JPH0720657A

JPH0720657A - 現像剤

Info

Publication number: JPH0720657A
Application number: JP5166776A
Authority: JP
Inventors: Shunei Taniguchi; 俊英谷口; Naoki Kataoka; 尚樹片岡
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】スタート現像剤の帯電量上昇を防止し、現像
初期から安定した画像濃度が得られ、しかも環境変化に
安定な現像剤を提供すること。【構成】現像器に供給されるスタート現像剤に用いら
れるトナー粒子の表面に露出している荷電制御剤の露出
量をｘ（ｇ／ｃｍ³）とし、消費された現像剤を補充す
るための補給用現像剤に用いられるトナー粒子の表面に
露出している荷電制御剤の露出量をｙ（ｇ／ｃｍ³）と
し、ｙ＜ｘの関係で使用することを特徴とする現像剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現像剤、特に複写機の現
像器に供給されるスタート現像剤および補給用現像剤に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写においては、摩擦帯電され
たトナーが感光体の静電潜像に静電付着し、そのトナー
が複写紙上に転写定着されて複写画像が形成される。従
って、複写工程には、トナーを摩擦帯電させる工程が必
ず含まれる。

【０００３】トナーの摩擦帯電性は、現像剤の使用初期
（この時に使用される現像剤を「スタート現像剤」とい
う）と、現像剤が補給（この時に使用される現像剤を
「補給用現像剤」という）された後とでは、その特性が
変化する。これは、例えばトナーとキャリアからなる２
成分現像剤の場合、トナーとキャリアを混合撹拌してい
ると、トナー成分のキャリア表面へのスペント化等によ
り、キャリアの帯電特性が大きく変化し、トナーの帯電
量が大きく変化するためである。より具体的には、スタ
ート現像剤中のキャリアは、トナー成分中の荷電制御剤
（ＣＣＡ）によるスペント化がないため、トナーを過剰
に摩擦帯電してしまう傾向がある。一成分現像剤の場合
においても、キャリアの代わりに、ブレード等とのトナ
ー摩擦を考えれば、２成分現像剤とその傾向は同じであ
る。

【０００４】特にスタート現像剤は、常温低湿環境下で
のトナー帯電量が上昇し、静電潜像へのトナー付着量が
減少し、画像濃度（ＩＤ）が低下する。さらに二成分現
像剤の場合、トナーの帯電量が高くなるとキャリアのカ
ウンターチャージも上昇し、画像として不必要な所にキ
ャリア付着が生じてしまう問題もある。

【０００５】上記のようなスタート現像剤の初期帯電量
上昇を防止するため、トナーのキャリアに対する混合比
（Ｔ／Ｃ比）を通常の６％より高い、８〜１０％に設定
する技術が知られているが、そのような高いＴ／Ｃ比を
維持するのは困難で、Ｔ／Ｃ比のバラツキが大きく、低
湿環境下では依然として画像濃度の低下という問題があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、スタート現像剤の帯電量上昇を
防止し、現像初期から安定した画像濃度が得られ、しか
も環境変化に安定な現像剤を提供することを特徴とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、スタート現
像剤のトナー表面上の荷電制御剤（ＣＣＡ）の量を多め
にし、表面露出ＣＣＡの量がその量よりも少ないトナー
を補給用現像剤として使用することにより達成される。

【０００８】すなわち本発明は現像器に供給されるスタ
ート現像剤に用いられるトナー粒子の表面に露出してい
る荷電制御剤の露出量をｘ（ｇ／ｃｍ³）とし、消費さ
れた現像剤を補充するための補給用現像剤に用いられる
トナー粒子の表面に露出している荷電制御剤の露出量を
ｙ（ｇ／ｃｍ³）とし、ｙ＜ｘの関係で使用することを
特徴とする現像剤に関する。

【０００９】スタート現像剤用トナーの荷電制御剤の表
面露出量を補給用トナーのそれより高くして使用し、ト
ナー表面上の荷電制御剤をトナーの摩擦帯電のための接
触相手、例えばキャリア、ブレード等により早くスペン
ト化する。これによりトナー帯電量上昇が防止でき、環
境変動してもトナー帯電量が安定する。特に低湿環境下
での帯電量上昇を防止することができ、画像濃度の安定
化が達成される。

【００１０】荷電制御剤の表面露出量は、荷電制御剤の
添加量を変えることにより調整することができる。例え
ば、トナーを混練り、粉砕して調製する場合、その混練
り、粉砕条件を変えることによっても調整することがで
きる。この場合、例えば、定着樹脂、荷電制御剤および
その他の添加剤の混合を短い時間で行うと、荷電制御剤
の表面露出量をより多くすることができる。また別の方
法として、荷電制御剤を添加せずにトナー粒子を調製
し、その後、ハイブリダイザー(奈良機械製作所社製）
等を使用し高速気流中で荷電制御剤粒子をトナー表面に
衝突させ、トナー表面に荷電制御剤を固定処理させるこ
とにより調整することも可能である。

