JP3604573B2 - 金属トナー用乾式現像方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導体パターンを形成するための金属トナー（以下、導体パターン形成用金属トナーと称する場合がある。）の乾式現像方法に関する。
より詳しくは、画像特性に優れた導体パターンを安定して形成することが可能な金属トナーの乾式現像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層コンデンサにおける導体パターン（電極）を形成するのに、スクリーン印刷法が用いられており、具体的には、スクリーン印刷機を用いて、所定の金属粒子を含んだペーストを、セラミック粉末と有機結合剤とからなるセラミックグリーンシート上に塗布していた。
しかしながら、このようなスクリーン印刷法を用いた形成方法では、連続処理することが困難であり、導体パターンの生産性（生産効率）が低いという問題点が見られた。また、スクリーン印刷法においては、メッシュ状の網をスクリーンとして使用するため、いわゆるスクリーンだれが生じ、印刷精度が低下したり、微細な導体パターンを形成することが困難であるという問題も見られた。
【０００３】
そこで、このような問題点を解決するために、特開昭５９−１８９６１７号公報、特開昭５９−２０２６８２号公報、特開昭６０−１３７８８６号公報および特開昭６０−１６０６９０号公報には、電子写真法（乾式現像装置）を用いて、導電性粒子の周囲を絶縁性樹脂で被覆した金属トナー（現像剤）をセラミックシート上に印刷する導体パターンの形成方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、従来の導体パターンの形成方法においては、使用する金属トナー（現像剤）の比重が一般の有機トナーと比較して１．５〜２０倍も重く、乾式現像装置内において安定して搬送することが困難であり、また、膜厚規制部材を磨耗しやすく、微細な導体パターンを安定して形成することが困難であった。また、形成された導体パターンにおいてエッジが滲み、画像特性（シャープ性）に乏しかったり、画像濃度が低い（導体抵抗が高い）という問題も見られた。
【０００５】
一方、金属トナーを対象としていないが、有機トナーについて優れた画像特性を得るための電子写真法を用いた乾式現像装置が、特開平９−１８５２４７号公報や特開昭６０−１３０７６８号公報に開示されている。
特開平９−１８５２４７号公報に開示された乾式現像装置によれば、現像ローラと、感光体ドラムとの間でトナーを現像するに際して、いわゆるジャンピング方式（飛翔方式）を用いているため、比重の重い金属トナーに適用した場合に、金属トナーを安定して飛翔させることが困難であり、事実上、導体パターンを形成することが不可能であった。
【０００６】
また、特開昭６０−１３０７６８号公報に開示された乾式現像装置によれば、感光体ドラムを現像するに際して、現像ローラを用いた接触現像方式を採用しているため、比重の重い金属トナーであっても現像すること自体は可能であったが、画像特性に優れた導体パターンを安定して形成することは困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の発明者らは、従来の問題点を鋭意検討したところ、使用する金属トナーの平均粒子径がばらつくとともに、このように比重の重い金属トナーを現像する際の現像ローラと感光体ドラムとの間の接触状態が不十分であることに起因していることを見出した。
すなわち、本発明の発明者らは、使用する金属トナーの平均粒子径を一定範囲内に制限するとともに、金属トナーを現像する際の現像ローラと感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を制限することにより、さらには、現像ローラ上の金属トナーからなる薄層の厚さ等を制限することにより、画像特性（シャープ性や画像濃度）に優れた、微細な導体パターンを安定して形成することができることを見出し、本発明を完成させたものである。
よって、本発明の目的は、画像特性に優れ、微細な導体パターンを安定して形成することができる電子写真方式を用いた金属トナー用乾式現像方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも筒状の磁性搬送部材と、現像ローラと、感光体ドラムとを順次に具備した乾式現像装置を用いた乾式現像方法において、２〜２０μｍの範囲内の平均粒子径を有する金属粒子または金属酸化物粒子の表面に酸化防止又は密着用表面処理を施し、該表面処理を施した表面に、該金属粒子または金属酸化物粒子の平均粒子径の１／１０００〜１／１０の大きさを有する帯電性材料が埋設された、０．０１〜３μｍの範囲内の厚さを有する絶縁性樹脂を被覆した平均粒子径が２．３〜２０．４μｍの範囲内の値である金属トナー、及び４０〜１２０μｍの平均粒子径を有する磁性キャリアを含んだ現像剤を用いて接触現像するとともに、前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を１〜６ｍｍの範囲内の値とすることを特徴とする。このように金属トナーの平均粒子径を一定範囲内に制限することにより、比重の重い金属トナーであっても、安定して搬送および現像をすることができる。そして、このように磁性搬送部材と現像ローラとを組み合わせ、さらに、金属トナーを現像する際の現像ローラと感光体ドラムとの間の接触状態を接触ニップ幅により制限することにより、微細な導体パターンに対応した優れた金属トナーによる画像特性（シャープ性や画像濃度）が得られ、結果として微細な導体パターンを安定してセラミック基板上に形成することができる。
【０００９】
なお、現像ローラと感光体ドラムとの接触ニップ幅は、例えば、圧力印字紙を通過させることにより確認することができる。すなわち、圧力印字紙において圧力が負荷された箇所が発色するので、その発色箇所の長さを測定することにより、接触ニップ幅を算出することができる。
また、本発明に使用する金属トナーにおいて、金属粒子または金属酸化物粒子というときは、それぞれを単独で使用しても良く、あるいは組み合わせて使用しても良い。したがって、以下、金属粒子または金属酸化物粒子を、金属粒子等と省略する場合がある。ただし、導体パターンを形成したときに、より均一な導体抵抗が得られることから、金属粒子または金属酸化物粒子は、単核粒子として使用することが好ましい。したがって、この場合、個々の金属粒子または金属酸化物粒子の表面を、絶縁性樹脂により被覆することになる。
【００１０】
また、本発明を実施するにあたり、現像ローラ上に、１０〜５０μｍの範囲内の厚さを有る金属トナーの薄層を形成した後に、感光体ドラムに対して金属トナーを接触現像することが好ましい。
現像するにあたり、磁性搬送部材と現像ローラとを組み合わせて使用するだけでなく、現像ローラ上の金属トナーからなる薄層の厚さをこのような範囲に制御することにより、金属トナーをさらに安定して搬送および現像をすることができる。
【００１１】
また、本発明を実施するにあたり、現像ローラ上の金属トナーにおける薄層の厚さを、磁性搬送部材に設けた機械的層厚規制手段および磁性搬送部材と現像ローラとの間の電界強度、あるいはいずれか一方により調整あるいは変更することが好ましい。
このような手段あるいは方法を採用することにより、金属トナーからなる薄層の厚さを容易に調整あるいは変更することができる。なお、現像ローラ上の薄層の厚さを、間接的に調整しているのは、例えば、現像ローラに機械的層厚規制手段を設けて、厚さを直接的に調整しようとすると、当該機械的層厚規制手段に金属トナーが付着して、却って厚さの調整が困難となる傾向があるためである。
【００１２】
また、本発明を実施するにあたり、現像ローラ上の金属トナーにおける薄層の厚さを、感光体ドラムへの現像時と非現像時とで異ならせることが好ましい。
このように実施すると、現像ローラ上の金属トナーを常にリフレッシュさせる（新しい金属トナーと置き換える）ことができ、いわゆるチャージアップを有効に防止することができる。
【００１３】
また、本発明を実施するにあたり、磁性搬送部材と、現像ローラとの間の距離を、０．２〜２．０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
磁性搬送部材と現像ローラとの間隔をこのような距離に制御することにより、金属トナーをより容易に搬送し、現像ローラ上に金属トナーからなる所定厚さの薄層を容易に形成することができる。
【００１４】
また、本発明を実施するにあたり、感光体ドラムに対する現像ローラの線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることが好ましい。
このように現像ローラの線速を、感光体ドラムの線速に対して一定範囲内の値に制御することにより、金属トナーをさらに安定して搬送および現像することができる。
【００１５】
また、本発明を実施するにあたり、磁性搬送部材が、磁石集成体を内包した導電性非磁性スリーブから構成されており、かつ、現像ローラに対する磁性搬送部材の線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることが好ましい。
このように特定の磁性搬送部材を使用するとともに、磁性搬送部材の線速を、現像ローラの線速に対して一定範囲内の値に制御することにより、金属トナーをさらに安定して搬送することができる。
【００１６】
また、本発明を実施するにあたり、現像ローラとして、ＮＢＲゴム、ウレタンゴム、またはシリコンゴムからなる弾性体現像ローラを使用することが好ましい。
これらの材料からなる現像ローラは適度な硬さを有する一方で、耐クリープ性に優れており、長期間にわたって安定して金属トナーを現像することができ。しかも、現像ローラと感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を比較的長く設定しても、現像ローラが変形する傾向が少ない。
【００１７】
また、本発明を実施するにあたり、現像剤が、４０〜１２０μｍの平均粒子径を有する磁性キャリアを含むことが好ましい。
このように特定範囲の平均粒子径を有する磁性キャリアを含んで二成分現像とすることにより、現像電位を低下させることができる。また、現像ローラや感光体ドラムの耐久性を著しく向上させることができ、さらには、現像ローラに対してクリーニング部材を設ける必要もなくなる。
【００１８】
また、本発明を実施するにあたり、金属トナーに使用する金属粒子または金属酸化物粒子の球状度を０．５以上の値とすることが好ましい。
このように金属粒子または金属酸化物粒子の球状度を制限することにより、金属トナーの粒度分布を狭くすることができる。したがって、現像性を向上させることができ、滲みが少ない、シャープな画像特性の導体パターンを得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明における導体パターンを形成するための金属トナーを現像するのに適した乾式現像方法についての実施形態を、図１〜３を参照しつつ、具体的に説明する。すなわち、本発明の実施形態は、図１〜３に示すような乾式現像装置１０を用いて金属トナー４を接触現像する乾式現像方法であり、現像剤として、所定範囲内の平均粒子径を有する金属トナー４を使用し、かつ、現像ローラ３０と感光体ドラム７との間の接触ニップ幅を所定範囲内の値としてある。
なお、図１は、乾式現像方法により感光体ドラム７に現像された金属トナー４をセラミックグリーンシート１３に対して転写する様子を示す概略図であり、図２は、乾式現像方法に使用する乾式現像装置１０の部分断面図であり、図３は、感光体ドラム７に現像されるまでの金属トナー４の状態を示す説明図である。
【００２０】
（１）金属トナー
（金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子）
金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子の種類は特に制限されるものではないが、例えば、好ましい金属粒子として、銅、タングステン、ニッケル、銀等が挙げられる。また、好ましい金属酸化物粒子として、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、ルテニウム酸鉛（Ｐｂ２Ｒｕ２Ｏ７−ｎ、ｎはＰｂおよびＲｕの価数の合計値）、酸化銅、酸化銀、酸化錫、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等が挙げられる。これらの金属粒子あるいは金属酸化物から得られた導体パターンは、導体抵抗が低く、パターン精度に優れているという特徴がある。
【００２１】
また、好ましい金属粒子の種類として、湿式法により製造された金属粒子が挙げられる。湿式法により製造された金属粒子は、粒度分布が狭く、その表面に均一な厚さを有する絶縁性樹脂層や帯電付与層を形成することができる。したがって、得られる金属トナーの粒度分布を狭くすることができ、結果として、安定して搬送や現像を行うことができ、滲みの少ないシャープな導体パターンの画像特性を得ることができる。
【００２２】
ここで、湿式法は、乾式法と対比される製法であり、金属粒子を製造するのに水あるいは有機溶媒を使用することを特徴としている。したがって、水あるいは有機溶媒を使用して製造された金属粒子であれば、その種類は特に制限されるものではないが、例えば、アトマイズ法や沈殿析出法により得られた金属粒子がより好ましい。これらの方法で製造された金属粒子は、特に粒度分布が狭く、球状度も高いという特徴がある。
なお、アトマイズ法とは、金属を液滴化後、水中等に噴霧することにより、物理的に微細な粒子とする方法であり、一方、沈殿析出法は、水中等において無機金属溶液から微細な金属粒子を化学的に析出させる方法である。
【００２３】
また、好ましい金属粒子または金属酸化物粒子として、体積換算の粒度分布において、金属粒子または金属酸化物粒子の７０〜１００ｖｏｌ％が、平均粒子径±平均粒子径の４０％の範囲内であるものが好ましく、平均粒子径±平均粒子径の３０％の範囲内であるものがより好ましい。この理由は、このような種類の金属粒子等を使用することにより、安定して搬送や現像を行うことができ、シャープな導体パターンの画像特性を得ることができる。
