JP2759547B2 - フルカラー画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真方式によるフルカラー画像形成に
用いられる画像形成方法に関する。

［従来の技術］ 電子写真用フルカラートナーは、基本的には、イエロ
ートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよび必要に
応じてブラックトナーとを組み合せたものであり、特公
昭49−46951号公報，特公昭50−776号公報，特公昭53−
47174号公報，特公昭53−47175号公報，特公昭53−4717
6号公報等に記載されている。

フルカラートナーを現像する方法としては、各種方法
が提案され又実用化されている。しかし、例えば２成分
トナーを用いた現像方法では、現像効率が悪く、所定の
十分な現像濃度を得るために、現像ローラ上に所定の量
のカラートナー濃度を均一にして塗布する必要があり、
このため現像器構成が大型化，複雑化するという欠点を
有している。又、ビーバーの毛のような柔い毛を、円筒
状のブラシにして、これにトナーを付着塗布する方法
や、表面がベルベット等のセンイで作られた現像ローラ
にドクターブレード等により塗布する方式が提案されて
いる。

しかしながら、上記センイブラシにドクターブレード
として、弾性体ブレードを使用した場合、トナー量の規
制は可能であるが、均一な塗布は行なわれず、現像ロー
ラ上のセンイブラシを摺擦するだけでブラシのセンイ間
に存在するトナーへの摩擦帯電電荷賦与は行なわれない
ため、カブリ等の発生しやすい問題点があった。

又、磁性トナーは磁力を利用してトナー飛散を防止す
ることが容易にできるが、非磁性トナーは磁力を利用す
ることができず、トナーの機内飛散を生じやすかった。
上述の不都合な点はコピー時のみならず、装置の搬送時
に振動や衝撃が与えられた場合にも生ずるものであっ
た。

本出願人は、上述の従来方法とは全く異なる現像装置
として非磁性トナーと磁性粒子を用い、トナー担持部材
に対向して磁性粒子拘束部材を設けて該トナー担持部材
表面の移動方向にし、磁性粒子拘束部材の上流に磁界発
生手段の磁気力によって磁性粒子の磁気ブラシを形成
し、磁性粒子拘束部材によって磁気ブラシを拘束し、非
磁性トナーの薄層をトナー担持部材上に形成する方法を
既に提案した（特開昭58−143360号）。この方法を用い
て、現像領域における潜像保持部材とトナー担持部材と
の間隙をトナー層厚よりも広く設定し、交番電界を印加
して、潜像保持部材表面に非磁性トナー現像画像を得る
方法を実用化した。

これにより、現像効率が極めて高く、小型、簡素な現
像器構成でカラー現像画像を得ることができるようにな
った。特に２成分磁気ブラシ摺擦現像時にベタ画像部に
発生する摺擦跡がなく、良質のベタ画像が得られたので
ある。しかし、さらに現像画像の改善、例えば階調性を
さらに良くする現像方式の開発が望まれていた。

さらに別の現像方法としては、トナーとトナー塗布用
磁性粒子とを貯蔵するトナー容器と、潜像保持部材にト
ナーを搬送するトナー担持部材とを配して、該磁性粒子
を用いてトナー担持部材の現像領域に磁気ブラシを形成
し、磁気ブラシ層厚よりもトナー担持部材と潜像保持部
材との間隙を大きく設定し静電像を現像する方法があ
る。

しかし、この現像方法においては非磁性トナーの磁性
粒子に対する割合（所謂T/C比）が従来のものに比べ高
い。このため、トナー担持部材上で形成されるトナーの
薄層は磁性粒子に付着した非磁性トナーと直接トナー担
持部材に付着した非磁性トナーで構成される。

又、トナーを小粒径化した場合、トナーの比表面積が
増加し、単位質量当りの帯電量，ファンデルワールス力
等が大きくなる。このためトナーとトナー担持部材表面
との付着力が強くなり、チャージアップを起こす原因と
なる。そのため、磁性粒子に付着した非磁性トナーに関
しては磁性粒子の適切な選択により、チャージアップを
防ぐことができているが、直接トナー担持部材に付着し
た非磁性トナーに関しては充分な対策がとれていず、結
果として小粒径のフルカラートナーの使いこなしは不充
分であった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上記の如き課題を解決したフルカラ
ー画像形成方法を提供するものである。

