JPS6115157A - 画像形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等にお
いて形成される潜像を二成分系現像剤により現像する工
程を含む画像形成方法に関するものである。

〔従来技術〕

税在において、成る画像情報から可視画像全形成下るた
めに、電子写真法等の静電潜像またに磁気潜像を経由す
る方法が広く利用されている。例えば電子写真法の一例
によれば、帯電工程及び露光工程によって光導電性感光
体より成る静電荷像支持体に形成された静電荷像をトナ
ーと称する検電性着色粒子より成る現像剤により現像し
、このトナー像を通常は転写材に転写して定着せしめて
可視画像を得る。

斯かる静電潜像または磁気潜像の現像に用いられる現像
剤には、トナーとキャリアとが混合きれて成るいわゆる
二成分系現像剤と、磁性体を含有する磁性トナーより成
りキャリアと混合きれずに単独で用いられるいわゆる一
成分系現像創とかあるが、二成分現像剤を用いる方式に
おいては、トナーとキャリアとを機械的に攪拌−ｆるこ
とによテＱてトナーを摩擦＠電せしめるので、キヤ′７
）−ノ′の７．１゜性、攪拌の条件等を選定すること（
こより、゛）−の帯電極性及び帯電量を相当程度的つ（
・４　／、、　−ｔ−、：可能であり、この点で−ｌ戊
分系現言；＋　、＋　！：ぴ１′ブいる。

斯かる二成分系現像剤を用いる現像法としては、磁気フ
ラジ法、カスケード法などがあり、このうち磁気ブラシ
法が好ましく用いられている。この磁気ブラシ法とは、
現像剤搬送担体上に磁気力によりブラフ状に起立した穂
よりなる現像剤層を形成し、この現像剤層を潜像担持体
の表面に摺擦せしめて潜像にトナー粒子を付着せしめて
現像を行なう方法である。

このような磁気プラン法に用いられる二成分系現像剤と
しては、従来、平均粒径が約十数μｍのトナー粒子と平
均粒径が約７０〜２００μｍの磁性キャリア粒子とより
なるものが一般的であり、また斯かる二成分系現像剤に
よる現像においてはトナーのみが消費されることから、
現像剤中のトナー濃度が変化して画質全低下させる問題
点があり、このため現像剤中にトナーを補給してトナー
濃度が♂［谷できる一定範囲内となるように制御するこ
とが必要である。

しかしながら、上述したような、トナーに比して大径の
キャリアを含む二成分系現像剤においては、トナー濃度
の許容幅が小さくてトナー濃度の制御に非常に高度な技
術を要し、このためトナー濃度を制御するための装置が
高価になる問題点を有している。しかも、キャリアが大
径であるためにブラシ状に起立せしめた現像剤の彼が不
可避的に荒くなり、このため潜像の現像がムラのある再
現性の劣ったものとなり、高品質の画像が得られにくい
問題点がある。

このようなことから、磁性体微粒子をバインダー樹脂中
に分散含有せしめて構成した、小径のキャリアが開発さ
れた（％開開５４−６６１３４号）。斯かるキャリアを
用いた二成分系現像剤によれば、同量の大径のキャリア
に比べてキャリア粒子全体の表面積が著しく増大するた
め、トナー粒子とキャリア粒子との摩擦接触の機会が増
え、トナー濃度の変化に起因する画質の変動が小さくな
り、それだけトナー濃度の許容幅が広くなってトナー濃
度の制御が容易となる。

しかしながら、このような小径のキャリアを含む現像剤
においては、トナー物質例えばトナーのバインダー樹脂
中に含有される荷電制御物質がキャリア粒子表面に付着
すると、キャリアの摩擦帯電能力が不安定となって、ト
ナーに所期の帯電電荷を付与せしめることができず、こ
のためキャリアを長期間繰返して使用に供することが困
難となり、しかもキャリアが小径であるために現像空間
ｒこおいてトナー粒子がキャリア粒子から離れにくくな
り、これらの結果、カブリが発生し易く、また吊用現象
が発生し、しかも画像濃度が低下し、画像の鮮明性が低
い欠点があり、結局キャリアを小径化したことによる利
益金十分に得ることができない問題点を有している。ま
た従来の小径のキャリアを長期間繰返して使用した場合
においては、キャリアの破砕、変形などが起こって良好
な現像奮行なうことができず、結局キャリアの耐久性が
低い問題点がある。

〔発明の目的〕

本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、その目的は、小径のキャリアを含む二成分系現像剤を
用いてカプリが発生せず、しかも高い濃度でかつ鮮明な
画像を長期間安定して形成することができる画像形成方
法を提供することにある。

