JPH07117791B2 - 画質に優れた現像法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真法における画像の再現性に優れた現
像法に関するもので、より詳細には多重細線の再現に際
して、各線毎の線幅が一定で、所謂先端欠けや後端欠け
が防止された高画質画像の形成を現像装置や現像剤の寿
命を短くすることなしに可能とする現像法に関する。

（従来の技術） 磁性キャリヤとトナーとを含有する二成分系現像剤は商
業的な電子写真複写機に広く使用されており、電荷像の
現像に際しては、この現像剤の磁気ブラシを内部に磁極
を備えた現像スリーブ上に形成し、この磁気ブラシを電
荷像を有する感光体と摺擦させてトナー像を形成してい
る。

この現像条件の設定等については、既に多くの提案がな
されており、例えば特開昭59-172660号公報には、フェ
ライトキャリヤと顕電性トナーとから成る二成分系現像
剤を使用し、トナー濃度、感光体ドラム／現像スリーブ
周速比及び現像スリーブ内の主極角度を一定の範囲に設
定することにより、高濃度で階調性に優れた画像を得る
ことが記載されている。また、特開昭61-118767号公報
には、二成分現像剤を用いる現像に際して、表面電位、
Ｄ−Ｓ（感光体ドラム−現像スリーブ間）距離及び磁性
キャリヤ抵抗値を一定の範囲に選定することにより、画
像ムラのない高画質画像を得ることが示されている。

最近に至って、特開昭63-208867号公報には、磁性キャ
リヤとトナーとから成る二成分系現像剤を用いる現像方
法において、式 PD＝M/（ρ×DS）×100 式中、Ｍはスリーブ上の穂高規制部通過後の現像剤量
（g/cm²）、ρは現像剤の真比重（g/cm³）、DSは現像ス
リーブと静電潜像記録体との間隔（cm）、 で定義される現像部の現像剤充填率（PD）を20〜50％に
設定することにより、画像濃度のバラツキを防止するこ
とが記載されている。

本出願人は、先に特願平−107331号において、実際の現
像に際して現像剤磁気ブラシと感光面との接触状態は、
この磁気ブラシにコロジオンを注加することにより固定
した後、これを走査型電子顕微鏡写真に撮影することに
より、容易に知り得ること；及びこのようにして測定し
た感光体面積当りのキャリヤ接触個数（n,個／mm²）
と、現像長さ（Ｌ）との積として定義される頻度（ｋ）
を一定の範囲に設定することにより、高品質の画像が得
られること；並びに現像スリーブの回転数、磁性キャリ
ヤの飽和磁化及び現像スリーブ内の磁極の磁束密度を特
定の関係に設けること、更に好ましくは、実際の現像に
際して感光面との接触状態にあるコロジオンにより固定
した後、走査型電子顕微鏡写真で測定した感光体面積当
りのキャリヤ接触個数（n,個／mm²）と、現像長さ
（Ｌ）との積として定義される頻度（ｋ）を一定の範囲
に設定することにより、高品質の画像が得られることを
見出した。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前二者の提案は何れも現像剤の特性と現
像条件とを個別に規定するものであって、実際の現像操
作を包括的に捕えたものでないこと、及び現像剤やキャ
リヤの特性を静的な条件で規定したものであって、実機
の動的状態で規定したものでないことにおいて、複写機
における実際の現像法と必らずしもよい対応があるとい
うものではなかった。

また後者の提案は、現像部における現像剤の充填率に着
目したものとして意義深いものと認められるが、実際の
現像条件、即ち動的条件における現像剤磁気ブラシと感
光体表面との接触状態迄をも規定するものでなく、やは
り複写機における実際の現像法とよい対応があるという
ものではなかった。

本出願人による前記提案は、実際の現像に際して生じる
現像剤磁気ブラシと感光面との接触状態において、感光
体面積当りのキャリヤ接触個数（ｎ個／mm²）と、現像
長さ（Ｌ）との積として定義される頻度（ｋ）を一定の
範囲に設定することにより、高品質の画像が得られるこ
とを見出した点で意義のあるものと認められる。しかし
ながら、上記のパラメータの最適値を得ようとすると、
磁気ブラシの穂切り寸法をかなり小さくしなければなら
ないことに関連して新たな問題を生じるのである。