さらに本発明の目的は、画像濃度が高く、細線再現
性、ハイライト階調性のすぐれたフルカラー画像形成方
法を提供するものである。

さらに本発明の目的は、長時間の使用でも性能の変化
のないフルカラー画像形成方法を提供するものである。

［課題を解決するための手段及び作用］ 上記目的は、以下の本発明の構成により達成される。

本発明は、原稿画像を色分解し、潜像保持部材に各色
ごとに潜像を形成し、該潜像保持部材とこれに対向する
内部に磁石を内包するトナー担持部材との現像領域で、
該トナー担持部材に担持されている色分解された各色に
対応する色のカラートナー及び磁性粒子を有する二成分
系現像剤によって形成される磁気ブラシのカラートナー
により、該潜像を現像してカラー画像を形成する工程
を、各色ごとに繰り返すフルカラー画像形成方法におい
て、 現像領域へ搬送される磁性粒子の量を規制すると共
に、磁性粒子をトナー供給容器内で循環し、 該トナー担持部材上の二成分系現像剤を現像領域へ搬
送し、 真比重が6g/cm³以下であり、かつ電気的絶縁性樹脂で
被覆されている磁性粒子を用いて、該トナー担持部材上
に、現像領域において該磁性粒子の存在量が50〜100mg/
cm²となるように磁気ブラシを形成し、 該潜像保持部材の潜像を、該トナー担持部材表面に形
成されている該磁気ブラシの非磁性カラートナーにより
現像する現像方法を用い、 該トナー担持部材の表面には、固体潤滑性を有する微
粒子を含有する樹脂層が形成されており、 該非磁性カラートナーは、体積平均粒径が6.0〜10.0
μｍであり、5.0μｍ以下の粒径を有するトナー粒子が1
5〜40個数％含有され、12.7〜16.0μｍの粒径を有する
トナー粒子が0.1〜5.0体積％含有され、16.0μｍ以上の
粒径を有するトナー粒子が1.0体積％以下含有され、6.3
5〜10.1μｍのトナー粒子が下記式 V:6.35〜10.1μｍの粒径を有するトナー粒子の体積％ N:6.35〜10.1μｍの粒径を有するトナー粒子の個数％ v:全トナー粒子の体積平均粒径 を満足する粒度分布を有することを特徴とするフルカラ
ー画像形成方法に関する。

以下に、本発明のフルカラー画像形成方法に関して、
詳細を述べる。

現像特性の改善及び画質の向上を目的としてトナーの
粒度分布について検討したところ、下記式で示すような
最も目的を達するに適した粒度分布の存在状態があるこ
とを知見した。

即ち、本発明においてはカラートナーの体積平均径が
6.0〜10.0μｍであり、5.0μｍ以下の粒径を有するトナ
ー粒子が15〜40個数％、12.7〜16μｍが0.1〜5.0体積
％、16μｍ以上が1.0体積％以下含有され、6.35〜10.1
μｍのトナー粒子が下記式 を満足することが重要なポイントである。

即ち、上記の値は、各トナーの体積平均粒径における
粒度分布の幅を示すものであり、一般的な風力分級によ
って粒度分布を調整した場合、上記の値が大きいという
ことは、各トナーの体積平均粒径における粒度分布の幅
がブロードとなり、微小ドット潜像を忠実に再現する５
μｍ程度のトナー粒子が増加し、上記値が小さいという
ことは、逆に各トナーの体積平均粒径における粒度分布
の幅がシャープとなり、５μｍ程度のトナー粒子が減少
することを示していると解される。

したがって、ｖが6.0〜10.0μｍの範囲にあり、且
つ上記関係式をさらに満足する場合に、忠実な潜像再現
性が達成される。

又、16.0μｍ以上の粒径のトナー粒子については、1.
0体積％以下にし、できるだけ少ない方が好ましい。5.0
μｍ以下の粒径のトナー粒子が全粒子数の15〜40個数％
であることが良く、更に好ましくは20〜35個数％が良
い。5.0μｍ以下の粒径のトナー粒子が15個数％以下で
あると、高画質に有効なトナー粒子が少なく、特に、コ
ピー又はプリントアウトを続けることによってトナーが
使われるに従って、有効なトナー粒子成分が減少して、
トナーの粒度分布のバランスが悪化し、画質が次第に低
下してくる。又、40個数％以上であると、トナー粒子相
互の凝集状態が生じやすく、流動性が損われる。

又、12.7〜16.0μｍの範囲の粒子が0.1〜5.0体積％で
あることが良く、好ましくは0.2〜3.0体積％が良い。5.
0体積％より多いと、画質が悪化すると共に、必要以上
の現像、即ち、トナーののりすぎが起こり、トナー消費
量の増大を招く。一方、0.1体積％未満であると、流動
性の低下により画像濃度が低下してしまう。

