JPH0430013B2

JPH0430013B2 -

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Publication number: JPH0430013B2
Application number: JP57096317A
Authority: JP
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1992-05-20
Also published as: JPS58214169A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、静電荷像の現像方法に関するもの
で、より詳細には、静電荷像を有する基体表面を
一成分系検電性磁性現像剤の磁気ブラシと摺接さ
せて該静電荷像に対応する粉像を形成させる現像
方法において、前記現像剤として、マグネタイト
の如き強磁性体粉末と、5Kエルステツドの磁界
で２乃至50emu／ｇの飽和磁化を有し、該強磁性
体粉末の粒径よりも大径のフエライトとを、95：
５乃至25：75重量比で電気絶縁性樹脂バインダー
中に分散させた混練組成物の粉体粒子を用いるこ
とを特徴とする現像方法に関する。従来、静電潜像の現像に際して、格別のキヤリ
ヤを使用することなしに潜像を現像可能な現像剤
として、現像剤粒子中に強磁性材料の粉末を含有
せしめた所謂一成分系磁性現像剤が広く知られて
いる。この強磁性材料としては、磁気的特性や黒
色に着色していること等の見地から主としてマグ
ネタイトが使用されている。一成分系磁性現像剤による静電潜像の現像に際
しては、個々の現像剤粒子には、静電潜像との間
の静電的吸引力（クーロン力）と磁気ブラシ形成
用の磁石との間の磁気的吸引力とが同時に作用
し、クーロン力の方が大きく作用する粒子は静電
潜像に引き付けられ、一方磁気的吸引力の方が大
きく作用する粒子は現像スリーブ上に残留して基
体上の静電潜像に応じた現像が行われる。しかしながら、公知の一成分系検電性磁性現像
剤は十分に濃度の高い画像を長期間にわたつて安
定に形成させるという目的には未だ満足し得るも
のではない。即ち、一成分系磁性現像剤において
は、キヤリヤが存在しないため、現像剤粒子は粒
子相互の摩擦により帯電しなければならないとい
う宿命を有するが、自己摩擦による帯電は、二成
分系現像剤のトナーの帯電に比して、電位の高さ
及び安定性において劣つている。また、一成分系
現像剤においては、個々の粒子の磁気的吸引力の
大きさにかなりの分布があり、この磁気的吸引力
の大きい粒子成分が現像スリーブ上に残留蓄積し
て、長期間の使用中に新しい現像剤のスリーブ上
への供給量が次第に少なくなつて、静電潜像側に
移行し得る現像剤の量が著しく減少し、これによ
り画像濃度が低下するという欠点を生じる。これ
は、現像剤粒子の分級は風力分級で行われ、その
結果として現像剤中にはマグネタイトの濃度が著
しく高い微細粒子が含有されるためと思われる。このような欠点を防止するために、現像剤形成
用の混練組成物中のマグネタイトの濃度を減少さ
せることが考えられるが、この場合には最終現像
剤粒子の検電性、即ち粒子相互の摩擦により帯電
するという性質が著しく低下し、画像濃度が低下
するという問題がある。また、現像剤形成用の混練組成物中に、最終現
像剤粒子の検電性を向上させるような非磁性材料
を含有せしめると、磁気ブラシ現像に際して現像
剤の或るものが周囲に飛散して複写機内を汚染す
るという問題がある。本発明者等は、電気絶縁性樹脂バインダー中に
マグネタイトの如き強磁性体粉末とソフトフエラ
イトとを一定の量比で混練し、この混練組成物を
粉体粒子の形で一成分系検電性磁性現像剤として
使用すると、現像剤粒子の摩擦帯電性を優れたレ
ベルに維持しながら、個々の粒子の磁気的吸引力
の分布を比較的一様なものとでき、現像スリーブ
上への粒子成分の残留蓄積傾向や磁気ブラシから
の粒子の飛散傾向を顕著に防止して、濃度の高い
画像を長時間の複写作業中にわたつて安定に形成
させ得ることを見出した。本発明は、樹脂バインダー中に飽和磁化（δs）
がマグネタイトのそれよりも小さいフエライト、
