JPH02157766A - 画像形成方法 - 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】

〔発明の技術分野〕 本発明は、クリーニング工程を省略したクリーニング無
し方式の画像形成方法に関するものである。 〔従来技術〕 近年、限られたオフィス空間を有効に活用する為、複写
機やプリンタ等のＯＡ機器に対して小型化の要望が強ま
っている。電子写真プロセスを用いた画像形成装置の小
型化を促進する効果的な方策として、クリー二ング工程
を省略することが考えられる。クリー二ング工程を省略
するには、感光体ドラム周表面上に残留する未転写トナ
ーを発生させなければよい。即ち、現像されたトナー像
を完全に転写材に転写（転写効率＝１００％）できれば
、クリーニング工程が不要となる。 トナーの転写効率は、トナーの帯電量、転写コロナ電流
及び転写極の形状を最′ｉ１設定することによっても高
められるが、この場合、転写効率を８０〜８５％程度ま
で上昇させるのが限度である。 そこで、本願出願人により、次の様な方法（特願昭６１
３−１４３１１８）が先に提案されている。 未転写トナーが発生するのは、トナーを転写させる力よ
りも感光体表面に付着させる力の方が大きい為であり、
従って、その転写力を強めるか或いは付着力を弱めれば
よい。転写電場を高くし転写力を強めれば、トナーの極
性を反転させて逆に転写効率を悪化させる。そこで、ト
ナーの感光体表面への付着力を弱める方法に着目する。 上記付着力の主なものとしてＶａｎ　ｄｅｒ　ｆａａｌ
ｓ力と鏡像力が挙げられるが、両者の比率は８８：１２
で、殆どがＶａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ力と見做せる。 感光体表面とトナー粒子とのＶａｎ　ｄｅｒ　ｆａａｌ
ｓ力を低下させるには、何れかの表面自由エネルギーを
下げればよいが、これは画像品質との関係から技術的に
困難である。そこで、両者の間に表面自由エネルギーの
小さい物質を介在させる方法が考えられる。本願出願人
は、電子写真式画像形成方法に用いる現像剤に添加でき
、且つ、表面自由エネルギーの小さい介在物質として、
疎水性シリカが好適であることに着目し、疎水性シリカ
を現像剤に所定の割合で混合するクリーニング無し電子
写真式画像形成方法を提案した。 〔従来技術の問題点〕 上記方法による場合、画像形成開始から成る程度の間は
、１００％の転写効率を維持できるが、その後、徐々に
転写効率が低下し、残像が発生し始める。又、通常の電
子写真式画像形成方法に比べて、高温環境下で画像ボケ
が発生し易いという問題を存している。 〔発明の目的〕 本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あり、略１００％の転写効率を長期に亘って維持でき、
クリー二ング工程を省略しても残像や画像ボケ等のない
良好な画像を安定して得ることができる画像形成方法を
提供することを目的とする。 〔発明の要点〕 本発明は、上記目的を達成する為、像担持体表面を所定
の極性に帯電させる工程と、帯電した前記像担持体表面
に画像情報に応じた静Ｗ１ｉ１１像を形成する工程と、
前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像工程と、前
記顕像を転写器により転写材上に転写する転写工程とか
ら成り、前記各工程を繰返し実施して画像を得るクリー
ニング無し方式の画像形成方法において、前記現像剤と
して、樹脂中に磁性粉を分散混合し粒状化して得られた
粒子から成るキャリヤ物質と、トナー物質と、前記トナ
ー物質に対し０．５〜２重量％の疎水性シリカ粒子とを
混合して調製される現像剤を用いることを特徴とするも
のである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しなが
ら詳細に説明する。 本実施例は、本発明を液晶プリンタに適用した一実施例
であり、第１図はその液晶プリンタの主要構成を示す模
