JPH0296186A - 現像方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は二成分現像剤を用いる現像方法に関し、より詳
細には長期にわたってトナー飛散、地肌カブリを発生す
ることなく高濃度で鮮明な定着画像の得られる現像方法
に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来より、電子写真の分野において二成分現像剤を用い
た現像方法は広く利用されており、これを用いる場合に
は通常、内部に磁石を有するスリーブ表面に現像剤を担
持させた所謂磁気ブラシの形態で用いられ、現像の際に
は現像剤が現像装置内で混合攪拌され、相互に摩擦帯電
した状態で、スリーブ、又は磁石の回転により、光導電
層上の静電潜像担持面まで輸送され、トナーの摩擦帯電
電荷と静電潜像との静電引力により、トナー粒子が潜像
に移行し、現像が行われる。

更に、多数枚の複写を行なう際には、現像剤中のトナー
濃度を一定に保つ必要があるためにトナーのみを補充す
るという方法がとられる。

しかしながら、現像操作の繰り返しによって、現像器中
の現像剤は次第に劣化してゆき、特にキャリア表面がト
ナー組成物によって汚染されて、現像剤全体の高抵抗化
や摩擦帯電の不均一化が起こったり、またバイアス現像
効率が低下してしまう。その結果、画像濃度が低下した
り、ランニンノコピー中に地肌カブリを生じることがあ
る。

本出願人は以前、特願昭５１３−７５４２９号において
、スタート剤中のトナーの体積抵抗に対して補充用トナ
ーの体積抵抗を低抵抗にして、連続複写による現像剤の
高抵抗化に起因する画像濃度の低下や、エツジ効果によ
る地肌カブリの発生を防止する方法を提案した。この方
法はスタート現像剤中のトナーと補充用トナーの体積抵
抗の制御を、特にトナー中に含有させるカーボンブラッ
クの含有量を変化させることによって行っている。

一方、近年においてはより高画質の複写物が得られるよ
うに、階調性に冨み、環境変化による特性変化の少ない
高抵抗のフェライトキャリアが多く使用されたり、また
、短時間に多量の複写物が得られる高速複写システムが
開発されて現像条件が厳しくなり、より一層にトナーの
諸特性の向上が必要となっている。そこで、このような
条件下で上記特願昭５８−７５４２９号の現像方法を適
用したところ、ランニングコピー中の地肌カブリや画像
濃度の低下はある程度防止できるものの、補給トナーに
はカーボンブラックの含有量が多いために発生したカー
ボンブラックを中心とする不良粒子が存在し、この不良
粒子によってトナー補給持直後においてトナー飛散や地
肌ガブリが発生することが認められた。

また、トナー製造時においても、カーボンブラックの含
有量が異なるために、分散度を制御することが面倒であ
り、形成画像の画質も微妙に変動するという欠点や、ま
た、補給トナーのカーボンブラック量が多いために定着
性が低下し、特に高速の複写機において定着不良を生じ
るという欠点が認められた。

よって、本発明は上記点に鑑みでなされたものであり、
その目的はスタート用現像剤中のトナーと補給トナーと
の処方を大きく変えることなく、画質及び定着性が長期
にわたって良好に推移し、且つ、ランニングコピー中は
もちろんのことトナー補給直後においてもカプリやトナ
ー飛散を発生することなく、高濃度で鮮明な画像が形成
できる現像方法を提供することにある。

（問題点を解決するするため手段） 本発明によれば、磁性キャリアとトナーとを混合してな
るスタート用現像剤を静電潜像担持面に接触させ、現像
に消費される該トナーの量に応じて、補充用トナーを補
給する電子写真現像方法において、 スタート用現像剤中のトナー中のカーボンブラックの平
均粒子径をｍμ、補充用トナー中のカーボンブラックの
平均粒子径をｍμとした時、１、　１≦Ａ／Ｂ≦２．０ の関係にカーボンブラックを選定することにより、本発
明の目的が達成される。

