JP2000338710A

JP2000338710A - 二成分現像剤

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Publication number: JP2000338710A
Application number: JP11150087A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakamura; 靖中村; Noboru Kuroda; 昇黒田; Ryoichi Ito; 良一伊藤; Yasutaka Iwamoto; 康敬岩本; Mitsuteru Kato; 光輝加藤; Sachihiro Sugiyama; 祥弘杉山; Kenichi Uehara; 賢一上原; Fumio Kondo; 富美雄近藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-12-08
Anticipated expiration: 2019-05-28
Also published as: EP1055970A1; JP4315263B2; US6258502B1

Abstract

(57)【要約】【課題】少量の添加剤でも流動性がよく、
実質的に感光体汚染、フィルミングが少なく、定着性の
よい二成分現像剤を提供すること。【解決手段】少なくとも磁性キャリアとトナー
からなる二成分現像剤において、磁性キャリアの平均粒
径が３５〜１００μｍであり、該トナーが１種あるいは
２種以上の外添剤を含有し、その含有率がトナーに対し
て０．３〜１．５ｗｔ％であり、更には該トナー粒子が
５μｍ以下のトナー粒子を１５個数％以下含有し、体積
平均粒径の２倍径以上のトナー粒子を５体積％以下含有
し、累積個数分布が２５％と７５％になる個数平均粒子
径Ｄ２５とＤ７５の関係が０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦
０．８０であり、体積平均粒径が６．０〜１１．５μｍ
であることを特徴とする二成分現像剤

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、ある
いは静電印刷法の画像形成方法における静電潜像に用い
られる二成分現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法は、一般には光導電性物質を
利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成
し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じ
て紙などに粉像を転写した後、加熱あるいは溶剤蒸気な
どにより定着し、コピーを得るものである。従来から、
特開昭６１−１４７２６１号公報などに開示されている
ように、静電荷像をトナーを用いて現像する方法には大
別して、トナーとキャリアとが混合されてなるいわゆる
二成分系現像剤を用いる方法と、キャリアと混合されず
にトナー単独で用いられる一成分系現像剤を用いる方法
とがある。

【０００３】このうち二成分系現像剤を用いる方法は、
トナーとキャリアとを撹拌摩擦することにより、各々を
互いに異なる極性に帯電せしめ、この帯電したトナーに
より反対極性を有する静電荷像が可視化（現像）される
ものであり、トナーとキャリアの種類により、鉄粉キャ
リアを用いるマグネットブラシ法、ビーズキャリアを用
いるカスケード法、ファーブラシ法等がある。これらの
各種の現像方法に適用されるトナーとしては、天然樹脂
あるいは合成樹脂からなる結着樹脂に、カーボンブラッ
ク等の着色剤を分散させた微粉末が用いられている。例
えば、ポリスチレン等の結着樹脂中に、着色剤を分散さ
せたものを１〜３０μｍ程度に微粉砕した粒子がトナー
として用いられている。また、これらの成分にさらにマ
グネタイト等の磁性材料を含有せしめたものは磁性トナ
ーとして用いられる。

【０００４】近年、複写機、プリンターの分野では市場
の要求から、より高速化・安定化が常に望まれている。
これら高速複写機あるいは高速プリンターにおいては二
成分現像方式が主流である。

【０００５】これは、二成分トナーは一成分トナーと比
べて、キャリアの劣化およびトナーとキャリアとの混合
比の変動などが発生しやすく、装置の維持管理性やコン
パクト化に難点がある一方で、比較的安定して良好な画
像が得られることや、一成分磁性トナーと比較して、多
量の磁性体を含有しておらず、その結果、特に高速機に
おいて定着性が非常に有利となるためである。

【０００６】二成分現像方式において、転写後の未転写
トナーを潜像担持体から除去するクリーニング手段は、
ブレードやファーブラシを直接潜像担持体に接触させて
行なうのが一般的であり、このとき、潜像担持体表面の
電荷輸送層（ＣＴＬ）はクリーニング部材や現像部材と
直接接触するため摩耗を受けることになる。特に高速機
では非常に大量の複写、プリントに耐えうる感光体の耐
摩耗性が要求される。このような理由から高速機につい
ては、感光体表面の有効利用面積を大きくとることがで
きる可撓性を有するベルト状の有機光導電性（ＯＰＣ）
感光体と、感光体に対して比較的ソフトなクリーニング
を行なうことのできるブラシクリーニングの組み合わせ
が主流となっている。しかしながら、こうした組み合わ
せでも百万枚を超えるような大量複写に対しては充分で
はなく、より高耐久が望まれている。

