JPH04288554A - 電子写真作像方法および該方法を実施するための電子写真装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一成分または二成分現像
剤による電子写真方式の複写機およびプリンターに用い
られる作像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機、あるいはプリン
ターにより画像を得るには、まず画像担体である感光体
の表面に静電潜像を形成する。つぎに、この静電潜像を
有する感光体表面を現像剤を用いて現像し、得られたト
ナー像を紙などに転写する。

【０００３】かかる電子写真複写機等に用いられる現像
剤には、主として絶縁性非磁性トナーおよび磁性キャリ
アからなる二成分系現像剤と、磁性体を含有する絶縁性
磁性トナーのみからなる一成分系現像剤、あるいは非磁
性トナーによる一成分系現像剤とがある。このようなト
ナーは通常熱可塑性樹脂、着色剤、荷電制御剤、さらに
磁性トナーの場合は磁性粉などからなっている。

【０００４】近年、このような電子写真において画像の
高精細を目的にトナーの小径化が検討されている。しか
しながら、このような小径粒子は流動性が悪く、また現
像後の感光体のクリーニング不良を生ずる。クリーニン
グは、感光体に付着したトナーのうち紙に転写されなか
った残留トナーをゴムなどのブレードで感光体表面より
除去するものであり、かかるクリーニングが充分でない
と次回の良好な画像形成ができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、小粒径トナーを用いて高精細、
緻密な画像を得つつ、クリーニング性に優れた電子写真
作像方法に提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、感光
体表面に静電潜像を形成する工程、該静電潜像を、流動
化剤を０．５〜５ｗｔ％含有する平均粒径３〜８μｍの
トナーで現像する工程、現像されたトナー像を記録媒体
に転写する工程、転写後の感光体表面に流動化剤を０．
０５〜２ｗｔ％含有する平均粒径１０〜３０μｍのクリ
ーニング助剤を供給する工程、および感光体表面を圧接
するブレードによりクリーニングする工程よりなる電子
写真作像方法に関する。

【０００７】本発明の電子写真作像方法においては、ま
ず、通常の方法により感光体表面に静電潜像を形成する
。該静電潜像は流動化剤を一定量添加された小粒径トナ
ーで現像される。小粒径トナーは、高精彩な画像を実現
できる特徴を有する反面、クリーニング不良が発生しや
すいが、このような問題が本発明により解決される。 トナーは、磁性トナー、非磁性トナー、一成分用トナー
、二成分用トナー等、いかなる現像方式に使用されるト
ナーであってよく、本発明の方法は、いかなる現像方法
にも適用可能である。トナーは平均粒径が３〜８μｍ、
好ましくは４〜６μｍのものを使用する。トナー粒径が
あまり小さすぎると、トナークリーニングが十分行なわ
れなくなり、本発明の効果を十分得ることができない。 また、大きすぎてもトナーの小粒径化による高精彩化の
目的が十分達成できない。

【０００８】このようなトナーには、通常、流動化剤が
添加される。流動化剤を添加するのは、粒径が３〜８μ
ｍの小粒径トナーは、感光体への付着力やトナー同志の
凝集力が大きく、感光体表面に強く付着してクリーニン
グブレードを潜り抜けて拭き残しを生じたり、トナーの
凝集化を生じるので、微小粒径の流動化剤を添加して感
光体表面とトナー間に流動化剤を介在させて上記付着力
を軽減し、トナーの凝集化を防止するためである。その
添加量は、現像方式、トナーの種類にもよるが通常、ト
ナー量に対して０．１〜５重量％、好ましくは０．３〜
２重量％である。０．１重量％未満であるとトナーの付
着力が十分に軽減されずに感光体表面と強く付着してし
まい、クリーニングブレードを潜り抜けて拭き残しを生
じてしまう。また、５重量％より多いと流動化剤自体が
、あるいは流動化剤をトリガーとしてトナーが感光体表
面にフィルミングしてしまう。流動化剤としては、シリ
カ、酸化チタン、酸化アルミ等の無機微粒子で、１次粒
径が７〜５０ｍμのもの、スチレンアクリル、ポリエス
テル、フッ化ビニリデン、ポロプロピレン、ポリエチレ
ン等の有機微粒子で、１次粒径が０．０５〜０．５μの
もの、あるいはこれら微粒子の混合物が用いられる。 次に、現像されたトナーは、コピー用紙等の記録媒体に
転写し、転写されたトナーは、加熱加圧等の方法により
、記録媒体上に定着される。この転写工程で、感光体上
のトナーがすべて記録媒体の方へ転写されれば、この後
のクリーニング工程は必要ないのだが、通常は、この転
写工程後、感光体表面上には、未転写のトナーが残留す
る。従来は、この未転写のトナーは、すぐクリーニング
工程に供せられブレード等でクリーニングされていた。 本発明は、転写工程とクリーニング工程との間に感光体
表面へクリーニング助剤を供給する工程を設ける。

