JPH0680465B2 - 磁気ブラシ現像法 - Google Patents

磁気ブラシ現像法

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JPH0680465B2
JPH0680465B2 JP59248679A JP24867984A JPH0680465B2 JP H0680465 B2 JPH0680465 B2 JP H0680465B2 JP 59248679 A JP59248679 A JP 59248679A JP 24867984 A JP24867984 A JP 24867984A JP H0680465 B2 JPH0680465 B2 JP H0680465B2
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magnetic
sleeve
toner
carrier
magnetic brush
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泰 亀崎
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Mita Industrial Co Ltd
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  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真用の磁気ブラシ現像法に関するもの
で、より詳細には、磁性キャリヤと顕電性トナーとを含
有する二成分系現像剤を用いて高品位及び高濃度のトナ
ー像を形成させるための磁気ブラシ現像法に関する。
従来の技術及び発明の技術的課題 二成分系磁性現像剤を用いる電子写真法においては、顕
電性トナーと磁性キャリヤとを混合し、この二成分系組
成物を、内部に磁石を備えた現像スリーブ上に供給し
て、この組成物から成る磁気ブラシを形成させ、静電潜
像を有する電子写真感光板にこの磁気ブラシを摺擦せし
めることにより、顕電性トナー像を感光板上に形成させ
る。顕電性トナーは磁性キャリヤとの摩擦により、感光
板上の静電潜像の電荷とは逆極性の電荷に帯電され、磁
気ブラシ上の顕電性トナー粒子がクーロン力により静電
潜像上に付着して、静電潜像の現像が行われる。一方磁
性キャリヤはスリーブ内の磁石により吸引されており、
しかもその帯電電荷が静電潜像の電荷と同極性であり、
そのため、磁性キャリヤはスリーブ上にそのまま残るこ
とになる。
感光板と磁気ブラシとの摺擦には、摺擦位置において、
両者の移動方向を同方向とする方式と、両者の移動方向
を逆方向とする方式との2つがあるが、これらは何れも
一長一短がある。前者の同方向移動方式では、磁気ブラ
シと感光体表面とがソフトな状態で接触するので、中間
調の再現性に優れていて、画質も概ね良好であるが、高
画像濃度を得難いという問題があり、一方後者の逆方向
移動方式では、磁気ブラシが圧縮された状態で感光体表
面に接触するので、高い画像濃度が得られやすい反面、
画像にブラシマーク、即ちブラシの摺擦方向に延びてい
る細くて短い白線の多数の列が入るという欠点や、画像
に尾引き等の欠点を生じる場合が多い。
発明の目的 本発明の目的は、前者の同方向移動方式の磁気ブラシ現
像法の改善に関するものであり、特に高品位及び高濃度
のトナー画像を形成し得る磁気ブラシ現像法を提供する
にある。
本発明の他の目的は、トナー飛散がなくしかもカブリや
濃度低下なしに高品質のトナー画像を形成し得る現像法
を提供するにある。
発明の構成 本発明によれば、磁性キャリヤ粒子と該磁性キャリヤと
の摩擦により帯電可能なトナー粒子との混合物から成る
二成分系現像剤を、非磁性スリーブ内に磁石を備えた現
像スリーブ上に供給して該現像剤の磁気ブラシを形成
し、静電潜像を有する感光体ドラム表面と磁気ブラシと
を、感光体とスリーブとの間にバイアス電圧が印加され
ている状態で摺擦させて、静電潜像に対応するトナー像
を形成させることからなる電子写真用現像法において、
非磁性スリーブ上に磁極間のほぼ中央にドクター先端が
位置するように穂切用ドクターを配置し、感光体ドラム
及び現像スリーブの移動方向を前記摺擦位置で同方向と
し、且つドラム表面の周速をVmm/sec、現像スリーブ
の周速をVmm/secとしたとき、下記式 V/V≦−0.005V+5 V/V≧−0.005V+3.5 400≧V≧100 を満足する条件で且つ現像剤中のトナー濃度(C%)
が、下記式 式中、Sはキャリヤの比表面積(cm2/g)、Sはト
