JPH0561245A - 非磁性一成分現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長時間現像操作を続けても現像剤搬送部材上
に良好な現像剤薄層が形成され、現像剤層厚規制部材
や、現像剤搬送部材上への現像剤の融着を生じることの
ない非磁性一成分現像方法を提供する。 【構成】 接触型の非磁性一成分現像方法において、現
像剤が、主として結着剤樹脂と着色剤とからなる負極性
に荷電するトナー粒子の表面に、正極性に荷電する添加
剤微粒子を、トナー粒子１００重量部に対して０.０５
〜３重量部付着させた非磁性一成分現像剤である非磁性
一成分現像方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤搬送部材上に非
磁性現像剤の薄層を形成させて感光体上の静電潜像を現
像する非磁性一成分現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の静電潜像と非磁性トナー（以下ト
ナーともいう）を用いる静電潜像の現像方法には、トナ
ーおよびキャリアとからなる二成分現像剤を用いる方法
と、トナーのみからなる一成分現像剤を用いる方法とに
大別される。

【０００３】二成分現像剤を用いる方法は、比較的安定
した転写画像が得られるが、キャリアの劣化、トナーと
キャリアの混合比の変動などが生じ易いため、長期間に
わたる一定品質の画像を得ることは困難である。また複
写装置の維持管理が複雑であり、小型化し難いという欠
点がある。このため、この様な欠点を有しないトナーの
みからなる一成分現像剤を用いる現像方法が注目される
ようになってきた。

【０００４】一成分現像方法は、トナー搬送部材によっ
てトナーを搬送し、搬送されたトナーによって感光体上
に形成された静電潜像を顕像化する方法が一般的であ
る。トナー搬送部材表面で搬送されるトナーの層厚は薄
いことが望ましく、このため該部材表面上のトナー層の
厚さを規制するトナー層厚規制部材について種々の提案
がなされている。例えばドクターブレードをトナー搬送
部材に対置させ、該ブレードによりトナーの層厚を規制
しようとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなトナー搬送部材とトナー層厚規制部材とを具備す
る現像装置を用いて画像を形成すると、初期にはトナー
搬送部材上に良好なトナー薄層が形成され鮮明な画像を
得ることができるが、長時間使用すると地肌汚れや白ス
ジの入った画像が形成されるようになる。これは長時間
現像操作をすると、トナーとトナー層厚規制部材との摩
擦熱によりトナーが発熱、溶融し、これがトナー層厚規
制部材やトナー搬送部材上に部分的に融着し、均一な薄
層形成ができなくなり、また摩擦帯電も不均一となるた
め未帯電のトナーが増加し、これらにより地肌汚れや白
スジの入った画像が形成されるものと推定される。

【０００６】本発明の目的は、長時間現像操作を続けて
も現像剤搬送部材上に良好な現像剤薄層が形成される非
磁性一成分現像方法を提供するにある。本発明の他の目
的は、長時間現像操作を続けても現像剤層厚規制部材
や、現像剤搬送部材上への現像剤の融着を生じることの
ない非磁性一成分現像方法を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、現像剤を担持
して搬送する現像剤搬送部材と、該現像剤搬送部材に近
接または圧接するように設けられた現像剤層厚規制部材
とを少なくとも有する現像装置を用いて、該現像剤搬送
部材に現像剤を供給し、現像剤層厚規制部材により現像
剤搬送部材の表面に現像剤の薄層を形成すると共に現像
剤に電荷を与え、静電潜像を保持する保持体に現像剤の
薄層を接触させて静電潜像を現像し、ついで用紙に転写
する接触型の非磁性一成分現像方法において、該現像剤
が、主として結着剤樹脂と着色剤とからなる負極性に荷
電するトナー粒子の表面に、正極性に荷電する添加剤微
粒子を、トナー粒子１００重量部に対して０.０５〜３
重量部付着させた非磁性一成分現像剤である非磁性一成
分現像方法を提供する。

【０００８】本発明者らは、ある特定の添加剤をトナー
に付着させた現像剤を非磁性一成分現像方法に適用する
と、長時間現像操作を続けても現像剤の現像剤層厚規制
部材や現像剤搬送部材上への融着がなく、良質な画像が
連続して得られることを見いだし、本発明を完成した。