【００２４】
（金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子の球状度）
次に、金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子の球状度について説明する。金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子を選択するにあたり、金属粒子および金属酸化物粒子の球状度を０．５（−）以上の値、より好ましくは、０．７（−）以上の値とすることが好ましい。この理由は、金属粒子および金属酸化物粒子の球状度が０．５（−）未満となると、絶縁性樹脂層や帯電性付与層の厚さの均一性が乏しくなり、さらには安定して搬送や現像を行うことが困難となる傾向があるためである。
なお、球状度は、顕微鏡写真における粒子面積から求められる粒子直径（Ｄａ）を、同様に粒子周長から求められる粒子直径（Ｄｓ）で徐した比（Ｄａ／Ｄｓ）で表される。したがって、例えば、金属粒子が真球の場合には、球状度は１となる。
【００２５】
（金属粒子および金属酸化物粒子の表面処理）
また、金属粒子等の酸化を有効に抑制し、かつ金属粒子等と帯電容易な絶縁性樹脂との密着力を向上させることができることから、金属粒子または金属酸化物粒子の表面を、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、チタンカップリング剤、シランカップリング剤およびアルミニウムカップリング剤からなる群から選択される少なくとも一つの表面処理剤で予め処理することが好ましい。
【００２６】
また、表面処理剤の使用量についても特に制限されるものではないが、例えば、金属粒子等１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部の範囲内の値とすることが好ましく、０．１〜１０重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、０．５〜５重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、表面処理剤の使用量が０．０１重量部未満となると、酸化防止効果や密着力向上効果が確実に得られない傾向があり、一方、２０重量部を超えると、逆に帯電容易な絶縁性樹脂との密着力が低下する傾向があるためである。
【００２７】
（金属トナーに使用する絶縁性樹脂）
次に、金属トナーに使用する絶縁性樹脂の種類について説明する。使用する絶縁性樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、アクリル系樹脂（スチレン−アクリル系樹脂を含む。）、スチレン系樹脂、フッ素系樹脂（フッ素アクリル系樹脂を含む。）、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂およびエステル系樹脂等が挙げられる。このような絶縁性樹脂を使用することにより、図５および図６に示すような金属粒子等の表面に均一な厚さを有する薄膜の樹脂層を、機械的表面処理方法等を用いて、容易かつ経済的に設けることができる。すなわち、図５に示す金属トナーは、内側から順次に金属粒子等６５、絶縁性樹脂層６７および帯電性付与層６９から構成されており、図６に示す金属トナーは、内側から順次に金属粒子等６５、絶縁性樹脂層６７およびこの絶縁性樹脂層６７に埋設された帯電性付与層６９から構成されている。したがって、金属トナーにおいて高い絶縁抵抗値、例えば１×１０14Ω・ｃｍ以上の値を得ることができ、比重が重いとしても、優れた搬送性や現像特性を得ることができる。
【００２８】
特に、金属トナーに使用する絶縁性樹脂として、エチレン系樹脂およびプロピレン系樹脂を使用すると、より均一な厚さを有する薄膜の被覆層を設けることができる。したがって、金属トナーにおいて、より高い絶縁抵抗値、例えば１×１０１５Ω・ｃｍ以上の値を得ることができ、さらには、導体パターンを形成した場合に、より低い導体抵抗値を得ることもできる。
また、スチレン系樹脂およびアクリル系樹脂を組み合わせたスチレン−アクリル系絶縁性樹脂を使用すると、１×１０１５Ω・ｃｍ以上の高い絶縁抵抗値が得られるばかりか、帯電性樹脂との優れた密着力を得ることができる。
【００２９】
次に、金属トナーに使用する絶縁性樹脂の被覆量について説明する。この絶縁性樹脂の被覆量についても特に制限されるものではないが、例えば、金属粒子等の体積を１００体積部としたときに、帯電容易な絶縁性樹脂の被覆量を２０〜２５０体積部の範囲内の値とすることが好ましく、３０〜２４０体積部の範囲内の値とすることがより好ましく、５０〜２３０体積部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、帯電容易な絶縁性樹脂の被覆量が２０体積部未満となると、金属トナーにおける帯電レベルの調節が困難となり、絶縁抵抗値が低く、例えば、１×１０１４Ω・ｃｍ未満の値となりやすいためである。したがって、金属トナーの現像性が低下して、導体パターンが形成された場合に、滲みやすくなり、シャ―プな画像を得ることが困難となりやすい。一方、帯電容易な絶縁性樹脂の被覆量が２５０体積部を超えると、導体パターンの導体抵抗が著しく上昇したり、断線が生じやすくなるためである。
【００３０】
次に、絶縁性樹脂として粒子（絶縁性樹脂粒子）を用いた場合の平均粒子径について説明する。この絶縁性樹脂粒子の平均粒子径については、得られる金属トナーにおける帯電レベル等を考慮して決定されるが、具体的に、０．０１〜１μｍの範囲内とするのが好ましく、０．１〜０．９μｍの範囲内の値とすることがより好ましい。
この理由は、絶縁性樹脂粒子の平均粒子径が０．０１未満となると、粒子同士が凝集しやすくなり、均一な厚さの被覆層を形成することが困難となりやすいためである。一方、絶縁性樹脂粒子の平均粒子径が１μｍを超えると、帯電レベルが低下したり、あるいは絶縁性樹脂層の厚さが不均一になりやすいためである。
【００３１】
次に、絶縁性樹脂層（被覆層）の厚さについて説明する。かかる絶縁性樹脂層の厚さについては、金属トナーにおける帯電レベル等を考慮して決定されるが、具体的に、０．０１〜３μｍの範囲内の値とすることが好ましく、０．０５〜２μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．１〜１．５μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、絶縁性樹脂層の厚さが０．０１μｍ未満となると、金属トナーにおける帯電レベルや現像性が低下する傾向があり、一方、絶縁性樹脂層の厚さが３μｍを超えると、逆に帯電レベルが低下したり、カブリが発生したり、あるいは画像濃度が低下しやすくなる傾向があるためである。
【００３２】
なお、上述した絶縁性樹脂を、金属粒子および金属酸化物粒子表面に被覆する方法は特に制限されるものではないが、機械的表面処理方法、例えば、ヘンシェルミキサ、スーパーヘンシェルミキサ、メカノミル、オングミルまたはハイブリダイザーを用いて被覆することが好ましい。このように機械的表面処理方法により被覆して構成された金属トナーは、電気絶縁特性が均一であり、優れた帯電性、搬送性および現像性を得ることができる。
【００３３】
（金属トナーの帯電性）
次に、金属トナーの帯電性を向上させる方法について説明する。この方法を実施するにあたり、被覆する絶縁性樹脂中に帯電性材料を含むことも好ましいし、絶縁性樹脂を構成する分子内に帯電性を有する官能基を導入することも好ましいし、あるいは、絶縁性樹脂と帯電性材料との共重合体を使用することも好ましい。
なお、絶縁性樹脂中に帯電性材料を含有して帯電性を向上させる場合、使用する帯電性材料としては、金属トナーにおける帯電レベレを向上させるもの、例えば、金属トナーをブローオフ法での帯電量として１０〜３０μＣ／ｇの範囲内の値に帯電可能な材料を使用することが好ましい。このような範囲内の値に帯電させることにより、金属トナーのカブリを防止しながら、優れた画像特性を得ることができる。
【００３４】
また、絶縁性樹脂の帯電性を向上させるための帯電性材料としては、具体的に、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂および金属錯体からなる群から選択される少なくとも一つの材料が好ましい。
また、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、トリフェニルメタン、カルボン酸塩化合物、フェノール系樹脂縮合物、塩化ビニル系樹脂、セルロイド樹脂も、帯電レベレを向上させることができることから、帯電性材料として、好適に使用あるいは併用することができる。
【００３５】
また、使用する帯電性材料の形態についても、特に制限されるものではないが、例えば、金属粒子等における平均粒子径の１／１０〜１／１０００の大きさを有する帯電性粒子を使用することが好ましい。
このような帯電性粒子を使用することにより、絶縁性樹脂とともに、均一な厚さの被覆層を形成することができる。また、帯電性粒子であれば、機械的表面処理により、絶縁性樹脂層の周囲または内部に容易に固着させることができる。
【００３６】
また、帯電性材料を添加する場合の添加量（体積量）についても特に制限されるものではないが、例えば、絶縁性樹脂層の体積を１００体積部としたときに、帯電性材料の体積量を１〜２００体積部の範囲内の値とすることが好ましく、５〜１５０体積部の範囲内の値とすることがより好ましく、１０〜１５０体積部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、帯電性材料の添加量が１体積部未満となると、金属トナーにおける帯電レベルの調節が困難となりやすいためであり、そのため、金属トナーの現像性が低下して、画像濃度が低下しやすい。一方、帯電性材料の添加量が２００体積部を超えると、逆に帯電レベルが低下したり、カブリが発生したり、あるいは画像濃度が低下しやすくなる。
【００３７】
（金属トナーの平均粒子径）
次に、金属トナーの平均粒子径について説明する。金属トナーを選択するにあたり、平均粒子径を２．３〜２０．４μｍの範囲内の値とすることが必要である。この理由は、金属トナーの平均粒子径が２．３μｍ未満と小さくなると、凝集しやすくなり、取り扱いが困難となるばかりか、金属トナーにおける帯電レベルの調節が困難となり、結果として、金属トナーを安定して搬送したり、現像したりすることが困難になるためである。一方、金属トナーの平均粒子径が２０．４μｍを超えると、金属トナーにおける帯電レベルの調節がやはり困難となり、安定して搬送したり、現像することが困難となり、いわゆる地かぶりが発生しやすくなる。したがって、金属トナーにおける帯電レベルの調節がより良好で、安定して搬送したり、現像したりすることができることから、金属トナーの平均粒子径を３〜１８μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、４〜１０μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３８】
（金属トナーの嵩密度）
次に、金属トナーの嵩密度について説明する。金属トナーを選択するにあたり、金属粒子および金属酸化物粒子の嵩密度を０．５〜５．０ｇ／ｃｃの範囲内の値とすることが好ましく、より好ましくは、１．０〜３．０ｇ／ｃｃの範囲内の値とすることである。
この理由は、金属粒子および金属酸化物粒子の嵩密度が０．５ｇ／ｃｃ未満となると、搬送性が低下したり、現像した際の金属トナーの充填率が低くなり、結果として形成された導体パターンの抵抗が高くなる傾向があるためであり、一方、嵩密度が５．０ｇ／ｃｃを超えると、逆に安定して搬送や現像を行うことが困難となる傾向があるためである。
【００３９】
（磁性キャリア）
次に、金属トナーに併用する磁性キャリアについて説明する。この磁性キャリアは、金属トナーの帯電性を補充するとともに、搬送する際の比重を低下させることにより、金属トナーの搬送性や現像性を向上させるために添加される。好ましい磁性キャリアとして、例えば、フェライト、マグネタイトまたは鉄粉、あるいはこれらの微粒子表面に絶縁性樹脂を被覆した組成物、さらには絶縁性樹脂中にこれらの微粒子を配合した組成物が挙げられる。
【００４０】
また、金属トナーに併用する磁性キャリアの平均粒子径を４０〜１２０μｍの範囲内の値とするのが好ましい。この理由は、磁性キャリアの平均粒子径が４０μｍ未満となると、搬送性が低下する傾向があり、かつ金属トナーと一緒に現像してしまう傾向があるためであり、一方、磁性キャリアの平均粒子径が１２０μｍを超えると、金属トナーの帯電性を補充することが困難になる傾向があるためである。また、このような磁性キャリアを使用すると、現像電位を低下させ、現像ローラや感光体ドラムの耐久性を著しく向上させることができる。
【００４１】
また、磁性キャリアと金属トナーとの混合比率は、金属トナーの搬送性や現像性等を考慮して決定されるが、具体的に、金属トナーの混合比率を、全体量に対して５〜４００重量％の範囲内の値とするのが好ましく、１０〜３５０重量％の範囲内の値とするのがより好ましく、４５〜３００重量％の範囲内の値とするのがさらに好ましい。この理由は、金属トナーの混合比率が１０重量％未満では、所望の厚さを有する金属トナーからなる薄膜を得ることが困難となる傾向があるためであり、一方、金属トナーの混合比率が４００重量％を超えると、金属トナーの帯電性を補充することが困難になったり、搬送性や現像性が低下する傾向があるためである。
【００４２】
（２）乾式現像装置
図１に示す乾式現像装置１０は、本発明の金属トナー用乾式現像方法が適用される概略構成を示しており、感光体ドラム７、帯電装置８、露光装置９、転写装置１１およびクリーニング部材１２等を適当に配置して構成してある。なお、これらの部材を用いた電子写真法による複写工程については、既知であるため、ここでの説明は省略する。
