JPH05210301A

JPH05210301A - 現像方法

Info

Publication number: JPH05210301A
Application number: JP4189241A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Seiichiro Hiratsuka; 誠一郎平塚
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1993-08-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】微粒子のキャリア粒子、特に好ましくは磁性
キャリア粒子とトナー粒子を混合した現像剤を使用した
場合であっても、障害のない新たな現像方法を提供する
ことである。【構成】平均粒径が２０ｍμ以下のトナー粒子と平均
粒径が５〜５０ｍμの絶縁性磁性キャリア粒子を主成分
とする現像剤Ｄを、内部に配置した磁石とこの磁石を囲
むスリーブ２ａからなる現像剤搬送担体２上に磁力の作
用によって継続して現像剤層を形成しつつ、現像領域に
搬送する段階と前記現像領域を像担持体１と前記現像剤
搬送担体２間の間隙として形成し、前記現像領域に振動
電界を形成し、且つ前記現像領域における前記像担持体
１と前記現像剤搬送担体２間の距離を現像剤層の厚さよ
りも大として、前記現像領域において現像剤中のトナー
Ｔを前記像担持体１の移動、付着させる段階とからなる
現像方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等の静
電記録装置の像担持体に形成された静電像を可視像とす
る静電像現像方法、あるいは磁気像を可視像とする磁気
像現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず一例として、電子写真複写装置にお
ける複写工程の概略について述べる。例えば、原稿台固
定型では原稿台上に複写原稿を載置し、複写釦を押すと
露光ランプが原稿を照射しながら、反射ミラー等を有す
る光学系と所定の関係を持って露光走査する。原稿の濃
淡に対応した反射光が、前記光学系を介して一様に帯電
された像担持体（感光体ドラム）上に照射され、感光体
ドラム上に静電像が形成される。そしてこの静電像は、
現像装置により現像され、原稿の濃度に対応したトナー
による可視像となる。

【０００３】一方、給紙装置から複写紙（転写材）が感
光体の回転に同期して送られ、感光体に形成されたトナ
ー像と一致すべく重なりあい、その後転写電極によって
複写紙に転写される。トナー像が転写された複写紙は感
光体から分離され、ローラ定着装置に送られる。ローラ
定着装置は、少なくとも一本は加熱されたローラからな
る２本のローラによって構成され、複写紙に転写された
トナー像を加熱定着し、その後、複写紙は複写装置本体
外に排紙される。

【０００４】ところで、前記現像剤としては、二成分系
現像剤と一成分系現像剤とがある。二成分系現像剤は、
着色粒子であるトナーと、このトナーを帯電したり現像
部まで搬送するのに必要なキャリアで構成される。一
方、一成分系現像剤は、樹脂と磁性体とが一体に構成さ
れている着色粒子が主なものである。そして、磁性体を
含む現像剤を使用した現像方法としては、磁気ブラシ現
像法が一般に知られている。

【０００５】次に、磁気ブラシ現像法の概略について説
明する。感光体に近接する場所に、固定あるいは回転可
能なマグネットロールを内蔵する現像剤搬送担体を設け
る。この現像剤搬送担体の一部に現像剤を充分に接触さ
せ、マグネットロールあるいは、現像剤搬送担体の一方
又は両方が、回転するとスリーブの周面上には現像剤の
穂が形成されるとともに、この現像剤は搬送され、現像
部において現像剤が感光体と接触することにより、トナ
ー粒子は感光体の帯電部分に吸引され、感光体にはトナ
ー粒子による可視像が形成される。

【０００６】一成分系現像剤を用いた磁気ブラシ現像法
は、トナー粒子が摩擦により帯電されにくく、トナー粒
子の凝集が起こり易いという弊害があり、このためトナ
ー粒子が感光体の帯電部に充分吸引されない場合があ
る。しかし、二成分系現像剤を用いたときには、前記し
た弊害は発生せず、かつ磁気ブラシの穂立ちが良くて、
感光体との摺擦性が優れる等の特長を有することから、
多く採用されている。

【０００７】しかし、この現像方法においては、従来一
般に用いられる現像剤のトナー粒子やキャリア粒子が粗
いために、繊細な線や点、あるいは濃淡差等を記す高画
質画像が得られにくいといった問題点がある。この問題
点を解決するためにキャリア粒子の樹脂コーティング、
現像剤搬送担体に内蔵するマグネットロールの改良、現
像剤搬送担体へのバイアス電圧の印加等の工夫がなされ
ているが、それでも未だ満足し得る画像が得られないの
が実情である。

