JPS5840558A - 静電潜像用乾式現像剤 - 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】 本発明は静電潜像を現像する次めの乾式現像剤に関する
。

従来、電子写真感光体（導電性支持体上に光導電層を設
は次もの）や静電記碌体（導電性支持体上に誘電層を設
は次もの）等の静電潜像保持体上に形成され次靜電潜偉
を現像する方法として磁性トナーだけの現像剤で現像す
るいわゆるｌ成分磁性トナー現像法が知られている。こ
の方法は導電性かつ非磁性のキャリアスリーブ内に設け
られた磁石の磁力により導電性磁性トナーを前記スリー
ブ上に保持し、スリーブと磁石との相対運動によシ磁性
トナーを静電潜像上に運び、この状態において靜電潜偉
但持体の導ＩＩｃ性支持体と前記スリーブおよび磁性ト
ナーとの間に導電路を形成させて、磁性トナーに潜像と
は逆極性の電荷を銹導させ現像するという方法である。

この現像法に用いられる導電性磁性トナーは例えば米国
特許ａｇ３，６３９，２４５号明細書で提案されるよう
な、トナー粒子の表面部分をその中心部分より電気的に
導電性としたものである。しかしながらこのような導電
性磁性トナ−を用いて現像したトナーｗｊＪｇＩＩＦｉ
、転写用紙上へ静電的に転写することが困難であるとい
う欠点があった。これを改良する目的で磁性トナーの電
気抵抗を高くすることも提案されているが、この場合は
逆に現像性を損うことになり、現像性及び転写性の両特
性を満足させる現像剤は未だ開発されていなかった。

そこで本発明者らは先に特願昭５５−４５６６６号にお
いて絶縁性高分子物質、磁性微粉末及び電荷制御剤を含
む絶縁性磁性トナーとこのトナーよりも小さい体積平均
粒径を貞する導電性磁性粒子との混合物からなる現像剤
を提案した。この現像剤で磁性トナーに電荷制御剤を添
加するのは導電性磁性粒子との摩擦帯電によって転写用
紙に印加する極性と逆極性に帯電させて転写効率を向上
するためであるが、更に転写効率を高めるためにこの磁
性トナーの摩擦帯電を上げて行くと、今度は潜像保持体
との１＃操帯電が増大して非常に不安定な状態となり、
地汚れが発生したり、細Ｉｗ部の再現が困難であるとい
う別の間魅を生じた。

本発明の目的は電荷制御剤として弗化カーゼン基含有有
機酸を用い、且つこの有機酸を導電性磁性粒子に被覆す
ることにより、ｌ成分磁性トナー机儂法における現像性
及び転写性の問題を解決すると共に、画像品質の低下を
防止した靜′ｗｔ１１Ｆ偉用乾式現偉剤を提供すること
である。

即ち本発明の現像剤は絶縁性高分子物質及び磁性微粉末
を主成分とする絶縁性磁性トナーと一般式 ％式％ （但しｎは０又Ｆｉ１〜９の整数、ｍ、ｌは１〜３の整
数、Ｒｆはアルキル基、アルケニル基又はアリール基の
中の少くとも１つの水素が弗素で置換され九弗化カーー
ン基、Ｒはアルキル基、Ｘはカルゼキシル基、スルホン
酸基又は水酸基を表わす。） で示される弗化カーメン基含有有機酸を被覆した導電性
磁性粒子との混合物からなり、且つ前記有機酸被覆導電
性磁性粒子の体積平均粒径が前記絶縁性トナーよりも小
さいことを特徴とするものである。

本発明の現像剤を用いて現像する場合を、図面を用いて
説明する。第１図は現偉ｉ理を模型的に示したものであ
る。第１図Ａは現像時の断面模星図であって、導電性支
持体ｌを有する光導電層あるいは誘電層２上に形成され
次靜電漕ＩＩ３を現像する場合が示される。導電性非磁
性のスリーブ４上には絶縁性磁性トナー６ａと導電性磁
性粒子５ｂとの混合物からなる本発明現像剤６が担持さ
れておシ、スリーブ４と磁石６との相対運動により現像
剤５が潜偉現儂位置に運ばれる。この状態にお―て潜像
電荷とは逆極性の電荷がスリーブから導電性磁性粒子５
ｂに誘導され、一部ｆｔＮ儂に近い絶縁性磁性トナー５
１に蓄積され、これにより靜電潜偉に磁性トナー５ａと
導電性磁性粒子５ｂとが吸引され現像される。第１図Ｂ
は現像された状態の模型図であり、現ａｍ像は磁性トナ
ー５ａと磁性粒子５ｂとの両者から構成されるが、単位
重量当９の磁石６に対する吸引力は磁性粒子の方が大き
い次めに、磁性トナー５ａの方が優先的に潜像に付着さ
れるという仁とが確認されている。ｔた第１図Ｂの現像
＊＊は転写工程に運ばれ、現像画像の上に普通紙の如き
転写用紙が重ねられて、コロナ放電等の静電的手段によ
フ転写される。

