JPS6350862A - 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、静電記録、静電印刷等における圧電
潜像を現像するための現像剤に関する。

［従来の技術］ 従来、電子写真法としては米国特許第２２９７６９１号
明細書、特公昭４２−２３８１０号公報及び特公昭４３
−２４７４８号公報等により、多数の方法が知られてい
るが、一般には、光導電性物質を利用して種々の手段に
より感光体上に電気的潜像を形成し、次いで、該潜像を
トナーを用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にト
ナー画像を転写した後、加熱、圧力あるいは溶剤蒸気な
どにより定着し複写物を得るものである。またトナー画
像を転写する工程を有する場合には、通常残余のトナー
を除去するための工程が設けられる。

電気的潜像をトナーを用いて可視化する現像方法は、例
えば米国特許第２８７４０８３号明細書に記載されてい
る磁気ブラシ法、同２６１８５５２号明細書に記載され
ているカスケード現像法及び同２２２１７７８号明細書
に記載されている粉末雲法、米国特許第３９０９２５８
号明細書に記載されている導電性の磁性トナーを用いる
方法等が知られている。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来より、
天然あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉
末が使用されている。例えば、ポリスチレンなどの結着
樹脂中に着色剤を分散させたものを１〜３０ルｍ程度に
微粉砕した粒子がトナーとして用いられている。磁性ト
ナーとしてはマグネタイトなどの磁性体粒子を含有せし
めたものが用いられている。いわゆる二′成分現像剤を
用いる方式の場合には、トナーは通常ガラスピーズ、鉄
粉などのキャリヤー粒子と混合されて用いられている。

従来トナーにコロイダルシリカと称されるケイ酸微粉末
を添加する例は公知である。

このケイ酸微粉末の添加によってトナーに流動性を付与
し、さらにトナーの荷電性を均一にする効果があること
が認められる。

一方、ケイ酸微粉体には、乾式法および湿式法で得られ
るものの２種類がある。その２種の方法で得られるケイ
酸微粉体には効果の差がある。すなわち乾式法で得られ
るケイ酸微粉体は粒径が小さく、帯電性は非常に良好だ
が、凝集性が高く、混合して得られるトナーの流動性を
悪化させる傾向がある。また湿式法で得られるケイ酸微
粉体では、粒径が大きく、帯電能力としては効果は小さ
いが、流動性を向上させることには非常に効果がある。

したがって従来、一種類のケイ酸微粉体だけを用いた場
合、耐久などによるトナーの劣化などに伴い、帯電性と
流動性のいずれかに関して問題があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はこれらの問題点を著しく改良した現像剤を提供
するものである。

すなわち本発明の目的は、カブリのない鮮明な画像を与
える現像剤を提供するものである。

本発明の更なる目的は、現像装置内での搬送性が非常に
好ましい現像剤を提供するものである。

本発明の他の目的は、環境依存性のない耐久性に優れた
現像剤を提供するものである。

また本発明の他の目的はトナー消費量の少ない現像剤を
提供することにある。

また、本発明の目的は、感光体クリーナ一部への過多の
シリカ蓄積をなくし、感光体を傷つけることを防止する
現像剤を提供することにある。

［問題点を解決するための手段および作用〕本発明者ら
は、上述の問題点を解決するため検討した結果、トナー
粒子表面に細かいケイ酸微粉体が付着し、トナー粒子間
に粗いケイ酸微粉体が遊離していることを特徴とする現
像剤によりその目的を達成した。この現像剤は、トナー
粒子に乾式法により得られたケイ酸微粉体を外添混合後
、さらに湿式法により得られたケイ酸微粉体を外添混合
することにより得られる。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

前述したように、トナーにコロイダルシリカと称される
ケイ酸微粉体を添加する例は公知である。また、乾式法
と湿式法によるケイ酸微粉体双方をトナーに添加するこ
とも知られている。この方法は、これら２種類のケイ酸
微粉体のそれぞれの特長を生かすことができるものであ
るが、本発明者らは２種類のケイ酸微粉体を同時に外添
混合したのでは充分な効果が得られないことを見い出し
た。

