JPH02217865A - 電子写真用現像剤 - 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、静電印刷、磁気記録等
における潜像を現像するための現像剤に関する。さらに
詳しくは、直接または間接電子写真現像方法において、
均一・に正電荷に帯電し、負の静電荷像を可視化して、
高品質な画像を与える″ｆｒＬ’Ｐ写真用現像剤に関す
る。

（従来の技術） 従来電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９１
号明細書等、多数の方法が知られているが、一般には光
導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気
的潜像を形成し、次いで該潜像を現像粉（以下トナーと
称す）を用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にト
ナー画像を転写した後、加熱、圧力あるいは溶剤蒸気な
どにより定着し覆写物を得るものである。またトナー画
像を転写する工程を有する場合には、通常、感光体上の
残余のトナーを除去するための工程が設けられる。

電気的潜像をトナーを用いて可視化する現像方法は、例
えば米国特許第２，８７４，０６３号明細潜に記載され
ている磁気ブラシ法、同２，６１８．５５２号明細書に
記載れているカスケード現像法および同２．２２１．７
７６号明細四に記載されている粉末雲法、米国特許第３
，９０９，２５８号明細書に記載されている導電性の磁
性トナーを用いる方法などが知うわている。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来、天然
あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉末が
使用されている。例えば、ポリスチレンなどの結着樹脂
中に着色剤を分散させたものを１〜３０μ程度に微粉砕
した粒子がトナーとして用いられている。磁性トナーと
してはマグネタイトなどの磁性体粒子を含有せしめたも
のが用いられている。いわゆる二成分現像剤を用いる方
式の場合には、トナーは通常ガラスピーズ、鉄粉などの
キャリアー粒子と混合されて用いられる。

このような乾式現像用トナーに用いられる正の荷電制御
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染料とその塩がある。通常の
正の荷電制御剤は、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、サフラニ
ンγおよびクリスタルバイオレット等である。特にニグ
ロシン塩基および、ニグロシンがしばしば正の荷電制御
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、これらの荷電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、安定性に乏しい。また、熱混練
時の分解、　ｍｔｉＡ的衝撃、４掠、温湿度条件の変化
、などにより分解または変質しやすく、荷電制御性が低
下する現象を生じやすい。

従って、これらの荷電制御剤を用いたトナーを複写機に
用い現像すると、複写回数の増大に従い、荷電ＩＩＪｍ
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。

また、正の荷電制御剤は、浸水性のものが多く、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
ときに、制御剤がトナー表面に露出する。従って高湿条
件下での該トナーの使用のときには、これらの制御剤が
浸水性であるがために良質の画像が得られないという欠
点を有している。

このように、従来の正の荷電制御剤をトナーに用いた際
には、トナー粒子間において、あるいはトナーとキャリ
ヤー間、トナーとスリーブのごときトナー担持体間にお
いて５　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、キャリヤー汚染等の障
害が発生しやすい。またこの障害は、複写枚数を多く重
ねた際に顕著な減少となって現われ、実質上、複写機に
は通さない結果となる。

さらに、高湿条件下においては、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。また、常
温常湿においてさえも、該トナーを長期保存した際には
、用いた正の荷電ル制御剤の不安定性のために変質を起
し、使用不可能になる場合が多い。

さらに、正電荷制御性の現像剤を得る一方法として、特
公昭５３−２２４４７号公報の提案がある。これは、現
像剤の構成成分として、アミノシランで処理した金属酸
化物粉末を含有させる方法であるが、この方法を詳細に
検討したところ、種々のアミノシラン化合物を用いて５
例えばコロイダルシリカ、アルミナ、二酸化チタン、酸
化亜鉛、酸化鉄、γ−フェライト、酸化マグネシウムな
どに処理をし、該明細書に記載されている実施例に従っ
て現像剤を得た場合、何れの組合せにおいても、実用−
ヒ十分な特性を示す現像剤は得られず、幾つかの欠点が
あることが明らかになった。

即ち、多くの現像剤は、潜像を忠実に再現するのに好ま
しい特性を保持し得ない。初めは望ましい性能を示すも
のも、長期間の連続使用で初期の特性を保持せず、使用
に耐えないものにな７てしまう。またカブリを生じ、線
画の複写においてエツジ周辺のトナーの飛び散りを生じ
１画像濃度も低下する。他の欠点としては、高温高湿度
の環境条件下で、現像、転写を行う際に、画像濃度の低
下、線画の飛び散り、白抜け、カプリなどを生ずる。

