JP2728933B2 - 磁性現像剤 - Google Patents
磁性現像剤Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、電子写真、静電記録の如き画像形成方法に
おける静電荷潜像を顕像化するための磁性現像剤に関す
る。
おける静電荷潜像を顕像化するための磁性現像剤に関す
る。
近年、電子写真複写機等画像形成装置が広く普及する
に従い、その用途も多種多様に広がり、その画像品質へ
の要求も厳しくなってきている。一般の書類、書物の如
き画像の複写では、微細な文字に至るまで、つぶれた
り、とぎれたりすることなく、極めて微細且つ忠実に再
現することが求められている。特に、画像形成装置が有
する感光体上の潜像が100μm以下の線画像の場合に細
線再現性が一般に悪く、線画像の鮮明さがいまだ充分で
はない。また、最近、デジタルな画像信号を使用してい
る電子写真プリンターの如き画像形成装置では、潜像は
一定電位のドツトが集まって形成されており、ベタ部、
ハーフトーン部およびライト部はドツト密度をかえるこ
とによって表現されている。ところが、ドツトに忠実に
トナー粒子がのらず、ドツトからトナー粒子がはみ出し
た状態では、デジタル潜像の黒部と白部のドツト密度の
比に対応するトナー画像の階調性が得られないという問
題点がある。さらに、画質を向上させるために、ドツト
サイズを小さくして解像度を向上させる場合には、微小
なドツトから形成される潜像の再現性がさらに困難にな
り、解像度及び階調性の悪い、シヤープネスさに欠けた
画像となる傾向がある。
に従い、その用途も多種多様に広がり、その画像品質へ
の要求も厳しくなってきている。一般の書類、書物の如
き画像の複写では、微細な文字に至るまで、つぶれた
り、とぎれたりすることなく、極めて微細且つ忠実に再
現することが求められている。特に、画像形成装置が有
する感光体上の潜像が100μm以下の線画像の場合に細
線再現性が一般に悪く、線画像の鮮明さがいまだ充分で
はない。また、最近、デジタルな画像信号を使用してい
る電子写真プリンターの如き画像形成装置では、潜像は
一定電位のドツトが集まって形成されており、ベタ部、
ハーフトーン部およびライト部はドツト密度をかえるこ
とによって表現されている。ところが、ドツトに忠実に
トナー粒子がのらず、ドツトからトナー粒子がはみ出し
た状態では、デジタル潜像の黒部と白部のドツト密度の
比に対応するトナー画像の階調性が得られないという問
題点がある。さらに、画質を向上させるために、ドツト
サイズを小さくして解像度を向上させる場合には、微小
なドツトから形成される潜像の再現性がさらに困難にな
り、解像度及び階調性の悪い、シヤープネスさに欠けた
画像となる傾向がある。
また、初期においては、良好な画質であるが、コピー
またはプリントアウトをつづけているうちに、画質が劣
悪化してゆくことがある。この現像は、コピーまたはプ
リントアウトをつづけるうちに、現像されやすいトナー
粒子のみが先に消費され、現像機中に、現像性の劣った
トナー粒子が蓄積し残留することによって起こると考え
られる。
またはプリントアウトをつづけているうちに、画質が劣
悪化してゆくことがある。この現像は、コピーまたはプ
リントアウトをつづけるうちに、現像されやすいトナー
粒子のみが先に消費され、現像機中に、現像性の劣った
トナー粒子が蓄積し残留することによって起こると考え
られる。
これまでに、画質をよくするという目的のために、い
くつかの現像剤が提案されている。特開昭51−3244号公
報では、粒度分布を規制して、画質の向上を意図した非
磁性トナーが提案されている。該トナーにおいて、8〜
12μmの粒径を有するトナーが主体であり、比較的粗
く、この粒径では本発明者らの検討によると、潜像への
緊密なる“のり”は困難であり、かつ、5μm以下が30
個数%以下であり、20μm以上が5個数%以下であると
いう特性から、粒径分布はブロードであるという点も均
一性を低下させる傾向がある。このような粗めのトナー
粒子であり、且つブロードな粒度分布を有するトナーを
用いて、鮮明なる画像を形成するためには、トナー粒子
を厚く重ねることでトナー粒子間の間隙を埋めて見かけ
の画像濃度を上げる必要があり、所定の画像濃度を出す
ために必要なトナー消費量が増加するという問題点も有
している。
くつかの現像剤が提案されている。特開昭51−3244号公
報では、粒度分布を規制して、画質の向上を意図した非
磁性トナーが提案されている。該トナーにおいて、8〜
12μmの粒径を有するトナーが主体であり、比較的粗
く、この粒径では本発明者らの検討によると、潜像への
緊密なる“のり”は困難であり、かつ、5μm以下が30
個数%以下であり、20μm以上が5個数%以下であると
いう特性から、粒径分布はブロードであるという点も均
一性を低下させる傾向がある。このような粗めのトナー
粒子であり、且つブロードな粒度分布を有するトナーを
用いて、鮮明なる画像を形成するためには、トナー粒子
を厚く重ねることでトナー粒子間の間隙を埋めて見かけ
の画像濃度を上げる必要があり、所定の画像濃度を出す
ために必要なトナー消費量が増加するという問題点も有
している。
また、特開昭54−72054号公報では、前者よりもシヤ
ープな分布を有する非磁性トナーが提案されているが、
中間の重さの粒子の寸法が8.5〜11.0μmと粗く、高解
像性のトナーとしては、いまだ改良すべき余地を残して
いる。
ープな分布を有する非磁性トナーが提案されているが、
中間の重さの粒子の寸法が8.5〜11.0μmと粗く、高解
像性のトナーとしては、いまだ改良すべき余地を残して
いる。
特開昭58−129437号公報では、平均粒径が6〜10μm
であり、最多粒子が5〜8μmである非磁性トナーが提
案されているが、5μm以下の粒子が15個数%以下と少
なく、鮮鋭さの欠けた画像が形成される傾向がある。
であり、最多粒子が5〜8μmである非磁性トナーが提
案されているが、5μm以下の粒子が15個数%以下と少
なく、鮮鋭さの欠けた画像が形成される傾向がある。
本発明者らの検討によれば、5μm以下のトナー粒子
が、潜像の輪郭を明確に再現し、且つ潜像全体への緻密
なトナーののりの主要なる機能をもつことが知見され
た。特に、感光体上の静電荷潜像においては電気力線の
集中のため、輪郭たるエツジ部は内部より電界強度が高
く、この部分に集まるトナー粒子の質により、画質の鮮
鋭さが決まる。本発明者らの検討によれば5μm以下の
粒子の量が画質の鮮鋭さの問題点の解決に有効であるこ
とが判明した。
が、潜像の輪郭を明確に再現し、且つ潜像全体への緻密
なトナーののりの主要なる機能をもつことが知見され
た。特に、感光体上の静電荷潜像においては電気力線の
集中のため、輪郭たるエツジ部は内部より電界強度が高
く、この部分に集まるトナー粒子の質により、画質の鮮
鋭さが決まる。本発明者らの検討によれば5μm以下の
粒子の量が画質の鮮鋭さの問題点の解決に有効であるこ
とが判明した。
また、米国特許4,299,900号明細書では、20〜35μm
の磁性トナーを10〜50重量%有する現像剤を使用するジ
ヤンピング現像法が提案されている。すなわち、磁性ト
ナーを摩擦帯電させ、スリーブ上にトナー層を均一に薄
く塗布し、さらに現像剤の耐環境性を向上させるために
適したトナー粒径の工夫がなされている。しかしなが
ら、細線再現性、解像力等のさらに厳しい要求を考える
と、十分なものではなく、さらに、改良が求められてい
る。
の磁性トナーを10〜50重量%有する現像剤を使用するジ
ヤンピング現像法が提案されている。すなわち、磁性ト
ナーを摩擦帯電させ、スリーブ上にトナー層を均一に薄
く塗布し、さらに現像剤の耐環境性を向上させるために
適したトナー粒径の工夫がなされている。しかしなが
ら、細線再現性、解像力等のさらに厳しい要求を考える
と、十分なものではなく、さらに、改良が求められてい
る。
一方、昨今ではデジタル被写機への応用から反転現像
用のトナーが所望されており、反転現像特有の問題点で
ある転写帯電による感光体メモリーの防止から、転写電
流を弱めなければならない。それにより、転写性が問題
となり、感光体と現像剤との親和力を低下させる為、種
々の提案がなされている。
用のトナーが所望されており、反転現像特有の問題点で
ある転写帯電による感光体メモリーの防止から、転写電
流を弱めなければならない。それにより、転写性が問題
となり、感光体と現像剤との親和力を低下させる為、種
々の提案がなされている。
特開昭49−42354号公報等にみられるごときシリコン
オイル処理シリカ微粉体を添加することが提案されてい
る。しかしながら、該シリカ微粉末を用いた場合、転写
性は良化するものの、凝集体が多く、現像剤中にその凝
集体が解砕され、未処理もしくは処理不充分なシリカ微
粉末が発生し、現像剤の温度特性を低下させる。特に高
湿下での画像濃度低下をきたす等の改良すべき点を有し
ている。
オイル処理シリカ微粉体を添加することが提案されてい
る。しかしながら、該シリカ微粉末を用いた場合、転写
性は良化するものの、凝集体が多く、現像剤中にその凝
集体が解砕され、未処理もしくは処理不充分なシリカ微
粉末が発生し、現像剤の温度特性を低下させる。特に高
湿下での画像濃度低下をきたす等の改良すべき点を有し
ている。
また疎水化処理した後にさらにシリコンオイル処理を
したシリカ微粉体を添加することが提案されている。こ
のシリカ微粉体を用いると上述のごとき高湿下での問題
点は克服が可能である。しかしながら、低湿下で体積平
均粒径5〜8μmの磁性トナーに添加してプリントアウ
トを行なうと、複写1,000枚程度では問題ないが、複写
を3,000枚以上行なうと帯電量が高くなり過ぎ、画像濃
度がしだいに低下するといった改良すべき点を有してい
る。
したシリカ微粉体を添加することが提案されている。こ
のシリカ微粉体を用いると上述のごとき高湿下での問題
点は克服が可能である。しかしながら、低湿下で体積平
均粒径5〜8μmの磁性トナーに添加してプリントアウ
トを行なうと、複写1,000枚程度では問題ないが、複写
を3,000枚以上行なうと帯電量が高くなり過ぎ、画像濃
度がしだいに低下するといった改良すべき点を有してい
る。
これらの問題点に対して本発明者らが検討した結果、
粒子径の細かいトナーを用い、疎水化処理した後、シリ
コンオイル処理をしたシリカ微粉体を添加した系にさら
にトリメチルシロキシル基を有し、かつpHが7以上のシ
リカ微粉末を添加することで上述の問題点を克服できる
ことをつきとめたものである。
粒子径の細かいトナーを用い、疎水化処理した後、シリ
コンオイル処理をしたシリカ微粉体を添加した系にさら
にトリメチルシロキシル基を有し、かつpHが7以上のシ
リカ微粉末を添加することで上述の問題点を克服できる
ことをつきとめたものである。
本発明の目的は、上述のごとき問題点を解決した磁性
現像剤を提供するものである。
現像剤を提供するものである。
さらに、本発明の目的は、画像濃度が高く、細線再現
性、階調性の優れた磁性現像剤を提供するものである。
性、階調性の優れた磁性現像剤を提供するものである。
さらに、本発明の目的は、環境に依存することなく安
定した高い画像濃度が維持できる現像剤を提供すること
にある。
定した高い画像濃度が維持できる現像剤を提供すること
にある。
さらに、本発明の目的は、長期間に渡り、コピー画像
を取りつづけても、感光体表面にトナー粒子が融着する
ことのなく、弱い転写電流においても良好に転写される
現像剤を提供することにある。
を取りつづけても、感光体表面にトナー粒子が融着する
ことのなく、弱い転写電流においても良好に転写される
現像剤を提供することにある。
より詳細には、本発明は結着樹脂及び磁性体を少なく
とも有する絶縁磁性トナーと、シリカ微粉体少なくとも
含有する磁性現像剤において、疎水化処理した後、シリ
コーンオイル処理したシリカ微粉体(A)と、トリメチ
ルシロキシル基を有し、かつpH7以上のシリカ微粉体
(B)とが、絶縁性磁性トナー100重量部当り、0.6〜1.
