JPS6032062A - 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】 ［技術分野］ 本発朗は画像担体表面に形成された静電荷像を一成分系
の熱定着用磁性トナーを用い゛（磁気ブラシ法により顕
像化゛りる現像方法に関Ｊる。

［先行技術］ 電子写真を利用した複写方法として、例えば、Ｓｅ感光
体、７「１０感光体、有機光導電体等の各種感光体上に
静電荷像を形成し、磁性現像剤を用いて磁気ブラシ法に
より現像し、ついで定着するかもしくは、現像画像を普
通紙等の転写シー１〜上に祿写した後定盾して最終画像
を得る方式が一般に知られている。

この複写方式に使用される磁性現像剤としては磁性キャ
リアと定着性樹脂に着色剤、染料等の各種添加物を分散
させた非磁性トナーの混合粉体である二成分系現像剤が
一般的である。しかるにこの二成分系現像剤を使用した
場合、現像剤中のトナー濃度を一定に保つための手段や
トナーとキャリアを均一に攪拌・混合するための手段を
現像装置に設ける必要があり、現像装置が大型化・複雑
化りるという問題がある。また、キレ９フ粒子はトナー
との註合を長時間続けると、キャリア粒子の表面にトナ
ーの皮膜が形成され、キャリアの摩・擦帯電特性が低下
す企ので、キャリアを゛定期的に交換−りる必要がある
。

そこで磁性現像剤として、キャリア粒子を用いり゛に樹
脂と磁性粉を主体とＪる一成分系の磁性ドブ−を用いて
静電荷像を現像することが提案され（例えば特開Ｉｌｌ
　４９−４５３２号公報参照）、まず酸化亜鉛紙、静電
記録紙のような処理紙を用いて現像後直接定看゛りる方
式に実用化され、ついで萌述の転写工程を含む電子写真
複写方式にも実用化され（いる。

この転写工程を含む複写方式におい°Ｃは、画像品質、
特に定着性の点から磁性粉含有量の少ない（約４０重量
％以下）、截磁ノｊの磁性トナー（例えば特開昭５７−
６６４５５号公報参照）を使用することが多い。しかし
てこのような低磁力トナーを用いＣ良好な現像を行なう
ため、磁性トナーの搬送速度を感光体表面の移動速度の
２倍以上としている従って磁性トナーがドクターブレー
ドを通過する時に高い圧力が作用して、ブロッキングを
生じやすいという問題がある。

［目的］ 本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を排除し、ブ
ロッキングを伴わずに良好な現像性が得られる現像方法
を提供することである。

し要旨］ 本発明の現像方法は、所定方向に移動しかつ静電荷像を
保持する画像担体表面に対向して複数個の磁極を有づる
永久磁石部材をその内部に保持する非磁性スリーブを設
置し、前記非磁性スリーブ上に熱可塑性樹脂と磁性粉を
主体とＪ゛る磁性トナーを供給し、前記永久磁石部材と
非磁性スリーブとの相対的回転によって前記磁性トナー
を前記画像担体表面と非磁性スリーブとの対向間隙に向
って搬送し、前記対向間隙において前記磁性トナーを前
記画像担体表面に選択的に付着させて前記静電荷像を顕
像化する現像方法において、前記磁性トナーとして酸化
鉄を６０重量％以上含む磁性ドブ−を使用し、前記対向
間隔におりＸ’ＣｔｇＪ記磁付磁性トナー記画像担体表
面の移動方向と同方向にｌ）Ｘつ前記画像担体表面の移
動速度の１．１倍以−Ｆの速度で搬送したことを特徴と
する。

