JPS58102257A - 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】 本発明は像形成方法、特に感光体上にトナー像を形成す
る方法に関する亀のである。従来より感光体上にトナー
像を形成する方法として種々のものが提案されている。

そのうち特に感光体上を一様に帯電し原稿画像光或いは
信号変調された光ビームによる画像光などを上記感光体
に照射することＫより感光体上に像パターン状の電荷密
度の差異を生じさせる０次にこの感光体上に現像剤（ト
ナー）を付着させてトナー像を得るものが知られている
（以下、第１の方法と記す）。この第１の方法において
、現像剤として絶縁性の粒子を用いる場合には他の粒子
を混合して現像器スリーブ上で摩擦帯電を行なうか或い
は現像器スリーブとの接触により摩擦帯電を行ない帯電
され九現体刑と感光体上の電荷の間で作用するクーロン
力により感光体表面上に現像剤を付着させて可視像とす
る。

また、現像剤として導電性の粒子を用いる場合には感光
体上に存在する電荷により接地された現像器スリーブ上
にある導電性現像剤に、感光体上の電荷と対となるべき
電荷を誘起させ、現像剤と感光体との間に作用するクー
ロン力により現像剤を感光体表面上に付着させて可視像
とするものである。

或いはまた。第１図に示すように透明導電層２と透明支
持体３とを積層した透明導電基板２３上に感光層１を設
けて感光体とし、導電性磁性現像剤６が磁界により一様
に付着させられた現像器スリーブ５と感光体の透明導電
基板との間に電源４で直流バイアスを印加し、現像剤と
感光体との間に一様な電位差を形成しておいて、感光体
の透明導電基板側より現像器スリーブ上の導電性現像剤
が感光体表面に導かれる位置に画像光照射器１１から画
像光Ｐを露光することＫより、感光体表面に像パターシ
状のトナー像を形成することができる。（以下、＠２の
方法と記す）この方法は帯電工程を必要としないので簡
易な像形成方法と言える。

次に上記第２の方法についてさらに詳しく述べ石を有し
且つ導電性磁性現像剤６と電気的に接続され九電極とも
なっている現像スリーブ５と透明導電層２との間に骸ス
リーブ側が正となるような直流バイアスを電源４から印
加した状態で感光体表面に導電性磁性現像剤６ｔ−導き
、この現像剤と感光体表面との間に一様な電位差を形成
し同時に透明導電基板側から画像光Ｐを照射する。これ
により、感光層１内に偉パターン状に発生し移動したフ
ォトキャリア８にしたがい、上記スリーブに保持された
導電性現像剤６に正の電荷７が誘起されて強い電界を生
じ、クーロン力によって第３図に示すように感光体表面
上に現像剤６が付着させられてトナー像を形成する。

この場合暗部つまり非画像部りにおいても導電性現像剤
と透明導電基板との間の暗部感光層を含む領域のキャパ
シタンスによって既に電荷９および１０が誘起され弱い
電界が存在している。したがって、非画像部において４
クーロンカが作用しており、この力によって現像剤６が
付着して地かぶりを生ずる。

なおここではＮ型感光層を例としたが、その他の感光層
を使・用しても咳スリーブと透明導電基板との間に印加
する直流バイアスの極性を選ぶことによって同様の結果
が得られる。つまりＰ型感光層を用いる場合は該スリー
ブ側が負となるように直流バイアスを印加し、また両極
性或いはＰ型、Ｎ型複合の感光層を用いる場合は直流バ
イアスの極性を適宜選択すればよい。

使用する感光層を膜厚の薄いものにするかあるいは印加
する直流バイアスを大きくすると前記の地かぶりは濃度
を増す。これに対し、前記の光照射された部分も濃度を
増すが、感光層厚をきわめ番 て薄いものにした場合、あるいは直流バイアスがある大
きさに達すると、今度は上記とは反対に導電性現像剤が
付着しなくなる。つまり前記の地かふりの部分（非露光
部）には現像剤が付着し光照射された部分には現像剤が
付着せず結果的には逆に暗部を現像することになる。

