JPS616670A

JPS616670A - 画像形成法

Info

Publication number: JPS616670A
Application number: JP59126908A
Authority: JP
Inventors: Yumiko Sano; 佐野　夕美子; Akiyo Morimoto; 森本　晃代
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1984-06-20
Filing date: 1984-06-20
Publication date: 1986-01-13
Also published as: US4634646A; EP0166576A1; EP0166576B1; JPH0511306B2; DE3568378D1

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）本発明は光導電性トナーを用いた画像形成法に関する。

（従来技術）光導電性トナーを利用する画像形成法は古くから造船工
程での罫書きや光電気泳動法などで一部実用化されてい
る。最近では、光導電性粒子で構成されるインクフィル
ムを用いた電子写真方式のプリンタなども提案され、光
導電性トナーが新しい画像形成プロセスを提供しその応
用分野を広げる可能性のあることが示唆され２画像形成
材料として注目されている。

さて光導電性トナーを基板上に塗布し、帯電・露光・転
写を繰り返すゼログラフインク法の場合。

画像形成に用いられる光導電性トナーは１元来。

電荷保持能力が小さいため、帯電されてもトナー層の表
面電位が低い。さらに、帯電電荷が露光によりすべて放
電されるわけではなく、その一部は必ず残留電荷として
残る。そのため、光１（（射域のトナーと非照射域のト
ナーとの帯電量の差は必然的に著しく小さい。したがっ
て、トナー−ヒに充分なコントラストを有する静電潜像
を形成することができない。これが最終的に得られる画
像のコントラストを低くしかつかぶりの原因にもなって
いる。このような残留電荷を除くと共に初期表面電位を
高くしてコントラストを向上させるために。

材料やシステム面から種々の制御を行う方法が多数試案
されているものの、いずれも１表面電位を高くすると共
に残留電荷を低減しコントラストに優れた画像形成を提
供し得るには至っていない。

このことは、光導電性トナーおよびトナー層の基本特性
であるトナーの帯電特性や光応答性についての解明が充
分になされていないことに起因している。

（発明の目的）本発明の目的は、帯電特性と、光応答性とに優れた光導
電性トナー層を基体上に均一かつ密に形成し、それによ
りコントラストに優れかぶりのない画像を形成する方法
を提供することにある。本発明の他の目的は１画像形成
プロセスを簡略化し得る画像形成法を提供することにあ
る。

（発明の構成）光導電性トナーを用いた画像形成において、優れたコン
トラストの画像を得るには帯電時の初期表面電位と残留
電位との差が大きいことが必要である。そのためには、
第一に、光導電性トナーが基体上に均一かつ密に形成さ
れること；第二にトナー層の初期表面電位が高いことつ
まり帯電特性が良好であること；そして第三に残留電位
が低いこと、すなわち、光応答性が良好であることが望
ましい。

本発明者らはこれら光導電性トナーの基本特性を解析し
それから得られる知見からコントラストに優れかぶりの
ない画像を形成しうる方法を見出し本発明を完成した。

すなわち１本発明の画像形成法は、（１１ｉ電性基体上
に平均粒子径６μｍ以下の光導電性トナーを供給し、該
基体表面に１〜８層のトナー層を一様に形成する工程（
２）該トナー層を一様に帯電する工程（３）該トナー層
に画像露光を行い２画像に対応する静電潜像を形成させ
る工程を包含し、そのことにより上記目的が達成される
。

（実施例）以下に本発明を実施例に基づいて述べる。

本発明に用いられる光導電性トナー１は、主として、電
荷発生顔料と結着性樹脂とで構成される。

電荷発生顔料としては、光導電性を有するそれ自体公知
のフタロシアニン系２例えば、銅フタロシアニンなどが
使用される。結着性樹脂としては。

例えば、スチレン・アクリル樹脂が採用される。

その他、各種助剤１例えば、増感剤、電荷制御剤トナー
のプロンキング防止剤などが適宜必要に応じて添加され
る。これら顔料および樹脂は重量比１：３にて混合され
、均一分散され、スプレードライ法にて球状の粉体トナ
ーを得た。このとき。

トナーの平均粒子径は小さいほど、そしてその帯電量も
小さいほど解像力および画像濃度を向上させる上で好ま
しい。しかし、小さすぎると現像むら、熱による凝集お
よびトナー飛散などが発生するという点で好ましくない
。本発明においては。

