JPH08328315A

JPH08328315A - 二成分現像剤

Info

Publication number: JPH08328315A
Application number: JP7136387A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Saikawa; 健済川; Nobumasa Furuya; 信正古谷; Shigehito Andou; 滋仁安東; Shinji Sasahara; 慎司笹原; Hirakazu Ezure; 平和江連
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、ポリマキャリアを用いた二
成分現像剤固有の熱凝集の問題を解決し、多数の画像を
連続的に形成しても現像剤の凝集によりカブリが発生す
ることがない二成分現像剤を提供することにある。【構成】本発明は、磁性粉及びバインダ樹脂を混合し
て形成したポリマーキャリアと、トナーとからなる二成
分現像剤において、現像器内に入れて室温４５°Ｃ、相
対湿度８０％の下で１時間放置した後における上記二成
分現像剤の２００メッシュ以上の粗粉量が２０ｗｔ％以
下であり、且つ、３２５メッシュ以下の微粉量が５０ｗ
ｔ％以下である二成分現像剤である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等の
電子写真方式の画像形成装置において静電潜像を顕像化
するために利用される二成分現像剤の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置における現
像方法としては、磁気ブラシ現像法が一般的に用いられ
ている。中でも、トナーとキャリアとからなる二成分現
像剤を用いた磁気ブラシ現像法は、トナーを容易に帯電
することができると共に、現像剤の凝集が生じ難い長所
を有することから、トナー濃度を制御する必要があるに
も拘わらず広く用いられている。従来、上記現像法に用
いられるキャリアは、特開昭５１−３２３８号公報に見
られるように、平均粒径が６０μｍ以上のものが一般的
であり、また、鉄粉、フェライト等の磁性体単体からな
るものが一般的であった。

【０００３】しかし、このようなキャリアを用いて現像
を行った場合、キャリアの粒径が大きく、且つ、キャリ
アは強く磁化されて、磁気ブラシが粗くなるため、画像
にブラシマークと呼ばれるスジ状のハケ目が形成され易
く、高画質画像が得られ難いという問題があった。ま
た、磁性体単体からなるキャリアは、比重が大きい
（４．０ｇ／ｃｍ³以上）ため、現像時に遠心力による
キャリア飛散が生じ易い。そして、このような磁性体単
体からなるキャリアが静電潜像担持体上に付着した場
合、キャリア粒子が固いため、静電潜像担持体表面をク
リーニングブレード等で清掃する際に静電潜像担持体表
面を傷つけてしまう欠点があった。更に、磁性体単体か
らなるキャリアは、比重が大きいため、現像器内でミキ
シングされる際にトナーに対して大きいストレスをかけ
てしまい、現像剤の寿命を縮めてしまう欠点があった。

【０００４】これらの磁性体単体からなるキャリアの欠
点を解決するために、磁性体微粉末をバインダ樹脂内に
分散させて形成したポリマーキャリアが特開昭６０−１
４７７５０号（特公平５−７４０６３号）公報、特開昭
６２−２１７２５４号公報で提案されている。このポリ
マーキャリアは、従来の磁性体単体からなるキャリアに
比べて磁化の強さが小さいため、柔らかく密度の高い磁
気ブラシを形成することができ、スジ状のハケ目が無い
高画質画像を得ることができる。また、ポリマーキャリ
アは、磁性体単体からなるキャリアに比べて比重が小さ
いため、現像時に遠心力によるキャリア飛散も生じ難
い。そして、静電潜像担持体上にポリマーキャリア粒子
が付着しても、キャリアは主にバインダ樹脂から形成さ
れているので、静電潜像担持体表面を傷つけ難い。更
に、ポリマーキャリアは、磁性体単体からなるキャリア
に比べて比重が小さいため、現像器内でミキシングされ
る際にトナーが受けるストレスを小さくすることがで
き、現像剤の寿命を長くすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなポリマーキャリアを用いた二成分現像剤で多数の画
像を連続的に形成すると、初期の画像では鮮明で良好な
画質を得ることができるが、数万枚の画像を形成した後
では鮮明さに欠けたカブリの多い画像となってしまう。

