JPH05216274A - 現像剤とこの現像剤を用いる現像装置並びにこの現像剤を製造する製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】新規で優れた現像剤により、安定した画像を得
る。 【構成】トナー１１の表面をブレ−ド９と摩擦帯電する
ことにより、所定の極性に帯電する第１の表面領域と、
ブレ−ド９と接触しても実質的に摩擦帯電しない第２の
表面領域の二種類の領域で構成することで、トナー１１
の帯電できる量を限定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置などの感光体ドラム上の静電潜像に接触して現像
する現像剤と、この現像剤を用いる現像装置並びにこの
現像剤の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像を可視化する現像方式として、
現在、電子写真方式、静電記録方式などが広く利用され
ている。そのなかでも、トナーと呼ばれる着色粒子と、
キャリアと呼ばれる磁性粒子を混合し、このトナーに電
荷を与え、磁気力によりトナーとキャリアの混合である
現像剤を搬送し、静電気的な力により静電潜像を現像す
る２成分現像方式が主流となっている。

【０００３】しかしながら、この２成分現像方式は、現
像器が大きくなってしまうとともに、トナーとキャリア
の混合比をコントロールする必要があり、制御系が複雑
化する。

【０００４】そこで、最近は、小型複写機や小型プリン
タにおいては、キャリアを必要としない１成分現像が主
流になりつつある。その中でも、磁石を現像器内に持た
ない非磁性１成分現像は、現像器の小型軽量化、低価格
化に有利である。

【０００５】この様な現像方式において、弾性ローラを
現像ローラとして用いると、静電潜像保持部材を（電子
写真でいえば、感光体）と接触させても静電潜像保持部
材を破損することがない。このように、現像ローラと静
電潜像保持部材を接触させることにより、現像電極を静
電潜像に近づけることになり、文字やライン画像のシャ
ープネスが向上し高画質な現像を行なうことができる。

【０００６】このような現像方法において現像電極と静
電潜像の距離はトナーの粒子径によって主に決定される
ことになり、現像電極を静電潜像に近づけることはトナ
ー粒径を小さくすることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
粒子径を小さくすることは帯電面積を大きくすることに
なりトナーの帯電量を上昇させ、逆に画像濃度を低下さ
せてしまう。

【０００８】そこで、本発明は粒径を小さくしても帯電
量を上昇することのない現像剤と、この現像剤を用いる
現像装置並びにこの現像剤の製造方法提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記問題点
を解決するため、 保持部材上に保持されて帯電手段に
より帯電されたのち、被現像部に接触して現像する現像
剤において、前記帯電手段により所定の極性に帯電され
る第１の表面領域と、前記帯電手段により帯電より帯電
されない第２の表面領域とを備え、また、像を担持する
像担持体に対向して設けられ現像剤を収容する現像容器
と、この現像容器内に設けられ前記現像剤を前記像担持
体に供給する現像剤供給手段と、この現像剤供給手段に
より前記像担持体に供給される現像剤を摩擦帯電させる
帯電手段とを具備し、前記現像剤が前記帯電手段により
所定の極性に帯電される第１の表面領域と、前記帯電手
段により帯電されない第２の表面領域とからなり、さら
に、帯電手段により摩擦帯電されて像担持体に供給され
前記像担持体上の静電潜像を現像する現像剤の製造方法
において、重合法により母重合粒子と母重合粒子よりも
小さな子重合粒子を作り、前記母重合粒子の周りに子重
合粒子を付着させ、熱により融着することで、前記子重
合粒子の部分を前記帯電手段により所定の極性に帯電さ
れる第１の表面領域とし、前記母重合粒子の部分を前記
帯電手段により帯電されない第２の表面領域とする。

【００１０】

【作用】上記手段により、現像剤の表面における帯電可
能な表面領域を小さくし、現像剤が帯電される機会と量
を減らす。これにより、粒径が小さくても現像剤の帯電
量を低い値に押さえ、高い画像濃度を維持した高画質な
現像を可能とする。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例を参照し
て説明する。

【００１２】図１は電子写真装置に備えられる接触型一
成分現像装置を示すもので、図中１は現像容器である。
この現像容器１の前面部には開口部２が形成され、この
開口部２は周速７０mm／sec で矢印方向に回転する負帯
電の像担持体としての有機感光ドラム４に対向されてい
る。

