JPH058430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は磁気ブラシ現像法の改良に関し、より
詳細には、ブラシマーク現象が有効に防止された
磁気ブラシ現像法に関する。 二成分系磁性現像剤を用いる電子写真法におい
ては、顕電性トナーと磁性キヤリヤとを混合し、
この二成分系組成物を、内部に磁石を備えた現像
スリーブ上に供給して、この組成物から成る磁気
ブラシを形成させ、静電潜像を有する電子写真感
光板にこの磁気ブラシを摺擦せしめることによ
り、顕電性トナー像を感光板上に形成させる。顕
電性トナーは磁性キヤリヤとの摩擦により、感光
板上の静電潜像の電荷とは逆極性の電荷に帯電さ
れ、磁気ブラシ上の顕電性トナー粒子がクーロン
力により静電潜像上に付着して、静電潜像の現像
が行われる。 この場合、多数枚複写を行う際には、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
ーのみを補給するという方法が採られている。 しかしながら、この二成分型現像方法において
は、静電潜像に磁気ブラシ中のキヤリアが直接接
触するため、潜像の電荷がキヤリアを通じ、現像
スリーブ側へ逃げるため、静電潜像上に均一な電
荷が保持されず、その結果コピー画像上にブラシ
状の未現像部ができる。いわゆるブラシマーク現
象が発生し、コピー品質を損うと言つた欠点を有
している。 上記ブラシマーク現像を防止する方法として各
種の提案がなされている。例えば、現像剤中のト
ナー含有率を過剰にして、キヤリアの表面をトナ
ーで囲うようにし、潜像とキヤリアの露出面との
接触を防止する方法があるが、この方法において
はトナーの含有率が高いことに起因して、トナー
全体が均一に摩擦帯電されず、地肌かぶりが発生
し易く、また画像後端の尾引きが生ずるという欠
点を有する。また、キヤリア表面を樹脂コーテイ
ングし、キヤリアの表面抵抗を上げることによ
り、潜像電荷がキヤリアへ流れるのを防止する方
法があるが、この方法では樹脂がキヤリア表面よ
り剥がれ易いとともに、キヤリアの摩擦帯電極性
が限定される等の問題を生ずる。さらに、鉄粉の
かわりに高抵抗フエライトキヤリアを使用する方
法では、現像条件をシビアに限定する必要があ
る。 本発明者等は、スタート剤用トナーとして平均
粒径が9.0乃至11.5μm及び10μm以下の微粉含有率
が30乃至80重量％のものを使用し、且つ補給用ト
ナーとして平均粒径が10.5乃至14.0μm及び10μm
以下の微粉含有率が10乃至30重量％のものを使用
するとともに、前記スタート剤用トナー及び補給
用トナーの平均粒径及び微粉含有率とが下記式、 dav−Dav≧1.5 ……(1) Ｑ−ｑ ≧20 ……(2) 式中、davは補給用トナーの平均粒径（μm）、 Davはスタート剤用トナーの平均粒径（μm）、 Ｑはスタート剤用トナーの10μm以下の微粉含
有率（重量％） ｑは補給用トナーの10μm以下の微粉含有率
（重量％）、 を夫々示す、 である時には、上述した欠点が解消され、良好な
複写画像が得られることを見出した。 即ち、本発明の目的は、ブラシマーク、地肌か
ぶり、エツジ効果が生ぜず、解像力に優れた高品
質の複写物を得ることのできる電子写真現像方法
を提供するにある。 本発明の他の目的は、多数枚コピー時において
も初期画像濃度を維持し、コピー品質が劣化しな
い現像方法を提供するにある。 本発明によれば、磁性キヤリヤ粒子と帯電可能
なトナー粒子とから成る混合物を現像剤として使
用する磁気ブラシ現像法において、 前記現像剤におけるスタート剤用トナーとし
て、平均粒径が9.0乃至11.5μm及び10μm以下の微
粉含有率が30乃至80重量％のものを使用し、且つ
補給用トナーとして平均粒径が10.5乃至14.0μm及
び10μm以下の微粉含有率が10乃至３重量％のも
のを使用するとともに、前記スタート剤用トナー
及び補給用トナーの平均粉径及び微粉含有率とが
下記式、 dav−Dav≧1.5 Ｑ−ｑ ≧２ 式中、davは、補給用トナーの平均粒径
（μm）、 Davは、スタート剤用トナーの平均粒径
（μm）、 Ｑは、スタート剤用トナーの10μm以下の微粉
含有率（重量％） ｑは、補給用トナーの10μm以下の微粉含有率
（重量％） を夫々示す、 を満足することを特徴とする磁気ブラシ現像法が
提供される。 従来の磁気ブラシ現像法においては、磁気ブラ
シ中のキヤリヤが静電潜像と直接接触するため
に、当該潜像の電荷が現像スリーブ側へ逃げ、か
くしてブラシマーク等の前述した種々の不都合が
生ずるのである。 従つて、使用するトナー粒子の粒径を可及的に
小さくし、トナー単位重量当たりのキヤリヤ被覆
率を増大せしめることが考えられるが、この場合
には現像に際して微粉のトナー粒子が優先的に消
費され、更には機械的撹拌によるトナー粒子の破
