JPH0220988B2 - - Google Patents

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
めのトナーの塗布方法及びトナーを塗布するため
の磁性粒子に関する。

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、解像力、などの向上が求めら
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つている。

従来知られている乾式−成分現像剤の薄層を形
成する方法としては、得開昭54−43037号が提案
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つ
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
像像を熱定着する際の定着性の悪化を招き、不都
合であつた。さらに磁性体は一般に黒色もしくは
黒茶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つた。

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。

すなわち、本発明は、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、潜像保持体上
の潜像を現像するためにトナーを搬送するための
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し且つ拘束す
るための固定磁石とを配し、前記トナー担持体を
回転することにより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、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
塗布用磁性粒子で形成された磁気ブラシ中を、ト
ナーが通過することにより、トナー担持体上にト
ナーの薄層を形成することを特徴とするトナー塗
布方法に関する。

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
像剤容器の出口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、図面に従つて本発明を説明する。

第１図は、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、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１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、所定の間隙を保つて対向しており、この
スリーブ２は矢印ｂ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２
の反対側には、磁石７が設けられている。この磁
石の取付け位置は、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更に良好な結果を得る。

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
を保持したまま、磁性粒子とトナーとを撹拌混合
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つて摩擦帯電さ
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ても、自動的
に磁気ブラシ８の領域にトナーが供給される。従
つて、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
れたキヤリア材として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
ナー担持体上ににトナーを塗布し、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つ
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、又逆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。さらに一例をあげれば
循環性が良すぎる場合は塗布層が厚くなつて画像
上にカブリが生じたり、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の種々の欠点が生
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種種検
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、表面の処理が極めて重要であ
ることが分つた。

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ヤ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保持体
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、総量で本発明
の磁性粒子に対し0.1〜30重量パーセント（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30：70〜80：20）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、従来キヤ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・ポリフツ化ビニリデン・シリコーン樹脂・ポ
リエステル樹脂・ジターシヤリーブチルサリチル
酸の金属錯体など、化合物Ｂとしてはスチレン系
樹脂・アクリル系樹脂・ポリアミド・シリコーン
樹脂・ポリビニルブチラールなどがあり、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ど化合物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付与し、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つて
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，ニツケ
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−アクリル−アミ
ノアクリル系共重合体，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，脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂，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。

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
ブラツク，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、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
タルバイオレツト、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。

以下実施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図と同一部材は同一符号
が付してある。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0.8mm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0.8μｍ（Rz＝）にした。

一方、回転するスリーブ２内にはフエライト焼
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線から30度（図示
θ）傾けて設定してある。

磁性ブレード６は鉄製であり表面にさび止めの
ためニツケルメツキを施した。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〜
100μ）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（−）極性に帯電するシアン色の粉体
を用意した。そして、上記トナー７重量部と磁性
粒子50重量部とをよく混合した後、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
運動する様子が、トナーが少なくなつた状態で観
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２の表面には、約80μ
ｍのトナーのみによる薄層が形成できた。このト
ナー層をブロー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
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、更にはかぶりの
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
発生していなかつた。

〔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ルオロ
エチレン（化合物Ａ）とブチルアクリレート−ス
チレン共重合体（化合物Ｂ）それぞれ6.4重量パ
ーセント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重量部とをよく混合した後
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得
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おりスリーブ２の
下部への漏れもなく良好であつた。

【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、１は潜像保持体である感光ドラ
ム、２はトナー担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。

Claims (1)

【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、潜像保持体上の潜像を現像するた
   めにトナーを搬送するためのトナー担持体と、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
   気ブラシを形成し且つ拘束するための固定磁石と
   を配し、前記トナー担持体を回転することにより
   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、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用磁性粒子で形
   成された磁気ブラシ中を、トナーが通過すること
   により、トナー担持体上にトナーの薄層を形成す
   ることを特徴とするトナー塗布方法。