JPH0470859A - 静電潜像現像方法 - 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、電子写真複写プロセス等にて使用される磁気
刷子による静電潜像現像方法に関する。

従来の技術 従来、磁気刷子による静電潜像現像方法としては現像電
極（例えば現像電極として機能する現像剤担持体）とそ
れに内蔵される磁石体の両方あるいは片方の回転により
現像材を感光体に対して一方向に搬送し現像する方法が
良く知られ、一般的に使用されている。

このような現像方法に対して、磁気刷子によるトナー画
像の掻き落としを回避し、トナー画像のカストを防止し
、細線再現性等の画質向上を図る方法として、現像電極
が静電潜像担持体表面に対して近接しつつある位置ない
しは最近接位置において現像剤が静電潜像担持体表面に
対する接触を終了せしめる現像方法が提案されている（
例えば特開昭６２−１１３１６２号公報等）。

しかしながら、このような現像方法においては、現像剤
を静電潜像担持体表面に対する接触を終了せしめる位置
で、現像剤の流れ方向を強制的に変換せしめるＩ；め、
現像剤は強い力を受け、撹拌作用を受ける。そのため、
現像領域に供給されるトナーの帯電量が不良あるいは不
均一であると、上述した現像剤の接触終了位置において
低帯電量のトナーが飛散してしまい、トナーカブリや装
置内の汚染を招く。従って、トナーを均一で、かつ適性
レベルに帯電させて現像領域に供給する必要があるか、
使用するキャリアの摩擦帯電による帯電立ち上がり特性
が不十分であると、トナーが現像領域に達するまでの時
間内に適正な荷電レベルまで帯電されず、トナー飛散、
トナーカブリ、画質の低下等の問題を生じるのである。

さらに、現像剤はトナー粒子の凝集が生じることがある
が、凝集トナーは十分に帯電されず、現像領域に達して
も、適正に静電潜像に現像されず、複写画像の画質の低
下や、また、現像剤・方向転換領域で、凝集トナーが正
常に搬送されず、現像剤の正規の流れからフボレ落ちる
という問題が生じる。トナーが小粒径であればある程、
トナー凝集が生じやす、く、上記した問題が発生しやす
くなる。

また、さらに、白黒比ＣＢ／Ｗ）が高い画像を複写した
とき、あるいは、高温、高湿下の過酷な条件下で複写を
行なったときなどは、トナーの帯電立ち上がり性がさら
に悪化し、その結果トナー飛散、カブリ等の問題かより
顕著に現れる。

発明か解決しようとする課題 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、静電
潜像担持体に対向配置され、現像剤を搬送し、＃電増像
担持体表面に形成された静電潜像を現像するための現像
電極が、前記静電潜像担持体表面に対して近接しつつあ
る位置ないしは最近接位置において現像剤か静電潜像担
持体表面に対する接触を終了するようにした静電潜像現
像方法において、トナー飛散、トナーこぼれ、トナーカ
ブリ等の問題が生じず、Ｂ／Ｗ比の高い画像の複写にお
いて、あるいは高温高湿下の条件下においても同様に良
好な画像を形成できる現像方法を提供するものである。

課題を解決するための手段 ＃ｔａ像担持体に対向配置され、現像剤を搬送し、静電
潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像するための
現像電極が、前記静電潜像担持体表面に対して近接しつ
つある位置ないしは最近接位置において現像剤が静電潜
像担持体表面に対する接触を終了するようにした静電潜
像現像方法において、現像剤の＃Ｉ成要票であるキャリ
アとして、表面に多数の細孔を有する樹脂被覆キャリア
を使用することを特徴とする静電潜像現像方法に関する
。

まず、本発明に係る静電潜像現像方法を現像剤担持体と
磁石体とを同方向に回転させる方式で実施した場合につ
いて説明する。

本発明に係る静電潜像現像方法では、現像電極（例えば
、現像電極としても機能する現像剤担持体）が静電潜像
担持体（例えば、表面に感光層を有する感光体）に対し
て近接しつつある位置あるいは最近接位置において現像
剤が感光体に対する接触（この接触領域を現像領域とい
う）を終了させる。

この様な現像方法は、上述した方式にあっては現像領域
において現像剤担持体による現像剤搬送速度（Ｖｓｌ）
が磁石体による現像剤搬送速度（Ｖｍｇ）よりも大きく
して、現像領域下流側の現像剤担持体外周面上には現像
剤を存在させない様にすれば良具体的には、８１石体の
回転に基づく搬送速度［ＶｍｇＣｍｍ、’５ｅｃ）Ｊは
、 Ｖ　Ｂ　＝　ｈ−ｐ　・（Ｗａｇ／　６０）　　　　　
　−−■但し、ｈ　　：穂高（ｍｍ） ｐ　　：磁極数 Ｗｍｇ　：磁石体回転数（ｒｐｍ） なる式で表わされる。

現像剤担持体の回転に基づく搬送速度［Ｖｓｌ（ｍｍ／
５ｅｅ）］はｆ、 Ｖｓｌ＝　Ｄ　・ｙｒ　・（ＷＳＩ／’６０）　　　　
　−−■但し、Ｄ　：現像剤担持体直径（朋） Ｗｓｌ　　現像剤担持体回転数（ｒｐｍ）なる式で表わ
される。

従って、全体としての現像剤搬送速度ｒＶｄｅｖ（ｍｍ
／　５ｅｅ）］は、 Ｖｄｅｖ＝　Ｖｍｇ　−Ｖｓｌ ＝（ｈ−ｐ−Ｗｍｇ−Ｄ−ｒ−Ｗｓｌ）／６０　−■な
る式で表わされる。

ところで、現像剤担持体と感光体との最近接位置にあ′
いて、前記穂高（ｈ）は必然的に最近接位置間隔（ｄｌ
）となる。従って、現像剤を現像領域よりも下流側の現
像剤担持体外周面に存在させないためには、 Ｄ　・ｙ　・Ｗｓｌ＞ｄ＋　・ｐ−Ｗｍｇ　　　　　−
−■なる式を満足すれば良い。すなわち、現像剤担持体
の直径、磁石体の磁極数、それらの回転数や現像剤担持
体と感光体との間隔等を０式を満足する様に設定すれば
良い。

