JPH03179456A

JPH03179456A - 電子写真用現像剤

Info

Publication number: JPH03179456A
Application number: JP1319169A
Authority: JP
Inventors: Toshinao Ishida; 稔尚石田; Masa Nakamura; 雅中村; Kanjirou Okamoto; 岡本　完志郎; Nobuhiko Nakano; 暢彦中野; Shintaro Hatano; 波多野　新太郎; Takeaki Ouchi; 大内　武明
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-08-05

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、電子写真プロセスを採用した複写機やプリン
ター等に用いられる電子写真用現像剤に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

電子写真装置には、１成分系や例えばトナーとキャリア
とからなる二成分系の電子写真用現像剤（以下現像剤と
称する。）が使用されている。上記の現像剤には、一般
に、トナーが有する極性と逆極性または同極性を得るた
めの外添剤が混合されており、例えば正帯電性トナーと
逆極性の負帯電性を得るための外添剤としては、各種の
表面処理を施したシリカが用いられている。また、例え
ば正帯電性トナーと同極性の正帯電性を得るための外添
剤としては、酸化アルミニウム等が用いられている。

さらに、外添剤には、上記の帯電性に加えて、導電性を
有した無機微粉末でトナーの過剰帯電を防止するように
なっているものや、流動性の向上、帯電制御、または感
光体表面のフィルミングの防止を目的としたものもある
。例えば上記のシリカには、表面処理剤として疎水性シ
リカが多様されており、この疎水性シリカは、現像剤の
流動性を向上させるようになっている。さらに、最近に
おける疎水性シリカは、例えば特開昭５８−４９２５４
号公報に開示されているように、特殊な処理を施して現
像剤の帯電性を安定化させることが可能なものもある。

また、現像剤には、上記の疎水性シリカからなる表面処
理剤以外に、例えば特開昭５３−８１１２７号公報に開
示されているように、酸化セリウムや酸化クロム等の研
磨粒子を外添剤として有したものもある。これにより、
この現像剤は、外添剤が感光体を研磨することでフィル
ミングを防止するようになっている。

さらに、現像剤には、例えば特開昭５７−１５１９５２
号公報、特開昭５８−４０５５７号公報、特開昭５８−
１５２２５７号公報、および特開昭６２−１９６６７号
公報に開示されているように、各種の外添剤が混合され
ることで上述の流動性の向上、帯電制御、または感光体
表面のフィルミングの防止が図られている。

即ち、特開昭５７−１５１９５２号公報に開示された現
像剤の場合には、１００重量部の磁性トナーに対して、
０．１〜ｌＯ重量部の５ｎＯｚ系微粉末を外添混合して
ｌ成分糸の現像剤とすることで帯電制御が行われるよう
になっている。特開昭５８−４０５５７号公報に開示さ
れた現像剤の場合には、０．０１〜０．５ｊｌｒＢの粒
径を有した酸化錫、銀粉、またはニッケル粉等の導電性
微粉末が外添剤として用いられることで現像剤によるベ
タ部の不均一な現像や地肌荒れを防止するようになって
いる。

また、特開昭５８−１５２２５７公報に開示された現像
剤の場合には、例えば第４級アンモニウム塩やニグロシ
ン染料等の帯電制御剤、流動性向上剤、または研磨剤の
うち少なくとも１種を結着剤でトナー粒子の平均粒径の
１〜２０倍に造粒した外添剤が混合されている。特開昭
６２−１９６６７号公報に開示された現像剤の場合には
、ニグロシン染料等の帯電制御剤を含有した低分子量オ
レフィン重合体が外添剤として用いられることで帯電制
御を行うようになっている。

このように、従来の現像剤は、上述の各種の外添剤が混
合されることで、流動性の向上、帯電制御、またはフィ
ルミングの防止が行われるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の現像剤では、混合された外添
剤のいずれもがトナーの帯電性を補助する材料として不
十分なものである。従って、上記の現像剤では、外添剤
がトナーに充分な帯電性を付与することが困難であるこ
とより、特に外添剤が微量な場合には、複写装置の動作
を開始させる際のトナーの帯電の立ち上がりが不十分に
なっている。

