JPH0980911A

JPH0980911A - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH0980911A
Application number: JP7232622A
Authority: JP
Inventors: Toyofumi Inoue; 豊文井上; Hiroyoshi Okuno; 広良奥野; Satoru Torigoe; 哲鳥越; Takahisa Fujii; 隆寿藤井; Etsuo Tominaga; 悦夫富永; Seiichi Takagi; 高木　　誠一; Hiroe Okuyama; 浩江奥山; Kotaro Yoshihara; 宏太郎吉原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤の帯電の立上がりが良好で、かつ帯電
分布がシャープであり、低現像性および現像ゴースト、
チャージアップによる現像性低下の問題の生じない、省
スペースの観点で優れた画像形成方法を提供する。【解決手段】潜像保持体上１に潜像を形成する工程、
該潜像保持体上に現像剤担持体４上の現像剤８を用いて
トナー像を形成する工程、該トナー像を転写体１２上に
転写する工程を有する画像形成方法であって、潜像保持
体として外径が１０ないし２０ｍｍの範囲にあるものを
用い、現像剤担持体として外径が５ないし１５ｍｍの範
囲にあるものを用い、かつ現像剤として、結着樹脂と着
色剤を含有するトナー粒子に、平均粒子径０．０１ない
し１．５μｍ、かつ比抵抗１ないし１０⁸Ωｃｍの無機
酸化物微粉末を０．１ないし５．０重量％付着させてな
る非磁性一成分現像剤を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤担持体上に現像
剤の層を形成し、現像領域まで搬送し、潜像保持体上の
潜像を現像する工程を有する画像形成方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】現在、実用化されている種々の静電複写
方式は、複写機だけではなくプリンター、ファクシミ
リ、或いはデジタル複写機とプリンターとファクシミリ
等の機能を併せ持つ複合機等に用いられるようになって
いる。そのため、装置のより小型化、軽量化が要求され
ており、その要求に対応するための画像形成方法に関し
て、種々の改革や新規開発が行われている。二成分現像
方式は、最も広く利用されている方式であるが、トナー
粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化
し、また、トナーのみが消費されて現像剤中のトナーの
濃度割合が低下するために、キャリアとの混合割合を一
定に保たなければならず、そのため、現像装置が大型化
するという欠点がある。

【０００３】一方、一成分現像方式は、上記の欠点がな
く、装置が小型化できる等の利点を有し、現像方式の主
流になりつつある。近年、画像形成装置の主要構成要素
である現像剤担持体（現像ロール）および潜像保持体
（感光ドラム）の小型化の試みがなされているが（例え
ば、特開平６−１１０３２４号公報）、この場合、磁性
トナーを用いているため、現像ロール内部に磁石を内包
しなければならず、したがって現像ロールの小型化には
限界がある。また、現像ロールの小型化によって現像領
域が狭くなることによる現像剤への帯電付与能力の低下
に起因する低現像性や現像ゴースト等の問題が生じやす
く、さらにまた、鮮明なカラー画像が得られないという
欠点がある。