即ち、穂切り寸法を小さくすると、現像スリーブや磁気
ブラシを形成する現像剤に対してかなり大きなストレス
がかかり、現像装置や現像剤の寿命を縮める結果になっ
てしまう。また、穂切り寸法を小さくすると、現像スリ
ーブの周速を一定としたときの単位時間当たりの現像剤
の搬送速度が小さくなり、画像濃度が低下するという欠
点が現れる。これを防止するためには、穂切り寸法を大
きくしたり、Ｄ−Ｓ間距離を大きくしたりするなど、必
然的に画質を低下させる方向に移行せざるを得なく、画
質が犠牲にならざるを得なくなる。

従って、本発明の目的は、極端な穂切り寸法やＤ−Ｓ間
距離の設定をする事無しに、適正なキャリアとドラムと
の接触頻度を得ることができ、これにより高品質及び高
濃度の画像を形成することが可能な現像法を提供するに
ある。

本発明の他の目的は、現像装置や現像剤の寿命を短くす
ること無しに、多重細線の再現に際して、各線毎の線幅
が一定で先端欠けや後端欠けが防止され、しかも高濃度
及び高品質の画像を形成させ得る現像法を提供するにあ
る。

本発明の更に他の目的は、漢字の再現性や、コピーから
コピーへの複写を反復した場合の再現性に優れた現像方
法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、磁性キャリヤとトナーとを含有する二
成分系現像剤の磁気ブラシの層を現像スリーブ上に形成
し、該磁気ブラシ層を電荷像を有する感光体と摺擦させ
て感光体上にトナー像を形成させる現像方法において、 軸方向に延びる溝を周方向に多数配列した現像スリーブ
を使用し、磁気ブラシ層の穂切りを行ったのちに、前記
溝部分に位置する磁気ブラシ層に現像剤の充填密度の密
な部分及び該溝以外の部分に位置する磁気ブラシ層に現
像剤の粗な部分をそれぞれ形成し、下記式（１）で定義
される現像長さL: Ｌ＝（Nip/Vd）・（Vs−Vd） …（１） の間に少なくとも１回、前記感光体上の単位電荷像が、
磁気ブラシ層の現像剤の密な部分と粗な部分に接触する
ことを特徴とする現像法が提供される。

本発明によれば更に、磁性キャリヤとトナーとを含有す
る二成分系現像剤の磁気ブラシの層を現像スリーブ上に
形成し、該磁気ブラシ層を電荷像を有する感光体と摺擦
させて感光体上にトナー像を形成させる現像方法におい
て、 軸方向に延びている凹凸が周方向に交互に配置された穂
切りロールを現像スリーブに近接して配置し、該穂切り
ロールにより、磁気ブラシ層の穂長調整を行って、穂切
りロールの凹部に対応するスリーブ上の磁気ブラシ層に
現像剤の充填密度の密な部分及び穂切りロールの凸部に
対応するスリーブ上の磁気ブラシ層に現像剤の粗な部分
をそれぞれ形成し、前記式（１）で定義される現像長さ
Ｌの間に少なくとも１回、前記感光体上の単位電荷像
が、磁気ブラシ層の現像剤の密な部分と粗な部分に接触
することを特徴とする現像法が提供される。

上述した本発明方法においては、磁気ブラシと感光体と
の摺擦を、下記式： ｋ＝Ｌ・ｎ …（２） 式中、ｎはコロジオン固定磁気ブラシについて走査型電
子顕微鏡写真から求めた感光体面積当りのキャリヤ接触
個数（個／mm²）であり、 Ｌは、前記式（１）で規定される現像長さを示す、 で定義される接触頻度（ｋ）が平均して100乃至700とな
るように設定することが容易であり、また磁気ブラシ層
における現像剤充填密度の密な部分でのキャリヤ接触頻
度（ｋ）が500以上であり、現像剤充填密度の粗な部分
でのキャリヤ接触頻度（ｋ）が400以下であり、且つ前
者のキャリヤ接触頻度（ｋ）が後者のそれよりも200以
上大であることが望ましい。

又、現像に際しては、下記式 式中、ｆは現像スリーブの回転数（回／秒）を表わし、
ｍは磁性キャリヤの飽和磁化（e.m.u/g）を表わし、Ｈ
は現像スリーブ内の磁極の磁束密度（ガウス）を表わ
す、 を満足するように現像条件を設定するのがよい。

本発明の好適態様においては、現像スリーブとして、軸
方向に延びる溝を周方向に多数配列した現像スリーブを
使用し、前記溝に現像剤の充填密度の密な部分及び溝以
外の部分に現像剤の充填密度の粗な部分をそれぞれ形成
させることができるし、又現像スリーブに近接して、軸
方向に延びる凹凸を周方向に交互に配置させた穂切りロ
ールを設置し、穂切りロールの凹部に対応するスリーブ
上に現像剤の充填密度の密な部分及び穂切りロールの凸
部に対応するスリーブ上に現像剤の充填密度の粗な部分
をそれぞれ形成させることもできる。

