JPH0815890A - 静電荷像現像剤および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 飛び散り、尾引き等のない高画質を実現する
ことができ、濃度再現性がよくてカブリが発生しなく、
空まわしによって濃度が低下することなく、ゴーストの
発生しない一成分系静電荷像現像剤、およびそれを用い
る画像形成方法を提供する。 【構成】 平均粒径４μｍないし９μｍのトナー粒子と
外添剤からなる一成分系静電荷像現像剤であって、外添
剤が小粒径外添剤と大粒径外添剤とからなり、小粒径外
添剤の添加量がトナーに対して１．０重量％ないし２．
０重量％であることを特徴とする。この一成分系静電荷
像現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成し、潜像担持体
上に形成された潜像の現像を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一成分系静電荷像現像
剤およびそれを用いる画像形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、実用化されている種々の静電複写
方式における乾式現像法は、トナーおよび鉄粉等のキャ
リアを用いる二成分現像方式とキャリアを用いない一成
分トナー現像方式とに大別される。二成分現像方式にお
いては、トナー粒子がキャリア表面へ付着することによ
り現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるた
め、現像剤中のトナーの濃度割合が低下するので、キャ
リアとの混合割合を一定に保たなければならず、そのた
め、現像装置が大型化するという欠点がある。一方、一
成分現像方式は、上記欠点がなく、装置が小型化される
等の利点を有し、現像方式の主流になりつつある。

【０００３】近年、高画質化の目的で、小粒径トナーが
使用されるようになってきている。また、飛び散りや尾
引き等の画質欠陥を防止するために、トナーをより高帯
電量化し、また帯電分布を均一化することが重要であ
る。トナーの粉体流動性を高め、現像剤担持体表面を均
一に帯電させ、なおかつ高帯電量化するためには、小粒
径外添剤を多く用いることが効果的である。しかしなが
ら、そのような方法によってトナーを単純に高帯電化す
ると、現像剤担持体との静電的付着力が増加して現像性
が低下し、前画像の履歴が残って残像現象（ゴースト）
が発生する。この傾向は小粒径トナーほど顕著である。

【０００４】上記の問題を解決するために、小粒径外添
剤によって粉体流動性および帯電能力を付与し、大粒径
外添剤によってトナーと現像剤担持体間の静電的付着力
を低減し、高画質と高現像性を両立させる方法が提案さ
れている。例えば、特開昭６１−１７４７７２号公報に
は、粒径２０ｎｍ以下の小粒径外添剤と粒径２０ｎｍ以
上の大粒径外添剤を併用することが提案され、小粒径外
添剤を０．１〜０．８重量％添加することが記載されて
いる。この方法は大粒径トナーの場合は十分な効果が期
待できるが、粒径４μｍから９μｍの小径トナーに適用
した場合、十分な粉体流動性および帯電性を得ることが
できない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
技術のおいて、飛び散りやカブリのない高画質の画像が
得られ、なおかつ濃度再現性が良好でゴーストの発生し
ない一成分系静電荷像現像剤は見出されていない。した
がって、本発明は、従来の技術における上記の問題点を
解決することを目的としてなされたものである。すなわ
ち、本発明の第一の目的は、飛び散り、尾引き等のない
高画質を実現することができる一成分系静電荷像現像剤
を提供することにある。また、本発明の第二の目的は、
濃度再現性がよくてカブリのない一成分系静電荷像現像
剤を提供することにある。更に、本発明の第三の目的
は、空まわしによって濃度が低下することなく、ゴース
トの発生しない一成分系静電荷像現像剤を提供すること
にある。本発明のさらに他の目的は、上記一成分系静電
荷像現像剤を用いて画像を形成する画像形成方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、特定の範囲にある２種の粒径の外添剤を特定
量用いることにより、本発明の上記目的が達成できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明の一成分系静電荷像現像剤は、平均粒径４μｍない
し９μｍのトナー粒子と外添剤からなるものであって、
外添剤が小粒径外添剤と大粒径外添剤とからなり、その
小粒径外添剤の添加量がトナー粒子に対して１．０重量
％ないし２．０重量％であることを特徴とする。また、
本発明の画像形成方法は、潜像担持体上に潜像を形成す
る工程、および現像剤担持体上の現像剤を用いて現像を
行う工程を有するものであって、その現像剤担持体上に
上記の一成分系静電荷像現像剤の薄層を形成して現像を
行うことを特徴とする。

