JPH03189656A - 電子写真画像形成方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は反転現像法による電子写真法に関する。

（従来の技術） 近年、電子写真法を利用したレーザービームプリンター
、ＬＥＤプリンター等のプリンターが、従来のワイヤー
トッドプリンター等に代わって普及しつつある。電子写
真法を利用したプリンターにおける画像形成の原理は以
下の通りである。即ち、静電像担持体（以下感光体とい
うこともある）上に形成された潜像をトナー搬送部材に
より搬送されたトナーにより現像し、トナー像を形成す
る。その後、前記トナー像は転写部で記録媒体上へ転写
されるが、感光体上にはトナーが完全に転写されないた
め一部残留しており、これをクリーニング部材で除去し
た後、再度画像を形成する。

プリンターは通常反転現像法により画像を形成すること
が多い。反転現像では画像部を露光することにより電荷
を消失させ、感光体の非画像部と同極性に帯電したトナ
ーで現像することを原理としている。このため、感光体
上の大部分が帯電しており、クリーニングされなかった
残存物は静電気力で感光体に付着しやすい。このことか
ら、反転現像法では通常の複写機で採用されている正規
現像法よりクリーニングが困難である。

このクリーニング機構について、これまで種々の方法が
提案されている。

最も一般的なものは、弾性を有するブレードを感光体に
圧接し、掻き取る方式であり、特に小型機においては機
構が簡単なため主流となっている。

しかしこのブレード法はブレードの取付は角度の選択が
難しい、圧接しているためトナー粒子の融着により、画
像に黒点が発生し易い、或いは混入物により、感光体に
傷が発生し易い、更にブレード部材が摩耗し易い、等の
欠点がある。磁気ブラシクリーニング方式は磁性体粒子
を磁極を有する棒状の担持体に巻き付はブラシ状にした
もので感光体表面を摺動するものである。しかしながら
、この方式は機構がブレードに比べやや大型化する、ク
リーニング効率もやや低下する等の欠点を有している。

クリーニング方式としては、その他にファーブラシクリ
ーニング方式も知られている。これは、主に合成繊維製
のブラシを感光体に接触させ、ブラシを回転させて感光
体表面をクリーニングする方式である。しかしながらこ
の方式はクリーニング効率が非常に悪いため、ブラシを
高速回転しなければならず、その結果、トナー等の粉煙
が発生し易く、必要に応じて吸気装置を設ける必要があ
る。このため、クリーニング機構が大型化してしまい、
小型機にはあまり使用されていないのが実情である。

ファーブラシクリーニングの一つの方式にファーブラシ
の軸と感光体の間に直流電圧を印加する方法も知られて
いるが、トナーと逆極性に摩擦帯電している粒子のクリ
ーニングがかえって困難になるなどの問題点がある。し
かしながら、ファーブラシクリーニング方式は、ブレー
ドクリーニング方式等における前述の欠点はない。

ファーブラシ方式を小型機に搭載するためにファーブラ
シの繊維の密度及び回転数を上げずにクリーニング効率
を向上させる必要があり、このためにクリーナ一部分に
予め研磨剤を含有させるとトナーと共に回収部へ移動し
、次第に減少してしまうことがわかった。

一方、ブレードクリーニング方式において現像剤に研磨
剤を予め混入することは特開昭５０−１２０６３１号公
報、同５５−５７８７４号公報、同６０−１７９７４８
号公報等に開示されているが、研磨剤粒子の帯電につい
ては考慮されていない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は反転現像法におけるファーブラシクリーング方
式の種々の欠点を改良し、小型機にも使用できるクリー
ニング性の良好な現像剤組成物を用いる電子写真法を提
供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、静電像担持体表面に反転潜像を形成した後、
乾式トナーを含む現像剤組成物により現像し、トナー像
を記録媒体に転写した後、静電像担持体表面をファーブ
ラシによりクリーニングして再び使用する電子写真法に
おいて、現像剤組成物がトナーおよび該トナーと逆極性
に帯電する研磨剤粒子を含むことを特徴とする電子写真
法に関する。

本発明の電子写真法によればＳｅ系、α−シリコン系等
の無機感光体、及び有機感光体等の静電像担持体に光を
当てない状態でコロナ放電等を利用して帯電させること
により均一に電荷を分布させた後、画像情報を露光して
反転潜像を形成し、静電像担持体の電荷と同極性に帯電
したトナーを含む現像剤組成物により現像する。

