JPH02284151A - 二成分系現像剤 - Google Patents

二成分系現像剤

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JPH02284151A
JPH02284151A JP1104568A JP10456889A JPH02284151A JP H02284151 A JPH02284151 A JP H02284151A JP 1104568 A JP1104568 A JP 1104568A JP 10456889 A JP10456889 A JP 10456889A JP H02284151 A JPH02284151 A JP H02284151A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真、静電記録の如き画像形成方法にお
ける静電荷潜像を顕像化するための二成分系現像剤に関
する。
[従来の技術] 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
て徹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細線再現性が一般に悪く、線画像の
鮮明さが未だ充分ではない。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ツトが集まって形成さ
れており、ベタ部、ハーフトーン部及びライト部はドツ
ト密度を変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、ドツトサイズを小さくして解像度を向上させ
る場合には、微小なドツトから構成される装置再現性が
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、コピーま
たはプリントアウトを続けているうちに、画質が劣悪化
してゆくことがある。この現象は、コピーまたはプリン
トアウトを続けるうちに、現像され易いトナー粒子のみ
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こると考えられる。
こねまでに、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、粒径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、未だ改良すべき余地
を残している。
特開昭58−129437号公報では、平均粒径が6〜
lOμm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(、
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、高画質化を達成する為には、5μm以下の磁性ト
ナー粒子が重要であるが、これらの含有量を増加させる
と、凝集性が増加し、現像性が低下する傾向にあった。
[発明が解決しようとする課題j 本発明の目的は上述のごとき問題点を解決した二成分現
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、特に細線再
現性、階調性の優れた二成分系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
い二成分系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
ない二成分系現像剤を提供するものである。
さらに本発明の目的は、転写性の優れた二成分系現像剤
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二成分系現像剤を提供するもので
ある。
さらに、本発明の目的は、デジタルな画像信号による画
像形成装置においても、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二成分系現像剤を提供す
るものである。
[課題を解決するための手段及び作用]より詳細には、
本発明は、トナー及び樹脂で被覆されたキャリアを有す
る二成分系現像剤に適用されるトナーにおいて、5μm
以下の粒径を宵するトナー粒子が60個数%以上含有さ
れ、トナーの体積分布の変動係数(体積分布の標準偏差
/体積平均粒径)が27.5以下であり、トナーの体積
平均粒径が4〜6μmであり、流動性付与剤としての無
機化合物微粉体を含有する二成分系現像剤を特徴とする
上記の粒度分布を有する本発明のトナーは、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、網点及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優れた画像を与える。
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
のトナーより少ないトナー消費量で良好な現像を行うこ
とが可能であり、経済性及び、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。
本発明の二成分系現像剤において、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、本発明の二成分系現像剤においては、5μm
以下の粒径のトナー粒子が60個数%以上であることが
一つの特徴である。従来、トナーにおいては5gm以下
のトナー粒子は、帯電量コントロールが困難であったり
、トナーの流動性を損ない、また、トナーが飛散して機
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〜30pmにわたる粒度分布を有す
るトナーを用いて、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、ごく僅かのトナー粒
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、8pm以下のトナー粒子が多く、特に5
μm以下のトナー粒子が多いことが判明した。すなわち
、現像に最も通した5μm以下の粒径のトナー粒子が感
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
た画像が得られるものである。
5μm以下の粒径のトナー粒子は、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薄
くなり、画像濃度が薄く見えることがある。特に、5μ
m以下のトナー粒子は、その傾向が強く、60個数%以
下にする必要があった。しかしながら、本発明者らは、
体積平均粒径を5μm付近の4〜6μmとし、体積平均
粒径から離れた粒径のトナーを除去し、体積分布の変動
係数を27.5以下、好ましくは27以下とすることで
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、このような体積平均粒径2粒度分布にするこ
とによって、5μm以下の粒径のトナー粒子が、適度に
コントロールされた帯電量をもつようになるためと考え
られるが、潜像のエツジ部より電界強度の小さい内側に
供給されるようになり、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。
従来の観点とは全く異なった考え方によって、本発明の
トナー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。
5μa以下の粒径のトナーが60個数%以上含有するト
ナーは、細線再現性、解像力1階調性に極めて(量れる
ものであるが、コピーまたはプリントアウトを続けると
次第に劣化してくるものであった。5μm以下の粒径に
対して、相対的に大きなあるいは小さな粒子が存在する
ことでトナー粒子相互の凝集状態が生じ易く、本来の粒
径以上のトす−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易い。
従って、体積分布の変動係数を27以下、体積平均粒径
を4〜6μ自とする必要がある。体積分布の変動係数が
27.5以上であると、トナーを構成する粒子間の粒径
差が大きくなり、凝集状態を生じ易くなる。
さらに、このような粒度分布の場合には、トナー粒子の
帯電バランスが悪化し、必要以上の荷電をもった粒径の
小さなトナーが現像スリーブ上に帯電付着して、正常な
トナーの現像スリーブへの担持及び荷電付与を阻害した
り、帯電の不足した粒径の大きなトナーがトナー層を覆
い、現像性が落ち、画像濃度が低下する傾向がある。従
って、粒径の小さな粒子も少なくすることが望ましく、
