JPH0473786B2

JPH0473786B2 -

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Publication number: JPH0473786B2
Application number: JP58144117A
Authority: JP
Priority date: 1983-08-06
Filing date: 1983-08-06
Publication date: 1992-11-24
Also published as: JPS6035749A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、一成分系絶縁性トナーにより電気的
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（米国特許第
3666366号明細書）及び特公昭43−24748号公報
（米国特許第4071361号明細書）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
で現像を行なつて可視像とし、必要に応じて、紙
等の転写材にトナー画像を転与した後、加熱、圧
力等により定着し、被写物を得るものである。

静電潜像をトナーを用いて可視像化する現像方
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、
同第2618552号明細書に記載されているカスケー
ド現像法及び同第2221776号明細書に記載されて
いるバウダークランド法、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
れらの現像法において、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。

かゝる欠点を回避するため、トナーのみよりな
る１成分系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優れたものが多い。

米国特許請求第3909258号明細書に電気的に誘
導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
状の誘導性スリーブ上に導電性磁性トナーを支持
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、記録体表面とスリ
ーブ表面の間にトナー粒子により導電部が形成さ
れ、この導電路を経てスリーブよりトナー粒子に
電荷が導かれ静電像の画像部とのクーロン力によ
りトナー粒子が画像部に付着して現像される。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優れた
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、トナー粒子の静電分
極を利用した現像方法がある。しかし、かゝる方
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が摩擦帯電
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
ー粒子との摩擦部材との接触回数が少なく摩擦帯
電が不十分となり易い、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。

ところが、特開昭55−18656号公報において、
上述の欠点を除去した新規な現像方法が提案され
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、次いでこれを静電
像にきわめて近接して現像するものである。この
方法は、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
をと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優れた画像が
得られるものである。

これらの磁性トナーを用いた一成分系現像方法
はキヤリヤーを用いないので、キヤリヤーとトナ
ーの混合比率の調整が不要であり、また、キヤリ
ヤーとトナーを充分均一に混合するための攪拌操
作を特に必要としないから現像装置全体を簡略且
つコンパクトに構成できる利点を有する。

しかしながら、これらの方法は、湿度条件ある
いは摩擦帯電部材等の表面性によつて大きな影響
を受ける。例えば、高湿環境下で、トナーと摩擦
帯電部材間の摩擦帯電量が減少し、両質及び画像
濃度の低下をきたすという欠点を有している。

また、一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。

摩擦電荷をトナーに付与するという意味では二
成分現像剤による現像と基本的には同様に考えら
れるが、一成分絶縁性トナーを用いて現像する場
合には、トナーをトナー担持体上にいかに均一に
塗布し、かつ安定にその状態を維持するかが重要
であり、上記の問題を含めて二成分現像剤による
現像とは大きく異なるものである。

本発明の目的は、上記の如く欠点の起らない、
一成分系絶縁性トナーを用いる現像方法を提供す
ることにある。

また、別の目的は、トナーの荷電性がきわめて
良好で鮮明な画像の得られる現像方法を提供する
ことにある。

また、別の目的は、繰返しの複写に対して、両
像濃度が低下しない現像方法を提供することにあ
る。

また、別の目的は、高湿条件下において画像濃
度が殆んど低下しない現像方法を提供することに
ある。

具体的には、本発明は、キヤリア粒子を用いず
に摩擦帯電せしめられた絶縁性トナーを用いて電
気的潜像を現像する方法において、前記絶縁性ト
ナーに摩擦電荷を付与する部材の表面が、研磨剤
によるブラスト処理と、絶縁性トナーと反対極性
に帯電する有機化合物によるブラスト処理とを受
けており、ブラスト処理された該部材で絶縁性ト
ナーに摩擦電荷を付与することを特徴とする現像
方法に関する。

以下に本発明の方法について図面を参照しなが
ら説明する。

第１図は本発明に係る現像方法が適用可能な複
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は
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は原稿後、
又は光像、或は両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上の静電像に従つて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側にあ
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
別の像担自体に移し、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
画１が矢印方向に働くと、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、現像剤担持体
である表面を研磨剤によるブラスト処理と、トナ
ーと反対に帯電する有機化合物でブラスト処理し
た非磁性円筒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重を与
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４
ｂ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
の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、現像剤担持
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。

