JP2728930B2 - 負帯電性磁性現像剤 - Google Patents

負帯電性磁性現像剤

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JP2728930B2 JP1106605A JP10660589A JP2728930B2 JP 2728930 B2 JP2728930 B2 JP 2728930B2 JP 1106605 A JP1106605 A JP 1106605A JP 10660589 A JP10660589 A JP 10660589A JP 2728930 B2 JP2728930 B2 JP 2728930B2
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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静
電荷像を現像するための現像剤に関する。
さらに詳しくは直接または間接電子写真現像方法に於い
て、均一に強く負に帯電し、 デジタル負静電荷像を反
転現像により可視化して、高品質な画像を与える負荷電
性磁性現像剤に関する。
〔背景技術〕
電子写真システムは、原稿画像に対し露光を行いその
反射光を潜像担持体に露光し、潜像を得る方法が一般に
行われている。この方式は、原稿反射光を直接画像信号
とするため、電気的潜像の電位は連続的に変化する(以
下アナログ潜像という)。
これに対し、最近原稿反射光を、電気信号に変換し、
その信号を処理した後、それに基づき露光を行う方式が
商品化されている。この方式は、アナログ潜像方式に較
べ高倍率の拡大,縮小が容易にでき、画像信号をコンピ
ューターに取り込んで他の情報と合わせて出力できる。
前記の如き多才な用途が有る反面、画像信号をアナログ
のまま扱うと信号量が膨大になるため画素単位(以下ド
ツトという)に画像を分割し、各画素毎に露光量を決め
るデジタル処理が必要となる。
潜像がデジタル化された場合、アナロフ潜像に較べ、
ドツトの1つ1つが正確に現像される必要があり、従っ
て高い現像率で画素に忠実に現像し得る現像剤が必要と
なる。
デジタル潜像の現像の場合、アナロフ潜像に較べ潜像
形成時に於ける潜像の表面電位の偏差が大きく、現像剤
搬送部と、感光ドラムの如き潜像担持体との電位差が小
さい潜像部においても現像がおこなわれることが必要に
なる。
画像・非画像が1ドツト毎に繰り返される様な画像に
於いて特に現像剤の現像性が重要になる。故に、デジタ
ル潜像システムにアナログ潜像用現像剤として開発され
た現像剤を流用した場合、特に上記画像・非画像が1ド
ツト毎に繰り返される印字パターンに於いてドツト毎の
現像が不足し、ドツトが小さくなったりあるいは全く現
像されないといった現象がおこり、全体としては画像濃
度が淡くなったり文字がかすれたりする傾向がある。こ
の現象は現像剤帯電量が小さくなりやすい磁性体を含有
した磁性トナーを有する現像剤(以下磁性現像剤とい
う)に於いて顕著になる。
これは、磁性現像剤では磁性体が磁性トナー粒子表面
に出ている部分があり、帯電に寄与できる表面が少なく
なるためと考えられる。磁性体の表面露出量は磁性トナ
ー1個当りに含有される磁性体の量により変化するた
め、現像剤帯電量の分布は他の現像剤に較べ広くなる。
従って磁性現像剤をデジタル潜像システムに用いた場合
には摩擦帯電量の低い磁性トナー粒子の、現像器内にお
ける蓄積に起因した文字のかすれが起こりやすく、その
改善が望まれている。
さらに、近年、電子写真複写機等画像形成装置が広く
普及するに従い、その用途も多種多様に広がり、その画
像品質への要求も厳しくなってきている。一般の書類,
書物の如き画像の複写では、微細な文字に至るまで、つ
ぶれたり、とぎれたりすることなく、極めて微細且つ忠
実に再現することが求められている。特に、画像形成装
置が有する感光体上の潜像が100μm以下の線画像の場
合に従来の現像剤では細線再現性が一般に悪く、線画像
の鮮明さがいまだ充分ではない。また、最近、デジタル
な画像信号を使用している電子写真プリンターの如き画
像形成装置では、潜像は一定電位のドットが集まって形
成されており、ベタ部、ハーフトーン部およびライト部
はドツト密度をかえることによって表現されている。と
ころが、ドツトに忠実にトナー粒子がのらず、ドツトか
らトナー粒子がはみ出した状態では、デジタル潜像の黒
部と白部のドツト密度の比に対応するトナー画像の階調
性が得られないという問題点がある。さらに、画質を向
上させるために、ドットサイズを小さくして解像度を向
上させる場合には、微小なドットから形成される潜像の
再現性がさらに困難になり、解像度及び階調性の悪い、
シャープネスさに欠けた画像となる傾向がある。
また、初期においては、良好な画質であるが、プリン
トアウトをつづけているうちに、画質が劣悪化してゆく
ことがある。この現像は、プリントアウトをつづけるう
ちに、現像されやすいトナー粒子のみが先に消費され、
現像機中に、現像性の劣ったトナー粒子が蓄積し残留す
ることによって起ると考えられる。
これまでに、画質をよくするという目的のために、い
くつかの現像剤が提案されている。特開昭51−3244号公
報では、粒度分布を規制して、画質の向上を意図した非
磁性トナーが提案されている。該トナーにおいて、8〜
12μmの粒径を有するトナーが主体であり、比較的粗
く、この粒径では本発明者らの検討によると、潜像への
均密なる“のり”は困難であり、かつ、5μm以下が30
個数%以下であり、20μm以上が5個数%以下であると
いう特性から、粒度分布はブロードであるという点も均
一性を低下させる傾向がある。このような粗めのトナー
粒子であり、且つブロードな粒度分布を有するトナーを
用いて、鮮明なる画像を形成するためには、トナー粒子
を厚く重ねることでトナー粒子間の間隙を埋めて見かけ
の画像濃度を上げる必要があり、所定の画像濃度を出す
ために必要なトナー消費量が増加するという問題点も有
している。
また、特開昭54−72054号公報では、前者よりもシャ
ープな分布を有する非磁性トナーが提案されているが、
中間の重さの粒子の寸法が8.5〜11.0μmと粗く、高解
像性のトナーとしては、いまだ改良すべき余地を残して
いる。
特開昭58−129437号公報では、平均粒径が6〜10μm
であり、最多粒子が5〜8μmである非磁性トナーが提
案されているが、5μm以下の粒子が15個数%以下と少
なく、鮮鋭さの欠けた画像が形成される傾向がある。
本発明者らの検討によれば、5μm以下のトナー粒子
が、潜像の輪郭を明確に再現し、且つ潜像全体への緻密
なトナーののりの主要なる機能をもつことが知見され
た。特に、感光体上の静電荷潜像においては電気力線の
集中のため、輪郭たるエツジ部は内部より電界強度が高
く、この部分に集まるトナー粒子の質により、画質の鮮
鋭さが決まる。本発明者らの検討によれば5μm以下の
粒子の量が画質の鮮鋭さの問題点の解決に有効であるこ
とが判明した。
また、米国特許4,299,900号明細書では、20〜35μm
