JPH04313759A

JPH04313759A - 電子写真用現像剤

Info

Publication number: JPH04313759A
Application number: JP3019155A
Authority: JP
Inventors: Shuji Mitani; 修司三谷; Kazuhiro Sato; 和弘佐藤; Hideyuki Kubota; 英之久保田
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1991-01-21
Filing date: 1991-01-21
Publication date: 1992-11-05
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JP2626838B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法、静電記録法
等において形成される静電荷像を形成するための乾式現
像剤に関するもので、特に磁性トナーと磁性キヤリアと
で構成される２成分系の電子写真用現像剤の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】磁性トナーを現像するシステムとしては
、磁性トナーをスリーブまたはドクターブレード等と帯
電させる１成分現像方式または磁性トナーと共にキャリ
アとの帯電も行う２成分現像方式が知られている。

【０００３】後者の磁性トナーとキャリアとを組み合わ
せた２成分系の現像方式では、非磁性トナーとキャリア
とを組み合わせた２成分系の現像方式に比べてキャリア
に対するトナーの含有量が多い形態をとり、かつキャリ
アによる穂を形成するため、スリーブ上での未帯電の磁
性トナーが遊離して存在し、感光体の非画線部の地カブ
リや画質の劣化を引き起こしたり、キャリアの存在によ
るコピー画像面へのキャリアの付着が問題となつていた
。

【０００４】一方前者の１成分系の磁性トナーとして、
特開昭５５−４８７５４号公報、特開昭５７−４５５５
５号公報、特開昭５７−４５５５６号公報、特開昭５７
−４５５５７号公報等に見られるトナーが提案されてい
るが、これらの磁性トナーをキャリアと組合わせて使用
する場合においてもスリーブ付着による地カブリの増加
や、逆帯電成分による地カブリの発生、感光体への融着
等の様々な問題が発生するものである。

【０００５】更に又、特開平２−７２３７３号公報の如
く磁性トナー粒子の表面に磁性粒子を外添した磁性トナ
ーとキャリアとからなる現像剤が、スリーブへの付着が
少ないものとして提案されているが、現像性が低く、か
つ現像時の滲みが発生するという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は磁性トナーに
関する前記の如き従来の技術の問題点を解決し、文字の
滲みが少なく、コピー画像面へのキャリア付着の少ない
電子写真用現像剤を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために鋭意検討の結果なされたもので、その概
要は、磁性トナーと磁性キャリアとが重量比で２０：８
０〜６０：４０の比率で混合してなり、前記磁性トナー
が結着性樹脂、帯電制御剤及び磁性粒子を含有し、かつ
該磁性トナー粒子表面に磁性粒子が０．１〜１０重量％
付着していることを特徴とする電子写真用現像剤である
。この場合磁性トナーの平均粒子径は５〜２０μｍであ
り、磁性キャリアの平均粒子径は３０〜８０μｍであり
、又、磁性粒子の形状が針状でない形状を有するものが
好適に用いられる。更に又、磁性粒子を付着させた磁性
トナーの飽和磁化が２０〜５０ｅｍｕ／ｇであることが
好ましい。

【０００８】以下本発明の現像剤を構成する材料につい
て説明する。現像剤のうち磁性トナーは結着性樹脂に金
属酸化物と鉄酸化物との混合物であるフェライトやマグ
ネタイト等の磁性粒子を分散させて構成されている。磁
性粒子としては、結晶学的にスピネル構造のペロブスカ
イト、六方晶のガーネット、オルソフェライトやマグネ
タイト構造を有するもので、その構成はニッケル、亜鉛
、マンガン、マグネシウム、銅、リチウム、バリウム、
バナジウム、クローム、カルシウム等の酸化物と３価の
鉄酸化物との焼結体である。

【０００９】又、上記の結着性樹脂としては、ポリスチ
レン、ポリｐークロルスチレン、ポリビニルトルエン、
スチレン・ｐークロルスチレン共重合体、スチレン・ビ
ニルトルエン共重合体等のスチレン及びその置換体の単
独重合体及びそれらの共重合体；スチレン・アクリル酸
メチル共重合体、スチレン・アクリル酸エチル共重合体
、スチレン・アクリル酸ｎーブチル共重合体等のスチレ
ンとアクリル酸エステルとの共重合体；スチレン・メタ
クリル酸メチル共重合体、スチレン・メタクリル酸エチ
ル共重合体、スチレン・メタクリル酸ｎーブチル共重合
体等のスチレンとメタクリル酸エステルとの共重合体；
スチレンとアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステ
ルとの多元共重合体；その他スチレン・アクリルニトリ
ル共重合体、スチレン・ビニルメチルエーテル共重合体
、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ビニルメ
チルケトン共重合体、スチレン・アクリルニトリル・イ
ンデン共重合体、スチレン・マレイン酸エステル共重合
体等のスチレンと他のビニル系モノマーとのスチレン系
共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタ
クリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミ
ド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリ
ル酸フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、
石油樹脂、塩素化パラフィン等が単独又は混合して用い
られる。

