JPH081525B2 - 低電位像用二成分系磁性現像剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、低電位像用二成分系磁性現像剤に関するも
ので、より詳細には、低電位の電気潜像に対して、高濃
度でしかも画質に優れたトナー像を形成させ得る現像剤
に関する。

従来の技術及び発明の技術的課題 二成分系磁性現像剤を用いる電子写真法においては、
顕電性トナーと磁性キヤリヤとを混合し、この二成分系
組成物を、内部に磁石を備えた現像スリーブ上に供給し
て、この組成物から成る磁気ブラシを形成させ、静電潜
像を有する電子写真感光板にこの磁気ブラシを摺擦せし
めることにより、顕電性トナー像を感光板上に形成させ
る。顕電性トナーは磁性キヤリヤとの摩擦により、感光
板上の静電潜像の電荷とは逆極性の電荷に帯電され、磁
気ブラシ上の顕電性トナー粒子がクーロン力により静電
潜像上に付着して、静電潜像の現像が行われる。一方磁
性キヤリヤはスリーブ内の磁石により吸引されており、
しかもその帯電電荷が静電潜像の電荷と同極性であり、
そのため、磁性キヤリヤはスリーブ上にそのまま残るこ
とになる。鮮明で且つ濃度の高い画像を形成させるため
には、感光板と磁気ブラシとの間に十分に相対的な速度
差を与えて、感光板が磁気ブラシで十分に摺擦されるよ
うにすることが重要である。

磁性キヤリヤとしては一般に、鉄粉キヤリヤが広く使
用されているが、この鉄粉キヤリヤには未だ多くの欠点
が認められる。即ち、この鉄粉キヤリヤを用いた二成分
系現像剤では、現像感度曲線（静電像と現像スリーブ間
の電位差対画像濃度の曲線）の立上りが急で、階調性に
劣り、中間調の再限性に乏しいという欠点がある。ま
た、この鉄粉キヤリヤを含む現像剤は硬い磁気ブラシを
形成することがあり、感光層を傷つける可能性があると
共に、ベタ黒部の複写に際しては、形成される画像に、
ブラシマーク、即ちブラシの摺接方向に延びている細く
て短い白線の多数の列が入るという欠点が認められる。
更に、鉄粉キヤリヤは湿度に敏感であり、湿度の影響に
より現像特性が変化したり、或いはそれ自体錆を発生す
る傾向があり、更にまた磁気ブラシの駆動に大きなトル
クを必要とするという問題もある。

近年、二成分系現像剤の磁性キヤリヤとして、フエラ
イト、特にソフトフエライトを用いることが提案されて
いる。フエライトキヤリヤは残留磁化が小さく、磁気ブ
ラシの駆動に必要なトルクが比較的小さく、しかも環境
条件下における諸特性の劣化傾向も小さいという利点を
有しているが、その反面として、フエライトキヤリヤは
鉄粉キヤリヤよりも高電気抵抗であることにも関連し
て、現像に際してキヤリヤ引き、即ち、キヤリヤが感光
層側へ移行するというトラブルや、形成される画像にエ
ツジ効果が生じるという問題がある。

近年、非晶質（アモルフアス）シリコン系光導電体層
は、表面硬度が高く、長波長側の光に感度を有し、しか
も感度そのものも良好であるので、電子写真用の感光体
として着目されている。

しかしながら、非晶質シリコンは上述した優れた特性
を有するものの、上記光導電層を十分に厚い層に設ける
ことが製造技術の面でも、製造コストの面でも困難であ
り、その層厚は、セレン感光層のそれよりもかなり薄い
10乃至35μの比較的小さい範囲に制限されているのが実
情である。非晶質シリコン層の厚みが小さいことに関連
して、光導電層上に形成させ得る帯電時の表面電位も、
セレン感光板のそれよりもかなり小さい200乃至400ボル
トの範囲に制限され、強いて帯電電位を上げると感光層
の絶縁破壊を生じることから、形成される電荷像の電位
コントラストが低いという問題がある。かくして、通常
の二成分系現像剤で現像を行う場合には、トナー像の画
像濃度が低下し、また画像濃度を強いて向上させようと
すると、トナー飛散を生じたり、或いはカブリ濃度が高
くなるという欠点を生じる。

