JPH09297426A - 電子写真用トナー、現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

電子写真用トナー、現像剤及び画像形成方法

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JPH09297426A
JPH09297426A JP11358696A JP11358696A JPH09297426A JP H09297426 A JPH09297426 A JP H09297426A JP 11358696 A JP11358696 A JP 11358696A JP 11358696 A JP11358696 A JP 11358696A JP H09297426 A JPH09297426 A JP H09297426A
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JP
Japan
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toner
additive
coupling agent
silica
titanate coupling
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JP11358696A
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Akizo Shirase
明三 白勢
Yoshiaki Kobayashi
義彰 小林
Ryuji Kitani
龍二 木谷
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、トナーの帯電性の環境変動
が小さく、帯電性が均一で十分高い画像濃度と文字、細
線の再現性を有し、汚染性が低く耐久性に富み、連続使
用時にも性能の変動が小さく、転写性の良好な電子写真
用トナー、電子写真用現像剤を提供する。また、装置の
小型化が可能で、高速印字可能な安定した電子写真用カ
ラー画像形成方法を提供することにある。 【解決手段】 少なくとも樹脂、着色剤、無機添加剤と
からなる電子写真用トナーにおいて、該無機添加剤が、
BET表面積が100m2/g以下、Al23含有率が
0.2%以下のシリカをチタネート系カップリング剤で
処理したものである事を特徴とする電子写真用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真用トナー、
電子写真用現像剤及び画像形成方法に関し、詳しくは新
規な電子写真用トナー及びそれを用いる、電子写真用現
像剤及び画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からトナーの流動性を改善するため
に、シリカ微粒子を添加することが広く知られている
が、シリカ微粒子は湿度変化による帯電性の変化が大き
く、これらを添加したトナーは環境湿度によって電荷量
が大きく変動し、その結果画像の安定性が著しく低い。
【0003】この改善のために、シリカ微粒子の表面を
シランカップリング剤、シリコーンオイルで処理する手
段が知られているが、これらの処理シリカは低湿度下で
過剰帯電を生じやすく、その結果画像濃度を出しにく
く、文字の再現性等も非常に低いものとなる。
【0004】また、このような欠点を補うために、シリ
カの替わりにシランカップリング剤、シリコーンオイル
で処理したチタニア、アルミナを用いる技術が知られて
いるが、これらの微粒子は比重が大きくトナー表面に保
持することが困難であり、脱離して帯電付与部材等を汚
染し、耐久性に悪影響を与える。また、特にアルミナ微
粒子は表面の処理が不均一になりやすく、帯電性の不均
一さを生じやすい欠点がある。
【0005】更に、従来から知られているシリカ、チタ
ニア、アルミナ等の微粒子はBET表面積が大きく、粒
径の小さなものであるが、このような微粒子は連続使用
時にトナー表面に埋没しやすく、状態変化に伴うトナー
性能の変化を生じやすい欠点がある。
【0006】特に近年カラー画像を再現する用途の増加
に伴い、種々の画像形成法が提案されているが、装置の
小型化、印字速度等の面から、感光体上に複数色のトナ
ー画像を形成し、その後に転写材上に一括転写する方法
が提案されてきている。この方法においては、トナー表
面の添加剤の状態変化がその転写性能に大きく関与する
ため、従来の粒径の小さな添加剤では、十分に安定な性
能を確保することは困難であった。
【0007】また、2成分現像剤として使用する際のキ
ャリアとしては、従来から粒径80〜200μmのもの
が使用されているが、これらのキャリアは比表面積が小
さく、トナーとの帯電電荷を有効に保持できない傾向が
あり、連続使用時の帯電不良等を生じやすい。更に1個
のキャリアの自重が大きく、トナーに与えるストレスが
