JPS63139368A - 画像形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真、静電記録、静Ｉ［印刷等に於ける静
荷電像を現像する為の現像剤に関する。

さらに詳細には電子写真プロセスに於いてＯＰＣ等の表
面硬度の低い感光体を使用し、ブレードクリーニング方
式等の強力な感光体への圧接が行われる様なりリーニン
グを行うに適した現像剤に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９
１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許
第３．６６６．３６３号明細書）、特公昭４３−２４７
４８号公報（米国特許第４，０７１，３６１号明細書）
等、多数の方法が知られているが、一般には光導電性物
質を利用し、種々の手段により感光体上１こ電気的潜像
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
り定着して複写物を得るものである。またトナー画像を
転写する工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工程が設けられる。

電気的潜像をトナーを用いて可視化する現像方法は、例
えば米国特許第２　、８７４．０６３号明細害に記載さ
れている磁気ブラシ法、同２，６１８，５５２号明細書
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等がある。又
、磁性トナーを使用する方法として、米国特許第３，９
０９，２５８号明細書に記載されている導電性トナーを
使用するマグネドライ法、トナー粒子の誘電分極を使用
する方法、トナーの撹乱による電荷移送の方法、又、近
年本出願人が提案した特開昭５４−４２１４１号公報、
特開昭５５−１８６５６号公報の如き潜像に対してトナ
ー粒子を飛翔させて現像する方法がある。

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
中に着色剤を分散させたものを１〜３０μ程度に微粉砕
した粒子がトナーとして用いられている。磁性トナーと
してはマグネタイトなどの磁性体粒子を含有せしめたも
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、トナーな通常、ガラスピーズ、鉄粉など
のキャリアー粒子と混合して用いる。

この様な乾式現像剤を使用する方法において、良好な画
質の可視画像を形成するためには、現像剤が高い流動性
を有し、かつ均一な帯電性を有することが必要であり、
そのために従来よりケイ酸微粉末をトナー粉末に添加混
合することが行われている。然るにケイ酸微粉体はその
ままでは親水性であるためにこれが添加された現像剤は
空気中の湿気により凝集を生じて流動性が低下したり、
甚だしい場合にはシリカの吸湿により現像剤の帯電性能
を低下させてしまう。そこで疎水化処理したケイ酸微粉
体を用いることが特開昭４６−５７８２号、特開昭４８
−４７３４５号、特開昭４８−４７３４６号等で提案さ
れている。具体的には例えばケイ酸微粉体とジメチルジ
クロルシラン等の有機ケイ素化合物とを反応させ、ケイ
酸微粉体表面のシラノール基を有機基で置換し、疎水化
したケイ酸微粉体が用いられている。

又、近年小型で安価なパーソナルユースの複写機やレー
ザプリンタ等出現し、これらの小型機に於いてはメンテ
ナンスフリーの立場から感光体。

現像器、クリーニング装置等を一体化したカートリッジ
方式が用いられ、このカートリッジを使い捨てとすると
ころから、高価な感光体を使用することができずいわゆ
るＯＰＣ等が感光体として使用されている。

さらに、パーソナルユースに適した形態として複写機や
レーザプリンタ自体を小型化する必要があり、感光体と
してのドラム径も小さなものが要求されている。

又、クリーニング装置も装置を簡単にすることが可能な
いわゆるブレードクリーニングが用いられている。

同様に現像剤としても現像器の構造を簡単にできること
から磁性−成分系現像剤を使用することが望まれる。

このような磁性トナーにおいては、トナー自体の研磨効
果が強く、感光体としてＯＰＣ等の表面硬度の低い感光
体を使用しブレードクリーニング方式等の強力な感光体
への圧接が行われる［羨なりリーニングを行った場合、
従来のシランカップリング剤等で処理されたケイ酸微粉
体を外添したトナーでは感光体表面をけすることによる
白ヌケ現象、感光体に傷を付けてしまうことによるトナ
ー融着、黒ポチあるいはフィルミング等の感光体汚染が
生じやすく、はなはだしい場合には画像欠損を生じてし
まう。この現象を回避するために従来トナー中に潤滑剤
、例えばステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩を添加する
方法も知られているが、これらの滑剤は極性の強いもの
が多く、感光体表面に付着すると高湿下における画像流
れ等の弊・害を生じることが多（、満足できるものでは
なかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は上記従来技術の欠点を解消し表面硬度の
低い感光体を使用し、ブレードクリーニング方式等の強
力な感光体への圧接が行われる様なりリーニングを行っ
た場合に生ずる感光体表面の削れや汚染による画像欠損
を発生しない現像剤を提供することにある。