発明の目的 本発明者等は、二成分系磁性現像剤を用いて非晶質シ
リコン光導電層上の電荷像を現像するに際して、磁性キ
ヤリヤとして、表面に一次粒子に基づく凹凸を有し且つ
電気抵抗が比較的低いレベルにある球状焼結フエライト
粒子を使用すると、キヤリヤ引き、エツジ効果或いはブ
ラシマーク等の画質低下なしに高濃度及び高画質のトナ
ー像を形成させ得ることがを見出した。

即ち、本発明の目的は非晶質シリコン光導電体上の電
荷像のように、低電位の静電潜像に対して、高濃度でし
かも高画質のトナー像を形成し得る二成分系磁性現像剤
を提供するにある。

本発明の他の目的は、ブラシマークの発生を防止しつ
つ高濃度のトナー像を形成し得る低電位コントラスト用
の二成分系現像剤を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、低電気抵抗のフエライトキ
ヤリヤを使用しながら、しかもブラシマークの発生を防
止し得る二成分系磁性現像剤を提供するにある。

発明の構成 本発明によれば、磁性キヤリヤと顕電性トナーとの混
合物から成る二成分系磁性現像剤において、該磁性キヤ
リヤは、表面に一次粒子に基づく凹凸を有する球状焼結
フエライト粒子から成り、該球状粒子は、30乃至50μｍ
のメジアン径、2.6g/c.c.未満の見掛密度及び磁気ブラ
シの形で測定して６×10⁴乃至2.5×10⁶Ωの電気抵抗を
有することを特徴とする低電位像用二成分系磁性現像剤
が提供される。

発明の好適態様 本発明を、添付図面を参照しつつ以下に詳細に説明す
る。

電子写真法 本発明の二成分系現像剤が好適に適用される電子写真
法を説明するための第１図において、駆動回転される金
属ドラム１の表面には、非晶質シリコン系光導電体層２
が設けられている。このドラムの周囲には、主帯電用コ
ロナチヤージヤ3;ランプ４、原稿支持透明板５及び光学
系６から成る画像露光機構；トナー７を有する現像機構
8;トナー転写用コロナチヤージヤ9;紙分離用コロナチヤ
ージヤ10;除電ランプ11;及びクリーニング機構12がこの
順序に設けられている。

先ず、光導電体層２をコロナチヤージヤ３で一定極性
の電荷で帯電させる。次いで、ランプ４で複写すべき原
稿13を照明し、光学系６を経て原稿の光線像で光導電体
層２を露光し、原稿画像に対応する静電潜像を形成させ
る。この静電潜像を、現像機構８によりトナー７で現像
する。転写紙14を、トナー転写用チヤージヤ９の位置で
ドラム表面と接触するように供給し、転写紙14の背面か
ら静電像と同極性のコロナチヤージを行つて、トナー像
が転写紙14に転写させる。トナー像が転写された転写紙
14は、分離用コロナチヤージヤ10の除電によつてドラム
から静電的に剥離され、定着域（図示せず）等の処理域
に送られる。

トナー転写後の光導電体層２は、除電ランプ11による
全面露光で残留電荷が消去され、次いでクリーニング機
構12によつて残留トナーの除去が行われる。

磁性キヤリヤ 本発明の重要な特徴は、上述した非晶質シリコン光導
電体上の低電位コントラスト像の現像に、低電気抵抗と
特定の粒子表面構造を有する焼結フエライト粒子を、磁
性キヤリヤとして使用する。

本発明においては、先ず、種々の磁性キヤリヤの内で
もフエライトキヤリヤを使用する。フエライトキヤリヤ
は、通常の鉄粉キヤリヤに比して、比重が小さくしかも
飽和磁束密度も小さいため、形成される穂が柔かく、そ
の結果として現像に際して、現像用スリーブ乃至はスリ
ーブ内磁石の回転に要するトルクが小さいという利点を
有することが知られている。

