JPH02284163A - 画像形成方法及び画像形成装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法及び静電記録法など
において形成される静電荷潜像を磁性トナーを用いて現
像する工程を有する画像形成方法及びそのための画像形
成装置に関し、特に電子写真画像形成方法において、潜
像画像が単位画素により表現され、単位画素がオン−オ
フの２値もしくは有限の階調により表現されるデジタル
潜像を反転現像方式で顕像化するための画像形成方法及
び画像形成装置に関する。

〔背景技術〕

近年、電子写真複写機等画像形成装置が広（普及するに
従がい、その用途も多種多様に広がり、その画像品質へ
の要求も厳しくなってきている。

一般の書類、書物の如き画像の複写では、微細な文字に
至るまで、つぶれたり、とぎれたりすることなく、極め
て微細且つ忠実に再現することが求められている。特に
、画像形成装置が有する感光体上の潜像が１００μｍ以
下の線画像の場合に細線再現性が一般に悪く、線画像の
鮮明さがいまだ充分ではない。また、最近、デジタルな
画像信号を使用している電子写真プリンターの如き画像
形成装置では、潜像は一定電位のドツトが集まって形成
されており、ベタ部、ハーフトーン部およびう、イト部
はドツト密度をかえることによって表現されている。と
ころが、ドツトに忠実にトナー粒子がのらず、ドツトか
らトナー粒子がはみ出した状態では、デジタル潜像の黒
部と白部のドツト密度の比に対応するトナー画像の階調
性が得られないという問題点がある。さらに、画質を向
上させるために、ドツトサイズを小さくして解像度を向
上させる場合には、微小なドツトから形成される潜像の
再現性がさらに困難になり、解像度及び階調性の悪い、
シャープネスさに欠けた画像となる傾向がある。

このような微小な潜像を忠実に再現するためには、粒径
の小さいトナーが必要であり、これまでにもいくつか提
案されている。

特開昭５８−１２９４３７号公報では、平均粒径が６〜
１０μｍであり、最多粒子が５〜８μである非磁性トナ
ーが提案されているが、５μｍ以下の粒子が１５個数％
以下と少なく、鮮鋭さの欠けた画像が形成される傾向が
ある。

本発明者らの検討によれば、５μｍ以下のトナー粒子が
、潜像の輪郭を明確に再現し、且つ潜像全体への緻密な
トナーののりの主要なる機能をもつことが知見された。

特に、感光体上の静電荷潜像においては電気力線の集中
のため、輪郭たるエツジ部は内部より電界強度が高く、
この部分に集まるトナー粒子の質により、画質の鮮鋭さ
が決まる。本発明者らの検討によれば５μｍ以下の粒子
の量が画質の鮮鋭さの問題点の解決に有効であることが
判明した。

一方、−成分磁性トナーを用いた現像装置としては、た
とえば特開昭５７−６６４５５号公報等があるが、トナ
ー担持体として、該表面を不定形粒子によるサンドブラ
スト処理により、特定の凹凸状態の凹凸粗面となしたも
のを用いることにより、そのトナー担持体表面に一様均
一なムラのない、長期に渡って常に、良好なトチ−コー
ト状態を維持する事が出来る優れた現像装置である。そ
の目的とする表面は、全域にわたって、微細な無数の切
り込み或いは突起がランダムな方向に構成されている態
様のものである。

しかしながら、かかる特定の表面状態を有するトナー担
持体を用いる現像装置では、前記のような粒径の小さい
トナーを用いた際、トナーまたはトナー中の成分が、該
表面に付着しやす（、そのため、いわゆるトナー担持体
表面への汚染が起こり、その結果、初期画像の濃度低下
、更に耐久によってその汚染が進行した場合、トナー担
持体の回転周期で、画像臼ヌケが発生しやすい傾向があ
る。これは、トナー中の成分が、トナー担持体表面の凸
部の斜面及び凹部に付着する為、磁性トナー粒子の帯電
不良が生じ、トナー層の電荷量が低下することによって
生ずるものである。

一般に、磁性トナー中の成分は、結着樹脂磁性体、荷電
制御剤、離型剤等の材料から成る。トナー担持体表面へ
の汚染を防止する様に、材料の設計がなされるが、その
ため、極めて材料の選択が制約されるのが現状である。

磁性トナー担持体への汚染を防止あるいは、低減させる
方法として、トナー担持体の表面をより平滑にする方法
が良いのが明らかであった。しかし、原因としては不明
であるが、トナー担持体表面が平滑であると、トナーコ
ート層が過剰に厚くなり、均一なトナーコート層を形成
することは困難である。

以上の様に、微細な潜像を忠実に再現した画像を安定に
供給することはこれまで極めて困難であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述のごとき現像方法において、磁性
トナーをトナー担持体上に均一にトナーコートさせるこ
と及び磁性トナー及び／または磁性トナー中の成分によ
るトナー担持体表面への汚染を防止または低減させるこ
とを、長期にわたり同時に解決した画像形成方法及び画
像形成装置を提供するものである。

更に本発明の目的は、画像濃度が高（、細線再現性に優
れ、カブリがなく鮮明な高画質の画像が長期にわたって
得られる画像形成方法及び画像形成装置を提供するもの
である。

更に本発明の目的は、環境変動に対して性能の変化のな
い画像形成方法及び画像形成装置を提供するものである
。

〔発明の概要〕

本発明の画像形成方法及び画像形成装置は、上述の目的
の達成のために発明されたものであり、静電荷像を保持
する静電像保持体と、磁性トナーを表面に担持するトナ
ー担持体とを現像部において一定の間隙を設けて配置し
、磁性トナーをトナー担持体上に前記間隙よりも薄い厚
さに規制して現像部に搬送し、現像部においてトナーに
交番電界をかけながら現像する画像形成方法において該
トナー担持体が定形粒子によるブラスト処理によって複
数の球状痕跡窪みによる凹凸を形成した表面を有し、そ
の表面状態は、球状痕跡窪みの直径Ｒが２０〜２５０μ
ｍであり凹凸のピッチＰが２〜１００μｍであり、表面
粗さｄが０．１〜５μｍである条件を満足し、トナー担
持体上のトナー層はトナー担持体面に弾性力で当接する
弾性層厚規制部材により薄層として整層化させ現像部へ
搬送するものであり、該磁性トナーの帯電量は−１０〜
−２０μｃ／ｇを有し、体積平均径６〜８μｍを有し、
５μｍ以下の粒径を有する磁性トナー粒子が１７〜６０
個数％含有され、６．３５〜１０．０８μｍの粒径を有
する磁性トナー粒子が５〜５０個数％含有され、１２．
７μｍ以上の粒径を有する磁性トナー粒子が２．０体積
％以下で含有され、５μｍ以下の磁性トナー粒子群が下
記式 ％式％ 〔式中、Ｎは５μｍ以下の粒径を有する磁性トナー粒子
の個数％を示し、■は５μｍ以下の粒径を有する磁性ト
ナー粒子の体積％を示し、ｋは４．６乃至６．７の正数
を示す。〕 を満足することを特徴とする画像形成方法に関する。

