JP2001166527A

JP2001166527A - 現像剤および該現像剤を用いた現像装置

Info

Publication number: JP2001166527A
Application number: JP35015999A
Authority: JP
Inventors: Takuya Goto; 拓哉後藤; Hiroaki Sato; 浩明佐藤
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-22
Also published as: US20010003635A1

Abstract

(57)【要約】【課題】オリゴマーを出さないローラ材料を用いた画
像形成装置においてもカブリが増加することなく、また
静電潜像担持体や現像ローラへのトナーのフィルミング
という現象が発生しない現像剤を提供する。【解決手段】トナー１０６にシリコーンオイルまたは
フッ素オイルを添加する。添加量を０．０１重量％〜
３．０重量％とすることにより、フィルミングを起こし
やすいローラ材料を用いても、静電潜像担持体１０１お
よび現像ローラ１０５へのフィルミングを防止すること
が可能となり、各ローラの材料の選択の幅を広げること
ができるようになる。また連続記録時のカブリの増加お
よび記録濃度の低下も防止できるので、連続記録後の記
録品質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プリンタ
や複写機等の電子写真記録装置において使用される現像
剤および現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真記録装置では、帯電、露
光、現像、転写、定着およびクリーニングの各電子写真
プロセスにより画像記録を行うことがよく知られてい
る。このうち帯電を行う帯電装置や転写を行う転写装置
としては、一般にコロナ帯電器を用いているが、コロナ
帯電器には５〜１０ｋｖという高電圧電源を必要とする
ので高価である。コロナ帯電器は環境とくに湿度の影響
を受けやすく、影響を受けると静電潜像担持体の帯電電
位が変動してしまうという欠点と、コロナ放電現象を利
用するのでオゾンを発生し、静電潜像担持体の特性を著
しく劣化させるとともに、人体に悪影響を与えるという
問題を孕んでいる。人体への悪影響を防止するために、
画像形成装置にオゾン吸収分解フィルタを設けて、オゾ
ンの装置外への流出を防ぐようにしている。しかしオゾ
ン吸収分解フィルタがオゾンを吸収分解できる寿命は短
く、交換作業を頻繁に行わなければならない。

【０００３】上述のコロナ帯電器の問題点を解決するた
めに、電器抵抗値が１０⁵ 〜１０⁶Ωの導電性帯電ロー
ラを静電潜像担持体に接触させて設け、この導電性帯電
ローラに直流電圧を印加することにより静電潜像担持体
を帯電させるようにした接触型帯電装置が提案されてい
る。

【０００４】また転写装置については、転写ローラとし
て半導電性スポンジローラを用い、これを記録用紙を介
して静電潜像担持体に接触させて、半導電性スポンジロ
ーラに直流電圧を印加することにより、静電潜像担持体
上に形成されたトナー像を記録用紙に転写させるように
した接触型の転写装置が提案されている。

【０００５】また現像装置については、キャリアと呼ば
れる磁性粉にトナーと呼ばれる着色剤を３乃至１０重量
％混合し、内部に多極マグネットを配したスリーブによ
り静電潜像担持体にトナーを供給する二成分磁気ブラシ
現像装置がよく用いられたが、トナーの重量％を検出す
るトナー濃度検出センサや、キャリアとトナーを混合、
撹拌させるためのスクリューやパドルを設ける必要があ
るので、現像装置が複雑で大型化し、コストも高くな
る。また使用しているうちにキャリアが劣化してくるの
で、キャリアの交換作業を行わなければならない。

【０００６】そこで二成分磁気ブラシ現像装置の上述の
問題点を解決するために、電気抵抗値が１０⁶ Ω以下の
導電性弾性現像ローラを静電潜像担持体に接触させ、導
電性弾性現像ローラに直流電圧を印加し、静電潜像担持
体の静電潜像を現像する接触型の現像装置が提案されて
いる。さらに導電性現像ローラに接触して設けられ、タ
ンク内のトナーを現像ローラへ供給するためのトナー供
給ローラを有するものもある。

