JPH0362043A

JPH0362043A - 現像剤

Info

Publication number: JPH0362043A
Application number: JP1198378A
Authority: JP
Inventors: Takao Izumi; 貴雄泉; Naoko Seto; 瀬戸　尚子
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-18

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、電子写真装置または静電記録装置において感
光体もしくは誘電体上に形成された静電潜像を可視像化
する現像方法に用いられる現像剤に関する。

（従来の技術）電子写真装置または静電記録装置において、感光体や誘
電体等からなる静電像保持体上に形成された静電潜像を
可視像化するためにトナーのみからなる一成分現像剤を
用いた現像方法が提案されている。とりわけ、磁性粉を
含有させた磁性トナーと呼ばれる現像剤を用いた現像方
法が多数提案されており、例えば、米国特許節３；　　
９０９゜２５８号、同第４．１２１．９３１号等に記載
されている方法が実用化されている。しかしながら、こ
れらの方法は、比較的比抵抗の小さい現像剤を用いるこ
とから、静電潜像上の現像剤を普通紙等の支持部材へ静
電的に転写することが困難である。

特に多湿の雰囲気下で十分な転写が得られない。

また、これらの方法は、現像剤が多量の磁性粉を含有す
るので、暗色以外のカラートナーが得られないという欠
点を有している。

そこで、近年、従来の二成分系現像法においてキャリヤ
とともに現像剤として使用されている、比抵抗が大きく
、磁性粉を含有しない現像剤を−成分系現像剤として使
用する現像方法が提案されている。このような現像方法
としては、例えば米国特許第２８９５９５７号、同第３
１５２０１２号、特公昭４１−９４７５号、同４５−２
８７７号、同５４−３６２４号等に記載されているタッ
チダウン法、インプレッション法、ジャンピング法に基
づくものがあげられる。しかしながら、このような−成
分系現像法はまた、次のような問題点を有する。

一般に一成分系現像法において、現像剤は現像剤担持体
と効率良くしかも極めて短時間に帯電し、ばセレンの感
光体ドラムを用いた場合にはマイナス０．５〜１５μＣ
程度）を得る必要がある。これに対し、従来の二成分系
現像法においては、可視像化するに必要な帯電量を得る
ために十分な時間をかけて現像剤のトナーとキャリヤと
の摩擦帯電を行なっているが、−成分系現像法における
現像剤と現像剤担持体との摩擦帯電では摩擦帯電時間が
短く、可視像化するに必要な帯電量が得られない。

また、現像剤担持体表面には現像剤を極めて薄く平均的
に塗布する必要がある。このとき用いられる現像剤には
、流動性、耐凝集性が要求される。

しかしながら、この現像剤は凝集性を帯び、塊状になる
かまたは摩擦熱により軟化し、現像剤担持体表面に平均
的に塗布されなかったり、固着することから、現像剤の
軟化を予防するため軟化点の高い現像剤を採用すると、
定着に必要な温度も高くなるので、通常のＰＰＣおよび
プリンタに不適当である。

さらに、現像剤組成の大部分が樹脂によって占められて
おり、樹脂が現像剤の表面に存在する割合が非常に大き
くなっているので、伸性ブレードとの摩擦で負帯電する
樹脂を正帯電現像剤に用いた場合には、現像剤粒子間、
現像剤と現像剤担持体間、現像剤と外性ブレード間等に
おいて、現像剤粒子表面に発生する電荷により逆極性を
生じ、現像カブリ、現像剤飛散等の障害が発生し易い。

さらにまた、現像剤担持体上の現像剤を静電潜像上に移
行させる際、現像剤担持体と静電潜像保持体との間を現
像剤を往復運動させ、可視像を形成させるが、現像剤の
比重が軽いと、静電潜像保持体上の現像剤が不要な領域
にも飛翔し、地力ブリが発生する。これらの問題は、複
写枚数を多く重ねた際に顕著な現象となって現われ、し
たがって従来の一成分現像剤を用いた現像方法では、実
質上複写機に用いるには不適当であった。