【０００８】高画質画像の記録を記すためには、トナー
粒子及びキャリア粒子を微粒子とすることが必要とされ
ている。しかし、粒子を微粒子化することは以下に記載
する問題点が発生する。一般に、粒子の帯電量は粒径の
２乗に比例するものであり、トナー粒子を２０μｍ以下
特に１０μｍ以下とすると、摩擦によるトナー粒子１個
の帯電量が小さくなるので、粒子に働くファンデルワー
ルス力は相対的に大きくなる。

【０００９】トナー粒子の微粒子化に伴う前記二つの問
題点を原因として、磁気ブラシ現像法では、微粒子のト
ナー粒子等を使用することができなかったのである。即
ち、トナー粒子を微粒子にすると、摩擦によりトナー粒
子の帯電量が充分に高くならず、現像部において感光体
と接触しても、感光体の帯電部分の電気力の影響をあま
り受けず、帯電部分に吸引されにくくなる。そして、フ
ァンデルワールス力が相対的に大きくなることにより、
トナー粒子は現像部において感光体の帯電されていない
部分に付着し、像背景の地部分の記録を記す所謂かぶり
が生ずるようになり、現像剤搬送担体へのバイアス電圧
印加によってもこれを防ぐことが困難となる。また、フ
ァンデルワールス力が大きくなることにより、トナー粒
子の凝集が生じ易くなる。

【００１０】一方、キャリア粒子を特に５０μｍ以下の
微粒子にすると、キャリア粒子も、現像剤搬送担体のマ
グネットロールの影響を受けにくくなると共に、クーロ
ン力やファンデルワールス力により、トナー粒子と分離
しずらくなる。これらが原因となって、キャリア粒子
も、トナー粒子と共に感光体に吸引される。トナー粒子
とキャリア粒子を微粒子にすると以上記載したような障
害が発生し、鮮明な画像の記録をすることが出来なかっ
たのである。従って、磁気ブラシ現像法では、微粒子の
トナー、及びキャリアを使用することができなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、微粒子のキ
ャリア粒子、特に好ましくは磁性キャリア粒子とトナー
粒子を混合した現像剤を使用した場合であっても、前記
した障害のない新たな現像方法を提供することを目的と
している。

【００１２】

【発明の開示】即ち、本発明は、平均粒径が２０ｍμ以
下のトナー粒子と平均粒径が５〜５０ｍμの絶縁性磁性
キャリア粒子を主成分とする現像剤を、内部に配置した
磁石とこの磁石を囲むスリーブからなる現像剤搬送担体
上に磁力の作用によって継続して現像剤層を形成しつ
つ、現像領域に搬送する段階と前記現像領域を像担持体
と前記現像剤搬送担体間の間隙として形成し、前記現像
領域に振動電界を形成し、且つ前記現像領域における前
記像担持体と前記現像剤搬送担体間の距離を現像剤層の
厚さよりも大として、前記現像領域において現像剤中の
トナーを前記像担持体の移動、付着させる段階とからな
ることを特徴とする現像方法に係わるものである。ここ
で「平均粒径」とは格粒子の径（長軸長と短軸長の数値
平均）の平均をいう。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を使用し、詳細
に説明する。第１図は、本発明の実施例による現像方法
に使用する現像装置の概略図である。Ｓｅ等の感光体に
より構成されるドラム状の像担持体１は、帯電、露光装
置（図示せず）によって表面に静電像が形成され、矢印
の方向に回転する。像担持体１に近接して設けられた現
像剤搬送担体２は、アルミニウム等の非磁性材料からな
るスリーブ２ａと周方向に複数の磁極を有するマグネッ
トロール２ｂから構成され、マグネットロール２ｂの磁
極は通常５００〜１５００ガウスの磁束密度に磁化され
ている。現像剤Ｄを現像剤溜り６から現像部Ａに穂を形
成させて搬送するためには、スリーブ２ａを固定し、マ
グネットロール２ｂを回転させ、反対にマグネットロー
ル２ｂを固定し、スリーブを回転させ。あるいは両者を
回転することのいずれでも可能である。ただし、現像剤
Ｄの搬送される方向は、スリーブ２ａが回転したとき
は、その回転方向と同じであるが、マグネットロール２
ｂが回転をしたときには、その回転方向とは逆方向にな
る。図１では、マグネットロール２ｂが時計方向に回転
し、スリーブ２ａが反時計方向に回転することにより、
現像剤Ｄが反時計方向に搬送されていることを示してい
る。