上記現像方法に用いる現像剤は、少なくとも樹脂被覆キ
ャリアとトナーからなる。

ます、樹脂被覆キャリアについて説明する。

本発明の樹脂被覆キャリアの断面図を、わかりやすさの
ため、模式的に第１図に示し、従来の樹脂被覆キャリア
の模式的断面図を第３図に示した。

すなわち、本発明の樹脂被覆キャリアは、キャリア芯材
（１）、キャリア芯材（１）を被覆する樹脂被覆層（２
）、樹脂被覆層表面に形成された細孔（３）からなる。

第３図に示した従来の樹脂被覆キャリアと比べ、細孔（
３）が存在することか大きな特徴である。

このように、樹脂被覆キャリアの表面に細孔を存在させ
ると、Ｉ・ナー（たとえ、小粒径トナーであっても）と
共に使用してもトナー粒子（４）とキャリア粒子との接
触を十分に確保することができ、トナーの帯電立ち上が
りを速やかに行なうことができ、かつ各トナー粒子を十
分均一に帯電させることかでき、帯電不良によるトナー
飛散を防止することができる。

また、キャリア表面上の細孔は、トナー粒子の捕捉性に
優れているので、この点からもトナー飛散防止に効果が
ある。

さらに、細孔の存在により、トナーとキャリアの接触が
頻繁に起こる結果、トナー凝集防止、さらには凝集トナ
ーの解砕にも効果があり、その結果、トナー凝集という
問題か解決される。

本発明の樹脂被覆キャリアの表面の細孔は、具体的には
その細孔径分布、平均細孔径、全細孔容積により規定さ
れる。

樹脂被覆層表面上に存在する各細孔径は０．００１−３
／７１１．好ましくは０．００１−２μｍ１．より好ま
しくは０．００５〜２μｍの範囲に分布していることか
望ましい。細孔径か０．００１μｍより小さいものはト
ナーの解砕性等の観点から十分な効果か期待できなくな
り、３μｍより大きいものまトナーの捕捉性か強くなり
すぎて、流動性や現像性を損なう恐れかある。

平均細孔径は、前述した細孔径の分布範囲に対応して、
０．１〜０．５μｍの範囲にあることが望ましい。平均
細孔径を上記範囲内とすることによって、トナーの解砕
性およびトナーに対する帯電特性を改善することができ
る。

全細孔容積は、本発明ｌこむいてはキャリア１ｇ当りの
全細孔容積ＣｍＱ／ｇ）と被覆樹脂層ｌＩ＋ＩＱ当りの
全細孔容積（ＩＩＩＱ／＋１ｌＱ）の２通りで表現する
。

キャリア１ｇ当りの全細孔容積（ｍ１２／ｇ）は水銀ポ
ロンメトリーによって求めることができる。本発明キャ
リアにおいては、その値が、ｏ、ｏｏｔ〜０　、　Ｉ　
ｍＱ／ｇ、好ましくは０．０１−０．０５１１１２／Ｉ
？の値を有することが望ましい。その値が０．００１１
１１１２／ｌ？より小さいと、キャリア表面に存在する
細孔か不十分であり、細孔による効果が得られなくなる
恐れかある。０　、　ｌ　ｍＱ／ｉより大きいと、細孔
か多すぎて被覆層かもろくなってしまう。　被覆樹脂１
ｍＱ当りの全細孔容積（＋Ｉ＋＋２／ｍ（１）は、前述
したギヤ１フ１ 被覆層の真比重およびキャリア芯材充填率から換算する
ことにより求めることができる。本発明のキャリアにお
いては、その値が０．１〜２＋１１１２／ＩＩ（１。

好ましくは０　５〜１　、　５　ｍＱ／　ｍＱの値を有
することが望ましい。その値が０　、　１　ｍＱ／　ｍ
Ｑより小さいとキャリア表面に存在する細孔が不十分で
あり、細孔による効果が得られなくなる恐れがある。２
ｍ（１／ｍＱより大きいと細孔が多すぎて被覆層がもろ
くなってしまう。

次に本発明のキャリアの構成材料について説明する。

本発明のキャリアの構成要素であるキャリア芯材として
は、静電潜像担持体へのキャリア付着（飛散）防止の点
から小さくとも２０μｍ（平均粒径）の大きさのものを
使用し、キャリアスジ等の発生防止等画質の低下防止の
点から大きくとも１００μ肩のものを使用する。具体的
材料としては、電子写真用二成分キャリアとして公知の
もの、例えばフェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル
、コバルト等の金属、これらの金属と亜鉛、アンチモン
、アルミニウム、鉛、スズ、ビスマス、ベリリウム、マ
ンカン、セレン、タングステン、ジルコニウム、バナジ
ウム等の金属との合金あるいは混合物、酸化鉄、酸化チ
タン、酸化マグ不ンウム等の金属酸化物、窒化クロム、
窒化バナジウム等の窒化物、炭化ケイ素、炭化タングス
テン等の炭化物との混合物および強磁性フェライト、な
らびにこれらの混合物等を適用することができる。

キャリア被覆樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹
脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエー
テル樹脂、ポリスルフィン酸系樹脂、ポリエステル系樹
脂、エポキン樹脂、ポリブチラール系樹脂、尿素樹脂、
ウレタン／ウレア系樹脂、ンリコン系樹脂、ポリエチレ
ン系樹脂、テフロン系樹脂等の各種熱可塑性樹脂および
熱硬化性樹脂およびその混合物、並びに、これらの樹脂
の共重合体、ブロック重合体、グラフト重合体およびポ
リマーブレンド等か用いられる。さらに、帯電性を改良
するため、各種極性基を有する樹脂を用いても良い。

