JPH03198066A - 静電潜像の現像方法 - 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、静電記録、静電印刷などにより形
成される静電潜像の現像方法に関し、更に詳しくは光導
電性キャリアを含有する二成分系現像剤を用いる静電潜
像の現像方法に関する。

〔従来の技術〕

電子写真方式による画像形成方法は、一般に知られてい
る６通常の画像形成方法は、コロナ放電によって感光体
を全面帯電させ１次に画像に基いた露光をすると、感光
体の露光部分は導電性となり、電荷が消失し、未露光部
分が静電潜像として残る。この静電潜像に対して、逆極
性に帯電したトナーを近づけると、トナーは静電力によ
って引きつけられ、潜像が顕像化される。ゼログラフィ
一方式では、この顕像を普通紙に転写、定着する。

静電潜像の現像には、トナーからなる一成分系現像剤を
用いる方式と、トナーにキャリアを混合した二成分系現
像剤を用いる方式がある。後者の方式においては、一般
に、静電潜像を現像する際、現像剤中において、磁性キ
ャリアとの摩擦帯電接触により、絶縁性トナーを所定の
極性に帯電させる一方、該トナーと磁性キャリアとで磁
気刷子を形成させ、この磁気刷子を感光体表面に摺接さ
せて現像剤中のトナーにより、感光体表面に担持される
静電潜像を顕像化して現像することが行なわれる。

従来、現像剤中の磁性キャリアとしては、樹脂被覆層を
有するものと、有しないものがあり、それぞれ長所及び
短所を持っている。

即ち、被覆層を有するもの、いわゆるコートキャリアに
おいては、キャリア芯材の表層に樹脂層を薄くコーティ
ングするために、キャリアの表層抵抗が高くなり、電荷
を維持する能力が高く、帯電量の制御が容易なことが長
所として挙げられる。

また、被覆層の中には、帯電量を制御するための極性制
御剤や、被覆層の削れ防止のためのフィラー（通常は無
機微粒子）や、被覆層の抵抗を調整するための導電性物
質等を添加することができるので、キャリアに必要な磁
気特性、電気特性、帯電特性を制御し易いという長所を
有する。

しかしながら、コートキャリアは、ＴＩＡ像時にトナー
と逆極性の電荷がキャリアに残り易く、この電荷が画像
にいろいろな悪影響を及ぼずという欠点を有する。現像
時においては、このキャリアに残るカウンターチャージ
は、トナーを引き戻そうとするので、画像の先端部分が
充分に現像されない、いわゆる白抜は現象を発生させる
。また、キャリアに残った電荷が大きくなると、キャリ
ア自身が感光体の非画像部に現像される、いわゆるキャ
リア付着が発生する。

他方、被覆層を持たない、いわゆるノンコートキャリア
においては、キャリアの抵抗が低いために、発生した電
荷を保持しにくく、高い帯電量が得られず、帯電量制御
が困難であり、帯電量が低いと階調性のない画像になっ
てしまうという欠点があり、そのためにトナー側に高価
な極性制御剤を使用する必要があった。一般に帯電量と
キャリアの抵抗の間には関係があり、キャリア抵抗が高
いと電荷が保持され易く、キャリア抵抗が低いと電荷が
漏洩し易い。

トナーとキャリアとの摩擦帯電においては、トナーとキ
ャリアが、接触して瞬時に帯電し、その電荷を維持でき
るのが最も望ましい。そういう意味で、従来の被覆層を
持つキャリア及び持たないキャリアの現像剤としての性
能は、未だ満足できるものではない。

【発明が解決しようとする課題〕

被覆層を有するキャリアは、前述したようにさまざまな
長所が有りながら、カウンターチャージが残るために１
画像品質がキャリア付着や白抜は等で悪くなるという欠
点がある。

そこで本発明者らは、先に通常のコートキャリアの特徴
を有しながら、現像時においてはカウンターチャージの
影響を受けにくい現像剤を形成するためのコートキャリ
アとして、磁性体と光導電性物質を含有する樹脂とから
なる先導性キャリアを提案し、また該キャリアを用い、
しかも絶縁性トナーと該キャリアとの摩擦帯電時には光
を照射せずに混合撹拌し、且つ現像直前にトナー／キャ
リア混合物に光を照射することを特徴とする静電潜像の
現像方法について提案した（特願平１−１３１８９８号
）。

