JPH04217268A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電画像の現像に使用
される粉体現像剤に関するもので、より詳細には複写機
、ファクシミリ等の電子写真法、静電記録法あるいは静
電印刷法等で形成した静電荷像を現像するのに用いるキ
ャリアと磁性トナーとで構成された２成分系の現像剤の
改良に係り、特に負特性トナーの改良による高画質の現
像剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に知られる従来の電子写真技術は、
感光体（感光ドラム）面上に静電的に潜像を形成し、該
潜像をトナーにより現像し、紙等にトナーの画像を転写
後、加熱圧力等により定着し複写画像を得る物である。 このような電子写真法に用いられる現像剤は■トナーと
キャリアを適当な割合で混合した２成分系現像剤（例え
ば特開昭５４−１１０８３９号公報、特開昭６３−７１
８６３号公報）、■トナーのみで構成する１成分現像剤
（例えば特開昭５４−１３４６４０号公報、特開平１−
２０４０７４号公報）の２種類が知られている。

【０００３】１成分現像剤の特徴は、磁性粉などを１０
％〜７０％程度含有した磁性トナーが用いられる。この
磁性トナーは大別すると■導電性磁性トナーと■絶縁性
磁性トナーの２つに分けられる。このうち■の絶縁性磁
性トナーは１成分接触現像方式、１成分非接触現像方式
に使用されるほか、近年いろいろなキャリアと混合され
て、２成分現像方式に使用されている。

【０００４】このような１成分現像方式では、磁性トナ
ーの摩擦帯電を促進するキャリアが存在しないため磁性
トナーの摩擦帯電保持や磁性トナー同志又はドクターブ
レードなどの現像機部材等との僅かな接触により摩擦帯
電が、素早く飽和値に存する性質（以下摩擦帯電性と称
する）が画質特性（画像濃度、地カブリ、細線・細字の
再現性）や耐久性に対して大きく影響する。一方、磁性
トナーとキャリアから構成される２成分現像方式におい
ても現像機などがトナー濃度コントロールの省略や現像
剤攪拌機構の簡略化が行なわれているため幅広い範囲で
のトナー濃度で、かつ弱い攪拌機中で安定した現像特性
を得るためには、１成分現像方式と同様に良好な摩擦帯
電性が必要不可欠である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら磁性トナ
ーは非磁性トナーと比較し磁性粉を有するため一般的に
トナーの帯電性は悪い傾向を示す。そこで帯電性能を向
上させる目的でトナーに混在する粗粒子、微粒子を取り
除き粒子粒を均一化したりトナー表面を球形に処理を行
ったり、摩擦帯電性を有する各種外添剤をトナー表面に
付着又は固着処理を行うなど様々な方法が提案されてい
る。しかしながら磁性トナーの摩擦帯電性を目的とした
場合十分とは言えない。　　本発明はこのような問題点
を解決することを目的とするものである。

【０００６】

【発明が解決するための手段】本発明は磁性キャリアと
磁性トナーで構成された現像剤を使用する２成分現像方
式において、幅広いトナーの濃度範囲で良好な摩擦帯電
性を有する電子写真用現像剤を得るために、磁性トナー
が特定のブローオフ測定値を有するものを混合すること
によりすぐれた画質画像濃度、地カブリその他の性能を
有する高画質の現像剤を提供するものである。

【０００７】本発明は磁性キャリアと磁性トナーで構成
された２成分−極性電子写真用現像材において、これを
構成する磁性トナーが、ブローオフ測定値で−５〜−２
０μＣ／ｇの物と５〜１５μＣ／ｇのものとの混合物か
らなり、またその混合の比率が重量比で９９：１〜８０
：２０である事を特徴とする。

【０００８】磁性トナーの摩擦帯電量はブローオフ法に
よって測定するがその概要は次のとおりである。まず、
磁性トナーの摩擦帯電量の相手となる材料としては、そ
の表面にメチルメタアクリレートポリマーをコートした
フェライト粉を用いる。該フェライト粉は、粒子径が１
５０〜３００メッシュのものであって、堀場製作所社の
炭素分析装置ＥＭＩＡ−１１０でカーボン量を測定した
場合０．４重量％を有するものであり、具体的にはパウ
ダーテック社製の商品名Ｆ１４１−１５３０Ｈが本発明
で規定する磁性トナーの摩擦帯電量の測定に適用される
。

【０００９】測定方法としては、上記の樹脂コートフェ
ライト粉６０ｇと磁性トナー３ｇとを２００ｃｃのガラ
ス容器に入れ２０〜２０℃／６０〜６５％ＲＨの環境下
に１２時間以上放置する。次にこのガラス容器を手で２
００回振った後、１００ｒｐｍの定速攪拌器に１時間攪
拌し、ブローオフ測定機にて磁性トナーの摩擦帯電量を
３回測定してその平均値を磁性トナーの摩擦帯電量とす
る。