6重量部混合されており、磁性現像剤は、BET比表面積1.
8〜3.5m2/gを有し、−20〜−35μc/gの摩擦帯電特性を
有し、ゆるみ見掛け密度0.4〜0.52g/cm3を有し、真比重
1.45〜1.8g/cm3を有し、さらに絶縁性磁性トナーは、体
積平均粒径6〜8μmを有し、5μm以下の粒径を有す
る磁性トナー粒子が17〜60個数%含有され、6.35〜10.0
8μmの粒径を有する磁性トナー粒子が5〜50個数%含
有され、12.7μm以上の粒径を有する磁性トナー粒子が
2.0体積%以下で含有され、5μm以下の磁性トナー粒
子群が下記式 [式中、Nは5μm以下の粒径を有する磁性トナー粒子
の個数%を示し、Vは5μm以下の粒径を有する磁性ト
ナー粒子の体積%を示し、kは4.6乃至6.7の正数を示
す。但し、Nは17乃至60の正数を示す。] を満足する粒度分布を有することを特徴とする磁性現像
剤に関する。
とも有する絶縁磁性トナーと、シリカ微粉体少なくとも
含有する磁性現像剤において、疎水化処理した後、シリ
コーンオイル処理したシリカ微粉体(A)と、トリメチ
ルシロキシル基を有し、かつpH7以上のシリカ微粉体
(B)とが、絶縁性磁性トナー100重量部当り、0.6〜1.
6重量部混合されており、磁性現像剤は、BET比表面積1.
8〜3.5m2/gを有し、−20〜−35μc/gの摩擦帯電特性を
有し、ゆるみ見掛け密度0.4〜0.52g/cm3を有し、真比重
1.45〜1.8g/cm3を有し、さらに絶縁性磁性トナーは、体
積平均粒径6〜8μmを有し、5μm以下の粒径を有す
る磁性トナー粒子が17〜60個数%含有され、6.35〜10.0
8μmの粒径を有する磁性トナー粒子が5〜50個数%含
有され、12.7μm以上の粒径を有する磁性トナー粒子が
2.0体積%以下で含有され、5μm以下の磁性トナー粒
子群が下記式 [式中、Nは5μm以下の粒径を有する磁性トナー粒子
の個数%を示し、Vは5μm以下の粒径を有する磁性ト
ナー粒子の体積%を示し、kは4.6乃至6.7の正数を示
す。但し、Nは17乃至60の正数を示す。] を満足する粒度分布を有することを特徴とする磁性現像
剤に関する。
本発明の磁性現像剤は、感光体上に形成された潜像の
細線に至るまで忠実に再現することが可能であり、また
はプリントアウトを続けた場合にも、環境に依存するこ
となく高画質を保持し、さらに長期間に渡りコピーを続
けた場合にも感光体へのトナー融着のなく弱い転写電流
においても、充分に転写され、良好なコピー画像を得る
ことができる。
細線に至るまで忠実に再現することが可能であり、また
はプリントアウトを続けた場合にも、環境に依存するこ
となく高画質を保持し、さらに長期間に渡りコピーを続
けた場合にも感光体へのトナー融着のなく弱い転写電流
においても、充分に転写され、良好なコピー画像を得る
ことができる。
本発明の磁性現像剤において、このような効果が得ら
れる理由は、必ずしも明確でないが、以下のように推定
される。
れる理由は、必ずしも明確でないが、以下のように推定
される。
すなわち、本発明の磁性現像剤においては、5μm以
下の粒径の磁性トナー粒子が17〜60個数%であることが
一つの特徴である。従来、磁性トナーにおいては5μm
以下の磁性トナー粒子は、帯電量コントロールが困難で
あったり、磁性トナーの流動性を損ない、また、トナー
飛散して機械を汚す成分として、さらに、画像のかぶり
を生ずる成分として、積極的に減少することが必要であ
ると考えられていた。
下の粒径の磁性トナー粒子が17〜60個数%であることが
一つの特徴である。従来、磁性トナーにおいては5μm
以下の磁性トナー粒子は、帯電量コントロールが困難で
あったり、磁性トナーの流動性を損ない、また、トナー
飛散して機械を汚す成分として、さらに、画像のかぶり
を生ずる成分として、積極的に減少することが必要であ
ると考えられていた。
しかしながら、本発明者らの検討によれば、5μm以
下の磁性トナー粒子が高品質な画質を形成するための必
須の成分であることが判明した。
下の磁性トナー粒子が高品質な画質を形成するための必
須の成分であることが判明した。
例えば、0.5μm〜30μmにわたる粒度分布を有する
磁性トナーを用いて、感光体上の表面電位を変化し、多
数のトナー粒子が現像され易い大きな現像電位コントラ
ストから、ハーフトーンへ、さらに、ごくわずかのトナ
ー粒子しか現像されない小さな現像電位コントラストま
で、感光体上の表面電位を変化させた潜像を現像し、感
光体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒度分布
を測定したところ、8μm以下の磁性トナー粒子が多
く、特に5μm以下の磁性トナー粒子が多いことが判明
した。すなわち、現像にもっとも適した5μm以下の粒
径の磁性トナー粒子が感光体の潜像の現像に円滑に供給
される場合に潜像に忠実であり、潜像からはみ出すこと
なく、真に再現性の優れた画像がえられるものである。
磁性トナーを用いて、感光体上の表面電位を変化し、多
数のトナー粒子が現像され易い大きな現像電位コントラ
ストから、ハーフトーンへ、さらに、ごくわずかのトナ
ー粒子しか現像されない小さな現像電位コントラストま
で、感光体上の表面電位を変化させた潜像を現像し、感
光体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒度分布
を測定したところ、8μm以下の磁性トナー粒子が多
く、特に5μm以下の磁性トナー粒子が多いことが判明
した。すなわち、現像にもっとも適した5μm以下の粒
径の磁性トナー粒子が感光体の潜像の現像に円滑に供給
される場合に潜像に忠実であり、潜像からはみ出すこと
なく、真に再現性の優れた画像がえられるものである。
また、本発明の磁性トナーにおいては、6.35〜10.08
μmの範囲の粒子が5〜50個数%であることが一つの特
徴である。これは、前述のごとく、5μm以下の粒径の
磁性トナー粒子の存在の必要性と関係があり、5μm以
下の粒径の磁性トナー粒子は、潜像を厳密に覆い、忠実
に再現する能力を有するが、潜像自身において、その周
囲のエツジ部の電界強度が中央部よりも高く、そのた
め、潜像内部がエツジ部より、トナー粒子ののりがうす
くなり、画像濃度が薄く見えることがある。特に、5μ
m以下の磁性トナー粒子は、その傾向が強い。しかしな
がら、本発明者らは、6.35〜10.08μmの範囲のトナー
粒子を5個数%〜50個数%含有させることによって、こ
の問題を解決し、さらに鮮明にできることを知見した。
すなわち、6.35〜10.08μmの粒径の範囲のトナー粒子
が5μm以下の粒径の磁性トナー粒子に対して、適度に
コントロールされた帯電量をもつためと考えられるが、
潜像のエツジ部より電界強度の小さい内側に供給され
て、エツジ部に対する内側のトナー粒子ののりの少なさ
を補って、均一なる現像画像が形成され、その結果、高
い濃度で解像性及び階調性の優れたシヤープな画像が提
供されるものである。
μmの範囲の粒子が5〜50個数%であることが一つの特
徴である。これは、前述のごとく、5μm以下の粒径の
磁性トナー粒子の存在の必要性と関係があり、5μm以
下の粒径の磁性トナー粒子は、潜像を厳密に覆い、忠実
に再現する能力を有するが、潜像自身において、その周
囲のエツジ部の電界強度が中央部よりも高く、そのた
め、潜像内部がエツジ部より、トナー粒子ののりがうす
くなり、画像濃度が薄く見えることがある。特に、5μ
m以下の磁性トナー粒子は、その傾向が強い。しかしな
がら、本発明者らは、6.35〜10.08μmの範囲のトナー
粒子を5個数%〜50個数%含有させることによって、こ
の問題を解決し、さらに鮮明にできることを知見した。
すなわち、6.35〜10.08μmの粒径の範囲のトナー粒子
が5μm以下の粒径の磁性トナー粒子に対して、適度に
コントロールされた帯電量をもつためと考えられるが、
潜像のエツジ部より電界強度の小さい内側に供給され
て、エツジ部に対する内側のトナー粒子ののりの少なさ
を補って、均一なる現像画像が形成され、その結果、高
い濃度で解像性及び階調性の優れたシヤープな画像が提
供されるものである。
さらに、5μm以下の粒径の粒子について、その個数
%(N)と体積%(V)との間に、N/V=−0.05N+k
(但し、4.6≦k≦6.7;17≦N≦80)なる関係を本発明
の磁性トナーが満足していることも特徴の一つである。
第1図にこの範囲を示すが、他の特徴と共に、この範囲
を満足する粒度分布の本発明に係る磁性トナーを含有す
る磁性現像剤は優れた微小スポットから形成されるデジ
タル潜像に対して優れた現像性を達成しうる。
%(N)と体積%(V)との間に、N/V=−0.05N+k
(但し、4.6≦k≦6.7;17≦N≦80)なる関係を本発明
の磁性トナーが満足していることも特徴の一つである。
第1図にこの範囲を示すが、他の特徴と共に、この範囲
を満足する粒度分布の本発明に係る磁性トナーを含有す
る磁性現像剤は優れた微小スポットから形成されるデジ
タル潜像に対して優れた現像性を達成しうる。
本発明者らは5μm以下の粒度分布の状態を検討する