また、上述の特開昭５８−１５２２５７公報および特開
昭６２−１９６６７号公報に開示された現像剤の場合に
は、造粒された外添剤の表面に存在する帯電制御剤がキ
ャリア表面・に付着することになる。そして、この帯電
制御剤のキャリア表面への付着は、キャリアとトナーと
が摩擦した際にトナーの帯電を不十分なものにすること
になり、ひいては現像剤として使用できる期間の短命化
を招来することになる。

このように、従来の現像剤は、上述の外添剤が混合され
ることで、流動性の向上等が行われるようになっている
が、これらの外添剤では、トナーの帯電性や帯電立ち上
がりが不十分なものになっている。さらに、上記の外添
剤が帯電制御剤を有している場合には、帯電制御剤がキ
ャリア表面に付着することで、現像剤の寿命を短命化さ
せる要因にもなり、帯電制御剤を結着剤で分散させた場
合には、結着剤を用いることによるコストの上昇や生産
性の悪化を招来することになる。また、上記の各外添剤
では、トナーの飛散を防止することができず、ひいては
複写機内の汚れに起因した下地かぶりを複写回数の少な
いときから増大させることになる。

従って、本発明においては、低価格で生産性が高く、ト
ナーの飛散を防止し、トナーの帯電性を向上させて帯電
立ち上がりを充分なものにすると共に、現像剤を長寿命
化することができる電子写真用現像剤を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電子写真用現像剤は、上記課題を解決する
ために、キャリアと正帯電性を有するトナーと外添剤と
からなり、上記外添剤は、イミダゾール系またはイミダ
ゾール誘導体からなる外添粒子を有しており、この外添
粒子の体積平均粒径は、トナー粒子の体積平均粒径未満
に設定されていることを特徴としている。

〔作　用〕

上記の構成によれば、イミダゾール系またはイミダゾー
ル誘導体は、摩擦帯電系列がキャリアに対してトナー側
であり、このイミダゾール系またはイミダゾール誘導体
からなる外添粒子は、キャリア粒子との摩擦によりトナ
ー粒子以上の正電荷を生しる場合が多い。従って、例え
ばトナー粒子が負極性に帯電したり帯電量が少ない場合
には、上記の外添粒子がトナー粒子に付着することにな
る。これにより、電子写真用現像剤は、トナーの飛散が
減少し、ひいては複写機内の汚れに起因した下地かぶり
を減少させることが可能になる。

また、上記の外添粒子は、体積平均粒径がトナー粒子の
体積平均粒径未満である。これにより、上記の外添粒子
は、トナー粒子間への侵入が容易になることで、トナー
粒子間の不均一な帯電を均一化させると共に、トナー粒
子の帯電性を向上させる。従って、トナー粒子は、繰り
返して現像した場合でも帯電が安定化すると共に、帯電
の立ち上がりが早いものになる。

また、イミダゾール系またはイミダゾール誘導体は、キ
ャリア粒子の表面に付着し難いためキャリアが劣化し難
くなる。従って、電子写真用現像剤は、トナーが長期間
安定して適切な帯電量を維持することで、使用期間が長
寿命化することになる。さらに、上記の外添粒子は、キ
ャリア粒子の表面に付着し難いため、イミダゾール系や
イミダゾール誘導体を例えば結着剤等で分散させること
なく単体で形成することが可能になり、生産性の向上や
コストの低減を可能にする。

〔実施例］本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

本実施例に係る電子写真用現像剤（以下現像剤と称する
。）は、２成分系の現像剤であり、キャリアおよび正帯
電性を有するトナーを有している。上記のキャリアは、
体積平均粒径が約１００１ｎｎのキャリア粒子からなっ
ており、このキャリア粒子は、例えば鉄粉、フェライト
、またはマグネタイト等の磁性体粉をシリコン樹脂やア
クリル樹脂で被膜して形成されている。

また、上記のトナーは、体積平均粒径が約１０−のトナ
ー粒子からなっている。このトナー粒子は、トナー粒子
を構成する各材料を一体化すると共に、着色剤を転写紙
上に定着させるための結着剤と、トナー粒子に色彩を付
与するための着色剤と、トナー粒子に帯電性を付与する
ための帯電制御剤と、ｌａ器に内蔵された定着ローラ、
感光体、および転写中間体へのトナー粒子の付着を防止
する離型剤とからなっている。

