JPH0627719A - 静電荷像現像剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電性及び耐久性の良好な現像剤の提供。 【構成】 現像剤に樹脂着色粒子と、フェニルトリメト
キシシランで表面処理した５〜100nm無機微粒子を含有
させる。

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、静電印刷法に用いられる静電荷像現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電荷像の現像は取扱いの便利性から殆
ど乾式現像に移っているが、乾式現像剤としては磁力搬
送性を備えかつ可視画像を形成できる磁性トナーを成分
とする一成分系現像剤及び可視画像を形成する着色トナ
ーと該トナーを保持搬送しかつ該トナーとの摩擦帯電に
与る磁性キャリアとを成分とする二成分系現像剤があ
る。

【０００３】このような現像剤には、現像性、定着性の
面から多くの機能特性が要求され、例えばトナーの静電
的、熱的或は強度的な物性、化学性或は流動、ブロッキ
ング、粒度分布等に関る粉体特性が問題とされ、これら
を受けてトナー粒子の形状、材質更に形成方法、特性補
完のための種々の添加剤が調合使用される。

【０００４】また、繰返し、安定性を保証するために
は、現像剤中の構成粒子の変化、感光体その他への汚染
がなく、クリーニング性が良好でなければならない。

【０００５】本来、電子写真に使用するトナーにはその
機構上、流動性及び帯電性の付与が重要である。このた
めにトナーに対してその外部に微粒子状の無機微粒子を
添加混合することが行われている。この添加混合によっ
てトナー相互の接触面積が小さくなり、トナー粒子間の
距離が大きくなる。また添加する粒子表面に水分が吸着
していると水分の影響で無機微粒子が凝集しやすくなり
流動性が低下する。この様な問題を生じることから特開
昭52-135739号では微粒子表面をアミノシランで処理し
たり、特開昭54-16219号ではシリカを疎水化処理して使
用する技術が開示されている。更に、特開昭59-52255号
ではアルキルトリアルコキシシランで処理した酸化チタ
ンを使用することが開示されている。しかし、単に疎水
化しただけではトナーに添加する無機微粒子として不適
である。この理由は、無機微粒子表面をこれら材料で表
面処理をした場合、無機微粒子の帯電性が変化し、トナ
ーの帯電性が変動する。このため、無機微粒子を使用す
る場合に帯電量の変化を考慮して使用することが必要と
なる。また現像剤中のトナーは現像器内部で機械の撹拌
等の影響によって大きなストレスを受け、これら無機微
粒子がトナーへ埋没する現象が発生する。埋没が生ずる
と無機微粒子がトナー表面に埋め込まれるためにトナー
自体の帯電性が変化し、耐久性が低下する。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、帯電変動の少ない、か
つ耐久性の長い静電荷像現像剤の提供にある。

【０００７】

【発明の構成】上記目的を達成するために本発明では疎
水性が高くかつ帯電性が殆ど無い無機微粒子を使用する
ことを提案するものである。

【０００８】具体的には、無機微粒子表面を下記一般式
（１）で示される化合物で表面を処理して形成された無
機微粒子を使用するものである。

【０００９】一般式（１） Ar-Si(OCH₃)₃ 尚、Arは置換基を有しても良いフェニル基を表す。

【００１０】即ち、本発明に係る表面処理剤は、トリメ
トキシシリル基を有しているため反応速度が速く表面を
均一に処理することが可能である。また、従来知られて
いるアルキル基とは異なりフェニル基を有していること
から無機微粒子自体の帯電性が低くなっている。このた
めにトナーの帯電性に対する影響がなく、トナーの帯電
量を変化することが無い。

【００１１】具体的には、下記例示化合物を使用するこ
とが出来る。

【００１２】：例示化合物： （１）[C₆H₅]-Si(OCH₃)₃ （２）p-CH₃-[C₆H₄]-Si(OCH₃)₃ （３）p-(t-C₄H₉)-[C₆H₄]-Si(OCH₃)₃ （４）p-(n-C₈H₁₇)-[C₆H₄]-Si(OCH₃)₃ （５）p-(C₄H₉C(C₂H₅)HCH₂)-[C₆H₄]-Si(OCH₃)₃ （６）p-C₂H₅-[C₆H₄]-Si(OCH₃)₃ （７）o-CH₃-[C₆H₄]-Si(OCH₃)₃ これら化合物は、無機微粒子に対して１〜10wt％添加し
被覆することが良く、好ましくは、３〜７wt％である。
また、これらの材料を組合せて使用することもできる。

