JPH0373965A - コーティングキャリアおよび現像方法 - 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、磁性体粒子の表面に樹脂コーティング層を有
してなるコーティングキャリアと、このコーティングキ
ャリアを含む現像剤を用いた現像方法に関する。

〔従来の技術〕

電子写真法等に用いられる現像剤としては、トナーとキ
ャリアとからなる二成分系現像剤が知られている。

斯かる現像剤を構成するキャリアとしては、従来、トナ
ー物質のキャリア表面への付着を防止するために、表面
エネルギーの小さい含フッ素系樹脂からなる樹脂コーテ
ィング層を有してなるコーティングキャリアが知られて
いる（特開昭５８−２０８７５４号公報、同６０−１７
６０４８号公報、同６０−１６６１７号公報、同５９−
２４０７５８号公報等参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、斯かる含フッ素系樹脂を用いたコーティングキ
ャリアにおいては、粒子粉末としての流れ特性が不十分
なため現像領域に供給される現像剤層の厚さにムラが生
じやすく、部分的に現像性が低下するおそれがある。

一方、含フッ素系樹脂を用いたコーティングキャリアを
含む現像剤を用いた現像方法においては、キャリアの絶
縁性が高いことから、現像領域においてバイアス電圧を
適正に作用させて、ベタ部の均一性とカブリの防止を遠
戚するためには、現像領域における像形成体と現像剤搬
送担体との間隙を小さくすることが肝要であるが、その
ためには現像領域に供給する現像剤層の厚さを薄くする
必要がある。

しかるに、現像剤層の厚さは、通常、現像剤搬送担体の
表面に間隙を介して対向配置された厚さ規制部材により
規制されるが、現像剤層の厚さを薄くするために当該間
隙を小さくすると、既述のようにコーティングキャリア
の流れ特性が悪いために、得られる画像においては、細
線再現性およびベタ画像の濃度均一性が悪く、また特に
コピー画像を原稿にしてさらにそのコピー画像を形成し
ていく世代コピーを行う場合には早い世代において細線
切れが生じやすい問題がある。

本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、第１の目的は、現像領域に厚さの均一な現像剤層を
供給することができるコーティングキャリアを提供する
ことにある。

また、第２の目的は、細線再現性が良く、カブリを生じ
ず、ベタ画像の濃度均一性が高く、さらには世代コピー
での細線切れが生じにくい画像を形成することができる
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〕

上記目的を達成するため、本発明のコーティングキャリ
アにおいては、磁性体粒子の表面に樹脂コーティング層
を有してなるコーティングキャリアにおいて、前記樹脂
コーティング層を構成する樹脂の臨界表面エネルギーｒ
ｅが２６以下であり、かつ、流動度が０．７０ｓｅｃ／
ｇ以下である構成を採用する。

本発明の現像方法においては、現像領域における像形成
体と現像剤搬送担体との間隙（以下「現像間隙」ともい
う〉を０．２０〜０．６０ｍｍの範囲に設定して前記像
形成体の静電像を前記現像剤搬送担体上に担持された現
像剤層により現像する現像方法において、上記本発明に
係るコーティングキャリアを含む現像剤を用いる構成を
採用する。

すなわち、本発明のコーティングキャリアは、臨界表面
エネルギーｒｃが２６以下の樹脂を用いて樹脂コーティ
ング層を形成するのみならず、そのキャリアの流動度を
０．７０ｓｅｃ／ｇ以下に規定することにより、キャリ
ア表面へのトナー物質の付着を防止したうえ、キャリア
の粉末粒子としての流れ特性を改善して均一な厚さの現
像剤層を現像領域に供給できるようにしたものである。

そして、本発明の現像方法においては、上記のようにコ
ーティングキャリアの良好な流れ特性を利用することに
より、厚さ規制部材と現像剤搬送担体との間隙が小さい
ときにも均一な厚さの現像剤層を現像領域に供給するこ
とを可能にし、その結果、現像領域においてバイアス電
圧を適正に作用させて、細線再現性が優れ、カブリを生
じず、ベタ画像の濃度均一性が優れ、また世代コピーに
おいて細線切れが発生しない画像が得られるようにした
ものである。

ここで、コーティングキャリアの流動度が０．７０ｓｅ
ｃ／　ｇを超える場合には、当該キャリアの流れ特性が
不十分となって、均一な厚さの現像剤層を現像領域に供
給することが困難となる。そして、特に、厚さ規制部材
と現像剤搬送担体との間隙を小さくしたときには、流れ
特性の不十分さが顕著となって、細線再現性が劣り、ベ
タ画像の濃度均一性が劣り、また世代コピーにおいて細
線切れが生じやすい。

