JPS59210466A - 静電荷像現像方法 - 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】 ［技術分野］ 本発明は画像担体の表面に形成された静電荷像を磁性現
像剤を用いて磁気ブラシ法により現像する静電荷像現像
方法に関する。

し先行技術１ 酸化亜鉛、セレン、有機光導電体もしくは絶縁性のポリ
エステルフィルムで被覆された硫化カドミニウムなどの
画像担体表面に静電荷像を形成し、この静電荷像を磁気
ブラシ法により現像し、得られたトナー像を転写シート
上に転写し、ついで定着して最終画像を得る電子写真複
写方法はよく知られている。

上記の磁気ブラシ法においては、磁性現像剤として鉄粉
、鋼球、フェライト粒子等の磁性キャリアと樹脂中に着
色剤等を分散させた絶縁性粒子である非磁性トナーとの
混合粉体が多く使用されている。く例えば特開昭５０−
５６９４６号、特公昭５３−１５０４０号、特開昭５４
−１３４６３６号、同５６−１１４５９号、同５６−１
１４６０号等の各公報参照）この二成分系現像剤を用い
る磁気ブラシ現像法は、キャリアとトナーを所定の比率
で混合撹拌し、両者を反擦帯電せしめ、トナーを所定の
極性に帯電させてトナーのみを画像担体表面に付着させ
るもので、転写が容易であるという利点があるが、中間
調の再現性が悪く画質が硬くなる、画像濃度の変化を防
ぐためにトナー濃度を一定に保つ必要がある等の問題が
ある。

特に中間調の再現性が悪い理由としては、キャリアの粒
径が　１００〜３００μｍと大きく、かつ、非磁性スリ
ーブの回転により現像剤を搬送しているため磁気ブラシ
中の現像剤に自転運動が生ぜず、硬い磁気ブラシが形成
されることが挙げられる。

そこで例えば特開昭５３−８３６３０号、同５４−２４
６３２号、同５４−６６１’３４号、同５４−１１９９
２号等の各公報に記載されているように、平均粒径が１
５〜３０μｍの樹脂と酸化鉄からなる磁性粒子をキ１１
リアとし、平均粒径が１〜１５μｍの、キャリアを構成
する樹脂と同種の樹脂を主体と（る絶縁性磁性トナーを
用いた現像剤を使用することが提案され、実用化されて
いる。この現像方法によれば、非常に良好な画質が得ら
れるが、非磁性トナーを使用し−（いるのでまた樹脂と
磁性粉を主体とする磁性粒子をキャリアとして使用する
現像剤は、上記以外にも例えば特開昭５３−３３６３３
号、同５３−３３１５２号、同５７−１０１５０号の各
公報により提案されており、特に特開昭５７−１０１５
０号公報に記載されているようにトナーにも磁性トナー
を使用した現像剤を用いる方式が実用化されている。こ
の現像方法によれば、画質は良好であるが、トナー飛散
を防ぐために依然としてトナー濃度の正確な制御は必要
となる。

［目的ｊ 本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、トナ
ー濃度の制御範囲を広くしても高品質の画像を得ること
のできる静電荷像現像方法を提供することである。

［要旨Ｊ 本発明の静電荷像現像方法は、表面に静電荷像を支持す
る画像担体に対向して、内部に表面に複数個の磁極を有
する永久磁石部材を配置しｌｃ非磁性材料からなる円筒
形スリーブを設置し、前記円筒形スリーブ上に磁性キト
リアとトナーかうなる磁性勇像剤を供給し、前記永久磁
石と円筒形スリーブとの相対的回転により磁気ブラシを
形成し、前記磁気ブラシＣ前記画像担体表面を摺擦して
なる静電荷像現像方法において、前記磁性現像剤として
飽和磁化が４０〜２２０ｅｍｕ／　ｇｒでかつ粒度分布
が５〜２００μｍの範囲にある磁性キャリアと、樹脂と
磁性粉を主成分とし、帯電量が１５１μＣ／（］以上の
範囲にある磁性トナーとの混合粉体を使用すると、共に
少くとも前記永久磁石部材を回転さｕ′Ｃ前記磁気ブラ
シ中の磁性現像剤に自転運動を生ぜしめることを特徴と
している。

