JPH0822139A - 現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な現像性、耐久性、定着性を有し、フィ
ルミング、現像かぶり及びトナー飛散等を起こさずに高
品質で鮮明な画像を提供する現像剤を得る。 【構成】 電解液中に懸濁した粒子が細孔通過の際に生
じる電気抵抗値を増幅する粒度計から計測された体積平
均粒径が９〜１２μｍ、個数平均粒径が６〜９μｍ、か
つ平均粒径２〜５μｍの個数の割合が全体の１２％以下
であるトナー粒子と一次粒子の平均粒径が４００ｎｍ以
下のＡｌ₂ Ｏ₃ 系粒子とを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置及び静電
記録装置等に用いられる現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置または静電記録装置におい
て、感光体もしくは誘電体などから静電像保持体上に形
成された静電潜像を可視像化するにあたっては、従来か
ら、トナーとキャリアとを用いる２成分系現像法やキャ
リアの機能も備えたトナーを用いる１成分現像法などが
広く用いられている。

【０００３】これら電子写真法としては、多数の方法が
知られており、例えば米国特許第２，２９７，６９１号
明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許第
３，６６６，３６３号明細書）、同昭４３−２４７４８
号公報（同第４，０７１，３６１号明細書）、米国特許
第３，９０９，２５８号明細書、同第４，１２１，９３
１号明細書、同第２，８９５，８４７号明細書、同第
３，１５２，０１２号明細書、特公昭４１−９４７５号
公報、同４５−２８７７号公報、同５４−３６２４号公
報などに開示されている。一般には、光導電性物質を利
用した感光体上にコロナ放電等により電位をのせ（帯
電）、その上に光学レンズを介して原稿像を結像させる
かあるいはレーザ光による光信号を当てること（露光）
等によって照射された光に応じた電位降下を生ぜしめる
ことにより静電潜像を形成し、次いで該潜像を現像剤を
用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像
を転写した後（転写）、熱、圧力あるいは溶剤蒸気など
により定着して記録画像を得る方法が用いられている。

【０００４】このような電子写真現像法に用いられる現
像剤は、一般に、現像性、耐久性、定着性、保存安定
性、環境安定性などの物性が総合的に揃っていなければ
ならず、強いては品質安定性を備えていなければならな
い。しかしながら、この種のトナーは、以下に示すよう
ないくつかの問題があった。

【０００５】（１）細かいトナーは、単位重量に対する
表面積が大きいため、摩擦帯電量が大きく、画像濃度が
低くなる。また、凝集度が高く、流動性が悪い為に現像
性が悪く、長期の耐久性が劣る。

【０００６】（２）粗いトナーは、逆に画像濃度は満足
するが、画像のシャープさに欠け、画像の品質が劣る。 （３）連続使用の繰り返し現像において、トナー粒子と
キャリア粒子が現像器内部で攪拌衝突されることにより
トナーが細かく粉砕され、細かいトナーが増加すると前
記（１）の問題が生じる。また、キャリアの表面に融着
し、現像剤の劣化となる。 （４）粒径範囲の大きなトナーを用いると画像はザラツ
キが目立ち、画質が悪くなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、良好な現像性、耐久
性、定着性などの現像剤の総合物性を考慮した現像剤を
提供するものであり、さらには画像品質の優れた安定し
た現像剤を提供するものである。すなわち、本発明は、
連続使用による繰り返し現像においても摩擦帯電特性が
変化せず、かつ感光体上のフィルミング、転写紙上など
の現像かぶり、トナー飛散を起こさず、これにより静電
潜像を高品質に可視像化し、鮮明な画像を与える定着の
良い現像剤を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の現像剤は、電解
液中に懸濁した粒子が細孔を通過する際に生じる電気抵
抗値を増幅する粒度計から測定された体積平均粒径が９
〜１２μｍであり、個数平均粒径が６〜９μｍであり、
かつ粒径２〜５μｍの個数の割合が全体の１２％以下で
あるトナー粒子と、一次粒子の平均粒径が４００ｎｍ以
下のＡｌ₂ Ｏ₃系物質粒子とを含有することを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】本発明に係わる現像剤においては、使用される
トナー粒子の体積平均粒径及び個数平均粒径、及び２〜
５μｍの粒径を有するトナー粒子の含有量を規定するこ
とにより、その粒度分布が限定される。本発明によれ
ば、このトナー粒子に、さらに４００ｎｍ以下のＡｌ₂
Ｏ₃ 物質粒子を添加する。このような組成を持つ現像剤
は、良好なトナー流動性を有し、かつ安定した摩擦帯電
特性を有する。これにより、この現像剤を用いて画像を
形成すると、環境に依存しない、フィルミング、トナー
かぶり、またはトナー飛散等の無い鮮明な画像を得るこ
とができる。

