JP2807743B2

JP2807743B2 - 静電潜像現像剤および現像方法

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Publication number: JP2807743B2
Application number: JP1152978A
Authority: JP
Inventors: 和夫青木; 朗柿沼; 恵斎藤; 元彦牧野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH0317660A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、磁性トナー粒子とキャリヤ粒子とを含む静
電潜像現像剤と、その現像剤を用いた静電潜像現像方法
に関する。

＜従来の技術＞磁性トナーを用いた一成分系現像剤が広く知られてい
る。

また、磁性トナーに電荷制御剤を添加した荷電型磁性
トナーも知られている（特開昭55−48754号、同57−455
55号、同57−45556号、同57−45557号等）。

しかし、これら一成分トナーでは、トナーの帯電凝集
が生じ、これが白スジ等の画像欠陥を招来する。

そこで、特開昭59−121054号、同59−182464号、同59
−210450号、同59−210466号、同59−216149号、同62−
42163号、同62−275280号、同62−294259号等の公報で
は、ボントロンＳ−34（オリエント化学工業社製）等の
モノアゾ色素のクロム錯体や、ニグロシン色素であるボ
ントロンＮ−01（同上）を電荷制御剤としてトナーに内
添した荷電型磁性トナーにキャリヤを添付して、トナー
凝集を防止する技術が開示されている。

また、特開昭59−162563号公報では、明細書中には特
に明記はないが、その実施例をみると、モノアゾ色素の
クロム錯体であるアイゼンスピロンブラックTRH（保土
谷化学工業社製）を電荷制御剤として内添した荷電型の
磁性トナーに、キャリヤを添加した現像剤が開示されて
いる。

＜発明が解決しようとする課題＞これらのキャリヤ添加により白スジの発生は解消す
る。

しかし、このような現像剤を用いて静電潜像を現像
し、転写定着すると、感光体の静電潜像の最高解像度を
忠実に再現することができない。これは、印字部のまわ
りの白地部へトナーが飛び散るからであることが判明し
た。

また、現像器のスリーブ回転時にトナーが飛散して、
機内、特に光学系の汚染が生じる。

本発明の主たる目的は、トナー凝集がなく、白スジの
発生がなく、しかも印字部まわりの白地部へのトナーの
飛び散りが防止され、静電潜像のもつ最高解像度を忠実
に再現でき、トナー飛散にもとづく機内汚れが少ない静
電潜像現像剤とそれを用いた現像方法を提供することに
ある。

＜課題を解決するための手段＞このような目的は下記の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、磁性粉と樹脂とを含有する磁性ト
ナー粒子と、キャリヤ粒子とを含む静電潜像現像剤にお
いて、前記磁性トナー粒子が２種以上の磁性粉を含有す
ることを特徴とする静電潜像現像剤と、この現像剤を用
いた磁気ブラシ方式の現像方法である。

＜作用＞本発明では、保磁力の異なる磁性粉を２種以上含有す
る磁性トナー粒子を用いることにより、印字部まわりの
白地部へのトナーの飛び散りが防止され、静電潜像の最
高解像度を忠実に再現できる。このような効果が生じる
作用機構については明らかでないが、２種以上の磁性粉
の中間保磁力をもつ１種の磁性粉を用いるときには、こ
のような効果は実現しない。

しかもトナー飛散および機内汚れもきわめて少ない。

さらには、トナー凝集や白スジの発生が防止される。

＜発明の具体的構成＞以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明の現像剤に含有されるキャリヤ粒子は平均粒子
径10〜45μｍより好ましくは10〜35μｍ、特に好ましく
は15〜30μｍのものであることが好ましい。

平均粒子径が45μｍをこえると、解像度が悪化し、ト
ナー飛散による機内汚染が発生する傾向にある。

また、10μｍ未満となると、キャリヤ引きが発生する
傾向にある。

この場合、平均粒子径とは、マイクロトラック法にお
ける測定値の体積粒子径算出における50％粒子径で表わ
したものである。すなわち、分散剤を使用して、水に分
散させたサンプルを、例えばマイクロトラックSTD（799
1−０）タイプ（LEEDS ＆ NORTHRUP社製）を用いて、体
積基準の測定を行って得られたデータから算出すればよ
い。

用いるキャリヤ材質には特に制限はなく、鉄、マグネ
タイトや各種フェライト等のフェライト等の各種軟磁性
材料が使用可能である。この場合、フェライトとして
は、Mg−Cu−Znフェライト、Ni−Znフェライト、Cu−Zn
フェライト等公知の種々の組成のいずれもが使用可能で
ある。

これらキャリヤ粒子は、必要に応じ、アクリル系樹
脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の被膜を有して
いてもよく、あるいは後述のトナー同様、ポリエステル
樹脂、スチレン−アクリル系樹脂等のバインダーを含ん
でいてもよい。

