JPH05346689A - 現像剤用磁性樹脂キャリアおよび画像形成方法 - Google Patents
現像剤用磁性樹脂キャリアおよび画像形成方法Info
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- JPH05346689A JPH05346689A JP4180311A JP18031192A JPH05346689A JP H05346689 A JPH05346689 A JP H05346689A JP 4180311 A JP4180311 A JP 4180311A JP 18031192 A JP18031192 A JP 18031192A JP H05346689 A JPH05346689 A JP H05346689A
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- carrier
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- Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 比重が1.0以下のバインダー樹脂中に磁性
材微粒子を分散、担持せしめたキャリアコアの表面に、
導電性微粒子を固着した導電性磁性樹脂キャリア、およ
びこれと絶縁性トナーとを組み合わせた現像剤。現像バ
イアス電源39により感光体21表面に電荷を注入して
帯電させ、LEDアレイ41により背面露光し、同時現
像してトナー像75を形成する。 【効果】 キャリアの比重が小さくなり、現像剤のトル
クが減少して、ストレスによるキャリア劣化を防止でき
る。樹脂キャリアの比重の増加を抑えて、キャリア中の
磁性剤濃度を高められ、高磁力化によりキャリア引きを
防止でき、背面露光記録に好適である。
材微粒子を分散、担持せしめたキャリアコアの表面に、
導電性微粒子を固着した導電性磁性樹脂キャリア、およ
びこれと絶縁性トナーとを組み合わせた現像剤。現像バ
イアス電源39により感光体21表面に電荷を注入して
帯電させ、LEDアレイ41により背面露光し、同時現
像してトナー像75を形成する。 【効果】 キャリアの比重が小さくなり、現像剤のトル
クが減少して、ストレスによるキャリア劣化を防止でき
る。樹脂キャリアの比重の増加を抑えて、キャリア中の
磁性剤濃度を高められ、高磁力化によりキャリア引きを
防止でき、背面露光記録に好適である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真、静電記録、
静電印刷などでの現像プロセスで用いられる現像剤用磁
性樹脂キャリア、およびこれを用いる画像形成方法に関
する。
静電印刷などでの現像プロセスで用いられる現像剤用磁
性樹脂キャリア、およびこれを用いる画像形成方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】カールソン方式に代表される電子写真方
式は現在広く用いられており、感光体の均一帯電→選択
露光による潜像の形成→現像剤によるトナー像の形成→
転写→定着を基本プロセスとする。
式は現在広く用いられており、感光体の均一帯電→選択
露光による潜像の形成→現像剤によるトナー像の形成→
転写→定着を基本プロセスとする。
【0003】一方、背面露光記録方式を採用した非カー
ルソン方式の画像形成方法についても近年各種の報告が
なされており、装置の小型化、プロセスの簡略化が可能
であるとされている(画像電子学会誌,16,(5),
306,(1987)、特開昭61−149968号公
報、同63−10071号公報、同63−214781
号公報)。
ルソン方式の画像形成方法についても近年各種の報告が
なされており、装置の小型化、プロセスの簡略化が可能
であるとされている(画像電子学会誌,16,(5),
306,(1987)、特開昭61−149968号公
報、同63−10071号公報、同63−214781
号公報)。
【0004】背面露光記録方式は、感光体の表面側に現
像剤を供給して現像剤溜りを形成し、この現像剤溜りで
クリーニング、感光体の均一帯電−背面画像露光−同時
現像を行なうものであり、クリーニング、帯電、画像
(信号)露光および現像を同時に行なうことができる。
像剤を供給して現像剤溜りを形成し、この現像剤溜りで
クリーニング、感光体の均一帯電−背面画像露光−同時
現像を行なうものであり、クリーニング、帯電、画像
(信号)露光および現像を同時に行なうことができる。
【0005】しかしながら、比較的短い現像剤溜り(帯
電/露光/現像ゾーン)で、現像に必要な帯電量を現像
剤を介して感光体に注入し、しかも、現像してシャープ
で安定したトナー像を得ることが必要であるため、各機
能素材やシステム上の要請が厳しく、実現化には困難な
問題が多い。
電/露光/現像ゾーン)で、現像に必要な帯電量を現像
剤を介して感光体に注入し、しかも、現像してシャープ
で安定したトナー像を得ることが必要であるため、各機
能素材やシステム上の要請が厳しく、実現化には困難な
問題が多い。
【0006】一方、現像剤としては、C.F.カールソ
ンによる電子写真法の発明(米国特許第2,297,6
