JPS6093458A - 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、潜像保持体面上に形□成された静電潜像を現
像する方法、特に現像剤担持体上に薄くて均一な現像剤
層を形成して潜像にトナーを付着させる現像方法に関す
るものである。

従来、−成分系非磁性トナーを用いて現像する方法とし
ては、以下のものが知られている。

例えば、潜像保持体に、表面に現像剤を保持した現像剤
担持体を対向させて、その保持体表面一ヒの静電像を現
像する静電像現像方法において、現像剤貯蔵手段に蓄え
られた現像剤担持体下の現像剤を現像剤担持体上に汲み
ヒげるに当り、その汲み」二げ部分の現像剤に振動を与
えて活性化させ、現像剤担持体表面に所定の厚さの現像
剤層を形成して現像に供する現像方法がある。

この現像方法の例を第１図に示す。同図においてトナー
供給部材４で供給されたトナー３は５゜６の振動部材゛
、振動発生手段により振動を与えられてトナー担持体２
に衝突し、トナー担持体との間で摩擦帯電し、そのクー
ロン力によりトナー担持体に担持され、静電潜像保持体
ｌに近づけられると、静電像による電界によりトナーは
トナー担持体２の表面か゛ら静電潜像保持体表面に転移
し。

現像が終了する。現像終了後、トナー担持体−にに残存
するトナーはクリーニングブレード７によりかき落され
る。

また、−・成分系非磁性トナー粒子を帯電するための磁
性粒子を吸着して磁気ブラシを形成する回転ｒｑ能な磁
気ローラーと、該ローラーのトナー粒子を移し取り、静
電像保持体上の静電像を現像するための現像ローラーを
有し、現像部に於いて静電潜像保持体と現像ローラーと
の間隙を保ち、該間隙長は現像ローラー上のトナー塗布
層厚よりも大きく設定し、静電像を現像する方法がある
。

この現像方法の例を第２図に示す、同図において１ｍ気
ローラー８上の磁気ブラシ９のキャリアー粒子がトナー
３と摩擦帯電することによりキャリアー表面にクーロン
力でトナーを付着する。イ・ｊ着トナーは現像ローラー
２にかけられた電界により現像ローラー２表面に均一に
付着し、このＩ・ナーが静電潜像保持体ｌに近づけられ
ると、静電潜像の電界により静電潜像保持体ｌの表面に
トナーが転移しそ現像が終了する。

また、現像剤を担持して搬送し潜像保持体に供給するｔ
ｑ動現像剤担持手段と、現像剤補給手段と、この現像剤
補給手段から現像剤の補給を受（すＬ記可動現像剤担持
手役に現像剤を塗布する可動塗布手段であって１表面に
現像剤を担持する繊維ブラシを有し、１；記ｔ’ｆ動現
像削担持手段に尚接してこの当接部に於いて可動現像剤
相持手段と同方向に可動現像剤相持手段よりも高速で移
動する＝ｒ動動噴４１手段ヒ記可動現像剤担持手段表面
にトナーを均一に塗布し、この塗布層を静電潜像部に近
接させることにより現像を行う方法がある。

この現像方法の例を第３図に示す、同図において現像は
塗布ローラ１０の表面に存在するｔｐｉ、ｍブラシ１１
とトナ−３の摩擦帯電により生じたクーロン力により−
、トナー３を繊維ブラシ１１の表面に吸着せしめた後、
このブラシを現像ローラー２に近接させ、塗４ｉローラ
ｌＯと現像ローラー２との間に電界をかけることにより
、；・ナーを繊維ブラシ１１の表面から現像ローラー２
の表面に均一に転移する。その後この現像ローラ２を電
子写真感光体ｌの表面の静電潜像が形成する電界により
現像ローラー表面のトナーを静電潜像表面に転移し現像
を終了する。

これらの方法は従来の−・成分トナーを用いた現像方法
に比べて、トナー担持体にトナーを塗布するときに強い
圧力がかけられるために、Ｉ・ナーの摩擦帯電電荷量が
高くなりやすく、現像時間と共にＰ？擦帯電電荷量が上
昇し、それに伴い得られｇコピーの画像濃度が時間と共
に変化してしまい、コピー品質が一定に保たれないとい
う欠点を有している。

本発明は上述の従来方法の問題点を除き、現瘉剤、特に
非磁性現像剤を現像剤相持体表面に均・な薄層として形
成し、且つ、十分な摩擦帯電を与えて塗布し、現像を行
なう新規な現像方法を提供することを目的としている。

