JPH01149061A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JPH01149061A
JPH01149061A JP62307477A JP30747787A JPH01149061A JP H01149061 A JPH01149061 A JP H01149061A JP 62307477 A JP62307477 A JP 62307477A JP 30747787 A JP30747787 A JP 30747787A JP H01149061 A JPH01149061 A JP H01149061A
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toner
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particles
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信治 土井
Satoshi Matsunaga
聡 松永
Yasuhide Goseki
康秀 後関
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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] 本願発明は乾式現像剤とりわけマイクロカプセルトナー
を用いてトナー保持部材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J 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成分現像剤を用いた現像方法では、現像効率
が悪いため、十分な現像濃度を得るには現像ローラー上
に所定量のトナーを均一に塗布する必要が有り、結果と
して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。
現像効率の向上という点では1成分現像方法の方が2成
分現像方法よりも優れている。
中でも、本出願人が先に出願した特開昭54−4303
7号公報では現像ローラー上に100ル以下のトナー薄
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。その
ため現像器構成を小型化、簡略化することができた。こ
れは現像ローラー上に100.以下の薄層を形成するこ
とができたことで達成されたものである。何れの現像方
式においても、乾式現像剤の薄層を形成することは極め
て難しく、このためl成分現像においても比較的厚い層
の形成で現像装置を構成しているのが普通である。しか
るに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
その装置の開発は必須となっている。
しかしながら磁性トナーは磁性を持たせるためトナー中
に磁性体を添加せねばならず、これは転写紙に転写した
現像像を定着する際の定着性の悪さや、トナー自身に磁
性体を内添するため(磁性体は通常黒色)そのカラー再
現の際の色彩の悪さ等の問題点が有る。このため非磁性
トナーを用い、その薄層形成方法として、ビーバー等の
柔らか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ffl雄で作ら
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
方法が提案されている。しかしこの方法でも、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ー上の繊維ブラシを摺擦するだ
けで、ブラシのmfa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、カブリ等が発生し易い問
題点が有った。
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易かった。上
述の問題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。
本出願人は特開昭58−143360号公報により、非
磁性トナーと磁性粒子を用いトナー相持部材に対向して
磁性粒子拘束部材を設け、該保持部材表面の移動方向で
かつ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提案した。この方法
により現像部において潜像保持体とトナー相持体との間
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
く小型で簡素な現像器構成でカラー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。
近年は、さらに現像画質の改善、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る。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明者らは、より低消費エネルギーで経済性のより優
れた信頼性と安全性を有する画像形成方法を検討した結
果、従来性なわれてきた各種の画像形成方法及び上述の
方法は、この様な目的に対して大きな問題点が有ること
を見出した。
画像形成方法においては現像した後、定着の操作が必要
であり、その−数的な方法は熱エネルギーによるもので
あるが、かなりのエネルギーを必要とし1画像形成のた
めのエネルギーはほぼこの定着において消費される。ま
た、最近では熱を利用しない方法として加圧定着方法が
注目されているが、この場合もかなりの加圧圧力を要す
るため装置のコスト高、大型化など問題が有る。
本発明者らは、より低消費エネルギーである。
すなわちより低温または低圧で定着する画像形成方法を
検討した結果より低エネルギーで画像を定着するために
重要なことは、より軽負荷の現像方法であることを見出
した。より低消費エネルギーで定着するためにはトナー
が定着部材と、またトナー同士と付着し易くなくてはな
らないが、この様なトナーは当然定着時以外にもある程
度の熱的、或は機械的負荷がかかればトナー同士または
他の部材に付着してしまう、現像時にg明な画像を形成
するためには、トナーは独立した動きを取らなければな
らないが、現像方法によっては余分の外力が働きトナー
同士を凝集させて画質が悪化したり、または初期には良
好な画像が得られても反復して画像を取り続けると画像
濃度が低下したりカブリ等の不良画像を生じたりする。
上記従来の現像方法は、この様な点で大きな問題が宥っ
た。すなわち、従来の2成分現像においては、トナーは
常にキャリアと混合されていなくてはならず、その際ト
ナーにかなりの負荷がかかり低エネルギ一定着を目的と
したトナーを用いると、トナーとキャリアが凝集して現
像ローラー上への現像剤の塗布が行なわれず、画像が出
なくなってしまう。
また、トナーを薄層に形成する方法においては比較的負
荷を軽減することはできるが、非磁性トナーを用いる場
合は、例えば特開昭58−143360号公報に提案さ
れた方法では磁性粒子拘束部材によって磁性粒子が拘束
されるため、該拘束部位においては磁性粒子とトナーに
かなりの負荷がかかり、反復して画像をとり続けるとカ
ブリ、画像濃度ムラ等の不良画像を生ずる。
一方、近年低エネルギ一定着を目的としてマイクロカプ
セルトナーすなわち定着機能を持つ芯材のまわりを現像
及び耐凝集機能を持つ壁材で被覆したトナーが提案され
ている0本発明者らも上記現像方式に対し、種々の材料
、製法のマイクロカプセルトナーを検討したが、どうし
てもカプセルトナーの壁材が一部取れて剥離したもの(
以下、フリーシェルと称する)ができたり、壁材が均一
の膜厚で芯材に被覆されても芯材がある程度の粒度分布
を持つため、トナーとして粒径の小さいものは実質的に
