JPS6132859A - 画像形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等にお
いて形成される潜像を二成分系現像剤により現像する工
程を含む画像形成方法に関するものである。

〔従来技術〕

現在において、成る画像情報から可視画像を形成するた
めに、電子写真法等の静電潜像または磁気潜像を経由す
る方法が広く利用されている。例えば電子写真法の一例
によれば、帯電工程及び露光工程によって光導電性感光
体より成る潜像担持体に形成された静電潜像をトナーと
称する検電性着色粒子よ−り成る現像剤により現像し、
このトナー像を通常は転写材に転写して定着せしめて可
視画像を得る。

斯かる静電潜像まｋは磁気潜像の現象に用いられる現像
剤には、トナーとキャリアとが混合されて成るいわゆる
二成分系現像剤と、磁性体を含有する磁性トナーより成
りキャリアと混合されずに単独で用いられるいわゆる一
成分系現像剤とがあるが、二成分現像剤を用いる方式に
おいては、トナーとキャリアとを機械的に攪拌すること
によってトナーを摩擦帯電せしめるので、キャリアの特
性、攪拌の条件等を選定することにより、トナーの帯電
極性及び帯電量を相当程度制御することが可能であり、
この点で二成分系現像剤よりも優れている。

斯かる二成分系現像剤を用いる現像法としては、磁気ブ
ラシ法、カスケード法などがあり、このうち磁気ブラシ
法が好ましく用いられている。この磁気ブラシ法とは、
現像剤搬送担体上に磁気力によりブラシ状に起立した穂
よりなる現像剤層を形成し、この現像剤層を潜像担持体
の表面に摺擦させ、潜像にトナー粒子を付着せしめて現
像を行なう方法である。

このような磁気ブラシ法に用いられる二成分系現像剤と
しては、従来、平均粒径が約十数μｍのトナー粒子と平
均粒径が約７０〜２００μｍの磁性キャリア粒子とより
なるものが一般的である。斯かる二成分系現像剤におい
ては現像の進行に伴なってトナーのみが消費されること
から、現゛像剤中のトナー濃度が変化して画質を低下さ
せる問題点があり、このため現像剤中にトナーを補給し
てトナー濃度が許容できる一定範囲内となるように制御
することが必要である。

しかしながら、上述したような、トナーに比して大径の
キャリアを含む二成分系現像剤においては、トナー濃度
の許容幅が小さくてトナー濃度の制御が容易でなく、こ
のためトナー濃度を制御するための装置が高価になる問
題点を有している。

しかも、キャリアが大径であるためにブラシ状に起立せ
しめた現像剤の穂が不可避的に荒くなり、このため潜像
の現像がムラのある再現性の劣ったものとなり、高品質
の画像が得られにくい問題点がある。

このようなことから、磁性体微粒子をバインダー樹脂中
に分散含有せしめて構成した、小径のキャリアが開発さ
れた（特開昭５４−６６１３４号）。斯かるキャリアを
用いた二成分系現像剤によれば、同量の大径のキャリア
に比べてキャリア粒子全体の表面積が著しく増大するた
め、トナー粒子とキャリア粒子との摩擦接触の機会が増
え、トナー濃度の変化に起因する画質の変動が小さくな
り、それだけトナー濃度の許容幅が広くなってトナー濃
度の制御が容易となる。しかも、ブラシ状に起立せしめ
た現像剤の穂がキャリア粒子の小径化に伴って高密度で
存在するようになり、このためムラのないしかも細線再
現性の優れた鮮鋭な画像を形成することができる可能性
がある。

しかるに、上述のような磁性体微粉末をバインダー樹脂
中に分散させてなる小径のキャリアは、０）粒径が小さ
いこと、（ロ）磁性体微粉末をバインダー樹脂中に分散
させてなるため、例えば一般Ｖζ用いられている鉄球キ
ャリア等に比較して大きな磁気力を保有させることが困
難であって、現像剤を搬送するための磁気スリーブによ
って作用される保持力が小さい状態にあること、などの
理由によって、キャリア粒子が現像剤搬送担体の回転に
よる遠心力などの影響を受けて飛散しやすく、このよう
な飛散キャリアが現像器内の器壁あるいは潜像担持体な
どに付着してこれらを汚染する“という問題を生ずる。

