JP2003241416A - 二成分現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電的付着力と非静電的付着力とからなるト
ナーの付着力の分布に着目し、感光体の地汚れを引き起
こすことのない適正なトナーの付着力分布を有する二成
分現像剤を提供することを課題とする。 【解決手段】 トナーと磁性キャリアからなる二成分現
像剤であって、前記トナーは、トナーの付着力分布にお
ける、付着力が１０ｎＮ以下である低付着力成分の占め
る割合が、トナー粒子全体の１０％以下である二成分現
像剤とする。上記付着力分布を有するトナーを用いるこ
とにより、感光体の地汚れを防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置において静
電潜像を現像するための二成分現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、乾式二成分現像剤あるいは乾式一
成分現像剤を用いた複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子
写真方式の画像形成装置においては、電子写真感光体
（以下、単に「感光体」と称す。）の非画像部、すなわ
ち地肌電位部にトナーが付着することにより、地汚れが
発生して画質が低下するという問題がある。この地汚れ
が発生する原因としては、主に2通りが知られている。1
つとしては、感光体の感度低下や残留電位の上昇など感
光体の静電特性が劣化し、あるいは画像形成装置におけ
る光学系の汚れなどにより露光量が低下するなどして、
感光体の地肌電位自体に問題がある場合である。この対
策例として、感光体表面電位の測定結果に応じて潜像形
成条件を変化させて地肌電位を制御させる方法がある。

【０００３】もう1つの原因としては、感光体の地肌電
位は正常であるが現像剤自体に問題がある場合であり、
以下にこの場合について説明する。トナーと磁性キャリ
アからなる二成分現像剤の場合、現像ニップ内では、ベ
タ現像をするのに十分な多量のトナーが一旦感光体表面
に接触し、現像電界によるクーロン力の向きと大きさに
より、最終的に感光体側に残るか、磁性キャリア側に戻
るかが決まる。現像電界が一定であるならば、クーロン
力の向きと大きさはトナー粒子の帯電量で決まるが、実
際トナー粒子の帯電量は分布を持っているため、トナー
粒子ごとに異なった挙動をする。現像ニップには地汚れ
を減少させるために現像バイアスが印加されているた
め、現像ニップ内の感光体地肌部上に存在する多数の正
常帯電トナーに対しては、磁性キャリア側に戻る比較的
大きなクーロン力が働くため、地汚れは抑制される。し
かし、現像剤中に存在する少数の逆帯電トナーに対して
は、感光体側に付着する方向にクーロン力が働くため、
地肌部に逆帯電トナーが付着してしまう。また、弱帯電
トナーについては、磁性キャリア側へのクーロン力が小
さいため、キャリア側に戻らずに地肌部に残りやすくな
る。したがって、感光体上の地汚れは、主に現像剤中に
含まれる逆帯電トナー及び弱帯電トナーが地肌部に付着
することがその原因であり、現像剤の経時劣化や現像剤
の混合攪拌不足による逆帯電トナー及び弱帯電トナーの
増加が原因であると考えられている。

【０００４】電子写真方式の画像形成方法における現像
特性は、トナーの静電気的付着力と非静電的付着力を合
わせた付着力と、電界による静電気力との力関係で決定
されるため、トナーと磁性キャリアまたは感光体との付
着力制御は設計上重要な要素となる。例えば、二成分現
像方式を用いた場合、トナーと感光体間の付着力が大き
すぎると、トナーが現像バイアスによって現像器側に戻
り難くなり、感光体上に残留しやすくなり、地汚れとな
る。この対策としては、トナー−感光体間の付着力及び
トナー粒子−トナー粒子間の付着力を低減することが重
要である。トナーと感光体間の付着力のうち、静電的付
着力はトナーの帯電量に依存し、帯電量を下げることに
よって低減することができる。しかし、トナーの帯電量
が小さすぎると、電界による静電気力でトナーを現像さ
せることができなくなる。

【０００５】そこで、現像剤中のトナーの付着力を規定
し、逆帯電トナーや弱帯電トナーの割合を減少させる方
法として、従来、いくつかの方法が考えられてきた。例
えば、特開平１１−２５８０８１号公報には、トナー粒
子間の非静電的付着力を定量的に測定できる粉体間付着
力測定装置及び粉体間付着力測定方法を提供し、さらに
は、粉体間付着力測定装置及び粉体間付着力測定方法を
利用して、トナー画像形成後のトナー飛散を低減できる
画像形成装置及び画像形成方法を提供することについて
開示されている。また、特開２０００−３４７４４２号
公報には、トナーと感光体間の付着力のうち、非静電的
付着力に着目して遠心分離による粉体付着力測定方法に
より測定されるトナー粒径と非静電的付着力の平均値の
関係を規定することで、地汚れを抑制できる電子写真用
トナーと画像形成方法及び画像形成装置を提供すること
について開示されている。さらにまた、特開２０００−
９８６５６号公報には、遠心分離による粉体付着力測定
方法により測定された電子写真感光体との非静電的付着
力の平均値が３５ｎＮ以下であり、かつ、画像部に現像
された平均付着力に対する非静電的付着力の比率が９．
０％以下であることで、中抜けの発生がなく良質の複写
画像が得られる電子写真トナーを提供することについて
開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示すこれまで開示されてきた技術は、いずれもファンデ
ルワールス力や液架橋力のような非静電的付着力をコン
トロールしているが、トナーの帯電によって生じる鏡像
力やクーロン力のような静電的付着力については特別コ
ントロールしていない。実際、付着力のうち大部分を占
めているのは静電的付着力であり、非静電的付着力のコ
ントロールだけでは十分に地汚れを抑制できているとは
言えないのが従来の技術の問題点である。

