JPS63212944A - 現像剤 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真装置または静電記録装置において、
感光体もしくは誘電体上く形成された静電潜像を可視像
化するための現像剤に関する。

（従来の技術） 電子写真装置または静電記録装置において。

感光体や誘電体等からなる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系現像法が画質の良い現像方法とし
て広′く用いられている。

しかしながら、この二成分系現像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〕摩
擦電荷を受けとるが、長期にわた９使用していると、キ
ャリア表面がトナーの組成物によりて汚染されて充分な
電荷を獲得で！力くなる。

■　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、長期にわたり使用していると、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６揮の現像方法が提案されている。とシわけ、
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
ることが困難であシ、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、従来二成分系現像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２８９
５８４７号、同第３１５２０１２号、特公昭４１−９４
７５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、インブレラシロン法、
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−成分系現像法に二成分系現
像法で用いられてい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。

一般に一成分系現像法においては、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く形成された静電温償を非接触で可
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／Ｐ程度
）を得る必要がある。

しかし、従来の二成分系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
電量が得られないという問題がある。すなわち、従来の
二成分系現像法においては。

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Φヤリアとの摩擦帯電を行なっている
が、−成分系現像法における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トナーを塗
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第３図の断面図によシ説
明する。図でトナー担持体１に対して弾性ブレード２が
２０　？／ａｎ〜５００　？／ｌ：ｍ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、弾性ブレード２により）ナー担持体
１の表面に極めて薄く平均に塗布される。したがって、
トナー〇には、流動性、耐凝集性が良いことが要求され
る。

しかるに、トナー容器３中のトナー４はトナー担持体１
の回転によシ搬送される過程で、往々にして凝集性を帯
び塊状になつて、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。

また、トナー担持体１によフ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シ
、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１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りた。

さらに、軟化点が高くなると定着温度が高くな）、通常
の事務複写機、プリンターに用いるには支障をきたす問
題もある。

第３に、トナー組成である樹脂、顔料、ワックス、帯電
調節剤等を熔融混線、あるいはマスターパッチ法に代表
される予備混線を経て、上記トナー組成材料を一度にブ
レンドし、トナーを製造することが通例である。

しかるに、上記方法忙よる製造法は、顔料あるいは帯電
調節剤、ワックスの分散に難点がある。

この為、トナーの表層に、種々の材料が現われ、例えば
グラス帯電性の樹脂を用いて製造したグラス帯電黒トナ
ーの場合、顔料としてカーボンブラックを用いることが
通例であるが、カーポンプ゛２ツクはマイナス帯電性を
帯び、トナー粒子間等による摩擦帯電の為、トナー粒子
表面に逆極性の電荷を発生し、現像カプリ、トナー飛散
等が発生しやすいという問題がある。

これらの問題は、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
た現像剤では、実質上複写機に用いるには不適当であっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように従来の現像剤においては、非磁性一成分ト
ナーの長所を十分生かすことができず。

特に摩擦帯電電荷の制御が難しいという問題点があった
。

本発明は、上記事情に基きなされたもので、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
カプリを発生させず、静電潜像を忠実に、しかも潜像エ
ツジ周辺の飛び散υを起こすことなく静電潜像を高品質
に可視像化し得る現像剤を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するために、圧接部材を押
付けることにより帯電させられ現像に寄与される非磁性
一成分トナーからなる現像剤であって、定着特性を主た
る役割とする核層と、この核層を被包し現像特性を主た
る役割とする外殻層とからなるハイブリット構造を有し
ている構成としたものである。

（作用） すなわち、本発明は、圧接部材を押付けることにより帯
電させられ現像に寄与される現像剤を。

定着特性を主たる役割とする核層と、この核層を被包し
現像特性を主たる役割とする外殻層とからなるハイブリ
ット構造の非磁性一成分トナーとしたから、定着特性と
現像特性が十分得られ、摩擦帯電量が安定して摩擦帯電
量分布がシャープかつ均一となル、現像剤カプリを発生
せず静電潜像を忠実に、しかも、潜像エツジ周辺の飛散
シを起すことなく静電潜像を高品質で可視像化すること
が可能となゐ。

（実施例） 以下１本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第２図は本発明の現像剤を使用し得る現像装置の一例を
示す概略的構成図、第１図は本発明の現像剤の断面模式
図である。

第２図において、トナー担持体１１に対して弾性ブレー
ド１２が２０１−／Ｃｄ〜５００１Ｐ／Ｃｄの圧力で圧
接され、トナー容器ＩＳ中の後述する本発明の現像剤と
しての非磁性一成分トナー１４はトナー担持体１１の回
転によル搬送されつつ、中間ロール１５と圧接部材とし
ての弾性ブレード１２によｐ）ナー担持体１１の表面に
極めて薄く塗布され、かつトナー粒子にはトナー担持体
１１および弾性ブレードとトナーとの摩擦によつて静電
像電荷と逆極性の電荷が与えられる。トナー担持体の表
面に塗布されたトナーは、静電像保持体１５と接近した
とき静電像保持体１５へ移行し、トナー担持体上に残っ
たトナーは回収ブレードＩＣとトナー担持体１１０間か
らトナー容器１３中へ回収される。１８はトナーを攪拌
するための攪拌機である。

