JPH0377964A

JPH0377964A - 乾式二成分系現像剤

Info

Publication number: JPH0377964A
Application number: JP1212927A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Watanabe; 昭宏渡辺; Katsumi Oyama; 勝巳大山; Yoshihisa Kuramae; 善久蔵前; Mitsushi Kuroki; 黒木　光志; Noriaki Tsubota; 坪田　則昭
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1989-08-21
Filing date: 1989-08-21
Publication date: 1991-04-03
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JP2577799B2

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、電子写真用乾式二成分系現像剤に関するもの
で、より詳細には、線画像の優れた再現性とベタ画像の
高濃度化とを同時に達成した二成分系現像剤に関する。

（従来の技術及び解決すべき問題点）磁性キャリヤとトナーとを含有する二成分系現像剤は商
業的な電子写真複写機に広く使用されており、電荷像の
現像に際しては、この現像剤の磁気ブラシを内部に磁極
を備えた現像スリーブ上に形成し、この磁気ブラシを電
荷像を有する感光体と摺擦させてトナー像を形成してい
る。

磁性キャリヤとしては、最近球状フェライト焼結粒子や
その表面に樹脂コーティングを施したものが広く使用さ
れるに至っており、複写画像を高画質化するために、磁
性キャリヤを高抵抗化することが一般に行われている。

キャリヤを高抵抗化すると、線画像の再現性は良好とな
るが、その反面ベタ画像部ではエツジ効果により、ベタ
画像の濃度低下を生じ易くなる。

このようにキャリヤの高抵抗化に伴う現像剤の電気的特
性の把握は未だ十分になされておらず、高濃度のベタ画
像と偏りの少ない線画像の両者を充分に満足できる画像
を得ることに未だ困難を要している状況にある。

従って、本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、
その目的は線画像の優れた再現性とベタ画像の高濃度化
とを同時に達成し得る電子写真用乾式二成分系現像剤を
提供することにある。

更に、本発明の目的は、磁気ブラシ現像を用いる広範な
電子写真複写に広く適用でき、前記組合特性に加えて、
帯電量が高く、トナー飛散が少なく、しかも耐久性にも
優れた乾式二成分系現像剤を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、磁性キャリヤと検電性トナーとを含有
する電子写真用乾式二成分系現像剤において、該現像剤
はキャリヤの動的抵抗率（Ｒｅ　）よりも低い動的抵抗
率（Ｒｏ　）を有することを特徴とする二成分系現像剤
が提供される。

本発明の現像剤において、磁性キャリヤが５×１０９乃
至５×１０１１Ω・Ｃｌ１ｌの動的抵抗率を有するキャ
リヤであり、トナーが６Ｘ１０−１０乃至４　Ｘ　１０
−’ｓ／ｃｍの静的導電率と２．７乃至３．９の誘電率
（ε）を有するトナーであることが好ましくまた現像剤
動的抵抗率とキャリヤ動的抵抗率の比（Ｒｏ／Ｒｅ）が
０．２０乃至０．９９の範囲内にあるのが望ましい。

（作　用）本発明は、磁性キャリヤ及びトナーを含有する二成分系
現像剤として、キャリヤの動的抵抗率（ＲＣ　）よりも
低い動的抵抗率（Ｒｏ　）を有するものを使用すれば、
線画像の優れた再現性と、ベタ画像の高濃度化とが同時
に達成されるという驚くべき知見に基づくものである。

本明細書において、動的抵抗率とは、キャリヤ或いは現
像剤が現像スリーブ上で磁気ブラシを形成し、且つ移動
している状態での抵抗率を意味し、従来静的に測定され
る抵抗率とは測定手段も意味も全く異なるものである。

