JPS60184261A - 乾式現像剤 - 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】 陀業上の利用分野 本発明は静′亀荷像現像剤で静電転写を可能にする乾式
現像剤に関するものである。

従来例の構成とその問題点 一般に７電子写真、静電記録などにおける静電潜像ヲ顕
像化する方法として、カスケード現像法。

磁気ブラシ現像法など多数の方法が用いられる。

普通紙を用いた乾式電子複写機は、感光体上に形成した
静電潜像を、帯電微粒子であるトナーで顕像化し、その
粉体画像を紙に静電転写した後、定着するというプロセ
スによってコピーを得る。

コピーの画像品質には光学系や感光体の特性、現像、転
写、定着のすべてのプロセスが関与するが、その中でも
現像が最も重要な要因となる。この現像方式には、前記
のような種々の現像方式が提案されているが、その中で
もＲｅＡ社で開発さ几た磁気ブラシ現像法は、そ７し寸
でのカスク−−ド現像法に比べて、装置を小型にできる
ことや連続階調の再現に比較的優れていることから、現
在電子複写機の現像方式の主流を占めるに至っている。

この磁気ブラシ現像法は、主にカーボンと樹脂から成る
トナー粒子と、そのトナー粒子ヲ＠擦帯電させるととも
に感光体上の潜像捷で運ぶ強磁１生体、例えば鉄粉など
のキャリア粒子との混合物から成る二成分現像剤を用い
、この二成分現像剤を磁石上に保持させると、硯界によ
って現像磁気ブラシが形成され感光体上の潜像を摺擦す
れば、感光体の潜像と反対極性の電荷をもつトナー粒子
によって顕像化されるものである。前記のような二成分
現像剤では、各トナー粒子がキャリア粒子との摩擦帯電
により手分に荷電しており、しかも同一極性にそろって
いるので、安定した画像品質が得られ、さらに、絶縁性
であるために転写特性にも優れている。しかし、キャリ
ア粒子の平均粒径が１００〜２００μｍと、トナー粒子
の平均粒径１０μｍに比べて非常に大きく、トナー粒子
とキャリア粒子の摩擦帯電を十分に行なわせるためにト
ナー濃度ケ小さくする必要があり、しかも、トナー濃度
が変化すると画像濃度も変化するので、當にトナー濃度
ケ一定に保つためのトナー濃度コントロールが必要であ
る。また、鉄粉、フェライトなどのキャリア粒子がハー
ドであるために感光体の表面′？ｒ：ｆｌｉｔつけやす
い欠点が有する。また、ベタ黒画像にエツジ効果が出や
すい、中間調の再現が悪いなどの欠点も有する。

これに対して、トナー粒子が磁性体を含有しキャリア粒
子を必要としない一成分絶縁性磁性トナーが静電転写の
可能な現像剤として提案され、一部実用化されている。

この−成分絶縁性磁性トナーは、ベタ黒画像にエツジ効
果が現われない、キャリア粒子音用いないのでトナー濃
度コントロール機構例不要で保守が容易である、かぶり
が少ないなどの利点を有する。しかし、−成分絶縁性磁
性トナーの場合、キャリアというはっきりした摩擦帯電
の対象となるようなものはなく、シいてあげれば、トナ
ー粒子が接触するスリーブ、ブレード、感光体表面、及
び各トナー粒子同志である。

このために、各トナー粒子は荷電さ肛るものの、極性の
そろい方や荷電量が不十分であり、しかも。

環境によって影響を受けやすい。そのため、画像品質の
安定性に欠ける。

このような問題点を解決するために、最近、摩擦帯電性
の異なる二種類の絶縁性磁性粒子全混合して、一方をト
ナー粒子とし、他方全キャリア粒子として用いる現像剤
が提案されてりる。この現像剤は、トナー粒子、キャリ
ア粒子ともに、樹脂中に磁性体全含有しており、平均粒
径が約１．ＯＬｌｍのトナー粒子と、平均粒径が２０〜
６０μｍのキャリア粒子との混合物である。この現像剤
は、従来の二成分現像剤に比べて、キ誓リア粒子が細か
く密度が小はいために、限界トナー濃度が大きく、しか
もトナー濃度の変化による画像の変化が少ないという利
点を有しており、実質的にトナー濃度コントロール機構
が不要である。また、ベタ黒画像においてエツジ効果が
小さい、階調再現性が良いなどの利点を有している。し
かし、感光体として壱機光導電体などのような負極性の
静電潜像が形成されるものを用いると、負極性の静電潜
像に対する現像剤すなわち正極性に帯電するトナー粒子
を有する現像剤が必要である。一般に正極性の帯電を現
像剤に付与させるには、現像剤を構成するトナー粒子、
キャリア粒子のうちトナー粒子にニグロシンのような正
極畔の荷電制御剤をスチレン樹脂、スチレン−アクリル
樹脂、エポキシ樹脂等に機障的に分散させて、他に磁性
体粉、顔料。

