JPH09236987A - 現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有害元素を含まないＬｉ−Ｍｎ系フェライト
キャリアを使用して高画質の画像が得られる現像方法を
提供する。 【解決手段】 像担持手段上の静電荷像を、永久磁石部
材を内蔵するスリーブを有する現像剤支持手段と、トナ
ーと磁性キャリアとからなる磁性現像剤とを使用して現
像する現像方法において、磁性キャリアとして、モル比
にてＬｉ₂ Ｏ５〜１５％、ＭｎＯ８〜３０％、Ｆｅ₂ Ｏ
₃ ６０〜９０％の基本組成を有し、体積固有電気抵抗を
１０⁵ 〜１０¹³Ω・cm、比表面積を0.１〜0.３m²／ｇ、
平均粒径を１０〜１００μｍに形成したＬｉ−Ｍｎ系フ
ェライトを使用し、スリーブに、直流バイアス電圧にピ
ーク・トゥ・ピーク電圧５００Ｖ〜2.５ｋＶ、周波数１
００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの交流バイアス電圧を重畳させた
バイアス電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電荷像を担持す
る像担持手段の表面に形成された静電荷像を、表面に複
数個の磁極を有する永久磁石部材を内蔵させかつ中空円
筒状に形成されたスリーブの表面に吸着保持してなる二
成分系の磁性現像剤を使用して現像する現像方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真や静電記録を利用した画像
形成方法においては、光導電体若しくは誘電体等からな
る画像担持体の表面に形成された静電荷像を、例えば永
久磁石部材を内蔵すると共に、この永久磁石部材と相対
回転自在に嵌挿してなるスリーブからなる現像手段を使
用し、磁性現像剤からなる所謂磁気ブラシによって摺擦
してトナー像として現像する。次いでこのトナー像を直
接定着するか、若しくはトナー像を普通紙などの転写シ
ート上に転写した後定着して最終画像を得ている。しか
しながらこの磁気ブラシ法においては、磁性現像剤から
なる磁気ブラシが静電荷像を形成する画像部のみならず
非画像部にも接触するため、地カブリが発生し易い。そ
こで画像担持体とスリーブとの間に、直流バイアスに交
流バイアスを重畳させた電界を印加する手段が使用され
ている。

【０００３】図１は現像方法の例を示す要部横断面図で
ある。図１において１は現像剤槽であり、磁性現像剤２
を収容すると共に、その下方に複数個の磁極を備え円柱
状に形成した永久磁石部材４と、非磁性金属材料（例え
ばＳＵＳ３０４）により中空円筒状に形成したスリーブ
５とを同軸的にかつ相対回転自在に構成してなる現像ロ
ール６を設ける。この場合、永久磁石部材４は、シャフ
トの周囲に複数個のブロック磁石（異方性フェライト磁
石）を固着したもの、またはブロック磁石（プラスチッ
ク磁石）を貼り合わせたものでもよい。

【０００４】７は感光体ドラムであり、矢印方向に回転
自在に形成し、現像ロール６と間隙ｇを介して対向させ
てある。８はドクターブレードであり、現像剤槽１に設
けられ、現像ロール６と間隙ｔを介して対向させ、現像
ロール６を構成するスリーブ５上に吸着される磁性現像
剤２の層厚を規制するものである。９は交流電源、１０
は直流電源であり、感光体ドラム７とスリーブ５との間
に接続し、直流と交流との重畳バイアスを印加するため
のものである。なお間隙ｇは前記間隙ｔより若干大に形
成する。なお現像剤槽１には、攪拌ローラ１１が設けら
れ、トナー槽１２から補給ロール１３を介して補給され
たトナー１４と磁性現像剤２とを攪拌する。

【０００５】上記の構成により、永久磁石部材４を固定
してスリーブ５を矢印方向に回転させると、磁性現像剤
２がスリーブ５上に吸着されて搬送され、感光体ドラム
７と対向する現像領域に至ると、感光体ドラム７上に形
成されている静電荷像の電界によって、磁性現像剤２中
のトナーが永久磁石部材４によるスリーブ５への吸着力
に打ち勝って転移する。これにより静電荷像を現像する
ことができるのである。

