JP3220913B2 - 反転現像を用いる画像形成方法及び静電荷像現像用現像剤 - Google Patents
反転現像を用いる画像形成方法及び静電荷像現像用現像剤Info
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Description
おける静電潜像を現像する工程と磁性トナー粒子を用い
て反転現像する工程を有する画像形成方法に関する。
に対し露光を行い、その反射光を潜像担持体に露光し潜
像を得る方法が一般的に行われている。この方式は、原
稿反射光量を直接画像信号とするため、電気的潜像の電
位は連続的に変化する。(以下アナログ潜像と呼ぶ) これに対し、原稿反射光を電気信号に変換しその信号を
処理した後、それに基づき露光を行う、いわゆるデジタ
ル電子写真、静電記録システムが近年商品化されてい
る。
真システムの多くは発光体(半導体レーザー等)が画像
信号に従いオン−オフ(ON−OFF)され、その光が
潜像担持体上に投影される。この際、通常、印字率(1
頁当りの印字面積の割合)は3割以下であり、文字部分
に対して露光を行う方式いわゆる反転現像が、発光体寿
命の点で優位である。
位)が集まって形成されており、ベタ部、ハーフトーン
部およびライト部はドット密度をかえることにより表現
されている。ところが、ドットに忠実にトナー粒子がの
らず、ドットからトナー粒子がはみ出した状態ではデジ
タル潜像の黒部と白部のドット密度の比に対応するトナ
ー画像の階調性が得られないという問題点がある。
ズを小さくして解像度を向上させる場合には、微小なド
ットから形成される潜像の再現像がさらに困難になり、
解像度及び特にハーフトーンの階調性の悪い画像になる
傾向がある。
を小粒径化したものを用いた画像形成方法が、特開平2
−284163号公報、特開平2−284154号公報
で提案されているが、コンピューター出力としてのプリ
ンターに代表される、ドット密度比による画像階調性を
得られるシステムに対応するもので、複写機に代表され
るアナログ潜像、特にハーフトーン部(低現像電位コン
トラスト)における現像性が劣り(中間調画像濃度の再
現性に劣る)、一般の写真等の微細な濃度階調部分まで
再現させるためには、満足するレベルに至っていない。
ばれるものは、原稿反射光を電気信号に変換し、その信
号の処理をした後、それに基づき、レーザ等の発光体光
量を変調して階調性を表現する、いわばアナログ的静電
潜像形成方式がとられ、文字入りの写真画像において、
その複写画像の文字を鮮明で、写真画像は原稿と忠実な
濃度階調性が得られることを要求されている。だが、文
字を鮮明にするために、ライン濃度を高くすると、写真
画像の濃度階調性が損われ、反対に写真画像の濃度階調
性を良くすると、文字ラインの鮮明さが悪くなり、これ
らを両立させたデジタル複写機に適した画像形成方法は
未だに見い出されていない。
像形成を繰り返すと、粒径の小さなトナーが現像剤担持
体表面に、その高い帯電量に依る鏡映力の為、付着し、
他のトナー粒子の摩擦帯電を阻害し、十分に帯電量をも
てないトナー粒子が増加し、濃度低下を引き起こす場合
がある。このような現象は、低湿下に於いて特に現われ
やすい。この様な画像濃度低下の要因となる鏡映力は、
これまでの現像スリーブがステンレススチールやアルミ
等の金属を用いるために生じるものである。
のように現像スリーブ表面に離型性の良い樹脂被膜を形
成するもの等があるが、トナーとスリーブとの摩擦帯電
が不十分となり、特に高湿下で画像濃度が著しく低くな
るという欠点を有する。
のごとき問題点を解決した画像形成方法を提供するもの
である。
いて、その複写画像が鮮明で、写真画像は忠実な濃度階
調性が得られる画像形成方法を提供することである。
細線再現性特にハーフトーン部での階調性に優れた画像
形成方法を提供するものである。
変化のない画像形成方法を提供するものである。さらに
本発明の目的は異なる環境条件下においても安定した高
品位画像を得られる画像形成方法を提供するものであ
る。
に形成された静電潜像を現像部において、絶縁性磁性ト
ナーを含有する静電荷像現像用現像剤で反転現像法によ
り現像する画像形成方法において、該静電荷像現像用現
像剤は、絶縁性磁性トナー100重量部、流動化剤0.
