JP3815200B2

JP3815200B2 - Image forming method

Info

Publication number: JP3815200B2
Application number: JP2000308021A
Authority: JP
Inventors: 智裕武田; 悦夫富永; 豊文井上; 道男武; 慎平高木; 聡吉田; 隆寿藤井; 正博内田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2020-10-06
Also published as: JP2002116576A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成方法に関するものであり、より詳しくは、電子写真プロセスを利用した画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを使用する複写機、プリンター等の電子写真装置では、通常、帯電、露光（画像入力）、現像、転写、像定着の各工程が順次行われる。ここで、像定着工程においては、未定着画像に熱を加えて用紙にトナー像を形成する定着法が一般的に利用されており、未定着画像に熱を加えるための様々な方法が考案されているが、中でも、加熱された２本の定着ロールをニップさせ、その間を未定着画像を通過させる方式が最も広く利用されている。この方式においては、２本の定着ロールの内、未定着画像形成面側のロールは主として熱を加えるために機能するのでヒートロールと呼ばれ、他方、未定着画像形成面と反対側のロールは主として圧力を加えるために機能するのでプレッシャーロールと呼ばれている。
ところで、近年、複写機やプリンターにおいては高速化の要求が高まっている。これらの装置において高速化を実現するためには、定着ロールをより速く回転される必要があり、また、定着ロールの回転速度の増加に伴いトナーを定着させる時間が短くなることからロール圧力を上げてニップ幅を広くする必要が生じる。しかしながら、定着ロール間のニップに搬送される前の未定着画像は用紙の上にトナーが乗っているだけの状態であるため、高速でロール間のニップに突入した瞬間に崩れてしまいやすい。この現象は画像がニップに対して平行な細線である場合に特に顕著に見られるものであり、このようにして得られる画像にはトナー後端飛び散りという画像欠陥が生じてしまう。また、この現象はレーザー等の点灯によってシャープなライン潜像を書き込むデジタル複写機やプリンターにおいて顕著に見られる。
【０００３】
そこで、かかる現象を回避すべく、プレッシャーロール側にトナーと逆の電界を印可し、静電的に未定着画像を保持する方法が考案されているが、このような方法を用いた場合であっても、電子写真プロセスのプロセス速度を増加させた場合にトナー後端飛び散りが十分に防止されず、実用に供し得るものではなかった。
【０００４】
また、現像剤として一成分現像剤を用いる場合には、電子写真プロセスのプロセス速度が速くなると現像剤の摩擦帯電が不十分となりやすく、帯電量が低下しやすくなり、その結果、トナーの飛び散りが発生してしまうという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、プロセス速度が大きい場合であってもトナー後端飛び散り等の画像欠陥の発生が十分に防止されており、電子写真プロセスを十分に高速化するとともに十分に良好な画像品質を得ることを可能とする画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、静電潜像担持体の回転過程で帯電、露光、現像、転写、定着の各工程を順次行う電子写真プロセスにおいて、静電潜像担持体の周速度、並びに現像工程に用いる現像剤担持体の外径がそれぞれ特定の範囲内となるようにし、さらに、現像工程に用いる現像剤として結着樹脂、磁性体及び外添剤としてのシリカ微粒子を含有し且つ形状係数ＭＬ²／Ａおよび常温凝集度がそれぞれ所定の条件を満たす磁性一成分現像剤を用いることによって、上記課題が解決されることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体の回転過程において、
前記静電潜像担持体を帯電させる帯電工程と、
前記静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程と、
現像剤担持体に当接した層形成ブレードにより現像剤を前記現像剤担持体上に層状に配置し、交流電界下で前記現像剤を用いて前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を転写体に転写する転写工程と、
前記転写体に転写された前記トナー像を定着させる定着工程と
を含む画像形成方法であって、
【０００８】
前記静電潜像担持体の周速度が２００ｍｍ／ｓ以上であり、
前記現像剤担持体の外径が２０ｍｍ以下であり、
前記現像剤として、結着樹脂、磁性体及び外添剤としてのシリカ微粒子を含有し、形状係数ＭＬ²／Ａが１４０〜１５５であり、且つ常温凝集度が８〜２０である磁性一成分現像剤を用いることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、現像剤として結着樹脂、磁性体及び外添剤としてのシリカを含有し且つ形状係数ＭＬ²／Ａおよび常温凝集度がそれぞれ上記の条件を満たす磁性一成分現像剤を用いることによって、トナー画像の転写体への転写性とトナー画像を形成するトナー粒子の凝集性との双方が高められる。そして、このような現像剤を用いるとともに、静電潜像担持体の周速度と現像剤担持体の外径とがそれぞれ上記の条件を満たすようにすることによって、プロセス速度が大きい場合であってもトナー後端飛び散り等の画像欠陥の発生が十分に防止される。従って、電子写真プロセスを十分に高速化するとともに十分に良好な画像品質を得ることが可能となる。
【００１０】
なお、本発明にかかる静電潜像担持体の周速度とは、静電潜像担持体の回転過程における外周面上の所定の点の移動速度をいう。
【００１１】
また、本発明にかかる形状係数ＭＬ²／Ａとは、走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ、日立計測社製）を用いて得られる倍率５００倍の顕微鏡写真において、１００個の現像剤粒子を無作為に抽出し、所定の画像解析方法により該現像剤の投影像について最大長（平均値）［μｍ］と投影面積（平均値）［μｍ²］とを求め、得られた値に基づいて下記式（１）：
【００１２】
（ＭＬ²／Ａ）＝（Ｌ_max ²／Ａ）×（π／４）×１００（１）
（式中、Ｌ_maxは現像剤の投影像における最大長（平均値）を表し、Ａは現像剤の投影像における投影面積（平均値）を表す）
を用いて得られる値をいう。ここで、現像剤の画像解析は、例えば画像解析装置ＬｕｚｅｘＩＩＩ（ＮＩＲＥＣＯ社製）を用いて行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明にかかる常温凝集度とは、ホソカワミクロン社製パウダーテスターを用いて得られる値をいう。すなわち、本発明にかかる常温凝集度とは、目開きの異なる３つのメッシュを重ねたもの（目開きが上段から順に５３μｍ、４５μｍ、３８μｍのもの）を用い、２０℃、５５％ＲＨの条件下で現像剤２ｇを最上段のメッシュ（目開きが５３μｍのもの）上に配置し、装置のバイブレータの目盛りを７にして９０秒間振動させた後、３つのメッシュ上の現像剤の重量［ｇ］を測定し、得られた値に基づいて下記式（２）：
【００１４】
（常温凝集度）＝（Ｗ₅₃×５０）＋（Ｗ₄₅×３０）＋（Ｗ₃₈×１０）（２）（式中、Ｗ₅₃は目開き５３μｍのメッシュ上に残存した現像剤の重量を表し、Ｗ₄₅は目開き４５μｍのメッシュ上に残存した現像剤の重量を表し、Ｗ₃₈は目開き３８μｍのメッシュ上に残存した現像剤の重量を表す）
を用いて得られる値をいう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体の回転過程において、
前記静電潜像担持体を帯電させる帯電工程と、
前記静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程と、
現像剤担持体に当接した層形成ブレードにより現像剤を前記現像剤担持体上に層状に配置し、交流電界下で前記現像剤を用いて前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を転写体に転写する転写工程と、
前記転写体に転写された前記トナー像を定着させる定着工程と
を含む画像形成方法であって、
【００１７】
プロセス速度が２００ｍｍ／ｓ以上であり、
前記現像剤担持体の外径が２０ｍｍ以下であり、
前記現像剤として、結着樹脂、磁性体及び外添剤としてのシリカ微粒子を含有し、形状係数ＭＬ²／Ａが１４０〜１５５であり、且つ常温凝集度が８〜２０である磁性一成分現像剤を用いることを特徴とするものである。
【００１８】
図１は本発明の電子写真画像形成方法において好適に使用される電子写真装置の一例を示す概略構成図である。図１に示す装置は、静電潜像担持体としての電子写真感光体１、帯電部材２、画像入力手段（露光手段）３、現像手段４、転写手段５、像定着手段６およびクリーニング手段７を備えている。ここで、電子写真感光体１は、プロセス速度が上記の条件を満たすように、支持体９を中心として矢印の方向に回転することが可能となっている。また、現像手段４は、外径２０ｍｍ以下の現像剤担持体と、その現像剤担持体と当接するように配置された層形成ブレードと、を備えており、本発明にかかる磁性一成分現像剤を現像手段４の現像剤担持体から感光体１に向けて供給することが可能となっている。
