JPS62178977A - 静電潜像の現像方法 - 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】 口、従来技術 従来、電子写真複写装置等に於ける像担持体上の潜像の
現像方法としては、トナー自身に磁性を付与してキャリ
アを不要とした一成分現像剤を用いる方法と、非磁性又
は僅かに磁性が付与されたトナーと磁性キャリアとから
なる二成分現像剤を用いる方法とがある。後者の方法は
、トナーの摩擦帯電の制御が容易で現像性に優れ、かつ
、トナーに任意の色を付与できるという利点があること
から、広く採用されている。二成分現像剤に於いて、得
られる像の解像力及び階調婢再現性その信金般的な画質
の改良を図るため、キャリア及びトナーの粒径を小なら
しめる試みがなされている。

例えば本出願人が先に提案した特開昭５９−１８１３６
２号、同５９−２２２８４７号、同５９−２２２８５１
号、同５９−２２２８５２号、同５９−２２２８５３号
、同５９−２２３４６７号各公報には従来の５０〜５０
０μｍという大粒径のキャリアに代えて３０μｍ以下の
小粒径キャリアとし、混合されるトナーの粒径を１５μ
ｍ以下とした現像剤を用いて非接触で現像する技術が記
載されている。

然し乍ら、現像剤中のキャリアを小粒径とした場合、現
像剤１般送担体及びトナーとの結合力が弱くなり、現像
剤の取扱い中及び像形成の過程でキャリア及びトナーが
飛散して像形成装置内を汚染したり、画像面に付着して
かぶりを生じ、鮮明な像が得られない等の問題があった
。

かぶりを防止するには、像担持体と現像剤搬送担体との
間隙を大きくとれば良いが、それでは現像電極効果が弱
くなって十分な現像が遂行され難くなる。像担持体と現
像剤搬送担体との間に大きな振動電界を発生させれば現
像性が向上するが、非画像部へのトナーの付着によるか
ぶりやキャリアの飛散が甚だしくなると共に、現像装置
を電気的に絶縁することが設計上の重大な障害になって
く　る。

アの組成、粒径、磁気特性及び／現像剤搬送担体上の現
像剤層厚が、現像性、かぶり及びキャリア付着に大きな
影響を及ぼすことを見出した。本発明は上記の知見によ
ってなされたものである。

即ち、本発明の目的とするところは、トナーと小粒径の
キャリアとからなる現像剤によって現像されるに拘わら
ず、キャリア及びトナーの飛散による像形成装置内の汚
染や画像面に飛散キャリアが付着したり非画像部にトナ
ーが付着するなどしてかぶりが発生する等の問題を起こ
さず、かつ、キャリア及びトナー間に適当な摩擦帯電が
付与されて良好な現像が達成され、その結果、解像力及
び階調再現性に優れた鮮明な可視像形成を可能とする現
像方法を提供することにある。

二０発明の構成 りリア及びトナー含有現像剤層で現像する＃に際して、
前記現像剤層を薄層とし、前記キャリアが金属酸化物粒
子に樹脂を被覆してなるものであり、前記金属酸化物粒
子が、該金属酸化物粒子の％、７２５７０〜２重量％、
銅１〜１０重量％、亜鉛２〜１５重量％、鉄２０〜３０
重量％、残部が実質的に酸素からなる組成を有し、かつ
前記金属酸化物粒子の重量平均粒径が２０〜５０μｍで
あるキャリアを用いる静電潜像の現像方法に係る。

キャリアを構成する金属酸化物は、酸化鉄を主体とし、
これに銅亜鉛が添加されたものとしている。酸化鉄はＦ
　ｅ　Ｏ−Ｆ　ｅ　２０３を主体とするもので磁性体で
あり、トナーを担持するキャリアとして機能する。

上記ＦｅＯ中のＦｅの一部が銅及び亜鉛によって置換さ
れることによってキャリアの磁性を弱め、キャリアに適
当な磁性を付与する。銅１重量％（以下、「重量％」を
単に「％」で表す。）未満、亜鉛２％未満では上記の効
果が顕著ではなく、キャリアの磁性が強過ぎて現像剤搬
送担体上での現像剤層厚が厚過ぎるようになり、非接触
現像を行うためには像担持体と現像剤搬送担体との間隙
を大きくとらねばならなくなって、その結果振動電界を
大きくせねばならなくなり、前述したようなかぶり等の
問題を防止できなくなる。他方、銅が１０％を、亜鉛が
１５％を越えると、上記の効果が強くなり過ぎてキャリ
アの磁性が不十分となり、現像剤の供給量が不足して画
像濃度が低下するようになる。従って金属酸化物粒子中
の銅は１〜１０％、亜鉛は２〜１５％とする。

鉄の２０〜３０％は、銅及び亜鉛の含有量及び原子量並
びに鉄及び酸素の原子量から算出される範囲である。

ニッケル及びマンガンは、酸化鉄の磁性を強める作用を
有し、銅、亜鉛の前記作用と組み合わせてキャリアの磁
性を所望の強さに制御するのに有効である。ニッケルは
３％を越えると、マンガンは２％を越えると、磁性強化
の作用が強くなり過ぎて銅、亜鉛による磁性調整を不可
能にするので、ニッケルは３％以下、マンガンは２％以
下とする。