壁材が剥離したものと同様の挙動を増り、トナーと磁性
粒子間の帯電特性に少なからず悪影響を及ぼすことがわ
かった。すなわち、カプセルトナーは一般に壁材が帯電
機能を有した絶縁性の樹脂からなり、トナーとは独立す
るフリーシェルが存在すると磁性粒子表面に強固に静電
吸着し、トナーと磁性粒子間の正常な摩擦帯電を阻害す
ると同時にトナーと磁性粒子間の付着離脱性等の相互作
用のバランスが崩れ、磁気ブラシコート層へのトナーの
取り込み性が低下したり、不均一になったりする結果、
特に低湿環境下で、さらには常湿常湿下でも連続して現
像操作を繰り返すにつれて、画像濃度の低下、画像ムラ
、筋状のカブリ等の画像欠陥を生ずる。かかる問題はカ
プセル非磁性トナーのみならず従来の非磁性トナーでも
見られるが、特にカプセルトナーの場合顕著であった。
上記問題に対する解決方法として、特開昭60−889
74号公報に導電性微粉末を分散した樹脂をコートした
磁性粒子が提案されており、これは磁性粒子の表面抵抗
を低下させ、トナーと磁性粒子間での過度の電荷発生を
抑えようというものであるが、この様な磁性粒子が現像
領域に存在すると、潜像保持体上の潜像電荷がかかる磁
性粒子を介してリークしてしまい、画像上に磁性粒子の
形状の白点を生じる。
しかしながら低エネルギーでの画像形成方式を達成する
ためにはマイクロカプセルトナーが必須条件であり、上
記諸問題の解決が望まれていた。
[問題点を解決するための手段]及び[作用]本発明は
上述の従来の事情に鑑みなされたもので、その目的は現
像効率が極めて高く、従来の現像方式に優るとも劣らな
い現像画像を得ることができる簡便な画像形成方式を提
供することにある。
本発明のさらなる目的は、低消費エネルギーであり、低
コストで信頼性と安全性を有する良好なカラー再現の画
像形成方式を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、トナーと磁性粒子間の帯電
特性、付着離型性等の相互作用を適切に調整し、カブリ
、飛散がなく画像濃度も安定した画像を形成できる画像
形成方式を提供することにある。
すなわち1本発明の特徴は、潜像を保持するため潜像保
持体と対向する現像剤相持体の現像領域で現像剤担持体
と潜像保持体との間に交番電界を付与しながら潜像を非
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 g/cra3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表面に比抵抗107Ω・cm以
下の導電性金属酸化物微粉末をあらかじめ添加した磁性
粒子を用いて、現像剤相持体の現像領域に該磁性粒子の
存在量が5〜10hg/c層2、より好ましくは10〜
80mg/c■2となる様に磁気ブラシを形成し現像領
域で潜像保持体と現像剤相持体表面及び現像剤担持体表
面に形成されている該磁気ブラシ表面との間で、012
以上の炭化水素連鎖を有する化合物を含む結着材料と着
色剤を含む粒子を被覆したマイクロカプセルである非磁
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
する画像形成方法である。
本発明者らは、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成分現像方式に
おいてはトナーへの摩擦帯電賦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
大させること等によリトナーへ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、均一性等
画質の向上などが達成されることを見出し、本発明を完
成したのである。
本発明において用いられるトナーは本現像方式に適用す
るに及んで従来よりはるかに軽負荷の現像方法で用いら
れることにより、連続して現像を繰り返しても画像が劣
化したり現像器を汚染したりすることがなく、しかも従
来よりはるかに低消費エネルギーの画像形成ならしめる
ことを見出した。
本発明に用いられる非磁性カプセルトナーは従来と比較
してはるかに少ない圧力または熱量による定着が可能と
なり、しかも現像器内でトナーが凝集することもない。
さらに、電気的絶縁性樹脂で被覆されている磁性粒子表
面にあらかじめ少量の導電性金属酸化物微粉末を添加付
着させることにより、現像領域で該磁性粒子が存在して
も、潜像保持体上の潜像電荷のリークが起こらず、トナ
ーと磁性粒子間の摩擦帯電性を良好な状態で維持し、本
現像方式の特徴であるトナー担持体と磁性粒子とからの
飛翔現像を、温度、湿度の影響を受けずかつ長期間順調
ならしめる効果を生むことを特にカプセルトナーを使用
する上で見出したのである。
本発明で電荷潜像のリークが発生しない理由は明確では
ないが、その添加量が極めて少なく重量比で磁性粒子1
00に対し高々1.0であること、さらに添加方法とし
て磁性粒子と導電性金属酸化物微粉末を乾式混合機中で
15分間以上混合し、磁性粒子表面に導電性金属酸化物
微粉末を極めて希薄に均一分散させていることなどから
、かかる導電粉が実際上潜像上の電荷のリークサイト或
はリーク経路とはなり得ないと推定される。
本発明の現像方式においては、従来の2成分磁気ブラシ
現像の様なトナーに過大な負荷のかかる様な、トナーと
磁性粒子との複雑な攪拌機構や精密なトナー濃度制御機
構を備えなくとも良好な画像が得られる様にトナー担持
体と磁気ブラシを形成する磁性粒子との両方の表面を利
用してトナーの取り込み摩擦帯電を行ない、飛翔現像を
順調ならしめる必要が有り、非磁性マイクロカプセルト
ナーと真比重が6 g/cm3以下でありかつ電気的絶
縁性樹脂で被覆された磁性粒子表面にあらかじめ導電性
金属酸化物微粉末を添カpした磁性粒子の組合せにより
、従来よりはるかに低消費エネルギーで良好なカラー再
現の画像形成が安定して達成できる様になった。
以下、図面を用いて本発明の現像方式を説明する。
第1図は本発明の現像方式を表す図面である。
非磁性スリーブ(以下スリーブと称する)3はb方向に
回転し、それに伴い磁性粒子7がC方向に循環する。そ
れによってスリーブ3面上に非磁性トナー(以下トナー
と称する)8層が形成される。また、磁性粒子7はC方
向に循環しつつもその一部が非磁性ブレード(以下ブレ
ードと称する)5とスリーブ3との間隙によって所定量
に規制され、トナー8層上に塗布される。すなわち、ト
ナー8はスリーブ3表面と磁性粒子7表面との両方に塗
布され、実質的にスリーブ3表面積を増大したと同等の
効果が示される0本発明でのブレード5下流側スリーブ
3表面磁性粒子7の塗布量は、磁性粒子7からなる磁気
ブラシとスリーブ3表面との両者を十分活用するために
は5〜10G+ag/c+s2程度の少量であることが
望ましい、また現像領域12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3上及び磁性粒
子7からトナー8を飛翔現像する(飛翔現像については
後述する)、現像後、磁性粒子7及び未現像トナーはス
リーブ3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、真鍮、ステンレ
ス、銅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。トナー制御点14におけるブレー
ド5の先端部とスリーブ3面との前記間隙は50ルより
小さいと後述する磁性粒子が詰まり、スリーブ3を傷つ
ける問題が有る。また、500 ILより大きいと後述
するトナー8及び磁性粒子7が多量に漏れ出して薄層が
形成できなくなる。
第1図において、6はブレード5の上面側に下面を接触
させ、前端面をアンダーカット面とした磁性粒子循環域
限定部材である。トナー供給容器2の底板はトナー保持
部材たるスリーブ3の下方に延長位置させてトナー8が
外部に漏れないようにしである。またこのトナー8の外