特に、キャリアと組み合わせて使用するトナーが、スペ
ント化しやすいトナーであるときは、スペント化防止の
観点から離型性のよい被覆樹脂、例えはシリコーン系樹
脂あるいはポリオレフィン系樹脂が好ましい。

本発明のキャリア表面は、キャリア被覆樹脂で７０％以
上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上
被覆することが好ましい。被覆率が７０％より下回ると
、地肌を通してキャリア芯材自体の特性（耐環境性の不
安定さ、電気抵抗の低下、帯電の不安定さ）が強く現れ
、樹脂被覆の利点を生かせない。

キャリア芯材の充填率は約９Ｑｗｔ％以上、好ましくは
９５ｗｔ％以上に設定する。充填率は、キャリアの樹脂
被覆層厚を間接的に規定するものき解してもよく、キャ
リア芯材充填率が９０１［％より小さくなると、被覆層
が厚くなりすぎ、実際に現像剤に適用しても、被覆層の
はがれ、帯電量の増大等、現像剤ｌこ要求される耐久性
、荷電の安定性を満足せず、また、画質的にも細線再現
性に劣る、画像濃度が低下する等の問題が生じる。

樹脂被覆層厚を比重で、間接的に表わすことも可能であ
る。本発明キャリアの比重は、キャリア芯材の橿原に大
きく影響されるが、前記キャリア芯材を適用する限りは
、３．５〜７．５、好ましくは４．０〜６．０、より好
ましくは４，０〜５．５程度の範囲内の値を示す。その
範囲外の値であれば、前述に適切な充填率で被覆されて
いないキャリアと同様の弊害が生ずる。

本発明の樹脂被覆キャリアの電気抵抗は、ｌ×ｌＯ″〜
ｌＸｌ０”Ω・Ｃ肩、好ましくは１０８〜１０１１Ω・
ｃｍ、より好ましくはｌＯ″〜１０１２Ω・ｃｗｌ程度
に設定する。電気抵抗が１×ｌＯ＠Ω・ｃｌｍを下回る
とキャリアの現像が生じ、画質が低下する。まｔ：、ｌ
Ｘｌ０”Ω・ｃｍより大きいと、トナを過剰に帯電させ
るので適正な画像濃度が得られない。電気抵抗は前述の
樹脂被覆率、キャリア充填率を間接的に表現していると
みることもできる。

本発明に使用するキャリアは、さらに樹脂被覆層に凹凸
を付与することが好ましい。第２図は、樹脂被覆層（２
）か凹凸を有する形態を示しており、細孔（３）は、そ
の凹凸のある樹脂被覆層（２）の表面に存在する。この
ような凹凸をキャリア表面に付与することにより、トナ
ー帯電の立ち上がり特性、トナー飛散、トナー凝集解砕
性等がより向上したキャリアとすることができる。

表面凹凸をより詳しく説明する。

表面被覆層の被覆層凹凸構造を下記式［１１；［式中、
外周はキャリア粒子の投影像の外周、面積はキャリア粒
子の投影面積の平均値を表わす。］で表わされる形状係
数Ｓにより表わすと、その値は１３０〜２００の範囲内
にあることが好ましい。

Ｓ値は、粒子表面の凹凸の程度を表わし、表面状態の凹
凸の度合か大きいほど、＋００から離れた値となる。形
状係数Ｓは、例えば、イメージアナライサ−（ル−セノ
クス５０００；日本レギュレータ社製）により測定でき
るが、一般に形状係数Ｓの測定においては、機種によっ
て大きな差は認められないので、特に上記機種で測定さ
れなければならないことを意味するものではない。

また、本発明のキャリア被覆樹脂層には、荷電付与機能
のある微粒子または導電性微粒子等の添加剤を添加して
もよい。

荷電付与機能のある微粒子としては、Ｃｒｙ、、Ｆｅ２
０１、Ｆｅ、Ｏ，、ＩｒＯ２、ＭｎＯ２、ＭｏＣ２、Ｎ
ｂＯ２、ＰｔＯ２、ＴｌＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ、Ｏ，
、ＷＯ２、Ｖ２Ｏ，、Ａ　Ｑ　２０３、ＭｇＯ，Ｓｉｎ
、、ＺｒＯ，、ＢｅＯなどの金属酸化物、ニグロンンベ
ース、スビロンブランクＴＲＨ等の染料、などを具体例
として挙げることができる。

導電性微粒子としては、カーボンブランク、アセチレン
ブラック等カーボンブラック、ＳｉＣ。

ＴｉＣ，ＭｏＣ，ＺｒＣ等の炭化物、ＢＮ、ＮｂＮ。

ＴｉＮ、ＺｒＮ等の窒化物、フェライト、マグネタイト
等の磁性粉等を挙げることかできる。

金属酸化物、金属７ノ化物および金属窒化物の添加は荷
電性をより高めることに効果かある。係る効果はこれら
の化合物と被覆樹脂および芯材とで構成される複雑な界
面とトナーとの接触により、各成分とトナーとの帯電効
果が相乗しあって発現するものと考える。

カーボンブランクの添加は現像性を高めること、画像濃
度が高くコントラストの鮮明な画像を得ることに効果が
ある。カーボンブランクのような導電性微粒子の添加に
よって、キャリアの電気抵抗が適度に低下し、電荷のリ
ーク、蓄積がバランスよく行なわれるためと考える。

従来バインダー型キャリアの特徴の一つとして、ハーフ
トーンの再現性、階調再現性に優れる点を挙げることが
できるが、本発明の樹脂被覆キャリアの場合、樹脂被覆
層にＢｉ磁性粉添加することｌコより階調再現性に優れ
たキャリアが得られる。これは樹脂被覆層に磁性粉を添
加することによってバインダー型キャリアと同様の表面
組成となり、荷電性および比重がバインダー型キャリア
のそれに近付いたｔ；めと考える。

