JPS63113552A

JPS63113552A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPS63113552A
Application number: JP61260297A
Authority: JP
Inventors: Kenji Okado; 謙次岡戸; Hiroyuki Suematsu; 末松　浩之; Masayoshi Shimamura; 正良嶋村; Hiroyuki Kobayashi; 廣行小林; Mitsuru Uchida; 充内田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1988-05-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0797236B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は電子写真法を採用したデジタルプリンター用乾
式現像剤およびこの乾式現像剤を用いて現像剤担持体上
に少量の磁性粒子のブラシを形成して現像に供する画像
形成方法に関する。

［従来の技術］従来、乾式現像方式としては各種方法が提案されまた実
用化されている。

例えば、２成分系現像剤を用いた現像方法では現像ロー
ラー上に塗布された該現像剤によって潜像の画像部を現
像する場合、現像剤中のトナーは、現像ローラー上に塗
布された現像剤の山数パーセント以下しか使用していな
い。このことは現像器構成から考慮して非常に効率の悪
いものである。なぜならば所定の十分な現像濃度を得る
ために多量の現像剤を現像ローラーが回転毎に現像ロー
ラー上に一定量かつトナー濃度を均一にして塗布する必
要があるためである。このため現像器構成を大型化・複
雑化していた。もちろんこの種の現像方式においても現
像効率の向上は試みられた。たとえば本出願人は特開昭
５５−３２０６０．５５−１３３０５８、５６−７０５
６０を提案し、かつＮＰ−８５００複写機に実用化され
ている。これによれば、現像濃度をあげることができ、
現像効率を上昇することができるものの、画像部におい
て１００％に近い現像効率を達成するには至らず、この
種の現像方式はいまだ改善の余地を残している。

現像効率の向上という点ではｌ成分現像方法の方が２成
分現像方法よりも優れている。その中でも特に本出願人
が先に出願した、特開昭５４−４３０３７では、現像ロ
ーラー上に２００Ｈ以下のトナー薄層を形成し、スリー
ブ上に塗布したトナーを画像部においてほぼ１００％に
近い現像効率で現像している。このため現像器構成を小
型化・簡略化して実用化することができた。これは現像
ローラー上に２００　ＩＬｍ以下という薄層を形成する
ことができたため達成されたものである。しかし、ｌ成
分現像、２Ｊ＆、分現像いずれの現像方式においても乾
式現像剤の薄層を形成することは極めて難かしく、この
ため１成分現像においても本出願人以外は比較的厚い層
の形成で現像装置を構成している。画質の点からも現像
画像の鮮明度、解像力、等の向上が求められている現在
、乾式現像剤の薄層形成方法及びその装置に関する開発
は必須となっている。

ところで、上述の本出願人の方法は、磁性トナーの薄層
形成に関するものであった。磁性トナーは磁性を持たせ
るためトナー内に磁性体を内添しなければならず、これ
は転写紙に転写した現像像を熱定着する際の定着性の悪
さ、トナー自身に磁性体を内添するため（磁性体は通常
黒色である）そのカラー再現の際の色彩の悪さ等の問題
点がある。

このため非磁性トナーの薄層形成方式としてビーバーの
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繊維で
作られた現像ローラー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、上記繊維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、トヂー量の規制は可
能であるが、均一な塗布は行われず、現像ローラー上の
繊維ブラシを摺擦するだけで、ブラシの繊維間に存在す
るトナーへの摩擦帯電電荷付与は行われないため、かぶ
り等の発生しやすい問題点があった。

また、磁性トナーは磁力を利用してトナーの飛散を防止
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
送時にも振動や衝撃が与えられた場合にも生じるもので
あった。

本件出願人は上述の従来方法と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、該保持部材表面の移
動方向に関し、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
ーの薄層をトナー保持部材上に形成する方法を既に提案
した（特開昭５８−１４３３６０　）。この方法により
、現像部において潜像保持体とトナー担持体との間隙を
トナー層厚よりも広く設定し、交番電解を印加すること
によって潜像保持体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像を得ることが
できる様になった。特に２成分磁気ブラシ摺擦現像にお
いて、ベタ画像部に発生する摺擦跡が無く良質のベタ画
像が得られたのである。しかし、原稿の画像を読みとる
リーダ一部からの出力情報が多様化するに伴い、プリン
タ一部においてもこれらの多様化に応え得るものが望ま
れており、特にデジタルプリンターとして、レーザー光
のスポット径が５０〜１５０ルｍ程度に形成された潜像
を高解像性に現像するために、さらに現像画質の改善さ
れた現像方式の開発および現像剤の開発が望まれていた
。

［発明が解決しようとする問題点］このように、デジタルプリンタの優れた機能を十分に発
揮させるためには、現像剤の性能が高く、かつ前記現像
剤に最適な現像方法でなければならない。

本発明は上述の従来の事情に鑑みなされたもので、現像
効率が極めて高くかつ、従来現像方式に優るとも劣らな
いベタ現像画像を得ることができる現像方式および現像
剤の提供を目的とする。