【０００６】そして、数万毎の画像を形成した後の二成
分現像剤を現像器から取り出して調べてみたところ、現
像剤の凝集が観察された。このように、現像器内で現像
剤の凝集が発生すると、キャリアの有効帯電面積が減少
して現像剤の帯電性が低下するので、トナーがキャリア
によって十分に帯電されないまま現像に供されるように
なり、その結果、画像が鮮明さに欠けたカブリの多いも
のとなってしまう。

【０００７】このような現像剤の凝集は、第一に、現像
剤が加熱されるために発生する。通常、オフィス環境下
にある画像形成装置では、駆動装置、露光装置、定着器
等の発熱源があるため、放熱対策が取られても、多数の
画像を連続的に形成した後の装置内の現像器周辺の温度
は４５°Ｃ以上に達することがある。また、多数の画像
を連続的に形成した後の現像剤の凝集の発生状況を調べ
てみると、現像器内の温度が４０°Ｃ程度以上になると
凝集現象の発生が見られ、特に現像器内の温度が４５°
Ｃ程度になると凝集現象が顕著に発生することが確認で
きた。また、このような現像剤の凝集は、第二に、ポリ
マーキャリアの質量が小さく、一旦、現像剤が凝集して
しまうとそれを十分にほぐすことができないために発生
する。磁性体単体からなるキャリアのようにキャリア粒
子の質量が大きい場合には、現像器内でのミキシングに
よりキャリアの自重で凝集した現像剤を十分にほぐすこ
とができたが、ポリマーキャリアは質量が小さいので凝
集した現像剤を十分にほぐすことができない。

【０００８】なお、このような現像剤の凝集現象は、特
に、カラートナーを用いた現像剤において顕著に発生す
る。カラートナーは定着時に異なる色のトナー同士が良
好に溶融定着しないと良好な色再現性が得られないこと
から、一般には数平均分子量１０，０００以下の低分子
量のポリマー樹脂がトナーのバインダ樹脂として用いら
れる。そのため、カラートナーは現像器内で加熱される
ことにより容易に変形しあるいは部分的に溶融して現像
剤の凝集が発生する。また、カラー画像は、白黒画像が
ラインから構成された画像が主流であるのに対して、写
真、絵画、地図等の階調性を有するベタ画像が主流を占
めるため、トナーの消費量が多い。そのため、現像器内
で現像剤の凝集が発生してキャリアの有効帯電面積が減
少した場合には、トナーはキャリアによって十分に帯電
されないまま現像に供され易くなるため、画像のカブリ
は顕著に発生する。

【０００９】従って、本発明の目的は、ポリマーキャリ
アを用いた二成分現像剤固有の熱凝集の問題を解決し、
多数の画像を連続的に形成しても現像剤の凝集によりカ
ブリが発生することがない二成分現像剤を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、磁
性粉及びバインダ樹脂を混合して形成したポリマーキャ
リアと、トナーとからなる二成分現像剤において、現像
器内に入れて室温４５°Ｃ、相対湿度８０％の下で１時
間放置した後における上記二成分現像剤の２００メッシ
ュ以上の粗粉量が２０ｗｔ％以下であり、且つ、３２５
メッシュ以下の微粉量が５０ｗｔ％以下である二成分現
像剤である。

【００１１】本発明において、２００メッシュ以上の粗
粉量とは、下記のふるい分け方法を行って２００メッシ
ュの標準フルイ上に残った現像剤の量を意味し、また、
３２５メッシュ以下の微粉量とは、下記のふるい分け方
法を行って３２５メッシュの標準フルイを通過した現像
剤の量を意味である。なお、メッシュとは日本工業規格
に規定される標準フルイ（ＪＩＳＺ８８０１）の目開
きを意味し、例えば２００メッシュの目開き寸法は７７
μｍ、２８０メッシュでは５３μｍ、３２５メッシュで
は４４μｍである。

【００１２】ふるい分け方法を以下に示す。１．現像器内に入れて室温４５°Ｃ、相対湿度８０％の
下で１時間放置した後の現像剤から試料２．０ｇを計り
とる。２．振動装置、例えばパウダテスタ（ホソカワミクロン
社製）の受皿の上に上記複数のフルイを下から３２５，
２８０，２００メッシュの順になるように積み重ね、２
００メッシュのフルイの上に上記試料を載せる。３．振動装置を作動させて、上記フルイ全てを振幅約
０．５ｍｍ、毎分約３００回で約１分間振動させる。４．各フルイ及び受皿内の試料の質量から重量％を算出
する。