中で、上記式で示すような最も目的を達成するに適した
微粉の存在状態があることを知見した。すなわち、ある
Nの値に対して、N/Vが大きいということは、5μm以
下の粒子まで広く含んでいることを示しており、N/Vが
小さいということは、5μm付近の粒子の存在率が高
く、それ以下の粒径の粒子が少ないことを示していると
解され、N/Vの値が1.6〜5.85の範囲内にあり、且つNが
17〜60の範囲にあり、且つ上記関係式をさらに満足する
場合に、良好な細線再現性及び高解像性が達成される。
中で、上記式で示すような最も目的を達成するに適した
微粉の存在状態があることを知見した。すなわち、ある
Nの値に対して、N/Vが大きいということは、5μm以
下の粒子まで広く含んでいることを示しており、N/Vが
小さいということは、5μm付近の粒子の存在率が高
く、それ以下の粒径の粒子が少ないことを示していると
解され、N/Vの値が1.6〜5.85の範囲内にあり、且つNが
17〜60の範囲にあり、且つ上記関係式をさらに満足する
場合に、良好な細線再現性及び高解像性が達成される。
また、12.7μm以上の粒径の磁性トナー粒子について
は、2.0体積%以下にし、できるだけ少ないことが好ま
しい。
は、2.0体積%以下にし、できるだけ少ないことが好ま
しい。
本発明の磁性現像剤は従来の問題点を解決し、最近の
厳しい高画質への要求にも耐えることを可能としたもの
である。
厳しい高画質への要求にも耐えることを可能としたもの
である。
本発明の構成について、さらに詳しく説明をする。
5μm以下の粒径の磁性トナー粒子が全粒子数の17〜
60個数%であることが良く、好ましくは25〜60個数%が
良く、さらに好ましくは30〜60個数%が良い。5μm以
下の粒径の磁性トナー粒子が17個数%未満であると、高
画質に有効な磁性トナー粒子が少なく、特に、プリント
アウトをつづけることによってトナーが使われるに従
い、有効な磁性トナー粒子成分が減少して、本発明で示
すところの磁性トナーの粒度分布のバランスが悪化し、
画質がしだいに低下してくる。また、60個数%を越える
場合は、磁性トナー粒子相互の凝集状態が生じやすく、
本来の粒径以上のトナー塊となるため、荒れた画質とな
り、解像性を低下させ、または潜像のエツジ部と内部と
の濃度差が大きくなり、中ぬけ気味の画像となりやす
い。
60個数%であることが良く、好ましくは25〜60個数%が
良く、さらに好ましくは30〜60個数%が良い。5μm以
下の粒径の磁性トナー粒子が17個数%未満であると、高
画質に有効な磁性トナー粒子が少なく、特に、プリント
アウトをつづけることによってトナーが使われるに従
い、有効な磁性トナー粒子成分が減少して、本発明で示
すところの磁性トナーの粒度分布のバランスが悪化し、
画質がしだいに低下してくる。また、60個数%を越える
場合は、磁性トナー粒子相互の凝集状態が生じやすく、
本来の粒径以上のトナー塊となるため、荒れた画質とな
り、解像性を低下させ、または潜像のエツジ部と内部と
の濃度差が大きくなり、中ぬけ気味の画像となりやす
い。
また、6.35〜10.08μmの範囲の粒子が5〜50個数%
であることが良く、好ましくは8〜40個数%が良い。50
個数%より多いと、画質が悪化すると共に、必要以上の
現像、すなわち、トナーののりすぎが起こり、細線再現
性が低下しトナー消費量の増大をまねく。一方、5個数
%未満であると、高画像濃度が得られにくくなる。ま
た、5μm以下の粒径の磁性トナー粒子群の個数%(N
%)、体積%(V%)の間に、N/V=−0.05N+kなる関
係があり、4.6≦k≦6.7の範囲の正数を示す。好ましく
は4.6≦k≦6.2、さらに好ましくは4.6≦k≦5.7であ
る。先に示したように、17≦N≦60、好ましくは25≦N
≦60、さらに好ましくは30≦N≦60である。
であることが良く、好ましくは8〜40個数%が良い。50
個数%より多いと、画質が悪化すると共に、必要以上の
現像、すなわち、トナーののりすぎが起こり、細線再現
性が低下しトナー消費量の増大をまねく。一方、5個数
%未満であると、高画像濃度が得られにくくなる。ま
た、5μm以下の粒径の磁性トナー粒子群の個数%(N
%)、体積%(V%)の間に、N/V=−0.05N+kなる関
係があり、4.6≦k≦6.7の範囲の正数を示す。好ましく
は4.6≦k≦6.2、さらに好ましくは4.6≦k≦5.7であ
る。先に示したように、17≦N≦60、好ましくは25≦N
≦60、さらに好ましくは30≦N≦60である。
K<4.6では、5.0μmより小さい粒径の磁性トナー粒
子数が少なく、画像濃度、解像性、鮮鋭さで劣ったもの
となる。従来、不要と考えがちであった微細な磁性トナ
ー粒子の適度な存在が、現像において、トナーの最密充
填化を果たし、粗れのない均一な画像を形成するのに貢
献する。特に細線及び画像の輪郭部を均一に埋めること
により、視覚的にも鮮鋭さをより助長するものである。
すなわち、K<6.7では、この粒度分布成分の不足に起
因して、これらの特性の点で劣ったものとなる。
子数が少なく、画像濃度、解像性、鮮鋭さで劣ったもの
となる。従来、不要と考えがちであった微細な磁性トナ
ー粒子の適度な存在が、現像において、トナーの最密充
填化を果たし、粗れのない均一な画像を形成するのに貢
献する。特に細線及び画像の輪郭部を均一に埋めること
により、視覚的にも鮮鋭さをより助長するものである。
すなわち、K<6.7では、この粒度分布成分の不足に起
因して、これらの特性の点で劣ったものとなる。
別の面からは、生産上も、K<4.6の条件を満足する
には分級等によって、多量の微粉をカツトする必要があ
り、収率及びトナーコストの点でも不利なものとなる。
また、K>6.7では、必要以上の微粉の存在によって、
くり返しプリントアウトをつづけるうちに、画像濃度が
低下する傾向がある。この様な現像は、必要以上の荷電
をもった過剰の微粉状磁性トナー粒子が現像スリーブ上
に帯電付着して、正常な磁性トナーの現像スリーブへの
担持および荷電付与を阻害することによって発生すると
考えられる。
には分級等によって、多量の微粉をカツトする必要があ
り、収率及びトナーコストの点でも不利なものとなる。
また、K>6.7では、必要以上の微粉の存在によって、
くり返しプリントアウトをつづけるうちに、画像濃度が
低下する傾向がある。この様な現像は、必要以上の荷電
をもった過剰の微粉状磁性トナー粒子が現像スリーブ上
に帯電付着して、正常な磁性トナーの現像スリーブへの
担持および荷電付与を阻害することによって発生すると
考えられる。
また、12.7μm以上の粒径も磁性トナー粒子が2.0体
積%以下であることが良く、さらに好ましくは1.0体積
%以下であり、さらに好ましくは0.5体積%以下であ
る。2.0体積%より多いと、細線再現における妨げにな
る。また、磁性トナーの体積平均径は6〜8μmであ
り、この値は先にのべた各構成要素と切りはなして考え
ることはできないものである。体積平均粒径6μm未満
では、グラフイツク画像などの画像面積比率の高いデジ
タル潜像の用途では、転写紙上のトナーののり量が少な
く、画像濃度の低いという問題点が生じやすい。これ
は、先に述べた潜像におけるエツジ部に対して、内部の
濃度が下がる理由と同じ原因によると考えられる。体積
平均粒径8μmを越える場合では100μm以下の微小ス
ポツトの解像度が良好でなく、非画像部へのとびちりも
多い。またプリントアウトの初めは良くとも使用をつづ
けていると画質低下を発生しやすい。
積%以下であることが良く、さらに好ましくは1.0体積
%以下であり、さらに好ましくは0.5体積%以下であ
る。2.0体積%より多いと、細線再現における妨げにな
る。また、磁性トナーの体積平均径は6〜8μmであ
り、この値は先にのべた各構成要素と切りはなして考え
ることはできないものである。体積平均粒径6μm未満
では、グラフイツク画像などの画像面積比率の高いデジ
タル潜像の用途では、転写紙上のトナーののり量が少な
く、画像濃度の低いという問題点が生じやすい。これ
は、先に述べた潜像におけるエツジ部に対して、内部の
濃度が下がる理由と同じ原因によると考えられる。体積
平均粒径8μmを越える場合では100μm以下の微小ス
ポツトの解像度が良好でなく、非画像部へのとびちりも
多い。またプリントアウトの初めは良くとも使用をつづ
けていると画質低下を発生しやすい。
トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できる
が、本発明においてはコールターカウンターを用いて行
った。
が、本発明においてはコールターカウンターを用いて行
った。
すなわち、測定装置としてはコールターカウンターTA
−II型(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布
を出力するインターフエイス(日科機製)及びCX−1パ
ーソナルコンピユータ(キヤノン製)を接続し、電解液
は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製す
