JPS62967A - 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又は静電記録装置において、感光
体もしくは誘電体上に形成された静電潜像を可視像化す
る現像方法に係る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電子写真装置又は静電記録装置において、感光体もしく
は誘電体上に形成された静電潜像を可視像化するために
従来よルトナーとキャリアからなる二成分現像方法が画
質の良いことから広範に用いられている。

しかしながら、その反面、以下に示すよりな二成分の現
像方法に共通する欠点がある。すなわち、■トナーは、
トナーとキャリア間の相互摩擦により摩擦電荷を受けと
るのであるが、その場合、長期にわた夛使用していると
、キャリア表面がトナーの組成物によって汚染され、そ
の結果、充分な電荷を獲得できなくなる。■トナーとキ
ャリアは所定範囲の混合比に調整されていなければなら
ないが、長期にわ念力使用していると、その混合比が変
動して所定範囲から外れてしまう。■一般にキャリアと
しては表面を酸化して鉄粉若しくはガラスピーズが多用
されているが、その場合、これらキャリアによって感光
体の表面が機械的に損傷される。

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、
感磁性を有し、一般に磁性トナーと呼ばれるトナーを用
い九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１回第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
困難であること、とりわけ、多湿の雰囲気下では充分な
転写が得られないこと、■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と、
などの欠点を有する。

しかるに、最近は、磁性粉を含有せず比抵抗のハ・・ 大きい一成分トナーを用いた現像方法や特に注目１を集
めている。それらの現像方法としては％例えば、米国特
許第２８９５８４７号、同第３１５２０１２号、特公昭
４１−９４７５号、同４５−２８７７号、同５４−３６
２４号等の公報に記載されているタッチダウン法、イン
プレッシ目ン法、ジャンピング法に基づくものがあげら
れる。これらの方法では。

二成分現像方法に用いられていた従来のトナーを利用し
ている。

しかしながら、この場合、以下に述べるように。

−数分トナーを用いた現像方法に関連する種々の問題点
の派生を避は得ない。

笛１の問題点は摩擦帯電の問題である。

すなわち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必要な帯電量を得なけ
ればならない、しかるに、可視像化するに必要なトナー
のトナーとトナー担持体とによる帯電量は例えばセレン
の感光体ドラムを用いた場合マイナス０．５〜１５μＣ
／ＩＩである。

しかし、従来の二成分現像法に用いられたトナーを用い
、トナー担持体とトナーによる摩擦帯電では可視像化す
るに充分な帯電量が充分に得られ逢い。この理由として
、従来の二成分現像法に用いられたトナーは、可視像化
を形成するに必要な帯電量を得るに充分な時間を要して
トナーとキャリアとの摩擦帯電を行なっているのに対し
てトナーとトナー担持体との摩擦帯電では、摩擦帯電時
間が短かい。その為、可視像化を得るに必要な帯電量が
得られていないからである。

第２の問題点はトナー担持体表面に極めて薄く平均にト
ナーを塗布する問題である。

すなわち、第１図に図示しであるトナー担持体１に対し
１弾性ブレードが１００１　／ｃｍ〜２５００１Ａｒｎ
の圧力で圧接しており、トナー容器中に存在しているト
ナーは、トナー担持体の回転により搬送され１弾性プレ
ートによシトナー担持体表面に極めて薄く平均に塗布さ
れる。この為、トナーには、流動性、耐凝集性が良いこ
とが要求される。

しかるに、トナー容器中に存在しているトナーはトナー
担持体の回転により搬送されるが、応々にして、凝集性
を帯び塊状になる為、トナー担持体表面にトナーは塗布
されない問題がある。　・又、トナー担持体の回転Ｉこ
より搬送されてきたトナーは１弾性ブレードとトナー担
持体間の圧接力化において急激に高い圧力を受けること
になシ、ｊ！！＃擦熱によりトナー担持体表面にトナー
が軟化し固着する。この固着櫂トナーの存在は、トナー
担。