このとき現像部において、トナー担持体１１と静電像保
持体１５０面との間で、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畳したバイアスを印加する
ようＫしてもよい。

また、前記非磁性一成分トナー１４は、第１図に示すよ
うに定着特性を主たる役割とする核層２１と、この核層
２１を被包し現像特性を主たる役割とする外殻Ｗ１２２
とからなるハイブリット構造を有している。

また、核層２１の主たる構成材料がガラス転移点が５０
℃以上、重量平均分子量がｓ、ｏｏｏ〜２０．０００で
あるスチレン−アクリル共重合体からな）、かつ、外殻
層２２の主たる構成材料がガラス転移点が５０℃以上、
重量平均分子量が２００．０００〜２，０００，０００
であるスチレン−アクリル共重合体からなる。

さらＫ、核層２１１１Ｃ用いられる樹脂の重量に対する
外殻層２２に用いられる樹脂の重量比は０．５〜２倍と
なつている。

尚、外殻層２２に用いられる樹脂の重量平均分子量を２
０万〜２００万と限定したのは、２０万以下であると、
現像剤担持体と弾性ブレードにて適性な帯電量に摩擦帯
電する際、弾性ブレード１２あるいはトナー担持体１１
に融着する問題がある。又、２００万よ〕大き、い場合
、トナー１４としての加工特性、あるいは定着開始温度
を上昇させる問題がある。又、核層２１に用いられる樹
脂の重量平均分子量を５０００〜５万と限定したのは、
５０００以下であゐと、低分子量である為トナーとして
の加工特性に問題があシ、又、５万以上になゐと定着開
始温度が上昇する問題がある。

上記トナー１４の核層２１に用いられる樹脂の重量に対
する外殻層２２に用いられる樹脂の重量比は、０．５〜
２倍であることが望ましく、０．５倍以下であると定着
開始温度が上昇し、２倍以上であると外殻層２２が少く
なくな）、現像部の機能を果たさなくなる。

上記核層２１を製造する方法としては、上記樹脂、顔料
２３等を原材料として熔融混練し、粉砕。

分級工程を経る機械的方法、あるいは、樹脂の七ツマー
１顔料、開始剤等からなる原材料を懸濁重合法等、モノ
マーから重合する化学的方法によシ所定の粒径の核層２
１を得ることができる。

上記外殻層２２を製造する方法としては、上記核層２１
を核粒子として、核層２１を得ると同様、重合艇で得る
化学的方法あるいは、機械的エネルギー、例えば、ボー
ル２ル、ハイプリダイゼーシ璽ンシステム（奈良機械製
）等を用いて表面製膜し、外殻層２ｚを得る方法が挙げ
られる。尚、外殻層２２には必要に応じて帯電調節剤、
顔料、流動性改質剤等現像特性に影響を与える添加剤を
添加しても一向に構わない。又、必要に応じて耐オフフ
セット特性を向上させる為のワックスを、核層２１ある
いは外殻層２２に添加することもできる。

また、さらに１本発明の非磁性一成分トナー１４には、
必要に応じて、トナーの流動性、耐凝集性を向上させる
ため、コロイド状シリカのようなトナーと同極性の疎水
化された＝ロイド状微粒子を、トナーの帯電量に影響を
与えない程度の量、たとえばトナー１００重量部あた）
α０５〜５重量部程度添加することもできる。

上記共重合体の合成に用いられるアクリル成分あるいは
メタクリル成分としては、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
、インブチルアクリレート、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、ヘプチル
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−）、
ｆｃＩピルメタクリレート、インブチルアクリレート、
ブチルメタクリレート、イン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、ヘゲ
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
その誘導体ならびに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。

上記共重合体の合成に用いられるアミノ基を有する単量
体としては、次の一般式で表わされるメタクリル酸誘導
体が適している。

（ただし、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ，は、炭素数１〜８の
アルキル基） 上記一般式で表わされるアミノ基を有する単量体として
は、例えば、２−ジメチルア５ノー２−メチルプロビル
メメクリレート、２−ジメチルアミノ−２−エチルブチ
ルメタクリレート、２−ジメチルアミノ−２−プロビル
へキシルメタクリレート、２−ジエチルアミノ−２−メ
チルプロビルメタクリレート、２−ジエチルアミノ−２
−エチルブチルメタクリレート、２−ジエチルアミノ−
２−ｆロピルヘキシルメタクリレート等が例示される。