（作用） 本発明は、磁性キャリヤとトナーとを含有する二成分系
現像剤の磁気ブラシを現像スリーブ上に形成し、この磁
気ブラシを感光体の現像領域に供給するに先だって、現
像スリーブ上に、現像剤の充填密度の粗の部分と密の部
分とを周方向に交互に予め形成させておくと、極端な穂
切り寸法やＤ−Ｓ間距離の設定をする事無しに、適正な
キャリアとドラムとの接触頻度を得ることができ、これ
により高品質及び高濃度の画像を形成することができる
という知見に基ずくものである。

本発明において、現像領域供給前の磁気ブラシに、充填
密度の粗な部分と密な部分とを形成させておくと、極端
に穂切り寸法を短くしたり或いはＤ−Ｓ間距離を大きく
したりする事無しに、適正なキャリアとドラムとの接触
頻度を得ることができ、これにより高品質及び高濃度の
画像を形成することができる事は、多数の実験の結果現
象として見いだされたものであり、その理由は未だ充分
解明されるに至っていないが、次のようなものと思われ
る。

即ち、二成分現像剤の磁気ブラシ現像法において、現像
装置や現像剤の寿命の点で最も問題となる部分は、現像
剤と現像スリーブとが最も強くこすられる穂切りの部分
である。後に詳述するが、細線や文字の再現性の点で現
像条件を左右するパラメータとして、キャリア接触頻度
（ｋ）があるが、この接触頻度に影響する因子として、
Ｄ−Ｓ間距離や現像剤の搬送速度がある。現像剤の搬送
速度は、穂切り長とスリーブ速度に依存するが、スリー
ブ速度変更には、自ずから制限があるので、穂切り長を
変更するのが一般的である。ところが、穂切り長を短く
しようとすると、現像剤とスリーブとの摩擦が必然的に
増大し、それらの寿命を低下させる。本発明に従い、磁
気ブラシに、充填密度の粗な部分と密な部分とを形成さ
せておくと、磁気ブラシの穂切りが粗−密と交互に行わ
れるため、摩擦の程度が半減されるばかりではなく、後
述するスリーブ上の凹凸や穂切りロールの凹凸のも関係
して、磁気ブラシの粗な部分で短く、磁気ブラシの密な
部分で長く穂切りが行われるため、両者間の摩擦の程度
はかなり小さいものとなる。しかも、現像領域供給前の
磁気ブラシに、充填密度の粗な部分と密な部分とを形成
させておくと、高濃度の画像の形成に必要な現像剤の現
像領域への供給が円滑且つ充分にに行われるばかりでは
なく、現像領域でもトナー付着キャリアの接触頻度が最
適範囲に維持されて文字や細線の再現性が驚くべきほど
向上するという利点も達成されるものである。

本明細書において、細線や文字の再現性に重大な影響を
もたらすキャリヤの接触頻度（ｋ、個数/mm）は前記式
（１）で定義され、本発明によれば、この接触頻度の値
を平均して100乃至700、特に100乃至300の範囲に設定す
る事ができ、密集細線の現像に際して、各線毎の線幅を
一定にして、先端欠けや後端欠けを防止し、高画質の複
写像を形成することができる。

密集細線の現像に際して生じる先端欠けや後端欠けを説
明するための第１図において、このグラフは横軸に送り
方向の距離を、縦軸に密集細線複写画像のマイクロデン
シトメータによる反射画像濃度をとり、両者の関係をプ
ロットしたものである。第１図における曲線（ｉ）は各
線毎の線幅が一定で、先端欠けや後端欠けが認められな
いものであり、曲線（ii）は先端欠けが著しいもの、曲
線（iii）は後端欠けが著しいものを示す。各線幅の再
現に関して、送り方向における偏り（δ）は、送り方向
における各山の画像濃度を順にA,B,Cとしたとき、式 で与えられる。δの値が100或いはその近辺である場合
には、各線幅が一定で、偏りがないこと、100よりも大
きい場合は先端欠けがあること、及び100よりも小さい
場合は後端欠けがあることを夫々示している。