の磁性トナーを10〜50重量%有する現像剤を使用するジ
ヤンピング現像法が提案されている。すなわち、磁性ト
ナーを摩擦帯電させ、スリーブ上にトナー層を均一に薄
く塗布し、さらに現像剤の耐環境性を向上させるために
適したトナー粒径の工夫がなされている。しかしなが
ら、細線再現性、解像力、反転現像方式への適合性等の
さらに厳しい要求を考えると、十分なものではなく、さ
らに、改良が求められている。
また本発明のトナーは従来のトナーに比べ、分級や熱
処理等の手段により制御しているものの5μm以下の微
粉がかなり多い。この結果、粒度の違いによる現像性の
差により選択的に現像剤担持体の表面近傍に蓄積し、そ
の上に本来の現像剤が層を形成するために、現像に必要
な適正帯電量が得られにくくなり、微粉層形成部分と通
常部分とに濃度差が出るいわゆる現像剤担持体メモリー
が発生する。
特に、一成分磁性現像剤においては個々の微粉状トナ
ー粒子に含有する磁性体量が適正粒径のトナーに含有さ
れる磁性体量よりも少なくなる傾向にあり、適正粒径の
トナー粒子が有する帯電量よりも高くなるため現像剤担
持体への鏡映力により付着も強く、担持体メモリー現像
が一層顕著となる。また負帯電性現像剤においては、負
帯電性の疎水性シリカ微粉末が一般的に用いられること
もトナー担持体メモリーを助長している一因である。
担持体メモリーという現象とは、添付図面中の第1c図
の部分4示すごとき画像形成される現象をいう。例えば
第1a図に示す画像1を現像後に、第1b図に示す幅広の画
像2を現像する場合、画像1の領域外の白地に対応する
スリーブの如きトナー担持体の現像剤で現像された画像
2の部分4は第1c図に示す如く、他の画像領域と比較し
て画像濃度が薄くなる。尚、画像2を現像するために現
像剤担持体が一回転すると、現像剤担持体上の幅bに相
当する現像剤は消費されるので、一回転後(長さl以
後)の部分3は画像濃度が均一化する。
現像剤に樹脂微粒子を添加することについては、作用
効果は異なるものの特開昭60−186854号公報等に見られ
るごとき、トナー粒子よりも小さい重合体樹脂微粒子を
添加することが提案されている。これと同様にして現像
剤を調製し、検討したところ、初期においては現像剤担
持体メモリーに対する効果が多少見られたものの、耐久
試験を行うと効果がなくなることが判明した。
また、樹脂微粒子の帯電性について検討したところ、
トナーとトリボ電荷が鉄粉に対して同極性では効果が見
られず、逆極性においても特定のトリボ電荷量のものが
効果が高いことが知見されている。また、作用効果は異
なるものの特開昭61−25058号公報において逆極性微粒
子(例えば正帯電性トナーに対して負帯電性のシリカ微
粒子)と同極性微粒子(例えば正帯電性トナーに対して
正帯電性のシリカ微粒子)を添加することが提案されて
いる。これについても同様に現像剤を調製して検討した
ところ、現像剤担持体メモリーに対する効果がある程度
見られたが画像濃度も低いものであった。
また耐久が進むにつれてクリーナー部に逆極性粒子と
思われる微粒子が蓄積し、感光体の損傷が見られるな
ど、いまだ改良すべき点を有している。
最近では複写機またはページプリンタの信頼性が向上
するとともに、より鮮明で高画質化が求められている。
又ラインコピーだけでなくグラフイツクやデザイン関係
への対応を考えた場合、上述のごとき現象をも克服した
現像剤が待望されている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上述のごとき問題点を解決した負帯電
性磁性現像剤を提供するものである。
さらに、本発明の目的は、画像濃度が高く、細線再現
性、階調性の優れた負帯電性磁性現像剤を提供するもの
である。
さらに本発明の目的は、長時間の使用で性能の変化の
ない負帯電性磁性現像剤を提供するものである。
さらに本発明の目的は、環境変動に対して性能の変化
のない負帯電性磁性現像剤を提供するものである。
さらに本発明の目的は、転写性の優れた負帯電性磁性
現像剤を提供するものである。
さらに、本発明の目的は、少ない消費量で、高い画像
濃度をえることの可能な負帯電性磁性現像剤を提供する
ものである。
さらに、また本発明の目的は、デジタルは画像信号に
よる画像形成装置において、解像性、階調性、細線再現
性に優れたトナー画像を形成し得る負帯電性磁性現像剤
を提供するものである。
さらに、本発明の目的は、現像剤担持体上に現像剤の
層と均一に形成させ、現像剤担持体メモリーを発生させ
ない負帯電性磁性現像剤を提供することにある。
また本発明の目的は、負帯電性磁性現像剤を使用して
カブリが少なく、画像濃度の高い画像を形成し得る画像
形成方法を提供することにある。
より詳細には、本発明は、結着樹脂及び磁性粉を少な
くとも有する磁性トナーにおいて、5μm以下の粒径を
有する磁性トナー粒子が17〜60個数%含有され、6.35〜
10.08μmの粒径を有する磁性トナー粒子が5〜50個数
%含有され、12.7μm以上の粒径を有する磁性トナー粒
子が2.0体積%以下で含有され、磁性トナーの体積平均
粒径が6〜8μmであり、5μm以下の磁性トナー粒子
群が下記式 〔式中、Nは5μm以下の粒径を有する磁性トナー粒子
の個数%を示し、Vは5μm以下の粒径を有する磁性ト
ナー粒子の体積%を示し、kは4.6乃至6.7の正数を示
す。但し、Nは17乃至60の正数を示す。〕 を満足する粒度分布を有する絶縁性磁性トナー100重量
部、平均粒径が0.03〜1.0μm、比電気抵抗が106Ωcm〜
109Ωcmである正帯電性樹脂粒子(A)0.1〜1重量部及
び−100〜−350μc/gのトリボ電荷量を有する疎水性シ
リカ微粉末(B)0.6〜1.6重量部をBがAと同量または
以上で含有されることを特徴とする負帯電性磁性トナー
に関する。
上記の粒度分布を有する本発明の磁性トナーは、感光
体上に形成された潜像の細線に至るまで、忠実に再現す
ることが可能であり、網点およびデジタルのようなドツ
ト潜像の再現にも優れ階調性及び解像性にすぐれた画像
を与える。さらに、コピーまたはプリントアウトを続け
た場合でも高画質を保持し、かつ、高濃度の画像の場合
でも従来の磁性トナーより少ないトナー消費量で良好な
現像をおこなうことが可能であり、経済性および、複写
機またはプリンター本体の小型化にも利点を有するもの
である。
本発明の磁性トナーにおいて、このような効果が得ら
れる理由は、必ずしも明確でないが、以下のように推定
される。
すなわち本発明の磁性トナーにおいては、5μm以下
の粒径の磁性トナー粒子が17〜60個数%であることが一
つの特徴である。従来、磁性トナーにおいては5μm以
下の磁性トナー粒子は、帯電量コントロールが困難であ
ったり、磁性トナーの流動性を損ない、また、トナー飛
散して機械を汚す成分として、さらに、画像のかぶりを
生ずる成分として、積極的に減少することが必要である
と考えられていた。
しかしながら本発明者らの検討によれば、5μm以下
の磁性トナー粒子が高品質な画質を形成するための必須