トナーとしては静電潜像を可視化するための着色微粒子
としての働き及び可視化した画像を記録媒体上に定着す
る働きを有する粒子であり、組成としては着色材、定着
性を付与するための熱可塑性樹脂あるいはその補助手段
としてのワックス等、絶縁性トナーにおいては電荷制御
剤、その他必要に応じて磁性粉等を含有する。これらの
成分は予め予備混合した後、溶融混練し、その後粉砕・
分級して所望の粒度分布を有する粉体とする。また、こ
うして得られたトナーには必要に応じてその他必要な外
添剤を添加する。たとえば、シリカ等の流動性付与剤、
帯電促進のための各種添加剤等である。２成分現像方式
においてはこうして得られたトナーをキャリアに混合し
現像剤としてから使用する。ここでキャリアとは、通常
、数１０〜２００μ程度の平均粒径を有する磁性材料で
、トナ−の帯電部材としての働きの他に、トナーを静電
像担持体上に搬送する働きも有する。

本発明の現像剤組成物は上記トナーと研磨剤粒子を含む
ものである。

本発明の研磨剤は、トナーの記録媒体への転写部で感光
体上に残留し、効率良くクリーナ一部分へ搬送されるた
めにトナーと逆極性に帯電する微粒子である。つまり、
マイナス帯電トナーにはプラス帯電の研磨剤、プラス帯
電のトナーにはマイナス帯電の研磨剤を加える。研磨剤
は微粒子状でありトナー粒径よりも小さい、好ましくは
５μ以下の自体公知な以下の物質を例示できる。即ち炭
化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、炭化硼素、
酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ケイ素、酸化チ
タン、酸化クロム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム
、炭酸カルシウム等がある。上記研磨剤のうち、マイナ
ス帯電性を有するものとしては酸化チタン、炭化ケイ素
、酸化ケイ素、窒化ケイ素等があり、プラス帯電性を有
するものとしては、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム
、硫酸マグネシウム等がある。これらの帯電極性は、た
とえば、ブローオフ法により測定できる。

研磨剤はトナー１００部に対し、０．０５〜１０重量部
、好ましくは０．１〜５重量部程度配合する。

０．０５重量部未満では研磨効果は十分でなく、１０重
量部を超える場合には感光体を必要以上に研磨しすぎる
ばかりでなく、経済的にも好ましくない。

感光体に形成されたトナー像は紙などの記録媒体に転写
される。この工程後の感光体表面は、転写残りトナーま
たは紙粉および研磨剤が残留しており、ナイロン、レー
ヨン等の繊維を植えた棒状の担持体からなるファーブラ
シを感光体表面に接触させ、高速で回転させることによ
り、研磨剤との協同作用で感光体表面はクリーニングさ
れ、上記工程が繰り返される。

（実施例） 以下、実施例により本発明を説明する。例中、部とは、
重量部を、％とは重量％をそれぞれ表わす。

実施例 市販のレーザービームプリンタにブラシ外径２８、３　
ｍｍφのファーブラシを１．２５ｍｍだけ喰い込むよう
な位置で接触させ印字試験を行なった。マシンの概要は
以下の通りである。

機　械　　　　　　　　ファーブラシ １２枚／分（Ａ　４　）　　　　　　２８．３ｍｍφＳ
ｅ系感光体（８０ｍｍφ）　　　　レーヨン導電性ブラ
シレーザービームプリンター　（反転現像）　　　密度
３３ＫＦ／１ｎｃｈ２回転速度１１９ｍｍ／ｓｅｃ 上記試作機に適するプラス帯電性の平均粒径９．８μの
トナーを用意した。これをトナーＡとする。（ブローオ
フ法での帯電量は＋１６．５μｃ／ｇであった）。

実施例１ トナー八に研磨剤として平均粒径１μ以下の強いマイナ
ス帯電性を有する炭化ケイ素微粒子をトナーＡ１００部
に対し０．３部添加した（トナーＢ）。

トナー８４部にフェライトキャリア（シリコン系樹脂コ
ーティング）９６部を混合し、現像剤とした。なお、こ
の現像剤のトナーはブローオフ法では＋１５．７μｃ／
ｇと良好な特性であった。これを前記試作機にて、連続
印字試験を行なったところ、４５．０００枚（Ａ４）印
字後も画像の劣化は全く認められなかった。また感光体
にも顕著な劣化は認められなかった。