すなわち、乾式法で得られるケイ酸微粉体をトナー粒子
に外添混合するとき、比較的長時間で混合した方が製造
した現像剤を用いて画出しした場合、濃度、カブリおよ
び流動性に関して良い結果が得られ、また湿式法で得ら
れるケイ酸微粉体の場合は、比較的短時間で混合した方
が濃度、カブリおよび流動性に関して良い結果が得られ
ることが分った。この理由は以下のように推察できる。

乾式法によるケイ酸微粉体の場合は、混合時間を長くす
ることでトナー粒子表面に均一にケイ酸微粉体が分散し
得、その結果良好な帯電性や流動性を得ることができる
。また湿式法によるケイ酸微粉体の場合は、混合時間を
短かくすることでトナー粒子間にケイ酸微粉体が遊離し
てトナー間の動きを良くし、トナー全体の流動性を良好
にする。逆に混合時間を長くすると、トナー表面へのめ
り込んでしまうシリカが多くなり、その結果流動性を悪
化させると考えられる。このように、２種の合成法のち
がうケイ酸微粉体を用いる場合、同一の混合条件では、
その両方のケイ酸微粉体の効果を有効に得ることはでき
ない。

本発明者らは、この点について検討した結果、乾式法、
湿式法という２種の合成法の異なるケイ酸微粉体を用い
る場合、まず乾式法によるケイ酎微粉体を外添混合し、
次に湿式法によるケイ酸微粉体シリカを外添し比較的短
時間で混合することで上述の問題点を解決できることを
見い出した。

次に、本発明に用いられるシリカ微粉体の製造方法につ
いて説明する。

ここでいうシリカ微粉体には、無水二酸化ケイ素（シリ
カ）のほか、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、
ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛など
のケイ酸塩をいずれも適用できる。また、これらのケイ
酸微粉体の適用量は、現像剤重量に対して０，０１〜２
０重量％の時に効果を発揮し、特に好ましくは０．０５
〜３重量％添加した際に優れた安定性を示す。また、こ
れらのケイ酸微粉体を加熱処理やカップリング剤、オイ
ルなどによる有機物処理等を行なうことも好ましい。

乾式法とは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により
生成するシリカ微粉体の製造法のことである０例えば、
四塩化ケイ素ガスの酸素水素中における熱分解酸化反応
を利用する方法では次の反応式で表わされる。

５ｉＣｈ　”　２Ｈ２＋　０２→５ｉ０２＋４　ＨＣｆ
！また、この工程中、塩化アルミニウムまたは塩化チタ
ンなど他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物
と共に用いる事によって得られるシリカと他の金属酸化
物の複合微粉体も包含する。

乾式法により５Ｊ潰されたケイ酸微粉体（シリカ）の市
阪品には次のようなものがある。

ＡＥＲＯＳＩＬ　　（アエロジル）１３０（日本アエロ
ジル社）２００ Ｘ５０ Ｔ８００ ＯＸ８０ ＭＯＸ１？Ｏ ０Ｋ８４ Ｃａｂ−０−ＳｉＬ　　（キャブオージル）ト５ＣＡＢ
ＯＴ　Ｃｏ、　　（キャポット社）　　　　　ＭＳ−７
Ｓ−５ Ｈ−５ Ｗａｃｋｅｒ　　ＨＤＫ　Ｎ　　２０　　　　　　　　
　　　　　　　Ｖ１５ＷＡＣ：ＫＥＲ−ＣＨＥＭＩＥ　
　ＧＭＢＨＮ２０Ｅ（つ゛アラケル　へミニＧＭＢＨ社
）Ｔ３０Ｄ−ＣＦｉｎｅ　５ｉｌｉｃａ　　（７ｙイン
シリカ）ダウコーニング社 Ｆｒａｎｓｏｌ　　（７ランゾル） Ｆｒａｎｓｉｌ　　（７ランゾル社） 一方、本発明に用いられるシリカ微粉体を湿式法で製造
する方法は、従来公知である種々の方法が適用できる。

