JP2541935B2 - 画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乾式現像剤を用いてトナー保持部材上に少
量の磁性粒子でブラシを形成して現像に供給する為の画
像形成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、乾式現像方式としては、各種方法が提案され又
実用化されている。例えば２成分系現像剤を用いた現像
方法では現像ローラー上に塗布された該現像剤によっ
て、潜像の画像部を現像する場合、現像剤中のトナーは
現像ローラー上に塗布された現像剤のうち、数パーセン
ト以下しか使用していない。この事は現像器構成から考
慮して非常に効率の悪いものである。何故ならば所定の
充分な現像濃度を得る為に多量の現像剤を現像ローラー
の回転毎に、現像ローラー上に一定量かつトナー濃度を
均一にして塗布する必要がある為である。この為、現像
器構成を大型化・複雑化していた。もちろん、この種の
現像方式に於いても、現像効率の向上は試みられてい
る。例えば特開昭55−32060号公報、特開昭55−133058
号公報、特開昭56−70560号公報において有用な現像方
式が提案され、実用化されている。

これによれば現像濃度を上げる事ができ、現像効率を
アツプする事ができるものの画像部においてほぼ100％
に近い現像効率を達成するには至らずこの種の現像方式
は改善の余地がある。現像効率の向上と言う点では、１
成分現像方法の方が２成分現像方法よりも優れている。
その中でも特に特開昭54−43037号公報に記載の現像方
式では現像ローラー上に200μ以下のトナー薄層を形成
し、スリーブ上に塗布したトナーを画像部に於いてほぼ
100％に近い現像効率で現像している。この為現像器構
成を小型化簡略化して実用化されている。

これは現像ローラー上に200μ以下という薄層を形成
することができたため達成されたものでる。しかし、い
ずれの現像方式においても乾式現像剤の薄層を形成する
ことは極めて難しく、このための１成分現像においても
比較的厚い層の形成で現像装置を構成している。しかる
に、画質の点からも現像画像の鮮明度、解像力等の向上
が求められている現在、乾式現像剤の薄層形成方法及び
その装置に感する開発は必須となっている。

しかし、上述の方法は磁性トナーの薄層形成に関する
ものであった。磁性トナーは磁性を持たせるためトナー
内に磁性体を内添しなければならず、これは転写紙に転
写した現像像を熱定着する際の定着性の悪さ、トナー自
信に磁性体を内添するための（磁性体は通常黒色であ
る）そのカラー再現の際の色彩の悪さ等の問題点があ
る。

このため非磁性トナーの薄層形成方式としてビーバー
の毛のような柔い毛を円筒状のブラシにして、これにト
ナーを付着塗布する方法や、表面がベルベツト等の繊維
で作られた現像ローラーにドクターブレード等により塗
布する方式が提案されている。

しかしながら、上記繊維ブラシにドクターブレードと
して弾性体ブレードを使用した場合、トナー量の規制は
可能であるか、均一な塗布は行われず、現像ローラー上
の繊維ブラシを摺擦するだけで、ブラシの繊維間に存在
するトナーへの摩擦帯電電荷付与は行われないため、か
ぶり等の発生しやすい問題点があった。

又、磁性トナーは磁力を利用してトナーの飛散を防止
することが容易にできるが、非磁性トナーは磁力を利用
することができず、トナーの機内飛散を生じやすかっ
た。上述の不都合な点は、コピー時のみならず、装置の
搬送時に振動や衝撃が与えられた場合にも生じるもので
あった。

本願出願人は上述の従来方法と全く異なる現像装置と
して、非磁性トナーと磁性粒子を用い、トナー担持部材
に対向して磁性粒子拘束部材を設け、該保持部材表面の
移動方向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁界発生手
段の磁気力によって磁性粒子の磁気ブラシを形成し、磁
性粒子拘束部材によって磁気ブラシを拘束し、非磁性ト
ナーの薄層をトナー保持部材上に形成する方法を提案し
た。（特開昭58−143360号公報参照）この方法により、
現像部材において潜像保持体とトナー担持体との間隙を
トナー層厚よりも広く設定し、交番電界を印加すること
によって潜像保持体表面に非磁性トナー現像画像を得る
方法を実用化した。これにより、現像効率が極めてたか
く、小型、簡素な現像器構成でカラー現像像を得ること
ができる様になった。特に２成分磁気ブラシ摺擦現像時
にベタ画像部に発生する摺擦跡が悪く、良質のベタ画像
が得られたのである。しかし、さらに現像画質の改善、
例えば階調性をさらに良くする現像方式の開発が望まれ
ていた。

本発明は上述の従来の事情に鑑みなされたものであり
現像効率が極めて高く且つ、従来現像方式に優るとも劣
らない現像画像を得る事ができる小型・軽量なカラー現
像方式の提供を目的とする。

