JP3282050B2 - 静電荷像現像剤及び現像方法 - Google Patents

静電荷像現像剤及び現像方法

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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、静電荷像の現像剤及び
現像方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、磁性、非磁性両トナーを用いる現
像法には、いくつかの公知技術がある。その中で代表的
なものは特開昭54-24632号公報に記載されており、両ト
ナーを構成する樹脂の摩擦帯電特性が等しい磁性トナー
と非磁性トナーを混合して用い、露出した磁性体と非磁
性トナーとの摩擦帯電によって、非磁性トナーが磁性体
露出部に付着した二次粒子を形成し、良好な現像画像
や、定着性の向上を得ることができると記されている。
【0003】しかし、上記の従来技術では、磁性、非磁
性両トナーの摩擦帯電を利用するため、逆極性のトナー
が発生しやすく、カブリの原因となりやすい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
のごとき摩擦帯電作用を利用せずに現像器内で磁性トナ
ーの帯電性を高め、カブリのない現像性の良好な現像剤
を与えることにある。
【0005】すなわち、磁性、非磁性両トナーの摩擦帯
電を利用せずに現像器内で磁性トナーの帯電性を高める
ことにより、カブリのない、高画像濃度を達成すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は下記要件
を満たすことにより達成される。
【0007】少なくとも樹脂と磁性体とを含有する磁性
トナー(A)と少なくとも樹脂と着色剤とを含有する非
磁性トナー(B)とからなる現像剤において、該非磁性
トナー(B)の現像剤中の含有率が0.2〜5.0重量%であ
り、体積平均粒径〔各々Da及びDb(μm)〕との間に
下記の関係が存在することを特徴とする現像剤。
【0008】0.8<Db/Da< 1.2 ここにおいて磁性トナー(A)と非磁性トナー(B)の
鉄粉に対する帯電極性が同一(負極性)であり、(A)
の帯電量をQaμC/cm3,(B)の帯電量をQbμC/c
m3とする時、1.0<Qa/Qb<10.0であり、かつ−50
<Qa<−10であることが望ましい。
【0009】(A)と(B)の混合割合は、(A)100
重量部に対して(B)0.2〜5.0重量部であり、好ましく
は1.0〜4.0重量部である。粒径は、両トナーともほぼ同
体積平均粒径であり、5〜20μmを有するものが用いら
れる。
【0010】磁性トナーは現像スリーブ上に保持される
が、非磁性トナーは保持されずに現像剤中を自由に移動
して、スリーブ上に保持された磁性トナー層を撹拌又は
撹乱する作用を及ぼし、磁性トナー同志又は磁性トナー
と現像スリーブとの接触確率を高め、従って帯電性を高
める方向に働く。そして非磁性トナーは磁性トナー間に
はさまれ、保持されたまま現像・転写される。
【0011】
【作用】本発明に用いる樹脂は、荷電性、転写性、加熱
或は圧力定着性、クリーニング性、保存安定性、耐久性
などを考慮して選択される。具体例としては、例えば、
ポリスチレン、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ス
チレン-アクリル系共重合体、スチレン-ブタジエン共重
合体などのスチレン及びその置換体の重合体または共重
合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリア
クリル樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂などが
使用される。
【0012】本発明を構成する磁性体としては、磁場に
よってその方向に強く磁化する物質、例えば鉄、フェラ
イト、マグネタイトをはじめとするニッケル、コバルト
等の強磁性を示す金属あるいはこれらの金属を含む合金
または化合物等を挙げることができる。
【0013】磁性体の平均粒径は、0.50μm以下が好ま
しく、さらには0.10μmから0.30μmの範囲が好ましい。
ここで磁性体の平均粒径とは、透過型電子顕微鏡により
得られた5千倍の写真を4倍に拡大して、2万倍の写真
とした後、ランダムに250個の磁性体を選び、その径を
実測した個数平均粒径をいう。
【0014】磁性体の含有量は、現像方式によっても異
なるが、トナー中に20〜60重量%添加することができ、
好ましくは25〜50重量%である。磁性体は「球形」のも
のが好ましく、「球形」とは透過電子顕微鏡によって観
察した際に、その形状が曲面より構成されてなり短径/
長径比が0.9以上であるものを指す。非磁性トナーの着
色剤として磁性体は使用しない。
【0015】又本発明の離型剤としては、例えば低分子
量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のポリオレ
フィン、脂肪酸エステル、高級脂肪酸、高級アルコー
ル、パラフィンワックス、アミド系ワックス、多価アル
コールエステル等を用いることができる。離型剤の含有
割合は、樹脂と磁性体粒子の合計100重量部に対して好
ましくは1〜10重量部である。
【0016】本発明のトナーを得るに際して、前記樹
脂、磁性体及び離型剤のほかに必要に応じて用いられる
添加剤としては、例えば荷電制御剤等がある。
【0017】トナーの帯電量は、添加する荷電制御剤の
種類や添加量で調整することが可能であり、ニグロシン
系、アゾ系、第4級アンモニウム塩系、チオ尿素系等の
顔料又は染料を用いることができる。
【0018】本発明の静電荷像現像用トナーは、粉砕分
級後のトナーに対して無機微粉末、クリーニング性向上
助剤の外部添加剤が添加混合されたものであってもよ
い。
【0019】無機微粉末としては、特に金属もしくは非
金属の酸化物の微粒子を好ましく用いることができ、具
体的には、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、
酸化セリウム、酸化クロム、チタン酸ストロンチウム等
