JPH0466357B2 - - Google Patents

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
つて、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、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、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、キヤ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。従つて現像
装置の大型化、複雑化を招来する他、キヤリアを
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。また現像によつて得られた
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つた場
合、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、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。 〔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、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、 Ａ 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
つて搬送し、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。 Ｃ 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はトナー槽でありトナ
ー３を収容する。而してトナー槽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つて形成し、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、トナー槽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方向にドクターギヤツプｄから現像ギヤツプ
Ｄに向かつて搬送する。トナー３は光導電性層１
ａ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が現像領域に到達すると、
光導電性層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
回転によつて転写位置に至り、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つ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、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、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、
電界の方向に従つ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
正の電荷を持つたトナー粒子が静電潜像の非画像
部に付着して、反転画像が得られる。従つて、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、本発明によれば、感光体との
界面近傍にあるトナー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。 本発明において使用する磁性トナーは、ブロー
オフ法によつ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、画像濃度
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
エライト、マグネタイトを初めとする鉄、コバル
ト、ニツ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
処理によつ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
て少なくなつ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、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、ワツクス類、ロジン誘導体、アルキ
ツド樹脂、エポキシ変性フエノール樹脂、天然樹
脂変性フエノール樹脂、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、ポリオレフイ
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、石油系残渣、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℃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／または添料を
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、例えばカーボンブラツク、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、デユポンオイルレツド、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クサ
レート、ランプブラツク、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。またカーボンブラツクを使用す
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、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つて製造できる。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、例えばカーボンブラツク若しく
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つて具体的に説明する
が、本発明はこれらの例によつて限定されるもの
ではない。 ポリエチレンワツクス（三井石油化学工業製
HIWA×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ACP400）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）および負の荷電制御剤（オリエント
化学製ボントロンE81）とを表に示す配合によつ
て乾式混合し、ニーダで200℃の温度で加熱混練
した。生成した混練物を冷却・固化後ジエツトミ
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℃の熱気流中に導
入して熱処理を行つた後、ジグザグ分級機によつ
て分級を行い５〜20μmの粒度分布を有する磁性
トナーNo.１〜４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、次の条件で測定した値である。キ
ヤリア（日本鉄粉製Ｚ−200）10gとトナー0.5gを
外径40mmφのプラスチツク容器に投入し、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、325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1.0Kg／cm²、ブロー時間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
図に示す装置によつて測定する。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（トレツク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５mmに調製
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1000rpm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No.５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。

〔発明の効果〕

本発明の反転現像方法は、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……ス
リーブ、５……永久磁石部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つて搬送
   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 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。