JPH0119584B2

JPH0119584B2 -

Info

Publication number: JPH0119584B2
Application number: JP56053813A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kobayashi; Eiichi Imai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1989-04-12
Also published as: JPS57168255A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子写真用現像剤に関するものであ
り、詳しくは、静電潜像を磁気ブラシ現像法もし
くはカスケード現像法で現像する際に有用な乾式
二成分現像剤に関するものである。従来より、電子写真法については、米国特許
2297691号、特公昭42−23910号、特公昭43−
24748号公報等に記載されているごとく光導電層
上にコロナ放電によつて、一様に静電荷を与え、
これに原稿に応じた光像を露光させる事により露
光部分の電荷を消滅させ潜像形成を行なう。この
得られた静電潜像上に微粉末検電物質、所謂トナ
ーを附着させることにより現像を行なうものであ
る。トナーは光導電層上の電荷量の大小に応じて
静電潜像に引きつけられ濃淡を持つたトナー像を
形成する。このトナー像は必要に応じて紙又は布
帛等の支持表面に転写し、加熱、加圧又は溶剤処
理や上塗り処理など適当な定着手段を用い支持表
面に永久定着する。またトナー像転写工程を省略
したい場合には、このトナー像を光導電層上に定
着することもできる。前記、静電潜像の現像において、トナーは比較
的大粒子であるキヤリアと混合され、電子写真用
現像剤として用いられる。トナーとキヤリアの両
者の組成は、相互の接触摩擦により、トナーが光
導電層上の電荷と反対の極性を帯びるように選ば
れる。また両者の接触摩擦の結果、キヤリアはト
ナーを表面に静電的に付着させ、現像剤として、
現像装置内を搬送し、また光導電層上にトナーを
供給する。現像剤の現像方法としては数多く知られてい
る。米国特許第2618552号記載のカスケード現像
法、米国特許第2874063号記載の磁気ブラシ法、
米国特許第2895847号記載のタツチダウン法、そ
の他フアーブラシ現像法等がある。特に代表的な
現像法としては、カスケード法と磁気ブラシ法が
知られている。カスケード法は、ガラスビーズな
ど磁性のない粒子を用い、表面に微粉末トナーを
附着させ現像剤とする。この現像剤が静電潜像を
帯びた光導電層表面をカスケードする時トナーが
静電潜像の帯電部分へのみ選択的に付着し、非帯
電部分へは付着しないことにより現像を行なう。また磁気ブラシ法は、キヤリアとして鋼、フエ
ライトなど磁性を有する粒子を用いる。トナーと
磁性キヤリアとからなる現像剤は磁石で保持さ
れ、その磁石の磁界により、現像剤をブラシ状に
配列させる。この磁気ブラシが光導電層上の静電
潜像面と接触すると、トナーのみがブラシから静
電潜像へ引きつけられ現像を行なうものである。タツチダウン現像法はウエブ、またはシートの
ような支持層によつて現像剤を潜像支持表面へ運
び静電潜像に従がつて現像を行なうものである。本発明はトナーとキヤリアが併存する二成分現
像剤を用いる現像方法に特に適用されるものであ
る。従来の技術においては、二成分現像剤を用い、
電子複写装置で多数枚連続複写を行なうと、初期
には鮮明で良好な画質を持つた画像が得られる
が、数万枚複写後はカブリの多い、階調性及び鮮
明性に乏しい画像となり、今だ充分耐久性に富ん
だ二成分現像剤は得られていない。そのため、現在多数枚連続複写における耐久性
能の向上を計るため、トナー及びキヤリアの両側
面より鋭意研究が行なわれている。キヤリアに関
しては、多数枚連続複写を行なう場合、現像装置
内で繰返しキヤリアは使用される。その間キヤリ
ア粒子相互、又はキヤリアと現像装置との多数回
の衝突等の大きな連続的な機械的衝撃により、キ
ヤリアの割れ、欠け、あるいは摩滅が生じ、この
ため、キヤリアの形状の変化、あるいはトナーの
附着が起き、キヤリアとトナー相互の摩擦帯電の
効率が低下することが原因となり多数枚複写後、
劣悪な画像となるとして、キヤリアとして用いら
れる物質の表面を被覆物質で被覆したものをキヤ
リアとして用いることが数多く提案されている。
例えば、特公昭44−12674、特開昭49−123037、
特開昭50−54336、などがある。しかし、かかる
キヤリアでも、摩擦帯電特性、機械的特性など要
求される諸特性に対し、すべてにわたつて満足さ
れるものはない。またトナーに関しては、多数枚
連続複写後、トナーの流動性が低下し、キヤリア
の劣化と相俟つて画質及び画像濃度の低下をきた
すという欠点がある。このため、フタル酸塩、ポ
リフツ化ビニリデン、脂肪酸金属塩、グラフアイ
トなどの、潤滑性あるいは非凝集性微粉末をトナ
ー中に微量添加する方法が行なわれている。しか