【００１９】
上記の構成を有する電子写真装置においては、支持体９を中心として周速度２００ｍｍ／ｓ以上で回転する電子写真感光体１が、帯電部材２によりその周面に正又は負の所定電位の均一帯電を受ける。次に、電子写真感光体１が画像入力手段（露光手段）３によって光像露光を受けることにより、その周面に露光像に対応した静電潜像が形成される。その後、現像手段４の現像剤担持体（外径：２０ｍｍ以下）から電子写真感光体１に向けて本発明にかかる磁性一成分現像剤が供給されて、前記静電潜像に現像剤（トナー）を担持させてトナー像が形成され、転写手段５にて前記トナー像が転写体Ｐに転写される。トナー像が転写された後の転写材Ｐは像定着手段６にて像定着を受けて複写物としてプリントアウトされる。転写工程後の感光体１はクリーニング手段７によってその周面に残存したトナーの除去を受けて清浄面化された後、繰り返して像形成に使用される。
【００２０】
ここで、本発明にかかる静電潜像担持体の周速度は、前述の通り２００ｍｍ／ｓ以上であり、好ましくは２００〜５００ｍｍ／ｓであり、さらに好ましくは２００〜３００ｍｍ／ｓである。静電潜像担持体の周速度が前記上限値を超えると、静電潜像担持体上のトナーに作用する遠心力が増加して文字の飛び散りが生じるなど画像品質が不十分となる。他方、静電潜像担持体の周速度が前記下限値未満の場合、電子写真プロセスの高速化が達成されにくくなる。
【００２１】
また、本発明にかかる静電潜像担持体の外径は、好ましくは２０〜４０ｍｍであり、より好ましくは２５〜３５ｍｍである。静電潜像担持体の外径が前記下限値未満の場合、外周面の曲率が増加して静電潜像担持体上のトナーに作用する遠心力が大きくなり、その結果文字の飛び散りが生じる等画像品質が不十分となる傾向にある。他方、静電潜像担持体の外径が前記上限値を超えると、電子写真装置の小型化、軽量化が達成されにくくなる傾向にある。
【００２２】
本発明に用いられる静電潜像担持体としては、上記の周速度で回転可能なものである限りにおいて特に制限されず、従来より公知の有機感光体や無機感光体を用いることができるが、生産性、材料設計の容易さ、安全性等の点から有機感光体が好ましい。また、本発明に用いられる静電潜像担持体が有機感光体である場合には、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層に含有する単層型感光体であってもよく、また、電荷発生材料を含有する電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層とに感光層の機能を分離した積層型感光体であってもよいが、積層型感光体を用いることはより高い感光特性が得られる点で好ましい。さらに、これらの静電潜像担持体においては、感光層の他に、必要に応じて下引き層や表面保護層を設けてもよい。
【００２３】
本発明においては、現像剤として結着樹脂、磁性体及び外添剤としてのシリカ微粒子を含有し、形状係数ＭＬ²／Ａが１４０〜１５５であり、且つ常温凝集度が８〜２０である磁性一成分現像剤が用いられる。
【００２４】
ここで、本発明にかかる現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａは、前述の通り１４０〜１５５であり、好ましくは１４３〜１５０である。形状係数ＭＬ²／Ａが前記下限値未満である場合、現像剤の形状が球形に近くなり、ライン画像（細線状の画像）を形成する際にトナー後端飛び散りの発生が十分に防止されず、画像品質が不十分となる。他方、形状係数ＭＬ²／Ａが前記上限値を超えると、現像剤の形状が不定形となり、現像剤担持体と層形成ブレードとの当接部において現像剤が詰まりやすくなる等現像剤の現像剤担持体への搬送性が低下するとともに転写体への転写性も低下し、その結果、画像濃度低下が生じやすくなる。
【００２５】
また、本発明にかかる現像剤の常温凝集度は、前述の通り８〜２０であり、好ましくは１０〜１５である。常温凝集度が前記下限値未満である場合、ライン画像を形成する際にトナー後端飛び散りの発生が十分に防止されず、画像品質が不十分となる。他方、常温凝集度が前記上限値を超えると、現像剤担持体と層形成ブレードとの当接部において現像剤が詰まりやすくなる等現像剤の現像剤担持体への搬送性が低下するとともに転写体への転写性も低下し、その結果、画像濃度低下が生じやすくなる。
【００２６】
さらに、本発明においては、現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａ及び常温凝集度が上記の条件を満たすことに加えて、形状係数ＰＭ²／Ａが１１０〜１２５であることが好ましく、１１２〜１２０であることがより好ましい。形状係数ＰＭ²／Ａが前記下限値未満である場合、現像剤の形状が球形に近くなり、ライン画像（細線状の画像）を形成する際にトナー後端飛び散りの発生が十分に防止されず、画像品質が不十分となる傾向にある。他方、形状係数ＰＬ²／Ａが前記上限値を超えると、現像剤の形状が不定形となり、現像剤担持体と層形成ブレードとの当接部において現像剤が詰まりやすくなる等現像剤の現像剤担持体への搬送性が低下するとともに転写体への転写性も低下し、その結果、画像濃度低下が生じやすくなる。なお、本発明にかかる形状係数ＰＬ²／Ａとは、走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ、日立計測社製）を用いて得られる倍率５００倍の顕微鏡写真において、１００個の現像剤粒子を無作為に抽出し、所定の画像解析方法により該現像剤の投影像について周囲長（平均値）［μｍ］と投影面積（平均値）［μｍ²］とを求め、得られた値に基づいて下記式（３）：
【００２７】
（ＰＬ²／Ａ）＝（Ｌ_c ²／Ａ）×（π／４）×１００（３）
（式中、Ｌ_cは現像剤の投影像における周囲長（平均値）を表し、Ａは現像剤の投影像における投影面積（平均値）を表す）
を用いて得られる値をいう。ここで、現像剤の画像解析は、例えば画像解析装置ＬｕｚｅｘＩＩＩ（ＮＩＲＥＣＯ社製）を用いて行うことができる。
【００２８】
本発明にかかる現像剤に用いられる結着樹脂としては、現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａ及び常温凝集度が上記の範囲を満たす限りにおいて特に制限されないが、具体的には、ビニルモノマーの１種を単独で用いて得られるホモポリマー又はビニルモノマーの２種以上を組み合わせて得られるコポリマーが挙げられる。本発明において用いられるビニルモノマーとしては、スチレン、ｐ−クロルスチレン、ビニルナフタレン；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類；塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル、ギ酸ビニル、ステアリン酸ビニル、カプロン酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、メチル-α-クロルアクリレート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のエチレン性モノカルボン酸及びそのエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のエチレン性モノカルボン酸置換体；マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル等のエチレン性カルボン酸及びそのエステル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニリデンクロリド、ビニリデンクロルフロリド等のビニリデンハロゲン化物；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物類、等が挙げられるが、これらの中でもスチレン/アクリル酸の共重合体やポリエステル樹脂、あるいはこれらの混合系がトナーの定着特性及び保管安定性の点で好ましく用いられる。特に、本発明のように静電潜像担持体の周速度が２００ｍｍ／ｓ以上である画像形成方法においては、定着性の観点からポリエステル樹脂が最も好ましい。
【００２９】
また、本発明にかかる現像剤に用いられる磁性体としては、現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａ及び常温凝集度が上記の範囲を満たす限りにおいて特に制限されないが、具体的には、鉄、コバルト、ニッケル等の金属及びこれらの合金、Ｆｅ₃Ｏ₄、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、コバルト添加酸化鉄等の金属酸化物、ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト等の各種フェライト、マグネタイト、ヘマタイト等が挙げられる。また、これらの磁性体の表面をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等の表面処理剤で処理したもの、あるいはポリマーコーテイングしたもの等を用いることもできる。
【００３０】