また、図２および図３に示す乾式現像装置１０は、図１に示す乾式現像装置１０をさらに具体化したものである。乾式現像装置１０の動作を簡単に説明すると、この装置を始動させることにより、感光体ドラム７が回転するとともに、現像ローラ３０、磁性搬送部材４０およびクリーニング部材５０が、それぞれ所定の回転方向に回転するように配置、構成してある。例えば、感光体ドラム７は、右方向に回転し、磁性搬送部材４０およびクリーニング部材５０は左方向に回転するように構成してあり、それぞれ図２および図３中に回転方向を矢印で示してある。
【００４３】
ここで、乾式現像装置１０の感光体ドラム７等を回転させるに際して、金属トナー４の搬送性や現像効率、あるいは耐久性の観点から回転数（線速比）を決定することが好ましい。したがって、金属トナー４の帯電量を増加させて搬送性を向上させ、所定範囲の現像量を得て現像効率を向上させ、さらには現像ローラ３０を過度に劣化させないように、感光体ドラム７に対する現像ローラ３０の線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることが好ましく、１．２〜４．０倍の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、同様の観点から、現像ローラ３０に対する磁性搬送部材４０の線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることが好ましく、１．２〜４．０倍の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００４４】
また、図２および図３に示す感光体ドラム７等が回転するのに対応して、磁性搬送部材４０に対し、電圧印加手段４３によって交流または直流の電圧が印加されると、現像ローラ３０と磁性搬送部材４０との間に電界が発生するように構成してある。
したがって、図２および図３に示すように、例えば、収納室２２に滞留している金属トナー４を、磁性キャリア５の磁力により筒状の磁性搬送部材４０の表面に担持させた後、磁性搬送部材４０における供給位置Ｓ１まで、安定して搬送することができる。
【００４５】
なお、図示しないが、収納室２２に、金属トナー４および磁性キャリア５の混合撹拌機を設け、摩擦帯電による静電気力で金属トナー４を磁性キャリア５に対して付着させた状態で、磁性キャリア５を磁性搬送部材４０に担持させることができる。すなわち、このように構成すると、金属トナー４を均一かつ短時間に帯電させることができ、磁性キャリア５を介して磁性搬送部材４０により、金属トナー４を容易に搬送することができる。ただし、図３においては、簡略化のため、金属トナー４が付着した磁性キャリア５についても、一つの粒子で表している。
【００４６】
次いで、図３および図４に示すように、磁性搬送部材４０上に磁性キャリア５を介して担持された金属トナー４は、現像ローラ３０と磁性搬送部材４０との間に発生した電界強度に対応して、現像ローラ３０の外周面に対して帯電付着し、金属トナー４からなる薄層、例えば１０〜５０μｍの厚さの薄層を現像ローラ３０上に形成する。
この点、図４を参照してより詳細に説明する。図４は、磁性搬送部材４０から現像ローラ３０に搬送されるまでの金属トナー４の状態を示す説明図である。金属トナー４は、摩擦帯電による静電気力で磁性キャリア５の表面に対して付着しており、この状態で磁性搬送部材４０の表面に磁性キャリア５を介して担持されている。なお、金属トナー４が付着した磁性キャリア５は、図２および図３に示すように、ブレード６０により層厚規制されており、ブレード６０の先端部６１から、磁性搬送部材４０における供給位置まで、磁性キャリア５に付着した金属トナー４が均一に配列されている。
次いで、金属トナー４は、磁性搬送部材４０により、磁性キャリア５を介して供給位置Ｓ１まで順次に搬送されると、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の電界強度に比例して、磁性キャリア５を残したまま、現像ローラ３０へと帯電付着する。この時、金属トナー４の一部は磁性キャリア５に付着したまま現像ローラ３０へ帯電付着しない場合があり、図４において、磁性搬送部材４０の供給位置Ｓ１を通過後にも、磁性キャリア５に金属トナー４が少量残っているのは、このことを示している。
また、現像ローラ３０に移動した金属トナー４は、図４に示すように、現像ローラ３０における供給位置Ｓ２から、一定の厚さ（ｔ）を有する薄層を形成し、順次に、感光体ドラム７に対して搬送されることになる。なお、図４において、金属トナー４からなる薄層は、便宜上単一粒子層と記載されているが、通常は、１〜７個の金属トナー４が積層して形成されている。
【００４７】
次いで、図３に示すように、現像ローラ３０上の金属トナー４は、現像ローラ３０における現像位置までさらに搬送され、所定の接触ニップ幅で感光体ドラム７に対して押圧される。そのため、感光体ドラム７の静電電荷と反対極性に帯電している金属トナー４は、感光体ドラム７の静電電荷に帯電した部位に対して吸引付着され、導体パターンに対応した可視像が形成される。
【００４８】
なお、感光体ドラム７に吸引付着されなかった金属トナー４は、クリーニング部材５０により、磁性搬送部材４０側に掃きおとされ、再び、磁性搬送部材４０により、現像ローラ３０に対して搬送されるようにしてある。すなわち、クリーニング部材５０は、導電繊維を回転軸の周囲に巻回して構成してあり、現像ローラ３０の回転方向と反対方向に回転を付与されるとともに、その周速度を現像ローラ３０の周速度よりも大きくしてある。したがって、クリーニング部材５０が、現像ローラ３０に接触して、感光体ドラム７に吸引付着されなかった金属トナー４を掃きおとした場合にも、感光体ドラム７側に落ちて、感光体ドラム７の所望以外の箇所に付着することはない。
ただし、現像ローラ３０に対するクリーニング部材５０を必要に応じて、省略することができる。
【００４９】
次いで、図１に示すように感光体ドラム７上の金属トナー４からなる可視像は、セラミックグリーンシート１３に対して押圧されて転写され、金属トナー４からなる導体パターンを形成する。ただし、この状態では、金属トナー４は絶縁性樹脂により被覆されているため導通はしないが、例えば、絶縁性樹脂がオレフィン樹脂であり、金属粒子が銅の場合には８００℃以上で加熱することにより、絶縁性樹脂を十分に飛散させるとともに、金属粒子を溶融させることができ、したがって、導体パターンとしての電気的導通を得ることができる。また、このような温度で加熱することにより、セラミックグリーンシート１３が焼成されて、耐熱性等に優れたセラミック基板となる。
【００５０】
また、図示しないが、金属トナー４をセラミックグリーンシート１３に対して転写した状態で、閃光放電あるいは加熱治具を用いて加熱することにより仮定着させることが好ましい。このように、金属トナー４をセラミックグリーンシート１３に対して仮定着すると、移動したり振動を与えた場合でも、金属トナー４がセラミックグリーンシート１３から脱離することがなく、後に加熱した場合にも、微細な導体パターンを安定して形成することができる。
【００５１】
以下、本実施形態における乾式現像装置１０の特徴的部分である、磁性搬送部材４０および現像ローラ３０について、さらに詳細に説明する。
【００５２】
（磁性搬送部材）
まず、図２および図３に示す磁性搬送部材４０について説明する。この磁性搬送部材４０は、図１に示すように筒状であり、表面に多数の磁極を形成した円柱状の磁石集成体４１と、当該磁石集成体４１の周囲に同心円状に配置された導電性非磁性体からなる導電性スリーブ４２とから構成されている。
【００５３】
ここで、図３に示す磁石集成体４１は、回転可能な構成であっても、固定した構成であっても良い。なお、導電性スリーブ４２についても、磁石集成体４１が回転可能か否かにかかわらず、磁石集成体４１と同一方向または逆方向に回転可能な構成であっても、固定した構成であっても良い。また、磁石集成体４１が回転可能な場合、金属トナー４を容易に搬送することができるように、Ｎ極およびＳ極の数を同一とし、さらに、それぞれの磁力を等しくするのが好ましい。図３に示す磁石集成体４１は、回転可能な構成としてあり、一例としてＮ極およびＳ極の極数をそれぞれ４個とし、最大磁力を６５０ガウス以上の値としてある。ただし、より好ましくは、磁極の最大磁力を７００ガウス以上の値とすることである。一方、磁石集成体４１が固定された構成の場合、Ｎ極およびＳ極の極数や磁力を同一とする必要は必ずしもなく、例えば、感光体ドラムに近接した位置における磁力を比較的大きくしたり、現像装置内における磁力を比較的小さくすることにより、金属トナー４の磁性キャリア５からの脱離を容易に行うことができる。
【００５４】
また、図３に示す導電性スリーブ４２においては、表面に粗面化処理、例えば、サンドブラスト処理を施すことが好ましい。このように導電性スリーブ４２の表面を粗面化処理して、凹凸を設けることにより、金属トナー４の帯電性が一部不十分な場合にも、優れた搬送性を得ることができる。特に、導電性スリーブ４２の表面の粗面化処理は、金属トナーに前述した磁性キャリアを含まない、いわゆる一成分系の場合に有効な手段である。
【００５５】
また、磁性搬送部材４０において、磁石集成体４１と導電性スリーブ４２とは、それぞれ相対的に回転可能としてあり、導電性スリーブ４２上に担持されたトナー４を現像ローラ３０に搬送することができるようにしてある。すなわち、図３に示す磁性搬送部材４０を用いて金属トナー４を搬送する場合、筒状の磁性搬送部材４０に内包された磁石集成体４１のＮ極およびＳ極に対応した磁力により、金属トナー４が磁性キャリア５を介して導電性スリーブ４２上に担持された後、磁石集成体４１と導電性スリーブ４２との相対的な回転により、現像ローラ３０の供給位置まで安定して、すなわち、一定時間に一定量だけ搬送される。なお、磁石集成体４１と導電性スリーブ４２とが、「相対的に回転可能」とは、磁石集成体４１および導電性スリーブ４２あるいはいずれか一方が回転し、磁石集成体４１と導電性スリーブ４２との間に相対速度が発生可能な状態をいう。
【００５６】
また、磁性搬送部材４０には、図３に示すように、交流または直流の電圧印加手段４３、あるいはいずれか一方の電圧印加手段４３が設けてあり、この電圧印加手段４３により、感光体ドラム７の表面に形成された静電電荷と逆極性の交流または直流電圧を磁性搬送部材４０に対して印加することができるようにしてある。例えば、図３に示す感光体ドラム７の表面は、プラス（＋）側の静電電荷により帯電されているため、この場合には、電圧印加手段４３を稼働させ（スイッチＯＮ）、マイナス（−）側の直流電圧を磁性搬送部材４０に対して印加する。したがって、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間に、一定強度の電界が発生し、現像ローラ３０上に金属トナーを容易に搬送することができる。なお、交流電圧を印加する場合には、所定周波数範囲に変調した後に印加することも好ましい。
【００５７】
また、磁性搬送部材４０の近傍に、図２および図３に示すような機械的層厚規制手段６０を設けて、磁性搬送部材４０に対する機械的層厚規制手段６０の位置あるいは圧接力を調整することが好ましい。
このように構成すると、機械的層厚規制手段６０の位置あるいは圧接力を調整することにより、磁性搬送部材４０上の金属トナーからなる薄層の厚さ、ひいては現像ローラ３０上の金属トナーからなる薄層の厚さを所定範囲に容易に制御することができる。
【００５８】
なお、機械的層厚規制手段６０の形態は特に問わないが、金属トナーを損傷せずに、容易に薄層の厚さ制御をすることができることから、例えば、ゴムやプラスチック樹脂を主成分とした、厚さ０．１〜１０ｍｍのブレードであることが好ましい。
また、機械的層厚規制手段６０は二つ以上設けても良く、その場合、機械的層厚規制手段６０を水平方向に配列したり、あるいは、筒状の磁性搬送部材４０の外周面に沿って配列することが好ましい。
【００５９】
また、磁性搬送部材４０に設けた電圧印加手段４３を電圧制御可能とし、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の電界強度を調整することが好ましい。このように構成すると、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の電界強度を所定範囲内に調整することにより、現像ローラ３０上の金属トナーからなる薄層の厚さをより容易に制御することができる。
【００６０】
さらに、図３に示すように、現像ローラ３０と電圧印加手段４３との間に、制御回路４４を設け、露光装置９による露光工程終了と同時、または感光体ドラム７における帯電部分が現像ローラ３０の前面を通過直後に電圧印加手段４３からの電圧を遮断（スイッチＯＦＦ）することが好ましい。このように構成することにより、金属トナーを現像ローラ３０上に容易に搬送させることができる一方、感光体ドラム７に電気的な影響を与えることなく、感光体ドラム７の表面電位をより正確な値に制御することができる。
【００６１】
また、磁性搬送部材４０は、図４に示すように、現像ローラ３０に対して一定距離（ｄ）だけ離して設けてある。この磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の距離（ｄ）を０．２〜２．０ｍｍの範囲内の値とするのが好ましく、より好ましくは０．３〜１．８ｍｍの範囲内の値であり、さらに好ましくは、０．５〜１．５ｍｍの範囲内の値とすることである。
この理由は、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の距離が０．２〜２．０ｍｍの範囲外となると、金属トナー４を安定して搬送することが困難となりやすく、結果として、現像ローラ３０上に、金属トナーからなる所定厚さの薄層を正確に形成することが困難となったり、金属トナー４とともに磁性キャリアを使用した場合に、磁性キャリアもまた現像ローラ３０上に搬送されてしまう傾向があるためである。
【００６２】
（現像ローラ）
次に、図１〜４に示す現像ローラ３０について説明する。この現像ローラ３０は、導電性ゴムで形成した回転体３１と、当該回転体３１の外周表面に形成された導電性コート層３２とから構成されている。したがって、導電性コート層３２が、感光体ドラム７の外周面に対して、所定の接触ニップ幅で接触するように配置するとともに、歯車（図示せず。）等を介して、感光体ドラム７の回転に同期しながら転接回転、すなわち、現像ローラ３０が感光体ドラム７と同一の周速度を有して、反対方向に回転するように構成してある。
