JPH07128917A

JPH07128917A - 電子写真用現像剤

Info

Publication number: JPH07128917A
Application number: JP5297618A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takano; 洋高野; Haruhide Ishida; 晴英石田; Satoru Ishigaki; 悟石垣; Sueko Sakai; 末子坂井; Shigeyoshi Takahashi; 栄美高橋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】１００〜４００Ｖ程度の低電位コントラスト
の静電潜像を現像する際に、帯電量の維持性が改善され
た電子写真用現像剤を提供する。また、ワンパス多色カ
ラー現像方式によって優れた画質を形成する多色画像形
成方法を提供する。【構成】磁性粉分散型キャリアと、無機酸化物微粒子
を外部添加してなるトナー粒子とを混合してなる電子写
真用現像剤であって、該磁性粉分散型キャリアに導電性
微粒子が外部添加され、キャリア１００ｇに対して該導
電性微粒子１００ｍｇ以上がキャリアに強く付着してい
る。この電子写真用現像剤を、潜像保持体に形成された
静電潜像を複数の現像器を用いて現像する工程を有する
多色画像形成方法に使用するがその際、現像器の少なく
とも１つに用い、特に第２現像器において用いるのが好
ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１００ないし４００Ｖ
の低電位コントラストの静電潜像を現像するための電子
写真用現像剤およびそれを使用する多色画像形成方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁性微粉末を結着樹脂中に分散さ
せた小粒径の磁性粉分散型キャリア、いわゆるマイクロ
トーニング用キャリアが提案され、実用化されている。
この様な磁性粉分散型キャリアは、真比重が低く、高絶
縁性、小粒径であるために、磁気ブラシも従来のキャリ
アに比べて稠蜜、均一であり、濃度再現性がよく、磁気
ブラシによる刷毛目等のノイズがなく、画像品質を向上
させるという利点がある。しかしながら、一方では、高
絶縁性であるために、初期的にキャリアに電荷が蓄積さ
れ、高帯電を示し、したがって、高トナー濃度となると
いう問題があり、或いは、低比重、小粒径であるために
現像剤の流動性が悪化し、トナーとキャリアの接触が著
しく悪くなり、トナー同士の帯電、トナーと現像器部材
との帯電が発生し、画像背景部にカブリを生じるという
問題がある。これらの問題を改善する目的で、キャリア
に導電性物質の微粉末を添加し、不均一な帯電を防止す
ることが提案されている。他方、トナーに関しては、流
動性、耐ケーキング性、定着性、帯電性、クリーニング
性等を向上して、プロセス適合性を有するようにするた
めに、外添剤として種々の無機および有機微粉末を添加
することが知られており、例えば、シリカ、二酸化チタ
ン、酸化アルミニウム、二酸化錫等を使用することが提
案されている。また、これらトナーと上記磁性粉分散型
キャリアを組み合わせた現像剤についても提案されてい
る。（例えば、特開昭６０−１３６７７５号公報および
同６１−９６６１号公報）

【０００３】また、これら現像剤を使用してカラー画像
を得る方式についても種々のものが提案されているが、
近年、感光体ドラムを１回転させるの間に現像、転写を
２度以上繰り返して２色以上のトナー像を得るワンパス
多色カラー現像方式による多色画像形成方法がしばしば
採用されている。ワンパス多色カラー現像方式に用いる
現像剤としては、使用される電子写真感光体の感度の関
係から、一色当りの現像電位幅が制限され、現像剤を低
電位に帯電する必要がある。さらにそのための現像剤に
は、帯電速度が高く、電荷交換性が良好であることが要
求される。従来提案されている現像剤は、上記のような
画像形成方法に使用した場合、多数枚複写していくと、
トナーの帯電量分布が広くなり、結果として逆極性のト
ナーの発生や、トナー飛散、カブリ等の画像欠陥の発生
を生じるという問題がある。特に着色剤として銅フタロ
シアニンを使用した場合にその傾向が著しい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける上記のような諸問題に鑑みてなされたものであ
る。すなわち、本発明の目的は、１００〜４００Ｖ程度
の低電位コントラストの静電潜像を現像する際に、帯電
量の維持性が改善された電子写真用現像剤を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、ワンパス多色カラー現
像方式によって、優れた画質を形成する多色画像形成方
法を提供することにある。