る。測定法としては前記電解水溶液100〜150ml中に分散
剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩を0.1〜5ml加え、さらに測定試料2〜20mg加え
る。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分
間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA II型
により、アパチヤーとして100μアパチヤーを用いて個
数を基準として2〜40μの粒子の粒度分布を測定して、
それから本発明に係るところの値を求めた。
−II型(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布
を出力するインターフエイス(日科機製)及びCX−1パ
ーソナルコンピユータ(キヤノン製)を接続し、電解液
は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製す
る。測定法としては前記電解水溶液100〜150ml中に分散
剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩を0.1〜5ml加え、さらに測定試料2〜20mg加え
る。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分
間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA II型
により、アパチヤーとして100μアパチヤーを用いて個
数を基準として2〜40μの粒子の粒度分布を測定して、
それから本発明に係るところの値を求めた。
一方、本発明に用いる疎水化処理した後シリコンオイ
ル処理したシリカ微粉体(A)とトリメチルシロキシル
基を有し、かつpH7以上のシリカ微粉体は、高湿環境に
おいて高い画像濃度を維持する効果、及び長期間コピー
を行なった場合にも感光体表面へのトナー融着を防止し
感光体上の画像を弱い転写電流においても良好に転写さ
せる効果がある。前者の効果について、その詳細な理由
は不明であるが、トリメチルシロキシル基を有し、かつ
pH7以上のシリカ微粉体は、疎水性を維持しつつ帯電能
が低いことが特徴であり、この特性が帯電能の高いトナ
ーやシリカ微粉体を適度に緩和し、現像剤としての湿度
特性を満足せしめていると考えられる。
ル処理したシリカ微粉体(A)とトリメチルシロキシル
基を有し、かつpH7以上のシリカ微粉体は、高湿環境に
おいて高い画像濃度を維持する効果、及び長期間コピー
を行なった場合にも感光体表面へのトナー融着を防止し
感光体上の画像を弱い転写電流においても良好に転写さ
せる効果がある。前者の効果について、その詳細な理由
は不明であるが、トリメチルシロキシル基を有し、かつ
pH7以上のシリカ微粉体は、疎水性を維持しつつ帯電能
が低いことが特徴であり、この特性が帯電能の高いトナ
ーやシリカ微粉体を適度に緩和し、現像剤としての湿度
特性を満足せしめていると考えられる。
特に本発明に用いられる粒度の磁性トナーでは、従来
公知の、体積平均粒径が8μmを越える磁性トナーにく
らべ帯電量も高く凝集しやすい傾向があり、粒度が細か
くなるにしたがい表面積の増加に応じた流動化剤の添加
が必須である。
公知の、体積平均粒径が8μmを越える磁性トナーにく
らべ帯電量も高く凝集しやすい傾向があり、粒度が細か
くなるにしたがい表面積の増加に応じた流動化剤の添加
が必須である。
また、後者の効果について、その詳細な理由は不明で
あるが、コピーを取るたびに行なわれる感光体の潜像の
現像、転写、クリーニング工程中、シリカ微粉体(A)
の含有するシリコンオイルが感光体表面に適度に供給さ
れ、薄い覆膜を形成し、感光体表面とクリーニング部材
との摩擦抵抗を軽減し、さらに感光体表面とトナー粒子
との密着を防止するのに有効に作用し、感光体表面から
トナー粒子がたやすく分離が可能になるものと考えられ
る。また、帯電能力の低いシリカ微粉体(B)は、感光
体表面へのトナー融着の核となり得る微少な付着物をか
き取るように除去し、さらにトナー粒子と感光体表面の
間であたかもコロのような役目を持ち、感光体表面から
のトナー粒子の分離を助ける働きをしているものと考え
る。
あるが、コピーを取るたびに行なわれる感光体の潜像の
現像、転写、クリーニング工程中、シリカ微粉体(A)
の含有するシリコンオイルが感光体表面に適度に供給さ
れ、薄い覆膜を形成し、感光体表面とクリーニング部材
との摩擦抵抗を軽減し、さらに感光体表面とトナー粒子
との密着を防止するのに有効に作用し、感光体表面から
トナー粒子がたやすく分離が可能になるものと考えられ
る。また、帯電能力の低いシリカ微粉体(B)は、感光
体表面へのトナー融着の核となり得る微少な付着物をか
き取るように除去し、さらにトナー粒子と感光体表面の
間であたかもコロのような役目を持ち、感光体表面から
のトナー粒子の分離を助ける働きをしているものと考え
る。
またプリンットアウトのスピードアップにともない、
トナーのチヤージが上がる傾向があり、シリコーンオイ
ル処理シリカのみでは特に低温低湿下でムラ、濃度低下
等の問題を生じやすい。
トナーのチヤージが上がる傾向があり、シリコーンオイ
ル処理シリカのみでは特に低温低湿下でムラ、濃度低下
等の問題を生じやすい。
本発明者らは、pH7以上のトリメチルシリル基を表面
に有するシリカ微粉体を併用することで低湿下における
チヤージup現象を防止できることを見出した。
に有するシリカ微粉体を併用することで低湿下における
チヤージup現象を防止できることを見出した。
本発明に係る磁性トナーの真密度は1.45〜1.8g/cm3で
ある。好ましくは1.55〜1.75g/cm3である。この範囲に
おいて、本発明の特定の粒度分布を有する磁性トナー
は、磁界存在下の反転現像方式において、高画質および
耐久安定性という点で効果を発揮しうる。磁性トナーの
真密度が1.45より小さいと、磁性トナー粒子そのものの
重さが軽すぎて反転現像において、かぶりおよびトナー
粒子ののりすぎによる細線のつぶれ、飛びちり、解像力
の悪化が発生しやすくなる。また、磁性トナーの真密度
1.8より大きいと画像濃度がうすく、細線のとぎれなど
鮮鋭さの欠けた画像となり、また相対的に磁気力も大き
くなるため、トナーの穂も長くなったり分枝状になった
りしやすく、この場合、デジタル潜像を現像したとき画
質を乱し、粗れた画像となりやすい。
ある。好ましくは1.55〜1.75g/cm3である。この範囲に
おいて、本発明の特定の粒度分布を有する磁性トナー
は、磁界存在下の反転現像方式において、高画質および
耐久安定性という点で効果を発揮しうる。磁性トナーの
真密度が1.45より小さいと、磁性トナー粒子そのものの
重さが軽すぎて反転現像において、かぶりおよびトナー
粒子ののりすぎによる細線のつぶれ、飛びちり、解像力
の悪化が発生しやすくなる。また、磁性トナーの真密度
1.8より大きいと画像濃度がうすく、細線のとぎれなど
鮮鋭さの欠けた画像となり、また相対的に磁気力も大き
くなるため、トナーの穂も長くなったり分枝状になった
りしやすく、この場合、デジタル潜像を現像したとき画
質を乱し、粗れた画像となりやすい。
磁性トナー真密度の測定は、いくつかの方法で行うこ
とができるが、本願では、微粉体を測定する場合、正確
かつ簡便な方法として次の方法を採用した。
とができるが、本願では、微粉体を測定する場合、正確
かつ簡便な方法として次の方法を採用した。
ステンレス製の内径10mm、長さ約5cmのシリンダー
と、その中に密着挿入できる外径約10mm、高さ5mmの円
盤(A)と、外径約10mm、長さ約8cmのピストン(B)
を用意する。シリンダーの底に円盤(A)を入れ、次で
測定サンプル約1gを入れ、ピストン(B)を静かに押し
込む。これに油圧プレスにによって400Kg/cm2の力を加
え、5分間圧縮したものをとり出す。この圧縮サンプル
の重さを秤量(wg)しマイクロメーターで圧縮サンプル
の直径(Dcm)、高さ(Lcm)を測定し、次式によって真
密度を計算する。
と、その中に密着挿入できる外径約10mm、高さ5mmの円
盤(A)と、外径約10mm、長さ約8cmのピストン(B)
を用意する。シリンダーの底に円盤(A)を入れ、次で
測定サンプル約1gを入れ、ピストン(B)を静かに押し
込む。これに油圧プレスにによって400Kg/cm2の力を加
え、5分間圧縮したものをとり出す。この圧縮サンプル
の重さを秤量(wg)しマイクロメーターで圧縮サンプル
の直径(Dcm)、高さ(Lcm)を測定し、次式によって真
密度を計算する。
さらに良好な現像特性を得るために、本発明の磁性ト
ナーは、残留磁化σrが1〜5emu/g、好ましくは2〜4.
5emu/gであり、飽和磁化σsが20〜40emu/gであり、抗
磁力Hcが40〜100エルステツド(e)の磁気特性を満
足することが好ましい。磁性特性の測定は、1000エルス
テツドの測定磁場でおこなう。
ナーは、残留磁化σrが1〜5emu/g、好ましくは2〜4.
