JP2001013767A - 電子写真装置及び画像形成方法 - Google Patents
電子写真装置及び画像形成方法Info
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Abstract
の変化及びライン再現性の低下の生じない電子写真装置
を提供することにある。 【解決手段】 電子写真感光体342の周囲に、該電子
写真感光体に接触配置された帯電部材502を有する帯
電手段321、露光手段210、現像手段4及び転写手
段を、順次該電子写真感光体表面の移動方向に沿って配
置されている電子写真装置において、該電子写真感光体
の表面層が108〜1014Ωcmの体積抵抗値を有し、
該帯電部材が104〜109Ωcmの体積抵抗値を有し、
該露光手段の上流および/または下流側に、トナーによ
る露光手段の汚染を防止するための電極を有する電界形
成手段220、230を有することを特徴とする。
Description
像、転写、定着する電子写真装置、画像形成方法及びプ
ロセスカートリッジに関し、とりわけ、接触帯電手段に
よって帯電後、潜像形成を行う電子写真装置及び画像形
成方法、更には長期にわたって注入帯電性の安定した電
子写真装置及び画像形成方法に関する。
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、帯電
手段及び画像露光手段により感光体上に静電気的潜像を
形成し、次いで該潜像をトナーで現像を行って可視像
(トナー画像)とし、紙などの転写材にトナー画像を転
写した後、熱、圧力などにより転写材上にトナー画像を
定着して複写物を得るものである。この際、転写材上に
転写されずに感光体上に残ったトナー粒子は、クリーニ
ング工程により感光体上より除去される。
て種々の有機光導電物質が開発され、特に電荷発生層と
電荷輸送層を積層した機能分離型のものが実用化され、
複写機やプリンターやファクシミリなどに搭載されてい
る。このような電子写真装置での帯電手段としては、コ
ロナ放電を利用した手段が用いられていたが、多量のオ
ゾンを発生することからフィルタを具備する必要性があ
り、装置の大型化またはランニングコストのアップなど
の問題点があった。
して、ローラまたはブレードなどの帯電部材を感光体表
面に当接させることにより、その接触部分近傍に狭い空
間を形成し、所謂パッシェンの法則で解釈できるような
放電をすることによってオゾンの発生を極力抑えた帯電
方法が開発され、この中でも特に帯電部材として帯電ロ
ーラを用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点
から好ましく用いられている。
によって行われるため、ある閾値電圧以上の電圧を印加
することにより帯電が開始される。例えば感光層の厚さ
が約25μmの有機光導電性物質を含有する感光体に対
して帯電ローラを当接させた場合には、絶対値で約64
0V以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇し
始め、それ以降は印加電圧に対して傾き1で線形に感光
体表面電位が増加する。以後この閾値電圧を帯電開始電
圧Vthと定義する。つまり、感光体表面電位Vdを得
るためには帯電ローラにはVd+Vthという必要とさ
れる以上のDC電圧が必要となる。また環境変動などに
よって帯電ローラの抵抗値が変動するため、感光体の電
位を所望の値にすることが難しかった。
に特開昭63−149669号公報に開示されるよう
に、所望のVdに相当するDC電圧に2×Vth以上の
ピーク間電圧を持つAC電圧を重畳した電圧を接触帯電
ローラに印加するDC+AC帯電方式が用いられる。こ
れは、ACによる電位のならし効果を目的としたもので
あり、被帯電体の電位はAC電圧のピークの中央である
Vdに収束し、環境などの外乱には影響されにくい。
ても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光体へ
の放電現象を用いているため、先に述べたように帯電に
必要とされる電圧は感光体表面電位以上の値が必要とさ
れる。また、AC電圧の電界に起因する帯電部材と感光
体の振動及び騒音(以下AC帯電音と称す)の発生、ま
た、放電による感光体表面の劣化などが顕著になり、新
たな問題点となっていた。
示されるように、導電性保護膜を有する感光体を、導電
性微粒子を用いて帯電する画像形成方法がある。この公
報には、感光体として107〜1013Ωcmの抵抗を有
する半導電性保護膜を有する感光体を用い、この感光体
を1010Ωcm以下の抵抗を有する導電性微粒子を用い
て帯電することにより、感光層中に電荷が注入すること
なく、感光体をムラなく均一に帯電することができ、良
好な画像再現を行うことができる旨記載されている。こ
の方法によれば、AC帯電における問題であった振動、
騒音などは防止できるが、帯電効率は悪く、また、転写
残トナーを帯電部材である導電性微粒子がかき取ること
などによって帯電部材にトナーが付着し、その結果帯電
特性の変化が起こる。
光体へ電荷を直接注入する所謂注入帯電が知られてい
る。
気ブラシなどの接触帯電部材に電圧を印加し、感光体表
面にあるトラップ準位に電荷を注入する注入帯電を行う
方法は、Japan Hardcopy92年論文集P
287の「導電性ローラを用いた接触帯電特性」などに
記載があるが、これらの方法は、暗所絶縁性の感光体に
対して、電圧を印加した低抵抗の帯電部材で注入帯電を
行う方法であり、帯電部材の抵抗値が十分に低く、更に
帯電部材に導電性を持たせる材質(導電フィラーなど)
が表面に十分に露出していることが条件になっていた。
このため、前記の文献においても帯電部材としてはアル
ミ箔や、高湿環境下で十分抵抗値が下がったイオン導電
性の帯電部材が好ましいとされている。本発明者らの検
討によれば感光体に対して十分な電荷注入が可能な帯電
部材の抵抗値は1×103Ωcm以下であり、これ以上
では印加電圧と帯電の間に差が生じ始め帯電電位の収束
性に問題が生じることがわかっている。
電部材を実際に使用すると感光体表面に生じたキズ、ピ
ンホールなどに対して帯電部材から過大なリーク電流が
流れ込み、周辺の帯電不良や、ピンホールの拡大、帯電
部材の通電破壊が生じ易い。
を1×104Ω程度以上にする必要があるが、この抵抗
値の帯電部材では先に述べたように感光体への電荷注入
性が低下し、帯電が行われないという矛盾が生じてしま
う。
電装置を用いた画像形成方法について上記のような問題
点を解消する、即ち、低抵抗の帯電部材では防止するこ
とのできなかった被帯電体上のピンホールリークという
背反した特性を両立させることが望まれていた。
せた帯電部材を用いる画像形成方法においては、帯電部
材の汚れ(スペント)による帯電不良により画像欠陥を
生じ易く、耐久性に問題が生じる傾向にあり、被帯電部
材への電荷注入による帯電においても、帯電部材の汚れ
による帯電不良の影響を防止することが多数枚プリント
を可能にするため急務であった。
電に用いられる潜像担持体の表面層および、接触帯電部
材について、鋭意検討した結果、接触帯電部材の抵抗
(B)を104〜109Ωcm、潜像担持体の表面層の抵
抗(A)を108〜1014Ωcmにしたとき、十分な帯
電性が得られ、高湿下での潜像の乱れ、所謂画像流れに
対しては1010〜1014Ωcm、さらに環境によらず十
分な帯電性を維持するためには1010〜1013Ωcmで
あることが好ましいことを見い出した。
させられると、潜像担持体の表面層に残留している残留
トナーは、潜像担持体と同極性になって付着力を失いや
すい。この際、残留トナーの帯電量の絶対値が大きけれ
ば潜像担持体表面から遊離しにくいが、低抵抗の表面層
を有する潜像担持体と組み合せた場合、表面層を介して
トナーの電荷が消失しやすく、残留トナーはより遊離し
やすくなる。特に、クリーナーレスシステムに適用した
場合、残留トナー量も多く、遊離トナーは露光器の周辺
の空間を浮遊し、露光器のレンズの表面等に付着してし
まう。その結果、光の透過量が変化し、光量ムラや光の
拡散等が発生し、画像品位が低下してしまうという問題
点があった。
クリーニングする必要が生じ、保守・管理の点で満足で
きなくなってしまう。
の如き問題点を解決した電子写真装置及び画像形成方法
を提供することにある。
プリントを行っても、画像濃度の変化及びライン再現性
の低下の生じない電子写真装置及び画像形成方法を提供
することにある。
を有し、かつ、ハーフトーンのガサツキのない電子写真
装置及び画像形成方法を提供することにある。
度が安定かつカブリのない耐久安定性に優れた電子写真
装置及び画像形成方法を提供することにある。
体の周囲に、(i)該電子写真感光体の表面に接触して
帯電するための帯電部材を有する帯電手段、(ii)該
帯電された電子写真感光体に露光手段による露光により
静電潜像を形成するための露光手段、(iii)該静電
潜像をトナーで現像してトナー像を形成するための現像
手段及び(iv)該トナー像を中間転写体を介して、又
は介さずに転写材に転写するための転写手段が、順次該
電子写真感光体表面の移動方向に沿って配置されている
電子写真装置において、該電子写真感光体の表面層が1
08〜1014Ωcmの体積抵抗値を有し、該帯電部材が
104〜109Ωcmの体積抵抗値を有し、該露光手段の
上流および/または下流側に、トナーによる露光手段の
汚染を防止するための電極を有する電界形成手段を有す
ることを特徴とする電子写真装置である。
置された帯電部材を有する帯電手段に電圧を印加するこ
とにより、該電子写真感光体を帯電する帯電工程、該帯
電された電子写真感光体に露光手段により光を照射する
ことにより静電潜像を形成する露光工程、該形成された
静電潜像をトナーを用いて現像することによりトナー画
像を形成する現像工程、及び現像されたトナー画像を中
間転写体を介して、又は介さずに転写材に転写する転写
工程を有する画像形成方法において、該電子写真感光体
の表面層が108〜1014Ωcmの体積抵抗値を有し、
該帯電部材が104〜109Ωcmの体積抵抗値を有し、
該露光手段の上流および/または下流側に、トナーによ
る露光手段の汚染を防止するための電極を有する電界形
成手段を有することを特徴とする画像形成方法である。
(M)が104〜109Ωcmの帯電部材を、体積抵抗値
(S)が108〜1015Ωcmの表面層を有する電子写
真感光体に接触させ、この帯電部材に電圧を印加するこ
とによって、電子写真感光体を帯電させる。帯電部材の
体積抵抗値(M)と電子写真感光体の表面層の体積抵抗
値(S)とは、M<Sであることが好ましい。M≧Sの
場合には、電子写真感光体の微少な抵抗ムラを拾いやす
く、均一な帯電と帯電時の絶縁破壊とのラチチュードが
非常に狭くなってしまう。
材として用いた場合、磁性粒子の抵抗を高めずに、転写
残留トナーへの帯電付与能を長期にわたって維持する目
的で、その表面に6以上の炭素数を有する直鎖状のアル
キル基および/またはアミノ基を有するカップリング剤
を有する磁性粒子を使用して転写残留トナーへの帯電を
付与することが、浮遊トナーを減少させると同時に、露
光手段の上流および/または下流側に近接された電極に
よって形成された電界によって、浮遊トナーが露光器の
レンズの表面等に付着するのを防止するのに非常に効果
的であることを見出した。
分子内に加水分解可能な基と疎水基を有し、珪素、アル
ミニウム、チタン及びジルコニウムなどの中心元素に結
合している化合物を示す。
は、疎水基部分に炭素原子が6個以上直鎖状に連なるア
ルキル基の構成を含む。この構成を含むことによる効果
としては、摩擦帯電的な面では、アルキル基の電子供与
性により、特に摩擦帯電において残トナーにマイナス極
性を無理なく付与することが可能となる。さらに、アル