【０００６】上記の現像方法において使用される磁性現
像剤２としては、トナーのみからなる一成分系現像剤
と、トナーと磁性キャリアとの混合粉体である二成分系
現像剤とがある。二成分系現像剤を使用する現像方法に
おいては、トナーと磁性キャリアとを所定の比率で混合
し、両者を摩擦帯電させて、所定の極性に帯電したトナ
ーのみを、感光体ドラム７の表面に形成された静電荷像
に付着させて可視像とするのである。

【０００７】上記の二成分系現像剤には、一般的に連続
現像における画像品質の安定性、維持性が要求される。
そのためには、トナーに対する磁性キャリアの帯電付与
能力および現像剤抵抗を適正範囲内に維持する必要があ
り、現像初期における帯電付与能力および現像剤抵抗
が、長時間使用後においても変化しないことが望まし
い。

【０００８】次にトナーとしては結着樹脂中に染料、顔
料などの着色剤や、磁性粉、電荷制御剤、ワックスなど
の各種の機能性添加剤を混合分散させて粉砕した微粉末
が使用されている。一方磁性キャリアとしては鉄粉また
はフェライト粉が多用されている。このようなトナーと
磁性キャリアとの混合粉体である現像剤における帯電付
与能力および抵抗を安定した状態に維持することを目的
として、従来からトナーについては結着樹脂、電荷制御
剤、その他の添加剤の設計や選択が検討されると共に、
磁性キャリアについては鉄粉の酸化処理法、フェライト
の構成材料、更にはこれら磁性粉の表面性状、被覆材料
およびその処理方法などが種々検討されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記磁性キャリアのう
ち鉄粉キャリアは表面に適当な処理を施して使用される
が、長時間使用すると粒子の表面が物理的にあるいは化
学的に変化してトナーが付着（トナースペント）し、帯
電付与能力が低下してしまったり、あるいは使用環境の
湿度に敏感となって画像の鮮明度が低下することがあ
り、寿命が短いという欠点がある。

【００１０】一方フェライトキャリアは鉄粉キャリアと
比較して化学的に安定であると共に、使用中における抵
抗の変化が少なく、更に見掛け密度が鉄粉キャリアの約
２／３である等の利点を有することから実用化が進めら
れてきた。

【００１１】フェライトキャリアは適当な金属酸化物と
鉄酸化物との完全混合物から構成されており、Ｎｉ，Ｚ
ｎ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｂａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃａ等
の酸化物と、３価の鉄酸化物との焼結体である。このよ
うなフェライトキャリアとしては種々の組成のものが知
られているが、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系
フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトが一般的である。

【００１２】しかしながら、これらのフェライトキャリ
ア中にはＺｎ，Ｎｉ等の人体に有害な元素が含有される
ことから、廃棄物として処理される際には法的規制を受
けるなどの実用上の面で問題がある。この点Ｌｉ−Ｍｎ
系フェライトキャリアは上記のような法的規制を受ける
ことがないため、近年において注目されてはいるもの
の、組成も含めて、最適現像条件が確立されてなく、高
画質の画像を安定して形成することが困難であるという
問題点がある。

【００１３】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
を解決し、有害元素を含まないＬｉ−Ｍｎ系フェライト
キャリアを使用して高画質の画像が得られる現像方法を
提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、静電荷像を担持して移動する
像担持手段上の静電荷像を、表面に複数個の磁極を有す
る永久磁石部材を内蔵すると共に、非磁性材料により中
空円筒状に形成してなるスリーブを前記永久磁石部材と
同軸的に相対回転自在に嵌挿して構成した現像剤支持手
段と、絶縁性トナーと磁性キャリアとからなる磁性現像
剤とを使用して現像する現像方法において、磁性キャリ
アとして、モル比にてＬｉ₂ Ｏ５〜１５％、ＭｎＯ８〜
３０％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ６０〜９０％の基本組成を有し、体
積固有電気抵抗を１０⁵ 〜１０¹³Ω・cm、比表面積を0.
１〜0.３m²／ｇ、平均粒径を１０〜１００μｍに形成し
たＬｉ−Ｍｎ系フェライトを使用し、スリーブに、直流
バイアス電圧にピーク・トゥ・ピーク電圧５００Ｖ〜2.
５ｋＶ、周波数１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの交流バイアス
電圧を重畳させたバイアス電圧を印加する、という技術
的手段を採用した。