本発明者らは、前記光導電性キャリアを用いる効率的な
静電潜像の現像方法について、更に鋭意研究した結果２
本発明に到達した。

従って、本発明の目的は、光導電性キャリアを用いてカ
ウンターチャージの影響を受けない、ベタ画像埋まり、
中間調理まりの良好な画像を与える現像方法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

即ち１本発明によれば、透明な導電性支持体を有する電
子写真感光体上に均一帯電を施した後、該支持体面側か
ら画像露光を行なって静電潜像を形成し現像する静電潜
像の現像方法において、少なくとも磁性体及び光導電性
物質含有樹脂からなる光導電性キャリアと絶縁性トナー
とを、摩擦帯電時には光を照射せずに混合撹拌した二成
分系現像剤を用い、且つ前記導光性支持体側から光照射
すると同時又はその直後に現像することを特徴とする静
電潜像の現像方法が提供される。

摩擦帯電が有効に行なわれるためには、キャリア抵抗が
高い方が望ましい、トナーとキャリアとの間に発生した
電荷は、キャリア表面抵抗が高いほど漏洩しにくい、他
方、現像時には、キャリア抵抗が高いと、キャリアのカ
ウンターチャージが残り易く、トナーナが現像されるの
を妨げようとする力が働くために、現像時にはキャリア
の抵抗は低い方が望ましい、摩擦帯電時にはキャリア抵
抗が高く、現像時にはキャリア抵抗が低くなるようなキ
ャリアが最も望ましいキャリアである。

本発明で使用されるキャリアにおいては、その樹脂中に
光導電性物質を含有させたことにより。

摩擦帯電時には高抵抗で、しかも現像時には低抵抗なも
のとすることができる。即ち、摩擦帯電させるときには
光を照射せず（即ち高抵抗を保たせる）、且つ現像と同
時に光を照射し、光導電性物質は光が当たったことによ
り抵抗が低くなる性質を利用して、抵抗を低くすること
ができる。

通常、電子写真プロセスでは、帯電−鱈光一現像一転写
一定着のプロセスによって画像が形成されるが、本発明
の方法においては、導光性支持体側から光照射すると同
時に又はその直後に現像を行ない、且つ露光時の光で現
像剤の抵抗を下げることを特徴とする。露光と同時に又
はその直後に現像を行なうために、本発明では電子写真
感光体の導電性支持体が透明なものを使用し、支持体面
側から光照射を行ない、同時に又はその直後に現像を行
なう。その結果、現像と同時に光が現像剤に照射される
ため、キャリアの樹脂成分中に含まれる光導電性物質が
、光が当たったことにより抵抗が低くなり、そのため、
現像時にキャリアのカウンターチャージが残りにくくな
り、白ぬけやキャリア付着のない高品質の画像が形成さ
れる。

本発明で使用されるキャリアは、樹脂中に光導電性物質
を含有することを特徴とする。該キャリアは、キャリア
芯材を被覆している被覆層中に、光導電性物質を含有し
ているものであってもよいし、また樹脂中に磁性体を分
散させたバインダー型キャリアの樹脂中に、光導電性物
質を分散させたものであってもよい。

この光導電性キャリアは公知の方法、例えばコーティン
グ法及びスプレードライ法などで作成することができる
。具体的には、熱可塑性樹脂を溶解した溶液中に光導電
性物質を分散させ、流動床等で磁性体をコーティングす
る方法、あるいは溶媒を使用せず、熱可塑性樹脂、磁性
体及び光！電性物質を熱混練法によって混合し、粉砕化
処理又は球形化処理をしてキャリア粒子を製造する方法
などが挙げられる。

本発明で使用されるキャリアにおける被覆層用の樹脂又
はバインダー型キャリアに用いられる樹脂としては、例
えば以下のようなものが挙げられ、これらは単独である
いは混合して用いられる。

アクリル樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂
、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニ
ル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン
−塩化ビニリデン共重合体、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体、エポキシ樹脂、変性ロジン、ポリエチレン
ワックス、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等。

