JPH03105354A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真法に於ける現像剤及び画像形成方法
に関するものである。更に詳しくは外部より電圧を印加
した帯電部材を被帯電部材に接触させて帯電を行う帯電
工程と、上記被帯電体より現像剤を除去するクリーニン
グ工程とを有する画像形成方法に用いる負帯電性現像剤
及び画像形成方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、電子写真装置等における帯電手段としてコロナ放
電器が知られている。しかし、コロナ放電器は高電圧を
印加しなければならない、オゾンの発生量が多い等の問
題点を有している。

そこで、最近ではコロナ放電器を利用しないで接触帯電
手段を利用することが検討されている。

具体的には帯電部材である導電性ローラに電圧を印加し
てローラを被帯電体である感光体に接触させて感光体表
面を所定の電位に帯電させるものである。このような接
触帯電手段を用いればコロナ放電器と比較して低電圧化
がはかれ、オゾン発生量も減少する。

しかしながら、上記接触帯電手段を用いた場合、被帯電
体と十分な接触を保つことができないと、帯電不良を生
ずるといつ間″題を有する。また、当接部に於いては、
感光体表面に残留現像剤が存在すると、帯電部材が所定
の当接圧をもって接している為、帯電部材及び感光体表
面に残留現像剤が固着し、画像に影響が出てしまう問題
も有している。

一方、近午、小型で安価なパーソナルコースの複写機や
レーザープリンター等が出現し、これらの小型機に於い
ては、メンテナンスフリーの立場から、感光体、現像器
、クリーニング装置等を一体化したカートリッジ方式が
用いられ、現像剤としても現像器の構造を簡単にできる
ことから磁性一成分系現像剤を使用することが望まれる
。

このような磁性現像剤に於いては、現像剤自体の研磨効
果が強く、画像形成時に、感光体表面を強く摺擦する為
、感光体表面を削ったり傷つけたり、又はそれらに起因
する残留現像剤の融着を生ずる等の問題を有していた。

この問題は、上記帯電部材の如？！感光体表面に所定の
当接圧をもって接触している当接部材を用いている場合
Ｃ顕著に現われる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、帯電
部材と被帯電体表面への現像剤による傷や削れ、さらに
は現像剤の固着等の汚染を防止することで、帯電部材と
被帯電体との接触を十分に保つことができ、帯電不良や
ＩＦ電ムラを起こさない帯電工程を有する画像形成方法
と現像剤を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明者等は、
鋭意検討の結果、帯電部材を被帯電体に接触させて外部
より電圧を印加して帯電を行う帯電工程と、上記被ＩＦ
電体より現像剤を除去するクリーニング工程とを有する
画像形成方法に用いる現像剤であって、下記に示す構造
式（Ｉ）で示される処理剤で処理した微粉体を含有する
ことを特徴とする現像剤及び画像形成方法により達成さ
れることを見出した。

・・・　（Ｉ） ［Ｒｌはアルキル基またはアルコキシ基、Ｒ２はＣ数１
〜３のアルキル基、Ｒ３は長鎖アルキル基、ハロゲン変
性アルキル、フエニル基、変性フェニル基等のシリコー
ンオイル変性基、ｍ，ｎ，ｍ　，　ｎ’は０を含む正の
整数でｎ＞ｍ，　ｎ’〉ｍ　，ｎ　＋　ｍ　＋ｎ’＋ｍ
’＜３０１ 以下、前記画像形成方法に適用可能な本発明の接触帯電
工程について具体的に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示した接触帯電装置の概
略構成図である。１は被帯電体である感光体ドラムであ
り、アルミニウム製のドラム基体１ａの外周面に感光体
層である有機光導電体（ｏｐｃ）ｌｂを形成してなるも
ので矢印方向に所定の速度で回転する。本実施例におい
て、感光体ドラム１は外径３０ｍＩＩＩφである。２は
上記感光体ドラム１に所定圧力をもって接触させた帯電
部材である帯電ローラーであり、金属芯金２８に導電性
ゴムＩｉ２ｂを設け、更にその周面に離型性被膜である
表面層２Ｃを設けた。本実施例での表面層は、離型性被
膜であり、離型性？１膜を設けることは本発明に係る現
像剤及び画像形成方法とのマッチング上好ましい。但し
離型性被膜は、抵抗が大きすぎると感光体ドラム１が帯
電されず、抵抗が小さすぎると感光体ドラム１に大きな
電圧がかかり過ぎ、ドラムの損傷、ビンホールの発生が
起こるので適度な抵抗、即ち体積抵抗率１０９〜１０′
４Ωｍが良く、この時の離型性被膜の厚さは３．０μｍ
以内が好ましい。

