JPS61107256A - 電子写真用二成分系現像剤 - 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】 発明の分野 本発明は、電子写真用二成分現像剤に関するもので、よ
り詳細には、低電気抵抗のフェライトキャリヤと、高誘
電率で高電気抵抗のトナーとの組合せから成り、低電位
の電荷潜像を現像するに適した電子写真用二成分現像剤
に関する。

従来の技術及び発明の技術的課題 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ャリヤとを混合し、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く形成させる
。顕電性トナーは磁性キャ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。一方磁性
キャリャはスリーブ内の磁石により吸引されており、し
かもその帯電電荷が静電潜像の電荷と同極性であり、そ
のため、磁性キャリヤはスリーブ上にそのまま残ること
になる。鮮明で且つ濃度の高い画像を形成させるために
は、感光板と磁気ブラシとの間に十分に相対的な速度差
を与えて、感光板が磁気ブラシで十分に摺擦されるよう
にすることが重要である。

磁性キャリヤとしては一般に、鉄粉キャリヤが広く使用
されているが、この鉄粉キャリヤには未だ多くの欠点が
認められる。即ち、この鉄粉キャリヤを用いた二成分系
現像剤では、現、像感度曲線（静電偉と現像スリーブ間
の電位差対画像濃度の曲線）の立上りが急で、階調性に
劣り、中間調の再現性に乏しいという欠点がある。また
、この鉄粉キャリヤを含む現像剤は硬い磁気ブラシを形
成することがあり、感光層を傷つける可能性があると共
に、ペタ黒部の複写に際しては、形成される画像に、ブ
ラシマーク、即ちブラシの摺擦方向に延びている細くて
短い白線の多数の列が入るという欠点が認められる。更
に、鉄粉キャリヤは湿度に敏感であり、湿度の影響によ
り現像特性が変化したり、或いはそれ自体錆を発生する
傾向があり、更にまた磁気ブラシの駆動に大きなトルク
を必要とするという問題もある。

近年、二成分系現像剤の磁性キャリヤとして、フェライ
ト、特にソフトフェライトを用いることが提案されてい
る。フェライトキャリヤは残留磁化が小さく、磁気ブラ
シの駆動に必要なトルクが比較的小さく、しかも環境条
件下における緒特性の劣化傾向も小さいという利点を有
しているが、その反面として、フェライトキャリヤは鉄
粉キャリヤよりも高電気抵抗であることにも関連して、
現像に際してキャリヤ引き、即ちキャリヤが感光層側へ
移行するというトラブルや、形成される画像にエツジ効
果が生じるという問題がある。

近年、非晶質シリコン系光導電体層は１１表面硬度が高
く、長波長側の光に感度を有し、しかも感度その本のも
良好であるので、電子写真用の感光体として着目されて
いる。

しかしながら、非晶質シリコンは上述した優れた特性を
有するものの、上記光導電層を十分に厚い層に設けるこ
とが製造技術の面でも、製造コストの面でも困難であり
、その層厚は、セレン感光層のそれよりもかなり薄い１
０乃至３５μの比較的小さｂ範囲に制限されているのが
実情である。

非晶質シリコン層の厚みが小さいことに関連して、光導
電、上ｌＣや成ケイ、６帯電時。７面電位１、　　　　
　　°□セレン感光板のそれよりもかなり小さい２００
乃至４００ボルトの範囲に制限され、強いて帯電電位を
上げると感光層の絶縁破壊を生じることから、形成され
る電荷像の電位コントラストが低いという問題がある。

かぐして、通常の二成分系現像剤で現像を行う場合には
、トナー像の画像濃度が低下し、また画像濃度を強いて
向上させようとすると、トナー飛散を生じたり、或いは
カプリ濃度が高くなるという欠点を生じる。

更に非晶質シ・リコン感光体を、市販の二成分系現像剤
で現像する場合には、非画像部忙トナーが付着して所謂
カプリを生じやすく、これを防止するためには現像バイ
アス電圧をかなり高くしなければならず、これにより電
荷像の電位フントラストが低下するという欠点を生ずる
。