（発明が解決しようとする課題） このような欠点を解決する方法として、特開昭５９−２
００２５２号や、特開昭５９−２０１０８：１号には、
無機微粉体、特にケイ酸微粉体をアミノ変性シリコーン
オイルで処理し、現像剤中に含有される方法が開示され
ている。この方法によれば確かに前述の欠点の大部分は
解決するが、低湿下で、画像面積比率の少ない原稿をオ
リジナルとして、長期間の綬り返し複写を行った場合、
現像剤の帯電量が徐々に上昇し、画像濃度の漸減を生じ
るという欠点を有していた。

本発明の目的は、低湿下で、長期にわたり繰り返し複写
をした際にも、帯電特性の変化のない正帯電性の現像剤
を提供することにある。

本発明の更なる目的は、温度、湿度の変化に影響されな
い安定した画像を再現する正帯電性の現像剤、特に高湿
時および低湿時の転写時の飛び散りゃ、転写抜けなどの
ない転写効率の高い現像剤を提供することにある。

さらに他の目的は、長期間の保存でも初期の特性を維持
する保存安定性に優れた現像剤を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

即ち本発明は、側鎖にアミンを有するシリコーンオイル
で処理されたカーボンブラックを含存することを特徴と
する現像剤である。

本発明において現像剤の一構成成分をなすカーボンブラ
ックとしては、粒子径が１０〜？（Ｉｓμのものが好ま
しく使用でき、そのなかでも、導電性ファーネスブラッ
クやオイルファーネスブラック等がとくに好ましい。

上記のカーボンブラックの処理に用いる側鎖にアミンを
有するシリコーンオイルとしては、下記式（りで示され
る構成単位を含むものが使用できる。

■ ５ｉ−０− Ｒａ　　　　　　　　　　　（１） ／　＼ Ｒ，Ｒ４ （ここでＲ，は水素、アルキル基、アリール基又はアル
コキシル基を表し、Ｒ２はアルキレン基又はフェニレン
基を表し、さらに５口。、Ｒ４は水素、アルキル基又は
アリール基をあられす。但し、上記アルキル基、アリー
ル基、アルコキシル基、アルキレン基およびフェニレン
基はアミノ基を含仔してもよいし、帯電性を損ねない範
囲でハロゲン等の置換基を有しても良い。） 上記のシリコーンオイルのなかでも、アミン当ｆｌ（ア
ミン１個当りの当ｆｆｉ　（ｇ／ｅｑｕｉ、）テシ’）
　：ｙ　−ンオイルの分°子量を１分子あたりのアミン
の数で割った値）が２０００以下のもの、特に１０００
以下のものが好ましく、２５℃における粘度が１００ｃ
ｐｓ以下のものがカーボンブラックの処理用として通し
ている。

本発明において、シリコーンオイルのカーボンブラック
に対する添加量としては、カーボンブラック＋００　ｆ
ｆｌｆｔ部に対して５〜５０重量部が好ましく、加温下
で処理すると特に優れた効果が得られる。

一方、本発明の処理カーボンブラックの適用量としては
、現像剤に対して０，０１〜１０冑１１のときに効果を
発揮し、特に好ましくは０．０５〜３ｗｔ％添加した際
に優れた安定性を有する正帯電性の現像剤が得られる。

本発明で使用できるトナーの結着樹脂としては既知の樹
脂、例えば、ポリスチレン、ポリｐ−クロルスチレン、
ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の
単重合体；スチレン−Ｐ−クロルスチレン共重合体、ス
チレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−プロピ
レン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、ス
チレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリ
ル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重
合体、スチレン−アクリル酸オクチル共爪合体、スチレ
ン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共
重合体、スチレン−αクロルメタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチ
ルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共
重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン−イ
ソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−イン
デン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレ
ン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重
合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリ
レート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
リアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂
、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂
、脂肪族又は詣環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、
塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが単独ある
いは混合して使用できる。

本発明においては、これらのＳ＋詣のなかでもスチレン
−アクリル系共重合体が好ましく用いられ、特にスチレ
ン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体、スチレン−メタア
クリル酸ｎ−ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸−
２−エチルヘキシル共重合体等が好ましく用いられる。