本発明の他の目的は、繰り返し使用に於いても画像濃
度変動やカブリの無い鮮明なカラー画像形成方法を提供
することにある。

本発明の他の目的は、比較的表面の柔かいOPC感光体
に対しても感光対表面を傷つける事のない高耐久なカラ
ー画像形成方法を提供することにある。

即ち、本発明は、 静電潜像を保持する為の潜像保持体と、これに対向す
る現像剤担持体の現像領域で、現像剤担持体と潜像保持
体との間に交番電界を付与しながら静電潜像を少なくと
も結着樹脂及び顔料を含有している非磁性トナーで現像
する画像形成方法に於いて、 非磁性トナーは、結着樹脂と混合される前に、あらか
じめ一般式（１） （式中R₁,R₂,R₃は各々水素原子、置換又は未置換の炭化
水素基を、ｎは１以上の整数を表わす。但し、R₁とR₂は
同時に水素原子であることはない。） で示されるモノマーから合成されたポリマーで処理さ
れている有機顔料又は界面活性剤と該ポリマーで処理さ
れている有機顔料を含有しており、 真比重が6g/cm³以下であり、かつ電気的絶縁性樹脂で
被覆されている磁性粒子を用いて現像剤担持体の現像領
域、該磁性粒子の存在量が５〜100mg/cm²となるように
磁気ブラシを形成し、 現像領域で、潜像保持体と磁気ブラシとを接触させな
がら、潜像保持体と現像剤担持体表面及び該磁気ブラシ
表面との間で、非磁性トナーを往復させながら潜像を現
像する 事を特徴とする画像形成方法に関する。

炭化水素基としては、アルキル基、アリール基、アラ
ルキル基が好ましい。また、R₁とR₂は一緒になってアル
キレン基をとり、Ｎ原子と結合して環を形成する基であ
ってもよい。

また、上記置換又は未置換の炭化水素基としては、炭
素水素数１〜10の基が好ましい。殊に、R₃は水素原子、
メチル基、又はエチル基であるのが好ましく、またR₁,R
₂としては水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピ
ル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基、フエニル基
が好ましい。

上記ポリマーは、一般式（１）で表わされるモノマー
の単独重合体だけでなく、一般式（１）で表わされるモ
ノマーと、それと共重合可能なモノマー又はポリマーと
の共重合体であってもよい。

本発明者らは、特開昭58−143360号公報の現像方式の
改良について鋭意研究せる結果、現像部において明確な
現像磁極を形成し、局部的に集中した現像を行なうこ
と、一成分系現像方式においては、トナーへの摩擦帯電
賦与が主としてスリーブ表面との間で行なわれるため、
実質的にスリーブ表面積を増大させること、等によりト
ナーへの摩擦帯電性の安定化、スリーブ上へのトナー供
給の安定化、階調性・均一性等の画質の向上などが達成
されることを見い出したのである。さらに、本発明にお
いて用いられる本現像方式の特徴であるトナー担持対上
と、磁性粒子上とからの飛翔現像を共に順調ならしめ、
極めて鮮明なカラー画像を長期間にわたる繰り返し現像
に於いても安定して形成する事のできると言う効果を生
むことを見い出したのである。

即ち、本現像方式に於いては、従来の二成分磁気ブラ
シ現像のようなトナーと磁性粒子との複雑な攪拌機構や
精密なトナー濃度制御機構を備えなくとも良好な画像が
得られるように、トナー担持体と磁気ブラシを形成する
磁性粒子との両方の表面を利用して、トナーの取り込
み、摩擦帯電を行ない、飛翔現像を順次ならしめる必要
がある。本発明に用いられる一般式（１）で示されるモ
ノマーから合成されたポリマーで処理された有機顔料又
は界面活性剤とポリマーで処理された有機顔料を含有す
る非磁性トナーと真比重が6g/cm³以下であり、かつ電気
絶縁性樹脂で被覆された磁性粒子との組合せはそれらを
極めて良好に達成できる事を見出したものである。

以下、実施例に沿って本現像方式を説明する。第１図
は本発明に係る一実施例である。第１図において、１は
潜像保持部材、21はトナー供給容器、22は非磁性スリー
ブ、23は固定磁石、24は非磁性ブレード、26は磁性粒子
循環域限定部材、27は磁性粒子、28は非磁性トナー、29
は現像剤捕集容器部、30は飛散防止部材、31は磁性部
材、32は現像領域（潜像保持体と現像剤担持体との最接
近部を中心にスリーブ周方向に約10mm幅）、34はバイア
ス電源を示す。スリーブ22はｂ方向に回転し、それに伴
い磁性粒子27はＣ方向に循環する。そして、後述する如
く、トナー供給容器21内に設置されている磁性粒子循環
域限定部材26により磁性粒子27の循環域を上限が規制さ
れていることが好ましい。それによってスリーブ面と磁
性粒子層との接触・摺擦が起り、スリーブ面上に非磁性
トナー層が形成される。磁性粒子はＣ方向に循環しつつ
もその一部が非磁性ブレード24とスリーブ22との間隙に
よって所定量に規制され、非磁性トナー層上に塗布され
る。即ち非磁性トナーはスリーブ表面と磁性粒子表面と
の両方に塗布される構成となり、実質的にスリーブ表面
積を増大したと同等の効果が示される。本発明での非磁
性ブレード24下流側スリーブ表面での磁性粒子の塗布量
は、磁性粒子からなる磁気ブラシとスリーブ22表面と両
者を充分活用するためには5mg/cm²〜100mg/cm²、好まし
くは10〜80mg/cm²の少量であることが望ましい。

