JP3136605B2

JP3136605B2 - 電子写真用現像方法

Info

Publication number: JP3136605B2
Application number: JP02283112A
Authority: JP
Inventors: 玲子秋山; 育太郎長束; 千秋鈴木; 嘉彦飯田; 哲鳥越
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH04155362A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等に
おいて静電潜像を現像する二成分現像剤を用いて現像す
る方法に関する。

（従来の技術）電子写真法は複写機あるいはプリンターに広く多用化
されてきているが、その中で感光体と現像剤の特性の安
定化はこれら商品の信頼性を向上させる上で最も重要な
技術要素として多くの研究、開発が進められてきてい
る。中でも感光体は低コスト、安定性等から有機感光体
が注目されてきているが、この場合、感光体を高い電位
で帯電させると感光体が破壊され易く寿命が短くなると
いう問題があった。又、近年のオフィスの事務書類にお
けるカラー化の進展と共に感光体の表面電位を多値化す
ることにより、２色以上のトナーを現像させる方式が用
いられるようになった。このようなシステムにおいては
感光体の表面電位を従来より大幅に下げることが必要と
なってきている。

一方、現像方式においては磁気ブラシ現像と称せられ
るキャリアとトナーとから主として構成される二成分現
像が主流な現像方式として使用されているが、上記のよ
うな感光体の表面電位が低い場合、つまり静電コントラ
ストが高くとれないシステムにおいては、これら二成分
現像方式を使用するにあたってはトナーとキャリアの付
着力をある程度弱めておく必要があった。さらに、トナ
ーの電荷量を低い値にしておく必要があった。この理由
はトナーをキャリアの付着からはがし、静電像へ付着さ
せねばならないこと、及びトナーの電荷が高いと少ない
トナー量で静電像の電荷が中和し、多くのトナーが付着
できないことによって説明されうる。

しかし、トナーの電荷量を低くするにはトナーのキャ
リアに対しての割合を増大させることが必要となり、ト
ナー同志の摩擦帯電やキャリアとの接触が不十分となり
逆極性トナーが増大することがあった。又、現像剤の使
用と共にトナーがキャリア表面に付着し、トナーとキャ
リアとの摩擦帯電により、逆極性トナーが増大すること
があった。これらの逆極性は、感光体背景部へのトナー
付着をもたらすことになり、結果的には現像剤を長期間
使用できないという問題があった。

このことから、低い電荷量で常に安定し、長時間使用
しても逆極性トナーが増大しない現像剤が求められてき
た。長時間にわたり安定した電荷量のトナーを得るため
に、例えば特開昭62−129860号公報、特開昭62−129861
号公報、特開昭62−129866号公報ではトナー表面にある
種の無機酸化物を添加混合することによって、これら無
機酸化物添加剤の電気的特性により、長時間安定な摩擦
帯電性を有するトナーが得られることを開示している。

しかし、トナー表面にこれらの無機酸化物を添加して
も、キャリア表面の帯電列とトナー表面の帯電列の差が
大きいとトナーの摩擦帯電量が大きく、所望の低い電荷
量のトナーを長時間安定して得ることはできなかった。
さらにキャリアとトナー間の電荷交換性も悪く帯電スピ
ードが遅いため、新しいトナーが追加される際に逆極性
を持つトナーが発生して、かぶりが生じるという問題が
あった。

（発明が解決しようとする課題）従って、本発明の目的とするところは、静電コントラ
ストが低くても高い濃度で現像がなされるべき現像方法
を提供することであり、さらに具体的には電荷量が低く
帯電分布が狭く、かつ長時間の使用にわたっても安定で
ある現像剤を見い出し、これを活用す方法を見い出すこ
とである。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために、無機酸化物粒子が表面に
添加されているキャリア粒子と、該キャリア表面に添加
されている無機酸化物粒子と同一の無機酸化物粒子が添
加されたトナー粒子とからなる二成分現像剤を使用する
ものであり、該無機酸化物は、通常の電子写真用トナー
に帯電調整、粉体流動性調整の目的で添加される無機微
粉体をも用いることができ、特に限定されない。