発明の目的 従って、本発明の目的は、キャリヤ引きやエツジ効果が
なく、高濃度でしかもカプリのない画像を形成させ得る
二成分系現像剤を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、電位コントラストの低い電荷
像からも濃度と鮮明さとに優れたトナー像を形成させ得
る二成分系現像剤を提供するにある０ 本発明の更に他の目的は、非晶質シリコン系感光体から
、濃度、コントラスト及びその他の画質に優れたトナー
像を形成させ得る二成分系現像剤を提供するにある。

発明の構成 本発明によれば、磁気ブラシとしての動的抵抗が１．５
　Ｘ　１０’Ω乃至２．５Ｘ１０’Ωの範囲にあるフェ
ライト焼結還元粒子から成る磁性キャリヤと、体積固有
抵抗がＩ　Ｘ　１０”Ω−譚以上で且つ誘電率が４乃至
６の範囲にある顕電性トナー粒子との組成物から成るこ
とを特徴とする電子写真用二成分系現像剤が提供される
。

発明の好適態様 本発明の二成分系現像剤が好適に適用される電子写真法
を説明するための第１図において、駆動回転される金属
ドラム１の表面には、非晶質シリコン系光導電体層２が
設けられて込る。このドラムの周囲には、主帯電用コロ
ナチャージャ６；ランプ４、原稿支持透明板５及び光学
系６から成る画像露光機構；トナー７を有する現像機構
８；トナー転写用コロナチャージャ９；紙分離用コロナ
チャージャ１０；除電ランプ１１；及びクリーニング機
構１２がこの順序に設けられている０先ず、光導電体層
２をコロナチャージャ６で一定極性の電荷で帯電させる
。次いで、ランプ４で複写すべき原稿１６を照明し、光
学系６を経て原稿の光線像で光導電体層２を露光し、原
稿画像に対応する静電潜像を形成させる。この静電潜像
を、現像機構８によりトナー７で現像する０転写紙１４
を、トナー転写用チャージャ９の位置でドラム表面と接
触するように供給し、転写紙１４の背面から静電像と同
極性のコロナチャージを行って、トナー像を転写紙１４
に転写させるｏトナー像が転写された転写紙１４は、分
離用コロナチャージャ１０の除電によってドラムから静
電的に剥離され、定着域（図示せ−ｊ″）等の処理域に
送られる。

トナー転写後の光導電体層２は、除電ランプ１１による
全面露光で残留電荷が消去され、次いでクリーニング機
構１２によって残留トナーの除去が行われる。

本発明の重要な特徴は、上述した静電潜像の現像に、低
電気抵抗の焼結還元フェライト粒子と、高誘電率及び高
電気抵抗のトナー粒子との組合せから成る二成分系磁性
現像剤を用いることに存する０ 磁性キャリヤ 本発明においては、先ず、種々の磁性キャリヤの内でも
フェライトキャリヤを使用する０フエライトキヤリヤは
、通常の鉄粉キャリヤに比して５、比重が小さくしかも
飽和磁束密度４小さいため、形成される穂が柔かく、そ
の結果として現像に際して、現像剤スリーブ乃至はスリ
ーブ内磁石の回転に要するトルクが小さいという利点を
有することが知られている。

更に、フェライトキャリヤを用いると、現像剤磁気ブラ
シの電気特性が長期間にわたって安定しており、しかも
へ−〜ト・トナーの発生が少ない　　　　　　：□とい
う利点がもたらされる。

しかしながら、既に述べた通り、フェライトキャリヤ粒
子は、鉄粉キャリヤに比して約２乃至３桁高い体積固有
抵抗を有する。しかして、通常のフェライトキャリヤと
顕電性トナーとの組合せから成る二成分系磁性現像剤は
、セレン系感光体上の静電像の現像には高濃度のトナー
像を与えるとしても、非晶質シリコン系感光体上の静電
像の現像に用いると、著しく濃度の低い画像濃度しか与
えないことがわかった。

