JPH0245191B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真法に適用する新規な現像方
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
現像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
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いて、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
ヤリアーの劣化、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、トナーのみにより
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
の導電性スリーブ上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
終的な支持部材への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であ
つた。

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させて現像するも
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。

以上従来技術を述べたが、一成分現像剤を用い
る電子写真現像法は二成分系に比し幾多の利点を
もつが、絶縁性現像剤を使用する現像法に於いて
はその根本原理とするトナーの摩擦帯電をいかに
有効にかつ安定に実施できるかにその成否がかか
つていると云つても過言ではない。有効かつ安定
な帯電をいかに簡便な方法、装置等によつて実現
するかに集約される。

この問題を解決する為これまで種々の方法が試
みられてきた。その方法を大別すると、三者に分
割できると考えられる。１つには現像剤に無機性
微粉末等を添加し現像剤の流動性を向上させるこ
とにより摩擦部材との接触回数を増し帯電効率を
上げる方法である。１つは特開昭54―43036号に
ある如くトナーをスリーブにきわめて薄く塗布す
るなどして物理的機構にトナーと摩擦部材との接
触機会を増大せしめる方法である。一つは摩擦部
材に工夫を加え分離独立し、その機能を強化させ
ると共に、その材質形状等に種々の考慮を施し、
より有効にトナーの摩擦帯電を実現せしめる方法
である。

これら三者の方策はそれぞれ独立したものでは
なく、各々が絡み合い、帯電性能をより簡便な手
段で向上せしめる方向に改善されつつあるがいま
だ充分に目的を達し得ていないのが現状である。

本発明の目的は、カブリがなく鮮明な画像を与
え、耐久性の優れた現像方法を提供することであ
る。

他の目的は、トナー粒子を現像剤保持体上に薄
く塗布して摩擦帯電させる現像方法において、有
効な摩擦帯電を行なわせる現像方法を提供するこ
とである。

その特徴とするところは、現像部において、現
像剤保持体を静電潜像に対して、一定の間隙を設
けて配置し、前記間隙よりも薄い厚さに保持させ
た現像剤を静電潜像面に移動させて現像する方法
において、現像剤が絶縁性トナー粒子と、樹脂に
より造粒された粒径１〜100μのシリカ粉末を該
トナー100重量部に対して１〜50重量部含有する
ことを特徴とする現像方法にある。

本発明の現像方法による造粒シリカ粒子は、大
量に投入することにより、トナー凝集体をほぐす
効果があり、トナー粒子とスリーブとの間の摩擦
帯電性を良好にしている。

又、本発明の現像方法に使用される造粒シリカ
は、本出願人が先に提案した特願昭56―34374の
如く造粒シリカの解砕による微粒子シリカ粉末に
よる、流動性向上剤としての働きもある。そのた
め、トナーの帯電極性と逆の極性の帯電性を有す
るバインダー樹脂を使用すると、解砕された微粒
子シリカ粉末の帯電性がトナーの帯電と逆極性に
なり、そのシリカ微粉末がトナーに吸着するた
め、トナーに十分な帯電性を与えることができ
ず、画像濃度が薄くなるという現象を起こしてし
まうため、トナーの帯電極性と同極性の帯電性を
持つバインダー樹脂を使用する必要がある。

又、本発明の現像方法における造粒シリカ粒子
は、おどろくべきことにトナーと同一極性の帯電
性を有しているにもかかわらず、トナーと混合撹
拌された場合、トナーの帯電を増強する方向に働
く。つまり大きな粒子のままの造粒シリカは二成
分現像法におけるキヤリアーとしての働きもして
いることがわかつた。これは、周知のブローオフ
帯電特性を測定すると、トナーの帯電性よりもト
ナーと造粒シリカの混合物の帯電量の方が低く、
さらに造粒シリカの混合比を増加すると、さらに
帯電量が低下することから推擦できる。即ち、本
発明の現像方法によれば、造粒シリカは、大きな
粒子の場合、トナーの帯電助剤として働き、解砕
され微粒子となつた場合は通常の流動性向上剤と
して働き、トナーと共に消費されるものである。

