JPH0683110A

JPH0683110A - 電子写真用現像剤

Info

Publication number: JPH0683110A
Application number: JP4236590A
Authority: JP
Inventors: Seijirou Ishimaru; 聖次郎石丸; Takashi Tejima; 孝手嶋; Tetsuya Nakano; 哲也中野; Kazuhiko Yamamura; 和彦山村; Yoshitake Shimizu; 義威清水; Takashi Higuchi; 剛史樋口; Katsumi Okamoto; 克巳岡本
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、小粒径トナーであっても帯電性を満
足し、かつ現像器の強い攪拌においてもキャリヤに電荷
制御剤が付着せず、カブリ／トナー飛散の発生しない高
画質の現像剤を提供することを目的とする。【構成】本発明によれば、少なくとも定着樹脂と電荷制
御剤を含有することからなる電子写真用トナーとキャリ
ヤとを混合してなる二成分現像剤において、トナー粒子
の体積平均粒径が８μｍ以下であり、電荷制御剤の平均
粒径が４μｍ以下であり、キャリヤの平均粒径が５０〜
７０μｍであることを特徴とする電子写真用現像剤が提
供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電写真法、静電印刷
等に使用する粉体トナーを用いる２成分現像剤の改良、
特に帯電性を向上させ、トナー飛散／カブリなどを防止
するための改良に関する。

【０００２】

【従来技術】電子写真複写方法は、光導電現象を利用し
て画像を形成し、ハードコピーを得るシステムで、プロ
セスとしては、帯電、露光、現像、転写、定着、クリー
ニングの各工程からなっている。その中で現像工程は像
支持体に形成された静電潜像と反対の極性の電荷を与え
たトナーを、静電潜像表面に静電的に吸着させ、潜像を
顕像化するものである。この現像工程は、最終的に得ら
れる複写画像に最も強い影響を与えるプロセスであり、
そのためトナーの特性は静電潜像を形成する光導電体の
特性と並んで重要な因子の一つである。

【０００３】トナーは、定着樹脂と着色剤を必須成分と
し、必要に応じて電荷制御剤、導電性制御剤、離型剤等
の有機、無機系の各種材料を定着樹脂中に分散混入させ
た樹脂微粒子であり、製造にあたっては上述したトナー
用材料を混合し、この混合物を溶融混練して、各種構成
材料を均一に分散させ、冷却、粉砕、分級を行って、ト
ナー粒子を得ている。このトナー粒子は未だ流動性が不
十分であるため、シリカ等の微粒子をまぶし処理すると
いったことが広く行われており、シリカ微粒子として
は、環境による電気特性の低下を防止するため、疎水性
シリカが一般的に用いられている。

【０００４】上記トナーを二成分現像剤として用いる場
合、一般的にはキャリヤと適当配合量で調合し、次いで
混合、攪拌して現像剤とする。キャリヤとしては、鉄、
フェライト等の磁性材料が広く用いられている。また、
帯電性などを制御するために、アクリル樹脂、フッ素樹
脂等をキャリヤ表面に被膜させた被膜キャリヤを用いる
場合もある。キャリヤの役割はトナーへの帯電付与、現
像領域へのトナー運搬、現像時の対抗電極効果などであ
り、画像形成に大きく関与する重要な因子である。

【０００５】ところで、最近高画質化とともにトナーの
小粒径化が進みつつある。画像の解像力や細線の再現性
には、トナーが小粒径の方が良いことは多言を要しない
ところである。しかし、トナーが小粒径になってくると
これに伴って新たな問題が発生する。すなわち、トナー
が小粒径になると比表面積が増大するので、トナーとキ
ャリヤの比表面積の割合が変わり帯電不良がおこる。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】従来、この問題を解
決するため、キャリヤを小粒径化していた。例えば、特
開平１−２２３４７１、特開平２−２０７２７５、特開
平２−２８１２８０では小粒径キャリヤを用いて、画像
の均一性や階調性の改善をはかっている。これは小粒径
トナーの場合、従来トナーより比表面積が増大するの
で、キャリヤを小粒径化させてキャリヤ比表面積を増大
させることにより充分な帯電を得ようとするものであ
る。

