JPH063933A

JPH063933A - 現像方法

Info

Publication number: JPH063933A
Application number: JP4038707A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Yasuda; 晋一朗安田; Kuniyasu Kawabe; 邦康河辺; Chiseki Yamaguchi; 智責山口
Original assignee: HIRAOKA H I KENKYUSHO KK; Kao Corp
Current assignee: HIRAOKA H I KENKYUSHO KK; Kao Corp
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【構成】カプセルトナーを用いて静電潜像形成体上の潜
像を現像する１成分現像方法において、少なくとも現像
剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に形成
される現像剤の薄層の層厚を規制すると共に現像剤に対
して電荷付与を行う規制部材を備えた現像装置であっ
て、該規制部材の現像剤担持体に当接される部分が導電
性繊維状部材よりなる装置を用い、かつ該現像剤担持体
および該導電性繊維状部材にそれぞれ電圧を印加するこ
とを特徴とする現像方法。【効果】本発明の現像方法によれば、カプセルトナーに
対して充分電荷付与が行われることとなり、安定した、
また帯電量のそろった現像剤帯電が行われる。また、感
光体表面と現像剤担持体とが非接触か又は弱い圧力で現
像剤の薄層が接触しているだけである為、トナーに圧力
がかからずカプセルトナーの外殻の破損の危険性を大幅
に減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は普通紙複写機やレーザプ
リンタ及び普通紙ファクシミリ等に用いられる現像方法
に関する。さらに詳しくは、カプセルトナーを用いて静
電潜像形成体上の潜像を現像する１成分現像方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】電子写真
法においては、光学的手段によって形成された静電潜像
は先ず現像工程で現像された後、転写工程で記録紙等の
記録媒体に転写され、更に定着工程で一般には高い熱と
高い圧力を有する定着ローラー系で定着され画像が形成
される。このような従来の画像形成方法において、静電
潜像を形成してから記録媒体に定着させる迄の工程の中
で定着装置の発熱体の温度が非常に高温であり、かつ大
きな圧力を必要としているのが現状である。

【０００３】一方、感光体、現像装置は室温に保持され
る必要がある為、定着部と感光体、現像装置とはかなり
の距離を置く必要があり、そのため装置が大型化するば
かりでなく強制的に発生する熱を系外に排除する事が必
要となっている。強制放熱装置で発生する騒音と放熱は
オフィス等の環境破壊の一因でもある。定着工程は単独
で存在し、通常２００℃前後の高い温度でかつ２Ｋｇ／
ｃｍ以上の線圧を持つ定着装置で定着する為、定着器周
辺には、高価な耐熱性樹脂、耐熱性ゴムが必要とされて
いる。また、このように高温で定着すると紙のカール、
ジャムり等のトラブルが発生し易く、紙の厚みによって
は紙が熱を吸収する為、定着不良を起こすという問題点
が指摘されている。

【０００４】また、定着温度が高いと設定温度になるま
でに時間がかかりクイック印字ができない為、ファクシ
ミリの様なクイック印字が要求される装置には不向きで
ある。一方、１００℃程度以下の定着温度で定着させよ
うとする、従来のトナーでは熱によるトナー中の樹脂の
軟化は期待できないため、樹脂の塑性変形による定着が
主体となり、通常５Ｋｇ／ｃｍ以上の大きな線圧が必要
とされ、その場合には大がかりな定着装置になるばかり
でなく、定着強度は熱定着に比較して劣り、紙しわが発
生する等の問題も発生する。

【０００５】これらの観点からも新しいシステムとそれ
に適応したトナーの開発が期待されている。このような
期待に応えるトナーとして、カプセルトナーの利用の有
効性が評価されつつある。しかし、カプセルトナーは従
来からのトナーとはその性質が異なるため、カプセルト
ナーを用いるにはそれに適した現像方法の開発が要請さ
れる。

【０００６】電子写真プロセスの中で、現像システムは
重要な部分であり、過去多種類の方式、材料が報告され
てきたが、その中にあって方式的にはトナーとキャリア
とからなる２成分方式とトナーだけの１成分方式があ
り、共に磁気ブラシ方式が主として用いられている。

【０００７】磁性キャリアと着色剤を含んだトナーから
構成された現像剤及び補給トナーを使用する２成分方式
の基礎は、１９５２年に考案されているが（ＵＳＰ２６
１８５５１）、１９５３年の磁気ブラシ現像方式の考案
（ＵＳＰ２７８６４３９）により忠実な画像再現性と現
像装置の小型化に大きく寄与している。しかし、２成分
現像方式の欠点としては、画質の維持性が悪い、現像剤
の劣化がある、現像剤の濃度調性が必要、更なる小型化
に不向きである、トナー飛散が発生し易い、等の種々の
問題が指摘されている。

【０００８】一方、１成分現像方式はキャリアレスであ
る為、トナー濃度を一定にする装置が不要である事と現
像剤の攪拌装置が不要である事から、現像装置は２成分
現像法よりコンパンクトに設計できる。しかし、１成分
現像方式ではキャリアのような帯電の相手がいない為、
安定した帯電を得る事が大きな課題であるとされてい
る。そのような帯電を得る方法として、以下に示す３種
類の方法が知られている。即ち、（１）潜像電界を利用
して現像時に帯電を同時に行う方法（ＵＳＰ４１２１９
３１、特開昭５３−３１１３６号公報、特開昭５０−９
２１３７号公報及び特開昭５４−１３４６４０号公
報）、（２）現像内の内部で電荷の授受を行う方法（特
開昭５３−４７９３６号公報、特開昭５９−３３９０８
号公報及び特開昭５３−４５４９号公報）及び（３）ス
リーブ上でトナー層を薄層化し帯電させる方法（特開昭
５０−４５６３９号公報）である。