2.00〜2.52ufflのトナー粒子が12個数%
以下であること・が好ましい。
また、l・ナーの体積平均径は4〜6μm、この値は先
に述べた各構成要素と切り離して考えることはできない
ものである。体積平均粒径4μm未満では、グラフィク
画像などの画像面積比率の高い用途では、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
生じ易い。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6μmを越えると、5μn以下
という粒子に対して相対的に粒径の大きな粒子が増加す
るので複写の初めは良くとも使用を続けていると画質低
下を発生し易い。
トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できるが、
本発明においてはコールタ−カウンターを用いて行フた
すなわち、測定装置としてはコールタ−カウンターTA
−If型(コールタ−社製)を用い、個数分布1体積分
布を出力するインターフェイス(日料機製)及びCX−
1パーソナルコンピユータ(キャノン製)を接続し、電
解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl2水溶
液を調製する。測定法とじては前記電解水溶液100〜
150al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0.1〜5mN加え、さ
らに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電
解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−カウンターTA−II型により、アパチャ
ーとして100μmアパチャーを用いて、個数を基準と
して2〜40μm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。
本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、オイル
塗布する装置を有する加熱加圧ローラ定着装置を使用す
る場合には、下記トナー用結着樹脂の使用が可能である
例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、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−p−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、スチレン−ビニルナフタ
リン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体
、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン
−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエ
ーテル共重合体、スチレン−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−ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合
体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体な
どのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール
樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン
酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニ
ール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシ
レン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマ
ロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。
オイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式におい
ては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がローラ
に転穆するいわゆるオフセット現象、及びトナー像支持
部材に対するトナーの密着性が重要な問題である。より
少ない熱エネルギーて定着するトナーは、通常保存中も
しくは現像器中でプロ・ンキングもしくはケーキングし
易い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなけ
ればならない。それゆえ、本発明においてオイルを殆ど
塗布しない加熱加圧ローラ定着方式を用いる時には、結
着樹脂の選択がより重要である。好ましい結着物質とし
ては、架橋されたスチレン系共重合体もしくは架橋され
たポリエステルがある。
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノ
マーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ド
デシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチル
ヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタク
リニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合を有
するモノカルボン酸もしくはその置換体;例えば、マレ
イン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイ
ン酸ジメチルなどのような二重結合を有するジカルボン
酸及びその置換体:例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、安
息香酸ビニルなどのようなビニルエステル類;例えばエ
チレン、プロピレン、ブチレンなどのようなエチレン系
オレフィン類;例えばビニルメチルケトン、ビニルヘキ
シルケトンなどのようなビニルケトン類;例えばビニル
メチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブ
チルエーテルなどのようなビニルエーテル類;等のビニ
ル単量体が単独もしくは2つ以上用いられる。
ここで架橋剤としては主として2個以上の重合可能な二
重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベ
ンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビニ
ル化合物;例えばエチレングリコールシアクリシート、
エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタン
ジオールジメタクリレートなどのような二重結合を2個
有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビニ
ルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンな
どのジビニル化合物:及び3個以上のビニル基を有する
化合物;が単独もしくは混合物として用いられる。
また、加圧定着方式を用いる場合には、圧力定着トナー
用結着樹脂の使用が可能であり、例えばポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリウレタンエラスト
マー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、スチレン
−ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体
、線状飽和ポリエステル、パラフィンなどがある。
また、本発明のトナーには荷電制御剤をトナー粒子に配
合(内添) またはトナー粒子と混合(外添)して用い
ることが好ましい。荷電制御剤によって、現像システム
に応じた最適の荷電量コントロールが可能となり、特に
本発明では粒度分布と荷電とのバランスをさらに安定し
たものとすることが可能であり、荷電制御剤を用いるこ
とで先に述べたところの粒径範囲毎による高画質化のた
めの機能分離及び相互補完性をより明確にすることがで