また、本発明で使用されるキャリアで用いられる光導電
性物質としては、例えば無定形セレン、三方晶系セレン
、セレン−砒素合金、セレン−テルル合金、硫化カドミ
ウム、セレン化カドミウム、硫化水銀、酸化鉛、硫化鉛
、無定形シリコン、酸化亜鉛等の無機物質やモノアゾ、
ジスアゾ、トリスアゾ等のアゾ系色素、ペリレン系色素
、アントラキノン系色素、多環キノン系色素、インジゴ
イド系色素、フタロシアニン系色素、カルボニウム系色
素、キノンイミン系色素、メチン系色素、キノリン系色
素、ニトロソ系色素、ニトロン系色素、ベンゾキノン及
びナフトキノン系色素、ペリノン系色素あるいはオナク
リドン系色素等の有機物質が挙げられる。特にジスアゾ
、トリスアゾ、ペリレン系、多環キノン系、フタロシア
ニン系の色素を使用するのが好ましい、これらは単独で
あるいは２種以上併用して用いられる。

現像の直前又は同時に透明支持体側から照射する光に対
し光導電層は低感度であり、キャリアは高感度とするこ
とが好しく、従って、両光導電体の感光波長域を異なら
しむることが好ましい、なお、現像と同時に光照射を行
なう場合には、両光導電体の感光波長域が同じであって
もかまわない。

本発明で使用されるキャリアで用いる光導電性物質の使
用量は、一般に樹脂１００重盆部に対し、１〜９０重量
部、好ましくは５〜５０重量部である。使用量が１重電
部未満では光感度が不足し、キャリア抵抗が充分に低く
ならないし、逆に９０重量部を越えると樹脂との相溶性
が悪くなり、キャリア被覆及びキャリアとしての充分な
強度が保てない。

本発明で使用されるキャリアの主体をなす磁性体として
は、フェライト、マグネタイトなどをはじめとする鉄、
コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す元素を含む合金
あるいは化合物などの微粉末又は強磁性元素を含まない
が適当に熱処理することによって強磁性を示すような合
金、例えばマンガン−銅−アルミニウムあるいはマンガ
ン−銅−錫などのマンガンと銅を含むホイスラー合金と
呼ばれる種類の合金の微粉末又は二酸化クロムの微粉末
などが挙げられる。

なお、本発明で使用されるキャリアと共に用いられるト
ナーは、結着樹脂と着色剤を主成分とする公知のものが
用いられる。この場合の、結着樹脂としては、ポリスチ
レン、ポリｐ−クロロスチレン、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−Ｐ
−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重
合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−
ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチ
ル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、ス
チレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル
共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、ス
チレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−
クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル
共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、
スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブ
タジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、ス
チレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレ
ン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステ
ル共重合体等のスチレン系共重合体：ポリメチルメタク
リレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル
、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂
、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、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族
又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パ
ラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、これら
は単独であるいは混合して使用される。

また、着色材としては、従来公知の染・顔料が使用でき
、例えばカーボンブラック、ランプブラック、鉄黒１群
青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニン
ブルー　フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、
ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、クロムイ
エロー、ウルトラマリンイエロー、メチレンブルー、デ
ュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブル
ークロライド、マラカイトグリーンオクサレート、キナ
クリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリ
アリルメタン系染料、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染
顔料等が挙げられ、これらは単独であるいは混合して使
用される。

本発明においては、支持体側から光照射を行なうために
、透明な導電性支持体を有する電子写真感光体を使用す
る０本発明で使用される透光性導電性支持体としては、
透明な樹脂シート上に透明な導電層を形成したものを使
用することができる。

透光性導電性支持体上に設けられる感光層としては、機
能分離型積層感光層すなわち光により電荷を発生する層
と１発生した電荷を移動させる層とを積層してなる感光
層が好ましい、光により電荷を発生する暦は、電荷発生
顔料を含有し、必要に応じて結着樹脂アクセプター、可
塑剤を含有することができる。また、必要に応じて導電
層と電荷発生層との間に、暗減衰をおさえるために電荷
注入阻止層を設けることもできる。

電荷担体発生顔料としては、光照射により電荷担体を発
生する顔料であればいずれも使用でき。

例えばアゾ、キサンチン、ビオラントロン、フタロシア
ニン、インジゴイド、ペリレン、インダントロンなどの
有機顔料、Ｓｅ、　５ａＴｅ、　ＣｄＳ、　ＣｄＳｅな
どの無機顔料が使用できる。

