JPH0328872A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真プロセス等における静電潜像を現像
するために好適な静電潜像現像装置に関し、特に高品位
な画像を安定に現像でき、かつトナーの取り扱いが簡便
な静電潜像現像装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、常温で固体の薄板状または粒状の固形化トナ
ーを用い、静電潜像を有する静電潜像担体の上方または
上側方に設けたヒータによって、必要量を液化して現像
処理に供するように構戒したことを特徴とする静電潜像
現像装置である。前記トナーは円筒状トナーを回転させ
ながら外周から削りとって形成するように構威してもよ
い。

〔従来の技術〕

電子写真現像プロセス等の静電プロセスにおける静電潜
像は、例えば光導体などからなる感光体上に一様に帯電
させた後、画像信号に応じて選択的に光照射を行い、該
光照射された個所の電荷を消滅させて作られることがあ
る．あるいは誘電体、例えば紙、プラスチックフィルム
などにマルチスタイラスヘッドと呼ばれる静電電極によ
って電気信号に応じて帯電させることにより作られるこ
とがある。そして、これら静電潜像を現像するために、
前記静電潜像を有する静電潜像担体（感光体ドラム、誘
電体フィルムなど）と逆極性に帯電させたトナーを前記
静電潜像担体上の帯電個所に静電的に付着させて現像す
る方法が知られている。

前記現像方法にはトナーとして乾式トナーを用いる乾式
現像方式と液体トナーを用いる湿式現像方式とが知られ
ている．乾式トナーは、通常は微粒粉末から戒る。その
ため、乾式トナーが飛散すると環境汚染の問題があり、
乾式トナーを収容するカートリッジを密閉構造としなけ
ればならず、現在では静電潜像担体及び現像部ごと交換
してしまう構造をとる現像装置が多い．このため、コス
ト高となっているが、乾式トナーは保存性に優れ、前記
カートリッジ方式をとれば取り扱い簡単という長所があ
る。

一方、液体トナーは例えば顔料等の着色剤粒子を絶縁性
液体に分散させたもので、液体トナーをトナー容器内か
ら遠心ボンブなどにより、静電潜像担体と逆極性に帯電
させるための現像電極のスリットから噴出させて、静電
潜像担体に静電的に着色剤粒子を付着させる構造の現像
装置が知られている。しかしながら、この現像装置にお
いては、静電潜像担体に付着しない余剰液体は再びトナ
ー容器内に戻り、トナー中の着色剤粒子濃度が薄くなっ
ていく．そのため、現像液（液体トナー）の濃度管理が
問題となっていた．また、現像中または現像装置保持時
、液体トナー交換時などの液漏れによる汚染や、液体ト
ナーの着色剤粒子の凝集沈澱等による液体トナー保存性
等の諸問題などが生じていた．一方、液体トナーを用い
る静電プロセスは画像の解像度や階調を銀塩写真に匹敵
するレベルに高め得る可能性を有しており、電子スチル
カメラ等に用いるビデオプリンタなど高画質の印画装置
に適した静電潜像現像方式として期待されている。

かかる背景のもとに、本出願人は、先に特願昭６３−１
５６８４７号において、液体トナーを用いた静電プロセ
スの持つ長所を生かしつつ、液体トナーの取扱いにくさ
、特に汚れやすさ、メンテナンスのしにくさ及び保存性
の悪さ等の諸問題を解決した静電潜像の現像方法を提案
した．すなわち、常温で固体の静電絶縁性有機物に着色
剤が分散されてなる現像剤（トナー）を加熱して液化し
、該液化した前記現像剤によって静電潜像を湿式現像す
ることを特徴とする静電潜像現像方法である。

