JPH0462393B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、トナーの塗布方法に関する。 従来、乾式一成分系現像装置としては各種装置
が提案され又実用化されている。しかし、いずれ
の現像方式においても現像剤の薄層を形成するこ
とは極めて難かしくこのため比較的厚い層の形成
で現像していた。しかるに現像画像の鮮明度、解
像力、などの向上が求められている現在、乾式一
成分現像剤の薄層形成方法及びその装置に関する
開発は必須となつている。 従来乾式一成分系現像剤の薄層を形成する方法
は特開昭54−43037号公報、同55−18656号公報等
に提案されており、且つ実用化されている。しか
し、これは磁性現像剤の薄層形成に関するもので
あつた。磁性現像剤は磁性を持たせるため磁性体
を内添しなければならず、これは転写紙に転写し
た現像画像を熱定着する際の定着性や、カラー再
現の際の色彩が限定されること等の問題点があ
る。このため非磁性現像剤の薄層形成方法として
ビーバーの毛のような柔い毛を円筒状のブラシに
して、これに現像剤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にド
クターブレード等により塗布する方法が提案され
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、
現像剤量の規制は可能であるが、均一な塗布は行
なわれず、現像ローラ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現像剤への摩
擦帯電電荷賦与は行なわれないため、ゴースト等
の発生しやすい問題点があつた。 本発明は上述の従来方法の問題点を除き、トナ
ーをトナー担持体表面に均一な薄層として形成
し、且つ、十分な摩擦帯電を与えて塗布する新規
な方法及びその為のトナー塗布用磁性粒子を提供
することを目的としている。 更に本発明は、現像剤が現像装置から漏れ出す
のを防止することを目的としている。 その特徴とするところは、トナーとトナー塗布
用磁性粒子とを貯蔵する現像剤容器と、潜像担持
体にトナーを搬送するトナー担持体と、前記現像
剤容器のトナー出口の上流側に前記トナー担持体
と接触するトナー塗布用磁性粒子による磁気ブラ
シを形成する磁極を持つ磁石とを配して、前記ト
ナー担持体上にトナーの薄層を、形成するトナー
塗布方法において、前記トナー塗布用磁性粒子の
BET比表面積が30〜350cm²／ｇであるトナー塗布
方法及びトナー塗布用磁性粒子にある。 上記の潜像担持体としては、感光体や絶縁体層
を有するドラム状やベルト状の部材が適用でき、
磁極としては磁石ローラの軸方向に同極性又は異
極性の磁極を着磁したものや、棒状の複数の磁石
を固定支持部材上に接着したものを用い得る。更
に回動するトナー担持体としては、アルミニウ
ム・銅・ステンレス・黄銅等の非磁性金属や合成
樹脂材料によるスリーブ又は樹脂や金属の無端ベ
ルトの使用が可能であり、その周面はトナーの搬
送性や帯電特性を高めるのに、粗面化又は凹凸模
様を設けても良い。また、必要に応じて現像剤容
器の出口側に設ける規制部材としては、鉄等の磁
性体やアルミニウム、銅、樹脂等の非磁性体によ
るブレード板や壁を用い得る。 以下、図面に従つて本発明を更に詳しく説明す
る。 第１図は、本発明の塗布方法を適用する現像原
理を説明するための現像装置の断面図を示す。 図において、１は潜像担持体に相当する電子写
真感光体ドラムであり、図示しない潜像形成手段
により形成した潜像を保持し、図示の現像位置を
矢印ａ方向に回転して通過する。この感光体ドラ
ム１に対しては、トナーを担持するトナー担持体
である非磁性スリーブ２が、所定の間隙を保つて
対向しており、このスリーブ２は矢印ｂ方向に回
転する。このスリーブ２の上部にはトナー４と磁
性粒子５の混合体を貯蔵する樹脂やアルミニウム
等の非磁性材料を用いた現像剤容器３が位置し、
この容器３のスリーブ回転方向下流には、磁性ブ
レード６がねじ止めされている。 一方、この磁性ブレード６に対するスリーブ２