【０００５】本発明の電子写真用現像剤は、磁性粉分散
型キャリアと、無機酸化物微粒子を外部添加したトナー
粒子とを混合してなるものであって、磁性粉分散型キャ
リアに導電性微粒子が外部添加され、キャリア１００ｇ
に対して該導電性微粒子１００ｍｇ以上がキャリアに強
く付着していることを特徴とする。また、本発明の多色
画像形成方法は、感光体に形成された静電潜像を複数の
現像器によって現像する工程を有するものであって、現
像器の少なくとも１つにおいて上記の電子写真用現像剤
を用いることを特徴とする。

【０００６】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の静電潜像現像剤におけるトナーは、結着樹脂と着
色剤とを主成分として構成される。使用される結着樹脂
としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類；
エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモ
ノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安
息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸
フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メ
チレン脂肪族モノカルボン酸のエステル類；ビニルメチ
ルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエー
テル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニ
ルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビ
ニルケトン類等の単独重合体および共重合体を例示する
ことができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチ
レン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレ
ン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、
スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポ
リプロピレンをあげることができる。さらに、ポリエス
テル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、
ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等をあげ
ることができる。

【０００７】また、着色剤としては、カーボンブラッ
ク、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロ
ー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キ
ノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシ
アニン、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラ
ック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４
８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．
ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イ
エロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．
Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント
・ブルー１５：３等をあげることができる。また、着色
剤の一部または全部を磁性粉末に置き換えてもよい。ト
ナーには、さらに上記成分の外に、必要に応じて、帯電
制御剤、クリーニング助剤、流動性促進剤等を含有させ
ることができる。

【０００８】本発明において好ましいトナーは、着色剤
として銅フタロシアニンを使用したものであり、この場
合、帯電量が長期にわたって安定するものとなる。トナ
ーの粒径は、約２０μｍ以下、好ましくは２〜２０μｍ
の範囲のものが使用できる。

【０００９】上記トナーには、無機酸化物微粒子が外部
添加される。無機酸化物微粒子としては、例えば、Ｔｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、ＳｎＯ₂、ＺｒＯ₂、
ＣａＯ・ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ・（ＴｉＯ₂）_ｎ等を例示す
ることができるが、これらに限定されるものではない。
これらの無機酸化物微粒子は、他の無機酸化物微粒子ま
たは有機微粒子を組み合わせて使用してもよい。上記無
機酸化物微粒子は、その表面が有機物により処理された
ものであってもよい。無機酸化物微粒子の粒径は、０．
００５〜０．２μｍの範囲が好ましい。また、無機酸化
物微粒子の添加量は、トナー１００重量部に対して、
０．１〜５．０重量部の範囲が好ましい。

【００１０】一方、本発明に用いるキャリアは、磁性粉
分散型のものであって、樹脂と磁性粉を主成分として構
成される。樹脂としては、上記トナー粒子の結着樹脂と
して例示したものを使用することができる。また、磁性
粉としては、通常用いられる強磁性体の微粒子を用いる
ことができる。具体的には、四三酸化鉄、γ−三二酸化
鉄、各種フェライト、酸化クロム、各種金属微粉末等が
あげられる。さらに必要に応じて、帯電制御剤等を含有
させることもできる。これら磁性粉の配合量は、キャリ
ア全体に対して３０〜９５重量％程度であり、好ましく
は４５〜９０重量％の範囲である。

【００１１】キャリアは、上記成分を混練、粉砕、分級
することによって作製することができる。また、上記成
分を適当な溶剤に添加し、或いは加熱により溶融させ、
スプレードライ等によって作製することもできる。キャ
リアの平均粒径は、一般に約２０〜４００μｍの範囲で
あり、好ましくは、３０〜１００μｍの範囲である。本
発明において、上記キャリアは、あらかじめキャリア表
面に導電性微粒子をＶブレンダー、ヘンシェルミキサー
ナ等で混合、付着させておくことが必要である。使用で
きる導電性微粒子としては、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂，Ａｌ
₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＺｎＯ等の微粉末があげられる。これ
ら導電性微粒子は、平均一次粒径０．００５〜０．２μ
ｍの範囲のものが好ましく使用できる。