本発明において、上記の磁性体の配合比は現像剤全量を基準として３０〜７０重量％であることが好ましく、３５〜６５重量％であることがより好ましい。磁性体の配合比が前記下限値未満である場合には、現像剤担持体のマグネットによる現像剤の拘束力が低下して、トナー飛散、カブリ等の問題が発生する傾向にある。他方、磁性体の配合比が前記上限値を超えると画像濃度が低下する傾向にある。また、これらの磁性体の平均粒径は、結着樹脂への分散性の観点からが０．０５〜０．３５μｍであることが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明にかかる現像剤においては、外添剤としてシリカが用いられる。ここで、シリカの添加量は、現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａ及び常温凝集度が上記の範囲を満たす限りにおいて特に制限されないが、現像剤全量を基準として０．１〜２．０重量％であることが好ましい。シリカの添加量が前記下限値未満である場合、現像剤の流動性が低下してトナー像の転写体への転写性が不十分となる傾向にある。他方、シリカの添加量が前記上限値を超えると、トナー間の凝集性が低下して、ライン画像を形成する際にトナー後端飛び散りが生じやすくなる傾向にある。
【００３２】
さらにまた、本発明にかかる現像剤においては、耐オフセット性をより良好なものにするために、離型剤を添加してもよい。離型剤としては、炭素数８以上のパラフィン、ポリオレフィン等が好ましく、例えば、パラフィンワックス、パラフィンラテックス、マイクロクリスタリンワックス等が使用できるが、中でも、ポリエチレン、ポリプロピレン又はそれらの混合物が好ましく使用される。また離型剤の結着樹脂中への分散性を良くするためにビニル系モノマーを含むグラフト重合体等を添加してもよい。
【００３３】
さらにまた、本発明にかかる現像剤においては、転写性、クリーニング性等を向上させるために。チタニア、チタン酸ストロンチウム等の無機微粉末、脂肪酸或いはその誘導体及び金属塩等の有機微粉末、フッ素系樹脂微粉末等を添加してもよい。
【００３４】
上記の構成を有する本発明にかかる現像剤は、公知の如何なる方法によっても製造できるが、特に、結着樹脂、磁性体等を熱混練機を用いて溶融混練し、冷却後粉砕、分級を行いトナーを得る粉砕方式が好ましい。このようにして得られた分級トナーと、シリカと、必要に応じて添加されるチタニアなどの外添剤とをヘンシェルミキサーなどを用いて混合することにより、本発明にかかる現像剤を効率よく且つ確実に得ることができる。
ここで、現像剤の形状係数を決定する要因として、粉砕工程における方法及び条件が挙げられる。粉砕法式は大別すると機械式粉砕と気流式粉砕とに分類されるが、本発明においては、機械式粉砕を行うことが好ましい。機械式粉砕においては、気流式粉砕に比べて現像剤の衝突回数が多く、形状係数ＭＬ²／Ａ及び常温凝集度が上記の条件を満たす現像剤が効率よく且つ確実に得られる傾向にある。また、分級工程における方法及び条件を適宜選択することによっても、目的の現像剤を得ることが可能である。例えば、現像剤に対して衝撃や熱が加わる分級方式ほど、粉砕工程と比較するとその寄与は非常に小さいものの、現像剤の形状係数及び常温凝集度を小さくすることができる。さらに、熱風処理・機械的処理等の方法及び条件を適宜選択することによっても、目的の現像剤を得ることが可能である。
【００３５】
このようにして得られる本発明にかかる現像剤は、体積平均粒径Ｄ５０が３〜１５μｍであることが好ましく、５〜８μｍであることがより好ましい。Ｄ５０が前記下限値未満である場合には画像濃度が低下する傾向にあり、前記上限値を超えると画像濃度の低下に加えて粒状性が悪化する傾向にある。なお、本発明に用いる現像剤の粒度は、例えばコールターカウンター社製粒度測定機ＴＡ−ＩＩによりアパーチャー径１００μｍで測定することができる。
【００３６】
上記の構成を有する本発明にかかる現像剤は、本発明の画像形成方法において、現像手段の現像剤担持体から静電潜像担持体に向けて供給される。ここで、本発明にかかる現像手段において、現像剤担持体の外径は、前述の通り２０ｍｍ以下であり、好ましくは１４〜２０ｍｍである。現像剤担持体の外径が前記上限値を超えると、装置の小型化が困難となるとともにコストが高くなる傾向にある。また、現像剤担持体の外径が前記下限値未満の場合、層形成ブレードと現像剤との接触面積が小さくなってトナーの帯電量が低下し、その結果、文字の飛び散りが生じる等画像品質が低下する傾向にある。
【００３７】
また、本発明においては、静電潜像担持体と現像剤担持体との周速比は１：１〜１：１．２の範囲内であることが好ましい。現像体担持体の周速度が、静電潜像担持体の周速度の１倍未満である場合には、必要とされる現像料に対して供給トナー量が不足しやすくなり、特にベタ画像濃度が低下する傾向にある。他方、静電潜像担持体の周速度の１．２倍を超えると回転のための駆動トルクが不足しやすくなるとともに、トナーの飛び散りが発生しやすくなる傾向にある。
【００３８】
本発明の電子写真画像形成方法においては、帯電、露光、転写等の各工程における方法に特に制限はなく、従来より公知の方法を用いることができる。
【００３９】
本発明にかかる帯電手段としては、接触帯電部材として導電性又は半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等の帯電部材を備える接触型帯電器等が挙げられる。ここで、前記帯電部材に印加される電圧は直流電圧であることが好ましい。接触帯電方式が直流電圧方式であると、感光体と帯電部材との間での放電が十分に防止されて、感光体の寿命が長くなる傾向にある。
【００４０】
また、本発明にかかる露光手段としては、静電潜像担持体表面に、半導体レーザー、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）、液晶シャッター等の光源を所望の像様に露光できる光学系装置等が挙げられる。
【００４１】
さらに、本発明にかかる転写手段においては、転写部材として導電性支持体上にゴム、エラストマー、樹脂等を含む弾性層と少なくとも１層の被覆層とが積層された構造を有するものを使用することができ、その材料としては使用される材料は、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素樹脂等の樹脂に対して、導電性のカーボン粒子や金属粉等を分散混合させたもの等が挙げられる。
【００４２】
さらにまた、本発明においては、転写工程後に静電潜像担持体表面に残存するトナーを除去するために、図１に示すようにクリーニング工程を行うこともできる。本発明において用いられるクリーニング手段としては、ブラシクリーナー、磁気ブラシクリーナー、静電ブラシクリーナー、磁気ローラークリーナー、ブレードクリーナー等、が挙げられる。
【００４３】
このように、本発明の画像形成方法においては、電子写真プロセスを十分に高速化するとともに十分に良好な画像品質を得ることを可能とするものであり、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真装置、中でも、高速化が特に要求されるパーソナルユーザ向けの電子写真装置の分野において好適に使用される。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４５】
実施例１
【００４６】
以下に示す材料：
【００４７】
結着樹脂：ポリエステル樹脂（平均分子量（ＭＰ）：５０００、ＴＨＦ不溶分：２５重量％、メルトインデックス値（ＭＩ値）：５．０、酸価：１０．０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度（Ｔ_g）：５９．１℃）４６．５重量部
【００４８】
磁性体：マグネタイト（商品名：ＭＴＨ００９Ｆ、戸田工業社製）５０．０重量部
【００４９】
添加剤１：ポリプロピレンワックス（商品名：Ｐ２００、三井化学社製）３．０重量部
【００５０】
添加剤２：ポリエチレンワックス（商品名：ＰＥ１３０、クラリアントジャパン社製）０．５重量部
をヘンシェルミキサーを用いて粉体混合し、さらに設定温度140℃のエクストルーダーにより熱混練した。冷却後、粗粉砕し、川崎重工社製粉砕機ＫＴＭを使用して、体積平均径Ｄ５０が６．０μｍの粉砕物を得た。さらにこの粉砕物を日清エンジニアリング社製分級機ＴＣ６０にて分級し、Ｄ５０が６．４μｍ、粒径４μｍ以下のものの割合（個数換算）が15％の分級品を得た。得られた現像剤分級品１００重量部に対して、シリコーンオイル処理シリカ（平均一次粒子径：１２ｎｍ）１．１重量部、並びにシリコーンオイルとデシルシランとで処理されたチタニア１．０重量部を三井三池社製５００Ｌヘンシェルミキサー６６０ｒｐｍで３０分混合し、目的の現像剤を得た。
【００５１】
得られた現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａは１４３であり、形状係数ＰＭ²／Ａは１１４であり、常温凝集度は１０．３であった。
【００５２】
次に、上記の現像剤を用い、図１に示す構成を有する電子写真装置（富士ゼロックス製デジタルコピアＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ４００改造機）において以下に示す条件：
【００５３】
静電潜像担持体：有機感光体
【００５４】
静電潜像担持体の周速度：２０５ｍｍ／ｓ
【００５５】
