JP3261633B2 - 負帯電性現像剤 - Google Patents
負帯電性現像剤Info
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Description
有機感光体もしくはアモルファスシリコン感光体の表面
に形成された負電荷潜像を現像するための負帯電性現像
剤に関する。
試みは、例えば特開昭59-228261(珪素樹脂でコートし
たキャリア)に見られるように、キャリアを疎水化する
ことで行われていた。この手段に於いては、たしかにト
ナー側が比較的疎水性の場合には環境依存性は小さくな
るが、近年のように特性改良のために無機微粒子等を添
加したトナーに於いては、トナー自身が水分を吸着しや
すくなり、環境によりその帯電序列が変化するためキャ
リアの疎水化はむしろ逆に現像剤の帯電量の環境差を大
きくする結果となっている。
下では帯電量が低くなる結果、転写性が低下すると同時
に、熱ローラー定着プロセスに於いてはローラーに進入
する際にその振動によりトナーが飛び散りいわゆる文字
ちりという不良を引き起こす。
る結果、現像性の不足を生じると同時に、熱ローラー定
着プロセスにおいても、ローラー進入時にローラーの持
つ電荷とトナーとが反発し、文字ちりを生じる事があ
る。
出量の低減が図られる正帯電型の感光体、特に構成物質
としても安全性の高い正帯電性の有機感光体やアモルフ
ァスシリコン感光体が好ましく用いられているが、これ
らの感光体はオゾンや紙粉等により表面が劣化し易い欠
点を有しており、安定した性能を維持するためには、表
面に形成された劣化物を研磨する必要がある。
ニング不良、画像流れの防止を図る試みは、例えば特開
昭53-81127に見られるように現像剤中に研磨剤を添加す
る事で行われていた。この手段によれば感光体表面への
付着物を比較的有効に除去する事は可能となるが、特に
近年のように感光体の耐久性向上のために表面硬度を高
めた有機感光体やアモルファスシリコン感光体を使用し
た系等においては、感光体表面を均一にかつ徐々に研磨
するには至らず、研磨力が不足して感光体表面に劣化物
の層が形成され画像流れが生じたり、不均一に研磨され
て傷を発生する等の不良を引き起こす結果となってい
る。
たキャリアはキャリア表面のトナーによる汚染が少な
く、耐久性が高いことが知られているが、被覆層自身や
被覆層とコアの界面での強度が不十分であり、被覆層の
削れや剥がれが生じ易い。その改良のために例えば特開
昭59-232362等にみられるようにコート層中に疎水性シ
リカを添加することが行われているが、疎水性シリカの
場合はある程度の効果はみられるが、未だ充分な効果を
発現しているとはいい難い。
に無機微粒子等の外部添加剤を加えた場合に於いても帯
電量の環境依存性が小さく、現像性転写性が良好で、硬
度が高く、耐久性の良い負帯電性現像剤の提供であり、
有機感光体もしくはアモルファスシリコン感光体を用い
た場合に於いても画像流れ、クリーニング不良の生じな
い負帯電性現像剤を提供する。
においても文字ちりを生ぜず、耐久性の高い負帯電性現
像剤を提供する。
像剤を提供することを目的とする。
なくとも磁性粒子の表面をシリコン系重合体で被覆した
キャリアを用いた負帯電性現像剤において、該被覆層中
に疎水化率20未満の親水性シリカ粒子を含有するコーテ
ィングキャリアを用いた、有機感光体若しくはアモルフ
ァスシリコン感光体の表面に形成された静電荷潜像を現
像するための負帯電性現像剤によって達成された。ここ
で疎水化率とは、メタノールウェッタビリティーの値を
示し、より好ましくは15以下のものをいう。
を添加したトナーは高湿度下においては水分子を吸着す
る事でその帯電序列がプラス側へ移動する。したがって
前述のようにキャリアが疎水性の場合には、トナーとキ
ャリアの帯電序列差が小さくなり、帯電量が低くなる。
は、被覆層中に親水性でかつ弱負帯電性のシリカを含有
しているため、高湿度下ではトナーと同じように水分子
を吸着し、その帯電序列がプラス側へ移動するため、ト
ナーとキャリアの帯電序列差はほとんど変化せず、その
結果環境湿度によらずほぼ一定の帯電量を維持する事が
可能となる。
写性を示し、文字ちりを生ずる事がない。
たシリカにより、感光体等の被接触物に対する研磨効果
が大きくなっており、感光体上に形成された付着物や感
光体表面の劣化物を有効に除去し得るためクリーニング
不良、画像流れを生ずる事がない。
作用は、キャリアによる研磨である事から感光体全面を
均一にかつ徐々に研磨する事が可能であり、研磨剤微粒
子を添加した際のような研磨力の不足や不均一な研磨に
よる不良を生ずる事がない。更に本発明のキャリアは、
被覆層中に含有した親水性シリカが被覆層の好適な充填
剤となり、被覆層の耐久性をあげると同時に、コアとの
界面においてもコアとの親和性が高いことから接着強度
が高くなり、被覆層の削れ、剥がれを生ずることが無
い。
公知のものが使用できるが、比重が3〜7g/ccの磁性
粒子を用いた場合は、現像機内での混合撹拌時に負帯電
