JPH0245188B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真法に適用する新規な現像方
法及び該現像方法の実施に当つて使用する絶縁性
磁性現像剤に関する。

従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号明細書、特公昭42―23910号公報及び特公昭43
―24748号公報等に記載されている如く、多数の
方法が知られているが、一般には光導電性物質を
利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像
を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像
し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転
写した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸気等により定
着し複写物を得るものである。

また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
方法も種々知られている。

例えば米国特許第2874063号明細書に記載され
ている磁気ブラシ法、同2618552号明細書に記載
されているカスケード現像法及び同2221776号明
細書に記載されている粉末雲法及びフアーブラシ
現像法、液体現像法等多数の現像法が知られてい
る。

これらの現像法に於て、特にトナー及びキヤリ
ヤーを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、
カスケード法、液体現像法などが広く実用化され
ている。これらの方法はいずれも比較的安定に良
画像の得られる優れた方法であるが、反面キヤリ
ヤーの劣化、トナーとキヤリヤーの混合比の変動
という２成分現像剤にまつわる共通の欠点を有す
る。

かかる欠点を回避するため、トナーのみよりな
る一成分現像剤を用いる現像方法が各種提案され
ているが、中でも、磁性を有するトナー粒子より
成る現像剤を用いる方法にすぐれたものが多い。

米国特許第3909258号明細書には電気的に導電
性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提
案されている。これは内部に磁性を有する円筒状
の導電性トナー担持体（スリーブ）上に導電性磁
性現像剤を支持し、これを静電像に接触せしめ現
像するものである。この際現像部においてトナー
粒子により記録体表面とスリーブ表面の間に導電
路が形成され、この導電路を経てスリーブよりト
ナー粒子に電荷がみちびかれ、静電像の画像部と
の間のクーロン力によりトナー粒子が画像部に付
着し現像される。

この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来
の二成分現像方法にまつわる問題点を回避したす
ぐれた方法であるが、反面トナーが導電性である
ため、現像した画像を記録体から普通紙等の最終
的な支持部材へ静電的に転写することが困難であ
るという欠点を有している。

静電的に転写をする事が可能な高抵抗の磁性ト
ナーを用いる現像方法として特開昭52―94140号
にはトナー粒子の誘電分極を利用した現像方法が
示されている。しかし、かかる方法は本質的に現
像速度がおそい、現像画像の濃度が十分に得られ
ない等の欠点を有しており実用上困難である。

高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法
として、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とス
リーブ等との摩擦等によりトナー粒子を摩擦帯電
し、これを静電像保持部材に接触して現像する方
法が知られている。しかし、これらの方法は、ト
ナー粒子と摩擦部材との接触回数が少なく摩擦帯
電が不十分になり易い、帯電したトナー粒子はス
リーブとの間のクーロン力が強まりスリーブ上で
凝集し易い、等の欠点を有しており実用上困難で
あつた。

上記の静電像保持体表面の画像部にも、非画像
部にも無差別に接触させて画像部にトナーを残
す、いわば、無差別接触現像と称し得る方式に対
して、特公昭41―9475号公報に記載されているよ
うな、画像部のみに、トナーを飛翔せしめるよう
にしたジヤンピング現像と称し得る方式が提案さ
れた。

前者の無差別接触方式では、静電像保持体表面
の非画像部にも多少のトナーが付着残留してしま
う、所謂カブリ現象の発生が避け得ないが、後者
のジヤンピング方式ではカブリ現象の発生を略無
くせることが知られている。ところが、前者の多
くが実用化され、各種複写機等に利用されている
のに対し、後者は従来本格的に実用化されていな
かつた。その要因として、後者のジヤンピング方
法はカブリ現象は生じないものの、トナーの均一
支持が難しく、又トナー飛翔の安定が難しく、更
に画像部の濃度ムラを生じたり画像部周縁部に於
いてトナー粒子の不規則な飛着を生じて、画像ボ
ケを生ずる恐れがあつた。

本出願人は先に特開昭54―43036に於て上述の
欠点を除去した新規な現像方法を提案した。これ
はスリーブ上に磁性トナーをきわめて薄く塗布
し、これを摩擦帯電し、次いでこれを磁界の作用
の下で静電像にきわめて近接し、かつ接触する事
なく対向させてトナーを飛翔させることにより現
像するものである。