具体的には酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜
鉛、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化鉄等が挙げられ
る。粒径は１μｍ以下より望ましくは0.1μｍ以下とす
るのが適当である。

また本発明に用いる無機酸化物粒子は、必要に応じ疎
水化、帯電調整等の目的で表面処理を施されていてもよ
い。

本発明に用いるキャリアは、通常の電子写真法に用い
られるキャリアを用いることができ、特に限定されな
い。

具体的には鉄粉、各種フェライト粉、各種マグネタイ
ト粉、各種金属粉、ガラスビーズ等が挙げられる。これ
らは、必要に応じ帯電調整等の目的で表面に樹脂被覆層
を設けることもできる。

また、結着樹脂と磁性粉を溶融混練し粉砕、分級する
ことにより得られた粒子、あるいは結着樹脂と磁性粉を
溶融混練し、噴霧冷却し造粒することにより得られた粒
子、すなわち、いわゆる分散型のキャリアも好適であ
る。

本発明に用いるキャリアの粒径は10〜500μｍ、より
望ましくは20〜200μｍとするのが適当である。

本発明に用いられるトナーは、結着樹脂中に着色剤を
分散させた、通常の電子写真法で用いられている。いか
なる帯電性トナーをも使用することができ、特に限定さ
れない。

本発明に用いる無機酸化物粒子のトナーへの添加量は
0.05〜10％、より望ましくは0.1〜５％とするのが適当
である。

本発明に用いる無機酸化物粒子のトナーへの添加方法
は、通常に用いる混合装置であれば、何でもよく特に限
定されない。具体的には、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェル
ミキサー、ハイブリダイザー等が挙げられる。

本発明に用いる無機酸化物粒子のキャリアへの添加量
は0.01〜10％、より望ましくは0.05〜５％とするのが適
当である。

無機酸化物粒子のキャリア表面への添加方法は、通常
に用いる混合装置であれば何でもよく特に限定されな
い。具体的には、Ｖ型ブレンダー、セメントミキサー、
ペイントシェーカー、ヘンシェルミキサー、ニーダーコ
ーダー等が挙げられる。無機酸化物粒子の添加は、現像
剤作製時のトナー添加以前、もしくはトナー添加と同時
に行われる。

（作用）本発明が目的の効果を及ぼす作用については明確とな
っていないが、本発明においてキャリア表面に、トナー
表面に添加されている無機酸化物粒子と同一の粒子を添
加することでキャリア表面の帯電列とトナー表面の帯電
列の差が少なくなり、その結果、帯電量が低下し、電荷
交換性、帯電スピードが向上するためと考えられる。

一方、キャリア表面に添加されている無機酸化物粒子
とトナー表面に添加されている無機酸化物粒子が異なる
現像剤では、低静電コントラストでは濃度が出ず、また
帯電スピードが遅く電荷交換性が悪いために新しいトナ
ーが追加される際に逆極性が発生して、ひどいかぶりを
生じる。

以上より、本発明により効果がもたらされるものと考
えられる。

（実施例）以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に
説明する。しかしながら、本発明はこれら実施例により
何ら限定されるものではない。

（実施例１）スチレン/n−ブチルメタクリレート共重合体 30部磁性粉（EPT−1000,戸田工業社製） 70部を加圧ニーダーにより混練し、ジェットミルにより粉
砕、風力分級機により分級し、平均粒径50μの混練、粉
砕型キャリアを得、さらに本キャリア100部に対し、二
酸化チタン微粉末（Ｐ−25,チタン工業社製）0.2部をＶ
ブレンダーを用いて添加した。

