JPS5983171A - 静電荷像現像剤 - 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】 本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法等に′
ｊ６いて形成される静電荷像ン現像するための現像剤、
特にトナーとキャリアとより成るいわゆる二成分系現像
剤に関するものである。

最近における画像形成方法にどいては静電荷像を経由す
る方法が広（利用されて（・る。静電荷像は、例えば電
子写真法にＦ（・ては、元導電性感元体に均一な静電荷
７与えた後置像露光ン行なうことによって形成される。

このような静電荷像は、現像剤によって現像され、得ら
れるトナー像が転写紙に転写された後、或い（工そのま
ま定着されて可視画像が形成きれる。

而して静電荷像ケ現像するための現像剤としては、トナ
ーとキャリアとより成るいわゆる二成分系現像剤が賞月
されており、これはキャリアとの摩擦によってトナーを
所要の帯電量に帯電せしめ、七の静電引力欠利用して静
電荷像現像剤であり、従って良好な可視画像を得るため
には、１三としてキャリアとの関係によって定まるトナ
ーの摩擦帯電特性が良好であることが必要である。

・ｔしてトナーの摩擦帯電特性ケ良好なものとするため
の手段とし−（は、トナーに適当な荷電制御剤を含有−
ぜしめる手段、キャリアの表面を適当な樹脂で被覆する
手段等が知られている。

然るに、キャリアと共に静電荷像現像剤を組成するトナ
ーは、通常、着色剤が含有された樹脂粒子の粉末（「ト
ナー粉末Ｊという。）よジ成り、これには、その流動性
、トナー像支持体に？けるクリーニング性、トナーフィ
ルミング防止件等の特性ン改善する目的で、種々の物質
から選ばれる外部添加剤が添加される。例えば、トナー
の流動性ｌ′確保するＴ二めに疎水性シリカ微粉末が添
加され、或いは元導電性感元体等の静電荷像支持体の表
面に付着したトナーのクリーニング乞容易にするために
ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金視塩が添加される。そし
てこのような外部添加剤は、トナー粒子の表面に付着し
或いはトナー粒子とキャリア粒子との間に介在するよう
になるため、キャリアによるトナーの摩擦帯電量、摩擦
帯電の速さ、帯電【＾の減衰の速さ等の摩擦帯電１１を
性に大なり小なりの影響乞与え、従って、静電荷像現像
剤（ｆｃＭいては、それらの外部添加剤が添加された状
態におけるトナーが、キャリアによる良好な摩擦帯電特
性を有するものであることが必要である。

したしながら外部添加剤が添加されたトナー粉末よシ成
るトナーは、例えば既述のような手段によって良好な摩
１ｇ帯電特性Ｚ有せしめることは可能であっても、通常
その耐久性か低いものであシ、肖該トナーよυ成る現像
剤７繰り返して静電荷像の現像に供したとぎに早期にそ
の摩擦帯電特性が変化し、このため良好な可視画像の形
成乞多数回に亘って安定に行なうことができない欠点が
ある。

こｔｌ−はトナーχ摩擦帯電せしめる攪拌混合工程にＪ
・イいて、外部添加剤のトナー粒子表面における付着状
態、現像剤中における分散状態等が変化するためであろ
うと考えられ、例えば疎水性シリカ微粉末はトナー粉末
に添加されるとトナー粒子の表面に付着した状態となる
が、攪拌混合によってその多くのものがトナー粒子の表
面から脱離してしまうようなことが狸由であると推察さ
れる。

本発明は以上の如き事情に基（・てなされ１こものであ
って、その目的は、外部添加剤が添加されたトリー−粉
末より成るトナーとキャリアとによる二成分系現像剤で
あって、繰り返して使用したとぎにもトナーの良好な摩
擦帯電特性が長期間に亘って発揮され、良好な可視画像
の形成乞多数回に亘って安定に行なうことのでさる静電
荷像現像剤を折供するＫある。

この目的は、外部添加剤か添加されＴこトナー粉末より
成るトナーと、このトナーに混合すＩＬるキャリアどよ
υ成ジ、前記トナーの摩擦帯電量と、前記外部添加剤が
添加されていないｈｊＪ記トナー粉末より成るトナーの
前記キャリアによる摩擦帯電量との差が４μ０／７以下
である静Ｙは画像現像剤によ′−）て達成されろ。