【００１０】更に本発明における磁性トナーには、帯電
制御剤を０．５〜５重量％より好ましくは０．５〜３重
量％含有せしめる。ここに用いられる帯電制御剤中、負
帯電制御剤としては含金属染料もしくはスルホン酸塩含
有の電荷制御性樹脂が挙げられる。正帯電制御剤として
は、ニグロシン系染料や、第４級アンモニウム塩、トリ
フェニルメタン系化合物等が挙げられる。帯電制御剤の
含有量が０．５％未満では帯電の立ち上がりが不十分で
あり、文字の滲み等現像性や画質を低下させる。又、帯
電制御剤の含有量が５％を越えて多い場合は帯電量の低
下を招くので好ましくない。本発明においては、その他
に必要に応じてカーボンブラック等の着色剤を含有せし
めてもよい。

【００１１】これらの構成により、製造される磁性トナ
ーの磁気特性は現像性に大きく関与するので、磁性トナ
ーもしくは表面の磁性粒子の量により調整する。その磁
性トナーの磁力はσｓ　＝２０〜５０ｅｍｕ／ｇ（５ｋ
　　Ｏｅの条件下で測定）であれば現像性が十分であり
、かつ磁性トナーの飛散の問題が生じない。σｓ　のコ
ントロールは磁性トナー中に内添する磁性粒子の磁気特
性と、内添する磁性粒子の量により行われる。

【００１２】このような磁性トナーの表面には更に磁性
粒子を外添する。外添される磁性粒子は粒径が０．１〜
５μｍである。磁性粒子は粒径が０．１μｍ未満では磁
性粒子の凝集が大きく、５μｍを越えて大きい場合は非
画像部への付着が可視化され、画像が悪くなる傾向があ
る。磁性粒子の外添量は０．１〜１０重量％好ましくは
１〜８重量％であることが必要であり、０．１重量％未
満では本発明の効果が薄く、１０重量％を越えて多い場
合は、地カブリが増大する。

【００１３】磁性トナーの中に内添する磁性粒子と磁性
トナーの表面に付着させる磁性粒子とは同様なものが使
用される。磁性粒子を磁性トナーの表面に付着させるこ
とにより、両者の間に摩擦帯電が生ずるので、たとえキ
ャリアとの間で摩擦帯電が不十分な磁性トナーであって
も画像の滲みの問題が発生しない。なお、磁性トナーの
表面に付着した磁性粒子は転写紙の非画像部にて実用上
問題となるような地汚れを生ずることはない。又、磁性
トナー表面に付着した磁性粒子は、非画像部へのキャリ
ア付着の防止にも有効である。

【００１４】本発明において使用する磁性トナーの平均
粒子径は５〜２０μｍであることが好ましく、又、使用
するキャリアの平均粒子径は３０〜８０μｍ好ましくは
４０〜６０μｍである。磁性トナーの平均粒子径は５μ
ｍ未満では細かすぎて、キャリアの摩擦帯電等に問題を
起こして非画像部への地汚れを生じ、２０μｍを越えて
大きいと、余りに大粒子となるために画質が低下する。又キャリアはその平均粒子径が３０μｍ未満ではコピー
画像面へのキャリアの付着を発生し、８０μｍを越えて
大きい場合は解像度の低下が著しい。又、キャリア抵抗
はその電気抵抗により画質が劣化し、現像性が変化する
ため、キャリアには樹脂コートを施して電気抵抗をコン
トロールすることが好ましい。