【００１０】また、この様な特性は連続使用による繰り
返し現像においても保持され、複写画像の品質の低下は
見られない。本発明に用いられるトナー粒子は、上記粒
度計により計測された体積分布から算出した平均粒径が
９〜１２μｍ、個数分布から算出された平均粒径が６〜
９μｍであり、２〜５μｍの個数の割合が全体の１２％
以下であるという３つの条件を満足するものである。実
質的にこのようなトナー粒子からなる現像剤を使用して
画像形成を行なうと、初期画像は優れたものが得られる
が、連続の繰り返し現像によって、画像濃度の低下や、
感光体ドラム表面へ現像剤粒子がフィルミングを形成
し、画像上に欠陥として現れる。

【００１１】このため、本発明では、一次粒子の平均粒
径が４００ｎｍ以下のＡｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子を添加物と
して現像剤中に添加する。現像剤中への添加量はトナー
粒子１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜１重
量部、現像剤中への添加量が０．０１重量部より小さい
場合は、添加の効果が得にくく、また、添加量が１重量
部より大きい場合は、付着性が強くなり過ぎ、凝集しや
すくなったり、トナーへの表面被覆量が大きくなって、
定着性が悪くなったりするため好ましくない。また、こ
の添加量は、さらに好ましくは０．０５〜０．５重量
部、さらにまた好ましくは０．１〜０．３重量部であ
る。

【００１２】この一次粒子の平均粒径が４００ｎｍ以下
のＡｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子を添加した現像剤は現像性、耐
久性、定着性、画像品質などに優れたものである。これ
に対し一次粒子の平均粒径が４００ｎｍより大きい場合
は、トナー粒子表面に付着して、トナー粒子同志の接触
を妨げ内部摩擦を減少させて、摩擦帯電特性を悪くして
しまう。

【００１３】Ａｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子の下限については、
特に限定はなく、例えば１０ｎｍ以下であってもよい
が、あまり小さすぎると、２次凝集しやすくなりあまり
好ましくない。粒子を作成する効率をあわせて考慮する
と、Ａｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子の平均粒径は好ましくは２０
ｎｍ以上である。

【００１４】使用されるＡｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子は、Ａｌ
₂ Ｏ₃ 粒子そのものでも、例えばカップリング剤で表面
処理された粒子でもよい。このようなカップリング剤と
しては、シランカップリング剤、チタネートカップリン
グ剤、シリコーンオイル等が上げられる。シランカップ
リング剤としては例えばオクチルシラン、メタアクリロ
シラン、ビニルシラン、アミノシラン等がある。

【００１５】本発明に使用される電解液中に懸濁した粒
子が細孔通過の際に生じる電気抵抗値を増幅する粒度計
としては、コールターエレクトロニクス社製のコールタ
ーマルチサイザー、バーチクルデータ社製のエルゾーン
パーチクルカウンタなどがある。

【００１６】本発明に用いるバインダー樹脂としては、
通常の現像剤用のバインダー樹脂として使用されていた
スチレンおよびその置換体の共重合体や、アクリル系樹
脂を用いることができる。

【００１７】上記のスチレンおよびその置換体の共重合
体としては、例えば、ポリスチレンホモポリマー、水素
添加スチレン樹脂、スチレン−イソブチレン共重合体、
スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン三元共重合体、アクリロニトリル−
スチレン−アクリル酸エステル三元共重合体、スチレン
−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−アク
リルゴム−スチレン三元共重合体、アクリロニトリル−
塩素化ポリスチレン−スチレン三元共重合体、アクリロ
ニトリル−ＥＶＡ−スチレン三元共重合体、スチレン−
ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共
重合体、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−マレイ
ン酸エステル共重合体、スチレン−イソブチレン共重合
体、スチレン−無水マレイン酸共重合体などが例示され
る。

【００１８】また、アクリル系樹脂としては、例えば、
ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエ
チルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレー
ト、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ含フッ素アク
リレート、スチレン−メタクリレート共重合体、スチレ
ン−ブチルメタクリレート共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エチル共重合体などが例示される。

【００１９】その他、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポ
リウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、尿素樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸
樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族また
は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラ
フィン、パラフィンワックスなどを単独で、あるいは混
合して使用することもできる。

【００２０】本発明に用いる着色剤としては、カーボン
ブラックや有機もしくは無機の顔料や染料などが用いら
れる。特別な制約は無いが、カーボンブラックではアセ
チレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラッ
ク、チャネルブラック、ケッチェンブラックなどを。ま
た、顔染料としては、例えば、ファーストイエローＧ、
ベンジジンイエロー、インドファストオレンジ、イルガ
ジンレッド、カーミンＦＢ、パーマネントボルドーＦＲ
Ｒ、ピグメントオレンジＲ、リソールレッド２Ｇ、レー
キレッドＣ、ローダミンＦＢ、ローダミンＢレーキ、フ
タロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアント
グリーンＢ、フタロシアニングリーン、キナクリドンな
ど。これらを単独で、あるいは混合して使用することも
できる。

