JPH07248642A

JPH07248642A - 静電荷像現像用２成分現像剤および画像形成方法

Info

Publication number: JPH07248642A
Application number: JP6065409A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takagi; 正博高木; Satoru Ishigaki; 悟石垣; Yoshimitsu Ishihara; 由架石原; Michio Take; 道男武; Masanori Ichimura; 正則市村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】潜像担持体に対して非接触状態で現像を行う
ときの、画像濃度の低下や濃度ムラ等の画質欠陥を防止
し、高画質の画像が得られ、多色重ね合わせ現像に適用
するときにも、像乱れや混色のない優れたカラー画像を
形成でき、画質維持性に優れている２成分現像剤及びそ
れを用いる画像形成方法を提供する。【構成】静電潜像担持体に対して非接触に保持し、交
流電界によりトナーを飛翔させて現像する方式に用いる
トナーとキャリアからなる２成分現像剤において、トナ
ーの外部添加剤が平均粒径２５ｎｍないし８０ｎｍの無
機微粒子を必須成分としてなり、かつ、この無機微粒子
の合計カバレッジＦが０．３以上であることを特徴とす
る。画像形成を行うに際しては、この静電荷像現像用キ
ャリアを含有する２成分現像剤を、静電潜像担持体に対
して非接触に保持し、交流電界によりトナーを飛翔させ
て現像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等により形成される静電潜像を、トナーを飛翔させて
現像する方式に使用するための静電荷像現像用２成分現
像剤、および、それを用いる画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法等、静電潜像を経て画像情報
を可視化する方法は、現在様々の分野で利用されてい
る。電子写真法においては、帯電、露光工程により感光
体上に静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜
像を現像し、転写、定着工程を経て可視化される。ここ
で用いられる現像剤には、トナーとキャリアからなる２
成分現像剤と、磁性トナー等のようにトナー単独で用い
られる１成分現像剤とがあるが、２成分現像剤は、キャ
リアが現像剤の攪拌・搬送・帯電等の機能を分担し、現
像剤として機能分離されているため、制御性がよい等の
特徴があり、現在広く用いられている。また、現像方法
としては、古くはカスケード法等が用いられていたが、
現在は現像剤搬送単体として磁気ロールを用いる磁気ブ
ラシ法が主流である。

【０００３】近年、電子写真方式を用いたカラー画像形
成装置が多く使用されるようになってきた。このような
装置では、帯電、露光、現像、転写の工程を繰り返す方
式が一般的である。即ち、帯電、露光、現像、転写の工
程をイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナーの色数
分の計４回繰り返す方式である。しかし、このような方
式では各色の現像が終了する毎に転写材にトナー画像を
転写するため、転写材を搬送するための手段が必要とな
り、装置自体が大型化するという問題がある。また、潜
像担持体を装置の中でドラムあるいはベルト上に単体で
のみ存在させる方式においては、最終的なカラー画像形
成物を得るまでに、該潜像担持体はカラー画像を構成す
る色数の分だけ回転を繰り返すことになり、単色画像形
成装置に比較して複写速度が遅いという問題がある。

【０００４】このような問題を解消するために、同一の
潜像担持体上に複数のトナー像を重ね合わせて現像し、
転写を一度の工程で行うようにした小型高速化装置が提
案されている。この方式では、潜像担持体上に形成され
るトナー像の上に現像を繰り返して行うため、潜像担持
体上に形成されるトナー像に対して後段の現像剤が機械
的に接触して上記のトナー像を乱したり（像乱れ）、そ
の一部が掻きとられて、後段の現像機に混入し、現像剤
の色が変化する（混色）という問題がある。そこで、磁
気ロールを現像剤搬送担体として用い、潜像担持体と現
像剤を非接触状態に保持しながら交流電界を作用させて
現像を行う方法と、直流電界のみを作用させて現像を行
う方法が提案されており、そしてライン画像の画質、特
に細線再現性の点から、前者の交流電界を作用させて現
像を行う方法が有利であるとされている。この現像法に
おいて、２成分現像剤により形成される磁気ブラシ層を
潜像担持体に対して非接触状態に保つためには、従来の
接触現像法と比較して、磁気ブラシ層をより薄層にする
必要がある。この場合、現像空間に供給できるトナー量
を相対的に少なくなるため、現像空間中のトナーを、接
触現像法よりも高効率で潜像に移行させなければ十分な
画像濃度を得ることができない。