5emu/gであり、飽和磁化σsが20〜40emu/gであり、抗
磁力Hcが40〜100エルステツド(e)の磁気特性を満
足することが好ましい。磁性特性の測定は、1000エルス
テツドの測定磁場でおこなう。
本発明に係る磁性トナーに使用される決着樹脂として
は、オイル塗布する装置を有する加熱加圧ローラ定着装
置を使用する場合には、下記トナー用結着樹脂の使用が
可能である。
は、オイル塗布する装置を有する加熱加圧ローラ定着装
置を使用する場合には、下記トナー用結着樹脂の使用が
可能である。
例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、
ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単
重合体;スチレン−p−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、スチレン−ビニルナフ
タリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合
体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレ
ン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン
−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチル
エーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共
重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチ
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重
合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体
などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フエノー
ル樹脂、天然変性フエノール樹脂、天然樹脂変性マレイ
ン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビ
ニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キ
シレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、ク
マロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。
ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単
重合体;スチレン−p−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、スチレン−ビニルナフ
タリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合
体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレ
ン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン
−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチル
エーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共
重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチ
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重
合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体
などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フエノー
ル樹脂、天然変性フエノール樹脂、天然樹脂変性マレイ
ン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビ
ニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キ
シレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、ク
マロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。
オイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式にお
いては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がロー
ラに転移するいわゆるオフセツト現像、及びトナー像支
持部材に対するトナーの密着性が重要な問題である。よ
り少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存中
もしくは現像器中でブロツキングもしくはケーキングし
易い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなけ
ればならない。これらの現象にはトナー中の結着樹脂の
物性が最も大きく関与しているが、本発明者らの研究に
よれば、トナー中の磁性体の含有量を減らすと、定着時
にトナー像支持部材に対するトナーの密着性は良くなる
が、オフセツトが起こり易くなり、またブロツキングも
しくはケーキングも生じ易くなる。それゆえ、本発明に
おいてオイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式
を用いる時には、結着樹脂の選択がより重要である。好
ましい結着物質としては、架橋されたスチレン系共重合
体もしくは架橋されたポリエステルがある。
いては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がロー
ラに転移するいわゆるオフセツト現像、及びトナー像支
持部材に対するトナーの密着性が重要な問題である。よ
り少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存中
もしくは現像器中でブロツキングもしくはケーキングし
易い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しなけ
ればならない。これらの現象にはトナー中の結着樹脂の
物性が最も大きく関与しているが、本発明者らの研究に
よれば、トナー中の磁性体の含有量を減らすと、定着時
にトナー像支持部材に対するトナーの密着性は良くなる
が、オフセツトが起こり易くなり、またブロツキングも
しくはケーキングも生じ易くなる。それゆえ、本発明に
おいてオイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式
を用いる時には、結着樹脂の選択がより重要である。好
ましい結着物質としては、架橋されたスチレン系共重合
体もしくは架橋されたポリエステルがある。
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモ
ノマーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸フエニル、メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブ
チル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタ
クリニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合を
有するモノカルボン酸もしくはその置換体;例えば、マ
レイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレ
イン酸ジメチルなどのような二重結合を有するジカルボ
ン酸及びその置換体;例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、
安息香酸ビニルなどのようなビニルエステル類;例えば
エチレン、プロピレン、ブチレンなどのようなエチレン
系オレフイン類;例えばビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトンなどのようなビニルケトン類;例えばビニ
ルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテルなどのようなビニルエーテル類;等のビ
ニル単量体が単独もしくは2つ以上用いられる。
ノマーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸フエニル、メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブ
チル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタ
クリニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合を
有するモノカルボン酸もしくはその置換体;例えば、マ
レイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレ
イン酸ジメチルなどのような二重結合を有するジカルボ
ン酸及びその置換体;例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、
安息香酸ビニルなどのようなビニルエステル類;例えば
エチレン、プロピレン、ブチレンなどのようなエチレン
系オレフイン類;例えばビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトンなどのようなビニルケトン類;例えばビニ
ルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテルなどのようなビニルエーテル類;等のビ
ニル単量体が単独もしくは2つ以上用いられる。
ここで架橋剤としては主として2個以上の重合可能な
二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニル
ベンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビ
ニル化合物;例えばエチレングリコールジアクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタ
ンジオールジメタクリレートなどのような二重結合を2
個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビ
ニルエーテル、ジビニルスルフイド、ジビニルスルホン
などのジビニル化合物;及び3個以上のビニル基を有す
る化合物;が単独もしくは混合物として用いられる。
二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニル
ベンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビ
ニル化合物;例えばエチレングリコールジアクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタ
ンジオールジメタクリレートなどのような二重結合を2
個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビ
ニルエーテル、ジビニルスルフイド、ジビニルスルホン
などのジビニル化合物;及び3個以上のビニル基を有す
る化合物;が単独もしくは混合物として用いられる。
また、加圧定着方式を用いる場合には、圧力定着トナ
ー用結着樹脂の使用が可能であり、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリウレタンエラ
ストマー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、スチ
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重
合体、線状飽和ポリエステル、パラフインなどがある。
ー用結着樹脂の使用が可能であり、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリウレタンエラ
ストマー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、スチ
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重
合体、線状飽和ポリエステル、パラフインなどがある。
また、本発明の磁性トナーには荷電制御剤をトナー粒
子に配合(内添)、またはトナー粒子と混合(外添)し
て用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像シ
ステムに応じた最適の荷電量コントロールが可能とな
り、特に本発明では粒度分布と荷電とのバランスをさら
に安定したものとすることが可能であり、荷電制御剤を
用いることで先に述べたところの粒径範囲毎による高画
質化のための機能分離および相互補完性をより明確にす
ることができる。
子に配合(内添)、またはトナー粒子と混合(外添)し
て用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像シ
ステムに応じた最適の荷電量コントロールが可能とな
り、特に本発明では粒度分布と荷電とのバランスをさら
に安定したものとすることが可能であり、荷電制御剤を
用いることで先に述べたところの粒径範囲毎による高画
質化のための機能分離および相互補完性をより明確にす
ることができる。
本発明に用いることのできる負荷電性制御剤として
は、例えば、モノアゾ染料の金属錯体、または塩、サリ
チル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸ま
たはナフトエ酸の金属錯体または塩が用いられる。
は、例えば、モノアゾ染料の金属錯体、または塩、サリ
チル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸ま
たはナフトエ酸の金属錯体または塩が用いられる。
