JP2626838B2 - 電子写真用現像剤 - Google Patents

電子写真用現像剤

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JP2626838B2
JP2626838B2 JP3019155A JP1915591A JP2626838B2 JP 2626838 B2 JP2626838 B2 JP 2626838B2 JP 3019155 A JP3019155 A JP 3019155A JP 1915591 A JP1915591 A JP 1915591A JP 2626838 B2 JP2626838 B2 JP 2626838B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真法、静電記録法
等において形成される静電荷像を形成するための乾式現
像剤に関するもので、特に磁性トナーと磁性キヤリアと
で構成される2成分系の電子写真用現像剤の改良に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】磁性トナーを現像するシステムとして
は、磁性トナーをスリーブまたはドクターブレード等と
帯電させる1成分現像方式または磁性トナーと共にキャ
リアとの帯電も行う2成分現像方式が知られている。
【0003】後者の磁性トナーとキャリアとを組み合わ
せた2成分系の現像方式では、非磁性トナーとキャリア
とを組み合わせた2成分系の現像方式に比べてキャリア
に対するトナーの含有量が多い形態をとり、かつキャリ
アによる穂を形成するため、スリーブ上での未帯電の磁
性トナーが遊離して存在し、感光体の非画線部の地カブ
リや画質の劣化を引き起こしたり、キャリアの存在によ
るコピー画像面へのキャリアの付着が問題となつてい
た。
【0004】一方前者の1成分系の磁性トナーとして、
特開昭55−48754号公報、特開昭57−4555
5号公報、特開昭57−45556号公報、特開昭57
−45557号公報等に見られるトナーが提案されてい
るが、これらの磁性トナーをキャリアと組合わせて使用
する場合においてもスリーブ付着による地カブリの増加
や、逆帯電成分による地カブリの発生、感光体への融着
等の様々な問題が発生するものである。
【0005】更に又、特開平2−72373号公報の如
く磁性トナー粒子の表面に磁性粒子を外添した磁性トナ
ーとキャリアとからなる現像剤が、スリーブへの付着が
少ないものとして提案されているが、現像性が低く、か
つ現像時の滲みが発生するという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は磁性トナーに
関する前記の如き従来の技術の問題点を解決し、文字の
滲みが少なく、コピー画像面へのキャリア付着の少ない
電子写真用現像剤を提供することを目的とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために鋭意検討の結果なされたもので、その概
要は、平均粒子径が5〜20μmの磁性トナーと平均粒
子径が30〜80μmのキャリアとが重量比で20:8
0〜60:40の比率で混合してなり、前記磁性トナー
が結着性樹脂、含金属染料からなる帯電制御剤及び磁性
粒子を含有し、かつ該磁性トナーの表面に八角面体から
なる磁性粒子が0.1〜10重量%付着していることを
特徴とする電子写真用現像剤である。この場合、磁性ト
ナーの飽和磁化が20〜50emu/gであることが好
ましい。
【0008】以下本発明の現像剤を構成する材料につい
て説明する。現像剤のうち磁性トナーは結着性樹脂に金
属酸化物と鉄酸化物との混合物であるフェライトやマグ
ネタイト等の磁性粒子を分散させて構成されている。磁
性粒子としては、結晶学的にスピネル構造のペロブスカ
イト、六方晶のガーネット、オルソフェライトやマグネ
タイト構造を有するもので、その構成はニッケル、亜
鉛、マンガン、マグネシウム、銅、リチウム、バリウ
ム、バナジウム、クローム、カルシウム等の酸化物と3
価の鉄酸化物との焼結体である。
【0009】又、上記の結着性樹脂としては、ポリスチ
レン、ポリpークロルスチレン、ポリビニルトルエン、
スチレン・pークロルスチレン共重合体、スチレン・ビ
ニルトルエン共重合体等のスチレン及びその置換体の単
独重合体及びそれらの共重合体;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nーブチル共重合体等のスチ
レンとアクリル酸エステルとの共重合体;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nーブチル共重
合体等のスチレンとメタクリル酸エステルとの共重合
体;スチレンとアクリル酸エステル及びメタクリル酸エ
ステルとの多元共重合体;その他スチレン・アクリルニ
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・ブタジエン共重合体、スチレン・ビニ
ルメチルケトン共重合体、スチレン・アクリルニトリル
・インデン共重合体、スチレン・マレイン酸エステル共
重合体等のスチレンと他のビニル系モノマーとのスチレ
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、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリ
アミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリア
クリル酸フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹
脂、石油樹脂、塩素化パラフィン等が単独又は混合して
用いられる。
【0010】更に本発明における磁性トナーには、帯電
制御剤を0.5〜5重量%より好ましくは0.5〜3重
量%含有せしめる。ここに用いられる帯電制御剤として
は含金属染料が挙げられる。帯電制御剤の含有量が0.