の反対側には、磁石７が設けられている。この磁
石の取付け位置は、磁極の位置と磁性ブレード６
との関係で決定され、実際には磁性ブレード２の
位置よりも若干上流側に磁極を設けることによつ
て形成する磁界の作用で、磁性粒子の流出防止、
及びトナーの均一塗布の点で更に良好な結果を得
る。 上記構成において、容器３内の磁性粒子５は、
磁石７のＳ極と磁性ブレード６との内に生じる磁
界により、トナー保持部材と接触する磁気ブラシ
８を形成する。そして、スリーブ２が回転するこ
とにより上記磁気ブラシ８が形成されたまま、磁
性粒子とトナーとは攪拌混合される。この状態で
容器３の磁性ブレード側では、このブレード６の
存在によりトナーと磁性粒子の混合体は、このブ
レードにより移動が阻止されて上昇し、矢印ｃ方
向に循環運動する。これによりトナーは、スリー
ブ２ないし磁性粒子によつて摩擦帯電される。帯
電されたトナーは、磁性ブレード６の近傍に形成
した磁気ブラシ８により、スリーブ２の表面に鏡
映力により均一に薄く塗布され、感光体ドラムと
の対向位置に至る。 ところで、磁気ブラシ８を構成する磁性粒子５
は、磁石７の磁界による拘束力が、摩擦力が原因
する搬送力より大となるように設定することで、
スリーブ２上には流出しない。そして、磁気ブラ
シ８の領域内にトナーがあれば、磁気ブラシ８の
磁性粒子とこのトナーとの比率は、スリーブ２の
回転によりほぼ一定値を保つ。これにより現像で
スリーブ上のトナーが消費されても、自動的に磁
気ブラシ８の領域に現像剤が供給される。従つ
て、上記スリーブ２上には常に一定量のトナーの
供給塗布が可能となる。 なお、上記原理説明では規制部材に磁性ブレー
ドを用いているが、非磁性ブレード又は容器を構
成する樹脂やアルミニウム等の非磁性体の壁を、
この規制部材として用いることもできる。しか
し、この場合、磁性粒子の流出を防止するため、
スリーブと規制部材との間隙を磁性ブレードを用
いるときよりも更に小さくする必要がある。ま
た、磁性ブレードを用いる場合は、ブレードと磁
極間の磁界によりトナーの出口部に安定して磁気
ブラシが形成できる点で好ましい。 ここで適用できるトナーとしては、従来、電子
写真法で用いられているトナー、例えば樹脂に顔
料や染料を混練し、これを粉砕したものやカプセ
ル化したものが用い得る。 以上の説明で明らかな如く、本発明における構
成要素として特に磁性粒子が重要である。上記磁
性粒子は、従来、トナーよりもはるかに多い量で
トナーと混合されていた２成分系現像剤に使用さ
れたキヤリヤ材としての磁性粒子が有していた機
能、すなわち、主としてトナーに帯電付与を行な
い、その帯電量を制御する機能よりむしろ、多量
のトナーが存在する系で磁気ブラシを形成してト
ナー担持体上にトナーを塗布し、またその量を規
制する機能を果たさなければならない。同時に循
環移動しながらトナーを供給する機能をも有して
いなければならず、さらに、この磁性粒子は規制
部材を通過しては好ましくない。これらの機能を
満たす為には、磁界により発生する適当な拘束力
を有しながら、しかも適当な循環性を示し、かつ
形成された磁気ブラシのブラシの状態は、均一な
塗布を可能にする為に適度な硬さと密度をもつて
いなければならない。例えば比較的疎なブラシは
トナー担持体上に規制不足のスジを生じやすくす
る傾向があり、又逆に密なブラシは保持部材上の
塗布層の厚さを極薄にする傾向があり、いずれも
好ましいものではない。さらに一例をあげれば循
環性が良すぎる場合は塗布層が厚くなつて画像上
にカブリが生じたり、又循環性が悪い場合にはゴ
ーストが生じやすくなるなど種々の欠点が生じる
傾向がある。 本発明者らは、前記本発明に使用される磁性粒
子が必要とされる様々の機能を満たす為に種々検
討した結果、トナー塗布用磁性粒子の大きな影響
を及ぼすとの知見を得た。 すなわち、磁性粒子の比表面積が30cm²／ｇより
小さい場合には前記したスリーブ２が回転するこ
とによりトナー粒子磁性粒子との混合体である磁
気ブラシ８が循環運動し、ブレード６の下流側の
スリーブ上にトナーのみが塗布される際、塗布量