01〜8重量部及び金属酸化物粉(但し、シリカ微粉末
を除く)0.1〜5重量部を有しており、現像剤担持体
表面が樹脂で形成されており、現像部における該現像剤
担持体上の静電荷像現像用現像剤層の厚さdが20乃至
150μmであり、現像部における該静電潜像保持体と
該現像剤担持体との最近接距離l(μm)と、該静電荷
像現像用現像剤層の厚さdとの比(l/d)が1より大
きく2以下であり、該現像剤担持体に印加される交番電
界のVPPの絶対値(|VPP|)が500乃至1000V
であり、該現像剤担持体を基準にして該静電潜像保持体
に形成される最大画像濃度での静電潜像との電位差VL
の値が150乃至500Vであり、|VPP|/2とVL
の絶対値との差の値Vmと該最近接距離l(μm)との
比(Vm/l)が0より大きく1.5以下である条件
で、静電潜像を静電荷像現像用現像剤で反転現像するこ
とを特徴とする反転現像を用いる画像形成方法により目
的は達成される。
によるものであることを把握した。
トナーと略す)としては、特開昭58−66951号公
報、特開昭59−168458号公報、特開昭59−1
68459号公報、特開昭59−168460号公報で
酸化スズ、亜鉛華を現像剤の帯電付与剤として用いるこ
とが開示されている。
0.5〜30m2 /gの無機微粉体を用いて静電潜像保
持体に付着する物質を除去する(研磨する)方法が開示
されている。
は、トナーと摩擦することによりトナーと逆極性に帯電
し、静電潜像保持体(これ以後感光体と略す)上に、ト
ナーが現像される電界と逆極性の電界の力で飛翔し、そ
の際にトナーに電荷を付与する。この飛翔した金属酸化
物粉は転写されずにクリーナーに回収される。このクリ
ーナー部に存在する金属酸化物粉が感光体を研磨する。
の場合のみに期待されるものであり、その理由は交番電
界により金属酸化物粉が飛翔する電界が、大きいことに
起因する。また交番電界をかける現像方法は画像部また
非画像部においてもトナーと逆極性に帯電した金属酸化
物粉が感光体に飛翔する。このことを次に説明する。図
2に従来の交番電界を用いた反転現像方法における、ト
ナーと逆極性に帯電した金属酸化物粉の感光体への飛翔
電界強度について説明する。
像濃度における感光体表面電位VSmaxとする)、非画像
部での感光体表面電位VDとする、現像剤担持体(これ
以後現像スリーブと略す)と感光体との現像部における
最近接距離(これ以後SDギャップと呼ぶ)が300μ
mで設置され、さらに現像部に直流バイアスVDCが印加
されており、交番電界(交流バイアス)が矩形波でVPP
(電界のピークツーピークの絶対値)が1800V、周
波数1600Hzである。ここで|VSmax−VDC|=V
Lとすると、トナーに逆極性で帯電した微粒子が現像ス
リーブから感光体に飛翔する電界強度は逆に感光体上に
あるトナーが現像部に引き戻される電界強度であるの
で、これを「戻しの電界」とこれ以後呼ぶ。
の絶対値は次式で与えられる。
は、最大画像濃度画像部VLmaxにおいて
にくい画像部におる電界強度が、最も飛翔しやすい非画
像部と比較して約52%と大きく、画像部においても、
金属酸化物粉は感光体上に飛翔することが予想できる。
実際に画像部における感光体上のトナーの成分を分析す
ると、現像剤に含有されている金属酸化物粉の量の約3
0%〜40%の割合で含有されている。
像剤に含有される金属酸化物粉の消費が多いため転写さ
れずに、クリーナーに回収されるためクリーニングブレ
ードで除去しきれず、クリーニング不良を起こす。また
現像剤における金属酸化物粉の量が減少するため、トナ
ーに対する帯電付与の効果も減少し、画像濃度も低くな
ると同時にライン画像も細り、またハーフトーン部にお
ける階調性も悪くなってゆくという傾向がある。
樹脂で表面を形成した現像スリーブとの現像部における
最近接距離(SDギャップ)と現像スリーブ上の現像部
における現像剤層厚および交番電場の振幅である|VPP
|の値を制御することで、現像の電界強度を下げること
なく、トナーの「戻しの電界」強度を下げ、現像剤中の
金属酸化物粉の著しい消費をおさえ、現像剤の組成変化
による画質劣化をおさえ、長期にわたり安定した画質を
保ち、さらにライン画像濃度が高くかつ写真画像等の微
細な濃度階調性が得られる画像形成方法を見い出した。
PP値を下げればよいが、画像部における現像電界強度も
下がり、現像性の低下を招く。そのため、VPPの低下と
ともにSDギャップを挟める必要があるが、SDギャッ
プを挟めるとスリーブ上の現像剤のコート状態が画質に
顕著に反映され、特に磁性トナーは現像スリーブに磁気
的な力で拘束されているため、現像スリーブへのコート
性が均質で、かつ、スリーブに内装する磁石の磁気力、
磁性トナーの磁気力等の物理的あるいは規制部材等の機
械的規制力でコート層厚の制御が容易である。
ることにより、鏡映力がなくなるため金属酸化物を含有
した絶縁性磁性トナーの粒径による選択的担持性(例え
ば、トナーが有する粒度分布のなかで比較的粒径の小さ
なもののみをスリーブに担持し、結果的に選択現像を招
き、画像劣化が生じる)がなくなり、長期にわたり安定
した均質コートを維持できることを本発明者らは見い出
した。
質コートされるためには現像スリーブの表面が樹脂で形
成されており、現像剤層厚(本発明における現像剤層厚
とは平均層厚である。)が20〜150μm、好ましく
は40〜140μmで制御する必要がある。膜厚が20
μm未満では現像剤のコートが疎らで、150μmを超
える場合ではトナーの磁気力により形成される穂長のば
らつきが増加するため、画質特にハーフトーン部におけ
るガサツキ等に影響する。
平均層厚に対して、現像部における感光体と現像剤スリ
ーブとの最近接距離SDギャップl(μm)が2倍以下
で、現像剤と感光体とが非接触であることが好ましい。
現像剤が感光体と接触していると、静電潜像のみだれ、
磁性トナーの穂によるはきよけ等画質に悪影響をおよぼ
す可能性があるからである。
電界のVPPの絶対値|VPP|が従来より下げ500〜1
000V、好ましくは600〜950Vの範囲で設定
し、現像スリーブを基準にして感光体に形成されている
静電潜像との電位差(一般に現像電位コントラストと呼
ばれる)VLの値が150〜500V、好ましくは20
0〜450Vの範囲で、|VPP|/2−|VL|=Vmと