きる。正荷電制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金
属塩等による変成物;トリブチルベンジルアンモニウム
−I−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラ
ブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの四級
アンモニウム塩;ジプチルスズオキサイド、ジオクチル
スズオキサイド、ジシクロへキシルスズオキサイドなど
のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、
ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレー
トなどのジオルガノスズボレートを単独であるいは2種
類以上組合せて用いることができる。これらの中でも、
ニグロシン系、四級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が
特に好ましく用いられる。
また、−数式 %式% R2,R3:置換または未置換のアルキル基(好ましく
は、C1〜C4) で表わされるモノマーの!lL重合体;または前述した
ようなスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エ
ステルなどの重合性子ツマ−との共重合体を正荷電性制
御剤として用いることができ、この場合これらの荷電制
御剤は、結着樹脂(の全部または一部)としての作用を
も有する。
本発明に用いることのできる負荷電性制御剤としては、
例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効で、その例
としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄(I+
 )アセチルアセトナート、3.5−ジターシャリ−ブ
チルサリチル酸クロム等があり、特にモノアゾ金属錯体
、アセチルアセトン金属錯体、ナフトエ酸及びサリチル
酸系金属錯体または塩が好ましく、特にサリチル酸系金
属錯体またはサリチル酸系金属塩、またはモノアゾ金属
錯体が好ましい。
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、
4pm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重量部に対して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。
また、本発明の二成分系現像剤は、長期の使用によって
も凝集を防ぐ為に流動性付与剤としての無機化合物微粉
体を含有することを特徴とする。
本発明の特徴とするような粒度分布を有する二成分系現
像剤では、比表面積が従来のトナーより太き(なる。
トナー粒子が凝集し易(なったり、摩擦帯電のためにト
ナー粒子と、キャリアまたは内部に磁界発生手段を有し
た円筒状の導電性スリーブ表面と接触せしめた場合、従
来のトナーよりトナー粒子表面とキャリアまたはスリー
ブとの接触回数は増大し、トナー粒子の摩耗やキャリア
、スリーブ表面の汚染が発生し易(なる。本発明に係る
トナーと、無機化合物微粉体を組み合せるとトナー粒子
間やトナー粒子とキャリア、スリーブ表面の間に無機化
合物微粉体が介在することで凝集、摩耗は著しく軽減さ
れる。これによって、スペント化も抑えられトナー及び
キャリア、スリーブの長寿命化が図れると共に、安定し
た帯電性も維持することができ、長期の使用にもより優
れたトナー及びキャリアを有する二成分系現像剤とする
ことが可能である。さらに、本発明で主要な役割をする
5H以下の粒径を有するトナー粒子は、無機化合物微粉
体の存在でより効果を発揮し、高画質な画像を安定して
提供することができる。
これらの無機化合物としては、以下のようなものが好ま
しく用いられる。
SiO□、 Ge0z、 Tio2. Snow、 f
iR203,BzOs、 P2O3゜As20iなどの
酸化物;ケイ酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、ゲルマン酸塩
、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、アルミノホウ酸塩
、アルミノホウケイ酸塩、タングステン酸塩、モリブデ
ン酸塩、テルル酸塩などの金属酸化物塩;及びこれらの
複合化物;炭化ケイ素、窒化ケイ素、アモルファスカー
ボン;等を単独あるいは混合して用いる。
無機化合物微粉体としては、乾式法及び湿式法で製造し
た無機化合物微粉体をいずれも使用できる。
ここで言う乾式法とは、ハロゲン化合物の蒸気相酸化に
より生成する無機化合物微粉体の製造法である。例えば
ハロゲン化物ガスの酸素水素中における熱分解酸化反応
を利用する方法で、基礎となる反応式は次の様なもので
ある。
MXn + y2nH2+ IA02→MO2+ nH
cf2この式に於いて、例えばMは金属、半金属元素、
Xはハロゲン元素、nは整数を表わす反応式である。具
体的には、AlCR3,TiCRa、 GeC(4<。
5IC1’4. POCl2. BBr3を用いればそ
れぞれ^#20.。
TiO2,GeO2,5i02. P2O5,B2O3
が得られる。
この時、ハロゲン化物を混合して用いれば複合化合物が
得られる。
他には、熱CVD 、プラズマCVDなどの製造法を応
用して、乾式による微粉体を得ることができる。中でも
SiO□、 Af20.、 TiO2などが好ましく用
いられる。
一方、本発明に用いられる無機化合物微粉体を湿式法で
製造する方法は、従来公知である種々の方法が適用でき
る。例えば、ケイ酸ナトリウムの酸による分解、一般反
応式で下記に示す。
Na2O・KSi02+HC1+)+20 −*5iO
2−nH20+NaGA’また、ケイ酸ナトリウムのア
ンモニア塩類またはアルカリ塩類による分解、ケイ酸ナ
トリウムよりアルカリ土類金属ケイ酸塩を生成せしめた
後、酸で分解しケイ酸とする方法、ケイ酸ナトリウム溶
液をイオン交換樹脂によりケイ酸とする方法、天然ケイ
酸またはケイ酸塩を利用する方法などがある。
その他には、金属アルコキシドの加水分解による方法が
ある。この一般反応式を下記に示す。
M (OR) n+ ’12 n)1.0−= MO□
+ nRo)!この式に於いて、例えばMは金属、半金
属元素、Rはアルキル基、nは整数を表わす反応式であ
る。またこの時、2 f!以上の金属アルコキシドを用
いれば複合物が得られる。
上記無機化合物微粉体のうちで、BET法で測定した窒
素吸着による比表面積が30m2/g以上(特に50〜
400m2/g ) 、−成粒子の平均径が0.2pm
以下(特に0.1pm以下)の範囲内のものが良好な結
果を与える。トナー100重量部に対して無機化合物微
粉体011〜8重量部、好ましくは0.2〜5重量部使
用するのが良い。
また、本発明のトナーを正荷電性二成分系現像剤として
用いる場合には、トナーの摩耗防止。
キャリア、スリーブ表面の汚損防止のために添加する無
機化合物微粉体としても、負荷電性であるよりは、正荷
電性無機化合物微粉体を用いた方が帯電安定性を損うこ
ともなく、好ましい。
正帯電性無機化合物微粉体を得る方法としては、上述し
た未処理の無機化合物微粉体を、側鎖に窒素原子を少な
くとも1つ以上有するオルガノ基を有するシリコンオイ
ルで処理する方法、あるいは窒素含有のシランカップリ
ング剤で処理する方法、またはこの両者で処理する方法
がある。
尚、本発明において正荷電性無機化合物微粉体とは、ブ
ローオフ法で測定した時に、鉄粉キャリアに対しプラス
のトリボ電荷を有するものをいう。
無機化合物微粉体の処理に用いる、側鎖に窒素原子を有
するシリコンオイルとしては、少なくとも下記式で表わ
される部分構造を具備するシリコンオイルが使用できる
(式中、R,は水素、アルキル基、アリール基またはア
ルコキシ基を示し% R2はアルキレン基またはフェニ
レン基を示し、R3及びR4は水素、アルキル基、また
はアリール基を示し、R3は含窒素複素環基を示す)上
記アルキル基、アリール基、アルキレン基、フェニレン
基は窒素原子を有するオルガノ基を有していても良いし
、またIF電性を損ねない範囲で、ハロゲン等の置換基
を有していても良い。
また、本発明で用いる含窒素シランカップリング剤は、
一般に下記式で示される構造を有する。
R,−5i−Yn (Rは、アルコキシ基またはハロゲンを示し、Yはアミ
ノ基または窒素原子を少なくとも1つ以上有するオルガ
ノ基を示し、m及びnは1〜3の整数であってm+n=
+4である。) 窒素原子を少なくとも1つ以上有するオルガノ基として
