JPS58105164A - 乾式現像剤 - 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】 本発明は静電荷現像剤で静電転写を可能にする乾式現像
剤に関するものである。

更に詳しくは、転写時に画像周辺部に逆極性の絶縁性磁
性粉体の付着力ｉ起こらない乾式現像剤に関するもので
ある。

電子写真のトナーには、トナー自体が磁性体を含有して
いて、キャリヤを必要としない一成分磁性トナーと、キ
ャリヤを必要とする二成分トナーがある。

一成磁性トナーは、トナーの飛散が少ないことかぶりが
少ないこと、画像濃度が一定であること現像器が小型簡
素化できること、保守が容易であることなど多くの利点
を有しており、最近多く実用化されつつある。しかしな
がら、−成分磁性トナーは導電性ないしは半導電性であ
るため現像トナー像を普通紙上に静電的に転写すること
が困難であるため、酸化亜鉛感光紙を使用するエレクト
ロファックス法などのように現像トナー像の転写を必要
としない直接方式に広く用いられている。

二成分トナーは、キャリヤといわれる鉄粉との摩擦帯電
により十分は電荷が得られるため、高抵抗のものが多く
、普通紙に容易に転写が可能であることから、普通紙型
複写機の主流を占めている。

しかしながら二成分トナーは、キャリヤとして鉄粉を使
用するために、トナーの劣化が著しいこと感光体表面が
傷つけやすいこと、現像器が複雑で大きいこと適正トナ
ー濃度の範囲が狭くコントロールが困難であること、保
守が煩雑であることなど多くの問題点を有している。

本発明の目的は、現像特性が湿度の影響を受けず、良好
な画像を得ることができ、現像器の構造を簡単かつ小型
にすることができ、しかも現像によって得られたトナー
像を静電転写方式にて良好にしかも画像周辺部に逆極性
の絶縁性磁性粉体全付着することなく鮮明に転写するこ
とができる乾式現像剤を提供することにある。

電子写真において、良質の画像を得るためには−成分ト
ナーであれ二成分トナーであれ、現像時においてトナー
個々の粒子が十分帯電し、しかも同一極性にそろってい
ることが必要で、更に転写時にはトナー像を形成する各
トナーが絶縁性であることが必要ときれる。これらの条
件のうち、トナーの絶縁性を高めることは比較的容易で
あるが各トナー粒子を十分に帯電させ、しかも極性をそ
ろえることは極めて困難である。

二成分系トナーの場合には、ヤヤリャと呼ばれる鉄粉と
トナー間の摩擦帯電により上記条件は満足される。−成
分系トナーの場合には鉄粉のようにはっきりとした摩擦
帯電の対象となるようなものするところの空気、スリー
ブ、ブレードおよび各トナー粒子どうしなどである。こ
れらとトナーとの摩擦帯電により各トナー粒子は帯電さ
れるが、極性のそろい方や帯電量が不十分であり、しか
も、温度や湿度によって影響を受けやすい。極性のそろ
い方が不十分な場合にはかぶり現象や反転像があられれ
、また、たとえ極性がそろっていたとしても帯電量が少
ない場合には画像濃度が上がらずしかも静電転写しにく
くなる。

本発明は前記の目的が、帯電特性を異にする二種類の絶
縁性磁性粉体を混合することによって達成できるもので
ある。

つまり、帯電系列が異なる二種類あるいはそれ以上の熱
可塑性樹脂を用いるか、電荷制御剤として染料を添加す
るか表面処理剤を用いるかによって帯電系列の異なる二
種類の絶縁性磁性粉体を適当な方法でよく混合すると両
者の路体間の摩擦によって各絶縁性磁性粉体は互いに反
対の極性に帯電する。ちょうど二成分系トナーが鉄粉キ
ャリヤとの摩擦によって帯電するのと同様な現像である
。

それぞれ逆極性に帯電した絶縁性磁性粉体は、現像器に
入れられ、現像器中のスリーブ上を回転移動する。感光
体表面の電荷像が現像部に到達すると、電荷像と逆極性
に帯電された絶縁性磁性粉体は電荷像部に付着する〇 一方、電荷像と同極性に帯電きれた絶縁性磁性粉体は二
成分現像剤の鉄粉キャリヤに相当するものであるが、鉄
粉キャリヤのように磁気力が強くないため画像周辺部に
生ずる電荷の反転部に付着するはずであるが実際には全
く付着しない。

これは絶縁性磁性粉体の最小粒径が２０μｍ以上である
ためである。２０μｍ以下のものを含む場合は電荷の反
転部に電荷像と同極性の絶縁性磁性粉体が付着する。特
にかぶりを除去するために感光体表面と同極性のバイア
ス電圧を印加して現像した場合に著しい。

本発明の現像剤は本質的には二成分現像剤であるが、両
者とも絶縁性磁性粉体であるために、−成分現像剤と同
様に小型現像器が使用できるほか感光体表面の傷の防止
や現像剤の劣化を防止することができる。またトナー濃
度比を大巾に高めることができ、中間調、細線の再現性
に優れた良好な画像を得ることができる。

