JPH0139101B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリカーボネートを少なくともその表
面に含有する摩擦帯電部材である現像剤担持体に
より摩擦帯電せしめられた一成分絶縁性トナーに
より電気的潜像を現像する方法に関する。 従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号明細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43
−24748号公報等に記載されている如く、多数の
方法が知られているが、一般には光導電性物質を
利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像
を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像
し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転
写した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸気などにより
定着し複写物を得るものである。 また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
方法も種々知られている。 例えば米国特許第2874063号明細書に記載され
ている磁気ブラシ法、同2618552号明細書に記載
されているカスケード現像法及び同2221776号明
細書に記載されている粉末雲法及びフアーブラシ
現像法、液体現像法等多数の現像法が知られてい
る。 これらの現像法に於て、特にトナー及びキヤリ
ヤーを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、
カスケード法、液体現像法等が広く実用化されて
いる。これらの方法はいずれも比較的安定に良画
像の得られる優れた方法であるが、反面キヤリヤ
ーの劣化、トナーとキヤリヤーの混合比の変動と
いう２成分現像剤にまつわる共通の欠点を有す
る。 かかる欠点を回避するため、トナーのみよりな
る一成分現像剤を用いる現像方法が各種提案され
ているが、中でも、磁性を有するトナー粒子より
成る現像剤を用いる方法にすぐれたものが多い。
米国特許第3909258号明細書には電気的に導電性
を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提案
されている。これは内部に磁性を有する円筒状の
導電性スリーブ上に導電性磁性現像剤を支持し、
これを静電像に接触せしめ現像するものである。
この際現像部においてトナー粒子により記録体表
面とスリーブ表面の間に導電路が形成され、この
導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷がみ
ちびかれ、静電像の画像部との間のクーロン力に
よりトナー粒子が画像部に付着し現像される。 この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来
の２成分現像方法にまつわる問題点を回避したす
ぐれた方法であるが、反面トナーが導電性である
ため、現像した画像を記録体から普通紙等の最終
的な支持部材へ静電的に転写する事が困難である
という欠点を有している。 静電的に転写をする事が可能な高抵抗の磁性ト
ナーを用いる現像方法として特開昭52−94140号
にはトナー粒子の誘電分極を利用した現像方法が
示されている。しかし、かかる方法は本質的に現
像速度がおそい、現像画像の濃度が十分に得られ
ない等の欠点を有しており実用上困難である。 高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法
として、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とス
リーブ等との摩擦等によりトナー粒子を摩擦帯電
し、これを静電像保持部材に接触して現像する方
法が知られている。しかしこれらの方法は、トナ
ー粒子と摩擦部材との接触回数が少なく摩擦帯電
が不十分になり易い、帯電したトナー粒子はスリ
ーブとの間のクーロン力が強まりスリーブ上で凝
集し易い、等の欠点を有しており実用上困難であ
る。 本出願人は先に特開昭54−43036号に於いて上
述の欠点を除去した新規な現像方法を提案した。
これはスリーブ上に磁性トナーをきわめて薄く塗
布し、これを摩擦帯電し、次いでこれを磁界の作
用の下で静電像にきわめて近接し、かつ接触する
事なく対向させ、現像するものである。 この方法によれば、磁性トナーをスリーブ上に
きわめて薄く塗布する事によりスリーブとトナー
の接触する機会を増し、十分な摩擦帯電を可能に
した事、磁力によつてトナーを支持し、かつ磁石
とトナーを相対的に移動させる事によりトナー粒
子相互の凝集を解くとともにスリーブと十分に摩
擦せしめている事、トナーを磁力によつて支持し
又これを静電像に接する事なく対向させて現像す
る事により地カブリを防止している事等によつて
