JPS6227751A - 静電潜像用現像剤 - 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、複写機、静電プリンタ等で形成した静電面像
を可視像にする際に使用する現像剤に関づる。

従来の技術 静電潜像保持体上に形成された静電潜像を現像づる乾式
現像装置としては、従来からトナーとキャリレーとから
成る二成分現像剤を使用し、キャリヤーとの摩擦帯電に
よりトナーに電荷を与えて帯電されたトナーを静電潜像
に静電吸着させる二成分現像装置が盛んに開発され実用
に供されている。二成分現像方法の代表的なものはカス
ケード現像方法及び磁気ブラシ現像方法が挙げられる。

ベタ黒再現性等のコピー質の観点から、最近は磁気ブラ
シ現像方法が主流になりつつある。このようにトナーと
キャリヤーとから成る二成分現像剤を使用した現像方法
は充分に実用に耐えるものであるが、最近になって現像
装置の設置スペースのコンパクト化及び現像剤劣化防止
等の観点から、トナーのみから成る一成分現像剤を使用
した一成分現像方法及び装置が提案されるようになり、
この中でも透明性が高いという観点から非磁性現像剤を
採用してカラー現像に応用し良い結果を１ｑている。

この非磁性−成分現像法としては、従来米国特許第２．
８９５．８４７ｇ、第３．８９３．４１８号に開示され
たタッチダウン現像法が一般に良く知られており、この
現像法では現像剤に電荷を与える手段としてコロトロン
による放電を行なっている。この方法は手軽ではあるが
、装置が大きくまた定期的にコ１コト【１ンワイヤーを
清掃する必要がある等の多くの欠点を有している。

特開昭４７−１３０８８号、特開昭４７−１３０８９号
には、インプレッション現像及びインプレッション現像
に適したドブ−分配工程に関する発明について記載され
ている。インプレッション現像は、トナーを担持し光導
電材へ搬送する加圧現像ドラム、トナー分配ブレードか
らなり、加圧現像ドラムが回転してトナー分配ブレード
の下を流れるトナーがブレードとの接触によりＪ！擦帯
電され均一層を形成し光導電材に接触して選択的に静電
潜像に転写する。そしＣ前記トナー分配ブレードは円形
の先端を有するポリテトラフルオロエチレン等からなる
ドクターブレードでこれを１〜３個使用ししている。−
り加圧現像表面は、例えば樹脂−グラフフィトで形成し
、その’Ｔ４Ｊには可撓性導電体及び弾力性の裏打ち材
となっている。

しかしこのような構成においてもより高品位なコピー画
像を青るためには、加圧現像表面にトナーのより均一で
薄い層を形成し、トナーに適度な帯電電荷を付与しなけ
ればならない。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上述した特に非接触のクッチダウン現像法にあ
っては、現像剤担持体、ヒの現像剤を静電潜像保持体上
の静電潜像に応じて適度に現像剤が飛翔して静電潜像に
付着するのを助けるため、現像バイアスとして交流電圧
を印加しているのであるが、現像剤担持体の表面に現像
剤が比較的強い静電吸着力により付着していることから
、この現像剤を静電潜像保持体上に飛翔させるためには
かなり高い交流電圧を印加する必要があり、これにより
しばしば現像バイアスがエアーブレークダウンを起して
しまうという問題があった。エアーブレークダウンを起
すことにより、現像装置におレプる交流バイアス電圧や
前記間隙距離等の現像条件の設定許容範囲が狭くなると
いう問題を生じている。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、現像条件の設定許容範囲が広く現像バイアスのエアー
ブレークダウンの起こり難い非接触タッチダウン現像法
に適用する静電潜像用現像剤を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 従来の問題点を解決するために、本発明の静電潜像用現
像剤は、キャリヤーを有しないトナーに該トナーの帯電
電極と逆極性の帯電極性をもつ添加剤を含有したことを
特徴とする。

本発明の望ましい実施態様によれば、現像剤として使用
するトナーは、スチレン、スチレンアクリル、アクリル
、ポリエステル、スチレンアレイン酸、エポキシ、ポリ
プロピレン等の結着剤８０〜９０重量％と、カーボンブ
ラン９１０重母％と、含クロム錯塩染料等の帯電制御剤
５〜１５重け％とからなり、これらを練り込み１〜５０
μ卯に粉砕し、ざらに分級により粒径５〜１５μｍの粒
子に揃えたものである。負極性帯電１−ナーとしては、
含金染料を含有づるトナーが一般的であり、正極性帯電
トナーとしては、ニゲ［コシン染料や第四級アンモニウ
ム塩等を含む例えばアミノ基含有トナーが挙げられる。