91号明細書)以来、各種の2成分方式の現像剤が提案
されており(米国特許第2,618,551号明細書、
同第2,618,522号明細書、同第2,573,8
81号明細書、同第2,638,416号明細書)、ま
た、磁気ブラシ現像法の発明(米国特許第2,786,
439号明細書)後に、二成分現像剤のキャリアに樹脂
コートを施し、帯電特性、トナー飛散および耐湿性を改
善する試みがなされてきた。
ンによる電子写真法の発明(米国特許第2,297,6
91号明細書)以来、各種の2成分方式の現像剤が提案
されており(米国特許第2,618,551号明細書、
同第2,618,522号明細書、同第2,573,8
81号明細書、同第2,638,416号明細書)、ま
た、磁気ブラシ現像法の発明(米国特許第2,786,
439号明細書)後に、二成分現像剤のキャリアに樹脂
コートを施し、帯電特性、トナー飛散および耐湿性を改
善する試みがなされてきた。
【0007】二成分現像剤はトナーとキャリアとの二成
分系からなり、キャリアがトナーを帯電せしめて現像ゾ
ーンに搬送し、トナーのみが静電潜像上に付着して現像
されて可視像が形成される。
分系からなり、キャリアがトナーを帯電せしめて現像ゾ
ーンに搬送し、トナーのみが静電潜像上に付着して現像
されて可視像が形成される。
【0008】代表的なキャリア(ノンコートキャリア)
は、鉄、マグネタイト、フェライト等の磁性材粒子から
なる。この磁性粉体キャリアは、構造が簡単で耐久性は
良好であるが、電気抵抗が比較的小さいためトナーの帯
電不良を起こしやすく、トナーの機内飛散やカブリが発
生しやすい。また、重量が大きいため、現像器内での撹
拌による衝撃により、トナー成分がキャリアに付着して
スペントを生じやすいという問題があった。
は、鉄、マグネタイト、フェライト等の磁性材粒子から
なる。この磁性粉体キャリアは、構造が簡単で耐久性は
良好であるが、電気抵抗が比較的小さいためトナーの帯
電不良を起こしやすく、トナーの機内飛散やカブリが発
生しやすい。また、重量が大きいため、現像器内での撹
拌による衝撃により、トナー成分がキャリアに付着して
スペントを生じやすいという問題があった。
【0009】磁性材微粒子をバインダー樹脂中に分散、
担持せしめた小径の磁性樹脂キャリアも知られており、
樹脂により高抵抗化されるため、トナーへの帯電付与特
性は優れている。磁性樹脂キャリアとしては、バインダ
ー樹脂としてフェノール樹脂を用い、嵩密度を2.0g
/cm3以下とし、磁性材微粒子を80〜99%配合し
たキャリア(特開平2−220068号公報)などが報
告されている。
担持せしめた小径の磁性樹脂キャリアも知られており、
樹脂により高抵抗化されるため、トナーへの帯電付与特
性は優れている。磁性樹脂キャリアとしては、バインダ
ー樹脂としてフェノール樹脂を用い、嵩密度を2.0g
/cm3以下とし、磁性材微粒子を80〜99%配合し
たキャリア(特開平2−220068号公報)などが報
告されている。
【0010】また、本出願人は先に、背面露光記録方式
において好適に用いられるキャリアとして、磁性材をバ
インダー樹脂中に分散担持してなるキャリアコアの表面
に、導電層を形成した導電性磁性樹脂キャリアを提案し
た(特願平3−280870号)。
において好適に用いられるキャリアとして、磁性材をバ
インダー樹脂中に分散担持してなるキャリアコアの表面
に、導電層を形成した導電性磁性樹脂キャリアを提案し
た(特願平3−280870号)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来キャリアは、バインダーであるフェノール樹脂の比
重が1.3と高いため、磁性材を80重量%配合した場
合にキャリアの比重が高くなり、現像剤中のトナー濃度
が低くなってしまう。
従来キャリアは、バインダーであるフェノール樹脂の比
重が1.3と高いため、磁性材を80重量%配合した場
合にキャリアの比重が高くなり、現像剤中のトナー濃度
が低くなってしまう。
【0012】本発明者らは、樹脂キャリアの比重を軽く
できれば、現像剤のトルクが小さくなり、また、撹拌時
のストレスも小さくなり、さらに単位重量当りの比表面
積が増大するため多くのトナー保持しうることに着目し
た。上記の従来技術では、樹脂キャリアのもつ特徴を十
分に生かしきれていなかった。本発明は、キャリアの劣
化が少なく、トナー濃度を高めることが可能な現像剤用
のキャリアを提供するものである。
できれば、現像剤のトルクが小さくなり、また、撹拌時
のストレスも小さくなり、さらに単位重量当りの比表面
積が増大するため多くのトナー保持しうることに着目し
た。上記の従来技術では、樹脂キャリアのもつ特徴を十
分に生かしきれていなかった。本発明は、キャリアの劣
化が少なく、トナー濃度を高めることが可能な現像剤用
のキャリアを提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の現像剤用磁性樹
脂キャリアは、磁性材微粒子をバインダー樹脂中に分
散、担持した磁性樹脂キャリアにおいて、バインダー樹
脂として比重が1.0以下の樹脂を用いたことを特徴と
する。
脂キャリアは、磁性材微粒子をバインダー樹脂中に分
