JPH0426856A - 電子写真用現像剤 - 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］ 本発明は電子写真法に使用される乾式二成分現像剤に関
し、特に正帯電性トナーによって構成される電子写真用
現像剤に関する。

〔従来の技術〕

電子写真用現像剤（以下現像剤と称す）は通常、結着樹
脂、電荷制御剤、着色剤、その他必要に応して添加され
る添加剤を所定の配合にトライブレンドした後、溶融混
練、粉砕、分級工程を経てトナー化し、鉄粉などのキリ
ャア粒子と混合し作製している。

このような現像剤において良好な画質の可視画像を形成
するためには、トナーが高い流動性を有し、かつ均一な
帯電性を有することが必要であり、そのために従来より
疎水性シリカをトナーに添加混合することが行なわれて
いる。

しかしながら、従来技術による疎水性シリカは、周囲の
環境によりその帯電量が変化しやすいために必然的にト
ナーに対して環境依存性を生じさせるという問題を有し
ていた。すなわち、疎水性シリカをトナーに添加した現
像剤を１０℃／１５％ＲＨという低温低湿環境下におい
て使用すると、疎水性シリカとキャリアの帯電量が２０
℃／６５％ＲＨの常温常湿環境下と比較して著しく高く
なる結果、トナーの帯電量も高（なる為、画像濃度が低
下するという問題を生ずるものであった。

方、３５°Ｃ／８５％ＲＨという高温高温環境下におい
ては、疎水性シリカの表面に存在するＯＨ基が周囲から
吸水することにより、シリカ及びトナーのキャリアとの
帯電量が常温常温環境下より著しく低いものとなる。ゆ
えに画像濃度が必要以上に高くなり階調性の悪い画像と
なったり、トナー消費量の増加、トナー飛散の増大、地
力ブリの発生等の問題が生じていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、周囲
の環境により画像濃度が変化することなく、トナー飛散
、地力ブリが少な（、更に複写耐久性に優れた現像剤を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、微粒子に、疎水化度が５０％以上で且つＢＥ
Ｔ比表面積が１８０ｒ＋（／ｇ以下の疎水性シリカを付
着してなる正帯電性トナーと、キャリアとからなる電子
写真用現像剤であって、（１）前記キャリアに対する疎
水性シリカの飽和帯電量が一５０〜＋４００μＣ／ｇで
あり、（ｉｉ　）前記キャリアに対する微粒子の摩擦帯
電量をＸとし、前記キャリアに対する正帯電性トナーの
摩擦帯電量をＹとした場合、下記式で示される変動率Ｚ
が一２０〜＋２０％であることを特徴とする電子写真用
現像剤。

以下に本発明の構成を詳細に説明する。

まず、本発明の主たる構成要素である疎水性シリカとし
ては、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラ
ン、メチルトリクロルシラン、アリルフエニルジクロル
シラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチル
ジメチルクロルシラン、Ｐ−クロルフェニルトリクロル
シラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、
ジビニルクロルシラン、ヘキサメチレンジシラザン等の
疎水化剤、もしくはこれらのシラン化合物と共にアミノ
シラン、含チツソ樹脂等で処理されたコロイド状の二酸
化ケイ素であって、５０％以上の疎水化度と１８０ｒｒ
ｒ／ｇ以下のＢＥＴ比表面積とキャリアに対する飽和帯
電量が一５０〜＋４００μＣ／ｇのものが本発明に通用
される。

この場合における飽和帯電量は組合せるキャリアとの相
対的な測定値がこの数値限定の範囲内に入るよう上記の
疎水性シリカの中から選択して本発明に適用される。

ここで本発明でいう疎水化度とは、別名メタノールウェ
ツタビリテイ−［（ＭＷ［）ともいい、疎水性シリカの
表面の疎水性を表わす尺度として一般に用いられている
ものである。該疎水化度の測定方法は次のようにして行
う。まず、疎水性シリカ０．２ｇを２５０　ｃｃのフラ
スコに入れ、これに水を５０ｃｃ添加する。次にマグネ
チックスクーラーで上記水中における疎水性シリカを攪
拌しながら、メタノールをビューレントから滴下する。

