JPH032766A - 静電潜像現像用乾式二成分現像剤 - 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】 又未岐権 従来からキャリア粒子とトナー粒子との混合物からなる
いわゆる乾式二成分現像剤はよく知られている。この乾
式二成分現像剤は、比較的大きな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電気力により
保持されており、静電潜像に近接すると、静電潜像が形
成する電界によるトナー粒子に対する潜像方向への吸引
力が、トナー粒子とキャリア粒子間の結合力に打ち勝っ
て、トナー粒子は静電潜像上に吸引付着されて静電潜像
が可視化されるものである。そして、現像剤は現像によ
って消費されたトナーを補充しながら反復使用される。

従って、キャリアは長期間の使用中、常にトナー粒子を
所望する極性で、かつ充分な帯ａｔに摩擦帯電しなけれ
ばならない。しかし従来の現像剤は、粒子間の衝突、ま
たは粒子と現像機械との衝突等の機械的衝突、またはこ
れらの作用による発熱でキャリア表面上にトナー膜が形
成され、いわゆるスペント化が生じ、キャリアの帯電特
性が使用時間と共に低下し、現像剤全体を取り替える必
要が生じる。

このようなスペント化を防止するために、従来からキャ
リア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されている
が、未だに満足のゆくものは得られていない。例えばス
チレン−メタクリレート共重合体、スチレン重合体等の
樹脂で被覆されたキャリアは、帯電特性は優れているが
、表面の臨界表面張力が比較的高く、繰り返し複写する
うちにやはリスベント化が起こるため現像剤としての寿
命があまり長くなかった。

これに対して、低表面張力を有するシリコーン樹脂を被
覆したキャリアが提案されているが、例えば高速複写機
のような強い撹拌や、現像部内での長時間の撹拌により
、キャリア粒子が現像部内部壁や感光体表面に衝突した
り、または粒子同士が衝突すると、シリコーン樹脂被覆
層が時間と共に摩損・剥離して、摩擦帯電がトナーとシ
リコーン樹脂間の帯電から、トナーとキャリア核粒子間
の帯電に変化するため、現像剤の帯電量が一定に保てず
、画像品質が低下するという問題があった。又キャリア
粒子をシリコーン樹脂で被覆するとシリコーン樹脂自体
の電気抵抗が高いため、現像剤として用いた場合エツジ
現象や電荷の蓄積現象によって画像品質が劣るという欠
点があった。

これに対して、シリコーン樹脂層［暦にカーボンブラッ
ク等の導電性物質を添加してキャリアの電気抵抗を制御
する方法が提案されている。

しかし−船釣に導電性物質はシリコーン樹脂への分散性
が悪いために被覆層表面に露出し易くなり、長時間の使
用により導電性物質が被覆層から離脱してキャリアの表
面性が変化した結果、現像剤帯電量が上昇するという問
題があった。

１吟 本発明は１以上の如き欠点を解決することを目的とした
乾式二成分現像剤を提供するものである。その目的は以
下に列挙するとおりである。

（１）キャリア表面へのトナー融着を防止し、帯電特性
の安定した臨界表面張力の低い被覆層を有する乾式二成
分現像剤を提供することである。

（２）現像剤の長時間使用においても被覆層の剥がれが
なく、現像剤帯電量の変化が小さい乾式二成分現像剤を
提供することである。

（３）エツジ現象のない乾式二成分現像剤を提供するこ
とである。

虹 本発明の静電潜像現像用乾式二成分現像剤は。

（ａ）少なくとも結着樹脂、着色剤、極性制御剤からな
るトナーと（ｂ）核体粒子表面に導電性カーボン及び酸
化チタン微粉末を含有したシリコーン樹脂を被覆したキ
ャリアよりなることを特徴とする。

本発明は、被覆層形成物としてシリコーン樹脂を選ぶこ
とにより、従来のシリコーン樹脂被覆キャリアの有して
いる利点を同様に維持し、キャリアに導電性を付与する
ことによりキャリアへの電荷の蓄積現象を効果的に抑止
するものである。さらに、キャリア被覆層中に導電性カ
ーボンと酸化チタンを同時に含むことにより、現像剤帯
電量の変化を抑制できる。帯電量の変化を小さくできる
理由としては明らかではないが、キャリア被覆層から脱
離した浮遊カーボンに酸化チタン微粉末が付着してブロ
ックする形になりカーボンによる電荷のリークを防ぐだ
けではなく、キャリアとの摩擦帯電が可能になるため帯
電量の変化を抑止できる。