このようなキャリヤの保磁力Hcは5000Oeにて50Oe以
下、より好ましくは5000Oeにて20Oe以下であることが好
ましい。これは50Oeをこえると搬送不良をおこす傾向が
あるからである。

また、例えば5000Oeでの最大磁化σ_ｍは25〜220emu/
g、より好ましくは30〜210emu/g、特にフェライトキャ
リヤでは30〜100emu/gであることが好ましい。

σ_ｍが25emu/g未満ではキャリヤ引きを生じる傾向が
あり、220emu/gをこえると磁気ブラシの穂がかたくな
り、感光体にひっかききずができる傾向がある。

これら磁気特性は振動型磁力計を用いて測定すればよ
い。さらに、電気抵抗は、100V印加時にて、１×10⁵Ω
以上、特に１×10⁶〜２×10¹²Ω程度であることが好ま
しい。

１×10⁵Ω未満となるとハケすじが増える傾向があ
り、またあまりに大きくなると濃度が出にくくなる傾向
がある。

電気抵抗の測定は以下のように行う。

すなわち、7mmの間隔をへだてた平行金属板間にキャ
リヤを0.2g入れ、金属板の外側より磁石にてキャリヤを
はさみこむ。しかるのちに、例えば超絶縁計SM−10Eあ
るいはSE−５（ともに東亜電波株式会社製）にて10Vよ
り印加を開始し、1000Vまで順次印加する。このときの
直読値を電気抵抗としてもちいればよい。

さらに、キャリヤのJIS Z2504によるカサ比重は2.1
〜3.3g/cm³、特に2.1〜2.8g/cm³であることが好まし
い。

このようなキャリヤを製造するには、例えば以下のよ
うに行えばよい。まず、軟磁性材料をミキサーに入れ、
スラリー状態にして混合し、さらにアトライターにて粉
砕する。

これらをスプレードライヤーにて造粒、乾燥し、さら
にシフターにて、粒度あわせの分級を行う。

これらを電気炉にて焼成し、これらをクラッシャーに
て粗解砕後振動方式にて解砕を行う。

しかる後に、目標粒度にあわせるため、シフター、風
力分級機にて粒度調整を行う。また必要に応じて、コー
ティングマシーンにてコーティングし、熱処理後再粒度
調整をし、コーティングキャリヤを用いることもでき
る。

また、その他の種々の公知の方法を用いて作ることは
もちろん可能である。

次に、用いる磁性トナー粒子の平均粒子径は、５〜25
μｍ、より好ましくは６〜25μｍ、特に好ましくは８〜
20μｍであることが好ましい。

平均粒子径が５μｍ未満となると、現像剤の流動性が
悪化し、現像剤のケーキングやスリーブ付着が生じやす
くなり、また25μｍをこえると、解像度の悪化や、定着
性の不良を生じる傾向となる。

トナー粒子の平均粒子径の測定には、コールターカウ
ンター法により、測定値の体積粒子径を算出し、その50
％平均粒子径を平均粒子径とする。

コールターカウンター法においては、電解液としてイ
ソトンII（コールダーエレクトロニクス社製）を用い、
例えばアパーチャー径100μｍのコールターカウンターT
A−II（コールターエレクトロニクス社製）を用いて体
積基準の測定を行う。

なお、粒子径分布は、一般に平均粒径をとしたと
き、２以上が５％以下、/2以下が５％程度以下程度
のものであることが好ましい。

このような粒径を有する磁性トナー粒子は、磁性粉と
樹脂とを含有する。

磁性粉として、鉄、マンガン、コバルト、ニッケル、
クロムなどの金属ないしそれらの、合金や、酸化クロ
ム、三二酸化鉄、四三酸化鉄などの金属酸化物や、一般
式MO・Fe₂O₃（ＭはFe、Mn、Co、Ni、Mg、Zn、Cd、Ba、L
i等の１価または２価の金属群より選ばれる１種または
２種以上の金属）で表わされるフェライトなどの、従来
より磁性材料として知られているものはいずれも使用可
能である。

本発明においては、このような磁性粉を２種以上含有
する。

２種以上含有される磁性粉は、その保磁力Hcが異なる
ものであることが好ましい。

このような場合、例えば5000OeでのHcが60〜150Oeの
ものと、130〜300Oeものもとの１種以上づつを含有する
ことが好ましい。

これら１種以上づつの低保持力の磁性粉と、高保磁力
の磁性粉とは、重量比で1:4〜4:1、より好ましくは1:2
〜2:1の含有比で含有されることが好ましい。そして、
混合後の5000OeでのHcは80〜220Oeであることが好まし
い。

なお、低保磁力の磁性粉と、高保磁力の磁性粉とは、
それぞれの平均Hcが100〜1700Oe程度異なるものである
ことが好ましい。

また、これら２種以上の磁性粉の例えば5000Oeでの最
大磁化は50〜100emu/gの範囲内にあることが好ましい。

そして、これらの結果、磁性トナー粒子は後述の磁気
特性を示し、しかも本発明に従い、印字部まわりの白地
部へのトナーの飛び散りが防止され、トナー飛散が改善
されるという効果が発揮される。

