JPS6177868A - 静電荷像現像方法 - 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〕 ２Ｆ−発明は、靜竜画像担持体上國形成された静電荷像
を導電性磁性トナーにより現像する静電荷像現像方法ｒ
ｃ関するものである。

〔従来技術〕

複写機等の静電記録装置において、静電荷像を担持する
被現像面にトナーを付着せしめて可視画像とする現像に
は、大別してトナーと千ヤリアとから成るいわゆる二成
分現像剤を用いる方法と磁性トナーから成る一成分轍性
現像剤を用いる方法とがあるが、−成分磁性現像剤を用
いる方法は現像剤の補給取扱いが簡単で使用する装置を
小型化し得るなどの利点を有している。−成分子ｆｉ性
現像剤を用いて静電荷像を現像するには９通常静電荷像
を担持する担持体の被現鍬面と一定の間隔をもつ℃対置
された現像剤支持体ｔｆｅ面に磁気によって＠像剤を付
着させて一定厚みの磁穂を形成し、これを現像空間内に
戴入せしめて静電荷像に現像剤を付着させる方法がとら
れている。

このような−成分繊注机律剤は１例えは熱可塑性ａ＋脂
中に両性体微粉、必要に応じてカーゼンブラック及び／
又は着色剤を分散含有せしめたものを粒状化し友もので
あり、斯かる一成分磁性現像剤は比較的抵抗の低い所謂
導電性磁性トナーと呼ばれるものと比較的抵抗の高い所
謂絶縁性磁性トナーとに大別される。絶縁性磁性トナー
による現像においては、当該絶縁性磁性トナーは潜像電
荷と逆極性の真電荷を有するものであり、この絶縁性磁
性トナーの真電荷と潜像電荷との電気的吸引により現像
が進行するが、絶縁性磁性トナーの真電荷は湿度により
常に変動するものであるため、現像性が変動するという
欠点がある。

一方導電性磁性トナーによる現像においては、潜像電荷
の静電誘導に基いて誘起される誘導電荷と潜像電荷との
電気的吸引により現像が進行する之め、トナーに真電荷
を有せしめることを必要とぜず、そして誘導電荷は湿度
によってはその値が変動しない几め現像性が変動すると
いう弊害がないという利点があるが、一般にこの導電性
磁性トナーによる現像においては、形成される可視画像
にカプリが発生し易い欠点がある。

〔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
、導電性磁性トナーによりカプリの発生を伴なわずに良
好な現像を達成することができる現像方法を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

以上の目的は、ノ々イングー樹脂中に磁性体が含有され
てなるトナー粉末に、平均粒径が７〜４０ｍｐｍの絶縁
性微粒子が当該トナー粉末に対して０．０５〜２重ｔチ
の割合で添加混合されてなる導電性磁性トナーを用いて
静電荷像担持体上の静電荷像を現像する１檻な含み、現
像空間に作用せしめる現像電圧をＺｏｏ−１５０Ｖの範
囲内の大きさ−とすることを特徴とする静電荷像現像方
法にＬつ℃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、その詳細は後述する特定の導電性磁
性トナーを現像剤として用いてこれを現像剤支持体上に
保持せしめて現像空間に搬入し、この現像空間に作用せ
しめる現像電圧を１００〜１５０Ｖの範囲内の太きさと
し、当該現像空間に送られてきた静電荷像担持体上の静
電荷像に前記トナーを付着せしめてトナー像を形成し、
もって静電荷像の現像を行なう。以上において、現像電
圧とは、具体的には適宜の電圧印加機構により現像空間
に印７ＪＯされる設定され几大きさの電圧をいう。

本発明に用いる現像剤は、ノ々イングー樹脂中に磁性体
及びその他必要なトナー成分が含有され九トナー粉末に
、その平均粒径が７〜４０　＋ｎｐｍの絶縁性微粒子を
当該トナー粉末に対して０．０５〜２重量％の割合で添
加混合してなる導電性磁性トナーでるる。

このような磁性トナーは、トナー粒子の表面に絶縁性微
粒子が付着し友ものとなるが、添加量が０．０５〜２重
量％なので各トナー粒子の表面全体が絶縁性微粒子に−
よって隠蔽されろものではなく、従って静電誘導によっ
て電荷が誘起されることを利用して現像することができ
る。この導電性磁性トナーの導を率は１０−８〜１０−
’　（ΩｃＩｎ）−’　テロにとが望ましく、１０　　
（Ωｃｒｎ）　　未満では誘導電荷が小さくて画像濃度
が低く、一方１０　　（Ω、、、　）−１を越えるとカ
プリが発生し易くなる。この導電率は次の工うにして求
めることができる。即ち、断面積Ｆ（ｄ２）（例えばｌ
Ｃ！ｎ２）の測定用セルに試料を深さｈ（ｃｒｎ）（例
えば０．０３〜０．０８１ニア！Ｉ　）まで入れ、この
上面より１ｋｇの荷重を加え、印加電圧ｖ（ゼルト）を
変化させ友ときの電流値ｉ（アンペア）を測定し、下記
の式によ−り導電率ρ（Ωａｒｔ　）　−１を求めるこ
とができる。

