JPH06100844B2

JPH06100844B2 - 乾式現像剤

Info

Publication number: JPH06100844B2
Application number: JP61138186A
Authority: JP
Inventors: 良美天貝; 一成村岡; 悦夫富永; 潔橋本; 博之守屋; 利昭室伏
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS62295067A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は静電潜像を現像するための乾式現像剤、特に２
成分乾式現像剤に関する。

［従来の技術］電子写真法あるいは静電記録法では、感光体あるいは静
電記録体に形成された静電潜像を現像剤で現像し、転写
紙にトナー像を転写後、定着して複写物が得られる。

これらの方法では、現像剤として、一般にキャリアとト
ナーの２成分からなる乾式現像剤が用いられている。２
成分乾式現像剤では現像装置内での攪拌によってキャリ
アとトナーとの間に摩擦帯電を生じさせ、トナーに静電
潜像と逆極性の電荷を付与して潜像に付着させ現像が行
なわれる。

このような現像剤としては、例えば磁気ブラシ現像法に
於いて用いるキャリアとして、平均粒径50〜500μｍの
鉄粉、フェライト粉またはそれらを特定の重合体でコー
ティングしたものが多く用いられている。また近年、少
なくとも磁性粉と結着樹脂とを混合し、造粒したキャリ
アも提案されている。

これら２成分系現像剤ではいずれの場合にもキャリアと
トナーとの間で発生する極性および帯電量を現像に適す
るように調整する必要がある。

従来このような２成分系現像剤は、複写物の画像濃度、
カブリ等の要求特性が満たされるようなトナー濃度で、
キャリアとトナーとを混合して用いられている。しかし
キャリアとトナーとを混合する環境（湿度条件等）によ
って帯電量が変化し、得られる複写物の品質が変化して
しまい、帯電量の高い場合には、得られる複写物の画像
濃度が薄くなったり、画像周辺のフリンジ電界部へのキ
ャリア付着が発生する。また帯電量が低い場合には画像
濃度が濃すぎたり、ガブリ、トナー飛散が発生するとい
う欠点があった。

［発明が解決しようとする問題点］特に近年提案されている少なくとも磁性粉と結着樹脂と
の混合物からなり、平均粒径20〜50μｍのキャリアを使
用する現像剤の場合には、帯電量の許容幅が狭いという
欠点を有するため、キャリアとトナーを混合して現像剤
を調整する際許容される狭い帯電量に合わせることが難
しいという問題がある。これは、このような小粒径でし
かも結着樹脂と磁性粉とからなるキャリアでは、キャリ
ア１個当たりの飽和磁束密度が低いため、画像周辺のフ
リンジ電界部および背景部にキャリアが付着し易い傾向
があることによるものである。

この背景部へのキャリア付着は帯電量を高くしたとき発
生し易いので、帯電量を余り高くすることはできず、こ
のような小粒径キャリアでは帯電量を低くする必要があ
るが、現像剤を長時間使用した際及び高湿度になると経
時的に帯電量が下がり、カブリやトナーの飛散が発生す
る。

また、小粒径キャリアとトナーとを混合して現像剤を調
製する際、混合時の環境、特に湿度の影響を受けて帯電
量が変化し易い。これは、キャリアの粒子径が小さいた
め有効表面積が広いことによるものと考えられる。

従って、少なくともキャリアとトナーとを混合してなる
２成分系現像剤の帯電量は混合する際の環境が変化して
も安定であることが望まれる。

従って、本発明の目的は、従来の小粒径キャリアの欠点
を解消し、キャリアとトナーとを混合する際の環境が変
化しても帯電量が安定している現像剤を提供することに
ある。

更に、本発明の目的は、長期間使用しても、また使用す
る環境が変化しても帯電量の変化が少ない安定して現像
剤を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］すなわち、本発明は、（１）キャリアとトナーとを混合してなる乾式現像剤で
あって、磁性粉と結着樹脂とを溶融混練し、これを粉砕
・分級して平均粒径20〜50μｍの粒子とした後調湿処理
してなるキャリアを含有することを特徴とする乾式現像
剤、（２）調湿処理が温度10〜40℃、湿度40〜80％RH（相対
湿度）の条件で行なわれる上記（１）に記載の乾式現像
剤を提供する。

本発明に使用することのできる原料磁性粉の例として
は、平均粒径0.1〜３μｍのマグネタイト、フェライ
ト、鉄、ニッケル、二酸化クロム、γ−ヘマタイト、コ
バルト等の微粉末が挙げられる。中でも安価でかつ安定
して使用できる点でマグネタイトが好ましい。