5%未満では帯電の立ち上がりが不十分であり、文字の
滲み等現像性や画質を低下させる。又、帯電制御剤の含
有量が5%を越えて多い場合は帯電量の低下を招くので
好ましくない。本発明においては、その他に必要に応じ
てカーボンブラック等の着色剤を含有せしめてもよい。
【0011】これらの構成により、製造される磁性トナ
ーの磁気特性は現像性に大きく関与するので、磁性トナ
ーもしくは表面の磁性粒子の量により調整する。その磁
性トナーの磁力はσs =20〜50emu/g(5k
Oeの条件下で測定)であれば現像性が十分であり、か
つ磁性トナーの飛散の問題が生じない。σs のコントロ
ールは磁性トナー中に内添する磁性粒子の磁気特性と、
内添する磁性粒子の量により行われる。
【0012】このような磁性トナーの表面には更に磁性
粒子を外添する。外添される磁性粒子は粒径が0.1〜
5μmである。磁性粒子は粒径が0.1μm未満では磁
性粒子の凝集が大きく、5μmを越えて大きい場合は非
画像部への付着が可視化され、画像が悪くなる傾向があ
る。磁性粒子の外添量は0.1〜10重量%好ましくは
1〜8重量%であることが必要であり、0.1重量%未
満では本発明の効果が薄く、10重量%を越えて多い場
合は、地カブリが増大する。
【0013】磁性トナーの中に内添する磁性粒子と磁性
トナーの表面に付着させる磁性粒子とは同様なものが使
用される。磁性粒子を磁性トナーの表面に付着させるこ
とにより、両者の間に摩擦帯電が生ずるので、たとえキ
ャリアとの間で摩擦帯電が不十分な磁性トナーであって
も画像の滲みの問題が発生しない。なお、磁性トナーの
表面に付着した磁性粒子は転写紙の非画像部にて実用上
問題となるような地汚れを生ずることはない。又、磁性
トナー表面に付着した磁性粒子は、非画像部へのキャリ
ア付着の防止にも有効である。
【0014】本発明において使用する磁性トナーの平均
粒子径は5〜20μmであることが好ましく、又、使用
するキャリアの平均粒子径は30〜80μm好ましくは
40〜60μmである。磁性トナーの平均粒子径は5μ
m未満では細かすぎて、キャリアの摩擦帯電等に問題を
起こして非画像部への地汚れを生じ、20μmを越えて
大きいと、余りに大粒子となるために画質が低下する。
又キャリアはその平均粒子径が30μm未満ではコピー
画像面へのキャリアの付着を発生し、80μmを越えて
大きい場合は解像度の低下が著しい。又、キャリア抵抗
はその電気抵抗により画質が劣化し、現像性が変化する
ため、キャリアには樹脂コートを施して電気抵抗をコン
トロールすることが好ましい。
【0015】本発明における磁性トナーとキャリアの混
合比は、重量にて20:80〜60:40であることが
必要である。磁性トナーの割合が20%未満(磁性キャ
リアが80%を越えて多い場合)は連続コピーの過程で
のトナーの補給の追随性が不良となり、コピー原稿の中
に黒ベタ部が多いと画像濃度不足を生ずる。一方磁性ト
ナーの割合が60%を越えて多い場合(磁性キャリアが
40%未満)では未帯電トナーの増加により、非画像部
への地カブリを発生する。又、本発明で使用する磁性粒
子の形状は八角面体である。八角面体の磁性粒子が磁性
トナーに対して十分な帯電性を付与することができる。
更に又、磁性粒子を付着させた磁性トナーの飽和磁化は
20〜50emu/gであることが好ましく、20em
u/g未満であると、トナーの飛散が生じ複写機内を汚
し、非画線に地汚れを生じ、画像濃度が異常に高くなる
等の欠点を生じ、50emu/gを越えて大きいと、現
像性不良により画像濃度が薄くなるという問題を生じ
る。
【0016】
【実施例】以下本発明の実施例及び比較例について説明
