JPS6239430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電荷現像用現像剤に関する。電気的
潜像を現像剤により現像して可視画像を形成する
方法として従来、静電印刷法或いは電子写真法等
が著名である。例えば、電子写真法としては、米
国特許第2297691号明細書、特公昭42−23910号公
報、特公昭43−24748号公報等に記載された種々
の方式が周知である。一般には、光導電性物質を
利用し種々の手段により光導電性を示す感光体上
に電気的潜像を形成し、次いで該潜像を現像剤で
現像して可視像を得るか、又は必要に応じて紙等
にトナー粉像を転写した後加熱、加圧或いは溶剤
蒸気等により定着して可視像を得るものである。
又、カラーの多色像を得る為には原稿を色分解フ
イルターを用いて露光し上記の工程をイエロー、
マゼンタ、シアン等のカラー現像剤を用い複数回
繰返し、トナー像を重ね合せカラー画像とするも
のである。尚、現像剤の構成成分の１つであるト
ナーとしては、従来、ポリスチレン等の結着樹脂
中に着色剤（カーボンブラツク等の染顔料等）を
分散させたものを１〜30μ程度に微粉砕した粒子
が用いられている。斯るトナーは通常ガラスビー
ズ、鉄粉、又はフアー等のキヤリヤー物質と混合
され、電気的潜像の現像に用いられている。

これらの現像剤に対しては種々の物理的及び化
学的特性を要求され、従来までさまざまの改良改
善が提案されてきた。にもかかわらず、既知の現
像剤の多くは下記に示す様な幾つかの欠陥を有し
ている。即ち多くの現像剤は環境の湿度変化によ
つて、その摩擦電気特性が悪影響を受ける。又、
多くの現像剤では連続使用による繰返しの現像に
よるトナー粒子と担体粒子の衝突、及びそれらの
粒子と感光板表面との接触によるトナー、担体粒
子及び感光板の相互劣化によつて、得られる画像
の濃度が変化し、、或いは背景濃度が増大し、複
写物の品質を低下させる。更に多くの現像剤で
は、潜像を有する感光板表面へのトナーの付着量
を増して、複写画像の濃度を増大させ様とする
と、通常背景濃度が増し、所謂カブリ現像を生じ
る。

既知の現像剤の多くが、数々の改善が提案され
ているにもかかわらず以上の如き欠陥を一つ又は
それ以上有している為、現像剤の改良に対する要
望がいまだ絶えない現状である。

本発明は以上のような現況に鑑みなされた。す
なわち、本発明の主たる目的は連続使用による繰
返しに対して優れた特性を有する現像剤を提供す
ることにある。

本発明の更なる目的は摩擦電気特性が優れた現
像剤を提供することにある。

本発明の更なる目的は変化する湿度条件下に対
して安定な摩擦電気特性を有する現像剤を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、キヤリヤを使用する現像
剤すなわち二成分系現像剤においてシリカ微粒子
添加の効果が長期間にわたつて損なわれない現像
剤を提供することにある。

本発明の他の目的はカラー電子写真に適した現
像剤を提供することにある。

本発明の別の目的はマゼンタ現像剤、シアン現
像剤及びイエロー現像剤との３色重ね合わせによ
つて強烈な黒色を呈することができるようなカラ
ー現像剤を提供することにある。

すなわち、本発明は、キヤリアを使用する静電
荷現像用二成分系現像剤に使用される静電荷現像
用現像剤において、トリメチルシロキシル基を有
するPH7.5以上の二酸化ケイ素微粒子と、PH２〜
５のポリエステル樹脂を結着樹脂として含有する
トナーとを有することを特徴とする静電荷現像用
現像剤を提供することを目的とするものである。

外層表面のケイ素原子に１〜３個の有機基が直
接結合されている二酸化ケイ素微粒子を二成分系
現像剤に添加する技術は特開昭46−5782に開示さ
れている。本発明者等はこの疎水性コロイダルシ
リカを添加することによつてもたらされる効果を
より強大にする為種々の検討を行つた結果次のよ
うな発見を得た。

すなわち、特開昭46−5782明細書に述べられて
いるように、ビニール系樹脂を主たる結着樹脂と
するトナーとアエロジルＲ−972（日本アエロジ
ル製コロイダルシリカ）あるいはオルガン―オー
シルＳ―５（キヤボツト社製コロイダルシリカ）
のごときジアルキル基を有するコロイダルシリカ
との組合せによる現像剤においては、確かにコロ
イダルシリカを添加しない現像剤に比べ連続使用
による繰返しに対して良好な結果を得ることがで
きる。がしかし、さらに長期的連続的な繰返し使
用を行つていくとあたかもコロイダルシリカがト
ナーから離脱していくかのような劣化現象が確認
される。例えば、バツクグランドでのかぶりの増
加、シヤープネスの低下、摩擦電気特性の変化等
が観測され、これはコロイダルシリカの添加量が
適正量より不足した場合あるいはコロイダルシリ
カが添加されていない場合とよく類似した現象で
ある。

