JPH0629982B2 - 非晶質シリコン感光体用トナ− - Google Patents

非晶質シリコン感光体用トナ−

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JPH0629982B2
JPH0629982B2 JP59135745A JP13574584A JPH0629982B2 JP H0629982 B2 JPH0629982 B2 JP H0629982B2 JP 59135745 A JP59135745 A JP 59135745A JP 13574584 A JP13574584 A JP 13574584A JP H0629982 B2 JPH0629982 B2 JP H0629982B2
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silicon carbide
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修宏 宮川
照昭 東口
康司 矢野
一雄 山本
善信 川上
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Kyocera Mita Industrial Co Ltd
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Mita Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一成分系或いは二成分系現像剤におけるトナー
に関するものであり、より詳細には非晶質シリコン感光
体を用いたシステムに適したトナーに関するものであ
る。
技術背景 商業的に販売されている静電複写機やレーザープリンタ
ーにおいては、帯電させた感光体表面を画像露光し、形
成された静電潜像をトナー現像し顕像化するという方法
が広く採用されている。
この複写システムを採用する場合には、繰り返し使用に
おいて感光体表面が種々の原因により徐々に劣化させら
れる運命にある。例えば、帯電行程におけるコロナチャ
ージャーの被曝による膜質劣化、現像行程におけるトナ
ーと感光体との摺擦によるトナー成分のフィルミングに
よる表面劣化などが上げられる。
これらの表面劣化現象により、感光体は本来有している
帯電能や感度といった電子写真特性が低下することとな
るのである。
市販の複写機等においては、感光体としてセレン感光体
や硫化カドミウム感光体といったものが使用されてお
り、これらの感光体表面は前述した複写行程の繰り返し
により表面が劣化される。しかしながら、これらの感光
体表面の硬度が極端に高くないことが幸いし、複写行程
中の種々の摺擦力により徐々に研磨され、劣化した感光
体表面が削り取られる。この結果、常に新しい面が露出
することとなり、表面劣化による電子写真特性の劣化が
事実上マスクされることとなる。この現象は、近年複写
システムにおいて多く採用されているクリーニングブレ
ードを使用したシステムにおいては問題とならない程度
までマスクされることとなっている。
ただ、これらの感光体は感光体表面の硬度が高くないた
めに、使用中に発生する紙詰まりや、現像時のキャリア
(鉄粉やフェライト粉)による傷も入り易いため取扱い
も難しく、また耐刷枚数が低くせいぜい数万枚のオーダ
ーである。その結果、より表面硬度の高い、耐刷能や取
扱い性に優れた感光体が望まれ、非晶質シリコン感光体
の使用が特に望まれることとなった。
この非晶質シリコン感光体は表面硬度が高く、感度も早
いため耐刷能に優れた感光体である。しかしながら、こ
の非晶質シリコン感光体表面も帯電時にコロナチャージ
ャーの被曝を受け、徐々に劣化する現象が観測されてい
る。即ち、シリコン感光体での劣化現象とは、感光体表
面が親水化され、水分子の吸着が、誘因されるために発
生する画像流れ(表面電荷の膜面方向への電荷のリーク
により発生する潜像電荷の消失)現象である。そして、
この劣化した表面薄層は、非晶質シリコンの硬度が高い
ために複写行程上の摺擦力では到底研磨され得ないので
ある。
本発明の目的及び概要 本発明は、非晶質シリコン感光体を用いた場合において
も、感光体表面が耐刷能を低下しない程度で適度に研磨
されて常時劣化のない新しい表面で潜像形成が行なえる
ための改良技術を提供することを目的とする。即ち、本
発明者らは特定の研磨剤を選択し、これをトナー表面に
外添させることにより上記目的を達成したものである。
而して、本発明によれば、非晶質シリコン感光体表面に
形成された静電潜像を顕像化するトナーとして、トナー
当り0.05乃至5重量%の量比で平均粒径が0.1乃至1
μm、より好ましくは0.1乃至0.5μmのシリコンカー
バイドをトナー表面に外添したことを特徴とする非晶質
シリコン感光体用トナーが提供される。
本発明の構成 本発明の構成においては研磨剤として、平均粒径が0.1
乃至1μmという従来なかったような超微粉のシリコン
カーバイドを用いることが顕著な特徴である。
研磨剤としてのシリコンカーバイドはカーボランダムと
言う名称で知られるものである。しかしながら、この周
知のカーボランダムは平均粒径が2μ以上と大きな粒径
を有する。この大きな粒径のカーボランダムを研磨剤に
用いる場合には研磨条件を厳密に制御しなければ感光体
表面を削り過ぎることとなり、現像剤中に添加して常時
研磨する方法には到底使用し得ないものである。なんと
