JP3395253B2 - 静電荷像現像用現像剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法等において
形成される静電潜像を現像するために使用される静電荷
像現像用現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等で使用される現像剤
は、その現像工程において、例えば静電荷像が形成され
ている感光体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工
程において感光体から転写し転写された後、定着工程に
おいてコピー紙面に定着される。その後、像担持体に残
された現像剤を除去するためクリーニング工程が設けら
れる。その際、潜像保持面上に形成される静電荷像を現
像するための現像剤として、キャリアとトナーからなる
二成分現像剤及びキャリアを必要としない一成分現像剤
（磁性トナー、非磁性トナー）が知られている。

【０００３】さて、その現像剤に含有されるトナーとし
ては、主成分である樹脂と着色剤に、帯電制御剤やその
他の添加剤を含有したものが一般的に知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、このトナー粒子
に含有される成分の他に各種の無機又は有機の微粉末を
トナー粒子への外添剤として用いることが知られてい
る。例えばトナーの流動性改善の為にシリカ（二酸化ケ
イ素）やアルミナ（酸化アルミニウム）、画像濃度均一
性のために導電性チタニアやマグネタイトが知られてい
る。そしてこれら公知の外添用磁性粉としては、０．０
１μｍオーダーから０．１μｍオーダーの粒子が用いら
れていた。

【０００５】ところで近年、益々高画質化、高速化の複
写機等の性能が求められており、例えば有機感光体を潜
像担持体として用いて、クリーニングにクリーニングブ
レードを用いた静電荷像現像法において、これら添加剤
を加えた場合であっても、ある性能例えば、画像濃度の
安定性、トナ−飛散性、ドラム上への付着、傷化、キャ
リア上へのスペントを悪化させたり、満足しないという
問題があった。

【０００６】特に、一つの性能を改良しようと添加をす
ると他の一つの性能が悪化するなどの問題が見られ、例
えば特開昭６２−２５８４７２号公報に記載のあるよう
な０．５μｍ程度の微粒径のマグネタイトを加えると、
かえってドラム傷が発生し、複写画像の欠陥を生じる等
の問題が生じていた。そこで、本発明者等は、それら性
能をすべて良好に満たしうるトナ−材料開発につき鋭意
検討を行った結果、特定の粒径範囲の特定粒子をトナ−
に外添することが好ましいことを見出し、本発明に到達
したものである。

【０００７】本発明の目的は、画像濃度を多数枚複写印
字時にも良好にだすことができ、更にドラムに対する付
着、傷化、キャリア上へのスペント、トナー飛散がすべ
て良好に改良される現像剤を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】しかして本発明の目的は
少なくとも樹脂及び着色剤を含有する非磁性のトナー粒
子とキャリアとからなる静電荷像現像用現像剤であっ
て、前記非磁性のトナー粒子に対して、重量平均粒径１
μｍ以上の、Ｍｎ−Ｚｎフェライト又はＮｉ−Ｚｎフェ
ライトからなる磁性粉を外添してなることを特徴とする
静電荷像現像用現像剤により達成される。以下に本発明
を説明する。

【０００９】本発明のトナー粒子は少なくとも樹脂及び
着色剤を含有するものであり、該樹脂としてはトナーに
適した公知の種類のものが使用できる。例えば、ポリス
チレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレ
ン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プ
ロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ス
チレン−塩化共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合
体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン
−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、
スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−
アクリル酸フェニル共重合体等) 、スチレン−メタクリ
ル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル
共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、ス
チレン−メタクリル酸ブチル共重合体及びスチレン−メ
タクリル酸フェニル共重合体等) 、スチレン−α−クロ
ルアクリル酸メチル共重合体及びスチレン−アクリロニ
トリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹
脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体また
は共重合体) 、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸
樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノ
マー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン
樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレ
ン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、並びにポリカーボ
ネート樹脂等があるが、本発明に用いるのに特に好まし
い樹脂としてはスチレン系樹脂、飽和もしくは不飽和ポ
リエステル樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げることかでき
る。また、上記樹脂は単独に使用するに限らず、２種以
上併用することもできる。

【００１０】本発明で用いる着色剤としては、公知の種
々の着色剤が用いられ例えば、カーボンブラック、酸化
チタン、亜鉛華、アルミナホワイト、炭酸カルシウム、
紺青、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタ
ロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン系
染料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエ
ロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、アン
トラキノン染料、モノアゾ及びジスアゾ系染顔料などの
着色剤を単独または混合して使用できる。

