JPH09204062A - 静電荷像現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複写枚数の増加に伴い現像剤の帯電能力が低
下することを抑制し、かつ、粉体特性および転写性の両
立した静電荷像現像剤を提供する。 【解決手段】 結着樹脂と着色剤を含有する平均粒子径
が５〜７μｍのトナー粒子と外添剤からなるトナー組成
物およびキャリアからなる静電荷像現像剤であって、外
添剤が平均粒子径５〜１５ｎｍの第１の疎水性シリカと
平均粒子径がトナー粒子の平均粒子径の１／３０〜１／
３００の第２の疎水性シリカとからなり、トナー粒子表
面における第１および第２の疎水性シリカの合計被覆率
が４０〜１００の範囲である。第１の疎水性シリカと第
２の疎水性シリカとの割合は５：９５〜９５：５であ
る。

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
法等により形成される静電潜像を二成分現像法により現
像する際に用いられる静電荷像現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法等、静電潜像を経て画像情報
を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されてい
る。電子写真法においては、帯電および露光工程により
感光体上に静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤で静
電潜像を現像し、転写、定着工程を経て可視化される。
ここで用いられる現像剤には、トナーとキャリアからな
る二成分現像剤と、磁性トナー等のようにトナー単独で
用いられる一成分現像剤とがあるが、二成分現像剤は、
キャリアが現像剤の撹拌・搬送・帯電等の機能を分担
し、現像剤としての機能が分離されているため、制御性
がよい等の特徴があり、現在広く用いられている。特
に、樹脂被覆を施したキャリアを用いる現像剤は、帯電
制御性が優れ、環境依存性の改善が比較的容易である。
また、現像方法としては、古くはカスケード法等が用い
られていたが、現在では現像剤搬送担体として磁気ロー
ルを用いる磁気ブラシ法が現像方法の主流になってい
る。

【０００３】近年、高画質を得るために小粒径トナーが
用いられるようになっているが、トナーが小粒径化する
と、粉体特性や転写性等が悪化する。さらに、トナー１
粒子当りの表面積が減少し、帯電量の低下によってトナ
ーの飛散が発生するという問題がある。

【０００４】トナーの粉体特性を向上するためには、ト
ナー粒子同士の付着力を抑制することが必要であり、ト
ナー粒子間の接触点を減らすことを目的として微粒子外
添剤をトナー表面に外添混合することが有効である。し
たがって、小粒径トナーの粉体特性や帯電性を改善する
目的で、種々の小粒径外添剤を添加することが試みられ
ているが、コメットやフィルミング等の問題が発生す
る。その問題を回避するために、例えば、アルキルトリ
アルコキシシランにより疎水化処理が施された酸化チタ
ン微粉末をトナー粒子表面に外添することにより、コメ
ットやフィルミングの発生を抑えることが提案されてい
る（特公平３−３９３０７号公報）。しかしながら、酸
化チタンは、現像機内での撹拌に際してトナーに埋まり
込みを生じてトナーの帯電能力を低下させたり、或いは
現像剤のキャリア表面に付着して汚染した時に、キャリ
アの帯電能力を著しく下げたりするため、現像剤の交換
頻度を上げることを助長するという問題がある。

【０００５】また、転写性を改善するために大粒径外添
剤を添加することも提案されている（特開平６−３３２
２５３号公報）。しかしながら、一方で、外添剤を用い
ることによりその外添剤がトナー粒子表面を離れ、現像
剤中のキャリアの表面に付着して汚染し、現像剤の帯電
能力を下げ、その結果、現像剤の交換が頻繁に必要にな
ってくるという問題もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、上記の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、複写枚数の増加に伴い
現像剤の帯電能力が低下することを抑制し、かつ同時
に、高画質化に伴うトナーの小粒径化においても、粉体
特性および転写性の両立する静電荷像現像剤を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、外添剤と
して２種の疎水性シリカを用いることにより、キャリア
表面への付着汚染に対する帯電能力の低下が少なくな
り、また、トナー粒子表面の外添剤の被覆率を規定する
ことにより粉体特性および転写性が両立できることを見
出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】本発明は、結着樹脂と着色剤を含有する平
均粒子径が５〜７μｍのトナー粒子と外添剤からなるト
ナー組成物およびキャリアからなる静電荷像現像剤にお
いて、該外添剤が平均粒子径５〜１５ｎｍの第１の疎水
性シリカと平均粒子径がトナー粒子の平均粒子径の１／
３０〜１／３００の第２の疎水性シリカとからなり、ト
ナー粒子表面における第１および第２の疎水性シリカの
合計被覆率が４０〜１００の範囲であることを特徴とす
る。