本発明において、一成分絶縁性現像剤粉に摩擦
電荷を付与する部材とは、現像粉に接触して現像
の為に必要な電荷を付与もしくは補助的に付与し
うる部材であつて、例えばスリーブ、ドクターブ
レード、現像後スリーブ上の残余の現像粉を除去
するためのスクレーバー、その他摩擦電荷付与の
ために現像粉を接触するように設けた可とう性部
材などがある。

本発明に従つて摩擦帯電部材、特に、現像剤支
持部材を兼ねる摩擦帯電部材を処理すると、摩擦
帯電部材の表面が凹凸の粗面になり、さらにその
表面の一部にトナーと反対に摩擦帯電する有機化
合物が強固に付着したり、或いは、非常に薄い被
膜を形成する。摩擦帯電部材、特に現像支持部材
を兼ねる摩擦帯電部材表面を処理して上記のよう
な状態にすると、未処理の状態と比べてトナーの
荷重性が極めて優れている。さらに、摩擦帯電部
材にトナーと反対に帯電する有機化合物をポリマ
ーなどと共にコートした場合、被膜がかなりの厚
さを有するので、トナーとの摩擦によつて生じた
被膜上の電荷が蓄積され、クーロン力によりトナ
ーをその表面に強く引き付け多数枚複写を行なう
と、画像濃度がしだいに低下していおく。それに
対して、本発明に従つて処理すると、トナーと反
対に帯電する有機化合物が摩擦帯電部材の表面の
一部に強固に付着したり、或いは非常に薄い被膜
を形成するので、トナーとの摩擦によつて生じた
電荷は、導電性の摩擦帯電部材を通してリークす
るので、電荷の蓄積が起らず、多数枚複写しても
画像濃度の低下もなく、安定した荷電をトナーに
与えることができる。

また、摩擦帯電部材上のトナーと反対に帯電す
る有機化合物によつてトナーに電荷を与えるの
で、高湿下においても未処理のもに比べて、より
高い電荷がトナーに与えられ、画像濃度の高くな
り、画質も向上する。

さらに、現像剤支持部材を兼ねる摩擦帯電部材
とトナーと反対に帯電する有機化合物と研磨剤と
の混合物で処理した場合、現像支持部材の表面が
凹凸の粗面となり、均一なトナーの薄層塗布が得
られ、トナーの層厚にムラを生じないようにな
り、画像濃度の一様な画像が得られる。

本発明で用いるブラスト処理方法としては、既
知のサンドブラスト方法等の技術が使用できる。
さらに、本発明で使用するトナーと反対に帯電す
る有機化合物は、砥粒子の如き研磨剤と混合して
使用しても良い。

本発明で使用するトナーと同極性に帯電する有
機化合物としては、従来から荷電制御剤としてい
る物質、例えば、負帯電性物質としては金属錯塩
染料や金属錯塩などがあり、正帯電性物質として
はニグロシンや四級化アルキルアンモニウム塩な
どがある。

また、トナーと同極性に帯電する有機化合物と
しては、樹脂も使用でき、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−イソブレン共重合体、
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、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、上記の樹脂に、荷電制御剤を添加しても
良い。

本発明の一成分系絶縁性トナーは、結着樹脂と
着色剤、必要に応じて荷電制御剤、ケーキング防
止剤等の添加物などから成るが、いずれも公知の
材料が使用できる。

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、スチレン酸アクリ
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
ニルメ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−イソブレン共重合体、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、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。

トナーには、任意の適当な顔料や染料が着色剤
として使用できる。例えばカーボンブラツク、鉄
黒、フタロシアニンブルー、郡青、キナクリド
ン、ベンジジイエローなど公知の染顔料がある。

トナーを磁性トナーとする場合には、鉄、コバ
ルト、ニツケルなどの強磁性元素、あるいはマグ
ネタイト、ヘマタイト、フエライトなどの鉄、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の磁性体を含有せし
めればよい。