【００１３】上記現像容器１の内底部には導電性と弾性
を有し周速１８０mm／sec で図中矢印の方向に回転する
現像剤供給手段としての現像ロ−ラ３が設けられ、この
現像ロ−ラ３は上記感光ドラム４に接触幅（現像ニッ
プ）約０．５mm〜４mmで接触している。

【００１４】現像ローラ３の金属シャフト３ａには１０
０ｋ〜５０ＭΩの保護抵抗を介して現像バイアス印加手
段１５が接続されている。現像バイアスは−２２０ｖ
で、感光体表面電位は（−）５５０ｖである。

【００１５】また、上記現像容器１内は仕切板６で前後
室７，８に仕切られている。前記前室７には帯電手段と
しての現像剤規制部材であるブレ−ド９が設けられ、後
室８にはミキサ−１０および現像剤としての非磁性トナ
−１１が収容されている。上記ブレード９は一成分系現
像層を形成し、この現像剤を感光体４と接触させて現像
を行う。

【００１６】また、上記現像容器１の内底部にはトナー
供給ローラ１２が設けられ、このトナー供給ローラ１２
は上記現像ローラ３と接触しており、接触部では現像ロ
ーラ３とは擦り合う方向に回転している。

【００１７】このトナー供給ローラ１２は、上記現像ロ
ーラ３に対しトナー１１の供給を行うとともに、現像さ
れずに現像ローラ３上に残存しているトナー１１の一部
を掻き落とす機能も兼ねている。上記ブレード９はブレ
ードホルダー１３、及びブレードホルダー１４により、
支点１５を中心に回転可能に保持されている。なお、本
発明では、負帯電の有機感光体ドラム４を用いた反転現
像であるため、トナー１１の帯電は負帯電である。

【００１８】しかして、現像時には、現像容器１内の非
磁性トナー１１がミキサー１０により、攪拌されつつト
ナー供給ローラ１２に送られ、このトナー供給ローラ１
２により、現像ローラ３にトナー１１が供給される。

【００１９】トナー供給ローラ１２により、現像ローラ
３上に供給されたトナーは、現像ローラ３と摩擦帯電
し、静電気的な力および物理的な力により、ブレード９
へと搬送されていく。現像ローラ３上のトナーは、ブレ
ード９により、通過量を規制されつつ、摩擦帯電により
帯電を付与される。

【００２０】ブレード９を通過した後のトナー１１は、
十分に帯電されており、かつ均一に層形成され、この層
形成されたトナ−１１は現像ロ−ラ３の回転により、感
光ドラム４に摺接し、現像することになる。この現像
後、現像ロ−ラ３上に残ったトナーは、リカバリーブレ
ード２１を通り抜け現像容器１内に戻る。

【００２１】ところで、上記トナー１１はその表面にブ
レ−ド９と摩擦帯電することにより所定の極性に帯電す
る第１の表面領域と、ブレ−ド９と接触しても実質的に
摩擦帯電しない第２の表面領域の二種類の領域で構成さ
れ、トナーの帯電できる量を限定している。

【００２２】上記トナ−１１の二種類の表面領域を作る
方法としては、重合法により母重合粒子と母重合粒子よ
りも小さな子重合粒子を作り、母重合粒子の周りに子重
合粒子を付着させ、熱により融着することで、小粒子の
部分を第１の表面領域、大粒子の部分を第２の表面領域
にする方法や、後処理工程でハイブリタイザーシステム
のように、機械的力によって、粒子表面に第１の表面領
域となる材料を付着させる方法などがある。

【００２３】第１の表面領域になる材質としては、一般
的なトナー材料を使うことができる。例えば重合法で製
造する場合に用いる重合性単量体としては、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−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、
ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、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
ンゾエ酸ビニルなど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などのα
−メチレン脂肪族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、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２−
エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル２−
クロルエチル、アクリル酸フェニルなどのアクリル酸エ
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などのビニルエーテル
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などのビニルケトン類；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−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニル化合
物；ビニルナフタリン類；アクリルニトリル、メタクリ
ロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸もしくは
メタクリル誘導体などのビニル系単量体がある。

