JPH02217866A - 負帯電性の電子写真用現像剤 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷、磁気記録等
における潜像を現像するための現像剤に関する。さらに
詳しくは、直接または間接電子写真現像方法において、
均一に負電荷に帯電し、正の静電荷像を可視化して、高
品質な画像を与える電子写真用現像剤に関する。

〔従来の技術〕

従来電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９１
号明細書等、多数の方法が知られているが、一般には光
導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気
的潜像を形成し、次いで該潜像を現像粉（以下トナーと
称す）を用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にト
ナー画像を転写した後、加熱、圧力あるいは溶剤蒸気な
どにより定着し複写物を得るものである。またトナー画
像を転写する工程を有する場合には、通常、感光体上の
残余のトナーを除去するための工程が設けられる。

電気的潜像をトナーを用いて可視化する現像方法は、例
えば米国特許第２，８７４，０６３号明細書に記載され
ている磁気ブラシ法、同２，６１８，５５２号明細書に
記載れているカスケード現像法および同２．２２１．７
７６号明細書に記載されている粉末雲法。

米国特許第３，９０９，２５８号明細書に記載されてい
る導電性の磁性トナーを用いる方法などが知られている
。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来、天然
あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉末が
使用されている。例えば、ポリスチレンなどの結着樹脂
中に着色剤を分散させたものを１〜３０μ程度に微粉砕
した粒子がトナーとして用いられている。磁性トナーと
してはマグネタイトなどの磁性体粒子を含有せしめたも
のが用いられている。いわゆる二成分現像剤を用いる方
式の場合には、トナーは通常ガラスピーズ、鉄粉などの
キャリアー粒子と混合されて用いられる。

このような乾式現像用トナーには、　一般に荷電制御剤
が使用されている。荷電制御剤は、含金属錯塩、染料な
どの有機系化合物が主として用いられる。これらは通常
、熱可塑性樹脂に添加され、加熱溶融分散し、これを微
粉砕して、必要に応じて適当な粒径に調整され、トナー
が製造される。しかしながら、これらの荷電制御剤は、
構造が複雑で性質が一定していなく、安定性に乏しい。

また、熱混練時の分解、機械的衝撃、摩擦、温湿度条件
の変化、などにより分解または変質し易く、荷電制御性
が低下する現象を生じやすい。

従って、これらの荷電制御剤を用いたトナーを複写機に
用い現像すると、複写回数の増大に従い、荷ＴＬ制御剤
が分解あるいは変質し、耐久中にトナーの劣化を引き起
こすことがある。

また、荷電制御剤の多くは、極性基を有しているために
、樹脂中への分散不良になり、溶融混練後、粉砕したと
きに、制御剤がトナー表面に露出する。従って高湿条件
下での該トナーの使用のときには、これらの制御剤が極
性基を有するがために良質の画像が得られないという欠
点を有している。

このように、従来の荷電制御剤をトナーに用いた際には
、トナー粒子間において、あるいはトナーとキャリヤー
間、トナーとスリーブのごときトナー担持体間において
、トナー粒子表面に発生する電荷量にバラツキを生じ、
現像かぶり、トナー飛散、キャリヤー汚染等の障害が発
生しやすい。またこの障害は、複写枚数を多く重ねた際
に顕著な減少となって表われ、実質上、複写機には適さ
ない結果となる。

さらに、高湿条件下においては、トナー画像の転写効率
が著しく低下し、使用に耐えないものが多い。また、常
温常湿においてさえも、該トナーを長期保存した際には
、用いた荷電制御剤の不安定性のために変質を起し、使
用不可能になる場合もある。

さらに、多くの現像剤は、長期間にわたり潜像を忠実に
再現するのに好ましい特性を保持し得ない。初めは望ま
しい性能を示すものも、長期間の連続使用で初期の特性
を保持せず、使用に耐えないものになってしまう。また
カブリを生じ、線画の複写においてエツジ周辺のトナー
の飛び散りを生じ、画像濃度も低下する。他の欠点とし
ては、高温高湿度の環境条件下で、現像、転写を行う際
に、画像濃度の低下、線画の飛び散り、白抜け、カブリ
などを生ずる。

このような欠点を解決する方法として、特開昭５５−１
２００４１号や、特開昭５９−３４５３９号等に、疎水
性コロイダルシリカを添加し、トナーに高い流動性を付
与し、かつ帯電性を均一にする方法が開示されている。

具体的には、例えば、シリカ微粉体とジメチルジクロル
シラン、ヘキサメチルジシランザン、シリコーンオイル
等の有機ケイ素化合物とを反応させ、シリカ微粉体表面
のシラノール基を有機基で置換し、疎水化したシリカ微
粉体が用いられている。これらのうちでも、疎水化処理
として、シリコーンオイル処理が好ましく、十分な疎水
性を示し、かつ、トナーに含有された時に優れた特性を
トナーに付与するようになるが、シリコーンオイル処理
シリカ微粉体は、電気抵抗が高いために長期間の縁り返
し複写においてトナーの荷電量が大きくなりすぎ、濃度
低下を招くという欠点を有し、特に、低湿下でこの傾向
が顕著である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、低湿下で、長期にわたり綬り返し複写
をした際にも、帯電特性の変化のない正帯電性の現像剤
を提供することにある。