但し、銅、亜鉛のみでキャリアの磁性を十分に制御でき
れば、ニッケル、マンガンのいずれか一方又は双方は添
加せずとも良い。

金属酸化物粒子の重量平均粒径が２０μｍ未満では現像
剤の攪拌性が悪くなってトナーの帯電が不十分となり、
画像濃度が低下する。他方、これが５０μｍを越えると
現像剤搬送担体上の現像剤層厚が厚くなり過ぎて、これ
による前述したような不都合が起こる。従って金属酸化
物粒子の重量平均粒径は２０〜５０μｍとする。

金属酸化物粒子を被覆する樹脂は、金属酸化物粒子間を
電気的に絶縁し、現像バイアスが像担持体ヘリークして
現像を不可能にしたり、像担持体にダメージを与えるこ
とを防止する。その抵抗値については後に詳述する。

ホ、実施例 先ず、本発明の特に好適な実施の様態について説明する
。

本発明にあって、二成分現像剤を用いて現像バイアスを
印加していない状態では像担持体と現像剤搬送担体上の
現像剤層とが接触しない状態に保ち、交流バイアス成分
による振動電界下でトナーを飛翔させて像担持体の潜像
部分に選択的に付着させる、非接触現像法によるのが特
に好ましい。

本発明の現像方法に於いては、好ましくは現像剤が後述
するように構成され、現像領域（像担持体と現像剤搬送
担体とが対向し、搬送されたトナーが像担持体に静電的
な力を受けて移行し得る領域）に於いて、厚みが２００
０μｍ以下、好ましくは１０００μｍ以下、更に好まし
くは１０〜５００　μｍｉｄ、更に好ましくは１０〜４
００　μｍｖｌという従来になく薄い現像剤層による非
接触現像であっても像担持体と現像剤搬送担体との間隙
を小さくして現像するようにできる。ここで用いられる
現像剤のキャリアとトナーとの結合力やキャリアと現像
剤搬送担体との間の結合力が弱い場合であっても、現像
剤層が極く薄くしであるために、現像剤搬送担体（現像
剤搬送担体は、スリーブ状のものを使用することが殆ど
であるので、以下、スリーブと呼ぶ。）に十分固着され
ていて、飛散を伴うことがない。

また、本発明現像方法の如く、樹脂被覆キャリアを用い
る場合、小粒径キャリアであっても流動性が良好である
ため、薄層形成部材により層厚が規制されても現像剤搬
送担体上に均一な現像剤層を形成でき、また、離型性も
良好であって強い圧力を受けてもトナーのキャリアへの
フィルミングが発生しない。

この場合、スリーブ上の薄層中のトナーが現像により失
われても、直ちに十分なトナーが薄層に供給されれば現
像性に影響はない。このためには、スリーブ中に内蔵さ
れた磁石（磁気ロール）を高速で回転させることが好ま
しい。

次に、現像域に搬送される少ない現像剤を最大限の効率
で現像するためには、 （１）磁気ロールの高速回転 となどの手段をとることが好ましい。

き、トナーを飛翔させるに要する振動電界を形成するに
要する現像バイアスの電圧を低くすることができる。従
って前記トナー飛散はこの点からも軽減される外、スリ
ーブ面からの現像バイアスにた場合、更に、潜像により
現像域に形成される電界強度が大きくなり、その結果、
階調の微妙な変化や細かなパターンもよく現像できるよ
うになる。

薄層を薄くすれば一般に現像域に搬送されるトナーの量
は少なくなり、現像量は小さくなる。搬ブとの線速度比
が１：１０になると、現像されるトナーが潜像面に対し
て持つ平行な速度成分が大きくなり、現像に方向性が現
れ、画質が劣化する。

このことから薄層の下限として、スリーブ面上に少なく
とも０．０４■／ｃ１Ｍ程度の密度でトナーが付を■ｄ
、スリーブ上の薄層中のトナー量をＭｚとするとき、 １　ｖｓｔ　／　Ｖｄｌ≦１０ という条件を満たす必要がある。

現像効率を考慮すれば、 とするのが好ましく、更に実験事実からはであることが
より好ましいことがわかった。

このときの現像剤中のトナーとキャリアとの比は、単位
体積中のトナーとキャリアとの総表面積の比が０，５〜
２となるのが好ましい。

以上のような条件に設定すれば、薄層中のトナーを効率
よく現像することができ、現像性は安定しており、良好
な画質を得ることができる。

前記薄層の現像剤層を形成する手段としては、例えば、
スリーブを一定の間隙をへだでて配置された好ましくは
磁性体の規制板、スリーブに近接して配置され回転磁界
により現像剤層厚を規制する磁気ロール等、従来公知の
層厚規制部材のいずれもが利用される。中でも現像剤中
に含まれる塵埃、繊維、紙粉又はトナー又はキャリアの
凝集体等の不純物を排除する上で、スリーブに対して弾
性的に軽度に圧接された圧接板からなる薄層形成部材が
好ましく用いられる。

この薄層形成部材は、スリーブに対し、先端がスリーブ
回転の上流を向くように押圧された弾性板で現像剤をス
リーブと弾性板の間をすり抜けさせることにより薄層を
形成する。

第３図は、弾性板の先端とスリーブとの間隙（＝開口面
積）とスリーブ上に付着している現像剤量との関係であ
る。

同図から間隙が一定値以上になったとき、スリーブ上の
現像剤量はそれらの変化に対し安定することがわかる。

この安定状態においては、先に述べた現像に必要なトナ
ーは十分に搬送できる。他の実験から、層の厚さが殆ど
変化しないことや他のパラメータがこの安定状態の出現
に殆ど影響しないことが明らかになった。

