JPS58214169A - 現像方法 - 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、静電荷像の現像方法に関するもので、より詳
細には、静電荷像を有する基体表面を一成分系検電性磁
性現像剤の磁気ブラシとψ接させて該静電荷像に対応す
る粉像を形成させる現像方法において、前記現像剤とし
て、マグネタイトの如き強磁性体粉末と飽和磁化カーマ
グネタイトよりも小さいフェライトとを９５：５乃至２
５ニア５の重量比で電気絶縁性樹脂・くインダー中に分
散させた混線組成物の粉体粒子を用いることを特徴とす
る現像方法に関する。

従来、静電潜像の現像に際して、格別のキャリヤを使用
することなしに潜像を現像ｏＪ能な現像剤として、現像
剤粒子中に強磁性材料の粉末を含有せしめた所絹−成分
系磁性現像剤が広（知られている。この強磁性材料とし
ては、磁気的特性や黒色に着色していること等の見地か
ら主としてマグネタイトが使用されている。

一成分系磁性現像剤による静電潜像の現像に際しては、
個々の現像剤粒子には、静電潜像との間の静電的吸引力
（クーロン力）と磁気ブラシ形成用の磁石との間の磁気
的吸引力とが同時に作用し、クーロン力の方が大きく作
用する粒子は静電潜像に引き付けられ、一方磁気的吸引
カの方が大きく作用する粒子は現像スリーブ上に残留し
て基体上の静電潜像に応じたＦＡ像が行われる。

しかしながら、公知の一成分系検電性磁性現像・剤は十
分に濃度の高い画像を長期間にわたって安定に形成させ
るという目的には未だ満足し得るものではない。即ち、
−成分系磁性現像剤においては、キャリヤが存在しない
ため、現像剤粒子は粒子相互の摩擦により帯電しなけれ
ばんらないという宿命を有するが、自己摩擦による帯電
は、二成分系現像剤のトナーの帯電に比して、電位の高
さ及び安定性において劣っている。また、−成分系現像
剤においては、個々の粒子の磁気的吸引力の大きさにか
なりの分布があり、この磁気的吸引力の大きい粒子成分
が現像スリーブ上に残留蓄積して、長期間の使用中に新
しい現像剤のスリーブ上への供給量が次第に少なくなっ
て、静電潜像側に移行し得る現像剤の量が著しく減少し
、これにより画像濃度が低下するという欠点を生じる。

これは、現像剤粒子の分級は風力分級で行われ、その　
　。

結果とし【現像剤中にはマグネタイトの濃度が著しく高
い微細粒子が含有されるためと思われる。

このような欠点を防止するために、現像剤形成用の混線
組成物中のマグネタイトの濃度を減少させることが考え
られるが、この場合には最終現像剤粒子の検電性、即ち
粒子相互の摩擦により帯電するという性質が著しく低下
し、画像濃度が低下するという問題がある。

また、現像剤形成用の混線組成物中に、最終現像剤粒子
の検電性を向上させるような非磁性材料を含有せしめる
と、磁気ブラシ現像に際して現像剤の成るものが周囲に
飛散して複写機内を汚染するという問題がある。

本発明者等は、電気絶縁性樹脂バインダー中にマグネタ
イトの如き強磁性体粉末とソフトフェライトとを一定の
量比で混練し、この混線組成物を粉体粒子の形で一成分
系検電性磁性現像剤として使用すると、現像剤粒子の摩
擦帯電性を優れたレベルに維持しながら、個々の粒子の
磁気的吸引力の分布を比較的一様なものとでき、現像ス
リーブ上への粒子成分の残留蓄積傾向や磁気ブラシから
の粒子の飛散傾向を顕著に防止して、濃度の高い画像を
長時間の複写作業中にわたって安定に形成させ得ること
を見出した。

本発明は、樹脂バインダー中に飽和磁化（δＳ）がマグ
ネタイトのそれよりも小さいフェライト、例えばマンガ
ン・亜鉛フェライトをマグネタイト等の強磁性体粉末と
の組合せで配合すると、現像剤粒子の摩擦帯電特性を顕
著に向上させ得るという新規知見に基ずくものである。