【００１２】本発明において、上記導電性微粒子は、キ
ャリア１００重量部に対して２００〜５００ｍｇの範囲
で外部添加されるが、キャリア１００ｇに対して上記導
電性微粒子の１００ｍｇ以上がキャリアに強く付着して
いることが必要である。キャリア表面に強く付着してい
る量が１００ｍｇ／１００ｇキャリアよりも低くなる
と、低電位コントラストの静電潜像を現像した場合、多
数枚複写していくと、現像剤の帯電量分布が広くなり、
逆極性のトナーが発生するようになる。本発明におい
て、キャリアに導電性微粒子を強く付着させるために
は、ブレンドスケールや仕込み量によっても左右される
が、例えば２リットル以上のスケールのＶブレンダーを
使用した場合、５００ｍｇ／１００ｇキャリア仕込みで
４０ｒｐｍ、５分以上の混合が必要である。

【００１３】なお、本発明における、キャリア表面に強
く付着している導電性微粒子の量は次のようにして求め
た値である。すなわち、界面活性剤の入っている溶液中
に導電性微粒子を混合したキャリアを分散させた後、分
散液中に発振周波数２０ｋＨｚの超音波振動子を浸し、
出力６０Ｗで３０分間脱離させた後のキャリアに付着し
ている導電性微粒子の量を測定し、脱離させる前のキャ
リア中の導電性微粒子の量に対する比率である。

【００１４】本発明の電子写真現像剤は、上記トナーと
キャリアとを、１：１００〜１５：１００の比率で混合
して作製するのが好ましい。本発明の電子写真用現像剤
は、１００ないし４００Ｖ程度の低電位コントラストの
静電潜像を現像するのに適している。したがって、感光
体ドラム一回転の間に現像、転写を２度以上繰り返して
２色以上のトナー画像を形成する複数の現像器を用いて
現像する工程を有するワンパスカラー現像方式に用いる
ことができる。

【００１５】図１は、本発明において使用するワンパス
カラー現像方式を採用する多色画像形成装置の一例の概
略構成図である。図において、１は感光体ドラムであ
り、その周囲に、帯電器２、第１露光器３、第１現像器
４、第２露光器５、第２現像器６が順次設けられてい
る。さらに転写前帯電器７、転写帯電器８、除電器９、
クリーナー１０および除電ランプ１１が設けられてい
る。なお、１２は記録紙である。

【００１６】感光体ドラム１は、矢印の方向に回転して
いる。まず、帯電器２により、感光体ドラム１の表面の
感光層が一様に帯電される。次いで、第１露光器３によ
り第１色に対応した画像情報に応じた光照射が行われ、
感光体上に第１色に対応した静電潜像が形成される。な
お、露光器は任意のものが選択可能である。次いで、第
１露光器によって形成された第１の静電潜像を有する感
光層に、第１現像器４により、第１の色に応じたトナー
を供給して、顕像化する。この際、現像バイアスは、正
規現像を行うか、反転現像を行うかによって選択され
る。続いて、第２露光器５により第２の色に対応した画
像情報に応じた光照射が行われ、感光層上に第２の色に
応じた静電潜像が形成される。第２露光器は任意のもの
が使用される。次いで、第２露光器で形成された第２の
静電潜像を有する感光層に第２現像器６により、第２の
色に応じたトナーを供給して顕像化する。この際、現像
バイアスも任意に選択することができる。感光体ドラム
の感光層上に形成された第１トナー像および第２トナー
像は、記録紙１２に転写帯電器８によって転写される
が、静電転写以外の手段を用いて転写してもよい。記録
紙は次いで図示しない定着部で定着される。又、転写部
を通過した感光体は、再使用のために除電器９、クリー
ナー１０および除電ランプ１１によってクリーニングが
行われる。

