JPH058424B2

JPH058424B2 -

Info

Publication number: JPH058424B2
Application number: JP58240066A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; Hisafumi Shoji; Seiichiro Hiratsuka
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-12-20
Filing date: 1983-12-20
Publication date: 1993-02-02
Also published as: JPS60131549A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子写真複写装置等における静電潜
像あるいは磁気潜像の像現像方法の改良に関し、
詳しくは、キヤリヤ粒子とトナー粒子とが混合し
た二成分現像剤を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層を形成させ、その
現像剤層によつて像担持体面上の静電像あるいは
磁気像を現像する方法の改良に関する。

〔従来技術〕

電子写真複写装置等における潜像の現像方法と
しては、現像剤搬送担体面に磁力によつて現像剤
を吸着せしめて形成した磁気ブラシを用いて像担
持体面にトナーを付着せしめるいわゆる磁気ブラ
シ法が広く実用されている。磁気ブラシを用いた
現像法はさらに磁性トナー粒子から成る一成分現
像剤を用いるものと、磁性キヤリヤ粒子とトナー
粒子の混合物から成る二成分現像剤を用いるもの
に分かれるが、二成分現像法はトナー粒子の摩擦
制御が比較的容易である、そしてトナー粒子の凝
集が起りにくい。又磁気ブラシの穂立ちがよい等
多くの長所を有している。

磁気ブラシから像担持体面にトナーを付着せし
めるには磁気ブラシで直接像担持面を摺擦する接
触方式と、トナー層と像担持体面とを近接して対
置し、振動電界をかけて現像剤を振動させる等の
手段によりトナーを像担持体側に飛翔せしめるジ
ヤンピング法等と呼ばれる非接触方式がある。後
者は現像条件等に難しい面がある反面、現像され
た画像面に掃目がつかない同一画面を反復現像す
ることができ、多色画像の形成に適する等の利点
がある。

二成分現像法には、従来一般に平均粒径が数十
〜数百μｍの磁性キヤ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
やさらにはキヤ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再現する高画質画像が得
られにくいと云つた問題がある。そこで、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、キヤリヤ粒子の樹脂コーテイングとか、現
像剤搬送担体におけ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
力が払われてきたが、そこでも未だ安定して十分
に満足し得る画像が得られないのが実情である。
したがつて、高画質画像を得るためには、トナー
粒子及びキヤリヤ粒子をより微粒子にすることが
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20μｍ以下、特に、10μｍ以下の微粒
子にすると、現像時のクーロン力に対してフアンデルワー
ルス力の影響が現われて、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直流バイアス電圧
の印加によつてもかぶりを防ぐことが困難とな
る、トナー粒子の摩擦帯電制御が難しくなつて、
凝集が起り易くなる。

また、キヤリヤ粒子を微粒子化していくと、キヤリヤ粒子も像担持体の静電像部分に付着
するようになる。この原因としては、磁気バイ
アスの力が低下して、キヤリヤ粒子がトナー粒
子と共に像担持体側に付着したためと考えられ
る。なお、バイアス電圧が大きくなると、像背
景の地部分にもキヤリヤ粒子が付着するように
なる。

微粒子化には、上述のような副作用の方が目立
つて、鮮明な画像が得られないと云う問題がある
ので、そのためにトナー粒子及びキヤリヤ粒子を
微粒子化することは実際に用いるのが困難であつ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は微粒子化したトナー粒子及びキ
ヤリヤ粒子から成る現像剤を用い且つ前記によ
るトラブルに基く画質劣化のない鮮明且つ再現忠
実度の高い画像を得ることのできる現像方法を提
供することにある。

〔発明の構成〕

上記の目的はキヤリヤ粒子とトナー粒子とから
成る二成分現像剤を現像剤搬送担体面上に供給し
て現像剤層を形成させ、該現像剤搬送担体面上の
現像剤層を振動電界下に置き、もつて像担持体面
の潜像を非接触方式で現像する方法において、前
記キヤリヤ粒子が球状粒子で形成され、且つ
10⁴V／cmの電界下で抵抗率が下記の測定条件で
10¹³Ω・cm以上の絶縁性を保持することを特徴と
する現像方法。