従って、先端の間隙を０．０８ｍ以上とすると、取付は
精度や機械的精度のバラつきに対し安定に一定量のトナ
ーを搬送することができる。勿論、この先端の間隙を徒
らに大きくとることは望ましいことではな（、この間隙
を５Ｂ以上にすると現像剤層の均一性が崩れるのが観察
された。更に、先端の間隙を０．）ｍ以上とすれば安定
度が増すので好ましい。

本発明に使用するキャリアとしては、磁化Ｍ（単位ｅｍ
ｕ　／ａｄ）　　（但し、測定印加磁場１０００エルス
テツド）と粒径Ｒ（単位μｍ）とが下記の関係式を満足
し、かつ表面に樹脂被覆層を有するキャリアが好ましく
使用される。

３０≦Ｍ≦−〇、８　Ｒ＋１５０ （但し、１０ＳＲ≦１５０、 好ましくは２１Ｒ≦６０） が狭い方が現像性も高く、また解像度が高い画像が得ら
れるので、その距離（即ち、現像ギャップ）は１１１以
下、好ましくは０．３〜０．７Ｈの範囲に設有するキャ
リアを用いた現像剤では不可能であることが判明した。

しかしながら、本発明により、上記の関係式を満足した
キャリアであって表面に絶縁性コーティング層のあるキ
ャリアを用いると、極めて満足できる結果が得られるこ
とが分かった。

即ち、上記に於いて、ＭとＲが上記関係式を満たしてい
ると、現像スリーブ上の磁気ブラシの穂立ち高さが十分
低く、そして非接触現像に好適であることが見い出され
た。逆に、Ｍが３０未満であれば、磁化か弱すぎて所定
の磁気ブラシを形成できず、また（−０，８Ｒ＋１５０
　）を越えると磁化が大きすぎて非接触現像に適さなく
なる。また、キャリアの粒径（Ｒ）も重要であって、Ｒ
が１０未満では、キャリアの磁気・束縛力が弱くて磁気
ブラシは安定に形成できないと共に、Ｒが１５０より大
きいと、磁気ブラシが疎になり、現像を行っても良好な
画像が得られなくなったり、磁化が弱くなって磁気ブラ
シが安定に形成できなくなる。

ここで、上記の粒径（Ｒ）はキャリアの平均粒径を意味
するが、一般に２０〜６０μｍが好ましい。

同時に、磁化（Ｍ）は４０〜１００　ｅｍｕ　／ｃｒＡ
とするのが好ましい。

第１図には本発明の現像方法を行う上で好適な現像装置
の断面図が示される。図中２０は像担持体、２はハウジ
ング、３はスリーブ、４はＮ、　Ｓ８極を有する磁気ロ
ール、５は薄層形成部材、６は該部材の固定部材、７は
第１攪拌部材、８は第２攪拌部材である。９及び１０は
前記攪拌部材７及び８の回転軸、１１は補給トナー容器
、１２はトナー補給ローラ、１３は現像剤溜り、１４は
現像バイアス電源、１５は現像領域、Ｔはトナー、Ｄは
現像剤を表す。かかる現像装置において、現像剤溜り１
３内の現像剤りは矢印方向に回転する第１攪拌部材７と
、これと反対方向で互いに重複するように回転する第２
攪拌部材８とにより十分攪拌混合され、矢印方向に回転
するスリーブ３とこれと反対方向に回転する磁気ロール
４の搬送力により、前記スリーブ３の表面に付着搬送さ
れる。

前記スリーブ３表面にはハウジング２から延びる固定部
材６により保持された薄層形成部材５が端部に近い面の
部分で圧接されていて、前述のようにして搬送される現
像剤りの層厚を規制する。この現像剤層は現像領域１５
において矢印方向に回転する像担持体２０上の潜像を間
隙を隔てて非接触で現像し、トナー像を形成する。

現像時には電源１４から交流成分を含む現像バイアスが
前記スリーブ３に印加され、その結果スリーブ３上の現
像剤中のトナーのみが選択的に前記潜像の面に移行して
付着される。なお、現像剤の層厚は例えば以下のように
すれば測定できる。

即ち、日本光学■製ニコンプロフィールプロジェクター
を用い、スリーブのスクリーンの投影像と、スリーブに
薄層を形成した状態の投影像との位置の比較により層厚
が求められる。

前記薄層形成部材（弾性板）５は、固定部材６により一
端が固定されて弾性が付与された、例えば磁性又は非磁
性の金属、金属化合物、プラスチック、ゴム等からなる
極めて均一に成形された薄板であり、その厚さは５０〜
５００μｍとされる。

前記のように一端が固定された薄層形成部材の他端に近
い面の部分でスリーブ３を弾性的に押圧する。現像剤Ｏ
中の不純物やキャリア又はトナー−かつ安定したものが
得られる。

王 なお現像領域１５に蕨る現像剤の搬送量は、前記薄層形
成部材５のスリーブ３に対する押接力や接触角を変える
ことにより制御される。

現像剤を構成するキャリア及びトナーが小粒径の方が画
質の解像力及び階調再現性の点から有利とされる。例え
ば現像剤層のトナー粒径が１３μｍ以下、キャリアの粒
径が５０μｍ以下更には４０μｍ以下の小粒径とした場
合でも前記した薄層形成部材５のような手段を用いるこ
とにより現像剤中の不純物や粒塊等を自動的に排除して
均一な薄層を形成することができる。さらに前記キャリ
アがトナーと同程度の小粒径とされた場合でも同様不純
物の混入が排除されて均一な薄層形成が可能とされる。

