JPH07120066B2

JPH07120066B2 - 現像剤および現像方法

Info

Publication number: JPH07120066B2
Application number: JP61133882A
Authority: JP
Inventors: 雄介唐見; 亜津子山本; 栄一今井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPS62291666A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等に於ける潜
像を現像するための現像剤および現像方法に関する。

背景技術近年、電子写真複写機等の画像形成装置によって形成さ
れた画像の画質に対する要求は著しいものがある。

このため、形成される可視画像の画質に重大な影響を及
ぼすトナー粒径分布に関する提案も多くなされており、
例えば特開昭54-134636号公報、特開昭54-72054号公
報、特開昭58-129437号公報、特開昭59-45452号公報、
特開昭59-33459号公報には、いずれも小粒径のトナー分
布をもつ現像剤が提案されている。

しかしながら、これらの提案におけるトナーは小粒径で
あるために、画像にカブリが生じ易く、また、現像器内
のトナー凝集が特に生じ易いが、この凝集を防止するた
めの添加剤である従来のケイ酸微粉末をトナーに外添す
ると、このカブリも一層激しくなる。

一方、このような欠点を除去するために、現像方法の面
からの改良も種々提案されており、例えば潜像面に対向
した２成分現像剤層を振動電界下に置き、もって現像を
行なうことが、特開昭59-18136号公報、同59-222847号
公報、同59-222851号公報、同59-222852号公報、同59-2
22853号公報などで提案されている。

しかし、この方法によってもカブリを完全に防ぐことは
難しく、無理にカブリを除くために振動電界条件を強め
る方向をとり、例えばVpp（交流電圧波における最高
電圧値と最低電圧値との差）を高くしたり、あるいは
交流の周波数を高めると、（イ）潜像面と現像剤層担持
体との間のリーク、（ロ）画像の解像力、鮮鋭さの低下
などカブリ以外の画質不良の発生、あるいは（ハ）振動
電界条件を付与するための電源装置の大型化と、それに
伴なうコストアップなど、種々の問題が発生する。

更に、このような現像方法を用いた場合も、トナーの流
動性改善剤たる前述のケイ酸微粉末をトナーに混合（い
わゆる外添）すると、カブリがかえって激しくなるとい
う問題がある。

一方、複写機の機能が多様化し、画像の一部を露光等に
よって消しておき、次いでその部分に、別の画像を挿入
するような、多重コピーを行なう必要が生じて来た。こ
の多重コピー法に、従来のトナーを用いた場合、画像上
のあらかじめ白く抜いておくべき部分に、特にカブリが
生じ易くなる。

すなわち、別の画像を挿入するために、現像基準電位に
対して、潜像電位と反対極性の電位をLEDやヒューズラ
ンブなどのストロングライトで与えて画像を消去する
と、その消去部分に、反転カブリと称されるカブリが生
じ、これが挿入すべき別の画像上のカブリとなる。

更に、トナー粒子（及びキャリア粒子）をより微粒化し
て用いる場合、特に、このようなトナーを用いて振動電
界下で現像すると、ディジタルな画像信号で形成された
静電潜像を現像する場合は、従来のアナログ信号を用い
た場合に比べ特に問題が生じる。

画像信号がディジタル信号の場合、潜像は一定電位のド
ットが集って形成され、ベタ部、ハーフトーン部および
ライト部は各々ドットの密度をかえることによって表現
されている。従ってどの部分も、２値の場合は基本的に
ほぼ同じ電位の静電潜像から形成されることになる。

この方法においても、最近更に画質向上の要求が高ま
り、前述した白黒２値のデイザ法から、３値あるいは４
値による多値デイザ法を用いて階調再現性の向上を図る
必要が生じてきた。この多値デイザ法は、ハイライト部
に発生し易い偽輪郭を除去する場合、あるいは中間調と
ライン画像の混在した画像を同時に再現する際、階調性
を低下させずに、１画素のマトリックスサイズを小さく
して、解像度を向上させる場合にも必須な技術である。

この多値デイザ法におけるデイザマトリックスの概念を
第１図（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。第１
図（ａ）は２×２の３値のデイザマトリックスであり、
領域S₁、S₂、S₃はそれぞれ白、グレイ、黒の３値の濃度
レベルを表わしている。また、第１図（ｂ）は２×２の
４値のデイザマトリックスであり、領域S₁、S₂、S₃、S₄
はそれぞれ白、薄いグレイ、濃いグレイ、黒の４値の濃
度レベルを表わしている。ドットサイズは例えば16ドッ
ト/mmである。

第２図（ａ）、（ｂ）及び第３図（ａ）、（ｂ）は、光
走査型の電子写真プリンタにおいて、３値記録を行なう
場合の露光強度分布（第２図（ａ）、第３図（ａ））
と、それに対応する静電潜像の電位分布（第２図
（ｂ）、第３図（ｂ））とを表わしたものである。第２
図（ａ）及び第３図（ａ）の破線は多値の潜像を形成す
るための光ビームを出力させる信号出力を表わしたもの
で、第２図（ａ）はレーザ出力を制御する輝度変調によ
って第１図（ａ）のS₂に相当するグレイ・レベル（以後
「Ｍレベル」とする）とS₃に相当する黒レベル（以後
「Ｈレベル」とする）を得る方式である。これは例えば
ＭレベルはＨレベルの1/2のレーザ出力で得るものであ
る。

一方、第３図（ａ）はレーザ出力時間を制御するパルス
巾変調によってＭレベルとＨレベルを得る方式である。
これは例えばＭレベルはＨレベルの1/2のパルス巾とす
ることによって得られる。

第２図（ａ）及び第３図（ａ）の露光強度分布を有する
光ビームによる潜像の電位分布は、それぞれ第２図
（ｂ）及び第３図（ｂ）のようになるが、特に第３図
（ｂ）のパルス巾変調によるＭレベルの潜像コントラス
トは、潜像のMTF（変調伝達関数）の低下によりＨレベ
ルに較べて小さくなる傾向がある。従って、このＭレベ
ルの現像後の現像濃度は、輝度変調による第２図（ｂ）
のＭレベルの画像濃度とほぼ同じグレイとなる。

第４図は多値の潜像を現像する場合の現像特性（潜像電
位Vs−画像濃度Dp特性）を示しており、第２図（ｂ）及
び第３図（ｂ）のＭレベル及びＨレベルの潜像（それぞ
れの電位コントラストを、で表わす）を再現するに
は、特にＨレベルが十分高くとれない場合は、比較的ガ
ンマ（潜像電位Vsに対する画像濃度Dpの傾き）が大きい
Vs-Dp特性（図中実線で示す）が要求される。しかし
ながら、従来の微粒化されたトナー粒子と従来のケイ酸
微粉末とを使用すると、多くの場合実線で示すような
現像特性を示す傾向があり、その場合画像濃度、シャー
プネスの低下等の種々の問題点を生ずる。

また、ディジタルなドットの密度により表現されている
潜像を現像する際は、従来に比べてこのVs-Dp曲線の精
密な制御が必要とされる。１つはディジタル潜像を現像
するにはVs-Dp曲線の傾き（ガンマ）を従来よりは大き
くする必要があり、さらにこの傾きが変動しないように
制御する必要がある。しかし、（従来の）より微粒子化
されたトナーに生じる電荷分布の偏りは、Vs-Dp曲線の
傾きを大きくするのに障害となり、又この傾きが変動し
やすい状態を生じさせる。