【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。小
粒径外添剤としては、シリカ、チタニア、酸化マグネシ
ウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の無機微粉末があ
げられ、大粒径外添剤としては、シリカ、チタニア、酸
化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の無機
微粉末、またはフッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエ
ステル樹脂等の有機微粉末があげられる。外添剤には表
面処理が施されていると、より性能が発揮できる。例え
ば、シリコーンオイル、ジメチルクロロシラン、ヘキサ
メチルジシラザン、アミノ変性シリコーンオイル、アミ
ノシラン等の処理剤が使用できる。小粒径外添剤として
は、粒径７ｎｍ以上、２０ｎｍ未満の範囲のものが使用
され、好ましくは１０ｎｍないし１６ｎｍであり、より
好ましくは１２ｎｍないし１４ｎｍである。小粒径外添
剤の粒径が７ｎｍより小さいと、外添剤が凝集し性能を
十分発揮できなくなり、２０ｎｍ以上であると十分な粉
体流動性および帯電付与能力が得れない。小粒径外添剤
のトナー粒子に対する添加量は、１．０重量％ないし
２．０重量％であることが必要である。好ましくは１．
０重量％ないし１．５重量％である。小粒径外添剤の添
加量が１．０重量％未満であると、トナーの粉体流動性
および帯電量が十分でなく、高画質が得られない。また
２．０重量％より多いと、外添剤がトナーから剥離して
現像剤担持体や感光体表面を汚染するフィルミング現像
が問題となる。

【０００８】大粒径外添剤としては、粒径２０ｎｍない
し８０ｎｍの範囲のものが使用される。大粒径外添剤の
粒径が上記の範囲外であると、トナー粒子と現像剤担持
体との付着力を低減する効果が期待できなくなる。本発
明において、大粒径外添剤のトナー粒子に対する表面被
覆率は１０％以上であるのが好ましい。表面被覆率が１
０％より低くなると、トナー粒子と現像剤担持体との付
着力を低減する効果が期待できなくなる。なお、表面被
覆率は次式で定義される。

【数１】 （式中、ｆは表面被覆率、ｄt はトナー粒子の粒径、Ｐ
t はトナー粒子の比重、ｄA は外添剤の粒径、ＰA は外
添剤の比重、Ｃは外添剤／トナー粒子の重量比を意味す
る。）

【０００９】本発明において、トナー粒子の結着樹脂と
しては、公知の樹脂が使用できる。例えば、スチレン系
樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ジエン系樹
脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ
系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹
脂、ウレタン系樹脂等の合成樹脂および天然樹脂が使用
できる。磁性トナーの場合、含有させる磁性粉末として
は、公知の磁性体、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、
およびそれらの合金、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 、γ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、コ
バルト添加酸化鉄等の金属酸化物、Ｍｎフェライト、Ｎ
ｉフェライト、Ｚｎフェライト等の粉末を用いることが
好ましいが、特に、マグネタイト粉末を用いることが好
ましい。これらの磁性粉末は、平均粒径０．０５ないし
１μｍの範囲にあることが好ましい。磁性粉末の含有量
は、結着樹脂に対して、２０ないし７０重量％の範囲で
あることが好ましく、より好ましくは、３０ないし５０
重量％の範囲である。磁性粉末の含有量が２０重量％よ
り少ないと、磁力搬送が十分に行えなくなり、また、７
０重量％より多いと、濃度の再現性の低下、定着不良等
の問題が生じる。非磁性トナーの場合には、着色剤を１
ないし１５重量％含有させればよい。そのような着色剤
としては、公知のものが使用できる。具体的には、カー
ボンブラック、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、レ
ーキ顔料があげられる。

【００１０】本発明におけるトナー粒子には、更に、耐
オフセット性をより完全なものにするために、離型剤を
添加してもよい。離型剤としては、ポリプロピレンワッ
クス、ポリエチレンワックス等が使用できる。また、単
素数８以上のパラフィン、例えば、パラフィンワック
ス、パラフィンラテックス、マイクロクリスタリンワッ
クス等を添加してもよい。また、トナー粒子には、色調
調節のために着色剤として、公知の染料または顔料を添
加してもよく、また、電荷制御、電気抵抗制御等の目的
で種々の物質を添加することができる。例えば、フッ素
系界面活性剤、サリチル酸クロム錯体のようなクロム系
染料、マレイン酸を単量体成分として含む共重合体のご
とき高分子酸、４級アンモニウム塩、ニグロシン等のア
ジン系染料、カーボンブラック等を添加することができ
る。

【００１１】本発明におけるトナー粒子は、公知の何如
なる方法によっても製造できるが、特に、粉砕方式によ
るものが好ましい。すなわち、結着樹脂、磁性体微粉
末、離型剤樹脂、着色剤等を熱混練機を用いて溶剤混練
し、冷却後粉砕、分級を行いトナーを得る方法が好まし
い。またトナー粒子は、その体積平均粒径（ｄ５０）が
４μｍないし９μｍの範囲にある。体積平均粒径が９μ
ｍを越えると、現像の際にトナー粒子の飛び散りが多く
なり、潛像を忠実に再現せず、高画質の画像が得られな
い。また、４μｍより小さいと、カブリが発生し、ま
た、トナークラウドが発生して、機内汚染が起こるとい
う不具合が生じる。