この方法によれば、磁性トナーをスリーブ上に
きわめて薄く塗布する事によりスリーブとトナー
の接触する度合を増し、十分な摩擦帯電を可能に
した事、磁力によつてトナーを支持し、かつ磁石
とトナーを相対的に移動させる事によりトナー粒
子相互の凝集を解くとともにスリーブと十分に摩
擦せしめている事、トナーを磁力によつて支持
し、又、これを静電像に接する事なく対向させて
現像する事により地カブリを防止している事等に
よつて優れた画像が得られるものである。

このトナー飛翔現像に於ては、トナーの飛翔に
よつて現像を行なわせしめる事のために、スリー
ブ上の磁性トナーが均一に静電像保持体に散布さ
れる必要があり、そのためには、磁性を有するス
リーブ上で磁性トナーが均一に塗布されている事
が重要な条件となる。

本発明者らは、トナーの凝集性に着目して、種
種の磁性トナーを前記スリーブ上に塗布したとこ
ろ、常温常湿で測定した凝集度の値が高いトナー
は、高湿の環境の中でトナー飛翔現像を行なおう
とすると、トナーがスリーブ上に均一に塗布され
なかつたり、場合によつては、ケーキングを起し
たトナーが回転するスリーブ上ですべり現像を起
こしてしまい、それにより現像した複写画像は、
画像濃度が低く、一部白く現像されない部分も発
生した。逆に、凝集度が極小であると、微粉トナ
ーが複写機内部で飛散して装置をよごしたり、カ
ブリを生じやすくなつたりして不都合である。

実験の結果、適正な凝集度は、25℃で湿度60％
における凝集度が0.1〜30％（より好ましくは１
〜20％）である事が判明した。

然るに、上記適正範囲内のトナーを使用した場
合でも、現像器の回転負荷を受けることにより、
トナーの凝集度は徐々に増大してゆくため、耐久
使用において均一塗布が成されない場合があつ
た。上記不都合は特にトナーの持ち出し量が少な
い、白紙に近い原稿を連続して通紙した場合に生
じやすく、上記不都合が生じたときのトナーの凝
集度は30％を越えており、実質上使用に適さない
場合が多かつた。

本発明の目的は、前述の欠点を改良した新規な
現像方法を提供することである。すなわち、本発
明の目的は原稿に対する忠実性が高く、画質の安
定した現像方法を提供することである。さらに
は、環境の変化、特に高湿時においても地カブリ
現象を除去し画像部には均一で濃度が十分な高解
像力画像を与える現像方法を提供することであ
る。さらには、耐久使用においても、トナーの物
性変化が少なく、従つて、画質の変化も少ない安
定した現像方法を提供することである。

さらに、本発明の目的は、上記本発明現像方法
の実施に際し好適に使用される現像剤としての絶
縁性磁性現像剤を提供することである。

即ち、本発明現像方法の特徴とするところは、
静電像を表面に保持する静電像保持体と絶縁性磁
性トナーを表面に担持するトナー担持体とを現像
部において一定の間隙を設けて配置し、添加剤粒
子として平均粒子径１〜30mμの微粉末被処理シ
リカと平均粒子径150mμ〜5μの無機酸化物とを含
有した絶縁性磁性トナーを、トナー担持体上に、
前記間隙よりも薄い厚さに担持させ、該トナーを
磁界の作用下で、前記静電像保持体に移動させて
現像することにある。

また、本発明絶縁性磁性現像剤の特徴とすると
ころは、本発明現像方法に使用される絶縁性磁性
現像剤であつて、該現像剤が平均粒子径５〜30μ
の磁性トナーと、添加剤粒子としての平均一次粒
子径１〜30mμの微粉末被処理シリカと、平均粒
子径150mμ〜5μの無機酸化物とを含有することに
ある。

以下に本発明の方法について図面を参照しなが
ら説明する。

第１図は本発明に係る現像方法が適用可能な被
写装置又は記録装置の一例の概略的な構成を示す
ものであり、勿論これに限定されない。

１は静電像保持体に相当し、光導電層を含む感
光体ドラムであり、表面に絶縁層を有するもの或
は有しないもの、いずれも使用可能で勿論ドラム
状に限らずシート状、ベルト状のものも可能であ
る。２は周知の感光化帯電装置、３は原稿像、又
は光像、或は画像信号により変調された光ビーム
等を投影する光像照射装置である。これにより感
光体１に静電像を形成する。４は現像装置であ
り、現像剤担持体４ａを有していてこれにより感
光体１上の静電像に従つたトナー粒子顕画像を形
成する。５は斯かるトナー像を転写材６に転写す
る装置である。尚、転写性向上のため転写前にあ
らかじめ顕画像にコロナ放電等により電荷を付与
する場合もある。又、感光体１上の静電像を一旦
別の像担持体に移つし、これを現像装置４により
顕画像とする、所謂静電像転写方式を採用するこ
とも可能である。７は、トナー像を被転写部材６
に定着するための定着装置であり、加圧もしくは
加熱加圧手段を有する少なくとも２本のローラー
から成つている。８は、転写後の感光体１上の残
留トナーを清掃除去し、感光体１の再使用のため
のクリーニング装置である。

