JPH0584897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真装置、特に顕画材（現像
剤）に用いるカプセル状の現像剤に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来この種の装置に用いられる現像剤（以下ト
ナーと略す）特にカプセルトナーにおいて、第１
に表面の平滑性から種々の問題があつた。１つ
は、球状でかつ平滑面でるため、摩擦帯電で生じ
たトナーの電荷量が現像スリーブと点接触するも
のに比べて変動しやすいこと、またスリーブに付
着した状態での鏡映力がやはり点接触するものに
比べて大きく作用する事から特に電界中をトナー
が移動するジヤンピング現像方式においては、そ
の飛翔バイアスの適正値が変動することや、階調
性や変動しやすい等の問題が起こる場合があつ
た。

第２にP.S.E.，vol26，No.4 July／August，
1982 P194〜197［“フオトグラフイツク・サイエ
ンス・アンド・エンジニアリング”第26巻、
No.4、７月／８月、第194〜197頁］に考察され
る如く、球状かつ平滑面の粉体はその形状表面状
態から付着力が大きいと思われる電子写真装置に
おいては、まず現像後転写体に静電的に転写する
方式では、感光体への付着力が大きいと転写効率
が劣り、均一な、かつ充分な転写画像が得られな
い場合があつた。また、転写後に感光体に残留す
るトナーをクリーニングする方式では、やはりそ
の形状表面状態からくる付着力の増大によりクリ
ーニングしずらく、クリーニング力が大きくなり
感光体の損傷やトナーをこわしたり、汚染したり
し画像を乱す場合があつた。

これら２つ（表面の平滑性、球形状）の基本的
因子は例えばバインダーと磁性体を混練して球状
のトナーを作成した場合、磁性体が適度なチヤー
ジアツプ防止作用をし、電荷量の変化や静電付着
力増大は防止できる。また磁性体が無くバインダ
ーと荷電制御剤を主とするトナーを球状に作成し
た場合、第２の問題はあるものの第１の問題は荷
電制御剤の効果により防止できる。

しかしカプセルトナーは最外周殻を樹脂で包囲
するため、前述第１と第２が問題潜在する事にな
る。

更に上述の問題がトナー粒径によつて顕著であ
る。一般にトナーは粒度分布を有し、トナーの摩
擦帯電電荷量（charge−to−massiratio）：ｑ／
ｍが下式で示す様に粒径で異なる ｑ／ｍ＝4πr²q_ot／４／３πr³ρt＝Ａ・１／ｒ （
Ａ＝３・q_ot／ρt） q_ot：電荷密度、ρt：トナー比重、 ｒ：トナー半径。

即ち粒径の小さなもの程ｑ／ｍが大きくなる。
このため粒径が小さい程画像の鮮鋭度は高いが、
耐久性に劣つた。それは特に本出願人のジヤンピ
ング現像方式においてトナーの飛翔状態は上記
ｑ／ｍに依存する傾向が強く、粒径の小さなもの
程早期にｑ／ｍが立ち上りかつ高いため初期に消
費され易く画像形成枚数が進むにつれ粒度分布が
大きめとなり上記画像の鮮鋭度が劣化する場合が
あつた。尚上記ｑ／ｍはトナーの飽和ｑ／ｍでは
なく通常飽和に達する以前で消費される。

また粒度の小さいトナーのみで構成されたトナ
ーにおいては上述の画像鮮鋭度は良いが、流動性
が粒度分布を有するものより劣り、チヤージアツ
プし易く劣化が早かつた。

更に、本トナーを圧力定着用トナーとして使用
する場合、粒度の小さなものは紙繊維内に埋め込
まれる様な現像を生じ、トナーが破壊されにくく
定着性が劣る傾向を示した。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、上述従来例の欠点を除去したカプセ
ルトナーを提供するものである。

すなわち、画質の安定化に寄与し、良好な定着
性を有するカプセルトナーを提供するものであ
る。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 本発明によれば、粒度分布を有する略球状の圧
力定着性コアを薄膜の硬質殻に封じ込んだカプセ
ルトナーであつて、上記粒度分布内でトナーの帯
電電荷−重量比：ｑ／ｍが均一化されている事を
特徴とする画像形成装置に用いる現像剤が提供さ
れる。