以下一本発明を具体的に説明する。

本発明に２いては、槓（脂粒子中に着色剤等ン含イ１せ
しめて成るトナー粉末に１　’４ＡＩまプこは２棟以上
の外部添加剤χ添加してトナー粉末どし、これとキャリ
アとｔ混合して静電荷像現像剤とづ−るに際し、前記外
部添加剤の種類Ｍよび／または添加量ケ選定・ｆること
により、当該現像剤にどいて得られるトナーの摩擦帯電
量ａ（μ’／？　）と、当該外部添加剤乞添加１，１、
Ｃい前記トナー粉末に前記キャリアヶ混合して組成され
る現像剤にだいて得られるトナーの摩擦帯′＠ｌ量ｂ（
μｃ１５’）との差の絶対値ｌ　ａ−ｂ　ｌが４μｃ／
／ｙ−以下となるようにする。

以上において［トナーの摩擦帯電量」とは次のようにし
て測定される帯電量である。即ち、現像剤試料ｙｙ　［
Ｎｅｗ−Ｙｓ　損盪機」（ヤヨイ社製）Ｋよ９２０分間
振盪せしめて摩擦帯電せしめたものの２５’−’に、第
１図に示すよりに、：３５０メツシユのスクリーンメツ
シュ１ケ張設した金じ製容器２内に入れ、吹き込み１コ
３よジ窒累ガス乞０．２岬／７の圧力で３秒間吹き込ん
でトナーをスクリーンメツシュｌよジ飛散させ、残留し
たキャリアの電荷により電圧計４にて得られる電圧ケ測
定し７て飛散されＴ二１・す−ＩＰ当シの帯電量を求め
る。５はコンデンサであり、測定の環境条件は温度２０
’Ｃ，相対湿度６０％である。

本発明静電荷像現像剤は以上のようなものであるので、
後述する実験例の説明からも明かなように、繰り返（〜
可視画像の形成に供Ｉ−たとざにもトナーの摩擦帯電量
の変化が微小であって極めて安定した良好な摩擦帯電特
性が長期間に亘って発揮され、この結果、良好な可視画
像の形成ゲ多数回に亘って安定に行なうことができる。

二成分系静電荷像現像剤ＶＣおけるトナーの摩擦帯Ｎ量
の値は５その構成成分であるトナー及びキャリアの組成
、粒径、外部添加剤の種類及び量、使用雰囲気の温湿度
等の種々の条件によって変化するものであるが、本発明
によれば、外部添加剤の添加の有無によるトナーの摩擦
帯電量の％足められた測足法による値の差が４μカ以下
となるようにすることによって、」二連の効果ケイ４）
ることかでざる。

本発明の現像剤は、静電荷像支持体上に付着残留したト
ナービクリーニングして回収しそれヶ廃棄する通常の現
像システムに３いて上述の効果ン発揮するが、クリーニ
ングしたトナーを再び現像に供するよ５［した現像シス
テムに？いて特に有利に用（・ることができる。第２図
はそのようなトナーリサイクル装置の一例を示し、この
図に２（・て、１９は回収ドラムであって、静電荷像支
持体ン構成する感光ドラム（図には表わされて（・な（
・。）の一端外方位置に隔壁を介して同軸的に設けられ
ており％その内部には磁石１８が配置されている。

この回収ドラム１９の一部は、クリーニング装置ＩＯと
スクリューコンベア１７によシ接続され、他の一部は、
感光ドラムの一端側に延長された現像器９に接続されて
Ｓジ、回収ドラム１９の外周面上には、ローラ２２，２
３によって現像器９のトナー受入れ分配装置１２に至る
通路に沿って移動される搬送ベルト２０が懸架されてい
る。そして感光ドラムよりクリー二／グ装置ＩＯによっ
て捕集されたトナーはスクリューコンベア１７により回
収ドラム１９に送られるが、この回収ドラム１９上の搬
送ベルト２０上には現像器９よυ供給さｔ＋１こ現像剤
即ちトナーとキャリアとの混合物によるブラシが形成さ
れているため、スクリューコンベア１７により送られた
トナーはこのブラシにより拾い上げられ、回収ドラムエ
９の回転により移送される搬送ベルト２ｏによジ搬送δ
れ、これにより現像層９のトナー受入れ分配装置１２Ｖ
ｒ−供給され、再び感光ドラム上の静電荷像の現像に供
される。１４は磁気ブラシ装置であ、って回転スリーブ
１４ａとその内部に配置された磁石１４ｂとより成る。

１５は現像剤攪拌装置、２１はケーシングである。

本発明現丁象剤に？けるトナー粉末は、バインダー樹脂
中に着色剤ケ含有して成る平均粒径５〜３０μｍ、好［
Ｌ＜は７〜１５μｍの粉粒体であり、バインダー樹脂と
しては、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル
系樹脂、ビニルエステル樹脂、その他のビニル系樹脂、
ポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
或いはそれらの共重合体樹脂、その他が用いられる。そ
して、本発明に係る現像剤に１６いては、そのトナーに
１０〜３０μ外の範囲内に？ける摩擦帯電量が得られる
ことが好ましい。

