JPS63214781A

JPS63214781A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPS63214781A
Application number: JP62049458A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kimura; 正利木村; Akihiko Ishii; 明彦石井; Sumitaka Aida; 相田　純孝
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-03-04
Filing date: 1987-03-04
Publication date: 1988-09-07

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】〔概要〕本発明は、画像露光と同時に現像を行う画像形成装置で
あって、普通紙への転写効率の向上をはかるため、導電
性磁性トナーと摩擦帯電型高抵抗磁性トナーとの重量混
合割合を（９５〜４０）　　：　　（５〜６０）とする
ことにより、良好な現像・転写特性を満たすようにした
ものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、画像光を照射した感光体上の明部にトナー像
を形成し、その後転写を行う画像形成装置に関する。

現在、複写機、光プリンタは電子写真法によるものが一
般的であり、帯電、露光、現像、転写等の工程で記録が
行われるため、工程が複雑で装置のコストアップを招い
ている。このため、簡易な工程で記録紙上にトナー像を
形成する方法が必要とされている。

〔従来の技術〕

従来から広く用いられている電子写真法は、工程が複雑
で、コロナ帯電のため高電圧が必要であり、装置のコス
トアップ、大型化を招いている。

これらの問題点を解決するため、本発明者らは、低電圧
で簡易な構成の画像形成法（特願昭５９−１７３６３６
号）を発明提案した。さらに、この発明をより簡易な方
法に改良発展させた画像形成法についても特許出願を行
った（第４図参照）。

以下、第４図に従って、前発明を説明する。

第４図において、感光体ｌは、透明基体１ａ、透明導電
層１ｂ、光導電層１ｃから構成された無端状の感光体フ
ィルムであり、透明導電層１ｂを接地している。磁気ブ
ラシ現像機２は、回転自由なマグネットローラ２ａと固
定されたスリーブ２ｂから構成されている。スリーブ２
ｂの表面には、絶縁フィル１１３でスリーブ２ｂと絶縁
された帯状の記録電極４が設けである。記録電極４には
、光導電層１ｃのキャリア極性と反対極性の電圧を供給
する電圧供給手段６が接続され、さらに、スリーブ２ｂ
には、記録電極４に印加された電圧と逆極性の電圧印加
手段７が接続されている。磁気ブラシ現像機２に現像剤
５を充填し、図中矢印方向に現像剤５を搬送する。感光
体ｌの透明基体ｌａ側には画像露光手段８を設ける。ま
た、図示しないが転写手段は、導電性ゴムローラで構成
され、記録電圧と逆極性の電圧印加手段が接続される。

感光体１及び現像剤５を各々図中矢印方向に移動させ、
Ｂ部に現像剤だまりを作る０図中Ａ部において、光導電
層１ｃに画像を露光すると、光導電層１ｃ内にホトキャ
リアが発生する。ホトキャリアの内、記録電極４の印加
電圧と逆極性のキャリアが光導電層１０表面近傍に移動
し、潜像電荷１０となる。このように露光部Ａでは、光
導電層１ｃの静電容量が増加するため、付着するトナー
量が多くなり、露光部と非露光部とで、成る程度コント
ラストのある画像となる。

次に、図中Ｂ部における現像剤のたまり部分で、スリー
ブ２ｂに印加された電圧による静電力により、非露光部
のトナーを回収する。このとき、露光部Ａのトナーも僅
かに回収されるが、大部分のトナーは、潜像電荷１０と
トナー電荷の静電拘束力によって、感光体ｌ上に残り、
トナー像９が形成される。

、　その後、トナー像９を図示しない転写手段により形
成された電界によって、静電的に記録紙上に転写する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第４図の従来の画像形成装置では、導電性磁性トナー（
以下導電性トナーと云う）をキャリアとし、磁気ブラシ
現像機２のスリーブ２ｂ、又はキャリアとの間による摩
擦帯電により定められた極性に帯電する摩擦帯電型高抵
抗性トナー（以下帯電ト与−と云う）とを混ぜ合わせた
混合トナーを現像剤として用いている。