【０００９】本発明において、トナー粒子表面における
両疎水性シリカの合計被覆率（Ｘ）は、下記式（１）に
よって算出することができる。 Ｘ＝（３^1/2 ／２π）×｛（ｄt ／ｄa1）×（ρt ／ρa1）×Ｃa1＋（ｄt ／ｄ a2）×（ρt ／ρa2）×Ｃa2｝×１００・・・・・（１） 〔Ｘ：合計被覆率 ｄa1：第１の外添剤の平均粒子径 ｄa2：第２の外添剤の平均粒子径 ｄt ：トナーの重量平均粒子径（Ｄ50） ρa1：第１の外添剤の真比重 ρa2：第２の外添剤の真比重 ρt ：トナーの真比重 Ｃa1：第１の外添剤重量／（第１の外添剤重量＋第２の
外添剤重量＋トナー重量） Ｃa2：第２の外添剤重量／（第１の外添剤重量＋第２の
外添剤重量＋トナー重量）〕

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の静電荷像現像剤を構成成
分であるトナー組成物は、トナー粒子と外添剤とからな
り、そしてトナー粒子は、結着樹脂と着色剤とを主成分
として構成される。使用される結着樹脂は、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、アクリル酸オクチ
ル、アクリル酸ドデシル、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、メタクリル酸ドデシル等の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
独重合体あるいは共重合体を例示することができ、特に
代表的な結着樹脂としては、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、シリコーン樹脂、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。

【００１１】着色剤としては、カーボンブラック、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、ランプブラック、ロ
ーズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、
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、
酸化チタン等をあげることができる。さらに、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、
オフセット防止剤、流動性促進剤を含有させることがで
きる。

【００１２】本発明においては、トナー粒子は平均粒子
径が５〜７μｍの範囲にあるものが使用される。平均粒
子径が５μｍよりも小さい場合は、トナー粒子の電荷が
小さくなるために、カブリが発生しやすくなり、また、
７μｍよりも大きい場合は、トナー一粒子当りの着色面
積が大きくなり、微細な画像を得ることが困難になる。

【００１３】上記トナー粒子と混合される外添剤は、平
均粒子径５〜１５ｎｍの第１の疎水性シリカと、トナー
粒子の平均粒子径の１／３０〜１／３００の平均粒子径
を持つ第２の疎水性シリカとの２種類のものから構成さ
れる。これらの疎水性シリカは、シリカ微粒子の表面を
表面処理剤で処理することによって得られるものであっ
て、シリカ微粒子としては、結晶構造をとるもの、およ
び気相反応によって形成されたアモルファス形態をとる
もののいずれを用いてもよい。また、表面処理剤として
は、例えば、メチルトリエトキシシラン、ヘキサメチレ
ンジシラザン、アルキルトリハロゲノシラン類、ジアル
キルジハロゲノシラン類、トリアルキルハロゲノシラン
類等、公知のものならば如何なるものでも使用できる。