【００１７】上記第１及び第２露光手段としては、通常
の複写機に用いられているような光照明手段、原稿走査
手段及び結像光学系からなるものの、画像情報に応じて
光変調可能な光書込み装置、例えばレーザー書き込み装
置、一様光源−液晶マイクロシャッターからなる液晶ラ
イトバルブ、ＬＥＤアレイ、光ファイバー等、任意のも
のが目的に応じて使用できる。なお、場合によっては、
第２露光手段の前に第２帯電手段を設けてもよい。

【００１８】

【作用】キャリアに導電性微粒子を外部添加した場合、
このキャリアをカラートナー、特に銅フタロシアニンを
含有するトナーと組合わせて使用すると、導電性微粒子
がキャリア表面から脱離し、現像剤自身の電荷交換性を
低下させる。その結果、カブリを生じさせることにな
る。しかしながら、本発明の電子写真用現像剤において
は、電荷交換性を付与するのに充分な量の導電性微粒
子、すなわち、１００ｍｇ／１００ｇキャリア以上の導
電性微粒子が、キャリア表面にあらかじめ強く付着させ
てあるから、導電性微粒子が現像機内の撹拌により脱離
して現像剤の電荷交換性が低下することがない。したが
って、本発明の電子写真用現像剤は、帯電量の維持性が
良好である。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によって
説明するが、本発明は、これらの実施例によって何等限
定されるものではない。以下の説明において、「部」は
全て「重量部」を意味する。実施例１（トナー）スチレン−ｎ−ブチルアクリレート（８０：２０）共重合体１００部（Ｔｇ：６３℃、Ｍｗ：３００，０００）銅フタロアシアニン５部低分子量ポリプロピレン（６６０ｐ、三洋化成社製）５部帯電制御剤（ボントロンＰ−５１、オリエント化学社製）１部上記成分を溶融、混練し、粉砕し、分級して、平均粒径
１１μｍのトナー粒子を得た。得られたトナー粒子１０
０部に対して、平均粒径０．０３μｍの酸化チタン微粒
子２重量部を加え、ヘンシェルミキサーにて混合した。（キャリア）スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート（８０：２０）共重合体２４部（Ｔｇ：８０℃、Ｍｗ：１００，０００）マグネタイト（ＥＰＴ−１０００、戸田工業社製）７０部フッ素樹脂（Ｋｙｎａｒ２０１、ペンウォルト社製）６部上記成分を加圧ニーダーで溶融混練し、粉砕し、分級し
て、平均粒径４０μｍのキャリア粒子を得た。このキャ
リア粒子１００部に対して、導電性微粒子として、酸化
チタン微粉末（平均一次粒子径０．０３μｍ）０．５部
を添加し、Ｖブレンダーによって混合して、表面に導電
性微粒子を付着させたキャリアを得た。この際のＶブレ
ンダーによる混合は、４０ｒｐｍで３５分間行った。表
面に強く付着した導電性物質の量は、３００ｍｇ／１０
０ｇキャリアであった。（現像剤）上記トナーおよびキャリアを、１０：１００
の重量比で混合して現像剤を調製した。

【００２０】実施例２キャリアに外部添加する導電性微粒子の添加条件を、４
０ｒｐｍで５分攪拌した以外は、実施例１と同様にして
現像剤を調製した。この場合の導電性微粒子がキャリア
表面に強く付着した量は、１００ｍｇ／１００ｇキャリ
アであった。

【００２１】比較例１キャリアに外部添加する導電性微粒子の添加量を０．２
部添加した以外は、実施例１と同様にして現像剤を調製
した。この場合の導電性微粒子がキャリア表面に強く付
着した量は、８０ｍｇ／１００ｇキャリアであった。比較例２キャリアに外部添加する導電性微粒子の添加量を０．２
部添加した以外は、実施例２と同様にして現像剤を調製
した。この場合の導電性微粒子がキャリア表面に強く付
着した量は、３５ｍｇ／１００ｇキャリアであった。