【０００７】そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、静
電的付着力と非静電的付着力とからなるトナーの付着力
の分布に着目し、感光体の地汚れを引き起こすことのな
い適正なトナーの付着力分布を有する二成分現像剤を提
供することを課題とする。さらには、その付着力分布の
コントロールにより1ドットを忠実に再現でき、高画質
化がはかれる二成分現像剤を提供することを課題とす
る。加えて、長時間ランにも耐えられる高耐久性の二成
分現像剤を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ここで、磁性キャリアと
トナーの付着力は、以下の式１で表される。

【数１】 但し、αは定数(=1/2)、qはトナー電荷量、ε₀は真空の
誘電率、rはトナー粒子半径、Fvはファンデルワールス
力である。上述したように、静電的付着力と非静電的付
着力とからなっている。この付着力Ｆを求めるのに相応
しい測定方法として、本発明者らは、衝撃法による付着
力測定方法を用いた。そして、感光体の地汚れを引き起
こしやすいトナーと、引き起こしにくいトナーについ
て、付着力分布の解析を行ったところ、付着力分布の差
が具体的に明らかになり、感光体の地汚れを引き起こす
ことのない適正な付着力分布を有するトナーを規定する
に至った。また、さらに、地汚れを引き起こしにくい付
着力分布を持ち、その付着力分布が正規分布の一次関数
で近似できるトナーは、磁性キャリアに対する付着力が
均一で安定しているため、濃度ムラがなく、1ドットを
忠実に再現でき、高画質化がはかれることが分かり、本
発明を完成させるに至った。

【０００９】すなわち、請求項１に記載の発明は、トナ
ーと磁性キャリアからなる二成分現像剤であって、前記
トナーは、トナーの付着力分布における、付着力が１０
ｎＮ以下である低付着力成分の占める割合が、トナー粒
子全体の１０％以下である二成分現像剤である。請求項
２に記載の発明は、請求項１に記載の二成分現像剤にお
いて、前記トナーの付着力分布における半値幅の存在す
る範囲が、５ｎＮ以上７０ｎＮ以下である二成分現像剤
である。請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の二
成分現像剤において、前記トナーの付着力分布における
半値幅の存在する範囲が、５ｎＮ以上５０ｎＮ以下であ
る二成分現像剤である。請求項４に記載の発明は、請求
項１に記載の二成分現像剤において、前記トナーの付着
力分布における半値幅の存在する範囲が、１０ｎＮ以上
７０ｎＮ以下である二成分現像剤である。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
４のいずれかに記載の二成分現像剤において、前記トナ
ーの付着力分布における半値幅が、１０ｎＮ以下である
二成分現像剤である。請求項６に記載の発明は、請求項
１ないし５のいずれかに記載の二成分現像剤において、
前記トナーの付着力分布における、付着力が２００ｎＮ
以上である高付着力成分の占める割合が、トナー粒子全
体の１０％以下である二成分現像剤である。請求項７に
記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の二
成分現像剤において、前記トナーの付着力分布におけ
る、付着力が２００ｎＮ以上である高付着力成分の占め
る割合が、トナー粒子全体の５％以下である二成分現像
剤である。請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７
のいずれかに記載の二成分現像剤において、前記トナー
の付着力分布が、正規分布の一次関数により誤差５％以
内で近似される二成分現像剤である。

