適用する
ことはできない。即ちトナーの電気抵抗が低いた
め転写効率が低下し、よつて所望の濃度のコピー
を得ることはできない。さらに上記の現像法を
PPC現像方式に適用した場合現像性の悪い高抵
抗の半導電性又は絶縁性の非荷電型磁性トナーの
感光体への付着量が減少し良好なコピーは得られ
ない、またCPC用磁気ブラシ現像法の他の従来
例としては特開昭51−16926号公報に記載の方法
も知られている。この方法は非磁性スリーブと感
光体を実質上等しい速度で移動させる際、現像部
の上流側にトナー溜を形成させるように非磁性ス
リーブと感光体との間〓を調整し即ちこの間〓を
トナー層の厚さにより小さくし、さらにトナー溜
内のトナーに物理的撹乱を与える方法である。こ
の現像法においてはトナー溜内のトナーを磁気的
に撹乱するために、スリーブ内のマグネツトロー
ルをスリーブと反対方向に回転することが示され
ている。しかしこのようにマグネツトロールとス
リーブを逆方可に回転した場合、トナーの見掛上
の移動速度が早くなり、よつてトナーに無理な力
が加わつて軟質な樹脂を主成分とする機械的な力
に弱いトナーのかたまりを生じやすくなり、さら
にトナーにはマグネツトロールの回転磁界による
自転力とスリーブの移動による公転力が加わつて
トナーは高速で搬送されたトナーブラシの強い力
で感光面を摺擦するため感光体の劣化を早める結
果となり、この方法も実用的でなくPPC現像方
式に適用すると現像性も前記公報に記載の方法と
同様に低く、高抵抗のPPC用磁性トナーを用い
て得られるコピー画質の濃度および階調性もよく
ない。 そこで磁性トナーをPPC法に適用させるため
トナーの電気抵抗を高めた絶縁性磁性トナーを用
いて現像し、ついで転写する方法が提案され、例
えば特開昭50−92137号公報には10⁶〜10¹⁶Ωcmの
電気抵を有する磁性トナーを用い、この磁性トナ
ーを静電潜像と接触させて分極させてなる現像法
が記載されている。しかしこの方法には実用上困
難な問題がある。例えば10⁶Ωcm程度の低抵抗の
電気抵抗を有する磁性トナーを転写した場合、ト
ナーの電気抵抗が低すぎてトナー像は大きく乱れ
実用に供しえない。一方約10¹²Ωcm以上の高抵抗
の電気抵抗を有する磁性トナーを使用すると磁性
トナーの電気抵抗が高すぎて従来の現像法ではま
ず現像不可能である。またこの方法に記載されて
いるようにトナーを静電潜像に近接せしめるのみ
で比較的弱い分極力のみでは十分な現像が行なえ
ないことは明らかである。すなわち、トナー像の
転写には10⁸Ωcm以上の半導電性又は絶縁性の磁
性トナーが必要であり、このようなトナーを感光
体上の潜像に忠実に付着現像するには実現性のあ
る具体的な付着力を発生させる工夫がなされねば
ならない。 またPPC法に適用される他の現像法としては、
特開昭53−129639号公報に記載の方法も知られて
いる。この現像方法は、スリーブを回転させスリ
ーブと感光体との速度差を所定の範囲に限定しよ
つてゴーストイメージを解消しさらにエツジ効果
やカブリも解消せんとするものである。しかし、
この方法はスリーブのみの回転方式であり、例え
ばドクター部のトナーの均一な規制が困難であり
ドクター部にトナーの塊やちり、塵介がつまりや
すくよつてスリーブ上のトナー不足による現像不
足の筋を生じやすい。さらにトナーの現像面にお
ける接触位置において磁気ブラシが動的に当るた
め擦過力が強くなり、よつてクリーニング効果は
あるが現像性は悪くなるという問題がある。また
必然的に静電潜像電位の低いハーフトーン部にト
ナーは付着しずらく画が硬くなり、原画に忠実な
画像が得にくい。 また上記の公報に記載されているようなスリー
ブ回転方式の現像装置においては磁極の位置が固
定されているため、磁極の位置関係がわずかに変
化しても画質に大きな変化を生じるので磁極の位
置の微調整を必要とするという問題がある。また
現像ギヤツプとドクターギヤツプも限定されては
いるが、このギヤツプの範囲ではトナーは強い力
で感光体をこすらざるを得ない。さらに、現像性
すなわち感光体へのトナーの付着性は、後記詳細
に説明するごとく、スリーブ回転方式の如くトナ
ーの移動速度の速い場合にはかえつて低下し、高
抵抗のトナーを用いるPPC現像法には適してい
ない。 上記のようにスリーブ回転方式では前述のよう
にどのように工夫をしても良い画像が得られな
い。そこでスリーブ回転方式の改良例として特開
昭53−31136号公報に記載の方法が提案されてい
る。この方法はトナーの移動速度を増加せしめ、
よつて絶縁性磁性トナーの現像性を上げることを
意図としている。特に絶縁性磁性トナーを用いた
場合でも、電極と電気的に接触せしめて強制帯電
させたトナーを10cm／sec以上の高速で潜像面へ
搬送し、よつて導電性トナーと同等の現像性を得
ようとしている。しかしながらこの方法も前述し
たようなスリーブ回転方式の不具合点を含み特に
感光体に対してトナーの移動速度が早くこれらの
欠点が倍加される。なおこの公報にはスリーブ回
転に代りマグネツト回転あるいはスリーブとマグ
ネツトの両方回転でもよい旨の記載があるが、所
詮トナーの移動速度は高速であり上記の問題点は
解消され得ない。 さらにこの公報に記載のトナーは転写性向上の
ためD.C10000V／cmの電界印加時における導電
率が10¹²Ω／cm以下とする必要があり、この公報
に記載の方法は後述する如く２成分系のトナー同
様に現像以前にあらかじめ帯電した磁性トナーを
高速で搬送することにより現像時に電流を倍加せ
しめ、ひいてはトナーの付着量を増すという考え
方に立脚しているが、現像は感光体の種類、トナ
ーの種類、マグネツトロールの磁力等により大き
く変化し一意的なものではなく、この方法が実用
性のある磁性トナー現像法とは考られない。 更に詳しく現像メカニズムを考察すると次のこ
とがいえる。この公報に記載されているように潜
像面とトナーが高速で接触し潜像面から離れる速
度が増加すると、一担電極により帯電されたトナ
ーはクーロンカにより潜像面に付着しても磁気ブ
ラシのクリーニング効果が強くなるために、潜像
面から回収されてしまいかえつて現像効率を低下
させるという幣害を生じやすいと考えられる。こ
れを防ぐために、例えばスリーブの回転数を上げ
てゆくとトナーの帯電量が不足し、かつ磁気ブラ
シが現像面を通過する時の強い摺擦力によるクリ
ーニング効果が作用し現像効率がさらに低下す
る。よつてトナーの搬送速度及びトナーの帯電量
の調整だけでは良好な現像はなしえない。さらに
この公報の具体例にはマグネツトロールとスリー
ブをそれぞれ1500r.p.mおよび300〜400r.p.mの回
転数でしかも互いに反対方向に回転することが記
載されている。しかしこの方法ではトナーの移動
速度は非常に早くなり前述したようなトナーの移
動速度を10cm／sec以上とすることを必要とした
幣害はさけられない。またトナーの移動速度はス
リーブの速度とマグネツトの速度の和になり即ち
トナーの自転運動速度とスリーブの周速による公
転速度の和となり、よつてトナーの速度は早まつ
てしまう。さらにたとえ不十分ながらも感光体の
潜像面にPPC用の高抵抗磁性トナーで現像でき
ても、その後の転写部材への転写については何ら
考慮されておらず、複写のプロセスとして前記現
像法のみでは良好なコピーが得られないことは自