例えばマンガン・亜鉛フエライトをマグネタイト
等の強磁性体粉末との組合せで配合すると、現像
剤粒子の摩擦帯電特性を顕著に向上させ得るとい
う新規知見に基ずくものである。この理由は、正
確には不明であるが、次のようなものと考えられ
る。即ち、マンガン・亜鉛フエライトは樹脂との
摩擦によりプラスに帯電する傾向が大で、しかも
種々の磁性体の内でも抵抗率（Ｐ）の幅が広くそ
の値は一般に10³乃至10¹⁰Ω・cmの範囲にある。
かくして、このようなフエライトをマグネタイト
との組合せで樹脂中に分散させて成る粉体粒子を
相互摩擦させると、該粒子表面の内、前記フエラ
イト粒子の露出部分はプラスに樹脂部分はマイナ
スに帯電されるが、前記フエライトが比較的導電
性で電荷が消失する傾向にあるため、粉体粒子は
全体として強くマイナスに帯電されるものと認め
られる。既に前述した如く、現像剤組成物中のマ
グネタイト濃度を減少させた場合には、摩擦帯電
による電位が低下する傾向が認められるが、本発
明においては、マグネタイトの一部を軟磁性のフ
エライトで置換えることにより、粉体粒子をむし
ろ強く帯電させることが可能となる。更に、本発明で用いる軟磁性のフエライトは、
マグネタイトの真比重が5.2であるのに対して、
これに非常に近似した真比重を有している。かく
して、電気絶縁性樹脂バインダー中に、マグネタ
イトと軟磁性フエライトとを分散させると、両者
は比較的一様な組成比でバインダー中に分散され
るようになる。かくして、このような混練組成物
を冷却し、粉砕し、更に分級して現像剤粒子とし
た場合にも、この個々の現像剤粒子中には、強磁
性材料であるフエライトとがほぼ一定の組成比で
含有されるようになり、マグネタイトの濃度が著
しく高い粉体粒子が生成する可能性を顕著に抑制
することが可能となる。しかも、このフエライト
は軟磁性を有するため、現像剤中にこのフエライ
トの含有率の高い粒子が混在したとしても、磁気
ブラシから粒子が飛散したり或いは現像に際して
カブリを生ずるのが有効に防止されることにな
る。以上の理由により、本発明の一成分系検電性磁
性現像剤を用いると、長時間の複写操作の全体に
わたつて、高濃度の画像を安定に形成させ得るこ
とが了解されよう。本発明の現像剤においては、マグネタイト等の
強磁性体粉末と飽和磁化がマグネタイトのそれよ
りも小さいフエライトとを95：５乃至25：75の重
量比で、特に90：10乃至50：50の重量比で用いる
ことも重要である。即ち、このフエライトの重量
比が上記範囲よりも少ない場合には、マグネタイ
ト濃度の異常に高い粒子成分の生成を防止し且つ
粒子の摩擦帯電量を増大させるという本発明の目
的には不都合となり、一方このフエライトの量比
が上記範囲を越えると、粒子の磁気的に吸引され
る性質が弱くなり、粒子がより導電性となり易
く、更にこのフエライト特有の赤褐色に近い色相
となるために本発明の目的に好ましくない。本発明において、電気絶縁性樹脂バインダーは
マグネタイトとこのフエライトとの合計量100重
量部当り40乃至230重量部、特に50乃至190重量部
の量で用いることが望ましい。即ち、樹脂の量が
上記範囲よりも少ない場合には、摩擦帯電性の点
でも不満足なものとなる傾向があり、一方上記範
囲よりも多い量で用いる場合には、やはり帯電性
や磁気的特性更には摩擦帯電性の点で不満足なも
のとなり易い。本発明において、飽和磁化（δs）がマグネタイ
トのそれよりも小さいフエライト，即ち軟磁性
（soft magnetic）のフエライトとしては、一般
に飽和磁化が5Kガウスの磁場で２乃至50e.m.u／
ｇ，特に５乃至30e.m.u／ｇの範囲にあるフエラ
イトが使用される。好適なフエライトは、マンガ
ン・亜鉛フエライト，特に一般式 Mn_x・Zn_y・Fe₂O₄ 式中、ｘ＋ｙは１であるという条件下に、ｘ
は0.1乃至0.9，特に0.4乃至0.8の数，ｙは0.9
乃至0.1，特に0.6乃至0.2の数であるで表わされる組成を有するものである。このフエ
ライトはまた、10³乃至10¹⁰Ω・cmの抵抗率（Ｐ）
を有することがトナー帯電性の点で望ましく、更
に現像剤粒子表面へフエライト粒子を露出させる
という見地からは、0.8乃至５ミクロン，特に１
