JPS6087351A - トナー塗布方法及びトナー塗布用磁性粒子 - 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、トナーにより静電潜像を現像するためのトナ
ー塗布方法に関する。

従来、乾式−成分現像装置としては各種装置が提案され
又実用化されている。しかし、いずれの現像方式におい
ても乾式−成分現像剤の薄層を形成することは極めて難
かしく、このため比較的厚い層の形成で現像装置を構成
していた。

しかるに現像画像の鮮明度、解像力、などの向上がめら
れている現在、乾式−成分現像剤の薄層形成方法及びそ
の装置に関する開発は必須となっている。

従来知られている乾式−成分現像剤の薄層を形成する方
法としては、特開昭５４−４３０３７号が提案されてお
り、且つ実用化されている。しかし、これは磁性現像剤
の薄層形成に関するものであった０磁性現像剤は磁性を
持たせるため磁性体を内添しなければならず、これは転
写紙に転写した現像像を熱定着する際の定着性の悪さ、
現像剤自身に磁性体を内添するためのカラー再現の際の
色彩の悪さ等の問題点がある。

このため非磁性現像剤の薄層形成方法として、ピーバー
ｏ毛のような柔り毛を円筒状のブラシにして、これに現
像剤を付着塗布する方法や、表面がベルベット等の繊維
で作られた現像ローラにドクターブレード等により塗布
する方法が提案されている。しかしながら上記繊維ブラ
シにドクターブレードとして弾性体ブレードを使用した
場合、現像剤量の制御は可能であるが、均一な塗布は行
われず、現像ローラ上の繊維ブラシを摺擦するだけで、
ブラシの繊維間に存在する現像剤への摩擦帯電電荷賦与
は行なわれないため、ゴースト等の発生しゃす込という
問題点があった。また、非磁性現像剤を有しているので
、装置からの現像剤の漏れを防止することが難かしかっ
た。

本発明は上述の従来方法の問題点を除き、現像剤を現像
剤保持部材表面に均一な薄層として形成し、且つ、十分
な摩擦帯電を与え、−塗布する新規なトナー塗布方法を
提供することを目的としている。更に本発明は、上記現
像剤が現像装置から漏れ出すのを防止することを目的と
している。

上記目的を達成する本発明の塗布方法は、トナーとトナ
ー塗布用磁性粒子とを貯蔵する現像剤容器と、潜像保持
体にトナーを搬送するトナー担持体と、前記現像剤容器
のトナー出口の上流側で前記トナー担持体と接触するト
ナー塗布用磁性粒子による磁気ブラシを形成する磁石と
を配して、前記トナー担持体上にトナーの薄層を形成す
るトナー塗布方法において、上記磁性粒子の流動度が１
０〜５ｏ（８）１５ｏ２であることを特徴とするもので
ある。

上記本発明の潜像保持体としては、感光体や絶縁体層を
有するドラム状やベルト状の部材であシ、磁極としては
磁石ローラの軸方向に同極性又は異極性の磁極を着磁し
たものや、棒状の複数の磁石を固定支持部材上に接着し
たものを用い得る。更に回動する現像剤保持部材として
は、アルミニウム・銅−ステンレス・黄銅等の非磁性金
属や合成樹脂材料によるスリーブ又は樹脂や金属の無端
ベルトの使用が可能であり、その周面はトナーの搬送性
や帯電特性を高めるのに、粗面化又は凹凸模様金膜けて
も良い。また、必要に応じて現像剤容器の出口側に設け
る規制部材としては、鉄等の磁性体やアルミニウム・銅
・樹脂等の非磁性体によるブレード板や壁を用い得る。

以下、図面に従って本発明を説明する。

第１図は、本発明の塗布方法を適用する現像原理を説明
するための現像装置の断面図を示す。

図におりて、ｌは電子写真感光体ドラムであシ、図示し
ない潜像形成手段により形成した潜像を保持し、図示の
現像位置を矢印ａ方向に回転して通過する。仁の感光体
ドラムｌに対しては、トナーを担持するトナー相持体で
ある非磁。

性スリーブ２が、所定の間隙を保って対向しており、こ
のスリーブ２は矢印す方向に回転する。

このスリーブ２の上部にはトナー４と磁性粒子５の混合
体を貯蔵する樹脂やアルミニウム等の非磁性材料を用い
た容器３が位置し、この容器３ｃＤｘリーフ”回転方向
下流には、磁性ブレード６がねじ止めされている。

