JPS6087352A - 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、トナーによル静電潜像を現像するためのトナ
ー塗布方法に関する。

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内添しなければならず、これは転
写紙に転写した現像　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ー再現の際の
色彩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ｔ−＋ｊ着塗布する方法や、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
等により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ｆｃ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プランを摺擦するだけで、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。また、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、塗布する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。更に本発明は、上記現像
剤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塗布方法は、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全形成す
るトナー塗布方法において、上記磁性粒子に外接する直
方体の各々の一辺をａ　＞　ｂ　）　ｃ　ｉたはａ　）
’ｂ　＝　ｃまたはａ　＝＝　ｂ　＞ｅとなるようにａ
、ｂ、ｃを規定した時ＶＣ／ａの平均が０．４〜１．０
かつｅ／、の平均が０．４〜０．９５である形状を有す
る磁性粒子を使用することを特徴とするものである。

上記本発明の潜像保持体としては、感光体や絶縁体層を
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６Ｊ、その局面はトナーの搬送
性や帯電特性を高めるのに粗面化又は凹凸模様を設けて
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、ｌは電子写真感光体ドラムであシ。

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ｌに対しては、トナーを担持するトナー担
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２０反対側
には、磁石７が設けられている。この磁石の取伺は位置
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の位置よシ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撹拌混合される。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の存在によシ磁
性粒子とトナーの混合体は、このブレードによフ移動が
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シスリーブ
２ないしは磁性粒子によって摩擦帯電される。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置に至る。

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、摩擦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、
スリーブ２の回転によりほぼ一定値を保つ。これにより
現像で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［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たキャリヤ材としての磁性
粒子が有して−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、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が必要
とされる様々の機能を満たす為に植種検討した結果、磁
性粒子の粒度、粒度分布、磁気的特性はもちろんのこと
ながらその形状も大きな影響を及はすとの知見を得た。

例えばその形状が完全球形の場合は、ブラシの循環が速
すぎるあるいはトナー塗布量を規制する力が低下するこ
とにより、カプリの発生等の欠点が生じ、一方その形状
が例えば薄板状の偏平の場合にはブラシの循環が不良と
なるあるいはトナー塗布量を規制する力が大きすぎるこ
とによシ部分的な濃度低下、場合によっては一部画像が
白く抜ける等の問題点が発生する。よって磁性粒子の形
状は完全球形と偏平との中間領域が好ましい。

本発明においてはこの中間領域の形状を以下−のように
規定する。

まず磁性粒子を適当な倍率でＳＥＭ（走査型電子顕微鏡
）にて写真撮影を行う。この時同−粒子に対して電子線
が磁性粒子ののってｈる試料台に対して垂直に当たって
いる画面となるべく水平に当たっている画面とを数枚と
り、これらから１つの粒子に外接する直方体を抽く。さ
らにこの直方体の各々のｍｍｆ　＆　）　ｂ　）　ｃあ
るいはａ　＞ｂ　＝　ｃ　６るいはａ　＝　ｂ　）　ａ
となるようにａ、ｂ、ｃを設定し、ａ、ｂ、ｃを実測す
る。

以上のような操作をランダムに最低２０粒子以上行いｂ
／ａ、ｃ／ａの平均をめる。

本発明においては４の平均が０．４〜１．０かつｃ／ａ
の平均が０，４〜０，９５の範囲に入る形状を有する磁
性粒子が好ましく、より好ましくは４が０．５〜１．０
．　ｅ／、が０．５〜０．９の範囲が良い。

本発明に使用されるトナー塗布用磁性粒子としては、例
えば表面酸化または未酸化の鉄、ニックル、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−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−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、スチレンー
ビニルメチルクトン共重合体、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、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、カーポンプシック、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−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、ニクロシンヒドロクロライド、す７ラニン
ｒ及びクリスタルバイオレット、含金属染料、サリチル
酸含金属化合物等を添加しても良い。

