JPH04116567A - 電子写真用現像剤 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電記録法あるいは静電印刷法
等で形成した静電潜像を現像するのに用いる電子写真用
現像剤に関する。

〔従来の技術〕

従来より、複写機、プリンタ等の画像形成装置における
現像方式として、磁性トナーのみを用いる一成分現像方
式と非磁性トナーと磁性粒子であるキャリアとの混合物
を現像剤として用いる二成分現像方式とが知られている
。

一成分現像方式はキャリアが存在しないため、トナー濃
度コントロールが必要でな（、そのためのトナー濃度を
検知する装置も必要ではない。しかしながら、現像剤が
トナーのみからなるため、トナーの凝集が生じるという
問題を有していた。

また、磁性トナーが低抵抗の場合は、転写効率が悪く転
写画像が乱れるという問題があり、高抵抗の場合は、磁
性トナーが感光体上の静電潜像に現像され、転写シート
上に転写された後も感光体上の現像領域に誘起された電
荷が残留することによりライン像のエツジ部が荒れたり
にじみが生じるという問題が存在した。また、現像ロー
ル表面の磁性トナーの穂立ちを規制するドクターギャッ
プおよび現像ロールと感光体との距離である現像ギャッ
プを、いずれも０．１〜０．２ｍ前後と極めて小さい値
に設定しなければならないため、ドクターギャップおよ
び現像ギャップに対して装置の高い加工精度が要求され
ていた。

一方、二成分現像方式は、−成分現像方式はどドクター
ギャップおよび現像ギャップの値を小さくする必要がな
いため、ドクターギャップおよび現像ギャップに対して
装置の高い加工精度はいらないが、現像剤中のトナー濃
度コントロールが必要であった。

そこで、上記従来の一成分現像方式に使用する磁性トナ
ーおよび二成分現像剤の問題点を改良するため現像性お
よび転写性の優れた現像剤として、磁性粉を分散含有す
る磁性トナーと、磁性キャリアとの混合物からなる現像
剤が提案されている。

しかしながら、従来提案されている磁性トナーと磁性キ
ャリアからなる現像剤は実用上なお不十分な点があり次
のような問題を有している。すなわち、磁性トナーは一
般的に所望する材料を溶融混練後、粉砕分級して作製さ
れており、本来ならばこのような製造方法で製造された
磁性トナーの磁性粉は磁性トナー中に全て含有されてい
なければならない。しかしながら、従来の磁性トナーは
磁性粉の一部が粉砕工程時に混練物より脱離し、脱離し
た磁性粉が粉砕分級工程中に電荷を帯びて磁性トナー表
面に静電気力により多量に付着する現象を生じていた。

このように磁性粉が表面に付着した磁性トナーを磁性キ
ャリアと混合して現像剤として使用した場合には、地力
ブリ、画線部への磁性トナーの飛び散り、感光体表面へ
の傷、クリーニング不良の問題を発生させていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来の磁性トナーと磁性キャリアからなる電
子写真用現像剤の問題点に鑑みてなされたものであって
、脱離した磁性粉が磁性トナーに付着するのを防止し、
地力ブリ、画線部への磁性トナーの飛び散り、感光体表
面への傷、クリーニング不良のない現像剤を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ブローオフ法により測定した摩擦帯電量が−
５０ｐｃ／ｇより負側に高く、かつシラン系カップリン
グ剤、チタン系カンプリング剤もしくは負帯電性ポリマ
ーからなる表面処理剤で処理された磁性粉を７０重量％
以下含有した負帯電性の磁性トナーと磁性キャリアとか
らなることを特徴とする電子写真用現像剤である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に使用する磁性粉は、コバルト、鉄、ニッケル等
の金属、アルミニウム、コバルト、銅、鉄、ニッケル、
マグネシウム、スズ、亜鉛、金、銀、セレン、チタン、
タングステン、ジルコニウム、その他の金属の合金、酸
化アルミニウム、酸化鉄、酸化ニッケル等の金属酸化物
、強磁性フェライト、マグネタイトまたはその混合物で
あって、その磁性粉の表面を表面処理剤で処理したもの
である。