本発明の更なる目的は、トナーと磁性粒子、現像ローラ
間の帯電が滑らかに行なわれることでベタ画像が安定化
する現像方式および現像剤を提供することにある。

本発明の更なる目的は、磁性粒子の静電保持体への付着
及びトナーの飛散を減少させる現像方式および現像剤を
提供することにある。

本発明の更なる目的は、スポット径が５０〜１５０　ｐ
、ｒｓ程度に形成した潜像を忠実に再現できる高解像性
の現像方式および現像剤を提供することにある。

［問題点を解決するための手段及び作用］すなわち本発
明によれば、原稿の画像を電気信号に変掠し、該電気信
号に応じて潜像保持体上に静電潜像を形成し、次いで該
潜像保持体と対向する現像剤担持体の現像領域で、該潜
像保持体と該現像剤担持体との間に交番電界を付与しな
がら上記静電潜像を非磁性トナーで現像する画像形成方
法に供する少なくとも非磁性トナーと磁性粒子とからな
る現像剤において、真比重が６以下でありかつ実質上非
磁性トナーと同一構成である電気的絶縁性樹脂で被覆さ
れている磁性粒子によって、現像剤担持体の現像領域に
該磁性粒子の存在量が５〜８０ｍｇ／ｃｍ２となるよう
に磁気ブラシを形成しており、現像領域で潜像保持体と
現像剤担持体表面および現像剤担持体表面に形成されて
いる該磁気ブラシ表面との間で、非磁性トナーを往復さ
せながら潜像を現像することを特徴とする現像剤が提供
される。

またさらに、原稿の画像を電気信号に変換し、該電気信
号に応じて潜像保持体上に静電潜像を形成し、次いで該
潜像保持体と対向する現像剤担持体の現像領域で、該潜
像保持体と該現像剤担持体との間に交番電界を付与しな
がら上記静電潜像を非磁性トナーで現像する画像形成方
法において、真比重が６以下でありかつ実質上非磁性ト
ナーと同一構成である電気的絶縁性樹脂で被覆されてい
る磁性粒子によって、現像剤担持体の現像領域に該磁性
粒子の存在量が５〜８０ｍｇ／Ｃｍ２、より好ましくは
１０〜６０Ｂ／ｃｍ２となるように磁気ブラシを形成し
、現像領域で潜像保持体と現像剤担持体表面および現像
剤担持体表面に形成されている該磁気ブラシ表面との間
で、非磁性トナーを往復させながら潜像を現像すること
を特徴とする画像形成方法が提供される。

ここで言う非磁性トナーとは、外部磁界５０００５ｅで
、１０ｅｍｇ／ｇ以下の磁化しか示さない、実質的に磁
性トナーとして挙動できないトナーを指す。

本発明者らは、本件出願人が前記特開昭５８−１４３３
６０を提案後、その改良について鋭意研究した結果、現
像部において、明確な現像磁極を形成し、局部的に集中
した現像を行なうこと、１成分系現像方式においては、
トナーへの摩擦帯電付与が主としてスリーブ表面との間
で行なわれるため、実質的にスリーブ表面Ｒを増大させ
ることなどによりトナーの摩擦帯電性の安定化、スリー
ブ上へのトナー供給の安定化、階調性・均−性等の画質
の向上などが達成されることを見い出したのである。さ
らに、本発明において用いられる磁性粒子および非磁性
トナーは、本現像方式に適用するに及んで、トナーと磁
性粒子との、あるいはトナー担持体との付着、離型、帯
電等の相互作用を適切に調整することにより、トナーの
水耕現像能力を最大に発揮せしめ、良好な画像が長期に
わたり安定して供給できることを見い出したのである。

すなわち、本発明に用いられる現像剤に本現像方式を適
用することによってはじめてスポット径が５０〜１５０
　ル工程度に形成した潜像を忠実に再現できるようにな
り、現像像濃度の制御、現像像の太り・細りなどの制御
が可能となった。

本発明者らはこの理由を以下のように考えている。すな
わち、従来の２成分現像方式と異なり、本現像剤と本現
像方式を組み合せることにより、現像効率を１００％に
近く高めることが可能となり、潜像電位の高電位側でト
ナー現像量を安定にすることが達成され、デジタルプリ
ンターのＯＮ−ＯＦＦ現像に最適となった。さらに詳細
に説明すれば、磁性粒子の表面を実質的に非磁性トナー
と同一構成の電気的絶縁樹脂で被覆しているため、非磁
性トナーが現像領域で良好に磁性粒子から飛翔し、現像
効率を高めることが可能になったと考えている。さらに
磁性粒子とトナー粒子の攪拌性、分散性が良好であるの
で、トナー粒子が個々の粒子として現像に供されるため
、５０〜１５０　ｇｍのスポット径を忠実に再現できる
と考える。さらに、軽量の磁性粒子を使用しているため
、その軽負荷ゆえ現像剤劣化が起こりに〈〈。

耐久による現像性の低下、凝集が起こらず、常に安定な
現像像を得ることができると考える。

本発明に使用される潜像形成方法としては、電気信号に
応じて光源あるいは光路が０Ｎ−ＯＦＦするものであれ
ば何ら構わないが、一般的には半導体レーザー光源や液
晶シャッターが多く使用される。