しかしながら、特願昭６３−１５６８４７号において提
案した技術においても、実施例中に示した現像装置は、
所定の濃度のトナーを現像のために必要とする一定量だ
け静電潜像担体へ供給する技術において改良の余地が残
されていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明においては、解像度や階調などの高品位な画像の
現像に適した湿式現像方式を採用しつつ、従来の液体ま
たは液化したトナーを用いた静電潜像現像装置のもつ諸
問題を解決し、特にトナーを一定量ずつ安定に静電潜像
担体に供給することができる静電潜像現像装置を得るこ
とを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、常温で固体で加熱すると液化する電
気絶縁性有機物に着色剤が分散されてなる薄板状または
粒状の固形化トナーを用い、静電潜像を有する静電潜像
担体の上方また上側方に設けたヒータによって前記トナ
ーの必要量を加熱して液化し、現像に供することを特徴
とする静電潜像現像装置とする． なお、前記固形化トナーは、例えば円筒状のトナーを回
転させながら外周から削りとって形威する構造としても
よい。

〔作用〕

本発明の静電潜像現像装置においては、前記薄板状また
は粒状の固形化トナーを用い、現像に必要な所定量を加
熱し液化して現像電極を経て静電潜像担体に供給するた
め、常に安定して一定量のトナーを現像処理に供するこ
とができる。

なお、前記固形化トナーが粒状であれば、袋などの容器
に入れたまま取り扱うことができ、しかも粉末のように
飛散することは避けられるので、取扱いが簡便である． また、固形化トナーが薄板状の時は、例えばロール状に
しておくことにより、さらに簡便に取り扱うことができ
る。また、前記固形化トナーを円筒状トナーとして扱い
、静電潜像現像装置に装着後に回転させながら外周から
薄く削りとって薄板状または粒状にする構戒とすれば、
ロール化するための台紙が不要で削り量を調節してトナ
ー供給量を調節できる効果がある。

Ｃ実施例） 本発明の第１の実施例は円筒状に固形化したトナーを回
転させて切削しながら薄板状の固形化トナーを得る構戒
としたもので、以下図面に従って説明する。

第１図は第１の実施例の側断面図である。リール２に同
軸で固定されている円筒状トナー１と、円筒状トナー１
を切削して薄板状にする削刃８を有する切削機構とを収
容するトナー収容部３の下方に、前記薄板状トナーを加
熱して液化するヒートローラ４と、該液化されたトナー
に感光体（静電増像担体の一例）と逆極性の帯電をさせ
るための現像電極として電極ローラ６を設け、その下方
にヒートローラ４と電極ローラ６とに導かれてトナーが
達する位置に感光体ドラム７を配し、さらに下方に現像
に際して感光体ドラムの静電潜像面に付着しなかった余
剰の液体（トナー廃液）を収容する廃液タンクを備えて
いる。

円筒形トナー１は例えば第２図に示すようにリール２に
固定され、リール２には例えば一体或形などで堅固に固
定されたギア２ａを設けてある。

それを、感光体ドラムの回転に連動する切削機構（第３
図）に取り付ける． 円筒形トナー１は現像時に感光体ドラム７の回転に連動
してモータ１８によってギア列１７、１６、２ａを介し
てＡ方向に回転する。また、削刃８もモータ１８によっ
てギア列１７、１６、ｌ５、１４、１３、１２を介して
送りねじ９を回転させＣ方向に進む．それによって円筒
形トナーｌの外周から少量ずつ削る．円筒形トナーｌの
硬度と粘度などが適切に選ばれていれば、削り出された
トナーは薄板状の帯とすることができる．そして、前記
削り出された薄板状の固形化トナーは、トナーガイド３
ａを通り、ヒートローラ４と電極ローラ６の間に、両ロ
ーラの回転に伴い導かれて狭まれなから液化される．し
かし、前記削り出された固形化トナーの形状は必ずしも
薄板状の帯でなくてもよく、ザラ目状の粒や箔片状であ
っても現像に供するために必要な所定量ずつ安定に削り
出して、トナーガイド３ａを通してヒートローラ４と電
極ローラ６へ前記所定量ずつ導くことができればよい． また・、前記削り出された固定化トナーを滑らかにヒー
トローラ４と電極ローラ６との間に導いて液化するため
に必要なら、トナーガイド３ａや電極ローラ６にも加熱
手段を設けてもよい。該加熱手段はトナー液化のための
加熱時間短縮の目的で設けてもよい． 前記液化されたトナーは電極ローラ６の表面に付着しな
がら感光体ドラム７の静ｔｉｅ像面に電極ローラ６の回
転と液化トナーの自重とによって導かれ現像に供される
． また、ヒートローラ４の表面に付着した液化トナーはス
クレーパ５によってヒートローラ４の表面から落としな
がら電極ローラ側へ導かれる。

