JPH02109061A - 電子写真式画像形成方法 - 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電子写真式画像
形成方法に関するものである。 〔従来技術〕 従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置で、感光
体ドラムを２回転させる間に用紙１枚分の画像形成を行
う所謂２回転１ページ方式が使用されているものがある
。この様な画像形成装置では、感光体ドラムの周囲に帯
電器、露光器、クリーナ兼現像器、転写器を順次配置し
、専用のクリーナを設けない所謂クリーナ無しプロセス
が採用されている。 クリーナ無しプロセスでは、感光体ドラムの回転と共に
、まず帯電器により感光体表面に一様な帯電を施し、次
に入力情報に応じた光像を照射して情報に対応した静電
潜像を感光体表面に形成する。続いて、その静電潜像を
クリーナ兼現像器によってトナー像に顕像化し、この感
光体上のトナー像を転写器によって用紙上に転写する。 転写後、用紙は感光体から分離され定着等が施された後
、機外へ排出される。一方、転写を終えた感光体は更に
回転を続け、２回転目に入ってクリーナ兼現保安により
感光体上の残留トナーが除去される。 斯様に、２回転１ページ方式では、感光体の２回転で１
回の画像形成動作を行う。 〔従来技術の問題点〕 しかしながら、上述の２回転１ページ方式によるクリー
ナ無し電子写真式画像形成方法においては、−度画像が
形成されたままで未清掃の感光体上に画像が形成される
ことによる残像の発生を防止する為、感光体の周長は使
用する最大サイズ用紙の長さよりも長くなければならな
い。例えば、最大用紙が８４版の場合は、その用紙長さ
が３６４　＋＋＋＋であるから、感光体の周長は３６４
龍＋余裕分の長さ（通常２５冒■程度）を必要とする。 その結果、感光体ドラムの直径が約１２０−ｓにもなり
、装置全体が大型化する・。 又、上述のクリーナ無し電子写真式画像形成方法を用い
連続して画像形成を行う場合、用紙間の長さを感光体周
長以上に設定する必要があり、その分画像形成速度が遅
くなる。 そこで、上記欠点を解消した方法、即ちクリーナを使用
せず且つ通常の小径感光体ドラムを用い１回転で用紙１
枚分の画像形成が可能な方式が、特開昭５４−１０９８
４２号公報及び特開昭６２−２２６１７３号公報等で提
案されている。然るに、これら２公報に開示された方式
は、何れも現像器を現像とクリーニングの両工程に兼用
すると共に略同時に両工程を実施する為、現像器及びそ
れに関連する部位の構成が通常の電子写真プロセスより
複雑化することは否めない。 〔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、通常の電子写真式画像形成方法からクリーニング
工程を省略した画像形成プロセスにより、残像等の画質
不良を発生させず良好な画像を安定的且つ迅速に得るこ
七が可能な電子写真式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、感光体表面を一様に
帯電する工程と、一様帯電させた感光体表面に画像情報
に応じて光を照射し静電潜像を形成する工程と、前記静
電潜像をキャリヤとトナーを含む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用紙上に転写す
る転写工程とから成る電子写真プロセスを備え、前記感
光体表面をクリーニングせずに前記電子写真プロセスを
繰返し実施することにより画像を得る電子写真式画像形
成方法において、前記現像剤に、平均粒径が少なくとも
前記トナーの平均粒径より小さく、且つ、前記キャリヤ
との摩擦帯電極性が前記トナーと同極性である透光性微
粉末を混合す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第１図及び第２図を参照
しながら詳細に説明する。 本実施例は、本発明の電子写真式画像形成方法を液晶プ
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。 第１図において、液晶プリンタの略中央に、矢印方向に
駆動回転可能に設けられた感光体ドラム１が配設されて
いる。感光体ドラムｌの周辺には、その回転方向に沿っ
て、上述の感光体ドラム１の周面１ａを所定電位に均一
に帯電する帯？１！Ｗ２、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、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、クリーニング無し画像形成プロセスが
形成されている。尚、上述の帯電器２と転写器５には夫
々所定極性（本例では帯電器２が一極性、転写器５が電
極性）のバイアス電源２　ａ　＋５ａが接続され、感光
体ドラム１側が接地されている。又、液晶記録ヘッド３
は、図示しない多数のマイクロシャッタが形成された液
晶シャッタパネル３ｂ、この液晶シャッタパネル３ｂへ
光を照射する光源３ａ１マイクロシヤツタを透過した光
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。又、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、本発明の電子写真式画像形成方法の原理につい