また、被膜の厚さの下限は被膜がハガレ、メクレがなけ
れば良く５μｍくらいと考えられる。

本実施例では帯電ローラー２の外径は１２ｍ＋ａφであ
り、導電ゴム層２ｂはＥＰＤＭ，表面層２Ｃには厚みｌ
Ｏμｍのナイロン系樹脂を用いた。帯電ローラー２の硬
度は５４，５°（＾ＳＫεトＣ）とした．Ｅはこの帯電
ローラー２に電圧を印加する電源部で所定の電圧を帯電
ローラー２の芯金２８に供給する。第１図においてＥは
直流電圧を示しているが、直流電圧に交流電圧を重畳し
たものでも良い。

第２図は本発明の他の実施例を示す接触帯電部材の概略
構成図である。前述第１図の装置と共通部材には同一の
符号を付して再度の説明は省略する。

本実施例の接触帯電部材２′は感光体ドラム１に所定圧
力をもって順方向に当接させたブレード状のものであり
、このブレード２′は電圧が供給される金属支持部材２
’ａに導電性ゴム２’ｂが支持され、感光体ドラムｌど
の当後部分には、離型性被膜となる表面１２’ｃが設け
られている。表面層２’ｃとしては厚み１０μｍのナイ
ロンを用いた。この実施例によれば、ブレードと感光体
ドラムとの接着といった不具合いもなく前記実施例と同
様の作用効果がある． 前述した実施例では帯電部材と１ノてローラー状、ブレ
ード状のものを使ったが、これに限るものでなく、他の
形状についても本発明を実施することができる。

また、本実施例としては帯電部材が導電ゴム層と離型性
被膜から構成されているが、それに限らず、導電ゴム層
と離型性被膜表層間は感光体へのリーク防止のために高
抵抗層、例えば環境変動の小さいヒドリンゴム層を形戊
すると良い。

また、離型性被膜としてナイロン系樹脂の代りにＰνＯ
Ｆ（ボリフッ化ビニリデン）　，　ｐｖｏｃ　（ポリ塩
化ビニリデン）を用いても良い。感光体としては、アモ
ルファスシリコン、セレン、ＺｎＯ等でも使用可能であ
る。特に、感光体にアモルファスシリコンを用いた場合
、他のものを使用した場合に比べて、導電ゴム層の軟化
剤が感光体に少しでも付着すると、画像流れはひどくな
るので導電ゴム層の外側に絶縁性被膜したことによる効
果は大となる。

また、本発明に係るクリーニング工程については、一般
にトナー像転写後の感光ドラムはクリーナーのブレード
やローラーの如きクリーニング部材により転写残りトナ
ー分やその他の汚染物の拭掃除去を受けて清浄面化され
繰り返して像形成に供される。

また、係るクリーニング工程を、電子写真法に関わる、
帯電工程や現像工程、或いは、転写工程の中で同時に行
なうことも可能である。

本発明は潜像担体の表面が有機化合物である画像形成装
置じ対し特に有効である。有機化合物が表面層を形成し
ている場合、トナー中に含まれる結着樹脂との接着性が
良く、特定同質の材料を用いた場合、接点に於いては化
学的な結合が生じ、転写性が低下する為である。

