JPH04225368A

JPH04225368A - 非磁性一成分現像方法

Info

Publication number: JPH04225368A
Application number: JP2407461A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takezawa; 敏竹澤; Yoshimichi Katagiri; 善道片桐; Yasushige Nakamura; 安成中村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-08-14

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、電子
写真プリンタなどに用いられる非磁性一成分現像方法に
関する。電子写真法としては米国特許第２２９７６９１
号などに記載された方式が周知である。これは、一般に
は光導電性絶縁体（フォトコンドラムなど）を利用し、
コロナ放電などにより該光導電性絶縁体上に一様な静電
荷を与え、様々な手段により該光導電性絶縁体上に光像
を照射することによって静電潜像を形成し、次いで、該
潜像をトナーと呼ばれる微粉末を用いて現像可視化し、
必要に応じて紙等にトナー画像を転写した後、加圧、加
熱、溶剤、蒸気、光等により該トナー画像を溶融させて
紙等に定着させ、印刷物を得るものである。

【０００２】これらの静電潜像を現像するトナーとして
は、従来より天然または合成高分子物質よりなるバイン
ダー樹脂中に染料、カーボンブラックなどの着色剤等を
分散させたものを１〜３０μｍ程度に微粉砕した粒子が
用いられる。かかるトナーは通常、トナー単体もしくは
鉄粉、ガラスビーズなどの担体物質（キャリア）と混合
され、静電潜像の現像に用いられる。

【０００３】トナー単体で現像に供せられる場合（一成
分現像方法）、磁性一成分現像法ではトナーは通常磁性
粉を含有しており、該トナーは現像装置の壁面やブレー
ドやマグネットロールなどの現像装置内の部材と摩擦さ
れることにより摩擦帯電し、さらに、該マグネットロー
ルの磁力により、該マグネットロール上に保持され、該
マグネットロールが回転することによりトナーが光導電
性絶縁体上の潜像部分に運ばれ、帯電したトナーのみが
電気的吸引力により潜像に付着することによって現像が
行われる。

【０００４】非磁性一成分現像法では、トナーは二成分
現像方法用のものとかわりなく、層厚規制ブレードや現
像器内の各部材と摩擦帯電されたトナーは現像ローラに
よって運搬され、光導電性絶縁体上の潜像部分と接触さ
せることによって可視像を形成する。キャリアとトナー
を混合して用いる場合（二成分現像方法）、トナーとキ
ャリアとからなる現像剤は現像装置内で混合撹拌される
ことにより摩擦帯電し、トナーがキャリアに担持された
状態で光導電性絶縁体上の潜像部分に運ばれ、帯電した
トナーのみが電気的吸引力により選択的に潜像に付着す
ることによって現像が行われる。

【０００５】この場合、通常キャリアとしては鉄粉もし
くは他の強磁性体粒子を用いることが多く、この場合、
該磁性体粒子が現像装置内のマグネットロールにより保
持され磁気ブラシを形成し、該マグネットロールが回転
することにより磁気ブラシが光導電性絶縁体上の潜像部
分に運ばれることにより潜像部分へのトナーの運搬が行
われる。

【０００６】

【従来の技術】電子写真複写機、電子写真プリンタは、
一様に帯電させた感光体表面にレーザー光により光を形
成する画像情報に応じて露光し、静電潜像を形成した後
、帯電した現像剤を現像剤担持体によって感光体との接
触部に搬送し、静電潜像上に現像剤を電気的な力によっ
て付着させ可視画像化、すなわち、現像する。このトナ
ーの可視像を記録紙に電気的な力によって写し取った後
、熱、圧力、光等によって固定し、コピーや印字を得て
いる。

【０００７】一成分系現像器では、従来図２に示すよう
な層厚規制ブレード６を用いて、現像剤担持体３に付着
させる現像剤量を規制しており、トナー１としてはスチ
レン−アクリル等の樹脂を用いた粉砕トナーを用いてい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図２に示す
ように、非磁性一成分現像方式では現像剤に帯電を付与
する層厚規制ブレード６と現像剤とは強力に摩擦帯電さ
せるため、トナー１が摩耗し、層厚規制ブレード６上に
トナー融着１５を起こす。このため、連続印刷に伴い、
この融着量は部分的に増加し、層厚規制ブレード上でト
ナーが帯電されにくい部分が生じ、画像上に印字むら（
『黒すじ』や『白すじ』）を生じるという問題があった
。