この動的抵抗率は、第１図に示す測定装置を使用し、以
下の通り測定される。

すなわち、第１図に示すように、攪拌ローラ１を備えた
現像器２にキャリヤ（現像剤）３を導入し、スリーブ４
上にキャリヤ（現像剤）３を担持させると共に、穂立ち
規制部材５によりキャリヤ（現像剤）３層を所定の厚み
に調整した状態でキャリヤ（現像剤）３を搬送する。ま
た、上記スリーブ４と所定間隔離間して対向する感光体
の表面の仮想線６に沿って、電極間距離調整手段として
のマイクロメータ７にて所定の表面積を有する検出部８
を配設し、前記スリーブ４と共にキャリヤ（現像剤）３
を搬送しつつ、前記スリーブ４に所定周波数の交流電圧
を印加し、検出部８からの検出信号ｙをダミーとオシロ
９との並列回路に供給すると共に、オシロ９上の波形デ
ータを読取り手段１０で読取り、演算部１１にて電気抵
抗率を算出したものである。

なお、図中、符号１２はスリーブ４上に残留するキャリ
ヤ（現像剤）３を除去するクリーニング手段としてのク
リーニングブレードである。

具体的測定条件としては、スリーブ４と検出部８との距
離、すなわち電極間距１１ｄ　＝　１．２ｍｍ、検出部
８の表面積、すなわち電極面積ｓ　＝０．７８５ｃｍ２
に設定し、周波数５０Ｈｚの交流電流を用いる。キャリ
ヤを磁気ブラシとして使用することにより、動的抵抗率
ＲＣが求められ、二成分系現像剤を磁気ブラシとして使
用することにより、動的抵抗率ＲＤが求められる。

本発明の現像剤において、現像剤の動的抵抗率ＲＤがキ
ャリヤの動的抵抗率ＲＣよりも低いという事実は、キャ
リヤに検電性トナーを配合した状態の方が、キャリヤ単
独の場合の方よりも電気抵抗が低く、現像電流が流れ易
くなっているという驚くべき事実を示している。しかし
て、本発明において、式％式％（１）を満足する場合に、密集細線の再現に際して、先端欠け
や後端欠けがなく細線の偏りがなく、再現性に優れてお
り、しかも同時にベタ画像の濃度も顕著に向上させ得る
という事実は、多数の実験の結果として得られたもので
あり、理論的根拠は未だ十分明らかではないが、次のよ
うに考えられる。即ち、この現像剤ではキャリヤが高抵
抗で現像剤がこれより低抵抗であることから、静電潜像
のエツジ効果は大きいが、電荷の緩和時間は比較的小さ
い条件下で現像が進行するものと認められる。即ち、細
線の再現に際してはエツジ効果による細線の忠実な再現
が行われる一方で、ベタ像の現像に際しては電荷の緩和
が比較的急速に行われて、トナーの付着量の増大が行わ
れ、ベタ画像の濃度の増大に連なるものと認められる。

磁性キャリヤの動的抵抗率（ＲＣ　）は、一般に５×１
０１１乃至５×１０１１Ω・ｃｍの範囲にあるのが細線
再現性の点でよく、一方、両者の比Ｒｏ／ＲＣは、０．
２０乃至０．９９特に０，３乃至０．７の範囲にあるの
が、ベタ部の画像濃度向上並びに細線再現性とベタ部濃
度とのバランスの上で好ましい。

密集細線の現像に際して生じる先端欠けや後端欠けを説
明するための第２図において、このグラフは横軸に送り
方向の距離を、縦軸に密集細線複写画像のマイクロデン
シトメータによる反射画像濃度をとり両者の関係をプロ
ットしたものである。第２図における曲線（ｉ）は各線
毎の線幅が一定で、先端欠けや、後端欠けが認められな
いものであり、曲線（ｉｆ）は先端欠けが著しいもの、
曲線（ｉｉｉ）は後端欠けが著しいものを示す。各線幅
の再現に関して、送り方向における偏り（δ）は、送り
方向における冬山の画像濃度を順にＡ。

