JPH02118676A - 感光性トナーによる画像形成法 - 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、感光性トナーによる画像形成法に関し、より
詳細には、感光性トナーと磁性キャリヤとの組合せを使
用し、電圧印加同時露光同時転写方式でカブリのない鮮
明な画像を形成させるための方法に関する。

（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、専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、光照射を受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
か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、画電極面が感光性トナー層を介して接触する部位で
１〜ナ一層に光照射して、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） 木発明者等の提案にかかる上記の電圧印加同時露光同時
転写方式によれば、非常に簡単な構成でしかも原稿から
ポジ像を形成させ得るという利点が達成されるか、トナ
ー層形成、トナーのＮ　荷消去乃至電荷注入及びトナー
粒子の電極面からの離脱（反撥）等の諸ステップが一つ
の帯域内で行われることから、カブリや乱れのない鮮明
な画像を形成させることが困難であるという問題がある
。

従フて、本発明の目的は、感光性トナーと磁性キャリヤ
との組合せを用いて、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、感光性トナーの見掛けの光感
度を向上させ、高濃度でカブリかなく、しかも文字ボケ
等の乱れのない鮮明な画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、ポジ像の
形成に、有利に適用できる画像形成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、導電性スリーブ上に感光性トナーと磁
性キャリヤとの混合物からなる磁気ブラシを形成させ、
該磁気ブラシと透明電極面とを接触させ、該導電性スリ
ーブと透明電極面との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前記接触部を画像露光し、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
成る画像形成法において、導電性スリーブがトナー電荷
と同極性及び透、明室極面か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、且つ非露光条件下に透明
電極面上に一層以上で且つ二層以下の感光性トナー層が
形成されるように現像条件を設定することを特徴とする
方法が提供される。

本発明において、上記トナー像の形成に際しては、導電
性スリーブ周速／透明電極面移動速度の比を５乃至１３
の値とすることが好ましい。また、感光性トナーとして
は、体積基準メジアン径が５乃至１０μｍ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が好ま
しい。

（作　用） 本発明の詳細な説明するための第１図において、本発明
の同時露光同時転写法によれば、現像スリーブ（導電性
スリーブ）１６１に磁性キャリヤ１７と感光性トナー１
３の混合物から成る磁気ブラシ１５を形成させ、この磁
気ブラシ１５と透明トラム３の透明電極面２とを接触さ
せる。

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
力により引き付りられている。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いるか、あ
るいは接地状態とされている。かくして、透明電極面２
上には感光性トナー１３の薄い層２６が形成される。こ
の］・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。ｕ音部りでは感
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、明部してはトナー１３の光導電性により
帯電電荷の消失乃至逆極性電荷（例えばプラス）の注入
が行われ、ｌ・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。

本発明は、透明電極面２上に施こすトナー層２６を、感
光性トナー１３の一層以上で且つ二層以下となるように
現像条件を設定すると、感光性トナーの見掛けの光感度
が向上し、高濃度でカブリがなく、しかも文字ボケ等の
乱れのない鮮明な画像の形成が可能となるという発見に
基づくものである。

尚、本明細書において、感光性トナーの一層とは、顕微
鏡観察において、透明電極面に対してトナーが最密充填
乃至これに近い状態で一層として付着している状態を言
う。感光性トナーの粒度特性が定まれば、トナーの一層
としての付着と、単位面積当たりのトナー付着量（ｇ／
ｍ”　）とは−対一の対応がある。かくして、このトナ
ー付着量（−層としての付着量）以上の付着量に対して
は一層以上の付着量、このＩ・ナー付着量よりも少ない
付着量に対しては一層よりも小さい付着量と言うことが
できる。

種々のトナー付着状態を示す第２図において、Ａはトナ
ー粒子１３が二層よりも大きい厚み付着している状態を
示し、表層の粒子は光照射により電荷の減衰を生じるが
、下層の粒子は電荷の光減衰を生じなく、しかも表層の
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。このためカブリが増大し、また像の乱れも生じ易
い。

Ｂは、トナー粒子１３か一層よりも小さい厚みで付着し
ている状態を示し、この場合には光感度については問題
ないとしても、画像濃度が低下し、像のコントラストも
低くなる。Ｃは、本発明に従い、トナー粒子１３を一層
以上で二層以下の厚みに施した場合であり、トナー層全
体にわたって、光減衰が十分に行われると共に十分な画
像濃度も得られる。