【０００７】クリーニング装置としては、静電潜像担持
体に接触して設けられる弾性ブレードを用いたブレード
クリーニングの他に、導電性弾性ローラをクリーニング
ローラとし、このローラに直流電圧を印加して静電潜像
担持体上に残留したトナーを除去する電気的なクリーニ
ング装置も提案されている。クリーニング装置の小型化
や低ランニングコストを図るために、クリーニング装置
内に溜まったトナーを現像に再利用する装置も提案され
ている。再利用する装置においては、スクリューやパド
ルを設けて、残留トナーをクリーニング装置から現像装
置へ戻すようにしている。

【０００８】上述の帯電ローラ、転写ローラ、現像ロー
ラおよびクリーニングローラは、静電潜像担持体に接触
させる必要から、弾性体で構成しなければならない。一
般に、転写ローラおよびクリーニングローラはフォーム
状のゴム材料が用いられ、帯電ローラおよび現像ローラ
はソリッド状のゴム材料が用いられる。

【０００９】クリーニング装置内に溜まった残留トナー
を再利用する画像形成装置においては、低デューティー
で連続記録を行った場合、記録濃度が低下するという問
題があった。トナーを再利用する方式であるので、クリ
ーニング装置にトナーが溜まることはなく、装置外へ出
るトナーは記録用紙上に転写されたもの以外にはない。
したがって記録濃度の低下の原因は、転写ローラ、現像
ローラ、クリーニングローラによって粉体特性のひとつ
である流動性が低下したトナーが現像装置へ戻るためで
あると考えられる。そして流動性の低下の大きな原因の
ひとつは、各ローラ材料から浸み出てくる低分子成分
（オリゴマー）がトナーに混入されることによる凝集で
ある。

【００１０】トナーの凝集を防止するために、上記各ロ
ーラにオリゴマーを出さないゴム材料を用いることによ
り、トナーの流動性の低下を抑えた画像形成装置が提案
されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オリゴ
マーを出さないローラ材料を用いた画像形成装置におい
ては、連続記録を行った後に、カブリが増加するという
問題があった。カブリは記録用紙の背影面（非画像部）
にトナーが薄く付着して汚れる現象である。また静電潜
像担持体や現像ローラへのトナーのフィルミングという
現象が発生する問題もあった。フィルミングは静電潜像
担持体や現像ローラへトナーが固着する現象で、フィル
ミングが発生すると帯電等に悪影響を及ぼす。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電子写真プロセスの現像に使用される現像
剤において、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなるト
ナーにオイルを外添した。外添するオイルはシリコーン
オイルまたはフッ素オイルを使用する。また外添するオ
イルの量は０．０１重量％〜３．０重量％であることが
望ましい。

【００１３】トナーにシリコーンオイルまたはフッ素オ
イルを０．０１重量％〜３．０重量％外添することによ
り、静電潜像担持体および現像ローラへのフィルミング
を防止することが可能となり、また連続記録時のカブリ
の増加および記録濃度の低下も防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にしたがって説明する。図１は本発明に係る定着装置を
有する電子写真記録装置を示す概略構成図である。まず
図１により装置の構成を説明する。

【００１５】図１において、電子写真記録装置１００に
は、静電潜像担持体１０１が設けられ、その周囲に帯電
装置１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、転写装
置１１１およびクリーニングローラ１１５が設けられて
いる。静電潜像担持体１０１は導電性支持体１０１ａと
光導電層１０１ｂにより構成されている。現像装置１０
４は現像ローラ１０５、トナー供給ローラ１１６、現像
ブレード１１７およびホッパ１１８を有し、ホッパ１１
８にはトナー１０６が収容されている。現像ブレード１
１７は現像ローラ１０５に圧接して現像ローラ１０５上
にトナーの薄層を形成する。現像ローラ１０５、トナー
供給ローラ１１６およびクリーニングローラ１１５はゴ
ム材料としてオリゴマーの出ないウレタンを用いてい
る。