部への漏出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トナー捕
集容器9と、延長底板の先端操長手に沿って飛散防止部
材10を配設しである。この飛散防止部材lOには後述
する電圧が印加されている。
磁性粒子7は一般に平均粒径が30〜100 p、好ま
しくは40〜80ILである。磁性粒子7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
でも良いし、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7をまず初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7がトナー供給容器
2内に臨んでいるスリーブ面領域、すなわちスリーブ3
を配設したトナーの漏出を防止するための磁性部材11
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内の固定磁石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。トナー8は上記磁性粒
子7の投入後、トナー供給容器2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7は、母性粒子に対しても
ともと約2〜70重量%のトナー8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7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。
しかしてトナー供給容器2内に上記の様に磁性粒子7と
トナー8を順次に投入収容した状態において、固定磁石
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表面の制御点14位置で溜ま
り、多少は動き得るが動きの鈍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7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
よって磁性S2近傍からスリーブ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6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6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
らトナー8を逐次取込んでトナー供給容器2内の下部に
戻り、以下スリーブ3の回転駆動に伴ないこの循環を繰
り返す。
現像バイアス電圧13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−600
v、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を重畳して波
形のピーク電圧V、p300〜2000V、周波数20
0〜3000H2(7)範囲で選択さレル交番電圧を印
加し、感光体ドラム(潜像保持部材)1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(108Ω・
0層より大)ため、現像バイアスのピーク電圧中VDρ
は高い方が良く(例えば800v以上)かつ周波数は6
00Hz以上、好ましくは800Hz以上、さらに好ま
しくはl kHz以上で高い方が充分濃度のある良画質
が得られた*V99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、何れにしても、 VPll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
。前記比較的抵抗の高い現像ブラシでは印加する交番電
界の周波数と現像ブラシ自身の時定数の適切な選択によ
って1間隙電圧に達することがない様に交番電界のビー
タ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、磁気ブラシの抵抗値
とは、第1図に示す現像装置により、スリーブ3上に多
量の磁性粒子の磁気ブラシを形成し、これに対向してス
リーブと間隙的5mmを保つ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20
0 Vの電圧を印加した時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部12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。15は潜像保持部材上の暗部の潜
像電荷である。第2図はスリーブ3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、潜像電荷の極性はマ
イナス、現像剤の極性はプラスとして示しである。
現像ブラシ16の抵抗が比較的大きく(約108Ω・c
+sより大)、現像ブラシ16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16にはト
ナー8との摩擦帯電電荷もしくは境映電荷、潜像保持部
材1上の潜像電界及び潜像保持部材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
潜像保持部材l上の暗部の潜像電荷15による電界と交
番電界による電界とが一致した時、現像ブラシ16には
スリーブ3方向に最大屈伏状態となる。
潜像保持部材1上の製造電荷15による電界と交番電界
による電界の方向が一致しない時、現像ブラシ16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現像ブラシ1
6は微細な、しかし激しい振動状態となり、潜像保持部
材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部材3から除去され、現像ブ
ラシ上に引き戻される。また、現像ブラシ16の上記振
動によりトナーは現像ブラシ16から離脱し易くなり、
潜像保持部材lに供給され易くなるから、画像濃度も向
上する。また、現像ブラシ16の上記振動により現像ブ
ラシ16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、現像ブラシの一部がブラシないしスリーブ上か
ら離脱し、潜像保持部材lとスリーブ表面との間で往復
運動を起こす。この往復運動するブラシの運動エネルギ
ーは大きくて効率が良く、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。
本発明に用いられる導電性金属酸化物としては半導電性
を有する金属酸化物が用いられるが、Zn−A1’20
3(99/1)、5n02−SbzO3(9515)、
V2O5−Mo03(7/3)、Bi203−Mo03
(9/1)、TiO2−3n02−Sbz03(55/
4015)等の複合金属酸化物が好ましく用いられ、特
にZn0−Aj’203系、TiO2−9n02−Sb
203系の複合金属酸化物が好ましかった。しかも構成
比によりその比抵抗は調整することが可能で好ましい値
のものが得られる利点がある。
該導電性酸化物はその比抵抗が107Ω・Cm以下のも
のが使用できるが、添加量によって使用し得る比抵抗は
変わり、添加量を極力抑えたい場合は低抵抗のものを、
添加量を比較的多くできる場合は高抵抗のものを適宜選
択して使用できる。またその粒径は0.1〜2pのもの
が使用でき、0.1 JL以下の場合は微粉末の凝集が
強くなり、磁性粒子との乾式混合の際、該導電性粉を均
一に分散させるのが困難となる。2JLを超える場合は
、該導電金属酸化物そのものが潜電荷像のリークサイト
となる可能性が高くなる。また本発明に用いられる導電
性金属酸化物の添加量は、絶縁性樹脂で被覆されている
