JPS62286063A

JPS62286063A - 電子写真現像方法

Info

Publication number: JPS62286063A
Application number: JP61129252A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Aoki; 孝義青木; Masayuki Takeda; 正之武田; Chiaki Suzuki; 千秋鈴木; Ikutaro Nagatsuka; 育太郎長束
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1987-12-11
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH083679B2

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕本発明は２成分系乾式現像剤を用いる電子写真現像方法
に関する。

〔従来の技術〕

電子写真法あるいは静電記録法において、感光体あるい
は静電記録体に形成された静電潜像を砒気ブラシ現像法
によシ現像し、顕像化した像を転写体に転写した後、定
着し、複写物を得る方法は周知である。

現像に用いる現像剤としては、キャリヤとトナーからな
る２成分現像剤が一般に用いられているが、これはキャ
リヤとトナーを現像装置内で攪拌することにより摩擦帯
電させ、トナーに静電潜像と逆極性の電荷を付与して静
電潜像に付着せしめ、現像を行うものである。このよう
な２成分系現像剤のキャリヤとしては、通常トナーよシ
粒径の大きい１００ないし５００μｍのものが用いられ
るが、粒径の大きなキャリヤを用いた場合には、静電潜
像中の低電位部分の現像性が悪く、階調再現性が劣ると
いう欠点がある。又、トナーのキャリヤに対する割合が
増加すると、非画像部へのトナー付着、いわゆるカプリ
現象が生じ易く、更に長時間使用すると帯電量の低下が
生じ、像濃度の再現性が低下するとともに背景部分への
カブリ現象が発生するという欠点があった。

これらの欠点を解消する目的で、キャリヤの重量を減す
ること、あるいはキャリヤの粒径を小さくするとと等の
試みがなされている。例えば、特開昭４８−６８２３５
号公報には、大粒径キャリヤにトナーの粒径とほぼ等し
い小粒径キャリヤを混合したキャリヤを用いた磁気ブラ
シ現像剤が記載されている。この現像剤は、階調再現性
がよく、キャリヤにトナーが付着する現象が生じに＜＜
、帯電性の変化が少ない利点を有している。又、特開昭
５４−６６１３４号公報及び特開昭５５−３２０７３号
公報には、キャリヤ粒子として、結着樹脂中に磁性粉を
分散させた、粒径が例えば５〜４０μｍの範囲にある粒
子を用いて磁気ブラシ現像を行う方法が記載されている
。この現像法は、階調再現性に優れ、キャリヤ粒子が潜
像面に付着しにぐいという利点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、特開昭４８−６８２３５号公報に記載の
現像剤を用い、長時間磁気ブラシ現像を行うと、小粒径
キャリヤが潜像に付着してしまい、現像剤中の小粒径キ
ャリヤの含有量が徐々に減少し、小粒径キャリヤを混合
した効果がなくなシ、大粒径キャリヤを用いたときと同
様の欠点を生じてくる。

一方、特開昭５４−６６１３４号公報及び特開昭５５−
３２０７３号公報に記載されている現像法は、高速現像
を行う場合に種々の欠点を有する。すなわち、現像ロー
ルとしてスリーブと内部固定磁石を有し、スリーブを回
転させて現像剤を搬送するタイプのものを用いると、た
とえこのようなキャリヤを用いたとしても、キャリヤ粒
子の潜像面への付着が生じ、更に帯電性の変化が生じだ
シ、あるいは現像領域でのトナーの絶対量が減じたりし
て、長時間磁気ブラシ現像を行うと、画像濃度の低下あ
るいはカブリの発生などの現象を呈するものであった。

特に、現像磁極として反発磁極あるいは幅広磁極を用い
た場合、この現象は顕著であった。

結着樹脂と、磁性体からなる小粒径キャリヤを含む現像
剤を用いて、耐久性テストを行った場合、複写枚数の増
加に従って、画像濃度の低下、濃度ムラ、カプリ等の発
生がみられるが、これはトナー帯電量の低下によるもの
と考えられる。すなわち現像剤中のキャリヤの絶対量が
付着によって低下するために、トナーとキャリヤが十分
に摩擦帯電されなくなることに起因すると考えられる。

従って、本発明の目的は、感光体上へのキャリヤ付着に
よる画質劣化、カブリ、白ヌケ現象あるいは実質的な帯
電量の低下による現像剤寿命の低下等の欠点が改善され
た電子写真現像方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、スチレン系重合体を主成分とする結着
樹脂中に磁性体微粒子を分散してなる平均粒径５０μｍ
以上のキャリヤをトナーと混合した２成分系乾式現像剤
を、円筒状スリーブとその内部に固定配設された磁石部
材とからなる現像ロール上に担持しながら前記円筒状ス
リーブを回転させることによって静電潜像相持体表面に
接触させ静電潜像を顕像化する電子写真現像方法によっ
て達成することができる。

