JPH05173360A

JPH05173360A - 二成分現像剤

Info

Publication number: JPH05173360A
Application number: JP3341501A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Hayakawa; 重徳早川; Nobutada Fujitake; 信忠藤武; Yukihiro Sato; 幸弘佐藤; Heihachi Yushina; 平八油科
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1991-12-24
Publication date: 1993-07-13

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー飛散防止にすぐれ、濃度の高い画像を
与える二成分現像剤を提供する。【構成】少なくとも樹脂、着色剤およびジメチルポリ
シロキサンで処理された、比表面積１００ｍ²／ｇ以下
のシリカを含有してなるトナーと、少なくとも１種類以
上の樹脂で被覆された実質的に球形なキャリアーからな
る二成分現像剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は二成分現像剤に係わるも
のであって、より詳しくはトナー飛散防止に優れ、濃度
の高い画像を与える二成分現像剤に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法は米国特許２２９７６９１
号、特公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭４３−２
４７４８号公報などに種々開示されているとおり、一般
には光導電物質を含む感光体上に種々の手段により静電
荷の電気的潜像を形成し、ついで該潜像を予めキャリア
ーや現像槽の器壁との接触で帯電しているトナーで粉像
として現像し、必要に応じて紙などに該粉像を転写した
後、加熱、加圧或いは溶剤蒸気などにより定着するもの
である。

【０００３】一方、光導電物質を含む感光体上に形成さ
れた静電荷潜像を現像する方法としては、カスケード
法、磁気ブラシ法等が公知で、トナー粒子と磁性キャリ
アーよりなる二成分現像剤にあっては、磁気ブラシ法が
専ら使用されている。磁気ブラシ法は回転する磁気ロー
ルのまわりに磁力によってブラシを形成し静電荷潜像を
現像する方法で、正規現像法と反転現像法の二種類があ
り、光源として半導体レーザーやＬＥＤ等を使用するプ
リンターやデジタル複写機の現像法には、周辺電場効果
により静電荷潜像の非画像部に誘起される電荷部分を該
電荷と反対極性（静電荷潜像部の電荷と同極性）のトナ
ーで現像する反転現像法が有利である。

【０００４】また、光導電物質を含む感光体には、セレ
ン、酸化亜鉛、硫化カドミウムあるいは有機感光体等が
知られているが、毒性の問題から有機感光体の使用が望
ましく、従来セレン感光体が主流であった高速複写機や
高速プリンターの分野にも有機感光体が使用され始めて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、デジタル複写
機、プリンターの分野においては、高速化、小型化およ
び高画質化が進んでいる。高速化、小型化に伴い現像槽
内に補給されるトナーの滞留時間は短くなり、帯電不十
分なトナーが機内に飛散し、機内、紙等の汚れを引き起
こす（トナー飛散）。同じく、小型化、高速化、省エネ
ルギー化の方向に進むことによりトナーの定着性の向上
が求められており、より低軟化点バインダー樹脂がトナ
ー用バインダー樹脂として採用されつつある。しかし、
これらの樹脂を用いるとトナーを製造する際、各種添加
物の均一分散が非常に困難である場合が多く、そのため
帯電性の不良に起因するトナー飛散が起こり易くなって
おり大きな問題になっていた。また高速化に伴い、高い
画像濃度を発現する手段の一つとして、公知の様に感光
体と現像槽の磁気ブラシの回転比を大きくとることが知
られている（磁気ブラシ回転数を早く）が、これにも限
度があり、より高い画像濃度を出す現像剤が要求されて
いる。

【０００６】一方、高画質化については、トナーの小粒
径化により高画質（高解像度）を得る方向に進んでい
る。トナーを小粒径化にすると、現像剤の帯電性が上昇
し、かつ現像剤抵抗が高抵抗化し、画像濃度の低下が発
生するという問題がある。本発明の目的は、以上の問題
点を解決し高品位な印字品質と高い画像濃度を有し、か
つトナー飛散の少ない二成分現像剤の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は二成
分現像剤において、高い画像濃度を有し、連続複写、連
続字時に安定な画像濃度が得られ、かつトナー飛散（機
内飛散、汚れ）の発生しにくい高品質の二成分現像剤を
提供すべく鋭意検討を行った結果、特定の比表面積を有
し、かつジメチルポリシロキサンで処理された微粉末シ
リカを含有したトナーと少なくとも１種類以上の樹脂で
被覆された実質的に球形なキャリアーからなる二成分現
像剤によりこれらの問題点が解決されることを見いだし
本発明に達した。