又、16.0μｍ以上の粒径のトナー粒子が1.0体積％以
下であることが良く、更に好ましくは0.6体積％以下で
あり、1.0体積％より多いと、細線再現における妨げに
なる。

又、トナーの体積平均径は6.0〜10.0μｍ、好ましく
は7.0〜9.0μｍであり、この値は先に述べた各構成要素
と切りはなして考えることはできないものである。体積
平均粒径6.0μｍ未満では、グラフィク画像などの画像
面積比率の高い用途では、転写紙上のトナーののり量が
少なく、画像濃度の低いという問題点が生じやすい。体
積平均粒径10.0μｍ以上では解像度が良好でなく、又複
写の初めは良くとも使用を続けていると画質低下を発生
しやすい。

使用できる熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ポ
リｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン、スチレン
−ｐクロルスチレン共重合体、スチレンビニルトルエン
共重合体等のスチレン及びその置換体の単独重合体及び
それらの共重合体；スチレン−アクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−
アクリル酸ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとアクリル
酸エステルとの共重合体；スチレン−メタクリル酸メチ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、
スチレン−メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体等のスチレ
ンとメタクリル酸エステルとの共重合体；スチレンとア
クリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、スチレン
とジメチルアミノエチルメタクリレート及びアクリル酸
エステル、スチレンとジエチルアミノエチルメタクリレ
ート及びアクリル酸エステル等の多元共重合体；その他
スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニ
ルメチルエーテル共重合体、スチレン−ブタジエン共重
合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−
マレイン酸エステル共重合体等のスチレンと他のビニル
系モノマーとのスチレン系共重合体；ポリメチルメタク
リレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビ
ニルブチラール、ポリアクリル酸、フェノール樹脂、脂
肪族又は脂環族炭化水素樹脂、石油樹脂、塩素化パラフ
ィン、等が単独または混合あるいは複合して使用出来
る。特にスチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂
が好ましい。

本発明に係るトナーには、荷電特性を安定化するため
に荷電制御剤を配合しても良い。その際、トナーの色調
に影響を与えない無色又は淡色の荷電制御剤が好まし
い。

本発明に使用される着色剤としては、公知の染顔料、
例えばフタロシアニンブルー、インダスレンブルー、ピ
ーコックブルー、パーマネントレッド、レーキレッド、
ローダミンレーキ、ハンザイエロー、パーマネントイエ
ロー、ベンジンイエロー等広く使用することができる。
その含有量としては、OHPフィルムの透過性に対し敏感
に反映するよう結着樹脂100重量部に対し12重量部以下
であり、好ましくは0.5〜９重量部である。

本発明に係るトナーには、流動性を安定させるために
流動性付与剤を添加してもよい。

流動性付与剤としては、以下のものが挙げられるが必
ずしもこれに限定されるものではない。例えば、Al₂O₃,
TiO₂,GeO₂,ZrO₂,Sc₂O₃,HfO₂等の金属酸化物や、SiC,Ti
C,W₂C等の炭化物及び、Si₃N₄,Ge₃N₄等の窒化物があり、
この中でも、Al₂O₃,TiO₂,Sc₂O₃,ZrO₂,GeO₂,HfO₂を、ト
ナーに対して２重量％以下添加することが無色或は白色
であるという点においてカラートナー用に用いた場合、
色彩に悪影響を与えず好適である。

本発明のトナーには必要に応じてトナーの特性を損ね
ない範囲で添加剤を混合してもよく、例えばテフロン，
ステアリン酸亜鉛，ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、
あるいは低分子量ポリエチレン，低分子量ポリプロピレ
ンの如き定着助剤等である。

本発明のトナーの製造にあたっては、熱ロール、ニー
ダー、エクストルーダー等の熱混練機によって構成材料
を良く混練した後、機械的な粉砕、分級によって得る方
法、或は結着樹脂溶液中に着色剤等の材料を分散した
後、噴霧乾燥することにより得る方法、又は、結着樹脂
を構成すべき単量体に所定材料を混合した後、この乳化
懸濁液を重合させることによりトナーを得る重合トナー
製造法等それぞれの方法が応用できる。