ｔ　ｒｓ、着色剤としては、カーボンブランク、ニグロ
シン染料（Ｃ，１，席５０４１５Ｂ）、アニリンブルー
（Ｃ，１，／ｌ６５０４０５　）、カルコオイルブルー
（Ｃ，Ｉ。

Ａ　ａｚｏｅｃ　Ｂｌｕｅ　３　）　、クロムイｘ　ロ
ー　（Ｃ，１，Ａ１４０９０　）、　ウルトラマリンブ
ルー（Ｃ，１，Ａ７７１０３　）、　デュポンオイルＩ
／ツド（Ｃ，１，／１６２６１０５　）、キノリンイエ
ロー（Ｃ１■、／ｌ６４７００５）、メチレンブルーク
ロライド（Ｃ，１，Ａ　５２０１５　）　。

フタロシアニンブルー（ｃ、　１．　Ａ　７４１６０　
）、マラカイトグリーンオフサレート（Ｃ，１，慮４２
０００　）％２／グブランク（Ｃ，１，Ａ　７７２６６
　）、ローズベンガル（ｃ、　１．　Ａ　４５４３５　
）、これらの混合物、その他な挙げることができる。こ
れら着色剤は、十分な濃度の可視像が形成されるに十分
な割合で含有されることが必要であシ、通常バインダー
１００重量部に対して１〜２０重量部重量部側合とされ
る。

以上のトナー粉末に添加される外部添加剤としては、既
述の疎水性シリカ微粉末、脂肪酸金属塩のほか、アルミ
ナ、マグネシア、チタニア、カルシア、ジルコニア等の
酸化物、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等の硫
化物、窒化硼素、窒化硅素等の窒化物、カーボンブラッ
ク、その他の無機物、並びにフッ素樹脂微粉末等の高分
子化合物、その他ケ挙げることかでざる。

前記脂肪酸金属塩としては、例えばマレイン酸と亜鉛、
マグネシウム、カルシウム等との金属塩；ステアリ／酸
と亜鉛、カドミウム、バリウム、ｍ、　鉄、ニンケル、
コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム等との金属
塩；二塩基性ステアリン酸鉛；オレイ／酸と亜鉛、マグ
ネシウム、鉄、コバルト、銅、鉛、カルシウム等との金
属塩；バルミチン酸とアルミニウム、カルシウム等との
金桓塩；カプリル酸鉛；カプロン酸鉛；リノール酸と亜
鉛、コバルト等との金属塩；リシノール酸カルシウム；
リシルレイン醒と亜鉛、カドミウム等との金属塩及びこ
オ］らの混合物等が挙げられる。

ま１こキャリアとしては、ガラスピーズ、鉄粉その他の
金属粒子等を用いることかでざるが、％に鉄粉乞樹脂に
より被覆セしめたものが好ましい。

ここに鉄わｔ被覆する１こめの樹脂としては、ｐ−クロ
ルスチレン、メチルスチＶ７＃のスチレノ＠；塩化ヒニ
ル、臭化ビニル、フン化ビニル等のノ）ロゲ／化ビニル
類；酢酸ビニル、ゾロ上０オ／酸ビニル、ベノゾエ酸ビ
ニル、酪酸ビニＪし等のビニルエステル類；アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル１ｉｎ−ブチル、
アクリル酸イソフ゛チル、アクリル酸ドデシル、アクリ
／ｌ／　ｆｉｌ　ｎ　　：Ｊ−ブチル、アクリル酸３−
クロルエチル、アクリル酸フェニル　α−り【１月・ア
クリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル
酸エチル、メタアクリル酸ブチル等のα−メチレン脂肪
族モノカルボン酸のエステル類；アクリロニトリル、メ
タアクリロニトリル、アクリルアミド、ビニルメチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエー
テル等のビニルエーテ／Ｉｌ類；ヒニルメチルケトン、
ビニルへキシルケトン、メチルイソフ゛ロペニルケトン
等のビニルケトン類などの単量体を重合さセ１こホモポ
リマー或い＋１、この他の樹脂としてエポキシ樹脂、ロ
ジン変性フェノールホルマリン樹脂、セルローズ樹脂、
ポリエーテル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエ
ステル樹脂、スチレン−ブタジェン樹脂、ポリウレタン
樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、メラミン樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、テフロン等のフッ素樹脂等の樹脂Ｙ
４ｔ’独で若しくはプレノドして使用−することができ
る。

