JPS62215964A - 現像方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子写真装置または静電記録装置において、
感光体もしくは銹電体上に形成された静電壱１家を可視
像化する現像方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電子写真装置ｔまたは静電記録装置において、感光体も
しくは鋳型体等から静電像保持体上に形成された静電潜
像を可視像化するために、従来からトナーとキャリアか
らなる二成分現像方法が画質の良い現ｆ象方法として広
く用いられている。

しかしながら、この二成分現像方法は上記のような利点
を有する反面、以下に示すような欠点があった。

■トナーは、トナーとキャリア間の相互摩擦によシ摩擦
電荷を受けとるが、長期にわたり使用していると、キャ
リア表面がトナーの組成物によって汚染されて充分な電
荷を獲得できなくなる。

■トナーとキャリアを所定範囲の混合比に調整する必要
があるが、長期にわたシ使用しているとその混合比が変
動して所定範囲から外れてしまい良好な現像が得られな
くなる。

■一般にキャリアとしては表面を酸化した鉄粉若しくは
ガラスピーズが多用されているが、これらのキャリアに
よって感光体の表面が機械的に損傷を受は寿命が短かく
なってしまう。

このようなことからトナーのみから成る一成分のトナー
を用いた各種の現像方法が提案されている。とりわけ、
磁性粉を含有させた磁性トナーと呼ばれるトナーを用い
た現像方法が多数提案されているが、それらのうち、米
国特許第３９０９２５８号同第４１２１９３１号等に基
づくものが実用化されている。しかしながら、これらの
方法にも次のような欠点がある。すなわち ■比較的比抵抗の小さい磁性トナーを用いるので、静電
潜像上の現像ｌを普通紙等の支持部材へ静電的に転写す
ることが困難であり、特に、多湿の雰囲気下では充分な
転写が得られない。

■トナーが多量の磁性粉を含有するので、暗色以外のカ
ラートナーが得られない。

このため、最近、従来二成分現像方法に用いられていた
磁性粉を含有せず比抵抗の大きい一成分トナーを用いた
現像方法が提案されている。このような現像方法として
は、例えば米国特許第２８９５８４７号、同第３１５２
０１２号、特公昭４１−９４７５号同４５−２８７７号
、同５４−３６２４号等に記載されているタッチダウン
法、インプレッシ曹ン法、ジャンピング法に基づくもの
があげられる。

しかしながら、このような−成分現像法に二成分現像方
法で用いられるトナーを用いた場合、以下に述べるよう
に、種々の問題が生じる。

第１にこのような方法を用いた場合には、摩擦帯電の発
生量が不十分になるという問題がある。

一般に一成分現像においては、トナーはトナー担持体と
効率よく、しかも極めて短時間に帯電し感光体ドラムも
しくは誘電体に形成された静電潜像を非接触で可視像化
するに十分な帯電量（例えばセレンの感光体ドラムを用
いた場合にはマイナス０．５〜１５μＣ／ｇ程度）を得
る必要がある。

しかし、従来の二成分現像法に用いられたトナーとトナ
ー担持体との摩擦帯電では可視像化するに充分な帯電層
か得られないという問題がある。

すなわち、従来の二成分現像法においては、可視像化す
るに必要な帯電量を得るために充分な時間をかけてトナ
ーとキャリアとの摩擦帯電を行なっているが、トナーと
トナー担持体との摩擦帯電では摩擦帯電時間が短かく、
可視像化するに必要な帯電量が得られないのである。

第２にトナー担持体表面に極めて薄く平均に下ナーを塗
布する必要があるが、二成分系現像法に用いられている
トナーでは、このような薄い層の形成が困難であるとい
う問題がある。この薄い層の形成過程の一例を図面の概
略図により説明する。

図でトナー担持体１に対して弾性ブレード２がｘｏＯｇ
／ｃｙ＜〜２５００　ｇ／αの圧力で圧接され、トナー
容器３中のトナー４はトナー担持体１の回転により搬送
されつつ１弾性ブレード２によりトナー担持体ｌの表面
に極めて薄く平均に塗布される。したがってトナー担持
体１には、流動性、耐ｉｌ！集性が良いことが要求され
る。しかるく、トナー容器３中のトナー４はトナー担持
体１の回転により搬送される過程で、往々にして凝集性
を帯び塊状に＆って、トナー担持体１の表面にトナーが
塗布されないという問題があったっ また、トナー担持体１により搬送されてきたトナー４は
、弾性ブレード２とトナー担持体１間の面圧によりこれ
らの接触部において急激に高い圧力を受けることになり
、このため摩擦熱が発生してトナー４を軟化させトナー
担持体ｌの表面に固着して、薄く平均にトナーが塗布さ
れなくなるという問題があった。

