JPH0220112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非磁性現像剤により静電潜像を現像
する塗布方法に関する。

従来、乾式一成分現像装置としては各種装置が
提案され又実用化されている。しかし、いずれの
現像方式においても乾式一成分現像剤の薄層を形
成することは極めて難かしく、このため比較的厚
い層の形成で現像装置を構成していた。しかるに
現像画像の鮮明度、解像力、などの向上が求めら
れている現在、乾式一成分現像剤の薄層形成方法
及びその装置に関する開発は必須となつている。

従来知られている乾式一成分現像剤の薄層を形
成する方法としては、特開昭54−43037号が提案
されており、且つ実用化されている。しかし、こ
れは磁性現像剤の薄層形成に関するものであつ
た。

磁性現像剤は磁性を持たせるため磁性体を内添
しなければならず、これは転写紙に転写した現像
像を熱定着する際の定着性の悪さ、現像剤自身に
磁性体を内添するためのカラー再現の際の色彩の
悪さ等の問題点がある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方法として、
ビーバーの毛のような柔い毛を円筒状のブラシに
して、これに現像剤を付着塗布する方法や、表面
がベルベツト等の繊維で作られた現像ローラにド
クターブレード等により塗布する方法が提案され
ている。しかしながら上記繊維ブラシにドクター
ブレードとして弾性体ブレードを使用した場合、
現像剤量の規制は可能であるが、均一塗布は行わ
れず、現像ローラ上の繊維ブラシを摺擦するだけ
で、ブラシの繊維間に存在する現像剤への摩擦帯
電電荷賦与は行なわれないため、ゴースト等の発
生しやすいという問題点があつた。また、非磁性
現像剤を有しているので、装置からの現像剤の漏
れを防止することが難かしかつた。

本発明は上述の従来方法の問題点を除き、現像
剤を現像剤保持部材表面に均一な薄層として形成
し、且つ、十分な摩擦帯電を与え、塗布する新規
な塗布方法を提供することを目的としている。更
に本発明は、上記非磁性現像剤が現像装置から漏
れ出すのを防止するのを可能にすることを目的と
している。

すなわち、本発明は、非磁性トナーを有する非
磁性現像剤と磁性粒子とを貯蔵する容器と、 潜像担持体に非磁性現像剤を回動搬送する現像
剤保持部材と、 上記容器の非磁性現像剤の供給出口側にあり、
この現像剤保持部材表面に間隙を形成して配置し
た規制部材と、 この規制部材に対して上記現像剤保持部材を介
して反対側に配置され、上記容器の現像剤出口側
にある規制部材の上流側に磁性粒子による磁気ブ
ラシを形成し且つ拘束するための磁極を少なくと
も一つ有する固定磁石とを配置し、上記現像剤保
持部材を回動することにより現像剤保持部材上に
非磁性現像剤の薄層を形成する塗布方法におい
て、 上記磁性粒子の最大長で測定した個数平均粒径
ｒと、前記規制部材と現像剤保持部材表面との間
隙ｄが次式 ｎ＝ｄ （ここで1.00≦ｎ≦5.00，ｄは非磁性現像剤の
平均粒径以上の値である。）の関係を満足してい
る事を特徴とする塗布方法に関する。好ましく
は、該磁性粒子の粒径範囲は前記平均粒径の±
20％以内に全粒子の70個数％以上を含むものが良
い。

上記本発明の潜像担持体としては、感光体や絶
縁体層を有するドラム状やベルト状の部材であ
り、磁極としては磁石ローラの軸方向に同極性又
は異極性の磁極を着磁したものや、棒状の複数の
磁石を固定支持部材上に接着したものを用い得
る。更に回動する現像剤保持部材としては、アル
ミニウム・銅・ステンレス・黄銅等の非磁性金属
や合成樹脂材料によるスリーブ又は樹脂や金属の
無端ベルトの使用が可能であり、その周面はトナ
ーの搬送性や帯電特性を高めるのに、必要に応じ
て粗面化又は凹凸模様を設けてもよい。また、規
制部材としては、鉄等の磁性体やアルミニウム・
銅・樹脂等の非磁性体によるブレード板や壁を用
い得る。