第２図は、特性の異なる３種類の現像剤を使用し、現像
条件を種々変更して、これによりキャリヤの接触頻度
（ｋ）を変更し、この接触頻度（ｋ）と線幅の偏り
（δ）との関係をプロットしたものである。第２図の結
果から、種々の現像条件と種々の現像剤の組合せの中か
ら、接触頻度（ｋ）を前述した一定の範囲に選ぶことに
より、線幅の偏りを100％近くに維持できるという事実
が明らかとなる。即ち、一般的傾向として、キャリヤ
（現像剤）の接触頻度を小さくすると先端欠け（後端太
り）が表われ、一方接触頻度を大きくすると後端欠け
（先端太り）が強く出る傾向があるのに対して、接触頻
度を一定の範囲に選ぶことにより、これらの両傾向を有
効に防止できるのである。第２図に示す傾向は、現像剤
の特性を変化させた場合のみならず、他の現像条件を変
化させて接触頻度を変えた場合にも全く同様に当てはま
る。

上述したキャリヤの接触頻度（ｋ）は、前記式（１）で
示される通り、感光体面積当りのキャリヤ接触個数ｎ
と、現像長さＬとの積で表わされるが、現像長さＬは現
像装置が定まれば、自ずと一定範囲に定まる事から自由
度が小さく、キャリア接触個数ｎを調節するのがよい。
単位面積当りのキャリヤ接触個数ｎに影響を与える主な
因子は、現像剤、特に磁性キャリヤの諸物性であり、他
に現像スリーブと感光体ドラムとの距離（dD-S）や現像
剤の充填密度がある。一般的傾向として、dD-Sが大とな
ればｎは小さくなり、逆にdD-Sが小さくなればｎは大と
なる。dD-Sを一定とすれば、ｎは現像剤の充填密度や、
現像剤、特に磁性キャリヤの特性、特に飽和磁化に依存
し、この充填密度や飽和磁化が大きくなるとｎは大きく
なり、逆にこれらの値が小さくするとｎは小さくなる。

本発明によると、磁気ブラシの内、充填密度の大きい部
分が先端欠けを防止し、充填密度の小さい部分が後端欠
けを防止するようにバランスよく作用して、キャリア接
触頻度の値を平均して100乃至700、特に100乃至300の範
囲に設定する事ができ、密集細線の現像に際して、各線
毎の線幅を一定にして、先端欠けや後端欠けを防止し、
高画質の複写像を形成することができるものと認められ
る。現像剤充填密度の密な部分でのキャリア接触頻度
（ｋ）が500以上であり、現像剤充填密度の粗な部分で
のキャリア接触頻度（ｋ）が400以下であり、且つ前者
のキャリア接触頻度（ｋ）が後者のそれよりも200以上
大である事が細線再現性の点で最も良いことが分かっ
た。

又、現像に際して、前記式（３）で定義される特性値
（ｍ・H/f）を7,000乃至15,000特に9,000乃至13,000の
範囲に維持すると、高濃度でありながら、密集細線の現
像に際して、各線毎の線幅を一定にして、先端欠けや後
端欠けを防止し、高画質の複写像を形成することができ
る。

又現像に際して、ｍ・H/fの値を本発明で規定した範囲
即ち7000乃至15,000の範囲内とすることにより、画像濃
度を1.3以上と高くしながら、線幅の偏りを100％近くに
維持することができる。即ち、ｍ・H/fの値が前記範囲
よりも高くなると、線画の再現性が悪くなり、後端欠け
（先端太り）も生じ、また画像濃度も一般に低下する傾
向があり、一方、ｍ・H/fの値が上記範囲よりも低くな
ると、先端欠け（後端太り）が生じると共に、画像濃度
も低下し、更にキャリヤ引き等も生じ易い。

式ｍ・H/fで表わされる特性値の内、分子のｍ・Ｈはキ
ャリヤに作用する求心力に関係する値であり、一方分母
のｆはキャリヤに作用する遠心力に関係する値であり、
従って両者の比は、無次元の数であり、求心力と遠心力
とのバランスに関係する数である。本発明で規定する範
囲は、キャリヤに対する求心力が比較的小さい範囲であ
り、潜像に対してキャリヤが非常に接触するため、トナ
ー像に対して力学的な掻取りの影響が少なくて高濃度の
画像が得られると共に、キャリヤの自由度が大きいため
カウンター電荷の中和、拡散もよくなり、エッジ効果に
よる高電界のため細線の再現性も向上すると思われる。