この場合、このような効果は、用いる２種以上の磁性
粉の混合比率に応じた保磁力をもつ１種のみの磁性粉を
用いる場合には実現しない。

さらに、２種以上の磁性粉の平均粒子径は、それぞ
れ、0.01〜10μｍ、特に好ましくは0.05〜３μｍのもの
が好ましい。

一方、樹脂としては、特に、スチレン系共重合樹脂が
好適である。

スチレン系共重合樹脂は、スチレン系単量体と共重合
可能なビニル系単量体との共重合反応により得られるも
のである。

この場合、共重合可能な単量体としては、スチレンお
よびその誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、
アクリル酸α−エチルヘキシル、アクリル酸α−ヒドロ
キシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプ
ロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブ
チル、メタクリル酸ｎ−ヘキシル、メタクリル酸ラウリ
ル、メタクリル酸α−ヒドロキシエチル、メタクリル酸
ヒドロキシプロピルなどのアクリル酸エステルまたはメ
タクリル酸エステル類、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−メ
チロールアクリルアミドなどのアミド類、その他、ビニルエステル類、エチレン系オレフィン
類、エチレン系不飽和カルボン酸類などが挙げられる。

この他、ポリエステル樹脂も使用可能である。

ポリエステル樹脂は多塩基酸成分と多価アルコール成
分の縮重合反応により得られるものである。

この場合の多塩基酸としては、シュウ酸、マロン酸、
コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベ
リン酸、アゼライン酸、セベシン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−
シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジ
カルボン酸に代表される、樹脂族ポリカルボン酸、芳香
族ポリカルボン酸、脂環族ポリカルボン酸およびその無
水物が挙げられる。

また、多価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、
1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オク
タンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジ
オール、ピナコール、ヒドロベンゾイン、ベンズピナコ
ール、シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキサ
ン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジオールに
代表される脂肪族ポリアルコール、芳香族ポリアルコー
ル、脂環族ポリアルコールが挙げられる。

その他の樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹
脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルアルコー
ル樹脂、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、
ポリプロピレンなどが挙げられる。

これらの樹脂は１種類だけを用いてもよいが、必要に
応じて、２種類以上混合して用いることも出来る。さら
に、これら樹脂の製造法としては、溶液重合法、懸濁重
合法、乳化重合法、塊状重合法、熱重合法、接触重合
法、高圧重合法、低圧重合法および、これらの重合法の
適当な組合せなど、従来公知の重合法において製造が可
能である。

これら樹脂と、２種以上の磁性粉とから形成される磁
性トナー粒子の磁性粉量は10〜70重量％、より好ましく
は20〜60重量％であることが好ましい。

10重量％未満となると、現像機内部での磁石からの磁
力が充分伝わらず、カブリ、トナー飛散等が悪化する傾
向にある。また70重量％をこえると、トナーの定着性が
悪化する傾向にある。

このような磁性トナー粒子中には、さらに、粒子の内
添剤が添加されていてもよい。

内添剤の１例として、ワックス類がある。

ワックス類は、定着ロールによる定着の際に発生する
いわゆるオフセット現像対策などのためのものであり、
例えば低分子量のポリエチレン、ポリプロピレンや脂肪
酸の金属塩、シリコーン油などが使われる。

このようなものとして、ハイワックス100P,ハイワッ
クス110P［三井石油化学工業（株）］などのポリエチレ
ン、ビスコール550P、ビスコール330P［三洋化成工業
（株）］などのポリプロピレン、ステアリン酸亜鉛60
1、ステアリン酸亜鉛CP［日東化成工業（株）］などの
脂肪酸金属塩、シリコーンオイルKF96、シリコーンオイ
ルKF69H［信越シリコーン（株）］などのシリコーン油
等が挙げられる。

このような機能を有する離型剤としては、フッ素樹脂
も有効である。

これら離型作用を有する物質はトナー粒子100重量部
あたり、0.1〜10重量部、より好ましくは１〜５重量部
含有させることが好ましい。

また、色目調整剤や抵抗制御剤として、カーボンブラ
ックMA−100［三菱化成工業（株）］、ケッチェンブラ
ックEC−DJ600［ライオンアクゾ（株）］、671ミロリブ
ルー［大日精化工業（株）］、導電性酸化チタン［チタ
ン工業（株）］などの無機ないし有機顔料も使用でき
る。

これらはトナー粒子100重量部あたり、0.1〜10重量
部、特に0.1〜５重量部含有させることが好ましい。

この他、内添剤としては、後述の流動性改良剤、抵抗
調整剤等も挙げられる。

このように、トナー粒子中には、磁性粉と樹脂とが含
有され、この他必要に応じ、ワックス類、顔料等が含有
されるが、電荷制御剤としてのアゾ色素、特にモノアゾ
色素の金属、特にクロム錯体やニグロシン色素は含有さ
れないことが好ましい。