ホウ化物、金属炭化物の添加は帯電の立上りに効果かあ
る。

上記添加剤の大きさ、添加量等は、本発明キャリアの緒
特性として本明細書に説明する、細孔の形態、被覆率、
電気抵抗等の緒特性を満足する限り特に限定するもので
ないが、微粒子の大きさとしては、後述する好ましい本
発明のキャリアの製法との関係においては、例えば樹脂
溶液中あるいは脱水ヘキサン中で凝集することなく、均
一に分散してスラリー上となる粒子径であればよく、具
体的には、体積平均粒径２〜０．Ｏ１μ肩、好ましくは
１〜０．ＯＩＩ１ｍ程度であればよい。

また、上記内機粒子の添加量としても、上述したように
一部にその量を規定することはできないが、被覆樹脂に
対してＱ　、　ｌ　ｖｔ％〜５Ｑｖｔ％、好ましくは１
．Ｑｗｔ％〜４Ｑｗｔ％か適当である。

特に、本発明により、充填率を９０〜９７ｗｔ％の範囲
に設定して使用する場合は、樹脂被覆層に荷電付与機能
のある微粒子、または導電性微粒子等の添加剤を添加す
ることか好ましい。キャリアの充填率か９０Ｗ［％程度
と小さく、被覆層の厚さが比較的厚い場合、係るキャリ
アを使用して細線の連続コピーを行なうと、その再現性
が低下するという問題が発生するが、係る問題が上記添
加剤の添加により解決される。

次に、本発明の細孔を有する樹脂被覆キャリアの製法に
ついて説明する。本発明キャリアの製法としては、前記
した細孔を有する形態のキャリアを得ることができれば
、特に限定されるものではないか、以下に挙げる２法が
好ましく用いられる。

好ましい製法の１つとして予め適当な溶媒に可溶な微粒
子成分を被覆樹脂溶液中に分散させておき、被覆層形成
後に前記微粒子を溶解可能な溶媒中に浸漬し、前記可溶
微粒子成分を溶出させて被覆層表面に細孔を形成する方
法を挙げることができる。この方法の場合は溶媒可溶微
粒子成分の粒子径、分散の度合い等によって細孔径が決
定される。また、被覆層は、粉体カプセル法、スプレー
ドライ法等によって形成することができる。

この方法に使用できる微粒子成分としては、７エライＩ
・等の金属酸化物、アルカリ金属あるいはアルカリ土類
金属のハロゲン化物あるいは水酸化物、遷移金属錯体等
の微粒子を挙げることかでさる。

これらの溶出する溶媒としては、樹脂を同時に溶解しな
いものを用いることが必要であることは言うまでもない
。

より具体的には、例えば、フェライトを含有させた樹脂
被覆層を宵するキャリアを塩酸等の酸性水溶液に浸漬す
ることにより、フェライトを溶出する方法が挙げられ、
そうすることによりキャリア表面に細孔を形成すること
ができる。

さらに、前記した荷電付与機能を有する微粒子または導
電性微粒子を添加する場合は、被覆樹脂溶液中に、それ
らの添加剤を添加して存在させておけはよいし、フェラ
イト等のように細孔形成用微粒子としても、また導電性
微粒子としても機能するものを使用することは、製法上
からも、特性上からも有益である。

本発明のキャリアの好ましい製法の他の１つは、被覆重
合被覆法である。

表面重合被覆法は、■チタンおよび／またはジルコニウ
ムを含有するとともに、炭化水素溶媒に可溶な高活性触
媒成分と■キャリア芯材とを予め接触処理して得られる
生成物および■有機アルミニウム化合物を用い、該キャ
リア芯材の表面にオレフィンモノマー、例えばエチレン
を重合させて形成することができる。さらに荷電付与機
能を有する微粒子または導電性微粒子を添加する場合は
、上記被覆層形成時にそれらの添加剤を添加して存在さ
せておけばよい。具体的には、特開昭６０１０６８０８
号公報に記載の方法が適している。

該公報を本明細書の一部として、ここに引用する。

この表面重合被覆法により、キャリア被ダ層を形成する
と、表面に前記した、細孔を有する被覆層をキャリア表
面に形成することができることに加え、さらに膜強度、
核体芯粒子と樹脂被覆層との密着性に優れた、耐久性の
よいキャリアとすることかできる。

上記組み合わせて使用されるトナーとしては、特に限定
されるものではなく、熱可塑性樹脂、着色剤および／ま
たは荷電付与剤なとを混合混練したあと、粉砕分級して
得る粉砕法トナー、または七ツマ−に着色剤および／ま
たは荷電付与剤を分散して、これを重合して得られる懸
濁重合トナーまたは着色剤とワンクスなどの低軟化点物
質あるいは定着用樹脂を含んだ液体等の周りを、これら
よりも軟化点の高い壁材（カプセル殻）でくるんだカプ
セルトナー、または表面に光導電性物質を被覆層した光
導電性トナー等であり、平均粒径が３〜２０ｐｍ程度の
ものを使用する。

このようにして得られる現像剤は、トナー帯電の立ち上
がり、トナー飛散防止、トナー凝集の解砕性に優れてい
る。

トナーとキャリアの混合割合は、トナー２〜２０重量％
、好ましくは３〜１５重量％、より好ましくは４〜１２
重量％である。トナーの混合割合か２重量％より小さい
と、トナー帯電量か高くなって、十分な画像濃度か得ら
れなくなり、２０重量％より大きいとトナー飛散のため
に複写機内が汚染されたり、画像上にトナーカブリか生
じる。

第４図、第５図に本発明に係る静電潜像現像方法に使用
するだめの現像装置の一例を示す。この現像装置は現像
剤担持体（ｌＯ）の外周面路上半分部分に近接して現像
剤搬送案内部材（１２）を設置したもので、この部材（
１２）は現像剤担持体（１０）と同心円をなす円弧状を
有し、バケントローラ（１３）による現像剤供給部（Ａ
）から現像領域（Ｂ）に至って現像剤担持体（１０）と
は略一定の間隔を保持して設置されている。なお、この
部材（１２）は本実施例においては絶縁材からなるが、
導電材であっても絶縁的に支持されていれば良い。