ナーの比表面積(cm2/g)、kは0.80乃至1.14の数であ
る、 を満足する濃度で現像することを特徴とする磁気ブラシ
現像法が提供される。
発明の好適態様 本発明をその好適態様について以下に詳細に説明する。
現像装置 本発明に用いる現像装置の一例を示す第1図において、
多数の磁極N.Sを備えたマグネットロール1がアルミの
如く非磁性材料から成るスリーブ2内に収容され、この
マグネットロール1が固定され、スリーブ2は矢印方
向、即ち反時計方向に駆動回転されるように設けられて
いる。このスリーブ2の外周面に二成分系現像剤3が現
像剤撹拌供給ローラ4から供給されて、磁気ブラシ5を
形成する。この磁気ブラシ5は、スリーブ2の回転に伴
なって、スリーブ回転方向と同方向に移動する。このス
リーブ2の上に且つ磁極N.Sのほぼ中間に先端6が位置
するように穂切用ドクター7が設けられ、磁気ブラシ5
を所定の穂長に切断する。
この非磁性スリーブ2に近接して、電子写真感光層8を
備えたドラム9が配置されている。この感光層8は現像
域10において磁気ブラシ5の移動方向と同方向になるよ
うに駆動され、感光層8上の静電潜像は磁気ブラシ5に
より摺擦され、顕電性トナーによる現像が行われる。
発明の特徴及び作用効果 本発明は、穂切用ドクター7を前述した位置関係で配置
し且つ現像域10における感光層8及びスリーブ2の移動
方向を同一方向とし、しかもドラム表面の周速をVmm
/sec、現像スリーブの周速をVmm/secとしたとき、下
記式 V/V≦−0.005V+5 …(1) V/V≧−0.005V+3.5 …(2) 400≧V≧100 …(3) を満足する条件下で且つ現像剤中のトナー濃度(C
%)が、下記式 式中、Sはキャリヤの比表面積(cm2/g)、Sはト
ナーの比表面積(cm2/g)、kは0.80乃至1.14の数であ
る、 を満足する濃度で現像することに特徴を有するものであ
る。
即ち、本発明は先ず前述した方式の現像条件では、感光
体ドラムの周速(V)に依存して、現像スリーブ周速
とドラム周速との比(V/V)に最適の一定の範囲が
あり、この範囲の条件で現像を行うことにより、高濃度
のトナー像を、トナー飛散、カスレ、文字ブレ、カブリ
等のトラブルなしに形成させることが可能となるという
知見に基ずくものである。
添付図面第2図は、ドラムの周速(V)を横軸及びス
リーブ周速とドラム周速との比(V/V)を縦軸と
し、後述する例における実験結果をプロットしたもので
あり、図中二重丸印(◎)は画像濃度が1.0以上で且つ
画質の乱れも全くなかったものを、バツ印(×)は画像
濃度が1.0以下であるものを、また三角印(△)は後端
切れ、カブリ、カスレ等の画質上の欠点や解像力の低下
を生じたものを夫々示す。
また、第2図中各直線は下記式 V/V=−0.005V+5 …(I) V/V=−0.005V+3.5 …(II) V=100 …(III) V=400 …(IV) で定義される直線である。
第2図の結果を参照すると、高濃度でしかも高品質の画
質を形成させるためには、V及びV/Vの値を前記
(I)、(II)、(III)及び(IV)の4本の直線で囲
まれた範囲内となるように、現像条件の設定を行うこと
が極めてクリティカルであることが了解される。
この点について補足説明すると、現像スリーブの周速
(V)は、現像剤、即ちトナーの現像域への供給と感
光ドラム表面の磁気ブラシの摺擦との両方に関連する。
かくして、ドラムの周速(V)を変化させた場合には
の変化に合せて、スリーブ周速(V)も変化させ
なければならない、即ち、V/Vの値を一定にしなけ
ればならないというのが従来の考えである。これに対し
て、本発明においては、ドラム周速Vが増大すると、
最適のV/Vの値はむしろ小さい方へ移行するという
全く予想外の事実が見出されたものである。この理由
は、未だ十分に明らかではないが、本発明者は、本発明
の第2図に示す現像条件では、V/Vの値はVが増
大するにつれて次第に減少しているが、Vの値そのも
のはVが増大するにつれて増大傾向にあり、従って磁
気ブラシにかかる遠心力の増大が静電像の現像に寄与し
ているものと推測している。
第2図において、直線IIよりも下側の領域においては、
トナーの供給不足による画像のカスレや濃度不足が顕著
であり、また摺擦不足によるカブリ発生傾向が大であ
る。また直線Iよりも上の領域では形成される画像に後
端欠けを生じたり、解像力低下を生じやすく、またトナ
ー飛散傾向も大となる。これに対して本発明によれば、
これらの直線で囲まれた領域で現像を行うことにより、
高濃度でしかも高品質の画像を得ることが可能である。