は、有機基を置換基として有するアミノ基または含窒素
複素環基または含窒素複素環基を有する基が例示される
。含窒素複素環基としては、不飽和複素環基または飽和
複素環基があり、それぞれ公知のもの4<適用可能であ
る。不飽和複素環基としては、例えば下記のものが例示
される。
飽和複素環基としては、例えば下記のものが例示される
(以下余白) 本発明に使用される複素環基としては、安定性を考慮す
ると五員環または六員環のものが良い。
そのような処理剤の例としてはアミノプロピルトリメト
キシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ジメ
チルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジエチルアミ
ンプロピルトリメトキシシラン、ジプロピルアミノプロ
ビルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルトリ
メトキシシラン、モノブチルアミノプロピルトリメトキ
シシラン、ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシラ
ン、ジブチルアミノプロビルジメトキシシラン、ジブチ
ルアミノプロピルモノメトキシシラン、ジメチルアミノ
フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリル−γ
−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリルニア−
プロピルベンジルアミン等があり、さらに含窒素複素環
としては前述の構造のものが使用でき、そのような化合
物の例としては、トリメトキシシリル−γ−プロピルピ
ペリジン、トリメトキシシリル−γ−プロピルモルホリ
ン、トリメトキシシリル−γ−プロピルイミダゾール等
がある。
これらの処理された正荷電性無機化合物微粉体の適用量
は、トナー100重量部に対して、0.1〜8重量部の
ときに効果を発揮し、特に好ましくは0.2〜5重量部
添加した時に優れた安定性を有する正の帯電性を示す。
添加形態については好ましい態様を述べれば、トナー1
00重量部に対して、0.2〜3重量部の処理された無
機化合物微粉体がトナー粒子表面に付着している状態に
あるのが良い。なお、前述した未処理の無機化合物微粉
体も、これと同様の適用量で用いることができる。
又、本発明に用いられる無機化合物微粉体は、必要に応
じてシランカップリング剤、疎水化の目的でシリコンオ
イル、有機ケイ素化合物などの処理剤あるいは、種々の
処理剤を併用して処理されていても良く、無機化合物微
粉体と反応あるいは物理吸着する上記処理剤で処理され
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、ジフェニルジェトキシシラ
ン、ヘキサメチルジシロキサン、1.3−ジビニルテト
ラメチルジシロキサン、1.3−ジフェニルテトラメチ
ルジシロキサン、及び1分子当り2から12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に結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキ
サン等がある。
またシリコーンオイルとしては、一般に次の式により示
されるものである。
好ましいシリコーンオイルとしては、25℃における粘
度がおよそ5〜5000cStのものが用いられ、例え
ばメチルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル
、フェニルメチルシリコーンオイル、クロルフェニルメ
チルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル
、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリオキシアルキレン
変性シリコーンオイルなどが好ましい、これらは1種あ
るいは2 f!I!以上の混合物で用いられる。
また、本発明において、フッ素含有重合体の微粉末、例
えばポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフル
オライド等及びテトラフルオロエチレン−ビニリデンフ
ルオライド共重合体の微粉末を添加することは好ましい
。特に、ポリビニリデンフルオライド微粉末が流動性及
び研磨性の点で好ましい。トナーに対する添加量は0.
01〜2、Owt%、特に0.02〜1.Owt%が好
ましい。
特に、無機化合物微粉体と上記微粉末と組み合わせたト
ナーにおいては、理由は明確ではないが、トナーに付着
した微粉体の存在状態を安定化せしめ、例えば、付着し
た微粉体がトナーから遊離して、トナー摩耗やスリーブ
汚損への効果が減少するようなことがなくなり、かつ、
帯電安定性をさらに増大することが可能である。
本発明のトナーは、必要に応じて添加剤を混合してもよ
い。着色剤としては従来より知られている染料、顔料が
使用可能であり、例えば、カーボンブラック、マグネタ
イト、マグネタイト、ヘマタイト、フタロシアニンブル
ー ピーコックブルー パーマネントレッド、レーキレ
ッド、ローダミンレーキ、ハンザイエロー、パーマネン
トイエロー、ベンジジンイエロー等広<使用することが
できる。
その含有量として、結着樹脂100部に対して0.5〜
20重量部、ざらに0)IPフィルムの透過性を良くす
るためには、12重量部以下が好ましく、さらに好まし
くは0.5〜9重量部が良い。
他の添加剤としては、例えばステアリン酸亜鉛の如き滑
剤、あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素の如き研磨剤あ
るいは例えばコロイダルシリカ、酸化アルミニウムの如
ぎ流動性付与剤、ケーキング防止剤、あるいは例えばカ
ーボンブラック、酸化スズ等の導電性付与剤がある。
また、熱ロール定着時の離型性を良くする目的で低分子
量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロク
リスタリンワックス、カルナバワックス、サゾールワッ
クス、パラフィンワックス等のワックス状物質を0.5
〜5wt%程度トナーに加えることも本発明の好ましい
形態の1つである。
本発明に使用しうるキャリアとしては、例えば鉄粉、フ
ェライト粉、ニッケル粉の如き磁性を有する粉体、ガラ
スピーズ等及びこれらの表面を樹脂等で処理したものな
どがあげられる。トナー10重量部に対して、キャリア
10〜1000fi量部(好ましくは30〜500重量
部)使用するのが良い。
キャリアの粒径としては4〜100μm (好ましくは
10〜80μm1更に好ましくは20〜60μm)のも
のが小粒径トナーとのマツチングにおいて好ましい。
本発明に用いられるトナーの摩擦帯電性をより安定化さ
せ、潜像を忠実に現像させる為に本発明に用いられるキ
ャリアは樹脂及び/またはシリコーン化合物で被覆しで
あることが好ましい。
また、本発明の粒度分布をもつトナーでは、スペント化
を起こし易い傾向にあるので、これを予防する為にもキ
ャリアを被覆することが好ましい。
高速機に適用した際の耐久性に於いても利点がある。更
に、トナーの荷電制御を目的として行うこともできる。
キャリアの被T!1層を形成するための樹脂としては、
例えばシリコーン系化合物、フッ素系樹脂等を好ましく
用いることができる。
キャリアの被覆層を形成するためのフッ素系樹脂として
は、例えば、ポリフッ化ビニル、ボリフッ化ビニリデン
、ポリトリフルオロエチレン、ポリトリフルオルクロル
エチレンのようなハローフルオロポリマー、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリバーフルオルプロピレン、フッ
化ビニリデンとアクリル車量体との共重合体、フッ化ビ
ニリデンとトリフルオルクロルエチレンとの共重合体、
テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンと
の共重合体、フッ化ビニルとフッ化ビニリデンとの共重
合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの
共重合体、フッ化ビニリデンとへキサフルオロプロピレ
ンとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニ
リデン及び非フツ素化単量体のターポリマーのようなフ
ルオロターポリマー等が好ましく用いられる。
また、フッ素ポリマーの重量平均分子量は50.000
〜400,000が好ましい、より好ましくは100.
