JP2849850B2 - 静電潜像現像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は静電潜像の現像方法に関する。更に詳しくは
形成された静電潜像を２成分現像剤を用いて非接触現像
する現像方法に関する。

〔発明の背景〕

従来、画像情報の可視画像化には、電子写真法等の静
電潜像を経由する方法が広く利用されている。例えば電
子写真法において、帯電工程及び露光工程によって光導
電性の像担持体上に形成された静電潜像を絶縁性着色ト
ナーを含む現像剤により現像し、このトナー像を通常は
転写材に転写して定着せしめて可視画像を得る。

斯かる静電潜像の現像に用いられる現像剤には、トナ
ーとキャリアの二つを含む所謂２成分現像剤と、キャリ
アを含まず磁性体を包含する磁性トナー単独の所謂１成
分現像剤とがあるが、２成分現像剤を用いる方式におい
ては、トナーとキャリアとを機械的に撹拌することによ
ってトナー上に所望の帯電が容易に得られるので１成分
現像剤より優れている。又特にカラー現像は、色調を阻
害する黒褐色の磁性体をトナー中に包含しないので２成
分現像剤が好ましい。

又かかる２成分現像剤を用いて静電潜像を現像する方
法としては、現像剤搬送体上に形成された現像剤層を前
記潜像を担持した像担持体表面に接触させて現像する方
法と、像担持体と現像剤層とを非接触状態に維持し、交
番電界を印加して現像する方法とがある。該非接触現像
の場合薄層で均一な、穂立ち高さが低い現像剤層を安定
に形成することが要求される。第１図に、この非接触現
像プロセスの模式図を示す。但し、この第１図中、 １……像担持体 ２……現像剤 ３……現像スリーブ（現像剤搬送体） ４……マグネットロール ５……交番バイアス（4kHz、1.4kvp−ｐ） ６……直流バイアス（−500v） ７……撹拌羽根 ８……現像剤量規制体 ９……現像剤量規制体ホールダ 10……現像剤量規制体押圧用ばね 11……ハウジング である。

非接触現像は、接触現像のように一度現像されたトナ
ーが磁気ブラシの擦過により掻取られることが無く、極
めて潜像に忠実なトナー可視像を得ることができる。ま
た、像担持体と現像剤層が非接触状態で現像されるため
像担持体と現像剤層との擦過による摩擦帯電のために発
生する非画像部へのかぶりも発生せず鮮明な画像を得る
ことができる。更に、一度現像されたトナー上に、色の
異なるトナーを再度重ねて現像ができ、カラー画像形成
にも応用できる、特に２成分非接触現像の場合、トナー
中に鉄粉やマグネタイト等の磁性粒子を含有しない鮮明
な色調のカラートナーを用いることができる。

この非接触現像において、高解像力の画像を得るに
は、現像ギャップ（像担持体１とスリーブ３との距離）
は通常1mm以下に抑える必要があり、この条件で非接触
現像を行うためには、1mm未満の均一な厚さの現像剤層
が安定に形成されなければならない。

従来前記穂立ちの低い現像剤の薄層形成法としては、
例えば（ａ）特開昭54−43038号、（ｂ）特開昭54−518
48号、（ｃ）特開昭59−126567号、同59−129879号等
に、１成分系現像剤用現像装置に弾性部材を使用した現
像剤の薄層形成法、（ｄ）特公昭60−12627号の、弾性
体よりなる現像剤搬送体に回転ローラを接触させて薄層
を形成する方法などの技術手段が開示されている。

更に（ｅ）特開昭62−191868号、同62−191869号等に
は、弾性板を用いた２成分現像剤の薄層形成法が開示さ
れており、同じように（ｆ）特開昭61−189582号、同62
−75563号等にも現像剤の層厚規制手段が開示されてい
る。

これらの弾性部材を用いた薄層形成法においては、 長期使用時に弾性部材の弾性率変化や永久変形が生じ
易い。

弾性板の取付制度がきわめて厳しい。

現像剤層への押圧効果が不安定 等の問題があり、特開平２−50184号で提案されている
剛性の棒状磁性体による薄層形成法が安定した層厚の形
成に効果がある。

しかし、現像剤量規制体を用いた方法は安定した層厚
の形成に多くのメリットをもつが、 剛性の部材とスリーブ間を薄層にした現像剤を通過さ
せるために現像剤へのストレスが多くなる。

特に近年機械の小型化に伴ない各ユニットの小型化が
進み小さい現像器（＝少ない現像剤量）での現像剤の消
費経時での特性恒常性が望まれているが、この点に関し
今だ改善の必要が残っている。

一方現像剤の特性の恒常性について現像剤側からの改
良も行われており、従来の樹脂を溶剤に溶解した塗布液
を磁性体表面にスプレー塗布して得られるスプレーコー
ティングキャリアに代り、例えば特開昭63−235959
号、同54−35735号、同55−118047号、同63−278
58号及び同63−37360号等で開示されている乾式コー
トキャリアが開発されており、それ自体従来のスプレー
コートキャリアに比べ恒常性が高められてはいるが、例
えばでは製造時樹脂粒子の飛散が多く、キャリアと混
合しにくい。

その結果成膜性が劣り、表面の均一なキャリアを得る
ことができず、結局、前述の薄層形成法を用いた現像法
において、耐久性に問題が生じる。

〜は、成膜時の温度が高いために冷却工程に時間
がかかり、更にブロッキングしたコーティングキャリア
を解砕する工程が必要になり、得られたキャリアは部分
的に樹脂層がなく従って高湿下での帯電安定性が悪い。