測定条件キヤリヤ粒子を0.50cm²の断面積を有する容器に
入れタツピングした後、詰められた粒子上に１
Kg／cm²の荷重を掛け、荷重と低面電極との間に
10^2〜5V／cmの電界が生じる電圧を印加した時の
電流値を読み取ることで得る。

以上のような現像方法によつて達成された。

即ち、本発明の現像方法は、二成分現像剤のキ
ヤリヤ粒子に高電界下で絶縁性を保持する粒子を
用い、振動電界下で現像を行うようにしたことに
よつて、トラブルなく微粒子化したキヤリヤ粒子
やトナー粒子の使用を可能にしたものである。

キヤリヤとして磁性粒子を用いた場合、一般に
磁性キヤリヤ粒子の平均粒径が大きいと、(イ)現像
剤搬送担体上に形成される磁気ブラシの穂の状態
が荒いために、電界により振動を与えながら静電
像を現像を現像しても、トナー像にムラが現われ
易い。(ロ)穂におけるトナー濃度が低くなるので高
濃度の現像が行われない、等の問題が起る。前記
(イ)の問題を解消するには、キヤリヤ粒子の平均粒
径を小さくすればよく、実験の結果、平均粒径
50μｍ以下でその効果が現われ初め、特に30μｍ
以下になると、実質的に(イ)の問題が生じなくなる
ことが判明した。また、(ロ)の問題も、(イ)の問題に
対する磁性キヤリヤの微粒子化によつて、穂のト
ナー濃度が高くなり、高濃度の現像が行われるよ
うになつて解消する。しかし、キヤリヤ粒子が細
か過ぎると、(ハ)トナー粒子と共に像担持体面に付
着するようになつたり、(ニ)キヤリヤ粒子が飛散し
易くなつたりする。これらの現像は、キヤリヤ粒
子に作用する磁界の強さ、それによるキヤリヤ粒
子の磁化の強さにも関係するが、一般的には、キ
ヤリヤ粒子の平均粒径が15μｍ以下になると次第
に傾向が出初め、5μｍ以下で顕著に現われるよ
うになる。そして、像担持体面に付着したキヤリ
ヤ粒子は、一部はトナーと共に記録紙上に移行
し、残部はブレードやフアーブラシ等によるクリ
ーニング装置によつて残留トナーと共に像担持体
から除かれることになるが、従来の磁性体のみか
ら成るキヤリヤ粒子では、(ホ)記録紙上に移行した
キヤリヤ粒子が、それ自体では記録紙に定着され
ないので、脱落し易いと云う問題があり、また(ヘ)
像担持体面に残つたキヤリヤ粒子がクリーニング
装置によつて除かれる際に、感光体から成る像担
持体面を傷付け易いと云う問題がある。

上記のようなキヤリヤの像担持体面への付着に
伴う問題は現像時における振動電界の電界強度を
高めキヤリヤの像担持体面への移行を抑えること
によつて防止し得るが、この際の像担持体と現像
剤搬送担体間の電界強度は極めて高いものとな
る。すなわち現像部には像担持体の表面電圧数百
ボルトに更に数百乃至数キロボルトの振動電圧が
重畳印加されることとなり、像担持体と現像剤搬
送担体との間〓は１乃至２mmであるため（その間
には）10⁴乃至10⁵V／cmの強い電界が生ずること
となる。この様な条件下で現像を行なうためには
高電界内においてもキヤリヤ粒子に電荷注入が行
なわれる事が必要であり、従つて通常の磁気ブラ
シ現像では必要とされなかつた高電界下において
も極めて高い電気抵抗値をもつキヤリヤ粒子が必
要である。