する。(但し、部とあるのは重量部を示す)。 実施例1 スチレンアクリル酸エステル共重合体 62部 (三洋化成工業社製商品名;TB−1000) ポリプロピレンワックス 2部 (三洋化成工業社製商品名;ビスコール550P) 磁性粒子−マグネタイト (戸田工業社製商品名;EPT−500、形状;八角面体) 35部 帯電制御剤−クロム含金染料 1部 (オリエント化学工業社製商品名;ボントロンS−34) 上記配合物をエクストルーダーにて溶融混練後粉砕分級
して平均粒子径12μmの磁性トナーを得た。この磁性
トナー100部に対してシリカ(日本アエロジル社製商
品名;R−972)を0.5部と、マグネタイトからな
る磁性粒子(戸田工業社製商品名;EPT−500)4
部とを混合し、高速攪拌機(ヘンシェルミキサー)にて
攪拌して磁性トナーの表面に磁性粒子とシリカを付着さ
せた。次に前記磁性粒子と、シリカが表面に付着した磁
性トナーと、平均粒子径が46μmであるアクリル系樹
脂をコートしたマグネタイトキャリアとを30:70の
比率で混合して本発明の電子写真用現像剤を作成した。
【0017】実施例2 実施例1において、磁性トナーの表面に付着させる磁性
粒子の量を8部にした以外は、実施例1と全く同一の方
法にて本発明の電子写真用現像剤を作成した。
【0018】比較例1 スチレンアクリル酸エステル共重合体 62部 (三洋化成工業社製商品名;TBー1000) ポリプロピレンワックス 2部 (三洋化成工業社製商品名;ビスコール550P) 磁性粒子ーマグネタイト(戸田工業社製商品名;EPTー500) 35部 上記配合物をエクストルーダーにて溶融混練後粉砕分級
して平均粒子径12μmの磁性トナーを得た。この磁性
トナー100部に対してシリカ(日本アエロジル社製商
品名;Rー972)を0.5部混合し、高速攪拌機(ヘ
ンシェルミキサー)にて攪拌して磁性トナーの表面にシ
リカを付着させた。次に前記シリカが表面に付着した磁
性トナーと、平均粒子径が46μmであるアクリル系樹
脂をコートしたマグネタイトキャリアとを30:70の
比率で混合して比較用の電子写真用現像剤を作成した。
【0019】比較例2 比較例1において、磁性トナー100部に対してマグネ
タイトからなる磁性粒子(戸田工業社製商品名;EPT
ー500)を4部と、シリカ(日本アエロジル社製商品
名;Rー972)を0.5部混合して磁性トナーの表面
に磁性粒子とシリカを付着させた以外は比較例1と全く
同様にして比較用の電子写真用現像剤を作成した。
【0020】比較例3 比較例1の磁性トナーの配合物にクロム含金染料からな
る帯電制御剤(オリエント化学工業社製商品名;ボント
ロンSー34)を1部配合した以外は、比較例1と全く
同様にして比較用の電子写真用現像剤を作成した。
【0021】比較例4 比較例3において、磁性トナー100部に対してマグネ
タイトからなる磁性粒子(戸田工業社製商品名;EPT
ー500)を12部とシリカ(日本アエロジル社製商品
名;Rー972)を0.5部混合した以外は比較例3と
全く同様にして比較用の電子写真用現像剤を作成した。
【0022】上記実施例1〜2及び比較例1〜3で得ら
れた電子写真用現像剤を用いて、トナーを補給しながら
1万枚の連続コピー試験を行った。使用した機種はシャ
ープ社製のJXー9500(OPC感光体内蔵の反転現
像方式のレーザープリンター)である。その結果を表示
すれば表1のとおりである。ただし、○は良好、△は実
用上支障を来す程度に若干不良、×は不良を示す。又画
像濃度の測定はマクベス反射濃度計、地カブリの測定は
ハンター白色濃度計による。外観汚れ、文字の滲み、解
像性は視覚判定による。表1から明らかなとおり、本発