【００１３】次に、本発明の二成分現像剤の各組成につ
いて述べる。

【００１４】上記ポリマーキャリアの粒径分布は、２０
０メッシュ以上の粗粉量が２０ｗｔ％以下であり、且
つ、３２５メッシュ以下の微粉量が５０ｗｔ％以下であ
るものが好ましい。粗粉量が２０ｗｔ％を越えると、穂
立ちの形成密度が低下して画像にブラシマークが形成さ
れ易くなる。微粉量が５０ｗｔ％を越えると、現像ロー
ルによるポリマーキャリアの磁気的拘束力が弱まって潜
像担持体上へキャリアが付着し易くなる。

【００１５】ポリマーキャリアの粒径は、平均粒径が３
５μｍ以上、６０μｍ以下が望ましい。平均粒径が３５
μｍ未満になると、現像ロールによるポリマーキャリア
の磁気的拘束力が弱まって潜像担持体上へキャリアが付
着し易くなる。平均粒径が６０μｍを越えると、穂立ち
の形成密度が低下して穂立ちが荒くなり画像にブラシマ
ークが形成され易くなる。

【００１６】ポリマーキャリアの磁気特性は、１，００
０エルステッドの印加磁場における磁化の強さが４０ｅ
ｍｕ／ｇ以上、６０ｅｍｕ／ｇ以下が望ましい。磁化の
強さが４０ｅｍｕ／ｇより低いと、現像ロールによるキ
ャリアの磁気的拘束力が弱くなってキャリアが潜像担持
体に付着し易くなる。磁化の強さが６０ｅｍｕ／ｇを越
えると、磁気ブラシの形状が粗くなり、高画質画像を得
ることが困難となる。

【００１７】ポリマーキャリアの電気抵抗は１０⁸Ω．
ｃｍ以上が好ましい。抵抗値が１０⁸Ω．ｃｍ未満の場
合は、キャリアに電荷が注入されて、潜像担持体にキャ
リアが付着したり、現像バイアスのリークが生じたりす
る。なお、上記ポリマーキャリアの電気抵抗値は、ポリ
マーキャリア１０ｇを直径４０ｍｍの円筒状の成形容器
に入れ、１０トンの圧力で圧力成型し、成型サンプルを
電極に挟み込み、電圧を変化させて電流値を測定し、サ
ンプルの厚みから電界と体積抵抗値との関係曲線をプロ
ットし、１０００Ｖ／ｃｍの電界下での抵抗値を意味す
る。

【００１８】ポリマーキャリアに含有される磁性粉の量
は、キャリアの重量に対して６０ｗｔ％以上、８０ｗｔ
％以下が良い。磁性粉の含有量が６０ｗｔ％未満になる
と、キャリアの磁化の強さが低下してキャリアが潜像担
持体に付着し易くなる。磁性粉の含有量が８０ｗｔ％を
越えると、脆くなってキャリアとして使用することがで
きない。

【００１９】そして、ポリマーキャリアの磁性粉として
は、マグネタイト粉末、フェライト粉末等が挙げられ
る。磁性粉の平均粒径は、バインダ樹脂中での分散性を
考慮すると０．１μｍ以上、０．５μｍ以下が良い。磁
性粉の平均粒径が０．１μｍ未満では、バインダ樹脂中
で磁性粉が凝集して良好に分散させることができない。
磁性粉の平均粒径が０．５μｍを越えると、キャリア表
面に突出する磁性粉の突出量が大きくなり過ぎ、現像剤
をミキシングする際に磁性粉が突出した部位からキャリ
アが分裂し易くなる。

【００２０】また、ポリマーキャリアのバインダ樹脂と
しては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ス
チレン−アクリル系共重合体樹脂、ポリエステル系樹
脂、エポキシ樹脂等の樹脂があり、上記材料を単独であ
るいは複数の材料を混合して形成する。また、バインダ
樹脂としては、その数平均分子量が１０，０００以上、
５０，０００以下で、且つ、重量平均分子量が５０，０
００以上、３００，０００以下のポリマー樹脂がよい。
これらの条件よりも低い分子量のポリマー樹脂では連続
して画像を形成する際の発熱によりキャリアが変形し易
いため現像剤の凝集現象が発生し易くなる。また、これ
らの条件よりも高い分子量のポリマー樹脂ではキャリア
自体の形成が困難である。

