JPS5893067A - 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、電子写真法、静電記碌法などに於いて、形成
される電気的潜像をキャリヤー粒子を用いずに摩擦帯電
せしめられた。−成分絶縁性トナーにより現像し顕画儂
を得る現像法に関する。

従来、電子写真法として社米国特許第２，２９７，６９
１号明細書、特公昭４２−Ｉ２３９１０号公報及び特公
昭４３−２４７４８号公報等に記載されている如く、多
数の方法が知られているが、一般には光導電性吻質を利
用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し
、次いで該潜像をトナーを用いて現偉し、必要に応じて
紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力或
いは溶剤蒸気などにより電層し複写物を得るものである
。

また、ｉ［気的ａ像をトナーを用いて可視化する方法も
棟々知られている。

例えば米国特ｆｆ第２，８７４．０６３号明細書に記載
されている磁気ブラｒ法、同２，６１８，５５２号明細
書に記載されているカスケード現像方法及び同２．２２
１，７７６号明細書に記載されている粉末雲法及びファ
ーブラシ現像法、液体視像法等多数の現像法が知られて
いる。

これらの現像法に於て、特にトナー及びキャリヤー粒子
を主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード
法、−液体現像法等が広く実用化されている。これらの
方法はいずれも比較的安定に良画像の得られる優れた方
法であるが、反面キャリヤニ粒子の劣化、トナーとキャ
リャ−粒子の混合比の変動という２成分現偉剤にまつわ
る共通の欠点を有する。

かかる欠点を回避するため、トナーのみよりなる一成分
現像剤を用いる現像方法が各種提案されている。

例えば米国特許第３，９０９，２５８号明細書には電気
的に導電性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が
提案されている。これは内部に磁性を有する円筒状の導
電性スリーブに導電性磁性現像剤を支持し、これを静電
像に接触せしめ現像するものである。この際現像部にお
いてトナー粒子により記録体表面の間に導電路が形成さ
れ、この導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷が
みちびかれ、静電像の画像部との間のクーロン力により
トナー粒子が画像部に付着し現像される。

この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来の２成分
現偉方法にｉつわ鼠問題点を回避したすぐｄた方法であ
るが、反面トナーが導電性であるため、現像したー儂を
感光体から普通紙等の最終的な支持部材へ静電的に転写
する事が困峻であるという欠点を有している。

静電的に転写をする事が可能な高抵抗の磁性トナーを用
いる現像方法として特開昭５２−９４１４１にはトナー
粒子の誘電分極を利用した現像方法が示されている。し
かし、かかる方法は本質的に現像速度がおそい、現像画
像の濃度が十分に得られない等の欠点を有しており実用
上困難である。

高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法として、
トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブ等との摩
擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、これを靜１＆ｃ像
保持部材に接触して現像する方法が知られている。しか
しこれらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回数
か少なく摩擦帯電が不十分になり易い、帯電したトナー
粒子はスリーブとの間のクーロン力が強ま”、！１ リスリーブ上で凝集し易い、等の欠点を有しており実用
上困難な点が多い。

本出願人は先に特開昭５４−４３０３６号に於いて上述
の欠点を除去した新規な現像方法を提案し九。これはス
リーブ上に磁性トナーをきわめて薄く塗布し、これを摩
擦帯電し、次いでこれを磁界の作用の下で静電像にきわ
めて近接し、かつ接触することなく対向させ、トナー粒
子を飛翔させ゛て現像するものでふる。

この方法によれば、硫性トナーをスリーブ上にきわめて
薄く塗布する事によりスリーブとトナーの接触する機会
を増し、十分な摩擦帯電を可能にした事、磁力によって
トナーを支持し、かつ磁石とトナーを相対的に移動させ
る事によりトナー粒子相互の凝集を解くとともにスリー
ブと十分に摩擦せしめている事、トナーを磁力によって
支持し又これを静電像に接する事なく対向させて現像す
る事により地力ブリを防止している事等によってすぐれ
た画像が得られるものである。