上記の結着剤としては、例えば、ポリスチレン、スチレ
ン・ブタジェン共重合体およびスチレンアクリル共重合
体等のスチレン系共重合体、ポリエチレン、ポリエチレ
ン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンビニルアルコール
共重合体のようなエチレン系共重合体、フェノール系樹
脂、エポキシ樹脂、アリルフタレート樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリエステル樹脂、またはマレイン酸系樹脂等を
使用することができる。

また、帯電制御剤としては、アミノ化合物、第４級アン
モニウム化合物および有機染料、特に塩基性染料とその
塩が知られており、ベンジルジメチル−ヘキサデシルア
ンモニウムクロライド、デシル−トリメチルアンモニウ
ムクロライド、ニグロシン塩基、ニグロシンヒドロクロ
ライド、サフラニン、またはクリスタルバイオレット等
を使用することができる。尚、ニグロシン塩基およびニ
グロシンクロライドは、しばしば正電荷制御剤として用
いられる。

また、着色剤としては、カーボンブラック、銅フタロシ
アニン、ニグロシン系染料、アニリンブルー、カルコオ
イルブルー、クロームイエローウルトラマリンイエロー
、メチレンブルー、−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、ランプブラック、ローズベルガル
、またはこれらの混合物を用いることができる。尚、こ
れらの着色剤は、鮮明な可視像を形成するのに充分な量
をトナー中に含有させる必要がある。

また、離型剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
、またはパラフィンワックス等を用いることができる。

そして、これらの離型剤は、トナーと定着ローラとの離
型性を向上させるのに極めて有効である。

上記の結着剤、着色剤、帯電制御剤、および離型剤から
なる現像剤には、摩擦帯電系列がキャリアに対してトナ
ー側で、且つキャリア粒子の表面に付着し難いイミダゾ
ール系またはイミダゾール誘導体からなる外添粒子が外
添剤として混合されている。このイミダゾール系または
イミダゾール誘導体は、−船釣にトナー粒子の帯電量よ
りも大きく、また、Ｆ９！擦帯電系列がトナー側である
ことよりキャリアに対して正に帯電する帯電特性を有し
ている。尚、上記の外添粒子は、キャリア粒子とトナー
粒子とを混合して充分に撹拌した場合、トナー粒子と共
に正に帯電するが、この際の帯電量は、１２（μＣ／ｇ
）の帯電量を有するトナー粒子に対して１０〜２０（μ
Ｃ／ｇ）であることが望ましい。

また、上記の外添剤は、個々の外添粒子の体積平均粒径
が０．１〜１５−１好ましくは０．５〜１Ｏ−１Ｈａ　
には１〜５−に形成されており、トナー粒子の体積平均
粒径よりも小さくされている。また、上記の外添量は、
トナーの重量に対してｏ、００１〜５重量％、好ましく
は０．０１−１重量％に設定されている。これにより、
現像剤は、外添剤の体積平均粒径がトナー粒子の体積平
均粒径よりも小さく、且つ外添量が上記の値以上にされ
ないことで、トナー粒子の過剰帯電による形成画像の濃
度低下を防止するようになっている一方、外添剤の体積
平均粒径や外添量が上記の値以下にされないことで、ト
ナー粒子の帯電を充分に制御するようになっている。

上記のイミダゾール系の材料には、イミダゾールおよび
イミノ基の水素原子を金属原子またはアルキル基で置換
した付加反応物と化合物とがある。付加反応物には、２
Ｈ−イミダゾール、２−イミダシリン、イミダゾリジン
、またはピラゾール等があり、化合物には、パラビン酸
、ヒダントイン酸、アラントイン、またはグリコシアミ
ジン等がある。また、イミダゾール誘導体の材料として
は、ヒ、スタミン、ヒスデシン、またはピロカルピン等
がある。尚、上記のイくダゾール系およびイミダゾール
誘導体は、各種の金属錯体で形成されていても良い。

また、現像剤には、上記のイミダゾール系またはイミダ
ゾール誘導体からなる外添剤以外に、トナーの流動性を
向上させる疎水性シリカ、現像剤の過剰帯電を防止する
導電性微粉末、或いは感光体表面のフィルミングを防止
するマグネタイト等の外添剤が混合されていても良い。

上記の構成において、第１表に示す成分およびｍ酸比率
で結着剤、帯電制御剤、着色剤、および離型剤を熔融混
練して、これらの材料を均一に分散した。この後、冷却
、粉砕、および分級をして体積平均粒径が１粒子を得た。

