JPH10153885A

JPH10153885A - 静電荷像現像用現像剤

Info

Publication number: JPH10153885A
Application number: JP31471896A
Authority: JP
Inventors: Fumiko Nakazawa; 二美子中沢; Hiroshi Fukao; 博深尾
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】バインダー型キャリアを正荷電性トナーと組
み合わせて用いた場合でも、帯電立ち上がり性および高
温保存性が良好で、画像上にカブリやボイド等の画像ノ
イズが発生しない静電荷像現像用現像剤を提供するこ
と。【解決手段】正荷電性トナーおよびバインダー樹脂中
に磁性粉を分散してなるキャリアからなる静電荷像現像
剤現像剤において、キャリア表面の磁性粉露出量が磁性
粉添加量に対して５重量％以上であることを特徴とする
静電荷像現像用現像剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写法に
よる複写機やプリンター等の画像形成装置の作像に用い
られる現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複写機やプリンター等の画像
形成装置においては、感光体等の像担持体に形成された
静電潜像を現像するにあたり、その現像剤としてトナー
とキャリアを混合した二成分系現像剤が広く利用されて
いる。

【０００３】このようにトナーと混合されるキャリアと
しては、従来、鉄やフェライト等の粉体を用いた物のほ
かに、これらの磁性粉を樹脂に分散させたバインダー型
のものが知られている。

【０００４】しかしながら、鉄やフェライト等の粉体か
らなるキャリアは一般に低抵抗であり、このため、この
キャリアを使用して現像を行った場合、像担持体上おけ
る電荷がこのキャリアを通じて流れ、これにより形成さ
れた画像に抜けが生じたり、現像スリーブからの電荷注
入によりキャリアが像担持体に付着したりするという問
題があり、像担持体に付着したキャリアにより、形成さ
れる画像にノイズが発生する。（以下、ボイドとい
う。）さらにこのようなキャリアによって形成される磁
気ブラシの穂が一般に硬く、写真原稿等のハーフトーン
画像を現像する際に筋状のムラが発生する等の問題があ
る。

【０００５】このため、近年においては、上記のように
樹脂に磁性粉を分散させたバインダー型のキャリアが注
目されるようになった。しかし、バインダー型キャリア
を用いる場合、正荷電性トナーと組み合わせて用いる
と、負荷電性トナーと組み合わせて用いたときと比較し
て撹拌初期の帯電立ち上がり性が低下し、帯電不良トナ
ーによるトナー飛散が起こり画像上にカブリが発生した
りする。

【０００６】帯電立ち上がり性が低下する要因として
は、バインダー型キャリアを用いる場合、そのバインダ
ー樹脂として磁性粉を結着する能力と帯電性の観点から
ポリエステル樹脂等の負荷電性の樹脂を用いることが多
いため、負荷電性トナーはキャリア表面において磁性粉
露出領域と接触しやすく摩擦帯電が良好に行われるのに
対して、正荷電性トナーはキャリア表面におけるバイン
ダー樹脂領域と接触しやすくなり、摩擦帯電が行われに
くく帯電不良トナーが発生すると考えられる。

【０００７】また、正荷電性トナーを高温条件下にて保
存すると、シリカ等の後処理剤がトナー表面に固着し、
画像上にガブリが発生する原因になるという問題も生じ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、バインダー
型キャリアを正荷電性トナーと組み合わせて用いた場合
でも、帯電立ち上がり性および高温保存性が良好で、画
像上にカブリやボイド等の画像ノイズが発生しない静電
荷像現像用現像剤を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、正荷電性トナ
ーおよびバインダー樹脂中に磁性粉を分散してなるキャ
リアからなる静電荷像現像剤現像剤において、キャリア
表面の磁性粉露出量が磁性粉添加量に対して５重量％以
上であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤に関す
る。

【００１０】本発明は、バインダー型キャリアの磁性粉
露出量を規定することを特徴とし、これにより正荷電性
トナーとバインダー型キャリア表面の磁性粉露出領域と
の接触確率を増大させて良好な摩擦帯電を可能にするも
のである。このため、帯電立ち上がり性が向上し、画像
上にカブリやボイド等の画像ノイズがない良好な画像を
提供できる。

