JPH0285865A - 静電像現像用トナー、これを用いた静電像現像方法および現像システム - 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、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等に用
いられる１成分系の静電像現像用トナーこれを用いた現
像方法および現像システムに関し。

特に、機械的エネルギにより球形化処理された樹脂粉末
を成分として含み、現像剤担持体上に、薄層塗布する形
式の電子写真記録装置において使用することに好適な静
電像現像用トナー、静電像現像方法および静電像現像シ
ステムに関する。

［発明の背景］ 静電潜像の現像方法として好ましい方法である乾式現像
法に用いられる現像剤としては、一般に、磁性体を含有
しない非磁性トナーと磁性を有するキャリヤとよりなる
。いわゆる２成分系現像剤と、磁性体を含有してなる磁
性トナーのみよりなる、いわゆる１成分系現像剤とが知
られている。

ここで、後者の１成分系現像剤は、トナーとキャリヤと
からなる２成分系現像剤と異なり、磁性トナーのみより
なるため、トナー濃度の調整を必要としない。従って、
１成分系現像剤は、トナー濃度調整機構が不要で、メン
テナンスが容易となり、また、現像剤を撹拌するための
装置も簡略化できるため、現像器の梼成を極めて簡単な
ものとすることができる等の利点を有している。

また、１成分系現像剤は磁性トナーのみからなり、キャ
リヤを有しないので、磁性トナーは、磁気的凝集力およ
び静電気的凝集力が強く、塊状化しやすい、そのため、
現像剤担持体上のトナー層の層厚が厚く、かつ、不均一
となり、光潜像担持体層へトナーを安定に搬送すること
が困難となり、現像ムラ等が生じやすい。

そこで、トナー溜りから、現像剤担持体上にすくい上げ
られるトナーを、ブレードを用いて、その押圧力や、ブ
レードと現像剤担持体との空隙の幅で層厚を適正化して
、薄層化する技術が、特開昭５４−４３０４７号公報、
および、特開昭５４−４３０３８号公報に提案されてい
る。しかし、その効果は、いまだ、十分なものではなか
った。

さらに、塊状化したトナーは、ｌ−ナーと現像器内の器
壁、規制ブレード、現像剤担持体等との摩擦１Ｅ電性能
をも劣化させ、Ｒ終定着画像がカブリのある不鮮明なも
のとなる問題点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したトナーの塊状化を解決するためには、トナーの
流動性を増す、すなわち、トナーを球形化すればよい。

球形化することにより、トナー層を薄層状とすることが
できる。

トナーを球形化する技術としては、以下の技術が提案さ
れている。

（１）混線粉砕法により得られた樹脂粒子の表面をスプ
レードライヤーを用いて熱風等により溶融して球形化を
図る技術（特開昭５６−５２７５８号、特開昭５９−１
２７６６２号、特開昭５８−１３４６５０号公報参照）
。

（２）トナー粒子を造粒重合法により製造して球形化を
図る技術（特開昭５６−１２１０４８号公報参照）。

（３）流入空気の温度を制御することにより、トナー組
成物の粗粉砕物を微粉砕すると同時に球形化を図る技術
（特開昭６１−６１６２７号公報参照）。

しかしながら、上記（１）の技術においては、熱風等に
より溶融する際に、樹脂粒子の分散状態が完全に均一と
はならず、また、樹脂粒子同士の接触により樹脂粒子の
凝集化が発生してしまい、その結果、得られるトナーの
平均粒径が大きくなって画質の劣化を招来し、また、粒
度分布が広くなるため、所望の粒度分布のトナーを得る
に際し、収率が大幅に減少し、トナーの製造コストが上
昇する問題点がある。

しかも、上記（１）の技術においては、樹脂粒子中に定
着性改良剤が含有されている場合には、熱風により当該
定着性改良剤が樹脂粒子の表面に滲み出るようになり、
その結果、トナー粒子が凝集しやすいものとなり、トナ
ーホタル等の画像不良が発生する問題点がある。

上記（２）の技術においては、造粒重合法を採用するた
め、バインダー樹脂として選択し得る樹脂の範囲が狭く
て不利であり、また、樹脂粒子中に磁性体微粒子を均一
に分散含有させることが困難である。その結果、得られ
る磁性トナーの磁気的特性が不揃いとなって、トナー飛
散、現像ムラ等の種々の障害が発生する問題点がある。

上記（３）の技術においては、微粉砕すると同時に球形
化を行なうため、流入空気の温度を樹脂のガラス転移点
Ｔｇ程度にまで高くすることが必要となり、その結果、
樹脂の塑性変形が大きくなって粉砕性が悪化する。従っ
て、所望の粒径にまで微粉砕するためには大きなエネル
ギを必要とし、製造コストが高くなる問題点がある。ま
た。