以下に本発明の方法に適用する電子写真法の各
工程について説明する。

まず、電気的潜像の形成工程について述べる。

電子写真感光体は、所定の特性を得るため、あ
るいは適用される電子写真プロセスの種類に応じ
て種々の構成をとるものである。電子写真感光体
の代表的なものとして、支持体上に光導電層が形
成されている感光体および表面に絶縁層を備えた
感光体があり、広く用いられている。支持体と光
導電層から構成される感光体は、最も一般的な電
子写真プロセスによる。即ち、帯電、画像露光お
よび現像、更に必要に広じて転写による画像形成
に用いられる。また、絶縁層を備えた感光体につ
いて、この絶縁層は、光導電層の保護、感光体の
機械的強度の改善、暗減衰特性の改善、または、
特定の電子写真プロセスに適用されるため（更に
は無公害化の為）、等の目的のために設けられる
ものである。このような絶縁層を有する感光体ま
たは、絶縁層を有する感光体を用いる電子写真プ
ロセスの例は、米国特許2860048号公報、特公昭
41―16429号公報、特公昭38―15446号公報、特公
昭46―3713号公報、特公昭42―19747号公報、特
公昭36―4121号公報、などに記載されている。特
に、代表的な特定の電子写真プロセスとしては、
帯電時に支持体側から電荷を注入させて絶縁層と
光導電層の間にまで電荷を移動させることを利用
したプロセスが挙げられる。このようなプロセス
としては、特公昭42―23910号公報、特公昭42―
24748号公報等に開示されているように１次帯電、
１次帯電と逆極性の２次帯電若しくはAC除電と
同時画像露光および全面露光（全面露光は必要に
応じて省略される）によつて静電像を形成するプ
ロセスである。また、特公昭42―19748号公報、
特公昭44―13437号公報、および特公昭49―44902
号公報に開示されているように、上記プロセスに
おいて画像露光は２次帯電又はAC除電の前若し
くは後にされてもよい。

電子写真感光体には所定の電子写真プロセスが
適用されて、静電像が形成され、この静電像は現
像されて可視化される。

その他の像保持部材の代表的ないくつかは次の
ような電子写真プロセスに用いられるものであ
る。

(1)特公昭32―7115号公報、特公昭32―8204号公
報、特公昭43―1559号公報に記載されているよう
に、電子写真感光体の繰返し使用性の改善の目的
で電子写真感光体に形成された静電像を他の保持
部材に転写して現像を行ない、次いでトナー画像
は転写部材に転写される。(2)または電子写真感光
体に形成された静電像に対応させて他の像保持部
材に静電像を形成させる他の電子写真プロセスと
して、例えば、特公昭45―30320号公報、特公昭
48―6063号公報、特開昭51―341号公報などに記
載されているように、多数の微細な開口を有する
スクリーン状の電子写真感光体に所定の電子写真
プロセスによつて静電像を形成し、この静電像を
介して他の像保持部材にコロナ帯電処理を行なう
ことによりコロナのイオン流を変調させて静電像
を他の像保持部材に形成させて、これをトナー現
像して転写部材に転写させて最終画像を形成する
プロセスが挙げられる。(3)また、他の電子写真プ
ロセスによれば、（多）針電極に電気信号を印加
して像保持部材表面に、電気信号に応じた静電像
を形成できるものである。(1)〜(3)のような電子写
真プロセスに用いられる像保持部材は静電保持面
が絶縁性であればよく、光導電層を必要としな
い。このように、静電像が形成される像保持部材
としては電子写真感光体をはじめとして、一般に
表面絶縁性の各種の部材が用いられる。

