JPH1039534A - 非磁性一成分トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、非磁性一成分現像装置に適用した場
合、カブリが少ない、文字抜けがない、黒ベタ再現性に
優れ、転写性が良好な画像特性と耐スリーブ融着性、耐
フィルミング性に優れる長寿命の非磁性一成分トナーを
提供する。 【構成】表面がアミノシランで処理されたＢＥＴ法によ
る比表面積が３５〜６５ｍ²／ｇのシリカＡ及び表面が
疎水化処理剤で処理されたＢＥＴ法による比表面積が９
０〜２５０ｍ²／ｇのシリカＢが、少なくとも結着樹脂
及び着色剤からなるトナー粒子表面に付着してなり、シ
リカＡの付着量が０．３〜１．０重量％、かつシリカＢ
の付着量が０．１〜０．５重量％であることを特徴とす
る非磁性一成分トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法等により感光
体上に形成する静電潜像の現像に用いる非磁性一成分ト
ナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真法等に使用される現像
方式としては、結着樹脂を主成分とする絶縁性微粉末、
すなわち絶縁性トナーと磁性キャリアとを摩擦により帯
電させ、感光体上に形成した静電潜像を磁気ブラシによ
り現像する二成分現像方式と、磁性トナーのみからなる
一成分トナーで現像する磁性一成分現像方式および非磁
性のトナーからなる非磁性一成分トナーを現像スリーブ
上に薄層で形成させ、感光体と接触又は非接触で現像す
るいわゆる非磁性一成分現像方式が知られている。 こ
の非磁性一成分現像方式では、良好な可視画像を得るた
め二成分現像方式と同様に、非磁性一成分トナーに十分
な帯電量を付与することが必要であり、また、現像スリ
ーブ上の非磁性一成分トナーの厚さを均一にコントロー
ルすることが不可欠である。そして、このような特性を
得るために、現像スリーブにトナー層規制とトナーへの
帯電付与の目的のためゴム又は金属製のブレード部材を
圧接して用いることが多い。また、非磁性一成分トナー
に対して、含金アゾ染料などの帯電制御剤を含有させる
ことで比較的高い電荷を持たせていることも提案されて
いる。しかしながら、現像スリーブに圧接したブレード
部材の圧接力が低いとトナーへの電荷付与が不足し充分
な画像濃度が得られない、又はカブリが多い等の問題が
生じていた。逆に、圧接力が高いと、トナーへの電荷付
与は充分となり先の問題は解消されるが、現像が繰り返
し行われるうちにブレード部材や現像スリーブ表面の磨
耗が著しくなり、それらの表面に凹凸が発生し、この凹
凸のためにトナーがブレード部材と現像ローラ間を通過
する際に与えられる力が不均一となったり、部分的に現
像剤層が厚くなるなどして、トナーが必要とする電荷量
が不足してしまい、画像上に濃度ムラやカブリを発生さ
せていた。また、現像スリーブにトナーが圧接力あるい
は熱により融着する現象、いわゆるスリーブ融着するこ
とがあった。また、潜像を形成する感光体上に未転写ト
ナーが多く残存すると、感光体に圧接するクリーニング
部材の圧接力を上げることになり、感光体表面にトナー
が融着するフィルミング現象が発生することがあった。
また、近年上記感光体は廃棄の際に環境に優しい有機半
導体を使用し、耐久性に優れた負極性有機感光体が多用
されている。この場合、負極性有機感光体を使用するプ
リンターにおいては反転現像に基づく負極性コロナ放電
及び負極性トナーが使用される。負極性コロナ放電では
オゾンが発生し易く、その使用環境を改善する面から正
極性感光体の使用が望まれている。正極性感光体には正
極性トナーが使用されるが、負極性トナー同様に画像濃
度、カブリ、正帯電性、転写効率、連続プリントでの黒
ベタ再現性、スリーブ融着等の問題があった。トナーへ
の正極性付与を補助するため、特公昭５３−２２４４７
ではアミノシラン処理した金属酸化物微粉末を使用す
る、特開昭５８−２１６２５２ではアミノシランと疎水
化処理剤で処理された金属酸化物微粉末を使用する、特
開平２−１３５４６１では特定の第３級アミノ基を有す
るアミノシランカップリング剤で処理されたシリカ微粉
末を使用するトナー等の技術が、また特開平８−１５８