本発明では、現像剤中のトナー濃度(C%)を前記式
(4)を満足する濃度とすることが、形成される画像の
濃度、カブリ防止、解像度及び階調性の見地から重要で
ある。
前記式(4)における右辺の項S/(S+S
は、キャリヤ及びトナーの比表面積に関する項であり、
具体的には、キャリヤとトナーとを等重量混合した組成
物の全表面積当りのキャリヤの占める表面積の割合い
(以下単にキャリヤ表面積占有率と呼ぶ)を表わす数値
である。
しかして、本発明においては、このキャリヤ表面積占有
率乃至はその近傍値とトナー濃度とが等しくなるような
条件で、二成分系現像剤による静電像の現像を行うと、
画像の濃度の向上、カブリ濃度の低下、解像度の向上及
び階調性の向上がもたらされるものである。
トナー濃度(C%)とキャリヤ表面積占有率(S
(S+S),%)とのずれは、両者の比率、即ち k=C/〔S/(S+S)〕 係数kを求めることにより評価することができる。
この係数kは使用するキャリヤの形状によって相違する
のが本発明においては、この係数kを不定形の磁性キャ
リヤを用いる場合には0.90乃至1.14の範囲に、また球状
の磁性キャリヤの場合には0.80乃至1.07の範囲とするこ
とが、前述した現像諸特性に関して極めてクリティカル
なのである。
即ち、本発明者等の実験結果によると、kが前述した範
囲では、kの値がそれよりも小さい場合或いは大きい場
合の何れの場合に比しても、高い画像濃度、低いカブリ
濃度、高い解像力及び優れた階調性が得られ、しかもこ
れらの特性は現像開始初期のみならず、10000枚もの連
続複写後においても殆んど低下しないという事実が明白
となった。
他の現像条件 本発明の現像方法において、他の現像条件はそれ自体公
知のものであってよい。
例えばキャリヤとしては、フエライトキャリヤや公知の
鉄粉キャリヤが使用される。フエライトキャリヤとして
は、焼結フエライト粒子、特に球状の焼結フエライト粒
子が有利に使用される。この焼結フエライト粒子の粒径
は、一般に20乃至200ミクロンの範囲にあるのがよい。
この焼結フエライト粒子の粒径が20ミクロンよりも小さ
い場合には、流動性が悪くなり、トナーとの混合、撹拌
に支障をきたす傾向があり、一方この粒径が200ミクロ
ンよりも大きい場合には、混合できるトナー量が少なく
なりすぎ、その制御が行ないにくくなる。
本発明に用いる焼結フエライト粒子はそれ自体公知のも
のであり、例えば酸化鉄亜鉛(ZnFe2O4)、酸化鉄イツ
トリウム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カドミウム(CdFe
2O4)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe5O12)、酸化鉄銅
(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄ニツケル
(NiFe2O4)、酸化鉄ネオジウム(NdFeO3)、酸化鉄バ
リウム(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe
2O4)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄ランタン
(LaFeO3)等の1種或いは2種以上から成る組成の焼結
フエライト粒子が使用される。本発明の目的に特に好適
なものは、酸化鉄マンガン亜鉛から成る焼結フエライト
粒子である。
鉄粉キャリヤとしては、電気抵抗が前述した範囲にあ
り、且つ粒径が30乃至300ミクロンの範囲内のもの、特
に角取りされ丸味を帯びた鉄粉キャリヤが有利に使用さ
れる。
トナーとしては、顕電性と定着性とを有する着色トナー
が何れも使用でき、結着剤樹脂中に、着色顔料、荷電制
御剤等を分散させた粒径5乃至30ミクロンの粒状組成物
が使用される。樹脂としては、熱可塑性樹脂や、未硬化
乃至は初期縮合物の熱硬化性樹脂が使用される。その適
当な例は、重要なものの順序に、ポリスチレン等のビニ
ール芳香族樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアセター
ル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フエノール
樹脂、石油樹脂、オレフイン樹脂等がある。顔料として
は例えばカーボンブラック、カドミウムエロー、モリブ
デンオレンジ、ピラゾロンレッド、フアストバイオレッ
トB、フタロシアニングブルー等の1種又は2種以上が
使用され、電荷制御剤としては、例えばニグロシンベー