［発明が解決しようとする課題］以上のように従来の現像方法においては、非磁性−成分
現像剤の長所を十分に生かすことができず、特にＩＩＩ
擦帯電電荷の制御が難しいという問題点があった。

本発明は、上記事情を鑑みてされたもので、現像剤担持
体上に均一な現像剤の薄膜を形成し、摩擦帯電量が安定
で摩擦帯電量分布がシャープかつ均一で、現像カブリを
発生させず、現像機内の現像剤の飛散を起こすことなく
静電潜像を高品質に可視像化することができ、十分な画
像濃度を出し得る現像剤を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題を解決するための手段）本発明の現像剤は、静電潜像を表面に保持する静電潜像
保持体と、現像剤を表面に担持する現像剤担持体とを一
定の間隔を設けて配置し、前記現像剤を前記保持体に移
行させ、前記保持体表面の静電潜像を可視化させる現像
方法に使用される現像剤であって、−次粒径が０．０１
５μｍ以上０．１μｍ以下であるカーボンブラックと、
真比重１．２以上、粒径０．５以上であり、無機酸化物
、金属粉、金属塩、磁性粉、ガラスおよび合金からなる
群から選ばれる少なくとも１８の添加剤とを含有するこ
とを特徴とする。

前記添加剤としては、例えば、鉄粉、銅粉、アルミニウ
ム粉、金粉および銀粉等の金属粉、あるいは酸化アルミ
ニウム、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化亜鉛および酸化硅
素等の無機酸化物、塩化銀、硝酸銀、水酸化アルミニウ
ム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、硫酸鋼、炭酸マグ
ネシウム、硫酸マグネシウム等の金属塩あるいは四塩化
鉄等の磁性粉あるいは真鋳、青銅、ステンレス等の合金
あるいはガラス等を、トナーの特性を低下させない程度
に添加させることができる。

また、前記添加剤は、真比重が１．２以上、粒径が０．
５μｍ以下である。この真比重が１．２未満では、現像
剤の飛散防止効果が発押されず、また粒径が０．５以上
であると画質の低下を招く。

また、前記カーボンブラックの一次粒径は、０．０１５
μｍ−０，１μｍであり、０．０１５μｍ未満であると
、ＯＣＡの内添剤の色を遮蔽する能力が不足し、実用的
に十分な画像濃度が得られない。また、前記カーボンブ
ラックの粒径が０．１μｍを越えると、単位面積当りに
含まれるカーボンブラック粒子の数が少なくなるため、
実用的に十分な画像濃度が得られない。

さらに、本発明に用いられる樹脂としては、ガラス転移
点５０℃以上、軟化点１１０〜１６０℃のスチレン−（
メタ）アクリル−アミノメタクリル共重合体が適してい
る。このガラス転移点が５０℃未満であると、保存安定
性が低下するようになり、軟化点が１１０℃未満である
とオフセットが生じ易くなり、逆に１６０℃を越えると
定着しにくくなる。前記共重合体の合成に用いられるア
クリル成分あるいはメタクリル成分としては、アクリル
酸およびメチルアクリレート、エチルアクリレート、プ
ロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチ
ルアクリレート、イソブチルアクリレート、ペンチルア
クリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレ
ート、オクチルアクリレート等のアクリル酸エステル、
ならびにメタクリル酸およびメチルメタクリレート、イ
ソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イ
ソブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘ
キシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オク
チルメタクリレート等のメタクリル酸エステルがあげら
れる。

さらに本発明の現像剤には、必要に応じて耐オフセツト
特性を向上させるためワックスを添加することもでき、
また、必要に応じてポリアミン系、ニグロミン系等の帯
電制御剤を添加することもできる。

またさらに、本発明のトナーには、流動性、耐凝集性を
向上させるため、流動剤を添加することができる。例え
ば、コロイド状シリカのようなトナーと同極性の疎水化
されたコロイド状微粒子をトナーの帯電量に影響を与え
ない程度の量、たとえばトナー１００重量部当り０．０
５〜５重量部程度添加することもできる。