更に、結着樹脂としては、公知の多くの樹脂が使用でき
る。特に、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリ−コ
ン樹脂、ノボラック樹脂、ケトン樹脂などが好ましい、
また、それ自体光導電性を有する樹脂、例えばポリ−Ｎ
−ビニルカルバゾール又はその誘導体も結着樹脂として
使用できる。

結着剤としては、ポリアミド、ポリウレタン。

ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボ
ネートなどの縮合樹脂やポリビニルケトン、ポリスチレ
ン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミ
ドなどのビニル重合体等が挙げられるが、絶縁性で接着
性のある樹脂は全て使用できる。

可塑剤としては、ハロゲン化パラフィン、ポリ塩化ビフ
ェニル、ジメチルナフタレン、ジブチルフタレートなど
が挙げられる。

光により電荷を発生する層上に設けられる、前記電荷を
移動し得る層には、電荷移動性物質が含有される。

電荷移動性物質としては、高分子のものではポリ−Ｎ−
ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ−Ｎ−ビニルカル
バゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルインドロキノ
キサリン、ポリビニルジベンゾチオフェン、ポリビニル
アントラセン、ポリビニルアクリジンなどのビニル重合
体やピレン−ホルムアルデヒド樹脂、ブロムピレン−ホ
ルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾール−ホルムアル
デヒド樹脂、クロロエチルカルバゾール−ホルムアルデ
ヒド樹脂などの縮合樹脂が、また低分子（単量体）のも
のではフルオレノン、２−二トロー９−フルオレノン、
２，７−シニトロー９−フルオレノン、２，４．７−ド
リニトロー９−フルオレノン、　２，４，５．７−テト
ラニトロ−９−フルオレノン、　４Ｈ−インデノ（１，
２−ｂ）チオフェン−４−オン、２−ニトロ−４Ｈ−イ
ンデノ（１，２−ｂ）チオフェン−４−オン、２，６．
８−トリニトロ−４日−インデノ（１，２−ｂ）チオフ
ェン−４−オン、８Ｈ−インデノ（２，１−ｂ）チオフ
ェン−８−オン、２−ニトロ−３Ｈ−インデノ（ｚ、　
ｉ−ｂ〕チオフェン−８−オン、２−ブロム−６，８−
ジニトロ−４Ｈ−インデノ（１，２−ｂｌチオフェン、
６，８−ジニトロ−４Ｈ−インデノ（１、２−ｂ）チオ
フェン、２−ニトロジベンゾチオフェン、２，８−ジニ
トロジベンゾチオフェン。

３−ニトロ−ジベンゾチオフェン−５−オキサイド、３
゜７−シニトロージベンゾチオフエンー５−オキサイド
、４−ジシアノメチレン−４Ｈ−インデノ（１，２−ｂ
）チオフェン、６．８−ジニトロ−４−ジシアノメチレ
ン−４Ｈ−インデノ（１，２−ｂ）チオフェン、１，３
，７．９−テトラニトロベンゾ（ｃ）シンノリン−５−
オキサイド、２，４．１０−トリニトロベンゾ（Ｃ）シ
ンノリン−６−オキサイド、２．４．８−トリニトロベ
ンゾ〔ｃ〕シンノリン−６−オキサイド、２，４．８−
トリニドロチオキサントン、　２，４．７−ドリニトロ
ー９，１０−フェナンスレンキノン、１．４−ナフトキ
ノンベンゾ（ａ）アンスラセン−７，１２−ジオン、２
．４．７−ドリニトロー９−ジシアノメチレンフルオレ
ン、テトラクロル無水フタル酸、１−ブロムピレン、ｌ
−メチルピレン、ｌ−エチルピレン、１−アセチルピレ
ン、カルバゾール β−クロロエチルカルバゾール、Ｎ−β−ヒドロキシエ
チルカルバゾール、２−フェニルインドール、２−フェ
ニルナフタレン、２．５−ビス（４−ジエチルアミノフ
ェニル）−１．３．４−オキサジアゾール、２，５−ビ
ス（４−ジエチルアミノフェニル）−１．３．４−トリ
アゾール、ｌ−フェニル−３−（４−ジエチルアミノス
チリル）−５−（４−ジエチルアミノフェニル）ピラゾ
リン、２−フェニル−４−　（４−ジエチルアミノフェ
ニル）−５−フェニルオキサゾール、トリフェニルアミ
ン、トリス（４−ジエチルアミノフェニル）メタン、３
，６ービス（ジベンジルアミノ）−９−エチルカルバゾ
ールなどが挙げられる．これらの電荷移動性物質は、単
独又は２種以上混合して使用される。