ワックス等全添加混入し、所望の粒径に粉砕して現像剤
を得ていた。しかし、前記のような構成ではニグロシン
の均一な分散が得られず、かぶりが多くなる原因となる
。なぜなら、ニグロシンの粉体粒径が３〜６０μｍと大
きく、トナー粒子の平均粒径が約１０μｍでは、ニグロ
シンそのものの粒子ができる可能性があるばかりでなく
、ニグロシンと樹脂とのぬれが悪い上に樹脂そのものに
相溶しないことから従来の物理的混合法では分散が悪く
、トナー粒子の表面にニグロシンが露出していることが
多いためである。そのために、帯電機構である摩擦によ
り、トナー粒子の表面に露出しているニグロシンが鉄粉
などのキャリア粒子と強く摩擦、衝突し崩壊、微粉化し
て高い帯電量ケ有する粉体となり、元の帯電分布より高
く分布して、かぶりの原因となる。

発明の目的 本発明の目的は、画像品質に優れ、環境変化及びコピー
の耐久性に対しても画像品質が安定で、静電転写が可能
で負極性の静電潜像の顕像化の可能な乾式現像剤を提供
するとと′である。

発明の構成 本発明の乾式現像剤は、樹脂中に磁性体を４゜〜９０重
喰刃金有する第１の絶縁性磁性粉体と。

磁性体ケ６〜６０ｆ（ｉｔ％、樹脂とニグロシンとの共
存重合体を１〜４０重量％（好ましくは５〜１５重量兇
）、ニグロシンと樹脂とケ機械的に粉砕し混練したマス
ターバッチを１〜２０重量％（好ましくは２〜１０重量
％）樹脂中に含有する第２の絶縁ｒ１磁磁性体との混合
物からなる乾式現像剤である。これによりトナーにあた
る第２の絶縁性磁Ｖ１ミ粉体に一般のニグロシン粗粉体
を単に混練させるのではなく、ニグロシンの樹脂との共
存重合体を添加して、樹脂全体にニグロシン分子が微細
に点在するので均一な分散か得られる。はらにニグロシ
ンと樹脂とを機械的に粉砕し混線し／ζマスターバッチ
を添加することによって共存重合体と。

ともに相乗効果で樹脂との相溶性が良くなる。前６己ニ
グロシンの共存重合体は、一般にトナーの基本樹脂に用
いらｎるスチレン樹脂、アクリル樹脂。

エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂とは相溶性が良い。ま
た、キャリアを鉄粉などの硬い物質を用いるのではなく
、樹脂中に磁性体を４０〜９０重量％含有する第１の絶
縁性磁性粉体のようなソフトな表面を有する粉体を用い
るので、感光体の表面ヲ傷つけず、キャリアとの摩擦、
衝突によってトナー粒子の崩壊、微粉化が極めて少なく
、安定した帯電量、帯電分布が得られ、かぶりが少なく
なる。なお、本発明において、第１の絶縁性磁性粉体の
磁性体の含有量を４Ｑ〜９０重量％とじたのは画像品質
を保証するためであり、４０重鼠九未満ではキャリア刊
着を起こしやすくなり、また９０重量％を超えると中間
調の画像が出にくくなり、製造が困難になる。捷だ、第
２の絶縁性磁性粉体の磁性体の含有量を６〜６０重量％
としたのは画像品質を保証するためであり−ｓｋｉ量九
未満ではトナー飛散を起こしやすくなり、また６０重量
％全音光ると定着性が悪くなってくる。丑／乙第２の絶
縁性磁性粉体の共存重合体の含有量全１〜４０重量％と
じたのは、１重量％未満では粉体粒子の極性のそろい方
や帯電量が不十分であり、また４０重量％を超えると画
像濃度が低下しやすくなる。また、マスターバッチの含
有量を１〜２０％とニグロシン２６重量％とを混練、粉
砕したものを用いた。