比較例１ トナーＡに研磨剤を加えずに、実施例１と同様な印字試
験を行なったところ初期は全く良好であったが、印字試
験の進行に従い以下の問題が発生した。

１）　Ａ４紙１　、０００枚程度の印字で背景に若干地
汚れ（カブリ）が認められるようになった。

そこで、感光体を取り出して目視観察したところ、以下
の事が判明した。＋１１フアーブラシのクリーニングが
不十分であり、クリーナーを通過後も、感光体上にトナ
ー等が多数付着していた。（２）感光体上には文字（画
像部）と文字間（非画像部）に対応する感光体の円周方
向に多数の縞模様が生じていた。光学望遠鏡による目視
観察の結果、これは文字間部分に対応する部分に多数の
キズが発生しているためであった。

２）　さらに連続印字を続けたところ１０．０００枚で
さらに地汚れが顕著となり試験を中止した。

この時、現像機中の現像剤を採取し、帯電量を測定した
ところ、＋９．１μｃ／ｇと著しく帯電量が低下してお
り、また紙粉が多数混入していた。

実施例２ トナーＡに実施例１と同じ研磨剤をトナーＡ１００部に
対し、０．１部添加し同様の実験を行なったところ、ク
リーニング性がやや悪化したが、画像の上では問題とは
ならなかった。

実施例３ さらに同様の研磨剤を０．０５部としたところ、１０．
０００枚程度の印字で地汚れが発生し始めた。

実施例４ 同様にトナーＡ１００部に対し、研磨剤５部を添加し、
同様の印字試験を行なったところ、４５，０００枚（Ａ
４）印字後も画質の劣化は認められなかった。しかしな
がら感光体を取り出し、目視観察をしたところ、感光体
全体がやや光沢を失い、磨かれたような状態となってい
た。

比較例２ トナーＡ及びトナーＢそれぞれ４部を、実施例１で用い
たフェライトキャリア９６部と混合し、現像剤Ａ、Ｂを
作成した。トナーＡと現像剤Ａ、トナーＢと現像剤Ｂの
組合せで、実施例１で用いたプリンタのクリーニング部
をブレード方式に改造したプリンタで連続印字を行なっ
たところ、４５．０００枚まで両者の差は認められなか
った。

実施例５ 研磨剤を炭化ケイ素に代えて、平均粒径２μ以下の酸化
チタン微粒子をトナーＡに１．０部加えて実施例１と同
様な試験を行った（研磨剤量が炭化ケイ素に比べて増加
しているのは研摩効果を調整するためである）ところ、
同様に良好な結果を得た。

（発明の効果） 本発明により以下のような効果が確認された。

まず第一に実際の機械では、記録媒体として紙を使用す
ることが殆んどあるが、紙にはサイジング剤などの填料
、紙粉などが多く含まれる。これらはそれ自体の性質に
より強い摩擦帯電性を有し、ファーブラシクリーニング
方法に於てはクリーニングが極めて困難であった。こう
して感光体上に残留した上記異物は、一部現像剤中に混
入し、トナーの正常な帯電を阻害或いは高温時の帯電安
定性を阻害し、また一部は感光体を劣化、酸化させ正常
な光導電性、帯電性を阻害するものとなる。

研磨剤は、こうした付着物を強制的に掻き取りクリーナ
一部分へ搬送する以外に、それ自体がトナーと逆極性に
帯電するため、トナーと共働して静電気的にクリーニン
グする効果もある。特にプリンタなどでは反転現像法が
一般的であるが、反転現像では感光体上の大部分が帯電
しているため、異物は特にクリーニングしにくく上記方
式が有効である。また第二に、特にプリンター等では感
光体の円周方向に、常に印字されない帯状の領域（文字
量領域）が多数体じる。ここは他の部分に比ベファーブ
ラシが絶えず接しているため、傷が発生し易い。研磨剤
はこの間の差をなくし、均一に研磨する効果を持つ。

本発明によりこれまで非常に困難であった、小型機にフ
ァーブラシクリーナーを搭載することが極めて容易にな
った。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、静電像担持体表面に反転潜像を形成した後、乾式ト
   ナーを含む現像剤組成物により現像し、トナー像を記録
   媒体に転写した後、静電像担持体表面をファーブラシに
   よりクリーニングして再び使用する電子写真法において
   、上記現像剤組成物がトナーおよび該トナーと逆極性に
   帯電する研磨剤粒子を含むことを特徴とする電子写真法
   。