JPH03168759A - 静電荷像現像用トナーおよび現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真複写機等の画像形威装置に使用され
るトナーおよびそれを用いた現像剤に関する。特に、画
像濃度を均一にするためのトナーおよびそれを用いた現
像剤に関する。

（従来の技術） 電子写真複写機等の画像形戒装置において、感光体に形
或された静電潜像を乾式現像法により可視化するための
現像剤として、一般に結着樹脂と着色剤等の添加剤とで
構成される微粒トナーが使用されている． トナーは摩擦部材との摩擦によって所望の帯電電荷を得
て、帯電および露光の各工程を得て感光体上に形威され
る静電潜像に付着して現像が行なわれる。得られたトナ
ー像は転写紙等の支持体に転写され、そして定着手段に
よって支持体上に定着される．このようにして原稿の複
写物が得られる。

複写物の画像濃度を均一にする目的で従来から粒径が１
０μ一程度のトナー粒子が用いられている，（発明が解
決しようとする諜Ｂ） このような均一な粒径のトナーを用いても、トナーの粒
状グレードが低い、トナー粒子の形状、流動性および帯
電特性がばらつく等が原因で、乾式現像方式により形成
されるトナー画像は、そのベタ画像部分が不均一で、粒
状性に劣るという問題があった． この問題を解決するために、特開昭６２−２８４３６３
号公報に、トナーの粒径と流動性の相関関係に着目し、
凝集度が１．５以下のトナーを用いることが提案されて
いる。凝集度とは、トナークラウドからの自由落下の結
果生じたトナー粒子の平均粒径と用いたトナーの平均粒
径との比を意味する（凝集度＝クラウド平均粒径／用い
たトナーの平均粒径）。しかしながら、凝集度が１．５
以下のトナーを用いても、画像濃度の均一性は充分では
なく、特に中間調において画像濃度にムラを生じ、充分
に満足できるものではなかった。

本願発明の発明者の知見によれば、ベタ部画像の均一性
はトナー単体の物性だけでなく、トナーと摩擦部材との
摩擦帯電特性をはじめとする現像時の総合的な物性に影
響されると考えられる。

本発明は上記問題を解決するものであり、その目的とす
るところは、トナーを摩擦帯電したトナーとして評価す
ることによって、均一な画像濃度が得られるトナーおよ
び現像剤を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、微粒トナーを摩擦帯電部材により摩擦
帯電させて使用する静電荷像現像用トナーであって、該
トナーの体積平均径Ｄｖ５０と、該トナーを摩擦部材に
より摩擦帯電させたときのトナーの等投影面積円相当径
Ｄｐｑｔ．ｓとの比Ｄ　Ｐ　９７．　Ｓ／　Ｄ　ｖ　５
。が１．６以下であるトナーが提供される。

更に、本発明によれば、上記トナーとキャリアを含有す
る静電荷像現像用現像剤が提供される。

（作用） トナー単独の物性ではなく、トナーが摩擦帯電した状態
での現像剤としての総合的物性が画像特性に影響を与え
るのは、以下の理由によると推察される。トナーには、
着色剤、電荷制御剤等の各種添加剤が含まれている。よ
って、トナーと摩擦部材と摩擦帯電させたときに、使用
するＰｊ擦部材の種類によっては逆極性に帯電したトナ
ーを生じることがある。この逆極性に帯電したトナーが
、互いに付着凝集して粗大粒子となる。そのため、トナ
ー単独では粒径が均一なトナーであっても、使用する摩
擦部材の種類によって現像剤中に粗大粒子のトナーを含
むことになり、そのことが最終的に得られる画像を不均
一にする。

このことは、微粒トナーと摩擦部材とを摩擦帯電した状
態のトナーの帯電量分布を測定し、トナーの帯電量分布
とべ夕画像部分の均一性との間に相関関係を調べること
により確認できた。このことから、トナーの帯電特性に
着目し、トナーそれ自体を評価するだけでなく、摩擦部
材により摩擦帯電されたトナーを評価することによって
本発明が完或された。

本発明のトナーは、トナー単独の体積平均径ＤＶ，。お
よび摩擦部材に摩擦帯電させたときのトナーの等投影面
積円相当径Ｄ　ｐ９１．　５について、下弐を満足して
いる。摩擦帯電トナーは以下のようにして得られる。例
えば、摩擦部材がキャリヤの場合、トナーとキャリヤか
らなる現像剤に窒素ガスを吹きつけることによりキャリ
アとの摩擦により帯電したトナーをキャリアから分離し
、次いでトナーに電界を印加して、紙上に落下させるこ
とにより得た。

