JPH0473787B2

JPH0473787B2 -

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Publication number: JPH0473787B2
Application number: JP58144118A
Authority: JP
Priority date: 1983-08-06
Filing date: 1983-08-06
Publication date: 1992-11-24
Also published as: JPS6035763A

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。

従来電気写真方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
3666363号明細書）及び特公昭43−24748号公報
（米国特許第4071361号明細書）特に記載されてい
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写した後、加熱、圧
力等により定着し、複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
いるパウダークラウド法、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ア
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あ提
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
電荷が導かれ、静電像の画像部との間のターロン
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、トナー粒子の誘電
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号公報等において、
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
塗布することによりスリーブとトナーの接触する
機械を増し、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ことによ
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、１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、上記の問題も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き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、画
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、低湿条件下において塗布ム
ラや画像濃度ムラを生じ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、キヤリヤ粒子を用いず
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、絶縁性トナーと同極性に
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、ベルト状にものも可能であ
る。２は周知の感光化帯電装置、３は原稿後、又
は光像、或は画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上の静電像に従つた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前にあ
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
別の像担持体に移し、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
面１が矢印方向に動くと、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、現像材担持体
である表面を研磨剤によるブラスト処理と、トナ
ーと同極性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１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電を
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
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
るためのスクレーパー、その他摩擦電荷付与のた
めに現像粉に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同極性摩擦帯電する有機化
合物が強固に付着する。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
てトナーの荷電性が低湿下でも極めて安定にな
る。すなわち、摩擦帯電部材表面の処理により、
トナーと同極性に帯電する有機化合物が摩擦帯電
部材表面の一部に存在するので、低湿下でのトナ
ーの過剰帯電が押えられ、トナーの帯電量が安定
化する。したがつて低湿下でも、現像剤支持部材
へのトナーの薄層塗布量が均一化され、塗布ムラ
や画像濃度ムラが生じなくなる。さらに、現像剤
支持部材を兼ねる摩擦帯電部材をトナーと同極性
に帯電する有機化合物と研磨剤との混合物でブラ
スト処理した場合、現像剤支持部材の表面が凹凸
の粗面となり、よりいつそう均一なトナーの薄層
塗布が得られ、トナーの層厚にムラが生じなくな
り、画像濃度の安定した画像が得られるようにな
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同極性に帯電
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。

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
剤等の添加剤などから成るが、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−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、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。

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）、あるいは導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20mmのアルミニウムスリーブを
まず＃400カーボンランダムのみを用いて、吹き
つけノズル径7φ、距離100mm、air圧４Kg／cm²，２
分間の条件でサンドブラスト処理を行ない、さら
に、正極性に帯電するニグロシンを5wt％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、再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重量部とから成る正極性に帯電する
トナーに、湿式法で製造したコロイダルシリカを
疏水化処理したシリカをトナーに対して0.5wt％
外添し、現像剤として現像テストを行つた、画像濃度は1.2でトナーを補給しながら、4000
枚複写を繰り返したが、画像濃度及び画質は耐久
前とほぼ同等であつた。

さらに、低温低湿（10℃10％）下でも、画像濃
度は1.0前後を推移し濃度低下もなく、塗布層も
均一で塗布ムラもなく、画像中の濃度ムラも生じ
なかつた。

〔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30φのスチレンスリーブを、ブラスト砥粒とし
て2wt％の負極性帯電性の金属錯塩染料（商品
名、ザボンフアーストブラツクB.C.I.Acid
Black 63，BASF製）を含む＃600のカーボンラ
ンダムを用い、実施例１と同じサンドブラスト処
理を行なつた。

ポリエステル樹脂から成る絶縁層、cdsとアク
リル樹脂と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、穂切りブレードース
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
800Hz 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、負極性の帯電制御
剤として、ジターシヤルブチルサリチル酸のクロ
ム錯塩２重量部から成る負極性に帯電するトナー
に、外添物として疏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
にして用いて、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ーにより除去し、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、低温低湿（10℃10％）下でも、画像濃
度は耐久テスト前後で1.0以上あり、良好な画像
が得られ、耐久テストを行なつても、塗布ムラや
濃度ムラ等の問題は生じなかつた。

【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、現像工程の一実施形態を示す断面
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、絶縁性トナーと同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
同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。