JPH07306544A

JPH07306544A - 静電荷像現像用現像剤および画像形成方法

Info

Publication number: JPH07306544A
Application number: JP6120751A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takagi; 正博高木; Satoru Ishigaki; 悟石垣; Yuka Ishihara; 由架石原; Michio Take; 道男武; Masanori Ichimura; 正則市村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】静電潜像担持体に対して非接触に保持し、交
流電界によりトナーを飛翔させる現像方式に用いるため
の静電荷像現像用二成分現像剤を提供する。【構成】本発明の静電荷像現像用現像剤は、静電潜像
担持体に対して非接触に保持し、交流電界によりトナー
を飛翔させる現像方式に用いるトナーとキャリアからな
る二成分現像剤であって、トナーが外部添加剤として、
平均一次粒径１５〜５０ｎｍの疎水化処理された酸化チ
タン粒子と平均一次粒径２５〜８０ｎｍの疎水化処理さ
れたシリカ粒子を含有し、かつ、酸化チタン粒子の含有
量がシリカ粒子の含有量に比較して大であることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等により形成される静電潜像を二成分現像剤により現
像する際に用いられる静電荷像現像用現像剤およびそれ
を用いる画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式を用いたカラー画像
形成装置が多く用いられるようになってきており、装置
の小型化および複写速度の高速化の目的で、同一の潜像
担持体上に複数のトナー像を重ね合わせて現像し、転写
工程を一度で済むようにしたカラー画像方式が提案され
ている。この方式では、潜像担持体上に形成されるトナ
ー像の上に現像を繰り返して行うため、潜像担持体上に
形成されるトナー像に対して後段の現像剤が機械的に接
触して上記のトナー像が乱されたり（像乱れ）、その一
部が掻きとられて後段の現像機に混入して現像剤の色が
変化する（混色）という問題がある。

【０００３】そこで、磁気ロールを現像剤搬送担体とし
て用い、潜像担持体と現像剤を非接触状態に保持しなが
ら交流電界を作用させて現像を行う方法と、直流電界の
みを作用させて現像を行う方法が提案されているが、ラ
イン画像の画質、特に細線再現性の点から前者の交流電
界を作用させて現像する方法が有利であるとされてい
る。上記の現像法において、二成分現像剤により形成さ
れる磁気ブラシ層を潜像担持体に対して非接触状態に保
つためには、従来の接触現像法と比較して、磁気ブラシ
層をより薄層にする必要がある。この場合、現像空間に
供給できるトナー量が相対的に少なくなるため、現像空
間中のトナーを、接触現像法よりも高効率で潜像に移行
させなければ十分な画像濃度を得ることができない。非
接触現像法においては一般に、現像を妨げる力としてキ
ャリア・トナー間鏡像力に代表されるキャリア・トナー
間付着力の寄与が大きいとされている。これは、接触現
像法において磁気ブラシ層の感光体との接触により生じ
る、感光体・トナー間鏡像力を代表とするキャリア・ト
ナー間付着力を相殺する力が、非接触現像法では弱いた
めであると考えられている。

【０００４】そこで、非接触現像法で高現像効率を得る
ためにはこのキャリア・トナー付着力を抑制制御するこ
とが重要であり、例えば特開昭６２ー１８２７７５号公
報や特開昭６３ー２３１３６９号公報においては、特定
の粒径（７〜２０ｎｍ）あるいは特定の比表面積（３０
〜６０ｍ²／ｇ）を有する金属酸化物粒子をトナー表面
に添加し、トナーとキャリアの間に介在させることによ
り本付着力を低減させる方法が提案されている。しかし
ながら、これら方法では、磁気ブラシ層形成時に現像剤
が現像機部材より受けるストレスにより、外部添加剤が
トナーに埋没し易く、キャリア・トナー間付着力の抑制
安定化が困難となり、現像性の安定性に問題があった。

