JPS58105165A - 乾式現像剤 - 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】 本発明は静電荷現像剤で、静電転写全可能にする乾式現
像剤に関するものである。

一般に、電子写真、静電記録、静電印刷ＶＣおける靜醒
像における現１象法として、液体現像法、磁気ブラシ法
、カスケード法など多数の方法が知られている。

近年、トナー自体か６８ｔＩ＋体を含有していて、キャ
リヤを必要としない一成分系磁性トナーが広く利用され
るようになってきている。この〜成分糸磁性トナーはト
ナーの飛散が少ないこと、かぶり少ないこと、トナー濃
度が一定であるため画像濃度が一定であること、現像器
が小型簡素比できること、保守が容易であることなどの
多くの利点を有している。

しかしながら、従来利用されている一成分系感性トナー
は、導電性ないし半４曲であるため現像トナー像を普通
紙上に静電的に転写することが困難であるため、酸化亜
鉛感光紙を使用するエレクトロファックス法などのよう
に、現像トナー像の転写ケ必要としない直接方式に広く
利用されている０ 一成分系磁性トナーのもつ効果は弁筒に大きく、転写可
能な一成分系磁性トナーの開発が強く望まれている。

本発明の目的は、′高温高湿下において湿度の影響を受
けず、良好な画ｆ象を得ることができるほかに％陵期連
続コピーにおいても安定した良好な画像′ｆｒ：？！る
ことができ、使用する現像器の構造として小型簡単なも
のが使用でき、現像、転写効率のよい乾式現像剤を提供
するものである。

本宅切者らは前記の目的を達成するために種々のトナー
を試作した結果、転写特性を向上させるために＃　ＶＣ
ｉ性トナーの絶縁性を高めるだけでは困難であるとの結
論に達した。−成分系磁性トナーで良質の画像が得られ
、しかも静電転写をすることができるためには、現像時
においては各トナー粒子が十分に荷電しており、しかも
同一極性にそろりている必要があり、さらに転写時［は
トナー像を形成する各トナー粒子が同極性に十分に荷電
しており、しかも絶縁性であることが必要とされる。こ
れらの条件のうち、トナーの絶縁性を高めることは比較
的容易であるが、各トナー粒子と十分に荷電させ乱かも
極性ンそろえることはきわめて困難である。

二成分系ト１−の場合には、キャリアと呼ばれる鉄粉と
トナー間の摩擦帯電により、上記条件は満足される。−
成分系トナーの場合には鉄粉のように、け、つきすした
摩擦帯電の対象となるようなものは存在しない。強いて
あげるなら、トナーが接触するところの空気、スリーブ
、ブレード、静電荷保持体の表面および各トナー粒子ど
うしなどである。これらとトナーとの摩擦帯電により、
各トナー粒子は荷電されるが、極性のそろい方や荷重量
が不十分であり、しかも、温度や湿度によって影響を受
けやすい。極性のそろい方が不十分な場合には、かぶり
現像や反転像があられれ、また、たとえ極性がそろって
いたとしても荷重量が少ない場合には画像濃変が上らず
、しかも静電転写しにくくなる。

本宅切者らは前記の目的が、帯電％注を異にする、二種
類の絶縁性磁性粉体と混合することによって達成できる
ことを見出した。本発明の乾式現像剤は、キャリアを混
合して用いる磁気ブラシ現像器に用いて良好な結果が得
られ、しかも未定着トナー像を効率よく普通紙などの基
材上に静電転写できるものである。

本発明の乾式現像剤の現像機構における概略を説明する
。帯、電果列が異なる二種類の熱町塑陛樹脂を用いるか
、電荷制御剤として表面処理剤や染料を添ＩＪｎするこ
とによって、帯電特注を異にする二種類の絶縁性磁性粉
体を適当な方法でよく混合すると、二種の粉体間の摩擦
によって各絶縁性磁性粉体は互いに反対の極性に荷電す
る。ちょうど、二成分系トナーがキャリアとトナーの摩
擦によ、りて荷電するのと同様な現像である。それぞれ
逆極性に荷電したトナーはスリーブ型マグネ・ソトロー
ル現像器に入れられ、スリーブ上を回転移動する。