〔発明の目的〕

本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、その目的は、キャリア飛散の生じにくい小径のキャリ
アを含む二成分系現像剤を用いてカブリが発生せず、し
かも高い濃度でかつ鮮明な画像育長期間安定して形成す
ることができる画像形成方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

以上の目的は、トナーとキャリアとよりなる二成分系現
像剤の現像剤層を現像剤搬送担体上に形成し、この現像
剤層を振動電界を生ぜしめた現像空間に供給して潜像担
持体上の潜像を現像する現像工程を含む画像形成方法に
おいて、 σ）前記キャリアが、バインダー樹脂中に磁性体微粉末
が分散された平均粒径１０〜５０μｍの粒子群よりなり
かつ飽和磁化の強さが２０〜１０１００ｅ／Ｊ７であり
、（７）現像剤搬送担体と潜像担持体−との最短距離を
Ｄ　ｓｄとすると、現像空間における現像剤層の高さＬ
・ｎが下記式、 ０．４Ｄａｄ≦ＬＨ（Ｄｓｄ で表わされることを特徴とする画像形成方法によつて達
成される。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明においては、潜像を担持する潜像担持体に、現激
の行なわれる一定の空間即ち現像空間を介して現像剤搬
送担体を対向配置し、この現像剤搬送担体内には例えば
現象剤保持用の磁石を配置してこの磁石の磁気力により
、その詳細は後述する特定のキャリアを含む二成分系現
像剤を現像剤搬送担体の表面にブラシ状に起立せしめた
穂よりなる現像剤層を形成し、この現像剤層を潜像担持
体に非接触となるような状態即ち現像剤の穂の高さが現
像空間における潜像担持体と現像剤搬送担体との間の最
短距離よりも小さい状態で現像空間に供給し、一方この
現像空間に振動電界を作用せしめてこの振動電界により
現像剤の穂を形成している粒子を振動分散せしめて潜像
担持体と現像剤搬送担体との間で往復運動せしめ、これ
によりトナー粒子を潜像担持体に担持されている潜像に
付着せしめて現像を行ないトナー像を形成する。

次いで、紙などの転写材にトナー像を転写せしめ、そし
て転写像を定着器において例えば加熱ローラによる接触
加熱定着方式により定着処理し、これにより可視画像を
形成する。

以上の画像形成工程は、現像剤搬送担体と潜像担持体と
の間の最短距離をＤｓｄ　、現像空間における現像剤層
の高さをＬ」■とすると、この両者の間に次式 ％式％ より好ましくは、式０．５　Ｄｓｄ≦ＬＥ≦０．８　Ｄ
ｓｄが成立する条件下において遂行される。

すなわち、現像剤搬送担体上の現像剤層は潜像担持体と
非接触の状態にあり、かつ現像剤層の高さＬＨは少くと
も現像剤搬送担体と潜像担持体との間の最短距離Ｄａａ
の０．４倍に相当する高さを有する。ＬＨが０．４Ｄｓ
ｄより小さいと、現像剤層の表面と潜像担持体との間の
距離が大きす−ぎ、その結実現像剤層を構成する粒子に
対する振動電界によるジャンピング効果が不十分となっ
て現像によって形成される可視画像の画像濃度が小さく
、シかも細線再現性が不良となる。一方、ＬＨがＤｓｄ
以上であると、現像剤層と潜像担持体とが接触状態にあ
るため画像濃度は十分となるが、現像剤層を構成する粒
子の振動電界によるジャンピングが阻害され、カブリ、
すなわち潜像以外の背景部におけるトナー付着が著しく
なる。

次に本発明方法に用いる二成分系現像剤を構成するキャ
リアについて説明する。

本発明において用いられる現像剤のキャリアは、バイン
ダー樹脂中に磁性体微粉末を分散含有せしめ、さらに必
要に応じて荷電制御剤などのその他の添加成分を含有せ
しめて形成され、平均粒径が１０〜５０μｍ１好ましく
は１５〜４０μｍの範囲であって、かつ飽和相磁化の強
さが２０〜１０１００ｅ／、！ｉ’である。キャリアの
飽和磁化の強さがｚｏｅｍｕ／ｇより小さいと、現像剤
搬送担体上のキャリアに作用する磁気力による保持力が
不十分となるため、当該キャリアが現像剤搬送担体上に
十分に担持されにくくなり、その結果キャリア飛散を生
ずるようになる。一方、キャリアの飽和磁化の強さが１
０１００ｅ／、９より大きくなると、現像剤搬送担体上
のキャリアに作用する磁気力による保持力が過大となる
ため、キャリア粒子が相互に強く密着した状態となって
現像剤によって形成されるブラシ状の穂がいわば硬いも
のとなり、そのためキャリアの局部的な流動性が低下し
てトナーに対する搬送性および攪拌性が低下し、その結
果、トナーの現像空間への供給が円滑に行なわれず、画
像濃度が不十分となる。