性現像剤が受けるストレスが小さくなり、被覆層の破壊
やトナーのキャリア表面への融着等を生じ難くなるため
好ましいものである。
系重合体は、特に限定されないが、加熱脱水縮合反応、
室温湿気硬化反応等で硬化する縮合反応型シリコン樹脂
が好ましく用いられる。更に、例えば下記aまたはbで
示すような反応により硬化する縮合反応型シリコン樹脂
を特に好ましく用いることができる。
置換基を表し、OXは、アルコキシ基、ケトキシ基、ア
セトキシ基、アミノキシ基等を表す。この中でも、置換
基がメチル基であるものは被覆層が緻密になり、耐久性
の良好なキャリアとすることができる。
として、例えば、 SR−2411 トーレシリコン社製 SR−2410 〃 KR−255 信越化学社製 KR−271 〃
などがある。
を含む。本発明で好ましく用いられる親水性シリカ粒子
は、四塩化珪素の気相中での高温加水分解により得られ
るシリカ粒子で、純度が高く、被覆層中への分散性に優
れ、また表面積が大きく水分子の吸着能に優れ好まし
い。
水化率が20以上のものは水分子の吸着能が不十分であ
り、帯電量の環境依存性を小さくする効果が不十分とな
る。シリカ粒子の平均粒子径は5〜50nmが好ましい。5
nm未満のものは粒子が2次凝集体を形成し易く、被覆層
への分散性が悪くなる。また50nmを越えるものは被覆層
への分散が困難になる他、比表面積が小さくなり水分子
の吸着能が不十分となる。
比表面積で40〜500m2/gが好ましい。比表面積が40未
満のものは水分子の吸着能に劣り、500を越えるものは
被覆層への均一分散が困難になる。
は10〜70重量%、より好ましくは30〜60重量%である。
添加量が10重量%未満では効果が不十分であり、70重量
%を越える場合には被覆層の成膜が困難となり、膜はが
れ等の耐久性低下を引き起こす。
は、溶剤中に前記樹脂および親水性シリカ粒子を溶解、
分散させ、その溶液に浸せきさせたあとスプレードライ
する方法や、磁性材料を流動状態にしておき溶液を吹き
付けながら乾燥し、その後被覆層を硬化させる方法等、
一般的な方法を用いる事ができる。
あるが、流動性の改善による現像性の向上やクリーニン
グ性の向上が図られる無機微粒子を外添したトナーが好
ましい。この無機微粒子としては負帯電性の付与能力や
流動性の向上効果から、表面をアルキル基含有のカップ
リング剤等で処理したシリカ微粒子、チタニア微粒子が
好ましく用いられる。またトナーのバインダー樹脂とし
ては負帯電性の付与能力が高いことから、ポリエステル
樹脂が好ましく用いられる。ポリエステル樹脂は負帯電
性の付与能力に優れる反面、構造上水分子を吸着しやす
く、帯電量の環境依存性が大きいという欠点を有してい
るが、本発明のキャリアと組み合わせることで環境依存
性を小さくできる。
社製)6重量部と疎水化率 0の親水性シリカ微粒子(粒
子径12nm、BET表面積200)6重量部を分散させた液を用
いて、スピラコーターにより比重5.0、重量平均径80μ
m、1000エルステッドの外部磁場を印加したときの飽和
磁化が62emu/gのCu-Znフェライト粒子の表面に平均膜
厚が2μmの被覆層を形成し、更に200℃で1時間加熱処
理してキャリアAを作成した。
キャリアを作成した。
プロピレン5部とを、混合、練肉、粉砕、分級し、平均
粒径8μmの粉末を得た。更にこの粉末100部と、疎水性
シリカ微粒子(粒子径16nm、疎水化度60)2.0部とをヘ
ンシェルミキサーで混合し、トナーAを得た。
型混合機を用いて表2及び表3に示す各テスト環境下で
20分間混合し、実写テスト用の負帯電性現像剤を作成し
た。
面をジメチルジクロルシランで処理したシリカ粒子〉 親水性表面チタニア微粒子:P−25(日本アエロジル社
製) ボントロンE-81:サリチル酸クロム錯体(オリエント化
学社製) 実施例2 感光体の製造 感光体Aとして、ジクロロエタン 1000重量部、モノラ
イトレッド2Y(ICI社製)の昇華精製品 30重量
部、ポリカーボネート樹脂TS2020(帝人化成社製)
100重量部、下記式の化合物 70重量部をボールミル中
で24時間混合し、アルミ素管上に20μmの厚さに塗布し
乾燥させたOPC感光体を作成し使用した。
ファスシリコン感光体を作成し使用した。
ム製基体の表面を清浄化した後、これを真空槽内に配置
し、真空槽内のガス圧が10-8Torrとなるように調整
して排気し、基体を100〜350℃の範囲内の所定温度に加
熱維持した。次いで、高純度のアルゴンガスをキャリア
ガスとして導入し、0.5Torrの背圧のもとで周波数1
3.56MHzの高周波電力を加え、10分間の予備放電を行
った。
スを導入し、流量比Ar:SiH4:CH4:B2H6=1:1:
1:1.5×10-3の混合ガスをグロー放電分解することに
より、P型のa−Si:C:H層(但し、〔B2H6〕/〔Si
H4〕=10容量ppm、〔C〕=10atm%)よりなる電荷輸送
層と、a−Si:C:H層(但し、〔B2H6〕/〔SiH4〕=
