JPH05197204A - 画像形成用材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な粉体特性を有する重合トナーを提供す
る。 【構成】 ５μｍの粒径を有する第一の重合トナー１０
１と、６０μｍの粒径の第２の重合トナー１０２により
トナー１００は構成されている。第二のトナー１０２に
より記録に関与する第一のトナー１０１が小さくても、
良好な粉体特性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンターや複写機等
に使用する、さらに詳しくは、直接記録方式の画像形成
装置に用いる画像形成用材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スチレンアクリルやポリエステル
等の熱可塑性樹脂に顔料などの助剤を混合した後、粉砕
分級して作成するいわゆる粉砕型トナーが知られてい
る。しかし粉砕型トナーの欠点として、次のようなこと
があった。すなわち、高解像度化のためにトナーの平均
粒子径を小さくすると収量が極端に低下したり、トナー
の粒子径分布がブロードになってしまっていた。また、
トナー形状に関してもいわゆるイボ形といわれる球状と
は言い難いいびつな形状をしていたため、記録装置内の
制御性について問題が大きかった。

【０００３】それに対し、最近重合性トナーと呼ばれる
新トナーが開発されている。この重合トナーは懸濁重
合、塊状重合、溶液重合、乳化重合、界面重合法等によ
りポリエステルやスチレンアクリルの樹脂ビーズを形成
した後、染着や荷電制御剤を添加して作成する。このト
ナーの特徴として、トナー形状が樹脂ビーズを作成する
ときに決定されるので、ほぼ真球状になることと粒子径
分布が非常にシャープになることがある。我々は特願平
３−４３４０５号の出願において、荷電粒子直接記録方
式の画像形成装置を提案し、この装置において画像形成
材料として重合トナーを使用してきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに使用される重合トナーにおいて、次のような問題が
発生していた。すなわち、重合性トナーは粒径が極めて
揃っているため、記録についての制御性は良好なのであ
るが、トナーの搬送や混合時等ハンドリング時に於いて
の流動性の悪いことが大きな問題であった。また、重合
トナーは、均質粒径粒子であるため、各々が最密充填的
に凝集するため、一度状態が固定し始めるとなかなか解
放されず、流動性が悪い状態が続いてしまっていた。こ
のため、トナー供給が不安定になり出力画像に変動が発
生したり、凝集したトナーが受像体に飛翔してしまい解
像度が低下することが発生していた。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、均質な粒径を有する重合トナー
を使用して記録制御性を高めつつ、トナーの流動性など
の問題を解消し良好な画像を出力することの可能な画像
形成材料を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像形成材料は、次のような特徴を有してい
る。すなわち、画像形成材料は、重合性トナーであっ
て、その粒径分布に複数のピークを有することを特徴と
している。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成材料によ
り、複数の粒径をもつ重合トナーが粉体の凝集を和らげ
て搬送をはじめとするハンドリングにまつわる問題を防
止することができる。その結果、良好な画像記録を出力
することが出来る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【０００９】図１は本発明を実施した画像形成材料の粒
径分布を示すグラフである。また、図２は同材料を顕微
鏡等で拡大観察した時の様子を示す詳細斜視図である。
画像形成材料たるトナー１００は、第１のトナー１０１
と、第２のトナー１０２により構成されている。第１の
トナー１０１は、直接記録に関与し解像度や階調性を決
定するため、約５μｍと小さい平均粒径を有する球状の
重合性トナーである。第２のトナー１０２は、前記第１
のトナー１０１の挙動を補助する約６０μｍの平均粒径
を有する重合性トナーである。図１中の第１のトナーの
粒径分布曲線１０３と、第２のトナーの粒径分布曲線１
０４は、きわめて両トナーの粒径分布がシャープなこと
を示している。両トナーの割合は、実際画像に寄与する
第１のトナー１０１が、体積基準に於いても第２のトナ
ー１０２に比べて数倍多い。両トナーの組成は、スチレ
ンアクリル、ポリエステル、エポキシ等の樹脂材料に、
荷電制御剤や染料を分散添加されている。