温度が高いため、粉砕物が粉砕機等の器壁に融着する現
象が発生し、結局、所望の粒度分布のトナーを効率的に
得ることが困難である。

さらに、上記（１）の技術において、収率を度外視すれ
ば、相当高い精度で球形化されたトナー粒子を得ること
ができるものの、反面、この技術では、球形化が過度に
なるため、ブレードと現像剤担持体との空隙をすり抜け
やすく、かえって。

均一な薄層状のトナー層の形成をさまたげる。

本発明の目的は、トナーの流動特性が良好で、光潜像担
持体への搬送が円滑に行なえ、現像剤担持体上に均一な
ａｍ状のトナー層を形成できて。

現像ムラ等の発生が防止され、従って、最終定着画像の
鮮明なものが得られ、しかも、摩擦帯電も良好に行なわ
れ６最終室着画像にカブリのない鮮明なものが得られる
静電像現像方法および現像システムを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 」二記目的を達成するための手段として本発明は、気相
中において、樹脂粉末を衝撃力を主体とする機械的エネ
ルギを繰り返し付与することにより、球形化処理した静
電像現像用トナーを。

現像剤担持体上に、薄層塗布する形式の電子写真記録装
置の現像剤として使用することを特徴とする。

前記樹脂粉末に、磁性成分を含有させることが好ましい
。

本発明の静電像現像用トナー（以下単にトナーという）
は、１成分系現像剤に適用される。

また、本発明のトナーは、好ましくは、磁性体成分を含
有させた磁性トナーに適用されるが、これに限らず、非
磁性トナーにも適用することができる。

本発明のトナーは、例えば、バインダーとなる樹脂と、
磁性体微粒子と５その他必要に応じて用いられる添加剤
とを、混線および粉砕して得られる樹脂粒子に、気相中
において、ｉｔ力を主体とする機械的エネルギを繰り返
し付与することにより１球形化処理して得られるもので
ある。

この球形化処理は、樹脂粒子が実質上粉砕されない大き
さの機械的エネルギ、例えば、粉砕時に通常必要とされ
る機械的エネルギの１７５〜ｌ／１０程度の大きさの機
械的エネルギを作用させればよい。

ここで、「樹脂粒子が実質上粉砕されない」とは、球形
化処理される前の樹脂粒子の重量平均粒径をＡとし、球
形化された後の重量平均粒径をＢとするとき、下記条件
を満足することをいう。

条件：０．９３Ａ≦ＢＡＡ 上記球形化処理における機械的エネルギは、具体的には
、バインダー樹脂の特性によっても異なり、−概には規
定することができないが、−例においては、樹脂粒子粉
末の粒子１個当たり、１、５９Ｘ　１０　〜９．５６　
Ｘ　１１０−７ｅｒ、好ましくは、１．２０　Ｘ　１０
−３〜１．６０　Ｘ　ｌｏ−６ｅｒｇの機械的エネルギ
を作用させればよい。

球形化処理により球形化されたトナーは、その円形度が
、０．７０以上０．８０以下であることが好ましい。当
該円形度が過小のときには、十分高い流動性を得ること
が困難となり、一方、当該円形度が過大のときには、ブ
レードと現像剤担持体との空隙をすり抜けやすく、かえ
って、均一な薄層状のトナー層の形成をさまたげる。

本発明において、円形度とは、次式で定義されるものを
いう。

この円形度は、例えば画像解析装置（日本アビオニクス
製）を用いて測定することができる。

トナーの平均粒径は、５〜２Ｊｍであることが好ましく
、特に、８〜１５４ｍであることが好ましい。

当該平均粒径が過小のときには、トナーが過剰に供給さ
れやすく、均一な薄層状のトナーの形成を妨げたり、あ
るいは、トナー飛散が生ずるおそれがある。一方、当該
平均粒径が過大のときには、解像度の高い画像を形成す
ることが困難となる。

また、特性の揃ったトナーとするためには、トナーの粒
度分布は狭いことが好ましく、具体的には、９０重量％
以上のトナー粒子が、その平均粒径の０．５〜１．５倍
の範囲にあることが好ましい。

なお、トナーの平均粒径および粒度分布は、「コールタ
−カウンタ」（コールタ−社Ｍ）を用いて測定されたも
のであり、平均粒径とは１重量累積が５０重量％になっ
たときの粒径をいう。

トナーの流動性は、その静嵩密度によって評価すること
ができる。静嵩密度とは、例えば直径２８ｍｍ、内容積
１００ｍ１の容器の上方から１００メツシユの篩を通し
てトナーを疎充填し、この時のトナー量を測定して求め
られる値をいう。具体的には。

