JPS63123071A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真現像方法に関し、−成分絶縁性トナ
ーを用いて電気的潜像を現像する現像方法に関する。

［従来の技術］ 従来電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９１
号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許第
３．６６６．３６３号明細書）及び特公昭４３−２４７
４８号公報（米国特許第４，０７１，３６１号明細書）
等に記載されている如く、多数の方法が知られているが
、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感
光体」−に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナー
で現像を行なって可視像とし、必要に応じて、紙等の転
写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力等により定
着し、複写物を得るものである。

静電潜像をトナーを用いて可視像化する現像方法も種々
知られている。例えば米国特許第２．８７４．０６３号
明細書に記載されている磁気ブラシ法、同第２，６１８
，５５２号明細書に記載されているカスケード現像法及
び同第２，２２１，７７６号明細書に記載されているパ
ウダークラウド法、ファーブラシ現像法、液体現像法等
、多数の現像法が知られている。これらの現像法におい
て、特にトナー及びキャリヤーを主体とする現像剤を用
いる磁気ブラシ法、カスケード法、液体現像法などが広
く実用化されている。これらの方法はいずれも比較的安
定に良画像の得られる優れた方法であるが、反面キャリ
ヤーの劣化、トナーとキャリヤーの混合比の変動という
２成分現像剤にまつわる共通の欠点を有する。

かかる欠点を回避するため、トナーのみよりなる１成分
系現像剤を用いる現像方法が各種提案されているが、中
でも、磁性を有するトナー粒子より成る現像剤を用いる
方法に優れたものが多い。

米国特許第３，９０９，２５８号明細書には電気的に導
電性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提案さ
れている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性ス
リーブ上に導電性磁性）・ナーを支持し、これを静電像
に接触せしめ現像するものである。この際、現像部にお
いて、記録体表面とスリーブ表面の間にトナー粒子によ
り導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよりｌ
・ナー粒子に電荷が導かれ、静電像の画像部との間のク
ーロン力によりトナー粒子が画像部に付着して現像され
る。この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来の２
成分現像方法にまつわる問題点を回避した優れた方法で
あるが、反面トナーが導電性であるため、現像した画像
を、記録体からバ通紙等の最終的な支持部材へ静電的に
転写する事が困難であるという欠点を有している。

静電的に転写をする事が可能な高抵抗の磁性ｌ・ナーを
用いる現像方法として、トナー粒子の誘電分極を利用し
た現像方法がある。しかし、かかる方法は木質的に現像
速度がおそい、現像画像の濃度が十分に得られない等の
欠点を有しており、実用上困難である。

高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法として、
トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブ等との摩
擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、これを静電像保持
部材に接触して現像する方法が知られている。しかしこ
れらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回数が少
なく摩擦帯電が不十分となり易い、帯電したトナー粒子
はスリーブとの間のクーロン力が強まりスリーブ上で凝
集し易い等の欠点を有しており、実用上困難であった。

本出願人は特開昭５５−１８６５６号公報において、上
述の欠点を除去した新規な現像方法を提案している。こ
れはスリーブ上に磁性トナーをきわめて薄く塗布し、こ
れを摩擦帯電し、次いでこれを静電像にきわめて近接し
て現像するものである。この方法は、磁性トナーをスリ
ーブＬにきわめて薄く塗布する事によりスリーブとトナ
ーの接触する機会を増し、十分な摩擦帯電を可能にした
事、磁力によってトナーを支持し、かつ磁石とトナーを
相対的に移動させる事によりトナー粒子相互の凝集をと
くとともにスリーブと十分に摩擦せしめている事、トナ
ーを磁力によって支持し又これを静電像に接する事なく
対向させて現像する事により地力ブリを防止している事
等によって優れた画像が得られるものである。

これらの磁性トナーを用いた一成分系現像方法はキャリ
ヤーを用いないので、キャリヤーとトナーの混合比率の
調整が不要であり、また、キャリヤーとトナーを充分均
一に混合するための攪拌操作を特に必要としないから現
像装置全体を簡略且つコンパクトに構成できる利点を有
する。

しかしながら、これらの方法は、湿度条件あるいは摩擦
帯電部材等の表面性によって大きな影響を受ける。例え
ば、高湿環境下で、トナーと摩擦帯電部材間の摩擦帯電
量が減少し、画質及び画像濃度の低下をきたすという欠
点を有している。