本発明の第２の目的は高湿条件下における画像流れ等の
弊害を生じることなく高い画像濃度が得られる現像剤の
提供にある。

本発明の第３の目的は耐久性に優れた現像剤を提供する
ことにある。

本発明の第４の目的は、表面硬度：３０ｇ以下の感光体
に圧接が行われる様なりリーニングを行った場合に生ず
る感光体表面の削れや汚染による画像欠損を発生せず、
高湿条件下における画像流れ等の弊害を生じることなく
、高い耐久性を示すクリーニング方法を提供するもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴とするところは、表面硬度が３０ｇ以下の
感光体にゴムブレード等の圧接が行われる様なりリーニ
ング方式を有する電子写真プロセスにおいて、シランカ
ップリング剤で処理した後に更にシリコンオイル処理し
たケイ酸微粉体を含有する現像剤を使用することにある
。

本発明におけるシリコンオイル処理の利点はシランカッ
プリング剤がケイ酸微粉体表面に化学結合により固着さ
れているのに比し、表面塗布型であること、及びシリコ
ンオイルのもっている潤滑性の為にブレードクリーニン
グ等において感光体表面を強くこすった場合、感光体表
面を削ったり、傷つけたりしにくいことである。ここで
、シリコンオイルのみによる処理もあるがシリコンオイ
ル処理のみではケイ酸微粉体表面を完全におおうために
は多量のシリコンオイルが必要となり、凝集体を形成し
やすく感光体の傷等の原因となりやすいという欠点が生
じる。

本発明におけるケイ酸微粉体では、はじめにシランカッ
プリング剤でケイ酸微粉体が処理されているため、この
凝集体の原因となるシリコンオイル量を減じることがで
き、上記欠点を克服しつつ、シリコンオイル処理の利点
を生かすことができるものである。

さらに上記シリコンオイルはアミノ変性されたものを除
いて、一般に強い負の帯電性を有するので、これで処理
されたシリカ微粉体を現像剤に添加することにより、現
像剤に均一で強い負荷電性を与えることができる。

本発明に用いられる現像剤中のケイ酸微粉体は、ケイ素
ハロゲン化合物の蒸気相酸化によい生成されたいわゆる
乾式法又はヒユームドシリカと称される乾式シリカ、及
び水ガラス等から型造されるいわゆる湿式シリカの両方
が使用可能であるが表面及びケイ酸微粉体の内部にある
シラノール基が少なく、又Ｎａ２Ｏ，ＳＯ３”等の製造
残金のない乾式シリカの方が好ましい。

又、乾式シリカにおいては製造工程において例えば、塩
化アルミニウム又は、塩化チタンなど他の金属ハロゲン
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。

その粒径は平均の一次粒径として、０．００１〜２μの
範囲内である事が望ましく、特に好ましくは０．００２
〜０．２μの範囲内のシリカ微粉体を使用するのが良い
。

本発明に用いられるシランカップリング剤は一般式 ％式％ Ｒ：アルコオキシ基又は塩素原子 ｍ：ｌ〜３の整数 ｎ：３〜ｌの整数 もので例えば代表的にはジメチルジクロルシラン。

トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン
、ヘキサメチルジシラザン、アリルフェニルジクロルシ
ラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ビニルトリエト
キシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキ
シシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルクロ
ルシラン、ジメチルビニルクロ、ルシラン等をあげるこ
とができる。

上記ケイ酸微粉体のシランカップリング剤処理は、ケイ
酸微粉体を撹拌等によりクラウド状としたものに気化し
たシランカップリング剤を反応させる乾式処理又は、ケ
イ酸微粉体を溶媒中に分散させシランカップリング剤を
滴下反応させる湿式法等一般に知られた方法で処理する
ことができる。

本発明に使用されるシリコンオイルは、一般に次の式で
示されるものであり、 Ｒ：Ｃ！〜Ｃ３のアルキル基 Ｒ′：アルキル、ハロゲン変性アルキ ル、フェニル、変ｔ）フェニル等 のシリコンオイル変性基 Ｒ’：ＣＩ〜Ｃ３のアルキル」、（又はアルコオキシ基 例えば、ジメチルシリコンオイル、アルキル変性シリコ
ンオイル、α−メチルスチレン変性シリコンオイル、ク
ロルフェニルンリコーオイル、フッ素変性シリコンオイ
ル等が上げられる。又、上記シリコンオイルは好ましく
は２５℃における粘度がおよそ５０〜１０００センチス
トークスのものが用いられる。分子量が低すぎるシリコ
ンオイルは加熱処理等により、希発分が発生することが
あり、又、分子量が高すぎると粘度が高くなりすぎ処理
操作がしにくくなる。