「タップデンサーＫ　Ｙ　Ｔ−２０００型」（■セイシ
ン企業製）を用いて測定することができる。

トナーを構成するバインダー樹脂としては、特に限定さ
れず、従来公知の樹脂を用いることができる。

加熱定着方式に好適なものとしては１例えば、スチレン
系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−ブタジ
ェン系樹脂、ポリエステル樹脂。

エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂等を
挙げることができる。

また、圧力定着方式に好適なものとしては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ四フッ化エチレン等のポリオ
レフィン類；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、ポリエチレン−メタク
リル酸エステル共重合体等のポリエチレン共重合体；ポ
リエステル；スチレン−ブタジェン共重合体；密ロウ、
カルナウバロウ、マイクロクリスタリンワックス等のワ
ックス類；ステアリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪酸
類およびその塩ならびにそのエステル類；エポキシ樹脂
；イソブチレンゴム、環化ゴム、ニトリルゴム等のゴム
類；ポリアミド；クロロン−インデン樹脂；マレイン酸
変性フェノール樹脂；フェノール変性テルペン樹脂；シ
リコーン樹脂；等を挙げることができる。。

トナーのバインダー樹脂として好ましく用いられるポリ
エステル樹脂は、アルコール単量体とカルボン酸単量体
との縮重合によって得られる。

これに用いられるアルコール単量体としては、例えば、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，
３−プロピレングリコール、１．４−ブタンジオール、
ネオペンチルグリコール。

１．４−ブチンジオール等のジオール類、１，４−ビス
（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、および。

ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ。

ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプ
ロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノ
ール類、その他の二価のアルコール単量体を挙げること
ができる。

また、カルボン酸単量体としては１例えば、マレイン酸
、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン繰
、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル
酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸−アジピン
酸、セパチン酸、マロン酸、これらの酸の無水物、低級
アルキルエステルとリルイン酸の二量体、その他の二価
の有機酸単量体等を挙げることができる。

以上のような二価の単量体のほか、さらに必要に応じて
、三価以上の多価単、量体を用いてもよい。

三価以上の多価アルコール単量体としては、例えば、ソ
ルビトール、１，２，３．６−ヘキサンテトロール、１
．４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエ
リスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、１
，２．４−ブタントリオール、１、２゜５−ペンタント
リオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオー
ル、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリ
メチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３．
５−　トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙げる
ことができる。また。

三価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば、１
，２．４−ベンゼントリカルボン酸、１，３．５−ベン
ゼントリカルボン酸、１，２．４−シクロヘキサントリ
カルボン酸、２，５．７−ナフタレントリカルボン酸、
１，２．４−ナフタレントリカルボン酸、１，２．４−
ブタントリカルボン酸、　１，２．５−ヘキサントリカ
ルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−
メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボ
キシ）メタン、１，２，７．８−オクタンテトラカルボ
ン酸、エンボール三量体酸、およびこれらの酸の無水物
、その他を挙げることができる。

トナーのバインダー樹脂として好ましく用いられるスチ
レン−アクリル系樹脂は、スチレン系単量体とアクリル
系単量体とが共重合されて得られる樹脂である。

上記スチレン系重量体の具体例としては、例えば、スチ
レン、０−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、Ｐ−
メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチ
レン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチ
レン、ｐ　−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、　ｐ−ｎ−へ
キシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−
ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ド
デシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニル
スチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチ
レン等を挙げることができる。これらの単量体は、単独
で用いてもよいし、複数のものを組合せてもよい。

アクリル系単量体の具体例としては、例えばアクリル酸
、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ
−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル
、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アク
リル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アク
リル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アク
リル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル等のアク
リル酸もしくはそのエステル類；メタクリル酸。

メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イ
ソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ド
デシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フ
ェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリ
ル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸もしくはそ
のエステル類；その他を挙げることができる。これらの
単量体は、単独で用いてもよいし、複数のものを組合せ
て用いてもよい。

（以下余白） トナーを構成する磁性体微粒子としては、磁場によって
その方向に強く磁化する物質１例えば、鉄、フェライト
、マグネタイトをはじめとする鉄、ニッケル、コバルト
等の強磁性を示す金属あるいはこれらの金属を含む合金
または化合物、強磁性元素を含まないが適当に熱処理す
ることによって強磁性を示すようになる合金１例えばマ
ンガン−銅−アルミニウムもしくはマンガン−銅−錫等
のホイスラー合金とよばれる種類の合金または二酸化ク
ロム等を挙げることができる。