ＤＰ＊？．ｓ／Ｄｖ５。≦１．６ 式中の体積平均径Ｄｖ５０は、トナー単体をコールター
カウンタで測定した結果得られた粒度分布において、粒
径の小さいトナー粒子から積算して、測定されたトナー
粒子数の５０％が含まれる大きさのトナー粒子の体積と
等体積の球に相当する粒径である。式中の等投影面積円
相当径Ｄ　Ｐ　９？．　Ｓは、以下のようにして決定さ
れる。現像剤から分離されて紙上に落下した摩擦帯電ト
ナー粒子を画像解析装置で投影し、このトナー粒子と等
面積の円に相当する粒径を測定する。そして最小粒径か
ら積算して、測定されたトナー粒子数の９７．５％が含
まれる粒径をＤ　Ｐ　９？．　ｓと規定する。この値が
１．６を上まわるトナーは、摩擦部材との摩擦帯電の結
果、逆極性帯電等により付着凝集した粗大粒子を含有し
ている。

（発明の好適態様） 本発明で用いられるトナーは、従来より乾式現像法で使
用されている、結着樹脂中に着色剤等の添加剤が分散さ
れた粉体トナーである。

結着樹脂としては、スチレン系重合体、アクリル系重合
体、スチレンーアクリル系重合体、塩素化ポリエチレン
、ポリプロピレン、アイオノマー等のオレフィン系重合
体、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアくド、ポリ
ウレタン、エポキシ樹脂、ジアクリルフタレート樹脂、
シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹
脂、フェノール樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、キシ
レン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジンエステル
などの各種重合体が用いられる。これらの樹脂の選択は
、定着方法その他の必要とされる特性に応じて任意に行
われる。このうちスチレン系重合体、アクリル系重合体
またはスチレンーアクリル系重合体が好ましく、特にス
チレンーアクリル系重合体が好ましい。これらの樹脂は
重量平均分子量が３００００〜２０００００であること
が好ましく、特にｓｏｏｏｏ〜１５００００の範囲が好
ましい。重合体は一種または二種以上が混合して用いら
れる。

結着樹脂中に分散させる着色剤としては、下記に例示す
るこの分野で使用される公知の顔料や染料（以下、単に
着色顔料と呼ぶ）が使用できる。

黒色顔料： カーボンプラック、アセチレンブラック、ランプブラッ
ク、アニリンブラック。

黄色顔料； 黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、旦ネ
ラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネ
ーブルイエロー、テフトールイエローＳ１ハンザイエロ
ー１０Ｇ，ベンジジンイエローＧ，キノリンイエローレ
ーキ、パーマネントイエローＮＧＯ，タートラジンレー
キ。

橙色顔料； 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，ペンジジンオレ
ンジＧ１インダンスレンフリリアントオレンジＧＫ， 赤色顔料； ベンガラ、カドξウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウ
ム、パーマネントオレンジ４Ｒ，ビラゾロンレッド、リ
ソールレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レー
キレッドＤ１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．， 紫色顔料； マンガン紫、ファーストバイオレットＢ１メチルバイオ
レットレーキ。

青色顔料； 紺青、コバルトブルー、アメリカンブルーレーキ、ビク
トリアブルーレーキ、フタロシアニンプルー、無金属フ
タロシアニンブルー、フタロシアニンブル一部分塩素化
物、ファーストスカイブル、インダンスエンブルーＢＣ
， 緑色顔料； クロムグリーン、酸化クロム、ビグメントグリーンＢ１
マラカイトグリーンレーキ、ファナノレイエローグリー
ンＧ． 白色顔料： 亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛。

体質頗料； 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、アルミホワイト。

これらの着色顔料は、一種または二種以上が混合して用
いられる。着色顔料の添加量は、、充分なトナー画像濃
度を得るためには、結着樹脂１００重量部当たり１〜３
０重量部が好ましく、２〜２０重量部がさらに好ましい
。