【０００９】また、１成分系現像方式としては磁性トナ
ーを用いる現像方式が知られており、かっては導電性磁
性トナー（１０⁸Ω・ｃｍ以下）を使用する方式が考案
されたが（ＵＳＰ３９０９２５８）、この低抵抗トナー
ではコロナ転写が困難であり、現在は磁性トナーも１０
¹⁴Ω・ｃｍ以上の高抵抗トナーが使用される。しかし、
磁性トナーは磁性粉を用いる為比重が高く、かつ２成分
系現像方式の場合と同様マグネットロールを用いる為、
現像槽が重くなる欠点がある。又、磁性トナーは流動性
に劣るため、摩擦帯電性が充分でなくその為均一な現像
が行われ難く、より精密な調整、又は装置的な改良を行
わなければ画像への地汚れ、トナー飛散による機内の汚
染等が生じるという問題があった。また、３０〜７０％
もの磁性粉を使用する為の欠点として、高湿下での帯電
量低下による画像劣化及び磁性粉が黒色又は褐色である
為透明な鮮やかなカラートナーが得られないことが挙げ
られる。

【００１０】これに対し、このような磁性粉を含有しな
いでかつキャリアも使用しない現像方式である１成分現
像方式が提案されている。例えば、特開昭５９−２２８
７２１号公報、特開昭６０−４５２７０号公報、特開昭
６２−１９８８４号公報、特開昭６２−８９９７５号公
報及び電子写真学会誌第２６巻第２号１０７〜１１４頁
において１成分現像方式が報告されている。これらの方
法によると、トナーは磁性材料を含有しない為、高湿下
での帯電量低下による画像劣化もなく、透明な鮮やかな
カラートナーも得られ、かつマグネットロールを使用し
ない為、現像装置が小型軽量になる。しかし、耐刷時に
現像剤担持体及びトナー薄層化部材へのトナーによる汚
染の為、摩擦帯電が不安定になり、更に高温高湿化では
この傾向が著しくなる為、画像劣化が生じるという問題
点が指摘される。

【００１１】即ち、従来の１成分現像方式に用いられる
現像装置では、１成分の現像剤を用いることから現像剤
担持体上への現像剤の供給及び現像域へ搬送される現像
剤の帯電さらには現像後現像剤担持体上に残留する現像
剤の現像剤担持体上からの除去、現像剤の攪拌、循環が
安定して行われないと画像かすれや地汚れ等の画質劣化
を発生させるという問題点があった。例えば、図４に示
すような圧接ブレード４３により現像剤Ｔの帯電と薄層
形成とを同時に行う従来の現像装置では、摩擦帯電によ
るために現像剤Ｔの帯電量が安定せず、圧接ブレード４
３の材質や表面状態等の変化、さらには周囲環境の変化
によって大きく影響を受けて信頼性に欠けるという問題
点があった。また、静電潜像形成体４２上の静電潜像の
現像に使用されずに現像剤担持体４１上に残留した現像
剤Ｔが現像剤担持体４１上から除去されることなく、残
留した現像剤Ｔが現像剤担持体４１の回転とともに次回
の現像に使用されることになるので、現像剤Ｔの帯電量
の安定性および現像剤Ｔの攪拌性にも問題点があった。
さらに、規制部材である圧接ブレードの現像剤と接する
面が略平面であるため、ブレードを通過する際、現像剤
層に対して摩擦帯電が充分でなくまた帯電が不均一にな
ってしまうという問題もあった。

【００１２】これらの問題点を改善するために、摩擦抵
抗を大きくし摩擦帯電性を上げる方法も考えられるが、
トナーが本発明で使用するようなカプセルトナーの場合
は、トナーに大きな摩擦力、圧力がかかるとカプセルト
ナーの外殻の破損の危険性があり、トナーの寿命が低下
するという問題が生じる。

【００１３】そこで、本発明の目的は上述の点に鑑み、
カプセルトナーを用いて静電潜像形成体上の潜像を現像
する１成分現像方法において、現像剤の供給、帯電、薄
層形成、現像域への現像剤の供給搬送、静電潜像への現
像剤移行、現像剤担持体からの現像剤の除去、攪拌およ
び循環を安定して行い、高品質の画像形成が出来る現像
方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、（１）
カプセルトナーを用いて静電潜像形成体上の潜像を現像
する１成分現像方法において、少なくとも現像剤を担持
する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に形成される現
像剤の薄層の層厚を規制すると共に現像剤に対して電荷
付与を行う規制部材を備えた現像装置であって、該規制
部材の現像剤担持体に当接される部分が導電性繊維状部
材よりなる装置を用い、かつ該現像剤担持体および該導
電性繊維状部材にそれぞれ電圧を印加することを特徴と
する現像方法、（２）導電性繊維状部材がブラシ状に形
成された導電性の繊維状物質である前記（１）記載の現
像方法、（３）導電性繊維状部材が導電処理をされてな
る不織布、規則性をもって織られた布状物または電気植
毛である前記（１）記載の現像方法、（４）現像剤担持
体および導電性繊維状部材へのそれぞれの印加電圧の制
御手段を備えた装置を用いる前記（１）記載の現像方
法、並びに（５）カプセルトナーの軟化点が、６０℃〜
１３０℃である前記（１）記載の現像方法、に関する。