すなわち、本願発明者らはスチレン系結着樹脂中に磁性
粉を分散させた比較的大粒径のキャリヤとトナーからな
る２成分現像剤を用いた場合に、同じく結着樹脂と磁性
粉からなる５０μｍ以下の粒径を有する分散型キャリヤ
を用いた場合に比べて、細線再現性および帯電量の低下
によって起こると考えられる現像剤寿命の低下、高湿下
でのカプリ現象岬の全ての点において、優れていること
を発見して、この知見に基づいて本発明を完成した。

また、上記現像剤を用いた場合には、公知の任意の磁気
ブラシ現像法を採用したときに上記の効果が得られるも
のの％現像方法として特に円筒状スリーブとその内部に
固定配設された磁石部材とからなる現像ロール上にトナ
ーを担持させ、円筒状スリーブを回転させることによシ
静電潜像担持体表面にトナーを接触させて顕像化せしめ
る現像方法を採用した場合に顕著な効果がみられた。

さらに、磁石部材が現像ニップ位置において反発磁界を
形成するように配設されている場合に一層良好な結果が
得られた。

本発明において用いられる現像剤キャリヤの結着樹脂は
スチレン系重合体を主成分として構成される。

このスチレン系重合体を主成分とする結着樹脂を製造す
る際にはモノマーとして、スチレン系モノマーの１種又
は２種以上を用いることができるが、必要に応じ他の共
重合可能なモノマーの一種又は２種以上を用いても良い
。この場合スチレン系モノマーが全モノマーの少なくと
も（資）重量係以上占めていることが必要であシ、さら
に６０重量ノーセント以上占めていることが好ましい。

これらスチレン系モノマーとしては、スチレン及びその
誘導体、例えばメチルスチレン、ジメチルスチレン、ト
リメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン
、トリエチルスチレン、フロビルスチレン、ブチルスチ
レン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチル
スチレンの如きアルキルスチレン、フロロスチレン、ク
ロロスチレン、フロロスチレン、シノロモスチレン、ヨ
ードスチレンの如キハロゲン化スチレン、更ニニトロス
チレン、アセチルスチレン、メトキシスチレン等が挙げ
られる。

スチレン系モノマと共重合可能なモノマーの具体例とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸のアルキルアルコール
、ハロゲン化アルキルアルコール、アルコキシアルキル
アルコール、アラルキルアルコール、アルケニルアルコ
ールの如キアルコールとのエステル化物等が挙げられる
。そして前記のエステルを構成するアルコールの具体例
としてはメチルアルコール、エチルアルコール、フロビ
ルアルコール、メチルアルコール、アミルアルコール、
ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルア
ルコール、ノニルアルコール、ドブクルアルコール、テ
トラデシルアルコール、ヘキサデシルアルコールの如キ
アルキルアルコール；コレラアルキルアルコールを一部
ノ１０ゲン化シタノーロゲン化アルキルアルコール；メ
トキシエチルアルコール、エトキシエチルアルコール、
エトキシエトキシエチルアルコール、メトキシプロピル
アルコール、エトキシプロピルアルコールの如キアルコ
キシアルキルアルコール；ヘンシルアルコール、フェニ
ルエチルアルコール、フェニルプロピルアルコールの如
キアラルキルアルコール；アリルアルコール、クロトニ
ルアルコールの如キアルケニルアルコールが挙げられる
。

また重合性不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸、メタ
アクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、α−
メチルクロトン酸、α−エチルクロトン酸、イソクロト
ン酸、チグリン酸、ウンゲリカ酸の如き付加重合性不飽
和脂肪族モノカルボン酸、又紘マレイン酸、フマル酸、
イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸
、ジヒドロムコン酸の如き付加重合性不飽和脂肪族シカ
・彪ボン酸が挙げられる。

また、これらカルボン酸を金属塩化したものも用いるこ
とができ、この金属塩化は重合の終了後に行うことがで
きる。

また、前記付加重合性不飽和カルボン酸とアルキルアル
コール、ハロゲン化アルキルアルコール、アルコキシア
ルキルアルコール、アラルキルアルコール、アルケニル
アルコールの如キアルコールとのエステル化物等が挙げ
られる。

