JP3333978B2 - 一成分磁性現像剤及び現像方法 - Google Patents
一成分磁性現像剤及び現像方法Info
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Description
磁性現像剤に関するものである。
ャリアを不要とするため、現像器の構造が簡易化される
長所を有している。しかし、この磁性トナーを使用した
現像方法では、トナーに対する帯電付与がトナー自体の
相互摩擦帯電あるいは現像スリーブ等との摩擦帯電によ
ってなされるため、不十分不安定と成りやすく、トナー
の帯電性を向上するために種々の方法が提案されてい
る。
する方法(特開昭60-32060号)等が提案されているが、
これらの無機微粒子を添加した場合には無機微粒子の感
光体への付着等により傷が発生する欠点を有している。
さらに、有機微粒子を添加する方法も提案されている
(特開昭60-186851号等)。しかし、この場合には有機
微粒子自体が定着ローラー等に付着してオフセットを発
生する欠点を有している。また、特開平1-234858号では
トナー粒子100個に対して1μm以上のポリエチレンワッ
クス粒子が10個以下とする現像剤が提案されている。こ
の場合は、添加混合量を上げざるを得ず、帯電付与以外
にトナー粒子自体に対する融着の問題を発生し、繰り返
し使用に於いて画像濃度が低下する問題を有している。
特にこれらの問題点は高温高湿環境下の、帯電性のリー
クが起こりやすい環境で顕著に発生する。
問題を解決し、耐久性に優れた磁性トナーを提供するこ
とにある。また、本発明の磁性トナーは、薄い現像剤層
を現像領域へ搬送する、いわゆる薄層形成方式に好適に
使用することができる。この理由としては、薄層形成方
式の場合にはトナー相互の摩擦帯電効果が比較的少なく
なり、トナーに対して摩擦帯電するトナー以外の物質の
効果がより顕著に発揮される必要があるからである。
に、鋭意検討した結果、下記の磁性トナーを用いること
によって本発明の目的を達成することができることを見
いだした。
磁性トナーからなる現像剤に於いて、該現像剤が前記磁
性トナー及び1×10-3〜5×10-2個数%の、離型剤を主
成分とする粒子とから構成され、さらに、該離型剤を主
成分とする粒子の体積平均粒径(Dp)が前記磁性トナ
ーの体積平均粒径(Dt)に対して0.8<Dp/Dt<
1.2であることを特徴とする現像剤、 2)少なくとも樹脂と磁性粉と離型剤とを含有してなる
磁性トナーからなる現像剤を20〜500μmの層厚で現像領
域へ搬送し感光体上の静電潜像を現像する現像方法に於
いて、該現像剤が前記磁性トナー及び1×10-3〜5×10
-2個数%の、離型剤を主成分とする粒子とから構成さ
れ、さらに、該離型剤を主成分とする粒子の体積平均粒
径(Dp)が前記磁性トナーの体積平均粒径(Dt)に
対して0.8<Dp/Dt<1.2である現像剤を使用するこ
とを特徴とする現像方法、によって本発明の目的が達成
された。
全構成成分中離型剤が80重量%以上添加含有されている
粒子を示す。すなわち、本発明の特徴は、磁性を有さず
帯電性の異なる粒子を存在させることによって磁性トナ
ーに対する摩擦帯電性付与の効果を発揮させること及び
トナー自体の帯電性を向上させることにある。このため
に、帯電特性の異なる粒子を添加混合することが好まし
い。しかし、トナー組成とまったく異なる材料では非画
像部への付着が発生するため好ましくなく、磁性トナー
の構成材料と同じ材料で構成され、その中で帯電性を制
御することが好ましい。さらに、粒径的には磁性トナー
と概ね同等の粒径を有する粒子の添加が摩擦帯電付与効
果が大きい。
は、離型剤が80〜95重量%含有されている粒子を示す
が、離型剤自体はトナーとは異なる摩擦帯電特性を有す
るものである。しかし、純粋に離型剤から構成される材
料である場合には離型剤自体が軟質の材料であるため
に、高温高湿環境下で現像器等に融着を起こし問題を発
生しやすい。また、離型剤の含有量が少ない場合には帯