このように２成分非接触現像法において、現像剤層厚
を均一、安定に形成しつつ、かつ連続使用による繰り返
しに対しても充分に耐久性のある画像を維持することの
できる現像法が見い出されていないのが実情である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は前記状況に鑑み、 （１）現像剤搬送体上の現像剤層厚を均一、安定に形成
すること。

（２）連続使用による繰返しに対しても均一で安定な現
像剤層厚を維持すること。

（３）連続使用による繰返しに対しても安定で良質な画
像を維持すること。

（４）種々の湿度条件下に於ても安定で良質な画像を形
成すること のできる静電潜像現像方法を提供することにある。

〔発明の構成及び作用効果〕

前記本発明の目的はキャリアとトナーを含有する現像
剤を、交番電界にある現像領域に、曲率半径0.5〜15mm
の剛性かつ磁性を有する棒状現像剤量規制体を現像剤搬
送体上の現像剤層に押圧し現像剤量を規制して供給し、
像担持体上の静電潜像を非接触現像する現像方法におい
て、前記キャリアがその表面に、重量平均粒径0.5μｍ
以下の樹脂微粒子が相互結着したBET値５〜150m²/gかつ
重量平均粒径1.5〜5.0μｍの多孔性粒子を乾式コート法
で包接した被膜層を有するキャリアであることを特徴と
する静電潜像現像方法によって達成される。

本発明において現像剤層厚規制に用いる現像剤量規制
体（以後単に規制体という）の剛性は、剛性率10⁴kg/cm
²以上のものをいい、具体的には（0.8〜1.6）×10⁶kg/c
m²程度の剛性率を有する鉄、及びその合金類を始めとす
る各種磁性金属類、及び磁性粉を含有した（1.0〜10）
×10⁴kg/cm²程度の剛性率を有する硬質樹脂も本発明の
規制体として用いられる。またクロム等のメッキを施し
た鉄及び鉄合金も用いられる。

又、本発明に係る規制体の磁性は、規制体の自重、併
用するばねの強さを勘案して定められる。

本発明者らは、下記の如き実験を行った。

第２図のような実験装置を用いて、磁性及び非磁性の
円柱棒50による層形成を行なった。即ち、複数の磁極を
有したマグネットローラ４を固定し、その外側を現像剤
搬送体（現像スリーブ）３を矢印方向に回転させた。こ
の現像スリーブ３にばね秤を用いて円柱棒50を押圧し
た。円柱棒50の押圧位置はマグネットローラ４の磁極に
対向する位置とした。パラメータを円柱棒50の押圧力及
び円柱棒の径としたところ搬送量について第３図のよう
なグラフが得られた。ここで押圧力とは非磁性円柱棒の
場合はばね秤の荷重Ｆと円柱棒の自重を加算したもので
あり、磁性円柱棒の場合は更に磁力による吸引力を加算
したものである。

図において実線で示した海部は磁性円柱棒、鎖線で示
したカーブは非磁性円柱棒の場合を示している。

図から明らかなように現像剤の搬送量は円柱棒50とス
リーブ３とが形成する楔形の部分に入り込む現像剤が円
柱棒に及す力と、ばね又はばねと磁力等により押圧され
た円柱棒のスリーブ方向への力とのバランスにより決定
されることを示す。また、磁性円柱棒の場合は非磁性円
柱棒と比べ押圧力の変動に対して現像剤の搬送量が安定
していることを示す。円柱棒50の材質として、SUS310等
の非磁性SUSやAl、ポリカーボネートを用い、磁性円柱
棒50としては、SUS416やSUS430等の磁性SUSや鉄合金、
磁性粉を含有した硬質樹脂を用い之等によって得られた
結果を示している。

この装置において、円柱棒を曲率半径0.5mm〜15mm好
ましくは1mm〜10mmの剛性かつ磁性を有する円柱棒と
し、（１〜15）gf/mmの押圧力がかかるように設定した
ことろ、装置の作動時に押圧力の変動に拘らず、安定し
た所望の搬送量が得られた。押圧力が小さすぎると、現
像剤量の規制力が減少し安定した規制ができない。また
現像器の振動など外的影響を受け易く好ましくない。現
像剤の凝集塊もスルーさせてしまい均一な現像剤層形成
ができない。

押圧力が高すぎると、現像剤への負荷が大きくなり規
制体の規制部近傍に現像剤成分の顕著な付着が見られる
ようになり、長期間の使用に耐えられないばかりか、紙
粉、ゴム、現像剤の小さな塊までも規制部に詰まってし
まい白スジが発生し易くなる。

押圧力の選定は上記の種々の観点から（１〜15）gf/m
mが妥当であり特に（２〜10）gf/mmが好ましい。また磁
性球形キャリアを用いた２成分現像剤の場合には、押圧
力として前記範囲が最適である。

その結果むらのない、濃度の安定した画像が得られ
た。

即ち、従来の規制体を有する現像剤規制方法に比べ非
常に安定した搬送量と均一な薄層が形成され得ることが
確認された。

なお本発明の効果を失わない範囲で円柱棒等の棒状の
規制体に皮膜を設けてもよく、ポリウレタンゴムやシリ
コンゴムの皮膜を設けることができる。

本発明に係るキャリアは、重量平均粒径が、0.5μｍ
以下の樹脂微粒子が相互に結着したBET値が、５〜150m²
/gで重量平均粒径が1.5〜5.0μｍの実質的に多孔性の樹
脂粒子を芯材に乾式コートすることにより得られる。

