JPH0220105B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、絶縁性磁性現像剤を使用する現像方
法に関する。 従来、電子写真・静電記録等における現像方法
としては、大別して乾式現像法と湿式現像法とが
ある。前者は、更に二成分系現像剤を用いる方法
と、一成分系現像剤を用いる方法として二分され
る。二成分系現像方法に属するものには、トナー
を搬送するキヤリヤーの種類により、鉄粉キヤリ
ヤーを用いるマグネツトブラシ法、ビーズ・キヤ
リヤーを用いるカスケード法、フアーを用いるフ
アーブラシ法等がある。 又、一成分系現像方法に属するものには、トナ
ー粒子を噴霧状態にして用いるパウダークラウド
法、トナー粒子を直接的に静電潜像面に接触させ
て現像する接触現像法（コンタクト現像、又はト
ナー現像ともいう）、トナー粒子を静電潜像面に
直接接触させず、トナー粒子を荷電して静電潜像
の有する電界により該潜像面に向けて飛行させる
ジヤンピング現像法、磁性の導電性トナーを静電
潜像面に接触させて現像するマグネドライ法等が
ある。 二成分系現像方法では、必然的にキヤリヤー粒
子とトナー粒子との混合現像剤を用い、通常現像
過程の進行によりトナー粒子はキヤリヤー粒子に
比べ遥かに大量に消費させるから、両者の混合比
が変化し、もつて顕画像の濃度が変動し、又、消
費され難いキヤリヤー粒子の長時間使用による劣
化により画質が低下する等の欠点を本来有してい
る。 他方、一成分系の現像方法では、磁性トナーを
用いるマグネ・ドライ法及び磁性トナーを用いな
いコンタクト現像法は、トナーが被現像面の全
面、即ち画像部、非画像部に無差別に接触し、こ
れがために非画像部にまでもトナーが付着し易
い、所謂地カブリとなつて汚れが生じ易い問題が
あつた。（このカブリ汚れの点については二成分
系現像法においても同様に生じる欠点であつた。）
又、パウダー・クラウド法においてもパウダー状
態のトナー粒子が非画像部に付着することは避け
られず、同じく地カブリが除去できない欠点を有
している。 この点特開昭54−43027号公報、特開昭55−
18656号公報等で提案される、静電像を表面に保
持する静電像保持体と、絶縁性現像剤を表面に担
持する現像剤担持体とを現像部において一定の間
隙を設けて配置し、現像剤を現像担持体上に前記
間隙よりも薄い厚さに担持させ、該現像剤を現像
部において前記静電像保持体に転移させ現像する
方法は、上述のカブリが出にくいという長所を有
している。又、キヤリヤー粒子を用いないので、
上述した混合比の変動という事態もなく、更にキ
ヤリヤー粒子の劣化もなく、忠実性が高く画質の
安定した静電像現像方法であると言える。 従来知られているジヤンピング現像方法は、繰
り返し複写を続けると、場合により現像剤担持体
上に担持された現像剤層の均一性がそこなわれ、
担持体の円周方向にスジ上のコーテイング不良が
発生したり、担持された現像剤の層の厚さが初期
と比較し部分的に極端に厚くなり、ハン点様のム
ラが発生したり、サザ波様のコーテイング不良が
発生する。前者は現像した際に画像に白筋として
観察さ、後者はハン点状あるいはサザ波状の濃度
ムラとなつて観察されたりする。この現像は、通
常の繰り返し複写ではほとんど発生しないが、特
に長期間超低温低湿の環境条件下での連続使用で
発生する場合があり好ましくない。 また、高温高湿においても、現像剤層の厚さが
変化し薄くなる場合が多く、しばしば画像濃度の
低下を引き起こし好ましくない場合があつた。こ
の点について検討を重ねた結果、その原因の１つ
は電荷制御成分の安定性および信頼性にあり、こ
れらの原因により該スリーブ上への現像粉の付着
およびスリーブからの現像粉の転写が変化するた
めであることを見出した。 さらに詳しく述べると、この様な現象は環境条