尚、本発明の現像剤における圧力定着性コアと
しては、ワツクス、低分子量重合体等のカプセル
トナーの分野で従来公知のものが使用可能であ
り、また硬質殻を形成するための材料としてはカ
プセルトナーの分野で従来公知の樹脂が使用可能
である。

第１図に本発明トナーの概略造粒フローを示
す。本カプセルトナーは、周知の方法によつて球
状のワツクス等を含む平均粒径10〜14μｍで分布
とし、1μｍ〜40μｍ程度の軟質の圧力定着性コア
を作成する。このコアをエアー分級等で例えば
4μｍ以下と20μｍ以上をカツトする。カツトし
たトナーをエアー分級機等で複数に分割する。説
明を簡略化するため２分割で説明する。分割され
たものの粒径の小さい方をＡ、大きい方をＢとす
ると、樹脂等からなる硬質のシエル付け（カプセ
ル化）に先立つてコア表面にシリカ等の粒子を付
着させる。このとき分布Ａ側のコアの付着粒子数
をＢ側より多くする。その後に硬質シエルを0.1
〜0.4μｍ程度周知の方法で付けると、粒径の小さ
な方(A)の凹凸が粒径の大きな方(B)より多くなる。
これにより現像スリーブ等トナーの摩擦帯電を受
ける側との接触量が異なり、同一形状における前
述のｑ／ｍとｒの関係がくずれ、第２図に示す如
くｑ／ｍ変動が少なくなり、安定な画像が得ら
れ、良好な定着画像である。

同等の効果を得る他の造粒方法を示すと、前記
Ａ，Ｂ粒度分布の異なる分割までは同等だが粒子
付与数を異ならしても同数でも良いがカプセル化
時の成膜状態を変えるものである。

一つはカプセル剤の仕込み量をＡの方をＢより
少なくし各々別にカプセル化し、その後に合わせ
て現像剤とする。

他は、カプセル剤の樹脂分子量をＡの方をＢよ
り小さくし各々別にカプセル化しその後に合わせ
て現像剤とする。

これにより粒径の小さな方が大きな方よりカプ
セルシエル（殻）の膜厚が薄くなり、荷電保持能
が弱くなり、粒径差によりｑ／ｍの変動が従来よ
り小さくなり上述と同様の効果が得られる。

この効果を第３図で説明する。

従来トナーは初期の如く求める適正な特性即
ち表面電位で代表させる担持体潜像電位もしくは
潜像電位と現像スリーブ電位差に対する画像濃度
の関係において電位差ａに対する画像濃度変化ｂ
の比で電子顕装置の階調性（ガンマ）を有する。
しかし画像形成枚数が進むにつれ、粒径の小さな
側から消費され、の状態となり、ｂ／ａがねて
来るため、カブリ易くかつ階調性が乏しくかつ
D_nax（D₁′）が低くなつてしまう。

これは粒度分布を有する同一表面のコアを同時
にカプセル化するとカプセル剤の仕込み量が一定
のため粒径の小さなコア程一定重量での比表面積
は大きくカプセルシエル（殻）膜厚が粒径の大き
なものより厚く付着する傾向にあり、上述の説明
の如く画像耐久上好ましくなかつた。

また粒径の小さな側で構成した現像剤は、初期
からチヤージアツプ傾向によりとなりガンマ
がｂ＋ｃ／ａとなり階調性が変動しかつ無くなつ
てしまう。本発明トナーは、初期及び画像形成枚
数が進んでもに近い状態を保ち鮮鋭度は粒径の
小さなもの側で構成したものより幾分劣るものの
耐久性に優れた現像剤であり、かつ定着性にも優
れているものである。

第４図に本発明のトナーを用いた電子写真装置
の概略を示す。

３は像担持体で、OPCの光導電物質を有する
感光体をドラム状に支持した例である。ドラム状
像担持体３は矢印方向に回動する。

４はコロナ放電器で、像担持体表面を一様帯電
する。５は短焦点光学素子アレー等の光学手段
で、像担持体上に光像照射を施す。

６は現像装置で、像担持体上で光像照射に応じ
て形成された静電潜像を現像する。

７はタイミングローラで、不図示の給紙手段か
ら給送される転写材８を、像担持体上の現像像と
同期して転写位置へ送り込む働きをする。９は転
写材案内ガイド、１は転写コロナ放電器である。
転写材８の背面に転写コロナ放電器１で転写コロ
ナを施し、転写材８への転写を成す。