本発明に用いるフェライトキャリヤは、磁気ブラシとし
ての動的電気抵抗が１．５　Ｘ　１０’乃至２．５×１
０６好しくはｉ、　ｓ　ｘ　ｉ　ｏ’乃至１Ｘ１０６Ω
特に１、８　Ｘ　１０’乃至４．６Ｘ１０’Ωの範囲に
あるフェライト焼結還元粒子から成ることが顕著な特徴
である。即ち、通常のフェライトキャリヤは、一般に体
積固有抵抗が１　Ｘ　１０”Ω−ｍ以上の高い値を有す
る。最近に至って、特開昭５９−４８７７４号公報には
、Ｆｅ、０．当りの２価金属酸化物酸分のモル比を０．
８５以下としたフェライト造粒物を電子写真現像用キャ
リヤーとして用いることが開示されているが、このキャ
リヤーの体積固有抵抗は、通常のフェライトに比して低
いとしても、未だ８．５Ｘ１０’乃至２　ｘ　１０”Ω
−ｍのオーダーであり、非晶質シリコン系光導電体上の
静電潜像を高濃度に現像するという目的には不満足なも
のである。

本発明は、フェライト焼結粒子を水素還元することによ
り動的電気抵抗が１．５　Ｘ　１０’Ω−ｍ乃至２．５
Ｘ１０’Ω−傭の範囲内にあるフェライトキャリヤの製
造に成功し、このキャリヤを体積固有抵抗が１　ｘ　１
０”Ω−弾で、しか４比誘電率が４乃至６の範囲内にあ
る顕電性トナー粒子と組合せて、非晶質シリコン光導電
体上の電荷像の現像に用いることにより、鮮明さ及び濃
度に優れたトナー像の形成が可能となったものである。

本明細書において、磁気ブラシとしての動的電気抵抗と
は、磁気ブラシによる現像条件下に動的に測定される電
気抵抗値であり、下記の方法により求められる値を意味
する。即ち、電子写真感光体ドラムと同寸法のアルミ製
電極ドラムを感光体ドラムに置換えて設置し、現像スリ
ーブ上に現像剤を供給して磁気ブラシを形成させ、この
磁気プラシを電極ドラムと摺擦させ、このスリーブとド
ラムとの間に電圧を印加して両者間に流れる電流倉測定
することにより、算出された抵抗値を意味する。測定に
当っては、トナーとキャリヤとから成る現像剤の場合に
は５０Ｖの電圧を印加し、キャリヤ単独で磁気ブラシを
形成させて測定する場合には２０ｒの電圧を印加して、
使用する複写機に備っている現像装置の現像条件（例え
ばドラム−スリーブ間距離や磁気ブラシの移動速度など
）に従って測定する。即ちＤ−５抵抗は使用する複写機
中の現像装置に即した抵抗値であることが理解される。

以下、この測定法による電気抵抗をＤ−５抵抗と呼ぶ。

一般に、帯電電位をＥ、現像電流を１１現像剤磁気ブラ
シの電気抵抗をＲとすれば、下記式８式％（１） の関係が成立つと考えられる。現像電流ｔにトナー像の
濃度が比例するとすれば、帯電電位ＣＥ）の小さい感光
体に対しては、磁気ブラシの抵抗（Ｒ）を下げて現像電
流＜ｉ）を可及的に大きく取り出すことが考えられるか
本しれない。また、現像剤磁気ブラシの電気抵抗Ｒを小
さくするために、磁性キャリヤの電気抵抗、即ちＤ−５
抵抗を下げることが考えられるか本しれない。

しかしながら、本発明者等は、磁気ブラシの動的及び現
儂条注下での電気抵抗とトナー像の濃度との関係は、上
記式（１）の双曲線的関係にあるのではなく、一定の電
気抵抗値の所に屈曲点があり、この屈曲点以下では画像
濃度が飛躍的に向上することを見出したものである。第
２図は、本発明者等が先に出願した（特願昭５９−８４
０００）の現像剤磁気ブラシの動的及び現像条件下での
抵抗とトナー像の濃度との関係を示すプロットであり、
非晶質シリコン感光体とフェライトキャリヤ現像剤との
組合せでは前述した臨界点を生じることが明白であろう
。

ｖＪ２図からも明らかな通り、高濃度でしかもブラシマ
ークが無い高画質のトナー像を、非晶質シリコン系感光
体上に形成させるという見地からは、現像剤磁気ブラシ
の動的且つ現像条件下での電気抵抗（Ｄ−５抵抗）を、
４×１０＠Ω乃至５ｘ１０テΩ、特に８×１０−Ω乃至
４　Ｘ　１０？Ωの範囲とすることが必要となる。