押体表面に、甑めて薄（平均にトナーを塗布することを
防たげる問題がある。これらの原因として、トナーの結
着樹脂の軟化点が低いこと、ガラス転移点が低いことが
挙げられる。

更に、軟化点が高くなると定着温度が高く表り。

通常の事務複写機に用いるには支障をきたす問題がある
。

更に第３の問題点として、カラートナーは上記の問題を
克服し、優れた物理的及び化学的特性を要することはも
ちろんであるが、さらに次の様な条件を満足しなければ
ならない。それは（１）多色重ね合わせによる場合は、
トナーは透明性が大であること。

如 【２）各色のトナーは、熔融混搾性に優れていること。

（３）原稿を忠実に再現する為に１分光な耐特性が良好
であること。

又、単色を用いるファンクシ日ナルカラーの場合は。

（１）陰べい力があること を要求される。

その上、重要なことは、カラートナーにおいては、トナ
ーとトナー担持体と、トナーと弾性ブレードによる摩擦
帯電により、トナーの持つトリポ電荷の極性を決定する
際に、当該技術分野で荷電制御剤として知られている物
質の使用が困難であることが多い。

従って正に帯電している潜像に現像するトナーは負に帯
電しなければ現像はできない。

従りて、結着樹脂と顔料の選択組み合わせがきわめて重
要と彦る。

しかるに、分光特性の優れた顔料は、しばしば正帯電を
示すことが多い。従って正帯電を有している顔料と負帯
電の結着樹脂との組み合わせのトナーは、現像カブリな
ど良好な画像が得られない。

例えば青顔料のβ型フタロシアニンなど典型的な例であ
る。β聾フタＯシアニンは、Ｋれた分光特性を有してい
るが、正帯電を示す為、この顔料を用いたトナーはトナ
ー粒子間に於いて、ちるい−はトナーとキャリア間、ト
ナーとトナー担持体、トナーと弾性ブレード間に於いて
、トナー粒子表面に発生する電荷において遊離性を生じ
、現１象カブリ、トナー飛散等の障害を発生しやすい。

また、このような障害は複写枚数を多くｌねた際に顕著
な現像となって現われ、実質上％複写機には適さない結
果と彦る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上述の問題点を改良した負帯電非磁性−
成分カラートナーを使用する新規な現儒方法を提供する
ことである。

本発明の他の目的は、従来の負帯電トナーにま゛　つわ
る種々の問題点を解決し、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、かつＲ擦帯電量分布が
シャープで均一であるトナーを用いた現像方法を提供す
ることである。さらに本発明の他の目的は、静電潜像を
忠実に、かつ、現像カブリがなく、潜像のエツジ周辺へ
のトナー飛び敗夛がなく高品質に可視像化する現像方法
を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明は負帯電非硼性−成分力う−トナーをトナー担持
体上に圧接された弾性ブレードにより、薄層を形成し、
摩擦帯電量が安定でしかも摩擦帯電量分布がシャープで
かつ静電潜像を忠実にしかも現像カブリがなく、潜像の
エツジ周辺への飛び散りがなく、解像度の高いシャープ
な画像を得る現像方法を骨子とする。

すなわち、本発明では、％　’Ｋ　ｔ！Ｆ　Ｉ象を表面
に保持する静電像保持体と、非磁性−成分カラートナー
を表面に担持するトナー担持体とを現像部において一定
の間隔を設けて配置し、結着樹脂とクロル基を有するシ
ランカップリング剤で表面処理した顔料とを少なくとも
含有する負帯電非磁性−成分カラートナーを、トナー担
持体上に圧接された弾性ブレードによシ、前記間隙よ〕
も薄い厚さに該トナーを、トナー担持体上に塗布し、該
トナーを現＠部において、前記静電像保持体に移行させ
、現像させる現１象方法である。そして特に前記結着樹
脂がガラス転移点５０℃以上、軟化点が１１０℃〜１６
０℃であるスヌレンーアクリル共重曾体であシ、さらに
該トナーにコロイド状シリカを０．０５〜２重量部添加
することが好ましい。