〔発明の効果〕

本発明の静電潜像の現像方法は、前記構成としたことか
ら、本方法により，摩擦帯電時には高効率帯電を行なう
ことができ，且つ現像時にはキャリアカウンターチャー
ジを減衰することができ、その結果、キャリアカウンタ
ーチャージの影響を受けない、ベタ画像埋まり、中間調
画像埋まりの良好な、高品質画像を得ることができる。

更に、本発明の方法では、支持体面側から光照射を行な
うため、遮閉板等を必要とせず、使用装置がコンパクト
になる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

なお、部は重量部を表わす。

実施例 先ず、下記組成の混合物からなるキャリア被覆用樹脂液
を、高剪断撹拌により均一に分散撹拌して！Ｉｌ製した
、 （キャリア被覆用樹脂液） トルエン　　　　　　　　　　　　　　　　１００部ジ
ブチルチンジラウレート０．５部 銅フタロシアニン　　　　　　　　　　　３０部次に、
上記樹脂液と平均粒径１００μｓの鉄粉１０００部とを
、流動造粒乾燥装置に供給し、流動層で鉄粉と樹脂液を
混倫した後、９０℃の雰囲気下で乾燥し、更に２００℃
の電気炉内に３０分間放置してシリコーン樹脂の焼成を
して、光導電性キャリアを得た。

別に、下記組成の混合物を充分撹拌混合後、加熱溶融し
室温まで冷却した後、得られた混線物を粉砕、分級して
トナーを調製した。

（トナー） スチレン／ノルマルブチル／メタクリ カーボンブラック　　　　　　　　　　　１０部また、
透明基板（ポリエチレンテレフタレート）面上にクロム
透明導電層を形成した透光性導電性支持体上に、ポリー
Ｎ−ビニルカルバゾール／ポリエステル樹脂＝ｌＯ７１
重量比の組成からなり、且つ下記に示すアゾ顔料をポリ
−Ｎ−ビニルカルバゾールに対し２０重量％含有させた
電荷を発生し得る層（厚さ４．６．）を設けた。

次に、２，５−ビス（４−ジエチルアミノフェニル）−
１゜３．４−オキサデアゾール／ポリカーボネート＝１
／１重量比の組成からなる電荷を移動しうる層（厚さ１
６゜３ＩＲ１）を、前記電荷を発生し得る層上に設け、
感光体を作成した。

次に、前記キャリアと前記トナーとを、摩擦帯電時に光
を照射せずに混合撹拌して２成分系現像剤を形成させて
使用し、前記感光体を（−）帯電し。

感光体の支持体面側から光照射し、現像したところ、細
線再現性及び黒部の濃度が優れた、且つ中間調の再現性
の良い画像が得られた。

比較例 実施例において、キャリア被覆用樹脂液中の光導電性物
質である銅フタロシアニンを用いなかった以外は、実施
例と同様にして比較用のキャリアを作成し、続いて、実
施例と同様にして、このキャリアを用で現像剤を作成し
た。

次に、この現像剤を用い、実施例と同様にして現像した
ところ、細線再現性、黒部の濃度は優れたコピー画像が
得られたものの、中間調の先端は埋まりが良くなかった
。

以上の結果から、光導電性キャリアを用い、且つ導電性
支持体が透明で、支持体面側から露光を行なった後、現
像した場合には、光照射によりキャリア抵抗が低下し、
キャリアカウ゛ンターチャージがなくなったため１画像
に改良効果がみられたと考えられる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な導電性支持体を有する電子写真感光体上に
   均一帯電を施した後、該支持体面側から画像露光を行な
   って静電潜像を形成し現像する静電潜像の現像方法にお
   いて、少なくとも磁性体及び光導電性物質含有樹脂から
   なる光導電性キャリアと絶縁性トナーとを、摩擦帯電時
   には光を照射せずに混合撹拌した二成分系現像剤を用い
   、且つ前記導光性支持体側から光照射すると同時又はそ
   の直後に現像することを特徴とする静電潜像の現像方法
   。