の成分であることが判明した。
例えば、0.5μm〜30μmにわたる粒度分布を有する
磁性トナーを用いて、感光体上の表面電位を変化し、多
数のトナー粒子が現像され易い大きな現像電位コントラ
ストから、ハーフトーンへ、さらに、ごくわずかのトナ
ー粒子しか現像されない小さな現像電位コントラストま
で、感光体上の表面電位を変化させた潜像を現像し、感
光体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒度分布
を測定したところ、8μm以下の磁性トナー粒子が多
く、特に5μm以下の磁性トナー粒子が多いことが判明
した。すなわち、現像にもっとも適した5μm以下の粒
径の磁性トナー粒子が感光体の潜像の現像に円滑に供給
される場合に潜像に忠実であり、潜像からはみ出すこと
なく、真に再現性の優れた画像がえられるものである。
また、本発明の磁性トナーにおいては、6.35〜12.7μ
mの範囲の粒子が5〜50個数%であることが一つの特徴
である。これは、前述のごとく、5μm以下の粒径の磁
性トナー粒子の存在の必要性と関係があり、5μm以下
の粒径の磁性トナー粒子は、潜像を厳密に覆い、忠実に
再現する能力を有するが、潜像自身において、その周囲
のエツジ部の電界強度が中央部よりも高く、そのため、
潜像内部がエツジ部より、トナー粒子ののりがうすくな
り、画像濃度が薄く見えることがある。特に、5μm以
下の磁性トナー粒子は、その傾向が強い。しかしなが
ら、本発明者らは、6.35〜10.08μmの範囲のトナー粒
子を5個数%〜50個数%含有させることによって、この
問題を解決し、さらに鮮明にできることを知見した。す
なわち、6.35〜10.08μmの粒径の範囲のトナー粒子が
5μm以下の粒径の磁性トナー粒子に対して、適度にコ
ントロールされた帯電量をもつためと考えられるが、潜
像のエツジ部より電界強度の小さい内側に供給されて、
エツジ部に対する内側のトナー粒子ののりの少なさを補
って、均一なる現像画像が形成され、その結果、高い濃
度で解像性及び階調性の優れたシャープな画像が提供さ
れるものである。
さらに、5μm以下の粒径の粒子について、その個数
%(N)と体積%(V)との間に、N/V=−0.05N+k
(但し、4.6≦k≦6.7;17≦N≦60)なる関係を本発明
の磁性トナーが満足していることも特徴の一つである。
第7図にこの範囲を示すが、他の特徴と共に、この範囲
を満足する粒度分布の本発明の磁性トナーは優れた現像
性を達成しうる。
本発明者らは、5μm以下の粒度分布の状態を検討す
る中で、上記式で示すような最も目的を達成するに適し
た微粉の存在状態があることを知見した。すなわち、あ
るNの値に対して、N/Vが大きいということは、5μm
以下の粒子まで広く含んでいることを示しており、N/V
が小さいということは、5μm付近の粒子の存在率が高
く、それ以下の粒径の粒子が少ないことを示していると
解され、N/Vの値が1.6〜5.85の範囲内にあり、且つNが
17〜60の範囲にあり、且つ上記関係式をさらに満足する
場合に、良好な細線再現性及び高解像性が達成される。
また、12.7μm以上の粒径の磁性トナー粒子について
は、2.0体積%以下にし、できるだけ少ないことが好ま
しい。
従来の観点とは全く異なった考え方によって、本発明
の磁性現像剤は従来の問題点を解決し、最近の厳しい高
画質への要求にも耐えることを可能としたものである。
本発明の構成について、さらに詳しく説明をする。
5μm以下の粒径の磁性トナー粒子が全粒子数の17〜
60個数%であることが良く、好ましくは25〜60個数%が
良く、さらに好ましくは30〜60個数%が良い。5μm以
下の粒径の磁性トナー粒子が17個数%未満であると、高
画質に有効な磁性トナー粒子が少なく、特に、プリント
アウトをつづけることによってトナーが使われるに従
い、有効な磁性トナー粒子成分が減少して、本発明で示
すところの磁性トナーの粒度分布のバランスが悪化し、
画質がしだいに低下してくる。また、60個数%を越える
場合は、磁性トナー粒子相互の凝集状態が生じやすく、
本来の粒径以上のトナー塊となるため、荒れた画質とな
り、解像性を低下させ、または潜像のエツジ部と内部と
の濃度差が大きくなり、中ぬけ気味の画像となりやす
い。
また、6.35〜10.08μmの範囲の粒子が5〜50個数%
であることが良く、好ましくは8〜40個数%が良い。50
個数%より多いと、画質が悪化すると共に、必要以上の
現像、すなわち、トナーののりすぎが起こり、再線再現
性が低下し、トナー消費量の増大をまねく。一方、5個
数%未満であると、高画像濃度が得られにくくなる。ま
た、5μm以下の粒径の磁性トナー粒子群の個数%(N
%),体積%(V%)の間に、N/V=−0.05N+kなる関
係があり、4.6≦k≦6.7の範囲の正数を示す。好ましく
は4.6≦k≦6.2、さらに好ましくは4.6≦k≦5.7であ
る。先に示したように、17≦N≦80、好ましくは25≦N
≦60、さらに好ましくは30≦N≦60である。
k<4.6では、5.0μmより小さな粒径の磁性トナー粒
子数が少なく、画像濃度、解像性、鮮鋭さで劣ったもの
となる。従来、不要と考えがちであった微細な磁性トナ
ー粒子の適度な存在が、現像において、トナーの細密充
填化を果し、粗れのない均一な画像を形成するのに貢献
する。特に細線及び画像の輪郭部を均一に埋めることに
より、視覚的にも鮮鋭さをより助長するものである。す
なわちk<4.6では、この粒度分布成分の不足に起因し
て、これらの特性の点で劣ったものとなる。
別の面からは、生産上も、k<4.6の条件を満足する
には分級等によって、多量の微粉をカツトする必要があ
り、吸率及びトナーコストの点でも不利なものとなる。
またk<6.7では、必要以上の微粉の存在によって、く
り返しプリントアウトをつづけるうちに、画像濃度が低
下する傾向がある。この様な現象は、必要以上の荷電を
もった過剰の微粉状磁性トナー粒子が現像スリーブ上に
帯電付着して、正常な磁性トナーの現像スリーブへの担
持および荷電付与を阻害することによって発生すると考
えられる。
また、12.70μm以上の粒径の磁性トナー粒子が2.0体
積%以下であることが良く、さらに好ましくは1.0体積
%以下であり、さらに好ましくは0.5体積%以下であ
る。2.0体積%より多いと、細線再現における妨げにな
る。また、磁性トナーの体積平均径は6〜8μmであ
り、この値は先にのべた各構成要素と切りはなして考え
ることはできないものである。体積平均粒径6μm未満
では、グラフイツク画像などの画像面積比率の高いデジ
タル潜像の用途では、転写紙上のトナーののり量が少な
く、画像濃度の低いという問題点が生じやすい。これ
は、先に述べた潜像におけるエツジ部に対して、内部の
濃度が下がる理由と同じ原因によると考えられる。体積
平均粒径8μmを越える場合では100μm以下の微少ス
ポツトの解像度が良好でなく非画像部へのとびちりも多
い。またプリントアウトの初めは良くとも使用をつづけ
ていると画質低下を発生しやすい。
トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できる
が、本発明においてコールターカウンターを用いて行っ
た。
すなわち、測定装置としてはコールターカウント−TA
−II型(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布
を出力するインターフエイス(日科機製)及びCX−1パ
ーソナルコンピユータ(キヤノン製)を接続し、電界液
は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製す
る。測定法としては前記電解水溶液100〜150ml中に分散
剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩を0.1〜5ml加え、さらに測定試料を2〜20mg加
える。試料を懸濁した電界液は超音波分散器で約1〜3
分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTAII型
により、アパチヤーとして100μアパチヤーを用いて、
個数を基準として2〜40μの粒子の粒度分布を測定し
て、それから本発明に係るところの値を求めた。
尚、本発明の磁性トナーの真密度は1.45〜1.8g/cm3
あることが好ましく、さらに好ましくは1.55〜1.75g/cm
3である。この範囲において、本発明の特定の粒度分布
を有する磁性トナーは、磁界存在下の反転現像方式にお
いて高画質および耐久安定性という点で最も効果を発揮
しうる。磁性トナーの真密度が1.45より小さいと、磁性
トナー粒子そのものの重さが軽すぎて反転現像において
かぶりおよびトナー粒子ののりすぎによる細線のつぶ
れ、飛びちり、解像力の悪化が発生しやすくなる。ま
た、磁性トナーの真密度1.8より大きいと画像濃度がう
すく、細線のとぎれなど鮮鋭さの欠けた画像となり、ま
た相対的に磁気力も大きくなるため、トナーの穂も長く
なったり分枝状になったりしやすく、この場合、デジタ
ル潜像を現像したとき画質を乱し粗れた画像となりやす
い。
磁性トナー真密度の測定は、いくつかの方法で行うこ
とができるが、本願では、微粉体を測定する場合、正確
かつ簡便な方法として次の方法を採用した。
ステンレス製の内径10mm、長さ約5cmのシリンダー
と、その中に密着挿入できる外径約10mm、高さ5mmの円
盤(A)と、外径約10mm、長さ約8cmのピストン(B)
を用意する。シリンダーの底に円盤(A)を入れ、次で
測定サンプル約1gを入れ、ピストン(B)を静かに押し
込む。これに油圧プレスによって400Kg/cm2の力を加
え、5分間圧縮したものをとり出す。この圧縮サンプル
の重さを秤量(wg)しマイクロメーターで圧縮サンプル
の直径(Dcm)、高さ(Lcm)を測定し、次式によって真
密度を計算する。
さらに良好な現像特性を得るために、本発明の磁性ト
ナーは、残留磁化αrが1〜5emu/g、好ましくは2〜4.5
emu/gであり、飽和磁化αsが20〜40emu/gであり、抗磁
力Hcが40〜100エステツド(Oe)(いずれも測定磁場は1
KOeである)の磁気特性を満足することが好ましい。
また負帯電性磁性トナーにおては、体積粒径が小さく
なるにしたがって、トナー担持体メモリーの程度が悪化
する傾向があり、本発明者らは本発明の粒度分布をもつ
トナーにおいて、正帯電性を有する樹脂微粒子(A)と
負帯電性を有するシリカ微粒子(B)とをB≧Aなる量
で負帯電性磁性トナー中に含有させることにより満足の
いく現像剤が得られることを見出した。
本発明に用いられる正帯電性樹脂微粒子はトリボ電荷
量が+50μc/g〜+350μc/gであることが好ましい。+5
0μc/gに満たないものを添加すると添加効果が少なく
て、トナー担持体メモリーの抑制効果の発現が少なく、
また画像濃度の低下を引きおこしやすい。また+350μc
/gよりも高いものを添加すると流動性の著しい悪化を生
じ画出しを重ねると濃度低下を生じやすい。
正帯電性樹脂微粒子のトリボ電荷量は次の様にして測
定される。すなわち、25℃,50〜60%RHの環境下に1晩
放置された樹脂微粒子0.2gと200〜300メツシユに主体粒
度を持つ、樹脂で被覆されていないキヤリアー鉄粉(例
えば、日本鉄粉社製EFV200/300)99.8gとを前記環境下
でおよそ200c.c.の容積を持つアルミニウム製ポツトに
入れ、60分間混合したのち、400メツシユスクリーンを
有するアルミニウム製のセルを用いて、0.5kg/cm2のブ
ロー圧にてブローオフ法により樹脂微粒子のトリボ電荷
量を測定する。
本発明に用いられる正荷電性樹脂微粒子は一次平均粒
径が0.03乃至1.0μmの範囲で用いられ、好ましくは0.0
5乃至0.5μmのものを用いる。0.03μmに満たないもの
はトナー粒子の一部を正帯電性にコントロールしカブリ
の増大をもたらす。また1.0μmより大きなものはトナ
ー粒子表面から遊離しやすく、トナーと凝集して反転部
に現像され黒ポチカブリの原因となる。
平均粒径の測定については、コールターカウンターN4
(日科機製)にて溶媒中に超音波により分散された状態
で測定する。またCAPA−5000型(堀場製作所製)で測定
してもよい。また重合法等により得られた事実上単分散
のものは倍率7500〜10,000倍の走査型顕微鏡写真(SEM
像)により測定してもよい。
また本発明に用いられる生帯電性樹脂微粒子の添加量
はトナー00重量部に対し0.05〜1.0重量部、好ましくは
0.1〜0.8重量部で用いられ、かつシリカ微粒子の添加量
と同量または以下の量で用いられる。0.05重量部に満た
ない場合はトナー担持体メモリーに対する効果は少な
く、1.0重量部を越えると画像濃度の低下を生じずシリ
カ微粒子の添加量を越えた場合も同様である。
また本発明で使用される正帯電性樹脂微粒子は球形状
のものが好ましく、具体的には該樹脂微粒子の長径に対
する短径の比(長径/短径)が1.0乃至1.02のものがト
ナー担持体メモリ現象を抑制または防止する効果に優れ
ている。
本発明に用いられる正帯電性樹脂微粒子は、乳化重合
法、スプレードライ法などにより製造される。粒子の保
形性の点から正帯電性樹脂微粒子の樹脂はGPCクロマト
グラム法による重量平均分子量が10,000乃至200,000の
ものが良い。本発明の樹脂微粒子としては、メチルメタ
クリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジ
エチルアミノエチルメタクリレート、N−メチル−N−
フエニルエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチル
メタクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリルア
ミド、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジンなどの
