JPH0458030B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乾式現像剤、特に非磁性乾式現像剤
により静電潜像を現像する方法に関する。 従来、乾式現像方式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、等の向上が求められている現在、
乾式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現像剤の薄層を形成する
方式としては特開昭54−43037号公報等に開示さ
れるものが提案されており、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
ため現像剤内に磁性体を内添しなければならず、
これは、転写紙に転写した現像像を熱定着する際
の定着性の悪さ、磁性体の色（磁性体は通常暗褐
色ないし黒色である）によるカラー再現の際の色
彩の悪さ等の問題点につながる。 このため非磁性現像剤の薄層形成方式としてビ
ーバーの毛のような柔い毛を円筒状のブラシにし
て、これに現像剤を付着塗布する方法や、表面が
ベルベツト等の繊維で作られた現像ローラにドク
ターブレード等により塗布する方式が提案されて
いる。 しかしながら上記繊維ブラシにドクターブレー
ドとして弾性体ブレードを使用した場合、現像剤
量の規制は可能であるが、均一な塗布は行われ
ず、現像ローラ上の繊維ブラシを摺擦するだけ
で、ブラシの繊維間に存在する現像剤への摩擦帯
電電荷賦与は行われないため、ゴースト等の発生
しやすい問題点があつた。 本件出願人は、上述した如き従来技術の問題点
を除き、現像剤を現像剤保持部材表面に均一な薄
層として形成し、且つ充分な摩擦帯電を与えるこ
とを目的として、現像剤保持部材の表面の移動方
向に関し、磁性粒子拘束部材の上流に磁性粒子に
よる磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシにより
非磁性現像剤の薄層を現像剤保持部材に形成する
方法および装置を既に提案している。（特願昭58
−71687号）。 かくして形成された非磁性現像剤（トナー）の
薄層は、特開昭54−43037号あるいは同55−18656
号公報に開示されるような、いわゆる一成分ジヤ
ンピング現像法により交番電界の作用の下に静電
荷像の現像に好適に適用し得る。 本発明の目的は、このような現像法の改良に関
し、特にトナーに印加する交番電界の周波数およ
びｐ−ｐ（ピーク・トウ・ピーク）電圧が小さな
値で充分な画像濃度が得られる現像方法を提供す
ることにある。 本発明者らの研究によれば、上述の目的の達成
のためには、バインダー、着色剤に加えて高誘電
率物質を含むトナーを用いることが極めて有効で
あることが見出された。 本発明の現像方法は、上述の知見に基づくもの
であり、より詳しくは、 潜像を表面に保持する潜像保持体と、絶縁性非
磁性トナーを担持するトナー担持体とを現像部に
おいて一定の間隙を設けて配置し、 バインダー、着色剤および誘電率10以上の高誘
電率物質を有する絶縁性非磁性トナーと磁性粒子
とを有するトナー供給容器を前記トナー担持体表
面上に配置し、 前記トナー供給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ように磁性粒子による
磁気ブラシを形成するための固定磁石を前記トナ
ー担持体の内側に配置し、 前記トナー担持体の回動にともなつて、前記磁
性粒子を前記トナー供給容器内で循環させること
により、前記絶縁性非磁性トナーを取込みながら
トナー担持体に塗布し、 該塗布層を前記間隙よりも薄い厚さに規制して
現像部に搬送し、 前記現像部において前記絶縁性非磁性トナーに
交番電界をかけながら潜像を現像することを特徴
とするものである。 以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記
載において量比を表わす「％」および「部」は、
特に断わらない限り重量基準とする。 上述したように本発明のトナーは着色剤とバイ
ンダーに加えて、高誘電率物質を含んでなる。 本発明で使用できる高誘電率物質としては、比
誘電率が10以上のものが挙げられる。具体的に
は、チタン酸バリウム、酸化チタン、チタン酸マ
グネシウム等が挙げられる。これら高誘電物質
は、一般に0.01〜1μm程度の微細粉末として、後
述するバインダー100部に対して１〜10部の割合
で用いることが好ましい。 バインダーとしては、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−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。 着色剤としては公知のものが全て使用でき、例
えばカーボンブラツク、ニグロシン染料、ランプ
黒、スーダンブラツクSM、フアースト・エロー
Ｇ、ベンジジン・エロー、ピグメント・エロー、
インドフアースト・オレンジ、イルガジン・レツ
ド、パラニトロアニリン・レツド、トルイジン・
レツド、カーミンFB、パーマネント・ボルドー
FRR、ピグメント・オレンジＲ、リソール・レ
ツド2G、レーキ・レツドＣ、ローダミンFB、ロ
