JPS6191670A - 現像方法 - 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〕 本発明は静電潜像の現像方法、詳しく言えば一成分現像
剤による静＃（、潜像の現像方法に関する。

〔従来の技術〕

静電潜像の現像に用いられる現像剤としてはトナーとキ
ャリアとの二成分からなる二成分現像剤及びトナーのみ
からなる一成分現像剤が使用されている。

一成分現像剤の場合にはトナー粒子のみを使用するため
、如何にしてトナーに電荷を付与するかが問題である。

比較的導電性のトナーを用いて静電誘導によυ、トナー
に電荷を付与する場合は、摩擦帯電の様な帯電の経時変
化、環境依存は無視〒き常に良好な現像性が得られる。

しかし導電性もしくは半導電性のトナーを使用するため
に紙等への転写がうまく行えない。

トリマー、スリーブ等の現像機構成部材と一トナーの接
触、摩擦帯ｔあるいはトナー粒子同志の摩擦帯電によっ
てトナーに電荷を付与する方法も提案され、実用化され
ているが摩擦帯電を利用するため帯電性の経時変化、環
境依存といった従来の二成分現像剤の欠点は本質的に解
消しえない。コロトロン等を用い、イオン照射によって
トナーを帯電する方法（特開昭５０−９８３３号）も帯
電むら、コロトロン汚染、オゾン発生等実用上問題が多
い。

又、誘電分極を利用する方法も提案されているが（特開
昭４９−９０ｉＩ号）、この場合電場強度の変化の大き
い部分しか原理的に現像できないので一般的Ｔない。

この様に従来の一成分現像法は、トナーの帯電性、現像
性及び転写性を十分満足しうるもの〒はなく、二成分現
像法の欠点を解消しうるには至っていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

木兄８Ｅｌは一成分現像法における前記の問題を解決し
、現像性とともに転写性のすぐれた現像剤組成物を提供
することを目的とする。

本発明の更に他の目的は画質のすぐれた現像剤及び現像
方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕前述の目的は
、含窒素極性官能基を有する単量体の重合体成分を含有
する結着樹脂を必須成分として含む絶縁性粒子の少なく
とも表面層に、電子吸引性基を有する外添剤粒子から成
る不連続層を形成し現像剤粒子全体の電気抵抗率を１０
１４Ωα以上に調整した現像剤の均一な薄い層”を現像
剤担持体上に形成して、交番電界によシ静電潜像を現像
する方法により達成される。

以下、本発明の構成をより詳細に説明する。先ず、現像
剤結着樹脂に含窒素極性官能基を導入するための単量体
成分としては、Ｎ−メチルアミンエチルアクリレート、
Ｎ−エチルアミノエチルアクリレート、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルアミノエチルアクリレート、Ｎ、Ｎ　−、クエチルア
ミノエチルアクリレート、Ｎ、Ｎ−ジブチルアミノエチ
ルアクリレート、Ｎ、Ｎ−・クエチルアミノプロビルア
クリレート等の置換アミン基含有アクリレート類、アミ
ノエチルメタクリレート、Ｎ、Ｎ−・クメチルアミノエ
チルメタクリレート、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチルメ
タクリレート、Ｎ−メチルアミノエチルメタクリレート
、Ｎ−エチルアミノエチルメタクリレート、２−　Ｎ、
Ｎ−ジシクロへキシルアミノエチルメタクリレート、Ｎ
、Ｎ−ジブチルアミノエチルメタクリレート、２−フェ
ニルアミノエチルメタクリレート、２−・クベンジルア
ミノエチルメタクリレート等の置換アミノ基含有メタク
リレート類、アミノスチレン、ジメチルアミノエチルス
チレン、Ｎ−メチルアミノエチルスチレン、ジメチルア
ミノエトキシスチレン等の７ミノスチレン類、アリルア
ミン、アリルメチルアミン等のアリルアミン類、Ｎ−ビ
ニルヒリシン、２−ビニル−５−メチルピリ・シン等の
ビニルピリジン類、ビニルアミン類、ビニルキノリン類
及びアリルキノリン類、アクリルアミド類、Ｎ−ビニル
アミド類等が利用可能である。

この様な単量体成分を重合して結着樹脂中に導入された
含窒素極性官能基、特に置換アミノ基等の電子ドナー性
もしくはカチオン性に富む官能基は電子吸引性成分、特
にイオンもしくは電子の移動が生じやすい表面導電性の
電子吸引性成分がＰＨ４６％にＰ≦４の・−’ｃｏＯ）
（基、−ＯＨ基、へ四ゲン基のうち少なくとも１種類を
含む外添剤との共存下１概ね良好な電荷交換性を呈する
が、現像剤として画像形成のあらゆる工程からの多様な
物理的、化学的要求をすべて満足するためには、下記一
般式（Ａ）−で示される置換アミン基含有メタクリレー
トもしくはアクリレートを単量体の“重合体成分を含有
する結着樹脂の使用が望ましい。