明である。 以上の如くの高抵抗磁性トナーを用いる場合の
現像性を改良するために、特開昭50−117432号記
載の方法が提案されている。この現像法はコロナ
帯電器あるいはドクターブレード等の電極を用い
てトナーを強制帯電せしめるものであつて現像前
に予めトナーを帯電する２成分系のトナーを用い
る方法と類似の方法であるが、現像に至るまでの
リーク、帯電器の汚れによる不均一な帯電時の問
題により、実用性があるとは考えられない。 以上に述べた如く、絶縁性磁性トナーでは現像
性の低下、半導電性磁性または導電性トナーでは
転写性の低下を伴い、特に絶縁性磁性トナーを用
いる場合の現像性向上は従来技術では不可能であ
つた。そのため、最近発表されている各種磁性ト
ナーPPC複写機には、例えば電気抵抗が10⁷〜
10¹⁰Ωcm程度の比較的電気抵抗が低く現像性の良
いトナーが用いられており、この場合の転写性の
低下を補うために例えば特開昭53−39752号公報
に記載の高湿時における飽和電位の低下の少い転
写紙や特開昭53−131044号公報に記載の如く高湿
時で体積固有抵抗を高くした転写紙が提案されて
いる。しかしながら特開昭53−39752号公報に記
載の転写紙を詳細に検討したところ、高湿時にお
ける飽和電位の低下が少いのみの転写紙では良好
な磁性トナーの転写はできないことが確認され
た。特に飽和電位が高すぎる場合、転写後の感光
体からの紙の剥離が困難になり、さらに放電によ
り画像が乱れ、逆に飽和電位が低すぎると転写電
荷のリークによる転写不良を生じてしまう。さら
に２成分系のトナーの転写には問題のない中抵抗
の転写紙を用いても、一成分系のトナーの場合上
記転写時の画像の乱れは防止できず、よつて飽和
電位以外の他の何らかの特性を規定することが必
要不可欠と考えられられる。 また特開昭53−131044号公報に記載の転写紙は
体積固有抵抗を規定したが、詳細に検討したとこ
ろ、以下本発明者が確めた場合、この体積固有抵
抗が10¹⁰Ωcm以上あれば前記の普通紙と何らかわ
りなく、一成分系の磁性トナーの転写用紙として
は不十分な転写特性しかえられないことがわかつ
た。 本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を排除
し、現像性ならびに転写性が極めて良好で、実用
上満足できるコピー画像が安定して、しかも容易
に得られる電子写真法を提供することである。 本発明の電子写真法は、物質層表面に静電潜像
を形成し、該物質層表面に対向して導電性を有す
る非磁性体円筒を設け、該円筒内に軸方向にのび
る複数個の対称な磁極を有する永久磁石ロールを
備え、該永久磁石ロールの磁気吸引力によつて上
記円筒上に半導電性ないし絶縁性の磁性トナーを
吸着して磁気ブラシを形成し、上記円筒と上記永
久磁石ロールを相対的に移動させることにより上
記磁気ブラシで上記物質層表面を摺擦して、上記
物質層表面の所定の位置に上記磁性トナーを付着
させ、ついでトナー像を転写部材上に転写した
後、定着してコピーを得る電子写真法において、
永久磁石ロールの回転数をN_Mr.p.m、物質層表面
の移動速度をＶmm／sec、永久磁石ロールの磁極
数をＭとした場合、 Ｐ＝Ｖ／N_M／60・Ｍ で表されるＰが0.2〜2.5の範囲内にあるように永
久磁石ロールの回転数を設定すると共に、上記円
筒と上記永久磁石ロールを同方向に移動し、現像
部において上記磁性トナーを上記物質層と同方向
にかつ上記物質層表面移動速度と関係なく100
mm／sec未満の速度で移動させてなることを特徴
としている。 以下本発明の詳細を実施例により説明する。 前述の如く磁性トナーを円筒上に保持して搬送
させる場合、種々の方式が考えられるが、本発明
者等は種々の条件を設定して最適トナー搬送方式
を検討した。第１図において、外径29.3mmで外径
31.4mmのスリーブ上の磁束密度が600ガウスの10
極対称磁極のマグネツト２およびステンレス等の
非磁性体からなるスリーブ３の回転数をそれぞれ
100〜1500r.p.mおよび10〜300r.p.mの範囲内に設
定して現像部における感光体１とスリーブ３との
間〓（以下現像ギヤツプという）ならびにドクタ
ーブレード５によりスリーブ３上を搬送される磁
性トナー４の量を規制する間隙（以下トナー規制
量という）をそれぞれ0.2〜0.8mmおよび0.15〜1.0
mmの範囲とし、D.C4000V／cmの電界印加時にお
ける体積固有抵抗が10¹¹Ωcmの磁性トナーを用
い、感光体として外径210mmのSeドラムを用い、
Seドラムの表面電位を＋800Vとし、そしてSeド
ラムを60mm／secの周速度で移動させて実験を行
なつた。この場合トナーの搬送方向まで考慮する
と、10種類の現像方法（これが全部である）が考
えられる。実験結果を第１表に示す。

【表】 (注) ◎は現像性良好、△は現像性やや劣り、
ハーフトーン再現悪いものあり、×は現像
性劣りカブリ濃度大
第１表において、n_Mおよびn_Sはそれぞれマグネ
ツトならびにスリーブの回転数を示し、そしてａ
およびｂはそれぞれ時計方向および反時計方向の
回転方向を示す。なお感光体は図面右から左へ移
動する。上記の実験から次のようなことが確認で
きた。まずスリーブ単独回転の場合は、画が硬く
なり、また感光体が傷つきやすくなるがトナーの
移動方向は感光体と同方向がよい。次にマグネツ
ト単独回転でトナーは感光体と同じ方向に移動す
る場合は、比較的良好な画像が得られるが、低速
回転では現像ムラが生じ、高速回転でも現像性が
悪く濃度が出にくく、またギヤツプの調整が非常
に難しかつた。そしてマグネツトとスリーブを両
方回転させる場合、特にマグネツトとスリーブを
同方向に回転させ、さらに現像部におけるトナー
の搬送方向を感光体の移動方向と同方向にした場
合に最も良好な画像が得られた。すなわちこの両
方回転においては、カブリの発生もなく、そして
トナーが感光体との接触部でトナーの搬送方向と
自転運動が逆なために感光体との接触状態が適切
であり即ち擦過力が強すぎることもなくまたトナ
ー溜の調整も容易であつた。 なおマグネツトとスリーブの両方かつ同方向回
転方式においては、トナーの移動速度をU_Tとす
ると、U_Tは下記一般式で表わせる。 U_T＝π・Ｄ・n_S／60−１／60 π・Ｄ・ｈ・Ｍ（n_M−n_S）／π・Ｄ−ｈ・Ｍ（mm／se
c）……(1) 但し、 Ｄ：スリーブの直径（mm） n_S：スリーブの回転数（r.p.m） n_M：マグネツトの回転数（r.p.m） ｈ：磁気ブラシの穂の山の高さ（mm） Ｍ：マグネツトの磁極数 上記第(1)式において、第１項はスリーブの回転
によるトナーの公転速度をそして第２項はマグネ
ツトの回転磁界によるトナーの自転速度を示して
いる。 そして第(1)式は下記のようにまとめられる。 U_T＝π・Ｄ・n_S／60（１＋ｈ・Ｍ／π・Ｄ−ｈ・Ｍ） ＝１／60π・Ｄ・ｈ・Ｍ／π・Ｄ−ｈ・Ｍn_M(mm/sec)
……(2) 上記第(2)式において、トナー規制量0.2mmの時
実測した磁気ブラシの穂の山の高さｈの値は0.84
mmであり、Ｄを32mm、Ｍを10として、これらの数
値を代入すると、上記第(2)式は下記第(3)式とな
る。 U_T0.153（12・n_S−n_M）（mm／sec） ……(3) なお本発明における両方回転方式においては、
前述のようにトナーを現像部において感光体と同