【０００４】これらを改善するものとして、非磁性一成
分現像方式が提案されている。非磁性一成分現像方式に
使用する現像剤では、上記磁性トナーにおいて問題とな
るトナー粒子表面に不均一に磁性粉が露出したり、トナ
ー粒子が磁気的に凝集することによる帯電の立上がりの
遅さに起因する問題は解決できるものの、逆に繰り返し
使用によるチャージアップによる現像性の低下という問
題が発生しやすく、未だ上述のすべての課題を解決しう
る小型画像形成装置に適用できる画像形成方法が出現し
ていないのが実情である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の実情
に鑑み、その問題点を解決することを目的としてなされ
たものである。すなわち、本発明の第１の目的は、省ス
ペースの観点で優れた画像形成方法を提供することにあ
る。また、本発明の第２の目的は、現像剤の帯電の立上
がりが良好であり、かつ帯電分布がシャープであって低
現像性および現像ゴースト等の問題が生じにくい画像形
成方法を提供することにある。また、本発明の第３の目
的は、チャージアップによる現像性の低下の問題を生じ
にくい画像形成方法を提供することにある。また、本発
明の第４の目的は、カラー化への対応が可能な画像形成
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、特定の径を有する現像ロールと感光体ドラム
により装置の小型化が可能になり、非磁性一成分現像剤
を用いることにより低現像性および現像ゴースト等の問
題を改善し、さらには特定の物性を有する無機酸化物微
粒子を添加することにより現像性の低下の問題を解決し
うることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明の画像形成方法は、潜像
保持体上に潜像を形成する工程、該潜像保持体上に現像
剤担持体上の現像剤を用いてトナー像を形成する工程、
該トナー像を転写体上に転写する工程を有するものであ
って、潜像保持体の外径が１０ないし２０ｍｍの範囲に
あり、現像剤担持体の外径が５ないし１５ｍｍの範囲に
あり、そして現像剤が、結着樹脂と着色剤を含有するト
ナー粒子に、平均粒子径０．０１ないし１．５μｍ、か
つ比抵抗１ないし１０⁸Ωｃｍの無機酸化物微粉末を
０．１ないし５．０重量％付着させてなる非磁性一成分
現像剤であることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１は、本発明の画像形成方法に使
用する電子写真装置の一例を示すものであって、図中、
１は感光体ドラムであり、その周囲に、コロナ帯電器
２、露光手段３、現像ロール４を有する現像器５、転写
コロナ帯電器６、クリーニングブレード７が設けられて
いる。現像器５は内部には非磁性一成分現像剤８が収容
されており、アジテータ９により撹拌されるようになっ
ている。また、現像ロールには、トナー供給ロール１０
および帯電ブレード１１が配設され、現像剤が層状に担
持されるように構成されている。なお、１２は転写体で
ある。この画像形成装置においては、まず、潜像保持体
上に潜像を形成する工程において、感光体ドラム１上
に、コロナ帯電器２、露光手段３によって、公知の方法
で潜像を形成させる。次いで、形成された潜像を保持す
る感光体ドラム１は、非磁性一成分現像剤８を担持する
現像ロール４と対向する位置に移動して、その潜像が非
磁性一成分現像剤によって現像され、トナー像が形成さ
れる。顕像化されたトナー像は、転写体上に転写する工
程において、転写コロナ帯電器６により紙等の転写体１
２上に転写され、定着される。感光体ドラム上の残留ト
ナーは、クリーニングブレード７によりクリーニングさ
れ、感光体ドラムは次の複写工程に供される。

【０００９】本発明において、潜像保持体としては、電
子写真感光体または静電記録用誘電体等が使用できる。
電子写真感光体は、円筒状支持体上に感光層を有するも
のであって、感光層としては、有機系、アモルファスシ
リコン等公知のものが使用でき、また、その円筒状支持
体としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金を押
し出し成型した後、表面加工する等の公知の製法により
得られたものが使用できるが、小型化を達成するために
は、金属条または金属板を丸め、接合部を溶接して円筒
形状にしたものが製造性上好ましい。

【００１０】円筒状支持体の材質としては、アルミニウ
ムまたはその合金、ステンレス鋼、ニッケル、銅および
それらの合金等を用いることができるが、小型化に伴う
薄肉化を達成するためには、ステンレス鋼、黄銅等が好
ましく使用される。潜像保持体の直径は、外径が１０な
いし２０ｍｍの範囲にあることが必要であるが、小型化
の観点からは外径が１５ｍｍ以下のものが特に好まし
い。外径が２０ｍｍを超えると画像形成装置の小型化の
達成が困難となり、また、１０ｍｍより小さいと潜像保
持体自身の製造が困難となると同時に、潜像保持体の曲
率の増大およびクリーニング領域の減少に伴い、未転写
トナーのクリーニング性が悪化してくる。