又現像領域32においては、固定磁石23の磁極の１つを
潜像面に対向させることにより明確な現像極を形成し、
交番電界によってスリーブ上及び磁性粒子からトナーを
飛翔現像する。現像後磁性粒子及び未現像トナーはスリ
ーブの回転と共に現像容器内に回収される。スリーブ22
は紙筒や合成樹脂の円筒でもよいが、これら円筒の表面
を導電処理するか、アルミニウム・真ちゆう・ステンレ
ス・鋼等の導電体で構成すると現像電極ローラとして用
いることができる。非磁性ブレード24の先端部と現像ス
リーブ22面との前記間隙間隔ｄは50〜500μ、好ましく
は100〜400μである。この間隔ｄが50μｍより小さい
と、磁性粒子が詰まりやすく、スリーブを傷つけやす
い。また500μｍより大きいと、非磁性トナー及び磁性
粒子が多量に洩れ出しやすく、薄層を形成しにくい。

第１図で26は非磁性ブレード24の上面側に下面を接触
させ、前端面をアンダカツト面とした磁性粒子循環域限
定部材である。

27・28はトナー供給容器21内に順次に収容した磁性粒
子と非磁性トナーである。

トナー供給容器21の底板は、トナー保持部材たる現像
スリーブ22の下方に延長位置させてトナーが外部に洩れ
ないようにしてある。またこのトナーの外部への漏出の
防止をさらに確実ならしめるためにその延長底板の上面
に、漏出トナーを受入れて拘束する漏出トナー補修容器
部29とＣ、延長底板の先端縁長手に沿って飛散防止部材
30を配置してある。この部材30には後述する電圧が印加
されている。

磁性粒子27は一般に平均粒径が30〜100μ、好ましく
は40〜80μである。各磁性粒子は磁性材料のみから成る
ものでも、磁性材料と非磁性材料との結合体でもよい
し、二種以上の磁性粒子の混合物でも良い。そしてこの
磁性粒子27を先ずはじめにトナー供給容器21内に投入す
ることにより、その磁性粒子27が容器21内に臨んでいる
スリーブ面領域、即ちスリーブ22を配設したトナー供給
容器21からの磁性粒子ないしはトナーの漏出を防止する
ための磁性部材31から磁性粒子拘束部材たる非磁性ブレ
ード24の先端部までのスリーブ面領域各部にスリーブ22
内の磁石23による磁界により吸着保持され磁性粒子層と
して該スリーブ面領域を全体的に覆った状態となる。非
磁性トナー28は上記磁性粒子27の投入後容器21内に投入
されることにより上記スリーブ22に対する第１層として
の磁性粒子層の外側に多量に貯溜して第２層として存在
する。

上記最初に投入する磁性粒子27は、磁性粒子に対して
もともと約２〜70％（重量）の非磁性トナー28を含むこ
とが好ましいが、磁性粒子のみとしても良い。又磁性粒
子27は一旦上記スリーブ面領域に磁性粒子層として吸着
保持されれば、装置振動や、装置をかなり大きく傾けて
も実質的に片寄り流動してしまうことはなく、上記スリ
ーブ面領域を全体的に覆った状態が保持される。

而して容器21内に上記のように磁性粒子27と非磁性ト
ナー28を順次に投入収容した状態に於て、磁石23の磁極
S₂位置に対応するスリーブ表面付近の磁性粒子層部分に
磁極の強い磁界で磁性粒子の磁気ブラシが形成されてい
る。

又磁性粒子規制部材たる非磁性ブレード24の先端部近
傍部の磁性粒子層部分は、スリーブ22が矢印ｂ方向に回
転駆動されても重力と磁気力及び非磁性ブレード24の存
在による効果に基づく規制力と、スリーブ22の移動方向
への搬送力との釣合によってスリーブ22表面の点25位置
で溜まり、多少は動き得るが動きのにぶい静止層を形成
する。

又スリーブ22を矢示ｂ方向に回転させた時、磁極の配
置位置と磁性粒子27の流動性及び磁気特性を適宜選ぶこ
とによって、前記磁気ブラシは磁極S₂の付近で矢印ｃ方
向に循環し、循環層を形成する。該循環層においてスリ
ーブ22に比較的近い磁性粒子分はスリーブ22の回転によ
って磁極S₂近傍からスリーブの回転下流側にある前記の
静止層の上へ盛り上る。すなわち上部へ押し上げる力を
受けす。その押し上げられた磁性粒子分は、非磁性ブレ
ード24の上部に設けた磁性粒子循環域限定部材26によ
り、その循環領域の上限を決められているため、非磁性
ブレード24上へ乗り上がることなく、重力によって落下
し、再び磁極S₂近傍へ戻る。この場合スリーブ表面から
遠くに位置するなどして受ける押し上げ力の小さい磁性
粒子分は、磁性粒子循環域限定部材26に到達する前に落
下する場合もある。つまり該循環層では重力と磁極によ
る磁気力と摩擦力及び磁気粒子の流動性（粘性）によっ
て矢印ｃの如く磁性粒子の磁気ブラシの循環が行われ、
磁気ブラシはこの循環の際に磁性粒子層の上にあるトナ
ー層から非磁性トナー28を逐次取り込んで現像剤供給容
器21内の下部に戻り、以下スリーブ22の回転駆動に伴な
いこの循環を繰返す。