【０００５】非接触現像法においては、一般に、現像を
妨げる力として、キャリア・トナー間鏡像力に代表され
るキャリア・トナー間付着力の寄与が大きいとされてい
る。これは、接触現像法で磁気ブラシ層の感光体との接
触により生じる、感光体・トナー間鏡像力を代表とする
キャリア・トナー間付着力を相殺する力が、非接触現像
法では弱いためであると考えられている。そこで、非接
触現像法で高現像効率を得るためには、このキャリア・
トナー付着力を抑制制御することが重要であり、例え
ば、特開昭６２ー１８２７７５号公報および特開昭６３
ー２３１３６９号公報において、特定の粒径（７〜２０
ｎｍ）あるいは特定の比表面積（３０〜６０ｍ²／ｇ）
を有する金属酸化物粒子をトナー表面に添加し、トナー
とキャリアの間に介在させることにより、キャリア・ト
ナー間付着力を低減させる方法が提案されている。しか
しながら、これらの方法では、磁気ブラシ層形成時に現
像機部材によって受けるストレスにより、外部添加剤が
トナーに埋没し易く、キャリア・トナー間付着力の抑制
安定化が困難となり、現像性の安定性に問題があった。

【０００６】さらに、上記非接触現像法における外部添
加剤の埋没による不具合を防止することを目的とするも
のとして、特開平５ー２２８３号公報には、ＢＥＴ比表
面積が１００〜４００ｍ²／ｇ、かさ密度が１００〜３
００ｇ／リットルという、共に比較的高い値を示す外部
添加剤を使用することが提案されている。

【０００７】ところで、電子写真法にて高画質を得るた
めには、トナー粒径をより小さくすることが有効である
が、キャリア・トナー間付着力はトナー粒子が小径であ
るほど大きくなる傾向にある。また、トナーは小粒径に
なるほどキャリアと接触する総面積が大きくなるため、
必然的に、外部添加剤は、現像機内での現像剤搬送や磁
気ブラシ層形成時においてキャリアからストレスを受け
る頻度が高くなり、トナーに埋没し易くなる。したがっ
て、非接触現像法で小粒径トナーによる高画質を実現す
ることは、初期現像性および現像安定性の観点上困難で
あり、特開平５ー２２８３号公報に記載の外部添加剤を
小粒径トナーに用いても、満足のいく結果は得られなか
った。また、現像効率を高めるためには、磁気ロールと
潜像担持体との間隙を微小にしたり、現像バイアスの印
加電圧を高める等の手段により、磁気ブラシ層に印加さ
れる現像電界を強める方法も有効である。しかしなが
ら、これらの方法では、多色重ね合わせ現像時に、潜像
担持体上のトナー像が後段の他色トナー現像時に印加さ
れるバイアスにより静電的に乱され、像乱れ、混色の原
因となることが多く、特に小粒径トナーを用いるときの
条件設定は困難とされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記の問題点を解消することを目的としてなさ
れたものである。すなわち、本発明の目的は、次の要求
を満たす静電荷像現像用２成分現像剤を提供することに
ある。（１）潜像担持体に対して非接触状態で現像を行
うときの、画像濃度の低下や濃度ムラ等の画質欠陥を防
止し、高画質の画像が得られること。（２）多色重ね合
わせ現像に適用するときにも、像乱れや混色のない優れ
たカラー画像を形成できること。（３）画質維持性に優
れていること。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、非接触現
像法におけるキャリア・トナー間付着力の低減安定化に
ついて鋭意検討した結果、トナーに外部添加する微粒子
として、特定の粒径を有する無機微粒子を用い、かつ、
その微粒子がトナー表面を覆う比率（以下、カバレッジ
という。）を最適化することにより、上記の目的を達成
することができることを見いだし、本発明を完成するに
至った。本発明は、静電潜像担持体に対して非接触に保
持し、交流電界によりトナーを飛翔させて現像する方式
に用いるトナーとキャリアからなる静電荷像現像用２成
分現像剤において、トナーの外部添加剤が平均粒径２５
ｎｍないし８０ｎｍの無機微粒子を必須成分としてな
り、かつ、その無機微粒子の次式（１）で示される合計
カバレッジＦが０．３以上であることを特徴とする。Ｆ＝ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋・・・・・・ｆｎ（１）［ここで、ｆは平均粒径２５ｎｍないし８０ｎｍの各種
無機微粒子のカバレッジであって、下記式（２）