０Ｉ！ｍの正帯電性を有するトナー第表次に、上記の方法により得られたトナー粒子にトナー粒
子１００重量部に対して、外添剤として疎水性シリカを
０．２重量部と、マグネタイトを０．３重量部と、体積
平均粒径が１−の外添粒子であるイミダゾール微粉末を
０．１重量部とを添加した。そして、これらをヘンシェ
ル型ミキサーに入れて混合することで、トナー粒子に上
記の外添剤を外添し、正帯電性を有するトナーＡを得た
。

次いで、上記と同様の第１表の成分および組成比を有す
るトナー粒子に、トナー粒子１００重量部に対して、外
添剤として疎水性シリカを０．２重量部と、マグネタイ
トを０．３重量部と、体積平均粒径が２μのイミダゾー
ル微粉末を０．１重量部とを添加した。そして、これら
をヘンシェル型ミキサーにより混合することで、トナー
粒子に上記の外添剤を外添し、正帯電性を有するトナー
Ｂを得た。

さらに、上記と同様のトナー粒子に、トナー粒子１００
重量部に対して、外添剤として疎水性シリカを０．２重
量部と、マグネタイトを０．３重量部とを添加および混
合して外添し、正帯電性を有するトナーＣを得た。そし
て、上記の各トナーＡ・Ｂ−Ｃに、トナーＡ−Ｂ−Ｃ５
０ｇに対して、体積平均粒径が１００−のフェライト系
キャリア９５０ｇを添加し、これらをナウターミキサ−
で混合して、トナー濃度が５％の現像剤Ａ−Ｂ・Ｃを得
た。

次に、上記のようにして作製した現像剤Ａ−Ｂ・Ｃを使
用して、６０，０００回の複写を連続して行い、複写初
期時と６０，０００回複写時とで得られる画像濃度ＩＤ
、下地かぶりＢＧ、およびトナー帯電量Ｑ／Ｍ　（μＣ
／ｇ）を測定した。

尚、上記の複写は、−７００Ｖで一様に相定された感光
体に原稿画像を照射して静電潜像を形成した後、この静
電潜像を２００■の現像バイアスを有する磁気ブラシで
現像して用紙に転写し定着させるプロセスで行われるよ
うになっている。

この結果、各現像剤Ａ−Ｂ・Ｃの画像濃度ＩＤは、複写
初期時と６０，０００回複写時とが第１図に示す推移で
第２表に示すようになった。

第表これにより、現像剤Ａおよび現像剤Ｂの画像濃度ｒＤは
、複写初期から６０，０００回の複写にかけて１．４０
および１．３５から１．３９および１．２８に推移する
一方、現像剤Ｃの画像濃度ＩＤは、１゜４０から１．２
５に推移している。従って、現像剤Ａおよび現像剤Ｂは
、現像剤Ｃと比較して画像濃度ＩＤが安定していること
が明らかになった。

また、各現像剤Ａ−Ｂ−Ｃの下地かぶりＢＧは、複写初
期時と６０，０００回複写時とが第２図に示す推移で第
３表に示すようになった。

第表これにより、現像剤Ａおよび現像剤Ｂの下地かぶりＢＧ
は、複写初期から６０．０００回の複写にかけて０．７
０および０．４０から共に０．２５に推移する一方、現
像剤Ｃの下地かぶりＢＧは、１．００から０．５６に推
移している。従って、現像剤Ａおよび現像剤Ｂは、現像
剤Ｃと比較して下地かふりＢＧが少ないことが明らかに
なった。

次に、各現像剤Ａ−Ｂ−Ｃのトナー帯電量Ｑ／Ｍは、複
写初期時と６０，０００回複写時とが第３図に示す推移
で第４表に示すようになった。

第４表これにより、現像剤Ａおよび現像剤Ｂのトナー帯電量Ｑ
／Ｍは、複写初期から６０，０００回の複写にかけ７９
．０　（μＣ７ｇ）および１２．５（μｃ／ｇ）から１
５．５（μＣ７ｇ）および１６．２（μＣ７ｇ）に推移
する一方、現像剤Ｃのトナー帯電ｆｆ１Ｑ／Ｍは、４．
８（μＣ７ｇ）から１８．５（μＣ７ｇ）に推移してい
る。従って、現像剤Ａおよび現像剤Ｂは、現像剤Ｃと比
較してトナー帯電ＭＱ／Ｍが安定していることが判明し
た。また、第３図に示すように、トナー帯電量Ｑ／Ｍは
、現像剤Ａ−Ｂが現像剤Ｃよりも立ち上がりが早いこと
が明らかになった。