【００１４】本発明において、上記第１および第２の疎
水性シリカを上記トナー粒子と混合してトナー組成物が
形成されるが、混合は、例えば、Ｖ型混合機、ヘンシェ
ルミキサー、ボールミル等、公知の混合機を用いて行う
ことができる。本発明において、第１の疎水性シリカと
第２の疎水性シリカとを併用するのは、次の理由によ
る。すなわち、粒子径５〜１５ｎｍの微小な外添剤を用
いた場合、現像機内の撹拌により、トナー粒子表面の外
添剤がトナー粒子内部に埋め込まれてしまうと粒状性が
悪化し、転写時において、トナーと感光体表面の付着力
が増大して、十分に転写されない部分が存在するように
なるが、トナー粒子の平均粒子径の１／３０〜１／３０
０範囲の比較的大きな平均粒子径を持つ外添剤を用いる
ことにより、トナー表面の外添剤がトナー粒子内部に埋
め込まれても、転写性を確保することができるようにな
る。したがって、本発明においては、上記第１の疎水性
シリカと第２の疎水性シリカとの割合は、５：９５〜９
５：５であることが好ましく、より好ましくは１０：９
０〜９０：１０、さらに好ましくは２０：８０〜８０：
２０の範囲である。

【００１５】また、本発明において、第１および第２の
疎水性シリカは、それらの合計被覆率が４０〜１００の
範囲になるように添加混合することが必要である。好ま
しくは５０〜８０の範囲になるように混合される。トナ
ー粒子表面の外添剤の被覆率を上げることにより、流動
性は良化していくので、合計被覆率は４０以上であるこ
とが必要である。合計被覆率が４０よりも低い場合に
は、流動性が悪化する。また、合計被覆率が１００を越
える場合には、トナー粒子表面に付着していない遊離の
外添剤が存在することになり、その遊離した外添剤が現
像剤中のキャリアに付着して汚染し、キャリアの帯電能
力を低下させてしまう。

【００１６】一方、キャリアとしては、樹脂中に磁性粉
を分散させた分散型キャリアや、芯材粒子に樹脂をコー
ティングした樹脂被覆型キャリア等、公知のものなら
ば、如何なるものでも用いることができるが、特に、樹
脂被覆型キャリアを用いるのが好ましい。

【００１７】芯材粒子としては、絶縁性磁気ブラシ現像
法用としては、ほぼ球形の形状を有し、通常平均粒径２
０〜１２０μｍ程度のフェライトや酸化鉄粉等の磁性粒
子を使用することが好ましいが、導電性磁気ブラシ現像
法用としては不定形の形状のものを使用してもよい。

【００１８】樹脂被覆型キャリアに使用する被覆用樹脂
としては、フッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン、
ヘキサフルオロプロピレン、モノクロロトリフロロエチ
レン、モノクロロエチレン、トリフロロエチレン等のビ
ニル系フッ素含有化合物；スチレン、クロルスチレン、
メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸、メチルア
クリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリ
レート、メタクリル酸、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等のα−メチレ
ン脂肪族モノカルボン酸類；ジメチルアミノエチルメタ
クリレート等の含窒素アクリル系化合物；アクリロニト
リル、メタクリロニトリル等のニトリル類；２−ビニル
ピリジン、４−ビニルピリジン等のビニルピリジン類；
ビニルエーテル類；ビニルケトン類；エチレン、プロピ
レン、ブタジエン等のオレフィン類；メチルシリコー
ン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン類の単独
重合体、または共重合体を使用することができ、さら
に、ビスフェノール、グリコール等を用いたポリエステ
ル類を使用することもできる。これらの被覆用樹脂は、
単独または２種類以上を組み合わせて用いることができ
る。なお、これらの被覆用樹脂には、磁性粉、カーボン
ブラック、無機微粒子、帯電制御剤等を含有させ、それ
を用いて被覆処理を行ってもよい。

【００１９】芯材粒子を樹脂で被覆するためには、流動
床、スプレードライヤー、加熱型ニーダー、加熱型ヘン
シェルミキサー、ＵＭミキサー、プラネタリーミキサー
等を使用することができる。被覆用樹脂の配合量は、キ
ャリアに対して総量で０．１〜５重量％程度、好ましく
は０．３〜３．０重量％の範囲が、画質、２次障害、帯
電性の全ての要求を満たす上で適当である。