方向に移動させるならば、トナーと同方向に回転
するマグネツトならびにスリーブとの回転方向は
同じでもあるいは逆でも良好な現像を行なえる
が、本発明者等は種々検討した結果スリーブの回
転数N_Sとマグネツトの回転数N_Mの比を次のよう
に選定すればよいことを見出した。すなわち
N_S／N_Mがほぼ1/20まではトナーはスリーブなら
びにマグネツトと同方向に移動するが、1/20より
小さくなるとトナーはスリーブならびにマグネツ
トと逆方向に移動する。またN_S／N_Mが1/5より
大きくなると、スリーブ単独回転条件に近くな
り、画が硬くなるトナーの飛散が大となる。トナ
ーに無理な力が加わつて軟質な樹脂を主成分とす
るトナーが固まるという問題が生じる。そして
N_S／N_Mが1/200より小さくなるとマグネツト単
独回転に近くなるので好ましくない。従つてトナ
ーをスリーブならびにマグネツトと同方向に送る
場合には、N_S／N_Mは1/5〜1/20の範囲に、そし
てトナーをスリーブならびにマグネツトと逆方向
に送る場合にはN_S／N_Mは1/20〜1/200の範囲に
すればよい。ただし前記第(1)式に示されるように
U_Tはｄ及びｈの函数でもあるので、これらの
N_S／N_Mの値は磁気ブラシの穂の山の高さｈによ
つても多少は変る。 すなわち、前記(2)式においてトナーの移動速度
U_Tがゼロとなる時のマグネツトとスリーブの回
転数が条件を求めると、第(2)式においてU_T＝０
として次式が得られる。 n_M／n_S＝π・Ｄ／ｈ・Ｍ ……(4) 上記第(4)式において、U_T＝０の条件は、たと
えば同一外径Ｄのスリーブおよび同一磁極数Ｍの
マグネツトロールを用いても、トナーブラシの穂
の長さ即ち磁気ブラシの穂の山の高さｈにより異
なり、たとえばｈが大きくなればn_M／n_Sは小さく
なる為、n_Mが一定ならばU_T＝０の条件になるに
はn_Sが増加することが必要である。このようにマ
グネツトとスリーブを同方に回転させて、トナー
がこれらと同方向ないし逆方向に移動する臨界状
態は、トナーブラシの穂の長さｈにより変化する
ことを考慮する必要がある。このｈは後記するよ
うに、トナーの規制量ｄと密接な関係にある。 上記の実験結果から、第２図に示すマグネツト
とスリーブ両方かつ同方向回転方式の現像装置に
より更に詳細な現像条件の検討を行なつた。第２
図の符号は第１図に対応する。外径29.3mmで、10
極の対称磁極を有しそしてスリーブ表面上570ガ
ウスの磁力を有するマグネツトを用い、外径32mm
のステンレス製スリーブを用いて、トナー規制量
と磁極上において磁気ブラシの厚さ即ち磁気ブラ
シの穂の山の高さならびに磁極間における磁気ブ
ラシの厚さ即ち谷の高さとの関係を求めた。その
結果を第３図に示す。第３図において、実線およ
び磁線はそれぞれ磁気ブラシの穂の山の高さおよ
び谷の高さを示す。まずマグネツト回転のみの場
合では、実線で示した山の高さはほぼトナー規制
量に0.1mm加えた値に等しくなつた。次にスリー
ブ回転のみの場合は、山の高さはほぼトナー規制
量に0.5mm加えた値に等しく、即ちマグネツト回
転の時より穂立ちが高くなつた。そしてトナーを
マグネツト及びスリーブの回転方向と同方向に送
る両方回転の場合は、山の高さはほぼトナー規制
量に0.6mm加えた値に等しく即ち更に穂立ちが高
くなり搬送性が良好であつた。これらの結果か
ら、両方回転の場合は狭い隙間からトナーが搬送
されやすく、よつてゴミや塵などによらず均一な
厚さでしかも安定した搬送が可能となることが明
らかである。さらに搬送力がマグネツト回転より
も強くそしてスリーブ回転よりも弱い為、流動性
が悪く凝固しやすい高抵抗のPPC用磁性トナー
の固まりをくずすことに役立ち、各種トナー搬送
方式のうち最も安定性のあるトナー搬送方式であ
ることがうかがえる。またこの両方回転の場合
の、最適接触量を検討した所谷の高さよりやや少
い程度の値、すなわちトナー規制量に0.2〜0.3mm
を加えた程度の値で接触する場合良好な現像が行
なえることが確認できた。なおトナーをマグネツ
トおよびスリーブの回転方向と逆方向に送る両方
回転においてもほぼ同様な傾向が認められた。さ
らにZnO感光体とSe感光体において良好な現像
が行なえるトナー規制量と現像ギヤツプならびに
磁気ブラシの高さとの関係を検討したところ、第
４図に示す結果が得られた。なおこの場合、感光
体の移動速度は120mm／sec、スリーブの回転数は
90r.p.mそしてマグネツトの回転数は1200r.p.m.
とした。第４図の各点は良好な現像が行なえたこ
れらの条件をプロツトしたもので、これから実線
で示す範囲内において良好な現像が行なえること
が明らかである。即ちトナー規制量と現像ギヤツ
プが（0.1、0.2）、（1.0、0.9）、（1.0、1.3）、（0.
1、
0.6）の各点を結ぶ直線で囲まれた範囲内にあれ
ば良い。 以上の事からもマグネツトとスリーブ両方回転
が最もすぐれた搬送方式であることが確認できた
ので、以下具体的な使用条件を検討した。 まず、最適マグネツト回転数の範囲を検討し
て、第５図の結果を得られた。第５図は、トナー
規制量を0.3mm、現像ギヤツプを0.5mm、感光板表
面電位を＋1000Vとした条件でマグネツトの回転
数および平板上のSe感光板の移動速度Ｕを30〜
500mm／secの範囲において変えた場合の感光体上
での磁極対向ピツチＰ（mm）とトナー付着量
（mg／cm²）との関係を示す。ただし磁極対向ピツ
チとは単位時間に感光体が移動する距離を単位時
間に磁極が通過する回数で除した値であり、スリ
ーブ上のトナーが不足した状態では縞状の現像ム
ラとして観察される。第５図の曲線Ａはマグネツ
ト単独回転の従来方式による場合の結果をそして
曲線Ｂは本発明の両方同方向回転の場合の結果
で、これらの結果から本発明の方式は現像性が大
幅に向上していることがわかる。なお両方回転の
場合のスリーブの回転数はマグネツトの回転数の
１／２０に設定した。なお感光体の移動速度をＵmm／
sec、マグネツトの磁極数をＨ、マグネツトの回
転数をN_Mとした場合、感光体上での磁極間対向
ピツチＰ（mm）は下記第４式で表わせる。 Ｐ＝Ｕ／N_M／60・Ｍ（mm） ……(4) なおこの時、D.C4000V／cmの電界印加時にお
ける体積固有抵抗が10¹¹Ωcmである磁性トナーを
用いた。 このように磁極対向ピツチＰにより規格化され
た速度因子によりトナー付着量を評価することに
より、最適マグネツト回転数を以下の如く決定す
ることができることを見出した。 ところで第６図はトナー付着量とコピー濃度の
関係を示す実験結果であり、図中Ａ、Ｂ及びＣは
それぞれ圧力定着、ヒートロール定着およびオー
プン定着を行なつた場合の結果である。実用上の
コピー濃度は最低0.8以上は必要とし、このため
感光体上に付着させるトナー量は圧力定着の場合
には0.8mg／cm²以上、そしてオープン定着の場合
には1.6mg／cm²以上を必要とする。 従つて第５図および第６図より、Ｐの値が0.2
〜2.5となる範囲で良好な現像が行なえることが
わかる。即ちＰの値が0.2〜2.5mmとなるようにマ
グネツトの回転数を選ぶとよい。Ｐの値が0.2mm
以下の条件はマグネツトの回転数が多すぎ、トナ
ー飛散や渦電流によるスリーブの発熱をまねく。
さらに好ましくは現像性を向上させるためにはＰ
