JPS60192959A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真、静電記録などにおける静電潜像を
現像剤で顕像化し、さらに静電転写を可能とする現像剤
に関するものであろう 従来例の構成とその問題点 一般に、電子写真、静電記録などにおける静電潜像を顕
像化する方法として二成分系現像剤を用いた磁気ブラシ
現像用がよく知られている。

二成分系現像剤は、主に樹脂、カーボン、電荷制闘剤な
どより成るトナーと、そのトナーを摩擦帯電させるとと
もに、感光体上の潜像まで運ぶ強磁性体、たとえば鉄粉
などのキャリア粒子との混合物である。この現像剤を磁
石を内蔵した非磁性スリーブ面に保持させると、磁界に
よって現像剤ブラシが形成され、感光体上の潜像を摺擦
すれば。

感光体と反対電荷をもつトナーにより顕像化される。こ
のような二成分系現像剤では、各トナー粒子が、キャリ
ア粒子との摩擦帯電により、十分に荷電しており、しか
も同一極性にそろっているので、安定した画像品質が得
られ、さらに絶縁性であるために転写特性にも優れてい
る。反面、キャリア粒子の平均粒径が１００〜２００μ
ｍと、トナー粒子の平均粒径１ｏμｍに較べて非常に犬
きく、トナー粒子の摩擦帯電を十分に行わせるためにト
ナー濃度を小さくする必要がある。この摩擦帯電現象は
、２種の物質の表面同士の接触によって起こるので、ト
ナー濃度が高く、キャリア表面への一層付着よりも多く
なると１両者の摩擦帯電は不十分になり、トナーの飛散
や非画像域へのカブリを引き起こす。一般にはこのトナ
ー濃度が３〜７％程度であり、トナー濃度が変化すると
、画像濃度への影響が犬きぐ、常にトナー濃度を一定に
保つだめの手段やトナーキャリアを均一に混合するだめ
の手段を現像装置に設ける必要があり、現像装置が複雑
化かつ大型化してしまう。また、鉄粉、フェライト粒子
などのキャリア粒子がハードであるため感光体を傷つけ
やすいとか、キャリア表面にトナーフィルミングを起こ
し、トナーとキャリアの帯電量のバランスを崩すだめ、
画像濃度低下という問題も起こしやすい。このため現像
剤の寿命が短かくなり、メンテナンスザイクルが短かぐ
、高速機では見掛け」二の寿命を延ばすため。

現像剤量を多ぐしなければならない欠点がある。

さらに、画質面においては、コピー画像に現像剤ブラ／
によるハケ目が出やすぐ、細線画像が乱れたり、ベタ黒
画像にエツジ効果が出やすいとか。

中間調の再現性が悪いので、写真や絵をコピーするには
不向きである。

これに対し、トナー粒子が磁性体を含有していて、キャ
リア粒子を必要としない一成分系絶縁性磁性トナーが静
電転写が可能な現像剤として提案され、一部実用化され
ている。この−成分磁性トナーはベタ黒画像にエツジ効
果が出にぐい、ギヤリア粒子を用いないのでトナー濃度
コン）ｏ−ル機構が不要で、保守が容易であるとか、六
ブリが少ないことなどの利点を有している。

しかしながら、キャリアというはっきりした摩擦帯電の
対象となるようなものがなく、しいてあげるならば、ト
ナー粒子が接触するところのスリーブ、ブレード、感光
体表面、および各トナー粒子同士である。このだめに、
各トナー粒子は荷電されるものの、極性のそろい方や電
荷量が不十分てあり、しかも、環境によって影響全うけ
やすぐ。

画像品質の安定性に欠ける。

このような問題点を解決するために、最近、摩擦帯電性
の異なる２種類の絶縁性磁性粒子を混合して、一方をト
ナー粒子として、他方をキャリア粒子として用いる現像
剤が考案されている。この現像剤は、トナー粒子、キャ
リア粒子ともに、樹脂中に磁性体を含有しており、トナ
ー粒子の平均粒径が約ＩＱ／／ｍ、　キャリア゛粒子の
平均粒径が２Ｑ〜６０　／１．　ｍであり、従来の二成
分系現像剤（（較べて、キャリア粒子が細かく、密度が
小さいために、限界トナー濃度が大きく、シかも、トナ
ー濃度の変化による画質の変化が少ないという長所を有
している。しかしながら、この絶縁性磁性キャリアの平
均粒径を小さぐすることは、感光体の静電潜像を顕像化
するときに１画像部周辺に起きる逆極性の電位のため、
いわゆるキャリア刺着という現象を起こしやすく、特に
、環境の変化を受けやすい欠点を有している。また、こ
の現象はカブリを無くすために、現像時にバイアスを用
いる場合に強調される。そのため、高品質の画像を得る
ために、平均粒径の小さｒ絶縁性磁性キャリアを用いて
もこのキャリア付着を起こさず、環境変化で劣化するこ
とのない、耐久性のある現像剤の開発が望まれている。

