JPH0814710B2 - 電子写真用乾式2成分現像剤 - Google Patents

電子写真用乾式2成分現像剤

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JPH0814710B2
JPH0814710B2 JP63053580A JP5358088A JPH0814710B2 JP H0814710 B2 JPH0814710 B2 JP H0814710B2 JP 63053580 A JP63053580 A JP 63053580A JP 5358088 A JP5358088 A JP 5358088A JP H0814710 B2 JPH0814710 B2 JP H0814710B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電子写真用法,静電記録法などで形成した
静電荷像を現像するに用いられるキャリヤーとトナーと
よりなる乾式現像剤の改良に関する。
〈従来の技術〉〈発明が解決すべき課題〉 電子写真用法において感光体上に形成された静電荷像
は現像剤により現像された後、転写シート上に転写,定
着される。この現像剤としては、トナーとキャリヤーと
よりなる電子写真用乾式2成分現像剤が知られている。
近年、複写スピードが50〜60枚/分の高速複写機が要
求され、この高速複写機に適用される現像剤には、キャ
リヤーは長時間の使用中、常にトナーを所望する極性
で、かつ十分な帯電量に摩擦帯電しなければならない。
しかし、従来の現像剤は、粒子間の衝突や粒子と現像機
械との衝突の機械的衝撃またはこれらによる発熱でキャ
リヤー表面にトナー膜が形成し、所謂スペント化現象が
生じ、キャリヤーの帯電特性が使用時間と共に低下し、
補給されたトナーが十分に帯電しないまま現像されてし
まい、カブリなどで画像が悪化し、またトナー飛散も多
く複写機内を汚染するので、現像剤全体を取り換える必
要があった。
このようなスペント化現象を防止するため、従来より
キャリヤー表面に種々の樹脂を被覆し、キャリヤーの絶
縁性を高め、繰り返し使用によるトナーの融着を防ぐこ
とが知られている。
例えば表面をシリコーン樹脂で被覆したキャリヤーと
含金属モノアゾ染料を含有したトナーを使用した現像剤
(特公昭60−61948)や、磁性粉体,導電性微粒子を添
加したトナー(特開昭58−105236,特開昭58−118632,特
開昭59−7369)が知られており、長寿命の現像剤を図っ
ているが、せいぜい10万枚乃至30万枚で、未だ十分でな
い。
本発明は、高速複写機用としてのトナーの諸特性を充
実したトナーを提供するものである。本発明の第1の目
的は、高速複写機用の長寿命の現像剤を提供することで
あり、第2の目的は、ランニングコストの安価なトナー
を、さらに第3の目的は、あらゆる環境下においても画
像品質の安定な現像剤を提供することである。
〈課題を解決する手段〉 本発明は、トナーの帯電量の制御を表面樹脂コートし
たキャリヤーの抵抗率とトナー表面の外部に付着した半
導電性粒子の粒径と抵抗率の関係を特定し、かつキャリ
ヤーとトナーと半導電性粒子との極性および電荷を特定
することにより、高速連続複写される場合に、現像槽中
で長時間攪拌されても帯電量の低下を引き起こさないこ
とを見いだして本発明に至った。
すなわち本発明の電子写真用乾式2成分現像剤は、キ
ャリヤーはその表面が合成樹脂で被覆されて、その抵抗
率が1010〜1016Ωcmであり、かつトナーの表面には抵抗
率が102〜109Ωcmの半導電性微粉末粒子が付着されてお
り、またトナーの摩擦帯電とキャリヤーの摩擦帯電とは
逆極性の電荷を帯びしかも半導電性微粉末の電荷はトナ
ーとキャリヤーの中間もしくはキャリヤーを中心とした
ときトナーと反対側にあることを特徴とする電子写真用
乾式2成分現像剤である。
一般に、複写機の感光体上に形成された静電潜像は、
トナー現像されて可視画像となる。この場合において合
成樹脂コートされた鉄粉やガラスビーズに代表されるキ
ャリヤー粒子の帯電極性とは逆極性に摩擦帯電さたトナ
ー粒子は、その粒子径より大きいキャリヤー粒子の表面
に保持されるが、現像時に感光体表面に接触すると、感
光体の潜像領域の静電気力がキャリヤー粒子とトナー粒
子間の結合力に打ち勝ってトナー粒子は潜像上に付着し
てトナー可視像を形成する。従って、トナーが十分に帯
電するためにトナーとキャリヤーの材料共に、高抵抗の
ものが好ましい。しかし、一方トナーとキャリヤーから
なる現像剤が高抵抗であると、形成される印字の肩辺部
のみ鮮明になって印字の中央部が薄くなる所謂エッジ効
果を生ずる。