【００１６】記録用紙１０８が搬送される搬送路１２５
に沿って、搬送ローラ１１０および定着装置１１９が配
設されている。定着装置１１９は加熱ローラ１１３と加
圧ローラ１１２から成る。用紙搬送路１２５の上流には
用紙カセット１０７が配設されている。用紙カセット１
０７には記録用紙１０８が収納され、最上部の記録用紙
１０８には給紙ローラ１０９が圧接している。給紙ロー
ラ１０９の回転により記録用紙１０８は１枚ずつ繰り出
される。

【００１７】次に記録用紙に画像を記録する動作につい
て説明する。ドラム状に形成された静電潜像担持体１０
１が図示しない駆動手段により矢印ａ方向に一定の周速
度で回転する。静電潜像担持体１０１は、導電性支持体
１０１ａ上に光導電層１０１ｂを設けたもので、本実施
の形態では有機系感光体を用いたが、セレン感光体、酸
化亜鉛感光体、アモルファスシリコン感光体など何れの
感光体でも使用できる。

【００１８】まず帯電装置１０２により静電潜像担持体
１０１の表面を一様に帯電させ、次に露光装置１０３に
より、帯電された静電潜像担持体１０１の表面を記録信
号に従って露光する。これにより記録信号に応じた静電
潜像が形成される。露光装置１０３としては、ＬＥＤア
レイとセルフォックレンズを組み合わせたものや、レー
ザと作像光学系を組み合わせたものなどが使用される。

【００１９】次に現像装置１０４により、静電潜像担持
体１０１の表面に形成された静電潜像をトナー１０６に
より現像する。現像ローラ１０５は静電潜像担持体１０
１に対して密着もしくは微小空間距離をおいて設けられ
ている。ホッパ１１８内に収容されたトナー１０６は、
図示しないトナー供給用高圧電源によって電圧が印加さ
れたトナー供給ローラ１１６の回転により現像ローラ１
０５に供給される。現像ローラ１０５はトナー１０６を
吸着して、これを矢印方向に搬送し、回転方向下流側に
配設された現像ブレード１１７によって均一な厚さのト
ナー層が形成される。

【００２０】静電潜像担持体１０１の導電性支持体１０
１ａと現像ローラ１０５との間にはバイアス電圧が印加
され、これにより静電潜像担持体１０１と現像ローラ１
０５の間の空間には、静電潜像担持体１０１に形成され
た静電潜像に伴う電気力線が発生する。このため現像ロ
ーラ１０５上のトナー１０６は静電気力により静電潜像
担持体１０１に付着し、トナー画像が形成される。現像
装置１０４としては、本実施の形態では、非磁性一成分
現像器を使用している。

【００２１】他方、用紙カセット１０７に収納された記
録用紙１０８は給紙ローラ１０９により繰り出される。
繰り出された記録用紙１０８は、まず搬送ローラ１１０
に突き当たり、ここでスキューが矯正され、その後、静
電潜像担持体１０１上における画像形成のタイミングに
合わせて、搬送ローラ１１０によりさらに下流に搬送さ
れる。静電潜像担持体１０１上のトナー画像は、転写装
置１１１により記録用紙１０８上に転写される。

【００２２】トナー画像が転写された記録用紙１０８
は、さらに下流に搬送されて定着装置１１９へ送られ、
加熱ローラ１１３と加圧ローラ１１２の間に入り込む。
ここで記録用紙１０８に対して加熱ローラ１１３の熱が
加えられてトナーが溶融し、溶融したトナーが加圧作用
により記録用紙１０８の繊維間に浸透し、定着が行われ
る。定着された記録用紙１０８は排出ローラ１１６によ
り装置外部へ排出される。

【００２３】トナー画像を転写した後の静電潜像担持体
１０１の表面には若干のトナーが残留する。残留トナー
は、静電潜像担持体１０１に当接して設けられたクリー
ニングローラ１１５に高圧電源から電圧が印加されるこ
とにより静電潜像担持体１０１表面からクリーニングロ
ーラ１１５へ一旦移動させ、その後再度静電潜像担持体
１０１へ付着させて現像ローラ１０５へ搬送する。そし
て現像ローラ１０５からホッパ１１８内へ回収する。