９０には２種類の粒子径の異なるシリカを併用すること
でカブリ、ゴーストのない高画質トナーの技術が提案さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
非磁性一成分現像方式の問題に鑑みなされたものであっ
て、非磁性一成分現像方式において、カブリが少ない、
文字抜けのない、黒ベタ再現性に優れた安定した画像が
得られる長寿命の非磁性一成分トナーを提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面がアミノ
シランで処理されたＢＥＴ法による比表面積が３５〜６
５ｍ²／ｇのシリカＡ及び表面が疎水化処理剤で処理さ
れたＢＥＴ法による比表面積が９０〜２５０ｍ²／ｇの
シリカＢが、少なくとも結着樹脂及び着色剤からなるト
ナー粒子の表面に付着してなり、該トナー粒子に対する
シリカＡの付着量が０．３〜１．０重量％、かつシリカ
Ｂの付着量が０．１〜０．５重量％であることを特徴と
する非磁性一成分トナーである。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
非磁性一成分トナーに使用するアミノシランで処理され
たシリカＡの処理剤としては、取扱いが容易で反応性の
良いアミノシラン系カップリング剤が好適である。該ア
ミノシランで表面処理されたシリカＡは、そのＢＥＴ法
による比表面積が３５〜６５ｍ²／ｇのものである。６
５ｍ²／ｇより大きい場合は、文字抜けが発生し、フィ
ルミング、スリーブ融着が発生しやすい。一方、３５ｍ
²／ｇよりも小さい場合はトナー粒子へ付着し難い。ま
た、シリカＡは後記アミノシラン以外の疎水化処理剤と
併用して処理してもかまわない。前記アミノシラン系カ
ップリング剤としては、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）−
γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニ
リノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。ま
た、シリカＢの疎水化処理剤としては前述したアミノシ
ラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、チタ
ン系カップリング剤、アルミ系カップリング剤、変性シ
リコーンオイル、その他の高分子化合物等が好適に使用
される。該変性シリコーンオイルとしては、アミン変性
シリコーンオイル、側鎖に窒素原子を少なくとも１つ以
上含有するオルガノ基を有する変性シリコーンオイル等
が、その他の高分子化合物としては第４級アンモニウム
塩ポリマーが挙げられる。これらの疎水化処理剤の中で
も、特に帯電性付与力の高い第４級アンモニウム塩ポリ
マーとアミン変性シリコーンオイルが好ましく使用され
る。これらの疎水化処理剤で表面処理されたシリカの具
体例としては、ワッカーケミカル社の商品名ＨＶＫ−２
１５０、Ｈ−２０５０ＥＰ、Ｈ−３０５０ＥＰ等が挙げ
られる。該疎水化処理剤で表面処理されたシリカＢは、
ＢＥＴ法による比表面積が９０〜２５０ｍ²／ｇのもの
である。２５０ｍ²／ｇより大きい場合はシリカが凝集
し易くなり、流動化剤等の性能を十分発揮できないばか
りか、コスト高となり実用上問題となる。一方９０ｍ²
／ｇよりも小さい場合はトナー粒子の流動性向上作用が
少なく現像スリーブ上に均一な現像剤層が生成し難く本
発明の目的を達成することができない。トナー粒子に対
するシリカＡの付着量はトナー粒子に対して０．３〜
１．０重量％、シリカＢの付着量は、トナー粒子に対し
て０．１〜０．５重量％となるような割合で添加するこ
とが必要である。シリカＡが０．３重量％未満では文字
抜けが発生し、フィルミング、スリーブ融着が発生しや
すい。一方、１．０重量％より多いと遊離シリカが発生
しやすく均一な帯電性が得られない、また画像にカブリ
が発生しやすい。また、シリカＢが０．１重量％未満で
は、トナーの流動性の悪化、連続プリントでの黒ベタ再
現性の悪化、スリーブ上に均一なトナー層が形成できな
い問題がある。０．５重量％より多いと高温高湿、低温
低湿度環境でのトナーの環境依存性が悪化する。