【００６３】
また、この現像ローラ３０において、体積抵抗値を１×１０１１Ω・ｃｍ以下の値とすることが好ましく、１×１０５〜１×１０９Ω・ｃｍの範囲内の値とすることがより好ましい。この理由は、現像ローラ３０の体積抵抗値が１×１０１１Ω・ｃｍを超えると、感光体ドラム７に対する金属トナー４の現像特性が著しく低下する傾向があるためである。
【００６４】
また、現像ローラ３０の導電性ゴムを構成するゴム材料として、ＮＢＲゴム、ウレタンゴム、またはシリコンゴムあるいはこれらの架橋物を使用することが好ましい。これらの材料は適度な硬さを有する一方で、耐クリープ性に優れており、現像ローラ３０と感光体ドラム７との間の接触ニップ幅を所定範囲内の値に制御しても、過度に変形したり、磨耗したりすることが少なく、長期間にわたって安定して金属トナーを現像することができる。しかも、これらのゴム材料は、添加する導電性材料、例えば、カーボンブラックとのなじみが良く、均一な導電抵抗を得ることができる。
【００６５】
また、現像ローラ３０の導電性ゴムを構成する材料は、現像ローラ３０の耐久性をより向上させることから、金属トナーにおける帯電の極性を考慮して決定することが好ましい。例えば、金属トナーをプラス（＋）側に帯電させる場合には、ＮＢＲゴムまたはウレタンゴムを使用することが好ましく、金属トナーをマイナス（−）側に帯電させる場合には、シリコンゴムまたはウレタンゴムを使用することが好ましい。
【００６６】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、言うまでもないが、以下の説明は本発明を例示するものであり、特に理由なく、以下の説明に本発明の範囲は限定されるものではない。
【００６７】
［実施例１］
（金属トナーおよび現像剤の作製）
オングミルＡＭ−１５Ｆ（ホソカワミクロン（株）製）の処理槽に、銅粉２００ｇと、絶縁性樹脂としてのアクリル微粒子Ｎ−３０（日本ペイント（株）製、平均粒子径０．１μｍ、ガラス転移温度６０℃）２０ｇとを収容した。なお、使用した銅粒子は沈殿析出法により得られたものであり、銅粒子の平均粒子径は２．０μｍ、体積換算の粒度分布において７０〜１００ｖｏｌ％が、平均粒子径の±３０％の範囲内に存在しているものを使用した。
次いで、窒素雰囲気下、処理温度（飽和温度）６０℃、セル回転数２０ｍ／ｓ、処理時間１０分の条件で、機械的処理を行い、銅粒子の表面に絶縁性樹脂の被覆層を形成して、金属トナーとした。
得られた金属トナーの被覆層は、銅粒子１００体積部に対して、約１００体積部であり、平均粒子径は２．３μｍであり、球状度は０．７超〜０．９以下（−）であり、嵩密度は３．８ｃｃ／ｇであった。
次いで、得られた金属トナーに対して、外添剤として０．８重量％となるようなシリカ、および磁性キャリアとして１２重量％となるようなフェライト粒子（平均粒子径７０μｍ）をそれぞれ添加し、磁性二成分現像剤とした。
【００６８】
（乾式現像方法の実施およびセラミック基板の作製）
得られた現像剤をＯＰＣドラム搭載のマイナス（−）帯電トナー用のプリンター内に収容した。このプリンターは、図３に示すように、筒状の磁性搬送部材４０と、現像ローラ３０と、感光体ドラム７とを順次に具備しており、磁性搬送部材４０には機械的層厚規制手段６０が設けられている乾式現像装置１０である。そして、現像ローラ３０と感光体ドラム７との間の接触ニップ幅を２ｍｍに設定した後に、以下の条件で画像評価パターン（ソリッドパターン）を導体パターンとして出力した。
感光体帯電電位： −７００Ｖ
露光後電位： −１００Ｖ
現像電位： −３００Ｖ
現像ローラ電位： −３００Ｖ
感光体ドラム線速： ６０ｍｍ／ｓｅｃ
現像ロール線速： ７５ｍｍ／ｓｅｃ
磁性搬送部材線速： １５０ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ上の薄層の厚さ： １２μｍ
磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離：１．５ｍｍ
磁性搬送部材の印加電圧： −６００Ｖ
【００６９】
次いで、金属トナーをセラミックグリーンシート（酸化珪素／ＳｉＯ２ ７０重量部、アクリル系樹脂 ３０重量部）上に転写した後、これを温度１８０℃に保持したホットプレートに２分間載せて、金属トナーを仮定着した。次いで、これを還元雰囲気下のオーブン内で、温度９００℃、１時間の条件で焼成し、セラミック基板上に銅からなる導体パターンを形成した。そして、以下に示す基準により導体パターンの画像特性を評価した。得られた結果を表１に示す。
〇：カブリの発生が観察されず、導体パターンの細線部も正確に再現された。
△：カブリの発生が一部観察され、導体パターンの細線部の再現が一部不正確であった。
×：カブリの発生が観察されたり、導体パターンの細線部が正確に再現されなかった。
【００７０】
［実施例２〜６］
実施例１において、平均粒子径が２．０μｍの銅粒子を使用し、平均粒子径が２．３μｍの金属トナーを作製したかわりに、表１に示すような平均粒子径を有する銅粒子およびそれから得られた金属トナーを作製し、実施例１と同様に画像特性についての評価を行った。結果を表１に示す。結果から理解されるように、金属トナーの平均粒子径が２．３〜２０．４μｍの範囲であれば、優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００７１】
【表１】
【００７２】
［比較例１〜３］
実施例１において、平均粒子径が２．０μｍの銅粒子を使用し、平均粒子径が２．３μｍの金属トナーを作製したかわりに、表１に示すような平均粒子径を有する銅粒子およびそれから得られた平均粒子径が２．３μｍ未満または２０．４μｍ超を有する金属トナーを作製し、実施例１と同様に画像特性についての評価を行った。得られた金属トナーについて、実施例１と同様に画像特性についての評価を行った。結果を表１に示す。結果から理解されるように、金属トナーの平均粒子径が２．３〜２０．４μｍの範囲外であるため、カブリが発生したり、細線の再現性が乏しいことが確認された。
【００７３】
［実施例７〜１１］
実施例１において、接触ニップ幅を２ｍｍにしたかわりに、接触ニップ幅を１ｍｍ（実施例７）、接触ニップ幅を４ｍｍ（実施例８）、接触ニップ幅を５ｍｍ（実施例９）、接触ニップ幅を６ｍｍ（実施例１０）としたほかは、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表２に示す。結果から理解されるように、接触ニップ幅が１〜６ｍｍの範囲内の値であれば、優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００７４】
【表２】
【００７５】
［比較例４〜５］
実施例１において、接触ニップ幅を２ｍｍにしたかわりに、接触ニップ幅を０．５ｍｍ（比較例４）および接触ニップ幅を７ｍｍ（比較例５）としたほかは、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表２に示す。結果から理解されるように、接触ニップ幅が１〜６ｍｍの範囲外の値であるため、画像濃度が低かったり（抵抗値が高い）、カブリが発生することが確認された。
【００７６】
［実施例１２〜６０］
実施例１において、現像ローラ上の薄層の厚さを１２μｍとし、感光体ドラムに対する現像ロールの線速比を１．５倍としたかわりに、表３に示すような薄層の厚さおよび現像ロールの線速比に変えたほかは、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表３に示す。
結果から理解されるように、現像ローラ上の薄層の厚さが１０〜２０μｍの範囲内の値であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。また、同様に、感光体ドラムに対する現像ロールの線速比が１．１〜５．０（−）の範囲内の値であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００７７】
【表３】
【００７８】
［実施例６１〜７０］
実施例１において、磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離を１．５ｍｍとしたかわりに、表４に示すように０．１〜２．２ｍｍの範囲内で変えたほかは、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表４に示す。
結果から理解されるように、磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離が０．２〜２．０ｍｍの範囲内の値であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００７９】
【表４】
【００８０】
［実施例７１〜７８］
実施例１において、磁性搬送部材に印加する直流電圧を−６００Ｖとし、磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離を１．５ｍｍとしたかわりに、表５に示すように磁性搬送部材に印加する直流電圧を−５００〜−８００Ｖの範囲内で変えるとともに、磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離を０．５ｍｍおよび１．８ｍｍに設定し、現像ローラ上の薄層の厚さを測定するとともに、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表５に示す。
結果から理解されるように、磁性搬送部材に印加する直流電圧の値および磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離を変えることにより電界強度を調整し、現像ローラ上の薄層の厚さを容易に制御できることが確認された。また、現像ローラ上の薄層の厚さが１０〜２０μｍの範囲内の値であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが再度確認された。
【００８１】
【表５】
【００８２】
［実施例７９〜８３］
金属トナーに使用する銅粒子の球状度を変えたほかは、実施例１と同様に金属トナーを作製し、導体パターンの画像特性についての評価を行った。また、導体パターンを３０００枚印刷後においても、同様に画像特性についての評価を行った。得られた結果を表６に示す。
結果から理解されるように、金属トナーに使用する金属粒子の球状度が０．４（−）以上であれば、許容される導体パターンの画像特性を得ることができ、金属粒子の球状度が０．５（−）以上であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００８３】
【表６】
【００８４】
【発明の効果】
本発明の金属トナー用乾式現像方法によれば、少なくとも筒状の磁性搬送部材と、現像ローラと、感光体ドラムとを順次に具備した乾式現像装置を用いて、金属粒子または金属酸化物粒子の表面に絶縁性樹脂を被覆した所定範囲の平均粒子径を有する金属トナーを接触現像するとともに、現像ローラと感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を所定範囲内の値に制御することにより、画像特性に優れた導体パターンに対応した金属トナーを安定して現像することができ、結果としてセラミック基板上に微細な導体パターンを容易に形成することが可能となった。
【００８５】
また、本発明の金属トナー用乾式現像方法における好ましい態様によれば、現像ローラ上の金属トナーにおける薄層の厚さを、磁性搬送部材に設けた機械的層厚規制手段および磁性搬送部材と現像ローラとの間の電界強度、あるいはいずれか一方により調整あるいは変更することにより、画像特性にさらに優れた導体パターンに対応した金属トナーを安定して現像することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】乾式現像方法により金属トナーを現像し、さらにセラミックグリーンシートに転写する様子を示す概略図である。
【図２】乾式現像方法に使用する乾式現像装置の部分断面図である。
【図３】現像されるまでの金属トナーの状態を示す説明図である。
【図４】磁性搬送部材から現像ローラに搬送されるまでの金属トナーの状態を示す説明図である。
【図５】金属トナーの断面図である（その１）。
【図６】金属トナーの断面図である（その２）。
【符号の説明】
４，６３ 金属トナー
５ 磁性キャリア
７ 感光体ドラム
８ 帯電装置
９ 露光装置
１０ 乾式現像装置
１１ 転写装置
１２ クリーニング部材
１３ セラミックグリーンシート
１４ 搬送ロール
２０ 枠体
２２ 収納室
３０ 現像ローラ
４０ 磁性搬送部材
４１ 磁石集成体
４２ 導電性スリーブ
４３ 電圧印加手段
４４ 制御回路
５０ クリーニングロール
６０ 機械的層厚規制手段（ブレード）
６５ 金属粒子または金属酸化物粒子
６７ 絶縁性樹脂層
６９ 帯電性付与層
【発明の属する技術分野】
本発明は、導体パターンを形成するための金属トナー（以下、導体パターン形成用金属トナーと称する場合がある。）の乾式現像方法に関する。
より詳しくは、画像特性に優れた導体パターンを安定して形成することが可能な金属トナーの乾式現像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層コンデンサにおける導体パターン（電極）を形成するのに、スクリーン印刷法が用いられており、具体的には、スクリーン印刷機を用いて、所定の金属粒子を含んだペーストを、セラミック粉末と有機結合剤とからなるセラミックグリーンシート上に塗布していた。
しかしながら、このようなスクリーン印刷法を用いた形成方法では、連続処理することが困難であり、導体パターンの生産性（生産効率）が低いという問題点が見られた。また、スクリーン印刷法においては、メッシュ状の網をスクリーンとして使用するため、いわゆるスクリーンだれが生じ、印刷精度が低下したり、微細な導体パターンを形成することが困難であるという問題も見られた。
【０００３】
