JPH0254277A - 静電荷像現像用二成分現像剤及び画像形成方法 - 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、電子写真法において形成される静電荷像の現
像に有用な二成分現像剤及び、これを用いる画像形成方
法に関する。

（従来の技術） 電子写真法において、感光体を一様に帯電させた後、原
図に基づいた光ｒ象を前記感光体に露光し。

光照射部分の電荷を消滅或いは減少させて感光体に原図
だ対応する静電潜像を形成させ、その後にキャリア粒子
とトナー粒子から成る。いわゆる二成分系乾式現像剤に
より顕像化して複写物を得る方法は、従来からよく知ら
れている。この二成分系乾式現像剤は比較的大きなキャ
リア粒子表面上に微小なトナー粒子が９両粒子の摩擦に
より発生した電気力により保持されており、静電潜像に
近接すると、静電潜像が形成する電界によるトナー粒子
に対する溜儂方向への吸引力が、トナー粒子とキャリア
粒子間の結合力に打ち勝って、トナー粒子は静電潜偉上
に吸引付着されて静電潜像が可視化されるものである。

そして、現像剤は現イ象によって消資されたトナーを補
充しながら反復使用される。

従来の電子写真法を用いたレーザービームプリンターの
機能は、アルファベット、数字、漢字等の線画像の出力
であった。近年、線画像に加えて。

バーコード、黒ベタ等の面画像の出力の必要が増シテキ
た。バーコード印字のような面画像印字では、感光体ド
ラム表面に形成された潜像パターンの中央部はエツジ部
と比較して電束密度が非常に低くなる。従って、現像プ
ロセスの際、トナーがパターンのエツジ部に集中的に付
着し、中央部にはほとんどトナーが付着しないという印
字プロセス上の欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） これらの欠点を解消し９面画像を出力するために、バイ
アス電圧を印加し、印字の制御を行う方法が提案されて
いる。このバイアス電圧は感光体ドラム表面と磁気ブラ
シの間に感光体ドラム側がトナーの有する電圧の極性に
対して、逆極性となるように印加される静電圧である。

このバイアス電圧によって感光体ドラム表面に２ける低
い電束密度の部分へトナー粒子が移動し、その結果、均
一な面画像がえられる。しかしながら、バイアス電圧が
非常に強い場合は、感光体ドラムに形成された潜像以外
の部分にもトナーが付着し、いわゆるカブリと言われる
現像が発生する場合がある。

上記のようなバイアス電圧による方法においては、特Ｋ
ｍ気抵抗の低いキャリアを使用した現像剤の場合に有効
である。電気抵抗の高いキャリアを使用した場合、磁気
ブラシ部での電圧降下が大きく、磁気ブラシ先端と感光
体表面間の電圧が低くなり、有効なバイアス電圧印加の
効果を得ることが出来ない。電気抵抗が極端に低いキャ
リアを使用した場合は、磁気ブラシ部分の電圧降下は小
さく、バイアス電圧効果の面では好ましいが、トナーと
の帯電性、即ちトナーに対する電荷付与の立場から好ま
しくない。

従って、帯電性と導電性の両方の条件を満足させ、かつ
面画印字特性を向上させるには、キャリアの有する電気
抵抗が重要なパラメータとなる。

また、現像剤をある期間使用すると、トナーがキャリア
表面に融着する。所謂スペントと言われる現象が生じ、
結果的にキャリアの抵抗が高くなる。

このスペント量を減らす方法として、キャリア表面にト
ナーが付着しにくい材料１例えば、弗素樹脂、ポリブタ
ジェン樹脂等をコーティングする方法が採用されている
が、このコーティング材料自身の電気抵抗が高く、キャ
リアの低抵抗化には適していない。

一方、線画印字品質の向上のために比表面積の大きなキ
ャリアを用い、現像剤中のトナー濃度を高めようとする
方法も検討されている。しかしながら、この方法におい
ては１面画臼字品質を長期間保持することが困難である
。

本発明は、このような問題点を解決し、長寿命の現像剤
を提供することを課題とするものである。

（課題を解決するだめの手段） 本発明は、（Ａ）成分として粒子径５０〜２００μｍの
鉄粉系キャリア、（Ｂ）成分として粒子径が６０μｍ以
下で、　ｉ１１＋１定磁場５　ＫＯｅにおける飽和磁化
が５０　ｅｍｕ　／　９以上のフェライト系キャリア及
びトナーを含有する静電荷像用二成分現像剤及びこれを
使用することを特徴とする画像形成方法に関する。