【０００７】しかし、小粒径キャリヤを使用した現像剤
は流動性が悪く、現像器内で偏積をおこしスリーブに充
分な現像剤量を供給できないといった問題や、攪拌が充
分に行われないため、帯電不良が生じるといった問題が
発生する。そこで、小粒径キャリヤを使用した現像剤の
流動性低下を改善するため、特開昭５８−１４０７５３
では小粒径キャリヤと大粒径キャリヤと混合している
が、この方法では流動性は改善されても、大粒径キャリ
ヤによるトナーの非画像部への飛び散り増加、解像力低
下、さらにはキャリヤ粒度分布が広いため、トナーの不
均一帯電などの問題が発生する。

【０００８】一方、システム的な解決手段としては、現
像器の攪拌力を強くさせる方法があるが、トナーとキャ
リヤが強く接触するため、トナー表面に露出している電
荷制御剤が選択的にキャリヤに付着し、逆帯電トナーが
発生しやすくなって、カブリ／トナー飛散などの問題が
生じる。本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので
あって、小粒径トナーであっても帯電性を満足し、かつ
現像器の強い攪拌においてもキャリヤに電荷制御剤が付
着せず、カブリ／トナー飛散の発生しない高画質の現像
剤を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも定着樹脂と電荷制御剤を含有することからなる電子
写真用トナーとキャリヤとを混合してなる二成分現像剤
において、トナー粒子の体積平均粒径が８μｍ以下であ
り、電荷制御剤の平均粒径が４μｍ以下であり、キャリ
ヤの平均粒径が５０〜７０μｍであることを特徴とする
電子写真用現像剤が提供される。

【００１０】

【作用】本発明の電子写真用トナーは、体積平均粒径８
μｍ以下のトナー粒子であり、電荷制御剤の平均粒径が
４μｍ以下と一般的に用いる電荷制御剤より小さいこと
が顕著な特徴である。また、キャリヤの平均粒径が５０
〜７０μｍであることが本発明のもう１つの顕著な特徴
である。

【００１１】電荷制御剤の平均粒径が４μｍより大きい
と、キャリヤへの電荷制御剤付着が顕著に現れる。これ
は、電荷制御剤の粒径が大きいと製造段階でトナー配合
剤を溶融混練後粉砕する際、電荷制御剤と結着樹脂との
接触界面部分が構造的に弱いためにその部分から選択的
に粉砕され、トナー表面に電荷制御剤が露出しやすくな
り、その結果、現像器内の攪拌によってキャリヤ表面に
電荷制御剤が付着しやすくなるのである。これによりカ
ブリ／トナー飛散が発生すると考えられる。

【００１２】本発明において、キャリヤの平均粒径が５
０μｍより小さいと、現像剤の流動性が著しく低下す
る。また、その現像剤を現像器の攪拌力（トルク）を大
きくして、流動性を改善しようとすると５０μｍ以下の
キャリヤではトナーの破砕が生じる。この結果、現像剤
中にトナー微粉が過剰となり、帯電性が著しく低下し、
電子写真用現像剤として使用が困難となる。また、キャ
リヤの平均粒径が７０μｍより大きいと、トナーの表面
積に対してキャリヤの表面積が小さくなるため、トナー
とキャリヤの接触確率が低下し帯電不良となる。

【００１３】電荷制御剤としては、それ自体公知の任意
の電荷制御剤で平均粒径が４μｍ以下のもの、例えばボ
ントロンＳ−４４（オリエント化学社製）、ニグロシン
ベース（ＣＩ５０４１５）、オイルブラック（ＣＩ
２６１５０）、スピロンブラック等の油溶性染料、含金
属アゾ染料、ナフテン酸金属塩、アルキルサリチル酸の
金属塩、脂肪酸や石鹸、樹脂酸石鹸等が使用される。

【００１４】また、本発明のキャリヤとしては、ガラス
ビーズや酸化または未酸化の鉄粉、フェライト等の未被
膜キャリヤ、または鉄、ニッケル、コバルト、フェライ
ト等の磁性体をアクリル系重合体、フッ素系重合体、ポ
リエステル、変性シリコン樹脂等の重合体で被膜した被
膜キャリヤ等が使用される。本発明におけるトナー粒子
は、結着樹脂中に、着色剤、電荷制御剤、離型剤等の添
加剤を配合し、８μｍ以下の粒径に造粒して製造され
る。