本発明においてシリコーン樹脂で被覆するキャリア核体
粒子としては、従来より公知のものでよく例えば鉄、コ
バルト、ニッケル等の強磁性全屈；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。これら核体粒子の平均粒径は通常１０
〜１０００μｍ、好ましくは３０〜５００μｍである。

なお、シリコーン樹脂の使用量としては、通常キャリア
核体粒子に対して１〜１０重量％である。

本発明で用いられるシリコーン樹脂としては従来より知
られるいずれのシリコーン樹脂であってもよく、例えば
市販品として入手できる信越シリコーン社製のＫＲ２６
１，ＫＲ２７１，ＫＲ２７２゜ＫＲ２７５，ＫＲ２８０
，ＫＲ２８２，ＫＲ２８５，ＫＲ２５１゜Ｋ　Ｒ１５５
，Ｋ　Ｒ２２０，Ｋ　Ｒ２０１，Ｋ　Ｒ２０４，Ｋ　Ｒ
２Ｏ５，ＫＲ２０６，Ｓ　Ａ−４，Ｅ　５１００Ｉ、Ｅ
　５１００ＩＮ、　Ｅ　５１００２Ｔ、ＫＲ３０９３や
東しシリコーン社製の５Ｒ２１００、Ｓ　Ｒ２１０１，
Ｓ　Ｒ２１０７，Ｓ　Ｒ２１１０，Ｓ　Ｒ２１０８，Ｓ
　Ｒ２１０９、Ｓ　Ｒ２１１５，Ｓ　Ｒ２４００，Ｓ　
Ｒ２４１０，Ｓ　Ｒ２４１１゜Ｓ　Ｈ８０５，Ｓ　Ｈ８
０６Ａ　、　Ｓ　Ｈ８４０等が用いられる。

シリコーン樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャ
リア核体粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段でシリコ
ーン樹脂を塗布すればよい。

被覆層組成物はシリコーン樹脂溶液中に導電性カーボン
及び半導電性微粉末を添加して適宜のミキサーで分散し
て調整される。

被覆Ｍ中に分散される導電性カーボンとしては従来より
公知のカーボンブラックでよく、コンタクトブラック、
ファーネスブラック、サーマルブラックが挙げられる。

添加量としてはシリコーン樹脂固形分１００重量部に対
して１〜３０重量部、好ましくは２〜２０重量部である
。酸化チタン微粉末としては従来より公知の各種の酸化
チタンで良い。

本発明のキャリア粒子と共に用いられるトナー粒子とし
ては、従来より公知の方法で得られたものが用いられる
。具体的には、結着樹脂、着色剤及び極性制御剤よりな
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得られる。

本発明トナーで使用される結着樹脂としては、例えば、
ポリスチレン、ポリｐ−スチレン、ポリビニルトルエン
等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−
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−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−α−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−イソプレン
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等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、フェノール梗脂、脂肪
族又は脂肪族炭化水素樹脂、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単独あるいは混
合して使用することができる。

また、本発明に用いる着色剤としては、トナー用として
公知のものがすべて使用できる。黒色の着色剤としては
、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ファ
ーネスブラック、ランプブラック等が使用できる。シア
ンの着色剤としては、例えば、フタロシアニンブルーメ
チレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット
、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が使用でき
る。マゼンタの着色剤としては、例えば、ローダミン６
Ｇレーキ、ウオッチングレッド、ローズベンガル、ロー
ダミンＢ。

アリザリンレーキ等が使用できる。イエローの着色剤と
しては１例えば、クロムイエロー、ベンジジンイエロー
、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオ
レンジ、キノリンイエロー、タートラジン等が使用でき
るや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、有機染料等公知のものがいずれも使用でき
る。

キャリア並びにトナーの使用量としては、トナー粒子が
キャリア粒子のシリコーン樹脂表面に付着して、その表
面積の３０〜９０％を占める程度に両粒子を混合するの
が好ましい。

