JPS61275863A - 電子写真用現像剤 - 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】 （発明の分野） 本発明は、複写機、プリンタ等に用いられる電子写真用
現像剤に関し、より詳細には、流動性、帯電安定性に優
れ、しかも階調性に優れた画像を提供し得ることのでき
る正帯電性の現像剤に関する。

（従来技術） 電子写真法は、一般的には、光導電体からなる感光体表
面に静電製像を形成し、その潜像に現像剤を付与して可
視像化し、必要に応じて、転写体に転写、定着して複写
物を得るものである。

このような電子写真法に用いられる現像剤としては、定
着用媒質中に着色剤、電荷制御剤等を分散したものを単
独で使用する一成分系現像剤、またはキャリアと混合し
た二成分系現像剤等が知られている。これらの現像剤は
各種の現像方法において、流動性が要求されることから
、現像剤に各種の流動化剤を施すことが提案されている
。また、現像剤の表面特性は、現像剤自体の帯電特性に
も大きく寄与しており、表面処理剤の材質により帯電特
性が決定されるといっても過言ではない。

従来から、このような表面処理剤としては、シリカ、ア
ルミナ、チタニア等の金属酸化物の他、カーボン等の導
電性物質等が知られているが、いずれも満足し得る結果
は得られていない。例えば、疎水性シリカは、初期にお
いては、流動性に優れた特性を示すが長期使用において
は、シリカに電荷が蓄積され、現像剤同志の静電凝集を
引き起こし、流動性等の初期特性を維持させるのが困・
ｙ＋ｔ［である。アルミナ、チタニアは、電気抵抗が小
さく帯電性が低いために、現像剤に対する帯電付与性が
小さい。一方、荷電制御的にカーボンを添加することも
提案されているが、カーボン等は凝集性が大きく、現像
剤に対し、均一な処理を施すことが困可Ｅである。

（発明の目的） 本発明者等は上記の現状に鑑み、鋭意研究の結果、表面
処理剤として、変性処理されたシリコーンオイルによっ
て被覆処理された特定の金属酸化物と、巖Ｕｌ子状のグ
ラフアイ１−を同時に処理することにより、優れた流動
性、帯電安定性を有する現像剤を得ることができること
を見い出した。

即ち、本発明の目的は、流動性、帯電安定性に優れた電
子写真用現像剤を提供するにある。

本発明の他の目的は、階調再現性に優れた正帯電用の電
子写真用現像剤を提供するにある。

（発明の概要） 本発明によれば、定着用媒質、着色剤を主成分とする電
子写真用現像剤において、該現ｆｏ４剤が表面処理剤と
して、共にアミノ変性シリコーンオイルによって被覆処
理された少なくとも酸化チタンおよび酸化アルミニウム
の両者を含む金属酸化物と、平均粒径０．０１乃至５μ
のクラファイｌ゛徽粒子を表面に担持したことを特徴と
する電子写真用現像剤が提供される。

（実施例） 本発明によれば、表向処理剤として、アミノ変性シリコ
ーンオイルにより被覆された金属酸化物、特にアルミナ
とチタニアの両者と、グラファイトを用いることが重要
である。

本発明者等は、従来の表面処理剤を用いた研究過程にお
いて、次のような傾向を認識した。即ち、正帯電用現像
剤においては、表面処理剤の添加により現像剤自体の帯
電ｔＵ低下する傾向にあること、添加成分の成分数が増
加すると現像剤の帯電量は低下し易いこと、帯電量が低
下すると非凝集性が向上すること等である。一方、正帯
電用現像剤においては定着用媒質として選択される樹脂
のほとんどがさほど大きな正帯電量を持たないために、
他の添加剤にて補う必要がある。そのため、表面処理剤
の上述傾向は好せしいものでなく逆に、帯電量をできる
だけ下げずに、流動性を付与することのできる表面処理
剤が必要とされる。

本発明における表面処理剤は、従来の上述のような傾向
からは、かなり特異的なものであり、極めて優れた流動
性を付与しつつ、しかも帯電量特に正電荷の低下を抑え
、むしろ、帯電量を」二げることができる。

本発明者等によれば、このような性質は、本発明での表
面処理剤の成分のうち、アミノ変性シリコーンオイルに
より被覆処理された金属酸化物に起因すると考えられる
。即ち、金属酸化物のうち、本発明において必須成分で
あるアルミナおよびチタニアが帯電量を高く保持し、さ
らにアルミナが現像剤の流動性を高め、チタニアが帯電
量の低下を防止することにより、上述した特異的な性質
を得ることができると考えられる。