【００２１】ポリマーキャリアの製造方法としては、様
々な方法があるが、例えば、スプレードライ法や懸濁重
合法がある。スプレードライ法は、ポリマー溶液中に磁
性粉を混合分散した後、噴霧乾燥する方法であり、懸濁
重合法は、ポリマー樹脂を構成する単量体や磁性粉等を
適当な溶媒中に分散させ、この懸濁液を重合させる方法
である。また、バンバリーミキサ、ニーダー、エクスト
ルーダー等により、ポリマー樹脂と磁性粉とを溶融混練
し、冷却後、粉砕し、分級する方法もある。

【００２２】上記トナーは、トナー粒子とその表面に付
着した外添剤とからなる。

【００２３】上記トナーの粒径は、画質に大きな影響を
与え、粒径が大きくなるほど画像は粗くなる。従って、
平均粒径が２０μｍ程度のトナーでも実用上問題はない
が、細線の解像度を考慮すると平均粒径が１０μｍ以下
のトナーであることが望ましい。一方、トナーの粒径が
小さくなると、トナーとキャリアとの間に作用するファ
ンデルワールス力等の物理的付着力によりトナーが飛翔
し難くなって現像性が低下する。その為、本発明におい
ては、平均粒径が５μｍ以上、１０μｍ以下のものを使
用するとよい。

【００２４】また、上記トナーの帯電電荷量は、５μＣ
／ｇ以上、５０μＣ／ｇ以下、好ましくは１０μＣ／ｇ
以上、４０μＣ／ｇ以下の範囲にあることが望ましい。
帯電電荷量が１０μＣ／ｇ未満になると、トナーのキャ
リアに対する物理的付着力が弱過ぎるためキャリアから
トナーが遊離してトナークラウドが発生し、画像にカブ
リが発生する。帯電電荷量が５０μＣ／ｇを越えると、
トナーのキャリアに対する物理的付着力が高くなり過ぎ
て、トナーが現像に寄与しないといった現象が発生す
る。

【００２５】上記トナー粒子は、主バインダ樹脂、着色
剤などからなり、混練粉砕法やスプレードライ法等によ
り形成される。

【００２６】上記トナー粒子の主バインダ樹脂として
は、例えば、ポリスチレン、スチレン−プロピレン共重
合体、スチレン−ブタヂエン共重合体、スチレン−塩化
ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、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、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン樹脂等が使用され、上記材料を単独であるいは複数
を混合して使用する。そして、上記トナー粒子の主バイ
ンダ樹脂の数平均分子量は、異なる色のトナーが定着時
に良好に溶融定着するように、１０，０００以下のも
の、好ましくは、５，０００以下のものが良い。一方、
連続して画像の形成を行った場合に熱によりトナーが変
形して凝集し易くならないように、上記主バインダ樹脂
の数平均分子量は２，０００以上が望ましい。

【００２７】上記トナー粒子の着色剤は、トナーの色に
応じて様々な材料が使用されるが、トナーの重量に対し
て０．５重量％以上、２０重量％以下の含有量であるこ
とが望ましい。０．５重量％未満では、発色性が十分で
なく鮮明な画質が得られなくなり、また、２０重量％を
越えると、トナー中での着色剤の分散不良による画質の
濃度むらが生じる。黒色系トナー粒子の着色剤として
は、例えば、カーボンブラック、ニグロシン、黒鉛等が
用いられる。イエローあるいはオレンジ系トナー粒子の
着色剤としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ
３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１
４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トイエロー１７４等が用いられる。マジェンタあるいは
レッド系トナー粒子の着色剤としては、例えば、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４
８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１
６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２
等が用いられる。サイアンあるいはグリーン系トナー粒
子の着色剤としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリ
ーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１
５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０等が用いられ
る。

