JPS59218458A - 静電荷像用現像剤 - 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］ 本発明は画像担体表面に形成された静電荷像を磁気ブラ
シ現像り−るのに使用される静電荷像用現像剤に関づる
。

［先行技術］ 酸化亜鉛、レレン、有機光導電体もしくはマイラー（商
品名）で被覆された硫化ｈドミニウムなどの画像担体表
面に静電荷像を形成し、この静電荷像を磁気ブラシ法に
より現像し、得られたｌ−ナー像を転写シート上に転写
し、ついで定石し−（最終画像を寄る電子写真複写方法
はＪ、く知られくいる。

上記の磁気ブラシ法に１１３−Ｕいは、現像剤としＣ鉄
粉、鋼球、フェライト粒子等の磁性キャリアと樹脂中に
着色剤を分散させた絶縁性粒子である非磁性トナーとの
混合粉体が多く使用されている。

（例えば特公昭５３−１５０４０号、特開昭５Ｏ−５ｆ
３９４６号、特開１）１５４−１３４６３６号、同５６
−１１４５９号、同５６−１１４６（１号等の各公報参
照ン この二成分系現像剤を用いる磁気ブラシ現像法は、キャ
リアど１ヘナーを所定の比率で混合撹拌し、両者を摩擦
帯電せしめ、トナーを所定の極性に帯電させて１〜ナー
のみを画像担体表面に（１着させるもので、絶縁性トナ
ーを使用するため転写が容易であるという利点もあるが
、中間調の再現性が厩く画質が硬くなる、画＠濃度の変
化を防ぐためにトナー濃度を一定に保つ必要がある等の
問題がある。特に中間調の再現性が悪い理由としては、
キャリアの粒径が１００〜３００７１ｍと大ぎく、がっ
、非磁性スリーブの回転にＪ、り現像剤を搬送している
ため磁気ブラシ中の現像剤に自転運動が生ぜず、硬い磁
気ブラシが形成されることが挙げられる。

そこで例えば特開昭５３−８３６３０号公報、ｊ司５４
−２４６３２号、同！１４−６６１４３４＠、同５４−
１１９９２９号の各公報に記載されているように、樹脂
と酸化鉄を主体とＪる粒径１５・−３０μＩＩＩの磁性
粒子をキャリアとし、キ１７リアを（１４成りる樹脂ど
同秤の樹脂を主体とする絶縁性非磁性１〜ナーを用いＩ
こ現像剤を使用覆ることが提案され、実用化されている
。この現像剤によれば非常に良好な画質が得られるが、
トナーが非磁性であるため主１１リアの感光体付着防止
等の点から１〜］−一濃度を１仙′に制御−する必要が
ある。

また樹脂と磁性粉を主体どする磁性粒子をキャリアとし
て使用づる現像剤は、上記以外にも例えば特開昭５３−
３３６３３号、ハｌ！１３−３３１５２号、同５７−１
０１５０号公報により提案され−Ｃ（１３つ、特に特開
昭５７−１０１５０号公報に記載され−Ｃいるようにト
ナーにも磁性１ヘナーを使用した現像剤が実用化されて
いる。この現像剤によれば、良りｆな画質がｉ）′られ
るが、トナーの飛散を防ぐために依然どして１−ナー濶
度の正確な制御は必要となる。

１目的」 本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、大面
積部の淵１５１　ｉＪ３よび中間調の両方においで高品
質の画像が得られる静電荷像用現像剤を提供することで
ある。

Ｌ要旨Ｊ 本発明の静電荷像用現像剤は、飽和磁化が４０−・２２
０ｅｍｕ／　！Ｊ　（７）　ｆ６ｉ２囲で、粒径が５〜
２００μｍの範囲にある磁性キトリアと、少なくとも樹
脂と磁性粉ど帯電制御剤より成る荷電性磁性トナーとの
混合物より成る静電荷像用現像剤において、該磁性１〜
ナーは磁性粉含有量の異なる二種以上の混合物より成り
、これらの摩擦帯電性が、いずれもキャリアに対してＩ
】］じ極性を有し、しかも帯電ωが１５１μＣ／Ｆ以上
の１６性トナーであることを特徴としでいる。