件の変化によつて担持体上に担持さた現像剤層に
おいて、摩擦帯電性の不均一部分が生ずることに
よる。すなわち、超低温低湿の環境条件下では担
持体表面と現像剤との摩擦により発生する現像剤
の摩擦帯電電荷が極端に大きい成分が発生し、そ
の電荷に起因する鏡映力のため、担持体近傍にそ
の様な摩擦帯電電荷の極端に大きい成分が蓄積し
やすく、これが連続耐久などによつて現像剤層の
上層部分の現像剤のコーテイングの均一性や現像
されやすさに影響をあたえ、現像として、前記し
た白スジや、ハン点状のムラ、サザ波状のコーテ
イング不良を生ずる。また高温高湿における現像
剤層の厚さ減少も、現像剤と担持体との摩擦帯電
の不均一から発生するもので、担持体表面近傍の
現像剤の摩擦帯電量の不安定性によるものであ
る。 乾式現像用トナーに用いられる正電荷制御剤と
しては、例えば一般に、第４級アンモニウム化合
物および有機染料、特に塩基性洗料とその塩があ
る。通常の正電荷制御剤は、ベンジルジメチル−
ヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシル−
トリメチルアンモニウムクロライド、ニグロシン
塩基、ニグロシン、サブラニンγ及びクリスタル
バイオレツト等である。特にニグロシン塩基及
び、ニグロシンがしばしば正電荷制御剤として用
いられている。これらは、通常熱可塑性樹脂に添
加され、加熱溶融分散し、これを微粉砕して、必
要に応じて適当な粒径に調整され使用される。 しかしながら、これらの電荷制御剤としての染
料は、構造が複雑で性質が一定していなくて安定
性に乏しい。また、熱混練時の分解、機械的衝
撃、摩擦、温湿度条件の変化、などにより分解又
は変質し易く、荷電制御性が低下する現象を生じ
易い。 従つて、これらの染料を荷電制御剤として含有
したトナーを複写機に用いて現像すると、複写回
数の増大に従い、荷電制御剤が分解あるいは変質
し、耐久中にトナーの劣化を引き起こすことがあ
る。 又、一般に正帯電性として知られている物質
は、その多くが暗色であり、鮮やかな有彩色現像
剤に含有させることができないという欠点があ
る。 又、これらの正荷電制御剤は、熱可塑性樹脂中
に均一に分散する事が極めて困難であるため、粉
砕して得られたトナー粒子間の摩擦帯電量に差異
を生じるという致命的欠点を有している。このた
め、従来、分散をより均一に行なうための種々の
方法が行なわれている。例えば、塩基性ニグロシ
ン染料は、熱可塑性樹脂との相溶性を向上させる
ために、高級脂肪酸と造塩して用いられるが、し
ばしば未反応分の脂肪酸あるいは、塩の分散生成
物が、トナー表面に露出してキヤリヤーあるい
は、トナー担持体を汚染し、トナーの流動性低下
やカブリ、画像濃度の低下を引き起こす原因とな
つている。あるいは、これらの荷電制御剤の樹脂
中への分散向上のために、あらかじめ、荷電制御
剤粉末と樹脂粉末とを機械的粉砕混合してから熱
溶融混練する方法もとられているが、本来の分散
不良性は回避する事ができず、未だ実用上充分な
荷電の均一さは得られていないのが現実である。 又、正荷電制御剤は、親水性のものが多く、こ
れらの樹脂中への分散不良のために溶融混練後、
粉砕した時には、染料がトナー表面に露出する。
従つて、高湿条件下での該トナーの使用時には、
これら、荷電制御剤が親水性であるがために良質
な画像が得られないという欠点を有している。 この様に、従来の正荷電制御剤をトナーに用い
た際には、トナー粒子間に於いて、あるいはトナ
ーとキヤリヤー間、トナーとスリーブのごときト
ナー担持体間に於いて、トナー粒子表面に発生す
る電荷量にバラツキを生じ、現像カブリ、トナー
飛散、キヤリヤー汚染等の障害が発生し易い。ま
たこの障害は、複写枚数を多く重ねた際に顕著な
現象となつて表われ、実質上、複写機には適さな