上記キャリアを構成する磁性体微粉末に用いられる磁性
材料としては、フェライト、マグネタイトを始めとする
鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金属若しく
は合金またはこれらの元素を含む化合物、或いは強磁性
元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁
性を示すようになる合金、例えばマンガン−銅−アルミ
ニウム、マンガン−銅−錫などのマンガンと銅とを含む
ホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、または二酸化ク
ロム、その他を挙げることができる。そして磁性体微粉
末はその平均粒径が０．０１〜１０μｍ程度であるのが
望ましく、また磁性体微粉末の含有割合は、キャリアに
対して４０〜９０重量％、好ましくは５５〜８０重量％
である。

またキャリア粒子の表面に磁性体微粉末がむき出しの状
態で露呈する場合には、キャリア粒子の摩擦帯電特性が
磁性体微粉末の摩擦帯電性により悪影響を受けることが
あるので、磁性体微粉末をバインダー樹脂中に含有せし
める前に当該磁性体微粉末の表面を予め樹脂あるいは高
級脂肪酸で被覆するのが望ましい。このような目的で使
用することができる高級脂肪酸としては、例えばステア
リン酸、パルミチン酸、オレイン酸などがあり、これら
の高級脂肪酸をトリクロロエチレン、ジクロロエタンな
どの有機溶媒に溶解した溶液に磁性体微粉末を浸漬処理
することにより簡単に被覆を行なうことができる。

前記キャリアを構成するバインダー樹脂としては、種々
のものを使用することができ、例えばス・チレン、パラ
クロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−
プ四ピル、アクリ゛ル酸２−エチルヘキシル、アクリル
酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル
、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘ
キシル、メタクリル酸フェニル等のα−メチレン脂肪族
モノカルボン酸エステル類；アクリロニトリル、メタア
クリリニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル
類；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン等のビニ
ルピリジン類；Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニルｌ
ｊ状化合物類：ｌ’ニルメチルケトン、ビニルエチルケ
トン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類
；プロピレン、エチレン、イソプレン、ブタジェン等の
不飽和炭化水素類；クロロプレン等のハロゲン系不飽和
炭化水素類等の単量体よりなる重合体或いはこれら単量
体を２ｓ以上組み合わせに共重合体及びこれらの混合物
或いは例えば四ジン変性フェノールホルマリン樹脂、油
変性エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリイミド樹脂等の非ビニル縮合系樹脂或いはこれ
らと前記ビニル系樹脂との混合物を挙げることができる
。

前記キャリアは、その比抵抗が１０　Ω譚　以上の絶縁
性のものであることが望ましい。この比抵抗の値が低い
と、現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加したときに、
キャリア粒子に電荷が注入されて、像担持体面にキャリ
ア粒子が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧の
ブレークダウンが起り易くなったりする問題を生ずる。

なお、比抵抗は、キャリア粒子を０．５０ｃｄ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Ｉ　Ｋｆ／ｄの荷重を掛け、荷重と底面電極との
間に１００ＯＶ／ｍ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。