が適正値より大きくなり、また塗布面の均一性も
劣り、スジやムラが派生する傾向がある。その結
果、この様な塗布層を用いて潜像を現像した場合
にはカブリが発生しやすくなる。一方、磁性粒子
の比表面積が大きい場合には塗布層が均一で比較
的薄層とないカブリに対しては良好な塗布状態と
なつて望ましい。しかしながら比表面積が、350
cm²／ｇより大きい磁性粒子を用いた場合には塗布
面の均一性は良好でカブリにくいが、塗布量が小
さくなり画像濃度が低くなる欠点がある。また、
スリーブの循環運動を長期にわたり繰り返し行な
うと磁気ブラシ内部へのトナーの供給速度がおそ
くなり、その結果部分的な濃度低下、場合によつ
ては一部分の画像が白く抜ける等の問題点を生ず
る場合がある。 すなわち、本発明の塗布方法においては磁性粒
子の比表面積が30〜350cm²／ｇの磁性粒子を用い、
実施例に示した如くより好ましくは50〜320cm²／
ｇの範囲が良い。さらには、70〜280cm²／ｇの範
囲が最適である。 従来の電子写真用二成分磁気ブラシ現像方法に
おいて、特開昭51−3238号公報でキヤリヤー粒子
の表面積を大きくした改良案も提示されている
が、これはキヤリヤー表面積を大きくすることに
よつてキヤリヤー単位表面積当りのトナー量を減
ずる事なしにトナー濃度を高くでき、その結果、
該キヤリヤーに担持されたトナーを潜像面に接触
現像した際のカブリ防止をねらつたもので、本発
明の如き容器内部での磁気ブラシの循環により、
容器外部におけるスリーブ表面上のトナー塗布層
の塗布層と、塗布状態を適正にする豊富とは思想
を異にするものである。 本発明において比表面積とは公知のBET比表
面積測定法によつて得られた数値である。 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、又その表面が樹脂あるいは適当な処理剤で被
覆されていても良い。又その製造方法として特別
な制約はない。 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、フラフインワ
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、デシルートリメチルア
ンモニウムクロライド、ニグロシン塩基、ニグロ
シンヒドロクロライド、サフラニンγ及びクリス
タルバイオレツト、含金属染料、サリチル含金属
化合物等を添加しても良い。 以上のトナーの構成は、一般に行なわれている
混合一粉砕法による現像剤に用いても良いし、マ
イクロカプセル現像剤の壁剤又は芯材あるいはそ
の両方に用いることも可能である。 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。 〔実施例 １〕 本発明の実施例を第２図により説明する。図に
おいて第１図と同一部材は同一符号が付してあ
る。実施例装置において感光体ドラム１は矢印ａ
方向に60mm／秒の周速度で回転する。２は矢印ｂ
方向に66mm／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２内にはフエライト焼
結タイプの磁石７ｃを固定して配設し、その第１
磁極のＮ極は磁性ブレード６に対して、スリーブ
２の中心Ｏとブレード先端を結ぶ線から30度（図
示θ）傾けて設定してある。一方の第２磁極のＳ
極は、容器のスリーブ入口側に設けた磁性部材で
ある鉄片１０に対向して位置する。 磁性ブレード６は鉄製であり表面にさび止めの
ためニツケルメツキを施した。このブレード６は
スリーブ２の表面に対して間隔を200μmに設定し
た。 磁性粒子５としては、粒径70〜100μの海綿鉄
粉（BET比表面積：180cm²／ｇ）を50g用いた。 一方、トナー４としてはポリエステル系樹脂
100μ部に対し、同フタロシアニン系顔料10部、
負性荷電制御剤５部（アルキルサルチル酸金属錯
体）を内蔵し、シリカ0.5％を外添した平均粒径
12μmの負（−）極性に帯電するシアン色の粉体
を用いた。 前記粉体50gに対して該トナー粉体5gをよく混