静電潜像担持体と現像剤担持体との周速比：１：１．０３
【００５６】
静電潜像担持体と現像剤担持体との間隔：２４０μｍ
【００５７】
現像バイアス（ＡＶ）：１．８ｋＶｐ−ｐ（周波数：３．２２８ｋＨｚ）
【００５８】
現像バイアス（ＤＣ）：−３５０Ｖ
暗電位（Ｖ_high）：−４７０Ｖ
明電位（Ｖ_low）：−１００Ｖ
トナー層形成ブレード：ウレタンゴム（線圧：０．４５Ｎ／ｃｍ）
【００５９】
試験環境：低温低湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）及び高温高湿環境（２８℃、８５％ＲＨ）の２条件
でプリント試験を行い、画像濃度、カブリ、トナー後端飛び散り及び現像剤の搬送量を評価した。得られた結果を表１に示す。なお、画像濃度はＸ−ｒｉｔｅ濃度計を用いて測定した。また、カブリ評価及び画像後端飛び散り（トナー後端飛び散り）は、目視観察により以下の基準：
【００６０】
○：カブリまたは画像後端飛び散りが認められなかった
【００６１】
△：カブリまたは画像後端飛び散りが若干認められたが、実用上許容できるものであった
【００６２】
×：カブリまたは画像後端飛び散りが顕著に認められ、実用上許容できないものであった
に基づいて判定した。さらに、搬送量は現像剤が現像剤担持体に搬送される単位面積当たりのトナー搬送量を意味する。
【００６３】
実施例２
【００６４】
シリコーンオイル処理シリカの添加量を０．７重量％としたこと以外は実施例１と同様にして現像剤を作製した。得られた形状係数ＭＬ²／Ａは１４３であり、形状係数ＰＭ²／Ａは１１４であり、常温凝集度は１３．６であった。
【００６５】
次に、上記の現像剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてプリント試験を行った。その結果を表１に示す。
【００６６】
実施例３
【００６７】
分級機をＴＣ６０から日鉄鉱業社製エルボージェット（以下、単に「エルボージェット」という）を用いて分級したこと以外は実施例２と同様にして現像剤を作製した。得られた現像剤の粒度分布はＤ５０が６．２μｍであり、粒径が４μｍ以下のものの割合（個数換算）が１２％であり、形状係数ＭＬ²／Ａは１５１であり、形状係数ＰＭ²／Ａは１２０であり、常温凝集度は１９．６であった。
【００６８】
次に、上記の現像剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてプリント試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６９】
実施例４
【００７０】
実施例１と同様にして得られた熱混練・粗粉砕後の破砕品を、アルピネ社製気流式粉砕機ＡＦＧ（以下ＡＦＧと記載）を使用して粉砕し、Ｄ５０が５．９μｍの粉砕物を得た。更にエルボージェットを使用してＤ５０が６．２μｍであり、粒径４μｍのものの割合（個数換算）が１０％である分級品を得た。このときの分級品の形状係数はＭＬ²／Ａが１６１であり、ＰＭ²／Ａが１２７であった。
【００７１】
上記の分級品について、熱風処理機を用いて１００℃の熱風を１時間当て、表面の凹凸を除去する球形化処理を行った。球形化処理後の分級品について、実施例２と同様にしてシリコーンオイル処理シリカ（平均一次粒子径：１２ｎｍ）と、シリコーンオイルとデシルシランとで処理されたチタニアとを添加して目的の現像剤を得た。得られた現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａは１４１であり、形状係数ＰＭ²／Ａは１１２であり、常温凝集度は８．３であった。
【００７２】
次に、上記の現像剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてプリント試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００７３】
比較例１
【００７４】
熱風処理機による球形化処理を行わなかったこと、並びにシリコーンオイル処理シリカを１．１％添加したこと以外は実施例４と同様にして現像剤を作製した。得られた現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａは１６１であり、形状係数ＰＭ²／Ａは１２７であり、常温凝集度は２６．４であった。
【００７５】
次に、上記の現像剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてプリント試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００７６】
比較例２
【００７７】
シリコーンオイル処理シリカの添加量を２．１％としたこと以外は実施例１と同様にして現像剤を作製した。得られた現像剤の形状係数ＭＬ²／Ａは１４４であり、形状係数ＰＭ²／Ａは１１４であり、常温凝集度は７．２であった。
次に、上記の現像剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてプリント試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００７８】
比較例３
【００７９】
シリコーンオイル処理シリカの添加量を０．４％にしたこと以外は実施例３と同様にして現像剤を作製した。得られた現像剤の粒度分布はＤ５０が６．２μｍであり、粒径４μｍ以下のものの割合（個数換算）が１２％であり、形状係数ＭＬ²／Ａは１５１であり、形状係数ＰＭ²／Ａは１２０であり、常温凝集度は２１．２であった。
【００８０】
次に、上記の現像剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてプリント試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【表１】

【００８１】
表１に示すように、実施例１〜４においては、低温低湿環境、高温高湿環境のいずれにおいても、カブリやトナー後端飛び散り等の画像欠陥の発生が十分に防止されており、電子写真プロセスを十分に高速化するとともに十分に良好な画像品質を得ることができた。
【００８２】
これに対して、比較例１〜３においては、低温低湿環境、高温高湿環境のいずれにおいても、画像濃度の低下、カブリ又はトナー後端飛び散りといった画像欠陥が発生し、良好な画像品質を得ることができなかった。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の画像形成方法によれば、プロセス速度が大きい場合であってもトナー後端飛び散り等の画像欠陥の発生が十分に防止されており、電子写真プロセスを十分に高速化するとともに十分に良好な画像品質を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成方法に用いられる電子写真装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…電子写真感光体、２…帯電部材、３…画像入力手段、４…現像手段、５…転写手段、６…像定着手段、７…クリーニング手段、９…支持体。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method, and more particularly to an image forming method using an electrophotographic process.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer that uses an electrophotographic process, charging, exposure (image input), development, transfer, and image fixing are usually sequentially performed. Here, in the image fixing step, a fixing method in which heat is applied to an unfixed image to form a toner image on a sheet is generally used, and various methods for applying heat to an unfixed image have been devised. However, among them, the most widely used method is to nip two heated fixing rolls and pass an unfixed image between them. In this system, of the two fixing rolls, the roll on the unfixed image forming surface side functions mainly for applying heat, so it is called a heat roll, while the roll on the side opposite to the unfixed image forming surface is Since it functions mainly to apply pressure, it is called a pressure roll.