の値を1.5mm以下とするとよい。 次に両方回転におけるスリーブの最適回転数の
範囲を検討した。マグネツトの回転数は早い程現
像性は良くなるので、第２図の現像装置を用いマ
グネツトの回転数を1200r.p.mに設定して、スリ
ーブの回転数を17〜460r.pmの間で変化させ、現
像ギヤツプならびにドクターギヤツプをそれぞれ
0.4〜0.6mmおよび0.2〜0.4mmの間で変化させて、
4000V／cmにおける体積固有抵抗が５×10¹⁴Ωcm
の磁性トナーを用いて実験を行つた。実験結果を
第２表〜第５表に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】 第２表はスリーブ回転数が150r.p.mの場合の結
果である。 上記第２表から第５表において、◎、〇、△お
よび×はそれぞれ現像性ならびに画質をとりあげ
た場合良好、やや良好、やや劣るおよび劣るを示
すものとする。 従つて上記各表から良好な現像を行なうために
はスリーブの回転数を50〜300r.p.mの範囲とし現
像ギヤツプがトナー規制量よりも0.2〜0.3mm程度
大きい値に設定することが好ましいことがわか
る。ただしこのスリーブの回転数が約60r.p.m以
下ではトナーはスリーブとマグネツトと逆方向に
移動していることが観察された。 さらに実用的なコピー濃度を得るためには、マ
グネツトとスリーブの回転数に加えてマグネツト
の磁力も考慮することが必要である。前記した第
５図のデータにおけるSe感光体の表面電位は
1000Vと実用範囲の条件よりもやや高いため、マ
グネツトのスリーブ上での磁力と感光体の表面電
位とコピー濃度との関係を検討したところ、第７
図に示す結果が得られた。この場合、第２図の現
像装置を用い第５図を得たと同様のトナーを用い
て、マグネツトの回転数を1200r.p.mそしてスリ
ーブの回転数を115r.p.m、また現像ギヤツプおよ
びトナー規制量をそれぞれ0.3mmおよび0.6mmとし
た。第７図から次のことがいえる。すなわちSe
感光体では表面電位が500〜1300Vの場合、従来
のCPC磁性トナー方式に用いられている800ガウ
スを越える磁力は必要とせず、表面電位に合わせ
て図中斜線で示す如く400〜800ガウスの範囲で磁
力を選定すれば実用上十分なコピー濃度が得られ
ることがわかる。 これに反して現像性の良好なZnO感光体を用い
て、第７図の場合と同様な実験を行なつたとこ
ろ、表面電位が300〜600Vの場合でも1.4以上の
濃度でかつカブリのない画像が得られたが、マグ
ネツトの磁力は850ガウス以上が好ましく、より
好ましくは1000ガウス以上であり、かつ1600ガウ
ス以内とすることが必要である。しかしながら現
像ギヤツプとトナー規制量を適切に選定すれば
ZnO感光体の場合でも850ガウス以下の磁力でも
カブリのない良好な画像を得ることは可能であ
る。 なお第７図はあくまで一例であり、表面電位と
磁力との関係はトナーの電気抵抗、現像ギヤツプ
マグネツトの回転数、感光体の種類等により異な
るがほぼ前記条件内にて実用上良好な現像条件を
見い出すことができる。 以上のことから、マグネツトの磁力、トナー搬
送方式、感光体への接触条件等本発明を実施する
に必要な現像諸条件を見い出すことができるが、
本発明におけるスリーブをマグネツトと同方向に
回転させる現像方式がなぜ従来の方式より良好な
現像とを示し、従来技術よりどのような点で大き
く異なつた全く新しい技術であるか、さらに現像
電流の測定等により検討した結果を以下説明す
る。まず、特開昭49−4532号公報によれば、トナ
ーの感光体への付着力は静電潜像により導電性ス
リーブ上に誘起された潜像と逆極性の誘導電荷が
導電性の磁性トナーの先端に致ることにより、こ
の電荷と潜像電荷とのクーロンカによるとの考え
方が示されている。さらに特開昭53−31136号公
報によれば、電極により強制的に帯電された潜像
と逆極性の絶縁性の磁性トナーの電荷と潜像電荷
によるクーロン力により付着力を生じるとしてい
る。一般に公知の如く、クーロン力Ｆはトナーの
電荷量をｇとし、その点の電荷をＥとすればＦ＝
ｇＥで示され、この力Ｆのみで付着力を生じるの
であれば外部電極又は導電スリーブと感光体との
間に現像時に流れる電流として観察され、この電
流値はトナーの付着量に比例するはずである。し
かしながら、半導電性又は絶縁性の磁性トナーの
現像機構は前記の考え方のみでは説明がつかず、
分極力、フアンデルワース等の物理的付着力、そ
の他多数の因子が相乗的に影響しあい、特に特開
昭53−31136号公報に記載の如く、高抵抗トナー
でも現像前に予め帯電しこれを高速で潜像面へ搬
送して現像するとの考え方では説明のつかぬ多く
の事実のあることを以下の実験により確認した。 直径32mmのステンレス製スリーブを用い、感光
体上の潜像として巾60mm同方向長さ150mmの範囲
が均一に表面電位800Vとした外径210mmのSeドラ
ムを用い、感光体の周速を60mm／secとし、現像
ギヤツプを0.5mmに設定し、D.C4000V／cmにおけ
る体積固有抵抗が10¹⁰Ωcmの磁性トナーを用い、
マグネツトはスリーブ上で650ガウスの磁力を有
しかつ対称８極の磁極の１極をSeドラムに対向
させて固定し、スリーブを現像部においてSeド
ラムと同方向に移動させる条件でスリーブの回転
数を変えた場合の感光体裏面と導電性のスリーブ
との間に流れる現像電流を測定した。その結果を
第８図に示す。 第８図に示すように、スリーブの回転数の増加
に比例して現像電流も増加している。即ちスリー
ブの回転数が100r.p.mの場合0.6μA程度の電流し
か流れないがスリーブの回転数が400r.p.mになる
と1.6μA程度の電流が流れる。よつてスリーブの
回転数即ちトナーの移動速度と現像電流の関係は
特開昭53−31136号公報に記載されている通りで
ある。 しかしながら現像電流とコピー濃度との関係を
求めた所、必ずしもこの公報に記載の結果と一致
しなかつた。第９図は、第８図と同じ条件で、現
像電流とコピー濃度の関係を求めた結果を示す。
第９図によれば、現像電流が約0.8μAの時にコピ
ー濃度は最大になりそれ以後現像電流が増加して
もコピー濃度は逆に急激に低下している。 第９図の結果は、スリーブ回転方式の欠点を明
確に示している。即ち、スリーブの速度が高速に
なると、付着したトナーは潜像電荷を除電する効
果および磁気ブラシのクリーニング効果が増加し
現像した後再びトナーブラシとの接触によりそれ
に回収されることが明らかである。いいかえる
と、スリーブ回転方式においては、見かけ上現像
電流は流れるが、必ずしもトナーの付着に即ち現
像に寄与していない。なお上記の結果は、現像磁
極位置、現像ギヤツプ等により電流値およびコピ
ー濃度は多少変化するが同様の傾向が確認され
た。 以上の事から、トナーの移動速度V_tは早すぎ
ると却つて現像を阻害し最適現像条件を見出すこ
とは困難である。そこで現像の条件は前記スリー
ブ回転の場合と同一として本発明の両方回転方式
におけるトナー移動速度V_tを第(1)式および実測
により求め、このトナー移動速度V_tと現像電流
の関係を求めた所、第１０図の結果が得られた。
なお第１０図において、曲線Ａ、ＢおよびＣはそ
れぞれマグネツトの回転数を1200r.p.m、800r.p.