また、本発明の現像剤の比抵抗は好ましくはＩ　Ｘ　１
０　”Ω（至）以下である。この比抵抗が１×１０１２
Ω（１）より大きいと、摩擦帯電の立ち上がりが悪く、
帯電が不十分となり、かぶりが生じる傾向がある。これ
に加えて、帯電が不均一となるために現像剤担持体上に
緻密で均一な現像剤層を作ることができなくなる傾向が
ある。さらに、静電像保持体に移行せず現像剤担持体上
に残存した現像剤は、複写回数を重ねると層形成部材に
より長時間に亘って摩擦を受けるため帯電量が初期帯電
量より高くなり、現像剤担持体から静電像保持体への移
行が困難となることにより、字の細り、カストを生ずる
傾向がある。

尚、前記非抵抗値ＣＰ）は、次式で与えられる。

但し、Ｇ１は安藤電気製ＴＲ−１０Ｃ型誘電体損測定機
を用いて測定されたコンダクタンス、Ａは試料ペレット
の電極面積、ｔはその厚みである。また、本発明で限定
した抵抗値は２０℃、２０％Ｒｈ〜５０％Ｒｈの雰囲気
下で測定周波数１　ｋＨｚＳＡＣ５０Ｖ　（実行値）の
条件で得られたコンダクタンスＧ８により上式を用いて
求めたものである。また試料ペレットは現像剤３ｇを内
径５０ｍｍの錠型成型器により５０００　ｋｇ　ｆ　／
　ｃｄの加重にて２０分間プレスを行ない、得られたも
のを使用した。尚、本発明の現像剤は正極性に限定する
ものではなく、負極性であっても良い。また、本発明の
現像剤は二成分系現像剤に限定するものではなく、−成
分系であってもよい。

（作　用）本発明の現像剤によると、着色剤として一次粒径が０．
０１５μｍ〜０．１μｍのカーボンブラックを用い、添
加剤として比重１．２以上、粒径０．５以下の特定の添
加剤を加えることにより、現像剤の粒径および比重を所
望の値に調節することができる。このような現像剤は、
現像剤担持体に極めて薄く平均的に塗布することができ
、従って、摩擦帯電量が均一となる。また、摩擦により
負帯電する樹脂を正帯電現像剤に使用することにより現
像剤表面に逆極性を生じたときでも、現像剤の比重が高
いことから、現像剤担持体と静電静像保持体との間を余
分な現像剤が飛翔しにくくなるため、地力ブリ等を防止
することができる。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

［実施例］第１図は、本発明の一実施例である一成分系現像剤を用
いた画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。

この第１図に示すように現像剤担持体１１に対して弾性
ブレード１２が２０　ｇ　／　ａｍ〜５００ｇ／ａｍの
圧力で圧接されている。現像剤容器１３中には上述した
本発明に係る現像剤１４が収容されており、この現像剤
１４は現像剤担持体１１の回転により搬送されつつ、中
間ロール１７と弾性ブレード１２により現像剤１１の表
面に極めて薄く塗布され、かつ現像剤粒子には現像剤担
持体および弾性ブレードと現像剤との摩擦によって静電
像電荷と逆極性の電荷が与えられる。

現像剤担持体１１に対向して静電潜像保持体１５が配置
されており、現像剤担持体１１の表面に塗布された現像
剤は静電潜像保持体１５の表面の静電潜像に付着してこ
れを現像する。現像に関与しなかった現像剤は、回収ブ
レード１６と現像剤担持体１１の間から現像剤容器１３
中へ回収される。

１８は現像剤を攪拌するための攪拌機である。

このとき現像部において、現像剤担持体１１と静電保持
体１５の面との間で、直流バイアスあるいは交流バイア
スまたは直流と交流とを重畳したバイアスを印加するよ
うにしても良い。

実施例１スチレン−〇ブチルメタクリレート共重合体（Ｔｇ：６
２℃、ｆｆｌ量平均分子量１７４０００゜数平均分子ｔ
ｌｉ１８７００）８０部、カーボンブラック（ＭＡ−１
００：平均粒径０．０２２μｍ、三菱化成■製）５部、
ワックス（６６０Ｐ：三洋化成■製）３部、帯電調節剤
（Ｔ−２：日本化薬■製）２部、磁性粉（ＢＬ−２２０
：チタン工業社製）１０部の混合物をボールミル混合機
で約２時間予備混合した後、加圧式ニーダ−で約１峙間
混練した。