By the way, in recent years, there is an increasing demand for high speed in copying machines and printers. In order to achieve high speed in these apparatuses, it is necessary to rotate the fixing roll faster, and since the time for fixing the toner is shortened as the rotation speed of the fixing roll increases, the roll pressure is increased. Therefore, it is necessary to widen the nip width. However, since the unfixed image before being transported to the nip between the fixing rolls is in a state where the toner is only on the sheet, it is likely to collapse at the moment when it enters the nip between the rolls at a high speed. This phenomenon is particularly noticeable when the image is a thin line parallel to the nip, and an image defect such as toner trailing edge scattering occurs in the image thus obtained. This phenomenon is prominent in digital copying machines and printers that write sharp line latent images by turning on a laser or the like.
[0003]
Therefore, in order to avoid such a phenomenon, a method has been devised in which an electric field opposite to the toner is applied to the pressure roll side to electrostatically hold an unfixed image. However, this method is used. However, when the process speed of the electrophotographic process is increased, the trailing edge scattering of the toner is not sufficiently prevented and cannot be put to practical use.
[0004]
In addition, when a one-component developer is used as the developer, if the process speed of the electrophotographic process is increased, the triboelectric charge of the developer is likely to be insufficient, and the charge amount is likely to decrease, resulting in toner scattering. There was a problem that it occurred.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and even when the process speed is high, occurrence of image defects such as toner trailing edge scattering is sufficiently prevented, and the electrophotographic process can be performed. An object of the present invention is to provide an image forming method capable of sufficiently increasing the speed and obtaining sufficiently good image quality.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that in an electrophotographic process in which charging, exposure, development, transfer, and fixing are sequentially performed during the rotation of the electrostatic latent image carrier. The peripheral speed of the electrostatic latent image carrier and the outer diameter of the developer carrier used in the development process are within specific ranges, respectively. Further, as a developer used in the development process, a binder resin, a magnetic material, and an external additive are used. Containing silica fine particles as agent and shape factor ML²The inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a magnetic one-component developer having a / A and a room temperature aggregation degree satisfying predetermined conditions, and the present invention has been completed.
[0007]
That is, in the image forming method of the present invention, in the rotating process of the electrostatic latent image carrier,
A charging step of charging the electrostatic latent image carrier;
Exposing the electrostatic latent image carrier to form an electrostatic latent image; and
A developer is arranged in layers on the developer carrier by means of a layer forming blade in contact with the developer carrier, and the electrostatic latent image is developed with the developer under an alternating electric field to form a toner image. A development process to
A transfer step of transferring the toner image to a transfer member;
A fixing step of fixing the toner image transferred to the transfer member;
An image forming method comprising:
[0008]
The peripheral speed of the electrostatic latent image carrier is 200 mm / s or more,
The outer diameter of the developer carrier is 20 mm or less,
The developer contains a binder resin, a magnetic material, and silica fine particles as an external additive, and has a shape factor ML.²A magnetic one-component developer having a / A of 140 to 155 and a normal temperature aggregation degree of 8 to 20 is used.
[0009]
According to the present invention, the developer contains a binder resin, a magnetic material, and silica as an external additive, and has a shape factor ML.²By using a magnetic one-component developer whose / A and room temperature aggregation degree satisfy the above conditions, both the transferability of the toner image to the transfer body and the aggregation property of the toner particles forming the toner image are enhanced. In addition to using such a developer, the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier and the outer diameter of the developer carrier are such that the process speed is high, respectively. Also, the occurrence of image defects such as toner trailing edge scattering is sufficiently prevented. Therefore, it is possible to sufficiently speed up the electrophotographic process and obtain a sufficiently good image quality.
[0010]
The peripheral speed of the electrostatic latent image carrier according to the present invention refers to the moving speed of a predetermined point on the outer peripheral surface in the rotation process of the electrostatic latent image carrier.
[0011]
Also, the shape factor ML according to the present invention²/ A is a predetermined image analysis method in which 100 developer particles are randomly extracted from a photomicrograph of 500 times magnification obtained using a scanning electron microscope (FE-SEM, manufactured by Hitachi Keiki Co., Ltd.). The maximum length (average value) [μm] and the projected area (average value) [μm] for the projected image of the developer²And the following formula (1) based on the obtained value:
[0012]
(ML²/ A) = (L_max ²/ A) × (π / 4) × 100 (1)
(Where L_maxRepresents the maximum length (average value) in the projected image of the developer, and A represents the projected area (average value) in the projected image of the developer)
The value obtained using. Here, the image analysis of the developer can be performed using, for example, an image analysis apparatus Luzex III (manufactured by NIRECO).
[0013]
Furthermore, the room temperature aggregation according to the present invention refers to a value obtained using a powder tester manufactured by Hosokawa Micron. That is, the room temperature cohesion according to the present invention is obtained by superimposing three meshes having different openings (with openings of 53 μm, 45 μm, and 38 μm in order from the top) under the conditions of 20 ° C. and 55% RH. 2g of developer is placed on the uppermost mesh (with a mesh size of 53 μm), and the vibrator scale of the apparatus is set to 7 and vibrated for 90 seconds, then the developer weight on the three meshes [g] And the following formula (2) based on the obtained value:
[0014]
(Normal temperature cohesion) = (W₅₃× 50) + (W₄₅× 30) + (W₃₈× 10) (2) (W₅₃Represents the weight of developer remaining on a mesh having a mesh size of 53 μm, and W₄₅Represents the weight of the developer remaining on the mesh having an opening of 45 μm, and W₃₈Represents the weight of the developer remaining on the mesh having an opening of 38 μm)
The value obtained using.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as the case may be.
[0016]
In the image forming method of the present invention, in the rotation process of the electrostatic latent image carrier,
A charging step of charging the electrostatic latent image carrier;
Exposing the electrostatic latent image carrier to form an electrostatic latent image; and
A developer is arranged in layers on the developer carrier by means of a layer forming blade in contact with the developer carrier, and the electrostatic latent image is developed with the developer under an alternating electric field to form a toner image. A development process to
A transfer step of transferring the toner image to a transfer member;
A fixing step of fixing the toner image transferred to the transfer member;
An image forming method comprising:
[0017]
The process speed is 200 mm / s or more,
The outer diameter of the developer carrier is 20 mm or less,
The developer contains a binder resin, a magnetic material, and silica fine particles as an external additive, and has a shape factor ML.²A magnetic one-component developer having a / A of 140 to 155 and a normal temperature aggregation degree of 8 to 20 is used.
[0018]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrophotographic apparatus preferably used in the electrophotographic image forming method of the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 includes an electrophotographic photosensitive member 1 as an electrostatic latent image carrier, a charging member 2, an image input means (exposure means) 3, a developing means 4, a transfer means 5, an image fixing means 6 and a cleaning means 7. It has. Here, the electrophotographic photosensitive member 1 can rotate in the direction of the arrow about the support 9 so that the process speed satisfies the above-described conditions. The developing means 4 includes a developer carrier having an outer diameter of 20 mm or less, and a layer forming blade disposed so as to come into contact with the developer carrier, and the magnetic one-component developer according to the present invention. Can be supplied from the developer carrying member of the developing means 4 toward the photosensitive member 1.