乃至2.5ミクロンの平均粒径を有し、且つ組合せ
で用いるマグネタイトのそれよりも大きい粒径を
有することが望ましい。一方、このフエライトと組合せて使用するマグ
ネタイト（Fe₃O₄）も任意の粒子形状及び粒径を
有するものであつてもよいが、数平均粒径が１ミ
クロン未満、特に0.1乃至0.7ミクロンのように微
細でありながら、しかも見掛密度が0.45ｇ／ml以
上という見掛密度の大きいマグネタイトを使用す
るのが特に望ましい。本発明に好適に使用するこの微細マグネタイト
粒子は、一般に立方体粒子乃至やや丸味を帯びた
不定形粒子の形態を一般に有しており、また、最
長寸法／最短寸法の比として定義される形状異方
性は1.0乃至5.5好ましくは１乃至３の範囲にある
ことが望ましい。強磁性体粉末としては、上記マ
グネタイトの他に、マグネタイトの飽和磁化以上
の飽和磁化を有する各種フエライト類、例えば
ZnFe₂O₄の如き合成フエライト類を用いることも
できる。本発明の好適態様に従い、このような粒度特性
のフエライトとマグネタイトとの組合せを用いる
ことにより、本発明の前記目的に特に適合した検
電性磁性現像剤が得られる。即ち、前述した粗粒
状のフエライト粒子を用いることにより、成形さ
れた現像剤粒子表面にフエライト粒子が露出する
傾向が大となつて、現像剤粒子相互による摩擦帯
電が有効に行われ、画像濃度が顕著に向上するよ
うになる。更に、マグネタイトとして微粒状のも
のを使用することにより、個々の現像剤粒子中に
確実にマグネタイトを含有させることが可能とな
り、両者の相互摩擦による帯電を一層確実なもの
とすることができる。のみならず、褐色のフエラ
イトを粗粒状、黒色のマグネタイトを微粒状とす
ることにより、現像剤全体としての色相を純黒調
に近いものとすることができる。電気絶縁性の樹脂バインダーとしては、該バイ
ンダー単独で測定して、５×10¹³Ω−cm以上の電
気抵抗を有する現像剤用樹脂バインダーの任意の
ものが使用され、一般に種々のモノ乃至はジエチ
レン系不飽和単量体、特に (a) ビニル芳香族単量体、 (b) アクリル系単量体の単独重合体や共重合体等が使用される。ビニル芳香族単量体としては、下記式式中、R₁は水素原子、低級（炭素数４以下の）
アルキル基、或いはハロゲン原子であり、R₂は
低級アルキル基、ハロゲン原子等の置換基であ
り、ｎはゼロを含む２以下の整数である、で表わされる単量体、例えばスチレン、ビニルト
ルエン、α−メチルスチレン、α−クロルスチレ
ン、ビニルキシレン等やビニルナフタレン等を挙
げることができる。この中でも、スチレン、ビニ
ルトルエンが好適である。アクリル系単量体としては、下記式式中、R₃は水素原子或いは低級アルキル基で
あり、R₄は水酸基、アルコキシ基、ヒドロキシ
アルコキシ基、アミノ基或いはアミノアルコキシ
基である、で表わされるアクリル系単量体、例えばアクリル
酸、メタクリル酸、エチルアクリレート、メチル
メタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメ
タクリレート、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、２−エチルヘキシルメタクリレート、３−ヒ
ドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、３−アミノプロピルアク
リレート、３−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル
アクリレート、アクリルアミド等を挙げることが
できる。これらの単量体(a)或いは(b)と組合せで、或いは
単独で使用される他の単量体としては、例えば下
記式式中、R₅は水素原子、低級アルキル基又はク
ロル原子である、で表わされる共役ジオレフイン系単量体、例え
ば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等他
には無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イ
タコン酸等の他のエチレン系不飽和カルボン酸或
いはそのエステル類や、酢酸ビニル等のビニルエ