【００１５】本発明において使用されるトナーは、貯蔵
安定性と定着性、耐オフセット性を機能分離し、トナー
をカプセル化したトナーであって、特に限定されるもの
ではないが、殻が貯蔵安定性と帯電性を受け持ち、芯材
が着色と定着性、耐オフセット性を受け持つカプセルト
ナーが好適に使用される（例えば特開昭５８−１７６６
４２号公報、特開昭５８−１７６６４３号公報、特開昭
６１−５６３５２号公報、特開昭６３−１２８３５７号
公報、特開昭６１−１２８３５８号公報、特開平０１−
２６７６６０号公報、特開平０２−５１１７５号公報参
照）。

【００１６】このようなカプセルトナーは、通常次のよ
うな製造方法により容易に得ることができる。（１）芯物質をポリマー非水溶液またはポリマーエマル
ジョン中に分散させた後この分散液を噴霧乾燥するスプ
レードライ法（噴霧乾燥法）、（２）イオン性ポリマー
コロイドの混合水溶液中から芯物質の周囲に相分離をお
こさせ単純エマルジョンから複合エマルジョンを経てマ
イクロカプセルを作る相分離法（コアセルベーション
法）、（３）芯物質溶液または分散液をＷ／ＯまたはＯ
／Ｗ型乳化系に分散し、同時に界面に殻材用モノマー
（Ａ）を集め、次の工程で界面にてモノマー（Ｂ）とモ
ノマー（Ａ）が反応する界面重合法、他にｉｎｓｉｔ
ｕ重合法、液中硬化被覆法、気中懸濁被覆法、静電合体
法、真空蒸着被覆法等が挙げられる。本発明において
は、なかでも界面重合法やスプレードライ法により製造
されたカプセルトナーが好ましく用いられる。界面重合
法では芯材と殻材の機能分離が容易であるばかりでな
く、水系で均一なトナーが製造でき、且つ芯材に低軟化
点の物質を使用できる等、トナーの定着性の面で好まし
い性質を有するトナーを得ることができる。

【００１７】殻材としてはスチレン系樹脂（特開昭４８
−８０４０７号公報）、ポリアミド系樹脂（特開昭５８
−６６９４８号公報）、エポキシ系樹脂（特開昭５９−
１４８０６６号公報）、ポリウレタン系樹脂（特開昭５
７−１７９８６０号公報）、ポリウレア系樹脂（特開昭
６２−１５０２６２号公報）等多数のものが考案されて
いる。また、芯材に含有される熱圧力定着性物質として
は、ガラス転移点（Ｔｇ）が１０℃〜５０℃のポリエス
テル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステルポリアミド樹
脂、ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

【００１８】芯材の熱特性に対して、殻材の構造及び熱
特性がトナー全体の定着性に著しく関与するが、前記の
殻材に使用できる樹脂群のうち特定のポリウレタンは熱
解離性であり、貯蔵安定性、低温定着性の両面を兼ね備
えていることから、熱解離型カプセルトナーを得るには
非常に好ましい材料である。このような殻材の主成分と
しては、熱解離性ウレタン結合、チオールウレタン結
合、又はｓ−チオウレタン結合の少なくとも１つ以上の
結合を有する樹脂で構成されている。さらに、この殻材
の主成分である熱解離性ウレタン樹脂は、全イソシアネ
ート基及び／又はイソチオシアネート基が関与する結合
の内、フェノール性ヒドロキシル基及び／又はチオール
基との反応による結合がその数で３０％以上のものであ
る。例えばイソシアネート化合物及び／又はイソチオシ
アネート化合物とフェノール性ヒドロキシル基及び／又
はチオール基等を有する化合物との反応により得られる
樹脂が好ましく用いられる（特願平３−１４２３１
号）。

【００１９】本発明で用いるカプセルトナーの軟化点
は、特に限定されるものではないが、６０℃〜１３０℃
のものが好ましく使用される。また、カプセルトナーの
粒径は別段制約を受けるものではないが、平均粒径は通
常３〜30μm とされる。

【００２０】次に、前記のようなカプセルトナーを現像
剤として用いる本発明の現像方法において、使用する現
像装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図
１は本発明において用いる現像装置が配設された画像記
録装置の一例を示す構成図である。この現像装置（以
下、第１の現像装置と略す）は、静電潜像の形成された
感光体（静電潜像形成体）４とギャップｇをもって対向
されて回転可能に支持された金属ローラからなる現像剤
担持体１と、現像剤担持体１に一部が接触されつつ回転
可能に支持された導電性現像剤供給部材であるローラ状
の多孔質導電性弾性部材２と、現像剤を介して現像剤担
持体１に圧接し、少なくとも現像剤担持体１と当接する
部分が導電性繊維状部材よりなり現像剤担持体１上での
現像剤の薄層形成及び現像剤の帯電を行う規制部材であ
る規制板３と、現像剤供給部内の現像剤Ｔを攪拌する攪
拌パドル５と、現像剤担持体１の上部より現像剤Ｔが漏
れるのを防止する漏洩防止カバー６と、上記各部材を取
り付け現像剤Ｔを収納する現像剤供給部を形成する現像
槽容器７と、多孔質導電性弾性部材２に接続された電源
Ｅ１と、規制板３に接続された電源Ｅ２と、現像剤担持
体１に接続された電源Ｅ３とから、その主要部が構成さ
れている。

