JPS6354188B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ポリフエニレンオキサイドを少なく
ともその表面に含有する摩擦帯電部材により摩擦
帯電せしめられた一成分絶縁性現像粉により電気
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2297691号
明細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43−
24748号公報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を用いて現像し、
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、圧力或いは溶剤蒸気などにより定着
し複写物を得るものである。 また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
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2618552号明細書に記載
されているカスケード現像法及び同2271776号明
細書に記載されている粉末雲法及びフアーブラシ
現像法、液体現像法等多数の現像法が知られてい
る。 これらの現像法に於て、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、液体現像法等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。 かかる欠点を回避するため、トナーのみよりな
る一成分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
成る現像剤に用いる方法にすぐれたものが多い。
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が提案
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現像剤を支持し、
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トナー粒子により記録体表
面とスリーブ表面の間に導電路が形成され、この
導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷がみ
ちびかれ、静電像の画像部との間のクーロン力に
よりトナー粒子が画像部に付着し現像される。 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す
ぐれた方法であるが、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複写する事が困難である
という欠点を有している。 静電的に複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特開昭52−94140号に
はトナー粒子の誘電分極を利用した現像方法が示
されている。しかし、かか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
が不十分になり易い。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
る。 本出願人は先に特開昭54−43036号に於いて上
述の欠点を除去した新規な現像方法を提案した。
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、次いでこれを磁界の作
用の下で静電像にきわめて近接し、かつ接触する
事なく対向させ、現像するものである。 この方法によれば、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
子相互の凝集を解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
すぐれた画像が得られるものである。 しかし、これとて例えば高湿時或いは高温時等
にトナーの流動性が低下した状態等に於てはトナ
ーの凝集を磁力によつて解く事ができず画質及び
画像濃度の低下をきたすという欠点を有する。 このため、フタル酸塩、ポリフツ化ビニリデ
ン、脂肪酸金属塩、グラフアイトなどの、研摩
性、または潤滑性あるいは非凝集性微粉末を現像
剤に微量添加する方法が行われている。 しかしながら、こうした微粉末の添加は、現像
剤を連続使用する際、微粉末がトナーにうめこめ
られたり、系外に飛散したり、トナーと添加剤で
潜像面への移動度が違うなどして混合比の変動を
おこしがちで、画像性に悪影響をおよぼす例があ
り、また添加された微粉末自体が現像剤を汚染劣
化させる例も見られる。 また、一成分系のトナーを用いる現像方法に於
ては、撹拌操作が少ないためにトナー保持部材上
でトナーが左右に移動する程度が極めて少なく、
小さい原稿を複写する場合などにはトナーが現像
に全く使用されない部分ではトナー保持部材上を
同一のトナーが付着したまゝ回転するのみで新し
いトナーの供給はほとんど行われない。例えば、
Ａ−４サイズの原稿を多数枚複写した後に幅の広
いＢ−４サイズなどの原稿を複写すると幅の広が
つた部分即ち、トナー保持部材上のＡ−４サイズ
の複写の際に全く使用されていなかつた部分によ
つて現像された画像は使用されていた部分によつ
て現像された画像に比べて画像濃度が低いという
現像が見られる。この原因は明確にされてない
が、上記の如く一成分系のトナーがほとんど左右
に移動せず、現像に使用されない部分は常にほゞ
同一のトナーがトナー保持部材に付着したまゝ繰
り返し回転されており、新しいトナーが供給交換
されないことによつて起るものと考えられる。 本発明の目的は上記の如き欠点の起らない一成