本発明に用いる（Ａ）成分のΦヤリアは０粒子径５０〜
２００μｍ、好ましくは７５〜１２５μｍの鉄粉系キャ
リアであり、このキャリアとしては真球状、擬球状、コ
イン状、海綿状、偏平状等の塊々の形状の鉄粉を使用で
き、鉄粉の表面を酸化したものも同様に使用できる。こ
のキャリアの粒子径が５０μｍ未漕の場合は、現１象剤
の流動性が劣り１画像にむらが発生する。史に、小粒径
キャリアは感光体に付着したりして９画像欠陥を生じる
。このキャリアの粒子径が２００μｍを越える場合は、
比表面積が少なくなり、トナー濃度が上げられない、ト
ナーとの李擦帯電が不十分になる。

更に現像剤の穏が硬くなる等のことから面画印字特性が
極端に劣り１本発明の目的を達成できない。

本発明に用いる（Ｂ）成分のキャリアは９粒子径が６０
μｍ以下で、測定磁場５　ＫＯｅにおける飽和磁化が５
０　ｅｍｕ／　９以上のフェライト系キャリアである。

このキャリアの粒子径が６０μｍを越える場合は、鉄粉
系キャリアとの分散が不十分になる等の理由で面画印字
特性が劣化し１本発明の目的を達成できない。このキャ
リアの好ましい粒子径は３０〜５０μｍである。また、
（Ｂ）成分のフェライト系キャリアは、測定磁場が５Ｋ
Ｏｅ（キロエルステッド）時の飽和磁化が５０ｅｍｕ／
Ｂ以上、好ましくは６０　ｅｍｕ　／　ｆｂ以上でなけ
ればならない。

飽和磁化の測定方法としては、直流磁化特性自動記録装
置（ＢＨカーブトレーサ）　Ｍｏｄｅｌ　ＢＨＵ−１０
（理研電子■製、商品名）等を使用して５　ＫＯｅの状
態で測定される。飽和磁化が５０　ｅｍｕ／ｇ未満の場
合、フェライト系キャリアが感光体上に付着したりして
画像欠陥を生じる傾向がある。

また、現像剤の流動性、帯電特性を悪くする。

本発明に好適な（Ｂ）成分のキャリアの具体例としては
、上記条件を満足するマンガン、コバルト。

ニッケル、亜鉛、錫、マグネシウム、鉛、ストロンチウ
ム、バリウム、リチウム等のフェライト系キャリアがあ
る。

本発明において特に好適な囚成分のキャリアとＣＢ）成
分のキャリアの配合比は、　（Ａ）／（Ｂ３　＝　９９
　／　１〜７０／３０（重量比）である。（Ｂ）成分が
３０重量幅を越える場合は、現像ロール中の現像剤の穂
が不十分になったり、現像剤の流動性が劣ったりして、
線画像と面画儂の両立ができにくい。また。

（Ｂ）成分が１重量幅未満の場合は０面画濃度が低下す
る傾向にある。更に、有用な（Ａ）成分及び（Ｂ）成分
は真球状或いは擬球状のキャリアの組み合わせである。

本発明に係る二成分現像剤において、上記キャリアと共
に用いられるトナーは、従来公知の各種のトナーが使用
できる。例えばスチレン−アクリル酸エステル共重合体
、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体等のスチレ
ン−アクリル系樹脂。

ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂を
結着樹脂とし、カーボンブラック、染料。

マグネタイト等の顔料などを着色剤とし、その他。

ニグロシン染料、アゾ染料、サリチル酸誘導体及びそれ
らの金属塩等の荷電制御剤、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、カルナウバワックス等の定着特性向上剤等の各種
添加剤を通常量配合してよく混合し、熱ロールミル、コ
ニーダ等の混合機でよく溶融混練した後、冷却、粉砕１
分級して得ることができる。また９着色剤、各種添加剤
などを結着樹脂の重合時に添加した。いわゆる重合トナ
ーを用いることもできる。更に、これらのトナーに疎水
性シリカ、アルミナ、二硫化モリブデン、酸化チタン等
の流動性向上剤、ステアリン酸亜鉛。

ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛等のクリー
ニング性向上剤等を外部添加して用いることもできる。