すぐれた画像が得られるものである。 これらの磁性トナーを用いた一成分系現像方法
はキヤリヤーを用いないので、キヤリヤーとトナ
ーの混合比率の調整が不要であり、また、キヤリ
ヤーとトナーを充分均一に混合するための撹拌操
作を特に必要としないから現像装置全体を簡略且
つコンパクトに構成できる利点を有する。 しかしながら、一成分系のトナーを用いる現像
方法に於ては、撹拌操作が少ないためにトナー保
持部材上でトナーが左右に移動する程度が極めて
少なく、小さい原稿を複写する場合などにはトナ
ーが現像に全く使用されない部分ではトナー保持
部材上を同一のトナーが付着したまま回転するの
みで新しいトナーの供給はほとんど行われない。
例えば、Ａ―４サイズの原稿を多数枚複写した後
に幅の広いＢ―４サイズなどの原稿を複写すると
幅の広がつた部分即ち、トナー保持部材上のＡ―
４サイズの複写の際に全く使用されていなかつた
部分によつて現像された画像は使用されていた部
分によつて現像された画像に比べて画像濃度が低
いという現像が見られる。この原因は明確にされ
ていないが、上記の如く一成分系のトナーがほと
んど左右に移動せず、現像に使用されない部分は
常にほゞ同一のトナーがトナー保持部材に付着し
たまゝ繰り返し回転されており、新しいトナーが
供給交換されないことによつて起るものと考えら
れる。 本発明の目的は上記の如き欠点の起らない一成
分絶縁性トナーを用いる現像方法を提供するもの
である。 また、別の目的はトナーの荷電性が良好で鮮明
な画像の得られる現像方法を提供するものであ
る。 具体的には、本発明は、電気的潜像を摩擦帯電
せしめられた一成分系絶縁性磁性トナーを用いて
現像する方法において、前記一成分系絶縁性磁性
トナーを担持する現像剤担持体表面と間隔50〜
500μを有して配置された規制部材でトナー層厚
を規制し、前記一成分系絶縁性磁性トナーに摩擦
電荷を付与する部材である該現像剤担持体の少な
くとも表面層がポリカーボネートを含有してお
り、該現像剤担持体で前記一成分系絶縁性磁性ト
ナーは摩擦帯電され、現像部において該現像剤担
持体上の前記一成分系絶縁性磁性トナーで静電像
保持面上の該電気的潜像を現像することを特徴と
する現像方法を提供することを目的とする。 以下に本発明の方法について図面を参照しなが
ら説明する。 第１図は本発明に係る現像方法が適用可能な複
写装置又は記録装置の一例の概略的な構成を示す
ものであり、勿論これに限定されない。 １は静電像保持体に相当し、光静電層を含む感
光体ドラムであり、表面に絶縁層を有するもの或
は有しないもの、いずれも使用可能で勿論ドラム
状に限らずシート状、ベルト状のものも可能であ
る。２は周知の感光化帯電装置、３は原稿像、又
は光像、或は画像信号により変調された光ビーム
等を投影する光像照射装置である。これにより感
光体１に静電像を形成する。４は現像装置であ
り、現像剤担持体４ａを有していて、これにより
感光体１上の静電像に従つたトナー粒子顕画像を
形成する。５は斯かるトナー像を転写材６に転写
する装置である。尚転写性向上のため転写前にあ
らかじめ顕画像にコロナ放電等により電荷を付与
する場合もある。又、感光体１上の静電像を一旦
別の像担持体に移つし、これを現像装置４により
顕画像とする、所謂静電像転写方式を採用するこ
とも可能である。７は、トナー像を被転写部材６
に定着するための定着装置であり、加圧もしくは
加熱加圧手段を有する少なくとも２本のローラー
から成つている。８は、転写後の感光体１上の残
留トナーを清掃除去し、感光体１の再使用のため
のクリーニング装置である。 次に本発明で用いる現像工程について説明す
る。第２図に本発明で用いる現像工程の１実施形
態が断面図で示される。同図において静電像保持
面１が矢印方向に動くと、多極永久磁石９は回転
しないように固定されているので、現像剤担持体
である表面にポリカーボネートの約20μ厚のコー
ト層を有する非磁性円筒４ｂを静電像保持面１と
同方向に回転することにより、現像剤容器１２か
ら送られる一成分絶縁性磁性現像剤１１を非磁性
円筒面上に塗布し、かつ円筒面とトナー粒子との
摩擦によつて、トナー粒子に静電像電荷と逆極性
の荷電を与える。さらに鉄製のドクターブレード
１０を円筒表面に近接して（間隔50μ〜500μ）、
多極永久磁石９の一つの磁極（図示ではＳ極）位
置に対向して配置することにより、トナー層の厚
さを薄く（30μ〜300μ）且つ均一に規制する。こ
の円筒４ｂの回転速度を調節することにより、現
像剤層の表層速度及び好ましくは内部速度が静電
像保持面の速度と実質的に等速、もしくはそれに
近い速度となるようにする。ドクターブレード１
０として鉄のかわりに永久磁石を用いて対向磁極
を形成してもよい。また、現像部において、現像
剤担持体と静電像保持面との間で交流バイアスを
印加してもよい。 本発明において、一成分絶縁性現像粉に摩擦電
荷を付与する部材である現像剤担持体としてスリ
ーブなどが挙げられる。 また本発明で使用するポリカーボネートは、 一般式［―OROC］― ‖ ｏ で表現されるすべての ポリカーボネートを含み、それらは脂肪族あるい