【００１４】図２では、マグネットロール２ｂは固定
し、スリーブ２ａを反時計方向に回転しているときを示
した図であり、このとき、マグネットロール２ｂが像担
持体１に対向している磁極の磁束密度は、他の磁束密度
よりも大きくしてある。像担持体１と対向した磁極の磁
束密度をより大きくするために、図３に示すように、同
極あるいは異極の２つの磁極を近接させることもでき
る。

【００１５】スリーブ２ａの周面上を搬送する現像剤Ｄ
は規制ブレード４により、その高さが規制され、現像部
Ａに到達し、その一部は像担持体１に吸引され、残りは
スリーブ２ａの周面上を矢印の方向に搬送し、クリーニ
ングブレード５により、スリーブ２ａの周面上から除去
される。攪拌スクリュー７は現像剤溜り６内で現像剤Ｄ
を攪拌し、トナー粒子とキャリア粒子の割合を均一にす
るために設けられている。現像剤Ｄは現像が行われる
と、その中のトナー粒子が多く使用され消耗する。そこ
でトナー粒子Ｔを補給するためにトナーホッパー８を設
け、表面に凹部を有する供給ローラー９を回転させるこ
とにより、消耗されたトナー粒子Ｔを現像剤溜り６に補
給することとしている。そして、かぶりを防ぐために、
スリーブ２ａに保護抵抗１１を介してバイアス電圧を印
加する電源１０が設けられている。なお、この電源１０
は、現像剤Ｄを現像部Ａで、スリーブ２ａと像担持体と
の間を振動させるための振動電界発生器も兼ねている。

【００１６】以上、記載した静電像現像方法について注
目すべき構成は、磁性キヤリア粒子の平均粒径が５０μ
ｍ以下、トナー粒子の平均粒径が２０μｍ以下のものが
使用されていることである。従来の磁気ブラシ現像法で
は、現像剤Ｄを摩擦することにより帯電させ、像担持体
１の帯電部分とのクーロン力により、現像剤Ｄを吸引し
ていた。従って現像剤Ｄを現像するのに充分な電荷を持
たせるためには、現像剤の粒子を細かくするのに限界が
あった。

【００１７】しかし、本実施例では、現像剤Ｄを微粒子
としても前記したような問題点はない。本発明では、振
動電界を用いているため現像剤Ｄの粒子がスリーブ２ａ
と像担持体との間を振動するから、従来の磁気ブラシ現
像法のように現像剤Ｄと像担持体１とが充分に接触しな
くとも像担持体１には現像剤Ｄによる可視像が形成され
るのである。

【００１８】かぶりを防止するために、現像剤層厚は像
担持体とスリーブ間隔より小さいこと、即ち非接触現像
とするのが好ましい。非接触現像では、更に、現像剤層
で像担持体を摺擦しないので、像担持体が傷つかず、寿
命が長い。また、現像剤の移動速度は、像担持体と同方
向あるいは反対方向に移動し、同じか速いが良いが、こ
れに限定されない。

【００１９】従って、従来の磁気ブラシ現像方法では使
用することのできない微粒子のキャリア粒子、及びトナ
ー粒子の使用が可能となったのである。以上述べたこと
から、本発明に用いるキャリア粒子が５μｍ未満、特に
４μｍ未満では磁化が弱くなりすぎ、５０μｍを越える
と画像が改善されず、又ブレークダウンや放電が起こり
易く、高電圧が印加できない。一方、トナー粒子径が１
μｍを下まわると振動を加えてもキャリアから剥離しに
くくなり、２０μｍを越えると画像の解像度が低下す
る。この点から、トナー粒子径は、０．５〜２０μｍと
するのがよく、１〜２０μｍとするのが更に望ましい。
又、このときのトナーの平均帯電量は３〜３００μＣ／
ｇが望ましく、特に１０〜１００μＣ／ｇが好ましい。