以下、図面に従つて本発明を更に詳しく説明す
る。

第１図は、本発明の塗布方法を適用する現像原
理を説明するための現像装置の断面図を示す。

図において、１は電子写真感光体ドラムであ
り、図示しない潜像形成手段により形成した潜像
を保持し、図示の現像位置を矢印ａ方向に回転し
て通過する。この感光体ドラム１に対しては、現
像剤を保持する現像剤保持部材である非磁性スリ
ーブ２が、所定の間隙を保つて対向しており、こ
のスリーブ２は矢印ｂ方向に回転する。このスリ
ーブ２の上部には非磁性現像剤４と磁性粒子５の
混合体を貯蔵する樹脂やアルミニウム等の非磁性
材料を用いた容器３を位置し、この容器３のスリ
ーブ回転方向下流には、磁性ブレード６がねじ止
めされている。

一方、この磁性ブレード６に対するスリーブ２
の反対側には、磁石７が設けられている。この磁
石の取付け位置は、磁極の位置と磁性ブレード６
との関係で決定され、実際には磁性ブレード２の
位置よりも若干上流側に磁極を設けることで形成
する磁界の作用で、磁性粒子の流出防止、及び現
像剤の均一塗布の点で更に良好な結果を得る。

上記構成において、容器３内の磁性粒子５は、
磁石７のＳ極と磁性ブレード６との内に生じる磁
界により、磁気ブラシ８を形成する。そして、ス
リーブ２が回転することにより上記磁気ブラシ８
を保持したまま、磁性粒子と非磁性現像剤とは攬
拌混合される。この状態で容器３の磁性ブレード
側では、このブレード６の存在により現像剤と磁
性粒子の混合体は、このブレードにより移動が阻
止されて上昇し、矢印ｃ方向に循環運動する。

これにより非磁性現像剤は、磁性粒子との混合
によりスリーブ２ないしは磁性粒子によつて摩擦
帯電される。帯電された現像剤は、磁性ブレード
６の近傍に形成した磁気ブラシ８により、スリー
ブ２の表面に鏡映力により均一に薄く塗布され、
感光体ドラムとの対向位置に至る。

ところで、磁気ブラシ８を構成する磁性粒子５
は、磁石７の磁界による拘束力が、摩擦力が原因
する搬送力より大となるように設定することで、
スリーブ２上には流出しない。そして、磁気ブラ
シ８の領域内に非磁性現像剤があれば、磁気ブラ
シ８の磁性粒子とこの現像剤との比率は、スリー
ブ２の回転によりほぼ一定値を保つ。これにより
現像でスリーブ上の現像剤が消費されても、自動
的に磁気ブラシ８の領域に現像剤が供給される。
従つて、上記スリーブ２上には常に一定量の現像
剤の供給塗布が可能となる。

なお、上記原理説明では規制部材に磁性ブレー
ドを用いているが、非磁性ブレード又は容器を構
成する樹脂やアルミニウム等の非磁性体の壁を、
この規制部材として用いることもできる。しか
し、この場合、磁性粒子の流出を防止するため、
スリーブと規制部材との間隙を磁性ブレードを用
いるときよりも更に小さくする必要がある。ま
た、磁性ブレードを用いる場合は、ブレートと磁
極間の磁界により現像剤の出口部に安定して磁気
ブラシが形成できる点で好ましい。

ところで、上記第１図の現像装置においては、
現像剤が非磁性現像剤であるため、容器３にスリ
ーブ２が入る側の領域ｄから漏れ易いという問題
を生じる場合がある。この様に上記領域ｄからの
現像剤の漏れを防止するために本発明では上記ス
リーブが容器内に入る側のスリーブと容器間に磁
気ブラシを形成してもよい。