さらに、本発明は静電荷像を保持する静電像保持体と、
磁性トナーを表面に担持するトナー担持体とを現像部に
おいて一定の間隙を設けて配置し、磁性トナーをトナー
担持体上に前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に
搬送し、現像部においてトナーに交番電界をかけながら
現像する画、像形成装置において、該トナー担持体が定
形粒子によるブラスト処理によって、複数の球状痕跡窪
みによる凹凸を形成した表面を有し、その表面状態は球
状痕跡窪みの直径Ｒが２０〜２５０μｍであり凹凸のピ
ッチＰが２〜１００μｍであり、表面粗さｄが０．１〜
５μｍである条件を満足し、トナー担持体上のトナー層
はトナー担持体面に弾性力で当接する弾性層厚規制部材
により薄層として整層化させ現像部へ搬送し、該磁性ト
ナーは少なくとも、結着樹脂、磁性体を含有する絶縁性
一成分磁性トナーであり、該トナーの帯電量は−ｌＯ〜
−２０μｃ／ｇを有し、体積平均粒径６〜８μｍを有し
、５μｍ以下の粒径を有する磁性トナー粒子が１７〜６
０個数％含有され、６．３５〜１０．０８　μｍの粒径
を有する磁性トナー粒子が５〜５０個数％含有され、１
２．７μｍ以上の粒径を有する磁性トナー粒子が２．０
体積％以下で含有され、５　Ｉｔ　ｍ以下の磁性トナー
粒子群が下記式 ％式％ 〔式中、Ｎは５μｍ以下の粒径を有する磁性トナー粒子
の個数％を示し、■は５μｍ以下の粒径を有する磁性ト
ナー粒子の体積％を示し、ｋは４．６乃至６．７の正数
を示す。但し、Ｎは１７乃至６０の正数を示す。〕 を満足する粒度分布を有することを特徴とする画像形成
装置に関する。

〔発明の詳細な説明〕

斯かる構成によれば、トナー担持体においては、その表
面が複数の球状痕跡窪みによる特定の凹凸を形成してい
る為に、該表面にトナー成分が付着しにくくなり、長期
にわたって汚染の防止または低減することができ、また
、磁性トナーをトナー担持体に均一にトナーコートさせ
る性能としては、不定形粒子によるサンドブラスト処理
による微細な無数の切り込みあるいは突起がランダムな
方向にある凹凸表面を有するトナー担持体と比較すると
特定環境下で若干劣るが、全くの平滑な表面を有するト
ナー担持体と比較すれば遥かに優れ、さらに弾性層厚規
制部材を用いてトナーをトナー担持体表面上に押圧塗布
させると、塗布厚を薄く、しかもち密な表面状態で帯電
特性も高水準で且つ安定したトナー層が環境の変動に対
しても安定に得ることができる。

一方、磁性トナーにおいては、帯電量が−１０〜−２０
μｃ／ｇの比較的低い帯電量を有し、体積平均粒径が６
〜８μｍであり、特定の粒度分布を有するために、本発
明中のトナー担持体を用いても、トナーコート層が過剰
に厚くなる事が防止され、従ってトナーコートムラが発
生せず長期にわたって均一にトナーコートさせることが
できる。

その結果、画像濃度が高く、細線再現性、階調性に優れ
、カブリがな（鮮明で高画質な画像が長期にわたって得
ることができる。

以下本発明について具体的に説明する。また、トナー担
持体を以下スリーブ、層厚規制部材をブレードと称する
。

本発明中のスリーブは、複数の球状痕跡窪みによる凹凸
を形成した表面を有するが、その表面状態を得る方法と
しては、定形粒子によるブラスト処理方法が使用出来る
。定形粒子としては、例えば、特定の粒径を有するステ
レンス、アルミニウム、鋼鉄、ニッケル、真鍮等の金属
からなる各種剛体球またはセラミック、プラスチック、
グラスビーズ等の各種剛体球を使用することができる。

特定の粒径を有する定形粒子を用いて、スリーブ表面を
ブラスト処理することにより、はぼ同一の直径Ｒの複数
の球状痕跡窪みを形成することができる。

本発明において、スリーブ表面の複数の球状痕跡窪みの
直径Ｒは２０〜２５０μｍが好ましく、直径Ｒが２０μ
ｍ未満であると、磁性トナー中の成分による、汚染を増
す為好ましくな（、逆に直径Ｒが２５０μｍを越える場
合、スリーブ上のトナーコートの均一性が低下し好まし
くない。従って、スリーブ表面のブラスト処理時に使用
する定形粒子も、直径が２０〜２５０μｍのものが良い
。

また、本発明において、スリーブ表面の凹凸のピッチＰ
及び表面粗さｄは、スリーブの表面を微小表面粗さ計（
発売元、ティラーポブソン社、小板研究所等）を使用し
て測定し、表面粗さｄは、ＪＩＳＩＯ点平均あらさ（Ｒ
Ｚ）　ｒＪＩＳ　　Ｂ　　０６０１Ｊ　１ｍよるもので
ある。

即ち第１図に示すように、断面曲線がら基準長さｌだけ
抜き取りた部分の平均線に平行な直線で高い方から３番
目の山頂を通るものと、深い方から３番目の谷底を通る
ものの、２直線の間隔をマイクロメータ（μｍ）で表わ
したもので、基準長さ１！　＝０．２５ｍｍとする。又
ピッチＰは凸部が両側の凹部に対して０．１μ以上の高
さのものを、一つの山として数え基準長さ０　、２５　
ｍ　ｍの中にある山の数により、下記のように求めたも
のである。

（２５０（μ）］　／　（２５０（μ）に含まれる山の
数（μ）〕本発明において、スリーブ表面の凹凸のピッ
チＰは、２〜ｌＯＯμが好ましく、Ｐが２μ未満である
と、磁性トナー中の成分によるスリーブ汚染が増す為好
ましくな（、逆にＰが１００μを越える場合であると、
スリーブ上のトナーコートの均一性が低下し好ましくな
い。またスリーブ表面の凹凸の表面粗さｄは０．１〜５
μｍが好ましく、ｄが５μｍを越える場合は、スリーブ
と潜像保持体との間に交番電圧を印加してスリーブ側か
ら潜像面へ磁性トナーを飛翔させて現像を行う方式にあ
っては、凹凸部分に電界が集中して画像に乱れを生じる
傾向となるので、好ましくなく、逆にｄが０．１μ未満
であると、スリーブ上のトナーコートの均一性が低下し
て好ましくない。

本発明中の弾性ブレードとしてはシリコンゴムＮＢＲ等
のゴム弾性体、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹
脂弾性体、ステレンス鋼等の金属弾性体が使用できその
上辺部側である基部は現像剤容器側に固定保持させ、下
辺部側をブレードの弾性に抗して現像スリーブの順方向
あるいは逆方向にたわめ状態にしてブレード内面側（逆
方向の場合には外面側）をスリーブ表面に適度の弾性抑
圧をもって当接させる。画像形成装置の例を第２図。

第３図の略図に示す。この様な装置によると、環境の変
化に対しても安定に薄く、ち密なトナー層が得られる。

その理由は必ずしも明確ではないが通常用いられる金属
製のブレードをスリーブからある間隙を隔ててとり付け
た装置と比較して、トナー粒子が弾性ブレードによって
スリーブ表面と強制的に摩擦されるため、トナーの環境
変化による挙動の変化に関係な（常に同じ状態で帯電が
おこなわれるためと推測される。

第２図、第３図を参照しながら、本発明の画像形成方法
及び画像形成装置を説明する。−吹寄電器２で感光体表
面１５を負極性に帯電し、レーザー光５よる露光により
イメージスキャニングしてデジタル潜像を形成し、弾性
ブレード１１及び磁石１４を内包している表面に複数の
球状痕跡窪みによる凹凸を形成した現像スリーブ４を具
備する現像器の一成分磁性トナー１０で該潜像を現像す
る。現像部において、感光ドラムｌの導電性基体１６、
現像スリーブ４との間でバイアス印加手段１２により交
番電界及び／又は直流バイアスが印加されている。転写
紙Ｐが搬送されて転写部にくると、転写帯電器３により
転写紙の背面（感光ドラム側と反対面）から正極性の帯
電をすることにより感光ドラム表面上の負荷電性トナー
像が転写紙上へ静電転写される。感光ドラム１から分離
された転写紙は加熱加圧ローラ定着器７により転写紙Ｐ
上のトナー画像は、定着される。