〔発明の構成〕

以上の目的は、トナーとキャリアとよりなる二成分系現
像剤の現像剤層を現像剤搬送担体上に形成し、この現像
剤層を振動電界を生ぜしめた現像空間に供給して潜像担
持体上の潜像を現像する現像工程を含む画像形成方法に
おいて、前ｄＣキャリアは、架橋性重合体を架橋剤によ
り架橋せしめて得られたバインダー樹脂中に磁性体微粉
末が分散された平均粒径が１０〜５０μｍの粒子粉末で
あることを特徴とする画像形成方法によって達成される
。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明においては・潜像を担持する潜像担持体に、現像
の行なわれる一定の空間即ち現像空間を介して現像剤搬
送担体を対向配置し、この現像剤搬送担体内には例えば
現像剤保持用の磁石を配置してこの磁石の磁気力により
、その詳細は後述する特定のキャリア金言む二成分系現
像剤を現像剤搬送担体の表面にブラシ状に起立せしめた
穂よりなる現像剤層を形成し、この現像剤層を潜像担持
体に非接触となるような状態即ち現像剤の穂の高きが現
像空間における潜像担持体と現像剤搬送担体との間の最
短距離よりも小きい状態で現像空間に供給し、一方この
現像空間に振動電界を作用せしめてこの振動電界により
現像剤の穂を形成しているトナー粒子を振動分散せしめ
て潜像相持体と現像剤搬送担体との間で往復運動せしめ
、これによりトナー粒子を潜像担荷体に担持さ！ｔてい
る潜像に付盾せしめて現像を行ないトナー像全形成する
。

次いで、紙などの転写材にトナー像全転写せしめ、でし
て転写像を定着器において例えば加熱ローラによる接触
加熱定着方式により定着処理し、これによジ可視画像全
形成する。

次に本発明方法に用いる二成分系現像剤を構成−「るギ
ヤリアについて説明する。

本発明方法に用いるキャリアは、側鎖に架橋性官能基全
方する架橋性重合体を、この架橋性重合体を架橋せしめ
ることができる架橋剤により架橋せしめて得られたバイ
ンダー樹脂中に磁性体微粉末が分散含有された平均粒径
が１０〜５０μｍの粒子粉末である。

本発明方法においてキャリアに用いる架橋性重合体とは
、架橋剤によって三次元構造化されうる重合体であり、
例えば側鎖に架橋性の官能基を有する単量体を含む２橿
以上の単量体からなる共重合体から選ばれる。斯かる側
鎖に架橋性の官能基全方する単量体としては、側鎖に有
機酸を有する単量体（例えばアクリル酸、メタクリル酸
、イタコン酸、フマル酸等）、側鎖にヒドロキシ基を有
する単量体（例えば２−ヒドロキンエチルアクリレート
、２−ヒドロキンエチルメタクリレート、４−ヒドロキ
シブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリ
レート、ｏ−、ｍ＋、またはｐ−ヒドロキシスチレン、
ｏ−、ｍ−、またハル−ヒドロキシフェニルメタクリレ
ートｓ　２−　ヒト。

キシエチルビニルエーテル等）、側鎖にエポキ７基を翁
する単量体（例えばグリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート等）、側鎖にイミノ基を有する単を体
（例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−エチ
ルアクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ−
ヘキシルアクリルアミド、Ｎ−へキシルメタクリルアミ
ド、Ｎ−シクロヘキシルアクリルアミド、Ｎ−フェニル
アクリルアミド、Ｎ−ニトロフェニルアクリルアミド、
Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタク
リルアミド、Ｎ−（４−ヒドロキシフェニル）アクリル
アミド、Ｎ−（ａ−ヒドロキシフェニル）メタクリルア
ミド、Ｎ−（４−ヒドロキシナフチル）メタクリルアミ
ド、ウレイドエチルアクリレート、ウレイドエチルメタ
クリレート、ウレイドエチルビニルエーテル、メタクリ
ロイルシフアンアミド等）、側鎖にアジリゾイニル基を
有する単量体（例えば２−（１−アジリゾイニル）エチ
ルアクリレート、２−（１−アジリゾイニル）エチルメ
タクリレート等）、他に無水マレイン酸、ポリエチレン
グリコールジメタクリレートなどを挙げることかできる
、 前記架橋性重合体の形成において架橋性の官能基を有す
る単量体と共に用いることができる他の単量体としては
、例えばスチレン、α−メチルスチレン、クロルメチル
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、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オク
チル、アクリル酸−２−クロロエチル、アクリル酸Ｎ。

Ｎ−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸
ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、
メタクリル酸オクチル、メタクリル酸２−クロロエチル
、メタクリル酸Ｎ、Ｎ−ジメチルアミンエチル等の（メ
タ）アクリル酸アルキルエステル類；エチルビニルエー
テル、２−クロロエチルビニルエーテル、フロビルビニ
ルエーテル、ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエ
ーテル、フェニルビニルエーテル等のビニルエーテル類
；ビニルアセテート、ビニルクロルアセテ−ト、ビニル
ブチレート、安息香酸ビニル等のビニルニスデル類；メ
チルビニルケトン、エチルビニルケトン、プロピルビニ
ルケトン、フチルビニルケトン、フェニルビニルケトン
等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、インブテ
ン、ブタジェン、イソプレン等のオレフィン類；Ｎ−ビ
ニルヒロ！Ｊ　トン、Ｎ−ビニルカルバソール、４−ビ
ニルトリシン等の含゛窒素類：アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル等のビニルニトリル＠：下記一般式（１
）で示される含フツ素類；などを挙げることができ、こ
れらの単量体の１積重たは２種以上のものを適宜組合せ
て用いることができる。