キル基は酸化などに比較的強く、また、磁性粒子同士の
摺擦などによる機械的あるいは熱的な劣化に対しても抵
抗力がある。さらに、長鎖であると、前記の機械的ある
いは熱的な負荷に対して分子鎖が切断されたとしても、
残存部分はある程度の長さを有するアルキル基となり、
摩擦帯電性という観点からは、長期にわたって変化が少
なくなる。
上、好ましくは8個以上、さらに好ましくは12個以上
直鎖状に連なることが必要であり、30個以下であるこ
とが好ましい。炭素数が6個未満であると、上記本発明
の顕著な効果を得ることができず、30個を超えると、
溶剤に不溶となる傾向にあり、磁性粒子表面に均一に処
理することが難しくなり、さらに、処理された帯電用磁
性粒子の流動性が悪化し、帯電性が不均一となる傾向に
ある。
カップリング剤をも含んだ帯電用磁性粒子全質量に対し
0.0001重量%以上0.5重量%以下が好ましい。
0.0001重量%より少ないとカップリング剤の効果
が見られず、0.5重量%を超えると該帯電用磁性粒子
の流動性が悪化し実用に供さなくなる。この意味で、更
に好ましくは、0.001重量%以上0.2重量%以下
の処理量が好ましく使用できる。
き、加熱減量は、0.5重量%以下であることが好まし
く、更に好ましくは、0.2重量%以下である。
おいて、窒素雰囲気中での、温度150℃から800℃
までの重量減少分である。
子の表面は、カップリング剤のみにて処理されることが
好ましいが、微量の樹脂成分をコートすることも可能で
ある。この場合、カップリング剤の量に比して、同等程
度以下の量が好ましい。
粒子との併用も可能である。その場合の混合比率は、樹
脂コート磁性粒子が帯電器中の全磁性粒子重量に対して
50重量%以下が好ましい。50重量%を超えると本発
明の帯電用磁性粒子の効果が薄れるからである。
は、疎水基部分に、炭素原子が6個以上直鎖状に連なる
構成を含むものであれば、チタン、アルミニウム、珪
素、ジルコニウムなど中心元素を特には選ばないが、コ
ストの点で、チタン、アルミニウム及び珪素であること
が好ましい。
性の高い、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基及び
ブトキシ基などのアルコキシ基などが用いられる。その
他、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、ハロゲン及び
これらの変性体なども用いられる。
原子が6個以上直鎖状に連なる構成を含むものであれば
よく、中心元素との結合形態においては、カルボン酸エ
ステル、アルコキシ、スルホン酸エステル及び燐酸エス
テル構造を介して、あるいはダイレクトに結合していて
もよい。更に疎水基の構造中に、エーテル結合、エポキ
シ基及びアミノ基などの官能基を含んでもよい。
た場合、アミノ基を含有するシランカップリング剤を併
用することが、特に高湿下での浮遊トナー防止に、より
効果的である。
に示す。
の具体例を以下に示す。
ができる。
の体積抵抗値が1×104Ωcm以上1×109Ωcm以
下である。1×104Ωcmより低いと、ピンホールリ
ークを起こす傾向にあり、1×109Ωcmを超える
と、感光体の帯電が不十分となり易い。
リング剤の処理量が、0.5重量%以下、好ましくは
0.2重量%以下で十分であるので、表面処理しない磁
性粒子とほぼ同等の抵抗値が得られるため、導電性粒子
分散樹脂を用いる場合などに比べて製造上の安定性、品
質の安定性が高い。
となる磁性粒子としては、ストロンチウム、バリウム及
び希土類などの所謂ハードフェライト、またはマグネタ
イト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガンなどのフェライ
トが用いられる。より好ましくは、鉄、アルミニウム、
ケイ素、カルシウム、ストロンチウム、マンガン、マグ
ネシウム、リチウムなどのフェライトが用いられる。
Aに磁性粒子33を充填し、該磁性粒子に接するよう電
極31及び32を配し、該電極間に電圧を印加し、その
時ながれる電流を測定することで得た。測定条件は、温
度23℃,相対湿度65%の環境で,充填磁性粒子と電
極との接触面積2cm2、厚み(d)1mm、上部電極
に10kg、印加電圧100Vである。
は5〜100μm、より好ましくは5〜50μm、さら
に好ましくは5〜35μmが良い。上記平均粒径が5μ
mより小さい場合、帯電性は良好であるが、拘束力が低
下し、結果として現像容器への混入などが生じ、現像時
に潜像を乱す原因となってしまう。一方、100μmよ
り大きいと、磁性ブラシ粒子の穂が粗い状態となり、帯
電ムラなどが生じやすく、画質劣化が起き易くなる。
分布測定装置HEROS(日本電子製)を用いて、0.
5μm〜200μmの範囲を32対数分割して測定し、
体積50%メジアン径をもって平均粒径とした。
電部材の磁性粒子間の摩擦帯電性においても好ましい範
囲があり、帯電用磁性粒子100重量部に対して、使用
されるトナー7重量部の割合にて、測定されるトナーの
トリボ値が、感光体の帯電極性と同じであり、その絶対
値が1〜90mC/kg、好ましくは5〜80mC/k
g、更に好ましくは10〜40mC/kgであることが
好ましい。この範囲であると、トナーの取り込みと掃き
出し及び感光体の帯電の特性に対し、特に良好な特性を
示す。
す。測定装置概略を図6に示す。
調湿した測定する磁性粒子40gにトナー2.8gを加
えた混合物を、50〜100ml容量のポリエチレン製
の瓶に入れ150回手で震盪する。次いで、底に500
メッシュのスクリーン53のある金属製の測定容器52
に前記混合物0.5gを入れ、金属製のフタ54をす
る。この時の測定容器52全体の重量を秤りW1kgと
する。次に吸引機(測定容器52と接する部分は少なく
とも絶縁体)において、吸引口57から吸引し風量調節
弁56を調節して真空計55の圧力を250mmAqと
する。この状態で3分間吸引を行ない現像剤を吸引除去
する。この時の電位計59の電位をV(ボルト)とす
る。ここで58はコンデンサーであり容量をC(mF)
とする。また吸引後の測定機全体の重量を秤りW2(k
g)とする。この現像剤のトリボ値(mC/kg)は、
通常下式の如く計算される。 摩擦帯電量(mC/kg)=CV/(W1−W2)
径が細かいので、500メッシュのスクリーンでも相当
量メッシュを抜けてしまうため、メッシュを抜けた磁性
粒子については、トナーの摩擦帯電量とキャンセルする
と考え、補正を含んだ以下の式の如く計算される。
1、トナーをM2とし、この混合物のうちM3を500
メッシュのスクリーン53のある金属製の測定容器52
に入れたとき 摩擦帯電量(mC/kg)=CV/{M3×M2/(M
1+M2)} である。
に接触する帯電部材として磁気ブラシを用いるが、帯電
手段の構成としては、該磁性粒子保持部材として、マグ
ネットロール、または、内部にマグネットロールを持つ
導電性スリーブを用い、その表面に磁性粒子を均一にコ
ーティングしたものが好適に用いられる。
ギャップは、0.3mm〜2.0mmが好ましく用いら
れる。0.3mmより近くなると印加電圧によっては、
帯電用磁性粒子保持部材の導電性部分と感光体間にリー
クを生じ、感光体にダメージを与えることがある。
の移動方向に対して、その接触部分において順、逆を問
わないが、転写残りのトナーの取り込み性及び帯電均一
性の観点からは逆方向に移動するのが好ましい。
電用磁性粒子の量は、好ましくは50〜500mg/c
m2、更に好ましくは100〜300mg/cm2であ
る。この範囲であると、特に安定した帯電性を得ること
ができる。
明においては注入帯電法を用いるので、直流成分のみで
も構わないが、若干の交流成分を印加すると画質の向上
が見られるので好ましい。直流成分は得ようとする感光
体の表面電位と同じ電圧で良いが、絶対値が若干大きい
方が好ましい。交流成分としては、装置のプロセススピ
ードにもよるが、100Hz〜10kHz程度の周波数
で、印加交流成分のピーク・ピーク間電圧は、1000
V程度以下が好ましい。1000Vを超えると印加電圧
に対して感光体上に電位が生じるので、潜像面が電位的
に波打ち、カブリや濃度薄を生じることがある。印加す
る交流成分の波形は、サイン波、矩形波及び鋸波などが
使用できる。
保持し、循環させてもよい。
り転写残トナーをちらすことができるので、転写残トナ
ーが露光による静電潜像の形成に悪影響を及ぼすことも
ない。
しい態様の例を以下に説明する。
ンレスなどの金属、アルミニウム合金や酸化インジウム
−酸化錫合金などの合金、これら金属や合金の被膜層を
有するプラスチック、導電性粒子を含浸させた紙やプラ
スチック、導電性ポリマーを有するプラスチックなどの
円筒状シリンダー及びフィルムが用いられる。
向上、塗工性改良、基体の保護、基体上の欠陥の被覆、
基体からの電荷注入性の改良及び感光層の電気的破壊に
対する保護などを目的として下引き層を設けても良い。
下引き層は、ポリビニルアルコール、ポリ−N−ビニル
イミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロー
ス、メチルセルロース、ニトロセルロース、エチレン−
アクリル酸コポリマー、ポリビニルブチラール、フェノ
ール樹脂、カゼイン、ポリアミド、共重合ナイロン、ニ
カワ、ゼラチン、ポリウレタン及び酸化アルミニウムな
どの材料によって形成される。その膜厚は通常0.1〜
10μm、好ましくは0.1〜3μm程度である。
同一の層に含有する単一層型と、電荷発生物質を含有す
る電荷発生層及び電荷輸送物質を含有する電荷輸送層を
有する積層型に大別され、特性面からは積層型であるこ
とが好ましい。
ン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノ
ン系顔類、スクワリリウム色素、ピリリウム塩類、チオ
ピリウム塩類、トリフェニルメタン系色素及びセレンや
アモルファスシリコンなどの無機物質などの電荷発生物
質を適当な結着樹脂に分散し塗工する。あるいは蒸着す
ることなどにより形成される。結着樹脂としては、広範
囲な結着樹脂から選択でき、例えば、ポリカーボネート
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、
ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フ
ェノール樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、及び酢酸
ビニル樹脂などが挙げられる。電荷発生層中に含有され
る結着樹脂の量は80重量%以下、好ましくは0〜40
重量%に選ぶ。また、電荷発生層の膜厚は5μm以下、
特には0.05〜2μmが好ましい。
から電荷キャリアを受け取り、これを輸送する機能を有
している。電荷輸送層は電荷輸送物質を必要に応じて結
着樹脂と共に溶剤中に溶解し、塗工することによって形
成され、その膜厚は一般的には5〜40μmである。電
荷輸送物質としては、主鎖または側鎖にビフェニレン、
アントラセン、ピレン及びフェナントレンなどの構造を
有する多環芳香族化合物;インドール、カルバゾール、
オキサジアゾール及びピラゾリンなどの含窒素環式化合
物;ヒドラゾン化合物;スチリル化合物;及びセレン、
セレン−テルル、非晶質シリコン及び硫化カドミウムな
どの無機化合物が挙げられる。
着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン樹脂、
アクリル樹脂、ポリアミド樹脂などの樹脂、ポリ−N−
ビニルカルバゾールやポリビニルアントラセンなどの有
機光導電性ポリマーなどが挙げられる。
荷輸送物質及び結着樹脂を含有する溶液を塗工すること
によって形成される。
体より最も離れた層、即ち表面層として電荷注入層を有
