JP2943035B2

JP2943035B2 - 一成分トナー及び該トナーを用いた現像方法

Info

Publication number: JP2943035B2
Application number: JP4145755A
Authority: JP
Inventors: 正尚功刀; 英樹岡田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH05341559A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に使用す
る一成分トナー及び該一成分トナーを用いた弾性変形可
能なトナー担持体とトナー層厚規制部材よりなる現像方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては、米国特許第
２２９７６９１に示させているカールソンプロセスを基
本として、これまでに多数の方法が提案されている。一
般には光導電性物質を用いた感光体上に静電気的潜像を
形成し、次に該潜像に‘トナー’と呼ばれる微粉末を選
択的に付着させ、現像を行い、該潜像を顕像化する。こ
の顕像化したトナーを必要に応じて紙などの転写材に転
写した後、熱及び圧力、または溶剤蒸気などにより定着
し画像形成物を得るものである。

【０００３】これらの電子写真方式に使用されるトナー
はさらに絶縁性と導電性に分類される。一般にこれらの
現像方法に使用されるトナーは樹脂の中に染料、顔料な
どの着色材、帯電制御剤などを分散させた約１０μｍの
微粒子の表面に種種の物質を付着させたものが使用され
ている。しかしこれらの微粉末を前記の現像方法に用い
るためには種種の化学的物理的特性が要求される。なか
でもトナー搬送に影響を与える凝集性、流動性について
はこれまでに多数の提案がなされており、例えばシリカ
粉末をトナーの表面に付着させることにより流動性を向
上させることが知られている。最近では特公昭６１ー５
５１０８号、特公平２ー４６９４３号、特公平２ー５５
７７４号に流動性を向上する方法が開示されている。

【０００４】現像方法としては乾式現像方式、液体現像
方式に大別でき、さらに乾式現像方式としてはキャリア
を使用する二成分現像方式として磁気ブラシ現像法、カ
スケード現像法などが知られている。また、一成分現像
方式としては、ジャンピング現像法、ＦＥＥＤ現像法、
磁気ブラシ現像法などが知られている。特に、弾性変形
可能なトナー担持体上にトナーを規制部材により薄層形
成し、潜像担持体にトナーを搬送し、像を可視像化する
一成分現像方法としては、特公昭５２ー３６４１４号、
特公昭５９ー３７８２８号、特公昭６３ー５４１７８号
等に種種の方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の一成分トナーでは表面に付着している流動性向上
化剤が現像剤内部の攪拌により剥離し、帯電量の低下、
耐環境特性の低下及び逆極性トナーの発生等の欠点を有
している。さらに弾性変形可能なトナー担持体を用いて
潜像担持体を可視像化する現像方法においては、トナー
層厚規制部材へのトナーのフィルミング、及び現像器内
部の隙間への凝集が生じ、トナー薄層の不均一による白
スジの発生、帯電量変動による濃度むら、逆極性トナー
発生による地かぶり等の画像劣化に大きく影響するとい
う問題点を有している。

【０００６】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、経時変化の無い、
安定した噴流性を有するトナーを提供することであり、
更にまた、弾性変形可能なトナー担持体を用いて潜像担
持体に現像を行う現像方法において、高解像で高画質の
画像を形成する現像方法を提供する事である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の一成分トナーは
少なくとも結着樹脂と着色剤からなる一成分トナーにお
いて、該トナーの噴流性指数が５０〜８０であることを
特徴とする。

【０００８】また、本発明の現像方法は少なくとも潜像
担持体にトナーを搬送するトナー担持体と、該トナー担
持体上に所定厚さのトナー薄層を形成するための規制部
材からなる一成分現像方法において、少なくとも結着樹
脂と着色剤からなるトナーの噴流性指数が５０〜８０で
ある一成分トナーを用いることを特徴とする。さらにま
た、本発明の現像方法は潜像担持体にトナーを搬送する
トナー担持体が弾性変形可能な担持体であることを特徴
とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、現像器内でのトナーのフィル
ミング及び凝集がトナー粉体特性とどの様に関係する
か、鋭意検討を重ねた結果、トナーの噴流性指数と相関
があることが明かとなり、本発明に至った。噴流性は粉
体が空気を含んだ時の流動性を示す指針であり、Ｃａｒ
ｒにより提案されている。これは付着性、凝集性、流動
性等を比較検討して、総合的に判断する特性値であり、
噴流性指数は流動性、崩壊角、差角、分散度の特性値を
求め、それを２５点満点に評価採点し、総合点とするも
のである。

