(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式法にて製造されたシリカ（乾式シリカ）を正帯電極性基を有するカップリング剤を用いて正帯電極性基を導入すると共にシリコーンオイルを用いて疎水化処理を行ったシリカ微粉末と、湿式法にて製造されたシリカ（湿式シリカ）を正帯電極性基を有するカップリング剤を用いて正帯電極性基を導入すると共にシリコーンオイルを用いて疎水化処理を行ったシリカ微粉末とを併用して、トナー粒子に外添したことを特徴とする正帯電現像剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式で用いられる現像剤に関するものであり、特に、正帯電性の現像剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真現像法においては、静電潜像を可視化して又は静電潜像を反転現像により可視化して高品質な画像を得ている。
一般にこれらの現像法に適用するトナーとしては、バインダーとしての熱可塑性樹脂に着色剤や帯電制御剤としての染料・顔料や、離型剤としてのワックス、磁性材料を混合して混練、粉砕、分級を行い平均粒径４〜１５μｍのトナー粒子としたものが用いられる。そして一般的には、トナーに流動性を付与したり、クリーニング性を向上させたりするために、シリカや酸化チタン等の無機微粉末が添加される。
【０００３】
これらの無機微粉末は親水性が高く、その結果トナーの流動性や帯電立ち上がり性が湿度の影響で変化する。このような環境条件の影響を防ぐため、これらの無機微粉末の表面を疎水化剤で処理したり、極性基を導入するのが普通である。極性基導入としてアミノシランで処理した金属酸化物を用いた現像剤の一例は、例えば特開昭５２−１３５７３９号公報、特開昭５６−１２３５５０号公報に開示されている。この方法によると、アミノシランのアミノ基により強い正帯電性を示す現像剤が得られる。
【０００４】
また、疎水性シリカ微粒子に正帯電制御剤を吸着または染着させた現像剤の一例は、例えば特開昭５８−２１５２５２号公報、特開昭６３−７３２７１号公報、特開昭６３−７３２７２号公報に開示されている。この方法によると正帯電制御剤の効果により強い正帯電性を示す現像剤が得られる。
また、負帯電性極性基と正帯電性極性基の両方の基が表面に結合した無機微粒子を含有する非磁性１成分現像用トナーの一例は、例えば特開平２−６６５６４号公報に開示されている。この方法によるとトナーの帯電レベルの向上、帯電立ち上がり性、トナー流動性に優れた現像剤が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術は、次のような問題点を有していた。
アミノシランで処理した金属酸化物を用いた現像剤では、アミノシランが親水性であるため、高温高湿環境においてトナー流動性や帯電の安定性に問題があった。
また、疎水性シリカ微粒子に正帯電制御剤を吸着または染着させた現像剤ではトナー流動性、帯電立ち上がり及び安定性に問題があった。
また、負帯電性極性基と正帯電性極性基の両方の基が表面に結合した無機微粒子を含有する非磁性１成分現像用トナーでは、高温高湿環境下における帯電安定性、トナー流動性に問題があった。
本発明は、前述の問題点を解決するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の問題点を解決するために、本発明の正帯電現像剤は、乾式法にて製造されたシリカ（乾式シリカ）を正帯電極性基を有するカップリング剤を用いて正帯電極性基を導入すると共にシリコーンオイルを用いて疎水化処理を行ったシリカ微粉末と、湿式法にて製造されたシリカ（湿式シリカ）を正帯電極性基を有するカップリング剤を用いて正帯電極性基を導入すると共にシリコーンオイルを用いて疎水化処理を行ったシリカ微粉末とを併用して外添した点に特徴がある。本発明の正帯電現像剤は、上記のような構成をとることにより、正帯電極性基を導入し疎水化処理した乾式シリカにより帯電立ち上がり性、トナー流動性の環境変化をなくし、且つ、正帯電極性基を導入しシリコーンオイルで疎水化処理した湿式シリカにより帯電の経時安定性に優れた性能が得られ、飛躍的に現像剤の長寿命化が達成できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の正帯電現像剤は、電子写真方式で用いられる一般的なトナー粒子に、特定の表面処理が施された湿式シリカと乾式シリカとの２種類の外添用シリカを混合、外添することにより得られる。本発明の正帯電現像剤に用いる乾式法により製造されたシリカ（ヒュームドシリカ）の正帯電極性基導入は、正帯電極性基を有するカップリング剤を用いて行うことができ、疎水化処理はシリコーンオイルを用いて行うことができる。正帯電性極性基を有するカップリング剤としては、アミノシランカップリング剤、例えば以下の化１で示す化合物およびそれらの混合物が挙げられる。
【０００８】
【化１】
Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）2ＮＨ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3  
Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）2ＮＨ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＣＨ3）（ＯＣＨ3）2
Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）2ＮＨ（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3  
Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）2ＮＨ（ＣＨ2）2ＮＨ（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3  
Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3  
Ｃ6Ｈ5ＮＨ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
【０００９】
疎水化剤としては、例えば、以下の化２のようなシリコーンオイルを用いることができる。
【化２】
0003667967.tif 000002
＊ｎ：６〜８００
0003667967.tif 000003
＊ｘ：２０〜４００
ｙ：２０〜４００
0003667967.tif 000004
＊Ｒ：アルキル、アラルキル基
ｘ：２０〜４００
ｙ：２０〜４００
0003667967.tif 000005
＊ｘ：２０〜４００
ｙ：２０〜４００
【００１０】
また、湿式法により製造された湿式シリカ（コロイダルシリカ）の正帯電極性基の導入は、同様にアミノシランカップリング剤を用いて行うことができ、疎水化処理はシリコーンオイルを用いて行なうことができる。
【００１１】
以上のようなカップリング剤を用いてシリカ表面を処理する方法は種々あるが、例えば、次のような方法により実施することができる。
まず、カップリング剤をテトラヒドロフラン、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトンあるいはアセトン等の溶剤を用いて混合希釈し、シリカをブレンダー等で強制的に撹拌しつつカップリング剤およびシリコーンオイルの希釈液を滴下したり、スプレーしたりして添加し、充分混合する。次に得られた混合物をバット等に移してオーブンに入れ加熱し、乾燥させる。その後再びブレンダーにて撹拌し、充分に解砕する。このような乾式処理法のほかに、シリカをカップリング剤の有機溶剤液に浸漬して乾燥させたり、またはシリカを水中に分散してスラリー状にしたうえでカップリング剤およびシリコーンオイルの水溶液を滴下し、その後シリカを沈降させて加熱乾燥して解砕する、といった湿式による処理法もある。
【００１２】
乾式シリカの表面に対する正帯電極性基の導入量、すなわち乾式シリカに対する処理用カップリング剤の添加量は、シリカに対して３〜２５重量％の範囲が効果的であり、好ましくは５〜２０重量％である。また、乾式シリカに対する疎水化剤の添加量は、シリカに対して３〜２５重量％の範囲が効果的であり、好ましくは５〜２０重量％である。
湿式シリカの表面に対する正帯電極性基の導入量、すなわち湿式シリカに対する処理用カップリング剤の添加量は、シリカに対して３〜２５重量％の範囲が好適であり、好ましくは５〜２０重量％である。また、湿式シリカに対するシリコーンオイルの添加量は１〜２５重量％の範囲が効果的であり、好ましくは３〜２０重量％である。
【００１３】
本発明の正帯電現像剤は、トナー粒子に、上記の如き特定の処理が施された乾式シリカおよび湿式シリカを混合、外添することにより得られる。
本発明の正帯電現像剤におけるシリカ微粉末の添加量は、トナー粒子１００重量部に対して、乾式シリカ０．１〜１．２重量部（好ましくは０．２〜１．０重量部）、湿式シリカ０．１〜１．２重量部（好ましくは０．２〜１．０重量部）を外添するのが好適である。また乾式シリカと湿式シリカとの外添重比率は１／１０〜１０／１（重量比）が好適であり、好ましくは３／７〜７／３の範囲が好ましい。
本発明の正帯電現像剤の現像方式は特に問わず、また、一成分現像剤としても二成分現像剤としても利用できる。さらに、磁性トナー、非磁性トナーのいずれでもよく、通常のブラックトナーはもちろんのことカラー印刷用のカラートナーとして用いることもできる。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかように、本発明によれば、上記特定の表面処理を行った乾式シリカと湿式シリカを併用してトナーの外部添加剤として使用することにより、得られるトナーの帯電を立ち上がり特性が良好であり、且つ、耐久性、環境安定性に優れた正帯電特性を付与することができるので、良好な画像品質を長期間得る事ができる。
【００１５】
【実施例】
以下の各外添用シリカを製造した。
シリカａ（本発明の乾式シリカ）の製造
ヒュームドシリカ（アエロジル＃１３０；日本アエロジル社製）１００ｇをバイタミックスで撹拌しながら、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）2ＮＨ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3 ５ｇとジメチルシリコーンオイル５ｇをトルエン１５ｇに溶解した希釈溶液を徐々に滴下し、滴下後１０分間強く撹拌した。その後１５０℃の高温槽で加熱し、解砕を行い、シリカａを得た。
【００１６】
シリカｂ（本発明の乾式シリカ）の製造
ヒュームドシリカ（アエロジル＃１３０；日本アエロジル社製）１００ｇをバイタミックスで撹拌しながら、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3 ５ｇとメチルフェニルシリコーンオイル５ｇをトルエン１５ｇに溶解した希釈溶液を徐々に滴下し、滴下後１０分間強く撹拌した。その後１５０℃の高温槽で加熱し、解砕を行い、シリカｂを得た。