（発明の好適態様） 本発明に用いる磁気ブラシ現像方法を説明するための第
３図において、多数の極磁N,Sを備えたマグネットロー
ル11がアルミニウムの如き非磁性材料から成る現像スリ
ーブ12内に収容されている。この現像スリーブ12から微
小間隙、即ち距離dD-Sをおいて、基体13とその上に設け
られた電子写真感光層14とから成る感光ドラム15が設け
られている。現像スリーブ12及び感光ドラム15は機枠
（図示せず）に回転可能に支持されており、ニップ位置
における移動方向（矢印）が同方向（回転方向は互いに
逆方向）となるように駆動される。現像スリーブ12は現
像器16の開口部に位置しており、この現像器16の内部に
は二成分系現像剤（即ち、トナーと磁性キャリヤとの混
合物）18の混合攪拌器17が設けられ、その上方にはトナ
ー19が供給するためのトナー供給機構20が設けられてい
る。二成分系現像剤18は攪拌器17で混合されてトナーが
摩擦電荷を得た後、現像スリーブ12に供給されて、その
表面に磁気ブラシ21を形成する。この磁気ブラシ21は穂
切機構22により穂立長を調節され、電子写真感光層14と
のニップ位置、即ち現像領域23迄搬送され、感光層14上
に静電潜像をトナー19で現像して可視像を形成する。

本発明によれば、この磁気ブラシ21を現像領域23迄搬送
するに先立って、磁気ブラシ21に、充填密度の粗な部分
と密な部分とを形成させておく。この粗−密部分の形成
の仕方の好適な一例を示す第４図において、現像スリー
ブ12として、軸方向に延びる溝24を周方向に多数配列し
た現像スリーブ12を使用し、前記溝24に現像剤の充填密
度の密な部分25及び溝以外のスリーブ周状部分26に現像
剤の充填密度の粗な部分27をそれぞれ形成させる。現像
スリーブの溝の部分24では磁束密度が高く、従って穂立
ち長も大きく、現像剤の充填密度が密となり、一方溝以
外の部分26では磁束密度が小さく、従って穂立ち長も小
さく、現像剤の充填密度も粗なものとなる。

本発明において、溝24のピッチ（溝以外の周状部分26の
ピッチ）Ｐは、前記現像長さＬにおいて単位潜像がそれ
ぞれ少なくとも一回溝24上の充填密度の密な現像剤25及
び周状部分26上の充填密度の粗な現像剤27と接触するよ
うにする事が重要である。一般に、ピッチＰは1.5乃至8
mm、特に２乃至5mmの範囲にあるのがよい。溝24の幅と
溝以外の周状部分26の幅との比は、1:3乃至3:1の寸法比
にあるのがよい。又溝24の深さは、現像剤の充填密度に
実質上の差異を与え得るようなものであり、一般に0.2
乃至1.0mm、特に0.2乃至0.5mmの範囲にあるのがよい。
溝24の形状は特に制限されず、任意のものでよいが、一
般にＶ字型,U字型、半円型、半楕円型、台形型、サイン
波形型、サイクロイド型、或いはこれらの組み合わせ等
を挙げる事ができる。溝以外の周状部分は、円周面でも
平面でも良い。溝とそれ以外の部分とは、曲率面を介し
て滑らかに接続されているのが望ましく、この接続部の
曲率半径（Ｒ）は0.1乃至1.0mmの範囲にあるのが望まし
い。

本発明の他の態様を示す第５図において、現像スリーブ
12に近接して、軸方向に延びる凹部28と凸部29とを周方
向に交互に配置させた穂切りロール22aを配置し、穂切
りロール22aの凹部28に対応するスリーブ12上に現像剤
の充填密度の密な部分25及び穂切りロール22aの凸部29
に対応するスリーブ上に現像剤の充填密度の粗な部分27
をそれぞれ形成させることもできる。この場合凹28と凸
部29の各寸法及びピッチは第４図の溝付きスリーブの場
合と同様であって良い。勿論、本発明においては第４図
に示す溝付きスリーブ12と第５図に示す凹凸穂切りロー
ルとの両方を組み合わせで使用できる事も了解されるべ
きである。

本発明の好適態様によれば、前記式（１）のキャリヤの
接触頻度（ｋ）を前述した範囲内となるように設定す
る。本発明の他の態様によれば、現像部に位置する磁極
の磁束密度Ｈ、磁性キャリヤの飽和磁化ｍ、現像スリー
ブの回転数ｆを前記式（３）を満足する範囲内に設定す
る。更に本発明の他の態様によれば、前記式（３）を満
足すると共に、好適には前記式（１）のキャリヤの接触
頻度（ｋ）を前記した範囲内となるように設定する。こ
の設定は、以下の記述に拘束されないが、例えば、次の
通りである。

