JPS63289560A - ２成分系乾式現像剤 - 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】 技免九互 本発明は静電潜像の現像に用いられる２成分系乾式現像
剤に関する。

従米艮亙 電子写真感光体や静電記録体上に形成された静電潜像の
現像法としては磁気ブラシ法、カスケード法等がよく知
られている。これらの現像法では従来よりバインダー樹
脂、着色剤及び極性制御剤からなるトナー粒子と酸化鉄
粉、ガラスピーズ等のキャリア粒子、又はシリコン樹脂
のような樹脂をコートしたキャリア粒子との混合物から
なるいわゆる２成分系乾式現像剤が使用されている。

このような２成分系乾式現像剤においては、比較的大き
なキャリア粒子表面上に微小なトナー粒子が、雨粒子の
摩擦により発生した静電気力により帯電保持されており
、現像時はこの帯電トナーが静電潜像に近接又は接触し
、潜像の電荷極性に応じてその表面に吸引付着すること
により現像が行なわれる。従ってこの種の現像剤に用い
られるトナー粒子には正荷電性のものと負荷電性のもの
と２種類ある。

こ＼で正荷電性トナーに用いられる正荷電用極性制御剤
としては、アミノ化合物、第４級アンモニウム化合物、
及び塩基性染料とその塩が代表的である。ところでトナ
ー粒子は周知のようにバインダー樹脂（通常、スチレン
樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂）、着色剤及び極
性制御剤を溶融混練して樹脂中に他の２成分を分散後、
冷却固化せしめ、これを粉砕して製造されるが、前述の
ような極性制御剤は特に混線時の物理的又は機械的衝撃
、環境条件の変化等により極性制御性が低下する傾向が
ある。またこれらの極性制御剤は樹脂との相溶性が悪い
ため、樹脂中に分散し難く、分散不良を生じる結果、ト
ナーの帯電量にばらつきを生じさせるという欠点もある
。

分散性の良い極性制御剤として塩基性ニグロシン染料が
知られているが、このものは不純物として未反応の脂肪
酸や塩の分散生成物を含むため、トナー成分として用い
た時はこれら不純物がトナー表面に露出してキャリアや
感光体表面を汚染する結果、地汚れや画像濃度低下の原
因となる。そこで不純物による汚染を防ぐため、前記染
料の添加量を少なくすると、極性制御剤としての効果が
低下して帯電が不安定になり、その結果、現像部内での
攪拌により帯電の立ち上りが著しく悪くなるという欠点
がある。特にニグロシン染料に、シリコン樹脂コートキ
ャリアと組合せた２成分系現像剤においては、トナーの
帯電立ち上り性が悪いことから、経時の使用での帯電量
の変動が大きく、画像品質に著しく悪影響を及ぼす。

また以上のような２成分系現像剤は繰返し使用によりト
ナーが凝集し易いという欠点もあった。

一方、経時の使用によるトナーの凝集を防止する目的で
トナーにコロイダルシリカ等の無機微粉体を添加するこ
とは公知であるが、通常のコロイダルシリカは負極性を
有しているため、正荷電性トナーに添加すれば帯電量が
低下するし、また特殊な正荷電用シリカを用いてトナー
の正帯電量を増大したとしても、経時の使用でキャリア
或いは感光体面上に上記添加物がフィルミングしてトナ
ーの帯電特性や感光体特性を変化させてしまう、また、
上記添加物を添加したトナーは特に高温高湿環境下で帯
電特性が変化し易いという欠点がある。これは、添加物
が表面に水分を吸着するためである。このような欠点を
改善するために特開昭５７−７８５５１号、同５９−５
２２５５号では酸化チタンを疎水化処理することが提案
されている。しかしこの疎水化処理では工程が複雑にな
り、生産コストも高くなる。

目　　　　　的 本発明の目的はトナーの摩擦帯電性が安定で、繰返し使
用においても或いは高温高湿環境下においてもトナーの
帯電量変化が少なく、帯電立ち上り性が良く、キャリア
等へのフィルミングもなく、しかも経済的な正荷電２成
分系乾式現像剤を提供することである。

構　　　成 本発明の２成分系乾式現像剤はバインダー樹脂、着色剤
及び正荷電用極性制御剤からなるトナー本体微粒子表面
に酸化チタンをトナー本体に対し　〜０．３重量％添加
した正荷電性トナーとシリコン樹脂コートキャリアとを
混合してなることを特徴とするものである。

