JPH04113366A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法などに
おいて形成される静電潜像を現像するための乾式二成分
現像剤に関し、更に詳しくは、地汚れのない、転写性の
優れた高品質画像が得られる乾式二成分現像剤に関する
。

〔従来の技術〕

従来、電子写真法としては、米国特許筒２，２９７゜６
９１号明細書、特公昭４９−２３９１０号公報及び特公
昭４３−２４７４８号公報等に各種の方法が記載されて
いるが、一般には光導電性物質を利用し、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、必要に応じて紙等に粉像を転写し
た後、加熱あるいは溶剤蒸気等により定着し、コピーを
得るものである。

電気的潜像を現像する方式には、大別して絶縁性有機液
体中に各種の顔料や微細に分散させた現像剤を用いる液
体現像方法とカスケード法、磁気ブラシ法、パウダーク
ラウド法などの天然または合成の樹脂にカーボンブラッ
ク等の着色剤を分散せしめたトナーを用いる所謂乾式現
像方法とがある。後者の乾式現像方法に用いられる現像
剤にはトナーのみからなる一成分現像剤と、トナー及び
キャリアの混合物からなる二成分現像剤とが知られてお
り、現在のところ、−成分現像剤は一定の電荷量の維持
が難しいことから、二成分現像剤の方が多く利用されて
いる。

これらの乾式現像剤に使用されるトナーに、流動性を付
与するため、無機物質（特にシリカ）を添加（主に外添
）し、現像性の向上を図ることはよく知られている（特
開昭４６−５７８２号公報）。このシリカ添加により、
トナーの流動性は充分に向」ニする。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このようなシリカを外添したトナーは、使用
する環境によって比帯電量（以下Ｑ／Ｍと略記する）が
変化するという性質を有する。そのため、該外添トナー
を使用すると、低湿環境ではＱ／Ｈが高くなりすぎ、画
像濃度（以下ＩＤと略記する）が低くなってしまうし、
逆に高湿環境では０１Ｍが低くなりすぎてＩＤが高くな
りすぎるだけではなく、地汚れが発生し画像品質を劣化
させてしまう。

シワ力を外添したトナーが環境によって０１Ｍが変化す
るのは、水分を吸収するためと推定され、そのため高疎
水化シフツカも知ら九でいるが、充分満足するものには
なっていない。

従って、本発明の目的は、流動性に優れると共に、環境
が変化しても安定な０１Ｍが得られる１−ナーにより、
地汚れや転写抜けのない画像を与える乾式二成分現像剤
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意検討した結果、トナー中に窒化物系
セラミックスを含有させることによって上記目的が達成
されることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明によれば、少なくとも結着樹脂、着色
剤及び荷電制御剤を含むトナーとキャリアとからなる乾
式二成分現像剤において、前記トナー中に窒化物系セラ
ミックスを含有させたことを特徴とする乾式二成分現像
剤が提供される。

本発明においては、従来のシリカの代わりに、窒化物系
セラミックスをトナーに添加することを特徴とする。該
セラミックスの添加により、トナーの流動性が向上する
と共に、該Ｉ〜ルナ−よって環境が変化しても安定な０
１Ｍを得ることができ、その結果、該トナーを含有する
二成分現像剤によって、地汚れのない、転写性の優れた
高品質画像が得られる。

本発明で使用される窒化物系セラミックスとしては、窒
化硼素、窒化ニオブ、窒化タンタル、窒化チタン、窒化
バナジウム、窒化ジルコニウムなどが挙げられるが、こ
れらの中でも特に窒化硼素が流動性向上作用の他に離型
作用を有するので好ましい。この離型効果が生じるのは
、トナー自体の表面エネルギーが小さくなったことが考
えられる。このような形になると他の材料（例えばキャ
リア）を汚染しにくくなる。よって、現像剤中のキャリ
アの表面を汚染しないので、Ｑ／Ｈの変動及びキャリア
抵抗の変動等を全く生じない。更に、離型作用を有する
ため、窒化硼素を添加したトナーを含む現像剤を用いた
場合には、トナーを転写紙に転写後、トナー像を定着す
る際、定着ローラ表面に１−ナーが付着しにくく、オフ
セットを生じにくい。従って、定着ローラ表面につけで
あるクリーニング部材（フェル１〜）が汚れない。

使用する窒化物系セラミックスの粒径は１μｍ以下が好
ましく、特に０．５μｍ以下が好ましい。また、その添
加量は、トナー１００重量部に対しＯ；０１〜５重量部
、好ましくは０．０５〜２重量部である。窒化物系セラ
ミックスはトナーと共に混合されるが、この混合はボー
ルミル、ミキサー等を用いて公知の方法で行なうことが
できる。