又、この現像方法においては、非磁性トナーの磁性粒
子に対する割合（所謂T/C比）が従来のものに比べて高
い。このため、トナー担持部材上で形成されるトナーの
薄層は、磁性粒子に付着した非磁性トナーと、直接トナ
ー担持部材に付着した非磁性トナーで構成される。ここ
で、トナーを小粒径化した場合、トナーの比表面積が増
加するため、単位質量当りの帯電量，ファンデルワール
ス力等が大きくなり、チャージアップを起し、微粉トナ
ーによるトナー担持部材汚染の可能性を生ずる。

これを解決するために、トナー担持部材近傍のチャー
ジアップした微粉トナーを何らかの方法で除去すればよ
いと考えた。この方法は、トナー担持部材表面に固体潤
滑性を有する微粒子を含有する樹脂層をもうけ、チャー
ジアップした微粉を除去できるので、トナー担持部材近
傍でのトナーのスムーズな入れかわりを可能とした。

又、固体潤滑性を有する微粒子以外に、チャージアッ
プしたトナーの微粉の電荷をリークする目的で導電性微
粒子，半導電性の金属酸化物等を同時に樹脂層中に含有
して樹脂層の体積固有抵抗を10⁵Ωcm以下とする方法も
あるが、この場合には、抵抗を10³Ωcm以下とするのが
好ましく、この場合でも固体潤滑性を有する微粒子と同
時に樹脂層に含有することが必要である。

本発明の固体潤滑性を有する微粒子としては、黒鉛，
フッ化黒鉛，二硫化モリブデン，二硫化タングステン，
窒化ホウ素，窒化ケイ素，フッ化カルシウム，フッ化バ
リウム，一酸化鉛，三酸化モリブデン等が用いられ、結
晶性を有し、トナーに対しては摩擦帯電が比較的小さい
ものが好ましい。特に結晶性グラファイトがよい。

本発明におけるトナー担持部材表面への樹脂層を形成
させる方法に関して述べる。

一般的な被膜の形成方法としてはディッピング法、ス
プレー法、ロールコーティング法、カーテンコート法、
スパッタ法等があり、特に本発明のコートを施すにはデ
ィッピング法、スプレー法が優れている。

具体的には、スプレー法においては溶剤中に固形分と
しての被膜用樹脂を溶解し、さらに固体潤滑性を有する
微粒子等の内容物をガラスビーズと混合しペイントシェ
ーカーで分散した後、ナイロン製のメッシュ等でろ過し
て塗料化し、これをエアースプレー法でトナー担持部材
円筒に均一の厚さになるよう付着させ昇温乾燥する。

樹脂層の厚さは0.5〜3.0μｍとすることが性能上，製
造上からも好ましい。

又、発明に使用する固体潤滑性を有する微粒子は、粒
径的には0.5μｍ〜10.0μｍのものがよい。

被膜形成高分子材料は、例えば、スチレン系樹脂、ビ
ニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド
樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等の
熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アル
キッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレ
タン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂
等の熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂等を使用するこ
とができる。中でもシリコーン樹脂、フッ素樹脂のよう
な離型性のあるもの、あるいはポリエーテルスルホン、
ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリア
ミド、フェノール、ポリエステル、ポリウレタン、スチ
レン系樹脂のような機械的性質に優れたものがより好ま
しい。

以下、本現像方法を説明する。第１図は本発明に係る
一例である。第１図において、３は潜像保持部材,21は
トナー供給容器,22はトナー担持部材,23は固定磁石,24
は非磁性ブレード,26は磁性粒子循環域限定部材,27は磁
性粒子,28は非磁性トナー,29はトナー捕集容器部,30は
飛散防止部材,31は磁性部材,32は現像領域,34はバイア
ス電源を示す。トナー担持部材22はｂ方向に回転し、そ
れに伴い磁性粒子27はｃ方向に循環する。それによって
トナー担持部材22面と磁性粒子27層との接触・摺擦が起
こり、トナー担持部材22面上に非磁性トナー28層が形成
される。又、磁性粒子27はｃ方向に循環しつつも、その
一部が非磁性ブレード24とトナー担持部材22との間隙に
よって所定量に規定され、非磁性トナー28層上に塗布さ
れる。即ち、非磁性トナー28はトナー担持部材22表面と
磁性粒子27表面との両方に塗布される構成となり、実質
的にトナー担持部材22表面積を増大したことと同等の効
果が示される。本発明での非磁性ブレード24下流側トナ
ー担持部材22表層での磁性粒子27の塗布量は、磁性粒子
27からなる磁気ブラシとトナー担持部材22表面とを充分
活用するために、5mg/cm²〜100g/cm²程度の少量である
ことが望ましい。