は芳香族ジオキシ化合物とホスゲンとを酸結合剤
の存在下で縮重合する方法、酸結合剤の存在下で
ジオキシ化合物とジオキシ化合物のビスクロロホ
ルメートとを縮重合する方法、ジオキシ化合物の
モノクロロホルメートの縮重合反応による方法な
どの方法により製造される。 好ましいジオキシ化合物としては、2.2―ビス
（４―ヒドロキシフエニル）プロパン、2.2―ビス
（４―ヒドロキシフエニル）ブタン、1.1―ビス
（４―ヒドロキシフエニル）エタン、ビス（４―
ヒドロキシフエニル）メタン、1.1―ビス（４―
ヒドロキシフエニル）ブタン、1.1―ビス（４―
ヒドロキシフエニル）シクロヘキサン、1.1―ビ
ス（４―ヒドロキシフエニル）シクロペンタン、
2.2―ビス（3.5―ジクロロ４―ヒドロキシフエニ
ル）プロパン、ビス（3.5―ジクロロ４―ヒドロ
キシフエニル）メタンなどのビス（４―ヒドロキ
シフエニル）アルカンなどがある。 本発明において、以上のポリカーボネートは先
述したトナーに摩擦電荷を付与する部材である現
像剤担持体の少なくとも表面に含有されるが、該
部材はアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの
金属、合成ゴム、エラストマーなどの弾性体等の
基体の表面に前記ポリカーボネートの層を形成せ
しめた形態のものが好ましい。 さらに本発明においては、摩擦帯電部材基体と
の接着性、塗布性、耐久性などの諸物性の改良の
目的或いはその他の目的のために上記ポリカーボ
ネートに他の適当な高分子やカーボンブラツク、
金属微粉、イオン性界面活性剤などの導電化助
剤、ガラス繊維、ステンレスフイラメントなどの
補強部材、疎水性コロイダルシリカなどを添加す
ることができる。 本発明の一成分絶縁性トナーは結着樹脂と着色
剤、荷電制御剤、定着助剤、ケーキング防止剤等
の添加剤などから成るが、いずれも公知の材料が
使用できる。例えば結着樹脂としては、ポリスチ
レン、ポリＰ―クロルスチレン、ポリビニルトル
エンなどのスチレン及びその置換体の単重合体、
スチレン―Ｐ―クロルスチレン共重合体、スチレ
ン―プロピレン共重合体、スチレン―ビニルトル
エン共重合体、スチレン―ビニルナフタリン共重
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―
アクリル酸ブチル共重合体、スチレン―アクリル
酸オクチル共重合体、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―メタクリル酸ブチル共重合
体、スチレン―αクロルメタクリル酸メチル共重
合体、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―ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン―
ビニルメチルケトン共重合体、スチレン―ブタジ
エン共重合体、スチレン―イソプレン共重合体、
スチレン―アクリロニトリル―インデン共重合
体、スチレン―マレイン酸共重合体、スチレン―
マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共
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、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステ
ル、ポリウレタンポリアミド、エポキシ樹脂、ポ
リビニルブチラール、ポリアマイド、ポリアクリ
ル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、
フエノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹
脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフイン、パラ
フインワツクスなどが単独或いは混合して使用で
きる。 また、着色剤、荷電制御剤、定着助剤ケーキン
グ防止剤等の添加剤としては、カーボンブラツ
ク、各種染顔料、可塑剤、コロイド状シリカ、タ
ルク、などがある。 さらに磁性現像粉として使用する場合は、適宜
磁性粉として、強磁性元素及びこれらを含む合
金、化合物などの例えばマグネタイト、ヘマタイ
ト、フエライト等の鉄、コバルト、ニツケル、マ
ンガンなどの合金や化合物、その他の強磁性合金
など従来より磁性材料として知られている物質を
含有せしめることができる。 本発明の如く、一成分絶縁性トナーに摩擦電荷
を付与する部材である現像剤担持体の少なくとも
表面層の一部もしくは全体にポリカーボネートを
含有せしめると、含有せしめない場合に比べて多
数枚複写を行なつても常に画像濃度の高い鮮明な
画像が得られ、また一成分トナー特有の小さい原
稿を多数枚複写後に大きい原稿を複写すると幅の
広がつた部分の画像濃度が薄くなる現像も殆んど
認められなくなる。 以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例 １ 酸化亜鉛100重量部、スチレン―ブタジエン共