穂高規制板（１４）は先端力ｊ前記現像剤搬送案内部材
（１２）に体して間隔（ｄ２）を保持して設置されてい
る。また、現像剤担持体（１０）の外周面にはスクレー
バ（１５）の先端が軽く圧接されている。

この現像装置において磁石体（ＩＩ）は矢印（ｂ）方向
に回転駆動され、現像剤担持体（ｌ　Ｏ）も矢印（ｂ）
方向に回転駆動される。

次に、以上の現像装置における現像剤の動さについて説
明する。

現像剤はバケットローラ（１３）にて供給部（Ａ）に供
給され、磁石体（１１）の矢印（ｂ）方向の回転に基つ
いて現像剤搬送案内部材（１２）上を矢印（ｃ）方向に
、穂高規制板（１４）で穂高を規制されて搬送される。

現像剤搬送案内部材（Ｉ２）上を矢印（ｃ）方向に搬送
された現像剤は、部材（１２）の先端にて感光体（１）
の表面に接触し、予め感光体（１）の表面に形成された
静電潜像を現像する。同時に、現像剤は現像剤担持体（
ｌＯ）の外周面に接触し、現像剤担持体（ｌＯ）の回転
に従って現像剤担持体（１０）と現像剤搬送案内部材（
１２）との間を矢印（ｂ）方向に搬送され、スクレーバ
（１５）にて掻き落とされ、現像槽内に戻される。

この場合、現像剤か感光体（１）の表面に対する接触を
終了する位置（Ｘ２）は現像剤担持体（１０）か感光体
（１）の表面に対して近接しつつある位置であり、両者
の最近接位置（Ｘｌ）よりも僅かに上方である。その結
果、現１１！！剤は感光体（１）の移動方向（矢印ａ）
に対して最近接位置（Ｘｌ）よりも下流側の現像剤担持
体（Ｉ　Ｏ）の外周面上番こは存在しない。そして、二
の現像剤の流れ方向か転換する位置（Ｘ−）において、
トナー飛散、トナーこぼれ等が生じやすいか、前記した
現像剤を使用する二とにより、トナー帯電の立ち上かり
性に優れ、十分かつ適正なトナーへの帯電付与が効果的
に行なわれ、また、トナー凝集も生じなり・ので、トナ
ー飛散、トナーこぼれ、トナーカブリ等か抑制される。

以下、本発明を具体的実施例を用（７１で説明する。

（−）トナーの製造例 スー丈　　　　　　　　　　　　　　重量部・ポリエス
テル樹脂　　　　　　　　　　＋００（軟化点、１３０
°Ｃ；ガラス転移点、５Ｑ’Ｃ，ＡＶ２５．０ＨＶ３８
） ・カーボンブラ／り　　　　　　　　　　　　　５（三
菱化成社製、ＭＡ＃８） ・染料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３（床
土ケ谷化学工業社製、 スピロンブラソクＴＲＨ） 上記材料をボールミルで十分混合した後、１４ｏ’ｃｉ
こ加熱した３本ロール上で混練した。混練物を放ｉｔ冷
却後、フェザ−ミルを用い粗粉砕し、さらにン′エツト
ミルで微粉砕した。

その後風力分級し、体積平均粒径８．１μｍとした後、
疎水性ノリ力（日本アエロジル社製、Ｒ９７４）をトナ
ーに対して０．３ｗｔ％添加し、ヘン／エルミキサーを
用い混合し、トナーを得た。

キャリアの製造例】 （１）　　チタン含有触媒成分の調製 アルゴン置換した内容積５００ｍＱのフラスコに、室温
ｔこて脱水Ω−ヘプタン２００ｍｆｆ８よび予め１２０
°Ｃで減圧（２ｍｍＨｇ）脱水したステアリン酸マグネ
、ラム１５ｙ（２５ミリモル）を入れてスラリ化する。

撹拌下に四塩化チタン０．４４９（２，３ミリモル）を
滴下後昇温を開始し、還流下にて１時間反応させ、粘性
を有する透明なチタン含有触媒成分の溶液を得た。

（２）チタン含有触媒成分の活性評価 アルゴン置換した内容積ＩＱのオー１〜クレープニ脱水
ヘキサン４ＱＱｍ＋１．トリエチルアルミニウム０８ミ
リモル、ジエチルアルミニウムクロリド０　８ミリモル
および上記（１）で得られたチタン含有触媒成分をチタ
ン原子として０．００４ミリモルを採取して投入し、９
０°Ｃに昇温しな。このとき、系内圧は１　、５　ｋｇ
／　ｃｍ２Ｇであった。次いで、水素を供給し、５　、
５　ｋｉ／　ｃｍ”　Ｇに昇圧したのち、全圧か９　、
５　ｋｇ／　ｃｍ”　Ｇに保たれるようにエチレンを４
統的に供給し、１時間重合を行ない７０９のポリ７−を
得ｔ；。重合活性は、３６５＃ｇ／ｇ−Ｔｉ・Ｈｒであ
り、得られｔ：ポリマーの〜ＩＦ　Ｒ（１９０°Ｃ１荷
重２．ｌ６ｋｇにｂ゛ける溶融流れ性：ＪＩｓ　　Ｋ７
２１０）は４０であった。

（３）チタン含有触媒成分と充填剤の反応およびエチレ
ンの重合 アルゴン置換した内容積ＩＱのオートクレーブら室温に
て脱水ヘキサン５００ｍ（ｌおよび２００°Ｃで３時間
減圧（２ｍｍＨｇ）乾燥した焼結フエライト粉Ｆ−２０
０（パウダーチック社製、平均粒径７０μｌ１１）４５
０９を入れ、撹拌を開始した。次いで４０°Ｃまで昇温
し、上記（１）のチタン含有重合触媒成分をチタン原子
として００２ミリモル添加、約１時間反応を行なった。

