JPS62196672A - 負帯電性磁性現像剤 - 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、電子写真法に用いる磁性現像剤に関し、より
詳細には流動性、帯電安定性および画像安定性に優れた
負帯電性磁性現像剤に関する。

（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
ーボンブラッ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
イト等の磁性粉を含有した一成分系磁性現象剤が知られ
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
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
志或いは、前述のスリーブ表面とのＰｊ擦により帯電を
行い、感光体と接触させ、現像剤を移行させて現像を行
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−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
大きな負帯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、湿式法により製造されたシリカに対しシリコン
オイルを処理して疎水化し、これを流動化剤として用い
ることにより流動性、帯電安定性を向上させる提案がな
されているが、この方法によって得られたシリカにより
処理された現像剤は、良好な画像を得るための帯電量を
得ることが困難であり、初期濃度において満足すべきも
のではない。

（発明の概要） 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、疎水性シリカと、アミノ変性シリコーンオイ
ルにより被覆処理された湿式法シリカおよびアルミナの
３成分を必須成分として用いることにより、良好な帯電
量を保持しつつ、流動性、帯電安定性が改善され、これ
により画像安定性に優れた現像剤が得られることを見い
出した。

即ち、本発明によれば、定着用媒質と磁性粉とを主成分
として成り、その表面に表面処理剤を保持した負帯電性
磁性現象剤において、該表面処理剤が、疎水性シリカ、
親木性シリカ及びアルミナを含有するもので、これらの
うち親水性シリカとアルミナがアミノ変性シリコーンオ
イルにより被覆処理されていることを特徴とする負帯電
性磁性現現像が提供される。

本発明を以下に、詳細に説明する。

磁性現像剤の特性は、大別して磁気特性および帯電特性
があるが、磁気特性については、含有する磁性粉により
決定され、はとんど不変的な要素である。帯電特性は用
いる定着用媒質によってほぼ決定されるが、この媒質は
定着性の点から決定され得る傾向が強いため帯電特性の
細かい制御はほとんど不可能である。また、帯電特性は
その現像剤の表面特性によっても大きく左右されるため
、表面処理剤はその制御を行う大きな因子である。

本発明における重要な特徴は、表面処理剤として疎水性
シリカと、アミノ変性シリコーンオイルにより被覆処理
した湿式法シリカとアルミナから成る無機微粉末を同時
に用いることにある。即ち、疎水性シリカの単独使用で
は、前述したように、疎水性シリカ自体が大きな負帯電
性を示すために流動性の低下を招くが、疎水性シリカの
他に上述の所定の被覆処理を施した２種の無機微粉末を
添加すると、この流動性の低下を抑えることができ、長
期にわたって優れた流動性を維持することが可能となる
とともに、帯電安定性が向上し、それによって長期に亘
り、安定した画像を得ることができる。

湿式法シリカは通常、次式の反応 ＮａｔＯ・ｘＳｉｏｌ　　＋ＨＣ１＋Ｈ，Ｏ→５ｉＯ２
−ｎＨ，ｏ＋Ｎａｃｌによって製造され、内部構造中に
微小な細孔を有し、その細孔表面にはシラノール基に結
合した水分子が５χ前後含まれている。

本発明によれば、この湿式法シリカの表面をアミノ変性
シリコーンオイルで被覆処理することによって、この含
水分を環境変化に対し安定に維持し、それによって現像
剤の電荷の蓄積を適度のリークによって防止し、現像剤
の帯電性を安定することができる。なお湿式法シリカは
未処理で負帯電性を示すが、このオイル処理によって適
度に帯電量を調整されて用いられる。

一方アルミナは、気相法等によって製造されるが、本発
明によれば、アミノ変性シリコーンオイルによって被覆
処理することによってこれを表面処理剤として用いると
極めて優れた流動性を付与することができる。

なお、本発明に用いられる疎水性シリカは乾式法によっ
て製造されるもので表面のシラノール基がジメチルジク
ロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、オクチルトリメ
トキシシラン等によって封鎖されて疎水化されたもので
ある。

これらの無機微粉末は適当な量に配合することによって
現象剤に対し優れた画像安定性を付与することができる
。好ましい量比は処理前の現像剤１００重量部当たり疎
水性シリカが０．１乃至１．０重量部、湿式法シリカが
０．１乃至１．０重量部、アルミナが０．１乃至１．０
重量部である。

本発明において、前述の無機微粉末を被覆するためのア
ミノ変性シリコーンオイルは、一般的シリコーンオイル
のシロキサン結合のうち、側鎖のメチル基の一部をすく
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（１）によって表される。

但し　　ｍ≧ｉｎ≧１ Ｒ７：アルキレン基 Ｒｚ、Ｒ１：水素９アルキル基又は　−Ｒ４，−ＮＨ。

（Ｒ４：アルキレン基） Ｒ１二メチル基又はメトキシ基 代表的なものに下記の（１）、（ＩＩ）等がある。

Ｒ：ＣＨｚ　　または　０Ｃ１ｈ （ＩＩ） しｉｚ、Ｌ、ｔｌｚＬ、１１ｚＮ１１１．＋ｌｌｚし１
ｚＮｎｚ最終的に各々の表面処理剤は上述のオイル処理
によって湿式法シリカが、−３００〜＋３００　μｃ／
ｇ　−。

疎水性シリカが一１５００〜＋５００μｃ／ｇ　、、ア
ルミナが一２００〜＋１００μｃ／ｇの範囲で帯電量が
制御される。

本発明において、２種の金属酸化物の被覆処理は前述し
た変性シリコーン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、１００〜２００℃の加熱ま
たは真空処理によって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表面処理剤は、オイルによ
り被覆され言わば疎水化された状態となる。なお、被覆
処理に際して、湿式法シリカ、アルミナに対し各々別個
に処理を行ってもよいが、用いるオイルが同一の場合は
、オイルの溶液に同時分散して行うことも可能である。