重合体20重量部、ｎ―ブチルメタクリレート40重
量部、トルエン120重量部、ローズベンガル１％
メタノール溶液４重量部からなる混合物をボール
ミルにて６時間分散混合した。これを0.05mm厚の
アルミニウム板に乾燥塗布厚が40μになるように
ワイヤーバーにて塗布し、温風にて溶剤を蒸散さ
せ酸化亜鉛―バインダー系感光体を作成した。こ
の感光体に−6KVのコロナ放電を行ない全面一
様に帯電した後、原画像照射を行ない静電潜像を
形成した。一方ビスフエノールＡとホスゲンとの
縮重合により合成されたポリカーボネート３重量
部及びトルエン100重量部よりなる溶液をアルミ
ニウム製の外径50mmの円筒表面に塗布し、70℃の
雰囲気中で1hr乾燥して約15μのポリカーボネー
ト層を形成した。 前記潜像をこの円筒をスリーブとし、第２図に
示すような、スリーブ表面磁束密度700ガウス、
穂切りブレードースリーブ表面間距離0.2mmのス
リーブ回転マグネツト固定（スリーブ周速はドラ
ムのそれと同じで回転方向は逆）型現像器を前記
感光ドラム表面―スリーブ表面間距離0.25mmに設
定し、スリーブに200Hz600Vの交流及び−150V
の直流バイアスを印加して、スチレン―アクリル
酸ブチル共重合体90重量部、スチレン―アクリル
酸ブチル―メタクリル酸アミノエチル共重合体10
重量部、磁性粉60重量部、疎水性コロイド状シリ
カ0.3重量部から成る一成分系絶縁性磁性トナー
で形成された現像剤を用いて現像し、次いで転写
紙の背面より−7KVの直流コロナを照射しつつ
粉像を転写し、複写画像を得た。なお感光ドラム
上の残余の現像剤は磁気ブラシクリーナーにより
除去し、定着は市販の普通紙複写機（商品名、
NP―5000、キヤノン製）を用いて行なつた。得
られた画像は鮮明で解像度が高く、またカブリも
なかつた。スリーブ上のトナー層の電位は、表面
電位計で測定したところ＋30Vだつた。A4サイ
ズの紙で1000枚複写後、B4サイズの複写を行な
つたが、幅が広がつた部分の画像濃度が薄くなる
現像はほとんど認められなかつた。 実施例 ２ 第２図における鉄製ブレード１０の表面に約
20μのポリカーボネート層を設け、スリーブとし
てSUS製の外径50mmの円筒を用いることを除い
ては実施例１と同様に行なつたところ、良好な画
像が得られた。スリーブ上のトナー層電位は＋
25Vだつた。 実施例 ３ 現像剤として、低分子量ポリエチレン100重量
部と磁性粉80重量部と含金染料２重量部と疎水性
コロイド状シリカ0.6重量部とから成る一成分系
絶縁性磁性トナーで形成された現像剤を用いるこ
と、 ポリエステル樹脂から成る絶縁層、CdSとアク
リル樹脂とから成る感光層及び導電性基板の３層
よりなる感光ドラムの絶縁層表面に＋6KVのコ
ロナ放電により一様に帯電を行ない、次いで原画
像照射と同時に7KVの交流コロナ放電を行なつ
た後、全面一様に露光し、感光体表面に電気的潜
像を形成すること、 スリーブに200Hz600Vの交流及び＋150Vの直
流バイアスを印加すること、及び＋7KVの直流
コロナで転写を行なうことを除いては実施例１と
ほぼ同様に行なつたところ、カブリのない鮮明な
画像が得られた。スリーブ上のトナー層電位は−
25Vだつた。 比較例 １ スリーブ表面にポリカーボネート層を設けない
ことを除いては実施例１と同様に行なつたとこ
ろ、画像濃度はやゝ低かつたがカブリのない鮮明
な画像が得られた。スリーブ上のトナー層電位は
＋20Vだつた、しかしながら、A4サイズの複写
を1000枚行なつた後B4サイズの複写を行なつた
ところ、幅が広がつた部分の画像濃度は著しく低
かつた。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る現像方法が適用可能な
複写装置または記録装置の一例の概略的な構成
図。第２図は、本発明で用いる現像工程の１実施
形態の断面図。 １…感光ドラム、４…現像装置、４ａ…トナー
担持体、４ｂ…非磁性円筒、９…マグネツトロー
ル、１０…ドクターブレード、１１…絶縁性磁性
トナー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的潜像を摩擦帯電せしめられた一成分系
   絶縁性磁性トナーを用いて現像する方法におい
   て、前記一成分系絶縁性磁性トナーを担持する現
   像剤担持体表面と間隔50〜500μを有して配置さ
   れた規制部材でトナー層厚を規制し、前記一成分
   系絶縁性磁性トナーに摩擦電荷を付与する部材で
   ある該現像剤担持体の少なくとも表面層がポリカ
   ーボネートを含有しており、該現像剤担持体で前
   記一成分系絶縁性磁性トナーは摩擦帯電され、現
   像部において該現像剤担持体上の前記一成分系絶
   縁性磁性トナーで静電像保持面上の該電気的潜像
   を現像することを特徴とする現像方法。 ２ 現像剤担持体が磁石を内包しているスリーブ
   である特許請求の範囲第１項の現像方法。 ３ 電気的潜像を有する静電像保持面と現像剤担
   持体との間で交流バイアスが印加されている特許
   請求の範囲第１項または第２項の現像方法。