具体的には、芯材となる磁性体粒子に前述した多孔性
樹脂粒子を加えて均一混合物とした後、この混合物に繰
返し衝撃力を加えて、前記磁性体粒子表面を前記樹脂粒
子の樹脂物質で被覆することにより得られるキャリアで
ある。

まず多孔性微粒子の調製は、重量平均粒子径が0.5μ
ｍ以下の樹脂微粒子（一次樹脂粒子）分散液を例えば気
流乾燥装置に導入し、液相分を除去することにより一次
樹脂粒子の複数個をその表面において互いに結着させて
多孔性の樹脂粒子（二次樹脂粒子）を形成する。この方
法によれば一次樹脂粒子が気流により適度に分散されな
がら互いに結着することにより、従って、一次樹脂粒子
同士の凝集が過剰になることがなく、BET値及び重量平
均粒径が特定の範囲の二次樹脂粒子を効率的に製造する
ことができる。

これに対して、通常の製造方法では、液相分を蒸発さ
せる際に一次樹脂粒子同士の凝集が過剰になり易く、単
純に粒径の大きなものになってしまい多孔性の二次樹脂
粒子を形成することはできない。

二次樹脂粒子のBET値が5m²/g以下では、樹脂の延展性
が悪く樹脂粒子同志が独立に凝集してしまい出来上がっ
たキャリア表面にこの凝集体が静電的に付着して現像剤
としたときに障害となる。また、このような遊離した樹
脂粒子が存在するために被覆効率も低下する。逆に、BE
T値が150m²/g以上の場合は、二次樹脂粒子の粒径が小さ
くなり、ハンドリングが難しくなり、さらに回転体のあ
る混合装置（エアー・パージ有り）では、仕込みに対し
ての被覆効率が悪くなる。

二次粒子の粒径に関して、1.5μｍ以下では、BET値は
大きくなる傾向にあり、粒子の延展性が良好になり、成
膜自体はしやすくなるが、粒径が小さな分だけ粒子のハ
ンドリングが難しくなり、また、樹脂粒子は飛散しやす
くなる。また、粒径が、5.0μｍ以上では、凝集量が大
きくなり易くBET値が小さくなり、樹脂粒子の成膜性が
悪化して、キャリア製造時に樹脂粒子だけの凝集体が発
生し、現像剤としたときの障害となる。

なお、一次粒子径を0.5μｍ以下としたのは、二次粒
子のBET値を最低5m²/gとするためには、一次粒子の粒径
を小さくする必要があるためである。即ち、このBET値
が、樹脂の成膜性を支配しているのである。

好ましい範囲としてはBET値が10〜120m²/g、より好ま
しくは、20〜100m²/gであり、特に、キャリア芯材とな
る磁性体粒子の粒径が小さな場合は、BET値が大きいほ
うが良い。即ち樹脂粒子に加えられる衝撃力は、キャリ
ア粒径に依存するために小さな衝撃力でも樹脂の延展性
が良く成膜が可能な大きなBET値が良い。単純な粒子で
は、２μｍのものでは、BET値が、5m²/g以下となってし
まう。

前記のように、一次及び二次樹脂粒子を規制すること
によって、一般には被覆用の二次樹脂粒子の粒径を小径
にすることにより芯材粒子に対する延展性は向上する
が、反面、被覆する際に樹脂粒子が飛散しやすくて樹脂
被覆効率が低下することが問題となるが、本発明では、
被覆用の二次樹脂粒子として、小径の一次樹脂粒子が相
互に結着された二次樹脂粒子であって、かつBET値及び
重量平均粒径が特定の範囲にある多孔性の二次樹脂粒子
を用いるので、該二次樹脂粒子は、小径の一次樹脂粒子
の有する良好な延展性をそのまま有するものであり、し
かもある程度大径化されているので被覆の際の飛散も少
なくなる。

その結果、芯材粒子の表面に二次樹脂粒子を乾式法で
被覆する際に、二次樹脂粒子の飛散を伴わずに芯材粒子
と充分に混合することができ、しかも二次樹脂粒子の芯
材粒子の表面への延展性も充分であり、均一で強固な樹
脂被覆層を高い樹脂被覆効率で形成することができる。

ここでキャリアにおける磁性体粒子と樹脂粒子との混
合重量比は、磁性体粒子100重量部に対して樹脂粒子を
0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜４重量部を使用する。

磁性体粒子と樹脂粒子との混合物に加える衝撃力は、
磁性体粒子が粉砕されない程度の大きさであればよく、
例えばトナーの製造において粉砕時に通常必要とされる
機械的エネルギーの1/5〜1/10程度の大きさの衝撃力で
あればよい。

又、乾式コーティングは、常温で行ってもよいし、加
熱しながら行ってもよいが、上記のようにして測定した
キャリア品温が50〜110℃の範囲が好ましい。

：品温： 芯材に樹脂粒子を付着してなる粒子が、衝撃力を付与
されて流動する粒子集団中に、温度測定プロープを挿入
して、該プロープに粒子をランダムに接触させて得られ
る、粒子の近似的な表面温度の平均値をいう。

温度測定プローブは、熱電対、測温抵抗体等からな
り、その起電力、抵抗値等を電気的に測定することによ
り、温度を測定することができる。

熱電対としては、例えば、クロメル−アルメル熱電対
が挙げられる。

本発明における品温の測定は、長さ10cm、直径6.4mm
のステンレス（SUS304）製カバー付きのクロメル−アル
メル熱電対（林電工（株）製）を用い、その端部を5cm
挿入して行う。