負帯電性をもつ添加剤としては、Ｒ−９７２、Ｒ−９７
４、Ｒ−８０５、Ｒ−８１２、Ｒ−１７０１アエロジル
２００．アエ【」ジル３００（以上日本アエＬ１ジル社
製）、Ｍ−５、ＭＳ−７、ＭＳ−７５、ＭＳ−５、ＥＨ
−５（以上キャボット社製）等があげられる。また正帯
′電性をもつ添加剤としては、ＲＡ・−２００、ＲＡ−
２００８（日本アエロジル社製）や、疎水化しないシリ
カ表面をアミノオイルやアミノシラン、イミン化合物簀
で処理したものがあげられる。

添加剤の含有量は、前記トナーに対し０．０５〜１重社
％の範囲にするのが望ましい。尚前記トナーに対する添
加剤の添加方法としては、■ブレンダーやヘンシェル混
合器を用いるのが望ましい。

本発明を適用する望ましい現像装置としては、第１図に
示すように構成する。すなわち、ホッパー１内に貯蔵し
た前記組成から成る現像剤２を重力により現像剤供給部
材３に供給し、現像剤供給部材３と現像剤担持体４の摺
擦により該現像剤を摩擦帯電したあと帯電規制部材５に
該現像剤を移送しここで現像剤にさらに充分な電荷を付
与すると共に均一な現像剤薄層を現像剤担持体４上に形
成することにより、この現像剤薄層が静電潜像保持体６
と対向づる現像領域にて静電潜像に飛翔し、もって該静
電潜像を可視像にするようになっている。

現像剤供給部材３はステンレス鋼製の芯金の外周にスポ
ンジを介してエチレンプロピレンダイマテリアル（ＥＰ
ＤＭ）から成るゴム層を接着して成り、現像剤担持体４
の周面と深さ約１＃ｌ＃Ｉで圧接しながら回転している
。現像剤担持体４は鉄製の中空円筒部材の表面に半導電
性樹脂としての比抵抗１０〜１０１０Ω・αのフェノー
ル樹脂を厚さ例えば１ｍに被覆して構成されている。帯
電規制部材５は、板バネ材から成る弾性体８と例えばシ
リコーンゴムから成る軟弾性体９とから構成され、例え
ば板厚０．１ｍ＋の板バネ材から成る弾性体８に前述し
た軟弾性体９を接着して構成されている。

１１は、ロアシール材で厚さ２００μｍのポリエステル
フィルムからなり、図のようにホッパー１の下端から折
曲して現像剤担持体４に圧接している。

しかして、ホッパー１内の現像剤２は現像剤供給部材３
と現像剤担持体４との摺擦により摩擦帯電されて電荷が
与えらえたあとに現像剤担持体４上に付着しながら帯電
規制部材５ｉ、：移送され、該帯電規制部材５により所
定厚さの薄層の現像剤層に形成されると共に帯ｆＪＩ制
部材５により所定の極性をもつ充分な電荷が付与される
。

この充分な電荷を付与された現像剤Ｒ層は、現像剤担持
体４に電源１０で直流重畳交流バイアス電圧を印加しな
がら現像剤担持体４を回転することにより静電潜像保持
体６に送られ、静電潜像保持体６上の静電潜像と現像剤
担持体５との門の電界により静電潜像に向けて飛翔し、
該静電潜像上に付着させられて静電潜像を可視像にする
。

静電潜像保持体６と現像剤担持体４との間の現像領域Ａ
は例えば２００μｍの間隙をもって保持されており、静
電潜像１２は例えば２００〜１０００ｖに帯電され、現
像剤担持体４に印加される現像バイアスは直流電圧３０
０Ｖに交流電圧２４００Ｖ　　、２．４ｋＨ７がｍ　ｉ
ｘ　サレ−Ｃｌ／Ｎ　６゜ｐ 作　　　用 本発明の静電潜像用現像剤を用いると、例えば第２図に
示すように、現像剤担持体４に印加する交流バイアス電
圧及び静電潜像保持体６−現像剤担持体４間の間隙距離
に関し、現像剤１■持体４上の現像剤を静電潜像保持体
６上の静電潜像に飛翔して付着する際エアーブレークダ
ウンを起こすことなくかつ現像剤を確実に飛翔させるこ
とのできる現像条件設定範囲を大幅に拡張することが可
能になる。

すなわち、現像剤担持体４と静電潜像保持体６どの間に
生じる交番電界により現像剤のうちのトナーのもつ帯電
極性と逆極性の帯電電荷をもつ添加剤が、静電潜像１２
上に付着りる際微妙に作用することにより静電潜像１２
を適正に可視像化することができる。