【０００７】また近年では、複写画像のより高精細化・
高解像化が強く望まれている。しかしながら、従来の二
成分現像剤は長期間・多量枚数の複写、プリントにおい
て、トナー粒子の選択的な現像により現像剤中でトナー
粒子の粒度分布が変化し、この結果画像の解像度が低下
する問題がある。一方、こうした高精細・高解像度の画
像を得るために現像方式においては、特開平１−１１２
２５３号公報、特開平２−２８４１５８号公報、特開平
７−２９５２８３号公報のように平均粒径が小さく、か
つ５μｍ以下のトナー粒子含有量およびその分布を規定
した現像剤が提案されている。

【０００８】ここでは、５μｍ以下のトナー粒子は高精
細、高解像度の画像を形成するための必須成分であり、
この粒径のトナーが感光体上の潜像の現像時に円滑に供
給される場合に潜像に忠実であり、潜像からはみ出すこ
となく再現性に優れた画像が得られるとしている。また
潜像周囲のエッジ部の電界強度が中央部よりも高く、そ
のため潜像内部がエッジ部よりもトナー粒子の付着量が
少なくなり、画像が薄くなる傾向が５μｍ以下のトナー
粒子では顕著になることに対し、５μｍ以上の中間粒径
のトナー粒子の個数％を規定することで、この問題を解
決できるとしている。

【０００９】しかしながら、小粒径のトナーほど高精
細、高解像度の画像を形成するのに有利ではあるが、代
表例として第１、２図に示すように、５μｍ以下のトナ
ー粒子を１７個数％含有する場合、このトナーの体積分
布では５μｍ以下のトナー粒子は３体積％が存在するだ
けであり、この程度の量では５μｍ以下の小粒径トナー
が潜像上の周囲部分に、５μｍ以上の中間粒径のトナー
が潜像の中央部に選択的にのるということは、考えにく
い。一方、第３、４図に代表例として示すように、５μ
ｍ以下のトナー粒子を６０個数％と多量に含有する場合
では、特に低湿環境下でトナー粒子がチャージアップと
呼ばれる過剰帯電が生じやすくなり、このチャージアッ
プしたトナーや微粉が現像剤キャリア表面や感光体表面
に強固に付着し、その結果画像濃度の低下やかぶりの発
生、感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミン
グの発生といった、好ましくない問題を生じさせる。

【００１０】特開平４−１７７３号公報では、この問題
を解決するため１２．７〜１６．０μｍのトナー粒子を
０．１〜５．０体積％含有させることで、流動性が向上
するとしているが、５μｍ以下のトナー粒子を１５個数
％以下にしたものより劣ることは確実である。

【００１１】一方、流動性を向上する方法として添加剤
量を増加することが考えられるが、トナー粒子表面の添
加剤の存在状態が同じときに流動性が同程度になると考
えられるため、そのためには、５μｍ以下が６０個数％
の場合は５μｍ以下が１７個数％のトナーに比べ、１．
５〜２倍量の添加剤を加えなければならないことにな
る。このように多量の添加剤を加えた場合、添加剤によ
る感光体汚染やフィルミング、定着性の悪化は避けられ
ないことは明らかである。