【０００９】本発明は、連続印刷を行っても印字品位が
高く、画像変化を起こさない非磁性一成分現像方法用ト
ナーを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】一般に、トナーのバイン
タ樹脂としては、スチレン−アクリル樹脂を用いている
。この樹脂を用いて粉砕法によって製造したトナーは形
状が不定形となり、トナーの形状は凸部が多いものとな
る。非磁性一成分現像法では、層厚規制ブレートとの強
力な摩擦によって瞬時に帯電させるため、二成分法にく
らべ、トナーにかかる圧力は非常に大きくなる。

【００１１】この摩擦力によってトナーは凸部分から摩
耗され、トナーは凸部が多く接触面積が広いこともあっ
て、層厚規制ブレードや現像ローラに融着しやすくなっ
ている。連続印刷に伴いこの融着量が増えるため、トナ
ーが摩擦帯電されなくなり、無帯電トナーが増加し、か
ぶり等により印字品位が劣化することが大きな問題点と
なっていた。

【００１２】そこで、本発明者らは、現像剤を摩擦帯電
すると共に、現像剤の層厚を規制する層厚規制ブレード
を持つ非磁性一成分現像方式において、現像剤として懸
濁重合法により得られた真球状トナーを用いることによ
り本発明を成すに至った。本発明は、潜像担持体に対し
て現像剤担持体によって搬送される現像剤を層厚規制部
材により摩擦帯電するとともに層厚を規制して現像を行
う非磁性一成分現像方法において、前記現像剤として懸
濁重合法により得られた真球状トナーを用いるものであ
る。

【００１３】本発明において用いられるモノマは当然ス
チレン−アクリルに限定されるものではなく、一分子中
にエチレン性不飽和結合を一つ有するモノマであればよ
い。例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチ
ルスチレン、ｐ−メチルスチレン、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、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−ｔ
ｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ
−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、
ｐ−ｎ−ドデシルイチレン等のスチレンおよびその誘導
体、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等
のエチレン不飽和モノオレフィン類、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン
化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾ
イル酸ビニル等のビニルエステル類、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−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α−メ
チレン脂肪酸モノカルボン酸エステル類、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
リル酸イソブチル等のアクリル酸エステル類、ビニルメ
チルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチ
ルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン
、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン
等のビニルケトン類、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニル
カルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロ
リドン等のｎ−ビニル化合物、ビニルナフタリン類、ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド
等のアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体等がある、
これらは、単独もしくは混合して用いることができる。

【００１４】次に、重合開始剤としては、公知の熱重合
開始剤、例えば過硫酸カリウム等の過硫酸塩、アゾビス
イソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、メチ
ルエチルケトンパセーオキサイド、イソプロピルパーオ
キシカーボーネート等、さらにはレドックス系の開始剤
を使用しても重合を行わせることができる。また、光重
合開始剤としては、公知のどのような開始剤を用いても
よいが、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンジル、ベンゾフ
ェノン、３，３′，４，４′−テトラ−（ｔ−ブチルパ
ーキシカルボニル）ベンゾフェノン等を使用できる。通
常、これらの重合開始剤の使用量は、一般に重合性混合
物の重量の約０．０１〜１０％（より好ましくは０．０
５〜５重量％）で充分である。

【００１５】着色剤としては、公知の顔料、および染料
が使用できる。例えば、黒色顔料としては、チャネルブ
ラック、ファーネスブラック等があり、着色顔料として
は、カドミウムイエロー、ピラゾロンレッド、フタロシ
アニンブルーＢ、フタロシアニングリーン等がある。染
料としては、　Ｃ．Ｉダイレクトレッド１　、　Ｃ．Ｉ
ダイレクトブルー１　等がある。

【００１６】さらに、トナー原料成分の中には、必要に
応じて帯電制御剤、流動性改質剤等の添加剤を加えても
よい。これらの重合混合物の懸濁重合方法は、まずモノ
マ、重合開始剤、着色剤、帯電制御剤等の予備分散を行
う。そして、この予備分散を行った重合性開始剤を水等
の分散媒中にディスパーサーや超音波ホモジナイザによ
り分散懸濁させ撹拌を行いながら加熱、および／または
活性エネルギー光の照射を行いラジカル重合反応を行う
。この重合温度は５０℃以上、一般的には７０〜９０℃
の温度で行う。また、活性エネルギー光線とは単量体組
成物を硬化させることができる光線であり、可視光線（
レーザ光等）、紫外線または放射線（γ線等）等である
。また、その光源としては、キセノンランプ、アーク灯
、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯等がある。