感光体ｌの透明導電層１ｂと記録電極４間に電圧を印加
すると、（後述の第１図参照）記録電極４上に運ばれて
きた磁気ブラシの先端のトナーに、記録電極に印加した
電圧と同極性の電荷が、記録電極４から注入される。こ
の状態で透明基体１ａ側から画像露光手段８により画像
露光を行うと、感光層１ｃ内でホトキャリアが発生し、
潜像電荷１ｏを形成する。露光部Ａでは、この潜像電荷
１０５と導電性トナー５ａに注入した電荷のクーロン力
が強固となる。現像剤の溜り領域（Ｂ部）では、スリー
ブ２ｂに逆バイアス電圧（電圧印加手段７）が印加され
ているため、非露光部に付着しているトナーは回収され
易くなる。

ここで、磁気ブラシへの電荷注入現象に注目する。磁気
ブラシは（第１図参照）導電性トナー５ａと帯電トナー
５ｂにより形成されている。帯電トナー５ｂは非常に高
い抵抗値（１０９口以上）であるため、記録電極４から
の注入電荷は、図中矢印で示すように隣接する導電性ト
ナーを伝わって、磁気ブラシ先端の温電性トナー５ａに
注入される。トナー像９は、潜像電荷１０と導電性トナ
ー５ａに注入された注入電荷とのクーロン力により、感
光体体１に付着された導電性トナー５ａと、導電性トナ
ー５ａとの摩擦による帯電電荷と潜像電荷１０５或いは
、導電性トナー５ａと移動を共にする帯電トナー５ｂと
によって形成される。

ここで、導電性トナー５ａと帯電トナー５ｂとの重゛量
混合比が適切でなく、例えば、導電性トナー５ａの個数
が帯電トナー５ｂの個数と比べて極端に少なくなると、
記録電極４からの電荷注入径路の形成が、困難となるこ
とから、感光体ｌに十分な電圧がかからなくなる。通常
の有機感光体では、光キャリアの移動度μに電場依存性
があり、電場が高くなる程μも大きくなる。このため、
感光体１に低い電圧しか印加できない場合には、画像露
光時に発生した光キャリアが、現像時間内に感光体中を
完全に移動できなくなり、潜像電荷量が減少する。これ
によって、画像濃度が低下することが生じる。

一方、導電性トナー５ａが多すぎると、当然トナー像９
も多（の導電性トナー５ａにより形成されることになる
が、この場合、高湿度時の転写において、導電性トナー
５ａに注入された注入電荷が、抵抗値（表面抵抗、体積
抵抗）の低くなった記録紙を介してリークを起こし、電
荷を失った導電性トナー５ａが多くなることから、転写
効率の低下という問題が生じる。

従来、混合トナーを使用することによる利点は、高湿度
時の転写効率の低下を防止することであるが、上記のよ
うに導電性トナーと帯電トナーの混合割合が適性でない
と、磁気ブラシ現像工程（以後、この工程を画像形成工
程と称する）が不安定となり、最悪の場合、画像出力が
困難になると云う問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の詳細な説明する図である。

前記問題点は、トナー抵抗率が１０４〜１０３Ωｃｍで
ある導電性磁性トナー（５ａ）と、トナー抵抗率が１０
　９口以上で摩擦帯電により定められた極数に帯電する
摩擦帯電型高抵抗磁性トナー（５ｂ）とを重量混合比が
、（９５〜４０）　　：　　（５〜６０）であり、かつ
混合トナーの抵抗値が１０５〜１０Ｉ０Ω備である混合
現像剤を用いて画像露光と同時に現像する本発明の画像
形成装置によって解決される。

〔作用〕

即ち、第１図の画像形成工程において、現像剤である導
電性トナー５ａと帯電トナー５ｂとの重量混合比につい
て調査した。その結果、安定した画像形成が行え、かつ
高湿度時での転写であっても、高い転写効率が得られる
混合トナーは、第３図の関係にあった。

本発明の混合トナーを第３図と比較すると、導電性トナ
ー５ａと帯電トナー５ｂとの混合トナーの抵抗率がｌθ
　　〜１０９Ωｃｍであり、第３図のグラフの線上にあ
る。また、帯電トナー５ｂの重量混合比が５〜４０％で
あり、同じように第３図のグラフの線上にある。

従って、導電性トナー５ａと帯電トナー５ｂとの混合割
合が最適であり、高湿度時の転写効率の低下がなく、画
像形成工程が不安定となることなく、安定した画像出力
ができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を説明する図である。