【００１３】本発明に用いられる無機微粒子は一次粒子
径において５〜100nmの粒子である。なお、無機微粒子
の一次粒子径は走査型電子顕微鏡により観察して画像解
析によって測定される個数基準の平均粒径を示す。

【００１４】無機微粒子を構成する材料には、酸化珪
素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジ
ルコニウム、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化ア
ンチモン、酸化銅、酸化テルル、酸化マンガン、チタン
酸バリウム、チタン酸化ストロンチウム、チタン酸マグ
ネシウム、窒化珪素、窒化炭素等がある。

【００１５】特にこれら無機微粒子として好適なものは
酸化チタン，酸化アルミナ，酸化ジルコニウムである。
この理由は、これら材料は表面積が小さく水分の吸着が
少ないためである。

【００１６】現像剤へ添加して使用する場合、トナー表
面積に応じて添加される量は制御されるが、一般的には
体積平均粒径が11μmのトナーに対して本発明の無機微
粒子は0.01〜５wt％、好ましくは0.05〜1.0wt％使用す
ると良い。トナーの平均粒径が異なる場合、前述の11μ
mの粒子の表面積を基準にした表面積の割合で添加する
と良い。具体的に5.5μmのトナーではこの添加量は４倍
必要とされる。すなわち、平均粒径の比の２乗で添加す
るとよい。

【００１７】着色粒子を構成する樹脂材料としては、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、テフロ
ン、弗素ビニリデン等を含有する含弗素樹脂、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン類、ナイロン
樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂等が挙げられる。

【００１８】本発明に用いられるトナーには通常のトナ
ーに使用される着色剤はすべて使用することができる。
具体的には、カーボンブラック、マグネタイト、ニグロ
シン染料、アニリン染料、フェライトなどを上げること
が出来る。着色剤の添加量は、必要に応じて制御される
が、一般には、0.1〜10wt％添加される。また、磁性ト
ナーとして使用される場合には、磁気ブラシにトナーを
保持する点から、磁性粉（マグネタイト）を20〜70wt％
添加すると良い。

【００１９】また、疎水性シリカ等の流動性改良剤や脂
肪酸金属塩を添加して使用することも可能である。添加
混合を行う場合、着色粒子に固着する状態ではなく、遊
離した状態で存在することが好ましい。また、混合を行
う場合には、タービュラミキサ、ヘンシェルミキサ等を
使用して混合することが好ましい。

【００２０】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。

【００２１】着色トナー粒子自体の帯電極性は現像方式
によって決定される。荷電制御剤の種類、量、樹脂との
組合せ等によって着色粒子の帯電性を制御することがで
きる。荷電制御剤としては例えばサリチル酸誘導体等が
挙げられる。

【００２２】その他の添加剤としては、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。

【００２３】本発明において、二成分系現像剤を調合す
る場合には、上記トナー及び無機微粒子とともに、さら
にキャリアを用いる。

【００２４】斯かるキャリアとしては特に限定されない
が、磁性体粒子よりなる非被覆キャリア、磁性体粒子の
表面を樹脂により被覆してなる樹脂被覆キャリア、バイ
ンダ樹脂中に磁性体粒子を分散含有させてなる磁性体分
散型キャリア等を用いることができる。

【００２５】キャリアを構成する磁性体粒子としては、
磁場によってその方向に強く磁化する物質、例えば鉄、
フェライト、マグネタイトをはじめとなる鉄、ニッケ
ル、コバルト等の強磁性を示す金属もしくは合金又はこ
れらの元素を含む化合物、強磁性元素を含まないが適当
に熱処理することによって強磁性を示すようになる合
金、例えばマンガン−銅−アルミニウムもしくはマンガ
ン−銅−錫等のホイスラ合金とよばれる種類の合金又は
二酸化クロム等よりなる粒子を用いることができる。

【００２６】樹脂被覆キャリアの被覆用樹脂あるいは磁
性体分散型キャリアのバインダ樹脂としては、例えばス
チレン−アクリル系共重合体、シリコーン系化合物弗素
系樹脂等を好適に用いることができる。

【００２７】キャリアの平均粒径は、20〜200μmが好ま
しく、特に40〜150μmが好ましい。平均粒径が過小のと
きにはキャリアが静電潜像に付着して定着画像を構成す
るいわゆるキャリア付着現象が発生し、その結果画像が
不鮮明となる場合があり、一方平均粒径が過大のときに
は画像流れが発生する場合がある。

【００２８】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が、特に、現像剤
搬送体上に現像剤を薄層として供給する薄層形成方式の
現像方法に好適に使用することができる。

