JPS5850547A - 現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は潜像担持体上に形成した電気的又は磁気的治像
を現像する現像方法に関する。

潜像を現像するのに粒子状の現像剤であるトナーを用い
ることは周知である。シート材に形成したトナー像を定
着するとき電力消費量の大きい加熱定着を用いずに、省
エネルギーの観点から加圧ａ　−’）による定着方式が
盛んに開発されているが、それに伴なって圧力定着性を
有するトナーの開発が重要なテーツになってきている。

しかしながら、現状のトナーにおいては圧力ローラ間に
！１０　Ｗｃｓ程度の高い圧力を付与しなければ良好な
定着画像は得られず、それほどの圧力の付与は、シート
状転写材のカール、トナー像の光沢化、転写材のシワな
どのトラブルを生せしめること、及び定着装置が強固で
あることが必要なことから、その大型化及びコストアッ
プを４たらす。このような意味からして、可能な限り低
い圧力で定着するトナーの開発が望まれている。

このように低い圧力で定着を可能とするシナ−について
は、本願の発明により特願昭５５−１６９９８号におい
て提案している。後述するような方法によっても製造す
るこのトナーは、多孔構造を採用することでＦナー自身
を脆化し、これにより従来の圧力定着トナーでは得られ
なかった低い圧力で定着することが可能となった。しか
し、トナーが多孔性であるため脆く、鉄粉中ヤリアとの
混合や、細分化したトナーは低湿度環境下で中ヤリアや
スリーブ面を被覆し、現像特性を低下させる。又、逆に
高−では細分化した）ナーが水分の存在テ凝縮し、トナ
ー塊となってやはり画質の低下を招くことがある。

本発明は上記多孔性トナーの利点を損うことなく潜像の
現像を可能とする現像方法の提供にある。

皇紀目的を達成する本発明は、０．５から４１程度の短
い繊維１２９層を有するトナー保持体に対して多孔性の
トナーを供給し、このブラシ層により多孔性トナーを保
持搬送して潜像相持体ＯＩＷ像を現像するものである◇
本発明によれば多孔性トナーは、中ヤリアにより強く攪
拌されたり、又はスリーブ上を磁界により自転させられ
ることがないため、この多孔性トナーを細分化すること
が極力防止できる。また、トナーの搬送中に何らρ手段
によりプツシ層が押されたりして変形する工程があれば
、細分化したトナーにょる悪影響を受けることなく良好
な現像状態を長く保つことが可能となる。そして、更に
、レラシ層がトナーを保持搬送する現像装置であるため
、構成が簡易化され、低価格な装置により１虻問題点の
解決ができる。

本発明に使用する多孔性トナーは例えば特願昭５５−１
６９９８号に記載された如きトナーがあるが、例え、ば
溶剤又は分解してガスを発生する発泡側を使用して多孔
構造体を得るなど、従来より知られている他の多孔構造
体の製造方法を応用して作成されても良い。本発明にお
いて好ましい多孔性Ｆす−の製造方法としては、着色剤
と、結着物質と、溶媒に可溶な除去用化合物とを含有す
る粉体を、上記溶媒で処理して除去用化合物を除去した
トナーがある。

このトナーの製造に適用する溶媒としては、トナーの他
の成分、特に結着物質を溶解しないことが必要であり、
結着物質の種類に応じて例えば水。

ｍｓ、ａｍ、　硝酸、カセイソーダ、カセイヵリ。

アンモニア水などの水系溶剤やアルコール類、エーテル
類、脂肪族炭化水嵩類、芳香族炭化水嵩類。

ハロゲン化炭化水素類、ケトン類などの有機溶剤などが
使える。上記の溶媒で除去されろ除去用化合物としては
、Ｃ，１，２６１５０、Ｃ，１，５０４１５、Ｃ，１，
７４５５０のような油溶染料、Ｃ，Ｉ、Ｐ１＊ｐ＊ｒｇ
ｓＢｌｕｓ５＜５　。