疎水性シリカの全量がメタノールによって湿潤し、水と
メタノールの混合系に良分散したと目視によって判断し
た時にメタノールの滴下を止める。この時の水とメタノ
ールの混合相中におけるメタノールの重量を百分率であ
られし、この数値を疎水化度とする。

次に本発明でいう飽和帯電量について説明する。

一般にキャリアと疎水性シリカをある一定の力で持続的
に攪拌混合すると疎水性シリカの帯電量は時間と共に、
負帯性シリカの場合は負極性側に、正帯性シリカの場合
は正極性側に上昇していく。

しかしながら、疎水性シリカの帯ｉｆは時系列上ある時
点で最大となり、それ以後は低下するという挙動を示す
０本発明においては、この最大となる帯電量を飽和帯電
量とする。具体的には以下のような測定方法により飽和
帯電量を求めた。すなわち、常温常温（２０°Ｃ／６５
％ＲＨ）の環境条件に２０時間放置したキャリア１９９
．６ｇと疎水性シリカ０．４ｇを２５０　ｃｃのポリビ
ンに入れ、定回転の回転装置に該ポリビンを設置した後
回転させ混合撹拌を行う。上記のように混合撹拌する過
程において、疎水性シリカの帯電量をブローオフ帯電量
測定装置にて初期より５分おきに３回ずつ測定し、３回
の平均値をその時の攪拌時間における帯電量とする。こ
のように測定された帯電量のうち最大の帯電量を飽和帯
電量とする。

また、疎水性シリカのＢＥＴ比表面積の測定は、日本ベ
ル社の高情度自動ガス吸着装置（商品名ＢＥＬＳＯＲＰ
２８）等の測定装置を用いてＮ２ガス吸着によって測定
すればよい。

本発明を構成する正帯電性トナーは、微粒子の表面に上
記のような疎水性シリカを付着させることにより作製す
る。該微粒子は以下の製造方法により得ることが出来る
。すなわち、スチレン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹
脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、ポリ
エステル樹脂等の熱可塑性樹脂を主成分とし、カーボン
ブラック、その他の顔料および染料からなる着色剤、ニ
グロシンや第四級アンモニウム塩等の正帯電性を与える
電荷制御剤およびポリテトラフルオロエチレン粉、低分
子量ポリプロピレン等の潤滑剤、定着剤等の添加物を所
定の配合比で混合後、溶融混練し、然るのち冷却後粉砕
分級して得る。又、微粒子の別の製造方法として、上記
材料を用いて重合法によっても得ることができる。

本発明における疎水性シリカを微粒子の表面に付着させ
る手段としては、■型混合機、タービン型撹拌機、ヘン
シェルミキサー等の一般的な混合機を用い、微粒子の表
面にまふしといわれる弱い状態で付着させてもよいし、
また機械的な衝撃力により芯材の表面に疎水性シリカの
一部を埋没または熱融着等により強固に付着させること
ができる表面改質装置を使用して微粒子の表面に疎水性
シリカを強固に付着させてもよい。

微粒子の表面に付着させる疎水性シリカの量は、低温低
湿あるいは高温高温においての現像特性を良好に保つた
めに微粒子に対して０．０５〜１重量％であることが好
ましい。

本発明の現像剤はキャリアに対する微粒子の摩擦帯電量
と、キャリアに対する正帯電性トナーの摩擦帯電量との
変動率が一２０〜＋２０％でなげればならない。ここで
、本発明で定義される変動率とは次式で表される。

