JPS6018067B2 - 静電潜像の現像方法及び現像剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真法や静電記録法に於て形成される静蚤
潜像を現像する方法及びそれに使用する現像剤に関する
。

詳しくは、絶縁性着色微粉末のみから成る現像剤で静露
潜像を現像する改良された乾式現像方法に関するもので
ある。画像形成技術分野に於て、電気的潜像（静露潜像
）を・形成した後、これをトナーと呼ばれる着色微粉末
により可視化する工程を含む写真法、記録法、或は印刷
法は従釆より種々周知である。

例えば、電子写真法として、米国特許第２２９７６９１
号明細書、特公昭４２一２３９１ぴ号公報及び、特公昭
４３−２４７４８号公報等に多数の方法が記載されてい
るが、一般には、光導電性物質を利用した感光体上に種
々の手段により電気的潜像を形成し、次いで該潜像をト
ナーを用いて現像し、又必要に応じて紙等の転写材にト
ナーから成る粉像を転写した後、加熱、圧力、或いは溶
剤蒸気等により定着し、コピーを得るものである。電気
的潜像則ち、静露潜像をトナーを用いて可視化する方法
としては、例えば米国特許第２８７４０６３号明細書に
記載されている磁気ブラシ法、同２６１８５５２号明細
書に記載されているカスケード現像法及び、同２２２１
７７６号明細書に記載されている粉末雲法等が知られて
いる。これらの現像法に用いられる現像剤としては、静
電荷に多少とも選択的に吸引又は反発され得る一般にト
ナーと呼ばれる着色微粉末のみからなる一成分系のもの
と、これに鉄粉、ガラスビーズ等の担体物質（キヤリャ
ー）を併用するものとに大別される。中でもトナーのみ
からなる一成分系現像剤を用いる現像方法として、所謂
、誘起現像法（例えば、特公昭３７一４９１号公報に記
載）が良く知られている。

この方法は要するに、導電性と磁性を有するトナーを磁
石を内装したスリーブを付着させトナーによる磁気ブラ
シを形成し該磁気ブラシを静露溶像担持体に接触し潜像
をトナーで現像するものである。

この現像方法に於ては、トナーが導電性を有する事によ
って磁気ブラシを静電溶像に対向させた時、トナーの静
電港像と逆極性の電荷が誘起され、かくして電荷を譲起
されたトナーと、静鰭潜像の間の電気的引力に基づき潜
像が現像されるのである。斯かる誘起現像法は先述のと
おり、使用する現像剤が、トナ−のみから成るので、こ
れが担体物質（キャリャー）と併用される場合の如きそ
れ等の混合比率（つまり、トナー濃度）の調整が不要で
あり、又、現像剤を帯電させるための澄子半操作を特に
必要としないから現像装置全体を簡略且つコンパクトに
構成できると云う利点を持つ。更に、担体物質の経時的
劣化に基づく、現像画質の低下と云った不都合も生じな
い。以上の如き利点を持つ誘起現像法も従来は酸化亜鉛
等の感光材を塗工した感光紙に静電潜像を形成し、これ
を直接トナ−で現像する方式に於てのみ実用されている
のが実状である。しかしながら、近時、この分野に於て
は、現像像を他の転写材（例えば、普通紙）に転写する
工程を含む複写方式が汎用されているのであるが、先に
説明した誘起現像法をこれに適用することは極めて困難
であり、且つ又、不都合も多い。

つまり、導電性トナーが使用されるために、その転写操
作が制約を受けることによる。例えば、コロナ転写法が
探られる場合（：コロナ転写法は、静露潜像担持体上に
形成されたトナー像に転写材を接触せしめ該転写材の背
面よりコロナ放電により帯電し転写するものである）。
トナ−が導電性であると転写材を貫通する微少なコロナ
電流によりトナー粒子が転写材と同極性の電荷を有し転
写が十分に行なわれないだけでなくトナー層全体が同極
性の電荷を有する状態となるためトナー粒子同志の反発
力により現像画像がみだれる等の不都合を生じるのであ
る。而して、本発明は、上記従来の現像方法の欠点を除
去した新規な現像方法を提供することを目的とし、更に
効率良く、良質の現像像を得る為の上記従来の方法とは
異なる新規な現像方法を提供することを目的とするもの
である。