前記絶縁ａ微粒子としては１例えばシリカ、アルミナ、
ｒＩＬ化チクチタン化マグネシウム、炭酸カルシウムな
どの無機酸化物、ステアリ／酸亜鉛。

ステアリン敵鋼などのステアリン敵金属塩などを挙げる
ことができる。この絶縁性微粒子の平均粒径は７〜４０
ｍμｍであることが必要であるか、好ましくは１０〜Ｚ
Ｏｍμｍである。この平均粒径が７ｍμｍ未満の場合に
は小径すぎてカプリの発生を十分に抑止することかでさ
ず、しかも七のような小径のものとすること“が困難で
あり製造上不利となる。一方４０ｍμｍを越える平均粒
径を有する絶縁性微粒子を用いた場合には、当該絶縁性
微粒子がトナー粒子から遊離し易くなってカブリの発生
を十分に抑止するこ□とができない。

この絶縁性微粒子の添加割合は、上述のようにトナー粉
末に対して０．０５〜２重量％であるが、好ましくはＯ
５１〜１重量％である。この添加割合が０．０５重量−
未満ではカプリの発生を十分に抑止することができず、
一方２重量％を越えると絶縁性が高すぎて誘導電荷が小
さくなりその結果画像負度が低いものとなる。

前記バインダー樹脂としては、熱定着に適した特性をも
つ熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。

有利に用いられる熱可１１注樹脂としては、たとえはス
チレ／、バラクロルスチレ７すどのスチレ／類、ビニル
ナフタレン、たとえは塩化ビニル、Ａ化ビニル、弗化ビ
ニル、酢叡ビニル、プロピオ／酸ビニル、ぺ／ゾエ敵ビ
ニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、たとえはア
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ｒデシル、アクリル酸ｎ−ブチ
ル、アクリル酸２−クロル−エチル、アクリル酸エスル
、α−クロルアクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル
、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸エチルなとの
α−メチレン脂肪族モノカルゼン酸のエステル類、アク
リロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミド
、たとえばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエ
ーテル、ビニルエチルエーテルナトのビニルエーテル類
、たとえばビニルメチルケト／。

ビニルへ千シルケトン、メチルイソゾロベニルケト７な
どのビニルケトｙ類、たとえはＮ−ビニルピロール、Ｉ
Ｎ−ビニルカル／９ゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ
−ビニルピロリドンなとのＮ−ビニル化合物などの単量
体を重合させたホモポリマーまたはこれらの単量体を２
種以上組み合わせて共憲合名せたコポリマーあるいはそ
れらの混合物。

あるいは、たとえばロジン変性フェノールホルマリ／樹
脂、油変性エポ千シ樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロー
ス樹脂、ポリエーテル樹脂などの非ビニル系熱可塑性樹
脂などの非ビニル系樹脂あるいはそれらと前記の如きビ
ニル系樹脂との混合物を挙げることができる。これ゛ら
の樹脂の中、とくにビニル系樹脂としては、’ａｏｃ以
上のガラス転移点を有し、約１０００乃至５０００００
０重量平均分子量を有するもの゛が有効に用いられる。

とくに転写紙上に転写したトナー像を熱ローラを用いて
定着する場合には離型性のよいスチレンを含む樹脂１例
えばスチレン−アクリル酸エステル、スチレ／−メタア
クリル散エステル等を主成分とするスチレン−ビニル系
共重合樹脂の使用が好ましい。

前記磁性体としては、磁場によってその方向に極めて強
く磁化する物質、たとえはフェライト。

マグネタイトなどｔ−はじめとする鉄、コバルト。

ニッケルなどの強磁性を示す元素を含む合金あるいは化
合物、ま九は強磁性元素を含まないが２ａ当に熱処理す
ることによって強ａ注を示すよう氏なる合金、たとえは
マンガ／−銅−アルミニウムあるいはマンガン−銅−錫
などのマンガンと銅とを首むホイスラー合金と呼ばれる
種類の合金または二酸化クロムなどが有効に用いられる
か、マグネタイトの便用が最も好ましい。

