JPH0519152B2 - - 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
めのトナー塗布方法及びトナー塗布用磁性粒子に
関する。

従来、乾式一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一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、乾式一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一成分現像剤の薄層を形
成する方法としては、特開昭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、現像剤自身
に磁性体を内添するためのカラー再現の際の色彩
の悪さ等の問題点がある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方法として、
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法が提案され
ている。しかしながら上記繊維ブラシにドクター
プレードとして弾性体ブレードを使用した場合、
現像剤量の制御は可能であるが、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
帯電電荷賦与は行なわれないため、ゴースト等の
発生しやすいという問題点があつた。また、非磁
性現像剤を有しているので、装置からの現像剤の
漏れを防止することが難かしかつた。

本発明は上述の従来方法の問題点を除き、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、十分な摩擦帯電を与え、塗布する新規
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、上記現像剤が現像装置から漏
れ出すのを防止することを目的としている。

具体的には、本発明は、非磁性トナーとトナー
塗布用磁性粒子とを貯蔵する現像剤容器と、潜像
保持体に非磁性トナーを搬送するトナー担持体
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する磁石とを配して、前記
トナー担持体上に非磁性トナーの薄層を形成する
トナー塗布方法において、前記磁性粒子の流動度
が10〜50sec／50ｇであることを特徴とするトナ
ー塗布方法に関する。

さらに本発明は、非磁性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
に非磁性トナーを搬送するトナー担持体と、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
ブラシを形成する磁石とを配して、前記トナー担
持体上に非磁性トナーの薄層を形成するトナー塗
布方法に用いるトナー塗布用磁性粒子において、
該トナー塗布用磁性粒子の流動度が10〜50sec／
50ｇであることを特徴とするトナー塗布用磁性粒
子に関する。

上記本発明に用いる潜像保持体としては、感光
体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。更に回動する現像剤保持部材としては、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。これにより現像で
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
れたキヤリヤ材としての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
討した結果、磁性粒子の流動性が大きな影響を及
ぼすとの知見を得た。例えば磁性粒子の流動性が
悪い場合にはブラシの循環が悪くなり前述した如
くゴーストの発生あるいは塗布量不良による濃度
低下（場合によつては一部画像が白く抜ける）等
の欠点が生じ磁性粒子の流動性が良すぎる場合は
ブラシの循環が速すぎることによる欠点、例えば
カブリの発生、あるいは磁性粒子が規制部材を通
過してもれる等の問題点が生じるの如くである。
よつて磁性粒子の流動性には好ましい範囲が存在
する。磁性粒子の流動性は例えばJIS Ｚ−2502に
規定されているような流動度を測定することによ
つて規定することができる。

本発明においては財団法人生産開発科学研究所
製の粉末流動計を用い、JIS Ｚ−2502に規定され
ている操作方法に準じて測定を行い、流動度が10
〜50sec／50ｇを示す磁性粒子が好ましく使用で
き、より好ましくは10〜40sec／50ｇの範囲が良
い。（なお機種間のバラツキを補正する補正係数
は製造元指定の標準試料を測定した結果1.035と
した。） 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、又その表面が樹脂あるいは適当な処理剤で被
覆されていても良い。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。

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（R_z＝）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、粒径70〜100μ、流動度
14.8sec／50ｇの海綿鉄粉を100ｇ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200ｇ用意した。そして、上記トナーと磁性粒
子とをよく混合した後、容器３内に入れる。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、現像剤
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
40μm厚のトナーのみによる薄層が形成できた。
この現像剤層をブローオフ法により帯電電位を測
定したところ、−7.1μc／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。
上記トナーを消費した後、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としてその表面がフツ素系樹脂でコー
トされた流動度18.1sec／50ｇの鉄粉を用いた。
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、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。

実施例 ３ ブレード６とスリーブ２との間隔を250μとし、
磁性粒子５として流動度28.2sec／50ｇのフエラ
イト粒子を用いること以外は、実施例２と同様に
実施したところ、良好な結果を得た。

実施例 ４ 磁性粒子５として流動度38.6sec／50ｇのやや
偏平状の鉄粉を用いること以外は実施例２とほぼ
同様に実施したところ良好な結果を得た。

比較例 １ 磁性粒子５として流動度52.1sec／50ｇの偏平
状の鉄粉を用いること以外は実施例４と同様に実
施したところスリーブ２の表面の塗布層の均一性
は劣り部分的な濃度低下が生じスリーブ２の下部
において磁性粒子のもれが認められた。

なお、本実施例ではトナーとして非磁性現像剤
を用いたが、磁性粒子に比べ著しく弱い磁性であ
り、トリボ帯電可能であれば磁性現像剤も用いる
ことができる。

【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)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性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、潜像保持体に非磁性トナー
   を搬送するトナー担持体と、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す
   る磁石とを配して、前記トナー担持体上に非磁性
   トナーの薄層を形成するトナー塗布方法におい
   て、前記磁性粒子の流動度が10〜50sec／50ｇで
   あることを特徴とするトナー塗布方法。 ２ 非磁性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、潜像保持体に非磁性トナー
   を搬送するトナー担持体と、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す
   る磁石とを配して、前記トナー担持体上に非磁性
   トナーの薄層を形成するトナー塗布方法に用いる
   トナー塗布用磁性粒子において、該トナー塗布用
   磁性粒子の流動度が10〜50sec／50ｇであること
   を特徴とするトナー塗布用磁性粒子。