電荷制御剤のうち、特にアゾ色素の金属錯体やニグロ
シン色素の内添を行う系では、特に現像剤中のトナー含
有量を増加してトナーリッチとするときには、トナー飛
散や、下地カブリの増加や、濃度の低下、さらにはトナ
ースペント等が生じやすいからである。

このようなモノアゾ色素の金属錯体としては、例えば
下記の構造式のものがある。

（ただし、R₁、R₂、R₃およびR₄は、それぞれ、芳香族系
極性基を表わし、Ｍは金属を表わし、Catはカチオンを
表わす。）この他、公知の各種アゾ色素の金属錯体も含有されな
いものである。

また、ニグロシン色素としては、公知の各種のものが
包含される。

さらに、金属錯体系の色素も含有されないことが好ま
しい。

そして、これらアゾ色素の金属錯体およびニグロシン
色素としては、アイゼンスピロンブラックTRH、Ｔ−3
7、Ｔ−77［以上、保土谷化学株式会社］、ボントロン
Ｓ−34、Ｓ−31、Ｓ−32、Ｅ−81、Ｅ−82、Ｎ−01、Ｎ
−02、Ｎ−03、Ｎ−04、Ｎ−05、Ｎ−07［以上、オリエ
ント化学工業株式会社］、カヤセットブラックＴ−２、
カヤセットブラックＴ−３、カヤセットブラック004
［以上、日本化薬株式会社］等がある。

他の電荷制御剤、特に染料系のものについては内添す
ることに上記ほどの制限はないが、やはり上記と同様の
傾向があるので、添加しない方が好ましい。

このような染料系の電荷制御剤としては、ボントロン
Ｐ−51［オリエント化学工業株式会社）、カヤセットチ
ャージＮ−１［日本化薬株式会社］などの４級アンモニ
ウム塩系色素等が挙げられる。

このようなトナー粒子には、抵抗調整剤、色目調整剤
ないし着色剤、流動性改良剤等を外添することができ
る。

これらの例としては、コロイダルシリカ、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、アルミナなどの金属酸化物、炭化ケイ
素、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、珪酸カルシウムな
どの無機微粉末、 PMMA、ポリエチレン、ナイロン、シリコーン樹脂、フ
ェノール樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリエステルな
どのポリマービーズ、ポリ４フッ化エチレン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデンなどの含フッ素有機微粉末、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの
脂肪酸金属塩、カーボンブラック、アセチレンブラック、チャンネル
ブラック、アニリンブラック等の黒色顔料、ダイヤライトエローGR、バリオリールエロー1090など
の黄色顔料、パーマネントレッドE5B、ローダミン2Bなどの赤色顔
料、銅フタロシアニン、コバルトブルーなどの青色顔料、ピグメントグリーンＢなどの緑色顔料、ピラゾロンオレンジなどの橙色顔料などが挙げられ
る。

なお、これらの物質は１種類だけを用いても良いが、
必要に応じて、２種類以上を組合せて使用することもで
きる。

また、上記の離型剤も外添可能である。

これらは、上記のとおり、トナー粒子組成中に内添し
て練りこまれた場合であってもよく、あるいは外添され
て、トナー粒子表面に乾式混合されたり、熱的あるいは
機械的に固着されている場合など必要に応じた形態を組
合せることができる。

さらに各物質は、表面疎水化処理、表面分散改良処理
のためにチタネート系、アルミニウム系、シラン系など
のカップリング剤やシリコーンオイル、その他の有機処
理、無機処理をほどここともできる。

そして、これら外添剤は0.01〜５μｍ程度の粒径とす
る。また、外添量は0.1〜５重量％程度とする。

なお、前記の電荷制御剤、特にアゾ色素の金属錯体や
ニグロシン色素は外添しないことが好ましい。

このような磁性トナー粒子には、さらに磁性粒子が外
添されることが好ましい。

外添される磁性粒子は、磁性トナー粒子中に含有され
る磁性粉の材質として上述したものを用いればよい。

また、その平均粒子径は、0.01〜10μｍ、より好まし
くは0.05〜３μｍであることが好ましい。

平均粒子径が0.01μｍ未満となると、スリーブ付着防
止効果が減少する傾向にある。

また10μｍをこえると、定着性が悪化したり、磁性粒
子が現像剤中に残存して、悪影響を与えたりする傾向に
ある。

この場合、磁性粒子の平均粒子径が、磁性トナー粒子
の平均粒子径の0.05〜20％になると、より好ましい結果
を得る。

用いる磁性粒子の保持力Hcは、例えば5000Oeにて、60
〜250Oe、特に70〜220Oeであることが好ましい。

60Oe未満および250Oeより大では、本発明の実効が減
少する傾向となる。

一方、磁性トナー粒子の保持力Hcは、例えば5000Oeに
て、60〜250Oe、特に70〜220Oeであることが好ましい。
そして、例えば5000Oeにて、磁性粒子の保持力Hcを磁性
トナー粒子の保持力Hcで除した値は、0.25〜４であるこ
とが好ましい。