い結果となる。 さらに、高湿条件下に於いては、トナー画像の
転写効率が著しく低下し、使用に耐えないものが
多い。常温常湿に於いてさえも、該トナーを長期
保存した際には、用いた正荷電制御剤の不安定性
のために、変質を起こし、使用不可能になる場合
が多い。 本発明の目的は、連続使用特性等の耐久性に優
れた現像方法を提供することである。 本発明の他の目的は、高温高湿や低温低湿など
の環境変化に対しても安定である現像方法を提供
することである。 本発明の他の目的は、従来の荷電性トナーにま
つわる種々の問題点を解決し、均一に強く帯電
し、静電荷像を可視化して高品質な画像を与える
現像方法を提供することにある。 その特徴とすることは、静電像を表面に保持す
る静電像保持体と、正荷電性絶縁性磁性現像剤を
表面に担持する現像剤担持体とを現像部において
一定の間隙を設けて配置し、ケイ素ハロゲン化合
物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粉体で
あつて、該シリカ微粉体が一般式 RmSiYn （Ｒはアルコキシ基または塩素原子、ｍは１〜
３の整数、Ｙは窒素を含有する不飽和複素環又は
その誘導体（但し、四級アミノ基を有する誘導体
を除く）、ｎは３〜１の整数）で示されるシラン
カツプリング剤で処理されたシリカ微粉体を含有
する正荷電性絶縁性磁性現像剤を現像剤担持体上
に前記間隙よりも薄い厚さに担持させ、正荷電性
絶縁性磁性該現像剤を現像部において前記静電像
保持体に転移させて現像する現像方法にある。 特に、上記現像方法をスリープローラーを有す
る現像装置に適用するのが非常に有効である。 ここで言うケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化
により生成されたシリカ微粉体とは、いわゆる乾
式法シリカ、又はヒユームドシリカと称されるも
ので、従来公知の技術によつて製造されるもので
ある。例えば四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中にお
ける熱分解酸化反応を利用するもので、基礎とな
る反応式は次の様なものである。 SiCl₄＋2H₂＋O₂→SiO₂＋4HCl 又、この製造工程において例えば、塩化アルミ
ニウム又は、塩化チタンなど他の金属ハロゲン化
合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いる事によ
つてシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得る
事も可能であり、それらも包含する。 その粒径は平均の一次粒径として、0.001〜2μ
の範囲内である事が望まく、特に好ましくは
0.002〜0.2μの範囲内のシリカ微粉体を使用する
のが良い。 本発明に用いられるケイ素ハロゲン化合物の蒸
気相酸化により生成されたシリカ微粉体の市販品
としては、例えば、以下の様な商品名のものがあ
る。 AEROSLL 130 （日本アエロジル社） 200 300 380 TT600 MOX80 MOX170 COK84 Ca−Ｏ−SiL Ｍ−５ （CABOT Co.社） MS−７ MS−75 HS−５ EH−５ Wacker HDK N20 V15 （WACKER−CHEMIE GMBH社） N20E T30 T40 Ｄ−Ｃ Fine Silica （ダウコーニングCo.社） Fransol （Fransil社） 本発明で用いられるシランカツプリング剤は一
般式、 RmSiYn （Ｒはアルコキシ基または塩素原子、ｍは１〜
３の整数、Ｙは窒素を含有する不飽和複素環又は
その誘導体、ｎは３〜１の整数）で示される化合
物であり、窒素を含有する不飽和複素環として
は、従来多くのものが知られており、下記にその
一例を挙げる。