【００２２】上記の実施例１〜２で得た現像剤および比
較例１〜２で得た現像剤について、複写機（Ａｂｌｅ
１３０１の改造機、富士ゼロックス社製）を用い、２０
０００枚の連続複写を行い、２４時間後の初期カブリの
度合を評価した。その評価結果を表１に示す。なお、表
１中カブリは、Ｇ１（良好）からＧ５（悪い）までの５
段階の見本と比較して決定したものであり、Ｇ１はカブ
リなし、Ｇ４はカブリが多い、Ｇ５はカブリが非常に多
いことを示す。

【００２３】

【表１】表１から明らかなように実施例１〜２の現像剤は複写初
期のカブリに対して優れた効果が生じていることが分か
る。

【００２４】次に、本発明の静電荷像現像剤を、図１に
示す多色画像形成装置に使用した場合について具体的条
件を示す。本発明を実施するに際しては、第１現像器に
現像剤として、市販の黒色現像剤（富士ゼロックス社
製、ＦＸ５０３９用トナー）を供給し、第２現像器に実
施例１に記載の現像剤を供給して、カラー画像記録を行
った。先ず、有機光導電性材料よりなる感光層を有する
感光体ドラムの表面を帯電器１によって非露光部の電位
が−１０００Ｖに一様に帯電させ、次いで第１露光器３
からの半導体レーザー光によって反転露光を行い、感光
体ドラム表面に露光部電位−４００Ｖ非露光部電位−１
０００Ｖの第１の静電潜像を形成させた。次いで、−７
００Ｖのバイアス電圧をかけ、第１現像器４によって現
像を行い、黒色の第１トナー像を形成させた。続いて、
第２露光器５によってポジ像露光を行い、露光部−２０
０Ｖ、非露光部−９００Ｖの静電潜像を形成させ、さら
に現像バイアス電圧を−４００Ｖに設定して第２現像器
６によって現像を行い、青色のトナー像を形成した。そ
れにより感光体ドラム上に青黒二色のカラートナー像が
形成された。このトナー像を記録紙１２に転写帯電器８
によって転写し、図示しない適当な定着手段によって定
着した。なお、転写部を通過した感光体ドラムは、再使
用のために除電器、クリーナーおよび除電ランプによっ
てクリーニングした。この操作を５，０００回繰り返し
て行った。初期からカブリ、混色カブリ、像乱れのない
鮮明な二色画像を得ることができた。また、本発明の現
像剤は帯電分布がシャープであり、逆極性のトナーの存
在は見られなかった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の電子写真用現像剤は、帯電量の
維持性が改善されており、１００〜４００Ｖ程度の低電
位コントラストの静電潜像を現像するのに適している。
したがって、本発明の電子写真用現像剤は、感光体ドラ
ム１回転の間に現像、転写を２度以上繰り返して２色以
上のトナー像を得るワンパス多色カラー現像方式を用い
る多色画像形成方法において使用することにより、長期
にわたって安定的に良好な多色画像を得ることができ
る。特に、上記ワンパス多色カラー現像方式を用いる多
色画像形成方法において、第２現像における現像剤とし
て使用した場合、磁気ブラシが柔らかいため、混色カブ
リや画像乱れを防止することができるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する画像形成装置の概略
構成図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…帯電器、３…第１露光器、４…
第１現像器、５…第２露光器、６…第２現像器、７…転
写前帯電器、８…転写帯電器、９…除電器、１０…クリ
ーナー、１１…除電ランプ、１２…記録紙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/01 ＪＧ０３Ｇ 9/10 (72)発明者坂井末子神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者高橋栄美神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性粉分散型キャリアと、無機酸化物微
粒子を外部添加したトナー粒子とを混合してなる電子写
真用現像剤において、該磁性粉分散型キャリアに導電性
微粒子が外部添加され、キャリア１００ｇに対して該導
電性微粒子１００ｍｇ以上がキャリアに強く付着してい
ることを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項２】感光体上に形成された静電潜像を複数の
現像器によって現像する工程を有する多色画像形成方法
において、現像器の少なくとも１つにおいて請求項１に
記載の電子写真用現像剤を用いることを特徴とする多色
画像形成方法。