【００２１】現像剤担持体１は、アルミ、ステンレス、
ニッケル等よりなる金属ローラが通常用いられるが、導
電性樹脂層を表面に形成したものを用いることも可能で
ある。この場合、中間調再現の向上および現像剤担持体
のフレ精度を低減することが出来る。用いられる導電性
樹脂としては、導電性カーボン等を分散したフェノール
樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂等であり、比抵抗は１
０³〜１０¹²Ωｃｍで肉厚１．５〜５ｍｍの層が形成さ
れる。

【００２２】多孔質導電性弾性部材２は、導電性カーボ
ン、グラファイト、導電性樹脂等を含んだ３次元構造の
骨格組織をもった軟質ポリウレタンフォーム等の材料で
金属軸上に導電性接着剤によりロール状にしてとりつけ
られている。電気抵抗としては１０³〜１０¹⁰Ωｃｍ程
度である。また、多孔質導電性弾性部材２の多孔質のレ
ベルは、セル（孔）数として２５ｍｍ当たり１５個以上
〜４５個以下が望ましい。また、多孔質導電性弾性部材
２の現像剤担持体１への接触深さ（くい込み量）は、現
像剤Ｔの搬送性および現像後に現像剤担持体１上に残留
する現像剤Ｔの除去効果の面から見て０．５〜１．０ｍ
ｍ程度が実験的に良好である。

【００２３】規制部材である規制板３は、前記のように
少なくとも現像剤担持体１と当接する部分が導電性繊維
状部材よりなっている。ここで用いられる導電性繊維状
部材としては、導電性の繊維状物質であれば特に制限さ
れることはなく、例えば不織布、規則性をもって織られ
た布状物または電気植毛を導電処理したもの等が好適に
用いられる。例えば不織布、規則性をもって織られた布
状物は、メッキあるいは金属コート、導電性ポリマーコ
ートにより導電処理したものが挙げられる。また、電気
植毛を用いる場合は支持体上に電気植毛を設け、その後
導電処理をしたものであってもよい。

【００２４】具体的には不織布を用いる場合、ＰＥＴ、
ＰＰ、レーヨン、ナイロン、アクリル等を単体あるいは
複合したものを基材とした不織布に対して、Ｎｉ、Ｃｕ
等の金属メッキあるいはコート、あるいは金属フィラ
ー、カーボンを含有の導電性ポリマーコートにより導電
性化することにより導電性不織布が得られる。不織布そ
のものの製造については、抄紡方式によって水中に分散
させた短繊維を脱水、乾燥して仕上げる湿式、原料をパ
ラレル法等の普通紡糸あるいは特殊紡糸によりウェブ形
成し、溶融・化学的・機械的接着、交絡により結合させ
る乾式のどちらでもよい。

【００２５】規則性をもって織られた布状物を用いる場
合も、同様にＰＥＴ、ＰＰ、レーヨン、ナイロン、アク
リル等を単体あるいは複合したものを基材とした繊維か
らなる布状物を、前記の不織布の場合と同様にして導電
性化することにより使用することができる。また、電気
植毛を用いる場合はアルミ、ステンレス、ニッケル等の
支持体上に電気植毛を設け、その後金属コートあるいは
導電性ポリマーコート等により導電処理をしたものを使
用することができる。

【００２６】このような導電性繊維状部材の厚みは、支
持体上に接着した状態で通常５０〜２０００μｍであ
り、好ましくは１００〜１０００μｍ、重量は２０〜２
０００ｇ／ｍ²、好ましくは４０〜２００ｇ／ｍ²であ
る。導電性繊維状部材の繊維の太さは、通常０．１〜１
００μｍ、好ましくは１〜５０μｍである。繊維の太さ
が０．１μｍより細いと現像剤担持体への当接部が略平
面化し、１００μｍより太いと布状とした時に支持体へ
の取りつけがしづらくなり、またトナーへの接触が充分
に出来ず電荷付与が不充分となる。なお、導電性繊維状
部材の電気抵抗は体積抵抗として１０³〜１０⁹Ω付近
が適当である。

【００２７】導電性繊維状部材を有した規制板３とし
て、具体的には図２の（ａ）〜（ｆ）に示すような例が
あげられる。（ａ）金属板あるいは導電性カーボンを分散または付着
させたゴム板などの導電性弾性体２１上で、現像剤を介
して現像剤担持体と当接される部分に短い導電性繊維状
部材２２の一端が導電性接着剤２３により固定されたブ
ラシ状に形成されてなる規制板。（ｂ）メッシュ状、格子状に織られた導電性繊維状部材
２２を前記の（ａ）と同様に固定して形成されてなる規
制板。この場合、片側全面にとりつけても特に問題はな
い。（ｃ）前記の（ｂ）において、その先端部を導電性繊維
状部材２２でおおって形成されてなる規制板。この場
合、両面全面をおおってもよい。（ｄ）導電性繊維状部材として導電性不織布をとりつけ
た例である。（ｅ）規制板のベース部材は絶縁性であるが、導電性被
膜２４をつけその上にあるいは導通状態にて、導電性繊
維状部材２２をとりつけた例である。（ｆ）金属板に電気植毛２５を行い、その後導電処理し
たものの例である。