現像剤磁気ブラシ全体の抵抗は当然のことながらキャリ
ヤ粒子の抵抗と、トナー粒子の抵抗とに依存するが、ト
ナー粒子の電気抵抗は、感光層表面から転写紙へのトナ
ー像の転写に重大な影響を及ぼし、トナー粒子の体積抵
抗がＩ　Ｘ　１０”Ω−譚よりも低い場合には、転写に
際して、トナー粒子の転写効率の低下及びトナー像の飛
散乃至は輪郭のブロードニング等を生じるために、前記
基準値よりも下げることはできない。この意味では、キ
ャリヤとして電気抵抗の比較的小さいものを用いること
が有効になる。

本発明において、画像濃度を飛躍的向上させるという見
地から、フェライトキャリヤのＤ−５抵抗は前述した上
限値に制限される。また、トナー像の濃度は、キャリヤ
磁気ブラシの抵抗が成る値よりも小さくなるとかえって
減少するようになり、しかも電気抵抗が小さくなり過ぎ
ると、磁気ブラシを介して静電像の電荷のリーク等が生
じて、ベタ黒の画像部に微細な白地抜けの模様（ブラシ
マーク）等が生じるようになる。かかる見地から、本発
明においては、キャリヤのＤ−５抵抗は、前述した下限
値以上に制限される。

本発明に用いる低Ｄ−５抵抗のフェライトキャリヤーは
、焼結７工ライト粒子をＤ−５抵抗が上記範囲となるよ
うに還元、好適には水素還元することにより得られる。

原料のフェライト焼結粒子はそれ自体公知のものであり
、公知の焼結フェライト粒子、特に球状の焼結フェライ
ト粒子が有利【使用される。フェライトの組成も公知の
ものであり、一般にソフトフェライトと呼ばれるもの、
例えばこれに限定されるものでないが、Ｚｎ系７エライ
ト、ｙｌ系フェライト、Ｃｕ系フェライト、ｕｎ系フェ
ライト、ＭｒＬ−ＺｒＬ系フェライト、Ｋｎ−Ｍｆ　系
フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系７
エライト、１ｎ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等が挙げられ
る。好適なフェライトは、原子重量％で、１ｇ５５乃至
６５チ、Ｃｕ５乃至１５チ、Ｚｎ　５乃至１５％及びＭ
ｒＬＯ乃至０．５％から成るＣｕ−Ｚｎ系又はＣｕ−Ｚ
ｎ−Ｋｎ系フェライトである。

この焼結フェライト粒子を、例えば水素気流中３００乃
至５００Ｃ，特に６４０乃至４２０Ｃの温度で還元する
。必要な処理時間け、温度や水素通気量によって本相違
するが、一般的に言って、３０分乃至１時間の内から、
生成物のＤ−５抵抗が前述した範囲となる時間を選ぶ。

この還元により焼結フェライト粒子の少なくとも表面部
分の金属成分が酸化状態の低い酸化物、即ち原子価の低
い状態に移行し、これにより電気抵抗の低下を生じる本
のと認められる。還元処理は、水素雰囲気中で行うこと
が望ましいが、−酸化炭素を用いて行うことも可能であ
る。

用いる焼結還元フェライト粒子は、一般に平均粒径が６
０乃至１００ミクロン、特に３５乃至１　　　　　　４
５ミクロンにあるものが望ましい。前述したＤ−５抵抗
、即ち磁気ブラシとしての動的抵抗は、キャリヤ粒子の
粒径によっても左右され、７エライトキヤリヤの粒径を
小さくすることにより、磁気ブラシの抵抗を任意の低い
値に調節し得ることが明らかである。これは、フェライ
トキャリヤの粒径を小さくすることＫより、磁気ブラシ
中或いは磁気ブラシとスリーブ乃至は感光層表面との接
触点の数が増大するためと思われる。