【００１１】本発明の静電荷像現像用現像剤に含まれる
バインダー型キャリアの表面の磁性粉露出量は磁性粉添
加量に対して５重量％以上、好ましくは５〜２０重量％
であり、磁性粉露出量が５重量％未満ではトナーと磁性
粉露出領域との接触確率が低く、トナーの良好な摩擦帯
電が行われず、帯電不良トナーが発生して画像カブリの
原因となる。また、バインダー型キャリアは平均粒径３
０〜８０μm、好ましくは４０〜７０μmを有し、少なく
ともバインダー樹脂、磁性粉、その他所望の添加剤から
なる。８０μmを越えると通常の鉄粉キャリア等のよう
に磁気ブラシによるハケムラが生じ易く、３０μm未満
ではキャリアにおける磁気力が低下し、像担持体にキャ
リアが付着する。

【００１２】キャリアに用いられるバインダー樹脂とし
ては、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン等のポリオレ
フィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、
Ｓｔ−Ａｃ共重合系樹脂、エポキシ系樹脂、テトラフル
オロエチレン、フッ化ビニリデン等の含フッ素ビニル系
単量体の単独重合体あるいは他のビニル系単量体との共
重合体等の含フッ素系樹脂等が挙げられる。特に、ポリ
エステル系樹脂が本発明のトナーとの組み合わせにおい
て帯電性の観点から好ましい。

【００１３】磁性粉としては、フェライト、マグネタイ
ト、鉄粉等の微粒子が挙げられ、比表面積にして４〜１
２m²/gのものが好ましい。これらの添加量はキャリアバ
インダー樹脂に対して５００〜８００重量部、好ましく
は５５０〜７００重量部である。磁性粉添加量が５００
重量部より少ないと、キャリア表面における磁性粉露出
量が磁性粉添加量に対して５重量％未満となって本発明
の効果が得られなくなり、８００重量部より多いと磁性
粉の均一分散が困難になり、粉砕時に磁性粉が遊離す
る。

【００１４】キャリアに含まれるその他所望の添加剤と
しては、カーボンブラック等の抵抗調整剤、シリカ等の
分散剤が挙げられる。抵抗調整剤の添加量はキャリアバ
インダー樹脂に対して０.０１〜１０重量部、好ましく
は０.５〜３重量部であり、分散剤の添加量はキャリア
バインダー樹脂に対して０.０１〜１０重量部、好まし
くは０.５〜３重量部である。

【００１５】本発明の現像剤に用いられるバインダー型
キャリアは上記材料からなり、従来から用いられている
トナー粒子の製造方法により容易に製造することができ
る。例えば、バインダー樹脂、磁性粉、シリカおよびカ
ーボンブラックをヘンシェルミキサー（三井三池社製）
等の混合機により混合し、加圧ニーダ（森山製作所社
製）等の加圧混練機により混練した後、冷却した混練物
を粗粉砕し、ジェットミルで微粉砕し、分級して得られ
る。

【００１６】一方、本発明の現像剤に含まれる正荷電性
トナーは少なくともバインダー樹脂、着色剤、荷電制御
剤、その他所望の添加剤からなり、その平均粒径として
は６〜１４μm、好ましくは７〜１１μmである。

【００１７】トナーに含まれるバインダー樹脂として
は、従来からトナーに用いられるているいかなるバイン
ダー樹脂も使用可能であり、例えば、スチレン系樹脂、
スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポ
キシ系樹脂等を使用することができるが、正荷電性トナ
ーへの使用という観点からスチレン−アクリル系樹脂が
好ましい。

【００１８】着色剤としては特に限定されるものではな
く、従来電子写真で使用されてきた着色剤を用いること
ができ、以下のものが例示できる。まず、着色剤として
黒色顔料は、カーボン・ブラック、酸化銅、二酸化マン
ガン、アニリンブラック、活性炭、フェライト、マグネ
タイトなどを使用することができる。黄色顔料として
は、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、
ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、
ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、バンザー
イエローＧ、バンザーイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエ
ローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレ
ーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレヘ
ーキなどを使用することができる。

