JPH04264453A - 静電現像方法及び静電現像剤 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真、静電記録等
に用いられる静電現像方法及び静電現像剤に関する。さ
らに詳言すれば、磁性を有する顕画粒子によって画像形
成を行なう静電現像方法及び静電現像剤に関する。

【０００２】

【従来技術と発明が解決しようとする課題】従来、電子
写真等の静電現像に用いられる現像方法、現像剤として
は、非磁性顕画粒子と該顕画粒子より粒径大なる磁性粒
子の混合物を現像剤として使用する二成分現像方法、磁
性顕画粒子のみあるいは磁性顕画粒子に少量の添加粒子
を混合した現像剤を使用する一成分現像方法、前記一成
分現像剤に顕画粒子より粒径大なる磁性粒子を混合した
現像方法等が知られている。

【０００３】前記磁性一成分現像方法及び磁性顕画粒子
と該顕画粒子より粒径大なる磁性粒子の混合現像剤を使
用する現像方法においては、現像剤担持体の裏面にＮ極
、Ｓ極を交互に配置した永久磁石を移動させることによ
り、現像剤を搬送すると同時に静電潜像保持部材との対
向領域において永久磁石の移動による交番磁界によって
、顕画粒子の担持体方向への磁気吸引力を周期的に軽減
させることにより潜像保持部材への現像性を向上させる
方法（例えば、特開昭５０−４５６３９号公報及び特開
昭５８−１００８６９号公報）や潜像保持部材と担持体
との間に交番電界を印加し顕画粒子を往復運動させて現
像性を向上させる方法（例えば、米国特許３，８６６，
５７４号、特開昭５５−１８６５６号公報）あるいは交
番磁界と交番電界を併用した方法等が知られている。

【０００４】しかしながら、交番電界印加あるいは交番
電界と交番磁界印加の現像方法においては、逆帯電の顕
画粒子の発生及び逆帯電した顕画粒子の潜像保持部材の
非画像部への転移をも促進してしまう欠点がある。交番
電界印加においては静電界印加に比べて高圧なる電界下
に現像剤をさらすため、顕画粒子同士での電荷移動を促
進し、逆帯電した顕画粒子が発生しやすい。

【０００５】また交番電界、交番磁界下の現像において
は担持体方向への付着力が軽減するため、静電界、静磁
界下の現像においては転移し得ない比較的弱い帯電の逆
帯電顕画粒子をも容易に転移ならしめる。非画像部への
顕画粒子の転移は、画像の白地部に黒斑が生じる、いわ
ゆる「地かぶり」として画像品質上好ましからざる現象
となる。潜像保持部材上へ現像した顕画粒子を次工程に
おいて紙等の転写材へ静電気力で転移し、最終画像化す
る複写機等の場合、非画像部の顕画粒子は逆帯電である
ため転写材への転写がおこなわれない場合等もあるが、
その場合でも必要以上の顕画粒子が消費されたこととな
り、好ましからざる現象である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記非画像
部への顕画粒子の転移現象を解決すべく鋭意検討した結
果、ある種の微粒子を添加することで前記課題を解決し
得ることを見出し、本発明に到達した。本発明の目的は
、電子写真、静電記録などにおいて非画像部への逆帯電
顕画粒子の転移を押さえ触明な画像形成が行なわれ、か
つ不要な顕画粒子の消費を押さえることができる現像方
法及び現像剤を提供することにある。

【０００７】すなわち、静電潜像を表面に形成した潜像
保持部材と表面に現像剤を担持した現像剤担持体を対向
させ、該対向域に交番磁界及び交番電界を印加し、現像
剤中の顕画粒子を該潜像保持部材に転移させる静電現像
方法において現像剤は少なくとも磁性を有する顕画粒子
と、シリコーンオイルで表面処理された比表面積１０ｍ
２／ｇ以上の無機酸化物粒子を含有し、現像剤が潜像保
持部材に対して交番磁界により周期的に接離あるいは常
に接触することによって本発明の目的が達成される。

【０００８】又、静電潜像を表面に形成した潜像保持部
材と表面に現像剤を担持した現像剤担持体を対向させ、
該対向域に交番磁界及び交番電界を印加し、現像剤中の
顕画粒子を該潜像保持部材に転移させる静電現像方法に
おいて現像剤は少なくとも磁性を有する負帯電性顕画粒
子と、シリコーンオイルで表面処理された比表面積１０
〜１００ｍ２／ｇである無機酸化物粒子と比表面積１０
０ｍ２／ｇ以上の無機酸化物粒子を含有し、現像剤が潜
像保持部材に対して交番磁界により周期的に接離あるい
は常に接触することによって本発明の目的が達成される
。