上記のように暗部のみに導電性現像剤が付着することに
ついて、第４図、第５図を参照しながら以下詳述する。

先に述べた第２図に示すようＫ、明部においては画倫露
光により像パターン状に発生し九フォトキャリアに従っ
てスリーブ上の導電性現像剤６に電荷が発生するところ
までは前述で理解できるはずであるが、感光層１の厚み
に対して印加電圧が大きい場合には、フォトチャージと
導電性現像剤に誘起される電荷７により形成される電界
は大きく、この電界がある基準を超えると、上記の電荷
７・８は現像剤と感光体表面との接触点の界面を互いに
通過、中和しその結実現像剤は電荷を失なって感光体表
面に付着しないと考えられる。すなわちこの場合の露光
され九明部りの感光層表面は大きな電界を作用させるこ
とＫより、導電性現像剤６に電荷を移動させ導電性現像
剤を付着させない選択的非付着部分１２となる。

一方、暗部りにおいては前記の地かぶりとして感光体表
面に現像剤６が付着するので、この地かぶりを積極的に
利用して像パターン状のトナー像を形成させるのである
（第４図参照）。

また、上記のように感光層を露光することにより像パタ
ーン状の選択的非付着性部分１２のパター／を形成し、
選択的非付着性部分以外の感光層表面に導電性現像剤６
を付着させて儂パターン状のトナー像を形成させるもの
のうち、選択的非付着性部分１２が表面導電性であるも
のが特公昭４８−４３８２１号公報に記載されている。

この公報に記載のものは表面導電性のパターンを形成す
る過程が現像と同時でもよく、さらに表面導電性のパタ
ーンが接続性をもったものならば現像に先立って行なっ
てもよいのである（第５図参照）。

前述した第２の方法、すなわち導電性現像剤と感光体と
の間に直流バイアスを印加し、感光体の導電性現像剤に
対して反対側より画像光を露光し、感光体表面Ｋｍパタ
ーン状のトナー像を形成する方法に対して、上記公報記
載の方法（以下、ＩＪ／Ｉｉ３の方法と記す）は感光体
表面における導電性現像剤の付着状況においては何らの
違いはないもので。

前記の表面導電性部分は選択的非付着性部分１２に＃当
する。

上記Ｉｓ２．１３の方法のように帯電を必要としない方
法ではこの方法を実施する装置は簡易なものであり、信
頼性が高く帯電→露光→現像というプロセスをもつ像形
成方法に比べきわめて有利である。しかし特に第２の方
法で陰画像を得る場合には地かぶりを避けられない欠点
があり、さらにまた、上記第２、第３の方法で像形成さ
れた感光体を直接目視する場合においては画像部に対す
る下地の部分、あるいは画像部は使用する感光体の色に
制限される亀のであり通常用いられる感光体は明度およ
び彩度に欠けをものが多いため画像を目視するにあたり
著しく視覚的鮮明さに欠けるものとなる。

本発明は簡易に鮮明な偉パターン状のトナー像を得るこ
とができるとともに複色表示を得ることができる像形成
方法を提供することを目的とする。

この目的達成の手段として、本発明は導電性および磁性
を有し視覚的にある色をもつ第１の粒子と、絶縁性で摩
擦による帯電性があり前記第１の粒子と異なる色をもつ
第２の粒子との少なくとも二成分から成る現像剤と、内
部に磁石を有し外表面に上記現像剤を保持する現像剤担
持体と、上記現像剤に電気的に接続された電極と、導電
基板を有する感光体とを用い、前記電極と前記感光体と
の間に直流バイアスを印加して該感光体表面に現像剤を
導く第１工程と、前記感光体における感光層に露光によ
り選択的非付着性の部分をｆ象パターン状に形成する第
２工程とを有することを特徴とする。

本発明は第６図に示すように、偉パター／状の選択的非
付着性部分以外の部分に付着すべき導電性磁性粒子６ｍ
と該導電性磁性粒子とは異なる色をもつ絶縁性で摩擦帯
電性のある粒子６ｂを含む現像剤を用いて、前記の儂パ
ターン状の選択的非付着性部分にこの異なる色をもつ絶
縁性粒子を付着させるものである。

