JPH03213879A - 電子写真用現像剤 - Google Patents

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〕 本発明は電子写真法、静電記録法あるいは静電印刷法等
で形成した静電像を現像するのに用いるトナーとキャリ
アよりなる現像剤に関する。

〔従来の技術〕

静電複写機等の電子写真プロセスに用いられる電子写真
用現像剤は、一般にスチレン−アクリル系共重合体樹脂
、ポリエステル樹脂等の結着樹脂を主成分としたトナー
と鉄粉あるいはフェライト等のキャリアによって構成さ
れ、それらの持っている特性が組み合わされて摩擦帯電
量に代表される電気特性を調整し、現像システムに最適
な現像性が決定されている。

しかしながら現像システムに最適な現像性は、電子写真
用現像剤の電気特性の他に他の要素として電子写真用現
像剤と感光体間の電界強度によっても影響される。

従来、電子写真用現像剤の電気特性と現像システムでの
電界強度との関係は明確でなく、したがって電界強度に
適合するように設計されていない電子写真用現像剤はト
ナー飛散、キャリアあがり、地力ブリ濃度の悪化、画像
濃度の低下等の問題を生じていた。

〔発明が解決しようとする課駐〕

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、特定
の電界強度をもつ現像システムに最適な電子写真用現像
剤を提供することを目的とし、トナー飛散、キャリアあ
がり、地力プリがなく、長寿命の電子写真用現像剤を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、鋭意研究の結果トナーの誘電正接と現像
システムの電界強度が密接な関係があることを見出し本
発明に到達したものである。

本発明の第１の発明は感光体の表面電位と電界強度との
関係において、（ａ）　６００　Ｖのとき０．６×１０
６　Ｖ／ｍ　、、（ｂ）　　８００Ｖ（７）ト！０．８
ＸＩ　Ｏ”Ｖ／ｍ　。

（ｃ）　８００　Ｖのとき１．６×１０６Ｖ／ｍ、（ｄ
）６００Ｖのとき１−２Ｘ１０ｈＶ／ｍで与えられる点
（ａ）、ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を直線で結ぶ領域内の電
界強度特性をもつ現像システムに用いられる電子写真用
現像剤であって、該電子写真用現像剤は誘電正接が１．
５×１０−３〜３．０Ｘ１０−’であるトナーと電流値
が１．５〜１５μＡであるシリコーンコートキャリアか
らなることを特徴とする電子写真用現像剤であり、第２
の発明は上記の電界強度特性をもつ現像システムに用い
られる電子写真用現像剤であって、該電子写真用現像剤
は誘電正接が３．０Ｘ１０−３〜５．０Ｘ１０−”であ
るトナーと電流値が０．１〜１．５μＡであるシリコー
ンコートキャリアからなることを特徴とする電子写真用
現像剤である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の電子写真用現像剤は第１図の斜線部すなわち（
ａ）６００Ｖのとき０．６×１０６Ｖ／＋ｗ、（ｂ）８
００　Ｖのとき０．８×１０６Ｖ／ａ＋、（ｃ）８００
Ｖのとき１．６　Ｘ　１０６　Ｖ／ｍ　、（ｄ）６００
　Ｖのとき１．２×１０６Ｖ／−で与えられる点（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を直線で結ぶ領域内の電界強
度特性をもつ現像システムに適用されるものである。図
中の横軸の表面電位は現像システムの現像槽に電圧計の
プローブを設置し、感光体表面の表面電位を測定した時
の値であり、縦軸の電界強度は下式における値Ｅである
。

■ Ｅ＝　　　　（Ｖ／ｍ）　　　Ｅ：電界強度Ｖ：表面電
位 Ｄ：現像スリーブと感光 体との現像ギャップ 本発明は、第１図の斜線部以外の電界強度特性をもつ現
像システムでは画像濃度が十分出なかったり、逆に出す
ぎて地力ブリが発生したりするので本発明の目的を達成
することはできない。