ビニルモノマーまたはそれらのモノマーの混合物を共重
合した樹脂粒子を用いる。
樹脂粒子に正荷電性を付与するために、含窒素重合開
始剤を使用してモノマーを重合する方法を用いても良
く、また含窒素ビニルモノマーを含有するモノマー組成
物を重合する方法を用いても良い。
また本発明の範囲の粒径の球形微粒子の効果を発現さ
せるためには、本発明のトナーの凝集度が70%以下であ
ることが必要である。70%以上では現像器内のトナーの
動きが著しく悪化し、ベタ黒濃度ムラ、画像濃度低下が
生じる。
ここでいうベタ黒濃度ムラは現像器内にトナー凝集体
が生成し、それに起因してスリーブ上のトナーコートが
薄い部分が生じるためにおこる現象で、極端なケースで
はトナーコートしない部分が生じ、白スジとなり、また
この現象は本発明の粒度分布のトナーで顕著である。こ
れは本発明の粒度分布の黒色微粉体が比表面積が大きく
てそれ自体静電凝集がつよいことに起因している。
尚、上述の凝集度は、ホソカワミクロン株式会社製の
パウダーテスタと、200メツシユのふるい、100メツシユ
のふるい及び60メツシユのふるいを順次重ねた三段のふ
るいとを用いて測定した。測定手段としては、約2gのト
ナーまたは現像剤からなる粉体を三段ふるいの上段の60
メツシユのふるいの上にのせ、パウダーテスタに2.5Vの
電圧を印加して、40秒間三段ふるいを振動させ、60メツ
シユのふるいに残留した粉体重量agと、100メツシユの
ふるいに残留した粉体の重量bgと、200メツシユのふる
いに残留した粉体重量cgとから下式によって凝集度を算
出する。
このため球形樹脂粒子の比電気抵抗は106〜109Ω・cm
であることが必須である。比電気抵抗が106Ω・cmより
低いものを用いると、特に高温高湿環境下においてトナ
ー粒子の帯電量を著しく減少させることになり、結果と
して画像濃度が低下する。
また比電気抵抗が109Ω・cmより高いものを用いると
トナーの流動性を著しく悪化させ、現像器内のトナーの
動きが悪くなる結果としてベタ黒濃度ムラ、画像濃度低
下を生じ、この傾向は低温低湿下で著しい。
本発明における電気的比抵抗(体積固有抵抗)の測定
は例えば第4図に示した装置で行う。同図において、41
は台座、42は押圧手段で、ハンドプレスに接続されてい
て、圧力計43が付属している。44は直径3.100cmの硬質
ガラスセルで、中に試料45を入れる。46は真鍮製のプレ
スラムで、直径4.266cm、面積14.2857cm2。47はステン
レス製の押棒で、半径0.397cm、面積0.496cm2で、プレ
スラム46からの圧力を試料45に加える。48は真鍮製の
台、49及び50はベークライト製の絶縁板。51はプレスラ
ム46と台8に接続された抵抗計、52はダイヤルゲージで
ある。
第4図の装置において、ハンドプレスに油圧20kg/cm2
の圧力をかけると、試料には576kg/cm2の圧力がかか
る。抵抗計51から抵抗を読み取り、試料の断面積をかけ
て、ダイヤルゲージ52から読み取った試料の高さで割っ
て体積固有抵抗を求める。
球形樹脂粒子は正極性に帯電していることが必須であ
り、必要に応じて粒子表面処理を施しても良い。表面処
理の方法としては、鉄、ニツケル、コバルト、銅、亜
鉛、金、銀等の金属を蒸着法やメツキ法で表面処理する
方法、又は上記金属や磁性体、導電性酸化亜鉛等の金属
酸化物などをイオン吸着や、外添などにより固定させる
方法、顔料又は染料、さらには重合体樹脂等々摩擦帯電
可能な有機化合物をコーテイングや外添などにより担持
させても良い。
疎水性シリカ微粉体及び正帯電性樹脂微粒子及び絶縁
性磁性トナーを少なくとも有する本発明の磁性現像剤
は、窒素ガス吸着法によるBET比表面積1.8〜3.5m2/gを
有し、−10〜−20μc/gの摩擦帯電量を有し真比重1.45
〜1.8g/cm3を有する。
本発明の現像剤の窒素ガス吸着法によるBET比表面積
が1.8m2/g未満であると、現像剤担持体上で現像に十分
な帯電量を得るのに時間がかかり、初期濃度が薄くカブ
リの多い画像となる。また3.5m2/gより大きいとスリー
ブとの鏡映力が大きくなり現像率の低下が生じ結果とし
て画像濃度の低下を生じる。
本発明におけるBET比表面積の測定には、QUANTACHROM
E社製比表面積計オートソーブ1を使用し、BET1点法に
より求めた。
また本発明の現像剤の真比重は1.45〜1.8g/cm3であ
り、1.45未満では磁界中で交流バイアスをかけて現像す
る方式においてカブリを生じやすく、またライン幅が太
くなり解像力が悪化する。
本発明に係る磁性トナーの結着樹脂としては、ポリス
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−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−メタアクリル酸メチル共重合
体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレ
ン−メタアクリル酸ブチル共重合体、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−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、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジ
ン、変性ロジン、テルペン樹脂、フエノール樹脂、脂肪
族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラ
フインワツクス、カルナバワツクスなどが単独或いは混
合して使用できる。
また、本発明に係る磁性トナーにさらに添加し得る着
色材料としては、従来公知のカーボンブラツク、銅フタ
ロシアニン、鉄黒などが使用できる。
本発明に係る磁性トナーに含有される磁性微粒子とし
ては、磁場の中に置かれて磁化される物質が用いられ、
鉄、コバルト、ニツケルなどの共磁性金属の粉末もしく
はマグネタイト、γ−Fe2O3,フエライトなどの合金や
化合物が使用できる。
これらの磁性微粒子は窒素吸着法によるBET比表面積
が好ましくは2〜20m2/g、特に2.5〜12m2/g,さらにモー
ス硬度が5〜7の磁性粉が好ましい。この磁性粉の含有
量は結着樹脂100重量部に対して70〜120重量部%が良
い。また、本発明のトナーには必要に応じて荷電制御剤
を含有しても良く、モノアゾ染料の金属錯塩;サリチル
酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸または
ナフトエ酸の金属錯塩等の負電荷制御剤が用いられる。
上述した荷電制御剤(結着樹脂としての作用を有しな
いもの)は、微粒子状として用いることが好ましい。こ
の場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的に
は、4μm以下(更には3μm以下)が好ましい。
トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着