シリコンオイル処理の方法は公知の技術が用いられ、例
えばシリカ微粉体とシリコンオイルとをヘンシェルミキ
サー等の混合機を用いて直接混合しても良いし、ベース
シリカへシリコンオイルを噴霧する方法によっても良い
。あるいは適当な溶剤にシリコンオイルを溶解あるいは
分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体とを混合した後
、溶剤を除去して作成しても良い。

本発明の特徴として、ケイ酸微粉体の潤滑性からシリコ
ンオイルが表面に出ていることが必要であることから、
本発明の重要なポイントとして、ケイ酸微粉体の処理の
順序がある。本発明のケイ酸微粉体はまず、シランカッ
プリング剤で処理した後にシリコンオイルで処理する必
要がある。

又、シリコンオイルの処理量は、前段階で一応ケイ酸微
粉体が疎水化されているため、少１で良（、Ａ／２５±
Ａ／３０　（Ａ　：ケイ酸微粉体の比表面積）、より好
ましくはＡ／２５±Ａ／４０の範囲にすることが好まし
い。ここでケイ酸微粉体の比表面積とはＢＥＴ法におけ
るＮ２吸着から求めた値である。上記処理量を限定した
理由は、ノリコンオイル処理量が少なすぎると、シラン
カップリング剤処理のみと同一の結果となり、クリーニ
ング時に融着等の欠陥が発生する。

又、シリコンオイル処理量が多すぎると、前述のケイ酸
微粉体の凝集体ができやすくなり、又、甚しくは遊離の
シリコンオイルができてしまうため、現像剤に適用した
場合流動性を向上することができない等の欠点が生じる
。

これらの処理されたケイ酸微粉体の現像剤に対する適用
量は現像剤（トナー）１００重量部に対して０．０１〜
２０重量部、より好ましくは０，１〜３重量部である。

本発明に用いる現像剤は、特に静電写真プロセス１枚当
りのドラム回転数が多く、又、曲率が大きい為、ブレー
ドクリーニング方式を採用した場合に感光体表面への圧
接力を大きくしなければならない為に感光体表面に損傷
がおこりやすくなる小径ドラム（５０ｍ　ｍφ以下）に
於いて非常に有効である。

本発明に用いられる感光体は主にＯＰＣであるが、その
表面硬度は次の様にして測定した。ヘイトン１４型引っ
掻き硬度計を使用し、Ｒｏ、０１ｍｍのダイヤモンド針
を用い、荷重をかけた状態で感光体表面を引っ掻き、そ
の傷の巾が４０μになる時の荷重量によって硬度を表現
する。

又、ブレードクリーニングについては現在使用されてい
るゴム板の圧接形態のものが使用できる。

例えばこのブレードとしては、一般にゴム強度２０〜６
０°、ブレードクリーニングの際の侵入量は０．１〜２
ｍｍ程度であるがこの数値に限定されるものではない。

本発明に用いられ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
、スチレン−ｐクロルスチレン共重合体、スチレンビニ
ルトルエン共重合体等のスチレン及びその置換体の単独
重合体及びそれらの共重合体、スチレン−アクリル酸メ
チル共重合体、スチレンーアクリル酸エチル共重合体、
スチレン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体等のスチレン
とアクリル酸エステルとの共重合体；スチレン−メタク
リル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル
共重合体、スチレン−メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体
等のスチレンとメタクリル酸エステルとの共重合体；ス
チレンとアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル
との多元共重合体：その他スチレンーアクリロニトリル
共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、
スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン−ビニルメチ
ルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−イン
デン共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体
等のスチレンと他のビニル系モノマーとのスチレン系共
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、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド
、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル
酸、フェノール樹脂、脂肪族又は指環族炭化水素樹脂、
三浦樹脂、塩素化パラフィン等が単独または混合して使
用出来る。

特に圧力定着方式に供せられるトナー用の結着樹脂とし
て、低分子ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エ
ステル共重合体、高級脂肪酸、ポリアミド樹脂、ポリエ
ステル樹脂等が単独または混合して使用出来る。

用いる重合体、共重合体、あるいはポリマーブレンドは
、スチレンに代表されるビニル芳香族系またはアクリル
系のモノマーを４０ｗｔ％以上の量で含有すると、より
望ましい結果が得られる。　トナーには、任意の適当な
顔料や染料が着色剤として使用できる。例えば、カーボ
ンブラック、鉄黒、フタロシアニンブルー、郡青、キナ
クリドン、ベンジジンイエローなど公知の染顔料がある
。

トナーを磁性トナーとする場合には、鉄、コバルト、ニ
ッケルなどの強磁性元素、あるいは、マグネタイト、ヘ
マタイト、フェライトなどの鉄、コバルト、ニッケル、
マンガンなどの合金や化合物、その他の強磁性合金など
の磁性体を含有せしめればよい。

