JPS62164069A - 反転現像方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像担体表面に形成した静電潜像の非帯電領域
に一成分系の磁性トナーを付着させて反転トナー像を得
る反転現像方法に関するものであり、特に冷間圧力定着
可能の磁性トナーを使用する反転現像方法に関する。

（従来の技術） 近年情報処理機器の高性能化および多様化に伴って、出
力形態も多様化、高速化を要求され、ノンインパクト型
式の電子写真方式のプリンタが開発されている。上記プ
リンタの記録原理は一般の電子複写機と同様２画像担体
表面に形成した静電潜像を現像後、普通紙へ転写するも
のである。而してプリンタにおいては、コンピュータか
らの情報を一様帯電させた画像担体表面にレーザ光など
で書き込み、この書き込み部すなわち露光部にトナーを
付着させるため１反転現像を行う必要がある。

上記の反転現像に使用する現像剤としては、磁性キャリ
アとトナーとからなる二成分系現像剤が一般□的である
。この方法では普通紙へのトナー像の静電転写が可能で
あり、高画質のプリンタ画像が得られるが、キャリアと
トナーとの混合比率を一定にするための手段が必要であ
る。従って現像装置の大型化、複雑化を招来する他、キ
ャリアを定期的に交換する必要があるという欠点がある
。

このような欠点解消のために、磁性を有するトナー粒子
のみからなる一成分系現像剤を使用して静電潜像を現像
する方式がある。上記磁性トナーを使用する反転現像方
法においては、静電潜像と同極性の電荷を有する磁性ト
ナーを保持する導電性スリーブに、静電潜像と同極性の
直流バイアス電圧を印加することにより、トナーを非画
像部に付着させるのである。また現像によって得られた
トナー像を転写シート上に静電転写する場合、電気抵抗
の高い絶縁性磁性トナーを使用するのが一般的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような荷電型の絶縁性磁性トナーを、静電潜像と
同極性に帯電させて反転現像を行った場合１画質が二成
分系現像剤を使用したものより劣るのが実情である。す
なわち静電潜像と同極性に帯電する磁性トナーを使用す
る場合には１画像濃度の点では前記二成分系現像剤を使
用するものと同等の結果が得られるのであるが、解像度
の点で充分でなく、また画像周辺にチリが発生し易いと
いう問題点がある。

本発明は上記のような問題点を解決し、磁性トナーを使
用した反転現像方法であり、解像度が高く、かつ画像周
辺にチリが発生することのない反転現像方法を提供する
ことを目的とするものである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために１本発明においては下記の
ような技術的手段を採用した。すなわち。

Ａ９画画像体表面に静電潜像を形成し、前記画像担体表
面に対向して配置しかつ内部に磁界発生部材を備えた非
磁性導電性スリーブ上に樹脂と磁性粉を主体とする磁性
トナーを供給し、前記スリーブと前記磁界発生部材との
相対的回転により前記磁性トナーを前記画像担体表面に
向かって搬送し、前記スリーブに直流電圧を印加して前
記静電潜像の非画像部に前記磁性トナーを付着させる反
転現像方法において。

Ｂ、前記画像担体を正の帯電特性とする。

Ｃ８前記磁性トナーを冷間圧力定着可能でありかつ負帯
電特性とする。

Ｄ、前記スリーブに正の直流電圧を印加する。

という技術的手段を講じたものである。

〔作用〕

第１図は本発明を実施するための現像装置の一例を示す
要部断面図である。同図において１は感光体ドラムであ
り、静電潜像（図中＋記号で示す）を保持する光導電性
層１ａと、電気的に接地された導電性基体１ｂとからな
り、矢印Ｗ方向に回転自在に設ける。次に２はトナ一槽
でありトナー３を収容する。而してトナ一槽２の下部に
は感光体ドラム１と対向してスリーブ４を回転自在に設
けると共に、スリーブ４内には表面に複数個の磁極を有
する永久磁石部材５を同軸的かつ矢印×方向に独立回転
自在に設ける。６はドクターブレードであり、前記スリ
ーブ４の表面に臨ませて出入自在に設け、スリーブ４上
を移動するトナー３の厚さを規制する。次にスリーブ４
は例えばオーステナイト系ステンレス鋼またはアルミニ
ウム合金等の非磁性かつ導電性材料によって形成し、正
の極性を有する直流電源７と電気的に接続する。

