JPS58184156A - 静電像現像方法 - 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】 像方法の改良、詳しくは、キャリヤ粒子とトナー粒子と
が混合した現像剤を内部に磁力発生部材を有する現像剤
搬送担体面に供給して、該現像剤搬送担体上に現像剤の
穂を形成させ、その穂で像担持体面を摺擦することによ
って像担持体面の静電像を現像する方法即ち、二成分系
の現像剤を用いた磁気ブラシ現像方法の改良に関する。

二成分系現像剤を用いた磁気ブラシ現像方法は、トナー
粒子の摩擦帯電制御が比較的容易で、トナー粒子の凝集
が起りに〈く、磁気ブラシの櫨立ちがよくて、像担持体
面の摺擦性に優れ、クリーニングとの兼用においても十
分なりリーニング効果が発揮される等の特長を′有する
ことから、キャリヤ粒子に対するトナー粒子の量の管理
を必要とするにも拘らず、多く用いられている。そして
、この現像方法には、従来一般に、平均粒径が数十〜数
百μｍの磁性キャリヤ粒子と平均粒径が十数μｍの非磁
性トナー粒子とからなる現像剤が用いられており、その
ような現像剤では、トナー粒子やさらにはキャリヤ粒子
が粗いために、繊細な線や点あるいは濃淡差等を鼻視す
る高画質画像が得られにくいと云った問題がある。即ち
、この現像方法において、高画質画像を得るために、従
来、例えばキャリヤ粒子の樹脂コーティングとか、現像
剤搬送担体の磁力発生部材である磁石体の改良とか、現
像剤搬送担体へのバイアス電圧の検討とか、多くの努力
が払われているが、それでも未だ十分に満足し得る画像
が得られないのが実情である。したがって、高画質画像
を得るためには、少くともトナー粒子をできるだけ微粒
子とすることが必要であると考えられる。しかし、トナ
ー粒子を平均粒径が１０μｍ以下の微粒子とすると、■
現像時のクーロン力に対してファンデルワールスカッ影
會が現われて、像背景の地部分にもトナー粒子が付着す
る所謂かぶりが生ずるようになり、現像剤搬送担体への
パイケス電圧印加によってもがふりを防ぐことが困鰺と
なる、■トナー粒子の摩擦帯電制御が−しくなって、凝
集が起り易くなる、■したがって、キャリヤ粒子に樹脂
コーティングを行ってキャリヤ粒子の抵抗変化が少なく
なるようにしても、安定して鮮明な画像を得ることがで
きなくなると云った問題が生じ、そのために、このよう
な微粒子トナーは実際には用いられなかった。

本発明は、平均粒径が１０μｍ以下のトナー粒子を用い
て、しかも上述の如き問題の生ずることのない二成分系
現像剤による磁気ブラシ現像方法を提供するものであり
、本発明の現像方法は、キャリヤ粒子に平均粒径が１−
３６μｍの磁性粒子を用い、トナー粒子に平均粒径が７
〜１０μｍであって内部に磁性体を含有する磁性トナー
粒子を用いたことを特徴とする。

＋４１ち、本発明は、磁性キャリヤ粒子に平均粒径が１
羊来のキャリヤ粒子よりも細かい３〜３０μｍのものを
用いたことＫよって、平均粒径が／　−１０μｍのトナ
ー粒子の摩擦帯電制御を容易にして、凝集を起りにくく
すると共に、現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加した
ときのＩＩｌ′＃、の影響がトナー粒トに強く働いてか
ぶりの発生が防止され、しかも磁気ブラシの摺擦作用が
高くなるように、現像剤−送担体と像担持体面との間隙
を／ａｓ以下に狭める（−とをｕ■能にしてお９、平均
粒径が／−７０μｍのトナー粒子を内部に磁性体を含有
する磁性トナー粒子としたことによって、トナー粒子が
現像剤搬送担体に含まれる磁石の磁力の影響を受けるよ
５になるから、磁気ブラシの［ｍ性が向上して、しかも
かぶりの発生が防止され、さらにトナー粒子の飛散も防
止されるようにしている。その結果、本発明によれば、
平均粒径が／−１０μｍのトナー粒子を用いて、かぶり
のない高画質画像を安定して再現することができると云
う優れた効果が得られるのである。なお、キャリヤ粒子
の一平均粒径が５μｍよりも細かいと、キャリヤ粒子が
トナー粒子と共に像担持体面に付着したり、飛散したり
するようになる。そしてｘμｍより粗くなると、前述し
たようなキャリヤ粒子を細かくしたこ５とによる効果が
失われる。また、トナー粒子の平均粒径が１μｍより細
かいと、かぶりの発生を防ぐことが困■になると共に、
トナー粒子の飛散も増す。