【０００５】一方、電子写真法にて高画質を得るために
は、トナー粒径をより小さくしていく手法が有効である
が、トナーが小粒径である場合、キャリアを覆う面積が
大きくなり接触帯電の立ち上がりが不十分になるという
問題を有している。したがって、小粒径トナーを用いた
場合、低い帯電量のトナーが現像空間に供給され易く、
非接触現像法においてトナーの飛翔不良が生じ、画像濃
度不足やトナークラウドによる機内汚れ等の問題が発生
しやすい。また、カラー画質の課題の一つとして、発色
性の改善が挙げられている。発色性を良くするために
は、低温定着性樹脂が必要であり、現在、その目的に適
する樹脂として、ポリエステル樹脂が広く使用されてい
る。しかしながら、ポリエステル樹脂は、発色性の改善
には好ましいものであるが、保存性が悪く、また、帯電
の環境依存性、すなわち、高温高湿下、低温低湿下での
帯電量の差が大きく、非接触現像法に適用した場合、現
像性が経時・環境に対し非常に不安定なものとなり易い
という問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消することを目的とするものである。すなわち、
本発明の目的は、以下の特徴を有する静電荷像現像用現
像剤および画像形成方法を提供することにある。（１）潜像担持体に対して非接触状態で現像を行うとき
の、画像濃度の低下や濃度ムラなどの画質欠陥を防止
し、高画質を得ること。（２）経時・環境安定性に優れること（３）多色重ね合わせ現像に適用するときにも、像乱れ
や混色のない優れたカラー画像を形成できること。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、トナーの外部添加剤として、特定の平均粒径
を有する疎水化処理された酸化チタン粒子とシリカ粒子
を、特定の割合で併用することにより、上記目的が達成
できることを見いだし、本発明を完成するに至った。本
発明の静電荷像現像用現像剤は、静電潜像担持体に対し
て非接触に保持し、交流電界によりトナーを飛翔させる
現像方式に用いるトナーとキャリアからなる２成分現像
剤であって、該トナーが外部添加剤として、平均一次粒
径１５〜５０ｎｍの疎水化処理された酸化チタン粒子と
平均粒径２５〜８０ｎｍの疎水化処理されたシリカ粒子
を含有し、かつ、酸化チタン粒子の含有量がシリカ粒子
の含有量に比較して大であることを特徴とするものであ
る。また、本発明の画像形成方法は、上記の静電荷像現
像用現像剤を、静電潜像担持体に対して非接触に保持
し、交流電界によりトナーを飛翔させて現像することを
特徴とするものである。

【０００８】先ず、本発明においてトナーに外部添加剤
として添加される酸化チタン粒子とシリカ粒子とについ
て説明する。本発明においては、種々の無機微粒子の中
でも、疎水化剤で処理された酸化チタン粒子およびシリ
カ粒子を併用することにより、現像剤の経時・環境に対
する現像性および画質の安定化を達成することができ
る。これらの粒子の平均一次粒径に関しては、酸化チタ
ン粒子が１５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲にあり、シリカ粒子
が２５〜８０ｎｍの範囲にあることが必要である。酸化
チタン粒子の平均一次粒径が、上記の５０ｎｍよりも大
きくなると、トナーの流動性が悪化し、ひいては現像剤
の流動性が低下してしまい、磁気ブラシ層形成部におけ
る穂立ちムラが著しくなるため、画像濃度均一性および
解像力が悪化する。また、１５ｎｍよりも小さくなる
と、連続攪拌に伴い、酸化チタン粒子がトナー母体に埋
没しやすくなり、後述するようなシリカにより発生する
チャージアップを抑制する効果が不足してしまい、現像
能が不安定となる。一方、シリカ粒子の平均一次粒径
が、８０ｎｍよりも大きくなるとトナー母体よりシリカ
粒子が脱離しやすくなり、機内汚れや感光体損傷の原因
となる。また、２５ｎｍよりも小さくなると、後述する
ようなスペーサー効果が不十分となり、非接触現像性が
低下してしまう。また、トナー間でのシリカ微粒子と酸
化チタン微粒子との接触確率を高め上記効果を効率よく
得るためには、酸化チタンの平均粒径がシリカと同等以
下であることが好ましい。

【０００９】本発明において、酸化チタン粒子は疎水化
処理されていることが必要である。疎水化処理を行って
いない酸化チタン粒子およびシリカ粒子を用いると、使
用環境により、現像能力が大きく変動する場合がある。
酸化チタン粒子の疎水化処理に使用する疎水化剤として
は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ア
ルミネートカップリング剤、ジルコニウムカップリング
剤、シリコーンオイル等が挙げられるが、シランカップ
リング剤が特に好ましい。また、疎水性シリカとして
は、湿式および乾式法のいずれの方法で得られるシリカ
でも使用でき、上記と同様の疎水化剤で処理することに
よって得ることができる。