表面処理剤としては、磁性粉の摩擦帯電量を負帯電性に
するものであり、シラン系カップリング剤、チタン系カ
ップリング剤のうち、負帯電性を示す官能基を有するも
のが好適に使用できる。具体的には、Ｔ−クロロプロピ
ルトリメトキシシラン、Ｔ−グリシドキシプロビルトリ
メトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル
）エチルトリメトキシシランやアルキルクロロチタンカ
ップリング剤等がある。

また、他の表面処理剤としては、フッ化ビニリデンとテ
トラフルオロエチレンの共重合体等の負帯電性ポリマー
と架橋剤とを混合したものもある。

磁性粉の表面に表面処理剤で処理する方法としては、−
船釣な方法でよく、例えば磁性粉を撹拌しておき、これ
に表面処理剤の溶液を少しずつ加えて処理したり、気相
中で磁性粉に表面処理剤もしくはその溶液を気化して吹
きつける等の方法がある。また、表面処理剤が磁性トナ
ー製造時の混練工程において磁性粉の表面から除去され
ないように前記表面処理剤を化学結合させたり、熱等に
よって硬化処理を行うことが好ましい。

本発明における表面処理剤によって処理された磁性粉の
摩擦帯電量は、磁性トナー表面への脱離した磁性粉の付
着を防止するため、−５０μｃ／ｇより負側に高くする
ことが必要である。その作用機構は次のとおりである。

すなわち、磁性トナーには高温高温環境条件（３５°Ｃ
／８５％ＲＨ）において安定した摩擦帯電性を得るため
電荷制御剤を含有させることが一般的である。したがっ
て、負帯電性の電荷制御剤を含有させた磁性トナーとほ
ぼ同等の負帯電特性を有する磁性粉を使用し、磁性トナ
ーと磁性粉との互いの反発作用により、粉砕分級工程に
おける気流中での磁性トナーと磁性粉の静電気的な付着
を防止するものである。

なお、磁性トナーに付着しなかった磁性粉は分級時にバ
ッグフィルターにて微粉として回収される。

摩擦帯電量が−５０μＣノｇより正側に低い場合もしく
は正帯電性を有する場合は、脱離した磁性粉が磁性トナ
ーに付着するため、地力ブリ、トナー飛散、感光体への
傷が悪くなる。

本発明において磁性粉の摩擦帯電量はブローオフ法によ
って測定し、具体的には次のようにして測定する。まず
、磁性粉の摩擦帯電の相手となる材料は、その表面にメ
チルメタアクリレートポリマーを１〜２重量％コートし
たフェライト粉を用いる。

該フェライト粉は、平均粒子径が４５〜５１μｍ、飽和
磁化が６０〜６５ｅｌＩｌｕ／ｇ、残留磁化及び保磁力
が０、見掛は比重が２．１０〜２．２０ｇ／ｃｊ、流動
性が２６，０〜３０．０　ｓｅｃ１５０ｇ　、電流値が
４５〜５１μＡの物性値を有するものであり、具体的に
はパウダーチック社製の商品名Ｆ１４１−３００が本発
明で規定する磁性粉の摩擦帯電量の測定に適用される。

測定方法としては、上記の樹脂コートフェライト粉４９
ｇと２００メツシユのフルイをとおした磁性粉１ｇとを
２００　ｃｃのガラス容器に入れて２０〜２２°Ｃ／６
０〜６５％の環境下に１２時間以上放置する。次にこの
ガラス容器を手で２００回振った後、８０ｒｐｍの定速
攪拌器に５分間攪拌し、ブローオフ測定機にて磁性粉の
摩擦帯電量を３回測定してその平均値を磁性粉の摩擦帯
電量とする。