しながら、こうした微粉末の添加は、現像剤を連
続使用する際微粉末がトナー中にうめ込まれた
り、系外に飛散したり、トナーと添加剤の潜像面
への移動度が違うなどして混合比の変動をおこし
がちで、初期に良好な画像が得られても、多数枚
複写には耐えることが出来ないのが現状である。本発明は、トナー、疎水性コロイド状シリカ及
びキヤリアを含有する二成分電子写真用現像剤に
おいて、キヤリア表面が樹脂及び疎水性コロイド
状シリカでコートされており、キヤリアのコート
層は疎水性コロイド状シリカを該樹脂よりも多く
含有していることを特徴とする二成分電子写真用
現像剤に関し、上記の欠点を改良した、耐久性能
が良好であり、また、高い画像濃度を与える二成
分電子写真用現像剤を提供するものである。本発明は、例えば米国特許第2874063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など摩擦
帯電を利用し二成分現像剤を用いる現像方法に適
用することは充分可能である。本発明に於いて、キヤリアはその表面に疎水性
コロイド状シリカを微細にかつ、均一に含有せし
め、またトナーは疎水性コロイド状シリカと乾式
混合し、この両者の組合せによつてのみ前述の好
ましい結果が期待されるものである。キヤリア表
面に疎水性コロイド状シリカを含有せしめるに
は、微量の結着樹脂を適当な可溶性溶剤に溶解さ
せ、それにさらに疎水性コロイド状シリカを懸濁
させた後、得られた溶液中にキヤリアを浸漬せし
め、該キヤリア表面をコーテイングすることによ
り得ることができる。本発明に使用するトナーとしては公知のものが
すべて使用可能であるが、トナーの結着樹脂とし
ては例えばポリスチレン、ポリＰ−クロルスチレ
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−クロルスチレ
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−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−
メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタ
アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−ａクロル
メタア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
テル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共
重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレ
ン−イソプレン共重合体、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、
ポリアマイド、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変
性ロジン、テルペン樹脂、フエノール樹脂、脂肪
族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、
塩素化パラフイン、パラフインワツクスなどが単
独或いは混合して使用できる。さらに本発明に使
用される現像粉中には着色調色、荷電制御等の目
的で、カーボンブラツク等各種染顔料等が含有さ
れてもよい。また、本発明に使用されるキヤリアとしては、
磁性を有する物質、また有しない物質どちらでも
用いることは可能である。例えば、鉄、鋼、γ−
フエライト、Ba−フエライト、Sr−フエライト、
及びクロム、セリウム、マグネシウムの各酸化
物、またはジルコン、ケイ素、二酸化ケイ素など
があげられる。これらの物質は平均粒径30〜1000
ミクロンの粒子として用いられる。本発明で用いられる疎水性コロイド状シリカ
は、通常の親水性シリカ分子の末端シラノール基
を有機珪素ハロゲン化物などと反応させ、１〜３
個の疎水性の有機基を有する珪素原子を、酸素原
子を介して、酸化珪素に導入したものである。疎
水性コロイド状シリカは、粒径数ｍμから100ｍ
μ程度の極めて小さな微粒子で、BET表面積100
〜400m²／ｇの表面積の非常に大きな嵩高い物質
である。このような疎水性コロイド状シリカ微粒子は市
販品として米国タルコ社製タラノツクス500、ア
セロジル社製アエロジルＲ−972などを使用する
ことができる。疎水性コロイド状シリカをキヤリアの表面に含
有させ、さらにトナーに含有させることにより、
なぜ、画像濃度が向上し、耐久性能が増すのかは
充分には解つていない。疎水性コロイド状シリカ
によつて、キヤリアの表面に形成された微細な粒
子の凸凹、それに含まれる空気層により、トナー
とキヤリアとの密着がゆるやかになる、あるい
は、特に親水性物質では、付着力を増す原因とな
る水が存在しないことによつて、トナーとキヤリ
アとの付着が軽減されるなどして、帯電したトナ
