JPH04179965A - 現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ′　［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷の如き画像形
成法に於ける静電荷像を可視化するための現像剤及び画
像形成方法に関する。

さらに詳しくは外部より電圧を印加した帯電部材を被帯
電部材に接触させて帯電を行う帯電工程を有する電子写
真法に用いられる現像剤及び画像形成方法に関する。

［従来の技術］ 従来、電子写真装置等における帯電手段としてコロナ放
電器が知られている。しかし、コロナ放電器は高電圧を
印加しなければならない、オゾンの発生量が多い等の問
題点を有している。

そこで、最近ではコロナ放電器を利用しないで接触帯電
手段を利用することが検討されている。

具体的には帯電部材である導電性ローラに電圧を印加し
てローラを被帯電体である感光体に接触させて感光体表
面を所定の電位に帯電させるものである。このような接
触帯電手段を用いればコロナ放電器と比較して低電圧化
がはかれ、オゾン発生量も減少する。

例えば、特公昭５０−１３６６１号公報においては、芯
金にナイロン又はポリウレタンゴムからなる導電体を被
覆したローラを使うことによって感光紙を荷電する時に
低電圧印加を可能にしている。

しかしながら、上記従来例において、芯金にナイロンを
被覆した時ゴム等の弾性がないので被帯電体と十分な接
触を保つことができず、ｉｔ不良を起こしてしまう。一
方、芯金にポリウレタンゴムを被覆すると、ゴム系材料
に含浸している軟化剤がしみ出てきて被帯電体に感光体
を使用すると等電部材が当接部において感光体停止時に
感光体に固着する、あるいはその領域が画像ボケを生じ
るという問題点があった。また、帯電部材のゴム系材料
中の軟化剤がしみ出てきて感光体表面に付着すると、感
光体が低抵抗化して画像流れが起きてひどい時には使用
不能となったり感光体表面に残留したトナーが帯電部材
の表面に付着し、フィルミング現象が発生することがあ
った。そして、帯電部材表面に多量の現像剤が固着する
と帯電部材表面が絶縁化しＩＦ電電材材帯電能力が失わ
れ感光体表面の帯電が不均一となり、画像に影響が出て
しまう。

これは帯電部材により強く感光体表面に押し付けられる
為、帯電部材や被帯電体表面への残留現像剤の固着さら
には、傷や削れが起きやすくなるためである。

本発明に係る画像形成方法では、帯電部材に直流電圧も
しくは直流電圧に交流電圧を重畳したものを印加して用
いているが、この際、帯電部材と感光体ドラムの接触部
分周辺では、特に粒子径が小さく、重量の軽い残留現像
剤の異常な帯電や飛翔運動の反復が繰り返され、この為
帯電部材や感光体ドラム表面への残留現像剤の静電吸着
や埋め込みが行われ易い状況に在り、従来のコロナ放電
器による非接触帯電手段を用いる場合と非常に異なる。

一方、近年、小型で安価なパーソナルユースの複写機や
レーザープリンター等が出現し、これらの小型機に於い
ては、メンテナンスフリーの立場から、感光体、現像器
、クリーニング装置等を一体化したカートリッジ方式が
用いられ、現像剤としても現像器の構造を簡単にできる
ことから磁性−成分系現像剤を使用することが望まれる
。

このような現像剤は、現像剤自体の研磨効果が強く、感
光体として有機光導電体（ｏｐｃ）等の表面硬度の低い
感光体への圧接が行われる様な画像形成工程において、
特に無機微粉体を外添した現像剤では圧接部材及び感光
体表面を削ることによる白ヌケ現象、圧接部材及び感光
体に傷を付けてしまうことによる現像剤の融着、フィル
ミング等の感光体汚染が生じ易く、はなはだしい場合に
は画像欠損を生じてしまう。

この問題は上記帯電部材の如き、感光体表面に所定の当
接圧をもって接触している当接部材を用いている場合に
顕著に現われる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は感光体上に現像剤融着を生じさせず、高
濃度でカブリのない画像の得られる現像剤及び画像形成
方法の提供にある。

更に詳しくは、接触帯電装置を現像剤で汚染しにくくま
た汚染したとしても帯電ムラを生じない現像剤及び接触
ｆ’！工程と本発明の現像剤を現像する現像工程とを有
する画像形成方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は現像剤
粒子中に示差熱分析装置によって測定されたガラス転穆
点（Ｔｇ）が４０〜９０℃である熱可塑性シリコーンレ
ジンと結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有することを
特徴とする現像剤に関し、 また帯電部材を被帯電体に接触させて、外部より電圧を
印加し帯電を行なう工程と、前記現像剤を用いた現像工
程を有する画像形成方法に関する。