二種類の絶縁性磁性粉体の帯電特性に差異を与える手段
としては、基材となる樹脂において、帯電系列に差のあ
る二種類を選択する方法、表面処理剤を用いて主に絶縁
性磁性粉体の表面層における帯電特性を異にする方法、
さらには、電荷制御剤を熱可塑性樹脂中に混練する方法
などが考えられ、その組み合わせは数種類ある。この絶
縁性磁性粉体の好ましい特性について述べると、下記の
とおりである。

（１）二種類の絶縁性磁性粉体の一方の平均粒径が５０
μｍ以下（好ましくは６〜３０μｍ）で他方は、最小粒
径が３０μｍ以上であり、導電率が両者とも１０１２ｍ
ｈｏ／−以下である。

（２）　　二種類の絶縁性磁性粉体はそれぞれ８０ｗｔ
％以下の磁性体を含有する。

（３）二種類の絶縁性磁性粉体は、帯電性を異にしそれ
ぞれの電荷量の差が５μＣ／ｙ以上である。

（４）二種類の絶縁性磁性粉体はそれぞれ流動性がよく
、両者を混合した場合にも流動性がよい。

（６）　　二種類の絶縁性磁性体の混合重量比は、電荷
像と同極性に帯電する絶縁性磁性体を基準にして（逆極
性に帯電する絶縁性磁性粉体の添加混合割合）１：０．
１〜１：１０（好ましくはに０．２〜１：４）である。

次に本発明の現像剤の拐料、製造法について述べる。本
発明にかかる現像剤は、従来の一成分系トナーと同様、
樹脂成分９着色剤および微粒子強磁性体を主成分とし、
さらに前述のように、二種類の絶縁性磁性体間で帯電特
性に差異を与える手段に応じて、染料および表面処理微
粒子を用いる。

有用な樹脂成分は、スチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル
、アクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、ヒニルメ
チルエーテル、アクリロニトリル。

ビニルメチルケトンなどの単量体より得られるホモポリ
マ、または、それらの単量体を二種以上組み合わせたコ
ポリマあるいは、それらの混合物あン樹脂、エポキシ樹
脂、油変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエー
テル樹脂などである。

あるいは、ポリエチレンろう、パラフィンろう。

カルナウバろう、ステアリン酸などのろう状樹脂である
。

着色剤としては任意の適当な顔料または染料が使用され
る。たとえば、カーボンブラック、アニリンブルー、カ
ルコオイルブルー、キノリンイエロー、フタロシアニン
ブルーなどであるが、これらの拐料は、絶縁性磁性粉体
の帯電特性を制御するに有効な物を選択する方がより効
果的である。

微粒子状磁性体としては、フェライト、マグネタイトな
どをはじめとする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性
を示す元素を含む合金あるいは化合物、または適当な熱
処理によって強磁性を示すようになるマンガン−銅−ア
ルミニウム、マンガン−銅−錫などの合金または二酸化
クロムなどである。添加量は樹脂成分１００重量部当り
約１０〜４００重量部とすることが望ましい。これらの
磁性体は一般に導電性であるので、絶縁性磁性粉体とし
ては、あまり大量に添加することは好ましくない。

絶縁性磁性粉体中には必要に応じて、熱定着ローラーに
対する離型剤、可塑剤などを添加することができる。

本発明の現像剤を製造するに際しては、従来性われてい
る一般的なトナーの製造法を適用することができる。た
とえば、樹脂成分１着色剤、微粒子状磁性体、および、
その他の添加物をスーパーミキサなどで予備混合し、各
成分を均一に混合分散したのち、二軸押出し機などで混
線溶融、冷却して粉砕する。粉砕物を分級して所望の粒
径のものを得る。絶縁性磁性粉体の流動性をよくするた
めに、形状を球形にすることが望ましい。このためには
、前述の方法で分級した絶縁性磁性粉体を熱風中に噴霧
することにより、各粉体粒子を溶融させ、表面張力によ
って球形化させる方法などを用いる。

上述のようにして、帯電特性の異なる二種類の０ 絶縁性磁性粉体を作る。すでに述べたように帯電特注は
、母材となる熱可塑性樹脂の選択２表面処理機粒子によ
る表面コーティングや、染料の添加によって、二種類の
絶縁性磁性粉体間で適当な差を持たせている。

次に上述のよ□うにして製造した二種類の絶縁性磁性粉
体は、所望の割合で混合して本発明の現像剤となる。混
合方法は適当な任意の方法で行われる。

本発明の現像剤を使用して現像するには磁気ブラシ法が
最適である。特に、その実施にあっては、順次極性を異
にして配列させた複数の磁石の集合体よりなるマグネッ
トロールを非磁性体で形成されたスリーブで覆った構造
の現像器を使用するのが有効である。この場合、スリー
ブを固定して、内部のマグネットロールを回転させる方
式と、内部のマグネットロールを固定してスリーブを回
転させる方式、および、両者共に回転させる方式の三つ
があるが、いずれの方式にも本発明の現像剤を使用する
ことができる。