式図である。尚、主要構成とは、特許請求の範囲に係わ
る構成のことをいう。同図において、感光体ドラム１が
、矢印ａ方向に駆動回転可能に設けられている。感光体
ドラム１の周辺には、その回転方向に沿って、感光体ド
ラム１の周面１ａを所定電位に均一に帯電する帯電器２
、感光体ドラム周面１ａに露光を行い入力情報に応じた
静電潜像を形成する液晶記録ヘッド３、静電潜像にトナ
ーを付与して顕像化する現像器４、及び、現像されたト
ナー像を用紙ｐ上に転写する転写器５が順次配設され、
り＋Ｊ−二ング無し画像形成プロセスが構成されている
。尚、上述の帯電器２と転写器６には夫々所定極性（本
例では帯電器２が一極性、転写器６が十極性）のバイア
ス電源２ａ、５ａが接続され、感光体ドラム１側が接地
されている。液晶記録ヘッド３は、光源３ａ’と、図示
しない多数のマイクロシャッタが形成され、光源３ａか
らの照射光を選択的に透過させる液晶シャッタパネル３
ｂ、及び、マイクロシャッタを透過した光を感光体ドラ
ム周面１ａ上に結像させる結像レンズアレイ３ｃで構成
されている。現像器４内には、感光体ドラム１に現像剤
を付与する現像スリーブ４ａが配設され、この現像スリ
ーブ４ａには現像バイアス電源４ｂが接続されている。 ここで、本発明の現像剤とそれを用いる画像形成方法に
つき、上述の液晶プリンタに適用した例に従って説明す
る。 先ず、疎水性シリカ粒子の外添効果、即ち、トナー粒子
と感光体表面間の付着力を弱める効果が持続しない原因
について考察する。本願発明者等の実験によれば、疎水
化度が８０％のシリカ（ワフカケミカルス゛イーストア
ジア（株）製　：　　ト２０００）　　を画像形成に悪
影響を及ぼさない限度であるトナーに対して１゜０ｗｔ
％だけ外添した現像剤を用い、上記液晶プリンタでクリ
ーニング無しプロセスを実施すれば、約４０００枚のプ
リント枚数に至る迄残像が発生しなかった。しかし、プ
リント枚数が４０００枚を越えると、転写効率が徐々に
低下し、約９０％まで低下した段階で残像が発生し始め
る。又、この段階で、高温環境下における画像ボケ等の
新たな問題が発生した。 これは、プリントを繰返す内に介在物質としての疎水性
シリカ粒子の状態が変化し、介在物質全体の表面自由エ
ネルギーが大きくなり、前述した感光体表面とトナー粒
子間のＶａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ力Ｆｔを弱める効果
が低下した為と推察される。その原因の一つとして、フ
ェライトキャリヤの成分物質が疎水性シリカ粒子の表面
に被着してしまうことが考えられる。 一般に使用されているフェライトキャリヤでは、その製
造過程で生じた粒径が０．２〜２μｍ程度の超微粉磁性
体が、キャリヤ粒子の表面に多数付着している。この超
微粉磁性体が付着したキャリヤからなる現像剤にシリカ
粒子を添加すると、現像器内で現像剤を攪拌する間にキ
ャリヤ表面に付着していた超微粉磁性体が離脱してシリ
カ粒子（粒径：０．２〜０．８μｍ）と結び着く。この
超微粉磁性体とシリカ粒子とが付着し合った物質が感光
体ドラム表面に付着すると、超微粉磁性体の表面自由エ
ネルギーがシリカ粒子に比べて大きい為、介在物質全体
の表面自由エネルギーが大きくなり、前述したＶａｎ　
ｄｅｒ　ｆａａｌｓ力を低下させる作用が弱くなる。従
って、連続プリントを行う内に感光体ドラム表面に付着
する超微粉磁性体の量が徐々に増加し、その結果、トナ
ーが徐々に感光体ドラム表面から離脱し難くなり、転写
効率が低下する。更に、超微粉磁性体が感光体ドラム表
面に付着すると、それが高温環境下において吸湿して感
光体ドラム表面の電気抵抗を下げ、画像ボケを発生させ
る。 そこで、通常のキャリヤを用いた現像剤（イ）、転写効
率を低下させる原因となっている超微粉磁性体成分を除
去し、樹脂中に磁性体を分散混合させた後粒状化して成
る磁性体樹脂混合キャリヤを用いて調製された現像剤（
ロ）、通常のキャリヤと上記磁性体樹脂混合キャリヤと
を４＝６に混合して成るキャリヤを用いて調製された現
像剤（）１）、上記混合比率を７：３に変えて成るキャ