し実施例」 以下本発明の詳細を図面により説明りる。。

第１図は本発明の現像方法を実施づるための現像装置の
一例を示す断面図である。

第１図において、表面に光導電性層（図示せず）を形成
してなる感光体ドラム１は図示矢印Ｓ方向に回転してｄ
３す、感光体ドラム１の表面には公知の手法（例えば一
様帯電後の露光）により静電荷像（図中＋記号で示す）
が形成されている。現像装置２は、磁性現像剤３を収容
する現像槽４をそなえている。現像槽４の上部には、感
光体ドラム１との間にギャップＤの現像領域Ｚを形成す
る非磁性材料からなる円筒形スリーブ（以下単にスリー
ブという）５が設置され、円筒形スリーブ５内には表面
に複数個の磁極を有する永久磁石６を軸７の周囲に固定
してなる永久磁石部材８が配置されている。又現像槽４
にはスリーブ５上に吸着される磁性現像剤３の厚さを規
制するドクタ一部材９が取着され、ざらに現像ギャップ
Ｄを通過後の磁性現像剤を回収するスクレーパ部材１０
および回収された現像剤を撹拌・混合するための羽根車
１１が設けられている。更に１３は、シュート１２内に
設番プられたトナー濃度センサー、１４は現像槽５に補
給されるトナー３ａを収容するトナ一槽であり、トナ一
槽１４の下部開口には軸１５の周囲に多孔質弾性体層１
６を固着してなるトナー補給ローラ１７が設置されてい
る。

上記構成を有する現像装置によれば、スリーブ５と永久
磁石部材８との相対的回転により磁性現像剤３を図示矢
印へ方向に搬送させ、現像領域Ｚにおいて磁気ブラシで
感光体ドラム１の表面を摺擦して静電向像が顕像化され
る。現像領域Ｚを通過後の磁性現像剤３はスクレーパ部
材１０よりスリ混合された後再びスリーブ５上に吸着さ
れ、現像工程が繰返される。

上記の磁気ブラシ現像法において高品質の、特に中間調
の再現性の良い、画像を得るべく種々検討した結果、次
の条件を満たりことにより良い結果が得られるのを見出
した。

前述したように従来の二成分現像剤を用いる現像法では
、永久磁石部材５を固定しスリーブ８のみを回転させる
いわゆるスリーブ回転方式を採用していたため磁気ブラ
シが硬くなり中間調の再現性が劣るという問題があった
。そこで少なくとも永久磁石部材５を回転させる（第１
回の場合は図示矢印Ｂ方向）ことにより、磁気ブラシが
柔かくなり（現像剤の搬送力は、スリーブ回転方式の時
の約１７１０程度となる）中間調の再現性を良くするこ
とがてきると共に、均一に摩擦帯電がなされて画像濃度
を高めることができる。この場合永久磁石部材８の回転
数（Ｎｍ　）は、該部材の外径が２９　Ｉｌｌ　ｍφと
した時に（但し感光体ドラムの周速は１００ｍｍ　／ｓ
ｅｑ　）　８００ｒ、ｐ９ｍ以上であれば良い結果が得
られるが、極端に早すぎるとトナーの飛散が生じやすく
なるので１５００ｒ、ｐ、ａ＋、以下が好ましい。また
永久磁石部４／１８を回転させる場合、スリーブ５は静
止していてもよいが、特公昭５７−１２１４８号公報に
記載されているように永久磁石部材８と同方向に低速［
スリーブの回転数（Ｎｓ　）は永久磁石部材の回転数（
Ｎｍ　＞の１／２０以下がよい］で回転させてもよく、
これにより更に安定した現像が可能となる。なお永久磁
石部材８の磁力は、スリー１５上で６００Ｇ以上あれば
よい。