【０００９】更に又、交番磁界及び交番電界が印加され
た空間において静電潜像に接触あるいは周期的に接離す
る現像方法用現像剤であり、少なくとも磁性を有する顕
画粒子とシリコーンオイルで表面処理された比表面積１
０　ｃｍ２／ｇ以上の無機酸化物粒子を含有する静電現
像剤を使用することによって、本発明の目的が達成され
る。 更に又、磁性を有する負帯電性顕画粒子とシリコーンオ
イルで表面処理された比表面積１０〜１００ｍ２／ｇの
無機酸化物粒子と比表面積１００ｍ２／ｇ以上の無機酸
化物粒子を少なくとも含有する静電現像剤を使用するこ
とによって本発明の目的が達成される。

【００１０】更に又、交番磁界及び交番電界が印加され
た空間において静電潜像に接触あるいは周期的に接離す
る現像方法用静電現像剤であり、磁性を有する負帯電性
顕画粒子とシリコーンオイルで表面処理された比表面積
１０〜１００ｍ２／ｇの無機酸化物粒子と比表面積１０
０ｍ２／ｇ以上の無機酸化物粒子を少なくとも含有する
静電現像剤を使用することによって本発明の目的が達成
される。

【００１１】以下本発明を詳細に説明する。本発明に用
いられる潜像保持部材としては、導電性基材上にＣｄＳ
や有機感光性物質等の層を設けた感光体や導電性基材上
に絶縁層を設けたマスター等を使用し、表面に静電電荷
分布による所望の静電潜像パターンを構成し、現像剤担
持体との対向域を通過させ現像剤を静電気力によって転
移させる。

【００１２】本発明に用いられる現像剤担持体は、非磁
性導電性材料からなり、現像剤を担持し潜像保持部材と
対向する面の裏面に配置した磁界発生手段による磁界が
、担持体を貫ぬき現像剤を担持するに充分なる磁界強度
を得られ、かつ充分な機械的強度が得られるような厚み
とする。現像剤担持面は酸化処理、樹脂コート等の表面
被膜やサンドブラス等で凹凸処理を施してもよい。通常
、現像剤担持体は潜像保持部材との対向域に順次現像剤
を搬送するため等速移動を行なうが、担持体は固定し裏
面の磁界発生手段の発生する交番磁界への付着力を利用
し現像剤を搬送してもよい。潜像保持部材と現像剤担持
体の間隔は０．２〜１．５ｍｍが好ましい。

【００１３】本発明に用いられる磁界発生手段は通常Ｎ
極とＳ極を複数個交互に配置した永久磁石を用い、現像
剤担持体の裏面に沿って等速移動させることにより交番
磁界を発生するが、固定の電磁石を利用して電磁石に交
番電流を流し交番磁界を発生させてもよい。通常の複写
機等に用いられている現像剤担持体と磁界発生手段は、
円筒状のスリーブからなる現像剤担持体と該現像剤担持
体に同心に内包され円周上に交互にＮ極とＳ極に着磁さ
れた円柱状の永久磁石ロールからなる磁界発生手段を用
い、前記スリーブと永久磁石ロールを相対回転させるこ
とによってスリーブの外周面上に担持した現像剤を搬送
し、かつ潜像保持部材との対向域において交番磁界を発
生させる。交番磁界の交番回数は現像のプロセス速度や
磁界強度等に依存するが、通常１０〜６００回／秒より
最適点を選択する。

【００１４】本発明に用いられる交番電界は、通常、潜
像保持部材の導電性基材と現像剤担持体との間に直流電
圧と交流電圧を重畳印加することにより発生させる。交
流電圧としては、正弦波、矩形波、三角波さらにはそれ
らの周波数の異なるもの、波形の異なるものを合成した
ものであってもよい。交流電圧の振幅としては通常４０
０Ｖ〜３ｋＶが好ましい。交流電圧の周波数としては１
００Ｈｚ〜５ｋＨｚ　の範囲が好ましい。

【００１５】本発明に用いられる現像剤は磁性を有する
顕画粒子とシリコーンオイルで表面処理された比表面積
１０ｍ２／ｇ以上の無機酸化物粒子を少なくとも含有し
、顕画粒子より粒径大なる磁性粒子や流動性改質粒子等
を含有してもよい。本発明に用いられる顕画粒子として
は、紙等の転写材に画像の熱定着を行なう複写機等の場
合、磁性粉とバインダー樹脂を主成分とする磁性トナー
を用いる。磁性トナーは、バインダー樹脂と磁性粉を主
成分とし、バインダー樹脂と磁性粉の配合重量比は現像
性、転写材への定着性を考慮したうえ、１：３〜７：１
の範囲で選択できる。必要に応じて着色剤や帯電制御剤
等とともにニーダー等により混練分散せしめ、冷却後粉
砕し、分級して得られる平均粒径５〜２０μｍ　の粉末
であってこれらのトナー構成成分としては各種の公知の
材料を使用し得る。