現像剤 磁性キャリヤの飽和磁化が小さいとｍ・H/fの比が小さ
くなり、また感光体面積当りのキャリヤ接触個数が少な
くなり、これに伴なって接触頻度（ｋ）は小さくなる傾
向があり、逆にすれば上記と逆の傾向となる。キャリヤ
の飽和磁化は40乃至65emu/g、特に45乃至56emu/gの範囲
にあるのが望ましい。磁性キャリヤは、上記条件を満足
するフェライトキャリヤ、特に球状のフェライトキャリ
ヤが好適なものであり、その粒径は20乃至140μｍ、特
に50乃至100μｍの範囲にあることが望ましい。

フェライトとして従来、例えば酸化鉄亜鉛（ZnFe
₂O₄）、酸化鉄イットウム（Y₃Fe₅O₁₂）、酸化鉄カドミ
ウム（CdFe₂O₄）、酸化鉄カドリニウム（Gd₃Fe₂O₁₂）、
酸化鉄銅（CuFe₂O₄）、酸化鉄鉛（PbFe₁₂O₁₉）、酸化鉄
ニッケル（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（M
aFe₂O₄）、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
結フェライト粒子が使用されており、特にCu,Zn,Ng,Mn
およびNiから成る群より選ばれた金属成分の少なくとも
１種、好適には２種以上含有するソフトフェライト、例
えば銅−亜鉛−マグネシウムフェライトが使用されてい
るが、これらのフェライトの内、前記条件を満足するも
のを用いる。

フェライトキャリヤの電気抵抗は、その化学的組成によ
って変動するのは勿論であるが、その粒子構造や製造方
法或いはコーティングの種類や厚みによっても変動す
る。一般に、その体積固有抵抗は１×10¹⁰乃至５×10¹¹
Ω・cm、特に４×10¹⁰乃至１×10¹⁰Ω・cmの範囲にある
のがよい。

本発明に用いるトナーは、定着用樹脂媒質中に着色剤及
び電荷制御剤或いは更にそれ自体周知のトナー用配合剤
を配合したものである。本発明に用いるトナーは、後に
詳述する方法で測定して１×10⁸乃至３×10⁹Ω・cm、特
に２×10⁸乃至８×10⁸Ω・cmの体積固有抵抗を有するの
が好ましく、またその誘電率は2.5乃至4.5、特に3.0乃
至4.0の範囲にあるのが望ましい。

トナー用の定着用樹脂媒質、着色剤、電荷制御剤及びそ
の他のトナー用配合剤は上記特性が得られるように選択
し組合せるのがよい。先ず定着用樹脂媒質としては、ス
チレン系樹脂、アクリル系樹脂或いはスチレン−アクリ
ル系共重合体樹脂が一般に使用される。

これらの樹脂に用いる、スチレン系単量体としては、下
記式 式中、R₁は水素原子、低級（炭素数４以下の）アルキル
基、或いはハロゲン原子であり、R₂は水素原子或いは低
級アルキル基、ハロゲン原子等の置換基である、 で表わされる単量体、例えばスチレン、ビニルトルエ
ン、α−メチルスチレン、α−クロルスチレン、ビニル
キシレン等やビニルナフタレン等を挙げることができ
る。この中でも、スチレンが好適である。

一方、アクリル系単量体としては、式 式中、R₃は水素原子または低級アルキル基であり、R₄は
水素原又は置換または未置換の炭素数18迄のアルキル基
である、 で表わされる単量体、例えばエチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタク
リレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチ
ルヘキシルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸
等である。アクリル系単量体としては、上述したものの
他に他のエチレン系不飽和カルボン酸乃至その無水物、
例えば無水マレイン酸、フマル酸、マレイン酸、クロト
ン酸、イタコン酸等を用いることもできる。

スチレン−アクリル系共重合体樹脂は、樹脂媒質として
好適なものの一つであり、スチレン系単量体（Ａ）とア
クリル系単量体（Ｂ）とは、A:B＝50:50乃至90:10、特
に60:40乃至85:15の範囲とするのがよい。また、用いる
樹脂は、一般に０乃至25の酸価を有するのが好ましい。
また、定着性の見地から50乃至65℃のガラス転移温度
（Tg）を有するのがよい。

樹脂中に含有させる着色剤としては、次に示す無機又は
有機の顔料や染料等が単独又は２種以上の組合せで使用
される。ファーネスブラック、チャンネルブラック等の
カーボンブラック；四三酸化鉄等の鉄黒；ルチル型又は
アナターゼ型等の二酸化チタン；フタロシアニンブル
ー；フタロシアニングリーン；カドミウムイエロー；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等。