［構成］　［作用］ 以下本発明の詳細を図面により説明する。

第１図は本発明を実施するための現像装置の一例を示す
断面図である。

同図において、１は表面に静電荷働く図中＋記号で示す
）を保持した感光体ドラムであり、図示矢印１方内に移
動する。感光体ドラムの周囲に（よ現像装置２が設置さ
れている。現像装置２＆よ、感光体ドラム１の表面に対
向して間隙（以下現像ギヤ゛ツブという）１〕を保って
配置された非磁性スレーブ３、表面に複数個の磁極を有
Ｊ゛る永久磁石４を軸５に固着してなる永久磁石部材６
、非磁性スリーブ３との間に間隙（以下ドクターギャッ
プという）ｄを保つ−Ｃ配置され辷ドクターブレード７
、磁性トナー９を収容するトナーＩａ８を備えてｌ＃入
る。

上記現像装置によれば、非磁性スリーブ３と永久磁石部
材６との相対的回転により、非磁性スリーブ３上に吸着
された磁性トナー９を図示矢印Ｓ方向に搬送する。ドク
ターイヤツブｄを通過後の磁性トナー９は現像ギャップ
Ｄ　（＝Ｊ近で感光体ドラム１の表面に接触しそこに付
着してトナー像１０が形成される。現像ギャップＤを通
過後の磁性（・ナー９は図示矢印Ｓ方向に搬送されてト
ナ一槽８内に回収される。そしてトナー像１０はコロナ
転写器等の転写手段（図示せず）により転写シート（図
示せず）上に転写されついで定着手段（図示せず）を経
て最終画像が得られる。

本発明者等が第１図に示す現像装置によりブロッキング
を伴わずに良好な現像を行える条件を検討した結果数の
条件を見出した。

まず、磁性トナーの搬送速度が早すぎると磁性トナーが
ドクターギャップを通過°りる時に強いツノを受けてブ
ロッキングが発生し易くなる。これを防止するためには
、非磁性スリーブの回転数をできるだけ少なくする必要
がある。しかしながら非磁性スリーブの回転数を少なく
すると磁性トナーの搬送力が弱まるので現像性が低下し
てしまう。

そこで現像性の低下を補うために、永久磁石部材を非磁
性スリーブと同方向に回転さμる必要があ　゛る。非磁
性スリーブを永久磁石部材と同方向に回転させることは
例えば特開昭５５−１２６２６６号公報に記載され−Ｃ
いるように公知であるが、本発明者等の検討によればこ
のトナー搬送方式はブロッキング防止に極めて有効であ
ることが確認された。

またブロッキング防止のために、下記式で表わされるト
ナーの搬送速度Ｖ□はできるたり速くする必要があり、
特にＶ丁＝０の時が最ら好ましいが、感光体ドラムの表
面の周速１ｆｆｉ　Ｖ　ｐの１．１倍以下であればよい
。

イロし、 Ｄ：非磁性スリーブ外径（ｍｍ） １）ニスリーブ上のトナー厚さく＋ｎｍ）Ｐ：永久磁石
の磁極数 １１、：非磁性スリーブの回転数（ｒ、ｐ　、１３　）
ｔ１６：永久１１石部拐の回転数（ｒ、　ｐ、ｍ、　）
またトナーの搬送速度を遅くして良好な現像性を得るた
めには、非磁性スリーブ上での磁性トナーの動きを活発
にして感光体表面への磁性１ヘナーの接触する機会を多
くする必要があり、永久磁石部材の磁力を高くすること
、具体的にはスリー１上で７００〜１７００Ｇの範囲と
づることおよび永久磁石部材の回転数を多くすること、
１０００ｒ、ｐ、ｍ、以上（外径２９．３１１１１１１
φの場合）とすること、ならびに磁極数を多くすること
が好ましい。

次に、上述の１ヘナ一搬送方式を実施する場合、磁性ト
ナーの組成も重要な要因となる。

すなわち上述のトナー搬送方式によれば、非磁性スリー
ブ上の磁性トナーは非磁性スリーブの回動に追従せず、
永久磁石部材の回転により非磁性スリーブと逆方向の力
を受けるので、トナー中の磁性粉の含有量が少ないと磁
性トナーの非磁性スリーブ上での運動は減少してしまう
。そこぐ本発明者が検討した結果、トナー中の磁性粉の
含有量を６０重量％以上（好ましくは７０重量％以上）
とすることにより良好な現像性を示りことが見出された
。ただし磁性粉の含有量は８０重量％を越えると、定着
性が極端に低下り−るので、８０重量％以以上り゛る必
要がある。

