JPS58224361A - 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】 〔技術分野〕 本発明は一成分系の磁性トナーを用いて、記録紙上に光
像を形成せずに、直接記録紙上に入力情報に応じた画像
を形成する画像形成法に関する。

〔先行技術〕

従来から文書又は図形等を再生する方法として、電子写
真、静電記録あるいは静電印刷等の手法が一般に用いら
れている。例えば電子写真複写機やファクシミリにおい
ては、光導電体層又は誘電体層上に静電的な潜像を形成
したのち、磁気ブラシ法によりキャリアとの摩擦帯電に
より所定の極性に帯電したトナーもしくは樹脂と磁性粉
を主成分とする磁性トナーを選択的に付着させて現像画
像を得る記録方法が多く採用されている。しかるにこの
記録方法は、記録装置内に現像手段とは別に潜像形成手
段をもうける必要があるため、装置が複雑化および大型
化しやすくなる外、種々のトラブルを生じやすい等の問
題がある。そこで例えば特公昭５５−３０２２８号公報
に記載されているように、導電性磁性トナーを非磁性導
電性スリーブ上に磁気的に吸着保持せしめ、この導電性
スリーブとそれに対向して配置された記録電極とめ間に
シート状の記録部材を通過させながら記録電極に情報信
号を印加してトナーに静電気力を生ぜしめ、トナーを記
録部材上に選択的に付着せしめることが提案されている
。また直接記録方法に関しては、この外にも多数の提案
がなされているが、いずれも記録電極と対向電極との間
に記録部材を通過せしめて電気的手段のみにより記録を
行うものであるから、良好な記録画像を得るためには上
記電極間の間隙や記録部材上へのトナーの供給量等の種
々の条件を厳密に規定する必要がある。特に記録紙とし
て普通紙を用いた場合は、紙の表面抵抗が湿度や温度等
の環境条件により大きく影響をうけるため、環境条件に
応じて記録条件も調節する必要があり、さらに記録部材
の移動速度もそれほど高速にできないなどの問題があシ
、未だ実用化には至っていない。

〔目的〕

本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、簡便
な機構で十分実用性のある直接記録画像が得られる画像
形成法を提供することである。

〔要旨〕

本発明の画像形成法は、表面に複数個の磁極を有する永
久磁石部材の周囲に回転自在に配置された非磁性スリー
ブに定着ロールを圧接せしめ、前記非磁性スリーブ上に
磁性トナーを供給して該圧接部に向かって搬送せしめる
と共に、該搬送途中において前記磁性トナーに記録信号
に対応する電荷を印加して選択的に帯電せしめ、未帯電
の磁性トナーを前記非磁性スリーブ上から磁気的に除去
し、前記圧接部に記録体を搬送して前記帯電磁性トナー
を前記記録体上に付着かつ固定させることを特徴として
いる。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を図面により説明する。

第１図は本発明の画像記録法を実施するだめの装置の一
例を示す断面図である。

第１図において、ホッパー１内には磁性トナー２が収容
され、ホッパー１の下方には円筒形の非磁性スリーブ３
が回転自在に設置され、該スリーブ３内には、表面に複
数個の磁極を有する円筒状の永久磁石５を軸６に固着し
てなる永久磁石部材４が固定配飯されている。またホッ
パー１には、その先端が非磁性スリーブ３に近接して、
該スリーブ３上を搬送される磁性トナー２の厚さを規制
するドクタ一部材７が装着されている。また非磁性スリ
ーブ３の周囲には、非磁性スリーブ３上の磁性トナー２
を入力情報に応じて帯電するだめの帯電器８と未帯電の
磁性トナー２を除去するだめの磁石ロール９が設置され
ている。この磁石ロール９は非磁性スリーブ１０と表面
に複数個の磁極を有する永久磁石体１１を有しており、
両者は互いに相対的に回転しうるように支持されている
。また記録紙１２は、非磁性スリーブ３と該スリーブ３
に圧接して設置された定着ロール１３との間に搬送され
る。

上記の構成により次のようにして画像形成が行われる。

まず非磁性スリーブ３を図示矢印方向に回転させると、
ホッパー１内の磁性トナー２はドクターギャップｄを通
って非磁性スリーブ３上に引き出され、該スリーブ３と
同方向に搬送される。

ここでスリーブ３上の磁性トナーの厚さはトナーの帯電
を容易ならしめるために薄い程好ましく、理想的にはト
ナー粒子の粒径（通常は５〜５０μｍ程度）と同程度で
あることが望ましいが、実用性を考慮して０．１〜０．
２ｍｍ位に調整すればよい。トナーの厚さをできるだけ
薄くするために、ドクタ一部材の材質としてゴム等の弾
性体あるいは鉄等の磁性体を用いることが好ましい。