[0019]
In the electrophotographic apparatus having the above-described configuration, the electrophotographic photosensitive member 1 rotating at a peripheral speed of 200 mm / s or more around the support 9 is uniformly charged with a positive or negative predetermined potential on its peripheral surface by the charging member 2. Receive. Next, when the electrophotographic photosensitive member 1 is subjected to optical image exposure by the image input means (exposure means) 3, an electrostatic latent image corresponding to the exposure image is formed on the peripheral surface thereof. Thereafter, the magnetic one-component developer according to the present invention is supplied from the developer carrying member (outer diameter: 20 mm or less) of the developing unit 4 toward the electrophotographic photosensitive member 1, and the developer (toner) is applied to the electrostatic latent image. ) Is formed, and the toner image is transferred to the transfer member P by the transfer means 5. The transfer material P after the toner image is transferred is subjected to image fixing by the image fixing means 6 and printed out as a copy. After the transfer process, the photosensitive member 1 is cleaned by the cleaning means 7 to remove the toner remaining on the peripheral surface thereof, and then repeatedly used for image formation.
[0020]
Here, the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier according to the present invention is 200 mm / s or more as described above, preferably 200 to 500 mm / s, and more preferably 200 to 300 mm / s. When the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier exceeds the upper limit, the image quality becomes insufficient, for example, the centrifugal force acting on the toner on the electrostatic latent image carrier increases to cause character scattering. On the other hand, when the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier is less than the lower limit, it is difficult to achieve a high speed electrophotographic process.
[0021]
Moreover, the outer diameter of the electrostatic latent image carrier according to the present invention is preferably 20 to 40 mm, more preferably 25 to 35 mm. When the outer diameter of the electrostatic latent image carrier is less than the lower limit value, the curvature of the outer peripheral surface increases and the centrifugal force acting on the toner on the electrostatic latent image carrier increases, resulting in scattering of characters. The image quality tends to be insufficient. On the other hand, when the outer diameter of the electrostatic latent image carrier exceeds the upper limit value, it tends to be difficult to reduce the size and weight of the electrophotographic apparatus.
[0022]
The electrostatic latent image carrier used in the present invention is not particularly limited as long as it can rotate at the above peripheral speed, and conventionally known organic photoreceptors and inorganic photoreceptors can be used. From the viewpoints of productivity, ease of material design, safety, etc., an organic photoreceptor is preferred. Further, when the electrostatic latent image carrier used in the present invention is an organic photoreceptor, it may be a single-layer photoreceptor containing a charge generation material and a charge transport material in the same layer, A layered photoreceptor in which the function of the photosensitive layer is separated into a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material may be used, but the use of a layered photoreceptor is higher. It is preferable at the point from which a photosensitive characteristic is acquired. Further, in these electrostatic latent image carriers, an undercoat layer or a surface protective layer may be provided as necessary in addition to the photosensitive layer.
[0023]
In the present invention, the developer contains a binder resin, a magnetic material, and silica fine particles as an external additive, and has a shape factor ML.²A magnetic one-component developer having a / A of 140 to 155 and a normal temperature aggregation degree of 8 to 20 is used.
[0024]
Here, the shape factor ML of the developer according to the present invention²/ A is 140 to 155 as described above, and preferably 143 to 150. Shape factor ML²When / A is less than the lower limit, the shape of the developer is close to a sphere, and when the line image (thin line-like image) is formed, the occurrence of toner trailing edge scattering is not sufficiently prevented, and the image quality is improved. It becomes insufficient. On the other hand, shape factor ML²When / A exceeds the upper limit, the developer shape becomes indefinite, and the developer tends to be clogged at the contact portion between the developer carrier and the layer forming blade. As well as the transferability to the transfer body, the image density tends to decrease.
[0025]
Moreover, the normal temperature aggregation degree of the developer concerning this invention is 8-20 as above-mentioned, Preferably it is 10-15. When the room temperature aggregation degree is less than the lower limit, the occurrence of toner trailing edge scattering is not sufficiently prevented when forming a line image, and the image quality becomes insufficient. On the other hand, if the room temperature aggregation degree exceeds the upper limit, the developer may be easily clogged at the contact portion between the developer carrier and the layer forming blade, and the transferability of the developer to the developer carrier may be reduced. Transferability to the body also decreases, and as a result, image density tends to decrease.
[0026]
Furthermore, in the present invention, the shape factor ML of the developer²/ A and room temperature coagulation degree satisfy the above conditions, shape factor PM²/ A is preferably 110 to 125, more preferably 112 to 120. Shape factor PM²When / A is less than the lower limit, the shape of the developer is close to a sphere, and when the line image (thin line-like image) is formed, the occurrence of toner trailing edge scattering is not sufficiently prevented, and the image quality is improved. It tends to be insufficient. On the other hand, the shape factor PL²When / A exceeds the upper limit, the developer shape becomes indefinite, and the developer tends to be clogged at the contact portion between the developer carrier and the layer forming blade. As well as the transferability to the transfer body, the image density tends to decrease. The shape factor PL according to the present invention²/ A is a predetermined image analysis method in which 100 developer particles are randomly extracted from a photomicrograph of 500 times magnification obtained using a scanning electron microscope (FE-SEM, manufactured by Hitachi Keiki Co., Ltd.). The projected image of the developer has a peripheral length (average value) [μm] and a projected area (average value) [μm²And the following formula (3) based on the obtained value:
[0027]
(PL²/ A) = (L_c ²/ A) × (π / 4) × 100 (3)
(Where L_cRepresents the peripheral length (average value) in the projected image of the developer, and A represents the projected area (average value) in the projected image of the developer)
The value obtained using. Here, the image analysis of the developer can be performed using, for example, an image analysis apparatus Luzex III (manufactured by NIRECO).
[0028]
The binder resin used in the developer according to the present invention includes a developer shape factor ML.²/ A and room temperature aggregation degree are not particularly limited as long as the above range is satisfied, but specifically, it is obtained by combining two or more homopolymers or vinyl monomers obtained by using one kind of vinyl monomer alone. Mention may be made of copolymers. Examples of the vinyl monomer used in the present invention include styrene, p-chlorostyrene, vinyl naphthalene; ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, isobutylene; vinyl chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinyl acetate. Vinyl esters such as vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl butyrate, vinyl formate, vinyl stearate, vinyl caproate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, dodecyl acrylate, Ethylenic monocarboxylic acids such as n-octyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, methyl-α-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate and esters thereof; acrylonitrile Substituted ethylenic monocarboxylic acid such as dimethyl, methacrylonitrile, acrylamide; ethylenic carboxylic acid such as dimethyl maleate, diethyl maleate, dibutyl maleate and esters thereof; vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, methyl isopropenyl Vinyl ketones such as ketone; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl isobutyl ether and vinyl ethyl ether; vinylidene halides such as vinylidene chloride and vinylidene chloride; N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone, and the like. Among these, styrene / acrylic acid copolymer, polyester resin, or a mixed system thereof is used for toner fixing characteristics and storage stability. It is preferably used in terms of qualitative properties. In particular, in the image forming method in which the peripheral speed of the electrostatic latent image bearing member is 200 mm / s or more as in the present invention, polyester resin is most preferable from the viewpoint of fixability.
[0029]
Further, as the magnetic material used in the developer according to the present invention, the shape factor ML of the developer is used.²/ A and room temperature aggregation degree are not particularly limited as long as the above range is satisfied, but specifically, metals such as iron, cobalt, nickel, and alloys thereof, Fe_ThreeO_Four, Γ-Fe₂O_ThreeAnd metal oxides such as cobalt-added iron oxide, various ferrites such as MnZn ferrite and NiZn ferrite, magnetite, hematite and the like. Further, those obtained by treating the surface of these magnetic materials with a surface treatment agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent, or those obtained by polymer coating can also be used.