以下、ａ）現像方法の説明ｂ）現像メカニズムの詳細Ｃ）材料の構成の順で説明する。

ａ）現像方法の説明以下、実施例に沿って、本現像方式を説明する。第１図
は、本発明に用いる現像装置の一例である。第１図にお
いて、１は潜像保持部材、２はトナー供給容器、３は非
磁性スリーブ、４は固定磁石、５は磁性または非磁性ブ
）／−ド、７は磁性粒子循環域限定部材、８は磁性粒子
、９は非磁性トナー、１０は現像剤捕集容器部、１１は
飛散防止部材、１２は磁性部材、１３は現像領域、１４
はバイアス電源を示す。スリーブ３は、ｂ方向に回転し
、それに伴い、磁性粒子８はＣ方向に循環する。それに
よってスリーブ面と磁性粒子層との接触・摺擦が起こり
、スリーブ面上に非磁性トナー層が形成される。また、
磁性粒子は、Ｃ方向に循環しつつも、その一部が、磁性
または非磁性ブレード５とスリーブ３との間隙によって
所定量に規制され、非磁性トナー層上に塗布される。す
なわち非磁性トナーは、スリーブ表面と、磁性粒子表面
との両方に塗布される構成となり、実質的にスリーブ表
面積を増大したのと同等の効果が示される。

また、現像領域１３においては、固定磁石４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、交番電界によってスリーブ上及び磁性粒子からト
ナーを飛翔現像する。（この現象については後述する。

）現像後退性粒子及び未現像トナーはスリーブの回転と
共に現像容器内に回収される。

スリーブ３は紙筒や合成樹脂の円筒でもよいが、これら
円筒の表面を導電処理するか、アルミニウム・真ちゅう
・ステンレス鋼等の導電体で構成すると現像電極ローラ
ーとして用いることができる。

本発明で用いる磁性粒子としては、交番電界によるスリ
ーブと潜像担持体間との放電を除去するためには、電気
的に高抵抗であることが望ましく、電気絶縁性樹脂で表
面を全部または一部被覆されていることが好ましい。こ
こでいう電気絶縁性とは１０日Ω・Ｃ１１以上を指す。

さらに、本発明で用いられる磁性粒子は、それにより構
成される磁気ブラシが交番電界により軽快に挙動できる
べく、比重の小さいものが望ましく、具体的には真比重
６以下であることが望ましい。

本発明での磁性または非磁性ブレード５の下流側スリー
ブ表面での磁性粒子の塗布量は、磁気ブラシとスリーブ
３表面の両者を充分活用するためには５〜８０ｍｇ／ｃ
ｍ２、好ましくは１０〜６０ｍｇ／ｃｍ２程度の少量で
あることが望ましい。前記スリーブ表面上の磁性粒子の
存在量が多すぎる場合、ブレード５による規制力が弱ま
り、スリーブと磁性粒子の摺擦力が低下してしまい、ト
ナーへの帯電付与を滑らかに行なうことができない、更
に、トナーの飛翔現像時に磁性粒子も同様に飛翔してし
まい、潜像保持体１上に付着してしまう欠点がある。さ
らに、スリーブ周速が速くなると固定磁石による規制が
弱まり、現像剤飛散が顕著になる０反対に磁性粒子の現
像領域１３におけるスリーブ表面の存在量が少なすぎる
場合、現像領域へのトナーの塗布量が低下し、濃淡ムラ
や画像濃度低下を生じてしまう。スリーブ表面上の磁性
粒子の存在量は主にスリーブ３との間隙、固定磁石４の
Ｎ１極の位置、Ｓｌ極の磁力密度等によって調整できる
。

本発明における磁性粒子の存在量の測定法を下記に述べ
る。まず、スリーブ上に磁性粒子のみによる磁気ブラシ
を形成し現像領域に相当する部分の磁性粒子を円筒ろ紙
をフィルターとして吸引し、その重さＭ　（ｍｇ）を測
定した。次に磁性粒子の吸引された後のスリーブ上の残
りの磁性粒子を透明な粘着テープでサンプリングし、吸
引された磁性粒子の占有面積Ｓ　（ｃｍ２）を求めた。

磁性粒子の存在ｍ　ｍ　（ｍｇ／ｃｍ２）を下記の如く
算出した。

ｍ　＝　Ｍ　／　Ｓなお、現像領域とは潜像保持体と現像剤担持体との最接
近部を中心としてスリーブ周方向に１０ｍｍの領域をい
う。

点６位置におけるブレード５の先端部と現像スリーブ３
面との前記間隙間隔ｄは５０〜６５０　＃Ｌｍ、好まし
くは１００〜６００　ｈｍである。この間隔ｄが５０ｇ
ｍより小さいと、後述する磁性粒子が詰まり、スリーブ
を傷つける欠点がある。また６５０４ｍより大　−きい
と、後述する非磁性トナー及び磁性粒子が多量に漏れ出
して、薄層が形成できなくなる。

第１図で７はブレード５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。

８．９はトナー供給容器２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２の底板は、トナー保持部材たる現像ス
リーブ３の下方に延長位置させてトナーが外部に漏れな
いようにしである。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
、漏出トナーを受は入れて拘束する漏出トナー捕集容器
部１０と、延長底板の先端縁長手に沿って飛散防止部材
ＩＩを配設しである。この゛部材１１には後述する電圧
が印加されている。