前記キャリアは必要に応じて種々の特性改良剤を含有す
ることができ、この特性改良剤としては、荷電制御剤、
流動性向上剤、その他公知のものを使用することができ
る。

このような荷電制御剤としては、たとえば特公昭４１−
２４２７号公報に記載されているような正の摩擦帯電性
を有するフエットシュバルツＨＢＮ（Ｆｅｔｔｓｃｈｔ
ａｒｚＨＢＮ　：　Ｃ、１，Ａ２６１５０　）、アルコ
ールに可溶なニグロシン（Ｎｉｇｒｏｓｉｎ　；　Ｃ：
　Ｉ　、　４５０４１５　λスーダンチーフシュバルツ
Ｂ　Ｂ　（８ｕｄａｎ　ｔｉｅｆｓｃｈｗａｒｚＢＢ；
　ソルベントブラック３　：　Ｃ，１，Ａ２６１５０人
ブリリアントスピリットシュバルッＴＮ（Ｂｒｉｌｌａ
ｎｔｓｐｒｉｔｓｃｈｗａｒｚ　ＴＮ　：フアルペン、
ファプリケン、バイア社ｆｌり、ザボンシュバルッＸ（
２ＡｐＯｎ８ＣｈＷａｒＺ　Ｘ　：　７アルベルケ、ヘ
キスト社製）、負に摩擦帯電性を有するセレスシュバル
ッ■Ｇ（Ｃｅｒｅｓｓｃｈｗａｒｚ　（ＦＱＧ　；　７
アルペン、ファブリケン、バイア社製）、クロモーゲン
シュバルッＥＴＯＯ（Ｃｈｒｏｍｏｇｅｎ　ｓｃｈｗａ
ｒｚ　ＥＴＯＯ：　Ｃ−Ｉ−４１４６４５）、アゾオイ
ルブラック（へ）（ＡＺｏ−Ｏｉｌ−Ｂｌａｃｋ（へ）
；ナショナル、アニリン社製）、スビロンブラックＴＲ
Ｈ（保土谷化学社製）、ボントロン５３４（オリエント
化学社製）、ニグロシンＳＯ（オリエント化学社製）等
の染料その他フタロシアニンブルーなどの顔料を挙げる
ことができる。また酸化処理されたカーボンブラック及
び正または負の荷電制御性の基を有する樹脂などは→種
の荷電遍御剤とみなすことができる。

またこれらの荷電制御剤の樹脂成分に対する相溶性を向
上するために、高級脂肪酸で造塩した形で添加すること
もでき、あるいは別に相溶性向上剤を添加することもで
きる。

また、前記流動比向上剤としては、シリカ、アルミナ等
の無機質＃米を例示することができる。

前記キャリアは以下のようにして製造することができる
。例えば、バインダー樹脂と、磁性体微粉末と、その他
必要に応じて添加される特性改良剤とをボールミルなど
を用いて予備混合して均一に混合分散せしめる。次いで
加熱ロールを用いて練肉し、その後、冷却して粉砕する
。次いで所望の粒径のキャリアを得るため必要に応じて
分級し、キャリアを製造する。

また前記キャリアはその形状が球形であることが流動性
を向上せしめることができる点で好ましく、このような
球形のキャリアを得る方法としては、例えば前記の如き
製造法にしたがって得られる粉砕されたキャリア粒子を
さらに例えば公知の偶プレードライヤー法等を用いて熱
風中に噴霧することによりキャリア粒子の表面を瞬間的
に溶融せしめて表面張力によってキャリア粒子を球形化
せしめる方法が好適である。

前記キャリアのさらに他の製造法としては磁性体微粉末
の存在下でバインダー樹脂の単量体成分を重合して重合
体を形成する方法を挙げることができ、この方法は工業
的に安定でありかつ製造が容易である点で好ましい。具
体的には例えば次のような方法を挙げることができる。

（イ）窒素気流下、温度６０〜１２０℃で無溶媒状態で
通常の塊状重合を行なう方法。

（ロ）　窒素気流下、温度６０〜１２０℃の水中で、例
えばゼラチン、澱粉、ポリビニルアルコール、硫酸バリ
ウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウ
ム、リン酸カルシウム、タルク、粘土、珪酸、または金
属酸化物の粉末等の分散剤の存在下で通常の方法による
懸濁重合を行なう方法。

そり　ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキ
ルスルフェート型アニオン乳化剤、ドデシルスルホン酸
ナトリウム等の界面活性剤の存在下においで水゛注重合
開始剤を用い窒素気流下、温度４０〜９０℃で通常の方
法による乳化重合を行なう方法。

に）窒素気流下温度６０〜１２０℃で適当な溶媒（例え
ばベンゼン、キシレン、エタノール、メチルエチルケト
ン）で希釈した状態で通常の方法による溶液重合を行な
う方法。