そこで、このような問題点を解決するために、特開昭５９−１８９６１７号公報、特開昭５９−２０２６８２号公報、特開昭６０−１３７８８６号公報および特開昭６０−１６０６９０号公報には、電子写真法（乾式現像装置）を用いて、導電性粒子の周囲を絶縁性樹脂で被覆した金属トナー（現像剤）をセラミックシート上に印刷する導体パターンの形成方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、従来の導体パターンの形成方法においては、使用する金属トナー（現像剤）の比重が一般の有機トナーと比較して１．５〜２０倍も重く、乾式現像装置内において安定して搬送することが困難であり、また、膜厚規制部材を磨耗しやすく、微細な導体パターンを安定して形成することが困難であった。また、形成された導体パターンにおいてエッジが滲み、画像特性（シャープ性）に乏しかったり、画像濃度が低い（導体抵抗が高い）という問題も見られた。
【０００５】
一方、金属トナーを対象としていないが、有機トナーについて優れた画像特性を得るための電子写真法を用いた乾式現像装置が、特開平９−１８５２４７号公報や特開昭６０−１３０７６８号公報に開示されている。
特開平９−１８５２４７号公報に開示された乾式現像装置によれば、現像ローラと、感光体ドラムとの間でトナーを現像するに際して、いわゆるジャンピング方式（飛翔方式）を用いているため、比重の重い金属トナーに適用した場合に、金属トナーを安定して飛翔させることが困難であり、事実上、導体パターンを形成することが不可能であった。
【０００６】
また、特開昭６０−１３０７６８号公報に開示された乾式現像装置によれば、感光体ドラムを現像するに際して、現像ローラを用いた接触現像方式を採用しているため、比重の重い金属トナーであっても現像すること自体は可能であったが、画像特性に優れた導体パターンを安定して形成することは困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の発明者らは、従来の問題点を鋭意検討したところ、使用する金属トナーの平均粒子径がばらつくとともに、このように比重の重い金属トナーを現像する際の現像ローラと感光体ドラムとの間の接触状態が不十分であることに起因していることを見出した。
すなわち、本発明の発明者らは、使用する金属トナーの平均粒子径を一定範囲内に制限するとともに、金属トナーを現像する際の現像ローラと感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を制限することにより、さらには、現像ローラ上の金属トナーからなる薄層の厚さ等を制限することにより、画像特性（シャープ性や画像濃度）に優れた、微細な導体パターンを安定して形成することができることを見出し、本発明を完成させたものである。
よって、本発明の目的は、画像特性に優れ、微細な導体パターンを安定して形成することができる電子写真方式を用いた金属トナー用乾式現像方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも筒状の磁性搬送部材と、現像ローラと、感光体ドラムとを順次に具備した乾式現像装置を用いた乾式現像方法において、２〜２０μｍの範囲内の平均粒子径を有する金属粒子または金属酸化物粒子の表面に酸化防止又は密着用表面処理を施し、該表面処理を施した表面に、該金属粒子または金属酸化物粒子の平均粒子径の１／１０００〜１／１０の大きさを有する帯電性材料が埋設された、０．０１〜３μｍの範囲内の厚さを有する絶縁性樹脂を被覆した平均粒子径が２．３〜２０．４μｍの範囲内の値である金属トナー、及び４０〜１２０μｍの平均粒子径を有する磁性キャリアを含んだ現像剤を用いて接触現像するとともに、前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を１〜６ｍｍの範囲内の値とすることを特徴とする。このように金属トナーの平均粒子径を一定範囲内に制限することにより、比重の重い金属トナーであっても、安定して搬送および現像をすることができる。そして、このように磁性搬送部材と現像ローラとを組み合わせ、さらに、金属トナーを現像する際の現像ローラと感光体ドラムとの間の接触状態を接触ニップ幅により制限することにより、微細な導体パターンに対応した優れた金属トナーによる画像特性（シャープ性や画像濃度）が得られ、結果として微細な導体パターンを安定してセラミック基板上に形成することができる。
【０００９】
なお、現像ローラと感光体ドラムとの接触ニップ幅は、例えば、圧力印字紙を通過させることにより確認することができる。すなわち、圧力印字紙において圧力が負荷された箇所が発色するので、その発色箇所の長さを測定することにより、接触ニップ幅を算出することができる。
また、本発明に使用する金属トナーにおいて、金属粒子または金属酸化物粒子というときは、それぞれを単独で使用しても良く、あるいは組み合わせて使用しても良い。したがって、以下、金属粒子または金属酸化物粒子を、金属粒子等と省略する場合がある。ただし、導体パターンを形成したときに、より均一な導体抵抗が得られることから、金属粒子または金属酸化物粒子は、単核粒子として使用することが好ましい。したがって、この場合、個々の金属粒子または金属酸化物粒子の表面を、絶縁性樹脂により被覆することになる。
【００１０】
また、本発明を実施するにあたり、現像ローラ上に、１０〜５０μｍの範囲内の厚さを有る金属トナーの薄層を形成した後に、感光体ドラムに対して金属トナーを接触現像することが好ましい。
現像するにあたり、磁性搬送部材と現像ローラとを組み合わせて使用するだけでなく、現像ローラ上の金属トナーからなる薄層の厚さをこのような範囲に制御することにより、金属トナーをさらに安定して搬送および現像をすることができる。
【００１１】
また、本発明を実施するにあたり、現像ローラ上の金属トナーにおける薄層の厚さを、磁性搬送部材に設けた機械的層厚規制手段および磁性搬送部材と現像ローラとの間の電界強度、あるいはいずれか一方により調整あるいは変更することが好ましい。
このような手段あるいは方法を採用することにより、金属トナーからなる薄層の厚さを容易に調整あるいは変更することができる。なお、現像ローラ上の薄層の厚さを、間接的に調整しているのは、例えば、現像ローラに機械的層厚規制手段を設けて、厚さを直接的に調整しようとすると、当該機械的層厚規制手段に金属トナーが付着して、却って厚さの調整が困難となる傾向があるためである。
【００１２】
また、本発明を実施するにあたり、現像ローラ上の金属トナーにおける薄層の厚さを、感光体ドラムへの現像時と非現像時とで異ならせることが好ましい。
このように実施すると、現像ローラ上の金属トナーを常にリフレッシュさせる（新しい金属トナーと置き換える）ことができ、いわゆるチャージアップを有効に防止することができる。
【００１３】
また、本発明を実施するにあたり、磁性搬送部材と、現像ローラとの間の距離を、０．２〜２．０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
磁性搬送部材と現像ローラとの間隔をこのような距離に制御することにより、金属トナーをより容易に搬送し、現像ローラ上に金属トナーからなる所定厚さの薄層を容易に形成することができる。
【００１４】
また、本発明を実施するにあたり、感光体ドラムに対する現像ローラの線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることが好ましい。
このように現像ローラの線速を、感光体ドラムの線速に対して一定範囲内の値に制御することにより、金属トナーをさらに安定して搬送および現像することができる。
【００１５】
また、本発明を実施するにあたり、磁性搬送部材が、磁石集成体を内包した導電性非磁性スリーブから構成されており、かつ、現像ローラに対する磁性搬送部材の線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることが好ましい。
このように特定の磁性搬送部材を使用するとともに、磁性搬送部材の線速を、現像ローラの線速に対して一定範囲内の値に制御することにより、金属トナーをさらに安定して搬送することができる。
【００１６】
また、本発明を実施するにあたり、現像ローラとして、ＮＢＲゴム、ウレタンゴム、またはシリコンゴムからなる弾性体現像ローラを使用することが好ましい。
これらの材料からなる現像ローラは適度な硬さを有する一方で、耐クリープ性に優れており、長期間にわたって安定して金属トナーを現像することができ。しかも、現像ローラと感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を比較的長く設定しても、現像ローラが変形する傾向が少ない。
【００１７】
また、本発明を実施するにあたり、現像剤が、４０〜１２０μｍの平均粒子径を有する磁性キャリアを含むことが好ましい。
このように特定範囲の平均粒子径を有する磁性キャリアを含んで二成分現像とすることにより、現像電位を低下させることができる。また、現像ローラや感光体ドラムの耐久性を著しく向上させることができ、さらには、現像ローラに対してクリーニング部材を設ける必要もなくなる。
【００１８】
また、本発明を実施するにあたり、金属トナーに使用する金属粒子または金属酸化物粒子の球状度を０．５以上の値とすることが好ましい。
このように金属粒子または金属酸化物粒子の球状度を制限することにより、金属トナーの粒度分布を狭くすることができる。したがって、現像性を向上させることができ、滲みが少ない、シャープな画像特性の導体パターンを得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明における導体パターンを形成するための金属トナーを現像するのに適した乾式現像方法についての実施形態を、図１〜３を参照しつつ、具体的に説明する。すなわち、本発明の実施形態は、図１〜３に示すような乾式現像装置１０を用いて金属トナー４を接触現像する乾式現像方法であり、現像剤として、所定範囲内の平均粒子径を有する金属トナー４を使用し、かつ、現像ローラ３０と感光体ドラム７との間の接触ニップ幅を所定範囲内の値としてある。
なお、図１は、乾式現像方法により感光体ドラム７に現像された金属トナー４をセラミックグリーンシート１３に対して転写する様子を示す概略図であり、図２は、乾式現像方法に使用する乾式現像装置１０の部分断面図であり、図３は、感光体ドラム７に現像されるまでの金属トナー４の状態を示す説明図である。
【００２０】
（１）金属トナー
（金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子）
金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子の種類は特に制限されるものではないが、例えば、好ましい金属粒子として、銅、タングステン、ニッケル、銀等が挙げられる。また、好ましい金属酸化物粒子として、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、ルテニウム酸鉛（Ｐｂ２Ｒｕ２Ｏ７−ｎ、ｎはＰｂおよびＲｕの価数の合計値）、酸化銅、酸化銀、酸化錫、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等が挙げられる。これらの金属粒子あるいは金属酸化物から得られた導体パターンは、導体抵抗が低く、パターン精度に優れているという特徴がある。
【００２１】
また、好ましい金属粒子の種類として、湿式法により製造された金属粒子が挙げられる。湿式法により製造された金属粒子は、粒度分布が狭く、その表面に均一な厚さを有する絶縁性樹脂層や帯電付与層を形成することができる。したがって、得られる金属トナーの粒度分布を狭くすることができ、結果として、安定して搬送や現像を行うことができ、滲みの少ないシャープな導体パターンの画像特性を得ることができる。
【００２２】
ここで、湿式法は、乾式法と対比される製法であり、金属粒子を製造するのに水あるいは有機溶媒を使用することを特徴としている。したがって、水あるいは有機溶媒を使用して製造された金属粒子であれば、その種類は特に制限されるものではないが、例えば、アトマイズ法や沈殿析出法により得られた金属粒子がより好ましい。これらの方法で製造された金属粒子は、特に粒度分布が狭く、球状度も高いという特徴がある。
なお、アトマイズ法とは、金属を液滴化後、水中等に噴霧することにより、物理的に微細な粒子とする方法であり、一方、沈殿析出法は、水中等において無機金属溶液から微細な金属粒子を化学的に析出させる方法である。
【００２３】
また、好ましい金属粒子または金属酸化物粒子として、体積換算の粒度分布において、金属粒子または金属酸化物粒子の７０〜１００ｖｏｌ％が、平均粒子径±平均粒子径の４０％の範囲内であるものが好ましく、平均粒子径±平均粒子径の３０％の範囲内であるものがより好ましい。この理由は、このような種類の金属粒子等を使用することにより、安定して搬送や現像を行うことができ、シャープな導体パターンの画像特性を得ることができる。
【００２４】
（金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子の球状度）
次に、金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子の球状度について説明する。金属トナーに使用する金属粒子および金属酸化物粒子を選択するにあたり、金属粒子および金属酸化物粒子の球状度を０．５（−）以上の値、より好ましくは、０．７（−）以上の値とすることが好ましい。この理由は、金属粒子および金属酸化物粒子の球状度が０．５（−）未満となると、絶縁性樹脂層や帯電性付与層の厚さの均一性が乏しくなり、さらには安定して搬送や現像を行うことが困難となる傾向があるためである。
なお、球状度は、顕微鏡写真における粒子面積から求められる粒子直径（Ｄａ）を、同様に粒子周長から求められる粒子直径（Ｄｓ）で徐した比（Ｄａ／Ｄｓ）で表される。したがって、例えば、金属粒子が真球の場合には、球状度は１となる。
【００２５】
（金属粒子および金属酸化物粒子の表面処理）