【００１０】現像器内ではトナー担持体に、常に安定に
トナーを供給するために、トナーは攪拌されている。つ
まり、トナー粉体は常に空気を含んだ状態にある。従っ
て、トナーの噴流性を向上させると現像器内でのトナー
の滞留がなくなり、トナー粉体の現像器内での流れがス
ムーズになり、フィルミング及び凝集を防止することが
可能になるものと考えられる。

【００１１】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。

【００１２】

【実施例】本発明に用いるトナーは一般の混練粉砕法、
スプレードライ法、重合法によって作製された粒径５〜
２０μｍのものを使用することができる。次に、従来
の方法で作製したトナーを母粒子として（以下、母粒子
トナーとする。）流動性向上化剤を母粒子トナーの表面
に固着させる。固着させる方法としては、いわゆる、高
速流動攪はん機を使用する。例えば、ヘンシェルミキサ
ー、メカノフュージョンシステム（細川ミクロン製）、
ナラハイブリタイゼイションシステム（奈良機械製作所
製）などを用いることができる。しかし、表面処理装置
としては、決して、これらに限定されるものではなく、
機械的かつ熱的エネルギーを加えることができる装置で
あれば上記装置以外でも構わない。

【００１３】トナー組成としては特に限定されるもので
はなく、一般的なものを使用することができる。例え
ば、結着用樹脂としては、ポリスチレン及び共重合体、
例えば、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレ
ン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂，ＡＡ
Ｓ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、スチレン・Ｐクロロ
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・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジエ
ン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・ア
ルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマルジ
ョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレ
ン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸
共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレー
ト系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂
及びその共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合
体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレー
ト共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合
体、スチレン・ｎーブチルメタアクリレート共重合体、
スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共
重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチ
ルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリ
レート・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）ア
クリルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアク
リレート共重合体、スチレン・ブタジエン・ジメチル・
アミノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ア
クリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチ
レン・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２ーエチルヘ
キシル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エ
チルグリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・
ｎ−ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、ス
チレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸
共重合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチル
マレイン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼン共重合
体、ポリエステル及びその共重合体、ポリエチレン及び
その共重合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリプ
ロピレン及びその共重合体、フッソ樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリビニルブチラール樹脂などを一種類あるいは、二種
類以上ブレンドしたものを使用する事ができる。

【００１４】着色剤としてはカーボンブラック、スピリ
ットブラック、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用す
る。カラー用としては、フタロシアニン、ローダミンＢ
レーキ、ソーラピュアイエロー８Ｇ、キナクリドン、ポ
リタングストリン酸、インダスレンブルー、スルホンア
ミド誘導体などの染料を使用することができる。この他
に磁性トナー用として、Ｆｅ₃Ｏ₄，Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｆｅ、Ｃ
ｒ，Ｎｉなどの磁性粉を添加する。更に、分散剤とし
て、金属石鹸、ポリエチレングリコールなど、帯電制御
剤として、電子受容性の有機錯体、塩素化ポリエステ
ル、ニトロフニン酸、第４級アンモニウム塩、ピリジニ
ル塩などを添加することができる。

【００１５】また本発明に使用する流動性向上化剤とし
ては、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂（ルチル、アナターゼ）、Ｚｎ
Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃（α型、β型）、ＴｉＯＮ、ＴｉＢａ
Ｏ₃、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、ＣａＣＯ₃、ＮｉＯ、ＳｎＯ、
クレー、タルクなどを使用する。

【００１６】トナーの噴流性指数はパウダーテスター
（ホソカワミクロン製）により、流動性（安息角、圧縮
度、スパチュラ角、凝集度）、崩壊角、差角、分散度を
測定し、噴流性指数を求めた。