するときVmとSDギャップl(μm)との比、Vm/l
(これは前述の画像部における「戻しの電界強度」であ
る)が0より大きく1.5以下、好ましくは0.1〜
1.4である条件で画像形成を行った場合、十分な現像
電界強度を保ちつつ「戻しの電界強度」を下げるために
前述の現像剤中の金属酸化物粉の著しい消費をおさえ、
その結果、現像剤の帯電安定性および金属酸化物粉が過
度にクリーナーに回収されることに起因するクリーニン
グ不良等が改善されることを見い出した。
(l)との比(l/d)が1より大きく2以下で従来よ
りもその間隙が小さいため、交番電界による磁性トナー
粒子の現像による飛翔状態密度を高めるために最大画像
濃度部における現像電界強度が2.5V/μm以上であ
れば十分な現像性が得られる。
が含まれているため、トナーの帯電の立ち上がりが迅速
になり、静電潜像において電気力線の集中するライン部
を忠実に現像できる。さらにこの金属酸化物粉が、トナ
ー粒子間のスペーサーの役割をし、トナーの飛翔状態を
ソフト化するので、ハーフトーン部における微細な濃度
階調を忠実に現像することが可能で、今までの磁性トナ
ーを用いた画像形成方法では得られなかったしっとりし
たハーフトーン画像が得られることを本発明者らは見い
出した。
合は金属酸化物粉の飛翔が著しく、現像剤の性能劣化お
よびクリーニング不良を引き起こす。
において金属酸化物の飛翔がなく、磁性トナーに帯電を
付与できず画像濃度が低下傾向を示す。
を0より大きく1.5以下(V/μm)の範囲で適正化
したことにより金属酸化物粉が過度にクリーナーに回収
されることがなくなったため、従来金属酸化物粉を併用
した現像剤は有機感光体を過剰に削るという弊害があっ
たが、本発明に係る画像形成方法を用いれば、有機感光
体の削れを大巾に軽減でき感光体寿命も延ばすことがで
きる。
ブ、感光体ドラムの偏芯、またこれらを駆動させるギア
の微小なピッチムラ等が極めて軽微になることも本発明
者らは見い出した。これは前述と同様のトナーの飛翔状
態密度が高いためであると推測している。
れる結着樹脂としては、ビニル系樹脂、ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂などが挙げられるが、なかでもビニル
系樹脂、ポリエステル樹脂が帯電特性、定着性でより好
ましい。
るビニル系結着樹脂を構成するビニル系モノマーとして
は以下のものが挙げられる。
m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フェニ
ルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルス
チレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチ
ルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オク
チルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシ
ルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシ
スチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチ
レン、n−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−
ニトロスチレン、等のスチレン誘導体と、エチレン、プ
ロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン及び
不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンなど
の不飽和ジオレフィン類;塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル
類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニ
ルなどのビニルエステル類;メタクリル酸及びメタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシ
ル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸
ステアリル、メタクリル酸フェニル、などのα−メチレ
ン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸及びア
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、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル
酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリ
ル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルなどのアク
リル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチ
ルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエ
ーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケト
ン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン
類;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−ビニルピロリドンなどのN−
ビニル化合物;ビニルナフタリン類;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アクリル
酸もしくはメタクリル酸誘導体;アクロレイン類、さら
にはカルボキシル基含有ビニル系モノマーとしてアクリ
ル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水マ
レイン酸、フマル酸、マレイン酸、及びそれらのメチ
ル、エチル、ブチル、2−エチルヘキシル等のモノエス
