JP2528679B2 - 現像方法 - Google Patents

現像方法

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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
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    • G03G15/09Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
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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、一成分系磁性トナーを使用して鮮明で高濃
度の画像を形成する現像方法に関する。
(従来の技術) 従来、静電潜像の現像に際して、格別のキャリヤを使
用することなしに潜像を現像可能な現像剤として、現像
剤粒子中に強磁性材料の粉末を含有せしめた所謂一成分
系磁性現像剤が広く知られている。
一成分系磁性現像剤による静電潜像の現像に際して
は、個々の現像剤粒子には、静電潜像との間の静電的吸
引力(クーロン力)と磁気ブラシ形成用の磁石との間の
磁気的吸引力とが同時に作用し、クーロン力の方が大き
く作用する粒子は静電潜像の引き付けられ、一方磁気的
吸引力の方が大きく作用する粒子は現像スリーブ上に残
留して基体上の静電潜像に応じた現像が行われる。
しかしながら、公知の一成分系検電性磁性現像剤は十
分に濃度の高い画像を長期間にわたって安定に形成させ
るという目的には未だ満足し得るものではない。即ち、
一成分系磁性現像剤においては、キャリヤが存在しない
ため、現像剤粒子は粒子相互の摩擦により帯電しなけれ
ばならないという宿命を有するが、自己摩擦による帯電
は、二成分系現像剤のトナーの帯電に比して、電位の高
さ及び安定性において劣っている。
本発明者等の提案にかかる特開昭58−136045号公報に
は、マグネタイトの如き強磁性体粉末とベンガラとを、
95:5乃至50:50の重量比で電気絶縁性樹脂バインダー中
に分散させた混練組成物の粉体粒子から成る一成分系検
電性磁性現像剤が記載されている。
(発明が解決しようとする問題点) この現像においては、現像剤粒子中に摩擦帯電系列の
異なる二種の無機材料を含有させることにより、現像剤
粒子の全体の摩擦帯電量を向上させようとするものであ
るが、現像剤粒子の表面に二種の無機材料を都合よく露
出させることは困難であることから、得られる作用効果
は未だ十分に満足しうるものではない。
更に、一成分系磁性現像剤の場合には、二成分系磁性
現像剤に比して磁気的吸引力が弱く、現像剤磁気ブラシ
の穂長を長くする場合にはカブリや飛散を生じ易いこと
から穂長をかなり短かくしなければならず、穂長を短か
くする場合には、現像剤粒子の帯電不足や、現像作業性
の低下を招き易い。
従って、本発明の目的は、一成分系磁性現像剤を用い
て、現像剤粒子の帯電を良好に維持し、現像剤磁気ブラ
シの現像スリーブへの保持を良好に保ちながら、カブリ
を生ずることなしに鮮明で高濃度の画像を形成すること
を可能にする現像方法を提供するにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、負帯電性で且つ電気絶縁性一成分系
磁性現像剤の磁気ブラシを現像スリーブ上に形成させ、
該磁気ブラシを静電像を有する基体と接触させて現像を
行う接触現像方法において、 該現像スリーブとして、内部に磁石を備えた導電性の
非磁性スリーブ基板の表面に金属酸化物粒子の高分子樹
脂分散体から塗膜が形成されたものを使用し、 前記金属酸化物粒子は、粒径が3乃至100μmで且つ
体積固有抵抗が1010Ω−cm以下で正帯電性を有するもの
であり、 前記塗膜表面には、5乃至20μmの凹凸が形成されて
おり、金属酸化物粒子を通してスリーブ基板と塗膜表面
が電気導通状態に保持されて現像が行われることを特徴
とする現像方法が提供される。
(作 用) 本発明に用いる現像スリーブを示す第1図において、
このスリーブ1は、導電性スリーブ基体2と、該基体2
の表面に設けられた金属酸化物粒子−高分子樹脂分散体
の塗膜3から成っている。この塗膜3の断面を拡大して
示す第2図において、金属酸化物粒子4は粒径が3乃至
100μm、特に10乃至60μmで、体積固有抵抗が1010Ω
−cm以下、特に103乃至109Ω−cmで且つ正帯電性を有す
る金属酸化物粒子から成っており、高分子樹脂媒質5中
に分散している。この塗膜3には、前述した金属酸化物
粒子4の存在により、凸部6と凹部7とが形成されてお
