JPH01193869A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真装置または静電記録装置において、
感光体もしくは誘電体上に形成された静電潜像を可視像
化する現像方法に用いる現像剤に関する。

（従来の技術） 電子写真装置または静電記録装置において、感光体や誘
電体等からなる静電像保持体上に形成された静電潜像を
可視像化するために、従来から現像剤（トナー）とキャ
リアからなる二成分系現像法が画質の良い現象方法とし
て広く用いられている。

しかしながら、この二成分系現像法は上記のような利点
を有する反面、以下に示すような欠点があった。

■　トナーは、トナーとキャリア間の相互摩擦により摩
擦電荷を受けとるが、長期にわたり使用していると、キ
ャリア表面がトナーの組成物によって汚染されてトナー
が充分な電荷を獲得できなくなる。

■　トナーとキャリアを所定範囲の混合比に調整する必
要があるが、長期にわたり使用していると、その混合比
が変動して所定範囲から外れてしまい良好な現像が得ら
れなくなる。

■　一般にキャリアとしては表面を酸化した鉄粉若しく
はガラスピーズが多用されているが、これらのキャリア
によって感光体の表面が機械的に損傷を受は寿命が短か
くなってしまう。

このようなことからトナーのみから成る一成分のトナー
を用いた各種の現像方法が提案されている。とりわけ、
磁性粉を含有させた磁性トナーと呼ばれるトナーを用い
た現像方法が多数提案されているが、それらのうち、米
国特許第３９０９２５８号、同第４１２１９３１号等に
基づくものが実用化されている。

しかしながら、これらの方法にも次のような欠点がある
。すなわち ■　比較的比抵抗の小さい磁性トナーを用いるので、静
電潜像上の現像像を普通Ｍｌ等の支持部材へ静電的に転
写することが困難であり、特に、多湿の雰囲気下では充
分な転写が得られない。

■　トナーが多（至）の磁性粉を含有するので、暗色以
外のカラートナーが得られない。

このため、最近、従来二成分系現像法に用いられていた
磁性粉を含有せず比抵抗の大きい一成分トナーを用いた
現像方法が提案されている。

このような現像方法としては、例えば米国特許第２８９
５８４７号、同第３１５２０１２号、特公昭４１−９４
７５号、同４５−２８７７号、同５４−３６２４号等に
記載されているタッチダウン法、インプレッション法、
ジャンピング法に基づくものがあげられる。

しかしながら、このような−成分系現像法に二成分系現
像法で用いられているトナーを用いた場合、以下に述べ
るように種々の問題が生じる。

第１にこのような方法を用いた場合には、摩擦帯電の発
生量が不十分になるという問題がある。

一般に一成分系現像法においては、トナーはトナー担持
体とにより効率よく、しかも極めて短時間に帯電し、感
光体ドラムもしくは誘電体に形成されたＦｊｌＪ電潜像
を現像ドラムと非接触で可視像化するに十分な帯１ｍ（
例えばセレンの感光体ドラムを用いた場合には−０，５
〜−１５μＣ／ｇ程度）を得る必要がある。

しかし、従来の二成分系現像法に用いられたトナーと、
トナー担持体との摩擦帯電では可視像化するに充分な帯
Ｎｍが得られないという課題がある。すなわち、従来の
二成分系現像法においては、可視像化するに必要な帯電
層を得るために充分な時間をかけてトナーとキャリアと
の摩擦帯電を行なっているが、−成分系現像法における
トナーとトナー担持体との摩擦帯電では摩擦帯電時間が
短く、可視像化するに必要な帯Ｎｍが得られないのであ
る。

第２にトナー担持体表面に極めて薄く平均にトナーを塗
布する必要があるが、二成分系現像法に用いられている
トナーでは、このような薄い層の形成が困難であるとい
う課題がある。

この薄い層の形成過程の一例を第２図の断面図により説
明する。図でトナー担持体１に対して弾性ブレード２が
２０９／　ｃｔｍ　〜５００ｇ／　ｃｔｒｒの圧力で圧
接され、トナー容器３中のトナー４はトナー担持体１の
回転により搬送されつつ、弾性ブレード２によりトナー
担持体１の表面に極めて薄く平均に塗布される。したが
って、トナー４には、流動性、耐凝集性が良いことが要
求される。

しかるに、トナー容器３中のトナー４はトナー担持体１
の回転により搬送される過程で、往々にして凝集性を帯
び塊状になって、トナー担持体１の表面にトナーが塗布
されないという課題があった。