スリーブで用いる現像工程について具体的に例
を上げて説明する。第２図に本発明で用いる現像
工程の１実施形態が断面図で示される。同図にお
いて静電像保持面１が矢印方向に動くと、多極永
久磁石９は回転しないように固定されているの
で、トナー担体（スリーブ）である非磁性円筒４
ｂを静電像保持面１と同方向に回転することによ
り、現像剤容器１２から送られる一成分絶縁性磁
性トナー１１を非磁性円筒面上に塗布しかつ円筒
面とトナー粒子との摩擦によつて、トナー粒子に
静電像電荷と逆極性の帯電を与える。さらに鉄製
のドクターブレード１０を円筒表面に近接して
（間隔50μ〜500μ）、多極永久磁石９の一つの磁極
（図示ではN₁極）位置に対向して配置することに
より、トナー層の厚さを薄く（30μ〜300μ）且つ
均一に規制する。この円筒４ｂの回転速度を調節
することにより、トナー層の表層速度及び好まし
くは内部速度が静電像保持面の速度と実質的に等
速、もしくはそれに近い速度となるようにする。
ドクターブレード１０として鉄のかわりに永久磁
石を用いて対向磁極を形成してもよい。また、現
像部において、トナー担持体と静電像保持面との
間で交流バイアス１３を印加してもよい。

以上の如く、この現像工程においては一成分磁
性トナーをスリーブ上に安定に保持させる為に、
多極永久磁石９を内包する非磁性円筒４ｂを用い
る。非磁性円筒４ｂの表面は、プラスト処理等で
適度に粗面化しておいた方が均一塗布に有利であ
る。また、トナー層を薄く均一に形成する為に、
円筒４ｂ表面に近接して磁性体薄板もしくは永久
磁石によるドクターブレード１０を配置した。こ
のように磁性体のドクターブレードを用いると、
スリーブに内包された永久磁石の磁極との間に対
向磁極が形成され、ドクターブレードとスリーブ
間でトナー粒子鎖を強制的に立ち上がらせること
になり、スリーブ上の他の部分例えば静電像面に
相対する部分のトナー層を薄く規制するのは有利
である。さらにそのような強制的運動をトナーに
与えることによりトナー層はより均一になり、よ
つて非磁性体ドクターブレードでは実現できなか
つた薄く且つ均一なトナー層形成が達せられる。

本発明の係る現像現象は、静電像保持面の非画
像部に於いてトナー層は非接触に保たれ、画像部
においてはトナーが静電像保持面に転移するその
ようなトナー層を形成し、それにて現像するもの
である。ここに言う静電像保持面の画像部とは、
現像時にトナー粒子が付着すべき部分であり、又
非画像部とはトナー粒子が付着してはならない地
の部分を言う。転移に際し、画像部に対応するト
ナー層は電界の吸引作用をうけて電界方向に厚み
を増大し、且つ磁界が作用してこの部分のトナ
ー、磁極位置ではその穂が伸びるごとく起立成長
する（以下この現象を「トナー伸長」現象と呼
び）ものであるから、トナー層表層と静電像保持
面が近接する場合にこのトナー伸長部分が直接静
電像保持面の画像部と接触し、スリーブと静電像
保持面が互いに離間される時に、トナーが静電像
保持面に残り現像を完了する。この方法は、所謂
接触現像方法とは異なり、現像時、非画像部にト
ナーが接触せず、画像部には上述のトナー伸長現
象により接触する現象による現像が行なわれるも
のと考えられる。トナー層表層と静電像保持面と
の間隙が上記のものより大きい場合には、前述の
ごとくトナーが伸長する現象による現像状態に加
えて、伸長するも静電像保持面には未だ接触して
いないトナーも電界中を起立し且つその穂の先端
部分がちぎれる如く飛翔して静電像保持面に達す
る現像による現像状態も生じるものと考えられ
る。

勿して、本発明は、静電像保持体面とスリーブ
との間隙に応じて上述のトナー伸長現像及びこれ
に併存する飛翔現象が加わつた現像が実施でき
る。このように、静電像保持面の画像部にトナー
層が起立成長して静電像保持面と直接接触して現
像するトナー伸長現象を利用することにより、現
像間隙中を飛翔するトナー量を少くし、もつてこ
の間隙中を流れる気流、トナー自身の重力、静電
像保持面やスリーブの振動による影響を受けるこ
とが極めて少くなるようにできるので、忠実な画
像再現性と地カブリの全くない優秀な画質の顕画
像を得るもので、各部分の間隙寸法をこの条件に
適合すべく設定すると良好なものである。このよ
うにトナー伸長を充分に保証するためには、トナ
ー表層（起立成長しない非画像部での）と静電像
保持面との間隙をトナー層の厚みの３倍以下に押
えることである。又、上述のトナー伸長を主体と
し、トナーの飛翔をも併存可能とする現像のため
に許容される条件としては、上記の間隙をトナー
層の厚みの10倍以下にするものである。

