JP2717667B2 - 一成分現像方法 - Google Patents

一成分現像方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真或いは静電記録などにおける静電
潜像を、キャリア粒子を用いずトナー粒子のみを用いて
顕像化する一成分現像方法に関する。
従来の技術 従来より、電子写真乾式現像方式としては、キャリア
ーを用いる二成分現像剤を用いる方式と、キャリアーを
使用しない一成分現像剤を用いる方式が知られており、
活発に研究され、開発が行われている。特に、超小型複
写機の普及、各種OA機器のイメージアウトプットに対す
る強いニーズ等から、現像方式として、現像機が小型で
軽量化でき、トナー濃度のコントロールの煩しさがない
という特徴をもつ一成分現像方式に対する要求が大であ
る。
一成分現像法に使用されるトナーとしては、従来、磁
性体を含有する磁性トナー、及び磁性体を含有しない非
磁性トナーが有るが、トナーの搬送制御が容易なこと、
複写機、プリンター等の内部汚染が少ないこと等から、
現在、磁性トナーが広く使用されている。
発明が解決しようとする課題 この磁性トナーを用いる一成分現像方法においては、
トナー担持体上に所定の電荷量が付与された所定の厚さ
のトナー層を形成させるために、層規制部材をトナー担
持体に圧接させるが、層規制部材としては、シリコーン
ゴム等の常温でゴム弾性を有する軟質弾性体よりなるブ
レードがしばしば用いられている。
この様な一成分現像方式において、層規制部材とトナ
ー担持体との圧接力が均一であることが、トナーの帯電
性及び搬送性の上で、重要なファクターとなってくる。
そして、層規制部材とトナー担持体との圧接力が均一で
ない場合には、接触部の低圧力部分で現像初期から、ト
ナーの帯電性及び搬送性が不満足なものとなり、形成さ
れるコピー画像に濃度むらを生じる。従来の一成分現像
方法において、常温でゴム弾性を有する軟質弾性体より
なる層規制部材を用いる場合には、第2図に示すよう
に、層規制部材とトナー担持体との接触部に低圧接部が
生じ、その低圧接部に対応するトナー担持体上に、所定
のトナー薄層が形成されないという問題があった。な
お、第2図中、71は例えばシリコンゴムブレードのよう
な軟質弾性体よりなる層規制部材で、ばね部材72に取り
付けられており、トナー担持体5に圧接されている。9
はトナー層の層厚にむらが生じた部分を意味する。
本発明は、従来の技術における上記のような問題点に
鑑みてなされたものである。
本発明の目的は、層規制部材が常温でゴム弾性を有す
る軟質弾性体により構成されていて、トナー担持体との
圧接力が不均一であるような一成分現像装置を用いた場
合でも、トナーに均一な帯電を付与し、濃度むらの無い
画像を得ることのできる一成分現像方法を提供すること
にある。
課題を解決するための手段 本発明者等は、検討を進めた結果、トナー中に添加す
る磁性粉末として、チタネートカップリング剤で表面処
理したマグネタイトを用いることにより、上記の目的が
達成されることを見出だし、本発明を完成するに至っ
た。
本発明は、静電潜像保持体と、トナー層を担持するト
ナー担持体とを、現像領域において接触または一定の間
隔を保持して非接触状態で対向させ、静電潜像を顕像化
する一成分現像方法において、トナー担持体に圧接され
た、常温でゴム弾性を有する軟質弾性体よりなる層規制
部材により、トナーの帯電付与および層形成を行ってト
ナー層を形成し、該トナーとして、少なくともチタネー
トカップリング剤で処理した磁性粉末を結着樹脂中に分
散してなる磁性トナーを使用することを特徴とする。
以下、本発明の一成分現像法を詳細に説明する。
磁性トナーにおいて、磁性粉末としては、公知の磁性
体、例えば、鉄、コバルト、ニッケル金属及びこれらの
合金、Fe3O4、γ−Fe2O3、コバルト添加酸化鉄等の金属
酸化物、Mnフェライト、NiZnフェライト、Znフェライト
等のフェライトの粉末を使用することができるが、特に
マグネタイト粉末を用いることが好ましい。これら磁性
粉末は用途により粒状粉、針状粉のいずれを選択するこ
とも可能であり、又、粒径は0.01μmから2μmの範囲
のものが好ましく用いられる。
本発明において、これら磁性粉末は、少なくともチタ
ネートカップリング剤によって処理されていることが必
要である。チタンカップリング剤としては、例えば次の
化合物を例示することができる。
上記チタネートカップリング剤の処理量は、磁性粉末
に対して0.9〜1.1重量%の範囲にあるのが好ましい。処
理量がこの範囲を外れると、前記本発明の目的を達成す
ることが困難になる。
本発明において、上記のチタネートカップリング剤に
よって処理された磁性粉末は、結着樹脂中に分散され
る。磁性粉末の含有量は、磁性粉末の比重などによって
異なるが、結着樹脂に対して15〜70重量%の範囲で用い
るのが好ましい。
結着樹脂としては、公知の樹脂、例えば、スチレン樹
脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、ジエン樹脂、ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、弗素樹脂、シリコーン樹
脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ウレタン樹脂等の合成
樹脂及び天然樹脂が使用できる。
本発明において、トナーには、色調調節のために、着
色剤として、公知の染顔料を添加してもよい。又、電荷
制御のために電荷制御剤を添加してもよい。
第1図は、本発明を実施するための現像装置の概略構
成図である。第1図において、静電潜像保持体1の近傍
に設置された現像機本体2は、静電潜像保持体1側に開
口部を有するホッパー3を有しうる。このホッパー内に
は磁性トナー4が収容されており、又、ホッパー下部に
は、一部が開口部より静電潜像保持体側に突出するトナ
ー担持体5が収容されている。トナー担持体5は、表面
平滑なスリーブ51と内部にマグネットロール8を配した
ロールからなり、図示しない駆動系によって、潜像保持
体と同一方向に回転する。又、トナー担持体5には、バ
イアス電源6により高周波バイアス電圧が印加されてい
る。更に、所定の電荷量の付与されたトナー薄層を形成
させるための層規制部材7が、トナー担持体に圧接され
るように設けられている。
本発明において、この層規制部材は、例えばシリコー
ンゴムブレードのごとき常温でゴム弾性を有する軟質弾
性体71が、ステンレス鋼等のバネ部材72に取り付けられ
た構造を有している。本発明において、層規制部材を構
成する常温でゴム弾性を有する軟質弾性体の他の例とし
ては、ウレタンゴム、フッ素ゴム等があげられる。
実施例 以下、本発明を実施例によって説明する。
実施例1 磁性粉末として、チタン工業社製:BL−220を使用し
た。このものは、イソプロピルトリイソステアロイルチ
タネートによって表面処理された(処理量1.0重量%)
粒径0.2〜0.4μmのマグネタイト粉末である。
スチレン−ブチルメタク 40〜50部 リレート共重合体 (PSB2700K−2、三洋化成(株)製) (数平均分子量Mn:約4,000、 重量平均分子量Mn:約300,000) 帯電制御剤:含Cr染料 0.1〜1.5部 ポリプロピレンワックス 2.5部 磁性粉末(BL420) 50部 上記成分よりなる混合物を、連続混練機によって混練
し、混練後、粉砕し、分級し、流動性向上剤を混合し
て、粒径11μmの磁性トナーを得た。
この磁性トナーを用いて下記の条件下で現像を実施し
た。即ち、第1図に示す現像装置を複写機(富士ゼロッ
クス(株)製FX−2700改造機)に配設し、上記の現像剤
を現像装置のホッパー3に入れた。トナー担持体5にお
けるマグネットロール8を固定し、スリーブ51をウイズ
モードで回転させて、スリーブ上に、層規制部材7によ
り薄層のトナー層を形成させた。トナー層は、現像領域
で潜像保持体上の静電潜像に移行し、近接現像が実施さ
れた。このトナー担持体のスリーブ51はステンレス鋼よ
りなるものを使用し、マグネットロール8は、層規制部
材下で650ガウス、静電潜像保持体との対向部で850ガウ
ス、他の部分で700ガウスの5極とし、極間角度を72度
にしたものを使用した。又、層規制部材7は、厚さ0.1m
mのステンレス鋼製ブレードに、厚さ1〜2mmを有するゴ
ム硬度50のシリコーンゴム層を取り付けたものを使用し
た。又、層規制部材はトナー担持体に約150g・cmの圧力
で接触させた。ウイズモードで近接現像を実施した際の
現像条件として、トナー担持体−潜像保持体間の距離20
0μm、トナー担持体周速100mm/秒に設定し、更に現像
バイアスとして直流成分−200V、交流成分1.25kVp−p
(2.4KHz)を印加した。第1図に示す現像装置は、第2
図の9で示す領域が圧接圧力90g・cmの低圧接部となっ
たが、その領域でもトナーには十分な帯電量が付与さ
れ、スリーブの軸方向にトナーを均一に帯電させること
ができた。その結果、得られた画像は、スリーブの軸方
向にむらの無い均一な濃度の画質を有するものであっ
た。
実施例2 実施例1におけるスチレン−ブチルメタクリレート−
ジメチルアミノメタクリレート共重合体を、PSA2703、
(三洋化成(株)製、数平均分子量Mn:約4,000、重量平
均分子量Mn:約300,000)に変更した以外は、実施例1に
おけると同様にして磁性トナーを製造し、同様に現像を
行ない、画質評価を行った。得られた画像は、実施例1
におけると同様にスリーブの軸方向にむらの無い均一な
濃度の画質を有するものであった。
比較例1 実施例1における磁性粉末の代わりに、チタネートカ
ップリング剤で表面処理しなかったものを用いた以外
は、実施例1におけると同様にしてして磁性トナーを製
造し、同様に現像を行ない、画質評価を行った。この場
合、特に第2図の9で示す領域において、トナー層厚が
増加してトナーの帯電量が低下し、白筋が発生して正常