転写工程後の感光ドラムに残留する一成分系現像剤は、
クリーニングブレードを有するクリーニング器８で除去
される。クリーニング後の感光ドラムｌは、イレース露
光６により除電され、再度、−成帯電器２による帯電工
程から始まる工程が繰り返される。

静電像保持体（感光ドラム）は感光層１５及び導電性基
体１６を有し、矢印方向に動く。現像剤担持体である非
磁性円筒の現像スリーブ４は、現像部において静電像保
持体表面と同方向に進むように回転する。非磁性円筒４
の内部には、磁界発生手段である多極永久磁石（マグネ
ットロール）１４が回転しないように配されている。現
像器９内の一成分系絶縁性現像剤は弾性ブレードによっ
て現像スリーブ表面上に薄く塗布され、その摩擦により
トナー粒子は電荷を与えられる。

現像部において現像剤担持体４と静電像保持面との間で
交番電界をかける。この交流バイアスはｆが２００〜４
　、　ＯＯＯＨｚ　、　Ｖ　ｐｐが５００〜３，０ＯＯ
Ｖ　テあれば良い。

現像部分におけるトナー粒子の転移に際し、静電像保持
面の静電的力及び交流バイアスの作用によってトナー粒
子は静電像側に転移する。トナー容器内には、トナー容
器内撹拌手段１３を備えていることが好ましく、トナー
容器９のトナー１０を積極的に現像スリーブ近傍へ送る
ことで、トナー切れ寸前まで均一なトナー層を形成させ
るのに有効である。

本発明に係る磁性トナーにおいては、帯電量が−１０〜
−２０μｃ／ｇを有し、窒素ガス吸着法によるＢＥＴ比
表面積１．８〜３．５ｎ（７ｇを有し、ゆるみ見掛は密
度０．４〜Ｑ、５２ｇ／ｃｒｒｆを有し、真比重１．４
５〜１．８ｇ／ｃ−を有する。

本発明の画像形成装置はトナーへの摩擦帯電付与能力が
非常に高いため、本発明に係る磁性トナーの帯電量は低
（する必要があり、−１０〜−２０μｃ／ｇの範囲が特
に好ましい。トナーの帯電量を前記の範囲に制御するこ
とにより、比較的チャージ゛があがりやすい５μｍ以下
の粒径を有するトナー粒子の必要以上のチャージアップ
を抑制でき、スリーブ上のトナー層は常に安定した均一
な層が得られる。摩擦帯電量が一１Ｏμｃ／ｇ未満であ
ると現像剤担持体上で現像に十分な帯電量を得られず、
初期から画像濃度が低（、また、スリーブ上のトナーが
スリーブの回転により飛散する現象が生じる。

一方、−２０μｃ／ｇより大きいと画出しをくり返すこ
とでスリーブ上でのスリーブ近傍の現像剤の帯電量が大
、き（なって、スリーブ上のトナーの適正な帯電を阻害
する、いわゆるチャージアップ現象が生じ、徐々に画像
濃度の低下を生ずる。この現象はドツト潜像の現像であ
るデジタル潜像を現像する際に生じやすく、さらにＯＰ
Ｃ感光体を用いた低電位コントラストの反転現像方式に
おいて顕著である。

トナーの帯電量は、トナーの内添処方及び外添処方によ
り決まるが、本発明に係るトナーの帯電量を前記の範囲
に制御する方法は、前記範囲よりも高い帯電量を有する
磁性トナー粒子を用い、外添剤によりトナー全体の帯電
量を下げて前記範囲に合わせる方法、あるいはその逆の
方法、あるいは外添剤混合前後とも前記範囲にあるもの
を用いる方法のいずれの方法であっても良いが、外添剤
添加前後のトナーの帯電量の差はあまり大きくない方が
好ましい。

また、本発明の現像剤の窒素ガス吸着法によるＢＥＴ比
表面積が１．８　ｒｒｆ／ｇ未満であると、現像剤担持
体上で現像に十分な帯電量を得るのに時間がかかり、初
期濃度が薄くカブリの多い画像となる。

また３、５　ｒｒｒ／ｇより大きいとスリーブとの鏡映
力が大きくなり、現像率の低下が生じ結果として画像濃
度の低下を生じる。

また、本発明の現像剤の真比重は１．４５〜１．８ｇ／
ｃｒｄであり、ｌ、４５未満では磁界中で交流バイアス
をかけて現像する方式において、カブリを生じやすくま
た、ライン幅が太くなり解像力が悪化する。１．８より
大きいとラインかすれが生じやすく画像濃度も低下する
。

また、本発明の現像剤のゆるみ見掛は密度は０．４〜０
．５２であり、（好ましくは０．４５〜０．５）真比重
の大きさに比し、ゆるみ見掛密度が小さいことが特徴的
である。真比重とゆるみ見掛密度から計算される空隙率
は６２〜７５％であることが好ましい。

空隙率（εａ）は下記式で計算される。

また、固め見掛密度は０．８〜１．０の範囲が好ましく
、この際の空隙率（εｐ）は４０〜５０％が好ましい。

εａが６２％未満であると、現像器内部での撹拌による
トナーのほぐしが十分でなく、７５％より大きいとトナ
ー飛散、トナーもれを生じやすい。

εｐが４０％未満であると、現像器内部で現像剤づまり
を生じやすく現像剤が円滑に現像剤担持体に供給されず
、白ヌケをおこしやすい。また、５０％より大きいと同
一量の現像剤を内包するのにより大きな現像器容量が必
要となり、プリンターの小型化の障害となる。

本発明におけるトナーの帯電量は、トナー１ｇと２００
〜３００メツシユの鉄粉キャリア９ｇを５０ｃｃのポリ
エチレン製のビンにとり、ふたをして２３℃。

６０％ＲＨ環境下で２０秒間（約１００回）手で振り撹
拌した混合物を少量第４図の装置の容器にとり、電位が
飽和するまで約１分間２５０ｍｍＨ２Ｏの圧力で吸引す
る。

このときの飽和電位ｖ１コンデンサー容量Ｃ１吸引前後
の容器の重量Ｗ、、Ｗ２から帯電ｆｌＱを以下の式によ
り求めた。

また、磁性トナー粒子のＢＥＴ比表面積は、ＱＵＡＮＴ
ＡＣＨＲＯＭＥ社製比表面積計オートソーブｌを使用し
、ＢＥＴＩ点法により求めた。

本発明におけるゆるみ見掛密度は線用ミクロン（株）製
のパウダーテスター及び該パウダーテスターに付属して
いる容器を使用して、該パウダーテスターの取扱い説明
書の手順に従って測定した。

本発明における真密度の測定は、微粉体を測定する場合
、正確かつ簡便な方法として、次の方法を採用した。

ステレンス製の内径１０ｍｍ、長さ約５ｃｍのシリンダ
ーと、その中に密着挿入できる外径約１０　ｍ　ｍ　。

高さ５ｍｍの円盤（Ａ）と、外径約１０　ｍ　ｍ　、長
さ約８ｃｍのピストン（Ｂ）を用意する。シリンダーの
底に円盤（Ａ）を入れ、次で測定サンプル約１ｇを入れ
、ピストン（Ｂ）を静かに押し込む。これに油圧プレス
によって４００ｋｇ／ｃｒｒｒの力を加え、５分間圧縮
したものをとり出す。この圧縮サンプルの重さを秤量（
ｗｇ）Ｌ／マイクロメーターで圧縮サンプルの直径（Ｄ
　ｃ　ｍ　）　、高さ（Ｌ　ｃ　ｍ　）を測定し、次式
によって真密度を計算する。