表面処理剤の全量は、処理前の現像剤１００重量部に対
し、０．１乃至５重量部、特に０．３乃至２重量部の割
合で処理されるのが好ましい。表面処理剤が０．１重量
部未満では、表面処理剤としての効果を発揮できずしか
も帯電量においても不十分である。一方、５重量部を超
えると現像剤粒子光たりの表面処理剤の担持能力以上と
なり、表面処理剤の脱離が多くなり、機内汚染とともに
感光体に対しても弊害を及ぼす結果となる。

本発明の磁性現像剤は、基本的には定着用媒質中に現像
剤全量に対し、３０乃至６０重量％の割合でマグネタイ
ト等の磁性粉、所望により電荷制御剤を分散して成る粉
体組成物から成る。これらの分散物はその分散性の点か
ら０．１乃至５ミクロンの範囲のものを使用するのが好
ましい。

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、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート
、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合せ得る単量体としては、
ブタジェン、イソプレン、クロロブ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、媒質全体当たり２乃
至２０重量％の割合で、低分子量ポリプロレン、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
行うこともできる。

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。負帯電性磁性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５〜３０μｍ
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、疎水性シリカと被覆処理された
金属酸化物を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
て担持されるが、所望によっては、まぶし処理後の熱処
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重を部マグネタイ
ト（保磁力１００エルステッド４ｏ重を部平均粒径０．
２μＩＩり 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
で粉砕を行い粒径５〜２５μｍの現像剤原粉を得た。な
お、現像剤の保磁力は１０００ｅ飽和磁化は３２ｇｍｕ
／ｇであった。

次に表面処理剤の調製として下記第１表の金属酸化物を
用いた。

本ジメチルジクロルシランによる疎水化金属酸化物に対
してオイル処理を行うためのシリコーンとして、前述し
た〔ｌ〕　（アミン当量４４００）〔■〕（アミン当量
３６０）および未変性のもの〔ＩＩＩ）　（ジメチルポ
リシロキサン）を用いた。

上述のオイルを用いてオイル０．５ｇをトルエン１５０
ｏ＋１に溶かした溶液中に、第２表の組み合わせに従い
、第１表の金属酸化物のいずれかｌｏｇを分散させた後
、１５０℃で加熱乾燥する。冷却後、ミキサにて凝集し
た表面処理剤を粉砕後、６０メツシユのフルイによって
凝集物を取り除いた。

なお、表面処理剤の帯電量の測定はブローオフ決に基づ
き、鉄粉（Ｚ−２００，日本鉄粉社製）と表面処理剤を
恒温恒湿槽内で２４時間放置後、鉄粉２９．８５ｇと表
面処理剤０．１５ｇをボトル中で１分間混合した後、ブ
ローオフ帯電量測定機にて測定した。

第　　２　　表 得られた第２表の表面処理剤を第３表の組成により組み
合わせ、先に調製した現像剤原初に対し、所定量で、ス
ーパーミキサによりまぶし処理を行った。

得られた現像剤に対し表面処理剤の帯電量測定と同様に
して、鉄粉２８．５ｇ　、現像剤１．５ｇで測定を行っ
た。

また流動性の目安としてパウダーテスタ（ホソカワミク
ロン社製）によって安息角を測定した。

現像剤への付着性は、現像剤を１００メツシユのフルイ
にかけた時、現像剤表面から脱離し、フルイ中に残存し
た表面処理剤の量を目視で判断した。

得られた現像剤を、内部に磁石を有するＡＩ製ススリー
ブ上１００〜１５０μの層厚で担持させ、負電荷のネガ
潜像を有する有機感光体と非接触状態で対面させ、スリ
ーブに所定のバイアスおよびパルス電圧を印加させて現
像剤を感光体に飛翔させて現像を行った。

得られた画像に対し、画像濃度を測定し、カブリ、ニジ
ミ等を目視で判断した。また、連［３，０００枚の複写
に際し、画像安定性を評価した。

結果は第３表に示した。

第３表から明らかなように表面処理剤が疎水性シリカの
単独の場合（ｍ９　）　、または湿式法シリカが欠けた
もの（ＮＱＩＩ　）、アルミナが欠けたもの（ｋｌｏ　
）はいずれもある程度の濃度が出るが、カブリ、ニジミ
の発生および３０００枚複写による濃度低下が見られ、
特にｍ９．　ｉｉが顕著であった。また、湿式法シリカ
、アルミナに対し、未変性のシリコンオイルによって処
理した場合（ｍ３，６，７．８　）は全体的に画像濃度
が低く、カブリが目立つもので画像安定性も不良であっ
た。

これらの比較例に対し、本発明のサンプル（阻１．２．
４，５，１２．１３　）はいずれも流動性に優れ、カブ
リ、ニジミもなく　３０００枚まで安定した画像を得る
ことができた。

（発明の効果） 上述のように本発明の現像剤は、表面処理剤として疎水
性シリカと、アミノ変性シリコーンオイルによって被覆
された湿式法シリカとアルミナの３成分を必須として用
いることによって、優れた帯電安定性、流動性を付与し
、それにより高濃度の画像を長期に亘り、安定に供給す
ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定着用媒質と磁性粉とを主成分として成り、その表面に
   表面処理剤として無機微粉末を担持して成る負帯電性磁
   性現像剤において、前記無機微粉末が、疎水性シリカお
   よびアミノ変性シリコーンオイルによって被覆処理され
   た湿式法シリカとアルミナから成ることを特徴とする負
   帯電性磁性現像剤。