JPS603656A - 現像方法 - 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、電子写真法、静電記録法などに於いて、形成
される電気的潜像を摩擦帯電せしめられた絶縁性トナー
により現像して顕画像を得る現像法に関する。

従来、電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９
１号明細書、特公昭４２−２３９１０　号公報及び特公
昭４３−２４７４８号公報等に記載されている如く、多
数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利
用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し
、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて
紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力或
いは溶剤蒸気などによ、り定着し複写物を得るものであ
る。

また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する現像方法
も種々知られている。例えば米国特許第２，８７４，０
６３号明細書に記載されている磁気ブラシ法、同２，６
１８，５５２号明細書に記載されているカスケード現像
方法及び同２，２２１，７７６号明細書に記載されてい
る粉末雲法及びファーブラシ現像法、液体現像法等多数
の現像法が知られている。

これらの現像法に於て、特にトナー及びキャリヤーを主
体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード法、
液体現像法等が広く実用化されている。これらの方法は
いずれも比較的安定に良画像の得られる優れた方法であ
るが、反面キャリヤーの劣化、トナーのキャリヤーの混
合比の変動という２成分現像剤にまつわる共通の欠点を
有する。

かかる欠点を回避するため、トナーのみよりなる一成分
現像剤を用いる現像方法が各種提案されているが、中で
も、磁性を有するトナー粒子より成る現像剤を用いる方
法にすぐれたものか多い。米国特許第３，９０９，２５
８号明細書Ｋｉｄ電気的に等電性を有する（み性トナー
を用いて現像する方法が提案されている。これは内部に
磁性を有する円筒状の導電性スリーブ状に導電性磁性現
像剤を支持し、これを静電像に接触せしめ現像するもの
である。この際現像部においてトナー粒子により記録体
表向とスリーブ表面の間′に導電路が形成され、この導
電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷がみちびかれ
、静電像の画像部との間のクーロン力によりトナー粒子
が画像部に付着し現像される。

この導’ｌｉ性磁性トナーを用いる現像方法は従来の２
成分現像方法にまつわる問題点を回避したすぐれた方法
であるが、反面トナーが導電性であるため、現像した画
像を記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ静電的に
転写する事が困難であるという欠点を有している。

静電的に転写をする事が可能な筋抵抗の磁性トナーを用
いる現像方法として特開昭５２−９４１４０　号にはト
ナー粒子の訪電分極を利用した現像方法が示されている
。しかし、かかる方法は本質的に現像速度がおそい、現
像画像の濃　１度が十分に得られない等の欠点を有して
おり実用上困難である。

高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法として、
トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブ等との摩
擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、これを静電像保持
部材に接触して現像する方法が仰られている。しかしこ
れらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回数が少
なく摩擦帯電が不十分になり易い、帯電したトナー粒子
はスリーブとの間のクーロン力が強まりスリーブ上で凝
集し易い、等の欠点を有しており実用上田１１１１．で
ある。

本山）預入は先に特開昭５４−４３０３６　号公報、特
開昭５５−１８６５６号公報等に於いて一ヒ述の欠点を
除去した新規な現像方法を提案した。これはスリーブ上
に磁性トナーをきわめて薄く塗布し、これを摩擦帯電し
、次いでこれを静電像にきわめて近接し、現像するもの
である。

この方法によれば、磁性トナーをスリーブ上にきわめて
薄く塗布する事によりスリーブとトナーの接触する機会
を増し、十分な摩擦帯電を可能にした事、磁力によって
トナーを支持し、かつ磁石とトナーを相対的に移動させ
る事によシトカー粒子相互の凝集を解くとともにスリー
ブと十分に摩擦せしめている事、トナーを磁力によって
支持して現像する事により地力プリを防止し、すぐれた
画像が得られるものである。

しかしながら、この方法は、湿度条件、あるいは、摩擦
帯電部材および、トナー保持部材の表面性によって、そ
の性能が影響をうける度合が大きい。例えば、高湿時に
トナーの流動性が低下した状態等に於いてはトナーの凝
集を磁力によって十分に解く事ができず、トナーの搬送
性及び画像濃度の低下をきたす。