以下、単位は重量％である。

〔実施例１〕 １、）ナー配合 スチレン−アクリル樹脂（ＭＤ　６８７）　６８（セキ
スイ化学株式会社製） マグネｉイ）　（ＩＥＰＴ　−５００）　２５（戸田工
業株式会社製） 共存１合体（ボントロン０Ｒ−６７）　１゜（オリエン
ト化学株式会社製） マスターバッチ（スチレン〜アクリルｌｌｊ脂４（ＭＤ
　６８７）とボントロンＮ−０７との混練、粉砕物） ワックス（ビスコール５６０Ｐ）　３ （三洋化成株式会社製） 以−にの各原料をヘンシェル・ミキサで予備混合し、二
軸押出し機で加熱溶融混練した後、ジェットミルで粉砕
し、分級機で分級して平均粒径１２μｍの粉体を作り、
この粉体に、エアロジルＲＡ−２００Ｈ（コロイタルン
ｌＪ力、日本エアロジル株式会社製）をシェイカーで表
面コーティングして、トナー粉体奮得た。帯電量は＋１
２．３μＣ／ｇであった。

■、キャリア配合 スチレン−アクリル樹脂（ＭＤ６８７）　２５マグネｅ
イト（ＥＰＴ−６００）　、’７６トナーのＭ法と同様
に各原料を−＼ンシェル・ミキサで予備混合し、二軸押
出し機で加熱溶融混練した後、ジェットミルで粉砕し、
分級機で分級（〜で平均粒径３０μｍのキャリア粉体ケ
得た。帯電量は−０，１μＣ／ｇであった。

前記トナー粉体とキャリア粉体’ｉ１：３（月（量比）
の割合で混合し、現像剤とした。前述の静電複写装置を
用いて、画像を出した。その結果、普通紙に転写及び定
着された画像は、高濃度であり、エツジ効果はなく、ベ
タ黒の階調を良く再現している。また、かぶりも認めら
れず、像は鮮細で転写による画像の乱れが認められなか
った。また、前記特性は、温度１８〜３６°Ｃ１湿度４
０〜８５％ＲＨの環境においても安定した結果が得られ
、１万枚の複写後でも安定した画像が得らｎ７た。

〔実施例２〕 １、トナー配合 スチレン樹脂（ピコラスチックＤ１６０）　５６（エツ
ジ・スタンダード石油株式会社製）マグネタイト（ＰＰ
−７）　２６ （関東電化工業株式会社製） 共（ｆ重合体（ボントロン０Ｒ−ｓ７）　１２マスター
バツチ（スチレン樹脂（ピコラスチックＤ１６０）とボ
ントロンＮ−０７との混練、粉砕物） ワックス（ビスコール６５０Ｐ）　３ 実施例１と同様の製法で平均粒径１１μｍのトナー粉体
を得ノ（。帯電１ｊは、」−１４，０μＣ，Ｑであった
。

１１、キャリア配合 スチレン樹脂（ピコラスチックＤ１５０）　３０マグネ
タイト（ＰＰ−’７）　７０ 実施例１と同様の製法で平均粒４２９ｚｚｍのキャリア
粉体を得た。帯電量は、−０，２μＣ／ｇであった。

さらに、実施例１と同様の方法で現像剤を得た。

実施例１と同様の手段で評価を行った結果、同様に良質
な画像が得られ、また、環境条件Ｖこよっても、１万枚
の複写後でも安定した画像が得られた。

〔実施例３〕 ポリエステル樹脂（ＡＴＲ２０１０）　６３（花王石鹸
株式会社製） マグネタイト（ＥＦＴ−６００）　２６共存重合体（ボ
ントロン０Ｒ−６７）１０バスタ−バッチ（ホリエ４ス
テル樹脂８（Ａ、ＴＲ２０１０）とボントロンＮ−〇７
との混練、粉砕物） ワックス（ヒ゛スコール５５０Ｆン　３実施例１と同様
の製法で平均粒径１２μｍのトナー粉体全得た。帯電量
は、＋１３．８μＣ／ｇであった。