さらに、軟化点が高くなると定着温度が高くなり、通常
の事務複写機に用いるには支障をきたす問題もあろう ため正帯電トナーに用いた場合には、トナー粒子間、ト
ナーとトナー担持体間、トナーと弾性グレード間等にお
いて、トナー粒子表面罠発生する電り 荷によシ、逆極性を生じ、現像カブリ、トナー飛散等の
障害が発生しやすいという問題があった。

これらの障害は複写枚数を多く重ねた際に顕著な現象と
なって現われ、したがって従来の一成分トナーを用いた
現像方法では実質上複写機として不適当なものがあった
。

さらに、カラートナーにおいては、トナーとトナー担持
体とによる摩擦帯電により、トナーのトリボ電位の極性
を決定する。当該技術分野で荷電制御剤として知られて
いる物質では困難である為結着樹脂と着色剤の組合せに
より、トナーのトリボ電位の極性を決定する必要がある
。

しかし、応々忙して本発明に用いられる現イ象方法に必
要な特性を満たし、かつ要求式れる色を発現させること
が困難となる問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、これらの問題を解消すべくなされたもので、
上述した種々の問題を解決し、均一にトナー担持体上に
薄層を形成し、摩擦帯ｔｉが安定で、摩擦帯電量分布が
シャープかつ均一で、現ｆ象カブリを発生させず、静電
層ｒ象を忠実にしかも潜像のエツジ周辺へのトナー飛び
牧りを起すことなく静電潜像を高品質に可視像化し得る
正帯電、非磁性一成分トナーを用いた現像方法を提供す
ること金目的とする。

〔発明の概要〕

本発ＢＡは、静電潜像を表面に保持する静電像保持体と
、非磁性一成分トナーを表面罠担持する２トナ一担持体
とを一定の間隔を設けて配置し、前記非磁性一成分トナ
ーを、前記トナー担持体上に塗布し、このトナーを前記
静電像保持体く移行させて前記静電像保持体表面の静電
潜像を可視化させる現像方法において、その非磁性一成
分トナーとして、前記非磁性一成分トナーの主成分であ
るガラス転移点が５０　℃以上及び軟化点が１１０〜１
６０°Ｃである結着樹脂と、着色剤を含有したトナーを
アミノ基を有したシランカップリング剤で表面処理して
なる正帯電非磁性一成分トナーを用いること罠よシ、均
一にトナー担持体上に薄層を形成し摩擦帯電量が安定で
、摩擦帯電量分布がシャープかつ均一で、現像カプリを
発生させ、静電潜像を忠実くしかも潜像のエツジ周辺へ
のトナー飛び散シを起すことなく静電潜像を高品質に可
視像化し得ることを可能としたものである。

しかも、通常トナーの流動性、耐凝集性を向上させる為
、コロイド状シリカ等を添加するが、本発明によシ得ら
れるトナーは、シランカップリング剤で表面処理を施こ
している為、コロイド状シリカ等を添加せずとも、流動
性、凝集性ＫｇＩれている。

本発明に用いられるアミノ基を有するシランカップリン
グ剤としては、次の一般式で表わされるシラン化合物が
適している。

Ｒ３’は、−ＣＨ３，−０ＣＨ３、−０Ｃ２Ｈ５、−ｎ
は、１〜４の整数を表わす） 上記一般式で表わされるシラン化合物としては例えば、 ）１２Ｎ（ＣＨ２）３５ｉ（ＯＣＨ３）３、Ｈ２Ｎ（Ｃ
Ｈ２）３８ｉ（ＯＣｚＨｓ）３、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３５
ｉ（ＣＨ３）　０ＣＨ３）２、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３５ｉ
（ＣＨ３）２（ＯＣ２Ｈ５）、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）２　Ｎ
Ｈ（ＣＨ２）３５ｉ（ＯＣＨ３）ｓ、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）
２　ＮＨ（ＣＨ２）３　ＣＨｓＳｉ（ＯＣＨｓ）ｚ、Ｈ
２Ｎ（ＣＨ２）２　ＮＨ（ＣＨ２）３５ｉ（ＣＨａ））
（ＯＣＨ３）ｚ、Ｈ２ＮＣ０（ＮＨ（ＣＨ２）３８４（
ＯＣｚＨｓ）３、（Ｈ５Ｃ２）２Ｎ（ＣＨ２）３５ｉ（
ＯＣＨａ）３、Ｈ２Ｎ　ＣＨ２（Ｆ（ＣＨｚ）ｚ　Ｓ息
（ＯＣＨ３）ａ、（ＨＯＣＨ２ＣＨ２）２　Ｎ（ＣＨ２
）３５ｉ（ＯＣＨａ）ａ、などが例示される。