する。この電荷注入層の体積抵抗値は、十分な帯電性が
得られ、また、画像流れを起こしにくくするために、1
×108Ωcm〜1×1015Ωcmであることが好まし
く、特には画像流れの点から1×1010Ωcm〜1×1
015Ωcm、更に環境変動なども考慮すると、1×10
10Ωcm〜1×1013Ωcmであることが好ましい。1
×108Ωcm未満では高湿環境で帯電電荷が表面方向
に保持されないため画像流れを生じ易くなることがあ
り、1×1015Ωcmを超えると帯電部材からの帯電電
荷を十分注入、保持できず、帯電不良を生じる傾向にあ
る。このような機能層を感光体表面に設けることによっ
て、帯電部材から注入された帯電電荷を保持する役割を
果たし、更に光露光時にこの電荷を感光体支持に逃がす
役割を果たし、残留電位を低減させる。また、本発明に
係わる帯電部材と感光体を用いることでこのような構成
をとることによって、帯電開始電圧Vthが小さく、感
光体帯電電位を帯電部材に印加する電圧の直流成分のほ
とんど90%以上に収束させること、即ち、注入帯電を
行うことが可能になった。
00Vの直流電圧を1000mm/分以下のプロセスス
ピードで印加したとき、本発明の電荷注入層を有する電
子写真感光体の帯電電位を印加電圧の80%以上、更に
は90%以上にすることができる。これに対し、従来の
放電を利用した帯電によって得られる感光体の帯電電位
は、印加電圧が絶対値で700Vの直流電圧であれば、
約30%に過ぎない絶対値で200V程度であった。
層あるいは導電性微粒子を結着樹脂中に分散させた導電
性微粒子樹脂分散層などによって構成され、蒸着膜は蒸
着、導電性微粒子樹脂分散膜はディッピング塗工法、ス
プレー塗工法、ロール塗工法及びビーム塗工法などの適
当な塗工法にて塗工することによって形成される。ま
た、絶縁性の結着樹脂に光透過性の高いイオン導電性を
持つ樹脂を混合、もしくは共重合させて構成するもの、
または中抵抗で光導電性のある樹脂単体で構成するもの
でもよい。導電性微粒子分散膜の場合、導電性微粒子の
添加量は結着樹脂に対して2〜190重量%であること
が好ましい。2重量%未満の場合には、所望の体積抵抗
値を得にくくなり、また190重量%を超える場合には
膜強度が低下してしまい電荷注入層が削り取られ易くな
り、感光体の寿命が短くなる傾向になるからである。
テル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、あるいはこれらの樹脂の硬化剤な
どが単独あるいは2種以上組み合わされて用いられる。
更に、多量の導電性微粒子を分散させる場合には、反応
性モノマーや反応性オリゴマーなどを用い、導電性微粒
子などを分散して、感光体表面に塗工した後、光や熱に
よって硬化させることが好ましい。また、感光層がアモ
ルファスシリコンである場合は、電荷注入層はSiCで
あることが好ましい。
る導電性微粒子の例としては、金属や金属酸化物などが
挙げられ、好ましくは、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ス
ズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、
酸化スズ被覆酸化チタン、スズ被膜酸化インジウム、ア
ンチモン被膜酸化スズ及び酸化ジルコニウムなどの超微
粒子がある。これらは単独で用いても2種以上を混合し
て用いても良い。一般的に電荷注入層に粒子を分散させ
る場合、分散粒子による入射光の散乱を防ぐために入射
光の波長よりも粒子の粒径の方が小さいことが必要であ
り、本発明における表面層に分散される導電性、絶縁性
粒子の粒径としては0.5μm以下であることが好まし
い。
材粒子を含有することが好ましい。その理由は、帯電時
に感光体と帯電部材の摩擦が低減されるために帯電ニッ
プが拡大し、帯電特性が向上するためである。特に滑材
粒子として臨界表面張力の低いフッ素系樹脂、シリコー
ン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂を用いることが好
ましい。更に好ましくはフッ素系樹脂、中でもポリテト
ラフルオロエチレン(PTFE)が好ましい。この場
合、滑材粒子の添加量は、結着樹脂に対して2〜50重
量%、好ましくは5〜40重量%である。2重量%未満
では、滑材粒子の量が十分ではないために、帯電特性の
向上が十分ではなく、また50重量%を超えると、画像
の分解能、感光体の感度が大きく低下してしまうからで
ある。
オロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリジクロロジフルオロエチレン、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
エチレン共重合体及びテトラフルオロエチレン−ヘキサ
フルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体から選ばれた1種または2種以上から構成
されているものである。市販のフッ素系樹脂粒子をその
まま用いることが可能である。0.3万〜500万の数
平均分子量のものが使用可能であり、0.01〜10μ
m、好ましくは0.05〜2.0μmの粒径のものが使
用可能である。
〜10μmであることが好ましく、特には1〜7μmで
あることが好ましい。膜厚が0.1μm未満であると微
小な傷に対する耐性がなくなり、結果として注入不良に
よる画像欠陥を生じ、10μmを超えると注入電荷の拡
散により画像が乱れ易くなってしまう。
ーやLEDなど公知の手段を用いることができる。な
お、図1中、Lは露光手段からの露光光である。
図面に則して詳しく説明する。
の構成図を示し、カラーリーダー部とカラープリンタ部
によって構成されている。
て、カラーリーダー部の上部には原稿台ガラス(プラテ
ン)301が横設され、その上には原稿給紙装置(D
F)302が配置されている。原稿給紙装置302の代
わりに、未図示の鏡面圧板を装着する構成もある。第1
キャリッジ314内には、ハロゲンランプである光源3
03、304、これら光源の光を原稿に集光する反射傘
305、306、及び原稿からの反射光又は投影光を反
射するミラー307が装着されている。また、第2キャ
リッジ315には、ミラー307からの反射光を更にC
CD101に集光するためのミラー308、309が装
着されている。
1、二値変換部と遅延部を含む画像処理部312、及
び、他のIPU等のインターフェイス(I/F)部31
3を備えている。
第2キャリッジ315は速度V/2で、CCD101の
電気的走査(主走査)方向に対して垂直方向に、駆動手
段316により機械的に移動することによって、原稿の
全面を走査(副走査)する。
4からの光を反射し、その反射光はCCD101に導か
れて電気信号に変換される。なお、CCD101はカラ
ーセンサーの場合、RGBのカラーフィルターが1ライ
ンCCD上にRGB順にインラインに乗ったものでも、
3ラインCCDで、それぞれRフィルタ、Gフィルタ、
BフィルタをそれぞれのCCDごとに並べたものでも構
わないし、フィルタがオンチップ化、又はフィルタがC
CDと別構成になったものでも構わない。
画像処理部312に入力され、クランプ&Amp.&S
/H&A/D部でサンプルホールド(S/H)され、ア
ナログ画像信号のダークレベルを基準電位にクランプ
し、所定量に増幅され(上記処理順番は表記順とは限ら
ない)、A/D変換されて、例えばRGB各8ビットの
ディジタル信号に変換される。
で、シェーディング補正及び黒補正が施された後、つな
き&MTF補正&原稿検知部で、CCD101が3ライ
ンCCDの場合、つなぎ処理はライン間の読取位置が異
なるため、読取速度に応じてライン毎の遅延量を調整
し、3ラインの読取位置が同じになるように信号タイミ
ングを補正し、MTF補正は読取速度や変倍率によって
読取のMTFが変わるため、その変化を補正し、原稿検
知は原稿台ガラス上の原稿サイズを認識する。
信号は入力マスキング部によって、CCD101の分光
特性及び光源303、304及び反射傘305、306
の分光特性を補正する。入力マスキング部の出力は外部
I/F信号との切り換え可能なセレクタに入力される。
縮&下地除去&LOG変換部と下地除去部に入力され
る。下地除去部に入力された信号は下地除去された後、
原稿中の原稿の黒い文字かどうかを判定する黒文字判定
部に入力され、原稿から黒文字信号を生成する。また、
もう一つのセレクタの出力が入力された色空間圧縮&下
地除去&LOG変換部では、色空間圧縮は、読み取った
画像信号がプリンタで再現できる範囲に入っているかど
うか判断し、入っている場合はそのまま、入っていない
場合は画像信号をプリンタで再現できるように補正す
る。そして、下地除去処理を行い、LOG変換でRGB
信号からCMY信号に変換する。
グを補正するため色空間圧縮&下地除去&LOG変換部
の出力信号は、遅延部でタイミングを調整される。この
2種類の信号はモワレ除去部でモワレが除去され、次い
で、変倍処理部で、主走査方向に変倍処理される。
倍処理部で処理された信号は、CMY信号がUCR処理
でCMYK信号が生成され、マスキング処理部でプリン
タの出力にあった信号に補正されると共に、黒文字判定
部で生成された判定信号がCMYK信号にフィードバッ
クされる。
された信号は、γ補正部で濃度調整された後、フィルタ
部でスムージング又はエッジ処理される。
ビットの多値信号に変換される。なお、この変換方法
は、ディザ法、誤差拡散法、誤差拡散の改良したものい
ずれかでも構わない。
て、Y画像形成部317、M画像形成部318、C画像
形成部319、K画像形成部320は、それぞれ、感光
ドラム342、343、344、345、帯電器32
1、324、327、330、LED部210、21
1、212、213、現像器322、325、328、
331を具備している。また、現像器322、325、
328、331は、それぞれ現像スリーブ345、34
6、347、348を備えている。
像形成部317を詳細に説明し、他の画像形成部の説明
は省略する。
ecの速度で回転する感光ドラム342が設けられ、そ
の回りに帯電器321、LED部210、現像器322
などが配置されている。
ブ500を140mm/secの速度で矢印の方向に回
転させることにより、低抵抗のフェライトキャリア50
2で誘電ブラシを形成することにより、感光ドラム34
2の表面を一様に帯電し、潜像形成の準備を行う。
42上の潜像を現像して、トナー画像を形成する。
印加して現像するためのスリーブ345が含まれてい
る。現像器322の図中下方には、転写帯電器323が
転写ベルト333を挟んで配置され、転写ベルト333
の背面からの放電を行い、感光ドラム342上のトナー
画像を、転写ベルト333上の記録紙等へ転写する。
たトナー19aは帯電器321に一旦取り込み、静電的
特性を変化させて再び感光ドラム342上に戻し、現像
器322がこれを回収して再利用する。
順について説明する。カセット340、341に格納さ
れた記録紙等はピックアップローラ338、339によ
り1枚ごと給紙ローラ336、337で110mm/s
ecで移動する転写ベルト333上に供給される。転写
ベルト333は、Y画像形成部317、M画像形成部3
18、C画像形成部319、K画像形成部320の下方
に配置され、転写ベルトローラ348により駆動され
る。
転写ベルトローラ348と対の吸着帯電器366によっ
て帯電され、転写ベルト333に吸着保持される。吸着
帯電器366に隣接して紙先端センサ367が配置さ
れ、転写ベルト333上の記録紙等の先端が検知され
る。紙先端センサ367の検出信号は、プリンタ部から
カラーリーダー部へ送られて、カラーリーダー部からプ