このうち、スチレン−アクリル系樹脂（例えばスチＶン
ーメチルメタアクリレート、スチＶ７−プチルメタアク
リレート等）、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジェン樹
脂、ブチラール樹脂、セルローズ樹脂等が特に有用であ
る。

次に本発明に関し゛（行なった実験例について説明する
。静電荷像現像剤にＢけるトナーの摩擦帯電量は、外部
添加剤の有無のほか、トナーの組成。

キャリアの組成（被覆キャリアにあっては被覆層の組成
）等によって変るので、それらビ考慮して下記のように
して実験乞行なつ１こ。なｊ６、「部」は重量部を示す
。

Ｌ）ナー粉末の製造 １））ナー粉末ｌ ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−
ヒドロキシフェニル）グロパン７００　ｙ′とテレフタ
ル酸９７．２Ｆと？反応させ更に１．２，４−べ／ゼン
トリカルボ／酸１５６ｐン加えて反応させて得られるポ
リエステル樹脂・・・１００部 ポリプロピレン「ビスコール５６０ＰＪ（三洋化成社裂
）・・・２部 へキストワックスＣ（ヘキスト社製）　・・・２部カー
ボンブランク「モーガルＬＪ　（キャボット社製）・・
・１０部 以上の物質を混合し、加熱練肉しに後冷却し、粉砕及び
分級して平均粒径８．５μｍのトナー粉末ン製造した。

これヲ［トナー粉末Ｉコとする。

２）トナー粉末２ 高分子量スチレン−メチルメタクリレ−）−ｎブチルア
クリレート共重合体（成分比７５：５：２０）・・・２
９部 低分子量スチレン−メチルメタクリレート−ｎブチルア
クリレート共重合体（成分比７２．５　：　２０　：　
７．５　）・・・７１部 ポリプロピレン「ビスコール６６０ＰＪ　　　　　・・
・３部カーボンブランク「モーガルＬ」　　　・・・１
０部以」、の物質を十ナー粉宋１の製造に２けると同様
に処理して平均粒径９．０μｍのトナー粉末乞製造した
。

これを「トナー粉末２」とする。

■、キャリアの製造 ■）キャリアｌ メチルメタクリレート−スチレン共重合体（成分比４：
６）により１００〜２００メソシユの鉄粉ン被捜してキ
ャリアを製造した。これ袈「キャリア１」とする。

２）キャリア２ メチルメタクリン−トースチレン共重合体（成分比７：
３）によ！１１１００〜２００メツシュの鉄粉を被覆し
てキャリアを製造した。これを「キャリア２」とする。

実施例 Ａ））ナー粉末１とキャリア１とン混合することによシ
、トナー濃度２］ｉ量％の現像剤Ａを調整し、既述の測
定方法に従ってトナーの摩擦帯電量ａＹ測測定たところ
、ｌ　６．θμカであつＴこ。また、電子写真複写機「
［Ｊ−Ｂｉｘ　３０００　Ｊ　（小西六写真工業社製）
において現像剤Ａによ＃）５００００回に亘る連続複写
テストヲ行ない、その後の現像剤のトナーについて同様
に摩擦帯電量ン測定し１こところ、１４．５μＣ今であ
った。

一方、第１表に示すところに従ってトナー粉末ｌに外部
添加削欠添加し、これとキャリアｌとによジ、各々トナ
ー濃度２型景％の合計８種の現像剤Ａ１〜Ａ８を調整し
、その各々について同様に摩擦帯電量すを測定して現像
剤Ａの摩擦帯電量ａとの差ΔＱ１（＝　１ａ−ｂｌ　）
ｗ求め、また同様に５００００回の連続複写テストヶ行
なって実用上有用な複写画像が得られ１最大数（耐刷性
）ン調べ、更にこの連続複写テスト後の現像剤のトナー
の摩擦帯電量ＣＶ同様にして測定して初期のものの摩擦
帯１量すとの差ΔＱ２（＝　１ｂ−ｃｌ　）Ｙ求めた。

結果は第１表に示す通りである。

第　　１　　表 表中、ｊ”Ｒ−９７２ｊは疎水性シリカ微粉末［アエロ
ジルＲ−９７２Ｊ（日本アエロジル社製）、「５ｔ−Ｚ
ｎＪはステアリン酸亜鉛を表わす。

Ｂ］）ナー粉末２と、キャリアＩと２用いて、実験例へ
と同様にして実験２行なった。外部添加剤を添加しない
トナー粉末２による現像剤のトナーの摩擦帯電量ａは１
６，０μ（シν、５００００回の連続複写テスト後のト
ナーの摩擦帯電量は１４．６μゾ１であった。結果は第
２表に示す通りである。

