JPS6035763A - 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り電気的潜像を現
像する方法に関する。

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４２−２！１９１０号公報（米国特許
第５，６６６．５６５号明細書）及び特公昭４！１−２
４７４８号公報（米国特許第４．０７１，３６１号明細
書）等に記載されている如く、多数の方法が知られてい
るが、一般には光導電性物質を利用し、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
ーで現像を行なって可視像とし、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、圧力等により
定着し、複写物を得るものである。

静電潜像をトナーを用いて可視像化する現像方法も種々
知られている。例えば米国特許第２８７４０（５３号明
細書に記載されている磁気ブラシ法、同第２６１８５５
２号明細書に記載されているカスケード現像法及び同第
２２２１７７６号明細書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
像法が知られている。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、液体現像法などが広く実
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、反面キャリヤー
の劣化、トナーと＝？　−？　ＩＪキャー混合比の変動
という２成分現像剤にまつわる共通の欠点を有する。

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種提案されているが、中
でも、磁性を有するトナー粒子より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り導？Ｆ　
’ｉミスリーブに導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
により導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよ
りトナー粒子に電荷が導かれ、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あるため、現像した画
像を、記徽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月
１いる現像方法として、トナー粒子の誘電分極を絶」用
した現像方法がある。しかし、か＼る方法は本質的に現
像連関がおそい、現像画像の濃ＩＷ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
擦等罠より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材との接触回数が少
なく摩擦帯電が不十分となり易い、・；１ｆ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ゆスリーブ
上で凝集し易い、等の欠点を有しておシ、実用上困離で
あった。

ところが、特開昭５５−１８６５６号公報等において、
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
相対的圧移動させる事によりト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り地力ブリを防止している事
等によって優れた画像が得られるものである。

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
調整が不要であシ、また、キャリヤーとトナーを充分均
一に混合するための４’＋′を押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、１成分現像剤を用いる現像方法においては、い
ずれも現像剤相持部利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、均一々トナーｌｊ
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乃合には、トナーをトナ
ー担持体上にいかに均一に塗布し、かつ安定にその体躯
を維持するかが重要であり、上記の問題も含めて二成分
現像１１１１による現像とは太き（ｊ４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１Ｅ性がきわめて良好で鮮
明な画像の得られる現像方法を提供することにある。

また、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ととにある。

また、別の目的は、低湿条件下において塗布ムラや画像
濃度ムラを生じ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Ｉ′ｊ！
！擦帯？ｄ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同極性に帯電する物質でブ
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構成を示すものであり、勿
論こ力に限定されない。

１は静電像保持体に相当し、光静電Ｅ４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、いす力も使用可り鴇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
電装部、３は原稿後、又は光像、戊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１象装
置であり、現像剤担持体４ａ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け斯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
ロナ放戊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像」Ｕ特休に移し、これを現
障装Ｒ４により顕画像とする。所謂静ｉＭ像転写方式を
採用することも町ｈＨ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・ｉ′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（ａ掃除人し、感光体１の再使用のためのクリーニ
ング装置ｉ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実施形態が断面図で示さ
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け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同極性に帯電する
物質でブラスト処理した非磁性円面４ｂを静電；℃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
ら送らハ、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１ｏを円筒表面に近接し
て（ＩＩＪ’ｌ隔５０μ〜５００μ）、多極永久磁石９
の一つの磁極（図示では”□＊　）位ｄに対向して配置
することにより、トナ一層の厚さを薄く（６０μ〜３０
０μ）且つ均一に規制する。Ｃの円筒４ｂの回転速度を
調節することにより、現滓剤鳩の表層速度及び好ましく
は内部速Ｉｙが静’Ｉｆ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
グレード１゜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ｌｎＱまた、ヲ１．像部において、
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
してもより０ 本発明において、−成分絶縁性現像粉に摩擦電荷を付与
する部材とけ、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５例え
ばスリーブ、ドクターブレード、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、Ｊ−１その他摩
擦電荷付与のために現像粉に接触するように設けた可と
う性部材などがある。

本発明に従って摩擦帯電部材、特に、現像剤支持部材を
兼ねる摩擦帯電部材を処理すると、摩擦帯電部材の表面
が凹凸のノ且面になり、さらにその表面の一部にトナー
と同極性摩擦帯′准する物質が強固に付着する。摩擦帯
電部材、特に現像剤支持部材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低湿下でも極めて安定になる。

す冷わち、摩擦帯電部材表面の処理により、トナーと同
極性に帯電する物質が摩擦帯電部材表面の一部に存在す
るので、低湿下でのトナーの過剰帯電が押えられ、トナ
ーの帯′ｆＴＫ、ｔが安定化する。したがって低湿下で
も、現像剤支持部材へのトナーの薄層塗布骨が均一化さ
れ、塗布ムラや画像濃度ムラが生じなくなる。

さらに、現像剤支持部材を兼ねる摩擦帯電部材をトナー
と同極性に帯電する物質と研摩剤との混合物でブラスト
処理した場合、現像剤支持部材の表面が凹凸の粗面とな
り、よりいっそう均一なトナーの薄層塗布が得られ、ト
ナーの層厚にムシが生じなくなり、画像濃度の安定した
画像が得られるようになる。

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
帯電性の良好な物°αと一般的な砥粒とを混合した研摩
剤が使用でき、硬Ｉ隻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。