本発明で用いる１〜ナーは、少なくとも結着樹脂、着色
剤及び荷電制御剤を含む従来公知のトナーに、前記窒化
物系セラミックスが添加されたものである。この場合、
トナーにおいて用いられる結着樹脂としては、公知のト
ナー結着樹脂がすべて使用できる。その具体例としては
、例えば、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−
α−メチルスチレン、スチレン−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−ブタジ
ェン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合
体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（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−ア
クリル酢フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル
酸エステル共重合体（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−メタクリ
ル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアク
リル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−
アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチ
レン又はスチレン置換体を含む単独重合体または共重合
体）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体
、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウ
レタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン楠脂、エチレン−
エチルアクリレート共重合、キシレン樹脂、ポリビニル
ブチラール樹脂、ふっ素樹脂等が挙げられ、これらは単
独であるいは２種以上混合して使用される。

また、トナーにおいては、着色剤として任意の適当な顔
料や染料が使用される。その具体例としては、例えばカ
ーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カ
ルコオイルブルー、クロームイエロー、ウルトラマリン
イエロ・−、メチレンブルー、デュポンオイルレッド、
キノリンイエローメチレンブルークロライド、Ｃ，１，
ピグメントブルー１５、同１６、Ｃ，１，ピグメントイ
エロー１２、同１５、同１７、Ｃ，１，ピグメントレッ
ド８１、同５７、同１２２などが挙げられる。これら着
色剤は単独で又は２種以上混合して用いられるが、その
使用量は結着樹脂１００重量部に対し１〜５０重量部、
好ましくは２〜２０重量部である。

更に、トナーにおいては、荷電制御剤が使用されるが、
その具体例としてはアミノ化合物、第４級アンモニウム
化合物及び有機染料、特に塩基性染料とその塩、ベンジ
ルジメチル、−ヘキサデシルアンモニウムクロライド、
デシル−トリメチルアンモニウムクロライド、ニグロシ
ン塩基、ニグロシンヒドロクロライド、サフラニンγ及
びクリスタルバイオレットなどが挙げられる。

本発明において、キャリアとしては従来から公知のもの
が使用できる。例えば、キャリア芯材としては、平均粒
径が１０〜１，０ＯＪａ＋＋、好ましくは３０〜１００
μｍのコバルト、鉄、銅、ニッケル、亜鉛、アルミニウ
ム、フェライト、マグネタイト、黄銅、ガラスピーズ等
の非金属や金属、金属合金等従来使用されている材料が
広く用いられる。

また、その芯材の表面に被覆層を設けて、キャリア表面
をトナーの汚染から守るコートタイプのキャリアの方が
より好ましい。そのための被覆樹脂としては、シリコー
ン樹脂、ふっ素樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹
脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリエステル樹脂などが用いられ、特にその中でもシリ
コーン樹脂とふっ素樹脂が好ましい。この場合、被覆層
の厚みは０．１〜５Ｐ程度がよく、特に９．２〜３μｍ
程度が好ましい。また、被覆層の中には、導電材を分散
させて被覆層の低抵抗化を図ったものでもよい。

〔発明の効果〕

請求項（１）の乾式二成分現像剤は、トナー中に窒化物
系セラミックスを含有させるという構成にしたことから
、次のような卓越した効果を奏する。

イ）トナーの流動性が向上すると共に、環境変化一 に対して窒化物が安定なため、環境が変化してもＱ／Ｍ
の変動がない。

口）シリカを外添した場合には、現像時に特に有機感光
体（ｏｐｃ）の表面にフィルミングを発生させて、残留
電位の上昇を起して地汚れを発生するが、窒化物はＯ２
０上にフィルミングを全く発生させない。

ハ）更に、窒化物は潤滑作用が優れているので、現像さ
れたトナー層が密につまった状態になる。

そのために転写時に効率よくトナーが転写紙に転写され
、転写抜けを全く生じない。（通常のシリカ等の外添剤
の場合には、現像トナー量が多くなると・、一部トナー
の転写不良が発生し、画像部に白抜けを生じる。） また、請求項（２）の乾式二成分現像剤は、添加される
窒化物系セラミックスとして窒化硼素を選択したことか
ら、トナーに離型性が生じ、その結果、定着ローラ表面
が汚染されないという効果が加わる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお
、以下において示すＸ及び部は、いずれも重量基準であ
る。