分絶縁性トナーを用いる現像方法を提供するもの
である。 また、別の目的はトナーの荷電性が良好で高湿
時でも鮮明な画像の得られる現像方法を提供する
ものである。 更に、別の目的は多数枚複写を行つても画像濃
度の低下がほとんどない起らない現像方法を提供
するものである。 本発明は上述の欠点を克服するものであり、具
体的には電気的潜像を摩擦帯電せしめられた一成
分絶縁性現像粉を用いて現像する方法において、
前記現像粉に摩擦電荷を付与し得る部材であるス
リーブ、ドクターブレードまたは／およびスクレ
ーパーの少なくとも表面層の一部もしくは全体が
ポリフエニレンオキサイドを含有していることを
特徴とする現像方法を提供する。 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は原稿像、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複写材６に複写
する装置である。尚複写性向上のため複写前にあ
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
別の像担持体に移つし、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、現像剤担体で
ある表面にポリフエニレンオキサイドの約20μ厚
のコート層を有する非磁性円筒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４ｂ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、現像剤担体と静電像保持面との間で光流バイ
アスを印加してもよい。 以上において、一成分絶縁性現像粉を用いて摩
擦帯電を利用して現像する場合には、スリーブ等
の摩擦帯電部材の表面性がきわめて重要であり、
つまり、表面の摩擦係数が小さすぎれば現像粉塗
布を規制する部分において現像粉が滑つて塗布が
薄く不均一になり、大きすぎれば厚くなり過ぎて
現像粉に十分なトリボ電荷を付与することが難し
くなる。このような意味においてポリフエニレン
オキサイドは適当な表面性を有し、本発明におい
て好ましい。さらに周知のようにポリフエニレン
オキサイドが良好な塗膜性、強度、耐湿性を有し
ていることも本発明にとつて好ましいものであ
る。 また本発明の現像方法は、現像する潜像の極性
が負である場合に特に有効である。これは本発明
の現像方法においてポリフエニレンオキサイドが
現像粉に対して正の電荷を付与し易い傾向にある
ためであり、本発明者らの検討によれば二成分現
像剤の場合と著しく異なる。例えば、スチレン−
アクリル酸ブチル共重合体100部、磁性粉60部か
ら成る現像粉は、前述の現像工程において正に帯
電し、負潜像を現像することができるが、ポリフ
エニレンオキサイドで処理された鉄粉と混合する
と負に帯電し、負潜像を現像することはできない
のである。摩擦帯電現象については学問的にも不
明な部分が殆んどであり、本発明者らも上記の興
味ある現象を説明することはできないが、概ね次
のように考えている。例えば二成分現像剤におい
て撹拌操作を行ないトナー粒子とキヤリヤー粒子
との接触機会を増すようにすると、撹拌の初期に
おいてトナーは負に帯電しているが、しばらく撹
拌を続けると極性が変わつて正に帯電するという
例がある。この事実と前述の興味ある現象とを照
合して考えると、本発明の現像方法においては摩
擦帯電部材の現像粉と接触する部分の面積が二成
分現像剤のキヤリヤー粒子のそれと比較して著し
く小さく、これは表現を変えると、現像粉と摩擦
帯電部材との接触機会が、本発明の現像方法では
二成分現像剤に比べて著しく少ないということで
あり、ポリフエニレンオキサイドを使用した場合
に現像粉に付与されるトリボ電荷の極性が、本発
明の現像方法と二成分現像剤との間で異なつて
も、現象的には奇異なことではない。 本発明において使用するポリフエニレンオキサ
イドは下記の一般式を有している。 ただしR₁，R₂はＨ又は炭素数12以下のアルキ
ル基、ｎ≧20である。 また本発明のポリフエニレンオキサイドは一般
に

【式】を塩化第一銅−ピリジンコン プレツクスのような触媒を用いて酸素と反応させ
る、いわゆる酸化カツプリング反応によつて生成
されうる。さらに本発明において好ましいポリフ
エニレンオキサイドのモノマーとしては2.6−ジ
メチルフエノール、フエノール、２−メチルフエ
ノール、２−エチルフエノール、２−プロピルフ
エノール、2.6−ジメチルフエノール、2.6−ジイ
ソプロピルフエノール、2.5−ジメチルフエノー
ル、3.5−ジメチルフエノールなどがある。さら
に本発明のポリフエニレンオキサイドとしてはス
チレンなどでグラフト化されたものなど構造中に
ポリフエニレンオキサイドを有しているものも適
当である。 本発明において一成分絶縁性現像粉に摩擦帯電
を付与し得る部材とは、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。 本発明においてポリフエニレンオキサイドは、
摩擦帯電部材の表面に存在すればよく、前述の摩
擦帯電部材の表面に、デイツピング、ハケ塗り等
の手段で塗布することが好ましい。さらに本発明
においては摩擦帯電部材基体との接着性、塗布
性、耐久性などの諸物性の改良の目的或いはその
他の目的のために上記ポリフエニレンオキサイド
に他の適当な高分子やカーボンブラツク、金属微
粉、イオン性界面活性剤などの導電化助剤、ガラ
ス繊維、ステンレスフイラメントなどの補強部
材、疎水性コロイダルシリカなどを添加すること
ができる。 本発明の一成分絶縁性現像粉は結着樹脂と着色