逆に、像担持体のキャリア付着を防止するためには、キ
ャリア粒径が大きい方が強い磁力を受けることから好ま
しい。例えばキャリア粒径が２０〜５０μｍ程度になっ
ても前記の方法によれば均一な薄層が形成できる。なお
、キャリア粒径が大きくなると、薄層中のキャリアの穂
高が大きくなるとともに層が粗くなり、現像性は悪くな
る。この点からキャリア粒径は磁化が例えば２０〜３０
ｅｍｕ　／　ｇ程度の場合、５０μｍ以下とすることが
望ましい。

前記現像装置に組み込まれる攪拌部材７及び８の具体的
構造を示す斜視図及び正面図が第２図（ａ）及び（ｂｌ
に示される。図中７ａ、７ｂ、７Ｃは第１攪拌部材の攪
拌羽根、８ａ、８ｂ、８Ｃは第２攪拌部材の攪拌羽根で
、角板羽根、円板羽根、楕円板羽根等各種の態様があり
、それぞれ回転軸９及び１０に互いに異なる角度及び／
又は位置で固定されている。前記２つの攪拌部材７及び
８は、攪拌羽根が互いに衝突することなく攪拌領域がオ
ーバラップするように構成されているため、左右方向（
第１図）の攪拌が十分に行われると共に、攪拌板の傾斜
（第２図）のため前後方向（第１図）の攪拌も十分に行
われる。

また、補給ローラ１２を介してホッパ１１から補給され
たトナーＴも短時間で現像剤り中に均一混合される。

以上のように十分に攪拌され望ましい摩擦帯電が付与さ
れた現像剤りは、スリーブ３上に付着搬送される過程で
前記薄層形成部材５により、規制され極めて薄くかつ均
一な現像剤層が形成される。

この現像剤層はスリーブ３の回転により一方向に搬送さ
れると共に、磁気ロール４の反対方向への回転により振
動成分をもつ磁気的バイアスを受け、前記スリーブ３上
で例えばローリング等の複雑な運動をするので現像領域
１５に達して像担持体２０の潜像を非接触で現像すると
き該潜像面に向けてトナーを効果的に供給するようにな
る。前記現像とスリーブ３とのギャップ、即ち現像ギャ
ップを例えば５００μｍまで狭くしても非接触現像が十
分に可能となる。このように現像ギャップを狭くすると
現像領域１５の電界が大きくなるので、スリーブ３に印
刷する現像バイアスが小さくても十分な現像が達成され
、現像バイアスのリーク放電等も軽減される利点がある
。更には潜像のコントラストが大きくなるため、現像し
て得られる画像の解像力その他画質が全般的に向上する
。

また本発明の別の効果としては、現像方法が非接触現像
とされ、トナーのみが潜像面に向かって選択的に飛翔し
て現像されるので、潜像面へのキャリア付着が防止され
る。また潜像面を摺擦しないので像担持体表面を損傷し
たり、刷き目を形成したりすることがなく、解像力及び
階調再現性が良好であり、十分な量のトナーを潜像面に
付着させることができる。更にまたトナー像が形成され
た像担持体上に重ねて現像することができるので多色現
像に好適である。

なお本発明の現像方法における安定した現像条件として
は、現像剤層が１０〜５００μｍ、より好ましくは４０
０　μｍ以下、現像ギャップが２００μｍ〜７００μｍ
とされ、スリーブ３の回転速度、像担持体２０の回転速
度、スリーブ上のトナー付着量の関係は前述のような式
を満たすものであることが好ましい。

トナーとしては次のような構成のものが好ましく用いら
れる。

■　熱可塑性樹脂（結着剤）８０〜９０−ｔ％例：ポリ
スチレン、スチレンアクリル共重合体、ポリエステル、
ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂
、ポリエチレン、エチレン酢ビ共重合体など、或いは上
記の混合物■　流動化剤 例：コロイダルシリ力、疎水性シリカ、シリコンワニス
、金属石ケン、非イオン界面活性剤など ■　クリーニング剤（感光体上のトナーのフィルミング
を防止） 例：脂肪酸金属塩、表面に有機基をもつ酸化ケイ素酸、
フッ素系界面活性剤など ■　充填剤（画像の表面光沢の改良、原材料費の低減） 例：炭酸カルシウム、クレー、タルク、顔料などこれら
の材料のほか、画像面へのかぶりやトナー飛散を防ぐた
め、磁性粉を少量含有させてもよい。

このような磁性粉としては粒径０．１〜ｌ　＋ｎの四三
酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、二・２ケルフ
エライト、鉄合金粉末などが用いられ、０．１〜５ｗｔ
％含有される。またトナーの色調、特にカラートナー色
調を鮮明なものとするため前記磁性粉の含有量は１ｗｔ
％以下とするのが望ましい。

■　着色剤　白黒画像形成の場合はカーボンブランク なお、約２０　ｋｇ　／　ａｍの力で塑性変形して紙に
定着させる圧力定着用トナーに適する樹脂としては、ワ
ックス、ポリオレフィン類、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリウレタン、ゴムなどの粘着性樹脂などが用いら
れる。