この工程においては絶縁性磁性トナー５ａが優先的に転
写されるが、導電性磁性粒子５ｂの一部は磁性トナー５
ａとの弱い吸着力により磁性トナー５ａに引きずられ次
形で転写される。

本発明現像剤におりて第一に重要なことは、磁性粒子５
ｂの平均粒径を絶縁性磁性トナー５ａのそれより小さく
するということである。

もし磁性トナー５ａより磁性粒子５ｂが大きい場合には
、磁性粒子の周囲を小さな磁性トナーが積うようにな９
、磁性粒子が大きくなれば磁石６への磁気吸引力が強く
なるため、囲シに磁性トナーを担持した磁性粒子が靜電
潜偉上から丁夏取り去られ次ようになっていて画像に白
抜けと呼ばれる白斑点が見られるようになる。

またこの現象は、導電性磁性粒子が静電的に転写され難
いため、転写工程においても生じる現象である。一方、
逆に導電性磁性粒子があまりに小さ過ぎても、また好ま
しくない。すなわちあまりに小粒径であると、磁性トナ
ー周囲に微細磁性粒子がファンデルワールス力により強
く吸着される結果、トナー局四を導電性とした従来の導
電性磁性トナーと同様な構造となって、静電転写性を悪
化させることになる。以上の事から導電性粒子の体積平
均粒径は磁性トナーのそれの１１５〜４１５程度である
ことが好ましく、さらに望ましくは３７１０〜２／３程
度に選択することである。本発明にお°ける導電性磁性
粒子の導電性とは体積電気抵抗が１０Ω儂以下であり、
また磁性トナーの絶縁性とは体積電気抵抗が１００１以
上と定義される。なお体積電気抵抗は、底面が内径２０
■の電極からなり側壁が絶縁材料からなる円筒状容器に
１−の磁性トナー又は導電性磁性粒子を入れた後、被検
材料の上に［径２０１１ＪＩ弱で重さ１００ＪＩの電極
板を載せ、１時間静置した後、両電極間に１００Ｖの直
流電圧を印加し、印加１分後の電流値を測定して算出す
ることができる。

本発明の現像剤で第二に重要なことは潜像保持体との摩
擦帯電を避けるために、導電性磁性粒子に特定の電荷制
御剤を被覆したことである。

被覆方法としては磁性粒子を前記一般式の有機酸溶液に
浸漬し、取出してから溶媒を蒸発させるか、前記溶液を
そのｔま噴霧乾燥させる方法が挙げられる。この場合、
磁性粒子表面は、必要あればバインダーとして高分子物
質、着色剤及び／又は流動性等の特性改良剤の溶液又は
分散液に加えて噴霧乾燥するか、或いは前記材料を浴融
混練後、粉砕して、これらの材料を予め被覆しておいて
もよい。

ところで絶縁性磁性トナーと導電性磁性粒子との混合系
からなる現像剤においては導電性磁性粒子の働きによっ
て比較的短時間のうちに絶縁性磁性粒子に誘導される静
電誘導電荷と、両粒子間の摩擦による摩擦帯電電荷が存
在している。そこで摩擦帯電なく絶縁性トナーと導電性
磁性粒子とを同時に潜ｇ１面に吸引付着させ、画質の改
良をはかるためには絶縁性トナーが充分に帯電し、且つ
磁性粒子の導電性が充分に保持される必要がある。しか
し従来の１成分磁性トナー現偉用乾式現像剤はこの両立
が困難であった几め、絶縁性トナー及び導電性磁性粒子
は同時に消費されるにも拘わらず、摩擦帯電により画像
品質を良好に保つことは困難であったが、本発明のよう
に混合系の一方の成分である導電性磁性トナー面を前記
一般式の有機酸で被覆することにより解決できることが
判った。本発明はこのような知見に基づくものである。

