(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に微粒子を付着させた黒色トナーとキャリアで構成され該トナーの数平均分子量が２，６３０以下であり、該トナーと該キャリアの濃度、比重及び重量平均粒径から下記式（１）で計算されるα値が０．３５〜０．６０であって、前記微粒子がシリカ微粒子とチタニア微粒子との併用であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
α＝[Ｔｃ／（１００−Ｔｃ）]（ρ２／ρ１）（γ２／４γ１）      （１）
[但し、Ｔｃはトナー濃度（重量％）を、ρ１はトナーの真比重を、ρ２はキャリアの真比重を、γ１はトナーの重量平均粒径（μｍ）を、γ２はキャリアの重量平均粒径（μｍ）を表し、γ２≦５５である。]
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電記録に関し、さらに詳しくは、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等で使われる現像剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネの気運から電子写真の分野でも省エネへの取り組みが盛んになってきた。電子写真複写機またはプリンターでは、最も定着装置に電力供給が必要となっている。該定着部での省電力化のために、低温でも定着可能な現像剤の開発が急務となっている。しかし、該低温タイプのトナーには、以下のような問題点があり、それらは未だ解決されていない。トナーとしての付着力が強く、現像剤担持体への汚染が発生しやすい。トナー化したときの粉体流動性が悪く、速やかかつ適切な摩擦帯電が難しい。画像品質の経時および環境安定性に劣り、現像剤の寿命が短い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低温定着トナーを使用する現像剤において、特に優れた摩擦帯電の安定性を示し、現像剤担持体汚染がなく、安定した画像品質が得られる現像剤を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明によれば、請求項１では表面に微粒子を付着させた黒色トナーとキャリアで構成され、該トナーの数平均分子量が２，６３０以下であり、該トナーと該キャリアの濃度、比重及び重量平均粒径から下記式（１）で計算されるα値が０．３５〜０．６０であって、前記微粒子がシリカ微粒子とチタニア微粒子との併用であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤が提供される。
α＝[Ｔｃ／（１００−Ｔｃ）]（ρ２／ρ１）（γ２／４γ１）      （１）
[但し、Ｔｃはトナー濃度（重量％）を、ρ１はトナーの真比重を、ρ２はキャリアの真比重を、γ１はトナーの重量平均粒径（μｍ）を、γ２はキャリアの重量平均粒径（μｍ）を表し、γ２≦５５である。]
【０００５】
本発明の現像剤は、前記のα値が０．３５〜０．８０、好ましくは、０．３５〜０．６０の範囲となるように調整されており、現像剤中のキャリアの全表面をトナーで完全に占有していない状態であることを特徴とする。前記構成にすることで、トナーが現像剤収容室に補給されてもキャリア表面の空いているスペースで充分に摩擦帯電させることができる。
【０００６】
本発明のトナーは数平均分子量が２，６３０以下であり低温定着タイプとなっている。前記トナーは一般的にトナーの表面の付着力が大きい傾向がある。該トナーは仮に流動性向上剤の量を増やしても該トナー表面が著しく柔らかい為、現像剤がかくはんされるやいなやすぐに埋没してしまい該流動性向上剤による付着力低減効果は見られない。該低温定着トナーは付着力が極めて大きい為、もし現像剤の現像剤の摩擦帯電量が低下し、キャリアとトナーとの静電引力が減少した場合、一旦、現像剤担持体に弱帯電量のトナーが付着してしまうと付着したままになり易い。その結果、現像剤担持体に絶縁性のトナーが付着した場合、現像バイアスが効きにくく、現像能力が低下し、かつカブリが増加するといった現象が発生する。このような理由から、数平均分子量が３，５００以下のトナーを取り扱う場合、摩擦帯電の径時環境安定性には特に留意すべきである。
【０００７】
摩擦帯電の径時環境安定性の為には、前述したようにキャリア表面上に絶えず補給トナーを帯電させるスペースを必要とする。本発明では、その条件をα値が０．３５〜０．８０であると規定した。ここで、α値が０．８０を越えると、補給トナーが、装置内の現像剤と適正な摩擦帯電を行うことができず、スリーブ汚染、画像濃度の低下およびカブリの増大が発生しやすい。一方、α値が０．３５未満である場合、スリーブ汚染は発生しないものの、現像剤中のトナー含有量が少なく、画像濃度が得られにくい。
【０００８】
本発明では、前述した現像担持体上のトナー付着を改善するもう一つの手段としてキャリア上の摩擦帯電可能な表面積を大きくすることを挙げている。このことは、本発明の第二の発明に該当し、現像剤の構成としてγ２≦５５とすることを挙げている。この第二の発明と第一の発明を組み合わせると、現像剤のトナー濃度余裕度が向上し、高トナー濃度域でも安定した摩擦帯電性を発揮するようになる。
【０００９】
以上からも分かるように、本発明の現像剤は従来品と異なる特別な材料で形成させる必要は全くない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明のトナーに用いられる材料について詳細に説明する。
