JPH04124689A

JPH04124689A - 画像形成法

Info

Publication number: JPH04124689A
Application number: JP2243783A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Suzuki; 千秋鈴木; Satoru Torigoe; 鳥越　哲; Koichi Kumashiro; 熊代　耕一; Ryuichi Kimura; 隆一木村; Hiroyoshi Okuno; 広良奥野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1992-04-24
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2814723B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、改善されたクリーニング工程を有する画像形
成法に関する。

（従来の技術）電子写真法或いは静電記録法においては、感光体上に静
電潜像を形成した後、静電潜像にトナーを静電的に付着
させて、トナー像を形成し、続いて、トナー像を用紙等
の転写材に転写することによりコピー像を形成する。一
方、感光体上に転写されないで残留しているトナーは、
クリーニング装置を用いて除去している。

上記の画像形成法において使用する現像剤としては、キ
ャリアとトナーよりなる２成分現像剤がしばしば使用さ
れている。この現像剤においては現像装置内で撹拌する
ことにより、キャリアとトナー間に摩擦帯電を生じさせ
、トナーに静電潜像と逆極性の電荷か付与されるのであ
る。

従来、上記のような現像剤としては、ｌ・ナーよりも粒
径の大きなキャリア（粒径６０〜５０（ｌｔＩＲ）を用
いていた。しかしながらキャリアの粒径が大きな場合に
は、階調の再現性が悪く、また、背景部へのトナーの付
着が生しやすいという欠点かあった。近年その様な欠点
を解決するために、キャリアの粒径をトナーの粒径とほ
ぼ同じ程度のものとした現像剤が提案されている。例え
ば、磁気ブラシ現像法において用いる現像剤として、結
着樹脂と磁性粉とからなる平均粒径５〜５０如の小粒径
の磁性粉分散型キャリアと、平均粒径５〜２０郁のトナ
ーとを混合した現像剤が知られている。

また、画像形成法におけるクリーニング工程において一
般に使用されているクリーニング方式は、ブレードクリ
ーニングであるか、ブレードクリーニングは、低価格で
小型システムであるという利点かあるが、高速適性か不
十分てあり、クリーニング不良が発生しやすい。他方、
高速適性を有するものとして、ファーブラシクリーニン
グ方式か知られているか、クリーニングされたトナーの
集塵等が必要となり、スペース、コスト共に大きくなる
という欠点がある。そこで、近年では、集塵装置を有し
ないブラシクリーニングとプレートクリーニングの両者
を利用する２段りリーニング方式か用いられるようにな
っており、小型化と高速適性の要求に対処することが提
案されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記２段りリーニング方式は、前段のプラン
クリーニングにより、静電的にトナーを掻き取り、後段
のブレードクリーニングにより残余のトナーをクリーニ
ングする構成よりなっているが、次のような不具合が生
しる。すなわち、今日、低電位高現像の要求か高まって
いるか、その要求を満たすために、現像剤のモビリティ
−を高めるべく、上記のような磁性粉分散型キャリアと
ｌ・ナーとよりなる現像剤を使用すると、磁性粉分散型
キャリアが低比重、低磁力であるため、キヤツチが感光
体表面に付着し易くなる。この感光体表面に付着したキ
ャリアは、トナーと逆極性の帯電性を有しているため、
ブラシクリーニングによりトナーを静電的に掻き取ると
、ブラシとの反発極性によってさらに強く感光体上に付
着し、次のブレードクリーニングの際に、感光体表面を
傷付けるという問題が発生する。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので
ある。

したがって、本発明の目的は、環境に依存することなく
、かつ、感光体の表面を傷付けることなく、クリーニン
グを行なうことか可能な画像形成法を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明の画像形
成法は、磁性粉が結着樹脂中に分散してなる分散型キャ
リアとトナーとからなる２成分系乾式現像剤を用いて、
感光体に形成された静電潜像を現像する工程、形成され
たトナー像を転写材に転写する工程、該感光体上に残留
する現像剤成分をクリーニングする工程を有し、そして
、現像剤成分をクリーニングする工程が、ブラシクリー
ニングとブレードクリーニングの両者を併用し、また、
そのブラシクリーニングにおいて使用するブラシか、樹
脂と導電性材料よりなる導電性ブラシであること特徴と
する。