明による電子写真用現像剤は10000枚の連続コピー
の過程で、画像濃度、地カブリと、外線汚れ、文字の滲
みおよび解像性のすべての実用特性においてバランスの
とれた良好な特性を示した。
【0023】
【表1】
【0024】実施例1と比較例3の現像剤を使用して1
000枚の連続コピー後、バイアス電圧を変化した場合
の感光体上のキャリアの付着を目視で比較した。その結
果は表2に示すとおりである。ただし、○は良好、△は
実用上支障を来す程度に若干不良、×は不良を示す。こ
れによれば本発明の現像剤はバイアス電圧の依存性が少
なく、感光体上のキャリアの付着特性を有することが確
認された。
【0025】
【表2】
【0026】実施例3 前記実施例1において、磁性粒子と、シリカが表面に付
着した磁性トナーと、平均粒子径が46μmのアクリル
系樹脂をコートしたマグネタイトキャリアとを50:5
0の比率で混合して本発明の電子写真用現像剤を作成し
た。
【0027】比較例5 前記実施例1において、磁性トナーとマグネタイトキャ
リアとの比率を15:85にした以外は、同様にして比
較用の電子写真用現像剤を作成した。
【0028】比較例6 前記実施例1において、磁性トナーとマグネタイトキャ
リアとの比率を65:35にした以外は、同様にして比
較用の電子写真用現像剤を作成した。
【0029】上記実施例1、実施例3、比較例5および
比較例6の現像剤とを使用して電子写真用現像剤を作成
する際の磁性トナーと、キャリアの重量混合比の相違に
よるトナーの補給状態での画像比較を行った。その結果
は表3に示すとおりである。ただし、画像濃度はマグベ
ス反射濃度計を用いて測定し、地カブリはハンター白色
濃度計を用いてコピー紙上を目視することにより測定し
た。これによれば同じ磁性トナー及びキャリアを用いて
も、本発明の実施例においては、初期画像も耐刷後も画
像濃度、地カブリが少ないが、比較例のものは磁性キャ
リアの配合比が本願の発明の範囲を外れているために、
画像濃度が低く地カブリが増大して好ましくない結果を
示した。
【0030】
【表3】
【0031】
【発明の効果】本発明の電子写真用現像剤は、1)磁性
トナーに帯電制御剤が添加されているので、現像性が向
上し、画像の滲みが減少する。2)磁性粒子が表面に付
着することにより、現像する磁性トナーの帯電量が向上
し、画像の滲みが減少する。3)磁性粒子が表面に付着
することにより、コピー画像面へのキャリアの付着が防
止できる。4)現像剤中の磁性トナー量を適当な範囲に
設定することにより磁性トナーの補給性を良好にし、地
カブリを低減させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−221965(JP,A) 特開 平2−72373(JP,A) 特開 平3−257461(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒子径が5〜20μmの磁性トナー
    平均粒子径が30〜80μmのキャリアとが重量比で
    20:80〜60:40の比率で混合してなり、前記磁
    性トナーが結着性樹脂、含金属染料からなる帯電制御剤
    及び磁性粒子を含有し、かつ該磁性トナーの表面に八角
    面体からなる磁性粒子が0.1〜10重量%付着してい
    ることを特徴とする電子写真用現像剤。
  2. 【請求項2】 磁性粒子を付着させた磁性トナーの飽和
    磁化が20〜50emu/gである請求項1記載の電子
    写真用現像剤。
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