JPS63234264A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、電子写真装置又は静電記録装置に用いられ
ている、感光体等の像担持体に形成された静電潜像に、
現像剤を付着させてこれを現像する現像方法に関する。

（従来の技術） 電子写真装置または静電記録装置において、感光体や誘
電体等からなる静電像保持体上に形成された静電潜像を
可視像化するために、従来がらトナーとキャリアとから
なる現像剤を用いて現像する二成分系現像法が画質の良
い現像方法として広く用いられている。

しかしながら、この二成分系現像法は上記のような利点
を有する反面、以下に示すような欠点があった。

■　トナーは、トナーとキャリア間の相互摩擦により摩
擦電荷を受けとるが、長期にわた夛使用していると、キ
ャリア表面がトナーの組成物にょりて汚染されて充分な
電荷を獲得できなくなる。

■　トナーとキャリアとを混合する場合、所定範囲の混
合比に調整する必要があるが、長期にわたシ使用してい
ると、その混合比が変動して所定範囲から外れてしまい
良好な現像が得られなくなる。

■　一般に、キャリアとしては表面を酸化した、　鉄粉
若しくはガラスピーズが多用されているが、これらのキ
ャリアによって感光体の表面が機械的に損傷を受は寿命
が短かくなってしまう。

このようなことからトナーのみから成る一成分現像剤を
用いた各種の現像方法が提案されている。

とりわけ、−成分現像剤として、磁性粉を含有させ良磁
性トナーと呼ばれるトナーを用いた現像方法が多数提案
されている。

しかしながら、これらの方法にも次のような欠点がある
。すなわち ■　比較的比抵抗の小さい磁性トナーを用いるので、現
像後の静電潜像上の現像を普通紙等の支持部材へ転写す
る場合、静電的に転写することが困難である。特に、多
湿の雰囲気下では、トナーが充分に電荷を保持できない
ため充分な転写が得られない。

■　トナーが多量の磁性粉を含有しているが、磁性粉は
一般に黒っぽいマグネタイト製であるため暗色以外のカ
ラートナーが得られない。

このため、最近、二成分系現像法に用いられていた磁性
粉を含有せず比抵抗の大きい一成分トナーを用いた現像
方法が提案されている。

このような現像方法としては、例えば米国特許第２８９
５８４７号、同第３１５２０１２号、特公昭４１−９４
７５号、同４５−２８７７号、同５４−３６２４号等に
記載されているタッチダウン法、インプレッシ冒ン法、
ジャンピング法に基づくものがあげられる。

しかしながら、このような−成分系現像法に二成分系現
像法で用いられているトナーを用いた場合、以下に述べ
るように樵々の問題が往じる。

第１に、このような方法を用いた場合には、摩擦帯電の
発主量が不十分になるとい、う問題がある。

一般に、−成分系現像法においては、トナーはトナー担
持体と効率よく、シかも極めて短時間に帯電し、感光体
ドラムもしくは誘電体に形成された静電潜像を非接触で
可視像化するに十分な帯電！（例えばセレンの感光体ド
ラムを用いた場合にはマイナス０．５〜１５μｃ／７−
程度）を得る必要がある。

しかし、従来の二成分系現像法に用いられ九トナーと、
トナー担持体との摩擦帯電では可視像化するに充分な帯
１１Ｌｆが得られないという問題がある。すなわち、従
来の二成分系現像法においては、可視像化するに必要な
帯電量を得るために充分な時間をかけてトナーとキャリ
アとの摩擦帯電を行なっているが、−成分系現像法にお
けるトナーとトナー担持体との摩擦帯電では摩擦帯電時
間が短かく、可視像化するに必要な帯電量が得られない
のである。

第２に、トナー担持体表面に極めて薄く且つ平均にトナ
ーを塗布する必要があるが、二成分系現像法に用いられ
ているトナーでは、このような薄い層の形成が困難であ
るという問題がある。