一方、この磁性ブレード６に対するスリーブ２の反対側
には、磁石７が設けられている。この磁石の取付は位置
は、磁極の位置と磁性ブレード６との関係で決定され、
実際には磁性ブレード６の位置よりも若干上流側に磁極
を設けることで形成する磁界の作用で、磁性粒子の流出
防止、及びトナーの均一塗布の点で（に良好な結果を得
る。

上記構成において、容器３内の磁性粒子５は、磁石７の
Ｓ極と磁性ブレード６との内に生じる磁界により、磁気
ブラシ８を形成する。そして、スリーブ２が回転するこ
とにより上記磁気ブラシ８を保持したまま、磁性粒子と
トナーとを攪拌混合される。この状態で容器３の磁性プ
レード側では、このブレード６の存在により磁性粒子と
トナーの混合体は、仁のブレードにより移動が阻止され
て上昇し、矢印Ｃ方向に循環運動する。

これによシトナーは、磁性粒子との混合によシスリーブ
２ないしは磁性粒子によって摩擦帯電される。帯電され
たトナーは、磁性ブレード６の近傍に形成した磁気ブラ
シ８によシ、スリーブ２の表面に鏡映力によシ均一に薄
く塗布され、感光体ドラムとの対向位置に至る。

ところで、磁気ブラシ８を構成する磁性粒子５は、磁石
７の磁界による拘束力が、摩擦力が原因する搬送力より
大となるように設定することで、スリーブ２上には流出
しない。そして、磁気ブラシ８の領域内にトナーがあれ
ば、磁気ブラシ８の磁性粒子とこのトナーとの比率は、
スリーブ２の回転によりはぼ一定値を保つ。これにより
現像でスリーブ上のトナーが消費されても、自動的に磁
気ブラシ８の領域にトナーが供給される。従って、上記
スリーブ２上には常に一定量のトナーの供給塗布が可能
となる。

以上の説明で明らかな如く、本発明における構成要素と
して特に磁性粒子が重要である。上記磁性粒子は、従来
、トナーよりもはるかに多い量でトナーと混合されてい
た２成分系現像剤に使用されたキャリヤ材としての磁性
粒子が有していた機能、すなわち、主としてトナーに帯
電付与を行ない、その帯′ＪＬ量を制御する機能よりは
むしろ、多量のトナーが存在する系で磁気ブラシを形成
しトナー担持体上にトナーを塗布し、またその量を規制
する機能を果たさなければならない。同時に循環移動し
ながらトナーを供給する機能をも有していなければなら
ず、さらに、この磁性粒子は規制部材を通過しては好ま
しくない。これらの機能を満たす為には、磁界により発
生する適当な拘束力を有しながら、しかも適当な循環性
を示し、かつ形成された磁気ブラシのブラシの状態は、
均一な塗布を可能にする為に適度な硬さと密度をもって
いなければならない。例えば比較゛釣線なブラシはトナ
ー担持体上に規制不足のスジを生じやすくする傾向があ
り、文通に密なブラシは保持部材上の塗布層の厚さを極
薄にする傾向があシ、いずれも好ましいものではない０
さらに一例をあげれば循環性が良すぎる場合は塗布層が
厚くなって画像上にカプリが生じたり、又循環性が悪い
場合にはゴーストが生じやすくなるなど種々の欠点が生
じる場合がある。

本発明者らは、前記本発明に使用される磁性粒子が必要
とされる様々の機能を満たす為に植種検討した結果、磁
性粒子の流動性が大きな影響を及ぼすとの知見を得た。

例えば磁性粒子の流動性が悪い場合にはブラシの循環が
悪くなり前述した如くゴーストの発生あるいは塗布量不
良による濃度低下（場合によっては一部画像が白く抜け
る）等の欠点が生じ磁性粒子の流動性が良すぎる場合は
ブラシの循環が速すぎることによる欠点、例えばカプリ
の発生、あるいは磁性粒子が規制部材を通過してもれる
等の問題点が生じるの如くである。よって磁性粒子の流
動性には好ましい範囲が存在する。磁性粒子の流動性は
例えばＪＩＳ　Ｚ−２５０２に規定されているような流
動度を測定することによって規定することができる。