テルが挙げられ、これらの1種又は2種以上使用して重
合させたものが用いられる。
成は以下の通りである。
全成分中45〜55mol%がアルコール成分であり、
55〜45mol%が酸成分である。
ール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘ
キサンジオール、水素化ビスフェノールA、又(A)式
で表わされるビスフェノール誘導体;
等の多価アルコール類が挙げられる。
2価のカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、無水フタル酸などのベンゼンジカルボン酸
類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン
酸、アゼライン酸などのアルキルジカルボン酸類又はそ
の無水物、またさらに炭素数6〜18のアルキル基で置
換されたこはく酸もしくはその無水物;フマル酸、マレ
イン酸、シトラコン酸、イタコン酸、などの不飽和ジカ
ルボン酸又はその無水物等が挙げられ、又、3価以上の
カルボン酸としてはトリメリット酸、ピロメリット酸、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸やその無水物等が挙げ
られる。
樹脂のアルコール成分としては前記(A)式で示される
ビスフェノール誘導体であり、酸成分としては、フタル
酸、テレフタル酸、イソフタル酸又はその無水物、こは
く酸、n−ドデセニルコハク酸、又はその無水物、フマ
ル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のジカルボン酸
類;トリメリット酸又はその無水物のトリカルボン酸類
が挙げられる。
たポリエステル樹脂が熱ローラー定着用トナーとして定
着性が良好で、耐オフセット性にすぐれているからであ
る。
するのもかまわないが、より好ましい形態としては分子
量の異なる二種以上の樹脂を適当な割合で混合した結着
樹脂を用いるのが好ましい。
0℃、好ましくは55〜70℃であり、数平均分子量M
n2,500〜30,000、重量平均分子量Mw1
0,000〜200,000であることが好ましい。
ガラス転移温度は50〜75℃好ましくは55〜65
℃、さらに数平均分子量Mn1,500〜50,000
好ましくは2,000〜20,000、重量平均分子量
Mw6,000〜100,000好ましくは10,00
0〜90,000であることが好ましい。
以下、OH価は50以下好ましくは30以下であること
が望ましい。これは、分子鎖の末端基数が増えるとトナ
ーにしたときトナーの帯電特性に於て環境依存性が大き
くなる為である。
しては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の
酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe,C
o,Niのような金属、あるいは、これらの金属とA
l,Co,Cu,Pb,Mg,Ni,Sn,Zn,S
b,Be,Bi,Cd,Ca,Mn,Se,Ti,W,
Vのような金属との合金、およびこれらの混合物等が挙
げられる。
e3 O4 )、三二酸化鉄(γ−Fe2 O3 )、酸化鉄亜
鉛(ZnFe2 O4 )、酸化鉄イットリウム(Y3 Fe
5 O12)、酸化鉄カドミウム(CdFe2 O4 )、酸化
鉄ガドリニウム(Gd3 Fe5 −O12)、酸化鉄銅(C
uFe2 O4 )、酸化鉄鉛(PbFe12−O19)、酸化
鉄ニッケル(NiFe2 O4 )、酸化鉄ネオジム(Nd
Fe2 O3 )、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸
化鉄マグネシウム(MgFe2 O4 )、酸化鉄マンガン
(MnFe2 O4 )、酸化鉄ランタン(LaFeO
3 )、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉
(Ni)等が知られているが、本発明によれば、上述し
た磁性材料を単独で或いは2種以上の組合せで選択使用
する。本発明の目的に特に好適な磁性材料は四三酸化鉄
又はγ−三二酸化鉄の微粉末である。
2μm程度で、10Kエルステッド印加での磁気特性が
抗磁力20〜150エルステッド飽和磁化50〜200
emu/g(好ましくは50〜100emu/g)、残
留磁化2〜20emu/gのものが望ましい。
0〜200重量部、好ましくは20〜150重量部使用
するのが良い。
粉は次の金属酸化物類が好ましい。アルカリ土類金属、
希土類金属、遷移金属等の酸化物、具体的にはバリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム等のア
ルカリ土類金属の酸化物微粒子;イットリウム、ユーロ
ビウム、セリウム、ランタン希土類金属の酸化物微粒
子;スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マン
ガン鉄、テツ、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛等の遷移
金属の酸化物微粒子;また本発明に係る金属酸化物粉に
は以下の様な複合金属酸化物微粒子でも良い。
iO2 −BaO、TiO2 −CaO、TiO2 −MgO
−NiO、TiO2 −SrO−NiO、TiO2 −Ca
O−NiO、CuO−Cr2 O3 、CoO−Al2 O
3 、CuO−Fe2 O3 −Mn2 O3 等が挙げられる。
中でも、チタン酸ストロンチウムが好ましい。本発明に
係る金属酸化物粉の粒径は数平均粒径で0.1〜5.0
μmさらに好ましくは0.5〜3.0μmが良い。
をトナー粒子に配合(内添)、またはトナー粒子と混合
(外添)して用いることが好ましい。荷電制御剤によっ
て、現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが
可能となり、特に本発明では粒度分布と荷電とのバラン
スをさらに安定したものとすることが可能である。正荷
電制御剤としては、ニグロシンおよび脂肪酸金属塩等に
よる変成物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒ
ドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルア
ンモニウムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニ
ウム塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキ
サイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドの如きジオル
ガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチ
ルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如き
ジオルガノスズボレートを単独であるいは2種類以上組
合せて用いることができる。これらの中でも、ニグロシ
ン系、四級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特に好ま
しく用いられる。
は置換または未置換のアルキル基(好ましくは、C1 〜
C4 )を示す。]で表わされるモノマーの単重合体:ま
たは前述したようなスチレン、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステルの如き重合性モノマーとの共重合体
を正荷電性制御剤として用いることができ、この場合こ
れらの荷電制御剤は、結着樹脂(の全部または一部)と
しての作用をも有する。
剤としては、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有
効で、その例としてはアルミニウムアセチルアセトナー
ト、鉄(II)アセチルアセトナート、3,5−ジター
シャリーブチルサリチル酸クロム等がある。特にアセチ
ルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が
好ましく、特にサリチル酸系金属錯体(モノアルキル基
置換体またはジアルキル基置換体を包含)またはサリチ
ル酸系金属塩(モノアルキル基置換体及びジアルキル基
置換体を包含)が好ましい。
用を有しないもの)は、微粒子状として用いることが好
ましい。この場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、
具体的には、4μm以下(更には3μm以下)が好まし
い。
荷電制御剤は、結着樹脂100重量部に対して0.1〜
20重量部(更には0.2〜10重量部)用いることが
好ましい。
二種以上の離型剤を磁性トナー粒子中に含有させてもか
まわない。
のが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリ
プロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィ
ンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス、また、酸
化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワック
スの酸化物、または、それらのブロック共重合物、カル
ナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステル
ワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス
類、及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類
を一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸など
の、飽和直鎖脂肪酸類、ブランジン酸、エレオステアリ
ン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類、ステアリル
アルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコー
ル、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリ
シルアルコールなどの飽和アルコール類、ソルビトール
などの多価アルコール類、リノール酸アミド、オレイン
酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類、メ
チレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン
酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチ
レンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミ
ド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレン
ビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン
酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなど
の、不飽和脂肪酸アミド類、m−キシレンビスステアリ
ン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミ
ドなどの芳香族系ビスアミド類、ステアリン酸カルシウ
ム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステア
リン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩(一般に金属石
けんといわれているもの)、また、脂肪族炭化水素系ワ
ックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマー
を用いてグラフト化させたワックス類、また、ベヘニン
酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分
エステル化物、また、植物性油脂の水素添加などによっ
て得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合