【００１５】本発明において、磁性キャリアの表面に主
として樹脂材料からなる被覆層を形成することができ
る。また上記の発明において，非磁性トナーを使用する
ことができる。

【００１６】本発明は像担持手段が負帯電型のＯＰＣ感
光体上に形成された静電荷像を現像する場合に特に有効
であるが、Ｓｅなどの他の感光体にも適用することがで
きる。

【００１７】本発明において、二成分系の磁性現像剤を
吸着して搬送する現像剤支持手段の型式は特に限定され
ないが、磁性現像剤を構成する磁性キャリアの磁気的凝
集を防止するために、少なくともスリーブを回転させる
方式が望ましい。従ってスリーブのみを回転させる方式
の他に、スリーブと永久磁石部材とを同方向に回転させ
る方式（例えば特公昭５７−１２１４８号公報参照）若
しくは逆方向に回転させる方式でもよい。

【００１８】現像ギャップ（現像位置における像担持手
段とスリーブとのギャップ）は、磁気ブラシと像担持手
段との接触幅を確保するために、2.０mm以下とする必要
があり、磁気ブラシが像担持手段に軟らかく接触するた
めに、0.３mm以上とすることが望ましい。好ましい範囲
は0.５〜1.２mmである。またドクターギャップは、上記
現像ギャップに応じて設定すればよい。

【００１９】本発明におけるＬｉ−Ｍｎ系フェライトキ
ャリアは、結晶学的にはスピネル型結晶構造を有するも
のであり、具体的には、モル比でＬｉ₂ Ｏ５〜１５％、
ＭｎＯ８〜３０％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ６０〜９０％の基本組成
を有する。Ｌｉ₂ Ｏは、５％未満であるとトナーを充分
に帯電させることができず、また体積固有電気抵抗が高
くなりすぎるため画像濃度が低下し、更にエッジ効果が
強すぎてベタ黒濃度が不均一となるため好ましくない。
一方Ｌｉ₂ Ｏが１５％を超えると、体積固有電気抵抗が
低くなりすぎて、キャリア付着が生じ易くなるため不都
合である。

【００２０】次にＭｎＯは、８％未満であると、飽和磁
化が低くなるのでキャリア付着が生じ易くなり、一方３
０％を超えると、飽和磁化が高すぎて、磁気ブラシによ
る像担持体に対する摺擦力が強くなりすぎ、ブラシマー
クが生じ易いため、何れも好ましくない。更にＦｅ₂ Ｏ
₃ は、６０％未満であると、飽和磁化が低くなって画像
濃度が低下すると共に、キャリア付着が生じ易くなり、
一方９０％を超えると、飽和磁化が高くなりすぎて、ブ
ラシマークを生じ易いため、何れも好ましくない。

【００２１】次に本発明におけるＬｉ−Ｍｎ系フェライ
トキャリアでは、上記の基本組成に対して、Ａｓ，Ｖ，
Ｂｉ，Ｓｂ，Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ等の金属化合物を単独また
は複合で0.１〜1.５重量％添加してもよい。これにより
焼結密度の向上と異常結晶粒成長の抑制がなされ、均質
な粒子表面形態を有するＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャリ
アが得られる。

【００２２】この場合において、添加物としては、例え
ば、Ａｓ₂ Ｏ₃ ，Ｖ₂ Ｏ₅ ，Ｂｉ₂Ｏ₃ ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ ，
Ｂ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ ，ＣａＯなどの金属酸化物が適用さ
れるが、これらは加熱により金属酸化物となりうる金属
化合物（例えばＣａＣＯ₃ ）であってもよい。

【００２３】なおＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャリアの焼
結密度の向上と異常結晶粒成長の抑制のためには、添加
する金属化合物の量は、重量にして0.５％以下が望まし
いが、異常結晶粒成長が発生し始める0.５％以上の添加
であっても、その重量が1.５％程度までは粒子表面への
樹脂等によるコーティングをしなくとも実用が可能であ
る。金属化合物の添加量は0.１〜0.５％の範囲内で使用
するのが最も望ましい。