本発明においては財団法人生産開発科学研９ｅ所製の粉
末流動計を用い、ＪＩＳ　Ｚ−２５０２に規定されてい
る操作方法に準じて測定を行い、流動度が１０〜５０ｓ
ｅｃ１５０９を示す磁性粒子が好ましく使用でき、より
好ましくは１０〜４０　ｓｅｅ　１５０９の範囲が良い
。（なお機種間のバラツキを補正する補正係数は製造元
指定の標準試料を測定した結果１．０３５とした。） 本発明に使用されるトナー塗布用磁性粒子としては、例
えば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、
マンガン、クロム、　希土ａ等の金属、及びそれらの合
金または酸化物などが使用でき、又その表面が樹脂ある
いは適当な処理剤で被覆されていても良い。又その製造
方法として特別な制約はない。

一方、本発明に用いられ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；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−アクリル−アミノアクリル系共重合体、スチレン−
アミノアクリル系共重合体、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。

トナーにおいては、任意の適当な顔料や染料が着色剤と
して使用可能である。例えば、カーボンブラック、鉄黒
、フタロシアニンブルー。

群青、キナクリドン、ベンジジンイエローｆｘト公知の
染顔料がある。

また、荷電制御剤としてアミン化合物、第４級アンモニ
ウム化合物および有機染料、特に塩基性染料とその塩、
ベンジルジメチル−ヘキサデシルアンモニウムクロライ
ド、デシル−トリメチルアンモニウムクロライド、ニグ
ロシン塩基、ニグロシンヒドロクロライド、サフラニン
γ及びクリスタルバイオレット、含金属染料、サリチル
酸含金属化合物等を添加しても良い。

以上のトナーの構成は、一般に行なわれている混合−粉
砕法による現像剤に用いても良すし、マイクロカプセル
現像剤の壁材又は芯材あるいはその両方に用いることも
可能である。

以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。例で
示す部は重量部である。

〔実施例１〕 第２図において、第１図と同一部材は同一符号が付しで
ある。実施例装置において感光体ドラム１は矢印ａ方向
に６０問／秒の周速度で回転する。２は矢印す方向に６
６調／秒の周速度で回転する外径３２踊、厚さ０．８．
０ステンレス（ＳＵ、８３０４　）製のスリーブで、そ
の表面は＋−６００のアランダム砥粒を用いて不定屋サ
ンドブラストを施し、周方向表面の徂面度を０．８μｍ
（Ｒｚ　−）にした。

一方、回転するスリーブ２内にはフェライト焼結タイプ
の磁石７を固定して配設し、その第１磁極のＮ極は磁性
ブレード６に対して、スリーブ２の中心Ｏとブレード先
端を結ぶ線から３０度（図示θ）傾けて設定しである。

磁性ブレード６は鉄製であり表面にさび止めのためニッ
ケルメッキを施しだ。このブレード６はスリーブ２の表
面に対して間隔を２００μｍに設定した。

磁性粒子５としては、粒径７０〜１００μ、流動度１４
．８ｓｅｃ１５０ｆの海綿鉄粉を１００ｇ用いた。

一方、トナー４としてはポリエステル系樹脂１００部に
対し、銅フタロシアニン系顔料１０部、負性荷電制御材
５部（アルキルサルチル酸金属錯体）を内添し、シリカ
０５％を外添した平均粒径１２μｍの負（−）極性に帯
電するシアン色の粉体を２００ｇ用意した。そして、上
記トナーと磁性粒子とをよく混合した後、容器３内に入
れる。上記容器３内におけるトナーと磁性粒子との混合
体は、特にこの磁性粒子が磁界の下でスリーブによシ搬
送されることで循環運動する様子が、現像剤が少なくな
った状態で観察できた。

上記構成の現像装置においては、上記スＩＪ−プの回転
にともないスリーブ２０表面には、約４０μｍ厚のトナ
ーのみによる薄層が形成できた。この現像剤層をプロー
オフ法により帯電電位を測定したところ、−７，１μｃ
／ｇ　の電位で均一に帯電していることを確認した。