【０００９】以下本発明を図面に基づいて説明する。図
１は、本発明の接触型非磁性一成分現像方法で使用され
る現像装置の概略説明図である。１は静電潜像保持体で
ある円筒状感光体ドラム、２はホッパー、３は現像剤、
４は現像剤層厚規制部材であるドクターブレード、５は
現像剤搬送部材である表面に現像剤が担持された現像ロ
ール、６は現像剤供給ロール、７は撹拌機である。現像
剤層厚規制部材としては、ドクターブレードの他、現像
ロールと逆方向に回転させたロールであってもよく、一
般にはシリコンゴム等の合成ゴム系あるいは真ちゅう等
の金属板を材料とするものである。現像剤供給ロール６
は、現像ロール５との間に形成されたニップにより現像
剤を摩擦帯電して現像剤の現像ロール５表面への担持を
助ける作用をする。

【００１０】感光体ドラム１の上には、公知の電子写真
法により静電潜像が形成される。ホッパー２内には現像
剤３が収容されており、現像剤は、現像剤層厚規制部材
４により現像ロール５の表面に一定の層厚となるように
規制して担持され、感光体ドラム１に搬送される。現像
剤は、現像剤層厚規制部材であるドクターブレード４に
より現像ロール５上で一定厚さに規制される際に摩擦帯
電される。また現像剤層厚規制部材４を直流または交流
電源に接続し、現像剤搬送部材と現像剤層厚規制部材と
の間に電界を生ぜしめて現像剤を帯電せしめてもよい。
現像ロール５に担持された現像剤３は、該ロールの回転
により搬送されて、静電潜像を有する感光体ドラム１と
接触し、静電潜像を顕像化する。

【００１１】現像剤搬送部材は、現像ロール５および現
像剤供給ロール６を含み、かつ弾性を有する。該ロール
５は、バイアス電圧が印加できるように導電性の材料か
ら形成されるか、または導電性層を表面に形成したもの
であってもよい。該ロール５は、シリコンゴム等の各種
ゴム、スポンジゴム、ウレタンフォーム等の弾性材料に
より形成されるのが好ましい。またこれらの弾性材料に
カーボンブラック等の導電性粉末を含有せしめてもよ
い。あるいは、該ロールの表面に導電性塗料を塗布して
もよい。現像ロール５の表面には現像剤担持層を設けて
もよい。現像剤担持層は、適度の弾性を備えた肉薄樹脂
層で形成される。樹脂層の形成用材料としては、含フッ
素樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂等の膜形成性を有する樹脂が好ましく用い
られる。現像剤担持層の厚さは、１０〜２００μｍの範
囲が好ましく採用される。

【００１２】本発明において用いられる非磁性一成分現
像剤は、結着剤樹脂と着色剤とを主体とする負極性に荷
電されるトナー粒子の表面に正極性に荷電される添加剤
微粒子を付着させたものである。結着剤樹脂および着色
剤は、トナー粒子を負極性に荷電されるものであればと
くに制限はなく、例えば結着剤樹脂としては、ポリスチ
レン、ポリエステル、エチレン−塩化ビニル共重合体、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、ポリエチ
レン、マレイン酸樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹
脂、キシレン樹脂、クマロン樹脂、ケトン樹脂、石油系
樹脂、フェノール樹脂等が例示される。着色剤として
は、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブ
ラック、チャンネルブラック、ファーナルブルー、パー
マネントブルー、ニグロシンブルー、フタロシアニンブ
ルー、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２
２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等を例示できる。
これら着色剤は、一般に結着剤１００重量部に対し１
〜１０重量部の範囲で配合するのが好ましい。また、上
記トナーには従来公知の他の配合剤、例えば帯電制御剤
等を配合してもよい。トナーの粒子径としては、平均粒
子径約３０μｍ以下のものが好ましく用いられる。

【００１３】トナーに対し正極性に荷電される添加剤微
粒子の付着量は、トナー１００重量部に対し０.０５〜
３重量部、好ましくは０.１〜１重量部である。添加剤
微粒子の付着量が、上記下限よりも少ない場合には現像
剤の現像剤層厚規制部材または現像剤搬送部材への融着
を防止できず、また上記上限よりも多い場合には添加剤
微粒子をトナー表面に均一に付着させることが困難とな
るため好ましくない。正極性に荷電される添加剤微粒子
が、現像剤の現像剤層厚規制部材等との融着防止という
問題に対し有効に作用する理由は明らかではないが、種
々の添加剤について検討した所、添加剤の形状、電気抵
抗等の相違は現像剤層が形成される現像剤搬送部材への
融着防止に対し効果的ではなかった。このため、電気的
付着力が添加剤微粒子の極性によって異なるためと推定
し本発明に到達した。添加剤微粒子をトナーに付着させ
る手段としては、従来公知の種々の手段を用いることが
でき、例えば上記両成分を所定の配合比でブレンドした
後、ヘンシェルミキサー、タービン型撹拌機等で混合撹
拌する手段を採用してもよい。

