JPH07230181A

JPH07230181A - 電子写真用現像剤

Info

Publication number: JPH07230181A
Application number: JP6041811A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takano; 洋高野; Masaaki Usami; 政明宇佐美; Yasuo Matsumura; 保雄松村; Shigeyoshi Takahashi; 栄美高橋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】初期的に低帯電化が生じることがなく、帯電
の立上がりが速く、長寿命な静電荷像用現像剤を提供す
る。【構成】静電荷像用現像剤は、酸化ケイ素微粉末を外
部添加してなるトナーと、フッ素含有樹脂で被覆された
キャリアとからなり、該酸化ケイ素微粉末の水分量が
０．２１重量％以下であることを特徴とする。キャリア
表面のフッ素含有量が０．０１〜０．５原子％であるの
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法、静電印刷法等に使用される現像剤（以下、電子写真
用現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法等における静電荷像を現像す
るための現像剤として、トナーとキャリアとよりなる２
成分現像剤がしばしば使用される。２成分現像剤におけ
るキャリアとしては、種々のものが知られており、例え
ば、酸化鉄粉を始めとする導電性キャリアとコート系の
絶縁性キャリアとが代表的なものとして挙げられる。導
電性キャリアは、ソリッド現像性には優れているもの
の、細線再現性に劣り、かつ、トナーのキャリア表面へ
の融着或いは粘着等により、帯電性を著しく減じる等の
欠陥を有し、一方、コート系の絶縁性キャリアは、寿
命、細線の再現性等の点で優れているものの、ソリッド
再現性に劣るという欠点を有している。これらの欠点を
改善する目的で、磁性粉微粒子を結着樹脂中に分散させ
た小粒径の磁性粉分散型キャリア、いわゆるマイクロト
ーニング用キャリアが提案され、実用化されている。こ
のような分散型キャリアは、真比重が低く、高絶縁性、
小粒径であることから、磁気ブラシも、従来のキャリア
に比べて稠密、均一であり、濃度再現性がよく、磁気ブ
ラシによる刷毛目等のノイズがなく、画像品質を向上さ
せることが一般によく知られている。

【０００３】他方、トナーに関しては、流動性、耐ケー
キング性、安定性、帯電性、クリーニング性等を向上し
て、プロセス適合性を有するようにするために、外添剤
として、種々の無機および有機微粉末を添加することが
知られており、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アル
ミニウム、酸化錫等を使用することが提案されている。
また、これ等トナーを上記磁性粉分散型キャリアと組み
合わせた現像剤についても提案され、例えば、特開昭６
０−１３６７７５号公報には、磁性粉分散型キャリアと
酸化チタン／シリカ微粉末を付着させたトナーからなる
現像剤が、また特開昭６１−９６６１号公報には、磁性
粉分散型キャリアとシリカ微粉末を付着させたトナーか
らなる現像剤が記載されている。また、近年、さらなる
長寿命化が望まれ、トナーとキャリア間の表面の非静電
的付着性を低下させるために、キャリア表面をフッ素含
有樹脂で被覆したものを用いることが提案されており、
現像剤の長寿命化が図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の様な
キャリアと酸化ケイ素微粉末を外部添加したトナーとを
組合せて用いると、しばしば、初期的低帯電化によるカ
ブリ等が生じるという問題があった。この現象の発生す
る理由は、明確ではないが、次のように考えられる。す
なわち、トナー外添用に用いられる酸化ケイ素微粉末
は、疎水化度が十分でないこと、また、凝集性が高く、
表面に吸着した水分等を逃がし難くなる傾向がある。酸
化ケイ素微粉末をトナーに外部添加する際に、機械的シ
ェアにより酸化ケイ素微粉末の凝集がほぐされ、トナー
表面には、水分を含んだ酸化ケイ素微粉末の新生面が形
成されて、水分が放出され易くなる。その結果、このト
ナーがキャリアと混合されるために、低帯電化が生じる
ものと考えられる。この現象は、特にフッ素含有キャリ
アとの組合せで著しく発生し、酸化ケイ素微粉末中の水
分の放出と共に、帯電は飽和して行く傾向があるため、
初期的な低帯電化が生じるのである。