そして７０μｍより粗くなると、高画質画像を得ること
ができなくなる。

本発明にお砂るキャリヤ粒子としては、平均粒径を別に
して、従来の磁性キヤ・リヤ粒子と一変らないものを用
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、フェライト、マンガン−銅系合金、と云った強
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、ポリエステル棚側等の樹脂やバルジチン酸、ス
テアリン酸吟の脂肪酸ワックスで被覆したような絶縁性
粒子を用いることができる。しかしその中でも抵抗率が
ｔｏ’Ωα以上、特に１０＠Ω儂以上の絶縁性粒子が好
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、キャリヤ粒子に電荷が注入されて
、像担持体面にキャリヤ粒子が付着し易くなると云う問
題が生ずる。なお、抵抗率は、粒子を０．１０ｃｍ’の
断面積を有する容器に入れてタッピングした後、詰めら
れた粒子上［／に２／１２の荷重を掛け、荷重と底面電
極との間に１０００Ｔｉ／３の電界が生ずる電圧を印加
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。

以上のようなキャリヤ粒子は、従来のキャリヤ粒子と同
様に製造でき、そして従来公知の平均粒径選別手段によ
り平均粒径を選別することで本発明′におけるキャリヤ
粒子を得ることができる。

本′発明におけるトナー粒子は、内部に含有する磁性体
の社がｆｌ）　ｗｔ％以下、特に３０　ｗｔ％以下であ
ることが好ましい。適性な磁性体瀘は原理的には電気バ
イアスや磁気バイアスとの関係で決定されるべきもので
はあるが、磁性体の鰍の割合が多くなると、キャリヤ粒
子との間の磁気力が大色〈な９過ぎて、十分な現像濃度
が得られなくなるし、また、磁性体粒子がトナー粒子の
表面に現われるようになって、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、キャリヤ粒
子との閣で凝集し易くなったりする。

好ましい）ナー粒子は、キャリ岑粒子について述べたよ
うな磁性体の細粒子と樹脂とを用い、それにカーボン勢
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１ｇ！！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ヤ粒
子とトナー粒子とが従来の二成分系現像量におけると同
様の割合で混合したものであるが、それＫ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、りＩＪ−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弗素系表面活性剤等を用いるこ
とができる。

以上のような現像剤を用いる本発明の現像方法は図示例
のような装置によって実施される。

図において、Ｉは図示せざる帯電および露光装置によっ
て表面に静電像を形成される矢印方向に１１）、１゜ 回転する像担持体、４″□は現像装置、３は現像剤搬送
担体で、矢印方向に回転するアルミニウム等の非磁性材
料からなるスリーブ参と、スリーブ弘の内部に複数の磁
石ｊを配設する固定の磁石体６とから構成されている。

７は現像剤ｌの攪拌装置、９は磁石体乙の磁石ｊの磁力
によりスリーブ弘の表面に形成される現像剤ｌの穂の量
を規制するドクターブレード、ｌｏはトナー粒子の補給
ホッパー、１／はトナー補給装置である。そして本発明
においては、像担持体Ｉと現像剤搬送担体Ｊのスリーブ
弘との表面間隙をスリーブ参上に形成された現像剤の穂
が通過する範囲で７ｍ以下、特にＯ，Ｓ−以下とするこ
とが好ましく、またスリーブ参には図示のようにバイア
ス電圧を印加するのが好ましい。

そこで、先に述べたような、現像剤ｌは、攪拌装置７等
による攪拌によって十分に摩擦帯電し、スリーブ参上に
穂を形成して、スリーブ参の回転と共にその穂がスリー
ブ参と像担持体ｌとの狭い間隙を通過することによって
、その穂による像担持体面の摺擦がなされ、像担持体面
の静電像を現像する。その現像は図示しない転写装置に
よって転写材に転写されて、高−質の記１１ＨＩ像を与
える。

本発明を実施する装置は、上述の例に限らず、スリーブ
弘と磁石体６とが共に回転するものでも、スリーブ弘が
固定で磁石体≦が回転するものでもよい。また、現像方
向を図示とは逆の方向にすること４できる。

次に本発明を実施例で説明する。

実施例ｔ キャリヤ粒子に平均粒径がｔＳμｍ１抵抗率がＩＯ９国
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（三洋化成製へイマーｕｐ　１１０　）　１
００重量部、カーボンブラック（三菱化成製にム一１０
０　）　１０重量部、フェライト微粒子１０１１置部、
ニグロシン５重量部からなる平均粒径、６λ５μｍの磁
性粒子を用いて、キャリヤ粒子にトナー粒子が／（７ｖ
ｔ％混合したものを現像剤として先に述べた図示例のよ
うな現像装置に用いた。

なお、この場合の現像装置は、スリーブ弘が矢印方向に
１００　ｒｐｍで回転し、磁石を周方向にＮ。

Ｓ交互に設けた磁石体６がスリーブ参と反対方向に／λ
００　ｒｐｍｌで回転する奄のであり、例えばＣｄＳ感
九体よりなる像担持体ｌの面に最高電位が一２００ＶＪ
）ｆｌｐ電像が形成されて、その像担持体ｌとスリ−ブ
ｌとの間隙がＱ、１ｍ、ドクターブレードタとスリーブ
参との間隙が０．２ＭＫ設定され、スリーブ参には一１
ｏｏ　ｖのバイアス電圧が印加された。