磁性粒子100重量部に対して0.01〜1.0重量部
添加することが好ましい、これ未満の含有量だと導電対
金属酸化物微粉末の効果が現われず、トナーがチャージ
アップしてしまい適切なトリポ制御が達成されず、また
これ以上だとトナーが磁性粒子と接触しても摩擦帯電が
不充分となり、画像カブリが発生したり、また長期間放
置すると磁性粒子の帯電付与能力が全く損なわれ、トナ
ーと分離してしまう現象が発生したりする。
また本発明に用いられる導電性金属酸化物微粉末の添加
方法としては、本発明の導電性金属酸化物微粉末と非磁
性トナーと磁性粒子を同時に乾式混合したり、導電性金
属酸化物微粉末と非磁性トナーを前もって混合した後、
磁性粒子を乾式混合した場合には導電性金属酸化物微粉
末の効果は得られない。
本発明における導電性金属酸化物微粉末の添加効果は本
発明によって得られたスタート剤中のトナーのトリポの
測定値によって裏づけちれる。すなわち導電性金属酸化
物微粉末を添加した場合は添加しない場合よりトリポ値
が最高20〜30%大きな値となる。このことは磁性粒
子によりトナーの帯電が良好に行なわれていることを示
唆している。
本発明において用いられるトナーに用いられる炭化水素
連鎖を有する化合物とはCI2以上の炭化水素、脂肪酸
、およびそのエステルや金属石ケン、脂肪族アルコール
、多価アルコール、およびその金属塩やその塩化物、フ
ッ化物、アミド、ビスアミド及び同上の構造を構造単位
中に含む重合体及び共重合体、及びポリエチレン、ポリ
プロピレン等である。これらのものは単位または混合物
で市販されているものが利用できる。−数的にはパラフ
ィンワックス、ミクロクリスタリンワックス、モンタン
ワックス、セレシンワックス、オシケライト、カルナバ
ワックス、ライスワックス、シェラツクワックス、ザゾ
ールワックス、金属セッケン、アミドワックス等であり
、滑剤としても知られるものである。
メーカー及び商品名としてはパラフィンワックス(日本
石油)、パラフィンワックス(8木精蝋)、マイクロワ
ックス(日本石油)、マイクロクリスタンワックス(日
木精蝋)、ヘキストワックス(ヘキストAG; Hoe
chst AG) 、ダイヤモンドワックス(新日本理
化)、サンタイト(精工化学)、パナセート(日本油脂
)等がある。
ポリエチレンは例えば特公昭40−524号公報に見る
様な重合方法で得ることができるが、そればかりでなく
それらを例えば特公昭40−524号公報に示す様な方
法で分解した物も含まれる。
一般にはこれらは中空成形用、インフレーションフィル
ム用、射出成形用として市販されているポリエチレン及
び低分子量ポリエチレン、またはポリエチレンワックス
として市販されているもCF)−11’あり、ヘキスト
AG ()Ioechgt AG) 、 セラネーズ 
プラスチックス(Celanese Plastics
)。
フィリップス ベトローラム(Philips Pet
roleumCOo)、ナショナル ペトロケミカルズ
(NationalPetrochemicals C
arp、) 、ユニオン カーバイド(Union C
arbide Carp、) 、ブリテ4−/シュハイ
ドロカーボン ケミカルズ(British Hydr
ocarbonChemicals、 Ltd、)、古
河化学、三井石油化学、昭和電工、チッソ等で製造販売
されている。
代表的グレードとしては、例えばパラフィンワックスと
しては次表の様なものもある。
(以下余白) パラフィンワックスおよび マイクロワックス(日本石油製) パラフィンワックス(日木精蝋製) その他例えば、 ヘキストワックスOp (モンタン酸の部分ケン化エステルワックス。
ヘキストAG) へキストワックスE (モンタン酸のエステルワックス、ヘキストAG)へキ
ストワックスGL3 (部分ケン化合成ワックス、ヘキス) AG)パナスー
トS−218(日本油脂) スパームアセチ       (日本油脂)ニラサンカ
スターワックスA (日本油脂)オリメスH(用研ファ
インケミカル) 等がある。
またアミドワックスとしては 飽和脂肪酸アミド系 ベヘニン酸アミド ダイヤミドKN       (日本水素)ステアリン
酸アミド アーマイドHT        (ライオン油■旨)ア
マイドS        (日東化学)アマイドT  
      (日東化学)ダイヤミツド200(日本水
素) ダイヤミツドAP−1(日本水素) パルミチン酸アミド ニュートロン5−1S     (日本樟脳)アマイド
P        (日東化学)ラウリン酸アミド アーマイドC(ライオンアーマ−) (日東化学) ダイヤミツド       (日本水素)不飽和脂肪酸
アミド系 エルカ酸アミド ラム (RAM)   (ファインオレアニクス;Fi
ne 0reanics Inc、)ニュートロンS 
    (日本樟脳)ルブロール(LUBROL)EA
   (I 、 C、L)アルフローP−10(日本油
脂) ダイヤミツドL−200(日本水素) ブライジン酸アミド オレイン酸アミド アーモスリップCP(う、イオン油脂)ニュートロン 
     (日本樟脳)アマイドO(日東化学) ダイヤミツド0−200     (日本水素)ダイヤ
ミツドG−200(日本水素) ニュートロンE18      (日本樟脳)エライド
ン酸アミド ビス脂肪酸アミド系 メチレンビスベヘニン酸アミド ダイヤミツドNKビス    (日本水素)メチレンビ
スステアリン酸アミド ダイヤミツド200ビス  (日本水素)アーモワック
ス   (ライオンアーマ−)ビスアマイド     
  (日東化学)メチレンビスオレイン酸アミド ルブロン0        (日本水素)エチレンビス
ステアリン酸アミド アーモワックスEBS   (ライオンアーマ−)エチ
レンビスオレイン酸アミド ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドアマイド65(
用研ファインケミカル)アマイド60(用研ファインケ
ミカル)オクタメチレンビスエルカ酸アミド モノアルキロールアミド系 N−(2−ヒドロキシエチル)ラウリン酸アミトド−ホ
ール旧30(東邦化学) アミゾールLIE   (用研ファインケミカル)N−
(2−ヒドロキシエチル)エルカ酸アミドN−(2−ヒ
ドロキシエチル)ステアリン酸アミドアミゾール   
(用研ファインケミカル)N−(2−ヒドロキシエチル
)オレイン酸アミドN−(2−ヒドロキシメチル)ステ
アリン酸アミドメチロールアマイド     (日東化
学)のような脂肪族アミドがある。
上記炭化水素連鎖化合やと同様のポリエチレンワックス
かポリエチレンのような高分子物質も使用できる。高分
子物質の市版品としては、アライド ケム(Allie
d Chew)製のACポリエチレン、三洋化成サンワ
ックス、ヘキス)AGのへキストワックス、三井石油化
学のハイワックス、バスフ(BASF)のAワックス、
ナック(NUC)のDQOJ、三井ポリケミカルのエル
パックス(ELVAX) 、昭和油化のショウデックス
(Shodex)等の各グレードがある。−例としては
、ポリエチレンワックスとしてはアライド ケム製AC
薯1702. AC1617,ACI6゜AC17,A
C18,AC19,AC1615、三洋化成製サンワッ
クス171P、 151P、 131P、 161P、
 165P、ヘキストAC製へキストワックスPE13
0. PE190. PA520 、三井石油化学製ハ
イワックスll0P、 210P、 220P。
310P、 320P、 200P、 410P、 4
05P、 400P、バスフ製BASF Aワックス、
 AMワス等がある。また酸化型ポリエチレンワックス
としてはAC629,AC655゜AC680,ACG
90. AC392,サンワックスE300.旧2E。
4053E、 Hoechst PAD 521. P
AD 522等がある。
その他の高分子物質としては、昭和油化製5holex
6050.6200.5050.5080.5220.