結着樹脂としては、ビニル系樹脂、フェノール系樹脂、
尿素系樹脂、メラミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポ
リカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタ
ン系樹脂、エポキシ樹脂などの縮合型樹脂およびそれら
モノマーの共重合体を使用できる。これらのモノマーと
してはそれぞれ慣用の成分が使用できる。ビニル系のモ
ノマーについて例を挙げれば、スチレン、α−メチルス
チレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−メチルスチレンなど
のスチレン系モノマー；メチルアクリレート、メチルメ
タクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレ
ート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘ
キシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ジメ
チルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノメタク
リレートなどのアクリル酸およびメタクリル酸エステル
系モノマー；アクリルアミド、メタクリルアミドなどの
アミド系モノマー；アクリロニトリル、メタクリロニト
リルなどのニトリル系モノマー、エチレン、プロピレ
ン、ブチレン、イソブチレンなどのオレフィン系モノマ
ー；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエス
テル系モノマー；塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニ
ルなどのハロゲン化ビニル系モノマーなどがあり、これ
らの１種または２種以上を重合してビニル系樹脂とす
る。

キャリアには、その他必要に応じて導電性調節剤として
のカーボンブラックやトナーについて後述するような帯
電制御剤等を添加してもよい。キャリアの製造は、混練
し粉砕する方法、結着樹脂を溶剤に溶解し、磁性粉を分
散した懸濁液をスプレードライして造粒する方法、また
結着樹脂を重合する際磁性粉をモノマー中に分散して得
る方法のいずれでも良い。

本発明におけるトナーは、樹脂、着色剤、帯電制御剤、
および添加剤等からなる。トナーに用いられる樹脂とし
ては、ポリスチレン、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−メタクリル酸エステル共重合体、アクリル系樹
脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エポキシ
樹脂等の樹脂が挙げられる。トナーに用いられる着色剤
としては、カーボンブラック、アニリンブラック、ニグ
ロシン染料、アニリンブルー、クロムイエロー、ウルト
ラマリンブルー、オイルレッド、フタロシアニンブル
ー、ランプブラック、ローズベンガルおよびこれらの混
合物等を挙げることができる。これら着色剤は十分な濃
度の可視像が形成されるような割合で含有せしめること
が必要であり、通常、トナー中に１〜20重量％程度の割
合で用いられる。

帯電制御剤としては、ニグロシン染料、含クロム錯体、
四級アンモニウム塩等が用いられ、これらはトナーの極
性により使い分けることが必要である。また、トナーに
用いられる添加剤としては、シリカ、アルミナ、マグネ
シア、チタニア、ジルコニア等の酸化物、二硫化モリブ
デン、二硫化タングステン等の硫化物、窒化ホウ素、窒
化ケイ素等の窒化物、カーボンブラック、脂肪酸金属
塩、並びにポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂微粉
末、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂微
粉末、その他を挙げることができる。

トナーの製造方法は、混練し粉砕する方法、樹脂、着色
剤等を溶剤に溶解、分散した懸濁液をスプレードライし
て造粒する方法、また樹脂を重合する際に着色剤、帯電
制御剤等をモノマー中に分散して得る方法のいずれでも
よい。

本発明の現像剤は、キャリアとトナーとを混合して製造
される。トナーとキャリアとの混合比は、重量比で1:99
〜30:70の範囲が適当である。この混合比はキャリアと
トナーとの比重、粒径、帯電量等によって決められる。

本発明では調湿処理方法は、環境チャンバー中に放置す
る方法、流動層型および旋回気流型混合機中に調湿空気
を導入して処理する方法などにより行なうことができ
る。

本発明の調湿の目的は、キャリア中の水分量を制御する
ことにあり、それが調湿処理までに受けた履歴、すなわ
ち調湿処理以前に置かれた環境から受けた影響を消去し
た後に調湿処理することが好ましい。すなわち、乾燥に
よってキャリアの表面に存在する水分を除去した後に調
湿処理することによって、容易にキャリア中の水量を一
定にすることができる。

調湿処理は、温度10〜40℃、湿度40〜80％RH（相対湿
度）の条件の調湿空気中で行なうことが好ましい。これ
は調湿後のキャリアの状態が、現像剤を実際に使用する
環境条件に適合するように選択するためであり、通常の
複写条件は上記の温度および湿度の範囲に含まれるから
である。また、調湿処理時間は、その調湿空気中で調湿
する場合の平衡水分量に達するまでの時間が必要であ
る。平衡水分量に達したかどうかは水分量を経時的に測
定することで知ることが可能である。水分量を測定する
方法としてはカールフィッシャー水分測定法、熱重量分
析などいずれの方法でもよい。

本発明の現像剤を用いる現像方法は、感光体あるいは静
電記録体に形成された静電潜像を磁気ブラシ現像装置等
により現像する方法で実施される。例えば、キャリアが
負に帯電すればトナーは正に帯電することから、トナー
が負極性潜像に吸引付着して現像が行なわれ、このトナ
ー像を転写紙に転写した後、加熱するなどして定着す
る。