【００１０】また、本発明においては、疎水化処理され
た酸化チタンの含有量をシリカより多くすることが必要
であり、好ましくは、酸化チタンの含有量とシリカの含
有量の比が５０：５０〜８５：１５の範囲である。それ
によって、トナー上のシリカ微粒子周辺で発生した電荷
を速やかに拡散することができるようになる。

【００１１】次に、本発明におけるトナーおよびキャリ
アについて詳細に説明する。本発明のトナー粒子を構成
する結着樹脂としては、スチレン、パラクロロスチレ
ン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−プロピル、
アクリル酸ラウリル、アクリル酸−２−エチルヘキシ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸−ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタク
リル酸−２−エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪族モ
ノカルボン酸エステル類；アクリロニトリル、メタアク
リルニトリル等のビニルニトリル類；２−ビニルピリジ
ン、４−ビニルピリジン等のビニルピリジン類；ビニル
メチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニル
エーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケト
ン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；
エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不
飽和炭化水素類及びそのハロゲン化物、クロロプレン等
のハロゲン系不飽和炭化水素類等の単量体による重合
体、あるいは、これらの単量体を２種以上組み合わせて
得られる共重合体、及び、これらの混合物、さらには、
ロジン変性フェノールホルマリン樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹
脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮
合系樹脂あるいはこれらと前記ビニル系樹脂との混合物
を挙げることができる。

【００１２】これらの結着樹脂の中でもポリエステル樹
脂が好ましく使用できる。ポリエステル樹脂は、多価ア
ルコールと多塩基性カルボン酸またはその反応性酸誘導
体との反応によって製造することができる。ポリエステ
ル樹脂を構成する多価アルコールとしては、例えば、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３
−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネ
オペンテングリコール、シクロヘキサンジメタノール等
のジオール類、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシ
エチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化
ビスフェノールＡ等のビスフェノールＡアルキレンオキ
サイド付加化合物、その他の２価アルコール等が挙げら
れる。また、多塩基性カルボン酸としては、例えば、マ
ロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アルキル
コハク酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラ
コン酸、イタコン酸、グルタコン酸、シクロヘキサンジ
カルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、その他の２
塩基性カルボン酸、あるいはこれらの酸無水物、アルキ
ルエステル、酸ハライド等の反応性酸誘導体等が挙げら
れる。

【００１３】さらにまた、これらポリエステル樹脂をテ
トラヒドロフラン不溶分が生じない程度に非線状化する
ために、３価以上の多価アルコールおよび／または３価
以上の多塩基性カルボン酸を加えてもよい。３価以上の
多価アルコールとしては、例えば、ソルビトール、１，
２，３，６−ヘキサンテトラオール、１，４−ソルビタ
ン、ペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオ
ール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセリン、
２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，
４−ブタントリオール、トリメチルロールエタン、トリ
メチロールプロパン、１，３，５−トリメチロールベン
ゼン等を挙げることができる。３価以上の多塩基性カル
ボン酸としては、例えば、１，２，４−ブタントリカル
ボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、
１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベ
ンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカ
ルボン酸等を挙げることができる。

【００１４】これらのポリエステル樹脂の中でも、芳香
族多価カルボン酸とビスフェノールＡとを主単量体成分
とする重縮合物、例えば、テレフタル酸−ビスフェノー
ルＡのエチレンオキサイド付加物−シクロヘキサンジメ
タノールから得られる線状ポリエステルであって、軟化
点９０〜１５０℃、ガラス転移点５０〜７０℃、数平均
分子量２０００〜６０００、重量平均分子量８０００〜
１５００００、酸価５〜３０、水酸基価２５〜４５を示
すものが特に好ましく用いられる。

