JPH049862A - フルカラー画像形成方法 - 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、電子写真方式によるフルカラー画像形成に用
いられる画像形成方法に関する。

［従来の技術］ 電子写真用フルカラートナーは、基本的には、イエロー
トナー　マゼンタトナー　シアントナー及び必要に応じ
てブラックトナーとを組合せたものであり、特公昭４９
−４６９５１号公報、同５０−７７６号公報、同５３−
４７１７４号公報、同５３−４７１７５号公報、同５３
−４７１７６号公報等に記載されている。

また、従来多く用いられて来たトナーとキャリアを混合
するいわゆる二成分現像剤においては、凝集したトナー
の中にはキャリアと充分接触できず、所望の帯電量が得
られないものがあるため帯電量分布がブロードになり、
かぶりや飛散の原因となる。

また、トナー樹脂としてポジ帯電性の強いものを用いた
場合、チャージアップ現象を起して、現像剤担持体表面
を汚染する。このため画像濃度の低下又は現像剤担持体
表面と充分接触できないトナーが所望のＩＦ電量を得ら
れず、かぶり等を起こす問題が生じる。

凝集性を低下させるためには、流動性付与剤を添加する
方法もあるが、多量に添加した場合、環境安定性が悪化
したり、フルカラートナーに特に要求される定着性、透
明性等に悪影響を与えるため好ましくない。

特開昭５８−１１６５５９号公報に提案されている様に
キャリアを用いず、現像剤担持体に圧接されたブレード
により現像剤を現像剤担持体上に塗付する系においては
、上記の凝集トナーをほぐす効果が大きく、特にフルカ
ラートナーとの組合せにおいて有効である。しかし、特
に低融点、シャープメルトか要求されるフルカラートナ
ーにおいては、現像剤担持体上に融着等を発生する場合
もある。

これらの不都合を解決するために、現像剤担持体表面を
コートする方法があり、たとえは特開昭５７−６６４４
３公報、特開昭５８−１７８３８０号公報等が提案され
ているが、特に、非磁性一成分フルカラートナーを用い
た場合は不十分である。

一方、トナーとしては従来使用されている荷電制御剤で
は、有色のものが多く又、カラー用として開発された無
色の荷電制御剤についてもその透明性は不十分であり、
カラートナーとして満足するに至っていない。そこでト
ナーの結着樹脂に荷電制御性を有したものの使用が望ま
れてきた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上記の如き問題点を解決した画像形成
方法を提供するものである。

即ち、本発明の目的は、画像濃度が高く、細線再現性、
ハイライト階調性のすぐれた画像形成方法を提供するも
のである。

ざらに本発明の目的は、長時間の使用でも性能の変化の
ない画像形成方法を提供するものである。

［課題を解決するための手段及び作用コ前記目的を達成
するため、本発明者らが鋭意検討を行った結果、原稿画
像を色分解し、潜像保持体上に各色ごとに潜像を形成し
、該潜像保持体とこれに対向する現像剤担持体との現像
領域で潜像を非磁性一成分カラートナーで現像するフル
カラー画像形成方法において、■該現像剤担持体にトナ
ーを供給するための供給ローラーと、該供給ローラーの
下流側に設けられた現像剤塗付ブレードとが該現像剤担
持体に圧接されており、［２］かつ該非磁性一成分カラ
ートナーの樹脂がアミノアクリル単量体とスチレンある
いはスチレン−アクリルとの共重合体を少なくとも一種
以上含むことを特徴とするフルカラー画像形成方法を見
い出した。

更に、上記現像剤担持体の表面が少なくとも固体潤滑性
を有する微粒子を含有した樹脂層を有すし、上記潜像保
持体と現像剤担持体上のトチ−層表面との間に微小空隙
を形成しこの空隙に交番電場を印加し、上記非磁性カラ
ートナーの摩擦帯電電荷量か＋０．５〜＋４０μｃ／ｒ
ｎ２であるフルカラー画像形成方法に関する。