また、現像間隙が０．６０ｍｍを超えるときには、バイ
アス電圧が適正に作用しないため、ベタ画像の濃度均一
性が劣り、またカブリが発生しやすい。

一方、現像間隙が０．２０未満のときには、現像領域に
おいて現像剤層が像形成体を強く擦過するために細線再
現性に劣り、またベタ画像の濃度均一性が低下する。

コーティングキャリアの樹脂コーティング層を構成する
樹脂としては、臨界表面エネルギーγ。

が２６以下である樹脂を用いる。ここで「臨界表面エネ
ルギーｒｃＪとは、その樹脂の固体面上で液体炭化水素
その他の有機液体化合物の同族列が示す接触角θを求め
、それぞれの液体の表面張力γとＣＯＳθとをグラフに
した時、そのグラフ上でθ＝０に相当するＴの値をいう
。

斯かる樹脂の具体例としては、ポリフッ化ビニリデン、
ポリ四フッ化エチレン、フッ化ビニリデン−四フッ化エ
チレン共重合体、例えばアクリル酸−１，１−ジヒドロ
パーフルオロ−ｎ−エチル重合体、アクリル酸−１，１
，３−トリヒドロパーフルオロ−ｎ−プロピルとアクリ
ル酸−１，１−ジヒドロパーフルオロ−ｎ−プロピルと
の共重合体等のように側鎖にフッ素原子を置換してなる
基を有する樹脂等を挙げることができる。

樹脂コーティング層の厚さは、０．５〜３．０μ肩程度
である。

本発明のコーティングキャリアにおいては、その流動度
がＱ、７０ｓｅｃ／　ｇ以下であることが必要であるが
、ここで「流動度」とは、「カサ比重測定器」　（筒井
理化学＠躯）を用いて５０ｇのキャリアが流出する時間
を測定し、１秒あたりの流出量から算出された値をいう
。

コーティングキャリアの流動度を０．７０ｓｅｃ　７ｇ
以下にするための手段としては、例えば、磁性体粒子の
表面に臨界表面エネルギーＴｃが２６以下の樹脂からな
る樹脂コーティング層を形成して被覆粒子の粉末を得た
後、この被覆粒子の粉末を金属ポットに入れ、これにさ
らに当該被覆粒子よりも大径のセラミックボール等のメ
ディアを入れて両者を撹拌し、次いでメディアを篩分け
てコーティングキャリアを得る手段等を挙げることがで
きる。

なお、メディアを用いずに被覆粒子の粉末のみを撹拌し
ても、被覆粒子へのインバクジョンが不十分であるため
目的とする流動度を得ることは困難である。

コーティングキャリアの芯材である磁性体粒子としては
、従来用いられているものを用いることができ、具体的
には、フェライト、マグネタイト等の粒子を挙げること
ができる。

本発明に係るコーティングキャリアは、トナーと混合さ
れて二成分系現像剤が構成される。

次に、本発明の現像方法について説明する。

本発明の現像方法においては、第１図に示すように、現
像領域３０における像形成体ｌＯと現像剤搬送担体２０
との現像間隙を０．２０〜０．５Ｑｍｍの範囲に設定し
た状態で、像形成体１０の表面に形成された静電像を現
像剤搬送担体２０上に担持された現像剤層４０により現
像する。そして、現像剤としては、既述の本発明に係る
コーティングキャリアとトナーとにより構成された現像
剤を用いる。斯かるトナーとしては、通常のトナーを用
いることができる。

５０はバイアス電源であり、現像剤搬送担体２０の表面
にバイアス電圧を印加するためのものである。

６０は厚さ規制部材であり、この厚さ規制部材６０の先
端は現像剤搬送担体２０の表面に間隙を介して対向配置
され、この間隙を通過する現像剤層が現像領域３０に供
給される。

以上の現像方法によれば、コーティングキャリアの流れ
特性が良好であるため、厚さ規制部材６００間隙が小さ
くても、現像剤はこの間隙をムラなく円滑に通過するよ
うになり、その結果、薄層であってもムラのない均一な
厚さの現像剤層を現像領域３０に供給することができる
。そして、現像領域３０においては、その現像間隙を特
定範囲に設定したので、バイアス電源５０によるバイア
ス電圧が適正に作用するようになり、従って、現像領域
３０に供給される現像剤層が薄層であっても、現像性を
高めることができ、細線再現性が高く、ベタ画像の濃度
均一性の高いカブリのない画像を形成することができ、
また、世代コピーを行う場合においても細線切れが生じ
にくく、優れた画像を形成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を比較例とともに説明するが、本
発明はこれらの態様に限定されるものではない。なお、
以下において「部」は「重量部」を表す。

