JPS62182762A - 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！Ｕ体表面に形成した静電潜像の非帯電領
域に、磁性キャリアと磁性トナーとからなる現像剤中の
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なって、
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、コンピユータからの情報を
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反転現像を行なう必要がある。

上記の反転現像に使用する現像剤としては、磁性ギヤリ
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だ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なった場合９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画像源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、更に画像担体表面とスリーブとの
間に形成される現像ギャップが狭いため７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、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。

〔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。

Ａ０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磁性キャリアと磁性トナーとか
らなる現像剤を供給し。

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
前記現像剤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
に現像剤中の磁性トナーを付着させる反転現像方法にお
いて。

Ｂ、前記画像担体を負の帯電特性とする。

Ｃ８前記磁性トナーを正の帯電特性とする。

Ｄ、前記スリーブに負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）を保持する光感電性
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３例えばフェライト等の磁性キャリアと磁性トナ
ーとを混合してなるトナー３を収容する。トナ一槽２の
下部には前記感光体ドラム１と対向してスリーブ４を矢
印Ｙ方向に独立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、スリーブ４と同軸的にかつ矢印Ｘ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
。

負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上に引出し、矢印Ｙ方向にドクターギャップｄ
から現像ギャップ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正帯電す
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
り正の電荷を持つようになる。而して正電荷を有するト
ナー３が現像領域に到達すると、光五電性層１ａ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正の
電界を印加することにより、転写シート上に転写され９
次いで熱若しくは圧力による手段を介して定着される。

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ｌ〜２０μｃ／ｇで
あり、スリーブ上の帯電電圧か＋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２画像部度が低下し、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、コバルト、ニッケル等
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、トナー全量に対し３０
〜７０重量％とするのが望ましい。３０重量％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重量％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。

次に定着用の樹脂は、定着方式によって適宜に選定する
ことができる。例えばオーブン加熱若しくは熱ロール等
の熱定着手段による場合には２下記のような種々の熱可
塑性樹脂を使用することができる。すなわち、スチレン
類、ビニルエステル類、α−メチレン脂肪族モノカルボ
ン酸のエステル類、アクリロニトリル、メタクリコニト
リル２アクリルアミド、ビニルエーテル類、ビニルケト
ン類、Ｎ−ビニル化合物等の単量体を重合させたホモポ
リマー若しくは、これらのｉｉ体を２種以上組合わせて
共重合させたコポリマーあるいは。

それらの混合物を使用できる。この他にも、ロジン変性
フェノールホルマリン樹脂、ビスフェノール型エポキシ
樹脂、油変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロ
ーズ樹脂、ポリエーテル樹脂。

ポリエステル樹脂等の非ビニル系熱可塑性樹脂あるいは
、それらと前記のようなビニル系樹脂との混合物も使用
できる。

特にオーブン加熱手段によって定着する場合には、ビス
フェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノール型ポリエス
テル樹脂が望ましく、また熱ロールによって定着する場
合には、スチレン系樹脂若しくはポリエステル樹脂が望
ましい。スチレン系樹脂においては、スチレン成分が多
い程熱ロールに対する離型性が向上する。なお熱ロール
に対する離型性を更に向上させるためには、脂肪酸金属
塩類、低分子量ポリオレフィン類、炭素数２８以上の高
級脂肪酸類、天然若しくは合成のパラフィン類、熱可塑
性ゴム等を添加すればよい。

一方、定着手段が常温における圧力のみによる圧力定着
方式の場合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、アミン樹脂、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、長鎖アルギル
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１
右油系残渣、ゴム類等が挙げられる。

上記め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１例えばカーボンブランク
、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。

フタロシアニンデル−、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。なおマグネタイト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
ーボンブラッ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重星部
当り０．０１〜５重世部の範囲で含有させるのが望まし
い。

またトナーに正の帯電特性を与えるためには。

ニグロシン染料あるいは高級脂肪酸で変成したニグロシ
ン染料のような正の摩擦帯電特性を有する染料９若しく
は正の荷電制御性の基を有する樹脂等の正の荷電制御剤
を添加すればよい。なお添加量は、一般に０．１〜５重
足％の範囲が望ましい。

次に本発明において使用する磁性トナーは、上記の材料
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５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。

本発明において使用する現像剤は、鉄粉、マグネタイト
、フェライトのような磁性キャリアと上記磁性トナーと
を混合して調製する。ただし５画質の点からは１本出願
人の出願に係る特願昭６０−１８２３２８号明細書に記
載するように、フェライトキャリアを使用するのが好ま
しい。キャリアとトナーとの混合比は２重量比で３０〜
９０ニア０〜１０の範囲が望ましい。キャリアが３０重
量％未満であると、トナー量が多すぎるためトナーが飛
敗し易くなると共にスペントトナー量が増加し、一方キ
ャリアが９０重量％を越えると、キャリアが凝集し易く
なると共にキャリア付着を生ずるので何れも不都合であ
る。

