JPS6167046A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トナーにより静電潜像を現像するためのトナ
ーの塗布方法及びトナーを塗布するための磁性粒子に関
する。

〔従来の技術〕

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ｂ＋、ｉ、Ｌ／かじ、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、
などの向上が求められている現在、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悪化を
招き、不都合であった。さらに磁性体は一般に黒色もし
くは焦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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の点に鑑みなされたものである。

即ち、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。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。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明によれ
ば、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上記導磁性
粒子がシリコーン樹脂とアクリルト樹脂とにより処理さ
れていることを特徴とするトナーｌ１１ｒｆ方法が提供
される。

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、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、１は電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１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に対しては、トナーを相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。この磁石の取付は位置
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テシ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ア材としての磁性
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０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、又
逆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
って画像上にカブリが生じたり、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゛の欠点か生じる
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種々・検討した結果、
トナー塗布用磁性粒子の粒度、粒度分布、等に加えて、
トナーと磁性粒子との相互作用を微妙に調整するために
は表面の処理が極めて重要であることが分った。

すなわち、前述した如く、磁性粒子がシリコーン樹脂と
アクリル系樹脂とにより処理されていることである。前
述したように本発明の磁性粒子の役割は、従来の２成分
現像剤に用いられるキャリアーとは異なりトナーの帯電
量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、そのために磁性粒子
はシリコーン樹脂とアクリル系樹脂とで処理されること
が必要なのである。

シリコーン樹脂としては、従来知られているものが、す
べて使用可能である。即ち、一般に鎖状又は分校状オル
ガノポリシロキサンとして知られている、例えば下記構
造のものが使用できる。

「 （式中ｎ、　ｍ；自然数、　Ｒ；　−ＣＨ３、−ＣＪｇ
＋種又は二種以上） 又、スチレン変性、アクリル変性、シリコーン変性、ア
ミン変性、フェノール変性等の変性シリコーン樹脂も使
用可能であるが、一般には上記構造式におけるＲがメチ
ル基である鎖状又は分校状のオルガノポリシロキサンが
良好である。殊に、三官能シランと三官能シランの共加
水分解によって得られる網状シロキサンで、未縮合のＯ
Ｈ基を相当に含んだものを溶媒に溶かした／リコーンワ
ニスは１本発明での使用に好適である。

アクリル系樹脂としては、従来知られているアクリル酸
、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プ
ロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アク
リル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸オク
チル、アクリル酸（２−エチルヘキシル）、メタクリル
酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペ
ンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタ身すル酸ヘプチル
、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸（２−エチルヘ
キシル）等の単独重合体又は二種以上の共重合体又はス
チレンなどの他のビニルモノマー等との共重合体が使用
可能であるが、一般にはメタクリル酸エステルが望まし
い。

本発明者らは、シリコーン樹脂とアクリル樹脂とのトナ
ーの極性・帯電能力・粒度・流動性に応じた適当な組み
合わせにより、トナーの取り込み・規制による電荷付与
・スリーブ上への均一塗布を順調ならしめ、磁気ブラシ
の循環を安定化させることを見い出したのである。

シリコーン樹脂、アクリル系樹脂の処理量は、総量で本
発明の磁性粒子に対し０．１〜３０重量パーセント（好
ましくは０．５〜２０重量パーセント）、シリコーン樹
脂とアクリル樹脂の割合は重量比で１：９ｉ９〜９Ｓｌ
：ｌ（好ましくは１０：９０〜１３０：１０が望ましい
。

またトリコーン樹脂とアクリル系樹脂による処理方法と
しては、粉末で混合し、熱で溶融もしくは軟化せしめて
磁性粒子に付着せしめる方法、溶剤に溶解もしくは懸濁
せしめて塗布し磁性粒子に付着せしめる方法等、従来公
知の方法がいずれも適用できる。

なお、上記の処理を施した磁性粒子とトナーとは重量比
９８：２〜６０：４０で使用される。

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る。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、スチレンー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
−アミン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−
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、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。

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０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ン化合物、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、ニグロシンヒドロクロライド、サフラニン
γ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、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ｆ七である。

〔実施例〕

以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する０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６０ｍｍ／秒の周速度で回転する。２は矢印す方向に
６６■■／秒の周速度で回転する外径３２ｍｍ、厚さ０
．８１のステンレス（ＳＵＳ３０４）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０．８ルｍ
（Ｒｚ＝）にした。

一方、回転するスリーブｚ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θ）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２００部ｍに設定した。

次に、メタクリル酸メチル共重合体５０ｇと、フェニル
ポリシルセスキオキサン８０ｇとをトルエン１ｕ中に溶
解分散させた゛、この溶液中に粒径的７５〜１００　Ｐ
の不定形の鉄粉１　ｋｇを分散させた後、溶剤を加熱除
去して乾燥し　。

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１２ｐｍ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７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０次いでトナー２０Ｏｆｆｉ量部をそ
の上から添加し、容器３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４０ル腸厚のトナー
のみによる薄層が形成できた。

このトナ一層をブローオフ法により帯電電位を測定した
ところ、−１０，３ｈｃ／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＋　１５０Ｖの電荷
模様を形成し、スリーブ表面との距離を３００ｇｍ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１．４ｋＶで、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
ほ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１００　Ｊ４とし
た。又、メタクリル酸ｎ−ブチル重合体７Ｑｇと、ワニ
ス状ジメチルポリシロキサン（分枝状）５０ｇ（固形分
２０ｇ）とを、キシレン１Ｍ中に溶解した溶液中に、実
施例１で用いた気粉８００ｇを分散し、溶剤除去・乾燥
させ、処理磁性粒子を得た。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部から成るトナーにコロイダ
ルシリカを０．５％外添したものを用い、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０次いでトナー２００重量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。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。

〔発明の効果］ 本発明のトナー塗布方法においては、上記のようにシリ
コーン樹脂とアクリル系樹脂とにより処理された磁性粒
子を使用するので、磁性粒子は磁界により適当に拘束さ
れながらしかも適当な循環性を示し、かつ形成された磁
気ブラシは均一な塗布を可能にするための適度な硬さと
密度を有しており、そのためにトナー保持部材上もしく
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４１１能は著しく改善され、優れた画像を得ることが
可能となった。

【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、■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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、上記磁性粒子
   が、シリコーン樹脂とアクリル系樹脂とにより処理され
   ていることを特徴とするトナー塗布方法。