【００２０】なお、かぶりを防ぐための直流電圧、及び
現像剤Ｄを振動させるための振動電界を像担持体１とス
リーブ２ａの間に印加をするので、両者間の間隔が問題
となる。この間隔をあまり狭くすると両者間で放電し、
像担持体を痛め、かつ両者間を通過する現像剤Ｄの搬送
を妨げる。反対に、両者間をあまり広くすると対向電極
効果が低下し、十分な現像濃度の記録が記されず、エッ
ジ効果も高くなる。実験によると、両者間の間隔は２０
００μｍ以下、特に数１０μｍ〜１０００μｍの間とし
たときが望ましい結果が得られた。

【００２１】そして、かぶりを防ぐための直流バイアス
電圧は、通常非画像部より高い電位に保つため、直流の
５０〜５００Ｖの電圧が印加され、現像剤Ｄを振動させ
るためには１００〜１０ＫＨＺ、好ましくは、１〜５Ｋ
ＨＺの周波数の交流が使用される。直流電圧はトナーが
磁性を有している場合にはこれより小さくてよい。反転
現像を行う場合には、これより高い直流電圧が印加され
ることは当然である。交流の電圧値は、周波数にもよる
が高い程現像剤Ｄを振動させるが、反面かぶりが生じ易
く、かつ放電も起こり易くなる。周波数が増すと現像剤
Ｄがこの変化に追随てぎず、現像濃度及び鮮明度が低下
し画質が低下する傾向が見られる。

【００２２】本発明におけるキャリア粒子としては、平
均粒径を別にして、従来の磁性キャリア粒子と変わらな
いものを用いることができる。即ち、鉄、クロム、ニッ
ケル、コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や合
金、例えば、四三酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロ
ム、酸化マンガン、フエライト、マンガン−銅系合金、
といった強磁性体乃至は常磁性体の粒子、又はそれらの
粒子の表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系
樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂やパルシ
チン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで被覆したよ
うな絶縁性の粒子を用いることができる。しかしその中
でも、抵抗率が１０⁸Ωｃｍ以上、特に好ましくは１０
¹⁴Ωｃｍ以上の絶縁性の磁性粒子が特に好ましい。抵抗
率が低いと、現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加した
場合に、キャリア粒子に電荷が注入されて、像担持体に
キャリア粒子が付着し易くなるという問題や、バイアス
電圧が充分に印加されないという問題が生ずる。

【００２３】なお、抵抗率は粒子を０．５０ｃｍ²の断
面積を有する容器にいれてタッピングした後、詰められ
た粒子上に１Ｋｇ／ｃｍ²の荷重を掛け、荷重と底面電
極との間に１０００Ｖ／ｃｍの電界が生じる電圧を印加
したときの電流値を読み取ることで得られる値である。
また、絶縁性粒子は、磁性体粒子の表面に樹脂等の被覆
層を設けたものに限らず、樹脂中に磁性体粒子が分散し
ているようなものでもよい。

【００２４】以上述べたようなキャリア粒子は、従来の
キャリア粒子と同様に製造され、従来公知の平均粒径選
別手段によって平均粒径が選別されて、本発明に用いら
れる。本発明におけるトナー粒子についても、従来の非
磁性または磁性トナー粒子を平均粒径選別手段によって
選別したようなトナー粒子を用いることができる。そし
て、トナー粒子が磁性体微粒子を含有した磁性粒子であ
ることは好ましく、特に磁性体微粒子の量が３０ｗｔ％
を越えないものが好ましい。トナー粒子が磁性粒子を含
有したものである場合は、トナー粒子が現像剤搬送担体
２に含まれる磁石の磁力の影響を受けるようになるか
ら、現像剤の穂の均一形成性が一層向上して、しかもか
ぶりの発生が防止され、更にトナー粒子の飛散も起こり
にくくなる。しかし、含有する磁性体の量を多くし過ぎ
ると、キャリア粒子との間の磁気力が大きくなり過ぎ
て、十分な現像濃度を得ることができなくなるし、ま
た、磁性体微粒子がトナー粒子の表面に現れるようにも
なって、摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー粒子が
破損し易くなったり、キャリア粒子との間で凝集し易く
なったりする。