Ｂ、Ｃとしたとき、式で与えられる。δの値が１００或はその近辺である場合
には、各線幅が一定で、偏りがないこと、１００よりも
かなり大きい場合は先端欠けがあること、及び１００よ
りも、かなり小さい場合は後端欠けがあることを夫、々
示している。

用いる磁性キャリヤの動的抵抗率が５Ｘ１０９よりも小
さい場合には、δの値が一般に８０以下となり、後端欠
けが発生することが認められ、また用いる磁性キャリヤ
の動的抵抗率が５×１０１１Ω・Ｃａｔよりも大きい場
合には、δの値が一般に１２０以上となって先端欠けが
生じる傾向が認められると共に、ベタ部の光学的濃度が
１．２以下になる等、濃度低下が著しくなるのに対して
、本発明の好適態様によれば、上記範囲の動的抵抗率を
有する磁性キャリヤを用いることにより、δ値を一般に
８０乃至１２０、特に９０乃至１１０の範囲として線画
の再現性を顕著に向上させることかできる。

本発明の好適態様で、トナーの静的導電率を６Ｘ１０−
１０乃至４　Ｘ　１０−”ｓ／ｃｍの範囲としているの
は、ＲＤ及びＲｃの関係を前記式（１）　を満足するよ
うにするためである。また、導電率を静的なものとして
いるのは、トナー単独では動的抵抗率を測定し得ないた
めである。

尚、本発明で用いるトナーの導電率と誘電率は、電極面
積が２．２７ｃｍ’で、電極間距離がｏ、ｓｍｍの平行
平板電極型の測定装置を使用し、空隙率２５％にトナー
を充填し、ビークルピークが＋Ｉ■から一１ｖの交流電
圧を印加して測定したものである。

また、トナーの誘電率（ε）を２．７〜３．９の範囲と
規定しているのは、誘電率が大きいと現像時の電界強度
が強調され且つ現像停止電位も小さくなり、現像される
トナー量も増大するがあまり大きくなると、エツジ効果
が強調されたり誘導分極によるカブリ発生等が生じるた
めである。

（発明の好適態様）藍惺土ヱヱヱ本発明においては、磁性キャリヤとして、動的抵抗率（
ＲＣ　）が前述した範囲内ある限り任意のものを用いる
ことができる。一般に、フェライト粒子の表面に高抵抗
樹脂被覆を設けて、動的抵抗率を前記範囲としたものが
使用される。

フェライト粒子としては、球状のものが好適であり、そ
の粒径は２０乃至１４０μｍ、特に５０乃至１００μｍ
の範囲にあることが望ましい。

フェライトとして従来例えば酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅｚＯ
Ｊ　％酸化鉄イツトリウム（ＹｓＦ６ｓＯｔｚ）、酸化
鉄カドミウム（ＣｄＦ８２０４）ｓ酸化鉄ガドリニウム
（ＣｄＦａｓＯ＋２）、酸化鉄錯（ＰｂＦｅ１２０Ｉｇ
）、酸化鉄ニッケル（ＮｉＦｅｚＯ４）　、酸化鉄ネオ
ジウム（ＮｄＦｅＯｓ）、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ＋
ｚＯ＋ｅ）　、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ２０４）
％酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ２０４）　、酸化鉄ランタ
ン（ＬａＦｅＯｓ）等の１種或いは２種以上から成る組
成の焼結フェライト粒子が使用されており、特にＣｕ、
　Ｚｎ、　Ｍｇ　、　Ｍｎ及びＮｌから成る群より選ば
れた金属成分の少なくとも１種、好適には２種以上を含
有するソフトフェライト、例えば銅−亜鉛−マグネシウ
ムフェライトが使用される。