以上の材料を用いて従来公知の製造方法によりトナーを
作ることができる。

なお、キャリアについては、前述した組成及び重量平均
粒径の他、解像力や階調再現性の観点から、球形化され
ていることが望ましい。キャリアが球形であると、現像
剤の流動性が良好になり、微細なトナーやキャリアから
なる現像剤であっても攪拌によるトナーの摩擦帯電が効
果的に遂行されるからである。

また、キャリアは、バイアス電圧によって電荷が注入さ
れて像担持体に付着したり、潜像を形成している電荷が
消失したりするのを防くため、全屈酸化物粒子自身の比
抵抗がｌＸ１０６〜ｌＸｌ０”Ω印以上、更に好ましく
は１×１０８〜１×１０　Ω印以上であることが望まし
い。上記比抵抗は、粒子を０．５０ｃｎ！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ｌ　ｋｇ　／　ｃａｌの荷重を掛け、荷重を兼ねた電
極と底面電極との間に勉＋ｏＯＯＶ／ｃｎ＋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、キャリアを構成する金属酸化物粒子の飽和磁化は
１０〜４０ｅｍｕ　／　ｇ　、特に好ましくは１５〜３
０ｅｍｕ　／　ｇの範囲である。ｌｏｅ＋ｎｕ　／　ｇ
以下になるとキャリアコアの磁化が小さくなって搬送性
が低下し、画像濃度が薄くなる。４０ｅｍｕ　／　ｇ以
上になると、スリーブ上でのキャリア密度が低くなり、
現像効率が落ち、画像濃度が薄くなる。また、薄層形成
が困難になる。保持力は０．１〜１０００ｅ、特に１０
〜７００ｅの範囲が好ましい。０．１００以上では、キ
ャリアの磁化の反転が早くなるため、搬送性が低下する
。１０００ｅ以上では、搬送性が大きくなりキャリア飛
散が生じやす（なる。

また、金属酸化物粒子の比重は４．０〜５．５、特に４
．２〜５．０が好ましい。４．０以下ではキャリアは軽
くて、飛散しやすくなる。５．５以上では、搬送性が低
下する。

空隙率は１〜ｌＯ％が好ましい。１％以下では、焼結温
度を高く、時間が長くなりコストが高くなる。１０％以
上では、強度が小さくなり、キャリアの耐久性が悪くな
る。

本発明の範囲の組成では、フェライトの電気抵抗が高く
、振動電界中でうず電流の発生を防ぎ、熱発生が少なく
、抵抗の低いフェライト、鉄粉より耐久性を有する。ま
た、搬送担体の磁場の回転による飽和磁化の減少が小さ
く、キャリアの磁気特性の変化が小さいので、長期間使
用による層厚の変化が小さく、安定性を有している。

特に、重ね合わせ現像では、キャリアの磁気特性が変化
して、キャリア穂の高さが変わりキャリアが静電像担持
体に接して潜像を乱すことになる。

従って、長期に磁気特性が安定していることが必要であ
る。

被覆用の樹脂としては、スチレン−アクリル樹脂、シリ
コン樹脂、弗素樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂
、エポキシ樹脂、塩ビ・酢ビ共重合体、含窒素樹脂があ
る。また、ガラス、セラミックス等無機物も使用できる
。

通常は、溶剤に可溶で、スプレーコーティングや、溶液
による含浸処理等で、被膜形成が可能な樹脂が用いられ
ている。これら被膜の厚さとしては０．１〜１０μｍ、
好ましくは０．３〜３μｍであり、十分な絶縁性と安定
した特性が得られる値に設定すればよい。

以下、具体的な実施例について説明する。

で照射された原稿像がミラー２２、レンズ２３を介して
像担持体２０上に照射される。このようにして静電潜像
が形成される。この静電潜像は現像装置Ｈにより現像さ
れる。

このようにして得られたトナー像は、露光ランプ２８に
よ、り除電されて転写され易くされた後、転写極２９に
より記録紙Ｐに転写される。記録紙Ｐは分離極３０によ
り像担持体２０から分離され、定着器３１で定着される
。一方、像担持体２０は除電極３２とクリーニング装置
３３により清掃される。

クリーニング装置３３はクリーニングブレード第４図の
複写装置における前記像形成プロセスは下記処方の現像
剤を用いて現像され、下記第１表に示す作像条件によっ
て像形成が遂行される。

第１表　　現像条件　　（正規現像） 像担持体　　　　　Ｓｅ感光体（１００φドラム）線速
度　　　　　　１００　ｉｎ　／　３表面型位　　　　
　＋８００　Ｖ　（１１１部）〜０■（明部）スリーブ
径　　　　２５ｎ＋ スリーブ線速度　　２５０　ｗ／　Ｓ　（順方向）磁気
ロール極数　　８極 磁気ロール回転速度　１２０Ｏｒｐｍ 現像ギャップ　　　　５００μｍ 現像剤層厚　　　　　４００μｍ（最大値）現像剤トナ
ー濃度　　１２−ｔ％ トナー電荷量　　　　−１５μＣ／ｇ（平均）スリーブ
上のトナー付着量　０．３■／ｃＩ１１ＤＣバイアス　
　　　Ｏ〜＋１００Ｖ ＡＣバイアス　　　　０．５〜２ＫＶｐ−ｐ　（２ＫＨ
ｚ）現像に供した現像剤中のトナーは、いずれもポリエ
ステル１２０Ｐ　（花王社製）１００重量部、離型剤ポ
リプロピレン６６０Ｐ　（三洋化成社製）４重量部、着
色剤としてカーボンブラック１０重量部の処方で製造さ
れたもので、重量平均粒径は１０μｍであり、同じくキ
ャリアの酸化物粒子は下記第２表に示す通りであって、
いずれもメチルメタアクリレートとスチレンとの重量比
４：６の共重合体からなる樹脂で被覆してキャリアとし
た。トナーとキャリアとの混合比は重量比で１：１０で
あり、流動化剤としては、Ｒ−９７２（日本アエロジル
社製）１．０％をトナーに添加した。