たとえば、ケイ酸ナトリウムの酸による分解、一般反応
式で示せば（以下反応式は略す）、 Ｎａ２Ｏ・ＸＳｉＯ２＋ＨＣ：ｆ！＋Ｈ２Ｏ−＋　５ｉ
０２・ｎＨ２Ｏ＋ＮａＣ！！その他、ケイ酸ナトリウム
のアンモニア塩類またはアルカリ塩類による分解、ケイ
酸ナトリウムよりアルカリ土類金属ケイ酸塩を生成せし
めた後、酸で分解しケイ酸とする方法、ケイ酸ナトリウ
ム溶液をイオン交換樹脂によりケ・イ酸とする方法、天
然ケイ酸またはケイ酸塩を利用する方法などがある。

湿式法で合成されたケイ酸微粉体の市販品としては次の
様なものがある。

カープレックス　　　　　　　塩野義製薬ニップシール
　　　　　　　　日本シリカトクシール、ファインシー
ル　徳山曹達どタシール　　　　　　　　　多木製肥ジ
ルトン、シルネックス　　　水沢化学スターシル　　　
　　　　　　神品化学ヒメジール　　　　　　　　　愛
媛薬品サイロイド　　　　　　　富士デビソン化学Ｈｉ
−５ｉｌ　（ハイシール） Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ　Ｐｌａｔｅ　Ｇｌａｓｓ　Ｃｏ
。

（ピッツバーグ　プレート　グラス） Ｄｕｒｏｓｉｌ　　（ドウロシール） Ｕｌｔｒａｓｉｌ　（ウルトラシール）Ｆｉｉｌｌｓｔ
ｏｆｆ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ　Ｍａｒｑｕａｒｔ
Ｍａｎｏｓｉｌ　　（？ノシール） Ｈａｒｄｍａｎ　ａｎｄ　Ｈｏ１ｄｅｎ（ハードマン　
アンド　ホールデン） Ｈｏｅｓｃｈ　（ヘー）シュ） Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ　　Ｆａｂｒｉｋ　　Ｈｏｅｓｃｈ
　　Ｋ−Ｇ（ヒエミッシュ・ファブリーク　ヘラシュ）
Ｓｉｔ−３ｔｏｎｅ　　（シル−ストーン）Ｓｔｏｎｅ
ｒ　　Ｒｕｂｂｅｒ　　Ｇａ。

（ストーナー　ラバー） Ｎａｌｃｏ　　（ナルコ） Ｎａｌｃｏ　Ｃｈｅｗ、　Ｇｏ。

（ナルコ　ケミカル） Ｑｕｓｏ　（クツ） Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ　Ｑｕａｒｔｚ　Ｃｏ。

（フィラデルフィア　クォーツ） Ｓａｎｔｏｃｅｌｌ　　（サントセル）Ｍｏｎｓａｎｔ
ｏ、　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ。

（モンサンドケミカル） Ｉ履ｓｉｌ　　（イムシル） １１１ｉｎｏｉｓ　１４ｉｎｅｒａｌｓ　Ｃｏ。

（イリノイス　ミネラル） Ｃａｌｃｉｕｍ　５ｉｌｉｋａｔ　　（カルシウム　シ
リカート）Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ　Ｆａｂｒｉｋ　Ｈｏｅ
ｓｃｈ、　Ｋ−Ｇ（ヒエミフシェ　ファブリーク　ヘラ
シュ）Ｃａｌｓｉｌ　（カルジル） Ｆｉｉｌｌｓｔｏｆｆ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ　　
ｌ’１ａｒｑｕａｒｔＦｏｒｔａｆｉｌ　（フォルタフ
イル）Ｉｍｐｅｒｉａｌ　ＣｈｅＩＩｉｃａｌ　Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｉｅｓ　Ｌｔｄ。