現像バイアス電圧34はプラス側、マイナス側のピーク
電圧が同じ交番電圧又はこの交番電圧に直流電圧を重畳
したものが使用できる。例えば暗部潜像電位−600V、明
部潜像電位−200Vの静電潜像に対して、一例としてスリ
ーブ22に直流電圧−300Vを重畳して波形のピーク電圧Vp
p300〜20000V、周波数200〜3000Hzの範囲で選択される
交番電圧を印加し、感光体ドラム３を接地電位に保持す
る。

一般に磁気ブラシの電気抵抗が比較的高い（10⁸Ωcm
より大）ため現像バイアスのピーク電圧巾Vppは高い方
が良く（例えば800V以上）かつ周波数は600Hz以上，好
ましくは800Hz以上，さらに好ましくは1kHz以上で高い
方が充分濃度のある良画質が得られた。Vppのみ高くて
も周波数が低いと濃度は低く、良画質は得にくい。いず
れにしてもVppの上限は、現像部の間隙放電限界値で決
まり、下限はスリーブ上及び磁性粒子上のトナーの飛翔
限界値で決められる。比較的抵抗のたかい現像ブラシで
は印加する交番電界の周波数と現像ブラシ自身の時定数
の適切な選択によって、間隙電圧が放電開始電圧に達す
ることがない様に交番電界のピーク値を設定することが
好ましい。

尚、本発明で述べている磁性粒子、磁気ブラシの抵抗
値とは第１図に示す現像装置により現像スリーブ22上に
約50mg/cm²磁性粒子の磁気ブラシを形成し、これに対向
して現像スリーブと間隙約300μｍを保った金属ドラム
を設け、これらと直列に約1MΩの抵抗を接続した回路に
直流200Vの電圧を印加したとき流れる電流値より算出し
て求めたものである。

以下本発明に係る現像法について現像部32での現像を
記述する。

第２図、第３図は本発明に係る現像方法について現像
部の拡大説明図である。50は潜像保持体上の暗部の潜像
電荷である。28は非磁性トナーである。34は直流成分を
重畳した交番電源である。第２図はスリーブ22に交番電
圧のプラス波形成分が加わった場合で、第３図は交番電
圧のマイナス波形成分が加わった場合を示す。潜像電荷
の極性はマイナス、現像剤の極性はプラスとして示して
ある。

現像ブラシ51の抵抗が比較的大きい（約10⁸Ωcmより
大）ため、現像ブラシ51自身の材質その他による電荷の
充放電時定数に依存して、現像ブラシ51にはトナー28と
の摩擦帯電電荷もしくは鏡映電荷、潜像保持体３上の潜
像電界及び潜像保持体３とスリーブ22間の交番電界によ
って注入される電荷が存在することになる。

潜像保持体３上の暗部の潜像電荷50による電界と交番
電界による電界とが一致したとき、現像ブラシ51にはス
リーブ22方向に最大屈伏状態となる。

潜像保持体３上の潜像電荷による電界と交番電界によ
る電界の方向が一致しないとき、現像ブラシ51の屈伏は
小さくなる。

いずれにせよ上述の如く交番電界によって現像ブラシ
51は微細な、しかし激しい振動状態となり、潜像保持体
上に余分に付着したカブリトナーは上記現像ブラシによ
って摺擦されて潜像保持体３から除去され、ブラシ上に
引き戻される。また、ブラシの上記振動により、トナー
はブラシ51から離脱し易くなり、潜像保持体３に供給さ
れ易くなるから、画像濃度も向上する。また、ブラシ51
の上記振動によりブラシ51内でトナーがほぐされ、これ
は画像濃度の向上やゴースト防止に寄与する。さらに、
この振動状態が激しい場合、磁気ブラシの一部がブラシ
ないしはスリーブ上から離脱し、潜像保持体とスリーブ
表面との間で、往復運動を発生する。この往復運動する
ブラシの運動エネルギーは大きく効率良く、上述の振動
による効果が期待される。以上の現像部での磁性粒子の
挙動は、高速度カメラで１秒間に8000コマの高速度撮影
の結果、観測された現像である。

次に、一般式（１）の化合物に関して説明する。

一般式（１）で表わされる化合物の好ましい具体例と
しては 等が挙げられる。

また、本発明に使用される有機顔料としては、窒素吸
着法によるBET比表面積が0.1m²/g〜300m²/g、好ましく
は1.0m²/g〜100m²/gであり、従来公知の顔料、例えばア
ントラキノン系、キナクリドン系、フタロシアニン系、
ペリレン系、ペリノン系、アゾ系等の各種有機顔料が使
用できる。

本発明に使用される有機顔料の具体的処理方法として
は、例えば、界面活性剤を含む水溶液中に一般式（１）
で表わされるモノマーを加え乳化重合させて得られた重
合体エマルジヨンを、有機顔料の水性スラリー中に添加
し、加熱処理する方法。あるいは有機顔料、一般式
（１）で表わされるモノマー、モノマーを溶解するが、
ポリマーは溶解しない溶剤の系をボールミル等で分散さ
せた後、重合開始剤等を用いて有機顔料表面にポリマー
を析出させる方法、等の各種の方法が挙げられる。本発
明に於いては重合体エマルジヨンを用いる前者の方法が
特に好ましい結果を得た。