【００２４】本発明において、Ｌｉ−Ｍｎ系フェライト
キャリア粒子は、その平均粒径（振動篩法によって得ら
れた各粒子の重量百分率（粒度分布）から算出）が１０
〜１５０μｍの範囲内にあることが望ましく、特殊な静
電記録などの用途の場合を除いては、粒径が１０μｍ未
満の場合にはキャリアが感光体表面に付着しやすくな
り、一方、粒径が１５０μｍを超える場合には、画像そ
のものが粗となり好ましくない。より好ましくは３０〜
１００μｍの範囲である。

【００２５】次に上記のＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャリ
アは、比表面積（ＢＥＴ吸着（Ｎ₂ガス使用）により測
定）を0.１〜0.３m²／ｇとするのがよい。比表面積が0.
１m²／ｇより小であると、粒子表面の凹凸が少ないた
め、トナーとの接触面積が減少し、帯電付与能力が低下
するため好ましくない。一方比表面積が0.３m²／ｇを超
えると、磁性現像剤全体の流動性が低下するため不都合
である。

【００２６】本発明において、上記フェライトキャリア
は、その飽和磁化値は４０emu/ｇ以上であることが望ま
しい。飽和磁化値が４０emu/ｇより小さい場合には現像
剤支持手段への吸着力が低下するために、キャリア付着
が生じやすくなり、画像上に白抜けなどの欠陥を生じ不
都合である。さらには、σ₁₀₀₀（１０００Ｏｅの磁界中
で測定した磁化の値）が４０emu/ｇ以上であることが望
ましい。

【００２７】本発明において、上記フェライトキャリア
は、その体積固有電気抵抗値が１０ ⁵ 〜１０¹³Ω・cmの
範囲内であることが望ましい。これは、体積固有電気抵
抗値が１０⁵ Ω・cm未満では磁気ブラシからキャリアが
離脱し易くなり、像担持手段の表面への付着を招いてし
まい、一方１０¹³Ω・cmを超えるとエッジ効果が強まり
ベタ黒現像濃度が不均一となるからである。体積固有電
気抵抗値のより好ましい範囲は、１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・cm
である。なお上記体積固有電気抵抗値は、Ｌｉ−Ｍｎ系
フェライトキャリアの組成や製造条件によって調整でき
るが、キャリア粒子の表面に樹脂を主体とする被覆層を
形成することによって調整することもできる。

【００２８】キャリア粒子の表面に形成される被覆層の
材料としては、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリアミド、フッ素系樹脂等、公知の樹脂を
使用することができる。またこの被覆層は、導電剤（例
えばカーボンブラック、金属またはその酸化物等の導電
粒子）、無機物質（例えばシリカ、アルミナ、酸化チタ
ン、タルク等の無機粒子）、電荷制御剤（ニグロシン系
染料、含金属アゾ染料、トリフェニルメタン系染料、ア
ルキルサリチル酸金属錯体等）などを、内部および／ま
たは表面に添加して形成してもよい。

【００２９】本発明において、上記フェライトキャリア
の保磁力が５０Ｏｅを超える場合には、粒子そのものが
永久磁石の性質を持ち、現像剤支持手段等に強く付着し
て現像に直接寄与するトナーの流動性を悪くするため
に、画像ムラが発生し良好な画像は得られなくなるの
で、その保磁力は５０Ｏｅ以下であることが望ましい。

【００３０】また上記フェライトキャリアには長寿命に
つながることから耐摩耗性が必要である。フェライト粒
子の破壊強度は５０００ｇ／cm² 以上であることが望ま
しい。

【００３１】本発明におけるＬｉ−Ｍｎ系フェライトキ
ャリアは、例えば次のような方法によって製造すること
ができる。最初に、所定量の金属酸化物と酸化鉄（Ｆｅ
₂ Ｏ ₃ ）および添加物として金属化合物を所定量秤量し
混合する。次に、得られた混合物を８００〜１０００℃
の範囲で数時間仮焼し、その後数μｍ以下の粒径に粉砕
する。得られた粉砕粉は、必要に応じて粘結剤を加えて
から、加熱雰囲気中で噴霧乾燥して造粒する。得られた
球状粒子は１１００〜１３００℃の温度で焼結し、次い
で解砕および分級を行ってＬｉ−Ｍｎ系フェライトキャ
リアが得られる。

【００３２】本発明における現像剤は、上記フェライト
キャリアを負帯電性トナーまたは正帯電性トナーと混合
して調整される。混合はトナー濃度が２〜２０重量％の
範囲になるようにするのが望ましい。本発明における現
像剤として用いるトナーは、結着樹脂と着色剤を必須成
分として、電荷制御剤、磁性体、離型剤、流動化剤など
を任意成分として含有する。