本発明に係る磁性トナーにおいては、体積平均粒径が６
〜８μｍを有し、５μｍ以下の粒径を有する磁性トナー
粒子が１７〜６０個数％含有され、６．３５〜１０．０
８μｍの粒径を有する磁性トナー粒子が５〜５０個数％
含有され、１２．７μｍ以上の粒径を有する磁性トナー
粒子が２．０体積％以下で含有され、５μｍ以下の磁性
トナー粒子群が下記式％式％ 〔式中、Ｎは５μｍ以下の粒径を有する磁性トナー粒子
の個数％を示し、■は５μｍ以下の粒径を有する磁性ト
ナー粒子の体積％を示し、ｋは４．６乃至６．７の正数
を示す。但し、Ｎは１７乃至６ｏの正数を示す。〕 を満足する粒度分布を有することが一つの特徴である。

上記の如き特定な粒度分布を有する絶縁性磁性トナーは
、本発明画像形成方法、及び画像形成装置との相乗的効
果によってデジタル潜像の解像力に特に優れ、さらに画
像濃度の点でも優れている。

本発明に係る磁性トナーにおいて、このような効果が得
られる理由は、必ずしも明確でないが、以下のように推
定される。

すなわち、本発明の磁性トナーにおいては、５μｍ以下
の粒径の磁性トナー粒子が１７〜６０個数％であること
が一つの特徴である。従来、磁性トナーにおいては５μ
ｍ以下の磁性トナー粒子は、帯電量コントロールが困難
であったり、磁性トナーの流動性を損ない、また、トナ
ー飛散して機械を汚す成分として、さらに、画像のかぶ
りを生ずる成分として、積極的に減少することが必要で
あると考えられていた。

しかしながら、本発明者らの検討によれば、５μｍ以下
の磁性トナー粒子が高品質な画質を形成するための必須
の成分であることが判明した。

例えば、０．５μｍ〜３０μｍにわたる粒度分布を有す
る磁性トナーを用いて、感光体上の表面電位を変化し、
多数のトナー粒子が現像され易い大きな現像電位コント
ラストから、ハーフトーンへ、さらに、ごくわずかのト
ナー粒子しか現像されない小さな現像電位コントラスト
まで、感光体上の表面電位を変化させた潜像を現像し、
感光体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒度分
布を測定したところ、８μｍ以下の磁性トナー粒子が多
く、特に５μｍ以下の磁性トナー粒子が多いことが判明
した。すなわち、現像にもっとも適した５μｍ以下の粒
径の磁性トナー粒子が感光体の潜像の現像に円滑に供給
される場合に潜像に忠実であり、潜像からはみ出すこと
な（、真に再現性の優れた画像かえられるものである。

この現像は、デジタル潜像の反転現像の場合も同様であ
った。

又、本発明に係る磁性トナーにおいては、６．３５〜１
０．０８μｍの範囲の粒子が５〜５０個数％であること
が一つの特徴である。これは、前述のごとく、５μｍ以
下の粒径の磁性トナー粒子の存在の必要性と関係があり
、５　／Ｚ　ｍ以下の粒径の磁性トナー粒子は、潜像を
厳密に覆い、忠実に再現する能力を有するが、潜像自身
において、その周囲のエツジ部の電界強度が中央部より
も高く、そのため、潜像内部がエツジ部より、トナー粒
子ののりがうす（なり、画像濃度が薄く見えることがあ
る。特に、５μｍ以下の磁性トナー粒子は、その傾向が
強い。しかしながら、本発明者らは、６．３５〜１０．
０８μｍの範囲のトナー粒子を５個数％〜５０個数％含
有させることによって、この問題を解決し、さらに鮮明
にできることを知見した。

すなわち、６．３５〜ｉｏ、ｏｓμｍの粒径の範囲のト
ナー粒子が５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子に対して
、適度にコントロールされた帯電量をもつためと考えら
れるが、潜像のエツジ部より電界強度の小さい内側に供
給されて、エツジ部に対する内側のトナー粒子ののりの
少なさを補って、均一なる現像画像が形成され、その結
果、高い濃度で解像性及び階調性の優れたシャープな画
像が提供されるものである。

さらに、５μｍ以下の粒径の粒子について、その個数％
（Ｎ）と体積％（Ｖ）との間に、Ｎ／Ｖ＝０．０５Ｎ＋
ｋ　（但し、４．６≦に≦６．７　：　１７≦Ｎ≦６０
）なる関係を本発明の磁性トナーが満足していることも
特徴の一つである。第４図にこの範囲を示すが、他の特
徴と共に、この範−囲を満足する粒度分布の本発明に係
る磁性トナーを含有する磁性現像剤は微小スポットから
形成されるデジタル潜像に対して優れた現像性を達成し
つる。

本発明者らは、５μｍ以下の粒度分布の状態を検討する
中で、上記式で示すような最も目的を達成するに適した
微粉の存在状態があることを知見した。すなわち、ある
Ｎの値に対して、Ｎ／Ｖが大きいということは、５μｍ
以下の粒子まで広く含んでいることを示しており、Ｎ／
Ｖが小さいということは、５μｍ付近の粒子の存在率が
高（、それ以下の粒径の粒子が少ないことを示している
と解され、Ｎ／ｖの値が１．６〜５．８５の範囲内にあ
り、且つＮが１７〜６０の範囲にあり、且つ上記関係式
をさらに満足する場合に、良好な細線再現性及び高解像
性が達成される。

また、１２．７μｍ以上の粒径の磁性トナー粒子につい
ては、２．０体積％以下にし、できるだけ少ないことが
好ましい。

本発明の磁性現像剤は従来の問題点を解決し、最近の厳
しい高画質への要求にも耐えることを可能としたもので
ある。

本発明の構成について、さらに詳しく説明をする。

５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子が全粒子数の１７〜
６０個数％であることが良く、好ましくは２５〜６０個
数％が良く、さらに好ましくは３０〜６０個数％が良い
。５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子が１７個数％未満
であると、高画質に有効な磁性トナー粒子が少な（、特
に、プリントアウトをつづけることによってトナーが使
われるに従い、有効な磁性トナー粒子成分が減少して、
本発明で示すところの磁性トナーの粒度分布のバランス
が悪化し、画質がしだいに低下してくる。また、６０個
数％を越える場合は、磁性トナー粒子相互の凝集状態が
生じやすく、本来の粒径以上のトナー塊となるため、荒
れた画質となり、解像性を低下させ、または潜像のエツ
ジ部と内部との濃度差が大きくなり、中ぬけ気味の画像
となりやすい。

また、６．３５〜１０．０８μｍの範囲の粒子が５〜５
０個数％であることが良く、好ましくは８〜４０個数％
が良い。５０個数％より多いと、画質が悪化すると共に
、必要以上の現像、すなわち、トナーののりすぎが起こ
り、細線再現性が低下し、トナー消費量の増大をまねく
。一方、５個数％未満であると、高画像濃度が得られに
（（なる。また、５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子群
の個数％（Ｎ％）、体積％（７％）の間に、Ｎ／Ｖ＝−
０，０５Ｎ十になる関係があり、４．６≦に≦６．７の
範囲の正数を示す。好ましくは４．６≦に≦６．２、さ
らに好ましくは４．６≦に≦５．７である。先に示した
ように、１７≦Ｎ≦６０．好ましくは２５≦Ｎ≦６０、
さらに好ましくは３０≦Ｎ≦６０である。