【００１０】磁性トナーの帯電量が目的とする範囲にな
い場合には、トナー間の摩擦帯電能力の低下がおこり、
従って細線文字部にトナーの飛び散り、画像濃度の低下
などの問題を有することになる。またＡ，Ｂトナーの混
合比率が目的とする範囲にない場合、例えばＢトナーの
混合率が１％未満の場合、摩擦帯電能力の低下がおこり
高画質を維持できるトナー濃度の範囲が狹くなる問題を
生ずる。一方Ｂトナーの混合率が２０％より大きい場合
、高画質を維持を維持できる現像バイアスの範囲が狭く
なる等の問題を生ずる。

【００１１】以下に本発明の磁性トナーを構成する材料
について説明する。

【００１２】本発明の磁性トナーは磁性体及び結着樹脂
を主成分とし、該磁性体としては、結晶学的にスピネル
構造のベロブスカイト、六方晶のガーネット、オルソフ
ェライト構造を有するフェライトやマグネタイト等が本
発明に適用され、その構成はニッケル、亜鉛、マンガン
、マグネシウム、銅、リチウム、バリウム、パナジウム
、クローム、カルシウム等の酸化物と３価の鉄酸化物と
の焼結体である。また、前記結着樹脂としては、ポリス
チレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル系
樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩
化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエーテル、
ポリカーボネート、熱可塑性ポリエステル、セルロース
系樹脂及びそれらのモノマーの共重合樹脂等の熱可塑性
樹脂の他、変成アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂を使用できる。

【００１３】又正極性の摩擦帯電性を有する樹脂として
は、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、ポリメチルメ
タクリレート、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ナイ
ロン、シリコーン樹脂、ふっ素樹脂、ふっ化ビニリデン
樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂などの樹
脂自体に種々の極性基例えばアミノ基、アミド基などを
導入して所望する帯電機能を付与した平均粒径０．０５
〜２μｍの主として球状の微粒子が用いられ、懸濁重合
法、乳化重合法により得ることができる。又、ニグロシ
ン系染料、脂肪酸金属塩、第４級アンモニウム塩などの
電荷制御剤を上記の熱可塑性樹脂とともに重合したり、
熱可塑性樹脂と電荷制御剤とを溶融混練して粉砕分級し
て得ることができる。更に又、本発明の磁性トナーには
、必要に応じてモノアゾ染料の含金属染料やニグロシン
系染料等の帯電制御剤、カーボンブラック等の着色剤、
コロイダルシリカ、脂肪酸金属塩等の流動性改質剤を混
合（外添）して用いてもよい。

【００１４】本発明における磁性キャリアは鉄粉、フェ
ライト、マグネタイト等の公知のキャリアであって、表
面にアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等をコ
ーティングしたキャリアでもよい。

【００１５】

【作　　用】本発明は、前記のように磁性キャリア、磁
性トナーから成る２成分現像剤においてこれを構成する
磁性トナーが−極、＋極の両極性の磁性トナーがある特
定の比率で混合されていること、またそれぞれの磁性ト
ナー帯電量がある特定の範囲になるように調整すること
により、磁性トナーの摩擦帯電性を向上させるものであ
る。このような作用効果を生ずる理由は以下のように推
定される。トナー濃度を高濃度に設定すると、トナーが
キャリアに接触する機会が少なくなり帯電量が減小する
、つまり摩擦帯電性が悪化することは一般に知られてい
る。そこで摩擦帯電性を向上させる方法として逆帯電ト
ナーを混合することによりこれを解決したのが本発明で
ある。つまり、逆帯電トナーを混合することで、トナー
間帯電を促進させることができ、これにより良好な摩擦
帯電立ち上がり特性を得ることができる。

【００１６】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
。なお、以下の配合における部はすべて重量部である。

【００１７】 　　実施例１ 　　スチレン−アクリル共重合体樹脂　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１００部　　　　　　（Ｍｎ
＝５０００，Ｍｗ＝１４００００）　　マグネタイト（
戸田工業社製ＭＡＴ３０５）　　　　　　　　　　　　
５６部　　　　　　ポリプロピレン（三洋化成工業社製
ハイマー２００Ｐ）　　　　３．２部上記組成物を二軸
混練機にて溶融混練し、冷却後、ジェット粉砕機で微粉
砕した後、気流式分級機で分級して微粒子Ａを得た。上
記微粒子Ａ１００重量部に対し疎水性シリカ（ヘキスト
社製Ｈ２０００）を０．３重量部添加し、ミキサーによ
って混合し平均粒子径１０μｍのトナーＡを得た。

【００１８】又上記微粒子Ａを用い下記の配合で奈良機
械製作所のナラハイブリダイゼーションシステムに投入
し５０００ｒｐｍで３分間処理を行いトナーＢを得た。 　　　　微粒子Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０
０部　　　　スチレン−アクリル共重合樹脂粒子　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　５部　　　　（ア
クリル成分　　１０〜５０％）

