JPH0458029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乾式現像剤、特に非磁性乾式現像剤
により静電潜像を現像する方法に関する。 従来、乾式現像方式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、等の向上が求められている現在、
乾式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現像剤の薄層を形成する
方式としては特開昭54−43037号公報等に開示さ
れるものが提案されており、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
ため現像剤内に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、磁性体の色（磁性体は通常暗褐
色ないし黒色である）によるカラー再現の際の色
彩の悪さ等の問題点につながる。 このため非磁性現像剤の薄層形成方式としてビ
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式が提案されて
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
電電荷賦与は行われないため、ゴースト等の発生
しやすい問題点があつた。 本件出願人は、上述した如き従来技術の問題点
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、且つ充分な摩擦帯電を与えるこ
とを目的として、現像剤保持部材の表面の移動方
法に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁性粒子に
よる磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシにより
非磁性現像剤の薄層を現像剤保持部材に形成する
方法および装置を既に提案している。（特願昭58
−71687号）。 かくして形成された非磁性現像剤（トナー）の
薄層は、特開昭54−43037号あるいは同55−18656
号公報に開示されるような、いわゆる一成分ジヤ
ンピング現像法により交番電界の作用の下に静電
荷像の現像に好適に適用し得る。 本発明の目的は、このような現像法の改良に関
し、特にトナーに印加する交番電界の周波数およ
びｐ−ｐ（ピーク・トウ・ピーク）電圧が小さな
値で充分な画像濃度が得られる現像方法を提供す
ることにある。 本発明者らの研究によれば、上述の目的の達成
のためには、高誘電率物質を含むマイクロカプセ
ル化トナーを用いることが極めて有効であること
が見出された。 本発明の現像方法は、上述の知見に基づくもの
であり、より詳しくは、 潜像を表面に保持する潜像保持体と、絶縁性非
磁性マイクロトナーを担持するトナー担持体とを
現像部において一定の間隙を設けて配置し、 着色剤とバインダーとを有する芯材料の周囲を
被覆材料で包んだマイクロカプセルの形態をなし
且つ誘電率10以上の高誘電率物質を含有する絶縁
性非磁性マイクロカプセルトナーと磁性粒子とを
有するトナー供給容器を前記トナー担持体上に配
置し、 前記トナー供給容器のトナー出口の上流側に前
記トナー担持体と接触するように磁性粒子による
磁気ブラシを形成するための固定磁石を前記トナ
ー担持体の内側に配置し、 前記トナー担持体の回動にともなつて、前記磁
性粒子を前記トナー供給容器内で循環させること
により、前記絶縁性非磁性マイクロカプセルトナ
ーを取込みながら前記トナー担持体に塗布し、 該塗布層を前記間隙よりも薄い厚さに規制して
現像部に搬送し、 前記現像部において非磁性マイクロカプセルト
ナーに交番電界をかけながら潜像を現像すること
を特徴とするものである。 以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記
載において量比を表わす「％」および「部」は、
特に断わらない限り重量基準とする。 上述したように本発明のトナーは着色剤とバイ
ンダーからなる芯材料の周囲を被覆材料で包み、
且つ高誘電率物質を含んでなる。 本発明で使用できる高誘電率物質としては、比
誘電率が10以上のものが挙げられる。具体的に
は、チタン酸バリウム、酸化チタン、チタン酸マ
グネシウム等が挙げられる。これら高誘電物質
は、一般に0.01〜1μｍの粒径の微粉末として、後