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

また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
ある。

さらに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グーえる現像方法を提
供することにある。

本発明は潜像を表面に保持する潜像保持体と、絶縁性非
磁性トナー及び磁性超微粒子の混合した現像剤を担持す
る現像剤相持体とを現像部において一定の間隙を設けて
配置し、該現像剤を該現像剤担持体に塗布し、該塗布層
を前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、
現像部において現像剤に交番電界をかけながら該トナー
を潜像保持体に飛翔させて現像する現像方法であり、特
に磁性超微粒子として１００〜１００ＯＡのＧｏ、旧、
Ｆｅ及びこれらの合金を使用することを特徴とするもの
である。

この磁性超微粒子の製法は、ガス中蒸発法、プラズマ法
発法、ＣＶＤ法、水素アーク加熱法、ガ°ス還元法等が
ある。この内、ガス中范発法は真空または低気圧中で金
属を蒸発し凝縮するもので、＋００−　Ａ〜ｌ’０００
Ａの粒子が製造できる。またＣＶＤ法は金属酸化物の蒸
気をＨ２ガス又はＣＯガスで還元し粒子を製造するもの
である。水素アーク加熱法は水素ガス中でアーク溶解し
凝固する際に粒子ができるものであり、＋００λ以下の
細かい粒子の製造に適しているものである。

次に本発明の現像方法の具体例を第４図で説明する。

第４図において、ｌはｌ’ｉｌｌ状電子写真感光体であ
り、矢印方向ａに移動する。この感光体に対して間隙を
介し、現像剤を担持する円筒状現像剤担持体２を矢印す
方向に回転移動させる。この現像剤担持体に現像剤を供
給するために現像剤供給容器１２が設けられている。ま
た現像剤容器の入口側には包囲体１３が円筒状現像剤担
持体の下方を包んでおり、この現像剤供給容器３の出口
には非磁性体よりなる非磁性ブレード１４が配置されて
いる。また、現像剤担持体の内部には複数の磁石１５ａ
〜１５ｄが設けられている。１６は現像バイアス電源で
、現像剤相持体２に接続され、該相持体２と感光体ｌの
間に交互電界を形成する。

かか、る構成の現像装置に磁性超微粒子Ｍと非磁性トナ
ーＴとを２Ｆ記現像剤供給容器１２に供給することによ
り、磁性粒子のブラシ１７が円筒状現像剤担持体２の周
囲に形成される０円筒状現像剤担持体の回転により磁性
超微粒子と非磁性トナーは攪拌混合されて摩擦帯電する
。用いる磁性超微粒子の粒径は＋００λ〜１ｏｏｏλ（
０，０１ｐ−０，１ｇ）が好ましく、このように磁性粒
子の粒径が小さいため、非磁性トナーへはトリポ電荷が
短時間に十分に与えられる。磁性超微粒子の摩擦帯電極
性は静電潜像電位と回じにし、非磁性トナーの極性は潜
！電位とは逆極性となるように選ぶ。

円筒状現像剤担持体２と電子写真感光体ｌが最も接近す
る現像領域では、交互電界により摩擦帯電された非磁性
トナーＴ゛が両名間の間隙を飛翔して静電潜像を顕像化
する。磁性ｌｌ１１微粒子は、現像領域で磁石１５ｂの
硼力が働らいているため、現像剤担持体２Ｅに拘束され
、感光体に付着することはない。

このような現像方法によれば、磁性超微粒子が非磁性ト
ナー（例えば平均粒径１０μ）よりも極〈小さいため、
トナーにトリポ電荷が１分に与えられるだけでなく、現
像像の改造力がよくなる利点がある。

次に非磁性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、スチレ
ン−Ｐクロルスチレン共ｆｆｉ　合体、スチレンビニル
トルエン共重合体等のスチレン及びその置換体の単独重
合体及びそれらの共重合体；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ｎ−ブチル共重合体等のスチレンと
アクリル酸エステルとの共重合体；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ノ
（重合体、スチレン−メタクリルｍｎ−ブチル共重合体
等のスチレンとメタクリル酸エステルとの共重合体；ス
チレンとアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル
との多元共重合体；その他スチレン＝７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−ブタジェンＪｔ１合体、スチレンービニルメ
チルケＩ・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−マレイン酸エステル共重
合体等のスチレンと他のビニル系モノマーとのスチレン
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、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリア
ミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラ、−ル、ポリア
クリル酸。

フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、石油
樹脂、塩素化パラフィン、等が単独または混合して使用
出来る。