電付与効果が少ない。さらに、この粒子を構成する材料
は磁性トナーを構成する材料と同一の材料で構成されて
いることが好ましい。この理由は、熱特性等がトナー自
体とほぼ同一の材料を使用した場合には定着性がトナー
と同様であるために、オフセット等の問題を発生するこ
とが無いためである。また、本発明ではこの離型剤を主
成分とする粒子の粒径はトナーとほぼ同等の体積平均粒
径を有することが好ましい。すなわち、大きな粒子であ
る場合には帯電性を付与するためには多量に添加混合す
る必要があり、さらに磁性体がほとんど含有されていな
い粒子であるためにこの粒子自体の飛散という問題を発
生する。粒径が小さい場合には、トナーに対する帯電付
与効果は大きくなるが、その効果が過多となり、粒子自
体の帯電量が増加し、現像器表面に対する付着力が大き
くなるために現像器表面に対する融着の問題を発生す
る。このため、平均粒径として、該離型剤を主成分とす
る粒子の体積平均粒径(Dp)が前記磁性トナーの体積
平均粒径(Dt)に対して0.8<Dp/Dt<1.2である
ことが好ましい。
-3〜5×10-2個数%添加すればよい。この添加量が過多
であるとこれら粒子が遊離する現象を発生し、感光体上
への付着によるカブリの発生あるいは飛散粒子による機
内汚染の問題を発生する。また、添加量が少ない場合に
は帯電付与効果が発揮されない。
環境での濃度の安定性が改良される。
剤である。高温高湿環境では磁性トナー表面からの電荷
のリークが大きくなり、帯電量の低下が起こる。この場
合、帯電量の低下に伴って濃度が低下する現象が発生す
る。この問題を解決するためには、磁性トナーに対する
帯電付与効果を増加させる必要がある。従来、遊離した
ポリエチレンワックス粒子を一定量以下に調整すること
によって帯電性の均一化が計られることが示されてい
る。しかし、鋭意検討した結果、特定量の離型剤を主成
分とする粒子を添加混合することによって帯電量が向上
し、高温高湿下での濃度が安定することを見いだした。
表面に付着したり磁性トナー表面に固着する問題を発生
させ、画像濃度が低下する問題をも生じる。さらに添加
量が少ない場合には帯電付与効果が少なくなり、高温高
湿環境での濃度を確保することができない。
ナーを製造するのと同様にトナーを構成する材料を使用
して離型剤が所望の範囲になるように調整して混練/粉
砕/分級することによって得ることができる。また、こ
の段階で必要な粒度分布へ調整される。
添剤混合と同様に必要量添加し、混合を行えばよい。
粉と必要に応じて使用される離型剤・荷電制御剤・着色
剤等の添加剤を含有してなり、その粒径は体積平均粒径
で通常、1〜30μm、好ましくは5〜20μmである。磁性
トナーを構成する結着樹脂としては特に限定されず、従
来公知の種々の樹脂が用いられる。例えば、スチレン系
樹脂・アクリル系樹脂・スチレン/アクリル系樹脂・ポ
リエステル樹脂等が挙げられる。磁性粉としては数平均
一次粒子径が0.1〜2.0μmのフェライトやマグネタイト
等の強磁性体粒子が用いられ、磁性粉の添加量は着色粒
子中の20〜70重量%である。
御剤・離型剤等があるが、着色剤としては特に限定され
ず、従来公知の種々の材料が使用される。例えばカーボ
ンブラック・ニグロシン染料・アニリンブルー・カルコ
イルブルー・クロムイエロー・ウルトラマリンブルー・
デュポンオイルレッド・キノリンイエロー・メチレンブ
ルークロライド・フタロシアニンブルー・マラカイトグ
リーンオクサレート・ローズベンガル等が挙げられる。
荷電制御剤としては、サリチル酸誘導体・アゾ系金属錯
体等があげられ、離型剤としては後述の離型剤を使用す
ることができる。
剤は全て使用することができる。具体的には、低分子量
ポリプロピレン・低分子量ポリエチレン・エチレン-プ
ロピレン共重合体等のオレフィン類、マイクロクリスタ
リンワックス・カルナウバワックス・サゾールワックス
・パラフィンワックス等があげられる。
添加することが好ましい。
子量ポリエチレンが好適に使用できる。また、本発明の