ト　す　一 本発明においては、トナー粒子として、後に詳述する測
定法で測定して、比誘電率（りが４乃至６、特に４．２
乃至５．９の範囲にあるトナーを用いることか、高濃度
で、しかもカブリのない画像を形成する上でやはり重要
である。即ち、高誘電率のトナーを用いることにより、
現儂剤磁気ブラシと、トナー付着感光層との空隙の電界
強度が高くなり、これにより高濃度のトナー像形成が可
能となる。これについて説明すると、電荷像に対するト
ナー付着量は、トナー密度、トナ一層におけるトナー充
填率及び付着トナ一層の厚みの５者の積に等しいが、こ
のトナ一層の厚みは、トナーの比　　　　　　）“誘電
率＜１）が高い程大きな厚みとなり、結果として、高濃
度のトナー像形成が可能となる。

しかも、本発明によれば、上述した高誘電率トナーを用
いることにより、カブリを防止しつつ、画像のコントラ
ストを向上させることが可能となる。市販の二成分系現
像剤用のトナーの比誘電率（ε）は、一般に２．５乃至
６．５の低いレベルにあり、一方、非晶質シリコン系感
光体の比誘電率（ε）は１１．５乃至１２．５の高いレ
ベルにあふ。このように、感光体の比誘を率（ｇ）とト
ナーの比誘電率（ε）との間の差が大きいと、トナーと
感光体との間に摩擦電荷が発生し易く、この摩擦電荷に
よって、感光体の非画像部にもトナー付着を生ずるよう
になる。このような、非画像部へのトナー付着は、感光
体と現像スリーブとの間に現像バイアス電圧を印加する
ことにより、成る程度解消し得るとしても、両者の比誘
電率の差が上記のように大きい場合には、このバイアス
電圧を相当大きくとらなければならない。しかも、非晶
質シリコン系感光体では、既に述べた通り、電荷像の電
位コントラストが本ともと低いことから、バイアス電圧
を大きくすると、電位コントラストが著しく小さくなっ
て、画像の濃度やコントラストが小さくなるのを免れな
い。本発明においては、トナーの比誘電率を高い範囲と
することにより、非晶質シリコン感光体との間の摩擦帯
電を抑制し、印加するバイアス電圧を低く設定でき、カ
ブリを防止しつつ、コントラストの高い画像の形成が可
能となる。

また、前述した通り、磁気ブラシとトナー付着感光層と
の空隙の電界強度が高くなることから、トナーの移動に
要する時間が短かくなり、即ち現像時間がかなり短縮さ
れ、高速現像本可能となるという利点も奏される。

用いるトナーは、前述した転写性の見地から１Ｘ　Ｉ　
ＱｌｌΩ−傷、特に少なくとも５　Ｘ　１０”Ω−画の
電気抵抗を有するものでなければならない。更に、当然
のことながら、このトナー粒子は導電性と定着性とを有
する着色トナーでなければならない。

本発明において、トナーの比誘電率（りを高いレベルに
維持するには、種々の手段が採用されるが、最も簡便に
は、トナー粒子中に高誘電体や導電性物質を微粒子の形
で分散含有させ°る方法が採用される。

高誘電体としては、耐湿性、耐水性のある高誘電体が適
当であり、例えば、Ｔｉ０１．ＢａＴｉ０．の他、Ｂ　
ａ　７’　ｔ　０３−５　ｒ　７’　ｔ　ＯＢ系、Ｂａ
Ｔｉ０３−ｐｂＴｉＯ，系、Ｂａ７’　ｔ　Ｏｓ　−Ｃ
ａ　７’　ｔ　□ｓ系、ＢａＴｉ０．−ＹＴｉＯ８系な
どのチタン酸塩どうしの固溶体：　ＢａＴｉ　０８−Ｂ
ａＳ　ｎｏ３系、ＢａＴ　ｉ　Ｏ，−ＢａＺｒ０１系、
ｐｂＴ　１Ｏ１−ＰｂＺｒＯｓ　系などのチタン酸塩と
他の塩との固溶体等が好適に使用される。