【００１０】次に本実施例の画像形成材料を適用した画
像記録装置について説明する。図３はその画像記録装置
の断面図である。図１に於て、画像記録装置１９は、記
録部１と、熱定着部２とから構成される。この画像記録
記録装置１９の側部には、挿入口１７と、取り出し口１
８とが、設けられている。記録部１に於て、前記挿入口
１７から入った普通紙などの媒体Ｐに、画像などが記録
される。そして、熱定着部２に於いて、この媒体上の画
像などが定着される。更に、媒体Ｐは、ガイド１５を経
由して、取り出し口１８へと送られる。

【００１１】記録部１は、回転可能なブラシローラ３
と、アパチャー電極２０と、対向電極１２とから構成さ
れる。前記ブラシローラ３の周囲には、ブラシローラ３
の回転方向に従って、供給ローラ４と、層厚規制部材１
１と、掻き部材１０とが、それぞれ、ブラシローラ３
に、接触して設けられる。前記ブラシローラ３は、アー
スに接続されている。また、前記供給ローラ４は、トナ
ーケースＫによって、覆われる。そして、このトナーケ
ースＫの内部には、トナー１００が貯蔵される。前記ト
ナー１００は、第１のトナー１０１と第２のトナー１０
２とで構成されている。

【００１２】前記ブラシローラ３の上方に、記録電極た
る前記アパチャー電極２０が設けられている。ここで、
図４を参照してアパチャー電極について説明する。図４
は、アパチャー電極の斜視図である。前記アパチャー電
極２０は、基板２５上両面にライン電極２１とゲート電
極２２が配置され、両者を貫通するアパチャー２４が多
数設けられている。基板２５は、平板状絶縁体であれば
よく、通常は厚みが２５から１００ミクロン程度のポリ
イミド等の樹脂材料や、アルミナやジルコニヤ等のセラ
ミック材料が使用できる。基板２５上に、印刷法もしく
は薄膜形成法などで配設された厚み数ミクロン以上のラ
インとゲート電極２１、２２が設けられている。

【００１３】そして、ゲート電極２２がある面には、帯
電部材２６が設けられている。帯電部材２６は通常絶縁
材料であれば良く、正負の極性に応じて材質を選択すれ
ばよい。本実施例では正帯電トナーを使用するため、帯
電部材２６としては負帯電するものが良く、フッ素化合
物やシリコン化合物などが良好な特性を有する。もし正
帯電するものが必要であれば、ナイロンやポリアセター
ル等を使用すればよい。尚、ラインとゲート電極２１、
２２は各々信号ソースＳ１、Ｓ２に接続されている。ま
た、アパチャー電極２０の下部には振動子２７が設けら
れている。振動子２７はＰＺＴ等の圧電体に電極を形成
し、交流電圧を印加することにより振動することができ
る。

【００１４】また、このアパチャー電極２０に対し、前
記ブラシローラ３の反対側に、前記対向電極１２が設け
られる。この対向電極１２には負電圧を発する電源Ｅが
接続されている。対向電極１２と、アパチャー電極２０
の間には、空間が設けられていて、このスペースを、挿
入口１７から入って、ガイド１５と一対の補助ローラ１
６とを経由して送られた媒体Ｐが、通過する。この電圧
印加によって、前記アパチャー電極２０のアパチャー２
４を通過してきたトナー１００が、媒体Ｐに付着され
る。

【００１５】熱定着部２は、熱源を持ったヒートローラ
１３と、プレスローラ１４とから構成される。そして、
このヒートローラ１３と、プレスローラ１４とは、媒体
Ｐがこの間を通過できるように、配置される。

【００１６】次に、画像記録装置の動作を説明する。

【００１７】挿入口１７から挿入された媒体Ｐは、記録
部１へ搬送される。記録部１に於て、供給ローラ４によ
って、トナー１００が、ブラシローラ３に供給される。
このときトナー１００は、供給ローラ４、及び、ブラシ
ローラ３と接触しつつ、摩擦して、そして、本実施例で
は、プラス（＋）に帯電する。プラス（＋）に帯電した
トナー１００は、ブラシローラ３に担持される。そし
て、層厚規制部材１１によって、このブラシローラロー
ラ３に余分に供給されたトナー１００が、掻き落とされ
る。この結果、ブラシローラ３上に、均一なトナー層が
形成される。この一連のトナー１００に対する搬送運搬
の中で、第一のトナー１０１と第二のトナー１０２とで
構成されているため、粉体の凝集などが発生せず良好な
状態でトナー層が形成される。

