JPH07219279A

JPH07219279A - 静電荷像用現像剤

Info

Publication number: JPH07219279A
Application number: JP6009761A
Authority: JP
Inventors: Hatsumi Yamada; 初美山田; Takao Yamanouchi; 貴生山之内
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】画像カブリが発生せず、トナー飛散の無い現
像剤を提供すること。【構成】少なくともトナーと形状係数が0.70以上であ
る磁性体分散型キャリアとからなる現像剤に於いて、該
キャリアにあらかじめ機械的撹拌処理を施したことを特
徴とする現像剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー・モノクロ複写
機、プリンター、印刷等の画像形成に用いられる静電荷
像用現像剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のごとき分野の画像形成に用
いられる静電写真法、電子写真法、静電印刷法等の研究
開発は盛んに行われており、その一大要素技術である静
電荷像用現像剤に関するものも極めて多い。

【０００３】その一つとして適切な帯電性、耐衝撃性、
耐摩耗性、現像性、あるいは現像剤寿命の改善等を目的
として磁性体分散型キャリアが提案されてきた（例えば
特開昭59-157657号、特開昭63-30864号）。しかし、粉砕
型の磁性体分散型キャリアは、表面が凸凹であるために
現像機内で撹拌したとき磁性体が遊離しやすく、遊離し
た磁性体が原因となり高温及び低湿時の帯電量の変化を
起こすなどの問題がある。そこで、特開昭62-296156
号、特開昭63-241565号のごとく、球形で表面平滑性に
優れた磁性体分散型キャリアも提案されている。しか
し、これらの磁性体分散型キャリアは樹脂被覆キャリア
と比較して帯電立ち上がりが遅く、この為、画像カブリ
やトナー飛散等が生じやすい問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な背景のもとになされたものであって、その目的は、画
像カブリが発生せず、トナー飛散の無い現像剤を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記のいずれかの構成をとることによって達成される。

【０００６】（１）少なくともトナーと形状係数が0.
70以上である磁性体分散型キャリアとからなる現像剤に
於いて、該キャリアにあらかじめ機械的撹拌処理を施し
たことを特徴とする現像剤。

【０００７】（２）前記磁性体分散型キャリアの磁性
粉が数平均一次粒径0.1〜５μmで、前記キャリアの体積
平均粒径30〜100μmであることを特徴とする（１）記載
の現像剤。

【０００８】本発明者らは、磁性体分散型キャリアの検
討を行った結果、形状係数が0.70以上の磁性体分散型キ
ャリア自体にあらかじめ機械的撹拌処理を施すことによ
り、形状が球形を維持しつつ、さらに表面に微小な凸凹
をたくさん形成することができるために、キャリアとト
ナーの接触点が増加でき、帯電の立ち上がりが改善され
ることが可能となることを見いだした。

【０００９】形状係数は、粉体粒子の真の球形からのず
れを示す指数である。走査型電子顕微鏡観察による画像
から、画像解析装置（例えばルーゼックス、SPICCA等）
により、キャリア粒子の体積とそれに相当する真球の周
長を求め、キャリア自体の周長との比から算出する。つ
まり、形状係数＝（キャリア粒子の体積に相当する真球の周
長）／（キャリア粒子自体の周長）によって求められる。

【００１０】

【作用】本発明に用いられるキャリアのバインダー樹脂
としては、特に限定されず種々の樹脂を用いることがで
きる。

【００１１】例えばバインダー樹脂としてポリエステル
樹脂、フェノール樹脂、スチレン、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、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等から得られるスチレン樹
脂およびスチレンーアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等からなるポリオレフィン類
等を挙げることができる。また、これらの樹脂は多官能
性単量体を併用することによって、架橋されてもよい。