て説明する。 クリーニング工程を省略する為には、転写工程後の感光
体ドラム表面に未転写トナー等のクリーニングすべき残
留物を発生させないか、又は、残留物が帯電から露光に
至る工程で静電潜像の形成に悪ＩＩを及ぼさない物質で
あればよい。本発明は、後者の方法に着目したものであ
り、先ず、転写工程の作用メカニズムについて考察する
。 第２図に示す如く、感光体ドラム１に担持されたトナー
の内の感光体ドラム表面１ａに付着した第１層目のトナ
ーｔ、には、大略、次の二通りの物理的付着力が作用し
ている。 但し、ｈ　ω：　ＬＩｆｓｈｌｔｚ４ａｎ　ｄｅｒ　Ｗ
ａａｌｓ定数γ：定数−半径 Ｚ：トナーと感光体表面とのギヤ ツブ β：係数 ｑ：トナーの電荷 ε０：真空の誘電率 ε、：感光体の比翼電率 今、７：５　Ｃｔｔｍ）、Ｚ＝１　（ｎｍ）＋　β＝２
（Ｚ”＝１ｎｍにおいて）、ｑ＝２８　（μｃ／ｇ）。 ε。＝８．８５４Ｘ１０伺”　（ｑ２／Ｌｍ２）　、　
　ε、＝３゜４として、これら各値を上記（１）、（２
）式に代入すると、 Ｆ　＋＝　６．４　Ｘ　１０−’　（ｄｙｎｅ）Ｆ　２
＝　０．９　Ｘ　１０−３（ｄｙｎｅ）となる。この計
算結果から、感光体表面１ａに接したトナーｔ、を感光
体表面に保持する力の約８８％がＶａｎ　ｄｅｒ　Ｗａ
ａｌｓ力Ｆ、であることが分る。 次いで、感光体ドラム１表面の第２層目のトナｔ２につ
いて考察する。この場合、　Ｖａｎ　ｄｅｒ　ＷａａＩ
ｓ力Ｆ　＋については、第１層目とＺ（）ナーと感光体
とのギャップ）が異なるだけで、その他の条件は同一と
考えてよい。トナーｔ２の感光体ドラム表面とのギャッ
プＺは、略トナー１．の直径であるから、 Ｚ＝　１０μｍ と見做し、この値を用いて１層目と同様に上記（１）式
に基づきＶａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ力Ｆｌを計算する
と、 ＦＩ＝Ｅ３．４Ｘ１０−目Ｃｄｙｎｅ）となる。 鏡像力Ｆ２については、 ２ｒ＝３０μｍ とし、その他の条件は１層目と同一として、上記（２）
式から、 Ｆ　２：　Ｉ　Ｘ　１０−’　（ｄｙｎｅ）となる。 これらの値から、２層目のトナーｔ２の感光体ドラム１
表面への付着力は、１層［１のトナーｔｌに比べて、大
幅に小さいことが分る。これは、実際に転写後の感光体
ドラム１表面を観察すると、１層１］のトナーｔ、の一
部分が残留しているにすぎないことからも明らかである
。 従って、感光体ドラム１表面の付着物の１層目の物質を
、静電潜像の形成に悪影響を及ぼさない物質で形成すれ
ば良い。静電潜像の形成に関与するのは帯電、露光の両
工程であるが、露光工程に関しては、１届目物質が透光
性物質であれば、これが転写されずに感光体ドラム１表
面に残留していても光を遮らないから、露光に支障を及
ぼさない。しかし、１層目物質の粒径がトナー粒子と同
程度に大きい場合は、帯電工程における一様帯電作用に
支障を及ぼす。そこで、１層目物質として、トナー粒子
よりも粒径が小さい透光性微粉末に着目する。 上記透光性微粉末を１層目に付着させ、２層目にトナー
を付着させた場合に、２層目トナーの感光体ドラム表面
への付着力は、次の様になる。 透光性微粉末粒子の直径を０．１μｍとすれば、上記（
１）、（２）式から、 Ｆ　１：　ｅ　、４　Ｘ　１０−９（ｄｙｎｅ）Ｆ　２
＄　０．９　Ｘ　１０−３（ｄｙｎｅ）となる。これか
ら、トナーが１層目に付着した場合に比べ、鏡像力Ｆ２
は小さくならないが、ｖａｎｄｓｒ　ＩＩａａｌｓ力Ｆ
＋が極端に小さくなっていることが分る。よって、透光
性微粉末を感光体表面の１層目に付着させ、トナーを２
層目以降に付着させることにより、トナー像の転写効率
を１００％に高めると共に、残留付着物による残像等の
画像障害の発生を防止できる。尚、透光性微粉末として
は、無機物又はａ機物を問わない。 更に、上記透光性微粉末には、次の様な条件が要求され
る。本発明方法では、透光性微粉末をクリーニング無し
画像形成プロセスで使用する現像剤中に添加する方法を
採る。従って、透光性微粉末は、現像器からトナーと共
に感光体ドラム１表面に付与された際、優先的に感光体
ドラム１表面に付着しＩＪｉ２ｆ目を形成することが要
求される。又、トナーと同様に挙動するから、用紙上に
転写され定着された際に、画像に悪影響を及ぼしてはな
らない。 そのような透光性微粉末としては、キャリヤとの摩擦に
よってトナーと同極性に帯電する樹脂粉末が好適である
。樹脂粉末は、エマルジョン重合法等により、容易に透
光性のものが得られ、且つ所望の粒径に均一に揃えるこ
とができる。又、その摩擦帯電特性も表面処理等により
自由に可変でき、トナーの摩擦帯電特性に容易に適応さ
せることができる。更に、定着性に関しても、トナーを
構成する樹脂と同−若しくは類似の樹脂を使用すれば、
問題はない。そこで、本願発明者は、従来からトナー中
にバインダとして含有されているアクリル系樹脂で、透
光性微粉末のポリメチルメタアクリル微粉末に着目する
。 以下、本発明方法に好適なポリメチルメタアクリル微粉
末を選定する為に行なった検討実験について説明する。 ポリメチルメタアクリル微粉末を現像剤中へ添加して得
られる効果は、その粒子径、摩擦’？Ｉ′Ｉ電特性及び
添加率によって異なってくると考えられる。そこで、本
願発明者は、上記３要囚に４目し、実験を行なった。

