JP2800337B2 - 二成分現像剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はバインダー型キャリアおよび磁性トナーとか
らなる二成分現像剤に関する。

従来技術および課題 一般に二成分現像剤は、磁性粉を含有しない非磁性ト
ナーと磁性粉を含有する磁性キャリアの二成分からな
る。このような二成分現像剤においては、トナーはキャ
リアと摩擦することにより帯電し、静電的にキャリアと
付着する。キャリアはスリーブ上を磁気的に回転あるい
は引きづられるように移動させられ、それに伴ってトナ
ーが現像領域に連続的に移送される。

このような二成分現像剤におけるトナーおよびキャリ
アについては、特性改良のため種々検討がなされてお
り、特に、キャリアをバインダー型とした小粒径のもの
を使用すると、トナー混合比が高めに設定でき、トナー
補給に対するラチチュートが高いため、高画質、長寿命
に効果がある。

しかし、トナーのキャリアとの摩擦による帯電は、各
トナー粒子に対して一様でなく、帯電量にバラツキがあ
る。これはトナー粒子の大小およびトナーの帯電立ち上
がり特性等が原因していると考えられる。従って、摩擦
帯電量が小さいトナーは、キャリアへの付着力が小さい
ため、スリーブ上を転がって移動する際、キャリアから
離脱し、複写機内を飛散するようになる。飛散トナーは
複写機内汚染や画像カブリの原因となったりする。ま
た、複写機内部は一般に排気のため風が一定方向に舞っ
ているため、上記のような飛散トナーがその風とともに
現像器以外の装置の方へ舞い、例えばチャージャーをワ
イヤー線に付着したりする。チャージャーワイヤーがト
ナー付着により汚染されるとチャージムラ、画像ムラが
引きおこされたりする。さらに汚染がひどくなると、現
像器のトナーこぼれ防止板の上に多量のトナーが蓄積
し、それが複写紙上に落ち、複写紙を汚したりする。

飛散トナーは上記のような弊害をもらたすが、複写速
度が低速（15cm/sec程度）である場合は、４万枚程度の
複写枚数では、それほど問題となることはなかった。

最近、高速複写（45cm/sec程度）が要求されるように
なると、現像剤がスリーブ上を従来以上に高速に回転移
動させられ、飛散トナー量が大きく、その弊害はより顕
著なものとなってきた。

このような飛散トナーの発生を抑える手段としては、
例えば、トナーの帯電の立ち上がりをスムーズにし、キ
ャリアとの付着を強固にすることにより飛散を防止する
ことが知られているが、高速複写では、トナーがスリー
ブ上を撹拌されながら高速に移動するので、どうしても
飛散トナーが生じてしまい、飛散トナーの抑制を十分に
抑えることはできない。

一方、一成分トナーとして磁性トナーが知られている
が、かかる磁性トナーの磁性を利用し、キャリアと同様
にスリーブ上に引き付けることによりトナー飛散を防止
することも考えられるが、磁性粉含有量が30wt％と非常
に多く、一成分磁性トナーを二成分現像剤用トナーにそ
のまま転用しても静電潜像への現像性が低く、高い画像
濃度を出すのが困難であり、十分な複写画像濃度を得る
ことができない。

なお、二種類の粒径の違う磁性粉含有粒子からなる現
像剤が特公昭56−11140号公報に開示されている。本願
が開示しようとする発明は、上記公報の粒子とは粒径お
よび磁性粉の含有量において異なる。また、上記公報の
現像剤は大小両粒子共に現像され消費されていくもので
ある。従って、現像剤の補給は、大小両粒子の混合物を
補給する必要があるが、大小両粒子の消費のされ方が一
定でないため、その大小両粒子の補給割合も一定しない
という問題がある。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、高速現
像においても、トナー飛散が抑えられ、帯電立ち上がり
が良好で、また、現像性も低下せず、カブリやトナーコ
ボレの少ない現像剤を提供することを目的とする。