【００２５】以上述べたようなトナー粒子は、キャリア
粒子について述べたような樹脂及びさらには磁性体の微
粒子を用い、それにカーボン等の着色成分や必要に応じ
て帯電制御剤等を加えて、従来公知のトナー粒子製造方
法と同様の方法によって作ることができる。本発明にお
ける現像剤は、以上述べたようなキャリア粒子とトナー
粒子とが従来の二成分系現像剤におけると同様の割合で
混合したものであるが、それには必要に応じて粒子の流
動滑りをよくするための流動化剤や、像担持体面の清浄
化に役立つクリーニング剤等が混合される。流動化剤と
しては、コロイダルシリカ、シリコンワニス、金属石鹸
あるいは非イオン表面活性剤等を用いることができ、ク
リーニング剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリ
コンあるいはフッ素等表面活性剤等を用いることができ
る。

【００２６】前記した現像剤Ｄ及び現像条件により現像
を行うのであるが、像担持体１の帯電部に吸引される現
像剤Ｄがトナー粒子のみの場合と、トナー粒子とキャリ
ア粒子の両方が吸引されて像担持体１に可視像を形成す
る場合とがあり、両者を適宜選択することにより望まし
い結果が得られる。トナー粒子のみで現像を行うには、キャリア粒子は
現像剤搬送担体２の周面上に止まり、トナー粒子のみが
振動電界により像担持体１と現像剤搬送担体２との間を
振動しなければならない。従ってトナー粒子がキャリア
粒子とのクーロン力、ファンデルワールス力等の付着力
に打ち勝ち、キャリア粒子と分離するため、高い振動電
界、高いトナー粒子の電荷量と、現像剤搬送担体２と像
担持体１との間で磁性キャリアを振動させないため（但
し、振動電界下で磁性キャリア粒子の穂が振動すること
とは異なる。）マグネットロール２ｂは強い保持力が必
要とされる。キャリア粒子がトナー粒子と共に振動しな
いためには、キャリア粒子の粒子径がトナー粒子のそれ
よりも大きいこと、キャリア粒子に働く磁気束縛力が像
担持体へと移動させる静電力より大きいこと、トナー粒
子の帯電量が１〜３μｃ／ｇより大きいこと（好ましく
は３〜３００μｃ／ｇ）が望ましい。特に粒径の小さい
場合は高い帯電量が必要である。トナー粒子のみにより
像担持体１に可視像を形成すると、キャリア粒子により
像担持体１の表面を傷つけず、又像担持体１に予め現像
された可視像があってもその部分に新たに二重に可視像
を像担持体１に形成することができるといった長所をも
っている。トナー粒子とキャリア粒子の両者で像担持体１に可
視像を形成するには、トナー粒子がキャリア粒子との付
着力に打ち勝ち、分離する必要はないので、トナー粒子
及びキャリア粒子に要求される条件はきびしくない。振
動電界によりキャリア粒子が、像担持体１と現像剤搬送
担体２の間を振動しても良いから、キャリア粒子径がト
ナー粒子径よりも小さくてよく、キャリア粒子に働く磁
気束縛力が弱くても良く、トナー粒子の帯電量が小さく
てもよいのである。以上のことから、と比較し、小粒
径のキャリア粒子及びトナー粒子を用いることができ
る。トナー粒子のみにより現像したときには、キャリア
粒子の平均粒径が１０μｍ、トナー粒子の平均粒径が５
μｍ未満になると高画質の可視像を形成することが困難
になるが、トナー粒子とキャリア粒子の両者により現像
をしたときは、キャリア粒子の平均粒径が５μｍ、トナ
ー粒子の平均粒径が１μｍ程度になっても、高画質の画
像が形成された。そして、キャリア粒子が振動すること
により、トナー粒子の凝集を防止するといった効果もあ
る。

【００２７】なお、上記現像剤の振動域において、磁界
を作用させ、これを時間的又は空間的に変動させること
が効果がある。このような可視像形成は、非接触現像に
よって可能である。磁気ブラシによる現像では、像担持
体１を傷付けてしまう。以上記載した現像条件の下で、
本発明者が実験を行った結果を以下に示す。（Ａ）キャリア粒子に平均粒径が２０μｍ、磁化が５０
ｅｍｕ／ｇ、抵抗率が１０¹⁰Ωｃｍの球状フェライト粒
子を用い、トナー粒子にスチレン、アクリル樹脂（三洋
化成製ハイマーｕｐ１１０）１００重量部、カーボンブ
ラック（三菱化成製ＭＡ−１００）１０重量部、ニグロ
シン５重量部からなる平均粒径が１０μｍの非磁性粒子
を用いて、図１に示した装置により、現像剤溜り６にお
ける現像剤Ｄのトナー粒子比率がキャリア粒子に対して
１０ｗｔ％になる条件で現像を行った。

