JPH10111604A - 画像形成方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定特性のトナーを用いることにより、電荷
注入でトナーを容易に帯電でき、しかも、転写電界によ
る転写材へのトナー転写も容易な画像形成方法及びその
装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも導電層と感光体層とを有する
感光体４に、光書き込み装置５で形成すべき画像に応じ
た光りを照射し、感光体上に光照射に応じた抵抗の変化
を生じさせ、該抵抗の変化を利用して、現像ローラ２上
からのトナーからなるトナー像を感光体上に形成する。
このトナー像を転写ローラ２による転写電界を用いて転
写材に転写する。この装置のトナーとして、正負両極性
のうち一方の極性に帯電しやすく、かつ、該極性に帯電
した後は、他方の極性には帯電し難い特性を有する導電
性トナーを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター、印刷機等の画像形成装置における画
像形成方法及びその装置に係り、詳しくは、少なくとも
導電層と感光体層とを有する感光体に、形成すべき画像
に応じた光りを照射し、感光体上に光照射に応じた抵抗
の変化を生じさせ、該抵抗の変化を利用してトナーから
なるトナー像を形成する画像形成方法及びその装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の画像形成装置としては、例
えば図１に示すものが知られている。同図（ａ）はその
主要部の概略構成図、（ｂ）は感光体構造の説明図、
（ｃ）はトナーの説明図、（ｄ）は現像プロセスの説明
図、（ｅ）は転写プロセスの説明図である。図１（ａ）
において、この画像形成装置は、電源１によって電圧が
印加された現像ローラ２を備えている。この現像ローラ
２は中空の導電性スリーブと該中空内部に設けられた磁
気ローラとからなる。この現像ローラ２上に磁力で導電
性の磁性トナー３が担持される。この現像ローラ２上の
トナーに接触するように感光体ドラム４が配設され、図
中時計回りに回転駆動される。この感光体ドラム４は、
図１（ｂ）に示すようにドラム状の透明基体４ｃ上に、
透明導電層４ｂと感光層４ａとをこの順に積層して設け
たものである。このうちの透明導電層４ｂが接地されて
いる。この感光体ドラム４の中空内部に、感光体ドラム
４の現像ローラ２対向部に向けて光りを照射する光書き
込み装置５が配設されている。この光書き込み装置５
は、形成すべき画像に応じて光りを照射する。また、こ
の感光体ドラム４に対し図示しない搬送装置で搬送され
る転写紙８を挟んで対向するように、電源６で上記トナ
ーの帯電極性とは逆の極性の電圧が印加された転写ロー
ラ７が配設されている。この転写ローラ７は図示しない
駆動系からの駆動、あるいは、感光体ドラム１に対する
従動で、図中反時計回りに回転する。

【０００３】この画像形成装置においては、現像ローラ
２に担持されているトナーが導電性スリーブを介して電
荷が注入され、例えば図１（ｃ）に示すように帯電す
る。図示の例では電源１による正極性に帯電している。
また、トナーは現像ローラ２の上記導電性スリーブある
いは磁気ロールの回転により図中反時計回りに搬送さ
れ、感光体ドラム４の表面に接触する。この接触したト
ナーを介して電荷の注入あるいはトナーとの摩擦帯電
で、例えば図１（ｄ）に示すように感光体ドラム４表面
が一様に帯電される。図示の例では正極性に帯電されて
いる。

【０００４】そして、現像ローラ２に担持されているト
ナーと接触している感光体部分、好ましくは、該トナー
との接触が終わる直前の位置に相当する感光体部分に、
光書き込み装置５で光書き込みを行う。この光があたっ
た感光体部分においては感光層４ａの抵抗が低下して上
記帯電による電位が低下する。これにより、反転現像の
原理で、この電位が低下した部分では、光があたらず電
位が低下しなかった部分に比して、帯電しているトナー
がそのまま付着しやすくなる。この結果、光があたった
部分では、感光体上のトナーが静電気的に感光体側に付
着し上記磁気ロールによる磁気的吸引力に抗して感光体
上に付着したまま感光体ドラム４の回転で現像ローラ２
に担持されているトナーと接触している領域を抜ける。
一方、上記電位が低下しなかった部分では、感光体上の
トナーが上記磁気ロールによる磁気的吸引力で現像ロー
ラ２上に回収される。これにより、感光体ドラム４上に
トナー像が形成される。