以下に詳細を述べる。

本発明に使用する非磁性フルカラートナーの特徴の一つ
は、摩擦ｆ電電荷量が＋０．５〜＋　４０μｃ／ｍ２（
好ましくは＋５〜＋２０μｃ／ｍ２）の範囲に存在する
ことにある。本発明においてトナーの摩擦帯電電荷量か
十〇、５μｃ／ｌｎ２未満であるとトナーがＩＦ電しに
くくなり、トナーの現像性を著しく損い、トナー飛散等
の悪影響を及ぼす。一方、＋４０μｃ／ｍ２を超えると
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困難となる。

なお、本発明における摩擦帯電電荷量の測定は、キャリ
アとしての酸化鉄粉（ＥＦＶ２００／３００　：日本鉄
粉社製）にトナーを３重量％混合し、これを４００メツ
シユの導体網にＮ２ガス１　ｋｇ／ｃｍ２で吹付け、ブ
ローオフ測定装置（丁Ｂ〜２００二東芝ケミカル社製）
で１分間測定した帯電量であり、これとＢＥＴ法を用い
る比表面積測定装置（オートソーブ１：漏洩アイオニク
ス社製）を使用しトナー表面積を求めることにより、算
出した。

本発明に使用される着色剤としては、公知の染顔料、例
えばフタロシアニンブルー、インダスレンブルー　ピー
コックブルー、パーマネントレット、レーキレッド、ロ
ーダミンレーキ、バンザイエロー、パーマネントイエロ
ー　ベンジンイエロー等広く使用することができる。そ
の含有量としては、ＯＨＰフィルムの透過性に対し敏感
に反映するよう結着樹脂１００重量部に対して１２重量
部以下であり、好ましくは０．５〜９重量部である。

本発明に係るトナーには、流動性を安定させるために流
動性付与剤を添加してもよい。

流動性付与剤としては、以下のものが挙げられるが必ず
しもこれに限定されるものではない。例えば、ＡＮ２０
３．　ＴｌＯ２，ＧｅＯ２，２ｒ０２．５Ｃ２０ｓ、　
ＨｆＯ２等の金属酸化物や、ＳＩＣ，Ｔｉｃ、　ＬＣ等
の炭化物及び、Ｓｉ３Ｎ４．　Ｇｅ３Ｎ４等の窒化物か
あり、この中でも、Ａｐ、０．、　ＴｌＯ２，５Ｃ２０
３，ＺｒＯ，、Ｇｅｍ２．　）ｌｆ０２を、トナーに対
して２重■％以下添加することで無色或は白色であると
いう点においてカラートナー用に用いた場合、色彩に悪
影響を与えず好適である。

本発明のトナーには必要に応じてトナーの特性を損ねな
い範囲で他の添加剤を混合してもよく、例えば、テフロ
ン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデンの如き滑
剤、あるいは低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロ
ピレンの如き定着助剤等である。

本発明に使用される非磁性一成分フルカラートナーの樹
脂としては、次のようなモノマーより構成されるものが
あげられる。例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジ−ｎ−
プロピルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノ
エチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレー
ト、モノメチルアミノエチルアクリレート、千ノエチル
アミノエチルメタクリレートなどがあり、これらのモノ
マーとスチレン樹脂あるいはスチレン−アクリル樹脂と
共重合させたものが使用される。さらには、上記樹脂を
少なくとも一種以上を他の樹脂と混合させて使用しても
よい。

本発明のトナーの製造にあたっては、熱ロール、ニーダ
−、エクストルーダー等の熱混練機によって構成材料を
良く混練した後、機械的な粉砕、分級によって得る方法
、或は結着樹脂溶液中に着色剤等の材料を分散した後、
噴露乾燥することにより得る方法、又は、結着樹脂を構
成すぺぎ単量体に所定材料を混合した後、この乳化懸濁
液を重合させることによりトナーを得る重合トナー製造
法等それぞれの方法が応用できる。