000〜250,000である。
キャリアの被覆層の形成においては、上記の如きフッ素
系樹脂をそれぞれ単独で用いてもよいし、あるいはこれ
らをブレンドしたものを用いてもよい。また、これらに
さらにその他の重合体をブレンドしたものを用いてもよ
い。
その他の1合体としては、以下にあげる様なモノマーの
単重合体あるいは、共重合体が用いられる。
スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、
 p−t−ブチルスチレン、p−クロルスチレン等のス
チレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル
酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニ
ル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メ
タクリル酸ドデシル、メタクリル酸グリシジル、メタク
リル酸メトキシエチル、メタクリル酸プロポキシエチル
、メタクリル酸ブトキシエチル、メタクリル酸メトキシ
ジエチレングリコール、メタクリル酸エトキシジエチレ
ングリコール、メタクリル酸メトキシエチレングリコー
ル、メタクリル酸ブトキシトリエチレングリコール、メ
タクリル酸メトキシジプロピレングリコール、メタクリ
ル酸フェノキシエチル、メタクリル酸フェノキシジエチ
レングリコール、メタクリル酸フェノキシテトラエチレ
ングリコール、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シ
クロヘキシル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、
メタクリル酸ジシクロペンテニル。
メタクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル。
メタクリル酸N−ビニル−2−ピロリドン、メタクリ口
ニトリル、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリ
ルアミド、メタクリル酸エチルモルホリン、ジアセトン
アクリルアミド、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、
アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デ
シル。
アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル
酸グリシジル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸
プロポキシエチル、アクリル酸ブトキシエチル、アクリ
ル酸メトキシジエチレングリコール、アクリル酸エトキ
シジエチレングリコール、アクリル酸メトキシエチレン
グリコール、アクリル酸ブトキシトリエチレングリコー
ル、アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、アク
リル酸フェノキシエチル、アクリル酸フェノキシジエチ
レングリコール、アクリル酸フェノキシテトラエチレン
グリコール、アクリル酸ベンジル、アクリル酸シクロヘ
キシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル
酸ジシクロペンテニル、アクリル酸ジシクロペンテニル
オキシエチル、アクリル酸N−ビニル−2−ピロリドン
、アクリル酸グリシジル、アクリロニトリル。
アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド。
ジアセトンアクリルアミド、アクリル酸エチルモルホリ
ン、ビニルピリジン等の1分子中に1個のビニル基を有
するビニルモノマーや、ジビニルベンゼン、グリコール
左メタクリル酸あるいはアクリル酸との反応生成物1例
えばエチレングリコールジメタクリレート、1.3−ブ
チレングリコールジメタクリレート、1.4−ブタンジ
オールジメタクリレート、1,5−ペンタンジオールジ
メタクリレート、l、6−ヘキサンシオールジメタクリ
レート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジ
エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレング
リコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジ
メタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリ
レート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコール
エステルジメタクリレート、トリメチロールエタントリ
メタクリレート。
トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエ
リトリットテトラメタクリレート、トリスメタクリロキ
シエチルホスフェート、トリス(メタクリロイルオキシ
エチル)イソシアヌレート。
エチレングリコールジアクリレート、1.3−ブチレン
グリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ
アクリレート、1.5−ベンタンジオールジアクリレー
ト、1.6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペ
ンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコー
ルジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレ
ート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプ
ロピレンジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペ
ンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールエタ
ントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート、ペンタエリトリットテトラアクリレート、ト