更に、微粒子化されたトナーに生じる電荷分布の偏りに
伴う、ベタ黒部及び、線画のチリチリ画像（本来均一に
トナーが乗るべき黒画像において、微小な点状の白又は
灰色の画像抜けのある画像）が生じ易い傾向がある。

この電荷分布の偏りが画質に与える影響について、第５
図を参照しつつ説明する。

第５図は、微粒子化させたトナー粒子群に、ケイ酸微粒
子を外添分散させた場合のトナー粒子１個当たりのトリ
ボ電荷と、その電荷をもつトナー粒子の個数との関係
（トナーのトリボ電荷分布）を示す模式図である。

曲線Ａは、従来のケイ酸微粒子をトナー粒子群に外添分
散させた場合の電荷分布を示すものである。

この第５図におけるの部分に対応するトナーは、適正
トリボ電荷量を有するトナーであり、前述のディジタル
潜像においては、Ｍレベル及びＨレベルのいずれの潜像
をも現像するトナーである。

一方、の部分に対応するトナーは、トリボの低いトナ
ーで、カブリの原因となるトナーである。

またの部分に対応するトナーは、上記ととの中間
領域で、潜像電位、現像バイアス、環境条件、トナー状
態などによって、ＨレベルないしＭレベルに現像される
か、又は現像されないか、もしくはカブリの原因となる
トナーである。

従来のケイ酸微粒子をトナー粒子群に外添分散してなる
従来のトナーは、曲線Ａに示すような電荷分布を示すた
め、適正トリボ値に対応するトナーが少なくなり、そ
の分、カブリの原因となるトリボ値の低いに対応する
トナーが多くなる。

更に、従来のトナーは、高湿下ないし耐久による現像剤
劣化時においては、トナーのトリボ値が相対的に低下し
て、トリボ電荷分布が破線Ｂに示した状態となるが、こ
の破線Ｂの状態では、上記した傾向（すなわち、カブ
リ、チリチリ画像の発生）が一層顕著になる。

発明の目的本発明は、上述の欠点を解消し、高画質の画像を与える
現像剤および現像方法を提供するものである。

すなわち、本発明の目的は、カブリが無く、且つ鮮鋭性
及び階調性が高い、高画質の可視画像を形成することの
できる現像剤および現像方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、耐久性に優れた現像剤および現像
方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、特に多重複写機能を有する複
写機において、カブリのない画像を与える現像剤および
現像方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、特にディジタル信号によって
形成された潜像に、忠実な現像を行なわしめる現像剤お
よび現像方法、即ち、現像時のVs-Dp曲線の傾きが大き
く、画像ドット間の濃度差を大きくすることが可能であ
り、ドットの縁部がシャープに再現され、且つ、チリチ
リ画像を除去できる現像剤および現像方法を提供するこ
とにある。

本発明の更に他の目的は、温度、湿度の変化に影響を受
けにくい、安定した画像を再現する現像剤および現像方
法を提供することにある。

発明の概要具体的には、本発明は、重量分布による重量平均粒径が
３〜10μｍであり、個数分布における最多数粒子の粒径
が１〜８μｍであり、16μｍを越える粒径の粒子数が２
重量％以下である粒子群からなるトナーと、ケイ酸粒子
の一次粒子が凝集しているケイ酸微粉末とが混合されて
いる現像剤であり、該ケイ酸微粉末は、重量平均粒径が
0.5〜3.0μｍであり、重量分布における粒径8.0μｍ以
上の粒子が10重量％以下であることを特徴とする現像剤
に関する。

さらに、本発明は、磁性キャリアとトナーとを有する二
成分系現像剤を現像剤搬送担体面上に供給して該担体面
上に現像剤層を形成させ、現像剤搬送担体面に対向させ
た潜像を振動電界下で現像する方法において、上記二成
分系現像剤は、重量分布による重量平均粒径が３〜10μ
ｍであり、個数分布における最多数粒子の粒径が１〜８
μｍであり、16μｍを越える粒径の粒子数が２重量％以
下である粒子群からなるトナーと、ケイ酸粒子の一次粒
子が凝集しているケイ酸微粉末とを含有しており、該ケ
イ酸微粉末は、重量平均粒径が0.5〜3.0μｍであり、重
量分布における粒径8.0μｍ以上の粒子が10重量％以下
であることを特徴とする現像方法に関する。

すなわち、本発明者らは、前述の小粒径トナーと組合せ
た際、あるいは前述の振動電界下におけるトナー粒子、
キャリア粒子からなる二成分現像剤と組合せた際の、流
動性改善剤たるケイ酸微粒子の挙動について深く研究し
た結果、前述したトナー電荷分布の偏りないしブロード
化の欠点に関しては、従来問題とされた来たケイ酸微粒
子の（主に一次粒子としての）平均粒径（いわば静的特
性）よりは、むしろ、二次粒子としての該微粒子の挙動
（いわば動的特性）が極めて重要であることを知見し
た。

本発明者らはこの知見に基いて更に研究を進めた結果、
特に粒径８μｍ以上の粗粉二次粒子を一定以上除去した
ケイ酸微粒子と組合せることにより、偏りがなく、シャ
ープな電荷分布を示すトナーが実現可能であり、また、
振動電界下における前記二成分現像剤に優れた現像特性
を付与することが可能であることを見出して、本発明を
完成したものである。

このような本発明の現像剤におけるトナーのトリボ電荷
の分布を第５図の曲線Ｃに示す。この第５図を見れば、
本発明に用いる特定のケイ酸微粉末を外添分散させたト
ナーが、従来のトナー（曲線Ａないし破線Ｂ）と比べて
偏りがなく、且つシャープなトリボ電荷分布を示すた
め、カブリのない鮮鋭な高画質画像を与えることが理解
できよう。

なお、本発明者らの実験によれば、従来のケイ酸粉末を
外添分散してなるトナーを用いた場合、現像部対潜像担
持体部の電位関係が、現像方向に対して負になる部分、
すなわち、潜像担持体の非画像潜像部を顕微鏡で観察す
ると、ケイ酸粉末と認めることのできた粗粒子を中心
に、トナー粒子が集合した斑点の存在が認められ、これ
が転写によって、そのまま又はばらばらに散った状態と
なって、転写紙上でカブリとなることが認められた。

このような現象が生ずる理由は、特に正帯電性トナーの
場合、以下のように推定される。

すなわち、トナーの帯電極性が正の場合は、ケイ酸微粒
子の本来的に有する負帯電性のために、従来のトナー中
のケイ酸粗粉の周囲に特に正荷電性の強いトナー粒子が
選択的に集まり、このケイ酸粗粉周囲に集まったトナー
は正規の現像に供しなくなる。すなわち、正帯電トナー
粒子を周囲に有するケイ酸粗粉は、正帯電トナーに対し
負帯電トナーの挙動を示し、上述したように潜像保持体
の非画像潜像部に付着して、カブリの原因になるものと
推定される。

一方、チリチリ画像に関する本発明者らの実験によれ
ば、潜像電位の比較的低い部分では、トリボ電荷の高い
トナーが付着する傾向、すなわち、Ｍレベルの潜像電位
には第５図のの部分に対応するトナーが付着する傾向
があった。ここで、第５図の曲線Ａのようなトリボ電荷
分布を示す（従来のケイ酸微粒子を外添分散した）トナ
ーでディジタル潜像を現像した場合、Ｈレベル、Ｍレベ
ルを現像するトナーに対して、主にＭレベルを現像す
るトナーの割合が低くなり、本来Ｍレベルに現像され
るべきトナー量のこのような相対的減少により、チリチ
リ画像が生じるものと推定される。