【００３３】最初に負帯電性トナーについて述べる。負
帯電性トナーは正に帯電したセレン感光体を用いる正規
現像方式、または負に帯電した酸化亜鉛や有機感光体を
用いる反転現像方式に適用する。近年においては電子写
真方式を採用した複写機の複写速度やレーザービームプ
リンタの印字速度が向上し、高速定着の要求が増し、ト
ナーには高速定着性が強く求められている。また、省エ
ネルギーの立場からは、消費電力の少ないヒートロール
定着装置が用いられる。そのためには、より低温で定着
するトナーが必要とされる。ポリエステル樹脂は低軟化
温度が得られやすく、このような理由から結着樹脂に
は、負帯電性トナーとする場合はポリエステル樹脂が用
いられることが多い。ポリエステル樹脂には線状ポリエ
ステル樹脂と非線状ポリエステル樹脂とがあるが、より
優れた高速定着性を有する非線状ポリエステル樹脂が望
ましい。

【００３４】非線状ポリエステル樹脂は、１種または２
種以上のポリオールと１種または２種以上のポリカルボ
ン酸とから生成される。ただし、ポリオールとポリカル
ボン酸の少なくとも１種は３価以上であり、重縮合反応
により非線状のポリマー骨格を形成するものである。こ
こで「非線状」とは、３価以上のポリオールおよび／ま
たはポリカルボン酸の存在によりポリマー骨格に枝分か
れがある状態をいう。ポリオールとしては２価のジオー
ルおよび３価以上のポリオールがあり、ポリカルボン酸
としては２価のジカルボン酸および３価以上のポリカル
ボン酸がある。また、芳香族のビスフェノールＡ型ポリ
エステル樹脂が望ましい。

【００３５】着色剤としては、カーボンブラック、アニ
リンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、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ライド、フタロシアニン
ブルー、マラカイトグリーンオクサレート、ランプブラ
ック、ローズベンガル、ジスアゾイエロー、キナクリド
ンマゼンタ等を挙げることができる。通常トナー全量に
対して３〜１５重量％添加する。

【００３６】負の電荷制御剤としては、含金属アゾ染
料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸のアルキル誘導
錯体などを挙げることができる。添加量は、トナー全量
に対して0.２〜１０重量％の範囲が適当である。

【００３７】磁性トナーとする場合には、磁性体を含有
させる。磁性体としては、フェライト、マグネタイトを
はじめとする鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す
元素を含む合金あるいは化合物、その他熱処理等何らか
の処理を施すことによって強磁性を示す種々の合金等が
用いられる。具体例としては、マグネタイト、コバルト
添加マグネタイト、スピネル型フェライト、マグネトプ
ランバイト型フェライトなどが挙げられる。これらの磁
性体は平均粒径0.１〜１μｍの微粉末として結着樹脂中
に分散され、その含有量は、トナー全量に対して３０〜
６０重量％の範囲が適当である。

【００３８】離型剤はオフセット現象を防ぐために使わ
れる。オフセット現象とは、ヒートロール定着方式にお
いてヒートロール表面にトナーの一部が付着し再び紙上
に付着し、画像を汚す現象である。離型剤としては、ポ
リオレフィン、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、部分ケ
ン化脂肪酸エステル、高級脂肪酸、高級アルコール、パ
ラフィンワックス、多価アルコールエステルなどを挙げ
ることができる。特に重量平均分子量が５0,０００以下
の低分子量ポリプロピレン、またはポリエチレンワック
スが有効である。離型剤の含有量は、0.５〜３０重量％
の範囲が適当であり、好ましくは１〜１０重量％であ
る。

【００３９】流動化剤としては、シリカ、アルミナ、酸
化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、
チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜
鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイソウ土などの微粉末を
トナー粒子の表面に微量添加する。添加量は、トナー全
量に対して0.０５〜５重量％の範囲が適当である。

【００４０】次に正帯電性トナーについて述べる。正帯
電性トナーは正に帯電したセレン感光体を用いる反転現
像方式、または負に帯電した酸化亜鉛や有機感光体を用
いる正規現像方式に適用する。ポリエステル系樹脂は負
帯電性が強く、正帯電性トナーには不適当であることか
ら、正帯電性トナーとする場合はスチレン−アクリル系
共重合体樹脂が用いられることが多い。