磁性体微粒子は、揃った磁気特性を得るためにバインダ
ー樹脂中に均一に分散含有されることが好ましく、この
ような観点から、その平均粒径は。

５０〜２０００ｎｍが好ましく、特に１００〜ｌｏｏＯ
ｎｍが好ましい、また、磁性体微粒子の含有割合は、ト
ナーの１５〜６５重量％が好ましく、特に２５〜５５重
量％が好ましい。当該含有割合が過小のときには、トナ
ー飛散が生ずる場合があり、一方、当該含有割合が過大
のときには、現像剤担持体上に均一な磁性トナー層を形
成することが困難となり、現像ムラが生ずる場合がある
。

樹脂粒子粉末を得るに際して、前記バインダー樹脂およ
び磁性体微粒子のほかに必要に応じて用いられる添加剤
としては１例えば、荷電制御剤。

離型剤等がある。

荷電制御剤としては、各種の顔料または染料を用いるこ
とができる。具体的には、ニグロシン系、アゾ系、第４
級アンモニウム塩系、チオ尿素系等の顔料または染料を
用いることができる。これらの荷電制御剤は組合せて用
いてもよい。荷電制御剤の含有割合は、バインダー樹脂
と磁性体微粒子の合計１００重量部に対して、好ましく
は０．５〜１０重量部、特に好ましくは１〜５重量部で
ある。

離型剤としては、例えば、ポリオレフィン、脂肪酸金属
塩、脂肪酸エステル、部分ケン化脂肪酸エステル、高級
脂肪酸、高級アルコール、流動または固形のパラフィン
ワックス、アミド系ワックス、多価アルコールエステル
、シリコーンフェス、脂肪族フロロカーボン等を用いる
ことができる。

特に、　ＪＩＳ　Ｋ２５３１−１９６０に規定される環
球法で測定したときの軟化点が８０〜１８０℃、特に７
０〜１６０℃であるポリエチレン、ポリプロピレン等の
ポリオレフィンが好ましい。これらの離型剤は組合せて
用いてもよい、離型剤の含有割合は、バインダー樹脂と
磁性体微粒子の合計１００重量部に対して、好ましくは
１〜ＩＯ重量部である。

本発明の１成分系現像剤を構成するトナーは。

樹脂粒子粉末を球形化処理した後、さらに無機または有
機微粉末、クリーニング性向上助剤等の外部添加剤が添
加混合されたものであってもよい。

無機または有４１！微粉末としては、特に金属もしくは
非金属の酸化物の微粒子を好ましく用いることができ、
具体的には、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウ
ム、酸化セリウム、酸化クロム、チタン酸ストロンチウ
ム等を用いることができる。

これらは組合せて用いてもよい。また、無機または有機
微粉末は、その１次粒子（個々に分離した単位粒子）の
粒径が１〜２０００ｎｍであることが好ましく、特に５
〜１５００ｒ＋＋＋＋であることが好ましい。また、無
機または有機微粉末の含有割合は、トナーの１００重量
部に対して、好ましくは０．１〜５重量部であり、特に
好ましくは０．１〜１．５重量部である。

なお１本発明の１成分系現像剤を構成するトナーは、球
形化処理されているため、基本的には高い流動性を有す
るが、上記のような流動化剤を用いる場合には、流動性
が一層良好なものとなり、さらに優れた現像性が発揮さ
れる。

クリーニング性向上助剤としては、例えば、ステアリン
酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、例
えば、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン
微粒子等のポリマー微粒子等を用いることができる。

本発明の１成分系現像剤を構成するトナーは、例えば、
以下のような方法により製造することができる。

すなわち、バインダー樹脂と、磁性体微粒子と、その他
必要に応じて用いられる添加剤とを、予備混合し、次い
で、例えばエクストルーダー等を用いて溶融しながら混
練する。その後、冷却し、ついで、例えば、ハンマーミ
ル、ウィレー式粉砕機等を用いて粗粉砕し、さらに１例
えばジェットミル等を用いて微粉砕し、次いで分級して
、所望の粒径の樹脂粒子粉末を得る。

次に、衝撃式粉砕機を改良した表面処理装置等を用いて
、上記樹脂粒子粉末に、気相中において衝撃力による機
械的エネルギを繰り返して付与することにより、実質上
樹脂粒子を粉砕することなく球形化処理を行なって、ト
ナーを得る。また、必要に応じてさらに外部添加剤を添
加混合して特性の改良されたトナーを得る。