これに対して、曲線Ｃのようなトリボ電荷分布を示す本
発明にかかわるトナーを用いれば、上記のようなＭレベ
ル潜像へのトナー付着量の相対的減少、すなわちチリチ
リ画像の発生も有効に抑制されるものと推定される。

発明の具体的説明以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記載におい
て、量比を表わす「部」および「％」は、特に断らない
限り重量基準とする。

まず本発明の現像剤の構成要素であるケイ酸微粉末につ
いて説明する。

このケイ酸微粉末としては、Si-O-Si結合を有する微粉
体であれば、乾式法で製造されたもの、及び湿式法で製
造されたもののいずれを用いることも可能であるが、特
に湿式法によるケイ酸微粉末（特にシリカ）が、乾式製
法によるものと比較して、それ自体の帯電性が低く、ケ
イ酸微粉末を核としたトナー凝集物の非画像部への現像
によるカブラも少ない傾向にあるため、好ましく用いら
れる。

本発明に用いられるケイ酸微粉末を湿式法で製造する方
法は、従来公知である種々の方法が適用できる。例え
ば、ケイ酸ナトリウムの酸による分解により（一般反応
式で示せば下記のようにして）ケイ酸微粉末が得られ
る。

Na₂O・xSiO₂＋HCl＋H₂O→SiO₂・nH₂O＋NaCl その他、（以下、反応式は省略するが）ケイ酸ナトリウ
ムのアンモニア塩類またはアルカリ塩類の分解による方
法、ケイ酸ナトリウムよりアルカリ土類金属ケイ酸塩を
生成せしめた後、酸で分解しケイ酸とする方法、ケイ酸
ナトリウム溶液をイオン交換樹脂によりケイ酸とする方
法、天然ケイ酸のたはケイ酸塩を利用する方法などによ
っても、上記ケイ酸微粉末を得ることができる。

一方、前記した乾式法とは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸
気相酸化により、シリカ等のケイ酸微粉末を製造する方
法である。この乾式法としては、例えば、四塩化ケイ素
ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用する方
法があり、基礎となる反応式は次の様なものである。

SiCl₄＋2H₂＋O₂→SiO₂＋4HCl 又、この製造工程において、例えば、塩化アルミニウム
又は塩化チタンなど他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハ
ロゲン化合物と共に用いる事によって、シリカと他の金
属酸化物との複合微粉体を得る事も可能であるが、これ
らの複合微粉体も本発明におけるケイ酸微粉末に包含さ
れる。

本発明における、ケイ酸微粉末としては、無水二酸化ケ
イ素（シリカ）の他、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナト
リウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸
亜鉛などのケイ酸塩をいずれも用いることができる。こ
れらのケイ酸微粉末は、現像剤100部中に、0.01〜20部
含有される時に効果を発揮し、特に好ましくは0.05〜３
倍含有する際に優れた安定性を示す。

添加形態について好ましい態様を述べれば、現像剤100
部中に、0.01〜３部のケイ酸微粉末がトナー粒子表面に
付着している状態にあるのが良い。

ケイ酸微粉末の粒度をコントロールする方法としては、
風力分級機等を用いて分級により粗粒をカットし、本発
明の粒度にする方法がもっとも有効である。

また、これらのケイ酸微粉末の表面を熱、オイル、有機
物等で処理して用いてもよい。特にチタンカップリング
剤、シランカップリング剤、アミノ変性シリコンオイル
でその表面を疎水化処理したものが好ましい。

なお、従来のケイ酸微粉末は、その製法において分級工
程を経ていないため、重量分布で8.0μｍ以上が10％を
越えるケイ酸微粉末を含有していた。

本発明によるケイ酸微粉末の粒度を測定するためには、
従来知られている各種の粒度分布測定装置を利用でき
る。最も好ましいのは粒子を導電性の液に分散し、粒子
が細孔を通過する際に生ずる液体の電気抵抗変化を増幅
して粒子の数と体積とを測定する装置で、商品名コール
ターカウンターとして市販される装置である。粒子は0.
1％程度の食塩水に約１分間超音波分散され、30μｍの
アパーチャーを用いて測定される。

尚、トナー、キャリアの粒径についても、適当な径のア
パーチャーを選択することにより、その体積平均ないし
重量平均としての粒度を測定することができる。

尚、本発明におけるケイ酸微粉末の粒径とは、0.1μｍ
以下の１次粒子が凝集した２次粒子の粒径をいう。コー
ルターカウンター測定における挙動、及び現像剤中のケ
イ酸微粉末の挙動は、ほとんどこの２次粒子の挙動であ
る。

本発明に際して、ケイ酸微粉末の重量平均粒径が0.5〜
3.0μｍの範囲内にない場合、あるいは、重量分布にお
いて粒径8.0μｍ以上の粒子が10％を越える場合には、
前述した適正なトリボ電荷分布が得られず、カブリ、チ
リチリ画像が生じる。

本発明において、トナー粒子の重量平均粒子径が３〜10
μｍの範囲内にない場合、あるいは、トナーの個数分布
における最多数粒子の粒径（すなわち、個数分布曲線に
おける極大ピークに対応する粒子径）が１〜８μｍの範
囲内にない場合は、画像の解像力が低下する。また粒子
径16μｍを越える粗大トナーの個数含有率が２％を越え
ると、トナーのとびちりが起こり易くなる。

本発明に係る静電荷像現像用トナーを作製するには、ト
ナー結着樹脂たるビニル系ないし非ビニル系熱可塑性樹
脂、及び着色剤としての顔料又は染料と、必要に応じて
磁性材料、添加剤、荷電制御剤等をボールミルその他混
合機により充分混合してから加熱ロール、ニーダー、エ
クストルーダー等の熱混練機を用いて熔融、混練及び練
肉して樹脂類を互に相溶せしめた中に顔料又は染料を分
散又は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び分級して本発明
にかかる粒度分布のトナーを得ることが出来る。

あるいは、結着樹脂溶液中に材料を分散した後、噴霧乾
燥することによりトナーを得る方法、あるいは、結着樹
脂を構成すべき単量体に所定材料を混合して乳化懸濁液
とした後に重合させてトナーを得るトナー重合法、ある
いは芯及び殻からなるカプセルトナー法等の方法を応用
して本発明のトナーを得てもよい。

本発明に使用されるトナーの着色剤としては、カーボン
ブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、アニリンブル
ー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、
ハンザイエローＧ、ローダミン6Gレーキ、カルコオイル
ブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイ
エロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モ
ノアゾ系、ジスアゾ系染顔料等従来公知のいかなる染顔
料をも、単独であるいは混合して使用し得る。

本発明に使用されるトナーの結着樹脂としては、ポリス
チレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエ
ンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン
−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン
共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレ
ン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸
メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合
体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−
アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸
メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合
体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン
−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエ
ーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重
合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合
体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、
スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸
エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチ
ルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩
化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポ
キシ樹脂、ポリビニルプチラール、ポリアクリル酸樹
脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹
脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹
脂、塩素化パラフィン、バラフィンワックスなどがあげ
られ、単独で或いは混合して使用できる。