Ｃ，１，Ｄｉｓｐｅｒｓｅ　Ｒ＠１１７！Ｉ　Ｃ）よう
な分散染料、Ｃ，Ｉ　、４４０４．５゜Ｃ，１，５１０
０５のような塩基２６料、Ｃ，Ｉ、ムａｉｄ　Ｂｌａｅ
ｋ（５５。

Ｃ，Ｉ、ム０１ｉｌ　Ｂｌｕ・２５のような酸性染料な
どの染料、エチレンジアシン四酢酸□　ｘ　Ａ　７　）
　錯塩、、ビスジターシャワープテｋｆリテルｒＨＯク
ロム錯壌、タージャリープデルアンモニウム、塩化すＦ
リウム、炭酸ナシリウム、炭鋺カルシウムなどの有機及
び無機塩類、ナツカロニス、デンプンなどＯ有機化合物
などがあり、前記溶媒に対して可溶でトナーの他の成分
との相溶性もしくは分散性が良好なものが好ましい。こ
の除去用化合物の粉体中に占める重量割合は１０〜９０
−１より好ましくは２０〜８０％、特に好ましくは２５
〜６０弧である。除去用化合物を上記の分量だけ含有さ
せた粉体を溶媒と接触させるものである◎ 本発明に使用するトナーの着色剤としては、カーボンプ
ラツー、鉄黒、フタロシアニンブルー。

群青、キナクリドン、ベンジジンイエミーナト。

公知の染顔料がある。一方、上記）ナーの結着物質とし
ては圧力を加え延ときに紙の繊維に定着しやすいものが
よく、特に好ましいものとして例えハ、〆リエチレン、
ポリプロピレン、エチレンープニビレン共重合体、エチ
レン−アクリＪ／系共重合体、エチレンー酢酸ビ＝Ｂな
どの１４０　”Ｃにおける溶融粘度が１０〜ｌ（）’　
ｏｐｓのエチレン系重合体。

ステ１ンーイソブレン共重合体、スチレン−ブタジェン
共重合体などのゴム類、ポリウレタン工２−Ｘ　）マー
、　飽和ｔｉＪ状ポリエステルなどの工２ストマーＩ１
．ステアリン酸、オレイン酸、９リステン酸、ステアリ
ン酸ア電ド、オレイン酸ア電ド、ステアリ／酸亜鉛など
の脂肪酸及びその銹導体、パラフィンワックス、カルナ
バワックスなど必ワックス類等がある。さらに本発明に
用いる多孔性トナーには、磁性トナーと”する場合には
着色剤として゛の役割も兼ねて良いが、強磁性元素及び
これらを含む合金、化合切であるマ夛ネタイト、ヘマタ
イト、フェライトなどの鉄、コバルシ、ニッケル、マン
ガンなどの合金や化合物、その他の強磁性合金など従来
より磁゛性材料として知られている磁佳粉を含有せしめ
ても良い。又荷電制御、Ｍ集防止などの目的、及びその
他め目的Ｏために、ニグロシン、金属錯塩、コロイド状
シツ禽粉末、フッ素系樹脂粉末などを添加せしめても良
いＯ本発明に用いる多孔性トナーの具体的な製造方法を
実施例で示すと、例えば除去用化合物、結着物質及び着
色剤をプレオツクスした後、ロールミルなどを用いて溶
融混練し、次いで１〜５０声ｍ度に造粒して、生成する
粉体な除去用化合物を溶かし、結着物質を溶かさない溶
剤中に浸漬せしめ、除去用化合物の一部もしくはほとん
どを前記溶剤中に溶解させることにより粉体から除失す
る。残った粉体をスジレード２イ等の操作を行って乾燥
ｔ１しかる後、およそ５〜５５声の粒子を選別して）ナ
ーとするのが良い。

