JPS6275545A - 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】 し産業上の利用分野］ 本発明は、′１往ｆ写真、静電記録、静電印刷等におけ
る静荷電像を現像するだめの現像剤に関する。

［従来の技術］ 従来、電ｆ−写真法としては米国特許第２．２９７．Ｅ
ｉ９１号明細書簿、多数の方法が知られているが、−股
には光導電性物質を利用し、種々のｒ段により感光体り
に電気的潜像を形成し、次いで該潜像を現像粉（以下ト
ナーと称す）を用いて現像し、必要に応じて紙等の転写
材にトナー画像を転写した後　加熱、圧力あるいは溶剤
蒸気などにより定着し複写物を得るものである。またト
ナー画像を転写する１程を有する場合には、通常感光体
上の残余のトナーを除去するための［程が設けられる。

電気的潜像をトナーを用いて可視化する方法は、例えば
米国特許第２，８７４，０６３号明細書に記載されてい
る磁気ブラシ法、同２，６１８，５５２号明細Ｍに記載
されているカスケード現像法及び同２．２２１，７７６
号明細書に記載されている粉末雲法、米国特許′５３．
９０９．２５８号明細、Ｈに記・成されている導電性の
磁性トナーを用いる方法、特公昭４１−９４７５号公報
笠に記載されている種々の絶縁性の磁性トナーを用いる
方法などが知られている。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来、天然
あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉末が
使用されている。例えば、ポリスチレンなどの結着樹脂
中に青色剤を分散させたものを１〜３０ｐｍ程度に微粉
砕した粒子がトナーとして用いられている。磁性［・ナ
ーとしてはマグネタイトなどの磁性体Ｒｆ−を含有せし
めたものが用いられている。いわゆる二成分現像剤を用
いる方式の場合には、トナーは通常カラスビーズ、鉄粉
などのキャリアー粒子と混合されて用いられる。

従来トナーにコロイタルシリ力と称されるケイ酸微粉末
を添加する例は公知である。

このケイ酸微粉末の添加によってトナーに流動性を（−
ｔ　’ｊ−Ｌ　、　　さらにトナーの荷電性を均一にす
る効果があることが認められる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のケイ酸微粉末を含有したトナーで
は、非画像部に１斑状にトナーが飛び、現像カブリを生
じる問題点がある。さらに、複写機の機能が多様化し、
画像の一部を露光等によって、消しておき、次いでその
部分に、別の画像を挿入するような多重コピーを行なう
場合には、はじめにあらかじめ画像上の白く抜いておく
べき部分にカブリが生じていることは問題である。

すなわち、現像基へ１電位に対して、潜像゛電位と反極
性の電位をＬＥＤやヒユーズランプなどのストロングラ
イドで′ｊえ、画像を消去すると、その消去部分にカブ
リが発生する。

さらに、多色で多毛コピーを行なう場合には、色の混在
が発生し１画像の鮮明さをそこなうことになる。

本発明の目的は、上述の問題点を解決した現像剤を提供
することにある。

すなわち、本発明の目的は、カブリのない現像剤を提供
することにある。

本発明の更なる目的は、現像基準電位に対して、潜像電
位と反極性の電位に対しても、広範にわたって、反転カ
ブリを生じない現像剤を提供することにある。

本発明の他の目的は、多色多重コピーにおいても１色の
混在の発生しない現像剤を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、トナー消費量の少ない現像
剤を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、現像機クリーナ一部への過
多のシリカ蓄積をなくし、感光体を傷つけることを防止
する現像剤を提供することにある。

本発明者らは、上述の問題点を解決するため、検討した
結果、トナーが含有するケイ酸微粉末中の粗粒がカブリ
を発生する原因であることをつきとめた。

すなわち、これについて説明すると、現像カブリの発生
している感光体上の非画像部を顕微鏡で観スイすると、
ケイａ微粉末と認めることのできた粗粒子を中心にトナ
ー粒子が集合した斑点が存在しており、これが転写によ
って、そのまままたはばらばらに散った状態になって、
転写紙上でカブリとなることがわかった。

木発明者らは、この結果から、トナーが含有するシリカ
微粉末について、種々の検討をした結果１ケイ酸微粉末
の粒度調節をすることで、上述の問題点を解決できるこ
とを見い出した。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明によ
れば、体植平均粒径０．５〜′心ト写真用現像剤が提供
される。