【００１２】５μｍ以下のトナー粒子の数を少なく規定
したものとしては特開平４−１２４６８２号公報、特開
平１０−９１０００号公報により、１成分トナーについ
てその効果が示されているが、画像の品質を決定付ける
大部分のトナー粒子が存在する範囲の粒度分布について
は記載されておらず、高解像の画像を得るには足らなか
った。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
に鑑み、本発明の目的とするところは、少量の添加剤で
も流動性がよく、実質的に感光体汚染、フィルミングが
少なく、定着性のよい二成分現像剤を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、（１）
「少なくとも磁性キャリアとトナーからなる二成分現像
剤において、磁性キャリアの平均粒径が３５〜１００μ
ｍであり、該トナーが１種あるいは２種以上の外添剤を
含有し、その含有率がトナーに対して０．３〜１．５ｗ
ｔ％であり、更には該トナー粒子が５μｍ以下のトナー
粒子を１５個数％以下含有し、体積平均粒径の２倍径以
上のトナー粒子を５体積％以下含有し、累積個数分布が
２５％と７５％になる個数平均粒子径Ｄ２５とＤ７５の
関係が０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８０であり、体
積平均粒径が６．０〜１１．５μｍであることを特徴と
する二成分現像剤」、（２）「転写後の潜像担持体上の
残留トナーを除去するクリーニング手段を有する画像形
成方法に用いられる、磁性キャリアとトナーとを有する
二成分現像剤において、磁性キャリアの平均粒径が３５
〜１００μｍであり、該トナーは、少なくとも結着樹脂
と着色剤とからなり、該トナー粒子は５μｍ以下のトナ
ー粒子を１５個数％以下含有し、体積平均粒径の２倍径
以上のトナー粒子を５体積％以下含有し、累積個数分布
が２５％と７５％になる個数平均粒子径Ｄ２５とＤ７５
の関係が０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８０であり、
体積平均粒径が６．０〜１１．５μｍであることを特徴
とする二成分現像剤」、（３）「該外添剤がシリカ粒
子、チタン粒子あるいはアルミナ粒子からなることを特
徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載の二成分
現像剤」、（４）「該トナーが、５μｍ以下のトナー粒
子を１２個数％以下含有し、体積平均粒径の２倍径以上
のトナー粒子を３体積％以下含有し、累積個数分布が２
５％と７５％になる個数平均粒子径Ｄ２５とＤ７５の関
係が０．７０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８５であり、体積
平均粒径が７．５〜１０．５μｍであることを特徴とす
る前記第（１）項乃至前記第（３）項のいずれか１に記
載の二成分現像剤」、（５）「該シリカ粒子のＢＥＴ比
表面積が２０〜２００ｍ²／ｇであることを特徴とする
前記第（３）項又は第（４）項に記載の二成分現像
剤」、（６）「該チタン粒子のＢＥＴ比表面積が３０〜
２１０ｍ²／ｇであることを特徴とする前記第（３）項
又は第（４）項に記載の二成分現像剤」、（７）「該ア
ルミナ粒子のＢＥＴ比表面積が４０〜２２０ｍ²／ｇで
あることを特徴とする前記第（３）項又は第（４）項に
記載の二成分現像剤」により、解決される。

【００１５】上記の粒度分布を有し、疎水化処理された
無機微粉体を所定量含有するトナーと磁性キャリアとを
有する二成分現像剤は、少量の無機微粉体の添加でも流
動性がよく、感光体汚染やフィルミングが少なく、定着
性のよい二成分現像剤が得られ、連続多量枚数の複写・
プリントを続けた場合でも高解像・高精細な画質を維持
し、再生用紙の使用に対してもクリーニング不良やフィ
ルミング等の問題が生ずることがなく極めて安定した画
像を形成できるものである。

【００１６】本発明に係るトナーにおいて、このような
効果が得られる理由は必ずしも明確ではないが、以下の
ように推定される。即ち、本発明のトナーにおいては、
５μｍ以下の粒径のトナー粒子が１５個数％以下である
ことがひとつの特徴である。トナーの平均粒径が小さく
なると高精細、高解像度の画像を形成するのに有利には
なるが、５μｍ以下のトナー粒子は、帯電量コントロー
ルが困難であったり、トナーの流動性を損ない、キャリ
ア汚染の原因となる成分、またクリーニング不良やフィ
ルミングの問題の原因となる成分、さらにはトナー飛散
して画像形成装置内部を汚す成分となる。さらに流動性
を改良するために無機酸化物を添加する場合、粒径が小
さいほどトナー表面積が増加するため、トナー表面上の
無機酸化物の存在率を同じにするためには、多量の無機
酸化物を添加しなければならず、これがさらに、感光体
汚染やフィルミング、定着性の悪化といった問題の原因
となっていることが明らかとなった。すなわち、５μｍ
以下のトナー粒子を多くすることは高解像度にはよい影
響を示すものの、現像剤として長期に使用することを考
えた場合、前記問題点を解決できず、満足できるものと
はなり得ない。それよりもむしろ５μｍ以下のトナー粒
子を１５個数％以下にすることで、少ない流動性向上剤
でトナーとしての流動性が確保でき、実質的に感光体汚
染、フィルミングが少なく、定着性のよい二成分現像剤
が得られるものである。

【００１７】また本発明に係るトナーにおいては、篩下
の累積個数分布が２５％と７５％になる個数平均粒子径
Ｄ２５とＤ７５の関係が０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦
０．８０であることがひとつの特徴である。Ｄ２５／Ｄ
７５は１に近いほど累積個数分布が２５％と７５％の範
囲のトナー粒子の粒度分布がシャープであることを示し
ている。実質的に画像の大部分を形成するトナーの粒度
分布がシャープであるということは、トナー粒子一つ一
つの特性も等しいものとなる。結果、現像部における一
つ一つのトナーの挙動も同じになるため、選択的なトナ
ーの消費や、帯電量の異なるトナーが少なくなり、高精
細、高解像度の画像を安定して形成できるものである。