次いで、この混線物を冷却後、ハンマーミルで粗粉砕し
、その後、粉砕物を風力分級機にて分級し、粒径５〜２
５μｍの現像剤を得た。この現像剤１００部とコロイド
状微粒子（Ｒ９７２：日本エアロジェル社製）０．５部
とをボールミルで混合させて５０％重量平均粒径１２．
５μｍの非磁性−成分系現像剤を得た。

なおこの現像剤のブローオフ法によりｌ１ｌｌｌ定され
た摩擦帯電電荷量は、プラス５３．４μＣ／　ｍ　２で
現像剤の真比重は１．２６であった。

次にこの現像剤を負帯電性のＯＰＣ感光体を搭載できる
ように改造した市販の複写機（商品名レオドライ　３１
１０　■東芝製）に用い、この複写機の第１図に示す現
像装置に供給して現像を行ったところ、現像カブリのな
いベタ部の濃度が１．３６の鮮明な画像を得た。

また同じ方法で、高温、高湿度（３０℃、８５％ＲＨ）
環境下で現像を行ったところ現像カブリがなく、また画
像濃度の低下も認められず、転写効率のよい鮮明な画像
が得られた。

さらにこの画像を、ヒートロール定着器で定着したとこ
ろ１７０℃〜２２０℃の範囲で定着およびオフセットと
もに良好であり、１万枚後でも同じ品質の画像が得られ
た。

比較例１平均粒径０．０１２μｍのカーボンブラ・ンク（ＲＥＶ
ＥＮ　　５０００　：　ＣＯＬＵＭＢ　ＩＡＮ社製）５
部を用いた以外は上記実施例１と同様にして５０％、重
量平均粒径の非磁性−成分系現１象剤を得た。この現像
剤を用い実施例１と同様にして現像を行ったところ、内
添剤等の色調によりカーボンブラックの色調が減色され
、ベタ部の濃度が１．２４であり、規定の濃度１．３０
に満たなかった。

比較例２上記実施例１から磁性粉を除き、スチレン−ｎブチルメ
タアクリレート共重合体を９０部とした以外は、上記実
施例１と同様にして非磁性−成分系現像剤を製造したと
ころ、得られた現像剤の真比重は１．１７で、この現像
剤を用い実施例１と同様にして複写を行なったところ、
１０００枚転写後の画像の地力ブリが７％と、非常にカ
プリの多い画像が得られた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の現像剤によると、現像剤
担持体上に均一な現像剤の薄膜を形成することができ、
摩擦帯電量が安定となり、摩擦帯電量分布がシャープか
つ均一となる。さらに、得られた画像は画像濃度が高く
、現像カブリが発生しない。“本発明の現像剤によると
、比重が所望の値に調節できるため、現像剤担持体上の
不必要な箇所に現像剤が飛翔して地力ブリが発生するこ
とが防止される。現像機内にトナーの飛散を起こすこと
なく静電潜像を高品質に可視像化することができる。ま
た、得られた画像は、画像濃度が高く、現像カブリが発
生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の一成分系現像剤を用いた
画像形成装置を概略的に示す断面図である。１１・・・現像剤担持体、１４・・・現像剤、１５・・
・静電潜像保持体

Claims

【特許請求の範囲】

静電潜像を表面に保持する静電潜像保持体と、現像剤を
表面に担持する現像剤担持体とを一定の間隔を設けて配
置し、前記現像剤を前記保持体に移行させ、前記保持体
表面の静電潜像を可視化させる現像方法に使用される現
像剤であって、一次粒径が０．０１５μｍ〜０．１μｍ
であるカーボンブラックと、真比重１．２以上、粒径０
．５以下であり、無機酸化物、金属粉、金属塩、磁性粉
、ガラスおよび合金からなる群から選ばれる少なくとも
１種の添加剤とを含有する現像剤。