述する芯材料バインダー100部に対して１〜10部
の割合で用いることが好ましい。 芯材料のバインダーとしては、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及びその置
換体の単独重合体及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酸エステルとの共重
合体；スチレンとアクリル酸エステル及びメタク
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−ブタジエ
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−アクリロニトリル−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、フエノール樹脂、
脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、石油樹脂、塩素
化パラフイン、等が単独または混合して使用出来
る。 特に圧力定着方式に適したトナーを与えるため
に好適な芯材料バインダーとしては、低分子量ポ
リエチレンまたはポリエチレンワツクスとして、
Hoechst AG Celanese Plastics、Philips
Petroleum Co、National Petrochemicals
Corp.、Union Carbide Corp.British
Hydrocarbon Chemicals Ltd.古河化学、三井石
油化学、昭和電工、チツソ等の各社から市販され
ているものがある。また従来より圧力定着性トナ
ー用ワツクスとして知られている炭素数が12〜50
の長鎖化合物、より具体的には炭素数が12〜50の
炭化水素、脂肪酸およびそのエステルや金属石
鹸、脂肪アルコール、多価アルコールなども用い
られる。市販品としてはパラフインワツクス、マ
イクロクリスタリンワツクス、アミドワツクスな
どの名で市販されているものがあり、具体的な商
品名をメーカー名とともに例示するとパラフイン
ワツクス（日本石油）、パラフインワツクス（日
本製蝋）、マイクロワツクス（日本石油）、マイク
ロクリスタリンワツクス（日本製蝋）、ヘキスト
ワツクス（Hoechst AG）、ダイヤモンドワツク
ス（新日本理化）、サンタイト（精工化学）、パナ
セート（日本油脂）、等がある。 圧力定着用トナーを与えるためには、バインダ
ーの少なくとも70％を、これらワツクス類で構成
することが好ましい。 着色剤としては公知のものが全て使用でき、例
えばカーボンブラツク、鉄黒、ニグロシン、ベン
シジンイエロー、キナクリドン、ローダミンＢ、
フタロシアニンブルーなどが挙げられる。これら
着色剤は、トナーに所望の色調を与える量、一般
に芯材料バインダー100部に対して0.1〜５部の量
で使用される。 またマイクロカプセルの被覆材料としては、た
とえば以下のものが挙げられる。すなわち、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およびその置換体の単
独重合体；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−メタクリン酸ブチ
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、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、スチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート共重合体、スチレン−ジエチルアミノエチル
メタクリレート共重合体、スチレン−２−ビニル
ピリジン共重合体などのスチレン系共重合体；あ
るいは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、脂肪族または脂環属炭化水
素樹脂、芳香族系石油樹脂など。これら被覆材料
は、単独でまたは混合して使用することができ
る。 本発明のマイクロカプセルトナーの製造方法に
は、公知のマイクロカプセル化法がいずれも採用
可能であり、例えば米国特許第3415758号明細書
に記載の壁形成用高分子と良溶媒、相分離誘起用
液体高分子の組合せによる有機溶媒系からの相分
離法；米国特許第3788994号明細書に記載のスプ
レードライヤーを使つた方法などが適用し得る。