磁性粒子８は、一般に平均粒径が３０〜６５ｇｍ、好ま
しくは３５〜６０１である。粒径が３０ＪＬｍより小さ
いと磁性粒子が潜像保持体上に現像されやすくなり、潜
像保持体やクリーニングブレードに傷っけやすくなる。

一方、粒径がｌ１１５ｇｍより大きいと磁性粒子のトナ
ー保持能が低下しベタ画像の不均一さ、トナー飛散、カ
ブリ等が発生する。デジタルプリンターは潜像に対して
ＯＮ−ＯＦＦ現像であるから、ベタ画像の不均一さは致
命的欠点である。各磁性粒子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の混合物でも良い。そしてこの磁性
粒子８をまずはじめにトナー供給容器２内に投入するこ
とにより、その磁性粒子８が容器２内に臨んでいるスリ
ーブ面領域、すなわちスリーブ３を配設したトナー供給
容器２からの磁性粒子ないしはトナーの漏出を防止する
ための磁性部材１２から磁性粒子拘束部材たるブレード
５の先端部までのスリーブ面領域各部にスリーブ３内の
磁石４による磁界により吸着保持され磁性粒子層として
該スリーブ面領域を全体的に覆った状態となる。非磁性
トナー９は上記磁性粒子８の投入後容器２内に投入され
ることにより上記スリーブ３に対する第１層としての磁
性粒子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８は、磁性粒子に対しても
ともと約２〜３０重量％の非磁性トナー９を含むことが
好ましいが、磁性粒子のみとしても良い。また、磁性粒
子８は一旦上記スリーブ面領域に磁性粒子層として吸着
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、上記スリ
ーブ面領域を全体的に覆った状態が保持される。

しかして容器２内に上記のように磁性粒子８と非磁性ト
ナー９を順次に投入収容した状態において、磁石４の磁
極Ｓ２位置に対応するスリーブ表面付近の磁性粒子層部
分には磁極の強い磁界で磁性粒子の磁気ブラシが形成さ
れている。

また磁性粒子規制部材たるブレード５の先端部近傍部の
磁性粒子層部分は、スリーブ３が矢印す方向に回転駆動
されても重力と磁気力及びブレード５の存在による効果
に基づく規制力と、スリーブ３の移動方向への搬送力と
の釣合によってスリーブ３表面の点６位置で溜り、多少
は動き得るが動きのにぷい静止層を形成する。

またスリーブ３を矢印す方向に回転させた時、磁極の配
置位置と磁性粒子８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、
スリーブ３に比較的近い磁性粒子分はスリーブ３の回転
によって磁極Ｓ２近傍からスリーブ３の回転下流側にあ
る前記の静止層の上へ盛り上る。すなわち上部へ押し上
げる力を受ける。その押し上げられた磁性粒子分は、ブ
レード５の上部に設けた磁性粒子循環域限定部材７によ
り、その循環領域の上限を決められているため、ブレー
ド５上へ乗り上がることはなく、重力によって落下し、
再び磁極Ｓ２近傍へ戻る。この場合スリーブ表面から遠
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７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の流動性（粘性）によって
矢印Ｃの如く磁性粒子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９を逐次取り込んで現像剤供給容器
２内の下部に戻り、以下スリーブ３の回転駆動に伴いこ
の循環を作返す。

現像バイアス電源１４はプラス側、マイナス（Ｉｌｌ　
ノピーク電圧が同じ交番電圧また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、−例として、スリーブ３に直流電圧＋３００ｖを重
畳して交流成分を周波数並びにピーク対ピーク電圧を変
えて現像を行ったところ、第６図のような相関図が得ら
れた。

周波数１０００Ｈｚ未満では磁性粒子の振動飛翔が充分
でなく、磁気ブラシ跡が現像画像に表われ好ましくない
。また３０００Ｈｚを超えると、トナー、磁性粒子共に
電界に追随しなくなり、画像が薄くカブリやすい画像と
なり好ましくない。縦線で影を付した領域はスリーブ−
感光体間で放電をしやすくなる領域であり、高地等気圧
の低い地域ではこの値はさらに低いものとなる。横線で
影を付した領域は背景部に地力ブリを生じやすい領域で
あり、４線で影を付した領域は、磁性粒子が充分に空隙
を飛翔しなくなる領域である。従って、これらのライン
で囲まれた領域で現像を行うことが好ましい、さらに画
像濃度階調性（カブリ、ラチチュード等）より、より好
ましくは周波数は１．２〜２ＫＨｚ　、　Ｖｐｐは８０
０〜１５００Ｖ　（７）領域が好マシい。

さらに好ましくは１．４〜１．８ＫＨｚ、１０００〜１
３５０Ｖｐｐの領域が良い、同様にして５−Ｄ（スリー
ブ−感光体）間隔を２５０〜７００　ｇｍに変えて同じ
設定で現像を行った時、最も良好な画像を得られたのは
第１表に記載された交番電界を印加したときであった。

