JPS6086555A - トナ−塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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−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ＶＪ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、などの向上がめられている
現在、乾式−成分現像剤のＦＩｉ層形成方法及びその装
置に関する開発は必須となっている。

従来乾式−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、１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った。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、これに現像剤を刺着塗布する方法や、表面がベル
ベッ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った。

本発明は上述の従来方法の問題点を除き、トナーをトナ
ー相持体表面に均一な薄層として形成し、且つ、十分な
摩擦帯電な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、潜像保持体にトナー、を
搬送するトナー相持体と、前記現像剤容器のトナー出口
の上流側に前記トナー相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、前記トナー相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３０〜３５００ｍ２／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。

上記の潜像保持体としては、感光体上絶縁体層を有する
ドラム状やベルト状の部材が適用でＳ、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相持体としては、
アルミニウム１銅・ステンレスφ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ＩＩ冒コ側に設け
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、図面に従って本発明を更に詳しく説明する。

第１図は１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、ｌは潜像保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ｌ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
間隙を保って対向しており、このスリーブ２は矢印す方
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Ｈ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。この磁石の取イζ１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っ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。

Ｊ−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１・す〜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
いしは磁性粒子によって摩擦帯電される。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（＋ｔｉ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。従って
、Ｌ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ャ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はむし
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。同吟に循環移動しな
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ってい
なければならない。例えば比較的疎なブラシはトナー相
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」二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−例をあげれば循環性が良すぎる場合は塗布層が厚
くなって画像上にカブリが生じたり、ｇ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１１’４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、塗布層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っ
て望ましい。しかしながら比表面積が、３５０　Ｃｌｌ
１２／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、スリーブの循環連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、場合によっては一部分の画
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３０〜３５００１１２／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５０〜３２０ｃＩＩ１
２／ｇの範囲が良い。サラニは、７０〜２８００１１２
／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号公報でキャ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、これはキャリ
ヤー表面積を大きくすることによってキャリヤ一単位表
面積当りのトナー量を減する７Ｂなしにトナー濃度を高
くでき、その結果、該キャ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プリ防止をねらったもので
、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７±公知のＢＥＴ比表面積測
定法によっ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、ニッケル、コバルト、
マンガン、クロム、希土類等の金屑、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−アクリル酪オクチル共重
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
ル敢ブチル共重合体、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−ブタジェン共重合体、
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ｓ共ｍ
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、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水
素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフ
ィンワッ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、カーボンブラック、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Ｗｔ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、ニグロシンヒドロクロライド、サフラニ
ンγ及びクリスタルバイオレヤト、含金属染料、サリチ
ル合金Ｊｉｆｌ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−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６例で
示す部は重量部である。

〔実施例！〕

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か付しである。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０．８　Ｉｌｍ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０．８ＪＬｍ　（Ｒｚ　
＝）にした。

一方１回転するスリーブ２内にはフェライト焼結タイプ
の磁石７Ｃを固定して配設し、そのｔｊＩＪｌ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０とブ
レード先端を結ぶ線から３０度（図示θ）傾けて設定し
である。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ッ
ケルメッキを施した。このブレード６はスリーブ２の表
面に対して間隔を２００ＪＪ、ｆｉｌに設定した。

磁性粒子５としては、粒径７Ｏ−Ｚｏｏ、の海綿鉄粉（
ＢＥＴ比表面７ｇ’：　１８０　ｃｍ’　／　ｇ）を５
０ｇ用いた。

一方、トナー４としてはポリエステル系樹脂１００ＪＬ
部に対し、同フタロシアニン系顔料ＩＯ部、負性荷電制
御剤５部（アルキルサルチル酎金属錯体）を内蔵し、シ
リカ０．５％を外添した平均粒径１２７１ｍの負（−）
極性に帯電するシアン色の粉体な用いた。

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。これによっ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ＷＪ環遅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。

」二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８０１Ｌｍ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、−７，８ル／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３００　ｇｍ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、中心偵が＋３００Ｖの
電圧を印加したところ、現像むらやゴースト像、更にほ
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かはとのど消費されるまで
変わらずに安定していた。

」：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
った。

〔実施例２〕 ブレード６とスリーブ２との間隔を１００ｇとし、磁性
粒子５として粒子径２０〜８０ｐが比表面積が、３００
ｃｍ’／Ｈ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蔗りご如１−で　
アゾ票舶斜ｌＯ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０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ｌ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。又上記現像機能は土足ト
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った。

〔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。

なお１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、トリポ帯電
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製置の断面図。 図において、■は潜像保持体である感光体ドラ１１．２
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は慇石。 出願人　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、潜像保持体にトナーを搬送するトナー１１１
   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！・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３０〜３５００■’／ｇである事を特徴とするトナー
   塗布方法。
2. （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、潜像保持体にトナーを搬送するｌ・ナー担持
   体と、前記現像剤容器のトナー出口の」−流側で前記ト
   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、前記トナー相持体上
   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って、ＢＥＴ比表面積が３０〜３
   ５００層２／ｇであるトナー塗布用磁性粒子。