本発明のマイクロカプセルトナーは、これら方法
により平均粒径１〜30μｍ、被覆材料厚さが0.01
〜0.5μｍ程度のマイクロカプセル粒子として与え
られる。高誘電率物質は、一般に芯材料中に含ま
せるが、必要に応じて、被覆材料中に含ませるこ
とも可能である。 次に、上記マイクロカプセルトナーを用いて行
なう本発明の現像方法を、図面を参照して説明す
る。 図面は本発明の現像法を実施するためのトナー
薄層形成部を含む現像装置の一例の模式側断面図
である。 図面を参照して、円筒状電子写真感光体１は、
A1等の導電性基体１ａの上に形成され、矢印ａ
方向に移動する。この感光体１に対して間隙を介
してトナーを保持する非磁性の保持部材２が設け
られ、本実施例においてはこの保持部材１２は円
筒状であるが、無端移動するウエブ状としても良
い。これは電子写真感光体１についても同様であ
る。この感光体１の移動とともにトナー保持部材
２を矢印ｂ方向に回転移動させる。このトナー保
持部材２にトナーＤを供給するためにプラスチツ
クあるいはA1等の非磁性材料からなるトナー供
給容器３が設けられている。トナー供給容器３は
その下部近傍に開口を有し、該開口部にトナー保
持部材２が設けられている。トナー保持部材２は
開口から一部が外部に露出しているので、その表
面はトナー供給容器の内部から同外部へ移動し、
つづいて同内部へ戻る。トナー保持容器３の下部
４はトナー保持部材２の下方を覆うように包囲体
を形成しておりトナーが外部に漏れないようにな
つている。またこの外部へのトナーの漏出の防止
をさらに確実ならしめためにシール部材５が設け
られている。トナー保持部材２の内部には固定磁
界を発生する固定磁界発生手段、すなわち、磁石
７が固定的に設けられている。したがつて、トナ
ー保持部材２のみが回転する。この磁石７は、
Ｎ，Ｓの磁極を有する。 トナー供給容器３の開口の上部近傍には磁性体
よりなる磁性ブレード６が配置されている。この
磁性ブレード６に対してトナー保持部材２を介し
た反対側には磁石７の磁極Ｎがある。磁極Ｎの位
置は、磁性ブレード６の対向する位置よりトナー
保持部材２の回転方向上流側位置にある角度θ
（５〜50度）ずれて配置されている。 かかる構成の装置のトナー供給容器に磁性粒子
Ｍ（粒径：30〜200μｍ、好ましくは70〜150μｍ）
と非磁性トナーＤとを含む混合体を供給した状態
でトナー保持部材２を回転させると磁性粒子Ｍ
は、各磁極による磁界および重力の作用により、
磁気ブラシ８を形成しつつ図面に矢印ｃで示すよ
うに循環運動を行なう。すなわち、トナー保持部
材２の外表面近傍ではトナー供給容器３の下部の
磁性粒子は磁石７による磁界とトナー保持部材２
の回転の相互作用によりトナー保持部材２の外周
にそつて上昇し、このときに、非磁性トナーとト
ナー保持部材２の表面は接触して基層中の非磁性
トナーは静電的にトナー保持部材２上に塗布され
る。なお磁性粒子Ｍの粒径は30〜200μｍ、特に
70〜150μｍであることが好ましく、各磁性粒子
は磁性材料のみから成るものでも、磁性材料と非
磁性材料との結合体でもよい。 本実施例において、非磁性トナーは磁性粒子乃
至はトナー保持部材２との摩擦により帯電する
が、好ましくは磁性粒子表面に酸化膜または非磁
性トナーと静電的に同凖位にある樹脂などの絶縁
処理を施し、磁性粒子かのトリボ付与を少なく
し、必要な帯電をトナー保持部材２から受けるよ
うにすれば磁性粒子の劣化の影響を防ぐことがで
きるとともにトナー保持部材２へのトナー塗布が
安定する。 磁性粒子はトナー保持部材２の回転により上昇
して行くが、磁性ブレード６と磁石７のＳ極との
間に形成される磁界により、トナー保持部材２表
面と磁性ブレード６の先端の間隙を通過すること
をさまたげられる。したがつて、この部分の磁性
粒子は、あとからつぎつぎに送られてくる磁性粒
子に押されて、第２図に示すごとく旋回して、そ
の後、重力によりゆつくりと落下する。この落下
の間に非磁性トナーを取込みつつトナー供給容器
３の下部に戻り、これを繰返す。 一方、摩擦帯電されたトナーは非磁性であるた
め磁性ブレード６先端とトナー保持部材２表面の
間隙に存在する磁界で拘束されず通過でき、磁性
ブレード部に形成された磁気ブラシ部でトナー保
持部材表面に鏡映力による作用とともに均一に薄
くコーテイングされ、トナー保持部材２の表面に
トナーの薄層９を形成し、容器３の外部に出て感