しかしながら、この方法は、湿度条件、あるいは、摩擦
帯電部材および、トナー保持部材の表面性によって、そ
の性能が影替をうける度合が大きい。例えば、高湿時あ
るいは高温時等にトナーの流動性が低下した状態等に於
いては、トナーの凝集を磁力によって十分に解く事がで
きず画質及び画像濃度が低下し、また、低湿においては
、トナー保持部材上のトナーの塗布層にムラが生じやす
くなる。

ムラになった部分のトナーは凝集して盛り上がっており
、ひどくなると画像上にも濃度のムラとなって現われる
。また、ムラの部分のトナーは磁力によってほぐされる
こともなく、この状態で現像をくり返すと、ムラの部分
がスリーブ上に融着する事態に至ることがある。

本発明の目的は、上記の欠点を改善する現像方法を提供
するものである。

本発明の別の目的は、トナーの現像性が良好で鮮明な画
像の得られる現像方法を提供するものである。

本発明の東なる目的は、一層小さな感湿性と均一な摩擦
電気特性、均一なトナーの担体への塗布を可能にする。

特にムラを生じない現像方法を提供することにある。

本発明は、キャリヤー粒子を用いずに摩擦帯電せしめら
れた絶縁性トナーを用いて電気的渣像を現像する方法に
於いて、前記トナーにｊＩＩ擦電荷を付与する部材の少
なくとも表面がＳｎｕｇ　。

８ｎ０１−’ｒ１ｏ、系混晶体、８ｎＯ１−Ｂａ８０４
系混晶体の少なくとも１種の微粉末を添加した有機シリ
コーン重合体を含有することを特徴とする現像方法にあ
る。

第１図は本発明に係る現像方法が適用可能な複写装置又
は記録装置の一例の概略的な構成を示すものであり、勿
論これに限定されない。

１は静電像保持体に相当し、光導電層を含む感光体ドラ
ムであり、表面に絶縁層を有するもの或は有しないもの
、いずれも使用可能で勿論ドラム状に限らずシート状、
ベルト状のものも可能である。２は周知の感光化帯電装
置、３は原稿像、又は光像、或は画像信号により変調さ
れた光ビーム等を投影する光像照射装置であるこれによ
り感光体１に静電像を形成する。４は現像装置であり、
現像剤担持体４ｓｔを有していて、これにより感光体１
上の静電像に従ったトナー粒子顕画像を形成する。５は
斯かるトナー像を転写材６に転写する装置である。尚転
写性向上のため転写前にあらかじめ顕画像にコロナ放電
等により電荷を付与する場合もある。又、感光体１上の
静電像を一旦別の儂担持体に移つし、これを現像装置４
により顕画像とする、所謂静電像転写方式を採用するこ
とも可能である。

７は、トナー像を被転写部材６に定着するための定着装
置であり、加圧もしくは加熱加圧手段を有する少なくと
も２本のローラーから成っている。８は、転写後の感光
体１上の残留トナーを清掃除去し、感光体１の再使用の
ためのクリーニング装置である。

次に本発明で用いる現像工程について説明する。第２図
に本発明で用いる現像工程の１実施″！ｌｉ 形態が断面図で示される。同図において静電像保持面ｌ
が矢印方向に動くと、多極永久磁石９は回転しないよう
に固定されているので、現像剤担体である表面に有機シ
リコーン重合体に８　ｎ（％若しくは８ｎへ−Ｔｉへ系
混晶体若しくはＳｎＯ。

−Ｂａ８０４　　系混晶体等の超微粉末を含有する被覆
層を有する非磁性円筒４ｂを静電像保持面１と同方向に
回転することにより、現像剤容器１２から送られる一成
分絶縁性磁性現偉剤１１を非磁性円筒面上に塗布し、か
つ円筒面とトナー粒子との摩擦によってトナー粒子に静
電像電荷と逆極性の荷電を与える。さらに鉄製のドクタ
ーブレード１０を円筒表面に近接して（間＋ｎｓ。