壊により連続複写においてトナーの微粉化が進行
し、結果的に現像剤の抵抗が増大し、エツジ効果
により画像濃度が減少するという不都合を生ずる
のである。 然るに本発明においては、スタート剤用トナー
として平均粒径が9.0乃至11.5μm、及び10μm以下
の微粉含有率が30乃至80重量％のものを使用す
る。 かかる粒度分布を有するトナーをスタート時に
おいて使用することにより、スタート時における
ブラシマークの発生やエツジ効果等が有効に防止
されるのである。これは、現像剤全体として比較
的高抵抗となるためにブラシマークの発生が防止
され、また微粉分が磁性キヤリヤ表面に保持さ
れ、該キヤリヤが被覆された状態となるために静
電潜像の電荷のリークが防止されるものと認めら
れる。 即ち、スタート剤用トナーの平均粒径が上記範
囲よりも小である時には、トナーの抵抗が高くな
りまたトナーの摩擦帯電量が高くなりエツジ効果
が発生し、更には流動性が悪化し、ブロツキング
やかぶり発生の原因となる。また上記範囲よりも
平均粒径が大である時には、ブラシマークの発生
という不都合を生ずる。 また本発明においては、補給用トナーとして平
均粒径が10.5乃至14.0μm及び10μm以下の微粉含
有率が10乃至30重量％であつて、且つその平均粒
径dav及び微粉含有率ｑとが下記式、 dav−Dav≧1.5 ……(1) Ｑ−ｑ ≧20 ……(2) 式中、davは、補給用トナーの平均粒径
（μm）、 Davはスタート剤用トナーの平均粒径（μm）、 ｑは、補給用トナーの10μm以下の微粉含有率
（重量％）、 Ｑはスタート剤用トナーの10μm以下の微粉含
有率（重量％）、 を夫々示す。 を満足するものを使用する。かかる粒度分布を有
するトナーを補給用トナーとして使用することに
より、多数枚複写において、現像剤全体の抵抗は
常に一定に維持され、現像剤の抵抗の増大に起因
するエツジ効果による画像濃度の低下が顕著に抑
制されるのである。 即ち多数枚複写において、補給用トナーとして
スタート剤用トナーと同一のものを使用した場合
には、現像に際しては10μm以上の大径のトナー
粒子が優先的に消費されるために微粉分が増加
し、現像剤の抵抗値は高まる傾向にある。 これに対して本発明において使用する補給用ト
ナーは10μm以下の微粉含有率がスタート剤用ト
ナーのそれよりもかなり小さいために、微粉分の
増加、即ち現像剤の高抵抗化が有効に抑制される
のである。またこの補給用トナーは、その平均粒
径がスタート剤用トナーのそれよりも大であるこ
とから、抵抗値は全体としてスタート剤用トナー
よりも低抵抗となり、この面からも補給時におけ
る現像剤の高抵抗化が有効に抑制されるのであ
る。 かくして本発明においては、補給用トナーの上
記作用により、スタート時におけるブラシマーク
やエツジ効果のない画像を得ることのできる諸条
件、即ち磁性キヤリヤ表面への微粉トナー分の有
効的な被覆を常に安定した状態で保つことがで
き、多数枚複写においても現像剤全体の抵抗が一
定に保たれるのである。 本発明において使用する補給用トナーが、その
平均粒径が前述した範囲よりも小さいか或いは微
粉含有率が前述した範囲よりも大である場合に
は、多数枚複写において現像剤の抵抗が上昇し、
エツジ効果により画像濃度が低下する。また平均
粒径が前述した範囲よりも大であり、或いは微粉
含有率が前記範囲よりも小である場合には、多数
枚複写において現像剤の抵抗は低下し、ブラシマ
ークが徐々に発生するようになる。 また本発明において前記式(1)又は(2)が満足され
ない場合、例えば補給用トナーとスタート剤用ト
ナーとの平均粒径の差が1.5μmより小さい場合或
いは微粉含有分の差が20重量％より小さい場合に
は、後述する比較例にも示す通り、両者の物性が
略同一となるために、所謂単一トナーを使用する
場合と同様に、多数枚複写に際して抵抗が変化
し、安定な画像が得られないこととなる。またス
タート剤用トナーの平均粒径が補給用トナーのそ
れよりも大である時、或いはスタート剤用トナー
の微粉含有率が補給用トナーのそれよりも小さい
様な場合には、補給用トナーが現像剤の自然な高
抵抗化を促進することとなり、安定な画像は到底
得られないこととなる。 本発明において使用するスタート剤用トナー及
び補給用トナーは、その平均粒径及び微粉含有率
が前述した範囲内にある限り任意のものを使用し
得る。 例えば定着用樹脂バインダーとしては、該バイ
ンダー単独で測定して、５×10¹³Ω−cm以上の電
気抵抗を有する現像剤用樹脂バインダーの任意の
ものが使用され、一般に種々のモノ乃至ジエチレ