一般式（１） 〔式中、１％は水素原子、メチルノ、す？表わし、Ｘは
酸素原子、ＣＯＯ基、ＣＯ基を表わし、Ｒｆはフルオロ
アルキル基を表わす。〕 前記架橋性重合体を得る場合において用いる側鎖に架橋
性官能基を有する単量体の好ましい使用割合は、重合体
重量に対してＯ，１〜３０重１％であシ、更に好ましく
は０．５〜２０重量％である。

また架橋性官能基を有しない単量体は２つ以上組合せて
用いることができる。この場合好ましい使用割合は官能
性基の種類、官能性基金もつ単量体の８１Ｉ類、組合せ
によって変動するが、例えばメタクリル酸とｐ−ヒドロ
キシフェニルメタクリルアミドを用いる場合はそれぞれ
１０重′１ｉ％、４０重量％とかなり多めに入れること
ができる。架橋剤の添加量と調整して架橋性官能基を有
−［る単量体の添加量を定めることが望ましい。特に架
橋に関与しない破水性の側鎖がキャリアの耐湿性ＶＣ悪
影響を及はす場合があるので、キャリア粒子の表面に親
水性基を残存させることは好ましくない。

架橋性重合体の形成において架橋性官能基をイ］する単
量体と共重合させる他の単量体は先に挙げたものから１
積重たは２種以上のものを組合せて用いられるが、得ら
れる架橋性重合体がガラス転移点、帯電性などの各特性
を満足するものとなるように選択する。このガラス転移
点はキャリア使用時の凝集化全防止するために５０℃以
上であることが好ましく、アクリル酸またはメタクリル
酸のアルキルエステルの単量体を用いる場合は、同じ含
有量においてアルキル基の炭素数が大きくなるとガラス
転移点が下がり、アルキル基の炭素数が小さくなるとガ
ラス転移点が上がり、この傾向は一般にアルキル基金側
鎖に有する単量体（例えばアルキルビニルエーテル、ア
ルキルビニルケトン等）について認められ、これらの単
量体の共重合体中における含有率を調整することによっ
て好ましいガラス転移点の重合体を得ることができる。

本発明に用いる架橋性重合体はガラス転移点が低くても
よく、これはキャリアの製造時において、架橋性重合体
と架橋剤とを含有してなる組成物を加熱処理して三次元
化することによってガラス転移点全上昇させることがで
きるからである。

またキャリアの帯電性については、架橋性重合体の形成
において用いる単量体を適宜選択することによって正帯
電性または負帯電性の何れにも調整することができる。

特に有機光導電性半導体を感光体として用いる場合、あ
るいはＳｅ感光体を用いて反転現偉を行う場合は負帯電
性キャリアが好ましく用いられ、この場合には単量体と
して特にフッ素原子を含有する単量体が用いられる。又
Ｓｅ感光体を感光体として用いる場合は正帯電性キャリ
アが好ましく用いられ、この場合には単量体として特に
窒素原子を含有する単量体が用いられる。

本発明方法においてキャリアに用いられる前記架橋性重
合体を架橋することができる架橋剤は、架橋性重合体に
おける架橋性官能基の種類に応じて適当な化合物が選択
され、異種の架橋性官能基が組合せられている場合は複
数の架橋剤を組合せて用いることができる。例えば架橋
性重合体がイミノ基を側鎖に有する場合、エボキ／及び
／又はヒドロキシ化合物からなる架橋剤が用いられる。

架橋性重合体がカルボン酸基を側鎖に有する場合は、エ
ポキシ化合物、インシアネート化合物及びヒドロキシ化
合物からＢｌｉ又は２種以上選択される架橋剤が用いら
れる。架橋性重合体がエポキシ基を側鎖に有する場合は
、酸、酸無水物及びアミンから１株又は２種以上選択さ
れる架橋剤が用いられる。架橋性重合体がヒドロキシ基
を側鎖に有する場合は、インシアネート化合物及び／又
はエポキシ化合物からなる架橋剤が用いられる。架橋性
重合体がアジリゾイニル基を側鎖に有する場合は酸、酸
無水物、エポキシ化合物及びアミンから１種又は２種以
上選択される架橋剤が用いられる。