又、現像領域32においては、固定磁石23の磁極の１つ
を潜像面に対向させることにより明確な現像極を形成
し、交番電界によってトナー担持部材22及び磁性粒子27
からトナーを飛翔現像する。（この現像については後述
する。）現像後、磁性粒子27及び未現像トナーはトナー
担持部材22の回転と供に、トナー供給容器21内に回収さ
れる。

点25位置における非磁性ブレード24の先端部とトナー
担持部材22面との前記間隙間隔ｄは、50〜500μm,好ま
しくは100〜400μｍである。この間隔ｄが50μｍより小
さいと後述する磁性粒子27が詰まり、トナー担持部材22
を傷つける欠点がある。また500μｍより大きいと、後
述する非磁性トナー28及び磁性粒子27が多量に漏れ出し
て薄層が形成できなくなる。

第１図で26は非磁性ブレード24の上面側に下面を接触
させ、前端面をアンダカット面とした磁性粒子循環域限
定部材である。

27,28はトナー供給容器21内に順次に収容した磁性粒
子と非磁性トナーである。

トナー供給容器21の底板は、トナー担持部材22の下方
に延長位置させてトナーが外部に漏れないようにしてあ
る。またこのトナーの外部への漏出の防止をさらに確実
ならしめるためにその延長底板の上面に、漏出トナーを
受け入れて拘束するトナー捕集容器部29と、延長底板の
先端縁長手に沿って飛散防止部材30を配設してある。こ
の飛散防止部材30には後述する電圧が印加されている。

磁性粒子27は、一般に平均粒径が30〜100μｍ、好ま
しくは40〜80μｍである。各磁性粒子27は磁性材料のみ
から成るものでも、磁性材料と非磁性材料との結合体で
もよいし、二種以上の磁性粒子27の混合物でも良い。そ
してこの磁性粒子27を先ずはじめにトナー供給容器21内
に投入することにより、その磁性粒子27がトナー供給容
器21内に臨んでいるトナー担持部材22面領域、即ちトナ
ー担持部材22を配設したトナー供給容器21からの磁性粒
子27、ないしはトナーの漏出を防止するための磁性部材
31から磁性粒子拘束部材たる非磁性ブレード24の先端部
までのトナー担持部材22面領域各部にトナー担持部材22
内の固定磁石23による磁界により、吸着保持され磁性粒
子27層として該トナー担持部材22面領域を全体的に覆っ
た状態となる。非磁性トナー28は上記磁性粒子27の投入
後、トナー供給容器21内に投入されることにより、上記
トナー担持部材22に対する第１層としての磁性粒子27層
の外側に多量に貯溜して第２層として存在する。

上記最初に投入する磁性粒子27は、磁性粒子に対して
もともと約２〜70％（重量）の非磁性トナー28を含むこ
とが好ましいが、磁性粒子のみとしても良い。又磁性粒
子27は一旦上記トナー担持部材22面領域に磁性粒子27層
として吸着保持されれば、装置振動や、装置をかなり大
きく傾けても実質的に片寄り流動してしまうことはな
く、上記トナー担持部材22面領域を全体的に覆った状態
が保持される。

而してトナー供給容器21内に上記のように磁性粒子27
と非磁性トナー28を順次に投入収容した状態に於て、固
定磁石23の磁極S₂位置に対応するトナー担持部材22表面
付近の磁性粒子27層部分には、磁極の強い磁界で磁性粒
子27の磁気ブラシが形成されている。

又、非磁性ブレード24の先端部近傍部の磁性粒子層部
分は、トナー担持部材22が矢示ｂ方向に回転駆動されて
も、重力と磁気力及び非磁性ブレード24の存在による効
果に基づく規制力と、トナー担持部材22の移動方向への
搬送力との釣合によってトナー担持部材22表面の点25位
置で溜まり、多少は動き得るが動きのにぶい静止層を形
成する。

