JPH03170948A - 静電荷像現像用トナー - 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】 Ｌ栗上立札歪立夏 本発明は、複写機、レーザープリンタ等の電子写真、静
電記録、静電印刷などにおける静電荷像の現像に用いら
れる現像剤に関する。

丈采夏挟表 電子写真法は、従来から汎く知られており、例えば、以
下のようなステップを経て可視像が形成される． ■　光導電性絶縁体層上をコロナ放電等により均一に帯
電せしめ，画像露光あるいはレーザー光の走査露光によ
り選択的に光を照射し，照射部の帯電を消散せしめて静
電潜像を形成する。

■　この潜像をトナーと呼ばれる現像剤により可視化し
て可視像を形或する（現像工程）．■　可視像を直接あ
るいは他の紙などの基体に転写した（転写工程）後，定
着する（定着工程）。

また，ピン電極により選択的に帯電せしめて静電潜像を
形或する方式なども知られている．いずれの場合におい
ても、現像剤は、現像工程．転写工程、定着工程の或否
に大きな影響を与え、ひいては、画像特性、装置のラン
ニングコストなどを決定づけることから、きびしい特性
が要求されている． トナー中には、一般に定着工程におけるオフセットを防
止するために、ポリプロピレンワックスのような低分子
量のワックス類が添加されている．しかし、これらワッ
クス類の添加は、現像工程において感光体上にこれらワ
ックス類の被覆が形成される、いわゆるドラムフィルミ
ングを起こすという問題があった．ドラムフィルミング
が起こると画像の白抜けが生じ画像品質が劣化してしま
う。

ドラムフィルミングを防止する方法として、感光体ドラ
ムのクリーニングブレードを強化することが考えられる
が，おのずと限界があり、また、装置の大型化を招いて
しまう。

一方、トナー中に外添削としてシリカ粒子を添加するこ
とは、従来から知られている。例えば、特公昭５４−１
６２１９号公報には、シリカ粒子として１　〜１００ｍ
μ（０．０ＯＬ”０．１１２）のサブミクロン粒子を添
加することが記載されており、サブミクロン粒子の添加
により流動性が改善され、現像に必要な帯電を付与する
ことも可能となる。

しかしながら，サブミクロン粒子を用いると、それ自体
の質量があまりにも小さいために、粒子の比電荷（μＣ
／ｇ）を増大することになり、連続プリント時にトナー
の帯電が増大し、画像濃度を低下させてしまう。さらに
、その強い比電荷のために、シリカが感光体ドラム表面
に付着し、高温高湿等の条件下にドラムを放置すると？
像電位がリークし、像流れの一因になることもある。い
ずれにしろ、サブミクロン粒子の添加によってドラムフ
イルミングが改善されることはない。

明が　　しようとする課 本発明は、ドラムフィルミングを防止しうる静電荷像現
像用トナーを提供するものである。

見肛■豊撲 本発明の静電荷像現像用トナーは、疎水化された湿式シ
リカの二次凝集体からなる平均粒度１μ以上のシリカを
含有することを特徴とする．以下、本発明についてさら
に詳細に説明する．本発明のシリカ粒子は、１μ以上、
好ましくは１〜６μの平均粒度を有し、このシリカ粒子
は、湿式シリカにより構成されているため疎水化しても
比電荷の上昇が少なく、しかも、疎水化時に二次凝集体
を形成し、粒成長されているため比電荷が低下し，感光
体ドラムへの付着が防止される．平均粒度が大きくなっ
てもドラムフィルミングの防止効果は損なわれないが，
余り大きくなりすぎると、シリカ粒子が潜像部に付着し
，連続画像プリント時の初期にドット抜けが発生する。

一方、本発明のシリカ粒子は、その粒子の大きさにより
、クリーニングブレードでのクリーニング時に、感光体
ドラムを研磨する効果を有し、これによりドラムフイル
ミングが防止されると考えられる．本発明のシリカ粒子
は、研磨に必要な十分な粒度を有しているが、もともと
二次凝集体であるため、ドラムに深い傷を作ることはな
い。