比較例１ 臨界表面エネルギーＴｃが２３であるフッ化エチレン／
四フッ化エチレン共重合体１２ｇを、アセトン／メチル
エチルケトン（１／１）混合溶媒５００−に溶解して被
覆液を調製した。

この被覆液を用いて、スピラコーターにより球状のフェ
ライト粒子の表面に平均膜厚が約２μ履の樹脂コーティ
ング層を形成し、流動度が１．１０ｓｅｃ／ｇの比較用
のコーティングキャリアａを得た。

比較例２ 比較例１において、被覆液を臨界表面エネルギーＴｃが
１８であるアクリル酸−１，１−ジヒドロパーフルオロ
−ｎ−エチル重合体１２ｇをアセトン５００　ｍｌに溶
解して調製した被覆液に変更したほかは同様にして、樹
脂コーティング層を形成し、流動度が０．８８　ｓｅｃ
／　ｇの比較用のコーティングキャリアｂを得た。

比較例３ スチｌ／ン／メチルメタクリレート共重合体１５ｇをメ
チルエチルケトン３００ｍ１！に溶解して被覆液を調製
し、この被覆液を用いて、スビラコーターにより球状の
フェライト粒子の表面に平均膜厚が１μの内層を形成し
た。

次いで、臨界表面エネルギーγ。が１８であるアクリル
酸−１，１，３−）ジヒドロバーフルオロ−ｎ−プロピ
ル／アクリル酸−１，１−ジヒドロパーフルオロ−ｎ−
プロピル共重合体１２ｇをアセトン５００ｍｊ！に溶解
して被覆液を調製し、この被覆液を用いて、スピラコー
ターにより前記内層の表面に外層を形成し、もって合計
の平均膜厚が約２μ肩の樹脂コーティング層を形成し、
流動度が０．９０ｓｅｃ／ｇ　の比較用のコーティング
キャリアＣを得た。

実施例１ 比較例３で得られた比較用のコーティングキャリアＣの
２ｋｇを容量が２２の金属ポットに入れ、さらに粒径１
ｍｍのセラミックボール１ｋｇを当該金属ポットに入れ
た後、タービュラーミキサー「Ｔ２Ｃ型」　（シンマル
エンターブライゼス社製）を用いて３０分間にわたり撹
拌した後、セラミックボールを篩い分けて、流動度が０
．６０　ｓｅｃ／　ｇのコーティングキャリア１を得た
。

実施例２ 実施例１において、比較用のコーティングキャリアＣを
比較用のコーティングキャリアａに変更したほかは同様
にして、流動度が０．６５　ｓｅｃ／　ｇのコーティン
グキャリア２を得た。

実施例３ 実施例１において、比較用のコーティングキャリアＣを
比較用のコーティングキャリアｂに変更したほかは同様
にして、流動度が０．６２　ｓｅｃ／　ｇのコーティン
グキャリア３を得た。

以上の実施例および比較例で得られた各キャリアと、ト
ナーとをそれぞれトナー濃度が４重量％となる割合で混
合して各二成分系現像剤を調製した。なお、使用したト
ナーは、次のようにして得られたものである。

すなわち、スチレン／メチルメタクリレート／ブチルア
クリレート共重合体樹脂１００部と、カーボンブラック
１０部と、ポリプロピレン３部とを、混合、練肉、粉砕
、分級し、平均粒径１（ｌｎの粉末を得た。さらに、こ
の粉末１００部と、疎水性シリカ微粒子０．８部とをヘ
ンシェルミキサーで混合し、トナーＡを得た。

上記二成分系現像剤をそれぞれ用いて、電子写真複写機
ｒＵ−Ｂｉｘ　１０１７Ｊ　　（コニカ■製）により現
像領域に現像剤層を供給する試験を行い、現像領域に供
給された現像剤層の厚さの均一性を調べた。結果を第１
表に示す。

なお、現像剤層の厚さの均一性は、「プロフィールプロ
ジェクタ−６Ｃ−２型」　にコン社製）を用い、現像領
域における現像剤層の厚さを現像剤搬送担体の長手方向
にそって測定し、その最大値に対する最小値の比を求め
て評価した。

第　　１　　表 この第１表から理解されるように、実施例１乃至３のコ
ーティングキャリアを含む現像剤によれば、コーティン
グキャリアの流れ特性が良好なため、厚さの均一性の高
い現像剤層を現像領域に供給することができる。

これに対して、比較例１乃至３のコーティングキャリア
を含む現像剤によれば、コーティングキャリアの流れ特
性が不十分であるため、現像剤層の厚さにムラが生じて
均一性が劣る。