【００４１】スチレン−アクリル系共重合体樹脂は、ス
チレン系単量体およびアクリル系単量体より得られる共
重合体である。スチレン系単量体の具体例としては、例
えばスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレ
ン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エ
チルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブ
チルスチレン、ｐ−tert−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘ
キシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−
ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ド
デシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニル
スチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチ
レン等を挙げることができる。

【００４２】これらの単量体は単独で用いてもよいし、
複数のものを組み合わせて用いてもよい。また、前記の
アクリル系単量体の具体例としては、例えばアクリル
酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピ
ル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、ア
クリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、ア
クリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、ア
クリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタ
クリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタ
クリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル
酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタ
クリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のα−メチレ
ン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリル酸もしく
はメタクリル酸誘導体；その他を挙げることができる。
これらの単量体は単独で用いてもよいし、複数のものを
組み合わせて用いてもよい。スチレン−アクリル系共重
合体の製造方法は溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法
など種々の方法を用いることができる。

【００４３】着色剤としては、カーボンブラック等、前
述の着色剤と同様のものを挙げることができる。通常ト
ナー全量に対して１〜２０重量％添加する。正の電荷制
御剤としては、ニグロシン系染料が最も広く用いられ、
他に四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、
ピペラジン系ポリマーなども用いられる。添加量は、ト
ナー全量に対して0.２〜１０重量％の範囲が適当であ
る。

【００４４】磁性トナーとする場合には、前述と同様の
磁性体の合金あるいは化合物等が用いられる。これらの
磁性体は平均粒径0.１〜１μｍの微粉末として結着樹脂
中に分散され、その含有量は、トナー全量に対して３０
〜６０重量％の範囲が適当である。

【００４５】離型剤としては、前述と同様の低分子量ポ
リプロピレン、ポリエチレンワックスなどを挙げること
ができる。離型剤の含有量は、0.５〜３０重量％の範囲
が適当であり、好ましくは１〜１０重量％である。

【００４６】流動化剤としては、前述と同様のシリカな
どの微粉末をトナー粒子の表面に微量添加する。添加量
は、トナー全量に対して0.０５〜３重量％の範囲が適当
である。

【００４７】本発明において使用するトナーは、次のよ
うな特性を有することが望ましい。ポリエステル樹脂を
結着樹脂の主成分として含有する負帯電性トナーにおい
ては、平均粒径は小さすぎると、地カブリや飛散を招
き、大きすぎると荒れた画像となるので５〜１５μｍが
望ましい。体積固有電気抵抗は良好な転写性を保つため
に１０¹⁴Ω・cm以上が望ましい。摩擦帯電量は、その絶
対値が小さすぎると地カブリが多くなり、大きすぎると
画像濃度が低くなることから、前述のフェライトキャリ
アとの組み合わせにおいて−１０μｃ／ｇ以上が望まし
い。スチレン−アクリル系共重合体樹脂を結着樹脂の主
成分として含有する正帯電性トナーにおいても同様の理
由から、平均粒径が５〜１５μｍ、体積固有電気抵抗が
１０¹⁴Ω・cm以上、摩擦帯電量が＋５μｃ／ｇ以上であ
ることが望ましい。

【００４８】トナーの製造は例えば次のようにして行う
ことができる。着色剤と電荷制御剤をボールミル、スー
パーミキサー等の混合機にかけて予備混合し、さらに結
着樹脂、磁性体、離型剤を添加し混合する。次いで、２
本ロール、ニーダー等の混練機にかけて溶融混練した
後、冷却固化し、次いで機械式粉砕機にて粗粉砕した後
風力式粉砕機で微粉砕し、風力分級機にて分級して、平
均粒径が５〜１５μｍのトナーを得る。