さらに好ましくは上記磁性ｉ〜ルナ−平均粒径が５〜１
５μｍ、飽和磁化が８〜３５ｅｍｕ　／ｇの小粒径のも
のど、平均粒径が１０〜４０μｍ１飽和磁化が３〜２５
８１１１ｕ　／ｇの大粒径のものから成ることを特徴と
している。

［構成コ 本発明者等は種々の現像剤を作成し、第１図に示ず現像
装置により実験・解析を行なった結果、前記目的を達成
しつる現鯨剤を見出した。

まり゛第７図にＪ）いて、１は感光体１〈゛ラム、２は
現像装置、３は現１象剤、４は現（イ；剤を収容する現
像層、５は現像剤を支持・搬送り−る非磁性スリーブ、
８は表面に複数個の磁極を右する永久磁石６を軸７に固
定した永久磁石部材、９はスリーブ上の現像剤のに３を
規制Ｊるドクタ一部４．Ｊ１１０はスリーブ５十から現
像剤を掻落リースフレーバ部材、１１はｊｍ落し後の現
像剤を撹拌混合する羽根車、１４は１〜ナー３ａを収容
り”る１ヘナ一槽、１７はトノー一槽の１〜ナーを現＠
檜に補給づる、多孔質弾性イホＢ　１６をφ＋ｌ＋　１
５に固定したイ１１給ｄ−ラ、Ｉ３はシー−１〜１２内
に設置された、１・少−）開度を検出り するセン夛一部材を各々示し−Ｃいる。

−ト記椙成によれば、スリーブ５ど永久磁石部材８の４
１゛１λ・ｊ向回転により現像剤３を図示矢印へ方向に
搬送し、現像領域／にＪ５い−Ｃ磁気ブラシで感光体ド
ラム１の表面を摺標しで静電荷像（＋記号で示づンが現
像される。現像領域を通過後の磁性現像剤３はスクレー
パ部＋４１０によりスリーブ５から掻落され、１〜ナ一
槽１４から補給８れた１〜ナー３．ａど共に羽根車１１
により椀拌混含された後出び現像に供される。

上記の磁気ブラシ現像法にａ：）い（、高品質の画像を
得るためには、まず磁性キトリアの物性が問題となる。

本発明者等の検ｉｊＪによれば磁性キトリアとして実質
的に照（層物質からなり、飽和磁化（ａｓ　）が４０〜
２２０ｅｍｕ／　（Ｉの範囲にあり、粒度分布が５〜２
００μ…の範囲（こあるキ（７リアにより良好な結果が
得られた。この実質的に無機物質からなるギ１シリアは
、表面がカリカリ−しているため、樹脂と磁性粉を主体
と７−るギヤリアと比較し−Ｃスリーブ上での搬送性が
極めて良いという利点をイｊしている。

一万、磁性トナーは、磁性籾合右量の異なる二種以上の
磁性１へツーの混合物より成り、これらの摩擦帯電性が
いずれもキＡ１リアに対して、ＩｔＴ、Ｉじ極性を有し
、しかｂ　（：！電量が１５１１１Ｃ／ｇ以上の値を有
Ｊる。

さらに好ましくは、上記磁性１〜ナーは平均粒径が５〜
１５μＩ１１、飽和（６化が８・〜３５　ｅ　ｍ髪＋／
１＋の範囲にある小粒径）−ナーど平均粒径が１０〜４
０μ０１、飽和磁化が３〜２５ｃｍｕ　／！Ｊの範囲に
ある大粒径トナーどの混合物がよい。

さらに現像部にこれら小粒径トナーと大粒径トナーか均
一に使用されるためには小粒径１ヘナーの飽和磁化は大
粒径トナーのそれより５１．５倍以上とＪる必要がある
。

現像εこ奇！−ｉするのは、磁性粉含有ｍの異なる複数
種の磁性１ヘナーＣあり、いｆれもＡ−ヤリアに対して
ｌ１ｒｌ極性に帯電さけることが必要Ｃある。また帯電
量は、現像性Ｊ３．Ｊ、び転写性に関係があり＋５１μ
Ｃ／ｇ以上どした方が良好な結果が得られる。

小粒子トナーの大粒子１ヘプーの画像におよばり影ｖＲ
は、前者がＷＣ像度、細線再現性４３よぴハーフ（−−
ンに、後者が大面信器の濃度に関与づ−るもので、両省
が均一に使用８れると、これらバランスのとれた良々ｆ
な画像が安定しで得られる。