以上の説明で明らかな如く、本発明における構
成要素として特に磁性粒子が重要である。上記磁
性粒子は、従来トナー（非磁性現像剤）よりもは
るかに多い量でトナーと混合されていた２成分系
現像剤に使用されたキヤリ材としての磁性粒子が
有していた機能すなわち主としてトナーに帯電付
与を行ない、その帯電量を制御する機能よりはむ
しろ、磁性粒子よりもはるかに多量の非磁性現像
剤が存在する系で磁気ブラシを形成し非磁性現像
剤保持部材上に非磁性現像剤を塗布し、またその
量を規制する機能を果たさなければならない。同
時に循環移動しながら非磁性現像剤を供給する機
能をも有していなければならず、さらに、この磁
性粒子は規制部材を通過しては好ましくない。こ
れらの機能を満たす為には、磁界により発生する
適当な拘束力を有しながら、しかも適当な循環性
を示し、かつ形成された磁気ブラシのブラシの状
態は、均一な塗布を可能にする為に適度な硬さと
密度をもつていなければならない。例えば比較的
疎なブラシは現像剤保持部材上に規制不足のスジ
を生じやすくする傾向があり、又逆に密なブラシ
は保持部材上の塗布層の厚さを極薄にする傾向が
あり、いずれも好ましいものではない。さらに一
例をあげれば循環性が良すぎる場合は塗布層が厚
くなり画像上にカブリが生じたり、又循環性が悪
い場合にはゴーストが生じやすくなるなど種々の
欠点が生じる場合がある。

本発明者らは、前記本発明に使用される磁性粒
子が必要とされる様々の機能を満たす為に種々検
討した結果、磁性粒子の粒度、粒度分布が極めて
大きな影響を及ぼすとの知見を得た。

磁性粒子の流出を完全に防止し、画像への付着
や、磁性粒子の容器からの流出による非磁性現像
剤と磁性粒子との比率の変化を防止するためには
磁性粒子としては、該磁性粒子の最大長で測定し
た個数平均粒径と前記ブレードとスリーブ表面
との間隙ｄが次式の関係を満足する事が必要条件
である。

ｎ＝ｄ （ここで、1.00≦ｎ≦5.00 ｄは非磁性現像剤
の平均粒径以上の値である。より好ましくは、該
磁性粒子の粒径範囲は前記平均粒径の±20％以
内に全粒子の70個数％以上を含むものである。） ここで磁性粒子の粒径は、粒子の最大長、すな
わち粒子に外接する平行接線間距離の中の最大距
離をもつて粒径である。これは、透過顕微鏡ある
いは走査電子顕微鏡を用いて得られた写真画像の
粒子像について、画像解析装置（例えば島津製作
所製ボツシユロム画像解析装置オムニコンFAS
−）により測定する。

ここでｎが1.00未満である場合には、非磁性現
像剤の塗布層に細かいスジを発生する場合があ
り、この塗布層を用いて現像する際には常温常湿
度の環境下では良好の画像が得られるが、低温低
湿度の環境下において、カブリの原因となる場合
がある。

また、ｎが5.00を越える場合には、スリーブと
ブレードが近接する部位での磁性粒子の充填密度
が大となり、非磁性現像剤の塗布層厚が極薄とな
り、充分な画像濃度が得られない。また、少量の
磁性粒子が流出する場合も生じるので好ましくな
い。

この様に磁性粒子の最大長で測定した個数平均
粒径とブレードとスリーブ表面との間隙の関係
を、前記した式ｎ＝ｄ（1.00≦ｎ≦5.00）を満
足する事で常に安定した塗布が得られる。

なお、より好ましい条件としては、該磁性粒子
の平均粒径が上記式を満足する条件にあり、か
つ、粒径の範囲が、平均粒径の±20％以内に全
磁性粒子の70個数％以上を含む事である。磁性粒
子にこの条件を与える事により飛びちりやカブリ
のない極めて解像の高い画像が得られる。この効
果をもたらす原因は明らかではないが非磁性現像
剤の塗布層における現像剤の充填密度を均一にす
る事を可能にしているものと考えられる。

また、本発明に適用できる非磁性現像剤として
は、従来電子写真法で用いられている現像剤、例
えば、樹脂に顔料又は染料を混練し、これを粉砕
したものやカプセル化したものを用い得る。

本発明に用いられる非磁性現像剤の結着樹脂と
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−アクリル−アミ
ノアクリル系共重合体、スチレン−アミノアクリ
ル系共重合体、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−マイレン酸共重合体、ス
チレン−マイレン酸エステレ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、ポリアクリル酸
樹脂、ロジン、変形ロジン、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。