【００４９】次に先に記述した物性値の測定方法につい
て記述する。キャリアの平均粒径は、１００メッシュ〜
４００メッシュの標準篩を使用して、ＪＩＳ Ｈ ２６
０１に準拠した篩振動法により、粒度分布（各網開き間
の重量％）を測定し、この粒度分布から算出する。飽和
磁化値（σ_s ）は振動試料型磁力計（東英工業社製ＶＳ
Ｍ−３型）により最大１０ｋＯｅの磁場中で測定でき
る。体積固有電気抵抗（Ｒ）は、テフロン（登録商標）
製の直径3.０４mmのシリンダー中に約２mmの厚さに試料
を挿入し、約２００ｇの荷重を加え、両電極間に２００
Ｖ／cm（トナーの抵抗値を測定する場合は４ｋＶ／cm）
の直流電圧を印加し測定した。摩擦帯電量（Tribo-Elec
trostatic Charge；ＴＥＣ）は、市販の摩擦帯電量測定
器（東芝ケミカル社製 ＴＢ−２００型）を用いて、フ
ェライトキャリアとトナーの組み合わせによる摩擦帯電
量を測定して得られた値である。トナーの平均粒径（体
積基準）の測定には、同じく市販されているコールター
カウンターモデルＴＡ−II型（コールターカウンター社
製）を用いた。

【００５０】キャリアの比表面積は、ＢＥＴ吸着（窒素
ガス使用）により測定した。次に本発明においては、現
像剤支持手段を構成する非磁性・導電性のスリーブに、
直流と交流とを重畳させたバイアス電圧を印加するが、
交流バイアス電圧のピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖｐｐが
５００Ｖ未満では画像濃度が低下すると共に、キャリア
付着が発生するため好ましくない。一方上記Ｖｐｐが2.
５ｋＶを超えると、地カブリが大となるため不都合であ
る。また上記交流バイアス電圧の周波数は、キャリア付
着および地カブリの発生を防止するために、１００Ｈｚ
〜１０ｋＨｚの範囲とするのが好ましい。なお直流バイ
アス電圧（静電荷像と同極性）は、正規現像の場合は５
０〜２００Ｖ、反転現像の場合は像担持体の表面電位の
0.６〜0.９倍の範囲とするのが好ましい。

【００５１】

【発明の実施の形態】まず表１に示す配合比により原料
を秤量して、ボールミルにより混合した。得られた混合
粉を９００℃の温度で２時間仮焼し、仮焼した試料はア
トライターにより粉砕した。粉砕後の平均粒径は約0.７
μｍであった。次いで、粉砕した試料に粘結剤として
Ｐ．Ｖ．Ａ（ポリビニルアルコール）を0.５〜1.０重量
％加え、スプレードライヤーにより噴霧乾燥して造粒し
た。得られた造粒粉をアルミナ製の容器に入れて１２０
０℃の温度で焼成し、更に解砕および分級してＬｉ−Ｍ
ｎ系フェライトキャリアを得た。このフェライトキャリ
アの物性値を表１に併記する。

【００５２】

【表１】

【００５３】次にトナーは下記の要領で作製した。すな
わち重量部でビスフェノールＡ型ポリエステル（結着樹
脂；Ｍｗ＝１9,６００，Ｍｎ＝2,０００）８７部、カー
ボンブラック（着色剤；三菱化成製 ＃５０）１０部、
ポリプロピレン（離型剤；三洋化成製 ＴＰ３２）２
部、電荷制御剤（日本化薬製 カヤチャージ Ｔ−２
Ｎ）１部を乾式混合する。それを１５０℃に加熱した２
軸ルーダーにて溶融混練した後に冷却し、冷却物を機械
式粉砕機にて開口径１mmの金網を通過する程度まで粗粉
砕し、次いで風力式粉砕機・ジェットミルで微粉砕し
た。これを風力式分級機（アルピネ社製 １００ＭＺ
Ｒ）で体積平均粒径が約１０μｍとなるように分級し、
負帯電性の粉末を調整した。この粉末に疎水性シリカ
（流動化剤；日本アエロジル社製 アエロジル Ｒ９７
２）0.５部を添加し、トナーとした。このトナーの摩擦
帯電量は−２7.８μｃ／ｇ、体積固有電気抵抗は１０¹⁴
Ω・cmであった。