【００２８】また、上記トナー粒子に、ヒートロール定
着時に該ロールとトナーとの離型性を高めてトナーオフ
セットを防止するために、エチレン、プロピレン等のオ
レフィン系の単体あるいは共重合体、又は、カルナバワ
ックス等のワックス成分を加えてもよい。ワックス成分
の添加量は、トナーの重量に対して０．５ｗｔ％以上、
１０ｗｔ％以下が望ましい。０．５ｗｔ％未満では上記
効果が生ぜず、また、１０ｗｔ％を越えると、熱により
トナーが変形して凝集し易くなる。更に、上記トナー粒
子に、トナーの剛性を高るために、あるいは、ヒートロ
ール定着時のトナーの凝集力を高めてトナーオフセット
を防止するために、重量平均分子量１００，０００以上
の高分子量ポリマーや、架橋ポリマーを含有させてもよ
い。高分子量ポリマーや架橋ポリマーの含有量は、トナ
ーの重量に対して２０ｗｔ％以下が望ましい。含有量が
これを越えると、定着時に異なった色のトナー同士が良
好に溶融定着し難くなり、色再現性に問題が生じる。

【００２９】上記外添剤は、トナー粒子表面に対する被
覆率が２０％以上、８０％以下の割合でトナー粒子の表
面に付着させるのが望ましい。被覆率が２０％未満では
トナーの流動性及び帯電性が不安定であるため、安定し
た画像を形成することができず、また、８０％を越える
と経時的に外添剤がトナー粒子から遊離してトナーの帯
電特性が変動するため、安定した画像を形成することが
できない。また、上記被覆率は、走査電子顕微鏡で１０
万倍以上の倍率で調べる。この方法では、１０ｎｍオー
ダーの外添剤の存在状態をも明確に把握することができ
る。

【００３０】また、上記外添剤は、トナーとキャリアと
の間隔を広げるために、その平均粒径が２０ｎｍ以上で
且つ１００ｎｍ以下の比較的大きな粒径のものを使用す
るのが望ましい。平均粒径が２０ｎｍ未満になると、外
添剤がトナー粒子内に埋没してトナー粒子がキャリアに
付着し易くなり、現像剤が凝集し易くなる。平均粒径が
１００ｎｍを越えると、外添剤がトナー粒子から遊離し
易いために帯電性の変動を招く。

【００３１】上記外添剤としては、例えば、酸化チタ
ン、アルミナ、シリカ等の無機粉末や、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、ポリメチルメチクリレート等
のアクリル系の有機微粉末を使用することができる。そ
して、上記材料は、トナーに外添剤を付着させる目的、
例えば、現像剤の流動性を向上する目的や現像剤の帯電
を制御する目的に応じて単独あるいは複数を組み合せて
用いられる。なお、外添剤として酸化チタン、アルミ
ナ、シリカ等の吸湿性を有する無機微粉末を使用する場
合には、疎水化処理を施して吸湿性を減少させて使用す
るとよい。無機微粉末の疎水化処理は、例えば、ジアル
キルジハロゲン化シラン、トリアルキルハロゲン化シラ
ン、アルキルトリハロゲン化シラン等のシランカップリ
ング剤やジメチルシリコンオイル等の疎水化処理剤と上
記微粉末とを高温度化で反応させて行うことができる。
また、外添剤としてポリアクリレート、ポリメタクリレ
ート、ポリメチルメチクリレート等のアクリル系の有機
粉末を使用する場合には、熱により変形し難いように、
Ｔｇ（ガラス転移温度）が６０°Ｃを越えるもの、好ま
しくはＴｇが７０°Ｃ以上のものを用いるのが望まし
い。

【００３２】更に、上記外添剤に加えて、帯電性や流動
性をより細かく制御するために、平均粒径が２０ｎｍ未
満の有機微粉末や無機微粉末をトナー粒子表面に付着さ
せてもよい。この場合、上記平均粒径が２０ｎｍ未満の
粉末は、経時的にトナー粒子内へ埋没し易いので、トナ
ーの帯電特性の安定性を考慮すると、上記外添剤の５０
％以下、好ましくは３０％以下の被覆率になる程度に添
加量を制限するとよい。

【００３３】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。

【００３４】実施例１（トナー）ポリエステル（数平均分子量：３，３００、
重量平均分子量：９，８００、Ｔｇ＝６０°Ｃ）９３ｗ
ｔ％、カーボンブラック７ｗｔ％を混練粉砕して、平均
粒径７μｍのトナー粒子とした後、このトナー粒子の表
面に疎水化処理を施した平均粒径の異なるＴｉＯ₂外添
剤を被覆率が異なるように付着させて１８種類の負帯電
性のトナーを形成した。外添剤の平均粒径と被覆率との
具体的な組合せを表１に示す。

