JPS645703B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は脂肪族含弗素化合物を少なくともその
表面に含有する摩擦帯電部材により摩擦帯電せし
められた一成分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2297691
号明細書、特公昭42―23910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を用いて現像
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
定着し複写物を得るものである。 また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
方法も種々知られている。 例えば米国特許第2874063号明細書に記載され
ている磁気ブラシ法、同2618552号明細書に記載
されているカスケード現像法及び同2221776号明
細書に記載されている粉末雲法及びフアーブラシ
現像法、液体現像法等多数の現像法が知られてい
る。 これらの現像法に於いて、特にトナー及びキヤ
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、反面キヤ
リヤーの劣化、トナーとキヤ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すぐれたものが多い。
米国特許第3909258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
面とスリーブ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成分現像方法がまつわる問題点を回避したす
ぐれた方法であるが、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特開昭52―94140号
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りスリーブ上で凝
集し易い、等の欠点を有しており実用上困難であ
る。 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
事なく対向させ、現像するものである。 この方法によれば、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、磁力によつてトナーを支持し、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、トナーを磁力によつて支持し
又これを静電像に接する事なく対向させて現像す
る事により地カブリを防止している事等によつて
すぐ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
はキヤリヤーを用いないので、キヤリヤーとトナ
ーの混合比率の調整が不要であり、また、キヤリ
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、一成分系のトナーを用いる現像
方法に於ては、撹拌操作が少ないためにトナー保
持部材上でトナーが左右に移動する程度が極めて
少なく、小さい原稿を複写する場合などにはトナ
ーが現像に全く使用されない部分ではトナー保持
部材上を同一のトナーが付着したまま回転するの
みで新しいトナーの供給はほとんど行われない。
例えば、Ａ―４サイズの原稿を多数複写した後に
幅の広いＢ―４サイズなどの原稿を複写すると幅
の広がつた部分即ち、トナー保持部材上のＡ―４
サイズの複写の際に全く使用されていなかつた部
分によつて現像された画像は使用されていた部分
によつて現像された画像に比べて画像濃度が低い
という現象が見られる。この原因は明確にされて
いないが、上記の如く一成分系のトナーがほとん
ど左右に移動せず、現像に使用されない部分は常
にほゞ同一のトナーがトナー保持部材に付着した
まゝ繰り返し回転されており、新しいトナーが供
給交換されないことによつて起るものと考えられ
る。 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、一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
であり、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一成
分絶縁性トナーを用いる現像方法を提供するもの
である。 また、別の目的はトナーの荷電性が良好で鮮明
な画像の得られる現像方法を提供するものであ
る。 すなわち本発明は、電気的潜像を摩擦帯電せし
められた一成分絶縁性トナーを用いて現像する方
法において、前記トナーに摩擦電荷を付与する部
材であり且つ現像部へ摩擦電荷を付与された該ト
ナーを搬送するための部材である現像剤担持体の
少なくとも表面層の一部もしくは全体が脂肪族含
弗素化合物を含有してい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４ａを有してい
て、これにより感光体１上の静電像に従つたトナ
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像担持体に移つし、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つてい
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
ある表面に脂肪族含弗素化合物の約10μ厚のコー
ト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
摩擦によつて、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１
０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
剤担持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。 本発明において、一成分絶縁性現像粉に摩擦電
荷を付与する部材とは、現像粉に接触して現像の
為に必要な電荷を付与する部材であるスリーブ等
の現像剤担持体である。 本発明で使用する脂肪族含弗素化合物として
は、ポリテトラフルオロエチレン，ポリトリフル
オロクロロエチレン，ポリフツ化ビニリデン，テ
トラフルオロエテチレン―ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体，ポリフツ化ビニル，エチレン―テ
トラフルオロエチレン共重合体などのフツ素を含
む重合体、もしくは分子鎖末端あるいは分子鎖中
にエーテル基，カルボキシル基，スルホン基，ア
ミノ基，アミド基，第４級アンモニウム基、水酸
基などの極性基を有する脂肪族フルオロカーボン
ないしは脂肪族フルオロクロロカーボン化合物な
どがある。 本発明において、以上の脂肪族含弗素化合物は
先述したトナーに摩擦電荷を付与する部材の少な
くとも表面に含有されるが、該部材はアルミニウ
ム、ステンレス、銅などの金属等の基体の表面に
前記脂肪族含弗素化合物の層を形成せしめた形態
のものが好ましい。 このように脂肪族含弗素化合物の層を形成せし
めるには、周知の溶剤に分散もしくは溶解せしめ
て、または適当な結着剤と共に分散もしくは溶解
せしめて、その溶液を記記基体に塗布すれば良
い。場合により、加熱処理することも好ましい。
このような方法で層を形成せしめることにより、
均一なコート層が得られる。 さらに本発明においては、摩擦帯電部材基体と
の接着性、塗布性、耐久性などの諸物性の改良の
目的或いはその他の目的のために上記脂肪族含弗
素化合物に他の適当な高分子、染顔料、可塑剤、
老化防止剤やカーボンブラツク、金属微粉、イオ