（作用） 本発明の特徴は、スタート剤用トナーと補給用トナーと
の処方を殆ど変えることなく、使用するカーボンブラッ
クの平均粒子径を上述した関係式のごとく決定して各々
のトナーを作成することである。上記関係式を満足する
カーボンブラックを選定して、スタート用現像剤中のト
ナーと補充用トナーを作成すると、初期から高濃度の画
像が得られ、補充用トナーによるカーボンブラックの凝
集体によって起こる補給直後のトナー飛散や地肌カブリ
を発生することなく、また、現像剤の耐久性も良好とな
り現像剤の劣化による高抵抗化を有効に防止し、ランニ
ングコピー中のエツジ効果による画像濃度の低下や、バ
イアス現像効率の低下を防止してトナーの現像性（移行
性）を一定に保つことができる。そして、トナーの定着
性も良好に推移して、定着不良を発生することなく耐刷
枚数を伸ばし、更に高速複写にも好適に対応することが
できる。

結着樹脂中に分散されたカーボブラックはその粒子径に
よって粒子相互が接近し、細かい粒子径のものほど相互
間隔は小さくなり、電子の流れる通路が多くなって導電
率が高くなり、平均粒子径の異なるカーボブラックを用
いてトナーを作成することで、定着樹脂や電荷制御剤等
の他の構成材料の配合割合を大きく変えることなく、着
色性、定着性、耐久性等のトナーの諸特性を一定に保ち
つつ、トナーの電気抵抗を有効に制御することができる
。

上記関係式を外れて、Ａ／Ｂ＞２であるときは、特に補
給直後において現像剤の抵抗が下がるとともに、トナー
の電荷の保持性が低下して画像滲み、画像流れを発生し
やすくなり、またＡ／Ｂ＜１゜１となると現像剤の高抵
抗化が起こって画像濃度の低下が起こる。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に使用されるスタート用現像剤のトナーおよび補
給用トナーのカーボンブラックが分散される結着樹脂と
しては、スチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレ
ン−アクリル系重合体、塩酸化ポリエチレン、ポリプロ
レン、アイオノマー等のオレフィン系重合体、ポリ塩化
ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、エ
ポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂
、フェノール樹脂、ロジン変成フェノール樹脂、キシレ
ン樹脂、ロジン変成マレイン酸樹脂、ロジンエステル、
石油樹脂等の各種の重合体が例示できる。

これら重合体は、ガラス転移点（Ｔｇ）が一般に４０乃
至８０°Ｃ１特に５０乃至７５°Ｃであり、重量平均分
子量が一般に３００００乃至２０００００、特に５００
００乃至１５００００のものが好ましく、一種または二
種以上が混合して用いられる。

なお、上記重合体のうち、ロジンエステル、ロジン変成
フェノール樹脂、ロジンマレイン酸樹脂、エポキシ樹脂
、ポリエステル、繊維素系高分子、ポリエステル樹脂等
は、トナーの摩擦帯電特性を改良する上で有用である。

また、トナーが圧力定着性トナーであるときは、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のオレフィン系ポリマー等、
容易に塑性変形する重合体が主に用いられる。この重合
体は、他の重合体、例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、水素化ポリスチレン、水添ロジ
ンエステル等の重合体、脂肪族系、脂環族系または芳香
族系石油樹脂等を含有してもよい。

本発明に用いられるカーボンブラックは、スタート現像
中のトナーと、補給用トナーとにおいて前記関係式を満
足し、特に、スタート現像剤中のトナーに使用するもの
の平均粒子径は１５乃至７０ｍμのものが好ましく、補
充用トナーに使用するものの平均粒子径は８乃至２５ｍ
μであることが好ましい。そして、これらカーボブラッ
クは使用する結着樹脂によっても異なるが１００重量部
当たり２乃至３０重量部程度使用することが好ましい。

また、トナーの摩擦帯電電荷を制御するために、結着樹
脂中にニグロシン染料、オイルブラック、スピロンブラ
ック等の油溶性染料や、ナフテン酸、サリチル酸、脂肪
酸や樹脂酸のマンガン、鉄、コバルト、鉛、亜鉛、セリ
ウム、カルシウム、ニッケル等の金属塩である金属石鹸
等或いは、合金属アゾ染料、ピリミジン化合物、アルキ
ルサリチル酸金属キレート等を、前記結着樹脂１００重
量部当たり０．１乃至５重量部、特に１乃至３重量部が
好ましく使用される。