本発明者等の検討の結果によれば、振動電界を
充分に与えるためにはキヤリヤ粒子が10⁴V／cm
の電界下において10¹³Ωcm以上の高抵抗を有する
ことが望ましい。この抵抗率は、粒子を0.50cm²の
断面積を有する容器に入れてタツピングした後、
詰められた粒子上に１Kg／cm²の荷重を掛け、荷重
と底面電極との間に10^2〜5V／cm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
られる値であり、このときのキヤリヤ粒子の厚さ
は１mm程度である。この抵抗率が低いと、現像剤
搬送担体にバイアス電圧を印加した場合に、キヤ
リヤ粒子に電荷が注入されて、像担持体面にキヤ
リヤ粒子が付着し易くなつたり、あるいはバイア
ス電圧のブレークダウンが起り易くなつたりす
る。

また前記のごとき組成のキヤリヤ粒子を用いた
場合においても若干の小粒径キヤリヤ粒子が現像
に際して像担持体面に付着することは免がれない
がこの問題は、磁性キヤリヤ粒子を樹脂等記録紙
に定着し得る物質と共に形成することによつて解
消し得る。即ち、磁性キヤリヤ粒子が記録紙に定
着し得る物質によつて磁性体粒子を被覆すること
により、あるいは磁性粉を分散含有した記録紙に
定着し得る物質によつて形成されていることで、
記録紙に付着したキヤリヤ粒子も熱や圧力で定着
されるようになり、また、クリーニング装置によ
つて像担持体面からキヤリヤ粒子が除かれる際に
も像担持体面を傷付けたりすることが無くなる。
このような磁性キヤリヤ粒子では、キヤリヤ粒子
を平均５〜15μｍ以下の粒径にして、たとえ、キ
ヤリヤ粒子が像担持体面や記録紙に移行するよう
なことがあつても前記(ハ)の問題は実際上殆んどト
ラブルを生ぜしめない。なお、前記(ハ)のようなキ
ヤリヤ付着が起る場合は、リサイクル機構を設け
ることが有効である。

以上から、磁性キヤリヤの粒径は、平均粒径が
50μｍ以下、特に好ましくは30μｍ以下5μｍ以上
が適正条件であり、また、磁性キヤリヤ粒子が記
録紙に定着し得る物質も含むものであることが好
ましい。尚、平均粒径は重量平均粒径でオムニコ
ンアルフア（ボシユロム社製）、コールターカウ
ンター（コールタ社製）で測定した。

このような磁性キヤリヤ粒子は、磁性体として
従来の磁性キヤリヤ粒子におけると同様の、鉄、
クロム、ニツケル、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
エライト、マンガン−銅系合金と云つた強磁性体
乃至は常磁性体の粒子、又はそれら磁性体粒子の
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、ポリエステル樹脂等の
樹脂やパルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワ
ツクスで被覆するか、あるいは、磁性体微粒子を
分散して含有した樹脂や脂肪酸ワツクスを作るか
して得られた粒子を従来公知の平均粒径別手段で
粒径選別することによつて得られる。

また本発明の方法に用いられるキヤリヤは公知
の方法によつて球形化することが好ましい。

キヤリヤ粒子を球状に形成することは、流動性
の向上の効果の他に、現像剤搬送担体に形成され
る現像剤層が均一となり、また現像剤搬送担体に
高いバイアス電圧を印加することが可能となると
云う効果も与える。即ち、キヤリヤ粒子が樹脂等
によつて球形化されていることは、 (1) 一般に、キヤリヤ粒子は長軸方向に磁化吸着
され易いが、球形化によつてその方向性が無く
なり、したがつて、現像剤層が均一に形成さ
れ、局所的に抵抗の低い領域や層厚のムラの発
生を防止する。

(2) キヤリヤ粒子の高抵抗化と共に、従来のキヤ
リヤ粒子に見られるようなエツジ部が無くなつ
て、エツジ部への電界の集中が起らなくなり、
その結果、現像剤搬送担体に高いバイアス電圧
を印加しても、像担持体面に放電して静電潜像
を乱したり、バイアス電圧がブレークダウンし
たりすることが起らない。

と云う効果を与える。この高いバイアス電圧を印
加できるということは、本発明における振動電界
下での現像が振動するバイアス電圧の印加によつ
て行われるものである場合に、それによる後述す
る効果を十分に発揮させることができると云うこ
とである。