【０００５】この感光体ドラム４上のトナー像が転写紙
８に対向し、転写紙背面側の転写ローラ７によって形成
される転写電界で転写紙に転写される。トナー像が転写
された転写紙は、図示しない加熱加圧定着装置などでト
ナーが定着され、装置の排紙トレイなどに排紙される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
導電性トナーを用いた画像形成装置では、上記転写電界
で転写紙８に転写した直後のトナーに、転写ローラから
の転写紙を介して電荷の注入されて逆極性に帯電するこ
とがある。すると、再び感光体側にトナーが移行する、
いわゆるジャンピング現象を繰り返し、記録解像度が低
下したり、画像濃度が低下したりするという問題点があ
った。特に、各色トナーを重ね合わせて画像を形成する
カラー画像形成において、トナー重ねあわせにおける二
層目以降のトナー重ね合わせ工程で上記ジャンピング現
象が起こると、このトナー重ね合わせも困難になる。

【０００７】導電性トナーを用いた場合に生じる転写の
困難性を解消するために、例えば、特開平４−３４９４
７１号公報には、トナーとして、少なくとも表面に導電
性部分を有する導電性磁性粒子に縞状に絶縁性部分が存
在する一成分導電性磁性トナーを用いることが提案され
ている。このトナーを用いれば、上記転写プロセスにお
いても、少なくともトナーの上記絶縁性部分には電荷が
残るため、上記不具合を軽減できる。しかし、これによ
っては、特殊な表面構造のトナーを用いる必要があり、
トナー製造コストの上昇を招きかねない。

【０００８】また、上記不具合を解消するため、導電性
トナーに代え、絶縁性トナーとキャリアとからなるいわ
ゆる二成分現像剤を用いることも検討されている。しか
しこれではトナーとキャリアとの混合比率を制御するた
めの機構等が必要になり、装置の大型化につながる。

【０００９】なお、このような導電性トナーを用いるこ
とによる転写の困難性は、通常の電子写真プロセスを採
用する例えば図２に示すような画像形成装置においても
起こり得る。図２中、符号１６は、帯電手段としての帯
電チャージャ、１７は光書き込み装置、１８は導電性ト
ナーを用いる現像器、１９は転写紙、２０は転写分離チ
ャージャ、２１はクリーニングブレード、２２は感光体
ドラムである。この装置でも、導電性トナーからなるト
ナー像１１を、転写分離チャージャ２０の、転写チャー
ジャ部の転写紙裏面帯電で転写電界を形成して転写紙１
９側に転写する際に上記ジャンピング現象が起こるおそ
れがある。

【００１０】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、電荷注入でトナーを
容易に帯電でき、しかも、転写電界による転写材へのト
ナー転写も容易な画像形成方法及びその装置を提供する
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、少なくとも導電層と感光体層と
を有する感光体に、形成すべき画像に応じた光りを照射
し、感光体上に光照射に応じた抵抗の変化を生じさせ、
該抵抗の変化を利用してトナーからなるトナー像を感光
体上に形成し、このトナー像を転写電界を用いて転写材
に転写する画像形成方法において、上記トナーとして、
正負両極性のうち一方の極性に帯電しやすく、かつ、該
極性に帯電した後は、他方の極性には帯電し難い特性を
有する導電性トナーを用いたことを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、請求項２の発明は、請求項１の画像
形成方法が、上記感光体を一様に帯電した後に上記光照
射を行い、上記抵抗の変化で感光体上に潜像を形成し、
該潜像に上記トナーを付着させて上記トナー像を形成す
るものである。

【００１３】また、請求項３の発明は、請求項１の画像
形成方法が、上記導電層として光透過可能な材質を用
い、上記感光体表面にトナーを一様に接触させた状態で
感光体の該導電層側から上記光照射を行うか、あるい
は、感光体の該導電層側から上記光照射を行った直後に
感光体表面にトナーを一様に接触させ、その後、該光照
射による上記抵抗の変化で生じたトナーが電気的に付着
しやすい部分としにくい部分のうち、付着しにくい部分
上のトナーを感光体上から取り除いて上記トナー像を形
成ものである。

【００１４】また、請求項４の発明は、少なくとも導電
層と感光体層とを有する感光体と、感光体を一様に帯電
する帯電手段と、該帯電手段により一様に帯電された感
光体に、形成すべき画像に応じた光りを照射して潜像を
形成する光照射手段と、該潜像が形成された感光体上の
潜像にトナーを付着させて感光体上にトナー像を形成す
るトナー像形成手段と、転写電界を用いて感光体上のト
ナー像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成
装置において、上記トナーとして、正負両極性のうち一
方の極性に帯電しやすく、かつ、該極性に帯電した後
は、他方の極性には帯電し難い特性を有する導電性トナ
ーを用いたことを特徴とするものである。