この搬送途中において、スイッチ１４をＯＮｔ、て所定
の情報に応じた入力信号に基づいて帯電器８を作動させ
、非磁性スリーブ３上の磁性トナー２を上記情報に応じ
て帯電させる。この場合、帯電器８としては例えば非磁
性スリーブ３の軸方向に針電極を複数個配列したマルチ
スタイラスを用いればよいが、この外にはコロトロン等
により発生したコロナイオンを制御する方式を用いるこ
ともできる。

また磁性トナー２が帯電器８により付与された電荷を所
定時間保持しうるために、非磁性スリーブ３の表面が絶
縁性であることが好ましい。さらに磁性トナー２の帯電
時の電荷の流れを絞ることができるようにするために、
非磁性スリーブ３の内部は導電性とし、これを背面電極
の代わりに用いることも好ましい。具体的には、アルミ
ニウム合金もしくはステンレス鋼製等の導電性円筒の表
面に、アルマイト処理（ただしアルミニウム製円筒の場
合）を施す、テフロン（商品名）等の離型性を有する高
分子化合物をコーティングする、もしくはポリエステル
あるいはテフロン等の熱収縮性合成樹脂チューブを密着
させることなどにより前記スリーブを作成することがで
きる。

次に、前述の帯電器８にょシ帯電されない、不要の磁性
トナー２は磁石ロール、）９．にょシ非磁性スリーブ３
から容易に除去される。すなわち非磁性スリーブ３上の
磁性トナー２のうち帯電した磁性トナー２は静電気力と
磁力によって非磁性スリープｉ上に保持されているが、
未帯電の磁性トナー２は磁力によってのみ非磁性スリー
ブ３上に保持されているため、永久磁石部材４の非磁性
スリーブ３の表面での磁力と磁石ロール９の表面の磁力
の差によって磁石ロール９０表面に移動する。磁石ロー
ル９の表面に移動した磁性トナー２は、非磁性スリーブ
１０と永久磁石体１１との相対的回転により、例えは非
磁性スリーブ１０を図示矢印方向に回転させることによ
りそれと同方向に搬送されて、図示しないかき落とし板
等により非磁性スリーブ１０上から除かれる、ただし非
磁性スリーブ３の表面の磁力が強すぎたシ、あるいは磁
石ロール９の表面の磁力か弱すぎたシするとこの移動が
困難となり、一方磁石ロール９の表面の磁力が強すぎる
と帯電した磁性トナー２までも磁石ロール９の表面に移
動してしまうので、上記磁力差〔（磁石ロール９の表面
の磁束′密度）−（非磁性スリーブ３０表面の磁束密度
）〕は５０〜２００ガウスの範囲変わってくるので、こ
の磁気特性に応じて設定すれはよい。

次いで帯電した磁性トナー２は非磁性スリーブ３と定着
ロール１３との圧接部に送られ、該圧接部において記録
紙１２上に圧力定着される。ここで磁性トナー２を塑性
変形させて記録紙１２上に定着させるために、定着ロー
ル１３は所定の表面硬度と定着圧力（通ｎ１０〜２５ｋ
ｇ／ｃｍ）に耐えうる強度を有することが必要であり、
例えば鋼等の金属材料あるいはセラミック材料で形成す
ることが好ましいが、ＡＢＳ等の強度の大なる樹脂で形
成することも可能である。まだ定着ロール１３の表面は
、定着時に磁性トナー２がロール表面に付着するのを防
止するために絶縁性とすることが好ましく、定着ロール
１３を余積もしくは導電性セラミック等の導電羽料で形
成した場合は、テフロンやポリエステルのコーティング
もしくはこれらのチューブを被覆することなどにより定
着ロール１３の表面を絶縁性とすれはよい。ただし定着
ロール１３の表面の絶縁処理は記録紙１２が普通紙（体
積固有抵抗１０１２Ω・備以下）であるときはできるだ
け行った方がよいが、記録紙１２が高抵抗処理紙のとき
は省略してもよい。

また、記録紙１２は磁性トナー２の保持を十分に行わし
めるためには表面抵抗が高い程有利ではあるが、現在市
販されている普通紙等の複写紙であれば実用上はとんと
問題はない。