又、特に圧力定着用に好適な結着樹脂として限定してあ
げると、下記のものが単独或いは混合して使用できる。

ポリオレフィン（低分子量ポリエチレン、低分子量ポリ
プロピレン、酸化ポリエチレン、ポリ四弗化エチレンな
ど）、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブ
タジエン共重合体（モノマー比５〜30:95〜70）、オレ
フィン共重合体（エチレン−アクリル酸共重合体、エチ
レン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタク
リル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重
合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、アイオノマー樹脂）、ポリビニルピロ
リドン、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合
体、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノール変性テ
ルペン樹脂等。

さらに、本発明に用いるトナーは、更に磁性材料を含有
させた磁性トナーとしても用いてもよい。この場合、磁
性トナー中に含ませる磁性材料としては、マグネタイ
ト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄；鉄、コバル
ト、ニッケルのような金属、或いはこれらの金属のアル
ミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜
鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、
カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステ
ン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物等
が挙げられる。

これらの強磁性体は平均粒径が0.1〜２μｍ程度のもの
が好ましく、トナー中に含有させる量としては、樹脂成
分100部に対し約20〜200部、特に好ましくは樹脂成分10
0部に対し40〜150部である。

又本発明に用いるトナーに、必要に応じて添加剤を混合
した場合、よりよい結果が得られる。添加剤としては、
例えばテフロン、ステアリン酸亜鉛の如き滑剤、あるい
は酸化セリウム、炭化ケイ素等の研摩剤、ケーキング防
止剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化スズ等の
導電性付与剤、あるいは低分子量ポリエチレンなどの定
着助剤等がある。

さらに、本発明の現像剤を二成分系現像剤とする場合に
は、前述のトナーをキャリヤー粉と混合して用いる。

この際、トナーは、トナーとキャリア、及びトナーと磁
性スリーブとの結合性を増し、カブリをより効果的に防
止するため、トナー重量に対して60％、好ましくは30％
までの磁性体を含有することが好ましい。

上記キャリヤーとしては、公知のものが使用可能であ
り、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉の如き磁性
を有する粉体の他、ガラスビーズ等も使用し得る。

本発明において、トナーと共に使用されるキャリアの粒
径は、一般に使用されている50〜120μｍのものも用い
られ得るが、本発明の効果を更に向上させるために、キ
ャリアとして、これより小粒径の５〜50μｍ、更には５
〜30μｍのものを用いることが好ましい。

更に現像スリーブと感光面との間のリークの防止と、像
担持体面に付着したキャリア粒子による像担持体面の傷
付けを防止するため、キャリアとしては、その表面を樹
脂で被覆させるか、又は磁性体粒子を樹脂中に分散含有
させたものが好ましく用いられ、該キャリアの抵抗率は
10⁸Ωcm以上、特に10¹³Ωcm以上であることが好まし
い。

更に、キャリア粒子は、球形（長軸／短軸＜３）である
方が現像剤層の均一化のために好ましい。

キャリアとトナーの混合比は、キャリア100部に対し
て、トナーは通常３〜50部、好ましくは５〜30部であ
る。

次に、磁性キャリア粒子とトナー粒子とからなり、上述
した特定の粒度分布を有するケイ酸微粉末を含有する二
成分現像剤を用いて、振動電界下に現像を行なう本発明
の現像方法について説明する。

まず、このような振動電界を用いる現像方法における、
ケイ酸微粉末を外添したトナーの作用について述べる。

一般にトナー粒子の平均粒径が小さくなると、定性的に
粒径の二乗に比例して帯電量が減少し、相対的にファン
デルワールス力のような付着力が大きくなって、トナー
粒子がキャリア粒子から離れにくくなったり、またトナ
ー粒子が一旦潜像保持体面の非画像部に付着すると、そ
れが従来の磁気ブラシによる摺擦では容易に除去されず
にかぶりを生じるようになる。従来の磁気ブラシ現像方
法では、トナー粒子の平均粒径が10μｍ以下になると、
このような問題が顕著になった。

しかし、本発明の現像方法においては、現像剤層による
現像を振動電界下で行ない、且つ前述した特定の粒度を
有するケイ酸微粉末を現像剤に含有（外添）せしめるこ
とで、この問題点を解消している。

即ち、現像剤層に付着しているトナー粒子は、電気的に
与えられる振動によって現像剤層から離れて、潜像保持
体面の画像部及び非画像部に移行し易く、且つ離れ易く
なる。そして現像剤層で像担持体面を摺擦するようよう
にした場合は、像担持体の非画像部に付着したトナー粒
子は容易に除去乃至画像部に移動させられるようにな
り、また、現像剤層厚を潜像保持体面と現像剤担持体面
の間隙よりも薄く形成した場合は、帯電量の低いトナー
粒子が画像部や非画像部に移行することが殆んどなくな
り、また、潜像保持体面と擦られることがないために摩
擦帯電により潜像保持体に付着することもなくなって、
１μｍ程度のトナー粒径のものまで用いられるようにな
る。したがって、静電潜像を忠実に現像した再現性のよ
い鮮明なトナー像を得ることができる。

更に、振動電界はトナー粒子とキャリア粒子との結合を
弱めるので、トナー粒子に伴うキャリア粒子の潜像保持
体面への付着も減少する。特に、現像剤層の厚さを潜像
保持体面と現像剤担持体面の間隙よりも薄くした場合
は、画像部及び非画像部領域において、大きな帯電量を
持つトナー粒子が振動電界下で振動し、電界の強さによ
ってはキャリア粒子も振動することにより、トナー粒子
が選択的に潜像保持体面の画像部に移行するようになる
ため、キャリア粒子の潜像保持体面への付着は大幅に軽
減される。

一方、トナーの平均粒径が大きくなると、先にも述べた
ように画像の荒れが目立つようになる。通常、10本/mm
程度のピッチで並んだ細線の解像力ある現像には、平均
粒径20μｍ程度のトナーでも実用上は問題ない。しか
し、平均粒径10μｍ以下に微粒子化したトナーを用いる
と、解像力は格段に向上して、濃淡差等も忠実に再現し
た鮮明な高画質画像を与えるようになる。

以上の理由からトナーの粒径は平均粒径が10μｍ以下が
好ましい。また、トナー粒子が電界に追随するために
は、トナー粒子の帯電量が１〜３μC/gより大きいこ
と、更には３〜300μC/gであることが望ましい。特にト
ナーの粒径が小さい場合は高い帯電量が必要である。

本発明の現像方法に用いるこのようなトナーは、従来の
トナーと同様の方法で得られる。即ち、従来のトナーに
おける球形や不定形の非磁性または磁性のトナー粒子
を、平均粒径選別手段によって選別したようなトナーを
用いることができる。中でも、トナー粒子が磁性体粒子
を含有した磁性粒子であることは好ましく、特に磁性体
微粒子の量が60％、特に30％を超えないものが好まし
い。

トナー粒子が磁性粒子を含有したものである場合は、ト
ナー粒子が現像剤搬送担体に含まれる磁石の磁力の影響
を受けるようになるから、磁気ブラシの均一形成性が一
層向上して、しかも、かぶりの発生が防止され、更にト
ナー粒子の飛散も起りにくくなる。しかし、トナー粒子
に含有させる磁性体の量を多くし過ぎると、トナー粒子
とキャリア粒子との間の磁気力が大きくなり過ぎて、十
分な現像濃度を得ることができなくなり、また、磁性体
微粒子がトナー粒子の表面に現われるようにもなって、
摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー粒子が破損し易
くなったり、キャリア粒子との間で凝集し易くなったり
する。