本発明を構成する磁性トナーは前述した磁性粉と共に結
着樹脂、着色剤、電荷制御剤等をトライブレンドし、溶
融混練後、粉砕分級して得ることができる。この場合、
磁性トナーに対する磁性粉の含有量は７０重景％以下で
なければならず、７０重量％より多く磁性粉を含有させ
ると磁性トナーの製造時に脱離する磁性トナーが極端に
多くなって、磁性トナーに付着する磁性粉を防止するこ
とができず地力ブリ、トナー飛散、感光体への傷が悪く
なる。

結着樹脂としてはポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチ
レン、ポリビニルトルエン、スチレン−ｐ−クロルスチ
レン共重合体、スチレンビニルトルエン共重合体等のス
チレン並びにその置換体の単独重合体及びそれらの共重
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−
ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとアクリル酸エステル
との共重合体；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−ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとメタ
クリル酸エステルとの共重合体；スチレンとアクリル酸
エステル及びメタクリル酸エステルとの多元共重合体；
その他スチレンー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、スチレンブタジェン共
重合体、スチレンビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ンアクリルニトリルインデン共重合体、スチレン−マレ
イン酸エステル共重合体等のスチレンと他のビニル系モ
ノマーと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、ポリエステル樹脂、
ポリ酢酸ビニルポリエステル、ポリアミド樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸フェノ
ール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、石油樹脂、
塩素化パラフィン、等が単独または混合して使用できる
。

着色剤としては例えば下記の顔料又は染料を用いること
ができる。カーボンブラック、アニリンブルー（Ｃ，１
，Ｎ１１５０４０５）、カルコオイルブルー（Ｃ０１，
Ｎａ　ａｚｏｅｃ　Ｂｌｕｅ　３）、クロームイエロー
（Ｃ，Ｉ。

Ｎα１４０９０）、ウルトラマリンブルー（Ｃ，１，阻
７７１０３）、デュポンオイルレッド（Ｃ，１，Ｎα２
６１０５）、オリエントオイルレッド＃　３３０　（Ｃ
，１，Ｎｉｌ　４７００５）　、メチレンブルークロラ
イド（Ｃ，１，Ｎα５２０１５）　、フタロシアニンブ
ルー（Ｃ，１，Ｎα７４１６０）　、マラカイトグリー
ンオキザレート（Ｃ，１，Ｎｏ、　４２０００）　、ラ
ンプブラック（Ｃ，１，Ｎｏ、　７７２６６）　、Ｏ−
ズベンガル（Ｃ，Ｉ。

Ｎα４５４３５）及びこれらの混合物。

そのほか電荷制御剤としては、亜鉛やクロムの含金属錯
体、塩素化パラフィン、塩素化ポリエステル、酸基過剰
のポリエステル、銅フタロシアニンのスルホニルアミン
等が用いられる。

一方、本発明の現像剤を構成する磁性キャリアは、−ｇ
にトナー用磁性キャリアとして使用されるものが使用可
能であって、具体的には鉄粉系キャリア、フェライト系
キャリアがいずれも使用でき、また、これらを芯物質と
してポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹
脂、シリコーン系樹脂等をその表面に被覆した樹脂コー
トキャリアまたは鉄粉やフェライトを結着樹脂に混練し
て造粒したいわゆる樹脂キャリアも使用可能である。

本発明の現像剤は前記したキャリア１００重量部に対し
てトナーを１０〜４０重量部混合して製造する。

〔実施例］ 次に本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例１ を混合後、二軸スクリュー混練機で溶融混練した後、冷
却し、粉砕分級して平均粒子径が１２μｍの微粒子を作
製した後、該微粒子９９．’６重量％に対して疎水性シ
リカ（エアロジル社製Ｒ−９７２）　０．４重量％をヘ
ンシェルミキサーを用いて混合して磁性トナーを得た。

