JPH0281053A - 静電潜像用現像剤とそれを用いる画像形成方法 - 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、静電潜像の現像に使用する乾式現像剤と、そ
れを用いる画像形成方法に関するものである。 〔従来技術〕 近年、限られたオフィス空間を有効に活用する為、複写
機やプリンタ等のＯＡ機器に対して小型コンパクト化の
要望が強まっている。電子写真プロセスを用いた画像形
成装置の小型コンパクト化を促進する効果的な方策とし
て、クリーニング工程を省略することが考えられる。ク
リーニング工程を省略するには、感光体ドラム周表面上
に残留する未転写トナーを発生させなければよい。即ち
、現像されたトナー像を完全に転写材に転写（転写効率
：１００％）できれば、クリーニング工程が不要きなる
。 トナーの転写効率は、トナーの帯ｍｆｆ１、転写コロナ
電流及び転写極の形状を最適設定することによっても高
められるが、この場合、転写効率を８０〜８５％程度ま
で上昇させるのが限度である。 そこで、本願出願人により、次の様な方法（特願昭６３
−１４３１１６）が先に提案されている。 未転写トナーが発生するのは、トナーを転写させる力よ
りも感光体表面に付着させる力の方が大きい為であり、
従って、その転写力を強めるか或いは付着力を弱めれば
よい。転写電場を高くし転写力を強めれば、トナー゛の
極性を反転させて逆に転写効率を悪化させる。従って、
トナーの感光体表面への付着力を弱める方法が有効であ
る。 上記付着力の主なものとしてＶａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌ
ｓ力と鏡像力が挙げられるが、両者の比率は８８：１２
で、殆どがＶａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ力と見做せる。 感光体表面とトナー粒子とのＶａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌ
ｓ力を低下させるには、何れかの表面自由エネルギーを
下げればよいが、これは画像品質との関係がら技術的に
困難である。従って、両者の間に表面自由エネルギーの
小さい物質を介在させる方法が有効となる。そこで、本
願出願人は、電子写真式画像形成方法に用いる現像剤に
添加でき、且つ、表面自由エネルギーの小さい介在物質
として、疎水性シリカが好適であることに着目し、疎水
性シリカを現像剤に所定の割合で混合するクリーニング
無し電子写真式画像形成方法を提案した。 〔従来技術の問題点〕 上記方法による場合、画像形成開始から成る程度の間は
、１００％の転写効率を維持できるが、その後、徐々に
転写効率が低下し、残像が発生し始める。又、通常の電
子写真式画像形成方法に比べて、高湿環境下で画像ボケ
が発生し易いという問題を有している。 〔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、略１００％の転写効率を長期に亘って維持でき、
クリー二ング工程を省略しても残像や画像ボケ等のない
良好な画像を安定して得ることができる現像剤とそれを
用いるクリーニング無し画像形成方法を提供することを
目的とする。 〔発明の要点〕 上記目的は、本発明によれば、トナー物質と、実質的に
粒径が２μｍ以下の微粉粒子を除去した粒子から成るキ
ャリヤ物質と、前記トナー物質に対し０．５〜２重量％
の疎水性シリカ粒子とを混合して調製されることを特徴
とする静電潜像用現像剤を提供することにより、達成さ
れる。 又、本発明は、上記目的を達成する為、像担持体表面を
一様に帯電する工程と、−様帯電させた像担持体表面に
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
ら成る画像形成プロセスを備え、前記転写工程の後で前
記像担持体表面をクリーニングせずに前記画像形成プロ
セスを繰返し実施することにより画像を得る画像形成方
法において、前記現像剤として、トナー物質と、実質的
に粒径が２μｍ以下の微粉粒子を除去した粒子から成る
キャリヤ物質と、前記トナー物質に対し０．５〜２重量
％の疎水性シリカ粒子とを混合して調製される現像剤を
用いることを特徴とするものでもある。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しなが
ら詳細に説明する。 本実施例は、本発明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。同図において、液晶プリンタは、矢印方向
に駆動回転可能に設けられた感光体ドラム１と、その周
辺に回転方向に沿って順次配設され、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電器２、
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から構成されている。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が子種性）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４
ａには現像バイアス電源４ｂが接続されている。 ここで、本発明の現像剤とそれを用いる画像形成方法に
つき、上述の液晶プリンタに適用した例に従って説明す
る。 先ず、疎水性シリカ粒子の外添効果、即ち、トナー粒子
と感光体表面間の付着力を弱める効果が持続しない原因
について考察する。本願発明者等の実験によれば、疎水
化度が８０％のシリカ（ワフカケミカルス゛イーストア
ジア（株）製　：　　ｌｌ−２０００）　　を画像形成
に悪影響を及ぼさない限度であるトナーに対して１゜０
ｗｔ％だけ外添した現像剤を用い、上記液晶プリンタで
クリーニング無しプロセスを実施すれば、約４０００枚
のプリント枚数に至る迄残像が発生しなかった。しかし
、プリント枚数が４０００枚を越えると、転写効率が徐
々に低下し、約９０％まで低下した段階で残像が発生し