【００２４】次にトナー１０６について説明する。本実
施の形態で使用するトナー１０６は、少なくとも結着樹
脂と着色剤からなり、平均粒子径が３〜１５μｍの着色
粒子に、平均粒子径５〜２０ｎｍの無機酸化物、または
平均粒子径２０ｎｍ超過、２μｍ以下の無機酸化物を単
独もしくは混合外添してなるトナーに対し、シリコーン
オイル０．０１〜３．０重量％を外添したものである。
なお結着樹脂はトナーを用紙に付着させる物質である。
出願人は、樹脂からなるトナーの表面に添加する、即
ち、トナーに外添するシリコーンオイルの量を変えて記
録用紙１０８に連続記録を行うことにより、連続記録後
に静電潜像担持体および現像ローラにフィルミングが出
るかどうか、またトナーの流動性が低下するかどうかの
評価実験を行った。

【００２５】実験に用いたトナー１０６の具体例として
は、結着樹脂としてスチレンアクリル、着色剤としてカ
ーボンブラック、無機酸化物として疎水化処理を施した
１２ｎｍシリカを１．０重量％外添した平均粒子径７．
５μｍの重合トナーである。シリコーンオイルの外添量
は、０重量％、０．００５重量％、０．０１重量％、
０．１重量％、１．０重量％、３．０重量％、３．５重
量％のものを用いた。シリコーンオイルとしては変性し
ていないジメチルシリコーンオイルを用いた。

【００２６】以上のように、シリコーンオイルの外添量
を変えて連続的に１０ｋ枚記録を行い、フィルミングお
よびトナーの初期流動性の低下が出るかどうか評価し
た。その結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１を見ると、シリコーンオイルの添加量
が０．０１重量％より少ないと、フィルミング防止効果
が不十分となり、３．０重量％より多いとトナーの初期
流動性が低下し、初期で記録濃度が不十分となる。この
結果から、シリコーンオイルを０．０１重量％〜３．０
重量％添加することにより、フィルミングを起こしやす
い材料を用いても、静電潜像担持体および現像ローラへ
のフィルミングを防止することが可能となり、各ローラ
の材料の選択の幅を広げることができるようになる。

【００２９】出願人は他のシリコーンオイルを用いて同
様の実験を行った。その結果、表１と同様の結果が出た
シリコーンオイルは、ハイドロジェンシリコーンオイ
ル、フェニルシリコーンオイル、アミノシリコーンオイ
ル、エポキシシリコーンオイル、カルボキシシリコーン
オイル、ポリエーテルシリコーンオイル、親水性シリコ
ーンオイル、メタクリルシリコーンオイル、メルカプト
シリコーンオイル、片末端反応性シリコーンオイル、親
水性特殊変性シリコーンオイル、高級アルコキシシリコ
ーンオイル、アルキルシリコーンオイルであった。

【００３０】出願人はまたトナーに添加するオイルをシ
リコーンオイルからフッ素オイルに代えて同様の実験を
行い、１０ｋ枚連続記録した後のフィルミングの発生、
カブリの発生およびトナーの初期流動性の低下を評価し
た。使用したフッ素オイルの化学式は以下の通りであ
る。

【００３１】

【化１】

【００３２】その結果を表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２からわかるように、フッ素オイルの添
加量が０．０１重量％より少ないと、フィルミング防止
効果が不十分となり、連続記録を行った場合のカブリの
増加も防げない。添加量が３．０重量％より多いとフィ
ルミングの発生およびカブリの増加は防げるが、トナー
の初期流動性が低下し、初期で記録濃度が不十分とな
る。この結果から、フッ素オイルを０．０１重量％〜
３．０重量％添加することにより、フィルミングを起こ
しやすい材料を用いても、静電潜像担持体および現像ロ
ーラへのフィルミングを防止することが可能となり、各
ローラの材料の選択の幅を広げることができるようにな
る。また連続記録時のカブリの増加も防止できるので、
連続記録後の記録品質が向上する。