このようにして処理された有機顔料中のポリマーの含
有量は有機顔料量に対して、１〜80重量パーセント、好
ましくは２〜50重量パーセント、特に３〜30重量パーセ
ントが良い。

尚、処理された有機顔料はトナー中に0.2〜80重量
％、好ましくは0.5〜70重量％、特に１〜50重量％が良
い。

本発明に於ける有機顔料を処理する界面活性剤として
は従来公知のノニオン界面活性剤、イオン界面活性剤、
両性界面活性剤が用いられ、ノニオン界面活性剤として
は、例えば各種脂肪酸のポリオキシエチレンエーテル
類、高級アルコールのポリオキシエチレンエーテル類、
アルキルフエノールポリオキシエチレンエーテル類、ソ
ルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル類、ポ
リオキシプロピレンのポリオキシエチレンエーテル類、
ヒマシ油のポリオキシアルキレンエーテル類、各種脂肪
酸のアルキロールアミド類等が挙げられる。

また本発明に用いられるノニオン界面活性剤としては
酸性溶液に溶解する例えばアミンを含むカチオン型のノ
ニオン界面活性剤、もしくは塩基性溶液に溶解する例え
ばカルボキシル基を含むアニオン型のノニオン界面活性
剤も含まれ好ましい。

またイオン界面活性剤としては、脂肪族アミン塩類、
第四級アンモニウム塩類、アルキルピリジニウム塩類、
高級脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液
体脂肪油硫酸エステル塩類、脂肪族アミン及び脂肪族ア
ミドの塩類、脂肪族アルコールリン酸エステル塩類、二
塩基性脂肪酸エステルのスルホン塩類、脂肪酸アミドス
ルホン酸塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類、ホルマ
リン縮合のナフタリンスルホン酸塩類等が挙げられる。
また両性界面活性剤としては、同一分子内に陰イオンに
解離する原子団と、陽イオンに解離す原子団を併有して
いるもので例えばアルキルアミノ酸が挙げられるが本発
明ではノニオン界面活性剤を用いた場合、特に好ましい
結果が得られた。

これらの界面活性剤の有機顔料中の含有量は、該有機
顔料の形状、大きさ、性質等によって変化するが、本発
明に於いては0.005〜30重量％、好ましくは0.01〜10重
量％、特に0.05〜２重量％の範囲で良好であった。界面
活性剤の含有量が少なすぎる場合は摩擦帯電電量の安定
性、均一性が確保し難く、多すぎる場合は吸湿しやすく
なり、殊に長期間に亘る保存時あるいは使用時に吸湿の
ため種々の物性の低下をもたらす傾向がある。

また本発明の有機顔料を処理せしめるポリマーとして
は、従来公知のポリマーが単独あるいは組合せてあるい
は共重合体等として使用される。一例としてはポリスチ
レン、ポリｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン、
ポリクロロメチルスチレンなどのスチレン及びその誘導
体の重合体；ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチ
ル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル
などのアクリル酸及びアクリル酸エステル類の重合体；
ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイ
ミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニ
ルピリジン、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フエ
ノール樹脂、塩素化パラフイン等が挙げられる。

有機顔料を処理せしめるポリマー、結着樹脂と相溶性
のある樹脂が好ましく、この意味で、該ポリマーと結着
樹脂とは同一又は類似の構造を有しているか、相溶性の
尺度となる種々のパラメーターが同一又は近似したもの
であるが好適である。

これらのポリマーの有機顔料中の含有量は、有機顔料
量に対して１〜80重量％、好ましくは２〜50重量％、特
に３〜30重量％が良い。

また、本発明に使用される有機顔料としては、窒素吸
着法によるBET比表面積が0.1m²/g〜300m²/g、好ましく
は1.0m²/g〜100m²/gである従来公知の顔料、例えばアン
トラキノン系、キナクリドン系、フタロシアニン系、ペ
リレン系、ペリノン系、アゾ系等の各種有機顔料が使用
できる。これら処理された有機顔料の添加量は個々の化
合物の性質及び目的により異なるが、界面活性剤とポリ
マーを含有した有機顔料としてトナー中に0.2〜80重量
％、好ましくは0.5〜70重量％、特に１〜50重量％が良
い。

本発明に使用されるポリマーと界面活性剤を含有する
有機顔料の具体的処理方法としては、界面活性剤を含む
水溶液中に相当するモノマーを加え乳化重合させて得ら
れた重合体エマルジヨンを、微粒子の水性スラリー中に
添加し、加熱処理する方法。あるいは界面活性剤の水溶
液中に該顔料を懸濁せしめ加熱・攪拌して界面活性剤を
含有する顔料を生成した後、これを芯物質として重合開
始剤を用いて重合を行ない、界面活性剤と、ポリマーを
含有する顔料を得る方法等があるが、本発明に於いては
前者の重合体エマルジヨンを用いる方法が好ましい結果
を得た。