次に本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明の画像形成方法において、感光層には、常法によ
って静電潜像が形成されるか、形成された静電潜像を現
像するためには、磁性粉が結着樹脂中に分散してなる分
散型キャリアとトナーとからなる２成分系乾式現像剤か
使用される。

本発明において、この２成分系乾式現像剤としては、そ
の分散型キャリアにおける磁性粉か、針状マクネタイト
と粒状マグネタイトからなり、粒状マグネタイトに対す
る針状マグネタイトの割合が、重量比で０．２〜１の範
囲にあるようなものか好ましい。すなわち、針状マグネ
タイトの含有量をａとし、粒状マグネタイトの含有量を
βとすると、αとβとが、０．２≦α／β≦１の関係を
満たすものか好ましい。α／βか０．２よりも低くなる
と、キャリアの帯電量か高く、かつ飽和磁化が低０ため
に、キャリアか感光体上に付着し易くなり、また、後記
するブランとも帯電し易くなり、その結果、クリーニン
グ工程において充分除去できなくなる。一方α／βが１
よりも高い場合には、キャリアの製造時の溶融に際し、
適正な粘度が得られず、結着樹脂中への分散不良が発生
したり、或いはキャリアが脆くなったりするという問題
が生しる。

本発明において使用する上記２成分現像剤は、次のよう
な材料より構成される。

（１）キャリア結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリアクリレート、
ポリメタクリレート、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リアクリロニトリル、ポリエーテル、ポリカーボネート
、セルロース系樹脂、ポリアミド及びそれ等ポリマーを
構成するモノマの共重合体を使用することができる。

針状マグネタイトとしては、平均粒径０１〜３ρのもの
で、長軸／短軸比が２以上のものか使用される。

また、粒状マグネタイトとしては、平均粒径０゜１〜３
ＩＩｎものもて、６面体、球状、８面体構造のものが使
用される。

これ等マグネタイトの配合割合は、その合計量かキャリ
ア粒子の重量の５０〜８０重量％の範囲にあるのが好ま
しい。

本発明におけるキャリアには、必要に応して、導電性調
節剤として、カーボンブラック、界面活性剤及び帯電制
御剤を添加することかできる。

キャリアの平均粒径は、５〜５０郁、好ましくは２０〜
４０虜の範囲に設定される。平均粒径か５ＩＩ！１１未
満の場合には、キャリア１個当りの磁力が小さく、キャ
リアの感光体への付着が生し易くなる。また５０加を越
えると、画像の鮮明さが失われて、画質が低下し、また
、トナー濃度を高めた場合、トナーの背景部付者が生し
易くなる。

キャリアの製造法としては、上記の成分を混練粉砕する
方法、結着樹脂を溶剤に溶かし、マグネタイト粉末を分
散させて得た懸濁液を、スプレー乾燥する方法、結着樹
脂を重合によって製造する際に、マグネタイト粉末をモ
ノマー中に分散させる方法等、いずれの方法を採用して
もよい。

（２）トナー本発明において、トナーは、上記キャリアと混合した場
合、摩擦帯電して正帯電するように構成するのが好まし
い。トナーに使用される結着樹脂としては、定着方式に
より制限されるか、上記キャリアに使用する結着樹脂と
同様なものが使用できる。また、着色剤としては、任意
の顔料又は染料が使用でき、一般には、トナーの２５重
量％以下、好ましくは１〜２０重量％の範囲の量で用い
られる。

また、トナーに正帯電性を付与するためには、ニグロシ
ン染料等の塩基性染料、第４級アンモニウム塩等の帯電
制御剤を添加するか、結着樹脂中に窒素原子を含むもの
を使用すればよい。

トナーの平均粒径は、５〜２０ａ＋の範囲が好ましい。

平均粒径か５虜よりも低くなると、トナーの流動性の悪
化、トナーの背景部への付着が生じ、また２０虜を超え
ると、画像の鮮明さが失われ、画質の低下が生じるよう
になる。