これらのシランカップリング剤は１種または２種以上の
混合系で用いられる。

本発明の結着樹脂として用いられるスチレンアクリル共
合体の合成に用いられるアクリル成分としてｊｉ、アク
リル酸およびメチルアクリレート、エチルアクリレート
、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、
ブチルアクリレート、インブチルアクリレート、ペンチ
ルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアク
リレート、オクチルアクリレート等のアクリル酸エステ
ル、ならびにメタクリル酸およびメチルメタクリレート
、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イ
ソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イ
ソブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘ
キシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オク
チルメタクリレート等のメタクリル酸エステル等従来知
られているアクリル酸およびその誘導体、メタクリル酸
およびその誘導体をすべて用いることができる。

本発明の結着樹脂として用いられるビフヱノーＨ３ （式中、Ｒはエチレン基又はプロピレン基を表わし、Ｘ
及びｙは２〜７の整数である） で示されるジオール成分と多価カルボン酸又はその誘導
体との縮重合させたものであシ、多価カルボン酸又はそ
の誘導体は、多価カルボン酸又は、その誘導体の酸無水
物との混合物でもよい。

ジオールの例としては、ポリオキシプロピレン（２，２
）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４
−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキンエチレン
（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
フロパン、ポリオキシプロピレン（２゜０）−ポリオキ
ンエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパン等を差挙げることができる。

多価カルボン酸としては、マレイン酸、フマール酸、メ
サコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、
イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカ
ルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セパシン酸、マロン
酸、リルン酸、１，２゜３−ベンゼントリカルボン酸、
１，２．４−ベンゼントリカルボン酸、１，２．５−ベ
ンゼントリカルボン！、１，２．４−シクロヘキサント
リカルボン酸、２，５．７−ナフタレントリカルボン酸
、１，２゜４−ブタントリカルボン酸、１，２．５−ヘ
キサントリカルボン！、１．３−ジカルボキシ−２−メ
チルカルボキシプロペン、１，３−ジカルボキシ−２−
メチル−２−メチルカルボキシプロパンテトラ（メチレ
ンカルボキシ）メタン、１，２，７．８−オクタンテト
ラカルボン酸、１，２，４．５−ベンゼンテトラカルボ
ン酸及びこれらの酸無水物が好しい。

これらのうち、イソフタール酸、テレフタール酸、１，
２．４−ベンゼントリカルボン酸が特に好しい。

多価カルボン酸中のカルボキシル基の数はジオール中の
ヒドロキシル基の数に対して、０．８〜１．２が好しい
。縮重合は、触媒として、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チ
タン、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズオキシ
ド等を用いて実施される。

また本発明に用いられる顔料としては１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ｈ’、カーミンＦＢ、パーマネントボル
ドーＦＲＢ、ピグメント・オレンジＲ，リノールレッド
２Ｇ、レーキ・レッドＣ１０−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Ｂ１フタロシアニングリー
ン、キナクリドンなどの公知の顔料が使用できる。

次に本発明を適用した現像工程を、図面を参照して説明
する。

図示するように、静電像保持体５は矢印方向に回転され
ている。トナー担持体１は現像部において、静電像保持
体５０表面と同方向に進むように回転して、トナー容器
３から送られる一成分非磁性トナー４を、トナー担持体
１上に圧接されている弾性ブレード２によりトナー担持
体上に薄く均一に塗布し、かつトナー担持体および弾性
ブレードとトナーとの摩擦によってトナー粒子に静電像
電荷と逆極性の荷電を与える。

なお、このとき、現像部において、トナー担持体１と静
電１警保持体５の而との１１）で、直流バイアスあるい
は交流バイアスまたは直流と交流とを重量したバイアス
を印加するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

このように構成された本発明の現像置去によれば、トナ
ーと弾性ブレードとの間、またはトナーとトナー担持体
との間の摩擦帯電量が安定し、かつ使用する現像システ
ムに適した帯電量＆てコントロールすることができ、従
って従来充分忙は解決できなかった現像カブリや、ａ僚
のエツジ周辺へのトナー飛び赦夛がなくなり、高い画１
１　ＩＩ　Ｉｆが得られる。

さらに、トナーを長期にわたり連続使用した際も初期の
特性を維持し、高品質な画像を長期間使用することがで
き、しかも高温高湿度ある２いは低温低湿度の環境条件
下での使用においてトナーの摩擦帯電量が安定で常温常
湿度に対してほとんど変化せず、現像カブリや画ｆ１４
度の低下がなく潜像に忠実な現像を行なうことができ、
かつ転写効率も優れている。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