電荷像が現像部に到達すると、電荷像と逆極性に荷電さ
れた絶縁ａａａ粉体は電荷像部に付着する。

一方、電荷像と同極性に帯電された絶縁性磁性粉体は画
像周辺部に生ずる電荷の反転部に付着するけずであるが
、非常に現像条件の悪いとき以外は実際には全熱付着し
ない０これは周辺部によ・りて引かれる力よりもマグネ
ットロールによって引かれる力が打ち勝つためではない
かと考えられる。

かりに付着したとしても、付着した磁性粉は反対電荷を
有するので、転写画像を汚すことはない、。

電荷像と同極ヰに荷電した絶縁性磁性粉体は、実際には
電荷像と逆極性に荷電された絶縁性磁性粉体と同じく画
像部に付着する。これは、二種類の絶縁性磁性粉体がそ
れぞれ同極性においても荷電酸としてはある巾をもって
分布していることによると考えられる。つまり、電荷像
と同極性に荷電された絶縁性磁性粉体でも電荷級的に小
さな直の粒子は、逆極性に荷電された絶縁性磁性粉体に
静電気的に吸引され、付随して画像部へ付着すると考え
られる。

このようにして、帯電特性の異なる二種類の絶縁性磁性
粉体の両方がある割合で現像部に付着する。トナ一層の
抵抗饋は絶縁性磁性粉体のため。

十分な転写が可能である。電荷像上に付着した絶縁性磁
性粉体は十分な摩擦電荷を有しており１紙を重ねて、そ
の上から電荷はと同極性のコロナ転写をすると、効率よ
く静電転写することができる。

転写の場合も一定の比率で両絶縁ａａａ粉体は転写され
る。転写率は７０〜８０％に達し、二成分現像剤とほぼ
１ａルベルであるが、現像転写で消費される糸での両絶
縁注磁ヰ粉体の混合割合と、転写率が密接な関係を有す
る。

本を明■乾式現像剤は厳密にいえば一成分系現像剤では
ないが、いわゆる二成分系現像剤でもなく、新規な現像
剤である。従来の二成分系現像剤では、鉄粉キャリヤと
トナーである非磁性粉体とを組み合わせ、摩擦帯電を行
りてトナーに電荷像と逆極性の電荷を与えており、鉄粉
キャリヤは形状（重量）や磁気特性の関係で、電荷像に
１着せず、当然紙への転写も行われないため、それが消
費されることはない。

本発明の乾式現像剤は外見上は一成分系と見分けがつか
ないが、転写可能な一成分系現像剤で最大の問題点であ
る帯電の制１１ｉ１１を、二成分系と同等に行うもので
ある。そのため、転写可能なトナーでありながら、＃ｉ
ｆ象器に特別な部材と必要とせずに一成分系現像剤と同
様な小型のスリーブ吋きｆＪ！像器が利用でき、かつ、
確実な電荷＃ＪＩＪ岬が行われるにノー′れ、中間調の
再現も非常に良好である。筐た、従来の二成分現像剤に
おいてはキャリヤがハードな鉄粉であるため、感光体表
面を傷つけやすいが、本発明の乾式現像剤ではこの点に
おいてもソフトタッチで感光体の長寿命を保証する。さ
らに、本発明の乾式現像剤においては、磁性体を含有す
るため流動性が良好で、いわゆるトナー混合比を高めら
れるうえに、現像器からのトナー飛散が少なく、磁気ク
リーニングまたは磁気シールドが可能である。

本発明の唯一の注意すべき点は、二種類の絶縁性磁性粉
体の消費比率が初Ｍ仕込み比率に比例しない点であり、
現像回数によりて現像剤中の絶縁性磁性粉体の混合比率
が変化することである。しかし、これは本質的な問題で
なく、材料１粒径。

磁気特性など、絶縁性磁性粉体の各特性のみならず２マ
グネツトロールの強さなどの現ｆ象条件、および、転写
コントロンの転写条件などの選択により、仕込み比率に
比例して消費されるようにできる。１だ、補給用現像剤
中の混合比率を消費比率と同じＶＣしておけば、現像回
数によって成分比が変化することはない。

以にのような処理を講ずれば、本発明の乾式現像剤を一
成分系現像剤と全く同様に使用できることは明らかであ
る。

二種類の絶縁性磁性粉体のｆＩｉｔ特性に差異を与える
手段としては、基材となる樹脂において、帯電系列に差
のある二種類を選択する方法、表面処理剤を用いて主に
絶縁性磁性粉体の表面層における帯電特性を異にする方
法、さらには、電荷制御剤全熱可塑性樹脂中に混練する
方法などが考えられ、その組合わせは数種類ある。この
絶縁性磁性粉体の好ましい特注について述べると、■記
のとおりである。

