JPS6350701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電子写真法・静電記録法などに適用し
うる新規な現像方法に関する。 従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号明細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43
−24748号公報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上に電気的潜像
を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像
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、圧力或いは溶剤蒸気などにより
定着し複写物を得るものである。 また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
方法も種々知られている。 例えば米国特許第2874063号明細書に記載され
ている磁気ブラシ法、同2618552号明細書に記載
されているカスケード現像方法及び同2221776号
明細書に記載されている粉末雲法及びフアーブラ
シ現像法、液体現像法等多数の現像法が知られて
いる。 これらの現像法に於て、特にトナー及びキヤリ
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、液体現像法等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、反面キヤリヤ
ーの劣化、トナーとキヤ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
る一成分現像剤を用いる現像方法が各種提案され
ている。例えば、米国特許第3909258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に導電性磁性現
像剤を支持し、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トナー粒子
により記録体表面とスリーブ表面の間に導電路が
形成され、この導電路を経てスリーブよりトナー
粒子に電荷がみちびかれ、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
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す
ぐれた方法であるが、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普通紙等の最終
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。 静電的に転写する事が可能な高抵抗の磁性トナ
ーを用いる現像方法として特開昭52−94140号に
はトナー粒子の誘電分極を利用した現像方法が示
されている。しかし、かかる方法は本質的に現像
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
電が不十分になり易い、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な
点が多い。 本出願人は先に特開昭54−43036号に於いて上
述の欠点を除去した新規な現像方法を提案した。
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、次いでこれを磁界の作
用の下で静電像にきわめて近接し、かつ接触する
ことなく対向させ、現像するものである。 この方法によれば、磁性トナーをスリーブ上に
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、磁力によつてトナーを支持し、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
子相互の凝集を解くとともにスリーブと十分に摩
擦せしめている事、トナーを磁力によつて支持し
又これを静電像に接する事なく対向させて現像す
る事により地カブリを防止している事等によつて
すぐれた画像が得られるものである。 しかしながら、この方法は、湿度条件、あるい
は、摩擦帯電部材および、トナー保持部材の表面
性によつて、その性能が影響をうける度合が大き
い。例えば、高湿時あるいは高温時等にトナーの
流動性が低下した状態等に於いては、トナーの凝
集を磁力によつて十分に解く事ができず画質及び
画像濃度の低下をきたすという欠点を有する。 また、１成分現像剤を用いる現像方法において
は、いずれも現像剤担持部材上に比較的薄い均一
なトナー層を形成しなければならないが、環境状
態、トナー物性、現像剤担持部材表面の物性等に
依存し、均一なトナー層を得ることができず、特
に低湿環境においてムラを生じる場合が多い。 また、複写を重ねるにつれ現像剤が繰り返し現
像担持部材と摩擦された結果、非現像物質が現像
剤担持部材上に堆積したり、あるいは現像剤中の
結着樹脂が現像剤担持部材上に成膜したりするた
めに現像剤担持部材の表面物性が変化し、現像剤
の現像性が不安定化し、あるいは電気潜像面への