上記式中、Ｒ１は水素原子又は、メチル基′ｔ％あυ、
Ｒ２およびＲ６は水素又は炭素原子数１〜４の低級アル
キル基フあジ、同一でも異なっていてもよく、かねＲ２
およびＲａの少なくとも一方は、炭素原子数１〜４の低
級アルキル基であシ、ｎは１〜４の整数でるる。外添剤
としては、イオン交換水に分散もしくは溶解した時ＰＨ
≦６を示す金属酸化物等の無機酸化物、無機ハロゲン化
物、無機塩類、カーボン等を用いることができる。これ
らは必要に応じて、シランカップリング剤、チタネート
カップリング剤、高級脂肪酸及びその前導体、高級アル
コール等で表面を有機化処理してから用いてもよい。又
、他の無機物質と複合化処理してもよい。更に又、乳化
重合やｌ＠１４重合で作成したもしくは、粉砕法で得た
樹脂微粒子や高級脂肪酸及びその誘導体、有機酸化物、
有機ハロゲン化物、有機塩類等も用いる事がマきる。中
でも、ＰＨ≦４１、かつ−ＣＯＯＨ基、−０Ｈ基、ハロ
ゲンのうち、少なくとも１種類の極性官能基を有する無
機系微粒子を用いると、現ｆｉ−剤とじての総合性能と
現像特性を制御しやすい。好擾しくは、酸性カーゼンブ
ラック、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末等であシ、粒
径は１μｍ以下、特に０．１μｍ以下の物が都合よく用
いられる。上記の外添剤を前記した含窒素極性官能基、
特にｆＲ，換アミノ基等の電子ドナー性もしくはカチオ
ン性に富む官能基をもつ絶縁粒子と混合して現像剤とす
ることができる。

以上のような構成から成る現像剤を、現像剤担持体上に
均一に薄層に形成し、交番電界を印加して現像させるこ
とによシ、現像性、転写性を両立させ、又環境変化に対
しても安定な複写機を得ることができる。交番電界とし
ては、この現像剤を使用するのに最適な波形として周波
数が１〜５ＫＨｚ、　　好ましくは１〜３ＫＨｚ、　　
最高最低電位幅（ピークツーヒーク電位Ｐ−Ｐ　）　−
ｔｒｌ　５００〜２０００　Ｖ。

好ましくは１０００〜１５００Ｙとすることによシ画質
のすぐれたコピーを得ることができる。

上記した現像剤と現像方法を組み合わせることにより、
現像性、転写性を両立させ、又環境変化に対しても安定
に現像〒きる理由について詳細は不明″１％あるが本発
明者等は次のように考えている。

絶縁性粒子が最終的に真電荷を持つステップとして含窒
素極性官能基を有する絶縁性粒子と外添剤の極性基との
電荷交換により生じた電荷を利用している。すなわち、
第１図に示す様に絶縁性粒子１のアミノ基２と外添剤４
の電子吸引性極性基３とが電荷交換することによシ絶縁
性粒子１は■に、又外添剤４はｅにそれぞれ帯電し、絶
縁粒子表面に対を形成する（第２図）。この後現像領域
に於ては、現像電場下１粒子同志の相互の接触により、
更に電荷交換、あるいは外添剤を通じての電荷の移動を
生じ現像剤中の感材側にｐ、！荷を生じるものと考えら
れる（第３図）。

この時に生じた真電荷は絶縁粒子中に発生した電荷であ
るから環境条件に左右され易い摩擦帯電や導電性トナー
の誘導によるものではない。このため環境条件の変化に
対して安定で、又転与不良等の発生もないと考えられる
。

又、この現゛像剤を使用した時には前記した交番電界の
範囲に於いてすぐれ良画質を得ることができるが、この
理由は真電荷を持った粒子が交番電界に応答して現像剤
担持体と像担持体の間を往復運動し背景部を付着した粒
子や像の回りの余分な粒子をきれいに清掃するためによ
ると考えられる。

本発明に用いる現像剤は、前記した様に税像剤粒子中に
アミノ基を含有し外添剤として電子吸引性の極性基をも
つものを使用する事により、現像剤粒子中のアミン基と
外添剤中の極性基間ｔの電荷交換により生じる電荷を利
用するもの１ら９、外添剤は絶縁性あるいは導電性でも
よいが絶縁性粒子の表面層に不連続層を形成し１ｏ１４
和以上に調整する事が必要〒ある。