上述した荷電制御剤(結着樹脂としての作用を有しな
いもの)は、微粒子状として用いることが好ましい。こ
の場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的に
は、4μm以下(更には3μm以下)が好ましい。
いもの)は、微粒子状として用いることが好ましい。こ
の場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的に
は、4μm以下(更には3μm以下)が好ましい。
トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着
樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部(更には0.1〜5
重量部)用いることが好ましい。
樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部(更には0.1〜5
重量部)用いることが好ましい。
本発明に用いられるシリカ微粒子(A)はケイ素ハロ
ゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式
法またはヒユームドシリカと称される乾式シリカ及び水
ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使
用可能であるが、表面及び内部にあるシラノール基が少
なく、製造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。ま
た、乾式シリカにおいては製造工程において例えば、塩
化アルミニウムまたは塩化チタンなど他の金属ハロゲン
化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによっ
てシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可
能であり、それらも包合する。
ゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式
法またはヒユームドシリカと称される乾式シリカ及び水
ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使
用可能であるが、表面及び内部にあるシラノール基が少
なく、製造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。ま
た、乾式シリカにおいては製造工程において例えば、塩
化アルミニウムまたは塩化チタンなど他の金属ハロゲン
化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによっ
てシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可
能であり、それらも包合する。
該シリカ微粒子(A)を疎水化処理するには、従来公
知の疎水化方法が用いられ、シリカ微粉体と反応あるい
は物理吸着する有機ケイ素化合物などで化学的に処理す
ることによって付与される。好ましい方法としては、ケ
イ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリ
カ微粉体をシランカツプリング剤で処理した後、あるい
はシランカツプリング剤で処理すると同時に有機ケイ素
化合物で処理する。シランカツプリング剤としてはヘキ
サメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン等が例示
される。
知の疎水化方法が用いられ、シリカ微粉体と反応あるい
は物理吸着する有機ケイ素化合物などで化学的に処理す
ることによって付与される。好ましい方法としては、ケ
イ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリ
カ微粉体をシランカツプリング剤で処理した後、あるい
はシランカツプリング剤で処理すると同時に有機ケイ素
化合物で処理する。シランカツプリング剤としてはヘキ
サメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン等が例示
される。
最終的に、処理されたシリカ微粉体の疎水化度がメタ
ノール滴定試験によって測定された疎水化度として、30
〜80の範囲の値を示す様に疎水化された場合にこの様な
シリカ微粉体を含有する現像剤の摩擦帯電量がシヤープ
で均一なる荷電性を示す様になるので好ましい。
ノール滴定試験によって測定された疎水化度として、30
〜80の範囲の値を示す様に疎水化された場合にこの様な
シリカ微粉体を含有する現像剤の摩擦帯電量がシヤープ
で均一なる荷電性を示す様になるので好ましい。
ここでメタノール滴定試験は疎水化された表面を有す
るシリカ微粉体の疎水化度の程度を確認する実験的試験
である。
るシリカ微粉体の疎水化度の程度を確認する実験的試験
である。
処理されたシリカ微粉体に疎水化度を評価するために
本明細書において規定される“メタノール滴定試験”は
次の如く行う。供試シリカ微粉体0.2gを容量250mlの三
角フラスコ中の水50mlに添加する。メタノールをビユー
レツトからシリカの全量が湿潤されるまで滴定する。こ
の際、フラスコ内の溶液はマグネチツクスターラーで常
時撹拌する。その終点はシリカ微粉体の全量が液体中に
懸濁されることによって観察され、疎水化度は終点に達
した際のメタノールおよび水の液状混合物中のメタノー
ルの百分率として表される。
本明細書において規定される“メタノール滴定試験”は
次の如く行う。供試シリカ微粉体0.2gを容量250mlの三
角フラスコ中の水50mlに添加する。メタノールをビユー
レツトからシリカの全量が湿潤されるまで滴定する。こ
の際、フラスコ内の溶液はマグネチツクスターラーで常
時撹拌する。その終点はシリカ微粉体の全量が液体中に
懸濁されることによって観察され、疎水化度は終点に達
した際のメタノールおよび水の液状混合物中のメタノー
ルの百分率として表される。
該シリカ微粒子(A)をさらにシリコンオイル処理す
る方法としては、従来の公知技術が使用できる。例えば
ケイ酸微粉体とシリコンオイルとを混合機を用い混合す
る、ケイ酸微粉体中にシリコンオイルを噴霧を用い噴霧
する、あるいは溶剤中にシリコンオイルを溶解させた
後、ケイ酸微粉体を混合する等があげられるが、これら
に限定されるものではない。又用いられるシリコンオイ
ルは、一般式 R : 炭素数1〜3のアルキル基 R′ : アルキル、ハロゲン変性アルキル、フエニ
ル、変性フエニル等のシリコンオイル変性基 R″ : 炭素数1〜3のアルキル基又はアルコキシ
基 で表わされ、例えばジメチルシリコンオイル、アルキル
変性シリコンオイル、α−メチルスチレン変性シリコン
オイル、クロルフエニルシリコンオイル、フツ素変性シ
リコンオイル等が上げられる。
る方法としては、従来の公知技術が使用できる。例えば
ケイ酸微粉体とシリコンオイルとを混合機を用い混合す
る、ケイ酸微粉体中にシリコンオイルを噴霧を用い噴霧
する、あるいは溶剤中にシリコンオイルを溶解させた
後、ケイ酸微粉体を混合する等があげられるが、これら
に限定されるものではない。又用いられるシリコンオイ
ルは、一般式 R : 炭素数1〜3のアルキル基 R′ : アルキル、ハロゲン変性アルキル、フエニ
ル、変性フエニル等のシリコンオイル変性基 R″ : 炭素数1〜3のアルキル基又はアルコキシ
基 で表わされ、例えばジメチルシリコンオイル、アルキル
変性シリコンオイル、α−メチルスチレン変性シリコン
オイル、クロルフエニルシリコンオイル、フツ素変性シ
リコンオイル等が上げられる。
上記シリコンオイルは25℃に於ける粘度が50〜1000セ
ンチストークスのものが好ましい。50センチストークス
以下では熱が加わる事により、一部揮発し、帯電特性が
劣化する。又、1000センチストークス以上では、処理作
業上取扱いが困難となる。
ンチストークスのものが好ましい。50センチストークス
以下では熱が加わる事により、一部揮発し、帯電特性が
劣化する。又、1000センチストークス以上では、処理作
業上取扱いが困難となる。
本発明に用いられるシリカ微粒子(B)はトリメチル
シロキシル基を有するものである。又pHは7以上好まし
くは7.5以上がよく、例えばタルコ社製タラノツクス500
があり好ましく用いられる。
シロキシル基を有するものである。又pHは7以上好まし
くは7.5以上がよく、例えばタルコ社製タラノツクス500
があり好ましく用いられる。
ここでのpHの測定は試料4重量部を水とアセトンの混
合溶媒(1:1)96重量部に懸濁し、pHメーターで測定す
る。
合溶媒(1:1)96重量部に懸濁し、pHメーターで測定す
る。
上記のシリカ微粒子(A)及び(B)は粒径0.001μ
m〜2μmの範囲であることが好ましく、特に0.005μ
m〜0.2μmが好ましい。
m〜2μmの範囲であることが好ましく、特に0.005μ
m〜0.2μmが好ましい。
又現像剤中の含有量は、トナー100重量部に対し、シ
リカ微粒子(A)と(B)との総量で0.6乃至1.6重量
部、好ましくは0.8乃至1.4重量部が良い。又(A)と
(B)との比率は(A):(B)=95:5乃至30:70、好
ましくは90;10乃至40;60が良い。
リカ微粒子(A)と(B)との総量で0.6乃至1.6重量
部、好ましくは0.8乃至1.4重量部が良い。又(A)と
(B)との比率は(A):(B)=95:5乃至30:70、好
ましくは90;10乃至40;60が良い。
シリカ微粉体及び絶縁性磁性トナーを少なくとも有す
る本発明の磁性現像剤は、窒素ガス吸着法によるBET比
表面積1.8〜3.5m2/gを有し、−20〜−35μc/gの摩擦帯
電特性を有し、見掛け密度0.4〜0.52g/cm3を有し、真比
重1.45〜1.8g/cm3を有する。
る本発明の磁性現像剤は、窒素ガス吸着法によるBET比
表面積1.8〜3.5m2/gを有し、−20〜−35μc/gの摩擦帯
電特性を有し、見掛け密度0.4〜0.52g/cm3を有し、真比
重1.45〜1.8g/cm3を有する。
摩擦帯電量が−20μc/g未満であると、現像剤担持体
上で現像に十分な帯電量を得られず初期から画像濃度が
薄い。また−35μc/gより大きいと画出しをくりかえす
ことで現像剤担持体上での担持体近傍の現像剤の帯電量
が大きくなって担持体上の現像剤の適正な帯電を阻害す
るいわゆるチヤージアツプ現象が生じ徐々に画像濃度の
低下を生ずる。この現像はドツト潜像の現像であるデジ
タル潜像を現像する際に生じやすくさらちOPC感光体を
用いた低電位コントラストの反転現像方式において顕著
である。
上で現像に十分な帯電量を得られず初期から画像濃度が
薄い。また−35μc/gより大きいと画出しをくりかえす
ことで現像剤担持体上での担持体近傍の現像剤の帯電量
が大きくなって担持体上の現像剤の適正な帯電を阻害す
るいわゆるチヤージアツプ現象が生じ徐々に画像濃度の
低下を生ずる。この現像はドツト潜像の現像であるデジ
タル潜像を現像する際に生じやすくさらちOPC感光体を
用いた低電位コントラストの反転現像方式において顕著
である。
また本発明の現像剤の窒素ガス吸着法によるBET比表
面積が1.8m2/g未満であると現像剤担持体上で現像に十
分な帯電量を得るのに時間がかかり初期濃度が薄くカブ
リの多い画像となる。また3.5m2/gより大きいとスリー
ブとの鏡映力が大きくなり現像率の低下が生じ結果とし
て画像濃度の低下を生じる。
面積が1.8m2/g未満であると現像剤担持体上で現像に十
分な帯電量を得るのに時間がかかり初期濃度が薄くカブ
リの多い画像となる。また3.5m2/gより大きいとスリー
ブとの鏡映力が大きくなり現像率の低下が生じ結果とし
て画像濃度の低下を生じる。
本発明におけるBET比表面積の測定には、QVANTACHROM
E社製比表面積計オートソーブ1を使用しBET1点法によ
り求めた。
E社製比表面積計オートソーブ1を使用しBET1点法によ
り求めた。
また、本発明の現像剤の真比重は1.45〜1.8g/cm3であ
り、1.45未満では磁界中で交流バイアスをかけて現像す
る方式においてカブリを生じやすくまたライン幅が太く
なり解像力が悪化する。
り、1.45未満では磁界中で交流バイアスをかけて現像す
る方式においてカブリを生じやすくまたライン幅が太く
なり解像力が悪化する。
1.8より大きいとラインかすれが生じやすく画像濃度
も低下する。また本発明の現像剤のゆるみ見掛け密度は
0.4〜052であり(好ましくは0.45〜0.5)真比重の大き
さに比しゆるみ見掛け密度が小さいことが特徴的であ
る。真比重とゆるみ見掛密度から計算される空隙率は62
〜75%であることが好ましい。
も低下する。また本発明の現像剤のゆるみ見掛け密度は
0.4〜052であり(好ましくは0.45〜0.5)真比重の大き
さに比しゆるみ見掛け密度が小さいことが特徴的であ
る。真比重とゆるみ見掛密度から計算される空隙率は62
〜75%であることが好ましい。
空隙率(εa)は下記式で計算される。
また固め見掛け密度は0.8〜1.0の範囲が好ましく、こ
の際の空隙率(εp)は40〜50%が好ましい。
の際の空隙率(εp)は40〜50%が好ましい。
εaが62%未満であると現像器内部での撹拌によるト
ナーのほぐしが十分でなく75%より大きいとトナー飛
散、トナーもれを生じやすい。
ナーのほぐしが十分でなく75%より大きいとトナー飛
散、トナーもれを生じやすい。
εpが40%未満であると現像器内部で現像剤づまりを
生じやすく現像剤が円滑に現像剤担持体に供給されず白
ヌケをおこしやすい。また50%より大きいと同一量の現
像剤を内包するのにより大きな現像器容量が必要となり
プリンターの小型化の障害となる。
生じやすく現像剤が円滑に現像剤担持体に供給されず白
ヌケをおこしやすい。また50%より大きいと同一量の現
像剤を内包するのにより大きな現像器容量が必要となり
プリンターの小型化の障害となる。
本発明において、ゆるみ見掛け密度、固め見掛け密度
(パツクバルク密度)は、細川ミクロン(株)製のパウ
ダーテスター及び該パウダーテスターに付属している容
器を使用して、該パウダーテスターの取扱い説明書の手
順に従って測定した値をいう。
(パツクバルク密度)は、細川ミクロン(株)製のパウ
ダーテスター及び該パウダーテスターに付属している容
器を使用して、該パウダーテスターの取扱い説明書の手
順に従って測定した値をいう。
また、磁性現像剤のトリボ値は次の方法で測定され
る。すなわち、23.5℃,60%RHの環境下に1晩放置され
た磁性現像剤1gと200〜300メツシユに主体粒度を持つ、