また、金属粒子等の酸化を有効に抑制し、かつ金属粒子等と帯電容易な絶縁性樹脂との密着力を向上させることができることから、金属粒子または金属酸化物粒子の表面を、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、チタンカップリング剤、シランカップリング剤およびアルミニウムカップリング剤からなる群から選択される少なくとも一つの表面処理剤で予め処理することが好ましい。
【００２６】
また、表面処理剤の使用量についても特に制限されるものではないが、例えば、金属粒子等１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部の範囲内の値とすることが好ましく、０．１〜１０重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、０．５〜５重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、表面処理剤の使用量が０．０１重量部未満となると、酸化防止効果や密着力向上効果が確実に得られない傾向があり、一方、２０重量部を超えると、逆に帯電容易な絶縁性樹脂との密着力が低下する傾向があるためである。
【００２７】
（金属トナーに使用する絶縁性樹脂）
次に、金属トナーに使用する絶縁性樹脂の種類について説明する。使用する絶縁性樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、アクリル系樹脂（スチレン−アクリル系樹脂を含む。）、スチレン系樹脂、フッ素系樹脂（フッ素アクリル系樹脂を含む。）、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂およびエステル系樹脂等が挙げられる。このような絶縁性樹脂を使用することにより、図５および図６に示すような金属粒子等の表面に均一な厚さを有する薄膜の樹脂層を、機械的表面処理方法等を用いて、容易かつ経済的に設けることができる。すなわち、図５に示す金属トナーは、内側から順次に金属粒子等６５、絶縁性樹脂層６７および帯電性付与層６９から構成されており、図６に示す金属トナーは、内側から順次に金属粒子等６５、絶縁性樹脂層６７およびこの絶縁性樹脂層６７に埋設された帯電性付与層６９から構成されている。したがって、金属トナーにおいて高い絶縁抵抗値、例えば１×１０14Ω・ｃｍ以上の値を得ることができ、比重が重いとしても、優れた搬送性や現像特性を得ることができる。
【００２８】
特に、金属トナーに使用する絶縁性樹脂として、エチレン系樹脂およびプロピレン系樹脂を使用すると、より均一な厚さを有する薄膜の被覆層を設けることができる。したがって、金属トナーにおいて、より高い絶縁抵抗値、例えば１×１０１５Ω・ｃｍ以上の値を得ることができ、さらには、導体パターンを形成した場合に、より低い導体抵抗値を得ることもできる。
また、スチレン系樹脂およびアクリル系樹脂を組み合わせたスチレン−アクリル系絶縁性樹脂を使用すると、１×１０１５Ω・ｃｍ以上の高い絶縁抵抗値が得られるばかりか、帯電性樹脂との優れた密着力を得ることができる。
【００２９】
次に、金属トナーに使用する絶縁性樹脂の被覆量について説明する。この絶縁性樹脂の被覆量についても特に制限されるものではないが、例えば、金属粒子等の体積を１００体積部としたときに、帯電容易な絶縁性樹脂の被覆量を２０〜２５０体積部の範囲内の値とすることが好ましく、３０〜２４０体積部の範囲内の値とすることがより好ましく、５０〜２３０体積部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、帯電容易な絶縁性樹脂の被覆量が２０体積部未満となると、金属トナーにおける帯電レベルの調節が困難となり、絶縁抵抗値が低く、例えば、１×１０１４Ω・ｃｍ未満の値となりやすいためである。したがって、金属トナーの現像性が低下して、導体パターンが形成された場合に、滲みやすくなり、シャ―プな画像を得ることが困難となりやすい。一方、帯電容易な絶縁性樹脂の被覆量が２５０体積部を超えると、導体パターンの導体抵抗が著しく上昇したり、断線が生じやすくなるためである。
【００３０】
次に、絶縁性樹脂として粒子（絶縁性樹脂粒子）を用いた場合の平均粒子径について説明する。この絶縁性樹脂粒子の平均粒子径については、得られる金属トナーにおける帯電レベル等を考慮して決定されるが、具体的に、０．０１〜１μｍの範囲内とするのが好ましく、０．１〜０．９μｍの範囲内の値とすることがより好ましい。
この理由は、絶縁性樹脂粒子の平均粒子径が０．０１未満となると、粒子同士が凝集しやすくなり、均一な厚さの被覆層を形成することが困難となりやすいためである。一方、絶縁性樹脂粒子の平均粒子径が１μｍを超えると、帯電レベルが低下したり、あるいは絶縁性樹脂層の厚さが不均一になりやすいためである。
【００３１】
次に、絶縁性樹脂層（被覆層）の厚さについて説明する。かかる絶縁性樹脂層の厚さについては、金属トナーにおける帯電レベル等を考慮して決定されるが、具体的に、０．０１〜３μｍの範囲内の値とすることが好ましく、０．０５〜２μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．１〜１．５μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、絶縁性樹脂層の厚さが０．０１μｍ未満となると、金属トナーにおける帯電レベルや現像性が低下する傾向があり、一方、絶縁性樹脂層の厚さが３μｍを超えると、逆に帯電レベルが低下したり、カブリが発生したり、あるいは画像濃度が低下しやすくなる傾向があるためである。
【００３２】
なお、上述した絶縁性樹脂を、金属粒子および金属酸化物粒子表面に被覆する方法は特に制限されるものではないが、機械的表面処理方法、例えば、ヘンシェルミキサ、スーパーヘンシェルミキサ、メカノミル、オングミルまたはハイブリダイザーを用いて被覆することが好ましい。このように機械的表面処理方法により被覆して構成された金属トナーは、電気絶縁特性が均一であり、優れた帯電性、搬送性および現像性を得ることができる。
【００３３】
（金属トナーの帯電性）
次に、金属トナーの帯電性を向上させる方法について説明する。この方法を実施するにあたり、被覆する絶縁性樹脂中に帯電性材料を含むことも好ましいし、絶縁性樹脂を構成する分子内に帯電性を有する官能基を導入することも好ましいし、あるいは、絶縁性樹脂と帯電性材料との共重合体を使用することも好ましい。
なお、絶縁性樹脂中に帯電性材料を含有して帯電性を向上させる場合、使用する帯電性材料としては、金属トナーにおける帯電レベレを向上させるもの、例えば、金属トナーをブローオフ法での帯電量として１０〜３０μＣ／ｇの範囲内の値に帯電可能な材料を使用することが好ましい。このような範囲内の値に帯電させることにより、金属トナーのカブリを防止しながら、優れた画像特性を得ることができる。
【００３４】
また、絶縁性樹脂の帯電性を向上させるための帯電性材料としては、具体的に、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂および金属錯体からなる群から選択される少なくとも一つの材料が好ましい。
また、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、トリフェニルメタン、カルボン酸塩化合物、フェノール系樹脂縮合物、塩化ビニル系樹脂、セルロイド樹脂も、帯電レベレを向上させることができることから、帯電性材料として、好適に使用あるいは併用することができる。
【００３５】
また、使用する帯電性材料の形態についても、特に制限されるものではないが、例えば、金属粒子等における平均粒子径の１／１０〜１／１０００の大きさを有する帯電性粒子を使用することが好ましい。
このような帯電性粒子を使用することにより、絶縁性樹脂とともに、均一な厚さの被覆層を形成することができる。また、帯電性粒子であれば、機械的表面処理により、絶縁性樹脂層の周囲または内部に容易に固着させることができる。
【００３６】
また、帯電性材料を添加する場合の添加量（体積量）についても特に制限されるものではないが、例えば、絶縁性樹脂層の体積を１００体積部としたときに、帯電性材料の体積量を１〜２００体積部の範囲内の値とすることが好ましく、５〜１５０体積部の範囲内の値とすることがより好ましく、１０〜１５０体積部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、帯電性材料の添加量が１体積部未満となると、金属トナーにおける帯電レベルの調節が困難となりやすいためであり、そのため、金属トナーの現像性が低下して、画像濃度が低下しやすい。一方、帯電性材料の添加量が２００体積部を超えると、逆に帯電レベルが低下したり、カブリが発生したり、あるいは画像濃度が低下しやすくなる。
【００３７】
（金属トナーの平均粒子径）
次に、金属トナーの平均粒子径について説明する。金属トナーを選択するにあたり、平均粒子径を２．３〜２０．４μｍの範囲内の値とすることが必要である。この理由は、金属トナーの平均粒子径が２．３μｍ未満と小さくなると、凝集しやすくなり、取り扱いが困難となるばかりか、金属トナーにおける帯電レベルの調節が困難となり、結果として、金属トナーを安定して搬送したり、現像したりすることが困難になるためである。一方、金属トナーの平均粒子径が２０．４μｍを超えると、金属トナーにおける帯電レベルの調節がやはり困難となり、安定して搬送したり、現像することが困難となり、いわゆる地かぶりが発生しやすくなる。したがって、金属トナーにおける帯電レベルの調節がより良好で、安定して搬送したり、現像したりすることができることから、金属トナーの平均粒子径を３〜１８μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、４〜１０μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３８】
（金属トナーの嵩密度）
次に、金属トナーの嵩密度について説明する。金属トナーを選択するにあたり、金属粒子および金属酸化物粒子の嵩密度を０．５〜５．０ｇ／ｃｃの範囲内の値とすることが好ましく、より好ましくは、１．０〜３．０ｇ／ｃｃの範囲内の値とすることである。
この理由は、金属粒子および金属酸化物粒子の嵩密度が０．５ｇ／ｃｃ未満となると、搬送性が低下したり、現像した際の金属トナーの充填率が低くなり、結果として形成された導体パターンの抵抗が高くなる傾向があるためであり、一方、嵩密度が５．０ｇ／ｃｃを超えると、逆に安定して搬送や現像を行うことが困難となる傾向があるためである。
【００３９】
（磁性キャリア）
次に、金属トナーに併用する磁性キャリアについて説明する。この磁性キャリアは、金属トナーの帯電性を補充するとともに、搬送する際の比重を低下させることにより、金属トナーの搬送性や現像性を向上させるために添加される。好ましい磁性キャリアとして、例えば、フェライト、マグネタイトまたは鉄粉、あるいはこれらの微粒子表面に絶縁性樹脂を被覆した組成物、さらには絶縁性樹脂中にこれらの微粒子を配合した組成物が挙げられる。
【００４０】
また、金属トナーに併用する磁性キャリアの平均粒子径を４０〜１２０μｍの範囲内の値とするのが好ましい。この理由は、磁性キャリアの平均粒子径が４０μｍ未満となると、搬送性が低下する傾向があり、かつ金属トナーと一緒に現像してしまう傾向があるためであり、一方、磁性キャリアの平均粒子径が１２０μｍを超えると、金属トナーの帯電性を補充することが困難になる傾向があるためである。また、このような磁性キャリアを使用すると、現像電位を低下させ、現像ローラや感光体ドラムの耐久性を著しく向上させることができる。
【００４１】
また、磁性キャリアと金属トナーとの混合比率は、金属トナーの搬送性や現像性等を考慮して決定されるが、具体的に、金属トナーの混合比率を、全体量に対して５〜４００重量％の範囲内の値とするのが好ましく、１０〜３５０重量％の範囲内の値とするのがより好ましく、４５〜３００重量％の範囲内の値とするのがさらに好ましい。この理由は、金属トナーの混合比率が１０重量％未満では、所望の厚さを有する金属トナーからなる薄膜を得ることが困難となる傾向があるためであり、一方、金属トナーの混合比率が４００重量％を超えると、金属トナーの帯電性を補充することが困難になったり、搬送性や現像性が低下する傾向があるためである。
【００４２】
（２）乾式現像装置
図１に示す乾式現像装置１０は、本発明の金属トナー用乾式現像方法が適用される概略構成を示しており、感光体ドラム７、帯電装置８、露光装置９、転写装置１１およびクリーニング部材１２等を適当に配置して構成してある。なお、これらの部材を用いた電子写真法による複写工程については、既知であるため、ここでの説明は省略する。
また、図２および図３に示す乾式現像装置１０は、図１に示す乾式現像装置１０をさらに具体化したものである。乾式現像装置１０の動作を簡単に説明すると、この装置を始動させることにより、感光体ドラム７が回転するとともに、現像ローラ３０、磁性搬送部材４０およびクリーニング部材５０が、それぞれ所定の回転方向に回転するように配置、構成してある。例えば、感光体ドラム７は、右方向に回転し、磁性搬送部材４０およびクリーニング部材５０は左方向に回転するように構成してあり、それぞれ図２および図３中に回転方向を矢印で示してある。
【００４３】
ここで、乾式現像装置１０の感光体ドラム７等を回転させるに際して、金属トナー４の搬送性や現像効率、あるいは耐久性の観点から回転数（線速比）を決定することが好ましい。したがって、金属トナー４の帯電量を増加させて搬送性を向上させ、所定範囲の現像量を得て現像効率を向上させ、さらには現像ローラ３０を過度に劣化させないように、感光体ドラム７に対する現像ローラ３０の線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることが好ましく、１．２〜４．０倍の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、同様の観点から、現像ローラ３０に対する磁性搬送部材４０の線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることが好ましく、１．２〜４．０倍の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００４４】