【０００８】すなわち本発明は、少くとも樹脂、着色剤
およびジメチルポリシロキサンで処理された比表面積１
００ｍ²／ｇ以下のシリカを含有してなるトナーと、少
なくとも１種類以上の樹脂で被覆された実質的に球形な
キャリアーからなる二成分現像剤を特徴とする。以下本
発明を詳細に説明する。

【０００９】本発明の二成分現像剤は、少なくとも樹
脂、着色剤および微粉末シリカを含有してなる静電荷像
用トナーに於いてジメチルポリシロキサンで処理された
比表面積１００ｍ²／ｇ以下のシリカを含有してなるト
ナーと少なくとも１種類の樹脂で被覆された実質的に球
形なキャリアーからなることを特徴とする。本発明の二
成分現像剤のトナーに含有せしめるのに好適なものの具
体例としては下記のものを挙げる事が出来るがこれに限
定されるものではない。

【００１０】本発明に係わるトナーに含有せしめるバイ
ンダー樹脂としては公知のものを含む広い範囲から選択
できる。例えばポリスチレン、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−ブタジエン共重合体、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及びスチレン−アクリル酸フェ
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及びスチレン−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
チル共重合体及びスチレン−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（スチレンま
たはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、
塩化ビニル樹脂、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、低分子量ポ
リエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹
脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、
エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂
並びにポリビニルブチラール樹脂等があるが、本発明に
用いる特に好ましい樹脂としてはスチレン−アクリル酸
エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共
重合体樹脂、飽和もしくは不飽和ポリエステル樹脂及び
エポキシ樹脂等を挙げることができる。

【００１１】また、上記樹脂は単独で使用するに限らず
２種以上併用することもできる。本発明に係わるトナー
に含有される着色剤としては、任意の適当な顔料や染料
が使用される。たとえば、カーボンブラック、ランプブ
ラック、鉄黒、群青、アニリンブルー、フタロシアニン
ブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、
ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、
ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタ
ン系染料、アントラキノン染料、モノアゾおよびジスア
ゾ系染顔料など従来公知のいかなる染顔料をも単独ある
いは混合して使用し得る。これらの着色剤はバインダー
樹脂１００重量部に対して好ましくは０．５〜２０重量
部、より好ましくは２〜１０重量部の範囲で用いられ
る。

【００１２】本発明に係わるトナーには、その他必要に
応じて帯電制御剤、離型剤等公知のものを含む広い範囲
から添加することができる。帯電制御剤としては、公知
のものが使用可能である。たとえば、正帯電用としてニ
グロシン染料、アミノ基含有ビニルコポリマー、四級ア
ンモニウム塩化合物、ポリアミン樹脂などがあり、負帯
電性用としてクロム、亜鉛、鉄、コバルト、アルミニュ
ウムなどの金属を含有する含金属アゾ染料、サリチル酸
もしくはアルキルサリチル酸の前記した金属との塩、金
属錯体などが知られている。使用量としては樹脂１００
重量部にたいし０．１〜２５重量部がよく、より好まし
くは１〜１５重量部がよい。この場合、帯電制御剤は樹
脂中に添加しても良く、またトナー粒子表面に付着させ
た形で用いても良い。

【００１３】離型剤としては、公知のものが使用可能で
ある。たとえば、低分子のポリプロピレン樹脂およびポ
リエチレン樹脂等である。使用量としては樹脂１００重
量部にたいし０．１〜１０重量部がよく、より好ましく
は１〜５重量部がよい。本発明のトナーの製造方法に
は、従来から用いられている各種トナー製造法が適用で
きるが、例えば一般的製造法として次の例が挙げられ
る。まず樹脂、着色剤等をボールミル、Ｖ型混合機、Ｓ
型混合機、ヘンシェルミキサー等で均一に分散する。次
いで分散物を双腕ニーダー、加圧ニーダー、エクストル
ーダー、ロールミル等で溶融混練する。混練物をハンマ
ーミル、カッターミル、ジェットミル、ボールミル等の
粉砕機で粉砕し、さらに得られた粉体を風力分級機等で
分級する。