り、これら凹凸部による粗さは一般に5乃至20μmの範
囲にある。また、塗膜表面は、塗膜中に分散された金属
酸化物粒子4を通して、スリーブ基体2と電気導通状態
にある。即ち、金属酸化物粒子は塗膜表面に一部露出し
ているか、或いは薄い樹脂層で被膜された状態にある。
上記スリーブ1を用いた現像装置を示す第3図におい
て、現像容器10内には上記現像スリーブ1と現像剤供給
ローラー11とが対となって設けられ、現像スリーブ1の
内部には磁気ブラシ形成用の磁石12が設けられている。
磁石12と現像スリーブ1との関係は、磁石固定−スリー
ブ回転型、磁石回転−スリーブ固定型及び磁石−スリー
ブ両回転型の何れであってもよい。容器10内には、負帯
電性の一成分系磁性現像剤13が収容され、供給ローラー
11により現像スリーブ1表面に供給され、該スリーブ表
面に磁気ブラシ14を形成する。
現像容器10は静電像を有する感光体ドラム15の表面と
現像スリーブ1の表面とが静電像の現像位置で近接する
ように配置される。現像剤供給ローラー11は、導電性を
有するものであり、現像スリーブ1への現像剤の供給
と、現像スリーブ1上の現像剤層の厚み規制とを行う。
現像スリーブ1に正のバイアス電圧を印加するための電
源16が設けられ、一方現像剤供給ローラー11及び感光体
ドラム15は接地電位に維持される。
本発明の現像スリーブ上での現像剤磁気ブラシ14の状
態を示す第4図において、この磁気ブラシ14は、現像剤
スリーブの表面を回転しながら、矢印方向に移動する。
この場合、本発明のスリーブ表面には凸部6と凹部7と
が交互に且つ無数に設けられていることから、現像剤磁
気ブラシ14の回転は高い頻度で生じ且つスリーブ表面と
の摺擦も高い頻度で行われる。
本発明においては、現像スリーブ表面に凸部として存
在する金属酸化物粒子4は、これが正帯電性であること
から、該スリーブ上に供給される個々の負帯電性磁気現
像剤粒子13と接触し、摩擦しあうことによって、現像剤
粒子13の帯電量を著しく高めることが可能となる。また
凹部7と凸部6とが交互に存在することになって、現像
剤磁気ブラシ14の穂立が良好に維持されることになり、
現像作業性も著しく向上する。
また、この凸部として存在する金属酸化物粒子4は、
これが導電性であることから、現像電極としての作用、
カブリに対するバイアス制御作用及びトナー電荷の調整
作用等を行う。前述した作用と相俟って高速現像に際し
ても、高濃度で鮮明な画像を形成することができる。
(発明の好適態様) 現像スリーブ 本発明の現像スリーブに用いる金属酸化物粒子は、前
述した特性を有するものであれば全て使用することがで
きるが、一般には鉄の酸化物或いは鉄を含有する酸化物
であることが望ましい。鉄の酸化物としては、マグネタ
イト、ベンガラ(α−Fe2O3)、ヘマタイト(α−Fe
2O3)或いはこれらの混合物を挙げることができる。ま
た、鉄を含有する複合酸化物としては、各種フエライト
類、例えば酸化鉄亜鉛(ZnFe2O4)、酸化鉄イットリウ
ム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カドミウム(CdFe2O4)、酸化
鉄ガドリニウム(Gd3Fe5−O12)、酸化鉄銅(CuFe
2O4)、酸化鉄鉛(PbFe12−O19)、酸化鉄ニッケル(Ni
Fe2O4)、酸化鉄ネオジム(NdFe2O3)、酸化鉄バリウム
(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe2O4)、酸化
鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、
或いはこれらの複合フエライト等用いることができる。
本発明の一つの好適態様では金属酸化物としてベンガ
ラを用いる。というのは、ベンガラは、他の金属酸化物
に比して、それ自体プラス側に摩擦帯電する傾向が大き
く、負帯電現像剤粒子の保持性に優れているからであ
る。
本発明の別の好適態様では、金属酸化物粒子として一
次粒径が0.1乃至1ミクロンの範囲にあるマグネタイト
又はフエライトの微細立方体粒子を造粒し且つ焼結する
ことにより得られた二次粒径が3乃至50ミクロンの焼結
粒子から成るものを用いる。このタイプの非破砕性アグ
ロメレート粒子も、現像剤粒子の保持性に特に優れてお
り、しかも電気導電性を任意の範囲に制御し得る。
本発明において、現像スリーブ表面に存在する金属酸
化物(A)と一成分系磁性現像剤(B)とは、それらの
摩擦帯電系列が互いに離れており、(A)がプラス側に
且つ(B)がマイナス側に位置していることが好まし
い。金属酸化物に関する摩擦帯電列の基準の一例は、小
口、中川、上原;電子写真学会第43回研究討論会予稿集
第31頁(1979)に述べられているので、これを参照され