また、この高湿環境下では常湿環境に比較してトナー保
持部材とトナーの摩擦帯電性が著しく減少し、画質の乱
れが発生しやすい。すなわち、トナー保持部材の材質、
又はトナーとの組合せによっては、その接触摩擦によっ
て弱い帯電量しか得られないトナーは現像時、静電潜像
以外へのトナー耐着である。所謂カプリや転写時、トナ
ーの低い帯電量に起因する転写材への弱いトナー耐着が
生ずる。この転写材への弱いトナー耐着は、定着ロール
に転写材が進入した時、定着ロールと転写材、そしてそ
の上の転写トナーにより作られた微少の間隙である空気
層のつぶれにより、複写画像上で画質劣化の原因となる
。

また、低湿においては、トナー保持部材とトナーとの間
の不均一な帯電によるトナー保持部材上のトナーの塗布
層にムラを生じやすくなる。

摩擦帯電部材上での摩擦回数などのシれきによりトナー
の性能に差を生じ、例えは、Ａ−４の原稿を連続して複
写した後、Ｂ−４の原稿に変更した時それまで現像に使
用されないでいた幅の広がった部分のｊ！ｊｌ　１’Ｊ
／　濃１１１が低下する、あるいは高濃度のベタ画像を
出した時、現像に消費された結果トナーのほとんどない
スリーブ上に新しいトナーが補給された直後の画像濃度
が低下するいわゆるゴースト現象などの問題点が残され
ている。

本発明渚は、上記の問題点を改善するために、これまで
、摩擦帯電部材、トナー保持部材、あるいはトナー材料
について、種々検討を行なってきた結果、摩擦帯電部材
、トナー保持部材の表面をある。ｓＬニア）樹脂により
被覆することにより表向性をかなり改良することに成功
した。しかしながら、現像装置に要求される特性（摩擦
帯電性、トナーの保持性、トナーの塗布層の均一性、被
覆層の耐久性、対汚染性など）を全て充分に満足する結
果にいたっていない。

本発明の目的は、上記の欠点を克服する現像方法を提供
するものである。

本発明の別の目的は、高湿環境下での画質の劣化を最小
限にする現像方法を提供するものである。

本発明のなお別の目的は、くり返しの複写によっても性
酢の変動することのない、耐久安定性の高い現１家方法
を提供するものである。

本発明の史なる目的は、均一な摩擦電気特性、１均一な
トナーの担体への塗布を可能にする現像方法を提供する
ことにある。

本発明の目的は、電気的潜像を摩擦帯電せしめられた絶
縁性トナーを用いて現像する方法に於いて、前記トナー
に摩擦電荷を付与する部材の少なくとも表面に下式に示
される帯は量を有する微粉末を含有せしめることにより
達成される。

（この時、Ａ、Ｂ（ｌ−ｊ：それぞれ絶縁性トナー、部
材に含有される微粉末の帯′低量を示す。）以下に本発
明の方法について図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明に係る現像方法が過用可能な複写製置又
は記録装置の一例の概略的な＋４成を示すものであり、
勿論これに限定されない。

ｌは静電像保持体に相当し、光静電）・、−を含む感光
体ドラムであり、表面に絶縁層を有するもの或は有しな
いもの、いずれも使用可能で勿論ドラム状に限らずシー
ト状、ベルト状のものも可能である。２は周知の感光化
帯電装置、３は原稿ｆ象、又は光像、或は画像信号によ
り変調された光ビーム等を投影する光像照射装置である
。

これにより感光体１に静電像を形成する。４は現像装置
であり、現像剤担持体４ａを有していて、これにより感
光体１上の静電像に従ったトナー粒子顕画像を形成する
。５は斯かるトナー像を転写材６に転写する装置である
。尚転写性向上のため転写前にあらかじめ顕画像にコロ
ナ放電等により電荷を付与する場合もある。又、感光体
ｌ上の静電像を一旦別の像担持体に移つし、これを現像
装置４により顕画像とする、所謂静′亀像転写方式を採
用することも可能である。

７は、トナー像を被転写部材６に定着するための定着装
置であり、加圧もしくは加熱加圧手段を有する少なくと
も２本のローラーから成っている。８は、転写後の感光
体ｌ上の残留トナーを清掃除去し、感光体ｌの再使用の
だめのクリーニング装置である。