上記目的は、トナーおよびキャリアからなる二成分現
像剤において、トナーおよびキャリア両粒子にある一定
の割合の磁性粉を含有させることにより達成される。

課題を解決するための手段 すなわち、本発明は結着樹脂中に少なくとも磁性粉末
を分散してなるキャリア粒子と、結着樹脂中に少なくと
も磁性粉末と着色剤とを分散してなるトナー粒子とから
なる現像剤において、キャリア粒子は、磁性粉を結着樹
脂100重量部に対して350〜900重量部含有し、重量平均
粒径30〜90μｍを有し、キャリア粒子の結着樹脂100重
量部に対する磁性粉末の含有量ａと、トナー粒子の結着
樹脂100重量部に対する磁性粉末の含有量ｂとの比a/bが
85〜1800であることを特徴とする二成分現像剤に関す
る。

本発明の現像剤は少なくともキャリア粒子とトナー粒
子とからなり、両粒子とも磁性粉を含有する。以下、キ
ャリア粒子およびトナー粒子について順次説明する。

本発明のキャリア粒子は、結着樹脂中に少なくとも磁
性粉末が分散されてなる。

本発明に使用しうる結着樹脂としては、ビスフェノー
ル型ポリエステル、すなわち、エチレンオキサイドまた
はプロピレンオキサイド付加したビスフェノールＡをア
ルコール成分とし、これと２価のカルボン酸、３価のカ
ルボン酸、または炭素数４〜20の側鎖を有するカルボン
酸等を縮重合反応したものを用いることができるが、こ
れ以外にもアルコール成分として、エチレングリコール
を主成分としたものやロジングリシジルエステルを用い
たもの等が使用できる。また、ポリエステル樹脂だけで
なく、スチレン−アクリル系の共重合樹脂等も用いるこ
とができるが、何れも、100℃における粘度が10⁵〜10⁷c
psであるものがよい。これは混練時の粘度が高すぎると
磁性粉とのぬれが悪くなり、また、低すぎると磁性粉の
分散性が悪くなり、凝集を起こすからである。

本発明に使用しうる磁性粉としては、体積固有電気抵
抗が10⁷Ω・cm以上の磁性材料であれば何でもよく、特
に制限はない。その中でも、フェライトが好適である。
具体的には、フェライトとしては、例えば、特公昭57−
19055号公報に記載の一般式： （式中、Ｍ′はMn、Ni、Co、Mg、Cu、ZnおよびCdからな
る群から選ばれた少なくとも１種の原子を示し、0.5≦
ｘ≦1,0.1≦ｙ≦0.571である。）または、式（MO）ｘ・
Fe₂O₃（式中、ＭはMg、Co、Ni、Cu、ZnおよびMnから選
ばれる金属原子、ｘは１、２または３の整数を表わす）
で表わされるフェライト、FeO、Fe₂O₃なるマグネタイ
ト、鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性を含む金属また
はこれらの合金や化合物がある。

磁性粉と結着樹脂は、結着樹脂100重量部に対し磁性
粉350〜900重量部の割合で配合される。これは磁性粉が
350重量部未満では十分な磁気力が得られず、900重量部
を超えるとキャリアが脆くなるからである。

本発明のキャリアは、前記結着樹脂と前記磁性粉を、
所定の混合比で十分加熱混合し、冷却後粉砕・分級して
得ることができる。

本発明の好ましい実施態様においては、キャリアの凝
集と静電潜像担体への付着防止をより完全にするため、
キャリアの平均粒径が重量平均粒径で30〜90μｍの範囲
に設定される。

キャリアの平均粒径が30μｍ未満ではキャリアの凝
集、静電潜像担体およびその周辺部へのキャリア付着が
生じ易くなり、かつキャリアの流動性の悪化を招き、90
μｍを超えると、通常の鉄粉キャリアなどのようにハケ
ムラが生じ、細線の再現が悪く鮮明な画像が得られなく
なる。

本発明のキャリアは、通常の粉砕、分級を行い、粒子
径を揃えたあと、表面の改質を行うためにさらに （イ）シリカや酸化チタン、酸化アルミニウムなどの微
粉末による表面処理； （ロ）加熱処理； 等を施してもよい。

