JPS604954A - 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、絶縁性磁性現像剤を使用する現像方法に関す
る。

従来、電子写真・静電記録等における現像方法としては
、大別して乾式現像法と湿式現像法とがある。前者は、
更に二成分系現像剤を用いる方法と、−成分系現像剤を
用いる方法として二分される。二成分系現像方法に属す
るものには、トナーを搬送するキャリヤーの種類によシ
、鉄粉キャリヤーを用いるマグネットブラシ法、ピース
・キャリヤーを用いるカスケード法、ファーを用いるフ
ァーブラシ法等がある。

又、−成分系現像方法に属するものには、トナー粒子を
噴霧状態にして用いるパウダークラウド法、トナー粒子
を直接的に静電潜像面に接触させて現像する接触現像法
（コンタクト現像、又はトナー現像ともいう）、トナー
粒子を静電潜像面に直接接触させず、トナー粒子を荷電
して静電潜像の有する電界によシ該潜像面に向けて飛行
させるジャンピング現像法、磁性の導電性トナーを静１
！潜像面に接触させて現像するマグネドライ法等がある
。

二成分系現像方法では、必然的にキャリヤー粒子とトナ
ー粒子との混合現像剤を用い、過言現像過程の進行によ
シトナー粒子はキャリヤー粒子に比啓べ遥かに大量に消
費させるから、両者の混合比が変化し、もって顕画像の
濃度が変動し、又、消費され難いキャリヤー粒子の長時
間使用による劣化によシ画質が低下する等の欠点を本来
有している。

他方、−成分系の現像方法では、磁性トナーを用いるマ
グネ・ドライ法及び磁性トナーを用いないコンタクト現
像法は、トナーが被現像面の全面、即ち画像部、非画像
部に無差別に接触し、これがために非画像部にまでもト
ナーが付着し易い、所謂地力ブリとなって汚れが生じ易
い問題があった。（このカブリ汚れの点については二成
分系現像法においても同様に生じる欠点であった。）又
、パウダー・クラウド法においてもパウダー状態のトナ
ー粒子が非画像部に付着することは避けられず、同じく
地力ブリが除去できない欠点を有している。

この点、４２＋−開昭５４−４３０２７号公報、特開昭
５５−１８６５６号公報等で提案される静電像を表面に
保持する静電像保持体と、絶縁性現像剤を表面に担持す
る現像剤担持体とを現像部において一定の間隙を設けて
配置し、現像剤を現像剤担持体上に前記間隙よシも薄い
厚さに担持させ、該現像剤を現像部において前記静電像
保持体に転移させ現像する方法は、上述のカプリが出に
くいという長所を有している。又、キャリヤー粒子を用
いないので、上述した混合比の変動という事態もなく、
更にキャリヤー粒子の劣化もなく、忠実性が高く画質の
安定した静電像現像方法であると言える。

従来知られているジャンピング現像方法は、繰シ返し複
写を続けると、場合によシ現像剤担持体上に担持された
現像剤層の均一性がそこなわれ、担持体の円周方向にス
ジ状のコーティング不良が発生したり、担持された現像
剤の層の厚さが初期と比較し部分的に極端に厚くなシ、
ハン点様のムシが発生したシ、サザ波様のコーティング
不良が発生する。前者は現像した際に画像に白筋として
観察され、後者はハン点状ちるいはサザ波状の濃度ムシ
となって観察されたシする。この現象は、通常の繰シ返
し複写ではほとんど発生しないが、特に長期間超低温低
湿の環境条件下での連続使用で発生する場合があ）好ま
しくない。

また、高温高湿においても、現像剤層の厚さが変化し薄
くなる場合が多く、しばしば画像濃度の低下を引き起こ
し好ましくない場合があった。この点について検討を重
ねた結果、その原因の１つは電荷制御成分の安定性およ
び信頼性にあシ、これらの原因によシ該スリーブ上への
現像粉の付着およびスリーブからの現像粉の転写が変化
するためであることを見出した。