ン系不飽和単量体、特に (a) ビニル芳香族単量体、 (b) アクリル系単量体 の単独重合体や共重合体等が使用される。 ビニル芳香族単量体としては、下記式 式中、R₁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、R₂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以下の整数である、 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、ビニ
ルトルエンが好適である。 アクリル系単量体としては、下記式 式中、R₃は水素原子或いは、低級アルキル基
であり、R₄は水酸基、アルコキシ基、ヒドロキ
シアルコキシ基、アミノ基或いはアミノアルコキ
シ基である、 で表わされるアクリル系単量体、例えばアクリル
酸、メタクリル酸、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−エチルヘキシルアクリレー
ト、２−エチルヘキシルメタクリレート、３−ヒ
ドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、３−アミノプロピルアク
リレート、３−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル
アクリレート、アクリルアミド等を挙げることが
できる。 これらの単量体(a)或いは(b)と組合せで、或いは
単独で使用される他の単量体としては、例えば下
記式 式中、R₅は水素原子、低級アルキル基又はク
ロル原子である、 で表わされる共役ジオレフイン系単量体、例え
ば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等他
には無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イ
タコン酸等の他のエチレン系不飽和カルボン酸或
いはそのエステル類や、酢酸ビニル等のビニルエ
ステル数、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、
ビニルエーテル類、アクリロニトリル、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン等を挙げることもできる。 これらのビニル系重合体の分子量は50000乃至
は150000、特に70000乃至130000の範囲にあるの
が望ましい。 また上記定着性樹脂媒質には顔料及びその他の
それ自体公知の配合剤を公知の処方に従つて配合
することができる。例えば顔料の適当な例は次の
通りである。 黒色顔料 カーボンブラツク、アセチレンブラツク、ラン
プブラツク、アニリンブラツク。 黄色顔料 黄鉛、亜鉛黄、カドミウムエロー、黄色酸化
鉄、ミネラルフアストイエロー、ニツケルチタン
エロー、ネープルスエロー、ナフトールエロー
Ｓ、ハンザーイエローＧ、ハンザーイエロー
10G、ベンジジンエローＧ、ベンジジンエロー
GR、キノリンエローレーキ、パーマネントエロ
ーNCG、タートラジンレーキ。 橙色顔料 赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネント
オレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカン
オレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジ
RK、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブ
リリアントオレンジGK。 赤色顔料 ベンガラ、カドミウムレツド、鉛丹、硫化水銀
カドミウム、パーマネントレツド4R、リソール
レツド、ピラゾロンレツド、ウオツチングレツド
カルシユーム塩、レーキレツドＤ、ブリリアント
カーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレー
キＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン
3B。 紫色顔料 マンガン紫、フアストバイオレツドＢ、メチル
バイオレツトレーキ。 責色顔料 紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレー
キ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブ
ルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシア
ニンブルー部分塩素化物、フアーストスカイブル
ー、インダンスレンブルーBC。 緑色顔料 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリ
ーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、フアナルイ