その後、トリエチルアルミニウム２．０ミリモル、ジエ
チルアルミニウムクロリド２．０ミリモルを添加し、９
０℃に昇温した。このときの系の内圧は１　、５　ｋｇ
／　ｃｒｎ２Ｇであった。次いで水素を供給し、２Ｊ１
ｇ／ｃｍ２Ｇに昇圧したのち、全圧を６に９／ｃｒｎ”
Ｇに保つようにエチレンを連続的に供給しながら４０分
間重合を行ない全量４７３ｇのフェライト含有ポリエチ
レン組成物を得た。乾燥した粉末は、均一に灰白色を呈
し、電子顕微鏡にて観察しｔ：ところフェライト表面は
薄くポリエチレンに覆われ、しかもポリエチレンにフェ
ライト粒子同士の凝集は全く見られなかった。

なお、この組成物をＴＧＡ（熱天秤）により測定したと
ころ、芯材充填率は９５．２ｖｔ％であった。

その後１２０°Ｃに設定した熱気流中に投入し、２゜０
時間加熱処理を行なった。得られたキャリアを１０６μ
ｍのフルイで分級し、凝集物を除去した。

キャリアの製造例２ アルゴン置換した内容積ｌＱのオートクレーブに製造例
１の（３）と同様にして、フェライト４５０ｇに対して
製造例１の（１）で調製したチタン含有触媒成分をチタ
ン原子として０，０２ミリモル添加し、１時間反応を行
なっｔ；。その後、オートクレーブ上部ノズルよりカー
ボンブラック（Ｋｅｔｃｈｅｎ　ｂｌａｃｋ　　Ｄ　Ｊ
　−６００、ライオンアクゾ社製）０．４７ｇを投入し
た。なお、カーボンブランクは、２００　’Ｃにおいて
１時間減圧乾燥したものを脱水ヘキサンにてスラリー状
としておいたものを使用した。その後トリエチルアルミ
ニウム２，０ミリモル、ジエチルアルミニウムクロリド
２．０ミリモルを添加し、９０°Ｃに昇温した。このと
きの系内圧は、１　、５　ｋｇ／　ｃｒａ２Ｇであった
。次いで水素を供給し、２ｋｇ／ｃｍ”Ｇに昇圧したの
ち、全圧を６ｋｇ／ｃｍ”Ｇに保つようにエチレンを連
続的に供給しながら４５分間重合を行ない、全量４６９
．３）？のフェライトおよびカーボンブラック含有ポリ
エチレン組成物を得た。乾燥した粉末は、均一に黒色を
呈し、電子顕微鏡によると７エライト表面は薄くポリエ
チレンに覆われ、カーボンブランクはそのポリエチレン
に均一に分散していることが観察されＩ：。なお、この
組成物をＴＧＡ（熱天秤）により測定したところ、芯剤
充填率は９５．９ｗｔ％であり、仕込量から計算すると
７エライト、ポリエチレン、カーボンブラックは２４：
ｌ：０．０２５の重量比であった。その後１２０°Ｃに
設定した熱気流中に投入し、２．０時間加熱処理を行な
った。

得られたキャリアを１０６μｍのフルイで分級し、凝集
物を除去した。

キャリアの製造例３ アルゴン置換した内容積ｌＱのオートクレーブにキャリ
アの製造例１と同様にして、フェライト４５０ｇに対し
て、製造例１の（１）で調製したチタン含有触媒成分を
チタン原子として０．Ｏｌミリモル添加し、１時間反応
を行なった。その後、オートクレーブ上部ノズルよりカ
ーボンブラック（１ノチエンブラノク（Ｋｅｔｃｈｅｎ
　　ｂｌａｃｋ）　　ＥＣ、ライオンアクゾ社製）０．
５０ｙを投入した。なおり一ポンブラノクは、２００°
Ｃにおいて１時間減圧乾燥したものを脱水ヘキサンにて
スラリー状としておいたものを使用した。その後トリエ
チルアルミニウムｌ　Ｏミリモル、ジエチルアルミニウ
ムクロリド１．０ミリモルを添加し、９０°Ｃに昇温し
た。このときの系内圧は１　、５　ｈｇ／　ｃｍ２Ｇで
あった。次に１−ブテン３７．５ミリモル（２１ｇ）を
導入、次いで水素を供給し、２ｋｇ／ｃｍ２Ｇに昇圧し
た後、全圧６　ｋｇ／　ｃｍ　”　Ｇに保つようにエチ
レンを連続的に供給しながら２８分間重合を行ない、全
量４６７ｇのフェライトおよびカーボンブランク含有ポ
リエチレン系組成物を得た。乾燥した粉末は、均一に黒
色を呈し、電子顕微鏡によるとフェライト表面は薄くポ
リマーに覆われ、カーボンブラックはそのポリマーに均
一に分散していることが観察された。なお、この組成物
をＴＧＡ（熱天秤）により測定したところ、フェライト
、ポリマ、カーボンブラックは２７＋１：０．０３の重
量比であった。さらにソンクスレー抽出（溶媒、キンレ
ン）によりフェライトおよびカーボンブランクを除いた
ポリマーを［Ｈにより分析したところ、３Ｗ［％のブテ
ンを含むポリエチレン系共重合体であることが確認され
た。

その後１２０°Ｃに設定した熱気流中に投入し、２．５
時間加熱処理を行なった。得られたキャリアを１０６μ
ｍのフルイで分級し、凝集物を除去しｔ二。

キャリアの製造例４ 平均粒径０２μｍのフェライト微粉末２００重量部およ
びビスフェノール型ポリエステル樹脂（軟化点、１２３
℃、ガラス転移点＝６５℃、ＡＶ：２１、ＯＨＶ：４３
、Ｍｎニア６００、Ｍｗ：１８８４００）３０重量部を
ヘン／エルミキサー（１０ｆｌ）にてよく混合し、２軸
押用混練機で混練する。得られた混合物を冷却、粗粉砕
し、ハンマーミルで微粉砕した後、風力分級機を用いて
粗粉および微粉を除去し、平均粒径３，５μｍの被覆層
形成用粒子を得を二。

