JP3455349B2 - 非磁性一成分現像剤 - Google Patents
非磁性一成分現像剤Info
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Description
潜像の現像に用いる非磁性一成分現像剤に関する。
方式としては、結着樹脂を主成分とする絶縁性微粉末、
すなわち絶縁性トナーと磁性キャリアとを摩擦により帯
電させ、感光体上に形成した静電潜像を磁気ブラシによ
り現像する二成分現像方式と、磁性トナーのみからなる
一成分現像剤で現像する磁性一成分現像方式および非磁
性のトナーからなる非磁性一成分現像剤を現像ローラ上
に薄層で形成させ、感光体と接触又は非接触で現像する
いわゆる非磁性一成分現像方式が知られている。この非
磁性一成分現像方式では、良好な可視画像を得るため二
成分現像方式と同様に、非磁性一成分現像剤に十分な帯
電量を付与することが必要であり、また、現像ローラ上
の非磁性一成分現像剤の厚さを均一にコントロールする
ことが不可欠である。そして、このような特性を得るた
めに、現像ローラにトナー層規制とトナーへの帯電付与
の目的のためゴム又は金属製のブレード部材を圧接して
用いることが多い。また、非磁性一成分現像剤に対し
て、含金アゾ染料やニグロシン染料などの帯電制御剤を
含有させることで比較的高い電荷を持たせていることも
提案されている。しかしながら、現像ローラに圧接した
ブレード部材の圧接力が低いと一成分現像剤への電荷付
与が不足し充分な画像濃度が得られない、又はカブリが
多い等の問題が生じていた。逆に、圧接力が高いと、一
成分現像剤への電荷付与は充分となり先の問題は解消さ
れるが、現像が繰り返し行われるうちにブレード部材や
現像ローラ表面の磨耗が著しくなり、それらの表面に凹
凸が発生し、この凹凸のために一成分現像剤がブレード
部材と現像ローラ間を通過する際に与えられる力が不均
一となったり、部分的に現像剤層が厚くなるなどして、
現像剤が必要とする電荷量が不足していまい、画像上に
濃度ムラやカブリを発生させていた。特にこの問題は、
高温高湿環境下において著しく生じていた。
非磁性一成分現像方式の問題に鑑みなされたものであっ
て、低温低湿環境下から高温高湿環境下まで安定した画
像が得られる非磁性一成分現像剤を提供することを目的
とする。
着樹脂、着色剤及び帯電制御剤からなるトナー粒子の表
面に平均一次粒子径が5〜20nmの疎水性シリカ及び
表面が疎水化された平均一次粒子径が15〜40nmの
マグネタイトが付着されてなることを特徴とする非磁性
一成分現像剤である。
非磁性一成分現像剤に使用する疎水性シリカとしては、
シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、その他の
高分子化合物等にて表面処理されたシリカで、その平均
一次粒子径が5〜20nmのものである。5nmより小
さい場合は技術的に製造が困難であり、且つ、コスト高
となり実用上問題となる。一方20nmよりも大きい場
合はトナー粒子の流動性向上作用が少なく現像ローラ上
に均一な現像剤層が生成しにくく本発明の目的を達成す
ることができない。上記シラン系カップリング剤として
は、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラ
ン、メチルトリクロルシラン、アリルフェニルジクロル
シラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチル
ジメチルクロルシラン、P−クロルフェニルトリクロル
シラン、3−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、
ジビニルクロルシラン、ヘキサメチレンジシラザン等が
挙げられる。このようなシラン系カップリング剤で表面
処理されたシリカの具体例としては、ワッカーケミカル
社の商品名H2000、H2000/4、HVK211
5、日本アエロジル社の商品名R972等が挙げられ
る。トナー粒子に対する疎水性シリカの付着量は、トナ
ー粒子の重量に対して0.2〜0.6重量%となるよう
な割合で添加することが好適である。0.2重量%より
少ない場合は本発明の目的を達成することが困難とな
り、0.6重量%より多いと非磁性一成分現像剤がブレ
ード部材との摩擦帯電が十分に行われず、カブリが発生
しやすくなる。また、疎水性シリカを付着させないトナ
ー粒子は現像ローラ上に均一なトナー層が殆ど形成でき
ない。
するマグネタイトは、平均一次粒子径が15〜40nm
であり、その表面を前記シラン系カップリング剤、アル
キルクロロチタンカップリング剤等のチタン系カップリ
ング剤又はアルミナ系カップリング剤等により疎水化し