この理由は、正よりプラスに帯電する傾向が犬で、しか
も種々の磁性体の内でも抵抗率（Ｐ）の幅が広くその値
は一般に１０３乃至１０１０Ω・園の範囲にある。かく
して、このようなフェライトなマグネタイトとの組合せ
で樹脂中に分散させて成る粉体粒子を相互摩擦させると
、該粒子表面の内、前記フエライｌ−粒子の露出部分は
プラスに樹脂部分はマイナスに帯電されるが、前記フェ
ライトが比較的導電性で電荷が消失する傾向にあるため
、粉体粒子は全体として強くマイナスに帯電されるもの
と認められる。

既に前述した如く、現像剤組成物中のマグネタイト濃度
を減少させた場合には、摩擦帯屯による電位が低下する
傾向が認められるが、本発明においては、マグネタイト
の一部を軟磁性のフェライトで置換えることにより、粉
体粒子をむしろ強く帯電させることが可能となる。

更に、本発明で用いる軟磁性のフェライトは、マグネタ
イトの真比重が５．２であるのに対して、これに非常に
近似した真比重を有している。

かくして、電気絶縁性樹脂バインダー中に、マグネタイ
トと軟磁性フェライトとを分散させると、両者は比較的
一様な組成比でバインダー中に分散されるようになる。

かくして４このような混線組成物を冷却し、粉砕し、更
に分級して現像剤粒子とした場合にも、この個々の現像
剤粒子中には、強磁性材料であるフェライトとがほぼ一
定の組成比で含有されるようになり、マグネタイトの濃
度が著しく高い粉体粒子が生成する可能性を顕著に抑制
することが可能となる。しかも、このフェライトは軟磁
性を有するため、現像剤中にこのフェライトの含有率の
高い粒子が混在したとしても、磁気ブラシから粒子が飛
散したり或いは現像に際してカプリを生ずるのが有効に
防止されることになる。

以上の理由により、本発明の一成分系検電性磁性現像剤
を用いると、長時間の複写操作の全体にわたって、高濃
度の画像を安定に形成させ得ることが了解されよう。

本発明の現像剤におい又は、マグネタイト等の強磁性体
粉末と飽和磁化がマグネタイトのそれよりも小さいフェ
ライトとを９５：５乃至２５ニア５の重量比で、特に９
０：１０乃至５０　：　５０の重量比で用いることも重
要である。即ち、このフェライトのＭ量比が上記範囲よ
りも少ない場合には、マグネタイト濃度の異常に高い粒
子成分の生成を防止し且つ粒子の摩擦帯電量を増大させ
るという本発明の目的には不都合となり、一方このフェ
ライトの量比が上記範囲を越えると、粒子の磁気的に吸
引される性質が弱くなり、粒子がより導電性となり易く
、更にこのフェライト特有の赤褐色に近い色相となるた
めに本発明の目的に好ましくない。

本発明において、電気絶縁性樹脂バインダーはマグネタ
イトとこのフェライトとの合計量１００重量部当り４０
乃至２６０重量部、特に５０乃至１９０重量部の量で用
いることが望ましい。即ち、樹脂の量が上記範囲、より
も少ない場合には、摩擦帯電性の点でも不満足なものと
なる傾向があり、　　　゛−一方記範囲よりも多い量で
用いる場合には、やはり帯電性や磁気的特性更には摩擦
帯電性の点で不満足なものとなり易い。

本発明において、飽和磁化（δ８）がマグネタイトのそ
れよりも小さい乙エライト、即ち軟磁性（５ｏｆｔ　ｍ
ａ、ｇｎｅｔｌｃ　）のフェライトとしては、一般に飽
和磁化が５にガウスの磁場で２乃至５０　ｅ、ｍ−Ｖ９
゜特に５乃至３０　ｅ、ｍ、ｔＬ／１１の範囲にあるフ
ェライトが使用される。好適なフェライトは、マンガン
・亜鉛フェライト、％に一般式 ％式％ 式中、ｘ　−４−ｙは１であるという条件下に、Ｘは０
．１乃至０．９．特に０．４乃至０．８の数。

ｙは０．９乃至０．１．特に０．６乃至０．２の数であ
る で表わされる組成を有するものである。このフェライト
はまた、１０３乃至１０１０Ω・αの抵抗率ＣＰ’）を
有することがトナー帯電性の点で望ましく、更に現像剤
粒子表面へフェライト粒子を露出させるという見地から
は、０．８乃至５ミクロン、特に１乃至２．５ミクロン
の平均粒径を有し、且つ組合せで用いるマグネタイトの
それよりも大きい粒径な有することが望ましい。