次に本発明を構成するトナーについて説明する。

本発明におけるトナーは後述するシリコーンコートキャ
リアの電流値との組み合わせによって特定の誘電正接が
要求される。すなわち、トナーの誘電正接が１．５Ｘ１
０−〜３．０Ｘ１０−’の場合はシリコーンコートキャ
リアの電流値を１．５〜１５μ＾とし、トナーの誘電正
接が３．０Ｘ１０Ｔ３〜５．０Ｘ１０−″の場合はシリ
コーンコートキャリアの電流値を０．１〜１．５μ＾と
するものである。

トナーの誘電正接が前記第１の発明のごとく小さい数値
限定範囲内ではコピー時に摩擦帯電量が上昇し画像濃度
が低下するため、キャリアの電流値を大きく設定し画像
濃度の低下を防止するものである。また、トナーの誘電
正接が前記第２の発明のごとく大きい数値限定範囲内で
は画像濃度が出すぎてしまい地力ブリが増加するため、
キャリアの電流値を小さく設定し地力プリを防止するも
のである。

トナーの誘電正接の測定方法は次のとおりである。

まず、トナーを２．５ｇ計量し、油圧ポンプにおいて２
００ｋｇ／ｃｍ”の圧力を３０秒間かけて該トナーをペ
レット状に成形する。次いで該ペレットを安藤電気社製
の固体用電極Ａ　Ｓ　−２０４３８、Ｓ　Ｅ−７０形に
設置し、東京エレクトロン社製キャパシタンス測定シス
テムＧＲ１６２０−Ａにて誘電正接を測定するものであ
り、誘電正接ｔａｎδは下記式にて求めることができる
。

２πｒｃ　　　　　Ｃ：キャパシタンスｆ：周波数 Ｇ：コンダクタンス トナーの誘電正接は、次のようにして調整することがで
きる。すなわち、誘電正接を高くする方法としては主に
トナーの処方に工夫を加えることによって行うことがで
きる。例えば、着色剤であるカーボンブラックの含有量
を増量することにより誘電正接が高くなり、その含有量
の加減で調整することができる。種類では、ケッチンブ
ラックＥＣ（ライオン・アクゾ社製）のような低抵抗カ
ーボンを使用することにより、誘電正接を高くすること
かできる。

他に、誘電正接を高くする方法としては、トナーの混線
条件を変えることにより調整することができ、トナーを
高温で混練することにより粘度が低下し、誘電正接を高
くすることができる。

また、誘電正接を低くする方法としては、主に結着樹脂
で調整する方法がある。例えば、結着樹脂のモノマー組
成がＳｔ／ＢＡ／ＭＭＡの場合、モノマーの抵抗がＳ　
ｔ＞ＢＡ）ＭＭＡであるため、ポリマーの抵抗はＭＭＡ
の増減によって制御することができ、したがってモノマ
ー組成中にＭＭＡを多くすることによりトナーの誘電圧
接を低くすることができる。

また、モノマー成分を一定にして分子量分布を変えるこ
とにより誘電正接を調整することが可能である。例えば
、数平均分子量Ｍｎを一定とし、重量平均分子量りを大
きく設計することにより、結着樹脂の抵抗が上昇し、そ
の結果、トナーの誘電正接が低下する。

また、トナーの誘電正接は無機質微粒子をトナー中に含
有またはトナーの表面に外添させても調整が可能である
。

上記無機質微粒子としては、酸化マグネシウム、酸化ジ
ルコニウム、アルミナ、炭化タングステン、二酸化タン
グステン、窒化ケイ素、酸化チタン、カーボン、マグネ
タイト等が例示される。

本発明におけるトナーは結着樹脂、着色剤、電荷制御剤
およびその他必要に応じて添加される添加剤を所望の配
合に混合して溶融混練後、粉砕分級して得られる。

上記の結着樹脂としては、一般にトナー用の結着樹脂と
して使用されるものが使用することが可能であり、例え
ばスチレン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、スチレ
ン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル
、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルデン、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。

また、着色剤としては一般にトナー用の着色剤として使
用されるものが使用可能であり、例えばカーボンブラッ
ク、モノアゾ系赤色顔料、ジスアゾ系黄色顔料、キナク
リドン系マゼンタ顔料、アントラキノン染料等が挙げら
れる。

更にまた、電荷制御剤としてはニグロシン系染料、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、モノアゾ染料の金属錯塩、電子受容性の有機錯体、
塩素化ポリオレフィン等所望する帯電性に応じて適宜使
用することができる。