【００１４】トナーに対し正極性に荷電される微粒子と
しては、２５℃、５０〜６０％ＲＨの環境下に一晩放置
した添加剤微粒子２ｇと、２００〜３００メッシュに主
体粒度を有する樹脂で被覆されていないキャリア鉄粉
（例えば、日本鉄粉(株)製、商品名：ＴＥＦＶ２００／
３００）９８ｇとを混合し、ブローオフ法によりトリボ
電荷量を測定し、得られたトリボ電荷、即ち摩擦帯電極
性が正になる添加剤微粒子である。

【００１５】正極性に荷電される添加剤微粒子として
は、次のものを例示できる。 ａ． アミノシラン、側鎖にアミンを有するシリコーン
オイル、シランカップリング剤、チタンカップリング剤
等で表面処理された無機質微粉体である。無機質微粉体
としては、コロイドシリカ、アルミナ、二酸化チタン、
チタン酸バリウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、
ケイ灰石、ケイソウ土、各種無機酸化物顔料、酸化クロ
ム、酸化セリウム、ベンガラ、酸化鉄、砂鉄、γ−フェ
ライト、希土類フェライト、三酸化アンチモン、酸化マ
グネシウム、酸化ジルコニウム等が例示される。これら
の微粉体は平均粒子径５００ｍμ以下のものが用いられ
る。

【００１６】表面処理用アミノシランとしては、次式 ＸｍＳｉＹｎ （式中、Ｘはアルコキシ基またはハロゲン原子、ｍは１
〜３の整数、Ｙは１〜３級アミノ基を有する炭化水素
基、ｎは１〜３の整数を示す）で示され、次のような化
合物を例示できる。 Ｈ₂Ｎ−ＣＯＮＨ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｓｉ−（ＯＣ
₂Ｈ₅）₃、Ｈ₂Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｓｉ−（ＯＣＨ₂Ｃ
Ｈ₃）₃、Ｈ₂Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｓｉ
−（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₂Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｓｉ−（Ｏ
ＣＨ₃）₃、Ｈ₂Ｎ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨＣＨ₂
ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｓｉ−（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₅Ｃ₂ＯＣＯＣＨ₂
ＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｓｉ−（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₅
Ｃ₂ＯＣＯＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＨ₂Ｃ
Ｈ₂−Ｓｉ−（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₅Ｃ₂ＯＣＯＣＨ₂ＣＨ₂Ｎ
ＨＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｓ
ｉ−（ＯＣＨ₃）₃、ＮＨ₂Ｃ₆Ｈ₄−Ｓｉ−（ＯＣ
Ｈ₃）₃、Ｃ₆Ｈ₅ＮＨＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｓｉ−（ＯＣ
Ｈ₃）₃、あるいはポリアミノアルキルトリアルコキシシ
ラン等を例示でき、これらは単独または２種以上の混合
系で使用してもよい。

【００１７】側鎖にアミンを有するシリコーンオイルと
しては、次式 （式中、Ｒ¹は水素、アルキル基、アリール基、または
アルコキシ基を表し、Ｒ²はアルキレン基またはフェニ
レン基を表し、Ｒ³、Ｒ⁴は水素、アルキル基またはアリ
ール基を表す。ただし上記アルキル基、アリール基、ア
ルキレン基およびフェニレン基はアミンを含有してもよ
く、また帯電性を損なわない範囲でハロゲン等の置換基
を有していてもよい。）

【００１８】側鎖にアミンを有するシリコーンオイル
は、市販品として入手することができ、例えば次の構造
式 （式中、Ｒ¹、Ｒ⁵は相互に独立にアルキル基またはアリ
ール基を表し、Ｒ²はアルキレン基、フェニレン基また
はアミンを含むアルキル基を表し、Ｒ³は水素、アルキ
ル基またはアリール基を表し、ｍおよびｎは１以上の数
を表す。）で表される変性シリコーンオイルが好ましく
用いられる。シリコーンオイルとして、アミン当量３２
０〜８８００、２５℃における粘度２０〜５０００ｃｐ
ｓ、好ましくは２０〜３５００ｃｐｓを有するものが、
正荷電性を制御し易い点で好ましい。