【００１５】請求項５の発明は、少なくとも光透過可能
な導電層と感光体層とを有する感光体と、形成すべき画
像に応じた光りを該導電層側から感光体に照射する光照
射手段と、該光照射手段で光が照射されている感光体部
分あるいは該光が照射された直後の感光体部分に対して
トナーを接触させた後、該光照射による上記抵抗の変化
で生じたトナーが電気的に付着しやすい部分としにくい
部分のうち、付着しにくい部分上のトナーを感光体上か
ら取り除いて上記トナー像を形成するトナー像形成手段
と、転写電界を用いて感光体上のトナー像を転写材に転
写する転写手段とを有する画像形成装置において、上記
トナーとして、正負両極性のうち一方の極性に帯電しや
すく、かつ、該極性に帯電した後は、他方の極性には帯
電し難い特性を有する導電性トナーを用いたことを特徴
とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、前述の図１に示
す画像形成装置に適用した一実施形態について説明す
る。本実施形態の画像形成装置の構造及び各種印加電圧
としては前述の図１の画像形成装置のものをそのまま使
用できる。異なる点は使用するトナーである。本実施形
態の装置では、トナーとして、正負両極性のうち一方の
極性に帯電しやすく、かつ、該極性に帯電した後は、他
方の極性には帯電し難い特性を有する導電性トナーを用
いる。例えば、図１に示すように、トナーを正極性に帯
電して使用する場合には、正極性に帯電しやすく、か
つ、正極性に帯電した後は、負極性には帯電し難い特性
を有するトナーを用いる。

【００１７】例えば、スチレンとアクリル系モノマーと
下式で表される陽イオン性ポリマーの強重合体を母体樹
脂とし、その中に色材を分散し、その表面に通常の粉砕
法で形成した後シリカをまぶしたものを用いることがで
きる。

【化１】

【００１８】次に、上記方法で形成したトナーの特性に
ついて測定した結果について述べる。測定は、図３
（ａ）に示すように、トナー担持体１４に形成した直径
１０mm、深さ１mmの凹部にトナー１２をセットし、上記
トナー担持体１４の上方に、該トナー担持体側表面に絶
縁フィルムが接着された対向電極１３を１mmの間隔をお
いて設置して行った。

【００１９】まず、トナー担持体１４を接地し、上記対
向電極４に所定の電圧を１秒間印加し、その後、対向電
極上の絶縁フィルムに飛翔して付着したトナーの質量
（以下、トナー飛翔量という。）を、通常の電子写真の
トナーを測定するのと同一の装置で測定した。その結果
のグラフが図３（ｂ）である。このグラフからも判るよ
うに、上記トナー１２は、負電圧が印加されたときのみ
飛翔し、正電圧ではたとえ２０００Ｖでも全く飛翔しな
かった。

【００２０】上記結果から、トナーは電荷注入により正
には導電性トナー並に容易に帯電するが、負には絶縁性
トナー並に帯電しないといえる。このような特性を有す
る理由は、上記の化学構造式において正イオンが主鎖に
強固に捕らえられていて移動できないのに、負イオンは
フリーで容易に移動できるので、上記対向電極４に負の
電圧を印加して電界を与えた場合には、負イオンのみが
移動して上記トナーから流出し、残された正イオンで正
に帯電するが、逆電界を与えた場合には電子がトナー中
に入れず、負に帯電しないためであると考えられる。

【００２１】以上のトナーを用いた図１の装置では、従
来の導電性トナーを用いる場合に比して転写効率が向上
し、解像度・画像濃度ともに向上した。

【００２２】なお、本発明は、図１や図２の装置に限ら
れるものではなく、少なくとも導電層と感光体層とを有
する感光体に、形成すべき画像に応じた光りを照射し、
感光体上に光照射に応じた抵抗の変化を生じさせ、該抵
抗の変化を利用してトナーからなるトナー像を感光体上
に形成し、このトナー像を転写電界を用いて転写材に転
写するものであれば、他の装置にも適用できる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１乃至５の発明によれば、使用す
るトナーが正負両極性のうち一方の極性に帯電しやすい
特性を有するので、例えば現像ローラなどのトナー担持
体を介した電荷注入により容易に帯電させることができ
る。しかも、このトナーが該極性に帯電した後は他方の
極性には帯電し難い特性を有するので、転写電界により
該他方の極性の電荷が注入されて極性が反転することが
抑制され、この結果、転写効率が従来の導電性トナーよ
りも向上する。よって、解像度の向上や画像濃度の向
上、さらには、トナー重ねあわせによるカラー画像形成
におけるトナー重ね合わせの容易化を図ることができ
る。