第１図に１表面処理装置の一例を示す。

同図において、１１は原料投入弁、１２は原料投入シュ
ート、１３は製品排出弁、１４は製品排出シュート、１
５は回転盤（ローター）、１６は回転盤ＩＳ上に設けら
れたブレード（回転羽根）、１７はステーター、１８は
リサイクル用配管、１９はジャケット（冷却あるいは加
温可能）、２ｏはケーシング、２１はクロメル−アルメ
ル熱電対を温度測定プローブとする品温針である。

また、リサイクル用配管１８、ローター１５、投入およ
び排出シュート１２．１４部分をジャケット構造とし、
冷却あるいは加温する構造としてもよい。

なお、同図において、矢印は、原料粒子等の軌跡を示す
。

この装置は、ブレード１６を有する回転盤１５を高速回
転させると、このブレード１６により内部空気に遠心力
が作用して回転盤１５の外側が加圧状態となり、回転盤
１５の中心部が負圧状態となる。ここで、この装置は、
リサイクル用配管１８によって、回転盤１５の外側と中
心部とが連結されているので、回転盤１５の外側の加圧
空気がリサイクル用配管１８を介して回転盤１５の中心
部へと移り、装置内部に空気の循環流が形成される。

このような空気の循環流が形成された状態において、リ
サイク用配管の途中に設けられた原料投入シュート１２
により樹脂粒子粉末を投入すると。

投入された当該樹脂粒子粉末は、この循環流と共にリサ
イクル用配管１８を介して循環するようになる、この循
環過程において、樹脂粒子粉末は、ブレード１６、ステ
ーター１７等と衝突して衝撃力を受ける。

このような衝撃力を繰り返し受けることにより、凸部は
押圧されて低くなると共に、四部は埋まって、全体とし
て球形化される。このような循環過程を一定時間行なっ
た後、粉体排出弁１３を開いて遠心力により樹脂粒子粉
末の処理物を排出させると１球形化された樹脂粒子粉末
が得られる。

次に、第３図に本発明のトナーの製造に用いることがで
きる、衝撃式粉砕機を改良した表面処理装置の他の例を
示す。

同図において、５１は原料ホッパー、５２は撹拌モータ
ー、５３は超音速ノズル、５４は衝突板。

５５はリサイクル用捕集器、５６は捕集サイクロン、５
７は原料入口、５８は圧縮空気、５９は排風出口、６０
は樹脂粒子粉末である。

この例の装置は、樹脂粒子粉末６０に機械的エネルギを
繰り返して付与する回分式の装置であり、樹脂粒子粉末
６０の表面処理中は、リサイクル用捕集器５５から捕集
サイクロン５６への樹脂粒子粉末６０の移行が禁止され
、表面処理後は、すべての樹脂粒子粉末６０がリサイク
ル用捕集器５５から捕集サイクロン５６へ移行できるよ
うになっている。

また、樹脂粒子粉末６０が実質的に粉砕されないように
するために、圧縮空気５８の圧力をｖＲ１！して、樹脂
粒子粉末２０の受ける衝撃力を制御できるようになって
いる。

樹脂粒子粉末の球形化処理は、常温で行なってもよいし
、わずかに軟化させるために加熱しながら行なってもよ
い。しかし、加熱温度が高すぎるとバインダー樹脂の粘
着性が高くなり、その結果樹脂粒子粉末の粒子同士が凝
集し塊状化する現象が生じ、所望の粒度分布のトナーを
得ることが困難となる。

次に１本発明のトナーを用いた静電像現像方法について
説明する。

本発明のトナーを用いた静電像現像方法は、現像剤担持
体上にトナーを薄層塗布して、画像の形成を行なうもの
である。具体的には１例えば次のような現像方法に適用
することができる。

■磁性トナーまたは非磁性トナーよりなる１成分系現像
剤とし、磁性トナーまたは非磁性トナーによる現像剤層
を、その厚さが現像空間の間隙より薄くなるように現像
剤担持体上に担持させながら、現像空間に搬送すると共
に、当該現像空間に振動電界を作用させることにより、
現像剤層を構成する磁性トナーまたは非磁性トナーの粒
子あるいは粒子群を飛翔させて、これらを静電潜像に付
着させて、現像を行なう１成分系ジャンピング現像方法
。

（２キヤリアと混合して２成分系現像剤とし、この２成
分系現像剤による現像剤層を、その厚さが現像空間の間
隙より薄くなるように現像剤担持体上に担持させながら
、現像空間に搬送すると共に。

当該現像空間に振動電界を作用させることにより。

当該２成分系現像剤による現像剤層中のトナー粒子ある
いは粒子群を飛翔させてこれらを静電潜像に付着させて
現像を２成分系ジャンピング現像方法。

第２図は、本発明の静電像現像システムを構成する一例
であって、上記■１１成系ジャンピング現像方法、また
は、■２２成系ジャンピング現像方法を遂行するために
好適に用いることができる現像装置を示す説明図である
。