これらの高誘電体は、微粉末の形でトナー粒子中に、１
乃至２０重量％、特に１．５乃至１０重量−〇景で含有
させるのがよい。高誘電体の含有量が上記範囲よりも少
ない場合には、比誘電率を本発明で規定した範囲とする
ことが困難であり、゛一方上記範囲を越えると、トナー
の色調が好ましくなる場合がある。この理由は前述した
高誘電体である７’　ｔ　Ｏｔ　、Ｂ　ａ　７’　ｔ　
Ｏｓ等が白色顔料であるため、添１　・ 加量が多い場合にはトナーの黒調が弱められるためであ
る。°このことから黒色の誘電物質を用いるのがより一
層好ましく、この意味において、黒色の酸化チタンを使
用するのが特に好ましい。この黒色の酸化チタンの例と
しては三菱金属■からチタン・ブラック２０Ｍ１チタン
・ブラック１２Ｓの商品名で販売されている酸化チタン
を挙げることができる。このチタン・ブラックは一般式
が７’　ｔ　３０ｔ　ｎ−１で示されル＝１に近いため
Ｔｔ　　とＯのストイキオメトリ−（原子数比）が１：
１に近いという構造を有するものである。

上述した高誘電体との組合せで、或いは単独で、カーボ
ンブラック等の導電性微粒子をトナー粒子中に含有させ
ることも、トナー粒子の比誘電率を高める上で有利であ
る。只、カーボンブラック等の導電性粉末をトナー粒子
中に配合する。と、その配合量に伴なって、トナー粒子
の電気抵抗が低下する傾向がある。カーボンブラックは
、樹脂媒質中に配合したとき、チエン構造をとりやすく
、この場合には、電気抵抗の低下が特に顕著となる。

この意味において、通常のカーボンブラックの場合、電
気抵抗を前述した範囲にするためには、トナー粒子への
配合量を１０重量％以下に抑えなければならない。しか
しながら、カーボンブラックの表面を界面活性剤、金属
石鹸等で処理した所謂表面処理カーボンや、カーボンブ
ラックの表面を、エチレン系不飽和単量体でグラフト処
理した、所謂グラフトカーボンでは、樹脂媒質への分散
性が向上し、チエン構造の形成が妨げられるので、１５
重量％迄の膏で用いることができる０ 樹脂としては、熱可塑性樹脂や、未硬化乃至は初期縮合
物の熱硬化性樹脂が使用される０その適当な例は、重要
なものの順序に、ポリスチレン等のビニール芳香族樹脂
、アクリル系樹脂、ポリとニルアセタール樹脂、ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂
、オレフィン樹脂等である。着色顔料としては例えば前
述したカーボンブラック、カドミウム二ロー、モリブデ
ンオレンジ、ピラゾロンレッド、ファストバイオレット
Ｂ、フタロシアニンブルー等の１種又ハ２種以上が使用
され、荷電制御剤としては、例えばニグロシンベース（
（１’ｌ５０４１５）、オイルブラック（ＣＩ２６１５
０）、スピロンブラック等の油溶性染料や、ナフテン酸
金属塩、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸等が必要により使
用される。

トナー粒子の粒径は一般に５乃至２０μｍの範囲にある
のがよい。

二成分系現像剤 フェライトキャリヤと顕電性トナーとは、一般に１００
：６乃至１００：１１の重景比で使用するのがよい。こ
の量比も現像剤の磁気ブラシの電気抵抗に影響を及ぼす
。即ち、フェライトキャリヤの量比が大きくなると、現
像剤の磁気ブラシの電気抵抗が小さくなる傾向を示す。

両者の最適比率は、フェライトキャリヤ及び顕電性トナ
ーの比表面積にも密接に関連する。本発明の好適態様で
は、磁気ブラシを形成する混合物のトナー濃度（Ｃｔ％
〕が、下記式 式中、ＳＣはフェライトキャリヤの比表面積Ｃｃｄ／ｆ
：透過法による実測値）、５ｔはトナーの比表面積（ｉ
／ｆ：コールターカランターを用いて測定した平均粒径
を基に、トナーが真球であると仮定して計算した有効比
表面積であり、平均粒径から得られるトナーの半径をｒ
　Ｃｃｍ）とし、トナーの真比重をρＣｆ／ａｄ）とし
た場合　５　ｔ　＝＝　３／　ｒ・ρで計算できる）、
ｋは０．８０乃至１．０７の数である、 を満足する濃度で現像を行６゜ 先ず、前記式（２）における右辺の項Ｓｃ／（Ｓｔ十Ｓ
ｃ）は、キャリヤ及びトナーの比表面積に関する項であ
り、具体的には、キャリヤとトナーとを等重量混合した
組成物の全表面積当りのキャリヤの占める表面積の割合
い（以下単にキャリヤ表面積占有率と呼ぶ）を表わす数
値である。