これを分級して平均粒子径が６μｍ以下９例えば。

５．２μｍのトナー１を得た。この球状トナーには。

必要に応じて適当な表面処理が施されうる。上記本発明
トナー１を対照トナーと比較するために。

平均粒子径がそれぞれ７．２μＭおよび８．６μｍであ
る対照トナーＡ１およびＡ２を別に調製した。また。

結着性樹脂としてポリエステル樹脂を用い同様の処理を
経て対照トナーＢ、を調製した。それぞれのトナーを下
表に示す。

本発明の画像形成法は第１図（８）〜（Ｃ１に示すよう
に、ゼログラフィツク法により行われる。第１図１ａ）
に概略的に示すように、まず、トナー１にはホンパー１
１および磁性キャリヤーとの摩擦帯電により２例えば、
負極性の電荷が付与される。帯電されたトナー１とキャ
リヤーは回転可能に設けられた磁性スリーブ２に付着す
る。スリーブ２は少なくとも表面が導電材でなり、あら
かじめアルミニウムなどの導電性基板３との間にバイア
ス電圧４が印加されている。基板３はトナー１の帯電極
性と逆極性、この場合、正極性になるようにバイアス電
圧４が印加される。帯電トナー１はスリーブ２の回転に
従い基板３近傍に搬送される。スリーブ２上の帯電トナ
ー１は静電引力により基板３上に一様に供給される。バ
イアス電圧４を適宜制御することにより基板３上のトナ
ー１は１〜８層の範囲内の任意な層数に形成され得る。

このような。

トナー１の基板３上への付着は２通常、二成分磁気ブラ
シ現像器を用いて行われる電子写真法の現像方法と同じ
である。

次いで、基板３上に形成されたトナー層ＩＯに。

例えばコロナチャージャー５を用いて印加電圧＋　５．
６ＫＶにて一様に帯電を施す（第１図（ｂ））。このと
きのトナー層１０のコロナ帯電特性を第２図および第３
図〜第５図に示す。コロナ帯電特性は。

トナー層１０の初期表面電位ｖＯを測定することにより
解明された。トナーｌの基板３上での付着状態は表面顕
微鏡の観察結果から第２図１８）に示す粗の充填モデル
に近いと考えられる。他方、トナーｌの充填率は実験値
では６０〜７０％であり、第２図（ｂ）に示す最密充填
モデル（充填率；約７４％）で近似されうる。それゆえ
、トナーの帯電特性および光応答性に関する解析はすべ
てこの第２図（ｂ）の充填モデルに基づいて行われた。

この充填モデルに基づきトナー層１０の厚さとトナーｌ
の平均粒子径とから求めた層数Ｎおよび初期表面電位ｖ
Ｏの関係を第３図に示す。それによれば、初期表面電位
ｖＯはトナー１の粒子径には無関係に層数Ｎに依存して
いる。このことは、トナー層１０の帯電量は１層数Ｎ、
いいかえれば、基板３上に付着したトナー１の全表面積
によって決定されることを意味する。

さらに、この初期表面電位ｖＯが層数に比例するという
結果から、トナ−１全体がコロナ帯電にて帯電されてい
ることも解明された。

印加電圧を＋７．ＯＫＶとした場合も５　トナー層１０
の初期表面電位ｖＯが高くなること以外は同様の結果が
得られた。また、結着性樹脂として、スチレン・アクリ
ル樹脂に代えてポリエステル樹脂を用いた場合にも同様
の結果が得られた。第４図に。

トナー１１０の初期表面電位Ｖｏとトナー（］着量Ｍ。

そして第５図に初期表面電位ｖＯと層厚Ｔとの関係を示
す。初期表面電位ｖＯはトナー付着量Ｍあるいは層厚Ｔ
とは比例関係にある。その比例定数はトナー粒子径によ
り異なる。

次いで、一様に帯電されたトナー層１０に１例えば、照
射光強度が２５０００１ｕｘの白色光を用いて画像露光
を行い画像に対応する静電潜像を形成する（第１図（Ｃ
））。光照射されたトナー層１０は導電化し、その表面
電位は、第６図に示すように、急速に減衰する。図にお
いてｖ、ｌは光照射５秒後の表面電位（残留電位）を示
す。このときのトナー層１０の光応答性は、第７図〜第
９図に示すように。

初期表面電位Ｖｏ、半ｆｌ＃、露光量Ｓおよび残留率Ｒ
から判断される。半減露光量Ｓは表面電位が初期表面電
位Ｖｏの〃になるのに要する露光量を示し２表面型位の
半減時間とそのときの照射光強度との積で表される。ま
た、残留率Ｒは初期表面電位ｖＯに対する光照射５秒後
の残留電位Ｖ＋＋の割合を百分率で表したものである。