次に該磁性トナー３０重量％と平均粒子径５０１．１ｍ
のアクリルコートマグネタイト７０重量％とを混合して
本発明の現像剤を得た。

なお、上記のマグネタイトａのブローオフ法により測定
した摩擦帯電量は一１５０μｃ／ｇであった。

上記の現像剤を用いて市販の複写機（シャープ社製ＪＸ
−９５００）に設置し、５０００枚までの耐刷評価を行
ったところ、マクヘス反射濃度計による画像濃度は１．
３〜１．３５の値で推移し、色差計による地力ブリは０
．４〜０．６であって、画線部への磁性トナーの飛び散
りは皆無であり、感光体の傷は発生しなかった。なお、
磁性トナーへの脱離した磁性粉の付着状態を確認するた
め、製造直後の磁性トナーを電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、磁性粉の付着はほとんどなかった。

実施例２ マグネタイトａのかわりにマグネタイトｂ（戸田工業社
製のＥＰＴ−１０００をＴ−グリシドキシプロビルトリ
メトキシシランで表面処理したもの）を用いる他は実施
例１と同様にして本発明の現像剤を得た。上記のマグネ
タイトｂのブローオフ法により測定した摩擦帯電量は一
５５μｃ／ｇであった。

上記の現像剤を用いて市販の複写機（シャープ社製ＪＸ
−９５００）に設置し、５０００枚までの耐刷評価を行
ったところ、画像濃度は１．３〜１．３７の値で推移し
、地力ブリは０．４〜０．５であって、画線部への磁性
トナーの飛び散りは皆無であり、感光体の傷は発生しな
かった。なお、磁性トナーへの脱離した磁性粉の付着状
態を確認するため、製造直後の磁性トナーを電子顕微鏡
で観察したところ、磁性粉の付着はほとんどなかった。

比較例１ マグネタイトａのかわりにマグネタイトＣ（戸田工業社
製のＥＰＴ−１０００をヘキサメチレンジシラザンで表
面処理したもの）を用いる他は実施例１と同様にして比
較用の現像剤を得た。上記のマグネタイ）Ｃのブローオ
フ法により測定した摩擦帯電量は一１０μｃ／ｇであっ
た。

上記の現像剤を用いて市販の複写機（シャープ社製ＪＸ
−９５００）に設置し、５０００枚までの耐刷評価を行
ったところ、画像濃度は１．２５〜１．３の値で推移し
、地力ブリは０．８〜１．６であって、画線部への磁性
トナーの飛び散り及び感光体の傷が多かった。また、製
造直後の磁性トナーを電子顕微鏡で観察したところ、多
くの磁性粉が表面に付着していた。

比較例２ マグネタイトａのかわりに表面処理をほどこしていない
マグネタイトｄ（戸田工業社製ＥＰＴ−１０００）を用
いる他は実施例１と同様にして比較用の現像剤を得た。

上記のマグネタイｌ−ｄのブローオフ法により測定した
摩擦帯電量は＋６５μｃ／ｇであった。

上記の現像剤を用いて市販の複写機（シャープ社製ＪＸ
−９５００）に設置し、５０００枚までの耐刷評価を行
ったところ、画像濃度は１．２５〜１．３の値で推移し
、地力ブリは１．０〜１．５であって、画像部への磁性
トナーの飛び散り及び感光体の傷が多かった。また、製
造直後の磁性トナーを電子顕微鏡で観察したところ、多
くの磁性粉が表面に付着していた。

実施例３ を混合後、二軸スクリュー混練機で溶融混練した後、冷
却し、粉砕分級して平均粒子径が１２μｍの微粒子を作
製した後、該微粒子９９．６重量％に対して疎水性シリ
カ（エアロジル社製Ｒ−９７２）　０．４重量％をヘン
シェルミキサーを用いて混合して磁性トナーを得た。次
に該磁性トナー８５重量％と平均粒子径５０μｍのアク
リルコートマグネタイト１５重量％とを混合して本発明
の現像剤を得た。