【００１５】トナーに用いる着色剤としては、カーボン
ブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコイ
ルブルー、クロームイエロー、ウルトラマリンブルー、
デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブ
ルークロリド、ローズベンガル、フタロシアニンブル
ー、マラカイトグリーン・オキサレート、ランプブラッ
ク、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピ
グメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド
５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．
Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・
ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：
３、又はこれらの混合物を挙げることができる。着色剤
の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して１〜８重量
部の範囲にあることが好ましい。着色剤の含有量が１重
量部よりも少なくなると着色力が弱くなり、８重量部よ
りも多くなるとトナーの透明性が悪化する。

【００１６】本発明におけるトナー粒子には、必要に応
じて、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシ
ンや四級アンモニウム塩等の電荷制御剤、低分子量ポリ
プロピレン、低分子量ポリエチレン、ワックス等のオフ
セット防止剤、クリーニング助剤等の公知の他の成分を
配合することもできる。また、トナー粒子の平均粒径は
１０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が１０μ
ｍよりも大きくなると、潜像の忠実再現性が悪化し、高
画質の画像が得られなくなる。

【００１７】トナーの電荷量は高すぎると、トナーのキ
ャリアに対する付着力が大きくなりすぎて、トナーが現
像されなくなる。また、電荷量が低くなりすぎると、ト
ナーのキャリアに対する付着力が小さくなりすぎて遊離
トナーによるトナークラウドが発生し、プリントにおけ
るカブリが問題となる。このようなことから、トナーを
現像させるという観点から現像剤中のトナーの電荷量
は、絶対値で５〜５０μＣ／ｇ、好ましくは１０〜４０
μＣ／ｇの範囲にあることが望ましい。

【００１８】本発明において、上記トナー粒子には、上
記した酸化チタン粒子およびシリカ粒子が外部添加され
るが、その添加量は、トナー１００重量部に対して、合
計量で８〜０．１重量部の範囲にするのが好ましく，５
〜１重量部の範囲にするのが特に好ましい。

【００１９】本発明においては、上記の酸化チタン粒子
およびシリカ粒子の他に、他の無機酸化物微粉末を外部
添加することもできる。例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、
ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｂ
ａＯ、ＣａＯ・ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ（ＴｉＯ₂）ｎ、Ａｌ
₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂、ＣａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃、ＢａＳ
Ｏ₄、ＭｇＳＯ₄、ＭｏＳ₂、炭化ケイ素、窒化ホウ
素、カーボンブラック、グラファイト、フッ化黒鉛等の
無機微粉末、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメ
チルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン等のポリマ
ー微粉末等も必要に応じて併用できる。外部添加剤をト
ナー粒子表面に付着させるには、ヘンシェルミキサーの
ような高速混合機やＶ型混合機等を用いて、トナー粒子
と外部添加剤を混合すればよい。

【００２０】本発明に用いるキャリアとしては、磁性核
体粒子の表面に樹脂コーティングを施したキャリアや、
樹脂中に磁性粉を溶融混練や重合法等で分散させたキャ
リア等公知のものを使用することができる。本発明のキ
ャリアは、比較的小粒径のものが望ましい。非接触現像
においては、潜像の電界強度を高める必要があり、現像
ロールと潜像担持体の間隔を狭くすることが重要であ
る。その間隔は０．２〜０．８ｍｍが一般的であるとこ
ろから、現像ロール上に形成される現像剤層は０．１〜
０．６ｍｍの薄層とする必要がある。通常用いられる平
均粒径１００μｍという大きなキャリアを用いて、この
ような薄層の現像剤層を形成すると、隙間だらけの粗い
現像剤層となり、プリントでの画質ムラが発生する。ま
た、キャリアが小さすぎると、キャリアに働く磁気的拘
束力が弱まり、キャリアが現像されることになる。それ
故、本発明におけるキャリアの平均粒径としては、２０
〜７０μｍ、特に３０〜５０μｍの範囲が好ましい。

【００２１】また、キャリアの飽和磁化は、１５〜７５
ｅｍｕ／ｇの範囲にあることが好ましい。飽和磁化が１
５ｅｍｕ／ｇ未満であると、潜像担持体へのキャリア付
着が生じやすい。さらに、飽和磁化が７５ｅｍｕ／ｇを
超えると現像剤層の薄層形成が困難となり、磁気ブラシ
穂立ち高さや充填密度が不均一となり易く、低画像濃
度、濃度ムラ等の画質欠点が生じやすい。

