JPH04308855A - 静電像現像剤 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真法、静
電記録法、静電印刷法等に適用される静電像現像剤に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子写真用の静電像現像剤におい
ては、従来、摩擦帯電性およびクリーニング性を改良す
るために、結着樹脂粒子より小径で平均粒径が０．０５
〜３．０　μｍの樹脂粒子の表面に無機微粒子が固着さ
れてなる複合微粒子を結着樹脂粒子に添加混合して現像
剤を構成する技術が提案されている（特開昭６４−　９
１１４３号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６４−
　９１１４３号公報の現像剤では、複合微粒子を構成す
る樹脂のガラス転移点が低い場合には、繰返し画像形成
を行うに当たって、特に非画像部においてクリーニング
工程時に発生するストレスおよび熱によって、感光体に
複合微粒子の樹脂が固着しやすくなり、十分な研磨性が
得られず、逆に固着した複合微粒子が核となり、トナー
構成物質が付着し、結果的に画像に黒スジまたは黒ポチ
が発生する。また、２成分系現像剤では、現像を繰返す
に従ってキャリア表面に複合微粒子の樹脂が付着してキ
ャリアを汚染するため、トナーの摩擦帯電性を次第に悪
化させ、多数回にわたって画像濃度の安定した画像を形
成することが困難となる問題がある。一方、熱ローラ定
着において、使用される定着ローラは、多かれ少なかれ
温度分布を持つことが知られている。特に端部の温度は
中央に比較して温度が低くなる傾向をもち、画像を繰返
し形成するとき、さらにラインスピードの速い高速機に
おいて顕著である。このような定着法においては、複合
微粒子を構成する樹脂のガラス転移点が高い場合には、
以下のような不都合を生じる。複合微粒子を介在させた
トナー粒子を温度が低くなった定着ローラの端部で定着
させるとき、定着ローラから伝わる熱が複合微粒子によ
って断熱され、特に転写材近傍のトナー粒子の溶融を阻
害し、複合微粒子の界面によりトナー層の断絶が起こり
上層は定着ローラに付着し、定着ローラが一周したとき
の転写材に転移し、画像不良となる、いわゆるコールド
オフセットが発生しやすくなる。

【０００４】本発明は以上のような事情に基づいてなさ
れたものであって、その目的は、黒スジおよび黒ポチの
発生を防止し、画像濃度の低下およびカブリの発生を防
止し、定着ローラからのトナーの転写による画像不良の
発生を防止できる静電像現像剤を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の静電像現像剤は、少なくとも結着樹脂と着
色剤とからなる着色粒子と、樹脂微粒子の表面に無機微
粒子が固着されてなる複合微粒子とを含有してなる静電
像現像剤において、前記複合微粒子を構成する樹脂のガ
ラス転移点が３０〜１２０　℃であることを特徴とする
。

【０００６】

【作用】本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、複合微粒
子を構成する樹脂のガラス転移点を上記のごとく特定範
囲に規定することにより、黒スジおよび黒ポチの発生を
防止でき、画像濃度の低下およびカブリの発生を防止で
き、定着ローラからのトナーの転写による画像不良の発
生を防止できることを見出して、本発明を完成したもの
である。すなわち、本発明では、複合微粒子を構成する
樹脂のガラス転移点の下限を３０℃に規定しているため
、感光体に複合微粒子の樹脂が固着するおそれがない。 従って、画像に黒スジまたは黒ポチが生じない。また、
２成分系現像剤においても、キャリア表面への複合微粒
子の樹脂の付着が防止されるため、トナーの摩擦帯電性
が安定し、画像濃度の低下およびカブリの発生を招くこ
とがない。また、複合微粒子を構成する樹脂のガラス転
移点の上限を　１２０℃に規定しているため、トナー像
の定着時においてトナーの定着ローラへの転移が防止さ
れ、定着ローラからのトナーの転写による画像不良の発
生を招くことがない。

【０００７】以下、本発明を具体的に説明する。本発明
においては、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなる着
色粒子と、樹脂微粒子の表面に無機微粒子が固着されて
なる複合微粒子とを用いて静電像現像剤を構成するが、
複合微粒子を構成する樹脂としては、ガラス転移点が３
０〜１２０　℃のもの、好ましくは４０〜１００　℃の
ものを選択する。複合微粒子を構成する樹脂微粒子の樹
脂のガラス転移点は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）に
従って、試料１０ｍｇを一定の昇温速度（１０℃／ｍｉ
ｎ　）で加熱したときのベースラインと、吸熱ピークの
傾線との交点より求めた値をいう。