以上のようなキャリアと共に二成分系現像剤を構成する
トナーは、バインダー樹脂中に着色剤などのトナー成分
を分散せしめて成るものであり、ここにバインダー樹脂
としては、種々の熱可塑性樹脂が用いられる。その具体
例としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、
α−メチルスチレンなどのスチレン類；アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アク
リル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ
−ブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エ
チルヘキシルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸
エステル類；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル
などのビニルニトリル類；２−ビニルピリジン、４−ビ
ニルピリジンなどのビニルピリジン類；ビニルメチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテ
ル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチ
ルイソプロペニルケトンなどのビテルケトン類；エチレ
ン、プロピレン、イソプレン、ブタジェン等の不飽和炭
化水素類およびそのハロゲン化物、クロロブレンなどの
ハロゲン系不飽和炭化水素類などの単量体による重合体
あるいは、これら単量体を２種以上組み合わせて得られ
る共重合体、・およびこれらの混合物、あるいは、例え
ばロジン変性フェノールホルマリン樹脂、油ｉ性エポキ
シ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイ
ミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂などの非
ビニル縮合系樹脂あるいはこれらと前記ビニル系樹脂と
の混合物を挙げることができる。着色剤としては、例え
ば、カーボンブラツク、ニグロシン染料、アニリンブル
ー、カルコオイルブルー、クロームイエロー、ウルトラ
マリンブルー、メチレンブルー、ローズベンガル、フタ
ロシアニンブルー、またはこれらの混合物を挙げること
ができる。着色剤以外のトナー成分としては、荷電制御
剤、オフセット防止剤、流動性向上剤などがあり、また
必要に応じて磁性体微粉末が含有されていてもよい。

斯かるトナーは従来公知のトナーの製造方法によって得
ることができ、平均粒径が２５μｍＪ１下、特に１０〜
１６μｍのトナーが好ましい。

以上本発明方法に用いる二成分系現像剤について説明し
たが、次に、このような現像剤を用いて例えば静電荷像
と現像する具体的な現象プロ七スについて述べる。

現像剤を現像空間に供給するための現像剤搬送担体は、
バイアス電圧を印加し得る従来と同様のものを用いるこ
とができ、特に、表面に現象剤層が担持されるスリーブ
の内部に置数の磁極を有する回転磁石体が設けられてい
る構造のものを好ましく用いることができる。このよう
な現像剤搬送担体においては、回転磁石体の回転によっ
て、スリーブの表面に担持される現像剤層が波状に起伏
して移動するようになるから、新しい現像剤が次々と供
給され、しかもスリーブ表面の現像剤層に多少の層厚の
不均一があっても、その影響は上記波状の起伏によって
実際上問題とならないように十分カバーされる。そして
、回転磁石体の回転あるいはさらにスリーブの回転によ
る現像剤の搬送速度は、静電荷像担持体の移動速度と殆
んど同じか、それよりも早いことが好ましい。また、回
転磁石体の回転とスリーブの回転による搬送方向は、同
方向が好ましい。同方向の方が反対方向の場合よりも画
像再現性に優れている。しかし、それらに限定されるも
のではない。

また、現像剤搬送担体上に担持される現像剤１層はその
厚さが均一であることが好ましく、例えば現像剤搬送担
体上に付着した現像剤を厚さを規制するブレードによっ
て十分に掻き落して均一な層とすることが好ましい。そ
して、現像剤搬送担体と静電荷像担持体との間隙は数１
０〜２０００μｍが好ましく、現像剤搬送担体と静電荷
像担持体との間隙が数１０μｍよりも狭くなり過ぎると
、現像空間で均一に現像作用する磁気ブラシの穂を形成
するのが困難となり、また、十分な量のトナー粒子を現
像空間に供給することもできなくなり、安定した現像を
行なうことが困難となる。逆に間隙が２０００μｍを大
きく超すようになると、対向電極効果が低下して十分な
画像濃度が得られないようになり、また静電荷像の中央
部に対して輪郭部のトナー付着が多くなるというエツジ
効果も大きくなる。

また間隙と現像剤層の厚さは振動電界を与えていない状
態の下で磁気ブラシの穂が静電荷像担持体の表面に接触
せず、しかもできるだけ近接するような条件に設定する
ことが特に好ましい。これは、トナー像に磁気ブラシの
摺擦による掃き目が生じたり、またかぶりが生じたりす
ることが防止されるからである。

振動電界の形成は、現像剤搬送担体のスリーブに振動す
るバイアス電圧を印加することによるのが好ましい。ま
た、バイアス電圧としては、非画像部分へのトナー粒子
の付着を防止する直流電圧に、トナー粒子をキャリア粒
子から離れ易くするための交流電圧を重畳した電圧を用
いることが好ましい。しかしながら本発明は、これらの
方法に限られるものではない。