叉五匠 以下、実施例と比較例によってキャリアを製造し、その
性質を比較することによってこの発明を説明する。実施
例１〜４及び比較例１〜５の処方及び評価結果を表−１
及び表−２に示す。

実施例　１ 被ＮＮ形成液の組成 トルエン　　　　　　　　　　　　１００重量部上記処
方をホモミキサーで３０分間分散して被覆石形成液を調
整した。この被覆層形成液を平均粒径１００μｍの球状
フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を
用いて被覆層を形成してキャリア粒子工を得た。

トナー粒子の組成 カーボンブラック　　　　　　　　１０重量部塩基性ニ
グロシン染料　　　　　　３重量部よりなる混合物を１
２０℃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１０μｍト
ナー粒子工とした。

上記キャリア粒子Ｉを１００重量部と上記トナーエを３
重量部混合して現像剤工とし、下記の試験をした。

試験 上記現像剤工を用いて有機感光体の潜像を１分間に３０
回の速さで現像、転写する工程を１０万回繰り返した。

この試験により現像剤を評価するために、試験開始時、
１０００回後、１万回後、１０万回後に現像剤をサンプ
リングしてブローオフ帯電量を測定した６また。　１０
万回後の現像剤からブローオフによりトナーとキャリア
を分離し、キャリア表面をＳＥＭでＭ察することにより
被覆層の状態を評価した。

その結果、試験開始時のトナー帯電量は＋１８゜０μＣ
／ｇであり、１０００回後の帯電量は＋１８．４μＣ／
ｇ、１万回後の帯電後は＋１９．１μＣ／ｇ、１０万回
後の帯電量は＋１９．５μＣ／ｇと安定しており、複写
画像の画質の変化はほとんどなかった。また、被覆石の
剥がれもなかった。

実施例　２ 被覆石形成液の組成 トルエン　　　　　　　　　　　　１００重量部上記処
方を実施例１と同様の方法で被ｙ１Ｍを形成してキャリ
ア粒子■を得た。上記キャリア粒子■を１００重量部と
トナー粒子■を３重量部混合して現像剤■とし、実施例
１と同様の試験をした。

その結果、試験開始時のトナー帯電量は＋１９゜８μＣ
／ｇであり、１０００回後の帯Ｍｌ量は＋１９．０μＣ
／ｇ、　１万回後の帯電量は＋１９，５　μＣ／ｇ、１
０７ｊ回後の帯電量は＋２０．０μＣ／ｇと安定してお
り、複写画像の画質の変化はほとんどなかった。また。

被覆石の剥がれもなかった。

実施例　３ 被覆層形成液の組成 トルエン　　　　　　　　　　　　１００重量部上記処
方を実施例１と同様の方法で被ｍｌを形成してキャリア
粒子■を得た。上記キャリア粒子■を１００重量部とト
ナー粒子Ｉを３重量部混合して現像剤■とし、実施例１
と同様の試験をした。

その結果、試ｊＩＩ開始時のトナー帯電量は＋２０゜０
μＣ／ｇであり、１０００回後の帯電量は＋１９．３μ
Ｃ／ｇ、１万回後の帯電量は＋１９．７μＣ／ｇ、１０
万回後の帯電量は＋２０．０μＣ／ｇと安定しており、
複写画像の画質の変化はほとんどなかった。また、被覆
層の剥がれもなかった。

実施例　４ 被覆層形成液の組成 トルエン　　　　　　　　　　　　１００重量部上記処
方を実施例１と同様の方法で被覆層を形成してキャリア
粒子■を得た。上記キャリア粒子■を１００重量部とト
ナー粒子■を３重量部混合して現像剤■とし、実施例１
と同様の試験をした。

その結果、試験開始時のトナー帯電量は＋１７゜８μＣ
／ｇであり、　１０００回後の帯電量は＋１８．０μＣ
／ｇ、１万回後の帯電量は＋１８．５μＣ／ｇ、１０万
回後の帯電量は＋１８．０μＣ／ｇと安定しており、複
写画像の画質の変化はほとんどなかった。また、被覆層
の剥がれもなかった。