また、本発明に使用されるトナー塗布用磁性粒子とし
ては、例えば表面酸化または未酸化の鉄、ニツケル、コ
バルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれ
らの合金または酸化物などが使用できる。又その製造方
法として特別な制約はない。

又、上記磁性粒子の表面を樹脂等で被覆する方法とし
ては、樹脂等の被覆剤を溶剤中に溶解もしくは懸濁せし
めて塗布しキヤリアに付着せしめる方法、単に粉体で混
合する方法等、従来公知の方法がいずれも適用できる。

キヤリア表面への糊着物質としてはトナー材料により
異なるが、例えばポリテトラフルオロエチレン，モノク
ロロトリフルオロエチレン重合体，ポリフツ化ビニリデ
ン，シリコーン樹脂，ポリエステル樹脂，スチレン系樹
脂，エポキシ樹脂，アクリル系樹脂，ポリアミド，ポリ
ビニルブチラール，アミノアクリレート樹脂，などを単
独或いは複数で用いるのが適当であるが、必ずしもこれ
に制約されない。

上記化合物の処理量は、キヤリアが前記条件を満足す
るように滴宜決定すれば良いが、一般には総量で本発明
のキヤリアに対し0.1〜30重量％（好ましくは0.5〜20重
量％）が望ましい。

一方、本発明に用いられるトナーの結着樹脂として
は、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
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−アクリル−アミノアクリル系共重合体、スチ
レン−アミノアクリル系共重合体、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、スチテン−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。

トナーにおいては、任意の適当な顔料や染料が着色剤
として使用可能である。例えば、カーボンブラツク、鉄
黒、フタロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベン
ジジンイエローなど公知の染顔料がある。

また、荷電制御剤としてアミノ化合物、第４級アンモ
ニウム化合物および有機染料、特に塩基性染料とその
塩、ベンジルジメチル−ヘキサデシルアンモニウムクロ
ライド、デシル−トリメチルアンモニウムクロライド、
ニグロシン塩基、ニグロシンヒドクロライド、サフラニ
ンγ及びクリスタルバイオレツト、含金属染料、サリチ
ル酸含金属化合物等を添加しても良い。さらに本発明の
効果を妨げない程度に磁性粉を添加しても良い。

以上のトナーの構成は、一般に行なわれている混合−
粉砕法によるトナーに用いても良いし、特にマイクロカ
プセルトナーの壁材又は芯材あるいはその両方に用いる
ことも可能であり特に好ましい。

〔実施例〕

以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。例
で示す部は重量部である。

現像装置としては第１図に示したものを使用した。

実施例装置において80ミリ径のＮ型OPC感光体ドラム
３は矢印ａ方向に210mm/秒の周速度で回転する。22は矢
印ｂ方向に210mm/秒の周速度で回転する外径32mm、厚さ
0.8mmのステンレス（SUS304）製のスリーブで、その表
面は＃600のアランダム砥粒を用いて不定型サンドブラ
ストを施し、周方向表面の粗面度を0.8μｍ（Rz＝）に
した。

一方、回転するスリーブ22内にはフエライト焼結タイ
プの磁石23を固定して配設し、磁極配置は第１図の如
く、表面磁束密度の最大値は約900ガウスとした。非磁
性ブレード24は1.2mm厚の非磁性ステンレスを用いた。
ブレード−スリーブ間隙は400μとした。

このスリーブ22に対向する感光体ドラム３表面には、
静電潜像として暗部−600Vで明部−150Vの電荷模様を形
成し、スリーブ表面との距離を300μｍに設定した。そ
して、上記スリーブに対し電源34により周波数1800Hz、
ピーク対ピーク値が1.4KVで、中心値が−300Vの電圧を
印加し、現像を行なった。

実施例１ （Ａ） 攪拌機、温度計、滴下ロート、ジムロート冷却
器、Ar導入管を備えたフラスコにHLBが20であるノニオ
ン界面活性剤５％水溶液150重量部を加え80℃に加熱し
た。その後Arガスを通じつつ、ジメチルアミノエチルメ
タクリレート（前記化合（ｂ））100重量部及び過硫酸
カリウム１％水溶液100重量部を別々の滴下ロートから
滴下した。滴下終了後60分間加熱を続けた後、室温まで
冷却し乳白色のポリマーエマルジヨンを得た。

（Ｂ） 市販の銅−フタロシアニン顔料（C.I.Pigment
blue 15）100部をpH＝４のHCl水溶液に加えた後、
（Ａ）で合成したノニオン型重合体エマルジヨン５部を
加え強攪拌しつつ80℃に昇温させ、更にNaOHを加えpH＝
11とした後瀘過・水洗を繰り返し乾燥させて処理品を得
た。

（Ｃ） トナー処法を （Ｂ）で得た銅−フタロシアニン顔料 ５重量部 スチレン−ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合
体 60重量部 スチレン−ブタジエン共重合体 40重量部 とし、これらの成分を含む混合物をロールミルにて150
℃15分間加熱混練した後冷却し、ハンマーミルにて粗砕
し、次いでエアージエツト方式による微粉砕機で微粉砕
した。更に風力分級を行ない平均粒径13μの青色粒子を
得、１重量％のコロイダルシリカを添加し正帯電性トナ
ーとした。