更に他の目的は、続く転写工程を短時間に効率良く、高
精度に行なう為の従来とは異なる新規な現像方法を提供
することにある。

又、別の目的は、本発明現像方法に適した一成分系現像
剤を提供することにある。

以上の目的を達成する本発明とは要するに、静亀潜像担
持体とこれに対向近接する導電性部材との間に常態が絶
縁性である着色微粉末のみからなる現像剤を介在せしめ
、該現像剤が静亀潜像による電界で絶縁破壊を起こすこ
とによって該静露潜像を該現像剤で現像することを特徴
とする静電港像の現像方法、並びに常態が絶縁性であり
、静露潜像のもたらす電界によって絶縁破壊を起こす着
色微粉末のみから成る静電潜像現像用現像剤である。

本発明に於ける現像剤は、一般に、下記の如き手法で製
造する事ができる。

結着材として従来、電子写真用トナーとして広く用いら
れている樹脂類、例えば、ポリスチレン、塩素化パラフ
ィン、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、ェポキシ樹脂
、ポリエステル、ポリアマイド、ポリアクリル酸樹脂、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体及び、その共
重合体が単独或は２種以上併せ使用される。これに着色
料として、種々公知の染顔料を所定量加えてそれ等を振
動ミルでプレミックスし、その粉末をロールミルで熔融
混練した後、ハンマーミルで粗粉砕し、更にジェットミ
ルで微粉砕して粒度約５〜２０〆のものを現像剤とする
。

又、これとは別に、金属、マグネタィト、カーボンブラ
ック等の導電村微粉末を多量に含む導電性粒子に、略々
２仏以下の膜厚で、樹脂等の絶縁材料を被覆したもので
あっても良い。何れにしても、本発明に使用する現像剤
は、常態が絶縁性であり、現像時に静電潜像のもたらす
電界によって絶縁破壊が起こると云う条件を満たさねば
ならない。

斯かる本発明現像剤の示す電気的特性を印加電圧値と電
流値との関係でグラフ化すれば第１図の如くなる。つま
り、外部電圧の増加に従って破壊電圧Ｖｚに達する迄は
、体積抵抗率１び００肌以上に相当する絶縁性を示し（
・・・・・・・・・・・・・・・Ａ領域）破壊電圧Ｖｚ
を越えると急激に低抵抗城（・・・・・・…・…・・Ｂ
領域）に入る。この領域では、現像剤の体積抵抗率が略
々１戊〜１ぴＱ地程度に相当する。なお、破壊電圧Ｖｚ
を過ぎてＢ′線の如き曲線をたどるのは、本発明現像剤
の持つ電気的特性の大きな特徴である。斯かる現像剤の
持つべき電気的特性について、更に具体的に説明するな
らば、以下のとおりである。即ち、本発明に最適な現像
剤は、１柳の間隔で平行に配した１対の電極板間にあっ
て３００Ｖ以下の電圧を印加されて体積抵抗率１びｏ○
ｃの以上の抵抗に示し、且つ印加電圧範囲３００Ｖ乃至
２０００Ｖで絶縁破壊を起こす着色微粉末である。とこ
ろで、同様の電圧印加条件の下で、３００Ｖ以下に破壊
電圧（換言すれば、降伏電圧）を持つ着色微粉末は、一
般に転写性が悪く、又、２０００Ｖ以上に破壊電圧を持
つ着色微粉末では、十分は画像濃度の現像を行なうこと
が困難になる傾向がある。以下、図面に就いて本発明を
更に具体的に詳述する。