また、結着樹脂中にオフセット防止効果と定着性の向上
のためにワックス等のオフセット防止剤を添加すること
もできる。使用されるワックスとしては、ポリエチレン
ワックス、ポリプロピレンワックス、エチレン−プロピ
レンワックス、パラフィンワックス等の各種ワックス、
炭素数４以上のオレフィン単量体等の低分子量オレフィ
ン重合体、脂肪酸アミド、シリコーンオイル等が使用さ
れる。

これらオフセット防止剤は結着樹脂１００重量部当り０
．１乃至１０重量部使用することができる。

また、磁性トナーとして用いる時は、磁性体をトナー中
に含有させることも可能であり、磁性体としては磁性を
示すか磁化可能な材料でよく、例えば、フェライト、マ
グネタイトをはじめとする鉄、コバルト、ニッケル、マ
ンガン等の強磁性を示す金属、合金等が使用される。

これら、磁性体は定着用樹脂１００重量部当たり５０乃
至２００重量部使用することができる。

そして、前記結着樹脂、及びカーボンブラック他の構成
材料を、例えば溶融混練し、混練物を冷却、粉砕、分級
して粒子径が５乃至２０μｍのトナーを得る。

また、得られたトナーは必要により、疎水性シリカ、酸
化アルミニウム、脂肪酸金属塩等の流動性向上剤、電気
抵抗調整剤、クリーニング性向上剤等を外添処理してト
ナー組成物として用いることができる。

上記トナー（組成物）と現像剤を構成するキャリアとし
ては種々のものが使用しされるが、磁性体、例えば、酸
化鉄、還元鉄、銅、ケイ素鋼、ニッケル、フェライト、
コバルト等や、これらとマンガン、亜鉛、アルミニウム
等との合金、例えば、鉄・ニッケル合金、鉄・コバルト
合金、鉄・アルミニウム合金などの磁性体；高い誘電率
を有する高誘電率物質、例えば酸化チタン、酸化アルミ
ニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化銅、酸化ジル
コニウム、炭化ケイ素などや、チタン酸マグネシウム、
チタン酸バリウム、チタン酸リチウム、チタン酸鉛、ジ
ルコン酸鉛、ニオブ酸リチウムなどのセラミックス、Ａ
ＤＰ、（ＮＨ，Ｈ，ＰＯ２）　、ＫＤＰ　（ＫＨｚ　Ｐ
Ｏ２）ロッシェル塩や、また鉄、ニッケル、コバルト、
フェライト等の磁性体をアクリル系重合体、フッソ重合
体、ポリエステルなどの重合体で被覆したもの等が例示
される。

上記キャリアは一種又は二種以上を使用することができ
る。これらキャリアの粒径は５０乃至１５０μｍ、特に
８０乃至１００μｍが好ましく使用される。なお、上記
キャリアのうち、安価で、画像特性に優れ、環境安定性
に優れる点でフェライトキャリアが好ましく使用される
。

そして、前記トナー（組成物）と上述するキャリア粒子
と１＝９９乃至１５：８５の重量比に混合して現像剤と
する。

以下に本発明を実施例及び比較例によって説明する。

（実施例１） ス　　−　　　　　　　　　　　− 結着樹脂としてのスチレン−アクリル共重合体１００重
量部、着色剤として平均粒子径が２１ｍμのカーボンブ
ラック１０重量部、オフセット防止剤としての低分子量
ポリプロピレン１．　５重量部、電荷制御剤としての負
極性の含金属モノアゾ染料１．５重量部を用い、常法に
より、平均粒径１５μｍのトナーを作成した。

このトナー１００重量部に対して、疎水性シリカ：アエ
ロジルＲ９７２（日本アエロジル社製、商品名）０．２
重量部、酸化アルミニウム：アルミニウムオキサイドＣ
（日本アエロジル社製、商品名）０．２重量部を外部添
加してトナー組成物を作成した。そして、平均粒径が９
０μｍのフェライトキャリアとトナー濃度４．５％に調
整して現像剤とした。