リヤを用いて調製された現像剤（ニ）の、４種類の現像
剤を使用し、夫々で画像形成実験を行って比較してみた
ところ、以下の様な結果が得られた。

【実験例】

上記Ｎタイプトナー ２５　重量部 上記Ｎタイプトナー ２５　重量部 粒径：１２．５μｍ ２ｂ■重昂 ・・・・・・１６７　重量部 上記Ｎタイプトナー　・・・・・・　２６　重量部上記
４種類の二成分現像剤（イ）、（ロ）、（ハ）。 （ニ）を用い、第１図に示すプリンタにより画像形成を
行う。尚、プリンタの各電位は、初期帯電電位Ｖ、・・
・・・・・・・−４５０ｖ地肌部電位ｖ、ｌ・・・・・
・・・・・・・−３００Ｖ現像バイアス電位ｖ６・・・
−２４０Ｖ露光部電位ＶＬ・・・・・・・・・・・・　
−２０Ｖに設定する。 （実験結果） 第２図に、上記実験の結果を示す。同図のグラフでは、
横軸がプリント枚数、縦軸が転写効率を間接的に示す感
光体ドラム表面の吸光度を夫々表わしている。尚、感光
体表面の吸光度と転写効率は、未転写トナーが増加する
と吸光度が上昇するから、負の相関関係にある。従って
、曲線が右上がりになれば、プリント枚数の増加に従い
転写効率が低下していることを示している。グラフ中の
直線Ｂは吸光度の許容限界線であり、本りリーニング無
し画像形成プロセスにおいて所期の画像品質を得るのに
必要な転写効率の下限値に相当する。 このグラフから、現像剤（イ）を用いた場合は、プリン
ト枚数が約２０００枚を越えた段階で転写効率が低下し
始め、プリント枚数が約５８００枚で吸光度の許容限界
線Ｂを越えていることが分る。その許容限界を越えた段
階で、画像上に、残留トナーによる残像等の印字欠陥が
発生している。又、高湿時の画像ボケは、プリント枚数
が約４０００枚を越えた段階で発生し始め、プリント枚
数１００００枚に至ると、画像が全く判別できない状態
となった。 現像剤（ニ）を用いた場合は、転写効率の低下率（吸光
度の上昇率）は現像剤（イ）の場合に比べて低いが、そ
れと略同様の傾向を示し、プリント枚数が約６５００枚
の段階で上記許容限界線Ｂを越え、残像が発生している
。高湿下での画像ボケは、プリント枚数が約５０００枚
で発生し始め、約ｔｏｏｏｏ枚に至り画像判別不能とな
った。 現像剤（ロ）及び現像剤（ハ）を用いた場合は、プリン
ト枚数１００００枚に至るまで、吸光度が上記許容限界
ｖｓＢ以下に留って残像が発生せず、且つ、高湿下の画
像ボケも発生しなかった。現像剤（ロ）と現像剤（ハ）
では、現像剤（ロ）の方が若干ではあるが転写効率の低
下率が低いことが分る。 確認の為、現像剤（ロ）で、疎水性シリカ粒子のトナー
に対する添加率だけを、画像品質に悪影響を及ぼさない
下限の０．５ｖｔ％と上限の２、Ｏｖｔ％に変えて二種
類の現像剤を調製し、同様の実験を行ったところ、双方
共に、現像剤（ロ）よりは転写効率の低下率が高くなっ
たが、プリント枚数が約８５００枚に至るまでは、残像
及び高温時の画像ボケの両欠陥が発生しなかった。 以上の実験結果から、磁性体樹脂混合キャリヤを含むキ
ャリヤ物質とトナー物質とを混合し、疎水性シリカ粒子
をトナー物質に対して０．５〜２゜０盲ｔＶＧ添加して
成る現像剤を用いてクリーニング無し画像形成プロセス
を実施すれば、プリント枚数が５０００枚以上の長期に
亘り、必要とされる高度な転写効率を安定的に維持でき
ると共に、高湿下における画像ボケの発生を確実に防止
し、その結果、環境条件に拘らず良好な画像品質を長期
に亘り安定して得ることができることが判明した。 ここで、上記実験結果の原因を分析すると、次の様にな
る。 前述した様に、転写効率の低下及び高湿下での画像ボケ
の三大欠陥を引起こす原因物質は通常キャリヤ中に含ま
れている超微粉成分である。磁性体樹脂混合キャリヤ中
の超微粉成分は、疎水性シリカ粒子とは結合し難く、も
し結合しても、それ自体の電気抵抗値が高い為に転写紙
に転写され、目立たない地汚れとなって転写紙と共に機
外に排出される。即ち、磁性体樹脂混合キャリヤの超微
粉成分は、分級処理等により除去しなくても、上記三大
欠陥の原因物質とならない。 従って、通常キャリヤを使用せず、キャリヤとして磁性