μ〜５００μ）、多極永久磁石９の一つの磁極（図示で
はＳ極）位置に対向して配置することにより、トナー噛
の厚さを薄く（３０μ〜３００μ）且つ均一に規制する
。この円筒４ｂの回転速度を調節することにより、現像
剤層の表層速度及び好ましくは内部速度が静電像保持面
の速度と実質的に等速、もしくはそれに近い速度となる
ようにする。ドクターブレード１０として鉄のかわりに
永久磁石を用いて対向磁極を形成してもよい。また、現
俸部において、現像剤担体と静電像保持面との間で交流
バイアスを印加してもよい。

本発明に用いる有機シリコーン重合体は、一般に５ｉｎ
ｓ　＃　ＣＨｓ８ｉ０Ｖｓ　＊（ＣＨｓｈ８ｉ０．　（
ＣＨｓ）ｓ８ｉ０ｔ／ｍ　。

（Ｃ１，）　＠　Ｓ　ｉＱ　Ｃ４Ｈ６８ｉ０ｓ／＊　ｅ
　（（４ＨＩ）　（ＣＨｓ　）　Ｓ　１０ｅ（Ｃ＠Ｈｓ
）ｓ　８　ｉｏ　の構造単位をいろいろ組合せてできる
共重合体であり、オルガノポリシロキサンと総称される
もの、及びシラノール基あるいは、メトキシル基を有す
る活性なシリコーン中間体で、活性水酸基と縮合、シロ
キサン結合を設けていわゆるシリコーン変性したシリコ
ーン変性樹脂、例えばシリコーン変性アルキッド樹月鱈
シリコーン変性フェノール樹脂、シリコーン変性メラミ
ン樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性
ポリエステル樹脂、７リコーン変性アクリル樹脂、シリ
コーン変性ウレタン樹脂などが含まれる。これらの重合
体は単独で、あるいは、スリーブ基体との密着性の改善
あるいは、荷電制御等の特性改善の目的で他の熱可塑性
もしくは熱硬化性樹脂と混合して使用される。

ま九８ｎ０２．８ａ０２−Ｔｉｅｓ系混晶体、８ｎ０１
−Ｂａ８０４系混晶体超微粉末はあらゆる環境下におい
てもトリボコントロール剤として効果があることを見勢
出したものである。

即ち有機シリコーン重合体のみそ被、覆された視像スリ
ーヴは常湿下では問題ないが低湿下では現像スリーブと
トナー粒子との摩擦により異常なほどトリポが高くなり
前述の如くムラが発生し易すくなるものである。

ただし、高湿下でも有機シリコーン重合体の効果によっ
て良好な結果が得られる。

特に本発明の８ｎ０１　、８ｎ０２−Ｔｉｅｓ　　系混
晶体、８ｎＯ＠−ＢａＳＯ４系混晶体超微粉末は低湿下
においてはトリボ電荷を適量洩漏する効果と高湿下に；
いてはあまり洩漏せずかえってトリポコントロール剤と
して鋤く効果があや。該超微粉末は有機シリコーン重合
体に対して５〜５　Ｑ　ｖｖｔ％好ましくは１０〜３Ｑ
ｗｔ鴫であり５％以下で鉱ムラを改良する効果が少なく
、５０％以上では高湿下での効果が小さい。　　　　　
　　　／またこれらの超畝−粉末はバインダー−′哨の
１種類との組合わせ効果が夫々異なり、特に有機シリコ
ーン樹脂との組合わせが他種類のバイシダーに比べて効
果が極めて大きかった。

本発明に於いて、−成分絶縁性トナーに摩擦電荷を付与
する部材とは、トナーに接触して現像の為にｌ要な電荷
を付与もしくは補助的に付与しうる部材であって、例え
ば、スリーブ等のトナー保持部材、ドクターブレードの
ようなトナーｌＩｉ＃厚規制部材、現偉後スリーブ上の
残余のトナーを除去するためのスクレーバ一部材、その
低摩擦電荷付与のためにトナーに接触するように設けた
可とう柱部材などがある。