本発明に使用されるトナーのうちで特に有用なものとし
て、スチレン−アクリル系樹脂を結着樹脂成分とするト
ナーを挙げることができる。このスチレン−アクリル系
樹脂を結着樹脂成分とするトナーは、トナーの流動性に
優れ、更に、−ＩＰヤリアを汚染しにり＜、長寿命の現
像剤を提供することができる。

キャリアに対するトナーの使用量は、キャリア表面の２
０〜９０％をトナーが被覆する程度であるのが好ましい
。このような被覆度を得るには。

トナー／キャリアの重量比は１７９９〜６７９４程度で
混合される。被覆度が２０俤より少ない場合には９画偉
濃度が低くなり、９０幅を越える場合には、カプリが増
えたり、トナーが飛散したりするので好ましくない。

得られる現像剤は、被写機、レーザビームプリンタ等に
搭載される１々の感光体上に形成された静電潜像と接触
させて、該潜像を顕像化（現像）し１紙等の支持体て転
写し２次いで公知の定着方法により定着される。こうし
て得られるＩＩＩ！ｊｌｊｌ！は。

非常に優れたものである。

なお、現像方法としては、磁気ブラシ法が好ましく使用
され、定着方法としては、熱ロール法が好ましく使用さ
れるが、これらに制限されるものではない。

（実施例） 次に１本発明を実施例により更に詳しく説明するが９本
発明はこれに限定されるものではない。

トナーの製造 スチレン−アクリル樹脂（三洋化成工業■　８５重量部
製ハイマーＳＢＭ−６００） カーボンブラック（三菱化成■製、φ４４）１０重量部
を配合し、二本ロールによる混線、ハンマーミルによる
粗粉砕、ジェットミルによる微粉砕、艷にジグザグ分級
機による分級を経て９粒子径５〜２５μｍのスチレン−
アクリル系トナーＩを作成した。

実施例１ トナーの製造で作成したスチレン−アクリル系トナーＩ
、３重量部にキャリアとして粒子径８０〜１５０μｍ、
平均粒子径Ｚｏｏμｍの真球状の。

表面を酸化処理をした鉄粉系キャリア９２重量部及び粒
子径２５〜４６μｍ、平均粒子径が３９μｍ。

ＢＨ右カーブレーサ（理研電子■製、商品名）にて５　
ＫＯｅで測定した飽和磁化が９０ｅｍｕ／ｌ！である擬
障状フェライト系キャリア５重量部を配合し。

Ｖ型ブレンダーで３０分間混合し、現像剤工を得た。

なお、キャリアの粒子径及び平均粒子径は。

ＪＩＳふるいによって測定した。

実施例２ 実施例１と同じトナー及びキャリアを用い、配合をトナ
ー３Ｍ量部、鉄粉系キャリア８７重量部及びフェライト
系キャリア１０重量部として現像剤■を得た。

実施例３ スチレン−アクリル系トナー１．４ｆｉｉｌ一部２粒子
径７０〜１３０μｍ、平均粒子径９５μｍの擬障状の鉄
粉系キャリアであって９表面を酸化処理したもの９０重
量部及び粒子径３５〜５５μｍ。

平均粒子径４６μｍ１ＢＨカーブトレーサにて磁場５　
ＫＯｅで測定した飽和磁化が８０ｅｍｕ／９である擬障
状フェライト系キャリア６重１部からなる現像剤■を得
た。

実施例４ スチレン−アクリル系トナー１．　５重量部に粒子径５
０〜１００μｍ、平均粒子径７５μｍの偏平状の鉄粉系
キャリア８０″ｔ−ｍ部及び粒子径２５〜４６μｍ、平
均粒子径３９μｍ、Ｂ）１カーブトレーサにて磁場５　
ＫＯｅで測定した飽和磁化が９０ｅｍｕ／　Ｑである擬
障状フェライト系キャリア１５重量部を配合して現像剤
■を得た。

