JP2831870B2 - 現像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像担体の表面に形成さ
れた静電荷像をカラー画像化する現像方法に関し，特に
一成分の磁性トナーを使用する現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，電子写真法によりカラー画像を形
成するには，例えば光導電性材料からなる感光体の表面
を一様に帯電させた後，画像情報と対応する露光を行な
うことにより，感光体表面に選択的に静電荷像を形成
し，別途摩擦帯電手段を介して所定の静電荷を付与した
現像剤を前記静電荷像と接触若しくは近接させ，現像剤
中のトナーを静電荷像に付着させて顕像化したトナー像
を形成する。次にこのトナー像を記録紙上に転写した
後，熱若しくは圧力手段を介して定着させて可視画像を
得る。この場合トナー粒子には１〜１０重量％の有彩色
着色材料を含有させることにより，可視画像に色彩を付
与する（例えば特開昭60−173553号, 同61−213859号公
報参照) 。

【０００３】上記カラー画像を形成する方式の代表的な
ものとしては, 非磁性一成分トナーを使用するものと，
二成分現像剤を使用するものとがある。まず前者におい
ては，非磁性一成分トナーを収容するホッパーの下部に
回転自在の現像ロールを設け，この現像ロールの表面に
ブレード若しくはロールを当接させ，非磁性一成分トナ
ーを摩擦帯電させて現像ロールに付着させ，感光体の表
面に搬送するものである（例えば特開昭64−10269 号公
報参照) 。

【０００４】また後者のものにおいては，着色剤を含有
するトナーと磁性材料からなるキャリアとを混合してな
る二成分現像剤を，非磁性材料により中空円筒状に形成
したスリーブ内に，表面に複数個の磁極を設けた永久磁
石部材を内蔵させて構成した現像ロールを使用し，二成
分現像剤を現像ロールに磁気的に吸着させて感光体の表
面に搬送するものである（例えば特公平２−37594 号公
報参照) 。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記非磁
性一成分トナーを使用するものにおいては，感光体の表
面へのトナーの供給に係わる均一なトナー層の形成，搬
送の制御，トナーの機内飛散防止およびトナーに対する
電荷の付与および制御が煩雑かつ困難であるという問題
点がある。またこの種のトナーは，湿気その他に対する
環境安定性が低いという問題点も併存する。また二成分
現像剤を使用するものにおいては，現像ロールに磁気的
に吸着されるものであるため，現像剤層の形成および感
光体の表面までの搬送の点においては円滑かつ安定であ
る利点を有する反面において，トナー濃度の制御が必要
であると共に，現像装置が複雑化するという問題点があ
る。

【０００６】一方前記非磁性一成分トナーを使用するも
のにおける搬送性を改善するものとして，磁性一成分ト
ナーを使用する方式もあり，このための磁性一成分トナ
ーの提案も数多くある（例えば特公平１−40977 号, 特
開昭60−87342 号公報等参照) 。しかしながら従来のカ
ラー画像用の磁性一成分トナーにおいては，磁性粉を３
０〜７０重量％を含有させたものが多く，かつ磁性粉と
してマグネタイト若しくはフェライト等を使用している
ため，色相，採度，明度等が不充分であると共に，これ
らの調節をすることが困難であるという問題点がある。
すなわち上記磁性粉の色は黒若しくは暗褐色であるた
め，通常の黒色トナーを得るためには有効であるが，所
謂カラートナーを得るためには，この固有の色相が大き
な障害となるのである。

【０００７】上記問題点を解決するために，磁性粉を白
色化したり，着色することが提案されており，更には磁
性粉を白色顔料からなる被覆層によって被覆し，その外
層に着色材料からなる着色層を設けるという提案もされ
ている。しかしながら，このような磁性トナーを製造す
ることは当然に製造工程が増加するためコスト高となる
という欠点がある。従って大型の高機能複写機は格別と
して，必要に応じて所望の色の画像が得られる小型かつ
安価なカラーコピー用の複写機用としては必ずしも満足
できるものではないという問題点がある。

【０００８】本発明は上記問題点を解決し，低磁力の磁
性トナーを使用することにより，搬送性が良好であると
共に，鮮明な画像を得ることができる現像方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明においては，静電潜像を担持して移動する画
像担体と，非磁性材料により中空円筒状に形成したスリ
ーブ内に，表面に複数個の磁極を設けた永久磁石部材を
内蔵させて構成した現像ロールとを対向させて設け，こ
の現像ロールにより磁性トナーを現像ロールと画像担体
との間に形成された現像領域に搬送し，画像担体の表面
に形成された静電荷像をカラー画像化する現像方法にお
いて，結着樹脂と着色剤と３〜１０重量％未満の磁性粉
とを主成分とする磁性トナーと，スリーブ上の表面磁束
密度を1500Ｇ以上に形成した現像ロールとを使用する，
という技術的手段を採用した。