［発明が解決しようとする問題点］ 最近では複写機のニーズも多様化してきており、特に小
型・軽量・安価であり、かつ高品質なパーソナル向けの
複写機の要求が高まってきている。こうした複写機に於
てはコンパクト性が極めて重視される為に、現像部分も
極めて小型化されており、従って現像スリーブ等も非常
に小さなものとならざるを得ない。この為、こうした超
小型複写機に於ては現像スリーブ」−のトリボ電荷量の
立」ニリが非常にゆったりとしており、その結果、初期
画像濃度が充分でないという問題が存在していた。

こうした問題解決の方法としては、従来スリーブ上にト
ナーとは逆極性の物質を塗布する方法が提案されている
が、この方法では前述した問題は解決するが、これらの
物質がスリーブ」二に永久的に付着したままなので、こ
んどは低湿環境下に於てチャージアップ現象をひきおこ
し、現像ムラ、カブリ現象等の好ましくない弊害が生ず
るという問題があった。

ｒ問題点を解決するための手段及び作用］本発明の目的
は、」−記の如き欠点を全て解消した一成分系絶縁性ト
ナーを用いる現像方法を提供する事にある。

絶縁性トナーを用いて静電潜像を現像する現像方法に於
て、前記トナーに摩擦電荷をイイケする部材の少なくと
も表面がトナーと反対極性に帯電する物質と金属酸化物
微粉末との混合物で表面処理されていることを特徴とす
る現像方法を提供するものである。

以下に本発明の方法について図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明に係る現像方法が適用可能な複写装置又
は記録装置の一例の概略的な構成を示すものであり、勿
論これに限定されない。

１は静電像保持体に相当し、光静電層を含む感光体ドラ
ムであり、表面に絶縁層を有するもの或は有しないもの
、いずれも使用可能で勿論ドラム状に限らずシート状、
ベルト状のものも可能である。２は周知の感光化帯電装
置、３は原稿後、又は光像、或は画像信号により変調さ
れた光ビーム等を投影する光像照射装置である。これに
より静電像保持体Ｉに静電像を形成する。４は現像装置
であり、現像剤担持体４ａを有していて、これにより静
電像保持体１上の静電像に従ったトナー粒子顕画像を形
成する。５は斯かるトナー像を被転写部材６に転写する
装置である。尚転写性向上のため転写前にあらかじめ顕
画像にコロナ放電等により電荷を付与する場合もある。

又、静電像保持体１上の静電像を一旦別の像担持体に移
し、これを現像装置４により顕画像とする、所謂静電像
転写方式を採用することも可能である。７は、トナー像
を被転写部材６に定着するための定着装置であり、加圧
もしくは加熱加圧手段を有する少なくとも２木のローラ
ーから成っている。８は、転写後の静電像保持体１上の
残留トナーを清掃除去し、静電像保持体１の再使用のた
めのクリーニング装置である。

次に本発明で用いる現像工程について説明する。第２図
に本発明で用いる現像工程の一実施態様が断面図で示さ
れる。同図において静電像保持体１が矢印方向に動くと
、多極永久磁石９は回転しないように固定されているの
で、現像剤担体である表面をトナーと反対に帯電する物
質でブラスト処理した非磁性円筒４ｂを静電像保持体１
と同方向に回転することにより、現像剤容器１２から送
られる一成分絶縁性磁性現像剤１１を非磁性円筒面上に
塗布し、かつ円筒面とトナー粒子との摩擦によって、ト
ナー粒子に静電像電荷と逆極性の荷電を与える。さらに
鉄製のドクターブレード１０を円筒表面に近接して（間
隔５０ル〜５００　ｇ）　、多極永久磁石９の一つの磁
極（図示ではＳ極）位置に対向して配置することにより
、トナー層の厚さを薄＜　（３０ｐ〜３００　ｇ）且つ
均一に規制する。この非磁性円筒４ｂの回転速度を調節
することにより、現像剤層の表層速度及び好ましくは内
部速度が静電像保持面の速度と実質的に等速、もしくは
それに近い速度となるようにする。ドクターブレード１
０として鉄のかわりに永久磁石を用いて対向磁極を形成
してもよい。また、現像部において、現像剤担体と静電
像保持面との間で交流バイアスを印加してもよい。

本発明において、−成分絶縁性現像粉に摩擦電荷を付与
する部材とは、現像粉に接触して現像の為に必要な電荷
を付与もしくは補助的に付与しうる部材であって、例え
ばスリーブ、ドクターブレード、現像後スリーブ」二の
残余の現像粉を除去するためのスクレーパー、その他摩
擦電荷付与のために現像粉に接触するように設けた可と
う件部材などがある。