【００２８】この場合像担持体１はＣｄＳ感光体、その
周速は、１８０ｍｍ／ｓｅｃ、像担持体１に形成された
静電像の最高電位−５００Ｖ、スリーブ２ａの外径３０
ｍｍ、その回転数１００ｒｐｍ、マグネットロール２ｂ
のＮ，Ｓ磁極の磁束密度は５００ガウス、その回転数
は、１０００ｒｐｍ、現像部での現像剤層厚を０．２ｍ
ｍ、スリーブ２ａと像担持体１との間隙０．３ｍｍ、即
ち３００μｍ、スリーブ２ａに印加するバイアス電圧は
直流電圧成分−２５０Ｖ、交流電圧成分１．５ＫＨＺ、
４００Ｖとする非接触現像とした。

【００２９】以上の条件で現像を行って、それを普通紙
に転写し、表面温度１４０°Ｃの熱ローラ定着装置に通
して定着した結果、得られた記録紙の画像はエッジ効果
やかぶりのない、そして濃度が高いきわめて鮮明なもの
であり、引続いて５万枚の記録紙を得たが最初から最後
まで安定して変わらない画像を得ることができた。それ
に対して、スリーブ２ａに印加するバイアス電圧を直流
電圧成分のみとした以外は上述の条件と同じ条件で記録
を得た結果は、濃度か低く不鮮明な画像が得られた。ま
た、スリーブ２ａと像担持体１との間隙を３．０ｍｍ、
即ち３０００μｍとし、現像部での現像剤層厚を０．７
ｍｍとした磁気ブラシ現像以外は先の条件で記録を得た
結果は、画像にエッジ効果が見られて濃度の低いもので
あった。（Ｂ）キャリア粒子に平均粒径１５μｍ、磁化が７０ｅ
ｍｕ／ｇ、抵抗率が１０ ¹⁴Ωｃｍ以上の樹脂コーティン
グされた絶縁性球状フェライト粒子を用い、トナー粒子
に平均粒径５μｍの非磁性粒子を用いて、図２に示した
装置により現像剤溜り６における現像剤Ｄのトナー粒子
比率がキャリア粒子に対して５ｗｔ％になる条件で現像
を行った。

【００３０】この場合、像担持体１の条件は実験例Ａと
同じ、スリーブ２ａの外径も３０ｍｍ、但しその回転数
は１５０ｒｐｍ、マグネットロール２ｂの現像部Ａに対
向した磁極の磁束速度は１２００ガウス、現像領域にお
ける現像剤層を０．３ｍｍ、スリーブ２ａと像担持体１
との間隙を０．４ｍｍ即ち、４００μｍ、スリーブ２ａ
に印加するバイアス電圧は直流電圧成分−１００Ｖ、交
流電圧成分３ＫＨＺ、１２００Ｖとする非接触現像とし
た。

【００３１】以上の条件で現像を行って、それを普通紙
に転写し、表面温度１４０°Ｃのヒートローラ定着装置
に通して定着した結果、得られた記録紙の画像はエッジ
効果やかぶりのない、そして濃度が高いきわめて鮮明な
ものであり、引続いて５万枚の記録紙を得たが最初から
最後まで安定して変わらない画像を得ることができた。

【００３２】また、スリーブ２ａに印加するバイアス電
圧を直流電圧成分のみとした以外は上述の条件と同じ条
件で記録紙を得たが、画像濃度、鮮明さにおいて少し劣
った画像が得られた。それに対して、スリーブ２ａと像
担持体１との間隙を３．０ｍｍ、即ち３０００μｍと
し、現像部での現像剤層厚を０．７ｍｍとした磁気ブラ
シ現像以外は先の条件と同じ条件で記録紙を得た結果
は、画像にエッジ効果が見られて濃度の低いものであっ
た。（Ｃ）キャリア粒子に微粒フェライトを樹脂中に５０ｗ
ｔ％分散した平均粒径が１０μｍ、磁化が３０ｅｍｕ／
ｇ、抵抗率が１０¹⁴Ωｃｍ以上の樹脂分散系キャリア粒
子を用い、トナー粒子にスチレン、アクリル樹脂（三洋
化成製ハイマーｕｐ１１０）１００重量部、カーボンブ
ラック（三菱化成製ＭＡ−１００）１０重量部、ニグロ
シン５重量部、微粒フェライト粒子５重量部からなる平
均粒径が３μｍの磁性粒子を用いて、図１に示した装置
により、現像剤溜り６における現像剤Ｄのトナー粒子比
率がキャリア粒子に対して１０ｗｔ％になる条件で現像
を行った。