（Ｄ） 粒径200〜300メツシユ間の真比重が6g/cm³以下
のフェライト粒子100重量部の表面をスチレン−ブチル
アクリレート共重合体1.5部で被覆し、磁性粒子を得
た。

（Ｅ） 次いで上記トナー12重量部と磁性粒子100重量
部とを混合して第１図の現像装置に投入したところ、し
っとりとした均一で画像濃度の高い、しかもカブリの無
い良好な画像が得られた。この現像状態を高速度カメラ
で撮影したところスリーブ上及び磁気ブラシ上の両方か
ら順調に飛翔現像しているようすが観察できた。

更に連続1000回の現像を行なったところ画像は初期の
ものと同様に鮮明であった。

実施例２ （Ａ） 実施例１（Ａ）に於いてジメチルアミノエチル
メタクリレート100重量部にかえてジエチルアミノエチ
ルメタクリレート（前記化合物例（Ｃ））100重量部と
する事以外は実施例１（Ａ）と同様にしてノニオン型重
合体エマルジヨンを得た。

（Ｂ） 実施例１（Ｂ）に於いて銅−フタロシアニン顔
料（C.I.Pigment blue 15）100重量部を別の銅−フタ
ロシアニン顔料（C.I.Pigment Green ７）100部とす
る事以外は実施例１と同様な方法で（Ａ）により得られ
た重合体エマルジヨン処理を行なった。

（Ｃ） トナー処法を （Ｂ）で得たC.I.Pigment Green ７ ５重量部 スチレン−ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合
体 70重量部 スチレン−ブタジエン共重合体 30重量部 とする以外は実施例１の（Ｄ）及び（Ｅ）と同様にして
行なったところ同様に良好な結果となった。

実施例３ （Ａ） 実施例１（Ａ）に於いて、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレート100重量部にかえてジ−ｎ−プロピル
アミノエチルメタクリレート（前記化合物例（ｄ））40
重量部とメチルメタクリレート60重量部とする事以外
は、実施例１（Ａ）と同様な方法でノニオン型重合体エ
マルジヨンを得た。

（Ｂ） 実施例１（Ｂ）に於いて銅−フタロシアニン顔
料（C.I.Pigment blue 15）100重量部をモノアゾ系顔
料（C.I.Pigment Red 170）100重量部とする事以外は
実施例１（Ｂ）と同様にして（Ａ）により得られた重合
体エマルジヨン処理を行なった。

（Ｃ） トナー処法を （Ｂ）で得たC.I.Pigment Red 170 ２重量部 スチレン−マレイン酸共重合体 100重量部 3,5−ジ−ターシヤリーブチルサリチル酸クロム錯体 １
重量部 とする事以外は実施例１の（Ｄ）及び（Ｅ）と同様にし
て行なったところ良好な結果が得られた。

実施例４ （Ａ） 実施例１（Ａ）と同様にしてポリマーエマルジ
ヨンを得た。

（Ｂ） 実施例（Ｂ）と同様にして処理顔料を得た。

（Ｃ） トナー処方： （Ｂ）で得た銅フタロシアニン顔料 ３重量部 ポリエチレンワツクス 100重量部 を充分に混練した後造粒し、平均粒径14μの球状様子を
得た。次いで該球状粒子にジエチルアミノエチルメタク
リレート−スチレン共重合体（共重合重量比10:90）をD
MF溶液からの相分離法により被膜し、更に１重量％のコ
ロイダルシリカを添加しマイクロカプセルトナーとし
た。

（Ｄ） 実施例１（Ｄ）と同様にして磁性粒子を得た。

（Ｅ） 次いで、上記マイクロカプセルトナー15重量部
と磁性粒子100重量部とを混合し、実施例−１と同様に
して行なったところ良好な結果が得られた。

実施例５ （ａ） 攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却器、Ar導入
管を備えたフラスコに、ポリオキシエチレンソルビタン
トリオレエートの５％水溶液150重量部を加え80℃に加
熱した。その後Arガスを通じつつ攪拌し、スチレン70重
量部、メチルメタクリレート30重量部、及び２％過硫酸
カリウム水溶液100重量部を別々の滴下ロートより滴下
した。滴下終了後30分間加熱攪拌を続けた後、室温まで
冷却し、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート
を含有するポリマーエマルジヨンを得た。

（ｂ） 市販の銅−フタロシアニン顔料（C.I.Pigment
blue 15）100重量部をpH＝５のHCl水溶液に加えた
後、（ａ）で合成したポリマーエマルジヨン20重量部を
加え攪拌しつつ50℃に昇温させ、更にNaOHを加えpH＝10
とした後瀘過・水洗を繰り返し乾燥させてポリオキシエ
チレンソルビタントリオレエートとスチレン−メチルメ
タクリレートを含有する銅−フタロシアニン顔料を得
た。