硝ユＪＬＬｊ二 上記スタート現像用トナーにおいて、カーボンブラック
として平均粒径が１９ｍμのカーボンブラックを使用し
た以外は同様にして、平均粒径が１５μｍのトナーを作
成した。

この補充用トナーは内容量が２００ｇのカートリッジに
充填して、トナーの消費に応じて現像器に装着交換して
トナーを供給する。

複写拭襲 上記スタート用現像剤を（Ａ４３２枚／分）の複写スピ
ードの電子写真複写機Ｄ（、−３２８５（三田工業社製
、商品名）の現像器に装填し、トナーの消費に応じてト
ナーカートリッジにより補充用トナーを補給しながら５
万枚の耐刷試験を行った。その結果、耐刷初期から５万
枚を通じて、高濃度でカブリのない鮮明な画像が形成で
き、定着不良やトナー補充直後のトナー飛散等も全く発
生しなかった。

（実施例２） 実施例１において、スタート用現像剤に平均粒子径が３
６ｍμのカーボンブラックを１３重量部、補充用トナー
として平均粒径が１９ｍμのカーボンブラックを１３重
量部使用した以外は同様にして、平均粒径が１６μｍの
それぞれのトナーを作成した。

更に、同様にして５万枚の耐刷試験を行ったところ、５
万枚を通じて高濃度でカブリのない鮮明な画像形成を行
うことかでき、定着不良やトナー飛散によるコピー物の
汚れも全くなかった。

（比較例１） 実施例１において、スタート用現像剤に平均粒子径が２
１ｍμのカーボンブラックを８重量部、補充用トナーと
して平均粒径が２１ｍμのカーボンブラックを３０重量
部使用した以外は同様にして、平均粒径が１６μｍのそ
れぞれのトナーを作成した。

更に、同様にして５万枚の耐刷試験を行ったところ、耐
刷初期においては良好な画像が得られたが、耐刷の進行
・とともに画像カブリが発生し、定着性も悪化していっ
た。また、トナーを補充した後のトナー飛散も発生して
コピー物の汚れも認められた。

（比較例２） 実施例１において、スタート用現像剤に平均粒子径が２
１ｍμのカーボンブラックを１０重量部、補充用トナー
として平均粒径が２０ｍμのカーボンブラックを１０重
量部使用した以外は同様にして、平均粒径が１６μｍの
それぞれのトナーを作成した。

更に、同様にして５万枚の耐刷試験を行ったところ、耐
刷初期においては高濃度でカブリのない鮮明画像が形成
できたが、耐刷の進行とともに画像濃度が次第に低下し
ていった。また、画像カブリも発生した。

（比較例３） 実施例１において、スタート用現像剤に平均粒子径が５
０ｍμのカーボンブラックを１５重量部、補充用トナー
として平均粒径が２２ｍμのカーボンブラックを１５重
量部使用した以外は同様にして、平均粒径が１７μｍの
それぞれのトナーを作成した。

更に、同様にして５万枚の耐刷試験を行ったところ、ラ
ンニングコピー中の画像濃度の低下や画像カブリはある
程度防止できたものの、トナー補充直後のトナー飛散が
酷く、コピー物の汚れが頻繁に発生した。

以上実施例及び比較例の結果を表−１に示す。

（発明の効果） 上記、実施例からも明らかなように、スタート用像剤中
のトナーに用いるカーボンブラックの平均粒子径と補充
用トナーに用いるカーボンブラックの平均粒子径とを一
定範囲内で異なるものを各々に使用することにより、耐
刷の進行にともなう現像剤の高抵抗化を防止し、またト
ナー補充直後のトナー飛散をも有効に防止して、高濃度
でカブリのない鮮明画像を定着性良く形成することがで
きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁性キャリアとトナーとを混合してなるスタート用現像
   剤を静電潜像担持面に接触させ、現像に消費される該ト
   ナーの量に応じて、補充用トナーを補給する電子写真現
   像方法において、 スタート用現像剤中のトナー中のカーボンブラックの平
   均粒子径をＡｍμ、補充用トナー中のカーボンブラック
   の平均粒子径をＢｍμとした時、１．１≦Ａ／Ｂ≦２．
   ０ の関係式を満足することを特徴とする電子写真現像方法
   。