JPH02106767A - 感光性トナーを用いる画像形成方法 - 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、感光性トナーを用いる画像形成方法に関し、
より詳細には、感光性トナー層の光感度を向上させ、高
濃度で文字ボケやカブリのないトナー像を形成させるた
めの画像形成方法に関する。

（従来の技術） 従来、感光性トナーを使用し且つ電圧印加同時露光同時
転写方式で画像形成を行う方法は既に知られている。例
えば、特開昭６０−９８４６３号及び６０−１３８５６
６号公報には、導電性基板上に感光性トナー層を形成さ
せると共に、該トナー層と透明電極とを対面させ、トナ
ー付着基板側がトナーと逆極性及び対向電極側がトナー
と同極性となるようにバイアス電圧を印加し、画像露光
し、光照射をうけたトナー像を対向電極側に転写して画
像形成を行うことが記載されている。

また、本発明者等の提案にかかる特願昭６２−２９５３
４３号明細書には、少なくとも一方が曲率面を有し且つ
少なくとも一方が透明である２個の電極面を対向させて
配置し、一方の電極面に感光性トナー層を形成させ、ト
ナー層支持電極面がトナー電荷と同極性及び対向電極面
がトナー電荷と逆極性となるようにバイアス電圧を印加
し、両型極面が感光性トナー層を介して接触する部位で
トナー層に光照射して、未露光トナーを対向電極面側に
移行させてポジ像形成を行うことを特徴とする画像形成
方法が記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、感光体ドラムの現像に使用される通常の顕電性ト
ナーとしては、トナーの帯電量、トナーの飛散性、解像
力等の見地から、一定範囲の粒径、例えば５乃至２０μ
ｍの粒径のトナーが使用されており、感光性トナーの分
野でも、この粒径範囲のトナーが踏習的に使用されてい
る。

しかしながら、感光性トナーを用いる画像形成法では、
帯電されたトナー層が露光されることに関連して、通常
の顕電性トナーとは全く異った問題を生じる。即ち、感
光層が独立したトナー粒子の層から成るため、現像及び
露光に際して屡々文字ボケやカブリを生じやすい。

また、感光性トナーに用いる光導電体や定着用樹脂につ
いては種々の提案がなされているが、感光性トナーの粒
度特性が光感度や画像濃度、画質等に及ぼす影響につい
ては殆んど知られていない。

従って、本発明の目的は、感光性トナーを用いる画像形
成方法においては、感光性トナーの光感度を向上させ、
且つ高濃度でしかも文字ボケやカブリの実質上ないトナ
ー像を形成し得る方法を提供するにある。

本発明の他の目的は、感光性トナーを使用し且つ電圧印
加同時露光同時転写方式でポジ像を形成するのに有利に
使用し得る画像形成方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、一方が透明である２個の対向電極面間
に帯電した感光性トナーの層を介在させ、両電極間にバ
イアス電圧を印加すると共に、透明電極面を通して感光
性トナー層を画像露光し、これにより電極面上に感光性
トナー像を形成させることから成る画像形成方法におい
て、感光性トナーとして、体積基準メジアン径が５乃至
１０μｍ、特に６乃至８μｍの範囲にあり且つ体積基準
の粒度分布の標準偏差値が３．３３μｍ以下の粒度特性
を有する感光性トナーを用いることを特徴とする方法が
提供される。

本発明は特に、透明電極面がトナー電荷と逆極性及び対
向電極面がトナー電荷と同極性となるようにバイアス電
圧を印加し、未露光トナーを透明電極面側に移行させて
ポジ像形成を行うのに有利に適用される。

（作　用） 本発明は、感光性トナーの粒径と光感度との間には、粒
径が一定の範囲に極大値があり、体積基準のメジアン径
（以下単にメジアン径と呼ぶ）を５乃至１０μｍ、特に
６乃至８μｍの範囲とし、且つ体積基準の粒度分布の標
準偏差値（σ）を３．３３μｍ以下、特に２．２４μｍ
以下とするときには、光感度の著しい向上がもたらされ
るという知見に基づくものである。

添付図面第１図は、後述する実施例の感光性トナーにつ
いて、メジアン粒径（μｍ）とトナー帯電量（μｃ／ｇ
）との関係をプロットしたグラフであり、第２図はこの
感光性トナーのメジアン粒径（μｍ）とこの感光性トナ
ーの層を導電性基板上に設けたものについての光感度と
の関係をプロットしたグラフである。