また一方、使用する現像剤の寿命を長くするようスペ
ント化現象を防ぐためにキャリヤー表面を合成樹脂でコ
ートする方法がとられているが、樹脂コートした場合、
キャリヤーが見掛け上高抵抗となって、キャリヤー内に
電荷がいつまでも残留する形となってキャリヤーに付着
するトナーを十分に帯電させることができない問題点を
生ずる。
従って、現像剤としては帯電性を高めるためにトナー
とキャリヤーが高抵抗であることが望ましく、また静電
荷像の箇所へ帯電したトナーが容易に移動するため現像
剤は静電潜像を有するドラムに有効に働くために或程度
帯電性があることが必要で、この相反する性質を現像剤
は具備する必要がある。
このため長時間使用してもスペント化現象がなく補給
されたトナーが十分に帯電できる状態に現像剤を維持す
る必要があるので、トナーに外部に付着される半導電性
粒子の抵抗率とキャリヤーの抵抗率の組合せで現像剤を
選択し、トナー消費量が低く、また画像品質が良好でカ
ブリも少ない現像剤を改良し本発明に至ったものであ
る。
本発明の現像剤を構成するトナーは、ポリスチレン、
スチレン−アクリル共重合体、不飽和ポリエステル、ポ
リ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂などの合成樹脂100重量%、カーボンブラッ
ク、クロム含金染料などの着色剤5〜15重量%、電荷制
御剤1〜5重量%などを原料として混合,分散,混練,
粉砕,分級して製造した着色微粒子である。
トナーより粒子が小さく、かつ抵抗率が102〜109Ωcm
である導電性炭化ケイ素、導電性酸化亜鉛、導電性酸化
スズやFe3O4、γ−Fe3O4、CrO2、ニッケル・2フェライ
トのような磁性粉から選ばれる半導電性微粒子(一般に
粒子形は0.1〜0.5μmである。)をトナーに対して0.3
〜0.5重量%付着させる。
一方本発明において使用されるキャリヤーは、コア材
としての粒径100〜200μmの鉄、ニッケル、コバルトの
フェライト等の表面にシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブ
チル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチルなどの
アクリル酸エステル類、アクリルニトリル、アクリルア
ミド、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類
などの樹脂をコートした抵抗率が1010〜1016Ωcmを有す
る樹脂被覆キャリヤーが用いられる。
なお本発明に使用される樹脂としては、シリコーン樹
脂が現像剤の長寿命化により効果的である。
又キャリヤーはその抵抗率が1010Ωcm未満であると抵
抗率が低いためトナーの消費量が多くなり、1016Ωcmを
越えるとエッジ効果のため抵抗率が高いにも拘らず、ト
ナーの消費量が多くなるので前記範囲が適切である。
該コア材表面に各種樹脂をコーティングするには例え
ばフッ化ビニリデンポリマー粒子を含有するディスパー
ジョン液(1〜5%含有)をコア材の粉末に滴下し全体
を攪拌するスプレーすることによりコア材にディスパー
ジョン粒子を付着させる。
次に本発明の電子写真用乾式2成分現像剤を構成する
トナー(T)、キャリヤー(C)および半導電性微粉末
粒子(P)は下記の如き摩擦帯電系列を有することが必
要である。
すなわちキャリヤー(C)に対しトナー(T)が負帯
電極性の関係にあるときは、半導電性微粉末粒子(P)
は第1図(イ)に示すように(T)と同極性(負帯電極
性)でP<Tの関係にあるか、または第1図(ロ)に示
すようにTと逆極性にあることが必要で、特に本発明に
おいては第1図(ロ)の関係にあることが好ましい。
一方キャリヤー(C)に対してトナー(T)が正帯電
極性の関係にあるときは、半導電性微粉末粒子(P)
は、第2図(イ)に示すようにTと同極性(正帯電極
性)でP<Tの関係にあるか、又は第2図(ロ)に示す
ようにTと逆極性にあることが必要で、この場合におい
ても第2図(ロ)の関係にあることが好ましい。
以下、本発明を実施例により説明する。
〈実施例−1〉 シリコーン樹脂を平均粒子径約150μmの酸化鉄粉に
流動床コーティング装置を用いて、コーティングした材
料を電気炉に入れて250℃で2時間焼成してキャリヤー
とした。このキャリヤー抵抗率は1015Ωcmであった。
一方、スチレン−アクリル共重合樹脂100重量部、ク
ロム含金染料1重量部、カーボンブラック5重量部をロ
ールミルにて20分間溶融、混練して冷却後、ミルで粗粉
砕して、平均粒径5〜7μmのトナーを得た。このトナ
ーに対して抵抗率6×108Ωcmの半導電性炭化ケイ素(S