大きいため、前述の添加剤の埋没を促進してしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って上記事情に鑑
み、本発明の目的は、トナーの帯電性の環境変動が小さ
く、帯電性が均一で十分高い画像濃度と文字、細線の再
現性を有し、汚染性が低く耐久性に富み、連続使用時に
も性能の変動が小さく、転写性の良好な電子写真用トナ
ー、電子写真用現像剤を提供する。また、装置の小型化
が可能で、高速印字可能な安定した電子写真用カラー画
像形成方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は下記
構成により達成された。
【0010】(1).少なくとも樹脂、着色剤、無機添
加剤とからなる電子写真用トナーにおいて、該無機添加
剤が、BET表面積が100m2/g以下、Al23
有率が0.2%以下のシリカをチタネート系カップリン
グ剤で処理したものである事を特徴とする電子写真用ト
ナー。
【0011】(2).少なくともトナーとキャリアから
なる電子写真用現像剤に於いて、該トナーが少なくとも
樹脂、着色剤、無機添加剤とからなり、該無機添加剤
が、BET表面積が100m2/g以下、Al23含有
率が0.2%以下のシリカをチタネート系カップリング
剤で処理したものであり、該キャリアが磁性材料表面を
樹脂により被覆したものであり、該磁性材料が平均径2
0〜60μm、比重が3〜7であることを特徴とする電
子写真用現像剤。
【0012】(3).感光体上に形成された静電潜像
を、少なくともトナーを有する現像剤で現像する工程を
複数回繰り返し、感光体上に形成されたトナー像を転写
材に一括転写する画像形成方法において、該トナーが
(1)に記載のトナーであることを特徴とする画像形成
方法。
【0013】以下、本発明を詳細に説明する。
【0014】本発明において、無機添加剤(以下、無機
外添剤ともいう)のBET表面積は100m2/g以
下、より好ましくは80m2/g以下である。これより
も大きい場合には、過剰電荷を持ちやすくトナーの帯電
性が不安定になりやすい。また、微粒子の粒径が小さく
なるため、連続使用時等にトナー表面に埋没してしま
い、トナー性能特に転写性能が不十分となる。
【0015】無機添加剤のAl23含有率は、0.2%
以下である必要がある。Al23含有率が0.2%を越
えるとチタネート系カップリング剤による処理が不均一
となり、トナーの帯電性とその環境特性に悪影響を及ぼ
す。
【0016】チタネート系カップリング剤としては、一
般に知られているものが使用可能であり、例えばイソプ
ロピルトリイソステアロイルチタネート、テトライソプ
ロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラステア
ロキシチタン等を用いることができる。
【0017】処理の方法としては乾式、湿式いずれも適
用可能で、例えば混合機中にシリカと適当量のチタネー
ト系カップリング剤を投入し乾式混合しても良く、ま
た、チタネート系カップリング剤を溶剤中に溶解させた
状態で用い、シリカと混合した後に溶剤を除去する湿式
混合によっても処理することができる。
【0018】処理量としては、0.01〜15重量%程
度が好ましい。
【0019】処理されたシリカはトナーに対して0.1
〜10重量%程度の添加が好ましい。これ以下の量では
流動性、転写性の安定性の効果が乏しく、これ以上の量
ではトナー表面に安定に存在させることが困難となり、
トナー電荷の安定性を損なうことになる。
【0020】トナーを構成する樹脂、即ち結着樹脂とし
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。
【0021】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。
【0022】その他の添加剤としては例えばサリチル酸
誘導体・アゾ系金属錯体等の荷電制御剤等が挙げられ
る。
【0023】また、磁性トナーを得る場合には着色粒子
に添加剤として磁性体粒子が含有される。磁性体粒子と
しては平均一次粒子径が0.1〜2.0μmのフェライ
ト・マグネタイト等の粒子が用いられる。
【0024】離型剤としては、エチレンやプロピレン等
の重合体で構成される低分子量ポリオレフィン類、カル
ナバワックスやライスワックス等の天然物ワックス、エ
チレンビスステアロイルアミド等の高級脂肪酸アミド等
を使用してもよい。
【0025】また、トナーの粒径は文字、細線の再現性
の向上を測る意味で、3〜9μmの体積平均粒径を有す
るものが好ましい。トナー粒径の測定は、コールターカ
ウンターTA−II型を用いることで標準的に測定するこ
とができる。
【0026】キャリアに用いる磁性材料は平均径20〜
60μm、比重3〜7のものである。平均径がこれ以下
のものでは、現像時に感光体にキャリアが付着するキャ
リア付着が生じやすく、これ以上のものでは比表面積が
小さく、トナーとの帯電電荷を有効に保持できない傾向