次に本発明に使用される画像形成装置の一例を説明する
が、必ずしもこれに限定されるものではない。第１図に
、潜像保持体上に形成された静電像を現像する装置を示
す。１は潜像保持体であり、潜像形成は図示しない電子
写真プロセス手段又は静電記録手段により成される。２
は現像剤担持体であり、アルミニウムあるいはステンレ
スからなる非磁性スリーブからなる。非磁性一成分カラ
ートナーは、ホッパー３に貯蔵されており、供給ローラ
ー４により現像剤担持体上へ供給される。なお供給ロー
ラー４は現像後の現像剤担持体上のトナーのはぎ取りも
行っている。現像剤担持体上に供給されたトナーは現像
剤塗付プレート５によって均一かつ薄層に塗付される。

現像剤塗付プレートと現像剤担持体との当接圧力は、ス
リーブ母線方向の線圧として、３〜２５０ｇ／ｃｍ　、
好ましくは１０〜１２０ｇ／ｃｍが有効である。当接圧
力か３ｇ／ｃｍより小さい場合、トナーの均一塗付が困
難になり、トナーの帯電量分布かブロードになり、カブ
リや飛散の原因となる。また当接圧力が２５０ｇ／ｃｍ
を超えると、トナーに大きな圧力がかかるため、トナー
同士が凝集したり、あるいは粉砕されてしまうため好ま
しくない。当接圧力を３〜２５ｏｇ／ａｍに調整するこ
とでトナー特有の凝集をはぐすことが可能になり、また
トナーの帯電量を瞬時に立ち上げることが可能になる。

現像剤塗付ブレードは、所望の極性にトナーを！Ｆ電す
るに適した摩擦帯電系列の材質のものを用いることが好
ましい。例えば、トナーを正に帯電させるためには、エ
チレンプロピレンゴム、弗素ゴム、天然ゴム、ポリクロ
ロブタジェン、ポリイソプレン、Ｎ、Ｂ、Ｒ、負にＩＦ
電させるためには、シリコンゴム、ポリウレタン、スチ
レンブタジェンゴムといったものをブレードとして用い
れば、トナーの摩擦帯電効率はより高くなる。またブレ
ードとして、摩擦帯電列において適当に選択された導電
性ゴムを使用した場合、トナーが過剰に摩擦ｆ′！する
のを防ぐことができる。

この様に現像剤担持体に圧接された塗付ブレードにより
トナーを帯電させる方法は、従来の様にキャリアを用い
る必要がなく、システムを小型化できる等のメリットが
多い。しかし定着溶融時のトナーの混色のための低融点
、シャープメルトといったフルカラートナー特有の性能
に対し、上記現像方法は、トナーの電荷付与と、トナー
への負荷のかかり方のラチチュードが狭く、現像担持体
上へのトナー融着等の不都合を起す可能性がある。また
トナーによるスリーブ汚染の可能性もある。

これを解決するために現像スリーブ近傍のチャージアッ
プした微粉トナーあるいは融着した物質を何らかの方法
で除去すればよいと考えた。

この方法としてはスリーブ表面に固体潤滑性を有する樹
脂層をもうけ、チャージアップした微粉や融着した物質
を除去でき、スリーブ近傍でのトナーのスムーズな入れ
かわりを可能とした。

又、固体潤滑性を有する微粒子以外にチャージアップし
たトナーの微粉の電荷をリークする目的で導電性微粒子
、半導電性の金属酸化物等同時に樹脂層中に含有しても
よく、樹脂層の体積固有抵抗を１０５Ω以下とする方法
もあるが、この場合には抵抗を１０’ｃｍ以下とするの
が好ましく、この場合でも固体潤滑性を有する微粒子と
同時に樹脂層に含有することが必要である。

本発明の固体潤滑剤としては黒鉛、フッ化黒鉛、二硫化
モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、窒化ケ
イ素、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、−酸化鉛、
三酸化モリブデン等が用いられ、結晶性を有し、トナー
に対しては摩擦帯電が比較的小さいものが好ましい。特
に結晶性グラファイトがよい。

本発明におけるスリーブ表面への樹脂層を形成させる方
法に関して述べる。

一般的な被膜の形成方法としてはディッピング法、スプ
レー法、ロールコーティング法、カーテンコート法、ス
パッタ法等があり、特に本発明のコートを施すにはディ
ッピング法、スプレー法が優れている。