本発明に用いる潜像担体の表面物質としては、シリコン
樹脂、塩化ビニリデン、エチレンー塩ビ、スチレンーア
クリロニトリル、スチレンーメチルメタクリレート、ス
チレン、ボリエチｌノンテレフタレート、ボリカーボネ
ート等が挙げられるが、これらに限定されることはなく
、他のモノマー或いは、例示樹脂間での共重合、ブレン
ド等も使用する事ができる． 本発明は、潜像担体の直径が５０ｍｍ以下の画像形成装
置に対し特に有効である。小径ドラムの場合、同一の線
圧にしても曲率が大きい為、当接部に於いて圧力の集中
が起りやすい為である。

ベルト感光体でも同一の現象があると考えられ、転写部
での曲率半径２５ｍｍ以下の画像形成装置に対しても有
効である。

次に、本発明の画像形成方法に適用可能な現像剤につい
て説明する。

本発明にかかる現像剤は、前記構造式（Ｉ）で示される
処理剤で処理された微粉体を含有するものであり、その
形態としては該微粉体が現像剤表面に均一に分散された
形態が好ましい。

本発明の現像剤は、上記の如き構戒をとることにより、
万一、クリーニング工程を経て、感光ドラム上に残留現
像剤が若干存在した場合にも、帯電部材表面や感光ドラ
ム表面への固着が極めて起こりにくい。

以上のことより、本発明に係る現像剤は、本発明に係る
帯電工程とのマッチングが極めて良く、本発明に係る帯
電工程の能力を充分発揮させ、常に良好な画像形成を行
なわせる画像形成方法を提供することがわかったのであ
る。

本発明者等は、本発明に係る現像剤が上記の如き効果を
発揮する理由として以下の様に考えている。すなわち、
構造式（Ｉ）で示される処理剤は微粉体に処理される工
程でＮ−（：結合が切れることで微粉体表面の活性点く
シリカであればシラノール基）（対し高い反応性を持ち
、処理剤が微粉体表面と化学的結合を持つことで分子量
の低いジアルキルボリシロキサンで効率よく、均一に微
粉体表面を被覆することが可能であり、機械的衝撃力の
吸収性に優れ、さらに微粉体としての流動性，潤滑性を
も合わせもっている。この特性により、現像剤への帯電
部材と感光体表面の当接部で機械的な圧力や帯電部材へ
の印加電圧による直流又は交流電界中での電気的な圧力
による圧迫を緩和し、帯電部材や感光体表面への点状あ
るいはフィルム状の固着現象、さらには両部材表面への
摺擦による傷や削れを防止していると推定している。

本発明に用いられるケイ酸微粉体は、ケイ素ハロゲン化
合物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又は
ヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス
等から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能
であるが表面及びケイ酸微粉体の内部にあるシラノール
基が少なく、又Ｎａ，０．　５０３’一等の製造残漬の
ない乾式シリカの方が好ましい． 又、乾式シリカにおいては製造工程において例えば、塩
化アルミニウム又は、塩化チタンなど他の金属ハロゲン
化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いる事によって
シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得る事も可能で
あり、それらも包含する。

本発明に用いられる微粉体の処理はおいては処理剤が微
粉体表面の活性点と反応しかつ処理剤中のジアルキルボ
リシロキサンが物理吸着し活性点を完全に覆いかくすこ
とができ、耐湿性が飛躍的に向上する。これは本発明に
係るｆ？Ｅの不均一化防止により好ましい結果をもたら
す。

上記シリカ徴粉体のうちで、ＢＥＴ法で測定した窒素吸
着による比表面積が３０ｍ”／ｇ以上（特に１００〜４
ｏｏｍ２／ｇ　）の範囲内のものが良好な結果な与える
。

従来、現像剤に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添加する例は知られている
。

本発明のトナーに含有されるシリカの疎水化処理剤とし
ては前述の（１）式の組成のものが用いられるが具体的
には などが用いられ特にｌ＋２′は４〜２０のものが良い。

該処理剤は従来疎水化処理剤として公知であるジメチル
シリコーンオイルの高い疎水化性及びトナーの転写特性
に良好な効果を与える高い潤滑性を有しかつヘキサメチ
ルジシラザンのシリカ表面のシラノール基に対する高い
反応性を有している。さらに該処理剤の２５℃における
粘度は７０ｃｓ以下（好ましくは５０ｃｓ以下）がよい
。