同図において、３０は光潜像担持体であり、この光潜像
担持体３０は、矢印Ｘ方向に回転される回転ドラム状の
形態を有し、例えば、アルミニウム製の筒状の導電性支
持体３０Ａ上に、感光層３０Ｂが積層されて構成されて
いる。

現像空間４４の上流側には、帯電器および露光光学系（
図示せず）が配置され、まず帯電器により潜像担持体３
０の被現像面が一定の電位となるよう帯電され１次いで
、露光光学系（図示せず）により原稿の光像が、光潜像
担持体３０の被現像面に投射されて、当該被現像面に原
稿に対応する静電潜像が形成され、そして、この静電潜
像が現像空間４４に移動され、現像空間４４において、
現像手段により当該静電潜像の現像がなされる。

３１は現像スリーブであり、この現像スリーブ３１は１
例えば、アルミニウム等の非磁性材料よりなる回転ドラ
ム状の形態を有し、この現像スリーブ３１の内部にマグ
ネットロール３２が配置されている。このマグネットロ
ール３２は、現像スリーブ３１の周に沿って配置された
複数のＮ。

Ｓ磁極よりなる。これらの現像スリーブ３１とマグネッ
トロール３２とにより、現像剤担持体が構成される。

この現像剤担持体は、その具体的−例においては、現像
スリーブ３１が１例えば、矢印Ｙ方向、すなわち、現像
空間４４において光潜像担持体３０の移動方向と同方向
に、移動するよう回転され、マグネットロール３２は、
例えば、矢印Ｚ方向、すなわち、現像スリーブ３１とは
逆方向に回転される。なお、本発明においては、現像ス
リーブ３１およびマグネットロール３２の回転方向は特
に限定されず、それぞれ適宜の方向に回転させるように
してもよい。また、現像スリーブ３１を固定して、マグ
ネットロール３２を回転させてもよいし、マグネットロ
ール３２を固定して、現像スリーブ３１を回転させても
よい。また、現像剤層４３の移動速度は、潜像担持体３
０の移動速度（周速度）と同程度か、または、これより
大きいことが好ましいが、これに限定されない。

マグネットロール３２を構成するＮ、Ｓ磁極は、現像ス
リーブ３１の表面における磁束密度が、通常、５００〜
１５００ガウス程度となるように磁化されている。

３３は規制ブレードであり、この規制ブレード３３は、
現像空間２４に至る現像剤Ｎ４３の高さおよび量を規制
することより、現像剤担持体上に薄層塗布を行うことを
可能とする。

なお、この規制の仕方には、種々の方法があり、例えば
、金属棒を担持体に突き当て、その間隙より引き出す方
法や、規制ブレードを磁性ブレードとすることにより、
磁力を用いて、引き出す量を減らし、薄層化する方法、
あるいは１弾性ブレードや燐青銅板を押し当て、担持体
との間隙より引き出す方法などが存在する。すなわち１
本実施例を含めて１本発明においては、引き出し方法に
は依存しない。

３４はスクレーパーである。このスクレーパー３４は、
現像後に現像スリーブ３１の表面に残存した現像剤を掻
き落すためのものである。スクレーパー３４によりスク
レープされた現像スリーブ３１の表面は、再び現像剤溜
り３５において現像剤４２と接触し、上記と同様にして
新しい現像剤層４３が現像スリーブ３１上に形成され、
これが現像空間４４に搬送される。

３５は現像剤溜り、３６は撹拌スクリューである。現像
剤溜り３５においては、撹拌スクリュー３６により現像
剤４２が混合撹拌される。３７はホッパーであり、当該
ホッパー３７から新しい磁性トナーまたは非磁性トナー
が、供給ローラ３８により、現像剤溜り３５に適宜補給
される。

３９はバイアス電源、４０は保護抵抗であり、バイアス
電＠３９により現像空間４４にバイアス電圧が作用され
る。このバイアス電源３９としては、通常、接触現像方
法を適用する場合には、直流電圧のみを発生する構成と
され、また、ジャンピング現像方法を適用する場合には
、振動電界を発生させるために、交流電圧のみを発生す
る構成とされ、好ましくは、交流電圧に直流電圧が重ね
合わされた電圧を発生する構成とされる。交流電圧とし
ては、周波数が例えば１００１（ｚ〜１０ｋＨｚ程度。

好ましくは、１〜５ｋＨｚ程度で、電圧（ピーク・ピー
ク値）が、例えば、０．１〜５ｋＶ程度のものが用いら
れる。また、直流電圧としては、絶対値で。

例えば、１０〜５００ｖ程度のものが用いられる。

また、上記現像剤担持体と共に、現像手段を構成するト
ナーは、上記したものが用いられる。本発明の現像シス
テムは、現像用トナーをも、その構成要素の一部として
含むことに特徴がある。