これらのトナーの混合比率は、９！ｉ：５ないしは５：
９５より好ましくは８０：２０ないしは２０：８０が画
像の点で良好である。

また通常使用されている無機キー（１リアは４０〜２２
０ｅ＋＋＋ｕ／（ｌ程度のσＳをイｊしているが、本発
明では特にギトリアのσＳ小粒径どトナーのσＳとの比
（以下０’　Ｓ比という）が２〜３５の範囲にあるキ（
７リアを用いる。これはσＳ比が３５を越えると永久磁
石部拐の磁力を大きくし−Ｃも１ヘナーがスリーブから
Ｍ説して感光体表面に１号着しやり−くなり、一方σＳ
が２末渦であるとキャリア引込が生じやり−くなるから
である。

五たギＡ・リアの粒径は小さい程比表面槓が人どなり、
最大トナー濃度を高くできるので、実質的に粒径２００
μｍ１以下のキ％ｙリアを使用づる必要がある。ただし
粒径が５μｍ以下のものは飛散しやり−いので、キャリ
ア中に５μＩＩＩ以下の粒子を実質的に含まないように
することが好ましい。またキャリアの体積抵抗は１０　
〜１０　　Ω・ＣＩ＋の範囲で現像条件に応じて適宜設
定すればよい。

なお耐久性の点からキャリアの粒径が小さい方がよいが
、耐久性を更に向上させるために無機キｉ？リノ′の表
面を樹脂で被覆し−Ｃ６よい。

上記構成のキＶｒ　’Ｊ　ｉ’にＪ、れば、トナー濃度
が大きく変化し一’Ｃ−ｂ　ｔ−ブーの飛散１１ｊＪ、
びキトリアイリ着を伴わずに現像を行な・うことかでさ
る。

次に画質、特に中間調の再現性をＩＮ！ｉめるためには
、少なくとも永久磁石部祠を回転してスリーブ上の現像
剤に自転運動を−！Ｘｉえることがりｆましい。

しかしＣ永久磁６部祠を回転させる１〜ナーの飛散が生
じやり−くなるので、これを防ぐために１〜ナーとして
樹脂ど磁性粉を主体どする磁性１−ナーを用いる必要が
ある。特に前型制御剤を１〜ナ一粒子の内部および／又
は表面に添イリシた荷電型磁性トナー（例えば特開１１
１７５７−４５５５５、同５７−４５５５６号、同５７
−４５５５７号の各公報参照を使用するとよい。この荷
電型磁性トナーの使用により、耐環境性のすぐれた画像
形成が行なえる。このような効果を得るためにｃ、ｔ、
キＡ・リア（こス４−りる帯電量が１５１μＣ／り以上
の荷電型磁性トナーを用いる必要がある。

ただしキャリアと１〜ナーの粒径が同等でキャリアどの
帯電量が直接測定できない場合は、粒径の犬きいキャリ
アを用いて測定する。

この磁性トナーは、少なくとも樹脂Ｊ５よび磁性粉なら
びに荷電制御剤をＳむ原料を用い−（粉砕法、噴霧乾燥
法、マイクロカプセル化法等の公知の方法に、よって調
整できる。樹脂は、例えば特開昭５７−９７５４５号公
報に記載のように定る方式に応じて選定すればよい。磁
性粉も特開昭５７”９７５４５号公報に記載されている
ものが使用できる。磁性粉の含有量は、平均粒径が５〜
１５μｍの小粒径１〜ナーの揚合金蛍に対して約１０重
量％以上であればトナーの飛散を実質的に防止りること
ができるが、定着性の点から５０重量％以下がよい。ま
た、平均粒径が１０〜４４μＩｎの大粒径トナーの場合
は約５〜２５重量％がよい。たＩどし磁性トナーのσＳ
は磁性粉の含有量にほぼ比例するので、前記したσＳ比
の範囲にあるように磁性粉の含有量を定める必要がある
。

上述した磁性キｉｙリアと磁性トナーを混合して磁気ブ
ラシ現像を行なう場合、スリーブのみを回転してもよい
が少なくとも永久磁石部材を回転゛りることにより、中
間調の再現性はよりよくなる。