 F6050V、三井石油化学製ハイゼックス1200
J、 2+00J。
2200J、 5100J、古河化学部スタクレンE6
01 。
E650. E670.三井ポリケミカル製ミラソンU
e023H,ACe3ON、 FL60. FL67等
がある。
炭化水素連鎖を有する長鎖化合物を基体として単量体を
グラフト共重合または共グラフト共重合した化合物も用
いることができ、その製造方法は従来公知の方法が各積
用いられる0例えば塊状重合を用いる方法、溶媒を用い
た溶液グラフト重合法、乳化系で行なう乳化重合法、分
散懸濁重合法等である。
塊状重合においては単量体に基体を溶解し溶液法におい
てはベンゼン、トルエン、キシレン等の溶媒に溶解させ
た後、開始剤を作用せしめて重合反応を開始させる。乳
化法においては基体をあらかじめ乳化しておいて、次い
で重合反応を行なう。
また懸濁重合法においては、安定剤、分散剤を分散した
水系に基体の粒子を分散し、単量体も水中に懸濁させ重
合反応を行なわせしめる0重合反応を行なわせしめる前
に予め加温して基体を単量体で膨潤しておいても良い。
このようにして得られる生成物は厳密には単独のグラフ
ト共重合体でなく゛ともよい、すなわち、基体重合体と
グラフト重合体及び使用した単量体の単独重合体の混合
組成物であってもよい、しかし本発明の目的を達成する
ためには充分な性能を有する。
本発明においてはこれらを総称してグラフト共重合した
化合物と称す。
本発明においてポリエチレンワックスと長鎖化合物を適
宜組みあわせて用いてもよい。もちろん必要に応じて長
鎖化合物の中で何種類かを組み合せて用いても良い。
この場合ポリエチレンワックスと長鎖化合物の配合比は
重量で80/ 20〜1/99(より好ましくはTO/
30〜5/95)である。
また、ざらに長鎖化合物の中からいくつかの化合物を組
みあわせて用いても良い、また長鎖化合物とグラフト共
重合した長鎖化合物を混合してトナーの結着樹脂として
用いても良い。
該長鎖化合物中のグラフトする単゛量体の量は0.01
%〜30%、より好ましくは0.3〜lO%によるよう
にするのが良い。
このような形態で特に好ましい構成は、非極性の長鎖化
合物をグラフト化した化合物Aと極性の長鎖化合物Bと
の組合わせである。この場合、室温における硬度が適当
である。
非極性の長鎖化合物として好適なものはパラフィン、ポ
リエチレンワックス、ポリエチレンサゾールワックスな
どであり、−劣化合物Bとして好適なものはモンタンワ
ックス、ビーズワックス、カルナバワックスなどのc5
〜C30の炭化水素連鎖を有する高級脂肪酸エステルワ
ックスを含有するワックスであり、これらは付加的な性
能を得るために脱酸などの付加的精製をしたものを用い
てもよい、化合物Aと化合物Bの比は10/90〜90
/ 10が良い、このような組合せの場合、90〜10
0℃の温度における粘度が1000cps以下(600
〜900cps)と低く、懸濁造粒法(特開昭59−1
27061号公報等参照)に適している。また化合物A
と化合物Bにさらに未反応の非極性の長鎖化合物を入れ
てもよい。
更に本発明のトナーの結着樹脂としては、前記ポリエチ
レンと長鎖化合物の他に別の公知の樹脂を混合してもよ
い0例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコ
ン樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリウレタン
樹脂、アクリル樹脂などがあるが、その量は結着樹脂全
体の30重量%を越えてはならない。
本発明のトナーに用いる着色材料としては、公知のもの
がすべて使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロ
シン、ベンジジンイエロー、キナクリドン、ローダミン
B、フタロシアニンブルーなどがある。
また本発明のトナーには種々の目的のために添加剤を加
えることができる。このような添加剤としては、金属錯
体、ニグロシンなどのような荷電制御剤、ポリテトラフ
ルオロエチレンのような潤滑性のある化合物、ジシクロ
へキシルフタレートのような可塑剤などがある。
本発明のマイクロカプセルトナーを製造するためには上
記材料を均一に混練した後粒子化する。
粒子化は、混合物を冷却後ジェット気流などの機械的な
粉砕方法で粉砕しても良いが、より好ましくは結着材料
に着色材を溶融状態で混合した後、溶融状態で微粒化し
、1シかる後に冷却して得る方法が良い、この様な方法
によると、得られた粒子が球状である上、表面組成が均
質な粒子を得ることができ1次いで粒子を被覆する際に
も均質に被覆できるため、良好な特性を有するトナーを
得ることができる。従ってこの様な製造方法で得られた
粒子を用いることは本発明において磁性粒子との混合性
に優れ均質な画像を得ることができ、カブリ等のない画
像を得ることができる。また上記の様に製造された芯粒
子に研摩性無機質微粒子を乾式混合した後被覆を行なう
ことにより、より好ましいトナーを得ることができる。
この様に製造したカプセルトナーは、研摩性を有する無
機質微粒子を芯粒子表面近傍に付着させた芯粒子を殻材
で被覆する形態を有し、研摩性無機粒子を強固に保持し
てこれを有効に利用し、且つマイクロカプセルトナーは
研摩材粒子により強化されている。このた゛め、特に有
機光導電体を用いるOPC感光体と圧力定着性カプセル
トナーの組合せにおいて問題であったOPC感光体上で
のカプセルトナーの破壊によるカプセルトナー材料の融
着、フィルミングの現象が起こりにくくなっているほか
、起こった場合にも、研摩性無機質微粒子の有効利用に
より、その現像特性に対する悪影響を効果的に除くこと
が可能になる。
研摩性無機質微粒子としては金属酸化物、窒化物、炭化
物が好ましく用いられる。その具体例を挙げれば金属酸
化物としては、シリカ、m化スズ、酸化セリウム、酸化
ジルコニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニ
ウム、三二酸化鉄、チタン酸カルシウム、チタン酸スト
ロンチウム、チタン酸バリウムがあり;窒化物としては
、四三窒化チタン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化チタ
ンである。
カプセル化の方法としてはスプレー法、1n−situ
重合法、相分離方法など各種の方法を用いることができ
るが、好ましいのは非水溶媒系から相分離により薄壁を
つくる方法によるもので壁材料としては、ビニル系重合
体で分子量(重量平均)が1万から15万、より好まし
くは3万から12万のものが好ましい。
ビニル系重合体で好ましいものはスチレン系、又はアク
リル系又はその共重合体が好ましい。
本発明に好ましく使用し得る相分離法とは、固形状のカ
プセルトナーの芯粒子を形成する軟質固体状物質に対し
て極めて低い溶解度または実質的に不溶解性を有し、且
つ殻材に対して良好な溶解性を示す良溶解性溶媒に殻材
を溶解した溶液に芯粒子を分散して分散液を調製し、こ
れに前記良溶解性溶媒とは均一に混合するが殻材に対し
て低溶解性の溶媒を徐々に添加して芯粒子表面に殻材を
析出させる方法をいう。
良溶解性溶媒としては、例えばジメチルフォルムアミド
が挙げられ、低溶解性の溶媒としては例えば水、メチル
アルコール、エチルアルコール、または炭素数5〜8個
の炭化水素が挙げられる。
得られる本発明のカプセルトナーは、0.05〜1.0
μ、好ましくは0.1〜0.61Lの厚さの外殻を有し
、体積平均粒径が1〜50JL、好ましくは約5〜20
pのマイクロカプセルである。
本発明のカプセルトナーは体積固有抵抗が10100・
C11以上、特に1012Ω・cm以上の絶縁性を有す
ることが好ましい、ここで言う体積固有抵抗は、トナー
を100kg/cta2の圧で成形し、これに100 
V/c■の電界を印加して、印加後1分を経た後の電流
値から換算した値として定義される。
本発明のカプセルトナーには、先にも述べたように、更
に荷電制御剤、流動性付与剤、着色剤等の目的でカーボ
ンブラック、各種染顔料、疎水性コロイド状シリカの如
き電子写真用外添剤を外添混合することができ、それら
の添加効果を安定的に発揮せしめることができる。これ
ら外添成分はカプセルトナー100重量部に対して0.
1〜5重量重量度が適当である。
本発明のトナーの定着には、従来公知の定着方法を用い
ることができる0例えばオーブ方式やフラッシュ定着の
様な非接触式の加熱定着方法、または弾性体や剛体の接
触ローラーの様な加熱ローラー、加圧ローラーによる定
着方式またはこれらの組合せである。
熱定着の場合、加熱温度は定着スピードや紙質に応じて
選択されるが、本発明のトナーの場合、従来のトナーに
比べて低いエネルギーで定着が可能であり、弾性体の接
触ローラーを用いるいわゆる熱ローラ一定着方式による
ローラー設定温度としては、50〜100℃で定着が可
能である。
また圧力のみによる加圧定着の場合でも実用上充分な定
着画像を得ることができ、この場合圧力は線圧として1
0〜20kg/cmが好ましく、熱と併用する場合は1
0kg/am以下でも定着可能である。
本発明に使用されるトナー塗布用磁性粒子としては1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。又その製造方法とし
て特別な制約はない。
また上記磁性粒子の表面を樹脂等で被覆する方法として
は、樹脂等の被覆材を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめ
て塗布しキャリア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。
被覆材としての絶縁性樹脂材料としては1例えばポリテ
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、シリコン樹脂、ポリ
エステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ
アシド、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹
脂などを単独、或は複数で用いるのが適当であるが、必
ずしもこれに制約されないが、本発明においてはシリコ
ン樹脂単独、スチレン・アクリル共重合体で特に好まし
い結果が得られた。
〔実施例コ 実施例1 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(潜像保持部材)lは矢印
a方向に60m5+/秒の周速度で回転する。3は矢印
す方向に66+u+/秒の周速度で回転する外径32腸
層、厚さ0.8+smのステンレス(SUS304)製
のスリーブで、その表面は弓00の7ランダム砥粒を用
いて不定型サンドブラストを施し1周方向表面の粗面度
を0.81Lta (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1
表面磁束密度の最大値は約800ガウスとした。非磁性
ブレード5は1.2■履厚の非磁性ステンレスを用いた
。ブレードとスリーブの間隙は400 JLとした。こ
のスリーブ3に対向する感光体ドラム1表面には、静電
潜像として暗部−600Vで明部−150Vの電荷模様
を形成し、スリーブ3表面との距離を300 p■に設
定した。そして上記スリーブに対し電源13により周波
数800Hz、ピーク対ピーク値が1.4kVで、中心
値が一300vの電圧を印加し、現像を行なった。
トナーは以下の方法で製造した。
上記混合物を溶融混練した後、二流体ノズルを用いて微
粒化した後、乾式分級により平均粒径13.0路のコア
粒子を得た。
一方乾式法で合成されたトリ力微粉体(比表面M1:約
13h2/g ) 100重量部を攪拌しながら側鎖に
アミンを有するアミン変性シリコンオイル(25℃にお
ける粘度70cps 、アミン当量83o)12重量部