【００１９】シランカップリング剤は、分子中に２個以
上の異なった反応基をもつ有機ケイ素単量体で、２個の
反応基のうち１個は無機質と化学結合する反応基（例え
ばメトキシ基、エトキシ基、セロソルブ基等）であり、
他の１個は有機材料と化学結合する反応基（例えばアミ
ノ基）である。アミノ基含有シランカップリング剤は本
発明においてとくに好ましく、これらの化合物として次
のものを例示できる。Ｎ−β（アミノエチル）−γアミ
ノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）−γアミノプロピルメチルジメトキシシラン、γア
ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γア
ミノプロピルトリメトキシシラン等。

【００２０】上記表面処理剤により表面処理された無機
質微粉体として市販されている物の一部を商品名で例示
すると次の通りである。日本アエロジス(株)製アエロジ
ルＣＳ−２、ヘキストワッカー(株)製ＨＶＫ２１１５、
ＨＶＫ２１５０、トーレシリコーン(株)製ＭＺ−５、Ｍ
Ｚ−１０、信越化学(株)製ＫＦ３９３、ＫＦ８５７、Ｘ
−２２−３８１０８、Ｘ−２２−３８０Ｄ等。

【００２１】これらの表面処理剤による無機質微粉体の
表面処理は、無機質微粉体を撹拌しておき、これに上記
表面処理剤の溶液をスプレーまたは気化して吹き付け
る、あるいは無機質微粉体のスラリーを撹拌しながら表
面処理剤の溶液を滴下する等従来公知の各種表面処理方
法を、任意に採用できる。なお、表面処理後加熱処理し
てもよく、好ましい温度は５０〜４００℃である。表面
処理剤の無機質微粉体に対する処理量は、０.０１〜２
０重量％、とくに好ましくは０.０３〜５重量％であ
る。この際に優れた安定性を示す正の帯電性を示す。

【００２２】ｂ． アルミナ、酸化亜鉛、マグネタイト
等のそれ自体が正極性に荷電される微粉体も本発明で用
いられる微粉体として例示される。これらの微粉体も平
均粒子径５００ｍμ以下のものが好ましく用いられる。

【００２３】以下本発明を実施例に基づきより詳細に説
明する。なお以下の各例において、部は重量部を表す。 実施例１ スチレン−アクリル酸エステル共重合体（商品名プライオライトＡＣ、グッド イヤー社製） ８５部 低分子量ポリプロピレン（商品名ビスコール５５０Ｐ、三洋化成工業社製） ２.５部 クロム錯塩染料（商品名ボントロン、Ｓ−３４、オリエント化学工業社製） ２.５部 カーボンブラック（商品名ＭＡ−１００、三菱化成社製） １０部

【００２４】上記配合からなる混合物を加熱溶融、混練
し、室温まで冷却した後、粉砕、分級して、５μｍ〜１
５μｍの粒径をもち、負極性に荷電するトナーを得た。
さらにこのトナー１００部に対し正極性に荷電するシリ
カ微粉末（商品名ＨＶＫ−２１１５、ヘキストワッカー
社製）０.５部を添加し、撹拌、混合してトナー粒子表
面に付着させ、非磁性一成分現像剤を得た。

【００２５】この現像剤を有機光導電性感光体ドラムを
内蔵した反転現像方式のシリコーンゴム製ドクターブレ
ードを有するレーザープリンター（ＲＩＣＯＨ ＬＰ１
０６０）に搭載し、プリント画像を得たところ、地肌汚
れのない鮮明な画像が得られた。さらに連続複写テスト
を行い、３０.０００枚連続コピーした後、現像剤層圧
規制部材（ドクターブレード）を観察したところ、溶融
した現像剤は見られず、画像品質の差も観察されず、白
筋等の発生も見られなかった。

【００２６】実施例２ スチレン−アクリル酸エステル共重合体（商品名プライオライトＡＣ、グッド イヤー社製） ８５部 低分子量ポリプロピレン（商品名ビスコール５５０Ｐ、三洋化成社製） ２部 クロム錯塩染料（商品名スピロンブラック、保土ケ谷化学工業社製） ３部 カーボンブラック（商品名ＭＡ−１００、三菱化成社製） １０部

【００２７】上記配合からなる混合物を実施例１と同様
に操作して、負極性に荷電するトナーを得た。さらにこ
のトナー１００部に対し、正極性に荷電するシリカ微粉
末（商品名ＨＶＫ−２１５０、ヘキスト社製）０.２部
を添加し、撹拌、混合してトナー粒子表面に付着させ、
非磁性一成分現像剤を得た。この現像剤を用い、実施例
１と同様に操作して、コピー試験を実施したところ、実
施例１と同様な結果が得られた。