ここでの除去用化合物は結着物質が軟化する温度で軟化
することなく、かつ粒径ができるだけ小さい範囲、すな
わち０．０１〜５０声（より好ましくは０．０５〜２０
声）程度の粉体であることが好ましい。なぜなら、一般
的な乾式製法においては結着物質が軟化する温度で混練
する工程を設各するのが普通であり、除去用化合物が結
着物質が軟化する温度で軟化すると、除去用化合物中に
カーボンブラック、鉄黒などの着色剤が分散せしめられ
ることになり、これを溶剤中に浸漬すると除去用化合物
が溶解して、それらの着色剤が溶剤中に単独で分散し、
ひいては乾燥後の粉体中にかなりの量の着色剤が単独で
混合された状態になる０これら単独の着色剤は分級工程
で取り除くことは可能であるが、注意してかつ複数回行
わなければならず、それは生産効率上きわめて好ましく
ない、という理由による。機械的に粉砕して微粉体を得
る通常の方法において圧力定着性物質は粉砕機内部の衝
突板等に固着し易い傾向にある。しかしながら拳法にお
いては、圧力定着性に寄与する必要がない溶剤可溶の化
合物を混合して用いるためこのような固着現象が発生し
にくい。

次に本発明の現像方法に用いる多孔性トナーを保持搬送
するためのブラシ層について説明する。

本発明で使用するブラシは、ナイロ／、ポリエステル、
アクリル樹脂、レーヨン、ポリテトラフルオロエチレン
、ポリ塩化ビニリデンなどの高分子化合物を主体とする
合成繊維の素糸なその表面に有す乙ものも良いＯさらに
本発明におし１て番ま上記合成ｓｕｍの素糸は、静電植
毛により無端状プツシ層を例えばローフ等Ｏ＠転体上に
形成するのが好ましい。このように植毛により構成すれ
＆ｌ　ブラシの密度が高く均一て継目のない１２９層が
優られる。静電植毛はローラ等のトナー担持体に直接行
ってもよいいスポンジ等の無端状Ｏ下地の上に植毛し、
この無端状部材で回転軸となる支持体を覆うようにして
も良し１゜ 植毛ブラシに用いる繊維の太さは、ブラシの柔らかさ、
画質の木目の細かさの点から４デニール以下、好ましく
は２デニール以下刃（良し１゜また、えられるトナーの
量が多く、現像濃度力（上がり、かぶりのない良好な画
質ＯＷＡ画像力（得られる。ブラシにする繊維の長さは
５Ｉｔｌａ以下、好ましく６１１．５−以下が良く、こ
の場合エッヂ効果力（彊すぎることかなくベタ黒部の現
像濃度も良好で、ファージ２シＯようなトナーの飛散も
生じなし１゜プツシ屑形成のために使用する繊維の材質
としては、静電潜像を現像する場合、現像剤を所望の極
性に帯電し、維持できるもの、又は少なくとも帯電を防
げないものでおれば良い。例えＩｊ１前述のｌリア虐ド
ｍ脂（ナイロン）、ポリエステル樹Ｗ１（レー田ン）、
アクリル樹脂、又６まメワエデレンテレ７タレート樹脂
、四７ツ化エチレン樹脂（テフロン）、塩化ビニリデン
樹脂、等である。

アクリル繊維はどちらかというと糸と糸が凝集し、毛玉
になり易い傾向がある。

現像ブラシに現像電極の効果を持たせるため、及びブラ
シに蓄積した電荷を逃がすために、ブラシ（下地がある
場合も含む）はその厚み方向の電気抵抗が１０１１ルー
以下、特に１０１乙−以下であることが好ましい。そＯ
ようなブフシ例として、ブラシの断面において導電性粒
子或ｕ％ｌま低電気抵抗物質による領域を有する繊維を
用し翫ることができるＯ 以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明を実施するための現像装置０　一形態を
示す構成図であり、＠湿性の小ない高分子材料を主たる
材料として形成された糸からなる現像ブラシを用いた静
電潜像Ｏ現像装置を示しているＯ ！！１図において、１は円筒状の静電潜像保持体である
感光ドラムで、静電潜像は例えば公知の電子写真法であ
るカールソン法、又は特公昭４２−２５９１０号もしく
は同４５−２４９４８号公報等に記載のＮＰ法等によっ
て感光ドラム１上に形成される。