実験並びに上述した考慮を含む理論的解析によ
るとスリーブと静電像保持面との間の現像部にお
ける間隙Ｄは50μ≦Ｄ≦500μが好ましい。上限の
値は、市販の最小活字にて印刷された細字
（100μ）を解像力良く現像するため求められた値
で、下限は、トナー層の厚みに関連して求められ
た適正値である。そしてスリーブ上に担持される
トナー層の厚みａは、実験によれば30μ≦ａ≦
300μ程度の薄層が好ましいものであつた。現像
時には、斯かるトナー層は磁界の介在によつて穂
立つが、その高さは前述の通りトナー層の厚みの
３倍程度と考えられるから、トナー表層が静電像
保持面に到達するには、トナー表層と該静電像保
持面との間隙ｂをｂ≦300μとする必要がある。
尚、一般にはｂ≧ａ／５とすると良い結果が得られ た。

以上に説明した如く、本発明の電子写真法に於
ける現像工程では、トナーはスリーブ表面と適正
な摩擦電荷を発生し、且つ適正な磁気モーメント
を有することが必要であり、しかも尚トナー伸長
を主体とし、トナーの飛翔をも併存可能とする現
像のためにはトナー表層と静電像保持面との間隙
Ｄを適正にするためスリーブ上のトナー層の厚み
ａは30μ≦ａ≦300μ程度の薄層にする必要があ
る。こうした極めて薄いトナー層を得るために
は、まず、スリーブ上に極めて均一に、且つ、
個々のトナー粒子が凝集せず適正な流動性を有し
ていなければならない。もし流動性の少ないトナ
ーを用いた場合には、一定の薄さのトナー層が形
成されず、そうしたトナー層が静電像保持面の画
像部に適正な間隙で接近でき得ず、画像にはムラ
を生じやすくなる。さらに顕著な場合には現像器
内あるいはスリーブ上でトナーがブロツキングも
しくはケーキングを起こし、画像濃度の低下や、
全く現像されないことも生ずる。

上記現像は、本発明の現像方法を高湿時で適用
した場合及び、長期の耐久使用によりトナーが劣
化した場合において特に顕著である。つまり25℃
湿度60％の条件で測定した時のトナーの凝集度が
30％以上の値を示すトナーの場合には、現像時の
湿度条件が85％を越す高湿環境においてはスリー
ブ上のトナーが均一に塗布されず、ムラやスジ生
じ、画像濃度が著しく低くなり、画質も低下して
実用できなくなる。

こうしたトナー粉体の動的現象は非常に複雑で
あり、凝集度に関係する因子としては、トナー粉
体、あるいは用いる磁性体や結着樹脂、添加剤な
どの粒度分布、形状、粒子表面の摩擦係数、付着
性、静電特性、空隙率、圧縮の程度、吸着水分、
温度など非常に多くの物理的条件を含んでいる。

本発明で用いた凝集度の測定方法は、ふるい上
にトナーをのせて振動を与え、ふるいの上に残留
するトナーの割合を測定する方法である。

この方法によれば、ふるい上に残るトナーの割
合が大きいほどトナーの凝集度は大きくトナー粒
子が集合して挙動し易いことを示す。具体的には
細川ミクロメテイクスラボラトリー製パウダーテ
スターを用いて温度25±１℃，湿度60±５％の条
件で測定される。

60メツシユ，100メツシユ，200メツシユのふる
いをこの順に上から並べ、振動台にセツトする。
２ｇのトナーを60メツシユのふるい上にセツト
し、振動系に47Vの電圧を印加して40秒間振動を
与える。