さらに詳しく述べると、この様な現象は、環境条件の変
化によって、担持体上に担持された現像剤層において、
摩擦帯＠量の不均一部分が生ずることによる。すなわち
、超低温低湿の環境条件下では担持体表面と現像剤との
摩擦によシ発生する現像剤の摩擦帯電電荷が極端に大き
い成分が発生し、その電荷に帰因する鋺映力のため、担
持体近傍にその様な摩擦帯電電荷の極端に大きい成分が
蓄積しやすく、これが連続耐久などによって現像剤層の
上層部分の現像剤のコーティングの均一性や現像されや
すさに影響をあたえ、現象として、前記した白スジやハ
ン点状のムラ、サザ波状のコーティング不良を生ずる。

また高温高湿における現像剤層の厚さ減少も、現像剤と
担持体との摩擦帯電の不均一から発生するもので担持体
表面近傍の現像剤の摩擦帯電量の不安定性によるもので
ある。

乾式現像用トナーに用いられる正電荷制御剤としては、
例えば一般に、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がある。通常の正電荷制御
剤は、ペンジルジメテｌ−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、サフラニンγ及びクリ
スタルバイオレット等である。特にニグロシン塩基及び
、ニグロシンがしばしば正電荷制御剤として用いられて
いる。とれらは、通常熱可駁性樹脂に添加され、加熱溶
融分散し、これを微粉砕して、必要に応じて適当な粒径
に調整され使用される。

しかしながら、これらの電荷制御剤としての染料は、構
造が複雑で性質が一定していなくて安定性に乏しい。ま
た、熱混練時の分解、機械的衝撃、摩擦、温湿度榮件の
変化、などによシ分解又は変質し易く、荷電制御性が低
下する現象を生じ易い。

従って、これらの染料を荷電制御剤として含有したトナ
ーを複写機に用いて現像すると、複写回数の増大に従い
、荷電制御剤が分解ちるいは変質し、耐久中にトナーの
劣化を引き起こすことがある。

又、一般に正帯電性として知られている物質は、その多
くが暗色であシ、鮮やかな有彩色現像剤に含有させるこ
とができないという欠点がある。

又、これらの正荷電制御剤は、熱ｉ３］塑性樹脂中に均
一に分散する事が極めて１難であるため、粉砕して得ら
れたトナー粒子間の摩擦帯電量に差異を生じるという致
命的欠点を有している。

このため、従来、分散をよシ均一に行なうだめの種々の
方法が行なわれている。例えば、塩基性ニグロシン染料
は、熱可塑性樹脂との相溶性を向上させるために、高級
脂肪酸と造塩して用いられるが、しばしば未反応分の脂
肪酸あるいは、塩の分散生成物が、トナー表面に露出し
て、キャリヤーあるいは、トナー相持体を汚染し、トナ
ーの流動性低下やカプリ、画像濃度の低下を引き起こす
原因となっている。あるいは、これらの荷電制御剤の樹
脂中への分散向上のために、あらかじめ、荷電制御剤粉
末と樹脂粉末とを機械的粉砕混合してから熱溶融混練す
る方法もとられているが、本来の分散不良性は回避する
事ができず、未だ実用上充分な荷電の均一さけ得られて
いないのが現実である。

又、正荷電制御剤は、親水性のものが多く、これらの樹
脂中への分散不良のために、溶融混練後、粉砕した時に
は染料がトナー表面にｊｙ出する。従って、高湿条件下
での該トナーの使用時には、これら荷電制御剤が親水性
であるがために良質なｉｌ！ｉＩ像が得られないという
欠点を有している。