磁性体粒子の材料としては、磁場によってその方向に
強く磁化する物質、例えば鉄、フェライト、マグネタイ
トをはじめとする鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性を
示す金属あるいはこれらの金属を含む合金又は化合物等
を用いることが好ましい。

尚、フェライトとは、ここでは鉄を含有する磁性酸化
物を総称しており、MO・Fe₂O₃の化学式で示されるフェ
ライトであり、上記化学式において、Ｍは２価の金属を
表し、具体的には、ニッケル、銅、亜鉛、マンガン、マ
グネシウム、リチウム等を表す。

本発明に係る樹脂粒子の材料としては、特に限定され
ず、種々の樹脂を用いることができる。即ち、本発明に
おいては非溶剤系の乾式コーティングが可能であり、溶
剤に難溶性の樹脂も用いることができ、樹脂の選択範囲
が相当に広くなる。

具体的には、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹
脂、スチレン−アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、エチレ
ン系樹脂、ロジン変成樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエス
テル樹脂、シリコーン樹脂、弗素系樹脂等の樹脂を用い
ることができる。これらの樹脂は組合せて用いてもよ
い。

これらのうち特にスチレン−アクリル系樹脂、アクリ
ル系樹脂を好ましく用いることができる。このスチレン
−アクリル系樹脂は、スチレン系単量体とアクリル系単
量体とが共重合されて得られる樹脂である。

スチレン系単量体の具体例としては、例えば、スチレ
ン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メ
チルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレ
ン、2,4−ジメチルスチレン、ｐ−ブチルスチレン、ｐ
−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ
−アクチルスチレン、ｐ−ノニルスチレン、ｐ−デシル
スチレン、ｐ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレ
ン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、3,4
−ジクロルスチレン等を挙げることがで、これらの単量
体は単独で用いてもよいし、複数のものを組合せて用い
てもよい。

アクリル系単量体の具体例としては、例えばアクリル
酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、
アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸
ラウリル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル
酸ステアリル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリ
ル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル等のアクリ
ル酸もしくはそのエステル類；メタクリル酸、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メ
タクリル酸オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリ
ル酸ラウリル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メ
タクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタク
リル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルア
ミノエチル等のメタクリル酸もしくはエステル類；その
他を挙げることができ、これらの単量体は単独で用いて
もよいし、複数のものを組合せて用いてもよい。

前記スチレン−アクリル系樹脂を得る場合において、
スチレン系単量体と、アクリル系単量体の組成比は、重
量比で9:1〜1:9であることが好ましい。スチレン成分は
コーティング膜を硬くし、アクリル成分はコーティング
膜を強靭なものとする。又、これらの組成比を適宜変更
することにより、コーティングキャリアとトナーとの摩
擦帯電におけるトナーの帯電量を相当程度制御すること
ができる。

キャリアの重量平均粒径は磁性体粒子に対応した適正
な範囲内にあたることが好ましい。即ちキャリアへの重
量平均粒径が過小のときには、像担持体へのキャリア付
着が生じやすくなって画質が劣化する。

一方重量平均粒径が課題のときには、トナーを適正に
摩擦帯電させることが困難となり、又、キャリアを現像
剤搬送体上に均一にしかも高い密度で担持させることが
困難となり、現像性が悪化する。好ましくは10〜100μ
ｍである。

又、特性の揃ったキャリアとするためには、キャリア
の粒度分布は狭いことが好ましい。

尚、磁性体粒子の重量平均粒径（ｗ）は、「マイク
ロトラック・Type 7981−OX」（リーズ・アンド・ノー
スラップ（LEEDS ＆ NORTHRUP）社製を用いて測定され
たものである。

又、BET値及び樹脂粒子径の測定は下記によった。

BET値測定法 マイクロメリティックスフローソープII 2300型（島
津製作所製） 樹脂粒子径測定法 レーザー回折式粒度分布測定装置HEROS（発売元：日
本電子）樹脂粒子の分散は、50ccのビーカに測定試料と
界面活性剤と分散媒である水を入れた後、出力150Wの超
音波ホモジナイザにより２分間の分散を行った。

次に、本発明に係るトナーに用いるバインダ樹脂につ
いては、特に限定されず種々の樹脂を用いることができ
る。

具体的には、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹
脂、スチレン・アクリル系共重合体樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。

これらの樹脂は組合せて用いてもよい。バインダ樹脂
としてのスチレン・アクリル系共重合体樹脂は、スチレ
ン系単量体とアクリル系単量体との共重合体よりなる樹
脂である。

スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−
メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチ
レン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、2,4
−ジメチルスチレン、ｐ−ブチルスチレン、ｐ−ｔ−ブ
チルスチレン、ｐ−ヘキシルスチレン、ｐ−オクチルス
チレン、ｐ−ノニルスチレン、ｐ−デシルスチレン、ｐ
−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェ
ニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、3,4−ジクロルス
チレン等を挙げることがで、これらの単量体は単独で用
いてもよいし、複数のものを組合せて用いてもよい。

アクリル系単量体の具体例としては、例えばアクリル
酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、
アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸
ラウリル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル
酸ステアリル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリ
ル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリ
ル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ドデ
シル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸−２−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フ
ェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリ
ル酸ジエチルアミノエチル、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、アクリルアミド、その他を挙げることが
でき、これらの単量体は単独で用いてもよいし、複数の
ものを組合せて用いてもよい。