以下本発明の実施例を挙げてその作用効果を明らかにす
ることにする。

実施例　１ 第１実施例における現像剤のトナーは、結着剤としての
熱可塑性樹脂としてスチレン、スチレンアクリル、アク
リル、ポリエステル、スチレンアレイン酸、エポキシ、
ポリプロピレン等を用い、これらにカーボンブラック１
０重量％、負帯電性の帯電制御剤としで含りｒ」ム３１
１塩染料を５〜１５重量％の割合で練り込み、粉砕、分
級により粒径５〜１５μｍに揃えたものを用いた。

この負帯電性トナーに対し°Ｃ正帯電性添加剤としてＲ
Ａ−２００Ｈ（日本アエロジル社製）を０゜５重量％を
添加し、これらをヘンシェルミキサーに入れ羽根を７７
７１／秒の周速で回転しながら１０秒間撹拌したものを
用いた。

比較例１としては、上記実施例１と同じ負帯電性のトナ
ーを用い、これに同極性の負帯電性添加剤Ｒ−９７２（
日本アエロジル社製）を０．５手間％添加し、これらを
実施例１と同−設定条件のもとでヘンシェルミキサーに
いれ撹拌したものを用いた。

このようにしで得られた現像剤を第１図に示す現ＩｆＪ
１装置に適用した。この現像装置を説明すると、まずホ
ッパー１内の現像剤２を重力により現像剤供給部材３上
に供給し、該現像剤供給部材３と現像剤担持体４の摺擦
により該現像剤を８擦帯電したあと帯電規制部材５に該
現像剤を移送し、ここで現像剤にさらに充分な電荷を付
与すると共に均一な現像剤薄層を現像剤担持体４上に形
成することにより、この現像剤１１１１が静電潜像保持
体６と対向する現像領域にて静電潜像に飛翔し、もって
該静電潜像を可視像にするようになっている。

現像剤供給部材３はステンレス鋼製の芯金の外周にスポ
ンジを介してエチレンプロピレンダイマテリアル（ＥＰ
ＤＭ）から成るゴム層を接着して成り、現像剤担持体４
の周面と深さ約１＃ＩＩＩで圧接しながら回転している
。現像剤担持体４は鉄製の中空円筒部材の表面に半１１
１ｆｆ性樹脂として比抵抗１０〜１０１０Ω・αのフェ
ノール樹脂を厚さ例えば１姻に被覆して構成されている
。帯電規制部材５は、板バネ材から成る弾性体８と例え
ばシリコーンゴムから成る軟弾性体９とから構成され、
例えば板厚０．１ｉｕの板バネ材から成る弾性体８に前
述した軟弾性体９を接着して構成されでいる。

１１は、ロアシール材で厚さ２００μｍのポリエステル
フィルムからなり、図のＪ：うにホッパー１の下端から
折曲して現像剤担持体４に圧接している。

しかして、ホッパー１内の現像剤２は現像剤供給部材３
と現像剤担持体４との摺擦によりＩ９擦帯電されて電荷
が与えらえたあとに現像剤担持体４上に付着しながら帯
電規制部材５に移送され、該帯電規制部材５により所定
厚さの７ｉｏ層の現像剤層に形成されると共に帯電規制
部材５により所定の極性をもつ充分な電荷が付与される
。

この充分な電荷を付与された現像剤薄層は、現像剤担持
体４に電源１０で直流重畳交流バイアス電圧を印加しな
がら現像剤担持体４を回転することにより静電潜像保持
体６に送られ、静電潜像保持体６上の静電潜像と現像剤
担持体５との間の電界により静電潜像に向けて飛翔し、
該静電潜像上に付着させられて静電潜像を可視像にする
。

この現像装置に実施例１及び比較例１の各現像剤を適用
し、現像剤担持体４に印加する交流バイアス電圧及び静
電潜像保持体６−現像剤担持体４間の間隙距離に関する
現像設定条件の許容範囲について測定したところ、第２
図に示すような結果を得た。

第２図に示すグラフから明らかなように、一般に現像剤
担持体４に印加する交流バイアス電圧が過度に大きくな
るとエアーブレークダウンを発生し、逆に該交流バイア
ス電圧が過度に低いとトナーの飛翔不良を発生ずること
がわかる。例えば間隙距離を２００μｍに設定すると、
このとき使用できる交流バイアス電圧の印加範囲は、比
較例１でΔ５００ｖ　（２７００〜３２００■）である
ｐ のに対し、実施例１でΔ１７００Ｖ、、（１５００〜３
２００Ｖ）になり、大幅に改善された。

