JPS59197056A - 塗布方法 - 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】 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−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−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−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っている。

の 従来知られている乾式−成分現像剤の薄層上形成方法°
七しては、特開昭５４−４３　（１３７号が提案されて
おシー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った。磁性現像剤は磁性
金持たせるため磁性体を内添しなけれはならず、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−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
像剤を利殖塗布する方法や、表面がベルベット等の繊維
で作られた現像ローラにドクターブレード等によシ塗布
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
問題点があった。才た、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
った。

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、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沢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全防止するの全可能にす
ることを目的としている。

上記目的を達成する本発明の塗布方法は、非磁性現像剤
と磁性粒子とを貯蔵する容器と、漕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、この保持部材表面に間隙
全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
気ブラシ全形成する磁極會少なくとも一つ持つ磁石とを
有し、上記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、前記磁性粒子が、臨界表面張カニγ
Ｃ≦３０　ｄｙｎｅ／ｃｒｎ　　である物質で被覆され
ている事を特徴とする塗布方法にある。

ここで言うところの臨界表面張力ｒｅ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全
測定し、各種液体の表面張力とｅＯＢθとをプロットし
、ｃｏｎθ＝１　となる点を外そうして得た表面張力呟
ヲ、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
現像剤に使用され材 たキャリ梶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）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金形成し非磁
性現像剤保持部材上に非磁性現像剤を塗布し、またその
量全規制する機能？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？満たす為には、磁界によ多発生する適当
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っていなければ
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アリ、文通に密なブラシ
は保持部材上の塗布層の厚さを極薄にする傾向がアシ、
いずれも好ましいものではない。さらに−例をあげわば
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
りが生じた）、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種検討した結果、磁
性粒子の粒度、粒度分布、磁気的特性はもちろんのこと
ながらその表面形状も極めて大きな影響を及ぼすとの知
見を得た。

本発明の磁性粒子の表面は多数のフェライト結晶が焼結
した構造を示しておシ、このフェライト結晶の大きさは
少なくともその８０％が０．５〜５０μの粒径を有して
いることに特徴をもっている。さらに好ましくは少なく
とも９０チが１μ〜２０μの粒径を有している。これら
の表面性がなぜ好ましい特性を示すかは不明であるが、
後に実施例で示す如く効果は明白でおる。恐らく、この
ように比較的そろった結晶からなる表面性合宿すること
が非磁性現像剤の保持及び放出の均一化に寄与し、さら
に磁性粒子同志の相互作用の均一化をうながすことによ
って、ブラシとして平均した規制力を生じ、保持部材上
において非磁性現像剤會均−に塗布することを可能にし
ているものと思われる。

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皿等によシ適
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、ニッケル、コバルト、マン
ガン、クロム、希土類等（２）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ってもよい。

磁性粒子表面全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
化ベット法等により、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γＣ≦３０　ｄｙｎｅ／ｃｒ＋＋　’ｃ有
する被覆樹脂としては、ポリヒニルフルオライド、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、ポリへキサフロロプロピレン
等のフッ素化ビニル系樹脂あるいは、フッ素化エポキシ
樹脂、フッ素化ポリウレタン、フッ化カーボン基を有す
る有機酸や、炭化フッ素系界面活性剤等が挙げられる。

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−りしルスチレン、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 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−ブタジェン共重合体、ス
チレン−イソプレン共重合ソ 体、スチレンーアクリロニトリルーイ叉デン共重合体、
スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−フレイ１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、フェノール
樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹
脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが単独
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用能である。

例えは、カーボンブラック、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ン化合物、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、
ベンジルジメチルーヘキサデシルアンモニワムクロライ
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
γ及びクリスタルバイオレット、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、感光体や絶縁体層金
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、のに、必要に応じて粗面化
又は凹凸模様ケ設けても良い。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、図面に従っ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ちゃ、図示し
ない潜像形成手段によシ形成した潜像を保持し、図示の
現像位置全矢印ａ方向に回転して通過する。この感光体
ドラムｌ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、所定の間隙を保って対向し
ており、このスリーブ２は矢印す方向に回転する。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２０反対側
には、磁石７が設けられている。この磁石の取付は位置
は、磁極の位置と磁性ブレード６との関係で決定さね、
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會得
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【ノで、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
とは攪拌混合される。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の存在によシ現像剤と非磁性粒
子の混合体は、このブレードによシ移動が阻止されて上
昇し、矢印Ｃ方向に循里運動する。