さらに本発明によれば、これら金属酸化物成分とともに
、賑粒子状のクラファイトを用いることにより、さらに
流動性を補助するとともに、帯電い導電性を示すにもか
かわらず、現像剤の帯電量１に対し、さほど影響はおよ
ぼさない。これは、このグラファイトが極めて微粒子で
しかも、凝集１牛を持たないために現像剤表面に均一に
分散され、グラファイトからの電荷のリークが起こり難
いためと考えられる。

また、本発明における表面処理剤としてのグラファイト
の役割としては、階調性の調整にある、即ち後述する実
施例からも明らかなように、グラファイトの添加によっ
て、第３図に示す如く、界面電位−画像濃度との関係に
おいて、グラファイトの添加の量を多くするに従い、特
に中間調の濃度を変化させることができるのである。

本発明において用いられる表面処理剤の成分のうち金属
酸化物であるアルミナ、チタニアはいずれも市販のもの
が使用できる。例えば四塩化チタンの高温加水分解によ
り製造される気相法シリカ、無水塩化アルミニウムの高
温加水分解により製造される５　イ’Ｉｌ法アルミナ等
があり、これらはいずれも〜・次粒径が５Ｏｎ１１ｔ以
下の超微粒子であることが望ましい。

また、他の成分であるグラファイト（黒鉛）は、その結
晶構造は六方晶糸をなし、完全な層状構造を成している
もので、はとんど凝集性をもたないものである。本発明
において用いられるグラファイトは平均粒径００１乃至
５μ、特に０．０１乃至１．０μのものが、現像剤への
処理の均一性から望せしい。また比抵抗は１０−２ΩＣ
ｍ以下の高伝導性の純度９５％以上のものが潤滑性の点
から望せしい。

本発明において、前述の金属酸化物を被覆するだめのア
ミノ変性シリコーンオイルは、一般的シリコーンオイル
のシロキザン結合のウチ、側８８のメチル基の一部を少
なくとも窒素を含む有機基に変性したものであり、次の
一般式（］）によって表わされる。

但し、ｍ、ｎ、≧１ Ｒ１；炭素数５以下のアルキレン基、又はアリ−）ｖ基
Ｒ２、Ｒ３；水素、アルキル基　又は　−Ｒ＋−ＮＨ２
（Ｒ４：炭素数５以下のアルキレン基） Ｒ５、メチ）Ｖ基又はメトキシ基 代表的なものに、下記のＣＩ’］　、　　［ｎｌ等があ
る。

Ｒ：　ＣＥ王３またはＯＣＨ３ 本発明によれば、前述の金属酸化物は上述の変性シリコ
ーンオイルによって被覆処理したものを使用する。被覆
処理は、オイルをトルエン等の溶剤中に溶解し、金属酸
化物を分散させた後に１００〜２００℃の加熱又は真空
処理により乾燥することにより得られる。このような処
理により得られたチタニアは、オイルにより被覆され、
言わば疎水化された状態となる。

本発明における表面処理剤の金属酸化物は、オイル処理
後の重量比でアルミナ：チタニア＝１：１５乃至１５：
１の割合で処理される。即ち、アルミナの爪がこの範囲
より少ないと、現像剤に対し良好な流動性を与えること
ができず、ブロッキング等の障害を起こし、チタニアが
上記範囲より少ないと、現像剤の帯電量が低下する傾向
にある。

一方、」１記組成の金属酸化物とグラファイトは、重量
比で１０：１乃至１：５の割合で、処理される。グラフ
ァイトの素が上記範囲よりも小さいと、階調性の」二で
硬質な画像になり易く、中間調の再現が困難であり、上
記範囲より大きいと、画像濃度が極端に低下する。

本発明によれば、上述した表面処理剤は、処理前の現像
剤１００重景部に対し０．１乃至２．０重量部、特に０
．２乃至１．５重量部の割合で処理される。表面処理剤
の割合が０１１重部未満では、表面処理剤としての効果
が得られず、流動性の低下、画質の低下を起たし、一方
、２０重量部を超えると、濃度低下が起こり、又は、表
面処理剤が現像剤の表面から離脱し、機内汚染の原因と
なる。