Ｍｉｃｒｏｃａｌ　（ミクロカル） Ｍａｎｏｓｉｌ　　（マノシール） Ｈａｒｄｍａｎ　ａｎｄ　Ｈｏ１ｄｅｎ（ハードマン　
アントホールデン） Ｖｕｌｋａｓｉｌ　（プルカジール） Ｆａｒｂｅｎｆａｂｒｉｋｅｎ　Ｂａｙｅｒ、　Ａ、−
Ｇ。

（フアルペンファブリーケン　バイエル）Ｔｕｆｋｎｉ
ｔ　　（タフーｙト） Ｄｕｒｈａｍ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｌｔｄ。

（ドエルハム　ケミカルズ） シルモス　　　　　　　　　　白石工業スターレックス
　　　　　　　神品化学フリコシル　　　　　　　　　
多木製肥本発明に用いるトナー粒子とし゛ては、粉砕工
程を経由したトナー、マイクロカプセル化されたトナー
、懸濁重合法により形成されたトナー粒子のいずれでも
良い。

本発明に使用される結着樹脂としては、ポリスチレン、
ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのス
チレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロ
ロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、
スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニル
ナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重
合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン
−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オ
クチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン
−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロル
メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニト
リル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合
体、スチレン−ビニルエチルエーテル共ｆｆｉ　合体、
スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブ
タジェン共重合体、スチレン−インブレン共重合体、ス
チレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレ
ン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステ
ル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタ
クリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹
脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジ
ン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪
族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素
化パラフィン、パラフィンワックスなどがあげられ、単
独あるいは混合して使用できる。

必要に応じて本発明の現像剤に用いる着色材料としては
、従来公知のカーボンブラック、銅フタロシアニン、鉄
黒などが使用でき、従来公知の正あるいは負の荷電制御
剤すべてが本発明に用いられる。

さらに本発明の現像剤には必要に応じて、潤滑剤、導電
性付与剤、定着助剤などの例えば、ポリテトラフルオロ
エチレン粉、ポリフッ化ビニリデン粉、高級脂肪酸の金
属塩、カーボンブラック、導電性酸化錫などが添加され
ても良い。

さらに本発明の現像剤は体積固有抵抗がＩＱＩＯΩＣｆ
ｆ１以上、特に１０１２Ωｃｍ以上であるのが良い。こ
こで言う体積固有抵抗は、現像剤を１００ｋｇ／ｃｍ２
の圧で成型し、これに１００Ｖ／ｃｍの電界を印加して
、印加後１分を経た後の電流値から換算した値として定
義される。

本発明の現像剤は、必要に応じて、鉄粉、ガラスピーズ
、ニッケル粉、フェライト粉などのキャリヤー粒子と混
合され、二成分現像剤として用いることもできる。

また１本発明には必要に応じて磁性粉を含有してもよい
、その磁性粉としては磁場の中に置かれて磁化される物
質が用いられ、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金
属の粉末もしくはマグネタイト、γ−Ｆｅ２Ｏ３，フェ
ライトなどの合金や化合物がある。

特に前述の効果を発揮せしめるためには好ましくは窒素
吸着法によるＢＥＴ比表面積が２〜２０ＩＩ１２／ｇ、
特に２．５〜１２履２７ｇ、さらにモース硬度が５〜７
の磁性粉が好ましい。この磁性粉の含有量は現像剤重量
に対して１０〜７０重量％が良い。

本発明の現像剤は、公知の現像方法すべてに適用できる
０例えば、カスケード法、磁気ブラシ法、マイクロトー
ニング法などの二成分現像法；導電性−成分現像法、絶
縁性−・成分現像法、ジャンピング現像法などの磁性体
を含有する一成分現像法；粉末雲法及びファーブラシ法
；トナー担持体上に静電的力によって保持されることに
よって現像部へ搬送され現像される非磁性−成分現像法
などを挙げることができる。