次に本発明を適用する現像工程について説明する。第一
２図に現像工程の一実施形態が断面図で示される。同図
において静電像保持面１が矢口方向に動くと、多極永久
磁石９は回転しないように固定されているので、現像剤
担体である、前述した本発明の微粉末を表面に含有した
被覆層を有する非磁性円筒４ｂを静電像保持面１と同方
向に回転することにより、現像剤容器１２から送られる
絶縁性母性トナー１１を非磁性円筒面上に塗布し、かつ
円筒面とトナー粒子との摩擦によって、トナー粒子に静
電像電荷と逆極性の荷電を与える。さらに鉄製のドクタ
ーブレードｌＯを円筒表面に近接して（間隔５０μ〜５
００μ）、多極永久磁石９の一つの磁極（図示ではＳ極
）位置に対向して配置することにより、トナ一層の厚さ
を薄く（３０μ〜３００μ）且つ均一に規制する。この
円筒４ｂの回転速度を調部することにより、現像剤層の
表層速１尾及び好ましくは内部速度が静電像保持面の速
度と実質的に等速、もしくはそれに近い速度となるよう
にする。ドクターブレード１０として鉄のかわりに永久
磁石を用いて対向磁極を形成してもよい。また、現像部
において、現像剤担体と静電像保持面との間で交流ノく
イアスを印加してもよい。

本発明に用いられる微粉末としては、酸化アルミを成分
として含有した酸化亜鉛が好ましく、その成分比（重量
％）としては酸化亜鉛、酸化アルミがそれぞれ、９０〜
９９．８％、０．０１〜１０％、好ましくは９５〜９９
．８％、０．Ｏ１〜５．００％の比率のものが使用可能
である。その粒径としては、１００ｍμ〜３０００ｍμ
が適当である。また、上記以外では、ビニルシラン処理
したコロイダルシリカが適当である。

この時コロイダルシリカに適用できるビニルシラン化合
物としては５例えばビニルトリクロロシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル
トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリア
セトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリルオキシグロビル　１トリ
ス（２−メトキシエトキシ）シランなどがアル。このビ
ニルシラン処理したコロイダルシリカの粒径としては粒
径数ｍμ〜ｉｏｏｍμ程度のものが使用される。

本発明に於いて、絶縁性トナーに摩擦電荷を付与する部
材とは、トナーに接触して現像の為に必要な１Ｌ荷を付
与もしくは補助的に付与しうる部材であって、例えば、
スリーブ等のトナー保持部材、ドクターブレードのよう
なトナ一層厚規制部材、現像後スリーブ上の残余のトナ
ーを除去するだめのスクレーパ一部材、その他摩擦電荷
付与のだめにトナーに接触するように設けた町とう性部
材などがある。

これら、トナーに摩擦電荷ケ付与する部材は、アルミニ
ウム、鉄、ステンレスなどの金属、合成ゴム、ガラス、
エラストマーなどの弾性体等の基体の表向に前記本発明
の微粉末を含む被覆層を形成せ、しめた形態のものが、
本発明に好ましく用いられる。

上８ｅ、Ｍ１？χ帯電部材、あるいはトナー担体表面に
本発明の微粉末を含有した被覆層を形成する方法として
は、酢酸、フェノール等の酸類、あるいはメタノール、
エタノール、ブロノくノール、ブタノール等の低級アル
コール、あるいはクロロホルム、トリクレン等のハロゲ
ン化炭化水素、ある・いはモノクロルベンゼン、トリク
ロロベンゼン、等のノ・ロゲン化芳香族炭化水素、ある
いは、水、エステル類、芳香族炭化水素、ケトン類など
公知のものから選ばれた溶媒に、それに溶解しうる結着
樹脂、例えば、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、シリコ
ン樹脂、スチレン樹脂を、溶媒に対し０．１〜１００重
量％添加溶解せしめ、しかる後に本発明の微粉末を懸濁
させ、得られた懸濁溶液中に０１１記摩擦帯電部材を、
浸漬法など公知の塗布手段により行なうことができる。

本発明に通用する絶縁性トナーは、結着樹脂と、着色剤
、荷′低ＷｉｌＪ御剤、定着助剤、ケーキング防止剤等
の添加剤等からなるが、いずれも公知の材料が使用でき
る。

トナー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−アクリル改オクチル共重
合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレ
ン−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−αクロルメタクリル酸
メチル共重合体、スチレ／−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、ボリン“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、
テルペン樹脂、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。