ーダミンＢレーキ、メチル・バイオレツトＢレー
キ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、
ブリリヤント・グリーンＢ、フタロシアニングリ
ーン、オイルイエローGG、ザポン・フアースト
エローCGG、カヤセツトY963、カヤセツトYG、
スミプラスト・エローGG、ザポンフアーストオ
レンジRR、オイル・スカーレツト、スミプラス
トオレンジＧ、オラゾール・ブラウンＢ、ザポン
フアーストスカーレツトCG、アイゼンスピロ
ン・レツド・BEH、オイルピンクOPなどが挙げ
られる。これら着色剤は、トナーに所望の色調を
与える量、一般にバインダー100部に対して0.1〜
５部の量で使用される。 トナー中には、必要に応じて、更に荷電制御
剤、流動性改質剤を添加しても良く、荷電制御
剤、流動性改質剤はトナー粒子と混合（外添）し
て用いても良い。この荷電制御剤としては、含金
属染料、ニグロシン等があり、流動性改質剤とし
ては、コロイダルシリカ、脂肪酸金属塩などがあ
る。また増量の目的で、炭酸カルシウム、微粉状
シリカ等の充填剤を、0.5〜20wt％の範囲でトナ
ー中に配合することも出来る。更にトナー粒子相
互の凝集を防止して、その流動性を向上させるた
めに、テフロン微粉末のような流動性向上剤を配
合しても良く、熱ロール定着時の離型性を良くす
る目的で低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプ
ロピレン、マイクロクリスタリンワツクス、カル
ナバワツクス、サゾールワツクス等のワツクス状
物質を0.5〜5wt％程度加えることも出来る。 上記各成分からトナーを製造するに際しては、
熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等の熱混
練機によつて構成材料を良く混練した後、機械的
な粉砕、分級を行なう方法；バインダー溶液中に
着色剤、高誘電率物質等の材料を分散した後、噴
霧乾燥することにより得る方法；あるいは、バイ
ンダー樹脂を与える単量体に着色剤、高誘電率物
質等の材料を混合して乳化懸濁液とした後に重合
させて磁性トナーを得る重合法トナー製造法等、
それぞれの方法が応用でき、好ましくは粒径が１
〜30μmのトナーが形成される。 次に上記トナーを用いて行なう本発明の現像方
法は、図面を参照して説明する。 図面は本発明の現像法を実施するためのトナー
薄層形成部を含む現像装置の一例の模式側断面図
である。 図面を参照して、円筒状電子写真感光体１は、
A1等の導電性基体１ａの上に形成され、矢印ａ
方向に移動する。この感光体１に対して間隙を介
してトナーを保持する非磁性の保持部材２が設け
られ、本実施例においてはこの保持部材１２は円
筒状であるが、無端移動するウエブ状としても良
い。これは電子写真感光体１についても同様であ
る。この感光体１の移動とともにトナー保持部材
２を矢印ｂ方向に回転移動させる。このトナー保
持部材２にトナーＤを供給するためにプラスチツ
クあるいはA1等の非磁性材料からなるトナー供
給容器３が設けられている。トナー供給容器酸は
その下部近傍に開口を有し、該開口部にトナー保
持部材２が設けられている。トナー保持部材２は
開口から一部が外部に露出しているので、その表
面はトナー供給容器の内部から同外部へ移動し、
つづいて同内部へ戻る。トナー保持容器３のの下
部４はトナー保持部材２の下方を覆うように包囲
体を形成しておりトナーが外部に漏れないように
なつている。またこの外部へのトナーの漏出の防
止をさらに確実ならしめるためにシール部材５が
設けられている。トナー保持部材２の内部には固
定磁界を発生する固定磁界発生手段、すなわち、
磁石７が固定的に設けられている。したがつて、
トナー保持部材２のみが回転する。この磁石７
は、Ｎ，Ｓの磁極を有する。 トナー供給容器３の開口の上部近傍には磁性体
よりなる磁性ブレード６が配置されている。この
磁性ブレード６に対してトナー保持部材２を介し
た反対側には磁石７の磁極Ｎがある。磁極Ｎの位
置は、磁性ブレード６の対向する位置よりトナー
保持部材２の回転方向上流側位置にある角度θ
（５〜50度）ずれて配置されている。 かかる構成の装置のトナー供給容器に磁性粒子
Ｍ（粒径：30〜200μm、好ましくは70〜150μm）
と非磁性トナーＤとを含む混合体を供給した状態
でトナー保持部材２を回転させると磁性粒子Ｍ
は、各磁極による磁界および重力の作用により、
磁気ブラシ８を形成しつつ図面に矢印ｃで示すよ
うに循環運動を行なう。すなわち、トナー保持部
材２の外表面近傍ではトナー供給容器３の下部の
磁性粒子は磁石７による磁界とトナー保持部材２
の回転の相互作用によりトナー保持部材２の外周
にそつて上昇し、このときに、非磁性トナーとト
ナー保持部材２の表面は接触して基層中の非磁性
トナーは静電的にトナー保持部材２上に塗布され
る。なお磁性粒子Ｍの粒径は30〜200μm、特に70
〜150μmであることが好ましく、各磁性粒子は磁
性材料のみから成るものでも、磁性材料と非磁性
材料との結合体でもよい。 本実施例において、非磁性トナーは磁性粒子乃
至はトナー保持部材２との摩擦により帯電する