なお、上記重量平均粒径はコールタ−カウンタ（コール
タ社製）で測定された値である。

（以下余白、次頁に続く。） 第　２　表　（その２） 第　２　表　（その３） かくして記録紙上に形成された像の状態は、下記第３表
に示す通りである。

同表中、◎印は極めて優れていることを、Ｑ印は良好で
あることを、Δ印は劣ることを、Ｘ印は極めて劣ること
を夫々表している。

第　　　　３　　　　表 第３表から解るように、実施例ではいずれも比較例に較
べて画像濃度及び解像力が十分で、かぶりやキャリア付
着のない画像が得られた。現像バイアスは第１表に示し
た範囲内ではいずれも良好な結果となった。また、長時
間トナー補給をしながら運転しても、現像性は大きく変
化することなく安定していた。更にこの時の機内での現
像剤の飛散による汚染は極めてわずかであった。

前記の例は正規現像についての例であるが、次に反転現
像の例について述べる。

前記の例に於けると同じ像形成装置及び現像剤を使用し
、下記第４表に示す条件で現像を行った。

第４表　　現像条件　　（反転現像） 像担持体　　　　　有機感光体（１４０φドラム）線速
度　　　　　　６０１１１１／Ｓ 表面電位　　　　　−７００Ｖ　（非露光部）、−５０
Ｖ　　（露光部） スリーブ径　　　　２０ｍｍ スリーブ線速度　　２５０龍／Ｓ　（順方向）磁気ロー
ル極数　　８極 磁気ロール回転速度　１１０００ｒｐ 現像ギヤツプ　　　　５００　μｍ 現像剤層厚　　　　　４００μｍ（最大値）現像剤トナ
ー濃度　　１２−ｔ％ トナー電荷量　　　　−１５μＣ／ｇ（平均）スリーブ
上のトナー付着量　０．４■／　ｃｕｔＤＣバイアス　
　　　−５００〜−６００ＶＡＣバイアス　　　　０．
５〜２．５　Ｋ　Ｖ　ｐ−ｐ　（２Ｋ　Ｈｚ）記録紙上
に形成された像の状態は、前記正規現像の結果を示す第
３表と概ね同様であった。

ン　についての 第５図（ａｌは多色像形成装置の構造を示し、以下のよ
うにして多色画像が形成される。なお、第４図と共通す
る構成部分には同一の符号を付して示しである（以下同
様）。像担持体２０はスコロトロン帯電器２７により表
面が均一に帯電される。

続いて読取り装置ＩＮが原稿２５を照射し、読取り装置
ＩＮに内蔵されたＣＣＤ２４が原稿の青色についての画
像を検知し、この画像情報は画像データ処理部ＴＲで記
録に適した信号に変換される。

この信号は同図（ｂ）に示すレーザ光学系２６に送られ
、レーザー光学系２６からの像露光りが像担持体２０上
に照射される。このようにして静電潜像が形成される。

この静電潜像はイエロートナーが収納されている現像装
置Ｈにより現像される。トナー像を形成された像担持体
２０は、再びスコロトロン帯電極２７により均一に帯電
され、上記と同様にして緑色の像露光りを受ける。形成
された静電潜像はマゼンタトナーが収納されている現像
装置１により現像される。この結果、像担持体２０上に
イエロートナーとマゼンタトナーによる２色トナー像が
形成される。以下同様にしてシアントナー、黒トナーが
重ねて現像され、像担持体２０上に４色トナー像が形成
される。４色トナー像は帯電極２８により電荷を与えら
れて転写極２９で記録紙Ｐに転写される。記録紙Ｐは分
離極３０により像担持体２０から分離され、定着器３１
で定着される。一方、像担持体２０は除電極３２とクリ
ーニング装置３３により清掃される。

クリーニング装置３３はクリーニングブレード３４とフ
ァーブラシ３５とを有する。これらは像形成中ば像担持
体２０とは非接触に保たれていて、像担持体２０に多色
像が形成されると像担持体２０と接触し、転写残トナー
を掻き取る。その後、クリーニングブレード３４が像担
持体２０から離れ、少し遅れてファーブラシ３５が像担
持体２０から離れる。ファーブラシ３５はクリーニング
ブレード３４が像担持体２０から離れる際、像担持体２
０上に残るトナーを除去する働きをする。

この多色像形成装置では、像担持体２０が一回転する度
に一色ずつ現像されるが、各像露光は像担持体２０の同
じ位置から開始する必要がある。

また像形成中は使用されない現像装置、帯電極２７以外
の各電極、給紙、紙搬送、クリーニング装置３３はいず
れも像担持体２０に対し作用しない。

レーザー光学系２６を第５図Ｔｂ）に示す。図中、３７
は半導体レーザー発振器、３８は回転多面鏡、３９はｆ
−θレンズである。

この多色像形成装置の原理を第６図のフローチヤードに
より説明する。第６図は像担持体（感光体）の表面電位
の変化を示したものであり、帯電極性が正の場合を例に
とっている。ＰＨは感光体の露光部、ＤＡは感光体の非
露光部、ＤＵＰは露光部ＰＨに第一の現像で正帯電トナ
ーＴが付着したため生じた電位の上昇分を示す。