ここで本発明者らは、コロイダルシリカとして
トリメチルシロキシル基を有するPH7.5以上（よ
り好ましくはPH８〜10）の二酸化ケイ素微粒子を
現像剤中に添加したところ、シリカの分散性が良
く現像剤としての寿命が長くなることを見いだし
た。さらに本発明者は、このトリメチルシロキシ
ル基を有するPH7.5以上の二酸化ケイ素微粒子と
現像剤寿命の関係について探究したところ、トナ
ーの結着樹脂としてPH２〜５のポリエステル樹脂
を含有させるとさらに寿命が改善されることが見
いだされた。トナーの主たる結着樹脂をPH２〜５
のポリエステル樹脂としたトナーと、トリメチル
シロキシル基を有しPHが7.5以上、より好ましく
はPH８〜10のコロイタルシリカとの組合せによる
現像剤においては上記のような度重なる連続的な
繰返し使用に対して、極めて安定した特性を示
す。このPH２〜５のポリエステル樹脂を主なる結
着樹脂とするトナーと、トリメチルシロキシル基
を有しPH7.5以上のコロイダルシリカとの組合せ
による現像剤が良好な結果を示す理由は明確では
ないが、化学的親和力あるいは物理的親和力が強
いこと等により、キヤリヤー担体及び現像器内部
の部材との長期的連続的摩擦によるトナー表面か
らのコロイダルシリカの脱離を防止しているので
はないかと思われるが、その改善された結果は明
白である。

ポリエステル樹脂のPHは、次の測定法で測定す
る。つまりその樹脂をよく溶解しかつ水によく相
溶する溶媒（例えばケトン類）に溶解させ、そこ
に相分離を起さない程度に水を加え、乳化させた
状態で測定することができる。このようにして測
定したときのそのPHが２〜５であるポリエステル
樹脂を結着樹脂としてトナー結着樹脂中に60重量
％以上、好ましくは80重量％以上含有させるもの
である。

このような結着樹脂としてはポリエステル樹脂
が特に好ましく、ポリエステル樹脂を主たる成分
とするときに組合わせる結着樹脂は、従来より知
られているものが適用できる。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―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。

さらに本発明のコロイダルシリカのPHは水とア
ルコール（例えばメタノール、イソプロピルアル
コール）１：１の混合溶液にコロイダルシリカを
分散させ測定することができる。このようにして
測定したときにPHが7.5以上好ましくは８〜10の
コロイダルシリカを用いる。このトリメチル基を
有してPHが7.5以上であるコロイダルシリカの添
加量はトナー100（重量）部に対し0.01〜５（重
量）部が好ましく、さらに0.1〜２（重量部）が
特に好ましい。

トナーに使用される着色材としては公知の染顔
料例えばカーボンブラツク、フタロシアニンブル
ー、インダンスレンブルー、ピーコツクブルー、
パーマネントレツド、レーキレツド、ローダミン
レーキ、ハンザイエロー、パーマネントイエロ
ー、ベンジジンイエロー等広く使用することがで
きる。

又現像剤に使用されるキヤリヤーはやはり従来
から公知のもの例えば鉄、コバルト、ニツケル等
の磁性物質及びそれらの合金及び混合物あるいは
それらをコーテイングしたもの等広く使用するこ
とができる。

磁性トナーを得たい場合にはトナー中に磁性微
粒子を添加すればよい。磁性物質としては磁性を
示すか、磁化可能な材料であればよく、例えば
鉄、マンガン、ニツケル、コバルト、クロムなど
の金属、マグネタイト、各種フエライト、マンガ
ン合金、その他の強磁性合金などがあり、これら
を微粉末としたものが使用できる。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。又本発明の効果をより明確に理解する為比較
例も併せ示した。

〔実施例 １〕 ポリエステル樹脂（融点105℃PH2.4）100重量
部、カーボンブラツク６重量部Ｃ・Ｉ・ソルベン
ト・ブラツク34に分類されている含金染料２重量
部をボールミルで混合粉砕後、ロールミルで溶融
混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粗粉砕し次
いでエアージエツト方式による微粉砕機で微粉砕
する。得られた微粉砕物を分級して５〜20μを選
択しトナーとする。このトナー10重量部とトリメ
チルシロキシル基を有するコロイダルシリカ（PH
9.0）0.05重量部とを混合して現像剤は調整し、
次いで該現像剤とキヤリヤー鉄粉90重量部とを混
合し現像剤とした。