【０００５】本発明は、従来の技術における上記のよう
な問題点を解決するためになされたものである。すなわ
ち、本発明の目的は、初期的な低帯電化を生じることが
なく、トナーとキャリアの帯電の立ち上がりが速く、長
寿命な電子写真用２成分現像剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の静電荷像用現像
剤は、酸化ケイ素微粉末を外部添加してなるトナーと、
フッ素含有樹脂で被覆されたキャリアとからなり、該酸
化ケイ素微粉末の水分量が０．２１重量％以下であるこ
とを特徴とする。本発明の静電荷像用現像剤において、
キャリアとしては、磁性体粒子よりなるもの、または、
結着樹脂中に磁性粉が分散された磁性粉分散型粒子より
なるものが好ましく使用される。また、キャリア表面の
フッ素含有量は、０．０１〜０．５原子％であるのが好
ましい。

【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の静電荷像用現像剤におけるトナーは、結着樹脂と
着色剤を主成分として構成される。使用される結着樹脂
としては、例えば、スチレン、クロロスチレン等のスチ
レン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレ
ン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル
類、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
クリル酸フェニル、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、
メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸フェニル等のα−
メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチ
ルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエー
テル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニ
ルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビ
ニルケトン類等の単独重合体或いは共重合体を例示する
ことができ、特に代表的結着樹脂としては、ポリスチレ
ン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン
−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロ
ニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ス
チレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等をあげることができる。さらに、ポリエス
テル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポ
リアミド、変性ロジン、パラフィン、ワックス等をあげ
ることができる。

【０００８】また、使用される着色剤としては、通常カ
ラートナー等のトナーに使用されるものであれば、如何
なるものでも使用することができ、有機染料、有機顔料
および無機顔料の中から１種またはそれ以上を適宜選択
して使用することができる。例えば、カーボンブラッ
ク、ランプブラック、アニリンブルー、カルコイルブル
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
リド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレ
ート、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４
８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．
ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イ
エロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．
Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント
・ブルー１５：３等を使用することができる。本発明に
おいては、着色剤の含有量は、４〜１５重量％の範囲で
使用するのが好ましい。

【０００９】上記トナーには、更に上記成分の他に、必
要に応じて、帯電制御剤、クリーニング助剤、流動性促
進剤などを含有させることができる。また、トナーに
は、低分子量プロピレン、低分子量ポリエチレン、ワッ
クス等のオフセット防止剤等の公知の他の成分を添加す
ることができる。特に、重量平均分子量が５００乃至５
０００の低分子量ポリプロピレンが好ましい。さらに、
本発明におけるトナーを製造するためには、上記トナー
材料をバンバリーミキサー、ニーダーコーター、ＣＭミ
キサー、エクストルーダー等を用いて、混合し、溶融混
練し、粉砕分級すればよく、平均粒径が２０μｍ以下、
特に２乃至２０μｍの微粒子とすることが好ましい。

【００１０】上記トナー粒子表面には、酸化ケイ素微粉
末が外部添加されるが、酸化ケイ素微粒子は、その水分
量が０．２１重量％以下であることが必要である。水分
量が０．２１重量％よりも高くなると、初期的に低帯電
化が生じ、カブリが発生するという問題が生じる。好ま
しい水分量は、０．１７重量％以下、特に０．１０重量
％以下であって、その場合、耐環境依存性の点で好まし
い結果をもたらす。水分量を上記の範囲にするために
は、酸化ケイ素を乾燥すればよいが、８０℃以上、特に
１００℃以上の高温下で乾燥させるのが好ましい。な
お、水分量は、酸化ケイ素１００ｇを１０５℃で１２時
間乾燥した後の乾燥減量を測定することによって求めた
値である。本発明において、酸化ケイ素微粉末の粒径
は、３μｍ以下、特に０．００５〜１．０μｍの範囲が
好ましい。さらに好ましくは、０．００１〜０．０２μ
ｍの範囲である。トナー粒子表面に、上記酸化ケイ素微
粒子を付着させるには、トナー粒子に上記酸化ケイ素微
粒子を添加し、例えばヘンシェルミキサーで混合するこ
とによって行うことができる。その際の配合量は、トナ
ー全体量に対して、０．０５〜５．０重量％の範囲が適
当である。