【００１５】本発明における磁性トナーとキャリアの混
合比は、重量にて２０：８０〜６０：４０であることが
必要である。磁性トナーの割合が２０％未満（磁性キャ
リアが８０％を越えて多い場合）は連続コピーの過程で
のトナーの補給の追随性が不良となり、コピー原稿の中
に黒ベタ部が多いと画像濃度不足を生ずる。一方磁性ト
ナーの割合が６０％を越えて多い場合（磁性キャリアが
４０％未満）では未帯電トナーの増加により、非画像部
への地カブリを発生する。又、本発明で使用する磁性粒
子の形状は針状以外ならば如何なる形状でもよく、例え
ば球状、八角面体、不定形いずれでもよい。その理由は
針状ではトナーに対して十分な帯電性を付与しにくいか
らである。更に又、磁性粒子を付着させた磁性トナーの
飽和磁化は２０〜５０ｅｍｕ／ｇであることが好ましく
、２０ｅｍｕ／ｇ未満であると、トナーの飛散が生じ複
写機内を汚し、非画線に地汚れを生じ、画像濃度が異常
に高くなる等の欠点を生じ、５０ｅｍｕ／ｇを越えて大
きいと、現像性不良により画像濃度が薄くなるという問
題を生じる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例及び比較例について説明
する。（但し、部とあるのは重量部を示す）。実施例１　　　　スチレンアクリル酸エステル共重合体　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６
２部　　　　（三洋化成工業社製商品名；ＴＢー１００
０）　　　　ポリプロピレンワックス　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　２部　　　　（三洋化成工業社製商
品名；ビスコール５５０Ｐ）　　　　磁性粒子ーマグネ
タイト（戸田工業社製商品名；ＥＰＴー５００）　　３
５部　　　　帯電制御剤ークロム含金染料　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１部　　　　（オリエント化学工業社製
商品名；ボントロンＳー３４）上記配合物をエクストル
ーダーにて溶融混練後粉砕分級して平均粒子径１２μｍ
の磁性トナーを得た。この磁性トナー１００部に対して
シリカ（日本アエロジル社製商品名；Ｒー９７２）を０
．５部と、マグネタイトからなる磁性粒子（戸田工業社
製商品名；ＥＰＴー５００）４部とを混合し、高速攪拌
機（ヘンシェルミキサー）にて攪拌して磁性トナーの表
面に磁性粒子とシリカを付着させた。次に前記磁性粒子
と、シリカが表面に付着した磁性トナーと、平均粒子径
が４６μｍであるアクリル系樹脂をコートしたマグネタ
イトキャリアとを３０：７０の比率で混合して本発明の
電子写真用現像剤を作成した。

【００１７】実施例２実施例１において、磁性トナーの表面に付着させる磁性
粒子の量を８部にした以外は、実施例１と全く同一の方
法にて本発明の電子写真用現像剤を作成した。

【００１８】比較例１　　　　スチレンアクリル酸エステル共重合体　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６
２部　　　　（三洋化成工業社製商品名；ＴＢー１００
０）　　　　ポリプロピレンワックス　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　２部　　　　（三洋化成工業社製商
品名；ビスコール５５０Ｐ）　　　　磁性粒子ーマグネ
タイト（戸田工業社製商品名；ＥＰＴー５００）　　３
５部上記配合物をエクストルーダーにて溶融混練後粉砕
分級して平均粒子径１２μｍの磁性トナーを得た。この
磁性トナー１００部に対してシリカ（日本アエロジル社
製商品名；Ｒー９７２）を０．５部混合し、高速攪拌機
（ヘンシェルミキサー）にて攪拌して磁性トナーの表面
にシリカを付着させた。次に前記シリカが表面に付着し
た磁性トナーと、平均粒子径が４６μｍであるアクリル
系樹脂をコートしたマグネタイトキャリアとを３０：７
０の比率で混合して比較用の電子写真用現像剤を作成し
た。

【００１９】比較例２比較例１において、磁性トナー１００部に対してマグネ
タイトからなる磁性粒子（戸田工業社製商品名；ＥＰＴ
ー５００）を４部と、シリカ（日本アエロジル社製商品
名；Ｒー９７２）を０．５部混合して磁性トナーの表面
に磁性粒子とシリカを付着させた以外は比較例１と全く
同様にして比較用の電子写真用現像剤を作成した。

【００２０】比較例３比較例１の磁性トナーの配合物にクロム含金染料からな
る帯電制御剤（オリエント化学工業社製商品名；ボント
ロンＳー３４）を１部配合した以外は、比較例１と全く
同様にして比較用の電子写真用現像剤を作成した。