なお電荷制御剤として前記一般式の有機酸を選択し九の
祉次のような理由によるものである。即ち、この分野に
おける電荷制御剤としてはニグロシン、モノアゾ染料、
亜鉛ヘキサデシルサクシネート、ナフトエ酸のアルキル
エステル又はフルキルアミド、ニトロフミン酸、Ｎ、Ｎ
’−テトラメチルジアミンベンゾフェノン、Ｎ、「−テ
トラメチルベンジジン、トリアジ／、サリチル酸金属錯
体等、数多くの物質が知られている。しかしこれらの物
質では本発明のように粒径のきわめて小さいトナーに通
常のコーティング方法でコートすることが困難である上
、磁性粒子の導電性を低下させる恐れがあった。これに
対し前記一般式の有機酸はこのような幣害がない。

次に本発明の現像剤に使用される材料について説明する
。

まず導電性磁性粒子の材料は磁化可能な材料から選択さ
れ、例えばＦ・、Ｎｉ＠Ｃｏ９Ｍｎ等の金属あるいはこ
れら金属の酸化物又は合金が用いられる。導電性磁性粒
子はこれら磁化可能な材料又は前述のようにバインダー
や着色剤等を被覆し友ものから構成されることが好まし
いが、１μ以下の微小磁性粉末を樹脂中に、必要に応じ
て添加される導電剤と共に分散させ、所望の粒径にした
もの本川いることができる。ｉたこのような磁性粒子に
コートされる弗化カーボン基含有有機酸の具体例として
はＣ＠Ｆ、、Ｃ０ＯＨ。

Ｃ，Ｆｌ、０−＠）−ＣＨ，Ｃｏｏｌ　、　Ｃ，Ｆ、、
ＣＨ，ＣＭ、Ｃ０ＯＨ。

Ｃ，Ｆ、、ト（つＣＨ，Ｃ０ＯＨ、Ｃ，ＦｌｙＳＯ，Ｈ
等が挙げられる。

高分子物質としてはスチレン樹脂、アクリル樹脂、ビニ
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、フェノール樹脂
、ポリウレタン、天然樹脂、セルロース類等があり、着
色剤としては例えばカージンブラック、アニリンブラッ
ク、クリスタルバイオレット、ローダミンＢ１マラカイ
トグリーン、ニグロシン、銅フタロシアニン、アゾ染料
等の顔料又は染料が用いられる。特性改良剤としてはワ
ックス、脂肪酸又は脂肪酸金属塩、シリカ粉末、酸化亜
鉛粉末尋が挙げられる。

一方、絶縁性磁性トナーは従来公知のものでよく、高分
子物質および磁性微粉末から本質的に構成され、必要に
応じて着色剤、流動改質剤等が添加される。高分子物質
、着色剤、流動改質剤等の具体例については前述した通
ｐである。

磁性微粉末としてはＦｅ、Ｎ５Ｃｏ＠Ｍｎ岬の金属ある
いはこれら金属の酸化物又は合金の磁化可能材料のｌｉ
ｒ以下の粉末が用いられる。

上記導電性磁性粒子と絶縁性磁性トナーとを混合して本
発明現像剤が調製されるが、その際両者の混合割合は重
量で（２〜４０）　：（９８〜６０）が追歯であり、さ
らに好ましくは（１０〜３０）：（９０〜７０）である
。本発明現像剤には前述のような特性改良剤、例えばシ
リカ、硬質樹脂微粉末、酸化亜鉛、高級脂肪酸、高級脂
肪酸金属塩、シリコンオイル、弗素油等を添加混合する
ことも可能である。

以上詳述した本発明現像剤は現体性及び静電転写性のい
ずれも優れ次効果を発揮する上、地汚れ等を生じないも
のである。この現像剤を用いて静電潜像を現像するには
従来ｌ成分磁性現像法で用いられる装置として知られる
現像装置がそのまま適用できる。また本発明現像剤は、
王に磁性トナーに誘導された電荷を利用して静電潜像を
現像できるので、従来のマグネットブラシ用２成分系現
像剤のようにトナーを摩擦帯電するのに現像装置内で充
分攪拌するというような操作を必要とせず、従って簡素
な現像装置及び管理でよいという利点も有する。