mおよび400r.p.mとした時の結果を示している。
第１０図によれば、現像電流は必ずしもV_tの増
加に単純に比例して増大するのではなく、トナー
移動速度が増加するにつれて複雑に変化し｜V_t
｜が100mm／sec以下の所で極大値を示すことが明
らかである。なお第１０図において、V_tがマイ
ナスの場合トナーはスリーブならびにマグネツト
と逆方向に移動し、かつ感光体ドラムと逆方向に
移動することを示しており、第１表に示したとお
り画像的にはカブリが増大して実用上よくない。 また両方回転方式における現像電流と最終的に
得られるコピー濃度との関係は第１１図に示す結
果となり、現像電流とコピー濃度は比例関係にあ
ることが判明した。第１１図は第１０図と同じ現
像条件であつた。 さらに第１１図と同じ現像条件の両方回転にお
けるトナーの自転サイクル即ちN_M−N_Sと現像電
流との関係は第１２図に示す結果となり、これら
はトナーの移動速度以上に相関が強いことが判明
した。従つて第１２図より、マグネツトの回転数
が増加する程現像電流が多く流れるが、マグネツ
トの回転数が多い場合、第１０図に示すようにト
ナーの移動速度がマイナス側に現像電流のピーク
値をもち、プラス側ではトナーの移動速度の増加
と共に現像電流が低下する場合があるので現像電
流のみの評価では注意を要する。 第１３図は第１表に示した他の実用的なトナー
搬送方法すなわち現像位置においてスリーブとマ
グネツトを感光体と逆方向に移動させる方式の場
合のトナー搬送速度と現像電流の関係を示したも
のである。なお第１３図は、マグネツトの回転数
を1200r.p.mに設定して他の条件は前記の場合と
同じにした時の結果である。この結果から、他の
トナー搬送方法即ちスリーブとマグネツトを感光
体と逆方向に回転させ、トナーを感光体と同方向
に送ると現像電流はトナー移動速度が60〜70mm／
sec付近までは増加するが、それ以後は現像電流
はトナー移動速度の増加と共に減少してトナーの
移動速度が100mm／secを越えると急激に低下す
る。またトナー移動速度が０の近傍で現像電流は
極小値を持つ。この結果から、本現像方式におい
てもトナーの移動速度は０〜100mm／secの範囲で
あることが良好な現像を行なうのに重要であるこ
とがわかる。 以上のことからスリーブ回転と両方回転の相違
をまとめると次のようになる。まずスリーブ回転
の場合は第８図および第９図から明らかなよう
に、トナーの搬送速度が例えば約250mm／secの時
に最大濃度の得られる現像電流が流れ、0.8μA程
度で約1.3のコピー濃度が得られる。 これに対し、第１０図および第１１図から明ら
かなように、マグネツトおよびスリーブの回転数
がそれぞれ1200r.p.mおよび110r.p.mでトナーの
搬送速度が18mm／secにもかかわらず現像電流は
約2μAにも達し、最終的には約1.6と高いコピー
濃度が得られた。 以上の実験的事実により、本発明の方法と、特
開昭53−31136号公報に記載されている如くのス
リーブ回転方式の方法との現像性の差異を考察す
ると以下の如くである。 すなわち半導電性ないし絶縁性の高抵抗磁性ト
ナーで現像する場合、特開昭49−4532号ないし特
開昭53−31136号公報に記載されているように、
トナーが潜像の電界によつて誘起された電荷又は
電極により印加されたトナーのもつ電荷と潜像電
荷のクーロンカだけでトナーが静電吸引力を生じ
トナーが付着するのみで現像が行なわれるとは考
えられず、潜像の持つミクロ的な不均一電界によ
る分極力等も考慮する必要があると考えられ、例
えば以下の事が明らかになりつつあることからも
この主張は裏付けられる。すなわち、誘導又は帯
電のみで現像が行なわれるとした場合、低抵抗ト
ナー即ち導電性トナーの場合はたちまちのうちに
電荷がリークし潜像の付着能力は失われるはずで
あるが、現実には潜像はかなり強力にトナーが付
着しその感光体への保持力は強い。このことは現
像後において表面電位は減少してはいるが明らか
に認められることからも現像により潜像電荷が完
全にリークしないで保持されていることが明らか
である。 次に高抵抗の磁性トナーで現像した時は、付着
したトナーを転写する際に潜像と同極性でもある
いは逆極性でも転写が可能なことからも、２成分
トナーの如く現像後のトナーの単純な帯電の残留
のみではなく転写電界に誘起される分極力等も考
慮すべきことがわかる。さらにミクロ的な表面電
位分布が不均一になりやすいZnO感光体では感光
体上に高抵抗トナーを散布するだけでも、ある程
度の現像が可能である。 もし上記の特開昭49−4532号ならびに特開昭53
−31136号公報に記載のように現像が行なわれる
ならば、現像電流は濃度と比例するはずである
が、前述の如く、この理論だけでは説明できず即
ち分極や感光体からの電荷のリーク等の因子が複
雑にからみあつて現像が行なわれると考えられ
る。 さらに次の事実がある。すなわち絶縁スリーブ
を使用して半導電性ないし絶縁性のトナーにより
現像した時に、コピー枚数あるいは現像時間の増
加と共にコピー濃度が低下し、カブリの多い画像
に移行している現象として表われてくる。この時
付着したトナーの電荷の極性は感光体の帯電特性
と同極性であり、この帯電量がコピー枚数と共に
増加することが主原因と考えられる。これは別の
見方をすれば、たとえ絶縁性トナーであつても潜
像電界によつて、誘導により潜像に近い部分のト
ナーに潜像と逆極性の電荷が引出されこの反作用
として潜像と同極性の電荷が絶縁スリーブ側に移
動しみかけ上潜像の電荷をトナーが受け取つて、
受取つた電荷がスリーブ上のトナーに蓄積される
からである。従つて良好な現像を持続するために
は、蓄積された電荷を逃がす必要があり、よつて
本発明では適当な手段例えばスリーブ上のコロナ
イオンの印加、電極による除電あるいは導電性部
分を含むスリーブを用いこれを接地することなど
により蓄積電荷を逃がすことが重要であるが、ト
ナーホツパー等本体がアルミニウム等の金属やデ
ルリン等のプラスチツクよりなる現像機において
数μAのリーク電流を流すために積極的な接地は
必要でない。もし、スリーブ上に蓄積される潜像
と同極性の電荷の積極的な中性化が必要の場合、
現像終了位置からトナーホツパー等の補給手段に
致るまでの所定の位置に電荷を中和するための電
極又は交流コロナ等の電気的手段を配置するとよ
い。この電荷のリーク速度はトナーの移動速度の
効果よりもマグネツトの回転による交番磁界がト
ナーチエーンの自転運動に作用し、この自転運動
が大きく影響し、潜像電界によりスリーブ側に向
かつて誘起された潜像と同極性の電荷を移動させ
るのに役立つことは前記実験結果からも明らかで
ある。さらにこの考え方の正しいことは、第１４
図に示す如く、現像前後にトナーと接触させた接
地電極６及び６′をそれぞれ配置し、マグネツト
２を固定し絶縁性のスリーブ３を回転させてスリ
ーブ３を図示矢印の方向に搬送されたトナー４が
図示矢印の方向に移動する感光体上の潜像を現像
する時の電流を測定した結果から裏付けられた。
D.C4000V／cmの電界印加時における体積固有抵
抗が10³Ωcm程度の導電性トナーを用いた場合に
は、電極６に流れる電流i₁と電極６に流れる電流
i₂との間に差は少なかつた。これに反して、D.
C4000V／cmの電界印加時における体積固有抵抗
が10⁷Ωcm以上の半導電性ないし絶縁性のトナー
の場合明らかに電流i₁より電流i₂の方が多かつた。
次にこれらの実験結果の一例として、D.
