JPS6346411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電潜像用現像剤に関する。

従来静電潜像を現像する方法として磁性トナー
のみからなる謂ゆる一成分磁性トナー現像法が知
られている。これは導電性かつ非磁性のキヤリア
スリーブ内に設けられた磁石の磁力により導電
性、磁性トナーを前記スリーブ上に保持し、スリ
ーブと磁石との相対運動により磁性トナーを静電
潜像上に運び、この状態において静電潜像担持体
の導電性裏打ち部材と前記スリーブおよび磁性ト
ナーとの間に導電路を形成させて、磁性トナーに
潜像とは逆極性の電荷を誘導させ現像するという
方法である。この現像法に用いられる導電性磁性
トナーは例えば米国特許第3639245号明細書で提
案されるような、トナー粒子の表面部分をその中
心部分より電気的に導電性としたものである。し
かしながらこのような導電性磁性トナーを用いて
現像したトナー画像は、他の記録体上へ静電的に
転写することが、困難であるという欠点があつ
た。これを改良する目的で磁性トナーの電気抵抗
を高くすることも提案されるが、この場合逆に現
像性を損うことになり、現像性及び転写性の両特
性を満足させる現像剤は末だ開発されていなかつ
た。

そこで本発明者はさきに現像性及び転写性の優
れた現像剤として磁性微粉末を分散含有する高電
気抵抗磁性トナーと該トナーの体積平均粒径より
小さい体積平均粒径を有する導電性磁性粒子との
混合物からなる静電潜像用現像剤を提案した。

その提案した現像剤を用いて現像する場合を、
今図面を用いて説明する。第１図は現像原理を模
型的に示したものである。第１図Ａは現像時の断
面模型図であつて、導電性裏打ち１を有する光導
電層あるいは誘電層２上に形成された静電潜像３
を現像する場合が示される。導電性非磁性のスリ
ーブ４上には高電気抵抗磁性トナー５ａと導電性
磁性粒子５ｂとの混合物からなる本発明現像剤５
が担持されており、スリーブ４と磁石６との相対
運動により現像剤５が潜像現像位置に運ばれる。
この状態において、潜像電荷とは逆極性の電荷が
スリーブから導電性磁性粒子５ｂに誘導され、一
部潜像に近い高電気抵抗磁性トナー５ａに蓄積さ
れ、これにより静電潜像に磁性トナー５ａと導電
性磁性粒子５ｂとが吸引され、現像される。第１
図Ｂは現像された状態の模型図であり、現像画像
は磁性トナー５ａと磁性粒子５ｂとの両者から構
成されるが、単位重量当りの磁石６に対する吸引
力が磁性粒子の方が大きいために、磁性トナー５
ａの方が優先的に潜像に付着されるということが
確認されている。また第１図Ｂの現像画像は転写
工程に運ばれ、現像画像の上に普通紙の如き転写
記録体が重ねられて、コロナ放電等の静電的手段
により転写される。この工程においては高抵抗磁
性トナー５ａが優先的に転写されるが、導電性磁
性粒子５ｂの一部は磁性トナー５ａとの弱い吸着
力により磁性トナー５ａに引きずられた形で転写
される。

上記さきに本発明者等が提案した現像剤は、従
来の二成分系磁気ブラシ現像法のようなトナー粒
子を磁性キヤリアと摩擦させて荷電させるという
必要性がないため、現像装置が小型化することが
でき、さらに現像に際しての湿度変化に対する安
定性を有するという利点を有する。

本発明は、これをさらに検討改良したものであ
り、導電性磁性粒子として凝結粒子状のものを用
いることにより、現像時導電性磁性粒子が機能す
る静電誘導回路を形成しやすくし、かつローラー
で定着する場合、ローラー等の損傷を防止するこ
とを目的とするものである。

すなわち本発明は、磁性微粉末を含有した高電
気抵抗磁性トナーと該トナーの体積平均粒径より
小さい体積平均粒径を有する凝結粒子状の導電性
磁性粒子との混合物からなることを特徴とする静
電潜像用現像剤を提供するものである。

本発明現像剤において重要なことは、凝結状の
導電性磁性粒子５ｂの平均粒径が高電気抵抗磁性
トナー５ａのそれより小さくするということであ
る。もし磁性トナー５ａより磁性粒子５ｂが大き
い場合には、磁性粒子の周囲を小さな磁性トナー
が被うようになり、磁性粒子が大きくなれば磁石
６への磁気吸引力が強くなるため囲りに磁性トナ
ーを担持した磁性粒子が静電潜像上から丁度取り
去られたようになつて画像に白抜けと呼ばれる白
斑点が見られるようになる。またこの現象は導電
性磁性粒子が静電的転写がされ難いため転写工程
においても生起する現象である。