また磁性粉としては、鉄、ニッケル、クロム、コバルト
等の金属とそれらの合金の粉末ある。いはノエライ１−
もしくはヘマタイト（γ−Ｆｅ　２０３　）、マグネタ
イト（Ｆｅ２０３及び／又はＦｅ３０４）等の強磁性を
示づ種々の物質が知られているが、磁気特性及び色相の
点からヘマタイトあるいはマグネタイトを用いる必要が
ある。磁気特性のうち飽和磁化（４πＩｓ）は磁性粉の
含有量に比例りるが、５０〜７２ｅｌｌｌｌｊ／（＋の
範囲が適当である。一方保磁力（ｚｉ−ＩＣ）は磁性粉
の種類によって定まるが、低Ｊぎるとブロッキングが生
じ易くなり、一方高ずぎても剣状粒子の占める比率が大
きくなり、よってマグネタイトの体積が増すので８０・
〜４０００ｅ（好ましくは１００〜３０００ｅ）の範囲
が適当である。

定着用樹脂は、定着方式により適宜選定する必要がある
。定５４・ｎ式が加熱によるＡ＝ブン式の場合、および
ヒートロール等の熱ロール式の場合において、例えば下
記の様な熱可塑性樹脂が用いられる。スチレン類、ビニ
ルエステル類、α−メチレン脂肪族モノカルボン酸のニ
スデル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ア
クリルアミド、ビニルエーテル類、ビニルケトン類、Ｎ
−ビニル化合物等の単量体を重合させたポモポリマーも
しくは、これら単ｍ体を２種類以上組合せて共重合させ
たコポリマーあるいは、それらの混合物を用い得る。ま
た、ロジン変性フェノールホルマリン樹脂、ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、油変性１ボシキ樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、レルロース樹脂、ポリニーデル樹脂、ポリニス
デル４’ｔＪ脂等の非ビニル系熱可塑性樹脂等の非ビニ
ル系樹脂、あるいはそれらと前記の如きビニル系樹脂と
の混合物も用い得る。

特に、現像したトナー像をオーブン加熱により定着する
場合には、ごスフエノール系エポキシ樹脂が望ましく、
熱ロールを用いて定着゛する場合には、スチレン系樹脂
を主成分とづる樹脂あるいはボリエ、ステル樹脂が望ま
しい。スチレン系樹脂はスチレン成分が多い程熱ロール
に対づる４離型性が向上する。また熱ロールに対する離
型性を更に＾めるＩｃめには、脂肪酸金属塩類、低分子
四のポリエチレン、ポリプロピレン、炭素数２８以上を
有する。高級脂肪酸類、天然あるいは合成のパラフィン
類等を添加すれば、効果゛がある。

本発明で使用される磁性トナーは上記の磁性粉と樹脂を
必須成分として含むとともに、任意成分としてカーボン
ブラック等の抵抗調節剤、５ｉ０２粒子等の流動性改質
剤、ニグロシン染料や含金属アゾ染料等の荷電制御剤等
の種々の添加物（例えば特開昭５７−９７５４５＠公報
参照）を含有してもよく、これらの材料を用いて粉砕法
あるいは噴霧乾法等の公知の方法により製造（ることが
できる。

このようにして得られた磁性トナーは現像後直接定ｒ：
ｔ”ＪるいわゆるＣ　Ｐ　Ｃ方式にもあるいは現像後転
写してから定着するいわゆるＰ　’Ｐ　Ｃ方式のいずれ
にも適用できる。特にＰＰＣ方式に適用する場合、転写
性の点から磁性トナーの体積抵抗は１０８Ω・Ｃ１１以
上が好ましく、普通紙に転写り−る場合は１０　Ω・０
ｍ以上がよい。またトナーの校注については、５〜５０
μｍの範囲とり゛ればよく特にＰＰＣ方式に使用層る場
合は５〜３０　ｕ　ｍの範囲とずればよい。