終了後、各ふるい上に残つたトナーの重量を測
定し、それぞれに0.5，0.3，0.1の重みをかけて加
え、百分率で凝集度を表わす。

本発明において使用するトナーは、結着物質と
磁性粉と添加剤とから成つている。

本発明に使用するトナーの結着樹脂としては公
知のものが使用可能であるが、例えばポリスチレ
ン、ポリＰ―クロルスチレン、ポリビニルトルエ
ンなどのスチレン及びその置換体の単重合体、ス
チレン―Ｐ―クロルスチレン共重合体、スチレン
―プロピレン共重合体、スチレン―ビニルトルエ
ン共重合体、スチレン―ビニルナフタレン共重合
体、スチレン―アクリル酸メチル共重合体、スチ
レン―アクリル酸エチル共重合体、スチレン―ア
クリル酸ブチル共重合体、スチレン―アクリル酸
オクチル共重合体、スチレン―メタアクリル酸メ
チル共重合体、スチレン―メタアクリル酸エチル
共重合体、スチレン―メタアクリル酸ブチル共重
合体、スチレン―ａクロルメタアクリル酸メチル
共重合体、スチレン―アクリロニトリル共重合
体、スチレン―ビニルメチルエーテル共重合体、
スチレン―ビニルエチルエーテル共重合体、スチ
レン―ビニルメチルケトン共重合体、スチレン―
ブタジエン共重合体、スチレン―イソプレン共重
合体、スチレン―アクリロニトリル―インデン共
重合体、スチレン―マレイン酸共重合体、スチレ
ン―マレイン酸エステル共重合体などのスチレン
系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブ
チルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
ステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹
脂、ポリビニルブチラール、ポリアマイド、ポリ
アクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン
樹脂、フエノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水
素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフイン、
パラフインワツクスなどが単独或いは混合して使
用できる。

また本発明に使用する磁性粉としては、強磁性
の元素及びこれらを含む合金、化合物などであ
り、マグネタイト、ヘマタイト、フエライトなど
の鉄、コバルト、ニツケル、マンガンなどの合金
や化合物、その他の強磁性合金など従来より磁性
材料として知られている物質がある。この磁性粉
は、現像剤中に10〜70重量％、好ましくは15〜50
重量％含有させるのが良い。この含有量であれ
ば、前述の現像方法において適切な磁気モーメン
トが働き、良好な画像を作成することができ、定
着性も優れている。

また、添加剤として、凝集防止、荷電制御を主
な目的として、平均粒子径５〜30mμの微粉末被
処理シリカと、平均粒子径150mμ〜5μの無機酸化
物とを少くとも含有することを特徴とするもので
ある。微粉末被処理シリカの平均粒子径を１〜
30mμとする理由は、1mμ以下であると飛散しや
すく、かつトナー中へ埋没しやすいため、経時変
化が大きいためであり、又30mμ以上であると、
トナーの初期の流動性が悪くかつ適正なトリボが
得られないためである。このように微粉末被処理
シリカは１〜30mμの範囲で良好な流動性及び適
正トリボをトナーに与えるために不可欠の要件で
あるが、反面経時変化（トナー劣化）の傾向があ
る。従つてこの経時変化を補うため、経時変化の
少ないより大径の無機酸化（150mμ〜5μ）を入れ
ることにより、トナー全体としての経時変化を遅
延せしめたものである。この無機酸化物の平均粒
子径を150mμ〜5μとした理由は、150mμ以下であ
ると、トナーの凝集度の上昇が早く、又劣化が早
い。又5μ以上であると流動性向上等の効果が得
られなくなるためである。

以下に、具体的な実施例により本発明を詳細に
説明する。

現像装置としては、第２図に示したものを用い
た。非磁性スリーブ４ｂとして、外径33mmのステ
ンレス・スリーブ、マグネツトロール９の磁束密
度はスリーブ表面上で測定してN₁＝700Gauss，
S₁＝800G，N₂＝S₂＝N₃＝S₃＝500G，スリーブ
〓ドラム間隙0.3mm，スリーブ〓ブレード間隙
0.25mmに保持し、毎分12枚のスピードで複写処理
を行つた。図中１０はトナーを示す。

実施例 １ ヘキストワツクスPE190（ポリエチレンワツク
ス、平均分子量9000、密度0.97、ヘキスト社製）
100重量部 マグネタイト（EPT―1000、戸田工業製）70
重量部 アエロジルＲ―972（疎水性シリカ、日本アエロ
ジル製）30重量部 以上を加圧ニーダにて145℃で充分混練した後、
冷却し、粗粉砕及び微粉砕を行つた。さらに風力
分級により、直径5μ〜25μのトナー粒子を得た。
次いでこのトナー粒子に対し、タラノツクス500
（粒子径7mμの疎水性シリカ微粉末、タルコ社製）
0.5wt％及び石英砂を粉砕し粒径を220〜280mμに
調整し、疎水性処理を施したシリカ0.5wt％をヘ
ンシエルミキサーにより外添混合して現像剤とし
た。この現像剤の凝集度は8.2％であつた。

この現像剤を前記現像器に200ｇ入れ、35℃、
85％の環境下で前記現像器で現像した後、普通紙
に転写した。さらに転写画像を線圧30Kg／cmのハ
ードクロムメツキされた加圧ローラーを通し定着
した。得られた画像はカブリがなく鮮明で定着性
も充分であつた。

