JPS6087348A - トナ−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、トナーにより静電潜像を現像するためのトナ
ーの塗布方法及び現像剤に閃する。

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。

従来知られている乾式−成分現像剤の薄層を形成する方
法としては、特開昭５４−４３０３７号が提案されてお
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
った。磁性現像剤は磁性を持たせるため磁性体を含有し
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態化を招き、不都合であった。さら
に磁性体は一般に黒色もしくは黒茶色を有しているので
、磁性トナーを用いて、鮮明なカラー画像を得ることは
困難であった。

それゆえ本発明は上記欠陥を克服した新規なトナー塗布
方法を提供することを目的としている０ 更に本発明は、上記トナーが現像装置から漏れ出すのを
防止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トナー塗布方法は、トナー
と磁性粒子とを貯蔵する容器と、潜像保持体にトナーを
回動搬送するためのトナー担持体と、前記容器のトナー
出口の上流側に前記トナー担持体と接触する磁性粒子に
よる磁気ブラシを形成する磁極を少なくとも一つ持つ磁
石とを有し、前記担持体上にトナーの薄層を形成するた
めの塗布方法において、前記磁性粒子が、１５０〜２０
０メツシユの領域に３０重量パーセント以上、かつ２５
０メツシユ以下の領域に５重量パーセント以下である粒
度分布を有し、かつ前記磁気ブラシを構成している前記
トナーと磁性粒子との割合が重量比で５：９５〜５０：
５０の範囲にあるトナー塗布方法にある。

上記本発明の潜像保持体としては、感光体層や絶縁体層
を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　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。更に回動するトナー保持部材とし
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、その周面はトナーの搬送
性や帯電特性を高めるのに、必要に応じて粗面化又は凹
凸模様を設けでも良い。また、必要に応じて現像剤容器
の出口側に設ける規制部拐としては、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は寛子写真感光体ドラムであり、図示し
ない潜像形成手段により形成した潜像を保持し、図示の
現像位置を矢印ａ方向に回転して通過する。この感光体
ドラム１に対して位、トナーを担持するトドす“−担持
体である非磁性スリーブ２が、所定の間隙を保って対向
しでおり、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の上部にはトナー４及びトナー４と磁性粒
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２の反対側
には、磁石７が設けられている。この磁石の取利は位置
は、磁極の位置と磁性ブレード６との関係で決定され、
実際には磁性ブレード６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、及びトナーの均一塗布の点で更に良好な結果を得
る。

上記構成において、容器３内の磁性粒子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。そして、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、磁性粒子と
トナーとを攪拌混合される。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の存在により磁性粒子と
トナーの混合体は、このブレードにより移動が阻止され
て上昇し、矢印Ｃ方向に循環運動する。

これによりトナーは、磁性粒子との混合によりスリーブ
２ないしは磁性粒子によってｇ擦帯電される。帯電され
たトナーは、磁性ブレード６の近傍に形成した磁気ブラ
シ８により、スリーブ２の表面に鏡映力により均一に薄
く塗布され、感光体ドラムとの対向位ｈ１に至る。

ところで、磁気ブラシ８を構成する磁性粒子５は、磁石
７の磁界による拘束力が、Ｍ振力が原因する搬送力より
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の領域内にトナーがあれ
ば、磁気ブラシ８の磁性粒子とこのトナーとの比率は、
スリービ２の回転によりほぼ一定値を保つ。これにより
現像されてスリーブ上のトナーが消費されても、自動的
に磁気ブラシ８の領域にトナーが供給される。従って、
上記スリーブ２上には常に一定量のトナーの供給塗布が
可能となる。

以上の説明で明らかな如く、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
、トナーよりもはるかに多ｔｃ′１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たキャリアー材とし
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、その帯を量を制御する機能
よりはむしろ、多量のトナーが存在する系で磁気ブラシ
を形成しトナー担持体上にトナーを塗布し、またその量
を規制する機能を果たさなければならない。同時に循環
移動しながらトナー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。これらの機能を満たす為には、磁界に
より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
トナー担持体上に規制不足のスジを生じやすくする傾向
があり、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あり、いずれも好ましいものではな
い。さらに−例をあげれば循環性が良すぎる場合は塗布
層が厚くなって画像上にカプリが生じたり、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、れる磁性粒子及び
トナー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、トナー塗布用磁性粒子の粒度分布、磁気ブラ
シを構成するトナーと磁性粒子との割合が極めて重要で
あることが分った。