以上を総合すれば、本発明に用いられるキヤリ
ヤ粒子は、抵抗率が10⁴V／cmの電界下でも10¹³Ω
cm以上であることが好ましく、このようなキヤリ
ヤ粒子は、磁性キヤリヤ粒子の場合は、高抵抗化
された球状の磁性粒子や樹脂被覆キヤリヤでは、
磁性体粒子にできるだけ球形のものを選んでそれ
に樹脂の被覆処理を施すこと、磁性体微粒子分散
系のキヤリヤでは、できるだけ磁性体の微粒子を
用いて、分散樹脂粒子形成後に球形化処理を施す
こと、あるいはスプレードライの方法によつて分
散樹脂粒子を得ること等によつて製造することが
できる。

次にトナーについて述べると、一般にトナー粒
子の平均粒径が小さくなると、定性的に粒径の二
乗に比例して帯電量が減少し、相対的にフアンデ
ルワールス力のような付着力が大きくなつて、ト
ナー粒子がキヤリヤ粒子から離れにくくなつた
り、またトナー粒子が一旦像担持体面の非画像部
に付着すると、それが従来の磁気ブラシによる摺
擦では容易に除去されずにかぶりを生ぜしめるよ
うになる。従来の磁気ブラシ現像方法では、トナ
ー粒子の平均粒径が10μｍ以下になると、このよ
うな問題が顕著になつた。この点を本発明の現像
方法は、現像剤層、所謂磁気ブラシによる現像を
振動電界下で行うようにしたことで解消するよう
にしている。即ち、現像剤層に付着しているトナ
ー粒子は、電気的に与えられる振動によつて現像
剤層から離れ、像担持体面の画像部及び非画像部
に移行し易く、かつ、離れ易くなる。そして、現
像剤層で像担持体面を摺擦するようにした場合
は、像担持体の非画像部に付着したトナー粒子は
容易に除去乃至画像部に移動させられるようにな
る。そして現像剤層厚を像担持体面と現像剤搬送
担体面の間〓より薄く形成した場合は、帯電量の
低いトナー粒子が画像部や非画像部に移行するこ
とが殆んどなくなり、また、像担持体面と擦られ
ることがないために摩擦帯電により像担持体に付
着することもなくなつて、1μｍ程度のトナー粒
径のものまで用いられるようになる。したがつ
て、静電潜像を忠実に現像した再現性のよい鮮明
なトナー像を得ることができる。さらに、振動電
界はトナー粒子とキヤリヤ粒子の結合を弱めるの
で、トナー粒子に伴うキヤリヤ粒子の像担持体面
への付着も減少する。特に、現像剤層の厚さを像
担持体面と現像剤搬送担体面の間〓よりも薄くし
た場合は、画像部及び非画像部領域において、大
きな帯電量を持つトナー粒子が振動電界下で振動
し、電界の強さによつてはキヤリヤ粒子も振動す
ることにより、トナー粒子が選択的に像担持体面
の画像部に移行するようになるから、キヤリヤ粒
子の像担持体面への付着は大幅に軽減される。電
界により、非画像部領域のトナー粒子は非画像部
へ到達する場合も到達しない場合もある。キヤリ
ヤについても同様である。

一方、トナーの平均粒径が大きくなると、先に
も述べたように画像の荒れが目立つようになる。
通常、10本／mm程度のピツチで並んだ細線の解像
力ある現像には、平均粒径20μｍ程度のトナーで
も実用上は問題ないが、しかし、平均粒径10μｍ
以下の微粒子化したトナーを用いると、解像力は
格段に向上して、濃淡差等も忠実に再現した鮮明
な高画質画像を与えるようになる。以上の理由か
らトナーの粒径は平均粒径が20μｍ以下、好まし
くは10μｍ以下が適正条件である。また、トナー
粒子が電界に追随するために、トナー粒子の平均
帯電量が１〜3μC／ｇより大きいこと（好ましく
は３〜300μC／ｇ）が望ましい。特に粒径の小さ
い場合は高い帯電量が必要である。