更に、フエライトキヤリヤを用いると、現像剤磁気ブ
ラシの電気特性が長期間にわたつて安定しており、しか
もスペント・トナーの発生が少ないという利点がもにら
される。

しかしながら、腕に述べた通り、フエライトキヤリヤ
粒子は、鉄粉キヤリヤに比して約２乃至３桁高い体積回
有抵抗を有する。しかして、通常のフエライトキヤリヤ
と顕電性トナーとの組合せから成る二成分系磁性現像剤
は、セレン系感光体上の静電像の現像には高濃度のトナ
ー像を与えるとしても、非晶質シリコン系感光体上の静
電像の現像に用いると、著しく濃度の低い画像濃度しか
与えないことがわかつた。

本発明に用いるフエライトキヤリヤは、磁気ブラシと
しての動的電気抵抗が6.0×10⁴乃至2.5×10⁶Ω、好まし
くは６×10⁴乃至7.2×10⁵Ω、特に１×10⁵乃至5.8×10⁵
Ωの範囲にあるフエライト焼結還元粒子から成ることが
顕著な一つの特徴である。即ち、通常のフエライトキヤ
リヤは、一般に体積固有抵抗が１×10¹⁰Ω・cm以上で動
的電気抵抗が１×10⁹Ω以上の高い値を有する。最近に
至つて、特開昭59−48774号公報には、Fe₂O₃当りの２価
金属酸化物成分のモル比を0.85以下としたフエライト造
形物を電子電写現像用キヤリヤして用いることが開示さ
れているが、このキヤリヤの体積固有抵抗は、通常のフ
エライトに比して低いとしても、未だ8.5×10⁶乃至２×
10⁹Ω・cmのオーダーであり、非晶質シリコン系光動導
体上の静電潜像を高濃度に現像するという目的には不満
足なものである。これに対して、フエライト焼結粒子と
して動的電気抵抗が６×10⁴乃至2.5×10⁶Ωであり、且
つ後述する表面形状などの諸特徴を有するものを用いる
ことにより高濃度の画像形成が可能となる。

本明細書において、磁気ブラシの動的電気抵抗とは、
磁気ブラシによる現像条件下に動的に測定される電気抵
抗値であり、下記の方法により求められる値を意味する
即ち、電子写真感光体ドラムと同寸法のアルミ製電極ド
ラムを感光体ドラムに置換えて設置し、現像スリーブ上
に現像剤を供給して磁気ブラシを形成させ、この磁気ブ
ラシを電極ドラムと摺擦させ、このスリーブとドラムと
の間に電圧を印加して両者間に流れる電流を測定するこ
とにより、算出された抵抗値を意味する。測定に当つて
は、トナーとキヤリヤとから成る現像剤の場合には50V
の電圧を印加し、キヤリヤ単独で磁気ブラシを形成させ
て測定する場合には20Vの電圧を印加し、使用する複写
機に備わつている現像装置の現像条件（例えば、ドラム
−スリーブ間距離や磁気ブラシの移動速度など）に従つ
て測定する。即ち、この測定によつて得られた抵抗値は
使用する複写機中の現像装置に即した抵抗値であること
が理解される。以下、この測定法による電気抵抗をＤ−
Ｓ抵抗と呼ぶ。

一般に、帯電電位をＥ、現像電流をｉ、現像剤磁気ブ
ラシの電気抵抗をＲとすれば、下記式 Ｅ＝iR ……（１） の関係が成立つと考えられる。現像電流ｉにトナー像の
濃度が比例するとすれば、帯電電位（Ｅ）の小さい感光
体に対しては、磁気ブラシの抵抗（Ｒ）を下げて現像電
流（ｉ）を可及的に大きく取り出すことが考えられるか
もしれない。また、現像剤磁気ブラシの電気抵抗Ｒを小
さくするために、磁性キヤリヤの電気抵抗、即ちＤ−Ｓ
抵抗を下げることが考えられるかもしれない。