このように本発明現像剤の正荷電性トナーには酸化チタ
ンが使用されるが、この酸化チタンは従来のように疎水
化処理したものではない。しかしこのように疎水化処理
しない酸化チタンを用いても本発明トナーの帯電特性は
高温高湿環境下でも安定である。これは表面に無処理の
酸化チタンを添加したトナーにシリコン樹脂コートキャ
リアを組合せ使用することにより、シリコン樹脂の撥水
効果が酸化チタンの吸水作用を防止するからであると考
えられる。なお酸化チタンはそれ自体弱く正帯電してい
るため、トナー本体表面に付着させることによりトナー
本体の正荷電性を更に向上して安定化するという効果も
有している。

本発明の正荷電性トナーは前述のようにバインダー樹脂
、着色剤及び正荷電用極性制御剤からなるトナー本体微
粒子表面に酸化チタンを特定量添加したものである。こ
＼で使用される各材料はいずれも公知のものでよく、バ
インダー樹脂としては例えばスチレン樹脂、アクリル樹
脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィ
ン系樹脂、及びそれらの共重合樹脂並びにブレンドが、
着色剤としてはカーボンブラック、鉄黒等が、また正荷
電用極性制御剤としてはアミノ化合物、第４級アンモニ
ウム化合物、有機染料等が挙げられる。酸化チタンとし
ては平均粒径０．０１〜２μｍのものが適当である。な
お着色剤及び極性制御剤の使用量は夫々トナー本体に対
し通常、３〜２０重量％、０．１〜１０重量％である。

一方、酸化チタンの使用量はトナー本体に対し０．１〜
０．３重量％である。酸化チタン量が０．１重量％未満
ではトナーの帯電立上り性の改善効果が発揮されず、ま
た０、３重量％を越えると、高温高湿環境下でのトナー
のｆ型持性が不安定となる。

以上のような正荷電性トナーを作るにはまず従来と同様
、バインダー樹脂１着色剤及び正荷電用極性制御剤より
なる混合物を熱ロールミルで溶融混練した後、冷却固化
せしめ、これを粉砕分級してトナー本体微粒子とし、次
にこれに酸化チタンを加え、適当な混合機で混合すれば
よい。

一方、本発明のシリコン樹脂コートキャリア自体も材料
も公知のものでよい、キャリア粒子としては例えば鉄、
コバルト、ニッケル等の強磁性金属；マグネタイト、ヘ
マタイト、フェライトなどの合金や化合物；ガラスピー
ズ等が挙げられる。これらキャリア粒子の平均粒径は通
常１０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜５００μｍで
ある。なおシリコン樹脂の使用量は通常キャリア粒子に
対し１〜ｌＯ重量％である。

以上のようなシリコン樹脂コートキャリアを作るには従
来と同様、キャリア粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の塗
布法でシリコン樹脂をコートすればよい。

本発明の２成分系現像剤を作るには以上のようにして得
られる正荷電性トナーとシリコン樹脂コートキャリアと
を混合すればよい。

なおキャリア及びトナーの使用量はトナー粒子がキャリ
ア粒子の被覆層に付着してその表面積の３０〜９０％を
占める程度、具体的には前記トナーとキャリアとの混合
比は１　：　１００〜１０：１００（重量）程度である
。

以下に本発明を実施例によって説明する。

なお部は全て重量部である。

実施例１ スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体　　８７
部カーボンブラック　　　　　　　　　　　　　　　１
０部塩基性ニグロシン染料　　　　　　　　　　　　３
部よりなる混合物を１２０℃の熱ロールで溶融混練した
後、冷却固化せしめ、これをジェットミルで粉砕し、分
級して平均粒径１０μｍのトナー本体微粒子とした。次
にトナー本体１００部と酸化チタン（日本アエロジル社
製Ｐ−２５）０．３部とをヘンシェルミキサーで混合し
て正荷電性トナーを作った。

一方、平均粒径１００μｍの球状フェライト１０００重
量部にシリコン樹脂の２シｔ％トルエン溶液１０００部
を流動床型塗布装置を用いて塗布し、シリコン樹脂コー
トキャリアを作った。

次に前記正荷電性トナー３部と前記シリコン樹脂コート
キャリア１００部とを混合して２成分系乾式現像剤を作
った。

こうして得られた現像剤を市販の普通紙複写機にセット
し、有機感光体上に形成された静電潜像を現像し、得ら
れた画像を普通紙上に転写定着させたところ、高濃度で
地汚れのない定着画像が得られた。引続き前記現像及び
転写工程を１分間３０回の速さで５万回繰返し、トナー
の帯電特性を調べたところ、初期の帯電量＋１９μｃ／
ｇに対して、５万回コピー後の帯電量は＋１７μｃ／ｇ
と安定で、画質も初期に比べて薄色なかった。また３０
℃、９０％ＲＨの環境条件下でも帯電量は＋１８μＣ／
ｇと安定で、画像も良好であった。