電荷制御剤としては、それ自体公知の任意の電荷制御
剤、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、1:1型或いは2:1型金属錯塩染料、ナフテン酸金属
塩、脂肪酸や石鹸、樹脂酸石鹸等が使用される。

トナー粒子の粒径は、コールターカウンターで測定した
粒径が体積基準メジアン径で８乃至14μｍ、特に10乃至
12μｍの範囲にあるのがよく、また粒子径状は溶融混練
・粉砕法で製造された不定形のものでも、また分散乃至
懸濁重合法で製造された球状のものでもよい。

トナーと磁性キャリヤとの混合比率は、上記トナー及び
磁性キャリヤの物性によっても相違するが重量比で一般
に1:99乃至10:90、特に2:98乃至5:95の範囲内にあるこ
とが望ましい。また、現像剤全体としての電気抵抗率
は、５×10⁹乃至５×10¹⁰Ω・cm、特に１×10¹⁰乃至４
×10¹⁰Ω・cmの範囲にあることが本発明の目的に好まし
い。

現像条件 前記式（２）で表わされる現像長さＬは、接触頻度ｋに
関係すると共に、画像濃度にも関係する。本発明におい
て、現像長さＬは、４乃至35mm、特に４乃至20mmとなる
ように、ニップ幅（Nip）及び現像スリーブ周速（V
S）、並びにドラム周速（Vd）を定めるのがよい。

この内でも現像ニップ幅（Nip）は一般に１乃至15mm、
特に２乃至8mmの範囲とするのがよい。また、現像スリ
ーブと感光層との距離dD-Sがｎに重要な影響を及ぼすこ
とは既に指摘したが、dD-Sは一般に0.5乃至3.0mm、特に
0.7乃至1.7mmの範囲とするのがよい。

現像スリーブ内の磁極は、キャリヤ引きを生じない範囲
で、磁束密度の比較的小さいものを用いるのがよく、一
般に400乃至1500ガウス、特に550乃至900ガウスのもの
を用いるのがよい。現像スリーブの回転数を比較的大き
くすることも有効であり、一般にスリーブ径にもよるが
1.50乃至5.00回／秒の範囲が適当である。

感光体としては、従来電子写真法に使用されている感光
体、例えばセレン感光体、非晶質シリコン感光体、酸化
亜鉛感光体、セレン化カドミウム感光体、硫化カドミウ
ム感光体、各種有機感光体等が全て使用される。

他の現像条件として、現像スリーブと感光体導電性基体
との間に印加するバイアス電圧は、平均電界強度が100
乃至1000V/mm、特に125乃至500V/mmの範囲となるような
ものが好ましい。

尚、本発明に用いるトナーの抵抗率及びの誘電率は、電
極面積が2.27cm²で、電極間距離が0.5mmの平行平板電極
型の測定装置を使用し、空隙率25％にトナーを充填し、
ピーク〜ピークが＋1Vから−1Vの交流電圧を印加して測
定したものである。

また、本発明に用いるキャリヤの電気抵抗率値は、第６
図に示す測定装置を用い、以下の方法により測定したも
のである。すなわち、第６図に示すように、攪拌ローラ
31を備えた現像器32にキャリヤ33を導入し、スリーブ34
上にキャリヤ33を担持させると共に、穂立ち規制部材35
によりキャリヤ33層を所定の厚みに調整した状態でキャ
リヤ33を搬送する。また、上記スリーブ34と所定間隔離
間して対向する感光体の表面の仮想線36に沿って、電極
間距離調整手段としてのマイクロメータ37にて所定の表
面積を有する検出部38を配設し、前記スリーブ34と共に
キャリヤ33を搬送しつつ、前記スリーブ34に所定周波数
の交流電圧を印加し、検出部38からの検出信号ｙをダミ
ーとオシロ39との並列回路に供給すると共に、オシロ39
上の波形データを読取り手段40で読取り、演算部41に電
気抵抗率を算出したものである。

なお、図中、符号42はスリーブ34上に残留するキャリヤ
33を除去するクリーニング手段としてのクリーニングブ
レードである。

そして、上記測定装置による誘電率の測定においては、
スリーブ34と検出部38との距離、すなわち、電極間距離
ｄ＝1.2mm、検出部38の表面積、すなわち、電極面積Ｓ
＝0.785cm²に設定し、周波数50Hzの交流電圧を印加し
た。