（１）二種類の絶縁性磁性粉体けそれぞれ平均粒径が５
０μｍ以下と１００μｍ以下で好ましくは５〜３０μｍ
で、導電率が１０−１２ｍｈｏＡ＠以下である。

（２）第１の絶縁性磁性粉体の磁性体含有１は、１゜ 樹脂１００重号部に対して１ｏ〜１００重計部を含む。

（３）第２の絶縁性磁性粉体の磁件体含有喰は、特に限
定するものでけないが通常樹脂１００重量部に対して６
０〜４００重量部を含む。

（４）二種類の絶縁性磁性粉体は、帯電特性を異にし、
できるだけ摩擦帯電系列が離れたもの（好ましくけ、そ
れぞれの電荷量の差が、６μＣ／ｙ以上）である。

（５）二種類の絶縁性磁性粉体はそれぞれ流動性がよく
、両者を混合した場合にも流動性がよい。

（６）二種類の絶縁性磁性体の混合重量比は、電荷像と
同極性に帯電する絶縁性磁性体を基準にして（逆極性に
帯電する絶縁性磁性粉体の添７ＪＩＩ混合割合）１：０
．１〜１：１０（好援しくは１：０２〜１：４）である
。

次に本発明の乾式現像剤の材料、製造法について述べる
。本発明にかかる乾式現像剤は、従来の一成分系トナー
と同様、樹脂成分１着色剤および微粒子強磁性体を主成
分とし、さらに前述のように、二種類の絶縁性磁性体間
で帯電特注に差異を与える手段に応じて、染料および表
面処理粒子を用いる。有用な樹脂成分は、スチレン、ポ
リエステル、塩１ヒビニル、酢酸ビニル、アクリル酸メ
チル、メタアクリル酸メチル、ビニルメチルエーテル、
アクリロニトリル、ビニルメチルケトンなとの重量体よ
り得られるホモポリマ、または、それらの単計体を二種
以上組合わせたコポリマあるいけ、それらの混合物ある
いは、たとえばロジン変成フェノールホルマリン樹脂、
エボキ７樹脂、油変訃エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂
、ポリエーテル樹脂などである。

着色剤としては任意の適当な顔料捷たは染料が使用され
る。たとえば、カーボンブランク、アニリンプ／Ｌ−，
カルコオイルブルー、キノリ／イエロー、フタロンアニ
ンブルーなどであるが、これらの材料は、絶縁性磁性粉
体の帯電特性２制岬するに有効な物を選択する方がより
効果的である。

微粒子状磁性体としては、フェライト、マグネタイトな
どヲハじめとする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性
を示す元素を含む合金あるいは１ヒ合物、または適当な
熱処理によって強磁性を示すようになるマンガン−銅−
アルミニウム、マンガン−銅−錫などの合金普たけ二酸
化クロムなどで絶縁性磁性粉体中には必要に応じて、熱
定着ローラーに対する離型剤１０Ｔ塑剤などを添加する
ことができる。

本発明の乾式現像剤全製造するに際しては、従来性われ
ている一般的なトナーの製造法を適用することができる
。たとえば、樹脂成分１着色剤。

微粒子状磁性体、および、その他の添加物をスーパーミ
キサなどで予備混合し、各成分を均一に混合分散したの
ち、二軸押出し機などで混線溶融。

冷却して粉砕する。粉砕物を分級して所望の粒径のもの
を得る。絶縁性磁性粉体の流動性をよくするために、形
状を球形にすることが望丑しい。このためには、前述の
方法で分級した絶縁性磁性粉体を熱風中に噴霧すること
により、各粉体粒子を溶融させ、表面張力によって球形
「ヒさせる方法などを用いる。

３ 上述のようにして、帯電特注の異なる二種類の絶縁閉磁
性粉体を作る。すでに述べたように帯電特性は、ｔｔ７
．材となる熱可塑性樹脂の選択１表面処理機粒子による
表面コーティングや、染料の添加によりて、二種類の絶
縁性磁性粉体間で適当な差を持たせている。