【００１９】また、赤色顔料としては、赤色黄鉛、モリ
ブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾ
ロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリ
アントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダス
レンブリリアントオレンジＧＫ、ベンガラ、カドミウム
レッド、鉛丹、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッ
ド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、レーキレ
ッドＣ、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、
エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレー
キ、ブリリアントカーミン３Ｂ、パーマネントオレンジ
ＧＴＲ、バルカンファストオレンジＧＧ、パーマネント
レッドＦ４ＲＨ、パーマネントカーミンＦＢなどを使用
することができる。また、青色顔料としては、紺青、コ
バルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブル
ーレーキ、フタロシアニンブルーなどを使用することが
できる。なお、これらの着色剤の量はトナーバインダー
樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは
３〜１５重量部になるようにする。

【００２０】荷電制御剤としては、本発明の現像剤にお
いて用いられるトナーを正に帯電させることができれ
ば、特に制限されるものではなく、例えば、ニグロシン
ベースＥＸ（オリエント化学工業社製）、第４級アンモ
ニウム塩Ｐ−５１（オリエント化学工業社製）、ニグロ
シン、ボントロンＮ−０１（オリエント化学工業社
製）、スーダンチーフシュバルツＢＢ（ソルベントブラ
ック３：Color Index ２６１５０）、フェットシュバル
ツＨＢＮ（Ｃ.Ｉ.Ｎｏ.２６１５０）、ブリリアントス
ピリッツシュバルツＴＮ（ファンベン、ファブリッケン
・バイヤ社製）、ザボンシュバルツＸ（ファルベルケ・
ヘキスト社製）等が挙げられる。これらの量はトナーバ
インダー樹脂１００重量部に対して０.１〜１０重量
部、好ましくは０.５〜５.０重量部になるようにする。

【００２１】また本発明のトナーには、正荷電性を損な
わない範囲で、トナーに通常用いられるオフセット防止
剤、流動化剤、離型剤、クリーニング剤を適宜配合する
ことができる。オフセット防止剤としてはポリエチレン
ワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレ
ンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス、カルナバ
ワックス、サゾールワックス、ライスワックス、キャン
デリラワックス、ホホバ油ワックス、蜜ろうワックス、
などを使用できる。オフセット防止剤の添加量は、バイ
ンダー樹脂１００重量部に対して１〜７重量部、好まし
くは２〜５重量部になるようにする。その量が１重量部
より少ないとオフセット防止の効果が不十分になり、７
重量部より多いとトナーの流動性が悪くなる。

【００２２】流動化剤を用いる場合には、シリカ微粒
子、二酸化チタン微粒子、アミルナ微粒子、フッ化マグ
ネシウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、炭化ホウ素微粒
子、炭化チタン微粒子、炭化ジルコニウム微粒子、窒化
ホウ素微粒子、窒化チタン微粒子、窒化ジルコニウム微
粒子、マグネタイト微粒子、二硫化モリブデン微粒子、
ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸マグネ
シウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子等を使用するこ
とができる。なお、これらの微粒子は、シランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコー
ンオイル等で疎水化処理して用いることが望ましい。流
動化剤の量は、トナー１００重量部に対して０.０５〜
５重量部、好ましくは０.１〜３重量部用いることが望
ましい。

【００２３】また、乳化重合、ソープフリー乳化重合、
非水分散重合等の湿式重合法または気相法等により造粒
したスチレン系、アクリル系、メタクリル系、ベンゾグ
アナミン、シリコーン、テフロン、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等の各種の有機微粒子を単独あるいは組み合
わせて用いることができる。

【００２４】本発明のトナーは従来から知られている方
法、例えばバインダー樹脂、着色剤、荷電制御剤および
これにオフセット防止剤その他の所望の添加剤を所定量
添加し、混合、混練したあと、粉砕、分級することによ
り得られる。

