JPH0623868B2 - 反転現像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像担体表面に形成した静電荷像の非帯電領域
に一成分系の磁性トナーを付着させて反転トナー像を得
る反転現像方法に関するものであり，特に磁性トナーの
流動性および搬送性を向上させることにより，画質を向
上させるようにした反転現像方法に関する。

〔従来の技術〕

近年情報処理機器の高性能化および多様化に伴って，出
力形態も多様化，高速化を要求され，ノンインパクト型
式の電子写真方式のプリンタが開発されている。上記プ
リンタの記録原理は一般の電子複写機と同様，画像担体
表面に形成した静電荷像を現像後，普通紙へ転写するも
のである。而してプリンタにおいては，コンピュータか
らの情報を一様帯電させた画像担体表面にレーザ光など
で書き込み，この書き込み部すなわち露光部にトナーを
付着させるため，反転現像を行う必要がある。

上記の反転現像に使用する現像剤としては，磁性キャリ
アとトナーとからなる二成分系現像剤が一般的である。
この方法では普通紙へのトナー像の静電転写が可能であ
り，高画質のプリンタ画像が得られるが，キャリアとト
ナーとの混合比率を一定にするための手段が必要であ
る。従って現像装置の大型化，複雑化を招来する他，キ
ャリアを定期的に交換する必要があるという欠点があ
る。

このような欠点解消のために，磁性を有するトナー粒子
のみからなる一成分系現像剤を使用して静電荷像を現像
する方式がある。上記磁性トナーを使用する反転現像方
法においては，静電荷像と同極性の電荷を有する磁性ト
ナーを保持する導電性スリーブに，静電荷像と同極性の
直流バイアス電圧を印加することにより，トナーを非画
像部に付着させるのである。また現像によって得られた
トナー像を転写シート上に静電転写する場合，電気抵抗
の高い絶縁性磁性トナーを使用するのが一般的である。

一方一成分系の磁性トナーを使用して，ライン画像から
なる静電荷像もベタ画像からなる静電荷像も共に良好に
現像できるようにするため，相互に電気絶縁状態に配設
した多数の微小電極（フロート電極）を備えた現像ロー
ルを使用する方式も提案され，実用化されている（特開
昭57-114163号，同60-113271号公報等）。

図は上記方式の例を示す要部断面側面図である。図にお
いて，１は画像担体であり，表面に静電荷像を担持して
矢印方向に回転する。次に２は現像装置であり，トナー
容器３と現像ロール４とからなり，現像ロール４が前記
画像担体１と対向するように配置する。現像ロール４
は，導電性コア５の外周に，例えば８極着磁を施した永
久磁石６と誘電体層７とを順次積層して形成する。なお
誘電体層７内には，導電性粒子を相互に電気的絶縁状態
に配設して微小電極若しくはフロート電極（図示せず）
を形成する。次に８はブレードであり，前記現像ロール
４の外周に接線状に当接させて設ける。９はバイアス電
圧源であり，一方を前記現像ロール４を構成するコア５
と，他方をアースと各々接続する。１０は磁性トナーで
あり，トナー容器３内に収容され，現像ロール４の矢印
方向の回転により，その表面に吸着されて搬送されるの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記構成の反転現像手段においては，現像ロール４と当
接して設けたブレード８は，磁性トナー１０の薄層を形
成するのであるが，一般にブレード８はゴムその他の弾
性材料によって構成するのが通常である。従って現像ロ
ール４とブレード８との接触が必ずしも円滑ではなく，
磁性トナー１０の搬送に支障を来すことがある。また特
に高湿時においては磁性トナー１０の流動性が低下する
ため，上記搬送が円滑に行なわれず，現像領域に必要か
つ充分な磁性トナーが供給されないという問題点があ
る。また特に多数枚の複写を行なった場合には画質が著
るしく低下するという問題点を併有する。

本発明は，上記従来の技術に存在する問題点を解決し，
磁性トナーの流動性および搬送性を向上させ得る反転現
像方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来技術に存在する問題点を解決するために，本発
明においては，画像担体表面に静電荷像を形成し，前記
画像担体表面に対向して配置し，かつ導電性コア外周に
永久磁石と，導電性粒子を相互に電気的絶縁状態に配設
してなる誘電体層とを順次積層してなり，かつ弾性ブレ
ードを押圧してなる現像ロール上に，磁性粉と樹脂を主
体とする荷電型磁性トナーを含む現像剤を供給し，前記
現像ロールの回転によって前記現像剤を前記画像担体表
面に向かって搬送し，前記現像ロールにバイアス電圧を
印加して前記静電荷像の非画像部に前記磁性トナーを付
着させる反転現像法において，磁性粉を３０〜７０重量
％および脂肪酸金属塩を0.05〜５重量％含有し，かつ疎
水性シリカを外添してなり，D.C.4,000V/cmの電界にお
ける抵抗率を10¹⁴Ω・cm以上および摩擦帯電量を絶対値
で２〜２０μc/gに形成した荷電型磁性トナーを使用す
る，という技術的手段を採用したのである。