現像剤の搬送が不安定化する事がある。 一方、フツ素樹脂は低表面エネルギーを有し、
電気特性にすぐれ、撥水性であるが、これを現像
剤担持部材上に被覆すると、現像剤担持部材上へ
の現像剤の成膜もなく、汚染による現像性の劣化
もなく現像剤の帯電特性も良好であるが、同時に
フツ素樹脂は、中でもポリテトラフルオロエチレ
ンは摩擦係数が低いため、ポリテトラフルオロエ
チレンのみで被覆された現像剤担持部材を用いる
と現像粉が滑行し易いため、搬送力が不充分とな
り、現像剤の保持が不安定化することがあり、そ
の結果現像剤担持部材上に均一な現像剤の薄層を
得にくくなることがある。 一方、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂のよう
に摩擦係数の高い樹脂で現像剤担持部材を被覆す
ると、現像剤の保持力、搬送力が強く、現像剤の
均一な薄層を得やすくなるが、耐久時、汚染ある
いは現像剤の成膜による現像剤担持部材の表面物
性の変化がさけられず、また環境安定性に欠ける
ことがある。 本発明の目的は上記の欠点を改善する現像方法
を提供するものである。 本発明の別の目的なくり返しの複写によつても
現像剤層を均一に担持し、現像特性の変動するこ
とのない耐久安定性に優れた現像方法を提供する
ものである。 本発明の更なる目的は低湿において、現像剤担
持部材上のトナーの塗布にムラを生ぜず高湿にお
いても濃度低下しない、均一な摩擦電気特性を保
持する現像方法を提供するものである。 本発明の他の目的な鮮明でカブリのない画像を
得ることができる現像方法を提供するものであ
る。 本発明の目的は現像剤担持部材の表面被覆層に
無機高分子弗化炭素の微粉末を含有せしめること
により達成される。 本発明に係る無機高分子弗化炭素は炭素と弗素
から成る無機化合物であり、詳しくは一般式
（CFx）ｎで表わされるグラフアイト形層状化合
物であり、化合物自体、従来より周知のものであ
る。〔弗素化率100％，即ち上式中ｘ＝１の場合
は、ポリカーボンモノフロライトと呼ばれ白色で
ある〕 原料炭素としては、石油コークス，石炭コーク
ス，天然黒鉛，人造黒鉛，木炭，カーボンブラツ
ク，粘結剤炭素の単独又は混合物を用い、これを
弗素と共有結合せしめると無機高分子弗化炭素が
得られる。例えば、カーボンブラツク或いは黒鉛
にフツ素ガスを200〜600℃で反応させて得られ
る。〔具体的製造法に関しては、セラミツク４(4)，
301，1969；電気化学31，756―761，1963；電気
化学35，19―23，1967；にその記載がある。〕無
機高分子弗化炭素は層状構造を有する無毒の固体
であるが、本発明の実施に際しては、好ましくは
15μ以下更に好ましくは0.1〜10μの粒径の微粉末
として用いる。無機高分子弗化炭素の現像剤担持
部材の表面高分子被膜中への添加量は一般的には
１〜60重量％で用いられるが、好ましくは５〜50
重量％で用いられる。 本発明の現像剤担持部材被覆材料としては、被
膜形成高分子などが用いられる、例えばスチレン
系樹脂，ビニル系樹脂，ポリエーテルスルホン樹
脂，ポリカーボネート樹脂，ポリフエニレンオキ
サイド樹脂、ポリアミド樹脂，フツ素樹脂，繊維
素系樹脂，アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂，
エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂，アルキツド樹
脂，フエノール樹脂，メラミン樹脂，ポリウレタ
ン樹脂，尿素樹脂，シリコーン樹脂，ポリイミド
樹脂などの熱硬化性樹脂，光硬化性樹脂などが使
用できる。中でもシリコン樹脂，フツ素樹脂のよ
うな離型性のあるもの、ポリエーテルスルホン，
ポリカーボネート，ポリフエニレンオキサイド，
ポリアミド，ポリエステル，ポリウレタン，スチ
レン系樹脂のような機械的性質に秀れたものが、
より好ましい。 上記のフツ化炭素微粉末を高分子重合体とより
なる表面を有する現像剤担持部材としては回動可
能な円筒スクリーンによる円筒、無端ベルトなど
現像剤を現像部へ間断なく担持搬送できるものな
らば使用できる。また、本発明の現像剤担持部材
は金属，樹脂などの基体上にフツ化炭素微粉末と
高分子重合体とよりなる被覆層を設けることが望
ましい。この場合、表面層と基体との間に表面層
と基体との密着性を向上させる目的及びその他の
目的のために中間層を設けてもよい。 また、上記のフツ化炭素微粉末と高分子重合体
よりなる層中に、基体との接着性，塗布性，耐久
性などの諸物性の改良の目的或いはその他の目的
のためにカーボンブラツク，金属微粉，イオン性
界面活性剤などの導電化助剤，ガラス繊維，ステ
ンレスフイラメントなどの補強部材，シリカ，タ
ルク等の充填剤を添加することができる。 第１図は本発明の現像剤担持部材が適用できる
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は原稿像、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。これにより感
光体１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
感光体１上の静電像に従つたトナー粒子顕画像を
形成する。５は斯かるトナー像を転写材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、感光体１上の静電像を一旦