エローグリーンＧ。 白色顔料 亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜
鉛。 体質顔料 バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、
ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト。 各種染料 （塩基性、酸性、分散、直接の各染料等） ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガ
ル、キノリンイエロー、ウルトラマリンンブルー
等。 顔料の配合量は一般に定着剤当り１乃至30重量
％の範囲内で使用することができる。 また本発明方法において使用するトナーには、
それ自体公知の他の配合剤を公知の処方に従つて
配合することができる。例えば、それ自体公知の
荷電制御剤や分散剤、例えばニグロシンベース
（CI5045）、オイルブラツク（CI26150）、スピロ
ンブラツク等の油溶性染料や、ナフテン酸金属
塩、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸等を、定着剤当
り0.1乃至55重量％の量で配合することができる。 即ち本発明において使用するトナーは、前述し
た定着剤樹脂と顔料とを混練し、この混練組成物
を冷却した後、これを粉砕し、篩分けすることに
より得られる。勿論、不定形粒子の角取りを行う
ために機械的な急速撹拌を行つても特に差し支え
ない。 かくして得られたトナーを、その平均粒径及び
微粉含有率に従つて、スタート剤用トナー或いは
補給用トナーとして使用する。 また本発明において使用する磁性キヤリヤとし
ては、それ自体公知のものが使用でき、例えば鉄
粉、フエライト等が挙げられる。特にキヤリヤ全
体としての体積抵抗が0⁶Ω−cm以下のものに対し
て本発明は有効である。 本発明における磁気ブラシ現像法においては、
上記磁性キヤリヤと前述した粒度分布を有するス
タート剤用トナーとを混合し、このトナーの磁気
ブラシを基板と接触させることにより容易に行な
われ、次いでトナーの消費に伴い、前述した粒度
分布を有する補給用トナーを補給することにより
行なわれる。 かくして本発明によれば、多数枚複写において
もブラシマークの発生や画像濃度の低下が防止さ
れ、良好な複写画像が得られるものである。 本発明を次の例で説明する。 トナー製造例 スチレン・ブチルメタクリレート共重合体（ハ
イマーSBM700、三洋化成社製） 90部 低分子量ポリプロピレン（ビスコール550P、
三洋化成社製） ２部 カーボンブラツク（スペシヤルブラツク４、デ
グサ社製） ８部 上記組成物をヘンシエルミキサーで十分混合し
たものを二軸押出機で溶融混練して放冷後、カツ
テイングミルで粗粉砕する。粗粉砕品を超音波式
ジエツトミル微粉砕機で微粉砕し、アルピネ分級
機で分級しトナーを得た。さらに流動性改善のた
め、気相法疎水性シリカ超微粉（Ｒ−972、日本
アエロジル社製）、気相法アルミナ超微粉粒子
（Al₂O₃−Ｃ、日本アエロジル）をそれぞれトナ
ー全体量に対し0.1重量％で配合し、ヘンシエル
ミキサーにてトナー表面にまぶした。 得られたトナーを採取し、粒度分布測定機（コ
ールターカウンター、Model TA−、Coulter
Electoronics Ins.）により粒度分布を測定した。
測定結果は第１表に示す。 さらに、粉砕条件、分級条件を変え、各種の粒
度分布を有するトナーを作成した。その粒度分布
は第１表に示す。

【表】 実施例 １ 製造例２のトナー10部と鉄粉キヤリア
EFV200／300（日本鉄粉）100部を十分混合撹拌
してスタート剤を調製し普通紙複写機（ミタDC
−A2、三田工業社製）に入れコピーとしたとこ
ろブラシマーク、エツジ効果のほとんどない解像
力にすぐれた良好なコピー品質が得られた。 また画像濃度（ID）は1.39、地肌かぶり濃度
（FD）は0.001であつた。 現像スリーブSeドラム間を流れるバイアス電
流値は13.3μAだつた。 さらに補給用トナーとして製造例５のトナーを
使用して一方枚連続複写テストを行つたところブ
ラシマーク、濃度ダウンが発生することなく初期
の良好なコピー品質をそのまま維持していた。つ
まりIDは1.36、FDは0.001であつた。 バイアス電流値は11.4μAで現像剤の高抵抗化
は有効に抑制されていた。 実施例 ２ 製造例３のトナーを用いて実施例１と同様にス
タート剤を調製し、DC−A2によりコピーを行な
つた。 初期画像は、実施例１と同様ブラシマーク、エ
ツジ効果のない解像力によぐれた良好なコピー品
質であつた。また、IDは1.41、FDは0.001であつ
た。なお、現像スリーブとSeドラム間のバイア
ス電流は14.1μAであつた。 さらに補給用トナーとして製造例５のトナーを