ｋ　＜　４．６では、５．０μｍより小さな粒径の磁性
トナー粒子数が少なく、画像濃度、解像性、鮮鋭さで劣
りたちのとなる。従来、不要と考えがちであった微細な
磁性トナー粒子の適度な存在が、現像において、トナー
の最密充填化を果たし、粗れのない均一な画像を形成す
るのに貢献する。特に細線及び画像の輪郭部を均一に埋
めることにより、視覚的にも鮮鋭さをより助長するもの
である。すなわち、ｋ　＜　８．７では、この粒度分布
成分の不足に起因して、これらの特性の点で劣ったもの
となる。

別の面からは、生産上も、ｋ　＜　４．６の条件を満足
するには分級等によって、多量の微粉をカットする必要
があり、収率及びトナーコストの点でも不利なものとな
る。また、ｋ　＞　６．７では、必要以上の微粉の存在
によって、（り返しプリントアウトをつづけるうちに、
画像濃度が低下する傾向がある。

この様な現象は、必要以上の荷電をもった過剰の微粉状
磁性トナー粒子が現像スリーブ上に帯電付着して、正常
な磁性トナーの現像スリーブへの担持および荷電付与を
阻害することによって発生すると考えられる。

また、１２．７μｍ以上の粒径の磁性トナー粒子が２．
０体積％以下であることが良く、さらに好ましくは１．
Ｏ体積％以下であり、さらに好ましくは０．５体積％以
下である。２．０体積％より多いと、細線再現における
妨げになる。また、磁性トナーの体積平均径は６〜８μ
ｍであり、この値は先にの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６μ
ｍ未満では、グラフイク画像などの画像面積比率の高い
デジタル潜像の用途では、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。こ
れは、先に述べた潜像におけるエツジ部に対して、内部
の濃度が下がる理由と同じ原因によると考えられる。体
積平均粒径８μｍを越える場合では１００μｍ以下の微
小スポットの解像度が良好でなく、またプリントアウト
の初めは良くとも使用をつづけていると画質低下を発生
しやすい。

トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できるが、
本発明においてはコールタ−カウンターを用いて行った
。

すなわち、測定装置としてはコールタ−カウンターＴＡ
−ＩＩ型（コールタ−社製）を用い、個数分布、体積分
布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−
１パーソナルコンピユータ（キャノン製）を接続し、電
解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣ１水溶液
を調製する。測定法としては前記電解水溶液１００〜１
５０ｍｆ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアル
キルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さら
に測定試料を２〜２０ｍｇ　（粒子数として約３万〜約
３０万個）加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散
器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コールタ−カウ
ンターＴＡＵ型により、アパチャーとして１００μアパ
チヤーを用いて、個数を基準として２〜４０μの粒子の
粒度分布を測定して、それから本発明に係るところの値
を求めた。

本発明に係る磁性トナーに使用される結着樹脂としては
、オイル塗布する装置を有する加熱加圧ローラ定着装置
を使用する場合には、下記トナー用結着樹脂の使用が可
能である。

例えば、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−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−アクリル酸エステル共重合体
、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、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−アクリロニトリル−インデン共重合体な
どのスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール
樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン
酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニ
ール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシ
レン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマ
ロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。

オイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式におい
ては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がローラ
に転移するいわゆるオフセット現象、及びトナー像支持
部材に対するトナーの密着性が重要な問題である。より
少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存中も
しくは現像器中でブロッキングもしくはケーキングし易
い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなけれ
ばならない。これらの現象にはトナー中の結着樹脂の物
性が最も大きく関与しているが、本発明者らの研究によ
れば、トナー中の磁性体の含有量を減らすと、定着時に
トナー像支持部材に対するトナーの密着性は良くなるが
、オフセットが起こり易くなり、またブロッキングもし
くはケーキングも生じ易（なる。それゆえ、本発明にお
いてオイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式を
用いる時には、結着樹脂の選択がより重要である。好ま
しい結着物質としては、架橋されたスチレン系共重合体
もしくは架橋されたポリエステルがある。

スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノ
マーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ド
デシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチル
ヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタク
リル酸メチル、メタクリルサン酸エチル、メタクリル酸
ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メ
タクリニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合
を有するモノカルボン酸もしくはその置換体；例えば、
マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マ
レイン酸ジメチルなどのような二重結合を有するジカル
ボン酸及びその置換体；例えば塩化ビニル、酢酸ビニル
、安息香酸ビニルなどのようなビニルエステル類；例え
ばエチレン、プロピレン、ブチレンなどのようなエチレ
ン系オレフィン類；例えばビニルメチルケトン、ビニル
ヘキシルケトンなどのようなビニルケトン類；例えばビ
ニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイ
ソブチルエーテルなどのようなビニルエーテル類；等の
ビニル単量体が単独もしくは２つ以上用いられる。

ここで架橋剤としては主として２個以上の重合可能な二
重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベ
ンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビニ
ル化合物；例えばエチレングリコールジアクリレート、
エチレングリコールジメタクリレート、１．３−ブタン
ジオールジメタクリレートなどのような二重結合を２個
有するカルボン酸エステル；ジビニルアニリン、ジビニ
ルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンな
どのジビニル化合物；及び３個以上のビニル基を有する
化合物；が単独もしくは混合物として用いられる。

また、加圧定着方式を用いる場合には、圧力定着トナー
用結着樹脂の使用が可能であり、例えばポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリウレタンエラスト
マー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、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
、線状飽和ポリエステル、パラフィンなどがある。

また、本発明の磁性トナーには荷電制御剤をトナー粒子
に配合（内添）、またはトナー粒子と混合（外添）して
用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像シス
テムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり、
特に本発明では粒度分布と荷電とのバランスをさらに安
定したものとすることが可能であり、荷電制御剤を用い
ることで先に述べたところの粒径範囲毎による高画質化
のための機能分離および相互補完性をより明確にするこ
とができる。

本発明に用いることのできる負荷電性制御剤としては、
例えばモノアゾ染料の金属錯体、または塩、サリチル酸
、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、または
ナフトエ酸の金属錯体または塩が用いられる。

上述した荷電制御剤（結着樹脂としての作用を有しない
もの）は、微粒子状として用いることが好ましい。この
場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的には４
μｍ以下（更には３μｍ以下）が好ましい。

トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着樹
脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部（更には０
．１〜５重量部）用いることが好ましい。

又、その他の着色材として従来より知られている染料顔
料が使用可能であり、通常結着樹脂１００重量部に対し
て０．５〜２０重量部使用できる。

本発明の磁性トノ−は疎水性シリカ微粉体を有している
。粒径は、具体的には、４μｍ以下（更には３μｍ以下
）が好ましい。

トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着樹
脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部（更には０
．１〜５重量部）用いることが好ましい。又、その他の
着色材として従来より知られている染料。