一方、このフェライトと組合せて使用するマグネタイト
（Ｆｇ３０４）も任意の粒子形状及び粒径を有するもの
であってもよいが、数平均粒径が１ミクロン未満、特に
０．１乃至０．７ミクロンのように微細でありながら、
しかも見掛密度が０．４，５．！ｉ’／ｍ／以上という
見掛密度の大きいマグネタイトを使用するのが特に望ま
しい。

本発明に好適に使用するこの微細マグネタイト粒子は、
一般に立方体粒子乃至やや丸味を帯びた不定形粒子の形
態を一般に有しており、また、最長寸法／最短寸法の比
として定義される形状異方性は１．０乃至５．５好まし
くは１乃至６の範囲にあることが望ましい。強磁性体粉
末としては、上記マグネタイトの他に、マグネタイトの
飽和磁化以上の飽和磁化を有する各種フェライト類、例
えばＺｎＦｅ２Ｏ４の如き合成フェライト類を用いるこ
ともできる。

本発明の好適態様に従い、このような粒度特性のフェラ
イトとマグネタイトとの組合せを用いることにより、本
発明の前記目的に特に適合した検電性磁性現像剤が得ら
れる。即ち、前述した粗粒状のフェライト粒子を用りる
ことにより、成形された現像剤粒子表面に７工ライト粒
子が露出する傾向が大となって、現像剤粒子相互による
摩擦帯電が有効に行われ、画像濃度が顕著に向上するよ
うになる。更に、マグネタイトとして微粒状のものを使
用することにより、個々の現像剤粒子中に確実にマグネ
タイトを含有させることが可能となり、両者の相互摩擦
による帯電を一層確実なものとすることができる。のみ
ならず、褐色のフェライトを粗粒状、黒色のマグネタイ
トを微粒状とすることにより、現像剤全体としての色相
を純黒調に近いものとすることができる。

電気絶縁性の樹脂バインダーとしては、該バインダー単
独で測定して、５　Ｘ　１０”Ω−の以上の電気抵抗を
有する現像剤用樹脂バインダーの任意のものが使用され
、一般に種々のモノ乃至はジエチレン系不飽和単量体、
特に （ａ）　　ビニル芳香族単量体、 （ｈ）　　アクリル系単量体 の単独重合体や共重合体等が使用される。

ビニル芳香族単量体としては、下記式 式中、Ｒ１は水素原子、低級（炭素数４以下の）アルキ
ル基、或いはハロゲン原子であり、Ｒ１は低級アルキル
基、ハロゲン原子等の置換基であり、ルはゼロを含む２
以下の整数である、 で表わされる単量体、例えばスチレン、ビニルトルエン
、α−メチルスチレン、α−クロルスチレン、ビニルキ
シレン等やビニルナフタレン等ヲ挙げることができる。

この中でも、スチレン、ビニルトルエンが好適である。

アクリル系単量体としては、下記式 式中、Ｒ，は水素原子或いは低級アルキル基であり、Ｒ
４は水酸基１．アルコキン基、ヒドロキシアルコキシ基
、アミン基或いはアミノアルコキシ基である、 で表わされるアクリル系単量体、例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、エチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、２−
エチルへキンルアクリレート、２−エチルへキンルアク
リレート、６−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−
ヒドロキシエチルメタクリレート、６−アミツプロピル
アクリレート、３−＃、Ｎ−ジエチルアミノプロピルア
クリレート、アクリルアミド等を挙げることができる。

これらの単量体ｔａ）或いは（Ａ）と組合せで、或いは
単独で使用される他の単量体としては、例えば下記式 ％式％ 式中、Ｒ５は水素原子、低級アルキル基又はクロル原子
である、 で表わされる共役ジオレフィン系単量体、例えば、ブタ
ジェン、イソプレン、クロロプレン等信ニは無水マレイ
ン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の他のエチ
レン系不飽和カルボン酸或いはそのエステル類や、酢酸
ビニル等のビニルエステル類、ビニルピリジン、ビニル
ピロリドン、ビニルエーテル類、アクリロニトリル、塩
化ビニル、塩化ビニリデン等を挙げることもできる。

これらのビニル系重合体の分子量は３．ＯＤＤ乃至は３
００，０００．特に５，０００乃至２００，０００の範
囲にあるのが望ましい。

前述した樹脂バインダーとマグネタイト及びフェライト
とを、樹脂バインダーの溶融条件下において混線し、こ
の混線組成物を冷却後粉砕し、この粉砕物を分級するこ
とにより本発明の現像剤が得られる。