処理の方法は、公知の技術が用いられ、例えば微粉体と
シリコンオイルとをヘンシエルミキサー等の混合機を用
いて直接混合しても良いし、ベース微粉体へシリコンオ
イルを噴露する方法によっても良い。あるいは、ワニス
状にしてベースの微粉体とを混合した後、溶剤を除去し
て作製しても良い。

本発明における微粉体の疎水化度は、以下の方法で測定
された値を用いる。もちろん、この測定法を参照しなが
ら他の測定法の適用も可能である。

密栓式の２００ｍｊの分液ロートにイオン交換水ｔ００
ｍｊ＋および試料０．１　ｇを入れ、振どう機（夕一プ
ラシェーカーミキサーＴ２Ｃ型）で９Ｏｒｐｍの条件で
１０分間振とうする。振どう後ｌＯ分間静置し、粉末層
と水層が分離した後、下層の水層を２０〜３０ｍｌ採取
し、１０＋ｎｍセルに入れ、５００■の波長で微粉体を
入れていないブランクのイオン交換水を基準として透過
率を測定し、その透過率の値をもって無機微粉体の疎水
化度とするものである。

本発明における疎水性無機微粉体の疎水化度は、６０％
以上（より好ましくは９０％以上）を有する。疎水化度
が６０％未満であると、高湿下での無機微粉体の水分吸
着により高品位の画像が得られにくい。

また、これらの微粒子の適用量は現像剤分級品ｌｏｏ　
ｍ量部に対して、０．Ｏｌ〜２０重量部のときに効果を
発揮し、より好ましくは０．１〜３重量部添加した際に
優れた現像剤を提供することができる。

添加形態について好ましい態様を述べれば、処理された
微粉体がトナー粒子表面に付着している状態にあるのが
よい． 木発明に係る磁性トナーの結着樹脂としては、ポリスチ
レン．ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換
体の単重合体；スチレンーブロビレン共重合体．スチレ
ンービニルトルエン共重合体，スチレンービニルナフタ
リン共重合体，スチレンーアクリル酸メチル共重合体，
スチレンーアクリル酸エチル共重合体．スチレンーアク
リル酸ブチル共重合体．スチレンーアクリル酸オクチル
共重合体，スチレンーアクリル酸ジメチルアミノエチル
共重合体，スチレンーメタアクリル酸メチル共重合体，
スチレンーメタアクリル酸エチル共重合体，スチレンー
メタアクリル酸ブチル共重合体，スチレンーメタクリル
酸ジメチルアミノエチル共重合体．スチレンービニルメ
チルエーテル共重合体，スチレンービニルエチルエーテ
ル共重合体．スチレンービニルメチルケトン共重合体，
スチレンーブタジエン共重合体，スチレンーイソブレン
共重合体．スチレンーマレイン酸共瓜合体，スチレンー
マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体
；ボリメチルメタクリレート，ポリブチルメタクリレー
ト．ポリ酢酸ビニル，ポリエチレン，ボリブロビレン．
ポリビニルブチラール，ポリアクリル酸樹脂，ロジン，
変性ロジン，テルベン樹脂，フェノール樹脂，脂肪族ま
たは脂環族炭化水素樹脂，芳香族系石油樹脂，バラフィ
ンワックス．カルナバワックスなどが単独或いは混合し
て使用できる． 本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない限りに
おいて、さらに他の添加剤例えば定着助剤（例えば低分
子量ポリエチレンなと）、あるいは導電性付与剤として
酸化スズの如き金属酸化物等を加えても良い。