以上のトナーの構成は、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。

以下実施例によｐ本発明をさらに詳しく説明する。例で
示す部は重量部である。

〔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ｌは矢印ａ
方向に６０■／秒の周速度で回転する。

２は矢印す方向に６６霞／秒の周速度で回転する外径３
２　ｍ　、厚さ０．８　ｍのステンレス（５ＵＳ３０４
）製のスリーブで、その表面はす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５周方向表面の
粗面度を０，１８μｍ（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ノー１ の中心０とブレード先端を結ぶ線から３０度（図示θ）
傾けて設定しである。

磁性ブレード６は鉄製であシ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、粒径７０〜１００μ、の海綿鉄粉
を１００ｇ用いた。この粒子を走査型電子顕微鏡で観際
したところ、与の平均が０．６９．　立の平均が０．６
４であった。

一方、トナー４としてはポリエステル系樹脂１００部に
対し、銅フタロシアニン系顔料１０部、負性荷電制御材
５部（アルキルサルチル酸金属錯体）を内添し、シリカ
０．５％を外添した平均粒径１２μｍの負０極性に帯電
するシアン色の粉体を２００ｇ用意した。そして、上記
トナー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、現像剤が少なくなま
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４０μｍ厚のトナー
のみによる薄層が形成できた。この現像剤層をプローオ
フ法により帯電電位を測定したところ、−７，８μｃ　
／　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＋６００ｖで明部子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電源Ｅにより周波数
８００Ｈｚ、ピーク対ピーク値が１．４　ＫＶ　テ、中
心値が＋３００Ｖ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１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ｔ
’ｈとんと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’１１００μとし、磁
性粒子５としてその表面がフッ素系樹脂でコートされ、
４の平均が０．８４　、　ｃ／ａの平均が０．７１の鉄
粉粒子を用いた。さらにトナー４としてスチレンアクリ
ル系樹脂１００ｇに対して、アゾ系顔料１０部、アミノ
アクリル樹脂５部から成るトナーにコロイダル７リカを
０．５チ外添したものを用い、感光板ドラムｌはＯＰＣ
感光体を使用した。以上のような構成で実施例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ｌ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。父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フ、スリーブ２の下部への漏
れもなく良好であったＯ 〔実施例３〕 ブレード６とスリーブ２との間隔を２５０μとし、磁性
粒子５としてｂ／ａの平均が０．９　ａ　、　ｃ／ａの
平均が０．８９であるフェライト粒子を用いること以外
は、実施例２と同様に実施したところ、良好な結果を得
た。

〔実施例４〕 磁性粒子５としてｂ／ａの平均がＯ−Ｊ　７　＋　ｃ／
ａの平均が０．５２のやや偏平状の鉄粉を用いること以
外は実施例２とほぼ同様に実施したところ同様に良好な
結果を得た。

〔比較例１〕 磁性粒子５としてｂ７．の平均が０．５５　、　ｅ／、
の平均が０．２２の薄板状の偏平形状を示す鉄粉を用い
ること以外は実施例４と同様に実施したところ磁性粒子
の循環不良が生じ１部分的な濃度低下を起した。

なお、本実施例ではトナーとして非磁性現像剤を用いた
が、磁性粒子に比べ著しく弱い磁性であシ、トリボ帯電
可能であれば磁性現像剤も用いることができる。

【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、ｌ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 (2)

【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
   性粒子に外接する直方体の各々の一辺をａ　）　ｂ　）
   　ｃまたはａ　）　ｂ　＝　ｃ　”＊たはａ　＝　ｂ　
   ）　ｃとなるようにａ、ｂ、Ｃを規定した時にｂ／、の
   平均が０．４〜１．０かりｃ４の平均が０．４〜０．９
   ５である形状を有する磁性粒子を使用することを特徴と
   するトナー塗布方法・
2. （２）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用いるトナー塗
   布用磁性粒子であって、上記磁性粒子に外接する直方体
   の各々の一辺をａ　）　ｂ　）　ｅまたはａ　）、ｂ　
   ＝　ｃまたはａ　＝　ｂ、　）　ｃとなるようにａ、ｂ
   、ｅを規定した時ｒｔｃ　”／、の平均が０．４〜１．
   ０かつ０４の平均が０．４〜０．９５である形状を有す
   る磁性粒子。