また、図２および図３に示す感光体ドラム７等が回転するのに対応して、磁性搬送部材４０に対し、電圧印加手段４３によって交流または直流の電圧が印加されると、現像ローラ３０と磁性搬送部材４０との間に電界が発生するように構成してある。
したがって、図２および図３に示すように、例えば、収納室２２に滞留している金属トナー４を、磁性キャリア５の磁力により筒状の磁性搬送部材４０の表面に担持させた後、磁性搬送部材４０における供給位置Ｓ１まで、安定して搬送することができる。
【００４５】
なお、図示しないが、収納室２２に、金属トナー４および磁性キャリア５の混合撹拌機を設け、摩擦帯電による静電気力で金属トナー４を磁性キャリア５に対して付着させた状態で、磁性キャリア５を磁性搬送部材４０に担持させることができる。すなわち、このように構成すると、金属トナー４を均一かつ短時間に帯電させることができ、磁性キャリア５を介して磁性搬送部材４０により、金属トナー４を容易に搬送することができる。ただし、図３においては、簡略化のため、金属トナー４が付着した磁性キャリア５についても、一つの粒子で表している。
【００４６】
次いで、図３および図４に示すように、磁性搬送部材４０上に磁性キャリア５を介して担持された金属トナー４は、現像ローラ３０と磁性搬送部材４０との間に発生した電界強度に対応して、現像ローラ３０の外周面に対して帯電付着し、金属トナー４からなる薄層、例えば１０〜５０μｍの厚さの薄層を現像ローラ３０上に形成する。
この点、図４を参照してより詳細に説明する。図４は、磁性搬送部材４０から現像ローラ３０に搬送されるまでの金属トナー４の状態を示す説明図である。金属トナー４は、摩擦帯電による静電気力で磁性キャリア５の表面に対して付着しており、この状態で磁性搬送部材４０の表面に磁性キャリア５を介して担持されている。なお、金属トナー４が付着した磁性キャリア５は、図２および図３に示すように、ブレード６０により層厚規制されており、ブレード６０の先端部６１から、磁性搬送部材４０における供給位置まで、磁性キャリア５に付着した金属トナー４が均一に配列されている。
次いで、金属トナー４は、磁性搬送部材４０により、磁性キャリア５を介して供給位置Ｓ１まで順次に搬送されると、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の電界強度に比例して、磁性キャリア５を残したまま、現像ローラ３０へと帯電付着する。この時、金属トナー４の一部は磁性キャリア５に付着したまま現像ローラ３０へ帯電付着しない場合があり、図４において、磁性搬送部材４０の供給位置Ｓ１を通過後にも、磁性キャリア５に金属トナー４が少量残っているのは、このことを示している。
また、現像ローラ３０に移動した金属トナー４は、図４に示すように、現像ローラ３０における供給位置Ｓ２から、一定の厚さ（ｔ）を有する薄層を形成し、順次に、感光体ドラム７に対して搬送されることになる。なお、図４において、金属トナー４からなる薄層は、便宜上単一粒子層と記載されているが、通常は、１〜７個の金属トナー４が積層して形成されている。
【００４７】
次いで、図３に示すように、現像ローラ３０上の金属トナー４は、現像ローラ３０における現像位置までさらに搬送され、所定の接触ニップ幅で感光体ドラム７に対して押圧される。そのため、感光体ドラム７の静電電荷と反対極性に帯電している金属トナー４は、感光体ドラム７の静電電荷に帯電した部位に対して吸引付着され、導体パターンに対応した可視像が形成される。
【００４８】
なお、感光体ドラム７に吸引付着されなかった金属トナー４は、クリーニング部材５０により、磁性搬送部材４０側に掃きおとされ、再び、磁性搬送部材４０により、現像ローラ３０に対して搬送されるようにしてある。すなわち、クリーニング部材５０は、導電繊維を回転軸の周囲に巻回して構成してあり、現像ローラ３０の回転方向と反対方向に回転を付与されるとともに、その周速度を現像ローラ３０の周速度よりも大きくしてある。したがって、クリーニング部材５０が、現像ローラ３０に接触して、感光体ドラム７に吸引付着されなかった金属トナー４を掃きおとした場合にも、感光体ドラム７側に落ちて、感光体ドラム７の所望以外の箇所に付着することはない。
ただし、現像ローラ３０に対するクリーニング部材５０を必要に応じて、省略することができる。
【００４９】
次いで、図１に示すように感光体ドラム７上の金属トナー４からなる可視像は、セラミックグリーンシート１３に対して押圧されて転写され、金属トナー４からなる導体パターンを形成する。ただし、この状態では、金属トナー４は絶縁性樹脂により被覆されているため導通はしないが、例えば、絶縁性樹脂がオレフィン樹脂であり、金属粒子が銅の場合には８００℃以上で加熱することにより、絶縁性樹脂を十分に飛散させるとともに、金属粒子を溶融させることができ、したがって、導体パターンとしての電気的導通を得ることができる。また、このような温度で加熱することにより、セラミックグリーンシート１３が焼成されて、耐熱性等に優れたセラミック基板となる。
【００５０】
また、図示しないが、金属トナー４をセラミックグリーンシート１３に対して転写した状態で、閃光放電あるいは加熱治具を用いて加熱することにより仮定着させることが好ましい。このように、金属トナー４をセラミックグリーンシート１３に対して仮定着すると、移動したり振動を与えた場合でも、金属トナー４がセラミックグリーンシート１３から脱離することがなく、後に加熱した場合にも、微細な導体パターンを安定して形成することができる。
【００５１】
以下、本実施形態における乾式現像装置１０の特徴的部分である、磁性搬送部材４０および現像ローラ３０について、さらに詳細に説明する。
【００５２】
（磁性搬送部材）
まず、図２および図３に示す磁性搬送部材４０について説明する。この磁性搬送部材４０は、図１に示すように筒状であり、表面に多数の磁極を形成した円柱状の磁石集成体４１と、当該磁石集成体４１の周囲に同心円状に配置された導電性非磁性体からなる導電性スリーブ４２とから構成されている。
【００５３】
ここで、図３に示す磁石集成体４１は、回転可能な構成であっても、固定した構成であっても良い。なお、導電性スリーブ４２についても、磁石集成体４１が回転可能か否かにかかわらず、磁石集成体４１と同一方向または逆方向に回転可能な構成であっても、固定した構成であっても良い。また、磁石集成体４１が回転可能な場合、金属トナー４を容易に搬送することができるように、Ｎ極およびＳ極の数を同一とし、さらに、それぞれの磁力を等しくするのが好ましい。図３に示す磁石集成体４１は、回転可能な構成としてあり、一例としてＮ極およびＳ極の極数をそれぞれ４個とし、最大磁力を６５０ガウス以上の値としてある。ただし、より好ましくは、磁極の最大磁力を７００ガウス以上の値とすることである。一方、磁石集成体４１が固定された構成の場合、Ｎ極およびＳ極の極数や磁力を同一とする必要は必ずしもなく、例えば、感光体ドラムに近接した位置における磁力を比較的大きくしたり、現像装置内における磁力を比較的小さくすることにより、金属トナー４の磁性キャリア５からの脱離を容易に行うことができる。
【００５４】
また、図３に示す導電性スリーブ４２においては、表面に粗面化処理、例えば、サンドブラスト処理を施すことが好ましい。このように導電性スリーブ４２の表面を粗面化処理して、凹凸を設けることにより、金属トナー４の帯電性が一部不十分な場合にも、優れた搬送性を得ることができる。特に、導電性スリーブ４２の表面の粗面化処理は、金属トナーに前述した磁性キャリアを含まない、いわゆる一成分系の場合に有効な手段である。
【００５５】
また、磁性搬送部材４０において、磁石集成体４１と導電性スリーブ４２とは、それぞれ相対的に回転可能としてあり、導電性スリーブ４２上に担持されたトナー４を現像ローラ３０に搬送することができるようにしてある。すなわち、図３に示す磁性搬送部材４０を用いて金属トナー４を搬送する場合、筒状の磁性搬送部材４０に内包された磁石集成体４１のＮ極およびＳ極に対応した磁力により、金属トナー４が磁性キャリア５を介して導電性スリーブ４２上に担持された後、磁石集成体４１と導電性スリーブ４２との相対的な回転により、現像ローラ３０の供給位置まで安定して、すなわち、一定時間に一定量だけ搬送される。なお、磁石集成体４１と導電性スリーブ４２とが、「相対的に回転可能」とは、磁石集成体４１および導電性スリーブ４２あるいはいずれか一方が回転し、磁石集成体４１と導電性スリーブ４２との間に相対速度が発生可能な状態をいう。
【００５６】
また、磁性搬送部材４０には、図３に示すように、交流または直流の電圧印加手段４３、あるいはいずれか一方の電圧印加手段４３が設けてあり、この電圧印加手段４３により、感光体ドラム７の表面に形成された静電電荷と逆極性の交流または直流電圧を磁性搬送部材４０に対して印加することができるようにしてある。例えば、図３に示す感光体ドラム７の表面は、プラス（＋）側の静電電荷により帯電されているため、この場合には、電圧印加手段４３を稼働させ（スイッチＯＮ）、マイナス（−）側の直流電圧を磁性搬送部材４０に対して印加する。したがって、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間に、一定強度の電界が発生し、現像ローラ３０上に金属トナーを容易に搬送することができる。なお、交流電圧を印加する場合には、所定周波数範囲に変調した後に印加することも好ましい。
【００５７】
また、磁性搬送部材４０の近傍に、図２および図３に示すような機械的層厚規制手段６０を設けて、磁性搬送部材４０に対する機械的層厚規制手段６０の位置あるいは圧接力を調整することが好ましい。
このように構成すると、機械的層厚規制手段６０の位置あるいは圧接力を調整することにより、磁性搬送部材４０上の金属トナーからなる薄層の厚さ、ひいては現像ローラ３０上の金属トナーからなる薄層の厚さを所定範囲に容易に制御することができる。
【００５８】
なお、機械的層厚規制手段６０の形態は特に問わないが、金属トナーを損傷せずに、容易に薄層の厚さ制御をすることができることから、例えば、ゴムやプラスチック樹脂を主成分とした、厚さ０．１〜１０ｍｍのブレードであることが好ましい。
また、機械的層厚規制手段６０は二つ以上設けても良く、その場合、機械的層厚規制手段６０を水平方向に配列したり、あるいは、筒状の磁性搬送部材４０の外周面に沿って配列することが好ましい。
【００５９】
また、磁性搬送部材４０に設けた電圧印加手段４３を電圧制御可能とし、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の電界強度を調整することが好ましい。このように構成すると、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の電界強度を所定範囲内に調整することにより、現像ローラ３０上の金属トナーからなる薄層の厚さをより容易に制御することができる。
【００６０】
さらに、図３に示すように、現像ローラ３０と電圧印加手段４３との間に、制御回路４４を設け、露光装置９による露光工程終了と同時、または感光体ドラム７における帯電部分が現像ローラ３０の前面を通過直後に電圧印加手段４３からの電圧を遮断（スイッチＯＦＦ）することが好ましい。このように構成することにより、金属トナーを現像ローラ３０上に容易に搬送させることができる一方、感光体ドラム７に電気的な影響を与えることなく、感光体ドラム７の表面電位をより正確な値に制御することができる。
【００６１】
また、磁性搬送部材４０は、図４に示すように、現像ローラ３０に対して一定距離（ｄ）だけ離して設けてある。この磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の距離（ｄ）を０．２〜２．０ｍｍの範囲内の値とするのが好ましく、より好ましくは０．３〜１．８ｍｍの範囲内の値であり、さらに好ましくは、０．５〜１．５ｍｍの範囲内の値とすることである。
この理由は、磁性搬送部材４０と現像ローラ３０との間の距離が０．２〜２．０ｍｍの範囲外となると、金属トナー４を安定して搬送することが困難となりやすく、結果として、現像ローラ３０上に、金属トナーからなる所定厚さの薄層を正確に形成することが困難となったり、金属トナー４とともに磁性キャリアを使用した場合に、磁性キャリアもまた現像ローラ３０上に搬送されてしまう傾向があるためである。
【００６２】
（現像ローラ）
次に、図１〜４に示す現像ローラ３０について説明する。この現像ローラ３０は、導電性ゴムで形成した回転体３１と、当該回転体３１の外周表面に形成された導電性コート層３２とから構成されている。したがって、導電性コート層３２が、感光体ドラム７の外周面に対して、所定の接触ニップ幅で接触するように配置するとともに、歯車（図示せず。）等を介して、感光体ドラム７の回転に同期しながら転接回転、すなわち、現像ローラ３０が感光体ドラム７と同一の周速度を有して、反対方向に回転するように構成してある。
【００６３】
また、この現像ローラ３０において、体積抵抗値を１×１０１１Ω・ｃｍ以下の値とすることが好ましく、１×１０５〜１×１０９Ω・ｃｍの範囲内の値とすることがより好ましい。この理由は、現像ローラ３０の体積抵抗値が１×１０１１Ω・ｃｍを超えると、感光体ドラム７に対する金属トナー４の現像特性が著しく低下する傾向があるためである。
【００６４】
また、現像ローラ３０の導電性ゴムを構成するゴム材料として、ＮＢＲゴム、ウレタンゴム、またはシリコンゴムあるいはこれらの架橋物を使用することが好ましい。これらの材料は適度な硬さを有する一方で、耐クリープ性に優れており、現像ローラ３０と感光体ドラム７との間の接触ニップ幅を所定範囲内の値に制御しても、過度に変形したり、磨耗したりすることが少なく、長期間にわたって安定して金属トナーを現像することができる。しかも、これらのゴム材料は、添加する導電性材料、例えば、カーボンブラックとのなじみが良く、均一な導電抵抗を得ることができる。
【００６５】
また、現像ローラ３０の導電性ゴムを構成する材料は、現像ローラ３０の耐久性をより向上させることから、金属トナーにおける帯電の極性を考慮して決定することが好ましい。例えば、金属トナーをプラス（＋）側に帯電させる場合には、ＮＢＲゴムまたはウレタンゴムを使用することが好ましく、金属トナーをマイナス（−）側に帯電させる場合には、シリコンゴムまたはウレタンゴムを使用することが好ましい。