ここで述べた混合現像剤を用いてこの混合現像剤に電気
的に接続された電極としての現像スＩＪ−プ５と感光体
の導電基板２との間に比較的高い直流バイアスを印加し
、混合現像剤と感光体が接する位置に画像光を露光する
。ここで印加した比較的高い直流バイアスとは与える画
像光により明部感光層表面を選択的非付着性にするに充
分な大きさをもった電圧とする。、選択的非付着性にな
った感光層表面には前記混合現像剤中の導電性粒子６１
が−Ｈり−ロンカによって引きつけられるものの、導電
性粒子と感光体面との接触部の界面を、導電性粒子及び
感光体双方の有する電荷が通過、中和し、その結果導電
性粒子６ａは電荷を失ない現像剤担持体の磁力あるいは
粒子同士のファンデアワールス力を受けて再び現像剤担
持体上に引き戻され結果的に明部感光層表面には導電性
粒子は付着しない。これに対し暗部感光層表面において
は先に述べたように導電性粒子は付着する。

一方、前記混合現像剤中の絶縁性粒子６ｂは導電性粒子
６ｍ、あるいは現像剤担持体などとの摩擦により、先の
導電性粒子に電界によって誘起された電荷と同極性に帯
電されるものを用いる。この絶縁性の粒子は前記選択的
非付着性部分にも導電性粒子と同様クーロン力により引
きつけられるが、感光体表置付近にあるフォトチャージ
と絶縁性粒子のもつ電荷は、粒子表面が絶縁性であるた
めに感光体表面との接触部の界面を互いに通過拳中和す
ることができない。この丸め、絶縁性の粒子は前記選択
的非付着性部分、すなわち明部感光層表面にクーロン力
により強く付着する。すなわち感光体表面の選択的非付
着性部分に絶縁性の粒子６ｂのみを選択的に付着させる
ことになる（第６図、Ａ領域）。

以上により、画像露光により形成される感光体の選択的
非付着性部分には前記混合現像剤中の絶縁性粒子６ｂの
みが、また選択的非付着性以外の部分には導電性粒子６
ｍと絶縁性粒子６ｂとが付着し、儂パターン状のトナー
儂が形成されることになる。

ここでは現像に用いる前記の比較的高い直流バイアスに
より、この直流バイアスを不可欠のものとして感光体表
面に選択的非付着性のパターンを形成し同時に現像した
例を説明したが、このことは先に述べた表面導電性のパ
ターンを現像に先立っであるいは現像と同時に形成し現
像する場合においても同様に、感光体表面上の導電性部
分には絶縁性粒子のみが付着し、非導電性部分には導電
性粒子も付着し、偉パターン状のトナー儂が形成される
ことになる。

選択的非付着性のバター／が混合現像剤に電気的に接続
された電極５と感光体の導電基板２３との間に直流バイ
アスを印加し、混合現像剤を感光体表面に導くという現
像の工程に先立って形成される場合には、前記の直流バ
イアスは現像の丸めのみに使用されるものであってその
大きさは適宜選べるものである。たとえば前記の表面導
電性で示される選択的非付着性のパターンが現像工程に
先立って形成される場合、現像の過程において、現像剤
が感光体表面に導かれる位置において同°時に画像露光
を行なうことができる。

この場合感光体の導電基板２３は画像光に対して透明で
あるものを用いる必要がある。１ｍ、印加される直流バ
イアスは前述のように感光体表面に選択的非付着性パタ
ーンを形成するに充分な大きさをもったものでもよいし
、明部感光層を選択的非付着性にするＫはみたない大き
さをもったものでもよい。

〜前記直流バイアスが感光層表面を選択的非付着性にす
るにはみたない大きさである場合、前記の露光による明
部には混合現像剤中の導電性粒子６ａが露光による暗部
よりも高い濃度で感光体表面に付着する。但し感光層表
面に既に形成されている選択的非付着性のパターン部分
には導電性粒子は付着しない。このようにして感光体表
面に形成されるトナー偉は感光層表面が選択的非付着性
である部分には、混合現像剤中の絶縁性粒子６ｂが、さ
らに前記の露光において直流バイアスが感光層表面を選
択的非付着性にするにはみたない大きさをもったもので
ある場合には、明部感光層のうち選択的非付着性部分を
除く部分においては絶縁性粒子６ｂのほか比較的高濃度
の導電性粒子６３が付着する（第６図、Ｂ領域）。

また露光における暗部感光層のうち選択的非付層性部分
を除く部分におりては、絶縁性粒子６ｂのｔｌか比較的
低り濃度で導電性粒子６ａが付着し九本のとなり、絶縁
性粒子６ｂＫよる嬉−の画像と、導電性粒子６ｍの濃度
の差異による第二の画像を同時に得ることができる。（
第６図％Ｃ領域）。