【００１６】トナー用バインダー樹脂としては公知のも
のを含む広い範囲から選択することができ、例えば、ポ
リスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルス
チレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン
−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体
、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン
−アクリル酸エステル共重合体（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−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−ア
クリル酸オクチル共重合体およびスチレン−アクリル酸
フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステ
ル共重合体（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およびスチレン−メタクリル
酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリ
ル酸メチル共重合体およびスチレン−アクリロニトリル
−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（ス
チレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重
合体）、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、飽和または不飽和ポリ
エステル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプ
ロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリ
コーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレー
ト共重合体、キシレン樹脂並びにポリビニルブチラール
樹脂等があるが、本発明に用いるのに特に好ましい樹脂
としてはスチレン系樹脂、飽和または不飽和ポリエステ
ル樹脂およびエポキシ樹脂等を挙げることができる。ま
た、上記樹脂は単独で使用するに限らず、２種以上併用
する事もできる。

【００１７】本発明に用いられる磁性粉とは、ＰＰＣ等
の使用環境温度（０℃〜６０℃付近）において、フェロ
磁性あるいはフェリ磁性等を示す強磁性物質であって、
例えばマグネタイト（Ｆｅ３　Ｏ４　）、マグヘマイト
（γ−Ｆｅ２　Ｏ３　）、マグネタイトとマグヘマイト
の中間体、フェライト（ＭｘＦｅ３−ｘ　Ｏ４　式中Ｍ
はＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ等
あるいはその混晶系）等のスピネルフェライトやＢａＯ
・６Ｆｅ２　Ｏ３　、ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３　等の六方
晶フェライト、Ｙ３　Ｆｅ５　Ｏ１２、Ｓｍ３　Ｆｅ５
　Ｏ１２　　等のガーネット型酸化物、ＣｒＯ２　等の
ルチル型酸化物、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ等の金
属やその他の強磁性合金等の内、０℃から６０℃付近の
温度範囲においてフェロ磁性あるいはフェリ磁性を示す
ものが挙げられ、中でもマグネタイト、マグヘマイト、
マグネタイトとマグヘマイトの中間体等の平均粒径３μ
ｍ　以下、より好ましくは０．０５〜１μｍ　程度の微
粒子が性能的にも価格的にも好ましい。また上記磁性粉
は単独で使用するに限らず、２種以上併用することもで
きる。

【００１８】トナー用に用いられる着色剤としては、カ
ーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロ
シン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フ
タロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン
系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジン
イエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、
モノアゾ系、ジスアゾ系染顔料など従来公知のいかなる
染顔料をも単独あるいは混合して使用し得る。

【００１９】着色剤のトナー中への添加量はバインダー
樹脂１００重量部に対し０．１〜３０重量部が望ましく
、特には０．５〜１０重量部が望ましい。添加量が少な
すぎると着色効果に乏しくなり、逆に多すぎると定着性
に劣るようになり好ましくない傾向を示す。トナーの帯
電制御は、バインダー樹脂、染顔料自体で行っても良い
が、必要に応じて色再現上問題の生じないような帯電性
制御剤を併用しても良い。正帯電性制御剤としては、ニ
グロシン染料、４級アンモニウム塩等塩基性・電子供与
性物質、負帯電性制御剤として、金属キレート類または
含金染料等酸性・電子求引性物質を適宜選択して用いる
とよい。

【００２０】帯電制御剤の添加量はバインダー樹脂の帯
電性、着色剤の添加量・分散方法を含めた製造方法、そ
の他の添加剤の帯電性等の条件を考慮した上で決めると
よいが、バインダー樹脂に対して０．１〜１０重量部が
適当である。この他、金属酸化物等の無機粒子や前記有
機物質で表面処理した無機物質を用いても良い。これら
帯電制御剤は、バインダー樹脂中に混合添加して用いて
も、トナー粒子表面に付着させた形で用いても良い。