【００１７】重合反応終了後、生成物を洗浄、濾過デカ
ンテーション等適当な方法により回収し、真球状のトナ
ーを得る。

【００１８】

【作用】鋭意研究の結果、真球状のトナーを用いること
により、トナーの層厚規制ブレードや現像ローラへの融
着が抑えられ、連続印刷によっても高印字品位を長期保
持することが可能となった。これは真球状トナーがその
形状から層厚規制ブレードとの接触面積が小さいこと、
転がりがよいこと等により、層厚規制ブレードとの強力
な摩擦帯電においても摩耗されにくいためであると思わ
れる。

【００１９】尚、本発明において、真球状トナーとはワ
ーデルの実用球形化度が０．９〜１．０のトナーを指す
。ワーデルの実用球形化度とは粒子の形状を表す一つの
方法であり、以下の式により定義される。ワーデルの実
用球形化度＝（粒子の投影面積と同じ面積の円の直径）
／（粒子の投影面に外接する円の直径）

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、これにより限定されるものではない。まず
、本発明の非磁性一成分現像方法を実施するための電子
写真記録装置を説明する。

【００２１】図１において、現像剤１を貯留する貯留手
段２と、現像剤１を現像領域を含む所定の循環経路に沿
って搬送する現像剤担持体３との間に、表面部に可堯材
が被着されたローラ状の現像剤回収手段４を現像剤担持
体３に接触するように設け、かつ現像剤担持体３と現像
剤回収手段４との間に、現像剤１が現像剤担持体３から
現像剤回収手段４に向う方向にバイアス電圧（以降、回
収バイアス、とする）を印加し、接触により機械的な回
収のみならず回収バイアスによる電気的な解収を行うこ
とによって安定かつ確実に現像担持体３上の機械的且つ
電気的な履歴を解消する。

【００２２】そこで新たに、現像剤担持体３に接触しつ
つ貯留手段２に貯留されている現像剤１を現像剤供給手
段５により現像剤担持体３に供給し、層厚規制部材６に
より機械的な摩擦により現像剤を帯電させ、帯電トナー
層を現像剤担持体３上に形成し、その層厚を所望の厚さ
に規制した後現像領域に搬送し現像を行う。７は潜像担
持体であり、表面に形成された潜像を現像部に搬送し、
できた現像剤１の像を記録用紙１４に転写する位置に搬
送するものである。この潜像担持体７には、潜像形成方
法によって光導電材料である感光体（有機感光体、セレ
ン系感光体、アモルファスシリコン感光体等）絶縁体等
を用いることができる。

【００２３】また、ここで用いる現像剤担持体３は３〜
２０μｍの気孔を持つ多孔質ポリウレタンで形成し、１
０μｍ前後のトナーが侵入しないようにした。多孔質の
状態が、それぞれ連続する連泡状態においても、気孔の
大きさを２０μｍ以下にするとトナーが、気孔内で互い
に支え合い侵入しないことが確認された。また、２０μ
ｍ以上の気孔になると、単泡にすればトナーの侵入を防
ぐことはできるが、凹部において、潜像と導電体（この
場合スポンジ自身）の距離が離れ、その部分のトナーに
現像バイアスがかからなくなり、スポンジの凹部に応じ
た低濃度部が印字に表れる。従って、気孔部は、２０μ
ｍ以下の大きさが望ましい。又、スポンジの体積抵抗は
１０４　〜１０１０Ωｃｍの範囲が望ましく電気抵抗値
が低くなると、層厚規制部材６へ大電流が流れ込みジュ
ール熱が発生し、現像剤担持体３が焼損する。また、現
像剤担持体表面硬度はアスカーＣ硬度計で５０°以下と
した。

【００２４】なお、図中、８は露光装置、９は前帯電器
、１０はクリーナユニット、１１は除電ランプ、１２は
定着装置、１３は転写器である。次に、下記の単量体、
着色剤、開始剤およびワックスを準備した。モノマ　　スチレン（和光純薬製）　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　９０重量部　　ブチルアクリレート（和光純薬製）　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１０重量部　　ｎ−ブチルメタクリレート（和光純
薬製）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　５重量部着色剤　　カーボンブラック（１５０Ｔ，デグザ社製）　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２重量部　　
アゾクロム染料（Ｓ：３４，オリエント社製）　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２重量部熱重合開始
剤　　ベンゾイルパーオキサイド　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．
２重量部油溶性光重合開始剤　　４，４′−　ジデシロキシベンゾイン（緑化学社製
）　　　　　　　　　　　　　　　　０．２重量部　　２−（２−　ヒドロキシ−５−　メトキシ）ベンゾ
ブェノン（緑化学社製）０．２重量部外添剤　　疎水性シリカ　　Ｈ−２０００（ヘキスト社製）　
　　　　　　　　　　　　　　　０．３重量部上記単量
体、着色剤、開始剤、およびワックスをディスパーサー
（ヤマト科学製）を用い、３分間撹拌し単量体組成物を
調整した。