本発明の非磁性現像剤においては、任意の適当
な顔料や染料が着色剤として使用可能である。例
えば、カーボンブラツク、鉄黒、フタロシアニン
ブルー、群青、キナクリドン、ベンジジンイエロ
ーなど公知の染顔料がある。

また、荷電制御剤としてアミノ化合物、第４級
アンモニウム化合物および有機染料特に塩基性染
料とその塩、ベンジルジメチル−ヘキサデシルア
ンモニウムクロライド、デシルートメチルアンモ
ニウムクロライド、ニグロシン塩基、ニグロシン
ヒドロクロライド、サフラニンｒ及びクリスタル
バイオレツト、含金属染料、サリチル酸含金属化
合物等を添加しても良い。

以上の非磁性現像剤の構成は、一般に行なわれ
ている混合−粉砕法による現像剤に用いても良い
し、マイクロカプセル現像剤の壁材又は芯材ある
いはその両方に用いることも可能である。

〔実施例 １〕 本発明の一実施例を第２図により説明する。図
において第１図と同一部材は同一符号が付してあ
る。実施例装置において感光体ドラム１は矢印ａ
方向に60mm／秒の周速度で回転する。２は矢印ｂ
方向に66mm／秒の周速度で回転する外径20mm、厚
さ0.8mmのステンレス（SUS304）製のスリーブ
で、その表面は＃600のアランダム砥粒を用いて
不定型サンドブラストを施し、周方向表面の粗面
度を0.8μm（R_Z＝）にした。

一方、回転するスリーブ２内にはフエライト焼
結タイプの磁石７ｃを固定して配設し、その第１
磁極のＮ極は磁性ブレード６に対して、スリーブ
２の中心Ｏとブレード先端を結ぶ線から30度（図
示θ）傾けて設定してある。一方の第２磁極のＳ
極は、容器のスリーブ入口側に設けた磁性部材で
ある鉄片１０に対向して位置する。この第２磁極
のスリーブ表面での磁束密度は、鉄片１０の存在
下でそのピーク値が650ガウスあり、鉄片１０を
外した状態では400ガウスあつた。このとき第２
磁極と鉄片１０との位置関係は、鉄片のスリーブ
回転方向への幅は0.5mmで、且つスリーブ２と鉄
片間の距離は1.0mmに設定した。

磁性ブレード６は鉄製であり表面にさび止めの
ためニツケルメツキを施した。このブレード６は
スリーブ２の表面に対して間隔を100μmに設定し
た。

上記磁性粒子５としては、粒径80〜100μ（個数
平均粒径90μで80〜100μの粒径の粒子が全体の
100個数％）の球形鉄粉を70ｇ用いた。一方、非
磁性現像剤４としては、スチレンアクリル系樹脂
100部に対して、アゾ系顔料10部、アミノアクリ
ル樹脂５部から成る平均粒径12μのトナーにコロ
イダルシリカを0.5％外添したものを用いた。

そして、上記非磁性現像剤と磁性粒子とをよく
混合した後、容器３内に入れる。上記容器３内に
おける非磁性現像剤と磁性粒子との混合体は、特
にこの磁性粒子が磁界の下でスリーブにより搬送
されることで循環運動する様子が、現像剤が少な
くなつた状態で観察できた。

上記構成の現像装置においては、上記スリーブ
の回転にともないスリーブ２の表面には、約
50μm厚の非磁性現像剤のみによる薄層が形成で
きた。この現像剤層をブローオフ法により帯電電
位を測定したところ、＋8μc／ｇの電位で均一に
帯電していることを確認した。

このスリーブ２に対向する感光体ドラム１表面
には、静電潜像として暗部−600Vで明部−150V
の電荷模様を形成し、スリーブ表面との距離を
300μmに設定した。そして、上記スリーブに対し
電源Ｅにより周波数800Hz、ピーク対ピーク値が
1.4kVで、中心値が−300Vの電圧を印加したと
ころ、現像むらやゴースト像、更にはかぶりのな
い高品質鮮明な赤色の現像剤を得ることができ
た。