シナ−供給手段であるホッパー２内に絶縁性磁性トナー
５（以下単にトナーとも称す）がある。このシナ−３は
、現像１２シの支持体である現像−一う４の表面を静電
植毛により覆った現像ブラシ５に、トナーの置を規制し
て塗布する塗布部材６によって塗布される。現−口−１
４は紙筒や合成樹脂の円筒でも良い力ζこれら円筒の表
面を導電処理するか、アＪ＆／ｆｉニウム、真ちゅう、
ステンレス劇等の導電体で形成すると、現像電極ａ　−
９として用いることができる。７はこの現像電極ロー２
４と感光体１との間に現像バイアス電圧を印加する電源
である。

現像電極−一２４の表面に繊維を静電植毛して、現像ブ
ラシ５を形成する方法は、公知の静電植毛の方法を使用
すれば良い。この方法例としては、先ず適当な長さに切
断した短い繊維をＮａＣ４Ｂａ’Ｊｍ。

Ｎ〜８１０．などＯ無機塩類や界面活性剤を含む溶液中
に浸漬した後、乾燥させて短繊維の電気抵抗を低下させ
て電着処理した短繊維を使用する。次にこの電着処理し
た短繊維をふるいにかけ、電極板上にばらまき、この電
極板から現像電極ａ−ラ４゛を離して対向配置し、電極
板と軸方向に回転する現像電極ローラ４との間に高電圧
を印加して短繊維を表面に接着剤が塗布された現像電極
ロー２４　・上に飛翔させて植毛する方法である。

静電植毛により繊維を植毛して現像−一２４に接着する
には公知の接着剤を用いることができる。

また後述のようにウレタンゴム、スポンジ等の下地へ接
着する際には、熱により溶融接着又は熱硬化接着しても
脱毛が少なく良いブラシ５が作成できる０また接着剤と
して噂電性接着剤を用いることも導通なとる意味でＨｔ
しい〇 このように、静電植毛により現像ブラシを形成すると、
ロー２４全周に亘って継目のない無端状プツシが作れる
ので、現像後のＩＩＩｌｌＩｍ像に筋むらが生じない。

またブラシの毛の密度を高く均一にできるので、木目が
細かく、濃度むらＯない良質の画像を得る−に有効であ
る。

次に上記実施例装置に使用可能な多孔性トナー６の作成
方法を述べる。先づ、１４０℃における溶融粘度が１２
０　ａｐｅのポリエテレ７１００重量部、平均粒径０．
５声の磁性粉６０重量部、ビス（５，５−ジターシャリ
−ブチｋｔリテに酸）クロム錯体４重量部、疎水性コロ
イド状シＩＪ＊５重量部、炭酸カルシウム（平均粒径約
１声）１００重量部をｌ−Ｊ＆ｌｋを用いて混合し、ロ
ールミルにて１４０℃で溶融混練する。そして冷却後、
ハｙ　ｗ　−ｓ〜にて粉砕し、さらにジェット粉砕機に
て微粉砕し、粒径１〜５０声の粉体を得る。この粉体１
００！ｉ量部を１Ｎ塩酸２０００重量部中に浸漬上、ホ
モ電キナ−にて５０分攪拌して炭酸カルシウムを抽出す
る。

しかる後、ろ別、洗浄して５０℃のオープン中で乾燥す
る。こうして得られた粉体は、５５重量部で約９７％０
炭酸カルシウムが除去されていた。

さらに分級操作を行い粒径５〜５５声の粉体を選択する
。

このとき選んだ粉体の平均粒径は１５声あり、１〜５声
の粒子は５個数パーセントとなった。なお、粉体０粒径
測定には、ルーゼックス４５ｏ９日本しギエレーター（
株）製を使用している。上記選択した粉体１００重量部
と疎水性コロイド状シリカ０．６重量部と混合し、多孔
性トナーを完成する。