比較例１ 酸化チタンの代りにコロイダルシリカ（日本アエロジル
社製Ｒ−９７２）を用いた他は実施例１と同じ方法で２
成分系乾式現像剤を作り。

実施例１と同様に試験した。その結果、初期の帯電量は
＋１７μｃ／ｇで画像も良好であったのに対し、試験後
の帯電量は＋１０μｃ／ｇで地汚れの多い画像であった
。また、３０°Ｃ１９０％ＲＨの環境下では帯電量は＋
１４μｃ／ｇであった。

比較例２ 酸化チタン量を０．５部とした他は実施例１と同じ方法
で２成分系乾式現像剤を作り、同様に試験した。その結
果、初期の帯電量は＋２０μｃ／ｇで画像も良好であっ
た。試験後の帯電量も＋１９μｃ／ｇと安定であった。

しがし３０°Ｃ１９０％ＲＨの環境条件下では帯電量は
＋１３μｃ／ｇと不安定であった。

実施例２ 酸化チタンとして日本エアロジル社製５ＴＴ−６５Ｃを
用いた他は実施例１と同じ方法で２成分系乾式現像剤を
作り、実施例１と同様に試験した。その結果、初期の帯
電量は＋１８μＣ／ｇで、画像も良好であった。試験後
の帯電量も＋２０μｃ／ｇと安定であった。また３０℃
、９０％ＲＨの環境条件下でも帯電量は＋１６μＣ／ｇ
と安定していた。

実施例３ 酸化チタン量を０．１部とした他は実施例１と同じ方法
で２成分系乾式現像剤を作り、同様に試験した。その結
果、初期の帯電量は＋１８μｃ／ｇで試験後も＋１９μ
ｃ／ｇと安定しており、画像も良好であった。また３０
℃、９０％ＲＨの環境下でも帯電量は＋１７μｃ／ｇと
安定であった。

比較例３ 酸化チタンを用いなかった他は実施例１と同じ方法で２
成分系乾式現像剤を作り、同様に試験した。その結果、
初期の帯電量は＋１８μｃ／ｇで画像は良好であったが
、試験中、帯電量は最大＋２７μｃ　／　ｇに上昇し、
画像濃度も低下した。また３０℃、９０％ＲＨの環境下
では帯電量は＋１０μｃ　／　ｇと不安定であった。

比較例４ シリコン樹脂コートを行なわなかった他は実施例１と同
じ方法で２成分系乾式現像剤を作り、同様に試験した。

その結果、初期の帯電量は＋１７μｃ／ｇであったが、
試験後の帯電量は＋９μｃ／ｇと不安定で、また地汚れ
の多い画像であった。また３０℃、９０％ＲＨの環境条
件下でも帯電量は＋１０μｃ／ｇと不安定であった・ 比較例５ シリコン樹脂の２ｗｔ％トルエン溶液の代りにメチルメ
タクリレート（ＭＭＡ）樹脂の１０ｗｔ％トルエン溶液
を用いた他は実施例１と同じ方法で２成分系乾式現像剤
を作り、同様に試験した。その結果、初期の帯電量は＋
１６μｃ／ｇであったが、試験後は酸化チタンがフィル
ミングした上、帯電量は＋８μｃ／ｇとなった。また３
０℃、９０％ＲＨの環境下では帯電量は＋７μｃ　／　
ｇと不安定であった。

以上の結果をまとめて下表に示した。なお同表には添加
物のフィルミングの有無についても付記した。

（以下余白） 勿果 」ス−Ｈの如く本発明の正荷電２成分系乾式現像剤は表
面に酸化チタンを添加した正荷電性トナーにシリコン摺
脂コー１−キャリアを組合せ使用したので、トナーの摩
擦イ；Ｆ電性が安定で、繰返し使用においても、或いは
高温高湿環境下においても１ヘナーの帯電量変化が少な
く、帯電立ち上り性が良く、キャリア等へのフィルミン
グもなく、しかも経済的に地１ηれのない良質画像を形
成できるという特長を有している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、バインダー樹脂、着色剤及び正荷電用極性制御剤か
   らなるトナー本体微粒子表面に酸化チタンをトナー本体
   に対し０．１〜０．３重量％添加した正荷電性トナーと
   シリコン樹脂コートキャリアとを混合してなる２成分系
   乾式現像剤。