があり、連続使用時の帯電不良等を生じやすい。更に1
個のキャリアの自重が大きく、トナーに与えるストレス
が大きいため、前述の添加剤の埋没を促進してしまう。
また、比重がこの範囲より小さい場合には、トナーとの
混合が困難となりトナーの帯電電荷が不均一となり、こ
の範囲よりも大きい場合には、1個のキャリアの自重が
大きく、トナーに与えるストレスが大きいため、前述の
添加剤の埋没を促進してしまう。
【0027】
【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。
【0028】実施例 《無機外添剤の製造例》 製造例1 イソプロピルトリイソステアロイルチタネート2gをト
ルエン100mlに溶解した溶液に、シリカ微粉体(デ
グサ社製:OX−50)100gを添加し、60℃で3
時間加熱混合した後、得られた処理シリカを乾燥し、本
発明の無機外添剤Aを得た。このAのBET表面積は4
8m2/g、Al23含有率は0.05%であった。
【0029】製造例2 テトラブトキシチタン1gをトルエン100mlに溶解
した溶液に、シリカ微粉体(日本アエロジル社製:アエ
ロジル50)100gを添加し、60℃で3時間加熱混
合した後、得られた処理シリカを乾燥し、本発明の無機
外添剤Bを得た。このBのBET表面積は55m2
g、Al23含有率は0%であった。
【0030】製造例3 イソプロピルトリイソステアロイルチタネート5gをト
ルエン200mlに溶解した溶液に、シリカ微粉体(日
本アエロジル社製:アエロジル130)100gを添加
し、60℃で3時間加熱混合した後、得られた処理シリ
カを乾燥し、比較用の無機外添剤1を得た。この1のB
ET表面積は120m2/g、Al23含有率は0.0
5%であった。
【0031】製造例4 イソプロピルトリイソステアロイルチタネート2gをト
ルエン100mlに溶解した溶液に、シリカ微粉体(デ
グサ社製:MOX−80)100gを添加し、60℃で
3時間加熱混合した後、得られた処理シリカを乾燥し、
比較用の無機外添剤2を得た。この2のBET表面積は
75m2/g、Al23含有率は0.75%であった。
【0032】《トナーの製造例》 製造例1 ポリエステル樹脂(軟化点125℃、ガラス転移点60
℃)100部、カーボンブラック8部、ポリプロピレン
3部とを、混合、練肉、粉砕、分級し、平均粒径8.5
μmの粉末を得た。更にこの粉末100部に無機外添剤
Aを3部加え、ヘンシェルミキサーで撹拌ばねの周速3
0m/secで5分間混合し、300メッシュのスクリ
ーンを通して本発明のトナーAを得た。
【0033】製造例2 スチレン/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート
=70/15/15の組成のスチレン系樹脂(軟化点1
20℃、ガラス転移点58℃)100部、銅フタロシア
ニン顔料3部、ポリプロピレン3部とを、混合、練肉、
粉砕、分級し、平均粒径7.5μmの粉末を得た。更に
この粉末100部に無機外添剤Bを3部加え、ヘンシェ
ルミキサーで撹拌ばねの周速30m/secで5分間混
合し、300メッシュのスクリーンを通して本発明のト
ナーBを得た。
【0034】製造例3 カーボンブラック8部をイエロー顔料(C.I.ピグメ
ントイエロー17)6部に変更した他は、製造例1と同
様にして本発明のトナーCを得た。
【0035】製造例4 銅フタロシアニン顔料3部をマゼンタ顔料(C.I.ピ
グメントレッド122)8部に変更した他は、製造例2
と同様にして本発明のトナーDを得た。
【0036】製造例5 無機外添剤A3部を無機外添剤1の1部に変更した他
は、製造例1と同様にして比較用のトナー1を得た。
【0037】製造例6 無機外添剤B3部を無機外添剤2の3部に変更した他
は、製造例2と同様にして比較用のトナー2を得た。
【0038】製造例7 無機外添剤A3部をヘキサメチルジシラザンで処理した
シリカ微粉体(BET表面積:50m2/g、Al23
含有率:0.05%)3部に変更した他は、製造例3と
同様にして比較用のトナー3を得た。
【0039】製造例8 無機外添剤B3部をオクチルトリメトキシシランで処理
したチタニア微粉体(BET表面積:45m2/g)2
部に変更した他は、製造例4と同様にして比較用のトナ
ー4を得た。
【0040】《キャリアの製造例》 製造例1 粒径32μmのマグネタイト粒子(比重:5.0)19
60gと、シクロヘキシルメタクリレート/メチルメタ
クリレート=5/5の共重合体微粒子40gを高速撹拌
型混合機に投入し、品温30℃で15分間混合した後、
品温を105℃に設定し、機械的衝撃力を30分間繰り
返し付与し、冷却し本発明のキャリアAを作成した。
【0041】製造例2 マグネタイト粒子を粒径45μmのCu−Znフェライ
ト粒子(比重4.6)に変えた他は製造例1と同様にし
て本発明のキャリアBを作成した。
【0042】製造例3 マグネタイト粒子を粒径70μmの鉄粉粒子(比重7.