次に上述のようにして製造した二種類の絶縁性磁性粉体
は、所望の割合で混合して本発明の乾式現像剤となる。

混合方法は適当な任意の方法で行われる。

本発明の乾式現像剤全１史用して現像するには磁気プラ
ン法が最適である。特に、その実施にあっては、順次極
性を異にして配列させた複数の磁石の集合体よりなるマ
グネットロールを非磁性体で形成されたスリーブで覆っ
た構造の現像器針使用するのが有効である。この場合、
スリーブを固定して、内部のマグネットロールを回転さ
せる方式と、内部のマグネットロールを固定してスリー
ブを回転させる方式、および、両者共に回転させる方式
の三つがあるが、いずれの方式にも本発明の４ 乾式現像剤を使用することができる０ 現像時、上述のスリーブは接地されるが、それにバイア
ス電圧を印加することもできる。バイアス電圧は、かぶ
りを除去するのに有効な場合が多い。

次に本発明の詳細ならびに効果について下記表１による
具体的実施例をもって説明する。なお、本実施例におけ
る添加部数は重置部数である０帯電特曲の測定評価は、
ブローオフ帯亀欧測定装置（東芝ケミカル株式会社製Ｍ
ＯＤＥＬ　　ＴＢ−２００）を用い、下記条件で行なっ
た。

試料：約２００９．キャリヤ：酸ｆヒ鉄粉２００／３０
０Ｍ、ブロー圧カニ約’−２Ｋｇ／ｃｎｌ　＋　メツシ
ュ＝ＳＵＳ４００Ｍ なお、本発明の乾式現像剤を使用したときの画質につい
て、静電複写装置を使用して、複写作像して評価した。

感光体はセレンドラム、現１象部はマグネットロールス
リーブ両回転でありマグネ・シトロールは１３００　ｒ
ｐｍ、スリーブは１１０ｒｐｍ　　で回転する。紙の送
ジ速Ｉｆは１５０−弔である。

５ １７ ８ 上記両絶縁性磁性粉体は、所定の配合量を混合して、小
型スーパーミキサで予備混合を行い、熱ロールにて混練
した後、冷却、粉砕１分級の工程にて作成した。得られ
た二種類の絶縁性磁性粉体を、第１の絶縁性粉体と第２
の絶縁性粉体の配合比を１：２の割合にて混合し、乾式
現像剤とし、前述の複写機を用いて複写し、複写画像を
得た。

得られた画像は、高ｍ度であり、細線、中間調をよく再
現し、かぶりも認められず、キメの細かい良質の画像で
あった。これらの画像は従来の二成分系磁気ブラシ現像
法によって得られる画像よりはるかに優れたものであっ
た。

次に実験結果を表−２９図面に示すつ 表−２は、２６℃６０％ＲＨと３５℃９５％ＲＨ環境下
に２４時間曝露された時の画像＠度Ｄｐｍａｘの比較で
あＶ％図而面、乾式現像剤を複写機の現像器に入れて現
像器のみを一定時間動作した後におけるコピーの画像濃
度Ｄｐ　ｍａｘの変［ヒの比較を示したものである。な
お、それぞれの時間はＡ４サイズコピ一枚教に換算する
と約１８００枚、１万１９ 枚、３万枚、６万枚コピーに相当するものである。

表−２２６℃　６０％ＲＨと３５℃　９６％ＲＨ環境丁
における画像濃度の比較 以上の結果から明らかなように、本発明の乾式現像剤は
、帯電特注の異なる二種類の絶縁性磁性粉体を混合して
なる新規な現像剤を提供するもので従来の一成分、およ
び二成分現像剤の長所をあわせ持ち、産業汗大なるもの
である。

なお本発明は具体的実施例に記載したもののみＶＣ限定
されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の乾式現像剤の各実施列における現１象器
動作時間と画１象＃度変ｆヒ茫示す特性図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂中に磁性体全含有し、平均粒径が６０ミクロ
   ン以下の第１の絶縁性磁性粉体と、樹脂中に磁□□□体
   を含有し、平均粒径が１００ミクロン以下の第２の絶縁
   性磁性粉体の混合物からなり両者を混合、攪拌すること
   により、異なる摩擦帯電を示すことを％徴とする乾式現
   像剤。
2. （２）第１の絶縁性ａ注粉本のａ柱体含有酸が、樹脂１
   ００重量部に対して１０〜１００重緻部含まれているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の乾式現像剤
   。