【００２４】以上の単量体の重合に用いる重合開始剤と
しては、例えば、ベンゾイルペルオキシド、ジｔ−ブチ
ルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔ−ブチル
ヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、過硫
酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化アセチル、テ
トラメチルチウラムジスルフィド、アゾビスイソブチロ
ニトリル、アゾビスシクロヘキサンニトリル、フェニル
アゾトリフェニルメタン、トリエチルアルミニウム、ト
リメチルアルミニウム、エチルアルミニウムジクロリ
ド、ジエチルアルミニウムクロリド、四エチル鉛、ジエ
チル亜鉛、ジエチルカドミウム、テトラエチルスズ、四
塩化チタン、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩
化第２スズ、三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート、三
フッ化ホウ素、塩化亜鉛、五フッ化リン等を使用してモ
ノマーの重合を行なわせることができる。一般にはモノ
マーの重量の約０．５〜５％の開始剤で十分である。

【００２５】前記着色剤としては、例えばカーボンブラ
ック、ファーストイエローＧ、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ＦＢ、パーマネントボルドーＦ
ＲＲ、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Ｂ、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。その他着色性
を有する磁性粉や、ＣＣＡ（帯電制御剤）を着色剤とし
て用いることができる。ここでいう磁性粉とは、例えば
鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属粉末、もしく
は、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金
や化合物の粉末である。

【００２６】また、帯電制御剤としては、ニグロシン系
染料、第四級アンモニウム塩、アルキルアミド、アルコ
キシ化アミン、リン単体およびその化合物、タングステ
ン単体およびその化合物、モリブデン酸キレート顔料、
モノアゾ染料の金属錯塩、塩素化ポリオレフィン、塩素
化ポリエステル、ナフテン酸金属塩、脂肪酸の金属塩な
どを用いることができる。

【００２７】また、本発明には、分散、重合時に単量体
組成物の分散を促進するために界面活性剤を用いること
ができ、このような界面活性剤として例えばドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリ
ウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナト
リウム、アリル−アルキル−ポリエーテルスルホン酸ナ
トリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウ
ム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カ
プロン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイ
ン酸カルシウム、３，３−ジスルホンジフェニル尿素−
４，４−ジアゾービス−アミノ−８−ナフトール−６−
スルホン酸ナトリウム、オルトーカルボキシベンゼン−
アゾージメチルアニリン、２，２，５，５−テトラメチ
ル−トリフェニルメタン−４，４−ジアゾービス−β−
ナフトール−ジスルホン酸ナトリウム等がある。

【００２８】また、帯電手段としてのブレ−ド９は第１
の表面領域になる材料を所定の極性に帯電させる材質で
ある必要がある。例えば極性が負極性の場合にはポリメ
タクリレート、シリコン樹脂、エチルセルロース、フッ
素樹脂や、第１の表面領域よりも正帯電しやすい樹脂等
を使用するか、あるいは表面を上記材料でコーティング
してやる必要がある。第２の表面領域の材質は、ブレ−
ド９によって実質的に帯電されない材質であることが必
要となる。一番効果的なのはブレ−ド９の表面と同一の
材料を使用することである。次ぎに、上記トナ−１１の
製造方法について説明する。

【００２９】まず、スチレン８５部、エチルアミノアク
リレート１５部、アクリル酸３部のモノマー混合液を水
１００部、ノニオン乳化剤（エマルゲン９５０）１部、
アニオン乳化剤（ネオゲンＲ）１．５部、過硫酸カリウ
ム０．５部の水溶液混合物に添加し、攪拌下７０℃で８
時間乳化重合させ樹脂エマルジョンを得る。次に、この
樹脂エマルジョン１００部に対してカーボンブラック
（リーガル３３０Ｒ）５部をドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム０．１部を含んだ水中へ投入し、ジエチル
アミンを添加して、ＰＨを５．５に調整後、ナノマイザ
で分散させる。しかるのち、これを攪拌しながら、９０
℃に昇温し、過酸化水素水を３部加えて６時間重合し
て、重合粒子Ａを得る。次に、スチレン８５部、アクリ
ル酸ブチル１５部、アクリル酸３部のモノマー混合液を
水１００部、ノニオン乳化剤（エマルゲン９５０）１
部、アニオン乳化剤（ネオゲンＲ）１．５部、過硫酸カ
リウム０．５部の水溶液混合物に添加し、攪拌下７０℃
で８時間乳化重合させ樹脂エマルジョンを得る。次に、
この樹脂エマルジョン１００部に対してカーボンブラッ
ク（リーガル３３０Ｒ）５部、帯電制御剤（Ｆ８２）１
部をドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１部を
含んだ水中へ投入し、ジエチルアミンを添加して、ＰＨ
を５．５に調整後、ナノマイザで分散させる。しかるの
ち、これを攪拌しながら、９０℃に昇温し、過酸化水素
水を３部加えて１時間重合して、重合粒子Ｂを得る。重
合粒子Ａと重合粒子Ｂを体積比率１００：５０の割合で
混合し、徐々に９８℃まで昇温して６時間攪拌し、これ
を冷却、ろ過した後、４５℃で１０時間真空乾燥する。
こうして得られた粒子１００部に対してシリカ（Ｒ９７
２）を外添して、分級することにより最終的に体積平均
粒径６．５μｍのトナーを得る。このトナー粒子をＳＥ
Ｍ観察したところ、トナー表面上の粒子Ｂの材質が占め
る領域の場合は、２２％であった。