バインダ樹脂としてのポリエステル樹脂は、多価アル
コール単量体と多価カルボン酸単量体との縮重合によっ
て得られる。

多価アルコール単量体及び多価カルボン酸単量体とし
ては下記のものが挙げられる。

（１） ２価のポリカルボン酸 マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン
酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、琥珀
酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらの酸の
無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の二量
体、炭素数３〜22の飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水
素基を有する２価のポリカルボン酸その他の２価の有機
酸等を例示することができる。

（２） ２価のポリオール ポリオキシプロピレン（2,2）−2,2−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２）
−2,2−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポ
リオキシプロピレン（６）−2,2−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（1.3）
−2,2−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、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
ルグリコール、1,4−ブテンジオール等のジオール類、
1,4−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、及び
ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、炭素数
３〜22に飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基を有す
る２価のポリオールなど。

尚上記の炭素数３〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水
素基を有する２価のポリカルボン酸ならびに２価のポリ
オールとして、特にドデセニル琥珀酸、イソドデセニル
琥珀酸、ドデシル琥珀酸、イソドデシル琥珀酸、イソ−
オクチル琥珀酸、オクチル琥珀酸、ブチル琥珀酸等を好
適なものとして例示することができる。

以上のような２価の単量体のほか、更に必要に応じ
て、３価以上の多価単量体を用いてもよい。３価以上の
カルボン酸及びアルコールの単量体としては、例えば （１） ３価のポリカルボン酸 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、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン
酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタ
レントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、
1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル
−２−メチル２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ
（メチレンカルボキシル）メタン、1,2,7,8−オクタン
テトラカルボン酸、エンポール三量体酸、これらの酸の
無水物などを挙げることができる。

（２） ３価のポリオール ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−
ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリ
トール、トリペンタエリスリトール、庶糖、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−トリヒドロキシメチル
ベンゼンなどを挙げることができる。

本発明に係るトナー着色剤としては、各種の染顔料を
用いることができる。具体的には例えば下記の如きもの
を挙げることができる。

（黒色染顔料）： カーボンブラック、ニグロシン （マゼンタ顔料又はレッド顔料）： C.I.ピグメントレッド５ （パーマネントカーミンFB,ヘキストジャパン社製） C.I.ピグメントレッド48:1 （スミカプリントレッドC,住友化学社製） C.I.ピグメントレッド53:1 （クロモフタールマゼンタG,チバ・ガイギー社製） C.I.ピグメントレッド57:1 （スミカプリントカーミン6BC,住友化学社製） C.I.ピグメントレッド123 （カヤセットレッドＥ−B,日本化薬社製） C.I.ピグメントレッド139 （カヤセットレッドＥ−GR,日本化薬社製） C.I.ピグメントレッド144 （クロモフタールレッドBRN,チバ・ガイギー社製） C.I.ピグメントレッド149 （PvファストレッドB,ヘキスト社製） C.I.ピグメントレッド166 （クロモフタールスカーレットR,チバ・ガイギー社製） C.I.ピグメントレッド177 （クロモフタールレッドA3B、チバ・ガイギー社製） C.I.ピグメントレッド178 （カヤセットレッドＥ−GG,日本化薬社製） C.I.ピグメントレッド222 （クロモフタールレッドマゼンタG,チバ・ガイギー社
製） 又、これらの好ましい市販品としては、KET−Red 30
1,KET−Red 302,KET−Red 303,KET−Red 304,KET−Red
305,KET−Red 306,KET−Red 307,KET−Red 308,KET−Re
d 309（以上、大日本インキ（株）製）Pvファストレッ
ドＢ（ヘキスト社製）等を挙げることができる。

（オレンジ顔料又はイェロー顔料）： C.I.ピグメントオレンジ31 （クロモフタールオレンジ4R,チバ・ガイギー社製） C.I.ピグメントオレンジ43 （ホスタパームオレンジGR,ヘキスト社製） C.I.ピグメントイエロー17 （ファストイエローGBFN,住友化学社製） C.I.ピグメントイェロー14 （ベンジジンイェローOT,デュポン社製） C.I.ピグメントイェロー138 （パリオトールイェローO960HD,バスフ社製） C.I.ピグメントイェロー93 （クロモフタールイェロー3G,チバ・ガイギー社製） C.I.ピグメントイェロー94 （クロモフタールイエロー6G,チバ・ガイギー社製） 又、イエロー顔料の好ましい市販品としては、KET−Y
ellow 401,KET−Yellow 402,KET−Yellow 403,KET−Yel
low 404,KET−Yellow 405,KET−Yellow 406,（以上、大
日本インキ（株）製）等を挙げることができる。

オレンジ顔料の好ましい市販品としては、KET−Orang
e 501（大日本インキ（株）製）等を挙げることができ
る。

（グリーン顔料の又はシアン顔料）： C.I.ピグメントグリーン７ （クロモフタールグリーンGF、チバ・ガイギー社製） C.I.ピグメントブルー15 （スミカプリントシンアンカプラーRX, スミトーンシアニンブルーHB,住友化学社製） C.I.ピグメントブルー15:2 （スミコートシアニンブルーRFN, スミトーンシアニンブルーRH,住友化学社製） C.I.ピグメントブルー15:3 （カーマインブルーGNR−O, スミトーンシアニンブルーLBG,GH,GN−O,住友化学社
製） （KFブルー１ 大日精化） （ヘリオジェンブルーD7080,BASF社製） C.I.ピグメントブルー60 （クロモフタールブルーA3R,チバ・ガイギー社製） 又、シアン顔料の好ましい市販品としては、KET−Blu
e 101,KET−Blue 102,KET−Blue 103,KET−Blue 104,KE
T−Blue 105,KET−Blue 106,KET−Blue Ex−１（以上、
大日本インキ（株）製）Heliogen Blue D 7080（BASF社
製）等を挙げることができる。