この様に、従来の正荷電制御剤をトナーに用いた際には
、トナー粒子間に於いて、あるいはトナーとキャリヤー
間、トナーとスリーブのごときトナー担持体間に於いて
、トナー粒子表面に発生する電荷量にバラツキを生じ、
現像カブリ、トナー飛散、キャリヤー汚染等の障害が発
生し易い。またこの障害は、複写枚数を多く重ねた際に
顕著な具象となって現われ、実質上、複写機には適さな
い結果となる。

さらに、高湿条件下に於いては、トナー画像の転写効率
が著しく低下し、使用に耐えないものが多い。常温常湿
に於いてさえも、該トナーを長期保存した際には、用い
た正荷電制御剤の不安定性のために変質を起こし、使用
不可能になる場合が多い。

本発明の目的は、連続使用特性等の耐久性に優れた′ｆ
Ａ像方法を提供することである。

本発明の他の目的は、高温高湿や低温低湿などの環境変
化に対しても安定である現像方法を提供することでおる
。

本発明の他の目的は、従来の荷電性トナーにまつわる種
々の問題点を解決し、均一に強く帯電し、静電荷像を可
視化して高品質な画像を与える現像方法を提供すること
にある。

その特徴とすることは、静電像を表面に保持する静電像
保持体と、絶縁性磁性現像剤を表面に担持する現像剤担
持体とを現像部において一定の間隙を設けて配置し、グ
アナミン、グアナミン誘導体、グアナミン系縮合物のう
ち少なくとも１種を含有する磁性現像剤を現像剤相持体
上に前記間隙よシも薄い厚さに担持させ、該現像剤を現
像部において前記静電像保持体に転移させて現像する現
像方法にある。

特に、上記現像方法を、スリーブローラーを有する現像
装置に適用するのが非常に有効である。

グアナミン、グアナミン防導体、グアナミン系縮合物は
、熱的、時間的に安定であシ、吸湿性も少なく、摩擦帯
電性も高く、安定している。

又無色のため、現像剤に有彩色を着色する場合でも、色
彩を妨害することもない等、正荷電制御剤として良質な
茶イを整えている。

上記制御剤は、グアナミン自体でももちろん有効である
が、吸湿性、帯電安定性を考慮した場合、その誘導体（
Ａ　；　Ｘ　＝Ａｒｙｌ）の方が好ましい。さらには現
像剤に含有させる際の取シ扱いを考えると、その縮合物
（例えばホルムアルデヒドとの縮合物Ｂ）がよシ好まし
い。

グアナミン、グアナミン誘導体、グアナミン糸縮合物を
現像剤に含有させる方法としては、現像剤内部に添加す
る方法と外添する方法とがある。

内添する場合は、制御剤の含有量は樹脂１００重量部に
対し０．５〜５０重量部が望ましい。又、外添する場合
は、樹脂１００重量部に対し０．０１〜４０重景部が望
ましい。

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−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−インプレン共重合体、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、テ
ルペン樹脂、フェノ−ＡＩ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。

トナーには、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、カーボンブラック、鉄黒、フク
ロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベンジジンイ
エローなト公知の染顔料がある。

又、シリカ、アルξす等の流動性向上剤を添加すること
も可能である。

磁性現像剤を得る為に、トナーに磁性物質を含有させる
。磁性物質としては、磁場の中に置かれて磁化される物
質が用いられ、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金
属の粉末もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライ
トなどの合金や化合物がある。この磁性粉の含有量はト
ナー重量に対して１５〜７０重量％。

以上のトナー構成をマイクロカプセルトナーにおいて、
壁材、芯材あるいはその両方に担持させることも可能で
ある。

本発明を適用する現像工程について説明する。

第１図に現像工程の１実施形態を断面図で示す。

同図において静電像保持体１は矢印方向に動く。

現像剤担体である非磁性円筒２は、現像部において静電
像保持体表面と同方向に進むように回転する。非磁性円
筒２の内部には、多極永久磁石３が回転しないように配
されている。現像剤容器４から送られる一成分系絶縁性
磁性現像剤６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グレー
ド５を円筒表面に近接して（間隔５０μ〜５００μ）、
多極永久磁石６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シ、トナ一層の厚さを薄く（３
０μ〜３００μ）且つ均一に規制する。との円筒２の回
転速度を調節することによシ、現像剤層の表層速度及び
好ましくは内部速度が静［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
ーグレード５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バイアスを印加してもよ
い。この交流バイアスａｆが２００〜４ＱＱＱＨＪＶｐ
ｐがｓ　ｏ　Ｏ〜！＋　００　ｏｖテロれば良い。