これらのグラフから、通常の顕電性トナーと同様に、単
位重量当りのトナー帯電量は、粒径が大きくなる程小さ
くなることがわかる。また、感光性トナーから成る層の
光感度は、一定の粒径範囲に極大値を有し、前記粒径範
囲よりも大きくても、また小さくても光感度が低下する
ことが明らかとなる。この理由は次のように考えられる
。即ち、トナー粒径が上記範囲よりも大きい場合には、
単位重量当りの帯電量が小さく、また粒子１個当りの光
減衰速度も小さくなるため、光感度の低下を生じるもの
と認められる。一方、トナー粒径が上記範囲よりも小さ
いと、粒子１個当りの光減衰速度は大きいが、トナー層
としたとき、トナー粒子が何層にも積層され、表層の粒
子は電荷の減衰を生じるが、下層の粒子の電荷が光減衰
を生しなく、また表層の粒子の光減衰を妨げるので、全
体としての光感度が低下する。

このように、感光性トナーの光感度が低いと、トナー粒
子の帯電電荷の減衰が遅く、電極面からの異極性電荷の
注入も不十分であるため、感光性トナー粒子の移動が不
十分となって、カブリを生しることになる。

また、粒径が上記範囲よりも大きい場合には、重量当り
のトナー帯電量が小さいことから、磁気ブラシ摺擦等の
外乱によって画像部が乱され、文字ボケ等を生じること
になる。

本発明においては、メジアン径が５乃至１０μｍ、特に
６乃至８μｍの範囲内にあることに加えて、標準偏差値
（０）が３．３３μｍ以下、特に２２４μｍ以下となる
ような狭い粒度分布を有することも重要てあり、このσ
の値が上記範囲を越えて犬きくなると、トナー中の小径
分布部分や大径分布部分による前述した欠点が生じるよ
うになり、やはりカブリや文字ボケの発生原因となる。

本発明の方法は、透明電極面がトナー電荷と逆極性及び
対向電極面がトナー電荷と同極性となるようにバイアス
電圧を印加して、画像形成を行う方法に特に有利に適用
される。この方式では、透明電極面に感光性トナーが付
着した状態で露光が行われ、露光部（Ｌ）ではトナー粒
子の電荷消失乃至逆極性電荷注入により反発されて透明
電極側に画像形成が行われるが、本発明で規定した感光
性トナーを使用すると、このプロセスが迅速且つ確実に
行われて、カブリや文字ボケがなく、高コントラストで
高濃度のポジ画像形成が可能となる。

（発明の好適態様） 本発明方法の実施に好適に使用される装置の一例を示す
第３図において、機枠１の内部には、外表面に透明電極
面２を備えた透明ドラム３が駆動回転可能に設けられて
いる。機枠１の上部には原稿４を支持する透明板５が設
けられている。透明トラム３のほぼ中心には露光用ミラ
ー６が固定されており、この露光用ミラー６と透明板５
とは、例えば、第一の可動ミラー７、第二の可動ミラー
８、インミラーレンズ９、及び固定ミラー１ｏを介して
光学的に接続されている。透明板５上の原稿４を照明す
るために露光用ランプ１１が設けられる。

透明ドラム３の周囲に沿って且つ露光用ミラー６からの
光学通路に、全体として１２で示す現像器が設けられる
。この現像器１２には、供給される感光性トナー１３と
磁性キャリヤ１７（第４図参照）とを混合するための攪
拌ローラ１４と、この混合物の磁気ブラシ１５を表面に
形成する現像スリーブ１６とから成っている。現像スリ
ーブ１６は表面が導電性であり、その内部に磁気ブラシ
を形成させるためのマグネット１８が回転可能に設けら
れるか或いは固定して設けられている。

透明電極面２と現像スリーブ１６との間にバイアス電圧
を印加するために、この具体例では透明電極面２は接地
され、一方現像スリーブ１６はバイアス電源１９に接続
されている。

透明ドラム３の回転方向に沿って、現像器１２に次いで
、トナー像転写機構２０が設けられる。

即ち、この転写機構２０の部位で透明ドラム３の表面と
接触するように、複写紙２１を供給する複写紙供給機構
２２が設けられる。この具体例で、転写機構２０はコロ
ナチャージャーであり、トナー像２５を備えたドラム３
と複写紙２１とが重ねられた状態で複写紙２１の背面か
ら、トナーの電荷と逆極性の電荷の放電を行うことによ
り、トナー像２５をドラム３から複写紙２１に転写させ
る。複写紙２１の搬送方向には、例えば加熱ローラの如
き定着機構２３が設けられていて、複写紙２１上に転写
されたトナー像を熱定着する。

透明ドラムの回転方向に沿って、転写機構２０に次いで
クリーニング機構２４が設けられていて、トナー転写後
、ドラム表面に残留する余分のトナーをクローニングに
より除去する。

