JPS6366582A - 静電荷像現像法 - 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】 （発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真、イオノグラフィ−などの静電潜像を
乾式現像方法に関する。

（従来の技術） 従来、乾式現像法としては、カスケード法および磁気ブ
ラシ法などが採用されている０両者はいずれもトナー粒
子にキャリア粒子、すなわち、前者ではガラスピーズ、
後者では鉄粉を混合した二成分系の現像剤を使用するも
のである。

この二成分系現像剤を用いる方式の欠点としては。

トナー粒子がキャリア表面へ付着する。いわゆるフィル
ミングによる現像剤の劣化があり、現像剤をしばしば交
換するという煩わしい作業が必要であった。

また、トナー粒子の摩擦帯電時の微粉化によるトナーの
飛散の問題などがあり、改善が望まれていた。

これらの欠点を改良する目的で、トナー粒子自体に磁性
を付与し、キャリア粒子を併用することなく磁気スリー
ブで現像する一成分トナーを用いる現像方法が提案され
ており、この方法の利点としては。

■トナー濃度の変化がなく、トナー濃度調整の装置など
の特別の装置の取り付けを省略でき、装置を全体として
小型化できること。

■現像機中のトナー搬送が容易でｌ・ナー攪拌動力を小
さくすることができること。

■トナー中に含まれる磁性粉のために現像剤の比重が大
となりトナー飛散が少ないこと。

■キャリアを含まないことにより、現像剤の組成が簡素
であり、キャリア劣化がなく、シたがって、現像剤の交
換が不要であること。

■トナー中に磁性粉を含むため、磁気クリーニングが可
能であり、感光体のクリーニングが容易であること。

などが挙げられている。

また、この−成分系トナーには、導電性−成分トナーと
絶縁性−成分トナーがあるが、前者は紙への転写に問題
があり、ＰＰＣ（普通紙への複写）方式に通用できない
。本発明は後者の絶縁性−成分トナーに属するものであ
り９体積固有抵抗は１０’＋Ωｃｍ以上である。

絶縁性−成分トナーを用いる方式は、上記のようにＰＰ
Ｃとして望ましい方式ではあるが、磁気スリーブ上でト
ナー粒子を均一に帯電させることが極めて困難であると
いう大きな欠点がある。この原因は。

−成分系トナーの帯電が、ｉｉ！！常は磁気スリーブお
よびブレードとの接触のみによってしか行われないこと
に起因する。

この問題を解決するため、従来から種々の提案がなされ
ている。大別すると、■磁性を有するトナー層厚規制ブ
レードを用い、磁気スリーブ上のトナーを薄層化（通常
１５０μｍ以下）シ、トナーと帯電部材（主に磁気スリ
ーブおよびブレード）との摩擦帯電を促進させる方法、
■非磁性のトナー層厚規制ブレードを用い、トナー自体
に帯電機能を付与する方法があり、それぞれに特徴があ
る。

■の方法においては、外見的には一成分系であるがトナ
ーへの荷電付与に寄与するキャリア的働きをする粒子を
添加する実質的な二成分方式、および磁性粉含有量を多
（することによりトナー表面に意図的に磁性粉を露出さ
せ、トナー粒子相互間の摩擦帯電を利用する方式がある
。前者においてはトナー粒子とキャリア的働きをする粒
子の消費速度が異なるために長期間の印字において画像
劣化を生ずるという問題があり、また、後者においては
均一荷電を目的とするものではなく１反対極性のトナー
粒子が数多く発生し、これが非画像部に付着して系外に
廃棄されるために現像剤の消費量が増大する。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記■の方式における問題を、トナーの面から
解決し、長期の印字によっても画像の変化。

および地汚れを来さない現像方法を提供することを目的
とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、従来汎用されてい
る磁性粉に代えて、特定の物性を有する磁性粉を使用し
たトナーが本発明の目的を達成できるとの知見を得た。

すなわち１本発明は、磁気スリーブ表面に一成分系絶縁
性トナーを供給し、これを非磁性のトナー層厚規制ブレ
ードにより均一なトナー層を上記磁気スリーブ表面に形
成した後、この均一なトナー層と静電荷像を担持する物
品とを接触せしめる静電荷像現像法において、上記トナ
ーとして少なくとも樹脂および磁性粉を含有し、磁性粉
として。