本発明方法において現像工程を遂行する〆めに用いるこ
とができる具体的な装置の一例を第１図に示す。第１図
において、１は１３ｅ等の感光体よりなるドラム状の静
電荷像担持体であって、矢印方向に回転し、図示せざる
帯電露光装置によって表面に静電荷像が形成される。２
はアルミニウム等の非磁性材料からなるスリーブ、３は
スリーブ２の内部に設けられた複数のＮ、Ｓ磁極を周に
沿って有する磁石体で、スリーブ２と磁石体３とで現像
剤搬送担体が構成されている。これらスリーブ２と磁石
体３とは相対的に回転可能であり、図の例ではスリーブ
２が矢印方向に回転され、磁石体３は固定されている。

磁石体３のＮ、Ｓ磁極は通常５００〜１５００ガウスの
磁束密度に磁化されており、その磁気力によってスリー
ブ２０表面にブラシ状に起立した穂よりなる現像剤りの
層即ち磁気ブラシを形成する。４は磁気ブラシの高さ、
量を規制する磁性または非磁性体からなる規制ブレード
、５は現像空間Ｎを通過した磁気ブラシをスリーブ２上
から除去するクリーニングブレードである。スリーブ２
の表面は現像剤溜り６において現像剤りと接触するから
それによって現像剤りの供給が行われることになり、７
は現像剤溜り６の現像剤りを攪拌して成分を均一にする
攪拌スクリューである。現像剤溜り６の現像剤りは現像
が行なわれるとトナー粒子が消費されるため、トナーホ
ッパー８のトナー粒子Ｔが適宜補給される。９は現像剤
溜り６にトナー粒子Ｔを落す表面に四部を有する供給ロ
ーラである。１０は保護抵抗１１を介してスリーブ２に
バイアス電圧を印加するバイアス電源である。このバイ
アス電源１０によって振動する交流成分を有したバイア
ス電圧が接地した静電荷像担持体１の基体１ａとスリー
ブ２との間に印加されている。このバイアス電圧は、例
えば直流電圧と交流電圧の重畳電圧が用いられ、直流成
分がかぶりの発生を防止し、交流成分が磁気ブラシに振
動を与えて現像効果を向上する。この直流電圧成分には
通常邦画部電位と略等しいか或いはそれよりも高い例え
ば５０〜６００■の電圧が用いられ、交流電圧成分には
周波数が１００Ｈｚ〜ｘＯｋＨｚ、好ましくは１〜５　
ｋＨｚで１００Ｖ−５ＫＶの電圧が用いられる。なお、
直流電圧成分は、トナー粒子が磁性体を含有している場
合は、弁面部電位よりも低くてよい。交流電圧成分の周
波数が低過ぎると、振動を与える効果が小さくなり、高
過ぎても電界の振動に現像剤が追従できなくなって画像
濃度が低下し、鮮明な高画質画像が得られなくなるとい
う傾向が現われる。また、交流電圧成分の電圧は、周波
数にも関係するが、高い程磁気ブラシを振動させるよう
になってそれだけ効果を増すことになるが、高過ぎると
かぶりが生じ易く、落雷現象のような絶縁破壊も起り易
くなるので好ましくない。

以上のような装置において、スリーブ２と静電荷像担持
体１との間隙が数１０〜２０００μｍの範囲にあるよう
に設定して、静電荷像担持体１上の静電荷像の現像を行
なうと、スリーブ２の表面に形成された磁気ブラシは、
スリーブ２の回転に伴ってその表面の磁束密度が変化す
るから、振動しながらスリーブ２上を移動するようにな
り、それによって静電荷像担持体１との間隙を安定して
円滑に通過し、その際静電荷像担持体１の表面に対し、
均一な現像効果を与えることになって、安定して高い画
像濃度の現象を可能にする。

以上、第１図によって本゛発明方法に用いることができ
る装置の一例について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではない。例えば現像剤搬送担体と静電荷像
担持体との間の現像領域周辺に電極ワイヤを数本張設し
て、それに振動する電圧を印加するようにしても磁気ブ
ラシに振動を与えて現像効果を向上させることができる
。その場合も、現像剤搬送担体には直流バイアス電圧を
印加し、あるいは、異なった振動数の振動電圧を印加す
るようにしてもよい。また、本発明方法は反転現像など
にも同様に適用できる。その場合、直流電圧成分は静電
荷像担持体の非画像背景部における受容電位と略等しい
電圧に設定される。さらに、本発明方法は現像の対象と
なる像が磁気潜像である場合にも適用することが可能で
ある。