なお、上記のマグネタイ）ａのブローオフ法により測定
した摩擦帯電量は一１５０μｃ／ｇであった。

上記の現像剤を用いて市販のプリンター（日本電気社製
ＰＣ−ＰＲ４０６ＬＭ）に設置し、５０００枚までの耐
刷評価を行ったところ、画像濃度は１．３５〜１．４の
値で推移し、地力プリは０．３〜０．５であって、画線
部への磁性トナーの飛び散りは皆無であり、クリーニン
グ不良はなかった。なお、磁性トナーへの脱離した磁性
粉の付着状態を確認するため、製造直後の磁性トナーを
電子顕微鏡で観察したところ、磁性粉の付着はなかった
。

実施例４ マグネタイトａのかわりにマグネタイトｂ（戸田工業社
製のＥＰＴ−１０００をＴ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシランで表面処理したもの）を用いる他は実施
例３と同様にして本発明の現像剤を得た。上記のマグネ
タイトｂのブローオフ法により測定した摩擦帯電量は一
５５μｃ／ｇであった。

上記の現像剤を用いて市販のプリンター（日本電気社製
ＰＣ−ＰＲ４０６ＬＭ）に設置し、５０００枚までの耐
刷評価を行ったところ、画像濃度は１．３５〜１．３７
の値で推移し、地力ブリは０．４〜０．６であって、画
線部への磁性トナーの飛び散りは皆無であり、クリーニ
ング不良はなかった。なお、磁性トナーへの脱離した磁
性粉の付着状態を確認するため、製造直後の磁性トナー
を電子顕微鏡で観察したところ、磁性粉の付着はほとん
どなかった。

比較例３ マグネタイトａのかわりにマグネタイトＣ（戸田工業社
製のＥＰＴ−１０００をヘキザメチレンジシラザンで表
面処理したもの）を用いる他は実施例３と同様にして比
較用の現像剤を得た。上記のマグネタイトＣのブローオ
フ法により測定した摩擦帯電量は一１０ｐｃ／ｇであっ
た〇 上記の現像剤を用いて市販のプリンター（日本電気社製
ＰＣ−ＰＲ４０６ＬＭ）に設置し、５０００枚までの耐
刷評価を行ったところ、画像濃度は１．３５〜１．３５
の値で推移し、地力ブリは０．４〜０．６であって、画
線部への磁性トナーの飛び散りが多く、クリーニング不
良が５００枚で発生した。また、製造直後の磁性トナー
を電子顕微鏡で観察したところ、多くの磁性粉が表面に
付着していた。

比較例４ マグネタイトａのかわりに表面処理を施していないマグ
ネタイトｄ（戸田工業社製ＥＰＴ−１０００）を用いる
他は実施例３と同様にして比較用の現像剤を得た。上記
のマグネタイトｄのブローオフ法により測定した摩擦帯
電量は＋６５μｃ／ｇであった。

上記の現像剤を用いて市販のプリンター（日本電気社製
ＰＣ−ＰＲ４０６ＬＭ）に設置し、５０００枚までの耐
刷評価を行ったところ、画像濃度は１．３４〜１゜３７
の値で推移し、地力ブリは０．４〜０．６であって、画
像部への磁性トナーの飛び散りが多く、クリーニング不
良が２５０枚で発生した。また、製造直後の磁性トナー
を電子顕微鏡で観察したところ、多くの磁性粉が表面に
付着していた。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、表面処理剤によって特定の摩擦
帯電量を有する磁性粉を磁性トナーに含有させたため、
磁性トナーの製造時に脱離した磁性粉が磁性トナーの表
面に付着するのを防止することができ、よって地力ブリ
、画線部への磁性トナーの飛び散り、感光体表面への傷
、クリーニング不良のない電子写真用現像剤を提供する
ことができる。

手 続 補 正 書 平成 ３年 １月３０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブローオフ法により測定した摩擦帯電量が−５０μｃ／
   ｇより負側に高く、かつシラン系カップリング剤、チタ
   ン系カップリング剤もしくは負帯電性ポリマーからなる
   表面処理剤で処理された磁性粉を７０重量％以下含有し
   た負帯電性の磁性トナーと磁性キャリアとからなること
   を特徴とする電子写真用現像剤。