【００１２】樹脂の軟化点は、高下式フローテスターに
よる測定方法で150〜200℃が好ましい。

【００１３】本発明に用いられるキャリアの磁性粉とし
ては、従来使用されている磁性粉が全て使用可能であ
る。磁性粉としては強磁性の元素あるいはこれらを含む
合金または化合物であり、マグネタイト・マグヘマイト
・フェライト等の化合物や鉄・コバルト・ニッケル・マ
ンガン等の金属及びこれらの合金を挙げることができ
る。かかる磁性粉は、数平均一次粒子径で0.01〜10μm
が好ましく、さらに好ましくは0.1〜5μmである。この
粒径は透過型電子顕微鏡で測定された値を示す。

【００１４】また、磁性粉の1000 Oeにおける磁化は、
現像方法によって種々選択されるが、一般に、40〜80em
u/gが好ましい。なお磁化は、直流磁化特性自動記録装
置3257-35型（横浜電機製）において、試料を専用ガラ
スセルに試料高30ｍｍになるようにタッピングしながら
充填し、1000 Oeの磁場を印加して測定された値を示
す。

【００１５】この磁性粉の含有量は現像方式によっても
異なるが、バインダー樹脂100重量部に対し40〜900重量
部であることが好ましく、さらに好ましくは150〜600重
量部である。この割合が過小のときには必要とされる大
きさの磁化が得られない場合があり、一方この割合が過
大のときには、バインダー樹脂中に磁性粉を良好に分散
させることが困難になったり、また磁性粉のバインダー
樹脂に対する固着性が低下してキャリアが脆くなり、均
一な性能を有するキャリアを得ることができず、その結
果安定した現像を行うことができない場合がある。

【００１６】本発明キャリアの形状係数については、0.
70以上がトナーとの混合性を確保するためには望まし
い。さらに好ましくは0.80以上である。形状係数が0.70
以上のキャリアを達成する製造方法としては、バインダ
ー樹脂および磁性粉の混合物を溶融混練、冷却後、粉砕
して所望の粒径のキャリアを得た後スプレードライヤー
等を用いて熱風中に噴霧する事によりキャリア表面を瞬
間的に溶融させて表面張力によってキャリアを球形化す
る方法、あるいはバインダー樹脂を可溶性の溶剤に溶解
せしめ、これに磁性粉を混合してスラリー状とした後、
スプレードライヤーを用いて造粒、乾燥する方法、ある
いは、樹脂を構成する単量体中に磁性粉を分散した後
に、懸濁重合法によって得る方法等が挙げられる。

【００１７】キャリアの粒径は、体積平均粒径で20〜20
0μm、好ましくは、30〜100μmである。

【００１８】機械的撹拌処理とは、磁性体分散型キャリ
アの外部から機械的ストレスを与えキャリアどうしの衝
突あるいは、撹拌部材への衝突によりキャリア表面にメ
カノケミカル処理を施すことである。また循環温水等に
よって熱を加えながら処理してもよい。

【００１９】具体的な装置としては、タービュラミキサ
ー、コーンブレンダー、ヘンシェルミキサー、回転羽式
混合機-LMA等が挙げられる。又、本発明を達成するため
の装置条件として一例を挙げると、タービュラミキサー
では、回転数20〜150rpm、処理時間10〜60分、ヘンシェ
ルミキサーでは、周速5〜50m／ｓ、処理時間1〜20分の
範囲が適している。

【００２０】本発明の磁性体分散型キャリアと組み合わ
せて二成分系現像剤を構成するトナーとしては、特に制
限されず、公知のものを使用することができる。

【００２１】トナーは、結着樹脂と着色剤と必要に応じ
て使用されるその他の添加剤とを含有してなり、その平
均粒径は体積平均粒径で通常１〜30μm、好ましくは5〜
20μmである。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。

【００２２】トナーを構成する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。

【００２３】その他の添加剤としては例えばサリチル酸
誘導体・アゾ系金属錯体・トリフェニルメタン誘導体等
の荷電制御剤、低分子量ポリオレフィン・カルナウバワ
ックス等の定着性改良剤等が挙げられる。

【００２４】また、流動性付与の観点から、無機微粒子
をトナーに添加してもよい。無機微粒子としてはシリカ
・チタニア・アルミナ等の無機酸化物粒子が好ましく、
さらに、これら無機微粒子はシランカップリング剤やチ
タンカップリング剤等によって疎水化処理されているこ
とが好ましい。