ステル類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、
ビニルエーテル類、アクリルニトリル、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン等を挙げることもできる。これらのビニル系重合体の分子量は3000乃至は
300000、特に5000乃至200000の範囲にあるのが望
ましい。前述した樹脂バインダーとマグネタイト及びフ
エライトとを、樹脂バインダーの溶融条件下にお
いて混練し、この混練組成物を冷却後粉砕し、こ
の粉砕物を分級することにより本発明の現像剤が
得られる。現像剤成分の混練・粒状化に先立つて、それ自
体公知の現像剤の補助成分をそれ自体公知の処方
に従つて配合し得る。例えば、現像剤の色調を改
善するために、カーボンブラツクの如き顔料や、
アシツドバイオレツトの如き染料を単独で或いは
２種以上の組合せで、全体当り0.5乃至５重量％
の量で使用できる。また、増量の目的で、炭酸カ
ルシウム、微粉末ケイ酸等の充填剤を、全体当り
20重量％迄の量で配合することができる。現像剤
を熱ロールで定着する方式では、シリコーンオイ
ル、低分子量オレフイン樹脂類、各種ワツクス類
等のオフセツト防止剤を、全体当り２乃至15重量
％の量で使用できる。また、現像剤を圧力ロール
で定着する用途には、パラフインワツクス、各種
動・植物ロウ、脂肪酸アミド等の圧力定着性賦与
剤を全体当り５乃至30重量％の量で使用してもよ
い。更に、現像剤粒子相互の凝集を防止して、そ
の流動性を向上させるために、ポリテトラフルオ
ロエチレン微粉末、微粉末シリカのような流動性
向上剤を全体当り0.1乃至1.5重量％の量で配合し
てもよい。現像剤粒子の粒度は、解像力等にも関連する
が、一般に５乃至35ミクロンの範囲で、しかもフ
エライトの粒径の２倍以上の粒径を有することが
望ましい。本発明の現像剤を用いる静電写真複写法におい
て、静電潜像の形成はそれ自体公知の任意の方式
で行うことができ、例えば導電性基板上の光導電
層を一様に荷電した後、画像露光して静電潜像を
形成させることができる。この静電潜像を有する基板表面と前述した磁性
現像剤の磁気ブラシとを接触させて、現像剤の可
視像を形成させる。この現像剤を用いて静電潜像を行うには、現像
剤のホツパーに前述した一成分系磁性現像剤を充
填する。このホツパーの下端開口部には、非磁性
スリーブが回転可能に設けられており、このスリ
ーブの内部にはマグネツトがスリーブとは反対方
向に回転し得るように設けられている。かくし
て、スリーブ及びマグネツトを回転させると、ス
リーブ上に磁性現像剤のブラシ層が形成され、こ
のブラシ層を穂切板で適当な長さに裁断した後、
スリーブと同方向に回転するセレンドラムと軽く
接触させて、セレンドラム上の静電像を磁性現像
剤により現像する。次いで、基板上の現像剤の像を転写紙と接触さ
せ、転写紙背面から、前述した静電潜像と同極性
のコロナ荷電を行つて、現像剤の像を転写紙上に
転写させる。本発明において、転写画像の定着は、現像剤の
種類に応じて、熱ローラ定着、フラツシユランプ
定着或いは加圧ローラ定着等の任意の方式で行な
うことができる。本発明は、セレン感光板、有機光導電体感光板
等の正電荷潜像を有するｐ−型感光板の現像に特
に有用である。従来の摩擦帯電型一成分系磁性現
像剤は、一般に、負電荷の潜像を有する感光板の
現像には使用し得るとしても、前述したｐ−型感
光板の正電荷潜像の現像には極めて不満足な結果
を示すにすぎない。これに対して、本発明によれ
ば、このような正電荷潜像の現像及び転写に際し
て優れた作用効果が達成されるのである。本発明を次の例で説明する。実施例１

【表】

【表】第１表のマグネタイト，ソフトフエライトａと
２種の熱可塑性樹脂（スチレン／アクリル共重合
体(1)，(2)，重量平均分子量51000，83000）及び高
密度ポリエチレン（平均分子量4000）を第２表の
組成比で磁性トナーを作製した。尚、磁気特性は
市販の磁気物性測定機器（東英工業製，モデル
VSMP−１型，磁界5Kエルステツド）を用いて
測定した。第２表の混合物を３本ロールミルを用いて、