本発明を適用できる現像工程の例を説明する。

第１図に現像工程の１実施形態を断面図で示す。

同図において静″ＦＬ像保持体ｌは矢印方向に妨〈。

現像剤担体である非磁性円筒２は、現像部において静電
像保持体表面と同方向に進むように回転する。非磁性円
筒２の内部には、多極永久磁石３が回転しないように配
されている。現像剤容器４から送られる一成分系絶縁性
磁性現像剤６を非磁性円筒面」二に塗布し、かつ円筒面
とトナー粒子との摩擦によって、トナー粒子に静電像電
荷と逆極性の荷電を芋える。さらに鉄製のドクターブレ
ード５を円筒表面に近接して（間隔５０鉢国〜５００　
ｇｒｇ　）　、多極永久磁石３の一つの磁極（図示では
Ｓ極）位置に対向して配置することにより、トナ一層の
厚さを薄＜　（３０ｐｍ　〜３００　ａｒａ　）　ｆｌ
つ均一に規制する。この円筒２の回転速度を調節するこ
とにより、現像剤層の表層速度及び好ましくは内部速度
が静￥ｆ、像保持面の速度と実質的に等速、もしくはそ
れに近い速度となるようにする。

ドクターブレード５として鉄のかわりに永久磁石を用い
て対向磁極を形成してもよい。また、現像部において現
像剤担体と静電像保持面との間で交流バイアスを印加し
てもよい。この交流バイアスはｆが２００〜４０００Ｈ
ｚ、Ｖｐｐが５００〜３０００Ｖであれば良い。

以１−の如く、この現像工程においては一成分系磁性現
像剤担体上に安定に保持させる為に、多極永久磁石３を
内包する非磁性円筒２を用いた。また、現像剤層を薄く
均一に形成する為に１円筒２表面に近接して磁性体薄板
もしくは永久磁石によるドクターブレード５を配置した
。このように磁性体のドクターブレードを用いると、現
像剤担体に内包された永久磁石の磁極との間に対向磁極
が形成され、ドクターブレードと現像剤担体間でトナー
粒子類を強制的に立ち上がらせることになり、現像剤担
体上の他の部分１例えば静電像面に相対する現像部分の
現像剤層を薄く規制するのに有利である。さらにそのよ
うな強制的運動を現像剤に！ｊえることにより現像剤層
はより均一になり、薄く往つ均一なトナ一層形成が達せ
られる。

しかもドクターブレードとスリーブとの間隔を広めに設
定できるからトナー粒子の破壊や凝集を防止する効果も
ある。現像部分におけるトナー粒子の転移に際し、静電
像の吸引作用あるいは交流バイアスの作用によって静電
像偏に転移する。

この静電像保持体である感光ドラム上の静電潜像を可視
像にする現像工程で、感光体の明部（光が当った部分）
にトナーが余分に付着して、カブリ現像が発生するのを
防止するため、現像スリーブに感光ドラムの明部電位Ｖ
［より高い一定の直流バイアスＶＯＣを印加させる。

ざらに、多重・多色コピーなどのだめの指定区分の画像
消去を行なうため、ＬＥＤ　、　　ヒユーズランプ簿で
、ドラム電位がそれ以上に下がらないくらいの強い光を
当て、明部電位ｖＳＬ　を感光体にかえる。

例えば、正または負荷電性のトナーの中で、反極性的に
挙動する成分は、感光ドラム上の明部電位７１部、さら
に、　ＶＳＬ　部に飛びやすく、カブリを発生する。

また、この反極性的成分は、カブリの発生で、ＶＤＣと
ＶＳＩ　　のとりうる範囲（１Ｖｏｃ　−ＶＳＬ　ｌ）
を小さくし、適正な現像領域を狭めてしまう。

このような成分を排除することが必要であり、それに極
めて有効な方法を本発明者らは、見い出０．５−３．０
ｇｍ　、好ましくは１．０〜２．５４ｕ＋で、体積粒子
径８１１．１１１以上が１０％以ド、好ましくは３％以
下である。

ここで言うケイ酩微粉末は、５ｉ−０−３ｉ結合を有す
る微粉体であって、乾式法で製造されたもの、及び湿式
法で製造されたもののいずれも含まれるが、特に湿式法
によるシリカが好ましく、特に磁性トナー粒子に自由粒
子として外添された場合にカブリ防止等に効果を発揮す
る。