使用して一万枚複写を行なつたところブラシマー
ク、濃度ダウンは発生せず、良好な画像が得られ
た。IDは1.37、FDは0.001であつた。なお、バイ
アス電流値は12.3μAで現像剤の高抵抗化は抑制
されていた。 比較例 １ 製造例２のトナーをスタート剤、補充用トナー
の両方に使用した。（スタート剤は実施例１と同
じようにして調製した。） 初期コピーは実施例１と全く同一の良好な結果
が得られたが、DC−A2により一万枚連続複写を
行つたところブラシマークは生じないもののエツ
ジ効果による画像濃度ダウンが生じIDが0.96、
FDが0.003となつた。 バイアス電流値は2.7μAであつた現像剤の高抵
抗化が実証された。 比較例 ２ 製造例５のトナーをスタート剤、補給用トナー
の両方に使用した。（スタート剤は実施例１と同
様にして調製した。） DC−A2による初期コピーはブラシマークが発
生しており実施例１、比較例１より劣ることがわ
かつた。IDは1.41、FDは0.001だつた。バイアス
電流値は19.0μAであつた。一万枚連続複写を行
つたところブラシマークは初期よりも若干減少し
たものの相変わらず確認できた。IDは1.44、FD
は0.002だつた。 バイアス電流値は17.8μAで現像剤の抵抗が低
いままであることがわかつた。 比較例 ３ 製造例２のトナーで実施例１と同様にスタート
剤を調製した。 DC−A2による初期コピーは実施例１と同一の
良好な結果が得られたが補給用トナーとして製造
例６のトナーを使用して一枚連続複写テストを行
つたところ数千枚ごろより徐々にブラシマークが
発生し始めた。一万枚目にてIDは1.44、FDは
0.002であつた。 バイアス電流値は18.9μAを示した現像剤の抵
抗が逆に低下したことがわかつた。 比較例 ４ 製造例のトナーで実施例１と同様にスタート剤
を調製した。 コピーテストを行なつたところブラシマークが
発生しないもののエツジ効果ぎみの画像が得られ
た。IDは1.11、FDは0.002、バイアス電流値は
6.7μAで現像剤が高抵抗であることがわかつた。 製造例５のトナーを補給用トナーとして10000
枚連続複写を行なつたところ初期のエツジ効果が
しだいに消え、比較例良好な画像が得られた。
IDは、1.31.、FDは0.001、バイアス電流値は
12.8μAであり、抵抗が回復していることがわか
つた。 比較例 ５ 製造例２のトナーを用いて実施例１と同様にス
タート剤を調製し、DC−A2によりコピーを行な
つた。 初期濃度は、実施例１と同様な良好なコピーが
得られた。そのときのIDは1.38、FDは0.001、バ
イアス電流値は13.2μAであつた。 次に補給用トナーとして製造例３のトナーを用
いて一万枚複写を行なつたところ、徐々にエツジ
効果が発生し、IDは1.04まで低下し、FDは0.003
となつた。 なお、バイアス電流値は5.5μAであつて、現像
剤は高抵抗化していることがわかつた。 比較例 ６ スタート剤用トナーとして製造例２のトナーを
使用してスタート剤を調製し、DC−A2に装填し
コピーを行なつた。 初期画像は実施例１と同様に良好なコピーが得
られた。この時のIDは1.41、FDは0.001、バイア
ス電流値は13.2μAであつた。 次に補給用トナーとして製造レ４のトナーを用
いて一万放コピーを行なつたところ、エツジ効果
による濃度ダウンが徐々に発生し、一万枚目の
IDは1.09、FDは0.002、バイアス電流値は9.1μA
であり、やはり現像剤が高抵抗化していることが
わかつた。 次に、これら上述した実施例および比較例に対
し１枚目および10000枚目における現像剤中のト
ナーの粒度分布を測定した。その結果は第２表に
表わした。なお第２表には、各種の測定結果をま
とめて記載した。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性キヤリヤ粒子と帯電可能なトナー粒子と
   から成る混合物を現像剤として使用する磁気ブラ
   シ現像法において、 前記現像剤におけるスタート剤用トナーとし
   て、平均粒径が9.0乃至11.5μm及び10μm以下の微
   粉含有率が30乃至80重量％のものを使用し、且つ
   補給用トナーとして平均粒径が10.5乃至14.0μm及
   び10μm以下の微粉含有率が10乃至30重量％のも
   のを使用するとともに、前記スタート剤用トナー
   及び補給用トナーの平均粒径及び微粉含有率とが
   下記式、 dav−Dav≧1.5 Ｑ−ｑ ≧20 式中davは、補給用トナー平均粒径（μm）、 Davは、スタート剤用トナーの平均粒径
   （μm）、 Ｑは、スタート剤用トナーの10μm以下の微粉
   含有率（重量％）、 ｑは、補給用トナーの10μm以下の微粉含有率
   （重量％） を夫々示す、 を満足することを特徴とする磁気ブラシ現像法。