樹脂100重要部に対して0.1〜20重量部(更には0.2〜10
重量部)用いることが好ましい。
さらに、本発明に係る磁性トナーは体積固有抵抗が10
10Ωcm以上、特に1012Ωcm以上であるのがトリボ電荷お
よび静電転写性の点で好ましい。ここで言う体積固有抵
抗は、トナーを100kg/cm2の圧で成型し、これに100V/cm
の電界を印加して、印加後1分を経た後の電流値から換
算した値として定義される。
本発明に用いる負帯電性シリカ微粒子はトリボ電荷量
が−100μc/g乃至−300μc/gを有するものが使用され
る。また、窒素吸着法によるBET比表面積が70〜300m2/g
であるもの、一次平均粒径が5mμ乃至30mμに相当のも
のを用いることが好ましい。トリボ電荷量が−100μc/g
に満たないものは、現像剤自体のトリボ電荷量を低下せ
しめ、温度特性が低下する。又−300μc/gを越えるもの
を用いると現像剤担持体メモリーを促進させ、又、シリ
カ劣化等の影響を受け易くなり、耐久特性に支障をきた
す。又、300m2/gより細かいものは現像剤への添加効果
がなく、70m2/gよりあらいものは遊離物としての存在確
率が大きく、シリカの偏積や凝集物による黒ポチの発生
原因となりやすい。
負帯電性のシリカ微粒子のトリボ値は次の方法で測定
される。すなわち、25℃,50〜60%RHの環境下に1晩放
置されたシリカ微粉体0.2gと200〜300メツシユに主体粒
度を持つ、樹脂で被覆されていないキヤリヤー鉄粉(例
えば、日本鉄粉社製EFV200/300)9.8gとを前記環境下で
およそ50c.c.の容積を持つポリエチレン製広口ビン中で
十分に(手に持って上下におよそ50回約20秒間振とうす
る)混合する。
次に第3図に示す様に底に400メツシユのスクリーン3
3のある金属の測定容器32に混合物約0.5gを入れ金属製
のフタ34をする。このときの測定容器32全体の重量を秤
りW1(g)とする。次に、吸引機31(測定容器32と接す
る部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口37から吸
引し風量調節弁36を調整して真空計35の圧力を250mmHg
とする。この状態で充分吸引を行いトナーを吸引除去す
る。このときの電位計39の電位をV(ボルト)とする。
ここで、38はコンデンサーであり、容量をC(μF)と
する。また、吸引後の測定容器全体の重量を秤りW
2(g)とする。このトナーのトリボ電荷量(μc/g)は
下式の如く計算される。
本発明に用いられるシリカ微粒子はケイ素ハロゲン化
合物の蒸気相酸化により生成された、いわゆる乾式法又
はヒユームドシリカと称される乾式シリカ及び水ガラス
等から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能
であるが、表面及び内部にあるシラノール基が少なく、
製造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。又、乾式シ
リカにおいては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
金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それ
らも包合する。
又、本発明に用いられるシリカ微粒子は、疎水化処理
されたものが好ましい。疎水化処理するには、従来公知
の疎水化方法が用いられ、シリカ微粉体と反応あるいは
物理吸着する有機ケイ素化合物などで化学的に処理する
ことによって付与される。好ましい方法としては、ケイ
素、ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリ
カ微粉体をシランカツプリング剤で処理した後、あるい
はシランカツプリング剤で処理すると同時に有機ケイ素
化合物で処理する。
そのような処理剤としては、例えばヘキサメチルジシ
ラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、
トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、
メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラ
ン、アリルフエ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、β−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、
トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメ
ルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニル
ジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジフエニルジエトキシシラ
ン、ヘキサメチチルジシロキサン、1,3−ジビニルテト
ラメチルジシロキサン、1,3−ジフエニルテトラメチル
ジシロキサン、および1分子当り2から40個のシロキサ
ン単位を有し、末端に位置する単位にそれぞれ1個宛の
Siに結合した水酸基またはアルキル基またはアルコキシ
基を含有するジメチルポリシロキサン等がある。これら
1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。
本発明におけるシリカの水漏れ度は以下のようにして
測定される。200mlの分液ロートに試料0.1gを採取し、
イオン交換水100mlをメスシリダーにて加える。これを
ターブラシエーカーミキサーT2c型で90rpmで10分間振と
うする。分液ロートを10分間静置した後、下層から20〜
30ml抜き出した後、10mmセルに分取しイオン交換水をブ
ランクにして比色計にて水層の濁りを測定し(波長500n
m)ブランクに対する透過率%を水漏れ度とする。
シリカ微粉体の水漏れ度が60%以下であると、高温高
湿下における画像濃度変動を生じやすい。
また、これらのシリカ微粒子の適用量はトナー100重
量部に対して、0.6〜1.6重量部のときに効果をを発揮
し、特に好ましくは0.6〜1.4重量部添加した際に優れた
安定性を有する帯電性を示す現像剤を提供することがで
きる。添加形態について好ましい態様を述べれば、現像
剤重量に対して0.7〜1.4重量部の処理されたシリカ微粉
体がトナー粒子表面に付着している状態にあるのがよ
い。
本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない限り
において、さらに他の添加剤、例えばテフロン、ステア
リン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは定着助剤(例えば低分
子量ポリエチレンなど)、あるいは導電性付与剤として
酸化スズの如き金属酸化物等を加えても良い。