【００２５】このようにして得られたトナーを上記バイ
ンダー型キャリアと重量比（トナー：キャリア）３：９
７〜２０：８０で混合することにより、本発明の静電荷
像現像用現像剤を得ることができる。

【００２６】本発明の現像剤は、キャリアにおける磁性
粉露出量が十分であり、トナーのキャリアとの良好な摩
擦帯電が実現されるため、帯電立ち上がり性に優れ、こ
れにより高温保存された後でさえも、カブリやボイド等
の画像ノイズのない優れた画像を提供することが可能と
なる。以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明す
る。

【００２７】

【実施例】

（キャリアの製造）実施例１ポリエステル樹脂（タフトンＮＥ１１１０；花王社製）１００重量部磁性粉（フェライト、９.７m²/g）６５０重量部カーボンブラック（ケッチェンブラック；ライオン油脂社製）２重量部シリカ（＃２００；日本アエロジル社製）１.５重量部それぞれの割合の上記材料３kgをヘンシェルミキサー
（三井三池社製）により４０００rpmにて２分間混合
し、さらにもう一度同じ操作を繰り返した。これら２回
分の混合物６kgを加圧ニーダ（森山製作所社製）により
２２０℃、２０rpmにて１０分間混練し、冷却後混練物
をフェザーミルにて粗粉砕し、ジェットミルで微粉砕し
た後、分級し、平均粒径５０μmのキャリアを得た。

【００２８】実施例２フェライトを５５０重量部添加したこと以外は、実施例
１と同様にして平均粒径５０μmのキャリアを得た。

【００２９】実施例３粉砕、分級条件を変更し、分級対象を４０μmにしたこ
と以外は、実施例１と同様にして平均粒径４０μmのキ
ャリアを得た。

【００３０】実施例４磁性粉として比表面積４.６m²/gのフェライトを用いた
こと以外は、実施例１と同様にして平均５０μmのキャ
リアを得た。

【００３１】比較例１フェライトを４００重量部添加したこと以外は、実施例
１と同様にして平均粒径５０μmのキャリアを得た。

【００３２】比較例２粉砕、分級条件を変更し、分級対象を８０μmにしたこ
と以外は、実施例１と同様にして平均粒径８０μmのキ
ャリアを得た。

【００３３】比較例３磁性粉として比表面積１５.７m²/gのフェライトを用い
たこと以外は、実施例１と同様にして平均５０μmのキ
ャリアを得た。

【００３４】（トナーの製造）スチレン−アクリル共重合樹脂１００重量部カーボンブラック（モーガルＬ；キャボット社製）９重量部荷電制御剤（ニグロシンベースＥＸ；オリエント化学社製）４.５重量部上記材料をヘンシェルミキサーで混合した後、溶融混練
し、混練物を粉砕、分級し、体積平均粒径１０μmのト
ナー母体を製造した。これにシリカ（Ｒ９７４；日本ア
エロジル社製）をトナー母体に対して０.１重量％添
加、混合し、トナーを得た。

【００３５】（現像剤の製造）前記の実施例１〜４およ
び比較例１〜３で得られたキャリアを上記トナーと重量
比（トナー：キャリア）６：９４で混合して、それぞれ
現像剤を製造した。

【００３６】評価実施例１〜４および比較例１〜３で得られたキャリアに
ついては磁性粉露出量を測定し、評価した。これらキャ
リアを用いて製造した現像剤については高温保存性、帯
電立ち上がり性およびキャリア付着性について評価し
た。これらの測定方法および評価方法は以下の通りであ
る。なお、これらの結果については、まとめて表１に示
す。

【００３７】（磁性粉露出量）５％塩酸水溶液中にキャ
リアを投入し１０分間撹拌後、溶出溶液を濾過し、吸光
度を測定した。その際の検量線を用いて磁性粉の表面露
出量（重量％）を測定した。