感光体はスコロトロン帯電器により一様な帯電が施され
て、（ａ）に示すように一定の正の表面電位Ｅとなる。

次にレーザー、陰極線管、ＬＥＤなどを露光源とする第
一の像露光が与えられ、（ｂ）に示すように露光部ＰＨ
の電位はその光量に応じて低下する。このようにして形
成された静電潜像を未露光部の表面電位Ｅにほぼ等しい
正のバイアスを印加された現像装置が現像する。その結
果、（Ｃ）に示すように正帯電トナーＴが相対的に電位
の低い露光部ＰＨに付着し、第一のトナー像Ｔ１が形成
される。このトナー像Ｔ１が形成された領域は、正帯電
トナーＴ〆が付着したことにより電位がＤＵＰだけ上昇
するが、未露光部ＤＡと同電位にはならない。次に第一
のトナー像が形成された感光体表面は帯電器により２回
目の帯電が施され、その結果、トナーＴ１の有無にかか
わらず、均一な表面電位Ｅとなる。これを（ｄ）に示す
。この感光体の表面に第二の像露光が施されて静電潜像
が形成され、（（ｅ））　、（Ｃ１と同様にしてトナー
Ｔとは異なる色の正帯電トナー像Ｔ２の現像が行われ第
二のトナー像が得られる。これを（ｆ）に示す。以上の
プロセスを繰返すことにより、感光体上に多色トナー像
が得られる。これを記録紙に転写し、更にこれを加熱又
は加圧して定着することにより多色記録画像が得られる
。この場合には感光体は表面に残留するトナー及び電荷
をクリーニングされて次の多色像形成に用いられる。一
方、これとは別に感光体上にトナー像を定着する方法も
ある。

第６図に説明した方法に於いて、少なくとも（ｆ）の現
像工程は現像剤層が像担持体表面に接触しないようにし
て行うことが望ましい。

なお前記多色像形成方法において、２回目以降の帯電を
省略することができる。かかる帯電を省略せず毎回帯電
を繰返す場合は、帯電前に除電工程を入れるようにして
よい。また、毎回の像露光に用いる露光源は各々同じも
のでも異なるものでもよい。

前記多色像形成方法に於いて、例えばイエロー、マゼン
タ、シアン、黒の４色のトナーを像担持体上に重ね合わ
せる場合が多く、これは以下の理由による。減色法の原
理によれば、イエロー、マゼ。

ンタ、シアンの３原色を重ね合わせることにより、黒の
画像が得られるはずであるが、実用される３原色用のト
ナーは理想の吸収波長を有するものではなく、また３原
色のトナー像の位置ずれなどのため、これら３原色トナ
ーだけでは文字や線に要求される鮮明な黒を再現するの
は困難であるばかりでなく、カラー画像においても濃度
が不足しがちになる。そこで、前述のように３原色に黒
を加えた４色で多色像を形成するようにしている。

第５図の多色像形成装置を構成する各構成部分の駆動の
経時的関係をタイムチャートで示せば、第７図の通りで
ある。

このよう多色像形成装置により、下記第６表、第７表及
び第８表に示す作像条件で多色像形成を行った。

現像剤は前記単色像形成に於ける前記実施例２（第２表
（その１）参照）の化学組成を有するキャリアを含有す
るものとし、トナーの着色剤には、イエロートナーにベ
ンジジン誘導体を、マゼンタトナーにはローダミンＢレ
ーキを、シアントナーにはフタロシアニン誘導体を使用
している。

なお、転写はコロナ放電方式に、定着は熱ロール方式に
よっている。

（以下余白、次頁に続く。） 第　　　６　　　表 第　　７　　表 第８表 上記のようにして形成された多色像は、ベタ画像部に於
いて部分的な色差が小さく、均一なカラー画像であった
。

なお、トナー像形成の順序は、上記に限られるものでは
なく、例えば、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの順序
としても良い。

第８図は、像担持体が１回転する間に多色像を形成する
ようにした多色像形成装置である。第５図の装置と異な
る点は （１）各現像装置の間に帯電極２７日、２７Ｃ１２７Ｄ
と像露光系（半導体レーザー）２６Ｂ、２６Ｃ１２６Ｄ
を設けたこと 担持体に圧接し続けていること （３）紙の搬送経路 のみである。