本発明のトナーの製造にあたっては、熱ロール、ニー
ダー、エクストルーダー等の熱混練機によって構成材料
を良く混練した後、機械的な粉砕、分級によって得る方
法、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重合法トナー製造法等、そ
れぞれの方法が応用出来る。
本発明のトナーは種々の現像方法に適用しうるが、下
記に示す現像方法が好ましい。
ここで本発明を適用できる現像工程の例を説明する。
第2図に現像工程の一実施形態を断面図で示す。同図に
おいて静電像保持体(感光ドラム)は感光層5及び導電
性基体11を有し、矢印方向に動く。現像剤担持体6であ
る非磁性円筒は、現像部において静電像保持体表面と同
方向に進ように回転する。非磁性円筒6の内部には、多
極永久磁石が回転しないように配されている。現像器8
内の一成分系絶縁性磁性現像剤10を非磁性円筒面上に塗
布し、かつ円筒面とトナー粒子との摩擦によって、トナ
ー粒子にトリボ電荷を与える。さらに鉄製の磁性ドクタ
ーブレード9を円筒表面に近接して(間隔50μm〜500
μm)、多極永久磁石の一つの磁極位置に対向して配置
することにより、トナー層の厚さを薄く(30μm〜300
μm)且つ均一に規制して、現像剤における静電像保持
体と現像担持体の間隙よりも薄い現像剤層を形成する。
この円筒6の回転速度を調節することにより、現像剤層
の表面速度及び好ましくは内部速度が静電像保持面の速
度と実質的に等速、もしくはそれに近い速度となるよう
にする。磁性ドクターブレード9として鉄のかわりに永
久磁石を用いて対向磁極を形成してもよい。また、現像
部において現像剤担持体6と静電像保持面との間で交流
バイアス又はパルスバイアスをバイアス手段14により印
加してもよい。この交流バイアスはfが200〜4000Hz、V
ppが500〜3000Vであれば良い。
この現像工程においては一成分系磁性現像剤を現像剤
担持体上に安定に保持させる為に、多極永久磁石を内包
する非磁性円筒6を用いた。また、現像剤層を薄く均一
に形成する為に、円筒6表面に近接して磁性体薄板もし
くは永久磁石によるドクターブレード9を配置してあ
る。このように磁性体のドクターブレードを用いると、
現像剤担持体に内包された永久磁石の磁極との間に対向
磁性が形成され、ドクターブレードと現像剤担持体間で
トナー粒子鎖を強制的に立ち上がらせることになり、現
像剤担持体上の他の部分、例えば静電像面に相対する現
像部分の現像剤層を薄く規制するのに有利である。さら
にそのような強制的運動を現像剤に与えることにより現
像剤層はより均一になり、薄く且つ均一なトナー層形成
が達せられる。しかもドクターブレードとスリーブとの
間隔を広めに設定できるからトナー粒子の破壊や凝集を
防止する効果もある。現像部分におけるトナー粒子の転
移に際し、静電像保持面の静電的力及び交流バイアスま
たはパルスバイアスの作用によって静電像側に転移す
る。また、ドクターブレード9のかわりに、シリコンゴ
ムの如き弾性材料で形成された弾性ブレードを用いて押
圧によって現像剤層の層厚を規制し、現像剤担持体上に
現像剤を塗布しても良い。
第2図に示す画像形成装置において、1次帯電器13に
よって帯電された感光層5は、所定の光源により露光さ
れる。本発明のトナーは静電付着、静電凝集をおこしや
すいので現像器8内の現像剤10は攪拌棒により攪拌さ
れ、逐次スリーブに供給される。この現像器8のスリー
ブ上の現像剤により静電荷像は現像され、感光層5上の
トナー画像を搬送されてきた転写材20へ転写帯電器15に
よりコロナ転写する。トナー画像を有する転写材20は、
分離ベルト12により静電保持体から分離され、分離ロー
ラ21、搬送ローラ18を経由して加熱ローラ16及び加圧ロ
ーラ17を具備する熱圧定着器によりトナー画像が定着さ
れる。また、トナー画像が転写された後の静電像保持体
は残存する現像剤をクリーニングブレード16で除去し、
順次画像形成工程が繰り返される。
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これ
は本発明をなんら限定するものではない。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 スチレン/nブチルアクリレート/ジビニルベンゼン共重
合体 100重量部 (共重合比85/14.5/0.5重量平均分子量Mw=24万) マグネタイト(平均粒径0.2μm) 100重量部 モノアゾ染料のクロム錯体 0.6重量部 低分子量ポリプロピレン 4重量部 上記材料をブレンダーでよく混合した後130℃に設定
した2軸混練押出機にて混練した。この際設定混度が高
すぎるとカブリを生じやすいトナーとなる。得られた混
練物を冷却し、カツターミルにて粗粉砕した後、ジエツ
ト気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微
粉砕粉を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成し
た。さらに、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した
多分割分級装置(日鉄鉱業社製エルボジエツト分級機)
で超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して体積平均
粒径6.3μmの黒色微粉体(負帯電性絶縁製磁性トナ
ー)(A)を得た。
得られた黒色微粉体は鉄粉キヤリアに対し負に帯電し
ており、前述のコールターカウンターTAII型にて測定し
た粒度を表1に示す。参考のために、多分割分級機を用
いての分級工程を第5図に模式的に示し、該多分割分級
機の断面斜視図(立体図)を第6図に示した。
該負帯電性黒色微粉末100部に対しメチルメタクリレ
ートユニツトを主成分とした乳化共重合体(平均径0.07
μm、トリボ電荷量+100μc/g、真球度約1.0、含窒素
化合物を含有、比電気抵抗値3×107Ω/cm、Tg110℃)
を0.6部、さらに疎水性シリカ0.8部(平均径12mμ、BET
比表面積200m2/gの乾式シリカをヘキサメチルジシラザ
ン及びシリコーンオイルで疎水化処理、トリボ電荷量−
280μc/g、水漏れ度98%)を加えてヘンシエルミキサー
で混合し一成分系負帯電性磁性トナーを得た。
該トナーの凝集度は55%であった。
該トナーを添付図面第1図に示すレーザービームプリ
ンタで評価した。評価法は第1a図に示した原稿を用いて
連続100枚プリントアウトした後、第1b図の示した原稿
をプリントアウトし、その画像における第1c図の3,3a,4
の各部分をそれぞれ5点測定した平均値で評価した。
使用したレーザービームプリンターにおいては、負帯
電性のOPC感光ドラムを使用し、スリーブにブレードと
の間隙を240μmとし、スリーブと感光ドラムとの最近
間隙を270μmにし、交流バイアス1500Vpp、1400Hzおよ
び直流バイアス−450Vをスリーブに印加しながら反転現