これにより、スリーブ付着防止効果は、より一層高い
ものとなる。

また、例えば5000Oeにおける磁性粒子および磁性トナ
ー粒子の最大磁化σｍは、それぞれ40〜100emu/g、およ
び15〜60emu/gであることが好ましい。これにより、ス
リーブ付着剤防止効果はより逸走すぐれたものとなる。

このような磁性粒子は、磁性トナー粒子に外添され
る。すなわち、磁性粒子は、磁性トナー粒子と乾式混合
されて、磁性トナー粒子表面に吸着ないし固着された
り、さらに機械的な歪力や熱等により、トナー粒子表面
に固着一体化されたり、埋め込まれたりされているもの
である。

このような磁性粒子は、磁性トナー粒子に対し0.1〜1
0重量％、特に１〜８重量％添加することが好ましい。

0.1重量％未満では本発明の実効が減少し、10重量％
をこえると、カブリが増加し、定着率が悪化する傾向に
ある。

このような必要に応じ磁性トナー粒子に磁性粒子を外
添した磁性トナーの磁気特性としては、例えば5000Oeに
おける保磁力Hcが60〜250Oe、特に70〜220Oeであること
が好ましい。

Hcが250Oeをこえると、トナーの穂が硬くなり、トナ
ー濃度が低下する傾向にある。

また、5000Oeにおける最大磁化σ_ｍは15〜60emu/gで
あることが好ましい。

σ_ｍが60emu/gをこえると、現像性が悪化し、濃度が
低下する傾向にあり、また15emu/g未満となると、トナ
ー飛散が生じやすくなる。

なお、カサ密度は0.2〜0.8g/cm³、特に0.4〜0.7g/cm³
であることが好ましい。

このような磁性トナーを製造するには、１つの例とし
て、原料組成物をヘンシェルミキサーにて、十分混合
し、ついで熱溶解混練機にて、混練する。その後、冷却
し、ハンマーミルにて粗粉砕後、ジェットインパクトミ
ルにて微粉砕を行う。

ついで、過剰の微粉域を風力分級機にて除去後、ヘン
シェルミキサーにて外添剤および必要に応じ磁性粒子を
乾式ミキシング等したのちに、過剰の粗粉域を風力分級
機にて除去し、所定の粒子径分布のトナーを得る。

また、その他の公知の種々の方法を用いてもよいこと
はもちろんである。

このような磁性トナー（Ｔ）とキャリヤ（Ｃ）の5000
Oeでのσ_ｍの比、σ_mT/σ_mcは0.04〜2.4、より好ましく
は0.08〜1.7であることが好ましい。

これは0.04未満となると混合しにくくなり、2.4をこ
えると、濃度が出にくくなるからである。

このような磁性トナーとキャリヤとは、キャリヤ含有
量10〜40重量％の初期濃度にて混合され、現像剤とされ
る。

現像剤中の初期キャリヤ濃度が40重量％をこえると、
臨界的に多数枚複写、特に多数枚連続複写時の濃度、カ
ブリ、解像度等の安定性が悪化してしまう。

また、10重量％未満となると、本来改良されるべきト
ナー凝集が生じ、白スジが多発する。

このような場合、キャリヤ初期濃度が12〜38重量％、
特に15〜35重量％となるとより好ましい結果が得られ
る。

なお、混合に際しては、ナウタミキサー、Ｖブレンダ
等を用いればよい。

また、上記の外添磁性粒子や、外添剤のある種のもの
はこの混合の際に添加してもよい。

このような現像剤を用いて潜電潜像を現像するには、
以下のように行えばよい。

まず、上記の初期キャリヤ濃度にて現像剤を現像器中
に収納する。

現像器としては磁気ブラシ現像方式のものが好まし
く、磁石の回転により現像剤を磁気的に現像領域に搬送
するものが好適である。

このうち、特に、例えば特開昭54−119935号、同55−
32073号等に記載の磁石ロールと現像スリーブロールと
を有し、磁石と現像スリーブとが同方向または逆方向に
回転するもの、あるいは固定現像スリーブ内に回転磁石
ロールが内蔵されたものが好適である。