C4000V／cmの電界印加時における体積固有抵抗
が10⁹Ωcmのトナーを用い、Se感光体を用いてそ
の表面電位を＋800Vとし、外径32mmのステンレ
ス製円筒の外周に厚さ50μのマイラーを被覆した
スリーブを用い、スリーブ上600ガウスの磁力を
有する８極対称磁極を有するマグネツトを用い、
現像ギヤツプを0.5mmに設定し、そして電極６お
よび６′とスリーブ３との間隙を0.4mmに設定した
時に測定した電流i₁および電流i₂をそれぞれ第６
表および第７表に示す。

【表】

【表】 まず第６表は現像前におかれた電極６に流れる
電流i₁を測定した結果であり、この時スイツチ７
はONにしておき、スイツチ７′をON及びOFFに
切換えて、さらにスリーブの回転数を３段階に変
化させて６種類の条件で電流を測定している。次
に第７表は現像後におかれた電極７に流れる電流
を測定した結果であり、この時も第６表の場合と
同様な６種類の条件で電流を測定している。第６
表に示すように、スリーブの回転数が270r.p.mに
おいて、スイツチ７がOFFの時電極６には
0.74μAの電流が流れたのに対し、スイツチ７が
ONの時電極６には0.29μAの電流しか流れなかつ
た。これに対して、スリーブの回転数が270r.p.m
において、スイツチ７がOFFの時電極６′には
0.82μAの電流が流れ、スイツチ７がONの時にも
電極６′には0.72μAもの電流が流れている。そし
てスリーブの回転数が150r.p.mおよび400r.p.mの
場合にも、このような傾向が示されている。また
トナーの体積固有抵抗を変えた場合も、第８表お
よび第９表に示すように、上記と同様の結果が得
られた。

【表】

【表】 従つて、上記の実験結果から、現像後に配置さ
れた電極に流れる電流値は現像前に配置された電
極に流れる電流値よりも大であることが確認され
た。さらに本発明者等は、トナーの抵抗が高くな
る程、現像後に流れる電流値と現像前に流れる電
流値の差が大きくなることも確認した。これらの
事実から、本発明における現像方式は高抵抗の絶
縁性磁性トナーを現像前に予め帯電させ、これに
より潜像電荷への付着力を発生させる方式である
特開昭53−31136号公報に記載の現像方式とは本
質的に異なることは明らかである。 ところで本発明の両方向回転の現像法における
現像性を評価する上で一応の目安となる現像電流
とトナーの体積固有抵抗の関係は種々の実験結果
を集約すると定性的に第１５図のＡで示す曲線で
表わされる。なお１５図におけるトナーの抵抗は
DC4000V／cmの電界印加時の値である。一方実
質上の現像性即ち現像部へのトナーの付着量は、
トナーの体積固有抵抗が高すぎると現像電流の減
少と共に低下し、逆にトナーの体積固有抵抗が低
くなると共にトナーの付着量も急速に上昇する
が、この付着量は感光体の種類によつても多少異
なる。例えばSe感光体のように電荷保持性の弱
い場合は、トナーの体積固有抵抗が10⁶Ωcm程度
に下ると現像時の潜像電荷が除電されて、現像電
流が上昇するにもかかわらず、第１５図Ｂの実線
で示すようにトナーの付着量は急激に低下する。
これに対しZnO感光体の場合は、電荷保持性が強
いので第１５図Ｂの破線で示すように、トナーの
体積固有抵抗が減少し、よつて現像電流の増加と
共にトナーの付着量も増加する傾向にある。いず
れにしろ、第１５図で明らかなごとく、半導電性
又は絶縁性トナーの場合、現像電流および現像性
はトナーの抵抗が高くなる程低下してしまうが、
本発明の方法によればこの傾向を大幅に改善する
ことができる。しかしながら良好なコピーを得る
ためには、上記現像後良好な転写および定着によ
り初めて可能となるものであり、本発明者等はこ
れらの点についても以下の如く詳細な検討を行な
つた。 まず本発明に用いられる半導電性ないし絶縁性
のトナーはD.C4000V／cmの電界印加時における
体積固有抵抗が10⁸〜10¹⁶Ωcmを対象としている
が、トナーの電気抵抗は現像性の他に転写性にも
大きな影響を与える。まず現像時にはトナーには
磁気吸引力とこれと反対方向に向く静電吸引力が
働く。これらのうち磁気吸引力は主としてトナー
の磁性粉の含有量とマグネツトの磁気吸引力によ
つて定まるが、通常のトナーでは磁性粉の含有量
はトナー全量に対して40〜80重量％あれば十分で
ある。またトナーにカーボンブラツク等の導電粒
子を添加することによつて10⁵〜10¹⁵Ωcm程度ま
でのその体積固有抵抗を変化させることができ、
これらの中から目的とする所定の特性を有するト
ナーを得ることができる。さらにトナー中の樹脂
を選ぶことによつて圧力定着あるいは熱定着用の
トナーとすることも知られている。一般にはトナ
ーの粒度分布５〜50μの範囲であり、好ましくは
10〜25μの範囲である。 このような電気抵抗の異なる種々のトナーを用
いて、種々の現像方法で感光体上に形成されたト
ナー像を転写する時、従来一般の２成分系複写機
用の複写紙を用いた場合、電気抵抗が10¹⁵Ωcm未
満のトナーでは第１５図Ｃの曲線で示すように転
写効率が低下し、かつトナー粒子の導電性および
転写紙裏面の電荷の転写面へのリークにより転写
ボケを生じてしまう。そこでこの原因を明らかに
するため、紙の各種特性とトナーの転写性の関係
を検討した。 まず従来の転写紙と本発明における転写紙の体
積固有抵抗ならびに表面抵抗をタケダ理研製振動
容器型微少電流計（No.TR−84M）により19℃、
60％RHの条件にて測定し、これらの測定結果を
それぞれ第１６図および第１７図に示す。即ち従
来の転写紙のうちには第１６図のＡ，Ｂおよび第
１７図のＡ，Ｂで示す如くのものも測定された。 まず第１６図および第１７図のＡの曲線で示す
ものは抵抗が低いため、10¹⁵Ωcm程度の高抵抗ト
ナーを使用しても転写電界のリークにより転写不
良を生じ特に高湿度の転写性の劣化が大で実用に
耐えない。またＢの曲線で示される高抵抗の紙も
転写後の感光体からの剥離が難しく電荷保持性が
高すぎ剥離時に放電によりトナー像が乱れやす
く、かつ特別な方法により特殊表面処理等を必要
とするので実用的でない。 従つて通常の２成分系帯電トナーを用いる転写
型複写機に使用される紙の抵抗時性は第１６図お
よび第１７図の斜線で示す範囲内に位置するもの
が多い。しかしこの斜線で示す範囲においてほぼ
同様な電気抵抗を示す紙であつても転写特性が極
めて大巾に異なり、高抵抗磁性トナーの転写特性
は他の因子が大きく影響することがわかつた。 本発明者等はこの原因を確認したところ、紙の
表面の帯電特性と紙の平滑度ならびに透気度に基
因することを見出した。まず第１８図は各種用紙
の−7KV印加時の動的帯電時性を川口電気製の
静電気帯電試験機（SP428型）を使用して測定し
た結果を示す。従来の紙は第１８図のＡ及びＢで
示すように、飽和表面電位が全んど150V以下で
転写性は良くなかつた。 これに対して、第１８図Ｃ及びＤの紙は飽和表
面電位が200〜350Vと高く転写性が良好であつ
た。これらのうち、Ｄで示す如く初期表面電位が
高く以後急速に電位が低下し所定の飽和電位に定
まる紙は特に転写性が良好で、トナーの体積固有
抵抗が10⁸Ωcm程度から良好な転写が行なえるこ
とがわかつた。 すなわち、トナー像の感光体からの転写は、転写
部材裏面からのコロナ放電又はこの裏面を導電ゴ
ムローラーと接触させる等の手段により電界を印
加して行なわれるが、転写紙に与えられた電荷が
転写側即ちトナー付着面へリークすることを防止
するためには、紙の体積固有抵抗や表面抵抗に加
えて表面電荷保持性が上記のＣあるいはＤ特にＤ
で示すような帯電特性を有することが必要とな
る。なお第１８図は測定した各種転写紙のうちで
代表的な例を示したもので、飽和電位が150V以
上あれば約1000V程度までは次の透気度、平滑性
の条件および前記抵抗値を満足すれば良好な転写
が可能であることがわかつた。 上記の転写紙として必要な特性を確認するため
に、さらに第１８図のＡ〜Ｄの各用紙の平滑度な