キャリア芯材（焼結フェライト粉Ｆ−２００・パウター
テノク社製、平均粒径７０μｍ）１００重量部および前
記子粒子２０重量部をヘン／エルミキサー（１０ｆｆ）
に供給し、２００　Ｏｒｐｍにて２分間混合・撹拌し、
キャリア芯材のよりりに子粒子を均一に付着させた。次
いで加熱気流（３２０°Ｃ）中に各粒子を分散して供給
し、約１〜３秒間の瞬間加熱を行ない被覆層を形成した
。この被覆層を有するキャリア１００重量部に対して正
荷電性制御材にグロ／ンベースＥＸ　オリエント化学工
業社製）２重量部を同様の方法で被覆層に固着させた。

このキャリアを６ＮのＨＣＱに２時間浸漬した後、十分
に水洗し、６０℃で５時間真空乾燥し表面に細孔を有す
る樹脂被覆キャリアを得た。得られたキャリアの芯材充
填率は９５．４ｗｔ％であった。

キャリアの製造例５ 熱硬化性／リコーン樹脂溶液（ＫＲ−２５５：信越ンリ
コーン社製）に平均粒径０．２μｍのフェライト微粉末
を前記樹脂固形分１００重量部に対して２５０重量部添
加し、超音波によって十分に分散させたものを塗液とし
た。芯材として焼結フェライト粉（Ｆ−２００：パウダ
ーテノク社製、平均粒径７０μｍ）を用いて、スピラコ
ータ＝（開田精工社製）により芯材に対し２５ｗｔ％の
被覆ができるように繰り返し塗布した。その後系内の温
度を１５０°Ｃに昇温しで樹脂を硬化させ、フェライト
微粉末の分散された熱硬化性ンリコーン樹脂被覆キャリ
アを得／二。このキャリアを６ＮのＨ（ｌに２時間浸漬
した後、十分に水洗し、６０°Ｃで５時間真空乾燥し表
面に細孔を有する樹脂被覆キャリアを得た。得られたキ
ャリアの芯材充填率は９１゜５ｖｔ％であった。

キャリアの製造例６ 塗液として固形比２％のアクリル樹脂溶液（アクリデッ
クＡ４０５：大日本インキ社製）を、芯材として焼結フ
ェライト粉（Ｆ−２００：パウダーチック社製、平均粒
径７０μ肩）を用いて、スピラコータ−（開田精工社製
）により芯材に対し１．Ｏｖｔ％の被覆ができるように
塗布した。その後系内の温度を１５０°Ｃに昇温しで樹
脂を硬化させ、熱硬化性アクリル樹脂被覆キャリアを得
た。得られたキャリアの芯材充填率は９９．０ｗ１％で
あった。

キャリアの製造例１〜６で得られたキャリアのｌｙ当り
り全細孔容積（ｍ（＋／ｈ）、被覆層１ｍＱ当りの全細
孔容積（ｍＱ／ｍＱ）、平均細孔径（μｍ）、フェライ
ト含量（ｗｔ％）、真比重（ｇ／ｃが）、嵩比重（り７
ｃｍ３）、電気抵抗および比表面積（ｍ’／ｇ）を表１
に示しｔ二。

なお、ギヤリアの全細孔容積、平均細孔径はキャリア細
孔分布の測定結果より算出した値である。

キャリアの細孔分布は水銀ポロ／メ；・リ−によった、
測定はポアサイザ９３１０（高滓製作所社製）を用い、
水銀の接触角１３０°表面張力４８４ｄｙｎ　／’　ｃ
ｍとした。結果を第６図から第１１図に示す。

第６図は、細孔径と侵入容積の関係を示す図である。侵
入容積とは、測定時の最大圧力までで水銀が圧入された
細孔容積を表す。

第７図〜第１Ｉ図は、細孔径と容積分率の関係を示す図
である。容積分率とはある細孔径の範囲に占める細孔容
積の全細孔容積に対する割合を百分率で表したものであ
る。

比重測定は ・電子天秤　　・感度０　、１　ｍｇのもの。

・ピクノメータニ　ＪＬＳ　　Ｒ３５０１（分析化学用
ガラス器具）に規定されたゲ リュサノク温度計付き比重び ん、内容積５０ｍＱ。

・恒温水槽　　：水温を２３士０５°Ｃに保持できるも
の。

を＠７．た測定装置を用い、次の操作手順により測定し
ｌ二。

■予め乾燥したビクノメータの質量をＯ、ｌ　ｍｇまで
正確に秤量する。

■ピクノメータｊこ十分脱気したｎ−へブタンを満たし
、２３±０．５°Ｃの恒温水槽に１時間保持したのち、
液表面を正確に標線に合わせる。恒温水槽から取り出し
、外部の水を完全に拭ってから、その質量を０　、１　
ｍｇの桁まで正確に秤量する。

■次に、そのビクノメータを空にしてから試料１０〜１
５ｈ採取し、再び０　、　］　ｍｇの桁まで正確に秤量
し、■の結果を差し引いて試料の質量を求める。

■試料の入っているビクノメータに脱気しｊａｎへブタ
ンを２０〜３０ｍＱ静かに加えて、試料を完全に覆った
のち、真空デフケータ中で液中の空気を静かに除く。

０次に、そのピクノメータに標線付近まで脱気したｎ−
ヘプタンを満たし、２３土０５°Ｃの恒温水槽に１時間
保持する。液表面に正確に標線に合わせたのち取り出し
、外部の水を完全に拭ってから、その質量を０．１ｍｇ
の桁まで正確に秤量する。