トナーの製造方法としては、上記キャリアの製造方法に
準じて行なう二とができる。

本発明において、上記の現像剤を用いることによって現
像されたトナー像は、次いで、常法により用紙等の転写
材に転写される。

感光体上に残留したトナー或いはキャリア等の現像剤成
分は、次いでクリーニング工程においてクリーニングさ
れる。

本発明において、クリーニング工程には、前記したよう
に、ブラシクリーニング方式とブレードクリーニング方
式の両者が併用される。その場合、ブラシクリーニング
は、レードクリーニングの前に実施される。

本発明において、ブラシクリーニングは、導電性樹脂材
料よりなるブラシを用いて行なうことが必要である。そ
の場合、ブラシと現像剤のキャリアとは、プランとキャ
リアとの帯電量が−５〜＋５μＣ／ｇ、特に、帯電しな
いような関係にあるのが好ましい。ブラシとキャリアと
の帯電量か一５〜＋５μＣ／ｇの場合には、感光体表面
に残留するキャリアが、静電的にブラシ或いは感光体表
面に付着するのではなくて、機械的な力で浮き上からせ
、続いて実施されるブレードクリーニングにより容易に
クリーニングされるようになる。

本発明において、ブラシは、導電性樹脂キイ料より構成
され、電気抵抗１０２〜１０’Ωｃａｎ　−’の範囲の
ものが好ましい。具体的には、キャリアに使用する結着
樹脂を使用し、帯電防止剤、例えば第４級アンモニウム
塩、カーボンブラック、金属酸化物等の導電性材料を含
有させ、或いは被覆することによって形成された繊維状
の物質が使用できるが、それに限定されるものではない
。

（実施例）以下、実施例及び比較例によって本発明の詳細な説明す
るが、本発明はそれ等によって限定されるものではない
。なお、下記の説明において、「部」は「重量部」を意
味する。

現像剤Ａ二トナーの製造スチレン−ブチルアクリレート１００部（８０／２０）
共重合体カーボンブラック（リーガル３３０、　　１０部キャボ
ット社製）低分子量ポリプロピレン　　　　　　　　５部（ビスコ
ール６６（ＩＰ、三洋化成■製）帯電制御剤（ボントロ
ンＮ−０：ｌ、　　　　　１部オリエント化学■製）上記成分を、バンバリーミキサ−により溶融混練した。

冷却後、ジェットミルにより微粉砕し、さらに微粉砕物
を分級機により分級して、平均粒径ｌｉａ＋のトナー粒
子を得た。

このトナー粒子１００部に対して、平均粒径０．］雌の
シリカ無粒子１部を、ヘンンエルミキサーを用いて分散
混合して、表面に酸化シリカ微粒子か付着したトナーを
調製した。

キャリアの製造：スチレン−メチルメタクリレート　　　１００部（８０
／２０）共重合体針状マグネタイト（長軸径０．５　ａｎ、短軸径０．０
５ａ＋）　　　　　　　　　　１００部粒状マグネタイ
ト（ＥＰＴ−１０００、２００部戸田工業■製）ポリフッ化ビニリデン（ＫＹＮＡＲ、５部Ｐｅｎｎ　Ｗ
ａｆｔ社製）上記成分を加圧ニーダ−で溶融混練し、さらにターボミ
ル及び分級機を用いて粉砕、分級を行ない、平均粒径４
０節のキャリアを得た。

次に、上記のトナーと、上記キャリアとを５　：９５の
重量比になるように混合して、二成分現像剤を作製した
。

現像剤Ｂ：現像剤Ａにおけるキャリアの調製に際して、針状マグネ
タイトを使用せずに、粒状マグネタイト（ＥＰＴ−１，
０００、戸田工業■製）のみを３００部用いた以外は、
現像剤Ａの場合と同様にして二成分現像剤を得た。

実施例１電子写真複写機として、有機感光体を有するもの（ＦＸ
−５０７５、富士ゼロックス仰製）を使用した。

クリーニング装置におけるブラシクリーニングのための
ブラシとして、次のようにして作製したものを使用した
。すなわち、アクリル樹脂にカーボンブラック１０％を
添加し、溶融分散させた後、延伸して繊維状物を作製し
、それを５００００本／ｒＴ？の密度でおり込み、ブラ
シを調製した。（電気抵抗ｌＸＩＯ３Ωｃｍ　−’　）また、ブレードクリーニングに使用するブレードとして
、ポリウレタンよりなるブレードを使用した。