なお、全図を通じて同一符号は同一対称物を示す。

第２図において、１′は無端状の感光体フィルムである
。感光体フィルム１′は、厚さ１００μＩのポリエチレ
ンテレフタレート（Ｐｔ！Ｔ　）フィルムから成る透明
基体ｌａ上に、酸化インジュウム（ｉＴＯ）蒸着膜から
成る透明導電層１ｂを設け、さらに光導電層１ｃとして
電荷発生層（ＣＧＬ　’）と電荷輸送層（ＣＴＬ　）の
二層から成る有機材料による機能分離型光導電層を積層
したものである。

本装置では、ＣＧＬにはフタロシアニン系材料を、ＣＴ
Ｌにはオキサゾール系材料を用い、透明導電層１ｂ上に
塗布することにより、厚さ１０μｍの光導電層１ｃを形
成した０本感光体フィルム１′は、透明導電層１ｂが接
地され、支持ローラ１４に接続された駆動源（図示せず
）により、図中矢印方向に回動する。２は磁気ブラシ現
像機で、スリーブ２ｂとマグネッ）２ａからなり、スリ
ーブ２ｂの表面には、絶縁フィルム（ポリイミドフィル
ム）３によりスリーブ２ｂから絶縁し、記録電極４を設
けである。記録電極４には、電源（電圧供給手段）６を
接続する。電源６は、本装置に用いた光導電層が正札移
動型であるため、負極性とし、電圧値は一１００〜５０
０ｖ程度、望ましくは一１５０〜４００ｖが適当である
。

またスリーブ２ｂには、電源（電圧印加手段）７を接続
する。電圧値は０〜５０Ｖ程度で、望ましくは１０〜３
０Ｖが適当である。

１１はＬＥＤアレイ光学系で、ＬＥＤアレイＨａとセル
フォックレンズｌ１ｂから成り、記録電極４と対向する
位置に設置する。　ＬＥＤアレイ光学系１１の光軸は、
記録電極４の中心と一致させた。９は感光体フィルム１
′上のトナー像である。１２は記録紙、１３は転写ロー
ラ、１４は転写用電源である。１５は記録紙１２に転写
されたトナー像で、定着機１６により記録紙１２に定着
され、永久的な記録画像１７となる。

１８は転写後感光体フィルム１′上に残った残留トナー
である。１９は除電光源である。

現像剤５は、導電性トナーと帯電性トナーとを混合した
混合現像剤であり、マグネットローラ２ａの回転により
図中矢印方向に搬送する。

次に実験手順を示す。

感光体フィルム１′を矢印方向に回転させ、磁気ブラシ
現像機２のマグネットローラ２ａの回転により、現像剤
５を図中矢印方向に搬送する。記録電極４とスリーブ２
ｂに前述の電圧を印加し、ＬＥＤアレイ光学系１１で画
像露光を行う。露光された電荷発生層（ＣＧＬ　）では
、ホトキャリヤが発生し、その内の正孔が電荷輸送層（
ＣＴＬ　）内を感光体１′表面近傍に移動し、潜像電荷
となる。露光部（Ａ）では、光導電層１ｃの静電記録容
量が増加し、露光部と背景部に付着するトナー量に差異
が生じる。その後トナー溜りが形成された部分（Ｂ）で
、スリーブ２ｂに印加した電圧による静電力により、背
景部のトナーを回収する。露光部（Ａ）では、潜像電荷
１０とトナー電荷の拘束力により大部分のトナーが感光
体フィルム１　′上に残り、トナー像９が形成される。

感光体フィルーム１′上に形成されたトナー画像９は、
転写ローラ１３により記録紙１２に静電転写される。そ
の後定着され、永久的な記録となる。

一方、転写後感光体フィルム１′上に残った残留トナー
１８は、除電光源１９により除電され、静電拘束力を失
ない、現像機２の磁力により回収され再使用する。

以下では、上記画像形成装置を使用し、本発明である導
電性トナーと帯電トナーとの重量混合比について調査す
る。

（第１図参照）導電性トナー５ａと帯電トナー５ｂの重
量混合比がいくらであれば、最適な混合トナーが作製で
きるかを把握するため、本発明者ら°はトナー抵抗値１
０’Ω儂、見掛密度１．０２ｇ　／ｄの導電性トナーと
トナー抵抗値１０５Ω値、見掛密度０．５７ｇ／ａＪ、
帯電極性負の帯電トナー５ｂを用いて、各混合率におけ
る混合トナーの抵抗率測定を行った。