比較例１ スチレン−アクリル系トナー１．　２重量部に粒子径８
０〜１５０μｍ、平均粒子径１００μｍの真球状の鉄粉
系キャリア９８重量部を配合し、現像剤Ｖを得た。

比較例２ スチレン−アクリル系トナーＩ、５重量部に粒子径５０
〜１００μｍ、平均粒子径７５　Ａｍの偏平状の鉄粉系
キャリア９５重量部を配合し、現像剤■を得た。

実施例５ ポリエステル樹脂（ＡＴＲ−２００９，花　８５重量部
王■ａ） カーボンブラック（◆４４）　　　　　　　　１０重置
部ニグロシン系荷電制御剤（オイルブラシ　　　３重量
部りＢＹ） 低分子量ポリプロピレン（ビスコール　　　　２重量部
６６０ｐ） を配合し、実施例１と同様にして５〜２５μｍのポリエ
ステル系トナー■を作成した。このトナー３Ｍ量部にキ
ャリアとして粒子径８０〜１５０μｍ、平均粒子ｆｆｌ
ｌｏｏＡｍの真球状の鉄粉系キャリア９２重壕部と粒子
径２５〜４６μｍ、平均粒子掻３９μｍ、ＢＨカーブト
レーサにて磁場５ＫＯｅで測定した飽和磁化が９０　ｅ
ｍｕ／　ｇである壷球状フェライト系キャリア５重量部
を配合し、現像剤■を作成した。

現像剤の評価（画像形成） 市販のＬＢＰプリンター（感光体セレン系ドラム、印刷
速度３５枚／分＊Ｎｅ−Ｈｅガスレーザー磁気ブラシ現
像機、二成分反転現像方式、熱ロール定着、バイアス電
圧Ｏｖ）を用い、現像剤■〜■を評価した。評価結果を
第１表に示す。

第１表 なお、評価方法は以下のようにして行った。

線画像濃度 それぞれ作成した現像剤を市販レーザービームプリンタ
ーを使用してｒＩＪの字を出力した。ユニオン光学■製
マイクロホトメータでｒＩＪの字の濃度を測定した。測
定値はマクベス濃度値に変換し判定した。

面画像濃度 線画像濃度と同様てして３ｃｍＸ３ｃｍの画像を出力し
た。マクベス濃度計を用い中心部の濃度を測定し９判定
した。

解像度 線１ｉｉｉＩ慣濃度と同様にして１．６ライン／インチ
。

２０２４７７インチ、２５ライン／インチ、３．２ライ
ン／インチ、４．０ライン／インチ、５．０ライン／イ
ンチ、６．３ライン／インチ、８．０ライン／インチ、
１０．０ライン／インチ、１ｚ５ライン／インチ、１６
ライン／インチの線画を出力した。

出力された画像が細部まで読み取れるライン数の最大で
示した。

耐久性：それぞれ作成した現像剤を複写機を用い、温度
３０℃、相対湿度８０係の条件でｔｏｏｏ。

枚連続複写を行った。この時に発生するトナーの飛散を
調べ、以下の評価で判定した。

◎・・・・・・トナーの飛散がない。

Ｏ・・・・・・トナーの飛散が若干見られる。

Δ・・・・・・トナーの飛散が多い。

Ｘ・・・・・・トナーの飛散が多量に発生する。

（発明の効果） 本発明に係る二成分現像剤は、比較的粒子径の大きい鉄
粉系キャリアと小粒径高磁力フェライト系キャリアを組
み合わせたキャリアを用いるため。

キャリアとトナーの型棒帯電性において優れ、実施例か
らも明らかなように線画印字濃度と面画印字濃度がバラ
ンス良く優れている。更に、スチレン−アクリル系トナ
ーと組み合わせることにより。

長寿命の現像剤とすることができる。

また２本発明に係る現像剤は、現像機内での流動性に優
れ、更に磁気ブラシ現像法等では現像ロールでの把の均
一性、柔らかさにおいても優れている。

従って２本発明に係る二成分現像剤を使用する画像形成
方法は、電子写真複写機、レーザービームプリンターな
どにおいて、長明間優れた画質の画像を生じ、線画及び
面画出力に優れた画像を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）成分として粒子径５０〜２００μｍの鉄粉系
   キャリア、（Ｂ）成分として粒子径６０μｍ以下で、測
   定磁場５ＫＯｅにおける飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｇ以上
   のフェライト系キャリア及びトナーを含有する静電荷像
   現像用二成分現像剤。 ２、上記（Ｂ）成分のキャリア割合が（Ａ）成分と（Ｂ
   ）成分のキャリアの総量に対して１〜３０重量％である
   請求項１記載の現像剤。 ３、トナーが、スチレン−アクリル系樹脂を結着樹脂成
   分とするものである請求項１又は２記載の現像剤。 ４、感光体上に形成された静電潜像を請求項１、２又は
   ３記載の現像剤と接触させて顕像化し、支持体に転写し
   、定着する画像形成方法。