本発明の更なる目的は、温度、湿度の変化に影響されな
い安定した画像を再現する正帯電性の現像剤、特に高湿
時および低湿時の転写時の飛び散りゃ、転写抜けなどの
ない転写効率の高い現像剤を提供することにある。

さらに他の目的は、長期間の保存でも初期の特性を維持
する保存安定性に優れた現像剤を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 即ち本発明ば、下記式（Ｉ）で示されるシリコーンオイ
ルで処理されたカーボンブラックを含有することを特徴
とする現像剤である。

（ここでＲは水素またはメチル基を表わす。）本発明に
おいて現像剤の一構成成分をなすカーボンブラックとし
ては、粒子径がＩθ〜７０　ｍμのものが好ましく使用
でき、そのなかでも、導電性ファーネスブラックやオイ
ルファーネスブラック等がとくに好ましい。

上記のシリコーンオイルのなかでも、２５℃における粘
度が１００ｃｐｓ以下のものがカーボンブラックの処理
用として適している。

本発明において、シリコーンオイルのカーボンブラック
に対する添加量としては、カーボンブラック１００重量
部に対して５〜５０重量部が好ましく、加温下で処理す
ると特に優れた効果が得られる。

一方、本発明の処理カーボンブラックの適用量としては
、現像剤に対して０．０１−１０胃１１のときに効果を
発揮し、特に好ましくは０．０５〜３ｗｔ！に添加した
際に優れた安定性を有する負帯電性の現像剤が得られる
。

本発明で使用できるトナーの結着樹脂としては既知の樹
脂、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およびその置換体の
単重合体；スチレン−Ｐ−クロルスチレン共重合体、ス
チレン−アクリル酸ブチル共重合体、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−アクリル酸オクチル共重合体、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、スチレン−αクロルメタ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−ブタジェン共重合体、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、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
リアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂
、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂
、詣肪族又は詣環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、
塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが単独ある
いは混合して使用できる。

本発明においては、これらの樹脂のなかでもスチレン−
アクリル系共重合体が好ましく用いられ、特にスチレン
−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体、スチレン−メタアク
リル酸ｎ−ブチル共重合体、スチレンアクリル酸−２−
エチルヘキシル共重合体等が好ましく用いられる。

トナーに使用される着色材としては公知の染顔料１例え
ばカーボンブラック、フタロシアニンブルー、インダン
スレンブル−、ピーコックブルー、パーマネントレッド
、レーキレッド、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。

トナーを磁性トナーとして用いるために、磁性粉を含有
せしめてもよい。このような磁性粉としては、磁場の中
に置かれて磁化される物質が用いられ、鉄、コバルト、
ニッケルなどの強磁性金属の粉末もしくはマグネタイト
、γ−酸化鉄、フェライトなどの合金や化合物がある。

この磁性粉の含有量はトナー重量に対して！５〜７０ｗ
ｔ！にである。

また、本発明のトナーには、必要に応じて荷電制御剤を
添加せしめることも可能であり、そのような荷電制御剤
としては、モノアゾ染料の金属錯塩、サリチル酸系化合
物の金属錯塩等の負荷電制御剤が用いられる。

本発明の現像剤は種々の現像方法に適用することが可能
である。例えば、磁気ブラシ現像方法、カスケード現像
方法、米国特許第３，９０９，２５８号明細書に記載さ
れた導電性磁性トナーを用いる方法、特開昭５３−３１
１３６号公報に記載された高抵抗磁性トナーを用いる方
法、特開昭５４−４２１２１号公報、同５５−１８６５
８号公報、同５４−４３０２７号公報などに記載された
方法、ファーブラシ現像方法、パウダークラウド法、タ
ッチダウン現像法、インプレフシラン現像法などがある
。

また本発明の現像剤は、コロナ放電１１Ｆ電器、当接ロ
ーラー帯電器等により発生する電界を用いる静電転写方
法に好適に用いられる。

（実施例〕 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

叉ム側」 スチレン−アクリル酸ブチル（共重合体比＝８＝２）共
重合体１００重量部、磁性体としてマグネタイト６０重
量部、離型剤としてポリプロピレンワックス４重量部、
荷電制御剤としてモノアゾ染料のクロム錯塩２重量部を
混合して、該混合物を１４５℃に加熱した２軸ルーダ−
にて溶融混練した後に、冷却し、冷却物を機械式粉砕機
にて開口径２ｍａｔの金網を通過する程度まで粗粉砕し
、次いで風力式粉砕機シェドミルにてｌＯμ程度まで微
粉砕した。微粉砕品を風力式分級機・アルビネ１００Ｍ
ＺＲにて体積平均粒径がＩＩ〜１３μとなるように粉級
し、正荷電性の黒色粉末を調整した。

