JPS6087349A - 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、トナーにより静電潜像を現像するためのトナ
ーの途布方法及びトナーを塗布するためのｐｌ性粒子に
関する。

従来、乾式−成分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
ても乾式−成分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装置を構成
していた。

しかるに現像画像の鮮明度、解像ツバなどの向上がめら
れている現在、乾式−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っている。

従来知られている乾式−成分現像剤の薄層な形成する方
法としては、特開昭５４−４３０３７号か提案されてお
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
った。磁性現像剤は磁性を持たせるため磁性体を含有し
なければならず、これは転写紙に転写した現１象像を熱
定着する際の定着性の悪化を招き、不都合であった。さ
らに磁性体は一般に黒色もしくは黒発色を有しているの
で、磁性トナーを用いて鮮明なカラー画像を得ることは
困難であった。

それゆえ本発明は上記欠陥を克服した新規なトナー塗布
方法を提供することを目的としている。更に本発明は、
上記トナー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。

上記目的を達成する本発明のトナー塗布方法は、トナー
と磁性粒子とを貯蔵する容器と、潜像保持体にトナーな
回動搬送するためのトナーと、前記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磁性粒子による磁
気ブラシを形成する磁極を少なくとも一つ持つ磁石とを
有し、前記担持体にトナーの薄層を形成するための塗布
方法において、前記磁性粒子が、摩擦帯電系列において
上記トナー保持部材表面を基準にしてトナーと逆方向に
位置する化合物Ａと、摩擦帯電系列上において前記化合
物Ａとトナーとの間に位置する化合物Ｂとにより、処理
されているトナー塗布方法にある。

さらに本発明はトナー担持体もしくは潜像保持体にトナ
ーを塗布するための磁性粒子において、摩擦帯電系列に
おいて前記トナー担持体もしくは潜像保持体の表面を基
準にしてトナーと逆方向に位置する化合物Ａと、摩擦帯
電系列上において前記化合物Ａとトナーとの間に位置す
る化合物Ｂとにより、処理されていることを特徴とする
磁性粒子にある。

上記本発明の潜像保持体としては、感光体層や絶縁体層
を有するドラム状やベルト状の部材であり、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、棒状の板数の磁石を固定支持部拐上に接着
したものを用い得る。更に回動するトナー保持部材とし
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底の
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、４１１　ｊ粗化又は凹凸
模様を設けても良い。また、必要に応じて現ｆ１ζ剤容
器の出口側に設ける規制部利としては、超、、等の磁性
体やアルミニウム・・銅・樹脂等の非イ品性体によるブ
レード板や壁を片い得る。

以下、図■に従って本発明を説明する。

ｄ）７１しＩは、本発明の４布方法をｊｊη用フーる現
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Ｊｉシ、図７
ドの現像位置を矢印ａ方向に回転して通過する。この感
光体ドラムｌＫ文・」シては、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？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及びトナー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２０反対側
には、磁石７が設けられている。この磁石の取付は位置
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６の位置よりも若干上流側に磁極
を設けることで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史に艮好な結果を得
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、磁気
ブンシ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を保持したまま、磁性粒子と
トナーとを攪拌混合される。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の存在により磁性粒子と
トナーの混合体は、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、磁性粒子との混合によりスリーブ
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２０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
犬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２０回転によりほぼ一定値を保つ。これにより
現像されてスリーブ上のトナーが消費されでも、自動的
に磁気ブラシ８の領域にトナーが供給される。従、って
、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。

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ア材としての磁性
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ト
ナー相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側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。例えば比較白す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、
文通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−例をあげれば循環性が良すぎる場合は塗布層が厚く
なって画像上にカプリが生じたり、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
場合がある。

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穏和検討した検果、ト
ナー塗布用磁性粒子の粒度、粒度分布、等に加えて、表
向の処理が極めて重要であることが分った。