さらに１本発明の現像用システムには、第２図には図示
していない、転写残トナーを掻き落すためのクリーニン
グ用のブレードを有している。

本発明の熱定着型静電像現像用トナーは、熱定着方式に
より定着されて複写画像が形成されるが。

特に熱ローラ定着器を用いた熱ローラ定着方式を好まし
く適用することができる。この熱ローラ定着方式は、例
えば、熱ローラと、これに対接配置されたバックアップ
ローラと、加熱源とにより構成される。そして、この方
式では、加熱源により、熱ローラの温度を一定範囲に維
持しながら、これら一対のローラ間をトナーが転写され
た転写材を通過させることにより、トナーを直接熱ロー
ラに接触させて、当該トナーを転写材に熱定着する。

なお、バックアップローラには必要に応じてクリーニン
グローラが対接配置される場合がある。

また、本発明のトナーを用いて熱ローラ定着方式を適用
して定着する場合においては、特に転写材上のトナーと
、熱ローラとの接触時間が１秒以内、好ましくは、００
５秒以内であるような高速で定着を行なうときにも、十
分良好な低温定着性が発揮される。

［作用効果］ 本発明の静電像現像用トナーは、上記樹脂粉末に、気相
中において、衝撃力を主体とする機械的エネルギを繰り
返し付与することにより、球形化処理して形成されたも
のである。この機械的エネルギによる球形化処理につい
ての詳細なメカニズムは、必ずしも明確になっているわ
けではないが。

物理的な押圧力による塑性変形や、メカノケミカル的作
用による高分子の再配列等により球形化されるものと考
えられる。

このような球形化処理を受けることにより、凸部がしだ
いに低くなり、一方、凹部が埋められて。

全体として１表面積の少ない安定した形状、すなわち、
球に近づいた形となってくる。多くの粒子がこのような
形状となると、互いの摩擦も小さくなって流動性が向上
する。

一方、本発明にあっては、上記したように機械的エネル
ギを加えるのみで、樹脂を溶融したり、溶解したりしな
い。そのため、完全に近い球形となることはない。また
、表面が極端に円滑となることもない。

従って、ブレードによるクリーニング時に、トナーがす
り抜けて、画像に黒いスジが発生するのを防ぐ。

また１本発明では、上記したように、機械的エネルギの
みで球形化処理を行なえるので、処理が簡東な装置で行
なえる。

さらに、本発明は、球形化処理に高い温度を必要としな
いため、熱融着等によりトナー粒子が大径化するおそれ
が小さく、しかも、粉砕処理後において球形化処理が施
されるため、球形化処理においては微粉の発生が少なく
、所望の粒度分布のものを効率的に得ることができる。

しかも、球形化処理に高い温度を必要としないため、樹
脂、その他必要に応じて用いられる添加剤の熱劣化を伴
うことがなく、所期の安定した特性が発揮される。

本発明の静電像現像方法および現像システムは、上記の
ような構成により、トナーの球形化処理が良好なために
、現像剤担持体上に均一な薄層状の現像剤層を形成でき
て、現像ムラ等の発生が防止され、従って、最終定着画
像の鮮明なものが得られる効果がある。しかも、トナー
の流動性が良好であるから、摩擦帯電も良好に行なわれ
、最終定着画像にカブリのない鮮明なものが得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施について説明する。もっとも、本発
明は、これらの実施例に限定されるものではない。

（トナーの製造） （１）実施例用トナー ポリエステル系バインダー樹脂６０重量部に、マグネタ
イトｒＢＬ−１００Ｊ　（チタン工業社製）３５重量部
と、低分子量ポリプロピレン「ビスコール６６０ＰＪ（
三洋化成工業社製）３重量部と、荷電制御剤「スピロン
ブラックＴＲＨＪ（保止ケ谷化学社！り２重量部を、Ｖ
型混合機により予備混合した後、エクストルーダーによ
り、１２５℃の温度で溶融混練し、次いで冷却し、粗粉
砕した後。

ジェットミルにより微粉砕し、さらに分級して、平均粒
径１１．４＃ｍの樹脂粒子粉末Ａを得た。

この樹脂粒子粉末Ａを表面改質処理装置ハイブリダイザ
−（（株）奈良機械製作新製）に仕込み、気相中におい
て衝撃力を主体とする機械的エネルギを３分間にわたり
繰り返して付与することにより球形化処理を行ない、平
均粒径１１．１μ馬のトナー粒子粉末Ｔ−１を得た。