【００１１】スタート現像剤のトナー粒子の表面に露出
している荷電制御剤の露出量は１．０×１０^-6〜１.０
×１０^-4ｇ／ｃｍ³、好ましくは３.８×１０^-6〜３.８
×１０^-5ｇ／ｃｍ³とすることが望ましい。さらに具体
的な露出量の量は現像方式、帯電制御剤の種類、トナー
との接触相手等を考慮にいれて、適宜設定されるべきも
のである。

【００１２】スタート現像剤が消費され、さらに現像剤
を補給する場合の、補給用現像剤のトナーは、表面露出
荷電制御剤の量を、スタート現像剤のトナーのそれより
も少なくして使用する。少ないと言っても、その量は通
常用いられている現像剤のトナーがその表面に露出させ
ている量とほぼ同様な値である。これは、現像剤を補給
する段階になると、トナー成分中の荷電制御剤がトナー
の摩擦帯電のための接触相手に十分スペント化し、帯電
性が安定した状態となっているため、荷電制御剤の表面
露出量を高くする必要がもはやないためである。

【００１３】補給用現像剤のトナーの荷電制御剤のトナ
ー表面露出量は、具体的には１.０×１０^-8〜１.０×１
０^-5ｇ／ｃｍ³、好ましくは３.８×１０^-8〜３.８×１
０^-6ｇ／ｃｍ³に調整することが望ましい。

【００１４】本発明において、トナーに使用する樹脂と
しては、一般にトナーを製造する場合に結着樹脂として
用いられているものであればどのようなものであっても
よく、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリ
ル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、
ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリス
ルフォン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、
ブタジエン系樹脂等の熱可塑性樹脂、あるいは尿素樹
脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂、さらにはこれらの共重合体、ブロック重合
体、グラフト重合体およびポリマーブレンド等を用いる
ことができる。なお、上記樹脂としては、例えば、熱可
塑性樹脂のような完全なポリマーの状態にあるものに限
られず、熱硬化性樹脂におけるようなオリゴマーまたは
プレポリマー、架橋剤等を含んだものを用いることも可
能である。

【００１５】また、トナーに対してオフセット防止剤を
含有させる場合には、このようなオフセット防止剤とし
て、各種ワックス、特に低分子量ポリプロピレン、ポリ
エチレン、あるいは酸化型のポリプロピレン、ポリエチ
レン等のポリオレフィン系ワックスが好適に用いられ
る。

【００１６】そして、このようなワックスとしては、そ
の数平均分子量Ｍｎが１０００〜２００００、軟化点Ｔ
ｍが８０〜１５０℃のものを用いることが好ましい。ま
た、芯粒子を構成する前記の樹脂が極性基を有する場合
には、相溶性の面から極性基を有するワックスを用いる
ようにすることが望ましい。また、本発明において、ト
ナーを磁性トナーとして用いるため、トナーに磁性微粒
子を含有させるにあたっては、公知の磁性材料からなる
微粒子を用いることができ、例えば、黒色のトナーを得
る場合においては、それ自身が黒色であり、着色剤とし
ての機能をも有するマグネタイト(四三酸化鉄)を使用す
ることができ、またカラートナーを得る場合には、金属
鉄等の黒味の少ないものを用いるようにする。

【００１７】そして、このような磁性材料の代表的なも
のとしては、例えば、コバルト、鉄、ニッケル等の強磁
性を示す金属、アルミニウム、コバルト、鉄、鉛、マグ
ネシウム、ニッケル、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、
ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレ
ン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属の合金
及びこれらの混合物並びに酸化物、焼成体(フェライト)
等の公知の磁性体の微粒子を含有させることができる。