次に本発明のトナーについて説明する。

本発明のトナーは結着樹脂中に少なくとも磁性粉末と
着色剤が分散されてなる。

本発明に用いられる磁性粉としては、キャリアのとこ
ろで延べた磁性材料を使用すればよく、特に制限はない
が、トナーを正帯電性で使用する場合は、磁性粉として
は（MO）ｘ・Fe₂O₃（Ｍ、ｘは前記と同義）を用いるこ
とが好ましい。

磁性粉はトナーの結着樹脂100重量部に対し0.5〜15重
量部用いるのがよい。0.5重量部以下だとトナー飛散な
どに対して効果がなく、また、15重量部以上だと現像効
率が低下し、トナーが潜像上に少ししか現像されず、画
像濃度（ID）が低くなる。

ここで前述したキャリア中に含まれる磁性粉の含有量
をａとし、トナー中に含まれる磁性粉の含有量ｂとし
て、そのa/bを表わすと、a/bは約23〜1800の範囲とな
る。好ましくは、85〜1800である。

本発明トナーに用いられる熱可塑性樹脂は特に制限は
ないが、定着温度で十分な軟化点を有し、且つまた、保
存安定性に十分なガラス転移点を持つものであれば何で
もよい。本発明に適する熱可塑性樹脂の軟化点は、本発
明の効果を損なわない限りは現像スピード、システムの
機構上、低い軟化点を有する熱可塑性樹脂がよく、例え
ばポリスチレンやスチレンとアクリルエステルまたはメ
タクリルエステルとの共重合樹脂、ビスフェノール型ジ
オール、ロジン型ジオールおよびグリコールからなる群
から選ばれた少なくとも１つのジオール成分と、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボ
ン酸、およびフタル酸、マレイン酸、アジピン酸などの
脂肪酸ジカルボン酸からなる群から選ばれた少なくとも
１種のジカルボン酸と、トリメリット酸から合成される
ポリエステル樹脂などが挙げられる。定着温度は選定し
た熱可塑性樹脂の軟化点等を考慮して適宜設定すればよ
い。その際、使用する樹脂の分子量として、数平均分子
量（Mn）、重量平均分子量（Mw）、Ｚ平均分子量（Zn）
との関係が、 1,000Mn7,000 40Mw/Mn70 200Mz/Mn500 であり、数平均分子量（Mn）についてはさらに2,000M
n7,000であることが好ましい。なお、本発明の熱可塑
性樹脂の平均分子量（Mn、Mw、Mz）の測定にはGPC（ゲ
ル・パーミエーション・クロマトグラフィー）を使用
し、ポリスチレンなどのゲルの中を溶媒に溶かした高分
子が透過するときの速度により高分子と低分子に分離
し、これを示差屈折計などで検出したものを標準ポリス
チレンで換算したものを示してある。

本発明トナーに使用しうる着色剤としては、具体的に
は、黒色顔料としてはチャンネルブラック、ファーネス
ブラック等のカーボンブラック、アセチレンブラック、
ランプブラック、アニリンブラック等； 黄色顔料としては黄鉛、亜鉛黄、カドミウムエロー、
黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタ
ンエロー、ネーブルスエロー、ナフトールエローンＳ、
ハンザーイエローＧ、ハンザーイエロー10G、ベンジジ
ンエローＧ、ベンジジンエローGR、キノリンエローレー
キ、パーマネントエロー、NCG、タートラジンレーキ
等； 橙色顔料としては赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パ
ーマネントオレジンGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカ
ンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベ
ンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレン
ジGK等； 赤色顔料としてはベンガラ、カドミウムレッド、鉛
丹、硫化水銀カドミウム、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、
カルシューム塩、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等； 紫色顔料としてはマンガンン紫、ファストバイオレッ
トＢ、メチルバイオレットレーキ等； 青色顔料としては紺青、コバルトブルー、アルカリブ
ルーレーキ、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
スレンブルーBC等がある。