更に、前記付加重合性不飽和カルボン酸よシ誘導される
アミド及びニトリル；エチレン、プロピレン、ブテン、
イソブチレンの如き脂肪族モノオレフィン；塩化ビニル
、臭化ビニル、ヨウ化ビニル　１．２−ａ）クロルエチ
レン、１．２−）−１０ムエチレン、１．２−ショート
エチレン、塩化イソプロペニル、臭化インプロはニル、
塩化アリル、臭化アリル、塩化ビニリデン、弗化ビニル
、弗化ビニリゾｙの如きノ）ロゲン化脂肪族オレフィン
；１，３−プタジエｙ、１．３−ｄンタジエン、２−メ
チル−１，３−ブタジエン、２．３−ジメチル−１，３
−ブタジェン、２，４−へキサジエン、３−メチル−２
，４−へキサジエンの如き共役ジエン系脂肪族ジオレフ
ィンが挙げられる。

更に酢酸ビニル類、ビニルエーテル類；ビニルカルノ層
ゾール、ビニルピリジン、ビニルピロリドン等の含窒素
ビニル化合物が挙げられる。

キャリヤの粒径は、平均粒径として５０μｍ以上が必要
であるが、感光体へのキャリヤの付着や画質上の観点か
ら、好ましくは５０μｍ〜２００μｍ１よシ好ましくは
６０〜１５０μｍである。５０μｍ以下の平均粒径を有
する場合には、感光体への付着現象が生じ、現像剤の寿
命が短かくなる。

又、結着樹脂中に分散される磁性粉としては、従来磁性
体として用いられるものがいずれも使用可能であるが、
例えばマグネタイト、ガンマヘマタイト、ベンガラ、酸
化クロム、ニッケル、マンガン、鉄、コバルト、ニッケ
ル合金などがあげられる。とれ等磁性粉は平均粒径が０
．０５μ〜５μ、好ましくは０．１μ〜１μがよい。又
、キャリヤ全成分中、磁性粉の占める割合は、３０〜９
５重量俤、好ましくは、４５〜９０重量優が良い。

これ等磁性粉と結着樹脂からなるキャリヤは植種の方法
により製造することができる０例えば、パンツｔｌＪ−
ミキサー、ニーグー、ロールイル、エクストルーダーな
どにより樹脂と磁性粉を溶融混練し、冷却後粉砕し、分
級する方法、あるいは樹脂溶液中に磁性粉を混合分散し
た後、噴霧乾燥するスプレードライ法、あるいは結着樹
脂を構成すべき単量体と樹脂分などの所定材料を適当な
溶媒中に分散し、この懸濁液を重合させることにより、
所望のキャリヤを得る懸濁重合法などが適用可能である
。又、キャリヤの粒径を調整する方法としては、溶融混
線後の粉砕条件を制御することによシ調節したり、分級
により所望の粒径のものを得たり、あるいは予め、粒度
分布の異なる複数種のキャリヤを作成しておき、混合す
ることにより、所望の粒度分布を有するキャリヤーを得
るなどの方法がある。

本発明では前記のキャリヤはそのままキャリヤ粒子とし
て用いることもできるが、キャリヤ表面を樹脂、カッブ
リｙグ剤、界面界性剤、帯電制御剤、微粉末等で表面処
理、あるいは被覆処理を施すこともできる。

また、キャリヤ粒子は球形化処理を施した球形のものが
好ましい。

本発明に用いるトナーとしては、結着樹脂中に着色剤を
分散した微細な粒子であって、例えば平均粒径が３〜２
０＾ｍ、好ましくは５〜１８μｍのものが用いられる。

トナーに用いる結着樹脂としては、公知のものはいずれ
も使用可能である。たとえば、スチレン、ビニルトルエ
ン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ア建ノスチ
レン等のスチレン及びその誘導体の単独重合体あるいは
共重合体、メタクリル酸及びメチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のメタク
リル酸エステル類、アクリル酸及びメチルアクリレート
、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチ
ルへキシルアクリレート等のアクリル酸エステル類、ブ
タジェン、イソプレン等のジエン類、アクリロニトリル
、ビニルエーテル類、マレイン酸及びマレイン酸エステ
ル類、無水マレイン酸、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビ
ニル系単量体の単独重合体類は共重合体、ポリエステル
、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリカー
ボネート、シリコン樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹
脂、石油樹脂、ロジン及びその誘導体、合成及び天然の
ワックス状物質などを単独若しくは混合した形で用いる
ことができる。