【００３５】さらに出願人はトナーに外添するシリコー
ンオイルとしてフッ素変性シリコーンオイルまたはカル
ビノール変性シリコーンオイルに限定して同様の実験を
行い、１０ｋ枚連続記録した後のフィルミングの発生、
カブリの発生およびトナーの流動性の低下を評価した。
その結果を表３に示す。

【００３６】

【表３】

【００３７】表３からわかるように、フッ素変性シリコ
ーンオイルまたはカルビノール変性シリコーンオイルの
添加量が０．０１重量％より少ないと、フィルミング防
止効果が不十分となり、連続記録を行った場合のカブリ
の増加も防げない。添加量が３．０重量％より多いとフ
ィルミングの発生およびカブリの増加は防げるが、連続
記録後のトナーの流動性が低下し、連続記録後に記録濃
度が不十分となる。この結果から、シリコーンオイルの
うちでもフッ素変性シリコーンオイルまたはカルビノー
ル変性シリコーンオイルを０．０１重量％〜３．０重量
％添加することにより、フィルミングを起こしやすい材
料を用いても、静電潜像担持体および現像ローラへのフ
ィルミングを防止することが可能となり、各ローラの材
料の選択の幅を広げることができるようになる。また連
続記録時のカブリの増加および記録濃度の低下も防止で
きるので、連続記録後の記録品質が向上する。

【００３８】出願人は他のシリコーンオイル、即ち、フ
ッ素シリコーンオイル、カルビノールシリコーンオイル
を用いて同様の実験を行った。その結果、表３と同様の
結果が出た。

【００３９】上記の各実験ではトナー１０６としてスチ
レンアクリルを結着樹脂とする重合トナーを用いたが、
他の結着樹脂を用いても良い。また粉砕トナーを用いて
も同様に使用できる。

【００４０】また現像方式が二成分現像方式であっても
磁性一成分現像方式であっても、オイルがトナーを保護
するので、同様の効果を有するが、上記各実験で用いた
非磁性一成分現像方式においては、とくにそのフィルミ
ング防止の点から好ましく用いられる。

【００４１】また上記の実験においては、現像ローラ１
０５、トナー供給ローラ１１６およびクリーニングロー
ラ１１５のゴム材料をオリゴマーの出ないウレタンを用
いたが、ウレタンの他に、例えばスチレン−ブタジエン
系共重合体ゴム、アクリルニトリル−ブタジエン系共重
合体ゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、シ
リコーンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、
ＮＢＲ（ニトリルゴム）およびこれら２種類以上の混合
物でもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、トナーにシリコーンオイルまたはフッ素オイルを
０．０１重量％〜３．０重量％外添することにより、静
電潜像担持体および現像ローラへのフィルミングを防止
することが可能となり、また連続記録時のカブリの増加
および記録濃度の低下も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置を有する電子写真記録装
置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０２帯電ローラ１０４現像装置１０５現像ローラ１０６トナー１１１転写ローラ１１５クリーニングローラ１１６トナー供給ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AA08 CA11 CA12 DA05 DA07 EA07 2H077 AC04 AD06 AD13 AD17 AD35 EA03 EA14 FA13 FA22 FA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真プロセスの現像に使用される現
像剤において、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなるトナーにオイル
を外添したことを特徴とする現像剤。
【請求項２】外添するオイルはシリコーンオイルであ
る請求項１記載の現像剤。
【請求項３】外添するオイルはフッ素オイルである請
求項１記載の現像剤。
【請求項４】外添するオイルの量は０．０１重量％〜
３．０重量％である請求項２または３記載の現像剤。
【請求項５】潜像に現像剤を付着させて現像を行う現
像装置において、前記現像剤は少なくとも結着樹脂と着色剤とからなるト
ナーにシリコーンオイルまたはフッ素オイルを外添した
ものである現像装置。