リスアクリロキシエチルホスフェート、トリス(メタク
リロイルオキシエチル)イソシアヌレート、メタクリル
酸グリシジルとメタクリル酸あるいはアクリル酸のハー
フエステル化物、ビスフェノール型エポキシ樹脂とメタ
クリル酸あるいはアクリル酸のハーフエステル化物、ア
クリル酸グリシジルとメタクリル酸あるいはアクリル酸
のハーフエステル化物等の1分子中に2個以上のビニル
基を有するアクリルモノマーや、アクリル酸2−ヒドロ
キシエチル、アクリル酸2ヒドロキシプロピル、アクリ
ル酸ヒドロキシブチルアクリル酸2−ヒドロキシ−3−
フェニルオキシプロピル、メタクリル酸2ヒドロキシエ
チル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリ
ル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸−2ヒドロキシ3
フエニルオキシプロピル等といったヒドロキシル基を有
するアクリルモノマーを挙げることができる。
これらのビニルモノマーは、懸濁重合、乳化重合、溶液
重合等公知の方法で共重合される。これらの共重合体は
、重量平均分子量が10.000〜70.000である
ものが好ましい。またこの共重合体にメラミンアルデヒ
ド架橋あるいは、イソシアネート架橋させてもよい。
フッ素系樹脂と他の重合体とのブレンド比は、20〜8
0 : 80〜20重量%特には、40〜60:80〜
40重量%が好ましい。
キャリアの被覆層を形成するためのシリコン系化合物と
しては、例えばポリシロキサン、例えばジメチルポリシ
ロキサン、フェニルメチルポリシロキサン等が全て用い
られ、また、アルキド変性シリコン、エポキシ変性シリ
コン、ポリエステル変性シリコン、ウレタン変性シリコ
ン、アクリル変性シリコン等の変性樹脂も使用可能であ
る。
また、変性形態として、ブロック共重合体、グラフト共
重合体、くし形グラフトポリシロキサン等、いずれも使
用可能である。
実際の磁性粒子表面への塗布に際しては、固形メチルシ
リコンフェス、固形フェニルシリコンフェス、固形メチ
ルフェニルシリコンフェス、固形エチルシリコンフェス
、各種変性シリコン樹脂ス等、シリコン樹脂をフェス状
にしておいて磁性粒子をその内へ分散させる方法、或い
は、フェスを磁性粒子に噴霧する方法等がとられる。
本発明に使用されるキャリアの芯材の材質としては、例
えば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、
マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金ま
たは酸化物などが使用できるが、好ましくは金属酸化物
より好ましくはフェライト粒子が使用できる。
またその製造方法としては、特別な制約はない。
キャリアの平均粒径が4μm未満では、キャリアが潜像
保持体上に現像(トナーとともに転写)され易くなり、
潜像保持体やクリーニングブレードを傷つけ易くなる。
一方、キャリアの平均粒径が100μmより大きいと、
キャリアのトナー保持能が低下し、ベタ画像の不均一さ
、トナー飛散、かぶり等が発生し易くなる。このような
キャリア芯材は、磁性材料のみから構成されていてもよ
く、また磁性材料と非lii!性材料との結合体から構
成されていてもよく、更には二種以上の磁性粒子の混合
物であっても良い。
前述したキャリア芯材の表面を上記被覆樹脂で被覆する
方法としては、該樹脂を溶剤中に溶解もしくは懸濁せし
めて芯材表面に塗布し、上記樹脂を磁性粒子等からなる
芯材に付着せしめる方法が好ましい。
上記被覆樹脂の処理量は被覆材の成膜性や耐久性から一
般に総量でキャリア芯材に対し0.1〜30重量%(好
ましくは0.5〜20重量%)が望ましい。
本発明に係る静電荷像現像用トナーを作製するにはビニ
ル系、非ビニル系の熱可盟性樹脂、必要に応じて着色剤
としての顔料又は染料、荷電制御剤、その他の添加剤等
をボールミルの如き混合機により充分混合してから加熱
ロール、ニーダ−エクストルーダーの如き熱混練機を用
いて溶融、捏和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめ
た中に顔料又は染料を分散又は溶解せしめ、冷却固化後
粉砕及び厳密な分級を行って本発明に係るところのトナ
ーを得ることが出来る。
また、本発明のトナーは特に厳密な分級を必要とするが
、この為には粉砕工程も重要であり、厳密な分級を行う
為微粉砕物の粒度分布をなるべくシャープにしておく必
要がある。この為には、微粉砕を行う前に、2mm以下
、好ましくは1 mm以下、更に好ましくは0.5 m
m以下に粗砕しておくことが望ましい。また、中粉砕工
程を導入し、lO〜100μm程度に粉砕してから、微
粉砕することが特に望ましい。
このように、小さな粒径から微粉砕することにより、微
粉砕物の粒度分布をシャープにすることで分級工程によ
り本発明の特徴とする粒度分布に厳密に分級できる様に
なる。
他には、結着樹脂溶液中に構成材料を分散した後、噴霧
乾燥することによりトナーを得る方法、あるいは結着樹
脂を構成すべき単量体に所定の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、あるいはコア材、シェル材から成るいわゆるマイ
クロカプセルトナーにおいて、コア材あるいはシェル材
、あるいはこれらの両方に所定の材料を含有させる方法
等の方法が応用できる。
本発明の二成分系現像剤は、非磁性トナーと磁性粒子を
用い、通常の二成分系の画像形成方法に用いることがで
きるが、特に、トナー担持部材に対向して磁性粒子拘束
部材を設け、該保持部材表面の移動方向に関し、磁性粒
子拘束部材の上流に磁界発生手段の磁気力によって磁性
粒子の磁気ブラシを形成し、磁性粒子拘束部材によって
磁気ブラシを拘束し、非磁性トナーの薄層をトナー保持
部材上に形成し、交番電界を印加することによって潜像
保持体表面に非磁性トナーを現像する画像形成方法に好
ましい。
この現像方法を第1図を参照しながら説明する。第1図
において、1は潜像保持部材、2は現像剤供給容器、3
は非6n性スリーブ、4は固定磁石、5は磁性又は非磁
性ブレード、6は磁性粒子循環域限定部材、7は磁性粒
子、8はトナー 9は現像剤捕集容器部、10は飛散防
止部材、11はtin性部材部材3は現像領域、12は