【００２１】この他、トナー中には熱特性・物理特性等
を調整する目的で各種可塑剤・離型剤等の助剤を添加す
ることも可能である。その添加量は、０．１〜１０重量
部が適当である。本発明に用いられる比表面積１０ｍ２
／ｇ以上の無機酸化物粒子としては、ＴｉＯ２　、Ａｌ
２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　等の微粉末をシリコーンオイル
で表面処理したものを用いる。

【００２２】シリコーンオイルとしては、ポリジメチル
シロキサン、ポリメチルフェニルシロキサンやアルキル
変形シリコーン等が挙げられる。表面処理の方法として
は、無機酸化物粒子１００重量部に対してシリコーンオ
イル０．３〜２０重量部の範囲から無機酸化物粒子の比
表面積や所望の疎水化度に応じて適宜選択し、ヘンシェ
ルミキサー等で混合する方法が容易である。またより均
一は表面処理が必要な場合は、シリコーンオイルをトル
エン・キシレン・トリクロロエチレン等の溶剤に溶解さ
せたのち、無機酸化物粒子と混合し、高温下で溶媒を蒸
発除去してもよい。

【００２３】また、特開昭６３−１３９３６７号公報等
に記載されているジメチルジクロロシラン・トリメチル
クロロシラン等のシランカップリング剤により、疎水化
処理を施した無機酸化物粒子（たとえばデグサ社製疎水
性シリカ・アエロジルＲ９７２）にさらにシリコーンオ
イル処理を施したもの等を使用してもよい。これら無機
酸化物を添加することで現像剤の流動性の向上を図るこ
ともできるが、これら無機酸化物の比表面積が１００ｍ
２／ｇ以下である場合、所望の流動性が得られない場合
がある。その場合はさらに比表面積１００ｍ２／ｇ以上
の無機酸化物粒子を添加し、一層の流動性向上をはかる
ことはより好ましい。

【００２４】比表面積１００ｍ２／ｇ以上の無機酸化物
粒子の添加量は、通常顕画粒子１００重量部に対して０
．０５〜２重量部で充分である。さらに最適な画像特性
等を得る目的で顕画粒子より粒径大なる鉄粉やフェライ
ト等の磁性粒子を添加してもよい。

【００２５】現像剤は現像剤担持体に担持され、潜像保
持部材との対向現像域に搬送される。通常、対向現像域
の上流側に現像剤層厚規制手段を設け、現像剤層厚を０
．１〜３ｍｍ程度に規制する。さらに詳言すれば現像剤
層厚は交番磁界の周期変化に伴ない、周期的に増減する
ことにより潜像保持部材に周期的に接離あるいは常に接
触し、その結果、現像剤層による潜像保持部材への押圧
力が周期的に増減する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の現像方法及び現像剤を利用した
電子写真、静電記録などにおいては、非画像部への顕画
粒子の転移がなく、鮮明な画像形成がおこなわれ、かつ
不要な顕画粒子の消費を押さえることができ、多大な工
業的利益を提供するものである。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を具体的に説明するが、本発明
はその要旨を越えない限り、以下の実施例によってなん
ら限定されるものではない。実施例中の部数は重量部で
ある。

【００２８】実施例１ 　　　　スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸メ
チル共重合体　　　　１００部　　　　低分子量ポリプ
ロピレン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３部　　　　
クロム含有染料　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２部　　　　マグネタイト　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　７０部を配合、混練、
粉砕、分級し、平均粒径約１１μｍ　の負帯電性磁性ト
ナーを得た。

【００２９】この磁性トナー１００部に対して湿式法に
よって合成しシリコーンオイル処理を施した比表面積約
７５ｍ２／ｇのシリカ微粉末０．３部をヘンシェルミキ
サーにて混合処理し、第１図に示す現像剤担持体上に平
均粒径約７０μｍ　のＣｕ−Ｚｎ−Ｆｅフェライトの球
形磁性粒子１０ｇを付着させ、上記のトナーとシリカ微
粉末の混合物を充填し、第１表に示す条件下で現像テス
トを行なったところ、非画像部へのトナー転移はなく、
転写紙への転写、熱ロール定着後の画像反射濃度１．１
８の鮮明な画像が形成された。画像反射濃度はマクベス
濃度計ＲＤ−９１４を使用し、測定した。

【００３０】実施例２現像剤担持体上の磁性粒子を除き
、ドクターギャップ０．３ｍｍ、現像ギャップ０．４ｍ
ｍに変更した以外は実施例１と同様の条件下で現像テス
トを行なったところ、非画像部へのトナー転移はなく、
画像反射濃度１．３０の鮮明な画像が形成された。

