JPS63218969A - 二成分系現像剤 - 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を採用したデジタルプリンター用画
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
布された現像剤の内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ＭＰ−８５０（ｌ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２００ｆｉＬ１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１０
０％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終馬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、１
成分現像。

２成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０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。Ｆｉｉ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ｌａ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、トナー量の規制は
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、コピ一時のみならず、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
をトナ一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　ｐ、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
する現像方式を提供することはある。

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　ｇ
ｔａ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５〜８０１ｇ／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５００００ａで
、　１０ｅｉｅｐ／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、ｌ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積を増大させ
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、ｒａ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
の飛翔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
　ｐ、ｍ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。また、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ル■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くく、
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ＯＮ−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、ｌ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
レード、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一層が形成される。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、非磁性トナ一層上に塗布される。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ＨＩ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
。）現像後磁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＃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２０８Ω・ｃｍ以上を指す。

さらに１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５〜８０曹ｇ／ｃ
層２、好ましくはｌＯ〜６０鳳ｇ／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！３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、Ｓ１極の磁力密度等によってｍ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　Ｃｍｇ）を測
定した０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。

磁性粒子の存在量ｍ　（ｍｇ／ｃｍ２）を下記の如く算
出した。

ｍ士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１．Ｏｍｍ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　ｐ、ｍ、好まし
くは１００〜６００μ層である。この間隔ｄが５昨層よ
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６５０　ｐｍ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
１１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３０〜６５終履、好ま
しくは３５〜６０μ層である０粒径が３０ｕＬｍ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６５沖篇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Ｏ
Ｎ−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ｚ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ｚ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−Ｈ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
一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ｚ内の下部に戻り、以下スリーブ３の回転駆動に伴い
この循環を繰返す。

現像゛バイアス電源１４はプラス側、マイナス側のピー
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０例えば暗部潜像電位＋６０
０Ｖ、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＋３００■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、斜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１．２〜２Ｋ）ｌｚ　、　Ｖｐｐは８
００〜１５００ｖノ領域が好１１゜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　ｐ、ｒｓ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
た争 同様な実験より実用上では周波数１〜２．２ＫＨｚ、Ｖ
、、　８００〜２２００、Ｓ　−Ｄ　ｇａｐ　２５０〜
７００　ｐ−ｍの範囲において、はぼ良好な画像が得ら
れた。

Ｓ　−Ｄ　ｇａｐを８００ル菖以上にすると、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。

第１表　Ｓ−Ｄ間隔と最適交番電界 いずれにしても、ＶＰｌ＋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、Ｈ１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１０８ΩＣ−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５０履ｇ／ｃｒａ２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３００隔■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１０８ΩＣ１
１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１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ｌ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Ｎｓ像保持体ｌ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ｌ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０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０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、アジピン酸、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置換
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−アミン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−イソプレン共重合
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−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸
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０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金属キレートを含有さ
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添加しても良い
、特に、アルキルサリチル酸またはサリチル酸の金属キ
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　、　
Ｃｏｇ　　（好マシくは５〜２５１ＬＣ／ｇ）テアルコ
トが望ましい、帯電量が３０　ｇ　Ｃｏｇ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、
濃淡ムラ、濃度低下などが起こり、逆に３終Ｃ／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Ｌ（ｇ）とする０次に、吸引＠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　（ｘｃ／ｇ）は下式の如く計算され
る。

Ｘｖ Ｔ（μｃｉｇ）＝　− 讐１−１１１２ ただし、測定条件は２３℃、５０％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０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■
／秒の周速度で回転する外径３２＋ｗｍ、厚さ０．８履
■のステンレス（ＳＵＳ３０４）製のスリーブで。

その表面はｔ６００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終履
（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１．２履層厚の非磁性ステ
ンレスを用いた。ブレード−スリーブ間隙は２００　ｐ
厘とした。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　ｇｍに設定した。そして
、上記スリーブに対し電源１４により周波数１５００Ｈ
ｚ、ピーク対ピーク値が１．４ｋＶで、中心値が２００
ｖ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。

リー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５
１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５
３）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ｌの表面に照射され潜像を形成する。

実施例１ コハク酸およヒ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部からなる平均粒
径１１％肩の赤色粉末に、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４６ル鵬、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＝４０履ｇ／ｃ濡２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Ｇａｇ　　（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ｌ、
）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、　
１１．３ｇＣ／ｇであった。また低温低湿の環境（１５
℃、１０％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　＝　８５＋ｗｇ／ｃ
＋ｗ２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、−２，６１Ｌｃ／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ったところ、ライ
ン画像は良好であったが、ベタ画像に濃淡ムラが発生し
た。このときの帯電量は−１４，５ルＣｏｇ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帖、平均
粒径２９ＩＬｍ、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−８，１ｇｃ／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Ｃｏｇ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４４ル腸、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℃、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℃、１０％）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
−３３ｇ　Ｃｏｇ　　（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４５ｇ１ｔ　、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一１
６ｕＬＣ／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、ｌ２・・・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 (1)

【特許請求の範囲】
1. （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お
   いて、真比重が６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
   。