【００１５】このトナー成分である結着樹脂には、スチ
レン系樹脂、アクリル系樹脂、或いはスチレン−アクリ
ル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリ
コン樹脂、ポリアミド、変性ロジン等が使用される。着
色剤としては、従来より使用されている公知のものが使
用できる。例えば三菱化成製カーボンブラック＃２５
（登録商標）のように、一次粒子の平均粒径が４０乃至
６０ｎｍの粒子が好適である。その他以下にあげる着色
剤が好適に使用できる。

【００１６】黒色ファーネスブラック、チャンネルブラック、ガスブラッ
ク、オイルブラック、アセチレンブラック等のカーボン
ブラック、ランプブラック、アニリンブラック白色亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛赤色ベンガラ、カドミュウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カド
ミュウム、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橙色赤口黄鉛、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黄色黄鉛、亜鉛華、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、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、ハンザーイ
エローＧ、ハンザーイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエロ
ーＧ、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緑色クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリンＢ、マ
ラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーン青色紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクト
リアブルーレーキ、フタロシアニンブルー部分塩素化
物、ファーネストスカイブルー、インダンスレンブルー
ＢＣ、無金属フタロシアニンブルー紫色マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオ
レットレーキ体質顔料としては、例えばパライト粉、炭酸バリウム、
クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナ
ホワイト等があげられる。

【００１７】導電性顔料としては、例えば導電性カーボ
ンブラック、アルミニウム粉等の各種金属粉があげられ
る。磁性顔料としては、例えば四三酸化鉄（マグネタイ
ト鉄黒）、三二酸化鉄（γ−Ｆｅ2Ｏ3）、酸化鉄亜鉛
（ＺｎＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄イットリウム（Ｙ3Ｆｅ5Ｏ1
2）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ガト
リウム（Ｇｄ3Ｆｅ5Ｏ4）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄ニッケル
（ＮｉＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ネオジム（ＮｄＦｅＯ3）、
酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄マグネシウ
ム（ＭｇＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ3）等の各種フェライ
ト；鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉等があげられる。

【００１８】光導電性顔料としては、例えば酸化亜鉛、
セレン、硫化カドミウム、セレン、硫化カドミウム、セ
レン化カドミウム等があげられる。トナーの製造結着樹脂、着色剤、電荷制御剤、離型剤等を混合攪拌す
る。混合攪拌は低負荷・低せん断力が作用する条件下で
行うべきであり、一般にコニカルブレンダー、リボンブ
レンダー、Ｖ型ブレンダー、ナウタミキサー、ヘンシェ
ルミキサー、ボールミル等の各種混合攪拌装置で行うこ
とができる。混合攪拌温度は、結着樹脂のガラス転移点
（Ｔｇ）よりも低い温度とするのがよい。必要な混合攪
拌時間は装置の種類、投入量によっても相違するが、一
般に１０乃至３００分の範囲が適当である。

【００１９】このようにして得られた前混合物を常法に
より溶融混練し、この混練物を粉砕、分級してトナー粒
子とする。上記製造法により得られたトナー粒子に、流
動性、帯電性向上を目的に、疎水化シリカを適当重量部
数混合分散させ、平均粒子径が８μｍ以下の粉体トナー
とする。疎水化シリカとしては、アルキル基、アルキル
シリル基、アルキルシランで処理された疎水化シリカ、
例えば日本アエロジル社製の商品名Ｒ９７４等が挙げら
れる。

【００２０】上述した疎水化シリカとの組み合わせ、あ
るいは単体、あるいは疎水化シリカ以外の組み合わせで
使用する流動性向上剤としては、例えば無機の流動性向
上剤や有機高分子の流動性向上剤が挙げられる。無機の
ものとしては、通常の気相方シリカ、気相方アルミナ、
気相方チタニア、アルミナ改質気相方シリカが挙げられ
る。有機高分子流動性向上剤としては、無乳化重合法あ
るいは乳化重合法によるアクリル樹脂、スチレン系樹脂
などの微粒子が使用される。