バイアス電源を示す。スリーブ3はb方向に回転し、そ
れに伴い磁性粒子7はC方向に循環する。それによって
スリーブ面と磁性粒子層との接触・摺擦が起こりスリー
ブ面上に現像剤層が形成される。又、磁性粒子はC方向
に循環しつつも、その一部が磁性又は非磁性ブレード5
とスリーブ3との間隙によって所定量に規制され、現像
剤層上に塗布される。即ち現像剤は、スリーブ表面と磁
性粒子表面との両方に塗布される構成となり、実質的に
スリーブ表面積を増大したのと同等の効果が示される。
又、現像領域13においては、固定磁石4の磁極の1つ
を潜像面に対向させることにより明確な現像極を形成し
、交番電界によってスリーブ上及び磁性粒子上からトナ
ーを飛y■現像する。(この現象については後述する。
)現像復硫性粒子及び未現像トナーはスリーブの回転と
共に現像容器内に回収される。
スリーブ3は紙筒や合成樹脂の円筒でもよいが、これら
円筒の表面を導電処理するか、アルミニウム、真ちゅう
・ステンレス鋼等の導電体で構成すると現像電極ローラ
ーとして用いることができる。
本発明において、細線再現性は次に示すような方法によ
って測定を行った。すなわち、正確に幅50μ0とした
細線のオリジナル原稿を、適正なる複写条件でコピーし
た画像を測定用サンプルとし、測定装置として、ルーゼ
ツクス450粒子アナライザーを用いて、拡大したモニ
ター画像から、インジケーターによって線幅の測定を行
う。このとき、線幅の測定位置はトナーの細線画像の幅
方向に凹凸があるため、凹凸の平均的線幅をもって測定
点とする。これより、細線再現性の値(%)は、下記式
によって算出する。。
本発明において、解像力の測定は次の方法によって行っ
た。すなわち、線幅及び間隔の等しい5木の細線よりな
るパターンで、1 mmの間に3.6.4.0.4.5
.5.0.5.6.6.3.7.1.8.0.9.0又
は10.0本あるように描かれているオリジナル画像を
つ(る。この104fi類の線画像を有するオリジナル
原稿を適正なる複写条件でコピーした画像を、拡大鏡に
て観察し、細線間が明確に分離している画像の本数(本
/m+u)をもって解像力の値とする。
この数字が大きいほど、解像力が高いことを示す。
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これは
本発明を何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。
[実施例コ に族■ユ 上記材料をブレンダーでよく混合した後、150℃に設
定した2軸混練押出機にて混練した。
得られた混練物を冷却し、カッターミルにて1mm以下
に粗粉砕した後、ジェッ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(8鉄鉱業社製
エルボジェット分級機)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7,7μmの黒色微粉体を
得た。
参考のために、多分割分級機を用いての分級工程を第2
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3図に示した。
得られた黒色微粉体のトナー100部に正荷電性疎水性
乾式シリカ(BET比表面積200m2/g) 1.0
部を加え、ヘンシェルミキサーで混合し、さらにこのト
ナー10部とビニリデンフルオライド−テトラフルオロ
エチレン共重合体(モノマ重合重量比75/25) 、
スチレン−メチルメタクリレート共重合体(モノマ重合
重量比70/ 30)の1:1の混合樹脂を1.2重量
%被覆したフェライトキャリア(体積平均粒径50μm
)90部を混合して、正帯電性の二成分現像剤とした。
このトナーの粒度分布及び諸特性は第1表に示す通りで
あった。
調製した二成分系現像剤を添付図面の第1図に示す現像
装置に投入して、現像試験を実施した。
第1図を参照しながら現像条件を説明する。
潜像保持部材(ドラム)1は矢印a方向に100mm/
秒の周速で回転する。3は矢印す方向に150mm/秒
の周速で回転する外径20mm、厚さ0.8mmのステ
ンレス製のスリーブでその表面は球型ガラスピーズによ
ってブラスト加工を施した。
一方、回転するスリーブ3内にはフェライト焼結タイプ
の磁石4を固定して極配置は第1図の如く表面磁束密度
の最大値は約980ガウスとした。
非磁性ブレード5は1.2mm厚の非磁性ステンレスを
用いた。ブレード−スリーブ間隙は400μmとした。
このスリーブ3に対向する潜像保持部材1の表面には、
静電潜像として、暗部−600vで明部−150vの電
荷模様とし、スリーブ表面との距離を350部mに設定
した。
そして、上記スリーブに対し電源12により周波数18
00Hz、ピーク対ピーク値が1300Vで中心値が一
200Vの電圧を印加し、現像を行った。画出しテスト
を5000回連続して行い、5000枚のトナー画像を
生成した。結果を第2表に示す。
第2表から明らかなように、文字等のライン部及び大面
積部も共に高い画像濃度で、細線再現性、解像性も本発
明の二成分系現像剤は優れており、5000枚画出し後
も、初めの画質の良さを維持していた。また、パーコピ
ーコストも小さく、経済性にも優れたものであった。
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2図及び第3図を参照しながら説明
する。多分割分級機21は、第2図及び第3図において
、側壁は22.23で示される形状を有し、下部壁は2
5で示される形状を有し、側壁24と下部壁25には夫
々ナイフェツジ型の分級エツジ2B、27を具備し、こ
の分級エツジ26.27により、分級ゾーンは3分画さ
れている。側壁22下の部分に分級室に開口する原料供
給ノズル28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
ック29を設ける。分級室上部壁30は、分級室下部方
向にナイフェツジ型の人気エツジ31を具備し、更に分
級室上部には分級室に開口する人気管32.33を設け
である。また、人気管32.33にはダンパの如き第1
.第2気体導入調節手段34.35及び静圧計36、3
7を設けである。分級室底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38.