スチレン/n−ブチルメタクリレート共重合体 84部ポリプロピレンワックス（660P,三洋化成社製）５部カーボンブラック（R330,キャボット社製）８部電荷制御剤（ボントロンＮ−04,オリエント化学社
製）３部を混練、粉砕、分級することにより得られた平均粒径11
μのトナー100部に対し、前記キャリアに添加したもの
と同じ二酸化チタン（Ｐ−25）2.5部をヘンシェルミキ
サーを用いて混合した。これらの操作により得られたキ
ャリア及びトナーを、トナー濃度が８重量％となる割合
で混合し、現像剤とした。

（実施例２）実施例１において、キャリア及びトナーに添加する無
機酸化物粒子の二酸化チタンの代わりに酸化スズ（Ｓ−
1,三菱金属社製）を用いる以外は、同様の組成、操作に
より現像剤を作製した。

（実施例３）実施例１において、キャリア及びトナーに添加する無
機酸化物粒子の二酸化チタンの代わりにアルミナ（AOC,
日本アエロジル社製）を用いる以外は、同様の組成、操
作により現像剤を作製した。

（比較例１）実施例３において、トナーに添加する無機酸化物粒子
であるアルミナの代わりに二酸化チタン（Ｐ−25）を用
いる以外は、同じ組成、操作により現像剤を作製した。

次に本発明の現像剤を評価した画像形成システムにつ
いて説明する。本システムは低電位部、中電位部、高電
位部の３値の電位部を有する静電潜像の前記中電位部を
背景部電位とした時の低電位部及び高電位部をそれぞれ
異なる色のトナーで重ね現像し、一度に被複写体上に転
写する２色画像形成システムである。

本発明の現像剤はトナーの極性にかかわらず効果があ
るが、本実施例では正帯電黒トナーとの組合せで用いた
ため、前記システムのパラメータを以下の様に設定し
た。

感光体ドラムとして、外径84mmのレーザープリンター
用OPCドラムを用い、帯電器によって−800Vに一様に帯
電させた。次いで、発信波長780nmの半導体レーザー書
込み装置を用いて反転露光（画像部露光）を行い、露光
部−100V、非露光部−800Vの表面電位を安居する静電潜
像を形成させ、現像バイアス−650Vの下で、負帯電赤色
トナー（FX5030用赤色現像剤）を用いて現像を行った。
続いて、露光ランプにより正規露光（非画像部露光）を
行い、非露光部−700V、露光部−50Vの表面電位を有す
る静電潜像を形成させ、実施例１〜３及び比較例１の現
像剤によって、正帯電黒色トナーを用いて現像を行っ
た。この時現像バイアスは−400Vであり、静電コントラ
ストは300Vであった。

上記のプロセスにより画質評価を行ったところ、第１
表に示す結果が得られた。すなわち、実施例１〜３のようにトナー及びキャリア表面に金属酸化
物を添加した現像剤においては、10万枚コピー後でも低
い帯電量を安定して維持しており、300Vという低静電コ
ントラストの潜像でも効率よく現像できる。又濃度低下
やかぶりのない、長寿命の優れた現像剤性能が示されて
いる。

（発明の効果）以上の発明を実施することにより、キャリア表面の帯
電列とトナー表面の帯電列の差が少なくなる。これによ
り帯電量が低下し、電荷交換性、帯電スピードが向上す
る。その結果、帯電分布が狭く低帯電でも安定した帯電
量を維持でき、低静電コントラストの潜像でも効率よく
現像でき、しかも長寿命の現像剤を提供することができ
る。特に、本現像剤は静電コントラストが低い場合、例
えば500V以下においても現像を可能とするという効果を
もたらす。

フロントページの続き (72)発明者飯田嘉彦神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者鳥越哲神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献特開昭63−128382（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/08 G03G 15/08 507 G03G 15/06 101 G03G 15/01 G03G 9/08 G03G 9/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無機酸化物粒子が表面に添加されているキ
ャリア粒子と、該キャリア表面に添加されている無機酸
化物粒子と同一の無機酸化物粒子が表面に添加されたト
ナー粒子とからなる二成分現像剤を用い、静電コントラ
ストが500V以下の静電潜像を現像する方法。