透明電極面２に施こすトナー厚みは、光導電トナー１３
０粒度特性や印加するバイアス電圧等によっても左右さ
れるが電極面２へのトナー供給速度、即ち導電性スリー
ブ周速／ドラム周速の比（Ｒ）に最も左右される。第３
図は、導電性スリーブ周速／ドラム周速の比を横軸に、
トナー付着量（ｇ／ｍ２）を縦軸にして両省の関係をプ
ロットしたものである。第３図は、メジアン径が７μｍ
、粒度分布の標準偏差値（σ）が２．２４μｍの１−ナ
ーについてのものであり、図において１１ｇ／ｍ　２が
一層の厚みに、２２ｇ／ｍ２が二層の厚みに対応する。

かくして、前述した周速比（Ｒ）を６乃至１２の範囲と
することにより、層以上で且つ二層以下の厚みに規定し
得ることが明らかであろう。実際の画質の点では周速比
（Ｒ）を７乃至８の範囲とすることが特に好ましい。

本発明では、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１０μｍ１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以下とすることが望ま
しい。すなわち、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、トナー粒子が本発明で規定した厚
みよりも薄い層として形成される傾向がある。またσ値
が上記範囲を越えて大きくなると、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。

（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４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か固定されており、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１０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が設けられている。

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１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。

透明トラム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なうことにより、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リーニングに
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１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
されて前に説明した機構により画像形成が行なわれる。

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
工部、特に５乃至５００重量部の量で用いるのか良い。

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、スヂ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−ｔ　、３．６−オキサ
ジアゾール、４，４°−ビス（ジエチルアミノ）　−２
，２’−ジメヂルトリフェニルメタン、　２，４．５−
１−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−ドリニトロー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ノン、２，４．８−１−リニトロ
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
、射的に言って、樹脂１００重量部当り１０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付与剤を挙げる
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
、分散液の形で噴霧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
することによフて、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
微粉シリカ、微粉カーボンブラック等の流動性改良剤を
マブ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
−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
帯電特性を有しいる。一方、正極性への摩擦帯電特性を
有する光導電性トナーとしては　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。

磁性キャリヤとしては、鉄粉キャリヤやフェライトキャ
リヤを用いることができ、キャリヤの形状は、不定形、
角取りされた不定形、及び球状等の任意の形状でよく、
その粒径は３０乃至１２０μｍ１特に６０乃至９０μｍ
の範囲内にあるのがよい。キャリヤとしては未被覆のも
のでも、樹脂でコートしたものでも使用することができ
る。磁性キャリヤと光導電トナーとの混合比率は、重量
比で一般に９６：４乃至９２．８、特に９５：５乃至９
３ニアの範囲内にあるのがよい。磁気ブラシの穂切り高
さは、一般に０．２乃至１．０ｍｍ　、特に０．３乃至
０．８　ｍｍの範囲内にあるのがよい。

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−メチルベンテン−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（
ＮＥＳＡ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。

現像スリーブとドラム透明電極との間に印加すするバイ
アス電圧は前述した極性のものであり、般に２００乃至
８００ボルト、特に３００乃至６００ボルトの範囲が適
当であり、両者間の平均電界強度は２乃至１６ｋＶ／ｃ
ｍ、特に４乃至６　ｋＶ／ｃｍの範囲にあることが、画
像濃度とカブリ防止とのバランスの点で望ましい。

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か、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、感光性トナーと磁性キャリヤとの組合
せを用いて、電圧印加同時露光同時転写方式で画像を形
成する際して、導電性スリーブがトナー電荷と同極性及
び透明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、且つ非露光条件下に透明電極面上に一
層以上で且つ二層以下の感光性トナー層が形成されるよ
うに現像条件を設定したことにより、感光性トナーの見
掛けの光感度を向上させ、高濃度でカブリがなく、しか
も文字ボケ等の乱れのない鮮明なポジ画像を形成し得る
という利点が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法において、感光性トナーの同時露光
転写部を拡大して示す図であり、第２図は透明電極面上
での種々のトナーの付着状態を示す図であり、第３図は
導電性スリーブ周速／ドラム周速の比とトナー付着量と
の関係をプロットした図であり、第４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１７・・・磁
性キャリヤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性スリーブ上に感光性トナーと磁性キャリヤ
   との混合物からなる磁気ブラシを形成させ、該磁気ブラ
   シと透明電極面とを接触させ、該導電性スリーブと透明
   電極面との間にバイアス電圧を印加すると共に、透明電
   極面を通して前記接触部を画像露光し、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
   成法において、 導電性スリーブがトナー電荷と同極性及び透明電極面が
   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
   、且つ非露光条件下に透明電極面上に一層以上で且つ二
   層以下の感光性トナー層が形成されるように現像条件を
   設定することを特徴とする方法。
2. （２）導電性スリーブ周速／透明電極面移動速度の比を
   ５乃至１３の値とすることを特徴とする請求項１記載の
   画像形成法。