〔実施例〕

以下実施例を挙げて本発明の現像方法を説明する。

実施例 スチレン樹脂（ＳＴ−１２０，三洋化成社製）２８部、
−ＣＯＯＨ基を含む低分子量ポリエチレン系ワックス（
２２０３Ａ、酸化４ｏ、三井石油化学社製）１２部、磁
性体（ＥＰＴ−１０００、戸田工業社製）６０部をロー
ター回転型の混練機により１０分間溶融混練し、冷却後
クラッシャーで粗粉砕、更にジェノＨｅ砕機で微粉砕し
、その後風力分級機で５μｍ以下の微粉及び４０μｍ以
上の粗粉を除去し平均粒度１３μｍのトナーを得た。こ
のトナーに０．５Ｎ量％、ＰＨ＝５の酸性カーゼンブラ
ックを添加混合しサンプルＡを得た。次にスチレン樹脂
の代わりにジエチルアミノエチルメタクリレート−スチ
レン共重合体（ジエチルアミノエチルメタクリレート成
分７モル％、数平均分子ｉ　５０００　。

アミン価ｚ３０）を用いて、その他は全く同様の処方で
平均粒径１３μｍのトナーを得て、０．５重量％のＰＨ
＝４の酸性カーゼンブラックを添加混合しサンプルＢを
得た。

上記２種のトナーを用い、マグネットロールから成る現
像剤担持体上に均一に薄層にトナーの層を形成し表１に
示す直流及び交流の現像電場条件表２の結果から含窒素
極性基能基を有するトナーに酸性カーゼンを添加したト
ナーを使用し交流電場で現像すると、従来の問題点であ
った環境安定性、転写性１画質がそれぞれすべて解決さ
れることが判明した。

なお、現像電場については交流電場として前記実施例の
実験条件の他に、ピークツーピーク電位として５００〜
２０００Ｖ、周波数として１〜５ＫＨｚ。

ＤＣ成分１１００〜５ｏｏｌＶが使用可能であった。

〔発明の効果〕゛ 本発明は含窒素極性基を有する単量体の重合体を含有す
る結着樹脂を必須成分とする絶縁性粒子の少なくとも表
面層にＰＨ≦４の外添剤粒子の不連続層を形成してなる
一成分現像剤の均一な薄層を、静電潜像に対向して配置
された現像剤担持体上に形成し、交番電界下で現像する
方法を提供したものであり、従来の一成分現像法におけ
る問題点であった、現像性・転写性の非両立性１画質の
環境依存性、画質の経時依存性及び画質の悪さ等がすべ
て解決され、長期間にわたって、また環境変化に対して
安定したコピー品質が得られるので信頼性の高い複写機
が提供でき、又、メインテナンスの費用も削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第６図は本発明の現像方法で使用す
る現像剤による真電荷形成の説明図である。 図中符号： １・・・絶縁性粒子；　２・・・アミノ基；　３・・・
電子吸引性基；　４・・・外添剤。 打　１　　口 第　３　口 に；２　　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）含窒素極性基を有する単量体の重合体を含有する結
   着樹脂を必須成分とする絶縁性粒子の少なくとも表面層
   にＰＨ≦４の外添剤粒子の不連続層を形成してなる一成
   分現像剤の均一な薄層を、静電潜像に対向して配置され
   た現像剤担持体上に形成し、交番電界下で現像すること
   を特徴とする現像方法。 ２）含窒素極性基を有する単量体が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、ｎは１〜４の整数であり、Ｒ＿１は水素原子又
   はメチル基であり、Ｒ＿２及びＲ＿３は同一であつても
   異なつてもよく、水素原子又は炭素原子数１〜４の低級
   アルキル基であるが、Ｒ＿２及びＲ＿３は同時に水素原
   子ではないものとする。〕 で示される化合物であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の現像方法。 ３）外添剤粒子がＰＨ≦４で、−ＣＯＯＨ基、−ＯＨ基
   、ハロゲン基のうち少なくとも一種類の極性官能基を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の現
   像方法。 ４）前記外添剤粒子がＰＨ≦４のカーボンブラックであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の現像
   方法。 ５）最高最低電位幅（Ｖ＿ｐ＿−＿ｐ）が ５００Ｖ≦Ｖ＿Ｐ＿−＿Ｐ≦２０００Ｖで、周波数（ｆ
   ）が１ＫＨｚ≦ｆ≦５ＫＨｚの交番電界により現像する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の現像方
   法。