たものである。トナー粒子に対するマグネタイトの付着
量は、トナー粒子の重量に対して0.3〜1重量%とな
るような割合で添加することが好適である。0.3重量
%より少ない場合は本発明の目的を達成することが困難
となり、1重量%より多いとトナー粒子表面に遊離マグ
ネタイトが生じてマグネタイト自体が現像しやすくなり
好ましくない。またマグネタイトを付着させない場合
は、現像ローラ上での帯電量が低くなり画像濃度が充分
でなくカブリも多くなる。トナー粒子の表面に疎水性の
マグネタイトを付着させることによる濃度ムラやカブリ
等の抑止効果が得られる理由は、必ずしも明らかではな
いが、トナー粒子間での摩擦帯電がマグネタイトにより
促進されるためであると推察される。マグネタイトの粒
径が15nmより小さい場合は技術的に製造が困難であ
り、且つ、コスト高となり実用上問題となる。一方40
nmより大きい場合は、トナー粒子の流動性を低下させ
均一な現像剤層が形成し難く、また、ブレード部材や現
像ローラの磨耗を促進し、その表面に凹凸が発生し、カ
ブリや濃度ムラを生じさせる。この理由は、粒径が大き
いマグネタイトでは、表面のコロ効果が小さいこと、及
び研磨効果が高いためと考えられる。また、従来の非磁
性一成分現像方式用の非磁性一成分現像剤に使用されて
いるマグネタイトの粒子径は100〜800nm程度と
大きく、比表面積は2〜10m2/gと小さい。しか
し、本発明におけるマグネタイトの比表面積は40〜8
0m2/gと大きいことから、その表面の水酸基量が多
いため疎水化処理が必要となる。疎水化処理をしないマ
グネタイトを使用した場合は高温高湿環境下での摩擦帯
電の立ち上がりが悪く、低画像濃度やカブリが発生し問
題となる。マグネタイトの疎水化方法は、例えば容器に
マグネタイト粒子を入れ、次に前記シラン系カップリン
グ剤等の疎水化剤を入れて湿式にて攪拌する。次に十分
混合した後、乾燥機等により乾燥し、マグネタイト表面
に疎水化剤を形成させ得ることができる。疎水性シリカ
及び疎水化されたマグネタイトをトナー粒子に付着させ
る方法としては、タービン型攪拌機、ヘンシェルミキサ
ー、スーパーミキサー等の一般的な攪拌機を用いる方
法、あるいは表面改質機と呼ばれる装置(奈良機械製作
所社製のナラ・ハイブリダイゼーション・システム、ホ
ソカワミクロン社製のオングミル等)を用いる方法があ
る。また、トナー粒子表面上の疎水性シリカ及び疎水化
されたマグネタイトは、トナー粒子に対してまぶしと呼
ばれる弱い付着状態で形成されていてもよいし、疎水性
シリカ及び疎水化されたマグネタイトがトナー粒子にそ
の一部が埋没された付着状態で形成され、固定化されて
いてもよい。なお、疎水性シリカ及びマグネタイトの平
均一次粒子径は、電子顕微鏡にて映し出された画像を解
析することにより得ることができる。
結着樹脂、着色剤及び帯電制御剤からなるもので、該ト
ナー粒子内部にフェライト等の磁性体粒子をもたないも
のであり、その他ポリプロピレンやポリエチレン等のオ
フセット防止剤、流動性改善用滑剤等を適宜分散含有せ
しめ、その平均粒子径は5〜30μmの範囲で溶融混練
粉砕法や重合法により製造するものである。上記結着樹
脂としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロルス
チレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アク
リル酸オクチル、アクリル酸アルキルエステル等のアク
リル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、
メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ステアリル、メタ
クリル酸グリシジル、メタクリル酸アルキルエステル等
のメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、マレイ
ン酸、マレイン酸エステル、メタクリル酸、アクリル
酸、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニル
メチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエ
ーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエー
テル等のビニル単量体等を単独重合したもの、又は共重
合したスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。また着
色剤としては、カーボンブラック、アニリンブルー、カ
ルコオイルブルー、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
イトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベ
ンガルおよびこれらの混合物、その他を挙げることがで
きる。これらの着色剤は、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り、結着
樹脂100重量部に対して1〜20重量部程度の割合と
される。また帯電制御剤としては、含金アゾ染料、ニグ
ロシン染料、第4級アンモニウム塩等を挙げることがで
きる。
性一成分現像装置に使用されるものであって、該非磁性
一成分現像装置とは、非磁性一成分現像剤を担持して搬
送する表面がゴム又は金属製の現像ローラと、該現像ロ
ーラに近接又は圧接されて設けられた表面がゴム又は金
属製のブレード部材とを少なくとも有する現像装置であ
って、該現像ローラに非磁性一成分現像剤を供給し、ブ
レード部材により非磁性一成分現像剤を薄層を形成する
ように塗布するとともに電荷を与え、静電潜像を保持す
る潜像形成部材に接触又は非接触状態で静電潜像を現像
し、ついで用紙に転写を行う現像装置をいうものであ
る。
お、実施例において部とは重量部を示す。 実施例1 上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が10
μmのトナー粒子を得た。そして、該粒子とヘキサメチ
レンジシラザンにて疎水化処理した平均一次粒子径が4
0nmのマグネタイトをトナー粒子の重量に対して0.
7重量%となる割合にて添加しヘンシェルミキサーにて
5分間混合した後、更に平均一次粒子径が17nmの疎
水性シリカ(日本アエロジル社製 商品名:R972)
をトナー粒子の重量に対して0.4重量%となる割合に
て添加し1分間混合して本発明の非磁性一成分現像剤を
得た。次に該非磁性一成分現像剤を非磁性一成分現像装
置であるカラーレーザープリンター(Tektroni
x社製 商品名:Phaser 540)に投入して、
黒色印字率15%のA4サイズの原稿を常温常湿(20
℃/50%RH)環境下で2000枚プリントし、続け
て高温高湿(35℃/80%RH)環境下で1500
枚、低温低湿(10℃/20%RH)環境下で1500
枚プリントした。その結果、各環境下においてマクベス
反射濃度計RD914で黒ベタ画像を測定した画像濃度
は、1.35〜1.45の範囲で推移し、かつ非画像部
のカブリは日本電色社製のハンター色差計で測定したと
ころ0.3〜0.7の範囲で推移するものであって実用
上全く問題のないものであり、更に黒ベタ画像上の濃度
ムラの発生も生ずることなく、又本発明の現像剤を使用
することにより、現像ローラとブレード部材の圧接力を
強くする必要がないので、ブレード部材と現像ローラの
異常な磨耗は認められなかった。
ラザンにて疎水化処理した平均一次粒子径が21nmの
マグネタイト0.7重量%に変更し、かつ疎水性シリカ
を平均一次粒子径が7nmの疎水性シリカ(日本アエロ
ジル社製 商品名:R812)0.35重量%に変更し
た以外は同様にして本発明の非磁性一成分現像剤を得
た。そして、実施例1と同様にして該非磁性一成分現像
剤を評価した。その結果、各環境下においてマクベス反
射濃度計RD914で黒ベタ画像を測定した画像濃度
は、1.35〜1.45の範囲で推移し、かつ非画像部
のカブリは日本電色社製のハンター色差計で測定したと
ころ0.3〜0.7の範囲で推移するものであって実用
上全く問題のないものであり、更に黒ベタ画像上の濃度
ムラの発生も生ずることなく、又本発明の現像剤を使用
することにより、現像ローラとブレード部材の圧接力を
強くする必要がないので、ブレード部材と現像ローラの
異常な磨耗は認められなかった。
ラザンにて疎水化処理した平均一次粒子径が16nmの
マグネタイト0.7重量%に変更した以外は同様にして
本発明の非磁性一成分現像剤を得た。そして、実施例1
と同様にして該非磁性一成分現像剤を評価した。その結
果、各環境下においてマクベス反射濃度計RD914で
黒ベタ画像を測定した画像濃度は、1.35〜1.45
の範囲で推移し、かつ非画像部のカブリは日本電色社製
のハンター色差計で測定したところ0.3〜0.7の範
囲で推移するものであって実用上全く問題のないもので
あり、更に黒ベタ画像上の濃度ムラの発生も生ずること
なく、又本発明の現像剤を使用することにより、現像ロ
ーラとブレード部材の圧接力を強くする必要がないの
で、ブレード部材と現像ローラの異常な磨耗は認められ
なかった。
ラザンにて疎水化処理した平均一次粒子径が約150n
mのマグネタイト0.7重量%に変更した以外は同様に
して比較用の非磁性一成分現像剤を得た。そして、実施
例1と同様にして該非磁性一成分現像剤を評価した。そ