を噴霧し、温度をおよそ250℃に保持して60分間で
処理した。
前記コア粒子1に、に上記処理シリカ微粉末25gをヘ
ンシェルミキサー10B型(三井三池製作所)により温
度40℃、回転数的3300〜3500rpmの条件下
で3分間外添混合した0次いで上記のコア粒子と上記処
理シリカ微粉末との外添付着混合物を殻材トしてのスチ
レン−ジメチルアミンエチルメタクリレート共重合体(
モル比90/ 10)を溶解しているジメチルホルムア
ルデヒドの溶液中にホモミキサーを用いて分散させなが
ら、しかも該分散液の温度を一25℃に保ちながら水を
徐々に滴下させ、有機溶媒溶液相からの相分離方法によ
り、0.41Lの膜厚で殻材をコア粒子のまわりに被覆
し、鮮明な青色のカプセル粒子を得た。
次いで上記外添処方で室温下で外添混合し、非磁性の青
色カプセルトナーを得た。このカプセルトナーをミクロ
トームにより切断し、透過型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、殻材表面のシリカに加えてカプセルトナーの芯材と
殻材との界面及び芯粒子の内側(表面近傍)にシリカ微
粉体が存在しているのが確認された。
一方、シリコン樹脂0.8重量%で被覆した粒径が30
0〜350メツシュ間でしかもその真比重が5.0g/
c■3であるフェライト粒子100部に対し、Zn02
−Ai’z03複合金属酸化物微粉末(重量比でZnO
2/Ai’203= 99/ 1、平均粒径0.6 q
m 、比抵抗45Ω・cm )を0.08部添加し、V
型混合機にて15分間分散処理した0次いで上記カプセ
ルトナー2gと上記Zn02−ARz03微粉末を分散
させたシリコン樹脂被覆フェライト粒子60gをV型混
合機にてさらに3分間混合し、スタート剤とした。
該スタート剤を第1図の現像装置に投入したところカブ
リのない、階調性の良好な、鮮明な青色画像が得られ、
画像反射濃度は1.35であった。さらに現像剤の耐久
性を調べるために、第1図の上部現像器ホッパーに適宜
上記カプセルトナーの補給を行ないながら1万枚の耐久
を行なったが、初期と同様なカブリのない鮮明な画像(
画像濃度1.25)が得られ、トナー飛散も良好であっ
た。さらに高温高湿下(32,5℃、90%RH) 、
低温低湿下(15℃、10%RH)で同様の画出しを行
なったところ、画像濃度は1.15以上でカブリ、ムラ
等の問題のない画像が得られた。
また得られた画像を剛体ローラーの圧接による圧力定着
装置(線圧15kg/cm )により圧力定着させたと
ころ、にじみ等のない1紙との定着性も実用上十分な定
着画像が得られた。
また別にテフロンローラーを使用した熱ロール定着によ
り接触加熱定着を行なわせたところ、90℃以上の設定
温度で十分な定着性が得られた。
また別に定着ローラーの圧接の線圧を6 kg/am、
ローラーの温度を60℃にした圧力と熱の併用の定着器
によっても、にじみ等のない紙との定着性も実用上十分
な定着画像が得られた。
比較例1 実施例1でシリコン樹脂被覆フェライト粒子番こZn0
2−ARz03複合金属酸化物微粉末をはじめとする導
電性金属酸化物を添加せず、他は全て同様にして第1図
の現像装置に投入したところ、初期画像は実施例1と同
様か、良好であったが、耐久により画像能動が低下し、
30枚通紙の一点で画像濃度も1.0より低下し、画像
ムラ、筋状カブリカー発生した。耐久の休止直後では若
干の回復1土兄られるものの、100枚を超えた時点で
実用に耐えられない画像となり、耐久を中断した。し力
)も低温低湿下では上記の様な画像の欠陥がより顕著で
あった。
比較例? 実施例1でシリコン樹脂被覆フェライト粒子100部に
対し、Zn02−Ai’203複合金属酸化物微粉末を
0.5部添加する以外は実施例1と全く同様にして、第
1図の現像装置に投入したところ、初期及び耐久におけ
る画像濃度は十分であったが。
100枚時点で画像が全体的にカブリ始め、耐久の休止
後2〜3枚の画像はカブリがひどく500枚を超える時
点では連続して耐久を続けているにもかかわらず、実用
に耐えるものではなかった。しかも高温高湿下では上記
のカブリはより顕著であった。
比較例3,4 実施例1でシリコン樹脂被覆フェライト粒子に添加した
のと同量のZn02−^f!203複合金属酸化物微粉
末をカプセル粒子に外添し、実施例1での他の外添剤と
同時にし、あらかじめシリコン樹脂被覆フェライト粒子
に添加しないでトナーに外添した場合(比較例3)、ま
た実施例1の様にあらかじめシリコン樹脂被覆フェライ
ト粒子に添加分散させるのではなく、外添トナーとシリ
コン樹脂被覆フェライト粒子とZn02−AR203複
合金属酸化物微粉末を実施例1と同じ量比で同時に混合
した場合(比較例4)は、導電性微粉末の添加効果は発
現せず、比較例1と同じ結果となった。
比較例5 比較例2でZn02−AR?03複合金属酸化物微粉末
の添加量を1.5部にする以外は同様にしたところ、外
添トナーとシリコン被覆フェライト粉は混合せず分離し
た状態となってしまい、第1図の現像装置に投入したと
ころ、スタートから全く画像濃度が低く (0,4以下
)2〜3枚で全く画像が出なくなった。
実施例2 現像装置としては実施例1と同様第1図に示したものを
使用した。トナーとしては以下を作成した。
上記混合物をMKMミキサー(小円製作所)により混合
溶融させた後に120℃に加熱したアトライタ(三井三
池製作所)に投入し、3時間分散した後N−ドデシルア
ミン5重量部を加えてさらに30分間分散させた0次い
で20文のアジホモミキサー(特殊機化工業)に水20
fL及び親木性シリカ(アエロジル1300) 30g
を加え95°Cに熱した分散媒中に前記の溶融物2kg
を投入したところ、約20分間で平均径12.5# (
重量)の微粒子が得られた。これを急冷した後、水酸化
ナトリウム30gを投入し、24時間攪拌後濾過し、水
洗を繰り返した後通風乾燥機により乾燥させてコア粒子
を得た。
さらにこのコア粒子1kgにTiO2微粉末(粒径0.