本発明のトナーの製造にあたっては、熱ロール，ニーダ
ー，エクストルーダー等の熱混練機によって構戊材料を
良く混練した後、機械的な粉砕、分級によって得る方法
、あるいは結着樹脂溶液中に材料を分散した後、噴霧乾
燥することにより得る方法、あるいは、結着樹脂を構成
すべき単量体に所定材料を混合して乳化懸濁液とした後
に重合させてトナーを得る重合法トナー製造法等、それ
ぞれの方法が応用出来る。

また、本発明に係る磁性トナーにさらに添加し得る着色
材料としては、従来公知のカーボンブラック，銅フタロ
シアニン，鉄黒などが使用できる。

本発明に係る磁性トナーに含有される磁性微粒子として
は、磁場の中に置かれて磁化される物質が用いられ、鉄
．コバルト，ニッケルなどの強磁性金属の粉末、もしく
はマグネタイト，γ−Ｆｅ，０，，フエライトなどの合
金や化合物が使用できる。

これらの磁性微粒子は窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積
が好ましくは１〜２０ｍ”／ｇ、特に２．５〜ｔ２ｍ’
／ｇ、ざら（モース硬度が５〜７の磁性粉が好ましい．
この磁性粉の含有量はトナー重量に対して１０〜７０重
量％が良い。

また、本発明のトナーには必要に応じて荷電制御剤を含
有しても良く、モノアゾ染料の金属錯塩．サリチル酸．
アルキルサリチル酸．ジアルキルサリチル酸またはナフ
トエ酸の金属錯塩等の負荷電制御剤が用いられる。さら
に本発明に係る磁性トナーは体積固有抵抗が１０１０Ω
・ＣＩＩ！以上、特に１０ｌ２Ω・ｃｍ以上であるのが
トリボ電荷及び静電転写性の点で好ましい。ここで言う
体積固有抵抗は、トナーを１００ｋｇ／ｃｍ’の圧で成
型し、これに１００Ｖ／ｃｍの電界を印加して、印加後
１分を経た後の電流値から換算した値として定義される
。

〔実施例］ 以上本発明の基本的な構成と特色について述べたが以下
実施例にもとづいて具体的に本発明の方法について説明
する。しかしながら、これによって本発明の実施の態様
がなんら限定されるものではない。実施例中の部数は重
量部である。

製造例１ 上記混合物を、１４０℃に加熱された２軸エクストルー
ダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗
粉砕し、粗粉砕物をジエ・ントミルで微粉砕し、得られ
た微粉砕粉を風力分級して、体積平均粒径１２μｍの磁
性粒子分級粉を得た。

１遺里ユ 上記成分を製造例１と同様にして磁性粒子分級粉を得た
。

以下の実施例に示すシリカ微粉末を上記磁性粒子分級粉
に加えて、ヘンシエルミキサーで混合し、現像剤を得た
。

次に、これらの調製された個々の磁性現像剤を第１図に
示す接触帯電装置を有する画像形成装置（キヤノン製Ｌ
ＯＰ−ＳＸ改造機）を用い、４枚（Ａ４）／分のプリン
ト速度で連続して反転現像方式でトナー画像を形成する
実写テストを常温常湿（２５℃，６０％旧１），高温高
温（３０℃，９０％Ｒ｝！）及び低温低湿（１５℃．１
０％ＲＨ）で行い、プリントアウト画像を評価した。ま
た、同時に帯電部材（ローラー型）及び感光ドラム表面
の様子を観察した． 実施例１ 比表面積２００ｍ２７ｇのケイ酸微粉体アエロジル＃２
００　（日本アエロジル社製）１００部に第１表に示す
処理剤をｎ−ヘキサンで希釈したもので処理を行い乾燥
後約３００℃で加熱処理を行ないシリカＡを得た。この
処理ケイ酸微粉体を製造例１のｔｉｎ性粒子分級粉１０
０部に対して０．６部加えヘンシェルミキサーで混合し
、現像剤を調製し、各環境で５０００枚の連続プリント
アウト試験を行った。