そして、このようなトナーは、従来のトナーと
同様の方法で得られる。即ち、従来のトナーにお
ける球形や不定形の非磁性または磁性のトナー粒
子を平均粒径別手段によつて選別したようなトナ
ーを用いることができる。中でも、トナー粒子が
磁性体粒子を含有した磁性粒子であることは好ま
しく、特に磁性体微粒子の量が60重量％を超えな
いものが好ましい。トナー粒子が磁性粒子を含有
したものである場合は、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うに
なるから、磁気ブラシの均一形成性が一層向上し
て、しかも、かぶりの発生が防止され、さらにト
ナー粒子の飛散も起りにくくなる。しかし、含有
する磁性体の量を多くし過ぎると、キヤリヤ粒子
との間の磁気力が大きくなり過ぎて、十分な現像
濃度を得ることができなくなるし、また、磁性体
微粒子がトナー粒子の表面に現われるようにもな
つて、摩擦帯電制御が難しくなつたり、トナー粒
子が破損し易くなつたり、キヤリヤ粒子との間で
凝集し易くなつたりする。特にカラートナーを用
いる場合、磁性体量は30重量％以下にしないと鮮
明な色が得られない。

以上を纏めると、本発明の現像方法において好
ましいトナーは、キヤリヤについて述べたような
樹脂及びさらには磁性体の微粒子を用い、それに
カーボン等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製造方法と同
様の方法によつて作ることができる平均粒径が
20μｍ以下、特に好まくは10μｍ以下の粒子から
成るものである。さらにトナーの球形化は流動性
の向上、現像剤の撹拌、搬送、帯電に好ましい結
果をもたらす。

本発明の現像方法においては、以上述べたよう
なキヤリヤ粒子とトナー粒子とが、従来の二成分
現像剤におけると同様の割合で混合した現像剤が
好ましく用いられるが、より高いトナー濃度にも
適用しうる。これにはまた、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、クリーニング剤として
は、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコンあるいは
弗素等表面活性剤等を用いることができる。

以上が現像剤についての条件であり、次に、こ
のような現像剤で現像剤層を形成して像担持体上
の静電像を現像する現像剤搬送担体に関する条件
について述べる。

現像剤搬送担体には、バイアス電圧を印加し得
る従来の現像方法におけると同様の現像剤搬送担
体が用いられるが、特に、表面に現像剤層が形成
されるスリーブの内部に複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が好ましく用
いられる。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つて、スリーブの表面
に形成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、スリーブ表面の現像剤層に多少の層厚の不均
一があつても、その影響は上記波状の起伏によつ
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、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形成する現像剤層の
厚さは、付着した現像剤が厚さの規制ブレードに
よつて十分に掻き落されて均一な層となる厚さで
あることが好ましく、そして、現像剤搬送担体と
像担持体との間〓は数10〜2000μｍが好ましい。

現像剤搬送担体と像担持体の表面間〓が数10μ
ｍよりも狭くなり過ぎると、それに対して均一に
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、十分なトナー粒子を現像部に供給
することもできなくなつて、安定した現像が行わ
れなくなるし、間〓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現像濃
度が得られないようになる。このように、現像剤
搬送担体と像担持体の間〓が極端になると、それ
に対して現像剤搬送担体上の現像剤層の厚さを適
当にすることができなくなるが、間〓が数10〜
2000μｍの範囲では、それに対して現像剤層を厚
さを適当に形成することができる。そこで、間〓
と現像剤層の厚さを振動電界を与えていない状態
の下で磁気ブラシの穂が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。それは、潜像のトナー
現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。

さらに、振動電界下での現像は、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、バイアス電圧に
は非画像部分へのトナー粒子の付着を防止する直
流電圧とトナー粒子をキヤリヤ粒子から離れ易く
するための交流電圧との重畳した電圧を用いるこ
とが好ましい。しかし本発明は、スリーブへの振
動電圧の印加による方法や直流と交流の重畳電圧
印加による方法に限られるものではない。