しかしながら、本発明者等は、磁気ブラシの動的及び
現像条件下での電気抵抗とトナー像の濃度との関係は、
上記式（１）の双曲線的関係にあるものではなく、一定
の電気抵抗値の所に屈曲点があり、この屈曲点以下では
画像濃度が飛躍的に向上することを見出したものであ
る。第２図は、本発明者等が先に出願（特願昭59−8400
0号）した現像剤磁気ブラシの動的及び現像条件下での
抵抗とトナー像の濃度との関係を示すプロツトであり、
非晶質シリコン感光体とフエライトキヤリヤ現像剤との
組合せでは前述した臨界点が生じることが明白であろ
う。

磁性キヤリヤの電気抵抗を下げる場合に生ずる最も重
大な問題は、電荷像の現像に際して、ブラシマークが発
生することである。このブラシマークの一般的発生原因
としては、ベタ部の電気潜像と磁気ブラシとの摺接時に
部分的に電荷のリークを生じ、この部分が白くなるこ
と、及びベタ部の電気潜像に一旦トナーが付着しても、
このトナーが部分的に掻き落され白くなることの２つが
考えられる。低電気抵抗のフエライトキヤリヤの場合に
は、前者の電荷リークによりブラシマークが発生するに
至るものと思われる。

本発明においては、表面に一次粒子に基づく凹凸を有
する球状焼結フエライト粒子を用いることにより、ブラ
シマークの発生が完全に防止されたものである。

第３図は、本発明に用いる球状焼結フエライト粒子の
走査型電子顕微鏡写真であり、第４図は通常の焼結フエ
ライト粒子、即ち表面が滑らかな焼結フエライト粒子の
走査型電子顕微鏡写真である。これらの写真の比較か
ら、本発明に用いる焼結フエライト粒子は、該粒子表面
の一次粒子がその外形を未だ保持していることによる微
細な凹凸を表面に有することが明白であろう。

この焼結フエライト粒子は、一般に30乃至50μｍ、特
に40乃至45μｍのメジアン径（重量が50重量％に対応す
る径）を有するが、前述した凹凸を表面に有することに
関係してその見掛密度（JIS Ｚ−2504−1966）は、2.6
g/cc未満、特に2.30乃至2.50g/ccの範囲内にある。

しかして、本発明によれば、低電気抵抗でしかも表面
に微細凹凸のある焼結フエライト粒子を用いることによ
り、ブラシマークの発生を防止しつつ画像濃度を顕著に
向上さ得る。ブラシマークの発生の程度は、複写物のベ
タ黒部に入る白いマークの数を、マーク方向（ブラシ方
向）と直角方向の単位長さについて、拡大鏡域いは顕微
鏡観察下に求めることにより評価できる。

下記第Ａ表は、添付図面第３図に示す表面構造の焼結
フエライト粒子（DS抵抗3.0×10⁵Ω、メゾアン径45μ
ｍ、見掛密度2.36g/cc、比表面積421m²/g）及び第４図
に示す表面構造の焼結フエライト粒子（DS抵抗3.3×10⁵
Ω、メゾアン径44μｍ、見掛密度2.72g/cc、比表面積30
3m²/g）を夫々キヤリヤとして用いて、ブラシマークの
発生程度（25×25mmベタ黒部）を調べた結果を示す。

上記結果は、本発明によれば、ブラシマークの発生が
極めて顕著に抑制されていることを示す。

更に、第５図は第３図の形状及び構造のフエライト粒
子（図中丸印）及び第４図の形状及び構造のフエライト
粒子（図中＊印）をキヤリヤとして使用し、非晶質シリ
コン光導電層上の表面電位を変化させて画像濃度を測定
した結果を示している。この測定結果によると、広い電
位の範囲にわたつて、本発明で用いる磁性キヤリヤで
は、画像濃度の向上がもたらされることがわかる。

これは、真に意外のことである。即ち、磁性キヤリヤ
としての焼結フエライト粒子は、その表面が滑らかで真
円に近い形状である程、電荷像のリーク防止に有効であ
ることが期待される。更に、上記形状である程、トナー
粒子との摩擦帯電に寄与する表面が多く、トナー電荷が
多くなることが期待される。このような期待とは全く逆
に、表面に凹凸のある焼結フエライト粒子の方が、電荷
像のリーク防止及び画像濃度の向上に有効であることが
見出されたのである。