な画質のコピーを得ることができなかった。
比較例2 実施例1における磁性粉末を、チタネートカップリン
グ剤で表面処理していないマグネタイト粉末(EPT100
0、戸田工業(株)製)に変更した以外は、実施例1に
おけると同様にしてして磁性トナーを製造し、同様に現
像を行ない、画質評価を行った。この場合も、比較例1
におけると同様に、特に第2図の9で示す領域におい
て、トナー層厚が増加してトナーの帯電量が低下し、白
筋が発生して正常な画質のコピーを得ることができなか
った。
比較例3 比較例2における磁性トナー粒子100部にチタネート
カップリング剤処理シリカ(シリカ(R200、日本アエロ
ジル社製)に対し、2重量%のイソプロピルトリイソス
テアロイルチタネート処理したもの)0.4部を添加して
磁性トナーとした。このトナーを用いて比較例2と同様
に現像を行い、画質評価を行ったところ、トナーの帯電
量が低く、かぶりが発生して良好な画質のものが得られ
なかった。また、多数枚複写した時には、シリカの飛散
もしくは埋め込みが発生し、スリーブの軸方向に白筋が
発生した。
比較例4 実施例1における現像装置の層規制部材を磁性ブレー
ドにし、スリーブとの間を0.2mmにして、画質評価を行
ったところ、スリーブの軸方向の搬送むらは発生しなか
ったが、トナーの帯電量が低く、かぶりが発生して良好
な画質のものが得られなかった。
これは、圧接された軟質弾性体よりなる層規制部材を
用いなかったために、トナーの摩擦帯電が不十分とな
り、帯電量が低下したためと考えられる。
発明の効果 本発明は、上記のように、トナーの結着樹脂中に分散
させる磁性粉末として、チタネートカップリング剤で表
面処理したマグネタイトを用いるから、層規制部材が常
温でゴム弾性を有する軟質弾性体により構成されてい
て、トナー担持体との圧接力が不均一であるような一成
分現像装置を用いた場合においても、トナーに均一な帯
電を付与することができ、したがって、形成されたコピ
ー画像は、濃度むらのない優れた画質を有するものとな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するために使用する一成分現像装
置の概略構成図、第2図は従来技術の欠点を説明する為
のもので、現像装置の射視図である。 1……静電潜像保持体、2……現像機本体、3……ホッ
パー、4……磁性トナー、5……トナー担持体、51……
スリーブ、7……層規制部材、71……軟質弾性体、72…
…ばね部材、8……マグネットロール。
フロントページの続き (72)発明者 井上 豊文 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 志鷹 康人 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 藤井 哲也 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 武 道男 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 秋山 玲子 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 津田 潤 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献 特開 昭59−187354(JP,A) 特開 昭56−51755(JP,A) 特開 昭58−9153(JP,A) 特開 昭61−158338(JP,A) 特開 昭62−70862(JP,A) 特開 昭58−87559(JP,A) 特開 昭60−52859(JP,A) 特開 昭61−53650(JP,A) 特開 昭62−148971(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】静電潜像保持体と、トナー層を担持するト
    ナー担持体とを、現像領域において接触または一定の間
    隔を保持して非接触状態で対向させ、静電潜像を顕像化
    する一成分現像方法において、トナー担持体に圧接され
    た、常温でゴム弾性を有する軟質弾性体よりなる層規制
    部材により、トナーの帯電付与および層形成を行ってト
    ナー層を形成し、該トナーとして、少なくともチタネー
    トカップリング剤で処理した磁性粉末を結着樹脂中に分
    散してなる磁性トナーを使用することを特徴とする一成
    分現像方法。
  2. 【請求項2】磁性粉末がマグネタイト粉末であり、チタ
    ネートカップリング剤がイソプロピルトリステアロイル
    チタネートである特許請求の範囲第1項に記載の磁性ト
    ナー。
  3. 【請求項3】チタネートカップリング剤の処理量が、磁
    性粉末に対して0.9〜1.1重量%である特許請求の範囲第
    1項に記載の磁性トナー。
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