像方式でトナー画像を生成した。評価結果を表2に示
す。
また細線再現性は50μm幅のデジタル潜像の再現性で
評価した。
評価方法 (1)トナー担持体メモリー: 区域3と区域4との画像濃度差を下記基準により評価
した。
○:画像濃度差0.10未満 △:画像濃度差0.10〜0.20 ×:画像濃度差0.21以上 (2)50μm細線再現性: 約50μmの細線をプリントさせ、100本の平均ライン
幅を求め、その90%以上がおさまる変動幅で評価した。
○:±6%以内 ○△:±9%以内 △:±12%以内 ×:±12%を超える (3)画像とびちり: 50μm横細線を150μmおきにプリントさせ、細線間
のトナー飛び散りをルーペで観察し、評価した。
○:細線間の飛び散りがほとんどない ○△:細線間の飛び散りがやや多い △:細線間の飛び散りが多い ×:細線間の飛び散りが非常に多い (4)カブリ: リフレクトメータ(東京電色(株)製)により測定し
た転写紙の白地部分の白色度と、べた白をプリント後の
白色度との差をカブリとした。
○:0〜2%未満 △:2〜3% ×:3%をこえる 尚、本実施例で用いた多分割分級機及び該分級機によ
る分級工程について第5図及び第6図を参照しながら説
明する。多分割分級機101は、第5図及び第6図におい
て、側壁は122,124で示される形状を有し、下部壁は125
で示される形状を有し、側壁123と下部壁125には夫々ナ
イフエツジ型の分級エツジ117,118を具備し、この分級
エツジ117,118により、分級ゾーンは3分画されてい
る。側壁122下の部分に分級室に開口する原料供給ノズ
ル116を設け、該ノズルの底部接線の延長方向に対して
下方に折り曲げて長楕円弧を描いたコアンダブロツク12
6を設ける。分級室上部壁127は、分級室下部方向にナイ
フエツジ型の入気エツジ119を具備し、更に分級室上部
には分級室に開口する入気管114,115を設けてある。ま
た、入気管114,115にはダンパの如き第1,第2気体導入
調節手段120,121及び静圧計128,129を設けてある。分級
室低面にはそれぞれの分画域に対応させて、室内に開口
する排出口を有する排出管111,112,113を設けてある。
分級粉は供給ノズル116から分級領域に減圧導入され、
コアンダ効果によりコアンダブロツク126のコアンダ効
果による作用と、その際流入する高速エアーの作用とに
より湾曲線130を描いて移動し、粗粉111、所定の体積平
均粒径及び粒度分布を有する黒色微粉体(磁性トナー)
112及び超微粉113に分級された。
実施例2 マグネタイトの量を80重量部として黒色微粉体の粒度
を表1のBの粒度分布とし疎水性シリカの量を0.6重量
部とする以外は実施例1と同様に行った。結果を表2に
示す。
このトナーの凝集度は45%であった。
実施例3 正帯電性樹脂微粒子としてメチルメタクリレートユニ
ツトを主成分とする平均系0.3μm、トリボ電荷量+330
μc/g、真球度約1.0、比電気抵抗値9.0×107Ω・cm、重
量平均分子量60,000、Tg114℃の物性をもった乳化共重
合微粒子を用いる以外は実施例1と同様に行った。結果
を表2に示す。
このトナーの凝集度は46%であった。
実施例4 正帯電性樹脂微粒子として、界面活性剤などを使用し
ないで、含窒素開始剤を用いたメチルメタクリレートの
乳化共重合体(平均系0.2μm、トリボ電荷量+280μc/
g、真球度約1.0、比電気抵抗値7×106Ω・cm、重量平
均分子量45,000、Tg110℃)を用いる以外は実施例1と
同様に行った。結果を表2に示す。
本例のトナーの凝集度は40%であった。
比較例1 正帯電性樹脂微粒子を使用しないことを除いて実施例
1と同様に行った。評価結果を表2に示す。
本例のトナーの凝集度は75%であった。
比較例2 正帯電性樹脂粒子が1.3μmでトリボ電荷量が+150μ
c/gであること以外は実施例1と同様に行った。評価結
果を表2に示す。
本例のトナーの凝集度は82%であった。
比較例3 正帯電性樹脂微粒子の比電気抵抗が7×1011Ω・cm、
トリボ電荷量+500μc/gである以外は実施例3と同様に
行った。評価結果を表2に示す。
本例のトナーの凝集度は94%であった。
比較例4 マグネタイトの量を60重量部とし、黒色微粉体の粒度
を表1のCの粒度分布にして実施例3で用いた正帯電性
樹脂微粒子を0.4重量部、疎水性シリカの量を0.4重量部
とする以外は実施例1と同様に行った。評価結果を表2
に示す。
本例のトナーの凝集度は73%であった。
各例で用いた磁性現像剤の諸物性を表3に示す。
【図面の簡単な説明】
第1a図、第1b図、第1c図は現像剤担持体メモリーを説明
した図であり、第2図は本発明を適用できる画像形成装
置の一実施形態の説明図であり、第3図は本発明で用い
るシリカ微粒子のトリボ電荷量を測定するための概略的
な装置図を示す。 第4図は試料の体積抵抗を測定するための装置を概略的
に示した図である。 添付図面中、第5図は多分割分級手段を用いた分級工程
に関する説明図を示し、第6図は多分割分級手段の概略
的な断面斜視図を示し、第7図は磁性トナーにおける5
μm以下の粒径を有する粒子の含有比率の範囲を示す図
である。 101…多分割分級装置、111…粗粉、112…所定の粒度を
有する粉体、113…微粉、126…コアンダブロツク

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結着樹脂及び磁性粉を少なくとも有する負
    帯電性磁性トナーにおいて、5μm以下の粒径を有する
    磁性トナー粒子が17〜60個数%含有され、6.35〜10.08
    μmの粒径を有する磁性トナー粒子が5〜50個数%含有
    され、12.70μm以上の粒径を有する磁性トナー粒子が
    2.0体積%以下で含有され、磁性トナーの体積平均径が
    6〜8μmであり、5μm以下の磁性トナー粒子群が下
    記式 N/V=−0.05N+k 〔式中、Nは5μm以下の粒径を有する磁性トナー粒子
    の個数%を示し、Vは5μm以下の粒径を有する磁性ト
    ナー粒子の体積%を示し、kは4.6乃至6.7の正数を示
    す。但し、Nは17乃至60の正数を示す。〕 を満足する粒度分布を有する負帯電性磁性トナー100重
    量部に対し、平均粒径が0.03〜1.0μm、比電気抵抗が1
    06Ω・cm〜109Ω・cmである正帯電性樹脂粒子(A)0.1
    〜1重量部、及び−100乃至−300μc/gのトリボ電荷量
    を有する疎水性シリカ微粉末(B)0.6〜1.6重量部をB
    がAと同量または以上で含有されることを特徴とする負
    帯電性磁性現像剤。
  2. 【請求項2】正帯電性樹脂粒子が+50〜+350μc/gのト
    リボ電荷量を有する球状粒子であることを特徴とする特
    許請求の範囲第(1)項記載の磁性現像剤。
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