光体１の表面に対面して現像に供される。 ここで使用する現像方法としては特開昭55−
18656号公報に記載の方法が好ましい。電子写真
感光体１とトナー保持部材２との間にはバイアス
電源１０により交番電圧が印加される。バイアス
電源１０は単なる交流でもよいが、交流に直流を
重畳したものがより好ましい。 なお、上記原理説明では規制部材に鉄等の磁性
体よりなる磁性ブレードを用いているが、アルミ
ニウム・銅・樹脂等の非磁性体よりなる非磁性ブ
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、ブレードと磁極間の磁界によりトナーの出口
部に安定して磁気ブラシが形成できる点で好まし
い。 上述したように、本発明によれば、高誘電率物
質を含むマイクロカプセル化トナーを用いること
により、いわゆるジヤンピング現像法において、
特にトナーに印加する交番電界の周波数およびｐ
−ｐ（ピーク・トウ・ピーク）電圧が小さな値で
充分な画像濃度が得られる現像方法が提供され
る。 以下、実施例、比較例により本発明を更に具体
的に説明する。 実施例 １ ポリエチレン 100重量部 カーボンブラツク ５ 〃 酸化チタン 10 〃 上記混合物を熱ロールで150℃で混練したのち
スプレードライヤーを使つて150℃の溶融状態で
噴霧し芯材料の造粒を行つた。 風力分級器を使つて分級を行ない５〜20μの粒
径分布をもつた芯材料を得た。 上記芯材料200gを、スチレン−ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート（90：10）共重合体の１
％THF溶液１リツトル中にスリーワンモータを
使つて分散し、攪拌を続けながらこの分散系中に
２c.c.／分の速度で水を500ml滴下することにより
芯材料の周囲をスチレン−ジメチルアミノエチル
メタクリレート共重合体で被覆した粒径５〜20μ
ｍのマイクロカプセルトナーを得た。 このトナーを、図面に示される現像機構成を持
ち、スリーブに印加される交番電界が可変の現像
器が取りつけられるように改造したキヤノンPC
−20機を使つて画出しを行なつて、画像濃度が
1.0以上が得られるのに必要な交番電界の最低周
波数と正負のピーク値差（ｐ−ｐ電圧）を求め
た。 実施例 ２ 実施例１の酸化チタンの代わりに、チタン酸バ
リウムを用いた以外は実施例１と同様な方法でト
ナーを作り、同様に画出しして画像濃度1.0以上
が得られるのに必要な交番電界の最低周波数およ
び正負のピーク値差を求めた。 比較例 実施例１において酸化チタンを使用しないこと
以外は実施例１と同様な方法でトナーを作り、同
様に画出しして画像濃度1.0以上が得られるのに
必要な交番電界の最低周波数、正負のピーク値差
を求めた。 実施例１及び２と比較例の測定結果をまとめて
下表１に示す。 【表】

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の現像法を実施するためのトナー
薄層形成部を含む現像装置の一例の模式側断面図
である。 １……電子写真感光体、２……トナー保持部
材、３……トナー容器、７……固定磁界発生手
段、６……磁性粒子拘束部材、８……磁気ブラ
シ、９……トナー薄層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 潜像を表面に保持する潜像保持体と、絶縁性
   非磁性マイクロカプセルトナーを担持するトナー
   担持体とを現像部において一定の間隙を設けて配
   置し、 着色剤とバインダーとを有する芯材料の周囲を
   被覆材料で包んだマイクロカプセルの形態をなし
   且つ誘電率10以上の高誘電率物質を含有する絶縁
   性非磁性マイクロカプセルトナーと磁性粒子とを
   有するトナー供給容器を前記トナー担持体上に配
   置し、 前記トナー供給容器のトナー出口の上流側に前
   記トナー担持体と接触するように磁性粒子による
   磁気ブラシを形成するための固定磁石を前記トナ
   ー担持体の内側に配置し、 前記トナー担持体の回動にともなつて、前記磁
   性粒子を前記トナー供給容器内で循環させること
   により、前記絶縁性非磁性マイクロカプセルトナ
   ーを取込みながら前記トナー担持体に塗布し、 該塗布層を前記間隙よりも薄い厚さに規制して
   現像部に搬送し、 前記現像部において非磁性マイクロカプセルト
   ナーに交番電界をかけながら潜像を現像すること
   を特徴とする現像方法。