また、本発明においては、球状のトナー粒子を用いるこ
とが好ましい。すなわち、球状のトナー粒子は、流動性
が良くなって、キャリア粒子との摩擦による帯電が良好
となり、したがって、キャリア粒子と共に適当な濃度で
現像剤層を形成して、現像に際しては現像剤層からの離
れが良く、静電像等に選択的に吸着されて、像担持体面
からも転写され易いと云う優れた性能を示す。

これには、トナー粒子を球状にすることによって、トナ
ー粒子とキャリア粒子、トナー粒子と像担持体面の接触
面積が小さくなってファンデルワールス力のような制御
しにくい不均一な力が減少することと、針状突起やエッ
ジあるいは細長形状のように電荷集中並びに放電中和を
起こすことがないと云うことが大きく関係していると考
えられる。このためにはトナー粒子が、少なくとも長軸
と短軸との比が３倍以下であるように球形化されている
ことが、特に好ましい適正条件である。

本発明の現像方法においてはこのようなトナーを、キャ
リアに対して重量比で５〜50％、更に７〜40％添加する
ことが好ましい。

尚、本発明においては、必要に応じて、荷電制御剤とし
て公知のものを使用することができる。

次に、本現像方法に用いるキャリアについて述べる。

一般に磁性キャリア粒子の平均粒径が大きいと、（イ）
現像剤搬送担体上に形成される現像剤層の状態が粗いた
めに、電界により振動を与えながら静電像を現像して
も、現像により得られたトナー像にムラが現われ易く、
（ロ）現像剤層におけるトナー濃度が低くなるので高濃
度の現像が行われない、等の問題が起こる。

この（イ）の問題を解消するには、キャリア粒子の平均
粒径を小さくすればよく、本発明者らの実験によれば、
粒径50μｍ以下でその効果が現われ初め、30μｍ以下に
なると、実質的に（イ）の問題が生じなくなることが判
明した。また、（ロ）の問題も、（イ）の問題に対する
磁性キャリアの微粒子化によって、現像剤層のトナー濃
度が高くなり、高濃度の現像が行われるようになって解
消する。

一方、キャリア粒子が細か過ぎると、（ハ）トナー粒子
と共に像担持体面に付着するようになったり、（ニ）飛
散し易くなったりする。これらの現象は、キャリア粒子
に作用する磁界の強さ、それによるキャリア粒子の磁化
の強さにも関係するが、一般的には、キャリア粒子の平
均粒径が15μｍ以下になると次第に上記の傾向が出初
め、５μｍ以下で顕著に現われるようになる。そして、
像担持体面に付着したキャリア粒子は、一部はトナーと
共に記録紙上に移行し、残部はブレードやファーブラシ
等によるクリーニング装置によって残留トナーと共に像
担持体面から除かれることになるが、従来の磁性体のみ
から成るキャリア粒子では、（ホ）記録紙上に移行した
キャリア粒子が、それ自体では記録紙に定着されないの
で、記録紙から脱落し易いと云う問題があり、また、
（ヘ）像担持体面に残ったキャリア粒子がクリーニング
装置によって除かれる際に、感光体から成る像担持体面
を傷付け易いと云う問題がある。

この（ホ）、（ヘ）の問題は、磁性キャリア粒子に熱可
塑性樹脂を用いることによって解消され得る。即ち、磁
性キャリア粒子に熱可塑性樹脂を用いることによって、
記録紙に付着したキャリア粒子も熱や圧力で定着される
ようになり、また、クリーニング装置によって像担持体
面から除かれる際にも、像担持体面を傷付けたりするこ
とが無くなる。キャリア付着が起こる場合はリサイクル
機構を設けることが有効である。

磁性キャリア粒子に熱可塑性樹脂を用いた場合、キャリ
ア粒子を平均５〜15μｍの粒径にしても前記（ハ）の問
題は実際上のトラブルを生ぜしめない。さらに、キャリ
ア粒子を球形化すると、トナーとキャリアの撹拌性及び
現像剤の搬送性を向上させ、また、トナーの荷電制御性
を向上させてトナー粒子同志や、トナー粒子とキャリア
粒子との凝集を起りにくくする。したがって、前記
（ハ）の問題も軽減され、それに伴って（ニ）の問題も
減少する。この現像剤の撹拌性、搬送性が向上する効果
には、キャリア粒子が球形化されたこと以外に、樹脂に
よって比重が小さくなたことや、磁化力が適当に弱めら
れたことも関係していると考えられる。

以上から、本発明に用いられる二成分現像剤の磁性キャ
リア粒子は、好ましくは磁性体粒子と樹脂とから成る粒
子、例えば磁性粉と樹脂との樹脂分散系や樹脂コーティ
ングされた磁性粒子であって、さらに好ましくは球形化
されており、平均粒径が好ましくは50μｍ以下、特に好
ましくは30μｍ以下５μｍ以上の粒子である。

このような磁性キャリア粒子は、磁性体として従来の磁
性キャリア粒子におけると同様の、鉄、クロム、ニッケ
ル、コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や合
金、例えば、四三酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロ
ム、酸化マンガン、フェライト、マンガン−銅系合金、
と云った強磁性体乃至は常磁性体の粒子を用いて、それ
らの粒子の表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチ
レン系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリア
ミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂で
被覆するか、あるいは、磁性体微粒子を分散含有させた
樹脂で粒子を作るかして、得られた粒子を従来公知の平
均粒径選別手段で粒径選別することによって得られる。

また、球形の磁性キャリア粒子は、樹脂被覆キャリア粒
子では、磁性体粒子にできるだけ球形のものを選んでそ
れに樹脂の被覆処理を施すこと、磁性体微粒子分散系の
キャリアでは、できるだけ微粒子の磁性体を用いて、分
散樹脂粒子形成後に熱風や熱水による球形化処理を施す
こと、あるいはスプレードライ法によって直接球形の分
散樹脂粒子を形成すること、等によって製造される。

このような樹脂によって球形化された磁性キャリア粒子
は、先に述べた効果の他に、現像剤搬送担体に形成され
る現像剤層が均一となり、また現像剤搬送担体に高いバ
イアス電圧を印加することが可能となると云う効果も与
える。

即ち、キャリア粒子が樹脂を有して球形化されているこ
とは、（１）一般にキャリア粒子は長軸方向に磁化吸着
され易いが、球形化によってその方向性が無くなり、し
たがって、現像剤層が均一に形成され、局所的に抵抗の
低い領域や層厚のムラの発生を防止する、（２）キャリ
ア粒子の高抵抗化と共に、従来のキャリア粒子に見られ
るようなエッジ部が無くなって、エッジ部への電界の集
中が起らなくなり、その結果、現像剤搬送担体に高いバ
イアス電圧を印加しても、像担持体面に放電して静電潜
像を乱したり、バイアス電圧がブレークダウンしたりす
ることが起らない、と云う効果を与える。この高いバイ
アス電圧を印加できると云うことは、本発明における振
動電界下での現像が振動するバイアス電圧の印加によっ
て行われるものである場合に、それによる後述する効果
を十分に発揮させることができると云うことである。