一方、逆に導電性磁性粒子があまりに小さ過ぎ
てもまた好ましくない。すなわちあまりに小粒径
であると磁性トナー周囲に微細磁性粒子がフアン
デルワース力により強く吸着されてしまい、トナ
ー周囲を導電性とした従来の導電性磁性トナーと
同様な構造となつて、静電転写性を悪化させるこ
とになる。以上のことから導電性磁性粒子の体積
平均粒径は磁性トナーのそれの1/5〜4/5程度であ
ることが好ましく、さらに望ましくは3/10〜2/3
程度に選択することである。本発明における導電
性磁性粒子の導電性とは体積電気抵抗が10⁹Ωcm
以下であり、磁性トナーの高電気抵抗とは体積電
気抵抗が10¹²Ωcm以上と定義される。なお体積電
気抵抗の測定は、底面が内径20mmの電極からな
り、側壁が絶縁材料からなる円筒状容器に１mlの
磁性トナー又は導電性磁性粒子を入れた後、被検
材料の上に直径20mm弱で重さ100ｇの電極板を載
せ、１時間静置した後両電極間に100Vの直流電
圧を印加して、印加後１分後の電流値を測定し
て、算出することができる。

本発明において用いられる凝結粒子状導電性磁
性粒子の凝結粒子状とは第２図の電子顕微鏡写真
に示すような微細粒子が凝集化されたものであ
る。これは例えば細かい微粒子をよく水等で洗浄
した後、乾燥器中で撹拌しながら急激に乾燥せし
めることにより得ることができる。あるいは微細
粒子の流動層を作り、これに有機高分子物質等を
スプレーして微細粒子間を有機高分子物質で結合
させてもよい。この磁性微細粒子としてはFe，
Ni，Co，Mn等の金属あるいはこれら金属の酸化
物又は合金の磁化可能な材料が用いられ微細粒子
の粒径としては0.01〜0.5μ程度の大きさである。

導電性磁性粒子に上記凝結粒子状ものを用いる
ことにより、現像時導電性磁性粒子が機能する静
電誘導回路を形成しやすくするため現像性を向上
させ、かつ転写画像をローラーにより定着する場
合、凝結粒子状のものが容易に壊され、ローラー
表面を損傷し難くなるものである。

本発明に使用される高電気抵抗磁性トナーは従
来公知のものでよく、高分子物質および磁性微粉
末から本質的に構成され、必要に応じて着色剤、
流動改良剤、極性制御剤等が添加される。高分子
物質としては例えばスチレン系樹脂、アクリル系
樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂、フエノール樹脂、ポリウレタン樹脂、天
然樹脂、セルロース類等があり、磁性微粉末とし
てはFe，Ni，Co，Mn等の金属あるいはこれら
金属の酸化物又は合金の磁化可能材料の1μ以下
の粉末が用いられる。着色剤としては例えばカー
ボンブラツク、アニリンブラツク、クリスタルバ
イオレツト、ローダミンＢ、マラカイトグリー
ン、ニグロシン、銅フタロシアニン、アゾ染料等
の顔料、染料が用いられる。他にワツクス、脂肪
酸又は脂肪酸金属塩、シリカ粉末、酸化亜鉛粉末
等を添加することも可能である。また、本発明現
像剤においては、磁性トナーが静電転写工程で転
写記録紙に印加する極性とは逆極性に摩擦帯電す
る傾向にある方が転写効率がよいことが確認され
ており、従つてニグロシン、モノアゾ染料、亜鉛
ヘキサデシルサクシネート、ナフトエ酸のアルキ
ルエステル又はアルキルアミド、ニトロフミン
酸、Ｎ，N′―テトラメチルジアミンベンゾフエ
ノン、Ｎ，N′―テトラメチルベンジジン、トリ
アジン、サリチル酸金属錯体等のこの分野で電荷
制御剤と呼ばれる極性の強い物質を添加すること
が好ましい。

上記凝結状の導電性磁性粒子と高電気抵抗磁性
トナーとを混合して本発明現像剤が調製される
が、その際両者の混合割合は重量で（２〜40）：
（98〜60）が適当であり、さらに好ましくは（10
〜30）：（90〜70）である。本発明現像剤には公知
の流動性等の特性改良剤例えばシリカ、硬質樹脂
微粉末、酸化亜鉛、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属
塩、シリコンオイル、弗素油等を添加混合するこ
とも可能である。