発明の目的 本発明の目的は、画像品質（（優れ、環境変化に対して
も画像品質が安定であり、しかも耐久性に優れ、静電転
写が可能で、静電潜像の顕像化が可能な乾式現像剤を提
供することである。

発明の構成 本発明の乾式現像剤は、樹脂中に磁性体を含有し、平均
粒径が１０Ｑ／１ｍ以下の絶縁性磁性キャリア粒子と、
樹脂中に磁性体を含有し、平均粒径が３０μｍ以下の絶
縁性磁性トナー粒子とからなる乾式現像剤であって、ト
ナーとキャリアが同一極性で、静電潜像に対して逆極性
に摩擦帯電することを特徴とする乾式現像剤であり、こ
の乾式現像剤によれば、静電潜像を、優れた画像品質で
顕像化でき、しかも、環境変化による画像品質の変化が
少なく、顕像化されたトナー像は静電転写が可能で、耐
久性にも優れている。特に本発明の乾式現像剤は、画像
品質を高めるため、絶縁性磁性キャリアの平均粒径を小
さくすることができるが。

その場合、一般に問題になるのは、感光体の静電潜像の
周辺部に起きる画像部とは逆極性の電位部にキャリアが
付着することであり、このキャリアがトナーと逆極性の
場合に顕著であるが、本発明のようにギヤリアとトナー
を同一極性にすることによって、この問題を１リイ決し
た。特に、カブリを無くすために、スリーブにバイアス
電位を使用する場合に、この効果は大きい。

実施例の説明 次に本発明の現像剤の材料、製造法、および具体的実施
例について説明する。

本発明にかかる現像に有用な樹脂成分は、スチレン、塩
化ビニル、アクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、
ビニルスメチルエーテル、アクリロニトリル、ビニルメ
チルケト７などの単量体よりなるホモポリマー、または
、それらの単量体を２種以上組み合わせたコポリマーと
か混合物、あるいは種々の置換基で一部変成されたもの
を含む。

微粒子状磁性体としては、フェライト、マグネタイトを
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。

謙だけ適当な熱処理によって強磁性を示すようにナルマ
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。

着色剤および電荷制御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、カーボンブランク、ア
ニリングルー、フタロノアニンブルー、カヤセットブラ
ックＴ−２，スピロンブラノク、ニクロシン塩基、ニグ
ロシンヒドロクロライドなどであるが、これらに限定さ
れるものではない。

磁性体添加量は、トナー粒子の場合５〜５０重量係、キ
ャリア粒子の場合５ｏ〜８０重量係が望ましい。

また、トナー粒子中には、必要に応じて、顔料。

電荷制倒剤、離型剤などが添加される。

本発明の現像剤のトナー粒子、および、キャリア粒子を
製造するに際しては、従来性なわれている一般的なトナ
ー製造法を適用することができる。

たとえば、樹脂成分、微粒子状磁性体、および。

その他の添加物をスーパーミキザなどで予備混合し、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
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。

トナー粒子については、無機、および、有機化合物の微
粒子による表面コーティングによって、さらに好せしい
帯電性、流動性が得られる。

このようにして得られた、トナー粒子、キャリア粒子は
１０１２Ω・Ｃｌｚｌ以上の絶縁性があることが望まし
い。

次に上述のようにして製造しだトナー粒子とキャリア粒
子は、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なわれる。

本発明の現像剤を使用して現像するには磁気フ゛ラシ現
像法が最適である。特に、その実施にあたっては、順次
極性を異にして配列され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、内部の磁石ロールを回転させる
方式と。

−０部の磁石ロールを固定してスリーブを回転させる方
式、および１両者ともに回転させる方式の３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。・くイアスミ圧は、カ
プリを除去するのに有効であるが、中間調の再現性を良
くした高品質画像を得るために樹脂磁性キャリアを２０
〜６ｏμｍと小さくした場合、キャリア付着を起こしや
すいという問題があるが、本発明に使用する樹脂磁性キ
ャリアは。

トナーと同極性の摩擦帯電性を持たせることによって、
キャリア付着を無くした。

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５本実施例における添加量は重
量係で現わす。

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ＭＯＤＥＬＴＢ−２０）を用い、
下記条件で行なった。

試料：約２００　ｎｌｆ／　、キャリア二酸化鉄粉（Ｎ
Ａ、Ｃ−Ｑｌ）、ブロー圧力ニ約１．　ｏ　ｋｇ／ｃｔ
！ｒ　、メッシュ−３ＵＳ　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、および、有機感光体で、正、および、負極
性の静電潜像を作成し、スリーブ回転数１３０−１係石
ａ−ル１３００ｐの両回転現像で、スリーブにはバイア
ス電圧を６０〜２００ｖ印加して現像、および、静電転
写を行なった。紙の送り速度は１４０闘／秒である。