トナーには必要に応じて添加剤を混合しても良
い。そのような添加剤としては例えばテフロン、
ステアリン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは定着助剤
（例えば低分子量ポリエチレンなど）、また流動性
付与剤、ケーキング防止剤（例えばコロイダルシ
リカなど）、あるいは誘電性付与剤として酸化ス
ズの如き金属酸化物等がある。

以上のトナー構成を、マイクロカプセルトナー
において、壁材、芯材あるいはその両方に担持さ
せることも可能である。

〔実施例１〕第２図において、現像剤支持部材たる非磁性ス
リーブとして直径50mmのステンレススリーブを、
ブラスト砥粒として2wt％のニグロシンを含む〓
600のカーボンランダムを用い、吹きつけノズル
径7φ、距離100mm、空気圧４Kg／cm²、２分間の条
件でサンドブラスト処理を行なつた。

ポリエステル樹脂から成る絶縁層、CdBとアク
リル樹脂から成る感光層及び導電性基板の３層よ
りなる感光ドラムの絶縁層表面に＋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
を形成した。

前記潜在像を、上記のスリーブを用いてスリー
ブ表面磁束密度700ガウス、穂切りプレードスリ
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）型現像器を前記感光ドラム表面−スリ
ーブ表面間距離0.25mmに設定し、スリーブに800
Hz 1KVの交流及び150Vの直流バイアスを印加
してスチレン−メタクリル酸ブチル共重合体100
重量部、磁性粉60重量部、負性荷電制御剤とし
て、金属錯塩染料２重量部から成る負極性に帯電
するトナーに、外添物として疎水性コロイダルシ
リカをトナーに対して0.3wt％を添加混入したも
のを現像剤として用いて現像し、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、複写画像を得た。なお感光ドラム上の
残余の現像剤は磁気ブラシクリーナにより除去し
定着は市販の普通紙複写機（商品名、NP−
5000、キヤノン製）を用いて行なつた。得られた
画像は鮮明で解像度が高く、またカブリもなかつ
た。画像濃度は1.3で、１万枚複写しても画像濃
度及び画質は耐久前とほぼ同等であつた。

さらに、高温高湿（35℃，85％）下でも画像濃
度は１，２で、良好な画像が得られた。

〔実施例２〕現像剤支持部材たる非磁性スリーブとして、直
径20mmのアルミニウムスリーブをまずカーボンラ
ンダムのみを用いて実施例１とほぼ同じようにし
てサンドブラスト処理し、さらに、負極性を帯電
する金属錯塩染料10wt％内添したポリメタクリ
ル酸メチルの微粉末（平均粒径7μ）を用い、も
う一度ブラスト処理した。

このスリーブを市販の普通紙複写機（商品名、
PC−20、キヤノン製）に適用し、スチレン−メ
タクリル酸ブチル共重合体80重量部、スチレン−
ブタジエン共重合体20重量部、磁性粉60重量部、
ニグロシン２重量部から成る正極性に帯電するト
ナーに、親水性コロイダルシリカをトナーに対し
て0.5wt％を外添し現像剤として現像テストを行
なつた。

画像濃度は1.4で、高温高湿下でも1.0以上の画
像濃度を有し、カブリのない鮮明な画像が得られ
た。

【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
複写装置又は記録装置の一例の概略を示す説明
図。第２図は、現像工程の一実施態様を示す断面
図。１……静電像保持体、４……現像装置、４ａ…
…現像剤担持体、９……磁石、１１……現像剤。

Claims

【特許請求の範囲】１キヤリア粒子を用いずに摩擦帯電せしめられ
た絶縁性トナーを用いて電気的潜像を現像する方
法において、前記絶縁性トナーに摩擦電荷を付与
する部材の表面が、研磨剤によるブラスト処理
と、絶縁性トナーと反対極性に帯電する有機化合
物によるブラスト処理とを受けており、ブラスト
処理された該部材で絶縁性トナーに摩擦電荷を付
与することを特徴とする現像方法。２該部材の表面が、研磨剤によりブラスト処理
されて凹凸が形成され、次いで、絶縁性トナーと
反対極性に帯電する有機化合物によるブラスト処
理を受けている特許請求の範囲第１項に記載の現
像方法。３絶縁性トナーに摩擦電荷を付与する部材が、
現像スリーブである特許請求の範囲第１項の現像
方法。