JPH02118672A - 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、クリー二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−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像器により
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關であるから、感光体の周長は３８４　、、十
余裕分の長さ（通常２５寵■程度）を必要とする。その
結果、感光体ドラムの直径が約１２０１■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６２−２２Ｅｉ　１７３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
と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、転写さ
れず前記感光体表面に残留する物質を除去せずに前記電
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、少な
くとも２種類が前記キャリヤとの摩擦帯電極性を互いに
異ならせて成る複数種類の透光性微粉末を、夫々所定の
割合で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１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の表面１ａを所定電位に均一
に帯電する帯電器２、感光体ドラム表面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へ・ソ
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２ａ＋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
ツタノ寸ネル３ｂ１この液晶シャッタパネル３ｂへ光を
照射する光源３　ａ　Ｎマイクロシャッタを透過した光
を感光体ドラム表面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影響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１＋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：　Ｌｌｆｓｈｌｔｚ−Ｖａｎ　ｄｅｒ　
Ｗａａｌｓ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、、：感光体の比誘電率 今、７＝５　Ｃμｍ）、Ｚ＝　１　（ｎｍ）＋　β＝２
（Ｚ”ｖｌ　ｎｍにおいて）、Ｑ＝２Ｅ３　（μｃ／ｇ
：Ｉ。 εｏ”　８−８５４　Ｘ　１０−１２（ｑ２／トｍ２）
　＋　　ε２＝３゜４として、これら各値を上記（１）
、（２）式に代入すると、 Ｆ　Ｉ＝　６．４　Ｘ　１０−３Ｃｄｙｎｅ）Ｆ　２：
０．９　Ｘ　１０−’　（ｄｙｎｅ）となる。この計算
結果から、感光体ドラム表面１ａに接した一層目のトナ
ーｔ１を感光体ドラム表面１ａに保持する力の約８８％
がＶａｎ　ｄｅｒＷａａｌｓ力Ｆ、であることが分る。 次いで、感光体ドラム表面１ａの第２層目のトナーｔ２
について考察する。この場合、Ｖａｎ　ｄｅｒＷａａｌ
Ｓ力ＦＩについては、第１層目とＺ（トナーと感光体と
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１ａ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ＦＩを計算する
と、 Ｆ　ｒ＝　ｅｔ　、４　Ｘ　１　０−”　（ｄｙｎｅ）
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の感光体ドラム表
面１ａへの付着力は、１層目のトナーｔ１に比べて、大
幅に小さいことが分る。よって、転写工程後の感光体ド
ラム表面１ａに残留する物質は、殆どが一層目付着物質
であると考えられる。 これは、実際に転写後の感光体ドラム表面１ａを観察す
ると、主に１層目のトナーｔ１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、感光体ドラム表面１ａ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、クリーニング工程を省略することができる。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層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表面１ａ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、少なくともトナー粒子よ
りも粒径が小さい透光性微粉末に着目する。尚、透光性
微粉末としては、無機物又はを機物を問わない。 更に、」１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４からトナー
と共に感光体ドラム表面１ａに付与された際、トナーよ
りも優先的に感光体ドラム表面１ａに付着し１層目を形
成することが要求される。 ところで、通常の画像形成プロセスにおいて、現像器４
から感光体ドラム表面１ａに付与される物質は、常にト
ナーだけとは限らない。操作者が画像濃度を調節する為
に現像バイアス電圧を変えた場合等に、キャリヤ（二成
分現像剤の場合）等のトナーと逆極性に帯電した物質も
感光体ドラム１表面に付着することがある。そのような
トナーと逆極性の物質は、当然、転写器５によって転写
されずに感光体ドラム表面１ａに残留する。この場合、
その逆極性物質は、主に画像部のエツジ周辺に付着する
傾向があり、これをクリーニングせずに画像形成プロセ
スを繰返すと、画像の輪郭に対応した残像が発生する。 従って、透光性微粉末は、トナーだけでなく、キャリヤ
等のトナーと逆極性に帯電する物質に対しても、優先し
て感光体ドラム表面１ａに付着することが要求される。 これらの極性条件を満たすには、透光性微粉末が正、負
、両極性を備えている必要がある。一つの物質に正と負
の両極性を帯びさせることは不可能であるが、同一物質
で極性が異なる微粉末を混合することにより、双方の極
性効果を得ることは可能と考えられる。 そして、更に、透光性微粉末は、トナーに追従して用紙
上に転写され定着された際、画像に悪影響を及ぼしては
ならない。 上述の条件を備えた透光性微粉末としては、樹脂粉末が
好適である。樹脂粉末は、エマルシロン重合法等により
、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、従来よ
りトナー中にバインダとして含仔されているアクリル系
樹脂の一種で透光性を備えた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
末の仕様を特定する為に行なった検討実験について説明
する。透光性樹脂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、摩擦帯電特性及び添加率によって
異なってくる。そこで、本願発明者は、主に上記３要因
に着目し、実験を行なった。