上記のような構成により反転現像方法について記述する
。まずスリーブ４と永久磁石部材５とを相対的に回転さ
せることにより、トナ一槽２内に収容したトナー３をス
リーブ４上に引き出し、矢印Ｙ方向にドクターギャップ
ｄから現像ギヤソプＤに向かって搬送する。トナー３は
光導電性層ｌａ上に形成した静電潜像と逆極性の負帯電
する特性を付与してあり、上記搬送過程においてスリー
ブ４．ドクターブレード６またはトナー３同志の接触に
より負の電荷を持つようになる。而して負電荷を有する
トナー３が現像令π域に到達すると。

光導電性Ｆｉ　１　ａの非画像部に付着してトナー像を
形成する。次にこのトナー像は感光体ドラム１の回転に
よって転写位置に至り、転写シート（図示せず）の裏面
から静電潜像と逆極性の負の電界を印加することにより
、転写シート上に転写され。

次いで圧力定着手段によって定着されるのである。

本発明の反転現像方法においては、静電潜像と逆極性に
帯電する性質の磁性トナーを使用するものであるため、
磁性トナーは静電潜像の画像部に付着するように思考さ
れるが１本発明者等の実験によれば、前記のように静電
潜像の非画像部に明確に付着することが確認され、再現
性もまた充分に存在する。

本発明において使用する磁性トナーは、ブローオフ法に
よって測定した場合の摩擦帯電量が〜２〜−−２０μｃ
／ｇであり、スリーブ上の帯電電圧が−５〜−８０Ｖで
あるのが望ましい。すなわち摩擦帯電量および帯電電圧
が過大になると１画像４度が低下し、一方これらが不足
すると、カブリが多くなり、何れも不都合である。

次に磁性トナーを構成する磁性粉としては、フェライト
、マグネタイトを初めとする鉄、コハルトニソケル等の
強磁性を示す元素を含む合金または化合物およびその他
熱処理若しくは何等かの処理によって強磁性を示す種々
の合金等を使用し７得る。これらの強磁性体は、数μｍ
ないし数十μｍの粒径を有するトナー中に含有させるた
め、平均粒径が０．０２〜３μｍのものが望ましい。而
してトナー中に含有させる量は、１−ナー全量に対し３
０〜７０重量％とするのが望ましい。３０重ν％未満で
はトナーの磁力が低下してスリーブから飛散し易くなり
、一方７０重景％を越えると、樹脂含有量が極めて少な
くなって定着性が低下してしまうので不都合である。

次に本発明において使用する磁性トナーは、冷間圧力定
着可能のものであり１例えば下記のような樹脂を使用す
る。すなわち、高級脂肪酸類、高級脂肪酸金属塩類、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〜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２万油系残渣、ゴム類等が
挙げられる。

上記の樹脂は何れも任意に選定し、また任意に混合して
使用できるが、トナーとして形成した場合の流動性を低
下させないために、ガラス転移点が４０゛　Ｃを越える
ものが有効である。

而して上記以外にも、一般の乾式現像剤として使用され
ている種々の顔料および／または添材を添加含有させる
ことができる。しかしトナー全量に対する含有量は、ト
ナーの電気特性等を考慮して１０重量％未満が適当であ
る。使用できる顔料としては４例えばカーボンブラック
、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、デ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等の混
合物等である。なおマグネタイ１−のように磁性粉自体
が着色している場合には敢て添加する必要はない。また
カーボンブランクを使用する場合には、トナーの絶縁性
を低下させないために、トナー中の樹脂成分１００重量
部当たり０．０１〜５重量部の範囲で含有させるのが望
ましい。