２は搬送ベルトで、転写終了後の転写材を不図
示の定着手段へ導く。

［実施例］ 下記混合物をアトライターを用いて120℃、
200rpmにて３時間混練した。

カルナバワツクス 40重量部 ポリエチレン 10重量部 パラフイン−155 40重量部 スチレン・ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト共重合体（St・DM共重合体） 10重量部 疏水性マグネタイト 15重量部 他方20アジホモミキサー（特殊機化工業社
製）中に予め水20及び親水性シリカ（アエロジ
ール＃200；日本アエロジル社製）20ｇを採取し
90℃に加温せしめた。この分散媒中に上記混練物
１Kgを投入し、周速20ｍ／sec.、パス回数6.9回／
min.の条件にて１時間造粒を行なつた。造粒終
了後、熱交換器を用い冷却を行なつた。この分散
液中に水酸化ナトリウム50ｇを添加し５時間攪拌
を続けて親水性シリカを除去した。更に遠心過
機を用い過、水洗を行ない、数平均粒径が
11.0μｍ、体積平均粒径が14.8μｍ、体積平均粒径
の変動係数が20.5％である芯粒が得られた。

得られた粒子を乾燥後に、風力分級機にて粒径
５〜10μｍ（平均粒径約7.0μｍ）の粒子群のフラ
クシヨンと、粒子10〜20μｍ（平均粒径13.0μｍ）
の粒子群のフラクシヨンとをそれぞれ採集し、前
者には1.5重量％の湿式シリカを芯粒子表面に外
添して付着固定し、後者には1.1重量％の湿式シ
リカを同様にして芯粒子表面に付着固定した。得
られた芯粒子それぞれを再び20アジホモミキサ
ーを用い下記組成で混合した。

芯粒子（外表面にシリカ粒子を有する） １Kg St−DM共重合体 80ｇ ジメチルホルムアミド（DMF） ４ 上記組成の混合物として十分分散せしめた後、
エタノールを漸次滴下したところ粒子の合一もな
く、カプセルトナーが得られた。得られたカプセ
ルトナーの小粒子群と大粒子群を１：１に混合し
て調整したトナーにポジ用シリカ0.5％を外添し、
PC−10改良機（キヤノン社製）にて画出しを行
なつた後、未定着画像を線圧10Kg／cmにて金属ロ
ーラーを使用し定着した。耐久試験枚数3000枚を
試験したが、画像濃度平均1.2で立ち上がり、立
ち下がり共になかつた。また、ブロツキング、ド
ラム表面上へのフイルミング等も起きなかつた。
尚、定着性に関しては線圧10Kg／cmでも十分なる
定着性を示し、定着オフセツトは生じなかつた。

［発明の効果］ 本発明の画像形成用現像剤は上記のように、圧
力定着性コアを薄膜の硬質殻に封じ込んだカプセ
ルトナーの粒度分布内でトナーの帯電電荷重量比
ｑ／ｍを均一化させてあるために、粒径の小さな
ものから先に消費されるようなことが起こらず、
あた流動性が良好でチヤージアツプによる劣化が
遅く、画像形成枚数が増えても画像の鮮鋭度が劣
化せず画像が安定化し、良好な定着性を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトナーの概略造粒フローを示
す説明図、第２図は本発明トナーと従来同一形状
トナーの粒径によるｑ／ｍの変動を示すグラフ、
第３図はトナーの表面電位と画像濃度との関係を
示すグラフ、第４図は本発明のトナーを用いた電
子写真装置の概略を示す説明図である。 １……転写コロナ放電器、２……搬送ベルト、
３……像担持体、４……コロナ放電器、５……短
焦点光学素子アレー、６……現像装置、７……タ
イミングローラ、８……転写材、９……転写材案
内ガイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒度分布を有する略球状の圧力定着性コアを
   薄膜の硬質殻に封じ込んだカプセルトナーであつ
   て、上記粒度分布内でトナーの帯電電荷−重量
   比：ｑ／ｍが均一化されている事を特徴とする画
   像形成装置に用いる現像剤。 ２ 上記粒度分布を有するトナーにおいて、粒径
   が小さい程度面の凹凸量を大きくした事を特徴と
   する第１項記載の現像剤。 ３ 上記粒度分布を有するトナーにおいて、粒径
   が小さい程上記殻の膜厚が薄いことを特徴とする
   第１項または第２項記載の現像剤。