リンタ部にビデオ信号を送る際の副走査同期信号として
用いられる。
よって搬送され、画像形成部317〜320においてY
・M・C・Kの順にその表面にトナー画像が形成され
る。
は、転写ベルト333からの分離を容易にするため、除
電帯電器349で除電された後、転写ベルト333から
分離される。除電帯電器349に隣接して剥離帯電器3
50が設けられ、記録紙等が転写ベルト333から分離
する際の剥離放電による画像乱れが防止される。
補って画像乱れを防止するために、定着前帯電器35
1、352で帯電された後、定着器334でトナー画像
が熱定着された後、排紙トレイ335に排紙される。ま
た、転写ベルト333は内外除電器353によって除電
される。
形成時の動作について説明する。図2において、210
はLED部、240はレンズ部、220と230は電界
形成用電極である。すなわち、電極220、230に電
圧を印加することにより、感光体表面へのトナー飛翔電
界を形成し、レンズ面へのトナー付着による汚染を防止
できる。ここで、電極は、レンズ面より5mm以上離れ
ていることが望ましい。5mm未満であると、電極から
レンズ面へ電界が形成されやすくなり、トナー付着防止
効果が抑制されてしまう。
子502によって摩擦帯電され、負電荷を帯びているの
で、−1.5〜−0.5kVの電圧を220と230に
印加すれば、浮遊トナーは感光体上へ戻される動きをす
る。220と230へ印加する電圧は、同じでも異なっ
ていても良い。さらに、温湿度によって残留トナーの帯
電性が変化するので、温湿度によって印加電圧を変化さ
せても良い。
手段が実質的なクリーニング手段でもあるシステム、す
なわち、転写位置と帯電位置の間及び帯電位置と現像位
置の間に転写後の電子写真感光体上に残留したトナーを
回収し、貯蔵するクリーニング手段を有さない、所謂ク
リーナーレスシステムの場合、反転現像が好ましく、ま
た、現像剤と感光体が接触するような構成が好ましい。
例えば、接触二成分現像法、接触一成分法などが好適な
現像方法として挙げられる。現像剤と転写残りトナーが
感光体上にて接触している場合、静電気的力に、摺擦力
が加わり、効果的に転写残りのトナーを現像手段にて回
収できる傾向にあるからである。現像に印加されるバイ
アスについては、その直流成分は、黒字部(反転現像の
場合、露光部分)と白地部の電位の間にすることが好ま
しい。
ベルトなど公知の方法が用いられる。
部材、必要に応じて現像手段を一体に支持しカートリッ
ジ化し、電子写真装置本体に着脱自在のプロセスカート
リッジにすることができる。図2中の23である。本発
明においては、現像手段を電子写真感光体と帯電部材を
有するカートリッジとは別体のカートリッジとすること
ができる。
的に回収した帯電器から、感光体表面を利用して、現像
部分に搬送し回収再利用するために、感光体帯電バイア
スを変更する必要はない。但し、実用上、転写材ジャム
が生じた場合、あるいは画像比率の高い画像を連続して
得る場合は、帯電器に混入する転写トナーが非常に多く
なることがある。
体上に画像を形成しない時を利用して、帯電器から現像
機へとトナーを移動させても良い。この非画像形成時と
は、前回転時、後回転時、転写材間などである。その場
合、トナーが帯電器より感光体に移り易いような帯電バ
イアスに変更することも好ましく用いられる。帯電器か
ら放出し易くする方法としては、交流成分のピーク間電
圧を小さめにする、あるいは直流成分のみとする、さら
に、ピーク間電圧を変えずに、波形を変更して交流実効
値を下げる、などが挙げられる。
径が1〜9μmであり、外添剤として重量平均粒径が
0.012〜0.4μmの粒子を有している。外添剤の
平均粒径は、好ましくは0.02〜0.3μmであり、
より好ましくは0.03〜0.2μmである。
像の場合に比較して、磁性粒子同士の摺擦による負荷が
非常に大きいが、本発明においては、磁気ブラシ中に混
入するトナー表面に前記粒径を有する外添剤が存在する
ことにより、磁性粒子のトナーへの摺擦を柔らげること
ができるからである。特に、転写残りのトナーを再利用
するクリーナーレスシステムにおいては、現像の観点か
らのトナーの劣化を防ぐことができるので好ましい。
果を得にくくなり、また、トナーが帯電部材から離れに
くくなり、蓄積してしまう。一方、0.4μmを超える
と、トナーから脱落し易く、上記効果を得にくくなり、
また、トナーの流動性も悪くなり易く、トナーへの帯電
が不均一になってしまう。
はないが、トナー飛散の観点からその転写効率において
好ましい形態が存在する。つまり、磁気ブラシに突入す
る転写残りのトナーが少なければ、飛散する可能性のあ
るトナーの絶対量が少ないため本発明の電子写真装置と
の組み合わせ効果が大きい。トナーのその形状係数にお
いて、SF−1が100〜160であり、SF−2が1
00〜140、特にはSF−1が100〜140であ
り、SF−2が100〜140の範囲のものは、転写性
がいい傾向にある。特に重合法により形成され、形状係
数が上記範囲にあるものが特に転写効率が良く好まし
い。
に計測される。
800)を用い1000倍に拡大した2μm以上のトナ
ー像を100個無作為にサンプリングし、その画像情報
をインターフェエースを介して、例えばニコレ社製画像
解析装置(Luzex III)に導入し、解析を行い
下式より得られた値とする。
粒子の周囲長、AREAは粒子の投影面を示す。SF−
1は、粒子の丸さの度合いを示し、SF−2は、粒子の
凹凸を示す。両者が100に近ければ近い程形状が真球
に近いことを示す。
は、前述の特性を満足する0.012〜0.4μmのも
のであれば何ら構わないが、帯電の安定性や白色である
という点で、疎水化処理されたシリカ、チタニア、ジル
コニアあるいはアルミナが好ましく、さらに、トナーの
流動性付与や環境安定性の点で、チタニアあるいはアル
ミナ、特にアモルファスアルミナが、さらに注入帯電性
を阻害しないという点で、中抵抗のアナターゼ型チタニ
アが、より好ましい。
カップリング剤、チタンカップリング剤及びアルミニウ
ムカップリング剤の如きカップリング剤、シリコーンオ
イル,フッ素系オイル及び各種変性オイルの如きオイル
が挙げられる。
ング剤が、トナーの帯電の安定化、流動性付与の点で好
ましい。
特に好ましくは、カップリング剤を加水分解しながら表
面処理を行ったアナターゼ型酸化チタン微粒子が、帯電
の安定化や流動性の付与の点で極めて有効である。
ましくは20〜80%、より好ましくは40〜80%の
疎水化度を有することが良い。
と、高湿下での長期放置による帯電量低下が大きくなり
易く、ハード側での帯電促進の機構が必要となり、装置
の複雑化となり、疎水化度が80%を超えると無機微粉
体自身の帯電コントロールが難しくなり、結果として低
湿下でトナーがチャージアップし易くなる。
には、キャリアとの混合性が低下し、トナー飛散やカブ
リ等の欠陥を生じ易くなり、9μmを超える場合には、
微小ドット潜像の再現性の低下、あるいは転写時の飛び
散りなどが生じ易くなり、高画質化の妨げとなる。
色剤としては、公知の染顔料、例えばフタロシアニンブ
ルー、インダスレンブルー、ピーコックブルー、パーマ
ネントレッド、レーキレッド、ローダミンレーキ、ハン
ザイエロー、パーマネントイエロー及びベンジジンイエ
ローを使用することができる。その含有量としては、O
HP用フィルムの透過性に対し敏感に反映するよう、ト
ナー100重量部に対して好ましくは12重量部以下、
より好ましくは2〜10重量部が良い。
ナーの特性を損ねない範囲で添加剤を混合しても良い
が、そのような添加剤としては、例えばテフロン(登録
商標)、ステアリン酸亜鉛及びポリフッ化ビニリデンの
如き滑剤、あるいは定着助剤(例えば低分子量ポリエチ
レン、低分子量ポリプロピレンなど)、シリカ粒子、シ
リコーン樹脂粒子、アルミナ粒子及び有機樹脂粒子など
の転写助剤があげられる。
は、熱ロール、ニーダー及びエクストルーダーの如き熱
混練機によって構成材料を良く混練した後、機械的な粉
砕や分級によって得る方法、結着樹脂溶液中に着色剤の
如きトナー原料を分散した後、噴霧乾燥することにより
得る方法、または、結着樹脂を構成し得る重合性単量体
に所定材料を混合した後、この懸濁液を重合させること
によりトナーを得る重合トナー製造方法が応用できる。
は、各種の樹脂が用いられる。例えば、ポリスチレン、
スチレン−ブタジエン共重合体及びスチレン−アクリル
共重合体の如きスチレン系共重合体、ポリエチレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−ビニルアル
コール共重合体のようなエチレン系共重合体、フェノー
ル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルフタレート樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂及びマレイン酸系樹
脂があげられる。いずれの樹脂もその製造方法などは特
に制約されるものではない。
ャープで4〜8μm粒径の微粒子トナーが得られる常圧
下での、または、加圧下での懸濁重合方法が特に好まし
い。低軟化点物質を内包化せしめる具体的方法として
は、水系媒体中での材料の極性を主要単量体より低軟化
点物質の方を小さく設定し、更に、少量の極性の大きな
樹脂または単量体を添加せしめることで低軟化点物質を
外殻樹脂で被覆した、所謂コア/シェル構造を有するト
ナーを得ることができる。トナーの粒度分布制御や粒径
の制御は、難水溶性の無機塩や保護コロイド作用をする
分散剤の種類や添加量を変える方法や機械的装置条件例
えばローター周速・パス回数・撹拌羽根形状などの撹拌
条件や容器形状、または、水溶液中での固形分濃度など
を制御することにより所定のトナーを得ることができ
る。
具体的方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にト
ナーを十分分散させた後温度40℃の雰囲気中で2日間
硬化させ得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必要に
より四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダイ
ヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプ
ルを切り出し透過電子顕微鏡(TEM)を用いトナーの
断層形態を測定する方法が挙げられる。本発明において
は、用いる低軟化点物質と外殻を構成する樹脂との若干
の結晶化度の違いを利用して材料間のコントラストを付
けるため四三酸化ルテニウム染色法を用いることが好ま
しい。
般的に用いられるスチレン−(メタ)アクリル共重合
体,ポリエステル樹脂,エポキシ樹脂及びスチレン−ブ
タジエン共重合体を利用することができる。重合法にお
いては、それらの単量体が好ましく用いられる。具体的
には、スチレン、o−(m−,p−)−メチルスチレン
及びm(p−)−エチルスチレンなどのスチレン系単量
体;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エ
チル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル
酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アク
リル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メ
タ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2−エチ
ルヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル
及び(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルなどの
(メタ)アクリル酸エステル系単量体;ブタジエン、イ
ソプレン、シクロヘキセン、(メタ)アクリロニトリル
及びアクリル酸アミドなどのエン系単量体が好ましく用
いられる。
リマーハンドブック第2版III−P139〜192
(John Wiley & Sons社製)に記載の
理論ガラス転移温度(Tg)が、40〜75℃を示すよ
うに単量体を適宜混合し用いられる。理論ガラス転移温
度が40℃未満の場合には、トナーの保存安定性や現像
剤の耐久安定性の面から問題が生じ、一方、75℃を超
える場合は定着点の上昇をもたらし、特にフルカラート
ナーの場合においては各色トナーの混色が不十分となり
色再現性に乏しく、更にOHP画像の透明性を著しく低
下させ高画質の面から好ましくない。
エーションクロマトグラフィー)により測定される。具
体的なGPCの測定方法としては、予めトナーをソック
スレー抽出器を用いトルエン溶剤で20時間抽出を行っ
た後、ロータリーエバポレーターでトルエンを留去せし
め、更に低軟化点物質は溶解するが外殻樹脂は溶解し得
ない有機溶剤例えばクロロホルムなどを加え十分洗浄を
行った後、THF(テトラヒドロフラン)に可溶した溶
液をポア径が0.3μmの耐溶剤性メンブランフィルタ
ーでろ過したサンプルをウォーターズ社製150Cを用
い、カラム構成は昭和電工製A−801,802,80
3,804,805,806,807を連結し標準ポリ
スチレン樹脂の検量線を用い分子量分布を測定し得る。
得られた樹脂成分の数平均分子量(Mn)は,5000
〜1000000であり、重量平均分子量(Mw)と数
平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、2〜100
を示す外殻樹脂が本発明には好ましい。
するトナーを製造する場合、外殻樹脂中に低軟化点物質
を内包化せしめるため、外殻樹脂の他に更に極性樹脂を
添加せしめることが特に好ましい。本発明に用いられる
極性樹脂としては、スチレンと(メタ)アクリル酸の共
重合体、マレイン酸共重合体、飽和ポリエステル樹脂及
びエポキシ樹脂が好ましく用いられる。該極性樹脂は、
外殻樹脂または単量体と反応し得る不飽和基を分子中に
含まないものが特に好ましい。仮に不飽和基を有する極
性樹脂を含む場合においては、外殻樹脂層を形成する単
量体と架橋反応が起き、特に、フルカラー用トナーとし
ては、極めて高分子量になり四色トナーの混色には不利
となり好ましくない。
さらに最外殻樹脂層を設けても良い。
ロッキング性のさらなる向上のため外殻樹脂層のガラス
転移温度以上に設計されること、さらに定着性を損なわ
ない程度に架橋されていることが好ましい。また、該最
外殻樹脂層には帯電性向上のため極性樹脂や荷電制御剤
が含有されていることが好ましい。
定されるものではないが例えば以下のような方法が挙げ
られる。
に必要に応じて、極性樹脂,荷電制御剤及び架橋剤など
を溶解、分散したモノマー組成物を添加し、重合粒子に
吸着させ、重合開始剤を添加し重合を行う方法。
び架橋剤などを含有したモノマー組成物から生成した乳
化重合粒子またはソープフリー重合粒子を反応系中に添
加し、重合粒子表面に凝集、必要に応じて熱などにより
固着させる方法。
び架橋剤などを含有したモノマー組成物から生成した乳
化重合粒子またはソープフリー重合粒子を乾式で機械的
にトナー粒子表面に固着させる方法。
磁性キャリアとして従来好ましく用いられている鉄粉あ
るいは、銅−亜鉛−フェライトやニッケル−亜鉛−フェ
ライトなどを使用すると、電子写真感光体上の潜像が乱
され易い。
て製造されるマグネタイト含有重合法樹脂キャリアが好
ましい。
他に、Fe2O3,Al2O3,SiO2,CaO,Sr
O,MgO,Li2O,MnOまたはそれらの混合物を
含有するのが好ましい。
準で0.2〜0.8(重量比)であることが好ましい。
場合及び重合法樹脂キャリアにおいてFe3O4の量aが
0.2未満の場合には、磁気特性が低くなりキャリアの
飛散や感光体表面の傷を生じさせやすく、xが0.95
を超える場合あるいはaが0.8を超える場合には、キ
ャリア芯材の抵抗が低くなりやすく、芯材表面に多量の
樹脂等を被覆しなくてはならず、キャリア粒子の合一な
どが生じ易くなり、好ましくない。
上、形状が球状になりやすく、かつシャープな粒度分布
が達成できるので、通常のフェライトキャリアよりも小
粒径化しても、キャリアの感光体への付着に対しては有
利である。したがってキャリアの50%粒径は10〜4
5μm、好ましくは15〜40μmを有することが良
い。
覆する樹脂としては、特定の架橋性シリコーン樹脂、フ
ッ素樹脂あるいはアクリル樹脂が好ましく使用できる。
形成する方法としては、樹脂組成物を適当な溶媒に溶解
し、得られる溶液中に磁性キャリア芯材粒子を浸漬し、
しかる後に、脱溶媒,乾燥及び高温焼付けする方法、あ
るいは磁性キャリア芯材粒子を流動化系中で浮遊させ、
前記樹脂組成物の溶解した溶液を噴霧・塗付し、乾燥及
び高温焼付けする方法、単に磁性キャリア芯材粒子と樹
脂組成物の粉体あるいは水系エマルションとを混合する
方法などがいずれも使用できる。
類の如き極性溶媒を5重量%以上、好ましくは20重量
%以上含む溶媒100重量部中に水を0.1〜5重量
部、好ましくは0.3〜3重量部含有させた混合溶媒を
使用する方法が、反応性シリコーンレジンを磁性キャリ
ア芯材粒子に強固に付着させるために好ましい。水が
0.1重量部未満では、反応性シリコーンレジンの加水
分解反応が十分に行われず、磁性キャリア芯材粒子表面
への薄層かつ均一な被覆が難しくなり、5重量部を超え
ると、反応制御が難しくなり、逆に被覆強度が低下して
しまう。
合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は
二成分系現像剤中のトナー濃度として、1〜15重量
%、好ましくは3〜12重量%、さらに好ましくは5〜
10重量%にすると通常良好な結果が得られる。トナー
濃度が1重量%未満では画像濃度が低くなり易く、15
重量%を超えるとカブリや機内飛散を増加せしめ、二成
分系現像剤の耐用寿命を短くすることがある。
行う場合は、上記キャリアの機能を、トナー担持体に持
たせる。
ナーを使用して非磁性一成分現像を行う場合の現像装置
の一例を示すが、必ずしもこれに限定されるものではな
い。171は電子写真感光体であり、潜像形成は図示し
ない電子写真プロセス手段または静電記録手段により形
成される。172は現像剤担持体であり、シリコーンゴ
ム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム及びポリ
アミド樹脂などの弾性ゴムスリーブからなるのが好適で
ある。本発明においては、必要に応じて好適な体積抵抗
値を有するために、有機樹脂を含有させても良いし、有
機微粒子あるいは無機微粒子を分散させてもよい。
貯蔵されており、供給ローラー174により現像剤担持
体上へ供給される。なお、供給ローラー174は現像後
の現像剤担持体上のトナーのはぎとりも行っている。現
像剤担持体上に供給されたトナーは、現像剤塗布ブレー
ド175によって均一かつ薄層に塗布される。176は
電源である。
接圧力は、スリーブ母線方向の線圧として3〜250g
/cm、好ましくは10〜120g/cmが有効であ
る。当接圧力が3g/cmより小さい場合、トナーの均
一塗布が困難になり、トナーの帯電量分布がブロードに
なり、カブリや飛散の原因となる。また当接圧力が25
0g/cmを超えると、トナーに大きな圧力がかかるた
め、トナー同士が凝集したり、あるいは粉砕されてしま
うため好ましくない。当接圧力を3〜250g/cmに
調整することで小粒径トナー特有の凝集をほぐすことが
可能になり、またトナーの帯電量を瞬時に立ち上げるこ
とが可能になる。現像剤塗布ブレードは、所望の極性に
トナーを帯電するに適した摩擦帯電系列の材質のものを
用いることが好ましい。本発明においては、シリコーン
ゴム、ウレタンゴム及びスチレン−ブタジエンゴムなど
が好適である。さらにポリアミド樹脂などでコートして
も良い。また導電性ゴムなどを使用すれば、トナーが過
剰に帯電するのを防ぐことができて好ましい。
において、充分な画像濃度を得るために、現像剤担持体
上のトナー層の厚さを現像剤担持体と電子写真感光体と
の対向空隙長よりも小さくし、この空隙に交流電圧を印
加しても良いが、本発明において特に好ましくは、転写
後の残余のトナーを現像領域において、良好に回収、再
利用するために、現像剤を電子写真感光体に接触させな
がら、現像バイアスを印加することにより行うことが好
ましい。その際現像バイアスは、直流電圧だけでも良い
し、必要に応じて交流電圧を重畳してもよい。
の電子写真装置について説明する。
を有する二成分系現像剤を現像剤担持体上で循環搬送
し、現像領域で電子写真感光体上の静電潜像を該現像剤
担持体上の二成分系現像剤のトナーで現像するものであ
る。
リーブ(現像剤担持体)とこれに内蔵されたマグネット
ローラのうち、例えばマグネットローラを固定して現像
スリーブを単体で回転し、二成分系現像剤を現像スリー
ブ上で循環搬送し、該二成分系現像剤にて電子写真感光
体表面に保持された静電潜像を現像するものである。
されたマグネットローラによって影響され、現像剤の現
像特性及び搬送性に大きく影響を及ぼすものである。
グネットローラが反発極を有する極構成とし、現像領
域における磁束密度が500〜1200ガウスであり、
キャリアの飽和磁化が20〜50Am2/kgである
場合には、画像の均一性や階調再現性にすぐれ好適であ
る。
域で現像バイアスを印加して静電潜像を二成分系現像剤
のトナーで現像することが好ましい。
詳述する。
真感光体と現像剤担持体の間の現像領域に現像電界を形
成するため、現像剤担持体に図3に示すような非連続の
交流成分を有する現像電圧を印加することにより、電子
写真感光体上の静電潜像を現像剤担持体上の二成分系現
像剤のトナーで現像することが好ましい。この現像電圧
は、具体的には、現像領域で電子写真感光体から現像剤
担持体にトナーを向かわせる第1電圧と、現像剤担持体
から電子写真感光体にトナーを向かわせる第2電圧と、
該第1電圧と該第2電圧の間の第3電圧とから構成され
る。
持体に印加する合計時間、即ち、交流成分の作用してい
る時間(T1)よりも、該第1電圧と該第2電圧との間
の第3電圧を現像剤担持体に印加する時間、すなわち、
交流成分の休止している時間(T2)を長くすること
が、潜像担持体上でトナーを再配列させ潜像に忠実に再
現する目的で特に好ましい。
現像剤担持体との間に、電子写真感光体から現像剤担持
体にトナーが向かう電界と現像剤担持体から電子写真感
光体にトナーが向かう電界を少なくとも1回形成した後
に、画像部ではトナーが現像剤担持体から電子写真感光
体に向かい、非画像部では、トナーが電子写真感光体か
ら現像剤担持体に向かう電界を所定時間形成することに
より、電子写真感光体上の静電潜像を現像剤担持体に担
持されている二成分系現像剤のトナーで現像するもので
あり、この電子写真感光体から現像剤担持体にトナーが
向かう電界と現像剤担持体から電子写真感光体にトナー
が向かう電界を形成する合計時間(T1)より、画像部
ではトナーが現像剤担持体から電子写真感光体に向か
い、非画像部では、トナーが電子写真感光体から現像剤
担持体に向かう電界を形成する時間(T2)の方を長く
することが好ましい。
を形成して現像する現像方法で、定期的に交番をオフす
る現像電界を用いて現像を行なうと、電子写真感光体へ
のキャリア付着がより発生しづらくなる。この理由は、
いまだ明確ではないが以下のように考えられる。
いては、高画質濃度を達成しようとして電界強度を強く