同様な実験より実用上では周波数１〜２．２ＫＨｚ、ｖ
ｐｐ　ｓｏｏ　〜２２００、Ｓ　−Ｄｇａｐ　２５０〜
７００　ＪＬＩの範囲において、はぼ良好な画像が得ら
れた。

Ｓ　−Ｄ　ｇａｐを８００ｐ層以上にすると、交番電界
電圧を高くしても細線の再現が悪くなり好ましくない。

以下余白第１表　Ｓ−Ｄ間隔と最適交番電界いずれにしても、ｖｐｐの上限は、現像部の間隙放電限
界値で決まり、下限はスリーブ上及び磁性粒子上のトナ
ーの飛翔限界値で決められる。

上述のことを考慮に入れた場合、現像磁気ブラシ全体の
抵抗としては、潜像保持体１に現像ブラシが接触した状
態で現像ブラシの厚み方向の抵抗が１０８ΩＣ１以上で
あることが好ましい。

なお、本発明で述べている磁性粒子・磁気ブラシの抵抗
値とは、第１図に示す現像装置により、現像スリーブ３
上に５０Ｉ１ｇ／ｃｍ２磁性粒子の磁気ブラシを形成し
、これに対向して現像スリーブと間隙約３００ｇｏ＋を
保った金属ドラムを設け、これらと直列に約ＩＭΩ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。

ｂ）現像メカニズムの詳細以下本発明に係る現像法について現像部１３での現象を
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部
の拡大説明図である。２１は潜像保持体上の暗部の潜像
電荷である。９は非磁性トナーである。１４は直流成分
を重畳した交番電圧電源である。第２図はスリーブ３に
交番電圧のマイナス波形成分が加わった場合で、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。潜
像電荷の極性はプラス、現像剤の極性はマイナスとして
示しである。

現像ブラシ２２の抵抗が比較的大きい（約１０８ΩＣＩ
Ｏより大）ため、現像ブラシ２２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、現像ブラシ２２には
トナー９との摩擦帯電電荷もしくは鏡映電荷、潜像保持
体ｌ上の潜像電界及び潜像保持体ｌとスリーブ３間の交
番電界によって注入される電荷が存在することになる。

潜像保持体１上の暗部の潜像電荷２１による電界と交番
電界による電界とが一致しないとき、現像ブラシ２２に
はスリーブ３方向に最大屈伏状態となる。

潜像保持体１上の潜像電荷による電界と交番電界による
電界の方向が一致したとき、現像ブラシ２２の屈伏は小
さくなり潜像保持体へ接触する。

いずれにせよ上述の如く交番電界によって現像ブラシ２
２は微細な、しかし激しい振動状態となり、潜像保持体
上に余分に付着したカブリトナーは上記現像ブラシによ
って摺擦されて潜像保持体１から除去され、ブラシ上に
引き戻される。また、ブラシの上記振動により、トナー
はブラシ２２から離脱しやすくなり、潜像保持体１に供
給されやすくなるから、画像濃度も向上する。また、ブ
ラシ２２の上記振動によりブラシ２２内でトナーがほぐ
され、これは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、磁気ブラシの一
部がブラシないしはスリーブ上から離脱し、潜像保持体
とスリーブ表面との間で往復運動を発生する。この往復
運動するブラシ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。以上の現像部での
磁性粒子の挙動は、高速度カメラで１秒間に８０００コ
マの高速度撮影の結果、観測された現象である。

Ｃ）材料の構成本発明に使用されるトナー塗布用磁性粒子としては、真
比重６以下のものであればすべて使用可能であり、例え
ば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マ
ンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金ま
たは酸化物などが使用できるが、好ましくは金属酸化物
、より好ましくはフェライト粒子が使用できる。またそ
の製造方法として特別な制約はない。

また、上記磁性粒子の表面を樹脂で被覆する方法として
は、樹脂を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて塗布し磁
性粒子に付着せしめる方法、単に粉体で混合する方法等
、従来公知の方法がいずれも適用できる。

磁性粒子の被覆樹脂としては実質上非磁性トナーと同一
構成（比率の異なるものも含む）の電気的絶縁樹脂であ
れば構わない。例えば、ポリエステル系樹脂、スチレン
系樹脂、アクリル系樹脂などを単独あるいは複数で用い
るのが適当であるが、なかでも磁性粒子と非磁性トナー
との帯電安定性、分散、攪拌安定性の点でポリエステル
系樹脂が好ましい。さらに磁性粒子と非磁性トナーとの
帯電を安定させる目的で、現像領域での磁性粒子からの
非磁性トナーの飛翔性を低下させない範囲内で、シリカ
微粉末、アルミナ微粉末、ポリテトラフルオロエチレン
、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化
ビニリデン、シリコーン樹脂等を単独あるいは複数でポ
リエステル系樹脂中に含有させても良い。

上記樹脂の処理量は、磁性粒子が前記条件を満足するよ
う適宜決定すれば良いが、一般には総量で磁性粒子に対
し０．１〜３０重量％（好ましくは０．５〜２０重量％
）が望ましい。