【００１１】着色剤の含有量は、現像により可視像を形
成することができるようトナーを着色するに十分な量あ
ればよく、例えば樹脂１００重量部に対して１〜２０重
量部とするのが好ましい。更に、好ましくは３〜１５重
量部が好適である。更に、本発明現像剤のトナーは公知
の正荷電性または負荷電性の帯電制御剤を単独または併
用して使用してもよく、その使用量は所望する帯電量見
合いで選定すればよく、帯電制御剤の添加量は樹脂１０
０重量部に対し０．０５〜１０重量部程度が好ましい。
正荷電性帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染
料、４級アンモニウム塩、トリアミノトリフェニルメタ
ン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂な
どがある。負荷電性の制御剤としては、Ｃｒ，Ｃｏ，Ａ
ｌ，Ｆｅ等の金属含有アゾ染料、サリチル酸金属化合
物、アルキルサリチル酸金属化合物などがある。

【００１２】本発明のトナー粒子に外添する磁性粉とし
ては、重量平均粒径として１μｍ以上であることが必要
であり、特に１μｍ以上トナー粒子径以下が好ましく、
更に１〜５μｍ、１〜３μｍの範囲が好ましい。粒径が
小さすぎる場合は、像担持体（ドラム）上へのトナー等
の付着（フィルミング）の防止効果が小さくなったり、
磁性粉がクリーニングブレードとドラムの間に入り込み
クリーニング性が低下し、磁性粉等がドラムに付着して
ドラム傷を生じる。一方粒径が大きすぎる場合は磁性粉
によるドラム表面の研磨効果が大きすぎてドラムに円周
筋状の傷を生じたり、現像時にドラム上へキャリアが付
着した時に生じる現象と同様の白斑状の画像欠陥をもた
らしたり、定着時、熱定着用ローラの表面にめり込み、
その部分の定着不良をもたらしたりする。

【００１３】磁性粉の材質としては、Ｆｅ等金属や合
金、酸化物粒子例えばフェライトやマグネタイトやマグ
ネタイトとマグヘマタイトの中間体やＣｒＯ₂，ＴｉＯ₂
等が挙げられるが、特にフェライト粉が好ましく、その
中でもＭｎ−Ｚｎフェライト又はＮｉ−Ｚｎフェライト
が好ましい。

【００１４】本発明の磁性粉は更に導電性を有すること
が好ましく、電気抵抗率としては、１０¹¹Ω・ｃｍ以
下、さらにより好ましくは１０⁹ Ω・ｃｍ以下のものを
用いると良い。抵抗率の測定は、底面が内径２０ｍｍの
電極からなり側面が絶縁性材料からなる円筒状の容器に
フェライト粉を入れ、上から直径２０ｍｍの電極を挿入
し約２ｋｇの加重を加えた状態で１００Ｖの電圧を印加
し測定した。なお測定時のサンプル量は電極間距離が約
５ｍｍになるように充填した。

【００１５】尚、最適な画質を得る目的で磁性粉の表面
に導電性を増す処理や減らす処理また疎水化処理等の摩
擦帯電特性を改良する処理を施してもよい。磁性粉の添
加量は、特には限定されないが、好ましくは顕画粒子１
００重量部に対し、０．１〜２０重量部、更に好ましく
は０．５〜１０重量部加えることが好ましい。

【００１６】また、本発明の現像剤にはさらに現像剤含
有物として通常用いられる流動性改質粒子、たとえばチ
タニア、アルミナ、シリカ等の１０ｍ² ／ｇ以上より好
ましくは５０ｍ² ／ｇ以上のＢＥＴ比表面積を有する微
粉末やそれら微粉末表面に疎水化処理を施したものを添
加してもよい。その他、本発明現像剤のトナー構成成分
として定着性を向上させるために、低分子量オレフィン
重合体や有機微粉末を内添剤または外添剤として含有せ
しめてもよい。これら添加剤の使用量は所望する性能に
より適時選定すればよく、例えば樹脂１００重量部に対
し０．０５〜１０重量部程度が好ましい。