斯かる架橋剤の例示化合物としては例えば下記のものが
挙げられる。

くエポキシ系架橋剤〉 商品名「エポン１０３１Ｊ ｒ　Ｅｆ（ＲＡ−０１５３ｊ　（ＵＣＣ社製）（Ｅ−４
） 商品名ｒ　ＥＰｇ−１３５９Ｊ　（チバガイギー社製）
ｒＱＴ−３４７６４（ダウケミカル社製）（Ｅ−５） （Ｅ−６） 商品名ｒＤＥＮ４３８Ｊ（ｎ＝１．３）「ＤＥＮ４３９
ｊ 「エピコート１５２Ｊ（ｎ＝０〜１） ［エピコート１５４Ｊ（ｎ＝１．５以上）（以上シェル
化学社爬） くヒドロキシ系架橋剤〉 （１−１−７）エチレングリコール ＨＯＣＨｚＣＨｚＯＨ （Ｈ−８）ジエチレングリコール ＨＯ−ＣＨ２ＣＨ２−０−ＣＨ２ＣＨｚ　−０Ｈ（）−
１−９）　１．２−プロピレングリコールＨＯ−ＣＨ＠
２−ＣＨＣＨ３ 薯 ＯＨ （Ｈ−１０）ジエチレングリコール ＣＨｓＣＨＣｋｈ−０−Ｃ１ｈＣＨＣＨ３ＯＨ０Ｈ （Ｈ−１１）水素化ビスフェノールＡ （Ｈ−１２）２．２−ビス（４−オキシェトキンフェ（
ｌ（−１３）　２．２−ビス（４−オキシプロポキシフ
ェニル）プロパン ＣＩ−ｂ　　　　　　ｅｌｆ　　　　　ＣＨ３くイソシ
アネート系架橋剤〉 （Ｉ−１４）トリンンジイソシアネート（１”ＤＩ）Ｃ
Ｉ−１５）　３．３’−）リレン−４，４＋−ジイソシ
アネート （１−１６）ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシア
ネ　−　）（ＭＤＩ） （Ｉ−１７））リフェニルメタンーｐ、　ｐ’、　ｌ）
’−）（Ｉ−１８）２．４−　）リレ／タイマー（１”
　Ｔ　）（１−１９）ナフタレン−１，５−ジイソシア
ネートＣＮ （１−２０））リス（４−フェニルイソシアネート）チ
オホスフェート 商品名ＩＮ）ｅｓｍｏｄｕｒ　　几Ｆ’、Ｊ　　（バイ
エル社製ン（Ｉ−２１）クルード（ＭＤＩ） Ｃ０ （１−２２）ＴＤＴ三量体 Ｈａ （１−２３）シンクロヘキサメタン−４，４１−ジイソ
ンアネー）（）−ＩＭＤＩ） （Ｉ−２４）水素添加ＴＤ　Ｉ　（ＨＴＤＩ）ＧＯ （１−２５）　　メタキシレンジイソシアネート（ＸＤ
■）（Ｉ−２６）へキザヒドロメタキシレンジイソシア
ネー　ト　（ＨＸＤＩ） （Ｉ−２７）　　へキザメチレンジイソシアネート（Ｈ
ＭＩ）Ｔ）ＯＣＮ−ＣＨｚＣＨｚＣＨｚＣＩ（２ｃｌ−
ｈｃｔ−ｂ−ＮＣＯ（１−２８）　　トリメチルプロパ
ン−１−メチル−２−イソシアノ−４−カババメート 商品名［Ｊ）ｅｓｍｏｄｕｒ　Ｌ　Ｊ　（バイエル社製
）（ｉ−２９）ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト ｎ−υ〜３ 商品名ｒＰＡＰＩＪ （Ｉ−３０）３．３’−ジメトキシ−４，４′−ジフェ
ニルジイソシアネート 商品名「ＤＡＩ）ＩＪ （１−３１）ジフェニルエーテル−２，４，４’−トリ
イソシアネート （Ｉ−３２） ■ Ｏ Ｈ 直 しＨｓ 商品名１”ｌＪｅｓｍｏｄｕｒ　ＴＨＪ　　（）（イニ
ル社製）■ Ｏ Ｈ ■ （ＣＨ２）６ 九〇〇 商品名ｒ　Ｄｅｓｍｏｄｕｒ　ＨＨｊ　（”イニル社製
）〈酸・酸無水物系架橋剤〉 （Ｓ−３４）無水マレイン酸 （Ｓ−３５）無水フタル酸 （Ｓ−３６）イソフタル酸 （Ｓ−３７）テレフタル酸 （Ｓ−３８）へキサヒドロ無水フタル酸（１−（１−（
ＰＡ）（Ｓ−３９）テトラヒドロ無水フタル酸（Ｓ−４
０）３．６−ニンドメチレンテトラヒドロ無水（Ｓ−４
］　）テトラクロル無水フタル酸（Ｓ−４２）３．６−
ニンドジクロルメチレンテトラクロルフタル酸 （Ｓ−４３）アジピン酸 ＨＯＯＣ（ＣＨ２）　４　Ｃ００Ｈ （Ｓ−４４）セパチン酸 ＨＯＯＣ（ＣＨｚ　）　３ｃＯＯＨ くアミン系架橋剤〉 （Ａ−４５）エチレンアミン族 ＨｚＮ（ＣＨｚＣＨｚＮＨ）ｎＨ （Ａ−４６）Ｎ−７ミノエチルビペラジン（Ａ−４７）
メタキシリＶンジアミン （Ａ−４８）１．３−ビス（アミノメチル）シクロへ（
Ａ−４９）パラメンタンジアミン （Ａ−５ｔｌ）メソホロンジアミン （Ａ、−５１）　　ビス−（４−アミノ−３−メチルシ
クロヘキシル）メタン （Ａ−５２）メタフェニレンジアミン （Ａ−５３）４．４’−ジアミノジフェニルメタン（Ａ
−５４）　４．４’−ジアミノジフェニルスルホン（Ａ
−ｓｓ）ジアミノジフェニルエーテル前記架橋剤の使用
割合は、架橋性重合体の架橋性官能基を架４ｉｌｌｉす
ることができる量であればよく、例えば架橋性官能基１
モルに対し０．５〜１．５モル程度用いることが好まし
いが、必ずしも１００％架橋させることは必要ではない
。