【０００８】複合微粒子を構成する樹脂のガラス転移点
が３０℃未満のときは、クリーニングプロセスにおいて
現像剤が繰返してストレスを受けた際に、複合微粒子を
構成する樹脂が感光体に付着して電気的特性を変化させ
るため、黒スジまたは黒ポチが発生する。また、特に２
成分系現像剤においては、画像形成プロセスを繰返すに
従って、複合微粒子を構成する樹脂微粒子の樹脂により
キャリアの表面が次第に汚染されるため、多数回にわた
り画像濃度の安定した画像を形成することが困難となる
。 一方、複合微粒子を構成する樹脂のガラス転移点が１２
０℃を超えるときは、トナー像の定着時において、トナ
ーが定着ローラに転移するようになり、この転移トナー
が定着ローラから紙に転写されて画像不良が発生する問
題がある。

【０００９】また、複合微粒子を構成する樹脂の軟化点
は、製造の容易性、紙への転移防止の観点から　１００
〜２００　℃が好ましい。すなわち、軟化点が　２００
℃より高くなると無機微粒子が固着しにくくなり、十分
なクリーニング性が得られない場合がある。また軟化点
が　１００℃より低い場合には、熔融した複合微粒子が
核となってトナーの定着ローラへの付着を誘発し、さら
に定着ローラから紙へ転移して紙を汚すことがある。た
だし、本発明においては、高化式フローテスター（島津
製作所製）を用いて、１ｃｍ２　の試料を昇温速度６℃
／ｍｉｎ　で加熱しながら、プランジャーにより２０ｋ
ｇ／ｃｍ２　の荷重を与え、直径１ｍｍ、長さ１ｍｍの
ノズルを押し出すようにして、これにより当該フローテ
スターのプランジャー降下量−温度曲線（軟化流動曲線
）を描き、そのＳ字曲線の高さをｈとするときｈ／２に
対応する温度を軟化点と定義する。

【００１０】複合微粒子を構成する樹脂微粒子としては
、クリーニング性の向上および摩擦帯電性の安定性の観
点から、平均粒径が　０．１〜７μｍのものが好ましく
、特に　０．２〜５μｍのものが好ましい。なお、樹脂
微粒子の平均粒径とは、体積基準の平均粒径をいい、湿
式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロ
ス（ＨＥＬＯＳ　）」（シンパテック（ＳＹＭＰＡＴＥ
Ｃ）社製）　により測定されたものである。ただし、測
定前に、樹脂微粒子の数１０ｍｇを界面活性剤と共に水
５０ｍｌに分散させ、その後超音波ホモジナイザー（出
力　１５０Ｗ）で発熱による再凝集に注意しながら１〜
１０分間分散させる前処理を行った。

【００１１】複合微粒子を構成する樹脂材料としては、
既述のごとくガラス転移点が３０〜１２０　℃の範囲に
あるものであれば、特に限定されず種々の樹脂が用いら
れる。 例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベン
ゼン等からなるスチレン系樹脂、メチルメタクリレート
、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−
エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレート、
エチルアクリレート、ブチルアクリレート等からなるア
クリル系樹脂、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニ
ルベンゼン等のスチレン系単量体と、メチルメタクリレ
ート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、
２−エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアク
リル系単量体との共重合体であるスチレン・アクリル系
共重合体、ジメチルアミノメタクリレート、ジエチルア
ミノメタクリレート、ビニルピリジン等を含有する含窒
素樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂等が
挙げられる。

【００１２】以上の樹脂から構成される樹脂微粒子を得
るための手段としては、単量体を使用して乳化重合、懸
濁重合等の重合反応によって合成する方法、樹脂自体を
熱等によって熔融し噴霧し微粒子化する方法、熔融した
樹脂を水中などへ分散することによって所定の粒子サイ
ズにする方法等が挙げられる。なお、重合法によって樹
脂微粒子を製造する場合には、帯電性を安定化するため
に、樹脂微粒子表面に界面活性剤等が残留しないように
、いわゆるソープフリー重合法が好適に使用されるが、
懸濁重合後に懸濁安定剤を除去する方法でもよい。

【００１３】複合微粒子を構成する無機微粒子としては
、クリーニング性を高める観点から、平均粒径が１次平
均粒径で５〜２００　ｎｍのものが好ましく、特に１０
〜１００　ｎｍのものが好ましい。なお、無機微粒子の
１次平均粒径は、走査型電子顕微鏡により観察して、画
像解析により測定される個数平均粒径をいう。無機微粒
子を構成する無機材料としては、各種無機酸化物、炭化
物、窒化物、ホウ化物等が好適に用いられる。例えば、
シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バ
リウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウ
ム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、酸化
亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸
化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン
、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、
窒化ケイ素、窒化チタン、窒化チタン、窒化ホウ素等が
挙げられる。