本発明に使用される結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリｐ- クロロスチレン、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；スチレンークロロスチレン共重合体、スチレンープロピレン共重合体、スチレンービニルトルエン共重合体、スチレンービニルナフタリン共重合体、スチレンーアクリル酸メチル共重合体、スチレンーアクリル酸エチル共重合体、スチレンーアクリル酸ブチル共重合体、スチレンーアクリル酸オクチル共重合体、スチレンーメタクリル酸メチル共重合体、スチレンーメタクリル酸エチル共重合体、スチレンーメタクリル酸ブチル共重合体、スチレンーα―クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンービニルメチルエーテル共重合体、スチレンービニルエチルエーテル共重合体、スチレンービニルメチルケトン共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体、スチレンーアクリロニトリルーインデン共重合体、スチレンーマレイン酸共重合体、スチレンーマレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体が挙げられる。
【００１１】
又下記の樹脂を混合して使用することもできる。
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、ポリビニールブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又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が挙げられる。
【００１２】
又特に圧力定着用に好適な結着樹脂としては下記のものを挙げることができ、混合して使用できる。
ポリオレフィン（低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、酸化ポリエチレンポリ４弗化エチレン）、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンーブタジエン共重合体（モノマー比５〜３０：９５〜７０）、オレフィン共重合体（エチレンーアクリル酸共重合体、エチレンーアクリル酸エステル共重合体、エチレンーメタクリル酸共重合体、エチレンー塩化ビニル共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂）、ポリビニルピロリドン、メチルビニルエーテルー無水マレイン酸共重合体、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノール変性テルペン樹脂がある。
【００１３】
更に本発明のトナーは更に磁性材料を含有させ、磁性トナーとしても使用し得る。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、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、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、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物などが挙げられる。これらの強磁性体は平均粒径が0.1 〜２μｍ程度のが望ましく、トナー中に含有させる量としては樹脂成分100 重量部に対し約20〜200 重量部、特に好ましくは樹脂成分100 重量部に対し40〜150 重量部である。
【００１４】
又本発明に用いられるトナーに含有される帯電制御剤は、従来公知の帯電制御剤を用いることもできる。負帯電制御剤としては、含フッ素四級アンモニウム塩化物、モノアゾ染料の金属塩、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属錯体、サリチル酸誘導体の金属錯体等が挙げられる。
【００１５】
又本発明に用いられるトナーに含有される離型剤としては、モンタン系ワックス、酸化ライスワックス、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコールおよび低分子量ポリプロピレンワックス等の従来公知のいかなる離型剤を単独あるいは組み合わせて使用できる。特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスが今回の組み合わせで最もその効果が大きいことから好ましい。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、トナーバインダー中に分散した時の粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。トナー中への添加量は1 〜20重量％、より好ましくは3 〜10重量％が良い。
【００１６】
又本発明のトナーは、必要に応じて添加物を混合してもよい。添加物としては例えばテフロン、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウム、炭化珪素等の研磨剤、あるいは例えばコロイダルシリカ、酸化アルミニウムなどの流動性付与剤、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、あるいは低分子量ポリオレフィンなどの定着助剤等がある。