次に現像剤の搬送方式は、キャリアの磁気的凝集を防止
するために、少なくともスリーブを回転させる方式が望
ましく、スリーブのみに限らず永久磁石部材をスリーブ
と同方向若しくは逆方向に回転させてもよい。なお現像
剤の良好な搬送を行なうためには、永久磁石部材をスリ
ーブと逆方向に回転させることが望ましい。

〔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１本発
明はこれらの例によって限定されるものではない。

まず画像評価に使用した磁性キャリアと磁性トナーにつ
いて記述する。

フェライトキャリア　　　　　　６０重量％（日立金属
製　ＫＢＮ−１００粒径７０〜１４０μｍ） 磁　　性　　ト　　す　　−　　　　　　　　　　４０
重量％磁性トナーは、スチレンアクリル系樹脂（セキス
イ化学工業製　Ｒ５２０）、マグネタイト（戸田工業製
　ＥＰＴ５００）および荷電制御剤（オリエント化学製
　ボントロン　Ｎｏ、３）を表に示す配合によって乾式
混合し、ニーダで２００°Ｃの温度で加熱混練した。生
成した混練物を冷却・固化後ジエ’７トミルにより２０
μｍ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
！Ｊ　　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【１真こ導入して熱処理を
行なった後、ングザグ分級機によって分級を行ない５〜
２０μｍの粒度分布を有する磁性トナーＮ０．１〜４を
得た。ごれらの磁性１−ナーの摩擦帯電量（以下Ｔ　Ｅ
　Ｃと記す）および表面電位は表に示す通りである。な
おＮｏ、５は比較のために荷電制御剤としてオリエン１
〜化学製ボンドロンＥ８１を使用したものである。

以下余白 而して上記磁性トナーのＴＥＣは、市販のプロ　　゛−
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。

ギヤリア（日本鉄粉製　Ｚ−２００）Ｌｏｇとトナー０
．５ｇを外径４Ｑｍｍφ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２００■の試料を採取し、３２５メソシユ
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１．０ｋｇ／ｃ＋ｊ。

プロ一時間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５０龍φ）、９は永久磁石部
材（外径４６龍φ、長さ１５０１ｍ、１２極対称着磁、
スリーブ上の磁束密度１０００Ｇ）。

１０は表面電位計（トレソク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龍
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１０００ｒ、ｐ。

ｍ、で１分間回転させた時のトナーの表面電位を測？す
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、評価を行ない、その結果を前記友に示す。

周速１５０鰭／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′＋−導体レ
ーザーで分割露光して静電潜像を形成し。

欠いで第１図に示す現像装置によって現像を行なった。

スリーブ４には外径３２ｍｍφの５ＵＳ３０４製円筒を
使用し、永久磁石部材５には外径２９゜３龍φで１０極
対称着磁を施し、スリーブ４上の６龍束密度が８００Ｇ
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０．３
龍および０．４龍に設定し、スリーブ４を矢印Ｙ方向に
永久磁石部材５を矢印Ｘ方向に、かつ各々２００　ｒ、
ｐ、ｍ、および１０００ｒ、ｐ、ｍ、で回転させ。

直流バイアス電圧は一７００■に設定した。得られたト
ナー像は昔通祇に転写してから定着温度１８０°Ｃ１線
圧１　ｋｇ　／　ｃｍにてヒートロール定着を行なった
。

表から明らかなように、トナーＮｏ、１〜４は何れも濃
度、解像度共に良好な値を示すのみならず。

画像周辺にチリの全く発生しない鮮明な画像が得られた
。これに対してトナーＮｏ、４はチリは無いが画像濃度
が低下し、トナーＮｏ、５に示すものは。

４度および解像度の何れも低い値に留まり、また画像周
辺にチリの発生があった。

本実施例においては、磁性ギヤリアとしてフェライトキ
ャリアを使用する例を示したが、鉄粉。

酸化鉄（Ｆｅ３０４）等の他の磁性キャリアでも作用は
同一である。

〔発明の効果〕

本発明の反転現像方法は２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。 ｌ；感光体ドラム、３：トナー、４ニスリーブ。 ５：永久磁石部材。

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磁性キャリアと磁性トナーと
   からなる現像剤を供給し、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現像剤を前記画像担体表
   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現像剤中の磁性トナーを付
   着させる反転現像方法において、前記画像担体を負の帯
   電特性とし、前記磁性トナーを正帯電特性とし、かつ前
   記スリーブに負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１〜２０μｃ／ｇ、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。