【００１１】請求項９に記載の発明は、請求項１ないし
８のいずれかに記載の二成分現像剤において、前記トナ
ーの重量平均粒子径が５μｍ以上１０μｍ以下である二
成分現像剤である。請求項１０に記載の発明は、請求項
１ないし９のいずれかに記載の二成分現像剤において、
前記トナーが、電荷制御剤として、ニグロシン系染料、
トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体及び
その塩類からなる群より選択される１種以上を含む二成
分現像剤である。請求項１１に記載の発明は、請求項１
ないし９のいずれかに記載の二成分現像剤において、前
記トナーが、電荷制御剤として、サリチル酸金属錯体及
びその塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合
物からなる群より選択される１種以上を含む二成分現像
剤である。請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし
９のいずれかに記載の二成分現像剤において、前記トナ
ーが、無機微粉体として、シリカ、アルミナ、チタニア
からなる群より選択される１種以上を含む二成分現像剤
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。本発明の二成分現像剤におけるトナーの付着力
分布を導き出すに当たり、採用した衝撃法による付着力
測定方法について詳細に説明する。図１は、付着力測定
装置の概略構成を示す図である。付着力測定装置は、ト
ナーを付着させる測定セル１３、測定セル１３を保持す
る土台１５、測定セル１３に衝撃を与えるための打撃子
１２及びガイド１１、測定セル１３の変位を測定する変
位計２３からなる。図２は、図１における測定セルの部
分を拡大した図である。測定セル１３は、ベースとなる
アルミ板２２と、その下側に取り付けられたネサガラス
を用いた一対の平行に対向する電極からなる。この一対
の電極は、上側がトナー付着基板２３で、下側が対向電
極２５である。試料であるトナーはトナー付着基板２３
に付着させる。

【００１３】次に、測定に際する装置の動作について説
明する。図１において、測定セル１３は、軟らかな弾性
体１４で装置の土台１５に保持されており、その上方か
ら打撃子１２を自由落下させ、測定セル１３に衝撃を与
える。打撃により測定セル１３は下方向に運動し、土台
１５と衝突して停止、もしくは振動する。図２におい
て、測定セル１３のトナー付着基板２３に付着したトナ
ーには、測定セル１３停止時に鉛直下方向、すなわち脱
離方向の最大の加速度が生じる。このとき、測定セル１
３に掛かる加速度を、高度なレーザ変位計１６（例えば
Keyence社製ＬＳ計）により、測定セル１３の移動量か
ら計算によって求める。また、トナー付着基板２３に付
着したトナーは、ネサガラスを通して観察し、衝撃印加
前後のトナー付着基板２３へのトナー粒子の付着数を計
数する。観察はマイクロスコープを使用し、撮影したデ
ジタル画像は解析装置にて計数、及び統計解析する。以
上の測定操作を、測定セル１３に掛かる加速度を変化さ
せて行い、トナーの付着力分布を求める。

【００１４】次に、正規分布関数による付着力分布の近
似方法について説明する。上記で得られた付着力分布に
対して、正規分布関数式を当てはめる。ここで、正規分
布関数式は以下の式２の通りである。

【数２】 正規分布関数はx=μで最大となる左右対称な分布であ
り、その分布幅はσの値によって決まる。σが大きくな
るにつれて分布幅が大きくなり、ピーク値が下がる。正
規分布関数は常に正で、x→∞でf(x)=0、x→‐∞でもf
(x)=0となる。この正規分布関数を‐∞から∞の間で積
分すると1になるので、実際にこの正規分布関数で付着
力分布を表現するには、正規分布関数を整数倍aする必
要がある。よって、得られた付着力分布からピーク値を
求めてμを決め、σとaの値を変えながら付着力分布と
正規分布関数の近似をはかる。

【００１５】次に、測定に供する二成分現像剤について
説明する。磁性キャリアは１種類とし、この磁性キャリ
アと試料であるトナーとを以下のような３つの条件下で
攪拌混合し、付着力測定に供する。 １）現像剤量５０〜５００ｇ、トナー濃度５wt％として
トナーと磁性キャリアとを円筒状の容器に入れ、回転数
１００〜３００rpmのボールミルにて６０〜６００秒間
攪拌混合する。これを初期剤とする。 ２）初期剤をさらに回転数１００〜３００rpmのボール
ミルにて３００〜５００分間攪拌する。これを第二剤と
する。 ３）第二剤に、トナー濃度５．２５wt％となるようにト
ナーを加え、さらに回転数１００〜３００rpmのボール
ミルにて６０〜３００秒間攪拌する。これを第三剤とす
る。 尚、上記に規定するボールミル回転数、攪拌時間等の条
件は、本発明を何ら限定するものではなく、用いる画像
形成装置の構成を加味して選定することができる。

【００１６】また、上記測定に供した二成分現像剤をリ
コー製カラーレーザープリンタ（IPSiO Color8000）に
搭載し、地汚れ評価を行う。地汚れ評価は、最も地汚れ
の悪いランクを1として５段階評価し、ランク４以上を
良好とする。これらの評価により、トナーの付着力分布
と地汚れ評価との関係を明らかにすることで、本発明の
二成分現像剤を得るに至った。

【００１７】本発明の二成分現像剤に係るトナーは、そ
の付着力分布において、付着力が１０ｎＮ以下である低
付着力成分の占める割合が、トナー粒子の１０％以下と
する。上記の初期剤、第二剤、第三剤いずれの条件にお
ける現像剤であっても、低付着力成分の占める割合が上
記範囲であれば、地汚れ評価で4以上のランクを得るこ
とができる。一方、低付着力成分の占める割合が１０％
を超えると、感光体の地汚れを引き起こしやすくなり、
地汚れ評価で得られるランクが３．５以下になってしま
う。

