JPS6035749A - 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、−成分系絶縁性トナーによシミ気的潜像を現
像する方法に門する。

従来電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９１
号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許第
３．６６６．３６３号明細書）及び特公昭４５−２４７
４８号公報（米国特許第４，０７す６１号明細書）等に
記載されている如く、多数の方法が知られ−Ｃいるが、
一般には光導電性物質を利用し、種々の手段によシ感光
体上に電気的潜像を形成し、次いで該？ｉ！７像をトナ
ーで現像を行なって可視像とし、８渋に応じて、紙等の
転写材にトナーｉｔｈ像を転写した後、加熱、圧力等に
よシ定着し、複写物を得るものである。

静電沿像をトナーを用いて明視ブ象化する現像方法も極
々知られている。例えは米国／ｌ″ＦＷｆ第２、８７４
．０６３号明細書に記載されている磁気プツシ法、同第
２．６　ｔ　８．５５２号明細刊に記載されているカス
ケード現像法及び同第２，２２１．７７／ｉ号明Ｉ（１
１’％Ｆに記載されているパウダークラウド法、ファー
ブラシ現像法、液体現像法等、多数の現作法が知られて
いる。これらの現像法において、特にトナー及びキャリ
ヤー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ＩＬ像法碌どが広く実用化されでいる。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、反面キャリヤーの劣化、トナーとキ
ャリヤーの混合比の変動という２成分現像剤にまつわる
共通の欠点をイ］する。

か＼る欠点を回避するため、トナーのみよりなる１成分
系現像剤を用いる現像方法が各独提案されているが、中
でも、磁性を肩するトナー粒子よ構成る現像剤を用いる
方法に優れたものが多い。

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
リーブ上に４電性磁性トナーを支持し、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、記録体表面とスリーブ表面の間にトナー粒子によシ
導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよＪトナ
ー粒子に電荷が導かれ、静電像の画像部との間のクーロ
ン力によシトナー粒子が画像部に付着して現像される。

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
現像方法にまつわる問題点を回避した優れた方法である
が、反面トナーが導電性でちるため、現像した画像を、
記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ静電的に転写
する事が困難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、トナー粒子のｆｉ％電分極を利用
した現像方法がおる。しかし、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
の欠点を治しておシ、実用上回器である。

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ｐトナー粒子を摩擦帯電し、これを静電像保持
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拐との接触回数が少
なく摩擦？ｔ）電が不十分となシ易い、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シスリーブ上
で凝集し易・い等の欠点を有しておシ、実用上困難であ
った。

ところが、特開昭５５−１８６５６号公転において、上
述の欠点を除去した新規な現像方法が提案された。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、次いでこれを静電像にきわめて近接して
現像するものである。この方法は、磁性トナーをスリー
ブ上にきわめて薄く塗布する事にょシスリーブとトナー
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）ナー粒子相互の凝集をとく
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シ地カブリを防止している事等
によって優れた画像がイ（すられるものである。

これらの磁性トナーを用いた一成分系現像方法はキャリ
ヤーを用いないので、キャリヤーとトナーの混合比率の
調敲が不要であシ、また、キャリヤーとトナーを充分均
一に混合するための撹拌操作を特に必要としないから現
像装置全体を簡略且つコンパクトに構成できる利点を有
する。

しかしながら、これらの方法は、湿度条件あるいは摩擦
帯電部材等の表面性によって大きな影響を受ける。例え
ば、高湿環境下で、トナーとｍ擦帯電部材間の階擦４Ｍ
　？Ｅ　ｆｆｉが減少し、画質及び画像濃度の低下をき
たすという欠点を有している。

また、−成分現像剤を用いる現像方法においては、いず
れも現像剤担持部拐上に比較的薄い均一なトナ一層を形
成しなければならないが、環境状態、トナー物性、現像
剤担持部材表面の物性等に依存し、均一なトナー１〜を
得ることができず、特に低湿環境においてムラを生じる
場合が多い。

摩擦電荷をトナーに付与するという意味では二成分現像
剤による現像と基本的には同様に考えられるが、−成分
絶縁性トナーを用いて現像する場合には、トナーをトナ
ー担持体上にいかに均一に塗布し、かつ安定にその状態
を維持するかが重要であシ、上記の問題も含めて二成分
現像剤による現像とは大きく異なるものである。