フェライト粒子の動的抵抗率は、このフェライト粒子の
表面に設ける樹脂の種類及びコーテイング量に依存する
。表面コーティングするためのコーティング樹脂として
は、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、スチ
レン樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、オレフィン系樹
脂、ケトン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ジア
リルフタレート樹脂等の１ｆ！または２　ｆ１以上を使
用することができる。これらの樹脂の内でも、ストレー
トのシリコーン樹脂、即ち、ジメチルポリシロキサン、
ジフェニルシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン
等のオルガノポリシロキサンから成り且つ網状化した構
造のシリコーン樹脂が最も好ましい。シリコーン樹脂の
網状化（架橋化）は、オルガノポリシロキサン単位中に
、トリメトキシ基等の加水分解可能な官能基やシラノー
ル基等の官能基を存在させ、必要により加水分解処理後
、シラノール縮合触媒を作用させることにより行われる
。樹脂のコーテイング量は、一般にフェライト１００重
量部当り０．５乃至３重量部、特に０．８乃至１．５重
量部の範囲から、ＲＣの値が前記範囲となるように選ぶ
。

鼠呈１工土二検電性トナーとしても、静的導電率及び導電率が上記範
囲内にある限り任意のものが使用される。トナーの特性
値を前記範囲内とするためには、カーボンブラックとし
て特に導電性に優れたカーボンブラックを選ぶ：導電性
カーボンブラックの配合量を増加させる：樹脂としても
電気抵抗率の低いものを選ぶ二等の手段を採用する。

電気抵抗率の比較的小さい樹脂としては、極性基を含む
樹脂が適当であり、特にアクリル系樹脂やアクリル−ス
チレン系共重合樹脂が適当である。これらの樹脂を構成
する。

アクリル系単量体としては、１また、共重合樹脂を構成するスチレン系単量体としては
、下記式式中、Ｒ８は水素原子または低級アルキル基であり、Ｒ
２は水素原子又は炭素数１８迄のアルキル基である。

で表わされる単量体、例えばエチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタク
リレート、２−エチルへキシルアクリレート、２−エチ
ルへキシルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸
等である。アクリル系単量体としては、上述したものの
他に他のエチレン系不飽和カルボン酸乃至その無水物、
例えば無水マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸等を用
いることもできる。

式中、Ｒ５は水素原子、低級（炭素数４以下の）アルキ
ル基、或いはハロゲン原子であり、Ｒ４は低級アルキル
基、ハロゲン原子等の置換基であり、ｎはゼロを含む２
以上の整数である。

で表わされる単量体、例えばスチレン、ビニルトルエン
、α−メチルスチレン、α−クロルスチレン、ビニルキ
シレン等やビニルナフタレン等を挙げることができる。

この中でも、スチレンが好適である。

用いる樹脂の酸価は０乃至２５、特に５乃至１０の範囲
にあるのが適当である。

トナー中に配合する導電性カーボンブラックは、導電性
の点でストラリチュア形成能が大きく、且つ表面の純度
が高いものが良い。ストラリチュア形成能とは、樹脂中
でチェーン構造乃至房状構造をとりやすいもので、粒径
が微細でしかも吸油量やＢＥＴ比表面積の大きいもので
ある。

一般にＢＥＴ比表面積が５０　ｍ”７ｇ以上のものがよ
い。

導電性カーボンブラックの配合量は、樹脂１００重量部
当り２乃至２０重量部、特に５乃至１０重量部の範囲が
よい。

このトナーにはそれ自体公知のトナー用配合剤、例えば
電荷制御剤が配合されていてもよい。

例えば、電荷制御剤としては、それ自体公知の任意の電
荷制御剤、例えばニグロシンベース（ＣＩ　５０４１５
）、オイルブラック（ＣＩ　２６１５０）、スビロンブ
ラック等の油溶性染料や、１：１型或いは２：１型金属
錯塩染料、ナフテン酸金属塩、脂肪酸石鹸、樹脂酸石鹸
等が使用される。

トナー粒子の粒径は、コールタ−カウンターで測定した
粒径は体積基準メジアン径で８乃至１４μｍ１特に１０
乃至１２μｍの範囲にあるのがよく、また粒子径状の溶
融混練・粉砕法で製造された不定形のものでも、また分
散乃至懸濁重合法で製造された球状のものでもよい。