【００１７】また、本発明現像剤のトナー粒子の製造法
は、従来から用いられる各種トナー製造方法が適用でき
るが、例えば一般的な例としては、まず樹脂、着色剤、
ワックス、帯電制御剤等を混合機で均一に分散混合し、
次いで混合物を密閉式ニーダー、或いは１軸または２軸
の押出機等で溶融混練し、冷却後、クラッシャー、ハン
マーミル等で粗砕し、ジェット式ミル、高速ローター回
転式ミル等で細粉砕し、風力分級機（例えば、感性分級
方式のエルボジェット、遠心分級方式のミクロプレック
ス、ＤＳセパレーターなど) 等で分級すればよい。トナ
ーの平均粒径は、３〜２０μｍが好適である。

【００１８】更に、トナーに外添処理する場合には、分
級トナーと外添剤を高速攪拌機等で攪拌混合すればよ
い。得られた本発明現像剤のトナーは、キャリアを使用
しない１成分系現像剤（マグネタイト等の磁性物を含有
した磁性１成分トナー、或いは磁性物を含有しない非磁
性１成分トナー) としても用いることができるが、２成
分系現像剤に用いると好ましく、その場合は磁性キャリ
アと混合して用いればよく、磁性キャリアとしては、平
均粒子径２０〜２００μｍ程度の鉄粉、フェライト粉、
磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用でき
る。また、これら表面に公知のシリコーン系樹脂、アク
リル系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂など、
或いはこれら樹脂の混合物を、単層または多層に表面コ
ーティングしたものも使用できる。尚、フェライトの芯
材としては、一般式（ＭＯ）_m （Ｆｅ₂ Ｏ₃ ) _n で示さ
れるフェライト粉が好ましく、（ＭＯ) 成分としては、
ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ｂ
ａＯ等の成分を１種または２種以上選定して使用すれば
よい。キャリアとトナーの混合比は、トナー１重量部に
対してキャリア５〜１００重量部とするのが好ましい。

【００１９】本発明の現像剤は特に、像担持体として有
機感光体を用い、クリーニング工程にクリーニングブレ
ードを用いた場合に有効であり好ましい。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限りは以下の実施
例により何ら制限されるものではない。尚、下記実施例
中、単に「部」とあるのはいずれも「重量部」を意味す
るものとする。

【００２１】実施例１

【００２２】

【表１】 スチレン／ｎブチルアクリレート（＝８２／１８）共重合樹脂 １００部 （フロー軟化温度１３５℃、ガラス転移温度６４℃） 着色剤 カーボンブラック ＭＡ−１００ ６部 （三菱化成（株）製） 低分子量ポリプロピレン ５５０Ｐ ２部 （三洋化成（株）製） 帯電制御剤 ボントロンＰ５１ （オリエント化学工業（株）製、４級アンモニウム塩） ２部 を配合し、連続式の２軸押出機を用いて結着樹脂に十分
な溶融状態の過程を与える条件で混練し、冷却し、粉砕
し、分級して、平均粒径１０．０μｍの黒色トナーを得
た。この黒色トナー１００部に対して、シリカ粉末（日
本アエロジル社製Ｒ９７２）０．２部とＭｎ−Ｚｎ系フ
ェライト粉末（平均粒径２．３μｍ）１．０部をヘンシ
ェルミキサーにて外添処理してトナーＡを得た。得られ
たトナーＡ４部とメチルシリコーン含有樹脂で表面コー
トされた平均粒径１００μｍ、飽和磁化５５ｅｍｕ／ｇ
のＣｕ−Ｚｎフェライトキャリア９６部を混合、撹拌し
現像剤Ａを作成した。

【００２３】次に、これらスタート用現像剤Ａと補充用
トナーＡを用いて、有機光導電体を感光体として、熱ロ
ール定着方式、ブレードクリニング方式、現像漕槽内現
像剤へのトナー補給コントロールに透磁率センサ−方式
を採用したコピー速度４０枚（Ａ４）／分の正規現像方
式の複写機で、通常環境の温度２３〜２５℃、湿度５０
〜５５％ＲＨの環境下で１００，０００枚の実写テスト
を実施した。この実施テストの結果、１００，０００枚
実写中でもコピー画像濃度が安定して高くコピー白地部
の汚れであるカブリの増加がなく、またトナー飛散量も
少なく複写機内の汚染もなく良好であり、更に、トナー
によるキャリア汚染であるスペント量も少なく、連続複
写しても耐久性能、コピー画質安定性の優れた現像剤及
びトナーであった。

【００２４】実施例２ フェライト粉がＮｉ−Ｚｎ系（平均粒径２．３μｍ）と
した以外は実施例１と同様にトナー現像剤を得て、次い
で実施例１と同様に実写テストを実施し、その途中結果
を表１にまとめて示すが、良好であった。 実施例３