これらの磁性体はトナー中に含有せしめる場合。

平均粒径約０．１〜１μｍ程度とするのが望ましく。

トナー中に含有せしめる量はトナー全量に対して約４０
乃至８０重量％とするのが望ましい。

マグネタイト等の磁性体は通常黒色、或いはそれに近い
色を有するため、それ自体現像剤における着色剤として
の効果をもつが、必要に応じ更に着色剤を加えてもよい
。

着色剤としては任意の適当な顔料または染料か使用され
る。たとえはカーボンブラック、ニグロシ／染料、アニ
ソ／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、テュポンオ
イルレッド、−Ｐノリ／イエＯ−、メチレンゾル−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
フサレート、ランプブラック。

ローズベンガル等を単独、或いは混合して用いることが
でき、特にカーゼンブラックが有効に用いられる。

またその他のトナー成分としては、トナーの電荷を制御
するための電荷制御剤、オンセット防止剤、（−の他が
ある。

本発明において便用する現像剤を製造するには従来性わ
れている一般的な現像剤の製造法をそのまま適用するこ
とができる。たとえばバインダー樹脂１着色剤、ａｉ注
体および必要に応じてこれらに組合せて使用する電荷制
御剤などの各種の添加剤をメールミルなどを用いて予備
機会して各成分を均一に温合分散せしめ、スいて加熱ロ
ールを用い℃練肉した後、冷却して粉砕する。

次いで所望の粒径の現像剤を得るため必要に応じ′ζ分
級し、たとえば９〜１２μｍの平均粒径を有する現像剤
を製造する。なお１本発明において使用する現像剤の粒
径は、使用目的、現像する静電荷像のａ類などによって
相違するが、概して５〜２０μｍ機反とするのが望まし
い。また便用目的などによって最も適合する粒径のもの
を用（蔦ることもできる。

以上のようにして得られる導電性磁性トナーは。

七の圧縮比がｚθ〜４０チの範囲内にあることが望まし
い。この圧縮比はタッピング法によるカサ密度測定器に
よって次のようにして求めることができる。即ち、タッ
ピングを高さ１８ｍで１８０回行ない、タッピング前の
試料トナーのカサ密度人。

タッピング後の密度Ｂよシ圧縮比Ｃを次の式によって求
める。

このようにトナーの圧縮比が２０〜４０％の範囲内にあ
る場合には、トナーの流動性及び非凝集性が向上し、ト
ナーの搬送性が良好となり、また現像剤容器内でのトナ
ーの保存性が良好となる。

次に本発明方法の具体的な実施態様の一例について説明
する。第１図は１本発明方法を電子写真複写機に適用す
る場合の現像装置の一′例を模式的に示す説明図である
。

１は固定磁気ローラであシ、（−のＶ＆極（図示せず。

）構成はローラの周方向に沿ってＮ極と８極とが交互に
配置された構成である。２は現像剤支持体（以下単に「
スリーブ」ともいう。）であり。

前記固定磁気ロー２１の外周を覆うよう回転可能に設け
られ、非磁性体よυなる。このスリーブ２は現像空間り
を介して静電荷像担持体３に対向配置されている。静電
荷像担持体８は矢印Ｐ１で示す方向に移動され、これに
対してスリーｆＺは矢印Ｐａで示す方向即ち現像空間り
内において静電荷像担持体３の移動方向と同一方向に回
転される。

４は現像剤容器、５は規制板であシ、この規制板５によ
シスリーブ２上に付着されたトナ一層の厚さが一定化さ
れて現像空間りへの現像剤の供給量が規制される。６は
現像電圧発生器、６１は現像電極であり、この現像電極
６１は現像空間りの近傍であってスリーブ２の背後に設
けられている。

この現像電圧発生器６により現像電極６１く加える電圧
即ち現像電圧の大きさは１００〜１５０Ｖの範囲内であ
ゃ、その極性は静電荷像の極性とは反対極性とする。

現像剤容器４に収納されている磁性トナー７は固定磁気
ロー２１の磁気力によシ吸引されてスリーブ２の表面に
穂状に付着し、これがスリーｆ２の回転に伴なって移動
し、規制板５によって所定の厚さに切揃えられた後現像
空間り内に供給される。この現像空間り内において穂状
に付着している磁性トナーに静電荷像の電荷にょシ逆極
注の電荷が誘起され、この誘導電荷と静電荷像の電荷と
の静電力及び現像電圧によシ現像空間に形成された電界
の作用により、トナー粒子が静電荷像に付層して現像が
行なわれる。