【数２】（式中、ｄｔはトナーの平均粒子径、ｄａは微粒子の平
均粒径、ρｔはトナーの真比重、ρａは微粒子の真比
重、Ｃｔはトナーの重量部、Ｃａは微粒子の重量部を示
す）で表され、ｎはトナーに添加される平均粒径２５ｎ
ｍないし８０ｎｍの無機微粒子の種類の総数である。］本発明の画像形成方法は、上記の静電荷像現像用２成分
現像剤を、静電潜像担持体に対して非接触に保持し、交
流電界によりトナーを飛翔させて現像することを特徴と
する。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては、無機微粒子を外添剤として使用するが、具体
的には、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｃ
ｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｂａ
Ｏ、ＣａＯ・ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ（ＴｉＯ₂）_ｎ、Ａｌ₂
Ｏ₃・２ＳｉＯ₂、ＣａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃、ＢａＳＯ
₄、ＭｇＳＯ₄、ＭｏＳ₂、炭化ケイ素、窒化ホウ素、
カーボンブラック、グラファイト、フッ化黒鉛等の無機
微粉末、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチル
メタクリレート、ポリフッ化ビニリデン等のポリマー微
粉末等が挙げられ、単独または２種以上混合して用いら
れる。これらの微粉末の中でも、キャリア・トナー間付
着力を抑制し非接触現像性を高めることを目的とした場
合、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、シリカ（ＳｉＯ₂）等の
無機微粉末が流動性を損なうことなく好ましく使用され
る。

【００１１】本発明においては、これら無機微粒子がス
ペーサーとしての効果を十分発揮するためには、その粒
径が２５ｎｍないし８０ｎｍであることが必要であり、
３０ｎｍないし６０ｎｍであることがさらに好ましい。
無機微粒子の平均粒径が２５ｎｍよりも小さい場合、ト
ナーへの埋没が生じやすく、現像機内での撹拌に伴いキ
ャリア・トナー間付着力が増大し、現像性の低下が生じ
る。また、無機微粒子の平均粒径が８０ｎｍよりも大き
い場合、トナーに対する無機微粒子の付着力が乏しくな
り、無機微粒子が現像機内で受けるストレスによりトナ
ーの凹部に移動したり、トナーより脱離する等して、キ
ャリア・トナー間付着力の抑制効果が得られなくなるた
め、現像性が不足する。

【００１２】さらに、無機微粒子のトナーに対するカバ
レッジは、上記式（２）に基づいて算出される平均粒径
２５ｎｍないし８０ｎｍに相当する各種無機微粒子のカ
バレッジｆの総和、即ち上記式（１）で示される合計カ
バレッジＦが０．３以上であることが必要である。な
お、本発明においては、トナー流動性やクリーニング性
を向上させる等の目的で、上記粒径範囲外の無機微粒
子、あるいは有機微粒子を併用することができるが、そ
のカバレッジは、上記式（１）および（２）の関係式の
中には含まれない。

【００１３】平均粒径２５ｎｍないし８０ｎｍに相当す
る各種無機微粒子のカバレッジｆの総和Ｆが０．３より
小さいと、トナー樹脂成分とキャリア表面との接触確率
が高く、キャリア・トナー間付着力を十分抑制すること
ができず、また、無機微粒子のトナーへの付着状態が現
像性に敏感に影響するため好ましくない。本発明では、
カバレッジＦが０．３以上になるように設定するが、そ
れは上記式（１）及び式（２）に基づいて、トナー粒
径、真比重および無機微粒子粒径、真比重により無機微
粒子の添加量を調節することによって行えばよい。な
お、真比重は定容積気体圧縮式の粒子密度測定器を用い
て測定した値を用いる。

【００１４】本発明において、上記の無機微粒子を外部
添加剤として使用することにより、キャリア・トナー間
付着力を低減し、十分な画像濃度を得ることができる。
無機微粒子がキャリア・トナー間付着力を低減させる理
由は、必ずしも明確ではないが、（１）：無機微粒子がキャリア・トナー間に介在するこ
とにより、トナーの樹脂成分が直接キャリアに接触する
面積が小さくなることにより物理的付着力が低減され
る。（２）：トナー表面の導電性が無機微粒子の存在により
高まり、キャリアと接触しづらいトナー凹部にも電荷が
拡散することによりトナー表面の電荷密度が均一化さ
れ、キャリアとトナーの接触面で働く鏡像力が低減され
る等の現象が起こっているものと思われる。