離型剤を主成分とする粒子では80%以上、好ましくは80
〜95重量%含有される。
加される離型剤を主成分とする粒子以外に、流動性付与
のための数平均一次粒子径が5〜500nmのシリカ、酸化
チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化アルミニウム等
の無機微粒子を添加しても良い。これらは疎水性処理を
して使用しても良い。さらに、クリーニング助剤として
ステアリン酸亜鉛の様な高級脂肪酸金属塩を添加しても
よい。
スリーブ表面に現像領域で20〜500μmのトナー層を形成
する方式を示す。この薄層形成を行う場合には磁気の力
を使用する磁性ブレードや現像スリーブ表面にトナー層
規制棒を押圧する方式等がある。さらに、ウレタンブレ
ードや燐青銅板等を現像スリーブ表面に接触させ、トナ
ー層を規制する方法もある。
層よりも大きくても小さくても良い。さらに、現像バイ
アスとしてDC成分のみ付与する方式でも良いし、AC
バイアスを印加する方式のいずれでも良い。
ましく、押圧力が小さい場合には規制力が不足するため
に搬送が不安定になる。一方、押圧力が大きい場合には
現像剤に対するストレスが大きくなるため、現像剤の耐
久性が低下する。さらにより好ましい範囲は3〜10gf/
mmである。
る粒子の存在量を測定する方法は、コールターカウンタ
ー(測定レンジ:2.00〜50.8μm)にて一定濃度分散液
を調整した後に一定時間測定を行い、その個数を求める
方法で行った。この場合、従来の方法では添加量測定の
誤差を生じるため、磁性トナーに添加した後の、離型剤
を主成分とする粒子の存在量を求めることで行った。
し、界面活性剤水溶液20mlを加え、撹拌した後に超音波
を90秒間照射し分散する。ついでこの分散液を3.5m採
取し、150mlのイソトン液へ添加し、10〜20秒間超音波
を照射する。その後、コールターカウンターにて1分間
測定を行う。ここで磁性トナーが90個数%以上存在する
領域とその領域に存在する磁性トナーの個数を求める。
この個数をAとする。
る粒子を添加した後に、その現像剤5.0gを採取し、界
面活性剤水溶液20mlを加え、撹拌した後に90秒間超音波
照射を行った後磁性トナーと離型剤を主成分とする粒子
とを分離する。ついで、容器底部に磁石をあて、磁性ト
ナーを容器底部に沈澱させる。その後、上澄み液を3.5m
l以上採取し、6時間以上静置する。ビーカーに150mlの
イソトン液を用意し、静置した上澄み液を3.5ml採取し
イソトン液へ添加する。ついで10〜20秒間超音波照射
後、コールターカウンターにて1分間測定を行い、磁性
トナー自体が90個数%以上存在する粒径範囲に存在する
粒子の個数を求める。この個数をBとする。
成分とする粒子の個数%を下記式に従って算出する。
(A+B)×100
るが、本発明の態様はこれに限定されない。尚、本実施
例、比較例中において「部」とは「重量部」を示す。
アクリル樹脂=20部とを混合し、混練・粉砕分級するこ
とによって体積平均粒径=11.3μmの離型剤を主成分と
する粒子を得た。これを「粒子1」とする。
により体積平均粒径=7.1μmの離型剤を主成分とする粒
子とした他は同様にして「粒子2」を得た。
アクリル樹脂を10部とした他は同様にして体積平均粒径
=9.3μmの離型剤を主成分とする粒子を得た。これを
「粒子3」とする。
アクリル樹脂の代わりにポリエステル樹脂を20部使用し
た他は同様にして体積平均粒径=11.2μmの離型剤を主
成分とする粒子を得た。これを「粒子4」とする。
により体積平均粒径=6.3μmの離型剤を主成分とする粒
子とした他は同様にして「粒子5」を得た。
性粉(マグネタイト)50部と離型剤(低分子量ポリプロ
ピレン)5部と荷電制御剤(サリチル酸誘導体の金属錯
体)1部とを混合し、通常の条件に従って練肉・粉砕・分
級し体積平均粒径が11.3μの磁性着色粒子を得た。この
磁性着色粒子に、疎水性シリカ(数平均一次粒径=12n
m)0.4重量%及び本発明の「粒子1」を添加混合して本