【００２１】混合、分散手段としては、高速ディゾル
バ、ロールミル、ボールミルなどによる湿式分散法や、
ロール、加圧ニーダー、インターナルミキサー、スクリ
ュー型押出機などによる溶融混練法などを用いることが
でき、また、混合手段としては、ボールミル、Ｖ型混合
機、フォルバーグ、ヘンシェルミキサーなどを用いるこ
とができる。また、混合物を粗粉砕する手段としては、
例えば、ハンマーミル、カッターミル、ジェットミル、
ローラーミル、ボールミルなどが使用可能である。ま
た、粗粉砕物を微粉砕する手段としては、ジェットミ
ル、高速回転式粉砕機などを用いることができる。ま
た、微粉砕物を分級する手段としては、気流式分級機な
どを用いることができる。

【００２２】本発明においては、必要に応じて、耐オフ
セット特性を向上させるためのワックス類や、摩擦帯電
電荷量を制御するための帯電制御剤や、流動性を向上さ
せる外部添加剤などを配合したりしても良い。

【００２３】帯電制御剤としては、例えば、アルキルサ
リチル酸の金属キレート、塩素化ポリエステル、酸基過
剰のポリエステル、塩素化ポリオレフィン、脂肪酸の金
属塩、脂肪酸石鹸などの負極性制御剤が例示される。

【００２４】ワックス類としては、低分子量ポリプロピ
レン、低分子量ポリエチレン、流動パラフィン、酸アミ
ド、ステアリン酸ワックス、モンタン系ワックス、サゾ
ールワックス、カスターワックス、塩素化パラフィンな
どが例示される。

【００２５】外部添加剤としては、シリカ微粒子、金属
酸化物微粒子、クリーニング助剤などが用いられる。シ
リカ微粒子としては、二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウ
ム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸亜鉛、
ケイ酸マグネシウムなどが例示される。金属酸化物微粒
子としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウ
ム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、チタ
ン酸バリウムなどが例示される。クリーニング助剤とし
ては、ポリメタルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂微粉末など
が例示される。これら外部添加剤は、疎水化などの表面
処理が施されたものであってもよい。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 現像剤の製造 本発明に係わる現像剤は、バインダー樹脂、着色剤を用
いて、例えば、次のようにして製造される。

【００２７】まず、少なくともバインダー樹脂１００重
量部と着色剤１〜１０重量部とをボールミル、Ｖ型混合
機などを用いて混合、分散する。次に、加圧ニーダー、
ロールなどを用いて加熱溶融混練する。得られた混合物
をハンマーミル、ジェットミルなどを用いて粗粉砕す
る。次いで、ジェットミルなどを用いて微粉砕し、しか
るのち、風力分級法などにより所望の粒径に分級し、ト
ナー粒子を得る。得られたトナー粒子と、一次粒子の平
均粒径が４００ｎｍ以下のＡｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子とを、
必要であれば任意の外部添加剤と共に高速流動形混合機
などを用いて混合することにより本発明の現像剤を得
る。

【００２８】この様にして得られる本発明の現像剤は、
公知の現像方法すべてに適用できる。例えば、カスケー
ド法、磁気ブラシ法、マイクロトーニング法などの二成
分現像法、導電性一成分現像法、絶縁性一成分現像法、
ジャンピング現像法などの磁性体を含有する一成分現像
法、粉末雲法、ファーブラシ法、現像剤担持体上に静電
的に保持されることによって現像部へ搬送され現像され
る非磁性一成分現像法などをあげることができる。

【００２９】画像出し 以下に示す実施例では、画像出しを行ない、現像剤の画
像濃度変化、かぶり、定着性、ドラム上のフィルミング
を評価するために、図１に示す二成分現像装置を有する
市販の複写機（商品名：レオドライＥＤ−４０１０、東
芝社製）を用いた。

【００３０】図１において、感光体ドラム１には静電荷
像が形成される。感光体ドラム１近傍の現像剤容器２に
はトナーおよびキャリア（現像剤）３が収容されてお
り、その感光体ドラム１側には多極マグネットロール４
とその外周に装着された現像スリーブ５が設置されてい
る。現像スリーブ５の表面には、多極マグネットローラ
４の磁力により現像剤３のキャリアが付着し、キャリア
表面に現像剤粒子が付着して現像剤層が形成される。
尚、現像剤３のＴ／Ｃ濃度比は６．０ｗｔ％とした。図
１では、多極マグネットローラは固定、現像スリーブは
反時計回りに回転され、現像剤３は随時搬送される。ま
た、現像剤３の搬送量は規制ブレード６で規制される。
同時に感光体ドラム１が時計回りに回転され、現像スリ
ーブ５と感光体ドラム１とが接近する箇所で、電源７か
らバイアスが引加されて、静電引力により現像スリーブ
５から感光体ドラム１上の静電荷像に現像剤３が付着
し、現像が行われる。