これら、トナーに摩擦電荷を付与する部材は、アルミニ
ウム、鉄、ステンレスなどの金属、合成ゴム、ガラス、
工：：：ラストマーなどの弾性体等の基体の表面に前記
有機シリコーン重合体にＳｎｕｇ若しくはＳｎｏｗ−Ｔ
ｉＯ１系混晶体若しくは８ｎ０１−ＨａＳＯａ系混晶体
等の超微粉末を含む被覆層を形成せしめた形態のものか
、本発明に好ましく用いられる。

本発明の絶縁性トナーは、結着樹脂と、着色剤、８快に
応じて荷電制御剤、定着助剤、ケーキング防止剤等の添
加剤等からなるが、いずれも公知のｙ料が使用できる。

例えば、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−
ビニルトルエン共を合体、スチレ／−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電合体、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−メタアクリル酸メチル共重合体、スチ
レン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタ
アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−αクロルメタア
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−ブタジェン共
重合体、スチレン−イノプレン共重合泳＼スチレーンー
アクリロニトリルーインデン共重合体、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、ポリブチルメタクシレート、ポリ塩化ビニル、ポ
リ酢酸ビニル、ポリエチレン、ホリフロヒレン、ポリエ
ステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹力旨、
ポリビニルフ゛チラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン
、変性ロジン、アルペン樹脂、フェノール樹Ｉ猶、脂肪
族又は１３Ｗ環族炭化水累樹脂、芳香族系石油樹脂、塩
素化／；ラフイン、ノ＜ラフインワックスなどが単独或
いは混合して使用できる。

また、着色剤、荷電制御剤、定着助剤、ケーキング防止
剤等の添加剤としては、カーポンプラック、各種染顔料
、可塑剤、コロイド状シリカ、タルク等がある。

さらに、磁性トナーとして使用する場合は、適宜磁性粉
として、強磁性元素及び、これらを含む、合金、化合物
などの例えば、マグネタイト、ヘマタイト、フェラ°イ
ト等の鉄、コバルト“、ニッケル、マンガン等の合金や
化合物、その他の強磁性合金など、従来より磁性材料と
して知られている物質の平均粒径約０．１〜５ミクロン
の微粉末を約１〜８０重ｔ％含有せしめればよい。

以下、実施例にて、本発明を具体的に説明する。

実施例１ よく脱脂をし、乾燥後ジメチルポリシロキサン（商品名
：　８８２４１０　：　）−レシリコーン社製）１、′ １００　ｍｌ　Ｋ　Ｓｎ０ｇ超微粉末（商品名、Ｔ＝１
．　三菱金属社製）２ｇを均一に分散した液中に浸漬し
引き上げ、次いで、ｉｏｏ’ｏで３０分間熱処理を行な
い約１０μ厚のＳｎＯ，超微粉末を含有したジメチルシ
リコーン被覆を有する円筒を得、これをスリーブとした
。

一方、酸化亜鉛１００重量部スチレン−ブタジエン共重
合体２ｏ重ｆｉ部、ｎ−ブチルメタクリレ−）４０重蓄
部、トルエン１２０重量部、ローズベンガル１係メタノ
ール溶液４重量部からなる混合物をポールミールにて６
時間分数理合した。これを００５ｆｌ厚のアルミニウム
ドラムに乾燥塗布厚が４０μになるようにワイヤーバー
にて塗布し、温風にて溶剤を蒸散させ酸化亜鉛バインダ
ー系感光体を作成した。この感光体に一６ＫＶのコロナ
放電を行ない全面一様に帯電した後、原画像照射を行な
い静電潜傷を形成した。

この潜像を前記円筒をスリーブとし、スリーブ表面磁束
密度７００ガウス穂切りブレード−癒 スリーブ表面間距離０．２　ｔｍのスリーブ回転マグネ
ット固定（スリーブ周速はドラムのそれと同じで回転方
向は逆）ｍ現儂器を前記感光ドラム表面−スリーブ表面
間距離０．２５闘に設定し、スリーブに４００　Ｈｚ　
１２００　Ｖ　Ｏ交流及び−１５０Ｖの直流バイアスを
印加して、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体９０１
１部１スチレンーアクリル酸ブチル−メタクリル酸アミ
ノエチル共重合体１０重量部、磁性粉６０重量部、がら
成る現儂剤を用いて現１砿し、次いで、転写紙の背面よ
り一７ＫＶの直流コロナを照射しつつ粉像を転写し、加
熱定着した。