【００１４】樹脂微粒子の表面に無機微粒子を固着する
方法としては、樹脂微粒子と無機微粒子とを混合し、静
電的に樹脂微粒子の表面に無機微粒子を付着させ、次い
で機械的エネルギーを付与して樹脂微粒子の表面に無機
微粒子を固着する方法等が挙げられる。無機微粒子を静
電的に樹脂微粒子の表面に付着させる方法としては、樹
脂微粒子と無機微粒子とを、例えばタービュラーミキサ
ー、レーデイゲミキサー、ヘンシェルミキサー等の混合
機等に投入し撹拌する方法等が挙げられる。機械的エネ
ルギーを付与する方法としては、衝撃式粉砕機を改良し
た「ハイブリダイザー」（奈良機械製作所製）、「オン
グミル」（ホソカワミクロン社製）、「クリプトロン」
（川崎重工社製）等を用いる方法が挙げられる。この機
械的エネルギーの大小によって固着の程度が変化するが
、この機械的エネルギーは、例えば撹拌羽根等の周速、
撹拌時間、処理時の品温等によって調整することができ
る。

【００１５】樹脂微粒子に対する無機微粒子の添加量は
、樹脂微粒子の表面を均一に覆うことができる量であれ
ばよい。具体的には、無機微粒子の比重によっても異な
るが、複合微粒子を構成する樹脂による感光体へのフィ
ルミングをさらに有効に防止する観点から、樹脂微粒子
　１００重量部に対して５〜１００　重量部が好ましく
、特に５〜８０重量部が好ましい。例えば無機微粒子の
添加量が過小のときは、複合微粒子の表面に樹脂部分が
多く存在する状態となり、この樹脂部分により感光体へ
のフィルミングが生ずる場合がある。一方、無機微粒子
の添加量が過大のときは、無機微粒子が遊離して存在し
やすく、これが着色粒子の摩擦帯電性の悪化やクリーニ
ング不良の原因となりやすい。

【００１６】着色粒子に対する複合微粒子の添加量は、
研磨効果によるクリーニング性を高め、かつ着色粒子の
摩擦帯電性を阻害しない観点から、着色粒子に対して０
．０１〜５重量％が好ましく、特に０．０１〜２重量％
が好ましい。

【００１７】本発明の静電像現像剤においては、現像剤
の流動性を高めるために、複合微粒子のほかに、外添剤
としてさらに疎水性シリカ微粒子等の無機微粒子を併用
してもよい。この無機微粒子の１次平均粒径は、流動性
の向上、感光体の損傷防止の観点から、５〜２０ｎｍが
好ましい。なお、この１次平均粒径は、走査型電子顕微
鏡により観察して、画像解析により測定される個数平均
粒径をいう。また、無機微粒子の添加量は、流動性およ
びクリーニング性の向上の観点から、着色粒子に対して
０．０１〜３．０　重量％が好ましい。

【００１８】着色粒子は、結着樹脂と、着色剤と、必要
に応じて用いられる荷電制御剤等のその他の添加剤とを
含有してなり、その平均粒径は、通常、１〜３０μｍの
範囲である。着色粒子を構成する結着樹脂としては、特
に限定されず、従来公知の種々の樹脂が用いられる。例
えばポリエステル樹脂、スチレン・アクリル系樹脂等が
代表的なものとして挙げられる。着色粒子を構成する着
色剤としては、特に限定されず、従来公知の種々の着色
剤が用いられる。例えばカーボンブラック、ニグロシン
染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイ
エロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド
、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタ
ロシアニンブルー、マラカイトグリーンオクサレート、
ランプブラック、ローズベンガル等が挙げられる。

【００１９】その他の添加剤としては、例えばサリチル
酸誘導体等の荷電制御剤、低分子量ポリオレフィン等の
定着性改良剤等が挙げられる。また、磁性トナーを得る
場合には、着色粒子中に添加剤として磁性体粒子が含有
される。かかる磁性体粒子としては、平均粒径が　０．
１〜２μｍのフェライト、マグネタイト等の粒子が用い
られる。磁性体粒子の添加量は、複合微粒子等の外部添
加剤を除いた状態の着色粒子の通常２０〜７０重量％と
なる範囲である。着色粒子のガラス転移点は５０〜６５
℃が好ましく、軟化点は　１１０〜１６０　℃が好まし
い。