上記の現象側搬送方式を実施する場合、磁性現像剤３も
良い結果を得るための重要な要因となる。

まず磁性キャリアとしては飽和磁化（σＳ）が４０〜２
２０ｅｍｕ／　Ｑの範囲にあるものを用いる必要がある
。これはσＳが４０ｅｎ＋ｕ／ｇ未満であると、永久磁
石部材の磁力を大きクシ−（もスリーブ上から離脱し゛
Ｃ感光体表面にイ」着しやすくなり、一方σＳが２２０
ｅｍｕ／　ｇを越えると搬送性がつよすぎて１−ナーが
変形又は破壊覆るからである。またキャリアの粒径は小
ざい程比表面積が大となり、最大１〜ナ一淵度を高くで
きるので、粒径２００μｍ以下のキャリアを使用づるこ
とが好ましく、より好ましくは１０〜８０μｌの節用で
ある。また耐久性の点からも主１１リアの粒径は小ざい
方がよい。

次にトナーは、上述したように永久磁石部を転回させて
もトナーの飛散を生じさせないため、樹脂と磁性粉を主
体とする磁性トナーを用いる必要があるが、特に荷電制
御剤をトナー粒子の内部および／又は表面に添加しＩｃ
に荷電型磁性トナー（特開昭５７−４５５５５号、同５
７−４５５５６号、同５７−４５５５７号等の各公報参
照）を使用り゛るとよい。この荷電型磁性トナーの使用
により、トナー濃度を高くしＣも［・ナーの摩擦帯電量
の低下を防止できよってトナーの飛散防止に有効である
、又耐環境性にすぐれた画像が得られる。このような効
果を得るためには、キャリアとの帯電量が１５１／μｃ
／ｇ以上（より好ましくＪ１ｏ！、／μＣ／ａ以上）の
荷電型磁性トナーを用いる必要がある。また磁性トナー
の抵抗は、転写性の点から１ｏ　　Ω・Ｃｍ以上、より
好ましくは１０　　Ω・ｃｍ以上の範囲がよい。

また現像ギャップおよびドクターギャップは、感光体の
種類・速度、現像剤搬送方式、キレリアおよびトナーの
種類等に応じて適宜定めればよいが、永久磁石部材のみ
回転させる時又は永久磁石部Ｉとスリーブを共に同方向
に回転させる時は現像ギャップＤは０．３〜０．９Ｉｌ
１ｍ、ドクターギｖｙ７ｄも０．３〜０．９１の範囲が
好ましい。これは次の理由による。まず現像ギャップは
狭ずぎると磁気ブラシとの軟い接触が得られず、広−ψ
ざると磁気ブラシとの十分な接触が得られず画像濃度が
低下する。次にドクターギャップｄは狭づぎると磁気ブ
ラシが小さくなり、一方広ずぎるとクリーニングー効果
が強まってしまう。

本発明において、現像剤の磁気特性は、振動試料型磁力
「１（東英■業製ＶＳＭ−３型）を用いで測定した。ま
た磁性トナーの抵抗は１０数ｍｇの粉末を内径３．０５
ｎ＋ｍφの絶縁シリンダー［テフロン（商品名）］中に
充填し、０．２Ｋ（＋の荷重下り。