しかして、本発明のこの態様においては、このキャリヤ
表面積占有率乃至はその近傍値とトナー濃度とが等しく
なるような条件で、二成分系現像剤による静電像の現像
を行うと、画像の濃度の向上、カブリ濃度の低下、解儂
度の向上及び階調性の向上が本たらされるものであり０ トナ一濃度ＣＣｔｌｒ）とキャリヤ表面積占有率（５ｃ
／（Ｓ　ｔ＋ｓ　ｃ　）　、チ）とのずれは、両者の比
率、即ち に−Ｃｔ／Ｃ５ｃ／Ｃ５ｔ十５ｃ）） 係数ｋｆ求めることにより評価することができる。

この係数には使用するフェライトキャリヤの形状によっ
て相違するが本発明においては、この係数ｋを前述した
０、８０乃至１．０７の値、特に球状フェライト粒子で
は０．９０乃至１．０４の範囲とすることにより、高い
画像濃度、低いカブリ濃度、高い解像力及び優れた階調
性が得られ、しか４１これらの特性は現像開始初期のみ
ならず、１０００００枚もの連続複写後においても殆ん
ど低下しないという効果が達成される。

本発明の二成分系現像剤は、非晶質シリコン系光導電体
層を用いる電子写真法の現像に特に有用である。

感光体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ゝ□非晶質シリコン系光導電体層としては、それ自体公
知の任意の４のが使用され、例えばシランガスのプラズ
マ分解等で基板上に析出される非晶質シリコンが使用さ
れ、このものは、水素やハロゲン等でドーピングされ、
更にボロンやリン等の周期律表第■族または第■族元素
でドーピングされたものであってよい。

代表的なアモルファスシリコン感光体の物性値は、暗導
電率が＜１０＝”Ω−”ｃＩｎ−’、活性化エネルギ＜
０．８５ｍＶ、光導電率＞ｉｏ−’Ω−’　”ｃｒｎ−
’、光学的バンドギャップ１．７〜１，９ｔＶであり、
また結合水電食は１０〜２０原子チの量でその膜の誘電
率は１１．５〜１２．５の範囲にあるものである。

この非晶質シリコン光導電層は、ドーピング種に応じて
プラス荷電やマイナス荷電も可能であり、コロナチャー
ジャへの印加電圧は５乃至８ＫＶの範囲が一般的である
。

本発明によれば、非晶質シリコン光導電体層の膜厚が１
０乃至３５μｍのように小さく、その結果として帯電電
位が著しく小さい場合にも高濃度の画像形成が可能とな
るという顕著な利点がある。

しかも、小さい膜厚の感光層が使用可能であることは、
感光体のコストを下げる上で顕著な利点をもたらすのみ
ならず、感光層中での光拡散等が防止され、その結果と
して形成されるトナー像の解像力本向上するという利点
をも生じる。

また、感光層表面に保護層等を必要に応じて設け、表面
電位を高く設定できる場合には、前述した範囲よりも幾
分Ｄ−５抵抗の高いキャリヤの使用本可能となってぐる
。

本発明の二成分系現像剤は、勿論、非晶質シリコン光導
電層以外の光導電層、例えばセレン感光板、ＣｄＳ感光
板、有機感光板（ＯＰ（’）等に形成された電荷像を現
像するのにも有効であり、この場合にも、キャリヤ引き
やエツジ効果のないトナー画像を、電位コントラストの
小さい電荷像に対しても、高濃度で、カプリなしに形成
させ得るという利点がある。

本発明を以下の例で説明する。

実施例 トナーの調整 表１に示す組成の混合物を熱三本ロールミルで十分に熔
融混線分散を行ない、次いで、混線物を取り出し冷却し
、２鴎程度の大きさに粗粉砕後、ジェットミルを用いて
微粉砕を行なった。この微粉砕物を分級し粒度分布５〜
２０μの大きさにそろえ、更に疎水性シリカ（日本アエ
ロジル社製、Ｒ−９７２）を０．１％加えて混合し表面
処理したものをトナーとして得ることができた。