物などが挙げられる。
脂100重量部あたり0.1〜20重量部、好ましくは
0.5〜10重量部が望ましい。これは、離型剤の量
が、20重量部以上だと、耐ブロッキング性や高温オフ
セットが悪いものとなり、0.1重量部より少ないと、
離型効果がない。
剤に溶解し、樹脂溶液温度を上げ、撹拌しながら添加混
合する方法や、混練時に混合する方法で結着樹脂に含有
させられる。
色剤含有樹脂粒子に添加することにより、流動性が添加
前後を比較すると増加し得るものであれば、どのような
ものでも使用可能である。例えば、フッ化ビニリデン微
粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系
樹脂粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末
シリカ、それらシリカをシランカップリング剤、チタン
カップリング剤、シリコンオイル等により表面処理を施
した処理シリカ等がある。
ン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉体であり、
いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称される
もので、従来公知の技術によって製造されるものであ
る。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱
分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は次
の様なものである。
又は塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロ
ゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属
酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらも
包含する。その粒径は、平均の一次粒径として、0.0
01〜2μmの範囲内であることが望ましく、特に好ま
しくは、0.002〜0.2μmの範囲内のシリカ微粉
体を使用するのが良い。
の蒸気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体とし
ては、例えば以下の様な商品名で市販されているものが
ある。
成されたシリカ微粉体に疎水化処理した処理シリカ微粉
体を用いることがより好ましい。該処理シリカ微粉体に
おいて、メタノール滴定試験によって測定された疎水化
度が30〜80の範囲の値を示すようにシリカ微粉体を
処理したものが特に好ましい。
あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的に処
理することによって付与される。好ましい方法として
は、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成され
たシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。
サメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルク
ロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジク
ロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチル
クロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジ
ルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロル
シラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ρ−クロ
ルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロ
ルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチ
ルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレー
ト、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエ
トキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジ
ビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニル
テトラメチルジシロキサンおよび1分子当り2から12
個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞ
れ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポ
リシロキサン等がある。これらは1種あるいは2種以上
の混合物で用いられる。
で測定した窒素吸着による比表面積が30m2 /g以
上、好ましくは50m2 /g以上のものが良好な結果を
与える。磁性トナー粒子100重量部に対して流動化剤
0.01〜8重量部、好ましくは0.1〜4重量部使用
するのが良い。
平均粒径で7〜10μmが好ましい。現像剤層の均質化
を効率的に達成するために5μm〜10.8μmの粒径
を有する磁性トナー粒子が50個数%〜95個数%で含
有されていることが好ましい。
により形成され、例えば非磁性のステンレス又はアルミ
ニウム等からなる円筒状基体の周面上を樹脂により被覆
したものがあげられる。
は、被覆形成高分子などが用いられる。例えばスチレン
系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、
ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル
系樹脂などの熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポ
リイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが
使用できる。中でもシリコン樹脂、フッ素樹脂のような
離型性のあるもの、ポリエーテルスルホン、ポリカーボ
ネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミド、フェ
ノール、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン系樹脂
のような機械的性質に優れたものがより好ましい。また
これらのブレンドポリマーを用いてもよい。
好ましく、より好ましくは2〜30μmであり、1μm
未満では担持体メモリーや選択現像が生じ、50μmを
超えるとトナーに対する帯電付与性の低下が起こり、画
像濃度の低下を生じる。
分散させても良い。マグネタイト、ヘマタイト、フェラ
イトの如き酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;
Fe,Co,Niのような金属、或いは、これらの金属
とAl,Co,Cu,Pb,Mg,Ni,Sn,Zn,
Sb,Be,Bi,Cd,Ca,Mn,Se,Ti,
W,Vのような金属との合金、及びこれらの混合物等が
挙げられる。
い。例えば、ニグロシン及びその脂肪酸金属塩等による
変性物、四級アンモニウム塩、ジオルガノスズオキサイ
ド、ジオルガノスズボレート等を単独あるいは2種以上
組み合わせて用いることができる。さらに、カルボン酸
誘導体及びこの金属塩、アルコキシレート、有機金属錯
体、キレート化合物等を単独あるいは2種以上組み合わ
せて用いることができる。
てもよい。テフロン、ポリフッ化ビニリデン、脂肪酸金
属塩の如き滑剤;塩化セリウム、炭化ケイ素の如き研磨
剤;コロイダルシリカ、アルミナ、或いは、表面処理剤
(例えば、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイ
ル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカッ
プリング剤)で処理された表面処理シリカ、表面処理ア
ルミナの如き流動性付与剤、ケーキング防止剤;カーボ
ンブラックがある。
せてもよい。ポリスチレン樹脂微粒子、スチレンアクリ
ル系樹脂微粒子、シリコーン系樹脂微粒子、ナイロン系
樹脂微粒子等があげられる。
粉の粒度分布測定方法を以下に述べる。
測定できるが、本発明においてはコールターカウンター
のマルチサイザーを用いて行った。
ウンターのマルチサイザーII型(コールター社製)を
用い、個数分布,体積分布を出力するインターフェイス
(日科機製)及びCX−1パーソナルコンピューター
(キヤノン製)を接続し、電解液は特級あるいは1級塩
化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。
測定法としては前記電解水溶液100〜150ml中に
分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼン
スルホン酸塩を0.1〜5ml加え、さらに測定試料を
2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分
散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターカ
ウンターのマルチサイザーII型により、アパーチャー
として、磁性トナー粒径を測定するときは、100μm
アパーチャーを用い、金属酸化物、複合金属酸化物微粒
子の粒径を測定するときは13μmアパーチャーを用い
て測定した。磁性トナー粒子及び金属酸化物、複合金属
酸化物微粒子の体積,個数を測定して、体積分布と、個
数分布とを算出した。それから本発明に係わるところの
体積分布から求めた重量基準の重量平均径を体積分布か
ら求めた。
ける現像スリーブ上の現像剤層厚の測定現像スリーブの
現像位置での現像剤層、実際上はトナーの磁気力により
形成される穂の高さを光学顕微鏡により真上から写真撮
影する。この場合、被写界深度は非常に浅くなるため、
焦点調整微動目盛から穂長1本,1本を読みとり、その
平均値を現像剤層厚とする。
るが、これは本発明をなんら限定するものではない。尚
以下の配合における部数はすべて重量部である。
粉砕、分級し、重量平均粒径8.3μmの黒色粉体を得
た。この黒色粉体100部に、金属酸化物粉である酸化
アルミニウム(アルミナ)微粉末(個数平均径2.7μ
m)を3部および流動化剤としてヘキサメチルジシラザ
ン処理したシリカ微粉末0.6部をヘンシェルミキサー
にて外添して現像剤1とした。
て酸化アルミニウム微粉末を酸化チタン微粉末(個数平
均径1.7μm)2部にかえる以外は、すべて現像剤製
造例1と同様な方法で現像剤2を得た。
て酸化アルミニウム微粉体を用いないこと以外は、すべ
て現像剤製造例1と同様な方法で現像剤3を得た。
機NP2020の現像スリーブを用いてポリカーボネー
ト樹脂(Mn=30000)をメチルエチルケトンに溶
解しこれをスプレー法にて膜厚10μmの表面塗膜した
現像スリーブを得た。この現像スリーブを現像スリーブ
1とする。
造例1においてポリカーボネート樹脂をポリメチルメタ
クリレート樹脂(Mn=20000)に代える以外はす
べて現像スリーブ製造例1と同様に表面塗膜した現像ス
リーブを作製し、これを現像スリーブ2とする。
造例1においてポリカーボネート樹脂をポリスチレン樹
脂(Mn=28000)に代える以外はすべて現像スリ
ーブ製造例1と同様に表面塗膜した現像スリーブを作製
し、これを現像スリーブ3とする。
デジタル反転現像複写機に改造した改造機を用いて画出
しをおこなった。
流バイアスVAC(|VPP|=800V、周波数1400
Hz)および直流バイアスVDC−600Vを現像スリー
ブと感光体との間に印加した。
の電位VD −700V、画像黒部(最大画像濃度部)で
の電位VS-max −300Vであった。現像に係る現像ス
リーブ基準の電位の相関図を図1に示す。また、図3及
び4に画像形成装置の概略図を示す。
ると、VL=(|VDC−VS-max|)は+300Vであ
り、VDは−100Vであり、Vmは100Vであった。
像器に現像剤1を入れ、現像スリーブと規制ブレードと
の間隙を230μmに設定し、現像スリーブの現像部に
おける現像剤層の厚さdを測定したところ85μmであ
った。現像スリーブと感光体との現像部における最近接