散、担持した磁性樹脂キャリアにおいて、バインダー樹
脂として比重が1.0以下の樹脂を用いたことを特徴と
する。
【0014】また、本発明の画像形成方法は、透光性支
持体上に少なくとも透光性導電層と光導電層を順次設け
た感光体と、上記の磁性樹脂キャリアの表面に更に導電
層を形成した導電性磁性樹脂キャリアと絶縁性トナーと
からなる現像剤と、前記感光体の光導電層側に配設さ
れ、前記現像剤を感光体表面に供給する現像手段と、前
記感光体の透光性導電層と前記現像手段との間に電圧を
印加する手段と、前記感光体の透光性支持体側に前記現
像手段と対向するように配設された露光手段とを用い、
前記感光体表面に前記現像剤を接触させ、前記透光性導
電層と前記現像手段との間に電圧を印加しつつ、選択さ
れた光を前記透光性支持体側から前記現像手段との対向
部位近傍の前記光導電層に照射し、前記感光体上に、該
光照射に対応するトナー像を形成することを特徴とす
る。
持体上に少なくとも透光性導電層と光導電層を順次設け
た感光体と、上記の磁性樹脂キャリアの表面に更に導電
層を形成した導電性磁性樹脂キャリアと絶縁性トナーと
からなる現像剤と、前記感光体の光導電層側に配設さ
れ、前記現像剤を感光体表面に供給する現像手段と、前
記感光体の透光性導電層と前記現像手段との間に電圧を
印加する手段と、前記感光体の透光性支持体側に前記現
像手段と対向するように配設された露光手段とを用い、
前記感光体表面に前記現像剤を接触させ、前記透光性導
電層と前記現像手段との間に電圧を印加しつつ、選択さ
れた光を前記透光性支持体側から前記現像手段との対向
部位近傍の前記光導電層に照射し、前記感光体上に、該
光照射に対応するトナー像を形成することを特徴とす
る。
【0015】
【実施例】本発明の磁性樹脂キャリアは、磁性材微粒子
をバインダー樹脂中に分散、担持せしめてなり、また、
これをコア粒子(キャリアコア)として表面に導電性微
粒子を固着するなどして導電層を形成してもよい。
をバインダー樹脂中に分散、担持せしめてなり、また、
これをコア粒子(キャリアコア)として表面に導電性微
粒子を固着するなどして導電層を形成してもよい。
【0016】バインダー樹脂としては、比重が1.0以
下のものが用いられ、これにより樹脂キャリアの比重を
小さく抑えることができる。また、樹脂の比重が低くな
ればなるほど、樹脂中に磁性材を多く配合して高磁力の
磁性キャリアを得ることができる。
下のものが用いられ、これにより樹脂キャリアの比重を
小さく抑えることができる。また、樹脂の比重が低くな
ればなるほど、樹脂中に磁性材を多く配合して高磁力の
磁性キャリアを得ることができる。
【0017】比重が1.0以下の樹脂としては、ポリオ
レフィン類が代表的であり、メチルペンテンポリマー
(TPX,比重0.83)、ポリプロピレン(PP,比
重0.90)、低密度ポリエチレン(LDPE,比重
0.91〜0.94)、高密度ポリエチレン(HDP
E,比重0.94〜0.97)がある。
レフィン類が代表的であり、メチルペンテンポリマー
(TPX,比重0.83)、ポリプロピレン(PP,比
重0.90)、低密度ポリエチレン(LDPE,比重
0.91〜0.94)、高密度ポリエチレン(HDP
E,比重0.94〜0.97)がある。
【0018】磁性材微粒子としては、マグネタイト、ガ
ンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(M
n,Ni,Mg,Cu等)を一種または二種以上含有す
るスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネ
トプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄
や合金の粒子を用いることができるが、バインダー樹脂
に比べて比重が5倍以上大きい磁性材を用いることによ
り樹脂の低比重化効果が顕著になる。また、磁気特性の
点からもマグネタイトが好ましい。磁性材微粒子は磁性
樹脂キャリア中に50〜90重量%の量で添加すること
が適当であるが、本発明の効果を生かすためには高濃度
に、例えば70〜90重量%の量でキャリア中に配合す
ることが好ましい。磁性材微粒子の粒径は0.1〜1.
0μm程度が好ましい。
ンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(M
n,Ni,Mg,Cu等)を一種または二種以上含有す
るスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネ
トプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄
や合金の粒子を用いることができるが、バインダー樹脂
に比べて比重が5倍以上大きい磁性材を用いることによ
り樹脂の低比重化効果が顕著になる。また、磁気特性の
点からもマグネタイトが好ましい。磁性材微粒子は磁性
樹脂キャリア中に50〜90重量%の量で添加すること
が適当であるが、本発明の効果を生かすためには高濃度
に、例えば70〜90重量%の量でキャリア中に配合す
ることが好ましい。磁性材微粒子の粒径は0.1〜1.