【００１８】トナーの付着力分布における半値幅の存在
する範囲は、５ｎＮ以上７０ｎＮ以下であることが好ま
しい。半値幅が上記範囲からはずれるということは、付
着力の低い成分もしくは高い成分が多くなることを意味
しており、地汚れランクが４より低くなる。また、上記
に示した初期剤に関しては、トナー付着力分布における
半値幅の存在する範囲が５ｎＮ以上５０ｎＮ以下である
ことがより好ましい。これにより地汚れランク４．５以
上が得られる。さらにまた、上記に示した第二剤に関し
ては、トナー付着力分布における半値幅の存在する範囲
が１０ｎＮ以上７０ｎＮ以下であることがより好まし
い。第二剤では、現像剤の経時での変化により、トナー
付着力分布が広がることを考慮しているが、半値幅の存
在する範囲が上記範囲であれば、地汚れランク４．５以
上を得ることができる。

【００１９】また、本発明の二成分現像剤に係るトナー
は、上記の半値幅が存在する範囲に加え、半値幅が１０
ｎＮ以下であることが一層好ましい。このような狭い付
着力分布を有するトナーを用いることで、地汚れランク
５を得ることができる。一方、半値幅が１０ｎＮを超え
ると、地汚れランクが４．５以下となり、その半値幅の
広さによりランクが低下する。

【００２０】次に、トナー付着力分布における付着力が
２００ｎＮ以上である高付着力成分の占める割合は、ト
ナー粒子全体の１０％以下であることが好ましい。第二
剤のように、現像剤の経時変化により付着力分布が広が
ったトナーであっても、高付着力成分の占める割合を上
記範囲とすることで、地汚れランク４．５以上が得られ
る。一方、高付着力成分の占める割合が１０％を超える
と、感光体の地肌部に付着した後、磁性キャリア側に戻
らずに残るトナーの割合が高くなるため、地汚れランク
が４以下になってしまう。また、初期剤の場合は、特
に、高付着力成分の占める割合が５％以下であることが
好ましい。これにより地汚れランク５が得られる。高付
着力成分の占める割合が５％を超えると、地汚れランク
は４．５以下になってしまう。

【００２１】さらに、上記のトナー付着力分布は、正規
分布の一次関数により誤差５％以内で近似されることが
好ましい。このような付着力分布を有するトナーは、磁
性キャリアに対する付着力が均一で安定しているため、
地汚れランク５を得ることができる。加えて、濃度ムラ
がなく1ドットを忠実に再現でき、画像の高画質化を図
ることができる。

【００２２】次に、本発明の二成分現像剤の構成につい
て説明する。トナーは、主としてバインダー樹脂と着色
剤からなる。バインダー樹脂としては、ビニル樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリオール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、
フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂等が挙
げられるが、この中でもビニル樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリオール樹脂が好ましく用いられる。ビニル樹脂
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、あるいは、その共重合体：スチレン−p−クロ
ロスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合
体等、そして、スチレン及び他のビニル基を含有する化
合物との共重合体：スチレン−プロピレン共重合体、ス
チレン−ビニルナフタリン共重合体、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−クロロ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等、さらには、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、ポリ酢酸ビニル等がある。

【００２３】ポリエステル樹脂としては、以下のＡ群に
示すような２価のアルコールと、Ｂ群に示すような二塩
基酸塩からなるものであり、さらにＣ群に示すような３
価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分とし
て加えてもよい。 Ａ群：エチレングリコール、トリエチレングリコール、
1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコー
ル、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4
ブテンジオール、1,4−ビス（ヒドロキシメチル）シク
ロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノー
ルA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキ
シプロピレン（2,2）−2,2’−ビス（4−ヒドロキシフ
ェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（3,3）−2,2
−ビス（4−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキ
シエチレン（2,0）−2,2−ビス（4−ヒドロキシフェニ
ル）プロパン、ポリオキシプロピレン（2,0）−2,2’−
ビス（4−ヒドロキシフェニル）プロパン等。 Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラ
コン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソ
フタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボ
ン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、
リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アル
コールのエステル等。 Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリット
酸、ピロメリット酸等の３価以上のカルボン酸等。

【００２４】ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と
２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしく
はそのグリシジルエーテルのエポキシ基と反応する活性
水素を分子中に1個有する化合物と、エポキシ樹脂と反
応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応
してなるものなどがある。