【００３８】（帯電立ち上がり性）帯電立ち上がり性を
詳細に評価するため、トナーを５０℃放置して立ち上が
り能力を低下させた場合で評価する。常温放置トナー
（Newトナー）と、５０℃で２４時間放置したトナー
（耐熱トナー）を用いて、トナー：キャリア重量比が
６：９４になるように調製した現像剤３０ｇを５０ccの
ポリ瓶に入れた。ポリ瓶を毎分１２０rpmで回転する架
台に乗せて１分後、５分後におけるトナーの帯電量Ｑｂ
（μＣ）ｇを測定し、次式に基づいて評価値を算出し、
以下のようにランク付けした。

【００３９】

【数１】Ａ：９０％以上Ｂ：８０％を越えるが、９０％未満Ｃ：８０％以下

【００４０】なお、帯電量を測定するにあたっては、精
密天秤で計量した現像剤１ｇを図１に示す帯電量測定装
置の導電性スリーブ（２）の表面全体に均一になるよう
に載せると共に、この導電性スリーブ（２）内に設けら
れたマグネットロール（３）の回転数を１００ｒｐｍに
セットした。そしてバイアス電源（４）よりバイアス電
圧をトナーの帯電電位とは逆に３ＫＶ引加し、円筒電極
（１）における電位Ｖｍを読み取ると共に、導電性スリ
ーブ（２）からこの円筒電極（１）に付着した分離トナ
ー（７）の重量を精密天秤で計量して、各トナーの平均
帯電量（μＣ／ｇ）を求めた。

【００４１】（高温保存性）５０℃にて２４時間保存し
た上記現像剤を複写機（ＥＰ４０５０；ミノルタ社製）
に補給し、現像剤消費量約４０mg/枚、温度２２℃、湿
度５０％で、コミネ６４Ａ４Ｔ用紙を用いて、５００
枚連続モードにて複写（通紙方向：横）を行い、１００
０枚耐刷後の画像の地肌ガブリを目視により評価した。
ランク付けは以下のように行った。 ◎：全く見えない。 ○：よく見れば見える。 △：若干見えるが実用上問題ない。 ×：明らかに見え、実用上問題がある。 ××：別色紙と感じるほど見え、実用上問題がある。 −−：印字不能状態。

【００４２】（キャリア付着性）保存処置していない現
像剤を用いたこと、通紙モードを４枚間欠にしたこと以
外は、高温保存性の評価時に行った複写条件と同様にし
て、複写を行い、１００００枚耐刷し、形成された画像
の白抜け（ボイド）を目視により評価した。なお、評価
は１０００枚毎の画像を目視評価して、それぞれ最悪状
態のものについて評価を行うようにした。 ◎：全く発生しない。 ○：若干発生するが、実用上問題ないレベル。 △：実用上の下限レベル。 ×：実用上問題が発生するレベル。 ××：実用上問題が大きいレベル。

【００４３】

【表１】

【００４４】以上の結果から明らかなように、実施例に
おいては磁性粉の表面露出量が十分であるため、高温保
存された正荷電性トナーによる現像剤が補給された場合
でも、カブリのない良好な画像を得ることができた。こ
れに対し比較例では磁性粉露出量が少ないため、上記の
場合、トナーはバインダーキャリアの高抵抗領域、すな
わちバインダー樹脂領域と接触することが多くなって帯
電不良が起こり、カブリが発生すると考えられる。

【００４５】

【発明の効果】本発明における静電荷像現像用現像剤を
用いて現像を行うと、特に高温保存した場合でも現像剤
の帯電立ち上がり性が良くなるため、補給時の画像カブ
リの発生がなく、キャリア付着のない良好な画像が長期
にわたって安定して提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】帯電量測定装置の概略構成図を示す。

【符号の説明】

１：円筒電極、２：導電性スリーブ、３：磁石ロール、
４：バイアス電源、５：コンデンサー、６：トナーとキ
ャリア、７：分離トナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正荷電性トナーおよびバインダー樹脂中
に磁性粉を分散してなるキャリアからなる静電荷像現像
用現像剤において、キャリア表面の磁性粉露出量が磁性
粉添加量に対して５重量％以上であることを特徴とする
静電荷像現像用現像剤。