8)に変えた他は製造例1と同様にして比較用のキャリ
ア1を作成した。
【0043】製造例4 マグネタイト粒子を粒径13μmのマグネタイト粒子
(比重5.0)に変えた他は製造例1と同様にして比較
用のキャリア2を作成した。
【0044】《現像剤の製造》各トナー18gと各キャ
リア182gとを表1,2に記載のようにして組合せ、
V型混合機で20分間混合し、表1,2に記載のような
各現像剤を得た。
【0045】《評価方法》評価はKL−2010プリン
ター(コニカ社製)を用い、感光体の帯電電位−750
V、露光電位−50V、現像DCバイアス−650V、
ACバイアス2.0kV(ピークtoピーク)、ACバ
イアス周波数8kHzの条件に設定して実施した。
【0046】テストは各環境条件において20000枚
の実写テストを行い、その際のトナー帯電量、現像性、
転写性、キャリア付着個数、及び文字ちりの発生状況、
網点画像の再現性を評価した。
【0047】《現像性》露光電位−50Vの潜像を反転
現像し、普通紙に転写した後定着前に機械動作を停止さ
せ、転写紙上の単位面積当たりのトナー量をA、感光体
上に残った単位面積当たりのトナー量をBとし、A+B
を現像性とした。
【0048】《転写性》上記と同様にして、A/(A+
B)を転写性とし、以下の4ランクに分類し判定した。
【0049】 A;90%以上 B;80%以上90%未満 C;60%以上80%未満 D;60%未満。
【0050】《キャリア付着個数》現像動作後の感光体
表面の1cm×1cm当たりのキャリア付着個数をカウ
ントし、以下の3ランクに分類し判定した。
【0051】 A;5個以下 B;6個〜20個 C;21個以上。
【0052】《文字ちり》200μm間隔に、幅200
μm長さ1cmのラインを5本配置したパターンを印字
し、その部分のちりの状況を目視と顕微鏡の両者で観察
し、以下の4ランクに分類し判定した。
【0053】 A;顕微鏡でもライン周辺のちりが観察されない B;目視ではわからないが、顕微鏡では周辺にちりが観
察される C;目視で周辺のちりが観察される D;ライン間の判別が困難なほど激しくちりが発生。
【0054】《網点再現性》面積率20%の120LI
NE網点パターンを印字し、その再現性を以下の3ラン
クに分類し判定した。
【0055】 A;ほぼ完全に再現している B;ドットは識別できるが、形は再現されていない C;ドットが識別できない。
【0056】以上の結果を表1、表2に示す。
【0057】
【表1】
【0058】
【表2】
【0059】表1、表2から明らかなように、本発明の
要件を満たす実施例のトナー、現像剤は非常に良好な現
像性、転写性、文字再現性を示し、キャリア付着も少な
いのに対して、比較例のトナー1では無機外添剤のBE
T表面積が大きく、過剰帯電、埋没の影響を受け、特に
実写テスト後の転写性、文字再現性に劣る結果となっ
た。またトナー2では無機外添剤のAl23含有率が高
く、チタネート系カップリング剤の処理が不均一となっ
た結果、同様に転写性、文字再現性の悪化を生じた。ま
た、トナー3ではシランカップリング剤、トナー4では
チタニアを用いた結果、前者は過剰帯電、後者はトナー
からの離脱を生じ、転写性、文字再現性の悪化を生じ
た。更にキャリア1を用いたものは過剰帯電と外添剤の
埋没を加速する結果となり、キャリア2を用いたものは
キャリア付着が激しく、使用に耐えないことがわかる。
【0060】
【発明の効果】本発明により、トナーの帯電性の環境変
動が小さく、帯電性が均一で十分高い画像濃度と文字、
細線の再現性を有し、汚染性が低く耐久性に富み、連続
使用時にも性能の変動が小さく、転写性の良好な電子写
真用トナー、電子写真用現像剤を提供することができ
た。また、装置の小型化が可能で、高速印字可能な安定
した電子写真用カラー画像形成方法を提供することがで
きた。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも樹脂、着色剤、無機添加剤と
    からなる電子写真用トナーにおいて、該無機添加剤が、
    BET表面積が100m2/g以下、Al23含有率が
    0.2%以下のシリカをチタネート系カップリング剤で
    処理したものである事を特徴とする電子写真用トナー。
  2. 【請求項2】 少なくともトナーとキャリアからなる電
    子写真用現像剤に於いて、該トナーが少なくとも樹脂、
    着色剤、無機添加剤とからなり、該無機添加剤が、BE
    T表面積が100m2/g以下、Al23含有率が0.
    2%以下のシリカをチタネート系カップリング剤で処理
    したものであり、該キャリアが磁性材料表面を樹脂によ
    り被覆したものであり、該磁性材料が平均径20〜60
    μm、比重が3〜7であることを特徴とする電子写真用
    現像剤。
  3. 【請求項3】 感光体上に形成された静電潜像を、少な
    くともトナーを有する現像剤で現像する工程を複数回繰
    り返し、感光体上に形成されたトナー像を転写材に一括
    転写する画像形成方法において、該トナーが請求項1に
    記載のトナーであることを特徴とする画像形成方法。
JP11358696A 1996-05-08 1996-05-08 電子写真用トナー、現像剤及び画像形成方法 Pending JPH09297426A (ja)

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