顔料が使用可能であり、通常、本発明の磁性結着現像剤
は疎水性シリカ微粉体を有している。本発明の特徴とす
るような粒度分布を有する磁性トナーでは、比表面積が
従来のトノ−より大きくなる。摩擦帯電のために磁性ト
ナー粒子と、内部に磁界発生手段を有した円筒状の導電
性スリーブ表面と接触せしめた場合、従来の磁性トナー
よりトナー粒子表面とスリーブとの接触回数は増大し、
トナー粒子の摩耗やスリーブ表面の汚染が発生しやす（
なる。本発明に係る磁性トナーと、シリカ微粉末を組み
合せるとトナー粒子とスリーブ表面の間にシリカ微粉末
が介在することで摩耗は著しく軽減される。これによっ
て、磁性トナーおよびスリーブの長寿命化がはかれると
共に、安定した帯電性も維持することができ、長期の使
用にもより優れた磁性トナーを有する現像剤とすること
が可能である。さらに、本発明で主要な役割をする５μ
ｍ以下の粒径を有する磁性トナー粒子は、シリカ微粉末
の存在で、より効果を発揮し、高画質な画像を安定して
提供することができる。

シリカ微粉体としては、乾式法及び湿式法で製造したシ
リカ微粉体をいずれも使用できるが、耐フィルミング性
、耐久性の点からは乾式力にょるシリカ微粉体を用いる
ことが好ましい。

ここで言う乾式法とは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相
酸化により生成するシリカ微粉体の製造法である。例え
ば四塩化ケイ素ガスの酸素水素中における熱分解酸化反
応を利用する方法で、基礎となる反応式は次の様なもの
である。

Ｓ＋Ｃ１’　４　＋　２Ｈ２＋　０２　→Ｓ＋０２　＋
４ＨＣｆ又、この製造工程において例えば、塩化アルミ
ニウム、又は塩化チタンなど他の金属ハロゲン化合物を
ケイ素ハロゲン化合物と共に用いる事によってシリカと
他の金属酸化物の複合微粉体を得る事も可能であり、そ
られも包含する。

本発明に用いられる、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸
化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例え
ば、以下の様な商品名で市販されているものがある。

ＡＥＲＯ３ＩＬ　　　　　　　　　　　１３０（日本ア
エロジル社）　　　　　２００Ｘ５０ Ｔ６００ ０Ｘ８０ ０Ｘ１７０ ０Ｋ８４ Ｃａ　−０−Ｓ　ｉ　Ｌ　　　　　　　　　　Ｍ　−５
（ＣＡＢＯＴＯＣｏ、社）ＭＳ−７ Ｓ−５ Ｈ−５ Ｗａｃｋｅｒ　　　ＨＤＫ　　　Ｎ２０　　　　　　　
　　Ｖ１５（ＷＡＣＫＥＲ−ＣＨＥＭＩＥ　ＧＭＢＨ社
）　　　　　Ｎ２０Ｅｐ−Ｃｐｉｙｌｅ　　　５ｉｌｉ
ｃａ （ダウコーニングＣｏ、社） Ｆｒａｎｓｏｌ （Ｆｒａｎｓｉｌ　社） 一方、本発明に用いられるシリカ微粉体を湿式法で製造
する方法は、従来公知である種々の方法が適用できる。

たとえば、ケイ酸ナトリウムの酸による分解、一般反応
式で下記に示す。

Ｎａ２Ｏ・ＸＳｉＯ２＋ＨＣｆ＋Ｈ２Ｏ−＋ＳｉＯ２・
ｎＨ２０＋ＮａＣｆ その他、ケイ酸ナトリウムのアンモニア塩類またはアル
カリ塩類よる分解、ケイ酸ナトリウムよりアルカリ土類
金属ケイ酸塩を生成せしめた後、酸で分解しケイ酸とす
る方法、ケイ酸ナトリウム溶液をイオン交換樹脂により
ケイ酸とする方法、天然ケイ酸またはケイ酸塩を利用す
る方法などがある。

ここでいうシリカ微粉体には、無水二酸化ケイ素（シリ
カ）、その他、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム
、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛な
どのケイ酸塩をいずれも適用できる。

上記シリカ微粉体のうちで、ＢＥＴ法で測定した窒素吸
着による比表面積が７０〜３００　ｄ／Ｈの範囲内のも
のが良好な結果を与える。磁性トナー１００重量部に対
してシリカ微粉体０．０１〜８重量部、好ましくは０．
１〜５重量部使用するのが良い。

疎水性シリカ微粉体としては、負帯電性の疎水性シリカ
微粉体が好ましい。

本発明に用いる疎水性シリカ微粉体は、帯電量が−１０
〜−３００μｃ／ｇを有するものが好ましく用いられる
。シリカの帯電量が一１０μｃ／ｇに満たないものはト
ナー自体の帯電量を低下させ、湿度特性が低下する。ま
た、−３００μｃ／ｇを超えるものを用いると、スリー
ブメモリーを促進させ、またシリカ劣化の影響を受けや
す（なり、耐久特性に支障をきたす。また、３００ｒｄ
／ｇより細かいものは現像剤への添加効果がな（７ｏｉ
／ｇよりあらいものは遊離物としての存在確率が大きく
、シリカの偏積や疑集物による黒ボテの発生原因となり
やすい。

負帯電性のシリカ微粉体の帯電量は、前記のトナーの帯
電量測定の場合と同様であるが、シリカと鉄粉キャリア
の重量比は２：９８で行なう。

本発明に用いられるシリカ微粉体はケイ素ハロゲン化合
物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法または
ヒユームドシリカと称される乾式シリカ及び水ガラス等
から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能で
あるが、表面及び内部にあるシラノール基が少なく、製
造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。

疎水化処理するには、シリカ微粉体と反応あるいは物理
吸着する有機ケイ素化合物などで化学的に処理すること
によって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハ
ロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ
微粉体をシランカップリング剤で処理した後、あるいは
シランカップリング剤で処理すると同時にシリコーンオ
イルの如き有機ケイ素化合物で処理する。

疎水化処理に使用されるシランカップリング剤としては
、例えばヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、
トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、
ジメチルジクロルシラン。

メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン
、アリルフエニルジクロルシラン、ベンジルジメチルク
ロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−
クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリ
クロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、ト
リオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメル
カプタン。

トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセ
トキシシラン、ジメチルエトキシシラン。

ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジェトキシシラ
ン、ヘキサメチルジシロキサン、ｌ、３−ジビニルテト
ラメチルジシロキサン、ｌ、３−ジフェニルテトラメチ
ルジシロキサンが挙げられる。

有機ケイ素化合物としては、シリコ−オイルが挙げられ
る。好ましいシランカップリング剤としては、ヘキサメ
チルジシラザン（ＨＭＤＳ）が挙げられる。また、好ま
しいシリコンオイルとしては、２５℃における粘度がお
よそ３０〜１，０００センチストークスのものが用いら
れ、例えばジメチルシリコンオイル、メチルフェニルシ
リコンオイル。

α−メチルスチレン変性シリコンオイル、クロルフェニ
ルシリコンオイル、フッ素変性シリコンオイル等が好ま
しい。本発明の目的からして、−〇Ｈ基、−ＣＯＯＨ基
、−ＮＨ２基等を多く含有するシリコンオイルは好まし
くない。

シリコンオイル処理の方法は例えばシランカップリング
剤で処理されたシリカ微粉体とシリコンオイルとをヘン
シェルミキサー等の混合機を用いて直接混合しても良い
し、ベースとなるシリカはシリコンオイルを噴射する方
法によっても良い。

あるいは適当な溶剤にシリコインオイルを溶解あるいは
分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体とを混合し、溶
剤を除去して作成しても良い。