【００１８】また、体積平均粒径の２倍径以上のトナー
粒子は５体積％以下にし、できるだけ少ない方が好まし
い。さらに、本発明のトナーは平均粒径が３５〜１００
μｍの磁性キャリアと組み合わせることで、トナーの帯
電量をより均一にすることができる。

【００１９】本発明の現像剤は、従来の問題点を解決
し、最近の高速画像形成装置における高画質化および低
温定着、感光体の高耐久化への厳しい要求に耐えること
を可能としたものである。

【００２０】本発明の構成についてさらに詳しく説明す
る。５μｍ以下のトナー粒子が全粒子数の１５個数％以
下であることがよく、さらに好ましくは１２個数％がよ
い。５μｍ以下のトナー粒子が１５個数％以上である
と、相対的に平均粒径が小さくなる分、高解像には有利
にはなるが、トナーの流動性の悪化、クリーニング不
良、フィルミングといった問題が発生する。

【００２１】また、篩下の累積個数分布が２５％と７５
％になる個数平均粒子径Ｄ２５とＤ７５の関係が０．６
０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８０であることがよく、好ま
しくは０．７０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８５がよい。Ｄ
２５／Ｄ７５≦０．６０では粒度分布がブロードになる
ため、トナー粒子一つ一つの挙動が均一でなくなり、選
択的なトナーの消費や、帯電量の異なるトナーが画像を
悪化する原因となる。また、Ｄ２５／Ｄ７５≧０．８５
ではシャープな粒度分布となり高解像度の画像形成には
有利にはなるが、従来の乾式粉砕分級による製造方法で
は生産性が極端に低下するため、実質的ではない。

【００２２】また、体積平均粒径の２倍径以上のトナー
粒子は５体積％以下であることが望ましく、さらに好ま
しくは３体積％以下である。５体積％を超えると細線再
現性が劣る傾向にある。

【００２３】また、トナーの重量平均粒径は６．０〜１
１．５μｍであり、さらに好ましくは７．５〜１０．５
μｍである。重量平均粒径６．０μｍ未満では長期間の
使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での
画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が
生じやすい。また重量平均粒径が１１．５μｍを超える
場合では１００μｍ以下の微小スポットの解像度が充分
でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向
となる。

【００２４】さらに、磁性キャリアの平均粒径は３５〜
１００μｍであり、磁性キャリアの平均径がこの範囲に
あると、本発明のトナーと組み合わせることにより、現
像機内部のトナー濃度が２〜１０重量％の範囲内におい
て、トナーの帯電量をより均一にすることができる。３
５μｍ以下ではキャリア粒子の感光体上への付着等が生
じやすく、さらにトナーとの撹拌効率が悪くなりトナー
の均一な帯電量が得られにくくなる。また１００μｍを
超える場合では本発明トナーに対する帯電付与が充分で
なくなるために、トナーの均一な帯電量が得られにくく
なる。

【００２５】キャリアの平均粒径は、通常の篩分けによ
る方法や光学顕微鏡から得られる画像からランダムに抽
出した２００〜４００個を、画像処理解析装置により解
析する方法を用いることができる。

【００２６】トナー粒度分布は種々の方法で測定可能で
あるが、本発明においてはコールターカウンターを用い
て行なった。即ち、測定装置としてはコールターカウン
ターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分
布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）
およびＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ
製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１
％ＮａＣｌ水溶液を調製する。

【００２７】測定法としては、前記電解水溶液１０〜１
５ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキ
ルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌに加え、更
に測定試料を２〜２０ｍｇ加え、超音波分散器で約１〜
３分分散処理を行なう。別のビーカーに電解水溶液１０
０〜２００ｍｌを入れ、その中に前記サンプル分散液を
所定の濃度になるように加え、前記コールターカウンタ
ーＴＡ−ＩＩ型によりアパーチャーとして１００μｍア
パーチャーを用いて個数を基準として２〜４０μｍの粒
子の粒度分布を測定し、２〜４０μｍの粒子の体積分布
と個数分布を算出し、体積分布から求めた重量基準の重
量平均粒径（Ｄ４：各チャンネルの中央値をチャンネル
の代表値とする）を求めた。

【００２８】また、本発明の二成分現像剤は流動性向上
剤として無機微粉体をトナーに添加して用いることが可
能であり特に好ましい。本発明の特徴とするような粒度
分布をもつトナーでは、比表面積が従来のトナーよりも
小さくなる。この場合、磁性キャリアと混合して二成分
現像剤として使用する場合では、従来のトナーよりもト
ナー粒子と磁性キャリアとの接触回数は減少し、キャリ
ア表面の汚染や、トナー粒子の摩耗・解砕が発生しにく
くなる。