【００２５】着色剤としては、以下のものが好ましく用
いられる。黒色顔料としては、カーボンブラック、オイ
ルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブ
ラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のア
ジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸
化物が挙げられる。黄色顔料としては、カドミウムイエ
ロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエ
ロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハ
ンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエロ
ーGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエロー
NCG、タートラジンレーキが挙げられる。また、橙色顔
料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレン
ジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、イン
ダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレン
ジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げら
れる。赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッ
ド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロ
ンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレ
ッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ロ
ーダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカ
ーミン3Bが挙げられる。紫色顔料としては、ファストバ
イオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられ
る。青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブル
ー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、
無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部
分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレン
ブルーBCが挙げられる。緑色顔料としては、クロムグリ
ーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイト
グリーンレーキ等がある。これらは、１種または２種以
上を使用することができる。

【００２６】上記、バインダー樹脂と着色剤とは、特に
カラートナーにおいては、着色剤の均一分散が必須とな
るため、着色剤を直接大量のバインダー樹脂中に投入す
るのではなく、一度高濃度に着色剤を分散させたマスタ
ーバッチを作製し、それを希釈する形でバインダー樹脂
に投入する方法が用いられている。この場合、一般的に
は、着色剤の分散性を助けるために溶剤が使用されてい
たが、環境等の問題に鑑み、本発明に係るトナーでは水
を使用して分散させるものとする。また、マスターバッ
チ中の残水分が問題にならないように、適宜温度コント
ロールをするものとする。

【００２７】本発明に係るトナーには、電荷制御剤を添
加する。電荷制御剤は、現像システムに応じた最適の電
荷量コントロールを可能とし、特に本発明のトナーにお
いては、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定した
ものとすることができる。電荷制御剤は、トナー粒子内
部に配合（内添）してもよい。また、トナー粒子と混合
（外添）して用いてもよい。トナーを正電荷性に制御す
るものとしては、ニグロシン系染料、トリフェニルメタ
ン系染料、イミダゾール金属錯体及びその塩類が好まし
く、これらを単独あるいは２種類以上組合せて用いるこ
とができる。また、トナーを負電荷性に制御するものと
しては、サリチル酸金属錯体及びその塩類、有機ホウ素
塩類、カリックスアレン系化合物が好ましく、これらを
単独あるいは２種類以上組合せて用いることができる。

【００２８】また、本発明に係るトナーには、定着時の
オフセット防止のために離型剤を内添することも可能で
ある。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナ
ウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モ
ンタンワックス、パラフィンワックス、サゾールワック
ス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、
アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤は、融
点が６５℃以上９０℃以下であることが好ましい。この
範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキング
が発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ロ
ーラ温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場
合がある。

【００２９】さらに、流動性向上剤として無機微粉体を
トナーに添加するのが好ましい。本発明のトナーに用い
られる無機微粉体としては、Si、Ti、Al、Mg、Ca、Sr、
Ba、In、Ga、Ni、Mn、W、Fe、Co、Zn、Cr、Mo、Cu、A
g、V、Zr等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これら
のうち、シリカ（SiO₂）、チタニア（TiO₂）、アルミナ
（Al_２Ｏ_３）の微粒子が好適に用いられる。さらに、疎
水化処理剤等によりこれらの無機微粉体の表面を改質処
理することが有効である。疎水化処理剤の代表例として
は、以下のものが挙げられる。ジメチルジクロルシラ
ン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラ
ン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジ
クロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロム
メチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリク
ロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロ
ルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロ
ルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジ
シラザン等である。

【００３０】上記無機微粉体のトナーに対する含有量
は、０．１wt%以上２wt%以下であることが好ましい。
０．１wt%未満では、トナー凝集を改善する効果が乏し
くなり、２wt%を超える場合は、細線間のトナー飛散、
機内の汚染、感光体の傷や磨耗等の問題が生じやすい傾
向がある。

【００３１】また、本発明に係るトナーには、実質的な
悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフ
ロン（登録商標）粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフ
ッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末、あるいは酸化セリ
ウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末
などの研磨剤、あるいは例えばカーボンブラック粉末、
酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性
向上剤として少量用いることもできる。

【００３２】トナーを作製する方法の一例としては、ま
ず、前述したバインダー樹脂、着色剤、電荷制御剤、離
型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混
合機により充分に混合した後、バッチ式の２本ロール、
バンバリーミキサーや連続式の２軸押出し機、例えば神
戸製鋼所社製KTK型２軸押出し機、東芝機械社製TEM型２
軸押出し機、KCK社製２軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型
２軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型２軸押出し機や、
連続式の１軸混練機、例えばブッス社製のコ・ニーダ等
の熟混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却
後、切断を行う。切断後のトナー混練物は破砕を行い、
ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を
用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気
流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により
所定の粒度に分級する。その後、無機微粉体をトナー粒
子表面に付着もしくは固着させ、２５０メッシュ以上の
篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去し、本発明の
トナーを得る。

