JPS6313057A

JPS6313057A - 静電現像用現像剤

Info

Publication number: JPS6313057A
Application number: JP61157278A
Authority: JP
Inventors: Koji Noguchi; 浩司野口; Kengo Ito; 健吾伊藤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1988-01-20

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、フェライトキャリアと、定着用樹脂及び着色
剤を含むトナーとからなる静電現像用現像剤に関する。

〔従来の技術〕

静電現像用現像剤は電子写真法、静電印刷法、静電記録
法等において使用されるが、その現像原理はいずれの方
法においても本質的に同じである。

例えば電子写真法においては、セレン、酸化亜鉛、有機
光導電体等の感光体の表面を一様帯電後露光して静電潜
像を形成し、磁性キャリアと蛯縁性着色微粉末であるト
ナーとを混合した現像剤により磁気ブラシ法等により現
像を行なう。トナーはキャリアとの摩擦により現像前に
所定極性に帯電している。現像して得られたトナー像は
普通紙等の転写シート上に転写されそして定着されて、
最終画像が得られる。

上述したいわゆる２成分現像剤においては、キャリアと
して鉄粉キャリアが使用されており、通常は摩擦帯電特
性の安定化のために表面を酸化処理したものが多用され
ている。しかるにこの鉄粉キャリアは、長期間の使用に
伴い粒子表面にトナーの被膜が形成されたりあるいは粒
子表面の酸化物が欠落するので、抵抗が大きく変化して
摩擦帯電特性が不安定になるという欠点がある。その結
果画像濃度の低下やカブリの増大を招いてしまう。

そこでこのような欠点を除くために、例えば特公昭５６
−５２３０５号、特開昭６０−１７２０６０号および同
６０−７６７５６号に開示されているような、フェライ
トキャリアが提案され、実用化されている。このフェラ
イトキャリアは、鉄粉キャリアに較べて、化学的に安定
で使用中の抵抗変化が少ない、軟くて搬送トルクが小さ
い、飽和磁化が小さいので軟い磁気ブラシを形成できる
という利点がある。

また、キャリアと共に使用されるトナーは、定着用樹脂
と着色剤を必須成分として含有し、必要に応じて離型剤
や帯電制御剤などの他の成分が加えられる。そして通常
のコピーにおいては、黒色の画像を得るために、例えば
特公昭５２−３３０４号、同６０−１０６１７号および
特開昭５３−３３１５１号に記載されているように着色
剤としてカーボンブラックを用いるのが一般的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら着色剤としてカーボンブランクを含有した
トナーを用いると次のような問題を生ずる。

通常のトナーは、導電性物質であるカーポンプ。

ラックを５〜１５重量％と比較的大量に含み、しかもカ
ーボンブランクは親水性であるため、高温時にはカーボ
ンブランクが吸湿してトナーの体積抵抗が低下してしま
う。その結実現像剤としての抵抗も低下して、コントラ
ストの強い画像となる。。

また帯電制′４１１Ｉ剤にも悪影響を及ぼしてトナーの
摩擦帯電量が不安定となり、その結果画質の安定性が悪
くなるという問題がある。

したがって本発明の目的は、環境条件の変動に対して画
質が安定した画像を得ることのできる静電現像用現像剤
を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の静電現像用現像剤は、フェライトギヤリアと、
定着用樹脂および着色剤を含むトナーとからなる現像剤
であって、トナーは着色剤として２〜５重量％のカーボ
ンブラックと１〜１０重量％の非導電性の黒色染料又は
黒色顔料とを含むことを特徴とするものである。

まず、本発明で用いられるフェライトキャリアは、Ｎｉ
、　Ｚｎ、　Ｍｎ、　Ｍｇ、　Ｃｕ、　Ｌｉ、　Ｂａ、
　　Ｖ、　Ｃｒ、　Ｃａ等の金属の酸化物と３価の鉄酸
化物との完全混合物より構成され、結晶学的にはスピネ
ル、ペロプスカイト、六方晶、ガーネットあるいはオル
ソフェライト構造を有する軟磁性材料として特徴づけら
れる。

フェライトキャリアはその組成によって特性が異なるが
、画像濃度の点からは、本発明では１×１０’Ω・Ｃｆ
ｆ１以上の体積抵抗を有するフェライトキャリアを用い
ることが望ましい。またキャリア物性のうち、飽和磁化
（σ、）は４０〜９０ｅｍｕ／ｇの範囲がよい。σ、が
４０ｅｍｕ／ｇ未満であると、′現像用磁石ロールの磁
力を強くしても（非磁性スリーブ上で８５０Ｇ以上）、
キャリアがロールが離脱して感光体表面に付着し易くな
り、一方σ。