次に本発明において使用する磁性トナーは、」−記の材
料により粉砕法若しくはスプレードライ法等の公知の方
法によって製造できる。而して生成すべきトナーの平均
粒径は、５〜３０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍの範
囲がよい。なお分級後のトナー粒子表面には２例えばカ
ーボンブラック若しくは酸化錫等の導電性粒子またはシ
リカ粉末等の添加剤の添加により、電気抵抗若しくは流
動性を調節することができる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例によって具体的に説明するが２本発
明はこれらの例によって限定されるものではない。

ポリエチレンワックス（三井石油化学工業製ＨＩＷＡＸ
２００Ｐ）とエチレン酢酸ビニル共重合体（アライドケ
ミカル社製ＡＣＰ　４００）とを重量比７：３で混合し
た樹脂、マグネタイト（戸田工業製ＥＰＴ５００）およ
び正の荷電制御剤（オリエント化学製ボントロンＥ８１
）とを表に示す配合によって乾式混合し、ニーダで２０
０°Ｃの温度で加熱混練した。生成した混練物を冷却・
固化後ジェットミルにより２０μｍ以下の粒子に粉砕し
た。次にこの粉砕粉をスーパーミキサーに投入し、更に
微粉末シリカ（日本アエロジル製Ｒ９７２）を０．５重
量部添加して混合した。混合粉を１２０°Ｃの熱気流中
に導入して熱処理を行った後、ジクザグ分級機によって
分級を行い５〜２０μｍの粒度分布を有する磁性トナー
Ｎ００１〜４を得た。これらの磁性トナーの摩擦帯電量
（以下ＴＥＣと記す）および表面電位は表に示す通りで
ある。

而して上記磁性トナーのＴＥＣは、市販のブローオフ粉
体帯電量測定器（東芝ケミカル製ＴＢ−２００）により
１次の条件で測定した値である。

キャリア（日本鉄粉製Ｚ−２００）１０ｇとトナー０．
５　ｇを外径４０ｍｍφのプラスチック容器に投入し、
流動表面角度測定器にて１０分間回転させ。

得られた混合物の中から２００ｍｇの試料を採取し、３
２５メツシユの篩を使用した容器に投入し。

前記帯電量測定器によりブロー圧１．０　ｋｇ／ｃｍ”
、ブロ一時間４０秒の条件で測定する。

またトナーの帯電電圧すなわち表面電位は第２図に示す
装置によって測定する。同図において。

８は非磁性スリーブ（外径５０ｍｍφ）、９は永久磁石
部材（外径４６ｍｍφ、長さ１５０ｍｍ、１２極対称着
磁、スリーブ上の磁束密度１０００Ｇ）　、　　１０は
表面電位計（トレック３４４）、１１は測定子である。

而してスリーブ８と測定子１１との間隙ｇを５開に調整
した後、スリーブ８上にトナーを３ｇ供給し、永久磁石
部材９を１１００Ｏｒｐで１分間回転させた時のトナー
の表面電位を測定する。

次にＴＥＣおよび表面電位の異なる磁性トナーＮｏ、　
　５〜７を前記実施例と同様の条件で作製した。

なおＮ０１５の磁性トナーは正の荷電制御剤（オリエン
ト化学製ボントロンＮｏ、１）を使用している点が他の
トナーと異なる。

上記磁性トナーを使用して次のような条件により画像を
形成し、評価を行い、その結果を前記表に示す。

周速１５０　ｍｍ／ｓｅｃで回転するＯＰＣドラムをコ
ロナ帯電器で一８００■に一様帯電後、市販の半導体レ
ーザーで分割露光して静電潜像を形成し。

次いで第１図に示す現像装置によって現像を行った。ス
リーブ４には外径３２ｍｍφのＳＵＳ　３　Ｑ　４製円
筒を使用し、永久磁石部材５に外径２９．３ｍｍφで１
０極対称着磁を施し、スリーブ４上の磁束密度が８００
Ｇのフェライト磁石を使用した。ドクターギャップｄお
よび現像ギャップＤを各々０．６ｍｍおよび０．２　ｍ
ｍに設定し、スリーブ４および永久磁石部材５を共に矢
印×方向に、かつ各々５０ｒｐｍおよび１２００ｒｐｍ
で回転させ、直流バイアス電圧は＋７００Ｖに設定した
。得られたトナー像は普通紙に転写してから、線圧１９
ｋｇ／ｃｍにて冷間圧力定着を行った。