たい。
塗膜を構成する高分子樹脂としては、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、アミノ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタ
ン樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や、アク
リル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂、セルロース誘導体等の熱可塑性樹脂が使用さ
れる。本発明の現像スリーブでは、金属酸化物粒子表面
が塗膜樹脂で覆われていることもあることから、用いる
樹脂もやはり正帯電性のもの、例えば正帯電性アクリル
樹脂(アミノ基含有アクリル樹脂、長鎖アルキル基含有
アクリル樹脂)、ポリアミド樹脂、セルロース誘導体等
が好適である。
塗膜における金属酸化物粒子の含有量は前述した凹凸
構造と電気抵抗とを与えるようなものであるが、一般に
樹脂固形分当り、金属酸化物粒子が少なくとも30重量%
以上、好適には50乃至300重量%含有させることが望ま
しい。塗膜の厚みは一般に5乃至200μm、特に5乃至1
60μmとなるように設けるのがよい。
現像方法 本発明に用いる現像剤は、負帯電性を有する一成分系
磁性現像剤である。この現像剤は定着用樹脂媒質中に磁
性材料粉、必要に応じ着色剤、負電荷制御剤やオフセッ
ト防止剤等のトナー用配合剤を分散させ、一定粒度とし
たものから成る。定着用樹脂は、スチレン系単量体又は
アクリル系単量体を主体とし、必要により他の共単量体
を組合せた熱可塑性樹脂から成り、磁性材料粉として
は、マグネタイト、フエライト等が使用される。磁性粉
は樹脂当り30乃至70重量%の量で存在させるのがよい。
現像剤粒子の電荷を負に制御するために、含金属錯塩染
料のような負電荷制御剤を配合することができ、定着に
際し、オフセット防止性を与えるために、各種ワックス
類を配合することもできる。現像剤粒子の粒径は3乃至
30μm、特に5乃至20μmの範囲にあることが好まし
い。
本発明の現像方法は、セレン感光板、有機光導電体感
光板等の正電荷造を有するP−型感光体の現像に用いら
れる。
現像スリーブと感光体との間に印加するバイアス電圧
は、感光体上の静電像の電位や、現像剤の種類や帯電量
によっても相違するが、一般に50乃至500ボルト、特に1
00乃至300ボルトの範囲が適当である。
本発明において、磁気ブラシの移動方向は、感光体の
移動方向と同方向でも逆方向でもよく、例えば現像スリ
ーブの移動速度は、感光体のそれの1.0乃至2.5倍である
ことが好ましい。本発明によれば、感光体の周速が30cm
/sec以上の場合にも、満足すべき画像形成が行われるこ
とが理解されるべきである。
(発明の効果) 本発明によれば、一成分系磁性現像剤の帯電を有効に
行い得ると共に、現像剤磁気ブラシの穂立ちをも有効に
行うことができ、しかも、トナー帯電電位の調整及びバ
イアスによるカブリ防止作用も有効に行い得ることか
ら、高速複写に際してもカブリのない高濃度で鮮明な画
像形成を行い得るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の現像方法に使用する現像スリーブを示
す斜視図、 第2図は、上記現像スリーブの塗膜を説明するための断
面図、 第3図は、本発明の現像方法に使用する現像装置を示す
模式図、 第4図は、磁気ブラシの状態を示す模式図である。 図中引照数字は以下の内容を示す。 1……スリーブ 2……導電性スリーブ基体 3……塗膜 4……金属酸化物粒子 6……凸部 7……凹部 14……磁気ブラシ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】負帯電性で且つ電気絶縁性の一成分系非磁
    性現像剤の磁気ブラシを現像スリーブ上に形成させ、該
    磁気ブラシを静電像を有する基体と接触させて現像を行
    う接触現像方法において、 該現像スリーブとして、内部に磁石を備えた導電性の非
    磁性スリーブ基板の表面に金属酸化物粒子の高分子樹脂
    分散体から塗膜が形成されたものを使用し、 前記金属酸化物粒子は、粒径が3乃至100μmで且つ体
    積固有抵抗が1010Ω−cm以下で正帯電性を有するもので
    あり、 前記塗膜表面には、5乃至20μmの凹凸が形成されてお
    り、金属酸化物粒子を通してスリーブ基板と塗膜表面が
    電気導通状態に保持されて現像が行われることを特徴と
    する現像方法。
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