0μm程度が好ましい。
【0019】一例として、比重がそれぞれ0.90、
1.10、1.30のバインダー樹脂中に、比重5.2
のマグネタイトを分散、担持せしめた複合材の比重(キ
ャリアの真比重)を図1に示した。例えば、マグネタイ
トを80重量%を配合した場合、バインダー樹脂の比重
が1.3のときは複合材の比重が3.26であるが、バ
インダー樹脂の比重を0.9とすることにより、複合
材、すなわちキャリアの比重が2.66と大きく低下す
ることが判る。
1.10、1.30のバインダー樹脂中に、比重5.2
のマグネタイトを分散、担持せしめた複合材の比重(キ
ャリアの真比重)を図1に示した。例えば、マグネタイ
トを80重量%を配合した場合、バインダー樹脂の比重
が1.3のときは複合材の比重が3.26であるが、バ
インダー樹脂の比重を0.9とすることにより、複合
材、すなわちキャリアの比重が2.66と大きく低下す
ることが判る。
【0020】キャリアへの導電性微粒子の固着は、磁性
材微粒子をバインダー樹脂中に分散させたキャリアコア
(当該固着を行なわない場合のキャリアそれ自体)と導
電性微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面に
導電性微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を
与え微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして
固定することにより行なわれる。この場合、微粒子は、
磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、そ
の一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すようにして
固定される。このようにキャリアの表面に導電性微粒子
を固定して導電層を形成することにより、効率的にキャ
リアに高い導電性を付与できる。
材微粒子をバインダー樹脂中に分散させたキャリアコア
(当該固着を行なわない場合のキャリアそれ自体)と導
電性微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面に
導電性微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を
与え微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして
固定することにより行なわれる。この場合、微粒子は、
磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、そ
の一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すようにして
固定される。このようにキャリアの表面に導電性微粒子
を固定して導電層を形成することにより、効率的にキャ
リアに高い導電性を付与できる。
【0021】なお、ここで導電層とは、必ずしもキャリ
アを一様に被覆する連続層である必要はなく、キャリア
コアの表面に少なくと導電部が形成され、キャリアに必
要な導電性が付与されるものであれば非連続的な層でも
よい。したがって、例えば、導電性微粒子がキャリアコ
アの表面を完全に連続して被覆する必要はなく、また、
磁性材微粒子がキャリアの表面からその一部を突出して
いる部分では固定されない。
アを一様に被覆する連続層である必要はなく、キャリア
コアの表面に少なくと導電部が形成され、キャリアに必
要な導電性が付与されるものであれば非連続的な層でも
よい。したがって、例えば、導電性微粒子がキャリアコ
アの表面を完全に連続して被覆する必要はなく、また、
磁性材微粒子がキャリアの表面からその一部を突出して
いる部分では固定されない。
【0022】導電性微粒子としては、カーボンブラッ
ク、酸化スズ、導電性酸化チタン(酸化チタンに導電性
材料をコーティングしたもの)、炭化ケイ素などが用い
られ、空気中の酸素による酸化によって導電性を失なわ
ないものが望ましい。このような導電性微粒子の固着装
置は、表面改質装置ないしはシステムとして市販されて
おり、その一例を挙げれば以下の通りである。
ク、酸化スズ、導電性酸化チタン(酸化チタンに導電性
材料をコーティングしたもの)、炭化ケイ素などが用い
られ、空気中の酸素による酸化によって導電性を失なわ
ないものが望ましい。このような導電性微粒子の固着装
置は、表面改質装置ないしはシステムとして市販されて
おり、その一例を挙げれば以下の通りである。
【0023】(1) 乾式メカノケミカル法: メカノケミカル(岡田精工(株)) メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン
(株)) (2) 高速気流中衝撃法: ハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作
所) クリプトロンシステム(川崎重工業(株))
(株)) (2) 高速気流中衝撃法: ハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作
所) クリプトロンシステム(川崎重工業(株))
【0024】(3) 湿式法: ディスパーコート(日清製粉(株)) コートマイザー(フロイント産業(株)) (4) 熱処理法: サーフュージング(日本ニューマチック工業(株)) (5) その他: スプレードライ(大川原化工機(株))
【0025】キャリアコアのバインダー樹脂として比重
1.0以下の低密度樹脂が用いられていることにより、
撹拌等によるストレスが小さくなり、導電性微粒子がキ
ャリアから剥離、脱落してキャリア劣化の発生すること
が防止される。導電性微粒子の平均粒径は、1.0μm
以下が適当であり、好ましくは0.1μm以下である。
また、導電性微粒子の固着に代えて、キャリアコア上に
導電性薄膜を形成することによっても導電性かつ磁性の
樹脂キャリアが得られる。
1.0以下の低密度樹脂が用いられていることにより、
撹拌等によるストレスが小さくなり、導電性微粒子がキ
ャリアから剥離、脱落してキャリア劣化の発生すること