【００３５】（キャリア）スチレン−アクリル共重合体
（数平均分子量：２３，０００、重量平均分子量：９
８，０００、Ｔｇ＝７８°Ｃ）３０ｗｔ％、粒状マグネ
タイト（最大磁化８０ｅｍｕ／ｇ、粒径０．５μｍ）７
０ｗｔ％を混練、粉砕、分級して粒度分布の異なる４種
類の飽和磁化が５５ｅｍｕ／ｇのキャリアを形成した。
このキャリアの粒度分布を表２に示す。ここで、２００
メッシュ以上の粗粉量とは、下記に示す粒度分布測定方
法で粒径を調べた場合の７７μｍ以上の粒径を有するキ
ャリアの量を意味し、また、３２５メッシュ以下の微粉
量とは、下記に示す粒度分布測定方法で粒径を調べた場
合の４４μｍ以下の粒径を有するキャリアの量を意味す
る。

【００３６】［キャリアの粒度分布測定方法］１．キャリア２．０ｇ計りとる。２．パウダテスタの受皿の上に、下から３２５メッシュ
のフルイ、２８０メッシュのフルイ及び２００メッシュ
の順になるようにフルイを順次積み重ねると共に、上記
キャリアを２００メッシュのフルイの上に載せる。３．パウダテスタを作動させて、上記フルイ全てを振幅
０．５ｍｍ、毎分３００回で１分間振動させる。４．各フルイ及び受皿内の試料の質量から重量％を算出
する。

【００３７】これら１８種類のトナーと４種類のキャリ
アとを組み合せてトナー濃度１０ｗｔ％で混合し、７２
種類の二成分現像剤を形成した。

【００３８】そして、先ず、各二成分現像剤を現像装置
に入れると共に、電子写真方式の画像形成装置でプリン
トテストを行った。

【００３９】上記現像装置は、図１に示すように、現像
スリーブと、その内部に同軸に配設され、７極のマグネ
ットが形成されたマグネットロールと、現像スリーブに
隣り合って配置され、二成分現像剤をミキシングして帯
電すると共に、二成分現像剤を現像スリーブの周面に供
給するバケットローラと、現像スリーブの上側に配設さ
れ、現像スリーブ上に供給された現像剤を均して現像剤
層を形成する現像剤層層厚規制部材とからなり、上記現
像スリーブが微小間隔をもって感光体に対向するように
画像形成装置内に配設される。

【００４０】また、今回のプリントテストにおける現像
条件を下記に示す。［現像条件］感光体：ＯＰＣ（直径８４ｍｍ）、ＲＯＳ：ＬＥＤ（４００ｄｐｉ）、プロセス速度：３００ｍｍ／ｓ、潜像電位：背景部＝−６００Ｖ，画像部＝−１００Ｖ、現像ロール（マグネット固定、スリーブ回転方式）、マグネット磁束密度：５００Ｇ（スリーブ上）、スリーブ径：直径２５ｍｍ、スリーブ回転速度：６００ｍｍ／ｓ、感光体と現像ロールとの間隔：０．５ｍｍ、現像剤層の厚さ：０．４ｍｍ、現像バイアス：ＤＣ成分＝−５５０Ｖ，ＡＣ成分＝１．５ｋＶｐ−ｐ（８ｋＨｚ）

【００４１】その結果、キャリアＡを用いた二成分現像
剤では、プリント開始直後から感光体の画像部に微粉キ
ャリアが付着してしまい、実用的ではなかった。また、
この二成分現像剤の粒径分布を調べたところ、３２５メ
ッシュ以下の微粉量が５０ｗｔ％を越えており、このこ
とから、現像剤の初期状態において３２５メッシュ以下
の微粉量が５０ｗｔ％を越えるような二成分現像剤では
磁気的拘束力の弱い微粉キャリアのために感光体へのキ
ャリア付着が問題となり実用的ではないといえる。