iC)を0.5重量%を添加してヘンシェルミキサーにて1
分間混ぜる。さらにトナーを前記キャリャ鉄粉に対して
5重量%の割合で混合し本発明の電子写真用乾式2成分
現像剤を調製した。
この現像剤を高速連続複写機(60枚/分)に入れて50
万枚の連続複写耐久試験を行ったところ、マクベス反射
濃度計による画像濃度(I.D.)は約1.35、非画線部の地
汚れ、すなわちバックグランド(B.G.)は約0.4〜0.6、
摩擦帯電量(Q/M)は35μc/gで共に安定しており、トナ
ーの飛散もなくトナーの消費量も少なくなっていた。
なお、キャリヤーと半導電性粒子の抵抗率は、川口電
機社製「多レンジ型超絶縁抵抗計(TERAOHM METER VE−
30 型)を用い、電極面積5cm2の電極間を2Kgの荷重の
下に粉体の電気抵抗を測定して求めた。
次に本実施例および以下に示す各比較例および実施例
の連続複写耐久試験結果を第1表に示す。
〈比較例−1〉 半導電性粒子を外部に付着しないこと以外、実施例−
1と同じ条件で連続複写耐久試験を20万枚行ったとこ
ろ、B.G.は初期の0.68が1.0を越え、20万枚では2.0を越
えており、また帯電量も10万枚を越えると低下し、トナ
ー飛散も悪くトナー消費量も増加しトナーの劣化が見ら
れた。
〈実施例−2〉 半導電性粒子を酸化スズ(抵抗率3×102Ωcm)に換
えた以外、実施例−1と同じ条件で50万枚の連続複写耐
久試験を行ったことろ、画像濃度、バックグランドの低
下もなく摩擦帯電量も安定していた。
〈実施例−3〉 半導電性粒子を磁性粉(抵抗率8×108Ωcm)に換え
た以外、実施例−1と同じ条件で50万枚の連続複写耐久
試験を行ったことろ、画像濃度、バックグランドの低下
もなく摩擦帯電量も安定していた。
〈比較例−2〉 キャリアーにシリコーン樹脂をコーティングしないこ
と以外、実施例−1と同じ条件で20万枚の連続複写耐久
試験を行ったところ、B.G.は1.6を越え、トナー飛散も
悪くトナー消費量も増加しトナーの劣化が見られた。
〈比較例−3〉 半導電性粒子を導電性酸化亜鉛(抵抗率1×101Ωc
m)に換えた以外、実施例−1と同じ条件で10万枚の連
続複写耐久試験を行ったことろ、B.G.が1.5を越え、ト
ナー飛散も悪くトナー消費量も増加しトナーの劣化が見
られた。
〈比較例−4〉 半導電性粒子を炭化ケイ素(抵抗率9×109Ωcm)に
換えた以外、実施例−1と同じ条件で50万枚の連続複写
耐久試験を行ったことろ、トナーの摩擦帯電量の上昇が
大きく、画像濃度の低下が見られた。
(注)実施例及び比較例の抵抗率は円筒体の中にトナ
ーを入れ2Kgの荷重をかけて上部より圧縮し、上下の電
極より通電して測定した。
(発明の効果) 本発明によれば補給されたトナーを十分に帯電させた
後、消費させるため、初期から50万枚コピー後を通じて
画像濃度が高くなり、バックグランドが小さくなり摩擦
帯電量が不偏であり、カブリが減少し、トナーの飛散が
改善され現像剤としての寿命が飛躍的に延びた。
【図面の簡単な説明】
第1、第2図は本発明で用いられる成分の摩擦帯電系列
を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−40557(JP,A) 特開 昭54−23538(JP,A) 特開 昭53−81127(JP,A) 特開 昭61−15155(JP,A) 特開 昭62−9357(JP,A) 特開 昭57−52060(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キャリヤーとトナーから構成される電子写
    真用乾式2成分現像剤において、キャリヤーはその表面
    が合成樹脂で被覆されて、その抵抗率が1010〜1016Ωcm
    であり、かつトナーの表面には導電性炭化ケイ素、導電
    性酸化亜鉛、導電性酸化スズ、磁性粉から選ばれる少く
    とも1種の抵抗率が102〜109Ωcmの半導電性微粉末粒子
    がトナーに対して0.3〜0.5重量%付着されており、また
    トナーの摩擦帯電とキャリヤーの摩擦帯電とは逆極性の
    電荷を帯びしかも半導電性微粉末の電荷はトナーの電荷
    とキャリヤーの電荷の中間もしくはキャリヤーの電荷を
    中心としたときトナーの電荷と反対側にあることを特徴
    とする電子写真用乾式2成分現像剤。
JP63053580A 1988-03-09 1988-03-09 電子写真用乾式2成分現像剤 Expired - Fee Related JPH0814710B2 (ja)

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