なお本発明で使用される磁性トナーは、電気抵抗が抵抗
率にして１０３９＊ｃｍ以上となるように、材料、組成
を選定すればよい。ただしトナーめ抵抗は、記録紙の種
類や現像条件等を考慮して設定すれはよい。本発明にお
いて、トナーの電気抵抗値の測定は磁性トナーを適尚量
（１０数ｍｇ）　　計υ取り、ダイヤルゲージを改良し
た３、０５闘φ（断面積＝　０．０７３ｃ、ｍ”　）の
テフロンの絶縁シリンダー中に挿入し、０．１ｋｇ重の
荷重下、４０００Ｖ　−ｃｍ−”　の電場でトナーの電
気抵抗を測定し、抵抗率を算出する。

本発明のトナーの羽村としては、通常の磁性トナーに用
いられる種々の材料が用いられる。すなわち、強磁性体
微粒子としては、磁場によってその方向に極めて強く磁
化する物質、例えば、フェライト、マグネタイトなどを
はじめとする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示
す元素を含む合金あるいは化合物、その他、熱処理等何
らかの処理を施すことによって強磁性を示す種々の合金
等も有効に用いられる。これらの強磁性体は、トナー中
に含有せしめるため、平均粒径が０．１〜３μｍ程度の
ものが望ましい。トナー中に含有せしめる量は、トナー
の全重量に対し２０〜８０重量％とするのが望ましい。

２０重量％未満では、トナーの磁力が低下し、非磁性ス
リーブよりトナーが離脱し、画像が乱れてしまう。また
、トナーの流動性も低下する。８０重量％を越える場合
は、定着性が低下してしまう。

定着用樹脂は、本発明では圧力←弁定着方式であるため
、例えば以下のような感圧性の樹脂が用いられる。高級
脂肪酸類、高級脂１・肪酸金属塩類、高級脂肪酸誘導体
、高級脂肪酸アミド類、ワックス類、ロジン誘導体、ア
ルキッド樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、天然樹脂
変性フェノール樹脂、アミノ樹脂、シリコン樹脂、ポリ
ウレタン、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル酸
またはメタクリル酸と長鎖アルキルメタクリレート、長
鎖アルキルアクリレートとの共重合オリゴマー、スチレ
ンと長鎖アルキルアクリレート、長鎖アルキルメタクリ
レートとの共重合オリゴマー、ポリオレフィン、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、エチレンルビニルアルキルエ
ーテル共重合体、無水マレイン酸系共重合体、石油系残
渣、ゴム類等が挙げられる。

これらの樹脂は、任意に選定し、また任意に混合して用
い得るが、トナーとした場合の流動性を低下させないだ
めには、ガラス転位点が４０℃を越える樹脂、もしくは
樹脂混合物が有効に用いられる。定着用樹脂のトナー中
に含有せしめる量は強磁性体微粒子、色調節用顔料、染
料、電荷制御剤を除く割合であるが、トナーの定着性を
低下させないためにトナー全量の２０重量％以上添加す
る必要がある。

色調節用顔料、および染料は、一般の乾式現像剤に用い
られている種々のものを任意に用いることができる。し
かし、トナー全量に対する含有量は、トナーの電気特性
を低下させることのない範囲で添加する必要がある。本
発明では、とれらの添加量は、トナー全量に対して１０
重量％未満が適当である。用い得る顔料および染料とし
ては、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、ア
ニリンブルー、カルコオイルブルー、クロームイエロー
、ウルトラマリンブルー、テュポンオイルレッド、キノ
リンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシア
ニンブルー、マラカイトグリーンオフサレート、ランプ
ブラック、ローズベンガルおよびそれらの混合物が使用
される。強磁性体微粒子自体が着色しており、これら色
調節剤を加える必要のない場合は、あえてトナーに添加
する必要はない。

以上に記述の如く、本発明によれば、従来の静電記録法
や直接記録法と比較して極めて簡易な機構により普通紙
等の記録紙上に画像を形成することができ、しかも環境
条件によらず高品質の画像が得られ、さらに高速での画
像形成も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成法を実施するだめの装置の一
例を示す要部断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に複数個の磁極を有する永久磁石部材の周囲に
   回転自在に配置された非磁性スリーブに定着ロールを圧
   接せしめ、前記非磁性スリーブ上に磁性トナーを供給し
   て該圧接部に向かって搬送せしめると共に、該搬送途中
   において前記磁性トナーに記録信号に対応する電荷を印
   加して選択的に帯電せしめ、未帯電の磁性トナーを前記
   非磁性スリーブ上から磁気的に除去し、前記圧接部に記
   録体を搬送して前記帯電磁性トナーを前記記録体上に付
   着かつ固定せしめることを特徴とする画像形成法。 ２　前記非磁性スリーブの表面に絶縁性層を形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成法
   。 ３　定着ロールの表面に絶縁処理を施したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の画像形成法。