以下に本発明の実施例を示す。なお部は全て重量部であ
る。

実施例１ ポリエチレン（エッソスタンダード石油社製ピコラスチ
ックＤ−１２５ン　　　１ｔ１０１１Ｓカー−ンブラッ
ク　　　　　　　　　　　ｌＩマグネタイト（体積平均
粒径０．１μ）　　　　　　　３０１よりなる混合物を
熱ロールによシ加熱混練し、冷却後、粉砕分級して体積
平均粒径１５μ、体積電気抵抗８×１００１の絶縁性磁
性トナーを得た。

一方、体積平均粒径６μ、体積電気抵抗２　Ｘ　ｌ　ｏ
’０　＠　ｅｘ　Ｏ鉄粉ｆ：　ＣｏＦｔｙＣＯＯＨｆ　
Ｎ　ｂ　サｔＬ　ｂ有機酸の０．１％メタノール溶液中
に浸漬し穴径、堆出し、メタノールを蒸発させることに
より、体積平均粒径６μ、体積電気抵抗３Ｘ１０Ω＃傷
の有機酸被覆導電性磁性粒子を得た。

以上のようにして得られ穴磁性トナー８０部と有機酸被
覆導電性磁性粒子２０８とを混合して乾式現像剤を作成
した。まｔ比較のため前記磁性トナー８０部と有機酸溶
液で処理しない鉄粉２０部とを混合して乾式現像剤を作
成した。

次に１４１図に示す現像装置に以上の各現像剤を入れ、
この装置を用いて有機元導電体系感光俸上に通常の電子
写真法で形成した負荷電の静電潜像を現偉し、侍られｆ
ｃｉｉｋｉ像を普通紙上に静電転写しに後、熱定着した
。その結果は下記の通りである。

実施例　　　」］ｕ１ 画　偉　性　　細線の再現性　　　細線の再現性に優れ
ている。　　に劣っている。

実施例２ スチレン−メチルメタクリレート共重合体　　　　　１
００部ニグロシン　　　　　　　　　　　　　２１マク
ネタイト（０，１μ）　　　　　　　　　　　　　１ｏ
ｏｔよりなる混合物を熱ロールにより加熱混練し、冷却
後、粉砕分級して体積平均粒径ｌＯμ、体積電気抵抗７
ＸｌＯΩ・傭の絶縁性磁性トナーを得次。

一方、 ポリスチレン（実施例１に同じ）　　　　　　　３０部
マグネタイト（体積平均粒径０．１μ）　　　　　６０
１カーメンブラツク　　　　　　　　　１０＃よりなる
混合物を同様に熱ロールにより加熱混練し、冷却後、粉
砕分級して体積平均粒径６μ、体積電気抵抗７×ｌＯΩ
・傷の導電性磁性粒子とし機酸の０．０５％メタノール
溶液中に浸漬し、取出してメタノールを蒸発させること
により、体積平均粒径６μ、体積電気抵抗８×１０Ω・
傷の有機酸被覆導電性磁性粒子を得た。

以上のようにして得られた磁性トナー８０部と有機酸被
覆導電性磁性粒子２０部とを混合して乾式現像剤を作成
し友。ｔ＋比較の次め、前記磁性トナー８０部と有機酸
溶液で処理しない前記導電性磁性粒子２０部とを混合し
て乾式現像剤を作成した。以下、これらの現像剤を用い
て実施例１と同様に現像を行なって下記結果を実施例　
　　比較例 向　像　性　　　細線再現性に　　　細線再現性にすぐ
れている。　　劣っている。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明現像剤による１成分磁性トナー現像法の
説明図、第２図は本発明現像剤を用いて現像するための
現ｇｌ装置の一例を示す。 ２・・・静電潜像担持体　　　３・・・静電潜像５・・
・＊＊　　剤　　　５ａ・・・絶縁性磁性トナー５ｂ・
・・導電性磁性粒子 特許出願人　株式会社　リ　コー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性高分子物質及び磁性微粉末を主成分とする絶
   縁性磁性トナーと一般式 ％式％ （但しｎは０又は１〜９の整数、ｍ、ｌは１〜３の整数
   、Ｒｆはアルキル基、アルケニル基又はアリール基の中
   の少くとも１つの水素が弗素で置換されｔ弗化カー２ン
   基、Ｒはアルキル基、Ｘはカルゼキシル基、スルホ／酸
   基又は水酸基を表わす。） で示される弗化カーゼン基含有有機酸を被覆した導電性
   磁性粒子との混合物からなり、且つ前記有機酸被覆導電
   性磁性粒子の体積平均粒径が前記絶縁性トナーよりも小
   さいことを特徴ｐする静’１１浩像用乾式現像剤。