本発明に用いられる磁性粒子の被覆樹脂および非磁性ト
ナーのポリエステル系樹脂は、脂肪族酸と芳香族酸とビ
スフェノール系アルコールより合成される。好ましい脂
肪族酸としては、例えばコハク酸、アシヒン酸、フマル
酸、マレイン酸、セバシン酸、ゲルタール酸等が用いら
れ、また好ましい芳香族酸の例としてはフタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸またはこれらの酸無水物等が用
いられる。また好ましいビスフェノール系アルコールと
しては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロ
パン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン
、２，２−ビス、（４−ヒドロキシフェニル）メタン、
４．４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル等が用いら
れる。

さらに必要に応じてポリスチレン、ポリｐ−クロルスチ
レン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその首換
体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体
、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルト
ルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体
、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−アクリル酸ブチル
共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、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−メタクリル酸ブチ
ル共重合体、スチレン−アクリル−アミノアクリル系共
重合体、スチレン−アミノアクリル系共重合体、スチレ
ン−αクロルメタクリル酸メチル共重合体、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−ビニルエチルエーテル共重
合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ン−ブタジェン共重合体、スチレン−インプレン共重合
体、スチレン−アクリロイトリル−インデン共重合体、
スチレン−マレイン酸共ｆｆｒ　合体、　スチレン−マ
レイン酩エステル共重合体など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
、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、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
ル酸樹脂、ロジン変性ロジン、テルペン樹脂、フェノー
ル樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石
油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどを
混合して使用できる。

トナーにおいては、任意の適当な顔料や染料が着色剤と
して使用可能である。例えば、カーボンブラック、鉄黒
、フタロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベンジ
ジンイエローなど公知の染顔料がある。

また非磁性トナーには、荷電制御剤を含有させることが
必要である。そのような荷電制御剤として、含金属染料
、サリチル酸含金属化合物等が挙げられる。特にアルキ
ルサリチル酸またはサリチル酸の全屈キレートを含有さ
せることにより本発明の効果は一層発揮される。さらに
本発明の効果を妨げない程度に磁性粉を楕加しても良い
。特に、アルキルサリチル酸またはサリチル酸の全屈キ
レートを含有させることにより本発明の効果は一層発揮
される。

その際、磁性粒子とトナーとの帯電量は３〜−３０終Ｃ
／ｇ　　（好ましくは５〜２５ルＣ／ｇ　）であること
が望ましい。帯電量が３０ＪＬＣ／ｇより大きいとトナ
ーと磁性粒子との離れが悪く現像性の低下が生じ、Ｃ淡
ムラ、濃度低下などが起こり、逆に３ｇＣ／ｇより小さ
いと磁性粒子によるトナーの拘束が弱まり、トナー飛散
、カブリ等が起こる。

以上のトナーの構成は、一般に行われている混合−粉砕
法によるトナーに用いても良いし、マイクロカプセルト
ナーの壁材または芯材あるいはその両方に用いることも
可能である。

ここで本発明におけるトナーの磁性粒子に対する摩擦帯
電量の測定法を図面を用いて詳述する。

第４図が摩擦帯電量測定装置の説明図である。

底に４００メツシユ（磁性粒子の通過しない大きさに適
宜変更可能）の導電性スクリーン４３のある金属製の測
定容器４２に摩擦帯電量を測定しようとする現像剤担持
体上の磁気ブラシ（トナーと磁性粒子の混合物）を入れ
金属製のフタ４４をする。このときの測定容器４２全体
の重量を秤りＷｌ（ｇ）とする。次に、吸引機４１（測
定容器４２と接する部分は少なくとも絶縁体）において
、吸引口４７から吸引し風量調節弁４６を調整して真空
計４５の圧力を７０ｍｍＨｇとする。この状態で充分（
約１分間）吸引を行ないトナーを吸引除去する。このと
きの電位計４９の電位をＶ（ボルト）とする。ここで４
８はコンデンサーであり容量をＣ（ｐＦ）とする。また
、吸引後の測定容器全体の重量を秤りＷ２（ｇ）とする
。

この摩擦帯電量Ｔ　（ｇｃ／ｇ）は下式の如く計算され
る。

ただし、測定条件は２３°Ｃ１５０％ＲＨとする。

［実施例］以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。例で
示す部は重量部である。

現像装置としては第１図に示したものを使用した。

実施例装置において感光体ドラム１は矢印ａ方向に６０
ｍｍ／秒の周速度で回転する。３は矢印す方向に６６　
ｍ、ｍ　７秒の周速度で回転する外径３２ｍｍ、厚さ０
．８ｍｍのステンレス　（ＳＵＳ３０４）製ノスリーブ
で、その表面ば＃６００のアランダム砥粒を用いて不定
型サンドブラストを施し、周方向表面の粗面度を０．８
　ｐ、　ｍ　（Ｒｚ＝）にした。一方、回転するスリー
ブ３内にはフェライト焼結タイプの磁石４を固定して配
設し、磁極配置は第１図の如く、表面磁束密度の最大値
は、約８００ガウスとした。ブレード５は１．２ｍｍ厚
の非磁性ステンレスを用いた。ブレード−スリーブ間隙
は２００　ｇｍとした。このスリーブ３に対向する潜像
保持体としてアモルファスシリコンドラムを使用し、静
電潜像として暗部４５０Ｖで明部＋９０Ｖの電荷模様を
形成し、スリーブ表面との距離を３００　ｐ−ｍに設定
した。そして、上記スリーブに対し電源１４により周波
ｆｉ１５００Ｈｚ、ピーク対ピーク値が１．４ｋＶで、
中心値が２００ｖの電圧を印加し現像を行なった。