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１ＩＩｏ℃の熱ローラ定着装置に通して定着した
結果、得られ丸記録紙の画像はエツジ効果のない、濃度
の高い、きわめて鮮明なものであった。そして、続いて
３万枚の記録紙を得たが、それらの画像はいずれも最初
のものと変らない鮮明なものであった。

比較例ｔ トナー粒子がフェライト微粒子のような磁性体を含まな
いものである以外は実施例１と全く同じ条件で現像、記
録を行ったところ、記録紙の画像にはかぶりが生じた。

このかぶりの発生を防ぐためには、スリーブ参に一２ｊ
Ｏｖ以上の電圧値のバイアス電圧を印加しなければな１
：らず、それでは画像濃度が実施例１の結果と比較して
明らかに劣ったものとなつ九。また、トナー粒子の飛散
の発生も認められた。

実施例２゜ スチレン、アクリル樹脂（三洋化成製へイマーｕｐ　ｉ
ｉｏ　）　ｉｏｏ　ｚ置部と、導電性カーボン（ＡＫＺ
Ｏ社ケツチニンブラック）−菖置部と、磁性粉末（チタ
ン工業製マグネタイトＲＢ　−ＢＬ平均粒径／μｍ）５
０１１量部とを溶融混練し、冷却後、粉砕、分散して平
均粒径〃μの粒子を得た。この粒子をスプレードライ装
置に入れ、λＯＯ−λコＯＣの温度で熱処理し、球形化
処理を行った。

得られ九キャリヤ粒子の平均粒径は３μｍであり、抵抗
率はｌθ８Ω１であった。

一方、上述と同じスチレン、アクリル樹脂１ＯＯ１皺部
、フェライト微粒子Ｊ７］［置部、カーボンブラック（
三菱化成製にム一１ｏｏ）ｔｏ重量部からなる平均粒径
３μのトナー粒子をつくり、前記キャリア粒子にこのト
ナー粒子を＃７ｗｔ％混合して現像剤とし、実施例１去
同様に現像装置に用いて現像、記−を行った。

なお、この場合の現像装置は、スリーブｌが固定で、＠
右体ぶがｌλｏｏ　ｒｐｗａで回転するものであり、Ｓ
ｅ感九体よりなる像担持体ｌの面には最高電位が＋７３
０　Ｖの静電像が形成されて、像担持体ｌとスリーブμ
とのｆｌｉｌ！ｌＩが０．ｊｌｌｌｌｌｌｊ、　ドクタ
ーブレード９とスリーブ参との間隙がＱ、’ｌ１ｖａｎ
に設定され、スリーブＶには＋ｔｏｏ　ｖのバイアス電
圧が印加された。

以上の条件によって現像され、普通紙に転写されて、表
面温度ｔ４ＩＯ℃の熱ローラを通して定着された記録画
像は、エツジ効果のない、濃度の高い、きわめて鮮明な
ものであった。そして、続いて５万枚の記録紙を得たが
、それらの画像はいずれも最初のものと変らない鮮明な
ものであった。

比較例λ トナー粒子の作製においてフェライト微粒子を混入しな
かった以外は実施例２と全く同じ条件で現像、記録を行
ったところ、得られた記録紙の画像にはかぶりが発生し
ていた。このかぶりの発生を防ぐためにはスリーブ参に
千３ｓＯＶ以上のバイアス電圧を印加しなけれｄならず
、それでは画像濃度が実施例２の結果と比較して明らか
に劣つたものとなった。また、トナー粒子の飛散の発生
も認められた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法を実施する現像装置の一例を４、す断
面図である。　　　・ ／・・・像担持体、　　　　・コ・・・現像装置・　　
、３・・・現像剤搬送担体、　ｌ・・・スリーブ、Ｓ、
・・・磁石、　　　　　　６・・・磁石体、７・・・攪
拌装置、　　　　　ｌ・・・現像剤、９・・・ドックタ
ーブレード、 １０・・・トナー粒子補給ホッパー、 ／／・・・トナー補給装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャリヤ粒子とトナー粒子とが混合した現像剤を内部に
   磁力発生部材を有する現像剤搬送担体面に供給して、該
   現像剤搬送担体上に現像剤の穂を形成させ、その穂で像
   担持体面を摺擦することによって像担持体面の静電像を
   現像する方法において、平均粒径がｓ−ｒμｍの磁性粒
   子を前記キャリヤ粒子に用い、磁性体を内部に含有した
   平均粒径が１Ｎ１０μｍの磁性トナー粒子を前記トナー
   粒子に用いたことを特徴とする静電像現像方法。