[0030]
In the present invention, the blending ratio of the magnetic material is preferably 30 to 70% by weight, and more preferably 35 to 65% by weight based on the total amount of the developer. When the blending ratio of the magnetic material is less than the lower limit value, the binding force of the developer by the magnet of the developer carrying member tends to decrease, and problems such as toner scattering and fogging tend to occur. On the other hand, when the blending ratio of the magnetic material exceeds the upper limit, the image density tends to decrease. The average particle diameter of these magnetic materials is preferably 0.05 to 0.35 μm from the viewpoint of dispersibility in the binder resin.
[0031]
Furthermore, in the developer according to the present invention, silica is used as an external additive. Here, the amount of silica added is the shape factor ML of the developer.²As long as / A and the room temperature aggregation degree satisfy the above ranges, there is no particular limitation, but it is preferably 0.1 to 2.0% by weight based on the total amount of the developer. When the amount of silica added is less than the lower limit, the fluidity of the developer is lowered and the transferability of the toner image to the transfer body tends to be insufficient. On the other hand, when the addition amount of silica exceeds the upper limit, the cohesiveness between the toners decreases, and the trailing edge of the toner tends to scatter when forming a line image.
[0032]
Furthermore, in the developer according to the present invention, a release agent may be added in order to improve the offset resistance. As the release agent, paraffin having 8 or more carbon atoms, polyolefin, and the like are preferable. For example, paraffin wax, paraffin latex, microcrystalline wax, and the like can be used. Among them, polyethylene, polypropylene, or a mixture thereof is preferably used. In order to improve the dispersibility of the release agent in the binder resin, a graft polymer containing a vinyl monomer may be added.
[0033]
Furthermore, in the developer according to the present invention, in order to improve transferability, cleaning property and the like. Inorganic fine powders such as titania and strontium titanate, organic fine powders such as fatty acids or derivatives thereof and metal salts, fluororesin fine powders, and the like may be added.
[0034]
The developer according to the present invention having the above-described configuration can be produced by any known method. In particular, the binder resin, the magnetic material, and the like are melt-kneaded using a thermal kneader, and after cooling, pulverized and classified. A pulverization method for obtaining toner is preferred. By mixing the classified toner thus obtained, silica, and an external additive such as titania added if necessary using a Henschel mixer or the like, the developer according to the present invention can be efficiently and You can definitely get it.
Here, as a factor for determining the shape factor of the developer, a method and conditions in the pulverization step may be mentioned. The pulverization method is roughly classified into mechanical pulverization and airflow pulverization. In the present invention, it is preferable to perform mechanical pulverization. In mechanical pulverization, the number of collisions of developer is larger than in airflow pulverization, and the shape factor ML²There is a tendency that a developer satisfying the above conditions with / A and room temperature aggregation degree can be obtained efficiently and reliably. Moreover, the target developer can be obtained by appropriately selecting the method and conditions in the classification step. For example, the classification method in which impact and heat are applied to the developer can reduce the shape factor and the room temperature aggregation degree of the developer, although its contribution is very small compared to the pulverization step. Furthermore, the target developer can be obtained by appropriately selecting a method and conditions such as hot air processing and mechanical processing.
[0035]
The developer according to the present invention thus obtained preferably has a volume average particle diameter D50 of 3 to 15 μm, and more preferably 5 to 8 μm. When D50 is less than the lower limit value, the image density tends to decrease, and when it exceeds the upper limit value, the graininess tends to deteriorate in addition to the decrease in image density. The particle size of the developer used in the present invention can be measured with, for example, a particle size measuring device TA-II manufactured by Coulter Counter with an aperture diameter of 100 μm.
[0036]
In the image forming method of the present invention, the developer according to the present invention having the above-described configuration is supplied from the developer carrier of the developing unit toward the electrostatic latent image carrier. Here, in the developing means according to the present invention, the outer diameter of the developer carrying member is 20 mm or less, preferably 14 to 20 mm as described above. If the outer diameter of the developer carrier exceeds the upper limit, it is difficult to reduce the size of the apparatus and the cost tends to increase. In addition, when the outer diameter of the developer carrying member is less than the lower limit, the contact area between the layer forming blade and the developer is reduced, and the charge amount of the toner is reduced, resulting in the scattering of characters. Tend to decrease.
[0037]
In the present invention, the peripheral speed ratio between the electrostatic latent image carrier and the developer carrier is preferably in the range of 1: 1 to 1: 1.2. When the peripheral speed of the developer carrier is less than one times the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier, the amount of supplied toner tends to be insufficient with respect to the required developer, and particularly the solid image density. Tend to decrease. On the other hand, if it exceeds 1.2 times the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier, the driving torque for rotation tends to be insufficient and toner scattering tends to occur.
[0038]
In the electrophotographic image forming method of the present invention, the method in each step such as charging, exposure and transfer is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
[0039]
Examples of the charging unit according to the present invention include a contact charger including a charging member such as a conductive or semiconductive roller, brush, film, or rubber blade as a contact charging member. Here, the voltage applied to the charging member is preferably a DC voltage. When the contact charging method is a DC voltage method, discharge between the photosensitive member and the charging member is sufficiently prevented, and the life of the photosensitive member tends to be extended.
[0040]
Further, as the exposure means according to the present invention, an optical system device capable of exposing a light source such as a semiconductor laser, an LED (light emitting diode), a liquid crystal shutter or the like to the surface of the latent electrostatic image bearing member in a desired image-like manner can be mentioned. .
[0041]
Furthermore, in the transfer means according to the present invention, a transfer member having a structure in which an elastic layer containing rubber, elastomer, resin or the like and at least one coating layer are laminated on a conductive support is used. The materials used are polyurethane resin, polyester resin, polystyrene resin, polyolefin resin, polybutadiene resin, polyamide resin, polyvinyl chloride resin, polyethylene resin, fluorine resin, etc. Examples of the resin include those obtained by dispersing and mixing conductive carbon particles, metal powder, and the like.
[0042]
Furthermore, in the present invention, a cleaning process can be performed as shown in FIG. 1 in order to remove the toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier after the transfer process. Examples of the cleaning means used in the present invention include a brush cleaner, a magnetic brush cleaner, an electrostatic brush cleaner, a magnetic roller cleaner, and a blade cleaner.
[0043]
As described above, in the image forming method of the present invention, it is possible to sufficiently speed up the electrophotographic process and to obtain a sufficiently good image quality. The present invention is preferably used in the field of an electrophotographic apparatus for personal users, particularly for which high speed is particularly required.
[0044]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all.
[0045]
Example 1
[0046]
The following materials:
[0047]
Binder resin: Polyester resin (average molecular weight (MP): 5000, THF insoluble matter: 25% by weight, melt index value (MI value): 5.0, acid value: 10.0 mgKOH / g, glass transition temperature (T_g): 59.1 ° C) 46.5 parts by weight
[0048]
Magnetic material: magnetite (trade name: MTH009F, manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) 50.0 parts by weight
[0049]
Additive 1: Polypropylene wax (trade name: P200, manufactured by Mitsui Chemicals) 3.0 parts by weight
[0050]
Additive 2: Polyethylene wax (trade name: PE130, manufactured by Clariant Japan) 0.5 parts by weight
The powder was mixed with a Henschel mixer and further kneaded with an extruder at a set temperature of 140 ° C. After cooling, coarse pulverization was performed, and a pulverized product having a volume average diameter D50 of 6.0 μm was obtained using a pulverizer KTM manufactured by Kawasaki Heavy Industries. Further, this pulverized product was classified with a classifier TC60 manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd., and a classified product having a D50 ratio of 6.4 μm and a particle diameter of 4 μm or less (number conversion) was obtained. Mitsui was charged with 1.1 parts by weight of silicone oil-treated silica (average primary particle size: 12 nm) and 1.0 part by weight of titania treated with silicone oil and decylsilane with respect to 100 parts by weight of the obtained developer classified product. A target developer was obtained by mixing at 660 rpm, a 500 L Henschel mixer manufactured by Miike Co., for 30 minutes.