潜像形成装置としては第５図に示したものを使用した。

す・−ダーから送られてくる電気信号に応じてレーサセ
ー光を点灯・消灯させ、潜像保持体ｌ上に原稿の明部・
暗部を再現させる。レーザーユニット５１から放射され
たレーザー光は、スキャナモータ５２により高速で回転
する多角形のミラー（ポリゴンミラー５３）に照射され
、その反射光が結像レンズ５４を経て潜像保持体１の表
面に照射され潜像を形成する。

実施例１コハク酸および２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル
）プロパン（５：　５）よりなるポリエステル樹脂　　　　　　　　　　１００部ローダ
ミン系顔料　　　　　　　　　　　５部３．５−ジ−ｔ
−ブチルサリチル酸のクロム錯化合物　　　２部からなる平均粒径１１４ｍの赤色粉末に、コロイダルシ
リカ０．５重量％を添加しトナーとした。

磁性粒子としてはローダミン系染料を分散した上記ポリ
エステル樹脂２部で表面被覆したフェライト粒子（粒径
２５０〜３５０メツシュ間、平均粒径４６ＪＬｍ　、真
比重５．１）を用意した。

上記トナーと磁性粒子とを９＝９１の重量比率で混合し
、第１図の現像装置に適用し、現像部におけるスリーブ
上の磁性粒子の存在量ｍ　＝　４０１１１ｇ／ｃｍ２と
なるように設定して画出しを行ったところ、カブリのな
い高解像度の画像が得られ、ベタ画像反射濃度は１．３
であった。このときの帯電量は−１０，２ルＣ／ｇ　　
（２３℃、６５％）であった、また、潜像保持体２２上
への磁性粒子の付着や現像装置からのトナー飛散はほと
んど見られなかった。さらに現像剤の耐久性を調べるた
めに１万枚の耐久を行ったところ、初期と同様なカブリ
のない鮮明な画像（ベタ画像濃度１．２５）が得られた
。１万枚後に現像剤をとり出し帯電量を測定したところ
、１１．３ＪＬＣ／ｇであった。また低温低湿の環境（
１５℃、ｌＯ％ＲＨ）下でも鮮明でカブリのない画像（
画像濃度１．１５）が得られた。

比較例１現像領域での磁性粒子の存在量ｍ　＝　８５ｍｇ／ｃｍ
２となるように設定した以外は実施例１と同様に行った
ところ、特に高温高湿下でトナーがのり過ぎ、ベタ画像
にハキメが認められ、さらにライン画像の解像性が低下
した。

比較例２実施例１の磁性粒子の被覆樹脂中に、さらにトナー中に
含有させたサリチル酸金属錯体を含有させて、磁性粒子
を表面被覆した。

上記トナーと磁性粒子を使用し、実施例１と同様に画出
しを行ったところ１画像濃度が低く、カブリのある画像
しか得られなかった。このときの帯電量を測定したとこ
ろ、−２，６ルＣ／ｇであり、トナーと磁性粒子が分離
気味であった。

比較例３フェライト粒子として、粒径１５０〜２５０メツシュ間
、平均粒径７５ｇｍ、真比重５．１であるものを使用す
る以外は実施例１と同様に画出しを行つたところ、ライ
ン画像は良好であったが、ベタ画像にｅ淡ムラが発生し
た。このときの帯電量は−１４，５ｇＣ／ｇであった。

比較例４フェライト粒子として５００メツシュ以下２０％、平均
粒径２９ｐｍ、真比重５．０であるものを使用する以外
は実施例１と同様に画出しを行ったところ、潜像保持体
上に多数フェライト粒子が付着した。このときの帯電量
は−８，１ＪＬｃ／ｇであった。

比較例５負荷電制御剤（３，５−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸のク
ロム錯化合物）を使用しない以外は実施例１と同様に画
出しを行ったところ、画像反射濃度は０．５３でカブリ
、トナー飛散が顕著であった。このときのトナーと磁性
粒子の帯電量は−２，２ルＧ／ｇであった。

比較例６磁性粒子として、アミノアクリレート共重合体で表面被
覆したフェライト粒子（粒径２５０〜３５０メツシュ間
、平均粒径４４７ｐｍ、真比重５．１）を使用する以外
は実施例１と同様に画出しを行ったところ、２３°Ｃ１
６５％下ではベタ画像反射濃度１．０５の画像が得られ
た。しかしながら低温低湿下（１５°Ｃ１１０％）では
、ベタ画像反射濃度０．７５と低下した。このときの帯
電量は−３３ルＣ／ｇ　　（２３℃、６５％）であった
。

