JPS645704B2 - - 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摩擦帯電せしめられ
たキヤリアーを含まない、一成分絶縁性トナーに
より現像し顕画像を得る現像法に関する。 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方法及び同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、トナーの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
導電性スリーブ状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
ことなく対向させ、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
子相互の擬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、この方法は、湿度条件、あるい
は、摩擦帯電部材および、トナー保持部材の表面
性によつて、その性能が影響をうける度合が大き
い。例えば、高湿時ある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、トナーの擬
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いう欠点を有する。ま
た、低湿においては、トナー保持部材上のトナー
の塗布層にムラを生じやすくなる。摩擦帯電部材
上での摩擦回数などのりれきによりトナーの性能
に差を生じ、例えば、Ａ―４の原稿を連続して複
写した後、Ｂ―４の原稿に変更した時それまで現
像に使用されないでいた幅の広がつた部分の画像
濃度が低下する、あるいは高濃度のベタ画像を出
した時、現像に消費された結果トナーのほとんど
ないスリーブ上に新しいトナーが補給された直後
の画像濃度が低下するいわゆるゴースト現象など
の問題点が残されている。 本発明者等は、上記の問題点を改善するため
に、これまで、摩擦帯電部材、トナー保持部材、
あるいはトナー材料について、種々検討を行なつ
てきた結果、摩擦帯電部材、トナー保持部材の表
面をある種の樹脂により被覆することにより表面
性をかなり改良することに成功した。しかしなが
ら、現像装置に要求される特性（不感湿性、摩擦
帯電性、トナーの保持性、トナーの塗布層の均一
性、被覆層の耐久性、対汚染性など）を全て充分
に満足する材料は限定されゴースト問題について
もかならずしも満足の得られる結果にいたつてい
ない。 本発明の目的は、上記の欠点を克服する現像方
法を提供するものである。 本発明の別の目的は、ゴースト現象の発生を最
小限にする現像方法を提供するものである。 本発明のなお別の目的は、くり返しの複写によ
つても性能の変動することのない、耐久安定性の
高い現像方法を提供するものである。 本発の更なる目的は、一層小さな感湿性と均一
な摩擦電気特性、均一なトナーの担体への塗布を
可能にする現像方法を提供することにある。 本発明の目的は、電気的潜像をキヤリヤーを用
いずに摩擦帯電せしめられた絶縁性トナーを用い
て現像する方法に於いて、前記トナーに摩擦電荷
を付与する部材であつて且つ現像部へ摩擦電荷を
付与された該トナーを搬送するための部材である
現像剤担持体の少なくとも表面にシラン化合物を
含有せしめることにより達成される。 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、現像剤を担持
体である、表面にシラン化合物を含有する被覆層
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石を形
成してもよい。また、現像部において、現像情担
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。 本発明に用いるシラン化合物は、次の構造式 RAn―Si―RBm をもつ。 ただし、RAは、アルコキシ基、アセトキシ基
またはハロゲン基、あるいはアミノ基のような縮
合および（または）加水分解性の基であり、RB
は炭化水素基で、ハロゲン基、アミノ基、メルカ
プト基、エポキシ基、ビニル基により置換された
基である。ここで、ｎおよびｍは、1.0〜3.0であ
る。 そのようなシラン化合物としては例えば、プロ
ピルトリメトキシシラン、あるいは、エチルトリ
メトキシシランなどの炭化水素基を、クロロ、フ
ルオロ、ブロモあるいはヨードにより置換した、
ハロゲン置換シラン化合物、ビニルトリクロロシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメ
トキシシラン、ビニルトリス（β―メトキシエト
キシ）シラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ
―メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ―メタクリルオキシプロピルトリス（２―
メトキシエトキシ）シラン、などのような、ビニ
ルシラン化合物、β―（3.4―エポキシシクロヘ
キシル）エチルトリメトキシシラン、γ―グリシ
ドオキシプロピルトリメトキシシランのようなエ
ポキシシラン化合物、γ―アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ―β（アミノエチル）γ―アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ―β―（アミ
ノエチル）γ―アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、ポリアミノシラン、などのアミノシラン
化合物、 あるいは、γ―メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、または、メチルトリメトキシシランな
どがあげられる。 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、トナーに接触して現像の為
に必要な電荷を付与する部材であるスリーブ等の
現像剤担持体またはトナー保持部材である。 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、ステンレスなどの金属等の基体の
表面に前記シラン化合物を含む被覆層を形成せし
めた形態のものが、本発明に好ましく用いられ
る。 上記摩擦帯電部材であるトナー担持体表面のシ
ラン化合物による処理法は、例えば、上記シラン
化合物自体あるいはその溶液を、スプレーないし
は気化して吸着させるか、あるいは溶液中に浸漬
し、ひきあげた後乾燥、熱処理することによつて