この平均粒径１５声で１〜５声の粒子５個数パーを 竜ントの上記トナー＆以下、シナー人と称す。また、同
工程で形成したトナーで平均粒径１２，３　声で１〜５
Ｐの粒子が９個数バー竜ン）（Ｄ）？−をトナーＢとし
、さらに、同１１．４声、１４個数パーセントのトナー
を訃す一〇とし、また、同９．８μ。

２１個数パー七ントのシナ−をトナーＤとする。

上記シナ−のうち第１図装置にはトナー人を用いたとこ
ろ、カプリのない良好な画像が得られた。

また２０００枚の耐久テストを行ったが、カプリは発生
しなかった。さらに、トナーＢ、Ｃ，Ｄを用いたが、は
ぼ同様に良好な結果が得られた◇一方、トナーを市販の
複写機（商品名、ＮＰ−２００Ｊ、キャノが得られた。

また一方トナーＡを用いて２０００枚の耐久テストを行
ったが、カプリを生じた。なお、上記トナーＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄを用いて得られた画像に圧力定着を適用したが、１
２１％／ｃｍの線圧できわめて定着性の秀れた画像が得
られた。

ところで、Ｘ本発明において使用する多孔性トナー５は
前述の如く絶縁性且つ非磁性であるが、磁気＃像を現像
する際には電気絶縁性且つ磁性の現惨剤を用いれば良い
。この場合は上記多孔性トナーに磁性体を含有させれば
良い。このようなトナーを用いろことで磁気潜像の磁力
によって、磁性トナーが潜像部に付着し現像する。絶縁
性トナーを使用する理由は現像後、電気抵抗の低い普通
紙にもトナー像を静電気力で転写するためである〇本発
明ては導電性トナーをも用いることができる。

この場合絶縁処理を施した紙などを用いれば転写を行う
ことができる。

現像時は少なくと４感光ド２ム１に７２シ５を接触させ
て現像する。この際、感光ドラム１とプツシ５とは現像
部において同方向に移動させて現像するが、相対速度を
それ程ずらさない範囲内で現像する方が良画質が得られ
る。さらには、相対速度が零即ち等速で移動させる方が
むらが出ないので好ましい。また現像する際には感光ド
ラム１０裏面側にある電極の電位と現像電極−−ツ４又
はプツシ５の裏面との電位は同電位でも良いが、必ずし
も同電位にする必要はなく、適当な抵抗又は、例えば１
００ｐＦの静電容量を有するコンデンサーを上記電極間
に入れて電気的に浮かしても良い。電気的に適当に浮か
すことは例えば感光体１上の潜像電位の変動による現像
への影響を比較的少なくする効果がある。

さらに第１図に示すようにこの間にバイアス電源７によ
り直流電界ないしは交書電界又は交書電界に直流電界を
重畳した現像バイアスにより現像しても良い０例えば暗
部が＋６ｏｏｖ、明部がＯｖの潜像に対し、現像ａ　−
ｔ　２　Ｋ　８００　Ｖｐｐ　ｅ　４００　ＨｚのＡ・
Ｃ電圧に＋２５０ＶＯ直流電圧を重畳した現像パイＴス
を印加して現像すると、現像プツシ５の電気抵抗が高い
時には現像濃度を高めろ効果があった。

次の第２図と第６図は本発明を実施するために用いる現
像装置の他形態を示す構成図である。先ず、第２の実施
例で゛は、第１図のものと興なり、プツシ５Ｋ）ナーを
供給する現像剤供給手段が、一定のトナー量を供給する
ゴムーーラによる供給ローラ８とこのロー２８上に一定
のトナー量の）ナーを付着塗布するための（ポリエステ
ル７４ルム厚さ２００声ｔｏ＞　＊布手段９とホッパー
２とから構成されている例を示す。また１０はトナーの
こぼれ落ちを防止するための部材て、厚さ１００−のの
ように構成することによってプツｖ５に常に安定した現
像剤供給が行える０ この実施例においてもプツシ５は第１図の実施例と同様
、静電植毛によってロー２４上に形成している０また第
１図の場合と同じく、−一２４に現像バイアス電圧を印
加しても良い０まだ、ロー２４とローＭ）８との間にバ
イアス電圧を印加し、電界によりトナーを移動させるこ
とが好ましいＯ図中７＆はこのバイアス電圧用の電源を
示す。