【００１２】本発明の一成分系静電荷剤現像剤は、現像
剤担持体上のトナー粒子のトライボ値が５μｃ／ｇない
し４０μｃ／ｇであることが好ましい。好ましくは１０
μｃ／ｇないし２０μｃ／ｇの範囲である。トナー粒子
のトライボが５μｃ／ｇより低いと、飛び散りが悪化
し、潛像に対して忠実に現像できなくなる。また、４０
μｃ／ｇより高くなると、現像性が低下し、ゴースト現
象が問題となる。

【００１３】次に、本発明の上記一成分系静電荷像現像
剤を使用する画像形成方法について説明する。本発明の
画像形成方法は、潜像担持体上に潜像を形成する工程、
および現像剤担持体上の現像剤を用いて現像を行う工程
よりなる。潜像担持体上に潜像を形成する工程は、従来
公知の方法によって実施することができる。また、潜像
担持体としては、電子写真感光体および誘電体が使用で
きる。例えば、潜像担持体として電子写真感光体を用い
場合には、一様帯電、画像露光によって静電潜像を形成
すればよい。形成された静電潜像は、次いで現像剤担持
体上の現像剤を用いて現像を行う工程において現像され
る。本発明においては、上記の一成分系静電荷像現像剤
を、例えば層規制部材によって現像剤担持体上に薄層に
なるように供給し、そして現像剤担持体上形成された一
成分系静電荷像現像剤の薄層を、上記潜像担持体と対向
させる。それによって、層規制部材によって荷電された
一成分系静電荷像現像剤のトナー粒子が飛翔して、潜像
担持体の静電潜像に付着し、静電潜像の顕像化が行われ
る。

【００１４】

【作用】本発明の一成分系静電荷像現像剤は、小粒径外
添剤と大粒径外添剤を使用するものであるが、小粒径外
添剤を多量、すなわち１．０ないし２．０重量％の範囲
の量で使用することによって粉体流動性を高め、トナー
粒子を均一に帯電させ、十分な帯電量を持たせ、トナー
粒子の高帯電量化によって飛び散りを防止する。また大
粒径外添剤を併用することによって、トナーが高帯電量
化して、トナー粒子と現像剤担持体間の付着力増加によ
る現像性の低下、ゴーストの発生を防止できるものであ
る。この作用の機構は、大粒径外添剤がトナー粒子と現
像剤担持体間に存在することによって、スペーサーの役
割を果たし、付着力を低減し、トナー粒子を飛翔させる
のに効果を有するためと推測される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明するが、
これらにより本発明が限定されるものではない。なお。
各例において、「部」は、特に記載のない限り、「重量
部」を意味する。また、トナー粒子の粒径は、コールカ
ターカウンター社製粒度測定機ＴＡ−ＩＩによりアパー
チャー径１００μｍで測定した値である。

【００１６】実施例１ 結着樹脂：スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体 ５７部 （共重合比８０：２０、Ｍｗ＝１２０，０００、 ＭＩ＝１４、Ｔｇ＝５９℃） 磁性体微粉末：マグタイト ４０部 帯電制御剤：アゾ系Ｆｅ染料 １部 離型剤：低分子量ポリプロピレン ２部 （商品名：６６０Ｐ、三洋化成社製） 上記組成よりなる混合物を、押出機により加熱混練し、
冷却して混練物Ａを得た。粉砕後、これを更に分級し
て、平均粒径約７μｍのトナー粒子を得た。このトナー
粒子１００部に対し、以下に示す外添剤をブレンダーに
て混合し、現像剤とした。 小粒径外添剤： シリコーンオイル処理シリカ（平均一次粒子径１２ｎｍ） １．２部 大粒径外添剤： ジメチルジクロロシラン処理シリカ（平均一次粒子径５０ｎｍ） ２．０部 上記の現像剤を使用して、濃度、カブリ、飛び散り、ゴ
ーストの評価を行ない、また、トライボ値を測定した。
なお、濃度、カブリ、飛び散り、ゴーストの評価は、レ
ーザービームプリンター（Ｎｉｎｊａ、富士ゼロックス
社製）改造機にて行い、また、トライボ値の測定は、フ
ァラデーケージの原理を応用した吸引式トライボ測定装
置によって行った。なお、これらの評価および測定は、
２３℃、５５％ＲＨの環境下で行った。それら評価結果
およびその時のトライボ値を表１に示す。