【００１７】次に、本発明の現像方法を用いた画像形成
装置の断面概観図を図１に示す。潜像担持体１は、導電
性の支持部２の上に有機または無機の光導電性を有する
感光層３を形成したものであって、感光層３をコロナ帯
電器や帯電ローラー等の帯電器４を用いて帯電した後
に、レーザーやＬＥＤ等の光源５から出た光を結像光学
系６を通して感光層３に画像に応じて選択的に光照射し
て電位コントラストを得て静電潜像を形成する。一方、
現像装置７は非磁性のトナー８を搬送し現像するもので
あって、トナー８を搬送するトナー担持体９は、シャフ
ト１０の外周に弾性層１１及び導電層１２をそれぞれ同
心円状に配設したもので、非磁性または磁性の金属や樹
脂で構成される板状の規制部材１３をトナー担持体９に
押圧してトナー８を所定の極性に帯電させると共にトナ
ー層を適量に薄層化し、導電層１２の表面近傍に静電的
鏡像力により非磁性のトナー８をトナー担持体９上に直
接保持し、トナー担持体９を回転させて薄層のトナー８
を搬送するものである。潜像担持体１とトナー担持体９
が近接する現像ギャップ部までトナー８が搬送されると
潜像担持体１の電位コントラスト及び現像バイアス印加
手段１４により現像電界が形成され、現像電界に応じて
帯電したトナー８が潜像担持体１に付着し静電潜像が顕
像化される。さらに、コロナ転写器や転写ローラー等の
転写器１５を用いて記録紙１６上にトナーによる像を転
写し、熱や圧力を用いてトナーを記録紙に定着し所望の
画像を記録紙上に得るものである。

【００１８】（実施例１）｛母粒子トナーの作製｝ポリエステル樹脂９２ｗｔ％ポリプロピレンワックス１ｗｔ％電荷制御剤１ｗｔ％カーボンブラック６ｗｔ％上記組成の原料を使用し、スクリュウ押出機で混練し、
粗粉砕する。次にジエット粉砕機で微粉砕し、分級して
体積平均粒径９μｍの母粒子トナーを作製した。

【００１９】｛流動性向上化剤の固着｝前記母粒子トナ
ーに流動性向上化剤としてＳｉＯ₂を混合して、ヘンシ
ェルミキサーを用いてＳｉＯ₂を母粒子トナーの表面に
固着させトナーを作製した。この時、ＳｉＯ₂添加量、
及びヘンシェルミキサーによる混合条件を変化させて、
噴流性指数の異なる種種のトナーを試作した。

【００２０】｛画像形成｝次に、上記方法で作製したト
ナーを本発明の現像方法からなる図１に示す画像形成装
置により、６００ＤＰＩのライン画像及び文字画像及び
ソリッド画像を１００００枚にわたり連続形成したとこ
ろ、表１に示す結果となった。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から明らかなように噴流性指数が５０
〜８０のトナーは１００００枚にわたる印字において
も、６００ＤＰＩのライン画像が線太りすることなく安
定に形成され、画像端部の尾引きや地カブリがなく、Ｏ
Ｄ値１．４以上の高濃度なソリッド画像を安定して形成
することができ、記録紙上に地カブリがないのはもちろ
ん潜像担持体上にも地カブリが少なく廃トナー量を低減
することができた。

【００２３】しかし、噴流性指数が５０未満のトナーの
場合は、規制部材上へのフィルミングが生じ、白スジの
原因になった。また、現像器内のデットスペース部分で
トナーの凝集が生じていた。また、噴流性指数が８０を
越えたトナーの場合は、トナー飛散が激しく、装置内を
汚染し、更に、地かぶりとなって画質を劣化させた。｛実施例２｝本実施例では母粒子の組成を以下に示すも
の変えてトナーを作製した。

【００２４】ポリエステル樹脂６８．６ｗｔ％Ｆｅ₃Ｏ₄ ３０ｗｔ％ポリプロピレンワックス０．７ｗｔ％電荷制御剤０．７ｗｔ％上記組成の原料を用いて実施例１と同様に母粒子を作製
した。