が防止される。導電性微粒子の平均粒径は、1.0μm
以下が適当であり、好ましくは0.1μm以下である。
また、導電性微粒子の固着に代えて、キャリアコア上に
導電性薄膜を形成することによっても導電性かつ磁性の
樹脂キャリアが得られる。
【0026】導電性薄膜は、ITO(Indium−T
in−Oxide)、酸化インジウム、酸化スズ、、ア
ルミニウム、ニッケル、クロム、金などの薄膜を、CV
D法、蒸着法、スパッタリング法等の薄膜形成法により
形成できる。なお、キャリアの使用目的によっては、導
電性微粒子と同様にして帯電性微粒子、研磨性微粒子な
どを固着したり、あるいはキャリアコアを導電性または
帯電性のコーティング樹脂層で被覆してもよい。
in−Oxide)、酸化インジウム、酸化スズ、、ア
ルミニウム、ニッケル、クロム、金などの薄膜を、CV
D法、蒸着法、スパッタリング法等の薄膜形成法により
形成できる。なお、キャリアの使用目的によっては、導
電性微粒子と同様にして帯電性微粒子、研磨性微粒子な
どを固着したり、あるいはキャリアコアを導電性または
帯電性のコーティング樹脂層で被覆してもよい。
【0027】磁性樹脂キャリアの平均粒度は10〜10
0μmが好適であり、好ましくは20〜80μm、さら
に好ましくは20〜60μmである。上記のキャリアと
トナーとを混合して現像剤とする。トナーとしては通常
の絶縁性トナーが用いられ、例えば、バインダー樹脂、
着色剤、電荷制御剤、オフセット防止剤などを配合する
ことができる。また、磁性材を添加して磁性トナーとす
ることもでき、現像特性の改善、トナーの機内飛散の防
止に有効である。
0μmが好適であり、好ましくは20〜80μm、さら
に好ましくは20〜60μmである。上記のキャリアと
トナーとを混合して現像剤とする。トナーとしては通常
の絶縁性トナーが用いられ、例えば、バインダー樹脂、
着色剤、電荷制御剤、オフセット防止剤などを配合する
ことができる。また、磁性材を添加して磁性トナーとす
ることもでき、現像特性の改善、トナーの機内飛散の防
止に有効である。
【0028】バインダー樹脂としては、スチレン・アク
リル共重合物等のポリスチレン系樹脂に代表されるビニ
ル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが用いられる。着色
剤としてはカーボンブラックをはじめ各種の顔料、染料
が;荷電制御剤としては第4級アンモニウム化合物、ニ
グロシン、ニグロシン塩基、クリスタルバイオレット、
トリフェニルメタン化合物等が;オフセット防止剤、定
着向上助剤としては低分子量ポリプロピレン、低分子ポ
リエチレンあるいはその変性物等のオレフィンワック
ス;磁性材としてはマグネタイト、フェライトなどが使
用できる。
リル共重合物等のポリスチレン系樹脂に代表されるビニ
ル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが用いられる。着色
剤としてはカーボンブラックをはじめ各種の顔料、染料
が;荷電制御剤としては第4級アンモニウム化合物、ニ
グロシン、ニグロシン塩基、クリスタルバイオレット、
トリフェニルメタン化合物等が;オフセット防止剤、定
着向上助剤としては低分子量ポリプロピレン、低分子ポ
リエチレンあるいはその変性物等のオレフィンワック
ス;磁性材としてはマグネタイト、フェライトなどが使
用できる。
【0029】図2は、本発明のキャリアを用いた現像剤
に適用される画像形成方法の実施例を示す説明図であ
る。ガラスなどの透光性を有する中空円筒状の透光性支
持体23の上に透光性導電層25およびアモルファスシ
リコン(a−Si)系の感光層27が形成されて、ドラ
ム状の感光体21が構成されている。また、ドラム状の
感光体21に代えて、ベルト(シート)状感光体を用い
てもよい。
に適用される画像形成方法の実施例を示す説明図であ
る。ガラスなどの透光性を有する中空円筒状の透光性支
持体23の上に透光性導電層25およびアモルファスシ
リコン(a−Si)系の感光層27が形成されて、ドラ
ム状の感光体21が構成されている。また、ドラム状の
感光体21に代えて、ベルト(シート)状感光体を用い
てもよい。
【0030】感光層27としては、a−Si層の他に、
Se合金層、有機感光層などいずれもが採用できるが、
感度が高く電荷担体の移動度が大きいものが望ましい。
このような感光層としては、例えば、a−Si系感光層
があり、特に透光性支持体23上に少なくとも透光性導
電層、a−Si系光導電層およびキャリア注入阻止表面
層を順次設けたものが好ましい。特に本発明の現像剤用
キャリアでは磁性材微粒子の脱落を有効に防止できるの
で、キャリア注入阻止表面層としてSiCを用いた場合
でも、画像欠陥の発生がない。
Se合金層、有機感光層などいずれもが採用できるが、
感度が高く電荷担体の移動度が大きいものが望ましい。
このような感光層としては、例えば、a−Si系感光層
があり、特に透光性支持体23上に少なくとも透光性導
電層、a−Si系光導電層およびキャリア注入阻止表面
層を順次設けたものが好ましい。特に本発明の現像剤用
キャリアでは磁性材微粒子の脱落を有効に防止できるの
で、キャリア注入阻止表面層としてSiCを用いた場合
でも、画像欠陥の発生がない。
【0031】透光性支持体23の内側、すなわち感光体
21の背面側には、現像ユニット31と対向するように
して露光手段(画像信号露光装置)としてのLEDアレ
イ41が配置されており、集光素子43(セルフォック
レンズ)を介して背面露光がなされる。また、露光手段
として、LEDアレイに代えて、EL発光素子アレイ、
プラズマ発光素子アレイ、蛍光体ドットアレイ、光源と
液晶やPLZTを組合せたシャッタアレイ、光ファイバ
ーアレイなどを用いることもできる。感光体21の周囲
には現像ユニット31、転写ユニット51および定着ユ
ニット61が設けられている。
21の背面側には、現像ユニット31と対向するように
して露光手段(画像信号露光装置)としてのLEDアレ
イ41が配置されており、集光素子43(セルフォック
レンズ)を介して背面露光がなされる。また、露光手段
として、LEDアレイに代えて、EL発光素子アレイ、
プラズマ発光素子アレイ、蛍光体ドットアレイ、光源と
