JPS61275864A - 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、帯電安定性および
連続特性に優れた、正電荷像現像用の現像剤に関する。

〔従来技術〕

電子写真法に用いる現像剤としては従来から、樹脂とカ
ーボンブランク等の顔料とから成るトナー粉と、鉄粉等
の磁性粉或いはガラスピーズから成るキャリア粒子とを
混合して成る二成分系現像剤と、トナー粉中にマグネタ
イト等の磁性粉のみから成る一成分系磁性現像剤が知ら
れている。

二成分系現像剤を用いた現像方法によれば、トナー粉と
キャリア粒子との相互摩擦によりトナー粉を帯電させ、
内部に磁石を有する非磁性スリーブ上に磁気ブラシを形
成させ、静電潜像を有する感光体と摺接させ、現像を行
なうが、消費されるのがトナー粉のみであることから現
像剤中のトナー濃度を一定に保つ必要があり、装置の上
でも攪拌手段を必要とすることから大型化する傾向にあ
る。

一方、−成分系磁性現像剤を用いた現像方法は現像剤同
志あるいは、前述のスリーブ表面との摩擦により帯電を
行ない、感光体と接触させ、現像剤を移行させて現像を
行なうものであるが、二成分系のようにトナー濃度の制
御を行なう必要もなく、装置系も小型化できることから
、複写機自体の小型、低コスト化に有用であるがゆえに
、特に、開発が進められている。

しかしながら、このような−成分系現像剤は、スリーブ
上に均一な薄層を形成させる必要があることから、現像
剤の流動性、帯電性において、優れた安定性が要求され
る。

従来から、これらの問題に対し、現像剤を疎水性シリカ
等の流動化剤によって表面処理する等の手段がなされて
きたが、初期においては優れた特性を示すが長期使用に
おいては、流動化剤の現像剤表面で疎水性シリカ自体が
大きな負荷電性を示すことから現像剤同志が静電凝集し
流動性の低下または現像剤表面からの脱落によって現像
剤の表面特性が変化するため、初期の特性を維持するこ
とができず、画像濃度の低下等の問題が生じていた。

また、このような疎水性シリカ等の挙動に対し、カーボ
ン、Ｓｎ○、ＺｎＰ等の導電剤を付与することも提案さ
れたが、いずれも、それら導電剤の凝集性が強いために
現像剤表面への均一な処理が困難であり、また導電性が
不十分で、帯電の制御が困難であるなどの欠点を有し、
しかも流動性が十分でない等の問題があった。

〔発明の目的〕

本発明者とをは上記の現状に鑑み、研究を重ねた結果、
表面処理剤として金属酸化物と、特定の粒径のグラファ
イトを用いることにより、極めて優れた流動性、帯電安
定性の現像剤が得られ、それにより長期使用においても
画像劣化のない複写物が得られ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、長期に亘り、安定した画像を得る
ことのできる電子写真用現像剤を提供するにある。

本発明のさらに他の目的は、正電荷の静電潜像を現像す
るに好適な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粉体
組成物の表面に表面処理剤を担持して成る電子写真用現
像剤において該表面処理剤が、疎水性シリカと、平均粒
径０．０１乃至５μｍのグラファイト微粉末とを含有す
る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〕

本発明を以下に詳細に説明する。

電子写真用現像剤の流動性および帯電特性は、そのほと
んどが、現像剤の表面特性によって決定され得る。その
ため、現像剤の表面に保持される表面処理剤は、これら
の制御を行なう大きな因子である。

本発明の重要な特徴は、表面処理剤として金属酸化物と
平均粒径０．０１乃至５μのグラファイト微粒子を基本
的成分として用いることにある。

このグラファイト微粒子ば、上記の粒径を有するととも
に比抵抗１０−５乃至１０−３Ω・ｃｍき極めて導電性
の高いものであり、先に述べたカーボンブラックＺｎＯ
１ＳｎＯと比較してもほとんど凝集性のないものである
。それゆえに現像剤の表面に均一な分布ができるととも
に帯電量の制御を細かく行なうことができる。このグラ
ファイト微粒子の帯電制御は、現像剤の摩擦帯電による
過剰な電荷の蓄積に対し、その過剰分の電荷をリークさ
せる働きによるものである。

このグラファイト微粒子は、例えば商品名４ＳＳＰ−Ｆ
　（日本黒鉛社製）として入手し得るものである。

本発明において用いられる金属酸化物は、周知のものが
使用でき、例えば疎水性シリカ、湿式法シリカ、アルミ
ナ、チタニア等が挙げられるが、これらのうち、負帯電
性現像剤として用いる場合は、負帯電イ１与性の点から
、疎水性シリカを用いるのが望ましい。また、金属酸化
物として疎水性シリカを用いる系においては、疎水性シ
リカが過大な負帯電性を示すことがら、この負帯電性を
緩和させ、帯電を均一化させることを目的として、疎水
性シリカよりも負帯電性の弱い他の金属酸化物を添加す
るのが望ましい。このような他の金属酸化物としては先
に挙げた金属酸化物の他、例えば、金属酸化物の微粒子
表面に周知のシリコーンオイル、アミノ並性シリコーン
オイル、メルカプト変性シリコーンオイル等によって被
覆処理し、表面処理剤自体の帯電性を制御したもの等を
使用することができる。

た後に１００〜２００℃の加熱又は真空処理により乾燥
するか、金属酸化物に対し、オイルを噴霧状態で吹きつ
けることよって処理が行なわれる。

表面処理剤の量は現像剤１００重量部当り　０．１乃至
２．０重量部、特に０．２乃至１．５重量部の割合で用
いられる。

また、グラファイトａ粉末の配合は用いる金属酸化物に
よって、変動し得るが、現像剤１００重量部に対し、０
．０５乃至１．５重量部、特に０．１乃至１．０重量部
の割合で配合するのが好ましい。