上記トナーが磁性トナーである場合には、着色顔料とと
もに、または着色顔料に代えて磁性材料顔料を配合する
ことができる。

磁性材料顔料としては、公知の磁性材料の微粉末が用い
られる。例えば四三酸化鉄（Ｆｅ３０４）、三二酸化鉄
ＣＴ　　Ｆ　ｅｚ　Ｏｓ　）　、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ
ｚＯｎ）、酸化鉄イットリウム（Ｙ．Ｆｅ５０＋ｚ）、
酸化カドミウム（Ｃｄｚ　Ｆ　ｅｓ　Ｏ＋ｚ）、酸化鉄
鋼（ＣｕＦｅｚ　Ｏａ　）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ＋ｚ０
．．）　、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅｔ　０４　）、酸
化鉄ネオジウム（Ｎｄ　Ｆ　ｅ　０３　）　、酸化鉄バ
リウム（Ｂ　ａ　Ｆ　ｅ　１２０１９）　、酸化鉄マグ
ネシウム（ＭｇＦｅ．Ｏ．）、酸化鉄ランタン（ＬａＦ
ｅＯ：＋）、鉄粉（Ｆｅ）、コバルト粉（Ｃｏ）、ニッ
ケル粉（Ｎｉ）等の微粉末が挙げられる。これらの磁性
材料顔料の添加量は結着樹脂１００重量部当たり５〜７
０重量部が好ましく、２０〜５０重量部がさらに好まし
い。

トナーの電荷を制御するために、さらに電荷制御剤が含
有されうる。電荷制御剤としては、例えば、ニグロシン
染料、オイルブラック、スビロンブラック等の油溶性染
料；ナフテン酸、サリチル酸、オクチル酸、高級脂肪酸
、樹脂酸のマンガン、鉄、コバルト、ニッケル、鉛、亜
鉛、セリウム、カルシウム等の金属塩である金属石鹸；
含金属アブ染料；ピリミジン化合物；アルキルサリチル
酸の金属キレートが用いられる。これらのうち、特にア
ルコール可溶性のものが好ましく用いられる。

これらの電荷制御剤は、結着樹脂１００重量部当たり０
．１〜５重量部が好ましく用いられる。

更に上記トナーには、この分野で使用されるそれ自体公
知の各種配合剤を配合することができる。

例えばオフセット防止剤として、低分子量ポリブロビレ
ン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス等の各
種ワックス；炭素数４以上のオレフィン系重合体；脂肪
酸アミド；シリコーンオイルなどが、結着樹脂１００重
量部当たり０．５〜１５重量部が好ましく含有される。

以上のようなトナー用材料を用いて、公知の製造方法の
うち任意の方法によってトナーを製造する。本発明のト
ナーは、本発明で規定する条件を満足しさえすれば、重
合法およびスプレードライ法によって得られる球状トナ
ーや、粉砕法によって得られる不定形のトナーの何れで
あってもよい。

前記条件とは、本発明のトナーと摩擦部材とを適宜組み
合わせれば、トナー単独の体積平均径Ｄｖ５０と、摩擦
部材によって摩擦帯電されたときのトナーの等投影面積
円相当径Ｄ　Ｐ　９７．　５との比が下弐を満足してい
ることである。

Ｄ　Ｐ　９？．　Ｓ／　Ｄ　Ｖ　ｓｏ≦１．６１．６を
上まわると、逆極性帯電等により付着凝集した粗大トナ
ー粒子が多く含有されることになり、画像むら、トナー
ボタ、白ぬけなどの原因となる。

また、上記トナーは公知の表面処理剤であるシリカ、ア
ルミナ、酸化チタン、酸化スズ等の無機粉末やスチレン
系、アクリル系、シリコーン系等の樹脂粉末によって表
面処理して用いてもよい。

本発明で用いられる摩擦部材としては、従来公知の各種
金属、樹脂のドクターブレードや導電性の金属スリーブ
、各種キャリヤ等が挙げられる。

キャリヤとしては、ガラスビーズ、酸化または未酸化の
鉄粉、フエライト等の未被覆キャリア：鉄、ニッケル、
コバルト、フエライト等の磁性体をスチレン系重合体、
アクリル系重合体、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、
メラミン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル等の１種また
は２種以上の樹脂で被覆した被覆キャリアが挙げられる
。一般には、ソフトな磁気ブラシが形成できるという理
由から、高抵抗樹脂を被覆したフエライト粒子が好まし
く用いられる。