発明の現像剤を得た。
90個数%以上が存在する領域は6.35〜20.2μm
の領域であった。「粒子1」を添加し、この範囲に存在
する「粒子1」の量を5×10-3個数%となる様に添加混
合し、本発明の磁性トナーを得た。これを「磁性トナー
1」とする。なお、Dp/Dt=1.0である。
に於いて、粉砕分級により体積平均粒径=7.2μmの磁性
着色粒子を得た。このものの、粒度分布は90個数%以上
が存在する領域は3.17〜12.7μmの領域であった。この
範囲に存在する「粒子2」の量が3×10-2個数%存在す
る様に「粒子2」を添加し、さらに疎水性シリカ(数平
均一次粒径=15nm)を0.9重量%添加混合し、本発明の
磁性トナーを得た。これを「磁性トナー2」とする。な
お、Dp/Dt=0.99である。
に於いて、粉砕分級により体積平均粒径=9.1μmの磁性
着色粒子を得た。このものの、粒度分布は90個数%以上
が存在する領域は4.00〜16.0μmの領域であった。この
範囲に存在する「粒子3」の量が4×10-2個数%存在す
るように「粒子3」を添加し、さらに疎水性シリカ(数
平均一次粒径=8nm)を0.7重量%添加混合し、本発明
の磁性トナーを得た。これを、「磁性トナー3」とす
る。なお、Dp/Dt=1.02である。
0部と磁性粉(マグネタイト)50部と離型剤(低分子量
ポリプロピレン)5部と荷電制御剤(サリチル酸誘導体
の金属錯体)1部とを混合し、通常の条件に従って練肉・
粉砕・分級し体積平均粒径が10.8μの磁性着色粒子を得
た。この磁性着色粒子に、疎水性シリカ(数平均一次粒
径=16nm)0.4重量%及び本発明の「粒子4」を添加混
合して本発明の現像剤を得た。
90個数%以上が存在する領域は6.35〜20.2μmの領域で
あった。「粒子4」を添加し、この範囲に存在する「粒
子4」の量を3×10-2個数%となる様に添加混合した。
これを、「磁性トナー4」とする。なお、Dp/Dt=
1.08である。
粒径=6.7μmの磁性着色粒子を得た。このものの、粒度
分布は90個数%以上が存在する領域は3.17〜12.7μmの
領域であった。この範囲に存在する「粒子5」の量が1
×10-2個数%存在する様に「粒子5」を添加し、さらに
疎水性シリカ(数平均一次粒径=12nm)を1.0重量%添
加混合し、本発明の磁性トナーを得た。これを「磁性ト
ナー5」とする。なお、Dp/Dt=0.94である。
例1に於いて、「粒子1」を1×10-1個数%添加した他
は同様にして比較磁性トナーを得た。これを、「比較磁
性トナー4」とする。
例1に於いて、「粒子1」を1×10-4個数%添加した他
は同様にして比較磁性トナーを得た。これを、「比較磁
性トナー5」とする。
例1に於いて、「粒子1」の代わりに「粒子2」を使用
した他は同様にして比較磁性トナーを得た。これを、
「比較磁性トナー6」とする。なお、この場合、Dp/
Dt=0.63である。
例2に於いて、「粒子2」の代わりに「粒子1」を使用
した他は同様にして比較磁性トナーを得た。これを、
「比較磁性トナー7」とする。なお、この場合、Dp/
Dt=1.58である。
例1に於いて、「粒子1」を添加しない他は同様にして
比較磁性トナーを得た。これを、「比較磁性トナー8」
とする。
ンターLP−3015(コニカ(株)社製)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=0.2mmとし、現像領域に於ける
現像器表面に於けるトナー層を0.15mmとした非接触方式
に改造した。感光体は積層型有機感光体を使用して現像
部電位を−500Vとし、現像バイアスをピーク〜ピーク
で−50〜−550Vで周波数2kHzのACバイアス及び−25
0VのDCバイアスを印加した。
RH)で画像濃度の変化及び画質の変化を求めた。すなわ
ち、上記現像装置を使用し、前記高温高湿下で5%の画
素の画像を連続100,000枚印字し、初期と印字後の画像
濃度を測定し、さらにカブリ及び画像不良の発生の有無
を評価した。
所の絶対反射濃度を測定しそれらを平均することにより