樹脂で被覆されていないキヤリアー鉄粉(例えば、日本
鉄粉社製EFV200/300)9gとを前記環境下で精秤し、およ
そ50c.c.の容積を持つポリエチレン製広口びん中で十分
に(手に持って上下におよそ50回約20秒間振とうする)
混合する。
る。すなわち、23.5℃,60%RHの環境下に1晩放置され
た磁性現像剤1gと200〜300メツシユに主体粒度を持つ、
樹脂で被覆されていないキヤリアー鉄粉(例えば、日本
鉄粉社製EFV200/300)9gとを前記環境下で精秤し、およ
そ50c.c.の容積を持つポリエチレン製広口びん中で十分
に(手に持って上下におよそ50回約20秒間振とうする)
混合する。
次に第3図に示す様に底に400メツシユのスクリーン3
3のある金属製の測定容器32に混合物約0.5gを入れ金属
製のフタ34をする。このときの測定容器32全体の重量を
秤りW1(g)とする。次に、吸引機31(測定容器32と接
する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口37から
吸引し風量調節弁36を調整して真空計35の圧力を250mmH
gとする。この状態で充分吸引を行い磁性現像剤を吸引
除去する。このときの電位計39の電位をV(ボルト)と
する。ここで38はコンデンサーであり容量をC(μF)
とする。また。吸引後の測定容器全体の重量を秤りW
2(g)とする。この磁性現像剤のトリボ電荷量(μc/
g)は下式の如く計算される。
3のある金属製の測定容器32に混合物約0.5gを入れ金属
製のフタ34をする。このときの測定容器32全体の重量を
秤りW1(g)とする。次に、吸引機31(測定容器32と接
する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口37から
吸引し風量調節弁36を調整して真空計35の圧力を250mmH
gとする。この状態で充分吸引を行い磁性現像剤を吸引
除去する。このときの電位計39の電位をV(ボルト)と
する。ここで38はコンデンサーであり容量をC(μF)
とする。また。吸引後の測定容器全体の重量を秤りW
2(g)とする。この磁性現像剤のトリボ電荷量(μc/
g)は下式の如く計算される。
本発明の磁性トナーは、必要に応じて添加剤を混合し
てもよい。着色剤としては従来より知られている染料、
顔料が使用可能であり、通常、結着樹脂100重量部に対
して0.5〜20重量部使用しても良い。他の添加剤として
は、例えばステアリン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは酸化
セリウム、炭化ケイ素の如き研磨剤あるいは例えばコロ
イダルシリカ、酸化アルミニウムの如き流動性付与剤、
ケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック、
酸化スズ等の導電性付与剤がある。
てもよい。着色剤としては従来より知られている染料、
顔料が使用可能であり、通常、結着樹脂100重量部に対
して0.5〜20重量部使用しても良い。他の添加剤として
は、例えばステアリン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは酸化
セリウム、炭化ケイ素の如き研磨剤あるいは例えばコロ
イダルシリカ、酸化アルミニウムの如き流動性付与剤、
ケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック、
酸化スズ等の導電性付与剤がある。
また、熱ロール定着時の離型性を良くする目的で低分
子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロ
クリスタリンワツクス、カルナバワツクス、サゾールワ
ツクス、パラフインワツクス等のワツクス状物質を0.5
〜5wt%程度磁性トナーに加えることも本発明の好まし
い形態の1つである。
子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロ
クリスタリンワツクス、カルナバワツクス、サゾールワ
ツクス、パラフインワツクス等のワツクス状物質を0.5
〜5wt%程度磁性トナーに加えることも本発明の好まし
い形態の1つである。
さらに本発明の磁性トナーは着色剤の役割を兼ねても
良いが、磁性材料を含有している。本発明の磁性トナー
中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、γ−酸
化鉄、フエライト、鉄過剰型フエライト等の酸化鉄;
鉄、コバルト、ニツケルのような金属或はこれらの金属
とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、ス
ズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミ
ウム、カルシウム、カンガン、セレン、チタン、タング
ステン、バナジウムのような金属との合金およびその混
合物等が挙げられる。
良いが、磁性材料を含有している。本発明の磁性トナー
中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、γ−酸
化鉄、フエライト、鉄過剰型フエライト等の酸化鉄;
鉄、コバルト、ニツケルのような金属或はこれらの金属
とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、ス
ズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミ
ウム、カルシウム、カンガン、セレン、チタン、タング
ステン、バナジウムのような金属との合金およびその混
合物等が挙げられる。
本発明に係る静電荷像現像用性トナーを作製するには
磁性粉及びビニル系、非ビニル系の熱可塑性樹脂、必要
に応じて着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、そ
の他の添加剤等をボールミルの如き混合機により充分混
合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの
如き熱混練機を用いて熔融、捏和及び練肉して樹脂類を
互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せ
しめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級をおこなって本発
明に係るところの磁性トナーを得ることが出来る。
磁性粉及びビニル系、非ビニル系の熱可塑性樹脂、必要
に応じて着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、そ
の他の添加剤等をボールミルの如き混合機により充分混
合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの
如き熱混練機を用いて熔融、捏和及び練肉して樹脂類を
互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せ
しめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級をおこなって本発
明に係るところの磁性トナーを得ることが出来る。
第3図及び第4図を参照しながら、本発明の磁性現像
剤を好ましく適用し得る画像形成方法を説明する。一次
帯電器2で感光体表面を負極性に帯電し、レーザー光に
よる露光5によりイメージスキヤニングによりデジタル
潜像を形成し、磁性ブレード11および磁石14を内包して
いる現像スリーブ4を具備する現像器9の一成分系磁性
現像剤10で該潜像を現像する。現像部において感光ドラ
ム1の導電性基体16と現像スリーブ4との間で、バイア
ス印加手段12により交互バイアス、パルスバイアス及び
/又は直流バイアスが印加されている。転写紙Pが搬送
されて、転写部にくると転写帯電器3により転写紙Pの
背面(感光ドラム側と反対面)から正極性の帯電をする
ことにより感光ドラム表面上の負荷電性トナー像が転写
紙P上へ静電転写される。感光ドラム1から分離された
転写紙Pは、加熱加圧ローラ定着器7により転写紙P上
のトナー画像は、定着される。
剤を好ましく適用し得る画像形成方法を説明する。一次
帯電器2で感光体表面を負極性に帯電し、レーザー光に
よる露光5によりイメージスキヤニングによりデジタル
潜像を形成し、磁性ブレード11および磁石14を内包して
いる現像スリーブ4を具備する現像器9の一成分系磁性
現像剤10で該潜像を現像する。現像部において感光ドラ
ム1の導電性基体16と現像スリーブ4との間で、バイア
ス印加手段12により交互バイアス、パルスバイアス及び
/又は直流バイアスが印加されている。転写紙Pが搬送
されて、転写部にくると転写帯電器3により転写紙Pの
背面(感光ドラム側と反対面)から正極性の帯電をする
ことにより感光ドラム表面上の負荷電性トナー像が転写
紙P上へ静電転写される。感光ドラム1から分離された
転写紙Pは、加熱加圧ローラ定着器7により転写紙P上
のトナー画像は、定着される。
転写工程後の感光ドラムに残留する一成分系現像剤
は、クリーニングブレードを有するクリーニング器8で
除去される。クリーニング後の感光ドラム1は、イレー
ス露光6により除電され、再度、一次帯電器2による帯
電工程から始まる工程が繰り返される。
は、クリーニングブレードを有するクリーニング器8で
除去される。クリーニング後の感光ドラム1は、イレー
ス露光6により除電され、再度、一次帯電器2による帯
電工程から始まる工程が繰り返される。
静電像保持体(感光ドラム)は感光層15及び導電性基
体16を有し、矢印方向に動く、現像剤担持体である非磁
性円筒の現像スリーブ4は、現像部において静電像保持
体表面と同方向に進むように回転する。非磁性円筒4の
内部には、磁界発生手段である多極永久磁石(マグネッ
トロール)14が回転しないように配されている。現像器
9内の一成分系絶縁性磁性現像剤10は非磁性円筒面上に
塗布され、かつスリーブ4の表面とトナー粒子との摩擦
によって、トナー粒子はトリボ電荷が与えられる。さら
に鉄製の磁性ドクターブレード11を円筒表面に近接して
(間隔50μm〜500μm)、多極永久磁石の一つの磁極
位置に対向して配置することにより、現像剤層の厚さを
薄く(30μm〜300μm)且つ均一に規制して、現像部
における静電保持体1と現像担持体4の間隙よりも薄い
現像剤層を非接触となるように形成する。この円筒4の
回転速度を調節することにより、スリーブ表面速度が静
電像保持面の速度と実質的に等速、もしくはそれに近い
速度となるようにする。磁性ドクターブレード11として
鉄のかわりに永久磁石を用いて対向磁極を形成してもよ
い。現像部において現像剤担持体4と静電像保持面との
間で交流バイアスまたはパルスバイアスをバイアス手段
12により印加してもよい。この交流バイアスはfが200
〜4,000Hz,VPPが500〜3,000Vであれば良い。
体16を有し、矢印方向に動く、現像剤担持体である非磁
性円筒の現像スリーブ4は、現像部において静電像保持
体表面と同方向に進むように回転する。非磁性円筒4の
内部には、磁界発生手段である多極永久磁石(マグネッ
トロール)14が回転しないように配されている。現像器
9内の一成分系絶縁性磁性現像剤10は非磁性円筒面上に
塗布され、かつスリーブ4の表面とトナー粒子との摩擦
によって、トナー粒子はトリボ電荷が与えられる。さら
に鉄製の磁性ドクターブレード11を円筒表面に近接して
(間隔50μm〜500μm)、多極永久磁石の一つの磁極
位置に対向して配置することにより、現像剤層の厚さを
薄く(30μm〜300μm)且つ均一に規制して、現像部
における静電保持体1と現像担持体4の間隙よりも薄い
現像剤層を非接触となるように形成する。この円筒4の
回転速度を調節することにより、スリーブ表面速度が静
電像保持面の速度と実質的に等速、もしくはそれに近い
速度となるようにする。磁性ドクターブレード11として
鉄のかわりに永久磁石を用いて対向磁極を形成してもよ
い。現像部において現像剤担持体4と静電像保持面との
間で交流バイアスまたはパルスバイアスをバイアス手段
12により印加してもよい。この交流バイアスはfが200
〜4,000Hz,VPPが500〜3,000Vであれば良い。
現像部分におけるトナー粒子の転移に際し、静電像保
持面の静電的力及び交流バイアスまたはパルスバイアス
の作用によってトナー粒子は静電像側に転移する。
持面の静電的力及び交流バイアスまたはパルスバイアス
の作用によってトナー粒子は静電像側に転移する。
ドクターブレード11のかわりに、シリコーンゴムの如
き弾性材料で形成された弾性ブレードを用いて押圧によ
って現像剤層の層厚を規制し、現像剤担持体上に現像剤
を塗布しても良い。
き弾性材料で形成された弾性ブレードを用いて押圧によ
って現像剤層の層厚を規制し、現像剤担持体上に現像剤
を塗布しても良い。
以下、製造例及び実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明する。
に説明する。
製造例1 上記材料をブレンダーでよく混合した後、150℃に設
定した2軸混練押出機にて混練した。得られた混練物を
冷却し、カツターミルにて粗粉砕した後、ジエツト気流
を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕粉
を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成した。さ
らに、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した多分割
分級装置(日鉄鉱業社製エルボジエツト分級機)で超微
粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して体積平均粒径6.
3μmの負帯電性磁性トナーNo.1を得た。
定した2軸混練押出機にて混練した。得られた混練物を
冷却し、カツターミルにて粗粉砕した後、ジエツト気流
を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕粉
を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成した。さ
らに、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した多分割
分級装置(日鉄鉱業社製エルボジエツト分級機)で超微
粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して体積平均粒径6.