【００１１】本発明に用いる現像剤担持体としては、金
属、セラミックスを引き抜き後、樹脂等によるコーティ
ングや研磨等の表面処理を施す等公知の製法を用いるこ
とができるが、その直径は、外径が５ないし１５ｍｍの
範囲にあることが必要であるが、小型化の観点からは外
径が１２ｍｍ以下のものが特に好ましい。外径が１５ｍ
ｍを超えると画像形成装置の小型化の達成が困難とな
り、また、５ｍｍより小さいと現像剤担持体自身の製造
が困難となると同時に、現像剤に適切な電荷を付与する
ことができなくなり、良好な画質が得られにくくなる。

【００１２】本発明に用いる非磁性一成分現像剤は、結
着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子に無機酸化物微粉
末が付着されたものであって、トナー粒子を構成成分の
一つである結着樹脂としては、ビニル系重合体が使用で
きる。具体的には、１または２以上のビニルモノマーの
ホモポリマーまたはコポリマーであって、代表的なビニ
ルモノマーとしては、スチレン、ｐ−クロルスチレン、
ビニルナフタレン、例えば、エチレン、プロピレン、ブ
チレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフ
ィン類、例えば、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニ
ル等のハロゲン化オレフィン類、例えば、酢酸ビニル、
プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル、ギ
酸ビニル、ステアリン酸ビニル、カプロン酸ビニル等の
ビニルエステル類、例えば、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブ
チル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ｎ−オクチル、
アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、メ
チルα−クロルアクリレートおよびメタクリレート、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
ブチル等の不飽和モノカルボン酸およびそのエステル
類、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、
アクリルアミド等のエチレン性モノカルボン酸誘導体、
例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マ
レイン酸ジブチル等のエチレン性ジカルボン酸およびそ
のエステル類、例えば、ビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトン、メチルイソプロぺニルケトン等のビニル
ケトン類、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のごときビニ
ルエーテル類、例えば、ビニリデンクロリド、ビニリデ
ンクロルフロリド等のビニリデンハロゲン化物、例え
ば、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ
−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビ
ニル化合物等があげられる。さらに、ポリエステル等の
樹脂を用いてもよく、また上記のものと併用することも
できる。

【００１３】着色剤としては、公知の種々の顔料および
染料を用いることができる。例えば、カーボンブラッ
ク、ニグロシン等のアジン系染料、サリチル酸クロム錯
体のようなクロム系染料、アニリンブルー、クロムイエ
ロー、群青、メチレンブルークロライド、フタロシアニ
ンブルー、ローダミン６Ｇレーキ等を用いることができ
る。着色剤の含有量は、適宜設定されるが、一般にトナ
ー全量に対して１〜５０重量％の範囲で含有させればよ
い。

【００１４】また、本発明に用いるトナーにおいては、
耐オフセット性をより良好にすることを目的として、離
型剤を添加してもよい。離型剤としては、炭素数８以上
のパラフィン、ポリオレフィン等が好ましく、例えば、
パラフィンワックス、パラフィンラテックス、マイクロ
クリスタリンワックス等、またはポリプロピレン、ポリ
エチレン等が使用できる。さらに、荷電制御、電気抵抗
制御等の目的で、種々の材料を添加することもできる。
例えば、マレイン酸を単量体成分として含む共重合体の
ごとき高分子酸、４級アンモニウム塩等を添加すること
ができる。

【００１５】本発明に用いる非磁性一成分現像剤は、ト
ナーのチャージアップを抑制することを目的として、低
抵抗の無機酸化物微粒子を添加剤として添加して、トナ
ー粒子に付着させる。本発明において使用される無機酸
化物微粒子としては、酸化チタン、酸化錫、酸化マグネ
シウム、酸化鉄等があげられるが、酸化チタン微粉末を
用いた場合において最も良好な結果が得られるので好ま
しい。