トナーに使用される着色剤としては公知の染顔料、例え
ばカーボンブラック、フタロシアニンブルー　インダン
スレンブル−ピーコックブルー、パーマネントレッド、
レーキレッド、ローダミンレーキ、ハンザイエロー、パ
ーマネントイエロー、ベンジジンイエロー等広く使用す
ることができる。

トナーを磁性トナーとして用いるために、磁性粉を含有
せしめてもよい。このような磁性粉としては、磁場の中
に置かれて磁化される物質が用いられ、鉄、コバルト、
ニッケルなどの強磁性金属の粉末もしくはマグネタイト
、γ−酸化鉄、フェライトなどの合金や化合物がある。

この磁性粉の含有量はトナー重量に対して１５〜７０ｗ
Ｌ％ｉである。

また５本発明の現像剤には、必要に応じて荷電制御剤を
添加せしめることも可能であり、そのような荷電制御剤
としては５ニグロシンおよびその変性物、トリブチルベ
ンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスル
フォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロ
ボレートなどの４級アンモニウム塩、ジブチルスズオキ
サイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロへキシル
スズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド、ジブチ
ルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロへ
キシルスズボレート等のジオルガノスズボレートなどが
ある。

さらに本発明には、必要に応じて他の添加剤を混合して
も良い。このような添加剤としては、例えばテフロン、
ポリフッ化ビニリデン、詣肋酸金属塩のような滑剤：酸
化セリウム、チタン酸ストロンチウム、炭化ケイ素等の
研摩剤；酸化スズ等の導電性付与剤；あるいは、低分子
量ポリエチレンなどの定着助剤等がある。また熱ロール
定着時の離型性を良くする目的で、低分子量ポリエチレ
ン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワ
ックス、カルナバワックス、サゾールワックス等の　ワ
ックス状物質を、トナーに０．５〜５ｗｔ！に程度加え
ることもできる。

本発明においてトナーは、必要に応じて鉄粉、ガラスピ
ーズ、ニッケル粉、フェライト粉などのキャリヤー粒子
と混合され、電気的潜像の現像剤として用いられる。

本発明の現像剤は種々の現像方法に通用することが可能
である。例えば、磁気ブラシ現像方法、カスケード現像
方法、米国特許第３．９０９．２５８号明細書に記載さ
れた導電性磁性トナーを用いる方法、特開昭５３−３１
１３６号公報に記載された高抵抗磁性トナーを用いる方
法、特開昭５４−４２１２１号公報、同５５−１８６５
６号公報、同５４−４３０２７号公報などに記載された
方法５フアーブラシ現像方法、パウダークラウド法、タ
ッチダウン現像法、インプレッション現像法などがある
。

また本発明の現像剤は、コロナ放電帯電器、当接ローラ
ー帯電器等、により発生する電界を用いる静電転写方法
に好適に用いられる。

（実施例） 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

夫五■ユ スチレン−アクリル酸ブチル（共重合体比＝８：２）共
重合体１００１損部、磁性体としてマグネタイト６０重
量部、Ｓ型剤としてポリプロピレンワックス４重量部、
荷電制御剤としてニグロシン２重量部を混合して、該混
合物を１４５℃に加熱した２軸ルーダ−にて溶融混練し
た後に、冷却し、冷却物を機械式粉砕機にて開口径１Ｉ
Ｉ１１の金網を通過する程度まで粗粉砕し、次いで風力
式粉砕機シェドミルにてｌＯμ程度まで微粉砕した。微
粉砕品を風力式分級機・アルビネ１００ＭＺＲにて体積
平均粒径が１１−１３μとなるように分級し、正荷電性
の黒色粉末を調整した。

一方１粒子径がおよそ：ｌＯｍμの導電性ファーネスブ
ラック　１００重醗部を激しく攪拌しながら、アミン当
ｉ＝　７００．２５℃における粘度が５０ｃｐｓの側鎖
にアミンを有するシリコーンオイル１！４ｉ部をキシレ
ンにて４倍に希釈した液を噴霧する。さらに攪拌を続け
ながら、攪拌檀を約２８０℃まで昇温し、３０分間保持
する。その後、冷却し、処理カーボンブラックを得た。