【００１５】次に、本発明におけるトナーについて説明
する。トナーは結着樹脂中に着色剤等を分散させたもの
であり、トナーに使用する結着樹脂としては、スチレ
ン、ｐ−クロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチ
レン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２
−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウ
リル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のα−メチレ
ン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリロニトリ
ル、メタアクリロニトリル等のビニルニトリル類；２−
ビニルピリジン、４−ビニルピリジン等のビニルピリジ
ン類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテ
ル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニル
エチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニル
ケトン類；エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジ
エン等の不飽和炭化水素類およびそのハロゲン化物、ク
ロロプレン等のハロゲン化不飽和炭化水素類等の単量体
による重合体、あるいは、これらの単量体を２種以上組
み合わせて得られる共重合体、および、これらの混合
物、さらには、ロジン変性フェノールホルマリン樹脂、
エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等
の非ビニル縮合系樹脂あるいはこれらと前記ビニル系樹
脂との混合物を挙げることができる。

【００１６】これらの結着樹脂の中でもポリエステル樹
脂が好ましく使用できる。ポリエステル樹脂は、多価ア
ルコールと多塩基性カルボン酸またはその反応性酸誘導
体との反応によって製造することができる。このポリエ
ステル樹脂を構成する多価アルコールとしては、例え
ば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、
１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオー
ル、ネオペンチレングリコール、シクロヘキサンジメタ
ノール等のジオール類、水素添加ビスフェノールＡ、ポ
リオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロ
ピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノールＡアルキ
レンオキサイド付加化合物、その他の２価アルコール等
が挙げられる。また、多塩基性カルボン酸としては、例
えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、
アルキルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン
酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、
その他の２塩基性カルボン酸、あるいはこれらの酸無水
物、アルキルエステル、酸ハライド等の反応性酸誘導体
等が挙げられる。

【００１７】これらのカルボン酸に加えて、ポリマーを
テトラヒドロフラン不溶分が生じない程度に非線状化す
るために、３価以上の多価アルコールおよび／または３
価以上の多塩基性カルボン酸を加えてもよい。３価以上
の多価アルコールとしては、例えば、ソルビトール、
１，２，３，６−ヘキサンテトラオール、１，４−ソル
ビタン、ペンタエリスリトール、１，２，４−ブタント
リオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロ
ール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−
１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリメチロ
ールベンゼン等を挙げることができる。３価以上の多塩
基性カルボン酸としては、例えば、１，２，４−ブタン
トリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカル
ボン酸、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，
２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタ
レントリカルボン酸等を挙げることができる。

【００１８】これらのポリエステル樹脂の中でも、芳香
族多価カルボン酸とビスフェノールＡとを主単量体成分
とする重縮合物、例えば、テレフタル酸−ビスフェノー
ルＡのエチレンオキサイド付加物−シクロヘキサンジメ
タノールから得られる線状ポリエステルであって、軟化
点９０〜１５０℃、ガラス転移点５０〜７０℃、数平均
分子量２，０００〜６，０００、重量平均分子量８，０
００〜１５０，０００、酸価５〜３０、水酸基価２５〜
４５を示すものが特に好ましく用いられる。

【００１９】同じく、トナーに用いる着色剤としては、
カーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、
カルコイルブルー、クロームイエロー、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、ローズベンガル、フタロシアニ
ンブルー、マラカイトグリーン・オキサレート、ランプ
ブラック、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、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１
５：３、またはこれらの混合物を挙げることができる。

【００２０】着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部
に対して１〜８重量部の範囲にあることが好ましい。着
色剤の含有量が１重量部よりも少なくなると着色力が弱
くなり、８重量部よりも多くなるとトナーの透明性が悪
化する。また、トナー粒子の平均粒子径は１０μｍ以下
であることが好ましい。平均粒径が１０μｍよりも大き
くなると、潜像の忠実再現性が悪化し、高画質の画像が
得られなくなる。本発明におけるトナー粒子には、必要
に応じて、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグ
ロシンや四級アンモニウム塩等の電荷制御剤や低分子量
ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、ワックス等の
オフセット防止剤、クリーニング助剤等の公知の他の成
分を配合することもできる。

【００２１】トナーの電荷量は高すぎると、トナーのキ
ャリアに対する付着力が大きくなりすぎて、トナーが現
像されなくなる。また、電荷量が低くなりすぎると、ト
ナーのキャリアに対する付着力が小さくなりすぎて遊離
トナーによるトナークラウドが発生し、プリントにおけ
るカブリが問題となる。したがって、トナーを現像させ
るという観点から、現像剤中のトナーの電荷量は、絶対
値で５〜５０μＣ／ｇ、好ましくは１０〜４０μＣ／ｇ
の範囲にあることが望ましい。

