JPS6354187B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、疎水性コロイド状シリカを少なくと
もその表面に含有する摩擦帯電部材により摩擦帯
電せしめられた現像紛により電気的潜像を現像す
る方法に関する。 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法及び同2221776号明
細書に記載されている紛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すぐれたものが多い。
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
導電性スリーブ状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。 静電的に転写を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固難であ
る。 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
事なく対向させ、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ことによりトナー
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、これとて例えば高湿時或いは高温時等
にトナーの流動性が低下した状態等に於てはトナ
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。 このため、コロイド状シリカ、フタル酸塩、ポ
リフツ化ビニリデン、脂肪酸金属塩、グラフアイ
トなどの、研摩性、または潤滑性のあるいは非凝
集性微粉末を現像剤に微量添加する方法が行われ
ている。 しかしながら、こうした微粉末の添加は、現像
剤を連続使用する際、微粉末がトナーにうめこめ
られたり、系外に飛散したり、トナーと添加剤で
潜像面への移動度が違うなどして混合比の変動を
おこしがちで、画像性に悪影響をおよぼす例があ
り、また添加された微粉末自体が現像剤を汚染劣
化させる例も見られる。 本発明は、電気的潜像を摩擦帯電せしめられた
現像粉により現像する方法において、前記現像粉
を摩擦帯電せしめる為の部材の表面に、疎水性コ
ロイド状シリカの極めて微細な凹凸を有する表面
を生じさせることにより、上記の欠点を改良した
寿命が長く高い濃度の画像を与える現像方法を提
共する。 本発明は、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法及び本出
願人が先に特開昭54−43036号に於て提案した、
いわゆるジヤンピング現像法など摩擦帯電を利用
する現像法に使用出来る。 磁気ブラシ法およびカスケード法などのような
２成分現像剤を用いる現像方法では摩擦帯電部材
としてキヤリア部材に、ジヤンピング法のように
１成分現像剤を用いる現像方法では、スリーブ部
材あるいは、帯電のため押し当て部材などの内
部、あるいは、その少なくとも表面に含有させる
ことにより、高い画像濃度と長い寿命をもたら
す。キヤリア、スリーブあるいは押し当て部材と
しては、従来公知のものが使用でき、これら部材
の表面に疎水性コロイド状シリカをコーテイング
してもよいし、あるいはバインダーとともに疎水
性コロイド状シリカを練りこんでもよいが要は少
なくともその表面に疎水性コロイド状シリカの微
細な凹凸を存在させることである。 本発明に使用する現像粉としては公知のものが
すべて使用可能であるが、トナーの結着樹脂とし
ては例えばポリスチレン、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−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−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−
メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタ
アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−ａクロル
メタア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