【００４２】また、キャリアＤを用いた二成分現像剤で
は、プリント開始直後から画像が荒れており、実質的で
はなかった。そして、現像スリーブ上の現像剤の穂立ち
の形成状態を観察すると荒いすき間だらけの穂立ちとな
っていることが確認された。また、この二成分現像剤の
粒径分布を調べたところ、２００メッシュ以上の粗粉量
が現像剤総量に対して２０ｗｔ％を越えており、現像剤
の初期状態において２００メッシュ以上の粗粉量が２０
ｗｔ％を越えるような二成分現像剤では現像剤の穂立ち
が粗くなるために画像の荒れが問題となり実用的ではな
いといえる。

【００４３】一方、キャリアＢあるいはキャリアＣを用
いた二成分現像剤では、上述した問題点は生じなかっ
た。

【００４４】次に、キャリアＢあるいはキャリアＣを用
いた二成分現像剤について、下記の二成分現像剤のふる
い分け方法によりその粒度分布を測定した。

【００４５】その結果、表３及び表４に示すように、キ
ャリアの種類に拘わらずＴ４〜Ｔ１８のトナーを用いた
二成分現像剤Ｄ４〜Ｄ１８及びＤ２２〜Ｄ３６が、現像
器内に入れて室温４５°Ｃ、相対湿度８０％の下で１時
間放置した後の２００メッシュ以上の粗粉量が２０ｗｔ
％以下であり、且つ、３２５メッシュ以下の微粉量が５
０ｗｔ％以下であった。

【００４６】［二成分現像剤のふるい分け方法］１．現像器内に入れて室温４５°Ｃ、相対湿度８０％の
下で１時間放置した後の現像剤から試料２．０ｇを計り
とる。２．パウダテスタの受皿の上に上記複数のフルイを下か
ら３２５，２８０，２００メッシュの順になるように積
み重ね、２００メッシュのフルイの上に上記試料を載せ
る。３．パウダテスタを作動させて、上記フルイ全てを振幅
０．５ｍｍ、毎分３００回で１分間振動させる。４．各フルイ及び受皿内の試料の質量から重量％を算出
する。

【００４７】そして、上記キャリアＢあるいはキャリア
Ｃを用いた二成分現像剤について、１０，０００枚のプ
リントを連続して行う連続プリントテストを行った。具
体的には、１００枚連続プリントを行った後に３０秒休
止させるサイクルを１００回繰り返した時のカブリの発
生状況について調べた。

【００４８】その結果、表３及び表４に示すように、Ｔ
１〜Ｔ３及びＴ１６〜Ｔ１８のトナーを用いた二成分現
像剤Ｄ１〜Ｄ３、Ｄ１６〜Ｄ１８、Ｄ１９〜Ｄ２１及び
Ｄ３４〜Ｄ３６では、キャリアの種類に拘わらず、多数
枚連続プリントを続けた後にカブリが発生した。一方、
Ｔ４〜Ｔ１５のトナーを用いた二成分現像剤Ｄ４〜Ｄ１
５及びＤ２２〜Ｄ３３では多数枚連続プリントを続けた
後でもカブリが発生しなかった。

【００４９】また、多数枚連続プリント後の二成分現像
剤Ｄ１〜Ｄ３及びＤ１９〜Ｄ２１では、現像剤の凝集が
見られ、走査電子顕微鏡で観察すると、外添剤がトナー
粒子中に埋没していた。従って、２００メッシュ以上の
粗粉量が２０ｗｔ％を越える二成分現像剤Ｄ１〜Ｄ３及
びＤ１９〜Ｄ２１では、外添剤がトナー中に埋没したた
めに、トナー粒子同士が凝集し易くなり、現像剤の熱凝
集が発生し、現像剤の帯電性が低下し、逆極性トナーに
よりカブリが発生したものと考えられる。

【００５０】更に、多数枚連続プリント後の二成分現像
剤Ｄ１６〜Ｄ１８及びＤ３４〜Ｄ３６では、現像剤の凝
集が見られなかったが、走査電子顕微鏡で観察すると、
剥がれ落ちた外添剤が多数存在していた。従って、二成
分現像剤Ｄ１６〜Ｄ１８及びＤ３４〜Ｄ３６では、現像
剤の凝集が発生したためでなく、単に外添剤が多数剥が
れ落ちたために、現像剤の帯電性が低下し、逆極性トナ
ーによりカブリが発生したものと考えられる。