【００１６】本発明においては、これらの無機酸化物微
粒子の比抵抗は、１〜１０⁸Ωｃｍであることが必要で
ある。比抵抗が１Ωｃｍよりも低いとトナーの帯電量の
低下とともに画像濃度が低くなり、一方、１０⁸Ωｃｍ
を超えるとチャージアップ抑制効果が小さくなってしま
う。また、無機酸化物微粒子は、平均粒子径が０．０１
〜１．５μｍの範囲にあることが必要である。平均粒子
径が０．０１μｍより小さいとチャージアップ抑制効果
が小さく、また、１．５μｍを超えると感光体に傷を付
けやすい等の問題が生じる。さらに、無機酸化物微粒子
の添加量は、トナー粒子に０．１ないし５．０重量％付
着する範囲で添加することが必要である。付着量が０．
１重量％より小さいとチャージアップ抑制効果が小さ
く、また、５．０重量％を超えるとトナーの帯電量の低
下や感光体汚染等の問題が生じる。さらにまた、無機酸
化物微粒子の一次粒子径が前述の範囲内であっても、凝
集体が多い場合には感光体汚染等が問題となるため、特
に２０μｍ以上の凝集体がトナー中に存在しないよう、
添加前の解砕処理や添加後の篩分等を施すことが好まし
い。

【００１７】さらに、トナー粒子の耐久性、流動性ある
いはクリーニング性を向上することを目的として、シリ
カ等の無機微粉末、脂肪酸あるいはその誘導体および金
属塩等の有機微粉末、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂も
しくはスチレン系樹脂等の樹脂微粉末等を、上記無機酸
化物微粒子と併用することもできる。なお、本発明に用
いるトナーにおける粒子径は、コールターカウンター社
製粒度測定機ＴＡ−II、アパーチャー径１００μｍで測
定したものを意味する。トナーを製造する方法は、従来
公知の方法を用いることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明するが、
本発明がこれらの実施例により限定されるものではな
い。実施例１プリンター（ＸＰ−１５、富士ゼロックス社製）を改造
し、潜像保持体として表面に赤外線感度を有する有機感
光層を持つ外径１５ｍｍの円筒状感光体を用いた。な
お、この円筒状感光体の基板として、厚さ０．４５ｍｍ
のＳＵＳ３０４を用い、これを丸めた後、接合部に一定
のギャップを保った状態でアルゴンガス中にてタングス
テン電極と被溶接部材との間にアークを発生させ、被溶
接部材を溶融させて溶接を施し、外径１５ｍｍの管を作
製したものを使用した。また、現像剤担持体として表面
研磨した外径１０ｍｍの樹脂コートスリーブを有する現
像ロールを用い、反転現像方式にて、以下に示す現像条
件により印字試験を行った。感光体−現像ロール間距離：２００μｍ感光体表面電位：ｈｉｇｈ：−５００Ｖ、ｌｏｗ：−１００Ｖ現像バイアスＡＣ成分：Ｖpp：２．０ｋＶ、周波数：２．４ｋＨｚＤＣ成分：−３００Ｖ印字速度：１０枚／分（現像剤）結着樹脂：スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体７９重量部（数平均分子量Ｍｎ：４，０００、重量平均分子量Ｍｗ：３００，０００）カーボンブラック１０重量部（商品名：リーガル３３０、キャボット社製）負帯電性帯電制御剤（アゾ系Ｆｅ染料）５重量部ポリプロピレンワックス６重量部（商品名：６６０Ｐ、三洋化成社製）上記材料をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これ
を設定温度１４０℃のエクストルーダーにより加熱混練
した。冷却後、粗粉砕、微粉砕し、５０％体積径Ｄ50が
６．５μｍの粉砕物を得た。さらにこの粉砕物を分級
し、Ｄ50＝７．１μｍ、５μｍ以下：２６％の分級品を
得た。得られたトナー分級品１００重量部に対して、疎
水性コロイダルシリカ０．８重量部および比抵抗１０²
Ωｃｍ、平均粒子径０．２μｍの酸化チタン微粉末０．
５％を外添し、ヘンシェルミキサーで混合してトナーを
得た。