【００５４】上記トナーを前記の磁性キャリアと混合し
て、トナー濃度５重量％の二成分系の磁性現像剤とし、
画像形成を行い、画像評価した結果を表２に示す。この
場合、図１に示す感光体ドラム７はＯＰＣにより形成
し、表面電位−６５０Ｖ、周速６０mm／秒とした。現像
ロール６は永久磁石部材４（４極非対称着磁、現像用主
磁極の表面磁束密度８００Ｇ、他の磁極の表面磁束密度
７００Ｇ）と、ＳＵＳ３０４製、外径２０mmのスリーブ
５（１５０r.p.m.）とにより形成した。

【００５５】なお現像ギャップｇは0.４mm、ドクターギ
ャップｔは0.３mmとし、スリーブ５からバイアス電圧と
して、直流−５５０Ｖに表２に示す交流バイアス電圧を
印加して画像形成を行った。得られたトナー像は普通紙
にコロナ転写後、オイルレスタイプの熱ロール定着（定
着温度１８０℃、線圧１kg／cm）を行った。環境条件は
２０℃、６０％Ｒ．Ｈ．であった。

【００５６】

【表２】

【００５７】表２において、画像濃度はマクベス濃度計
によって測定した反射光学密度である。また地カブリ
は、印字後の画像の白色部と印字前の白紙との濃度差で
あり、日本電色工業製測色色差計による測定値である。
なお地カブリは0.０５以下であれば良好と認められる。
またキャリア付着についての評価記号は、○：優、△：
良、×：可を夫々表している。

【００５８】表２から明らかなように、まずＮo.１〜３
に示されるものは、磁性キャリアであるＬｉ−Ｍｎ系フ
ェライトキャリアの組成を変化させたものであるが、何
れも優れた画質の画像が得られている。

【００５９】次にＮo.４〜７は比較例であり、同一の磁
性キャリアを使用して交流バイアスを変化させたもので
ある。Ｎo.４のものは交流バイアス電圧が高すぎること
により、地カブリとキャリア付着が認められる。またＮ
o.５のものは交流バイアス電圧が低すぎるため、画像濃
度が低下している。Ｎo.６，７は交流バイアスの周波数
を変化させたものであるが、高すぎると地カブリおよび
キャリア付着が発生し、一方低すぎると地カブリが発生
することが認められる。

【００６０】Ｎo.８〜１０は比較例と同一の磁性キャリ
アを使用して交流バイアスを変化させたものであるが、
交流バイアスがＶｐｐ＝５００Ｖ〜2.５ｋＶ、ｆ＝１０
０Ｈｚ〜１0.０ｋＨｚの範囲において、優れた画質の画
像が得られることが示されている。

【００６１】また上記と同様の条件で連続５万枚の印字
テストを行ったが、表２における実施例（Ｎo.１〜３，
８〜１０）のものは、上記と同様に良好な画像が得られ
た。

【００６２】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、有害元素を含まないＬｉ−Ｍｎ系フェラ
イトキャリアを使用して、高画質の画像を長期間に亘っ
て安定して得られるという顕著な効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像方法の例を示す要部横断面図である。

【符号の説明】

６ 現像ロール ７ 感光体ドラム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電荷像を担持して移動する像担持手段
   上の静電荷像を、表面に複数個の磁極を有する永久磁石
   部材を内蔵すると共に、非磁性材料により中空円筒状に
   形成してなるスリーブを前記永久磁石部材と同軸的に相
   対回転自在に嵌挿して構成した現像剤支持手段と、絶縁
   性トナーと磁性キャリアとからなる磁性現像剤とを使用
   して現像する現像方法において、 磁性キャリアとして、モル比にてＬｉ₂ Ｏ５〜１５％、
   ＭｎＯ８〜３０％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ６０〜９０％の基本組成
   を有し、体積固有電気抵抗を１０⁵ 〜１０¹³Ω・cm、比
   表面積を0.１〜0.３m²／ｇ、平均粒径を１０〜１００μ
   ｍに形成したＬｉ−Ｍｎ系フェライトを使用し、スリー
   ブに、直流バイアス電圧にピーク・トゥ・ピーク電圧５
   ００Ｖ〜2.５ｋＶ、周波数１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの交
   流バイアス電圧を重畳させたバイアス電圧を印加するこ
   とを特徴とする現像方法。
2. 【請求項２】 磁性キャリアの表面に主として樹脂材料
   からなる被覆層を形成したことを特徴とする請求項１記
   載の現像方法。
3. 【請求項３】 非磁性トナーを使用することを特徴とす
   る請求項１若しくは２記載の現像方法。