本発明におけるシリカ微粉体の疎水化度は、以下の方法
で測定された値を用いる。もちろん、本発明の測定法を
参照しながら他の測定法の適用も可能である。

密栓式の２００　ｍ　Ｉ！の分液ロートにイオン交換水
１００ｍ１および試料０．１ｇを入れ、振とう機（ター
グラシェーカーミキサーＴ２Ｃ型）で９Ｏｒｐｍの条件
で１０分間振とうする。振とう後１０分間静置し、シリ
カ粉末層と水層が分離した後、下層の水層を２０〜３０
　ｍ　ｌ採取し、１０　ｍ　ｍセルに入れ、５００ｎｍ
の波長でシリカ微粉体を入れていないブランクのイオン
交換水を基準として透過率を測定し、その透過率の値を
もってシリカの疎水化度とするものである。

本発明における疎水性シリカ微粉体の疎水化度は、９０
％以上（より好ましくは９３％以上）を有する。疎水化
度がこれ以下であると、高湿下でのシリカ微粉体の水分
吸着により高品位の画像が得られに（い。

本発明の磁性トナーは、必要に応じてシリカ微粉体以外
の外部添加剤を添加してもよい。

例えば、トナー帯電量を前記範囲に制御するためにポリ
メチルメタクリレートやフッ素樹脂等の正、あるいは負
帯電性を有する高抵抗（１０１０Ω以上）、あるいは中
抵抗（１０６Ω〜１０１０Ω）の樹脂微粒子や、カーボ
ンブラック、酸化スズ等の導電性付与剤。

その他例えば、ステアリン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは
酸化セリウム、炭化ケイ素の如き研磨剤、あるいはアル
ミナの如き流動性付与剤、ケーキング防止剤、熱ロール
定着時の離型性を良くする目的で低分子量のポリエチレ
ンやポリプロピレン等を添加してもよい。

本発明に係る静電荷像現像用磁性トナーを作製するには
磁性粉及びビニル系、非ビニル系の熱可塑性樹脂、必要
に応じて着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、そ
の他の添加剤等をボールミルの如き混合機により充分混
合してから加熱ロール、ニーダ−、エクストルーダーの
如き熱混練機を用いて熔融、捏和及び練肉して樹脂類を
互いに相溶ぜしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せ
しめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級をおこなって本発
明に係るところの絶縁性磁性トナーを得ることが出来る
。

さらに、所定の粒径及び粒度分布を有する絶縁性磁性ト
ナーと所定量の疎水性シリカ微粉体とを混合することに
より本発明の磁性現像剤を調製することができる。

本発明の磁性トナー及び磁性現像剤の摩擦帯電量は前述
したシリカ微粉体の場合とほぼ同様に行なわれるが量比
は異なり磁性現像剤または磁性トナー２．０ｇとキャリ
ア鉄粉９．０ｇを精秤し同様に測定を行なう。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これ
は本発明をなんら限定するものではない。

尚、以下の配合における部数はすべて重量部である。

実施例１ 直径２０φの円筒状ステンレス製スリーブの表面に定形
粒子として８０％以上の直径５３〜６２μｍであるガラ
スピーズを用いプラスト処理をおこない、複数の球状痕
跡窪みの直径Ｒが５３〜６２μｍである凹凸を形成させ
た。このスリーブ表面の凹凸のピッチＰは３３μであり
表面粗さｄは２，０μであった。この表面処理したスリ
ーブをスリーブＡとし、ゴム製の弾性ブレードをブレー
ドＡとし、第３図のような現像装置を作成した。

一方、負帯電性絶縁性磁性トナーとしては、下記のもの
を使用した。

上記材料をブレンダーでよく混合した後、１５０℃に設
定した２軸混練押出機にて混練した。得られた混練物を
冷却し、カッターミルにて粗粉砕した後、ジェット気流
を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕粉
を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成した。さ
らに、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した多分割
分級装置（８鉄鉱業社製エルボジェット分級機）で超微
粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して体積平均粒径６
．５μｍの黒色微粉体（磁性トナー）を得た。

本実施例で用いた多分割分級機及び該分級機による分級
工程について第５図及び第６図を参照しながら説明する
。多分割分級機４０は、第５図及び第６図において、側
壁は５２．５４で示される形状を有し、下部壁は５５で
示される形状を有し、側壁５３と下部壁５５には夫々ナ
イフェツジ型の分級エツジ４７．４８を具備し、この分
級エツジ４７．４８により、分級ゾーンは３分画されて
いる。側壁５２下の部分に分級室に開口する原料供給ノ
ズル４６を設け、該ノズルの底部接線の延長方向に対し
て下方に折り曲げて長楕円弧を描いたコアンダブロック
５６を設ける。分級室上部壁５７は、分級室下部方向に
ナイフェツジ型の人気エツジ４９を具備し、更に分級室
上部には分級室に開口する人気管４４、４５を設けであ
る。又、人気管４４．４５にはダンパの如き第１．第２
気体導入調節手段５０．５１及び静圧計５８．５９を設
けである。分級室低面にはそれぞれの分画域に対応させ
て、室内に開口する排出口を有する排出管４１，４２．
４３を設けである。分級粉は供給ノズル４６から分級領
域に減圧導入され、コアンダ効果によりコアンダブロッ
ク５６のコアンダ効果による作用と、その際流入する高
速エアーの作用とにより湾曲線６０を描いて移動し、粗
粉４１、所定の体積平均粒径及び粒度分布を有する黒色
微粉体（磁性トナー）４２及び超微粉４３に分級された
。得られた負帯電性の黒色微粉体である磁性トナーを前
述の如く１００μのアパチャーを具備するコールタ−カ
ウンタＴＡＵ型を用いて測定したデータを下記第１表に
示す。

第 表 得られた磁性トナーＡ１００重量部に負帯電性疎水性乾
式シリカＡ　（ＢＥＴ比表面積２００　ｄ／ｇ。

帯電ｆｉ−２００μｃ／ｇ）０．８部と更に前記トナー
粒子と逆極性である正帯電性ポリメチルメタクリレート
樹脂微粒子（平均粒径０．４μｍ帯電量＋５００μｃ／
ｇ）　０．３部を加え、ヘンシェルミキサーにより混合
し、負帯電性−成分磁性現像剤Ａとした。

この現像剤の粒度分布、帯電量、ＢＥＴ比表面積。

ゆるみ見掛密度、真比重は第２表に示す。

前記の現像器及び現像剤を用い、キャノン社製レーザビ
ームプリンタＬＢＰ−８ＡＪ１の改造機を使用し、積層
型に有機光導電体（ｏｐｃ）感光ドラムと現像スリーブ
との最近接間隙を３００μｍに設定し、感光ドラム表面
に一７００ｖの一次帯電をおこないレーザ光の露光部に
おける電位を一１００Ｖとしてデジタル潜像を形成し、
感光ドラム基体と現像スリーブとの間で直流バイアス−
５００Ｖ、交流バイアス（１８００Ｈｚ、　ピークトウ
ビーク１６００Ｖ）を印加して反転現像法により常温常
湿（２５°Ｃ１６０％ＲＨ）、高温高湿（３０°Ｃ１９
０％ＲＨ）及び低温低湿（１５°Ｃ，１０％ＲＨ）の３
環境において、３０００枚の画出しを行い。その結果を
第３表に示した。

第３表中のＤ　ｍ　ａ　ｘは一辺５ｍｍのベタ黒正方形
の濃度微小ドツト再現性は第７図に示すような正方形の
一辺がＸ２８０μｍまたは５０μｍのチエッカ−模様を
低温低湿下で現像した画像の再現性を顕微鏡により観察
し、評価したものである。

第３表から明らかなように各環境とも高濃度で微小トッ
ド再現性に優れた画像が３０００枚まで安定して得られ
、また、３０００枚画出し後のスリーブの汚染、トナー
コートムラは無くスリーブ上のトナーコート量は各環境
とも１．２ｍｇ／ｃｍ程度で初期とほとんど変化がなか
った。