すると、トナーとキャリアは一体となって潜像担持体と
現像剤担持体の間を往復運動し、結果として電子写真感
光体にキャリアが強く摺擦し、キャリア付着が発生す
る。この傾向は微粉キャリアが多い程顕著である。
印加すると、1パルスではトナーあるいはキャリアが現
像剤担持体と電子写真感光体間を往復しきらない往復運
動をするため、その後の電子写真感光体の表面電位と現
像バイアスの直流成分の電位差VcontがVcont<0の場
合には、Vcontがキャリアを現像剤担持体から飛翔させ
るように働くが、キャリアの磁気特性とマグネットロー
ラの現像領域での磁束密度をコントロールすることによ
って、キャリア付着は防止でき、Vcont>0の場合に
は、磁界の力およびVcontがキャリアを現像剤担持体側
に引きつけるように働き、キャリア付着は発生しない。
実施し得る電子写真装置を、先述の図2を用いて説明す
る。
感光体(感光ドラム)342を有し、現像装置4にて、
現像容器16の内部は、隔壁17によって現像室(第1
室)R1と撹拌室(第2室)R2とに区画され、撹拌室R
2の上方には隔壁17を隔ててトナー貯蔵室R3が形成さ
れている。現像室R1及び撹拌室R2内には現像剤19が
収容されており、トナー貯蔵室R3内には補給用トナー
(非磁性トナー)18が収容されている。なお、トナー
貯蔵室R3には補給口20が設けられ、消費されたトナ
ーに見合った量の補給用トナー18がこの補給口20を
通って撹拌室R2内に落下補給される。
けられており、この搬送スクリュー13の回転駆動によ
って現像室R1内の現像剤19は、現像スリーブ11の
長手方向に向けて搬送される。同様に、貯蔵室R2内に
は搬送スクリュー14が設けられ、搬送スクリュー14
の回転によって、補給口20から撹拌室R2内に落下し
たトナーを現像スリーブ11の長手方向に沿って搬送す
る。
キャリア19bとを有した二成分系現像剤である。
る部位には開口部が設けられ、該開口部から現像スリー
ブ11が外部に突出し、現像スリーブ11と感光ドラム
342との間には間隙が設けられている。非磁性材にて
形成される現像スリーブ11には、図示されないバイア
スを印加するためのバイアス印加手段が配置されてい
る。
手段としてのマグネットローラ、即ち磁石12は、上述
したように、現像磁極Nとその下流に位置する磁極S
と、現像剤19を搬送するための磁極N、S、Sとを有
する。磁石12は、現像磁極Sが感光ドラム342に対
向するように現像スリーブ11内に配置されている。現
像磁極Sは、現像スリーブ11と感光ドラム342との
間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界によって磁気
ブラシが形成される。
スリーブ11上の現像剤19の層厚を規制する規制ブレ
ード15は、アルミニウムやSUS316の如き非磁性
材料で作製される非磁性ブレード15の端部と現像スリ
ーブ11面との距離は300〜1000μm、好ましく
は400〜900μmである。この距離が300μmよ
り小さいと、磁性キャリアがこの間に詰まり現像剤層に
ムラを生じやすいと共に、良好な現像を行うのに必要な
現像剤を塗布することができず、濃度が薄く、ムラの多
い現像画像しか得られないという問題点がある。現像剤
中に混在している不用粒子による不均一塗布(所謂ブレ
ードづまり)を防止するためには400μm以上が好ま
しい。1000μmより大きいと現像スリーブ11上へ
塗布される現像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制が
行えず、感光ドラム342への磁性キャリア粒子の付着
が多くなると共に現像剤の循環、非磁性ブレード15に
よる現像規制が弱まりトナーのトリボが不足しカブリ易
くなるという問題点がある。
11が矢印方向に回転駆動されても磁気力や重力に基づ
く拘束力と現像スリーブ11の移動方向への搬送力との
釣合によってスリーブ表面から離れるに従って動きが遅
くなる。もちろん重力の影響により落下するものもあ
る。
リア粒子の流動性及び磁気特性を適宜選択することによ
り、現像キャリア粒子層は現像スリーブに近い程磁極N
方向に搬送し移動層を形成する。この現像キャリア粒子
の移動により現像スリーブ11の回転に伴なって現像領
域へ現像剤は搬送され現像に供される。
500に担持された磁性粒子502によって接触帯電さ
れた後、図示されない露光手段によって静電潜像が形成
され、トナーによって現像像が形成される。
について述べる。
用いる。測定試料は約1.0g秤量し内径7mmφ、高
さ10mmのセルにつめ、前記の装置にセットする。測
定は印加磁場を徐々に加え最大3,000エルステッド
まで変化させる。次いで印加磁場を減少せしめ、最終的
に記録紙上に試料のヒステリシスカーブを得る。これよ
り、飽和磁化,残留磁化及び保磁力を求める。
プルを充填し、該充填サンプル33に接するように電極
31及び32を配し、該電極間に1000Vの直流電圧
を印加し、その時流れる電流を電流計で測定することに
より求めた。その測定条件は、温度23℃、相対湿度6
5%の環境で、充填サンプルのセルとの接触面積2cm
2、厚み(d)3mm、上部電極の荷重15kgとす
る。
TA−II型あるいはコールターマルチサイザー(コー
ルター社製)を用いて測定可能であるが、本発明におい
てはコールターマルチサイザー(コールター社製)を用
い、個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス
(日科機製)及びPC9801パーソナルコンピュータ
ー(NEC製)を接続し、電解液は1級塩化ナトリウム
を用いて1%NaCl水溶液を調製する。例えば、IS
OTON R−II(コールターサイエンティフィック
ジャパン社製)が使用できる。測定法としては、前記電
解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性
剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.
1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分
散処理を行ない前記コールターマルチサイザーによりア
パーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、2
μm以上のトナーの体積及び個数を測定して体積分布と
個数分布とを算出した。それから、本発明に係わる体積
分布から求めた体積基準の体積平均粒径(Dv:各チャ
ンネルの中央値をチャンネルの代表値とする)、重量平
均粒径(D4)、個数分布から求めた個数基準の長さ平
均粒径(D1)、及び体積分布から求めた体積基準の粒
子比率)、個数分布から求めた個数基準の粒子比率を求
めた。
量の試料を投入し、超音波発生機((株)トミー精工U
D−200型)を用いて、出力2〜6で2〜5分間分散
する。得られた分散液をセルに移し、気泡が抜けた後、
あらかじめ測定温度を50℃に設定しておいたコールタ
ーカウンターN4(コールター社製)にセットする。試
料を定温にするため10〜20分経過した後、測定を開
始し、体積平均粒度分布及び重量平均粒径を求める。
水50mlに添加する。マグネチックスターラーで溶液
を撹拌しながら、ビューレットを用いてメタノールを滴
下する。全サンプルが溶液中に懸濁されるまでに用いた
メタノールの量の、メタノールと水の全量に対する割合
を外添剤の疎水化度とする。
体の表面層の体積抵抗値は、表面に金を蒸着させたポリ
エチレンテレフタレート(PET)フィルム上に表面層
と同様の層(厚さ3μm)を作製し、これを体積抵抗測
定装置(ヒューレットパッカード社製4140B pA
MATER)にて、温度23℃、相対湿度65%の環境
で100Vの電圧を印加して測定する。
れらに限定されるものではない。「部」は「重量部」を
示す。
MnO8部,SrO4部,Fe2O380部をそれぞれ微
粒化した後、水を添加混合し、造粒した後、1300℃
にて焼成し、粒度を調整した後、平均粒径20μmのフ
ェライト粒子(飽和磁化63Am2/kg,保磁力55
エルステッド)を得た。
ポキシトリイソステアロイルチタネート(化合物
(1))10部とγ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン10部をトルエンに混合させた溶液を用いて、存在量
が0.1部となるように表面処理して、帯電用磁性粒子
aを得た。
り、体積抵抗値は2×107Ωcmであり、加熱減量は
0.1重量%であった。
CaO5部,Fe2O389部を使用する以外は、帯電用
磁性粒子製造例1と同様にして、帯電用磁性粒子bを得
た。
り、体積抵抗値は3×1010Ωcmであり、加熱減量は
0.1重量%であり、飽和磁化は60Am2/kgであ
り、保磁力は75エルステッドであった。
子製造例1において用いたフェライト粒子に、γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランを使用しない以外は同様
にして処理量が0.1部となるように塗布することによ
って、帯電用磁性粒子cを得た。
積抵抗値は4×108Ωcmであり、加熱減量は0.0
5重量%であり、飽和磁化は60Am2/kgであり、
保磁力は75エルステッドであった。
Li2O8部,ZnO4部,Fe2O380部を使用する
以外は、帯電用磁性粒子製造例1と同様にして、帯電用
磁性粒子dを得た。
積抵抗値は3×103Ωcmであり、加熱減量は0.0
5重量%であり、飽和磁化は55Am2/kgであり、
保磁力は100エルステッドであった。
子として、平均粒径65μm、体積抵抗値4×107Ω
cm、飽和磁化61Am2/kg、保磁力ほぼ0の銅亜
鉛フェライト粒子を用い、カップリング剤として、n−
ブチルトリエトキシシラン0.05部を用いた以外は、
同様にして、帯電用磁性粒子eを得た。
積抵抗値は4×107Ωcmであり、加熱減量は0.0
5重量%であった。
機光導電物質を用いた感光体であり、φ30mmのアル
ミニウム製のシリンダー上に機能層を5層設けた。
ンダーの欠陥などをならすため、またレーザ露光の反射
によるモアレの発生を防止するために設けられている厚
さ約20μmの導電性粒子分散樹脂層である。
あり、アルミニウムシリンダーから注入された正電荷が
感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する
役割を果たし、6−66−610−12−ナイロンとメ
トキシメチル化ナイロンによって106Ωcm程度に抵
抗調整された厚さ約1μmの中抵抗層である。
顔料を樹脂に分散した厚さ約0.3μmの層であり、露
光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
ート樹脂にヒドラゾンを分散した厚さ20μmの層であ
り、P型半導体である。従って、感光体表面に帯電され
た負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層
で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することがで
きる。
クリル樹脂にSnO2超微粒子、さらに帯電部材と感光
体との接触時間を増加させて、均一な帯電を行うために
粒径約0.25μmの四フッ化エチレン樹脂粒子を分散
した厚さ3.5μmの層である。具体的には、酸素を欠
損させて低抵抗化した粒径約0.03μmのSnO2粒
子を樹脂100部に対して160部、さらに四フッ化エ
チレン樹脂粒子を30部、分散剤を1.2部分散したも
のである。
値は、電荷輸送層単体の場合5×1015Ωcmだったの
に比べ、3×1011Ωcmにまで低下した。
性のアクリル樹脂100部に対して300部用いた以外