衷ＩＬ−２ 第２実施例における現像剤は、正帯電性トナーに対し負
帯電性の添加剤を含有した。すなわち、帯電制御剤とし
てニグロシン染料や第四級アンモニウム塩などを含有し
その他の結着剤としての熱可塑性樹脂、カーボンブラッ
クについては実施例１と同様のものを用い、これらを実
施例１と同様の条件で練り込み、粉砕、分級により５〜
１５μｍの粒径に揃えたものを用いた。、 負帯電性の添加剤は、前記正帯電性トナーに対し、Ｒ−
９７２（日本アエロジル社製）を０．５重量％含有した
ものを用いた。

比較例２としては、前記実施例２の正帯電性トナーに対
し同極性の正帯電性添加剤ＲＡ−２００Ｈを０．５重量
％含有したものを用いた。

第１図に示す現像装置に実施例２及び比較例２の各現像
剤を適用し、現像剤担持体４に印加する交流バイアス電
圧及び静電潜像保持体６−現像剤担持体４の間隙距離に
関し現像条件設定許容範囲を測定したところ、該間隙距
離２００μｍにおける使用可能な交流バイアス電圧の印
加範囲が、比較例２でΔ３００Ｖ、、であったのに対し
実施例２ではΔ１５００Ｖ、腎なり大幅に改善されるこ
とがわかった。

実施例　３ 第３実施例では、第１図に示す現像剤供給部材３に代え
て、第３図に示づような二成分マグネッ１〜現像機１３
を取付けた現像装置を用いることにより、前記実施例１
及び実施例２に示したようなトリーに対し逆極性の帯電
性をもつ添加剤を含有した現像剤を使用したときの現像
条件設定許容範囲を測定したところ、実施例１及び実施
例２と同様に交流バイアス電圧の印加範囲が大幅に拡張
されることが判明した。

尚この実施例で適用した現＠装置について詳述すると、
第３図のように構成されている。即ち、ホッパー１４内
にはトナーとキ１Ｆリヤーの二成分現像剤が混入されて
おり、これらを磁気ロール１５の周りを回転するスリー
ブ１６により現像剤担持体４の周面に運搬するようにし
ている。スリーブ１６と現像剤担持体４との対向領域で
は、キャリヤーとの摩擦帯電により帯電されたトナーが
現像剤担持体４上に付着され、キレリヤーについてはホ
ッパー１４内に回収されるようになっている。

そして、現像剤担持体４上に付着されたトナーは、実施
例１の場合と同様に帯電規制部材５により所望の極性を
もつ充分な電荷が付与され、現像剤担持体４上に均一な
現像剤薄層を形成するようになっている。

及ｍｏｓ里 木発廚によれば、現像剤としてキャリヤーを有しないト
ナーに該トナーの帯電極性と逆極性の帯電特性をもつ添
加剤を含有したので、このような現像剤を用いることに
より、現像剤の飛翔不良を回避しかつ現像バイアスのエ
アーブレークダウンの起ることのない現像条件の設定許
容範囲を大幅に拡張することができる。

したがって、静電潜像保持体と現像剤担持体の間を所定
の間隙をもって非接触な状態に保持し、現像剤担持体に
交流バイアス電圧を印加したとき該間隙に生じる交番電
界が多少変動した場合にも、現像剤の飛翔不良を確実に
回避すると共にエアーブレークダウンを起こすことなく
静電潜像に応じた適正な現像を行に２うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像剤を適用する現＠装置の一例をあ
られす概略構成図、 第２図は本発明の一実施例における現像剤を適用した場
合の現像条件の設定許容範囲をあられすグラフ、 第３図は本発明の現像剤を適用する現像装置の他の例を
あられり第１図に対応する概略構成図である。 １・・・ホッパー、　　　　２・・・現像剤、３・・・
現像剤供給部材、　４・・・現像剤担持体、５・・・帯
電規制部材、　　６・・・静電潜像保持体、１０・・・
電源、　　　　　　１２・・・静電潜像。 第１図 育す吃ソσｔｄ＄−櫂、１象・月お吟所ｒ町りｒ−ｚ歌
Ｃアｍ）；１頁の続き ［発　明　者　　梶　本　　　昌　嗣　海老名市本郷２
２７４番地業所内 １発　明　者　　立　花　　　英　清　海老名市本郷２
２７４番地）発　明　者　　塚　越　　　−彦　　海老
名市本郷２２７４番地業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャリヤーを有しないトナーに該トナーの帯電極
   性と逆極性の帯電極性をもつ添加剤を含有したことを特
   徴とする静電潜像用現像剤。
2. （２）前記トナーに対し前記添加剤を０．０５〜１．０
   重量％含有したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の静電潜像用現像剤。