【００１９】得られたトナーを、図１に示した構成を有
する装置により評価した。評価は初期および５，０００
枚印字した後の画質について行った。画像濃度（ＳＡ
Ｄ）はＸ−ｒｉｔｅ濃度計によって測定し、カブリは目
視判定、現像ゴーストはプロセス方向に画像部と非画像
部とが半面づつ存在する画像の直後に全面画像部のイメ
ージを出力し、画像部と非画像部後に該当する箇所の濃
度差により評価を行った。（濃度差が大きい程現像ゴー
ストは悪いことを意味する。）◎ なお、トナーの帯電量分布は、ホソカワミクロン社製Ｅ
−ＳＰＡＲＴＡｎａｌｙｚｅｒ（Ｍｏｄｅｌ：ＥＳＴ
−２型）を用い、印加電圧５０Ｖにて図１に示す現像ロ
ール上から直接測定した。

【００２０】実施例２感光体−現像ロール間距離を近づけ、実質的に現像剤層
を感光体ドラム表面に接触させ、感光体表面電位ｈｉｇ
ｈを−８００Ｖ、現像バイアスをＤＣ成分−４００Ｖの
みとした以外は、実施例１と同様に評価を行った。実施例３結着樹脂：ポリエステル樹脂９０重量部（ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物とテレフタル酸との縮重合物）（数平均分子量Ｍｎ：７，０００、重量平均分子量Ｍｗ：１６，０００）Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１１０重量部上記材料を実施例１と同様にしてトナーを作製した。得
られたトナーの粒度は、Ｄ50＝７．８μｍ、５μｍ以
下：２２％であった。

【００２１】比較例１結着樹脂：スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体４５重量部（数平均分子量Ｍｎ：４，０００、重量平均分子量Ｍｗ：３００，０００）マグネタイト（平均粒径０．２μｍ）５０重量部負帯電性帯電制御剤（アゾ系Ｆｅ染料）２重量部ポリプロピレンワックス（商品名：６６０Ｐ、三洋化成社製）３重量部上記材料を実施例１と同様にしてトナーを作製した。得
られたトナーの粒度は、Ｄ50＝７．３μｍ、５μｍ以
下：２４％であった。比較例２酸化チタン微粉末を外添しない以外は、実施例１と同様
にしてトナーを作成した。

【００２２】以下に評価結果をまとめて示す。

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明の画像形成方法は、上記の構成を
有するから、現像剤の帯電の立上がりが良好であり、か
つ帯電分布がシャープであって、低現像性および現像ゴ
ースト等の問題を生じにくく、また、チャージアップに
よる現像性の低下の問題が生じにくいという特徴を有し
ている。したがって、画像およびその維持性が良好でカ
ラー化も可能な小型複写機およびプリンターに適用する
のに好適である。また、本発明の画像形成方法は、非磁
性一成分現像方式を採用するから、従来の磁性一成分現
像方式を採用する画像形成装置のように現像剤担持体に
磁石を内包する必要がないため、装置の小型化に一層寄
与するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための画像形成装置の一例
の概略構成図である。

【符号の説明】１…感光体ドラム、２…コロナ帯電器、３…露光手段、
４…現像ロール、５…現像器、６…転写コロナ帯電器、
７…クリーニングブレード、８…非磁性一成分現像剤、
９…アジテータ、１０…トナー供給ロール、１１…帯電
ブレード、１２…転写体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井隆寿神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者富永悦夫神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者高木誠一神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者奥山浩江神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者吉原宏太郎神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像保持体上に潜像を形成する工程、該
潜像保持体上に現像剤担持体上の現像剤を用いてトナー
像を形成する工程、該トナー像を転写体上に転写する工
程を有する画像形成方法において、該潜像保持体の外径
が１０ないし２０ｍｍの範囲にあり、該現像剤担持体の
外径が５ないし１５ｍｍの範囲にあり、該現像剤が、結
着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子に、平均粒子径
０．０１ないし１．５μｍ、かつ比抵抗１ないし１０⁸
Ωｃｍの無機酸化物微粉末を０．１ないし５．０重量％
付着させてなる非磁性一成分現像剤であることを特徴と
する画像形成方法。