本発明方法に用いるキャリアに用いられる磁性体微粉末
としては、磁場によってその方向に強く磁化する物質、
例えばフェライト、マグネフィトをはじめとして、鉄、
コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金縞、あるいは
これらの金ＪＪ４を含む合金または化合物、強磁性元素
を含まないが適当に熱処理することによって強磁性を示
Ｔようになる合金、例えばマンガン−鋼−アルミニウム
モジくはマンガン−鋼−錫などのホイスラー合金とよば
れる種類の合金または二酸化クロム等の微粉末金挙げる
ことができる。斯かる磁性体微粉末は、その平均粒径が
００５〜３μｍ程度であるのが望ましく、またこの磁性
体微粉末の含有量はバインダー樹脂１００重量部に対し
て好ましくは２０〜３００重量部であり、特に好ましく
は５０〜１５０重菫部である。

本発明方法に用いるキャリアの製造法としては、従来公
知の一般的なトナーの製造法をそのまま適用することが
できる。例えば前記架橋性重合体及び前記架橋剤と、磁
性体微粉末と、その他必要に応じて添加される添加剤と
をボールミルなどを用いて予備混合して均一に混合分散
せしめる。次いで加熱ロールを用いて溶融練肉しながら
架橋性重合体と架橋剤とを架橋反応せしめ、その後、冷
却して粉砕する。次いで所望の粒径のキャリアを得るた
め必要に応じて分級し、平均粒径が１０〜５０μｍのキ
ャリアを製造する。

本発明方法に用いるキャリアの平均粒径は１０〜５０μ
ｍであり、好ましくは１５〜４０μｍ　であり、その粒
径は揃っていることが好ましい。

また本発明方法に用いるキャリアはその形状が球形であ
ることが流動性を向上せしめることができる点で好まし
く、このような球形のキャリアを得る方法としては、例
えば前記の如き製造法にしたがって得られる粉砕された
キャリア粒子をさらに例えば公知のスプレードライヤー
法等を用いて熱風中に噴霧することにより、キャリア粒
子の表面全瞬間的に溶融せしめて表面張力によってキャ
リア粒子を球形化せしめる方法が好適である。

またキャリア粒子の表面に磁性体微粉末がむき出しの状
態で露呈する場合には、キャリア粒子の摩擦帯電特性が
磁性体微粉末の摩擦帯電性により悪影響を受けることが
あるので、磁性体微粉末をバインダー樹脂中に含有せし
める前に当該磁性体微粉末の表面を予め樹脂あるいは高
級脂肪酸で被覆するのが望゛ましい。このような目的で
使用することができる高級脂肪酸としては、例えばステ
アリン酸、バＡメｔン酸、オレイン酸などがあり、これ
らの高Ｍ脂肪酸をトリクロロエチレン、ジクロロエタン
などの有機溶媒に溶解した溶液に磁性体微粉末を浸漬処
理することにより簡単に被覆を行なうことができる。

また本発明方法に用いるキャリアはそのガラス転移温度
（Ｔｇ　）は少なくとも６０℃以上であることが好まし
く、ガラス転移温度が低いとキャリア同士の摩擦、キャ
リアと現像器の器壁との摩擦などで発熱した場合に当該
キャリアが粘着性を帯びるようになり、流動性が悪くな
る。冑本発明方法に用いるキャリアは、共に用いられる
トナーに対し、通常の使用条件で、絶対値で５〜４０マ
イクロク一ロン／ｇの電荷を与えるものであることが好
ましい。

以上のようなキャリアと共に二成分系現像剤全構成する
トナーは、バインダー樹脂中に着色剤などのトナー成分
を分散せしめて成るものであり、ここにバインダー樹脂
としては、抽々の熱ＯＪ塑性樹脂が用いられる。その具
体例としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン
、α−メチルスチレンなどのスチレン類；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−ブチル、メタクリル酸ラウリル、ツタクリル酸２−
エチルヘキシルなどのび一メチレン脂肪族モソカルボン
酸エステル類；アクリロニトリル、メタアクリロニトリ
ルなどのビニルニトリル類：２−ビニルピリジン、４−
ビニルピリジンなど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などのビニルエー
テル類；ビニルメチルケトン、ビニルエテルケトン、メ
チルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類；エチ
レン、プロピレン、インプレン、ブタジェン等の不飽和
炭化水素類およびそのハロゲン化物、クロロプレンなど
のハロゲン系不飽和炭化水素類などの単量体による重合
体あるいは、これら単量体を２種以上組み合わせて得ら
れる共重合体、およびこれらの混合物、あるいは、例え
ばロジン変性フェノールホルマリン樹１１Ｌ油ｆ性エポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
イミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂などの
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
との混合物を挙けることができる。着色剤としては、例
えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブ
ルーカルコオイルブルー、クロームイエロー、ウルトラ
マリンブルー、メチレンブルー、ローズベンガル、フタ
ロ／アニンブルー、またはこれらの混合物を挙げること
ができる。着色剤以外のトナー成分としては、荷電制御
剤、オフセット防止剤、流動性向上ｉＨＩなどがらり、
また必要に応じて磁性体微粉末が含有されていてもよい
。