従来の薄い層の形成過程の一例を第２図を用いて説明す
る。第２図に示すように、トナー担持体１に対して弾性
ブレード２は２０　Ｖｍ〜５００ｉ！／ｍの圧力で圧接
され、トナー容器３中のトナー４は、トナー担持体１の
回転により搬送されつつ、弾性ツレード２によりトナー
担持体１の表面に極めて薄く平均に塗布される。したが
って、トナー４には、流動性、耐凝集性が良いことが要
求される。

しかるに、トナー容器３中のトナー４は充分に帯電され
ないとトナー担持体１の回転により搬送される過程で、
往々にして凝集性を帯び塊状になって、トナー担持体ｌ
の表面にトナーが塗布されないという問題があっ九。

また、帯電を高めるために、弾性プレート９２の圧力を
高めるとトナー担持体１により搬送されてきたトナー４
は、弾性ブレード２とトナー担持体１間の面圧によりこ
れらの接触部におｈて急激に高い圧力を受けることにな
り、このため摩擦熱が発生してトナー４を軟化させトナ
ー担持体１の表面に固着して、薄く平均にトナーが塗１
．されなくなるという問題があった。

さらに、軟化点が高くなると定着温度が高くなり、通常
の電子複写機、プリンタなどに用いるには支障をきたす
場合がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、現像剤として一成分系現像剤を用いた
従来の現像方法によれば、現像剤を充分に且つ均一に摩
擦帯電できないために、画像濃度が低下したり、地かぶ
ｐが発生するので鮮明な画像を得ることができないとい
う問題点がある。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鮮明な
画像を得ることができる現像方法の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明に係る現像方法は、静電潜像が形成された像担
持体に、現像剤層を間隙を空けて対向させ、この間隙に
交番電界を印加して静電潜像を現像する現像方法におい
て、前記現像剤は着色材を含有する着色主粒子と、白色
又は無色の添加粒子とを有することを特徴とする。

現像剤に用いられる着色主粒子としては、そのガラス転
、移点が５０℃以上、軟化点が１１０℃以上１６０℃未
満であることが好ましい。ガラス転移点が５０℃未満で
あると保存安定性が低下するからである。また、軟化点
が１１０℃未満であると、定着時に定着ローラに融着す
るいわゆるオフセットが生じ易くな５．１６０℃を超え
ると定着しにくくなるからである。

添加粒子は着色粒子に対して逆極性の帯電性を有してい
ることが好ましい。この場合、着色粒子を摩擦帯電した
際に、自身は逆極性に帯電することにより着色主粒子の
帯電を促進させるとともに着色粒子に電価を強く保持さ
せることができる。

また、着色主粒子は層形成部材により現像剤担持体に圧
せられる際及びその以前に、現像剤内で添加粒子と接触
して摩擦帯電されるから、層形成部材のみによる摩擦帯
電の場合よりも、充分に且つ確実に帯電させることがで
きる。

着色粒子に対する添加粒子の添加量は、０．０５ｗｔ％
（重ｉ′ｔｓ）以上１０　ｗｔチ以下が好ましい。

０、０５　ｗｔ％未満の場合には着色主粒子との摩擦帯
電における予備帯電効果が充分に得られない。また添加
粒子の添加量が１０ｗｔ％を越えると、相対的に着色主
粒子の濃度が低くなり、画像濃度が低下する。

添加粒子の粒径は、その５０％重量平均粒子において、
着色主粒子の粒径の１１５以下が好ましい。

添加粒子の粒径が１７５を越えると画像濃度が低下する
。

尚、着色主粒子には、帯電を制御する目的で、含金属染
料、ニグロシン系、ポリアミン系等の帯電調節剤を添加
しても一向よい。また、必要に応じて、耐オ７セ、ト特
性を向上させる為にワックスを添加してもよい。

さらに、必要に応じて着色主粒子（トナー）の流動性、
耐凝集性を向上させるため、例えばコロイド状シリカの
ようなトナーと同極性の疎水化されたコロイド状微粒子
を、トナーの帯電量に悪影響を与えない程度添加しても
よい。