【００２０】本発明の現像剤は、従来公知の種々の現像
方法と組合せて使用することができる。また、本発明の
現像剤は、セレン系感光体、有機光導電性感光体（ＯＰ
Ｃ感光体）、アモルファスシリコン感光体（ａ−Ｓｉ感
光体）等の従来公知の種々の感光体と組合せて使用する
ことができる。

【００２１】

【実施例】以下、さらに具体的な実施例について説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、以下において「部」は「重量部」を表す。

【００２２】複合微粒子を構成する樹脂微粒子実施例お
よび比較例で用いた樹脂微粒子は、後記表１に示すとお
りである。

【００２３】複合微粒子１〜９ 後記表２に示す組合せおよび配合量の樹脂微粒子と無機
微粒子とを、媒体入りのＶ型ブレンダーにより十分に撹
拌混合して、無機微粒子を樹脂微粒子の表面に静電気力
により付着させた後、この混合物を「ハイブリダイザー
」（奈良機械製作所製）に仕込み、当該混合物に機械的
衝撃力を与え、樹脂微粒子の表面に無機微粒子が固着さ
れた複合微粒子を得た。得られた複合微粒子は、電子顕
微鏡による表面観察および透過型電子顕微鏡による観察
により、樹脂微粒子の表面に静電気力により付着してい
た無機微粒子が、当該樹脂微粒子の表面に埋め込まれて
保持された状態となっていることが確認された。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】実施例１ ポリエステル樹脂（結着樹脂）６０部と、マグネタイト
（磁性体粒子）３５部と、ポリプロピレン３部と、サリ
チル酸誘導体（荷電制御剤）１部とを、Ｖ型ブレンダー
により混合した後、２本ロールにより溶融混練し、その
後冷却し、ハンマーミルにより粗粉砕し、さらにジェッ
トミルにより微粉砕し、次いで風力分級機により分級し
て平均粒径１２μｍの磁性の着色粒子１を得た。この磁
性の着色粒子１に、疎水性シリカ微粒子「アエロジルＲ
−８１２　」（日本アエロジル社製）を　０．４重量％
、複合微粒子１を　０．９重量％となる割合で加え、ヘ
ンシェルミキサーにより混合して、１成分系トナーから
なる本発明の現像剤を得た。このトナーのガラス転移点
は５６℃、軟化点は１２５℃だった。

【００２７】実施例２ 実施例１において、複合微粒子１を、複合微粒子２の　
０．８重量％に変更したほかは同様にして本発明の現像
剤を得た。

【００２８】実施例３ 実施例１において、複合微粒子１を、複合微粒子５の　
０．７重量％に変更したほかは同様にして本発明の現像
剤を得た。

【００２９】比較例１ 実施例１において、複合微粒子１を、複合微粒子６の　
０．８重量％に変更したほかは同様にして１成分系トナ
ーからなる比較用の現像剤を得た。

【００３０】比較例２ 実施例１において、複合微粒子１を、複合微粒子７の　
０．５重量％に変更したほかは同様にして１成分系トナ
ーからなる比較用の現像剤を得た。

【００３１】比較例３ 実施例１において、複合微粒子１を、複合微粒子８の　
１．２重量％に変更したほかは同様にして１成分系トナ
ーからなる比較用の現像剤を得た。

【００３２】実施例４ ポリエステル樹脂（結着樹脂）１００　部と、カーボン
ブラック１０部と、ポリプロピレン３部とを実施例１と
同様に処理して、平均粒径１１μｍの非磁性の着色粒子
２を得た。この非磁性の着色粒子２に、疎水性シリカ微
粒子「アエロジルＲ−８０５　」（日本アエロジル社製
）を　０．８重量％、複合微粒子３を　１．５重量％と
なる割合で加え、ヘンシェルミキサーにより混合して、
２成分系トナーを得た。このトナーのガラス転移点は６
４℃、軟化点は　１３５℃であった。この２成分系トナ
ー５部と、フェライト芯材粒子（平均粒径＝８０μｍ）
の表面がスチレン・アクリル系樹脂（スチレン：メチル
メタクリレート＝３：７）により被覆されてなる樹脂被
覆キャリア１００部とを混合して２成分系現像剤からな
る本発明の現像剤を得た。