が、好ましくは磁性粒子表面に酸化膜または非磁
性トナーと静電的に同凖位にある樹脂などの絶縁
処理を施し、磁性粒子からのトリボ付与を少なく
し、必要な帯電をトナー保持部材２から受けるよ
うにすれば磁性粒子の劣化の影響を防ぐことがで
きるとともにトナー保持部材２へのトナー塗布が
安定する。 磁性粒子はトナー保持部材２の回転により上昇
して行くが、磁性ブレード６と磁石７のＳ極との
間に形成される磁界により、トナー保持部材２表
面と磁性ブレード６の先端の間隙を通過すること
をさまたげられる。したがつて、この部分の磁性
粒子は、あとからつぎつぎに送られてくる磁性粒
子に押されて、第２図に示すごとく旋回して、そ
の後、重力によりゆつくりと落下する。この落下
の間に非磁性トナーを取込みつつトナー供給容器
３の下部に戻り、これを繰返す。 一方、摩擦帯電されたトナーは非磁性であるた
め磁性ブレード６先端とトナー保持部材２表面の
間隙に存在する磁界で拘束されず通過でき、磁性
ブレード部に形成された磁気ブラシ部でトナー保
持部材表面に鏡映力による作用とともに均一に薄
くコーテイングされ、トナー保持部材２の表面に
トナーの薄層９を形成し、容器３の外部に出て感
光体１の表面に対面して現像に供される。 ここで使用する現像方法としては特開昭55−
18656号公報に記載の方法が好ましい。電子写真
感光体１とトナー保持部材２との間にはバイアス
電源１０により交番電圧が印加される。バイアス
電源１０は単なる交流でもよいが、交流に直流を
重畳したものがより好ましい。 なお、上記原理説明では規制部材に鉄等の磁性
体よりなる磁性ブレードを用いているが、アルミ
ニウム・銅・樹脂等の非磁性体よりなる非磁性ブ
レード又は容器を構成する樹脂やアルミニウム等
の非磁性体の壁を、この規制部材として用いるこ
ともできる。しかし、この場合、磁性粒子の流出
を防止するため、スリーブと規制部材との間隙を
磁性ブレードを用いるときよりも更に小さくする
必要がある。また、磁性ブレードを用いる場合
は、ブレードと磁極間の磁界によりトナーの出口
部に安定して磁気ブラシが形成できる点で好まし
い。 上述したように、本発明によれば、高誘電率物
質を含むトナーを用いることにより、いわゆるジ
ヤンピング現像法において、特にトナーに印加す
る交番電界の周波数およびｐ−ｐ（ピーク・ト
ウ・ピーク）電圧が小さな値で充分な画像濃度が
得られる現像方法が提供される。 以下、実施例、比較例により本発明を更に具体
的に説明する。 実施例 １ スチレン−ｎ−ブチルメタ 100重量部 アクリレート（70：30共重合体） ニグロシン １ 〃 カーボンブラツク ５ 〃 酸化チタン 10 〃 上記各成分を熱ロールで150℃で混練し冷却後
スピードミルで粗粉砕した。次いでジエトミルで
微粉砕し、風力分級機にて分級し粒径が５〜20μ
のトナーを得た。 このトナーを図面に示される現像機構成をも
ち、スリーブに印加される交番電界が可変の現像
器が取りつけられるように改造したキヤノンPC
−20機を使つて1.0以上の画像濃度が得られるの
に必要な交番電界の最低周波数と正負のピーク値
差（ｐ−ｐ電圧）を求めた。 実施例 ２ 実施例１の酸化チタンの代わりに、チタン酸バ
リウムを用いた以外は実施例１と同様な方法でト
ナーを作り、同様に画出しして画像濃度1.0以上
を得るに必要な交番電界の最低周波数および正負
のピーク値差を求めた。 比較例 実施例１において酸化チタンを使用しないこと
以外は実施例１と同様な方法でトナーを作り、同
様に画出しして画像濃度1.0以上を得るのに必要
な交番電界の最低周波数、正負のピーク値差を求
めた。 実施例１及び２と比較例の測定結果を、まとめ
て下表１に示す。 【表】

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の現像法を実施するためのトナー
薄層形成部を含む現像装置の一例の模式側断面図
である。 １……電子写真感光体、２……トナー保持部
材、３……トナー容器、７……固定磁界発生手
段、６……磁性粒子拘束部材、８……磁気ブラ
シ、９……トナー薄層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 潜像を表面に保持する潜像保持体と、絶縁性
   非磁性トナーを担持するトナー担持体とを現像部
   において一定の間隙を設けて配置し、 バインダー、着色剤および誘電率10以上の高誘
   電率物質を有する絶縁性非磁性トナーと磁性粒子
   とを有するトナー供給容器を前記トナー担持体表
   面上に配置し、 前記トナー供給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ように磁性粒子による
   磁気ブラシを形成するための固定磁石を前記トナ
   ー担持体の内側に配置し、 前記トナー担持体の回動にともなつて、前記磁
   性粒子を前記トナー供給容器内で循環させること
   により、前記絶縁性非磁性トナーを取込みながら
   トナー担持体に塗布し、 該塗布層を前記間隙よりも薄い厚さに規制して
   現像部に搬送し、 前記現像部において前記絶縁性非磁性トナーに
   交番電界をかけながら潜像を現像することを特徴
   とする現像方法。