又トナー担持部材22を矢示ｂ方向に回転させた時、磁
極の配置位置と磁性粒子27の流動性及び磁気特性を適宜
選ぶことによって、前記磁気ブラシは磁極S₂の付近で矢
印ｃ方向に循環し、循環層を形成する。該循環層におい
て、トナー担持部材22に比較的近い磁性粒子分はトナー
担持部材22の回転によって磁極S₂近傍からトナー担持部
材22の回転下流側にある前記の静止層の上へ盛り上る。
即ち上部へ押し上げられる力を受ける。その押し上げら
れた磁性粒子分は、非磁性ブレード24の上部に設けた磁
性粒子循環域限定部材26により、その循環領域の上限を
決められているため非磁性ブレード24上へ乗り上げるこ
とはなく、重力によって落下し、再び磁極S₂近傍へ戻
る。この場合トナー担持部材22表面から遠くに位置する
などして受ける押し上げ力の小さい磁性粒子分は、磁性
粒子循環域限定部材26に到達する前に落下する場合もあ
る。つまり該循環層では重力と磁極による磁気力と摩擦
力及び磁性粒子27の流動性（粘性）によって矢印ｃの如
く磁性粒子27の磁気ブラシの循環が行われ、磁気ブラシ
はこの循環の際に磁性粒子層の上にあるトナー層から非
磁性トナー28を逐次取込んでトナー供給容器21内の下部
に戻り、以下トナー担持部材22の回転駆動に伴ないこの
循環を繰返す。

交番電圧電源34から印加される現像バイアス電圧は、
プラス側，マイナス側のピーク電圧が同じ交番電圧、又
はこの交番電圧に直流電圧を重畳したものが使用でき
る。例えば暗部潜像電位−600V、明部潜像電位−200Vの
静電潜像に対して、一例として、トナー担持部材22に直
流電圧−300Vを重畳して波形のピーク電圧Vpp300〜2000
V、周波数200〜3000Hzの範囲で選択される交番電圧を印
加し、潜像保持部材３を接地電位に保持する。

一般に、磁気ブラシの電気抵抗が比較的高い（10⁸Ωc
mより大）ため、現像バイアス電圧のピーク電圧巾Vppは
高い方がよく（例えば800V以上）、かつ、周波数は600H
z以上、好ましくは800Hz以上、さらに好ましくは1KHz以
上で高い方が充分濃度のある良画質が得られた。Vppの
み高くても周波数が低いと濃度は低く、良画質は得にく
い。いずれにしても、Vppの上限は、現像領域32の間隙
放電限界値で決まり、下限はトナー担持部材22上及び磁
性粒子27上のトナーの飛翔限界値で決められる。

前記比較的抵抗の高い磁気ブラシでは印加する交番電
界の周波数と磁気ブラシ自身の時定数の適切な選択によ
って、間隙電圧が放電開始電圧に達することがないよう
に交番電界のピーク値を設定することが好ましい。

尚、本発明で述べている磁性粒子27,磁気ブラシの抵
抗値とは、トナー担持部材22上に多量の磁性粒子27の磁
気ブラシを形成し、これに対向してトナー担持部材22と
間隙約5mmを保った金属ドラムを設け、これらと直列に
約1MΩの抵抗を接続した回路に直流200Vの電圧を印加し
たときに流れる電流値より算出して求めたものである。

以下本発明に係る現像法について現像領域32での現像
を記述する。

第２図、第３図は本発明に係る現像方法について、現
像領域32の拡大説明図である。50は潜像保持部材３上の
暗部の潜像電荷である。28は非磁性トナーである。34は
直流成分を重畳した交番電圧電源である。第２図はトナ
ー担持部材22に交番電圧のプラス波形成分が加わった場
合で、第３図は交番電圧のマイナス波形成分が加わった
場合を示す。潜像電荷50の極性はマイナス、トナーの極
性はプラスとして示してある。

又、潜像電荷50の極性がプラス、トナーの極性がマイ
ナスの場合、第２図は交番電圧のマイナス波形成分が、
第３図は交番電圧のプラス波形成分が加わった場合を示
す。

磁気ブラシ51の抵抗が比較的大きい（約10⁸Ωcmより
大）ため、磁気ブラシ51自身の材質その他による電荷の
充放電時定数に依存して、磁気ブラシ51には非磁性トナ
ー28との摩擦帯電電荷もしくは鏡映電荷、潜像保持部材
３上の潜像電界及び潜像保持部材３とトナー粒子担持部
材22間の交番電界によって注入される電界が存在するこ
とになる。