以上述べたごとく、本発明の第ｌの実施例において、現
像に供するために必要な所定量ずつのトナーを安定に削
り出して液化し供給することができる．さらに、トナー
廃液を収容する廃液タンクを感光体ドラムより下方に設
け、現像に供するトナー濃度をトナー廃液によって薄め
ることが無いようにしたため、安定に均一な現像をする
ことができる静電潜像現像装置が得られる． 以上において、常温で固体で加熱すると液化する電気絶
縁性有機物に着色粒子が分散されてなる固体形トナーを
用いることを前提にして説明した。

以下に前記固形化トナーについて、特願昭６３−１５６
８４７号に提案した技術に基づいて詳細に述べる。

まず、前記電気絶縁性有機物の融点は、通常の使用環境
や取扱い性を考慮して３０℃以上とし、より好ましくは
４０゛Ｃ以上である．融点の上限は特に規定されるもの
ではないが、実用的にはおよそ１００℃、より好ましく
は８０℃以下である．この理由は、融点があまり高過ぎ
ても加熱に余分なエネルギーを消費すること、基体上に
保持して使用する場合に基体として一般に使用される材
料の耐熱温度を越えてはならないこと等を考慮したこと
による。

これらの要求を満たす材料としては、パラフィン類、ロ
ウ類、およびこれらの混合物が挙げられる。まず、パラ
フィン類としては、ノナデカンからヘキサコンタンに至
る炭素数１９〜６０の各種の正バラフィンがある。また
ロウ類としては、カルナウバロウ、綿ロウ等の植物ロウ
、ミツロウ等の動物ロウ、オゾケライト、およびバラフ
ィンロウ、微晶ロウ、ペトロラタム等の石油ロウ等が挙
げられる．これらの材料は、誘電率εが１．９〜２．３
程度の誘電体である。

さらには、ポリエチレン、ポリアクリルアミドや、ボリ
ｎ−ステアリルアクリレート、ポリｎ　一ステアリルメ
タクリレート等のポリアクリレートのホモボリマーある
いはコボリマ−（例えばコボリｎ−ステアリルアクリレ
ートエチルメタクリレート等）等の側鎖に長いアルキル
基を有する結晶性高分子も使用可能であるが、加熱時の
粘度等を考慮すると先のバラフィン類、ロウ類が好適で
ある． また、前記電気絶縁性有機物に分散される着色剤粒子と
しては、従来公知の無機顔料、有機顔料、染料およびこ
れらの混合物が使用できる。

例えば無機顔料としては、クロム系顔料、カドミウム系
顔料、鉄系顔料、コバルト系顔料、群青、紺青等が挙げ
られる。また、有機顔料や染料としては、ハンザイエロ
ー（Ｃ．　ｒ．　１１６８０）、ベンジジンイエローＧ
　（Ｃ．Ｉ．２１０９０）、ベンジジンオレンジ（Ｃ．
　Ｉ．２１１１０）、ファーストレッド（Ｃ．　１．３
７０８５）、ブリリアンドカーミン３　Ｂ　（Ｃ．１．
１６０１５−Ｌａｋｅ）、フタロシアニンブルー（Ｃ．
　１．７４１６０）、ビクトリアブルー（Ｃ，　Ｉ．４
２５９５−″Ｌａｋｅ）　、スピリットブラｙ’）（Ｃ
．　１．５０４１５）、オイルブルー（Ｃ，　！．７４
３５０）、アルカリブルー（Ｃ，Ｉ．４２７７ＯＡ）　
、ファーストスカーレット（Ｃ．　Ｉ．１２３１５）、
ローダ【ン６　Ｂ　（Ｃ，Ｉ．４５１６０）、ローダミ
ンレーキ（Ｃ．１．４５１６０−Ｌａｋｅ）　、ファー
ストスカイブルー（Ｃ．１．７４２００−Ｌａｋｅ）　
、ニグロシン（Ｃ．　Ｉ．５０４１５）、カーボンブラ
ック等が挙げられる。