【００３１】その他の評価項目と基準を以下に示す。 画像濃度 マクベス濃度計により、べた黒画像を出力したときの画
像反射濃度を測定する。１．３以上を合格とする。

【００３２】かぶり 色差計により、非画像部の反射率を測定し、白紙との差
を求める。１％以下を合格とする。

【００３３】定着性 画像濃度１以下の画像を摩擦試験器により５往復すり、
前後の画像濃度の比を求める。８０％以上を合格とす
る。

【００３４】ドラムフィルミング ２０Ｋライフ後のドラム上に付着した現像剤粒子の数
を、Ａ３用紙に白紙印字したときに画像上に現れた欠陥
数をドラム１周分についてカウントする。

【００３５】実施例１〜３、比較例１〜３ 現像剤の組成を下記のとおりにした。 スチレン−アクリル樹脂（ＣＰＲ−１００，三井東圧化学社製）１００重量部 カーボンブラック（ＭＡ−１００，三菱化成社製） ５重量部 含金属染料（ＴＰ−４１５，保土ケ谷化学製） １重量部 低分子量ポリプロピレンワックス（ビスコール６６０Ｐ，三洋化成社製） １重量部 上記処方の材料を加熱溶融混練し、冷却後粉砕し、分級
してコールターマルチサイザでそれぞれ測定したときの
体積平均粒径、個数平均粒径、２〜５μｍの個数の割合
が下表に示される粒径のトナー粒子を得た。

【００３６】この様な粒子は、粉砕・分級のときの粉砕
圧力、風量を適宜調整することによって得ることができ
る。このトナー粒子１００重量部に対して、下表に示す
量と一次粒子の平均粒径を有するＡｌ₂ Ｏ₃ 粒子と０．
５重量部の疎水性シリカ粒子を混合し、現像剤を得た。

【００３７】評価結果 以下に評価結果を示す。結果から、本発明による現像剤
は画像品質、定着性、ライフ耐久性など、総合的に優れ
た特性を示すという優れた効果を示す。

【００３８】 平均粒径（μｍ） ２〜５ Ａｌ₂ Ｏ₃ 体積 個数 μｍ％ 粒径（ｎｍ） 添加量（重量部） 実施例１ 9.52 6.60 11.6 300 0.1 実施例２ 10.96 8.32 10.5 300 0.5 実施例３ 10.96 8.32 10.5 400 0.3 比較例１ 9.52 6.60 11.6 --- 0 比較例２ 10.83 8.10 13.5 --- 0 比較例３ 10.96 8.32 10.5 500 0.3 比較例４ 7.98 6.26 13.2 400 0.3 画像品質 ２０Ｋライフ後 濃度 かぶり 定着性 濃度 ドラムフィルミング 実施例１ 1.32 ○ ○ 1.31 0 実施例２ 1.36 ○ ○ 1.34 0 実施例３ 1.41 ○ ○ 1.32 0 比較例１ 1.31 × △ 0.98 40 比較例２ 1.33 × △ 1.06 126 比較例３ 1.41 × × 1.12 20 比較例４ 1.24 × × 1.08 11

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、粒度分布が限定された
トナー粒子と、平均粒径４００ｎｍ以下のＡｌ₂ Ｏ₃ 系
物質粒子とを用いることにより、ライフが長く、環境に
依存せず、フィルミング、トナーかぶり、トナー飛散等
の無い鮮明な画像を得ることができる現像剤が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の現像剤を適用し得る現像装置の一例
を示す概略説明図。

【符号の説明】

１…感光体 ２…現像剤容器 ３…現像剤 ４…多極マグネットロール ５…現像スリーブ ６…規制ブレード ７…電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解液中に懸濁した粒子が細孔を通過す
   る際に生じる電気抵抗値を増幅する粒度計から測定され
   た体積平均粒径が９〜１２μｍであり、個数平均粒径が
   ６〜９μｍであり、かつ粒径２〜５μｍの個数の割合が
   全体の１２％以下であるトナー粒子と、一次粒子の平均
   粒径が４００ｎｍ以下のＡｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子とを含有
   することを特徴とする現像剤。
2. 【請求項２】 前記Ａｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子は、１００〜
   ４００ｎｍの平均粒径を有することを特徴とする現像
   剤。
3. 【請求項３】 前記Ａｌ₂ Ｏ₃ 系物質粒子は、トナー粒
   子１００重量部に対し、０．１〜１重量部含まれること
   を特徴とする現像剤。