本発明の目的は、上記の如き欠点の起らない、−成分系
絶縁性トナーを用いる現像方法を提供することにある。

また、別の目的は、トナーの荷電性がきわめて良好で鮮
明な画像のイ↓ノられる現仔方法を提供することにある
。

ま／こ、別の目的は、繰返しの複写に対して、画像濃度
が低下しない現像方法を提供することにある。

また、別の目的は、高湿会件下においてｉｉ！ｕ像濃度
が殆んど低下しない現像方法を提供することにある。

すなわち、本発明は、キャリア粒子を用いずに摩擦＋ｊ
′ｉ電せしめられた絶好性トナーを用いて電気的潜像を
現像する方法において、前記トナーに摩擦電荷を付与す
る部材の表面をトナーと反対に帯電する物質でプラスト
処理したことを特徴とする現像方法を提供するものであ
る。

以下に本発明の方法について図面を参照しながら説明す
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栴成を示すものであυ、勿
論これに限定されない。

１は静電像保持体に相当し、光静電層を含む感光体ドラ
ムであシ、表面に絶縁層を有するもの或はイｊ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
、ベルト状のものも明細である。２は周知の感光化７＋
Ｙ屯装置、３は原稿後、又は光像、或は画像信号によ＃
）変調された光ビーム等を投影する光像照射装置である
。

これによシ感光体１に静電像を形成する。４は現像装置
４であシ、現像剤担持体４ａを有していて、これによシ
感光体１上の＃Ｐｔ像に従ったトナー粒子顕画像を形成
する。５はル「かるトナー像を転写材乙に転写する装置
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１′仁等によりｉ荷を付与する法令もある。

又、感光体１上の静電像を一旦別の像担持体に杉し、こ
れを現像装置４によシ顕画像とする、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
写部月６に定着するための定着装置であシ、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実施形態が１折面図で示
される。同図において静電像保持面１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をトナーと反対に帯電する
物質でプラスト処理した非磁性円筒４ｂを静電像保持面
１と同方向に回転することによシ、現像剤容器１２から
送られる一成分絶縁性磁性現像剤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（
間隔５０μ〜５００μ）、多極永久磁石９の一つの磁’
＆（、図示ではＳ極）位置に対向して配置することによ
シ、トナ一層の厚さを薄く（３０μ〜３００μ）且つ均
一に規制する。この円筒４ｂの回転速度なｗ、ｉ％＋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、現像部において、現像剤担体と静電像
保持向との間で交流バイアスを印加してもよい。

木兄１ＩＩＪにおいて、−成分絶縁性現像粉に摩擦電荷
を（；Ｊ与する部材とは、現像粉に接触して現像の為に
必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、ドクターグレード、現像後スリ
ーブ上の残余の現像粉を除去するだめのスクレーパー、
その他摩擦市、荷付与のために現像粉に接危するように
設けた可とり性部材などがある。

本発明に従って摩擦帯電部材、特に、現像剤支持部材を
兼ねる摩擦帯電部Ｉを処理すると、摩擦？ｉｙ電部柱部
材面が凹凸の粗面になり、さらにその表面の一部にトナ
ーと反対に摩擦帯電する物質が強固に付着したシ、或い
は、非常に薄い被膜を形成する。摩擦帯電部材、特に現
像剤支持部Ｉを兼ねる摩擦帯電部材表面を処理して上記
のような状態にすると、未処理の状態と比べてトナーの
荷電性が極めて優れている。さらに、摩擦帯電部材にト
ナーと反対に帯電する物質をポリマーなどと共にコート
した場合、被膜がかなりの厚さを有するので、トナーと
の摩擦によって生じた被膜上の電荷が蓄積され、クー日
ンカによシトナーをその表面に強く引き付は多数枚複写
を行なうと、画像濃度がしだいに低下していく。それに
対して、本発明に従って処理すると、トナーと反対に帯
電する物質が＃擦帯電部拐の表面の一部に強固に付着し
たシ、或いは非常に薄い被膜を形成するので、トナーと
の摩擦によって生じた電荷は、導電性の摩擦イ１）冠部
材を通してリークするので、電荷の蓄積が起らず、多数
枚複写しても画像濃度の低下もなく、安定した荷電をト
ナーに与えることができる。