又、着色剤としては、カーボンブラック、オイルブラッ
ク、黒鉛などの黒色系染顔料、ニグロシン染料、アニリ
ンブルー、アルコイルゾル−、クロムイエロー、ウルト
ラマリンブルー、テュポンオイルレッド、キノリンイエ
ロー、メチレンブルー、７タロシアニンプルー、マラカ
イト、ランプブラック、ローズベンガル等のほか、Ｃ，
Ｉ、ピグメントイエロー１、同３、同７４、同９７、同
９８等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料
、Ｃ，工、　　ピグメントイエロー１２、同１３、同１
４等のアセト酢酸アリ−ルアミゾ系ジスアゾ黄色顔料、
Ｃ，■、ソルベントイエロー１９、同７７、同７９、Ｃ
０■、ディスパースイエロー１６４等の黄色染料、Ｃ０
工、ピグメントレッド４８、同４９：１．同５３：１、
同５７：１、同８１、同１２２、同５等の赤色もしくは
紅色顔料、Ｃ，１，ツルはントレッド５２、同５８、同
８等の赤色系染料、Ｃ，■、ピグメントブルー１５：３
、同フタロシアニン及びその銹導体あるいは変性体など
の青色系顔料等、及びその他の有色若しくは無色の昇華
性染料等をあげることができる。

更にトナー中に種々の添加剤を加えることができる。添
加剤としては、帯電制御剤、流動性向上剤（シリカ、ア
ル建す＠）、定着助剤（ワックス類）、可塑剤等をあげ
ることができる。

トナーは前述のキャリヤの製造法と同様の方法で作成で
き、又、芯材と壁材とからなる、いわゆるマイクロカプ
セルトナーであっても良い。

トナーとキャリヤとの配合はキャリヤ１００重量部に対
し、トナーが２〜３０重量部、好ましくは３〜２０重量
部になる様にするのが良い。

更に、本発明に係る現像剤には、外添剤を添加しても良
い。この外添剤としては、研磨剤、流動性向上剤あるい
はフイルミンダ防止剤等、通常用いられる外添剤をあげ
ることができる。

本発明に好適に用いることのできる外添剤は、アルミナ
、シリカ、ポリアクリレート、ポリメタクリレート等の
アクリル系重合体あるいは共重合体の微粉末である。

本発明の現像方法が適用される電子写真プロセスを図面
に基づいて説明する。

第１図は本発明の電子写真現像方法を実施する装置例の
概要図である。感光体１は表面に光導電層を有しており
、プロセス方向に沿ってまず帯電装置２を通過する。帯
電装置２は、コロナ放電を発生させる機構を有しておシ
、通過した感光体１の光導電層は一様に帯電される。

その後一様に帯電された光導電層には、露光スリット３
を通過することによυ、その光導電性を利用して画像情
報に和尚する静電潜像が形成され、次の現像部へと搬送
される。現像部は、現像剤の供給源４をその内部に具備
するハウジング５、現像剤及び現像剤を担持する現＠ロ
ール６から構成されておシ、現像部へ搬送されてきた静
電潜像を現像ロール表面に担持された現像剤によυ摺擦
することにより）ナーを潜像に静電気力によシ付着させ
、潜像を可視化する。可視化された画像部は次いで給紙
部７から給紙ロール８を介して搬送されてきた転写材と
、転写装置部分において接触する。転写装置９もコロナ
放電を発生する機構を有している。転写装置を通過する
潜像に対応したトナー像は転写材上に吸引され転写材上
にトナー画像が形成される。

次いで剥離部材１０によって転写材は感光体から剥離さ
れ、定着器１１に搬送され、加熱もしくは加圧により転
写材上に永久的トナー画像が形成される。

前記電子写真プロセスにおいて、本発明の現像方法に用
いる現像部は現像剤の供給源４をその内部に具備するハ
ウジング５、現像剤及び現像剤を担持する現像ロール６
から構成されているが、現像ロールは第２図に拡大図を
示すように現像剤を担持する非磁性導電性円筒状の現像
スリーブ１２およびその内部に配設された磁石部材１３
からなっており、磁石部材の磁気吸引力によって現像ス
リーブ１２上に現像剤が担持され、磁気ブラシを形成し
ている。本発明の現像方法においては、特にスリーブ内
部の磁石部材は固定配設されていて、外側スリーブが回
転することによシ現像剤の搬送が行われ、感光体に面し
た現像領域に現像剤を供給する方式が用いられ、この方
式によシ本発明の現像剤中のキャリヤが感光体表面へ付
着するのを有効に防止でき、また現像剤の帯電量を低下
させることなく、長期にわたって非常に良好な画質を得
ることができる。