この二成分系現像剤を用い、逐次現像剤を補充
しながら10000枚連続複写を行つたところ画像濃
度の低下、カブリの増加等の画像品質の低下もな
く摩擦電気特性をも良好であつた。その後さらに
10000枚（計20000枚）の連続複写を行つたが画像
品質上大きな劣化もなく極めて良好な状態を保つ
ていた。

〔比較例 １〕 実施例１におけるトナー結着樹脂をポリスチレ
ン樹脂（融点107℃，PH約７）に変更しコロイダ
ルシリカをジメチルジクロロシランで処理された
アエロジルＲ―972（PH3.8）に変更する以外は実
施例１とほぼ同様に実施したところ5000枚までの
連続複写においてほぼ良好な状態であつたがその
後さらに5000枚連続して使用したところ、シヤー
プネスの低下カブリの発生が認められ実用上許容
できる限度を越えた。この劣化現象は同一組成ト
ナー同一組成キヤリヤーでコロイダルシリカが添
加されていない現像剤における約1000枚〜2000枚
程度の連続複写で発生する劣化現象と極めて類似
している。

〔比較例 ２〕 実施例１におけるトナー結着樹脂をスチレン―
メタクリル酸メチル共重合体樹脂（融点110℃PH
約７）に変更し、コロイダルシリカをジメチルジ
クロロシランで処理されたアエロジルＲ―972
（PH3.8）に変更する以外は実施例１とほぼ同様に
実施したところやはり5000枚程度の連続複写では
良好であつたが10000枚においては実用上許容で
きる限度を越えた。

〔実施例 ２〕 実施例１のトナー組成を ポリエステル樹脂（融点101℃，PH3.1） 100重量部 フタロシアニンブルー ４重量部 Ｃ・Ｉ・ソルベント・ブルー63に分類されてい
るアントラキノン系染料 ２重量部 に変更し、トリメチルシロキシル基を有するコロ
イダルシリカ（PH8.5）をトナー10重量部に対し
て0.1重量部添加すること以外は実施例１とほぼ
同様に実施したところ2000枚までの連続複写にお
いて、画像濃度の高い鮮明なシアン画像を呈し、
摩擦電気特性も安定していた。

〔実施例 ３〕 実施例１のトナー組成を ポリエステル樹脂（融点106℃，PH2.7） 100重量部 ローダミンレーキ顔料 ４重量部 Ｃ・Ｉ・ソルベント・レツド52に分類されてい
るアントラキノン系染料 ２重量部 に変更し、トリメチルシロキシル基を有するコロ
イダルシルカ（PH9.2）をトナー10重量部に対し
て0.2重量部添加すること以外は実施例１とほぼ
同様に実施したところやはり2000枚までの連続複
写において、鮮明なマゼンタ画像を呈し摩擦電気
特性も良好であつた。

〔実施例 ４〕 実施例１のトナー組成を ポリエステル樹脂（融点101℃，PH4.2） 85重量部 Ｃ・Ｉ・ソルベント・イエロー77に分類されて
いるモノアゾ系染料 ５重量部 シリコン樹脂（PH約７） 15重量部 に変更し、トリメチルシロキシル基を有するコロ
イダルシリカ（PH9.4）をトナー10重量部に対し
て0.03重量部添加すること以外は実施例１とほぼ
同様に実施したところやはり2000枚までの連続複
写において濃度の高い鮮明なイエロー画像を呈し
良好な状態を保つていた。

〔比較例 ３〕 実施例４におけるトナー結着樹脂をスチレン―
メタクリル酸メチル共重合体樹脂（融点110℃）
に変更し、コロイダルシリカをジメチルジクロロ
シランで処理されたアエロジルＲ―972に変更す
る以外は実施例４とほぼ同様に実施したところ、
500枚までの連続複写においてはほぼ良好なイエ
ロー画像を呈していたがその後さらに500枚連続
複写を行つたところシヤープネスが大巾に低下
し、カブリも発生し実用上許容できる限度を越え
た。この劣化現象は、同一トナー同一キヤリヤー
でコロイダルシリカが添加されていない現像剤に
おける100枚程度の連続複写で発生する現象と極
めてよく類似している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キヤリアを使用する静電荷現像用二成分系現
   像剤に使用される静電荷現像用現像剤において、
   トリメチルシロキシル基を有するPH7.5以上の二
   酸化ケイ素微粒子と、PH２〜５のポリエステル樹
   脂を結着樹脂として含有するトナーとを有するこ
   とを特徴とする静電荷現像用現像剤。 ２ PH２〜５のポリエステル樹脂が結着樹脂の70
   重量％以上含有されている特許請求の範囲第１項
   記載の現像剤。 ３ 二酸化ケイ素微粒子がトナー量に対して0.01
   〜５重量％の範囲で含有されている特許請求の範
   囲第１項記載の現像剤。 ４ トリメチルシロキシル基を有する二酸化ケイ
   素微粒子のPHが８〜10である特許請求の範囲第１
   項記載の現像剤。