また、摩擦帯電部材上のトナーと反対に帯電する物質に
よってトナーに電荷を力えるので、高湿下においても未
処理のものと比べて、より高い電荷がトナーに与えられ
、１而で３！濃度も高くなり、画質も向上する。

さらに、現像剤支持部材を兼ねる摩擦イ↑ｊ電部拐をト
ナーと反対に帯電する物質と研摩剤との混合物で処理し
た場合、現像剤支持部材の表面が凹凸の粗面となシ、均
一なトナーの薄層塗布が得られ、トナーの層厚にムラを
生じないようになシ、画像濃度の一様な画像が得られる
。

本発明で用いるプラスト処理方法としては、既知のサン
ドブラスト方法等の技術が使用できる。さらに本発明で
使用するトナーと反対に帯。

電する物質としては、既知の帯電性の艮好な物質と一般
的な砥粒とを混合した研摩剤が使用でき、硬度の高い樹
脂等を含む帯電性物質の場合には単独でプラストしても
良い。

木兄ツ」で使用する？ｉｔ　Ｎ、物質としては、従来か
ら荷電制御剤としている物質、例えば、負帯電性物質と
しては金属錯塩染料や金ゑ福錯塩などがあシ、正帯電性
物質としてはニグロシンや四級化アルキルアンモニウム
塩などがある。

また、帯電物質としては、樹脂も使用でき、例えば、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−ビニルトルエン共重合体、スチ
レン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル
酸メチル共重合体、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−メタクリル酸
メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エテル共重合
体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン
−αクロルメタ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１合
体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン
ープクジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体
、スチレン−アクリロニトリル−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、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化
ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキ
シ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、
ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、
脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩
素化パラフィン、パンフィンワックスなどが単独或いは
混合して使用できる。

また、上記の樹脂に、荷電制徊１剤を添加しても良い。

本発明の一成分系絶縁性トナーは、結Ｎ樹脂と着色剤、
必要に応じて荷電制御剤、ケーキング防止剤等の添加剤
などから成るが、いずれも公知の材料が使用できる。

トナーの結着樹脂としては、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ニスアレン−Ｐ−クロルスチレン
共重合体、ステレンーグロビレン共２ｆｆ合体、スチレ
ン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−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重合体、
スナレンー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−メタクリル酸メチル共重合体、ス
テレンーメククリル酸エテル共重合体、スチレン−メタ
クリル酸メチル共重合体、スチレン−αクロルメタクリ
ル酸メチル共重合体、ステレンーアクリロニ）　！ｊ　
”　共ｚｌ　合（’ｔＣ、スチレン−ビニルメチルエー
テル共重合体、スチレン−ビニルエチルニーデル共重合
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−イソプレン共重合体
、スチレン−アクリロニトリル−インテン共ｆｆｉ　合
体、スチレン−マレインｔｓｌ　共Ｍｉ−合体、スチレ
ン−マレイン敵エステル共ＡＬ合体などのスチレン糸共
力（合体；ポリメチルメタクリレート、ポリメチルメタ
クリレート、ポリ塩化ビニル、ポリｒＪ１ｑ後ビニル、
ポリエチレン、ホリフロビレン、ポリエステル、ボリウ
レクン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ボリ〆ニルブテラ
ール、ポリアクリ／ｌ／酸４（）１脂、ロジン、変性ロ
ジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環
族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン
、パラフィンワックスなどが単独或いは混合して使用で
きる。

トナーには、任意の適当ながしく−［や染料が着色剤と
して使用できる。例えば、カーボンブラック、鉄黒、フ
タロシアニンブルー、１１５　青、キナクリドン、ベン
ジジンイエローなど公知の染顔料がある。

トナーを磁性トナーとする場合には、鉄、コバルト、ニ
ッケルなどの強磁性元素、あるいはマグネタイト、ヘマ
タイト、フェライトなどの鉄、コバルト、ニッケル、マ
ンガンナトノ合金や化合物、その他の強磁性合金などの
磁性体を含有せしめればよい。