以上述べたような本発明の現像方法は、第１
図、第２図、第３図に例示したような装置によつ
て実施される。

第１図乃至第３図において、１は矢印方向に回
転し、図示せざる帯電露光送致によつて表面に静
電像を形成されるSe、ZnO、CdS、無定形シリコ
ン、有機光導電体等の感光体よりなるドラム状の
像担持体、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
て表面に複数のＮ，Ｓ磁極を周方向に有する磁石
体で、このスリーブ２と磁石体３とで現像剤搬送
担体を構成している。そして、スリーブ２と磁石
体３とは相対回転可能であり、第１図及び第２図
はスリーブ２が矢印方向に回転するものであるこ
とを示している。また、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、その磁力によつてスリーブ２の表面に先に述
べたような現像剤Ｄ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
や非磁性体からなる規制ブレード、５は現像域Ａ
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Ｄと接触するか
らそれによつて現像剤Ｄ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Ｄを撹拌して成
分を均一にする撹拌スクリユーである。現像剤溜
り６の現像剤Ｄは現像が行われるとその中のトナ
ー粒子が消耗されるようになるから、８は先に述
べたようなトナー粒子Ｔを補給するためのトナー
ホツパー、９は現像剤溜り６にトナー粒子Ｔを落
す表面に凹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。

このような第１図、第２図、第３図の装置の相
違は、第１図の装置においては、スリーブ２が矢
印方向に回転し、磁石体３がそれと反対の矢印方
向に回転して、そのＮ，Ｓ磁極の磁束密度が略等
しいものであるのに対して、第２図の装置におい
ては、スリーブ２は矢印方向に回転するが、磁石
体３は固定であり、第３図の装置においては、固
定の磁石体３のＮ，Ｓ磁極の磁束密度が同じでは
なく、像担持体１に対向したＮ磁極の磁束密度が
他のＮ，Ｓ磁極の磁束密度よりも大であることで
ある。なお、像担持体１に対向した極としては、
第３図示のようにＮ磁極を並べて対向させてもよ
いし、Ｎ，Ｓ磁極を並べて対向させてもよいこと
は勿論である。このように複数個の磁極を対向さ
せることによつて、単極を対向させた場合よりも
現像が安定すると云う効果が得られる。

以上のような装置において、スリーブ２を像担
持体１に対して表面間〓が数10〜2000μｍの範囲
にあるように設定して、像担持体１の静電像の現
像を行うと、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あるいは磁石体３の回転に
伴つ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
れによつて像担持体１との間〓を安定して円滑に
通過し、その際像担持体１の表面に対し、均一な
現像効果を与えることによつて、安定して高いト
ナー濃度の現像を可能にする。それにより、かぶ
りの発生を防ぐため及び現像効果を向上させるた
めに、スリーブ２にバイアス電源１０によつて振
動する交流成分を有したバイアス電圧が接地した
像担持体１の基体１ａとの間に印加されている。
このバイアス電圧には、先にも述べたように、好
ましい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。なお、通常直流電圧成分には非画部電位と略
等しいか、それよりも高い50〜600Vの電圧が用
いられ、交流電圧成分には100Hz〜10kHz、好ま
しくは１〜5kHzの周波数が用いられる。また交
流電圧成分の波形は正弦波に限らず矩形波や三角
波であつてもよい。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、非画部電
位よりも低くてもよい。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得られなくな
り、高過ぎても電界の振動に現像剤が追従できな
くなつて、現像濃度が低下し、鮮明な高画質画像
が得られなくなると云う傾向が現われる。また、
交流電圧成分の電圧値は、周波数も関係するが、
高い程磁気ブラシを振動させるようになつてそれ
だけ効果を増すことになるが、その反面高い程か
ぶりを生じ易くし、落雷現象のような絶縁破壊も
起り易くする。しかし、現像剤Ｄのキヤリヤ粒子
が樹脂等によつて絶縁化かつ球形化されているこ
とが絶縁破壊を防止するし、かぶりの発生も直流
電圧成分で防止し得る。なお、この交流電圧を印
加するスリーブ２を表面を樹脂や酸化被膜によつ
て絶縁乃至は半絶縁被覆するようにしてもよい。