即ち、グラファイト微粉末の量が０．０５重量部未とリ
ーク作用が過大となり帯電量の低下を生じる傾向にある
。

本発明において使用される定着用樹脂は、特に負帯電用
の樹脂に限定されるものであり、好適には、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、ビニルナフタレン、ビニルキ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−１〜、ブチルメタクリレー
ト、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリル
レート、２−エチルフキシルメタクリレート等のアクリ
ル単量体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、ブタジェン、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ニスチル類の
他酢酸ビニル等のビニルニスチ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ン、低分子量
ポリエチレン等の低分子量オレフィン樹脂、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
防止剤として加えることも可能である。なお、この時、
これらのオフセット防止剤は、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、カーボンブラッ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
タクト、フェライト等の磁性体を現像剤全量に対し、３
０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、定着用媒質中への分散型を用いる
のが好ましい、負帯電用現像剤においてはクロム、鉄、
コバルト等の錯塩アゾ染料等が使用される。

本発明の磁性現像剤の製造に際しては、定着用媒質、磁
性粉等を所定の割合で混合した後、３本ロール、２軸押
出法等により混練を行ない、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
現像剤を製造する。この現像剤に対し、前述した表面処
理剤とスーパーミキサ等によりまぶし処理することによ
り、現像剤の表面に表面処理剤を担持させることができ
る。表面処理剤のまぶし処理に際しては、別個にまぶし
処理を行なっても、また予め表面処理剤として混合し、
この混合物でまぶし処理しても良い。また、このまぶし
処理では表面処理剤は粉体表面にファンデルワールス力
などの静電引力によって担持させるが、所望によっては
、まぶし処理後に熱処理等を行ない、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、特に、流動性、帯電安定性を必要と
する現像方法、例えば本出願人が先に特願昭５９−２０
２９７７に提案した現像方法に有効である。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／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Ｎ極の反発磁極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」１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、ホンパ
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。現像域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Ｎ９ば、はくされ
、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１）に
静電的に選択的に引き付けられ、潜像１）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、再びホンパー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、感光体スリーブ間を近接
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とか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。

本発明の現像方法によれば現像剤として、前述したよう
に金属酸化物とグラフアイ）　ＦＪ鉛粉末組み合わせを
表面処理剤として用い、これらを現像剤の表面に担持さ
せることにより、優れた流動性、即ち非凝集性により前
述の層厚を安定して形成させることが可能となる。

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。

本発明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上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。

この現像方法は第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。例えば穂切部材５のかわり
にフィルム、金属薄板等の可撓性部材を　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。

また、所望により、画像の細線再現性、階調性を向上さ
せる目的で、バイアス印加手段１３によってスリーブ２
に感光体の潜像極性と同極性の直流又はパルス電圧を感
光体の電位以下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−アクリル酸 ブチル共重合体　　　　　５５重量部 低分子量ポリプロピレン　　　　　５重量部マグネタイ
ト（保磁力１００ エルステッド、平均粒径０．２μ）４０重量部負電荷制
御剤　　　　　　　　　０．５重量部上記処方の混合物
を２軸押出機で溶融混練後、ジェットミルで粉砕、分級
を行ない粒径５〜２５μの現像剤を得た。なお、現像剤
の保磁力は１０００ｅ飽和磁化は３０ｅｍｕ／ｇであっ
た。

得られた現像剤に対し、下記第１表の表面処理剤を組み
合わして、使用した。

ン ゾ ア グ カ なお表面処理剤の処理は、金属酸化物を第２表の処方に
従い、スーパーミキサにて２分間まぶし処理を行なった
後、グラファイトまたはカ−ボンブラソフを同様にして
、まぶし処理を行ない、現像剤表面に保持させた。

第２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、ａ−３ｔ悪感光、
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ＩＶｉＩＩ２００
μ、バイアス電圧３００ｖ、周波数１　、２　Ｋ　Ｈｚ
に設定して行なった。

結果は第２表に示した。

（（人“ト堂白〕 第２表 第２表からも明らかなように、疎水性シリカ単独におい
て（ｌｂ、２）、流動性、連続安定性が不十分だったも
のが、グラファイトを加えた系（慮５）では、流動性が
改善され、しかも連続安定性に優れるものであった。

また、金属酸化物として疎水性シリカと、疎水性シリカ
よりも負帯電性の小さい金属酸化物とを加えた系ＩＩｋ
ｌｌ、３でば、さらに優れた効果を発揮した。

なお比較例として粒径の大きいものは流動性が満足でき
るものでなく、画像品質も良くなかった。

また、カーボンブランクを用いた系（階６）で流動性の
悪いものであった。

〔発明の効果〕

以上、述べたように、本発明の現像剤は表面処理剤とし
て、金属酸化物に、凝集性のない特定のグラファイト微
粉末を用いることにより負帯電性現像剤における帯電安
定性を改善することができ、連続複写に際しても、初期
画像を長朋に亘り維持することが可能となるとともに、
流動性をも改善することができ、優れた画像を提供する
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
し、第２図はその現像域における拡大図である。 １・・・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粉体組成物の
   表面に表面処理剤を担持して成る電子写真用現像剤にお
   いて、該表面処理剤が、金属酸化物と、平均粒径０．０
   １乃至５μｍのグラファイト微粉末とを含有することを
   特徴とする電子写真用現像剤。