【００２８】規制板３としては、これらの例に限らず、
ブラシ状、メッシュ状、不織布状にして必要部材のみ、
あるいは片面さらには全面に導電性繊維状部材を固定し
たもの、またベース部材も金属、導電性弾性材、導電被
膜した絶縁材のいづれでもよく、電源Ｅ２と導電性繊維
部材が電気的に接続されていれば特に限定されるもので
はない。また、ベース部材としては、現像材担持体に対
して機械的な当接条件を満足できるものであればよい。

【００２９】攪拌パドル５は、特に形状等が限定される
ものではないが、現像槽容器７内の現像剤供給部におけ
る現像剤Ｔの攪拌および循環に効果的な形状のものであ
り、かつ現像剤Ｔの停留部や凝集部を形成しないものが
よい。漏洩防止カバー６は、薄肉のウレタンゴム板等で
形成されるのが適当である。現像剤担持体１、多孔質導
電性弾性部材２および攪拌パドル５は、現像槽容器７外
で歯車（図示せず）を介して連結されており、矢印に示
す方向にそれぞれ同時に回転するようになっている。

【００３０】一方、感光体４の周りには、一様帯電を行
うコロトロンあるいはスコロトロンでなる帯電部と、画
像情報に従って露光を行うレーザスキャン方式等による
露光部（図示せず）と、感光体４上の現像剤像を記録媒
体に転写するローラあるいはコロトロンでなる転写部と
感光体４上に残留する現像剤Ｔを除去するクリーニング
装置と、感光体４上に残留する電荷を除電する除電ラン
プとが配設されている。電源Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３はそれぞ
れ多孔質導電性弾性部材２、規制板３、現像剤担持体１
に接続されている。

【００３１】第１の現像装置においては、感光体４と非
接触で現像剤担持体１が対向配置されているが、このよ
うな場合トナーは感光体表面に飛翔して現像するため、
フルカラーコピーのような多色印字にも適している。ま
た、後述の第２の現像装置におけるように、画像濃度を
上げるために現像剤担持体１上での現像剤の薄層が感光
体表面に接触するまで非常に近接して対向配置してもよ
い。本発明の現像方法においては、このように感光体表
面と現像剤担持体１とが非接触か又は弱い圧力で現像剤
の薄層が接触しているだけである為、トナーに圧力がか
からずカプセルトナーの外殻の破損の危険性を大幅に減
少させる為、現像剤の寿命を大幅に延ばす事が出来る。
また、本発明の現像方法において用いる現像装置では、
現像剤担持体と現像剤の薄層の層厚を規制する規制部材
の間では、トナーに大きな摩擦力、圧力がかからない
為、カプセルトナーの外殻の破損の危険性を大幅に減少
させ、現像剤の寿命を大幅に延ばす事が出来る。

【００３２】次に、このように構成された第１の現像装
置の動作について説明する。現像プロセスの動作開始と
ともに、現像剤担持体１、多孔質導電性弾性部材２およ
び攪拌パドル５は、それぞれ矢印で示す方向に回転を開
始する。現像槽容器７内の現像剤供給部に収納されてい
る現像剤Ｔは、多孔質導電性弾性部材２および攪拌パド
ル５の回転が始まると、多孔質導電性弾性部材２の回転
により、多孔質導電性弾性部材２と現像剤担持体１との
接触部分に運ばれる。ここで、現像剤Ｔは、電源Ｅ１に
接続されている多孔質導電性弾性部材２により電荷付与
を受けて帯電される。

【００３３】多孔質導電性弾性部材２から電荷付与を受
けた現像剤Ｔは、現像剤担持体１および多孔質導電性弾
性部材２の回転とともに動き、一部は規制板３により２
０〜４０μｍ程度の厚さに規制されて現像剤担持体１上
に薄層を形成するとともに、規制板３から電荷付与を受
けて安定した所定の帯電量に制御される。これは規制板
の現像剤担持体と当接している部分が電源Ｅ２に接続さ
れた導電性繊維状部材であるため、現像剤が規制板と現
像剤担持体間を通過する際、繊維状部材と接触し、摩擦
帯電と共に電源Ｅ２からの電荷付与を受けてより安定し
た帯電量に制御されるためである。従来からの平面状の
規制板では、現像剤との接触面積が限られていたため電
源に接続された導電性の規制板であっても、帯電量の安
定した現像剤は規制板と現像剤担持体間の現像剤層のう
ち規制板側の現像剤のみであった。しかし、本発明にお
いては導電性繊維状部材を用いることにより現像剤との
接触面積が増し、より多くの現像剤と接触でき、帯電量
を安定化することができる。これにより、現像性を安定
化しかつチリや地汚れを低減するものにつながる。なお
このときの現像剤担持体１と現像剤Ｔとの付着力は、現
像剤Ｔがもつ電荷と金属性の現像剤担持体１との間での
鏡像力である。

【００３４】現像剤担持体１上に形成された現像剤Ｔの
薄層は、現像剤担持体１の回転とともに静電潜像が形成
された感光体４を現像すべく現像域に運ばれ、ギャップ
ｇ（現像剤Ｔの薄層厚）の距離をもって感光体４と対向
することになる。現像剤担持体１には電源Ｅ３が接続さ
れており、現像域では感光体４上の静電潜像の画像部と
非画像部との間での表面電荷密度が異なるために、現像
剤Ｔの帯電量をｑ、現像域の位置での電界をＥとする
と、静電潜像の画像部と非画像部とでは現像剤Ｔに働く
力Ｆ＝ｑＥが異なって、画像部のみで現像剤Ｔが現像剤
担持体１より感光体４側に飛翔して移行し、現像が行わ
れる。