【００１４】分級されたトナーにヘンシェルミキサー、
スーパーミキサー等でジメチルポリシロキサンで処理さ
れた比表面積１００ｍ²／ｇ以下の微粉末シリカを外添
せしめるのが好ましい。この時ジメチルポリシロキサン
で処理された微粉末シリカは、比表面積１００ｍ²／ｇ
以下が好ましく５０〜９０ｍ²／ｇがより望ましい。ト
ナーにたいする添加量としては０．０１〜１０重量％が
好ましく０．０１〜２％がより望ましい。比表面積が１
００ｍ²／ｇを越えると飛散が多くなり好ましくない。

【００１５】本発明のシリカ微粒子の表面に被覆処理さ
れるジメチルポリシロキサンは、一般にオイルの場合
は、下記一般式（１）で表され、レジンの場合は一般式
（２）で表されるものである。しかし本発明の効果を損
なわない程度変成されていてもさしつかえない。

【００１６】

【化１】

【００１７】

【化２】

【００１８】これらの具体的な商品名としては、ＫＦ９
６，ＫＲ２７１（信越化学工業（株）製）、ＳＨ２００
（トーレ・シリコーン（株）製）及びＴＳＦ４５１（東
芝シリコーン（株）製）などが挙げられる。シリカ微粒
子の表面を処理する方法としては、上記のジメチルポリ
シロキサンをそのまま、もしくは溶剤に溶解した状態で
浸漬処理法、スプレードライヤー法等公知の方法を用い
ることが出来る。処理量としてはシリカ微粒子１００重
量部にたいし０．００１〜１０重量部が望ましい。

【００１９】その他、本発明の効果を損なわない範囲
で、公知の他の外添剤を併用しても良い。具体的には、
本発明に係わるシリカ微粒子以外の表面処理されてもよ
いシリカ、アルミナ、チタニア、マグネタイト等の金属
酸化物、ポリメチルメタクリレートビーズ、シリコーン
ビース等の樹脂ビーズ類、ポリフッ化ビニリデン等のフ
ッ素樹脂、タルク、ハイドロタルサイトなどの鉱物類な
どすべてのものが使用可能である。

【００２０】トナーの粒径としては、平均粒径３〜２０
μｍ、好ましくは５〜１５μｍがよい。本発明における
キャリアーは、少なくとも１種類以上の樹脂で被覆され
た実質的に球形なキャリアーであることを特徴とする。
実質的に球形なキャリアーは、現像剤としての流動性が
良好で、かつ画像的にも反射濃度（画像濃度）が高く長
寿命であるという利点を有する。しかし、そのままでは
一般に低抵抗であるため階調性などの画質上の問題を有
していた。本発明においては、上記した実質的に球形な
キャリアー表面に樹脂被覆層を設けることにより、大幅
な画質向上を達成するとともに、前記のシリカ微粒子と
の組み合わせによりトナー飛散にも好ましい影響を与え
ること判明した。また本発明の特定のシリカ粒子及びキ
ャリアーの組み合わせにより、上記の効果の他帯電量の
安定性及び実写時の耐久性が向上される。

【００２１】本発明の実質的に球形なキャリアーは、た
とえば以下の製法により製造できるが、これに限定され
るものではないことは言うまでもない。すなわち、１種
もしくは２種以上の微粒子状の金属酸化物を適当なバイ
ンダー樹脂を含んだスラリーとし、スプレードライヤー
等で噴霧乾燥し、次いで適当な温度で焼成すれば良い。

【００２２】実質的に球形なキャリアーとは、真球状で
なくとも、現像剤としての流動性を損なわない限り若干
いびつであってもよい。この種のキャリアーとしては、
たとえば各種のマグネタイトキャリアー、フェライトキ
ャリアー、鉄球などが挙げられる。実質的に球形なキャ
リアーを被覆するための樹脂としては、たとえばシリコ
ーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、スチレン系樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
これらは単独で用いてもよく、併用してもよい。なお、
以上の樹脂成分を有する被覆成分の中に、その他の添加
剤を含んでも良い。たとえば、抵抗調節のためカーボン
ブラック、酸化スズなどの導電剤、耐久性向上のための
シリカ、マグネタイトなどの無機酸化物、帯電性改良の
ためのニグロシン、含金属染料などの帯電制御物質など
が挙げられる。