比較例　１ 被覆層形成液の組成 トルエン　　　　　　　　　　　　１００重量部上記処
方を実施例１と同様の方法で被覆層を形成してキャリア
粒子■を得た。上記キャリア粒子■を１００重量部とト
ナー粒子■を３重量部混合して現像剤■とし、実施例１
と同様の試験をした。

その結果、試験開始時のトナー帯電量は＋２１゜３μＣ
／ｇであり、１０００回後の帯電量は＋１８．８μＣ／
ｇ、１万回後の帯電量は＋１４．４μＣ／ｇ、１０万回
後の帯電量は＋９．１μＣ／ｇと次第に低下して、複写
画像の画質も地かぶりの多いものであった。

方、被覆層は剥がれて核体粒子が露出していた。

比較例　２ 被覆層形成液の組成 トルエン　　　　　　　　　　　　１００重量部上記処
方を実施例１と同様の方法で被ｒｌｉＭを形成してキャ
リア粒子■を得た。上記キャリア粒子■を１００重量部
とトナー粒子Ｉを３重量部混合して現像剤■とし、実施
例１と同様の試験をした。

その結果、試験開始時のトナー帯電量は＋２２゜３μＣ
／ｇであり、１０００回後の帯電量は＋２９．７μＣ／
ｇ、１万回後の帯電量は＋３２．５μＣ／ｇ、　１０万
回後の帯電量は＋３５．９μＣ／ｇと上昇して、複写画
像の画質は画像濃度の低い貧弱なものであった。

一方、被ｒＩ１ｍの剥がれはなかった。

比較例　３ 被ｒＩＩ／！！ｙ形成液の組成 混合して現像剤■とし、実施例１と同様の試験をした。

その結果、試験開始時のトナー帯電量は＋１４゜８μＣ
／ｇであり、１０００回後の帯電量は＋１８．４μＣ／
ｇ、１万回後の帯電量は＋２０．３μＣ／ｇ、１０万回
後の帯電量は＋２６．６μＣ／ｇと上昇して、複写画像
の画質は画像濃度の低い貧弱なものであった。

一方、被覆層の剥がれはなかった。

比較例　４ 被覆層形成液の組成 トルエン　　　　　　　　　　　１００重量部上記処方
を実施例１と同様の方法で被覆層を形成してキャリア粒
子■を得た。上記キャリア粒子■を１００重量部とトナ
ー粒子Ｉを３重量部トルエン　　　　　　　　　　　　
１００重量部上記処方を実施例１と同様の方法で被覆層
を形成してキャリア粒子■を得た。上記キャリア粒子■
を１００重量部とトナー粒子Ｉを３重量部混合して現像
剤■とし、実施例１と同様の試験をした。

その結果、試験開始時のトナー帯電量は＋１７゜ＯμＣ
／ｇであり、１０００回後の帯電量は＋１９．８μＣ／
ｇ、１万回後の帯電量は＋２５．３μＣ／ｇ、１０万回
後の帯電量は＋３６．７μＣ／ｇと上昇して、複写画像
の画質は画像濃度の低い貧弱なものであった。

一方、被ｒｉｌＷＩの剥がれはなかった。

比較例　５ 被覆層形成液の組成 ？！！量は＋０．２μＣ／ｇと次第に低下して、複写画
像の画質も地かぶりの多いものであった。一方、被ｙ；
ｉｎは剥がれて核体粒子が露出していた。

（以下余白） トルエン　　　　　　　　　　　　１００重量部上記処
方を実施例１と同様の方法で被覆層を形成してキャリア
粒子■を得た。上記キャリア粒子■を１００重量部とト
ナー粒子■を３重量部混合して現像剤■とし、実施例１
と同様の試験をした。

その結果、試験開始時のトナー帯電量は＋１０゜３μＣ
／ｇであり、１０００回後の帯電量は＋８．８μＣ／ｇ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）少なくとも結着樹脂、着色剤、極性制御剤か
   らなるトナーと （ｂ）核体粒子表面に導電性カーボン及び酸化チタン微
   粉末を含有したシリコーン樹脂を被覆したキャリアより
   なることを特徴とする静電潜像現像用乾式二成分現像剤
   。