このような現像器では本発明の効果が特に顕著に実現
する。

この他、本発明の現像剤は公知の種々の現像方式にも
適用できる。

このような現像器に現像剤を収納して、複写を行う。
この際、トナー濃度が20〜60重量％となると定期的にト
ナーのみを補充する。

この際、トナーは磁性トナー粒子に磁性粒子を外添な
いし混合したものであることが好ましい。

トナーのみを補充するだけで、多数枚の複写によって
もきわめて安定な画質が保持されるものである。

なお、感光体、複写機の構造等は公知のいずれのもの
も適用可能である。

＜実施例＞以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を詳細に
説明する。

実施例１磁性トナーの製造磁性粉として、平均粒子径0.3μｍ、5000OeでのHc80O
e、σ_m85emu/gのマグネタイト製磁性粉Ａ、平均粒子径0.5μｍ、5000OeでのHc220Oe、σ_m85emu/g
のマグネタイト製磁性粉Ｂおよび、平均粒子径0.2μｍ、5000OeでのHc140Oe、σ_m82emu/g
のマグネタイト製磁性粉Ｃ、スチレン−アクリル系樹脂［日本カーバイト工業
（株）製］ならびにポリプロピレン550P［三洋化成（株）製］を用い、下記表１に示されるトナー組成物Ａ〜Ｋを用
意した。

外添剤：（トナー100重量部に対して）シリカ R974 0.8重量部［日本アエロジル（株）製］ステアリン酸亜鉛601（Ｗ） 0.1重量部［日東化成工業（株）製］組成物Ａ〜Ｋをヘンシェルミキサーにて十分混合し、
ついで熱溶解混練機にて、混練後、冷却し、ハンマーミ
ルにて粗粉砕した。その後、ジェットインパクトミルに
て微粉砕を行った。

ついで、過剰の微粉域を風力分級機にて除去後、ヘン
シェルミキサーにて、上記外添剤を乾式ミキシングを行
ったのちに過剰の粗粉域を風力分級機にて除去し、所定
の粒子径分布のトナーを得た。

ここでは体積平均粒子径がともに11μｍで下記表２の
物性を有するトナーＡ〜Ｋを得た。

キャリヤの製造組成（モル％）キャリヤ:16NiO−33ZnO−51Fe₂O₃ キャリヤ:10.5Mg（OH）_２−20ZnO−7.5CuO−62Fe₂O₃ キャリヤ:10.5Mg（OH）_２−20ZnO−7.5CuO−62Fe₂O₃ 上記各組成をミキサーに入れ、スラリー状態にして混
合し、さらにアトライターにて粉砕した。

これをスプレードライヤー造粒、乾燥し、さらに電気
炉にて焼成を行った。このときの焼成条件によりキャリ
ヤ、およびキャリヤのキャリヤ抵抗の違う元材を
得た。

これらのキャリヤ、キャリヤ、キャリヤの元材
をシフター、風力分級機により目的の粒子にあわせ、下
記の平均粒径のキャリヤを得た。キャリヤ平均粒径（μｍ）： 8,12,17,20,25,33,40 ： 8,13,17,22,25,35,40 ： 9,13,16,20,25,35,41 キャリヤ物性次いで、キャリヤ、につき、25μｍの粒径のもの
を使用し、Ｖブレンダーを用い、トナーＡ〜Ｋ、と初期
キャリヤ濃度23重量％で混合した。

各現像剤を有機光導電体を感光体とする、反転型のト
ナー造転写型電子写真プリンタ内の現像器に収納した。
なお、現像器において、現像スリーブは感光体ドラムと
の間に微少隙間をおいて平行に配置され、かつ高速回転
する磁石ローラを内蔵するものである。

ここで現像スリーブは感光体と逆方向に低速度で回転
され、その内部の磁石ローラは現像スリーブと逆方向に
回転され、さらには、現像スリーブに対して現像バイア
スが印加されている。また、現像器内にはトナー凝集防
止用のアジテーターが設けられている。

そして、この現像器において、現像剤は現像スリーブ
の回転によって混合撹拌され、トナーとキャリヤとはお
互いに摩擦帯電されつつ、現像スリーブの周辺へと供給
される。

この際、プリンタにおける静電潜像の現像条件は次の
通りである。

スリーブロール 1300×1/7rpm 18mm 磁気ロール 1300rpm、６極、表面磁束700G ドラム−スリーブギャップ 0.30mm ブレード−スリーブギャップ 0.27mm 現像バイアス −525V DC 表面電位 −640V（OPCドラム）このような現像器中にて、トナー、キャリヤを下記表
１に示す初期濃度として複写をくり返し、下記の実験を
行った。

１）キャリア引き実機にて、黒ベタパターンを連続３枚プリントし、そ
の時に画像上に現われた白点（ホワイトスポット）を数
え、３枚の平均を求める。

２）トナー飛散実機にて、連続1000枚プリントを行い飛散を目視にて
確認し、ありを×、なしを○とする。

３）解像度 240DPI、および300DPIの線群をプリントし10倍のルー
ペにて目視確認し、そのときに各々の線が独立の線とし
て確認できるかどうかを、みえるを○、みえないを×と
して判断して総合判定する。

