JPH073601B2 - 負帯電性現像剤 - Google Patents

負帯電性現像剤

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JPH073601B2
JPH073601B2 JP60192722A JP19272285A JPH073601B2 JP H073601 B2 JPH073601 B2 JP H073601B2 JP 60192722 A JP60192722 A JP 60192722A JP 19272285 A JP19272285 A JP 19272285A JP H073601 B2 JPH073601 B2 JP H073601B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は、複写機、プリンタ等に用いられる電子写真用
現像剤に関し、より詳細には、流動性に優れ、且つ画像
安定性に優れた正極性の潜像を現像するための現像剤に
関する。
(従来技術) 電子写真法は、一般的には、光導電体からなる感光体表
面に静電潜像を形成し、その潜像に現像剤を付与して可
視像化し、必要に応じて転写体に転写、定着して複写物
を得るものである。
このような電子写真法に用いられる現像剤としては、定
着用媒質中に着色剤、電荷制御剤等を分散してものを単
独で使用する一成分系現像剤、またはキャリアと混合し
た二成分系現像剤等が知られている。これらの現像剤は
各種の現像方法において、流動性が要求されることか
ら、現像剤に各種の流動化剤を施すことが提案されてい
る。また、現像剤の表面特性は、現像剤自体の帯電特性
にも大きく寄与しており、表面処理剤の材質により帯電
特性が決定されるといっても過言ではない。
従来から、このような表面処理剤としては、シリカ、ア
ルミナ、チタニア等の金属酸化物の他、カーボン等の導
電性物質等が知られているが、いずれも満足し得る結果
は得られていない。例えば、疎水性シリカは、初期にお
いては、流動性に優れた特性を示すが、長期使用におい
ては、シリカに電荷が蓄積され、現像剤同志の静電凝集
を引き起こし、流動性の初期特性を維持させるのが困難
である。アルミナ、チタニアは、電気抵抗が小さく、帯
電性が低いために、現像剤に対する負の帯電付与性が小
さい。
また、これらの表面処理剤は、粉体粒子への付着性が不
十分で、現像工程中、表面処理剤の脱落が生じ易く、長
期に亘り安定な画像が得られない等の欠点があった。
(発明の概要) 本発明者等は上記の現状に対し鋭意研究の結果、表面処
理剤として変性処理されたシリコーンオイルによって、
金属酸化物を被覆処理するとともに、表面処理剤の帯電
量を所定の範囲に制御して粉体表面に保持させることに
より、負帯電性現像剤として流動性に優れ、しかも表面
処理剤の脱落を防止し、画像安定性に優れた負帯電性現
像剤が得られることを知見した。
即ち、定着用媒質、着色剤を主体とする粉体粒子の表面
に表面処理剤を担持して成る負帯電性現像剤において、
前記表面処理剤がSiO2、Al2O3、TiO2から選ばれる金属
酸化物の少なくとも1種をアミノ変成シリコーンオイル
で処理してなり、該処理後の金属酸化物のブローオフ帯
電量が−250乃至50μc/gとなるようにしたことを特徴と
する負帯電性現像剤が提供される。
通常、負帯電性現像剤用の表面処理剤はそれ自体強い負
帯電性を示すものが多い。しかしながら、帯電性が強い
処理剤は凝集を起こし易く、現像剤表面で電荷の偏りが
起こり、さらに現像剤が凝集する傾向にある。
本発明によれば、金属酸化物をアミノ変性シリコーンオ
イルで被覆処理することによって、表面処理剤としての
金属酸化物の帯電量を良好な範囲に制御することができ
る。このようにしてアミノ変性シリコーンオイルによっ
て被覆処理された金属酸化物のうち、ブローオフ帯電量
が−250乃至25μc/g、好ましくは−200乃至30μc/gのも
のを表面処理剤とし用いることにより、負帯電性現像剤
として優れた流動性、画像安定性を付与することが可能
となる。しかも、このようにオイル処理された金属酸化
物が粉体組成物との付着性においても優れた効果を示す
ことも大きな特徴である。この付着性が良好な理由は、
被覆処理された金属酸化物の表面に存在する電子供与性
のアミノ基(−NH2)が粉体組成物の粉体表面に存在す
る負極性部に強く保持される為と考えられる。表面処理
剤のブローオフ帯電量が、−250μc/gよりさらに負側で
あると、表面処理剤自体の凝集性によって現像剤の流動
性が低下し、安定な画像が得られない。一方50μc/gよ