−Ｘ Ｚ（変動率）＝　　　　　　　Ｘ１００　（％）Ｘ：キ
ャリアに対する微粒子の摩擦帯電量Ｙ：キャリアに対す
る正帯電性トナーの摩擦帯電量 キャリアに対する微粒子あるいは正帯電性トナーの摩擦
帯電量は次の方法により求めることかできる。すなわち
、常温常温（２０°Ｃ／６５％ＲＨ）の環境条件に２０
時間放置したキャリア４８０ｇと微粒子あるいは正帯電
性トナー２０ｇを１０００ｃｃのポリビンに入れ、定回
転の回転装置に該ポリビンを設置した後回転させ撹拌を
行なう。キャリアと粉本の混合物を撹拌スタートから１
時間後にボＪビンから複写機の現像器に移し、５分間複
写機の現像π；こて攪拌し、撹拌後の微粒子あるいは正
帯電性トナーの摩擦帯電量をブローオフ帯電量測定装置
にて３回測定しその平均値を摩擦帯電量とする。

上記の変動率を一２０〜＋２０％にするためには、微粒
子に付着させる疎水性シワ力の種類や付着量を調整する
ことによって可能である。

本発明では飽和帯電量が一５０〜＋４００μＣ／ｇであ
る疎水性ノリ力とキャリアの組合せであって、且つ変動
率が一２０〜＋２０％であっても、疎水性シリカの疎水
化度が５０％より小さい場合、あるいは疎水性シリカの
ＢＥＴ比表面積が１８０ボ／ｇよりも大きい場合には、
高温高温環境下において正帯電性トナーのＮ擦帯電量が
低下しやすく、トナー消費量や地力ブリの増加、トナー
飛散の発生という問題を生じる。

また、変動率が一２０〜＋２０％であっても、疎水性シ
リカの飽和帯電量が＋４００μＣ／ｇより正極性側に高
い場合は、低温低湿環境下において正帯電性トナーの摩
擦帯電量が高くなり画像濃度が低下する。一方、疎水性
シリカ性の飽和帯電量が一５０μＣ／ｇより負極性側に
高い場合は、高温環境下あるいは高温高温環境下におい
て正帯電性トナーの摩擦帯電量が低下しやす（、トナー
消費量や地力ブリの増加、トナー飛散の発生という問題
を生じる。

また、疎水性シリカの飽和帯電量が一５０〜＋４００μ
Ｃ／ｇの範囲であっても、変動率が一２０％より低い（
負側に高い）場合は、複写中の正帯電性トナーの摩擦帯
電量の安定性かえられなく、高温高温環境下において正
帯電性トナーの摩擦帯電量が低下しやすいという問題や
低温低湿、常温常温環境下においてもトナー飛散すると
いう問題を生じる。一方、変動率が＋２０％より高い（
正側に高い）場合は、低温低湿環境下において正帯電性
トナーの摩擦帯電量が高くなりやすく画像濃度が低下す
るという問題を生じる。

本発明を構成するキャリアは、鉄粉、フェライト、造粒
マグネタイト又は、これらを芯材としてその表面にシリ
コーン系樹脂、アクリル系樹脂、フン素糸樹脂、エポキ
シ系樹脂等の樹脂をコートしたコーティングキャリア等
、通常現像剤に使用されるキャリアの中から正帯電性ト
ナーへの帯電付与及び疎水性シリカとの飽和帯電量が所
望の範囲内になるよう適宜選択して使用することができ
る。

［実施例］ 次に本発明を実施例により具体的に説明する。

なお、以下の配合における部はすべで重量部である。

実施例１〜４、比較例１〜４ 下記の配合の材料を混合して溶融混練後、粉砕分級して
平均粒子径が９．８μｍの微粒子Ａを得た。

また、下記の配合の材料を混合して溶融混練後、粉砕分
級して平均粒子径が９．５μｍの微粒子Ｂを得た。

次に上記微粒子ＡとＢを使用して本発明と比較用の電子
写真用現像剤を作成するために、第１表に示した疎水性
化度とＢＥＴ比表面積を有する疎水性シリカ（イ）〜（
へ）およびキャリア（Ｉ）、（ｎ）との組合せにより実
施例１〜４と比較例１〜４の現像剤を作成した。第１表
には同時に、微粒子への疎水性シリカの付着量および本
発明の必須構成要件であるキャリアに対する疎水性シリ
カの飽和帯電量と、摩擦帯電量の変動率を示し本発明と
比較用の現像剤の差異を明確にした。