【００１８】本発明において、使用する荷電制御剤は、
公知のどのような荷電制御剤であってもよく、例えば、
正帯電用の荷電制御剤としては、アジン化合物ニグロシ
ンベースＥＸ、ボントロンＮ−０１、０２、０４、０
５、０７、０９、１０、１３(オリエント化学工業社
製)、オイルブラック(中央合成化学社製)、第４級アン
モニウム塩Ｐ−５１、ポリアミン化合物Ｐ−５２、スー
ダンチーフシュバルツＢＢ(ソルベントブラック３：
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２６１５０)、フェトシュバルツＨＢＮ
(Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２６１５０)、ブリリアントスピリッツ
シュバルツＴＮ(ファルベンファブリケン・バイヤ社
製)、さらにアルコキシ化アミン、アルキルアミド、モ
リブデン酸キレート顔料、イミダゾール化合物等を使用
することができ、また、負帯電用の荷電制御剤として
は、クロム錯塩型アゾ染料Ｓ−３２、３３、３４、３
５、３７、３８、４０、４４(オリエント化学工業社
製)、アイゼンスピロンブラックＴＲＨ、ＢＨＨ(保土ケ
谷化学社製)、カヤセットブラックＴ−２２、００４(日
本化薬社製)、アルミニウム錯塩Ｅ−８６(オリエント化
学工業社製)、サリチル酸金属錯体Ｅ−８１(オリエント
化学工業社製)、カリックスアレン化合物等を使用する
ことができる。

【００１９】また、本発明において、その流動性を高め
るため、トナーに流動化剤を添加させることができ、こ
のような流動化剤としては、例えば、シリカ、酸化アル
ミニウム、酸化チタン、フッ化マグネシウム等を単独あ
るいは組み合わせて使用することができる。

【００２０】また、本発明において、その流動性やクリ
ーニング性等を改良するために、有機微粒子をトナーの
表面に付着あるいは固定させても良く、このような有機
微粒子としては、例えば、乳化重合法、非水分散重合法
等の湿式重合法や、気相法等により造粒したスチレン
(メタ)アクリル、ベンゾグアミン、メラミン、テフロ
ン、シリコン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ化
アクリル、フッ化ビニリデン等の各種有機微粒子を単独
あるいは複数種組み合わせたものを使用することができ
る。

【００２１】また、本発明においては、現像剤として一
成分現像剤あるいはトナーと磁性キャリアとを混合して
なる二成分現像剤を使用することができる。

【００２２】本発明において使用できる磁性キャリアと
しては、従来より一般に使用されている公知の磁性キャ
リアを使用することができ、例えば、鉄、フェライト等
の磁性材料粒子よりなるキャリア、磁性材料粒子を樹脂
等で被覆したコートキャリア、バインダー樹脂中に磁性
材料微粒子を分散してなるバインダー型キャリア等を用
いることができる。

【００２３】スタート現像剤用トナーと補給用現像剤用
トナーの表面露出荷電制御剤の量を上記した関係で使用
すると、２成分現像剤の場合トナー／キャリア混合比
（Ｔ／Ｃ比）をスタート用と補給用で同じＴ／Ｃ比で、
しかも６％程度の低いＴ／Ｃ比を初期現像開始時から一
貫して適用できる。Ｔ／Ｃ比制御が容易となり、そのバ
ラツキもなくなる。

【００２４】本発明においてトナー表面上への荷電制御
剤の露出量は、トナー単位体積当たりのグラム数で表さ
れ、以下の（数１）の式により計算される。

【００２５】

【数１】

【００２６】上記（数１）中、露出荷電制御剤の重量
（ｇ）はトナー表面上に露出した荷電制御剤の量を言
い、以下のようにして得られる値を言う。

【００２７】トナーをエタノール中で撹拌混合し、トナ
ー表面に露出した荷電制御剤を溶出させる。次に分光光
度計により溶液の吸光度を測定し、その値から溶液中の
荷電制御剤の量を算出する。このようにして算出された
値が露出荷電制御剤の重量である。

【００２８】以下に具体的実施例を用いてさらに本発明
を詳細する。

【実施例】マイクロキャリアの調製トナーと混合して使用する磁性キャリア（マイクロキャ
リア）としては、ポリエステル樹脂１００重量部と、Ｚ
ｎ系フェライト（最大磁化：６８ｅｍｕ／ｇ、Ｈｃ：１
１０、体積固有電気抵抗：８．５×１０⁷Ω・ｃｍ）５
００重量部と、カーボンブラック（ＭＡ＃８：三菱化成
工業社製）２重量部とをヘンシェルミキサーにより十分
混合、粉砕した。次いでシリンダ部１８０℃、シリンダ
ヘッド部１７０℃に設定した押し出し混練機を用いて溶
融混練した。この混練物を放置冷却し、その後フェザー
ミルを用いて粗粉砕した。さらにその粗粉砕物をジェッ
トミルで微粉砕した後、分級機を用いて分級し、平均粒
径が５５μｍのキャリアを得た。

【００２９】スタート用トナーの調製・熱可塑性スチレンアクリル系樹脂１００重量部・オフセット防止用添加剤；低分子量ポリプロピレン４重量部・カーボンブラックＭＡ＃１００（三菱化成社製）８重量部・ボントロンN-01（ニグロシン系染料、オリエント化学工業社製）４重量部