液晶やPLZTを組合せたシャッタアレイ、光ファイバ
ーアレイなどを用いることもできる。感光体21の周囲
には現像ユニット31、転写ユニット51および定着ユ
ニット61が設けられている。
【0032】現像ユニット31は、感光体21の感光層
27側に配設され、現像剤71を感光体21の表面に供
給する。現像ユニット31の導電性スリーブ35には、
感光体21の透光性導電層25と現像ユニット31との
間に電圧を印加する現像バイアス電源39が接続されて
いる。現像ユニット31は、いくつかの磁極(N,S
極)を有するマグローラ33を導電性のスリーブ35が
内包してなり、現像剤71の層厚を規制するドクターブ
レード37が設けられている。本実施例では、感光体2
1およびスリーブ35をそれぞれ矢印PおよびS方向に
回転して現像剤71を感光体21の表面に搬送、供給し
ている。なお、マグローラ33は、固定でも、回転させ
てもよい。
27側に配設され、現像剤71を感光体21の表面に供
給する。現像ユニット31の導電性スリーブ35には、
感光体21の透光性導電層25と現像ユニット31との
間に電圧を印加する現像バイアス電源39が接続されて
いる。現像ユニット31は、いくつかの磁極(N,S
極)を有するマグローラ33を導電性のスリーブ35が
内包してなり、現像剤71の層厚を規制するドクターブ
レード37が設けられている。本実施例では、感光体2
1およびスリーブ35をそれぞれ矢印PおよびS方向に
回転して現像剤71を感光体21の表面に搬送、供給し
ている。なお、マグローラ33は、固定でも、回転させ
てもよい。
【0033】導電性かつ磁性のキャリアが磁気ブラシを
形成しており、これにトナーが付着している。トナーが
磁性トナーの場合は主として磁力により、また、非磁性
トナーの場合には帯電により、キャリアに付着してい
る。
形成しており、これにトナーが付着している。トナーが
磁性トナーの場合は主として磁力により、また、非磁性
トナーの場合には帯電により、キャリアに付着してい
る。
【0034】画像形成に際しては、スリーブ35により
現像剤71を現像剤溜り73に搬送し、現像バイアス電
源39から導電性のスリーブ35に正の現像バイアス電
圧を印加する。なお、この実施例では正帯電性のトナー
を使用しているが、トナーの帯電性およびバイアス電圧
の正負は、感光体の特性によって決定する。感光層27
が現像剤71と接触したときから、現像剤71のキャリ
アから成る磁気ブラシを介して、現像バイアス電源39
により感光体21に電荷が注入され、前回の画像形成時
における残留電荷のイレースおよび感光体の帯電が行な
われる。また同時に、転写ユニット51で転写されず感
光体21に付着残存した残存トナーが、磁気ブラシによ
りクリーニングされる。
現像剤71を現像剤溜り73に搬送し、現像バイアス電
源39から導電性のスリーブ35に正の現像バイアス電
圧を印加する。なお、この実施例では正帯電性のトナー
を使用しているが、トナーの帯電性およびバイアス電圧
の正負は、感光体の特性によって決定する。感光層27
が現像剤71と接触したときから、現像剤71のキャリ
アから成る磁気ブラシを介して、現像バイアス電源39
により感光体21に電荷が注入され、前回の画像形成時
における残留電荷のイレースおよび感光体の帯電が行な
われる。また同時に、転写ユニット51で転写されず感
光体21に付着残存した残存トナーが、磁気ブラシによ
りクリーニングされる。
【0035】感光体21の透光性支持体23側に現像ユ
ニット31と対向するように配設されたLEDアレイ4
1(露光手段)により、現像ユニット31と感光体21
の対向部位近傍に画像信号が光照射される。
ニット31と対向するように配設されたLEDアレイ4
1(露光手段)により、現像ユニット31と感光体21
の対向部位近傍に画像信号が光照射される。
【0036】LEDアレイ41により選択的に画像信号
露光がなされると、露光部の感光層27の電位が急速に
低下し電位差ができる。この時、トナーは、この電位差
により、磁気ブラシからの磁力あるいは静電気力をふり
きり、感光層27上に付着する。ついで、感光層27と
現像剤溜り73の現像剤層が離れると、現像された上記
のトナーは乱れずにそのまま感光層27上に残り、感光
体21の表面にトナー像75が形成される。この現像工
程においても、上記と同様に磁性キャリアにより安定し
た磁気ブラシが形成されているので、現像剤溜り73が
一定し、シャープで安定した画像が得られる。
露光がなされると、露光部の感光層27の電位が急速に
低下し電位差ができる。この時、トナーは、この電位差
により、磁気ブラシからの磁力あるいは静電気力をふり
きり、感光層27上に付着する。ついで、感光層27と
現像剤溜り73の現像剤層が離れると、現像された上記
のトナーは乱れずにそのまま感光層27上に残り、感光
体21の表面にトナー像75が形成される。この現像工
程においても、上記と同様に磁性キャリアにより安定し
た磁気ブラシが形成されているので、現像剤溜り73が
一定し、シャープで安定した画像が得られる。
【0037】現像剤溜り73の位置で露光を行なうこと
により、露光までの間に感光体21への現像バイアス電
圧の印加が十分に安定し、感光体21の履歴の影響が抑
えられるように均一帯電すると共に、感光体21の表面
の残留トナーや画像背景部のトナーの回収が十分に行な
われる。さらに、感光体21への現像バイアス電圧の印
加が十分に安定してから露光を行なって光キャリアを発
生させるので、良好なトナー像75が形成される。そし
て、トナー像75の形成後は感光体21が現像剤溜り7
3から速やかに離れるため、感光体21の表面のトナー
像75が現像剤71との衝突や摩擦等のような機械的な
力により乱されることがなく、良好な解像度のトナー像
75が得られる。
により、露光までの間に感光体21への現像バイアス電
圧の印加が十分に安定し、感光体21の履歴の影響が抑
えられるように均一帯電すると共に、感光体21の表面
の残留トナーや画像背景部のトナーの回収が十分に行な
われる。さらに、感光体21への現像バイアス電圧の印
加が十分に安定してから露光を行なって光キャリアを発
生させるので、良好なトナー像75が形成される。そし
て、トナー像75の形成後は感光体21が現像剤溜り7