一方、粒子径がおよそ３０ｍμの導電性ファーネスブラ
ック　１００重量部を激しく攪拌しながら、ジメチルポ
リシロキサン（２５℃における粘度が４０ｃｐｓ　）　
１５重量部をキシレンにて４倍に希釈した液を噴霧する
。さらに攪拌を続けながら、攪拌槽を約２８０℃まで昇
温し、　２時間保持する。その後、冷却し、ジメチルポ
リシロキサン処理カーボンブラックを得た。

前記黒色粉末に上記のジメチルポリシロキサン処理カー
ボンブラックを０．４ｗｔ９＆添加し、現像剤とした。

この現像剤を市販の複写機（商品名、ＮＰ−７５５０、
キャノン社製）に適用した。カブリのない鮮明な画像が
得られ、画像反射濃度は１．３５であった。さらに、現
像剤の低温下での耐久性を調べるために、２０℃、　５
ＲＨｔ下で、画像面積率２ｔの原稿をオリジナルとして
、１０万枚の繰り返し複写を行なったところ、初期と遜
色のないが像が得られ、現像剤の帯電量も８μｃ／ｇ前
後を推移し、摩擦帯電性も安定していた。尚、現像剤の
帯電量は、現像機からトナーのみをファラデー・ゲージ
中に吸収し、測定した。

一方、高湿環境（３０℃、９０ＲＨ！ｋ　）下でも、画
像濃度は１．２４でカブリ等の問題のない画像が得られ
た。

また、種々の環境下でも良好な転写性を示し、白抜けや
、線・画の′飛び散りは認められなかった。

実力１外１ 粒子径がおよそ　１３ｍμのオイルファーネスブラック
　１００重量部に、メチルハイドロジエンポリシロキサ
ン（２５℃での粘度７０ｃｐｓ　）　２０重量部を実施
例１と同様にして処理を行なった。

上記処理カーボンブラック０．６胃１１を実施例１の黒
色粉末に添加し、現像剤とした。この現像剤を実施例１
と同様にして評価したところ、良好な結果が得られた。

夾施１ユ 粒子径がおよそ６０ｍμのオイルファーネスブラック　
１００重量部に、ジメチルポリシロキサン（２５℃での
粘度２０ｃｐｓ　）　　５重量部を実施例１と同様にし
て処理し、現像剤とした。この現像剤を実施例１と同様
にして評価したところ、良好な結果が得られた。

裏五廻Ａ スチレン−メタクリル酸ブチル（共重合体比＝７：３）
共重合体１００重量部、着色材としてカーボンブラック
５重量部、離型剤としてポリプロピレンワックス３重量
部、荷電制御剤としてサリチル酸系化合物のクロム錯塩
２重量部を混合して、以下実施例１と同様にして黒色粉
末を調整した。

粒子径がおよそ２０ｍμの導電性ファーネスブラック　
１００重量部に、メチルハイドロジエンポリシロキサン
（２５℃での粘度３０ｃｐｓ　）　１８重量部を用いて
処理した。

萌記黒色粉末に上記の処理カーボンブラックを１．０冑
ｔＳ添加しトナーとした。このトナー５重量部とフェラ
イト系キャリヤ９５重量部とを混合し現像剤とした。

一方、セレン感光体上に正の静電潜像を形成し、これを
上記現像剤で現像し、生成する粉像を普通紙にコロナ放
電器を使用して転写後、普通紙上の転写画像を熱ロール
定着器で定着した。

実施例１と同様にして評価したところ、良好な結果が得
られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、シリコーンオイルで処理したカー
ボンブラックを含有した現像剤を使用すると、現像剤の
摩擦帯電性が安定化し５種々の環境下においても、均一
な正荷電性を示すようになる。特に−数式（Ｉ）で示さ
れるシリコーンオイルでカーボンブラックの表面を被覆
すると、良好な正帯電性を示すようになり、ざらに内部
のカーボンブラックの導電性により過度の荷電の蓄積が
押えられ、低湿下でも安定な摩擦帯電性を示すものと考
えられる。従って、本発明に係る現像剤を用いると、カ
ブリのない鮮明な、高濃度の画像を得ることができ、さ
らに長期間繰り返し使用しても、画像劣化を生じず、高
温高湿下または低温低湿下でも転写特性が良好で、飛び
散りゃ白抜は等の問題のない画像を得ることが可能とな
った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　下記式（ I ）で示されるシリコーンオイルで処理さ
   れたカーボンブラックを含有することを特徴とする現像
   剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ここでＲは水素またはメチル基を表わす。）