保磁力が６００ｅ以下であり、飽和磁化が７０ないし９
０　　ｅｒｍｕ／　ｇであり、かつ平均粒子径が０．５
μｍ以下の実質的に球状の酸化鉄もしくは酸化鉄の全屈
化合物のものを用いることを特徴とする上記現像法を提
供するものである。

本発明において、上記のような磁性粉を用いることによ
り、前記問題点が解決される理由については明確ではな
いが、以下のようなことが考えられる。

１）従来の磁性粉を使用した磁性トナーにおいては一般
にトナー表面に含有された磁性粉がトナー表面に一部露
出していることが電子顕微鏡による目視観察から判明し
ている。これはトナーを粉砕する時に発生する破断面が
材質のことなる部分の界面に沿って発生しやすいためと
考えられる。これに対し本発明においては、実質的に球
状の磁性粉であり２通常の磁性粉に比べ比表面積が小さ
いためバインダーとしての樹脂とのぬれが良好であると
思われ、実際に電子顕微鏡による目視観察では表面に露
出した磁性粉量が著しく減少している。ここで、一般に
トナー表面に露出した磁性粉はトナーのバインダー樹脂
と逆極性の電荷を持つため、−個のトナー粒子中に同時
に正負の電荷が等量発生し、トナー粒子全体としては不
均一な帯電となる。以上の理由により２本発明における
平均粒子径が小さく、さらに実質的に球状の磁性粉を用
いることは結果的にトナー表面の状態を均一にし、トナ
ーの均一電荷が達成される。しかし２粒子径が小さく、
かつ実質的に球状である磁性粉というだけでは実用的な
現像に適するに十分の電荷量を保持することができず、
さらに以下のような物性が必要とされる。

２）磁性粉の平均粒子径がたとえ小さい場合でも保磁力
が大きい場合には不通であり、良好な均一荷電は得られ
ず保磁力が６００ｅ以下であることが必要である。これ
ばトナーに含有される磁性粉の保磁力がスリーブ上での
トナーの挙動に関係があるためと考えられる。本発明に
よるトナーは内部に磁極を有する磁気スリーブ上にトナ
ー層を形成して使用されるが、トナー層は内部の磁極、
または外側のスリーブを回転させる等により形成し、こ
の際トナーは荷電がスリーブまたは規制ブレードとの摩
擦によって行われる。ここで磁性粉の保磁力が大きい場
合には磁極との相対位置の変化に対する応答性が大きく
この結果トナー同士の摩擦が多くなり、また、トナー層
の磁気ブラシが粗になりやすく、荷電が不均一になる。

これに対し、保磁力が小さい場合、トナーの運動が非常
に滑らかでスリーブ、規制ブレードと摩擦して発生した
電荷を良く保存し、また磁気ブラシも密で滑らかとなり
、均一荷電を達成できると考えられる。

以上１）、２）の考え方を併用することにより。

非磁性のブレードを使用する現像方式における問題点を
解決することができる。

しかしながら、従来汎用されているトナー用磁性粉は粒
子径を０．５μｍ以下にすると保磁力が１０００ｅ以上
となり、到底本発明に使用することができない。本発明
者等は上記のような知見に基づき、各種の磁性粉につい
て調査・検討した結果、ある特定の製法によった磁性粉
が本発明に適合することを見い出した。すなわち１本発
明者等の研究によると。

例えば特開昭６０−７１５２９号公報に示されている微
細な球状マグネタイトを同公報の追試によって得たもの
が本発明に適合することを見い出した。なお、同公報に
は、そのマグネタイトを磁気トナーに通用することが示
唆されているが１本発明におけるような特定の現像方式
に通用して従来の問題点を解決することの可能性につい
ては全く記載も示唆もされていない。

また、この時磁性粉の飽和磁化は少なくとも７０ｅｍｕ
／　ｇ以上は必要で、これより小さい場合にはトナーに
与える磁気的拘束力が不足し、地汚れ、トナー飛散等の
問題の原因となる。また、酸化鉄もしくは酸化鉄の金属
化合物では通常、飽和磁化が９０ｅｍｕ／ｇ以下となる
。

なお本発明に係るトナーに用いられる樹脂としては、ポ
リスチレン系、スチレンとアクリル酸エステル、メタク
リル酸エステル、アクリルニトリルあるいはマレイン酸
エステルなどとのスチレンを含む共重合体系、ポリアク
リル酸エステル系、ポリメタクリル酸エステル系、ポリ
エステル系、ポリアミド系。