9容量pmm、〔C〕=5atm%)よりなる中間層とを、6
μm/hrの推積速度で順次基体に積層して形成した。電
荷ブロッキング層の厚さは0.5μm、電荷輸送層の厚さは1
0μm、中間層の厚さは1μmである。
4およびB2H5を放電分解して、厚さ0.1μmのa−Si:H
層(但し、〔B2H6〕/〔SiH4〕=0.1容量pmm)よりなる
電荷発生層を上記中間層上に積層した。
流量比O2:CH4:N2=20:60:20となるように真空槽内
に導入しつつこれを放電分解して厚さ0.05μmの表面改
質層を上記電荷発生層上に積層して形成し、アモルファ
スシリコン感光体を製造した。
複写機 U-Bix3035改造機を用いて実写評価を行った。
装置の主な改造点及び主要な条件は以下の通りである。
変更し、画像部の感光体電位を750V、非画像部の感光体
電位を50Vとなるように調整した。
変更した。
た。
写テストを行い、その際の現像性、転写性、クリーニン
グ性、画像流れの発生状況、及び文字ちりの発生状況を
評価した。これらの結果は表2及び表3に示した。
像し、普通紙に転写した後定着前に機械動作を停止さ
せ、転写紙上の単位面積当たりのトナー量をA、感光体
上に残った単位面積当たりのトナー量をBとし、A+B
を現像性とした。
写性とした。
クリーニング不良の発生開始枚数で判定した。
以下の4ランクに分類し判定した A;画像流れが全く見られない B;画像の1部に発生が見られるが、文字の判別は可能で
ある C;画像の1部に発生が見られ、発生部は文字判別が不可
能 D;画像全体に発生。
1cmのラインを5本配置したチャートをコピーし、その
部分のちりの状況を目視と顕微鏡の両者で観察し、以下
の4ランクに分類し判定した A;顕微鏡でもライン周辺のちりが観察されない B;目視ではわからないが、顕微鏡では周辺にちりが観察
される C;目視で周辺のちりが観察される D;ライン間の判別が困難なほど激しくちりが発生。
低温環境下で、50000枚実写後のキャリア100個を走査型
電子顕微鏡で観察し、被覆層の破壊が生じているキャリ
アの個数で判定した。
以下の様な試験を行い性能比較を行った。テストにかか
るトナー、キャリアをそれぞれ1g,19g秤量し、20CC
のサンプル瓶にキャリア、トナーの順にいれ、テストを
行う環境条件に3時間放置する。次に振とう機(ヤヨイ
式New-YS)を用いて振り角30°、振とう数200ストロー
ク/minで10分間混合した後、ブローオフ式の帯電量測
定装置を用いて帯電量を測定した。これらの結果は表4
に示す。
帯電性現像剤を用いると、転写性の向上、現像性の安定
化、高湿下の文字チリの防止、感光体に対する研磨効果の
向上という効果がえられる。更に、クリーニング不良が
防止され、画像流れもなく、かつ、コーティング層の耐
久性の向上することが判る。
像剤は、帯電量の環境依存性が小さくなる。
境依存性が小さく、転写性が向上し、現像性も安定化
し、高湿下の文字ちりが防止され、特に有機感光体若し
くはアモルファスシリコン感光体に対する研磨効果が向
上する。更に、クリーニング不良が防止され、画像流れ
もなく、かつ、コーティング層の耐久性も向上する。
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくとも磁性粒子の表面をシリコン系
重合体で被覆したキャリアを用いた負帯電性現像剤にお
いて、該被覆層中に疎水化率20未満の親水性シリカ粒子
を含有するコーティングキャリアを用いた、有機感光体
若しくはアモルファスシリコン感光体の表面に形成され
た静電荷潜像を現像するための負帯電性現像剤。
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JP05572593A JP3261633B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 負帯電性現像剤 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP05572593A JP3261633B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 負帯電性現像剤 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05572593A Expired - Fee Related JP3261633B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 負帯電性現像剤 |
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- 1993-03-16 JP JP05572593A patent/JP3261633B2/ja not_active Expired - Fee Related
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