【００５１】以上のことから、現像器内に入れて室温４
５°Ｃ、相対湿度８０％の下で１時間放置した後の２０
０メッシュ以上の粗粉量が２０ｗｔ％以下であり、且
つ、３２５メッシュ以下の微粉量が５０ｗｔ％以下であ
る二成分現像剤では、多数の画像を連続的に形成しても
現像剤の凝集によりカブリが発生することはないことが
判る。

【００５２】また、トナー表面積に対し被覆率２０％未
満の割合でＴｉＯ₂を外添したトナーを用いた現像剤で
は、トナーの帯電性が不安定であると共に、トナーの流
動性が悪いため、安定したプリント画像が得られなかっ
た。また、トナー表面積に対して被覆率８０％を越える
割合でＴｉＯ₂を外添したトナーを用いた現像剤では、
連続してプリントサンプルを採取していく間にトナーか
らのＴｉＯ₂の遊離が発生して、トナーの帯電性がプリ
ント枚数によって変動するため、安定したプリント画像
が得られなかった。従って、表３及び表４に示すよう
に、トナー粒子に対して平均粒径が２０ｎｍ以上１００
ｎｍ以下の外添剤を２０％以上８０％以下の被覆率で付
着してなるトナーを用いた二成分現像剤では、多数枚の
連続プリント後にもカブリが全く発生せず、鮮明な高画
質画像を安定して得ることができる。

【００５３】なお、上記ＴｉＯ₂に換えてポリメタクリ
ル酸メチルで、平均粒径が１５，２０，４０，８０，１
００，１２０ｎｍの外添剤を形成し、それを上記トナー
粒子の表面に２０，５０，８０％の被覆率で付着させて
トナーを形成し、更に、上記キャリアＢ，Ｃと混合して
３６種類の二成分現像剤を形成して同様の一連の実験を
行ったところ、平均粒径が２０，４０，８０，１００，
１２０ｎｍの外添剤を用いた二成分現像剤では現像剤の
凝集によるカブリは発生しなかったが、平均粒径が１５
ｎｍの外添剤を用いた二成分現像剤では現像剤の凝集に
よるカブリが発生した。また、平均粒径が１２０ｎｍの
外添剤を用いた二成分現像剤では、外添剤が多数剥がれ
落ちてカブリが発生した。それ故、外添剤の材料に拘わ
らず、現像器内に入れて室温４５°Ｃ、相対湿度８０％
の下で１時間放置した後の２００メッシュ以上の粗粉量
が２０ｗｔ％以下であり、且つ、３２５メッシュ以下の
微粉量が５０ｗｔ％以下である二成分現像剤では、多数
の画像を連続的に形成しても現像剤の凝集によりカブリ
が発生することはないことが判る。また、外添剤の材料
に拘わらず、トナー粒子に対して平均粒径が２０ｎｍ以
上１００ｎｍ以下の外添剤を２０％以上８０％以下の被
覆率で付着してなるトナーを用いた二成分現像剤では、
多数枚の連続プリント後にもカブリが全く発生せず、鮮
明な高画質画像を安定して得ることができる。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】

【表３】

【００５７】

【表４】

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリマー
キャリアを用いた二成分現像剤は、現像器内に入れて室
温４５°Ｃ、相対湿度８０％の下で１時間放置した後の
２００メッシュ以上の粗粉量が２０ｗｔ％以下であり、
且つ、３２５メッシュ以下の微粉量が５０ｗｔ％以下で
あるので、多数の画像を連続的に形成しても現像剤の凝
集によりカブリが発生することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用した現像器の概略断面
図である。

フロントページの続き (72)発明者笹原慎司神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者江連平和神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性粉及びバインダ樹脂を混合して形成
したポリマーキャリアと、トナーとからなる二成分現像
剤において、現像器内に入れて室温４５°Ｃ、相対湿度
８０％の下で１時間放置した後における上記二成分現像
剤の２００メッシュ以上の粗粉量が２０ｗｔ％以下であ
り、且つ、３２５メッシュ以下の微粉量が５０ｗｔ％以
下であることを特徴とする二成分現像剤。
【請求項２】トナーは、トナー粒子に対して平均粒径
が２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の外添剤を２０％以上８
０％以下の被覆率で付着してなることを特徴とする請求
項１記載の二成分現像剤。