また、トナー担持体１により搬送されてきたトナー４は
、弾性ブレード２とトナー担持体１間の面圧によりこれ
らの接触部において急激に高い圧力を受けることになり
、このため摩擦熱が発生してトナー４を軟化させトナー
担持体１の表面に固着して、薄く平均にトナーが塗布さ
れなくなるという問題があった。

しかし、軟化点が高くなると定着）３度も高くなり、通
常の事務複写機に用いるには支障をきたすという課題も
ある。

第３にトナーの組成の大部分が樹脂によってしめられて
おり、樹脂がトナーの表面に存在する割合いが非常に大
きくなっているので、弾性ブレードとのｒＦＪ擦で負帯
電する樹脂を正帯電トナーに用いた場合には、トナー粒
子間、トナーとトナー担持体間、トナーと弾性ブレード
間等において、トナー粒子表面に発生する負電荷により
逆極性を生じ、現像カブリ、トナー飛散等の障害が発生
し易いという課題がある。

第４に、トナー担持体上のトナーを静電潜像上に移行さ
せる際、トナー担持体と静電像保持体との間をトナーを
往復運動させ、可視像を形成させるがトナーの比重が軽
いと、不必要な静電像保持体上にもトナーが飛翔し、地
かぶりが発生するという課題がある。

これらの問題は複写枚数を多く重ねた際に顕著な現像と
なって現われ、したがって従来の一成分トナーを用いた
現像方法では、実質上複写機に用いるには不適当であっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の現象方法においては、非磁性−成分
トナーの長所を充分に生かすことができず、特に摩擦帯
電電荷の制御が難しいという課題があった。

本発明は、これらの課題を解決すべくなされたもので、
上述した種々の課題を解決し、均一にトナー担持体上に
トナー薄層を形成し、ａｍ帯電量が安定で摩擦帯′Ｒ蓬
分布がシャープかつ均一で、現像カブリを発生させず、
静電潜像を忠実にしかも潜像のエツジ周辺のトナー飛び
散りを起こすことなく静電潜像を高品質に可視像化し得
る負帯電非磁性−成分トナーを用いた現像方法を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解′決するため、静電潜像を表面に
保持する静電像保持体と、現像剤を表面に担持する現像
剤担持体とを一定の間隔を設けて配置し、前記現像剤を
前記静電像保持体に移行させて前記静電像保持体表面の
静電潜像を可視化させる現像方法に用いる現像剤におい
て、表面積に対するｒｆｌ擦帯電電荷１だプラス１０〜
１００μＣ／尻で、かつ真比重が１．２以上であること
を特徴とする。

なおここで表面積に対する摩擦帯電電荷量とは、現像剤
をキャリアとしての酸化鉄粉（ＴＥＦＶ−２００／　３
００：日本鉄粉社製）にトナーまたは樹脂を３重量％を
混合し、これを４００メツシユの導体網にＮ２ガス１　
Ｋｌ　／　ｃｉで吹付け、ブローオフ測定装置（ＴＢ−
２００：東芝ケミカル社製）で１分間測定した帯電量を
、コールタ−カウンターで粒径を測定し、その粒度分布
から得たトナーの表面積で除した値である。

また、トナーの真比重は、ガス置換法により得られた試
料の体積で、試料の重量を除した値である。

本発明において、トナーの摩擦帯電電荷量をプラス１０
μＣ／ｆｆｌ〜１００μＣ／尻の範囲に限定したのは、
トナーの摩擦帯電電荷１がプラス１０ｕ（：／尻未満で
あるとトナーが帯電しにくくなってトナー担持体にトナ
ーが担持されなくなり、逆にプラス１００μＣ／７ｒｉ
を越えるとトナー担持体にトナーが強く担持するため、
静電像保持体上に画像形成することが難しくなるためで
ある。

尚、本発明のトナーに用いられる樹脂は、ガラス転移点
が５０℃以上、軟化点が１１０℃〜１６０″Ｃのものが
適している。

ガラス転移点が５０℃未満であると保存安定性が低下す
るようになり、軟化点が１１０℃未満であるとオフセッ
トが生じ易くなり、逆に　１６０℃を越えると定着しに
くくなる。したがって本発明のトナーとしては表面積に
対する摩擦帯Ｎ電荷聞がプラス１０〜１００μＣ／ｍ、
トナーに用いられる樹脂がガラス転移点５０℃以上、軟
化点が１１０〜１６０℃のスチレン−（メタ）アクリル
−アミノメタクリル共重合体が適している。