フエライト粒子としては、球状のものが好ましく、その
粒径が２０μｍ〜１５０μｍ、特に５０μｍ〜１２０μ
ｍの範囲にあることが望ましい。

フエライトとしては、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ．０４）、
酸化鉄イットリウム（Ｙ３Ｆｅ，０，２）、酸化カドξ
ウム（Ｃ　ｄｉ　Ｆ　ｅｓ　Ｏ＋ｚ）　、酸化鉄銅（Ｃ
ｕＦｅｚ　０４　）、酸化鉄鉛（Ｐ　ｂ　Ｆ　ｅ　１２
０１９）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ，０４）、酸化鉄
ネオジウム（ＮｄＦｅＯ，）、酸化鉄バリウム（ＢａＦ
　ｅ　＋ｇＯ＋ｑ）　、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ
．０４）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ，）等の化合物
から選ばれた一種あるいは二種以上の化合物を含有する
フエライト粒子が使用される。特にＣｕ、Ｚｎ，Ｍｇ，
ＭｎおよびＮｉからなる郡より選ばれた金属威分を一種
、好ましくは二種以上を含有するソフトフエライト、例
えば銅一亜鉛一マグネシウムフェライトが使用される。

本発明のトナーと、該トナーが本発明の条件を満足する
ように適宜選択された摩擦部材とを組み合せて使用する
。キャリヤと現像剤を構或する場合トナー濃度は２〜１
０％、好ましくは３〜８％である。

本発明の現像剤は、逆極性帯電等により付着凝集した粗
大トナー粒子を含有していないので、複写物の画像濃度
は均一である。

（実験例） 以下、本発明を実験例に基づいて具体的に説明する。

以下、部とあるのは、他に説明がなければ、重量部を示
す。

トナーＡの作製； 結着樹脂としてスチレンーアクリル共重合体１００部、
着色剤としてカーボンブラック（デグサ社製のプリンテ
クス）８部、電荷制御剤として含金属モノアゾ染料であ
るボントロンＳ−３４（オリエント化学（株）製）１部
、オフセット防止剤として低分子量ポリプロピレンであ
るビスコール５５０Ｐ（三洋化成工業（株）製）２部を
溶融混練し、粉砕後、分級して、一定の粒度範囲のトナ
ーを得た。

このトナーの体積平均径をコールターカウンタで測定し
たところＤｖ５０＝１１．２μｍであった。

トナーＢの作製； 結着樹脂としてスチレンーアクリル共重合体１００部、
着色剤としてカーボンブラック（三菱化戒製のＭＡ−１
００）７部、電荷制御剤として含金属モノアゾ染料であ
るスピロンブラックＴＲＨ（保土谷化学製）１．５部、
オフセット防止剤として低分子量ポリプロピレンである
ビスコール５５０Ｐ（三洋化成工業（株）製）２部を溶
融混練し、粉砕後、分級して、一定の粒度範囲のトナー
を得た。このトナーの体積平均径をコールターカウンタ
で測定したところＤｖ５０＝９．０μｍであった。

実験； 得られたトナーＡおよびＢと第ｌ表に示す各種フエライ
トキャリアとを、トナーの濃度が３％になるように混合
して現像剤とした。この現像剤の等投影面積円相当径Ｄ
　ｐ　９？．　５　　を画像解析装置を用いて求めた。

その値を第２表に示す。また、この現像剤を用いて画像
出しテストを行い、ベタ画像部のムラおよび粒状性を評
価した。その結果を第２表に示す。

第１表 （以下余白） 第２表から明らかなように、本発明のトナーおよび現像
剤を用いれば、ベタ部が高濃度で均一性に優れ、中間調
部も濃度ムラのない良好な画像が得られる。また、トナ
ーと摩擦部材としてのキャリアとの組み合わせが、画質
に大きく影響を与えていることがわかる。

（発明の効果） 本発明によれば粗大トナーによる画像むら、トナーポタ
、白ぬけなどが起こらず、均一なベタ画像が得られる。

また、中間調においても濃度ムラのない高画質な画像が
得られる。

また、本発明によれば、実際に画像出しをしなくても画
像の均一性が推定できる。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微粒トナーを摩擦部材により摩擦帯電させて使用す
   る静電荷像現像用トナーであって、該トナーの体積平均
   径Ｄｖ＿５＿０と、該トナーを摩擦部材により摩擦帯電
   させたときのトナーの等投影面積円相当径Ｄｐ＿９＿７
   ＿．＿５との比Ｄｐ＿９＿７＿．＿５／Ｄｖ＿５＿０が
   １．６以下であるトナー。 ２、請求項１に記載のトナーと摩擦部材としてのキャリ
   ヤとを含有する静電荷像現像用現像剤。