本発明のシリカ粒子は，トナー粒子の表面に付着してい
ても完全に付着していなくても良いが，シリカ粒子の粒
径が大きくなるほどトナーはシリカ粒子を保持できなく
なる。走査型電子顕微鏡での観察によると、本発明のシ
リカ粒子の粒径が１μを超えると、トナーはシリカ粒子
を実質上保持できなくなり、本発明のシリカ粒子はトナ
ーに付着することなく存在しているといえる。

本発明のシリカ粒子は、１μ未満のシリカ、例えば平均
一次粒径２０〜１００ｍμの湿式シリカを、疎水化処理
するとともに融合化し、平均粒度が１μ讃以上の二次凝
集体とすることにより得られ、疎水化処理方法としては
、ジメチルジクロルシラン、トリメチルモノクロルシラ
ン等との気相反応や，シリコーンオイル、シランカツプ
リング剤等による処理があるが、二次凝集体の作成のた
めには上記の加熱下の気相反応が望ましい。

湿式シリカは、従来公知の種々の方法で製造することが
では、例えば、珪酸ソーダ水溶液の酸またはアルカリ金
属塩による中和・加水分解反応による析出する。

Ｎａ，０　・３Ｓｉ０２＋ｔ１、ｓｏ４−＋：３．：３
ｓｉｏ２＋　・ｎＨ．Ｏ＋Ｎａ２Ｓｏ４本発明で用いら
れた市版シリカとしては，例えば、カーブレックス（塩
野義製薬）、ニップシール（日本シリカ），ファインシ
ール（徳山曹達）、ビタシール（多木製肥）、シルトン
、シルネツクス（水沢化学）、スターシル（神島化学）
、サイロイド（富士デビソン化学）などがある。

一例として、日本シリカ■のニップシールＥ２２０Ａを
用いて本発明のシリカ粒子を製造する場合を示す。ニソ
プシールＥ２２０ＡをＳＥＭによる［６したところ、一
次粒子の平均粒径は２０〜４０ｍμであった。一方、同
じ粒子について光透過法で測定した平均粒度は１．０μ
であった。

これは，シリカの二次凝集体を測定しているものと考え
られる。しかし、この二次凝集体は結合力が弱く、撹拌
により簡単にこわれ、本発明のドラムフィルミング防止
効果を発揮しない。

この微粉末シリカを４００℃で窒索ガスの存在下に、ジ
メチルジク口ルシランとトリメチルモノクロルシランと
の混合ガス（１　：　１）で表面処理することにより、
表面を疎水化処理して本発明のシリカ粒子を得た。この
シリカをＳＥＭにより［？，Ｎしたところ、一次粒子は
２０〜４０μｍと変化がないが、二次凝集体は０．０５
〜１０μｍと広い分布を示しており、光透過法による平
均粒度は２μであり、撹拌等によっても壊れない強度を
有していた。また、この表面処理により比表面積に変化
が見られ、処理前にＢＥＴ法による表面積が１．３０ｒ
ｒｒ／ｇであったのに対し、処理によって３０〜４０ｒ
ｎ”／ｇと大きく減少し、シリカの粒成長が行なわれた
ことを示す。第ＩＡ図および第ＩＢ図は、シリカの二次
凝集体の生成機構を模式的に示す図であり、第ＩＡ図に
示した疎水化処理前のシリカ粒子が合一、粒戊長して本
発明のシリカ粒子（第ＩＢ図）が得られることを示して
いる。

シリカの二次凝集体の平均粒度は、疎水化処理条件を制
御することにより＠整でき、具体的には例えば、表面処
理時（疎水化処理時）の撹拌の強弱によってシリカ粉体
の融合を制御し，得られる処理シリカの粒度調整を行な
うことができる。

また、本発明の疎水化処理されたシリカにおいても、そ
の内部に約２〜５％の水分を含有している。この水分は
，シリカ内部に存在するもので環境に影響されることが
少なく、帯電特性も弱い負の傾向を示す。