〔発明の作用効果〕

本発明においては１以上のような方法により静電荷像の
現像を行なうが、現像剤支持体上に形成されるトナー粒
子の穂において、８Ｉ！の先端のトナー粒子にはこれと
対向する静電荷像担持体上の電荷の強さに応じてこれと
反対極性の電荷が誘起されるようになるが、トナー粒子
間には絶縁性微粒子か介在するためＶこトナー粒子間の
導電性が低下する結果、ｖｊ起される電荷の強さが小さ
いものとなシ、従って静電荷像担持体において静電荷像
を形成する電荷が存在する個所に対向するトナー粒子Ｉ
Ｃは現像に必要な電位差を生ずるに十分な強さで電荷が
誘起されかつ静電荷像を形成しない電荷が存在する個Ｐ
ｉ？に対向するトナー粒子には電荷が誘起されてもその
強さが現像に必要な電位差とならない状態とすることが
でき、従つ”Ｃｏ　１００〜１５０ｖの範囲内で適当な
大きさに現像電圧を設定することによシ、静電荷像を形
成する電荷のみに対してトナー粒子を付着せしめること
が可能となり、この結果カブリの１よい可視画像を得る
ことができる。

更に現像剤支持体上のトナー粒子の穂における。

誘起電荷による電圧勾配は、当該穂の先端から離れるに
従って大きく低下するものとなり、ｉｓ局穏の先端のト
ナー粒子のみが現像に供され易い状態であυ、しかもト
ナー粒子間には絶縁性微粒子が介在するためにトナー粒
子の単位粒子性が大きく発揮され、従って繊細な現像が
行なわれるので可視画像は鮮明なものとなる。

以上において、現像電圧が１００ｖ未満の場合には、ト
ナー付着量が不十分となってトナー像の濃度が低下し、
また現像電圧が１５０Ｖｊ＆−越える場合にはカブリが
発生して鮮明なトナー像が得られない。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明するが本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。

（トナー１の製造） ポリエステル樹脂ｒＵＸ−Ｋ　１０９Ｊ　（化工石鹸社
ＩＲ）６０重量部 マグネタイトｒＢＬ−１００Ｊ（チタン工業社製）４０
重ｆ部 カーゼンブラック「コンダクテックス９７５」（コロン
ビア＄カーボン社製） １０に盆部 以上の物質を、混合、練肉、粉砕１分級して平均粒径１
５μｍのトナー粉末を得た。

このトナー粉末Ｖこ、平均粒径が１６ｆｆ１μｍのシリ
カ「アエロジルＲ−９７２Ｊ（日本アエロジル社製）ｔ
−０，４Ｘ量チとなる割合で添加混合し″ｌｌ：４′＃
ＩＬ性磁性トナーを得た。これを「トナー１」とする。

このトナー１の導を率は１０（０口）　であった。

（比較トナー１の製造） トナーｌの製造におけると同様にしてトナー粉末を得、
これ・を「比較トナー１」とする。この比較トナー１の
導電率は１０（ΩＧ）−１であった。

（トナー２の製造） ポリエステル樹脂ｒＵＸ−Ｋ　１２０Ｊ　（化工石鹸社
製）６０ｉＪ１部 マグネタイト［Ｅ’ＰＴ−１ｏｏＯＪ　（戸田工業社製
）４０重量部 以上の物質を、混合、練肉、粉砕した後、力−ボ／ブラ
ック［パルカンＸＣ−７２ＲＪ（千ヤメット社製）を２
重量部を加えて混合し、スプレードライ法により処理し
た後分級して平均粒径１５μｍのトナー粉末を得た。

このトナー粉末に、平均粒径が１２ｆｆ１μｍのシリカ
「アエロジルＲ−８０ＦＩ　Ｊ（日本アエロジル社製）
ｔ−ｏ、ａ重ｆＩｋ％となる割合で添加混合して導を注
出性トナーを得た。これを「トナー２」とする。このト
ナー２の導電率は１０−８（Ωσ）　であうた。

（比較トナー２の製Ａ） トナー２の製造におけると同様にしてトナー粉末を得、
これを「比較トナー２」とする。この比較トナー２の導
電率は１０−’（Ωｃｒｎ）−１であった。

（トナー８０製造） トナー、１ｆ）製造におい−〔、シリカの代りにステア
リ／葭亜釦を用いたほかは同様にして導電注磁注トナー
８−得た。これを「トナー８」とする。このトナー３の
導電率は１０（Ωｃｒｎ）　−１であった。。