表から明らかなように、トナーＮ００１〜４は。

負の帯電特性を有し、かつ摩擦帯電量（ＴＥＣ）及び表
面電位が適当な値であるため、濃度及び解像度が高くし
かもチリのない画像が得られる。これに対して、トナー
Ｎ００５は正の帯電特性を有するため濃度及び解像度が
低くしかもチリの多い画像しか得られない。またトナー
Ｎ０１６及びＮｏ、　　７は、負の帯電特性を有するが
、トナーＮｏ、　　６は帯電量が少ないので画質が低下
し、　Ｎｏ、　　７は帯電量が多すぎるので濃度は高い
が解像度は低（かつチリも多くなる。

〔発明の効果〕

本発明の反転現像方法は１以上記述のような構成および
作用であるから、高品質な画像が得られ。

特に解像度が高く、かつ画像周辺にチリが発生すること
のない反転画像が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための現像装置の一例を示す
断面図、第２図はトナーの表面電位測定装置を示す断面
図である。 １：感光体ドラム、３：トナー、４ニスリーブ。 ５：永久磁石部材。 特許出願人　　　日立金属株式会社 代理人弁理士　　　森　１）　　寛 キ　２　図 手続主相正置（審査請求時） 昭和６１年１２月２２日 昭和６１年特許願第００６０４１号 ２、発明の名称 反転現像方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称　（５
０８）日立金属株式会社 代表者松野浩二 ４、代理人 住所　東京都荒川区西日暮里４丁目１７番１号６、補正
の対象 叩１＋ｐｌ−柄ＩＪ　　成卑ノ表ふ小田面石泌？ｙ本ス
Ｌキー補正の内容 （１）明細書第７頁第１９行と第２０行の間に次の文を
加入する。 「本発明により高品質の画像が得られる理由は。 詳細は不明であるが１次のようなことであると推察され
る。 磁性トナーはスリーブ上を搬送される過程で。 上述したように負極性に帯電し、殆どのトナー粒子は負
の電荷を持つようになる。この磁性トナーが現像領域に
至り、静電潜像の電界中に入ると、電界の方向に従って
トナー中の電荷が移動し、静電潜像電位の低い感光体と
の界面近傍にあるトナー粒子は正の電荷を持つようにな
る。 これにより正の電荷を持ったトナー粒子が静電潜像の非
画像部に付着して２反転画像が得られる。従って、従来
は静電潜像と同極性に帯電する磁性トナーを使用してい
たため過現像状態を惹起する。即ちトナーが感光体表面
に付着しすぎる結果、チリが発生する。これに対し９本
発のみが現像に寄与する帯電極性となるため、過現像が
抑制され、チリの発生を防止することができると思われ
る。」 （２）明細書第１１頁第１５行に「正」とあるのを「負
」と訂正する。 （３）明細書第１５頁第５行にｒ−８００４とあるのを
ｒ＋８００Ｊと訂正する。 以上。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像担体表面に静電潜像を形成し、前記画像担体
   表面に対向して配置しかつ内部に磁界発生部材を備えた
   非磁性導電性スリーブ上に樹脂と磁性粉を主体とする磁
   性トナーを供給し、前記スリーブと前記磁界発生部材と
   の相対的回転により前記磁性トナーを前記画像担体表面
   に向かって搬送し、前記スリーブに直流電圧を印加して
   前記静電潜像の非画像部に前記磁性トナーを付着させる
   反転現像方法において、前記画像担体を正の帯電特性と
   し、前記磁性トナーを冷間圧力定着可能でありかつ負帯
   電特性とし、かつ前記スリーブに正の直流電圧を印加す
   ることを特徴とする反転現像方法。
2. （２）磁性トナーの摩擦帯電量が−２〜−２０μｃ／ｇ
   、かつスリーブ上の帯電電圧が−５〜−８０Ｖである特
   許請求の範囲第１項記載の反転現像方法。