【００２９】さらに、比表面積が減少した分、無機微粉
体の添加量を減少させることができ、無機微粉体による
感光体の汚染やフィルミング、さらには定着不良といっ
た問題が生じにくくなる。これによって現像剤および感
光体の長寿命化が図れる。さらに本発明で重要な役割を
果たすＤ２５〜Ｄ７５の範囲のトナー粒子は少量の無機
微粉体の存在によりさらに効果を発揮し、高画質な画像
を長期間安定して提供することができる。

【００３０】本発明の無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、
Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍ
ｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、
Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これら
のうち二酸化ケイ素（シリカ）、二酸化チタン（チタニ
ア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、
疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効であ
る。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げら
れる。

【００３１】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、アリルジメチルジ
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、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロ
ルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロ
ルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、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、ビニルメトキシシラン、ビ
ニル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メ
タクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルト
リアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチ
ルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、
デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラ
ン、（４−ｔ−プロピルフェニル）−トリクロルシラ
ン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−トリクロルシラン、
ジベンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシ
ラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロ
ルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジ
クロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、（４
−ｔ−ブチルフェニル）−オクチル−ジクロルシラン、
ジオクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシ
ラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−２−エチルヘ
キシル−ジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルベンチ
ル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、ト
リオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラ
ン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジ
メチル−クロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）
−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラ
ン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザ
ン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニル
ジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。この他チタネ
ート系カップリング剤、アルミニューム系カップリング
剤も使用可能である。

【００３２】本発明に用いられる無機微粉体はトナーに
対して０．３〜１．５重量％使用されるのが好ましい。
０．３重量％未満では、トナー凝集を改善する効果が乏
しくなり、１．５重量％を超える場合は、細線間のトナ
ー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が
生じやすい傾向がある。本発明におけるキーポイント
は、この無機微粉体添加量が少量でも所定の流動性を確
保でき、長期間、多数枚数の複写、プリントにおいても
高解像度の画質を維持できることにあり、この効果は５
μｍ以下のトナー量を多くして、無機微粉体を多量に添
加した場合より、明らかに効果的である。

【００３３】また、無機微粉体は過剰帯電やトナー凝集
の防止に効果的であるが、これらは主原料として、シリ
カ系粒子では２０ｍ²／ｇから２００ｍ²／ｇ、より好ま
しくは４０ｍ²／ｇから１５０ｍ²／ｇ。チタン粒子では
３０ｍ²／ｇから２１０ｍ²／ｇ、より好ましくは５０ｍ
²／ｇから１６０ｍ²／ｇ。アルミナ粒子では４０ｍ²／
ｇから２２０ｍ²／ｇ、より好ましくは６０ｍ²／ｇから
１６０ｍ²／ｇの範囲であるのがよい。

【００３４】すなわち、シリカ系粒子では２００ｍ²／
ｇで、チタン粒子では２１０ｍ²／ｇ、アルミナ系粒子
では２２０ｍ²／ｇよりも大きな比表面積を有する無機
微粉体では流動性には優れるもののトナーは親水性故劣
化しやすく、トナー帯電量の変動につながる。

【００３５】また、シリカ系粒子では２０ｍ²／ｇで、
チタン粒子では３０ｍ²／ｇ、アルミナ系粒子では４０
ｍ²／ｇよりも小さな比表面積を有する無機微粉体では
流動性が不十分なため安定したトナー供給が行なえず、
粒子が大きいため感光体に傷が付きやすく、摩耗しやす
くなる。

【００３６】また、本発明の現像剤には、実質的な悪影
響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン
（登録商標）粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化
ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム
粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末など
の研磨剤；あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化
亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤；また、逆極
性の白色微粒子、および黒色微粒子を現像性向上剤とし
て少量用いることもできる。

【００３７】本発明のトナー用結着樹脂としては従来公
知のものを広く使用することができる。例えば、ビニル
樹脂あるいはポリエステル樹脂あるいはポリオール樹脂
からなる。ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリＰ
−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン
及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−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−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタ
リン共重合体、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、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、スチレン−α−クロロメタク
リル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共
重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、ス
チレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビ
ニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重
合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アク
リロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン
酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体な
どのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、
ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニルなどがある。

【００３８】ポリエステル樹脂としては以下のＡ群に示
したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二
塩基酸塩からなるものであり、さらにＣ群に示したよう
な３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分
として加えてもよい。