体樹脂混合キャリヤのみを使用する現像剤（ロ）による
場合は、上記二人欠陥が発生していない。しかし、磁性
体樹脂混合キャリヤと通常キャリヤを併用する現像剤（
ハ）及び現像剤（ニ）では、通常キャリヤ中の超微粉成
分による悪影響が表れている。この場合、通常キャリヤ
の混合比率の小さい現像剤（ハ）ではその悪影響が小さ
く、現像剤（ロ）による場合と余り変らない。しかし、
通常キャリヤの混合比率の大きい現像剤（ニ）による場
合は、通常キャリヤの超微粉成分による悪影響が大きく
表れ、上記二人欠陥の発生率が高くなっている。 第３図に、上記現像剤（イ）、（ロ）、（ハ）の現像特
性を示す。同図のグラフでは、横軸が現像バイアス電位
と感光体ドラム表面電位との電位差（現像電位差）、縦
軸がマクベス濃度計による画像の反射濃度を、夫々表し
ている。現像剤（ロ）を使用する場合、通常のキャリヤ
を使用する現像剤（イ）の場合に比べて、その電気抵抗
値が高い為、特性曲線の傾き（γ特性）がかなり緩慢と
なっている。従って、現像剤（イ）を用いる場合と同様
の画像形成プロセス設定では、所望の画像濃度を得るこ
とができない。そこで、光記録へラド３の光量コントラ
ストを大きく設定し、必要な現像電位差を確保する等の
特別な対処が必要となる。 現像剤（ハ）の場合は、通常のキャリヤを含む為、その
γ特性が現像剤（イ）より若干緩慢となる程度で、上述
の様な特別な対処を必要としない。 従って、クリーニング無し画像形成プロセスに用いる現
像剤としては、現像剤（ハ）の様に、磁性体樹脂混合キ
ャリヤに対し通常キャリヤをそれより少なく混合してキ
ャリヤとし、且つ、疎水性シリカ粒子をトナーに対して
０．５〜２．Ｏｖｔ％添加して調製した現像剤が、最も
好適であるといえる。 尚、本発明は上記の好適実施例に限定されるべきもので
はなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可能
であることは勿論である。例えば、本発明は、液晶プリ
ンタに限らず、それ以外の静電プリンタ等の記録装置や
電子写真式複写機等の種々の画像形成装置に広く適用す
ることができる。 〔発明の効果〕 以上、詳細に説明した如く、本発明によれば、樹脂中に
磁性粉を分散混合し粒状化して得られた粒子から成るキ
ャリヤ物質と、トナー物質と、前記トナー物質に対し０
．５〜２重量％の疎水性シリカ粒子を混合して得られる
現像剤を用いることにより、クリーニング無し画像形成
プロセスで残像や画像ボケの無い良好な画像品質を環境
条件に拘らず長期に亘り安定して得ることができる。従
って、クリーナを省略し小型化が大幅に促進された画像
形成装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての電子写真式画像形成
方法が適用される液晶プリンタの主要構成を示した模式
図、第２図は上記プリンタにおける種々の現像剤毎のプ
リント枚数と転写効率の関係を示したグラフ図、第３図
は上記プリンタにおける種々の現像剤毎の現像特性を示
したグラフ図である。 １・・・感光体ドラム ２・・・帯電器 ３・・・液晶ヘッド ４・・・現像器 ５・・・転写器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体表面を所定の極性に帯電させる工程と、帯電し
   た前記像担持体表面に画像情報に応じた静電潜像を形成
   する工程と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する現
   像工程と、前記顕像を転写器により転写材上に転写する
   転写工程とから成り、前記各工程を繰返し実施して画像
   を得るクリーニング無し方式の画像形成方法において、
   前記現像剤として、樹脂中に磁性粉を分散混合し粒状化
   して得られた粒子から成るキャリヤ物質と、トナー物質
   と、前記トナー物質に対し０．５〜２重量％の疎水性シ
   リカ粒子とを混合して調製される現像剤を用いることを
   特徴とする画像形成方法。