【００３５】現像に使用されなかった現像剤担持体１上
の現像剤Ｔは、現像剤担持体１の回転とともに現像槽容
器７内の現像剤供給部に再収納されるべく漏洩防止カバ
ー６の方向へと搬送される。漏洩防止カバー６は、現像
剤担持体１に当たっているが、柔らかく接触しており、
かつ湾曲状部分で当たっているため、現像剤Ｔは漏洩防
止カバー６により現像剤担持体１上から剥ぎ取られるこ
となく現像槽容器７内に導かれる。

【００３６】現像槽容器７内へと導かれた現像剤担持体
１上に残留する現像剤Ｔは、多孔質導電性弾性部材２の
方向へと搬送され、多孔質導電性弾性部材２により現像
剤担持体１上から掻き取られ、多孔質導電性弾性部材２
の回転とともに現像槽容器７内の攪拌パドル５の方向へ
と運ばれる。そこで、現像剤Ｔは、再び現像に寄与すべ
く現像槽容器７内を循環し攪拌されることになる。

【００３７】電源Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３としては、通常絶対
値で３００〜９００Ｖであり、たとえば負極性反転現像
の場合Ｅ１＝−６００Ｖ、Ｅ２＝−４００Ｖ、Ｅ３＝−
５００Ｖとすることで比較的良好な現像条件とすること
が出来る。以上のような動作を繰り返すことで、現像プ
ロセスが進行する。また、電源Ｅ１として直流のみなら
ず、現像剤の凝集防止や搬送性向上、環境安定のため交
流を重畳してもよい。さらに電源Ｅ２も現像剤のより帯
電性を向上させ、環境安定のためにここでも交流を重畳
することは効果のあるものである。電源Ｅ３においても
交流を重畳することで解像性の向上した、またより画像
濃度を向上させることが出来る。これは現像剤の現像剤
担持体と感光体上の静電潜像間の現像剤の往復運動によ
り実現するものとされる。

【００３８】さらにまた、各部への印加電圧を制御する
ことで現像条件を制御でき、環境変動、現像剤の変動あ
るいはこれら構成部材の電気抵抗の変動、ロットのばら
つき等が生じた場合でも、各印加電圧を制御することで
画像濃度のレベルを合わせることが可能である。例え
ば、感光体と現像剤担持体間の現像電界を制御するには
現像前に感光体表面近傍にとりつけた表面電位センサか
らの信号により、温度、湿度等に対する環境制御には現
像装置周辺に温度センサ、湿度センサ等を装着しこれら
からの信号により印加電圧を制御することができる。特
に、現像剤担持体および導電性繊維状部材へのそれぞれ
の印加電圧を制御するのが効果的であり、その手段とし
ては前記のように、例えば長期使用に伴う感光体特性の
変動による静電潜像電位変化を表面電位センサにより測
定し、変動分にみあった現像剤担持体への印加電圧を変
化させるようにして制御すればよい。

【００３９】現像剤Ｔの消費にともなって現像槽容器７
内の現像剤供給部に現像剤Ｔを補給する場合には、供給
用蓋７ａを開放することにより行うことができるし、ま
たカートリッジにて行うことも可能である。現像槽容器
７内の現像剤供給部では、現像剤Ｔとして残留現像剤Ｔ
や未使用現像剤Ｔが入り混じっているが、現像剤Ｔとし
て感光体４に付着寄与するものは全て多孔質導電性弾性
部材２および規制板３による接触および搬送を経るた
め、そこでの電荷付与によって帯電量が制御され、それ
までの現像剤Ｔの履歴に関係なく安定した帯電量とな
る。これは、現像にとって最も重要な画像部への現像剤
Ｔの飛翔力Ｆ＝ｑＥの安定化にともなって、画像を安定
したものとすることになる。

【００４０】図３は、本発明において用いる現像装置の
別の態様（以下、第２の現像装置と略す）を示す概略図
である。ここでは、導電性現像剤供給部材としてブラシ
状に形成した繊維状導電性部材８を用いており、現像剤
担持体１上での現像剤の薄層が感光体表面に接触するま
で非常に近接しており、規制部材が回転可能なローラ状
に形成されている（ローラ状規制部材９）。また、現像
剤担持体の回転軸が第１の現像装置と逆になっており、
合わせて現像剤担持体の回転方向もかえてある。また未
帯電トナー等の現像域への供給を防止するため仕切り板
１０も配設されている。

【００４１】導電性現像剤供給部材としてのブラシ状の
繊維状導電性部材８としては、例えば、導電性カーボン
を分散させたナイロン、レーヨン等の導電性の樹脂繊維
や中央に導電性物質の層をもたせたナイロン、レーヨン
等の導電性の樹脂繊維によりブラシ状に形成されてい
る。繊維の導電化については、導電性カーボン等を微粒
子化して表面に付着させるなどの後処理にて導電化する
方法等もある。繊維状導電性部材８は、第１の現像装置
で用いた多孔質導電性弾性部材２と同様に、現像槽容器
７の壁に支持され回転可能となった金属軸上にブラシ状
に形成されている。繊維状導電性部材８の金属軸への接
着には、多孔質導電性弾性部材２の場合と同様な導電性
接着剤が用いられる。