【００２８】実施例３ ポリスチレン ８５部 低分子量ポリプロピレン（商品名ビスコール５５０Ｐ、三洋化成工業社製） ２部 クロム錯塩染料（商品名ボントロンＳ−３４、オリエント化学工業社製） ３部 カーボンブラック（商品名ＭＡ−１００、三菱化成社製） １０部

【００２９】上記配合からなる混合物を実施例１と同様
に操作して、負極性に荷電するトナーを得た。このトナ
ー１００部に対し、正極性に帯電するシリカ微粉末（商
品名ＨＶＫ−２１１５、ヘキスト社製）１.０部を添加
し、撹拌、混合して、トナー粒子表面に付着させ、非磁
性一成分現像剤を得た。この現像剤を用い、実施例１と
同様に操作してコピー試験を実施したところ、実施例１
と同様な結果が得られた。

【００３０】比較例１ トナー１００部に対し、トナーと同極性を有する添加剤
として負帯電性疎水性シリカ（商品名Ｒ−９７２、日本
エアロジル社製）０.５部を添加した他は、実施例１と
同様に操作して非磁性一成分トナーを得た。このトナー
を実施例１と同様に操作してコピー試験を実施したとこ
ろ、初期の画像は良好であったが、１０００枚の連続コ
ピー後、ドクターブレードの表面に溶融トナーが付着し
ていた。また地肌カブリも観察された。

【００３１】比較例２ 実施例１で得られたトナーを、そのまま実施例１と同様
に操作してコピー試験を実施した。初期の画像は良好で
あったが、１０００枚の連続コピー後、ドクターブレー
ド表面に溶融トナーが付着していた。また地肌カブリも
観察された。上記実施例および比較例について、得られ
た画像の画像部濃度、背景部濃度および白筋の状態を表
１に示した。画像部濃度はマクベスＲＤ９１４により、
背景部濃度は日本電色工業社製の色差計で測定した。

【００３２】 表１ 初期 １０００枚後 ３０.０００枚後 画像部 背景部 画像部 背景部 白筋 画像部 背景部 白筋 濃度 濃度 濃度 濃度 濃度 濃度 実施例１ １.４９ ０.２１ １.４７ ０.１１ Ａ １.４８ ０.１５ Ａ 実施例２ １.４７ ０.１８ １.４５ ０.２１ Ａ １.４９ ０.３１ Ａ 実施例３ １.４７ ０.１１ １.４９ ０.１２ Ａ １.４７ ０.２１ Ａ 比較例１ １.４７ ０.１９ １.４９ ０.８１ Ｂ − − − 比較例２ １.４７ ０.１１ １.４５ １.２１ Ｂ − − − 注：Ａ；画像に白筋が現れない Ｂ；現像ロールにトナーが筋状に付着したため、画像に
白筋が発生

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、非磁性一成分現像方法
において、負極性に荷電されるトナーの表面にトナーと
は逆極性に荷電される添加剤微粒子を付着させたトナー
を使用して現像することにより、長時間現像操作を続行
してもトナー搬送部材やトナー層厚規制部材上にトナー
の融着が発生せず、優れた画像が安定して得られる現像
方法が提供される。さらに本発明によれば、長時間現像
操作を続行しても画像に地肌汚れや白筋の発生すること
なく、優れた画像が安定して得られる現像方法が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の接触型非磁性一成分現像方法で使用
される現像装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 円筒状感光体ドラム ３ 現像剤 ４ 現像剤層厚規制部材 ５ 現像ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を担持して搬送する現像剤搬送部
   材と、該現像剤搬送部材に近接または圧接するように設
   けられた現像剤層厚規制部材とを少なくとも有する現像
   装置を用いて、該現像剤搬送部材に現像剤を供給し、現
   像剤層厚規制部材により現像剤搬送部材の表面に現像剤
   の薄層を形成すると共に現像剤に電荷を与え、静電潜像
   を保持する保持体に現像剤の薄層を接触させて静電潜像
   を現像し、ついで用紙に転写する接触型の非磁性一成分
   現像方法において、 該現像剤が、主として結着剤樹脂と着色剤とからなる負
   極性に荷電するトナー粒子の表面に、正極性に荷電する
   添加剤微粒子を、トナー粒子１００重量部に対して０.
   ０５〜３重量部付着させた非磁性一成分現像剤である非
   磁性一成分現像方法。