【００２５】

【表２】 スチレン／ｎブチルアクリレート（＝８２／１８）共重合樹脂 １００部 （フロー軟化温度１３５℃、ガラス転移温度６４℃） 着色剤 カーボンブラック ＭＡ−１００ ８部 （三菱化成（株）製） 低分子量ポリプロピレン ５５０Ｐ ２部 （三洋化成（株）製） 帯電制御剤 ボントロンＳ３４ ２部 （オリエント化学工業（株）製） を配合し、連続式の２軸押出機を用いて結着樹脂に十分
な溶融状態の過程を与える条件で混練し、冷却し、粉砕
し、分級して、平均粒径９．０μｍの黒色トナーを得
た。この黒色トナー１００部に対して、シリカ粉末（日
本アエロジル社製Ｒ９７２）０．３部とＭｎ−Ｚｎ系フ
ェライト粉末（平均粒径２．３μｍ）２．０部をヘンシ
ェルミキサーにて外添処理してトナーＢを得た。得られ
たトナーＢ３．５部とメチルシリコーン含有樹脂で表面
コートされた平均粒径９０μｍ、飽和磁化５５ｅｍｕ／
ｇのＣｕ−Ｚｎフェライトキャリア９６．５部を混合、
撹拌し現像剤Ｂを作成した。

【００２６】次に、これらスタート用現像剤Ｂと補充用
トナーＢを用いて、有機光導電体を感光体として、熱ロ
ール定着方式、ブレードクリニング方式、現像漕槽内現
像剤へのトナー補給コントロールに透磁率センサ−方式
を採用したコピー速度４０枚（Ａ４）／分の反転現像方
式の複写機で、通常環境の温度２３〜２５℃、湿度５０
〜５５％ＲＨの環境下で１００，０００枚の実写テスト
を実施した。この実施テストの結果、１００，０００枚
実写中でもコピー画像濃度が安定して高くコピー白地部
の汚れであるカブリの増加がなく、またトナー飛散量も
少なく複写機内の汚染もなく良好であり、更に、トナー
によるキャリア汚染であるスペント量も少なく、連続複
写しても耐久性能、コピー画質安定性の優れた現像剤及
びトナーであった。

【００２７】比較例１ フェライト粉を用いなかった以外は実施例１と同様にト
ナー・現像剤を得て、次いで実施例１と同様の実写テス
トを実施し、その途中結果を表１に示すが、トナー飛散
が多い上に５，０００枚で画像濃度の低下がみられた。 比較例２ フェライト粉の代わりに０．５μｍマグネタイトを１．
０部用いた以外刃実施例１と同様にトナー・現像剤を得
て、次いで実施例１と同様に実写テストを実施し、その
途中結果を表１に示すが、画像濃度の安定性はいいもの
のドラム上に付着、傷化し非画像部に短い線状の画像と
して５，０００枚で問題になるレベルになった。

【００２８】比較例３ フェライト粉の代わりに０．５μｍのマグネタイトを
１．０部用いた以外は実施例１と同様にトナー・現像剤
を得て、次いで実施例３と同様の実写テストを実施し、
その途中結果を表１に示すが、画像濃度の安定性はいい
もののドラム上に付着、傷化し非画像部に短い線状の画
像として５，０００枚で問題になるレベルになった。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【発明の効果】本発明の現像剤によれば、 画像濃度を
多数枚複写印字時にも良好にだすことができ、更にドラ
ムに対する付着、傷化、キャリア上へのスペント、トナ
ー飛散がすべて良好に改良された複写画像を得ることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−257462（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−338977（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−257461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−48242（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−68359（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−333062（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08 - 9/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも樹脂及び着色剤を含有する非
   磁性のトナー粒子とキャリアとからなる静電荷像現像用
   現像剤であって、前記非磁性のトナー粒子に対して、重
   量平均粒径１μｍ以上の、Ｍｎ−Ｚｎフェライト又はＮ
   ｉ−Ｚｎフェライトからなる磁性粉を外添してなること
   を特徴とする静電荷像現像用現像剤。
2. 【請求項２】 該キャリアが、（ＭＯ） _m （Ｆｅ ₂ Ｏ ₃ ） _n
   （ＭＯはＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＭｎＯ、Ｍ
   ｇＯ、ＢａＯの１種または２種以上）で示されるフェラ
   イト粉を芯材とすることを特徴とする請求項１記載の静
   電荷像現像用現像剤。