（ｃ） トナー処法として （ｂ）で得た銅−フタロシアニン顔料 ５重量部 スチレン−ブチルアクリレート樹脂 80重量部 スチレン−ブタジエン樹脂 20重量部 ジメチルアミノエチルメタクリレート樹脂 ２重量部 ポリプロピレン樹脂 ４重量部 をロールミルにて160℃、15分間加熱混練した後冷却
し、ハンマーミルにて粗砕し、次いでエアージエツト方
式による微粉砕機で微粉砕した。更に風力分級を行な
い、平均粒径12μの黄色粒子を得、１重量％のコロイダ
ルシリカを添加し正帯電トナーとした。

（ｄ） 粒径200〜300メツシユ間の真比重が6g/cm³以下
のフェライト粒子100重量部の表面をスチレン−ブチル
アクリレート共重合体1.5重量部で被覆し、磁性粒子を
得た。

（ｅ） 次いで上記トナー15重量部と磁性粒子100重量
部とを混合して第１図の現像装置に投入したところ、し
っとりとした均一で画像濃度の高い、しかもカブリの無
い良好な画像が得られた。この現像状態を高速度カメラ
で撮影したところスリーブ上及び磁気ブラシ上の両方か
ら順調に飛翔現像しているようすが観察できた。

実施例６ （ａ） 実施例５（ａ）に於いて、ポリオキシエチレン
ソルビタントリオレエートの５％水溶液150重量部をト
リエタノールアミンステアレートの10％水溶液150重量
部とし、スチレン70重量部、メチルメタクリレート30重
量部をスチレン90重量部、２−エチルヘキシルメタクリ
レート10重量部とする以外は、実施例５（ａ）と同様に
してトリエタノールアミンステアレートを含有するポリ
マーエマルジヨンを得た。

（ｂ） 実施例５（ｂ）に於いて銅−フタロシアニン顔
料100重量部をモノアゾ系赤色顔料150重量部とする以外
は実施例１（ｂ）と同様にしてトリエタノールアミンス
テアレートとスチレン−２−エチルヘキシルメタクリレ
ートを含有するモノアゾ系赤色顔料を得た。

（ｃ） トナー処法を スチレン−ｎ−ブチルアクリレート樹脂 70重量部 スチレン−ブタジエン樹脂 30重量部 ジイソプロピルアミノエチルメタクリレート樹脂 ４重量部 （ｂ）で得たモノアゾ系赤色顔料 70重量部 とする以外は実施例５の（ｄ），（ｅ）と同様にして行
なったところ同様に良好な結果となった。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば簡単な構成によ
り、磁性粒子を使用する現像装置に於いて一般式（１） （式中R₁,R₂,R₃は各々水素原子、置換又は未置換の炭化
水素基を、ｎは１以上の整数を表わす。但し、R₁とR₂は
同時に水素原子であることはない。） で示されるモノマーから合成されたポリマーで処理さ
れた有機顔料又は界面活性剤とポリマーで処理された有
機顔料を含有する非磁性トナーを用いる事により、画像
濃度の高くカブリの無い、階調性良好な、かつ負性特性
の無い良好な画質を得る事ができた。又、現像に寄与す
るトナーをスリーブ上と磁性粒子上とで効率良く分配
し、その両者から飛翔現像させる事で交番電界中に於い
てほぼ100％近い現像効率を達成する事ができた。これ
は現像装置構成として小型化・軽量化・簡素化を可能と
したものである。又、少なくとも交番電界によって本発
明に基づく磁性粒子のブラシは潜像保持体と接触しかつ
振動する事によって潜像保持体上に付着した地カブリト
ナーを除去する事ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る現像方法による現像装置の縦断
正面図を示し、第２図及び第３図は、本発明に係る現像
方法による現像部の拡大説明図を示す。 ３……潜像保持部材、21……現像剤供給容器、 22……非磁性スリーブ、23……固定磁石、 24……非磁性ブレード、26……磁性粒子循環域限定部
材、 27……磁性粒子、28……非磁性トナー、 29……現像剤補集容器部、30……飛散防止部材、 31……磁性部材、32……現像領域、 34……バイアス電源、50……静電潜像、 51……磁気ブラシ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/09 Ｇ０３Ｇ 9/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像を保持する為の潜像保持体と、こ
   れに対向する現像剤担持体の現像領域で、現像剤担持体
   と潜像保持体との間に交番電界を付与しながら静電潜像
   を少なくとも結着樹脂及び顔料を含有している非磁性ト
   ナーで現像する画像形成方法に於いて、 非磁性トナーは、結着樹脂と混合される前に、あらかじ
   め一般式（１） （式中R₁,R₂,R₃は各々水素原子、置換又は未置換の炭化
   水素基を、ｎは１以上の整数を表わす。但し、R₁とR₂は
   同時に水素原子であることはない。） で示されるモノマーから合成されたポリマーで処理され
   ている有機顔料又は界面活性剤と該ポリマーで処理され
   ている有機顔料を含有しており、 真比重が6g/cm³以下であり、かつ電気的絶縁性樹脂で被
   覆されている磁性粒子を用いて現像剤担持体の現像領
   域、該磁性粒子の存在量が５〜100mg/cm²となるように
   磁気ブラシを形成し、 現像領域で、潜像保持体と磁気ブラシとを接触させなが
   ら、潜像保持体と現像剤担持体表面及び該磁気ブラシ表
   面との間で、非磁性トナーを往復させながら潜像を現像
   する 事を特徴とする画像形成方法。