JPH0220115B2 - - 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の形
成方法としては、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採の悪さ
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
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、均一な塗布は行われ
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、連続多数回の
現像に於いて安定・均一な現像剤薄層を形成せし
め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速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、 臨界表面張力：τc≦30dyne／cmである物質で
被覆されている磁性粒子で形成された磁気ブラシ
中を、非磁性現像剤が通過することにより、現像
剤保持部材上に上記非磁性現像剤の薄層を形成す
ることを特徴とする塗布方法に関する。

ここで言うところの臨界表面張力τcとは、表面
張力の知られている各種液体と目的とする物質と
の接触角θを測定し、各種液体の表面張力をcnsθ
とをプロツトし、cosθ＝１となる点を外そうして
得た表面張力値を、目的とする物質の臨界表面張
力と呼ぶものである。

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、磁性粒子の表面の臨界表面張力が大
きな影響を及ぼすとの知見を得た。

又、本発明の方法は、非磁性現像剤と磁性粒子
との付着性・離型性、非磁性現像剤の摩擦帯電
性・流動性等が塗布・現像に大きく影響するが、
臨界表面張力τc≦30dyne／cmである物質で被ふ
くした磁性粒子を用いることで上記現像剤物性を
調整し、良好な塗布状態を達成することが可能と
なる。

τcが30を越えると、現像剤全体の流動性が悪く
なつたり、非磁性現像剤と磁性粒子との離型が悪
くなつたり、あるいは、低温低湿の条件下で塗布
層が薄くなつて充分な画像濃度が得られない場合
を生じる。

本発明に使用される磁性粒子の被覆量は、磁性
粒子の粒径、および上記被覆物質の臨界表面張力
の値等により適宜決定すれば良いが、概ね、磁性
粒子100重量部に対し、0.05〜20重量部が適当で
ある。

また本発明に使用される被覆磁性粒子として
は、例えば表面酸化または未酸化の鉄、ニツケ
ル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金
属、及びそれらの合金または酸化物などの磁性粒
子に被覆処理したものが使用できる。これらの磁
性粒子の形状は、球形、偏平、針状、多孔状、そ
の他どのような形状であつてもよい。

磁性粒子表面を被覆処理する方法としては、例
えば被ふく樹脂、あるいは被ふく樹脂と荷電制御
剤を溶剤（トルエン、キシレン、MEK）等に溶
解分散させ、この分散液に磁性微粒子を混合し、
スプレードライヤー法、流動化ベツト法等によ
り、磁性粒子に被覆し、乾燥、造粒を行ない、篩
分して通過分を被覆磁性粒子として使用する方法
等が挙げられる。

臨界表面張力τc≦30dyne／cmを有する被覆樹
脂としては、ポリビニルフルオライド、ポリビニ
リデンフルオライド、ポリトリフロロエチレン、
ポリテトラフロロエチレン、ポリヘキサフロロプ
ロピレン等のフツ素化ビニル系樹脂あるいは、各
種シリコーン樹脂、あるいは、フツ素化エポキシ
樹脂、フツ素化ポリウレタン、フツ化カーボン基
を有する有機酸や、炭化フツ素系界面活性剤、あ
るいは、これらとアクリル系樹脂、スチレン系樹
脂等との共重合体、もしくは混合物等が挙げられ
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−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、ポリアクリル酸
樹脂、ロジン、変性ロジン、チルペン樹脂、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−トリメチルア
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τ及びクリス
タルバイオレツト、含金属染料、サルチル酸含金
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。

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良い。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管
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と被ふく磁性粒
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が位置し、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内の被ふく磁性粒子
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、被ふく磁性粒子と非磁性
現像剤とは撹拌混合される。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、被ふく磁性粒子と
の混合によりスリーブ２ないしは被ふく磁性粒子
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を構成する被ふく磁性
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の被ふく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、上気スリーブ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、被ふく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
ド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。

以下に実施例を示すが、それにより本発明が何
ら拘束されるものではない。

〔実施例 １〕 本発明の実施例を第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32mm、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（Rz＝）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200μmに設定し
た。

上記磁性粒子５としては、粒径70〜100μ、最
大60emu／ｇの球形フエライト100重量部をポリ
テトラフルオロエチレン15重量部（臨界表面張力
18.5dyne／cm）エマルジヨン中に分散させスプレ
ードライ装置を用いて噴霧乾燥し、被覆磁性粒子
を得、100gをとり出した。

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、銅フタロシアニン系顔
料８部、正性荷電制御剤２部（ニグロシン系）を
内添し、平均粒径10μmの正（＋）極性に帯電す
る青色の粉体を200g用意した。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
70μm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−550Vで明部−100V
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−200V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
い高品質の現像像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。

ところで、本発明においてはスリーブ内部に設
ける磁極の数は、第１と第２磁極の２つに限る必
要はない。そして、第２磁極が形成する磁気ブラ
シの対象は、磁性部材に限ることなく容器の壁で
あつても良い。この場合、磁性部材の存在は必要
でなくなり、第２図の鎖線で示したＳ極の形状を
取る。また、第２磁極に対して磁性部材を用いる
場合、容器が磁性体であるならば、第２図の磁性
ブレード６及びこの鉄片１０を容器の壁で構成す
ることが可能となり、この鉄片は容器の一部をス
リーブの軸方向に凸状にした部分に置換えること
ができる。

ところで、第２磁極としてＳ極を用いた場合を
例示したが、勿論、Ｎ極でも良い。また、規制手
段については磁性材料によるブレード板を例示し
たが、合成樹脂やアルミニウム、黄銅、ステンレ
ス等の非磁性体による壁又は板状部材を用いても
良い。しかし、非磁性体を用いる場合は磁性体を
用いたときの様に、第１磁極との間に磁界が発生
しないので容器内での磁性粒子によるブラシの型
態が異なり、この磁性粒子が容器の下流側より流
出し易くなる。しかし、この点についてはスリー
ブと非磁性体による規制手段との間隙を磁性粒子
径の半分以下程度に設定することによつても解決
できる。更に、規制部材については容器と別体に
取付ける以外にも、容器の一部を規制板として用
いても良い。そして更に、現像時のバイアスにつ
いては交番電圧に限られず、直流電圧の適用も有
効である。

〔実施例 ２〕 磁性粒子５として、実施例１で用いた磁性体を
ポリビニリデンフルオライド20重量部（臨界表面
張力25.0dyne／cm）のエマルジヨン中に分散さ
せ、スプレードライ装置を用いて噴霧乾燥し被覆
磁性粒子を得、100gをとり出した。

それ以外は、実施例１と同様に行なつたとこ
ろ、スリーブ２上には90μm厚の非磁性現像剤の
みによる＋7.5μc／ｇに帯電している薄層が形成
でき、良好な画像が得られた。

【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、 臨界表面張力：τc≦30dyne／cmである物質で
   被覆されている磁性粒子で形成された磁気ブラシ
   中を、非磁性現像剤が通過することにより、現像
   剤保持部材上に上記非磁性現像剤の薄層を形成す
   ることを特徴とする塗布方法。