【０００９】感光体表面に供給されたクリーニング助剤
は、図１に示したように残留トナーを静電的に吸着し、
ブレードでトナーとともにクリーニングされる。クリー
ニング助剤は基本的には、トナーと同様の構成物から形
成されており、その大きさ、流動化剤の添加量の点にお
いて差があることを除けば、トナーと同様に調製するこ
とができる。ただ、クリーニング助剤は、使用するトナ
ーを静電的に吸着して回収するために、トナーを形成す
る樹脂と同一の樹脂でも良いが、好ましくは摩擦帯電系
列が離れているものがよい。クリーリニング助剤として
好ましい樹脂としては、ポリスチレン、スチレンアクリ
ル共重合体、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリエチレ
ンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミ
ド樹脂、マレイン酸樹脂等の単独樹脂、２種以上の混合
樹脂あるいは変成樹脂である。

【００１０】クリーニング助剤の大きさは、トナーの大
きさの数倍に調整する。具体的には、１０〜３０μｍ、
好ましくは１２〜２５μｍの平均粒径のものを用いる。 余りに大粒径のクリーニング助剤を用いるとクリーニン
グ助剤を均一に感光体表面に付着させることが困難とな
り、トナーの拭き残しなどのクリーニング不良を生じた
り、わずかの量のクリーニング助剤がクリーニングブレ
ードと感光体との間隙に挟まれた場合であってもトナー
がブレードを容易に潜り抜けてしまい、やはりトナーの
拭き残しなどを生じる。従って、クリーニング助剤は、
クリーニングブレードを通り抜けないほどの大きさをも
ち、且つ感光体に均一に付着するとともに、万一クリー
ニングブレードと感光体との間隙に挟まれた場合であっ
てもトナーがブレードを潜り抜けないだけの小粒径であ
る必要がある。

【００１１】そして、クリーニング助剤が１０−３０μ
ｍ程度であれば、小粒径のトナーの場合と同様に感光体
への付着力、あるいはクリーニング助剤同志間の凝集力
が大きい。従って、クリーニング助剤においても微小粒
径の流動化剤を添加し、感光体表面への付着力や凝集力
を軽減するために、流動化剤を添加する。添加量はクリ
ーニング助剤に対して０．０５〜２重量％、好ましくは
０．１〜１重量％である。この流動化剤の添加量は、ト
ナーに最小限量の流動化剤しか添加しない場合において
も、クリーニング助剤が均一に感光体表面に付着してト
ナーの拭き残しを生じないだけの最低限の添加量を考慮
しなくてはならず、またトナーに最大限量の流動化剤を
添加した場合であれば、流動性が向上し過ぎて逆にクリ
ーニングが困難にならないだけの最大限の添加量、ある
いは、流動化剤が過剰になって感光体表面を傷付けたり
、これら流動化剤がトリガーとなってトナーをフィルミ
ングしないだけの最大限の添加量を考慮して決定したも
のである。従って、０．０５重量％未満であるとトナー
への流動化剤添加が少ない場合にクリーニング助剤が感
光体表面へ均一に付着しにくくなってトナーの拭き残し
を生じ、２重量％より多いとトナーに混合されている流
動化剤とともに流動化剤自体が感光体表面へフィルミン
グしてしまったり、これら流動化剤をトリガーとしてト
ナーがフィルミングしてしまう。