[0051]
Shape factor ML of the obtained developer²/ A is 143 and the shape factor PM²/ A was 114, and the room temperature aggregation degree was 10.3.
[0052]
Next, in the electrophotographic apparatus (digital copier DocuCentre400 modified machine manufactured by Fuji Xerox) having the configuration shown in FIG.
[0053]
Electrostatic latent image carrier: Organic photoreceptor
[0054]
Peripheral speed of electrostatic latent image carrier: 205 mm / s
[0055]
Peripheral speed ratio of electrostatic latent image carrier to developer carrier: 1: 1.03
[0056]
Distance between electrostatic latent image carrier and developer carrier: 240 μm
[0057]
Development bias (AV): 1.8 kVp-p (frequency: 3.228 kHz)
[0058]
Development bias (DC): -350V
Dark potential (V_high): -470V
Light potential (V_low): -100V
Toner layer forming blade: urethane rubber (linear pressure: 0.45 N / cm)
[0059]
Test environment: Low temperature and low humidity environment (10 ° C, 15% RH) and high temperature and high humidity environment (28 ° C, 85% RH)
A print test was conducted to evaluate image density, fogging, toner trailing edge scattering, and developer transport amount. The obtained results are shown in Table 1. The image density was measured using an X-rite densitometer. Further, fog evaluation and image trailing edge scattering (toner trailing edge scattering) are determined by visual observation as follows:
[0060]
○: No fogging or image trailing edge scattering was observed
[0061]
Δ: Some fogging or scattering at the rear end of the image was observed, but acceptable in practice.
[0062]
X: Fog or scattering at the rear end of the image was noticeable and was not acceptable in practice.
Judgment based on. Further, the transport amount means a toner transport amount per unit area in which the developer is transported to the developer carrier.
[0063]
Example 2
[0064]
A developer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of the silicone oil-treated silica was 0.7% by weight. Obtained shape factor ML²/ A is 143 and the shape factor PM²/ A was 114, and the room temperature aggregation degree was 13.6.
[0065]
Next, a print test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the above developer was used. The results are shown in Table 1.
[0066]
Example 3
[0067]
A developer was prepared in the same manner as in Example 2 except that the classifier was classified from TC60 using an elbow jet (hereinafter simply referred to as “elbow jet”) manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd. As for the particle size distribution of the developer obtained, D50 is 6.2 μm, the ratio (number conversion) of those having a particle size of 4 μm or less is 12%, and the shape factor ML²/ A is 151 and the shape factor PM²/ A was 120, and the room temperature aggregation degree was 19.6.
[0068]
Next, a print test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the above developer was used. The obtained results are shown in Table 1.
[0069]
Example 4
[0070]
The pulverized product after heat kneading and coarse pulverization obtained in the same manner as in Example 1 was pulverized using an Alpine-based airflow pulverizer AFG (hereinafter referred to as AFG), and a pulverized product having a D50 of 5.9 μm. Got. Furthermore, using an elbow jet, a classified product having a D50 of 6.2 μm and a ratio (number conversion) of particles having a particle size of 4 μm was obtained. The shape factor of the classified product at this time is ML²/ A is 161, PM²/ A was 127.
[0071]
About the said classified product, the hot air of 100 degreeC was applied for 1 hour using the hot air processing machine, and the spheroidization process which removes the unevenness | corrugation of the surface was performed. For the classified product after the spheroidization treatment, silica oil-treated silica (average primary particle size: 12 nm) and titania treated with silicone oil and decylsilane were added in the same manner as in Example 2 to obtain the intended developer. Obtained. Shape factor ML of the obtained developer²/ A is 141 and the shape factor PM²/ A was 112, and the room temperature aggregation degree was 8.3.
[0072]
Next, a print test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the above developer was used. The obtained results are shown in Table 1.
[0073]
Comparative Example 1
[0074]
A developer was prepared in the same manner as in Example 4 except that the spheroidizing treatment by a hot air processor was not performed and 1.1% of silicone oil-treated silica was added. Shape factor ML of the obtained developer²/ A is 161 and the shape factor PM²/ A was 127, and the room temperature aggregation degree was 26.4.
[0075]
Next, a print test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the above developer was used. The obtained results are shown in Table 1.
[0076]
Comparative Example 2
[0077]
A developer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of the silicone oil-treated silica was 2.1%. Shape factor ML of the obtained developer²/ A is 144 and the shape factor PM²/ A was 114, and the room temperature aggregation degree was 7.2.
Next, a print test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the above developer was used. The obtained results are shown in Table 1.
[0078]
Comparative Example 3
[0079]
A developer was prepared in the same manner as in Example 3 except that the amount of silica oil-treated silica was 0.4%. As for the particle size distribution of the developer obtained, D50 is 6.2 μm, the proportion of particles having a particle size of 4 μm or less (number conversion) is 12%, and the shape factor ML²/ A is 151 and the shape factor PM²/ A was 120, and the room temperature aggregation degree was 21.2.
[0080]
Next, a print test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the above developer was used. The obtained results are shown in Table 1.
[Table 1]

[0081]
As shown in Table 1, in Examples 1 to 4, image defects such as fogging and toner trailing edge scattering are sufficiently prevented in both low temperature and low humidity environments and high temperature and high humidity environments. The process was sufficiently accelerated and sufficiently good image quality could be obtained.
[0082]
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, image defects such as a decrease in image density, fogging, and toner trailing edge scattering occur in both a low temperature and low humidity environment and a high temperature and high humidity environment, and good image quality is obtained. I couldn't.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming method of the present invention, the occurrence of image defects such as toner trailing edge scattering is sufficiently prevented even when the process speed is high, and the electrophotographic process is sufficiently accelerated. In addition, a sufficiently good image quality can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrophotographic apparatus used in an image forming method of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrophotographic photosensitive member, 2 ... Charging member, 3 ... Image input means, 4 ... Developing means, 5 ... Transfer means, 6 ... Image fixing means, 7 ... Cleaning means, 9 ... Support.

Claims

静電潜像担持体の回転過程において、
前記静電潜像担持体を帯電させる帯電工程と、
前記静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光工程と、
現像剤担持体に当接した層形成ブレードにより現像剤を前記現像剤担持体上に層状に配置し、交流電界下で前記現像剤を用いて前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を転写体に転写する転写工程と、
前記転写体に転写された前記トナー像を定着させる定着工程と
を含む画像形成方法であって、
前記静電潜像担持体の周速度が２００ｍｍ／ｓ以上であり、
前記現像剤担持体の外径が２０ｍｍ以下であり、
前記現像剤として、結着樹脂、磁性体及び外添剤としてのシリカ微粒子を含有し、形状係数ＭＬ²／Ａが１４０〜１５５であり、且つ常温凝集度が８〜２０である磁性一成分現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。In the rotation process of the electrostatic latent image carrier,
A charging step of charging the electrostatic latent image carrier;
Exposing the electrostatic latent image carrier to form an electrostatic latent image; and
A developer is arranged in layers on the developer carrier by means of a layer forming blade in contact with the developer carrier, and the electrostatic latent image is developed with the developer under an alternating electric field to form a toner image. A development process to
A transfer step of transferring the toner image to a transfer member;
A fixing step of fixing the toner image transferred to the transfer body,
The peripheral speed of the electrostatic latent image carrier is 200 mm / s or more,
The outer diameter of the developer carrier is 20 mm or less,
Magnetic one-component development containing a binder resin, a magnetic substance, and silica fine particles as an external additive as the developer, a shape factor ML ² / A of 140 to 155, and a normal temperature aggregation degree of 8 to 20 An image forming method using an agent.