このように、イミダゾール系の外添剤を有する現像剤Ａ
−Ｂは、この外添剤が外添されていない現像剤Ｃと比較
して、画像濃度ＩＤおよびトナー帯電量Ｑ／Ｍが安定し
たものになっている。また、現像剤Ｃは、約ｉｏ、ｏｏ
ｏ回の複写時点でトナーが現像槽から飛散して機内を汚
し、コピー汚れを招来していたが、現像剤Ａ−Ｂは、６
０，０００回の複写を行った場合でもコピー汚れを招来
しなかった。これは、負極性に帯電したトナー粒子や低
い帯電量のトナー粒子がイミダゾール系やイミダゾール
誘導体からなる外添粒子に付着するためである。

また、上記のイミダゾール系やイミダゾール誘導体は、
キャリア粒子の表面に付着し難いものであることから、
キャリアの劣化が防止されることになる。従って、上記
の外添粒子を有した現像剤は、キャリアの劣化が防止さ
れることで、繰り返して現像した場合でも安定した帯電
をトナー粒子に付与することが可能になっている。

また、上記の外添剤は、トナー粒子の帯電の立ち上がり
を早めることで、トナーの帯電性を向上させることが判
明した。そして、この帯電の立ち上がりが早められたト
ナー粒子は、複写時の下地かふりを減少させることを可
能にしている。さらに、外添粒子は、トナー粒子の体積
平均粒径未満の体積平均粒径であるため、トナー粒子間
への侵入が容易になっている。従って、この外添粒子を
有した現像剤は、トナー粒子間の帯電を均一化させるこ
とが可能であると共に、繰り返して現像した場合でも安
定した帯電をトナー粒子に付与させることが可能になっ
ている。

また、イミダゾール系やイミダゾール誘導体は、キャリ
ア粒子の表面に付着し難いことから、例えば結着剤に分
散させた外添粒子で外添剤としなくても、単独の外添粒
子でトナーに安定して帯電を付与することが可能になる
。従って、上記の外添粒子を有する外添剤は、結着剤中
に帯電制御剤を分散して外添剤とした場合と比較してコ
ストの低減を図ることが可能になっている。

〔発明の効果〕

本発明に係る電子写真用現像剤は、以上のように、キャ
リアと正帯電性を有するトナーと外添剤とゐ・らなり、
上記外添剤は、体積平均粒径がトナー粒子の体積平均粒
径未満であるイミダゾール系またはイミダゾール誘導体
からなる外添粒子を有する構成である。

これにより、イミダゾール系またはイミダゾール誘導体
からなる外添粒子が負極性に帯電したり帯電量が少ない
トナー粒子に付着することで、トナーの飛散が減少し、
ひいては複写機内の汚れに起因した下地かぶりを減少さ
せることが可能になる。

また、イミダゾール系またはイミダゾール誘導体がトナ
ー粒子の体積平均粒径未満の外添粒子であるため、トナ
ー粒子間への侵入が容易となり、トナー粒子間の不均一
な帯電を均一化させると共に、トナー粒子の帯電性を向
上させる。従って、トナー粒子を繰り返して現像した場
合でも帯電が安定化すると共に、帯電の立ち上がりが早
いものになる。

また、イミダゾール系またはイミダゾール誘導体がキャ
リア粒子の表面に付着し難いためキャリアが劣化し難く
なり、トナーが長期間安定して適切な帯電量を維持でき
ることで、使用期間を長寿命化することが可能になると
共に、イミダゾール系やイミダゾール誘導体を単体で形
成することが可能になり、外添剤の生産性の向上やコス
トの低減が可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。第１図は、画像濃度と複写回数との関係を示したグラフ
である。第２図は、下地かぶりと複写回数との関係を示したグラ
フである。第３図は、トナー帯電量と複写回数との関係を示したグ
ラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

１、キャリアと正帯電性を有するトナーと外添剤とから
なり、上記外添剤は、体積平均粒径がトナー粒子の体積
平均粒径未満であるイミダゾール系またはイミダゾール
誘導体からなる外添粒子を有していることを特徴とする
電子写真用現像剤。