【０００６】シリカＡ及びシリカＢをトナー粒子に付着
させる方法としては、タービン型攪拌機、ヘンシェルミ
キサー、スーパーミキサー等の一般的な攪拌機を用いる
方法、あるいは表面改質機と呼ばれる装置（奈良機械製
作所社製のナラ・ハイブリダイゼーション・システム、
ホソカワミクロン社製のオングミル等）を用いる方法が
ある。また、トナー粒子表面上のシリカは、トナー粒子
に対してまぶしと呼ばれる弱い付着状態で形成されてい
てもよいし、シリカがトナー粒子にその一部が埋没され
た付着状態で形成され、固定化されていてもよい。な
お、シリカのＢＥＴ比表面積は、Ｎ₂ガスを用いて測定
した。

【０００７】本発明におけるトナー粒子は、少なくとも
結着樹脂及び着色剤からなり、その他ポリプロピレンや
ポリエチレン等のオフセット防止剤、帯電制御剤、流動
性改善用滑剤等を適宜分散含有せしめ、その平均粒子径
は５〜２０μｍの範囲で溶融混練粉砕法や重合法により
製造するものである。上記結着樹脂としては、スチレ
ン、α−メチルスチレン、クロルスチレン等のスチレン
類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、ア
クリル酸アルキルエステル等のアクリル酸エステル類、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチ
ル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸グリシジ
ル、メタクリル酸アルキルエステル等のメタクリル酸エ
ステル類、アクリロニトリル、マレイン酸、マレイン酸
エステル、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、塩
化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチル
ケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテ
ル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル
等のビニル単量体等を単独重合したもの、又は共重合し
たスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。また着色剤
としては、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコ
オイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブル
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、フタロシアニンブルー、マラカイ
トグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベン
ガルおよびこれらの混合物、その他を挙げることができ
る。これらの着色剤は、十分な濃度の可視像が形成され
るに十分な割合で含有されることが必要であり、結着樹
脂１００重量部に対して１〜２０重量部程度の割合とさ
れる。また帯電制御剤としては、含金属錯塩染料、ニグ
ロシン染料、第４級アンモニウム塩、トリフェニルメタ
ン系制御剤、樹脂系制御剤等を挙げることができる。

【０００８】なお、本発明の非磁性一成分トナーは正極
性感光体を使用する非磁性一成分現像装置に使用される
ことが好ましい。正極性感光体には有機感光体、アモル
ファスシリコン感光体、セレン感光体等があるが、廃棄
等環境に優しい有機感光体及びアモルファスシリコン感
光体が好適である。また、現像装置は、非磁性一成分ト
ナーを担持して搬送する表面がゴム又は金属製の現像ス
リーブと、該現像スリーブに近接又は圧接されて設けら
れた表面がゴム又は金属製のブレード部材とを少なくと
も有し、該現像スリーブに非磁性一成分トナーを供給
し、ブレード部材によりトナー薄層を形成するように塗
布するとともに電荷を与え、静電潜像を保持する感光体
に現像スリーブを接触又は非接触状態で近接し、該静電
潜像を現像し、ついで用紙に転写を行うものである。本
発明のトナーはブレード部材の材質、トナーを構成する
帯電制御剤を選択することにより、正極性トナーであっ
てもよいし、負極性トナーであってもよい。この極性に
より、正転現像方式、反転現像方式いづれにも適用でき
る。

【０００９】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。な
お、実施例において部とは重量部を示す。 実施例１ 上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１１
μｍのトナー粒子を得た。ＢＥＴ比表面積が５０ｍ²／
ｇの親水性シリカ（日本アエロジル社製Ｎｏ．５０）を
γ−アミノプロピルトリエトキシシランにて処理してシ
リカＡを得た。得られたシリカＡのＢＥＴ比表面積は４
６ｍ²／ｇであった。該トナー粒子に対して０．５重量
％のシリカＡを添加し、ヘンシェルミキサーにて５分間
攪拌混合した後、更にＢＥＴ比表面積が１２０ｍ²／ｇ
のシリカＢ（ワッカーケミカル社製 商品名：ＨＶＫ−
２１５０）０．３重量％を添加し２分間攪拌混合して本
発明の非磁性一成分トナーを得た。

【００１０】実施例２ 実施例１のシリカＡを０．３重量％かつシリカＢを０．
１重量％に変更した以外は実施例１と同様にして本発明
の非磁性一成分トナーを得た。

【００１１】実施例３ 実施例２のシリカＢを０．５重量％に変更した以外は実
施例２と同様にして本発明の非磁性一成分トナーを得
た。

【００１２】実施例４ 実施例２のシリカＡを１．０重量％に変更した以外は実
施例２と同様にして本発明の非磁性一成分トナーを得
た。

【００１３】実施例５ 実施例２のシリカＡを１．０重量％に、シリカＢを０．
５重量％に変更した以外は実施例２と同様にして本発明
の非磁性一成分トナーを得た。

【００１４】実施例６ 実施例１のγ−アミノプロピルトリエトキシシランの代
わりにジオクチルアミノプロピルトリメトキシシランで
親水性シリカをアミノシラン処理した（得られたシリカ
のＢＥＴ比表面積は４５ｍ²／ｇであった。）以外は実
施例１と同様にして本発明の非磁性一成分トナーを得
た。

【００１５】実施例７ 実施例１のシリカＢ（ＨＶＫ−２１５０）の代わりにヘ
キサメチレンジシラザンで疎水化処理されたシリカＢ
（ワッカーケミカル社製商品名：Ｈ２０００／４）を使
用した以外は実施例１と同様にして本発明の非磁性一成
分トナーを得た。