別の像担持体に移つし、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本のローラー
から成つている。８は、転写後の感光体１上の残
留トナーを清掃除去し、感光体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１実施形
態が断面図で示される。同図において静電像保持
面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、現像剤担持で
ある表面に無機高分子フツ化炭素と高分子重合体
とからなる約20μ厚のコート層を有する非磁性円
筒４ｂを静電像保持面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つて、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50μ〜500μ）、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く（30μ〜300μ）
且つ均一に規制する。この円筒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１０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。 本発明の一成分絶縁性現像粉は結着樹脂と着色
剤必要に応じて荷電制御剤，定着助剤，ケーキン
グ防止剤等の添加剤などから成るが、いずれも公
知の材料が使用できる。例えば結着樹脂として
は、例えばポリスチレン，ポリＰ―クロスチレ
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―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―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―ブタジエン共重合体，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，ポリエチルメタクリ
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
アマイド，ポリアクリル酸樹脂，ロジン，変性ロ
ジン，テルペン樹脂，フエノール樹脂，脂肪族又
は脂環族炭化水素樹脂，芳香族系石油樹脂，塩素
化パラフイン，パラフインワツクスなどが単独或
いは混合して使用できる。 また、着色剤，荷電制御剤，定着助剤，ケーキ
ング防止剤等の添加剤としては、カーボンブラツ
ク，各種染顔料，可塑剤，コロイド状シリカ，タ
ルク，などがある。 さらに磁性現像粉として使用する場合は、適宜
磁性粉として強磁性元素及びこれらを含む合金，
化合物などの例えばマグネタイト，ヘマタイト，
フエライト等の鉄，コバルト，ニツケル，マンガ
ンなどの合金や化合物、その他の強磁性合金など
従来より磁性材料として知られている微粉末を含
有せしめることができる。 以下実施例及び比較例において本発明を詳述す
る。 実施例 １ 酸化亜鉛100重量部，スチレン―ブタジエン共
重合体20重量部，ｎ―ブチルメタクリレート40重
量部，トルエン120重量部，ローズベンガル１％
メタノール溶液４重量部からなる混合物をボール
ミルにて６時間分散混合した。これを0.05mm厚の
アルミニウム板に乾燥塗布厚が40μになるように
ワイヤーバーにて塗布し、温風にて溶剤を蒸散さ
せ酸化亜鉛バインダー系感光体を作成した。この
感光体に―6KVのコロナ放電を行ない全面一様
に帯電した後原画像照射を行ない静電潜像を形成
した。 ポリテトラフルオロエチレン水性分散液（商品
名：ポリフロンデイスパージヨンＤ―２＜ポリフ
ロン含量60重量％＞ダイキン工業社製）90重量部
に無機高分子フツ化炭素（商品名：CF―100，日
本カーボン社製）15重量部を加え、撹拌混合し、
これを被覆液とした。 この被覆液中に、ポリテトラフルオロエチレン
下塗用プライマー処理した50mmφのアルミ製円筒
を浸漬し、乾燥後380℃で20分間焼付けした。こ
の円筒をスリーブとした。 スリーブ磁束密度700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
ネツト固定（スリーブ周速はドラムのそれと同じ
で回転方向は逆）型現像器にこの現像スリーブを
組みこみ、前記感光ドラム表面―スリーブ面距離
0.25mmに設定し、スリーブに1KHz，1.3KVの交流
及び−150Vの直流バイアスを印加して、スチレ
ン―アクリル酸ブチル共重合体80重量部，スチレ
ン―メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体
20重量部，磁性体60重量部から成る現像剤を用い
て現像し、次いで転写紙の背面より−7KVの直
流コロナを照射しつつ粉像を転写し加熱定着し
た。 得られた画像は鮮明で解像度も高く、またカブ
リ現象も見られなかつた。現像スリーブ上のトナ
ーの塗布も均一で、緻密であり、低湿環境におい
てもムラを生ずることがなかつた。また高湿環境
においても、画像濃度の低下はわずかであつた。
また１万枚複写後も画像濃度は高く、スリーブ上