比較例１ 実施例１で使用したガラスピーズの代わりに、不定形粒
子である＃３００のカーポランダムを用いて作成したス
リーブＢを用い、ゴム製の弾性プレートＡの代わりに弾
性のない鉄製のブレードＢをスリーブと２５０μｍの間
隙をあけて用いる以外は実施例１と同様にして評価した
ところ第３表に示す通り３０００枚後のスリーブの汚染
が非常に多く、画像濃度も初期と比較して大巾に低下し
た。

比較例２ 実施例１で使用したブレードＡの代わりにブレードＢを
スリーブと２５０μｍの間隙をあけて用いる以外は実施
例１と同様にして評価したところ第３表に示す通り、低
温低湿環境下でスリーブ端部にトナーコートムラが発生
し、他の環境においてもスリーブ上のトナーコート量が
増加し環境安定性に欠ける。

実施例２ 実施例１で使用した現像剤Ａの代わりに、外添剤を疎水
性シリカＢ　（ＢＥＴ比表面積３００　ｒｒ？／ｇ帯電
量−３０μｃ／ｇ）１．２部に変えた現像剤Ｂを使用す
る以外は、実施例１と同様にして評価したところ、実施
例１同様良い結果が得られた。現像剤Ｂの物性値は第２
表、評価結果は第３表にそれぞれ示した。

実施例３ 実施例１と同様にして、体積平均粒径７．８μｍ１第２
表に示すような粒度分布を有するトナーＣを作成し、更
に疎水性シリカＡ０．６部正帯電性のポリメチルメタク
リレート０．３部を混合して現像剤Ｃを得た。実施例１
で使用した現像剤Ａの代わりに現像剤Ｃを使用する以外
は実施例１と同様にして評価したところ実施例１同様良
い結果が得られた。

現像剤Ｃの他物性値は第２表、評価結果は第３表にそれ
ぞれ示した。

比較例３ 実施例１で用いた正帯電性ポリメチルメタクリレート樹
脂微粒子を添加しない以外は実施例１と同様にして現像
剤りを得た。実施例１の現像剤Ａの代わりに現像剤りを
用いる以外は実施例１と同様にして評価し第３表に示し
た。その結果、画出し枚数が進むにしたがって濃度が薄
くなり、ラインも細（なる。また、３０００枚後のトナ
ーコート量は初期に比べて少なくなっていた。

比較例４ 実施例１の四三酸化鉄を６０部にする以外は実施例１と
同様にして体積平均粒径１１．４μｍ、第２表に示すよ
うな粒度分布を有するトナーＥを作成し、更に疎水性シ
リカＡ０．４部、正帯電性ポリメチルメタクリレート０
．３部を混合して現像剤Ｅを得た。現像剤Ａの代わりに
現像剤Ｅを用いる以外は実施例１−と同様にして評価し
第３表に示した。その結果画像濃度は高くコート状態も
良かったが、微小ドツトの再現性が悪く、画像のトビチ
リ、カブリが目立ち、満足な結果は得られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、表面粗さとピッチの定義説明図である。 第２図は、本発明に係る画像形成装置の概略的説明図で
あり、第３図は第２図の現像部の拡大図である。 第４図は、本発明に係るトナーの帯電量測定装置の略図
である。 第５図、第６図は実施例で、トナーの分級に使用した多
分割分級機の概略的説明図である。 第７図は、実施例及び比較例で用いた画像パターンを示
す部分図である。 第８図は、本発明に係るトナーの５μｍ以下の粒子の含
有比率の範囲を示す図である。 づケ ２り　　　４Ｑ　　　　父　　　侶ｂ ｒ−Ｊ（９ｍｍモモＣ布嬉区籾％） イＣ）≦ン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電荷像を保持する静電像保持体と、磁性トナー
   を表面に担持するトナー担持体とを現像部において一定
   の間隙を設けて配置し、磁性トナーをトナー担持体上に
   前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、現
   像部においてトナーに交番電界をかけながら現像する画
   像形成方法において、該トナー担持体が定形粒子による
   ブラスト処理によって、複数の球状痕跡窪みによる凹凸
   を形成した表面を有し、その表面状態は、球状痕跡窪み
   の直径Ｒが２０〜２５０μｍであり凹凸のピッチＰが２
   〜１００μｍであり、表面粗さｄが０．１〜５μｍであ
   る条件を満足し、トナー担持体上のトナー層はトナー担
   持体面に弾性力で当接する弾性層厚規制部材により薄層
   として整層化させ現像部へ搬送し、該磁性トナーは少な
   くとも、結着樹脂、磁性体を含有する絶縁性一成分磁性
   トナーであり、該トナーの帯電量は−１０〜−２０μｃ
   ／ｇを有し、体積平均粒径６〜８μｍを有し、５μｍ以
   下の粒径を有する磁性トナー粒子が１７〜６０個数％含
   有され、６．３５〜１０．０８μｍの粒径を有する磁性
   トナー粒子が５〜５０個数％含有され、１２．７μｍ以
   上の粒径を有する磁性トナー粒子が２．０体積％以下で
   含有され、５μｍ以下の磁性トナー粒子群が下記式 Ｎ／Ｖ＝−０．０５Ｎ＋ｋ 〔式中、Ｎは５μｍ以下の粒径を有する磁性トナー粒子
   の個数％を示し、Ｖは５μｍ以下の粒径を有する磁性ト
   ナー粒子の体積％を示し、ｋは４．６乃至６．７の正数
   を示す。但し、Ｎは１７乃至６０の正数を示す。〕 を満足する粒度分布を有することを特徴とする画像形成
   方法。
2. （２）静電荷像を保持する静電像保持体と、磁性トナー
   を表面に担持するトナー担持体とを現像部において一定
   の間隙を設けて配置し、磁性トナーをトナー担持体上に
   前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、現
   像部においてトナーに交番電界をかけながら現像する画
   像形成装置において、該トナー担持体が定形粒子による
   ブラスト処理によって、複数の球状痕跡窪みによる凹凸
   を形成した表面を有し、その表面状態は、球状痕跡窪み
   の直径Ｒが２０〜２５０μｍであり凹凸のピッチＰが２
   〜１００μｍであり、表面粗さｄが０．１〜５μｍであ
   る条件を満足し、トナー担持体上のトナー層はトナー担
   持体面に弾性力で当接する弾性層厚規制部材により薄層
   として整層化させ現像部へ搬送し、該磁性トナーは少な
   くとも、結着樹脂、磁性体を含有する絶縁性一成分磁性
   トナーであり、該トナーの帯電量は−１０〜−２０μｃ
   ／ｇを有し、体積平均粒径６〜８μｍを有し、５μｍ以
   下の粒径を有する磁性トナー粒子が１７〜６０個数％含
   有され、６．３５〜１０．０８μｍの粒径を有する磁性
   トナー粒子が５〜５０個数％含有され、１２．７μｍ以
   上の粒径を有する磁性トナー粒子が２．０体積％以下で
   含有され、５μｍ以下の磁性トナー粒子群が下記式 Ｎ／Ｖ＝−０．０５Ｎ＋ｋ 〔式中、Ｎは５μｍ以下の粒径を有する磁性トナー粒子
   の個数％を示し、Ｖは５μｍ以下の粒径を有する磁性ト
   ナー粒子の体積％を示し、ｋは４．６乃至６．７の正数
   を示す。但し、Ｎは１７乃至６０の正数を示す。〕 を満足する粒度分布を有することを特徴とする画像形成
   装置。