すなわち、前述した如く、摩擦帯電系列において上記ト
ナー保持部材表面もしくは潜像担持体に直接塗布する場
合は潜像担持体表面を基準にしてトナーと逆方向に位置
する化合物Ａと摩擦帯電系列上において前記化合物Ａと
トナーとの間に位置する化合物Ｂとにより処理されてい
ることである。前述したように本発明の磁性粒子の役割
は、従来の２成分現像剤に用いられるキャリアーとは異
なりトナーの帯電量を制御する機能よりはむしろ、磁性
粒子よりも多量のトナーが存在する系で磁気ブラシを形
成し、トナー保持部材上もしくは潜像担持体上にトナー
を塗布し、またその量を規制することにあるわけで、そ
のために磁性粒子は上記化合物Ａ及びＢで処理されるこ
とが必要なのである。

上記化合物Ａ及びＢの処理量は、ａ量で本発明の磁性粒
子に対し０１〜３ＯＮ址パーセント（好ましくは０．５
〜２０重量パーセント）、化合物ＡとＢの割合は重量比
で１０：９０〜９９：１（好ましくは２０　：　８０〜
９０：１０特に好ましくは３０　：　７０〜８０　：２
０　）が望ましい。

また化合物Ａ及びＢによる処理方法としては、粉末で混
合し、熱で溶融もしくは軟化せしめて磁性粒子に付着せ
しめる方法、溶剤に溶解もしくは懸濁せしめて塗布し磁
性粒子に付着せしめる方法等、従来キャリアー粒子にお
いて公知の方法がいずれも適用できる。

化合物Ａ及びＢとしては、トナー保持部材表面の材質及
びトナー材料により異なるが、例えばトナー保持部材と
してアルミニウム・ステンレス等の金属を用いる場合に
おいて、トナーが正荷電性であれば、化合物Ａとしては
ポリテトラフルオロエチレン・モノクロロトリフルオロ
エチレン重合体・ポリフッ化ビニリデン・シリコーン樹
脂・ポリエステル樹脂・ジターシャリ−ブチルサリチル
酸の金属錯体なと、化合物Ｂとしてはスチレン系樹脂−
アクリル系樹脂・ポリアシド・シリコーン樹脂・ポリビ
ニルトルエンになどがあり、トナーが負荷電性であれば
、化合物Ａとしては、ニグロシン・アミノアクリレート
樹脂・アクリル樹脂・塩基性染料及びそのレーキなと化
合物Ｂとしてはスチレン系樹脂・シリコーン樹脂・ポリ
エステル樹脂などを用いるのが適当であるが、必ずしも
これに制約されない。本発明者らは、化合物Ａはトナー
に十分な電荷を伺与し、トナーを磁性粒子のまわりに強
く取り込み、磁気ブラシの循環を遅くするが、化合物Ｂ
はそれを制御する役割を担っていると考えている。

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、　希土類等の金属、及びそれらの合
金または酸化物などが使用できる。又その製造方法とし
て特別な制約はない。

一方、本発明に用いられ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；スナ
レンーＰ−クロルスチレン共Ｍ合体、スチレン−プロピ
レン共Ａ（合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、
スチレンービニルナフ〉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Ｓ【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−アクリル−アミノアクリル系共電７合体、ス
チレン−アミノアクリル系共重合体、スチレン−αクロ
ルメククリル酸メチル共師−合体。

スチレン−アクリロニトリル共連合体、スナレンービニ
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−マレイン酸共重合体、スチレン−
マレイン酸エステル共：ｉｉ、　合体ｉｃ　トのスチレ
ン系共７１ｉ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。

エボギシ樹脂、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。

トナーに却いては、任意の適当な顔料や染料が着色剤と
して使用用能である。例えば、力−ホンフラック、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ン化合物、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、テ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ット、含金属染料、サリチル
酸含金属化合物等を添加しても良い。

さらに本発明の効果を妨げない程度に磁性粉を添加して
も良い。

以上のトナーの構成は、一般に行なわれてぃる混合−粉
砕法による現像剤に用いても良いし、マイクロカフセル
現イ２剤の壁材又は芯材あるいはその両方に用いること
も可能である。