以上で述べた絶縁性粒子ｒ−＋る第一の画像、導電性粒
子の濃度の差異による第二の画像を同時に得るためＫは
、使用する感光層は表面導電性のパターンを与え得るこ
とができしかも核表面導電性は少なくとも現像が終了す
るまで持続されるものでなければならない。また現像時
において感光体の透明基板側からの露光によって感光体
表面に付着する導電性粒子の濃度に差異を与え得る特性
をもったものであることが必要である。

たとえば感光層として５ｅＴｅ　、　ＺｎＯなどを使用
することができる。５ｅＴｅを感光層として、少なくと
も現像が終了するまで持続する表面導電性のパターンを
与える九め１７ｃは、感批体の感光層側から露光を与え
るか、あるいは感光体の画像光に対して透明である導電
基板側から比較的強い露光を与えることで感光体表面を
比較的低抵抗にすることができる。

この表面導電性が持続する間に現像を行ない現像行程と
同時に感光体の透明導電基板側より前記の比較的強い露
光よりは弱い画像光を与えることにより、前記導電性粒
子を表面導電性部分を除く露光における明部に高濃度で
、また表面導電性部分を除く暗部に低濃度で付着させる
ことができる。

もちろん現像工程において印加する直流バイアスは明部
感光層を選択的非付着性にするにはみたない大きさのも
のである。もし、現像工程と同時に与える画像光が強い
ものであったり、現像工程において印加する直流バイア
スが充分大きいものである場合には、画惨光による明部
感光層においては前記導電性粒子は付着しない。なお、
現像工程において印加する直流バイアスは５ｅＴｅがＰ
型感光層であれば感光体の導電基板側を正とする。

また使用する感光層がある程度強い選択波長吸収性のも
のであるならば、感光体に表面導電性を与える画像光が
感光層において吸収性の強い波長の光を多く含むものを
用いることができるし、現像時において感光体の透明導
電基板側より与える画像光が前記波長の光を比較的少な
く含むものを用いることＫより、導電性現像剤の濃度の
差異による画像をも与えることができる。

上記のように画像光を与え導電性現像剤の濃度るにはみ
たない大きさの印加直流バイアスのもとで行なうという
条件のもとで、スリットなどを用いて露光量が制限され
るような工夫を加えることによってより確実に達成し得
るものである。

上記混合現像剤中の絶縁性粒子は磁性を有するものであ
ってもよいしそうでなくと４よい。

本発明における傷形成方法によって繰り返し傷形成を行
なう場合、現像剤の付着した感光体より現像剤を取り去
ることについて以下説明する。

現像により付着し九混合現像剤中の導電性粒子６ａは付
着後短時間で電荷を放出してしまうので、特にクリーニ
ングは必要とせず、次の現像に対し影響、は及ぼさない
。ところが絶縁性の粒子６ｂＦｉ電荷を比較的長時間保
持するために次の現像に影蕃を与えることがある。この
場合のクリーニング方法としての１方法は、現像剤に電
気的に接続された電極と感光体の導電基板に最初の現像
で印加したものと逆の極性の直流バイアスを印加し、再
び現像剤担持体上の現像剤を現像剤の付着した感光体表
面に導くことである。このようにすることにより感光体
表面比に付着している絶縁性の粒子６ｂは絶縁性粒子の
もつ電荷と逆の極性の導電性粒子６ｍに引きつけられ再
び現像剤担持体上へ保持されることになり、次の現像に
対し最初の現像により感光体表面に付着した現像剤は悪
影響を及ぼさ々伝。

なおここで印加する逆極性の直流バイアスは適当な大き
さをもったものでもよいしあるいは零であってもよい。

なぜならば感光体表面に付着している絶縁性の粒子のも
つ電荷により、現像剤担持体上の導電性の粒子は印加す
る直流バイアスがたとえ零であっても上記絶縁性粒子の
もつ電荷と逆極性の電荷を誘起され、これらの電荷に働
くクーロン力によって絶縁性粒子は現像剤担持体方向へ
引きつけられるからである。

上記絶縁性粒子が磁性体であった場合には、現像剤担持
体の磁力によっても引き゛っけられさらにクリーニング
の効果を増す。しかし、実際にはある程度の大きさをも
つ逆極性の直流バイアスを印加する方が望ましいことは
明らかである。