【００１７】
着色剤としては、トナー用として公知のものがすべて使用できる。黒色の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等が使用できる。
【００１８】
［実施例］次に、実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。なお、以下の部は重量部を示しており、画像濃度の測定はマクべス濃度計で行ったものである。
トナーＡ
ポリエステル樹脂                              ８０部
スチレンメチルアクリレート                    ２０部
カーボンブラック（個数平均０．０５μｍ）        ５部
低分子量ポリプロピレン                          ５部
含クロムアゾ化合物                              １部
をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、２軸式押出し機で溶融混練し冷却後ハンマーミルを用いて約１〜２ｍｍ程度に粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られた微粉砕物を多分割分級装置で分級して本発明の粒度分布となるように２〜１６μｍを選択し、着色剤含有樹脂粒子を得た。重量平均粒径７．１５μｍであった。この粒子に、外添剤としてＲ９７６（アエロジル製シリカ微粒子）０．５部とＴ８０５（アエロジル製チタニア微粒子）０．５部をヘンシェルミキサーで混合し、ブラックトナーとした。このブラックトナーの粒度分布を表１に示す。
【表１】
0004159755.tif 000002
更に、このトナーのＭｎは２，６３０であった。
【００１９】
トナーＢ
トナーＡの粉砕、分級条件だけを変えて、重量平均粒径５．７０μｍのトナーＢを得た。トナーＢの粒度分布を表２に示す。
【表２】
0004159755.tif 000003
【００２０】
キャリア１
芯材１                                          ５０００部
ジメチルシリコーンレジン                            ９０部
γ―（2-アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン９部
導電性カーボンブラック                              １０部
上記材料を流動床内の回転式底板デイスクを高速回転させて、旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置を使用して、当該コート液を上述のキャリア芯材上に塗布した。得られたキャリアを電気炉で１時間加熱し、キャリア１を得た。
【００２１】
キャリア２
芯材１                                          ５０００部
ジメチルシリコーンレジン                          １００部
γ―（2-アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン１０部
導電性カーボンブラック                              １１部
上記材料を流動床内の回転式底板デイスクを高速回転させて、旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置を使用して、当該コート液を上述のキャリア芯材上に塗布した。得られたキャリアを電気炉で１時間加熱し、キャリア２を得た。得られたキャリアの特性を表３に示す。
【００２２】
【表３】
0004159755.tif 000004
【００２３】
実施例１〜３、比較例１，２
表４記載のように、トナーとキャリアを組合わせて二成分現像剤とした。該二成分現像剤を（株）リコー製ＩＭＡＧＩＯＭＦ- ４５７０改造機にセットし、トナー濃度センサーを優先させて初期Ｔｃのまま安定するように設定した。この状態で、１００、０００枚の耐久性試験を実施し、その後の画像濃度とカブリの評価を行い、表４にまとめて記載した。
【表４】
0004159755.tif 000005
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の、表面に微粒子を付着させた黒色トナーとキャリアで構成され該トナーの数平均分子量が２，６３０以下であり、該トナーと該キャリアの濃度、比重及び重量平均粒径から下記式（１）で計算されるα値が０．３５〜０．６０であって、前記微粒子がシリカ微粒子とチタニア微粒子との併用であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤によれば、優れた摩擦帯電の安定性を示し、現像剤担持体汚染がなく、安定した画像品質が得られる現像剤が得られる。
α＝[Ｔｃ／（１００−Ｔｃ）]（ρ２／ρ１）（γ２／４γ１）      （１）
[但し、Ｔｃはトナー濃度（重量％）を、ρ１はトナーの真比重を、ρ２はキャリアの真比重を、γ１はトナーの重量平均粒径（μｍ）を、γ２はキャリアの重量平均粒径（μｍ）を表し、γ２≦５５である。]
【００２５】
請求項２の、γ２≦５５であることを特徴とする請求項１に記載する静電荷像現像用現像剤によれば、この請求項２の発明と請求項１の発明を組み合わせると、現像剤のトナー濃度余裕度が向上し、高トナー濃度域でも安定した摩擦帯電性を発揮するようになる。