これらは単独でも２種以上の混合物としても用いること
ができ、所望の発色を有するものを選択して使用すれば
よい． トナーには、これらの電気絶縁性有機物や着色剤粒子の
ほか、分散性や着色剤の定着性を向上させる目的で樹脂
を併用しても良い．かかる樹脂としては公知の材料を適
宜選択して使用することができ、例示すればブタジエン
ゴム、スチレンーブタジエンゴム、環化ゴム、天然ゴム
等のゴム類、スチレン系樹脂、ビニルトルエン系樹脂、
アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ酢酸ビ
ニル系樹脂等の合威樹脂類、ロジン系樹脂、水素添加口
ジン系樹脂、アマ二油変戒アルキド樹脂等の変威アルキ
ドを含むアルキド樹脂類、ポリテルペン類等の天然樹脂
類等が挙げられる。その他、フェノール樹脂類、フェノ
ールホルマリン樹脂等の変戒フェノール樹脂類、フタル
酸ペンタエリトリット、クマロンーインデン樹脂類、エ
ステルガム樹脂類、植物油ポリアミド樹脂類等も有用で
あるし、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリプロピレン等のよ
うなハロゲン化炭化水素重合体類、ビニルトルエンーブ
タジエン、ブタジエンーイソブ１／ン等の合ａゴム類、
２−エチルへキシルメタクリレート、ラウリルメタクリ
レート、ステアリルメタクリレート、ラウリルアクリレ
ート、アクチルアクリレート等の長鎖アルキル基を持つ
アクリル系モノマーの重合体もしくはそれらと他の重合
性モノマーとの共重合体類（例えば、スチレンーラウリ
ルメタクリレート共重合体、アクリル酸一ラウリルメタ
クリレート共重合体等）、ポリエチレン等のポリオレフ
ィン類、ポリテルベン類等も使用できる。

さらに、前記現像剤（固形化トナー）には通常は電荷供
与剤を添加する。使用可能な電荷供与剤は、例えばナフ
テン酸、オクテン酸、オレイン酸、ステアリン酸、イソ
ステアリン酸あるいはラウリン酸等の脂肪酸の金属塩、
スルホコハク酸エステル類の金属塩、油溶性スルホン酸
金属塩、リン酸エステル金属塩、アビエチン酸等の金属
塩、芳香族カルボン酸金属塩、芳香族スルホン酸金属塩
等である． また、着色剤粒子の帯電電荷を向上させるために、Ｓｉ
ｆｔｓ　Ａｌ！Ｏ．　、ＴｉＯｚ、ＺｎＯ　、Ｇａｚａ
，　、ＩｎｚＯｚ、ＧｅＯ　，、ＳｎＯ．、ｐｂｏ．、
ＭｇＯ等の金属酸化物粒子やこれらの混合物を電荷増強
剤として添加しても良い。

前述の各或分の配合比は、着色剤粒子は電気絶縁性有機
物の液化（溶融）状態１ｌに対して０．Ｏｌ〜１００ｇ
であることが好ましく、より好ましくは０．１〜１０ｇ
である．また電荷供与剤は同じ＜１ｌに対して通常ｏ．
ｏｏｉ〜１０ｇ、好ましくは０．０１〜１ｇの範囲であ
る。さらに電荷増強剤は、着色剤粒子に対して重量比で
２倍以下、好ましくは同量以下の範囲で添加する。

以上に述べた固形化トナーは、ヒータ５により加熱され
液化（溶融）するが、その加熱温度は融点等に応じて適
宜設定すればよく、通常は３０〜１３０℃、より好まし
くは４０〜１１０’Ｃとされる。