【００２２】本発明のキャリアに使用する表面被覆用樹
脂あるいは結着樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン系化合物の他
に、スチレン、クロルスチレン、ビニルスチレン等のス
チレン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸
ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン
脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテ
ル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等の
ビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシ
ルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケト
ン類等の単独重合体または共重合体を例示することがで
きる。特に、代表的な樹脂としては、ポリスチレン、ス
チレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタ
クリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン
−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等を挙げることができる。さらに、帯電制御を行う
目的で、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、ポ
リエステル、ポリウレタン等を併用することも可能であ
る。

【００２３】本発明に用いる核体粒子あるいは磁性粉と
しては、通常用いられる強磁性体微粉末ならば如何なる
ものでも用いることができ、具体的には、四三酸化鉄、
δ−三二酸化鉄、各種のフェライト粉、酸化クロム及び
鉄、ニッケル、ステンレス等の各種金属粉を挙げること
ができる。樹脂被覆型キャリアを用いる場合、被覆樹脂
量は０．２重量％から１０重量％、特に０．４重量％か
ら５重量％が好ましい。また、磁性粉分散型キャリアを
用いる場合、樹脂の含有量はキャリア全体に対して１０
〜８０重量％、特に１５〜６５重量％が好ましい。キャ
リアには、他の構成材料として、カーボンブラック、酸
化チタン粉末等のフィラー、カップリング剤、帯電制御
剤等をも含有させることができる。

【００２４】本発明の上記トナーとキャリアは、適宜の
割合で混合され、静電荷像現像用現像剤が調製される
が、その配合比率は、キャリア１００重量部に対してト
ナー２〜２０の範囲が適当である。

【００２５】次に本発明の画像形成方法について説明す
ると、本発明の上記現像剤は、潜像担持体と対向し、間
隔をあけて設けられた現像剤担持体に担持され、現像位
置に搬送される。現像剤担持体には、交番電流が印加さ
れており、搬送された現像剤からトナーが飛翔して潜像
担持体の静電潜像を顕像化する。

【００２６】以下、上記の静電荷像現像用現像剤を使用
し、本発明の画像形成方法を複数色の重ね合わせ現像に
適用して、カラー画像を形成する場合の例を図面によっ
て説明する。図１は、４色画像を形成するための装置の
概念図である。図１の画像形成装置において、第１のス
コロトロン２により一様に帯電された感光体ベルト１
は、第１の露光手段３により露光され、１色目の静電潜
像が形成される。このときの露光は画像部に対して行わ
れ、画像部の電荷を除去している。この静電潜像は１色
目のイエロー現像機４でいわゆる反転現像され、感光体
ベルト１上には１色目のイエローのトナー像が形成され
る。次いで、感光体ベルト１は第２のスコロトロン５に
より一様に再帯電された後、第２の露光手段６により露
光され、２色目の静電潜像が形成され、マゼンタ現像機
７により、反転現像が行われる。

【００２７】さらに、感光体ベルト１は第３のスコロト
ロン８により一様に再帯電された後、第３の露光手段９
により露光され、３色目の潜像が形成され、シアン現像
機１０で反転現像が行われる。その後、さらに感光体ベ
ルト１は第４のスコロトロン１１により一様に再帯電さ
れた後、第４の露光手段１２により露光され、４色目の
潜像が形成され、黒現像機１３で反転現像が行われる。
このようにして感光体ベルト１上にイエロー、マゼン
タ、シアン、黒の４色のトナー像が形成され、転写コロ
トロン１４により、転写材１５上に４色のトナー画像を
転写する。転写後、感光体ベルト１上に残ったトナー
は、クリーナーブラシ１６により除去される。１７、１
８、１９は感光体ベルト１を駆動するための駆動用ロー
ルである。なお、各現像機４、７、１０、１３は、現像
剤が感光体ベルト１に接触しない状態で現像が行われる
ように構成されている。それによって、重ね現像に先立
って感光体ベルト１上に現像されているトナー画像が、
その後の現像工程で乱されることが防止される。また、
感光体ベルト１はドラム状のものを用いても何ら支障は
生じない。