【００２２】本発明の現像剤は、２成分現像剤として用
いられる。本発明に用いるキャリアとしては、磁性核体
粒子の表面に樹脂コーティングを施したキャリアや、樹
脂中に磁性粉を溶融混練したり重合法などで分散させた
キャリアなど、公知のものを用いることができる。

【００２３】本発明におけるキャリアに使用する結着樹
脂としては、エチレン、プロピレン、ブチレン等のポリ
オレフィン系化合物の他に、スチレン、クロルスチレ
ン、ビニルスチレン等のスチレン類；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、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オ
クチル、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または共
重合体を例示することができる。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、ポリプロピレン等をあげることがで
きる。さらに、帯電制御を行う目的で、フッ素樹脂、シ
リコーン樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタ
ン等を併用することも可能である。

【００２４】本発明に用いる核体粒子または磁性粉とし
ては、通常強磁性体微粉末全てを用いることができ、具
体的には、四三酸化鉄、δ−三二酸化鉄、各種のフェラ
イト粉、酸化クロムおよび鉄、ニッケル、ステンレス等
の各種金属粉を挙げることができる。樹脂被覆型キャリ
アを用いる場合、被覆樹脂量は０．２重量％ないし１０
重量％、特に０．４重量％ないし５重量％が好ましい。
また、磁性粉分散型キャリアを用いる場合、樹脂の含有
量は全体に対して１０〜８０重量％、特に１５〜６５重
量％が好ましい。

【００２５】本発明におけるキャリアは、比較的小粒径
のものが望ましい。非接触現像においては、潜像の電界
強度を高める必要があり、現像ロールと潜像担持体の間
隔を狭くすることが重要である。その間隔は０．２〜
０．８ｍｍが一般的であるところから、現像ロール上に
形成される現像剤層は０．１〜０．６ｍｍの薄層とする
必要がある。通常使用されている平均粒径１００μｍと
いう大きなキャリアを用いてこのような薄層の現像剤層
を形成すると、隙間だらけの粗い現像剤層となり、複写
画像においての画質ムラが発生する。また、キャリアが
小さすぎると、キャリアに働く磁気的拘束力が弱まり、
キャリアが現像されることになる。それ故、キャリアの
平均粒径としては、２０〜７０μｍ、特に３０〜５０μ
ｍが好ましい。

【００２６】また、本発明に用いられるキャリアの飽和
磁化は、１５〜７５ｅｍｕ／ｇの範囲にあることが好ま
しい。飽和磁化が１５ｅｍｕ／ｇ未満であると、潜像担
持体へのキャリア付着が生じやすい。さらに、飽和磁化
が７５ｅｍｕ／ｇを超えると現像剤層の薄層形成が困難
となり、磁気ブラシの穂立ち高さや充填密度が不均一と
なり易く、低画像濃度、濃度ムラ等の画質欠点が生じや
すい。

【００２７】本発明に用いるキャリアには、さらに他の
構成材料として、カーボンブラック、酸化チタン粉末等
のフィラー、カップリング剤、帯電制御剤等を含有させ
ることができる。

【００２８】以下、本発明の静電荷像現像用２成分現像
剤を非接触現像による複数色の重ね合わせ現像に適用
し、カラー画像を形成する手順の例を説明する。図１
は、４色画像を形成するための装置の概念図である。図
１の画像形成装置において、第１のスコロトロン２によ
り一様に帯電された感光体ベルト１は、第１の露光手段
３により露光され、１色目の静電潜像が形成される。こ
のときの露光は画像部に対して行われ、画像部の電荷を
除去している。形成された静電潜像は、１色目のイエロ
ー現像機４でいわゆる反転現像され、感光体ベルト１上
には１色目のイエローのトナー像が形成される。次い
で、感光体ベルト１は第２のスコロトロン５により一様
に再帯電された後、第２の露光手段６により露光され、
２色目の静電潜像が形成され、マゼンタ現像機７により
反転現像が行われる。さらに、感光体ベルト１は第３の
スコロトロン８により一様に再帯電された後、第３の露
光手段９により露光され、３色目の潜像が形成され、第
３のシアン現像機１０により反転現像が行われる。その
後、さらに感光体ベルト１は第４のスコロトロン１１に
より一様に再帯電された後、第４の露光手段１２により
露光され、４色目の潜像が形成され、第４の黒現像機１
３により反転現像が行われる。このようにして感光体ベ
ルト１上にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色のト
ナー像が形成され、転写コロトロン１４により、転写材
１５上に４色のトナー画像を転写する。転写後、感光体
ベルト１上に残ったトナーは、クリーナーブラシ１６に
より除去される。なお、１７、１８、１９は感光体ベル
ト１を駆使するための駆動用ロールである。

