JPS58220146A - 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転写を可能にする乾式現像剤に
関するもので、さらに詳しくは、転写時に画像周辺部に
逆極性の絶縁性磁性粉体の付着が起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、ギ
ヤリヤを必要とする二成分トナーがある。

一成分磁性トナーは、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、現像横・
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、最近多くのものが実用化されつ
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り、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
により十分な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、現像機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、現像機・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より良好に、しかも画像周辺部に
逆極性の絶縁性磁性粉体を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一成分ト
ナーであれ、二成分トナーであれ、現像時においてトナ
ー像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、さら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ととが必要とされる。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、キャリヤと呼ばれる鉄粉と
トナー間の摩擦帯電により前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　　。

のけ存在しない。強いてあげるなら、トナーが接触する
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、かぶシ現
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。

本発明においては、前記の目的を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する
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
、両者の粉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象で
ある。それぞれ逆極性に帯電した絶縁性磁性粉体は現像
機に入れられ、現像機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
極性に帯電されたトナー成分は電荷像部に付着する。

一方、電荷像と同極性に帯電されたキャリヤ成分は二成
分現像剤の鉄粉キャリヤに相当するものであり、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。

−−−−− 単に帯電特性を異にする二種類の絶縁性磁性粉体を混合
するだけでは、電荷像と同極性に帯電されたキャリヤ成
分は画像周辺部に生ずる電荷の反転部に付着する。特に
、画像のかぶりを除去するために感光体の電荷像と同極
性の現像バイアスを印加して現像した場合に著しい。

本発明者らは、現像特性を種々検討した結果、絶縁性磁
性粉体両者、または少なくともキャリヤ成分に第三成分
としてフッ素樹脂粉末を添加すると解決できることを見
出した。

その添加量は、５．０ｗｔ％以下が画像特性に影響を及
ぼさない限界である。つまシ、６．Ｑｗｔ％を越えると
、現像特性が著しく阻害され、感光体電荷像にわずかし
か現像されなくなり、画像濃度が上がらずコピーとして
の役割を果たさない。フッ素樹脂粉末はフッ化ビニリデ
ン、４フツ化エチレン、６フツ化プロピレンなどの市販
のものが使用できる。

添加の方法は、第一、第二の絶縁性磁性粉体例々に添加
して適当な任意の分散機で分散させて、両者を混合して
もよく、両者を混合した後に添加して分散させてもよい
。粉末の粒径は、表面処理剤、例えば微粉末シリカのよ
うに超微細なものでなくてもよく、２０μｍ前後の粒子
径のもので十分効果がある。

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。

これら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）第一の絶縁性磁性粉体の平均粒径が２０μｍ以下
で、第二の絶縁性磁性粉末は６０μｍ以下であり、導電
率が両者とも１０ｍｈｏ　／ｌ：ｍ以下である。

（２）二種類の絶縁性磁性粉体はそれぞれ８゜ｗｔ％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する０ （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）両者の混合割合は、第一の絶縁性磁性粉体が６〜
６Ｑｗｔ％で混合されることが望ましい。

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り、かつ粒径も小さいため、
−成分現像剤と同様に小型の現像梃°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、トナー成分割合を大幅に高めること
ができ、しかも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。

次に、本発明の現像剤の材料、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゛巌メチル、メタアクリル酸
メチル、ビ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るいは例えばロジン変成
フェノールホルマリン樹脂。

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や、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。例えば、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の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。これらの磁性体は一般に導電−件で
あるので、絶縁性磁性粉体としては、あまり大量に添加
するこをは好捷しくない。

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、従来行われてい
る一般的なトナーの製造法を適用することができる。例
えば、樹脂成分９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後、二軸押出し機などで混練溶融、
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。

前述のようにして、帯電特性の異なる二種類の絶縁性磁
性粉体を作る。なお、すでに述べたように帯電特性は母
材となる熱可塑性樹脂の選択９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、前述のようにして製造した二種類の絶縁性磁性粉
体の両者または少なくともキャリヤ成分にフッ素樹脂粉
末を添加し、適当な方法で分散させる。この両者を所定
の割合で混合することにより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
現像機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、前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０ 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。

〔実施例１〕 「アルマテックスＸＰＡ−６５１Ｊ（スチレン−アクリ
ル樹脂、三井東圧化学株式会社製）１００重量部と粒径
０．２〜０．４μｍのマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）　２
６重量部とを混合して熱ロールで混練し、そして冷却後
、粉砕分級して平均粒径１３μｍを有するトナー成分を
作成した。