ここで、トナー消費量の多いオリジナルチヤー
ト及び少ないオリジナルチヤートを選定し、上記
条件下で連続通紙を行つた。チヤートとしては、
全面積における画像の占める割合（以下画像占有
率を記す）が0.1，0.01，0.001の３種類のものを
用いた。

上記各々チヤートで５万枚づつコピーしたが、
すべて良好な画像が得られた。（残量50ｇになる
と、図示せぬ残量検知機構が働き、そこで200ｇ
補給される）１万枚毎にトナーを少量サンプリン
グして、25℃、60％の条件で凝集度測定をした値
を、第３図ａに示す。第３図ａで、曲線が画像
占有率0.1のチヤート、曲線が0.01，曲線が
0.001のチヤートでコピーした場合の凝集度変化
のグラフである。５万枚コピー後の凝集度は、
0.1チヤートの場合9.4％，0.01チヤートの場合
10.1％，0.001チヤートの場合13.2％であり、５万
枚通紙後の現像剤は非常に安定した領域にあるこ
とが判る。

更に本発明を比較例と共に説明する。

比較例として粒径220〜280mμに粉砕し、疎水
化処理を施したシリカを外添しない以外は実施例
１と同様な現像剤を用いた。この現像剤を、実施
例１で用いた現像器と同様な現像器に200ｇ入れ、
35℃、85％の環境下で現像した後、普通紙に転写
した。さらに転写画像を線圧30Kg／cmのハードク
ロムメツキされた加圧ローラーを通し定着した。
得られた画像はカブリがなく鮮明で定着性も充分
であつた。

ここで実施例１と同様なオリジナルチヤートを
用いて連続通紙を行つたところ、画像占有率
0.001のチヤートで４万枚を越えてところから、
スリーブ上にコーテイングされない部分がスジ状
又は帯状に多数生じ、５万枚時点では、画像上で
も顕著に白抜け現象が現われ、コピー品質が大巾
に低下した。磁性ブレード１０を外して観察した
ところ、凝集したトナーが多数存在するために、
0.3mm間隙のスリーブ〓ブレード間をトナーがく
ぐり抜けられない場所が局部的に存在し、コーテ
イング不良となつていることが確認された。

25℃、60％の条件下での凝集度測定の結果を第
３図ｂに示す。５万枚コピー後のトナー凝集度は
画像占有率0.1のチヤートの場合は10.6％（曲線
）、0.01のチヤートの場合は21.4％（曲線）、
0.001チヤートの場合37.0％（曲線）であり、
画質が低下して問題が生じた場合の凝集度は既に
30％を越えていた。

上記のようなコピーを行わなくても、以下に述
べる、より簡単な方法でトナー評価を行うことが
可能である。すなわち、現像器内にトナーを30ｇ
入れて空回転を行ない、決められた時間毎にトナ
ー凝集度を測定していく方法である。回転数は実
際のコピースピードよりも速くして強制劣化させ
ても良いが、第３図ｃに示したものはコピースピ
ードと同一スピードで空回転したものである。第
３図ｃで曲線は、実施例１の現像剤であり、50
時間空回転後の凝集度は13.1％，100時間後で
24.0％であり、100時間空回転後の現像剤を用い
て35℃、85％の条件下でコピーを行なつたが良好
な画像が得られた。

また、曲線は比較例１の現像剤であり、50時
間空回転後の凝集度は45.1％であり、この現像剤
を用いて35℃、85％の条件下でコピーを行つた
が、凝集トナーによるコーテイング不良が生じ
た。

曲線は比較例１のトナーのタラノツクス500
の量を0.5ｇから1.0ｇに増やした以外は比較例１
のトナーと同一のものである。外添タラノツクス
の量を２倍にしても、50時間空回転後の凝集度は
33.9％と高く、良好な画像が望めない状態となつ
ていた。またこのトナーの場合は、初期の画像で
も文字の周辺にトナーの飛び散りが少し見られ、
初期の画質でも１ランク劣つていた。

更に比較例としてタラノツクス500及び粒径220
〜280mμの疎水化処理シリカを全く外添しない以
外は、実施例１と同様な現像剤を用いてコピーを
行つたところ、初期から画像濃度が薄く、満足な
画質が得られなかつた。また、初期の凝集度は既
に50％を越えていた。