次に、現象剤層の高さＬＨの範囲ならびにキャリアの飽
和磁化の強さｆ、ｇの範囲を規定する具体的根拠の一例
をなす実験結果について述べる。

第２図および第３図は現像剤層の高さＬＨと、現像剤搬
送担体と潜像担持体との最短距離Ｄｓｄとの比（ＬＨ／
Ｄｓｄ）を変化させたときの最高画像濃度−エおよびカ
ブリ濃度Ｄｆｏｇの変化を表わす曲線図である。ここに
おいて、ＬＨとＤａｄとの比ＬＨ／Ｄａｄは、ＬＨの値
を１關としてＤｓｄの値を変化させたときの両者の比を
表わす。また、最高画像であり、この濃度は画像に対し
て垂直に光を照射したときの角度４５農方向の反射光量
を測定したものである。カプリ濃度Ｄｆｏｇとは、複写
画像の、原画の白地部分に相当する部分に生じた画像部
（カプリ）の画像濃度を上記最高画像濃度の場合と同様
にして求めた値をいう。

なお、この実験においては、第１図に示す装置を用いて
実写を行ない、このときスリーブ２に印加するバイアス
電圧を、直流電圧成分１００Ｖ、交流電圧成分２ｋＨｚ
、４００Ｖに設定した。また、現像剤を構成するキャリ
アの飽和磁化の強さσ３は４０　ｅ　ｍ　ｕ　／　Ｊｉ
’　　である。

第２図に示す曲線図より、ＬＨ／Ｄｓｄの値が増大する
につれてＤ　ｍａｘＱ値が増加し、この値が１．０付近
を越えるとＩ）ｍｉｘはほぼ一定となり、またＬｕ／Ｄ
ｓｄの値が０．４より小さいとＩ）ｍａｘが不十分とな
って、画像濃度の点で実用上支障をきたすことが判明し
た。さらに第３図に示す曲線図より、ＬＨ／Ｄｓｄの値
が１．０より大きいとＤ　ｆｏｇの値が急激に増加する
ようになって、この範囲においてはカブリの点で実用上
支障をきたすことが判明した。

第４図および第５図は、現像剤を構成するキャ像濃度Ｄ
ｍ＆Ｘおよびカブリ濃度Ｄｆｏｇの変化を表わす曲線図
である。

なお、実験には上述の実験における装置゛と同様のもの
を用い、ＬＨを１ｕ＋、Ｄｓｄ　　を２　ｍｍとした。

第４図に示す曲線図より、σ８の値が１００６ｍｕ／１
！より大きいとＤｍａｘが急激に低下するようになって
、この範囲においては画像濃度の点で実用上好ましくな
いことが判明した。また第５図に示す曲線図より、σ８
の値が２０８ｍｕ／ＪＦより小さいと］）ｆｏｇ　Ｑ値
が急激に上昇するようになって、この範囲においてはカ
プリの点で実用上好ましくないことが判明した。

〔発明の効果〕

以上のようｌζ、本発明においては、現像剤を構成する
キャリアの飽和磁化の大きさσ８、ならびに現像剤層の
高さＬＨと現像剤搬送担体および潜像担持体間の最短距
離Ｄｓｄとの相対的関係が、現象空間に振動電界を作用
せしめる現像工程においてきわめて重要な役割を担うこ
とを実験的に確認し、これに基いてσＳならびにＬＨと
Ｄｓｄとの相対値の好ましい範囲を定めたものである。

そして、このことにより以下のような具体的効果が奏さ
れる。

Ｕ）現像剤を構成するキャリアの飽和磁化の大きさが特
定の範囲の値とされることにより、当該キャリアがキャ
リア飛散を生じない程度の十分な保持力によって現像剤
搬送担体に担持されるとともに、現像剤によって形成さ
れるブラシ状の穂が適度に柔軟となってキャリア粒子が
十分に転動することが可能となる。その結果、トナーが
良好に攪拌・搬送されて良好な帯這状態を維持しながら
現關空間に十分な濃度で供給されることと／２す、した
がって高い画像濃度を有する画像を形成することができ
る。さらにキャリア飛散が生じにくいことから、これに
よる現像器内の器壁あるいは潜像担持体などの汚染が生
じにくい。