りもさらに正側であると、現像剤としての負帯電性が極
端に低下し、良好な画像を得ることができない。
本発明によれば、表面処理剤によって処理される粉体組
成物自体の帯電量は、定着用媒質等の帯電性によって決
定されるが特に、負帯電性現像剤として考慮すれば、粉
体組成物のブローオフ帯電量は−5乃至−30μc/gの範
囲にあることが望ましい。
本発明において用いられる金属酸化物としてはSiO2、Al
2O3、TiO2等が挙げられ、これらは単独または組み合わ
せて用いることができ、特に一次平均粒径が50mμ以下
のものが処理の均一性の点から望ましい。
本発明において、前述の金属酸化物を被覆するためのア
ミノ変性シリコーンオイルは、一般的シリコーンオイル
のシロキサン結合のうち、側鎖または末端の一部を少な
くとも窒素を含む有機基によって変性したものであり、
次の一般式(1)によって表される。
(式中、X,≧1,Y,Z≧Oであり、R1はアルキル基、アル
コキシ基を表わし、R2、R5はアルキル基を表わし、R3、
R4はアルキル基、アリール基を表わし、R6、R7はアルキ
ル基、アルコキシ基、アミノ基を含むアルキル基を表わ
し、少なくとも一方が下記原子団 であり、R8はアルキレン基、アリーレン基、R9、R10は
水素、アルキル基、あるいは −R11−NH2(R11:アルキレン基) をそれぞれ表わす。) 代表的なものに、下記の〔I〕、〔II〕等がある。
本発明の表面処理剤の製造にあたっては、金属酸化物に
対し、前述のアミノ変性シリコーンオイルを被覆処理す
る。被覆処理はオイルをトルエン等の溶媒中に溶解し、
金属酸化物を分散させた後に100〜200℃の加熱又は真空
処理により乾燥するか、または、金属酸化物に対し、オ
イルを噴霧状態で吹きつけることにより得られる。特
に、均一な処理ができることから、溶媒を用いる方が望
ましい。
この時、表面処理剤の帯電量の制御は、アミノ変性シリ
コーンオイルの持つ電子供与性に基づくもので、分子量
とアミン当量に依存する。アミン当量は分子量を一分子
当りのアミノ基の数で割った値である。
したがって分子量が小さく、アミン当量の小さいもの
程、金属酸化物を正帯電側に移行させる傾向にある。よ
って、本発明によれば、帯電量を特定の範囲に設定する
ためには、用いる金属酸化物に応じ、溶媒中に溶解させ
るオイルの量または、オイルのアミン当量、分子量を適
宜選択することによって行うことができる。
本発明によれば、上述した表面処理剤は、粉体粒子100
重量部に対し、0.1乃至2.0重量部、特に0.2乃至1.5重量
部の割合で処理される。表面処理剤の割合が0.1重量部
未満では、表面処理剤としての効果が得られず、また、
帯電量が不十分で、良好な画像を得ることができない。
一方、2.0重量部を超えるトナー表面に担持しきれなく
なり、機内汚染を起こす結果となるとともに、画質の低
下、特ににじみ等が発生する。
本発明の現像剤は特に負帯電用として用いられるもの
で、現像剤の成分である定着用媒質、着色剤等は公知の
ものが適宜選択される。定着用媒質としては、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、ビニルナフタレン、ビニルキシレン等のビニ
ル芳香族単量体、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、ブチルメタクリレ
ート、ブチルアクリレート、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等のアクリ
ル単量体の単独重合体もしくはそれらの共重合体が使用
される。さらにこれらの樹脂に組み合わせ得る単量体と
しては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共
役ジオレフィン系単量体や、フマル酸、無水マレイン酸
等のエチレン不飽和カルボン酸或いはそのエステル類の
他、酢酸ビニル等のビニルエステル類等を挙げることが
できる。
また、これらの定着用媒質として、媒質全体当り2乃至
20重量%の割合で、低分子量ポリプロプレイン、低分子
量ポリエチレン等の低分子量オレフィン樹脂、パラフィ
ンワックス、カルナバロウ等の各種ワックスをオフセッ
ト防止剤として加えることも可能である。なお、この
時、これらのオフセット防止剤は、単に前述の樹脂類と
混練することもできるが定着用媒質の重合時に共存させ
て行うこともできる。
着色剤としては、カーボンブラックをはじめ各種の顔
料、染料が使用できる他、一成分系現像剤においては、