【００１６】比較例１ 実施例１のシリカＡを使用しない以外は実施例１と同様
にして比較用の非磁性一成分トナーを得た。

【００１７】比較例２ 実施例１のシリカＡを使用することなく、かつシリカＢ
を１．０重量％に変更した以外は実施例１と同様にして
比較用の非磁性一成分トナーを得た。

【００１８】比較例３ 実施例１のシリカＡを１．５重量％に変更した以外は実
施例１と同様にして比較用の非磁性一成分トナーを得
た。

【００１９】比較例４ シリカＡを１．５重量％に、かつシリカＢを１．０重量
％に変更した以外は実施例１と同様にして比較用の非磁
性一成分トナーを得た。

【００２０】比較例５ 実施例１のシリカＢを使用しない以外は実施例１と同様
にして比較用の非磁性一成分トナーを得た。

【００２１】比較例６ 実施例１に使用した親水性シリカをＢＥＴ比表面積が２
００ｍ²／ｇの親水性シリカ（日本アエロジル社製Ｎ
ｏ．２００）に置換して、アミノシラン処理シリカを得
た。得られたシリカのＢＥＴ比表面積は１７５ｍ²／ｇ
であった。シリカＡの代わりに該アミノシラン処理シリ
カを使用した以外は実施例１と同様にして比較用の非磁
性一成分トナーを得た。

【００２２】比較例７ 実施例１で使用したシリカＡの代わりにアミノシラン処
理を行わない親水性シリカ（日本アエロジル社製、商品
名：Ｎｏ．５０）を使用した以外は実施例１と同様にし
て比較用の非磁性一成分トナーを得た。

【００２３】実施例及び比較例で得られた非磁性一成分
トナーを正極性有機感光体を有する非磁性一成分現像装
置であるレーザープリンター（三洋電機社製 商品名：
ＳＰＸ−３０４）にて撮像し、画像特性（画像濃度、カ
ブリ、文字抜け）、転写性、黒ベタ再現性を評価した。
画像濃度はマクベス社製反射濃度計ＲＤ−９１４、カブ
リは日本電色工業社製色差計Ｚ−１００１ＤＰ、転写性
は黒ベタ印字・転写後の感光体上の未転写トナーをメン
ディングテープで転写し、その濃度をマクベス社反射濃
度計ＲＤ−９１４にて測定した。文字抜けは文字パター
ンの連続１０枚印字、黒ベタ再現性は黒ベタ連続１０枚
印字を目視にて評価した。また、２００００枚の連続プ
リント試験を行い、耐スリーブ融着性、耐フィルミング
性を目視にて評価した。

【００２４】上記結果を表１に示した。表１によれば本
発明のトナーは画像濃度において１．３８以上、カブリ
が０．７６以下で、黒ベタ再現性、文字抜け、転写性及
び耐スリーブ融着性が良好であった。また、フィルミン
グは発生していなかった。これに対して、比較例５は画
像濃度が低く、比較例２，３，４，６はカブリが高く、
また比較例１，６，７は文字抜けが激しく画像特性に問
題があった。比較例１，２，３，６は未転写トナーが多
く転写性に問題があり、比較例５は黒ベタ追従性に問題
があった。比較例１，２，６は現像スリーブに融着が発
生した。

【００２５】

【表１】

【発明の効果】本発明の非磁性一成分トナーは、非磁性
一成分現像装置に適用した場合、カブリが少ない、文字
抜けがない、黒ベタ再現性に優れ、転写性が良好な画像
特性が得られ、耐スリーブ融着性、耐フィルミング性に
優れるという作用効果を奏するものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面がアミノシランで処理されたＢＥＴ
   法による比表面積が３５〜６５ｍ²／ｇのシリカＡ及び
   表面が疎水化処理剤で処理されたＢＥＴ法による比表面
   積が９０〜２５０ｍ²／ｇのシリカＢが、少なくとも結
   着樹脂及び着色剤からなるトナー粒子の表面に付着して
   なり、該トナー粒子に対するシリカＡの付着量が０．３
   〜１．０重量％、かつシリカＢの付着量が０．１〜０．
   ５重量％であることを特徴とする非磁性一成分トナー。
2. 【請求項２】 正極性感光体を使用する非磁性一成分現
   像方式に使用することを特徴とする請求項１記載の非磁
   性一成分トナー。
3. 【請求項３】 シリカＢの疎水化処理剤が、第４級アン
   モニウム塩ポリマーまたはアミン変性シリコンオイルで
   あることを特徴とする請求項１記載の非磁性一成分トナ
   ー。