始める。又、この段階で、高湿環境下における画像ボケ
等の新たな問題が発生した。 これは、プリントを繰返す内に介在物質としての疎水性
シリカ粒子の状態が変化し、介在物質全体の表面自由エ
ネルギーが大きくなり、前述した感光体表面とトナー粒
子間のＶａｎ　ｄｅｒ　Ｗａａｌｓ力を弱める効果が低
下した為と推察される。その原因の一つとして、フェラ
イトキャリヤの成分物質が疎水性シリカ粒子の表面に被
着してしまうことが考えられる。 一般に使用されているキャリヤでは、その製造過程で生
じた粒径が０．２〜２μｍ程度の超微粉体が、キャリヤ
の表面に多数付着している。この超微粉体が付着したキ
ャリヤからなる現像剤にシリカ粒子を添加すると、現像
器内で現像剤を攪拌する間にキャリヤ表面に付着してい
た超微粉体が離脱してシリカ粒子（粒径；０．２〜０．
８μｍ）と結び着く。この超微粉体キャリヤとシリカ粒
子とが付着し合った物質が感光体ドラム表面に付着する
と、超微粉体キャリヤの表面自由エネルギーがシリカ粒
子に比べて大きい為、介在物質全体の表面自由エネルギ
ーが大きくなり、ト・ナーの感光体ドラム表面からの離
脱を促進する効果が低下する。従って、連続プリントを
行う内に徐々に感光体ドラム表面に付着する超微粉体キ
ャリヤの量が増加し、その結果、トナーが徐々に感光体
ドラム表面から離脱し難くなり、転写効率が低下するも
のと考えられる。更に、超微粉体キャリヤが感光体ドラ
ム表面に付着すると、それが高温環境下において吸湿し
て感光体ドラム表面の電気抵抗を下げ、画像ボケを発生
させる。 そこで、通常のキャリヤを用いた現像剤（イ）と、転写
効率を低下させる原因となっている超微粉体成分を除去
したキャリヤを混合して調製された現像剤（ロ）を使用
し、夫々で画像形成実験を行って比較してみたところ、
以下の様な結果が得られた。

【実験例】

上記２種類の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。尚、プリンタの各電位は、 初期帯電電位Ｖｓ・・・・・・・・・−４５０Ｖ地肌部
電位Ｖ□・・・・・・・・・・・・−３００Ｖ現像バイ
アス電位ｖ８・・・−２４０Ｖ露光部電位Ｖ１、・・・
・・・・・・・・・　−２０Ｖに設定する。 （実験結果） 第２図に、上記実験の結果を示す。同図のグラフでは、
横軸がプリント枚数を、縦軸が転写効率を示す感光体ド
ラム表面の吸光度を夫々表わしている。尚、感光体表面
の吸光度と転写効率の間には、未転写トナーが増加する
と吸光度が上昇するから、負の相関関係が有る。従って
、曲線が右上がりになれば、プリント枚数の増加に従い
転写効率が低下していることを示している。このグラフ
によれば、現像剤（イ）を用いた場合は、プリント枚数
４０００枚を境に転写効率が低下し始めているが、現像
剤（ロ）を用いた場合は、プリント枚数１００００枚に
至るまで殆ど転写効率が低下していないことが分る。 又、プリント画像の観察結果においても、現像剤（イ）
では４０００枚を過ぎたころから残像及び高湿下での画
像ボケが発生し始め、現像剤（ロ）によると１００００
枚に至るまで残像及び高湿下の画像ボケが発生しないこ
とが確認されている。 又、上記超微粉体除去キャリヤを用い、疎水性シリカ粒
子のトナーに対する添加量のみを０．５ｖｔ％と２．Ｏ
ｗＬ％に変えて２種類の現像剤を調製し、同様な実験を
行った。その結果、上記現像剤（ロ）より劣るが、何れ
もプリント枚数が約８０００枚に至るまで残像現象及び
高湿下の画像ボケが発生しなかった。 以上の実験結果から、超微粉体除去キャリヤとトナーと
を混合し、且つ、疎水性シリカ粒子をトナーに対し０．
５〜２．０ｖｔＸ添加した現像剤が、転写効率を高度に
維持すると共に、高湿下における画像ボケの発生を防止
するのに極めて有効であり、この現像剤を用いれば、ク
リーニング無し電子写真プロセスによって環境条件に拘
らず良好な画像品質を長期に亘り安定して得られること
が判明した。 尚、本発明は上記の好適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、本発明の画像形成方
法は、上記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
成装置に広く適用することができる。 〔発明の効果〕 以上、詳細に説明した如く、本発明によれば、トナーと
、粒径が２μｍ以下の超微粉体を除去したキャリヤと、
トナーに対して０．５〜２ｖｔ％の疎水性シリカ粒子を
混合して得られる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で残像や画像ボケの無い良好
な画像品質を環境条件に拘らず長期に亘り安定して得る
ことができる。従って、クリーナを省略し小型コンパク
ト化が大幅に促進された画像形成装置の提供が可能とな
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図は上記画像形成方法におけるプリント枚数と
転写効率の関係を示したグラフ図である。 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー物質と、実質的に粒径が２μｍ以下の微粉
   粒子を除去した粒子から成るキャリヤ物質と、前記トナ
   ー物質に対し０．５〜２重量％の疎水性シリカ粒子とを
   混合して調製されることを特徴とする静電潜像用現像剤
   。
2. （２）像担持体表面を一様に帯電する工程と、一様帯電
   させた像担持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画像形成プロセスを備え、
   前記転写工程の後で前記像担持体表面をクリーニングせ
   ずに前記画像形成プロセスを繰返し実施することにより
   画像を得る画像形成方法において、前記現像剤として、
   トナー物質と、実質的に粒径が２μｍ以下の微粉粒子を
   除去した粒子から成るキャリヤ物質と、前記トナー物質
   に対し０．５〜２重量％の疎水性シリカ粒子とを混合し
   て調製される現像剤を用いることを特徴とする画像形成
   方法。