以上の如く、この現像工程におφては一成分系磁性現像
剤を現像剤担体上に安定に保持させる為に、多極永久磁
石３を内包する非磁性円筒２を枦いた。また、現像剤層
を薄く均一に形成する為に、円筒２表面に近接して磁性
体薄板もしくは永久磁石によるドクターグレード５を配
置した。このように磁性体のドクターグレードを用いる
と、現像剤担体に内包された永久磁石の磁極との間に対
向磁極が形成され、ドクターブレードと現像剤担体間で
トナー粒子鎖を強制的に立ち上がらせることになシ、現
像剤担体上の他の部分、例えば静電像面に相対する現像
部分の現像剤層を薄く規制するのに有利である。

さらにそのような強制的運動を現像剤に与えることによ
υ現像剤層はよシ均一になシ、薄く且つ均一なトナ一層
形成が達せられる。しかもドクターグレードとスリーブ
との間隙を広めに設定できるからトナー粒子の破壊や凝
集を防止する効果もある。現像部分におけるトナー粒子
の転移に際し、静電像の吸引作用あるいは交流バイアス
の作用によって静電像側に転移する。

この様にしてｔａ成された正荷電性現像剤を用いる現像
方法の第１の特性は、トナー粒子間、またはトナーとス
リーブの如きトナー担持体との間の摩擦帯電量が安定で
、かつ使用する現像システムに適した帯電量にコントロ
ールできることにある。従って、従来充分には解決でき
なかった現像カブリや、ｆδ像のエッヂ周辺へのトナー
の飛び散りがなく、高い画像濃度が得られ、ハーフトー
ンの再現性が良くなる。

さらに％現像剤を長期にわたり連続使用した除も初期の
特性を維持し、高品質な画像を長期間使用できる事にあ
る。

さらにいくつかの英用上重袂な特性がある。

その一つは、高温高湿度の環境条件での使用において、
現像剤の摩擦イ１￥電量が安定で常温常湿度に対しては
とんど変化しないため、カブリや画像濃度の低下がなく
、ｉｎ像に忠実な現像を行なえる事であシ、さらには転
写効率も優れている。

また、低温低湿度糸作の使用においても、摩擦？ｊ）電
量分布は常温常況度のそれとｉｔとんど変化がなく、帯
１Ｌ１１ｔのきわめて大きい現像剤成分の生成がないた
め、画＠濃度の低下やカブリもなく、ガサツキや転写の
際の飛び散シもほとんどないというおどろくべき特性が
ある。

以上、本発明の基本的な構成と特色について述べたが、
以下実施例にもとづいて具体的に本発明の方法について
説明する。しかしながら。

これによって本発明の実施の態様がなんら限定されるも
のではない。実施例中の部数は重量部である。

〔実施例　１〕 酸化亜鉛１００重量部、スチレン−ブタジェン共重合体
２０重量部、ｎ−ブチルメタクリレート４０重量部、ト
ルエン１２０重量部、ローズベンガル１％メクノー〃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０．０５ｆｆｌ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塗布し、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
てドラム状とした。この感光体に−６にＶ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
１！ａ像を形成した。

現像剤担持体は第１図に示す構成に沿って外径５０關の
ステンレス製円筒スリーブとした。

スリーブ表面磁束密度７００ガウス、穂切シブレードス
リーブ表面間距離０．２ｍｍである。このスリーブ回転
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０．２５ｍｇに設定し、スリーブに４００
Ｈ２１ｏｏｏＶの交流及び−１５０Ｖの直流バイアスを
印加した。