族又は肪環族炭化水素樹脂、芳香族系石油系樹
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。さらに本発明
に使用される現像粉中には着色調色、荷電制御等
の目的で、カーボンブラツク等各種染顔料等が含
有されてもよい。 また、磁性トナーとして使用する場合は、適
宜、磁性粉として、強磁性の元素及びこれ等を含
む合金、化合物など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物質
が含有されても良い。 本発明で用いられる疎水性コロイド状シリカ
は、通常の親水性シリカ分子の末端シラノール基
を有機珪素ハロゲン化物などと反応させ、１〜３
個の疎水性の有機基を有する珪素原子を、酸素原
子を介して、酸化珪素に導入したものである。疎
水性コロイド状シリカは、粒径数ｍμから100ｍ
μ程度の極めて小さな微粒子で、BET表面積100
〜400m²／ｇの表面積の非常に大きな嵩高い物質
である。 このような疎水性コロイド状シリカ微粒子は市
販品として米国タルコ社製タラノツクス500アエ
ロジル社製アエロジルＲ−972などが容易に入手
することができる。 このような疎水性コロイド状シリカを樹脂バイ
ンダーに対し、高比率で混ぜて摩擦部材にコーテ
イングすると、疎水性の微細な突出部分をもつ、
粗面なコーテイング面が出来上がる。 コーテイング面の極めて細かい凹凸が、水滴や
水膜をコーテイング面の極く僅か上に保持し、こ
の間のヴマンデルワールスの吸引力を弱める。こ
の事により、水膜の下に空気が閉じ込められて同
時に水の流動性が高められる。これと、表面の疎
水性の有機基の働きと相まつて、極めて、撥水性
のコーテイング面が得られる。 疎水性コロイド状シリカを、摩擦帯電部材の少
なくとも、その表面に含有させることによりな
ぜ、画像濃度が向土し、寿命が長くなるのかは、
充分には解つていないが、疎水性コロイド状シリ
カの表面の微細な凹凸に含まれる空気層により、
トナーと摩擦帯電部材との密着がゆるやかにな
る、あるいは、特に親水性の物質では、付着力を
増す原因となる水が存在しないことによつて、ト
ナーと摩擦帯電部材との付着が軽減されるなどし
て、帯電したトナーの感光体表面の電気的潜像面
への移行を容易にする、または帯電したトナーが
摩擦帯電部材の表面に強固に付着して、充分もし
くは全く帯電されていない残りのトナーの摩擦帯
電を邪魔するような事態を軽減することによつ
て、トナーの摩擦帯電が高められることなどが考
えられる。また、その効果は後述する実施例から
も明らかである。摩擦帯電部材の表面が疎水性コ
ロイド状シリカにより疎水化されることにより、
湿度による影響を受けず、常に良好で安定な摩擦
帯電が可能となる。 疎水性コロイド状シリカ微粒子は結着樹脂に対
して10重量％以上添加することによつて効果を生
じ、疎水性コロイド状シリカの量比を増やすに従
つて効果が上がるが、反面耐摩耗性が低下し、表
面をコーテイングする場合には、コーテイングの
粘着性が低下する。従つて、疎水性コロイド状シ
リカ微粒子の添加量は10〜80重量％特に30〜70重
量％が適当である。 結着樹脂として、公知のキヤリアコーテイング
材料、塗装材料、成型材料などが使用でき、例え
ばポリオレフイン樹脂類、ポリビニル樹脂類、ポ
リビニリデン樹脂類、ポリアシド樹脂類、ポリエ
ステル樹脂類、ポリウレタン樹脂類、ポリカーボ
ネート樹脂類、フエノール樹脂類、エリア・メラ
ミン樹脂類、エポキシ樹脂類、ポリアセタール樹
脂類、スチロール系樹脂類、繊維素系樹脂類、フ
ツ素樹脂類、ケイ素樹脂類などが使用できる。 以上の材料の他に本発明の摩擦帯電部材には必
要に応じて導電性カーボン、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、を添加する
ことができる。 以下に、本発明の効果をより明確に理解する為
に実施例及び比較例により具体的に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではないことは
明らかである。 実施例 １ エポキシ樹脂 10重量部 疎水性コロイド状シリカ（商品名、アエロジル
Ｒ−972） ５重量部 キシレン 50重量部 ｎ−ブタノール 50重量部 よりなる疎水性コロイド状シリカ分散樹脂溶液
を、50℃の雰囲気中に浮遊する粒径200〜300μの