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、ファナ
ルイエローグリーンＧ等； 白色顔料としては亜鉛華、酸化チタン、アンモン白、
硫化亜鉛等； 体質顔料としてはバライト粉、炭酸バリウム、クレ
ー、シリカ、ホワイトンカーボン、タルク、アルミナホ
ワイト等； 黄色着色剤としてはベンチジンイエロー、ハンザイン
エロー、クロモフタールイエロー等； が挙げられる。

これらの着色剤は１種または２種以上混合して使用し
てもよく、いずれも無公害で高い着色力があれば有機、
無機を問わず、これらに限定されるものではない。

本発明のトナーにはさらに他の添加剤を添加してもよ
く、例えば荷電性を付与するためには次のような帯電制
御剤を用いてもよい。

負帯電性の良好なものとして、ヒドロキシ置換ナフト
エ酸およびそのアルキル誘導体、ヒドロキシ置換テトラ
ハイドロナフトエ酸、およびサリチル酸のアルキル誘導
体等；あるいは、一般式： （式中、X₁は水素原子、低級アルキル基、低級アルコキ
シ基、ニトロ基またはハロゲン原子を表わし、n₁は１ま
たは２、m₁は１〜３の整数を表わし、Ｘは同じであって
も異なっていてもよく、M₁はクロムまたはコバルト原子
を表わし、Ａは水素、ナトリウム、カリウムまたはアン
モニウムイオンを表わす。） で表わされる金属錯塩化合物；式： で表わされる金属錯塩化合物；および一般式： （式中、X₂およびX₃は水素原子、低級アルキル基、低級
アルコキシ基、ニトロ基またはハロゲン原子を表わし、
X₂とX₃は同じであっても異なっていてもよく、m₂および
m₃は１〜３の整数を表わし、R₁およびR₃はハロゲン原子
を表わし、R₁とR₃は同じであっても異なってもよく、n₂
およびn₃は１〜３の整数を表わし、R₂およびR₄は水素原
子またはニトロ基を表わし、M₂はクロムまたはコバルト
原子を表わし、Ｋは水素、ナトリウム、カリウムまたは
アンモニウムイオンを表わす。）で表わされる金属錯塩
化合物を帯電制御剤として使用することができるが、こ
こに挙げた含金油溶性染料に限られることはない。ま
た、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン・スルホ
ン酸などのスルホン酸塩をスチレンなどと共重合するこ
とにより得られた、いわゆる帯電制御樹脂を上記帯電制
御剤と併用することにより帯電の立上がりを良好にしト
ナー飛散などを減少することができる。

正帯電性を付与するものとして、一般に電子供与性の
染料たとえばニグロシン系染料が汎用される。これ以外
にアルコキシ化アミン、第四級アンモニウム塩、アルキ
ルアミド、リンおよびタングステンの単体および化合
物、モリブデン酸キレートン顔料、ジブチル錫オキサイ
ドや含窒素化合物が単独でまたは併用して用いられる。

また、アミノ基含有のビニル系モノマー例えばジメチ
ルアミノエチルメタクリレートやジエチルアミノエチル
メタクリレートなどとスチレンなどとの共重合体を上記
帯電制御剤と併用することにより帯電の立上がりを早く
し、トナー飛散を少なくすることができる。

本発明のトナーには更に必要に応じて他の添加剤、例
えばワックス類等を添加してもよいし、また、定着性の
改善のために、各種の熱可塑性樹脂を本発明の効果を減
少しない範囲内で用いてもよい。あるいは金属酸化物の
超微粉末でトナーの表面処理が施されてもよい。

本発明のトナーは、上記の種々の材料添加剤を公知の
割合で使用し、通常一般に行なわれているいわゆる粉砕
法、メイン樹脂以外の原材料をモノマーに分散させ、該
樹脂の重合時にトナー中にこれらを取り込んで作る所謂
懸濁重合法、またはスプレードライなどの装置を用いて
作る造粒法などにより製造できるが、これらの方法に、
特に制限されるわけではない。なお、トナーの平均粒子
径は、３〜20μｍの中から任意に選ぶことができる。