【００３３】上記により得られる本発明のトナーは、重
量平均粒子径が５μｍ以上１０μｍ以下であり、さらに
好ましくは６μｍ以上８μｍ以下である。重量平均粒子
径が５μｍ未満では、長期間の使用でのトナー飛散によ
る機内の汚れや、低湿環境下での画像濃度低下、感光体
クリーニング不良等の問題が生じやすい。また、重量平
均粒子径が１０μｍを超える場合では、１００μｍ以下
の微小スポットの解像度が充分でなく、非画像部への飛
び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。

【００３４】次に、本発明の二成分現像剤に使用される
磁性キャリアについて説明する。磁性キャリアとして
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、マグネタイト粉の如き磁性粒
子、あるいはこれら磁性粒子の表面をフッ素系樹脂、ビ
ニル系樹脂、シリコン系樹脂等で処理したもの、あるい
は磁性粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂
粒子等が挙げられる。これら磁性キャリアの平均粒子径
は３０μｍ以上５００μｍ以下がよく、さらに好ましく
は３０μｍ以上１００μｍ以下である。磁性キャリアの
平均粒子径がこの範囲にあると、先に説明したトナーと
組合せることにより、現像器内のトナー濃度が２〜１０
wt%の範囲内において、トナーの帯電量をより均一にす
ることができる。３０μｍ以下では磁性キャリアの感光
体上への付着等が生じやすく、さらにトナーとの攪拌効
率が悪くなり、トナーの均一な帯電量が得られにくくな
る。また、１００μｍを超える場合では、細かい画像再
現性が悪くなる。

【００３５】

【実施例】以下、実施例を説明するが、これは本発明を
なんら限定するものではない。尚、以下の配合における
部数は全て重量部である。 （実施例1） 樹脂 ポリオール樹脂 １００部 顔料 マゼンタ顔料（C.I.ヒ゜ク゛メントレット゛57） ５部 電荷制御剤 サリチル酸亜鉛塩 ４部 離型剤 低分子量ポリエチレン ６部 上記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し
機により混練物温度１３０℃で溶融混練した。混練物を
圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用
いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、
平均粒子径が６．８μｍの粒度分布に分級した。さら
に、母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末２部
をスーパーミキサーにて混合し、トナーを得た。次に、
平均粒子径５５μｍのフェライト粒子にシリコン樹脂を
表面にコートした磁性キャリア９５部に対し、上記トナ
ーを５部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。こ
の現像剤５００ｇをトナー濃度５％として円筒状の容器
に入れ、回転数３００rpmのボールミルにて４８０分攪
拌混合し、さらにトナー濃度５．２５％となるようにト
ナーを加えて３００秒間攪拌混合した現像剤について、
現像剤中のトナーの付着力分布を衝撃法による付着力測
定から得たところ、付着力が１０ｎＮ以下の低付着力成
分の占める割合がトナー粒子全体の５％であり、半値幅
の存在する範囲が３０〜４０ｎＮ間であり、なおかつ、
付着力分布が正規分布の一次関数により誤差５％で近似
された。また、リコー製カラーレーザープリンタ（IPSi
O Color8000）を用いて画像形成を行い、地汚れ評価を
行った結果、地汚れランクは５であった。

【００３６】 （実施例２） 樹脂 ポリエステル樹脂 １００部 顔料 カーボンブラック ８部 電荷制御剤 サリチル酸亜鉛塩 ６部 上記原材料を実施例1と同様の方法で混練、粉砕、分級
を行い、平均粒子径が６．８μｍの粒度分布に分級し
た。尚、混練回転数は、実施例１の１．５倍とした。さ
らに、母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末２
部をスーパーミキサーにて混合し、トナーを得た。上記
トナーは、実施例１と同様にして磁性キャリアと混合
し、二成分現像剤を作製した。この現像剤５００ｇをト
ナー濃度５％として円筒状の容器に入れ、回転数３００
rpmのボールミルにて４８０分攪拌混合した現像剤につ
いて、現像剤中のトナーの付着力分布を衝撃法による付
着力測定から得たところ、付着力が２００ｎＮ以上の高
付着力成分の占める割合がトナー粒子全体の８％であ
り、半値幅の存在する範囲が４０〜５０ｎＮの間であ
り、半値幅が１０ｎＮであり、なおかつ、付着力分布が
正規分布の一次関数により誤差５％で近似された。ま
た、実施例１と同様にして地汚れ評価を行った結果、地
汚れランクは５であった。

【００３７】 （実施例３） 樹脂 ポリエステル樹脂 １００部 着色剤 銅フタロシアニンブルー顔料（C.I.ヒ゜ク゛メントフ゛ルー15:3）５部 電荷制御剤 サリチル酸亜鉛塩 ６部 上記原材料を実施例２と同様の方法で混練、粉砕、分級
を行い、平均粒子径が６．８μｍの粒度分布に分級し
た。さらに、母体着色粒子１００部に対して、シリカ微
粉末２部をスーパーミキサーにて混合し、トナーを得
た。上記トナーは、実施例１と同様にして磁性キャリア
と混合し、二成分現像剤を作製した。この現像剤５００
ｇをトナー濃度５％として円筒状の容器に入れ、回転数
３００rpmのボールミルにて４８０分攪拌混合した現像
剤について、現像剤中のトナーの付着力分布を衝撃法に
よる付着力測定から得たところ、付着力が２００ｎＮ以
上の高付着力成分の占める割合がトナー粒子全体の１０
％であり、半値幅の存在する範囲が５０〜６０ｎＮの間
であった。また、実施例１と同様にして地汚れ評価を行
った結果、地汚れランクは４．５であった。