また、着色剤、荷電制御剤、定着助剤、ケーキング防止
剤等の添加剤としては、カーボンブラック、各種染顔料
、タルク等がある。

さらに、磁性トナーとして使用する場合は、適宜、磁性
粉として、強磁性元素及び、これらを含む、合金、化合
物などの例えば、マグネタイト、ヘマタイト、フェライ
ト等の鉄、コバル“・−″・−ｙ　ｉｆ　ｙ　＄＝　Ｏ
＠　＊　’Ｐ　（ｅ　＠　’Ｆｈ・１１の他の強磁性合
金など、従来より磁性材料として知られている物質の微
粉末を含有せしめればよい。以下、実施例をもって、本
発明の詳細な説明する。

〔実施例１〕 アルキッド切崩　５Ｍ量部 酸化アルミ含有酸化亜鉛微粉末　２０　１（ＺｎＯ：　
Ａｇ２Ｏ３”　９８．５　′Ｘ：１．５％、成分１ヒ）
（平均粒径１６５０ｒｎμ） メチルエチルケトン　５００　＃ よりなる微粉末分散樹脂溶液中に５０ｗ−のアルミ製円
筒を浸漬し、引き上げた後、５０℃、１０　ｔａｒ　Ｈ
ｇの真空乾燥器中で乾燥し表面に微粉末を含有した円筒
をイ」ｆｌ　これを現像スリーブとした。

一方、ポリエステル樹脂から成る絶縁層、ＣｄＳとアク
リル樹脂とから成る感光層及び導電性基板まりなる感光
ドラムｌの絶縁層表面にドラムの表面速１ｉ　１１０　
＋ｎｍ　／　”で＋６ＫＶのコロナ放電により一様に帯
電を行ない、次いで原画像照射と同時に７　ＫＶの交流
コロナ放電を行なった後、全面一様に両光し、感光体表
面に電気的潜像を形成する。この潜像を第２図に示すよ
うな上記スリーブ４ｂ、スリーブ表面磁束密度７００ガ
ウス、穂切シブレードｌＯとスリーブ表面間距離０．２
ｗｎのスリーブ回転マグネットロール９固定（スリーブ
周速はドラムのそれと同じで向きは逆）型現像器を絶縁
層表面とスリーブ表面間距離０．２５　＋ｍａに設定し
て、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体７０重量部、
スチレン−マレイン酸共重合体３０重量部、磁性粉７０
Ｍ量部、荷電制御剤２重量部よりなる絶縁性磁性現像剤
を用いて高温高湿下（３５℃、８５ＸＲＨ）で現像し、
次いで転写紙の背面より＋７　ＫＶの直流コロナを照射
しつつ粉像を転写し、加熱定着した。

高湿下にもかかわらず細線再現の良好な尾引きのない高
画像濃度の画像が得られた。史に、２万枚複写後の画像
は画質の劣化がなく、初期の高画像濃度を保持していた
。まだ、低湿において（１５℃、１０％）はぼ同様に画
出しをしたところ、画像濃度低下もきわめて少なく、良
好な画像が得られた。この時、磁性トナー及び微粉末の
帯電量は、プローオフ法測足によると、それぞれ−１５
，２μｃ／ｇ、　＋０．９８　ｔｔｃ／ｇであった。

本発明におけるプローオフ法による帯電量測定は、まず
被検物質と２００／３００　の粒径を有する鉄粉を１＝
１０で十分良く混合する。次いで、その温合物を、０．
５〜１．５ｇ精密に秤量し、エレクトロメーターに接続
された１００メツシユの金属製スクリーン上に置き、下
方がら２５ｃｍＨ２Ｏの圧力により吸引する。この時分
離吸引さｎたトナー量とエレクトロメーターにより指示
された電荷量より、単位重量当りの帯電量をめる。

〔実施例２〕 酸化亜鉛１００重相部、スチレン−ブタジェン共重合体
２　Ｑ　２ＥＬ　虚部、ｎ−ブチルメタクリレート４０
重量部、トルエン１２０Ｍ量部、ローズベンガルｌＸメ
タノール溶液４重量部からなる混合物をボールミルにて
６時間分散混合した、これを０．０５　ｍｍ厚のアルミ
ニウム板に乾燥塗布厚が４０μになるようにワイヤーバ
ーにて４佑し、温風にて溶剤を蒸散させ酸化亜鉛−バイ
ンダー系感光体を作成し庭。この感光体に一６ＫＶのコ
ロナ放電を行ない全面一様に帯電した後、原画像照射を
行ない静電潜像を形成した。