グリーン顔料の好ましい市販品としては、KET−Green
201（大日本インキ（株）製）等を挙げることができ
る。

以上の着色剤の含有割合はトナーに対し0.5〜15wt％
が好ましい。

その他必要に応じて用いられるトナー成分としては、
例えば荷電制御剤、定着性向上剤等を挙げることができ
る。

本発明に係るトナーに用いる荷電制御剤としては、例
えばニグロシン、スピロンブラックTRH（保土ヶ谷化
学）、ボントロンS34,E81,E82,E84,E87（オリエント化
学）等が挙げられる。これらの荷電制御剤の含有割合は
トナーに対し0.4〜5wt％が好ましい。

カラートナーの場合は、カラートナーの彩色性を損な
わないようにするため、無色又は白色のものが好まし
い。

又、定着性向上剤としては、例えば、低分子量ポリプ
ロピレン、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリブデン
等の低分子量ポリオレフィン、マレイン酸エチルエステ
ル、マレイン酸ブチルエステル、ステアリン酸メチルエ
ステル、ステアリン酸ブチルエステル、パルミチン酸セ
チルエステル、モンタン酸エチレングリコールエステル
等の脂肪酸エステル、又その部分鹸化物、天然パラフィ
ン、マイクロワックス、合成パラフィン等のパラフィン
ワックス、ステアリン酸アミド、オレフィン酸アミド、
パルミチン酸アミド、ラウリル酸アミド、ベヘニン酸ア
ミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステ
アロアミド等のアミド系ワックス、カルナウバワックス
等を用いることができる。

好ましい含有割合としてはトナーに対し１〜6wt％で
ある。

これらのトナー原材料は、熔融混練し、冷却し粉砕、
分級し、トナーとしてもよいし、懸濁重合などの重合手
法を用いてトナーとしてもよい。

これらのトナーの重量平均粒径は、通常２〜20μｍ、
好ましくは４〜17μｍである。

又、トナーの流動性を改善するために、上記トナーに
更に無機微粒子を外部から添加混合してもよい。

かかる無機微粒子としては、例えばシリカ、アルミ
ナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシ
ウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、
酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモ
ン、酸化ジルコニウム、炭化珪素等の微粒子を挙げるこ
とができる。特にシリカ微粒子及び酸化チタン微粒子が
好ましい。シリカ微粒子及び酸化チタン微粒子の市販品
としては、例えばアエロジルＲ−972、アエロジルＲ−9
74、アエロジルＲ−805、アエロジルＲ−812、アエロジ
ルＴ−805（以上、日本アエロジル社製）、等を挙げる
ことができる。

無機微粒子の添加割合はトナーの0.05〜1wt％が好ま
しい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を比較例と共に説明するが、本
発明の実施の態様はこれらに限定されるものではない。
尚、以下において「部」は「重量部」を表す。

＜樹脂粒子＞ 樹脂粒子Ａ 重合完了時の重量平均粒径が0.1μｍのMMA/BMA（重量
組成比8/2）共重合体粒子がその表面において互いに結
着されてなり、BET値が39m²/g、重量平均粒径が3.0μｍ
の多孔性の樹脂粒子。ただし、MMAはメチルメタクリレ
ート、BMAはブチルメタクリレートを表す。

樹脂粒子Ｂ 重合完了時の重量平均粒径が0.06μｍのMMA/BA（重量
組成比75/25）共重合体粒子がその表面において互いに
結着されてなり、BET値が80m²/g、重量平均粒径が1.6μ
ｍの多孔性の樹脂粒子。ただし、BAはブチルアクリレー
トを表す。

樹脂粒子Ｃ 重合完了時の重量平均粒径が0.20μｍのMMA/BMA（重
量組成比8/2）共重合体粒子がその表面において互いに
結着されてなり、BET値が5m²/g、重量平均粒径が4.9μ
ｍの多孔性の樹脂粒子。

樹脂粒子Ｄ 重合完了時の重量平均粒径が0.08μｍのMMA/St（重量
組成比6/4）共重合体粒子がその表面において互いに結
着されてなり、BET値が35m²/g、重量平均粒径が2.9μｍ
の多孔性の樹脂粒子。ただし、Stはスチレンをを表す。

樹脂粒子（ａ） BET値が65m²/gで、重量平均粒径が0.10μｍのMMA/BMA
（重量組成比8/2）共重合体からなる非多孔性の樹脂粒
子。

樹脂粒子（ｂ） 重合完了時の重量平均粒径が0.06μｍのMMA/BA（重量
組成比7/3）共重合体粒子がその表面において互いに結
着されてなり、BET値が4.5m²/g、重量平均粒径が3.9μ
ｍの多孔性の樹脂粒子。

樹脂粒子（ｃ） 重合完了時の重量平均粒径が0.06μｍのMMA/St（重量
組成比7/3）共重合体粒子がその表面において互いに結
着されてなり、BET値が4m²/g、重量平均粒径が5.1μｍ
の多孔性の樹脂粒子。