【００２９】本発明においては、上記各現像機４、７、
１０、１３は、現像剤が感光体ベルト１に接触しない状
態で現像を行う方式が採用されている。これにより、重
ね現像に先立って感光体ベルト１上に現像されているト
ナー画像が、その後の現像工程で乱されることが防止さ
れる。また、感光体ベルト１はドラム状のものを用いて
も何ら支障は生じない。

【００３０】図２は、図１の画像形成プロセスを説明す
るための図である。まず、感光体ベルト１をＶ₁に一様
に帯電させる。次いで、露光により１色目の潜像Ｖ₁₁を
形成し、現像機４によりイエロートナーの現像を行う。
現像機４には直流成分と交流成分を含む現像バイアスが
かけられている。次に、２回目の帯電を行い、感光体ベ
ルト１の電位をＶ₁とした後、２色目の露光で潜像Ｖ₁₂
を形成し、現像機７によりマゼンタトナーの現像を行
う。なお、現像機７にも直流成分と交流成分を含む現像
バイアスがかけられている。その後、３回目の帯電を行
い、感光体ベルト１の電位をＶ₁とした後、３色目の露
光で潜像Ｖ₁₃を形成し、現像機１０によりシアントナー
の現像を行う。なお、現像機１０にも直流成分と交流成
分を含む現像バイアスがかけられている。さらにその
後、４回目の帯電を行い、感光体ベルト１の電位をＶ₁
とした後、４色目の露光で潜像Ｖ₁₄を形成し、現像機１
３により黒トナーの現像を行う。なお、現像機１３にも
直流成分と交流成分を含む現像バイアスがかけられてい
る。このようにして４色プリントが形成される。

【００３１】

【実施例】次に、実施例および比較例により本発明を具
体的に説明する。Ａ．着色粒子の調製（イエロー粒子の製造）線状ポリエステル樹脂１００重量部（テレフタル酸−ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物−シクロヘキサンジメタノールから得られた線状ポリエステル；ガラス転移点６２°Ｃ、数平均分子量４０００、重量平均分子量５０００、酸価２５）イエロー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２）３重量部上記混合物を二軸押出機で溶融混練し、ジェットミルで
粉砕した後、風力分級機で分級して、平均粒径が７μｍ
の負帯電性イエロー粒子とした。

【００３２】（マゼンタ粒子の製造）線状ポリエステル樹脂１００重量部（イエロー粒子に用いたものと同等品）マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２）３重量部上記混合物を二軸押出機で溶融混練し、ジェットミルで
粉砕した後、風力分級機で分級して、平均粒径が７μｍ
の負帯電性マゼンタ粒子とした。

【００３３】（マゼンタ粒子の製造）線状ポリエステル樹脂１００重量部（イエロートナーに用いたものと同等品）マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７）３重量部上記混合物を二軸押出機で溶融混練し、ジェットミルで
粉砕した後、風力分級機で分級して、平均粒径が７μｍ
の負帯電性マゼンタ粒子とした。

【００３４】（シアン粒子の製造）線状ポリエステル樹脂１００重量部（イエロー粒子に用いたものと同等品）シアン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）３重量部上記混合物を二軸押出機で溶融混練し、ジェットミルで
粉砕した後、風力分級機で分級して、平均粒径が７μｍ
の負帯電性シアン粒子とした。

【００３５】（黒色粒子の製造）線状ポリエステル樹脂１００重量部（イエロー粒子に用いたものと同等品）カーボンブラック３重量部上記混合物を二軸押出機で溶融混練し、ジェットミルで
粉砕した後、風力分級機で分級して、平均粒径が９μｍ
の負帯電性黒色粒子とした。