3から速やかに離れるため、感光体21の表面のトナー
像75が現像剤71との衝突や摩擦等のような機械的な
力により乱されることがなく、良好な解像度のトナー像
75が得られる。
【0038】この帯電、同時露光現像における、現像バ
イアス電圧は、250V以下の低バイアスとすることが
望ましく、より好ましくは10〜200V、さらに好ま
しくは30〜150Vである。
イアス電圧は、250V以下の低バイアスとすることが
望ましく、より好ましくは10〜200V、さらに好ま
しくは30〜150Vである。
【0039】なお、導電性磁性キャリアは、現像時に感
光体表面に引き寄せられて付着・移行する現像(キャリ
ア引きと呼ばれる)を起こしやすいが、本発明の樹脂ト
ナーではキャリア中の磁性材粒子量を増加させて高磁力
化することが可能なので、キャリア引きの防止に効果的
である。
光体表面に引き寄せられて付着・移行する現像(キャリ
ア引きと呼ばれる)を起こしやすいが、本発明の樹脂ト
ナーではキャリア中の磁性材粒子量を増加させて高磁力
化することが可能なので、キャリア引きの防止に効果的
である。
【0040】感光体21上のトナー像75は、転写ユニ
ット51で、転写バイアス電源55により負のバイアス
電圧が印加された転写ローラ53により、紙81(被転
写部材)に転写される。絶縁性トナーを用いれば、普通
紙を用いた場合にも、高い転写効率で安定して転写でき
る。ついで、転写トナーは、定着ユニット61で、定着
ローラ63(加熱ローラ)により紙81に定着される。
65は圧力ローラを示す。転写後の感光体21上の残存
トナーは、現像ユニット31との対向位置で感光体21
が現像剤71と接触した際にキャリアの磁気ブラシによ
って除去され、別途クリーニング部材を設ける必要がな
い。もちろん、現像ユニット31の前段に別途クリーニ
ングユニットを設けてもよい。
ット51で、転写バイアス電源55により負のバイアス
電圧が印加された転写ローラ53により、紙81(被転
写部材)に転写される。絶縁性トナーを用いれば、普通
紙を用いた場合にも、高い転写効率で安定して転写でき
る。ついで、転写トナーは、定着ユニット61で、定着
ローラ63(加熱ローラ)により紙81に定着される。
65は圧力ローラを示す。転写後の感光体21上の残存
トナーは、現像ユニット31との対向位置で感光体21
が現像剤71と接触した際にキャリアの磁気ブラシによ
って除去され、別途クリーニング部材を設ける必要がな
い。もちろん、現像ユニット31の前段に別途クリーニ
ングユニットを設けてもよい。
【0041】また、転写ユニット53と現像ユニット3
1の間で感光層27に残留した電荷を消失させるために
除電手段(例えば、除電光源)を設けることもできる。
なお以上の説明では、本発明のキャリアを、背面露光記
録方式に利用することを中心にして説明したが、本発明
のキャリアはこれに限定されず、他の方式の画像形成方
法、例えば通常のカールソンプロセスなどにも利用する
ことができる。
1の間で感光層27に残留した電荷を消失させるために
除電手段(例えば、除電光源)を設けることもできる。
なお以上の説明では、本発明のキャリアを、背面露光記
録方式に利用することを中心にして説明したが、本発明
のキャリアはこれに限定されず、他の方式の画像形成方
法、例えば通常のカールソンプロセスなどにも利用する
ことができる。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、樹脂キャリアのバイン
ダー樹脂の比重を1.0以下とすることにより、キャリ
アの比重を小さくすることができ、現像剤のトルクが減
少し、ストレスによるキャリアの劣化を防止できる。
ダー樹脂の比重を1.0以下とすることにより、キャリ
アの比重を小さくすることができ、現像剤のトルクが減
少し、ストレスによるキャリアの劣化を防止できる。
【0043】また、樹脂キャリアの比重の増加を抑え
て、多くの磁性材をキャリア中に配合することができ、
高磁力のキャリアが得られ、現像剤のトナー濃度が高め
られ、また、キャリアが現像時に感光体表面に引き寄せ
られて移動する、いわゆる“キャリア引き”を防止でき
る。
て、多くの磁性材をキャリア中に配合することができ、
高磁力のキャリアが得られ、現像剤のトナー濃度が高め
られ、また、キャリアが現像時に感光体表面に引き寄せ
られて移動する、いわゆる“キャリア引き”を防止でき
る。
【0044】実験例 ポリプロピレン(比重0.9) 20重量部 マグネタイト(比重5.2) 80重量部 上記混合物を混練して複合材を得た。この複合材の比重
は2.66であった。ついで、複合材を、ジェットミル
で粉砕し、分級して平均粒径35μmのキャリアコアを
得た。
は2.66であった。ついで、複合材を、ジェットミル
で粉砕し、分級して平均粒径35μmのキャリアコアを
得た。
【0045】このキャリアコアに導電性カーボンブラッ
ク(平均粒径20〜30nm)を3重量%混合し、ヘン
シェルミキサーで十分混合してキャリアコアの表面に均
一に付着させた。ついで表面処理装置(ハイブリタイザ
ー、奈良機械製作所製)を用い、機械的衝撃力によりキ
ャリアコアの表層にカーボンブラックを固着させ、導電
性かつ磁性の樹脂キャリアを得た。この樹脂キャリアの
見掛け密度は1.10であった。
ク(平均粒径20〜30nm)を3重量%混合し、ヘン
シェルミキサーで十分混合してキャリアコアの表面に均
一に付着させた。ついで表面処理装置(ハイブリタイザ
ー、奈良機械製作所製)を用い、機械的衝撃力によりキ
ャリアコアの表層にカーボンブラックを固着させ、導電
性かつ磁性の樹脂キャリアを得た。この樹脂キャリアの
見掛け密度は1.10であった。
【0046】上記キャリアと絶縁性磁性トナーとを均一
混合して現像剤とし、図1に示した装置を用いて画像形
成を行なった。ここで感光体としては、外径30mmの
円筒ガラス基板上にITO透光性導電層およびa−Si
系感光層を形成したa−Si系感光体を用いた。現像バ
イアス電源39の電圧は+50Vとし、−300Vの転
写バイアス電圧を転写ローラに印加して転写した。
混合して現像剤とし、図1に示した装置を用いて画像形
成を行なった。ここで感光体としては、外径30mmの