本発明に用いられる結着樹脂としては、一般的にトナー
に用いられている樹脂であればどれでも良いが、透明性
及び帯電特性、粘弾性等の観点からスチレン−アクリル
共重合体が特に優れておシ特にスチレン−アクリル共重
合中のスチレン成分比率が５０１以上９５チ以下である
ことが望ましい。ま立本発明に用いられるアクリル成分
としては；アクリル酸及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、イソブチルアクリレ
シト、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、メタクリル酸、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
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、アクリル酸
エステル及びその誘導体がすべて用いられる。

本発明に用いられるスチレン−アクリル共重合体を架橋
剤を用いて架橋させることも可能である。

架橋剤としては従来知られているジビニル化合物ジアリ
ル化合物、ジイリｐテナート、ビスエポキシ化合物等が
すべて使用可能である。

さらに低分子ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、
エチレン酢酸ビニル共重合体、高級脂肪酸、ポリアミド
樹脂、ポリエステル樹脂等を混合しても使用出来る。

本発明に用いられるりＯル基を有したシランカップリン
グ剤としては、例えば Ｈ，Ｃ＝ＣＨ８ｔｃａ。

Ｈ，Ｃ舅ＣＨＣＨ，８ｉ（ＣＨ３）Ｃ１＠Ｈ，Ｃ−ＣＨ
ＣＨ，Ｓ　ｉ　（ＣＨ８）、　ＣＪ（Ｈ，Ｃ−ＣＨＣＨ
，）＊ＳＳＣｌ２ （Ｈ，Ｃ）、−Ｃ−ＣＯＯ（Ｃｍ＊）、　　Ｓ　ｉ　　
（ＣＨｓ）Ｃ１１ＣＨ３ ＣＪ　（ＣＨｌ）、　　Ｓ　ｌ　　（ＯＣＲ，ン。

Ｃｊ（ＣＨ，）、５ｉ（ＣＨ，）ＣＪ。

ＣＩ　（ＣＨ，）、　８　ｉ　（ＣＨ，）　（０ＣＲ８
）。

Ｃｌ　（ＣＨｔｈ　　Ｓ　ｉ　（ＣＨ−（０ＣＪＩｓ）
鵞ＣＩ　（ＣＨ，）、　Ｓ　ｉ　（ＯＣＲ，）ｓＣＩ　
（ＣＨｌ）ｓ　８１　（ＯＣｔ　Ｈｓ　）ｓがどが挙げ
られる。これらのシランカップリング剤は１ｍ又は２種
以上の混合まで用いられても良い。

本発明に用いられる着色剤は、例えば クロモフタイエローＡ２Ｒなどで代表されるピグメント
イエロー２４．オラゾールイエロー２０ＬＮなどで代表
されるソルベントイエロー８８．セイカファーストイエ
ロー２４００などで代表されるピグメントイエロー１７
．キンドマゼンタ１２Ｖ−６８３２など代表されるピグ
メントレッド１２２゜パーマネントカーミンＦ５Ｂなど
で代表されるピグメントレッド２３８．ブリリアントカ
ーミン６Ｂなどで代表されるピク゛メントレッド５７．
ファーストレッド２ＢＫなどで代表されるピグメントレ
ッド４８．セイカファーストレッドＬＲ１１６などで代
表されるピグメントレッド４９＃オラゾールレツドブル
ーＢＬＮなどで代表されるソルベントブルー４９．セレ
スブルーＧＮなどで代表されるツルベルトブルー６＋、
セレスブルーＲｆｉどで代表されるソルベントブルーフ
８．ヘリオゲンブルーＬ７０４０．Ｌ７０８０．　　シ
アニンブルーＫＲ８゜シアニンブルーＫＢＮなどで代表
されるピグメントブルー１５：３．などＷ帯電の着色剤
が挙げられる。また、酸化チタン、リトポン、亜鉛華な
どの白色顔料、も挙げられる。