以上から判るように本発明の添加剤の役割は、
トナーに適正なトリボを付与し、かつ凝集度を下
げることにより、良好な画質を保持させることに
ある。また、実施例１の現像剤表面を走査型電子
顕微鏡で観察すると、初期はトナー粒子の周囲を
粒子径7mμのタラノツクス500及び粒子径220〜
280mμのシリカが均一に被覆しているが、100時
間空回転後のトナーは比較的小径のタラノツクス
500は、相当量がトナー粒子内に埋没してしまい、
トナーを被覆しているタラノツクス500の数は約
半分となつていた。また比較的大径のシリカの数
はほとんど変化がなかつた。

すなわち、比較的小径のシリカ（タラノツクス
500）の添加は、トナーへのトリボ付与及び凝集
度を下げて良質画像を得るために絶対的に必要で
あるが、前記小径シリカは、耐久使用により、
徐々にトナー中へ埋没していつてしまうため、ト
ナー特性の変化が大きく、トナー消費の少ないオ
リジナルチヤートを使用して多数枚コピーをした
場合、現像器内でトナーが多量の回転負荷を受け
るため特に画質低下が生じやすいことが判つた。

本発明では更に、比較的大径のシリカを添加す
ることにより、前記大径シリカはトナー中へ埋没
することがなく、かつ前記小径シリカとの共存状
態で適正なトリボ及び凝集度が得られるため、長
期に亘つて特性変化の少ない安定した画像が得ら
れるものである。

実施例では、粒子径220〜280μの疎水化シリカ
を添加したが、比較的大径の添加剤としては、粒
子径150mμ〜5μ、より好ましくは粒子径150mμ〜
850mμの無機酸化物を用いるのが望ましく、該無
機酸化物としては、例えばSiO₂，TiO₂，
TiBaO₃，Al₂O₃，ZnO，MgO，クレー，ガラス
等の無機酸化物を前記した粒径に調整して使用す
るものである。

また、前記無機酸化物は疎水化処理をしても良
い。前記無機酸化物は粉砕法又は造粒法で前記適
正粒径に製造される。

造粒法としては、転動造粒法、押出し造粒法、
圧縮造粒法、溶融造粒法、噴霧造粒法、流動層造
粒法、破砕造粒法、撹拌造粒法等の一般的な手法
が適用できる。

以上述べたように本発明では、静電像を表面に
保持する静電像保持体と絶縁性磁性トナーを表面
に担持するトナー担持体とを現像部において、一
定の間隙を設けて配置し、添加剤粒子として平均
粒子径１〜30mμの微粉末被処理シリカと平均粒
子径150mμ〜5μの無機酸化物とを含有した絶縁性
磁性トナーをトナー担持体上に前記間隙よりも薄
い厚さに担持させ該トナーを磁界の作用下で前記
静電像保持体に移動させて現像させることによ
り、長期に亘つて良好な画像を得ることが可能と
なつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する複写装置又は記
録装置例の概略構成を示す図、第２図は実施例に
おける現像装置の説明図、第３図ａ，ｂ，ｃは実
施例の結果を示す図である。 １：感光ドラム、２：感光化帯電装置、３：光
像照射装置、４：現像装置、５：転写装置、６：
転写材、７：定着装置、８：クリーニング装置、
９：マグネツトロール、１０：トナー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電像を表面に保持する静電像保持体と、絶
   縁性磁性現像剤を表面に担持する現像剤担持体と
   を現像部において一定の間隔を設けて配置し、前
   記絶縁性磁性現像剤を現像剤担持体上に、前記間
   隙よりも薄い厚さに担持させ、前記現像剤を磁界
   の作用下で、前記静電像担持体に移動させて現像
   する現像方法において、前記現像剤として、平均
   粒子径５〜30μのトナーと、添加剤粒子としての
   平均一次粒子径１〜30mμの微粉末被処理シリカ
   と、平均粒子径150mμ〜5μの無機酸化物とを含有
   する現像剤を使用することを特徴とする現像方
   法。 ２ 静電像を表面に保持する静電像保持体と、絶
   縁性磁性現像剤を表面に担持する現像剤担持体と
   を現像部において一定の間隔を設けて配置し、前
   記絶縁性磁性現像剤を現像剤担持体上に、前記間
   隙よりも薄い厚さに担持させ、前記現像剤を磁界
   の作用下で、前記静電像担持体に移動させて現像
   する現像方法に使用される絶縁性磁性現像剤にお
   いて、該現像剤が平均粒子径５〜30μの磁性トナ
   ーと、添加剤粒子としての平均一次粒子径１〜
   30mμの微粉末被処理シリカと、平均粒子径
   150mμ〜5μの無機酸化物とを含有することを特徴
   とする絶縁性磁性現像剤。