トナーには必要に応じて添加剤を混合しても良い。その
ような添加剤としては例えばテフロン、ステアリン酸亜
鉛の如き滑剤、あるいは定着助剤（例えば低分子量ポリ
エチレンなど）、あるいは導電性ｆ寸与剤として酸化ス
ズの如き金属酸化物等がある。

この様に構成された本発明の現像剤（トナー）は高温高
湿、低温低湿等の環境下においても良好なりリーニング
特性が得られる。

以上本発明の基本的な構成と特色について述べたが以下
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。実施例中の部数は重
量部である。

〔実施例１］ 上記混合物をロールミルで１５０〜ｌＧＯ°Ｃで混練し
、冷却後周知の方法でジェットミル粉砕、風力分級を行
い５〜２０μの磁性トナー分級品を得た。

次にケイ酸微粉体、アエロジル＃２００　（日本アエロ
ジル社製）にヘキサメチレンジシラザン（ＨＭ　Ｄ　Ｓ
　）２０部でシランカップリングをほどこした後、この
処理品１００部にジメチルシリコンオイルＫ　Ｆ　−９
６１００ｃｓ　（信越化学製）　１０部を溶剤で希釈し
たもので再び処理を行い、乾燥後２５０°Ｃで加熱処理
を行い、ジメチルシリコンオイル処理ケイ酸微粉体を得
、前述磁性トナー分級品１００部に対して０．４部外添
して、磁性トナーを得た。この処理ケイ酸微粉体の疎水
化度は９８％であった。この磁性トナーを市販の複写機
（ＦＣ−３キヤノン製ニドラム径　３０部ｍｍ）を反転
現像できるように改造し、表面硬度２１ｇのＯＰＣドラ
ムを用いドラム帯電ｆｆｉ　−７００Ｖ、　ＶＤＣ５０
０Ｖ、現像バイ７７、Ｖｐｐ１６００Ｖ。

周波数１８００Ｈｚ、　　ドラム−スリーブ開路１１２
７０μとしたもので画出し試験をしたところ、良好な画
像が得られた。この装置を使用し低温低湿、高温高湿下
において耐久テストを行ったところ５０００枚の耐久を
行ってもフィルミング、トナー融着、ドラム傷、又画像
流れ、画像臼ヌケ等の画像不良はなかった。

〔実施例２〕 上記実施例１に記載の操作を繰り返した。但し、本例の
場合、ジメチルシリコンオイル処理量を３部とした。こ
のケイ酸微粉体を使用し実施例１と同様に各環境で５０
００枚耐久を行ったが、結果は良好であった。

〔実施例３〕 上記実施例１に記載の操作を繰り返した。但し、本例の
場合、ジメチルシリコンオイル処理量を１２部とした。

このケイ酸微粉体を使用し実施例１と同様に各環境で５
０００枚耐久を行ったが、結果は良好で画像流れやトナ
ー融着等は発生しなかった。

〔比較例１〕 実施例１で使用した分級品１００部に同様にシランカッ
プリング処理をほどこしたのみのケイ酸微粒子０．４部
を外添したものを使用し、実施例１と同様の試験を行っ
たところ、高温高湿下では約３０００枚で画像流れが生
じ、又、低温低湿下に於いては、３５００枚位からドラ
ム表面へのトナー融着が起こってしまった。

〔比較例２〕 上記比較例１に記載の操作を繰り返した。但し、本例の
場合、外添剤にケイ酸微粒子０．４部の他にステアリン
酸亜鉛０．０３部を加えた。実施例１と同様の試験を行
ったところ、低温低湿下に於いては５０００枚耐久にお
いては融着は起こらないが、高温高湿下では約２０００
枚で画像流れを生じた。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、表面硬度が小さい感光体にゴムブレ
ード等を圧接することにより、クリーニングが行われる
電子写真プロセスに於いて、ンランカツブリング剤で処
理した後、シリコンオイル処理をしたケイ酸微粉体を含
有することを特徴とする現像剤は各環境下で感光体表面
の削れや汚染による画像欠損を回避し、良好な画像を得
ることができる。又、曲率の大きい小径ドラムでは、こ
の効果は顕著で感光体の耐久性を良くすることができる
クリーニング特性を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面硬度３０ｇ以下の感光体にゴムブレード等を
   圧接することにより、クリーニングが行われる電子写真
   プロセスに使用される現像剤に於いて、シランカップリ
   ング剤で処理した後、シリコンオイル処理をしたケイ酸
   微粉体を含有することを特徴とする現像剤。
2. （２）表面硬度３０ｇ以下の感光体にゴムブレード等を
   圧接することにより、クリーニングが行われる電子写真
   プロセスに使用される現像剤としてシランカップリング
   剤で処理した後、シリコンオイルで処理したケイ酸微粉
   体を含有する現像剤を使用することを特徴とするクリー
   ニング方法。