この高いバイアス電圧を印加できると云うことに関係し
て、本現像方法における樹脂を用いた磁性キャリア粒子
は、抵抗率が10⁸Ωcm以上、特に10¹³Ωcm以上であるも
のが好ましい。この抵抗率は、粒子を0.50cm²の断面積
を有する容器に入れてタッピングした後、詰められた粒
子上に1kg/cm²の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に1
000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を
読み取ることで得られる値である。この抵抗率が低い
と、現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加した場合に、
キャリア粒子に電荷が注入されて、像担持体面にキャリ
ア粒子が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧の
ブレークダウンが起り易くなったりする。

以上から、本現像方法において好ましく用いられる磁性
キャリア粒子は、樹脂成分を有し、少くとも長軸と短軸
との比が３倍以下であるように球形化されており、針状
部やエッジ部等の突起がなく、抵抗率が10⁸Ωcm以上、
特に10¹³Ωcm以上のものである。

次に、上述したトナー粒子およびキャリア粒子からなる
現像剤層を形成して、像担持体上の静電像を現像する現
像剤搬送担体について述べる。

現像剤搬送担体には、バイアス電圧を印加し得る従来の
現像方法におけると同様の現像剤搬送担体が用いられる
が、特に、表面に現像剤層が形成されるスリーブの内部
に複数の磁極を有する回転磁石体が設けられている構造
のものが好ましく用いられる。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
表面に形成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、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
の影響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。

上記回転磁石体の回転、あるいは更にスリーブの回転に
よる現像剤の搬送速度は、像担持体の移動速度と殆ど同
じか、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とは、同方向
であることが好ましい。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形成される現像剤層の厚さ
は、付着した現像剤が厚さの規制ブレードによって十分
に掻き落されて均一な層となる厚さであることが好まし
く、そして、現像剤搬送担体と像担持体との間隙は数10
〜2000μｍが好ましい。現像剤搬送担体と像担持体の表
面間隙が数10μｍよりも狭くなり過きると、それに対し
て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、十分なトナー粒子を現像部に供給する
こともできなくなって、安定した現像が行われなくな
る。一方、上記間隙が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現像濃度が得られな
いようになり、静電像の中央部に対して輪郭部のトナー
付着が多くなると云うエッジ効果も大きくなる。

このように、現像剤搬送担体と像担持体との間隙が極端
になると、それに対して現像剤搬送担体上の現像剤層の
厚さを適当にすることができなくなるが、上記間隙が数
10μｍ〜2000μｍの範囲では、それに対して現像剤層の
厚さを適当に形成することができる。そこで、上記間隙
と現像剤層の厚さを、振動電界を与えていない状態の下
で磁気ブラシの穂が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。それは、潜像のトナー現像に磁気ブラシの摺擦
による掃き目が生じたり、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。

さらに、振動電界下での現像は、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り行
うのが好ましい。また、バイアス電圧には非画像部分へ
のトナー粒子の付着を防止する直流電圧と、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とが重
畳した電圧を用いることが好ましい。しかし本発明は、
スリーブへの振動電圧の印加による方法や、直流と交流
との重畳電圧印加による方法に限られるものではない。

以上述べたような本発明の現像方法は、第６図に例示し
たような装置によって実施される。

第６図を参照して、１は矢印方向ａに回転し、図示しな
い帯電露光装置によって表面に静電像を形成されるSe等
の感光体よりなるドラム状の像担持体、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
内部に設けられて表面に複数のＮ、Ｓ磁極を周方向に有
する磁石体で、このスリーブ２と磁石体３とで現像剤搬
送担体を構成している。スリーブ２と磁石体３とは相対
回転可能であり、この図はスリーブ２が矢印方向ｂに回
転するものであることを示している。また、磁石体３の
Ｎ、Ｓ磁極は、通常500〜1500ガウスの磁束密度に磁化
されており、その磁力によってスリーブ２の表面に先に
述べたような点線で示す現像剤Ｄ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
体あるいは非磁性体からなる規制ブレードである。５は
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。

以上のような装置において、スリーブ２を像担持体１に
対して、表面間隙が数10〜2000μｍの範囲にあるように
設定して、像担持体１の静電像の現像を行うと、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ある
いは磁石体３の回転に伴ってその表面の磁束密度が変化
するから、振動しながらスリーブ２上を移動するように
なり、それによって像担持体１との間隙を安定して円滑
に通過し、その際、像担持体１の表面に対し、均一な現
像効果を与えることになって、安定して高いトナー濃度
の現像を行うことを可能にする。

かぶりの発生を防ぐため、及び現像剤効果を向上させる
ために、バイアス電源５によって振動する交流成分を有
するバイアス電圧が、スリーブ２と、接地した像担持体
１の基体1aとの間に印加されている。このバイアス電圧
としては、先にも述べたように、直流電圧と交流電圧と
の重畳電圧が好ましく用いられ、主に直流成分がかぶり
の発生を防止し、主に交流成分が磁気ブラシに振動を与
えて現像効果を向上させる。

なお、通常、直流電圧成分には、非画部電位と略等しい
か、それよりも高い絶対値で50〜600Vの電圧が用いら
れ、一方、交流電圧成分には100Hz〜10KHz、好ましくは
１〜5KHzの周波数と500〜8000V好ましくは800〜5000Vの
Vpp（交流電圧における最高電圧と最低電圧との差）を
有する電圧が用いられる。

なお、直流電圧成分は、トナー粒子が磁性体を含有して
いる場合は、非画部電位よりも低くてよい。また、交流
電圧成分の周波数が低過ぎると、振動を与える効果が得
られなくなり、高過ぎても電界の振動に現像剤が追従で
きなくなって、現像濃度が低下し、鮮明な高画質画像が
得られなくなると云う傾向が現われる。また、交流電圧
成分の電圧値は、周波数も関係するが、電圧が高い程磁
気ブラシを振動させるようになってそれだけ効果を増す
ことになるが、その反面、電圧が高い程かぶりを生じ易
くし、落雷現象のような絶縁破壊も起り易くする。

しかし、本発明にかかる粒度分布の揃ったケイ酸微粉末
を外添した現像剤は、トリボ電荷が高く、又トリボ分布
もシャープであるため、本発明においては、交流電圧値
及び周波数の比較的低いバイアス電圧を用い得る。更
に、現像剤Ｄのキャリア粒子が樹脂等によって球形化さ
れていることが絶縁破壊を防止する。またかぶりの発生
も直流電圧成分で防止し得る。なお、この交流電圧を印
加するスリーブ２の表面を、樹脂や酸化被膜によって絶
縁乃至は半絶縁被覆するようにしてもよい。

以上述べたように、第６図は現像剤搬送担体に振動する
バイアス電圧を印加する例を示しているが、本発明の現
像方法はそれに限らず、例えば現像剤搬送担体と像担持
体間の現像領域周辺に電極ワイヤを数本張設し、この電
極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は可能であ
る。その場合、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、異なった振動数の振動電圧を印加す
るようにしてもよい。また本発明の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、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
に設定される。さらに、本発明の方法は磁気潜像の現像
にも同様に適用し得る。

発明の効果上述したように本発明によれば、特定の粒度を有し、一
定以上の粒径の粗大２次粒子を除去したケイ酸微粉末を
外添分散せしめてなり、シャープで且つ偏りのない摩擦
帯電量分布を示すトナーを含有する、現像特性に優れた
静電荷像現像用現像剤、並びに、上記ケイ酸微粉末を外
添分散せしめたトナーを含む二成分現像剤層と、これに
対向した静電潜像画像面との間で、振動電界をかけ、現
像する現像方法が提供される。