【００３９】Ａ群：エチレングリコール、トリエチレン
グリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−
プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール、１，４ブテンジオール、１，４−ビ
ス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノー
ルＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン
化ビスフェノールＡ、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）プロパ
ン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチ
レン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，
２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンなど。

【００４０】Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニ
ン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタ
ール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキ
サンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン
酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物
または低級アルコールのエステルなど。

【００４１】Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトールなどの３価以上のアルコー
ル、トリメリト酸、ピロメリト酸、などの３価以上のカ
ルボン酸など。

【００４２】ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と
２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしく
はそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性
水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反
応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応
してなるものなどがある。

【００４３】その他にも必要に応じて以下の樹脂を混合
して使用することもできる。エポキシ樹脂、ポリアミド
樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹
脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂など。エポキシ
樹脂としては、ビスフェノールＡやビスフェノールＦな
どのビスフェノールとエピクロロヒドリンとの重縮合物
が代表的である。

【００４４】本発明で用いる顔料としては以下のものが
用いられる。黒色顔料としては、カーボンブラック、オ
イルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプ
ブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等の
アジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属
酸化物が挙げられる。

【００４５】黄色顔料としては、カドミウムイエロー、
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、ハンザイ
エローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、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、タートラジンレーキが挙げられる。

【００４６】また、橙色顔料としては、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、インダンスレンブリリアントオ
レンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブ
リリアントオレンジＧＫが挙げられる。

【００４７】赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウム
レッド、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、ウォッチングレッドカルシウム塩、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が挙げられる。

【００４８】紫色顔料としては、ファストバイオレット
Ｂ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。

【００４９】青色顔料としては、コバルトブルー、アル
カリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニン
ブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニン
ブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダ
ンスレンブルーＢＣが挙げられる。

【００５０】緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化
クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレ
ーキ等がある。これらは、１種または２種以上使用する
ことができる。

【００５１】また、本発明におけるトナーには定着時の
オフセット防止のために離型剤を内添することも可能で
ある。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナ
ウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モ
ンタンワックス、パラフィンワックス、サゾールワック
ス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、
アルキルリン酸エステルなどがある。これらは、結着樹
脂および定着ローラー表面材質により選択される。これ
ら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。
この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキ
ングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定
着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすく
なる場合がある。

【００５２】本発明の現像剤には荷電制御剤を現像剤粒
子に配合（内添）、または現像剤粒子と混合（外添）し
て用いることができ好ましい。荷電制御剤によって、現
像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能と
なり、特に本発明では粒度分布と荷電量とのバランスを
さらに安定したものとすることが可能である。トナーを
正荷電性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級
アンモニウム塩、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独
あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。
また、トナーを負荷電性に制御するものとしてサリチル
酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン
系化合物などが用いられる。

【００５３】本発明現像剤に使用されるキャリアとして
は公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライ
ト粉、ニッケル粉、マグネタイト粉の如き磁性粒子ある
いはこれら磁性粒子の表面をフッ素系樹脂、ビニル系樹
脂、シリコーン系樹脂等で処理したもの、あるいは磁性
粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂粒子等
が挙げられる。これら磁性キャリアの平均粒径は３５〜
７５μｍがよい。

【００５４】本発明に係る二成分現像剤を作製する方法
の一例としては、先ず、前述した結着樹脂、着色剤とし
ての顔料または染料、荷電制御剤、滑剤、その他の添加
剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混
合した後、バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサー
や連続式の２軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製ＫＴＫ
型２軸押出し機、東芝機械社製ＴＥＭ型２軸押出し機、
ＫＣＫ社製２軸押出し機、池貝鉄工社製ＰＣＭ型２軸押
出し機、栗本鉄工所社製ＫＥＸ型２軸押出し機や、連続
式の１軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混
練機を用いて構成材料をよく混練し、冷却後、ハンマー
ミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微
粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用い
た分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒
度に分級し、本発明のトナーを得る。ついで、無機微粉
体と該トナーをヘンシェルミキサーのごとき混合機によ
り充分混合し、ついで２５０メッシュ以上の篩を通過さ
せ、粗大粒子、凝集粒子を除去し、最後に前述した磁性
キャリアと所定の混合比率で混合することによって現像
剤とする方法がある。

【００５５】

【実施例】以下、本発明を製造例および実施例により具
体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するもの
ではない。なお、以下の配合における部数は全て重量部
である。［実施例１］結着樹脂ポリエステル樹脂１００部着色剤カーボンブラック１０部帯電制御剤サリチル酸亜鉛塩５部離型剤低分子量ポリエチレン５部