その結果、各環境のいずれに於いても、画像濃度の濃淡
差のない良好な画像を得た。また、帯電部材及び感光体
ドラム表面に傷や削れ、さらには残留現像剤の固着は発
生せず、良好な耐久性を示した。

実施例２ シリカＡのかわりに第１表のシリカＢを０．５部使用す
ること以外は実施例１と同様はして現像剤を調製した。

実施例１と同様にして各環境で連続３０００枚のプリン
トアウト試験を行ったところ、特に帯電部材表面や感光
体ドラム表面に残留現像剤の固着や感光体表面の傷や削
れは全く見られず良好な耐久性を示した。

実施例３ 製造例１の磁性粒子分級粉のかわりに製造例２の磁性分
級粉、シリカＡのかわりにシリカＣを用いる以外は実施
例１と同様にして現像剤を調製した。第１図の帯電装置
のかわりに第２図のブレード型帯電装置を用いることを
除いては実施例ｌと同様の連続３０００枚のプリントア
ウト試験を行ったところ、帯電部材や感光体表面に残留
現像剤の固着は発生しなかった。

比較例１ シリカＡのかわりに未処理のシリカ（シリカＤアエロジ
ル＃２００）を用いる以外は実施例１と同様にして現像
剤を調製した。

実施例１と同様に３０００枚の連続プリントアウト試験
を行なったところ、高温高湿下で画像濃度が低くまた全
環境下で帯電部材及び感光体表面に残留現像剤の固着が
発生し帯電ムラによる画像濃度ムラ及び感光体融着によ
るベタ黒画像の白ボチが発生した。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、帯電部材と被帯電体との
良好な接触状態を十分に保つことができ、現像剤の帯電
部材や被帯電体への固着性を防止したことで、現像剤の
−ＩＦ電部材及び被帯電体表面への汚染や傷や削れによ
る帯電不良を防止することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の帯電ローラの概略を示した説明図、第
２図は本発明の他の実施例であるブレードの概略を示し
た説明図である。 １・・・感光体ドラム　　　　２．２′・・・帯電部材
Ｅ・・・電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電部材を被帯電体に接触させて外部より電圧を
   印加して帯電を行う帯電工程と、上記被帯電体より現像
   剤を除去するクリーニング工程とを有する画像形成方法
   に用いる現像剤であって、下記構造式（ I ）で示され
   る処理剤で処理した微粉体を含有することを特徴とする
   現像剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） ［Ｒ＿１はアルキル基またはアルコキシ基、Ｒ＿２はＣ
   数１〜３のアルキル基、Ｒ＿３は長鎖アルキル基、ハロ
   ゲン変性アルキル、フェニル基、変性フェニル基等のシ
   リコーンオイル変性基、ｍ、ｎ、ｍ′、ｎ′は０を含む
   正の整数でｎ＞ｍ、ｎ′＞ｍ′、ｎ＋ｍ＋ｎ′＋ｍ′＜
   ３０］
2. （２）帯電部材を被帯電体に接触させて外部より電圧を
   印加して帯電を行う帯電工程と、上記被帯電体より現像
   剤を除去するクリーニング工程とを有する画像形成方法
   において、該現像剤として、構造式（ I ）で示される
   処理剤で処理した微粉体を含有する現像剤を使用するこ
   とを特徴とする画像形成方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） ［Ｒ＿１はアルキル基またはアルコキシ基、Ｒ＿２はＣ
   数１〜３のアルキル基、Ｒ＿３は長鎖アルキル基、ハロ
   ゲン変性アルキル、フェニル基、変性フェニル基等のシ
   リコーンオイル変性基、ｍ、ｎ、ｍ′、ｎ′は０を含む
   正の整数でｎ＞ｍ、ｎ′＞ｍ′、ｎ＋ｍ＋ｎ′＋ｍ′＜
   ３０］