【００３３】この場合、像担持体１はＣｄＳ感光体、そ
の周速は、１８０ｍｍ／ｓｅｃ、像担持体１に形成され
た静電像の最高電位−５００Ｖ、スリーブ２ａの外径３
０ｍｍ、その回転数１００ｒｐｍ、マグネットロール２
ｂのＮ，Ｓ磁極の磁束密度は５００ガウス、その回転数
は、１０００ｒｐｍ、現像部での現像剤層厚を０．２ｍ
ｍ、スリーブ２ａと像担持体１との間隙０．３ｍｍ、即
ち３００μｍ、スリーブ２ａに印加するバイアス電圧は
直流電圧成分−２５０Ｖ、交流電圧成分１．５ＫＨＺ、
４００Ｖとする非接触現像とした。

【００３４】以上の条件で現像を行って、それを普通紙
に転写し、表面温度１４０°Ｃの熱ローラ定着装置に通
して定着した結果、得られた記録紙の画像はエッジ効果
やかぶりのない、そして濃度が高いきわめて鮮明なもの
であり、引続いて５万枚の記録紙を得たが最初から最後
まで安定した変わらない画像を得ることができた。それ
に対して、スリーブ２ａに印加するバイアス電圧を直流
電圧成分のみとした以外は上述の条件と同じ条件で記録
紙を得た結果は、濃度か低く不鮮明な画像が得られた。
また、スリーブ２ａと像担持体１との間隙を３．０ｍ
ｍ、即ち３０００μｍとし、現像部での現像剤層厚を
０．７ｍｍとした磁気ブラシ現像以外は先の条件と同じ
条件で記録紙を得た結果は、画像にエッジ効果が見られ
て濃度の低いものであった。（Ｄ）キャリア粒子に平均粒径４μｍ、磁化が７０ｅｍ
ｕ／ｇ、抵抗率が１０¹⁴Ωｃｍ以上の樹脂コーティング
された絶縁性球状フェライト粒子を用い、トナー粒子に
平均粒径５μｍの非磁性粒子を用いて、図３に示した装
置により現像剤溜り６における現像剤Ｄのトナー粒子比
率がキャリア粒子に対して５ｗｔ％になる条件で現像を
行った。

【００３５】この場合、像担持体１の条件は実験例Ａと
同じ、スリーブ２ａの外径も３０ｍｍ、但しその回転数
は１５０ｒｐｍ、マグネットロール２ｂの現像域Ａに対
向した磁極の磁束速度は１２００ガウス、その磁極間の
磁束密度は８００ガウス、現像領域における現像剤層を
０．３ｍｍ、スリーブ２ａと像担持体１との間隙を０．
４ｍｍ即ち、４００μｍ、スリーブ２ａに印加するバイ
アス電圧は直流電圧成分−１００Ｖ、交流電圧成分３Ｋ
ＨＺ、１２００Ｖとする非接触現像とした。

【００３６】以上の条件で現像を行って、それを普通紙
に転写し、表面温度１４０°Ｃのヒートローラ定着装置
に通して定着した結果、得られた記録紙の画像はエッジ
効果やかぶりのない、そして濃度が高いきわめて鮮明な
ものであり、引続いて５万枚の記録紙を得たが最初から
最後まで安定した変わらない画像を得ることができた。

【００３７】また、スリーブ２ａに印加するバイアス電
圧を直流電圧成分のみとした以外は上述の条件と同じ条
件で記録紙を得たが、画像濃度、鮮明さにおいて少し劣
った画像が得られた。それに対して、スリーブ２ａと像
担持体１との間隙を３．０ｍｍ即ち３０００μｍとし、
現像部での現像剤層厚を０．７ｍｍとした以外は先の条
件と同じ条件で記録紙を得た結果は、画像にエッジ効果
が見られて濃度の低いものであった。