【００２５】本発明の磁性体分散型キャリアとトナーと
により構成される二成分系現像剤は、従来公知の現像法
例えばカスケード法、ファーブラシ法、磁気ブラシ法等
の乾式現像法における現像剤として用いることができ
る。このうち特に磁気ブラシ法における現像剤として好
適である。

【００２６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の態様はこれに限定されない。尚、本実施
例、比較例においては、特にことわりがない限り「部」
とは「重量部」を表す。

【００２７】実施例１軟化点が160℃のスチレン−アクリル樹脂100部に数平均
一次粒径が0.3μmの磁性粉500部を添加し、溶融・混練
・粉砕・分級して、体積平均粒径が60μmの粒子を得
た。この粒子を熱風温度が400℃のスプレードライヤー
中へ噴霧し、瞬間的な熱を付与して球形化させた。この
ものの、形状係数は0.85であった。ついで、この粒子１
kgをヘンシェルミキサー（三井三池化工機 FM-10B）に
投入し、周速30ｍ／ｓの条件で5分間機械的処理を行な
い本発明のキャリアを得た。なお、このキャリアの磁化
は60emu／ｇであった。

【００２８】実施例２実施例１において、熱風温度を500℃とした他は同様に
して形状係数が0.92の粒子を得、続いて実施例１と同様
の処理をおこない、本発明のキャリアを得た。実施例３軟化点が185℃のポリエステル樹脂100部に数平均一次粒
径が0.3μmの磁性粉500部を添加し、溶融・混練・粉砕
・分級して、体積平均粒径が60μmの粒子を得た。この
粒子を熱風温度が400℃のスプレードライヤー中へ噴霧
し、瞬間的な熱を付与して球形化させた。このものの、
形状係数は0.81であった。ついで、この粒子１kgをヘン
シェルミキサー（三井三池化工機 FM-10B）に投入し、
周速30ｍ／ｓの条件で5分間機械的処理を行ない、本発
明のキャリアを得た。なお、このキャリアの磁化は60em
u／ｇであった。

【００２９】実施例４フェノール樹脂75ｇ、ホルムアルデヒド95ｇ、数平均一
次粒径が0.25μmの磁性粉375ｇ、水75ｇを撹拌しなが
ら、塩基性触媒としてヘキサメチレンテトラミン6.8
ｇ、重合安定化剤としてフッ化カルシウム1.5ｇを投入
し、徐々に85℃まで加温し3時間重合を行い、体積平均
粒径が60μmの粒子を得た。このものの形状係数は、0.9
5であった。ついで、この粒子200ｇとガラスビーズ200
ｇとを１リットルのポリプロピレン製容器に入れ、ター
ビュラミキサー（シンマルエンタープライズ製T2C型）
で、90rpmの条件で30分間機械的処理を行なった後、ガ
ラスビーズを篩分けし、本発明のキャリアを得た。な
お、このキャリアの磁化は60emu／ｇであった。

【００３０】実施例５軟化点が120℃のポリエチレン樹脂100部に数平均一次粒
径2.0μmの磁性粉500部を添加し、溶融、混練し、5000c
pに粘度調整槽で粘度調整し、円板式の噴霧装置を用い
て回転数10000rpmで冷却固化した後、分級し、体積平均
粒径が60μmの粒子を得た。このものの形状係数は、0.9
6であった。ついで、この粒子200ｇとガラスビーズ200
ｇとを１リットルのポリプロピレン製容器に入れ、ター
ビュラミキサー（シンコルエンタープライズ製Ｔ２Ｃ
型）で、90rpmの条件で30分間機械的処理を行なった
後、ガラスビーズを篩分けし、本発明のキャリアを得
た。なお、このキャリアの磁化は60emu／ｇであった。