Ｃ、４，０ＯＯＶ　／　ｃｍの電場で測定し、算出した
。測定は横河〜ヒューレットパッカード製４３２９Ａ型
絶縁抵抗計を用いた。帯電量は、ブローオフ摩擦帯電量
測定器（東芝製Ｔ　Ｂ　−２００）により測Ｏｍｍφの
Ｓｅドラムを用い、スリーブ５として外径３２　＋ｎ　
ｍφのステンレス鋼製円筒を用い、永久磁石部材８とし
て外径２９　、３　ｍ　ｍφのＢａ−フェライト磁石（
対称１０極＠磁、スリーブ上の磁束密度６５０Ｇを軸に
固定したものを用い、現像ギャップＤおよびドクターギ
ャップｄを各々０．５ｍｍおよび０．６ｍｍに設定して
（但し後述の実験Ｎ００１のみＤは０．８１１１１１１
とした）　、＋　６５０Ｖの表面電位を有する静電潜像
を現像した。得られたトナー像は普通紙上にコロナ転写
し、ヒートロール定着（温度１８５℃、圧力ＩＫ（１／
Ｃｌ１１、速度１００ｍｍ　／ｓｅｃ　、但し定着ロー
ルはテフロン（商品名）被覆ロールを用いた〉を行なっ
てハードコピーを得た。（環境条件：２０℃、６０％Ｒ
，Ｈ，）使用した磁性現像剤は、キャリアが粒径４４〜
７４μｍの鉄粉キャリア（日本鉄粉製ＥＦＶ）　、磁性
トナーは、抵抗が１０　　Ω・ｃｍ、帯電量が一１４μ
Ｃ／ｇ、粒径５〜２０μｍの負荷電型磁性トナーを混合
して使用した。磁性トナーの組成は、スチレン−ブタジ
ェン共重合体くグツドイヤー製プライＡライトＳ−５８
）４８重量％、磁性粉（戸田工業製ＥＰＴ−５００＞５
０重量％、荷電制御剤（オリエント化学製ボントロンＥ
−８１）２重量％である。

が得られた。又Ｎｏ、１〜Ｎ０．６のいずれも実質的に
トナーの飛散を生じなかった。

第１表 第１表に示される通り、本発明（Ｎｏ、２〜６）にＪ：
れは、従来法（Ｎｏ、１）と比較して特に中間調の再環
性Ｊ３よび解像度の点ですぐれた画像が得られる。

［具体例２ｊ 具体例１にｃｌ′３いて、キャリアとしＣ粒径４ｏａｌ
ｌｌのＢ　ａ−７ｎ−Ｎ　ｉ系フエライ１−キャリア（
日立金属製Ｋ　Ｂ　Ｎ　−１００＞を用いた以外は、頁
詠例１と同様の条件でコピーを行なったところ、第２表
（実験ＮＯ１は表１のＮＯ，と対応している）に示１結
果が得られた。又トナーの飛散については具体例１と同
様であった。

第２表から、第１表と同様に本発明により中間調の再現
性および解像度が改善されることがわかる。

「効果」 以上に記述の如く、本発明によれば、トナーの飛散を伴
わずに、良好な現像を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図を本発明を説明づるための現像装置の断面図であ
る。 １：感光体ドラム、５：円筒形スリーブ、８：永久磁石
部材 悴　／　図 ／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、表面に静電荷像を保持する画像担体に対向して、内
   部に表面に複数の磁極を有する永久磁石部材を配置した
   非磁性材料からなる円筒形スリーブを設置し、前記円筒
   形スリーブ上に磁性キャリアとトナーからなる磁性現像
   剤を供給し、前記永久磁石部材と円筒形スリーブとの相
   対的回転により磁気ブラシを形成し、前記磁気ブラシで
   前記画像相対表面を摺擦してなる静電荷像現像方法にお
   いｒ、前記磁性現像剤として飽和磁化が４０〜２２０８
   １１１ｕ／（＋１・の範囲にありかつ粒径が５〜２００
   μｍの範囲にある磁性キ１クリアと、樹脂と磁性粉を主
   成分とし、帯電用１ｆｉ　１５１μｃ　７０以上の範囲
   にある磁性１〜ナーとの混合粉体を使用すると共に、少
   くとも前記永久磁石部材を回転させて前記磁気ブラシ中
   の磁性現像剤に自転運動を生じせしめることを特（毀と
   （る静電荷像現像方法。