【００３８】 （実施例4） 樹脂 スチレン−メチルアクリレート共重合体 １００部 磁性体 四三酸化鉄 ７５部 電荷制御剤 サリチル酸亜鉛塩 ５部 上記原材料を実施例1と同様の方法で混練、粉砕、分級
を行い、平均粒子径が６．８μｍの粒度分布に分級し
た。さらに、母体着色粒子１００部に対して、シリカ微
粉末２部をスーパーミキサーにて混合し、トナーを得
た。上記トナーは、実施例１と同様にして磁性キャリア
と混合し、二成分現像剤を作製した。この現像剤５００
ｇをトナー濃度５％として円筒状の容器に入れ、回転数
３００rpmのボールミルにて４８０分攪拌混合し、さら
にトナー濃度５．２５％となるようにトナーを加えて３
００秒間攪拌混合した現像剤について、現像剤中のトナ
ーの付着力分布を衝撃法による付着力測定から得たとこ
ろ、付着力が１０ｎＮ以下の低付着力成分の占める割合
がトナー粒子全体の１０％であった。また、実施例１と
同様にして地汚れ評価を行った結果、地汚れランクは４
であった。

【００３９】 （比較例1） 樹脂 ポリエステル樹脂 １００部 着色剤 銅フタロシアニンブルー顔料（C.I.ヒ゜ク゛メントフ゛ルー15:3）４部 電荷制御剤 サリチル酸亜鉛塩 ５．５部 上記原材料を実施例２と同様の方法で混練、粉砕、分級
を行い、平均粒子径が６．８μｍの粒度分布に分級し
た。さらに、母体着色粒子１００部に対して、シリカ微
粉末０．５部をスーパーミキサーにて混合し、トナーを
得た。上記トナーは、実施例１と同様にして磁性キャリ
アと混合し、二成分現像剤を作製した。この現像剤５０
０ｇをトナー濃度５％として円筒状の容器に入れ、回転
数３００rpmのボールミルにて４８０分攪拌混合した現
像剤について、現像剤中のトナーの付着力分布を衝撃法
による付着力測定から得たところ、付着力が２００ｎＮ
以上の高付着力成分の占める割合がトナー粒子全体の１
５％であり、半値幅の存在する範囲が７５〜９０ｎＮの
間であり、半値幅が１５ｎＮであった。また、実施例１
と同様にして地汚れ評価を行った結果、地汚れランクは
３であった。

【００４０】 （比較例２） 樹脂 スチレン−メチルアクリレート共重合体 １００部 磁性体 四三酸化鉄 ７８部 電荷制御剤 サリチル酸亜鉛塩 ７部 上記原材料を実施例1と同様の方法で混練、粉砕、分級
を行い、平均粒子径が６．８μｍの粒度分布に分級し
た。さらに、母体着色粒子１００部に対して、シリカ微
粉末２部をスーパーミキサーにて混合し、トナーを得
た。上記トナーは、実施例１と同様にして磁性キャリア
と混合し、二成分現像剤を作製した。この現像剤５００
ｇをトナー濃度５％として、粉末計量自動充填機（東洋
機械製作所；TK-201W-CW）にて円筒状の容器に充填し、
回転数３００rpmのボールミルにて４８０分攪拌混合
し、さらにトナー濃度５．２５％となるようにトナーを
加えて３００秒間攪拌混合した現像剤について、現像剤
中のトナーの付着力分布を衝撃法による付着力測定から
得たところ、付着力が１０ｎＮ以下の低付着力成分の占
める割合がトナー粒子全体の２０％であり、半値幅の存
在する範囲が５〜８０ｎＮの間であった。また、実施例
１と同様にして地汚れ評価を行った結果、地汚れランク
は１であった。

【００４１】上記実施例及び比較例の画像評価結果を表
1に示す。表１には、地汚れランクと共に、ドット再現
性、高耐久性についての評価結果もあわせて示す。ドッ
ト再現性は、格子パターンを画出しして、光学顕微鏡で
画像の鮮鋭さ、非画像部へのトナー飛散、画像部の欠損
の有無を評価し、大変良好を「◎」、良好を「○」、若
干良好を「△」、不良を「×」としてランク付けした。
また、高耐久性は、１００ｋ枚出力後の画像について、
目視にてトナー飛散、地汚れの有無を評価し、上記と同
様のランク付けをした。