次に下記組成からなるトナー（平均粒径１゜μ）を作成
した。

このトナーを前記現像装置を用い現像し、次いで転写紙
の背面よ！５−７　ＫＶの直流コロナを照射しつつ粉像
を転写し、複写画像を得た。定着は市販の普通紙複写機
（商品名、ＮＰ−５０００゜キャノン製）を用いて行な
った。

得られた転写画像は反射画像濃度が１．４５と充分高く
、カプリも全くなく、画像周辺のトナー飛び散シがなく
解像力の高い良好な画像が得られた。上記現像剤を用い
て連続して転写画像を作成し、耐久性を調べたが、２０
０００枚後の転写画像も初期の画像と比較して、全くそ
ん色のない画像であった。

また、環境条件を３５℃、８５％にしたところ、画像濃
度は１．３８と常温常湿とほとんど変化のない値であシ
、カプリや飛び散シもなく鮮明な画像が得られ、耐久性
も３００００枚までほとんど変化なかった。次に１０℃
、１０％の低温低湿度において転写画像を得たところ、
画像濃度は１．６２と高く、ベタ黒も極めて滑らかに現
像、転写され飛び散シや中抜けのない優秀な画像であっ
た。この環境条件で耐久試験を行ない、連続及び聞けっ
てコピーしたが、やは９３００００枚まで濃度変動は±
０．２と実用上充分でおった。

〔実施例　２〕 からなるトナー（平均粒径９μ）１００部にベンゾグア
ナミンとホルムアルデヒドとの縮合物を０．１μ以下に
砕いた微粉末３部を外添し現像剤とした。

このトナーを前記現像装置を用い現像し、次いで転写紙
の背面よシー７に■の直流コロナを照射しつつ粉像を転
写し、複写画像を得た。定着は市販の普通紙複写（５（
（商品名、ＩＰ−５０００、キャノンｆＡ）を用いて行
なった。

得られた転写画像は反射画像濃度が１．３１と充分高く
、カプリも全くなく、画像周辺のトナー飛び散りがなく
、解像力の高い良好な画像が得られた。上記現像剤を用
いて連続して転写画像を作成し、耐久性を調べたが、２
００００枚後の転写画像も初期の画像と比較して、全く
そん色のない画像であった。

また、環境条件を６５℃、８５％にしたところ、画像濃
度は１．２６と常温常湿とほとんど変化のない値であシ
、カプリや飛び散りもなく鮮明な画像が得られ、耐久性
も３００００枚までほとんど変化なかった。次に１０℃
、１０％の低温低湿度において転写画像を得たところ、
画像濃度は１．４４と高く、ベタ黒も極めて清らかに現
像、転写され飛び散シや中抜けのない優秀な画像であっ
た。この環境条件で耐久試験を行ない、連続及び聞けっ
てコピーしたが、やは９３００００枚まで濃度変動は±
０．２と実用上充分であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に適用できる現像工程の−実施形態を
示す断面図。 １・・・静電像保持体 ２・・・非磁性円筒 ５・・−ドクターグレード ６・・・絶縁性磁性現像剤 出願人　キャノン株式会社 代理人　丸　島　儀　−１″′！ゝ） ｊ、ｉ／’；ｉ；−ｊｊ、’；□＋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静電像を表面に保持する静電像保持体と、絶縁性磁性現
   像剤を表面に担持する現像剤担持体とを現像部において
   一定の間隙を設けて配置し、グアナミン、グアナミン誘
   導体、グアナミン系縮金物のうち少なくとも１種を含有
   する磁性現像剤を現像剤担持体上に前記間隙よシも薄い
   厚さに担持させ、該現像剤を現像部において前記静電像
   保持体に転移させ現像することを特徴とする現像方法。