本発明において熱可塑性シリコーンレジンは示差熱分析
装置（ＤＳＣ測定装置）、ＤＳＣ−７（パーキンエルマ
ー社製）を用いてＡＳＴＭＤ３４１８−８２法に準じ測
定したガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃〜９０℃であるこ
とが必要である。

熱可塑性シリコーンレジンのＴｇが４０℃より低いと現
像剤粒子中への分散が悪くカブリ画像を生じやすく流動
性も悪化する傾向がある。Ｔｇが９０℃より高いと感光
体融着の防止効果が小さい。

現像剤中に含まれる熱可塑性シリコーンレジンの量は現
像剤の結着樹脂１００１ｉ量部に対し０．０５〜２０重
量部好ましくは０．１〜１０重量部であり、２０重量部
をこえると着色剤、帯電制御剤の分散が悪化する。

また本発明に係る熱可塑性シリコーンレジンのホットプ
レート上の顕微鏡観察による軟化点は現像剤粒子中への
分散性、感光体融着の防止効果の観点から７０℃〜１５
０℃が好ましい。

本発明の熱可塑性シリコーンレジンが有する有機基はア
ルキル基、アリール基、変成アルキル基、変成アリール
基から選ばれる１種以上（Ａ）と、フェニル基、変成フ
ェニル基から選ばれる１種以上（Ｂ）とを有することが
現像剤の結着樹脂と比較的親和性のある熱可塑性シリコ
ーンレジンを得るのに好ましい。またケイ素原子に対す
る有機基数がＡ＜Ｂであることがより好ましい。

また本発明の現像剤表面に疎水性無機微粉末を外添混合
することは本発明の好ましい形態の１つであり、さらに
は無機微粉体がケイ酸微粉体であることが好ましい。

本発明に用いられるケイ酸微粉体は、ケイ素ハロゲン化
合物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又は
ヒユームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス
等から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能
であるが表面及びケイ酸微粉体の内部にあるシラノール
基が少なく、又Ｎａ２　ｏ、ｓｏ、’−等の製造残漬の
ない乾式シリカの方が好ましい。

又、乾式シリカにおいては製造工程において例えば、塩
化アルミニウム又は、塩化チタンなど他の金属ハロゲン
化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いる事によって
シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得る事も可能で
あり、それらも包含する。　　　　・ その粒径は平均の一次粒径として、０．００１〜２μの
範囲内である事が望ましく、特に好ましくは、０．００
２〜０．２μの範囲内のシリカ微粉体を使用するのが良
い。

本発明に係る現像剤の結着樹脂としては、ポリスチレン
、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の
単重合体；スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−
ビニルトルエン共重合体。

スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アク
リル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共
重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル
酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタアク
リル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチ
ル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体
。

スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体
、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン
−ビニルエチルエーテル共重合体。

スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−１
タジ工ン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体、ス
チレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エ
ステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチル
メタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブ
チラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン。

テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭
化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、
カルナバワックスなどが単独或いは混合して使用できる
。

本発明に係る現像剤の着色剤料としては、従来公知のカ
ーボンブラック、銅フタロシアニン、鉄黒などが使用で
きる。

′また本発明の現像剤は磁性トナーであることが好まし
い。磁性トナーに含有される磁性微粒子としては、磁場
の中に置かれて磁化される物質が用いられ、鉄、コバル
ト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末、もしくはマグネ
タイト、γ−Ｆｅ２０．．フェライトなどの合金や化合
物が使用できる。

これらの磁性微粒子は窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積
が好ましくは１〜２ｏｍ”／ｇ、特に２．５〜１２ｍ２
／ｇ１さらにモース硬度が５〜７の磁性粉が好ましい。

この磁性粉の含有量は現像剤重量に対して１０〜７０重
量％が良い。

また、本発明の現像剤は負荷電性が好ましく必要に応じ
て荷電制御剤を含有しても良く、モノアゾ染料の金属錯
塩、サリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリ
チル酸またはナフトエ酸の金属錯塩等の負荷電制御剤が
用いられる。さらに本発明に係る現像剤は体積固有抵抗
が１０１０Ω・ａｍ以上、特に１０″Ω・ｃｍ以上であ
るのがトリボ電荷及び静電転写性の点で好ましい。ここ
で言う体積固有抵抗は、現像剤を１００ｋｇ／ａｍ”の
圧で成型し、これにｔｏＯＶ／ｃｍの電界を印加して、
印加後１分を経た後の電流値から換算した値として定義
される。

本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない限りに
おいて、さらに他の添加剤例えば定着助剤（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）、あ
るいは導電性付与剤として酸化スズの如き金属酸化物等
を加えても良い。

本発明の現像剤の製造にあたっては、熱ロール、ニーダ
−、エクストルーダー等の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、分級によって得る方法
、あるいは結着樹脂溶液中に材料を分散した後、噴露乾
燥することにより得る方法、あるいは、結着樹脂を構成
すべき車　　、量体に所定材料を混合して乳化懸濁液と
した後に重合させて現像剤を得る重合法等、それぞれの
方法が応用出来る。