その他必要に応じて添加される添加剤としては、例えば
ポリスチレンやポリアクリル系の樹脂粉、二酸化チタン
、導電性チタン、亜鉛等の粉体、高級脂肪酸の金属塩な
どの潤滑剤、疎水性シリカ、コロイダルシリカ等の流動
化剤が挙げられる。

一方、本発明を構成するキャリアは鉄粉あるいはフェラ
イト等のコア材の表面にシリコーン樹脂をコートした樹
脂被覆キャリアが用いられる。シリコーン樹脂としては
、従来知られているいずれのシリコーン樹脂であっても
よく、例えば下記構造式で表わされる常温硬化型シリコ
ーン樹脂が挙げられるが、他のシリコーン樹脂でも使用
可能である。

構造式（Ｉ） −Ｏ−Ｓｉ　−０− ＣＨ３ 構造式（ｎ） −０−Ｓｔ　−０− ＣＲ３ 構造式（Ｉｎ） 構造式（ＩＶ） 構造式（Ｖ） 一〇　−Ｓｉ　−０− ＣＲ３ 構造式（Ｖｌ） ＮＨζ５０．０００ シリコーンコートキャリアの電流値はコア材の種類や製
造方法を変えることにより調整が可能であり特にシリコ
ーン樹脂のコート量を増減させて電流値を調整すること
が有効である。

なお、コア材に対するシリコーン樹脂の被覆方法として
は、該シリコーン樹脂を溶剤で溶解して、コア材の表面
に流動床型コーティング装置等公知の手段で塗布すれば
よい。

〔実施例〕

以下、実施例に基づき本発明を説明する。なお実施例に
おいて部とは全て重量部を示す。

実施例１ 上記原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混線後、粉
砕分級して平均粒子径が１２μ−のトナーを得た。

該トナーの誘電正接を周波数が１　ｋＨｚの条件で測定
したところ２．６ＸｌＯ−″であった。

次に該トナー４部と電流値が６．８μＡのシリコーンコ
ートフェライトキャリア１００部とをボールミルで１時
間部合して本発明の電子写真用現像剤を作成した。

実施例２ 上記原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混線後、粉
砕分級して平均粒子径が１２μ−のトナーを得た。

該トナーの誘電正接を周波数が１　ｋＨｚの条件で測定
したところ１．６Ｘ１０−”であった。

次に該トナー４部と電流値が８．２μＡのシリコーンコ
ートフェライトキャリア１００部とをボールミルで１時
間部合して本発明の電子写真用現像剤を作成した。

実施例３ 上記原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混練後、粉
砕分級して平均粒子径が１２μ劃のトナーを得た。

該トナーの誘電正接を周波数が１　ｋＨｚの条件で測定
したところ４．４Ｘ１０−’であった。

次に該トナー４部と電流値が１．５μへのシリコーンコ
ートフェライトキャリア１００部とをボールミルで１時
間混合して本発明の電子写真用現像剤を作成した。

実施例４ 上記原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混練後、粉
砕分級して平均粒子径が１２μｍのトナーを得た。

該トナーの誘電正接を周波数が１　ｋＨｚの条件で測定
したところ３．８Ｘ１０−’であった。

次に該トナー４部と電流値が０．２５μＡのシリコーン
コートフェライトキャリア１００部とをボールミルで１
時間混合して本発明の電子写真用現像剤を作成した。

比較例１ 上記原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混練後、粉
砕分級して平均粒子径が１２μｍのトナーを得た。

該トナーの誘電正接を周波数が１　ｋＨｚの条件で測定
したところ１．３Ｘ１０−３であった。

次に該トナー４部と電流値が１３．８μへのシリコーン
コートフェライトキャリア１００部とをボールミルで１
時間混合して比較用の現像剤を作成した。

比較例２ 上記原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混練後、粉
砕分級して平均粒子径が１２μ−のトナーを得た。