このことの理由は未だ十分に解明されるに至つていな
い。しかしながら、本発明者等は、その理由を次のよう
に推定している。磁性キヤリヤと顕電性トナーとを混合
すると、これらは夫々個有の極性の電荷に帯電される。
本発明に用いる焼結フエライト粒子は、比較的導電性で
あることから、凸部で摩擦により生じる電荷は凹部に移
動し、この凹部において電荷の蓄積を生じるものと認め
られる。この電荷の移動により、凸部は再帯電が可能な
状態となることにより、トナー粒子の帯電が有効に行わ
れると共に、凸部が非帯電の状態に保持されることによ
り、異極性の電荷間でのリークも防止されるものと思わ
れる。

本発明に用いる上記フエライトキヤリヤは、フエライ
トの微細粒子（１次粒子）を粒径が前記範囲となり、表
面に一次粒子に基づく凹凸を有する球状粒子となるよう
に焼結し、この焼結フエライト粒子をＤ−Ｓ抵抗が上記
範囲となるように還元、好適には水素還元することによ
り得られる。フエライトの組成は公知のものであり、一
般にソフトフエライトと呼ばれるもの、例えばこれに限
定されるものでないが、Z_n系フエライト、N_i系フエライ
ト、C_u系フエライト、M_n系フエライト、M_n−Z_n系フエラ
イト、Mn−Mg系フエライト、Cu−Zn系フエライト、Ni−
Zn系フエライト、Mn−Cu−Zn系フエライト等が挙げられ
る。好適なフエライトは、原子重量％で、Fe35乃至65
％、Cu5乃至15％、Zn5乃至15％及びMn0乃至0.5％から成
るCu−Zn系又はCu−Zn−Mn系フエライトである。

このフエライトは、一般に0.5乃至７μｍの微細な一
次粒径を有しており、これを噴霧造粒等の手段で、ほぼ
球状粒子に造粒し、次いで焼成等の手段で焼結する。噴
霧構造時の粒径は、焼結後の球状粒子のメジアン径が30
乃至50μｍの範囲となるように定める。また、焼結温度
は、一次粒子間の焼結は生ずるが、球状粒子外表面の一
次粒子が実質上そのままの形態が保持されるように、即
ち外表面の一次粒子が溶融連続相とならないように定め
る。この温度は、フエライトの組成によつても相違する
が、前述した組成のCu−Zn系又はCu−Zn−Mn系フエライ
トでは、従来の焼成温度が1200乃至1400℃であるのに対
して、これよりも少なくとも100℃低い、一般に900乃至
1100℃の温度を用いる。

この焼結フエライト粒子を、例えば水素気流中300乃
至500％、特に340乃至420℃の温度で還元する。必要な
処理時間は、温度や水素通気量によつても相違するが、
一般的に言つて、30分乃至１時間の内から、生成物のＤ
−Ｓ抵抗が前述した範囲となる時間を選ぶ。この還元に
より焼結フエライト粒子の少なくとも表面部分の金属成
分が酸化状態の低い酸化物、即ち原子価の低い状態に移
行し、これにより電気抵抗の低下を生じるものと認めら
れる。還元処理は、水素雰囲気中で行うことが望ましい
が、一酸化炭素を用いて行うことも可能である。