【００１１】一方、本発明におけるキャリアは、磁性体
粒子または磁性粉分散型粒子の表面がフッ素含有樹脂で
被覆されたものより構成される。磁性体粒子としては、
四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄、各種フェライト等、公知
のものであれば何如なるものでも使用することができ
る。磁性体粒子の粒径は、一般に約２０〜４００μｍの
範囲に設定される。また、磁性粉分散型粒子としては、
磁性粉を樹脂中に分散させたものであって、磁性粉の配
合量は、キャリア全体に対して３０〜９５重量％程度で
あり、好ましくは４５〜９０重量％の範囲である。樹脂
としては、上記トナー粒子の結着樹脂として例示したも
のが全て使用できる。また、磁性粉としては、通常用い
られる強磁性体の微粒子を用いることができ、具体的に
は、四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄、各種フェライト、酸
化クロム、各種金属微粉末等があげられる。さらに必要
に応じて帯電制御剤などを含有させることもできる。磁
性粉分散型キャリアは、平均粒径２０〜１５０μｍの範
囲にあり、体積抵抗率が１０¹⁰〜１０¹⁵Ωｃｍの範囲の
ものが好ましい。磁性粉分散型キャリアは、上記成分を
混練、粉砕，分級することによって作製するか、或い
は、上記成分を適当な溶剤に溶解し、或いは加熱により
液状化しスプレードライ等によって作製することができ
る。

【００１２】本発明において、これらキャリアは、その
粒子表面がフッ素含有樹脂によって被覆される。フッ素
含有樹脂としては、例えば、パーフルオロアルカン類、
パーフルオロアルキル（メタ）アクリレート重合体およ
び共重合体、フッ化ビニリデン重合体および共重合体等
が使用できる。パーフルオロアルキル（メタ）アクリレ
ート重合体および共重合体としては、下記式（Ｉ）で示
される単量体を構成成分とする重合体および共重合体が
好ましいものとしてあげられる。

【化１】（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ²は
水素原子またはフッ素原子を表し、ｎは１〜８の整数を
表し、ｍは１〜１９の整数を表す。）

【００１３】具体的には、下記式単量体単位で構成され
る重合体をあげることができる。

【化２】

【００１４】上記式（Ｉ）で示される単量体と共重合可
能な成分としては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メ
タ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、
（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ベンジ
ル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アク
リル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸アミド、（メ
タ）アクリル酸ヒドロキシエチル、スチレン、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン等を挙げることができる。ま
た、上記フッ素含有樹脂と共に、スチレン樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂等を併用することもできる。こ
れらの樹脂を併用する場合、その使用量は、フッ素含有
樹脂の９９．５重量％までの範囲であるのが望ましい。

【００１５】本発明において、上記樹脂は、被覆層の膜
厚が０．００５〜５μｍ、より好ましくは０．０５〜
０．５μｍの範囲になるように被覆するのが好ましい。
また、キャリア表面のフッ素含有量は、０．０１〜０．
５原子％の範囲が好ましい。なお、フッ素含有量は、Ｘ
線光電子分光分析法（ＫＰＳ）法によって測定した値で
ある。フッ素含有量が０．０１原子％よりも小さくなる
と、被覆効果が生じなくなり、また、０．５原子％より
も大きくなると、帯電レベルが低下し、現像剤ライフが
短くなったり、カブリが発生しやすくなる場合がある。
被覆方法としては、フッ素含有樹脂の有機溶剤溶液をキ
ャリアに添加して混合する方法によって実施することが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明する。しかしながら、本発明は、これらの実施例
によって何等限定されるものではない。なお、下記の説
明において、「部」は、全て「重量部」を表す。実施例１（トナー）スチレン−ｎ−ブチルアクリレート（８０／２０）共重合体１００部（Ｔｇ：６３℃、Ｍｗ：３００，０００）カーボンブラック６部低分子量ポリプロピレン（ビスコール６６０Ｐ、５部三洋化成社製）上記成分を、バンバリーミキサーにより溶融混練した。
冷却後、ジェットミルにより微粉砕し、さらに微粉砕物
を分級機により分級して、平均粒径ｄ50が１１μｍのト
ナー粒子を得た。このトナー粒子１００部に対して、平
均一次粒子径０．０１６μｍの酸化ケイ素微粒子１部を
添加し、ヘンシェルミキサーを用いて分散混合して、表
面に酸化ケイ素微粒子が付着したトナーを調製した。な
お、ここで用いた酸化ケイ素微粉末は、水分量０．２４
重量％の酸化ケイ素微粒子（Ｒ９７２、日本アエロジル
社製）を、５０℃で１時間乾燥して、水分量０．２１重
量％にしたものであった。（キャリア）平均粒径１００μｍのフェライト粒子１００部ポリメチルメタクリレートのトルエン溶液５部（固形分１部に相当）パーフルオロオクチルエチルメタクリレートのトルエン溶液１．５部（固形分０．１５部に相当）上記成分を転動流動コーティング装置を用いて被覆処理
を行い、キャリアを得た。その表面フッ素含量は１．０
原子％であった。（現像剤）上記のキャリア１００部に対してトナー３部
を加え、Ｖブレンダーで混合して現像剤を調製した。