【００１０】本発明の現像方法は，特にカラー画像を現
像する場合において有効であるが，白黒画像の現像に対
しても適用できることは勿論である。本発明において，
磁性トナー中の磁性粉が少ないと，磁力が低くなり，現
像ロールへの吸着力が不足し，搬送性が低下すると共に
磁性トナーが飛散するため好ましくない。一方磁性粉の
含有量が多すぎると，カラー画像の色相，採度，明度等
が不充分となると共に，これらの調節が困難となるため
不都合である。従って磁性粉の含有量を３〜１５重量％
とするのがよく，５〜１０重量％とするのがより好まし
い。

【００１１】また本発明において使用する磁性トナー
は，前記のように低磁力磁性トナーであるため，スリー
ブ上の表面磁束密度が小さいと，吸着力が不足して搬送
性が低下し，磁性トナーが飛散するため好ましくない。
従ってスリーブ上の表面磁束密度を1500Ｇ以上とするの
がよく，2000Ｇ以上とするのがより好ましい。

【００１２】次に本発明において使用する磁性トナーを
構成する結着樹脂としては，ポリスチレン，ポリＰ−ク
ロルスチレン，ポリビニルトルエン，スチレン−Ｐクロ
ルスチレン共重合体，スチレンビニルトルエン共重合体
等のスチレンおよびその置換体の単独重合体およびそれ
らの共重合体：スチレン−アクリル酸メチル共重合体，
スチレン−アクリル酸エチル共重合体，スチレン−アク
リル酸ｎブチル共重合体等のスチレンとアクリル酸エス
テルとの共重合体；スチレン−メタクリル酸メチル共重
合体，スチレン−メタクリル酸エチル共重合体，スチレ
ンメタクリル酸ｎブチル共重合体等のスチレンとメタク
リルエステルとの共重合体；スチレンとアクリル酸エス
テルおよびメタクリル酸エステルとの多元共重合体；そ
の他スチレン−アクリロニトリル共重合体，スチレン−
ビニルメチルエーテル共重合体，スチレン−ブタジェン
共重合体，スチレン−ビニルメチルケトン共重合体，ス
チレン−アクリルニトリルインデン共重合体，スチレン
−マレイン酸エステル共重合体等のスチレンと他のビニ
ル系モノマーとのスチレン系共重合体；ポリメチルメタ
クリレート，ポリブチルメタクリレート，ポリ酢酸ビニ
ル，ポリエステル，ポリアミド，エポキシ樹脂，ポリビ
ニルブチラール，ポリアクリル酸，フェノール樹脂，脂
肪族または脂環族炭化水素樹脂，石油樹脂，塩素化パラ
フィン，等を単独または混合して使用することができ
る。

【００１３】更には圧力定着方式に供せられる磁性トナ
ー用の結着樹脂として，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，エチ
レン−アクリル酸エステル共重合体，高級脂肪酸，ポリ
アミド樹脂，ポリエステル樹脂等を単独または混合して
使用することができる。

【００１４】また結着樹脂に溶解する着色剤としては，
構造式からアゾ系，アントラキノン系，トリアリルメタ
ン系，メタン系，キサンテン系，ケトン系などの染料を
使用することができる。具体的には，カヤセットレッド
Ｅ−ＧＲ（日本化薬製），パーマネントレッドＢＬ（ヘ
キストジャパン製），ファストイエローＧＢＦＮ（住友
化学製），クロモフタールイエロー６Ｇ（チバ・ガイギ
ー製），カーマインブルーＧＮ−Ｏ（住友化学製），フ
タロシアニンブルーβ型（オリエント化学製）などであ
る。

【００１５】これらの有彩色着色剤は，結着樹脂１００
重量部に対して２０重量部以下，好ましくは 0.5〜１０
重量部を添加するのがよい。添加量が２０重量部を超え
ると磁性トナーの軟化点が高くなり，熱定着方式におい
ては定着が困難となると共に，磁性トナーの磁気特性を
低下させるため好ましくない。

【００１６】更に磁性粉としては，フェライト，マグネ
タイトを初めとする鉄，コバルト，ニッケル等の強磁性
を示す元素を含む合金若しくは化合物を使用することが
できるが，磁性トナー中に含有させるために平均粒径が
0.1〜３μm のものが望ましい。なお磁性トナーの保磁
力は，実質的に磁性粉固有の保磁力によって定まるか
ら，磁性粉の種類の変更によって磁性トナーの保磁力を
調整することができる。

【００１７】本発明において使用する磁性トナーには，
必要に応じて添加剤を添加混合させてもよい。このよう
な添加剤としては，滑剤（ステアリン酸亜鉛），流動性
向上剤（疎水性シリカ），導電性付与剤（アンチモンド
ープ酸化スズ微粉末等），定着助剤（低分子量ポリエチ
レン），荷電制御剤等が挙げられる。