のトナーの塗布も均一で薄い層状をなし、トナー
の融着も見られなかつた。 比較例 １ 無機高分子フツ化炭素を含有させないことを除
いては、実施例１と同様に行なつたところ、良好
な画像が得られたが、低湿度条件下においてムラ
を生じ、多枚数の複写を繰返すと、次第にポリテ
トラフルオロエチレンの被覆にすりきずを生じ、
一部にははがれが見られた。 実施例 ２ ポリウレタン樹脂（商品名：パンデツクスＴ―
5102S，大日本インキ化学社製）８重量部，塩化
ビニル―酢酸ビニル―マレイン酸共重合体（商品
名：エスレツクＭ，積水化学社製）２重量部，無
機高分子フツ化炭素（商品名：FC―100，日本カ
ーボン社製）３重量部をメチルエチルケトン100
重量部中に溶解分散せしめて被覆液とした。つい
で50mmφのアルミ製円筒をこの被覆液中に浸漬
し、乾燥して約15μの厚さの被覆層を有する円筒
を得、これをスリーブとした。 このスリーブを使用する以外は実施例１と同様
に行なつたところ、良好な画像を得、実施例１と
ほぼ同様の結果を得た。 比較例 ２ 無機高分子フツ化炭素を含有しないことを除い
て実施例２を同様に行なつたところ、初期画像は
良好なものの高湿条件下で画像濃度が低下し、ま
た多数枚の複写を繰返すと、スリーブ上にトナー
が融着、トナーの塗布にムラを生じるようになつ
た。 実施例 ３ 2.6―ジメチルフエノールより合成されるポリ
フエニレンオキサイド８重量部，，無機高分子フ
ツ化炭素（商品名：FC―100，日本カーボン社
製）２重量部をクロロホルム90重量部中に溶解分
散せしめた被覆液中に50mmφのアルミ製円筒を浸
漬し、乾燥後、約10μの被覆層を有する円筒を
得、これをスリーブとした。 このスリーブを使用する以外は実施例１と同様
に行なつたところ、良好な画像を得、実施例１と
ほぼ同様の結果を得た。 実施例 ４ スチレン―アクリル共重合系樹脂（商品名：
Ionac Ｘ―230，Ionac Chemical社製）７重量
部，無機高分子フツ化炭素（商品名：FC―100，
日本カーボン社製）３重量部をメチルエチルケト
ン90重量部中に溶解分散せしめた被覆溶液中に50
mmφのアルミ製円筒を浸漬し、乾燥後約15μの被
覆層を有する円筒を得、これをスリーブとした。 このスリーブを使用する以外は実施例１と同様
にして行なつたところ、良好な画像を得、実施例
１とほぼ同様の結果を得た。 実施例 ５ メチルシリコーンワニス（商品名：KR―220，
信越化学工業社製）７重量部，無機高分子フツ化
炭素（商品名：FC―100，日本カーボン社製）３
重量部をトルエン90重量部中に溶解分散せしめた
被覆液中に50mmφのステンレス製円筒を浸漬、乾
燥して約10μの被覆層を有する円筒を得、これを
スリーブとした。 実施例 ６〜８ メチルシリコーンワニスと無機高分子フツ化炭
素の重量比を（95：５），（90：10），（50：50）と
変える以外は実施例５と同様に行ない、それぞれ
メチルシリコーンワニスとフツ化炭素からなる被
覆を有するスリーブを得た。 前記、実施例５〜８で得たスリーブを使用する
以外は、実施例１と同様に行なつたところ無機高
分子フツ化炭素含量５〜50wt％で良好な結果を
得た。 比較例 ３ スリーブに被覆層を有しないことを除いては実
施例１と同様に行なつたところ良好な画像を得た
が、低湿条件下でムラを生じ、また高湿条件下に
おいても画像濃度の低下を見た。

【表】

【表】 実施例 ９ ポリエーテルサルフオン（商品名：
VICTREX300P，ICIジヤパン社製）10重量部，
無機高分子フツ化炭素（商品名：FC―100，日本
カーボン社製）１重量部，カーボンブラツク（商
品名：ケツチエンブラツクEC，日本イーシー社
製）0.3重量部をメチレンクロライド90重量部中
に溶解分散せした被覆液中に50mmφのアルミ製円
筒を浸漬し、乾燥後、約10μの被覆層を有する円
筒を得、これをスリーブとした。 このスリーブを使用する以外は実施例１と同様
に行なつたところ、良好な画像が得られ、実施例
１とほぼ同様の結果を得た。 実施例 10 ポリラクリレート樹脂（商品名：Ｕポリマー，
ユニチカ社製）15重量部，無機高分子フツ化炭素
（商品名：FC―100，日本カーボン社製）５重量，
カーボンブラツク（商品名：ケツチエンブラツク
EC，日本イーシー社製）0.5重量部を1.2―ジクロ
ロエタン80重量部中に溶解せしめた被覆溶液中に
50mmφのアルミ製円筒を浸漬し、乾燥後、約20μ
の被覆層を有する円筒を得、これをスリーブとし
た。 このスリーブを使用する以外は、実施例１と同
様に行なつたところ、良好な画像が得られ、実施
例１とほぼ同様の結果を得た。

【表】 【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
写装置または記録装置の一例の概略的な構成図。
第２図は本発明で用いる現像工程の１実施形態の
断面図。 １……感光ドラム、４……現像装置、４ａ……
トナー担持体、４ｂ……非磁性円筒、９……マグ
ネツトロール、１０……ドクタープレード、１１
……絶縁性磁性トナー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 現像剤を担持して潜像の現像部へ搬送する担
   持部材の少なくとも表面に無機高分子弗化炭素を
   含有する被膜を形成したことを特徴とする現像方
   法。