着色主粒子に用いられる樹脂には、公知の材料が使用さ
れる。

例えば、ポリスチレン、ポリスチレン−ブタジェン共重
合体、スチレン−アクリル共重合体等のスチレン系共重
合体、ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合
体、ポリエチレン−ビニルアルコール共重合体のような
エチレン系共重合体、フェノール系樹脂、？リアミド樹
脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸系樹脂、ポリメチル
メタクリレート、ぼりアクリル酸、ポリビニルブチラー
ル、脂肪族又は指環族炭化水素樹脂、芳香族炭化水素等
のｂわゆる石油樹脂、塩素化・ぐラフイン、低分子量ポ
リエチレン、低分子量−リプロピレン、ワックス類等、
及びこれらの混合物である。

着色主粒子に用いられる着色剤としては、例えばカーが
ンブラック、ファーストイエローＧ、ベンジジンイエロ
ー、ピグメントイエロー、インドアアースト、オレンジ
、イルガジンレ、ド、カーミンＦＢ、ノぐ一マネントＭ
ルドーＦＲＢ、ヒグメント・オレンジＲ，リソールレ、
ド２Ｇ、　レーキ・し、ドＣ１ローダミンＦＢ、　　ロ
ーダミンＢレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメント
ブルー、ブリリアント・グリーンＢ１フタロシアニング
リーン、キナクリドンなどの公知の着色剤が使用される
。

添加粒子には、実質的に白色又は無色の公知の材料が用
いられる。

例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、
酸化亜鉛、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、チタ
ン酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化スズ、酸化イン
ジウム等の無機酸化物、表面をシランカップリング剤、
チタンカップリング剤等カップリング剤、シリコーンオ
イル等で。

表面処理した無機酸化物、 ポリスチレン、Ｉリスチロン・ブタジェン共重合体、ス
チレン−アクリル共重合体等のスチレン系共重合体、ポ
リエチレン及びエチレン系共重合体、ポリメチルメタク
リレート等の脂肪族又は脂環族共重合体、 シリコーン樹脂、テフロン等の微粉末、及び表面を力、
プリング剤、シリコーンオイル等で表面処理した樹脂の
微粉末、等の材料が用いられる。

（作用） この発明に係る現像方法によれば、像担持体の静電潜像
を現像する場合には、添加粒子が着色主粒子の帯電を促
進するため着色主粒子のみが選択的に現像に寄与する。

しかし仮に添加粒子が靜ｖＬ層像に付着しても、添加粒
子が白色または透明であるため現像画像には現われない
。

（実施例） 以下に、添付図面の第１図を参照してこの発明の実施例
を詳細に説明する。

この発明の実施例に用いられる現像装置１０において、
現像剤担持体としての現像スリーブ１１には、その周面
に現像剤の薄層を形成するための弾性ブレード１２が約
２０７７ｃｍ乃至約５００　？／ａｎの圧力で圧接され
ている。トナー容器１３内には、現像スリーブ１１に現
像剤１６を供給する供給ロール１４が、現像スリー１１
１に接して設けられているとともに現像スリーブの回転
方向（矢印Ａ）と逆方向（矢印Ｂ）に回転するように構
成されている。容器１３内には、更に、ここに収納され
ている現像剤１６を攪拌する攪拌羽根Ｉ５が回転可能に
設けられている。現像スリーブ１１の下部には、現像ス
リーブ１１に残存している現像剤を回収する回収ブレー
ド１７が接触されている。

尚、静電潜像が形成された感光体１８と現像スリーブ１
１との間には、直流バイアス、交流バイアス、または直
流と交粒とを重畳してバイアスを印加する電源１９が接
続されている。

次に、この現像装置１０の動作についで説明する。容器
１３内に収納されている現像剤は、攪拌羽根１５の回転
により攪拌される。この場合、現像剤を構成している着
色粒子Ｔ１と添加粒子Ｔ２（第３図参照）とは互いに摩
擦接触して摩擦帯電される。

このように予備的に帯電された現像剤１６は供給ロール
１４により搬送されて、スリーブ１１に擦シ付けられる
。現像スリーブ表面の現像剤は弾性ブレード１２により
圧せられて、その層厚が制御されているとともに、現像
剤１６を現像スリーブ１１に擦すシ付けて摩擦帯電させ
る。そして充分に帯電された現像剤１６は感光体１８に
対面する位置に搬送される。