このスリーブ２に対向する感光体ドラム１表面には、静
電潜像として暗部＋６００ｖで明部子１５０Ｖの電荷模
様を形成し、スリーブ表面との距離を３００μｍに設定
した０そして）上記スリーブに対し電源Ｅにより周波数
８００　Ｈｚ、ピーク対ピーク値が１．４　ＫＶで、中
心値が＋３００Ｖの電圧を印加したところ、現像むらや
ゴースト像、虹にはかぶりのない高品質の鮮明な青色現
像像を得ることができた。

また、容器３内の混合体に関しては、磁性粒子はほとん
ど消耗されずにトナーのみが現像のために消費された。

また、現像機能は上記トナーがほとんど消費されるまで
変わらずに安定していた。上記トナーを消費した後、本
体から現像装置を取出し、スリーブ２の下部を見てみた
が、そこには磁性粒子は勿論のこと、トナーの漏れはほ
とんど発生していなかった。

〔実施例２〕 ブレード６とスリーブ２との間隔を１００μとし、磁性
粒子５としてその表面がフッ素系樹脂でコートされた流
動塵１８．１ｓｏｃ／　５０　？　の鉄粉を用いた。芒
らにトナー４としてスチレンアクリル系樹脂１００部に
対して、アゾ系顔料１０部、アミノアクリル樹脂５部か
ら成るトナーにコロイグルシリカを０．５％外添したも
のを用い、ｈ＆光版板ドラム１ＯＰＣ感光体を使用した
０以上のような構成で実施例１と同様に実施したところ
、磁性粒子の循環性は適正であり、スリーブ２０表面に
はトナーのみによる薄層が形成できた。さらにこの薄層
のトナーを用い感光板ドラム１上の静電荷像を現像した
ところ、極めて良好な赤色現像像を得た。父上記現像機
能は上記トナー４がほとんど消費されるまで変らずに安
定しておりスリーブ２の下部への漏れもなく良好であっ
た。

〔実施例３〕 ブレード６とスリーブ２との間隔を２５０μとし、磁性
粒子５として流動塵２８，２（８）１５０？のフェライ
ト粒子を用いること以外は、実施例２と同様に実施した
ところ、良好な結果を得た。

〔実施例４〕 磁性粒子５として流動塵３８．６ｓｅｃ／　５０　？の
やや偏平状の鉄粉を用いること以外は実施例２とほぼ同
様に実施したところ良好な結果を得た。

〔比較例１〕 磁性粒子５として流動塵５２．１ｓＱｃ７５０　ｔの偏
平状の鉄粉を用いること以外は実施例４と同様に実施し
たところスリーブ２０表面の塗布層の均一性は劣り部分
的な濃度低下が生じスリーブ２の下部において磁性粒子
のもれが認められた。

なお、本実節制ではトナーとして非磁性現像剤を用いた
が、磁性粒子に比べ著しく弱い磁性であり、トリボ帯電
可能であれば磁性現像剤も用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明のだめの現像装置の１祈面図
、第２図は本発明の実施例に用いた現像装置の断面図。 図において、１は潜像保持体である感光ドラム、２はト
ナー担持体であるスリーブ、３は容器、４はトナー、５
は磁性粒子、６は規制部材である磁性ブレード、７は磁
石。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーとトナー塗布用磁性粒子とを貯蔵する現像
   剤容器と、潜像保持体にトナーを搬送するトナー担持体
   と、前記現像剤容器のトナー出口の上流側で前記トナー
   担持体と接触するトナー塗布用磁性粒子による磁気ブラ
   シを形成する磁石とを配して、前記トナー担持体上にト
   ナーの薄層を形成するトナー塗布方法におりて、前記磁
   性粒子の流動症がｌＯ〜５０ｓｅｃ　／’　５０　ｆで
   あることを特徴とするトナー塗布方法。
2. （２）トナーとトナー塗布用磁性粒子とを貯蔵する現像
   剤容器と、潜像保持体にトナーを搬送するトナー担持体
   と、前記現像剤容器のトナー出口の上流側で前記トナー
   担持体と接触するトナー塗布用磁性粒子による磁気ブラ
   シを形成する磁石とを配して、前記トナー相持体上にト
   ナーの薄層を形成するトナー塗布方法に用いるトナー塗
   布用磁性粒子であって、流動症１０〜５０武１５０？の
   感性粒子。