3μmの負帯電性磁性トナーNo.1を得た。
得られた負帯電性絶縁性No.1を前述の如く100μのア
パチヤーを具備するコールターカウンタTA II型を用い
て測定したデータを表1に示す。
パチヤーを具備するコールターカウンタTA II型を用い
て測定したデータを表1に示す。
本実施例で用いた多分割分級機及び該分級機による分
級工程について第5図及び第6図を参照しながら説明す
る。多分割分級機40は、第5図及び第6図において、側
壁は52,54で示される形状を有し、下部壁は55で示され
る形状を有し、側壁53と下部壁55には夫々ナイフエツジ
型の分級エツジ47,48を具備し、この分級エツジ47,48に
より、分級ゾーンは3分画されている。側壁52下の部分
に分級室に開口する原料供給ノズル46を設け、該ノズル
の底部接線の延長方向に対して下方に折り曲げて長楕円
弧を描いたコアンダブロツク56を設ける。分級室上部壁
57は、分級室下部方向にナイフエツジ型の入気エツジ49
を具備し、更に分級室上部には分級室に開口する入気管
44,45を設けてある。又、入気管44,45にはダンパの如き
第1,第2気体導入調節手段50,51及び静圧計58,59を設け
てある。分級室低面にはそれぞれの分画域に対応させ
て、室内に開口する排出口を有する排出管41,42,43を設
けてある。分級粉は供給ノズル46から分級領域に減圧導
入され、コアンダ効果によりコアンダブロツク56のコア
ンダ効果による作用と、その際流入する高速エアーの作
用とにより湾曲線60を描いて移動し、粗粉41、所定の体
積平均粒径及び粒度分布を有する黒色微粉体42及び超微
粉43に分級された。
級工程について第5図及び第6図を参照しながら説明す
る。多分割分級機40は、第5図及び第6図において、側
壁は52,54で示される形状を有し、下部壁は55で示され
る形状を有し、側壁53と下部壁55には夫々ナイフエツジ
型の分級エツジ47,48を具備し、この分級エツジ47,48に
より、分級ゾーンは3分画されている。側壁52下の部分
に分級室に開口する原料供給ノズル46を設け、該ノズル
の底部接線の延長方向に対して下方に折り曲げて長楕円
弧を描いたコアンダブロツク56を設ける。分級室上部壁
57は、分級室下部方向にナイフエツジ型の入気エツジ49
を具備し、更に分級室上部には分級室に開口する入気管
44,45を設けてある。又、入気管44,45にはダンパの如き
第1,第2気体導入調節手段50,51及び静圧計58,59を設け
てある。分級室低面にはそれぞれの分画域に対応させ
て、室内に開口する排出口を有する排出管41,42,43を設
けてある。分級粉は供給ノズル46から分級領域に減圧導
入され、コアンダ効果によりコアンダブロツク56のコア
ンダ効果による作用と、その際流入する高速エアーの作
用とにより湾曲線60を描いて移動し、粗粉41、所定の体
積平均粒径及び粒度分布を有する黒色微粉体42及び超微
粉43に分級された。
製造例2 上記材料と製造例1と同様の方法を用い、体積平均粒
径7.8μmの負帯電性絶縁性磁性トナーNo.2(粒度分布
は表1に示す)を得た。
径7.8μmの負帯電性絶縁性磁性トナーNo.2(粒度分布
は表1に示す)を得た。
製造例3 上記物質を実施例1と同様の方法を用い、体積平均粒
径11.9μmの負帯電性絶縁性磁性トナーNo.3(粒度分布
は表1に示す)を得た。
径11.9μmの負帯電性絶縁性磁性トナーNo.3(粒度分布
は表1に示す)を得た。
実施例1乃至5及び比較例1乃至3 絶縁性磁性トナーNo.1,No.2,No.3と第2表に示すシリ
カ微粉体(A)及び(B)とを使用して磁性トナーとシ
リカ微粉体(A)及び(B)とをヘンシエルミキサーで
混合し、表2に示す磁性現像剤を得た。
カ微粉体(A)及び(B)とを使用して磁性トナーとシ
リカ微粉体(A)及び(B)とをヘンシエルミキサーで
混合し、表2に示す磁性現像剤を得た。
尚、実施例1乃至3においては、シリカ微粉体(B)
としてトリメチルシロキシル基を有するシリカ微粉体で
あるタルコ社製のタラノックス500(pH8.0のロットのも
のを使用)を使用し、実施例4においてはシリカ微粉体
(B)としてpH8のロットのタラノックス500を加熱処理
してpH7.5にしたもを使用し、実施例5においては、シ
リカ微粉体(B)としてpH9.0のロットのタラノックス5
00を使用した。また、比較例1においては、シリカ微粉
体(B)としてpH9.0のロットのタラノックス500を使用
し、比較例2においては、シリカ微粉体(B)としてpH
8.0のロットのタラノックス500を使用し、比較例3にお
いては、シリカ微粉体(B)としてpH4.0の未処理のシ
リカ微粉体(日本アエロジル社製 AEROSIL130)を使用
した。
としてトリメチルシロキシル基を有するシリカ微粉体で
あるタルコ社製のタラノックス500(pH8.0のロットのも
のを使用)を使用し、実施例4においてはシリカ微粉体
(B)としてpH8のロットのタラノックス500を加熱処理
してpH7.5にしたもを使用し、実施例5においては、シ
リカ微粉体(B)としてpH9.0のロットのタラノックス5
00を使用した。また、比較例1においては、シリカ微粉
体(B)としてpH9.0のロットのタラノックス500を使用
し、比較例2においては、シリカ微粉体(B)としてpH
8.0のロットのタラノックス500を使用し、比較例3にお
いては、シリカ微粉体(B)としてpH4.0の未処理のシ
リカ微粉体(日本アエロジル社製 AEROSIL130)を使用
した。
次に、これらの調整された個々の現像剤について、キ
ヤノン製レーザービームプリンタLBP−8AJ1の改造機を
使用し、積層型の有機光導電体(OPC)感光ドラム表面
に−700Vの一次帯電をおこない、レーザー光の露光部に
おける電位を−100Vとしてデジタル潜像を形成し、直流
バイアス−500V、交流バイアス(1800Hz,ピークトウピ
ーク1600V)を印加して、現像部における現像スリーブ
(ステンレス製)と感光ドラムとの最近接間隙を300μ
mに設定し、バイアスを印加していない状態での現像部
におけるスリーブ上の現像剤層の層厚を約100μmにし
て、現像をおこなった。
ヤノン製レーザービームプリンタLBP−8AJ1の改造機を
使用し、積層型の有機光導電体(OPC)感光ドラム表面
に−700Vの一次帯電をおこない、レーザー光の露光部に
おける電位を−100Vとしてデジタル潜像を形成し、直流
バイアス−500V、交流バイアス(1800Hz,ピークトウピ
ーク1600V)を印加して、現像部における現像スリーブ
(ステンレス製)と感光ドラムとの最近接間隙を300μ
mに設定し、バイアスを印加していない状態での現像部
におけるスリーブ上の現像剤層の層厚を約100μmにし
て、現像をおこなった。
なお、潜像形成時のレーザースポツトの直径を50μm
とした。
とした。
結果を第3表に示す。
評価方法: (a)カブリ: リフレクトメータ(東京電色(株)製)により測定し
た転写紙の白地部分の白色度と、べた白をプリント後の
白色度との差をかぶりとした。
た転写紙の白地部分の白色度と、べた白をプリント後の
白色度との差をかぶりとした。
○:0〜2%未満(良好) △:2〜3%(実用可) ×:3%をこえる(不良) (b)転写製: 縦横約3mmの「驚」の文字を現像し、普通紙(128g/
m2)に転写し、定着し、定着画像をルーペで観察し、標
準サンプルと対比して3段階に評価した。
m2)に転写し、定着し、定着画像をルーペで観察し、標
準サンプルと対比して3段階に評価した。
○:「驚」の文字を構成している画像に欠落部分がな
い。
い。
△:「驚」の文字を構成している画像に欠落部分が少
しある。
しある。
×:「驚」の文字を構成している画像に欠落部分が多
い。
い。
(c)感光体上へのトナー融着: 感光体表面におけるトナーの融着の発生状況を観察
し、さらに、プリントアウト画像への影響度を目視で3
段階に評価した。
し、さらに、プリントアウト画像への影響度を目視で3
段階に評価した。
○:感光体表面にトナーの融着が未発生。
△:感光体表面にトナーの融着が見られるがプリント
アウト画像への影響が少ない。
アウト画像への影響が少ない。
×:感光体表面にトナーの融着が多くみられ、プリン
トアウト画像に画像欠陥が発生。
トアウト画像に画像欠陥が発生。
(d)100μm細線再現性: 約100μmの細線をプリントさせ、100本の平均ライン
幅を求め、その90%以上がおさまる変動幅で評価した。
幅を求め、その90%以上がおさまる変動幅で評価した。
○:±6%以内 △:±12%以内 ×:±12%を越える
第1図は、本発明に係る磁性トナーの5μm以下の粒子
の含有比率の範囲を示す図である。 第2図は、本発明に係る現像剤の帯電量測定装置の略図
を示す。 第3図は、本発明の磁性現像剤を好ましく適用可能な画
像形成装置の概略的説明図であり、第4図は第3図に示
す装置の現像部の拡大図である。 第5図及び第6図は実施例で磁性トナーの分級に使用し
た多分割分級機の概略的説明図である。
の含有比率の範囲を示す図である。 第2図は、本発明に係る現像剤の帯電量測定装置の略図
を示す。 第3図は、本発明の磁性現像剤を好ましく適用可能な画
像形成装置の概略的説明図であり、第4図は第3図に示
す装置の現像部の拡大図である。 第5図及び第6図は実施例で磁性トナーの分級に使用し
た多分割分級機の概略的説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧口 剛 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 北森 直人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】結着樹脂及び磁性体を少なくとも有する絶
縁性磁性トナーと、シリカ微粉体とを少なくとも含有す
る磁性現像剤において、 疎水化処理した後シリコーンオイル処理したシリカ微粉
体(A)と、トリメチルシロキシル基を有し、かつpH7
以上のシリカ微粉体(B)とが、絶縁性磁性トナー100
重量部当り0.6〜1.6重量部混合されており、磁性現像剤
は、BET比表面積1.8〜3.5m2/gを有し、−20〜−35μc/g
の摩擦帯電特性を有し、ゆるみ見掛け密度0.4〜0.52g/c
m3を有し、真比重1.45〜1.8g/cm3を有し、さらに、絶縁
性磁性トナーは、体積平均粒径6〜8μmを有し、5μ
m以下の粒径を有する磁性トナー粒子が17〜60個数%含
有され、6.35〜10.08μmの粒径を有する磁性トナー粒
子が5〜50個数%含有され、12.7μm以上の粒径を有す
る磁性トナー粒子が2.0体積%以下で含有され、5μm
以下の磁性トナー粒子群が下記式 [式中、Nは5μm以下の粒径を有する磁性トナー粒子
の個数%を示し、Vは5μm以下の粒径を有する磁性ト
ナー粒子の体積%を示し、kは4.6乃至6.7の正数を示
す。但し、Nは17乃至60の正数を示す。] を満足する粒度分布を有することを特徴とする磁性現像
剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1111005A JP2728933B2 (ja) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | 磁性現像剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1111005A JP2728933B2 (ja) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | 磁性現像剤 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02287364A JPH02287364A (ja) | 1990-11-27 |
JP2728933B2 true JP2728933B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=14549991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1111005A Expired - Fee Related JP2728933B2 (ja) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | 磁性現像剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2728933B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2726154B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1998-03-11 | 三田工業株式会社 | 電子写真用磁性現像剤 |
JPH06295099A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-10-21 | Hitachi Ltd | トナー,該トナーの製造方法及び該トナーを使用する現像装置 |
JP2002258527A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Ricoh Co Ltd | 画像形成方法 |
JP5641924B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-12-17 | キヤノン株式会社 | 補給用カートリッジ及び画像形成方法 |
-
1989
- 1989-04-27 JP JP1111005A patent/JP2728933B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02287364A (ja) | 1990-11-27 |
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