現像剤成分の混線・粒状化に先立って、それ自体公知の
現像剤の補助成分をそれ自体公知の処方に従って配合し
得る。例えば、現像剤の色調を改善するために、カーボ
ンブラックの如き顔料や、アシッドバイオレットの如き
染料を単独で或いは２２１１以上の組合せで、全体当り
０．５乃至５重量％の景で使用できる。また、増量の目
的で、炭酸カルシウム、微粉末ケイ酸等の充填剤を、全
体当り２０重量％迄の居で配合することができる。現像
剤を熱ロールで定着する方式では、シリコーンオイル、
低分子量オレフィン樹脂類、各種ワックス類等のオフセ
ット防止剤を、全体当り２乃至１５重量％の量で使用で
きる。また、現像剤を圧力ロールで定着する用途には、
パラフィンワックス、各種動・植物ロウ、脂肪酸アミド
等の圧力定着性賦与剤を全体当り５乃至６０重量％の量
で使用してもよい。更に、現像剤粒子相互の凝集を防止
して、その流動性を向上させるために、ポリテトラフル
オロエチレン微粉末、微粉、末シリカのような流動性向
上剤を全体当り０．１乃至１．５重量％の量で配合して
もよい。

現像剤粒子の粒度は、解像力等にも関連するが、一般に
５乃至３５ミクロンの範囲で、しかも７エライトの粒径
の２倍以上の粒径を有することが望ましい。

本発明の現像剤を用いる静電写真複写法において、静電
潜像の形成はそれ自体公知の任意の方式で行うことがで
き、例えば導電性基板上の光導電層を一様に荷電した後
、画像露光して静電潜像を形成させることができる。

この静電潜像を有する基板表面と前述した磁性現像剤の
磁気ブラシとを接触させて、現像剤の可視像を形成させ
る。

この現像剤を用いて静電潜像を行うには、現像剤のホッ
パーに前述した一成分系磁性現像剤を充填する。このホ
ッパーの下端開口部には、非磁性スリーブが回転可能に
設けられており、このスリーブの内部にはマグネットが
スリーブとは反対方向に回転し得るように設けられてい
る。かくして、スリーブ及びマグネットを回転させると
、スリーブ上に磁性現像剤のブラシ層が形成され、この
ブラシ層を穂切板で適当な長さに裁断した後、スリーブ
と同方向に回転するセレンドラムと軽（接触させて、セ
レンドラム上の静電像を磁性現像剤により現像する。

次いで、基板上の現像剤の像を転写紙と接触させ、転写
紙背面から、前述した静電潜像と同極性のコロナ荷電を
行って、現像剤の像を転写紙上に転写させる。

本発明において、転写画像の定着は、現像剤の種類に応
じて、熱ローラ定着、フラッシュランプ定着或いは加圧
ローラ定着等の任意の方式で行なうことができる。

本発明は、セレン感光板、有機光導電体感光板等の正電
荷潜像を有するｐ−型感光板の現像に特に有用である。

従来の摩擦帯電型−成分系磁性現像剤は、一般に、負電
荷の潜像を有する感光板の現像には使用し得ると（〜て
も、前述したＰ−型感光板の正電荷潜像の現像には極め
て不満足な結果を示すにすぎない。これに対して、本発
明によれば、このような正電荷潜像の現像及び転写に際
して優れた作用効果が達成されるのである。

本発明を次の例で説明する。

冬　　　　　　ホ　　　　　　　　　　窺第１表のマグ
ネタイト、ソフトフェライトαと２種の熱可塑性樹脂（
スチにン／アクリル共重合体（１）、　（２）、重量平
均分子量５１，０００．８３，０００゜及び高密度ポリ
エチレン（平均分子量４，０００）を第２表の組成比で
磁性トナーを作製した。尚、磁気特性は市販の磁気物性
測定機器（東英工業製。

モデルＶＳＭｐ−１型、磁界５にエルステッド）を用い
て測定した。

第２表の混合物を６本ロールミルを用いて、１４０℃で
６０分間熔融混練し、放冷後カッティングミルで粗粉砕
し、０．５〜２間の大きさにする。

次いでジェットミルを用いて微粉砕したものをジグザグ
分級機で分級し、５〜２５μの磁性トナーを得る。更に
、流動性を高めるために疎水性シリカ（日本アエロジル
社製Ｒ−９７２＞をＱ、　５　ｗｔ％混合して、表面処
理を行った。