【００１２】本発明のトナー、クリーニング助剤及び流
動化剤の系を用いるとクリーニング助剤が効率よく残留
トナーを回収するので、クリーニングブレードのみによ
ってトナーを回収しようとする場合に比べてクリーニン
グブレードの圧接力は少なくて済む。具体的には、感光
体表面にダメージを与えにくい１．５−２．５ｇ／ｍｍ
程度の線圧でよい。また、クリーニングブレードの材質
も弾圧をもち感光体表面を傷付けないものが使用可能と
なる。例えば、ブレードの硬度が６０−８０度（ＪＩＳ
Ａ規格に準じて測定した硬度）の様なものが使用可能と
なる。

【００１３】以下、本発明の電子写真作像方法を具体的
に現像装置に適用した場合について説明する。図２は本
発明の作像方法を実施する現像装置を示す概略断面図で
ある。図２において、現像装置（１）は、感光体ドラム
（１０）の周囲にメインチャージャー（１１）、露光装
置（１２）、トナーを用いた主現像装置（１３）、転写
チャージャー（１６）、クリーニング助剤を用いたクリ
ーニング用現像装置（１７）、クリーニングブレード（
１８）、イレーサランプ（１９）が設けられ、感光体ド
ラム（１０）が矢印方向に一回転する間に、帯電→露光
→トナーによる現像→転写→クリーニング助剤による現
像→クリーニングの各工程を行うものである。

【００１４】したがって、作像プロセスは、つぎの（ａ
）〜（ｇ）の工程に従い行われる。 （ａ）感光体ドラム（１０）の表面をメインチャージャ
ー（１１）で均一に帯電する。

【００１５】（ｂ）つぎに該感光体にレーザービーム（
１２）等を照射して露光を行い静電潜像を形成する。

【００１６】（ｃ）つぎに主現像装置（１３）により現
像を行う。現像剤はトナーとキャリアーを含む２成分系
磁性現像剤又は（非）磁性トナーからなる一成分現像剤
等を用いる。トナーはホッパーから現像装置内に運ばれ
、所望の帯電量を得る。トナーは現像スリーブ（２１）
上を運ばれ感光体ドラム（１０）の静電潜像上に移動し
現像が行われる。なお、感光体の残留電位を考慮して現
像スリーブ（２１）にバイアス電圧を印加してもよい。 このとき、トナーの帯電量および現像電位は１成分、２
成分現像剤により以下のように調整される。

【００１７】トナー １成分：帯電量　　：１５−３５μｃ／ｇ（絶対値）現
像電位：トナーを感光体と接触するトナー担持体上に担
持した際の現像電位が１８０〜２５０Ｖ２成分：帯電量
　　：１５−３５μｃ／ｇ（絶対値）現像電位：６．５
ＫＶ／ｃｍ〜１１ＫＶ／ｃｍの電界をトナーとキャリア
を担持する担持体と感光体表面に形成する。

【００１８】（ｄ）得られたトナー画像を転写チャージ
ャー（１６）を用いて紙等の記録保持体上に転写、定着
する。紙は給紙ローラー（２２）から供給され転写後、
分離爪（２３）により感光体ドラム（１０）より分離さ
れ搬送ベルト（２４）により装置外部に取り出される。

【００１９】（ｅ）クリーニング用現像装置（１７）に
より現像を行う。現像剤はクリーニング助剤を用いる。 クリーニング助剤は所望の帯電量に帯電される。クリー
ニング助剤は現像スリーブ（２６）上を運ばれ感光体（
１０）と現像スリーブ（２６）との間に印加されたバイ
アス電圧によって現像が行われる。該バイアス電圧は感
光体の特性、助剤の帯電特性などのプロセス条件により
適宜選択される。