なお以下の実施例中の部数は重量部である。

（実施例　１．） スチレン−〇−ブチルメタクリレート樹脂（Ｍｎ　１６
．３００．Ｍｗ　　３２８．０００．軟化点１２５℃、
ガラス転移点６１．２°０）４９５部とカーボンブラッ
クを５部とをボールミルで約２時間混合した後、加圧型
ニーダ−で約１時間混練した。混線物を冷却後、ノ・ン
マーミルで粗粉砕後、ジェットミルで微粉砕し、分級機
で分砕級して５〜２５μｍのトナーとした。５０％重量
平均粒度は１１．４μｍであった。上記で得たトナー（
比表面積０．５４ｍ２／ｇ　）　１００部とＮ−β−（
アミノエチル）−γ−アミノプロピルートリメトキ７シ
ラン（被覆面積３５３ｍ　／ｇ）０．２部と水１００部
の混合物を常温で５時＋ｆ５攪拌後、温度２００”Ｃの
空気中でスプレードライし、表面処理し、非磁性一成分
トナーを得た。上記で得られた非磁性一成分トナーをブ
ローオフ法（東芝ケミカル（株）製）でトリボ電荷を測
定したところ、プラス２５．３μｃ／ｇであった０ 次に負性ｍ像のＯＰＣ感光体を市販の複写機（商品名レ
オドライ３３０１ｍ）Ｖ芝製）を改造した複写機を用い
、上記の一成分非磁性トナーを図示した装置に供給して
現像を行ない、現像カブリのない鮮明な１ＩｊＳを得た
。又、高温、高湿度（３０’Ｃ８５チ几Ｈ）環境下にお
いても現像カブリがなく、又画像６１度の低下もなく、
転写効率のよい鮮明な画像が得られた。又、低温低湿度
（５°０．ＩＯ％ＲＨ）環境下においても同様に鮮明な
画像が得られた。

さらにヒートロール定着器で定着したところ１７０°０
から定着が開始し２２０°Ｃでもオフセットが生じなか
った。さらに流動性改質剤を添加せずとも流動性凝集性
に優れていた。

一方、Ｎ−β−（アミノエチル）−ｒ−アミノプロピル
−トリメトキシシランで表面処理しなかったトナーのト
リボ電荷はマイナス１１．５μｃ／ｇで流動性が悪かっ
た。

（実Ｍ列　２．） ％ｓ例１．のスチレン−〇ブチルメタクリレート樹脂の
代わりに、ビスフェノール型ポリエステル樹脂（Ｍｎ　
４．１ｔ）Ｏ、Ｍｗ　３２．０００　　、　　軟化点１
３５’Ｏ。

ガラス転移徹８２．５″Ｃ）を用いた点を除いて実施例
１と同様に行なったところ、現１衆カブリがなく、潜像
のエツジ周辺へのトナー飛び牧りのない鮮明な両津が得
られた。このトナーの５０チ重量平均粒径は１２．４μ
ｍ、トリボ電荷はプラス２１．２μｃ／ｇであった０ （実施例３．） 実施例１０カーボンブラツクの代わりにシアニンブルー
Ｇ−５０ＯＮ（山場色素！！りを用いた点を除いて実施
例１．と同様に行なったところ現像カプリがなく、良好
な可視像が得られた。

なお、このとナーの５０％ｉｔ平均粒径は１２．０μｍ
トリボ電荷はプラス２２．８μｃ／ｇであったっ

【図面の簡単な説明】

第１図は一成分系現像法の現像装置の要部を概略的に示
した模擬断面図である。 １・・・トナー担持体、 ２・・・弾性ブレード、 ３・−トナー容器、 ４・・・トナー。 ５・・・静電像担体つ 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　竹　花　喜久男

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像を表面に保持する静電像保持体と、非磁
   性一成分トナーを表面に担持するトナー担持体とを一定
   の間隔を設けて配置し、前記非磁性一成分トナーを前記
   トナー担持体上に塗布し、このトナーを前記静電像保持
   体に移行させて前記静電像保持体表面の静電潜像を可視
   化させる現像方法において、前記非磁性一成分トナーが
   、主成分であるガラス転移点が５０℃以上及び軟化点が
   １１０〜１６０℃である結着樹脂と、着色剤とを含有し
   たトナーを、アミノ基を有するシランカップリング剤で
   表面処理した正帯電非磁性一成分トナーであることを特
   徴とする現像方法。
2. （２）アミノ基を有するシランカップリング剤が、一般
   式 ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒ＾１′は−Ｈ、−ＣＨ＿３、−Ｃ＿２Ｈ＿５、
   −ＣＨ＿２ＣＨ＿２ＯＨ、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼Ｒ＿２は−（ＣＨ＿２）＿ｎ−、▲数式、化学式
   、表等があります▼、−ＣＯ−、▲数式、化学式、表等
   があります▼ Ｒ＿３は、−ＣＨ＿３、−ＯＣＨ＿３、−ＯＣ＿２Ｈ＿
   ５、ｎは１〜４の整数をそれぞれ表わす） で表わされるシランカップリング剤であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の現像方法。
3. （３）結着樹脂がスチレン−アクリル共重合体であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像方法。
4. （４）前記結着樹脂がビスフェノール型ポリエステル樹
   脂であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   現像方法。