潜像保持部材３上の暗部の潜像電荷50による電界と交
番電界による電界とが一致したとき、磁気ブラシ51には
トナー担持部材22方向に最大屈伏状態となる。

潜像保持部材３上の潜像電荷50による電界と交番電界
による電界の方向が一致しないとき、磁気ブラシ51の屈
伏は小さくなる。

いずれにせよ上述の如く交番電界によって磁気ブラシ
51は微細な、しかし激しい振動状態となり、潜像保持部
材３上に余分に付着したカブリトナーは上記磁気ブラシ
51によって摺擦されて潜像保持部材３から除去され、磁
気ブラシ51上に引き戻される。又磁気ブラシ51の上記振
動により、トナーは磁気ブラシ51から離脱し易くなり、
潜像保持部材３に供給され易くなるから、画像濃度も向
上する。また、磁気ブラシ51の上記振動により磁気ブラ
シ51内でトナーがほぐされ、画像濃度の向上やゴースト
防止に寄与する。さらに、この振動状態が激しい場合、
磁気ブラシ51の一部が磁気ブラシ51ないしはトナー担持
部材22上から離脱し、潜像保持部材３とトナー担持部材
22表面との間で往復運動を発生する。この往復運動する
磁気ブラシ51の運動エネルギーは大きく、効率良く上述
の振動による効果が期待される。以上の現像領域32での
磁性粒子27の挙動は、高速度カメラで１秒間に8000コマ
の高速度撮影の経過、観測された現象である。

［実施例］ 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

実施例１ を２軸式の押出機により溶融混練し、冷却後ハンマーミ
ルを用いて約１〜2mm程度の粗粉砕し、次いでエアージ
ェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに風力分
級機を用いて分級し、本発明の粒度分布になるように2.
0〜10.0μｍを選択し着色剤含有樹脂粒子を得た。さら
に上記樹脂粒子100重量部に対し、アミノ変性シリコン
オイル処理シリカ微粉末1.0重量部を外添し、ブラック
トナーを得た。また、上記処方中カーボンブラックをフ
タロシアニン顔料，ローダミン顔料,C.I.ピグメントイ
エロー17に変え、ニグロシンを４級アンモニウム塩に変
えた以外は同様にして、シアントナー，マゼンタトナ
ー，イエロートナーを得た。

これらのトナーは、 であった。

これらのトナーのフッ素アクリル系樹脂で被覆したフ
ェライト粒子（真比重5.0g/cm³）と1:9の比率で混合し
各色トナーを得た。

これらのトナーを用いて市販のフルカラー複写機（カ
ラーレーザーコピア500,キヤノン製）の４色の現像装置
をいずれもポジトナーが適用可能な第１図に示す現像装
置に改造し画出しを行った。潜像保持部材３としてポジ
帯電性アモルファスシリコンドラムを使用し、トナー担
持部材22としてアルミニウム製の円筒の表面に結晶性グ
ラファイトを45重量部分散させたポリエステル樹脂をコ
ートしたトナー担持部材22を使用した。

トナー担持部材22に対向する潜像保持部材３表面に
は、静電潜像として暗部＋30V,明部＋400Vの潜像に対
し、トナー担持部材22と潜像保持部材３との間隙を300
μｍに設定し、ここに交番電場（1.4kVpp,0.8kHz）と直
流電場を重畳した現像バイアス電圧を印加して現像を行
った。尚、トナー担持体上に形成する磁気ブラシの現像
領域における磁性粒子の存在量は、カラーレーザーコピ
ア500の設定条件と同一条件である40mg/cm²で行った。

この結果、画像濃度は濃く、カブリも全くない鮮明な
画像が得られた。さらに、5000枚の耐久試験を行った結
果、画像濃度は安定しており、画像は鮮明であった。尚
複写機内のトナー飛散もほとんど生じなかった。

実施例２ にフタロシアニン顔料，ローダミン顔料,C.I.ピグメン
トイエロー17,カーボンブラックをそれぞれ４重量部加
え、実施例１と同様にして４色の着色剤含有粒子を得
た。上記着色剤含有粒子100重量部に0.5重量部のヘキサ
メチルジシラザンで処理したシリカ微粉末及び0.5重量
部のアルミナ微粉体を外添してシアントナー，マゼンタ
トナー，イエロートナー，ブラックトナーを得た。

これらのトナーは、 であり、実施例１と同様にトナーを作成した。画出し評
価は、現像領域へ搬送される磁性粒子の量を規制すると
共に、磁性粒子をトナー供給容器内で循環する構成の現
像装置を有する市販のフルカラー複写機（カラーレーザ
ーコピア500,キヤノン製）の現像装置の内、トナー担持
部材としてアルミニウム製の円筒の表面に結晶性グラフ
ァイトを30重量部分散させたスチレン樹脂をコートした
ものを使用し、トナー担持体上に形成する磁気ブラシの
現像領域における磁性粒子の存在量は、カラーレーザー
コピア500の設定条件と同一条件である40mg/cm²となる
ようにしたものを用いた。5,000枚の耐久試験の結果、
実施例１と同様に画像濃度は安定しており、カブリのな
い鮮明な画像が得られた。