又水久磁Ｇ　ＱＩＳ　＋／Ｊを回転８Ｖるｌ、１、非磁
１１スリーブは固定してしあるいは、永久磁石部材と同
方向又は逆方向に回転しＵ　−ｂ　Ｊ：い。特しこ永久
磁石部材を持分１１ｆ３５７−１２１４８号公報に記載
されでいるようにスリーブとｌ１ｉＪ力−面に低速で回
転さけると更に安定した現像が行なえる。またスリーブ
を永久磁石部材と逆り向に回転させた場合はく特願昭５
７−７８４０１号明■１古参照）、現像剤の搬送力が人
となって大きな磁気ブラシを形成できるので、クリーニ
ング性が人どなり、同一の磁気ブラシで現像とクリーニ
ングを行なう２回転１」ピー力式にイＪ効である。

本発明にＪ＞いて、現像剤の磁気特性は、振動試料型磁
力ｆｆ１ｌ　（束英工業製ＶＳＭ−３型）を用いて測定
した。またキ１１リアＪ３よび１〜ナーの体積抵抗は、
それぞれ数１０１ｎ　Ｑおよび１０数１１１（Ｊの試料
を内径３．０５１ｎ　ｍφの絶縁シリンダー（デフロン
：商品名）中に充填し、０．２Ｋ　ｇの荷車下、キ１１
リアの場合ハＤ、　Ｃ１００Ｖ／Ｃｌ１ｌぞシテ１−ナ
ーｃｔ）１合はＯ，Ｃ４，０ＯＯＶ　／　ｃｍの電場で
抵抗値を測定しく横河とューリッ１〜パッカード製４３
２９型絶縁抵抗計を使（１）第１図にＪ３いで、感光体
ドラム１として外径１２０　ｍ　ｍφのセレンドラムを
用い、スリーブ５　ｉＪｊよび永久磁石部材８とじ−Ｃ
各々外径３２ｍｍφのスーｊンレス鋼製スリーブ及び２
９．３ＩＩＩＩｌｌφの３ａ−フェライト磁石（対称１
０極着磁、スリーブ上の磁束密度６５０Ｑ　）を用い、
現像ギョツプＤおよびドクターギャップｄを各々０．７
ｍｍおよび０．８１１１１１１に設定しで、永久磁石部
材８を１００Ｏｒ、ｐ、Ｉｌ＋１、スリーブ５を２　Ｏ
ｒ　。

ｐｏｍ、で同方向に回転させて、＋　６５０Ｖの表面電
位を有する静電荷像を現像した。得られたトナー（象よ
り　１８０°Ｃの温度で定着してハードコピーを得た。

（２０℃、６０％Ｒ，Ｉ−１．） 現像剤はキャリアとしてσＳが２ＱＯｅｍｕ／ｇ、粒径
が４４〜７４μＩの鉄粉キャリア（日本鉄粉製ＥＦＶ）
を用いた。

磁性１〜ナーは第１表および第２表に示−り磁性粉量の
箕なる１４４φ頬のものを用いＩご。

にだし、樹脂とじＣは、スチレン・アクリル共重合体（
三洋化成製Ｓ１３Ｍ（ｉ００ンど離型剤どしてボリブ日
ピレン（三洋化成製ビス」−ル３３０１））を樹脂分の
５Φ量％添加しｉこものを用いた。また磁性粉は戸口」
工業製ＩＥ　Ｐ　’Ｔ’　５００を用い、帯電制御剤は
クロム鉗体染お１（第１ツエン１〜化学製ボン１ヘロン
ト８１）を２重量％添加した。

−［記ギトリア、第１表に示ず小粒径トナーおよび第２
表に示Ｊ人粒径トナーを用いて、小粒径トナーと大粒径
トナーを１：１（東鼠比）で混合し、これら混合磁性１
〜ナーをキ１７リアの２０市量％加え現像剤どした。

第３表にこれら現像剤にＪ、る画像評価結果を示表中の
数値は小粒径トナー（Ａ、Ｂ、Ｃ，・・・）と大粒径ト
ナー（イ１１ロ、ハ・・・）の飽和磁化の比であり、大
枠で囲まれた畜１合りにおいＣＭ、像度８．０本／ｍ、
濃度１．４〜１．５の非常に良好な画像を得た。