スリーブ内部に固定配設された磁石部材は、第３図に示
すごとく反発磁界を形成する様配設されていることが望
ましい。この様な現像領域において反発磁界を形成する
様配設する磁石部材は、反発磁界を形成するものであれ
ば、どの様な形状のものでも使用可能であシ、例えば第
４図（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）に示す形状のものが利用
できる。

〔発明の効果〕

磁石を固定してスリーブを回転せしめる現像方式の場合
に従来結着樹脂と磁性物とからなる比較的小粒径キャリ
ヤを含む現像剤を用いた場合に生じていたキャリヤの感
光体面への付着、帯電量が低下することによる画像劣化
（濃度低下、カゾリの早期発生）等の現象が本発明の方
法によりキャリヤ粒子として、スチレン系重合体を主成
分とする結着樹脂中に磁性粉を分散せしめた、比較的大
粒径（５０μｍ以上）のキャリヤを用いることによって
、改善された。すなわち小粒径キャリヤを用いた場合の
長所である細線再現性、ベタ部再現性の良さを全く低下
させることなく、感光体への付着を防止でき、帯電性を
維持することができ、長期にわたって、良好な画像を得
ることができる。

〔実施例〕

以下、実施例によ）本発明を更に具体的に説明する。し
かしながら、本発明はこれら実施例により何等限定され
るものではない。

スチレン／ジチルメタアクリレート／４−ビニルピリジ
ン（Ｍ量比６５／３０１５　）の共重合体（重量平均分
子量約４万）３０重量部と出性酸化鉄微粉６０重量部を
加熱混線後粉砕する。

得られた粉本を篩分して平均粒径１００μｍ１粒度範囲
５３〜２００μｍの本発明に係るキャリヤ（サンプル１
）を得た。

このキャリヤを他の従来から知られているキャリヤ、す
なわち絶縁性キャリヤ（Ｃａ２λフエライトコアに実施
例と同じ共重合体をコーティングした平均粒径９０μｍ
のキャリヤ：サンプル２）、導を性キャリヤ（平均粒径
１００μｍの酸化鉄粉：サンプル３）および凪性微粒子
分散小粒径キャリヤ（実施例と同じ組成のキャリヤ、重
合体と磁性粉を溶融混練した後粉砕分級した平均粒径２
５μ扉のもの：サンプル４）と共に現像剤として評価し
た。

トナーとしてはスチレン−アクリル樹脂とカーボンブラ
ックとのみからなる平均粒径１１μｍのものを用い、マ
イクロトーニング用キャリヤのみトナー濃度を１０重量
％として、他のキャリヤについては全てトナー濃度を３
重量％の割合で混合し現像剤とした。

これらの現像剤について、Ｍ１図に示す構成の装置で感
光体速度３５０　ｗ伝及び磁石固定磁気スリーブ速度５
５０　ｙａ／ｓｅｃとして、画像（ソリッド濃度、背景
汚れ、細線再現性等）及び時分テストを行い、次表に示
す結□果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真現像方法を実施する装置例の
概要図、第２図は現像ロール部分の拡大図、第３図は現
像ニップ部の拡大図、第４図（ａ）。（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ反発磁界を形成する現像磁
石の構成例を示す。図中符号：１・・・感光体；２・・・帯電装置；３・・・露光スリ
ット；４・・・現像剤供給源；５・・・ハウジング：６
・・・現像ロール部分・・・給紙部；８・・・給紙ロー
ル；９・・・転写装置；１０・・・剥離部材；１１・・
・定着器；１２・・・現像スリーブ；１３・・・磁石部
材。第１図第３図Ｍ−１闘／−１１Ｎ　　　　　　　　笛　／、Ｆｉ／ｈ
）第２図第　　４　　凶　（とし）　　　　　　　　　　　　２
ラ　　→　　固　（Ｖ）１フ

Claims

【特許請求の範囲】１）スチレン系重合体を主成分とする結着樹脂中に磁性
体微粒子を分散してなる平均粒径５０μｍ以上のキャリ
ヤをトナーと混合した２成分系乾式現像剤を、円筒状ス
リーブとその内部に固定配設された磁石部材とからなる
現像ロール上に担持しながら前記円筒状スリーブを回転
させることによつて静電潜像担持体表面に接触させ静電
潜像を顕像化することを特徴とする電子写真現像方法。２）内部固設磁石部材が、現像ニップ位置において反発
磁界を形成するよう配設されている特許請求の範囲第１
項に記載の電子写真現像方法。