この場合のトナーの状態を第３図に示す。この第３図か
ら明らかなように着色粒子Ｔノはプラスに帯電されてお
り、これを核とするように、その周囲にはマイナスに帯
電された添加粒子Ｔ２が付着される。そして着色粒子Ｔ
１と添加粒子Ｔ２とは互いにその帯電を保持しあるいは
強めあっている。

また、第２の添加粒子Ｔ３を添加した場合の模式図を第
４図に示す。この場合、第２の添加粒子Ｔ３としてトナ
ーの流動性、耐凝集性を向上させるため、コロイド状シ
リカのようなトナーと同極性の疎水化されたコロイド状
微粒子を、トナーの帯電量に悪影響を与えない程度添加
することもできる。このように第２の添加粒子を加える
場合、添加粒子Ｔ２に比して、更に小さい粒径とするこ
とにより、添加粒子Ｔ２との付着力（ファンデルワール
ス力、静電力等）が大きく、現像の電界下では、分離し
ないようにすることにより、目的の機能をそこなうこと
なく、更に特性改善が達成される。尚、必要に応じて、
熱気処理により、融着させることにより分離しにくい接
着が可能である。

現像剤１６と感光体１８との対面位置において、現像ス
リーブ１１には交流電圧が印加されているから、現像剤
は現像スリーブ１１を遠ざかる方向及び戻る方向に往復
運動をくり返しながら感光体１８に形成された静電潜像
に付着する。この場合のトナーの動作を第５図を参照し
て説明する。トナーを構成する着色粒子で１と添加粒子
Ｔ２とは、交流電界下で振動力を受け、かつそれぞれが
、異極性になっているために、分離され、可視情報をも
つ着色粒子ＴＩは画像部人に、そして不可視の無色の添
加粒子Ｔ２は、非画像部Ｂに飛翔付着される。尚、着色
粒子で１から添加粒子Ｔ２が分離しない場合にも、各粒
子ＴＩ、Ｔ２のトータルとしての電荷量は、所望の極性
（本例の場合・正）となるようにしているため、非画像
部には最少限のトナー付着ですむからこの場合において
も良好な画像が確保される。

また、トナーとして第４図に示すように、着色粒子で１
と添加粒子Ｔ２とに第２の添加粒子Ｔ３を混入した場合
には、第２の添加粒子は着色粒子Ｔ１に付着したまま着
色粒子Ｔノとほとんど同様の動作をする。

着色粒子Ｔ１と添加粒子Ｔ２とは互いに逆の帯電極性を
有するから、着色粒子のみが選択的に静電潜像に静電的
に付着して現像する。

尚、現像スリーブ１１上の残存現像剤は回収ブレード１
７を通過して容器１３内に戻される。

［試験例１］ 着色粒子の樹脂材料としてスチレン−ｎブチルメタクリ
レート共重合体（ガラス転移点Ｔｇ　：　６６℃、平均
分子量ＭＷ９９０００．軟化点１２３°Ｃ）を９３重量
部と、着色材としてカーゲンプラ、り（商品名ＭＡ−１
００：三菱化成製）４重量部とワックス（商品名６６０
Ｐ：三洋化成製）とを加圧式ニーダ−で約１時間混線後
、冷却し、次にハンマーミルで粗粉砕し、続いてジェッ
トミルで微粉砕した。得られた粉体を風力分級法による
分級して着色粒子群を得た。

着色粒子群の５０％重量平均粒径は、１２．８μｍ１プ
ローオフ法により測定された摩擦帯電電荷量は、マイナ
ス２８．５μｅ／ｉＰであった。

一方、添加粒子としては表面処理したシリカ（５０％重
量平均粒径：１２ｍμ（ミリミクロン）、帯を量ニゲラ
ス３１０μｅ／／−）を用いた。

そして、上述の着色粒子群１００重量部と添加粒子ｎ１
重量部とをＶ型プレンダーで約１時間混合して一成分系
現像剤を製造した。

この現像剤を第１図に示す現像装置に収納して、これを
複写機（商品名３１１０：（株）東芝製）に！載して用
紙に原稿の複写画像を形成した。

その結果、画像濃度１．３５で地かぶりのない鮮明な画
像を得た。まな同じ方法で、高温、高湿度（温度３０℃
、湿度８５チ）環境下で現像を行なったところ地かぶシ
がなく、また画像濃度の低下も認められず、転写効率の
よい鮮明な画像が得られた。尚、画像濃度は、約１．３
の値が原稿と同程度の濃度であシ、これより数値が低け
れば原稿より薄く、逆に高い場合には原稿より濃い。

