JPS641018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真法、静電記録法などに於いて
形成される電気的潜像をキヤリヤーを含まない一
成分絶縁性現像粉により現像し顕画像を得る現像
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2221776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
成る現像剤を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にクーロン力に
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転写する事が困難である
とゆ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こと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。 しかしながら、この方法においても、スリーブ
上へのトナーの塗布性は環境条件によつて左右さ
れやすく、またトナーが撹拌されることが少な
く、特に、スリーブ上で左右に移動する程度が極
めて少なくなるため種々の問題点が存在する。 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いては、トナーの凝集を磁
力によつて十分に解く事ができず画質及び画像濃
度の低下をきたすとゆう欠点を有する。 また、低湿時には、高度に摩擦帯電したトナー
がスリーブ上強固に付着するため、スリーブの回
転を重ねると、スリーブ上のトナーの塗布層にむ
らを生じ、画像にまで影響をおよぼすという欠点
を有する。 また、画像部や偏在した原稿を多数枚連続して
複写した時に現像に全く使用されない部分では、
次に複写を行なつた時に画像濃度が低下した現象
が見られる。 本発明の目的は、上記の欠点を改良した、安定
かつ均一な一成分絶縁性現像粉の薄層を得られる
現像方法を提供するものである。 本発明の別の目的は、安定な帯電性を示す現像
方法を提供するものである。 本発明の更なる目的は、多数枚複写を行つても
画像濃度の低下がほとんどない現像方法を提供す
るものである。 即ち、本発明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
於いて、前記現像粉に摩擦電荷を付与する部材で
ある現像剤担持体の少なくとも表面層の一部もし
くは全体がポリアミド樹脂を含有していることを
特徴とする現像方法にある。 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、光導電層を含む感
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効ビーム
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図で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、現像剤担持体
である表面にポリアミド樹脂の約10μ厚の被覆層
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、現像剤担持体
と静電像保持面との間に交流バイアスを印加して
もよい。 以上において、一成分絶縁性トナーを用いて、
摩擦帯電を利用して電気的潜像を現像する場合に
は、スリーブ等の摩擦帯電部材の表面性が極めて
重要であり、トナーと摩擦帯電部材との間の摩擦
力、親和性、がトナーの均一な塗布性、トナーの
安定な帯電性を決定している。つまり、表面の摩
擦係数が小さすぎればトナーを規制する部分にお
いて、トナー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トナーに充分なトリ
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、金属性スリーブは、加工精度、強
度にすぐれ、導電性であるため不要な電荷の蓄積
もなく、対向現像電極として好適であるが、表面
を鏡面仕上げした場合には、トナーが滑つて、ト
ナーの塗布が不良になり、粗面仕上げのままでは
トナーの融着現像をおこすため、サンドブラスト
法による微妙な粗面仕上げが必要となる。この
点、ポリアミド樹脂は、特別な処理を施さずとも
適当な表面性を有しており、広い範囲にわたつて
良好な、トナーの塗布の均一性を示し本発明にお
いて好ましい。さらに、周知のように、ポリアミ
ド樹脂は、金属との接着性が良く、塗膜性・耐摩
擦性も良好であるので、耐久性の面でも本発明に
とつて好ましいものである。 後述するように、本発明の好ましい実施形態
は、摩擦帯電部材として金属等の基体上にポリア
ミド樹脂の薄く均質な被覆層を設けたものを用い
るものであり、この意味からポリアミド樹脂とし
てはホツトメルト型の樹脂では膜厚制御が難しい
ので、溶媒可溶型の樹脂が望ましい。ポリアミド
樹脂としては、ナイロン６、ナイロン66、ナイロ
ン610、ナイロン11、ナイロン12等と通称されて
市販されているものがあるが、これらのポリアミ
ド樹脂は高結晶性であるため溶媒は、ギ酸、硫
酸、フエノールなどに限られるために、取扱いに
難がある。取扱いの点では一般的な有機溶媒に可
溶なものがよく、たとえば、異種のポリアミド単
位をもつ共重合ポリアミド樹脂や、アミド基を化
学的に変性したポリアミド樹脂などは、アルコー
ルに可溶である。また、炭化水素部の比率を多く
したり、かさ高い分子鎖を導入して、溶媒に対す
る溶解性を上げることができる。 共重合によつて通常は、結晶性の低下とそれら
に伴う融点の低下、透明性、溶解性、柔軟性の向
上などがみられる。このような傾向は、共重合成