実施例１ キャリア被覆材として、下記処方によりコーテイング液
を調製した。

トルエン　　　　　　　　　　　　　　　１　、５００
部続いて、回転円板型流動層粒子コーティング装置に平
均粒径５０μｍのフェライト・キャリアを５ｋｇ入れ、
流動させながら上記処方のコーテイング液を８０℃の加
熱下に散布し、塗布を行なった塗布物をコーティング装
置より取り出し恒温槽に入れ、２００℃で２時間加熱し
、シリコーン膜の硬化を行なわせ、被覆層を有するキャ
リアを得た。

一方、トナー処方として下記の処方の混合物を２本ロー
ル上で加熱混練し冷却後、粉砕分級し、５〜２ＯＩＪｍ
の二成分現像剤用トナーを作成だ。

上記１〜ナ一１００部に対して、粒径０．２μｍのＢＮ
を０．７５部の割合でミキサー混合して、ＢＮの外添を
行なった。

続いて、前記キャリア１００部と上記ＢＮ外添１〜ナー
２．５部を混合して、マイナス帯電現像剤を作成した。

次に、上記現像剤をリコー社製複写機ＦＴ−６４００ニ
入れて、１０℃／２０％ＲＨ１２０℃／６０％ＲＨ１３
０℃／　８０　％　ＲＨの環境下で、複写テスＩ−をそ
れぞれ５万枚実施したが、Ｑ／Ｍ　＋よ１７〜２２μＣ
／ｇと安定していた。また、定着ローラにつけであるフ
ェルトの汚れも極めて少なかった。更に、感光体上のフ
ィルミングは目視しても全くみられず、地汚れもなく、
且つ画像上の転写抜けもみら机なかった。

実施例２ キャリア被覆材として下記処方によりコーテイング液を
調製した。

続いて、回転円板型流動層粒子コーティング装置に平均
粒径１００μｍの酸化処理鉄粉を５ｋｇ入れ、流動させ
ながら上記コーテイング液を８０℃の加熱下に散布し、
塗布を行なった塗布物をコーティング装置より取り出し
恒温槽に入れ、３５０℃で２時間加熱しふっ素膜の硬化
を行なわせることにより、被覆層を有するキャリアを作
成した。

また、下記処方の混合物を２本のロールミル上で加熱下
で塗布し冷却後、粉砕分級し、粒径５〜２０１Ｊｍの二
成分現像剤用１−ナーを作成した。

ポリスチレン（商品名Ｄ−］２５；エッソ社製）　１０
０部ヒ記トナー１００部に対して、粒径０．２μｍのＢ
Ｎを０．７５部の割合でミキサー混合して、ＢＮの外添
を行なった。

続いて、前記キャリア１００部と上記ＢＮ外添トナー２
．５部を混合してプラス帯電現像剤を作成した。

そうして、得られた現像剤をリコー社製複写機ＦＴ４４
６０に入れて実施例１と同様なテストをしたところ、実
施例１と同じ結果が得られた。

比較例１ 実施例１において、外添剤をＢＮからシリカ（商品名Ｒ
９７２；日本アエロジル社製）に代えた以外は、実施例
１と同様にして外添トナーを作成し且つマイナス帯電現
像剤を作成した。

次に、上記現像剤を実施例１と同じようにしてテス１〜
したところ、Ｑ／Ｍは９〜３６μＣ／ｇと変化し、ＩＤ
変動も大きく、画像品質がよくなかった。また、定着ロ
ーラにつけであるフェルトも実施例１と比べてはるかに
汚れていた。更に、特に３０°Ｃ／８０％Ｒ１１下での
画像の転写抜けも多くみられた。

比較例２ 実施例１において、ＢＮを外添しなかった以外は、実施
例１と同様にしてトナーを作成し且つマイナス帯電現像
剤を作成した。

次に、上記現像剤を用いて、先ず２０℃７６０％ＲＨ下
で、実施例１と同様にしてテス１へを始めたが、初期画
像を調べたところ、画像上にトナーの流動性不良に伴な
う現像ムラが生じていた。更に、トナーの補給性がよく
ないので安定したＩＤが得られず、この環境テストのみ
で他の環境でのテストは中止した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも結着樹脂、着色剤及び荷電制御剤を含
   むトナーとキャリアとからなる乾式二成分現像剤におい
   て、前記トナー中に窒化物系セラミックスを含有させた
   ことを特徴とする乾式二成分現像剤。
2. （２）前記窒化物系セラミックスが窒化硼素である請求
   項（１）記載の乾式二成分現像剤。