第６図の実施例は、現像電極ロー２４０表面に下地とし
て弾性体層１１を設け、この上に短繊維を静電植毛し、
プツシ５を形成した例を示す。静電植毛の仕方は前述ｏ
ｇｉ図の場合と同様である０また無端状又は円筒状に形
成した布又は弾性体からなる下地に予め静電植毛により
現像プツシを形成しておき、この下地で現像電極は０−
２４を覆うようにしても良い。

下地として弾性体を設けると、ローラに直接植毛した場
合よりも毛が動き易くなっており軟かなブラシとなり、
良画質の顕画像が容易に得られる。

また、弾性体を設けることにより感光ドラム１に対する
現像ブラシ５の押当て積置は余り高くなくても良くなる
。弾性体としては、例えばウレタンゴム、ＮＢＲゴム、
シリコンゴム等のゴムヤ多数の空隙を有するスポンジ状
のもの等を用いれば良い。スポンジ状のものの上に静電
植毛すると、プツシ５に毛の密度むらや現像電極ローラ
４の中心から毛の先までの距離が場所により著しく異な
る場合が生じやすい。これは主としてスＩンジ０表面の
凹凸等によるもので、この場合、７オーム、例えば、多
孔質スポンジ状の内部Ｏ穴の空隙の直径が５０転以下、
好ましくは５００声以下のスポンジの上に植毛すること
が要求される。このようなスポンジの例としては、スコ
ツトフェルトやスコツシフオーム（商品名、プリジス）
ンタイヤ１）ＩＩ）・・　参 があり、この上にナイロン未を植毛した商品として化粧
用パフ（プリジスシンタイヤ（株））がある。

上記スポンジを用い植毛したブラシ５を用いることによ
り、ブラシむらのない高品質の顕画像が容易に得られる
ようになった。

ところで、第２図及び第５図の現像装置においては、ブ
ラシ５としてｚデニール、長さ１．５ｆｉのナイロン線
維を５万本／平方インチの密度で植毛したブラシを用い
ている。そして、これら現像装置に対しては、上記第１
図装置の説明の中で述べたトナーＡ及びＢ、Ｇ、Ｄの各
トナーを採用したところ、第１図の場合と同様に良好な
結果を得ることができた。

ここで第１図の現像装置も含めて上記１２９層を有した
現像装置に対し、多孔性トナーを適用することの効果の
原因を考察してみる。第４図は第３図装置の現像ｏ　−
９の部分拡大断面図を示している。このように、１２９
層によりトナーを保持搬送すると、トナーは互に間隙を
有して植えであるブラシに付着して保持される。このた
めトナーがヤヤリアによる押圧力や、トナーどうしの強
い摩擦力が作用しないため、トナーの細分化が進行しに
くいと考えられる。また、例え細分化したトナーがワイ
ヤ面に付着しても、互にブラシが擦れあうことでこれを
除去し、良好な現像結果を保っているようである。

【図面の簡単な説明】

ｆ１ｇ１図は本発明を実施するための現像装置例の断面
図、第２図と８１５図は本発明を実施するための現像装
置例の断面図、第４図は１５図のブラシ部の一部拡大断
面図である。 図において、１・０・拳・潜俸保持体、２・φ・ｅ・ホ
／バー、！ｌ　１１１１＠ＩＩ＠現像剤、４１１＠１１
１１１１　現像ａ　−５，５・０・・現像ブラシ。 出願人　中ヤノン株式金社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）短い繊維ブラシ層を有する現像粉保持体に多孔性
   現像粉を保持させ、潜像相持体の潜像を現像する現像方
   法。
2. （２）上記多孔性現像粉は圧力定着特性を有している特
   許請求の範囲第１項に記載の現像方法。