【００２０】本発明の静電荷像現像剤は、上記トナー組
成物とキャリアとを２：９８〜１５：８５の範囲で混合
することによって調製される。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に何等限定されるもので
はない。以下の説明において「部」は全て「重量部」を
意味する。 （トナー） ポリエステル系バインダーポリマー （テレフタル酸／ビスフェノールＡ）（Ｍｗ：１万） ９５部 着色剤（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１） ５部 上記成分を二軸式混練機にて混練し、続いて粉砕分級す
ることにより、所望の粒度分布を有する体積平均粒子径
６．８μｍのトナー粒子を得た。一方、外添剤として、
表１に示すものを、第１の外添剤および第２の外添剤と
して組み合わせて使用し、それを上記のようにして得ら
れたトナー粒子に表２に示す重量比で加え、ヘンシェル
ミキサーにて混合した。また、その後目開き４５μｍメ
ッシュの篩分器によりトナー篩分を行い、所望のトナー
組成物を得た。そのトナー組成物の外添剤による被覆率
を表２に示す。なお、被覆率は、シリカの真比重を２．
２、酸化チタンの真比重を４．０、トナーの真比重を
１．２として計算した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】 （キャリア） Ｃｕ−Ｚｎ−Ｆｅコア（平均粒子径５０μｍ） １００部 フッ素含有アクリル系ポリマー（パーフルオロオクチル ０．５部 エチルメタクリレート重合体） 上記成分をニーダーにて混合し、乾燥して、体積平均粒
子径約５０μｍのキャリア１を得た。 （現像剤）表２の各トナー１〜１４およびキャリア１を
用い５：９５の重量比で混合して、現像剤１〜１４を得
た。

【００２５】（テスト）複写機（Ａ−ＣＯＬＯＲ６３５
改造機、富士ゼロックス社製）に、上記で作製した現像
剤１〜１４を現像機に入れ、複写操作を行って複写物を
作製した。その場合について、粉体特性、１０枚目の粒
状性、および１３０００枚後の帯電能力をグレード付け
して評価した。それらの結果を表３に示す。なお、表３
中の各評価基準は次の通りである。 粉体特性：Ｇ１〜Ｇ５ Ｇ１が最もよい Ｇ２までが許容レベル １０枚目の粒状性：Ｇ１〜Ｇ５ Ｇ１が最もよい Ｇ２までが許容レベル １３０００枚後の現像剤の帯電能力： Ｇ１；初期の現像剤の帯電能力の２／３以上 Ｇ２；初期の現像剤の帯電能力の１／３〜２／３未満 Ｇ３；初期の現像剤の帯電能力の１／６〜１／３未満 Ｇ４；初期の現像剤の帯電能力の１／６未満 Ｇ４からＧ１になるほど現像剤の交換頻度が少ない。

【００２６】

【表３】

【００２７】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像剤は、上記のよう
に、平均粒子径５〜１５ｎｍの第１の疎水性シリカと平
均粒子径がトナーの平均粒子径の１／３０〜１／３００
の第２の疎水性シリカとの２つの外添剤を、合計被覆率
が４０〜１００の範囲になるように配合した構成を有す
るので、複写枚数の増加に伴い現像剤の帯電能力が低下
することがなく、かつ粉体特性と転写性の両者を両立さ
せて、優れた画質の複写画像を形成することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市村 正則 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂と着色剤を含有する平均粒子径
   が５〜７μｍのトナー粒子と外添剤からなるトナー組成
   物およびキャリアからなる静電荷像現像剤において、該
   外添剤が平均粒子径５〜１５ｎｍの第１の疎水性シリカ
   と平均粒子径がトナー粒子の平均粒子径の１／３０〜１
   ／３００の第２の疎水性シリカとからなり、トナー粒子
   表面における第１および第２の疎水性シリカの合計被覆
   率が４０〜１００の範囲であることを特徴とする静電荷
   像現像剤。
2. 【請求項２】 第１の疎水性シリカと第２の疎水性シリ
   カとの割合が５：９５〜９５：５であることを特徴とす
   る請求項１記載の静電荷像現像剤。