樹脂粒子（ｄ） 重合完了時の重量平均粒径が0.50μｍのMMA/BMA（重
量組成比7/3）共重合体粒子がその表面において互いに
結着されてなり、BET値が18m²/g、重量平均粒径が1.4μ
ｍの多孔性の樹脂粒子。

樹脂粒子（ｅ） 重合完了時の重量平均粒径が0.02μｍのMMA/BMA（重
量組成比7/3）共重合体粒子がその表面において互いに
結着されてなり、BET値が155m²/g、重量平均粒径が0.9
μｍの多孔性の樹脂粒子。

＜キャリア＞ キャリアＡ 芯材粒子（Cu−Zn系フェライト粉，重量平均粒径:40
μｍ） 4000部 樹脂粒子Ａ 80部 以上の芯材粒子と樹脂粒子とを高速撹拌型混合機で15
分間撹拌した後に、この混合機に温水を循環させ、品温
を70℃として、20分間主撹拌羽根により衝撃力を加える
乾式法で被覆処理を行い樹脂被覆キャリアを得た。

以下のキャリアの製造例においては、抜出して記載し
た条件に変更したほかはキャリアＡと同様にして樹脂被
覆キャリアを得た。

キャリアＢ 芯材粒子（Cu−Zn−Mg系フェライト粉，重量平均粒
径:45μｍ） 4000部 樹脂粒子Ｂ 80部 キャリアＣ キャリアＡの樹脂粒子Ａを樹脂粒子Ｃに代えた以外
は、キャリアＡと同様。

キャリアＤ キャリアＡの樹脂粒子Ａを樹脂粒子Ｄに代えた以外
は、キャリアＡと同様。

キャリア（ａ）（比較キャリア） 芯材粒子（Cu−Zn系フェライト粉，重量平均粒径:40
μｍ） 4000部 樹脂粒子（ａ） 80部 キャリア（ｂ）（比較キャリア） キャリア（ａ）の樹脂を樹脂粒子（ｂ）に代えた以外
は、キャリア（ａ）と同様。

キャリア（ｃ）（比較キャリア） キャリア（ａ）の樹脂を樹脂粒子（ｃ）に代えた以外
は、キャリア（ａ）と同様。

キャリア（ｄ）（比較キャリア） キャリア（ａ）の樹脂を樹脂粒子（ｄ）に代えた以外
は、キャリア（ａ）と同様。

キャリア（ｅ）（比較キャリア） キャリア（ａ）の樹脂を樹脂粒子（ｅ）に代えた以外
は、キャリア（ａ）と同様。

＜評価＞ 以上のようにして得られた各キャリアについて、樹脂
被覆量、樹脂被覆効率を調べた。

結果を表１に示す。

測定方法は次のとおりである。

（１） 樹脂被覆量 各キャリアの樹脂被覆量をアセトンによる溶解法（重
量法）によって測定した。

A:5.00gの樹脂被覆キャリア（ｇ） B:100ccのビーカーに5.00gの樹脂被覆キャリアと50ccの
アセトンを入れ、出力150Wの超音波ホモジナイザにより
２分間溶解・洗浄を行う操作を５回繰返した後、60℃の
オーブンで乾燥、室温で冷却した後のキャリア重量
（ｇ） （２） 樹脂被覆効率 上記（１）の樹脂被覆量の値から樹脂被覆効率を算出
した。

＜トナー＞ トナーＡ ポリオキシプロピレン（2.2）−2,2−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパンフマル酸 ドデセニル無水琥珀酸 1,2,4−ベンゼントリカルボン酸 以上を重縮合して得られた ポリエステル樹脂 100部 カーボンブラック 10部 モーガルＬ（キャボット社製） ビスコール660P（三洋化成工業社製） ２部 Wax C（ヘキスト社製） ２部 以上を予備混合後、混練粉砕法により得られた平均粒
径が約15μｍの着色粉末に疎水性シリカ微粒子Ｒ−972
（日本アエロジル社製）を0.2wt％及び疎水性酸化チタ
ン微粒子Ｔ−805（日本アエロジル社製）を0.1wt％とな
る割合で添加混合して得られたトナー。

トナーＢ ポリオキシプロピレン（2.2）−2,2−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパンフマル酸 ドデセニル無水琥珀酸 1,2,4−ベンゼントリカルボン酸 以上を重縮合して得られた ポリエステル樹脂 100 部 シアン顔料 ヘリオジェンブルーD7080（BASF社製） ４ 部 ビスコール660P（三洋化成工業社製） 2.5部 Wax C（ヘキスト社製） ２部 ボントロンＥ−87（オリエント化学社製） １ 部 以上の材料を用い疎水性酸化チタン微粒子Ｔ−805を
0.4wt％に代えた以外は、トナーＡと同様にして得られ
たトナー。

トナーＣ トナーＢのシアン顔料をレッド顔料PV−ファストレッ
ドＢ（ヘキスト社製）に代えた以外は、トナーＢと同様
にして得られたトナー。

トナーＤ トナーＢのシアン顔料をマゼンタ顔料KET RED 309
（大日本インキ社製）に代えた以外は、トナーＢと同様
にして得られたトナー。

トナーＥ トナーＢのシアン顔料をイェロー顔料KET Yellow 403
（大日本インキ社製）に代えた以外は、トナーＢと同様
にして得られたトナー。

＜現像剤＞ 上記キャリア100部に対し、上記トナー７部を表−２
の組合せで混合し現像剤を得た。

次に本発明で使用される現像器の例を図に示し説明す
る。

第４図は、本発明に適用される現像装置の構成例を示
す。この第４図において、20は現像剤搬送体、30は規制
体である。

現像剤搬送体は20を構成する磁石体21は、当該現像剤
搬送体20の内部に固定され、その外周にＮ極とＳ極とが
交互に配置されている。現像剤搬送体20の表面を構成す
る現像スリーブ22は、剛性を有する非磁性ステンレスか
らなり、矢印方向に回転される。