【００２４】特に、請求項３あるいは５の発明によれ
ば、使用する導電性トナーが正負両極性のうち一方の極
性に帯電しやすい特性を有するので、該トナーを介して
の電荷注入により感光体を一様に帯電させるようにする
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明が適用できる画像形成装置の主
要部の概略構成図。（ｂ）はその感光体構造の説明図。
（ｃ）はトナーの説明図。（ｄ）は現像プロセスの説明
図。（ｅ）は転写プロセスの説明図。

【図２】本発明が適用できる他の画像形成装置の主要部
の概略構成図。

【図３】（ａ）は、トナー特性の測定方法の説明図。
（ｂ）は、同測定の結果を示すグラフ。

【符号の説明】 １ 電源 ２ 現像ローラ ３ 担持されているトナー ４ 感光体ドラム ５ 光書き込み装置 ６ 電源 ７ 転写ローラ ８ 転写紙 １１ トナー像

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも導電層と感光体層とを有する感
   光体に、形成すべき画像に応じた光りを照射し、感光体
   上に光照射に応じた抵抗の変化を生じさせ、該抵抗の変
   化を利用してトナーからなるトナー像を感光体上に形成
   し、このトナー像を転写電界を用いて転写材に転写する
   画像形成方法において、上記トナーとして、正負両極性
   のうち一方の極性に帯電しやすく、かつ、該極性に帯電
   した後は、他方の極性には帯電し難い特性を有する導電
   性トナーを用いたことを特徴とする画像形成方法。
2. 【請求項２】請求項１の画像形成方法が、上記感光体を
   一様に帯電した後に上記光照射を行い、上記抵抗の変化
   で感光体上に潜像を形成し、該潜像に上記トナーを付着
   させて上記トナー像を形成するものである画像形成方
   法。
3. 【請求項３】請求項１の画像形成方法が、上記導電層と
   して光透過可能な材質を用い、上記感光体表面にトナー
   を一様に接触させた状態で感光体の該導電層側から上記
   光照射を行うか、あるいは、感光体の該導電層側から上
   記光照射を行った直後に感光体表面にトナーを一様に接
   触させ、その後、該光照射による上記抵抗の変化で生じ
   たトナーが電気的に付着しやすい部分としにくい部分の
   うち、付着しにくい部分上のトナーを感光体上から取り
   除いて上記トナー像を形成ものである画像形成方法。
4. 【請求項４】少なくとも導電層と感光体層とを有する感
   光体と、感光体を一様に帯電する帯電手段と、該帯電手
   段により一様に帯電された感光体に、形成すべき画像に
   応じた光りを照射して潜像を形成する光照射手段と、該
   潜像が形成された感光体上の潜像にトナーを付着させて
   感光体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、転
   写電界を用いて感光体上のトナー像を転写材に転写する
   転写手段とを有する画像形成装置において、上記トナー
   として、正負両極性のうち一方の極性に帯電しやすく、
   かつ、該極性に帯電した後は、他方の極性には帯電し難
   い特性を有する導電性トナーを用いたことを特徴とする
   画像形成装置。
5. 【請求項５】少なくとも光透過可能な導電層と感光体層
   とを有する感光体と、形成すべき画像に応じた光りを該
   導電層側から感光体に照射する光照射手段と、該光照射
   手段で光が照射されている感光体部分あるいは該光が照
   射された直後の感光体部分に対してトナーを接触させた
   後、該光照射による上記抵抗の変化で生じたトナーが電
   気的に付着しやすい部分としにくい部分のうち、付着し
   にくい部分上のトナーを感光体上から取り除いて上記ト
   ナー像を形成するトナー像形成手段と、転写電界を用い
   て感光体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを
   有する画像形成装置において、上記トナーとして、正負
   両極性のうち一方の極性に帯電しやすく、かつ、該極性
   に帯電した後は、他方の極性には帯電し難い特性を有す
   る導電性トナーを用いたことを特徴とする画像形成装
   置。