【００２０】クリーニング助剤の帯電量および現像電位
は、１成分、２成分現像剤により以下のように調整され
る。 １成分：帯電量　　：１５−３５μｃ／ｇ（絶対値）現
像電位：トナーを感光体と接触するトナー担持体上に担
持した際の現像電位が１８０〜２５０Ｖ２成分：帯電量
　　：１５−３５μｃ／ｇ（絶対値）現像電位：６．５
ＫＶ／ｃｍ〜１１ＫＶ／ｃｍの電界をトナーとキャリア
を担持する担持体と感光体表面に形成する。

【００２１】（ｆ）クリーニングブレード（１８）によ
り感光体ドラム（１０）表面の残留トナーが掻き落とさ
れる。 また感光体表面とクリーニングブレードの為す角度は（
感光体とクリーニングブレードの接点からクリーニング
ブレードが感光体の回転方向下流側に伸びるようにクリ
ーニングブレードを接触させる場合、クリーニングブレ
ードが感光体表面と為す角度）１５−２０°で使用され
る。

【００２２】（ｇ）イレーサーランプ（１９）により感
光体の表面電位がＯＶ近くまで落とされ、引き続き帯電
、潜像形成に供される。 以下、実施例を用いて本発明を説明する。

【００２３】不定形トナーの製造 　　製造例１［（＋）帯電性トナー］ 　　　　成　　分　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
重量部　　スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート樹脂　
　　　　　　　　　　　　１００　　（軟化点：１３２
℃，ガラス転移点：６０℃）　　カーボンブラック　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　５　　（三菱化成工業社製、Ｍ
Ａ＃８） 　　ニグロシン染料　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３
　　（オリエント化学社製、ボントロンＮ−１０）

【００２４】上記材料をボールミルで充分混合した後、
１４０℃に加熱した３本ロール上で混練した。混練物を
放置冷却後、フェザーミルを用い粗粉砕し、さらにジェ
ットミルで微粉砕した。つぎに、風力分級して、表１に
示した種々の平均粒径の微粉末を得た。

【００２５】球形トナーの製造 　　製造例２［（＋）帯電性トナー］ 　　　　成　　分　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
重量部　　スチレン　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　６０　　ｎ−ブチルメタクリレート　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３５
　　メタクリル酸　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
５　　２，２−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニ
トリル）　　　　　　０．５　　低分子量酸化型ポリプ
ロピレン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　３　　「ビスコールＴＳ−２００」 　　（三洋化成工業社製） 　　カーボンブラックＭＡ＃８　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８　　（三洋
化成工業社製） 　　ニグロシンベースＥＸ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３　　（
オリエント化学工業社製）

【００２６】上記成分をサンドスターラーにより充分に
混合して、重合性組成物を調製した。該組成物をアラビ
アゴム水溶液（濃度３重量％）中に加え、撹拌機（Ｔ．
Ｋホモミキサー、特殊工業社製）にて撹拌しながら６０
℃にて６時間重合反応を行い、さらに８０℃に昇温して
重合反応を行った。反応終了後、反応系を冷却して５〜
６回水洗し、ろ過、乾燥して表１に示した種々の平均粒
径の球形トナーを得た。

【００２７】クリーニング助剤の製造 　　製造例３［（＋）帯電性］ 　　　　成　　分　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
重量部　　スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート樹脂　
　　　　　　　　　　　　１００　　（軟化点：１３２
℃，ガラス転移点：６０℃）　　カーボンブラック　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　５　　（三菱化成工業社製、Ｍ
Ａ＃８） 　　ニグロシン染料　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３
　　（オリエント化学社製、ボントロンＮ−０１）

【００２８】上記材料をボールミルで充分混合した後、
１４０℃に加熱した３本ロール上で混練した。混練物を
放置冷却後、フェザーミルを用い粗粉砕し、さらにジェ
ットミルで微粉砕した。つぎに、風力分級して表１に示
した種類の平均粒径の微粉末を得た。