以上のようにして得られたトナーおよびキャリアはト
ナー４〜15wt％の割合で混合して現像剤として用いる。
本発明の現像剤においては、トナーのみが消費され、ト
ナーの含有割合が大きく、トナー補給によるラチチュー
ドが大きい。

本発明の現像剤は、高速現像（30〜50cm/sec）に使用
してもトナー飛散による種々の弊害がなく、帯電の立ち
上がりが良好で、現像性の劣化、カブリ、トナーコボレ
のないすぐれたものである。以下、本発明をさらに実施
例を用いて説明する。

結着樹脂の合成 ポリエステル樹脂（１）の合成 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490gおよびポリオキシエチレ
ン（2,2）−2,2−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
190gおよびテレフタール酸170g、ｎ−ドデセニルコハク
酸230g、および0.05gのジブチル錫オキシドを加え、１
の４つ口フラスコに入れ、温度計、ステンレススチー
ル製撹拌器、流下式コンデンサーおよび窒素導入管をつ
けマントルヒーターで270℃に昇温し、窒素気流中で反
応し、水の流出がなくなった時点で、トリメリット酸を
58g加え、さらに反応を進め酸価が9mgKOH/gになった時
点で冷却し、反応を停止させた。

得られたポリエステルの酸価は、9mgKOH/g、水酸価
は、16mgKOH/gであった。

また、フローテスターにおける測定値は、軟化点（T
m）:124℃、100℃における粘度（η100）:3.0×10⁶cp
s、−ｄ（logη）/dT:4.0×10²、吸湿量:0.66％であっ
た。ポリエステル樹脂（１）とする。

ポリエステル樹脂（２）の合成 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500gおよびポリオキシエチレ
ン（2,2）−2,2−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
190gおよびテレフタール酸190g、ｎ−ドデシルコハク酸
220g、および0.05gのジブチル錫オキシドを加え、１
の４つ口フラスコに入れ、温度計、ステンレススチール
製撹拌器、流下式コンデンサーおよび窒素導入管をつけ
マントルヒーターで270℃に昇温し、窒素気流中で反応
し、水の流出がなくなった時点で、トリメリット酸を58
g加え、さらに反応を進め酸価が6mgKOH/gになった時点
で冷却し、反応を停止させた。

得られたポリエステルの酸価は、6mgKOH/g、水酸価
は、18mgKOH/gであった。

また、フローテスターにおける測定値は、軟化点（T
m）:124℃、100℃における粘度（η100）:3.2×10⁶cp
s、−ｄ（logη）/dT:4.2×10²、吸湿量:0.75％であっ
た。ポリエステル樹脂（２）とする。

キャリアＩの調製 ・ポリエステル樹脂（１） 100重量部 ・カーボンブラック（三菱化成社製、MA＃８）２重量部 ・シリカ（アエロジル＃200;アエロジル社製） 1.5重量部 ・Zn系フェライト（最大磁化:72emu/g、Hc:110、体積固
有電気抵抗:3×10⁸Ω・cm） 500重量部 上記組成物を十分混合したあと、加熱混練し、冷却後
粉砕、分級して、平均粒子径が53μｍのキャリアＩを得
た。

キャリアＩの電気抵抗は８×10¹³Ω・cmであった。

キャリアII〜Ｖの調製 下記表１に示した重量部のZn系フェライトを使用した
以外、キャリアＩの調製と同様にして、キャリアＩと平
均粒子径が異なるキャリアII〜Ｖを調製した。