【００３３】実施例５ 実施例４において、複合微粒子３を、複合微粒子４の　
０．８重量％に変更したほかは同様にして２成分系現像
剤からなる本発明の現像剤を得た。

【００３４】比較例４ 実施例４において、複合微粒子３を、複合微粒子７の　
０．８重量％に変更したほかは同様にして２成分系現像
剤からなる比較用の現像剤を得た。

【００３５】比較例５ 実施例４において、複合微粒子３を、複合微粒子８の　
０．５重量％に変更したほかは同様にして２成分系現像
剤からなる比較用の現像剤を得た。

【００３６】比較例６ 実施例４において、複合微粒子３を、複合微粒子９の　
１．５重量％に変更したほかは同様にして２成分系現像
剤からなる比較用の現像剤を得た。

【００３７】画像形成テスト 以上の実施例および比較例で得られた現像剤をそれぞれ
用いて、光導電性感光体に形成した静電潜像を現像して
トナー像を形成し、このトナー像を転写材に転写し、転
写したトナー像を定着し、転写後に光導電性感光体上に
残留したトナーをクリーニングブレードによりクリーニ
ングする工程を含む画像形成プロセスを遂行してコピー
画像を形成するテストを行った。画像形成テストには、
中央部のみが画素率５％の画像チャートを使用した。

【００３８】ただし、１成分系現像剤については、セレ
ン−テルル感光体と現像領域に振動電界を作用させる非
接触型現像器とクリーニングブレードと熱ローラ定着器
を備えた１成分系現像剤用の電子写真複写機の試作機を
用いて、温度２０℃、相対湿度５０％の常温常湿の環境
条件下で最高５万回にわたりコピー画像を形成する実写
テストを行った。熱ローラ定着器は、表面層をフッ素系
樹脂でコートした上ローラと、シリコーンゴムからなる
耐熱性弾性層、およびシリコーンオイルを含浸させた定
着パッドとを有し、面圧２ｋｇ／ｃｍ２　、ニップ通過
時間３０ｍｓｅｃ、設定温度　１８０℃の条件で定着を
行うものである。

【００３９】また２成分系現像剤については、ヒ素−セ
レン感光体と、２成分系現像剤用の現像器と、クリーニ
ングブレードと、上記１成分系現像剤用の電子写真複写
機の試作機と同条件の熱ローラ定着器とを備えた２成分
系現像剤用の電子写真複写機「Ｕ−Ｂｉｘ　４０６０」
（コニカ（株）製）改造機を用い、温度２０℃、相対湿
度５０％の常温常湿の環境条件下で、最高１０万回にわ
たりコピー画像を形成する実写テストを行った。

【００４０】評価 （１）画像濃度 「サクラデンシトメーター」（コニカ（株）製）を用い
て最高画像濃度Ｄｍａｘを測定して評価した。評価は、
相対濃度が１．２５以上の場合を○、１．１以上で１．
２５未満の場合を△とし、　１．１未満の場合を×とし
た。 （２）黒スジまたは黒ポチ 画像部分に黒スジまたは黒ポチが発生し始めた時のコピ
ー画像の形成回数を調べて評価した。 （３）カブリ 「サクラデンシトメーター」（コニカ（株）製）を用い
て原稿濃度が　０．０の白地部分の相対濃度を測定して
判定した。なお、白地反射濃度を　０．０とした。評価
は、相対濃度が０．０１未満の場合を○、０．０１以上
で０．０３未満の場合を△、０．０３以上の場合を×と
した。

【００４１】（４）定着性 コピー画像の形成回数が５０００回に達するたびごとに
コピー画像を目視により観察して、定着ローラに付着し
たトナーの紙への転移により発生する画像不良が発生し
始めた時のコピー画像の形成回数を調べて評価した。 （５）クリーニング性 クリーニングブレードによりクリーニングされた直後の
感光体の表面を目視により観察し、当該感光体の表面へ
の付着物の有無により判定した。付着物がほとんど認め
られない場合を○、付着物が若干認められるが実用上問
題のない場合を△、付着物が多く認められ実用上問題の
ある場合を×とした。 （６）画像汚れ コピー画像に汚れが発生し始めた時のコピー画像の形成
回数を調べて評価した。以上の結果を後記表３に示す。

【００４２】

【表３】

【００４３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の静
電像現像剤によれば、黒スジおよび黒ポチの発生を防止
し、画像濃度の低下およびカブリの発生を防止し、定着
ローラからのトナーの転写による画像不良の発生を防止
することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも結着樹脂と着色剤とからな
   る着色粒子と、樹脂微粒子の表面に無機微粒子が固着さ
   れてなる複合微粒子とを含有してなる静電像現像剤にお
   いて、前記複合微粒子を構成する樹脂のガラス転移点が
   ３０〜１２０℃であることを特徴とする静電像現像剤。