斯かるトナーは従来公知のトナーの製造方法によって得
ることができ、平均粒径が２０ｐｍ以下、特に８〜」２
μｍのトナーが好ましい。

本発明方法に用いる二成分系現像剤におけるキャリアと
トナーとの混合比は％に限定されるものではないが、当
該混合比Ｃ（トナー重量÷キャリア重量）が次式で表わ
される範囲内にあることが好ましい０、 ρＴ：トナー密度 ρ。：キャリア密度 さらに好ましくは次式で表わされる範囲内である。

以上本発明方法に用いる二成分系現像剤について説明し
たが、次に、このような現像剤を用いて例えば静電荷像
を現像する具体的な現像プロセスについて述べる。

現像剤を現像空間に供給するための現像剤搬送担体は、
バイアス電圧を印加し得る従来と同様のものを用いるこ
とができ、特に、表面に現像剤層が担持されるスリーブ
の内部に複数の磁極全准する回転磁石体が設けられてい
る構造のものを好ましく用いることができる。このよう
な現像剤搬送担体においては、回転磁石体の回転によっ
て、スリーブの表面に担持される現像剤層が波状に起伏
して移動するようになるから、新しい現像剤が次々と供
給され、しかもスリーブ表面の現像剤層に多少の層厚の
不均一があっても、その影＃は上記波状の起伏によって
実際上問題とならないように十分カバーされる。そして
、回転磁石体の回転あるいはさらにスリーブの回転によ
る現像剤の搬送速度は、静電荷像担持体の移動速度と殆
んど同しか、それよりも早いことが好ましい。また、回
転磁石体の回転とスリーブの回転による搬送方向は、同
方向が好ましい。同方向の方が反対方向の場合よりも画
像再現性に優れている。しかし、それらに限定されるも
のではない。

また、現像剤搬送担体上に担持される現像剤層はその厚
さが均一であることが好ましく、例えば現像剤搬送担体
上に付着した現像剤を厚さ全規制するブレードによって
十分に掻き落して均一す層とすることが好ましい。そし
て、現像剤搬送担体と静電荷像担持体との間隙は数１０
〜２０００μｍが好ましく、現像剤搬送担体と静電荷像
担持体との間隙が数１０μｍよりも狭くな勺過ぎると、
現像空間で均一に現像作用する磁気ブラシの穂を形成す
るのが困難となり、また、十分な甘のトナー粒子全現像
空間に供給することもできなくなジ、結局安定した現像
を行なうことが困難となり、逆に間隙が２０００μｍを
大きく超すようになると、対向電極効果が低下して十分
な画像＃度が得られないようになり、また静電荷像の中
央部に対して輪郭部のトナー付着が多くなるというエツ
ジ効果も犬きくなる。

また間隙と現像剤層の厚さは振動電界を与えていない状
態の下で磁気ブラシの穂が静電荷像担持体の表面に接触
せず、しかもできるだけ近接するような条件に設定する
ことが特に好ましい。これは、トナー像に磁気ブラシの
摺擦による掃きｌ」が生じたり、またかぶりが生じたり
することが防止されるからである。

振動電界の形成は、現像剤搬送担体のスリーブに振動す
るバイアス電圧を印加することによるのが好ましい。ま
た、バイアス電圧としては、非画像部分へのトナー粒子
の付着を防止する直流電圧に、トナー粒子をキャリア粒
子から離れ易くするための交流電圧を重畳した電圧を用
いることが好ましい。しかしながら本発明は、これらの
方法に限られるものではない。

本発明方法において現像工程を遂行するために用いるこ
とができる具体的な装置の一例を第１図に示す。第１図
において、】はＳｅ等の感光体よりなるドラム状の静電
荷像担持体であって、矢印方向に回転し、図示せざる帯
１１を露光装置によって表面に静電荷像が形成される。

２はアルミニウム等の非磁性材料からなるスリーブ、３
はスリーブ２の内部に設けられた複数のＮ、Ｓ磁極全周
に沿って有する磁石体で、スリーブ２と磁石体３とで現
像剤搬送担体が構成されている。これらスＩＪ　−ブ２
と磁石体３とは相対的に回転可能であり、図の例ではス
リーブ２が矢印方向に回転芒れ、磁石体３は固定されて
いる。磁石体３ＯＮ、Ｓ磁極は通常５００〜１５００ガ
ウスの磁束密度に磁化されており、その磁気力によって
スリーブ２の表面にブラシ状に起立した穂よりなる現像
剤りの層即ち磁気ブラシを形成する。４は磁気ブラシの
高さ、量を規制する磁性または非磁性体からなる規制ブ
レード、５は現像空間Ａを通過した磁気ブラシをスリー
ツー２フ〜上か−ら除法：す−ゐ；り−」）、　、、、
、＝≧ｆグーブーＬ／−ｎ春饗ｉ。