尚、第１表において、微粒子の表面に疎水性シリカを付
着させる手段としてはヘンシェルミキサーを使用した。

又、現像剤作成にあたっては、微粒子Ａを付着させた正
帯電性トナーの場合はトナー４重量部に対してキャリア
１００重量部、微粒子Ｂを付着させた正帯電性トナーの
場合はトナー５重置部に対してキャリア１００重量部の
比率でｌ昆合した。その際のノリコーンフェライト（１
）と−よパウダーチック社製ＦＬ９５−１５３０で、又
、ノリコーンフェライト（ＩＩ）とはパウダーチック社
製ＦＬ９６−１５３０である。

（以下余白） 上記実施例１〜４にもとづく本発明の電子写真用現像剤
および比較例１〜４にもとづく比較用の現像剤を電子複
写機（シャープ社製ＳＦ〜７３００　）に適用し、常温
常温環境条件（２０°Ｃ／６５％ＲＨ１以下Ｎ　／　Ｎ
と略す）、低温低湿環境条件（１０″Ｃ／１５％ＲＨ１
以下Ｌ／Ｌと略す）、高温高温環境条件（３０°Ｃ／８
５％ＲＨ１以下Ｈ／Ｈと略す）の各雰囲気において２万
枚複写を行い画像濃度（以下ＩＤと略す）、非画像部の
地力ブリ（以下ＢＧと略す）、トナー消費量および複写
後のトナー飛散について評価を行った。その結果を第２
表に示す。なお、キャリアに対する正帯電性トナーの摩
擦帯電量（以下Ｑ／Ｍと略す）はブローオフ帯電量測定
器（東芝ケミカル社製）、画像濃度は、マクヘス反射濃
度計（Ｍａｃｂｅｔｈ社製ＲＤ９１４）、地力ブリは色
差計（日本電色工業社製）で測定し、トナー飛散は目視
により下記の評価基準をもって評価した。

トナー飛散の評価基準 （以下余白） 面記第２表から明らかなように本発明の電子写真用現像
剤は常温常温、低温低湿、高温高湿の各環境条件におい
て安定した画像濃度が得られ、地力ブリも少なく、トナ
ー飛散も生しないことが確認された。一方、比較例２、
比較例３及び比較例４の現像剤は高温高温環境下におい
て地力ブリ、著しいトナー飛散が発生した。また、比較
例１及び比較例３の現像剤は低温低湿環境下において多
数枚複写後の画像濃度が低く実用上支障をきたすもので
あった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は周囲の環境により画像濃
度が変化することなくトナー飛散、地力ブリが少なく、
さらに多数枚の連続複写をおこなっても優れた耐久性を
示す電子写真用現像剤を提供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粒子に、疎水化度が５０％以上で且つＢＥＴ比
   表面積が１８０ｍ＾２／ｇ以下の疎水性シリカを付着し
   てなる正帯電性トナーと、キャリアとからなる電子写真
   用現像剤であって、 （ｉ）前記キャリアに対する疎水性シリカの飽和帯電量
   が−５０〜＋４００μＣ／ｇであり、 （ｉｉ）前記キャリアに対する微粒子の摩擦帯電量をＸ
   とし、前記キリャアに対する正帯電性トナーの摩擦帯電
   量をＹとした場合、下記式で示される変動率Ｚが−２０
   〜＋２０％であることを特徴とする電子写真用現像剤。 Ｚ＝Ｙ−Ｘ／Ｙ×１００（％）
2. （２）前記微粒子に対する疎水性シリカの付着量が０．
   ０５〜１重量％であることを特徴とする請求項１記載の
   電子写真用現像剤。