実施例４ 実施例１で得られたコーティングキャリア１と前記トナ
ーＡとをトナー濃度が４重量％となる割合で混合して現
像剤を調製し、この現像剤を用いて電子写真複写機ｒＵ
　−Ｂｉｘ　１０１７Ｊ　（：ｌ＝力＠製）改造機によ
り、現像領域における像形成体と現像剤搬送担体との現
像間隙を後記第２表に示すとおりに設定し、かつ現像剤
搬送担体の表面には１５０Ｖのバイアス電圧を印加した
状態で実写テストを行い、下記の項目について評価した
。

■細線再現性 目視によりコピー画像を観察して、良好に再現できる細
線のｌ＋ｎｎ＋当たりの本数を調べて判定した。

この本数が多いものほど細線再現性が優れている。

■ベタ画像の濃度均一性 オリジナル濃度が１．３の５ｃｍｘ５ｃｍのベタ原稿を
コピーし、そのコピー画像の最大濃度部と最小濃度部と
の濃度比を調べて判定した。この濃度比がｌに近いほど
ベタ画像の濃度均一性が高い。

■カブリ 複写画像の白地部（非画像部）の相対濃度を測定して判
定した。すなわち、この相対濃度の小さいものほどカブ
リが少ない。

■世代コピーでの細線切れ 世代コピーを形成する際に、５本／ｍｍの細線画像が何
世代まで良好に再現できるかを調べて判定した。

ここで、「世代コピー」とは、始めに形成したコピー画
像を原稿にしてさらにそのコピー画像を形成する操作を
繰り返してコピー画像を形成することをいう。

実施例５乃至７および比較例４乃至８ 実施例４において、現像剤および現像間隙を後記第２表
に示すとおりに変更したほかは同様にして評価した。

以上の結果を第２表に示す。

この第２表から理解されるように、実施例４乃至７の現
像方法によれば、現像剤を構成するコーティングキャリ
アの流れ特性が良好であるため、細線再現性が優れ、ベ
タ画像の濃度均一性が優れ、かつカブリのない画像を形
成することができる。

また、世代コピーでの細線切れも発生しにくい。

これに対して、比較例４乃至６の現像方法によれば、現
像剤を構成するコーティングキャリアの流れ特性が不十
分なため、細線再現性、ベタ画像の濃度均一性がいずれ
も劣り、また世代コピーでの細線切れも発生しやすい。

比較例７の現像方法によれば、現像間隙が過小であるた
め現像領域において現像剤層が像形成体を強く擦過する
ために細線再現性に劣り、またベタ画像の濃度均一性が
低下する。

比較例８の現像方法によれば、現像間隙が過大であるた
めバイアス電圧が適正に作用せず、細線再現性、ベタ画
像の濃度均一性がいずれも劣り、またカブリの発生も顕
著であり、さらには世代コピーでの細線切れも発生しや
すい。

〔発明の効果〕

請求項１の発明によれば、樹脂コーティング層を構成す
る樹脂の臨界表面エネルギーｒｃが２６以下であり、流
動度が０．７０ｓｅｃ／ｇ以下である構成を採用したの
で、コーティングキャリアの流れ特性が良好となり、現
像領域に厚さの均一な現像剤層を供給することができる
。

請求項２の発明によれば、コーティングキャリアの有す
る優れた流れ特性により、薄層で厚さの均一な現像剤層
を現像領域に供給することができるうえ、現像領域にお
いてはバイアス電圧が適正に作用し、その結果、細線再
現性およびベタ画像の濃度均一性の優れた画像を形成す
ることができ、また世代コピーにおいても細線切れのな
い画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像方法を説明するための説明図であ
る。 １０・・・像形成体　　　　　２０・・・現像剤搬送担
体３０・・・現像領域　　　　　４０・・・現像剤層５
０・・・バイアス電源 ６０・・・厚さ規制部材 ル 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体粒子の表面に樹脂コーティング層を有して
   なるコーティングキャリアにおいて、前記樹脂コーティ
   ング層を構成する樹脂の臨界表面エネルギーγ＿ｃが２
   ６以下であり、 かつ、流動度が０．７０ｓｅｃ／ｇ以下であることを特
   徴とするコーティングキャリア。（２）現像領域におけ
   る像形成体と現像剤搬送担体との間隙を０．２０〜０．
   ６０ｍｍの範囲に設定して前記像形成体の静電像を前記
   現像剤搬送担体上に担持された現像剤層により現像する
   現像方法において、請求項１に記載されたコーティング
   キャリアを含む現像剤を用いることを特徴とする現像方
   法。