本発明の現像方法によれば、大量のシリカ粉末
を含むため、現像時にかなり多量のシリカ微粉末
が静電潜像上に移動するが、フリーの微粒子は、
転写されないので転写画像の定着性等に悪影響を
及ぼすことはなく、逆に多量の硬い微粒子が感光
体の研摩剤として働き、連続コピー時の画像流れ
等を防止できるという利点がある。

本発明の現像方法は上記の様に数々の利点があ
り、トナーそのものの帯電量が低いもの、又は、
圧力定着用トナーの様な現像剤保持体を汚染しや
すいトナー等を使用する場合には特に有用であ
る。

本発明の現像方法に使用される造粒シリカ粉末
は、樹脂を適当な溶剤に溶解し、その溶液中にシ
リカ微粉末を投入し、撹拌分散した後、溶剤を乾
燥除去した後、適当な方法で粉砕、分級して、１
〜100μの粒径のものを得る。ここで使用される
シリカ微粉末は、一次粒子径５〜100mμのものが
良く、樹脂とシリカ微粉末の比は樹脂／シリカ微
粉末＝１／10〜２／１が適当である。

本発明の現像方法におけるトナーの結着樹脂と
しては従来より知られているポリスチレン、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
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単独或い
は混合して使用できる。

着色材としては公知の染顔料、例えばカーボン
ブラツク、フタロシアニンブルー、インダンスレ
ンブルー、ビーゴツクブルー、パーマネントレツ
ド、レーキレツド、ローダミンレーキ、ハンザイ
エロー、パーマネントイエロー、ベンジジンイエ
ロー等広く使用することができる。

磁性物質は無くとも良いが、添加するときは磁
性を示すか、磁化可能な材料であればよく、例え
ば鉄、マンガン、ニツケル、コバルト、クロムな
どの金属、マグネタイト、各種フエライト、マン
ガン合金、その他の強磁性合金などがあり、これ
らを微粉末としたものが使用できる。

第１図に、実施例の現像方法の一実施形態が断
面図で示される。同図において静電潜像面１は矢
印方向に動く。現像剤保持体である非磁性円筒３
は、現像部において静電潜像面と同方向に進むよ
うに回転する。非磁性円筒３の内部には多極永久
磁石２が回転しないように配されている。現像剤
容器５から送られる一成分系絶縁性磁性現像剤６
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４を円筒表面に近接して（間隔50μ〜
500μ）、多極永久磁石２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３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
が静電潜像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４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。この交流バイアスはｆが200〜
4000Hz，Vppが500〜3000Vであれば良い。

以上の如く、この現像工程においては一成分磁
性現像剤を現像保持体上に安定に保持させる為
に、多極永久磁石２を内包する非磁性円筒３を用
いた。また、現像剤層を薄く均一に形成する為
に、円筒３表面に近接して磁性体薄板もしくは永
久磁石によるドクターブレード４を配置した。こ
のように磁性体のドクターブレードを用いると、
現像剤保持体に内包された永久磁石の磁極との間
に対向磁極が形成され、ドクターブレードと現像
剤保持体間でトナー粒子鎖を強制的に立上がらせ
ることになり、現像剤保持体上の他の部分、例え
ば静電像面に相対する現像部分の現像剤を薄く規
制するのに有利である。さらにそのような強制的
運動を現像剤に与えることにより現像剤層はより
均一になり、よつて非磁性体ドクターブレードで
は実現できなかつた薄く且つ均一なトナー層形成
が達せられる。しかもドクターブレードとスリー
ブとの間隙を広めに設定できるからトナー粒子の
破壊や凝集を防止する効果もある。現像部分にお
けるトナー粒子の転移に際し、静電像の吸引作用
あるいは交流バイアスの作用によつて静電像側に
転移する。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明の範囲がこれにより限定されるもので
はない。