2 ILra ) 10gをヘンシェルミキサー10B
型(三井三池製作所)により、温度40℃、回転数約3
300〜7500rpm条件下で3分間外添混合した。
次いで上記コア外添混合物を殻材としてのスチレン−ジ
メチルアミノエチルメタクリレート(モル比90/10
)共重合体を溶解しているジメチルホルムアルデヒドの
溶液中にホモミキサーを用いて分散させながらしかも該
分散液の温度を一25℃に保ちながら水を徐々に滴下さ
せ有機溶媒溶液相からの相分離方法により0.4 #L
taの膜厚で殻材をコア粒子のまわりに被覆し、黒色の
カプセル粒子を得た。
次いで上記外添処方で室温下外添混合し、非磁性の黒色
カプセルトナーを得た。このカプセルトナーをミクロト
ームにより切断し、透過型電子顕微鏡で観察したところ
、殻材表面のシリカに加えてカプセルトナーの芯材と殻
材との界面および芯粒子の内側(表面近傍)にシリカ微
粉体が存在しているのが確認された。
一方、スチレン−ブチルアクリレート共重合樹脂0.8
重量%で被覆した粒径が300〜350メツシユでしか
もその真比重が5.5g/cm3のフェライト粒子10
0部に対しV2O3−M0O3複合金属酸化物微粉末(
重量比テV2O3/MOO3= 70/ 30、平均粒
径6.8 )t、ta 、比抵抗530Ω・cm [1
000V /cm下で1)を0.5部添加し、V型混合
機にて15分間分散処理した0次いで上記カプセルトナ
ー8gと上記V2O3−M0O3微粉末を分散させたス
チレン−ブチルアクリレート共重合体樹脂被覆フェライ
ト粒子60gをV型混合機にてさらに3分間混合し、ス
タート剤とした。該スタート剤を第1図の現像装置に投
入したところ、カブリのない階調性の良好な鮮明な黒色
画像が得られ、画像反射濃度は1.40であった。さら
に現像剤の耐久性を調べるために、第1図の上部、現像
器ホッパーに適宜上記カプセルトナーの補給を行ないな
がら1万枚の耐久を行なったが、初期と同様なカプリの
ない鮮明な画像(画像濃度1.28)が得られ、トナー
飛散も良好であった。さらに高温高湿下(32,5%。
90%RH) 、低温低湿下(15℃、10%RH)で
同様の画出しを行なったところ、画像濃度は1.20以
上でカブリ、ムラ等の問題のない画像が得られた。
また得られた画像を剛体ローラーの圧接による圧力定着
装置(線圧15kg/cm )により圧力定着させたと
ころ、にじみ等のない、紙との定着性も実用上十分な定
着画像が得られた。
比較例6 実施例2でスチレン−ブチルアクリレート共重合体樹脂
被覆フェライト粒子にV2O3−[003枚合金属酸化
物微粉末を始めとする導電性金属酸化物を添加せず、他
は全く同様にして第1図の現像装置に投入したところ、
初期画像は実施例2と同様良好であったが、耐久により
画像濃度が低下し。
30枚通紙の時点で画像濃度も1.0より低下し1画像
ムラ、筋状カブリが発生した。耐久の休止直後では若干
の回復は見られるものの、100枚を超えた時点で実用
に耐えられない画像となり、耐久を中断した。しかも低
温低湿下では上記の様な画像の欠陥がより顕著であった
比較例7 実施例2でスチレン−アクリレート共重合体樹脂被覆フ
ェライト粒子100部に対し、V 203−100 z
複合金属酸化物微粉末を0.08部添加する以外は実施
例1と全く同様にして第1図の現像装置に投入したとこ
ろ、初期画像は実施例2と同様に良好であったが、耐久
により画像濃度が低下し、100枚通紙の時点で画像濃
度も1.0以下となり、画像ムラ、筋状カブリが発生し
た。耐久の休止直後、若干の回復は見られるものの25
0枚を超えた時点で実用に耐えられない画像となり、耐
久を中断した。しかも低温低湿下では、上記の様な画像
の欠陥がより顕著であった。
比較例8 実施例2でスチレン−7クリレ一ト共重合体樹脂被覆フ
ェライト粒子100部に対し、 V2O3−MoO3複
合金属酸化物微粉末を1.2部添加する以外は実施例2
と全く同□様にして第1図の現像装置に投入したところ
、初期及び耐久における画像濃度は十分であったが、1
00枚時点で画像が全体的にカブリ始め、耐久の休止後
2〜3枚の画像はカブリがひどく、500枚を超える時
点では連続して耐久を続けているにもかかわらず、実用
に耐えるものではなかった。しかも高温高湿下では上記
のカブリはより顕著であった。
比較例9.10 実施例1.2のそれぞれにおいて導電性金属酸化物のか
わりにAIhO3(粒径0.4 gm 、比抵抗101
2Ω・cm )微粉末を0.5部使用し、他は同様にし
たが、それぞれ比較例1.6と同様、良好な結果は得ら
れなかった。
第3図は上記実施例、比較例の結果を表わす図である0
図中、実線は実施例1.比較例1.2でスタート剤作成
直後のスタート剤中のトナーのトリポ値を連ねたもので
あり、破線は実施例2、比較例6,7.8でのスタート
剤作成直後のスタート剤中のトナーのトリポ値を連ねた
ものである。
両曲線ともトリポ値の極大値付近のところの導電性金属
酸化物の添加量を選択すべきであることがそれぞれの結
果から糸唆される。つまりこの極大値近傍で磁性粒子と
トナーの帯電挙動及び付着脱離の相互作用が最も良好で
あると考えられる。トリポ測定は、一般の二成分吸収メ
ツシュ法により、本発明はスタート剤そのものを0.7
〜1.0g採取し、使用メツシュはステンレス製で50
0メツシユのものを使用した。
また、第4図は導電性金属酸化物の比抵抗を測定するた
めの装置の一例を示す図である。測定条件としては試料
1Bの厚みをll論とし、直流電源20を印加してその
時の電流値を読み取り次式により比抵抗を求めた。
d:試料厚   S:電極面積 V:印加電圧  181分後の電流値 本発明による測定ではd = 1 cm (100g荷
重下で)となる様に試料をバッキングし、印加電圧−を
100vに固定して測定した。
[発明の効果] 以上の様に、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、少量の磁性粒子を現像領
域に介在させることで地力ブリがなく、階調性が良好で
、かつ負性特性のない、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
とで効率良く分配し、その両者から飛翔現像させること
で、交番電界中において、はぼ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
子のブラシは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地力ブリトナーを除去
することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかわる現像部−による現像装置の縦
断正面図、第2図は第1図の現像部の拡大説明図、第3
図は実施例、比較例を表すグラフ、第4図は導電性金属
酸化物の比抵抗を測定する装置を表す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 潜像を保持するための潜像保持体と対向する現像剤担持
    体の現像領域で現像剤担持体と潜像保持体との間に交番
    電界を付与しながら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6g/cm^3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表面に
    比抵抗10^7Ω・cm以下の導電性金属酸化物微粉末
    をあらかじめ添加した磁性粒子を用いて、現像剤担持体
    の現像領域に該磁性粒子の存在量が5〜100mg/c
    m^2となる様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及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、C_1_2以上
    の炭化水素連鎖を有する化合物を含む結着材料と着色剤
    を含む粒子を被覆したマイクロカプセルである非磁性ト
    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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06102713A (ja) * 1992-09-24 1994-04-15 Tomoegawa Paper Co Ltd 非磁性一成分現像方法
JPH06250442A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Ricoh Co Ltd 現像方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6275554A (ja) * 1985-09-30 1987-04-07 Canon Inc 画像形成方法

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