【００２３】本発明における樹脂被覆キャリアーの製法
として、たとえば、被覆用樹脂および必要に応じて添加
される物質を含む被覆用の材料を適当な溶媒に溶解ある
いは分散して被覆液を作製し、この被覆液を浸漬法、フ
ローコーター法、スプレードライヤー法などにより実質
的に球形な芯材に被覆し、乾燥し、篩分して通過分を被
覆キャリアーとして得る方法が挙げられる。樹脂被覆層
の膜厚は、平均で０．０５〜３μｍ程度が好ましく、さ
らには０．１〜１μｍがより好ましい。本発明のキャリ
アーの粒度としては、平均粒径で１０〜２００μｍ、好
ましくは３０〜１５０μｍがよい。トナーとキャリアー
の重量混合比は、１〜１０：１００が好ましい。

【００２４】

【実施例】以下を実施例によりさらに詳細に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り下記実施例に限定
されるものではない。なお、各実施例および、比較例中
（部）とあるのは（重量部）を表すものとする。

【００２５】

【表１】実施例−１スチレンアクリル樹脂１００部（スチレンブチルアクリレート共重合体）カーボンブラック８部（三菱カーボンブラックＭＡ−８、三菱化成（株）製）帯電制御剤１部（ボントロンＳ−３４、オリエント化学工業（株）製）ポリプロピレンワックス４部（ビスコール５５０Ｐ、三洋化成工業（株）製）

【００２６】上記の材料を配合混練し、粉砕分級して平
均粒径約８μｍの黒色トナーを得た。この黒色トナー１
００部に対し、ジメチルポリシロキサンで処理された、
比表面積７０ｍ²／ｇのシリカ微粉末を０．２％をヘン
シェルミキサーで外添処理した。このトナー４部と平均
粒径１００μｍのシリコーン系樹脂で被覆されたマグネ
タイトキャリアー１００部を混合し現像剤を作成し有機
光導電体を感光体とする４０枚／分の改造複写機を用い
て１０万枚の実写テストを実施した。実写テストに使用
した補給用トナーは上記現像剤に用いられたトナーと同
一組成物のトナーである。実写テストの結果１０万枚実
写後もコピーの画像濃度も高く安定であり、トナー飛散
はほとんど発生しなかった。

【００２７】実施例２実施例１のジメチルポリシロキサンで処理されたシリカ
微粉末を０．６％に増した以外は前記実施例１と全く同
様にテストした結果、画像濃度も高く安定な画質が得ら
れ、トナー飛散はほとんど発生しなかった。

【００２８】実施例３実施例２のキャリアーを平均粒径１００μｍのシリコー
ン系樹脂で被覆されたフェライトキャリアー以外は前記
実施例１と全く同様にテストした結果、画像濃度も高く
安定な画質が得られ、トナー飛散はほとんど発生しなか
った。

【００２９】比較例１実施例１のジメチルポリシロキサンで処理されたシリカ
微粉末をジメチルポリシロキサンで処理された比表面積
１４０ｍ²／ｇのシリカ微粉末に変えた以外は前記実施
例１と全く同様にテストした結果、若干画像濃度が低
く、トナー飛散量は非常に多かった。

【００３０】比較例２実施例１のキャリアーを平均粒径１００μｍの樹脂で被
覆されていないマグネタイトキャリアー以外は前記実施
例１と全く同様にテストした結果、画像濃度が、だんだ
ん低下し安定な画像が得られなかった。

【００３１】

【発明の作用及び効果】本発明によれば、トナー飛散防
止にすぐれ且濃度の高い画像を与え、さらに帯電量が安
定し、耐久性にすぐれた二成分トナーを供給することが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者油科平八神奈川県茅ヶ崎市円蔵370番地三菱化成株式会社茅ヶ崎事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも樹脂、着色剤およびジメチル
ポリシロキサンで処理された、比表面積１００ｍ²／ｇ
以下のシリカを含有してなるトナーと、少なくとも１種
類以上の樹脂で被覆された実質的に球形なキャリアーか
らなる二成分現像剤。