距離が160μmになるように現像器を改造し、最大画
像濃度部でのVm /l=0.625とした。
りの原稿を用い、常温常湿(25℃,60%RH)、高
温高湿(30℃,90%RH)および低温低湿(15
℃,10%RH)の3環境にて連続複写にて20,00
0枚の画出しを行ない、得られた画像を顕微鏡によりラ
イン画像の鮮鋭さ、写真画像の品位性(ハーフトーンの
しっとり感、階調性、輪郭のしまり等総合的に判断し
た)等に着目して観察し、評価した。結果を表2に示
す。
い、また写真画像はがさつきが全く認められず、濃度階
調性に優れ、原稿の写真画像を忠実に再現できた。ライ
ン画像もしっかりとしていた。
維持し、写真画像、ライン画像ともに初期状態と同等の
良好な画像が得られた。また常温常湿下での20000
枚の画出し後の現像スリーブ上の現像剤の重量平均径
(D4 径)は初期と比べ粒径の変化が小さかった。
1〜4は実施例1と同等に評価し、その結果を表2に示
す。
果が得られた。
低くまた画質も悪く、20000枚の画出し後では初期
よりもさらに画質が劣化した。
0000枚の画出し後では、画像濃度、画質ともに劣化
した。
調性の画像を得ることができ、さらに環境安定性に優
れ、長期にわたる画出しにおいても初期と同等の高品位
画像を提供できる画像形成方法である。
の相関を示す模式図である。
模式図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 静電潜像保持体に形成された静電潜像を
現像部において、絶縁性磁性トナーを含有する静電荷像
現像用現像剤で反転現像法により現像する画像形成方法
において、該静電荷像現像用現像剤は、絶縁性磁性トナー100重
量部、流動化剤0.01〜8重量部及び金属酸化物粉
(但し、シリカ微粉末を除く)0.1〜5重量部を有し
ており、 現像剤担持体表面が樹脂で形成されており、 現像部における該現像剤担持体上の静電荷像現像用現像
剤層の厚さdが20乃至150μmであり、 現像部における該静電潜像保持体と該現像剤担持体との
最近接距離l(μm)と、該静電荷像現像用現像剤層の
厚さdとの比(l/d)が1より大きく2以下であり、該 現像剤担持体に印加される交番電界のVPPの絶対値
(|VPP|)が500乃至1000Vであり、該 現像剤担持体を基準にして該静電潜像保持体に形成さ
れる最大画像濃度での静電潜像との電位差VLの値が1
50乃至500Vであり、 |VPP|/2とVLの絶対値との差の値Vmと該最近接距
離l(μm)との比(Vm/l)が0より大きく1.5
以下である条件で、静電潜像を静電荷像現像用現像剤で
反転現像することを特徴とする反転現像を用いる画像形
成方法。 - 【請求項2】 最大画像濃度部における現像電界強度が
2.5V/μm以上である条件で、静電潜像を静電荷像
現像用現像剤で反転現像することを特徴とする請求項1
に記載の反転現像を用いる画像形成方法。 - 【請求項3】 |V PP |/2とV L の絶対値との差の値
V m と該最近接距離l(μm)との比(V m /l)が0.
1〜1.4である条件で、静電潜像を静電荷像現像用現
像剤で反転現像することを特徴とする請求項1又は2に
記載の反転現像を用いる画像形成方法。 - 【請求項4】 該金属酸化物粉は、0.1〜5.0μm
の個数平均粒径を有することを特徴とする請求項1乃至
3のいずれかに記載の反転現像を用いる画像 形成方法。 - 【請求項5】 静電潜像保持体に形成された静電潜像を
現像部において、絶縁性磁性トナーを含有する静電荷像
現像用現像剤で反転現像法により現像する画像形成方法
に、 該現像剤担持体として、表面が樹脂で形成されている現
像剤担持体を用い、 現像部における該現像剤担持体上の静電荷像現像用現像
剤層の厚さdが20乃至150μmであり、 現像部における該静電潜像保持体と該現像剤担持体との
最近接距離l(μm)と、該静電荷像現像用現像剤層の
厚さdとの比(l/d)が1より大きく2以下であり、 該現像剤担持体に印加される交番電界のV PP の絶対値
(|V PP |)が500乃至1000Vであり、 該現像剤担持体を基準にして該静電潜像保持体に形成さ
れる最大画像濃度での静電潜像との電位差V L の値が1
50乃至500Vであり、 |V PP |/2とV L の絶対値との差の値V m と該最近接距
離l(μm)との比(V m /l)が0より大きく1.5
以下である条件で、静電潜像を静電荷像現像用現像剤で
反転現像する画像形成方法に用いられる静電荷像現像用
現像剤であって、 該静電荷像現像用現像剤は、絶縁性磁性トナー100重
量部、流動化剤0.01〜8重量部及び金属酸化物粉
(但し、シリカ微粉末を除く)0.1〜5重量部を有し
ていることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。 - 【請求項6】 該静電荷像現像用現像剤は、最大画像濃
度部における現像電界強度が2.5V/μm以上である
条件で、静電潜像を反転現像するためのものであること
を特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用現像剤。 - 【請求項7】 該静電荷像現像用現像剤は、|V PP |/
2とV L の絶対値との差の値V m と該最近接距離l(μ
m)との比(V m /l)が0.1〜1.4である条件
で、静電潜像を反転現像するためのものであることを特
徴とする請求項5又は6に記載の静電荷像現像用現像
剤。 - 【請求項8】 該金属酸化物粉は、0.1〜5.0μm
の個数平均粒径を有 することを特徴とする請求項5乃至
7のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24718992A JP3220913B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 反転現像を用いる画像形成方法及び静電荷像現像用現像剤 |
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JPH0675467A JPH0675467A (ja) | 1994-03-18 |
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