【００２１】比較例４比較例３において、磁性トナー１００部に対してマグネ
タイトからなる磁性粒子（戸田工業社製商品名；ＥＰＴ
ー５００）を１２部とシリカ（日本アエロジル社製商品
名；Ｒー９７２）を０．５部混合した以外は比較例３と
全く同様にして比較用の電子写真用現像剤を作成した。

【００２２】上記実施例１〜２及び比較例１〜３で得ら
れた電子写真用現像剤を用いて、トナーを補給しながら
１万枚の連続コピー試験を行った。使用した機種はシャ
ープ社製のＪＸー９５００（ＯＰＣ感光体内蔵の反転現
像方式のレーザープリンター）である。その結果を表示
すれば表１のとおりである。ただし、○は良好、△は実
用上支障を来す程度に若干不良、×は不良を示す。又画
像濃度の測定はマクベス反射濃度計、地カブリの測定は
ハンター白色濃度計による。外観汚れ、文字の滲み、解
像性は視覚判定による。表１から明らかなとおり、本発
明による電子写真用現像剤は１００００枚の連続コピー
の過程で、画像濃度、地カブリと、外線汚れ、文字の滲
みおよび解像性のすべての実用特性においてバランスの
とれた良好な特性を示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】実施例１と比較例３の現像剤を使用して１
０００枚の連続コピー後、バイアス電圧を変化した場合
の感光体上のキャリアの付着を目視で比較した。その結
果は表２に示すとおりである。ただし、○は良好、△は
実用上支障を来す程度に若干不良、×は不良を示す。こ
れによれば本発明の現像剤はバイアス電圧の依存性が少
なく、感光体上のキャリアの付着特性を有することが確
認された。

【００２５】

【表２】

【００２６】実施例３前記実施例１において、磁性粒子と、シリカが表面に付
着した磁性トナーと、平均粒子径が４６μｍのアクリル
系樹脂をコートしたマグネタイトキャリアとを５０：５
０の比率で混合して本発明の電子写真用現像剤を作成し
た。

【００２７】比較例５前記実施例１において、磁性トナーとマグネタイトキャ
リアとの比率を１５：８５にした以外は、同様にして比
較用の電子写真用現像剤を作成した。

【００２８】比較例６前記実施例１において、磁性トナーとマグネタイトキャ
リアとの比率を６５：３５にした以外は、同様にして比
較用の電子写真用現像剤を作成した。

【００２９】上記実施例１、実施例３、比較例５および
比較例６の現像剤とを使用して電子写真用現像剤を作成
する際の磁性トナーと、キャリアの重量混合比の相違に
よるトナーの補給状態での画像比較を行った。その結果
は表３に示すとおりである。ただし、画像濃度はマグベ
ス反射濃度計を用いて測定し、地カブリはハンター白色
濃度計を用いてコピー紙上を目視することにより測定し
た。これによれば同じ磁性トナー及びキャリアを用いて
も、本発明の実施例においては、初期画像も耐刷後も画
像濃度、地カブリが少ないが、比較例のものは磁性キャ
リアの配合比が本願の発明の範囲を外れているために、
画像濃度が低く地カブリが増大して好ましくない結果を
示した。

【００３０】

【表３】

【００３１】

【発明の効果】本発明の電子写真用現像剤は、１）磁性
トナーに帯電制御剤が添加されているので、現像性が向
上し、画像の滲みが減少する。２）磁性粒子が表面に付
着することにより、現像する磁性トナーの帯電量が向上
し、画像の滲みが減少する。３）磁性粒子が表面に付着
することにより、コピー画像面へのキャリアの付着が防
止できる。４）現像剤中の磁性トナー量を適当な範囲に
設定することにより磁性トナーの補給性を良好にし、地
カブリを低減させることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　磁性トナーとキャリアとが重量比で２
０：８０〜６０：４０の比率で混合してなり、前記磁性
トナーが結着性樹脂、帯電制御剤及び磁性粒子を含有し
、かつ該磁性トナーの表面に磁性粒子が０．１〜１０重
量％付着していることを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項２】　　磁性トナーの平均粒子径が５〜２０μ
ｍであり、キャリアの平均粒子径が３０〜８０μｍであ
る請求項１記載の電子写真用現像剤。
【請求項３】　　磁性粒子の形状が針状以外の形状を有
する請求項１記載の電子写真用現像剤。
【請求項４】　　磁性粒子を付着させた磁性トナーの飽
和磁化が２０〜５０ｅｍｕ／ｇである請求項１記載の電
子写真用現像剤。