本発明の現像剤は特に正帯電用として用いられるもので
、現像剤の成分である定着用媒質、着色剤等は公知のも
のが適宜選択される。定着用媒質トシてハ、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、ビニフレナフタレン、ビニルギシレン等のビニル
芳香族単量体、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、ブチルメタクリレ−
１−、ブチルアクリレート、２−エチルへキシルアクリ
レート、２−エチルへキシルメタクリレ・−ト、等のア
クＩＪ　）Ｖ単量１本の単独重合体もしくはそれらの共
重合体が使用される。さらにこれらの樹脂に組み合わせ
得る単量体としては、ゲタジエン、イソプレン、クロロ
プレン等の共役ジオレフィン系単量体や、フマル酸、無
水マレイン酸等のエチレン不飽和カルボン酸或いはその
エステル類の他酢酸ビニル等のビニルエステル類等を挙
げることができる。

また、これらの定着用媒質として、媒質全体当り２乃至
２０重量％の割合で、低分子量ポリプロピレン、低分子
量ポリエチレン等の低分子隈オレフィン樹ｇ旨、パラフ
ィンワックス、カルナバロウ等の各種ワックスをオフセ
ット防１」二剤として加えることも可能である。なお、
この時、これらのオフセラ１−防止剤は、単に前述の樹
脂類と混練することもできるが定着用媒質の重合時に共
存させて行なうこともできる。

着色剤としては、カーボンブランクをはじめ各種の顔料
、染料が使用できる他、−成分系現像剤においてはマグ
ネタイ１−、フェライト等の磁性体を現像剤全量に対し
、３０乃至６０重量％の割合で配合することもできる。

電荷制御剤としては、第４級アンモニウム化合物の他、
ニグロシン、ニグロシン塩基、クリスタルバイオレット
等の塩基性染料等が使用できる。

本発明の現像剤の製造に際しては、定着用媒質、着色剤
等を所定の割合で混合した後、３本ロール、２軸押出法
等により混線を行ない、その後、粉砕、分級を、所望に
より熱処理等を行なうことにより粒径５〜３０μの粉体
組成物を製造する。この粉体組成物に対し、前述した表
面処理剤とスーパーミキサー等によりまぶし処理するこ
とにより、粉体の表面に表面処理剤を担持させることが
できる。

表面処理に際しては、前述した組成の表面処理剤を予め
調製しておき、まぶし処理をするか、もしくは、まぶし
処理を個々に行なうことも可能である。

なお、表面処理剤は粉体表面にはファンデルワールヌカ
などの静電的引力によって担持されるが、所望によって
は熱処理等によって粉体表面に固着させて担持させるこ
とも可能である。

本発明の現像剤は、いずれの現像方法にも採用し得るが
特に、流動性および帯電安定性の要求される現像方法、
例えば本出願人が先に特願昭５９−２０２９７７に提案
した現像方法に有効的である。

この現像方法を第１図をもとに説明する。

感光体１に近接する位置に、　Ａ、１等から成る円筒状
非磁性スリーブ２が配置されている。スリーブ２の内部
には、感光体１との近接位置にＮ４ｉの反発磁極３が、
それ以外は交互に異極が着磁された磁石４が内設されて
いる。スリーブの上方には、磁性体から成る穂切部材５
が配置されている。ここで現像剤の挙動を説明すると、
ホッパー６内に収容された現像剤７は穂切部材５により
所定の層厚に規制された後、スリーブ２の回転に伴い、
現像域８に搬送される。現像剤８では第２図の拡大図に
示すように磁石４の反発磁界３により現像剤層９は、は
ぐされ、感光体１との間に浮遊トナー１０が形成される
。浮遊トナー１０はそれ自体のもつ電荷により静電潜像
１１に静電的に選択的に引き付けられ、潜像１１を可視
像１２化する。現像域８を経由した現像剤７はスリーブ
２の回転に従い、再びホッパー６内に戻され、次の現像
に待機する。

このような現像方法によれば、感ｊ’ｔ　１】ドスリ・
−ブ間を近接させる必要があること、現像剤層が感光体
に接しないように層厚を設定する必要があることから、
現像剤層厚は極位置で３０乃至２００μの極めて薄い層
に設定される。このような薄い層を形成するためには、
穂切位置にて現像剤が凝集しないことが少なくとも必要
とされる。

また、現像域８において感光体１への移行が現像剤層々
の帯電量に支配されているため、常に安定な帯電量を維
持する必要がある。

この現像方法によれば、本発明の現像剤を用いることに
より、前述の層厚を安定して形成させることが可能とな
り、しかも、現像域８において、帯電特性の安定化が達
成され、長期にわたり、安定した画像を供給することが
可能となる。

この現像方法によれば、現像域８での、磁石４による磁
気的吸引力また、スリーブ２」二での搬送性との関係か
ら、現像剤の保磁力は４０乃至３０００ｅの範囲に設定
されるのが好ましい。