例えば、４色像を形成する場合、線速度を先の例と同一
にしても第５図の装置に対して約４倍の速さで像形成が
終了する。

上記以外は、第５図の装置によるプロセスと異なるとこ
ろはない。

第８図の多色像形成装置を使用して、下記第９表に示す
条件で多色像形成を行った。その他の条件は前記の第５
図の装置による実施例と変わるところはない。

（以下余白、次頁に続く。） 第　　　９　　　表 得られた多色像は、前記第５図の装置による実施例にお
けると同様、極めて高品質のものであった。

本発明は、感光体上に１回の像露光を行って多色像を形
成することができる装置にも好ましく適用しうる。その
装置は、好ましくは導電性部材と、光導電層と、相異な
る複数種のフィルタから成るフィルタ層を含む絶縁層を
設けた感光体を用いて以下のように多色画像形成を行う
。即ち、上記感光体面に帯電と像露光を与えることによ
り絶縁層と光導電層の境界面電荷密度による像を形成し
、その像形成面に特定光で全面露光を与えることにより
前記感光体の該フィルタ部分に電位パターンを形成し、
その電位パターンを特定色のトナーを収納している現像
装置によって現像し、単色トナー像が形成される。続い
て帯電による電位パターンの平滑後、前回とは異なる全
面露光により電位パターンを形成し前回とは異なる色の
トナーを収納する現像装置による現像とを行うことによ
り、感光体上に２色目のトナー像が形成される。以下、
必要回数だけ電位平滑化、全面露光と現像を繰返す。（
この現像においては少な（とも２回目以降は非接触現像
手段が採用される。）この結果、感光体の各フィルタ部
分に夫々異なる色のトナーが付着して多色画像が形成さ
れる（特願昭５９−８３０９６号、同５９−１８７０４
４号、同５９−１８５４４０号、同６０−２２９５２４
号参照）。この多色画像形成装置によれば、像露光が１
度で済むので色ずれが生ずる惧れは全くない。

このような多色像形成装置に組付けられる感光体（像担
持体）は、例えば第９図（ａｌに断面図で、同図（ｂ）
に平面図で示すように、ドラム状導電性基体４１上に光
導電層４２、絶縁層４３が順次積層した構造を有し、絶
縁層４３は、青（日）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の色分解フ
ィルタ部分がモザイク状に配置されている。

また、感光体はフィルタを導電性基体側に設け、フィル
タ側から像露光及び全面露光を行う構成（特願昭５９−
１９９５４７号）や、その他の構成（特願昭５９−２０
１０８４号）をも取りうる。

また、感光層は単層のみでなく、電荷発生層と電荷移動
層とからなる機能分離型の構成をも取りうる。（特願昭
６０−２４５１７８号）また、感光体は色分解機能を感
光層にもたせた（特願昭５９−２０１０８５号、特願昭
６０−２４５１７７号）構成をも取りうる。

このような多色像形成装置により、本発明に基づく現像
方法に従って多色像形成を行ったところ、前記の多色像
形成の実施例に於けると同様に、極めて優れた画質の多
色像が得られた。

へ１発明の詳細 な説明したように、本発明は、ニッケル０〜３％、マン
ガンＯ〜２％、銅１〜１０％、亜鉛２〜１５％、鉄２０
〜３０％、残部が実質的に鉄からなる組成の金属酸化物
粒子を芯材とするキャリアを使用するので、上記組成に
よってキャリアの磁気特性を好適な値に制御できること
と、上記金属酸化物粒子の重量平均粒径を２０〜５０μ
ｍとすることによって小粒径のトナーの使用が可能とな
ることとにより、次のような効果が奏せられる。

（１）形成される像は、解像力、階調再現性に優れ、画
像濃度も高くでき、かぶりの発生もない。

（２）キャリアの飛散が防止され、像形成装置内の飛散
キャリアによる汚染を起こすことがない。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・ 第１図は現像装置の断面図、 第２図（ａｌは攪拌部材の斜視図、同図（ｂｌは正面図
、第３図は現像剤薄層規制部材と現像剤搬送担体（スリ
ーブ）との間隙と、現像剤搬送量との関係を示すグラフ
、 第４図は単色像形成装置の概略図、 第５図ｆａ）は多色像形成装置の概略図、同図（ｂ）は
レーザ光学系の概略図、 第６図は多色像形成プロセスを説明するためのフローチ
ャート、 第７図は多色像形成に於ける装置の各構成部分の駆動を
示すタイムチャート、 第８図は他の多色像形成装置の概略図、第９図は多色像
形成用像担持体の構造の一例を示し、同図（ａｌは断面
図、同図（ｂ）は平面図である。 なお、図面に示された符号に於いて、 ３・・・・・・・・・現像剤搬送担体（スリーブ）４・
・・・・・・・・磁気ロール ５・・・・・・・・・現像剤薄層形成部材７．８・・・
・・・・・・攪拌部材 １４・・・・・・・・・バイアス電源 １５・・・・・・・・・現像領域 ２０・・・・・・・・・像担持体 ２６・・・・・・・・・レーザ光学系 ２７・・・・・・・・・帯電器 ４１・・・・・・・・・導電性基体 ４２・・・・・・・・・光導電層 ４３・・・・・・・・・絶縁層 Ｈｌｌ、Ｊ、Ｋ・・・・・・・・・現像装置Ｄ・・・・
・・・・・現像剤 Ｔ、Ｔｔ、Ｔ２・・・・・・・・・トナーである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、振動電界を現像領域に生ぜしめ、像担持体に形成さ
   れた静電潜像を現像剤搬送担体上のキャリア及びトナー
   含有現像剤層で現像するに際して、前記現像剤層を薄層
   とし、前記キャリアが金属酸化物粒子に樹脂を被覆して
   なるものであり、前記金属酸化物粒子が、該金属酸化物
   粒子の重量を１００重量％としたとき、ニッケル０〜３
   重量％、マンガン０〜２重量％、銅１〜１０重量％、亜
   鉛２〜１５重量％、鉄２０〜３０重量％、残部が実質的
   に酸素からなる組成を有し、かつ前記金属酸化物粒子の
   重量平均粒径が２０〜５０μｍであるキャリアを用いる
   静電潜像の現像方法。