すなわち、磁性粒子の粒度分布が、１５０〜２００メツ
シユの領域に３０重量パーセント以上、かつ２５０メツ
シユ以下の領域が５重量パーセント以下（好ましくは１
００メツシュ以上の領域に３０重量パーセント以下、１
５０〜２００メツシユの領域に５０重景パーセント以上
かつ、２５０メツシユ以下の領域に４重量パーセント以
下、特に好ましくは１００メツシュ以上の領域に１０重
量パーセント以下、１５０〜２００メツシユの領域に６
０重量パーセント以上、かつ２５０メツシユ以下の領域
に３重量パーセント以下）であり、かつ磁気ブラシを構
成するトナーと磁性粒子との割合が重量比で５：９５〜
５０１０（好ましくは６：９６〜２０　：　８０　、特
に好ましくは７：９３〜１５：８５）の領域にあること
、である。磁性粒子の粒度分布において１５０〜２００
メツシユの領域の粒子が３０重量パーセント未満で２５
０メツシユ以下の領域の粒子が５爪址パーセントを超え
ると、磁性粒子が現像器からもれたり、画像性が低下す
る。

さらにトナーと磁性粒子との混合比が、５：９５よりも
トナーの比率が少なくなると画像濃度が薄くなり、５０
：５０よりもトナーの比率が多くなると画像にカブリを
生じる。

上記において１５０〜２００メツシユの領域とは、１５
０メツシユのふるいを通過し、２００メツシユのふるい
を通過しない磁性粒子の集合体を意味し、２５０メツシ
ユ以下の領域及び１００メツシュ以上の領域とはそれぞ
れ、２５０メツシュのふるいを通過する粒子の集合体、
１００メツシユのふるいを通過しない粒子の集合体を意
味する。またトナーの体積平均径は、コールタ−カウン
ターにて１００μ径のアパチャーチューブを用いて測定
した値で５〜２０μ（好ましくは１０〜１７μ）が良い
。

前述したように本発明の磁性粒子の役割は、トナーの帯
１Ｉｎｔを制御する機能よりはむしろ磁性粒子よりも多
量のトナーが存在する系で磁気ブラシを形成しトナー保
持部材上もしくは潜像担持体に直接塗付する場合は潜像
担持体上にトナーを塗布し、またその量を規制すること
にあるわけであり、その意味で磁性粒子の粒度分布及び
磁気ブラシ中のトナーと磁性粒子の混合比が重要である
が、通常のトナーとキャリアーとを用いる２成分現像剤
では、キャリアーの役割はトナーの帯電鼠を制御するこ
とが主たる目的であり、キャリアーとして本発明に用い
る磁性粒子と同程度の粒度分布を有する磁性体を用いた
場合、現像剤中のトナーとキャリアーとの適正混合割合
は重量比で１：９９〜３：９７程度の範囲であり、本発
明の現像剤とは異なる。さらに本発明の現像剤はトナー
と磁性粒子との混合物から成る層の上部に主としてトナ
ーのみから成る層を有しており、その意味でも、従来の
２成分現像剤とは異なるものである。

本発明に使用される磁性粒子としては、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、希土類等の金属、及びそれらの合金または酸化物
などが使用でき、又その表面が樹脂あるいは適当な処理
剤で被覆されていても良い。又その製造方法として特別
な制約はない。

一方、本発明に用いられ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、スチレンープ四ピ
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
ル醗メチル共重合体、チチレンー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Ａ・酸オクチル４ｔ４ｊ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−メタクリル削ブチル共重合体、
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タロル
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
合体などのスチン糸共重合体；ポリメチルメタクリレー
ト、ポリブチルメタクリレート、ボり塩化ビニル、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、フェノール樹脂、脂肪族又は脂
環族炭化水誰樹脂、芳香族系石泊栃脂、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。

トナーにおいては、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ノ化合物、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−ヘキサデシルアンモニウムクルライ
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
ｒ及びクリスタルバイオレット、含金机染料、サリチル
酸含金属化合物等を添加しても良い。

さらに本発明の効果を妨げない程度に磁性粉を添加して
も良い。

以上のトナーのｉｆ＆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利あるいはその両方に用いるこ
とも可能できる。

以下実施例により本発明をざらに詳しく説明する。例で
示す部はｍＷ部である。

〔実施例１〕 第２図において、第１図と同一部材は同一符号が付しで
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６０１ｍ／秒の周速度で回転する。２は矢印す方向に
６６ｖｒｒｎ／秒の周速度で回転する外径３２趨、厚さ
Ｑ、　８ｍｒ’ｌのステンレス（８ＵＳ３０４）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を
０．８μｍ（刊ｚ＝）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７を固定して配設し、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Ｏとブレード先
端を結ぶ線から３０度（図示０）傾けて設定しである。

磁性ブレード６は鉄製であり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。

磁性粒子５としては、粒度分布が１５０〜２００メツシ
ユの領域に７０瓜量パーセント、２５０メツシユ以下の
領域に０．７重量パーセント、１００メツシュ以上の領
域に３重量パーセントでアル不定形の鉄粉を用いた。