該トナーの誘電正接を周波数が１　ｋＨｚの条件で測定
したところ７．２Ｘ１０−”であった。

次に該トナー４部と電流値が１１．２μへのシリコーン
コートフェライトキャリア１００部とをボールミルで１
時間混合して比較用の現像剤を作成した。

比較例３ 上記原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混練後、粉
砕分級して平均粒子径が１２μ−のトナーを得た。

該トナーの誘電正接を周波数が１　ｋＨｚの条件で測定
したところ５．２Ｘ１０−’であった。

次に該トナー４部と電流値が１０．６μＡのシリコーン
コートフェライトキャリア１００部とをボールミルで１
時間混合して比較用の現像剤を作成した。

比較例４ 上記原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混練後、粉
砕分級して平均粒子径が１２μ閣のトナーを得た。

該トナーの誘電正接を周波数が１　ｋＨｚの条件で測定
したところ１．８Ｘ１０−”であった。

次に該トナー４部と電流値が１．２μＡのシリコーンコ
ートフェライトキャリア１００部とをボールミルで１時
間混合して比較用の現像剤を作成した。

以上実施例１〜４及び比較例１〜４からなる現像剤を表
面電位７５０ｖ、電界強度１．５×１０６Ｖ／ｓの複写
機において５万枚までの多数枚連続コピーの評価を行い
、その結果を第１表に示す。

なお表中画像濃度はマクベス反射濃度計で測定し、地力
プリは非画像部をハンター白色度計で測定した。またト
ナー飛散は現像槽周辺を目視にて下記判定基準により評
価を行い、階調性についてはコダック社のグレースケー
ルパターン（階調１９段階）を転写紙上にコピーして目
視によって認識できる階調段階によって評価を行った。

トナー飛散の判定基準 ◎：トナーが全く見られない。

○：極わずかなトナーが見られる。

Δ：少量のトナーが見られる。

×：多量のトナーが見られる。

（以下余白） 第１表の結果から明らかなように本発明の電子写真用現
像剤は５万枚後まで画像濃度が高くかつ地力ブリが少な
く、トナー飛散が皆無であり、階調性も１４段階以上と
高いことが確認された。

方、比較用の現像剤は地力ブリが多くてトナー飛散も多
く、また階調性も悪く実用上支障をきたすものであった
。

〔発明の効果〕

本発明は特定の誘電正接をもつトナーと特定の電流値を
もつシリコーンコートキャリアとからなるため、特定領
域の電界強度特性を有する現像システムに最適な電子写
真用現像剤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真用現像剤が適用される電界強
度特性の領域を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体の表面電位と電界強度との関係において、
   （ａ）６００Ｖのとき０．６×１０＾６Ｖ／ｍ、（ｂ）
   ８００Ｖのとき０．８×１０＾６Ｖ／ｍ、（ｃ）８００
   Ｖのとき１．６×１０＾６Ｖ／ｍ、（ｄ）６００Ｖのと
   き１．２×１０＾６Ｖ／ｍで与えられる点（ａ）、（ｂ
   ）、（ｃ）、（ｄ）を直線で結ぶ領域内の電界強度特性
   をもつ現像システムに用いられる電子写真用現像剤であ
   って、該電子写真用現像剤は誘電正接が１．５×１０＾
   −＾３〜３．０×１０＾−＾３であるトナーと電流値が
   １．５〜１５μＡであるシリコーンコートキャリアから
   なることを特徴とする電子写真用現像剤。
2. （２）感光体の表面電位と電界強度との関係において、
   （ａ）６００Ｖのとき０．６×１０＾６Ｖ／ｍ、（ｂ）
   ８００Ｖのとき０．８×１０＾６Ｖ／ｍ、（ｃ）８００
   Ｖのとき１．６×１０＾６Ｖ／ｍ、（ｄ）６００Ｖのと
   き１．２×１０＾６Ｖ／ｍで与えられる点（ａ）、（ｂ
   ）、（ｃ）、（ｄ）を直線で結ぶ領域内の電界強度特性
   をもつ現像システムに用いられる電子写真用現像剤であ
   って、該電子写真用現像剤は誘電正接が３．０×１０＾
   −＾３〜５．０×１０＾−＾３であるトナーと電流値が
   ０．１〜１．５μＡであるシリコーンコートキャリアか
   らなることを特徴とする電子写真用現像剤。