が９０ｅｍｕ／ｇより大となると窪送力が強すぎてトナ
ーが変形又は破壊し易くなり、又磁気ブラシの穂が硬く
なって中間調の再現性が悪くなる。またキャリアの平均
粒径は４０〜１５０μｍの範囲がよい。粒径が小さい程
比表面積が大となり、最大トナー濃度を高くでき、耐久
性が向上し、画質も向上するので、１５０μｍ以下が好
ましいが、４０μｍより小さいと感光体表面へのキャリ
ア付着が生じ易くなる。

このようなフェライトキャリアは例えば次のようにして
製造される。

最初に金属の酸化物と酸化鉄（ＦｅｚＯ：＋）を所定の
比率で混合し、８００〜１０００℃の温度で数時間仮焼
し、しかる後数μｍ以下に粉砕する。次に粉砕粉を、必
要に応じて粘結剤を加えて加熱雰囲気中で雰囲気乾燥し
て球状粒子を得る。そして球状粒子を１１００〜１３０
０℃の温度で焼結してから分級する。

次に、本発明において使用するトナーは、定着用樹脂中
に、着色剤を分散させた、平均粒径１０〜２０μｍの粒
子である。定着用樹脂は定着方式（オーブン、フッシュ
、ヒートロール、圧力）に応じて適宜選定される。例え
ばヒートロール定着用トナーの場合には、エポキシ樹脂
、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジェン共重合体や
スチレン−アクリル共重合体等のスチレン系樹脂および
それらの混合樹脂などが使用できる。

着色剤は、一般に使用されるカーボンブラックとともに
、半導電性又は絶縁性の黒色着色剤を用いる。このよう
な着色剤としては含金属アゾ染料、ニグロシン染料、ア
ニリンブラック等の黒色染料や黒色顔料が挙げられる。

カーボンブラックの含有量は、少ないと十分な画像濃度
が得られず、多いと吸湿によるトナーの体積抵抗の低下
を招くので２〜５重量％の範囲がよい。他の着色剤の含
有量は、少ないと十分な画像濃度が得られず、多いとト
ナーの流動性が低下するので１〜１０重量％の範囲とす
る。

本発明のトナーは、上記の必須成分の他に次のような成
分を含有することができる。

ヒートロール定着方式に使用する場合、オフセット防止
効果を高めるために公知の離型剤を添加することが望ま
しい。離型剤としては、ポリアルキレン等の脂肪族系樹
脂などが使用できるが、九が１万以下の低分子量ポリオ
レフィン、例えば低分子ｉポリプロピレンおよび／又は
低分子量ポリエチレンが好ましい。添加量は１〜５重景
％の範囲がよい。添加量が１重量％未満であるとその効
果が少なく、５重量％を越えるとトナーの流動性が低下
してしまう。

トナーの帯電特性を制御する目的で、公知の帯電制御剤
を添加することができる。正の帯電制御剤としては、ニ
グロシン染料、それをベースとした脂肪族−塩基酸及び
／又は二塩基酸との反応物、あるいはニグロシン染料と
カルボキシル含有樹脂との反応物、トリフェニルメタン
系染料などが挙げられる。負の帯電制御剤としては、含
金属アゾ染料が挙げられる。帯電制御剤の添加量は１〜
５重量％の範囲がよい。１重量％未満では帯電制御の効
果が小さく、５重量％を越えるとトナーの流動性と耐凝
集性が低下してしまう。

トナーの流動性や感光体に対する耐刷性を向上させるた
めに、トナーの表面及び／又は内部に疎水性シリカ微粉
末を添加してもよい。添加量は、０．１〜５重景％の範
囲が好ましい。

また定着用樹脂の一部を炭酸カルシウム等の無機微粉末
で置換してもよい。添加量は少ないと、その効果がな（
、多いと画像特性が低下するので１−１０重景％の範囲
がよい。

上記の各成分からなるトナーは、例えば次のようにして
製造される。まず原料をボールミル、スーパーミキサー
等の混合機にて予備混合し、ニーダ−等の混練機により
溶融混練後冷却固化する。

次いでジェットミル等の粉砕機で粉砕してから所定の粒
度に分級する。

このようにして得られたトナーの物性としては、比誘電
率が２．２以下とすることが望ましい。比誘電率は一般
に抵抗が大きく　（小さく）なると、小さく　（大きく
）なる傾向を示す。すなわちトナーの比誘電率が小さい
ということは、そのトナーの抵抗が高くなり、トナーの
耐環境安定性が向上し、画質が安定する。このような効
果を得るためには、トナーに導電性物質を多量に含まな
いようにすることが必要である。またトナーの平均粒径
は、５〜１５μｍの範囲がよい。５μｍより小さいとカ
ブリが大きくなり、１５μｍを越えると荒れた画像とな
る。

本発明の現像剤は、上述したフェライトキャリアとトナ
ーとを混合して調整されるが、トナー濃度は３〜１０重
景％とされる。

なお、本発明においてキャリア及びトナーの諸物性は次
のようにして測定するものとする。

キャリアの抵抗は、ギャップが５鶴で対向した円形電極
（２５ｍｍφ）のセルにキャリアを充填し、電極間に１
　ｋｇの荷重をかけ２００Ｖ／ｃｍの直流電場で測定し
た値である。キャリアの磁気特性は振動試料型磁力計（
東英工業袈ＶＳＭ−３型）を用いて測定した値である。