以下、本発明の現像剤及び画像形成方法に通用可能な本
発明の接触帯電工程について具体的に説明する。

第１図は、本発明の画像形成方法に使用できる接触帯電
装置の一例を示す概略構成図である。１は被帯電体であ
る感光体ドラムであり、アルミニウム製のドラム基体１
ａの外周面に感光体層である有機光導電体（ｏｐｃ）ｉ
ｂを形成してなるもので矢印方向に所定の速度で回転す
る。本装置において、感光体ドラム１は外径３０ｍｍφ
である。２は上記感光体ドラム１に所定圧力をもって接
触させた帯電部材である帯電ローラーであり、金属芯金
２ａに導電性ゴム層２ｂを設け、更にその周面に離型性
被膜である表面層２Ｃを設けた。

本装置の表面層は、離型性被膜であり、離型性被膜を設
けることは本発明に係る現像剤及び画像形成方法とのマ
ツチング上好ましい。但し離型性被膜は、抵抗が大きす
ぎると感光体ドラム１が帯電されず、抵抗が小さすぎる
と感光体ドラム１に大きな電圧がかかり過ぎ、ドラムの
損傷、ピンホールの発生が起こるので適度な抵抗、即ち
体積抵抗率１０’〜１０１４Ωｍが良く、この時の離型
性被膜の厚さは３．０μｍ以内が好ましい。また、被膜
の厚さの下限は被膜のハガレ、メクレがなければ良く５
μｍくらいと考えられる。

本装置では帯電ローラー２の外径は１２ｍｍφであり、
導電ゴム層２ｂはＥＰＤＭ、表面層２Ｃには厚み１０μ
ｍのナイロン系樹脂を用いた。帯電ローラー２の硬度は
５４．５°　（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）とした。Ｅはこの帯電
ローラー２に電圧を印加する電源部で所定の電圧を帯電
ローラー２の芯金２８に供給する。第１図においてＥは
直流電圧を示しているが、直流電圧に交流電圧を重畳し
たものが好ましい。

この場合の好ましいプロセス条件を下記に示す。

当接圧　　　５〜５００　ｇ　／　ｃ　ｍ交流電圧　　
０．５〜５ＫＶ、ｐ 交流周波数　５０〜３０００Ｈ２ 直流電圧　　−２００〜−９００ｖ 第２図は接触帯電装置の他の例を示す概略構成図である
。前述第１図の装置と共通部材には同一の符号を付して
再度の説明は省略する。

本装置の接触帯電部材２°は感光体ドラム１に所定圧力
をもって順方向に当接させたブレード状のものであり、
このブレード２°は電圧が供給される金属支持部材２°
　ａに導電性ゴム２’　ｂか支持され、感光体ドラム１
との当接部分には、離型性被膜となる表面層２’　ｃが
設けられている。表面層２°　Ｃとしては厚み１０μｍ
のナイロンを用いた。この実施例によれば、ブレードと
感光体ドラムとの接着といった不具合いもなく第１図の
装置と同様の作用効果がある。

上記二つの例では帯電部材としてローラー状、ブレード
状のものを使ったが、これに限るものでなく、他の形状
についても本発明を実施することができる。

また、帯電部材が導電ゴム層と離型性被膜から構成され
ているが、それに限らず、導電ゴム層と動型性被膜表層
間に感光体へのリーク防止のために高抵抗層、例えば環
境変動の小さいヒドリンゴム層を形成すると良い。

また、離型性被膜としてナイロン系樹脂の代りにＰＶＤ
Ｆ　（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビ
ニリデン）を用いても良い。感光体としては、アモルフ
ァスシリコン、セレン、ＺｎＯ等でも使用可能である。

特に、感光体にアモルファスシリコンを用いた場合、他
のものを使用した場合に比べて、導電ゴム層の軟化剤が
感光体に少しでも付着すると、画像流れはひどくなるの
で導電ゴム層の外側に絶縁性被膜したことによる効果は
犬となる。

又、クリーニング工程については、一般に現像剤像転写
後の感光ドラムはクリーナーのブレードやローラの如き
クリーニング部材により転写残り現像割分やその他の汚
染物の拭掃除去を受けて清浄面化され繰り返して像形成
に供される。

又、係るクリーニング工程を、電子写真法に関わる、帯
電工程や現像工程、或いは、転写工程の中で同時に行う
ことも可能である。

本発明は潜像担体の表面が有機化合物である画像形成装
置に対し特に有効である。有機化合物が表面層を形成し
ている場合、現像剤中に含まれる結着樹脂との接着性が
良く、特に同質の材料を用いた場合、接点に於いては化
学的な結合が生じ、現像剤融着を促進するためである。