木発舅に用いられるケイ酸微粉体を湿式法で製造する方
法は、従来公知である種々の方法が適用できる。たとえ
ば、ケイ酸ナトリウムの酸による分解、一般反応式で示
せば（以下反応式は都す）。

Ｎａ２１１ｘＳｉ０２＋ＨＣＩ！＋Ｈ２０＋　ＳｉＯ２
・ｎＨ２Ｏ＋Ｎａ１Ｊ’その他、ケイ酸ナトリウムのア
ンモニア塩類またはアルカリ塩類による分解、ケイ酸ナ
トリウムよりアルカリ土類金属ケイ酸塩を生成せしめた
後、酸で分解しケイ酸とする方法、ケイ酸ナトリウム溶
液をイオン交換樹脂によりケイ酸とする方法。

天然ケイ酸またはケイ酸塩を利用する方法などがある。

また、乾式法とは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化
により生成するシリカ微粉体の製造法である。例えば、
四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応
を利用する方法で、基礎となる反応式は次の様なもので
ある。

５ｉｔＪ’ａ　＋　２８２　＋　０２→５ｉ０７　”　
４ＨＣＩ！又、この製造工程において例えば、塩化アル
ミニラム又は、１１！化チタンなど他の金属／＼ロゲン
化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いる事によって
シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得る事も可能で
あり、それらも包含する。

ここでいうケイ酸微粉末には、無水二酸化ケイ素（シリ
カ）、の他、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、
ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛など
のケイ酸塩をいずれも適用できる。また、これらのケイ
酸微粉末の適用量は現像剤重量に対して、０．０１〜２
０％の時に効果を発揮し、特に好ましくは０．０５〜３
％添加した際に優れた安定性を示す。添加形態について
好ましい態様を述べれば、現像剤重量に対して０．０１
〜３重量％のケイ酸微粉末がトナー粒子表面に付着して
いる状態にあるのが良い。

ケイ酸微粉末の粒度をコントロールする方法として、風
力分級Ｉａ笠を用いて、分級によって、■粒をカントし
て、本発明の粒度にすることがもつとも有効な方法であ
る。

また、これらのケイ酸微粉末の表面を熱、オイル、有機
物等で処理して用いてもよい。

なお、従来のケイ酸微粉末の製法においては。

分級り程を経ていないため、体積分布で８０ＩＬｍ以−
Ｌが１０％を越えるケイ酸微粉末を含有していた。

本発明に用いるｌ・ナーとしては、粉砕工程を経由した
トナー、マイクロカプセル化されたトナー、懸濁重合法
により形成されたトナーのいずれでも良い。

本発明によるケイ酸微粉末の粒度を測定するためには、
従来知られている各種の粒度分布測定装置を利用できる
。最も好ましいのは粒子を導′１セ性の液に分散し、粒
子が細孔を通過する際に生ずる液体の電気抵抗変化を増
幅して粒子の数と体積を測定する装置で、商品名として
コールタ−カウンターとして重版される装置である０粒
子は０．１％程度の食塩水に分解され、３０ｇ＋ａのア
パーチャーを用いて測定される。

本発明に使用するトナーの結着樹脂としては、ポリスチ
レン、ポリｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンな
どのスチレン及びその置換体の中玉合体；スチレンーｐ
−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重
合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−
ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチ
ル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、ス
チレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸２工チルヘキシル共重合体、スチレン−アクリル酸
オクチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共
重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、ス
チレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α
クロルメタアクリル酸メチル共七合体、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテ
ル共１１ｉｋ、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合
体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン
−ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体
、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、ス
チレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酩エ
ステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチル
メタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化
ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキ
シ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアマイド、ポリア
クリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フ
ェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族
系石油樹脂、塩素化パラフィン、ノ゛°ラフインワック
ス、カルナバワックスなどが単独或いは混合して使用で
きる。

必要に応じて、本発明に使用するトナーに用いる青色材
料としては、従来公知のカーボンブラー。

タ、銅フタロシアニン鉄黒などが使用でき、従来公知の
正あるいは負の荷電制御前会てが本発明に用いられる。

さらに本発明のトナーには必要に応じて、潤滑剤、導電
性付手前、定看助剤などの例えば、ポリテトラフルオロ
エチレン粉、ポリフッ化ビニリデン粉、高級脂肪酸の金
属塩、カーボンブラック。