【００３６】Ｂ．トナーの調製表１に示すような組成で、着色粒子に外部添加剤をヘン
シェルミキサーを用い添加した。

【表１】

【００３７】Ｃ．キャリアの調製（樹脂被覆型キャリアの製造）Ｃｕ−Ｚｎフェライト（飽和磁化２２ｅｍｕ／ｇ、１００重量部平均粒径４０μｍ）ポリメチルメタアクリレートの１５％トルエン溶液１０重量部上記成分を減圧式ニーダー内にて撹拌混合しながら減圧
乾燥によってトルエンを除去し、樹脂被覆型キャリアＡ
を得た。

【００３８】（磁性粉分散型キャリア）マグネタイト（ＥＰＴ１０００、戸田工業社製）７０重量部スチレン−メチルメタクリレート−ブチルメタクリレート２７重量部共重合体（共重合比３０／６０／１０）６−ナイロン３重量部上記成分を加圧ニーダーで溶融混練し、さらにターボミ
ルおよび分級機を用いて粉砕し分級して、平均粒径４７
μｍ、飽和磁化５６ｅｍｕ／ｇの磁性粉分散型キャリア
Ｂを得た。

【００３９】Ｄ．単色画像形成試験トナーａ〜ｆを表２に示すキャリアと組み合わせ、トナ
ー濃度８重量％でＶ型混合機により混合を行い、２成分
現像剤を得た。このときの電荷量は２５〜３５μＣ／ｇ
の範囲にあった。これらの２成分現像剤を図１の装置の
マゼンタ現像機に適用して単色画像形成試験を行った。
感光体ベルトは周長９００ｍｍのベルト状有機感光体を
使用し、周速は１５０ｍｍ／ｓ、帯電電位は−８００Ｖ
とした。各露光手段としては、４００ｄｐｉのＬＥＤを
用いた。現像機の現像スリーブの直径は１８ｍｍ、現像
スリーブと感光体ドラムとの間隔は０．６ｍｍ、スリー
ブ上の現像剤層の厚さは０．３５ｍｍ、周速は４００ｍ
ｍ／ｓに設定され、現像剤が感光体ドラムに接触しない
状態で現像を行った。プロセス条件を示すと、まず、感
光体ベルトの電位を−８００Ｖに帯電し、露光により潜
像電位を−２００Ｖに低下させ、マゼンタ現像機には直
流成分として−７５０Ｖ、交流成分として周波数５．０
ｋＨＺ、ＶP-P ＝１．５ｋＶを含む現像バイアスをかけ
た。

【００４０】以上のようにして、サンプルを評価した結
果を表２に示す。なお、評価の判定基準は以下のとおり
である。単色画像濃度再現性：画像濃度はＸ−Ｒｉｔｅ「Ｒ」４
０４（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した。○は初期画質に
おいては測定値が１．２以上、１００００枚維持性テス
トにおいては測定値変動幅が０．３未満のものを示し、
×は初期画質においては測定値が１．２未満、１０００
０枚維持性テストにおいては測定値変動幅が０．３以上
のものを示す。単色画像劣化：○はカブリおよびトナークラウドが発生
しなかったもの、△はカブリは未発生であるがトナーク
ラウドが発生したもの、×はカブリおよびトナークラウ
ドともに発生したものを示す。単色粒状性：単色ハーフトーン画像を目視評価したもの
で、○は均一性が良好なもの、△は均一性がやや不良の
もの、×は均一性が不良のものを示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】Ｅ．多色色重ね画像形成試験表１におけるトナーｂ、ｇ、ｈ、ｉをキャリアＢと組み
合わせ、トナー濃度８重量％でＶ型混合機により混合を
行い、２成分現像剤を得た。このときの電荷量は各色と
も２５〜３５μＣ／ｇの範囲にあった。これらの２成分
現像剤を図１の装置に適用して多色色重ね画像形成試験
を行った。感光体ベルトとして、周長９００ｍｍのベル
ト状有機感光体を使用し、周速は１５０ｍｍ／ｓ、帯電
電位は−８００Ｖとした。各露光手段としては、４００
ｄｐｉのＬＥＤを用いた。各現像機の現像スリーブの直
径は１８ｍｍ、現像スリーブと感光体ドラムとの間隔は
０．６ｍｍ、スリーブ上の現像剤層の厚さは０．３５ｍ
ｍ、周速は４００ｍｍ／ｓに設定され、現像剤が感光体
ドラムに接触しない状態で現像を行った。図２にしたが
ってプロセス条件を示すと、まず、感光体ベルトの電位
Ｖ₁を−８００Ｖに帯電し、露光により１色目の潜像電
位Ｖ₁₁を−２００Ｖに低下させ、イエロー現像機でイエ
ロートナーの現像を行った。このとき、イエロー現像機
には直流成分として−７５０Ｖ、交流成分として周波数
５．０ｋＨＺ、ＶP-P ＝１．５ｋＶを含む現像バイアス
をかけた。