本発明に従って摩擦帯電部材、特に、現像剤支持部材を
兼ねる摩擦帯電部材を処理すると、摩擦帯電部材の表面
にトナーと反対極性に帯電する物質と金属酸化物微粉末
の混合物がその表面にほどよく４１着する。この時混合
物は摩擦帯電部材を被覆すると言う事は生じていない。

摩擦帯電部材、特に現像剤支持部材を兼ねる摩擦帯電部
材（スリーブ）表面を処理すると未処理の状態と比べて
トナーの荷電性が極めて優れた状態となる。この時従来
の方法では、連続複写を行なった場合（特に低湿環境下
）では、電荷蓄積が過大となり、チャージアップ現象を
ひきおこすに至る。

それに対して本発明に従って処理した場合では、摩擦帯
電部材表面のトナーと反対極性に帯電する物質と金属酸
化物微粉末の混合物は複写枚数につれて次第に摩擦帯電
部材表面から現像剤とともに徐々に除去されていくので
、現像剤のトリポ電荷量が充分に立」−った時には混合
物はほとんど摩擦帯電部材表面に存在せず、従ってチャ
ージアップ現象を生じない事が確認されている。即ち、
本発明では必要な間だけ効果を得ると言うコントロール
が、混合物の量比あるいは表面処理時間等を任意に調節
する事で可能となったのである。

また、本発明で使用される帯電物質としては、従来から
荷電制御剤としている物質、例えば負帯電性物質として
は金属錯塩染料や有機顔料などがあり、正帯電性物質と
してはニグロシンや四級アンモニウム塩の他、ジアルキ
ルスズオキサイド、ジアルキルスズボレート等の有機ス
ズ化合物、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエ
チルアミノエチルメタクリレート等のアミン基を有する
高分子化合物、ポリアミン、トリアジン、グアニジン等
の含窒素化合物、トリフェニルメタン系の染顔料などが
挙げられる。

また本発明に使用される金属酸化物微粉末としては酸化
鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化チタン、酸化バ
ナジウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化銅
、酸化バリウム、酸化マグネシウム等、従来公知の金属
酸化物微粉末が挙げられる。

本発明に於る処理方法の具体例としては、前記混合物を
木綿等の布と共に回転するスリーブ上にこすりつける方
法が挙げられ、簡便で好ましい。

また本発明に用いられるトナーと反対極性に帯電する物
質と金属酸化物微粉末の混合量比は適用される複写機の
プロセススピード、帯電物質及び金属酸化物微粉末の粒
度等により異なるが、本発明者の検討によれば、トナー
と反対極性に帯電する物質／金属酸化物微粉末＝　１／
１００〜１０／１の範囲内が好ましく、この範囲外では
均一な表面処理が困難となったり、またチャージアップ
現象と言った弊害が発生し易くなる傾向がみられた。

［実施例］ 次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ 第２図において、現像剤支持部材たる非磁性スリーブと
して直径２０＋ｎｍのアルミニウムスリーブをまず一０
０カーポランダムのみを用いて、吹きつけノズル径７φ
、距離１．（ｌＱｍｍ　、空気圧４　ｋｇ／ｃｍ２　。

２分間の条件でサンドブラスト処理を行なった。

次いで表面処理剤として負極帯電性のブタロシアニング
リーン顔料（商品名工フタロシアニングリーンＢ−６０
９山陽色素社製）と酸化アルミニウム微粉末を重量比ｌ
：５としてコーヒーミルで攪拌混合したものを木綿布に
とり、スリーブ上にこすりつけて表面処理を行なった。

このスリーブを重版の普通紙複写機（商品名；ＰＣ−２
０、キャノン酸）に適用し、スチレン−メタクリル酸ブ
チル共重合体８０重量部、スチレン−ブタジェン共重合
体２０重量部、磁性粉６０重量部、ニグロシン２重量部
とから成るトナーに、湿式法で製造したコロイダルシリ
カを疎水化処理したシリカをトナーに対して０．５重量
％外添し、現像剤として常温常湿下（およそ２０°Ｃ相
対湿度５０％）現像テストを行った。この時の画像濃度
は初期から１．２以」二と良好であり、４０００枚複写
を繰り返したが、画像濃度及び画質は耐久前とほぼ同等
であった。

さらに、低温低湿（ｉｏ″Ｃ，１０％）下でも、画像濃
度は１．３前後を推移し濃度低下もなく、チャージアッ
プ現象はみとめられず、塗布層も均一で塗布ムラもなく
、画像中の濃度ムラも生じなかった。