なお、スチレン−アクリル共重合体あるいは、スチレン
−メタクリル共重合体にアミノ基を有する単量体を共重
合させる重合開始剤としては、アゾビス（イソブチロニ
トリル）、アゾビス２−（２−ナフチル）プロピロニト
リルなどで代表されるニトリル系開始剤を用いることが
できる。

また本発明に用いられる着色剤としては、例えバカ−ポ
ンプラック、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ＦＲＲ，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、フタルシアニンブルー、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。

次に本発明の実施例について説明する。

なお以下の実施例に−おける「部」は重量部である。

実施例１ スチレン−ｎブチルメタクリレート共重合体（Ｔｇ：ｓ
２℃、重量平均分子量１２，０００　）　９３部と、カ
ーボンブラック（ＭＡ−１００：三菱化成製）４部と、
ワックス（６６０Ｐ：三洋化成製）３部とを、加圧式ニ
ーダ−で１時間混練波、冷却し、ハンマーミル粗粉砕、
ジェットミルで微粉砕、風力分級法による分級を経て、
５〇−重量平均粒径１０．２μｍの微粉（Ｉ）を得た。

次に、スチレン−ｎ−ブ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共重合体（Ｔｇ：６７．２
℃、重量平均分子量３５５，０００）９９部と帯電制御
剤（ＡＦＰ−Ｂ：オリエント化学部）１部とを上記と同
様にして製造し、平均粒径１μｍの粉体ＣＸ’）を得た
。

次に、　奈Ｊ１機械製のハイプリタイゼーシ冒ンシステ
ムを用いて、微粉（Ｉ）５０部と微粉（Ｉ）５０部とを
処理し５０％重量平均粒径１　’２．６μｍのトナーを
得た。

しかる後、このトナー１００部と、コロイド状微粒子（
ＲＰ−１３０：日本アエロジル社製）０．５部とをボー
ルミルで混合し、このトナーの表面に付着させて５ｏ−
重量平均粒径１２．６μｍの非磁性一成分トナーを得た
。

なおこのトナーのプローオフ法にょシ測定された摩擦帯
電電荷量は、プラス５３．４μＣ／　ｍ”で、流動性は
１３．４７’であった。

次にこのトナーを負帯電性のＯＰＣ感光体を搭載できる
ように改造した市販の複写機（商品名レオドライ３１１
０（株）東芝製）に用い、図示した装置に供給して現像
を行なつて現像カプリのない鮮明な画像を得た。

また同じ方法で、高温、高湿度（３０℃、８５ｓＲＨ）
環境下で現像を行なったところ現像カプリがなく、また
画像濃度の低下も認められず、転写効率のよい鮮明な画
像が得られた。

さもに″この画像を、ヒートロール定着器で定着したと
ころ、１７０℃から２２０℃の範囲で定着およびオフセ
ットともに良好であシ、１万枚後でも同じ品質の画像が
得られた。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば、圧接部材を押付
けるととにより帯電させられ現像に寄与される現像剤を
、定着特性を主たる役割とする核層と、゛この核層を被
包し現像特性を主たる役割とする外殻層とから力るハイ
ブリット構造の非磁性一成分トナーとしたから、定着特
性と現像特性が十分得られ、摩擦帯電量が安定しで摩゛
擦帯電量分布がシャープかつ均一となシ、現像剤カブリ
を発生せず静電潜像を忠実に、しかも、潜像エツジ周辺
の飛散夛を起すことなく静電潜像を高品質で可視像化す
ることが可能な現像剤を提供できるといった効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像剤の断面模式図、第２図は本発明
の現像剤を使用し得る現像装置の一例を示す概略的構成
図、第３図は一成分系現像法に用いる現像装置の概略的
構成図である。 １２・・・圧接部材（弾性ブレード）、１４・・・現像
剤（非磁性一成分トナー）、２１・・・核層、２２・・
・外殻層。 出願人代理人　弁理士　　鈴　　江　　武　　彦＝ 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧接部材を押付けることにより帯電させられ現像
   に寄与される非磁性一成分トナーからなる現像剤であっ
   て、定着特性を主たる役割とする積層と、この積層を被
   包し現像特性を主たる役割とする外殼層とからなるハイ
   ブリット構造を有していることを特徴とする現像剤。
2. （２）積層の主たる構成材料がガラス転移点が５０℃以
   上、重量平均分子量が５，０００〜２０，０００である
   スチレン−アクリル共重合体からなり、かつ、外殻層の
   主たる構成材料がガラス転移点が５０℃以上、重量平均
   分子量が２００，０００〜２，０００，０００であるス
   チレン−アクリル共重合体からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の現像剤。
3. （３）核層に用いられる樹脂の重量に対する外殼層に用
   いられる樹脂の重量比は０．５倍〜２倍であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像剤。