導電性酸化錫、などが添加されても良い６さらに本発明
のトナーは体積固有抵抗が１０１０Ωｅｒａ以上、特に
１０１２Ωａｍ以北であるのが良い。ここで言う体積固
有抵抗は、トナーを１００　ｋｇ／ｃｍ２の圧で成型し
、これに１００　Ｖ／ｃａｒの′１［界を印加して、印
加後１分を経た後の電流値から換算した値として定義さ
れる。

本発明のトナーは、必要に応じて、鉄粉、ガラスピーズ
、ニッケル粉、フェライト粉などのキャリヤー粒子と混
合され、電気的潜像の現像剤として用いることもできる
。

また、本発明には必要に応じて磁性物を含有してもよい
。その磁性粉としては磁場の中に置かれて磁化される物
質が用いられ、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金
属の粉末もしくはマグネタイト、γ−Ｆｅ２Ｏ３、フェ
ライトなどの合金や化合物がある。

特に前述の効果を発揮せしめるためには好ましくは窒素
吸着法によるＢＥＴ比表面積が２〜２０ｍ２７ｇ、特に
２．５〜１２１１２／ｇさらにモース硬度が５〜７の磁
性粉が好ましい。この磁性粉の含有量はトナー重置に対
して１０〜７０重量％が良い。

［実施例コ 以下実施例にもとづいて具体的に本発明の方法について
説明する。しかしながら、これによって本発明の実施の
態様がなんら限定されるものではない。

実施例１ スチレン−２エチルへキシルアクリレート−ジビニルベ
ンゼン共重合体１００ｆｉｆｉ部、ニグロシン４爪量部
、ＢＥＴ比表面積８ＩＩＩ２／ｇのマグネタイト５０重
量部を混合し、ロールミルにて、１８０℃で。

溶融混練する。冷却後、ハンマーミルにて、粗粉砕した
後、ジェット粉砕機にて微粉砕する。次いで風力分級機
を用いて分級し、体ｍｖ均径がおよそ１１ルｍの黒色粉
体を得た。

この黒色粉体１００重量部に、体積平均径２．０色厘、
体積分布８．０ｐ層以上が０．７重量％のケイ酸微粉末
を０．５重量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、
現像剤を得た。

次いでＯＰＣ感光体に負の静電荷像を形成させ、Ｌ記の
現像剤を用いて、前述の方法によって現像、さらに転写
、定着させた。

得られた画像は濃度１．２２と高く、カブリも全くなか
った。また、ＬＥＤでブランク露光をして１画像を消去
したところ、その部分にカブリは全くなかった。このと
きｌＶ［１ｃ　−ＶＳＬ　ｌは２２０　Ｖ　テアツタ。

さらに、赤色トナーにおいて多重を行なっても混色はみ
られず、鮮明な画像であった。

実施例２ 実施例１の黒色粉体１００重量部に体８１モ均径２、Ｆ
Ｂｂｍ、体積分布８．０ＩＬｍが３％の’ｙイａ微粉末
を０．３重砥部添加して、現像剤をえた。

実施例１と同様にテストを行なったところ、濃度１．２
０と高く、カブリも全くなかった。

比較例 実施例１の黒色粉体１００重は部に１体積乎均径３．５
　ｐ、ｒｎ　、体積分布８．０ＩＬｍ以上が１１％のケ
イ酸微粉末を０．５重量部添加して、ヘンシェルミキサ
ーで混合、現像剤とした。これを、実施例１と同様にテ
ストを行なったところ、非画像部にカブリが発生し、さ
らに、ブラー、り露光による消去部分には、粒状のカブ
リが発生した。

また、ＩＶＤｃ　−Ｖｓｔ　Ｉは＋４０　Ｖときわめて
狭かった。

し発明の効果］ 以北述べたように、本発明の現像剤を用いると、カブリ
がなく、多色多重コピーにおいても、色の混在が発生せ
ず、鮮明な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の現像剤の適用される現像装置の一例
を示す断面図である。 ｌ：靜電像保持体（感光体） ２：現像剤担持体（スリーブ） ３：永久磁石 ４：ホッパー ５ニブレード ６：現像剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 体積平均粒径０．５〜３．０μｍ、体積分布で８．０μ
   ｍ以上が１０％以下のケイ酸微粉末を含有することを特
   徴とする電子写真用現像剤。