本発明の現像方法は第１図の構成に限定されるものでな
く、あらゆる変更も可能である。例えば穂切部拐５のか
わりにフィルム、金属薄板等の可撓性部イ」を用いて、
現像剤に対して、面接触により層規制することも可能で
ある。寸だ、所望により、画像の細線呵現性、階調性を
向−１ニさせる目的で、バイアス印加手段１３によって
スリーブ２に感光体の潜（ｇｊ！極性と同（ケ性の直流
又はパルス電圧を感光体の電位以１この範囲で印加する
ことも可能である。

本発明を以下の例で説明する。

実施例 スチレンブチルメタクリレ＝ｌ゛−マンイン酸共重合体
６０重量部 低分子量ポリプロピレン　　　　　　　５　　（１マク
ネタイト　　　　　　　　　　　　３５〃ニグロシン染
判　　　　　　　　　　０．５〃」１記処方の混合物を
２軸押出機で溶融混練後、シェツトミルで粉砕、分級を
行ない粒径５〜２５μの粉体組成物を得た。なお、粉体
組成物の保磁明細書の浄書（内容に変更なし） 力ば１０００ｅ　、飽和磁化は３２ｅＩｎｕ／ｇテあっ
た。

得られた粉体組成物について、第２表の組成に従い、表
面処理剤をスーパーミキサーによりまぶし処理を行なっ
た。

なお、表面処理剤のオイル処理は、第１表のオイルを用
いて、オイ７に’０．５ｇをトルエン１５０　ｍｌに溶
かした溶液中に、第２表の金属酸化物のいすを粉砕後、
凝集物を取シ除いた。

表面処理剤において、被覆処理に用いたシリコーンオイ
ルは第１表の通シである。

金属酸化物およびグラファイトとしては第２表のものを
使用した。

明細書のオア〈内容に変更なし） 第３表の処方に従い、表面処理された現像剤を第１図の
現像装置を使用して複写テストを行なった。なお現像条
件を現像剤層厚１００μ、ＯＰＣ感光体、最大表面電位
−４５０Ｖ　、反発磁界（最大落込み高さ）１００ガウ
ス、感光体−スリーブ間距離２００μ、ハ、（７ｙ、電
圧３００　Ｖ、　７ｉ波＆１．２　ＫＥＬｇＫ設定して
行なった。

結果は第３表に示した。

第３表中、クラファイｌ−の添加効果を確認するＡ・。

め、Ａ、１．．２，３．９を第３図に、捷だ刀２，５．
７を第４図にそれぞれの表面電位と画（ｇ！濃度との関
係を示した。

これら、第３表、第３，４図から、表面処理側としてア
ミノ変性シリコールオイル処理したアルミナ、チタニア
、およびグラファイトの３成分を用いた／７６１−．２
，３，４．５はいずれも流動性および１丁帯電性に優れ
るとともに階調性においても、（枳めて優れた画像が得
られた。その他の例えば、３成分の単独便用（筋６，７
．８）また、２成ｌ）′Ｔのみの使用（席９）ではいず
れも、すべてに満」１−し得る画像に得られなかった。

なお第３図からはグラフアイ１〜は、特に中間調の呵現
性に優れた効果を示すことが立証され、第４図からも、
本発明の現像剤が、従来の現像剤と比較して優れた階調
再現性を示すことが立証された。

（発明の効果） 以上、述べたように、本発明の現像剤は、表面（１，９
） 処理剤として、アミノ変性シリコーンオイルにより被覆
処理されたアルミナ、チタニアに対し、分散性に優れた
グラフアイ１−を用いることにより、流動性正帯電性に
優れるとともに、負電荷の静電潜像に対し、特に、低表
面電位の有機感光体に７Ｊしても、優れた現像感度を呈
し、階調再現性に優れた高品質の画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像剤を用い得る現像装置の一例を
示す断面図、第２図はその現像域の拡大図、第３，４図
は、表面電位と画像濃度との関係を示す図である。 ］・・・感光体、２・・・スリーブ、４・・磁石、７・
・・現像剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）定着用媒質、着色剤を主成分とする電子写真用現
   像剤において、該現像剤が表面処理剤として、共にアミ
   ノ変性シリコーンオイルによつて被覆処理された少なく
   とも酸化チタンおよび酸化アルミニウムの両者を含む金
   属酸化物と、平均粒径０．０１乃至５μのグラファイト
   微粒子を表面に担持したことを特徴とする電子写真用現
   像剤。