【００３０】また、このトナー粒子と、表面に上記粒子
Ａの材質をコートしたフェライト粒子とを混合して、ブ
ローオフ帯電測定装置（（株）東芝ケミカル 製）によ
り帯電量を測定したところ、−１０．２μＣ／ｇで、帯
電量分布も非常にシャープだった。この現像方法によっ
て印字試験を行ったところ、画像濃度１．４と高く高解
像度の安定した画像が得られる。

【００３１】なお、上記実施例において、重合粒子Ａと
重合粒子Ｂを混合する時の体積比率を変えて、トナー表
面上の粒子Ｂの材質が占める割合を変更してトナ−を製
造し、これらトナ−の帯電量と画像濃度を測定した結果
を示すと図２、図３に示す如くである。

【００３２】すなわち、トナ−表面上で粒子Ｂの材質が
占める割合が２０％〜６０％のときは帯電量が少なくて
画像濃度が高く、７５％〜１００％のときは帯電量が多
く、画像濃度が低くなる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、現像剤の
表面を帯電付与部材と摩擦帯電することにより所定の極
性に帯電する第１の表面領域と、帯電付与部材と接触し
ても実質的に摩擦帯電しない第２の表面領域の二種類の
領域で構成するから、帯電できる領域を小さくし現像剤
が帯電できる機会と量を減らして、粒径が小さくても個
々の現像剤の帯電量を低い値に押さえることができる。
これにより、高い画像濃度を維持した高画質な現像を行
なうことが出来るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である現像装置を示す概略的
構成図である。

【図２】図１の現像装置で用いられるトナ−においてブ
レ−ドと摩擦しても帯電しない粒子の量とトナ−の帯電
量との関係を示すグラフ図である。

【図３】図１の現像装置で用いられるトナ−においてブ
レ−ドと摩擦しても帯電しない粒子の量と画像濃度との
関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

４…感光ドラム（像担持体）、３…現像ローラ（現像剤
供給手段）、９…ブレード、（帯電手段）、１１…トナ
−（現像剤）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保持部材上に保持されて帯電手段により
   帯電されたのち、被現像部に接触して現像する現像剤に
   おいて、 前記帯電手段により所定の極性に帯電される第１の表面
   領域と、 前記帯電手段により帯電されない第２の表面領域と、を
   備えたことを特徴とする現像剤。
2. 【請求項２】 前記現像剤の総表面積に対する第１の表
   面領域の面積の割合が６０％以下である請求項１記載の
   現像剤。
3. 【請求項３】 像を担持する像担持体に対向して設けら
   れ現像剤を収容する現像容器と、 この現像容器内に設けられ前記現像剤を前記像担持体に
   供給する現像剤供給手段と、 この現像剤供給手段により前記像担持体に供給される現
   像剤を摩擦帯電させる帯電手段と、を具備し、 前記現像剤が前記帯電手段により所定の極性に帯電され
   る第１の表面領域と、 前記帯電手段により帯電されない第２の表面領域と、か
   らなることを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 前記帯電手段の材質が現像剤の第２の表
   面領域を構成する材質と同一である請求項１記載の現像
   装置。
5. 【請求項５】 帯電手段により摩擦帯電されて像担持体
   に供給され前記像担持体上の静電潜像を現像する現像剤
   の製造方法において、 重合法により母重合粒子と該母重合粒子よりも小さな子
   重合粒子を作り、前記母重合粒子の周りに前記子重合粒
   子を付着させ、熱により融着することで、前記子重合粒
   子の部分を前記帯電手段により所定の極性に帯電される
   第１の表面領域とし、前記母重合粒子の部分を前記帯電
   手段により帯電されない第２の表面領域とすることを特
   徴とする現像剤の製造方法。