本発明の現像剤あるいは本発明の現像方法を用いること
により、鮮鋭性および階調性が高く、しかもカブリやチ
リチリ画像のない高画質画像を種々の条件下で得ること
が可能となり、特にディジタル信号によって形成される
静電潜像をも忠実に現像することが可能となる。

実施例以下本発明を実施例により、更に具体的に説明するが、
これは本発明を何ら限定するものではない。なお以下の
配合における部数はすべて重量部である。

実施例１上記材料をブレンダーでよく混合した後、150℃に熱し
た二本ロールで混練した。混練物を自然放冷し、カッタ
ーミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機
を用いて、粉砕、熱風処理にて球形化した後、更に風力
分級機を用いて分級して、重量平均粒径６μｍ（個数分
布における最多数粒子の粒径が４μｍであり、16μｍを
越える粒径の粒子数が０％）の球形トナーの微粉体（長
軸／短軸＜1.5）を得た。

このトナー100重量部に対して、ハイシール（Hi-Sil:Pi
ttsburgh Plate Glass Co.社製、湿式ケイ酸微粉末）
を、分級して得た重量平均粒径2.5μｍ、重量分布で８
μｍ以上が１％のケイ酸微粉末を１重量部添加し、ヘン
シェルミキサーで混合してケイ酸微粉末添加トナーを得
た。

このケイ酸微粉末添加トナー15重量部に、平均粒径20〜
30μの樹脂被覆球形磁性キャリア100重量部を加え、磁
気ブラシ現像用二成分系現像剤を得た。

第７図に本発明の現像方法を適用し得る電子写真プリン
タの一実施例を示す。第９図を参照して、レーザ変調ユ
ニット６に入力された電気信号は、変調されたレーザ光
として出力され、スキャナ・ミラー７とｆ・θレンズ８
によって感光ドラム４の長手方向を走査する。感光ドラ
ム１は矢印方向に回転し、レーザビームを二次元的に走
査することを可能ならしめる。

感光体としては、アモルファスシリコン、セレン、Cd
S、有機感光体等が用いられ、例えば半導体レーザの波
長（780nm〜800nm）に感度を持つように増感されてい
る。このような感光体として、本実施例ではアモルファ
スシリコン感光体を用い、AC除電器９で感光体表面の電
位を平準化した後、帯電器10で380Vに帯電する。その
後、レーザビーム露光を行なって感光体にイメージ・ス
キャン方式により、３値のデイザ法によるドット潜像を
形成する。３値のＭレベルは第３図（ａ）のようにレー
ザ光のパルス巾変調によって形成される。潜像電位はＨ
レベルが250V、Ｍレベルが120Vであった。

現像器11としては、第６図に示す構成のものを用い、交
流バイアス1200Hz、直流バイアス−350Vで現像した。

このように現像された画像は、次に転写帯電器12によっ
て転写紙13上に転写され、定着器14によって転写紙13に
定着された。また、転写されない感光ドラム４上に残っ
たトナーはクリーナ15で補集される。

こうして転写紙上に形成された画像は画像濃度におい
て、Ｈレベルで1.34、Ｍレベルで0.69を示し、ベタ部の
画像濃度が十分高く、ドットの切れがシャープであり、
中間調の再現の目安としての写真画像もきれいに再現さ
れ、ベタ黒部及び線画部のチリチリ画像が無く、カブリ
の無い鮮明な画像が得られた。又、１万枚の複写をくり
返し行なったが、得られた画像濃度において、Ｈレベル
の変動が±0.07以内、Ｍレベルの変動が±0.15以内であ
り、Vs-Dp特性に大きな変化が認められなかった。さら
に、環境条件を35℃、85％及び15℃、10％にしたとこ
ろ、いずれも常温常湿と同様良好な画像が得られ、これ
らは１万枚のくり返しの使用においても大きな変化が認
められなかった。

比較例１分級しないハイシール（重量平均粒径3.5μｍ、重量分
布で８μｍ以上の粒子が12％のケイ酸微粉末）を用いた
他は、実施例１と同様に現像剤を作成し、この現像剤を
用いて実施例１と同様に現像した。

得られた画像は、カブリが多く、ベタ黒部及び線画部に
チリチリ画像が見られた。

この現像剤を用い、連続耐久試験をしたところ、3000枚
時点で、カブリの増加が見られた他、画像濃度の低下も
見られた。

実施例２上記材料を実施例１と同様の方法で重量平均粒径７μｍ
（個数分布における最多数粒子の粒径が４μｍであり、
16μｍを越える粒径の粒子数が０％）のトナーを得た。

このトナー100重量部に対し、イムシルＡ（Illinois Mi
neral Co.社製、湿式ケイ酸微粉末）を分級したケイ酸
微粉末（重量平均粒径2.0μｍ、重量分布で８μｍ以上
が０％）1.2重量部を添加して、ケイ酸微粉末添加トナ
ーとした。このケイ酸微粉末添加トナー15重量部に対し
て、粒径20〜30μの樹脂被覆球形鉄粉（磁性キャリア）
100重量部を混合して、磁気ブラシ現像用二成分系現像
剤を作成した。

この現像剤を用い、実施例１と同様の方法で転写定着画
像を作成したところ、カブリ、チリチリ画像が全くな
く、階調性、解像力とも優れた画像が得られた。

さらに、環境条件を35℃85％、及び15℃10％にしたとこ
ろ、いずれも常温常湿と同様良好な画像が得られ、これ
らは、１万枚の繰り返し、耐久使用においても、実用上
変化が認められなかった。

比較例２分級しないイムシルＡ（重量平均粒径4.5μｍ、重量分
布で８μｍ以上の粒子が15％）を用いた他は、実施例２
と同様に現像剤を作成し、実施例１と同様に現像、転
写、定着を行なったところ、カブリ、チリチリ画像の多
い不鮮明な画像しか得られなかった。

また、35℃85％の環境下では、画像濃度も0.75と低く、
カブリ、チリチリ画像も常温常湿時より更に増加した。

実施例３上記材料をブレンダーでよく混合した後150℃に熱した
二本ロールで混練した。混練物を自然放冷し、カッター
ミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を
用いて、粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級して、
重量平均粒径６μｍ、個数分布における最多数粒子の粒
径が４μｍ、16μｍを越える粒径の粒子数が０％である
微粉体を得た。

このトナー100重量部に対して、ハイシール（Hi-Sil;Pi
ttsburgh Plate Glass Co.社製、湿式ケイ酸微粉末）を
分級して得た、重量平均粒径2.5μｍ、重量分布で８μ
ｍ以上の粒子が、１％のケイ酸微粉末を１重量部添加
し、ヘンシェルミキサーで混合してケイ酸微粉末添加ト
ナーを得た。このケイ酸微粉末添加トナー15重量部に、
平均粒径20〜30μｍの樹脂被覆球形キャリア（抵抗率10
¹³Ωcm）100重量部加え、現像剤を得た。

このようにして得られた現像剤を用い、第８図に一例を
示すような電子写真プリンタに適用して現像および画像
形成を行った。

この第８図の電子写真プリンタにおいて、11aは第１現
像器、11bは第２現像器で、通常、これらには互いに異
なる色相の現像剤を入れておく。いずれか一方の現像器
を用いて、任意に一方の色相の現像剤で現像することに
より該色相の画像が得られる。