らびに透気度を、それぞれ東洋精機製作所製のデ
ンソーメーターNo.158d及びベツク測定機にて測
定した結果を第８表に示す。

【表】 第８表に示す如く、転写部材の裏側の転写用帯
電器から発生したイオン又は電子は透気度又は平
滑度の低い紙ほど転写側につきぬけてリークし転
写不良を生じることを確認した。 上記の４種の他に種々の転写紙の透気度および
平滑度を検討した結果、転写紙としては、透気度
が25〜800sec、平滑度が20〜100sec約−7KVの
動的コロナ帯電時において20℃、60％RHにおけ
る飽和電位が150〜1000V、体積固有抵抗が10¹¹
〜10¹⁴Ωcmそして表面抵抗が10¹⁰〜10¹⁴Ωの範囲
にあるものを用いることが好ましいことを見出し
た。さらに転写紙としては、上記の各種特性のう
ち帯電特性は、飽和帯電電位が200〜700Vの範囲
にピーク値をもち、わずかな時間において以後急
速に150〜300V範囲の飽和電位に達する帯電特性
を示すものがより好ましい。 以上の如く、半導電性又は絶縁性の磁性トナー
の感光体上の粉体像を静電気的に転写するために
は、前記の電気抵抗特性、帯電特性、平滑度およ
び透気度の各特性の範囲を満足した転写紙を用い
ることが必要である。上記各特性の範囲を全て満
足した転写紙例えば第１８図および第８表のＤに
示す如くの紙を用いた場合、第１５図のＤの曲線
の如くトナーの体積固有抵抗が10⁸Ωcm程度の低
い場合でも高い転写効率が得られる。さらにこの
転写紙を用いた場合、約80％RHにおいても良好
な転写性を得ることができた。 以上詳細に説明した如く、マグネツトおよびス
リーブを両方かつ同方向に回転し、トナーの移動
速度100mm／sec以下の条件にて感光体と同方向に
D.C4000V／cmの電界印加時における体積固有抵
抗が10⁸〜10¹⁶Ωcmの範囲にある磁性トナーを移
動させ、感光体上の静電潜像を現像した後、前述
した如くの特性を有する転写紙に転写した後、熱
又は圧力により定着して最終的な鮮明なコピーが
得られる。 なお本発明の電子写真法は、通常の転写型複写
機を中心として説明したが、これに限らず転写工
程を必要とする場合のプリンター、フアクシミリ
などの絶縁体又は感光体等の静電潜像を現像しつ
いで転写して複写記録を行なう各種記録装置に適
用できることはいうまでもない。さらに、本発明
においてはトナー搬送手段として、円筒形の非磁
性スリーブと、この非磁性スリーブ内に回転自在
に配置された永久磁石ロールを用いた場合につい
て説明したが、磁界発生手段として永久磁石ロー
ル以外の電磁石でもよいし、両者の併用でも可能
である。さらに、ベルト状の非磁性担体とこれと
同方向にNSの交番磁界が移動する前記磁界発生
手段との組合せによつても同様の効果がえられる
ことは言うまでもない。 具体例 １ 感光体として外径120mmのSeドラムを用い、
4000V／cmにおける体積固有抵抗が10¹²Ωcmの磁
性トナーを用い、そして第２図に示す現像装置を
用いて、＋800Vの表面電位を有する静電潜像を現
像した。Seドラムの周速は60mm／Secであり、現
像装置においては外径32mmでステンレス製のスリ
ーブを100r.p.mで回転させ、スリーブ表面上550
ガウスの磁力を有すると共に10極の対称磁極を有
するマグネツトロールを1000r.p.mで回転させて、
現像ギヤツプならびにドクターギヤツプをそれぞ
れ0.5mmおよび0.8mmに設定した。スリーブおよび
マグネツトロールの回転方向は現像部において
Seドラムと同方向である。またトナーの搬送速
度は上記(1)式により計算すると約80mm／secとな
る。 このようにしてSeドラム上に形成されたトナ
ー像をコロナ放電により転写紙に転写しつづいて
圧力定着を行なつてコピー画像を得た。転写紙と
しては、10000V／cmにおける体積固有抵抗が
10¹³Ωcm、100Vにおける表面抵抗が10¹¹Ω、透気
度が390sec、平滑度が70sec、第１８図のＤと同
様の帯電時性を有しこの時初期表面電位が350V
でかつ飽和電位が205Vのものを用いた。 上記のコピー条件において、現像性ならびに転
写性が良好でカブリのない画像濃度も十分な良好
なコピー画像が得られた。 具体例 ２ 感光体として外径210mmのSeドラムを用い、
4000V／cmにおける体積固有抵抗が10⁸Ωcmの磁
性トナーを用い、そして第２図に示す現像装置を
用いて、＋750Vの表面電位を有する静電潜像を現
像した。Seドラムの周速は200mm／secであり、
現像装置においては具体例１と同様のスリーブを
150r.p.mで回転させ、スリーブ表面上650ガウス
の磁力を有すると共に10極の対称磁極を有するマ
グネツトロールを1400r.p.mで回転させて、現像
ギヤツプならびにドクターギヤツプをそれぞれ
0.6mmおよび0.3mmに設定した。なおSeドラム、ス
リーブおよびマグネツトロールの回転方向は具体
例１と同様である。またトナーの搬送速度は具体
例１と同様にして求めたところ約61.2mm／secと
なる。 このようにしてSeドラム上に形成されたトナ
ー像をコロナ放電により具体例１と同様の転写紙
に転写しつづいて圧力定着を行なつたところ、現
像性ならびに転写性とも良好でカブリもなく濃度
も十分なすぐれたコピーが得られた。 具体例 ３ 感光体として具体例２と同様のものを用い、
4000V／cmにおける体積固有抵抗が10¹⁵Ωcmの磁
性トナーを用い、そして具体例２と同様の現像装
置を用いて、＋900Vの表面電位を有する静電潜像
を現像した。Seドラムの周速は100mm／secであ
り、スリーブならびにマグネツトロールは具体例
２と同様のものを用いてまた具体例２と同様の回
転方向と回転数で回転させて、現像ギヤツプなら
びにドクターギヤツプはそれぞれ0.2mmおよび0.4
mmに設定した。 このようにしてSeドラム上に形成されたトナ
ー像をコロナ放電により転写しついでオーブン型
の熱定着を行なつたところ、現像性ならびに転写
性共に良好でカブリのない濃度も十分で良好なコ
ピーが得られた。 なお転写紙としては、10000V／cmにおける体
積固有抵抗が５×10¹¹Ωcm、100Vにおける表面
抵抗が１×10¹¹Ω、透気度が25sec、平滑度が
20sec、帯電特性が第１８図のＣで示す曲線とな
りそして飽和電位が160Vとなるものを用いた。 具体例 ４ 感光体として外径160mmでodsの上にマイラー
を被覆したものを用い、4000V／cmにおける体積
固有抵抗が10¹⁰Ωcmの磁性トナーを用い、そして
具体例１と同様の現像装置を用いて、＋700Vの表
面電位を有する静電潜像を現像した。感光体の周
速は86mm／secであり、具体例１と同様のスリー
ブを90r.p.mで回転させ、スリーブ表面上550ガウ
スの磁力を有し12極の対称磁極を有するマグネツ
トロールを800r.p.mで回転させて、、現像ギヤツ
プならびにドクターギヤツプを0.4mmに設定した。
なお感光体、スリーブおよびマグネツトロールの
回転方向は具体例１と同様である。またトナーの
搬送速度は約43mm／secとなる。 このようにして感光体上に形成されたトナー像
をコロナ放電により転写紙に転写し、つづいて圧
力定着を行なつたところ、現像性および転写性と
もにすぐれカブリのない、濃度も十分で良好なコ
ピーが得られた。 なお転写紙としては、10000V／cmにおける体
積固有抵抗が10¹²Ωcm、100Vにおける表面抵抗
が８×10¹⁰Ω、透気度が102sec、平滑度が40sec、
帯電特性が第１８図のＣで示す曲線と類似した曲
線となり飽和電位が190Vとなるものを用いた。 具体例 ５ 感光体として外径210mmのZnOマスター紙を用
い、4000V／cmにおける体積固有抵抗が10¹⁵Ωcm
の磁性トナーを用い、そして具体例１と同様の現
像装置を用いて、−450Vの表面電位を有する静電
潜像を現像した。感光体の周速は65mm／secであ
り、外径32mmのアルミニウム製スリーブを100r.