比較例７鉄粉１００部に対して実施例１で使用した樹脂２５部で
表面被覆した磁性粒子（粒径２５０〜３５０メツシュ間
、平均粒径４５ｇｍ、真比重６．６）を用意した。

上記磁性粒子を使用し、実施例１と同様に画出しを行っ
たところ、現像剤担持体上への現像剤の塗布が不均一で
、画像に濃淡ムラが発生した。このときの帯電量は−１
６ルＣ／ｇであった。

実施例２アジピン酸および２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパン（５：　５）よりなるポリエステル樹脂を
使用する以外は実施例１同様に画出しを行ったところ、
実施例１同様良好な結果が得られた。

実施例３実施例１に使用したポリエステル樹脂にローダミン系顔
料を含有させないで被覆樹脂として使用する以外は実施
例１と同様に画出しを行ったところ、実施例１同様良好
な結果が得られた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば簡単な構成により
磁性粒子を使用する現像装置において少量の磁性粒子を
介在させることでカブリのないベタ画像の均質な良好な
画質を得ることができた。

また、現像に寄与するトナーをスリーブ上と磁性粒子上
とに効率良く分配し、その両者から飛翔現像させること
で、交番電界中でほぼ１００％近い現像効率を達成する
ことができた。これは現像装置構成として小型化、簡素
化を可能とするだけでなく、電気信号に応じて形成され
た静電潜像を高解像のもとに０Ｎ−ＯＦＦ現像すること
を可能とするものである。

また少なくとも交番電界によって、本発明に基づく磁性
粒子のブラシが潜像保持体と接触しかつ振動することに
よって、潜像保持体上に付着したカブリトナーを除去す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像方法による現像装置の縦断正
面図、第２図、第３図は本発明に係る現像方法による現
像部の拡大説明図、第４図は摩擦帯電量測定装置、第５
図は本発明に係る潜像形成装置の概略図、第６図は本発
明における現像装置の現像特性曲線の例を示す図である
。１・・・潜像保持体、２・・・現像剤供給容器、３・・
・非磁性スリーブ、４・・・固定磁石、５・・・ブレー
ド、７・・・磁性粒子循環域限定部材、８・・・磁性粒
子、９・・・非磁性トナー、１０・・・現像剤捕集容器
部、１１・・・飛散防止部材、１２・・・磁性部材、１
３・・・現像領域、１４・・・バイアス電源、２１・・
・静電潜像、２２・・・磁気ブラシ、４１・・・吸引機
、４２・・・測定容器、４３・・・導電性スクリーン、
４４・・・フタ、４５・・・真空計、４６・・・風量調
節弁、４７・・・吸引口、４８・・・コンデンサ、４９
・・・電位計、５１・・・レーザーユニット、５２・・
・スキャナモータ、５３・・・ポリゴンミラー、５４・
・・結像レンズ、５５・・・ミラー。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原稿の画像を電気信号に変換し、該電気信号に応
じて潜像保持体上に静電潜像を形成し、次いで該潜像保
持体と対向する現像剤担持体の現像領域で、該潜像保持
体と該現像剤担持体との間に交番電界を付与しながら上
記静電潜像を非磁性トナーで現像する画像形成方法に供
する少なくとも非磁性トナーと磁性粒子とからなる現像
剤において、真比重が６以下でありかつ実質上非磁性ト
ナーと同一構成である電気的絶縁性樹脂で被覆されてい
る磁性粒子によって、現像剤担持体の現像領域に該磁性
粒子の存在量が５〜８０ｍｇ／ｃｍ＾２となるように磁
気ブラシを形成しており、現像領域で潜像保持体と現像
剤担持体表面および現像剤担持体表面に形成されている
該磁気ブラシ表面との間で、非磁性トナーを往復させな
がら潜像を現像することを特徴とする現像剤。
（２）非磁性トナーが荷電制御剤を含有し、磁性粒子の
被覆樹脂が荷電制御剤を含有しない特許請求の範囲第１
項記載の現像剤。
（３）磁性粒子の体積平均粒径が３０〜６５μｍである
特許請求の範囲第１項または第２項記載の現像剤。
（４）電気的絶縁樹脂がポリエステル系樹脂を含有する
特許請求の範囲第１項または第２項記載の現像剤。
（５）荷電制御剤がサリチル酸またはアルキルサリチル
酸の金属錯体を含有する特許請求の範囲第２項記載の現
像剤。
（６）原稿の画像を電気信号に変換し、該電気信号に応
じて潜像保持体上に静電潜像を形成し、次いで該潜像保
持体と対向する現像剤担持体の現像領域で、該潜像保持
体と該現像剤担持体との間に交番電界を付与しながら上
記静電潜像を非磁性トナーで現像する画像形成方法にお
いて、真比重が６以下でありかつ実質上非磁性トナーと
同一構成である電気的絶縁性樹脂で被覆されている磁性
粒子によって、現像剤担持体の現像領域に該磁性粒子の
存在量が５〜８０ｍｇ／ｃｍ＾２となるように磁気ブラ
シを形成し、現像領域で潜像保持体と現像剤担持体表面
および現像剤担持体表面に形成されている該磁気ブラシ
表面との間で、非磁性トナーを往復させながら潜像を現
像することを特徴とする画像形成方法。