【式】 【式】

【式】

【式】 【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

〔実施例 １〕

酸化亜鉛100重量部、スチレン−ブタジエン共
重合体20重量部、ｎ−ブチルメタクリレート40重
量部、トルエン120重量部、ローズベンガル１％
メタノール溶液４重量部からなる混合物をボール
ミルにて６時間分散混合した。これを0.05mm厚の
アルミニウム板に乾燥塗布厚が40μになるように
ワイヤーバーにて塗布し、温風にて溶剤を蒸散さ
せ酸化亜鉛バインダー系感光体を作成してドラム
状とした。この感光体に−6KVのコロナ放電を
行ない全面一様に帯電した後、原画像照射を行な
い静電潜像を形成した。 現像剤担持体は第１図に示す構成に沿つて外径
50mmのステンレス製円筒スリーブとした。スリー
ブ表面磁速密度700ガウス、穂切りブレードスリ
ーブ表面間距離0.2mmである。このスリーブ回転
マグネツト固定（スリーブ周速はドラムのそれと
同じで回転方向は逆）型現像器を前記感光ドラム
表面−スリーブ表面間距離0.25mmに設定し、スリ
ーブに400Hz1000Vの交流及び−150Vの直流バイ
アスを印加した。 次に スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート 100部 マグネタイト 60部 ニグロシン ２部 上記材料をブレンダーでよく混合した後150℃
に熱した２本ロールで混練した。混練物を自然放
冷後、カツターミルで粗粉砕した後、ジエツト気
流を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、さらに風力
分級機を用いて分級して粒径５〜20μの微粉体を
得た。 次にシリカ微粉体アエロジル200（日本アエロジ
ル社製）を70℃に加熱した密閉型ヘンシエルミキ
サー中に入れ、シリカに対してシランカツプリン
グ剤が3.0重量パーセントの処理量となる様にア
ルコールで希釈した Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）イミダゾ
ール を滴下しながら高速で撹拌した。得られた微粉体
を120℃にて乾燥した。該処理シリカ微粉体を上
記微粉体に対し、0.8重量パーセント加えヘンシ
エルミキサーで混合し現像剤を得た。 この現像剤を前記現像装置を用い、現像し、次
いで転写紙の背面より−7KVの直流コロナを照
射しつつ粉像を転写し、複写画像を得た。定着は
市販の普通紙複写機（商品名、NP−5000、キヤ
ノン製）を用いて行なつた。 得らた転写画像は反射画像濃度が、1.38と充分
高く、かぶりも全くなく、画像周辺のトナー飛び
散りがなく、解像力の高い良好な画像が得られ
た。 上記現像剤を用いて連続して転写画像を作成
し、耐久性を調べたが、20000枚後の転写画像も
初期の画像と比較して、全くそん色のない画像で
あつた。 また、環境条件を35℃、85％にしたところ、画
像濃度は1.30と常温常湿とほとんど変化のない値
であり、かぶり飛び散りもなく鮮明な画像が得ら
れ、耐久性も30000枚までほとんど変化なかつた。
次に10℃10％の低温低湿度において転写画像を得
たところ、画像濃度は1.50と高く、ベタ黒も極め
て滑らかに現像、転写され飛び散りや中抜けのな
い優秀な画像であつた。この環境条件で耐久試験
を行ない、連続、及び間けつでコピーしたが、や
かり30000枚まで濃度変動は±0.2と実用上充分で
あつた。 〔比較例 １〕 アエロジル200をシランカツプリング剤で処理
しない他は実施例１と同様に現像剤を得、現像、
転写を行なつたが、反転した画像が得られたのみ
であり、負の帯電性を示した。 〔実施例 ２〕 シランカツプリング剤としてＮ−（トリメトキ
シシリルエチル）カルバゾール

〔実施例 ３〕

シランカツプリング剤として（トリメトキシシ
リル）グアナミン

【式】を用い た以外は実施例１と同様に行なつたところ、ほぼ
同様の良好な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に適用できる現像工程の一実
施形態を示す断面図。 １……静電像保持体、２……非磁性円筒、５…
…ドクタープレード、６……絶縁性磁性現像剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電像を表面に保持する静電像保持体と、正
   荷電性絶縁性磁性現像剤を表面に担持する現像剤
   担持体とを現像部において一定の間隙を設けて配
   置し、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により
   生成され、一般式 RmSiYn （Ｒはアルコキシ基または塩素原子、ｍは１〜
   ３の整数、Ｙは窒素を含有する不飽和複素環又は
   その誘導体（但し、四級アミノ基を有する誘導体
   を除く）、ｎは３〜１の整数）で示されるシラン
   カツプリング剤で処理されたシリカ微粉体を含有
   する正荷電性絶縁性磁性現像剤を現像剤担持体上
   に前記間隙よりも薄い厚さに担持させ、該正荷電
   性絶縁性磁性現像剤を現像部において前記静電像
   保持体に転移させ現像することを特徴とする現像
   方法。