【００４２】現像剤担持体１としては、現像電極効果の
点から第１の現像装置で導電性現像剤供給部材として用
いた多孔質導電性弾性部材と同様な部材を金属製軸上に
導電性接着剤等により接着させて形成したものを用いる
ことができる。この場合、多孔質内へのトナーのしみ込
みを防止するためセルの径を小さくしたものや表面に薄
い誘電フィルムを形成したものが用いられる。また、現
像剤担持体の表面を構成する層としては、このような多
孔質性のみではなく繊維状のもの、またはフレキシブル
な薄肉体を用いてもよい。

【００４３】ローラ状規制部材９は、現像剤担持体と当
接する部分に第１の現像装置において示したいくつかの
導電性繊維状部材と同様のものを円筒状に形成して構成
したものである。ローラ状とすることで平板状の規制部
材と比べ導電性繊維状部材の表面積は大きくなり、これ
と積極的に接触をくりかえすことにより現像剤は電荷付
与をうけ、より安定した帯電量となる。また、電源Ｅ
１、Ｅ２、Ｅ３はそれぞれ繊維状導電性部材８、ローラ
状規制部材９、現像剤担持体１に接続されている。

【００４４】第２の現像装置の動作について述べる。第
１の現像装置と同様に繊維状導電性部材８により電荷付
与され帯電された現像剤が現像剤担持体１の回転と共に
ローラ状規制部材９と接する位置へ搬ばれる。ここで電
源Ｅ２に接続され表面に導電性繊維状部材で形成された
ローラ状規制部材９により、現像剤の層厚が規制される
と共にローラ状規制部材９の導電性繊維状部材と積極的
に接触をくりかえすことにより現像剤は電荷付与をう
け、より安定した帯電量となる。ここでの現像剤と現像
剤担持体との付着力は、主に現像剤のもつ電荷と現像剤
担持体との間での静電気力である。

【００４５】現像剤は現像剤担持体１の回転と共に現像
域へ運ばれ感光体と接触し、電源Ｅ３と接続された現像
剤担持体１を感光体面上の静電潜像間での電界中で画像
部に付着し、現像が行われる。その後は、第１の現像装
置と同様の動作を行い、現像プロセスが進行する。

【００４６】ここで電源Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の印加電圧
は、第１の現像装置の場合と同様である。また、電源と
して直流のみならず、交流を重畳することは第１の現像
装置の場合と同様に効果のあるものである。さらに、同
様に各部への印加電圧を制御することで現像条件を制御
でき、環境変動、現像剤の変動あるいはこれら構成部材
の電気抵抗の変動、ロットのばらつき等が生じた場合で
も、安定して現像を行うことができる。さらに、現像剤
の帯電極性や正規現像・反転現像に関わりなく、本発明
は実施可能であることは言うまでもない。

【００４７】このように本発明の現像方法では、高電圧
の印加された導電性現像剤供給部材により現像剤担持体
へ供給された現像剤であるカプセルトナーは帯電される
が、本発明における規制部材は現像剤担持体に当接され
る部分が導電性繊維状部材により構成され、かつ高電圧
が印加されているため、該規制部材により現像剤担持体
上への現像剤の層厚を規制して薄層を形成すると共に導
電性繊維状部材からの電荷付与によって、本発明におけ
る現像剤であるカプセルトナーの帯電がよりそろえられ
て安定化される。さらに、高電圧が印加された現像剤担
持体が前記により帯電の安定化された現像剤を静電潜像
形成体側へと搬送し、静電潜像形成体上の静電潜像画像
部電位と現像剤担持体の表面電位との間の電界中で現像
剤の移行を生じさせて現像を行うものである。また、本
発明の現像方法では、各部への印加電圧を制御すること
により現像条件を制御でき、環境変動、現像剤であるカ
プセルトナーの変動等に対しても安定して用いることが
できる。

【００４８】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例等によりなんら限定
されるものではない。製造例１ビスフェノールＡのポリプロピレンオキシド付加物、ビ
スフェノールＡのポリエチレンオキシド付加物、テレフ
タル酸、ドデセニル無水琥珀酸およびトリメリット酸の
縮重合により得られたポリエステル樹脂（Ｔｇは５０
℃、軟化点は１２０℃、酸価は２５）１００重量部、カ
ーボンブラック「＃４４」（三菱化成社製）１０重量
部、低分子量ポリプロピレン「ビスコール６６０Ｐ」
（三洋化成社製）４重量部からなる混合物をロールで加
熱混練りした。これを放冷後、１−２μｍに粗砕し更に
ジェットミルにて微粉砕後風力分級機にて分級し平均粒
径１０μｍの芯物質粒子を得た。別にスチレン・メタク
リル酸ブチル・アクリル酸ブチル・アクリル酸共重合体
エマルジョン（樹脂のＴｇは７０℃、Ｍｗ２３万、Ｍｗ
／Ｍｎは６．３、軟化点は１４０℃であり固形分は４０
％）２０部に対し、前記芯物質５８部、ニグロシン染料
「ボントロンＮ−０１」（オリエント化学社製）０．４
重量部、水２４０部を加え良く混合分散しながらスプレ
ードライ乾燥を行いカプセルトナーを製造した。得られ
たカプセルトナーの軟化点は、１１８℃であった。