簡単に行なえる。 更に本発明では、他の特性の改良の目的で、シ
ラン化合物と樹脂とのブレンドあるいは、縮合、
付加反応をさせたもの、あるいは、モノマーと、
共重合させたものも好ましく使用できる。 更に本発明に於いては、その効果を減じない範
囲に於いて、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、タルク、クレー、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トナーは、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なるが、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、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
る物質の微粉末を含有せしめればよい。 本発明において、摩擦帯電部材にシラン化合物
をスリーブ表面等に含有せしめることにより、何
故、ゴースト現象が抑制されるのかは、まだ十分
には解明されていない。スリーブの回転につれ、
スリーブ上のトナー層厚を規制部材によつて、せ
きとめられるトナーの動きが大きい場合、つま
り、スリーブによつてトナーが強く押される、あ
るいはひつぱられるような時には、ゴーストの発
生が少ないこと等から、スリーブの表面性により
大きく左右されることがわかつている。この意味
において上記シラン化合物を含有する表面は、適
当な表面性を有しているといえる。 この他、上記シラン化合物を含有する被覆は、
樹脂の付着、非現像成分の沈着も少なく、スリー
ブ基体との密着性も良く、永く、その性能を保持
するものである。 以下、実施例にて、本発明を具体的に説明す
る。 実施例 １ Ｎ―β（アミノエチル）γ―アミノプロピルト
リメトキシシランの５％水溶液中に、50mmφのア
ルミ製円筒を浸漬し、引き上げた後、80℃で充分
に乾燥し、Ｎ―β（アミノエチル）γ―アミノプ
ロピルトリメトキシシランにより表面を処理した
円筒を得、これをスリーブとした。一方、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１の絶縁層表面にドラムの表面速度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
図に示すような上記スリーブ４ｂ、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
表面間距離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。 さらに、第３図のような原稿を用いて黒、白部
分を先端にして画出しを行なつたところ、黒ベタ
部分に続く黒ベタ部分の画像濃度と、白ベタ
部分に続く黒ベタ部分の画像濃度を測定比較
したところ、ほとんど濃度差は生じなかつた。図
中ａは160mmで50mmφスリーブの１周長と同一に
なつている。ｂは210mm、Ｃは297mmである。 実施例 ２ 共重合ナイロン（商品名：エルバミド8061、イ
―、アイ、デユポン社製）５重量部、γ―グリド
キシオキシプロピルトリメトキシシラン、１重量
部、トルエン100重量部よりなる溶液中に50mmφ
のステンレス製円筒を浸漬し、引き上げた後、乾
燥して、共重合ナイロンと、γ―グリドキシオキ
シプロピルトリメトキシシランの混合体よりなる
約15μの樹脂被覆層を形成した。この円筒をスリ
ーブとして用いる以外は、実施例１と同様にして
行なつたところ、ほぼ、実施例１と同様、ゴース
ト現象もほとんど出ず、カブリのない鮮明な画像
が得られた。 実施例 ３ 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20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
ルミニウム板に乾燥塗布厚が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―バインダー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、ポリスチレン（商品名：ピコラスチツク
Ｄ―125、エツソ社製）３重量部、と、３―クロ
ロプロピルトリメトキシシラン0.7重量部、トル
エン100重量部よりなる溶液中に、50mmφのステ
ンレス製円筒を浸漬し、引き上げた後乾燥し、ポ
リスチレンと３―クロロプロピルトリメトキシシ
ランとよりなる混合体により、厚さ約10μの樹脂
被覆層を形成した。 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
200Hz600V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
90重量部、スチレン―アクリル酸ブチル―メタク
リル酸アミノエチル共重合体10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、加熱定着した。得られた画像は鮮明で解
像度も高く、またカブリもなく、ゴースト現象
も、ほとんど見られなかつた。 また、前述の他のシラン化合物を用いてもほぼ
同様な効果が得られた。 比較例 １ スリーブにＮ―β（アミノエチル）γ―アミノ
プロピルトリメトキシシランの被覆層を設けない
ことを除いては、実施例１と同様に行なつたとこ
ろ、黒ベタ部に続く黒ベタ部の画像濃度が、
白ベタ部に続く、黒ベタ部の画像濃度に比べ
て、低下し、いわゆるゴースト現象が見られた。 比較例 ２ スリーブに樹脂被覆層を設けないことを除いて
は、実施例３と同様に行なつたところ、ゴースト
現象をおこし、黒ベタ部の画像濃度が低下し
た。 以上の比較データーを下表に示す。 【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。第３図は、比較データー用に用い
た原稿の平面図である。 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
……絶縁性磁性トナー。

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
   縁性トナーを用いて現像する方法に於いて、前記
   トナーに摩擦電荷を付与する部材であり且つ現像
   部へ摩擦電荷を付与された該トナーを搬送するた
   めの部材である現像剤担持体の少なくとも表面が
   シラン化合物を含有することを特徴とする現像方
   法。 ２ 該現像剤担持体が少なくとも表面にシラン化
   合物を有するアルミニウム製またはステンレス製
   スリーブである特許請求の範囲第１項記載の現像
   方法。