塙側ニブ２上から除去するクリーニングブレードである
。スリーブ２０表面は現像剤溜り６において現像剤りと
接触するからそれによって現像剤りの供給が行われるこ
とになり、７は現像剤溜り６の現像剤りを攪拌して成分
金均−にする攪拌スクリューである。現像剤溜り６の現
像剤Ｉ）は現像が行なわれるとトナー粒子が消費される
ため、トトホソパ−８のトナー粒子Ｔが適宜補給される
。９は現像剤溜り６にトナー粒子Ｔを落丁表面に四部を
有する供給ローラである。］Ｏｉ’ｔ、保護抵抗１１を
介してスリーブ２にバイアス電圧を印加するバイアス電
源である。このバイアス電源１０［よって振動する交流
成分を有したバイアス電圧が接地した静電荷像担持体１
の基体１ａとスリーブ２との間に印加されている。この
バイアス電圧は、例えば直流電圧と交流電圧の重畳電圧
が用いられ、直流成分がかぶりの発生を防止し、交流成
分が磁気ブラシに振動を与えて現像効果を向上する。こ
の直流電圧成分には通常非画部電位と略等しいが或いは
それよりも高い例えば５０〜６００Ｖの電圧が用いられ
、交流電圧成分には周波数が１００１−４ｚ〜ｌ　Ｑ　
ｋ　）（ｚ　ｓ好ましくは］　−５ｋＨｚで１０ＯＶ−
５ＫＶの電圧が用いられる。なお、直流電圧成分け、ト
ナー粒子が磁性体を含有している場合は、非画部選位よ
りも低くてよい。交流ｔヒ圧成分の周波数が低過ぎると
、振動を与える効果が小芒くなり、高過ぎても電界の振
動に現像剤が追従できなくなってｌＩ！ｉＩ像濃度が低
下し、鮮明な高画質画像が得られなくなるという傾向が
現われる。また、交流電圧成分の１圧は、周波数にも関
係するが、高い程磁気ブラシを振動させるようＫなって
それだけ効果を増すことになるが、高過ぎるとかぶシが
生じ易く、落雷現象のような絶縁破壊も起り易くなるの
で好ましくない。

以上のような装置において、スリーブ２と静電荷像担持
体ｌとの間隙が数１０〜２０００μｍの範囲ＶＣある２
うに設定して、静電荷像担持体１上の静電荷像の現像を
行なうと、スリーブ２の表面に形成された磁気ブラシは
、スリーブ２の回転に伴ってその表面の磁束密度が変化
するカ・ら、振動しながらスリーブ２上を移動するよう
になり、それによって静電荷像担持体ｌとの間隙を安定
して円滑に通過し、その際静電荷像担持体ｌの表面に対
し、均一な現像効果を与えることになって、安定して高
い画像１ｌｌＩ度の現像を可能にする。

以上、第１図によって本発明方法に用いることができる
装置の一例について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば現像イ１］搬送担体と静電荷
像担持体との間の現像領域周辺に電極ワイヤを数本張設
して、それに振動する電圧を印加するようにしても磁気
ブラシに振動を与えて現像効果を向上させることができ
る。その場合も、現像剤搬送担体には直流バイアス電圧
を印加し、あるいは、異なった振動数の撮動電圧を１４
」加するようにしてもよい。１だ、本発明方法は反転現
像などにも同様に適用できる。その場合、直流電圧成分
は静電荷像担持体の非画像背景部における受容電位と略
等しい電圧に設定をれる。さらに、本発明方法は現像の
対象となる像が磁気潜像である場合にも適用することが
ＩＩＪ　ｉｉとである。

〔発明の作用効果〕

本発明は以上のような方法であり、二成分系現像剤を構
成するキャリアが、バインダー樹脂中に磁性体微粉末が
分散含有された小径の粒子−であ″うてしかも当該バイ
ンダー樹脂は架橋性重合体が架橋剤により架橋された構
造を有するものであるため１バインダー樹脂は三次元化
された構造のものとなる結果キャリアの耐久性が格段に
大きくなる。

しかも架橋性重合体を適宜選択することによりキャリア
を正または負の所望の極性で良好な摩擦帯電性を有する
ものとすることができ、この結果トナーを十分な電荷量
で反対極性に帯電せしめることができてトナー粒子の潜
像への伺着性を良好なものとすることができる。そして
キャリアがこのように優れた摩擦帯電性を有するもので
あるので、トナーに特に荷電制御剤を含有せしめること
が全く不要となるか若しくは必要とされる場合であって
も少量とすることができ、このため”キャリアの表面を
汚染する原因が実質上なくなることとなり、この結果キ
ャリアの優れた摩擦帯電特性が変動することがないので
トナーの帯電が長期間安定したものとなる。そのうえ、
現像工程においては、現像空間に振動電界を作用せしめ
るため、キャリアが小径であるためにトナー粒子がキャ
リア粒子から離れにくいものであるにもかかわらず当該
伽動電界によりトナー粒子とキャリア粒子とが互に反対
方向に力を受けながら振動される結果、トナー粒子がキ
ャリア粒子から分離して単位粒子として挙動するように
なり、このため十分なトナー付着量で現像全行なうこと
ができる。このようなことから結局５キヤリアを小径化
したこと［よる利益即ち、二成分系現像剤におけるトナ
ー濃度の許容幅が大きくてトナー補給が容易となること
、などの利益を得ながら、高い濃度でカブリのない鮮明
な画像を長期間安定して形成することができる。