【比較例１】 （実験方法） 負極性トナー 平均粒径：１２．５μｍ・・・２５重量部をボールミル
にて混合して調製した二成分現像剤を用い、第１図に示
すプリンタにより画像形成を行う。プリント中に動作を
停止し、転写直後の感光体とラム１上の残留物をセロハ
ンテープで剥離し、その残留物による反射濃度をマクベ
ス濃度計にて測定する。次いで、プリントを再開し、得
られた画像上における残像の発生状態を目視判定する。 その他の実験条件は、 感光体ドラム１の直径　　・・・３０■嘗転写紙サイズ
　　・・・・・・・・・Ａ４縦給送各電位設定 初期帯電電位Ｖ、・・・・・・・・・−４５０Ｖ地肌部
電位Ｖ１．・・・・・・・・・・・・−３００Ｖ現像バ
イアス電位ＶＢ・・・−２４０Ｖ露光部電位Ｖ　＋−・
・・・・・・・・・・・　−２０Ｖとする。 （実験結果） 転写後残留物の反射濃度・・・・・・・・・０．２７画
像目視判定 感光体ドラム１表面の残留物が存在した部分に対応する
画像の濃度が、低下していた。

【実施例１】 （実験方法） 負極性トナー 平均粒径：１２．５μｍ・・・２５　重量部をヘンシェ
ルミキサにて予め混合し、次に、を混合して現像剤を！
Ａ製する。 その他は、比較例１と同様の方法で行なう。 （実験結果） 転写機残留物の反射濃度・・・・・・・・・０．１２こ
れは、セロハンテープのみを測定した値と全く同一で、
セロハンテープ上の残留物は、認められない。しかし、
転写後の感光体ドラム表面上を目視観察すると、プリン
トパターンに対応した白色粉末の存在が確認された。 この場合、その上にセロハンテープを貼着して目視観察
すると、白色粉末は認められなかった。透光性粒子表面
で光が乱反射すると白色に見え、その乱反射をセロハン
テープで防止すれば、透明となる。従って、上記感光体
ドラム表面の残留物は、ポリメチルメタアクリル微粉末
であると判断できる。 乱Ｌ１及葺定 残像や濃度低下が認められず、画像品質上問題はなかっ
た。