【００３０】上記材料を１０リットルヘンシェルミキサ
ーに入れ、２０００ｒｐｍで２分間混合した。混合物を
混練機ＰＣＭ３０（ｌ／ｄ：３２．５）で連続押出混練
をした。次に、混練物を冷却して粗粉砕し、その粗粉砕
物をジェット粉砕機、分級機にて粉砕、分級し、平均粒
径１３．５μｍのトナー粒子を得た。

【００３１】得られたトナー粒子は、荷電制御剤ボント
ロンN-01が表面に６.８４×１０^-6〜７．６０×１０^-6
ｇ／ｃｍ³がトナー表面に表出していた。

【００３２】現像剤の調製上記で得られたキャリアおよびトナーをトナー／キャリ
ア（Ｔ／Ｃ）比６％で混合して現像剤を得た。この現像
剤３０ｇを５０ｃｃのポリビンに投入し、混合した。

【００３３】荷電制御剤ボントロンN-01のキャリア表面
上への付着量（キャリアスペント量）は、混合１３時間
目まで直線的に増加し、１３時間目以降は１．０４×１
０^-3重量％と一定となった。

【００３４】なおキャリアスペント量は、キャリア表面
に付着した荷電制御剤重量をキャリア自体の重量で割っ
た値の重量百分率で表わしている。そしてキャリア表面
付着荷電制御剤の量は、トナー表面露出荷電制御剤の測
定と同様にして測定したものである。

【００３５】

【比較例】比較トナー比較トナーとして従来のトナーを調製した。混合条件を
２０００ｒｐｍで４分間とした以外、上記スタート用ト
ナーの調製と同様の成分、組成、条件で行った。

【００３６】得られたトナーは平均粒径１３．５μｍで
あり、荷電制御剤ボントロンN-01のトナー表面への露出
量は１.９×１０^-6〜３.８×１０^-6ｇ／ｃｍ³であっ
た。現像剤の調製実施例で調製したキャリアおよび比較トナーをＴ／Ｃ比
８％で混合し現像剤を得た。混合条件は実施例と同じで
ある。

【００３７】荷電制御剤ボントロンN-01のキャリア表面
上への付着量（キャリアスペント量）は、混合３時間目
まで直線的に増加し、３時間目以降は０．１９×１０^-3
重量％と一定となった。

【００３８】

【評価】実施例および比較例の現像剤を用いて、低湿環
境（２５℃、１０％）（Ｎ／Ｌ環境）下で、初期耐刷試
験（０〜１０００枚）を行い、画像濃度（ＩＤ）を測定
した。その結果を図１（縦線はＩＤを表わし、横線は印
字枚数を表わしている）に示した。

【００３９】図１中、上の３つの折れ線は改良スタート
用トナーの結果を、下の３つの折れ線は比較例のスター
ト用トナーの結果を示している。また図中、記号「◇」
と「▽」は現像器のトナー補給口に近いところにある現
像器内のトナーが現像された場合の結果を示している。
「□」と「△」はトナー補給口から最も離れたところに
ある現像器内のトナーが現像された場合の結果を示して
いる。「＋」と「×」は「◇」あるいは「▽」と「□」
あるいは「△」によって表わされるトナーの現像機内の
位置の中間にあるトナーが現像された場合の結果を示し
ている。

【００４０】図１からわかるように実施例の現像剤は低
湿環境下でＩＤが安定していたのに対して、比較例のト
ナーはＩＤの低下およびトナーの現像器内の位置により
（＋、□、◇）、ＩＤにバラツキが顕著に認められた。

【００４１】以上の結果は、実施例の現像剤は、キャリ
アがトナーによって、適度にスペントされているため、
キャリアどうしにより過活性になることがなかったこと
を示しており、一方、比較例の現像剤は、キャリアがト
ナーに適度にスペントされず、トナー帯電量が不安定で
あったことを示している。

【００４２】

【発明の効果】本発明の現像剤は、スタート現像剤の帯
電量上昇、それに伴うＩＤ低下がなく、環境変化に対し
ても安定した帯電量、ＩＤが達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】複写枚数と画像濃度（ＩＤ）との関係を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像器に供給されるスタート現像剤に用
いられるトナー粒子の表面に露出している荷電制御剤の
露出量をｘ（ｇ／ｃｍ³）とし、消費された現像剤を補
給するための補給用現像剤に用いられるトナー粒子の表
面に露出している荷電制御剤の露出量をｙ（ｇ／ｃ
ｍ³）とし、ｙ＜ｘの関係で使用することを特徴とする
現像剤。