マグネタイト、フェライト等の磁性体を現像剤全量に対
し、30乃至60重量%の割合で配合することもできる。
本発明によれば、所望により第4級アンモニウム化合物
の他、ニグロシン、ニグロシン塩基、クリスタルバイオ
レット等の塩基性染料等の電荷制御剤を使用することが
できる。
本発明の現像剤の製造に際しては、定着用媒質、着色剤
等を所定の割合で混合した後、3本ロール、2軸押出法
等により混練を行ない、その後、粉砕、分級を、所望に
より熱処理等を行なうことにより粒径5〜30μの粉体組
成物を製造する。この粉体組成物に対し、前述した表面
処理剤をスーパーミキサー等によりまぶし処理すること
により、粉体の表面に表面処理剤を担持させることがで
きる。なお、表面処理剤は粉体表面にはファンデルワー
マス力なとの静電的引力によって担持されるが、所望に
よっては熱処理等によって粉体表面に固着させて担持さ
せることも可能である。
本発明を次の例で説明する。
実施例 スチレン−アクリル樹脂 55重量部 低分子量ポリプロピレン 5 〃 マグネタイト 40 〃 負帯電制御剤 0.5 〃 上記処方の混合物を2軸押出機で溶融混練後、ジェット
ミルで粉砕、分級を行ない粒径5〜20μの粉体組成物を
得た。なお、得られた粉体組成物のブローオフ帯電量は
−15μc/gであった。
得られた粉体組成物について、第2表の組成に従い、表
面処理剤をスーパーミキサーによりまぶし処理を行なっ
た。
なお、表面処理剤のオイル処理は、第1表のオイルを用
いて、オイル0.5gをトルエン150mlに溶かした溶液中
に、第2表の金属酸化物のいずれかの10gを分散させた
後、150℃で加熱乾燥する。冷却後、ミキサにて凝集し
た表面処理剤を粉砕後、60メッシュのフルイによって凝
集物を取り除いた。
なお、表面処理剤の帯電量の測定はブローオフ法に基づ
き、鉄粉(Z−200、日本鉄粉社製)を恒温湿槽中で24
時間放置後、鉄粉29.85gと表面処理剤0.15gをボトル中
で1分間混合した後ブローオフ帯電測定機にて測定し
た。
現像剤の帯電量も、上述の測定法と同様にして、鉄粉2
8.50gと現像剤1.5gで測定を行なった。
また流動性の測定はパウダーテスタ(ホソカワミクロン
社製)によって安息角を測定した。
現像剤への付着性は、現像剤を100メッシュのフルイに
かけた時、現像剤表面から脱離し、フルイ中に残存した
表面処理剤の量を目視で判断した。
得られた現像剤は、内部に磁石を有するA1製スリーブ上
に100〜150μの層厚で担持させ、正電荷の潜像を有する
セレン感光体と非接触状態で対面させ、スリーブに所定
のバイアスおよびパルス電圧を印加させて現像剤を感光
体に飛翔させて現像を行なった。
第2表において、同一の金属酸化物に対して、アミノ変
性シリコーンオイルによる被覆したものと、未処理のも
のをそれぞれ並列に記載したが、それらを比較した時、
いずれの金属酸化物においても本発明のものが付着性、
流動性、画質とも優れていることが理解される。
しかしながら、アミノ変性シリコーンオイルで処理した
金属酸化物を用いたとしても、その添加によって、正側
に移行しすぎるとNo.16に示すように現像剤の帯電量が
低下し、画像低下した。逆に帯電量が本発明の範囲にあ
る表面処理剤でもオイル処理されていないもの(No.6)
はまったく効果はなかった。さらにアミノ変性されたシ
リコーンオイルを用いた場合(No.15)ではNo.1、2と
の比較からも明らかなように帯電量は逆に増大し、No.1
程の効果は得られなかった。
(発明の効果) 以上、述べたように本発明の現像剤は、表面処理剤に特
定の帯電量を有するアミノ変性シリコーンオイルによっ
て被覆処理された金属酸化物を用いることにより、極め
て安定な負帯電性を付与することができると同時に、流
動性を向上させ、表面処理剤の脱落をも防止することが
できることによって、長期に亘り安定した画像を得るこ
とができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】定着用媒質、着色剤を主体とする粉体粒子
    の表面に表面処理剤を担持して成る負帯電性現像剤にお
    いて、 前記表面処理剤がSiO2、Al2O3、TiO2から選ばれる金属
    酸化物の少なくとも1種をアミノ変成シリコーンオイル
    で処理してなり、該処理後の金属酸化物のブローオフ帯
    電量が−250乃至50μc/gとなるようにしたことを特徴と
    する負帯電性現像剤。
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