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って摩擦帯
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によシ、スリーブ２０表面に鏡
映力によ勺均−に薄く塗布され、感光体ドラムとの対−
同位置に至る。

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
力よシ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１ｉ１Ｅ’に保つ。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。従って、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全構成する樹脂やア
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＠金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
好菫しい。

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から漏れ易いといり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金形成してもよ
い。

以下に実施例を示すが、それによシ本発明が何ら拘束さ
れるものではない。

〔実施例１〕 本発明の実施例全第２図によシ説明する。

である。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は矢印す方向に６６．７秒の周速度で回転する外径３
２　ｍｍ　ｓ厚さ０．８１Ｔ１ｍのステンレス（ＳＵＳ
３０４）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’ｔ（１，８μｍ（、Ｒｚ＝）にした。

一方、回転するスリーブ２内にはフェライト焼結タイプ
の磁石７ｃｆ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０とブレード
先端全納ぶ線から３０度（図示０）傾けて設定しである
。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布置は、鉄片１０の存
在下でそのピーク直が６５０ガウスあり、鉄片１ｏを外
した状態では４００ガウスあった。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０．５　ｍｍ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１ノード６は鉄製であ勺表面にさび止めのためニ
ッケルメッキを施した。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７０〜１０００ μ、最大ｅｍｕ　／　ｇの球形フェライ）１００重量へ 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１８．５　ｄｙｎｅ１０＋＋　）のエマルジョン中
に分散させスプレードライ装置を用いて噴霧乾燥し、被
榎磁性粒子全得、１００ｇをと９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部にブロシン系）を内添し、平均粒径１０
μｍの正（＋）極性に帯電する青色の粉本に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、現像剤が少なくなっ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七を確認した。

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上３００μｍに設定
した。そして、上記スリーブに対し電源Ｅによシ周波数
８００　Ｈｚ。

ピーク対ピーク１直カ１．４　ＫＶで、中心１直カー２
００■の電圧を印加したところ、現像むらやゴースト像
、更にほ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った。

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っても良い。この場合、磁
性部材の存在は必要でなくなシ、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
が可能となシ、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全例示したが、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？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、このイｈ注粒子が容器の下流側より流出り
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っても解決できる。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
部を規制板上して用いても良い。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．Ｏ
ｄｙｎｅ　／　ｃｍ　）のエフ　）Ｌ／ジョン中に分散
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９出した。

それ以外は、実施例１と同様に行なったところ、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。 手続補正書（目地 昭和５９年７月２３日 特許庁長官　　志　賀　　　学　殿 昭和５８年特許願第７１６８９号 発明の名称 塗布方法 補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 住所　東京都大田区下丸子３−３０−２５、補正の対象 明　　細　　書 ６、補正の内容 （１）明細書第６頁第１３行〜第７頁第１２行を次のよ
うに補正する。 「本発明者らは、前記本発明に伸開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、
磁性わ子の表面の臨界表面張力か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刺着
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γＣがγＣ
≦３０　ｄｙｎｅ／　ｃｍである物質で被ふくした磁性
粒子を用いることでト記現像剤物性を調整し、良好な塗
布状態を達成することか可能となる。 γＣが３０を越えると、現像剤全体の、Ｆｉｆ、ｓ性が
悪くなったり、非磁性現像剤と磁性粒子との離型が悪く
なったり、あるいは、低温低湿の条神下で塗布層が薄く
なって充分な画像濃度が得「あるいは、各種シリコーン
樹脂、あるいは、フッ素化エポキシ樹脂、フン素化ポリ
ウレタン、フン化カーボン基を有する有機猷や、炭化フ
・ン素系界面活性剤、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。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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全形成する８極を少なく
   とも一つ持つ磁石とを有し、上記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、 前記磁性粒子が、臨界表面張カニγＣ≦３０ｄｙｎｅ／
   ｃＩｎ　　である物質で被覆されている事を特徴とする
   塗布方法。