トナー 用いるトナーは、転写性の見地から１×10¹³Ω−cm、
特に少なくとも５×10¹³Ω−cmの電気抵抗を有するもの
ではなければならない。更に、当然のことながら、この
トナー粒子は顕電性と定着性とを有する着色トナーでな
ければならない。結着剤樹脂中に、着色顔料、荷電制御
剤等を分散させた粒径５乃至30ミクロンの粒状組成物が
使用される。樹脂としては、熱可塑性樹脂や、未硬化乃
至は初期縮合物の熱硬化性樹脂が使用される。その適当
な例は、重要なものの順序に、ポリスチレン等のビニー
ル芳香族樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアセタール
樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フエノール樹
脂、石油樹脂、オレフイン樹脂等である。顔料としては
例えばカーボンブラツク、カドミウムエロー、モリブデ
ンオレンジ、ピラゾロンレツド、フアストバイオレツト
Ｂ、フタロシアニンブルー等の１種又は２種以上が使用
され、荷電制御剤としては、例えばニグロシンベース
（CI50415）、オイルブラツク（CI26150）、スピロンブ
ラツク等の油溶性染料や、ナフテン酸金属塩、脂肪酸金
属石鹸、樹脂酸石鹸等が必要により使用される。

二成分系現像剤 フエライトキヤリヤと顕電性トナーとは、一般に100:
6乃至100:11の重量比で使用するのがよい。この量比も
現像剤の磁気ブラシの電気抵抗に影響を及ぼす。即ち、
フエライトキヤリヤの量比が大きくなると、現像剤の磁
気ブラシの電気抵抗が小さくなる傾向を示す。両者の最
適比率は、フエライトキヤリヤ及び顕電性トナーの比表
面積にも密接に関連する。本発明の好適態様では、磁気
ブラシを形成する混合物のトナー濃度（Ct％）が、下記
式 式中、Scはフエライトキヤリヤの比表面積（cm²/g:透
過法による実測値）、Stはトナーの比表面積（cm²/g:コ
ールターカウンターを用いて測定した平均粒径を基に、
トナーが真球であると仮定して計算した有効比表面積で
あり、平均粒径から得られる半径をγ（cm）とし、トナ
ーの真比重をρ（g/cm³）とした場合St＝3/γ・ρで計
算される値）、ｋは0.80乃至1.07の数である、 を満足する濃度で現像を行う。

先ず、前記式（２）における右辺の項Sc/（St＋Sc）
は、キヤリヤ及びトナーの比表面積に関する項であり、
具体的には、キヤリヤとトナーとを等重量混合した組成
物の前表面当りのキヤリヤの占める表面積の割合い（以
下単にキヤラヤ表面積占有率と呼ぶ）を表わす数値であ
る。

しかして、本発明のこの態様においては、このキヤリ
ヤ表面積占有率乃至はその近傍値とトナー濃度とが等し
くなるような条件で、二成分系現像剤による静電像の現
像を行うと、画像の濃度の向上、カブリ濃度の低下、解
像度の向上及び階調性の向上がもたらされるものであ
る。

トナー濃度（Ct％）とキヤリヤ表面積占有率（Sc/（S
t＋Sc），％）とのずれは、両者の比率は、即ち ｋ＝Ct/〔Sc/（St＋Sc）〕 係数ｋを求めることにより評価することができる。

この係数ｋは使用するフエライトキヤリヤの形状によ
つて相違するが本発明においては、この係数ｋを前述し
た0.80乃至1.07の値、特に球状フエライト粒子では0.90
乃至1.04の範囲とすることにより、高い画像濃度、低い
カブリ濃度、高い解像力及び優れた階調性が得られ、し
かもこれらの特性は現像開始初期のみならず、40000枚
もの連続複写後においても殆んど低下しないという効果
が達成される。

感光体 本発明の二成分系現像剤は、非晶質シリコン系光導電
体層を用いる電子写真法の現像に特に有用である。

非晶質シリコン系光導電体層としては、それ自体公知
の任意のものが使用され、例えばシランガスのプラズマ
分解等で基板上に析出される非晶質シリコンが使用さ
れ、このものは、水素やハロゲン等でドーピングされ、
更にボロンやリン等の周期律表第III族または第Ｖ族元
素でドーピングされたものであつてよい。

代表的なアモルフアスシリコン感光体の物性値は、暗
導電率が10^-12Ω^-1・cm^-1、活性化エネルギー＜0.85e
V、光導電率＞10^-7Ω^-1・cm^-1、光学的バンドキヤツプ
1.7〜1.9evであり、また結合水素量は10〜20原子％の量
でその膜の誘電率は11.0〜12.5の範囲にあるものであ
る。