（比較トナー８及び４の製造） トナーｌの製造において、シリカとして平均粒径が七れ
ぞれＦＩＯＩＦＩμｍ及び５　ｍＩｔｔｎのシリカを用
いたほか（は同様にして２梅の２Ｐ、を注出性トナーを
得た。これらをそれぞれ「比較トナー８ｊ及び「比較ト
ナー４」とする。これらの比較トナー８及び比軟トナー
４の尋−率１−それぞれ１０−６（０口）−１及び１０
−８（０ｃｍ　＞　−’であった。

（比較トナー５及び６の製造） トナー１の製造におい″′ｉ：、シリカの添加開会をそ
れぞれ３　］、　ｆ４１％及び０．０１重量％に・代ん
たほかは同様にして２独の４−往磁性トナーを得た。こ
れらをそれぞれ「比較トナー５」及び１比枚トナー６」
と−［る。二ｉしらの比較トナー５及び比較トナー６　
）尋％　率は七れぞｎ１０−１０（Ωｔ’ｍ　）　−’
及び１０−６（Ωｃｍ　）　−’　　であった。

以上のようにして得られたトナー１〜３及び比較トナー
１〜６の各々について、タ゛ンビング法によるカサ＠度
測定器を用いて静カサ缶夏及び圧Ｒ４比について調べた
。結果を第１表に示すっ第　　１　　表 実施例１〜８及び比較例１〜８ 前記トナー１〜８及び比較トナー１〜６の各々を現像剤
とし、第１図に示した構成と同様の現像装置ｔ−具えて
なる電子写真複写俊ｒＵ−Ｂｉｘ　Ｖ　Ｊ（小西六写真
工業社製）改造機により、３Ａ像電圧を櫨々に変えて実
写テストを行ない１画像濃度及びカブリについ′Ｃ調べ
た。各別において用いた現像剤の種類と３Ａ家電圧の大
きさとの関係は下記第２表に示す通りである。同第２表
中、カブリの評価において、「○」　はカプリがないこ
と、「Δ」は若干カプリが発生したこと、「×」　はカ
プリが著しくて実用不可であることを表わす。

第　　２　　表 以上の結果から理解されるように１本発明方法全適用し
た実施例１′〜８によれば、何れの場合も画像表皮か＾
１くてカブリのない鮮明な複写ｍ像が得られた。これに
対して比較例１及び２によれは。

用いた現像剤が何れも絶縁性微粒子か添加されていない
ものであるため、カブリの発生が著しくて複写画像が不
鮮明であつ次。

また比較例８によればシリカの平均粒径が４Ｏｍμｍを
越えているため、トナー付着量が不十分となって画像濃
度が低く、比較例４によればシリカの平均粒径が７ｍμ
ｍ未満であるため、カブリが発生し。

比較例５によれはシリカの添加割合が２重量％を越えて
いるため、トナー付着量が不十分となって画像幾度が低
く、比較例６によればシリカの添加割合が０．０５重ｆ
ｉ％未満であるため、カブリが発生し、また比較例７で
は現像電圧が１００ｖ未満であるため、トナー付着量が
不十分となって画像濃度が低く、比較例８では現像電圧
が１５θＶを越えているため、カプリが発生し、何れの
場合も実施例１〜８に比べて現像性が劣っていた。　　
□

【図面の簡単な説明】

第１図は現像装置の一例を負犬的に示す説明図である。 １・・・固定磁気ローラ　　２・・・現像剤支持体６・
・・静電荷？＃！徂持体　　４・・・現樟剤容器５・・
・規制板　　　　　　６・・・現像電圧発生器Ｄ・・・
現像空間　　　　　７・・・磁性トナー・くう １１−゛　　パ。 代理人　弁理士　大　井　正　彦　１；、−、、；、。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）バインダー樹脂中に磁性体が含有されてなるトナー
   粉末に、平均粒径が７〜４０ｍμｍの絶縁性微粒子が当
   該トナー粉末に対して０．０５〜２重量％の割合で添加
   混合されてなる導電性磁性トナーを用いて静電荷像担持
   体上の静電荷像を現像する工程を含み、現像空間に作用
   せしめる現像電圧を１００〜１５０Ｖの範囲内の大きさ
   とすることを特徴とする静電荷像現像方法。 ２）導電性磁性トナーの導電率が１０＾−＾８〜１０＾
   −＾４（Ωｃｍ）＾−＾１である特許請求の範囲第１項
   記載の静電荷像現像方法。 ３）導電性磁性トナーの圧縮比が２０〜４０％である特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の静電荷像現像方
   法。