【００２８】図２は、図１の画像形成プロセスを説明す
るための図である。まず、感光体ベルト１をＶ₁に一様
に帯電させる。次いで、露光により１色目の潜像Ｖ₁₁を
形成し、イエロー現像機４によりイエロートナーの現像
を行う。イエロー現像機４には直流成分と交流成分を含
む現像バイアスがかけられている。次に、２回目の帯電
を行い、感光体ベルト１の電位をＶ₁とした後、２色目
の露光で潜像Ｖ₁₂を形成し、マゼンタ現像機７によりマ
ゼンタトナーの現像を行う。なお、マゼンタ現像機７に
も直流成分と交流成分を含む現像バイアスがかけられて
いる。その後、３回目の帯電を行い、感光体ベルト１の
電位をＶ₁とした後、３色目の露光で潜像Ｖ₁₃を形成
し、シアン現像機１０によりシアントナーの現像を行
う。なお、シアン現像機１０にも直流成分と交流成分を
含む現像バイアスがかけられている。さらにその後、４
回目の帯電を行い、感光体ベルト１の電位をＶ₁とした
後、４色目の露光で潜像Ｖ₁₄を形成し、黒現像機１３に
より黒トナーの現像を行う。なお、黒現像機１３にも直
流成分と交流成分を含む現像バイアスがかけられてい
る。このようにして４色プリントが形成される。

【００２９】

【作用】本発明における、疎水化剤で処理された酸化チ
タン粒子およびシリカ粒子を併用による作用は以下のよ
うに推定される。非接触現像法において、キャリア・ト
ナー間付着力を低減させ高現像効率を得るためにはトナ
ーの外部添加剤として無機微粒子を用いることが好まし
い。無機微粒子がキャリア・トナー間付着力を低減させ
る理由は、必ずしも明確ではないが、無機微粒子がキャ
リア・トナー間に介在することにより、トナーの樹脂成
分が直接キャリアに接触する面積が小さくなることによ
り物理的付着力や鏡像力が低減される等の現象が起こっ
ているものと思われる。ところで、無機微粒子のうち、
疎水化処理されたシリカ粒子は、一般に立ち上がりの良
い負帯電を示すため、有機感光体を用いた反転現像用の
トナーには好適である。しかしがら、疎水化処理された
シリカ粒子は飽和帯電能力が高いため単独で用いると現
像機内の撹拌に伴いトナーの電荷がチャージアップして
いき、特にシリカ粒子周辺の電荷密度が高くなる傾向が
ある。したがって、疎水化処理されたシリカ粒子を外添
したトナーを長期間使用すると、キャリアとの接触面の
電荷量が上昇するため、キャリア・トナー間の鏡像力が
増し、初期状態に比較しスペーサーとしての効果が弱く
なり、非接触現像性が低下するものと思われる。本発明
者等は、この現象が、疎水化処理されたシリカ粒子が２
５ｎｍより小さい場合、あるいは低温低湿環境下で試験
を行った場合に特に顕著に現れることを見出した。

【００３０】疎水化処理されたシリカ単独使用時に生じ
る上記の不具合点は、疎水化処理を施した酸化チタンを
併用することにより解消される。酸化チタンは負帯電性
としては飽和帯電能力が低いため、単独で用いるとトナ
ー帯電量が不足しトナー飛翔が不十分になり、低現像性
となる。しかしながら、酸化チタンとシリカを併用する
ことにより、電荷交換性を有する酸化チタンがシリカ微
粒子周辺で生じる電荷が漏洩・拡散されるため、トナー
表面電荷密度が均一化され、トナー帯電量とキャリア・
トナー間付着力が一定範囲内に保たれるものと推測され
る。さらに、酸化チタンとシリカを併用することによ
り、これらの粒子の分散性が均一となり、各トナー粒子
における、スペーサーの効果が均一に働きやすくなり、
結果として非接触現像が良好になるものと考えられる。

