JPH071402B2

JPH071402B2 - 電子写真用現像剤

Info

Publication number: JPH071402B2
Application number: JP60214987A
Authority: JP
Inventors: 裕行足立; 毅渡辺; 俊治中村; 公生中畑; 尚之牛山; 益夫山崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPS6275541A

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
るカプセル状のトナーを有する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った。１つは、球状でかつ平滑面で
あるため、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
が移動するジャ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、階調性が変動しや
すい等の問題が起こる場合があった。

第２にP.S.E.〔フォトグラフィック・サイエンス・アン
ド・エンジニアリング〕,vol26,No.4July/August,1982P
194〜197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
った。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った。

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、磁性体が適度なチャージアップ防止作用を
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の問題が潜在する事になる。

［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摩擦帯電性カプ
セルトナーを有する電子写真用現像剤を提供するもので
ある。

すなわち本発明は、画質の安定化に寄与し、感光体への
付着力が小さく、転写効率が良く、均一かつ充分な転写
画像が得られる優れた摩擦帯電性カプセルトナーを有す
る電子写真用現像剤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］本発明は、略球状の圧力定着性コアを薄膜の硬質殻で被
覆している摩擦帯電性カプセルトナーと、シリカ微粉体
と、を有する電子写真用現像剤において、該硬質殻が樹脂で形成されており、該硬質殻の表面に凹
凸が形成されていることを特徴とする電子写真用現像剤
に関する。

尚、本発明に係る圧力定着性コア材料としてはカプセル
トナーの分野で従来公知のワックスおよび低分子量重合
体が使用可能であり、また硬質殻の材料としては同様に
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図に従来トナーと本発明のトナーの概略断面図と電
子顕微鏡写真の一例を示す。

従来トナーは周知の方法によって、球状のワックス等を
含む直径約10〜14μｍの軟質の圧力定着性コア２に樹脂
等からなる硬質殻１を0.1〜0.4μｍに形成したもので表
面は写真の如く平滑性が高い。本発明で用いられるカプ
セルトナーを作成する方法としては、例えば、球状の圧
力定着性コアを作成後コア表面に粒子を付着させ、その
後にコアを硬質殻を形成するための樹脂の薄膜で被覆す
ると第１図（１−ａ）で示す如く、硬質殻の表面に凹凸
が形成される。凹凸量は、コア表面に付着させる粒子の
径や量によって任意に形成したり、硬質殻を形成するた
めの樹脂の分子量を変えても良い。一般に低分子量の硬
質殻を形成するための樹脂の方が、高分子量の硬質殻を
形成するための樹脂より平滑度が高い事もわかった。

本発明の電子写真用現像剤は、後述する実施例に記載さ
れているように、上記のように作成された摩擦帯電性カ
プセルトナーと、シリカ微粉体と、を有しており、この
シリカ微粉体は、アミノ変性シリコーンオイルの如き処
理剤で処理されていることが良い。

第２図に従来及び本発明トナーをコア中に磁性体を入
れ、一成分磁性トナーとしてジャンピング現像方式の現
像器に入れ、トナーの摩擦帯電電荷量の増加をスリーブ
の回転時間で比較したものを示す。従来トナーは、トナ
ー電荷量は飽和せず安定しないのに対して、本発明トナ
ーは飽和傾向を示し安定性が伺われる。

これを電子写真装置の現像特性で示す横軸Ｖは感光ドラ
ム表面電位と現像スリーブ印加電圧の差で縦軸は現像後
の画像反射濃度である。

初期はであり一定電位差ａに対する濃度はｂの階調性
を有するが従来トナーは上記の電荷量変化によりの状
態となりａに対する濃度変化率はｂ＋ｃとなり階調性に
乏しくなってしまう。

また転写性を比較したところ本発明トナーが転写総電流
380μＡでベタ黒部で良好な転写性を得るが従来トナー
では一部転写不良を起こし、本発明トナーと同等の転写
性を得るのに420μＡ以上必要であった事から表面性に
起因するワァンデルワールスカや感光体との接触量及び
鏡映力等の付着力に差があり、本発明により電流量を低
下できオゾン等の軽減や省電力を達成できた。

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、10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10で転写コロナを施し、転写材８への転写を成
す。

11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。

硬質殻１の凹凸状態は第５図に示す如く、硬質殻の平均
膜厚をｄとすると凹凸のピークＰをＰ≦2d、好ましくは
0.5d≦Ｐ≦1.5dとするのが好ましい事がわかった。それ
は0.1μｍと0.4μｍの膜厚の硬質殻を有するトナーを作
り比較したところ、0.4μｍの方がチャージアップする
傾向を示した。即ち、硬質殻の膜厚を厚する程凹凸をつ
ける必要があり、この凹凸でトナーのチャージアップを
下げるものである。しかしながら0.4μｍを越えるもの
では凹凸をつけてもチャージアップ傾向を示し好ましく
なかった。逆に0.1μｍを下回るものではチャージアッ
プ傾向は少なく僅かな凹凸でも良いと考えられるが、こ
の膜厚では硬質殻としての外力に対する強度が無くこわ
れ易いのと、摩耗に対しても持続性が無くコアが露出す
る場合もあったり好ましくなかった。

上記膜厚において個々のトナーの膜厚を測定する事は難
しく、簡便のために硬質殻のカプセル化時のカプセル材
の仕込み量で膜厚を換算したもので形成状態は電子顕微
鏡写真で判断した。