さらに、キャリアのバインダー樹脂が、単葉体成分を架
橋剤の存在下において重合反応せしめるのではなく架橋
性官能基を有する重合体を架橋剤により架橋せしめて得
られるものであるため、架橋性重合体を架橋せしめるた
めの特別な工程は必要とせず即ちキャリアの製造工程の
一つであるキャリア材料の溶融混練時において、架橋性
重合体及び架橋剤よりなる組成物音その他のキャリア拐
料と共に溶融混線せしめることができ、このときの熱に
より架橋反応せしめて三次元構造化を達成することがで
きるため、キャリアを製造するためのエネルギーコスト
の節約を図ることができる。

以上において、キャリア物質がトナー粒子表面に付着す
ることが考えられるが、キャリアｅま繰返し使用に供さ
れるものであってキャリア表面のトナー物質の付着が大
きく問題となるのに対し、トナーは画像の形成と共に消
費されるものであるため、仮にトナー粒子の表面にキャ
リア物質が付着したとしてもこれによる影響は小さくて
実質上問題とはならない。

〔発明の実施例〕

以下本発明の具体的実施例について説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定きれるものではない。同「部」
は「重量部」を表わｆ　（１実施例１ スチレンとメタクリル酸メチルとメタクリル酸β−ヒド
ロキシエチルとを重量比７０：２０：１０で重合せしめ
て得られた共重合体５０部とマグネタイト「マビコブラ
ソクＢＬ−８ＰＪ（チタン工業社製）５０部と、架橋剤
１ピコ−）］　５２Ｊ（シェル化学社ｆｆ）１０部とを
混合して約２４時間ボールミルにかけた後、熱ロールを
用いて混練し、冷却後粉砕し、次いで得られた粉末を熱
風中に噴霧せしめて乾燥した後、分級して平均粒径２５
μｍの球形のキャリアを製造した。

このキャリアの８５部と、電子写真複写機「（Ｊ−Ｂｉ
ｘ　１６００　Ｊ　（小西六写真工業社製）用のトナー
の１５部と全混合して二成分系現像剤を調製し、この現
像剤を用いて第１図と同様の現像機構を具えた電子写真
複写機「Ｕ−Ｂｉｘ　１６００」改造機によシ実写テス
トを行なったところ、得られた画像はエツジ効果やカブ
リのない濃度がきわめて高い鮮明なものであった。また
５万回の連続複写を行なったところ、最初から最後まで
安定して変わらない良好な画像を得ることができた。

なお、この例において現像条件は次の通りである。即ち
静電荷像担持体はｔｃｄｓ　感光体、この感光体の周速
は１８０５ｗ／（６）、静電荷像担持体に形成された静
電荷像の最高電位は５００’Ｖ、スリーブの外径は３（
ｌｊＩＪ−スリーブの回転数はｌ０Ｕｒｌ）ｒｎ％磁石
体のＮ、Ｓ磁極の磁束密度は９００　ガウス、現像空間
での現像剤層の厚さは０．５　ｗ、スリーブと静電荷像
担持体との間隙は７００μｍ、スリーブに印加するバイ
アス電圧は直流電圧成分が２５０Ｖ、交流電圧成分が１
．５ｋＨ７で５００■とした。

実施例２ 実施例１における共重合体の代わりにスチレンとメタク
リル酸ｎ−ブチルとメタクリルアミドとを重量比６０：
２０：２０で重合せしめて得られた共重合体を使用した
他は実施例１と同様にしてキャリアを製造した。

このキャリアを使用して実施例１と同様にして現像剤を
調製し実写テストを行なったところ・実施例１と同様に
良好な結果が得られた。

実施例３ 実施例１における共重合体の代わりにスチレンとメタク
リル酸メチルとメタクリル酸イミノールとを重量比７５
：１５：１０で重合せしめて得られた共重合体を使用し
た他は実施例１と同様にしてキャリアを製造した。

このキャリアを用いて実施例１と同様にして現像剤全調
製し実写テストを行なったところ実施例１と同様に良好
な結果が得られた。

比較例１ 実施例１において架橋剤を使用しない、ほかは実施例１
と同様にしてキャリアを製造した。

このキャリアを用いて実施例１と同様にして現像剤を調
製し実写テストヲ行なったところ、初期に得られた画像
はエツジ効果やカプリのない鮮明なものであったが、複
写回数が１万回を越えるころよりカブリが発生し画像荒
れが目立った。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法の実施において現像工程を遂行する
ために用いることができる現像装置の一例の概略を示す
説明用断面図である。 １・・・静電荷像担持体　　２・・・スリーブ３・・・
磁石体　　　　　　４・・・規制ブレード５・・・クリ
ーニングブレード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トナーとキャリアとよりなる二成分系現像剤の現像
   剤層を現像剤搬送担体上に形成し、この現像剤層を振動
   電界を生ぜしめた現像空間に供給して潜像担持体上の潜
   像を現像する現像工程を含む画像形成方法において、 前記キャリアは、架橋性重合体を架橋剤により架橋せし
   めて得られたバインダー樹脂中に磁性体微粉末が分散さ
   れた平均粒径が１０〜５０μｍの粒子粉末であることを
   特徴とする画像形成方法。