また、容器３内の混合体に関しては、磁性粒子
はほとんど消耗されずに非磁性現像剤のみが現像
のために消費された。また、現像機能は上記現像
剤がほとんど消費されるまで変わらずに安定して
いた。上記現像剤を消費した後、本体から現像装
置を取出し、スリーブ２の下部を見てみたが、そ
こには磁性粒子は勿論のこと、現像剤の漏れはほ
とんど発生していなかつた。

また、15℃10％RHの低温低湿条件下で同様に
画像を得たところ、かぶりや飛び散りのない高解
像度の良好な画像を得た。

〔実施例 ２〕 実施例１において、磁性粒子５を粒径120〜
140μ（個数平均粒径130μで120〜140μの粒径の粒
子が全体の100個数％である。）の球形フエライト
粉を100ｇ用い、ブレード６をスリーブ２の表面
に対して間隔を200μに設定した他は、実施例１
と同様に行なつたところ、同様に良好な結果が得
られた。

〔実施例 ３〕 実施例１において、磁性粒子５を粒径30〜60μ
（個数平均粒径50μ）の範囲で、かつ、40〜60μの
粒径の粒子が全体の70個数％である偏平鉄粉を
100ｇ用い、ブレード６をスリーブ２の表面に対
して間隔を70μに設定した他は、実施例１と同様
に行なつたところ、同様に良好な結果が得られ
た。

〔実施例 ４〕 実施例１において、磁性粒子５を粒径50〜
100μ（個数平均粒径80μ）、64〜95μの粒径の粒子
が全体の83個数％である球形フエライト粉を100
ｇ用い、ブレード６をスリーブ２の表面に対して
間隔を250μに設定した他は、実施例１と同様に
行なつたところ、同様に良好な結果が得られた。

〔比較例 １〕 実施例１において、磁性粒子５を、粒径200〜
250μ（個数平均粒径230μ）で180〜270μの粒径の
粒子が全体の60％である球形フエライト粉を用い
た他は、実施例１と同様に行なつたところ、15℃
10％RHの環境下で、細かいスジ状のカブリが発
生した。

〔比較例 ２〕 実施例２において、磁性粒子５を粒径25〜50μ
（個数平均粒径30μ）で、25〜36μの粒径の粒子が
全体の50％である球形フエライト粉を用いた他
は、実施例２と同様に行なつたところ、15℃10％
RHの環境下で磁性粒子の流出が生じて画像上に
付着した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明のための現像装置の
断面図。第２図は本発明の実施例に用いた現像装
置の断面図。 図において、２は現像剤保持部材であるスリー
ブ、３は容器、４は非磁性現像剤、５は磁性粒
子、６は規制部材である磁性ブレード、７は磁
石、１０は磁性部材である鉄片を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性トナーを有する非磁性現像剤と磁性粒
   子とを貯蔵する容器と、 潜像担持体に非磁性現像剤を回動搬送する現像
   剤保持部材と、 上記容器の非磁性現像剤の供給出口側にあり、
   この現像剤保持部材表面に間隙を形成して配置し
   た規制部材と、 この規制部材に対して上記現像剤保持部材を介
   して反対側に配置され、上記容器の現像剤出口側
   にある規制部材の上流側に磁性粒子による磁気ブ
   ラシを形成し且つ拘束するための磁極を少なくと
   も一つ有する固定磁石とを配置し、上記現像剤保
   持部材を回動することにより現像剤保持部材上に
   非磁性現像剤の薄層を形成する塗布方法におい
   て、 上記磁性粒子の最大長で測定した個数平均粒径
   ｒと、前記規制部材と現像剤保持部材表面との間
   隙ｄが次式の関係を満足している事を特徴とする
   塗布方法。 ｎ＝ｄ （ここで1.00≦ｎ≦5.00，ｄは非磁性現像剤の
   平均粒径以上の値である。） ２ 磁性粒子の粒径範囲は、前記平均粒径の±
   20％以内に全粒子の70個数％以上を含む特許請求
   の範囲第１項記載の塗布方法。