実施例３ トナー担持部材22のコート剤を結晶性グラファイトを
40重量部分散させたブタジエンアクリロニトリル共重合
体に変えた以外は、実施例１に準じ画出し評価を行っ
た。5,000枚の耐久試験の結果、実施例１と同様画像濃
度は安定しており、カブリのない鮮明な画像が得られ
た。

比較例１ 実施例１と同じトナーを用い、実施例１のトナー担持
部材22の代りに表面コートしないアランダム砥粒をいて
不定型サンドブラストしたアルミスリーブを用い、実施
例１と同様に画出し耐久を行った。その結果、初期画像
は濃度、画質共に良好であったが、約500枚の耐久試験
により画像濃度は低下した。

比較例２ 実施例２においてトナーの粒度分布を としたトナーを用いた以外実施例２と全く同様にして耐
久を行った。

この結果、初期より画像濃度は低いものとなり、カブ
リ，トナー飛散等が生じた。

［効 果］ 本発明によれば、画像濃度が高く、細線再現性、ハイ
ライト階調性のすぐれた、カブリの全くない鮮明な画像
が得られる。

また、複写機内のトナー飛散もほとんどなく、長時間
の使用に対しても安定した性能及び画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフルカラー画像形成方法の一例、第
２図，第３図は、現像領域の拡大図である。 3:潜像保持部材、21:トナー供給容器 22:トナー担持部材、23:固定磁石 24:非磁性ブレード、26:磁性粒子循環域限定部材 27:磁性粒子、28:非磁性トナー 29:トナー捕集容器部、30:飛散防止部材 31:磁性部材、32:現像領域 34:交番電圧電源、50:潜像電荷 51:磁気ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 宏明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 神保 正志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−877（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−170660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−13088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−66443（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿画像を色分解し、潜像保持部材に各色
   ごとに潜像を形成し、該潜像保持部材とこれに対向する
   内部に磁石を内包するトナー担持部材との現像領域で、
   該トナー担持部材に担持されている色分解された各色に
   対応する色のカラートナー及び磁性粒子を有する二成分
   系現像剤によって形成される磁気ブラシのカラートナー
   により、該潜像を現像してカラー画像を形成する工程
   を、各色ごとに繰り返すフルカラー画像形成方法におい
   て、 現像領域へ搬送される磁性粒子の量を規制すると共
   に、磁性粒子をトナー供給容器内で循環し、 該トナー担持部材上の二成分系現像剤を現像領域へ搬送
   し、 真比重が6g/cm³以下であり、かつ電気的絶縁性樹脂で被
   覆されている磁性粒子を用いて、該トナー担持部材上
   に、現像領域において該磁性粒子の存在量が50〜100mg/
   cm²となるように磁気ブラシを形成し、 該潜像保持部材の潜像を、該トナー担持部材表面に形成
   されている該磁気ブラシの非磁性カラートナーにより現
   像する現像方法を用い、 該トナー担持部材の表面には、固体潤滑性を有する微
   粒子を含有する樹脂層が形成されており、 該非磁性カラートナーは、体積平均粒径が6.0〜10.0
   μｍであり、5.0μｍ以下の粒径を有するトナー粒子が1
   5〜40個数％含有され、12.7〜16.0μｍの粒径を有する
   トナー粒子が0.1〜5.0体積％含有され、16.0μｍ以上の
   粒径を有するトナー粒子が1.0体積％以下含有され、6.3
   5〜10.1μｍのトナー粒子が下記式 V:6.35〜10.1μｍの粒径を有するトナー粒子の体積％ N:6.35〜10.1μｍの粒径を有するトナー粒子の個数％ v:全トナー粒子の体積平均粒径 を満足する粒度分布を有することを特徴とするフルカラ
   ー画像形成方法。
2. 【請求項２】該トナー担持部材に現像バイアス電圧を印
   加することにより、該潜像保持部材と該トナー担持部材
   との間の現像領域に交番電界を形成して現像を行なうこ
   とを特徴とする請求項１に記載のフルカラー画像形成方
   法。
3. 【請求項３】該固体潤滑性を有する微粒子は、黒鉛，フ
   ッ化黒鉛，二硫化モリブデン，二硫化タングステン，窒
   化ホウ素，窒化ケイ素，フッ化カルシウム，フッ化バリ
   ウム，一酸化鉛及び三酸化モリブデンからなるグループ
   から選択される微粒子であることを特徴とする請求項１
   又は２に記載のフルカラー画像形成方法。