表１ 注）表中の組成は重量部で示す 尚、得られたトナーの電気物性を表２に示したが、測定
条件は、電極間距離０．６５ｍ、電極断面積１．４３ｉ
及び電極間荷重１０５Ｐ／ｉの条件で測定した。又、同
様に黒色酸化チタンに代って、他の高誘電体として、チ
タン酸バリウムを加えて屯良く、他の方法としては、カ
ーボンブラックの量を増やしても同様にトナーの比誘電
率を調整することができた。

表２ キャリヤ キャリヤとして、２００／３００メツシユの平均粒子径
約４５μｍの表６に示すフェライト粒子を用い前記トナ
ーとの組み合わせ（トナー濃度は１律８．２　ｗｔ％　
）で、表４に示す現像剤を作成した。

表３ 上記表３のＤ−５抵抗の測定は、後述する現像部及び現
偉領域条件をそのまま使用し、感光体ドラムの代わりに
ドラムと同−径及び長さのＡｔ製電極ドラムに置き換え
て、ドラムとスリーブとの間に２０〆の電圧を印加して
両者間に流れる電流を測定することにより算出した値で
ある。

作成した現像剤を用いて次なる複写テストを行なった。

複写装置としては以下の条件に設定し使用した。

感光体：直径９ＯｍＡＬ製基体上にボロンをドープした
α−５ｉ：Ｈをグロー放電分解法により２０μｍの膜厚
に堆積させた 感光体 画像露光用光源：感光体表面上での光強度６０μＷ／ｉ
（ただし、７５　Ｑ　Ｑ　ｒｂｍ以上の分光強度は１０
μＷ／７以下）に設定した白色螢光灯 除電光源：緑色発光の冷陰極放電管 クリーニング部ニブレードクリーニング方式主帯ｔ：コ
ロナ帯電器（十６．２ＫＶ印加）転写帯電：　　　　　
　　（−１−５，７ＫＶ印印加被複写速度感光体ドラム
回転速度　１６ｃｎ１／□□□現像部ニスリーブ回転速
度　　　２３Ｃｒｎ／ｓｅｅ現像磁石強度　　　ｉ　ｏ
ｏｏガウス 穂切間隔　　　　　　　１．　Ｏｒｍ 現像領域：感光体と現像スリーブとを共に時計方向に回
転させ、Ｄ−５間ギャップは、 １．５＋ｍに固定した。

表４の組合せ現像剤を用いた複写テスト結果を表４・図
３に示す。この結果キャリヤのＤ−５抵抗が２．５　Ｘ
　１０’（ｒｌを超えると高濃度な画像は得られなかっ
た。またキャリヤのＤ−５抵抗が１．４Ｘ　ｉ　Ｑ’［
ｒ］以下ではブラシマークの発生が認められた。以上よ
り、キャリヤのＤ−５抵抗が１．８×１０’Ｃｒ）〜２
．５　Ｘ　１０’［ｒ〕の広範囲において、トナーの比
誘電率が４〜６のものを用いた場合には、トナーの比誘
電率が６．４のものを用いた場合に比べ、高濃度で、ブ
ラシマークが無く、かつかぶりを取る為のバイアスを低
くできる事が確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像剤を使用するのに好適な電子写
真プロセスを説明するための図であり、図中２は非晶質
シリコン系光導電体層、６は主帯電用コロナチャージャ
、４は露光用ランプ、８は現像機構、９は転写用コロナ
チャージャ、１１は除電ランプ及び１２＆−ｔクリーニ
ング機構を夫々表わす。 第２図は、現償剤のＤ−５抵抗と１．Ｄ（画像濃度）と
の関係を示すグラフ図、 第３図は、本実施例で行った複写テストの結果をプロッ
トしたプロット図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ブラシとしての動的抵抗が１．５×１０＾４
   Ω乃至２．５×１０＾６Ωの範囲にあるフェライト焼結
   還元粒子から成る磁性キャリヤと、体積固有抵抗が１×
   １０＾１＾３Ω−ｃｍ以上で且つ比誘電率が４乃至６の
   範囲にある顕電性トナー粒子との組成物から成ることを
   特徴とする電子写真用二成分系現像剤。