以上、第１図、第２図、第３図は現像剤搬送担
体に振動するバイアス電圧を印加する例を示して
いるが、本発明の現像方法はそれに限らず、例え
ば現像剤搬送担体と像担持体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はできる。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、異なつた振動数の振動電圧を印加
するようにしてもよい。た、本発明の方法は反転
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
明の方法は絶縁層を有する感光体の現像や磁気潜
像の現像にも同様に適用することができ、また本
件出願人が先に特願昭58−184381号、同58−
183152号、58−187000号、同58−187001号に記載
したような像担持体を繰返し現像し複数のトナー
を重ね合せるカラー像を形成する方式にも適用す
ることができる。

以下、実施例によつて具体的に説明する。

実施例１温度50℃に設定した流動化ベツト上に置いた平
均粒径約5μｍの球状フエライト粒子にスチレン
−アクリル樹脂のメチルエチルケトン４％溶液を
スプレー塗布し樹脂コーテイングキヤリヤを作成
した。

樹脂塗布量を下記のように変化させ試料乃至
の４種の試料を得た（数字はフエライト１Kg当
りの樹脂ｇ数）。

試料 40 試料 30 試料 20 試料 10 各試料について、前記の条件で抵抗率を測定し
第４図のような印加電圧と抵抗率の関係曲線を得
た。試料，は10⁴V／cmの電界下でも10¹⁴Ωcm
以上の抵抗率を保持しているのに対し試料は
10³V／cmの電界下では10¹⁴Ωcm以上の抵抗率を有
するにも拘らず10⁴V／cmの電界下では10¹³Ωcmま
で低下し、試料は10³V／cmにおいてすでに
10¹⁴Ωcmを若干下廻り、10⁴V／cmの電界下では
10¹²Ωcm以下である。

トナーにスチレン・アクリル樹脂（三洋化成製
ハイマーup 110）100重量部、カーボンブラツク
（三菱化成製MA−100）10重量部、ニグロシン５
重量部から成る平均粒径が10μｍの粉砕造粒法に
よつて得られた非磁性粒子からなるものを用い、
前記キヤリヤ試料乃至と混合して現像剤１乃
至４を調製し、第１図に示した現像装置を備えた
静電複写機を用いてそれぞれ連続コピー試験を行
つた。

この場合、像担持体１は無定形シリコン感光
体、その周束は180mm／sec、像担持体１に形成さ
れた静電像の最高電位−500V、最低電位−
100V、磁石体３の現像域Ａに対向した磁極の磁
束密度は1200ガウス、現像剤層の厚さ0.5mm、ス
リーブ２と像担持体１との間〓0.7mm、スリーブ
２に印加するバイアス電圧は直流電圧成分−
200V、交流電圧成分2kHz、1000Vとした。この
実施例ではスリーブ２上の現像剤層は像担持体１
の表面に接触していない。

現像剤溜り６における現像剤Ｄのトナー粒子比
率がキヤリヤ粒子に対して20重量％になる条件で
現像を行つた。トナーの平均帯電量は30μC／ｇ
であつた。

現像剤１，２を用いた場合、得られた複写物の
画像はエツジ効果やかぶりのない、そして濃度が
高いきわめて鮮明なものであり実施例１での画像
より、解像力が高い点、濃度が高い点で優れてい
た。引続いて５万枚の記録紙を得たが最初から最
後まで安定して変わらない画像を得ることができ
た。これに対し現像剤３，４の場合、印加し得る
交流電圧成分の電圧は上記電圧の1/5程度が限度
となり、像担持体及び複写物画面に対するキヤリ
ヤの付着、画像の荒れが発生し、現像剤４の場合
特に著るしかつた。現像剤層と像担持体層を非接
触とした本実施例の場合、キヤリヤの高電界下に
おける抵抗率を高めた。

実施例２実施例１で使用した現像剤１乃至４を前記で使
用したものと同一の複写機に装填して複写試験を
行つた。但し現像条件を下記のように設定し現像
剤層が像担持体１の表面に接触しないようにし
た。