Ｑ）現像剤層の高さＬＨが、現像剤搬送担体と潜像担持
体との最短距離］）ｓｄとの関係において特定の範囲の
値とされることにより、振動電界によるトナーのジャン
ピング効果を十分に効果的に発揮することができる。そ
の結果トナー粒子が厳密に規定されたクーロン引力に基
づいて静電潜像に適確に付着することとなり、したがっ
てカブリめない再現性の良好な画像を形成することがで
きる。

（３）さらに、現像剤を構成するキャリアが小径である
ため、トナー濃度の許容幅が大きく、シたがって、トナ
ー補給が容易となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれ
に限定されるものではない。なお、「部」は重量部を表
わす。

実施例１ スチレン−アクリル樹脂（スチレン、ブチルアクリレー
トおよびメチルメタアクリレートの単量体ａＩＪ、比７
５：１５：１０）　　　　　　　　５０部Ｆｅａｓ４　
　　　　　　　　　　　　　　、　５０部荷電制御剤「
ニグロシンＳＯ」（オリエント化学社製）　　　　　　
　　　　　　　　　　２部以上の物質をボールミルによ
って混合し、さらに２本ロールで混練した後粉砕、分級
し、平均粒径４０μｍ１飽和磁化の大きさ４２６ｍｕ／
Ｉ　の磁性キャリアを得た。

また、 スチレン−アクリル樹脂（スチレン、ブチルアクリレー
トおよびメチルメタアクリレートの単量体組成比７５：
１５：１０）　　　　　　　１００部カーボンブラック
［モーガルＬＪ（キャボット社製ン　　　　　　　　　
　　　　　　　　１０部ポリプロピレンｒ　６６０ＰＪ
（三洋化成社製）３部 以上の物質を用いて上述のキャリアの場合と同様にして
平均粒径１０μｍの非磁性トナー粉末を得た。そしてこ
のトノーー粉末にその１．０重量％に相当する疎水性シ
リカ微粉末（’４−９７２ｊ（日本アエロジル社製）を
添加混合してトナーを得た。

以上のキャリアおよびトナーを用いてキャリアに対する
トナーの含有割合が３０重量％である現像剤を調製し、
電子写真複写機ｒＵ−Ｂｉｘ３０００Ｊ（小西六写真工
業社製）の改造機を用い、温度２５℃、相対湿度６０％
の条件下において実写テストを行なった。なお、用いた
電子写真複写機においては、現像空間での現像剤層の厚
さを１ｍｍ。

スリーブと静電荷像担持体との間隙を２１１１１１．ス
トプに印加するバイアス電圧を直流電圧成分−２５０■
、交流電圧成分１．５　ｋＨｚ、　４００　Ｖとした。

すなわち、この場合は、現像剤層は像担持体の表面と非
接触の状態にある。

実写テストの結果得られた可視画像は、その画像濃度Ｉ
）ｍａｘが１．５と高く、しかもカプリ濃度Ｄｆｏｇが
０．０２ときわめて低く、再現性のよい鮮明なものであ
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施において現像工程を遂行する
ために用いることができる現像装置の一例の概略を示す
説明用断面図、第２図なあび第５図はそれぞれ実験の結
果を示す曲線図である。 １・・・静電荷像担持体　２・・・スリーブ３・・・磁
石体　　　　　４・・・規制ブレード５・・・クリーニ
ングブレード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トナーとキャリアとよりなる二成分系現像剤の現像
   剤層を現像剤搬送担体上に形成し、この現像剤層を振動
   電界を生ぜしめた現像空間に供給して潜像担持体上の潜
   像を現像する現像工程を含む画像形成方法において、 （ I ）前記キャリアが、バインダー樹脂中に磁性体微
   粉末が分散された平均粒径１０〜５０μｍの粒子群より
   なりかつ飽和磁化の強さが２０〜１００ｅｍｕ／ｇであ
   り、（II）現像剤搬送担体と潜像担持体との最短距離を
   Ｄｓｄとすると、現像空間における現像剤層の高さＬ＿
   Ｈが下記式、 ０．４Ｄｓｄ≦Ｌ＿Ｈ＜Ｄｓｄ で表わされることを特徴とする画像形成方法。