一方、トナー４としてはポリエステル系樹脂１ｏｏｓに
対し、銅フタロシアニン系顔料１０部、負性荷電制御材
５部（アルキルサルチルば金属錯体）を内添し、シリカ
０．５％を外添した体積平均粒径１３μｍの負（−）極
性に帯電するシアン色の粉体を用意した。そして、上記
トナー５重量部と磁性粒子５０重量部とをよく混合した
後、容器３内に入れる。次いでトナー２００重１１部を
その上から添加し、容器３内に入れる。

上記容器３内におけるトナー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、トナーが少なくなった状
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８０μｍ厚のトナー
のみによる薄層が形成できた。このトナ一層をプローオ
フ法により帯電電位を測定したところ、−８，２μｃ／
ｇの電位で均一に帯電していることを確認した。

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＋６００■で明部十１５０Ｖの電荷模
様を形成し、スリーブ表面との距離を３００μｍに設定
した。そして、上記スリーブに対し遊源Ｅにより周波数
８００ルへピーク対ピーク値が１．４にＶで、中心値が
＋３００■の電圧を印加したところ、現像むらやゴース
ト像、更にはかぶりのない高品質の鮮明な青色現像像を
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
ど消耗されずにトナーのみが現像のために消費された。

また、現像機能は上記トナー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、トナーの漏れはほ
とんど発生していなかった。

〔実施例２〕 ブレード６とスリーブ２との間隔を１００μとし、磁性
粒子５としてその表面がフッ素系栃脂とブチルアクリレ
ート−スチレン共重合体で処理され、粒度分布が、１５
０〜２００メツシユの領域に６２瓜量パーセント、２５
０メツシユ以下の領ｈＡに１．５重量パーセント、１０
０メツシュ以上の領域に８，２重ｆｉｔ　バーセントで
ある不定形の鉄粉を用い、さらにトナー４としてスチレ
ンアクリル系樹脂１００部に対して、アゾ系顔料１０部
、アミノアクリル樹脂５部から成るトナー（体積平均粒
径１４μ）にコロイダルシリカを０，５％外添したもの
を用い、トナー８重は部と磁性粒子５０重量部とをよく
混合した後、容器３内に入れる。次いでトナー２００重
Ｍ部をその上から添加し、容器３内に入れる。

感光板ドラム１はＯＰＣ感光体を使用した。以上のよう
なｊ１′／７戒で実施例１と同様に実施したところ、磁
性粒子の循環性は適正であり、スリーブ２の表面にはト
ナーのみによる薄層が形成できた。さらにこの薄層のト
ナーを用い感光板ドラム１上の静電荷像を現像したとこ
ろ、極めて良好な赤色現像像を得た。又上記現像機能は
上記トナー４がほとんど消費されるまで変らずに安定し
ておりスリーブ２の下部への漏れもなく良好であった。

【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〃ｒ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、１は潜像保持体である感光ドラム、２はト
ナー担持体であるスリーブ、３は容器、４はトナー、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。 出願人　キャノン株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーとトナー塗布用磁性粒子とを貯蔵する現像
   剤容器と、潜像保持体にトナーを搬送するトナー担持体
   と、前記現像剤容器のトナー出口の上流側で前記トナー
   担持体と接触するトナー塗布用磁性粒子による磁気ブラ
   シを形成する磁石とを配して、前記トナー担持体上にト
   ナーの薄層を形成するトナー塗布方法において、前記磁
   性粒子が、１５０〜２００メツシユの領域に３０重量パ
   ーセント以上かつ２５０メツシユ以下の領域５重量パー
   セント以下である粒度分布を有し、かつ前記磁気ブラシ
   を構成している前記トナーと磁性粒子との割合が重量比
   で５：９５〜５０　：　５０の範囲にあることを特徴と
   するトナー塗布方法。
2. （２）磁気ブラシの上部に、磁気ブラシと接触して主と
   してトナーのみより成る層を有する特許請求の範囲第（
   １）項記載のトナー塗布方法。
3. （３）トナー及びトナーと磁性粒子との混合物とからな
   る現像剤において、上記磁性粒子の粒度分布が１５０〜
   ２００メツシユの領域に３０重量パーセント以上、かつ
   ２５０メツシユ以下の領域に５重量パーセント以下であ
   り、かつ上記混合物においてトナーと磁性粒子との混合
   割合が、重量比で５：９５〜５０　：　５０の範囲にあ
   り、さらに主としてトナーのみから成る層が、上記混合
   物から成る層の上部に位置することを特徴とする現像剤
   。