本発明において、光応答性の良否は、第７図に示すよう
に、半減露光量Ｓに対する残留率Ｒの高低により比較さ
れる。それによれば、半減露光量Ｓの小さい領域におい
て。

トナーｌは１粒子径のより大きい対照トナーへ、および
Ａ２と比較して、より低い残留率Ｒを示している。この
ことから、光強度は弱くても良好な光応答性を得るため
には、トナーの粒子径が６μｍ以下であることが好まし
い。結着性樹脂としてポリエステル樹脂を用いた場合に
も、同様の結果が得られた。また、第８図はその一例で
あるが、それによれば、残留率Ｒはトナー粒子径および
結着性樹脂の種類にかかわらず層数Ｎが１〜８Ｎ、特に
２〜４層のとぎにより低い値を示している。したがって
、トナー層が２〜４層のときに特に良好な光応答性が提
供され得る。さらに、結着性樹脂の種類による光応答性
の相違を示す第９図によれば。

ポリエステル樹脂（対照トナーａｔ）の半減露光量Ｓの
最小値はスチレン・アクリル樹脂（対照トナー八、）の
それと同程度であるが、一般的に残留率Ｒは大きく、シ
かもポリエステル樹脂の半減露光量Ｓは残留率Ｒの増加
と共に急激に増加している。

このことから、光応答性に対して、結着性樹脂の違いに
よる差が明確に示されている。

次いで、基板３上の静電潜像を形成するトナー層１０に
転写紙を接触させ転写紙背後からトナー層１０の帯電極
性と逆極性（負極性）のコロナ帯電を施す。トナーは、
静電的に転写紙に転写される。

転写されたトナーは１次いで、適当な定着装置により定
着される。得られた画像はコントラストに優れかぶりも
認められない。基板３上に残留する未転写のトナー層は
クリーニング処理されることなく次の画像形成にそのま
ま使用される。すなわち、使用ずみの基板３を第１図（
ａｌの光導電性トナー層形成工程に移せば、前サイクル
で消費された転写トナーの分のみが次サイクルで補充さ
れる。

このように１本発明においてはクリーニング工程は不要
であるため１画像形成工程が著しく簡略化される。

（発明の効果）本発明の画像形成法によれば、光導電性トナー層を基板
上に２〜４層に形成すること、トナーの、平均粒子径を
６μｍ以下にすること、および結着性樹脂として特にス
チレン・アクリル樹脂を用いることによりトナーの帯電
特性および光応答性は著しく向上し得る。その結果、コ
ントラストに優れかぶりのない可視像が得られる。しか
も、クリーニング工程が不要となるため９画像形成プロ
セスが著しく簡略化し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明画像形成法の一実施例を示す模式図であ
る。第２図は上記実施例におけるトナーの付着モデルを
示す模式図、第３図は同しくトナー層数と初期表面電位
との関係を示すグラフ、第４図は同じくトナー付着量と
初期表面電位との関係を示すグラフ、第５図は同じくト
ナー層厚と初期表面電位との関係を示すグラフ、第６図
は同じく光導電性トナー層の表面電位の光減衰を示すグ
ラフ、第７図は同じく残留率と光応答性との関係を示す
グラフ、第８図は同じく層数と残留率との関係を示すグ
ラフ、第９図は同じくスチレン・アクリル樹脂およびポ
リエステル樹脂の残留率と光応答性との関係を示すグラ
フである。１・・・光導電性トナー、２・・・スリーブ、３・・・
導電性基板、４・・・バイアス電圧、５・・・コロナチ
ャージャー、　１０・・・光導電性トナー層、１１・・
・ホッパー。以上

Claims

【特許請求の範囲】１、（１）導電性基体上に平均粒子径６μｍ以下の光導
電性トナーを供給し、該基体表面に１〜８層のトナー層
を一様に形成する工程（２）該トナー層を一様に帯電する工程（３）該トナー層に画像露光を行い、画像に対応する静
電潜像を形成させる工程を包含する画像形成法。２、前記トナー層が２〜４層である特許請求の範囲第１
項に記載の画像形成法。３、前記光導電性トナーは、主として、電荷発生顔料と
結着性樹脂とで構成される特許請求の範囲第１項に記載
の画像形成法。４、前記トナーの結着性樹脂がスチレン・アクリル樹脂
である特許請求の範囲第３項に記載の画像形成法。５、前記トナーの電荷発生顔料がフタロシアニン系であ
る特許請求の範囲第３項に記載の画像形成法。６、前記基体に前記トナー層の帯電極性と逆極性のバイ
アス電圧が印加される特許請求の範囲第１項に記載の画
像形成法。