【００１９】以上のよう
にして得た磁性トナーＡ，Ｂの帯電量を測定するために
、アクリルコートフェライトキャリア（パウダーテック
社製Ｆ１４１−１５３０Ｈ）１００部に対して、トナー
Ａ，Ｂを各々５部づつ添加したものを、ボールミル（回
転数１００ｒｐｍ）にて１時間攪拌した後、ブローオフ
粉体帯電量測定装置（東芝ケミカル社製）にて帯電量を
それぞれ測定した結果、トナーＡは−７．５μＣ／ｇ、
トナーＢは＋１２．５μＣ／ｇであった。このトナーＡ
、Ｂを用いて、トナーＡ９０％、トナーＢ１０％の比率
で混合して本発明の現像剤を構成する磁性トナーを得た
。

【００２０】 実施例２ 実施例１で得た微粒子Ａを用い下記の配合でミキサーに
投入し３，０００ｒｐｍで２０分間処理を行いトナーＣ
を得た。 　　　　微粒子Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００部
　　　　スチレン−アクリル共重合樹脂粒子　　　　　
　　　　　　　　　　　　　３部　　　　（アクリル成
分　　１０〜５０％）

【００２１】以上のようにして得
た磁性トナーＣの帯電量を測定するためにアクリルコー
トフェライトキャリア（パウダーテック社製Ｆ１４１−
１５３０Ｈ）１００部に対してトナーＣを５部添加して
ボールミル（回転数１００ｒｐｍ）にて１時間攪拌後、
ブローオフ粉体帯電量測定装置（東芝ケミカル社製）に
て帯電量を測定した。 トナーＣは＋７．５μＣ／ｇであった。

【００２２】前記のようにして得たトナーＣと実施例１
で得たトナーＡを用いて、トナーＣ５％、トナーＡ９５
％の混合比率にてミキサーで混合し、本発明の現像剤を
構成するトナーを得た。

【００２３】 比較例 実施例１で得たトナーＡを単独で使用したものを比較例
とした。

【００２４】 比較試験１ 前記の実施例１〜２及び比較例の磁性トナーについて、
下記の測定条件で摩擦帯電の立ち上がり特性を評価した
。■　　磁性トナー１００重量部とアクリルコートマグ
ネタイトキャリア５０重量部を１００ｃｃボトルに入れ
１０回手振り混合後、アルミ板の上に試料を載せる。■
　　アルミ板上の試料をマグネットスターラーで攪拌し
、一定時間ごとに摩擦帯電量を測定する。なお、この摩
擦帯電量の測定はマグネットブローオフ法を用いた、マ
グネットブローオフ法は磁力の差により磁性トナーとキ
ャリアを分離してキャリアに残った電荷を測定するもの
である。

【００２５】測定結果を表１に示し、その結果のグラフ
を図１に示す。表１及び図１から明らかなように本発明
の磁性トナーは、短時間の攪拌で摩擦帯電量が飽和値に
達し、また、その値が高い値で示している。

【００２６】 比較試験２ 比較試験１の条件に代えて、磁性トナーに対するマグネ
タイトキャリア量を変更し、磁性トナー１００重量部、
アクリルコートマグネタイトキャリア１８重量部として
行った結果を表２に示し、その結果のグラフを図２に示
す。表２及び図２から明らかなようにキャリア量に対す
るトナー濃度が高くなると、より顕著に本発明の磁性ト
ナーは摩擦帯電性が高いことを示していることがわかる
。

【００２７】 比較試験３ また前記の実施例１，２及び比較例の磁性トナーを市販
のレーザープリンター（ＮＥＣ社製ＰＣ−ＰＲ４０６Ｌ
Ｍ）にて１万枚までのコピー評価試験を行い、表３にそ
の結果を示す。なお、現像剤は評価するトナー１００重
量部に対しアクリルコートマグネタイトキャリア１８重
量部で製作した。表中の画像濃度はマクベス反射濃度計
、地カブリはハンター白色度計で測定し、画質は目視に
て行った。本発明の磁性トナーは、表３から明らかなよ
うに１万枚後まで良好な画像濃度と画質を維持し、地カ
ブリも少ないことが確認された。一方比較用の磁性トナ
ーは初期より画像濃度が低く、また文字のカスレ他が発
生し実用上支障をきたすものであった。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表１】

【００３１】表３における○は画質良好、△は細線、文
字部にトナーの飛び散りがある。×は細線、文字部がに
じみ、かすれがあることを示す。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は２成分現
像方式において良好な画像濃度と画質を有する磁性キャ
リアと、磁性トナーから構成した現像剤を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】比較試験１のグラフである。

【図２】比較試験２のグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁性キャリアと磁性トナーで構成され
   た２成分負（−）極性電子写真用現像剤において、これ
   を構成する磁性トナーとしてブローオフ値で−５〜−２
   ０μＣ／ｇの物と、５〜１５μＣ／ｇの物とを９９：１
   〜８０：２０の重量比で共存せしめたことを特徴とする
   電子写真用現像剤