（２）比較例用トナー 前記樹脂粒子粉末Ａをスプレードライ’装置を用いて、
入口温度４００℃の熱風により球形化処理を行ない、ト
ナー粗粉末を得た。

このトナー粗粉末は、平均粒径１３．８ｐｍと大きく、
また、大粒径トナーを多量に含有しているため。

このままでは実用に適しないため、再分級を行ない、平
均粒径１１．０４ｍの球形化処理トナーｔ−１を得た。

前記トナー樹脂粒子粉末Ａ、球形化処理トナーＴ−１、
および、ｔ−１の３種類のトナーに流動化剤として、疎
水性シリカｒＲ−９７２Ｊ　（日本アエロジル社製）を
０．４重量部と、クリーニング助剤としてステアリン酸
亜鉛（日本油脂社製）を０．４重量部を均一に添加混合
したトナーを、Ｕ　−Ｂｉｘ１２１０　（（株）コニカ
社製）を改造した機械に投入し、２０℃、５０％ＲＨ環
境下において、実写評価を行なった。

その結果を表−１に示す。

なお、前記Ｕ　−Ｂｉｘ　１２１０の改造とは、感光体
をはじめ、現像プロセスを改造した。特に、現像プロセ
スにおいては、トナー引出し部のドクター・ブレードを
弾性ブレードとして、スリーブに押しあてる型とした。

表−１に用いられている用語を説明する。

静嵩密度＝　「タップデンサーＫ　Ｙ　Ｔ　−２０００
型」（（株）セイシン企業製）の直径２８ｍｍ、内容積
ｉｏｏ。

１の容器に１００メツシユの篩を通してトナーを疎充填
し、この時のトナー量を求めた。

耐久性二目視による画像評価において、画像濃度、画像
カブリ、クリーニング不良、現像剤の引き出し不良等に
より、実用上に耐えられないと判断したときのランニン
グ枚数で判定した。

（以下余白） 表−１より明らかなように、本発明のトナーはランニン
グによる画質、耐久性の低下がなく、静嵩密度も適切な
値を示している。

表面改質処理装置により、球形化処理を行なっていない
樹脂粒子Ａと、ｍｌ！力を主体的とする機械的エネルギ
を繰り返し付与したのではなく、熱風により球形化処理
を行なった比較例用トナーは。

ランニングにより画質、耐久性が劣る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる表面処理装置の一例の構造を示
す断面図、第２図は本発明の現像方法の実施に用いるこ
とができる現像システムを構成する現像装置の一例を示
す説明図、第３図は本発明に用いる表面処理装置の他の
例の構造を示す説明図である。 １１・・・原料投入弁　　１２・・・原料投入シュート
１３・・・製品排出弁　　１４・・・製品排出シュート
１５・・・回転盤　　　　１６・・・ブレード１７・・
・ステーター　　１８・・・リサイクル用配管１９・・
・ジャケット ２１・・・高温計 ３１・・・現像スリーブ ３３・・・規制ブレード ３５・・・現像剤溜り ３７・・・ホッパー ３９・・・バイアス電源 ４４・・・現像空間 ２０・・・ケーシング ３０・・・光潜像担持体 ３２・・・マブネットロール ３４・・・スクレーパー ３６・・・撹拌スクリュー ３８・・・供給ローラ ４２・・・現像剤 出願人　口　　二　カ　株式会社 代理人　弁理士　三　品　合力（外２名）第 図 ３７ホーバー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気相中において、樹脂粉末を衝撃力を主体とする機
   械的エネルギを繰り返し付与することにより、球形化処
   理した静電像現像用トナーであって、 現像剤担持体上に、薄層塗布する形式の電子写真記録装
   置の現像剤として使用することを特徴とする静電像現像
   用トナー。 ２、気相中において、樹脂粉末を衝撃力を主体とする機
   械的エネルギを繰り返し付与することにより、球形化処
   理した静電像現像用トナーであって、 現像剤担持体上に、薄層塗布する形式の電子写真記録装
   置に用いられることを特徴とする静電像現像方法。 ３、静電像現像用トナーを、現像剤担持体上に薄層塗布
   させる手段と、光潜像担持体に搬送する手段とを含んで
   構成されるものである静電像現像用システムであって、 気相中において、樹脂粉末を衝撃力を主体とする機械的
   エネルギを繰り返し付与することにより、球形化処理し
   た静電像現像用トナーを用いる静電像現像用システム。 ４、樹脂粉末に、磁性成分を含有させた請求項１記載の
   静電像現像用トナー、請求項２記載の静電像現像方法、
   または、請求項３記載の静電像現像用システム。