【００４３】次に、２回目の帯電を行い、感光体ベルト
の電位Ｖ₁を−８００Ｖにした後、２色目の露光で２色
目の画像部電位Ｖ₁₂を−２００Ｖとし、マゼンタ現像機
によりマゼンタトナーの現像を行った。マゼンタ現像機
には直流成分として−７５０Ｖ、交流成分として周波数
５．０ｋＨＺ、ＶP-P ＝１．５ｋＶを含む現像バイアス
をかけた。その後、３回目の帯電を行い、感光体ベルト
の電位Ｖ₁を−８００Ｖにした後、３色目の露光で３色
目の画像部電位Ｖ₁₃を−２００Ｖとし、シアン現像機に
よりシアントナーの現像を行った。シアン現像機には直
流成分として−７５０Ｖ、交流成分として周波数５．０
ｋＨＺ、ＶP-P ＝１．５ｋＶを含む現像バイアスをかけ
た。さらにその後、４回目の帯電を行い、感光体ベルト
の電位Ｖ₁を−８００Ｖにした後、４色目の露光で４色
目の画像部電位Ｖ₁₄を−２００Ｖとし、黒現像機により
黒トナーの現像を行った。黒現像機には直流成分として
−８５０Ｖ、交流成分として周波数７．０ｋＨＺ、ＶP-
P ＝１．５ｋＶを含む現像バイアスをかけた。このよう
にして、４色の複写を行い、サンプルを評価した結果、
像乱れ、混色の無い、接触現像法で得られるものと同等
のフルカラー高画質の複写画像を得ることができた。

【００４４】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用現像剤は、上記
のようにトナーの外部添加剤として、平均粒径２５ｎｍ
ないし８０ｎｍの無機微粒子を用い、かつ、その無機微
粒子の合計カバレッジＦが０．３以上であることを特徴
とするので、非接触現像方式の画像形成方法に使用した
場合、（１）潜像担持体に対して非接触状態で現像を行
うときの、画像濃度の低下や濃度ムラ等の画質欠陥を防
止し、高画質の画像が得られる、（２）多色重ね合わせ
現像に適用するときにも、像乱れや混色のない優れたカ
ラー画像を形成できる、（３）画質維持性に優れてい
る、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方法を実施するための画像
形成装置の概略構成図である。

【図２】図１の画像形成装置を用いた場合の画像形成
プロセスを説明する図である。

【符号の説明】

１…感光体ベルト、２…第１のスコロトロン、３…第１
の露光手段、４…イエロー現像機、５…第２のスコロト
ロン、６…第２の露光手段、７…マゼンタ現像機、８…
第３のスコロトロン、９…第３の露光手段、１０…シア
ン現像機、１１…第４のスコロトロン、１２…第４の露
光手段、１３…黒現像機、１４…転写コロトロン、１５
…転写材、１６…クリーナーブラシ、１７、１８および
１９…駆動ロール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武道男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)発明者市村正則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】静電潜像担持体に対して非接触に保持
し、交流電界によりトナーを飛翔させて現像する方式に
用いるトナーとキャリアからなる静電荷像現像用２成分
現像剤において、トナーの外部添加剤が平均粒径２５ｎ
ｍないし８０ｎｍの無機微粒子を必須成分としてなり、
かつ、該無機微粒子の次式（１）で示される合計カバレ
ッジＦが０．３以上であることを特徴とする静電荷像現
像用２成分現像剤。Ｆ＝ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋・・・・・・ｆｎ（１）［ここで、ｆは平均粒径２５ｎｍないし８０ｎｍの各種
無機微粒子のカバレッジであって、下記式（２）【数１】（式中、ｄｔはトナーの平均粒子径、ｄａは微粒子の平
均粒径、ρｔはトナーの真比重、ρａは微粒子の真比
重、Ｃｔはトナーの重量部、Ｃａは微粒子の重量部を示
す）で表され、ｎはトナーに添加される平均粒径２５ｎ
ｍないし８０ｎｍの無機微粒子の種類の総数である。］
【請求項２】請求項１記載の静電荷像現像用２成分現
像剤を、静電潜像担持体に対して非接触に保持し、交流
電界によりトナーを飛翔させて現像することを特徴とす
る画像形成方法。