現像時、上述のスリーブは接地されるが、それにバイア
ス電圧を印加することもできる。バイアス電圧は、かぶ
りを除去するのに有効な場合が多い。

次に本発明の詳細ならびに効果について具体的実施例を
もって説明する。なお、本実施例における添加部数は重
量部数である。帯電特性の測定評価は、ブローオフ帯電
量測定装置（東芝ケミカル株式会社製ＭＯＤＥＬ　　Ｔ
Ｂ−２００）を用い、下記条件で行った。

試料：約２００１７１ｐ、キャリヤ：酸化鉄粉２０ｏ／
３００Ｍ　、ブロー圧カニ約１．２　Ｋ＃／ｃｎ１．メ
ッ７ュ：ＳＵＳ　　４００Ｍ なお、本発明の現像剤を使用したときの画質について、
静電複写装置を使用して、複写作像して評価した。感光
体はセレンドラム、現像部はマグネットロール、スリー
ブ両回転であり、スリーブは１．３０Ｏｒｐｍマグネッ
トロールは１１０　ｒｐｍで回転する。紙の送り速度は
１５０ｍ／秒である。

〔実施例１〕 アクリル樹脂、三井東圧化学株式会社製）１００部と粒
径０．２〜０．４ｐｍのマグネタイト（Ｆｅ３０４）４
０部とを混合して、熱ロールで混練する。冷却後、粉砕
２分級して８〜３０μＷ粒径を有する第１の絶縁性磁性
粉体を作成した。電荷量は−１２ｐｃ／ｆであった。

［ＡＴＲ−２００５Ｊ（ポリエステル樹脂、花王アトラ
ス株式会社製）１００部と上記マグネタイト１６０部と
を混合し上記と同様の手段で第２の絶縁性磁性粉体を作
成した。但し粒径は４４μ〜１２６μ電荷量は−０，５
μｃ／７であった。

得られた二種類の絶縁性磁性粉体を前者を１後者を２の
割合で混合し、現像剤とした。

〔実施例２〕 実施例１で使用した［アルマテックスＸＰＡ−５５１Ｊ
１００部と、マグネタイト３６部に［スビロンプラノク
ＴＯＨＪ（染料、保土谷化学株式会社製）３０部を混合
し、実施例１と同様に作成し第１の絶縁性磁性粉体とし
た。但し３ 粒径は６〜２５μｆｆ＋で電荷量は−１２，９μｃ／ｙ
であった。

「エピコート“１００７　Ｊ　（エポキ７樹脂、油化ン
エルエポキシ株式会社製）１００部と前記マグネタイ）
２３０部を混合し、実施例１と同様に作成し、第２の絶
縁性磁性粉体とした。但し、粒径は４４μｍ〜１０６μ
ｍで電荷量は、−〇、８μＣ／Ｐである。

〔実施例３〕 実施例２の第１の絶縁性磁性粉体に［エアロジルＲ−９
７２Ｊ（微粉末シリカ、日本エアロジル株式会社製）を
１％添加し、シェーカを用いて表面コーティングをして
第１の絶縁性磁性粉体とした。電荷量は−２６，３μＣ
／Ｐである。

第２の絶縁性磁性粉体は実施例１のものを使用した。

〔実施例４〕 第２９絶縁注磁性粉体として［Ａ　Ｔ　Ｒ−２００５Ｊ
（前記）６０部、［ＰＣＮ−１７１ａｊ　（スチレ／−
アクリル樹脂のアミン変成、花王アトラ４ ス株式会社製）６０部、マグネタイト１６０部を混合し
実施例１と同様に作成した。粒径は６３μｍ〜１２５μ
ｍ、電荷量は＋０．２μＣ／ｆであった。第１の絶縁性
磁性粉体は実施例３のものを使用した。

上記実施例１〜４の現像剤を用いて得られた画像は全て
濃度が高く、中間調、細線の再現性が極めて良好で、カ
ブリも認められなかった。更に、画像周辺部の電荷の反
転部に、絶縁性磁性粉体の付着は全く認められず、キメ
の細かい良好な画像を得ることができた。

また、これらの現像剤を用いて６万枚の連続コピーをと
ったが、感光体の損傷はほとんど認められなかった。

本発明の現像剤は上記のように、帯電特注を異にする絶
縁性磁性粉体を混合してなる新規な乾式現像剤を提供す
るものである〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 樹脂中に磁性体を含有し、平均粒径が６０ミクロン以下
   の第１の絶縁性磁性粉体と、樹脂中に磁性体を含有し、
   最小粒径が２０ミクロン以上の第２の絶縁性磁性粉体の
   混合物からなり両者を混合攪拌することにより、異なる
   摩擦帯電を示すことを特徴とする乾式現像剤。