本発明のシリカ粒子は、現像用トナー中に０．０５〜５
．０重量％配合するのが適当であり，好ましくは０．１
〜２．０重量％である．本発明のシリカ粒子が配合され
るトナー粒子は特に限定されない。トナー粒子は一般に
バインダー樹脂、着色剤、電荷制御剤、流動性改良剤、
定着向上助剤、磁性体などを含むことができる。

バインダー樹脂としては、エチレン樹脂、スチレン共重
合体樹脂、ポリエステル樹脂などが用いられる。

着色剤としてはカーボンブラックをはじめ各種の顔料、
染料が；磁性体としてはマグネタイト、フエライト等が
；電荷制御剤としては第４級アンモニウム化合物、ニグ
ロシン５ニグロシン塩基、クリスタルバイオレット、１
，２型クロム合金錯塩染料等が；オフセット防止剤，定
着向上助剤としては低分子量ポリプロピレン、低分子ポ
リエチレンあるいはその変性物等のオレフィンワックス
などが使用できる。

本発明のトナーは、常法により、例えば２軸押出機、二
−ダ等で各成分を溶融混線後、ジェットミル等で粉砕し
、分級することにより得られる。

本発明のトナーは、キャリアと混合して二成分現像剤と
して、磁性体を含有せしめて一戊分現像剤として、ある
いは、光導電材料を含有せしめて光導電性トナーとして
等、種々の使用形態を取ることができる。

犬』［彰処（ヨ 本発明によれば、疎水化された湿式シリカの二次凝集体
からなり平均粒度が１μ以上のシリ力粒子を、外添剤と
してトナー中に配合することにより、ドラムフィルミン
グが効果的に防止できる。これは１μ以上のシリカ粒子
がトナー粒子に実質上付着することなしに存在し、クリ
ニングブレードによる感光体のクリーニング時に、この
シリカ粒子が感光体を研磨することによるものと考えら
れる． 失一』１二赳 平均一次粒径２０〜４０ｌｌＩμの湿式シリカ（日本シ
リカ■、ニツプシールＥ２２０Ａ）を用い，ジメチルジ
ク口ルシランとトリメチルモノクロルシランとの混合ガ
ス（１　：　１）により、４００℃、Ｎ２ガスの存在下
に気相反応により，湿式シリカを疎水化処理するととも
に二次凝集体とした。このとき、疎水化時の撹拌の強弱
によって、光透過法による平均粒度の異なるシリカ粒子
を得た。

このシリカ粒子を５〜２０μに分級された下記組成のト
ナーに１．０重量添加して本発明のトナーを得た。

ポリエステル樹脂　　　　　８５重景％ポリプロピレン
ワックス　　５重量％ カーボンブラック　　　　　　９重量％電荷制御剤　　
　　　　　　１重量％ さらに、これに平均粒度７０μのシリコーンレジンコー
トフェライトキャリアを４．０重景％濃度となるように
混合し、京セラ製レーザービームプリンタＦ−８００を
用い画像実験を行なった。

以下に、評価方法および結果を示す．なお、実験Ｎａ　
６のドット抜けは、シリカ粒度が大きく、感光体の潜像
部にシリカが付着したために発生したものである。

（１）ドラムフィルミング ２ドットラインのタテパターンを１０ｍｓごとに形威し
、５０００枚連続ランニングを行なって、べ夕画像部の
白抜けをＩ！察した。

０：白抜け無し Δ：小さい白点となって抜ける ×：白線となって白抜けが発生する （２）画像のカブリ 限度見本にて，カブリを判定した。

Ｏ：目視ではカブリが見られない Δ：目視でカブリが判別できる ×：全面に強いカブリが発生する （３）初期ドット抜け Ｏ：ドット抜けが発生せず Ｘ：ドット抜けが発生

【図面の簡単な説明】

第ＩＡ図および第ＩＢ図は、本発明における二次凝集体
の生成を模式的に示す説明図である．第ＩＡ図 （処 埋 前） 第 Ｂ図 （二次２Ｉ集ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、疎水化された湿式シリカの二次凝集体からなる平均
   粒度１μ以上のシリカ粒子を含有することを特徴とする
   静電荷像現像用トナー。