【００２５】以下、｛流動性向上化剤の固着｝について
も実施例１と同様にして行い、実施例１と同様な種類の
トナーを作製した。

【００２６】｛画像形成｝次に、上記方法で作製したト
ナーを本発明の他の現像方法からなる図２に示す画像形
成装置により印字し、評価した。図２は本実施例におけ
る現像方法を用いた画像形成装置の断面概観図であっ
て、図１と略同一機能同一名称の部材には同一番号を付
して説明を省略する。現像装置２１は磁性トナー２２を
搬送し現像するものであって、トナー２２を搬送するト
ナー担持体９は、磁界発生層２３の外周の漏洩磁束によ
り磁性のトナー２２をトナー担持体９上に直接保持し、
非磁性または磁性の金属や樹脂で構成される薄板バネ状
の弾性ブレード１３をトナー担持体９に押圧してトナー
２２を所定の極性に帯電させると共に適量に薄層化し
て、トナー担持体９を回転させて薄層のトナー２２を搬
送するものである。トナー担持体９は潜像担持体１に所
定の圧力で圧接されており、トナー担持体９上のトナー
２２が圧接部に搬送されると、潜像担持体１の電位コン
トラスト及び現像バイアス印加手段１４による現像電界
に応じて帯電したトナー２２が潜像担持体１に付着し静
電潜像が顕像化される。図２に示されるような画像形成
装置を用いて、６００ＤＰＩのライン画像及び文字画像
及びソリッド画像を１００００枚にわたり連続形成した
ところ、実施例１と同様な結果となった。結果を表２に
示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】この様に本実施例の磁性トナーを用いた、
磁性現像方法においても、実施例１の非磁性現像方法と
同様な結果となった。

【００２９】以上本発明の実施例を述べたが本発明はこ
れらの実施例に限定されるものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の一成分トナ
ー及び該トナーを用いた現像方法によれば、少なくとも
結着樹脂と着色剤からなる一成分トナーにおいて、該ト
ナーの噴流性指数が５０〜８０であることにより、現像
剤内部の攪拌によるトナー搬送が良好になり、帯電量の
低下、耐環境特性の低下及び逆極性トナーの発生等の欠
点が無くなるという効果を有する。また、少なくとも潜
像担持体にトナーを搬送するトナー担持体と、該トナー
担持体上に所定厚さのトナー薄層を形成するための規制
部材からなる一成分現像方法において、少なくとも結着
樹脂と着色剤からなるトナーの噴流性指数が５０〜８０
である一成分トナーを用いること。更に、潜像担持体に
トナーを搬送するトナー担持体が弾性変形可能な担持体
であることにより、トナー層厚規制部材へのトナーのフ
ィルミング、及び現像剤内部の隙間への凝集を防止し、
トナー薄層の不均一による白スジの発生、帯電量変動に
よる濃度むら、逆極性トナー発生による地かぶり等の画
像劣化が無く、更に圧接、接触、非接触に係わらず、今
までよりもより鮮明な高画質な画像を提供できるという
多大な効果を有する。これにより今までよりも安価で高
画質な画像を形成できる一成分トナー及び現像方法を提
供する事ができるという多大の効果を有する。更に、本
発明の一成分トナー及びその現像方法は複写機、プリン
ター、ファクシミリ等に広く応用する事が出きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一成分トナーとその現像方法を用いる
画像形成装置の断面概観図である。

【図２】本発明の他の実施例に用いる画像形成装置の断
面概観図である。

【符号の説明】

１潜像担持体２導電性の支持部３感光層４帯電器５光源６結像光学系７現像装置８トナー９トナー担持体１０シャフト１１弾性層１２導電層１３規制部材１４現像バイアス印加手段１５転写器１６記録紙２１現像装置２２トナー２３磁界発生層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−55108（ＪＰ，Ａ) 特開平２−46943（ＪＰ，Ａ) 特開平４−118663（ＪＰ，Ａ) 特開平４−118664（ＪＰ，Ａ) 特開平４−118665（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂と着色剤からなる一
成分トナーにおいて、該トナーの噴流性指数が５０〜８
０であることを特徴とする一成分トナー。
【請求項２】少なくとも潜像担持体にトナーを搬送す
るトナー担持体と、該トナー担持体上に所定厚さのトナ
ー薄層を形成するための規制部材からなる一成分現像方
法において、少なくとも結着樹脂と着色剤からなるトナ
ーの噴流性指数が５０〜８０である一成分トナーを用い
ることを特徴とする現像方法。
【請求項３】潜像担持体にトナーを搬送するトナー担
持体が弾性変形可能な担持体であることを特徴とする請
求項２記載の現像方法。