トナーの帯電量は、トナー５重量部とキャリア９５重量
部とを混合し、市販のブローオフ帯電量測定器（東芝ケ
ミカル製ＴＢ２００型）でブロー圧１．０ｋｇ／ｃｎ！
、ブロ一時間２５ｓｅｃで測定した値である。トナーの
比誘電率は、底面を導電性の電極で覆い、側面を厚さ３
鰭、高さ５　ｎ＋の絶縁体で覆った、内径４２ｍｍφの
セルに、試料を３〜５ｇ計り取り、Ｑメーター（横河電
機製ＱＭ−１０２Ａ型）の対向電極間に挟んで、Ｌｏｏ
ｋ）ｌｘの周波数で測定した値である。

〔実施例〕

以下本発明を実施例によって具体的に説明するが、未発
明はこれらの例に限定されるものではない。

ス１１生１スチレン−アクリル系共重合体（日本カーバイト製に６
０１３）　５０重量部、ポリエステル樹脂（化工石鹸製
ＫＴＲ２１５０）　３３重量部、低分子量ポリプロピレ
ン（三洋化成製ヒスコール５５０Ｐ）３重量部、カーボ
ンブラック（三菱化成製＃４４）２重量部、黒色染料（
保土谷化学製ＡＩＺＮ　５ＰＩＲＯＮＢＬＡ（Ｊ　ＴＣ
ＭＨ）　　１０重量部、荷電制御剤（オリエント化学製
ボントロン３５４）２重量部を用いて、粒径が５〜２５
μｍのトナー（隘１）を製造した。

このトナーの帯電量は一２２μｃ／ｇであった。

上記トナーと、体積抵抗がｌＸｌ０”Ω・ｃｍのフェラ
イトキャリア（日立金属製ＫＢＮ−１２０）とをトナー
濃度が５重量％になるように混合して現像剤（Ａ−１）
を調整した。

また着色剤としてカーボンブランク（三菱化成製＃４４
）のみ１２重量部を用いた以外は上記と同様の組成で粒
径５〜２５μｍのトナー（Ｎ１２）を製造した。このト
ナーの帯電量は一２５μＣ／ｇであった。このトナーを
用いて上記と同様の条件で現像剤（Ａ−２）を調整した
。

上記の各現像剤を用いて市販の電子写真複写機（小西六
社製Ｖ−旧ｘ３０００）により、（イ）２０℃、５０％
Ｒ，Ｈ，及び（ロ）３０℃、８０％Ｒ，）１．０２２種
類環境条件で連続コピー試験を行なった。５万枚コピー
後の画像評価結果を表１に示す。

表　　１牲１）解像変の単位二本／ＷＱ主２）Ｏ：良好、×：劣る表１から、Ａ−１の現像剤を使用した場合は、高温多湿
の環境条件においても高品質の画像が得られることがわ
かる。これに対してＡ−２の現像剤を使用した場合には
、常温常温の環境条件では良好な画像が得られるが、高
温多湿の環境条件では中間調の再現性が低下することが
わかる。

実施例２実施例１のＮ１１１トナーにおいてカーボンブラック及
び染料の添加量等を変えて表２に示す６種類のトナーを
製造した。

表　　２Ｑ主１）組成の単位：重量部Ｑ主２）　ＣａＣ０＊　：日東粉化工業型Ｎ　Ｓ　＃２
５００上記のトナーと実施例１のフェライトキャリアを
用いて実施例１と同様の条件で現像剤（Ａ−３〜Ａ−８
）を調整した。

これらの現像剤を用いて実施例１と同様に画像評価を行
なった。その結果を表３に示す。

表　　３ｅＥＯ１子、△：イきや４なる表３から、カーボンブランク及び黒色染料の含有量が本
発明の範囲内の現像剤（Ａ−３〜Ａ−６）を用いた場合
、高温高温時においても高品質の画。

像が得られることがわかる。これに対して、カーボンブ
ラック及び黒色染料の含有量が少ない現像剤（Ａ−７）
を用いた場合は、画像濃度が不足し、黒色染料のみを含
む現像剤（Ａ−８）を用いた場合は、画像濃度とともに
中間調が不良となった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フェライトキャリアと着色剤としてカ
ーボンブランクと黒色染料を併用したトナーとを用いる
ので、環境条件に係りなく高品質の画像を得ることがで
きる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フェライトキャリアと、定着用樹脂および着色剤
を含むトナーとからなる静電現像用現像剤において、前
記トナーは前記着色剤として２〜５重量％のカーボンブ
ラックと１〜１０重量％の非導電性の黒色染料又は黒色
顔料とを含むことを特徴とする静電現像用現像剤。