【００６６】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、言うまでもないが、以下の説明は本発明を例示するものであり、特に理由なく、以下の説明に本発明の範囲は限定されるものではない。
【００６７】
［実施例１］
（金属トナーおよび現像剤の作製）
オングミルＡＭ−１５Ｆ（ホソカワミクロン（株）製）の処理槽に、銅粉２００ｇと、絶縁性樹脂としてのアクリル微粒子Ｎ−３０（日本ペイント（株）製、平均粒子径０．１μｍ、ガラス転移温度６０℃）２０ｇとを収容した。なお、使用した銅粒子は沈殿析出法により得られたものであり、銅粒子の平均粒子径は２．０μｍ、体積換算の粒度分布において７０〜１００ｖｏｌ％が、平均粒子径の±３０％の範囲内に存在しているものを使用した。
次いで、窒素雰囲気下、処理温度（飽和温度）６０℃、セル回転数２０ｍ／ｓ、処理時間１０分の条件で、機械的処理を行い、銅粒子の表面に絶縁性樹脂の被覆層を形成して、金属トナーとした。
得られた金属トナーの被覆層は、銅粒子１００体積部に対して、約１００体積部であり、平均粒子径は２．３μｍであり、球状度は０．７超〜０．９以下（−）であり、嵩密度は３．８ｃｃ／ｇであった。
次いで、得られた金属トナーに対して、外添剤として０．８重量％となるようなシリカ、および磁性キャリアとして１２重量％となるようなフェライト粒子（平均粒子径７０μｍ）をそれぞれ添加し、磁性二成分現像剤とした。
【００６８】
（乾式現像方法の実施およびセラミック基板の作製）
得られた現像剤をＯＰＣドラム搭載のマイナス（−）帯電トナー用のプリンター内に収容した。このプリンターは、図３に示すように、筒状の磁性搬送部材４０と、現像ローラ３０と、感光体ドラム７とを順次に具備しており、磁性搬送部材４０には機械的層厚規制手段６０が設けられている乾式現像装置１０である。そして、現像ローラ３０と感光体ドラム７との間の接触ニップ幅を２ｍｍに設定した後に、以下の条件で画像評価パターン（ソリッドパターン）を導体パターンとして出力した。
感光体帯電電位： −７００Ｖ
露光後電位： −１００Ｖ
現像電位： −３００Ｖ
現像ローラ電位： −３００Ｖ
感光体ドラム線速： ６０ｍｍ／ｓｅｃ
現像ロール線速： ７５ｍｍ／ｓｅｃ
磁性搬送部材線速： １５０ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ上の薄層の厚さ： １２μｍ
磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離：１．５ｍｍ
磁性搬送部材の印加電圧： −６００Ｖ
【００６９】
次いで、金属トナーをセラミックグリーンシート（酸化珪素／ＳｉＯ２ ７０重量部、アクリル系樹脂 ３０重量部）上に転写した後、これを温度１８０℃に保持したホットプレートに２分間載せて、金属トナーを仮定着した。次いで、これを還元雰囲気下のオーブン内で、温度９００℃、１時間の条件で焼成し、セラミック基板上に銅からなる導体パターンを形成した。そして、以下に示す基準により導体パターンの画像特性を評価した。得られた結果を表１に示す。
〇：カブリの発生が観察されず、導体パターンの細線部も正確に再現された。
△：カブリの発生が一部観察され、導体パターンの細線部の再現が一部不正確であった。
×：カブリの発生が観察されたり、導体パターンの細線部が正確に再現されなかった。
【００７０】
［実施例２〜６］
実施例１において、平均粒子径が２．０μｍの銅粒子を使用し、平均粒子径が２．３μｍの金属トナーを作製したかわりに、表１に示すような平均粒子径を有する銅粒子およびそれから得られた金属トナーを作製し、実施例１と同様に画像特性についての評価を行った。結果を表１に示す。結果から理解されるように、金属トナーの平均粒子径が２．３〜２０．４μｍの範囲であれば、優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００７１】
【表１】
［比較例１〜３］
実施例１において、平均粒子径が２．０μｍの銅粒子を使用し、平均粒子径が２．３μｍの金属トナーを作製したかわりに、表１に示すような平均粒子径を有する銅粒子およびそれから得られた平均粒子径が２．３μｍ未満または２０．４μｍ超を有する金属トナーを作製し、実施例１と同様に画像特性についての評価を行った。得られた金属トナーについて、実施例１と同様に画像特性についての評価を行った。結果を表１に示す。結果から理解されるように、金属トナーの平均粒子径が２．３〜２０．４μｍの範囲外であるため、カブリが発生したり、細線の再現性が乏しいことが確認された。
【００７３】
［実施例７〜１１］
実施例１において、接触ニップ幅を２ｍｍにしたかわりに、接触ニップ幅を１ｍｍ（実施例７）、接触ニップ幅を４ｍｍ（実施例８）、接触ニップ幅を５ｍｍ（実施例９）、接触ニップ幅を６ｍｍ（実施例１０）としたほかは、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表２に示す。結果から理解されるように、接触ニップ幅が１〜６ｍｍの範囲内の値であれば、優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００７４】
【表２】
［比較例４〜５］
実施例１において、接触ニップ幅を２ｍｍにしたかわりに、接触ニップ幅を０．５ｍｍ（比較例４）および接触ニップ幅を７ｍｍ（比較例５）としたほかは、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表２に示す。結果から理解されるように、接触ニップ幅が１〜６ｍｍの範囲外の値であるため、画像濃度が低かったり（抵抗値が高い）、カブリが発生することが確認された。
【００７６】
［実施例１２〜６０］
実施例１において、現像ローラ上の薄層の厚さを１２μｍとし、感光体ドラムに対する現像ロールの線速比を１．５倍としたかわりに、表３に示すような薄層の厚さおよび現像ロールの線速比に変えたほかは、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表３に示す。
結果から理解されるように、現像ローラ上の薄層の厚さが１０〜２０μｍの範囲内の値であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。また、同様に、感光体ドラムに対する現像ロールの線速比が１．１〜５．０（−）の範囲内の値であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００７７】
【表３】
［実施例６１〜７０］
実施例１において、磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離を１．５ｍｍとしたかわりに、表４に示すように０．１〜２．２ｍｍの範囲内で変えたほかは、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表４に示す。
結果から理解されるように、磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離が０．２〜２．０ｍｍの範囲内の値であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００７９】
【表４】
［実施例７１〜７８］
実施例１において、磁性搬送部材に印加する直流電圧を−６００Ｖとし、磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離を１．５ｍｍとしたかわりに、表５に示すように磁性搬送部材に印加する直流電圧を−５００〜−８００Ｖの範囲内で変えるとともに、磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離を０．５ｍｍおよび１．８ｍｍに設定し、現像ローラ上の薄層の厚さを測定するとともに、実施例１と同様に導体パターンの画像特性についての評価を行った。結果を表５に示す。
結果から理解されるように、磁性搬送部材に印加する直流電圧の値および磁性搬送部材と現像ローラとの間の距離を変えることにより電界強度を調整し、現像ローラ上の薄層の厚さを容易に制御できることが確認された。また、現像ローラ上の薄層の厚さが１０〜２０μｍの範囲内の値であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが再度確認された。
【００８１】
【表５】
［実施例７９〜８３］
金属トナーに使用する銅粒子の球状度を変えたほかは、実施例１と同様に金属トナーを作製し、導体パターンの画像特性についての評価を行った。また、導体パターンを３０００枚印刷後においても、同様に画像特性についての評価を行った。得られた結果を表６に示す。
結果から理解されるように、金属トナーに使用する金属粒子の球状度が０．４（−）以上であれば、許容される導体パターンの画像特性を得ることができ、金属粒子の球状度が０．５（−）以上であれば、より優れた導体パターンの画像特性を得ることができることが確認された。
【００８３】
【表６】
【発明の効果】
本発明の金属トナー用乾式現像方法によれば、少なくとも筒状の磁性搬送部材と、現像ローラと、感光体ドラムとを順次に具備した乾式現像装置を用いて、金属粒子または金属酸化物粒子の表面に絶縁性樹脂を被覆した所定範囲の平均粒子径を有する金属トナーを接触現像するとともに、現像ローラと感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を所定範囲内の値に制御することにより、画像特性に優れた導体パターンに対応した金属トナーを安定して現像することができ、結果としてセラミック基板上に微細な導体パターンを容易に形成することが可能となった。
【００８５】
また、本発明の金属トナー用乾式現像方法における好ましい態様によれば、現像ローラ上の金属トナーにおける薄層の厚さを、磁性搬送部材に設けた機械的層厚規制手段および磁性搬送部材と現像ローラとの間の電界強度、あるいはいずれか一方により調整あるいは変更することにより、画像特性にさらに優れた導体パターンに対応した金属トナーを安定して現像することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】乾式現像方法により金属トナーを現像し、さらにセラミックグリーンシートに転写する様子を示す概略図である。
【図２】乾式現像方法に使用する乾式現像装置の部分断面図である。
【図３】現像されるまでの金属トナーの状態を示す説明図である。
【図４】磁性搬送部材から現像ローラに搬送されるまでの金属トナーの状態を示す説明図である。
【図５】金属トナーの断面図である（その１）。
【図６】金属トナーの断面図である（その２）。
【符号の説明】
４，６３ 金属トナー
５ 磁性キャリア
７ 感光体ドラム
８ 帯電装置
９ 露光装置
１０ 乾式現像装置
１１ 転写装置
１２ クリーニング部材
１３ セラミックグリーンシート
１４ 搬送ロール
２０ 枠体
２２ 収納室
３０ 現像ローラ
４０ 磁性搬送部材
４１ 磁石集成体
４２ 導電性スリーブ
４３ 電圧印加手段
４４ 制御回路
５０ クリーニングロール
６０ 機械的層厚規制手段（ブレード）
６５ 金属粒子または金属酸化物粒子
６７ 絶縁性樹脂層
６９ 帯電性付与層
Claims (9)
- 少なくとも筒状の磁性搬送部材と、現像ローラと、感光体ドラムとを順次に具備した乾式現像装置を用いた乾式現像方法において、
２〜２０μｍの範囲内の平均粒子径を有する金属粒子または金属酸化物粒子の表面に酸化防止又は密着用表面処理を施し、該表面処理を施した表面に、該金属粒子または金属酸化物粒子の平均粒子径の１／１０００〜１／１０の大きさを有する帯電性材料が埋設された、０．０１〜３μｍの範囲内の厚さを有する絶縁性樹脂を被覆した平均粒子径が２．３〜２０．４μｍの範囲内の値である金属トナー、及び
４０〜１２０μｍの平均粒子径を有する磁性キャリア
を含んだ現像剤を用いて接触現像するとともに、
前記現像ローラと前記感光体ドラムとの間の接触ニップ幅を１〜６ｍｍの範囲内の値とすることを特徴とする金属トナー用乾式現像方法。 - 前記現像ローラ上に、１０〜５０μｍの範囲内の厚さを有する金属トナーの薄層を形成した後に、前記感光体ドラムに対して金属トナーを接触現像させることを特徴とする請求項１に記載の金属トナー用乾式現像方法。
- 前記現像ローラ上の金属トナーにおける薄層の厚さを、磁性搬送部材に設けた機械的層厚規制手段および磁性搬送部材と現像ローラとの間の電界強度、あるいはいずれか一方により調整することを特徴とする請求項２に記載の金属トナー用乾式現像方法。
- 前記現像ローラ上の金属トナーにおける薄層の厚さを、前記感光体ドラムへの現像時と非現像時とで異ならせることを特徴とする請求項３に記載の金属トナー用乾式現像方法。
- 前記磁性搬送部材と、前記現像ローラとの間の距離を、０．２〜２．０ｍｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属トナー用乾式現像方法。
- 前記感光体ドラムに対する前記現像ローラの線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の金属トナー用乾式現像方法。
- 前記磁性搬送部材が、磁石集成体を内包した導電性非磁性スリーブから構成されており、かつ、前記現像ローラに対する磁性搬送部材の線速比を、１．１〜５．０倍の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の金属トナー用乾式現像方法。
- 前記現像ローラとして、ＮＢＲゴム、ウレタンゴム、またはシリコンゴムからなる弾性体現像ローラを使用することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の金属トナー用乾式現像方法。
- 前記金属トナーに使用する金属粒子または金属酸化物粒子の球状度を０．５（−）以上の値とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の金属トナー用乾式現像方法。
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