以下実砲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〕 第２図において、第１図と同一部材は同−打上が伺しで
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６０闘／秒の周速度で回転する。２は矢印す方向に６
６ｍｍ／秒の周速度で回転する外径３２關、厚さ０，８
配のステンレス（ＳＵＳ３０４）ｆＡＣらスリーブで、
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内にはフェライト焼結タイプ
の磁石７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
端を結ぶ籾から３０度（図示θ）傾げて設定しである。

、磁性ブレード６は鉄製であり表面にさび止めのためニ
ツケルノッキを施した。このブレード６はスリーブ２０
表面に対して間隔を２００μｍに設定した。

磁性粒子５としてはその表面がアミノアクリレート樹脂
（化合物Ａ）とアクリル酸ブチル−スチレン共重合体（
化合物Ｂ）それぞれ５重量パーセントで処理された不定
形の鉄粉（粒径およそ７５〜ｉｏｏμ）を用いた。

一方、トナー４としてはポリエステル系樹脂１００部に
対し、銅フタロシアニン系顔料１０部、負性荷電制御材
５部（アルキルサルチル酸金属錯体）を内添し、シリカ
０．５％を外添した平均粒径１２μｍの負０極性に帯電
するシアン色の粉体な川音した。そして、上記トナー７
重量部と磁性粒子＝、＝ｉｔ部とをよく混合した後、容
器３内に入れる。次いでトナー２００ｉ、ｉ部をその上
から添加し、容器３に入れる。上記容器３内におけるト
ナーと磁性粒子との混合体は、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ことで循環運動するれ
・、子が、トナーが少なくなった状態でｎ察できた。

上記構成の現像装置においては、上記スリーブの回転に
ともないスリーブ２０表面には、約８０μｍ厚のトナー
のみによる薄層が形成できた。

このトナ一層をブ四−オフ法により帯電電位を測定した
ところ、−７，９μｃ／ｇの電位で均一に帯＋、’＝　
Ｌ／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、ｎ電ｍ像として暗部＋６
００Ｖで明部十１５０Ｖの電荷模様を形成し、スリーブ
表面との距離を３００μｍに設定した。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１．４ｋＶで、中心値か＋３００Ｖの電圧を
印加したところ、現像むらやゴース。

ト像、更にはかふ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１８！機能は上記トナーがほとんど消費される
まで変わらずに′安定していた。上記現像剤を消費した
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１００μとし、磁性
粒子５としてその表面がポリテトラフ／ｌ／オロエチレ
ントフチルアクリレートースチレン共重合体それぞれ６
．４重量パーナンドで処理された不定形の鉄粉（約７５
〜１００μ）を用い、さらにトナー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、トナー５重量部と磁
性粒子５０重量部とをよ（混合した後容器３内に入れる
。次いでトナー２００重量部をその上から添加し、容器
３内に入れる。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と同根に実施したと
ころ、磁性粒子の循環性は適正であり、スリップ２０表
面にはトナーのみによる薄層が形成できた。さらにこの
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（４’Ｊ、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′ｔｄリスリーブ２の下部への漏れ
もなく良好であった。

【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、■は浦像保持体である感光ドラム、２けト
ナー］１１持体であるスリーブ、３は容器、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。 出願人　キャノン株式会社 代、埋入　丸　島　儀　播嘗３罠：

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廓する現像
   剤容器と、潜像保持体にトナーを搬送するトナー担持体
   と、前記現像剤容器のトナー出口の上流側で前記トナー
   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、上記磁
   性粒子が、摩擦帯電系列において上記トナー保持部材表
   面を基準にしてトナーと逆方向に位置する化合物Ａと、
   摩擦帯電系列上において前記化合物Ａとトナーとの間に
   位置する化合物Ｂとにより処理されていることを特徴と
   するトナー塗布方法。
2. （２）トナー担持体もしくは潜像保持体にトナーを塗布
   するための磁性粒子において、摩擦帯電系列において上
   記トナー担持体もしくは潜像保持体の表面を基準にして
   トナーと逆方向に位置する化合物Ａと、摩擦帯電系列上
   において前記化合物Ａとトナーとの間に位置する化合物
   Ｂとにより、処理されていることを特徴とする磁性粒子
   。