は、感光体製造例1と同様に感光体2を作製した。
は、5×107Ωcmにまで低下した。
以外は同様にして、体積抵抗値4×1015Ωcmの表面
層を有する感光体3を作製した。
10gに、0.1M−Na3PO4水溶液450gを投入
し、60℃に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機
化工業製)を用いて、12000rpmにて撹拌した。
これに1.0M−CaCl2水溶液68gを徐々に添加
し、HClを添加し、pH6のリン酸カルシウム化合物
を含む水系媒体を得た。
化工業製)を用いて、12000rpmにて均一に溶
解,分散した。これに、重合開始剤2,2’−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)10gを溶解し、
重合性単量体組成物を調製した。
を投入し、60℃,N2雰囲気下において、TK式ホモ
ミキサーにて10000rpmで10分間撹拌し、重合
性単量体組成物を造粒した。その後、pH6に保ったま
まパドル撹拌翼で撹拌しつつ、60℃で5時間反応さ
せ、さらに、過硫酸カリウムを添加し80℃に昇温し、
5時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で残存モノ
マーを留去し、冷却後、塩酸を加えリン酸カルシウムを
pH11にて溶解させた後、ろ過,水洗,乾燥をして、
重量平均粒径7.2μmのシャープな着色懸濁粒子を得
た。
でイソブチルトリメトキシシランで処理した平均粒径
0.05μm,BET100m2/gのアナターゼ型疎
水性酸化チタン(7×109Ωcm)を0.5部、及び
ヘキサメチルジシラザンで処理した平均粒径0.06μ
m,BET40m2/gのシリカ微粉末0.7部を外添
し、懸濁重合トナー1を得た。このトナーの重量平均粒
径は7.2μm、SF−1は108、SF−2は112
であった。
スフェノールとフマル酸およびトリメリット酸を 縮合して得られたポリエステル樹脂 100部 フタロシアニン顔料 4部 ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミ化合物 4部 低分子量ポリプロピレン 4部 上記原料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行
い、二軸押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマ
ーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエ
アージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに
得られた微粉砕物を分級した後、機械的衝撃により球形
化処理を行い、重量平均粒径が5.8μmの青色の粉体
(トナー粒子)を得た。
C4H9−Si−(OCH3)3を親水性アナターゼ型酸化
チタン微粉末100部に対して20部で処理した重量平
均粒径0.05μm,疎水化度55%のアナターゼ型酸
化チタン微粉末(3×1010Ωcm)1.5部とをヘン
シェルミキサーで混合しシアントナー2を得た。このト
ナーの重量平均粒径は5.8μm、SF−1は132、
SF−2は128であった。
ノール/ホルムアルデヒドモノマー(50:50)を混
合分散した後、モノマー100部に対して、エポキシ基
含有シランカップリング剤で表面処理した0.25μm
のマグネタイト粒子600部、0.6μmのヘマタイト
粒子400部を均一に分散させ、アンモニアを適宜添加
しつつモノマーを重合させ、磁性粒子内包球状磁性樹脂
キャリア芯材(平均粒径33μm,飽和磁化38Am2
/kg)を得た。この芯材を、0.1部のγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランを用いて、塗布機(細川ミク
ロン社製:ナウターミキサー)で50℃で処理した。
部,水20部,氷40部を四つ口フラスコにとり、撹拌
しながらCH3SiCl3 15モルと(CH3)2SiC
l210モルとの混合物40部を加え、更に30分間撹
拌した後、60℃で1時間縮合反応を行った。その後縮
合生成物であるシロキサンを水で十分に洗浄し、トルエ
ン−メチルエチルケトン−ブタノール混合溶媒に溶解し
て固型分10%のシリコーンワニスを調製した。
100部に対して、2.0部のイオン交換水及び1.0
部の下記アミノシランカップリング剤
の溶液Iを塗布機(細川ミクロン社製:ナウターミキサ
ー)により、前述のキャリア芯材100部に、樹脂コー
ト量が0.5部となるように塗布し、現像キャリアIを
得た。この現像キャリアの50%粒径は33μmで、体
積抵抗値は2×1013Ωcmであった。また、この現像
キャリアの飽和磁化は38Am2/kgで、保磁力は4
0エルステッドであった。
CaO10部,Fe2O375部を使用する以外はキャリ
ア製造例3と同様にして、50%粒径が35μmで、体
積抵抗値が4×1012Ωcmの現像キャリアIIを得
た。この現像キャリアの飽和磁化は51Am2/kg
で、保磁力は7エルステッドであった。
スの代りに、フッ化ビニリデン/メチルメタクリレート
共重合体を使用する以外はキャリア製造例1と同様にし
て、50%粒径が34μmで、体積抵抗値が5×1014
Ωcmの現像キャリアIIIを得た。この現像キャリア
の飽和磁化は38Am2/kgで、保磁力は10エルス
テッドであった。
ザービームを用いたデジタル複写機(キヤノン製:GP
55)を用意した。該装置の概略は、感光体の帯電手段
としてコロナ帯電器を備え、現像手段として一成分ジャ
ンピング現像方法を採用した一成分現像器を備え、転写
手段としてコロナ帯電器、ブレードクリーニング手段、
帯電前露光手段を備える。また、帯電器、クリーニング
手段及び感光体は一体型のユニット(プロセスカートリ
ッジ)となっている。プロセススピードは150mm/
sである。このデジタル複写機を図2に示す如く改造し
た。
二成分現像剤を使用可能に改造を施した。更に、帯電部
分にマグネットローラー501を内包した16φ導電性
非磁性スリーブ500を配し、帯電用磁気ブラシ502
を形成する(図2)。帯電用の導電性スリーブと感光体
とのギャップは、0.5mmと設定した。また、現像バ
イアスは−300Vの直流成分に図5の成分を重畳す
る。更にコロナ帯電器を用いた転写手段をローラー転写
方式に変更し、帯電前露光手段を取り除いた。
リーナーレス複写装置とした。
露光部を設け、その上/下流側に、電界形成用の電極を
設置した。印加電圧は−1.5kVとした。
混合してシアン現像剤を作製した。
を用いて、LED部へのトナー飛散・付着及び画像につ
いて評価した。但し、感光体の周速を150mm/s、
帯電器の周速を180mm/sとし、直流/交流電界
(−700V,1kHz/1.2kVpp)を重畳印加
し、クリーニングユニットを取り外し、現像コントラス
ト300V、カブリとの反転コントラスト−150Vに
設定し、図5の非連続の交流電界を使用し、32.5℃
/85%下で画出しを行い、さらに画像面積比率30%
と6%のオリジナル原稿を用いて、5万枚の連続複写を
行った。結果を表1に示す。
良好で、連続複写による画像変化も小さく、トナー飛散
・付着も問題なく非常に良好であることがわかる。さら
に、トナー再利用による問題がないことがわかる。
イラーテープで採取し、マクベス濃度計RD−918を
用い、マイラーテープのみのブランクとの差を濃度差で
示した。0.04以下は優、0.04超0.08以下は
良、0.08超0.12以下は可、0.12超は不良を
示す。画像濃度は、マクベス濃度計RD−918を用い
てオリジナル画像の1.4濃度部分について測定した。
1.4に近い方がオリジナルに忠実であることを示す。
カブリは反射濃度計REFLECTOMETER MO
DEL TC−6DS(TOKYO DENSHOKU
CO.,LTD社製)を用いて測定した。プリント後
の白地部の反射濃度5点の平均値をDs、プリント前の
白地部の反射濃度5点の平均値をDrとしたときの、D
s−Drをカブリ量とした。ベタ濃度ムラは、画像のベ
タ部分を上記マクベス濃度計で5点測定し、最大値から
最小値を引いた値とした。いずれも0.04以下が優、
0.04超0.08以下は良、0.08超0.12以下
は可、0.12超は不良を示す。
を行ったところ、30%のオリジナル原稿を使用した場
合、レンズ面へのトナー付着が2万枚時で目立った。ま
た6%のオリジナル原稿では5万枚時にトナー付着が目
立った。これは、感光体の抵抗が低くなりすぎ、トナー
が感光体に十分に保持できなかったためと考えられる。
を行ったところ、トナー付着は問題がないものの、カブ
リ抑制が悪化し、ベタ均一性も悪化した。これは、感光
体の抵抗が高く、注入による帯電能力が不十分だったた
めと考えられる。
て画出しを行った。2万枚の連続複写では、実施例1同
様良好な結果が得られた。但し、さらに5万枚まで継続
したところ、ベタ均一性がわずかに悪化し、カブリが
0.8〜1.2%と若干悪化したものの、実用上問題の
ないレベルであった。これは、抵抗が高めのため、注入
性が若干低下したためと推測される。
て画出しを行ったところ、カブリは問題はなく、5万枚
の評価でベタ均一性が低下したものの、問題のないレベ
ルであった。一方、トナー付着は、30%のオリジナル
原稿で予想以上に悪化したものの、実用上許容レベルで
あった。これは、処理剤にアミノシランを使用しなかっ
たために、トナーへの帯電付与性が低下したためと推測
される。
画出しを行った。2万枚の連続複写では、実施例1同様
良好な結果が得られた。但し、さらに5万枚まで継続し
たところ、カブリ、トナー付着とも悪化したが、何とか
許容できるレベルであった。これは、トナーの形状が若
干いびつで、転写効率が低下し、転写残トナー残量が多
くなったためと推測される。
画出しを行ったところ、初期は良好であったが、2万枚
の時点では、30%のオリジナル原稿でトナー付着が目
立ち画像にムラが発生したので評価を中止した。
しを行ったところ、初期から画像に異常が発生した。こ
れは、磁性粒子の抵抗が低いために、リークが発生して
しまったためと推測される。
しを行ったところ、トナー付着が若干みられ、5万枚の
時点でカブリ抑制が若干悪化したものの、まったく問題
のないレベルであった。これは、カップリング剤の炭素
数が4であるため、耐久寿命が若干低下したためと推測
される。
マゼンタ現像剤、ブラック現像剤を得た。上記4色の現
像剤を図1に示す構成の電子写真装置を入れ、クリーニ
ングユニットを使用せず、イエロー,マゼンタ,シア
ン,ブラックの色順で3万枚の画出しを行ったところ、
画像濃度変化も小さく、カブリもない良好な結果が得ら
れた。但し、印加電圧などは実施例1と同様で、各トナ
ーの製造方法は以下の通りである。
メントブルー15:3に代えてC.I.ピグメントイエ
ロー933部とソルベントイエロー162 3部を用い
ることを除いては、シアントナー製造例1と同様にして
イエロートナー粒子を得、同様にアナターゼ型酸化チタ
ン微粉末およびシリカ微粉末と混合してイエロートナー
を得た。
メントブルー15:3に代えてキナクリドン顔料を用い
ることを除いては、シアントナー製造例1と同様にして
マゼンタトナー粒子を得、同様にアナターゼ型酸化チタ
ン微粉末およびシリカ微粉末と混合してマゼンタトナー
を得た。
メントブルー15:3に代えてカーボンブラックを用い
ることを除いては、シアントナー製造例1と同様にして
ブラックトナー粒子を得、同様にアナターゼ型酸化チタ
ン微粉末およびシリカ微粉末と混合してブラックトナー
を得た。
位へのトナー飛散もなく電子写真感光体への注入帯電性
に優れ、現像領域における潜像の乱れなども発生しな