【００３１】

【実施例】次に、実施例および比較例により本発明を具
体的に説明する。（１）着色粒子の調製（シアン粒子の製造）線状ポリエステル樹脂１００重量部（テレフタル酸−ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物−シクロヘキサンジメタノールから得られた線状ポリエステル；ガラス転移点６４℃ 、数平均分子量４０００、重量平均分子量６０００、酸価２８）シアン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１）４重量部上記混合物を二軸押出機で溶融混練し、ジェットミルで
粉砕した後、風力分級機で分級して、平均粒径が８μｍ
の負帯電性シアン粒子とした。

【００３２】（２）外部添加剤の調製添加剤ａ：平均一次粒径２０ｎｍのルチル型結晶構造を
有する酸化チタン１００ｇおよびヘキサメチルジシラザ
ン１２ｇをメタノール中で３０分間撹拌し、濾過、乾燥
後、ピンミルで解砕して添加剤を得た。これを添加剤ａ
とする。添加剤ｂ：平均一次粒径４０ｎｍのアモルファス酸化チ
タン１００ｇおよびＣ₁₀Ｈ₂₁Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃７ｇを
メタノール中で３０分間撹拌し、濾過、乾燥後、ピンミ
ルで解砕して添加剤を得た。これを添加剤ｂとする。添加剤ｃ：平均一次粒径６０ｎｍのアナターゼ型結晶構
造を有する酸化チタン１００ｇおよびＣ₁₀Ｈ₂₁Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ₃）₃４ｇをメタノール中で３０分間撹拌し、濾
過、乾燥後、ピンミルで解砕して添加剤を得た。これを
添加剤ｃとする。添加剤ｄ：平均一次粒径４０ｎｍの乾式シリカ１００ｇ
およびヘキサメチルジシラザン１８ｇをメタノール中で
３０分間撹拌し、濾過、乾燥後、ピンミルで解砕して添
加剤を得た。これを添加剤ｄとする。添加剤ｅ：平均一次粒径１２ｎｍのルチル型結晶構造を
有する酸化チタン１００ｇおよびＣ₁₀Ｈ₂₁Ｓｉ（ＯＣＨ
₃）₃２０ｇをメタノール中で３０分間撹拌し、濾過、
乾燥後、ピンミルで解砕して添加剤を得た。これを添加
剤ｅとする。添加剤ｆ：平均一次粒径１４ｎｍの乾式シリカ１００ｇ
およびヘキサメチルジシラザン５０ｇをメタノール中で
３０分間撹拌し、濾過、乾燥後、ピンミルで解砕して添
加剤を得た。これを添加剤ｆとする。添加剤ｇ：平均一次粒径８５ｎｍの乾式シリカ１００ｇ
およびヘキサメチルジシラザン７ｇをメタノール中で３
０分間撹拌し、濾過、乾燥後、ピンミルで解砕して添加
剤を得た。これを添加剤ｇとする。

【００３３】（３）外添トナーの調製表１に示すような組成で、上記の方法で得られたシアン
粒子に外部添加剤をヘンシェルミキサーを用い添加し
た。

【表１】

【００３４】（４）キャリアの調製（樹脂被覆型キャリアの製造）Ｃｕ−Ｚｎフェライト１００重量部（飽和磁化１８ｅｍｕ／ｇ、平均粒径５０μｍ）スチレン−メチルメタクリレート共重合体の１０％トルエン溶液１５重量部上記成分を減圧式ニーダー内にて撹拌混合しながら減圧
乾燥によってトルエンを除去し、樹脂被覆型キャリアＩ
を得た。

【００３５】（磁性粉分散型キャリアの製造）マグネタイト（ＥＰＴ１０００，戸田工業社製）６５重量部スチレン−メチルメタクリレート−ブチル３０重量部メタクリレート共重合体（共重合比３０／６０／１０）トリフェニルメタン化合物５重量部上記成分を加圧ニーダーで溶融混練し、さらにターボミ
ル及び分級機を用いて粉砕し分級して平均粒径４０μ
ｍ、飽和磁化５２ｅｍｕ／ｇの磁性粉分散型キャリアII
を得た。