ーの感光体表面の静電潜像面への移行を容易にす
ることなどが考えられる。また、トナーに含有された疎水性コロイド状シ
リカは、多数枚複写後ある一定の量はトナー中に
埋め込まれるなどしてトナーの流動性の低下を起
こさせるが、しかし、キヤリア表面より供給され
る疎水性コロイド状シリカにより、トナーの流動
性の低下はある程度軽減されると推察される。事
実、キヤリアの表面にのみ疎水性コロイド状シリ
カを含有させた現像剤での耐久性能は明らかにト
ナー、キヤリア両者に疎水性コロイド状シリカを
含有させた本発明の現像剤の耐久性能に劣ること
が判明している。疎水性コロイド状シリカはキヤ
リアに対し0.1〜0.5重量％、その表面に含有する
ことにより効果が生じる。またトナーに対しては
0.4〜1.0重量％含有することが必要である。トナ
ーに含有する疎水性コロイド状シリカの量比を増
やすに従がつて画像濃度は増すが、1.0重量％以
上の添加は反面画像上にカブリが生じ、不鮮明な
画質となる傾向がある。また、0.4重量％以下の
添加ではトナーの流動性及び、画像濃度に好影響
は及ぼさない。キヤリア表面に疎水性コロイド状シリカを含有
せしめるため、同時に添加する結着樹脂は、キヤ
リアに対し0.1〜0.5重量％添加することが好まし
い。結着樹脂としてはアクリル樹脂、アルキツド
樹脂、シリコン樹脂、スチレン樹脂、が適宜使用
できる。以上の材料の他に本発明のキヤリアには
必要に応じてカーボンブラツク、金属微粉及び染
料、顔料などの着色剤等を添加することができ
る。次に本発明の実施例を示す。実施例１アルキツド樹脂４重量部疎水性コロイド状シリカ（商品名タラノツクス
500）５重量部メチルエチルケトン 500重量部よりなる疎水性コロイド状シリカ分散樹脂溶液を
50℃の雰囲気に浮遊する粒径50μ〜200μの鉄粉
1000重量部に噴霧し、１時間乾燥して、表面に疎
水性コロイド状シリカを含有するキヤリアとし
た。ついでスチレン樹脂及びカーボンブラツクよ
りなる粒径２〜20μのトナー100重量部と疎水性
コロイド状シリカ（商品名タラノツクス500）0.4
重量部をヘンシエルミキサーにより乾式混合し、
目的のトナーを得た。上記のキヤリアとトナーを
混合して現像剤とした。この現像剤を用いた電子
複写装置（NP−500、キヤノン製）で磁気ブラ
シ現像法により、複写を行なつたところ、かぶり
のない、鮮明な画像を得た。２万枚複写後の画像
は、画質の劣化がなく、初期の高画像濃度を保持
していた。実施例２スチレン樹脂３重量部疎水性コロイド状シリカ（商品名アエロジルＲ−
972）４重量部トルエン 500重量部よりなる疎水性コロイド状シリカ分散樹脂溶液を
実施例１と同様にして疎水性コロイド状シリカ含
有キヤリアを得た。また、スチレン−アクリル共
重合体を結着樹脂とする黒色トナー100重量部と
疎水性コロイド状シリカ（商品名アエロジルＲ−
972）1.0重量部を乾式混合し、シリカ含有トナー
を得た。これらを混合して現像剤とし、実施例１
と同様に複写を行なつた所、２万枚複写後も初期
画像をほぼ匹敵する良好な画質と画像濃度が維持
された。比較例１スチレン樹脂３重量部疎水性コロイド状シリカ（商品名アエロジルＲ−
972）４重量部トルエン 500重量部よりなる疎水性コロイド状シリカ分散液を実施例
１と同様にしてシリカを表面に含有するキヤリア
を得、さらに疎水性コロイド状シリカを含有しな
いポリエステル樹脂を結着樹脂とする黒色トナー
と混合し、現像剤とした。これを実施例１と同様に複写した所、初期画像
は、カブリのない鮮明な、画像濃度の高いものが
得られたが約１万枚複写後、画像濃度はほぼ初期
と同程度を維持するも、画質的にはカブリが発生
し、シヤープネスに劣る画像となつた。比較例２スチレン−アクリル共重合体を結着樹脂とし、
疎水性コロイド状シリカを0.5重量％含有した黒
色トナーと、実施例１と同様であるが、疎水性コ
ロイド状シリカを表面に含有しないキヤリアを混
合し、現像剤として、電子複写装置（NP−
5000、キヤノン製）で複写した所、初期は、カブ
リのない良好な画像であつたが、7000枚複写後、
画像濃度は低下しカブリが発生した。この時トナ
ーとキヤリアを分離し、初期トナーと耐久後のト
ナーの安息角を比較した所、それぞれ21゜、50゜で
あつた。明らかに連続複写後のトナーの流動性は
低下していることが判明した。以上の実施例、比較例の試験結果を表−１に示
す。

【表】実施例３〜８下表のように、疎水性コロイド状シリカを含有
したトナー、及びキヤリアを実施例１と同様に調
製し、耐久試験を行なつたが、いずれも良好な画
質と画像濃度を維持した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１トナー、疎水性コロイド状シリカ及びキヤリ
アを含有する二成分電子写真用現像剤において、
キヤリア表面が樹脂及び疎水性コロイド状シリカ
でコートされており、キヤリアのコート層は疎水
性コロイド状シリカを該樹脂よりも多く含有して
いることを特徴とする二成分電子写真用現像剤。