第２図に従って、本発明現像方法を含む画像形成方法の
概要が説明される。

第２図は普通紙に複写画像を形成する複写装置の構成を
、略画的に描いたものである。

図において複写装置１０の！１は外壁を示し、原稿等は
該容器１１の上部にガラス等の透明部材で形成した原稿
戦置台１２上に載せる。即ち、戦直台１２は移動せず、
感光ドラム１３への画像照射は移動・固定ミラー及びレ
ンズ系等の光学手段による。この光学手段は従来周知の
技術に属するものであり、第１ミラー１４は萩暦台１２
の全行程を速度Ｖで原稿照明ランプ１５．と共に右端の
点線位置迄移動する。又一方、上記ミラー１４の移動と
同時に第２ミラー１６がＶ／２の速度で右端の点稀泉位
置迄移動する。そして上記第１、２ミラー１４，１６に
より導かれた原稿像は、絞り機構を有したレンズ系１７
と固定ミラー１８ａ，１８ｂを介して、上記感光ドラム
１３へ導かれる。図中、感光ドラム１３の周辺に配置し
てある構成部村のうち、１９は１次電圧印加手段である
コロナ放電器で、感光ドラム１３を充分な電圧迄帯電す
る為、配してある。次に２０は２次電圧印加手段である
コロナ放電器であり、該放電器２０を介して感光ドラム
１３に画像を照射する為、放電器２０のシールド板の一
部が光学的に開放された構成を有している。そして２１
はランプで全面照射用のものである。静電港像は感光ド
ラム１３の表面絶縁層２２上に形成される。絶縁層２２
は導電支持体２２ａ及び光導電部材層２２ｂ上に積層配
置させたものである。静電潜像は、本発明に係る現像手
段２３により現像され現像像となる。斯かる現像手段２
３に付いては後に第３図に従って詳述する。次いで、現
像像は転写位置２４に於て、搬送されて来た記録部材で
ある普通紙を用いた複写紙２６に転写する。

転写位置２４を経た絶縁層２２上の残留現像剤は、ブレ
ード、ファーブラシ等を用いたクリーニング手段２５で
除去する。一方、現像像が転写される複写紙２６は、収
納カセット２７内に積載されており、送出しローラ２８
及び分離づめ２９により一枚づつ分離され、転写位置２
４へ搬送される。図中３０ａ，３０ｂ，３０ｃは送りロ
ーラー３１はコロナ放電器で現像像の転写の際に複写紙
２６に対し、バイアス電圧を印加するものである。これ
が所謂コロナ転写法である。転写位置２４を経た複写紙
２６は、定着手段３２、例えばヒータ３３により現像像
の定着を行ない、搬送ベルト３４により外部の完成複写
紙収納皿３５に搬送され、以上で複写が完了する。第３
図は、第２図示の現像手段２３を拡大して示す略示図で
あり、これに従って本発明現像方法の更なる詳細が説明
される。例えば、感光体ドラムからなる静電潜像担持体
２０１表面に形成された静電港像は、これに対向近接す
る導電性部材２０２との間に介在する先に説明したとお
りの本発明現像剤２０３により現像される。

本発明に於ては、現像剤が常態で絶縁性であるが、静霜
潜像と導電性部材２０２との間にあっては、両者間の電
位差によって現像剤の破壊電圧を越える鷺場が生じて現
像剤内部に潜像電荷は逆犠牲の電荷が誘起され、ここで
、潜像電荷と現像剤電荷とが電気的に吸引し現像が行な
われるのである。

そのため、本発明に於ては静電潜像担持体２０１と、こ
れに対向近接する導電性部材２０２との間隔は比較的狭
く規制するのが望ましい。その最適値は、現像剤２０３
の持つ破壊電圧値の程度或はその流動性、磁性等の特性
に応じて異なり一概に決まるものではないが、一般には
２脚以下の間隔とするのがよい。ところで、静露潜像と
導電性部材２０２との蟹位差及び静亀潜像盤持体２０１
と導電性部材２０２との間隔に基づき定められる電場の
程度は、必らずしも、先に説明した平行電極板間での測
定で決まる本発明現像剤の破壊電圧を越すための電場に
較べて強いものであることを要しない。