判定 300DPI 240DPI ○ ○ ○ △ × ○ × × × ４）カブリ東京電色（株）製REFLECTOMETER MODEL TC−6Dにて、
通紙前のペーパーの反射率（Ａ）を測定する。次にプリ
ント物の目的の非現像部の反射率（Ｂ）を測定する。

カブリはＡ−Ｂの値（反射率の差の値）を用いる。

５）白スジ白スジは、スリーブ−ブレード・ギャップ上に存在す
る現像剤凝集粉や粗大粒子が現像剤の流れを妨害するた
めに、スリーブ上に新規現像剤が補充されず、プリント
時に画像・文字の１部が欠落することであり、これを下
記のように判定した。

この場合、白スジの判定に際しては、初期サンプリン
グ画像をとり、200枚ごとのピッチでサンプリングを行
いつつ、連続1000枚のプリントを行った。この場合、サ
ンプリング時以外の連続プリント中は黒字部が全面積の
５％になる。５％印字パターンにて通紙を行った。

○：常になし △：ランニング中に発生したが、ランニング中に発生し
なくなった。

×：常に１本以上あり６）濃度変化巾東京電色（株）製REFLECTOMETER MODEL TC−6Dにおい
て、濃度を測定する。

そのとき初期プリント時の濃度（Ａ）と上記５）と同
一条件での連続プリント時の濃度（Ｂ）と△濃度＝Ａ−
Ｂの最大値を求めた。

７）スリーブ付着トナー追加後、100枚連続プリントを行ったのち、ス
リーブ表面をエアーで飛ばし、スリーブ状に凝集塊が残
るか否か、画像に凝集塊に起因する波模様が生じるか否
かを目視で識別した。

凝集塊のみの発生を△、凝集塊および波模様の発生を
×、スリーブ付着の発生なしを○として判定した。

なお、トナー補給は、トナー濃度50重量％になったと
きに行った。

８）定着率１インチ四方の黒ベタパターンをプリント後、その黒
ベタ画像を、ガーゼを両面テープではりつけた金属製円
柱棒（直径50mm、重量1000g）にて10往復こすらせて、
プリント物のこすり前、後の濃度を測定する。

定着率は下式にて算出する。

９）ライン再現力 300DPIの解像力をもつプリンターにて１ドットライン
パターンをプリント後、ラインの巾を拡大写真より求め
る（Ａμｍ）。

この値と計算によるライン巾85μｍとの比を求める。

潜像が忠実に定着時に再現しているかについては、下
記により判定する。

A/85＝0.95〜1.10 ：○良好 A/85＝0.85〜0.95または1.10〜1.20 ：△やや劣る A/85＝0.85未満または1.21以上：×劣る上記のうち、トナー飛散およびライン再現力を下記表
４に示す表４に示される結果から、本発明の効果が明らかであ
る。

すなわち、低Hcの磁性粉Ａのみでは文字部まわりの白
地部へのトナーの飛び散りが多くライン再現力が小さ
く、また高Hcの磁性粉Ｂのみではトナー飛散が大きいの
に対し、これらを併用するとライン再現力、トナー飛散
とも良好である。

しかし、磁性粉Ａ、Ｂの中間保磁力をもつ磁性粉Ｃの
みを用いてもライン再現力は低下し、この点は予想と反
するものであった。

なお、本発明の現像剤では解像度は240DPI、300DPIと
も○であった。

実施例２実施例１におけるトナーＣ、Ｈと25μｍ粒径のキャリ
ヤ、を用い、現像剤中の初期キャリヤ量をかえて同
様の実験を行った。

連続100枚プリント時５）白スジ、６）濃度変化巾の
変化を表５に示す。

キャリヤ、およびトナーＣ、Ｈの組合せにおい
て、キャリヤ濃度が10重量％未満になると本来改良され
るべきトナー凝集による白スジが改良されなくなる。

また40重量％をこえると、連続プリント時に臨界的に
トナーの補給後キャリヤにトナーがすぐに供給されにく
くなり、濃度の安定性に問題が発生する。

このためキャリヤの全初期現像剤にしめる割合は10重
量％〜40重量％の範囲が必要となる。

実施例３キャリヤ粒径をかえて、実験を行った。表６にその結
果を示す。

なお、キャリヤ初期濃度は23重量％である。

キャリヤ、およびトナーＣ、Ｈの組合せにおい
て、キャリヤ粒度が10μｍ以下になると、キャリヤ引き
の現像が顕著になる。また45μｍを越えると、解像度の
悪化およびトナー飛散による機内汚れが顕著になってく
る。

実施例４初期現像剤（トナー100g、キャリヤ30g、キャリヤ平
均粒径25μｍ）を用いて、トナーインジケーターの点灯
があるごとに、トナーを100g/回づつ追加を行い、５％
の濃度の印字パターンにて１万枚の連続プリントを行っ
た。トナーインジケーターはトナー濃度50重量％になっ
たときに点灯する。