【表１】

【００４２】表1から明らかなように、実施例１〜４に
おいてはいずれも地汚れのランクが４以上の良好な画像
が得られた。これに対し比較例１及び２においては、地
汚れが確認された。特に比較例２においては、地汚れラ
ンクも最悪となっている。また、地汚れが良好であった
実施例１〜４においては、１ドットを忠実に再現できる
高画質化もはかることができた。これに対し比較例1及
び２においては、1ドットの再現性が悪く高画質化をは
かることができなかった。さらに、地汚れが良好であっ
た実施例１〜４においては、長時間ランにも十分に耐え
られる高耐久化もはかることができた。これより、本発
明の請求項で記載した条件を付着力分布が満たすことに
よって、地汚れを抑えることができることが確認され
た。さらに、本発明の請求項で記載した条件を付着力分
布が満たすことによって、高画質化、高耐久化もはかれ
ることが確認された。

【００４３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によ
り、衝撃法による付着力測定から得られるトナーの付着
力分布において、付着力が１０ｎＮ以下である低付着力
成分の占める割合が、トナー粒子全体の１０％以下であ
るトナーを用いることで、感光体の地汚れを抑え、良好
な画像を与える二成分現像剤を提供することができる。
また、半値幅の存在する範囲が５ｎＮ以上７０ｎＮ以下
である付着力分布を有するトナーを用いることにより、
地汚れをさらに抑え、良好な画像を与える二成分現像剤
とすることができる。さらには、付着力分布が正規分布
の一次関数により誤差５％以内で近似されるトナーを用
いることにより、１ドット再現性に優れ、高画質で、な
おかつ耐久性にも優れた二成分現像剤とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】付着力測定装置の概略構成を示す図である。

【図２】測定セルの部分を拡大した図である。

【符号の説明】

１１ ガイド １２ 打撃子 １３ 測定セル １４ 弾性体 １５ 土台 １６ レーザ変位計 ２１ 直流電源 ２２ アルミ板 ２３ トナー付着板 ２４ 付着トナー ２５ 対向電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 9/10 ３５２ (72)発明者 小番 昭宏 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 倉本 信一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H005 AA08 BA06 CA12 CA21 CA25 CA28 CA30 CB07 CB13 DA02 DA03 EA05 EA07 EA10 FA02

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーと磁性キャリアからなる二成分現
   像剤であって、 前記トナーは、トナーの付着力分布における、付着力が
   １０ｎＮ以下である低付着力成分の占める割合が、トナ
   ー粒子全体の１０％以下であることを特徴とする二成分
   現像剤。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の二成分現像剤におい
   て、 前記トナーは、トナーの付着力分布における半値幅の存
   在する範囲が、５ｎＮ以上７０ｎＮ以下であることを特
   徴とする二成分現像剤。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の二成分現像剤におい
   て、 前記トナーは、トナーの付着力分布における半値幅の存
   在する範囲が、５ｎＮ以上５０ｎＮ以下であることを特
   徴とする二成分現像剤。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の二成分現像剤におい
   て、 前記トナーは、トナーの付着力分布における半値幅の存
   在する範囲が、１０ｎＮ以上７０ｎＮ以下であることを
   特徴とする二成分現像剤。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の二
   成分現像剤において、 前記トナーは、トナーの付着力分布における半値幅が、
   １０ｎＮ以下であることを特徴とする二成分現像剤。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の二
   成分現像剤において、 前記トナーは、トナーの付着力分布における、付着力が
   ２００ｎＮ以上である高付着力成分の占める割合が、ト
   ナー粒子全体の１０％以下であることを特徴とする二成
   分現像剤。
7. 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかに記載の二
   成分現像剤において、 前記トナーは、トナーの付着力分布における、付着力が
   ２００ｎＮ以上である高付着力成分の占める割合が、ト
   ナー粒子全体の５％以下であることを特徴とする二成分
   現像剤。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の二
   成分現像剤において、 前記トナーの付着力分布が、正規分布の一次関数により
   誤差５％以内で近似されることを特徴とする二成分現像
   剤。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の二
   成分現像剤において、 前記トナーは、重量平均粒子径が５μｍ以上１０μｍ以
   下であることを特徴とする二成分現像剤。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    二成分現像剤において、 前記トナーは、電荷制御剤として、ニグロシン系染料、
    トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体及び
    その塩類からなる群より選択される１種以上を含むこと
    を特徴とする二成分現像剤。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    二成分現像剤において、 前記トナーは、電荷制御剤として、サリチル酸金属錯体
    及びその塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化
    合物からなる群より選択される１種以上を含むことを特
    徴とする二成分現像剤。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    二成分現像剤において、 前記トナーは、無機微粉体として、シリカ、アルミナ、
    チタニアからなる群より選択される１種以上を含むこと
    を特徴とする二成分現像剤。