円筒ガラス基板上にITO透光性導電層およびa−Si
系感光層を形成したa−Si系感光体を用いた。現像バ
イアス電源39の電圧は+50Vとし、−300Vの転
写バイアス電圧を転写ローラに印加して転写した。
【0047】樹脂キャリアは見掛け比重が小さく、トナ
ー濃度を高めることができ、また、現像器内でのストレ
スも小さく多数枚プリント後もキャリアの劣化が見られ
なかった。一方、ポリプロピレンに代えてフェノール樹
脂を用いる以外は上記と同様にして製造した比較例のト
ナーは、真密度3.26、見掛け密度1.50といずれ
も大きな値を示した。
ー濃度を高めることができ、また、現像器内でのストレ
スも小さく多数枚プリント後もキャリアの劣化が見られ
なかった。一方、ポリプロピレンに代えてフェノール樹
脂を用いる以外は上記と同様にして製造した比較例のト
ナーは、真密度3.26、見掛け密度1.50といずれ
も大きな値を示した。
【図1】バインダー樹脂の比重と樹脂キャリアの比重と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図2】本発明の画像形成方法の実施例を示す説明図で
ある。
ある。
21 感光体 23 透光性支持体 25 透光性導電層 31 現像ユニット 32 制御電極 33 マグローラ 34 絶縁体 35 スリーブ 36 制御電極用電源 37 ドクターブレード 39 現像バイアス電源 41 LEDアレイ 43 集光素子 51 転写ユニット 53 転写ローラ 55 転写バイアス電源 61 定着ユニット 63 定着ローラ 65 加圧ローラ 71 現像剤 73 現像剤溜り 75 トナー像 81 紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 幸生 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重玉城工場内 (72)発明者 吉岡 勝裕 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重玉城工場内 (72)発明者 神山 雄二 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重玉城工場内 (72)発明者 新井 孝明 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重玉城工場内
Claims (2)
- 【請求項1】 磁性材微粒子をバインダー樹脂中に分
散、担持した磁性樹脂キャリアにおいて、バインダー樹
脂として比重1.0以下の樹脂を用いたことを特徴とす
る現像剤用磁性樹脂キャリア。 - 【請求項2】 透光性支持体上に少なくとも透光性導電
層と光導電層を順次設けた感光体と、 請求項1に記載の磁性樹脂キャリアの表面に更に導電層
を形成した導電性磁性樹脂キャリアと絶縁性トナーとか
らなる現像剤と、 前記感光体の光導電層側に配設され、前記現像剤を感光
体表面に供給する現像手段と、 前記感光体の透光性導電層と前記現像手段との間に電圧
を印加する手段と、 前記感光体の透光性支持体側に前記現像手段と対向する
ように配設された露光手段とを用い、 前記感光体表面に前記現像剤を接触させ、 前記透光性導電層と前記現像手段との間に電圧を印加し
つつ、 選択された光を前記透光性支持体側から前記現像手段と
の対向部位近傍の前記光導電層に照射し、 前記感光体上に、該光照射に対応するトナー像を形成す
ることを特徴とする画像形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4180311A JPH05346689A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 現像剤用磁性樹脂キャリアおよび画像形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4180311A JPH05346689A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 現像剤用磁性樹脂キャリアおよび画像形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05346689A true JPH05346689A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=16081000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4180311A Pending JPH05346689A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 現像剤用磁性樹脂キャリアおよび画像形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05346689A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5398338A (en) * | 1990-06-29 | 1995-03-14 | Casio Computer Co., Ltd. | Record retrieval method using key bondary value table and condition valid status table |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4180311A patent/JPH05346689A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5398338A (en) * | 1990-06-29 | 1995-03-14 | Casio Computer Co., Ltd. | Record retrieval method using key bondary value table and condition valid status table |
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