分が数多いほど顕著となり、アルコール可溶性ナ
イロンには三元共重合のものが多い。市販の可溶
性ナイロンのほとんどは、６／66／610の三元共
重合体であるが、BASF社の“ui−tramid”ICが
６／66／ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタ
ン−６の等量重合体であるようなものであり、一
部のナイロン11、ナイロン12、あるいはその他の
ナイロンを共重合させたものも本発明に好ましく
使用できる。 また、ホモナイロンを変性したものとしては、
ナイロンにホルマリンとアルコールを作用させ、
(1)式のようにアミド基の水素が置換されて、アル
コール可溶と なつたものがあり特にメトキシメチル基−
CCH₂OCH₃で置換したものは別名タイプ８ナイ
ロンと呼ばれている。置換度がすすむにつれて、
活性水素による水素結合能力に失われナイロンの
結晶化が阻害されるので、溶剤に対する溶解性が
増大するとともに柔軟性が出て来る。このタイプ
のナイロンは(2)式のように加熱によつて主鎖間に
架橋反応が生じ、鉱酸やクエン酸によつて促進さ
れる。 架橋とともに不溶性となり、ゴム状の弾性を示す
ようになるので、この点も被覆用樹脂としても好
ましい。 この他、溶媒可溶型ポリアミド樹脂として、
Dynamit Nobel社の“Trogamid”Ｔ（ポリ
〔２、２、４トリメチルヘキサメチレンテレフタ
ルアミド〕）のような不定型ポリアミド樹脂も好
ましく使用できる。 本発明に於いて、一成分絶縁性トナーに摩擦電
荷を付与する部材とは、トナーに接触して現像の
為に必要な電荷を付与もしくは補助的付与しうる
部材であつて、スリーブの如き現像剤担持体が例
示される。 これら、トナーに摩擦電荷を付与する部材は、
アルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、
合成ゴム、エラストマーなどの基体の表面に前記
ポリアミド樹脂の被覆層を形成せしめた形態のも
のが、本発明に好ましく用いられる。本発明に於
いてトナー保持部材の形状は筒状回転体に限ら
ず、ベルト状回転体にして実施することも勿論可
能であり、この時、本発明のポリアミド樹脂層
は、充分な柔軟性と強度を示すものである。 本発明に於いて摩擦電荷部材へのポリアミド樹
脂の塗布は、均一な被覆層を得るためには、酢
酸、フエノール等の酸類、あるいは、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール等の
低級アルコール、あるいは、これらとクロロホル
ム、トリクレン等のハロゲン化炭化水素、あるい
は、少量の水、エステル類、芳香族炭化水素とか
らなる溶媒等と、前記ポリアミド樹脂の溶液を調
整し、この溶液中に前記摩擦荷電部材を浸漬法等
公知の塗布手段により行なうことが必要である。
こうすることにより、前記ポリアミド樹脂による
均一で、充分な強度と柔軟性を有する被覆を得る
ことができる。更に、本発明に於いては、摩擦帯
電部材基体の接着性、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、前
記ポリアミド樹脂にその効果を減じない範囲で他
の適当な高分子や、カーボンブラツク、金属微粉
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、又は、染顔料等の荷電
制御剤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、等の添加剤等から成るが、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、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−メタアクリル酸メチル共
重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合
体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、
スチレン−αクロルメタア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−インプレン共重合体、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、テンペン樹脂、フ
エノール樹脂、脂肪族又は肪還族炭化水素樹脂、
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出来
る。 また、着色剤、荷電制御剤、定着助剤、ケーシ
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、タ
ルク等がある。さらに、磁性トナーとして使用す
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、マンガン等の合金や化合物、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。 本発明の如く、一成分絶縁性現像粉を用いて摩
擦により荷電する現像方法に於いて、スリーブの
如く、トナー保持部材の表面層に、ポリアミド樹
脂を含有せしめることにより、含有せしめない場
合に比べて高湿下、高温下、あるいは低湿下にお
いても常に均一なトナーの薄層が得られる。ま
た、スリーブの如きトナー保持部材である現像剤
担持体に、ポリアミド樹脂を含有せしめることに
より、含有せしめない場合に比べて、多数枚複写
を行なつても常に画像濃度の高い鮮明な画像が得
られ、また、一成分トナー特有の例えば、小さな
原稿を多数枚複写後に大きな原稿を複写すると、
それまで現像に使用されていなかつた幅の広がつ
た部分の画像濃度が薄くなる現像も殆んど認めら
れなくなる。 以下、本発明を実施例を以つて、具体的に説明