〔実施例１〕 「ＭＤ−１９３」（スチレン−アクリル樹脂。

積水化学株式会社製）７０係と、「ＥＰＴ　−６００」
（マグネタイト戸田工業株式会社製）２５係と。

［ビスコール５５０Ｐｊ　（三洋化成株式会社製）２％
ト、「ボンドロノＮ−ｏ７」にグロンン系電荷制（財）
剤、オリエント化学株式会社製）３係とをスーパーミキ
サーで混合した後、二軸押出し機で混練する。冷却後、
粉砕１分級して約５〜２６μｍ粒径を有する磁性粉体を
作成し、この磁性粉埜に［エフ０ジルＲＡ７２００ＨＪ
　（微細二酸化珪素１日本エアロジル株式会社製）ｏ、
６％混入し、シェーカーを用いて表面コーティングして
トナー粒子とした。帯電量は＋１２μＣ／ｇｒ　′ｃあ
った。

１−Ｍｎ−５４９ｊ　（アミン変成スチレン−アクリル
樹脂、積水化学株式会社製）７５％と、［ＥＰＴ−６０
０Ｊ２５％とを混合し、上記と同様に約１゜〜４０μｍ
粒径の磁性粉体を作成し、キャリア粒子とじた。帯電量
は、＋２．５μｃ／ｆ／−Ｃあった。

得られたトナー粒子とキャリア粒子を１：３の割合で混
合し、現像した。前述の負帯電型の有機感光体を使った
複写装置を用い、普通紙に転写固定された画像は、高濃
度であり、キャリア付着やエツジ効果はなく、中間調、
および、ベタ黒をよく再現している。また、カプリも認
められず、像は鮮明であり、転写による画像の乱れが認
められなかった。上記特性は、温度１８〜３５℃、湿度
３０〜９０ＳＲＨの環境においても、安定した結果が得
られた。

〔実施例２〕 「ＸＰＡ−ｓｓｌＪ　（スチレン−アクリル樹脂。

三井東圧株式会社製）７５％と、「ＥＰＴ−５００Ｊ２
３係と、「スピロンプランクＴＲＨＪ　（保土谷化学株
式会社製）２係とを混合し、実施例１と同様の方法で約
６〜２５７１ｍ粒径の粉体を得、この粉体に、［エアロ
ジルＲ９７２ｊ　（日本エアロジル株式会社製）ｏ、５
％で表面コーティングし、トナー粒子とした。帯電量は
−２５１ｔｃ／９であった。

「ｘｐＡ−ｒｓｔｓｌＪ　２５％と、　「ＰＰ−７Ｊ（
マンガン−フェライト、関東電化株式会社製）７５％と
を混合し、同様の方法で約１６〜４５μｍ径のギヤリア
粒子を得た。帯電量は一３μＣ／Ｉ！であった。実施例
と同様であるが感光体は正帯電型のセレン感光体を使っ
た複写装置で評価を行なったが、同様に良好な画像が得
られ、環境条件によっても安定していた。

〔比較例１〕 実施例１のトナー粒子と実施例２のキャリア粒子を１：
３の割合で混合し、実施例１の複写装置で画像の評価を
行なったが、キャリア付着が発生し、特にｅｓｏ％ＲＨ
以下の低湿時に顕著に現われた。

発明の効果 以上の説明から明らかなように１本発明の乾式現像剤は
、樹脂中に磁性体を含有し、平均粒径が１００／Ｚｍ以
下の絶縁性磁性キャリア粒子と、樹脂中に磁性体を含有
し、平均粒径が３　Ｑ　７１　ｍ以下の絶縁性磁性トナ
ー粒子とからなる乾式現像剤であって、トナーとキャリ
アが同一極性で、静電潜像に対して逆極性に摩擦帯電す
るものであり、これによれば、限界トナー濃度を高める
ために、樹脂磁性キャリアの平均粒径を小さくしても、
静電潜像をキャリア付着の無い優れた画像品質で顕像化
できる。しかも、実質的にトナー濃度コントロールが不
要で、画像品質が安定し、環境変化による画像品質の変
化も少なく、顕像化されたトナー像は静電転写が可能で
あるという優れた効果が得られる。これらの効果は、従
来の一成分お、よび二成分現像剤の長所をあわせ持った
ものである。さらに、負極性の静電潜像の作成に適して
いる有機感光体については、フレキシブルであり、比較
的低価格で供給が可能であることから、電子写真複写装
置の低価格化を実現しやすくするという効果が得られる
。

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１０Ｑ／Ｚｍ以下
   の絶縁性磁性キャリア粒子と、樹脂中に磁性体を含有し
   、平均粒径が３’０１ｔｍ以下の絶縁性磁性トナー粒子
   とからなる乾式現像剤であって、トナーとキャリアが同
   一極性で、静電潜像に対して逆極性に摩擦帯電すること
   を特徴とする乾式現像剤。