キャリアVIの調製 下記組成物を十分混合したあと、加熱混練し、冷却後
粉砕、分級して、平均粒子径が56μｍのキャリアVIを得
た。

・ポリエステル樹脂（２） 100重量部 ・カーボンブラック（三菱化成社製、＃44） ２重量部 ・シリカ（アエロジル＃200;アエロジル社製） 1.5重量部 ・Zn系フェライト（最大磁化:72emu/g、Hc:110、体積固
有電気抵抗:3×10⁸Ω・cm） 550重量部 トナーの調製 ・熱可塑性スチレンアクリル系樹脂 100重量部 Mn:4,200 Mw:210,900 Mz:1,323,000 Mw/Mn:50,2 Mz/Mn:315 Tg:62.1℃ 軟化点:115℃ 酸価:25.8 ・オフセット防止用添加剤 ４重量部 低分子量ポリプロピレン（ポリプロピレンの熱分解生
成物）、160℃における粘度、145cps ・カーボンブラック ８重量部 MA＃100（三菱化成社製） ・ボントロン−01 ４重量部 （オリエント化学工業社製；ニグロシン系染料） ・磁性粉 マグネタイトEPT−1000 １重量部 （戸田工業社製） 以上を10ヘンシュルミキサーに入れ、2000rpmで２
分間混合したあと、PCM30（/d:32.5）で連続押出混練
をした。

次に、冷却したあと2mmのメッシュのフェザーミルで
粗粉砕したあと、ジェット粉砕機で微粉砕し、気流式分
級機で粗粉・微粉のカットをして、平均径9.2μｍの粒
子径を有すトナーを得た。

このトナーの表面に疎水性シリカ（Ｒ−974;日本アエ
ロジル（株）製）を0.2wt％処理する。

このようにして得られたトナーをトナー１とした。

トナー２の調製 トナー１の調製で使用した磁性粉量を樹脂100重量部
に対して0.2重量部添加した以外、トナー１の調製と同
様にトナー２を調製した。

トナー３の調製 ・熱可塑性ポリエステル樹脂 100重量部 Mn:3,400 Mw:213,400 Mz:1,183,200 Mw/Mn:62.8 Mz/Mn:348 酸価:16.7 軟化点:109℃ Tg:64℃ ・オフセット防止用添加剤 ５重量部 酸化型低分子量ポリプロピレン （ポリプロピレンの熱分解生成物）;160℃における粘
度;140cps酸価;5 ・カーボンブラック ７重量部 （＃44;三菱化成工業社製） ・ボントロンＳ−34 ３重量部 （オリエント化学工業社製;Cr含金油溶性染料） ・磁性粉 マグネタイトRB−BL 10重量部 （チタン工業社製） 以上をトナー１の調製と同様の方法で平均径9.4μｍ
のトナーを得た。得られたトナーをトナー３とした。

なお、上記熱可塑性樹脂はビスフェノールＡ・エチレ
ンオキサイド付加物550g、ビスフェノールＡ・プロピレ
ンオキサイド付加物550g、テレフタル酸410g、無水トリ
メリット酸45g、キシレン50gを３の４つ口フラスコに
入れ窒素気流中240℃で５時間反応させ、次に、270℃に
昇温して、８時間反応させて得られらた。このとき、副
生成した水は、留去した。

比較例（トナー４） トナー１で磁性粉を除いた外は、全ての組成、製造と
も同じにして平均径9.3μｍのトナー４を得た。

トナーの評価 トナー１〜４およびキャリアＩ〜Ｖを組み合わせて現
像剤を調製し、以下に記載した評価を行った。結果は表
２に示した。

帯電量測定 前記キャリアにトナー１〜４の計４サンプルを8wt％
のトナー濃度にして、100ccのポリ瓶に60gを入れ、毎分
120rpmの架台に乗せ、３分、10分、30分後の各々の帯電
量（Qf）を求めた。

耐湿経時後の帯電量減衰量 帯電量を測定した（30分間混合撹拌した際の帯電量:Q
f（30分））現像剤を35℃、85％の環境下に瓶の蓋を開
いて、３日間放置した後の帯電量（Qf（35℃−85％−3d
ays））を測定し、下記の式で耐湿経時後の帯電量の減
衰量を求めた。