39.40を設けである。分級粉は供給ノズル28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
ブロック29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41を描いて移動
し、粗粉(排出管38)、所定の体積平均粒径及び粒度
分布を有する黒色微粉体(排出管39)及び超微粉(排
出管40)に分級された。
見立■ユ 実施例1で使用したトナーの代わりに、微粉砕分級条件
をコントロールすることによって第1表に示すような諸
特性にしたトナーを用い正荷電性疎水性乾式シリカ(B
ET 200m”/g) 0.8部、疎水性乾式アルミ
ナ(BET loom”/g) 0.2部外添した。
実施例1と同様にして、二成分系現像剤を作成し評価を
行った。
第2表に示すように、安定した鮮明な高画質の画像を得
ることができた。
見立■ユ 実施例1で使用したトナーの代わりに、着色剤として銅
フタロシアニン4部、ニグロシンの代わりに四級アンモ
ニウム塩2部を用いて実施例1と同様な方法で、第1表
に示す諸特性を示すようなトナーを用いる以外は、実施
例1と同様にして二成分系現像剤を作成して評価を行っ
た。
第2表に示すように、安定した鮮明な高画質の青色画像
を得ることができた。
炙五皇ユ 実施例1の黒色微粉体100部に、正荷電性疎水性乾式
シリカ1.0部、ポリフッ化ビニリデン微粉末(平均−
次粒径約0.3μm、平均重量分子量30万) 0.3
部を加え、ヘンシェルミキサーで混合し、実施例1と同
様にして二成分系現像剤を得て評価を行った。第2表に
示すように、画像濃度、画質の安定性共にさらに優れた
画像を得ることができた。
上記材料を用いて、実施例1と同様にして、黒色微粉体
を得た。この黒色微粉体100部に負帯電性の疎水性シ
リカ微粉末(BET比表面積130m2/g)0.9部
を加え、ヘンシェルミキサーで混合して負帯電性のトナ
ーを調製した。
この黒色微粉体の粒度分布等は第1表に示す通りであっ
た。
このトナー10部とビニリデンフルオライド−テトラフ
ルオロエチレン共重合体(モノマ重合重量比80/ 2
0)  スチレン−2エチルへキシルアクリレート−メ
チルメタクリレート共重合体(モノマ重合重量比45/
 20/ 35)の1:1の混合樹脂を0.5重量%被
覆したフェライトキャリア(体積平均粒径35μm)9
0部を混合して、二成分系現像剤とした。
この二成分現像剤を正荷電性の静電荷像を形成するアモ
ルファスシリコン感光ドラムを具備する複写機に適用し
て、5000枚の画出しテストを行った。
第2表に示すように、安定した鮮明な高画質の画像を得
ることができた。
夫上止ヱ 実施例5で着色剤としてペリレンメカ−レット4部用い
無機化合物微粉体として疎水性乾式シリカ(BET 3
00m2/g) 0.7部、疎水性乾式チタニア(BE
T 100m”/g) 0.2部を用いる他は実施例5
と同様にして二成分系現像剤を作成し、同様の評価を行
った。粒度分布は第1表に、評価結果は第2表に示す。
第2表に示すように、鮮明な赤色の画像が安定して得ら
れた。
之校五ユ 実施例1で使用したトナーの代わりに、微粉砕分級条件
をコントロールすることによって第1表に示すような諸
特性にしたトナーを用いる以外は、実施例1と同様にし
て、評価を行った。その結果は第2表に示す。
初期には良好な画像が得られたが、コピーを続けると次
第に濃度が下がり、ベタ部の内側が中抜は気味になった
。また、かぶりも見られるようになり、次第に悪化した
比J口Iス 実施例1で使用したトナーの代わりに、微粉砕分級条件
をコントロールすることによって第1表に示すような諸
特性にしたトナーを用いる以外は、実施例1と同様にし
て、評価を行りた。その結果を第2表に示す。
初期は良好な画像が得られたが、コピーを繰り返すと、
濃度低下が見られ、画像ががさつきだし、細線再現性が
低下した。
比較例3 実施例1で使用したトナーの代わりに、微粉砕分級条件
をコントロールすることによって第1表に示すような諸
特性にしたトナーを用いる以外は、実施例1と同様にし
て、評価を行った。その結果を第2表に示す。
初期では、ライン部の画像は問題なかったが、ベタ部が
やや中抜は気味であった。コピーを繰り返すと、かぶり
が現われ、中抜けがひどくなり、次第に濃度低下した。
また、ライン部の現像も劣化し、細線再現性、解像性が
低下した。
ルim 実施例1で使用したトナーの代わりに、微粉砕分級条件
をコントロールすることによって第1表に示すような諸
特性にしたトナーを用いる以外は、実施例1と同様にし
て、評価を行った。その結果を第2表に示す。
初期5000枚画出し後も濃度1画質とも問題はなかっ
たが、解像性、ハーフトーン再現において実施例1に比
べやや劣っていた。
(以下余白) [発明の効果] 本発明は特定の粒度分布を有する二成分系現像剤である
高次のような優れた効果を発揮するものである。
(1)解像力、細線再現性に特に優れ、きめの細かいハ
ーフトーン再現に優れた二成分系現像剤である。
(2)繰り返しの使用で性能の変化のない二成分系現像
剤である。
(3)少ない消費量で高い画像濃度を与える二成分系現
像剤である。
(4)デジタルな画像信号による画像形成装置において
も、解像性、階調性、細線再現性に優れたトナー画像を
形成し得る二成分系現像剤である。
【図面の簡単な説明】
添付図面中、第1図は実施例及び比較例において画出し
に用いた現像装置の概略的な断面図を示し、第2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3図は多分割分級手段の概略的な断面斜視図を示すも
のである。 1・・・潜像保持部材   2・・・現像剤供給容器3
・・・非磁性スリーブ  4・・・固定磁石5・・・非
磁性ブレード 6・・・磁性粒子循環域限定部材 フ・・・磁性粒子     8・・・非磁性トナー9・
・・現像剤捕集容器部 10・・・飛散防止部材11・
・・磁性部材     12・・・バイアス電源13・
・・現像領域     21・・・多分割分級装置22
、23.2.4・・・側壁   25・・・下部壁28
、27・・・分級エツジ  28・・・原料供給ノズル
29・・・コアンダブロック 30・・・上部壁31・
・・人気エツジ    32.33・・・人気管34・
・・第1気体導入調節手段 35・・・第2気体導入調節手段 38、37・・・静圧計    38・・・排出管(粗
粉)39・・・排出管(所定の粒径1粒度分布を有する
微粉) 40・・・排出管(超微粉)41・・・湾曲線第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)トナー及び樹脂で被覆されたキャリアを有する二
    成分系現像剤に適用されるトナーにおいて、5μm以下
    の粒径を有するトナー粒子が60個数%以上含有され、
    トナーの体積分布の変動係数(体積分布の標準偏差/体
    積平均粒径)が27.5以下であり、トナーの体積平均
    粒径が4〜6μmであり、流動性付与剤としての無機化
    合物微粉体を含有することを特徴とする二成分系現像剤
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