■比重は次の式によって算出する。

Ｓ　−ａ−ｂ、、’（ｂ−ｃ＋ａ） ここで、Ｓ：比重 ａ：試料の質量（ｇ） ｂ、ピクノメータの標線まで浸漬液を 入れたときの質量（ｇ） Ｃ０試料の入ったピクノメータの標線 まで浸漬液を満たしたときの質量 （Ｊ） ｄ、２３°Ｃにおける浸漬液の比重 嵩比重はＪＩＳ　　Ｚ　　２５０４によった。

電気抵抗は、金属性の円形電極上に厚さｌ北、直径５０
關となるように試料を置き、質量８９５゜４ｇ、直径２
０關の電極、内径３８ｍｍ、外径４２ｍｍのカード電極
を載せ、５００Ｖの直流電圧印加時の１分後の電流値を
読み取り、試料の体積固有抵抗ｐ換算した。測定環境は
温度２５士ピＣ１相対湿度５５±５％であり、測定は５
回繰り返し、その平均を取った。

比表面積は窒素ガス吸着によるＢＥＴ法により測定した
。装置はフローソーブ２３００（高滓製作所社製）を使
用した。

帯電立ち上がり性の評価 製造例２および製造例６（＝比較例）のキャリアと前記
製造例で得られたトナーとから、トナー混合比２ｗｔ％
に調整した現像剤を用い、電子写真学会誌、第２７巻、
第３号（１９８８）、「現像剤帯電速度の決定」に記載
されている方法により、現像剤混合時間における帯電量
（ｑ）を測定した。

その測定データをもと様、ｌｏｇ（ｑｍ−ｑ）とｔとの
関係を第１２図に示した。ここでｑｍは飽和（あるいは
極大）帯電量を示す。

ｌｏｇ（ｑｍ　−ｑ）は時間しに対して、直線性を示し
、その傾きで帯電立ち上がり速度の大小を表すことがで
きる。直線の傾きが急な程帯電の立ち上がりか速し゛こ
とを示す。

製造例２のキーリアは製造例６（−比較例）のキャリア
Ｉこ対して浸れた帯電立ち上がり特性を有していること
かわかる。

製造例１．３．４．５のキャリアについても製造例２と
同様に優れた帯電立ち上かり性を示した。

現像装置による評価 第４図に示した構成の現像装置を用い、下記条件下でＢ
／Ｗ比３５％の原稿を２０００枚複写し、トナーカブリ
の評価を目視により行なった。

現像剤担持体： 直径　　＋３１ｍｒｎ 回転数　：　７０　ｒｐｒｈ 現像バイアス・＋＋５０Ｖ（ＤＣ） 磁石体： 極数　　二８ 磁力　　・１００ＯＧ（現像剤担持体表面上）回転数　
：１３０Ｏｒｐｍ 最近接位置間隔（ｄ＋）：　０　、５　ｍｍ穂高規制間
隔（ｄ２）：１５＋ｎｍ 現像剤搬送案内部材と感光体との間隔 （＋Ｌ）　　　　　　　　：１０ｍｍ 現像剤搬送案内部材と現像剤担持体との間隔（ｄ、）　
　　　　　　　：１．２闘 感光体。

周速：　１３０　ｍｍ／　ｓｅｅ 静電潜像最高電位：＋５００Ｖ 使用キャリア：製造例２および製造例６（比較例）トナ
ー混合比：５ｗｔ％ 複写初期においては、製造例６のキャリアを用いた現像
剤（以下、「比較現像剤」という）のトナカブリは実用
上問題のないレベルであったが、それでも製造例２のキ
ャリアを使用した現像剤（以下、「本発明の現像剤」と
いう）！＝比べると少し劣っていた。

複写枚数の増加とともに、比較現像剤はトナーカブリが
初期に比べ悪化し、Ｉｏｏｏ枚複写後では、本発明の現
像剤に比べ、トナーカブリが顕著となった。加えて、画
質の低下、トナ飛散も激しくなった。

２０００枚複写後におし・ては、比較例現像剤は、実用
上問題となる程度までにトナーカブリか発生した。それ
に対して、本発明現像剤は、２０００枚複写後も初期と
同様のトナーカブリの程度であっｔこ。

発明の効果 現像電極が静電潜像担持体表面に対して近接しつつある
位置ないしは最近接位置において現像剤か静電潜像担持
体表面に対する接触を終了せしめる現像方法に、表面に
多数の細孔を有するキャリアと組み合わせた現像剤を使
用することにより、トナー帯電立ち上がり性に優れ、ト
ナー飛散、トナーこぼれ、トナーカブリが改良され、Ｂ
／Ｗ比が高い原稿を複写する場合でも、あるいは種々環
境下において使用する場合においても良好な画像を安定
して得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明樹脂被覆キャリアの模式
的断面図である。 第３図は従来の樹脂被覆キャリアの模式的断面図である
。 第４図は本発明を実施するための現像装置の一例を示す
断面図である。 第５図はその要部の断面図である。 第６図はキャリア表面細孔の細孔径と侵入容積の関係を
示す図である。 第７図〜第１１図は、各キャリア製造例で得られたキャ
リア表面細孔の細孔径と容積分率の関係を示す図である
。 第１２図は現像剤の混合時間とトナー帯電量の立ち上が
りの関係を示す図である。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代　理　人　弁理士　青　山　葆　はか１名筆 図 箪２図 草４図 ｉＥ５濶 各項分率 ／　［％］ 各種分子 ／ ［′１０］ 存領介申 ／ ［％コ 第１１図 ＠孔イそ ／ ［Ｐｍｌ 存槽今申 ／　［％コ 第１２図 ＋ｇ ／ｒこ 今時間 ／秒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、静電潜像担持体に対向配置され、現像剤を搬送し、
   静電潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像するた
   めの現像電極が、前記静電潜像担持体表面に対して近接
   しつつある位置ないしは最近接位置において現像剤が静
   電潜像担持体表面に対する接触を終了するようにした静
   電潜像現像方法において、現像剤の構成要素であるキャ
   リアとして、表面に多数の細孔を有する樹脂被覆キャリ
   アを使用することを特徴とする静電潜像現像方法。