さらに、負帯電の着色剤を用いても一向に差支えない、
尚、クロル基を有するシランカップリング剤で着色剤を
表面処理する方法としては、シラ　　□ンカップリング
剤が溶解する適当な液体中１例え　　□ば水、あるいは
メタノール、エタノ−／１４等の１機溶剤中に常温ある
いは液体の適した温度で、着色剤を攪拌添加する。その
後、濾過済遠心分離法などで液体と着色剤を分離、洗浄
をくり返し、加熱乾燥、真空乾燥後、着色剤として使用
する０本発　　□明の現像方法に用いる負帯・シ非磁性
−成分カラートナーは、向えば、まず、結着樹脂と表面
処理した着色剤を、ボールミル、Ｖ型混合機、Ｓ型混合
機、ヘンシルミキサーなどの混合機で混合し、ついで、
得られた混合物を双腕ニーダ−１加圧ニーグー、コニ−
グー。三本ロール、などで混練し。

この混線物を、ハンマーミル、ジエッ・トシル。ボート
ミルなどの粉砕機で粉砕し、更に得られた粉体を篩、風
力分級機などで分級しで製造される。

トナーと同極性の疎水化されたコロイド状シリカ例えば
アエロジルＲ−９７２，２００，１００，等を配合して
もよい。この配合割合は、トナーの帯電量に影響を与え
ない程度であり、好ましくは０．０５〜２重量部である
。

本発明を適用する現像工程について説明する。

第１図に現像工程の１実施形態を断面図で示す。

同図−こ右いて、静電像保持体５は矢印方向ｌこ動（。

トナー担持体１は現像部において、靜″＆ｉｒ、Ｉ家保
持体表面と同方向に進むように回転する。トナー容器３
から送られる一成分非磁性トナー４を、トナー相持体上
に圧接されている弾性ブレード２によ）。

トナー担持体上に薄く均一に塗布し、かつ、トナー担持
体及び弾性ブレードとトナー粒子との摩擦によってトナ
ー粒子ｆこ静電像電荷と逆極性の荷電を与える。この時
、現像部において、トナー担持体と静電像保持体面との
間で、直流バイアスあるいは交流バイアス又は直流と交
流とを重畳したバイアスを印加してもよい。

〔発明の効果〕

この様にして構成された負帯電−成分非磁性カラートナ
ーを用いる現像方法の第１の効果は、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
帯電量が安定で、かつ使用する現像システムに適した帯
電量にコントロールできることｌこある。従って、従来
充分には解決できなかった現像カブリや潜像エツジ周辺
へのトナー飛び数少がなく、高い画像濃度が得られる。

さらに１分光反射特性が優れた解像度が高い画像が得ら
れる。

さらに、トナーを長期にわ九〕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できる事に
ある。

さらに高温高湿度あるいは低温低湿度の環境条件下での
使用においても、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しない為、現像カブリや画＠濃
度の低下がなく、潜像に忠実が現像が行なえることであ
り、さらに転写効率も優れている。

〔発明の実７Ｉ！！例〕 以上１本発明の基本的な構成と特色について述べたが、
以下実施例に基づいて、具体的に本発明の方法について
説明する。しかしながら、これによって本発明の実施の
態様がなんら限定されるものではない。

実施例中の部数は重量部である。

実施例１ 上記混合物を常温で８時間攪拌後、濾過、水洗を数度く
り返し後、５０℃で２４時間乾燥後、真空乾燥した。そ
の後、粉砕機で微粒子に粉砕した。

尚、上記の処理した着色剤のトリポ電荷は、マイナス１
３．２μｃ／７７であった 上記混合物をヘンシルミキサーで予備混合した後。

加圧式ニーダ°−で約１時間混練した。

混線物を冷却後、ハンマーミルで粗粉砕し、ジ　　　□
エツトミルで微粉砕した。粉砕物を風力分級法にて分級
し１粒径５〜２５μｍのトナーとした。

次いで前記トナー１００部と負帯電コロイド状シリカ（
Ｒ−９７２：日本アエロジル社製）０．５部とそ、ボー
ルミルにて混合し、該コロイド状シリカをトナーの表面
に付着せしめ、５部チ重量平均粒径１３．１μｍ、ブロ
ーオフ法（東芝ケミカル製）によるトリポ電荷マイナス
３５．１μＣ／１１の負帯電非磁性−成分置きトナーと
した。