【００１８】すなわち、従来は記録に寄与する第一の重
合トナー１０１でのみトナー１００を形成していたた
め、トナーの保管時にトナーが固まり易かったり、搬送
時に凝集して塊状になってしまっていることがあった。
しかし、本実施例の第一のトナー１０１と第二のトナー
１０２を併用することにより、粉体の凝集等はきわめて
低減され、良好な粉体特性を発現させることが出来る。

【００１９】そして、アパチャー電極２０付近に於て、
掻き部材１０によって、ブラシローラ３が掻かれる。そ
して、弾性によって、ブラシがもとに戻るとき、ブラシ
に適量に担持されたトナー１００が、跳ね上がる。この
結果、トナー１００が、クラウド状になって、アパチャ
ー電極２０に供給される。

【００２０】アパチャー電極２０に設置された振動子２
７は励振されていて、アパチャー電極２０の表面には表
面波が発生している。すなわち、帯電部材２６の表面は
０．３μｍ程度の振幅で変位しているので、帯電部材２
６の表面に近接したトナー１００はさらに摩擦帯電され
る。帯電部材２６とトナー１００は、励振された振動に
より繰り返し摩擦帯電され、トナー１００はさらに正帯
電し帯電量も揃ってくる。この様に帯電性の揃ったトナ
ー１００がアパチャー２４に供給される。ここでアパチ
ャー２４の径は、３０から５０μｍ程度であるので、第
二のトナー１０２は通過することなく記録に寄与するこ
とはない。

【００２１】プラス（＋）に帯電した第一のトナー１０
１のクラウドは、信号ソースＳ１、Ｓ２により飛翔電界
と遮蔽電界を形成されたアパチャー２４内を通過制御さ
れる。すなわち、トナー電荷に対し、電界が順バイアス
的に形成されれば、トナーは対向電極１２へ飛翔する。
逆バイアス的に電界が構成されれば、トナーは飛翔する
ことはない。

【００２２】飛翔したトナーは、負電圧を印加した対向
電極１２に向かっていく。前述した通り第一のトナー１
０１は静電特性が揃っているため、アパチャーで形成さ
れる電界に応じて媒体Ｐ上に理想的に記録が可能にな
る。

【００２３】その後、媒体Ｐが熱定着部２へと搬送され
る。そして、この場所で、前記媒体Ｐ上の画像が、ヒー
トローラ１３とプレスローラ１４とによって圧接される
ことにより、定着される。この定着方法は、一般的な方
法であるため、詳細な説明は省略する。そして、最後
に、画像形成された媒体Ｐが、ガイド１５を経由して、
取り出し口１８へと搬送されて、取り出される。

【００２４】本発明は上述した実施例に拘ることなく、
その趣旨を逸脱しない範囲で変更は可能である。本発明
では第二のトナーとして記録に寄与する第一のトナーよ
り粒径の大きな重合トナーを使用したが、第二のトナー
は第一のトナーより極めて粒径が小さいようにしてもよ
い。この場合第二のトナーは、記録に寄与する第一のト
ナーに付着して、受像体に記録されてしまうが、微粒で
あるため解像度等で問題は発生しない。また、本実施例
では粒径分布にふたつのピークを有する重合トナーを使
用したが、三つ以上のピークを有する重合トナーを使用
しても、良好な粉体特性が得られることは当然である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像形成材料により、複数の粒径をもつ重合トナ
ーが粉体の凝集を和らげ搬送をはじめとするハンドリン
グにまつわる問題を防止できる。その結果良好な画像記
録を出力することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したトナーの粒径分布を示す図で
ある。

【図２】本発明を実施したトナーーの拡大斜視図であ
る。

【図３】本発明を実施したトナーを用いる画像形成装置
の断面図である。

【図４】アパチャー電極の斜視図である。

【符号の説明】

２０ アパチャー電極部 ２１ ライン電極 ２２ ゲート電極」 ２４ アパチャー １００ トナー １０１ 第一のトナー １０２ 第二のトナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重合性トナーであって、その粒径分布に
   複数のピークを有することを特徴とする画像形成用材
   料。