【００３８】なお、実験Ａ、Ｂにおいて、キャリア粒子
の振動は観測されなかったことから、ＡとＢの条件のも
とでは、キャリア粒子は実質的に振動していないものと
考えられる。図４及び図５は、実験Ａ、Ｂにおいて記載
した良好な結果が得られた現像条件の下において、振動
電界を発生させるための交流電圧の周波数、及び電圧を
変化させたときの結果を示した図である。図において横
線で陰を付した部分がかぶりの発生が見られる範囲、縦
線で陰を付した部分が放電により絶縁破壊の生ずる範
囲、斜線で陰を付した部分が画質低下の生ずる範囲、陰
を施していない部分が良好の高画質の可視像が形成され
る適正範囲、そして、散点状の陰を施した低周波域は周
波数が低く、現像ムラが見られる範囲である。

【００３９】実験Ｃ、Ｄにおいて良好な結果が得られた
条件の下で、振動電界を発生させるための交流の電圧及
び周波数を変化させたときの結果を図６と図７に示す。
図６と図７からも明らかなように、実験Ｃ、Ｄの結果
は、実験Ａ、Ｂと類似したものであった。なお、実験
Ｃ、Ｄにおいて、キャリア粒子の振動を観測したとこ
ろ、振動は適正範囲中破線で示された上方の範囲で起こ
っており、下方の領域では起こっていなかった。そして
記録された画像は、適正範囲中でも、破線よりも上方の
範囲が画像濃度、階調性、解像力が優れていた。本発明
における交流電圧成分は波形が正弦波に限らず、矩形波
や三角波であってもよい。また、二成分現像剤中のトナ
ーが磁性を有するものであれば、磁気潜像に対しても同
様の現像条件により、可視化することができることはも
ちろんである。

【００４０】

【効果】従来の磁気ブラシ現像法では、二成分系現像剤
を使用したとき、トナー粒子、及びキャリア粒子を微粒
化出来なかったことから、高画質の画像記録をすること
ができなかった。しかし、本発明の静電画像現像法によ
れば、振動を加える条件下で、トナー粒子の平均粒系が
２０μｍ以下、キャリア粒子の平均粒系が５〜５０μｍ
のものを使用しているので、現像段階において、バイア
ス電圧による電界は現像剤搬送担体の表面と像担持体の
間に形成される。この電界によって、現像剤層の表面に
あるトナーに対してだけでなく、現像剤層中にあるトナ
ー全体に対して電気力が作用する。その結果、現像剤層
中のトナーは効率良く使用され、高濃度のトナー像が得
られる。

【００４１】又、非接触現像としているので、充分な画
像濃度の階調性のある解像力がすぐれた記録が得られる
のである。更に、現像剤二成分（若しくはそれ以上もよ
い）系としいてるので、一成分系のものに比べてトナー
の帯電が安定し、凝集が生じ難くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に使用される現像装置の概略図
である。

【図２】本発明の実施例に使用される現像装置の概略図
である。

【図３】本発明の実施例に使用される現像装置の概略図
である。

【図４】本発明の実施例ににより得られた結果を示した
図である。

【図５】本発明の実施例ににより得られた結果を示した
図である。

【図６】本発明の実施例ににより得られた結果を示した
図である。

【図７】本発明の実施例ににより得られた結果を示した
図である。

【符号の説明】

１像担持体２現像剤搬送担体２ａスリーブ２ｂマグネットロール４規制ブレード５クリーニングブレードＤ現像剤Ｔトナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が２０ｍμ以下のトナー粒子と
平均粒径が５〜５０ｍμの絶縁性磁性キャリア粒子を主
成分とする現像剤を、内部に配置した磁石とこの磁石を
囲むスリーブからなる現像剤搬送担体上に磁力の作用に
よって継続して現像剤層を形成しつつ、現像領域に搬送
する段階と前記現像領域を像担持体と前記現像剤搬送担
体間の間隙として形成し、前記現像領域に振動電界を形
成し、且つ前記現像領域における前記像担持体と前記現
像剤搬送担体間の距離を現像剤層の厚さよりも大とし
て、前記現像領域において現像剤中のトナーを前記像担
持体の移動、付着させる段階とからなることを特徴とす
る現像方法