上記共重合体の合成に用いられるアクリル成分あるいは
メタクリル成分としては、アクリル酸およびメチルアク
リレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート
、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イ
ソブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシ
ルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアク
リレート等のアクリル酸エステル、ならびにメタクリル
酸およびメチルメタクリレート、エチルメタクリレート
、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレ−
１へ、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレー
ト、ヘプチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート
、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート等
のメタクリル酸エステル等従来知られているアクリル酸
およびその誘導体ならびにメタクリル酸およびその誘導
体をすべて用いることができる。

上記共重合体の合成に用いられるアミン基を有する甲量
体としては、次の一般式で表わされるメタクリル酸誘導
体が適している。

１０Ｈ Ｉ　　ＩＩ　　Ｉ　　　　　　Ｒ３ ／ Ｃ＝Ｃ−Ｃ−０−Ｒ２−Ｎ ＼ ｉ　　　　　　Ｒ４ （ただし、Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、炭素数１〜８の
アルキル基） 上記−数式で表わされるアミン基を有する単量体として
は、例えば、２−ジメチルアミノ−２−メチルブロビル
メタクリレート、２−ジメチルアミノ−２−エチルブチ
ルメタクリレート、２−ジメチルアミノ−２−プロピル
へキシルメタクリレート、２−ジエチルアミン−２−メ
チルプロピルメタクリレート、２−ジエチルアミノ−２
−エチルブチルメタクリレート、２−ジエチルアミノ−
２−プロピルへキシルメタクリレート等が例示される。

なお、スチレン−アクリル共重合体あるいは、スチレン
−メタクリル共重合体にアミノ基を有する単量体を共重
合させる重合開始剤としては、アゾビス（イソブチロニ
トリル）、アゾビス２−（２−ナフチル）ブＯピロニト
リルなどで代表されるニトリル系開始剤を用いることが
できる。

また本発明に用いられる着色剤としては、例えばカーボ
ンブラック、ファーストイエローＧ１ベンジジンイエロ
ー、ピグメントイエロー、インドファースト、オレンジ
、イルガジンレッド、カーミンＦ８．パーマネントボル
ドーＦＲＢ、ピグメント・オレンジＲ、リソールレッド
２Ｇ、レーキ・レッドＣ、ローダミンＦＢ、ローダミン
Ｂレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、
ブリリアント・グリーン８１フタロシアニングリーン、
キナクリドンなどの公知の着色剤が使用できる。

さらに本発明に用いられる非磁性−成分トナーには、ト
ナーの真比重１．２以上にする為、比重の大きい添加剤
を添加することができる。

例えば鉄粉、銅粉、アルミニウム粉、金粉、鉱粉等の金
属粉、あるいは、塩化銀、硝酸銀、酸化アルミニウム、
水酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硝酸バリウム、炭
酸カルシウム、硫酸鋼、酸化鉄、炭酸マグネシウム、硫
酸マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化珪素、
等の無機酸化物、あるいは四塩化鉄等の磁性粉、あるい
は、真ちゅう、青銅、ステンレス等の合金あるいはガラ
ス等が挙げられる。これらは、トナーの特性を低下さぜ
ない程度添加させることができる。

ざらに本発明の非磁性−成分トナーには、必要に応じて
耐オフセツト特性を向上させるためワックスを添加する
こともでき、また必要に応じて摩擦帯電電荷量を制器す
るため、ポリアミン系、ニグロミン系等の帯電制御剤を
添加することもできる。

またさらに、本発明の非磁性−成分トナーには、必要に
応じて、トナーの流動性、耐凝集性を向上させるため、
コロイド状シリカのようなトナーと同種性の疎水化され
たコロイド状微粒子を、トナーの帯電量に影響を与えな
い程度の量、たとえばトナー１００重層部あたり０．０
５〜５重量部程度添加することもできる。

（作　用） 本発明によれば、−成分トナーではあるが、表面積に対
する摩擦帯電電荷歯が１０〜１００／、（Ｃ／Ｔｄある
ため、トナーとトナー担持体との摩擦帯電時間が短くて
も、静電潜像の可視像化が不十分になるということはな
い。また真比重が１．２以上あるため、トナー担持体と
静電像保持体との間を往復する場合でも、静電像保持体
上の不必要な箇所にトナーが飛翔して地かぶりが発生す
ることはない。

〈実施例） 次に本発明の実施例について説明する。

なお以下の実施例における［部ｊはｒ１１部Ｊである。

実施例１ スチレン−〇−ブチルメタクリレートージエチルアミノ
エチルメタクリレート共重合体（丁ｇ　＝７２．０℃、
軟化点１２２℃（Ｒ＆Ｂ法）、数平均分子ｆｉｔ　９，
３００、型口平均分子［ｉ　１８７，０００．帯１ｉ　
ｌ　７８．５μＣ／ｍ＞８２部と、カーボンブランク４
部と、ワックス３部と、硫酸バリウム（比重４，４９９
＞　１０部、帯電制御剤（ＡＦＰ−３：オリエント化学
社製）１部とをボールミルで約２１Ｉ間予扁混合した後
、加圧式ニーダ−で約１時ｍ混線した。