スチレン栃脂　１０重量部 ビニルトリクロロシラン処理コロイ゛ダルシリカ５０　
〃トルエン　５００　〃 より々る懸濁溶液中に３２珊φのステンレス製円筒を浸
漬し、引き上げた後乾燥し、ビニルシラン処理コロイダ
ルシリカ被覆層を形成した。

前記潜像を、この円筒をスリーブとし、スリーブ表面磁
束密ｔ７００ガウス、穂切シブレード−スリーブ表面間
距離０．２咽のスリーブ回転マグネット固定（スリーブ
周速はドラムのそれと同じで回転方向は逆）型現像器を
前記感光ドラム表面〜スリーブ表面間距離０．２５−に
設定し、スリーブに２００　Ｈｚ　６００　Ｖ（７）交
流及び−１５ｏｖノ直流バイアスを印加して、スチレン
−アクリル（ｅ　ニア、ｆ）ｖ＃Ｍ’Ｅ：＃　９０　Ｍ
＊ｆａ１．：ｘ、ｆｖｙ−７１！リル酸ブチルーメタク
リル酸アミノエチル共車合体１０重量部、磁性粉６０重
量部、疎水性コロイド状シリカＱ、　３　重量部から成
る現像剤を用いて高温高湿環境下（３５℃、８５％１（
Ｈ）で現像し、仄いで、１転写紙の背面より一７ＫＶの
直流コロナを照射しつつ粉像を転写し、加熱履着した。

イ、！ｔられた１血像は常湿下と変らない鮮明で解像度
も尚く、址だ）も引きカブリもほとんど見られなかった
。この時、本実施例２で使用した磁性トナー、及びステ
ンレス円筒に被覆層を形成した微粉末の帯電量は））す
述の方法によるとそれぞれ、＋Ｉ　Ｏ，３μｃ／ｇ、−
１，３４μｃ／ｇであった。

〔比較例１〕 ＋Ｊ、＃末をアミノシラン処理コロイグルシリカＪ：　
−ｊ＝　７）　以外、’ｌ’ｌ！４　＆ｊ：　実ｍ　例
１と同様に、高温ｉ％；　７ｊ；−１下で画出し７した
が、尾引き、カブリのある画質劣化の若しいものであり
、実用上不ＤＴと判断される画像であった。上記のアミ
ノシラン処理コロイグルシυカの帯電量は、＋１０５．
８μｃ／ｇであった。

〔比較例２〕 微粉末を、帯Ｐｆｉ　砒１９．７　／’　ｃ／ｇを有す
るポリフッ化ビニリデンとした以外、他は実施例２と同
様に初期−出しを高温高湿下で行ない、さらに連続耐久
１００００枚行なったが、画質的には、スリーブ上にム
ラがあり、ライン部に尾引きのひどいものであった。耐
久性能としても画像前・度の低下が（敷しく、不満足な
ものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、複写装置又は記録値イ４の一例の概略的な構
成図を示す説明図。 第２図は、本発明ｆ：適用する現像工程の一実施形態の
断面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電気的潜像を摩擦帯電された絶縁性トナーを用い
   て現像する方法に於いて、前記トナーに摩擦電荷を付与
   する部材の少なくとも表面に下式に示される帯電量を有
   する微粉末を含有することを特徴とする現像方法。 Ｉ　ＩＢＩ　１ −〈−「λＴ　＜　Ｔ　、、、、、ｌＡＩンＩＢＩ０ （この時、Ａ、Ｂはそれぞれ絶縁性トナー、部材に含有
   される微粉末の帯電量を示す。）（２）微粉末が酸化ア
   ルミを成分として含有した酸化亜鉛である特許請求のイ
   Ｉδ囲第１項記載の現像方法。 （３）微粉末かビニルシラン処理したコロイダルシリカ
   である特許請求の範囲柩１項記載の現像方法。 （４）酸化アルミの成分比（重量Ｘ）が０，０１〜１０
   ％の範囲にある特許請求の範囲第２項記載の現像方法。