前記黒色粉末に上記の処理カーボンブラックを０．４ｗ
ｔ９６添加し、現像剤とした。

この現像剤を市販の複写機（商品名、ＮＰ−５５４０、
キャノン社製）に通用した、カブリのない鮮明な画像が
得られ、画像反射濃度は！、４２であった。さらに、現
像剤の低温下での耐久性を調べるために、２０℃、　５
Ｒ１１＊下で、画像面積率２ｔの原稿をオリジナルとし
て、１０万枚の緑り返し複写を行なったところ、初期と
遜色のないが像が得られ、現像剤の帯電量も７μｃ／ｇ
前後を推移し、Ｗｉ擦帯電性も安定していた。尚、現像
剤の帯電量は、現像機からトナーのみをファラデー・ゲ
ージ中に吸収し、測定した。

一方、高湿環境（３０℃、　９０ＲＨ亀）下でも２画像
濃度は１　、３　；１でカプリ等の問題のない画像が得
られた。

また、種々の環境下でも良好な転写性を示し、自抜けや
、線・画の飛び散りは認められなかった。

尖ム億１ 粒子径がおよそ１３ｍμのオイルファーネスブラック　
１００重量部に、アミン当１ｉ＝１３００．２５℃での
粘度４０ｃｐｓのシリコーンオイル２０重量部を実施例
１と同様にして処理を行なった。

上記処理カーボンブラック（１，６ｗＬ！ｔを実施例１
の黒色粉末に添加し、現像剤とした。この現像剤を実施
例１と同様にして評価したところ、良好な結果が得られ
た。

夾ム勇ユ 粒子径がおよそ６０ｍμのオイルファーネスブラック　
１００重量部に、アミン当量＝５３０　、２５℃での粘
度７０ｃｐｓのシリコーンオイル７重量部を実施例１と
同様にして処理し、現像剤とした。この現像剤を実施例
１と同様にして評価したところ、良好な結果が得られた
。

１五劃Ａ スチレン−メタクリル酸ブチル（共重合体比＝７＝３）
共重合体ｔｏｏ＠ｚ部、着色材としてカーボンブラック
５瓜量部、離型剤としてポリプロピレンワックス３重量
部、荷電制御剤としてニグロシン２重量部を混合して、
以下実施例１と同様にして墨色粉末を調整した。

粒子径がおよそ２０ｍμの導電性ファーネスブラック　
１００重徴部に、アミン当量＝７５０　、２５℃での粘
度２０ｃｐｓのシリコーンオイル２０重量部を用いて処
理した。

前記黒色粉末にＬ記の処理カーボンブラックを０．８ｗ
ｔ、零添加しトナーとした。このトナー８ｍＭ部とフェ
ライト系キャリヤ９２重量部とを混合し現像剤とした。

この現像剤を市販の複写機（商品名ＮＰ−３７２５、キ
ャノン社製）のカラー現像機に適用し、実施例１と同様
にして評価したところ、良好な結果が得られた。また低
湿下でｌＯ万方杖連続複写を行なったが、現像剤を回収
してブローオフ法によって測定した帯電量は初期値１５
μｃ／ｇであり、１０万枚後も１３μｃ／ｇを保持し安
定していた。

（発明の効果） 以上説明したように、側鎖にアミンを有するシリコーン
オイルで処理したカーボンブラックを含有した現像剤を
使用すると、現像剤の摩擦帯電性が安定化し、　ｉ４々
の環境下においても、均一な正荷電性を示すようになる
。特に−数式（１）で示されるシリコーンオイルでカー
ボンブラックの表面を被覆すると、良好な正帯電性を示
すようになり、さらに内部のカーボンブラックの導電性
により過度の荷電の蓄積が押えられ、低湿下でも安定な
摩擦帯電性を示すものと考えられる。従って。

本発明に係る現像剤を用いると、カブリのない鮮明な、
高濃度の画像を得ることができ、さらに長期間離り返し
使用しても、画像劣化を生じず、高温高湿下または低温
低湿下でも転写特性が良好で、飛び散りゃ白抜は等の問
題のない画像を得ることが可能となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 側鎖にアミンを有するシリコーンオイルで処理されたカ
   ーボンブラックを含有することを特徴とする現像剤。