p.mで回転させ、スリーブ表面上1300ガウスの磁
力を有する８極対称磁極を有するマグネツトロー
ルを750r.p.mで回転させて、現像ギヤツプならび
にドクターギヤツプをそれぞれ0.8mmおよび1.0mm
に設定した。なお感光体、スリーブおよびマグネ
ツトロールの回転方向およびトナーの搬送方向は
具体例１と同様である。またトナーの搬送速度は
約69mm／secとなる。 このようにして感光体上に形成されたトナー像
をコロナ放電により具体例４と同様の転写紙に転
写しついで圧力定着したところ、現像性ならびに
転写性ともに良好でカブリのない濃度も十分な良
好なコピーが得られた。 具体例 ６ 外径210mmのPVK−TNF型のOPC感光体を用
い、4000V／cmにおける体積固有抵抗が10⁹Ωcm
の磁性トナーを用い、そして具体例１と同様の現
像装置を用いて、−600Vの表面電位を有する静電
潜像を現像した。感光体の周速は160mm／secであ
り、外径32mmのステンレス製スリーブを120r.p.m
で回転し、スリーブ表面上1200ガウスの磁力を有
する８極対称磁極のマグネツトロールを1200r.p.
mで回転させ、現像ギヤツプおよびドクターギヤ
ツプをそれぞれ0.8mmおよび1.0mmに設定した。な
お感光性、スリーブおよびマグネツトロールの回
転方向は具体例１と同様である。またトナーの搬
送速度は約37mm／secとなる。 このようにして感光体上に形成されたトナー像
をコロナ放電により具体例３と同様の転写紙に転
写しつづいて圧力定着したところ、現像性および
転写性とも良好で、カブリのない濃度も十分な良
好なコピーが得られた。 具体例 ７ 具体例６と同様の感光体を用い、4000V／cmに
おける体積固有抵抗が10¹⁰Ωcmの磁性トナーを用
い、そして具体例１と同様の現像装置を用いて、
−600Vの表面電位を有する静電潜像を現像した。
マグネツトロールとしてスリーブ表面上550ガウ
スの磁力を有する８極対称磁極のものを用いた以
外は、スリーブの種類、感光体の周速および移動
方向、スリーブとマグネツトロールの回転数およ
び回転方向、そしてトナーの搬送速度も具体例６
と同様であつた。ただし現像ギヤツプおよびドク
ターギヤツプはそれぞれ0.5mmおよび0.2mmに設定
した。 このようにして感光体上に形成されたトナー像
をコロナ放電により具体例６と同様の転写紙に転
写し、ついで熱定着したところ、現像性および転
写性ともに良好で、カブリもなくまた濃度も十分
で良好なコピーが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像法を説明するための現
像装置の概略断面図、第２図は本発明に使用され
る現像装置の一例を示す断面図、第３図はトナー
規制量と磁気ブラシの寸法との関係を示す図、第
４図はトナー規制量と現像ギヤツプとの関係を示
す図、第５図は感光体上での磁極対向ピツチとト
ナー付着量の関係を示す図、第６図はトナー付着
量とコピー濃度の関係を示す図、第７図はマグロ
ールの磁力と感光体の表面電位の関係を示す図、
第８図は従来のスリーブ回転におけるトナー搬送
速度と現像電流の関係を示す図、第９図は従来の
スリーブ回転における現像電流とコピー濃度の関
係を示す図、第１０図は本発明の両方回転におけ
るトナー搬送速度と現像電流の関係を示す図、第
１１図は本発明の両方回転における現像電流とコ
ピー濃度の関係を示す図、第１２図はマグネツト
とスリーブの相対回転数と現像電流の関係を示す
図、第１３図は本発明の他の実施例を示すトナー
移動速度と現像電流の関係を示す図、第１４図は
現像電流を測定するための装置の断面図、第１５
図はトナーの体積抵抗と現像電流ならびに転写効
率の関係を示す図、第１６図は印加電界と転写紙
の体積固有抵抗の関係を示す図、第１７図は印加
電圧と転写紙の表面抵抗の関係を示す図、第１８
図は転写紙の帯電特性を示す図である。 １：感光体、２：マグネツト、３：スリーブ、
４：磁性トナー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物質層表面に静電潜像を形成し、該物質層表
   面に対向して導電性を有する非磁性体円筒を設
   け、該円筒内に軸方向にのびる複数個の対称的な
   磁極を有する永久磁石ロールを備え、該永久磁石
   ロールの磁気吸引力によつて上記円筒上に半導電
   性ないし絶縁性の磁性トナーを吸着して磁気ブラ
   シを形成し、上記円筒と上記永久磁石ロールとを
   相対的に回転させることにより上記磁気ブラシで
   上記物質層表面を摺擦して、上記物質層表面の所
   定の位置に上記磁性トナーを付着させ、ついでト
   ナー像を転写部材上に転写した後定着させる電子
   写真法において、永久磁石ロール回転数をN_Mr.p.
   m、物質層表面の移動速度をＶmm／sec、永久磁
   石ロールの磁極数をＭとした場合、 Ｐ＝Ｖ／N_M／60・Ｍ で表されるＰが0.2〜2.5の範囲内にあるように永
   久磁石ロールの回転数を設定すると共に、上記円
   筒と上記永久磁石ロールとを同方向に回転させる
   ことにより現像部において上記磁性トナーを上記
   物質層と同方向にかつ上記物質層表面の移動速度
   と関係なく100mm／sec未満の速度で移動させるこ
   とを特徴とする電子写真法。 ２ 非磁性体円筒はトナー槽内に少なくともその
   一部が没入してなると共に、永久磁石ロールの磁
   気吸引力が直接トナー槽内の磁性トナーに働く構
   造を有してなる現像装置を用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電子写真法。 ３ 非磁性体円筒と永久磁石ロールが磁性トナー
   の移動方向と同方向に回転すると共に円筒の回転
   数が永久磁石ロールの回転数の1/5〜1/20の範囲
   にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の電子写真法。 ４ 非磁性体円筒と永久磁石ロールが磁性トナー
   の移動方向と逆方向に回転すると共に円筒の回転
   数が永久磁石ロールの回転数の1/20〜1/200の範
   囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電子写真法。 ５ 現像部における物質層と円筒の間〓（mm）な
   らびにトナー規制量（mm）が第４図の（0.1、
   0.2）、（1.0、0.9）、（1.0、1.3）、（0.1、0.6）の
   各点
   を結ぶ直線で囲まれた領域内にあることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の電子写真法。 ６ 感光体がSe系の場合およびZno系ならびに
   OPC系の場合に、物質層と円筒との間〓および
   トナー規制量をそれぞれ0.5mm以下および0.5mm以
   上の範囲とすることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項に記載の電子写真法。 ７ 永久磁石ロールの磁力は円筒上で400〜1600
   ガウスの範囲にあることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の電子写真法。 ８ D.C4000V／cmの電界印加時において10⁸〜
   10¹⁵Ω・cmの体積固有抵抗を有する磁性トナーを
   用いそして平滑度が20〜100secの範囲にあり、透
   気度が25〜800secの範囲にあり、約マイナス7kV
   の動的コロナ帯電時においてかつ20℃、60％RH
   において飽和電位が150〜1000Vの範囲にあり、
   D.C10，000V／cmの電界印加時における体積固
   有抵抗が10¹¹〜10¹⁴Ωcmの範囲内にありかつD.
   C100Vの電圧印加時における表面固有抵抗が10¹⁰
   〜10¹⁴Ωの範囲にある転写部材を用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子写真
   法。 ９ 初期帯電電位が200〜700Vの範囲にピーク値
   を持ち、帯電時間に対して以後急速に150〜300V
   の範囲まで低下し最終的にその電位に収まるよう
   な帯電特性を有する転写部材を用いることを特徴
   とする特許請求の範囲第８項記載の電子写真法。