なお本発明でトナーの抵抗は、内径３．０５ｍｍφのテ
フロン（商品名）製シリンダー中に１〜ナー粉末を１０
〜２０ＩＩＩ１１の高さに充填し、１００（Ｊｒの荷重
下、Ｄ、　Ｃ，４０００ｖ　／ａｍの電場ぐ測定した値
とする。五だ後述の実施例及び比較例におけるトナーの
ブロッキング性及び保存安定性は次のようにして評価し
た。まずブロッキング性は、一端を密閉した非磁性円筒
密器（外径６０ｍ１Ｉｌφ、内径５８１１ｍφ、長さ１
０１００Ｉｌ１を直立させ、その内部に１ｏｏｏｒの磁
性トナーを充填した後他端を蓋で密閉し、ついで円筒容
器を振動数２０回／分、振幅２ＩＩ１ｍの条件で２分間
上下に振動させて、振動前後のトナーの凝集状態を観察
して評価しに０そして高温での保存安定性は、磁性トナ
ーを５５℃の温度で１００ｈｒシャーレ−上に放置して
評価した。

［実施例１］ アクリル〜スヂレン樹脂（重量平均分子１１　ｉ！ｉｏ
ｏ。

００、数平均分子ｍ　２０００００　）　・・・・２５
重量部ポリプロピレン（分子量３０００、三洋化成製ビ
スコール５５０Ｐ）　・・・・　３重石部 マグネタイト（ＲＢ−８１，ｌｌ−１ｃ　１８０　０ｅ
　）合計　１００重饅部 上記組成を加熱ニーダ−にて３０分混線を行ない、冷却
固化した。冷却固化物をジェットミルにて３０μｍ以下
の粒子に粉砕し、粉砕粉に流動性改質剤（カーボンブラ
ック）を０．０５重量部添加、沢合し、ついで分級して
５〜２０μｍの粒度分（１７を有Ｊる、体積抵抗が１×
１０　Ω・Ｃ１１ｌの磁性トナーを得た。

上記の磁性トナーを用いて、第１図に示す現像装置をそ
なえた実験用複写機にて２０℃、６０・％Ｒ，ｌ−１，
０環境条件で画像計画を行なった。この場合、感光体ド
ラム１としては、外径１２０＋ｎ＋ａφのＳｅドラムを
用いτこれを１００　ｍｍ／　ｓｅａの周速で回転させ
た。また非磁性スリーブ３（外径３１．４ｍｌｌ１φの
ステンレス鋼製円筒）は図示矢印Ｘ方向に＞　９２　ｒ
、ｐ、ｉ＋、で回転させ、永久磁石部材６（外径２９．
３ｍｎ＋φ、８極対称着磁、スリーブ上の磁束密度が８
３００のＢａ−フェライト磁石、を軸に固着したもの）
をスリーブと同方向に１５０Ｏｒ、ｐ、ｔｏ、で回転さ
せた。また現像ギ１１ツブＤおよびドクターギャップｄ
は各々０．３４ｍｍ及び０．２４１１Ｉｌｌｌに調整し
た。転写紙としてはＸ　ｅｒｏｘ紙を用い、そして定着
は１７０℃に加熱されたデフロン（商品名）で被覆した
定着ロールとシリコンゴム製加圧ロールを有するヒート
ロール定着機により（ｊなった。なおＶｙは、６３ＩＩ
ｌｌｌｌ／ＳｅＣである。

その結果、解像度８本／ＩＩＩＩＩ１１１、メ黒淵度１
．２６でかつハーフトーンの再現性の良い高品質の画像
が得られた。また上記磁性トナーはブロッキング性及び
保存安定性の点でも何ら問題は生じなかった。