規制体30は、断面の曲率半径が3mmの円柱型の棒状の
形態を有し、かつ、剛性及び磁性を有する材料である磁
性ステンレス（SUS 416）からなる。

規制体30は、磁石体21に対向する位置において、現像
スリーブ22に押圧された状態で位置されていて、現像ス
リーブ22に担持された現像剤の現像領域40への供給量を
規制するものである。

この規制体30は、表面粗さが0.5Sとなる程度にグライ
ンダ加工されていて、表面被膜は設けられていない。な
お、必要に応じて表面被膜を設けてもよい。

この規制体30は、ハウジング50に取付けられたホール
ダ66によって側方への移動が規制され、かつ、現像スリ
ーブ22に対して１〜15gf/mmの押圧力で押圧されてい
る。

なお、第４図において、12は像担持体、61は第１の撹
拌部材、62は第２の撹拌部材、63は供給ローラ、64はス
クレーバ、65は撹拌仕切り板である。

この現像装置においては、容器内のトナーは、矢印方
向に回転する第１の撹拌部材61と、これと反対方向で互
いに重複するように回転する第２の撹拌部材62とによ
り、キャリアと十分撹拌混合された後、供給ローラ63に
よって現像スリーブ22の表面に運ばれる。即ち、第１の
撹拌部材61と第２の撹拌部材62は互いに相反する矢印方
向に回転する左巻きの螺旋角をもったスクリュー状の部
材であって第２の撹拌部材62の推力によって奥側に搬送
されたトナーとキャリアは、図面の奥側方向に上縁が低
く傾斜する撹拌仕切り板65を順次乗り越えて第１の撹拌
部材61側に移りその推力によって図面の手前側に搬送さ
れ、その間におけるトナーとキャリアとの撹拌混合作用
によって摩擦帯電がなされて現像剤となり、この現像剤
が矢印方向に回転する供給ローラ63によって現像スリー
ブ22の周面上に層状に付着する。

現像スリーブ22上に付着された現像剤は、規制体30と
の間を通過する際、例えば100〜450μｍの薄層で厚さの
均一な現像剤層が形成され、この現像剤層が現像領域40
に供給されて現像に供される。

尚、第４図中、13は交番バイアス、14は直流バイアス
を示す。

＜特性評価＞ 本実施例においては、第４図に示した構成の現像装置
を内蔵した画像形成装置を用いて上記現像剤により像担
持体上の静電像を現像する工程を経由してコピー画像を
形成する実写テストを３万コピー連続して行い、下記の
項目について評価した。

結果を表−３に示す。

尚、実写テストについては現像条件を 交番バイアス：周波数＝4KHz 電 圧＝1.4KV（peak to peak値） 直流バイアス：−500V 現像スリーブ22の線速度:345mm/sec 像担持体 12の線速度:140mm/sec 現像ギャップ（20と12との距離）:0.5mm とし、現像剤層と像担持体を非接触状態に保ちテストを
行った。

トナー飛散 現像器周辺へのトナーの飛散状態を目視で観察して判
定した。

又、現像剤2,5,6を使用しコニカ（株）製電子写真複
写機「KONICA 8010」により、カラーコピー画像を形成
し、評価したところ３万コピーまで全く問題はなく、鮮
明なカラーコピー画像が形成されたが、現像剤２に代え
て比較現像剤（１）を使用したところ、5000コピーに
て、青色画像と赤色画像が黒くくすんだ色となり、実用
に適したものではなかった。この画像を光学顕微鏡で観
察したところ、赤及び青トナーに飛散、混入した黒トナ
ーが混色していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は非接触現像プロセスを説明する模式図である。 第２図は現像剤層厚規制に用いる現像剤量規制体に関わ
る実験装置である。 第３図は磁性もしくは非磁性の剛性の棒状規制体によっ
て得られる押圧力と搬送量の関係を示すグラフである。 第４図は本発明に用いられる現像装置の構成例を示す図
である。 １及び12……像担持体 ２……現像剤 ３及び22……現像スリーブ（現像剤搬送体） ４……マグネットロール ５及び13……交番バイアス ６及び14……直流バイアス ７……撹拌羽根 ８及び30……現像剤量規制体 ９……現像剤量規制体ホールダ 10……現像剤量規制体押圧用バネ材 11……ハウジング

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−50184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−3238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−278068（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−235959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−37360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−118047（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/09 G03G 9/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリアとトナーを含有する現像剤を、交
   番電界にある現像領域に、曲率半径0.5〜15mmの剛性か
   つ磁性を有する棒状現像剤量規制体を現像剤搬送体上の
   現像剤層に押圧し現像剤量を規制して供給し、像担持体
   上の静電潜像を非接触現像する現像方法において、前記
   キャリアがその表面に、重量平均粒径0.5μｍ以下の樹
   脂微粒子が相互結着したBET値５〜150m²/gかつ重量平均
   粒径1.5〜5.0μｍの多孔性粒子を乾式コート法で包接し
   た被膜層を有するキャリアであることを特徴とする静電
   潜像現像方法。