具体的には、スプレー法においては溶剤中に固形分とし
ての被膜用樹脂を溶解し、さらに固体潤滑性を有する微
粒子等の内容物をガラスピーズと混合しペイントシェー
カーで分散した後、ナイロン製のメツシュ等でろ過して
塗料化し、これをエアースプレー法でスリーブ円筒に均
一の厚さになるよう付着させ昇温乾燥する。

樹脂層の厚さは０．５〜３．０μとすることか性能上、
製造上からも好ましい。

また、本発明に使用する固体潤滑性を有する粒子は、粒
径的には０．５μｍ〜１０μｍのものがよい。

被膜形成高分子材料は、例えば、スチレン系樹脂、ビニ
ル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹
脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等の熱
可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキ
ッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等
の熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂等を使用すること
ができる。中でもシリコーン樹脂、フッ素樹脂のような
離型性のあるもの、あるいはポリエーテルスルホン、ポ
リカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミ
ド、フェノール、ポリエステル、ポリウレタン、スチレ
ン系樹脂のような機械的性質に優れたものがより好まし
い。

なお、本発明で提案した、ブレードにより現像剤担持体
上にトナーを薄層コートする系においては、充分な画像
濃度を得るために、現像剤担持体上のトナー層の厚さを
現像剤担持体と潜像保持体との対向空隙長よりも小さく
し、この空隙に交番電場を印加することが好ましい。

すなわち、第１図に示すバイアス電源６により、現像剤
担持体と潜像保持体間に交番電場又は交番電場に直流電
場を重畳した現像バイアスを印加することにより、現像
剤担持体上から潜像保持体上へのトナーの移動を容易に
し、さらに良質の画像を得ることができる。

［実施例］ 以下に実施例をもって詳細に説明する。「部」は「重量
部」を意味する。

を２軸式の押出機によって溶融混練し、冷却後ハンマー
ミルを用いて約１〜２ｍｍ程度に粗粉砕し、次いでエア
ージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに風
力分級機を用いて分級し、体積平均粒径１２．０μｍの
トナー粒子を得た。さらに上記樹脂粒子１００部に対し
ポジ；を電性コロイダルシリカ１．０部を外添しシアン
トナーを得た。

得られたトナーの摩擦ｆ電電荷量は＋ＩＬＤμｃ／ｍ２
であフた。

また上託処方中、フタロシアニン顔料を、ローダミン顔
料、　Ｃ，１，ピグメントイエロー１７．カーホンブラ
ックに変えた以外は同様にして、マゼンタトナー、イエ
ロートナー　ブラックトナーを得た。

これらのトナーを用いて、市販のフルカラー複写機（カ
ラーレーザーコピア５００．キャノン製）の現像装置を
第１図の構成になる様に改造し、画出しを行った。

第１図において、１はポジ帯電性のアモルファスシリコ
ンドラム、２はアルミニウム製の円筒の表面に結晶性グ
ラファイトを４５部分散させたポリエステル樹脂をコー
トしたスリーブ（コート層厚１０μｍ）である。４はウ
レタン製スポンジローラー。現像剤塗付ブレード５は現
像剤担持体上に線圧５５ｇ／ｃｍで当接されている。ま
た現像条件は、暗部＋５００Ｖ、明部＋４００　Ｖの潜
像に対し、現像剤担持体と潜像保持体との間隙を２５０
μｍに保ち、トナー層厚を５０μｍに規制し現像剤担持
体に１．２ｋＶ、ｐ、　１．８ｋＨｚの交番電場と直流
電場を重畳した現像バイアスを印加して１５℃／１０％
、２３℃／６０％、３０℃／８０％の各環境下で１００
００枚の耐久試験を行った。

その結果、スリーブ汚染及びスリーブ融着は全く見られ
ず各環境下とも画像濃度１４０〜１．４８と安定でカブ
リも全くない鮮明な画像が得られた。

比較例１ 実施例１と同じトナーを用い、第１図におけるスリーブ
２を表面コートしないものに変えた以外実施例１と全く
同様のカラー複写機によって１５℃／１０％、２３℃／
６０％、３０℃／８０％の各環境下で１００００枚の耐
久試験を行った。