鉄粉に噴霧し１時間乾燥して、樹脂被膜キヤリア
とした。ついでスチレン−アクリル酸ブチル共重
合体100重量部、カーボンブラツク６重量部より
なる粒径５〜20μを選択したトナー重量部と上記
の得られた樹脂被膜キヤリア90重量部を混合して
現像剤とした。この現像剤を用いた乾式普通紙電
子写真複写機（商品名、NP5000；キヤノン〓
製）で磁気ブラシ現像法により複写を行なつたと
ころ、かぶりのない鮮明な黒色画像を得た。５万
枚複写後の画像は、画質の劣化がなく、初期の高
画像濃度を保持していた。 高湿（30℃、85％）において同様に複写を行な
つたところ、通常環境と変らぬ複写画像が得られ
た。 比較例 １ キヤリアを鉄粉（商品名EFV−200／300；日
本鉄粉製）に変更する以外は実施例−１とほぼ同
様に実施したところ、初期画像濃度が実施例−１
の疎水性コロイド状シリカでコートしたキヤリア
を使用した時に比べやや低目ではあるが、ほぼ同
等の良好な画質の複写画像を得た。 ２万枚複写後では、シヤープネスの低下、かぶ
りが発生し実用上許容できる限度を越えた。高湿
（30℃、85％）において同様に複写を行なつたと
ころ、初期から画像濃度が低下し、かぶりが発生
した。 実施例 ２ ポリスチレン樹脂 ５重量部 疎水性コロイド状シリカ（商品名、タラノツク
ス500） ５重量部 メチルエチルケトン 100重量部 よりなる疎水性コロイド状シリカ分散樹脂溶液
中に、ステンレス製円筒（長さ310mm×直径32cm
×厚さ１mm）を浸し、室温で乾燥後、残余の溶媒
を真空中蒸散させ、厚さ10μの疎水性コロイド状
シリカのコーテイング層をもつ現像剤担持体（以
後スリーブと略称す）を得た。ついで、このスリ
ーブを、第１図に示す、所謂、ジヤンピング現像
用の装置にとりつけ、複写を行なつた。以下現像
装置の詳細と、実施した結果を述べる。 ポリエステル樹脂から成る絶縁層、CdSとアク
リル樹脂とから成る感光層１ａ及び導電性価板１
ｂよりなる感光ドラムム１の絶縁層表面にドラム
の線表面速度110mm／secで＋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つた後、全
面一様に露光し、感光体表面に電気的潜像を形成
する。この潜像を第１図に示すような上記スリー
ブ２径32mm、（２ａは疎水性コロイド状シリカコ
ーテイング層、２ｂは導電性金属スリーブ）スリ
ーブ表面磁速密度700ガウス、穂切りブレード４
とスリーブ表面間距離0.2mmのスリーブ回転マグ
ネツトロール５固定（スリーブ周速はドラムのそ
れと同じで向きは逆）型現像器３を絶縁層表面と
スリーブ表面間距離0.25mmに設定して、スチレン
−アクリル酸ブチル共重合体50重量部、スチレン
−マレイン酸共重合体50重量部、磁性粉60重量
部、酸化セリウム１重量部、疎水性コロイド状シ
リカ0.3重量部よりなる絶縁性磁性現像剤を用い
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。細線再現の良好な高画像濃度の画像が得られ
た。更に、10万枚複写後の画像は画質の劣化がな
く、切期の高画像濃度を保持していた。また、高
湿において（30℃85％）ほぼ同様に画出しをした
ところ、画像濃度低下もきわめて少なく、良好な
画像が得られた。 比較例 ２ スリーブを、疎水性コロイド状シリカでコーテ
イングされていない、未処理のステンレス製円筒
状スリーブに変更する以外は、実施例−２とほぼ
同様に実施したところ、初期は実施例−２の疎水
性コロイド状シリカでコートしたスリーブを使用
した時と、ほぼ同等の、良好の画像が得られた。
しかしながら、高湿において（30℃、85％）では
画像濃度が低下した。 以上の実施例・比較例のテスト結果を表−１，
２に示す。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像方法の一実施態様を
示す説明図。 １……感光ドラム、２……現像スリーブ、２ａ
……疎水性コロイド状シリカを含むコーテイング
層、２ｂ……導電性金属スリーブ、４……ブレー
ド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気的潜像を摩擦帯電せしめられた現像粉に
   より現像する方法に於て、現像粉を摩擦帯電せし
   める為の部材が、少なくともその表面に疎水性コ
   ロイド状シリカを含有していることを特徴とする
   現像方法。