【００１８】次に本発明において使用する現像ロールの
表面磁束密度は，前記のように高い値を有するのである
が，このような現像ロールを構成する永久磁石部材は，
高磁力が必要であるため通常のフェライトによるのでは
なく，希土類系磁石材料によって形成することが好まし
い。この場合永久磁石部材を例えば磁石材料を樹脂等の
結合材料で結合した所謂ボンド磁石としてもよく，軸部
材の外周に部分的に焼結磁石を埋設した埋込型として形
成してもよい。

【００１９】また現像ロールを構成するスリーブには，
地カブリ防止のために直流バイアス電圧が印加される
が，非接触（ジャンピング）現像の場合は，低周波（１
０ｋＨｚ以下）の交流バイアス電圧を重畳させることが
望ましい。

【００２０】

【作用】上記の構成により，磁性粉の含有量が低減され
た磁性トナーにより，鮮明なカラー画像が得られると共
に，定着性をも向上させ得る。また現像ロールの表面磁
束密度が大であるため，低磁力磁性トナーを使用するの
に拘らず，搬送性を確保することができるのである。

【００２１】

【実施例】 スチレン−ｎブチルメタクリレート共重合体 ６７〜８６重量部 （Ｍｗ＝２１万，Ｍｎ＝ 1.6万） マグネタイト（戸田工業製 ＥＰＴ５００） １〜２０重量部 ポリプロピレン ５重量部 （三洋化成製 ビスコール５５０Ｐ） 帯電制御剤（オリエント化学製 ボントロンＥ８１） ３重量部 着色剤（オリエント化学製 ＲＥＤ ＲＲ） ５重量部 上記原料を乾式混合した後，ニーダにより２００℃で加
熱混練し，冷却，固化後，粉砕分級して平均粒径１０μ
m の磁性トナーを得た。

【００２２】次に現像および定着条件について記述す
る。まず現像ロールを構成するスリーブは，アルミニウ
ム合金により外径２０mm，内径１９mmの中空円筒状に形
成し，回転数１００r.p.m.（現像領域において画像担体
と同一方向）とした。永久磁石部材はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
ボンド磁石により外径１８mmに形成し, 前記スリーブ内
において非回転とし，８極着磁，スリーブ上の表面磁束
密度を2000Ｇとした。ＯＰＣからなる画像担体の表面の
移動速度を６０mm／秒，現像ロールのドクターギャップ
を 0.3mm, 現像領域における現像ギャップを 0.25mm と
し，スリーブには−６５０Ｖのバイアス電圧を印加して
反転現像を行ない，転写後，定着した。定着温度は１９
０℃，線圧を１kg／cmとした。上記のようにして得た赤
色画像を評価した結果を次に示す。

【００２３】 （No.) （マグネタイト） （色相） （搬送性） （重量部） (1) １ ○ × (2) ３ ○ ○〜△ (3) ５ ○ ○ (4) １０ ○ ○ (5) １５ ○〜△ ○ (6) ２０ × ○ ○：良好 △：実用上問題なし ×：不良 上記の結果について考察すると次のようになる。

【００２４】まず (1)においてはマグネタイトの含有量
が少ないため，画像の色相は良好であるが，磁性トナー
の磁力が不足し, 搬送性が低いと共に, 磁性トナーの飛
散が認められた。また (6)においては, マグネタイトの
含有量が多いため，現像ロールへの吸着力が大であり,
搬送性が良好であるが, 画像の色相が悪い。これに対し
て (2)〜 (5)においては，画像の色相が良好であり，鮮
明なカラー画像が得られていると共に, 磁性トナーの搬
送性も良好であることが確認された。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから，一成分系の低磁力磁性トナーを使用する
ことにより，磁性トナー中に含有される磁性粉の有する
固有の色調に影響されることなく，鮮明かつ豊富な色彩
を有するカラー画像を形成することができる。また磁性
粉の含有量が少ないため，定着性をも向上させ得る。更
に現像ロールを構成するスリーブ上の表面磁束密度が大
に形成されているため，低磁力の磁性トナーを使用する
のに拘らず，搬送性が良好であり，磁性トナーの飛散を
防止し得るという効果がある。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を担持して移動する画像担体
   と，非磁性材料により中空円筒状に形成したスリーブ内
   に，表面に複数個の磁極を設けた永久磁石部材を内蔵さ
   せて構成した現像ロールとを対向させて設け，この現像
   ロールにより磁性トナーを現像ロールと画像担体との間
   に形成された現像領域に搬送し，画像担体の表面に形成
   された静電荷像をカラー画像化する現像方法において， 結着樹脂と着色剤と３〜１０重量％未満の磁性粉とを主
   成分とする磁性トナーと，スリーブ上の表面磁束密度を
   1500Ｇ以上に形成した現像ロールとを使用することを特
   徴とする現像方法。