作製した磁性トナーを用いて次なる複写テストを行った
。

感光体にセレンドラム（外径１５０ｍｍ）を用いた複写
機に於いて、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３６朋→上の磁場の強さを約９００
ガウスとし、マグネット及び：　スリーブを独立に回転
しうるいわゆる両回転方式とした現像ローラー上に上記
の磁性トナーを、穂切り板とスリーブの間隔をＱ、　３
　ｍｔｓとして付着させ、磁性トナーはホッパーから現
像ローラ一部に供給できるようにへ置し、また感光体表
面と現像ローラーの間隔を０．５闘とした。現像スリー
ブと感光体は同方向で回転し、マグネットは逆方向に回
転するようにした回転条件下で、帯電（＋６．７　ｆｆ
）。

露光、現像、転写（＋６．６に〆）、ヒーターローラ一
定着及びファーブラシタリーニングを行った。

但し、複写速度はＡ４サイズで毎分２５枚のコピーが行
える様にした。転写紙には厚さ８０μの上質紙を用いた
。複写テストの結果を第１図に示す。

又、市販のトナーの電荷量測定装置（東芝ケミカル社製
ＴＢ−２００）を用いて電荷量を測定した結果を第２図
に示す。

複写テスト結果によれは、ソフトフェライトαを磁性側
全体量の０．２５〜０．７５の割合で混合した場合、マ
グネタイト単独の場合よりも画像濃度が高（、また摩擦
帯電量Ｑｔは第２図に示したようにソフトフェライトの
含有率が０〜０．５なる範囲において比較的高かった。

さらにはこれらソフトフェライト含有のトナーは凝集性
も低いトナーであったっ第１図にはコピー物の画像濃度
を示すが画像濃度はベタ黒の所を市販の反射濃度計（東
京電色製）で測定し求めた。尚、コピー物の色を見ると
、ソフトフェライトを０，７５の割合で含むトナーの場
合、若干黒褐色気味であった。

また上記適正範囲のトナー（１１）を用いて、３０００
０枚の複写テストを行ったが、現像ローラ一部のトナー
の蓄積もなく、安定した画像濃度１．４０〜１．４５の
コピー物を得ることができた。

実施例２゜ 第１表記載のソフトフェライトかを実施例１．のソフト
フェライトαの代わりに使用、複写テストを行ったとこ
ろ、実施例１．と同様、良好な結果を得た。

比較例１゜ ソフトフェライトの代わりに、第１表記載のベンガラを
混合し、実施例１．０１ｉｉと同様にして磁性トナーを
作製した。

この作製した磁性トナーを用いて複写テストを行ったと
ころ、初期特性は劣らないもののろｏ、ｏ　ｏ　。

枚コピーにおいては飛散がひどく、ソフトフェライト使
用のトナーに比べてかなり見劣りするものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ソフトフェライトαとマグネタイトとの含有
比率と画像濃度及びカプリ濃度との関係を示す線図、 第２図は、ソフト７エライトａとマグネタイトとの含有
比率と摩擦帯電量との関係を示す線図であって、 曲線Ａは、ソフトフェライトαとマグネタイトとの含有
比率とカブリ濃度との関係を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１静電荷像を有する基体表面を一成分系検電性磁性
   現像剤の磁気ブラシと摺接させて該静電荷像に対応する
   粉像を形成させる現像方法において、前記現像剤として
   、マグネタイトの如き強磁性体粉末と飽和磁化がマグネ
   タイトよりも小さいフェライトとを９５：５乃至２５　
   ：　７５の重量比で電気絶縁性樹脂バインダー中に分散
   させた混線組成物の粉体粒子を用いることを特徴とする
   現像方法。 （２）前記樹脂バインダーは前記強磁性体粉末と前記フ
   ェライトとの合計量１００重量部当り４０乃至２６０重
   箪部の量で存在することを特徴とする特許ａｉ’ｆ求の
   範囲第１項記載の方法。 （３）前記フェライトが５にエルステッドの磁界で２乃
   至５　Ｄ　ｅｍＬＬ／ｇ　の飽和磁化を有するフェライ
   トである特許請求の範囲第１項記載の方法。 （４）前記フェライトがマンガン亜鉛フェライトである
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 （５）前記フェライトは強磁性粉末゛の粒径よりも大き
   い粒径を有するものである特許請求の範囲第１項記載の
   方法。