感光性トナーの同時露光転写部を拡大して示す第４図に
おいて、現像スリーブ１６と透明ドラムの透明電極面２
とは近接しており、スリーブ１６には、磁性キャリヤ１
７と感光性トナー１３の混合物から成る磁気ブラシ１５
が形成され、この磁気ブラシ１５が透明電極面２と摺擦
されている。

感光性トナー１３は磁性キャリヤ１７との混合により一
定極性の電荷（例えばマイナス）に帯電されており、反
対極性の電荷に帯電された磁性キャリヤ１７にクーロン
力により引ぎ付けられている。透明電極面２は感光性ト
ナー１３の極性と逆極性（例えばプラス）となるように
、電源１９によりバイアス電圧が印加されており、かく
して、透明電極面２上には感光性トナー１３の薄い層２
６が形成される。このトナー層２６に対して、透明ドラ
ム３及び透明電極面２を介してスリット露光が行われる
。暗部りでは感光性トナー１３が電極面２にクーロン力
により保持したままであるが、明部りでは、トナー１３
の光導電性により逆極性電荷（例えばプラス）の注入が
行われ、トナー１３は磁気ブラシ１５側に移動し、かく
して暗部りに対応したトナー像２５の形成が行われる。

本発明において、光導電性トナーとしては、電気絶縁性
樹脂定着媒質中に光導電性顔料、例えば酸化亜鉛、Ｃｄ
Ｓ等の無機光導電体や、ペリレン系顔料、キナクリドン
系顔料、ピラントロン系顔料、フタロシアニン系顔料、
ジスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料等の光導電性有機顔
料を分散させた組成物から成る粒子が使用される。光導
電性顔料は、定着媒質１００重量部当り３乃至６００重
量部、特に５乃至５００重量部の量で用いるのがよい。

光導電性顔料の量が上記範囲よりも少ないときには、画
像の濃度やトナー感度が低下する傾向があり、また上記
範囲よりも多いときには、電荷保持特性が低下する傾向
がある。

定着媒質としては、それ自体公知の電気絶縁性の定着用
樹脂、例えばポリスチレン、スチレンアクリル共重合体
、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ボリアリレート（
ビスフェノールＡとイソまたはテレフタレール酸とのポ
リエステル）、ポリビニルブチラール、ポリスルホンを
用いることができ、またポリビニルカルバゾール等の光
導電性樹脂も、単独で或いは電気絶縁性樹脂との組合せ
で本発明の目的に使用される。

前述した光導電性顔料が可視域波長に感度を有しない場
合には、それ自体公知の染料増感剤や化学的増感剤を配
合することができる。

また、定着媒質として電荷輸送媒質を用い、この電荷輸
送媒質中に前述した光導電性顔料を電荷発生顔料として
分散させ、この分散系を光導電性トナーとする。電荷輸
送媒質としては、前述した電気絶縁性樹脂と電荷輸送物
質、例えばポリビニルカルバゾール、フェナントレン、
Ｎ−エチルカルバゾール、２，５−ジフェニル−１，３
，４−オキサジアゾール、２．５−ビス−（４−ジエチ
ルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、
ビス−ジエチルアミノフェニル−１，３６−オキサジア
ゾール、４．４′−ビス（ジエチルアミノ−２，２′　
−ジメチルトリフェニルメタン、２．４．５−）リアミ
ノフェニルイミダゾール、２．５−ビス（４−ジエチル
アミノフェニル）−１，３，４−トリアゾール、１−フ
ェニル−３（４−ジエチルアミノスチリル）　−５−（
４−ジエチルアミノフェニル）−２−ピラゾリン、ｐ−
ジエチルアミノベンツアルデヒド−（ジフェニルヒドラ
ゾン）などの正孔輸送物質や２−ニトロ９−フルオレノ
ン、２，７−シニトロー９−フルオレノン、２，４．７
−１−ジニトロ−９−フルオレノン、２，４，５．７−
テトラニトロ−９−フルオレノン、２−ニトロベンゾチ
オフェン、２゜４．８−トリニドロチオキサントン、ジ
ニトロアントラセン、ジニトロアクリジン、ジニトロア
ントラキノンなどの電子輸送物質の少なくとも１種の組
合せが使用される。電荷輸送物質は、一般的に言って、
樹脂１００重量部当り１ｏ乃至２００重量部、特に３０
乃至１２０重量部の量で用いるのがよい。

本発明に用いる光導電性トナーには、上述した必須成分
に加えて、それ自体公知の助剤を公知の処方に従って配
合することができる。このような助剤としては、ワック
ス類等のオフセット防止剤や圧力定着性イ」与剤を挙げ
ることができる。