本発明で使用する帯電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゛覗性物質としては金属
錯塩染料や金属錯基などがあり、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ＰＬ−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
酸エチル共重合体、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、スチレンービ
ニルメチルエーテ／Ｌ共！合体、スチレン−ビニ　Ａ／
　エチ／Ｌ／　！　−７一ル共重合体、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−インデン共重合体、スチ
レン−マレイアｆｊ２共ｉ！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。

また上記の樹脂に、荷電制御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着４６．↑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
１、 トナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ボ１７　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１１合体；スチレン−Ｐ−クロルス
チレン共重合体、スチレンーブｎ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−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メ
タクリル１俊ブチル共重合体、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を合（Ｌ
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ｘ合体、スチレンーマレイ
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４ｆｆｆ　Ｉ
Ｉ旨、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ｍ　Ｉｌｌ、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＠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、任意の適当な顔料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、郡青、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、
マンガンなどの合金や化合物、その他の強α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ｒ′
ｐＩ岨鉛の如き滑剤、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）、あるいは導間
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
、管材、芯材あるいはその両方に担持させるととも可能
である。

〔実楕例１〕 棺２図において、ＥＴｌ、請求刑支持部材たる非ソｃ荘
性スリーブどして直径２０鰭のアルミニウムスリーブを
まずｌｌ：４ｎｏカーボンランダムのみを用いて、吹き
つけノズル径７φ、距離１００闘、ａｉｒ圧４　ｋｇ／
ｃｍ”　、　２分間の条件でサンドブラスト処理を行な
い、さらに、正極性に帯電するニグロシンを５ｗｔ％内
添したポリメタクリル１浚メチルの微粉末（平均灼径７
μ）を用い、再度プラスト処理した。

このスリーブを布板の普通紙複写機（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８０重量部、スチレン−ブタジェン共重合
体２０重量部、磁性粉６゜重量部、ニグロシン２ｆｆｌ
！部とから成るトナーに、湿式法で製造したコロイダル
シリカを疎水化処理したシリカをトナーに対して０．５
　ｗｔ　Ｖ；外添し、現像剤として現像テストを行った
。

画像？ＩＡ度は１．２でトナーを補給しながら、４００
０枚複写を繰り返したが、画＋１！濃ｆ↓Ｖ及び両賓は
耐久前とほぼ同等であった。

さらに、低温低湿（１００１０％）下でも、画像濃度は
１．０前後を推移し濃度低下もなく。

塗布層も均一で塗布ムラもなく、画像中の４度ムラも生
じなかった。

〔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３０φ
のステンレススリーブを、ブラスト砥粒として２ｗｔ％
の負極性帯′心性の全屈錯塩染料（商品名、ザポンファ
ーストブラックＢ。

Ｃ８Ｔ、ＡＣｌｄＢｌａＣｋ　６！１．　ＢＡＳＦ　１
ｊｌＪ　）を含む一＃＝６００のカーボンランダムを用
い、実施例１と同じサンドブラスト処理を行なった。

ポリエステル樹脂から成る絶縁１ｑ、ＣａＳとアクリル
樹脂とから成る感光層及び４電性基板の５層よりなる感
光ドラムの絶縁、Ｉ′Ｌｉ表１ｍに＋６　ＫＶのコロナ
放散により一様に帯電を行ない、次いで原画像照射と同
時に７　ＫＶの交ＤＩらコロナ放電を行なった段、全面
一様に露光し、ｊ、家元体表面に電気的潜像を形成した
。

ドースリーブ表面間距Ｔ’ｉｆ［０−２ｍｍ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＋Ｊ！像器を前記感光ドラム表面
−スリーブ表面間圧＃０．２５　ｒｌＩｍに設定し、ス
リーブに８００Ｈ２ＩＫＶの交流及び１５０■の直流バ
イアスを印加して、スチレン−メタクリルｆ１２グチル
共重合体１００重驕部、磁性粉６０重置部、負極性の帯
電制御剤として、ジクーシャルブチルサリチ／Ｉ／ｒＪ
１１のクロム錯塩２重量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０．３ｗ
ｔ％を添加混入したものを現像剤にして用いて、現像し
、次いで転写紙の背面より一７ＫＶの直υ１ｔ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ｆｆｌ気プランクリーナーによ
り除去し、定着は市販の普通紙複写機（商品名、ＮＰ−
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品く、まｒｃカブリもなかった。画
像ｅＲ＋ｔｈＨは１．３で、１万枚複写しても画像６’
＋　ｕｔ及び画質は耐久前とほぼ同等であった。

さらに、低温低湿（１０’０１０％）下でも、両１を濃
度は耐久テスト前後で１．０以上あり、良好な画像が得
られ、耐久テストを行なっても、塗布ムラや濃度ムラ等
の開門は生じなかった。

【図面の簡単な説明】

ｔゴ 第１図　本発明に係る現像方法が適用可能なべ 複写装置又は記録装置の一例のパ呪略を示す説明図、 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・・・・現像剤担持体 ９・・・・磁石 １１・・・・現像剤 出願人　キャノン株式会社 戸　−テラ。 代理人　丸　島　義　旨：、。 ７′１・　・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャリア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同極
   性に帯電する物質でプラスト処理することを特徴とする
   現像方法。