ン性界面活性剤などの導電化助剤、ガラス繊維、
ステンレスフイラメントなどの補強部材、疎水性
コロイダルシリカなどを添加することができる。 本発明の一成分絶縁性トナーは結着樹脂と着色
剤、荷電制御剤、定着助剤、ケーキング防止剤等
の添加剤などから成るが、いずれも公知の材料が
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―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
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、ポリアマイド、ポリアク
リル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹
脂、フエノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素
樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフイン、パ
ラフインワツ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、カーボンブラツ
ク、各種染顔料、可塑剤、コロイド状シリカ、タ
ルク、などがある。 さらに磁性現像粉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、フエライト等の鉄、コバルト、ニツケル、マ
ンガンなどの合金や化合物、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を
含有せしめることができる。 本発明の如く、一成分絶縁性トナーに摩擦電荷
を付与する部材である現像剤担持体の少なくとも
表面層の一部もしくは全体に脂肪族含弗素化合物
を含有せしめると、含有せしめない場合に比べて
多数枚複写を行なつても常に画像濃度の高い鮮明
な画像が得られ、また一成分トナー特有の小さい
原稿を多数枚複写後に大きい原稿を複写すると幅
の広がつた部分の画像濃度が薄くなる現象も殆ん
ど認められなくなる。 以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例 １ ポリテトラフルオロエチレン（商品名、ハブロ
ンＬ―２、ダイキン工業社製）３重量部、ポリウ
レタン（商品名、バンデツクス、大日本インキ化
学社製）３重量部、トルエン100重量部からなる
分散液を用いて、50mmφのステンレス製円筒表面
に約10μ厚のポリテトラフルオロエチレンとポリ
ウレタンとの混合層を形成し、この円筒をスリー
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20重量部、ｎ―ブチルメタク
リレート40重量部、トルエン120重量部、ローズ
ベンガル１％メタノール溶液４重量部からなる混
合物をボールミルにて６時間分散混合した。これ
を0.05mm厚のアルミニウム板に乾燥塗布厚が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―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
い静電潜像を形成した。 この潜像を、前記円筒をスリーブとし、第２図
に示すようなスリーブ表面磁束密度700ガウス、
穂切りブレード―スリーブ表面間距離0.2mmのス
リーブ回転マグネツト固定（スリーブ周速はドラ
ムのそれと同じで回転方向は逆）型現像器を前記
感光ドラム表面―スリーブ表面間距離0.25mmに設
定し、スリーブに200Hz600Vの交流及び―150V
の直流バイアスを印加して、スチレン―アクリル
酸グチル―メタクリル酸ジメチルアミノエチル共
重合体20重量部、スチレン―アクリル酸ブチル共
重合体80重量部、磁性粉50重量部、疎水性コロイ
ド状シリカ0.4重量部から成る現像剤を用いて現
像し、次いで転写紙の背面より―7KV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
シクリーナーにより除去し定着は市販の普通紙複
写機（商品名、NP―5000、キヤノン製）を用い
て行なつた。得られた画像は鮮明で解像度が高
く、またカブリもなかつた。さらにA4サイズの
紙で1000枚複写を行なつた後、B4サイズで複写
したが幅が広がつた部分の画像濃度が薄くなる現
象は殆んど認められなかつた。 実施例 ２ ポリテトラフルオロエチレンの分散溶液（品
名、ポリフロンタフコートエナメル、ダイキン工
業社製）を用いて、50mmφのステンレス製円筒の
表面に約15μ厚のポリテトラフルオロエチレン混
合物層を形成し、約300℃で焼成した後、この円
筒をスリーブとして用いた。 ポリエステル樹脂から成る絶縁層、cdsとアク
リル樹脂とから成る感光層及び導電性基板の３層
よりなる感光ドラムの絶縁表面に＋6KVのコロ
ナ放電により一様に帯電を行ない、次いで原画像
照射と同時に7KVの交流コロナ放電を行なつた
後全面一様に露光し、感光体表面に電気的潜像を
形成する。 前記ポリテトラフルオロエチレンの被覆層を有
するスリーブを第２図の如く、スリーブ表面磁束
密度700ガウス、穂切りブレード―スリーブ表面
間距離0.2mmのスリーブ回転マグネツト固定（ス
リーブ周速はドラムのそれと同じで回転方向は
逆）型現像器を前記感光ドラム表面―スリーブ表
面間距離0.25mmに設定し、スリーブに200Hz600V
の交流及び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―マレイン酸ブチル共
重合体100重量部磁性粉50重量部、疎水性コロイ
ド状シリカ0.4重量部から成る現像剤を用いて現
像し、次いで転写紙の背面より7KV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ブレードクリ
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、キヤノン製）を用いて行
なつた。実施例１とほぼ同様な結果が得られた。
また、ポリトリフルオロクロロエチレン、テトラ
フルオロエチレン共重合体を用いてもほゞ同様な
結果が得られた。 実施例 ３ ノニオン系フツ素系界面活性剤（品名、メガフ
アツクＦ―1440、大日本インキ化学工業製）１重
量部、ポリエステル樹脂（品名、バイロン―200、
東洋紡製）５重量部、メチルエチルケトン100重
量部よりなる溶液中に、50mmφのステンレス製円
筒を浸漬ひき上げた後乾燥して円筒表面に約15μ
厚の被覆層を得この円筒をスリーブとする以外は
実施例１と同様に行なつた。実施例−１と同様に
良好な結果が得られた。 比較例 １ スリーブ表面にポリテトラフルオロエチレンを
塗布しないことを除いては、実施例１と同様に行
なつたところ、良好な画像が得られたが、A4サ
イズの紙で1000枚複写を行なつた後、B4サイズ
で複写したところ幅が広がつた部分の画像濃度が
著著しく薄くなつた。 【表】

【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、本発明で用いる現像工程の１実施
形態の断面図。 １……感光ドラム、４……現像装置、４ａ……
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
……絶縁性磁性トナー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気的潜像を摩擦帯電せしめられた一成分絶
   縁性トナーを用いて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であり且つ現像
   部へ摩擦電荷を付与された該トナーを搬送するた
   めの部材である現像剤担持体の少なくとも表面層
   の一部もしくは全体が脂肪族含弗素化合物を含有
   していることを特徴とする現像方法。