を用いることができる。これらは組合せて用いてもよ
い。またカップリング剤等により疎水化したものが好ま
しく使用できる。
【0020】帯電量の測定方法は、鉄粉キャリア「DS
P−138」(パウダーテック社製)100重量部と現像剤3
重量部とを混合し、1分間振盪した後ブローオフ法によ
り測定した。測定環境は温度20℃、相対湿度50%の条件
で行ない、振盪は「YS−LD型」(ヤヨイ社製)振角
45°で行なった。
【0021】帯電量の単位(μC/cm3)はブローオフ法
で求めた帯電量(μC/g)にトナーの真比重(g/c
m3)を掛けた値として求めた。
【0022】真比重は、AUTO TRUE DENSER「MAT−500
0」(セイシン企業社製)で測定し、粒径は、コールタ
ーカウンターTA−II(コールター・エレクトロニクス
社製)で測定した体積平均粒径を示す。
【0023】磁性トナーと非磁性トナーの帯電量比率、
体積平均粒径比率及び非磁性トナーの含有率を制御した
現像剤を適用することにより、画像濃度の良好なカブリ
のない画像を得ることができる。
【0024】Qa/Qb値が10.0以上又は、1.0以下の
場合には、逆極性トナーによるカブリが発生する。
【0025】Db/Da値が1.2以上、非磁性トナー含
有率が5.1重量%以上になると非磁性トナーの磁性トナ
ー間での保持ができにくくなり、カブリが発生する。
【0026】Db/Da値が0.8以下、非磁性トナー含
有率が0.1重量%以下では磁性トナー層の撹拌作用が不
十分となり、画像濃度を高めることができなくなる。
【0027】評価に使用した機械は、現像器としてマグ
ロール固定スリーブのみ回転するもので、現像剤層規制
方式としては磁気力によって押圧されるトナー搬送規制
部材を使用しているものである。スリーブはステンレス
で構成され、ブラスト処理されており、直径は30mmで、
トナー搬送規制部材の直径は5mmである。さらに、搬送
されたトナー層の厚みは約150μmである。また、感光体
としては有機感光体を使用し、感光体と現像剤層との間
隙は300μmであり、現像バイアスとしてDC=−500V
を印加し、ACバイアスとして周波数=2KHZ・VP-P
1000Vを印加している。
【0028】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の態様はこれに限定されない。
【0029】 〈磁性トナー(A)の作製〉 スチレン-アクリル樹脂 100重量部 磁性体(マグネタイト:球形化度=0.95,一次粒径=0.21μm) 56重量部 荷電制御剤(構造式下記) 0.5重量部 低分子量ポリプロピレン 3重量部 以上を混合し、混練・粉砕・分級して体積平均粒径が1
1.0μmの磁性トナーを得た(実施例−1,4,5,6,
7)(比較例−3,4,5,6,7)。
【0030】さらに荷電制御剤の添加量を変化させて、
帯電性の異なる磁性トナーを作製した(実施例−2,
3)(比較例−1,2)。
【0031】これらは表1に他の要件、結果と合せて記
載してある。
【0032】
【化1】
【0033】 〈非磁性トナー(B)の作製〉 スチレン-アクリル樹脂 100重量部 カーボンブラック 10重量部 低分子量ポリプロピレン 5重量部 ワックス 3重量部 以上を混合し、混練・粉砕・分級して体積平均粒径が1
1.0μmの非磁性トナーを得た(実施例−1,2,3,
6,7)(比較例−1,2,5,6)。又粉砕・分級条
件を調整して、異なる体積平均粒径を有する非磁性トナ
ーを得た(実施例−4,5)(比較例−3,4)。
【0034】上記のごとき磁性、非磁性両トナーを表1
の様な非磁性トナー含有率で混合し、混合物に対して疎
水性シリカ(R−812:日本アエロジル社製)を0.4%添
加して本発明の現像剤を得た。
【0035】〈評価〉評価は、コニカ社製レーザープリ
ンターLP−3015を改造してA4縦送りでの印字速度を
20枚/分とし、6極の固定磁石を内蔵した直径25mmの磁
性ステンレス製の現像スリーブを有し、現像領域間隙:
Dsd=0.3mmとし、現像領域における現像器表面におけ
るトナー層を0.15mmとした非接触方式、感光体は積層型
有機感光体を使用、現像バイアスとしてDC=−500V
を印加、ACバイアス周波数=2KHZ・VP-P=1000Vを
印加した現像方式の機械を使用した。結果は、画像濃度
及びカブリを評価した。
【0036】画像濃度は、5%画素のパターンをA4
1000枚印字後のベタ黒画像を12点測定し、平均した絶対
反射濃度で示す。又カブリはA4 1000枚印字後のベタ
白画像を12点測定し、紙自体の濃度を「0.000」とした
平均相対反射濃度で示した。濃度測定は、マクベス社製
「RD−918」を使用した。
【0037】
【表1】
【0038】表1の結果に示す様に、本発明によってカ
ブリのない、画像濃度の良好なトナーを得ることができ
る。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、磁性トナー中に少量の
非磁性トナーを添加することにより、現像器内で磁性ト
ナーの帯電性を向上することができ、カブリのない、画
像濃度の良好な現像剤を得ることができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−5753(JP,A) 特開 平2−81(JP,A) 特開 平4−44055(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも樹脂と磁性体とを含有する磁
    性トナー(A)と少なくとも樹脂と着色剤とを含有する
    非磁性トナー(B)とからなる現像剤において、該非磁
    性トナー(B)の現像剤中の含有率が0.2〜5.0重量%で
    あり、体積平均粒径〔各々Da及びDb(μm)〕と帯電
    量〔各々Qa及びQb(μC/cm3)〕との間に下記の関係
    が存在することを特徴とする現像剤。 1.0<Qa/Qb<10.0 0.8<Db/Da< 1.2
  2. 【請求項2】 請求項1記載の現像剤を用いて、交番バ
    イアス下で非接触現像を行うことを特徴とする現像方
    法。
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