また、スリーブ34に担持されたキャリヤ33の層厚を穂立
ち規制部材35で厚み調整して、キャリヤの充填率を約15
〜50％に設定することができる。

（発明の効果） 本発明によれば、磁性キャリヤとトナーとを含有する二
成分系現像剤の磁気ブラシを現像スリーブ上に形成し、
この磁気ブラシを感光体の現像領域に供給するに先だっ
て、現像スリーブ上に、現像剤の充填密度の粗の部分と
密の部分とを周方向に交互に予め形成させておくと、極
端な穂切り寸法やＤ−Ｓ間距離の設定をする事無しに、
適正なキャリアとドラムとの接触頻度を得ることがで
き、これにより高品質及び高濃度の画像を形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、送り方向の距離と密集細線の線濃度との関係
を表わす図であり、 第２図は、接触頻度と線幅の偏りとの関係を表わす図で
あり、 第３図は、磁気ブラシ現像方法を説明するための側面配
置図であり、 第４図は、本発明に使用する溝付きロールの断面図であ
り、 第５図は、本発明に使用する凹凸穂切りロールの断面図
であり、 第６図は、本発明に使用されるキャリヤの電気抵抗率を
測定する方法を表わす図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性キャリヤとトナーとを含有する二成分
   系現像剤の磁気ブラシの層を現像スリーブ上に形成し、
   該磁気ブラシ層を電荷像を有する感光体と摺擦させて感
   光体上にトナー像を形成させる現像方法において、 軸方向に延びる溝を周方向に多数配列した現像スリーブ
   を使用し、磁気ブラシ層の穂切りを行ったのちに、前記
   溝部分に位置する磁気ブラシ層に現像剤の充填密度の密
   な部分及び該溝以外の部分に位置する磁気ブラシ層に現
   像剤の粗な部分をそれぞれ形成し、下記式（１）で定義
   される現像長さL: Ｌ＝（Nip/Vd）・（Vs−Vd） …（１） の間に少なくとも１回、前記感光体上の単位電荷像が、
   磁気ブラシ層の現像剤の密な部分と粗な部分に接触する
   ことを特徴とする現像法。
2. 【請求項２】磁性キャリヤとトナーとを含有する二成分
   系現像剤の磁気ブラシの層を現像スリーブ上に形成し、
   該磁気ブラシ層を電荷像を有する感光体と摺擦させて感
   光体上にトナー像を形成させる現像方法において、 軸方向に延びている凹凸が周方向に交互に配置された穂
   切りロールを現像スリーブに近接して配置し、該穂切り
   ロールにより、磁気ブラシ層の穂長調整を行って、穂切
   りロールの凹部に対応するスリーブ上の磁気ブラシ層に
   現像剤の充填密度の密な部分及び穂切りロールの凸部に
   対応するスリーブ上の磁気ブラシ層に現像剤の粗な部分
   をそれぞれ形成し、下記式で定義される現像長さL: Ｌ＝（Nip/Vd）・（Vs−Vd） …（１） Nipは、感光体表面における現像剤のニップ幅（mm）で
   あり、 Vsは、現像スリーブの移動速度（mm/sec）であり、 Vdは、感光体表面の移動速度（mm/sec）である、 の間に少なくとも１回、前記感光体上の単位電荷像が、
   磁気ブラシ層の現像剤の密な部分と粗な部分に接触する
   ことを特徴とする現像法。
3. 【請求項３】磁気ブラシ層と感光体との摺擦を、下記式
   （２）： ｋ＝Ｌ・ｎ …（２） ｎは、コロジオン固定磁気ブラシについて走査型電子顕
   微鏡写真から求めた感光体面積当りのキャリヤ接触個数
   （個／mm²）であり、 Ｌは、前記式（１）で表される現像長さを示す、 で表されるキャリヤ接触頻度（ｋ）が平均して100乃至7
   00となるように設定する請求項（１）又は（２）に記載
   の現像法。
4. 【請求項４】現像剤充填密度が密な部分でのキャリヤ接
   触頻度（ｋ）が500以上であり、現像剤充填密度が粗な
   部分でのキャリヤ接触頻度（ｋ）が400以下であり、且
   つ前者のキャリヤ接触頻度（ｋ）が後者のそれよりも20
   0以上大に設定する請求項（３）に記載の現像法。
5. 【請求項５】下記式： 15,000≧ｍ・H/f≧7,000 …（３） 式中、ｆは、現像スリーブの回転数（回／秒）を表し、 ｍは、磁性キャリヤの飽和磁化（emu/g）を表し、 Ｈは、現像スリーブ内の磁極の磁束密度（ガウス）を表
   す、 を満足するように現像条件を設定する請求項（１）又は
   （２）に記載の現像法。