い、高画質及び高耐久性の電子写真装置及び画像形成方
法を提供することができる。
図である。
を示す。
置の説明図である。
Claims (40)
- 【請求項1】 電子写真感光体の周囲に、(i)該電子
写真感光体の表面に接触して帯電するための帯電部材を
有する帯電手段、(ii)該帯電された電子写真感光体
に露光手段による露光により静電潜像を形成するための
露光手段、(iii)該静電潜像をトナーで現像してト
ナー像を形成するための現像手段及び(iv)該トナー
像を中間転写体を介して、又は介さずに転写材に転写す
るための転写手段が、順次該電子写真感光体表面の移動
方向に沿って配置されている電子写真装置において、 該電子写真感光体の表面層が108〜1014Ωcmの体
積抵抗値を有し、 該帯電部材が104〜109Ωcmの体積抵抗値を有し、 該露光手段の上流および/または下流側に、トナーによ
る露光手段の汚染を防止するための電極を有する電界形
成手段を有することを特徴とする電子写真装置。 - 【請求項2】 該帯電手段は、帯電用磁性粒子及び該磁
性粒子を磁気的に拘束して帯電磁気ブラシを形成するた
めの磁性粒子保持部材を有しており、体積抵抗値104
〜109Ωcmを有する該帯電部材が、該帯電用磁性粒
子であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真装
置。 - 【請求項3】 転写手段と帯電手段の間、及び帯電手段
と現像手段の間に、転写後の電子写真感光体上に残留す
るトナーを回収し貯蔵するクリーニング手段を有さない
請求項1又は2に記載の電子写真装置。 - 【請求項4】 前記帯電用の磁性粒子が、その表面に6
以上の炭素数を有する直鎖状のアルキル基を有するカッ
プリング剤を有している請求項2又は3に記載の電子写
真装置。 - 【請求項5】 前記帯電用の磁性粒子が、その表面にア
ミノ基を有するカップリング剤を有している請求項2又
は3に記載の電子写真装置。 - 【請求項6】 前記帯電用の磁性粒子が、その表面に6
以上の炭素数を有する直鎖状のアルキル基を有するカッ
プリング剤及びアミノ基を有するカップリング剤を有し
ている請求項2又は3に記載の電子写真装置。 - 【請求項7】 カップリング剤の存在量が磁性粒子全質
量に対し0.0001〜0.5重量%である請求項4乃
至6のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項8】 カップリング剤の中心元素がチタン、ア
ルミニウム及びケイ素から選択される請求項4乃至7の
いずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項9】 磁性粒子の平均粒径が5〜100μmで
ある請求項2乃至8のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項10】 磁性粒子の平均粒径が5〜50μmで
ある請求項2乃至8のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項11】 磁性粒子の平均粒径が5〜35μmで
ある請求項2乃至8のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項12】 前記現像手段が外添剤を有するトナー
を有し、該トナーが1〜9μmの重量平均粒径を有し、
該外添剤が0.012〜0.4μmの重量平均粒径を有
する請求項1乃至11のいずれかに記載の電子写真装
置。 - 【請求項13】 トナーのSF−1が100〜160で
あり、SF−2が100〜140である請求項1乃至1
2のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項14】 トナーのSF−1が100〜140で
あり、SF−2が100〜140である請求項1乃至1
2のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項15】 現像手段が反転現像手段である請求項
1乃至14のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項16】 現像手段がトナーと磁性キャリアを有
する二成分現像剤を有する請求項1乃至15のいずれか
に記載の電子写真装置。 - 【請求項17】 磁性キャリアが15〜45μmの重量
平均粒径を有する請求項16に記載の電子写真装置。 - 【請求項18】 磁性キャリアが20〜50Am2/k
gの飽和磁化及び5〜200エルステッドの保持力を有
する請求項16又は17に記載の電子写真装置。 - 【請求項19】 磁性キャリアが、下記式(II) (Fe3O4)α(C)β 式(II) [式中、CはFe2O3,Al2O3,SiO2,CaO,
SrO,MgO,MnO,Li2Oまたはそれらの混合
物を示し、α,βは重量比を示し、かつ下記条件 0.2≦α≦0.8 , α+β≦1 を満足する。]で示される化合物を結着樹脂中に分散し
て行う重合法によって製造された球状キャリアである請
求項16乃至18のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項20】 磁性キャリアが、架橋性シリコーン樹
脂及び/またはフッ素原子含有樹脂で被覆されている請
求項16乃至19のいずれかに記載の電子写真装置。 - 【請求項21】 電子写真感光体に接触配置された帯電
部材を有する帯電手段に電圧を印加することにより、該
電子写真感光体を帯電する帯電工程、該帯電された電子
写真感光体に露光手段により光を照射することにより静
電潜像を形成する露光工程、該形成された静電潜像をト
ナーを用いて現像することによりトナー画像を形成する
現像工程、及び現像されたトナー画像を中間転写体を介
して、又は介さずに転写材に転写する転写工程を有する
画像形成方法において、 該電子写真感光体の表面層が108〜1014Ωcmの体
積抵抗値を有し、 該帯電部材が104〜109Ωcmの体積抵抗値を有し、 該露光手段の上流および/または下流側に、トナーによ
る露光手段の汚染を防止するための電極を有する電界形
成手段を有することを特徴とする画像形成方法。 - 【請求項22】 該帯電手段は、帯電用磁性粒子及び該
磁性粒子を磁気的に拘束して帯電磁気ブラシを形成する
ための磁性粒子保持部材を有しており、体積抵抗値10
4〜109Ωcmを有する該帯電部材が該帯電用磁性粒子
であることを特徴とする請求項21に記載の画像形成方
法。 - 【請求項23】 転写工程と帯電工程の間、及び帯電工
程と現像工程の間に、転写工程後の電子写真感光体上に
残留するトナーを回収し貯蔵するクリーニング工程を有
さない請求項21又は22に記載の画像形成方法。 - 【請求項24】 前記帯電用の磁性粒子が、その表面に
6以上の炭素数を有する直鎖状のアルキル基を有するカ
ップリング剤を有している請求項22又は23に記載の
画像形成方法。 - 【請求項25】 前記帯電用の磁性粒子が、その表面に
アミノ基を有するカップリング剤を有している請求項2
2又は23に記載の画像形成方法。 - 【請求項26】 前記帯電用の磁性粒子が、その表面に
6以上の炭素数を有する直鎖状のアルキル基及びアミノ
基を有するカップリング剤を有している請求項22又は
23に記載の画像形成方法。 - 【請求項27】 カップリング剤の存在量が磁性粒子全
質量に対し0.0001〜0.5重量%である請求項2
4乃至26のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項28】 カップリング剤の中心元素がチタン、
アルミニウム及びケイ素から選択される請求項24乃至
27のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項29】 磁性粒子の平均粒径が5〜100μm
である請求項22乃至28のいずれかに記載の画像形成
方法。 - 【請求項30】 磁性粒子の平均粒径が5〜50μmで
ある請求項22乃至28のいずれかに記載の画像形成方
法。 - 【請求項31】 磁性粒子の平均粒径が5〜35μmで
ある請求項22乃至28のいずれかに記載の画像形成方
法。 - 【請求項32】 前記現像工程が外添剤を有する重量平
均粒径1〜9μmのトナーを有し、該外添剤が0.01
2〜0.4μmの重量平均粒径を有する請求項21乃至
31のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項33】 トナーのSF−1が100〜160で
あり、SF−2が100〜140である請求項21乃至
32のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項34】 トナーのSF−1が100〜140で
あり、SF−2が100〜140である請求項21乃至
32のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項35】 現像工程が反転現像工程である請求項
21乃至34のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項36】 現像工程がトナーと磁性キャリアを用
いる二成分現像剤を有する請求項21乃至35のいずれ
かに記載の画像形成方法。 - 【請求項37】 磁性キャリアが15〜45μmの重量
平均粒径を有する請求項36に記載の画像形成方法。 - 【請求項38】 磁性キャリアが20〜50Am2/k
gの飽和磁化及び5〜200エルステッドの保持力を有
する請求項36又は37に記載の画像形成方法。 - 【請求項39】 磁性キャリアが、下記式(II) (Fe3O4)α(C)β 式(II) [式中、CはFe2O3,Al2O3,SiO2,CaO,
SrO,MgO,MnO,Li2Oまたはそれらの混合
物を示し、α,βは重量比を示し、かつ下記条件0.2
≦α≦0.8 , α+β≦1を満足する。]で示され
る化合物を結着樹脂中に分散して行う重合法によって製
造された球状キャリアである請求項36乃至38のいず
れかに記載の画像形成方法。 - 【請求項40】 磁性キャリアが、架橋性シリコーン樹
脂及び/またはフッ素原子含有樹脂で被覆されている請
求項36乃至39のいずれかに記載の画像形成方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18467299A JP2001013767A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 電子写真装置及び画像形成方法 |
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JP18467299A JP2001013767A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 電子写真装置及び画像形成方法 |
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JP18467299A Pending JP2001013767A (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 電子写真装置及び画像形成方法 |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
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- 1999-06-30 JP JP18467299A patent/JP2001013767A/ja active Pending
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