［ＡＴＲ−２００５Ｊ　（ポリエステル樹脂、花王アト
ラス株式会社製）歪６重量部と前記マグネタイト７５重
量部とを混合し、前記と同様の手段でキャリヤ成分を作
成また。但し、平均粒径は４１μｍであった。得られた
キャリヤ成分に［カイナー　４６１　Ｊ　（ポリフッ化
ビニリデン、米国ペンウォルト社製〕を１．　Ｏｗ　ｔ
％添加し、振動混合機で３０分間分散させた０これらの
両者をトナー成分２０　ｗ　ｔ％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ｘＰムー５６１Ｊ
１００重量部とマグネタイト２６重量部に１−スビロン
ブラックｒｕａ、、、＋（ｆ料、保土谷化学株式会社製
）３．６重量部を混合し、実施例１と同様に作成し、ト
ナー成分とした。平均粒径は１１μｍであった０ 実施例１で使用した［ムＴ　Ｒ−２００５Ｊ１２．６重
量部とＪＰＣＮ−１７０９ｊ（スチレン−アクリル樹脂
のアミン変成、花王アトラス株式会社製）、１２．６重
量部とＪＰＰ−７Ｊ（マンガンフ、エライト、関東電化
株式会社製）７６重量部を混合し、実施例１と同様に作
成し、キャリヤ成分とした。このものに１フルオンＬ−
１６９Ｊ（ポリテトラフルオルエチレン、旭硝子株式会
社製）を０．６ｗｔ％添加し、振動混合機で分散した０
平均粒径は３８μｍであった０この両者をトナー成分１
６％で混合し現像剤とした。

〔実施例３〕 実施例２のトナー成分に［Ｒ−９７２Ｊ（微粉末シリカ
、日本エアロジル株式会社製）　１．０ｗｔ％添加し、
小型スーパーミキサでコーティングした。

さらに前記「カイナー＃４６１Ｊを３ｗｔ％添加し、振
動混合機で分散した。本トナー成分と実施例２のキャリ
ヤ成分を１：４で混合し、現像剤とした。

〔実施例４〕 実施例２のトナー成分に前記「Ｒ−９７２」を１、Ｑｗ
ｔ％添加し、実施例３と同様にコーティングした後、さ
らに前記「カイナー　４６１」を１．０ｗｔ％添加し、
同様に作成したものをトナー成分とした。実施例２のキ
ャリヤ成分に［カイカ−＃４６１Ｊを０．６ｗｔ％添加
し、同様の方法でキャリヤ成分を作成した。この両者を
１＝２の割合で混合したものを現像剤とした。

前記実施例１〜４の現像剤を用いて、静電複写装置を使
用して複写作像して画質の評価を行った。

なお、複写装置の感光体はセレンドラム、現像部はマグ
ネットロール、スリーブ両回転で前者の回転数は１３０
０　ｒ、ｐ、ｍ　、後者は１３０　ｒ、ｐ、ｍで回転す
る。プロセススピードは１２５Ｍ／ｓｅｃで、現像時の
現像バイアスとしてそれ、ぞれＯＶ　、＋１３０Ｖ。

→−２００Ｖを印加して複写を行った。評価は、それぞ
れの現像バイアス印加時における画像周辺部のキャリヤ
成分の付着個数を画像濃度、細線、中間調の再現性で評
価した。

キャリヤ成分の付着個数は解像カバターン１．２６本／
皿のストライプ間の付着個数を調べ、画像濃度は反射濃
度１．６０の黒の原稿部のコピーを小西六（株）製のマ
クベス反射濃度計で測定した。細線については活字１１
級明朝体の再現性で評価した。中間調の再現性について
は電子写真学会テストシートのグレースケールの階調の
判別できる段数とした。この結果を次表に示している。

（以下余白） この表から明らかなように本発明の乾式現像剤によって
得られた画像は画像濃度Ｄｍａｘが反射濃度で１６３以
上を示し、高現像ノ；イアス印加時において、画像周辺
部の電荷の反転部にキャリヤ成分の付着は極めて少なか
った。さらに、中間調、細線の再現性がよく、かぶりの
少ない良好な画像が得られた。

以上のように本発明の乾式現像剤は帯電性の異なる２種
類の絶縁性磁性粉末と第三成分としてのフッ素樹脂粉末
とからなる新規な現像剤であり、良々ｆな画像を得るこ
とができる０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂中に磁性体を含有しかつ平均粒径が２０μｍ
   以下の第一の絶縁性磁性粉体と、樹脂中に磁性体を含有
   しかつ平均粒径が５０μｍ以下の第二の絶縁性磁性粉体
   とからなり、少なくとも第二の絶縁性磁性粉体に第三成
   分としてフッ素樹脂粉末を含有させて構成した乾式現像
   剤。
2. （２）フッ素樹脂粉末の添加量が６．０ｗｔ％以下であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の乾式現像剤。