叉盈見本発明において、磁性キャリヤとトナーとは、ＲＤの値
が前記範囲内になるように混合して二成分系現像剤とす
る。キャリヤとトナーとは、一般に９９二１乃至９０：
１０、特に９８：２乃至９５：５の重量比で混合して使
用するのがよい。

（発明の効果）本発明によれば、磁性キャリヤと検電位トナーとから成
る二成分系現像剤として、キャリヤの動的抵抗率（Ｒｏ
　）よりも低い動的抵抗率を有するものを用いることに
より、線画像の再現性を優れたものとしながら、しかも
ベタ画像の濃度を顕著に向上させることが可能となった
。

以下、実験例及び比較例によって本発明の詳細な説明す
る。

（実施例１〜７、比較例１〜５）スチレン−アクリル共重合体にカーボンブラック、電荷
制御剤しての負極性染料低分子量ポリプロピレンが分散
した平均粒径、電気特性が異なる種々のトナーを用意し
た。そして、動的抵抗率が異なる種々のフェライト系キ
ャリヤ粒子と上記トナーとで現像剤を調整し、実施例１
〜７と比較例１〜５の各々の現像剤の動的抵抗率を測定
した。更に、得られた現像剤により電子写真複写機ＤＣ
−２５８５（三田工業社製、商品名）改造機にて画像出
しを行ない、画像濃度（１，Ｄ）と線幅の偏り（δ）、
画像カブリ、トナー飛散の各画像特性を評価した。尚、
現像条件は感光体表面電位ａ　ｏ　ｏ　ｖ、穂切り間隔
１．０　ｍｍ、現像スリーブと感光層との距１１１．２
ｍｍ、現像マグネットの磁力１３　Ｑ　Ｑ　Ｇａｕｓ、
現像スリーブと感光体との回転比を２．７５と設定した
。

以下、表−１に現像剤の動的抵抗率（Ｒｏ）、キャリヤ
の動的抵抗率（ＲＣ）、粒径、飽和磁化、現像剤の動的
抵抗率とキャリヤの動的抵抗率の比（ＲＤ／ＲＣ）、ト
ナーの導電率、トナーの誘電率とベタが像濃度（１，Ｄ
）、線画像の偏り（δ）、画像ガブリ、トナー飛散の程
度を示す。

尚、画像濃度、カブリ濃度は反射濃度計により測定し、
トナー飛散の程度は複写作業後の機内を目視することに
より判断した。

表−１より明らかなように、現像剤の動的抵抗率（Ｒｏ
　）がキャリヤ単独の動的抵抗率（ＲＣ）よりも小さく
なるように調整された現像剤が、良好画像を形成するこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、現像剤及びキャリヤの動的抵抗率を測定する
装置の概略図であり、第２図は、密集細線の現像に際して生じる先端欠けや後
端欠けを説明する模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁性キャリヤと検電性トナーとを含有する電子写
真用乾式二成分系現像剤において、該現像剤はキャリヤ
の動的抵抗率（Ｒ＿Ｃ）よりも低い動的抵抗率（Ｒ＿Ｄ
）を有することを特徴とする二成分系現像剤。
（２）磁性キャリヤが５×１０＾９乃至５×１０＾１＾
１Ω・ｃｍの動的抵抗率を有するキャリヤであり、トナ
ーが６×１０＾−＾１＾０乃至４×１０＾−＾９ｓ／ｃ
ｍの静的導電率と２．７乃至３．９の誘電率（ε）を有
するトナーである請求項１記載の二成分系現像剤。
（３）現像財動的抵抗率とキャリヤ動的抵抗率の比（Ｒ
＿Ｄ／Ｒ＿Ｃ）が０．２０乃至０．９９の範囲内にある
請求項１記載の二成分系現像剤。