［実施例］以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明
する。

実施例１スチレン−メタクリル酸ブチル（ｎ−BMA）−アクリル
酸（AA）共重合体（スチレン:n−BMA:AA＝80:15:5,Mw＝
80,000）30重量部とマグネタイト70重量部を混合し、溶
融混練後、微粉砕し、分級を行ない、平均粒径35.6μｍ
のキャリアを得た。

上記キャリアとは別にスチレン−メタクリル酸ブチル−
ジメチルアミノメタクリレート（DMAM）共重合体（スチ
レン:n−BMA:DMAM＝65:30:5,Mw＝10,000）94重量部とカ
ーボンブラック６重量部とを溶融混練後、微粉砕して平
均粒径10.8μｍのトナーを得た。得られたトナー100重
量部に対してアルミナ微粉末0.5重量部を容器固定羽回
転型混合機にて混合して使用トナーを得た。

キャリアの調湿処理操作は、第１図は示す旋回流動型調
湿装置で実施した。この装置では吸気フィルター５を通
して、ブロア６および７によって吸引された空気を調湿
空気発生チャンバー１で28℃、65％RHに調湿し、調湿処
理槽３の下部から調湿空気が供給され、スクリーン２の
上に仕込まれ、旋回流動化しているサンプル８を調湿
し、空気のみが排気フィルター４を通して処理槽から排
出される。

５分毎にサンプルを採取し、キャリアの水分量（カール
フィッシャー法により測定）およびトナーと混合した現
像剤の帯電量を測定した。その結果を第２図および第３
図に示す。調湿時間20分以降で平衡水分量に達し、帯電
量が安定していることから、調湿処理30分のキャリア92
重量部、トナー８重量部をＶ型ブレンダーにて混合して
現像剤を調製した。

比較例１キャリアの調湿処理をしない以外は、上記実施例１と同
様にして現像剤を得た。

現像試験試験方法としては、現像剤攪拌装置を備えた磁気ブラシ
現像装置を用い、実施例１および比較例１で得た現像剤
について負極性静電潜像を連続して現像し、帯電量と画
質の維持性を観察した。

画質の観察結果を第１表に、帯電量の測定結果を第４図
に示す。表および図から明らかなように、調湿処理を施
さない比較例１の現像剤を用いた場合には、初期には帯
電量が高く、画質濃度の低下、カブリ（背景部へのトナ
ー付着）、トナー飛散が発生するのに対し、本発明の現
像剤（実施例１）を用いた場合には、20万枚複写しても
何等問題がなく、優れた画質が維持された。

帯電量測定試験実施例１のキャリアとトナーをそれぞれ別々に低湿環境
（20℃、30％RH）、高湿環境（20℃、85％RH）下に24時
間放置し、いずれも低湿環境に保持して調湿したもの、
一方を高湿環境に保持して調湿したもの、いずれも高湿
環境に保持して調湿したものを組合わせて、トナー濃度
を10重量％として混合し試験現像剤を調製し帯電量を測
定した。結果は第２表に示される通りであった。

この結果から、微細な磁性体を結着樹脂に混練して粉砕
して得た小粒径キャリアを用いる本発明現像剤では、現
像剤の帯電量に最も大きく影響してするのは、キャリア
の置かれた環境の湿度によって決まるキャリア含水量で
あることがわかる。

［発明の効果］本発明の現像剤によれば、安定した帯電性が得られ、現
像に用いられた際、背景部へのキャリア付着やトナー付
着がなく、解像度、階調性などの画質に優れ、特に長時
間の使用に耐えることができる。したがって、例えば20
万枚の複写を行なってもトナーの帯電量は安定してお
り、印刷並みの画質が維持される。また、調湿はキャリ
アについて行なえば良いので、複写によって消費される
トナーを調湿する場合と比べて処理量が少なくて済み経
済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、調湿処理装置例の概要図であり、第２図は第
１図の装置によって本発明の実施例例におけるキャリア
の水分量を経時測定した結果を示すグラフであり、第３
図は第２図に対応する水分量のキャリアを用いた現像剤
の帯電量を示すグラフであり、第４図は本発明および比
較例の現像剤について複写枚数と帯電量の関係を示すグ
ラフである。図中符号の意味は以下の通りである。１…調湿空気発生チャンバー２…スクリーン３…調湿処理槽４…排気フィルター５…吸気フィルター６…押込みブロアー７…排気ブロアー８…処理サンプル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本潔神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者守屋博之神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者室伏利昭神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献特公昭52−33496（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリアとトナーとを混合してなる乾式現
像剤であって、磁性粉と結着樹脂とを溶融混練し、これ
を粉砕・分級して平均粒径20〜50μｍの粒子とした後調
湿処理してなるキャリアを含有することを特徴とする乾
式現像剤。
【請求項２】調湿処理が温度10〜40℃、湿度40〜80％RH
（相対湿度）の条件で行なわれる特許請求の範囲第１項
に記載の乾式現像剤。