合した後、容器３に入れる。これによつて形成さ
れた磁気ブラシは特にこの磁性粒子が、磁界の下
でスリーブにより搬送される事で循環運動する様
子が観察できた。この磁気ブラシの上部にトナー
粒子を150g入れた。 上記構成の塗布装置においては、上記スリーブ
の回転にともないスリーブ２の表面には、約
80μmのトナーのみによる薄層が形成できた。こ
のトナーをブローオフ法により帯電電位を測定し
たところ、−7.8μ／ｇの電位で均一に帯電してい
ることを確認した。 このスリーブ２に対向する感光体ドラム１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設定した。そして、上記スリーブに対し電
源Ｅにより周波数800Hz、ピーク対ピーク値が
1.4Vで、中心値が＋300Vの電圧を印加したとこ
ろ、現像むらやゴースト像、更にはかぶりのない
高品質の鮮明な青色現像像を得ることができた。 また、容器３内の混合体に関しては、磁性粒子
はほとんど消耗されずにトナーのみが現像のため
に消費された。また、現像機能は上記トナーがほ
とのど消費されるまで変わらずに安定していた。
上記トナーを消費した後、本体から現像装置を取
出し、スリーブ２の下部を見てみたが、そこには
磁性粒子は勿論のこと、トナーの漏れはほとんど
発生していなかつた。 〔実施例 ２〕 ブレード６とスリーブ２との間隔を100μとし、
磁性粒子５として粒子径20〜80μが比表面積が、
300cm²／ｇの偏平状鉄粉粒子を用いた。されにト
ナー４としてスチレンアクリル系樹脂100部に対
して、アゾ系顔料10部、アミノアクリル樹脂５部
から成るトナーにコロイダルシリカを0.5％外添
したものを用い、感光板ドラム１はOPC感光体
を使用した。以上のような構成で実施例−１と同
様に実施したところ、磁性粒子の循環性は適正で
あり、スリーブ２の表面にトナーのみによる薄層
が形成できた。されにこの薄層のトナーを用い感
光板ドラム１上の静電荷像を現像したところ、極
めて良好な赤色現像像を得た。又上記現像機能は
上記トナー４がほとんど消費されるまで変らずに
安定しておりスリーブ２の下部への漏れも無く良
好であつた。 〔実施例 ３〜16〕 実施例と同様な装置を用い、種々の比表面積を
有する磁性粒子を使用した結果は以下の表の通り
である。使用したトナーと現像条件は実施例１と
同様である。

【表】 なお、本実施例ではトナーとして非磁性現像剤
を用いたが、磁性粒子に比べ著しく弱い磁性であ
り、トリボ帯電可能であれば磁性現像剤も用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理説明のための現像装置
の断面図。第２図は、本発明の実施例に用いた現
像装置の断面図。 図において、１は潜像１持体である感光体ドラ
ム、２はトナー担持体であるスリーブ、３は現像
剤容器、４はトナー、５は磁性粒子、６は規制部
材である磁性ブレード、７は磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トナーとトナー塗布用磁性粒子とを貯蔵する
   現像剤容器と、潜像担持体にトナーを搬送するト
   ナー担持体と、前記現像剤容器のトナー出口の上
   流側に前記トナー担持体と接触するトナー塗布用
   磁性粒子による磁気ブラシを形成する磁極を持つ
   磁石とを配して、前記トナー担持体上にトナーの
   薄層を形成するトナー塗布方法において、前記ト
   ナー塗布用磁性粒子のBET比表面積が30〜350
   cm²／ｇである事を特徴とするトナー塗布方法。 ２ トナーとトナー塗布用磁性粒子とを貯蔵する
   現像剤容器と、潜像担持体にトナーを搬送するト
   ナー担持体と、前記現像剤容器のトナー出口の上
   流側に前記トナー担持体と接触するトナー塗布用
   磁性粒子による磁気ブラシを形成する磁石とを配
   して、前記トナー担持体上にトナーの薄層を形成
   するトナー塗布方法に用いるトナー塗布用磁性粒
   子であつて、BET比表面積が30〜350cm²／ｇであ
   るトナー塗布用磁性粒子。