この場合の像担持体１の条件は実施例１と同
じ、スリーブ２の外径も30mm、但しその回転数は
100rpm、Ｎ，Ｓ極の磁束密度は700ガウス、その
回転数は500rpm、現像剤層の厚さ0.6mm、スリー
ブ２と像担持体１との間〓0.7mm、スリーブ２に
印加するバイアス電圧は直流電圧成分−200V、
交流電圧成分2kHz、1000Vとした。現像剤溜りに
おける現像Ｄ中のトナー粒子の比率はキヤリヤ粒
子に対し20重量％とした。トナーの平均帯電量は
30μC／ｇであつた。得られたトナー像の転写紙
への転写及び定着条件は前記の装置及び実施例１
と同一とした。

現像剤１又は２を用いた場合、得られた複写物
の画像はキヤリヤ付着もなくエツジ効果やかぶり
のない、そして濃度が高いきわめて鮮明なもので
あり実施例１での画像より、解像力が高い点、濃
度が高い点で優れていた。引続いて５万枚の記録
紙を得たが最初から最後まで安定して変わらない
画像を得ることができた。これに対し現像剤３又
は４を用いた場合、実施例１の場合と同じくキヤ
リヤの付着と画像の荒れが著しく本発明の効果が
確認された。

なお、以上の実施例において、スリーブ２に印
加する交流電圧成分の周波数と電圧を変化させた
結果を第５図に示した。第５図は実施例１及び実
施例２において現像剤１を用いた場合であつて実
施例の条件は図中×印で示されている。

第５図において、横線で陰を付した付してない
範囲が安定して鮮明な画像の得られる好ましい範
囲である。図から明らかなように、かぶりの発生
し易い範囲は、交流電圧成分の変化によつて変化
する。また、第５図において、散点状の陰を施し
た低周波領域は、周波数が低いために現像ムラが
生ずるようになる範囲である。交流成分の印加電
圧を1/5以下に下げざるを得ない場合、画像形成
が不安定となることはこれらの図からも推定され
るところである。

〔発明の効果〕

前記の実施例に見られる通り、本発明の方法を
とることにより、平均粒径50μｍ以下の微細キヤ
リヤと像担持体或いは記録物表面へ付着すること
なく使用することができ、平均粒径20μｍ以下の
微細トナーとの併用により解像性、鮮鋭性の高い
かぶりのない記録画像を得ることができる。本発
明の効果は現像剤層と像担持体が直接接触しない
条件下での現像の場合特に著しい。

なお、上記実施例には静電複写機の例のみを挙
げたが、本発明の適用される記録装置の用途或い
はそれに使用される静電像形成の方法、装置等は
これに限定されるものではない。

以上の実施例において、二成分現像剤中のトナ
ーが磁性を有するもであれば、磁気潜像に対して
も同様の現像条件により可視化できることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明を実施する
装置の例を示す部分概略断面図、第４図は各キヤ
リヤ試料の抵抗率の電界依存性、第５図はそれぞ
れ本発明の実施例においてバイアス電圧の交流電
圧成分を変化させた場合の現像状態を示すグラフ
である。１…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、６
…現像剤溜り、７…撹拌スクリユー、８…トナー
ホツパー、９…供給ローラ、１０…バイアス電
源、１１…保護抵抗、Ａ…現像域、Ｄ…現像剤、
Ｔ…トナー粒子、Ｎ，Ｓ…磁極。

Claims

【特許請求の範囲】１キヤリヤ粒子とトナー粒子とから成る二成分
現像剤を現像剤搬送担持体面上に供給して現像剤
層を形成させ、該現像剤搬送担持体面上の現像剤
層を振動電界下に置き、もつて像担持体面の潜像
を非接触方式で現像する方法において、前記キヤリヤ粒子が球状粒子で形成され、且つ
10⁴V／cmの電界下で抵抗率が下記の測定条件で
10¹³Ω・cm以上の絶縁性を保持することを特徴と
する現像方法。測定条件キヤリヤ粒子を0.50cm²の断面積を有する容器に
入れタツピングした後、詰められた粒子上に１
Kg／cm²の荷重を掛け、荷重と低面電極との間に
10^2〜5V／cmの電界が生じる電圧を印加した時の
電流値を読み取ることで得る。２前記キヤリヤ粒子は５〜50μｍであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像方
法。