【比較例１】 を１リツトルのポリビンに投入し、回転架台にのせ充分
に混合して調製した二成分現像剤を用い、第１図に示す
プリンタにより反転現像法で画像形成を行う。その際、
現像バイアス電位を、−４００Ｖ、−３５０Ｖ、−３０
０Ｖ、−２５０Ｖの４段階に変化させる。そして、得ら
れた画像を目視観察し、残像の有無を判定する。 その他の実験条件は、 感光体ドラム１の直径　　・・・３０　ｍｍ転写紙サイ
ズ　　・・・・・・・・・Ａ４縦給送各電位設定 初期帯電電位Ｖ６・・・・・・・・・−６００Ｖ地肌部
電位ＶＨ・・・・・・・・・・・・−４５０Ｖ露光部電
位Ｖ　ｔ・・・・・・・・・・・・　−２０Ｖとする。

【実施例１】 をヘンシェルミキサにて予め混合し、次に、を混合して
現像剤を調製する。 その他は、比較例１と同様の方法で行なう。

【実施例２】 実施例１で用いた現像剤中のフェライトキャリヤに代え
て、体積電気抵抗値が２Ｘ１０９Ω・ｃｍのフェライト
キャリヤを用い、その他の条件は実施例１と同一に設定
してプリントを実施する。

【実施例３】 実施例１で用いた現像剤の材料に、新たに、を加えて現
像剤を調製する。この現像剤を用い、その他の条件は実
施例１と同一としてプリントを行う。

【実施例４】 実施例３で用いた現像剤中のフェライトキャリヤ（体積
電気抵抗値：ｌＸ１０８Ω・Ｃ１１）を実施例２で用い
たフェライトキャリヤ（体積電気抵抗値＝２×１０９Ω
・ｃ＋１）に変えた以外は、実施例３と同一条件でプリ
ントを行う。

【実施例５】 実施例１の現像剤で、トナーの重量比を３０重量部に増
し、ポリメチルメタアクリル微粉末の重量比を０．３重
量部に増して現像剤を調製する。その他の条件は実施例
１と同一に設定し、プリントを行う。

【実施例６】 実施例１の現像剤で、トナーの重量比を３０重量部に増
し、実施例３で用いた２種類のポリメチルメタアクリル
微粉末の重量比を夫々０．３重量部（負極性）及び０．
１２重量部（正極性）に増して現像剤を調製する。その
他の条件は、実施例１と同一に設定し、プリントを行う
。 以上の実験条件とその実験結果をまとめて示すと、夫々
第１表及び第２表の様になる。 〈第１表〉 く第２表〉 実施例１と実施例２の結果を比較すると、実施例２の方
がより残像の発生し易い傾向にあることが分る。これは
、実施例２における現像剤中のキャリヤの体積電気抵抗
値が実施例１より大きい為と考えられる。即ち、体積電
気抵抗値の大きいキャリヤが現像バイアス電位を過度に
下げる（地肌部電位との差を大きくする）ことにより、
感光体ドラム側の画像部周辺に付着し残像となって表わ
れる為である。 実施例４の現像剤もキャリヤの体積電気抵抗値が実施例
２と同様に大きいが、現像バイアス電位＋７　− を変化させても残像が発生していない。これは、上述し
た様に、トナーと逆極性（正）のポリメチルメタアクリ
ル微粉末が画像部の周辺に優先的に付着し、キャリヤの
付着を抑制している為である。 以上の結果から、キャリヤとの摩擦により負極性に帯電
するポリメチルメタアクリル微粉末と正極性に帯電する
ポリメチルメタアクリル微粉末を夫々適量づつ混合して
得られる二成分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、トナー濃度の変化
及びキャリヤの体積電気抵抗値変化に拘らず、現像バイ
アス電位の可変範囲内で常に残像の無い良好な画像を安
定して得ることができることが判明した。 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、透光性微粒子は２種
類に限らず、３種類以上を添加してもよい。又、上記実
施例１〜６に透光性微粉末の混合比率が示されているが
、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。更に、本発明は、液晶プリンタに限らず、それ
以外の光記録装置や電子写真式複写機等の種々の電子写
真式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及び異極性に帯電する少
なくとも二種類の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、感光体表面に付着
する一層目物質として」１記透光性微粉末を優先的に付
着させ、トナーを２層目に付着させて用紙上への転写効
率を略１００％に高めると共に、キャリヤ等のトナーと
逆極性物質の感光体表面への付着を防止することができ
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４ａ・・・現像バイア
ス電圧電源 ５・・・帯電器 ｔ８・・・−層目付着物質（感光体表面に付着した）ｔ
２・・・二層目トナー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、転写されず前記感光体表面に残留す
   る物質を除去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、少なくとも２種類が前記キャリヤ
   との摩擦帯電極性を互いに異ならせて成る複数種類の透
   光性微粉末を、夫々所定の割合で混合することを特徴と
   する電子写真式画像形成方法。
2. （２）前記複数種類の透光性微粉末が夫々前記トナーの
   平均粒径より小さい平均粒径のアクリル系重合体から成
   ることを特徴とする請求項１記載の電子写真式画像形成
   方法。