【００３１】比較例１軟化点が160℃のスチレン−アクリル樹脂100部に数平均
一次粒径が0.3μmの磁性粉500部を添加し、溶融、混
練、粉砕、分級して、体積平均粒径が60μmの粒子を得
た。このものの形状係数は0.65、磁化は60emu／ｇであ
った。

【００３２】比較例２軟化点が160℃のスチレン−アクリル樹脂100部に数平均
一次粒径が0.3μmの磁性粉500部を添加し、溶融、混
練、粉砕、分級して、体積平均粒径が60μmの粒子を得
た。この粒子を熱風温度が300℃のスプレードライヤー
中へ噴霧し、瞬間的な熱を付与して球形化させた。この
ものの、形状係数は0.85、磁化は60emu／ｇであった。

【００３３】比較例３軟化点が120℃のポリエチレン樹脂100部に数平均一次粒
径2.0μmの磁性粉500部を添加し、溶融、混練し、5000c
pに粘度調整槽で粘度調整し、円板式の噴霧装置を用い
て回転数10000rpmで冷却固化した後、分級し、体積平均
粒径が60μmの粒子を得た。このものの形状係数は0.9
6、磁化は60emu／ｇであった。

【００３４】トナー製造例スチレン-メチルメタクリレート-ブチルメタクリレート共重合体（単量体組成比 70:10:20） 100部カーボンブラック 10部トリフェニルメタン誘導体 2部以上の物質をボールミルによって混合し、さらに２本ロ
ールで熔融混練した後、粉砕分級して体積平均粒径８μ
mの非磁性トナー粉末を得た。そしてこのトナー粉末に
その0.2重量％に相当する疎水性シリカ微粉末「R-972」
(日本アエロジル社製)を添加混合してトナーを得た。

【００３５】評価＜ａ. 帯電量立ち上がり評価＞上記トナー1.1ｇと実施
例１〜５及び比較例１〜３で得たキャリアそれぞれ8.9
ｇとを20mlのガラス製容器に入れ20℃、相対湿度50％の
環境で振とう（振とう機：ヤヨイYS-LD）を行い、ブロ
ーオフ粉体帯電量測定装置「TB-200」（東芝ケミカル社
製）で測定し、60分まで経時変化を見たところ、60分の
単位現像剤当たりの帯電量（Ｑ／Ｍ）値を100％とした
時に90％に達するまでにかかった時間が表１のようにな
り本発明のものは帯電立ち上がり性能が改善された事が
分かる。

【００３６】

【表１】

【００３７】＜ｂ．実写評価＞トナーと実施例１〜５及
び比較例１〜３で得たキャリアとを89：11の重量比でそ
れぞれ混合して現像剤とした。

【００３８】画像カブリ「konica-U-BIX-3035複写機」(コニカ(株)社製)の改造
機を用いて20℃、相対湿度50％の環境で1000コピーの実
写評価を行い画像カブリの状態を調べた。なおカブリ
は、サクラデンシトメーター(コニカ(株)社製)を用い
て、コピー用紙の濃度をゼロにしたときの相対反射濃度
で示した。

【００３９】評価ランク ○・・・0.005未満 ×・・・0.005以上トナー飛散画像カブリ評価後、現像器下部に飛散しているトナーを
テープに取り、飛散の状態を調べた。

【００４０】評価ランク ○・・・テープにほとんど付着しない △・・・テープにうっすらと付着する ×・・・テープに真っ黒に付着する以上の評価結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】この結果によっても本発明の現像剤は従来
のものより優れた特性をもつことは明らかである。

【００４３】

【発明の効果】本発明により、画像カブリが無く、トナ
ー飛散の無い優れた画像を得る静電荷像現像剤を得るこ
とが出来る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともトナーと形状係数が0.70以上
である磁性体分散型キャリアとからなる現像剤に於い
て、該キャリアにあらかじめ機械的撹拌処理を施したこ
とを特徴とする現像剤。
【請求項２】前記磁性体分散型キャリアの磁性粉が数
平均一次粒径0.1〜５μmで、前記キャリアの体積平均粒
径が30〜100μmであることを特徴とする請求項１記載の
現像剤。