第３図はその測定結果である。なお、図中の混合率は、
混合トナーに対する帯電トナーの重量比を表しており、
下記の式（１）によって算出された値である。

帯電トナー重量混合率−〔帯電トナーの重量／（導電性
トナーの重量＋帯電トナーの重量）〕×１００　　・・
−＜１）等画像形成装置に敵するトナー抵抗率は、記録速度、そ
の他の要因から１０　〜１０　９国の範囲のものが使用
でき、その中でも特に１０６〜１０８Ω１の範囲が最も
良（、この点から判断すると、混合率は５〜４０％であ
れば良いことになるが、前述したように帯電トナーが多
い程、高湿度時での転写効率の向上が図れるものと推察
されることから、上記トナーの組合わせの場合、４０％
の混合率が良いと判断した。実際に、各種混合トナーを
用いて印字調査をおこなったところ、帯電トナーの重量
混合率Ｏ〜４０％のトナーでは、像形成の難易に差は生
じないものの、高湿度時（８０ＲＨ％、２５℃）での転
写では、４０％の混合トナーが最も良好な転写効率（７
５％以上）を示し、上記推測が実験により確認された。

以上の結果から、混合後の混合トナーの抵抗値が１０６
〜１０１０Ωｃｍの範囲、特に好ましくは、１０’〜１
０８Ωｃｍの範囲内であり、かつこの範囲内で、帯電ト
ナーの混合率が最も高い混合トナーが良いことが、明ら
かになった。

また、適性混合率は、導電性トナー及び帯電トナーの抵
抗率及び見掛密度、粒度分布の組合わせの調査から、混
合トナーの適性混合率は、導電性トナーと帯電トナーと
の重量混合率が（９５〜４０）：　（５〜６０）の範囲
内であることが判明した。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、混合トナーである
導電性トナーと帯電トナーとの重量混合比を適性化する
ことにより、簡易な工程で安定した画像形成が行え、か
つ高湿度時での転写であっても、高い転写効率が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図、第２図は本発明の一実施例を説明する図、第３図は本発
明の混合トナーの抵抗率を説明するための図、第４図は従来の画像形成法を説明する図である。図において、１は感光体、２は磁気ブラシ現像機、３は絶縁フィルム、４は記録電極、５は現像剤、６は電圧供給手段、７は電圧印加手段、９はトナー像、１０は潜像電荷、１１はＬＥＤアレイ光学系、１２は記録紙、１３は転写ローラ、１４は転写用電源、１５はトナー像、１６は定着機、１７は記録画像、１８は残留トナー、０２θ　４０　６０　８０　１００９ｔトナーｆ）’ｔｔ３４４卦ｔ−ヒ、（ＩＦｔ−２）
茅３　呵

Claims

【特許請求の範囲】透明基体（１ａ）上に、透明又は半透明の導電層（１ｂ
）、光導電層（１ｃ）を順次積層してなる感光体（１）
を走行させ、該光導電層（１ｃ）側に磁気ブラシ現像機
（２）を設け、該磁気ブラシ現像機（２）には、導電性
磁気トナー（５ａ）をキャリアとし、現像機スリーブ（
２ｂ）又はキャリアとの間に摩擦帯電により定められた
極性に帯電する摩擦帯電型高抵抗磁性トナー（５ｂ）と
を混ぜ合わた混合トナーを現像剤として、画像露光と同
時に現像を行う画像形成装置であって、前記混合トナーはトナー抵抗率が１０＾４〜１０＾９Ω
ｃｍである導電性磁性トナー（５ａ）と、トナー抵抗率
が１０＾１＾４Ωｃｍ以上であり、かつ摩擦帯電により
定められた極数に帯電する摩擦帯電型高抵抗磁性トナー
（５ｂ）とを混ぜ合わせ、その導電性磁性トナー（５ｂ
）と摩擦帯電型高抵抗磁性トナー（５ｂ）との重量混合
割合が、（９５〜４０）：（５〜６０）であり、かつ混
合トナーの抵抗値が１０＾５〜１０＾１＾０Ωｃｍであ
ることを特徴とする画像形成装置。