【００２９】キャリアの製造 　　製造例４ 　　　　成　　分　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
重量部　　ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００
　　（軟化点：１２３℃，ガラス転移点：６５℃，酸価
２３，　　　　水酸価４０） 　　無機磁性粉　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５００
　　（戸田工業社製、ＥＰＴ−１０００）　　カーボン
ブラック　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　２　　（三菱化成
工業社製、ＭＡ＃８）

【００３０】上記材料をヘンシェルミキサーにより充分
混合粉砕し、次いで、シリンダ部１８０℃、シリンダヘ
ッド部１７０℃に設定した押出し混練機を用いて、溶融
、混練した。混練物を冷却後ジェットミルで微粉砕した
のち、分級機を用いて分級し、平均粒径５５μｍの磁性
キャリアを得た。

【００３１】

【表１】

【００３２】得られたトナーおよびクリーニング助剤に
対して、後処理剤として流動化剤を表２に示した種類お
よび量で、それぞれ添加した。

【００３３】

【表２】

【００３４】なお、表２中に示した帯電量は、製造例４
で得たキャリア粒子に、表２に示すトナーあるいはクリ
ーニング助剤を組合せ、かつ同じ表２に示されている各
流動化剤を添加して、主現像装置（１３）あるいはクリ
ーニング用現像装置（１７）において所定条件で混合撹
拌した際の帯電量（μＣ／ｇ）である。以上のように後
処理して得られたトナーを、前記で得られたキャリアと
５ｗｔ％の割合で混合し、現像剤を得た。また、クリー
ニング助剤は、キャリアと７ｗｔ％の割合で混合し、ク
リーニング剤とした。

【００３５】得られた現像剤は、主現像装置に、そして
クリーニング剤はクリーニング用現像装置に装填し、図
２に示す電子写真複写装置にて複写を行なった。その際
、感光体には常時０．８ｍｇ／ｃｍ２の量のトナーが付
着するようにした。具体的なプロセス条件は、以下の通
りである。 転写電位　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　５ＫＶブレードの感光体への圧接力　　　　　　
２〜２．５ｇ／ｍｍブレードの感光体への圧接角　　　
　　　１６度ブレードの硬度　　　　　　　　　　　　
　　　　　　７０度ブレードエッジの精度　　　　　　
　　　　　　２０μｍ現像電位およびクリーニング用現
像電位は、以下の表３に示す通りである。

【００３６】

【表３】

【００３７】なお、ブレードは各実施例ごとに取り換え
た。 評価 拭き残しとフィルミングについて評価した。拭き残しは
、感光体に現像されたトナーがクリーニングされずに感
光体上に残る現像で、次の複写画像に影響を与える。 評価は、画像観察によりおこない、以下の表４に示した
ようにランク付した。結果は表３中に示した。

【００３８】フィルミングは、トナーやトナーの微粉末
が感光体表面に固着する現象である。評価は感光体表面
を顕微鏡観察で行ない、表４に示したようにランク付を
行なった。結果は表３中に示した。

【００３９】

【表４】

【００４０】

【発明の効果】小粒径トナーを効率よく除去できる。従
って、残留トナーによる画質低下、トナーフィルミング
等の問題がなく、高品位の複写画像が形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　ブレードでのトナー除去される様子を説明
するための図である。

【図２】　　現像装置の概略構成図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　感光体表面に静電潜像を形成する工程
   、該静電潜像を、流動化剤を０．５〜５ｗｔ％含有する
   平均粒径３〜８μｍのトナーで現像する工程、現像され
   たトナー像を記録媒体に転写する工程、転写後の感光体
   表面に流動化剤を０．０５〜２ｗｔ％含有する平均粒径
   １０〜３０μｍのクリーニング助剤を供給する工程、お
   よび感光体表面を圧接するブレードによりクリーニング
   する工程よりなる電子写真作像方法。