ス(CI50415)、オイルブラック(CI26150)、スピロン
ブラック等の油溶性染料や、ナフテン酸金属塩、脂肪酸
金属石鹸、樹脂酸石鹸等が必要により使用される。
本発明において、感光体ドラムと現像剤スリーブとの間
には、バイアス電圧を印加するが、このバイアス電圧は
現像時にトナーへの電荷注入が十分に行われるが、感光
体が磁気ブラシに放電破壊等のトラブルが生じないよう
に定める。この電圧は、一般的に言って、100乃至500ボ
ルト、特に150乃至300ボルトの範囲が適当である。バイ
アス電圧の極性は勿論、感光体の帯電電荷がプラスのと
きにはプラスとなるように、即ち同極性となるように選
ぶ。
感光体としては、それ自体公知の電子写真用感光体、例
えばセレン蒸着感光体、無定形シリコン感光体、CdS感
光体、有機光導電体感光体等の何れも採用され、静電潜
像の形成はそれ自体公知の方式、例えば帯電及び画像露
光の組合せにより容易に行われる。
実施例 第1図に示した現像装置を組み込んだ複写機を用意し、
下記の条件で複写テストを行った。
感光体:Se 表面電位:750V 現像バイアス:+200V キャリヤ:球形フェライトキャリヤ 電気抵抗5.8×107Ω 粒 径104μ 飽和磁化47emu/g 比表面積172cm2/g トナー:比表面積4139cm2/g 操作レバー濃度(C):C=3.99%,k=1.0 主極の磁石強度800gauss 上記条件のもとでドラム表面の周速V(mm/sec)、現
像スリーブの周速V(mm/sec)を可変として下記に述
べる値で複写テストを行った。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いる現像装置の一例を示す図であっ
て、 第2図は感光ドラムの周速と、現像スリーブと感光ドラ
ムの周速比との関係を示す図である。 1……磁石、2……非磁性スリーブ、3……二成分系現
像剤、4……撹拌供給ローラ、5……磁気ブラシ、7…
…穂切用ドクター、8……感光層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁性キャリヤ粒子と該磁性キャリヤとの摩
    擦により帯電可能なトナー粒子との混合物から成る二成
    分系現像剤を、非磁性スリーブ内に磁石を備えた現像ス
    リーブ上に供給して該現像剤の磁気ブラシを形成し、 静電潜像を有する感光体ドラム表面と磁気ブラシとを、
    感光体とスリーブとの間にバイアス電圧が印加されてい
    る状態で摺擦させて、静電潜像に対応するトナー像を形
    成させることからなる電子写真用現像法において、 非磁性スリーブ上に磁極間のほぼ中央にドクター先端が
    位置するように穂切用ドクターを配置し、感光体ドラム
    及び現像スリーブの移動方向を前記摺擦位置で同方向と
    し、且つ ドラム表面の周速をVmm/sec、現像スリーブの周速を
    mm/secとしたとき、下記式 V/V≦−0.005V+5 V/V≧−0.005V+3.5 400≧V≧100 を満足する条件下で且つ現像剤中のトナー濃度(C
    %)が、下記式 式中、Sはキャリヤの比表面積(cm2/g)、Sはト
    ナーの比表面積(cm2/g)、kは0.80乃至1.14の数であ
    る、 を満足する濃度で現像することを特徴とする磁気ブラシ
    現像法。
JP59248679A 1984-11-27 1984-11-27 磁気ブラシ現像法 Expired - Lifetime JPH0680465B2 (ja)

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US06/802,022 US4672017A (en) 1984-11-27 1985-11-25 Electrophotographic developing method
EP85308545A EP0183509B2 (en) 1984-11-27 1985-11-25 Magnetic brush developing method
DE8585308545T DE3577361D1 (de) 1984-11-27 1985-11-25 Magnetbuerstenentwicklungsverfahren.

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JPS61128261A JPS61128261A (ja) 1986-06-16
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