トナーには必要に応じて添加剤を混合しても良い。その
ような添加剤としては例えばテフロン、ステアリン酸亜
鉛の如き滑剤、あるいは定着助剤（例えば低分子量ポリ
エチレンなど）、また流動性付与剤、ケーキング防止剤
（例えばコロイダルシリカなど）、あるいは導電性付与
剤として酸化スズの如き金属酸化物等がある。

以上のトナー構成を、マイクロカプセルトナーにおいて
、壁材、芯材あるいはその両方に担持させるととも可能
である。

〔実施例　１〕 第２図において、現像剤支持部材たる非磁性スリーブと
して直径５０闘のステンレススリーブを、プラスト砥粒
として２Ｑｔ％のニグロシンを含むΦ６００のカーボン
ランダムを用い、吹きつけノズル径７φ、距離１００間
、空気圧４　ｋｇ／錦２．２分間の条件でサンドブシス
ト処理を行なった。

ポリエステル樹脂から成る絶縁層、ＣａＳとアクリル樹
脂とから成る感光ＩＦ：ｉ及び導■Ｌ性基板の５Ｍよυ
なる感光ドラムの絶縁層表向に＋６に■のコロナ放電に
より一椋にイＥ’亀を行ない、次いで原ｌ１ＩＩＩ像照
射と同時に７にＶの交流コロナ放電を行なった後、全面
一様に露光し、感光体表面に電気的潜像を形成した。

前記潜像を、上記のスリーブを用いてスリーブ表面磁束
密度７００ガウス、穂切シブレード−スリーブ表面開用
ｉ０．２ｍｍ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）型ｆ１！像
器を前記感光ドラム表面−スリーブ表面間距離０．２５
ｍｍに設定し、スリーブにａｏｏＪ（ｚｉに■の交流及
び１５０Ｖの直流バイアスを印加してスチレン−メタク
リル酸ブチル共重合体１００Ｎ旦部、磁性粉６０重量部
、負性荷電制御剤として、金属錯塩染料２重混部から成
るトナーに、外添物として疎水性コロイダルシリカをト
ナーに対してＯ，３妹ｔ％を添加混入したものを現像剤
として用いて現像し、次いで転写紙の背面よシー７にＶ
の直流コロナを照射しつつ粉像を転写し、複写画像を得
た。なお感光ドラム上の残余の現像剤は磁気ブラシクリ
ーナーによシ除去し定着は市販の普通紙複写機（商品名
、ＮＦ−５０００、キャノン製）を用いて行なった。得
られた画像は鮮明で解像度が高く、またカプリもなかっ
た。画像濃度は１．３で、１万枚複写しても画像濃度及
び画質は耐久前とほぼ同等であった。

さらに、高温高湿（３５℃、８５％）下でも画像濃度は
１．２で、良好な画像が得られた。

〔実施例　２〕 現像剤支持部材たる非磁性スリーブとして、直径２０關
のアルミニウムスリーブをまずカーボンランダムのみを
用いて実施例１とほぼ同じようにしてサンドブラスト処
理し、さらに、負極性に帯電する金属錯塩染料１０牟％
内添したポリメタクリル酸メチルの微粉末（平均粒径７
μ）を用い、もう一度ブラスト処理した。

このスリーブを市販の普通紙複写機（商品名、ＰＣ−２
０，キャノン製）に適用し、スチレン−メタクリル酸ブ
チル共重合体８０ｍ付部、スチレン−ブタジェン共重合
体２０Ｍ（置部、磁性粉６０重量部、ニグロシン２重量
部から成るトナーに、親水性コロイダルシリカをトナー
に対してｏ、ｓｗｔ％を外添し現像剤として現像テスト
を行なった。

画イ９；濃度は１．４で、高温高湿下でも１．０以上の
画像８１１度を有し、カブリのない鮮明な画像がイ（Ｉ
られた。

【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
又は記録装置の一例の概略を示す説明図。 第２図は、現像工程の一実施形態を示す断面図。 １・・・静電像保持体 ４・・・現像装置 ４ａ・・・現像剤相持体 ９・・・磁石 １１・・・現像剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャリア粒子を用いずに摩擦？ｆｔ１せしめられた絶縁
   性トナーを用いて電気的潜像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表面をトナーと
   反対に′＠電する物質でプラスト処理したことを特徴と
   する現像方法。