【００３６】（５）単色画像形成試験トナーＡ〜Ｉを表２に示すようなキャリアと組み合わ
せ、トナー濃度８重量％でＶ型混合機により混合を行
い、二成分現像剤を得た。このときの電荷量は２０〜３
５μＣ／ｇの範囲にあった。これらの二成分現像剤を図
１の装置のシアン現像機に適用して単色画像形成試験を
行った。感光体ベルトは周長９００ｍｍのベルト状有機
感光体を使用し、周速は１２０ｍｍ／ｓ、帯電電位は−
７５０Ｖとした。露光手段としては、４００ｄｐｉのＬ
ＥＤを用いた。現像機の現像スリーブの直径は１８ｍ
ｍ、現像スリーブと感光体ドラムとの間隔は０．６ｍ
ｍ、スリーブ上の現像剤層の厚さは０．３５ｍｍ、周速
は２４０ｍｍ／ｓに設定され、現像剤が感光体ドラムに
接触しない状態で現像を行った。プロセス条件を示す
と、まず、感光体ベルトは、電位−７５０Ｖになるよう
に帯電し、露光により潜像電位を−１８０Ｖに低下させ
た。現像機には直流成分として−７２０Ｖ、交流成分と
して周波数６．０ｋＨＺ、ＶP-P ＝１．５ｋＶを含む現
像バイアスをかけた。

【００３７】上記のようにして得られた複写サンプルを
評価した。それらの結果を表２および表３に示す。な
お、評価の判定基準は以下のとおりである。単色画像濃度再現性：画像濃度はＸ−Ｒｉｔｅ「Ｒ」４
０４（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定し、初期濃度再現性と
１００００枚維持性テストにおける単色濃度再現性につ
いて評価を行った。○は初期画質においては測定値が
１．２以上、１００００枚維持性テストにおいては測定
値変動幅が０．３未満のものを示し、×は初期画質にお
いては測定値が１．２未満、１００００枚維持性テスト
においては測定値変動幅が０．３以上のものを示す。単色画像劣化：○はカブリおよびトナークラウドが発生
しなかったもの、△はカブリは未発生であるがトナーク
ラウドが発生しているもの、×はカブリおよびトナーク
ラウドともに発生したものを示す。単色粒状性：単色ハーフトーン画像を目視評価したもの
で、○は均一性が良好なもの、△は、測定濃度０．４未
満の領域で均一性が悪化したもの、×は均一性が全面不
良のものを示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用現像剤は、上記
のように、トナーの外部添加剤として、平均一次粒径５
０ｎｍ以下の疎水化処理された酸化チタン粒子と平均一
次粒径２５〜８０ｎｍの疎水化処理されたシリカ粒子を
必須成分として用い、かつ、酸化チタン粒子の含有量が
シリカ粒子の含有量に比較して大であるようにしたか
ら、潜像担持体に対して非接触状態で現像を行うとき
の、画像濃度の低下や濃度ムラなどの画質欠陥の発生を
防止して、高画質の画像を得ることができ、また、経時
・環境安定性に優れており、さらに多色重ね合わせ現像
に適用するときにも、像乱れや混色のない優れたカラー
画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】４色カラー画像を作成するための現像装置の
概略構成図である。

【図２】図１の画像形成プロセスを説明するための説
明図である。

【符号の説明】

１…感光体ベルト、２…第１のスコロトロン、３…第１
の露光手段、４…イエロー現像機、５…第２のスコロト
ロン、６…第２の露光手段、７…マゼンタ現像機、８…
第３のスコロトロン、９…第３の露光手段、１０…シア
ン現像機、１１…第４のスコロトロン、１２…第４の露
光手段、１３…黒現像機、１４…転写コロトロン、１５
…転写材、１６…クリーナーブラシ、１７，１８および
１９…駆動用ロール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武道男神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者市村正則神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体に対して非接触に保持
し、交流電界によりトナーを飛翔させる現像方式に用い
るトナーとキャリアからなる静電荷像現像用現像剤にお
いて、該トナーが外部添加剤として平均一次粒径１５〜
５０ｎｍの疎水化処理された酸化チタン粒子と平均一次
粒径２５〜８０ｎｍの疎水化処理されたシリカ粒子を含
有し、かつ、酸化チタン粒子の含有量がシリカ粒子の含
有量に比較して大であることを特徴とする静電荷像現像
用現像剤。
【請求項２】請求項１記載の静電荷像現像用現像剤
を、静電潜像担持体に対して非接触に保持し、交流電界
によりトナーを飛翔させて現像することを特徴とする画
像形成方法。