【００５６】上記原材料をミキサーで十分に混合した
後、２軸押出し機により混練物温度１２０℃で溶融混練
した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジ
ェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級
装置を用いて、５μｍ以下が１５．０個数％、Ｄ２５／
Ｄ７５＝０．６３、重量平均粒径の２倍径以上が４．３
体積％の粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１
００部に対して、疎水性シリカ０．３部比表面積１８８
ｍ²／ｇをヘンシェルミキサーにて混合しトナー（１）
を得た。得られたトナーの粒度分布を表１に示す。本ト
ナーの流動性を評価するため、ゆるみ見掛け密度、凝集
率を測定した結果を表２に示す。

【００５７】ゆるみ見掛け密度はホソカワミクロン社製
パウダーテスターＰＴ−Ｎ型により２５０メッシュの篩
上から落下したトナーをカップに捕集して、その重量か
ら求めた。凝集率はホソカワミクロン社製パウダーテス
ターＰＴ−Ｎ型により、篩は目開きが１５０μｍ、７５
μｍ、４５μｍを用い、振動時間６０ｓｅｃの条件でサ
ンプルを篩分けし次式により求めた。

【００５８】

【数１】凝集率(%)=((150μm篩上残量)+3×(75μm篩上
残量)/5+(45μm篩上残量)/5)×50

【００５９】本トナーを平均粒径５０μｍのフェライト
粒子にシリコン樹脂を表面にコートしたキャリア９７．
５部に対し、２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を
作成した。

【００６０】得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラ
ム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングで
あるリコー製imagio ＤＡ５０５にセットし定着性の評
価を行なった。定着性は複写機の指定定着温度の中心温
度と、中心温度−３０℃の定着温度でベタ画像を定着さ
せ、上島社製描画試験機により荷重５０ｇの条件でベタ
画像上を引っ掻き、その引っ掻き傷を１〜５のランクで
評価した。数値が大きいほど定着性は良好であり、３未
満ではケシゴム等により剥離しやすくなるため、実質的
に使用できないレベルである。

【００６１】さらに、１２０万枚のランニングを実施
し、クリーニング不良、フィルミングの発生状況の評
価、および画像解像度の評価を行なった。画像解像度は
画像評価用標準Ｓ−３テストチャートの細線の分解能を
拡大鏡にて観察し、１〜５のランク評価を行なった。数
値が大きいほど細線の分解能が高く高解像度となる。評
価結果を表２に示す。

【００６２】［実施例２］実施例１で母体着色粒子１０
０部に対して、疎水性シリカ比表面積１３６ｍ²／ｇ
０．３部を混合しトナー（２）を得た。他は、実施例１
と同様の方法で二成分現像剤を作成し、実施例１と同様
の評価を行なった。結果を表１、２に示す。

【００６３】［実施例３］実施例１で母体着色粒子１０
０部に対して、酸化チタン比表面積１４４ｍ²／ｇ０．
３部を混合しトナー（３）を得た。他は、実施例１と同
様の方法で二成分現像剤を作成し、実施例１と同様の評
価を行なった。結果を表１、２に示す。

【００６４】［実施例４］実施例１で母体着色粒子１０
０部に対して、アルミナ比表面積１５２ｍ²／ｇ０．３
部を混合しトナー（４）を得た。他は、実施例１と同様
の方法で二成分現像剤を作成し、実施例１と同様の評価
を行なった。結果を表１、２に示す。

【００６５】［実施例５］実施例１で分級条件を変更
し、５μｍ以下が７．２個数％、Ｄ２５／Ｄ７５＝０．
８２、重量平均粒径の２倍径以上が０．３体積％の粒度
分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対し
て、疎水性シリカ比表面積１８８ｍ²／ｇ０．５部をヘ
ンシェルミキサーにて混合しトナー（５）を得た。その
後実施例１と同様の方法で二成分現像剤を作成し、実施
例１と同様の評価を行なった。結果を表１、２に示す。

【００６６】［比較例１］実施例１で分級条件を変更
し、５μｍ以下が７０個数％、Ｄ２５／Ｄ７５＝０．６
７、重量平均粒径の２倍径以上が０．３体積％の粒度分
布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対し
て、疎水性シリカ比表面積１８８ｍ²／ｇ１．０部をヘ
ンシェルミキサーにて混合し、トナー（６）を得た。そ
の後実施例１と同様の方法で二成分現像剤を作成し、実
施例１と同様の評価を行なった。結果を表１、２に示
す。