なれば、平均粒径が大きいことに起因して研磨量が大き
く、とくに従来のセレン系感光体の耐刷能が低下した
り、感光体表面に傷を発生させるからである。
本発明においては、上述した超微粉のシリコンカーバイ
ドを用いることでこういった欠点を防止し、現像剤特に
トナー表面に外添するという簡便な方法で現像時或いは
クリーニング時の摺擦力を利用して常時研磨することが
可能となったのである。
更に,研磨剤としてのシリコンカーバイドは、非晶質シ
リコン感光体の表面硬度と同程度であるため超微粉のも
のを用いれば、研磨し過ぎることも、画像に影響を及ぼ
すような傷が発生することも全くないという特徴を有し
ている。
本発明に使用する現像剤としては、一成分系磁性トナー
でもトナーとキャリアとから成る二成分現像剤のいずれ
のものも使用できる。外添処理は、トナー当り0.05乃
至3重量部の量比でシリコンカーバイド微粉末を加え、
ミキサー等の攪拌手段にて乾式ブレンドを行い静電的に
トナー表面に保持させる。そして更に保持を強固にする
ことを目的として、乾式ブレンドしたトナーを熱風処理
してシリコンカーバイド微粉末をトナー表面に埋め込む
こともできる。また、二成分現像剤の場合においては、
トナーにのみ乾式ブレンドする代わりに、前述した範囲
でトナー表面に保持されるようにキャリアと共に乾式ブ
レンドすることも勿論可能である。
本発明において、使用するシリコーンカーバイド微粉末
は前述の平均粒径を有するように粉砕法により製造さ
れ、不定型を有し、例えば太平洋ランダム(株)より入
手し得るものである。
本発明のトナーを実施する用途としての非晶質シリコン
感光体としては、それ自体公知の任意のものであり、、
例えばシランガスのプラズマ分解等で基板上に析出され
る非晶質シリコンが使用され、このものは、水素やハロ
ゲン等でドーピングされ、更にボロンやリン等の周期律
表第III族または第V族元素でドーピングされたもので
あってよい。
代表的なアモルファスシリコン感光体の物性値は、暗導
電率<10-12Ω-1・cm-1、活性化エネルギー<0.85
V、光導電率>10-7Ω-1・cm-1、光学的バンドギャ
ップ1.7〜1.9Vであり、また結合水素量は10〜2
0atom%の量でその膜の誘電率は11.5〜12.5の範囲
にあるものである。
この様な諸物性を有する非晶質シリコン感光体としては
特にシリコンナイトライト(a-SiN)やシリコンカーバイ
ド(a-SiC)からなる表面層を有するものが特に好まし
い。この理由は、非晶質水素化シリコンに比べ更に表面
硬度が高く、研磨剤としてのシリコンカーバイド微粉末
と同程度の硬度を有するため組合せることで耐刷性をよ
り高いレベルで維持させながら表面劣化層の研磨を実現
することが可能となるためである。
本発明を以下の例で説明する。
実施例1 ハイマーSBM−73(スチレン系樹脂;三洋化成工業
K.K製)・・・87重量部 ビスコール550P(低分子量ポリプロピレン;三洋化
成工業製)・・・・5重量部 スペシャルブラック4(カーボンブラック;デグサ社
製)・・・・・・・・5.5重量部 ボントロンS−32(染料;オリエント化学社製)・・
・・・・・・・・・1.5重量部 上記組成から成る混合物を熱三本ロールミルで充分に溶
融混練分散を行い、次いで混練物を取り出し冷却後粗粉
砕機(ロートプレックスカッティングミル;アルピネ社
製)で2mm程度の大きさに粗粉砕し、その後超高速ジェ
ットミル(NIPPON PNEUMATAC MFC Co.LTD製)にて微粉砕
して分級操作により5〜20μ程度の粒径を有するトナ
ーに調製した。
このトナーに対し、平均粒径が0.3μmのシリコンカー
バイド(太平洋ランダム製)微粒子を0.3重量%の割合
で加え、十分に混合し、そしてD−S抵抗が3.5×10
Ωの250メッシュのフェライトキャリアに対し8.0
重量%の割合でこのトナーを混合して現像剤を作製し
た。また、これとは別にシリコンカーバイドの代わりに
疎水性シリカ(R−972、日本アエロジル社製)を用
いたトナーを作り、同様な現像剤を作製した。
尚、ここでいうキャリアのD−S抵抗とは、キャリアの
みの磁気ブラシによる現像条件下に動的に測定される電
気抵抗値であり、下記の方法により求められる値を意味
する。即ち、電子写真感光体ドラムと同寸法のアルミ製
電極ドラムを感光体ドラムに置換えて設置し、現像スリ
ーブ上に現像剤を供給して磁気ブラシを形成させ、この
磁気ブラシを電極ドラムと摺擦させ、このスリーブとド
ラムとの間に電圧を印加して両者間に流れる電流を測定
することにより、算出された抵抗値を意味する。この場
合の測定条件として、印加電圧50V、感光体ドラム長
さ30cm、径9cm、ドラム−現像スリーブ間距離1.5m
m、穂切の間隔1.0mm、ドラム回転周速度時計方向16c
m/SEC、スリーブ回転周速度時計方向23cm/SECを用い
た。
次に作製した現像剤を用いて複写テストを行った。
複写装置としては以下の条件に設定し使用した。
感光体:直径90mmA製基体上にボロンをドープしたa
-Si:Hをグロー放電分解法により20μmの膜圧に堆
積させた感光体 画像露光洋光源:感光体表面上での光強度60μW/cm
2(ただし600nm以上の分光強度は10μW/cm2
下)に設定した白色螢光灯 除電光源:緑色発光の冷陰極放電管 クリーニング部:ブレードクリーニング方式 主帯電:コロナ帯電器(+6.2KV印加) 転写帯電: 〃 (+5.7KV印加) 複写速度:感光体ドラム回転速度16cm/SEC 現像部:スリーブ回転速度 23cm/SEC 現像磁石強度 1000ガウス 穂切間隔 1.0mm 現像領域:感光体(D)と現像スリーブ(S)とを共に