更に高温高湿（３０°Ｃ１相対湿度９０％）下に於ても
画像濃度は１．２以」−と良好であった。

上記の現像テストにおける画像濃度の変化を表１に示す
。

実施例２ 第２図において、現像剤支持部材たる非磁性スリーブと
して直径１６ｍｍのステンレススリーブをブラスト砥粒
として鱈６００カーポランダムヲ用い、吹きつげノズル
径７φ、距９１００ｍｍ、空気圧４　ｋｇ／ａｍ２．２
分間の条件でサンドブラスト処理を行なった。次いで表
面処理剤として正極帯電性ニグロシン染料と酸化チタン
微粉末を重量比１：ｌとしてコーヒーミルで攪拌混合し
たものを実施例１と同様な方法で表面処理した。

ポリエステル樹脂から成る絶縁層、ＧｄＳとアクリル樹
脂とから成る感光層及び導電性基板の３層よりなる感光
ドラムの絶縁層表面に＋６ＫＶのコロナ放電により一様
に帯電を行ない、次いで原画像照射と同時に７ＫＶの交
流コロナ放電を行なった後、全面一様に露光し、感光体
表面に電気的潜像を形成した。

前記潜像を、上記ノスリーブを用いてスリーブ表面磁束
密度８００ガウス、穂切りブレード−スリーブ表面間距
離０．２ｍｍのスリーブ回転マグネット固定（スリーブ
周速はドラムのそれと同じで５０ｍｍ／ｓ、回転方向は
逆）型現像器を前記感光ドラム表面−スリーブ表面間距
離は０．２５ｍｍに設定し、スリーブに８００Ｈｚ　Ｉ
　ＫＶの交流及び１５０Ｖの直流バイアスを印加してス
チレン−メタクリル酸ブチル共重合体１００重量部、磁
性粉６０重量部、負性荷電制御剤として、金属錯塩染料
２重量部から成るトナーに、外添物として疎水性コロイ
ダルシリカをトナーに対して０．３重量％添加混入した
ものを現像剤として用いて現像し、次いで転写紙の背面
より一７ＫＶの直流コロナを照射しつつ粉像を転写し、
複写画像を得た。この時の画像濃度は初期から１．２以
上と良好であり、さらに、低温低湿（１０°Ｃ１相対湿
度１０％）下でも画像濃度は１．４であり、連続５００
０枚の複写に於てもチャージアップ現象は発生しなかっ
た。

上記現像テストにおける画像濃度の変化を表１に示す。

比較例１ 実施例１に於てフタロシアニングリーン顔料と酸化アル
ミニウム微粉末との混合物によるスリーブ処理工程を除
く事の他は実施例１と同様に行なったところ、画像濃度
は初期０．８程度と低く、不充分なものであった。

上記現像テストにおける画像濃度の変化を表１に示す。

比較例２ 実施例２に於て表面処理剤を正帯電性ニグロシン染料の
みとする事の他は実施例２と同様に行なったところ、低
温低湿環境下ではおよそ１５００枚複写後チャージアッ
プ現象が生じ、画像に著しい濃度ムラが発生した。

」二重現像テストにおける画像濃度の変化を表１に示す
。

［発明の効果］ 以−Ｌ説明したように、絶縁性トナーを用いて電気的潜
像を現像する現像方法に於て、前記トナーに摩擦電荷を
Ｈ４する部材の少なくとも表面がトナーと反対極性に帯
電する物質と金属酸化物微粉末との混合物で表面処理さ
れていると言う現像方法により、低湿環境下でのチャー
ジアップ現象をひきおこす事なく、初期に於るトナーの
摩擦帯電電荷量の立上りを良好にし、初期画像濃度をア
ップし、かつ高湿下に於ても画像濃度の低下を防止する
事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像方法が適用可能な複写装置又
は記録装置の一例の概略を示す説明図、第２図は現像工
程の一実施形態を示す断面図である。 １・・・静電像保持体、 ２・・・感光化帯電装置、 ３・・・光像照射装置、 ４・・・現像装置、 ４ａ・・・現像剤相持体、 ４ｂ・・・非磁性円筒、 ５・・・転写装置、 ６・・・被転写部材、 ７・・・定着装置、 ８・・・クリーニング装置、 ９・・・多極永久磁石、 １０・・・ドクターブレード、 １１・・・−成分絶縁性磁性現像剤、 １２・・・現像剤容器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性トナーを用いて電気的潜像を現像する現像方法に
   おいて、前記トナーに摩擦電荷を付与する部材の少なく
   とも表面がトナーと反対極性に帯電する物質と、金属酸
   化物微粉末との混合物で表面処理されていることを特徴
   とする現像方法。