この非晶質シリコン光導電層は、ドーピング種に応じ
てプラス荷電やマイナス荷電も可能であり、コロナチャ
ージヤーへの印加電圧は５乃至8KVの範囲が一般的であ
る。

本発明によれば、非晶質シリコン光導電体層の膜厚が
10乃至35μｍのように小さく、その結果として帯電電位
が著しく小さい場合にも高濃度で高品質の画像形成が可
能となるという顕著な利点がある。しかも、小さい膜厚
の感光層が使用可能であることは、感光体のコストを下
げる上で顕著な利点をもたらすのみならず、感光層中で
の光拡散等が防止され、その結果として形成されるトナ
ー像の解像力も向上するという利点をも生じる。

尚、光導電体層表面に必要等により保護層等を設け、
表面電位が高く設定できる場合には、前述した範囲より
も幾分Ｄ−Ｓ抵抗の高いキヤリヤの使用も可能となる。

本発明の二成分系現像剤は、勿論、非晶質シリコン光
導電層以外の光導電層、例えばセレン感光板、CdS感光
板、有機感光板（OPC）等に形成された電荷像を現像す
るのにも有効であり、この場合にも、キヤリヤ引きやエ
ツジ効果のないトナー画像を、電位コントラストの小さ
い電荷像に対しても、高濃度で形成させ得るという利点
がある。

本発明の次の例で説明する。

実施例 1. キヤリヤの形状と複写物の関連を調べるために、第１
図に示されている各機構を備えた複写装置を用い、トナ
ーとフエライトキヤリヤとから成る現像剤を用い、感光
体の表面電位をOVから250Vまで変化させて複写テストを
行つた。

複写装置としては以下の条件に設定して使用した。

感光体：直径90mmAl製基体上にボロンをドープしたａ−
Si:Hをグロー放電分解法により、20μｍの膜厚に堆積さ
せた感光体 画像露光用光源：感光体表面上での光強度60μW/cm
²（ただし600mm以上の分光強度は10μW/cm²以下）に設
定した白色螢光灯 除電光源：緑色発光の冷陰極放電管 クリーニング部：ブレードクリーニング方式 主帯電：コロナ帯電器（＋6.2KV印加） 転写帯電：コロナ帯電器（＋5.7KV印加） 複写速度：感光体ドラム回転速度16cm/sec 現像部：スリーブ回転速度23cm/sec 現像磁石強度 1000ガウス 穂切間隔 1.0mm 現像領域：感光体と現像スリーブとを共に時計方向に回
転させ、Ｄ−Ｓ間のギヤツプは1.5mmに固定した。

現像剤としては、トナーは同じ物に固定し、Ａ（第３
図）、Ｂ（第４図）それぞれ違う形状のフエライトキヤ
リヤと組合せたものを使用した。

ａ） フエライトキヤリヤ A. 電気抵抗（20V印加Ｄ−Ｓ抵抗）:3.0×10⁵Ω 飽和磁化 70emu/g 見掛密度 2.36g/cc 中心粒径 45μｍ 比表面積 421cm²/g B. 電気抵抗（20V印加Ｄ−Ｓ抵抗）:3.3×10⁵Ω 飽和磁化 70emu 見掛密度 2.72g/cc 中心粒径 44μｍ 比表面積 303cm²/g 尚、Ｄ−Ｓ抵抗の測定は、前述した複写速度、現像部
及び現像領域の各条件をそのまま使用し、感光体ドラム
の代わりにドラムと同一径のAl製電極ドラムを装着し、
スリーブとドラムとの間に20Vの電圧を印加して両者間
に流れる電流を測定することにより算出した値である。