更に凹凸数に関しても形成状態の写真で判断したが、硬
質殻外周の凸部で３点以上で構成する仮想面（D₁,D₂,
…）を有し、かつ仮想面が多面体を構成すれば良い。

［実施例］芯物質は、ハイワックス200P（三井石油化学製）20部、
パラフィンワックス155（日本精蝋製）80部、マグネタ
イト60部を150℃で溶融混合し、スプレードライヤーで
造粒後、乾燥分級を行なうことにより、粒径が10.3μｍ
±5.0μｍであり、球形状のものが得られた。

一方、乾式法で合成されたシリカ微粉体（比表面積：約
13.0m²/g）100重量部を撹拌しながら側鎖にアミンを有
するアミノ変性シリコーンオイル（25℃における粘度70
cps、アミン当量830）12重量部を噴霧し、温度をおよそ
250℃に保持して60分間で処理した。

前記芯物質1Kgに上記の側鎖にアミンを有するアミノ変
性シリコーンオイルで処理したシリカ微粉体20g（平均
粒径0.2μｍ）をヘンシェルミキサー10B型（三井三池製
作所）にて、温度45℃、回転目盛10で４分間の条件で外
添混合した。次いで上記の芯物質とシリカ微粉体との外
添混合物をスチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート（モル比90/10）共重合体を溶解しているジメチル
フォルムアミド溶液に分散し、分散後撹拌しながら徐々
に水を添加することによる相分離法により0.4μｍの膜
厚で被覆し、カプセル化粒子を得た。得られたカプセル
トナー表面における凹凸のピーク差は0.6μｍであっ
た。得られたカプセル化粒子100gに、上記のアミノ変性
シリコーンオイルで処理したシリカ微粉体1.0gを更に、
上記と同様にして外添混合し、カプセルトナーを得た。

カプセルトナーを現像剤とし、負の静電荷を有する潜像
を現像した後、上質紙上に転写した。トナー画像を有す
る被転写紙を両端から、圧接力を加えられるようにした
２本の加圧ローラーからなる圧力定着機に通したとこ
ろ、10kg/cmの線圧力で、ほぼ完全な定着性を示し、画
像濃度は、1.6でありカブリのない鮮明な反転画像が形
成され、良好であった。さらに、A4サイズの原稿で3,00
0枚の連続耐久試験を行なったところ、常に画像濃度が
1.4以上であり、カブリのない良好な画像が安定して得
られた。

また、耐久試験前後のトナー表面を、走査型電子顕微鏡
で観察したところ、カプセルトナーに外添したシリカ量
に有意差は認められなかった。

［発明の効果］本発明の電子写真用現像剤は、略球状の圧力定着性コア
を薄膜の硬質殻で被覆している摩擦帯電性カプセルトナ
ーと、シリカ微粉体と、を有しており、該硬質殻が樹脂
で形成されており、該硬質殻の表面に凹凸が形成されて
いることにより、摩擦帯電時のトナーの電荷量が変動し
難く、階調性が変動し難く、また感光体への付着力が適
度であり、転写効率が高く、均一かつ充分な転写画像が
得られる。また、感光体への付着力が強くないためクリ
ーニングが容易で、トナーの破壊や汚染をせず、さら
に、硬質殻は樹脂で形成されていることもあって、感光
体の損傷を招き難く、良好な画像を得ることができる。
さらに、カプセルトナーは、硬質殻の表面に凹凸が形成
されていることから、このカプセルトナーと、シリカ微
粉体と、を有する現像剤を用いて摩擦帯電させて画像形
成を行なった場合に、カプセルトナーに対してシリカ微
粉体が埋め込まれにくく、よって、上記の実施例に記載
されているように、耐久試験後においてもカプセルトナ
ー表面に観察されるシリカ微粉体の量が、耐久試験前に
比較して有意差が認められない程度存在しているため、
現像剤は良好な流動性を維持することができ、カプセル
トナーは、良好な摩擦帯電を連続耐久試験後においても
行なうことが可能となる。従って、連続耐久試験後にお
いても、初期の高い画像濃度を安定して得ることがで
き、かつ、カブリのない良好な画像を安定して得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカプセルトナーと従来のカプセルトナ
ーとの対比を示す図面で（1-イ）は従来カプセルトナー
の外観を示し、（1-ロ）はその断面形状を、（1-a）は
本発明カプセルトナーの外観を示し、（1-b）はその断
面を示す。第２図は従来トナーと本発明カプセルトナー
のスリーブ回転時間−トナー電荷量の関係を示すグラフ
である。第３図は電子写真装置の現像特性を示し、横軸
Ｖは感光体ドラム表面電位と現像スリーブ印加電圧の差
で、縦軸は現像後の画像反射濃度である。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。第５図は本発明のカプセルトナーの凹凸状態を示
し、ｄはシェルの平均膜厚、Ｐはシェルの凹凸のピーク
高さを示す。１……シェル、２……コア、３……像担持体、４……コロナ放電器、５……光学手段、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、 10……転写コロナ放電器、11……搬送ベルト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中畑公生東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者牛山尚之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者山崎益夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭54−66844（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略球状の圧力定着性コアを薄膜の硬質殻で
被覆している摩擦帯電性カプセルトナーと、シリカ微粉
体と、を有する電子写真用現像剤において、該硬質殻が樹脂で形成されており、該硬質殻の表面に凹
凸が形成されていることを特徴とする電子写真用現像
剤。
【請求項２】硬質殻に形成されている凹凸のピーク幅が
上記硬質殻平均膜厚の２倍以下である特許請求の範囲第
１項記載の電子写真用現像剤。
【請求項３】上記硬質殻は、平均膜厚が0.1μｍ〜0.8μ
ｍである特許請求の範囲第１項記載の電子写真用現像
剤。