【００２５】次に、分散剤としてポリビニルアルコール
（和光純薬製）０．０２％入りの蒸留水５００重量部中
にこの単量体組成物を入れ、室温（２０度）でディスパ
ーサー（４，０００ｒ．ｐ．ｍ）を用いて３分間撹拌し
た。その後ディスパーサーをスリーワンモーターに変え
、１００ｒ．ｐ．ｍにて撹拌しながら６０℃に加熱し、
２００Ｗ／インチの高圧水銀灯を用いて、液面から１０
ｃｍの距離で１５分間紫外線を照射し、完全に単量体組
成物を重合させた。次に、水に分散した生成トナーを遠
心分離し、ろ別した。

【００２６】このトナーをｐＨが８以下になるまで水洗
を繰り返し、平均粒径１０〜１２μｍの真球形トナーを
得た。このトナーに流動性改質剤として疎水性シリカを
０．３重量部添加した。尚、このトナーのワーデルの球
形化度は０．９２であった。ワーデルの球形化度の決定
は、トナーのＳＥＭ写真から任意に２００個のトナーを
抜き出し、外接円の直径と投影面に等しい円の直径を目
測により測定し、前記の式に代入して求めた。

【００２７】このトナー２００ｇを前記装置（２０枚／
分）に搭載し、連続印字テストを行い印字品位、層厚規
制ブレードへのフィルミングの有無、および現像剤担持
体上のトナーの粒径分布の変化を調べた。結果、１０万
枚の連続印字後も印字品位、摩擦帯電部材のフィルミン
グ、トナーの粒径分布には全く問題なかった。

【００２８】また、印字、画像に『白すじ』『黒すじ』
も表れなかった。比較例バインダ樹脂　　スチレン：ブチルアクリレート＝８：２８（Ｍｗ／
Ｍｎ＝４０，ＭＩ＝１５）　　　　９５重量部着色剤　　カーボンブラック（１５０Ｔ，デグザ社製）　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２重量部　　
アゾクロム染料（Ｓ：３４，オリエント社製）　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２重量部外添剤　　疎水性シリカ（Ｈ−２０００，ヘキスト社製）　　
　　　　　　　　　　　　　　０．３重量部バインダ樹
脂と着色剤を混合した後溶融混練し、得られた樹脂塊を
ロートプレックスにより粗粉砕した後、ジェットミル（
ＰＪＭ粉砕機、日本ニューマチック工業製）を用いて微
粉砕を行い、粉砕物を風力分級機（アルピネ社製）によ
り分級し、平均粒径１０〜１２μｍのトナーを得た。こ
のトナーに流動性改質として疎水性シリカを０．３重量
部添加し現像剤とした。

【００２９】尚、このトナーのワーデルの球形化度は０
．８５であった。このトナー２００ｇを前記装置（２０
枚／分）に搭載し、連続印刷試験を行った結果、層厚規
制ブレードには１０〜５０μｍのトナーの融着が確認さ
れ、印字サンプルにおいても『白すじ』『黒すじ』が表
れ、かぶりも増加し印字品質が初期と比べて大きく低下
した。また、トナーも５μｍ以下の微粉が増加し、粒径
分布がブロードとなった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、懸濁重合により得られた真球状トナーを用いるよう
にしたため、連続印刷においても層厚規制ブレードへの
トナーの融着が起こらず、印字品位が良く、画像変化が
生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真記録装置を示す図

【図２】従来の問題点を説明する説明図

【符号の説明】

１：現像剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２：貯留手段３：現像剤担持体　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　４：現像剤回収手段５：現像剤供給手段　　　　　　　　　　　　　　　　
　　６：層厚規制部材７：潜像担持体　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　８：露光装置９：前帯電器　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１０：クリーユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体に対して現像剤担持体によって
搬送される現像剤を層厚規制部材により摩擦帯電すると
ともに層厚を規制して現像を行う非磁性一成分現像方法
において、前記現像剤として懸濁重合法により得られた
真球状トナーを用いることを特徴とする非磁性一成分現
像方法。
【請求項２】前記トナーのワーデルの球形化度が０．９
〜１．０の間であることを特徴とする前記請求項１記載
の非磁性一成分現像方法。