剤、荷電制御剤、定着助剤、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。例えば結着樹脂としては、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−ブ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、ポリアマイド、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、脂肪族又は肪環族炭化水
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、着色剤、荷電制御剤、定着助剤、ケーキ
ング防止剤等の添加剤としては、カーボンブラツ
ク、各種染顔料、可塑剤、コロイド状シリカ、ク
ルク、などがある。 さらに磁性現像粉として使用する場合は、適宜
磁性粉として強磁性元素及びこれらを含む合金、
化合物などの例えばマグネタイト、ヘマタイト、
フエライト等の鉄、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
従来より磁性材料として知られている物質を含有
せしめることができる。 以下実施例及び比較例において本発明を詳述す
る。 実施例 １ 酸化亜鉛100重量部、スチレン−ブタジエン共
重合体20重量部、ｎ−ブチルメタクリレート40重
量部、トルエン120重量部、ローズベンガル１％
メタノール溶液４重量部からなる混合物をボール
ミルにて６時間分散混合した。これを0.05mm厚の
アルミニウ板に乾燥塗布厚が40μになるようにワ
イヤーバーにて塗布し、温風にて溶剤を蒸散させ
酸化亜鉛バインダ−系感光体を作成した。この感
光体に−6KVのコロナ放電を行ない全面一様に
帯電した後、原画像照射を行ない静電潜像を形成
した。一方2.6−ジメチルフエノールより合成さ
れるポリフエニレンオキサイド２重量部及びトル
エン100重量部よりなる溶液をアルミニウム製の
外径50mmの円筒表面に塗布し、70℃の雰囲気中で
1hr乾燥して約20μのポリフエニレンオキサイド
層を形成した。 前記潜像を、この円筒をスリーブとし、スリー
ブ表面磁束密度700ガウス、穂切りブレードスリ
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200
Hz600Vの交流及び−150Vの直流バイアスを印加
して、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体100
重量部、磁性粉60重量部、疎水性コロイド状シリ
カ0.3重量部から成る現像剤を用いて現像し、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。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。スリー
ブ上のトナー層の電位は、表面電位計で測定した
ところ＋30Vだつた。また高湿においても良好な
画像が得られた。 実施例 ２ スチレン−2.6−ジメチルフエノールグラフト
共重合体３重量部及びトルエン100重量部よりな
る溶液をSUS製の外径50mmの円筒表面に塗布し、
70℃の雰囲気中で1hr乾燥して約30μの樹脂層を
形成した。この円筒を実施例１と同様に用いて画
像出しをしたところ、カブリのない鮮明な画像が
得られた。スリーブ上のトナー層の電位は、＋
25Vだつた。 実施例 ３ 現像剤として、エポキシ樹脂80重量部、スチレ
ン−アミノエチルメタクリレート共重合体20重量
部、磁性粉80重量部、疎水性コロイド状シリカ
0.5重量部からなる現像剤を用いる他は実施例１
と同様に行なつたところ良好な画像が得られた。
スリーブ上にトナー層の電位は＋25Vだつた。 実施例 ４ 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、現像バイアスを200Hz600Vの交流及
び＋400Vの直流バイアスとすることを除いては、
実施例１とほぼ同様に行なつたところ、カブリの
ない鮮明な反転画像が得られた。 比較例 １ ポリフエニレンオキサイドで処理されていない
スリーブを用いることを除いては実施例１と同様
に行なつたが、反転した画像しか得られなかつ
た。スリーブ上のトナー層電位は−25Vだつた。 比較例 ２ 現像剤として、スチレン−メタクリル酸ブチル
−メタクリル酸アミノエチル共重合体20重量部、
スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体80重量
部、ニグロシン２重量部、磁性粉60重量部、疎水
性コロイド状シリカ0.4重量部からなる現像剤を
用いることを除いては比較例１と同様に行なつた
ところやや濃度は低いが良好な画像が得られた。
スリーブ上のトナー層の電位は15Vだつた。とこ
ろが高湿において画出しを行なつたところきわめ
て貧弱な画像しか得られなかつた。 常温常湿下及び高温高湿下における最大画像濃
度（Dmax）とトナー層電位を下表に示す。

【表】 【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
複写装置または記録装置の一例の概略的な構成
図。第２図は、本発明で用いる現像工程の１実施
形態の断面図。 １……感光体ドラム、４……現像装置。４ａ…
…トナー担持体、４ｂ……非磁性円筒、９……マ
グネツトロール、１０……ドクターブレード、１
１……絶縁性磁性トナー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気的潜像を摩擦帯電せしめられた一成分絶
   縁性現像粉を用いて現像する方法において、前記
   現像粉に摩擦電荷を付与し得る部材であるスリー
   ブ、ドクターブレードまたは／およびスクレーパ
   ーの少なくとも表面層の一部もしくは全体がポリ
   フエニレンオキサイドを含有していることを特徴
   とする現像方法。