以上詳述した本発明現像剤は現像性及び静電転
写性のいずれも優れた効果を発揮するものであ
る。この現像剤を用いて静電潜像を現像するには
従来一成分磁性現像法で用いられる装置として知
られる現像装置がそのまま適用できる。また本発
明現像剤は、主に磁性トナーに誘導されて電荷を
利用して静電潜像を現像できるために、従来マグ
ネツトブラシ用二成分系現像剤でのトナーの摩擦
帯電するために現像装置内で充分撹拌するという
ようなことを必要としないため、簡素な現像装置
及び管理でよいという利点も有する。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ ピコラスチツクＤ―125（ポリスチレン，エツソ
スタンダード石油社製） 10重量部 カーボンブラツク 10 〃 ２―ヒドロキシ―３―ナフトエ酸イソアミルエ
ステル ２ 〃 マグネタイト（0.1μ） 40 〃 よりなる混合物を熱ロールにより加熱混練し冷却
後粉砕分級して体積平均粒径20μ、電気抵抗４×
10¹²Ωcmの磁性トナーを得た。

10％FeSO₄・7H₂O水溶液に20％アンモニア水
を加え、空気の流通を断つた状態でKNO₃水溶液
を滴下しながら煮沸した。これによりFe₃O₄の立
方体結晶状の微細粒子が得られた。次にこの微細
粒子を純水で洗浄し、乾燥器中で撹拌しながら急
激に乾燥したところFe₃O₄の微細粒子がぶどう状
に凝集した凝結粒子が得られた。これを分級し体
積平均粒径が5μ、電気抵抗３×10⁶Ωcmの凝結粒
子状の導電性磁性粒子を得た。

次に上記磁性トナー90重量部と上記凝結粒子状
の導電性磁性粒子10重量部とを混合して本発明現
像剤を調製した。

Se感光体上に通常の電子写真法で形成した静
電潜像を第３図に示される現像装置により現像
し、これを普通紙に＋コロナ放電を与えながら転
写した後シリコンゴムローラーによつて熱定着し
た。得られた複写画像の濃度は高く、白抜けのな
い鮮明なものであつた。上記電子写真工程を1000
回繰り返した後シリコンゴムローラー表面を調べ
たところほとんど損傷のないものであつた。一方
本実施例の凝結粒子状の磁性粒子に替えて体積平
均粒径5μの磁性粒子を用いた現像剤により電子
写真工程を1000回繰り返した後シリコンゴムロー
ラー表面を調べたところ、全面にひつかき傷のよ
うな跡が見られた。

実施例 ２ スチレン〜メチルメタクリレート共重合体
100重量部 ニグロシン ２重量部 マグネタイト（0.1μ） 100重量部 よりなる混合物を実施例１と同様に処理して体積
平均粒径12μ、電気抵抗７×10¹⁴Ωcmの磁性トナ
ーを得た。この磁性トナー70重量部と酸化チタン
粉末（0.5μ）0.4重量部とを混合し、次いで実施
例１と同じ製法により得た体積平均粒径3μ、電
気抵抗５×10⁵Ωcmの凝結粒子状の導電磁性粒子
を30重量部を添加混合して本発明現像剤を調製し
た。

有機光導電体上に一電荷の静電潜像を第３図に
示される現像装置により現像し、これを普通紙に
に一コロナ放電を与えながら転写した後シリコン
ゴムローラーによつて熱定着した。得られた複写
画像は濃度が高く、白抜けのないかつコントラス
トの良好な複写画像が得られた。上記電子写真工
程を1000回繰り返した後シリコンゴムローラー表
面を調べたところほとんど損傷が認められなかつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像剤による現像機構の説明
図、第２図は本発明現像剤に用いられる凝結粒子
状の導電磁性粒子の電子顕微鏡写真、第３図は本
発明現像剤を実施する現像装置の一例を示す。 ２…静電潜像担持体、３…静電潜像、５…現像
剤、５ａ…高電気抵抗磁性トナー、５ｂ…導電性
磁性粒子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性微粉末を含有した高電気抵抗磁性トナー
   と該トナーの体積平均粒径の1/5〜4/5の体積平均
   粒径を有する凝結粒子状の導電性磁性粒子との混
   合物からなることを特徴とする静電潜像用現像
   剤。 ２ 上記磁性トナーの体積平均粒径が５〜20μｍ
   である特許請求の範囲第１項記載の静電潜像用現
   像剤。 ３ 上記凝結粒子状の導電性磁性粒子と上記磁性
   トナーとの重量混合割合が（２〜40）：（98〜60）
   である特許請求の範囲第１項記載の静電潜像用現
   像剤。 ４ 上記磁性トナーが電荷制御剤を含む特許請求
   の範囲第１項記載の静電潜像用現像剤。