特に圧力定着方式に供せられるトナー用の結着樹脂とし
て、低分子ポリエチレン、低分子層ポリプロピレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エ
ステル共重合体、高級脂肪酸、ポリアミド樹脂、ポリエ
ステル樹脂等が単独または混合して使用出来る。

用いる重合体、共重合体、あるいはポリマーブレンドは
、スチレンに代表されるビニル芳香族系またはアクリル
系のモノマーを４０ｗｔ％以上の量で含有すると、より
望ましい結果が得られる。

トナーをカラートナーとして使用する場合には、必要に
応じて着色剤を添加すれば良く、着色剤としては周知の
顔料又は染料を使用できる。

染ネ４としては例えば、　Ｃ，１，ダイレクトレッド１
、Ｃ，１，ダイレクトレッド４．Ｃ，１，アシッドレッ
ド１．Ｃ，１，ベーシックレッド１．　ｃ、ｉ、モータ
ｙ　トレッド３０、Ｃ９！、ダイレクトブルー１１１：
、１．ダイレクトブルー２、Ｃ，１，アシッドシル−９
、Ｃ，１，アシッドブルー１５、ｃ、”−シー／　クフ
ル−３、Ｃ，１，ベーシックブルー５．Ｃ，ｌモーダン
ドブルーア、Ｃ，Ｉ、ダイレクトグＩＪ−ン６．ＣＡ、
＜−シー）　フグリーン４、Ｃ，１，ベーシックグリー
ン６等がある。

顔料としては、員鉛、カドミウムイエロー、ミネラルフ
ァストイエロー、ネーブルイエロー、ナフト−ルイエロ
ーＳ、ハンディエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ
、タートラジンレーキ、赤口美鉛、モリブデンオレンジ
、パーマネントオレン’；　Ｇ　Ｔ　Ｒ、ピラゾロンオ
レンジ、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パ
ーマネントレット４　Ｒ、ウオッチングレッドカルシウ
ム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マ
ンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレッ
トレーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレー
キ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、
ファーストスカイブルー、インダンスレンブル−ＢＣ、
クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、
マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリー
ンＧ等がある。

トナー中には、必要に応じて、荷電制御剤、着色剤、流
動性改質剤を添加しても良く、荷電制御剤、流動性改質
剤はトナー粒子と混合（外ｇ）して用いても良い、この
荷電制御剤としては、含金属染料、ニグロシン等があり
、着色剤としては従来より知られている染料、顔料が使
用可能であり、流動性改質剤としては、コロイグルシリ
力、脂肪酸金属１１１などがある。また増量の目的で、
炭酸カルシウム、微粉状シリカ等の充填剤を、０．５〜
２０ｗｔ％の範囲でトナー中に配合、することも出来る
。更にトナー粒子相互の凝集を防止して、その流動性を
向丘させるために、テフロン微粉末のような流動性向上
剤を配合しても良く、熱ロール定着時の離型性を良くす
る目的で低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレ
ン、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス
、サゾールワックス等のワックス状物質を０．５〜５ｗ
ｔ％程度加えることも出来る。

トナーの製造にあたっては、熱ロール、ニーダ−、エク
ストルーダー等の熱混練機によって構成材料を良く混練
した後１機械的な粉砕１分級によって得る方法、あるい
は結着樹脂溶液中に磁性粉等の材料を分散した後、噴霧
乾燥することにより得る方法、あるいは、結着樹脂を構
成すべき単品・体に所定材料を混合して乳化懸濁液とし
た後に重合させて磁性トナーを得る重合法トナー製造法
等、それぞれの方法が応用出来る。

〔実施例１〕 本発明の一実施例を第４図により説明する。

Ｆｆｉ４図に於いて、１は円筒状電子写真感光体であり
矢印ａ方向に回転移動する。２は直径３０＋ｓｍの５ｕ
ｓ３０４製の現像剤担持体である。この現像剤担持体表
面は＃６００アランダム砥粒により不定型サンドブラス
トを施し、周方向表面粗度をＲｚ＝０．８ｇｍにしてい
る。このＪＵ　Ｎ　体２内には、フェライＩ・焼結タイ
プの磁石１５ａ−’１５ｂが固設されている。これらの
磁石１５ａ−１５ｄの現像剤担持体表面ρ磁束密度は６
００Ｇである。非磁性ブレード１４はポリエチレン製で
あり、現像剤担持体２の表面との間隔を２４０−に設定
し、現像領域における感光体１と現像剤担持体２の最近
接間隔よりも薄い現像剤層を形成した。