上記りＩＪ−ニングのための装置は前記の最初の現偉で
用いた現像剤担持体を兼用してもよいし、別に設けても
よい。あるいは単純にクリーニスグブレードなどＫより
感光体表面に付着している現偉剤を除去してもよい。

本発明に用いる現俸剤粒子として磁性をもたせるために
はマグネタイトやあるいはやや赤みを帯び声ｒ−へマタ
イト、フェライトなどの磁性粉体を粒子中に含ませる。

また導電性をもたせるためにはカーボンブラックやある
いは薄膜にするとほぼ透明である酸化スズ、酸化インジ
ウムなどの導電性粉体を粒子表面に付着させる。色を選
ぶためには青色染料、赤色染料、黄色染料などの染料や
顔料を粒子中に含ませる。

実際に粒子をつくるには樹脂に前記の磁性粉体染料、顔
料を適宜混合し、加熱溶融冷却後粉砕して粒子とする。

そして導電性をもたせるためには導電性粉体を上記粉砕
した粒子に混合し、熱処理してあらたな粒子とすること
が挙げられる。

たとえば導電性磁性粒子として青色染料、黒色のマグネ
タイト、黒色のカーボンブラックを材料とした粒子を用
いた場合、絶縁性の粒子として赤色染料を樹脂に含ませ
あるいは磁性をもたせる丸めに、赤みを帯びたｒ−へマ
タイトなどを材料とした粒子を用いる。

以上の如く、本発明方法においてイ成される儂は、たと
えば絶縁性粒子によって示される画像に対し、導電性粒
子の有する色により背景の色を決めることができ、ある
いは導電性粒子によって示される画像に対し、絶縁性粒
子の有する色により背景の色を決めることができるため
に、視覚的に鮮明に訴える画像を得ることが可能である
。

また、絶縁性粒子による第一の画像と導電性粒子の濃度
の差異による嬉二の画像を同時に得ることもでき、電子
写真による表示能力を拡大するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は各種像形成方法の説明図、第６図は
本発明像形成方法の説明図である。 １は感光層、２は透明導電層、３は透明支持体、４は直
流電源、５は現像スリーブ、６は導電性現像剤、７゛は
電荷、８は、オトキャ？ア、９．１・は電荷。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性および磁性を有し視覚的にある色をもつ第
   １の粒子と、絶縁性で摩擦による帯電性があり前記第１
   の粒子と異なる色を４つ第２の粒子との少なくとも二成
   分から成る現像剤と、内部に磁石を有し外表面に上記現
   像剤を保持する現像剤担持体と、 上記現像剤に電気的に接続された電極と、導電基板を有
   する感光体とを用い、 前記電極と前記感光体との間に直流バイアスを印諷、シ
   て該感光体表面に現像剤を導く第１１糧と、前記感光体
   くおける感光層に露光により選択的非付着性の部分を像
   パターン状に形成する第２工程と、 を有することを特徴とする像形成方法。
2. （２）感光体くおける感光層が露光によに持続導電性を
   示すものでありｓＫ２工程が第１工程に先立って行なわ
   れる特許請求の範囲ω項記載の像形成方法。
3. （３）　　感光体の導電基板が画像光に対して透明で前
   記感光体の感光層が光導電体であり、第２工糧が第１工
   稿と同時に行なわれる特許請求の範囲（１項記載の像形
   成方法。
4. （４）感光体の導電基板が画倫光に対して透明で、その
   感光体の感光層が露光により持続導電性を示す光導電体
   であり、槙２工程が第１工程に先立って行なわれる場合
   において、上記第１工糧と同時に現像剤を一導いた位置
   における感光体に画俸光を照射する第３工程を有する特
   許請求の範囲ｅ）項記載の像形成方法。
5. （５）内部に磁石を有し外表面に上記現像剤を保持する
   現像剤担持体と、前記現像剤に電気的に接続された電極
   とを用い、前記電極と前記感光体との間に像形成のため
   に印加する直流バイアスとは逆極性の直流バイアスを印
   加し、前記感光体表面に現像剤を導く第４工糧を設け、
   この第４工糧を像形成工程に先立って行ない、絶縁性の
   粒子を感光体より敗り除く特許請求の範囲（１）、（２
   ）、（８）又は（４）項記載の像形成方法。