【００１７】実施例２（トナー）実施例１において、カーボンブラックを銅フ
タロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：
３）に代え、更に水分量０．１５重量％の酸化ケイ素微
粉末を用いた以外は、実施例１と同様にしてトナーを得
た。なお、ここで用いた酸化ケイ素微粉末は、水分量
０．２４重量％の酸化ケイ素微粒子（Ｒ９７２、日本ア
エロジル社製）を、７０℃で２時間乾燥して、水分量
０．１５重量％にしたものであった。（キャリア）マグネタイト７５部ポリエチレン２５部上記成分を溶融混合し、噴霧冷却法によって粒径８０μ
ｍのキャリア粒子を作製した。上記キャリア粒子１００部ポリメチルメタクリレートのトルエン溶液１０部（固形分２部に相当）フッ化ビニリデン樹脂のアセトン／メチル３．０部エチルケトン溶液（固形分０．３部に相当）上記成分を転動流動コーティング装置を用いて被覆処理
を行い、キャリアを得た。その表面フッ素含量は１．０
原子％であった。（現像剤）上記のキャリア１００部に対してトナー５部
を加え、Ｖブレンダーで混合して現像剤を調製した。

【００１８】実施例３水分量０．２１重量％の酸化ケイ素微粉末を用いた以外
は、実施例２と同様にして現像剤を調製した。実施例４水分量０．２５重量％の平均一次粒子径０．００７μｍ
の酸化ケイ素微粉末（Ｒ８１２、日本アエロジル社製）
を１０５℃で１２時間乾燥させ、常温で放置して、水分
量０．０８重量％にしたものを用いた以外は、実施例１
と同様にして現像剤を得た。

【００１９】比較例１水分量０．２３重量％の酸化ケイ素微粉末を用いた以外
は、実施例１と同様にして現像剤を調製した。比較例２水分量０．２５重量％の酸化ケイ素微粉末を用いた以外
は、実施例２と同様にして現像剤を調製した。

【００２０】上記実施例１〜４および比較例１および２
の現像剤について、複写機（Ａｂｌｅ１３０１、富士ゼ
ロックス社製）の改造機を用いて画像評価を行った。得
られた結果を表１に示す。なお、初期画像の評価基準
は、次の通りである。○はカブリがない鮮明な画質の画
像を意味し、×は背景部カブリがあり、線画の再現性が
悪い画像を意味する。

【００２１】

【表１】以上の結果から明らかなように、本発明の現像剤は、複
写初期のカブリに対して優れた効果を生じ、また、現像
剤ライフが優れていることが分かる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の静電潜像現像剤は、初期的に低
帯電化が生じることがなく、帯電の立上がりが速く、ま
た長寿命であるという優れた効果を生じる。したがっ
て、本発明の静電潜像現像剤によれば、初期的にカブリ
のない優れた画質のコピー画像を得ることができ、しか
も長期にわたって優れた画質を維持することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋栄美神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化ケイ素微粉末を外部添加してなるト
ナーと、フッ素含有樹脂で被覆されたキャリアとからな
り、該酸化ケイ素微粉末の水分量が０．２１重量％以下
であることを特徴とする電子写真用現像剤。