本発明に於ては、静露潜像の内でも比較的電位の低いハ
ーフトーン部位をも忠実に現像できる。この理由は明ら
かではないが、静電港像担持体２０１と導電性部材２０
２との間に介在する現像剤２０３の一部が担持体２０１
を濯濠することによって縄拝され、ここで強弱不均一な
亀場が生じて、現像剤２０３の一部が、その破壊電圧を
越すに充分な軍場下に置かれるためと推察される。斯く
して得られた現像像は常態で絶縁性であるから、続く転
写工程に於て、例えばコロナ転写法により、容易且つ正
確に転写することができる。第３図に於ては、導電性部
材２０２として磁石２０２ａを内菱したスリーブ２０２
ｂが示されているが、本発明現像方法にあっては、斯か
る態様のみに限らない。

即ち、現像材２０３は必らずしも、導電性部材２０２上
に保持されていることを要しない。しかし、導電性部材
２０２上に現像剤２０３を均一に安定して供甥給するに
は、磁力を利用するのが、実用上有利な方法であり、確
実且つ容易でもある。以上詳述した本発明では、従来、
困難であった一成分系現像剤での現像、更にこれに続く
転写が容易且つ正確にできるので、これを実施する装置
の簡易化及び小型化が可能である。

又、二成分系現像剤を使用する現像方法にみられる担体
物質（キャリャー）の劣化に基づく現像画質の低下等の
不都合を完全に解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明現像剤の電気的特性を略示したグラフ
であり、第２図は複写装置の構成を略画的に描いた説明
図であり、第３図は本発明現像方法を説明する模式図で
ある。 図に於て、２０１・・・・・・静電潜像担持体、２０２
・・・・・・導電性部材、２０２ａ・…・・磁石、２０
２ｂ・・・・・・スリーブ、２０３・・・・・・現像剤
。 解？図劣る図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像担持体とこれに対向近接する導電性スリー
   ブとの間に、常態が絶縁性である一成分系現像剤を介在
   せしめ、該現像剤が静電潜像のもたらす電界で絶縁破壊
   を起こすことによつて、該静電潜像の該現像剤で現像す
   ることを特徴とする静電潜像の現像方法。 ２ 静電潜像担持体と導電性スリーブとの間隔が２ｍｍ
   以下である特許請求の範囲第１項記載の静電潜像の現像
   方法。 ３ 現像剤が１ｍｍの間隔で平行に配した１対の電極板
   間にあつて３００Ｖ以下の電圧を印加されて体積抵抗率
   １０＾１＾０Ωｃｍ以上の抵抗を示し、且つ印加電圧範
   囲３００Ｖ乃至２０００Ｖで絶縁破壊を起こす如き電気
   特性を有する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の静
   電潜像の現像方法。 ４ スリーブは磁石を内包し、現像剤は磁性を有し、両
   者が予め磁気的吸引関係にある特許請求の範囲第１項記
   載の静電潜像の現像方法。 ５ 常態が絶縁性であり、静電潜像のもたらす電界によ
   つて絶縁破壊を起こす着色微粉末のみから成る静電潜像
   現像用一成分系現像剤。 ６ 着色微粉末が１ｍｍの間隔で平行に配した１対の電
   極板間にあつて３００Ｖ以下の電圧を印加されて体積抵
   抗率１０＾１＾０Ωｃｍ以上の抵抗を示し、且つ印加電
   圧範囲３００Ｖ乃至２０００Ｖで絶縁破壊を起こす特許
   請求の範囲第５項記載の静電潜像現像用現像剤。