潜像担体の表面物質としては、シリコーン樹脂、塩化ビ
ニリデン、エチレン−塩ビ、スチレン−アクリロニトリ
ル、スチレン−メチルメタクリレート、スチレン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が挙げら
れるが、これらに限定されることはなく、他の千ツマー
或いは、例示樹脂間での共重合、ブレンド等も使用する
事ができる。

本発明は、潜像担体の直径が５０ｍｍ以下の画像形成装
置に対し特に有効である。小径ドラムの場合、同一の線
圧にしても曲率が大きい為、当接部に於いて圧力の集中
が起りやすい為である。

ベルト感光体でも同一の現象があると考えられ、転写部
での曲率半径２５ｍｍ以下の画像形成装置に対しても有
効である。

［実施例］ 以上本発明の基本的な構成と特色について述べたが以下
実施例にもとづいて具体的に本発明について説明する。

しかしながら、これによって本発明の実施の態様がなん
ら限定されるものではない。実施例中の部数は重量部で
ある。

実施例１ 上記混合物を、１２０℃に加熱された２軸エクストルー
ダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗
粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた
微粉砕粉を風力分級して、体積平均粒径１２μｍの磁性
粒子分級粉（Ｔｇ６０℃）を得た。

この分級粉にシリカ微粉末を０．−３重量％加えて、ヘ
ンシェルミキサーで混合し現像剤（’Ｉ）を得た。

次に、現像剤（Ｉ）を第１図に示す接触帯電装置を有す
る画像形成装置（キャノン族ＬＢＰ−８ＩＩ改造機）を
用い、帯電装置に直流電圧と交流電圧（１５０Ｈｚ、１
５００Ｖｐｐ）を印加し４枚（Ａ４）／分のプリント速
度で連続して反転現像方式で現像剤画像を形成する実写
テストを常温常温（２５℃、６０％ＲＨ）で行い、プリ
ントアウト画像を評価した。又、同時に帯電部材（ロー
ラー型）及び感光ドラム表面の様子を観察し、ベタ黒画
像で融着を評価した。

第１表に評価結果を示す。

但し評価は以下の基準で行なった。

カブリ ○・・・はとんどない Δ・・・カブっているが実用可 ×・・・実用不可 感光体融着（Ａ４ペタ黒画像の白ポチの数で評価）Ｏ・
・・全く融着しない Ｏ△・・・Ａ４ベタ黒中に１〜３点の融着△　・・・Ａ
４ペタ黒中に３〜１０点の融着×　・・・Ａ４ベタ黒中
に１０点以上の融着実施例２ シリコーンレジン■のかわりにシリコーンレジンＩＩ（
７ｇ８０℃）１部を用いる以外は実施例１と同様に行な
い現像剤（ＩＩ　）を作成し評価した。

評価結果を第１表に示す。

実施例３ シリコーンレジンＩの量を５部とした以外は実施例１と
同様に行ない現像剤（ＩＩＩ）を作成し、第２図のブレ
ード型帯電部材を用いて評価した。

評価結果を第１表に示す。

比較例１ シリコーンレジンＩを用いない以外は実施例１と同様に
行ない現像剤（ｒＶ）を作成し評価した。

評価結果を第１表に示す。

比較例２ シリコーンレジン■のかわりにシリコーンレジンＩＩＩ
（Ｔｇ＝３０℃）を用いる以外は実施例１と同様に行な
い現像剤（Ｖ）を作成し評価した。

評価結果を第１表に示す。

第１表 ［発明の効果］ 本発明によれば、現像剤粒子中に、特定のシリコーンレ
ジンを含有させることで感光体表面を保護する働きがあ
り、現像剤融着やカブリの生じない高品質の画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の画像形成方法に使用する接触
帯電装置の概略を示した説明図である。 １・・・感光体ドラム　　　２．２’−・・帯電部材Ｅ
・・・電源 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　示差熱分析装置によって測定されたガラス転移点（
   Ｔｇ）が４０〜９０℃である熱可塑性シリコーンレジン
   と結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有することを特徴
   とする現像剤。 ２　シリコーンレジンが有機置換基としてアルキル基、
   アリール基、変成アルキル基、変成アリール基の中から
   選ばれる１種以上の置換基とフェニル基、変成フェニル
   基の中から選ばれる１種以上の置換基を有することを特
   徴とする請求項第１項記載の現像剤。 ３（１）帯電部材を被帯電体に接触させて、外部より電
   圧を印加し帯電を行なう帯電工程と、 （２）示差熱分析装置によって測定されたガラス転移点
   （Ｔｇ）が４０〜９０℃である熱可塑性シリコーンレジ
   ンと結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する現像剤を
   用いる現像工程とを有することを特徴とする画像形成方
   法。