上記のクリーニング装置を上記電子写真複写機に装着し
、現像剤Ａを用いてコピー操作を行なった。その場合の
、キャリアとブラシ間の帯電量、トナーのクリーニング
性能、低温低湿下（１０℃、１５％ＲＨ）及び高温高湿
下（３０℃、８５％ｌ？Ｈ）での画像欠陥の有無につい
て、評価を行なった。その結果を第１表に示す。

比較例コブランクリーニングのためのプランとして、アクリル樹
脂を溶融し、延伸して繊維状物を作製し、それを５００
００本／イの密度でおり込みんだもの（電気抵抗Ｉ　Ｘ
　１０１４Ωｃｍ　−’以上）を使用した以外は、実施
例１と全く同一の条件でコピー操作を行なった。

比較例２クリーニング装置として、プランクリーニングを行なわ
ないものを使用した以外は、実施例１と全く同一の条件
でコピー操作を行なった。

実施例２現像剤Ａの代わりに現像剤Ｂを使用した以外は、実施例
１と全く同一の条件でコピー操作を行なった。

比較例３現像剤Ａの代わりに現像剤Ｂを使用した以外は、比較例
１と全く同一の条件でコピー操作を行なった。

実施例３ブラシクリーニングのためのブラシとして、アクリル樹
脂に第４級アンモニウム塩１０％を添加し、溶融分散さ
せた後、延伸して繊維状物を作製し、それを５００００
本／ｒｒｌの密度でおり込んだもの（電気抵抗ＩＸ１．
ｏ７Ωａｍ　−’　）を使用した以外は、実施例１と全
く同一の条件でコピー操作を行なった。

上記実施例２〜４及び比較例１〜３についても、それ等
の結果を第１表に示す。

なお、第１表中の測定条件は次の通りである。

キャリアとブラシ間の帯電量：ブラシ繊維を１ｃｍの長さに切断し、キャリアと３　ニ
アの割合で混合撹拌し、ブローオフ測定機により測定し
た値である。

トナーのクリーニング性能：感光体上に５ｃＩＴ１幅の未転写トナー像を形成し、ク
リーニングを行なった。（９９９枚モード×３回連続テ
スト） ○・・・トナーのクリーニング不良なし×・・・トナー
のクリーニング不良発生画質欠陥：各環境下において、１０万枚コピーを行なった後の画質
及び感光体上における状態を目視により評価した。

（発明の効果）本発明は、上記のように、感光体に残留する現像剤成分
をクリーニングする工程が、ブラシクリニングとブレー
ドクリーニングの両者を併用し、そしてブラシクリーニ
ングに用いるブラシが、樹脂と導電性材料よりなる導電
性ブラシであるから、磁性粉分散型キャリアを使用する
現像剤を用いて現像処理を行なった場合、感光体上に残
留するキャリアが、感光体の表面を傷付けることなく、
しかも環境に依存することなく、容易に除去可能になる
。

したかって、低電位高現像の要求の高い中高速複写機に
おいて、小型でコストの易いクリーニングシステムを用
い、夏場環境及び冬場環境下でも十分なりリーニング性
能を発揮させることができる。

出願人　富士ゼロックス株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁性粉が結着樹脂中に分散してなる分散型キャリ
アとトナーとからなる２成分系乾式現像剤を用いて、感
光体に形成された静電潜像を現像する工程、形成された
トナー像を転写材に転写する工程、該感光体上に残留す
る現像剤成分をクリーニングする工程を有する画像形成
法において、現像剤成分をクリーニングする工程が、ブ
ラシクリーニングとブレードクリーニングの両者を併用
し、該ブラシクリーニングにおいて使用するブラシが、
樹脂と導電性材料よりなる導電性ブラシであることを特
徴とする画像形成法。
（２）該ブラシと分散型キャリアの帯電量が−５〜＋５
μＣ／ｇ以下であることを特徴とする請求項（１）に記
載の画像形成法。
（３）２成分系乾式現像剤の分散型キャリアにおける磁
性粉が、針状マグネタイトと粒状マグネタイトからなり
、粒状マグネタイトに対する針状マグネタイトの割合が
、重量比で０．２〜１の範囲にあることを特徴とする請
求項（１）に記載の画像形成法。