【００２９】薄層を形成するためには、現像スリーブ表
面にトナー層を薄く形成することが必要である。ここ
で、薄層とは、現像領域において20〜500μmのトナー層
をいう。この程度の薄層を現像スリーブ上に形成するた
めには、トナーを現像スリーブ表面に搬送する際に20〜
500μm程度の高さに規制することが必要である。この場
合、トナーの磁気力を利用することができる磁性ブレー
ドを使用する方法が好ましい。また現像スリーブ表面に
トナー層規制棒を押圧する方式のトナー層規制方法もあ
る。この場合は磁力によってこの規制棒を現像スリーブ
表面に押圧する方法が好ましい。さらに、ウレタンブレ
ードや燐青銅板等を現像スリーブ表面に接触させて薄層
を形成することも可能である。

【００３０】現像スリーブ表面と感光体表面の間隙は、
トナー層の層厚よりも大きくても小さくてもよい。さら
に現像バイアスはＤＣ成分のみでもよいが、ＡＣバイア
スを同時に印加してもよい。

【００３１】

【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。

【００３２】本実施例及び比較例の現像剤を下記の通り
に、まず表面処理無機微粒子、着色粒子を作成し磁性ト
ナーを調合し、その性能を評価した。

【００３３】ａ．表面処理無機微粒子の作成 表１に掲げた諸元に従って、夫々の無機微粒子100重量
部に対し、所定量（wt％）の表面処理剤を添加したキシ
レン200重量部を混合し、20℃で３時間撹拌処理した。

【００３４】次いで、噴霧乾燥装置によって溶媒を乾燥
除去し、表１にNo.を付して示した実施例及び比較例の
夫々の表面処理無機微粒子Ｐ１〜10及びＰ(１)，(２)を
得た。

【００３５】

【表１】

【００３６】 ｂ．着色粒子 ポリエステル樹脂 100部 マグネタイト 50部 低分子量ポリプロピレン ３部 含金属染料 １部 上記をヘキシェルミキサにて混合し、ついで熔融混練・
粉砕・分級して平均粒径が11μmの着色粒子を得た。

【００３７】ｃ．トナーの作成及び現像剤の調合 前記着色粒子100重量部に対し、表２に掲げた諸元に基
づいて0.2wt％の疎水性シリカ及び所定量（wt％）の前
記表面処理無機微粒子Ｐ１〜10，Ｐ(１)，(２)を添加し
ヘンシェルミキサで混合し、実施例及び比較例夫々の磁
性トナーＴ１〜10，Ｔ(１)，(２)を作成した。

【００３８】

【表２】

【００３９】次いで前記磁性トナーの性能を評価した。

【００４０】評価 コニカ製レーザプリンタＬＰ−3015を改造し、印字速度
を毎分40枚とし、６極の固定磁石を内蔵した直径25mmの
磁性ステンレス製の現像スリーブを有し、現像領域間
隙；Ｄｓｄ＝0.2mmであり、現像領域での現像器表面に
於けるトナー層を0.15mmとした非接触現像方式へ改造し
た。なお、本評価に於いてはトナー層規制方式として直
径３mmの磁性ステンレスを使用した押圧方式の規制を行
った。感光体は積層型有機感光体を使用し、現像電位を
−500Ｖとし、現像バイアスをピークからピークで−50
Ｖ〜−550Ｖであり周波数２kHzのＡＣバイアス及び−25
0ＶのＤＣバイアスを印加した。評価は高温高湿（33℃
・80％ＲＨ）環境下に於ける濃度推移を比較した。評価
方法は、５％画素率のパターンを一枚間欠で５万枚印字
し、初期と５万枚後の濃度を比較するものである。

【００４１】なお、画像濃度は、べた黒画像の濃度を12
点測定し平均した値であり、濃度測定は、マクベス社製
「ＲＤ−918」を使用し絶対濃度である。

【００４２】下記表３に結果を示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】以上の様に、本発明の化合物による処理を
行った無機微粒子を使用した場合、画像濃度が安定する
ことが理解される。

【００４５】

【発明の効果】耐久性及び帯電性の良好な現像剤が得ら
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 亘子 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも樹脂及び着色剤からなる着色
   粒子と表面処理された無機微粒子を含む現像剤に於い
   て、該表面処理された無機微粒子が、一次粒子径におい
   て５〜100nmであり、かつ下記一般式（１）で示される
   化合物で表面処理されたことを特徴とする静電荷像現像
   剤。一般式（１） Ar-Si(OCH₃)₃ 〔一般式（１）においてArは置換基を有してもよいフェ
   ニル基である。〕