トナーへの成形は、混練、粉砕、篩分けによる乾式法や
、分散液の形で噴露造粒する湿式法により行うことがで
き、生成したトナーを風力分級等の厳密な分級操作に賦
することによって、前述メジアン径と粒度分布とを有す
るトナー粒子とする。生成したトナー粒子には、疎水性
微粉シルカ、微粉カーボンブラック等の流動性改良剤を
マプシにより配合することもできる。

好適な光導電性トナーの例としては酸化亜鉛＝スチレン
ーアクリル樹脂系フタロシアニン＝スチレン−アクリル
樹脂系、フタロシアニン；ポリエステル樹脂系などが挙
げられる。これらの光導電性トナーは負極性への摩擦帯
電特性を有している。一方正極性への摩擦帯電特性を有
する光導電性］・ナーとしては、上述した樹脂の代りに
ポリアミド系樹脂等の窒素原子を主鎮或いは側鎖に含む
樹脂を含むトナーを用いればよい。

一方、透明ドラムとしては、透明性に優れ、光学的に歪
のない材料で製造されたものであれば任意の材料から成
るものでよく、例えばアクリル樹脂、ジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート樹脂、通常のカーボネート
樹脂、ポリ４−メチルペンテン−１樹脂等の樹脂製ドラ
ムや、ガラス、ガラスセラミック等のセラミック製ドラ
ムが使用される。透明電極面としては、導電性ガラス（
Ｎ　Ｅ　Ｓ　Ａガラス）や、酸化錫導電層、インジウム
−錫酸化物導電層（ＩＴＯ）等が使用される。

光導電性トナーをトナー支持電極上に塗布するには、均
一な塗布及び付着が可能となる限り、任意の塗布方式が
採用されるが、一般には鉄粉、フェライト粒子等の磁性
キャリヤと光導電性トナーとを混合し、両者から成る二
成分系磁気ブラシを導電性スリーブ上に形成させる方法
が有利に使用される。この場合、磁性キャリヤとしては
粒径が３０乃至１２０μｍのものが好適であり、キャリ
ヤとトナーとの混合比率は重量比で９７３乃至８５：１
５の範囲内にあるのがよい。磁気ブラシの穂長け、他の
条件によっても若干相違するが、般に０３乃至１ｍｍの
範囲が適当である。

スリーブとドラムとの間に印加するバイアス電圧は、−
１１９に１００乃至１０００ボルト、特に３００乃至８
００ボルトの範囲にあるのがよい。

画像露光は、透明原稿を介しての透明露光や不透明原稿
からの反射露光により行うが、何れの場合でもスリット
露光により行なう。この場合、露光のスリット巾は感光
性トナーとの接触部位の巾よりも狭い巾であることが望
ましく、一般に０．５乃至３ｍｍの巾が適当である。ま
た、光照射は接触部位の透明電極進行方向先端部で行う
のがよい。

（発明の効果） 本発明によれば、感光性トナーを用いて電圧印加同時露
光同時転写方式で画像を形成するに際して、限定された
特定粒度特性の光導電性トナーを用いることにより、感
光性トナーの高感度を向上させ、且つ高濃度及び高コン
トラストの画像を、カブリや文字ボケなしに形成するこ
とが可能となった。

また、このトナーの使用により、前記方式にょるポジ像
の形成も著しく容易に行われるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は感光性トナーのメジアン粒径とトナ帯電量との
関係をプロットしたグラフであり、第２図は感光性トナ
ーのメジアン粒径と、この感光性トナーの層を導電性基
板上に設けたものについての光感度との関係をプロット
したグラフであり、第３図は本発明方法の実施に使用さ
れる装置の一例を示す図であり、第４図は感光性トナー
の同時露光転写部を拡大して示す図である。 ２・・・・透明電極面　　　３・・・・透明ドラム１３
・・・・感光性トナー　　１６・・・・現像スリーブ１
７・・・・磁性キャリャ 第 図 トナー粒径 （７ＬＪｍ） 第 図 第 図 トナー粒径 （／ｕｍ） 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方が透明である２個の対向電極面間に帯電した
   感光性トナーの層を介在させ、両電極間にバイアス電圧
   を印加すると共に、透明電極面を通して感光性トナー層
   を画像露光し、これにより電極面上に感光性トナー像を
   形成させることから成る画像形成方法において、 感光性トナーとして、体積基準メジアン径が５乃至１０
   μｍの範囲にあり且つ体積基準の粒度分布の標準偏差値
   が３．３３μｍ以下の粒度特性を有する感光性トナーを
   用いることを特徴とする方法。
2. （２）透明電極面がトナー電荷と逆極性及び対向電極面
   がトナー電荷と同極性となるようにバイアス電圧を印加
   し、未露光トナーを透明電極面側に移行させて像形成を
   行う請求項１記載の方法。