［実施例］ 以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これは
本発明をなんら限定するものではない。なお以下の配合
における部数は、すべて重量部である。

実施例１ スチレン−２−エチルへキシルアクリレート共重合体１
００部、ニグロシン４部、低分子量ポリエチレン５部、
ＢＥＴ比表面１ｉ８ｒｓ２／ｇのマグネタイト５０部を
混合し、ロールミルにて１６０　’０で溶融混練する。

冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕した後、ジェット粉砕
機にて微粉砕する。次いで風力分級機を用いて分級し、
体積モ均径がおよそ１１μｍの黒色粉体を得た。

この黒色粉体１００部に対しまずアエロジルＲ９７２（
日本アエロジル社製）を０．２重量％加え、ヘンシェル
ミキサーで混合した。次にニブシール（日本シリカ酸）
を０．４重量％加えて引きつづき混合し、現像剤を得た
。

このトナーを重版の複写機（商品名ＮＰ−１５０２。

キャノン株製）に適用して画出ししたところ得られた転
写画像は濃度が充分高く、かぶりも全くなく、画像周辺
のトナーの飛び散りがなく解像力の高い良好な画像が得
られた。上記現像剤を用いて連続して転写画像を作成し
、＃久性を調べたが、３０．０００枚後の転写画像も初
期の画像と比較して、全くそん色のない画像であった。

また耐久時、フィルミング現象も全くみられずクリーニ
ング工程での問題は何ら見い出せなかった。また、この
とき定着工程でのトラブルもなく、３０．０００枚の耐
久テストの終了時、定着機を分解してＷ！察したがロー
ラーのキズ、いたみもみられず、オフセットトナーによ
る汚れもほとんどなく実用上全く問題がなかった。

また、環境条件を３５℃、８５％にした。ところ、画像
濃度は常温常湿とほとんど変化がなく、カブリや飛び散
りもない鮮明な画像が得られ耐久性も３０．０００枚ま
でほとんど変化がなかった０次に１５℃、　１０％の低
温低湿度において転写定着画像を得たところ画像濃度は
充分高く、ベタ黒も極めて滑らかに現像、転写され飛び
散りゃ中抜けのない優秀な画像であった。この環境条件
で耐久を行ない、連続及び間欠でコピーしたが、やはり
３０，０００枚まで濃度変動は±０．２と実用上充分で
あった。

比較例１ 実施例１においてアエロジルＲ９７２とニブシールを同
時に外添混合する以外は、実施例１と同様に現像剤を得
、さらに実施例１と同様に画像を得た。

常温常湿ではカブリは少ないが画像濃度が１．００と低
く線画も飛び散り、ベタ黒はガサツキが目立った。耐久
性を調べたが３０，０００枚時に濃度は０．９０と低下
した。

また耐久試験時、定着工程で定着画像が定着ローラーに
まき込まれやすい傾向がみられ、ローラーに対する剥離
性に難があった。

３５℃、８５％の条件下で画像を得たところ画像濃度は
０．８５と低くなりカブリ、飛び散り、ガサツキが増大
した。転写効率も低かった。

１５℃、１０％の条件下で画像を得たところ、画像濃度
は０．８０と低く、飛び散り、カブリ、ガサツキがひど
く転写ぬけが目立った。連続画像出しを行なったが、３
０，０００枚程度で濃度は０．６０となり、実用不可と
なった。

［発明の効果］ 以上のように、トナー粒子に乾式法および湿式法により
製造されるケイ酸微粉体を混合時間を変えて添加するこ
とにより、トナー粒子表面に細かいケイ酸微粉体が付着
し、トナー粒子間に粗いケイ酸微粉体が遊離した、帯電
性と流動性がいずれも良好な現像剤が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トナー粒子表面に細かいケイ酸微粉体が付着し、トナー
   粒子間に粗いケイ酸微粉体が遊離していることを特徴と
   する現像剤。