さらに、この画像を、ヒートロール定着器で定着したと
ころ、１７０℃から２２０’Ｃの範囲で定着およびオフ
セットともに良好であり、１万枚後でも同じ品質の画像
が得られた。

（比較例１） 試験例１で得られた着色粒子のみを用い、即ち添加粒子
を用いずに試験例１と同様の条件で複写画像を得たとこ
ろ画像濃度１．１であり、且つ地かぶりが多発していた
。

（試験例２） 着色粒子の樹脂材料として、スチレン−ｎニブチルアク
リレート−２工チルアミノエチルメタアクリート共重合
体、（ガラス転移点Ｔｇ　：　６７℃、平均分子ｆｉＭ
Ｗ２８万、軟化点１３５℃）を使用し、その他の点につ
いては試験例１と同様に製造して、着色粒子（５０％平
均粒径１３．１μｍ、帯電［７’ラス３２．８μｅ／ｌ
”　）を得た。また、添加粒子としてポリメタアクリレ
ート（平均粒径０．４μｍ１帯電量マイナス５００　ｔ
ｔｅ７ｆ）を用い、試験例１と同様にして−成分現像剤
を製造した。この現像剤を試験例１と同様にして、画像
を形成した。

その結果、試験列１と同様に、地かふりがなく、画像濃
度も良好で、鮮明な画像を得ることができた。

この発明は上述し九−実施例に限定されず、この発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えばト
ナーは、−成分として用いる他に、他のキャリア粒子を
用いてなる二成分現像剤を作成し、しかる後に、磁気ブ
ラシからトナーのみを交流バイアスを介在させて飛翔さ
せる場合、および磁気ブラシから一度現像ロールにトナ
ーのみをバイアス現像させて分離し、この現像ロールか
ら前述したような一般の一成分非接触現像法を用いて現
像させる場合にも、前述した実施例からも明らかなよう
に、上述した実施例と同様な効果が得られる。

［発明の効果コ この発明によれば、現像剤として着色粒子と添加粒子と
を混合し良ものを用いているから、着色粒子を充分に且
つ均一に帯電させることができるとともに、添加粒子が
白色または無色であるから地かぶシ等が防止できるので
、鮮明な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

ｆｇ１図は、この発明の実施例に用いられる現像装置を
概略的に示す断面図、第２図は従来の現像方法を説明す
るための現像装置の概略断面図、第３図はこの発明の実
施例に用いられるトナーの模式図、＠４図はこの発明の
実施例に用いられる他のトナーの模式図、第５図はトナ
ーの動作を説明するための模式図である。 １０・・・現像装置、１）・・・現像スリーブ（現像剤
担持体）、１２・・・弾性ブレード（層形成部材）、１
６・・・現像剤、１８・・・感光体（像担持体）、ＴＩ
・・・着色粒子、Ｔ２・・・添加粒子、Ｔ３・・・第２
の添加粒子。 出願人代理人　　弁理士　鈴　圧式　彦第１図 第２図 ｇ３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像が形成された像担持体に、現像剤層を間
   隙を空けて対向させ、この間隙に交番電界を印加して静
   電潜像を現像する現像方法において、前記現像剤は着色
   材を含有する着色主粒子と、白色又は無色の添加粒子と
   を有することを特徴とする現像方法。
2. （２）前記着色主粒子は直接、現像に寄与すべき極性の
   電荷を有し、添加粒子は着色主粒子と異極性の帯電極性
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の現像方法。
3. （３）前記着色主粒子は、その帯電電荷量が添加粒子よ
   り大きいことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の現像方法。