時計方向に回転させ、D−S間のギャップは1.5mmに固
定した。
複写テストは、室温25℃、相対湿度70%の環境の中
でA4サイズの文字原稿を使用し連続コピーを行い、そ
のコピー画像の変化を調べた。本発明のトナーを用いた
現像剤ではA4版で10万枚のコピーを行っても何等画
像に異状を来さなかった。しかしながら、従来知られて
いる疎水性シリカを加えた現像剤では3万枚目位からコ
ピー文字がくずれ始め、いわゆる画像流れの現象が目立
ち始めた。又、ドラム表面を見るとトナーのフィルミン
グと思われる薄層が形成されていたが、前述の現像剤で
は見られなかった。
このシリコンカーバイドの混合量はトナーに対し、0.0
5重量%以下では作用効果が弱く、又5重量%以上では
そのシリコンカーバイドの緑色の為か、コピー文字の色
が黒より若干緑色を呈する場合があり好ましくないこと
が分かった。
また、作用効果としてはシリコンカーバイド微粒子が小
さいほど良いことが示され、好ましくはその平均粒径が
1μm以下であった。
実施例2 石油樹脂(三井石油K.K製ハイレッツP−100L
M)30重量部、ポリプロピレン(三洋化成K.K製)
35重量部および抗磁力が85エルステッド、カサ密度
が0.37g/m、平均粒子径が0.3〜0.4μのマグネ
タイト35重量部を熱トルエンを溶剤として溶解分散
し、噴霧乾燥後、分級を行い5〜25μの粒径の磁性ト
ナーを得る。
この磁性トナー100重量部とカーボンブラック(三菱
化成工業製)0.8重量部をV型混合機にて混合し、まぶ
し処理を行い更に、平均粒径が0.5μmのシリコンカー
バイド微粒子を0.5重量%の割合で加え、十分に混合し
導電性一成分磁性現像剤とする。
実施例1で使用した複写装置に於いて、現像部を一成分
現像剤用に変えて複写テストを行った。即ち、非磁性部
材を介してマグネットを内蔵した現像スリーブ(外径3
3mm)上の磁場の強さを約900ガウスとし、マグネッ
ト及びスリーブを独立に個々に回転し得るいわゆる両回
転方式とした現像ローラ上に上記磁性トナーを穂切り板
とスリーブの間隔を0.3mmとして付着させ、磁性トナー
はホッパーから現像ローラ部に供給できる様に配置し、
また感光体表面と現像ローラの間隔を0.5mmとした。現
像スリーブと感光体は同方向に回転し、マグネットは逆
方向に回転するようにした回転条件下に、帯電(+6.7
KV)、露光、現像、転写(+6.3KV)、ヒータロー
ラ定着及びクリーニングを行った。転写紙には厚さ80
μの加工紙を用いた。
複写テストを実施例1と同様にして行い、A4版で10
万枚のコピーを行ったが画像流れ等の異常を画像に見出
さなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 善信 大阪府大阪市東区玉造1丁目2番28号 三 田工業株式会社内 審査官 後藤 千恵子 (56)参考文献 特開 昭52−46820(JP,A) 特開 昭54−19747(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非晶質シリコン感光体表面に形成された静
    電潜像を顕像化するトナーとして、トナー当り0.05乃
    至5重量%の量比で平均粒径が0.1乃至1μmのシリコ
    ンカーバイドをトナー表面に外添したことを特徴とする
    非晶質シリコン感光体用トナー。
JP59135745A 1984-06-30 1984-06-30 非晶質シリコン感光体用トナ− Expired - Lifetime JPH0629982B2 (ja)

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JP59135745A JPH0629982B2 (ja) 1984-06-30 1984-06-30 非晶質シリコン感光体用トナ−

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JP59135745A JPH0629982B2 (ja) 1984-06-30 1984-06-30 非晶質シリコン感光体用トナ−

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JPS6115154A JPS6115154A (ja) 1986-01-23
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Families Citing this family (3)

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US5547805A (en) * 1994-04-28 1996-08-20 Mita Industrial Co., Ltd. Electrophotographic method using amorphous silicon photosensitive material
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JPS6115154A (ja) 1986-01-23

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