する。 実施例 １ メトキシメチル化ナイロン（商品名、トレジン
Ｆ−30、帝国化学産業社製）をメチルアルコール
に溶かし、５％溶液とし、この溶液にステンレス
製50mm中のスリーブを浸漬し引き上げて乾燥しス
リーブ表面に約5μ厚の均一な被膜を形成した。
ついで、このスリーブを第２図に示す、所謂、ジ
ヤンピング現像用の装置にとりつけ、複写を行な
つた。 以下現像装置の詳細と、実施した結果を述べ
る。 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よりな
る感光ドラムの絶縁層表面にドラムの線表面速度
110mm／secで＋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する。この潜
像を第２図に示すような現像器で、スリーブ表面
磁束密度700ガウス、穂切りブレード１０とスリ
ーブ表面間距離0.2mmのスリーブ回転マグネツト
ロール９固定（スリーブ周速はドラムのそれと同
じで向きは逆）型現像器を絶縁層表面とスリーブ
表面距離0.25mmに設定して、スチレン−アクリル
酸ブチル共重合体50重量部、スチレン−マレイン
酸共重合体50重量部、磁性粉60重量部、含金染料
２重量部、よりなる絶縁性磁性現像剤を用いて現
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、加熱定着した。
細線再現の良好な高画像濃度の画像が得られまし
た。更に、10万枚複写後の画像は画質の劣化がな
く、初期の高画像濃度を保持していた。また、高
湿において（30℃、85％）ほぼ同様に画出しをし
たところ、画像濃度低下もきわめて少なく、良好
な画像が得られた。 また、低湿・乾燥した状態（25℃、85％）で、
ほぼ同様に画出しをしたところ、スリーブ上のト
ナー塗布層にムラを生ずることもなく、良好な画
像が得られた。 また、A4サイズの紙で1000枚複写後、B4サイ
ズの複写を行なつたが幅の広がつた部分の画像濃
度が薄くなる現象はほとんど認められなかつた。 実施例 ２ アルコール可溶性共重合ナイロン（商品名：ダ
イアミド1824、ダイセル社製）の３％メタノール
溶液を用いて、ステンレス製50mmφのスリーブ表
面に約15μの樹脂層を得た。このスリーブを用い
ることを除いては実施例１と同様に行なつたとこ
ろ実施例１とほぼ同様の結果が得られた。 実施例 ３ アルコール可溶性共重合ナイロン（商品名：
Elvamide8061、E.I・Dupont社製）の５％メタ
ノール溶液を用いて、ステンレス製50mmφスリー
ブ表面に約10μの樹脂層を得た。このスリーブを
用いることは除いて実施例１と同様に行なつたと
ころ、実施例１とほぼ同様の結果を得た。 実施例 ４ 不定型ポリ〔２、２、４−トリメチルヘキサメ
チレンテレフタルアミド〕（店品名：Trodamid
Ｔ、DynamitNobel社製）の２％クロロホルム−
メタノール（４：１）溶液を用いて、ステンレス
製50mmφのスリーブ表面に約15μの樹脂層を得
た。このスリーブを用いることを除いては実施例
１と同様に行なつたところ実施例１とほぼ同様の
結果が得られた。 実施例 ５ 現像剤として、低分子量ポリエチレン100重量
部と磁性粉80重量部、含金染料２重量部と疎水性
コロイド状シリカ10重量部とから成る現像剤を用
いることを除いては、実施例１と同様に行なつた
ところ、カブリのない鮮明な画像が得られた。高
湿、高温あるいは低湿状態においても、スリーブ
上のトナーの塗布層は薄く均一な状態を保ち、画
像濃度の低下を起こしたり、ムラを生ずることな
く良好な画像が得られた。また、A4サイズの複
写を行なつた後、Ｂ−４サイズの複写を行なつた
ところ、幅の広がつた部分の画像濃度が減少する
こともなかつた。 比較例 １ スリーブ表面にポリアミド樹脂のコート層を設
けないことを除いては、実施例１とほぼ同様にし
て行なつたところ、ほぼ実施例１とかわらぬ、画
像濃度の高いカブリのない鮮明な画像が得られ
た。 しかしながら、高温、高湿（30℃、85％）にお
いて、同様に行なつたところ、スリーブ上へのト
ナーの塗布が薄くなり、画像濃度が低下した。ま
た低湿（25℃、35％以下）では、スリーブ上のト
ナー層に細かいむらを生ずるようになり画像に濃
度のムラを生じた。A4サイズでの複写を1000枚
行なつた後B4サイズの複写を行なつたところ、
幅の広がつた部分の画像濃度の低下も大きかつ
た。 比較例 ２ スリーブ表面にポリアミド樹脂のコート層を設
けないことを除いては、実施例５とほぼ同様にし
て行なつたところ、画像濃度はやや低下したもの
の、カブりのない鮮明な画像が得られた。しかし
ながら、高温、高湿（30℃、85％）では、スリー
ブ上へのトナーの塗布が著しく不良になり、低湿
（22℃、35％以下）では、スリーブ上のトナー層
に大きくむらを生じ、画像にヨゴレを生じた。ま
た、A4サイズでの複写を1000枚行なつた後B4サ
イズの複写を行なつたところ、幅の広がつた部分
の画像濃度の低下が著じるしかつた。 以上の結果を表−１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
例の断面図。 １……感光ドラム、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、１１
……現像性磁性トナー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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於いて、前記
   現像粉に摩擦電荷を付与する部材である現像剤担
   持体の少なくとも表面層の一部もしくは全体がポ
   リアミド樹脂を含有していることを特徴とする現
   像方法。 ２ ポリアミド樹脂が溶媒可溶型ポリアミド樹脂
   である特許請求の範囲第１項記載の現像方法。