本発明において，磁性トナー中に添加混合する脂肪酸金
属塩における脂肪酸としては，ステアリン酸，オレフィ
ン酸，カプロン酸，リシノール酸等があり，これらの１
種または２種以上の混合物が使用できる。またこれらの
脂肪酸金属塩としては，カドミウム塩，バリウム塩，鉛
塩，鉄塩，ニッケル塩，マグネシウム塩，ストロンチウ
ム塩，亜鉛塩，カルシウム塩等があり，これらの１種ま
たは２種以上の混合物が使用できる。このような脂肪酸
金属塩のうちではステアリン酸の金属塩，特にステアリ
ン酸カルシウムおよびステアリン酸亜鉛が好ましい。

また上記脂肪酸金属塩を予め磁性トナーと混合させた状
態でトナー容器に充填させる態様の他，現像開始時にお
いてトナー容器内に脂肪酸金属塩を添加混合させる態様
とすることもできる。

なお脂肪酸金属塩の含有量が0.０５重量％未満では上記
潤滑作用が期待できず，一方５重量％を越えて含有させ
ると，定着性および現像性が低下するため不都合であ
る。

次に磁性トナーを構成する磁性粉としては，フェライ
ト，マグネタイトを初めとする鉄，コバルト，ニッケル
等の強磁性を示す元素を含む合金または化合物およびそ
の他熱処理若しくは何等かの処理によって強磁性を示す
種々の合金等を使用し得る。これらの強磁性体は，数μ
ｍないし数十μｍの粒径を有するトナー中に含有させる
ため，平均粒径が0.０２〜３μｍのものが望ましい。而
してトナー中に含有させる量は，トナー全量に対し３０
〜７０重量％とするのが望ましい。３０重量％未満では
トナーの磁力が低下して現像ロールから飛散し易くな
り，一方７０重量％を越えると，樹脂含有量が極めて少
なくなって定着性が低下してしまうので不都合である。

なお磁性トナー中に含有させる結着樹脂としては公知の
トナー用樹脂（例えば特開昭５７−９７５４５号公報参
照）を単独若しくは混合して使用できるが，定着方式と
対応して適宜に選定する。

また着色剤としては，カーボンブラック，クロムイエロ
ー，ハンザイエロー，ベンジンイエロー，ローズベンガ
ラ，アニリンレッド，フタロシアニンブルー，アニリン
ブルー，ニグロシン染料，アニリンブラック等の公知の
顔料若しくは染料を使用することができる。なお含有量
は３〜１０重量％が望ましい。

本発明の磁性トナーは，上記の結着樹脂および着色剤と
共に，帯電制御剤，離型剤，流動性改質剤，充填剤等の
他の添加物を含有することができる。帯電制御剤として
は，ニグロシン染料，ニグロシン染料とカルボキシル基
含有樹脂との反応物，トリフェニルメタン系染料，含金
属（Ｃｒ）アゾ染料等，離型剤としては，ポリプロピレ
ン，ポリエチレン，パラフィンワックス，カルナバワッ
クス，アミドワックス等，流動性改質剤としては疎水性
シリカ，および充填剤としては，炭酸カルシウム，タル
ク，クレイ等の無機微粉末が夫々挙げられる。上記の添
加物の含有量は，トナーに要求される特性に応じて適宜
選定されるが，一般に帯電制御剤が0.１〜５重量％，離
型剤が0.１〜５重量％，流動性改質剤が0.１〜３重量％
および充填剤が１０重量％以下であるのが通常である。

本発明の磁性トナーは，粉砕法，スプレードライ法等の
公知の手段によって製造することができる。粉砕法によ
る場合には，夫々の原料をボールミル，乾式ミキサー等
によって予備混合し，ニーダ，ロール等により加熱混練
し，冷却固化後ジェットミル等で粉砕し，次いで分級す
ることにより得られる。

更に本発明の磁性トナーの電気抵抗率は，Ｄ．Ｃ．４０
００Ｖ／cmの電界において１０¹⁴Ω・cm以上とするのが
望ましく，ブローオフ法によって測定した場合の摩擦帯
電量は絶対値で２〜２０μｃ／ｇであるのが望ましい。
すなわち摩擦帯電量が２μｃ／ｇ未満ではカブリが多く
なり，一方２０μｃ／ｇを越えると画像濃度が低下する
ため，何れも不都合である。

〔作用〕

上記の構成により，脂肪酸金属塩を含有する磁性トナー
がブレードと現像ロールとの間に介在することによって
両者の接触が極めて円滑化するという作用が期待でき
る。また疎水性シリカの外添により，磁性トナーの流動
性が向上すると共に，特に負帯電磁性トナーの場合にお
いては，磁性トナーの帯電量が増加し，現像性が向上す
る。なお現像開始時において疎水性シリカを外添した磁
性トナーと，脂肪酸金属塩とを混合すれば，脂肪酸金属
塩がブレードと現像ロールとの間に介在し，以後補給す
る磁性トナー中に前記脂肪酸金属塩の添加をしなくて
も，ブレードと現像ロールとの間の潤滑作用を継続す
る。