10％未満のときは、何ら問題なし。

10〜15％のときは若干高温多湿時のID上昇 トナーコボレの懸念あるものの、実用的には使用可
能。16％以上のときは、実用的に不可。

飛散量測定 またキャリアとトナー濃度を10wt％にし、３分混合後
の飛散量を、下記の装置を使用して求めた。

マグネットとその回りにスリーブを有するマグネット
ローラーの上に、上記のトナー濃度10wt％の現像剤を10
gセットし、マグネットを1000rpm（高速現像のシステム
速度45cm/sec）に回転したとき、飛散するトナーを柴田
化学社製デジタル粉塵計を用いて１分間計測した。

・100cpm以下は極めて良好 ・300cpm以下の場合実用的に使用可能な飛散量で実用機
の中にあっても、飛散によるトラブルはほとんど見られ
ないが、500cpm以上、特に100cpmを越えると、飛散がひ
どく、現像装置周辺を汚したり、カブリ発生のトラブル
の原因となる。

画像テスト キャリアとトナーを8wt％のトナー濃度になるように
１のポリ瓶に入れ、ボールミル架台にのせ10時間、12
0rpmで現像剤を調製する。この現像剤をミノルタカメラ
社製EP870におよびこれを一部改造し、感光体を有機積
層感光体に変えたものに入れ、100K枚の耐刷テストを
し、カブリやトナーの飛散によるコボレンの有無を評価
し、以下のようにランク付けした。

5:カブリは全くなし 4:カブリがわずかに認められる 3:カブリ若干認められる実用上問題なし 2:カブリが多い 1:カブリが非常に多い キャリア付着 画像上および文字回りのキャリア付着について調べ
た。

◎：キャリア付着全くなし ○：文字回りにわずかにあるが実用上問題なし △：画像中にキャリアが付着し、ところどころ転写ム
ラが残っている ×：キャリア付着が極めて多い 複写機内トナーコボレ 100K枚後の複写機内に飛散したトナーや現像器からコ
ボレたトナーを調べた。

◎：全く機内汚染なし ○：実用上ほとんど問題なし △:10K枚では問題なかったが、50K枚でメンテが必要 ×:20K枚のメンテンをしないと、コピー紙の裏汚れ、
チャージムラ、転写ムラを生じる 感光体フィルミング トナー組成の一部が感光体上にうすくフィルミングす
ると、感光体の光感度が低下し、残留電位が上昇してカ
ブリとなる。このフィルミングの程度をミノルタカメラ
社製EP870（複写速度35.0cm/s）を使用し、100K枚の耐
刷テストした後の感光体の表面を評価し、下記の様にラ
ンク付けた。

◎：全くフィルミングなし ○：現像剤のふれた部分とそうでない部分の光沢が違
う実用上何ら問題なし △：うっすらとフィルミングし、露光ダイヤルを半目
盛露光オーバーにしないと適正位置がずれる ×：はっきりと分かるフィルミング （ハーフトーンをとるとフィルミング部分とそう
でない部分の濃淡がつく） ××：露光ダイヤルの適正位置はない。

クリーニング性 50K枚または100K枚後に前半に黒ベタのコピーを50枚
コピーしたあとのクリーニング性を評価した。

◎：全くクリーニング不良なし ○：極くわずかに認められるものの実用上問題なし △：すじ状のクリーニング不良が観察される ×：クリーニング不良多発 画像濃度 初期と10K枚および100K枚耐刷後の画像濃度をマクベ
ス濃度計により評価した。

総合評価 以上の物性値や複写機による耐刷テストから総合評価
を行ない、以下のようにランク付けした。

◎：実用上問題なく使用できる。

×：信頼性に欠け、問題が多い。

以上の結果を表２に示した。

トナー５〜８の調製 ・熱可塑性スチレンアクリル系樹脂 100重量部 Mn:4,800 Mw:243,800 Mw/Mn:50.8 Tg:64.0℃ 軟化点:118℃ 酸価:20.6 ・オフセット防止用添加剤 ４重量部 低分子量ポリプロピレン（ポリプロピレンの熱分解生
成物）;160℃における粘度、145cps ・カーボンブラック ８重量部 MA＃８（三菱化成工業社製） ・ボントロンＮ−05 （オリエント化学工業社製；ニグロシン系染料） ・磁性粉 MnO・ZnO・Fe₂O₃フェライト ５重量部 （δs:66emu/g Hc:12e BET:1.4m²/g） 以上を10ヘンシュルミキサーに入れ、2000rpmで２
分間混合したあとPCM30（/d:32.5）で連続押出混練を
した。