【００１７】
シリカｃ（本発明の乾式シリカ）の製造
ヒュームドシリカ（アエロジル＃１３０；日本アエロジル社製）１００ｇをバイタミックスで撹拌しながら、Ｃ6Ｈ5ＮＨ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3５ｇとアルキル変性シリコーンオイル５ｇをトルエン１５ｇに溶解した希釈溶液を徐々に滴下し、滴下後１０分間強く撹拌した。その後１５０℃の高温槽で加熱し、解砕を行い、シリカｃを得た。
【００１８】
シリカｄ（比較例の乾式シリカ）の製造
ヒュームドシリカ（アエロジル＃１３０；日本アエロジル社製）１００ｇをバイタミックスで撹拌しながら、ジメチルシリコーンオイル５ｇをトルエン１５ｇに溶解した希釈溶液を徐々に滴下し、滴下後１０分間強く撹拌した。その後１５０℃の高温槽で加熱し、解砕を行い、シリカｄを得た。
【００１９】
シリカｅ（比較例の乾式シリカ）の製造
ヒュームドシリカ（アエロジル＃１３０；日本アエロジル社製）１００ｇをバイタミックスで撹拌しながら、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）2ＮＨ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3 ５ｇをトルエン１５ｇに溶解した希釈溶液を徐々に滴下し、滴下後１０分間強く撹拌した。その後１５０℃の高温槽で加熱し、解砕を行い、シリカｅを得た。
【００２０】
シリカｆ（本発明の湿式シリカ）の製造
トルエン１００ｍｌ中にＨ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3 ５ｇ及びメチルハイドロジェンシリコーンオイル５ｇを溶解させた後、コロイダルシリカ（ＮｉｐｓｉｌＥ−２００；日本シリカ社製）１００ｇを浸漬させた混合溶液とし、混合溶液を撹拌した後１２０℃で加熱、乾燥を行い、ピンミルを用いて解砕してシリカｆを得た。
【００２１】
シリカｇ（本発明の湿式シリカ）の製造
トルエン１００ｍｌ中にＨ2Ｎ（ＣＨ2）2ＮＨ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3 ５ｇ及びメチルフェニルシリコーンオイル５ｇを溶解させた後、コロイダルシリカ（ＮｉｐｓｉｌＥ−２００；日本シリカ社製）１００ｇを浸漬させた混合溶液とし、混合溶液を撹拌した後１２０℃で加熱、乾燥を行い、ピンミルを用いて解砕してシリカｇを得た。
【００２２】
シリカｈ（比較例の湿式シリカ）の製造
トルエン１００ｍｌ中にアルキル変性シリコーンオイル５ｇを溶解させた後、コロイダルシリカ（ＮｉｐｓｉｌＥ−２００；日本シリカ社製）１００ｇを浸漬させた混合溶液とし、混合溶液を撹拌した後１２０℃で加熱、乾燥を行い、ピンミルを用いて解砕してシリカｈを得た。
【００２３】
シリカｉ（比較例の湿式シリカ）の製造
トルエン１００ｍｌ中にＣ6Ｈ5ＮＨ（ＣＨ2）3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3５ｇを溶解させた後、コロイダルシリカ（ＮｉｐｓｉｌＥ−２００；日本シリカ社製）１００ｇを浸漬させた混合溶液とし、混合溶液を撹拌した後１２０℃で加熱、乾燥を行い、ピンミルを用いて解砕してシリカｈを得た。
以上シリカａ〜ｉのシリカ原体とカップリング剤の種類及び量を表１に、ブローオフ帯電量と疎水化度を表２にまとめた。なお、対照用として未処理のシリカ原体（ｒｅｆ１，ｒｅｆ２）を用いた。
【００２４】
【表１】
0003667967.tif 000006
【００２５】
【表２】
0003667967.tif 000007
【００２６】
疎水化度は以下の方法で測定した。
２００ｍｌビーカーに純水５０ｍｌを入れ、シリカ０．２ｇを添加する。ビーカーを撹拌しながらビューレットを用いて無水硫酸ナトリウムで脱水したメタノールを滴下し、液面上にシリカの存在が認められなくなった時点を終点として、滴下したメタノール量から下式の数１により疎水化度を算出した。
【００２７】
【数１】
疎水化度（％）＝（Ｘ／（５０＋Ｘ））×１００
＊式中Ｘはメタノール滴下量（ｍｌ）
【００２８】
実施例１〜９
スチレン／アクリル樹脂(軟化点：１２３℃、Ｔｇ：６５℃)    １００重量部
針状マグネタイト                                            ５０重量部
電荷制御剤（ＴＰ−４１５；保土ケ谷化学社製）                  ４重量部
ワックス（ビスコールＴＳ−２００；三洋化成工業社製）      ２．５重量部
【００２９】
以上の組成物を通常知られている方法によって混合、混練、粉砕、分級し、平均粒径が１０μｍで７〜１３μｍの範囲に８０ｗｔ％分布するトナー粒子とした。
前記トナー粒子に対し表３に示す組成でシリカ１およびシリカ２を添加した後、京セラ製プリンター（ＦＳ−３７００）に組み込んで画像出力を行い、初期、３０万枚印字後、高温高湿環境にて下記に示す項目を評価し、表４にまとめた。
【００３０】
（１）ソリッド画像濃度（マクベス反射濃度計で測定）
○：１．３以上
△：１．２以上１．３未満
×：１．２未満
（２）地肌カブリ（目視判断）
○：カブリは良好
△：ややカブリを生じている
×：カブリはひどい
（３）帯電量（ブローオフ帯電量）
【００３１】
【表３】
0003667967.tif 000008
【００３２】
【表４】
0003667967.tif 000009