【実施例２】 （実験方法） 実施例１で用いたポリメチルメタアクリル微粉末に代え
て、同粉末に表面処理を施″して正極性とした微粉末を
用い、同様に調製した現像剤を使用する。その他の方法
は、実施例１と同様である。 （実験結果） 比較例１と略同様の結果となった。感光体ドラム表面を
観察すると、地肌部に多情の微粉末が付着しているのに
対し、画像部には微粉末が殆ど認められなかった。

【実施例３】 （実験方法） 実施例１で用いた現像剤中のポリメチルメタアクリル微
粉末を粒径が０．２μｍのものに代えると共に、その添
加量を変え、実施例１と同様の方法により、検討実験を
行う。 （実験結果） ポリメチルメタアクリル微粉末の添加率が０．２５重量
部（トナーに対して１重ｆｆｉ　％　）の場合に、実施
例１と同等の好結果が得られた。

【実施例４】 （実験方法） 実施例１で用いた現像剤中のポリメチルメタアクリル微
粉末を１粒径が２μｍのものに代えると共にその添加量
を変えて、実施例１と同様の方法により、検討実験を行
う。 （実験結果） ポリメチルメタアクリル微粉末の添加率を２．５重量部
（トナーに対して１０重量％）まで高めても、残像の発
生は解消されなかった。

【実施例５】 （実験方法） 実施例３で用いた現像剤を用い、補給用トナーとして、
ポリメチルメタアクリル微粉末の粒径が０．２μｍのも
のをトナー重量に対し１．０重量％添加したものを用い
て、同様の方法で連続プリントを実施する。 （実験結果） プリント枚数が１０σＯＯ枚に至るまで、画像上に残像
の発生が認められなかった。転写後の感光体ドラム１表
面を観察すると、画像パターンに従って、ポリメチルメ
タアクリル微粉末の存在が確認された。 〈第１表〉 以」−の実験結果をまとめると、第１表の通りとなる。 これから、キャリヤとのＷ！擦によりトナーと同極性に
摩擦帯電可能な透光性の微粉末を添加した現像剤を用い
ることにより、クリーニング無し画像形成プロセスにお
いても、残像や濃度低下等の画像障害の無い良好な画像
を安定して得ることができることが分る。この場合、透
光性微粉末としては、ポリメチルメタアクリル微粉末で
、粒径がトナー粒子より大幅に小さいものが好適である
。 尚、本発明は上記の特定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、実施例３で透光性微
粉末の好適な添加量が確認されているが、これは−例で
あり、透光性微粉末の好適な添加量はトナーの粒径や透
光性微粉末の粒径等により変化するものである。又、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
装置に広く適用可能である。 〔発明の効果〕 以上、詳細に説明した如く、本発明によれば、キャリヤ
との摩擦によりトナーと同極性に帯電する透光性微粉末
を混合して（外添して）得られた現像剤を用いることに
より、トナーと感光体表面間に透光性微粉末の層を形成
しトナーの用紙上への転写効率を略１００％に高めるこ
とができる。 従って、上記現像剤を用いれば、通常の電子写真式画像
形成方法から単にクリーナを省略しただけの簡単な構成
の画像形成プロセスにより、残像等の画質不良の無い良
好な画像を安定的且つ迅速に得ることができる。そして
これにより、電子写真式画像形成装置の小型化を大幅に
促進することが可能となる。

【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図は上記液晶プリンタにおける転写工程の動作
を示した模式的説明図である。 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 む、・・・−色目付着物質（感光体表面に付着した）ｔ
２・・・二層目トナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 感光体表面を一様に帯電する工程と、一様帯電させた感
   光体表面に画像情報に応じて光を照射し静電潜像を形成
   する工程と、前記静電潜像をキャリヤとトナーを含む現
   像剤により顕像化する現像工程と、前記顕像を転写器に
   より用紙上に転写する転写工程とから成る電子写真プロ
   セスを備え、前記感光体表面をクリーニングせずに前記
   電子写真プロセスを繰返し実施することにより画像を得
   る電子写真式画像形成方法において、前記現像剤に、平
   均粒径が少なくとも前記トナーの平均粒径より小さく、
   且つ、前記キャリヤとの摩擦帯電極性が前記トナーと同
   極性である透光性微粉末を混合することを特徴とする電
   子写真式画像形成方法。