得られた画ＩＩ社鮮明で解像度も高く、またカブリ現俸
（見られなかった。高湿環境下でも画像濃度の低下はわ
ずかであり、ま九低湿環境下でもスリーブ上のトナーに
塗布ムラを生ずることがなかった。

実施例２ ジメチルポリシロキサン（商品名：　ＳＲ，−２４１０
ト一レシリコーン社製）　１００重量部、スチレン溶解
せしめた溶液中に３０１１Ｘφのステンレス製円筒を浸
漬後、引き上げて、１００℃にて充分に乾燥した。つい
で、１４０’Ｏまで除々に昇温し、この温度で１時間熱
外埋を行ない、約１５μ厚の被膜を有する円筒を得、こ
れをスリーブとした。

一方、ポリエチレン１００１１量部、磁性粉８０重量部
よりなる現像粉を用意した。

この現像粉と、前記スリーブを用いる以外は、実施例１
と同様にして＃像を形成、曳儂後、紙に転写した転写画
像を得た。

この転与画像を線圧１５Ａｃ９／ｃＭＬを印加した２本
のロール間を通過させて、定着画像を得た。

得られた画像社鮮明で解像度も高く、またカブリ現象も
見られなかった。高湿環境下でも、−儂濃度の低下はわ
ずかであり、また低湿環境下でもスリーブ上のトナーに
塗布ムラを生ずることがなかった。

また、ジメチルポリシロキサンをフェニルシリコーンフ
ェス（商品名：　ＫＲｒ−３１６、信越化学工業社ａｌ
ｌりに代えて実施したが、はぼ同様な効果があった。

実施例３ シリコーン変性エポキシ樹脂（商品名：　Ｅ８１００１
゜信越化学工業社製）２５０重駄部属び８ｎＯ！−Ｂｍ
８０ａ系混晶体（商晶名Ｔ−１０．三菱金属社製）２５
重量部キシレフ７５０重を部にて稀釈した溶液中に３Ｇ
１０１φのステンレス換円筒を浸漬後、引き上げて８０
℃にて充分乾燥した。ついで、１５０℃に昇温、２０分
間加熱硬化させた。約１５μ犀の被覆を有する円筒を得
、これをスリーブとした。

この円筒を実施例１と同様に用いてＩＩ！Ｉｉ葎を出し
九ところ、カプリのない鮮明なＩ！１１１Ｉ！が得られ
九、低ｉ１ｋｍ境下でもスリーブ上のトナーに癩布ムラ
を生ずることがなかった。

比較例１ スリーブ表面を、８ｎ０１超畝粉体を添加しないことを
除いては、実施例１と同様に行なった。

−像濃度も高く、鮮明な一像が得られた。しかしながら
、高湿下で画像浸度は低下し、′ま九低湿下ではスリー
ブ上にさざ波状にトナ一層が濃淡のあるムラを生じ、複
写１偉に濃度のムラを生じた。また、ムラで濃くなった
部分では地力プリを生じた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る現像方法が適用可能な複写装置
または記録装置の一例の概略的な構成図。 第２図は、本発明″１で用いる現像工程の１実施形態の
断面図二 １・・・感光ドラム、　　　　　４・・・現像装置、４
ａ・・・トナー担持体、４ｂ・・・非磁性円筒、９°°
°マグネツトロール　１０・・・ドクターブレード１１
・−・絶嫌性磁性トナー。 出　願　人　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャリヤー粒子を用いずに摩擦“帯電せしめられた絶縁
   性ト、ナーを用いて電気的層１象”を現像する方法にお
   いて、前記トナーに摩擦電荷を付与する部材の少なくと
   も表面がＳｎ（％　、　８ｎ０１−Ｔｉ（％系混晶体、
   Ｓ＾−８ｍ８０ａ　　系混晶体の少なく・とも１横の漱
   粉末を添加した有機シリコーン重合体を含有することを
   特徴とする現像方法。