ＩＩ　、キャリア配合 ポリエステル樹脂（ムＴ　Ｒ２０１０）　２３マグネタ
イト（ＥＰＴ−５００）　７７実施例１と同様の製法で
平均粒径３３μｍのキャリア粉体を得た。帯電量は、　
−０，１μＣ，Ｑであった。

ざらに、実施例１と同様の方法で現像剤を得た。

実施例１と同様の手段で評１＋ｆｆ１行った結果、同様
に良質な画像が得られ、また、環境条件によっても、１
万枚の複写後でも安定した画像が得られた。

〔比較例１〕 １、トナー配合 スチレン−アクリル樹脂（ＭＤ６８７）　７０マグネタ
イト（ＸＰＴ　５００）　２５荷電制御剤（ボントロン
Ｎ　−０７）　２ワツクス（ビスコール６１５０Ｐ）　
３実施例１と同様の製法で平均粒径１２μｍのトナー粉
体を得た。帯電量は一＋１３．０μＣ／ｇであった。

■、キャリア配合 実施例１に使用したキャリア粉体を用いた。さらに、実
施例１と同様の方法で現像剤を得だ。実施例１と同様の
手段で評価を：行った結果、複写の累剖枚数が少ないと
きは、比較的良い画像が得られたが、複写の累計枚数が
多くなるにつ力、て、かぶりが目立つようになり、１万
枚の複写後ではかぶりがかなり目立ち、画像もかなり不
魚工明になっていた。

〔比較例２〕 トナー配合は、比較例１に使用したものを用い、キャリ
アとしては、平均粒径３０μｍの鉄粉を用い、実施例１
と同様の方法で現像剤を得た。

実施例１と同様の手段で評価を行った結果、複写の累旧
枚数が少ないときから、画像が不鮮明でかぶりが目立ち
、１万枚の複写後でにかぶ抄がひどく、画像も不鮮明に
なっていた。

なお、各実施例では樹脂成分にスチレン樹脂。

ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂を用いたが
、これは前記樹脂に限定されるものではなく、塩化ビニ
ル、酢酸ビニル、アクリル酸メチル。

メタアクリル酸メチル、ビニルメチルエーテル。

アクリロニトリル、ビニルメチルケトンなどの単ｈ１体
より得られるホモポリマ、捷だは、それらの単；１１体
を二種以上組み合わせたコポリマあるいは。

それらの混合物でも同様の効果が得られる。また。

各実施例では磁性体成分にマグネダイトラ用いたが、こ
れはマグネタイトに限定されるものではなく、フェライ
ト’ｆ６−はじめとする鉄、コバルト、ニッケルなどの
強磁性を示す元素を含む合金あるいは化合物、捷たは適
当な熱処理によって強磁性を示すようになるマンガン−
銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などの合金または
二酸化クロムなどでも同様の効果が得られる。

発明の効果 以−にの説明から明らかなように１本発明の乾式現像剤
は樹脂中に磁性体を４０〜９０重惜％含有する第１の絶
縁性磁性粉体と、磁性体を６〜６０１量％と、樹脂とニ
グロシンとの共存重合体ケ１〜４０重量％と、ニグロシ
ンと樹脂とを機械的に粉砕し混練したマスターバッチを
１〜２０重量光とを樹脂中に含有する第２の絶縁性磁性
粉体との混合物からなるものであり、これにより正の荷
電制御剤であるニグロシンを樹脂に化学的に結合、相溶
し、さらにマスターバッチを添加することによって共存
重合体とともに相乗効果で樹脂との相溶性が良くなる。

また、キャリアにあたる第１の絶縁性磁性粉体の表面が
ソフトであるため、帯電手段による摩擦、衝突によって
もトナーにあたる第２の絶縁性ｒｉ１ａ粉体が微粉化し
にくく、安定した帯電量が得られる。従って、負極性の
静電潜像全没れた画像品質で顕像化でき、しかも、環境
変化による画像品質の変化が少なく、顕像化されたトナ
ー像は静電転写が可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 樹脂中に磁性体を４０〜９０重量％含有する第１の絶縁
   性Ｓ性粉体と、磁性体を６〜６０重量％・樹脂とニグロ
   ンンとの共存重合体を１〜４０重量％、ニグロンンと樹
   脂とを機械的に粉砕し混練したマスターバッチを１〜２
   ０重量％樹脂中に含有する第２の絶縁性磁１生粉体との
   混合物からなる乾式現像剤。