上記トナーを市販の複写機（商品名レオドライ４５０２
東芝製）を改良したものに適用し、第１図に示した現像
方法で画出しした。その結果、現像カブリのない鮮明な
青色画儒が得られた。

ま九高温高湿度（３０″’ＣＲＨ８５１）及び低温低湿
度（５℃ＲＨ１０％）の環境下においても常温常湿度（
２３℃ＲＨ６０％）と変わらぬ高濃度の鮮明な画像が得
られ友、尚この青色トナーのＣＩＥ色度図はｘ＝ｏ、１
７５　　ｙ−０，２２４Ｙ−２５，９１でありた。

（比較例１） 実施例１のクロル基を有するシランカップリング剤で処
理した着色剤の代わりに未処理の着色剤を用いることを
除いては実施例１と同様に行なったところ、現像カブリ
が多く、又、正帯電潜像のエツジ周辺への飛び散シも多
かった。

尚、この未処理の着色剤のトリポ電荷はプラス４．０μ
ｃ／Ｉでありた。

モ実施例２） 実施例１のシアニンブルーＫＢＮの代わ力にブリリアン
トカーミンＦＢ３Ｎ（未処理のトリポ電荷はプラス３，
３μＣ／９２表面処理後のトリポ電荷はマイナス１１．
５μＣ／ＩＩ）を用いることを除いては、実施ｆｌＪ　
１と同様に行なったところ良好な画像が得られた。尚、
この赤色トナーのｓ　ｏ　＊１ｒｔｔ平均粒径は、１２
．６μｍ、トリポ電荷はマイナス３１．３μＣ７ＩＣＩ
Ｂ色度図は、ｘ−０，４７２，ｙ−０，２６７、Ｙ−１
７，８チであった。

（実施例３） 実ｍ１ｆｆｌのシアニンブルーＫＢＮを用いる代わ〕に
セイカファーストイエロー２４００（未処理のトリポ電
荷プラス６．１μｃ　／　Ｉ　＃処理後のトリポ鑞荷マ
イナス９．８μｃ／ｇ）を用いることを除いては。

実施例１と同様に行なったところ、現像カプリのない良
好な結果が得られた。

尚、この黄色トナーの５０％重量平均粒径は、１３．１
μｍ、）リポ電荷はマイナス２８．８１４ｅｌｌ　ｅＣ
ＩＥ色度図は、ｘ−０，４４８，７−０，５０１，Ｙ＝
７０．６優であった。

更に、実施例１で得た青色トナー、実施ｆＰＵ２で得た
赤色トナー、実施例３で得た黄色トナーとを組み合わせ
複写したところ、極めて色再現性の良好力Ｆつ鮮明なカ
ラー画像が得られ、更に原種の黒に相当する部分が純黒
色に再現された。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の現像方法を用いた現像装置の１例を
示す概略図でちる。 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・・・静電像保持
体、６・・・剛性金属片、７・・・側壁。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑（ほか１名）第　　１
　　回

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電像を表面に保持する静電像保持体と、非磁性
   −成分トナーを表面に担持するトナー担持体とを、現像
   部において一定の間隔を設けて配置し、結着樹脂とクロ
   ル基を有するシランカップリング剤で表面処理した着色
   料とを少くなくとも含有する負帯電非磁性−成分カラー
   トナーを、トナー担持体上に圧接された弾性ブレードに
   より、前記間隙よりも薄い厚さにトナー担持体上に塗布
   し、該 トナーを現像部において、前記静電像保持体に移行させ
   、現像させることを特徴とする現像方法。
2. （２）結着樹脂が、ガラス転移点５０℃以上、軟化点が
   １１０℃〜１６０℃であるスチレン−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。
3. （３）コロイド状シリカを０．０５〜２重量部添加した
   トナーを用い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。