［比較例１］ ７ヂレンーアクリル樹脂及びマグネタイトの配合量を、
各々４７重量部お・よび５０重笛部とした以外は実施例
１と同様の条件で磁性トナーを調整した。　この磁性ト
ナーを用い−Ｃ１永久磁石部材を静止し非磁性スリーブ
を１２２　ｒ、ｐ＝ｉ−で回転させた（Ｖ７＝２００．
６ｍｍ／ｓｅａ　）以外は実施例１と同様の条件で画像
評価を行なったところ、濃度０．６５、解像度４−１５
本／ｍｉ＋と満足ゆくものではなかった。

１実施例２１ スチレン−〇−ブヂルメタクリレート（数平均分子量２
００００、重ｉ）平均分子ｍ　２２００００　）・・・
・２０重量部 ポリニスミル樹脂（日立化成製ＰＳ＃２）・・・・・７
重量部 ポリプロピレン（三洋化成製ごスコール５５０Ｐ）・・
・・・３重量部 マグネタイト（戸田工業製Ｅ　Ｐ　Ｔ　５００、■ＨＣ
合ｉｔ　ｉ　、ｏ　ｏ重量部 上記組成を２本ロール式加熱混線機により３０分混練し
ついで冷却固化した。冷却固化物をジェットミルにて３
０μｍ以下の粒子に粉砕し、粉砕粉に流動性改質剤（カ
ーボンブラック）を０．０８重量部添加、混合しついで
分級して５〜２０μｍの粒度分布を有（る体積抵抗が５
×１００・ｅｔａの磁性トナーを得た。

上記の磁性トナーを用いてζ永久磁石としくスリーブ上
の磁束密度が９４００のＳ「−フェライト磁石を用い、
永久磁石部材および非磁性スリーブを各々１０００ｒ、
ｐ、ｉ、および６０　ｒ、Ｆｌ、ｌｌｌ、で回転させ（
Ｖｌ−＝　４０ｍｍ／ｓｅｃ　）　、また３ｅドラムの
周速を６０　ｏ＋ｉ／　ｓｅｃとした以外は実施例１と
同様の条。

件で画像評価を行なったところ、解像度８本／ｍｌ１１
１ペタ濃度１．４３でかつハーフトーンの再現性の良い
高品質の画像が得られた。

また上記磁性トナーはブロッキング性および保存安定性
の点でも伺ら問題は生じなかった。

［比較例２］ スチレン−〇−ブチルメタクリレートおよびマグネタイ
トの配合量を各々４０重量部および５０重置部とした以
外は実施例１と同様の条件で磁性トナーを調整した。

この磁性トナーを用いて、永久磁石部材を静止し非磁性
スリーブを６１　ｒ、ｌ）、Ｉ、で回転させた（Ｖｙ　
＝　１００．３１１１／Ｓｅｅ　）以外は実施例１と同
様の条件で画像評価を行なったところ、濃度０．８６、
解像度５．６本／Ｉｌｌと満足ゆくものではなかった。

［効果］ 以上に記述の如く、本発明によれば、ブロッキングを伴
なわずに高品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像方法を実施づるための装置の一例
を示す断面図である。 スリーブ、６：永久磁石部材、９：磁性トナー第　１　
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、所定方向に移動し、静電荷像を保持りる画像担体表
   面に対向して複数個の極磁を有する永久磁石部祠をその
   内部に保持Ｊる非磁性スリーブを設直し、前記非磁性ス
   リーブ上に熱可塑性樹脂と磁性粉を主体とりる磁性トナ
   ーを供給し、前記永久磁６部落と非磁性スリーブとの相
   対的回転によつ゛Ｃ前記磁性トナーを前記画像担体表面
   と非磁性スリーブとの対向間隙に向って搬送し、前記対
   向間隙におい−ＣｉＩｉｌ記磁性トナーを前記１ｉｉｉ
   像担体表面に選択的にイ」看させて前記静電荷像を顕像
   化りる現像方法において、前記磁性トナーとして酸化鉄
   を６０串嶽％以上含む磁性１〜ナーを使用し、前記対向
   間隙においで前記磁性トナーを前記画像担体表面の移動
   方向と同方向にかつ前記画像担体表面の移動速度の１．
   １倍以下の速度で搬送しＩにとを特徴とする。ａ像方法
   。