【００３１】実施例３シリコーンオイル処理されたシリ
カ微粉末の添加量を１．０部に変更した以外は実施例１
と同様の条件下において現像テストを行なったところ、
非画像部へのトナー転移はなく、画像反射濃度１．４２
の鮮明な画像が得られた。

【００３２】実施例４実施例１で調達された磁性トナー
１００部に実施例１のシリコーンオイル処理シリカ微粉
末０．３部とトリメチルクロロシランで表面処理された
比表面積約１７０ｍ２／ｇの疎水性シリカ微粉末０．１
部を実施例１と同様に混合、現像テストを行なったとこ
ろ、非画像部へのトナー転移はなく、画像反射濃度１．
２０の鮮明な画像が形成された。さらには比表面積約１
７０ｍ２／ｇのシリカ微粉末を加えた効果により、流動
性が向上し、取り扱い容易な現像剤となった。

【００３３】比較例１シリコーンオイル処理シリカを添
加しない以外は実施例１と同様の条件下で現像を行なっ
たところ、画像反射濃度が０．４７であり、不鮮明な画
像であった。 比較例２実施例１で使用したシリコーンオイル処理シリ
カの代わりにシリコーンオイル処理を行なわないシリカ
を用いた以外は同様の条件下で現像を行なったところ、
画像反射濃度が０．５１であり、不鮮明な画像であった
。

【００３４】比較例３〜５実施例１のシリコーンオイル
処理シリカの代わりに、気相法で合成し、ジメチルジク
ロロシランで表面処理を行なった比表面積約１２０ｍ２
／ｇのシリカ微粉末を比較例３では０．１部、比較例４
では０．３部、比較例５では１．０部添加した以外は実
施例１と同様の条件下で現像を行なったところ、第２表
に示す通り、添加量とともに画像反射濃度は増すものの
非画像部へのトナー転移も急激に増加した。

【００３５】比較例６実施例１で添加したシリコーンオ
イル処理シリカの代わりにトリメチルクロロシランで表
面処理を行なった比表面積約１７０ｍ２／ｇの疎水性シ
リカ微粉末を使用し、実施例１と同様に現像を行なった
ところ、非画像部へのトナー転移が多量に発生した。

【００３６】比較例７実施例１の現像バイアスを−５０
０Ｖの直流電圧のみとした以外は実施例１と同様の条件
下で現像テストを行なったところ、画像反射濃度は０．
４１に低下し、不鮮明な画像となった。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図

【符号の説明】

１　　　　ＯＰＣ感光体ドラム ２　　　　現像剤担持体 ３　　　　永久磁石ロール ４　　　　現像剤 ５　　　　ドクターギャップ ６　　　　現像ギャップ ７　　　　現像バイアス電源 ８　　　　潜像形成用光路 ９　　　　転写紙 １０　　　　転写用帯電器 １１　　　　熱ロール定着機

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　静電潜像を表面に形成した潜像保持部
   材と表面に現像剤を担持した現像剤担持体を対向させ、
   該対向域に交番磁界及び交番電界を印加し、現像剤中の
   顕画粒子を該潜像保持部材に転移させる静電現像方法に
   おいて、現像剤は少なくとも磁性を有する顕画粒子と、
   シリコーンオイルで表面処理された比表面積１０ｍ２／
   ｇ以上の無機酸化物粒子を含有し、現像剤が潜像保持部
   材に対して交番磁界により周期的に接離あるいは常に接
   触することを特徴とする静電現像方法。
2. 【請求項２】　　現像剤は少なくとも磁性を有する負帯
   電性顕画粒子とシリコーンオイルで表面処理された比表
   面積１０〜１００ｍ２／ｇである無機酸化物粒子と比表
   面積１００ｍ２／ｇ以上の無機酸化物粒子を含有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電現像方
   法。
3. 【請求項３】　　交番磁界及び交番電界が印加された空
   間において静電潜像に接触あるいは周期的に接離する現
   像方法用現像剤であり、少なくとも磁性を有する顕画粒
   子とシリコーンオイルで表面処理された比表面積１０　
   ｃｍ２／ｇ以上の無機酸化物粒子を含有することを特徴
   とする静電現像剤。
4. 【請求項４】　　磁性を有する負帯電性顕画粒子とシリ
   コーンオイルで表面処理された比表面積１０〜１００ｍ
   ２／ｇの無機酸化物粒子と比表面積１００ｍ２／ｇ以上
   の無機酸化物粒子を少なくとも含有することを特徴とす
   る静電現像剤。
5. 【請求項５】　　交番磁界及び交番電界が印加された空
   間において静電潜像に接触あるいは周期的に接離する現
   像方法用静電現像剤であることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の静電現像剤。