この第８図の電子写真プリンタ用い、実施例１と同様
に、転写紙13上に画像を形成した。

このようにして転写紙上に形成された画像はＨレベルで
1.34、Ｍレベルで0.69を示し、ベタ部の画像濃度が十分
高く、ドットの切れがシャープであり、中間調の再現の
目安としての写真画像もきれいに再現され、ベタ黒部及
び線画部のチリチリ画像のカブリの無い鮮明な画像が得
られた。又、１万枚の複写をくり返し行なったが、画像
濃度において、Ｈレベルの変動が±0.07以内、Ｍレベル
の変動が±0.15以内であり、Vs-Dp特性に大きな変化が
認められなかった。

さらに、環境条件を35℃、85％、及び15℃、10％にした
ところ、いずれも常温常湿と同様良好な画像が得られ、
これらは１万枚のくり返しの使用においても大きな変化
が認められなかった。

実施例４実施例３で得られた現像剤を用い、第９図に一例を示す
ような多重複写用電子写真複写機に適用して現像および
画像形成を行った。

第９図を参照して、レンズ8aを通じて、原稿露光が入射
され、該露光によって、第１現像器11aにより、１重目
の現像がなされる。該１重目の現像がなされない指定区
分の画像（２重目の現像部分）は、LED、ヒューズラン
プ等の主に光照射からなる潜像消去手段16を用いて、ド
ラム電位がそれ以上低下しない程度の強い光を当て、明
部電位VSLをドラム１に与える。該明部電位VSLは、現像
基準電位VDに比較して、その差が大きいため、電界方向
は現像されない方向である。

しかしながら、従来の現像剤を用いた場合には、第１現
像器11aによって部分的に現像され、いわゆる反転カブ
リが生じる場合があり、このような場合、２重目の原稿
露光に対する第２現像器11bの２重目の現像による画像
上のカブリとなる。

これに対して、実施例３で得た本発明の現像剤を、第９
図で示す電子写真複写機に適用したところ、このような
カブリが見られず鮮明な多重コピーが得られた。

比較例３分級しないハイシール（重量平均粒径3.5μｍ、重量分
布で８μｍ以上の粒子が12％のケイ酸微粉末）を用いた
他は、実施例３と同様に現像剤を作成し、この現像剤を
用いて実施例３と同様に現像を行った。

このようにして得られた画像は、カブリが多く、また、
この画像のベタ黒部及び線画部にチリチリ画像が見られ
た。

この比較例３の現像剤を用い、実施例３と同様に連続耐
久試験をしたところ、3000枚コピー時点で、カブリの増
加が見られた他、画像濃度の低下も見られた。

この比較例３の現像剤を用い、実施例４と同様に、多重
コピーを行ったが、２重コピー目の反転カブリが顕著に
見られた。

実施例５上記材料を用いて実施例３の方法でトナー（トナー平均
粒径７μｍ、個数分布における最多数粒子の粒径が４μ
ｍであり、16μｍを越える粒径の粒子数が０％）を得
た。

このトナー100重量部に対し、イムシルＡ（Illinois Mi
neral Co.社製、湿式ケイ酸微粉末）を分級したケイ酸
微粉末（重量平均粒径2.0μｍ、重量分布で８μｍ以上
の粒子が０％）1.2重量部を添加して、ケイ酸微粉末添
加トナーとした。このケイ酸微粉末添加トナー15重量部
に対して、粒径20〜30μｍの樹脂被覆球形鉄粉（キャリ
ア）100重量部を混合して、磁気ブラシ現像剤を作成し
た。

この現像剤を用い、実施例３と同様の方法で転写定着画
像を作成したところ、カブリ、チリチリ画像が全くな
く、階調性、解像力とも優れた画像が得られた。

更に、環境条件を35℃85％、及び15℃10％にしたとこ
ろ、いずれも常温常湿と同様良好な画像が得られ、また
これらの画像は、１万枚の繰り返し、耐久使用において
も、実用上変化が認められなかった。

この実施例５の現像剤を用い、実施例４と同様に多重コ
ピーを行ったが、多重コピーのカブリも見られなかっ
た。

比較例４分級しないイムシルＡ（重量平均粒径4.5μｍ、重量分
布で８μｍ以上の粒子が15％）を用いた他は、実施例５
と同様に現像剤を作成し、この現像剤を用いて実施例３
と同様に現像、転写、定着を行なったところ、カブリ、
チリチリ画像の多い不鮮明な画像しか得られなかった。

また、35℃85％の環境条件下においては、画像濃度も0.
75と低く、カブリ、チリチリ画像も更に増大する傾向を
示した。

この比較例４の現像剤を用い、実施例４と同様に多重コ
ピーを行ったが、多重コピーによる反転カブリが顕著に
見られた。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は多値デイザマトリックスの概念
を示す図であり、第２図（ａ）、（ｂ）及び第３図
（ａ）、（ｂ）は３値記録を行なう場合の露光強度分布
と静電潜像の電位分布を示す特性グラフであり、第４図
は多値の潜像の現像特性を示すグラフであり、第５図は
トナー粒子１個当りのトリボ電荷と、その電荷を有する
トナー粒子の個数との関係を示すトリボ電荷分布図であ
り、第６図は本発明の現像剤ないし現像方法を適用する
装置の例を示す部分模式断面図、第７図ないし第９図は
本発明の現像剤ないし現像方法を適用する電子写真プリ
ンターの具体例を概略的に示す図である。１……感光ドラム２……スリーブ３……磁石体４……規制ブレード５……バイアス電源６……レーザ変調ユニット７……スキャナ・ミラー８……ｆ・θレンズ９……AC除電器 10……帯電器 11……現像器 12……転写帯電器 13……転写紙 14……定着器 15……クリーナー 16……潜像消去手段Ｄ……現像剤Ｎ、Ｓ……磁極代表図：第５図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 13/09 15/08 ５０７ＬＸ 15/09 ＺＧ０３Ｇ 9/08 13/08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量分布による重量平均粒径が３〜10μｍ
であり、個数分布における最多数粒子の粒径が１〜８μ
ｍであり、16μｍを越える粒径の粒子数が２重量％以下
である粒子群からなるトナーと、ケイ酸粒子の一次粒子
が凝集しているケイ酸微粉末とが混合されている現像剤
であり、該ケイ酸微粉末は、重量平均粒径が0.5〜3.0μ
ｍであり、重量分布における粒径8.0μｍ以上の粒子が1
0重量％以下であることを特徴とする現像剤。
【請求項２】磁性キャリアとトナーとを有する二成分系
現像剤を現像剤搬送担体面上に供給して該担体面上に現
像剤層を形成させ、現像剤搬送担体面に対向させた潜像
を振動電界下で現像する方法において、上記二成分系現
像剤は、重量分布による重量平均粒径が３〜10μｍであ
り、個数分布における最多数粒子の粒径が１〜８μｍで
あり、16μｍを越える粒径の粒子数が２重量％以下であ
る粒子群からなるトナーと、ケイ酸粒子の一次粒子が凝
集しているケイ酸微粉末とを含有しており、該ケイ酸微
粉末は、重量平均粒径が0.5〜3.0μｍであり、重量分布
における粒径8.0μｍ以上の粒子が10重量％以下である
ことを特徴とする現像方法。
【請求項３】前記潜像として、ディジタル信号によって
形成された潜像を用いる特許請求の範囲第２項に記載の
現像方法。