140℃で30分間熔融混練し、放冷後カツテイング
ミルで粗粉砕し、0.5〜２mmの大きさにする。次
いでジエツトミルを用いて微粉砕したものをジグ
ザグ分級機で分級し、５〜25μの磁性トナーを得
る。更に、流動性を高めるために疎水性シリカ
（日本アエロジル社製Ｒ−972）を0.5wt％混合し
て、表面処理を行つた。作製した磁性トナーを用いて次なる複写テスト
を行つた。感光体にセレンドラム（外径150mm）を用いた
複写機に於いて、非磁性部材を介してマグネツト
を内蔵した現像スリーブ（外径33mm）上の磁場の
強さを約900ガウスとし、マグネツト及びスリー
ブを独立に回転しうるいわゆる両回転方式とした
現像ローラー上に上記の磁性トナーを、穂切り板
とスリーブの間隔を0.3mmとして付着させ、磁性
トナーはホツパーから現像ローラー部に供給でき
るように配置し、また感光体表面と現像ローラー
の間隔を0.5mmとした。現像スリーブと感光体は
同方向で回転し、マグネツトは逆方向に回転する
ようにした回転条件下で、帯電（＋6.7KV），露
光，現像，転写（＋6.3KV），ヒーターローラー
定着及びフアーブラシクリーニングを行つた。但
し、複写速度はA4サイズで毎分25枚のコピーが
行える様にした。転写紙には厚さ80μの上質紙を
用いた。複写テストの結果を第１図に示す。又、
市販のトナーの電荷量測定装置（東芝ケミカル社
製TB−200）を用いて電荷量を測定した結果を
第２図に示す。複写テスト結果によれば、ソフトフエライトａ
を磁性剤全体量の0.25〜0.75の割合で混合した場
合、マグネタイト単独の場合よりも画像濃度が高
く、また摩擦帯電量Qtは第２図に示したように
ソフトフエライトの含有率が０〜0.5なる範囲に
おいて比較的高かつた。さらにはこれらソフトフ
エライト含有のトナーは凝集性も低いトナーであ
つた。第１図にはコピー物の画像濃度を示すが画
像濃度はベタ黒の所を市販の反射濃度計（東京電
色製）で測定し求めた。尚、コピー物の色を見る
と、ソフトフエライトを0.75の割合で含むトナー
の場合、若干黒褐色気味であつた。また上記適正範囲のトナー(ii)を用いて、30000
枚の複写テストを行つたが、現像ローラー部のト
ナーの蓄積もなく、安定した画像濃度1.40〜1.45
のコピー物を得ることができた。実施例２第１表記載のソフトフエライトｂを実施例１の
ソフトフエライトａの代わりに使用、複写テスト
を行つたところ、実施例１と同様、良好な結果を
得た。比較例１ソフトフエライトの代わりに、第１表記載のベ
ンガラを混合し、実施例１のと同様にして磁性
トナーを作製した。この作製した磁性トナーを用いて複写テストを
行つたところ、初期特性は劣らないものの30000
枚コピーにおいては飛散がひどく、ソフトフエラ
イト使用のトナーに比べてかなり見劣りするもの
であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ソフトフエライトａとマグネタイト
との含有比率と画像濃度及びカブリ濃度との関係
を示す線図、第２図は、ソフトフエライトａとマ
グネタイトとの含有比率と摩擦帯電量との関係を
示す線図であつて、曲線Ａは、ソフトフエライト
ａとマグネタイトとの含有比率とカブリ濃度との
関係を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１静電荷像を有する基体表面を一成分系検電性
磁性現像剤の磁気ブラシと摺接させて該静電荷像
に対応する粉像を形成させる現像方法において、
前記現像剤として、マグネタイトの如き強磁性体
粉末と、5Kエルステツドの磁界で２乃至
50emu／ｇの飽和磁化を有し、該強磁性体粉末の
粒径よりも大径のフエライトとを、95：５乃至
25：75重量比で電気絶縁性樹脂バインダー中に分
散させた混練組成物の粉体粒子を用いることを特
徴とする現像方法。２前記樹脂バインダーは前記強磁性体粉末と前
記フエライトとの合計量100重量部当り40乃至230
重量部の量で存在することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の方法。３前記フエライトがマンガン・亜鉛フエライト
である特許請求の範囲第１項記載の方法。