【００６７】［比較例２］実施例１で分級条件を変更
し、５μｍ以下が１４．６個数％、Ｄ２５／Ｄ７５＝
０．７２、重量平均粒径の２倍径以上が８．１体積％の
粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に
対して、疎水性シリカ比表面積１８８ｍ²／ｇ０．３部
をヘンシェルミキサーにて混合し、トナー（７）を得
た。その後実施例１と同様の方法で二成分現像剤を作成
し、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表１、２
に示す。

【００６８】［比較例３］実施例１で分級条件を変更
し、５μｍ以下が１５．０個数％、Ｄ２５／Ｄ７５＝
０．５９、重量平均粒径の２倍径以上が０．７体積％の
粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に
対して、疎水性シリカ比表面積１８８ｍ²／ｇ０．３部
をヘンシェルミキサーにて混合し、トナー（８）を得
た。その後実施例１と同様の方法で二成分現像剤を作成
し、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表１、２
に示す。

【００６９】［比較例４］実施例１で分級条件を変更
し、５μｍ以下が０．３個数％、Ｄ２５／Ｄ７５＝０．
８７、重量平均粒径の２倍径以上が０体積％の粒度分布
に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、
疎水性シリカ比表面積１８８ｍ²／ｇ０．３部をヘンシ
ェルミキサーにて混合し、トナー（９）を得た。その後
実施例１と同様の方法で二成分現像剤を作成し、実施例
１と同様の評価を行なった。結果を表１、２に示す。

【００７０】

【表１−１】

【００７１】

【表１−２】

【００７２】

【表２−１】

【００７３】

【表２−２】

【００７４】

【発明の効果】以上詳細且つ具体的な説明から明らかな
ように、本発明によれば、少量の添加剤でも流動性がよ
く、実質的に感光体汚染、フィルミングが少なく、定着
性のよい、高画像濃度・高解像・高精細複写画像を得る
ことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の、５μｍ以下の粒子が１７個数％の場合
の代表的個数粒度分布を示す図である。

【図２】従来の、５μｍ以下の粒子が１７個数％の場合
の代表的体積粒度分布を示す図である。

【図３】従来の、５μｍ以下の粒子が６０個数％の場合
の代表的個数粒度分布を示す図である。

【図４】従来の、５μｍ以下の粒子が６０個数％の場合
の代表的体積粒度分布を示す図である。

【図５】本発明の代表的個数粒度分布を示す図である。

【図６】本発明の代表的体積粒度分布を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤良一東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者岩本康敬東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者加藤光輝東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者杉山祥弘東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者上原賢一東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者近藤富美雄東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H005 AA00 AA08 BA00 BA06 CA12 CB07 CB13 EA05 EA07 EA10 FA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも磁性キャリアとトナーからな
る二成分現像剤において、磁性キャリアの平均粒径が３
５〜１００μｍであり、該トナーが１種あるいは２種以
上の外添剤を含有し、その含有率がトナーに対して０．
３〜１．５ｗｔ％であり、更には該トナー粒子が５μｍ
以下のトナー粒子を１５個数％以下含有し、体積平均粒
径の２倍径以上のトナー粒子を５体積％以下含有し、累
積個数分布が２５％と７５％になる個数平均粒子径Ｄ２
５とＤ７５の関係が０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８
０であり、体積平均粒径が６．０〜１１．５μｍである
ことを特徴とする二成分現像剤。
【請求項２】該外添剤がシリカ粒子、チタン粒子ある
いはアルミナ粒子からなることを特徴とする請求項１に
記載の二成分現像剤。
【請求項３】該トナー粒子が５μｍ以下のトナー粒子
を１５個数％以下含有し、体積平均粒径の２倍径以上の
トナー粒子を３体積％以下含有し、累積個数分布が２５
％と７５％になる個数平均粒子径Ｄ２５とＤ７５の関係
が０．７０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８５であり、体積平
均粒径が７．５〜１０．５μｍであることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の二成分現像剤。
【請求項４】該シリカ粒子のＢＥＴ比表面積が２０〜
２００ｍ²／ｇであることを特徴とする請求項２または
請求項３に記載の二成分現像剤。
【請求項５】該チタン粒子のＢＥＴ比表面積が３０〜
２１０ｍ²／ｇであることを特徴とする請求項２または
請求項３に記載の二成分現像剤。
【請求項６】該アルミナ粒子のＢＥＴ比表面積が４０
〜２２０ｍ²／ｇであることを特徴とする請求項２また
は請求項３に記載の二成分現像剤。