実施例 １ スチレン―イソブチルメタクリレート―エチレ
ンエチルアクリレート―カスターワツクス共重
合体（藤倉化成製CTR―159） 100重量部 磁性体（チタン工業製BL―270） 50重量部 ニグロシン（ボントロンＮ―07，オリエント化
学製） ２重量部 上記材料を２本ロールミルで溶融混練し、冷却
後粗砕し、ジエツトミルにて微粉砕し、分級して
５〜25μの磁性トナーを得た。

これを、負荷電性のPVKドラムを装着し、負
の静電荷像を現像できる様に改造したNP―200J
（キヤノン製電子複写機）を使用し、作像した処、
画像濃度0.3程度の薄い画像しか得られなかつた。

そこで常温硬化型シリコンレジンワニス（トー
レシリコン製SR2410）１中にシリカ（日本シ
リカ製，Ｅ―150Kをトリメチルメトキシシラン
で処理したもの）200ｇを投入し、撹拌後、溶媒
を蒸発せしめ、乾燥、粉砕して、200メツシユで
ふるい、5μ以下の微粒子は風力分級機によりカ
ツトして、５〜74μの造粒シリカを得た。この造
粒シリカをトナー100重量部に対して、30重量部
混合して、上記NP―200J改造機にて作像したと
ころ、画像濃度1.2の良質な画像を得られた。続
いて耐久コピー試験を行つた結果１万枚複写を繰
り返しても画像の劣化はなかつた。

実施例 ２ 実施例１のトナーを使用し、４―ビニルピリジ
ン重合体（広東化学製，＝300000），10ｇを
メタノール500mlに溶解した溶液とシリカ（日本
シリカ製Ｅ―150Kをジメチルジメトキシシラン
で処理したもの）100ｇとで実施例１と同様の方
法で造粒シリカを作製し、トナー100重量部に対
して20重量部混合して、実施例１と同様の試験を
行なつたところ、画像濃度1.1の良質な画像が得
られ、１万枚の耐久試験でも画像の変化はなかつ
た。

実施例 ３ ポリエチレンワツクスPE―130（ヘキストジヤ
パン製） 70重量部 ポリエチレンワツクスPE―190（ヘキストジヤ
パン製） 30重量部 磁性体（BL―120，チタン工業製） 50重量部 ニグロシン（ボントロンＮ―07，オリエント化
学製） ２重量部 で実施例１と同様にして５〜20μのトナーを得
た。このトナーで前記NP―200J改造機で作像し
たところ、画像濃度0.2程度のごく薄い画像しか
得られなかつた。そこで常温硬化型シリコンレジ
ンワニス（トーレシリコン製，SR2406）200ml中
にシリカ（日本シリカ製EK―220Aをトリメチル
メトキシシランで処理したもの）200ｇを投入し、
実施例１と同様にして５〜74μの造粒シリカを
得、これを前記トナー100重量部に対し、15重量
部混合して、前記NP―200J改造機で作像したと
ころ、画像濃度1.3の良質な画像が得られ、１万
枚コピー後も画質の変化はなかつた。

実施例 ４ 実施例１のトナーを使用し、ギルソナイト（荒
川化学製，天然ビチユウメン）20ｇをメチルエチ
ルケトン500mlに溶解した溶液とシリカ（日本シ
リカ製Ｅ―220Kをジメチルジメトキシシランで
処理したもの）100ｇで実施例１と同様にして、
造粒シリカを得、トナー100重量部に対し造粒シ
リカを25重量部混合して作像、耐久テストを行な
つたところ、初期画像濃度1.0の良質な画像が得
られ、１万枚コピー後も画質の変化はなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明現像方法の一実施形態を示す
断面図。 １…静電潜像面。３…非磁性円筒。４…ドクタ
ーブレード。６…絶縁性現像剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 現像部において現像剤保持体を静電潜像面に
   対して一定の間隙を設けて配置し、現像剤保持体
   上に前記間隙よりも薄い厚さに保持させた現像剤
   を静電潜像面に移動させて現像する方法におい
   て、現像剤が絶縁性トナー粒子100重量部に対し
   て樹脂により造粒された粒径１〜100μの造粒シ
   リカ粉末を１〜50重量部含有することを特徴とす
   る現像方法。