第　　２　　表 Ｃ〕トナー粉末ｌと、キャリア２と乞用（・て、実験例
Ａと同様にして実験ン行なった。外部添加剤ン添加しな
いトナー粉末１による現像剤のトナーの摩擦帯ｔ　量ａ
　６１２８．０１１Ｃ／ｙ、、５００００回の連続複写
テスト後のトナーの摩、擦帝を量は２６．３μＣ／／１
であった。結果は第３表に示す通りである。

第　　３　　表 Ｄ〕トナー粉末２と、キャリア２とゲ用いて、実験例Ａ
と同様にして実＠を行なった。外部添加剤を添加しない
トナー粉末２によるＬＡ像剤のトナーの摩擦帯電量ａけ
２６．０μシ；、５００００回の連続複写テスト後のト
ナーの摩擦帯電量は２４．４μＣ／Ｐであった。結果は
第４表に示す通りである。

第４表 以」の実験例の結果か「）、本発明に係る現像剤即（゛
）外部添加剤ケ添加しｌ、（シ・トナー粉末による現像
剤と外部添加剤を添加り、７．＝トナー粉末に」、る現
像剤とに１６けるトナ〜の摩擦帯１ｔＦ、垣の差が４μ
シフ１’Ｊ、下で、ｌ；）る現像剤Ａｌ〜Ａ　（ｉ、１
３１、ＣＩ〜Ｃ４、（２７、（シ）３．１）ｌ〜Ｄ４及
び１）７〜・１）９によれば、５０　（１（１（１回の
連続複写後に１６いても初期ＶＣ，ｊ６けるトナーの摩
擦４７）電量と殆ど同等の摩擦？ｔ７　Ｗｉ貝がイ↓Ｉ
Ｃ）ノ１、実際５０　Ｕ　００以」二の耐刷性が？１ト
られ、極めて安輩ｌ、ｃ摩擦帯電特性を有することが明
かでｋ）る。

史に、−１−記の実験例における本発明に係る現像剤の
各々ケ用い、第２図に示した構成によるトナーリザイク
ル装置χ塔載した電子写真複写機１１Ｊ−１３ｉｘ　４
５０（１，１（小西六写真工業社１’！りにより５００
００回に亘る連続複写テストを行なったとＪイ）、最後
まで初期と同様に良好な複写画像ケ得るこノ・がでさて
十分７：ｃ耐刷性が得られ、また連続複写テスト後の現
像剤［ｊ６けるトナーの摩擦帯電Ｒ”ｌと初期のトナー
の摩擦帯ｔｉ−との差は、何れも７、７１（′７／、以
下であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、現像剤のトナーの摩擦イ１）電量を測定する
ための装置６の１９、明１ン１、第２し目」トナーリツ
イ々ル装置ハの一例を示す説明用Ｋｌｉ面図である。 １・・・スクリー＝−ンメツシュ ２・・・金属製￥ｔ？：＞＋　　　　　３・・・吹き込
み口１１・・・７ａ　圧ｉｔ　　　　　　　５−　：７
ンデン刃９・・・現像器 １０・・・クリーニング装置 １２−・・トナー受入れ分配４ノ３　Ｗｆ１４・・・磁
気ブラシ装置 １４ａ；・・回転スリーブ　】４１】・・・磁石１５・
・・ＪＪ、ｌ像剤攪拌装（ｉｃｊ１７・・・スクリュー
コンベア １８・・・磁石　　　　　　　１９・り回収ドラム２０
・・・ｊＩｉ９送ヘルド２］・・ウーシング２２．２３
・・・ロー　ラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）外部添加剤が添加されたトナー粉末より成るトナー
   と、このトナーに混合されるキャリアとより成り、前記
   トナーの摩擦＠電量と、前記外部添加剤が添加されてし
   ・ない前記トナー粉末より成るトナーの前記キャリアに
   よる摩擦帯電量との差が４μ０／１・以下であることケ
   特徴とする静電荷像現像剤。 ２）外部添加剤が疎水性シリカ微粉末である特許請求の
   範囲第１項記載の静電荷像現像剤。 ：（）外部添加剤が脂肪酸金楓塩である特許請求の範囲
   第ｔ　ＪＭま１こは第２項記載の静電荷像現像剤。 ４）キャリアが樹脂被覆キャリアである特許請求の範囲
   第１項、第２項または第３項記載の静電荷像現像剤。