ポリ酢酸ビニル系、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂
、炭化水素系樹脂１石油系樹脂、塩素化パラフィンなど
自体公知の結着剤樹脂を例示することができ、これらは
単独もしくは混合して使用することができる。

また、目的に応じて各種の添加剤を併用することができ
９例えばワックスなどの滑剤、コロイダルシリカ、カー
ボンブランクなどの流動性付与剤、電荷国整剤９着色剤
などがある。

本発明のトナーの製造法は自体公知の方法であり。

樹脂、磁性粉および必要な添加剤を予備混合し、二本ロ
ーラ、三本ローラ、二軸混練機などの各種混練機によっ
て、加熱溶融しながら分散し、冷却後粉砕し、必要に応
じて分級あるいは滑剤を後添加して得ることができる。

トナーの粒度としては、平均粒径が１０〜１５μであり
、５μ以下および２５μ以上のトナーを含まないことが
好ましい。５μ以下の粒径のトナーが多くなると、流動
性が悪化する。また。

２５μ以上のトナーが多くなると１画像がアレで商業上
の価値を減する。

以下具体例をベースに実施例にて本発明を説明する。例
中部は重量部を示す。

具体例 磁性粉として表１に示す種々の特性のものを用いて、そ
れぞれの磁性粉について下記の処方に従い予備混合し、
これ二軸押出し機にて加熱混練した。

磁性粉　　　　　　　　　　　　　　　　　４０部スチ
レン−アクリル樹脂（日本カーバイド工業製ＮＣ−６１
５９）　　　　　　　　　　　　　　５４部カーボンブ
ラック（三菱化成製＃４０）　　　　２部電荷制御剤（
保土谷化学製スビロンブラックＴＲＨ）２部 ワックス（三洋化成製ビスコール５５０Ｐ）　　　２部
混線物を冷却後粗粉砕および分級をして平均粒子径１３
．０〜１３．５μｍであり、かつ５μｍ以下および２５
μｍ以上の粒子を含まないよう調整し、さらにコロイダ
ルシリカ（日本アエロジル！ＩＲ−９７２）を０．３ｆ
ｆｉｆ％混合してトナーサンプルとした。なお。

一部飽和磁化の高い磁性粉のみ磁性粉量を２５部とした
。

上記トナーサンプルは市販複写機で非磁性のトナー層厚
規制ブレードのギャップを２５０μｍとした一成分系現
像剤用複写機によりトナーの性能試験をした結果を表１
に示す。

以下余白 実施例１ 本発明に関する球状磁性粉を用いたトナーはすべての画
像品質が評価４以上となり、また１０’、０００枚の複
写試験後も良好な結果を維持した。

実施例２ 本発明に関する極めて球状に近い不定形状（疑似球状）
の磁性粉を用いたトナーも実施例１と同様に良好な結果
を得た。

比較例１ 粒子形状が球状ではない場合１通常は粒子径を増大させ
ることにより、保磁力を低下させることができる。しか
しこのような磁性粉を用いたトナーは画像品質が不良で
あった。

比較例２ 粒子形状が球状ではない場合３粒子径が０．５μｍ以下
では通常、保磁力が６００ｅ以上となる。このような磁
性粉を用いたトナーは画像品質が不良であった。

比較例３ 粒子形状が球状に近い場合（米粒状）でも、保磁力が６
００ｅ以上では良好な画像を得ることができなかった。

比較例４〜７ その他種々の磁性粉を用いトナーを試作したが。

いずれも良好な画像を得ることができなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、磁気スリーブ表面に一成分系絶縁性トナーを供給し
   、これを非磁性のトナー層厚規制ブレードにより均一な
   トナー層を上記磁気スリーブ表面に形成した後、この均
   一なトナー層と静電荷像を担持する物品とを接触せしめ
   る静電荷像現像法において、上記トナーとして少なくと
   も樹脂および磁性粉を含有し、磁性粉として、保磁力が
   ６０Ｏｅ以下であり、飽和磁化が７０ないし９０ｅｍｕ
   ／ｇであり、かつ平均粒子径が０．５μｍ以下の実質的
   に球状の酸化鉄もしくは酸化鉄の金属化合物のものを用
   いることを特徴とする上記現像法。