なお、現像に際しては、感光体と現像剤とが接触後直ち
に固化すると画像品位を低下する虞れがあるため、感光
体ドラム６等にも加熱手段を設け加熱することが好まし
い． 現像は、単色であっても良いし、例えばイエロー、マゼ
ンタ、シアンの各色の現像剤を用いて各色々をそれぞれ
現像することによりフルカラー画像を形或するものであ
ってもよい． 次に、本発明の第２の実施例について第４図に基づいて
説明する。第４図には第１図と共通の個所には共通の番
号を付し、第ｌ図に比べて形状の変更を加えた個所には
アルファベット大文字Ｘを付し、第１図に比べて新たな
機構には新規の番号を付した。第２の実施例は第１の実
施例と比べて以下の点で相違がある．即ち、第２の実施
例においては、固形化トナーの形状を当初から粒状とし
て準備し、該粒状固形化トナーＩＸをその容器から出し
てホッパー構造のトナー収容部３ＸにＩ３Ｘａからバラ
積み状態で収容し、トナー収容部３Ｘの底に設けたかき
出し羽２２をＤ方向に回転させて、一定量の粒状固形化
トナーＩＸをかき出してヒートローラ４と電極ローラ６
との間に送り込むようにしている点である． そして、感光体ドラム７の回転に連動してかき出し羽２
２が回転し、例えばかき出し羽２２の２回転（羽一枚の
回転）で一枚の画像の現像に供するために必要な量の粒
状固形化トナーＩＸをかき出すようにしている．従って
、常に一定量のトナーがヒートローラ４と電極ローラ６
との間に送られ加熱され液化されることになる．なお、
トナー収容部３ｘに収容するトナーを粉末トナーでなく
、常温で固体で加熱すると液化する粒状固形化トナーと
したことにより、高品位な画像の現像に通した湿式現像
を行うことができ、粉末に比べてかき出し羽２２による
かき出し量を制御しやすく、粉末に比べて微少な隙間か
らの漏れ出しがなく、汚れや壁面等へのこびりつきが少
なくすることができる。

以上の実施例において、静電潜像担体として感光体ドラ
ムを用いる例を示したが、誘電体にマルチスライラスヘ
ッド、場合によっては針状電極で記録する例であっても
何ら変わりないことは言うまでもない． 〔発明の効果〕 本発明の実施により、現像のために静電潜像面に供給さ
れるトナーの量を一定に保つことができる湿式現像の静
電潜像現像装置が得られる。さらに、本発明の静電潜像
現像装置は前記固形化トナーを用いているため、トナー
の取扱いが容易で、粉末の飛散や液体の漏れによる汚れ
が発生しにくく、メンテナンスもしやすい装置とするこ
とができる． また、本発明の実施により、湿式現像方式においてトナ
ー供給量を現像に必要な所定量に一定に保つことができ
るため、ビデオプリンタなどに適した高解像で高階調の
高画質電子写真装置を得ることができる。

２２−・−・−・−・一・・−・・−かき出し羽

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の側断面図で、第２図は
第１の実施例に供する円筒状トナーの例、第３図は第ｌ
図の実施例の切削機構要部上面図である．第４図は本発
明の第２の実施例の斜視断面図である． １−・−・−・−一−一−−一−−・一円筒状トナーｔ
Ｘ・　　−・粒状固形化トナー ３、３　Ｘ−−−−−−−　トナー収容部４−・・一・
一・−−−−−−−−−・−・ヒートローラ６・・・・
・一・一−−−−・−・−・一電Ｆｉ　ｏ　一’ｙ７・
・一・一−−−−−−一−−−−・−・感光体ドラム８
−−　　　　−−一削刃 １９−・・　　　　・一廃液タンク 第１の実把］ｌ１］に供する円筒状トナーのイ列第２図 本発明の第１の実施例の４１Ｊ！Ｊ断面図第１　図 第１の太施例のし澗り抵橋要部上面図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、常温で固体で加熱すると液化する電気絶縁性有機物
   に着色剤が分散されてなる薄板状または粒状の固形化ト
   ナーを用い、 静電潜像を有する静電潜像担体の上方または上側方に設
   けたヒータによって前記トナーの必要量を加熱して液化
   し、現像処理に供するように構成したことを特徴とする
   静電潜像現像装置。 ２、前記薄板状または粒状の固形化トナーは、円筒状ト
   ナーを回転させながら外周から削りとって形成すること
   を特徴とする請求項１記載の静電潜像現像装置。