〔実施例１〕 スチレンアクリル共重合体 ３９重量部 （三洋化成 ＳＢＭ６００） マグネタイト ６０重量部 （戸田工業 ＥＰＴ５００） 荷電制御剤 １重量部 （オリエント化学ボントロンＥ８１） ステアリン酸カルシウム トナー１００重量部に対し0.１〜８重量部 上記原料を乾式混合し，ニーダで２００℃の温度で加熱
混練した。生成した混練物を冷却・固化後ジェットミル
により２０μｍ以下の粒子に粒砕した。次にこの粉砕粉
をスーパーミキサーに投入し，更に微粉末シリカ（日本
アエロジル製Ｒ９７２）を0.５重量部添加して混合し
た。混合粉を１２０℃の熱気流中に導入して熱処理を行
なった後，ジグザグ分級機によって分級し，５〜２０μ
ｍの粒度分布を有する磁性トナーを得た。上記磁性トナ
ーの電気抵抗率および摩擦帯電量を測定して，１０¹⁴Ω
・cmおよび−１２μｃ／ｇを得た。

上記磁性トナーにより，現像を行なった結果を第１表に
示す。なお現像装置としては，ＯＰＣ感光体（周速６０
mm／秒，表面電位−６２０Ｖ，バイアス電圧−４００
Ｖ）を使用し，現像ロールとして６０極対称着磁，表面
磁束密度１１０ガウス，回転数５５r.p.m．外径２５mm
のもの（Ｖ_Ｔ＝７２mm／秒）を使用した。現像ギャップ
は略１０μｍに設定し，磁性トナー層の厚さは略１０μ
ｍに調整した。上記により現像後，転写電圧5.５kVで普
通紙上に転写後，定着温度１８０℃，定着圧力1.０kg/c
mでヒートロール定着した。

第１表から明らかなように，ステアリン酸カルシウムを
添加しないNO.１においては，画像濃度および解像度
共，現像開始初期においては高い値を示すが，連続複写
後においては両者共大幅に低下している。これに対して
現像開始時にステアリン酸カルシウムを添加したものの
うち，NO.２，４，６においては，一般的に初期画像濃
度が若干低い値であるが，連続複写後においても画像濃
度の大幅な低下は認められない。一方ステアリン酸カル
シウムの添加量の多いNO.８，９においては，初期画像
濃度がすでに低い値であると共に，定着性が劣ってい
る。

〔実施例２〕 潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を使用した以外は実施例
１と同様にして磁性トナーを作成し，前記同様の現像を
行なった結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように，ステアリン酸亜鉛の添加量
が多いNO.７，８においては，画像濃度および解像度が
何れも低い値を示している。これに対して現像開始時に
ステアリン酸亜鉛を添加したNO.２，４，６，８におい
ては，初期画像濃度が若干低い値を示しているが，連続
複写後においても安定した値を保持している。

本実施例においては，現像開始時において磁性トナー中
に添加混合すべき脂肪酸金属塩の量が，磁性トナー１０
０重量部に対して２重量部である例を示したが，上記外
添量は１〜３重量部とすることができる。

〔発明の効果〕

本発明は，以上記述のような構成および作用であるか
ら，ブレードと現像ロールとの間の潤滑が良好となる結
果，磁性トナーの現像領域への流動性および搬送性が大
幅に向上し，画質を向上させ得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例における現像装置を示す要部断面側
面図である。 １：画像担体，４：現像ロール，１０：磁性トナー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−136774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−136775（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−208769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−211173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−101150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−91452（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像担体表面に静電荷像を形成し，前記画
   像担体表面に対向して配置し，かつ導電性コア外周に永
   久磁石と，導電性粒子を相互に電気的絶縁状態に配設し
   てなる誘電体層とを順次積層してなり，かつ弾性ブレー
   ドを押圧してなる現像ロール上に，磁性粉と樹脂を主体
   とする荷電型磁性トナーを含む現像剤を供給し，前記現
   像ロールの回転によって前記現像剤を前記画像担体表面
   に向かって搬送し，前記現像ロールにバイアス電圧を印
   加して前記静電荷像の非画像部に前記磁性トナーを付着
   させる反転現像法において， 磁性粉を３０〜７０重量％および脂肪酸金属塩を0.05〜
   ５重量％含有し，かつ疎水性シリカを外添してなり，D.
   C.4,000V/cmの電界における電気抵抗率を10¹⁴Ω・cm以
   上および摩擦帯電量を絶対値で２〜２０μc/gに形成し
   た荷電型磁性トナーを使用することを特徴とする反転現
   像方法。
2. 【請求項２】現像開始時に現像剤中に脂肪酸金属塩を添
   加混合する特許請求の範囲第１項記載の反転現像方法。