磁性超微粒子Ｍとしては粒径３００Ａ、Ｍ大磁化４５ｅ
ｍｕ／ｇの球状鉄粉５ｇ用いた。これに、ノ１磁性トナ
ーＴとして、スチレンモノマーを懸瀾重合より重合した
球状のスチレンマレイン酸共重合体（顔料としての）−
タロシアンブルー、＃型助剤等を含有する）、平均粒径
１１　＃Ｌ、Ｗａｄｅｌｌ　の実用球形値０．９８のポ
ジ現像剤をｌＯｇ加えて用層した。この磁性超微粒子Ｍ
と非磁性トナーＴをよく混合した後、現像剤供給容器内
に入れる。これら磁性１ｔ１１微粒子と非磁性トナーは
第４図の磁石１５ａイ１近に磁力によりブラシを形成し
、付着する。このような状態で円筒状現像剤担持体２を
矢印ａ方向に回転せしめると、この円筒状現像剤担持体
の回転に伴い、非磁性現像剤が磁性粒子と共に撹拌循環
し、円筒状現像剤担持体しには現像剤のコーティングが
得られた。この後、」−述の非磁性トナーのみを更に２
００ｇ補給し、円筒状現像剤担持体を回転させたところ
、円筒状現像剤担持体」二に良好な均一な現像剤のコー
ティングが得られた。あらかじめ非磁性トナー像剤と磁
性超微粒子を混合せずに、磁性粒子のみを最初に投入し
た後、非磁性トナーを補給すると双方が充分に混合され
るまで、コーティングに厚みムラが発生しやすかった。

このようにして得られた現像剤コーティング層を現像作
用に供するため、静電潜像として暗部＋５００Ｖ、明部
−５０Ｖを有する電子写真感光体に、該表面と円筒状現
像剤拘持体表面間を３００ｇｍの間隔をおいて、円筒状
現像剤担持体と電子写真感光体の間に周波数１８００Ｈ
ｚ　、ピーク対ピーク値１．６ＫＶ、中心値−３００Ｖ
（７）電圧を電源１６により加え、キ″ヤノン製ＰＣ−
２０複写機により複写画像を得たところ、良好な、：ｊ
’−スＩ・やカブリ等のない鮮明画像が得られた。

更に約２０００枚コピー後の、非磁性トナーが殆んど消
費された状態まで画像濃度の変動はなく、初期の画質と
同様の画像が得られ、磁性超微粒子が現像に供せられる
こともなかった。

〔実施例２〕 粒径２００Ａ、最大磁化１５０　ｅｍｕ／　ｇ　Ｖ）　
Ｆｅ−Ｇ。

（８０：２０ｗｔ％）４ｇ、に変えて使用した。その結
果、実施例１と同様の優れた複写画像が得られた。

〔比較例〕

実施例１において磁性超微粒子を粒径１ＯＯｐ−の不定
形のＦｅ粉を使用した。その結果、スリーブ」−にスジ
が発生してしまい、これが複写画像にも現れてしまった
。

〔実施例３〕 実施例１において非磁性トナーに、芯材がパラフィン、
顔料（フタロシアニンブルー）及び滑剤、外殻がスチレ
ン−ＤＭから成る球形カプセル平均粒径９　ｐ、、Ｗａ
ｄｅｌ１球形度０．９９５を使用して、実施例１と同様
にして現像剤担持体りに良好な現像剤コートを得た。

実施例１と同様にキャノン製ＰＣ−２０（但し、別定着
器にて圧力１５Ｋｇで定着させたところ、カブリ等のな
い良好な画像が得られた。更に約２０００枚コピー後も
１画像に変化はなく良好で、現像剤担持体上に融着等も
発生しなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は従来の現像装置の断面図、第４図は
本発明の方法を適用した現像装置の断面図である。 図において、ｌは潜像保持体、２は現像剤担持体、１４
は非磁性ブレード１．１５　ａ〜１５ｄは磁石、１６は
現像バイアス電源、Ｍは磁性超微粒子、Ｔは非磁性トナ
ーを表わす。 出願人　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）潜像を表面に保持する潜像保持体と、絶縁性非磁
   性トナー及び磁性超微粒子の混合した現像剤を担持する
   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、該現像剤を該現像剤相持体に塗布し、該塗布層を
   前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、現
   像部において現像剤に交番電界をかけながら該トナーを
   潜像保持体に飛１羽させて現像する現像方法。
2. （２）磁性超微粒子は１００〜１０００＾のＧｏ、　Ｎ
   ｉ、　Ｆｅ及びこれらの合金であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の現像方法。