現像剤の組合せ現像剤１キャリヤ×トナーＣ現像剤２キャリヤ×トナーＨ現像剤３キャリヤ×トナーＣ現像剤４キャリヤ×トナーＨ現像剤５キャリヤ×トナーＬ現像剤６キャリヤ×トナーＭ結果を表７に示す。

なお、トナーＬおよびトナーＭは、トナーＡにおい
て、組成物Ａをそれぞれ下記組成物ＬおよびＭにかえ、
これに実施例１の外添剤を外添したものである。

トナー組成物L: 磁性粉Ａ 55 重量部スチレン−アクリル系樹脂 42.5重量部［日本カーバイト工業（株）製］ポリプロピレン550P 2.5重量部アイゼンスピロンブラックTRH ［保土谷化学（株）製］１重量部トナー組成物M: 磁性粉Ａ 55 重量部スチレン−アクリル系樹脂 41 重量部［三菱レイヨン（株）製］ポリプロピレン550P ５重量部ボントロンＳ−34 １重量部［オリエント化学（株）製］キャリヤ、およびトナーＣ、Ｈの組合せにおい
て、キャリヤ劣化および各現像剤による感光体の劣化を
おこさずに、安定した画像を得られることが確認され
た。

なお、上記において、トナーＡにモノアゾ色素のクロ
ム錯体アイゼンスピロンブラックTRH［オリエント化学
（株）製］、ボントロンＳ−34、［保土谷化学（株）
製］を電荷制御剤とに内添して、キャリヤ濃度10〜40重
量％の現像剤を作製した現像剤５、６では、上記各特性
が低下した他、特に機内汚れが増加し下地カブリが増加
した。

なお、上記では、負電荷型トナーの例について説明し
てきたが、このような結果は、正荷電型トナーの場合に
も同様であった。そして、この際、電荷制御剤としてニ
グロシン色素、例えばボントロンＮ−01［保土谷化学
（株）製］を内添したものでは上記と全く同様の結果を
得た。

実施例５トナーＣの外添剤を下記にかえて、実験を行った。

初期キャリヤ濃度は23重量％とし、25μｍ粒度のキャ
リヤを用いた。

結果を表８に示す。

外添剤 C1 シリカＲ−974 0.8重量部ステアリン酸亜鉛601（Ｗ） 0.1重量部磁性粒子 BL−500 ２重量部 C2 シリカＲ−974 0.8重量部ステアリン酸亜鉛601（Ｗ） 0.1重量部磁性粒子 BL−500 ４重量部 C4 シリカＲ−974 0.8重量部ステアリン酸亜鉛601（Ｗ） 0.1重量部磁性粒子 BL−500 ６重量部 C5 シリカＲ−974 0.8重量部ステアリン酸亜鉛601（Ｗ） 0.1重量部磁性粒子 BL−500 15 重量部表８に示される結果から、外添磁性粒子によりスリー
ブ付着が減少することがわかる。

＜効果＞本発明によれば、スリーブ付着が格段と減少する。

また、トナー凝集がなく、白スジの発生がない。

そして印字部のまわりの白地部へのトナーの飛び散り
が少なく、静電潜像の最高解像度を忠実に再現すること
がてきる。

しかも、トナー飛散も少なく、機内汚れが少ない。

フロントページの続き (72)発明者牧野元彦東京都中央区日本橋１丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (56)参考文献特開昭55−156959（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−90640（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−214169（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−72451（ＪＰ，Ａ) 特開平２−120748（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−140950（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 9/083 G03G 9/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性粉と樹脂とを含有する磁性トナー粒子
と、キャリヤ粒子とを含む静電潜像現像剤において、前
記磁性トナー粒子が２種以上の磁性粉を含有することを
特徴とする静電潜像現像剤。
【請求項２】前記キャリヤ粒子の平均粒子径が10〜45μ
ｍである、請求項１に記載の静電潜像現像剤。
【請求項３】前記キャリヤ粒子の含有量が10〜40重量％
である請求項１または２に記載の静電潜像現像剤。
【請求項４】前記磁性トナー粒子がアゾ色素の金属錯体
およびニグロシン色素を含有しない請求項１ないし３の
いずれかに記載の静電潜像現像剤。
【請求項５】前記磁性トナー粒子に磁性粒子を混合した
請求項１ないし４のいずれかに記載の静電潜像現像剤。
【請求項６】前記磁性トナー粒子および磁性粒子の平均
粒子径がそれぞれ、５〜25μｍおよび0.01〜10μｍであ
る請求項１ないし５のいずれかに記載の静電潜像現像
剤。
【請求項７】請求項１ないし６に記載の静電潜像現像剤
を磁石および現像スリーブを具えた現像器中に収納し、
この磁石および現像スリーブを相対的に回転させること
によって、感光体上の静電潜像を現像する静電潜像現像
方法。