次にこの混Ｉｌ！物を冷！！Ｊ後、ハンマーミルで粗粉
砕し、さらにジェットミルで微粉砕し、粉砕物を風力分
級法により分級して５〜２５μ覆のトナーを得た。

しかる後、このトナー　１００部と、コロイド状微粒子
（ＲＰ−１３０：日本アエロジル社製）０．５部とをボ
ールミルで混合し、このトナーの表面に付着させて５０
％重量平均粒径１２．６μｍの非磁性−成分トナーを得
た。

なおこのトナーのブローオフ法により測定された摩擦帯
Ｎ電荷量は、プラス５３．４μＣ／尻であった。又、ト
ナーの真比重は１．２６であった。

次にこのトナーを負帯電性のＯＰＣ感光体を搭載できる
ように改造した市販の複写機（商品名レオドライ３１１
０　（株）東芝製）に用い、第１図に示した装置に供給
して常温、常圧（２３℃、６０％ＲＨ）下で現像を行な
って現像カブリのない鮮明な画像を得た。

第１図は本発明の一実施例の構成＠ＩＲ略的に示す断面
図であり、トナー担持体１１に対して弾性ブレード１２
が２０ｇ／　ｃｍ　〜ｓｏｏｇ／　ｃｕｔの圧力で圧接
され、トナー容器１３中の上述したトナー１４はトナー
担持体１１の回転により搬送されつつ、中間ロール１５
と弾性ブレード１２によりトナー担持体１１の表面に極
めて薄く塗布され、かつトナー粒子にはトナー担持体お
よび弾性ブレードとトナーとの摩擦によって静電像電荷
と逆極性の電荷が与えられる。トナー担持体の表面に塗
布されたトナーは、静電像保持体１５と接近したとき静
電像保持体１５へ移行し、トナー担持体上に残ったトナ
ーは回収ブレード１６とトナー担持体１１の間からトナ
ー容器１３中へ回収される。１８はトナーを攪拌するた
めの撹拌機である。

このとき現像部において、トナー担持体１１と静電像保
持体１５の面との間で、直流バイアスあるいは交流バイ
アスまたは直流と交流とを重畳したバイアスを印加する
ようにしてもよい。

また同じ方法で、高温、高湿度（３０℃、８５％ＲＨ）
環境下で現像を行なったところ現像カブリがなく、また
画像濃度の低下も認められず、転写効率のよい鮮明な画
像が得られた。

ざらにこの画像を、ヒートロール定着器で定着したとこ
ろ、１７０℃から２２０℃の範囲で定着およびオフセッ
トともに良好であり、１万枚後でも同じ品質の画像が得
られた。

［発明の効果１ このように構成された本発明の現像方法によれば、現像
剤と弾性ブレードとの間、または現像剤と現像剤担持体
との間の摩擦帯１ｆｆｆｉが安定し、かつ使用する現像
システムに適した帯電量にコントロールすることができ
、従って従来充分には解決できなかった現像カブリや、
潜像のエツジ周辺への環像剤飛び散つがなくなり、高い
画像濃度が得られる。

さらに、現像剤を長期にわたり連袂使用した際も初期の
特性を維持し、高品質な画像を長期間使用することがで
き、しかも高温高湿度あるいは低温低湿度の環境条件下
での使用において現像剤の摩擦帯電層が安定で常温常湿
度に対してほとんど変化せず、現像カブリや画像濃度の
低下がなく、潜像に忠実な現像を行なうことができ、か
つ転写効率も優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に使用した現像装置の１例を概略的に
示す図、 第２図は一成分系現像法に用いる現像装置を示す断面図
である。 １１・・・トナー担持体、１２・・・弾性ブレード、１
３・・・トナー容器、１４・・・トナー、１５・・・静
電像保持体、１６・・・回収ブレード、１７・・・中間
ロール、１８・・・撹拌機。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦↓ 第】図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静電潜像を表面に保持する静電像保持体と、現像剤を表
   面に担持する現像剤担持体とを一定の間隔を設けて配置
   し、前記現像剤を前記静電像保持体に移行させて前記静
   電像保持体表面の静電潜像を可視化させる現像方法に用
   いる現像剤において、表面積に対する摩擦帯電電荷量が
   １０〜１００μＣ／ｍ＾２で、かつ真比重１．２以上で
   あることを特徴とする現像剤。