平均濃度を測定した。さらに、画像不良として、ベタ黒
画像の最大濃度と最低濃度をもとめ、その差により画像
のムラを評価した。カブリは白紙を印字し、その12個所
の相対濃度を測定した。相対濃度とは、紙の濃度を0.00
0として測定を行ったものである。結果を下記「表1」
に示す。
は、高温高湿環境下に於いても優れた耐久性を示すこと
が理解される。
に優れた一成分磁性現像剤を提供することが出来る。ま
た、本発明の一成分磁性現像剤は、薄い現像剤層を現像
領域へ搬送する、いわゆる薄層形成方式に好適に使用す
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも樹脂と磁性粉と離型剤とを含
有してなる一成分磁性現像剤に於いて、該現像剤が磁性
トナー及び磁性トナーに対して1×10-3〜5×10-2個数
%の、離型剤を主成分とする粒子とから構成され、さら
に、該離型剤を主成分とする粒子の体積平均粒径(D
p)が前記磁性トナーの体積平均粒径(Dt)に対して
0.8<Dp/Dt<1.2であることを特徴とする一成分磁
性現像剤。 - 【請求項2】 少なくとも樹脂と磁性粉と離型剤とを含
有してなる磁性トナーからなる現像剤を20〜500μmの層
厚で現像領域へ搬送し感光体上の静電潜像を現像する現
像方法に於いて、該現像剤が前記磁性トナー及び磁性ト
ナーに対して1×10-3〜5×10-2個数%の、離型剤を主
成分とする粒子とから構成され、さらに、該離型剤を主
成分とする粒子の体積平均粒径(Dp)が前記磁性トナ
ーの体積平均粒径(Dt)に対して0.8<Dp/Dt<
1.2である現像剤を使用することを特徴とする現像方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03250694A JP3333978B2 (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 一成分磁性現像剤及び現像方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03250694A JP3333978B2 (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 一成分磁性現像剤及び現像方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07244396A JPH07244396A (ja) | 1995-09-19 |
JP3333978B2 true JP3333978B2 (ja) | 2002-10-15 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP03250694A Expired - Fee Related JP3333978B2 (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 一成分磁性現像剤及び現像方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3333978B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
US20040081904A1 (en) | 2002-09-24 | 2004-04-29 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrostatic developing toner |
-
1994
- 1994-03-02 JP JP03250694A patent/JP3333978B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07244396A (ja) | 1995-09-19 |
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