次に、冷却したあと2mmメッシュのフェザーミルで粗
粉砕したあと、ジェット粉砕機で微粉砕し、気流式分級
機で粗粉・微粉のカットをして、平均径7.5μｍの粒子
径を有すトナーを得た。

このトナーの表面に疎水性シリカ（Ｒ−974;日本アエ
ロジル社製）を0.3％処理する。

このようにして得られたトナーをトナー５とした。

トナー５の組成で、磁性粉を下記のものを用いた外
は、全て同じ組成、製法でトナー６〜８を得た。

トナー９の調製 ・熱可塑性ポリエステル樹脂 100重量部 Mn:4,400 Mw:253,000 Mw/Mn:57.5 Tg:68.0℃ 軟化点:115℃ 酸価:0.3 ・オフセット防止用添加剤 ５重量部 酸化型低分子量ポリプロピレン（ポリプロピレンの熱
分解生成物）160℃における粘度;145cps ・カーボンブラック ７重量部 （＃44（三菱化成工業社製） ・磁性粉 ZnO・Fe₂O₃フェライト ５重量部 （δs:65emu/g Hc:87e BET:5.6m²/g） ・ニグロシンベースEX ５重量部 （オリエント化学工業社製、ニグロシン系染料） 以上をトナー１の調製と同様の方法で平均径9.3μｍ
のトナーを得た。

なお、上記熱可塑性樹脂は、ビスフェノールＡ・エチ
レンオキサイド付加物550g、ビスフェノールＡ・プロピ
レンオキサイド付加物550g、テレフタル酸450g、無水ト
リメリット酸40g、キシレン50gを３の４つ口フラスコ
に入れ窒素気流中240℃で５時間反応させ、次に、270℃
に昇温して、８時間反応させて得られらた。このとき、
副生成した水は、留去した。

トナー10の調製 トナー５の組成において、磁性粉の添加量を下記の通
り変えた以外は、同様の組成および製法でトナー10を得
た。

トナーの評価 トナー５〜10およびキャリアVIを組み合わせて現像剤
を調製し、先の表２と同様の評価を行った。結果は表５
に示した。

発明の効果 本発明に従い、トナーおよびキャリアからなる二成分
現像剤において、トナーおよびキャリア両粒子にある一
定の割合の磁性粉を含有させることにより、トナー飛散
が抑えられ、帯電立ち上がりが良好で、また、現像特性
も劣化せず、カブリやトナーコボレのない現像剤を得る
ことができる。

フロントページの続き (72)発明者 西原 良和 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭63−155163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15752（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−298371（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 9/10 G03G 9/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結着樹脂中に少なくとも磁性粉末を分散し
   てなるキャリア粒子と、結着樹脂中に少なくとも磁性粉
   末と着色剤とを分散してなるトナー粒子とからる現像剤
   において、キャリア粒子は、磁性粉を結着樹脂100重量
   部に対して350〜900重量部含有し、重量平均粒径30〜90
   μｍを有し、キャリア粒子の結着樹脂100重量部に対す
   る磁性粉末の含有量ａと、トナー粒子の結着樹脂100重
   量部に対する磁性粉末の含有量ｂとの比a/bが85〜1800
   であることを特徴とする二成分現像剤。
2. 【請求項２】トナー粒子の結着樹脂の数平均分子量（M
   n）、重量平均分子量（Mw）、Ｚ平均分子量（Mz）との
   関係が、 1,000≦Mn≦7,000 40≦Mw≦70 200≦Mz/Mn≦500 であることを特徴とする、請求項１記載の二成分現像
   剤。
3. 【請求項３】キャリア粒子の結着樹脂の100℃における
   粘度が10⁵〜10⁷cpsであることを特徴とする、請求項１
   記載の二成分現像剤。