【００１７】実施例２ 実施例１と同様に平均粒径約７μｍのトナー粒子１００
部に対し、以下に示す外添剤をブレンダーにて混合して
現像剤とした。 小粒径外添剤 へキサメチルジシラザン処理シリカ（平均一次粒子径１８ｎｍ） ２．０部 大粒径外添剤 チタニア（平均一次粒子径８０ｎｍ） ２．０部 このトナー粒子１００部に対し、以下に示す外添剤をブ
レンダーにて混合し現像剤とした。得られた現像剤につ
いて、実施例１と同様にして濃度、カブリ、飛び散り、
ゴーストの評価を行ない、トライボ値を測定した。その
結果を表１に示す。

【００１８】実施例３ 実施例１のトナー混練物Ａを粉砕後、これを更に分級し
て、平均粒径約５μｍのトナー粒子を得た。 小粒径外添剤 ジメチルジクロロシラン処理シリカ（平均一次粒子径７ｎｍ） １．０部 大粒径外添剤 ヘキサメチルジシラザン処理シリカ（平均一次粒子径２０ｎｍ） １．０部 得られた現像剤について、実施例１と同様にして濃度、
カブリ、飛び散り、ゴーストの評価を行ない、トライボ
値を測定した。その結果を表１に示す。

【００１９】比較例１ 実施例１と同様に平均粒径約７μｍのトナー粒子１００
部に対し、以下に示す外添剤をブレンダーにて混合し現
像剤とした。 シリコーンオイル処理シリカ（粒径１２ｎｍ） １．５部 得られた現像剤について、実施例１と同様にして濃度、
カブリ、飛び散り、ゴーストの評価を行ない、トライボ
値を測定した。その結果を表１に示す。

【００２０】比較例２ 実施例１と同様に平均粒径約７μｍのトナー粒子１００
部に対し、以下に示す外添剤をブレンダーにて混合し現
像剤とした。 シリコーンオイル処理シリカ（粒径１２ｎｍ） ０．５部 得られた現像剤について、実施例１と同様にして濃度、
カブリ、飛び散り、ゴーストの評価を行ない、トライボ
値を測定した。その結果を表１に示す。 実施例４ 結着樹脂：スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体 ８８部 （共重合比８０：２０、Ｍｗ＝１２０，０００、 ＭＩ＝１４、Ｔｇ＝５９℃） 帯電制御剤：アゾ系Ｆｅ染料 ２部 離型剤：低分子量ポリプロピレン ４部 （商品名：６６０Ｐ、三洋化成社製） カーボンブラック（リーガル３３０、リーガル社製） ６部 上記組成よりなる混合物を用い、実施例１と同様にして
平均粒径９μｍのトナー粒子を得た。このトナー粒子１
００部に対し、以下に示す外添剤をブレンダーにて混合
し、現像剤とした。 小粒径外添剤： 疎水化処理シリカ（平均一次粒子径１０ｎｍ） １．５部 大粒径外添剤： 疎水化処理シリカ（平均一次粒子径５０ｎｍ） ２．０部 上記の現像剤を使用して、実施例１と同様にして、濃
度、カブリ、飛び散り、ゴーストの評価を行ない、ま
た、トライボ値を測定した。なお、この実施例の場合、
現像剤担持体表面を機械的に処理して粗面化し、磁力が
なくてもトナーを搬送できるようした。その結果を表１
に示す。

【００２１】

【表１】 表中、○は良好、×は不良、△は○と×の中間を意味す
る。なお、画像濃度の評価は、１００枚測定中の最小光
学濃度が、１．４以上は○、０．８〜１．４は△、×は
０．７９以下を意味する。

【００２２】

【発明の効果】本発明の一成分系静電荷像現像剤は、小
粒径トナー粒子に特定の粒径を持つ小粒径外添剤と大粒
径外添剤を併用するから、それによって、トナー粒子の
飛び散りがなく、潛像に対して忠実かつ高現像性であ
り、ゴースト現象のない優れた画質の画像を得ることが
できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径４μｍないし９μｍのトナー粒
   子と外添剤からなる一成分系静電荷像現像剤において、
   該外添剤が小粒径外添剤と大粒径外添剤とからなり、該
   小粒径外添剤の添加量がトナー粒子に対して１．０重量
   ％ないし２．０重量％であることを特徴とする一成分系
   静電荷像現像剤。
2. 【請求項２】 潜像担持体上に潜像を形成する工程、お
   よび現像剤担持体上の現像剤を用いて現像を行う工程を
   有する画像形成方法において、該現像剤担持体上に請求
   項１に記載の一成分系静電荷像現像剤の薄層を形成して
   現像を行うことを特徴とする画像形成方法。