【００４９】製造例２パラフィンワックス「ＳＰ−０１４５」（日本製蝋社
製）６０重量部、カルナバワックス（野田ワックス社
製）８重量部、ウレタン化合物（ヘキサメチレンジイソ
シアネートとエチルアルコールの等モル反応物：分子量
４５０、軟化点１００℃）３２重量部およびカーボンブ
ラック「＃４４」（三菱化成社製）１０重量部からなる
混合物をロールで加熱混練りした。これを放冷後、１−
２μｍに粗砕し、更にジェットミルにて微粉砕後風力分
級機にて分級し平均粒径１０μｍの芯物質粒子を得た。
次いで、前記の製造例１と同様にしてスプレードライ乾
燥を行いカプセルトナーを製造した。得られたカプセル
トナーの軟化点は、９８℃であった。

【００５０】実施例１市販の有機感光体を用いたレーザープリンタの現像装置
を前記の第１の現像装置に準じた現像装置と入れ換えて
改造した装置を使用し、製造例１で得られたカプセルト
ナーを用いて、現像剤担持体周速８０ｍｍ／ｓｅｃでの
現像を行った。その結果、Ａ４用紙にて３万枚連続出力
後であっても全く画像の劣化は見られず良好な画質の複
写が得られた。なお、ここで用いた現像装置のギャップ
ｇは１００μｍであり、規制部材の現像剤担持体に当接
される部分に用いた導電性繊維状部材としては、導電性
不織布を使用した。また、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の印加電圧
はそれぞれ−６００Ｖ、−４００Ｖ、−５００Ｖであっ
た。

【００５１】実施例２市販の有機感光体を用いたレーザープリンタの現像装置
を前記の第１の現像装置に準じた現像装置と入れ換えて
改造した装置を使用し、製造例２で得られたカプセルト
ナーを用いて、実施例１と同様に現像剤担持体周速５０
ｍｍ／ｓｅｃでの現像を行った。その結果、Ａ３２万
枚の連続出力後であっても全く画像の劣化は見られず良
好な画質の複写が得られた。なお、ここで用いた現像装
置のギャップｇは１００μｍであり、規制部材の現像剤
担持体に当接される部分に用いた導電性繊維状部材とし
ては、規則性をもって織られたレーヨン製布状物を使用
した。また、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の印加電圧はそれぞれ−
６００Ｖ、−４００Ｖ、−５００Ｖであった。

【００５２】

【発明の効果】本発明の現像方法によれば、１成分現像
剤による現像プロセスを形成するうえで重要となる現像
剤の供給、帯電、薄層形成、現像域への搬送、飛翔力の
制御、除去、攪拌および循環の各機能を有した構成であ
る。特に現像剤担持体と当接する部分が、電源に接続さ
れた導電性繊維状部材により構成された規制部材として
いることで、現像剤担持体上への現像剤層の層厚を規制
すると共に、本発明で用いるカプセルトナーに対しても
充分電荷付与が行われることとなり、安定した、また帯
電量のそろった現像剤帯電が行われることとなる。従っ
て、チリや地汚れのない、また解像度が高く高濃度の画
像を安定して形成することが出来るという効果がある。

【００５３】また、本発明においては環境特性の面にお
いても、周囲環境や材料の表面状態により大きく影響を
与える摩擦帯電方式を用いていないため、安定した特性
を示すものになるという効果がある。さらにまた、各部
への印加電圧を制御することで現像条件を制御でき、環
境変動、現像剤の変動あるいはこれら構成部材の電気抵
抗変動、ロットのばらつき等が生じた場合でも、各印加
電圧を制御することで画像濃度のレベルを合わせること
が可能であるという効果がある。本発明における規制部
材は、導電処理の施された導電性繊維状部材を金属板や
導電性弾性体に接着等により容易に取り付けることが出
来るためコスト的にも安価に出来る利点がある。また、
本発明の現像方法においては、感光体表面と現像剤担持
体とが非接触か又は弱い圧力で現像剤の薄層が接触して
いるだけである為、トナーに圧力がかからずカプセルト
ナーの外殻の破損の危険性を大幅に減少させる為、現像
剤の寿命を大幅に延ばす事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の現像装置を配設した画像記録装置の構成
を示す概略図である。

【図２】本発明における現像装置で用いる規制部材の概
略図を示す。

【図３】第２の現像装置を配設した画像記録装置の構成
を示す概略図である。

【図４】従来からの現像装置の概略図を示す。

【符号の説明】

１現像剤担持体２多孔質導電性弾性部材３規制板４感光体５攪拌パドル６漏洩防止カバー７現像槽容器８繊維状導電性部材９ローラ状規制部材１０仕切り板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口智責埼玉県所沢市北所沢町2223番地株式会社ジャパンイメージングシステム内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カプセルトナーを用いて静電潜像形成体
上の潜像を現像する１成分現像方法において、少なくと
も現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体上
に形成される現像剤の薄層の層厚を規制すると共に現像
剤に対して電荷付与を行う規制部材を備えた現像装置で
あって、該規制部材の現像剤担持体に当接される部分が
導電性繊維状部材よりなる装置を用い、かつ該現像剤担
持体および該導電性繊維状部材にそれぞれ電圧を印加す
ることを特徴とする現像方法。
【請求項２】導電性繊維状部材がブラシ状に形成され
た導電性の繊維状物質である請求項１記載の現像方法。
【請求項３】導電性繊維状部材が導電処理をされてな
る不織布、規則性をもって織られた布状物または電気植
毛である請求項１記載の現像方法。
【請求項４】現像剤担持体および導電性繊維状部材へ
のそれぞれの印加電圧の制御手段を備えた装置を用いる
請求項１記載の現像方法。
【請求項５】カプセルトナーの軟化点が、６０℃〜１
３０℃である請求項１記載の現像方法。