この範■１においＣは、転写効率は、いり゛れｂ８５％
以上ときわめて良好な結果を示した。

また、磁性トナーＧを用いた現像剤においては画質的に
は、良好であるが、１〜ノー中の磁性粉含有量がふえる
ため、定着性が低下し、飽和磁化の比が１．４以下の１
〜ナーについ−（は、ぞの比が小さくなるほど小粒径側
のトナーが先に使用される選択現像が発生し、初期的に
は良好な画像が得られるものの、コピーを続けていくど
、中間調および解像瓜が低下する傾向が認められた。

また第１表及び第２表に示した１４種類のトナーについ
て荷電制御剤のみを除き磁性粉添加量の大して同−組成
トナーを試作し、全く同様に評価したどころ、感光体表
面電位が＋ｅｏｏｖにおいて、濃度は１．２５以下の値
しか得られなかった。転写効率は荷電制御剤を添加した
ものに対して約５〜１０％低下したのみＣ′あったが、
高温高湿時においては更に差が大きくなることが考えら
れる。

（２）小粒径トナーとしてｕＪ１表のＤ、大粒径トナー
とし−Ｃ第２表のハを用い混合比率を考え、具体例（１
）と同様に画像評価を行なったところ、第４表に示す結
末を得た。なお、キャリアに対Ｊ−る混合磁性ｌ・ブー
ｉ開度は１０車量％とじた。

小粒径とトナーＤのみを用いた場合には、解像度１２．
８木／ｍｍと良好であるが、）胎度が１．３２と若干低
く、又、大粒径トナーハのみを用いた場合には解像度が
５．０本／＋ｎｎ＋ど劣っていた。しかし９５１５〜５
／９５、特ニ８０／　２０〜２０／　８０（１）　６Ｒ
台Ｌ’Ｃ率トシた場合、濃度、解像度ともバランスのと
れた非常に良好なる画像を得ることかでさた。

（３）具体例１にｄ３いてキ１７リアとしてσＳが６０
ｅｉ＋ｕ　／（１、粒径７４〜１２５μＩのフエライト
キ１１リア（日立金属製ＫＢＮ　　１００）を用い、全
く同様に画像評価を行なったところ、第３表に示した大
枠内の組合ぜのトナーにＪ５いて、非常に良好な画像を
得たが、小粒径１〜ナーどして第１表のＦを用いた場合
に、若干ギーｐリアが感光体に付着する現像がみられた
。

［効果］ 以上に記述の如く、本発明の静電荷像現像剤によれば次
にような効果が得られる。

（１）磁性粉含有量の異なるトナーを混合して用いるこ
とにより、濃度おにび解像度の点で、高品質の画像がｊ
Ａられる。

（２）磁性Ｖ）含右倣の少ない磁性トナーを使用できる
のぐ、ヒートロール定着で定石性の良０画像が得られる
。

（３目クリーニング性の人なる磁気ブラシｌｉ形成てぎ
るので２回転１コピ一方式にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気ブラシ現像装置の一例を示−５ｌ−［！ｉ
面図である。 １：感光体ドラム４．３：現像剤、５：非磁性スリーブ
、８：永久磁石部祠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、実質的に無機物から成り、飽和磁化が４０〜２２０
   ｅｍｕ／　Ｑの範囲にあり、粒度が５〜２００μ…の範
   囲にあるキャリアと少なくとも樹脂と磁性粉と荷動 電制御。より成る磁性１−ナーどの混合物より成る静電
   荷像用現像剤において、該磁性トナーは磁性粉含有量の
   異なる二種以上の混合物より成り、これらの摩擦帯電性
   が、いずれもキレリアに対して同じ磁性を有し、しかも
   帯電量力用　５１μｃ／Ｑ以上の磁性トナーであること
   を特徴とする静電荷像用現像剤。 ２、磁性トナーは平均粒径が５〜１５μｎｌ　、飽和磁
   化が８〜３５ｅｍｕ　／（＋の範囲ある小粒径磁性トナ
   ーおよび平均粒径が１０〜４０μ１１飽和磁化が３〜２
   ５ｅｍｕ／Ｑの範囲にある大粒径磁性１−ナーより成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電荷像
   用現像剤。 ３、小粒径磁性トナーの飽和磁化は大粒径磁性１へブー
   のそれの１．５倍以上で、か゛っ、キレリア７の飽和磁
   化は小粒径磁性ドブ−のそれの２〜３５倍に範囲にある
   ことを特徴とする特ム７１請求の範囲第１項記載の静電
   荷像用現像剤。