【００２１】こうして得られるトナーと上記キャリヤを
混合して現像剤とし、トナー濃度は１〜１５％であるの
が望ましい。

【００２２】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて本発明の電子
写真用トナーをより詳細に説明する。実施例１（成分）スチレン−アクリル系重合体１００重量部カーボンブラック８．５重量部クロム錯塩染料（電荷制御剤）１．５重量部（オリエント化学製ボントロンＳ−４４４μｍ）低分子量ポリプロピレン（離型剤）２．０重量部以上の成分を２軸押出し機で溶融混練し、ジェットミル
粉砕し、分級機で風力分級を行って平均粒径８μｍのト
ナー粒子とし、これに疎水性シリカ微粒子をトナー総量
に対して、０．３重量％の割合で混合分散して最終的な
電子写真用トナーを得た。

【００２３】そして、このトナーと平均粒径５０μｍの
キャリヤとを混合・攪拌し、トナー濃度３．５％の現像
剤を得た。実施例２実施例１において、キャリヤの平均粒径を７０μｍに代
えた以外は実施例１と同様にした。比較例１実施例１において、電荷制御剤の平均粒径を６μｍに
し、キャリヤの平均粒径を６０μｍに代えた以外は、実
施例１と同様にした。比較例２実施例１において、キャリヤの平均粒径を４０μｍに代
えた以外は、実施例１と同様にした。比較例３
実施例１において、キャリヤの平均
粒径を８０μｍに代えた以外は、実施例１と同様にし
た。＜評価試験＞各実施例及び比較例で得たトナー及び現像
剤を、三田工業社製（商品名「ＤＣ−１６７０Ｍ改造
機」）を用いて、２万枚の複写テストを行った。但し、
複写テストに用いる原稿は文字、黒べた部を含む黒色部
の面積率が１５％の原稿を用いた。以下の試験方法に従
い評価した。各試験方法は以下の通りである。（１）画像濃度（Ｉ．Ｄ．）測定反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６Ｄ）を用いて
初期及び２万枚複写後の複写画像黒べた部の濃度を測定
した。また以下の基準で評価した。

【００２４】○：１．３５以上 △：１．３以上１．３５未満 ×：１．３未満（２）カブリ濃度（Ｆ．Ｄ．）測定前記反射濃度計を用いて初期及び２万枚複写後の白色部
の濃度を測定して、カブリ濃度とした。また以下の基準
で評価した。

【００２５】○：０．００５以下 △：０．００６，０．００７ ×：０．００８以上（３）トナー飛散２万枚複写終了時の複写機内状態を目視で判断し、以下
の基準で評価した。

【００２６】○：トナー飛散なし △：わずかにトナー飛散あり ×：トナー飛散あり（４）帯電量東芝ケミカル社製のブローオフ帯電量測定器で、初期及
び２万枚複写後の帯電量を測定した。（５）キャリヤに付着した電荷制御剤の付着量測定２万枚複写後の現像剤からトナーを除去し、残ったキャ
リヤ５ｇ中の電荷制御剤付着量を測定した。表１の結果
から、実施例１、２では、現像器内での現像剤の流動性
に問題なく、またキャリヤへの電荷制御剤付着がないこ
とから、帯電性が安定し、その結果カブリ／トナー飛散
を防止でき、２万枚の複写を行っても、高画質で良好な
画像を得ることができ、長寿命な現像剤であることがわ
かった。

【００２７】一方、比較例１．２．３のように、電荷制
御剤の平均粒径及びキャリヤの平均粒径のそれぞれいず
れか１つが欠けても、カブリ、トナー飛散、帯電不良、
現像剤の流動性低下が発生した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、８μｍ以下の小粒径ト
ナーにおいても、電荷制御剤の平均粒径を４μｍ以下と
し、キャリヤの平均粒径を５０〜７０μｍにすること
で、現像剤の流動性、帯電性を向上及び安定化させるこ
とができ、高画質及び長寿命の現像剤が得られるという
利点がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山村和彦大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内 (72)発明者清水義威大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内 (72)発明者樋口剛史大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内 (72)発明者岡本克巳大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも定着樹脂と電荷制御剤を含有す
る電子写真用トナーとキャリヤとを混合してなる二成分
現像剤において、トナー粒子の体積平均粒径が８μｍ以下であり、電荷制御剤の平均粒径が４μｍ以下であり、キャリヤの平均粒径が５０〜７０μｍであることを特徴とする電子写真用現像剤。