の結果、高温高湿(35℃/80%RH)環境下で約5
00枚プリントしたところから徐々にスジ状のカブリや
濃度ムラが発生し、低温低湿(10℃/20%RH)環
境下におけるプリントが終了した時点では、黒ベタ画像
の画像濃度が0.75、非画像部のカブリが0.9とい
う実用上問題となるレベルまで悪化した。また、低温低
湿環境下におけるプリントが終了した後にブレード部材
と現像ローラとを観察したところ部分的な磨耗が著しい
ことが確認された。
較用の非磁性一成分現像剤を作製し、実施例1と同様に
評価した。その結果、常温常湿(20℃/50%RH)
環境下の初期のプリントから非画像部のカブリが0.9
と多く、高温高湿(35℃/80%RH)環境下におけ
るプリントが終了した時点ではカブリが1.1という実
用上問題となるレベルであった。
い平均一次粒子径が26nmのマグネタイト0.7重量
%に変更した以外は同様にして比較用の非磁性一成分現
像剤を得た。そして、実施例1と同様にして該非磁性一
成分現像剤を評価した。その結果、高温高湿(35℃/
80%RH)環境下で約500枚プリントしたところか
ら徐々にカブリが多くなり、高温高湿環境下終了時点で
1.0という実用上問題となるレベルまで悪化した。
(日本アエロジル社製商品名:NAX50)に変更した
以外は同様にして比較用の非磁性一成分現像剤を作製
し、実施例1と同様に評価した。その結果、常温常湿
(20℃/50%RH)環境下の初期から均一なトナー
層が形成されず、トナー層が厚い部位が生じたために、
初期より帯状のカブリが発生した。
一成分現像装置に適用した場合、常温常湿、高温高湿及
び低温低湿の全ての環境下において良好な画像特性が得
られるという作用効果を奏するものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 少なくとも結着樹脂、着色剤及び帯電制
御剤からなるトナー粒子の表面に平均一次粒子径が5〜
20nmの疎水性シリカ及び表面が疎水化された平均一
次粒子径が15〜40nmのマグネタイトが付着されて
なることを特徴とする非磁性一成分現像剤。 - 【請求項2】 疎水性シリカの付着量が、トナー粒子の
重量に対して0.2〜0.6重量%であることを特徴と
する請求項1記載の非磁性一成分現像剤。 - 【請求項3】 マグネタイトの付着量が、トナー粒子の
重量に対して0.3〜1重量%であることを特徴とする
請求項1記載の非磁性一成分現像剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29914495A JP3455349B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | 非磁性一成分現像剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29914495A JP3455349B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | 非磁性一成分現像剤 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09114130A JPH09114130A (ja) | 1997-05-02 |
JP3455349B2 true JP3455349B2 (ja) | 2003-10-14 |
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ID=17868702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29914495A Expired - Fee Related JP3455349B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | 非磁性一成分現像剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI259337B (en) | 2000-12-06 | 2006-08-01 | Seiko Epson Corp | Non-magnetic mono-component toner and image forming device using the same |
-
1995
- 1995-10-23 JP JP29914495A patent/JP3455349B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH09114130A (ja) | 1997-05-02 |
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