ｂ） トナー ｉ） 組成 ハイマーSBM−73（スチレン系樹脂：三洋化成工業K.K
製） ……87 重量部 ビスコール550P（低分子量ポリプロピレン：三洋化成工
業K.K製） ……５ 重量部 スペシヤルブラツク４（カーボンブラツク：デグサ社
製） ……5.5重量部 ボントロンＳ−32（染料：オリエント化学社製） 1.5重
量部 ii） 調整 上記組成から成る混合物を熱三本ロールミルで充分に
熔融混練分散を行い、次いで混練物を取り出し、冷却後
粗粉砕機（ロートプレツクスカツテイングミル：アルピ
ネ社製）で2mm程度の大きさに粗粉砕し、その後、超高
速ジエツトミル（NIPPON PNEUMATIC MFC Co.LTD製）に
て微粉砕した５〜20μ程度の粒径を有するトナーに調製
した。

これらのフエライトキヤリヤとトナーとを比表面積の
関係から、適正トナー濃度となるように混合し、A,B2種
類の現像剤を調整した。

この第１表に示すA,Bの現像剤を用いて複写テストを
行つた結果を第５図に示す。

第５図に示すように、Ａキヤリヤを用いた現像剤の方
がはるかに高い画像濃度を示す。

またブラシマークも、Ａキヤリヤでは０本/5mm、Ｂキ
ヤリヤでは10本/5mmと画質面でもＡキヤリヤが上回つ
た。

以上の結果より、表面構造に一次粒子の形を残した、
Ａキヤリヤの方が低電位であるａ−Si感光体用として、
優れた画質が得られることが明らかになつた。

尚、更に比較のためにＢキヤリヤに於いて、そのトナ
ー濃度を9.09％とした現像剤（Ｂ）を作製し、複写テス
トを行つた所、画像濃度は0.1程高くなつたが若干カブ
リを生じる傾向にあり、そしてブラシマークは７本と数
は少なくなつたものの発生を認めた。又、これ以上トナ
ー濃度を高くするとトナー飛散を生じ実用上問題とな
り、Ｂキヤリヤの場合最適トナー濃度は上述の6.72％で
あつた。

実施例 2. ブラシマークの発生とA.D.（見掛密度g/cc）との関係
を調べるため、A.D.が2.50,2.60及び2.65の値を有する
三種類のフエライトキヤリヤを用いて適正トナー濃度で
コピーを行つた。その結果を以下に示す。

この結果から2.60以上のフエライトキヤリヤでは６〜
７本のブラシマークが見立つのに対し、2.50では２本と
あまり目立たないことがわかつた。このことから、用い
るフエライトキヤリヤのA.Dは2.60未満が好ましいと言
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像剤を使用するのに好適な電子写
真プロセスを説明するための図であり、図中２は非晶質
シリコン系光導電体層、３は主帯電用コロナチヤージ
ヤ、４は露光用ランプ、８は現像機構、９は転写用コロ
ナチヤージヤ、11は除電ランプ及び12はクリーニング機
構を夫々表わす。 第２図は、現像剤のＤ−Ｓ抵抗とI.D（画像濃度）との
関係を示すグラフ図、 第３図は、A.D＝2.36g/ccのフエライトキヤリヤ粒子の
表面形状を示す電子顕微鏡写真（×450）、 第４図は、A.D＝2.72g/ccのフエライトキヤリヤ粒子の
表面形状を示す電子顕微鏡写真（×450）、 第５図は、第３図及び第４図のフエライトキヤリヤを用
いて、非晶質シリコン感光体の表面電位を変化させて画
像濃度を測定した結果を示したグラフ図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東口 照昭 大阪府大阪市東区玉造１丁目２番28号 三 田工業株式会社内 (72)発明者 川上 善信 大阪府大阪市東区玉造１丁目２番28号 三 田工業株式会社内 (56)参考文献 特公 平６−29992（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性キヤリヤと顕電性トナーとの混合物か
   ら成る二成分系磁性現像剤において、該磁性キヤリヤ
   は、表面に一次粒子に基づく凹凸を有する球状焼結フエ
   ライト粒子から成り、該球状粒子は、30乃至50μｍのメ
   ジアン径、2.6g/c.c.未満の見掛密度及び磁気ブラシの
   形で測定して６×10⁴乃至2.5×10⁶Ωの電気抵抗を有す
   ることを特徴とする低電位像用二成分系磁性現像剤。