その結果、１５℃／１０％の環境下ではスリーブ汚染が
発生したため、初期１．５あった画像濃度が耐久３００
０枚後には濃度１．０まで下ってしまった。また３０℃
／８０％の環境では耐久２５００枚後にスリーブ融着が
発生した。

実施例２ にフタロシアニン顔料、ローダミン顔料、　Ｃ，Ｉピグ
メントイエロー１７．カーボンブラックをそれぞれ４部
加え実施例１と同様にして４色の現像剤含有平均体積粒
径約１２μｍの粒子を得た。

上記着色剤含有粒子１００部に０．８部のポジｆ電性コ
ロイダルシリカを外添して、シアントナーマゼンタトナ
ー、イエロートナー　ブラックトナーを得た。得られた
トナーの摩擦帯電電荷量は＋　２４．０μｃ／＋ｎ２で
あった。

これらのトナーを用いて実施例１と同様に画出しを行っ
た。１５℃／１０％、２３℃／６０％、３０℃／８０％
の各環境下で１００００枚の耐久試験を行った結果、各
環境ともスリーブ汚染及びスリーブ融着は全く見られず
、画像濃度１．５０〜１．５５と安定で、カブリも全く
ない鮮明な画像が得られた。

比較例２ 実施例２と同じトナーを用い、第１図におけるスリーブ
２をカーボン４５部を分散したポリ塩化ビニル樹脂でコ
ートした以外実施例２と全く同様のカラー複写機によっ
て実施例２と同様の耐久試験を行った。

その結果、３０℃／８０％の環境下でスリーブ融着が発
生した。

夫五■ユ 実施例２においてスリーブ２の表面をチッ化ホウ素を４
０部分散させたポリ塩化ビニル樹脂でコートした以外は
実施例２と同様にして画圧しを行ったところ、各環境と
もスリーブ汚染及びスリーブ融着は全く見られず、画像
濃度は１．４５〜１．５５と安定で、カブリも全くない
鮮明な画像が得られた。

比較例３ 実施例１のトナー樹脂として、スチレン−ジエチルアミ
ノメタクリレート共重合体（共重合比８４　：　１６）
にしたのみ以外は、同様にして体積平均粒径１０，８μ
田、摩擦帯電量４３μｃ／ｍ２のトナーを得た。

このトナーを用い実施例１と同様画出し評価を行った。

この結果、初期より画像濃度は低いものとなり、カブリ
、トナー飛散等が生じた。

［発明の効果］ 本発明によれば、スリーブ汚染がなく、長時間の使用で
も性能の変化がなく、十分な画像濃度細線再現性及びハ
イライト階調性を示す画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に好適な現像装置の概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原稿画像を色分解し、潜像保持体上に各色ごとに潜
   像を形成し、該潜像保持体とこれに対向する現像剤担持
   体との現像領域で潜像を非磁性一成分カラートナーで現
   像するフルカラー画像形成方法において、［１］該現像
   剤担持体にトナーを供給するための供給ローラーと、該
   供給ローラーの下流側に設けられた現像剤塗付ブレード
   とが該現像剤担持体に圧接されており、［２］かつ該非
   磁性一成分カラートナーの樹脂がアミノアクリル単量体
   とスチレンあるいはスチレン−アクリルとの共重合体を
   少なくとも一種以上含むことを特徴とするフルカラー画
   像形成方法。 ２）上記現像剤担持体の表面が少なくとも固体潤滑性を
   有する微粒子を含有した樹脂層を有することを特徴とす
   る請求項（１）に記載のフルカラー画像形成方法。 ３）上記潜像保持体と現像剤担持体上のトナー層表面と
   の間に微小空隙を形成し、この空隙に交番電場を印加す
   ることを特徴とする請求項（１）又は（２）に記載のフ
   ルカラー画像形成方法。 ４）上記非磁性カラートナーの摩擦帯電電荷量が＋０．
   ５〜＋４０μｃ／ｍ＾２であることを特徴とする請求項
   （１）乃至（３）のいずれかに記載のフルカラー画像形
   成方法。