JPH061400B2 - 静電潜像の現像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真感光体あるいは静電記録体などの電
荷保持体に形成された静電潜像を粉体トナーで可視化す
る現像方法に関する。

従来の技術 従来、静電潜像を粉体トナー（以下、トナーという）で
可視化する代表的な現像方法として、磁気ブラシ現像方
法及びトナーを電界で飛翔させるジャンピング現像方法
が知られていた。

磁気ブラシ現像方法は、例えば鉄粉キャリヤとトナーの
混合物から成る現像剤を磁石で穂立ちさせて磁気ブラシ
を形成し、そのブラシの穂先で電荷保持体を摺擦して静
電潜像にトナーを静電付着させる方法である（例えば、
U.S.P2786439）。

また、ジャンピング現像方法は、静電潜像を担持した電
荷保持体とトナー担持体を間隙をもって対向させ、かつ
トナー担持体上の絶縁性トナーをコロナ帯電器で帯電し
た後、電荷保持体とトナー担持体との間に交番電界を印
加してトナーを電界で飛翔させ、静電潜像にトナーを静
電付着させる方法である（例えば、特公昭58-32375号公
報）。

発明が解決しようとする問題点 磁気ブラシ現像方法は、電荷保持体に対する現像剤の摺
擦力に比べてトナーの静電付着力の方が弱い静電潜像は
現像されない。従って、ハイライト及び細線などトナー
の静電付着力が弱い画像は現像され難い為、一般にガン
マが高く階調及び細線の再現が貧弱な画像になる問題点
があった。

一方、ジャンピング現像方法は、電界で飛翔させたトナ
ーで現像する為磁気ブラシ現像より階調再現性の良い画
像が得られる特長がある。しかし、この現像方法は用い
るトナーに逆極性のトナーが含まれていると、トナー担
持体と電荷保持体との間に交番電界を印加したとき、逆
極性のトナーも飛翔して非画線部に静電付着する為、逆
極性のトナーの含有量に比例して地かぶりが多くなる問
題点があった。勿論、逆極性のトナーが全く含まれてい
ない理想的なトナーを用いれば、上記の問題点は解決さ
れるが、通常のトナーは、(1)電荷量分布をもっている
(2)摩擦される相手及び摩擦力などによって極性あるい
は帯電量が変化するなどの理由で、５〜２０重量パーセ
ントの逆極性のトナーが含まれているのが普通である。
従って、従来のようにトナー担持上のトナー層をコロナ
帯電器で強制帯電しても、コロナシャワーが振り掛かる
トナー層の表層部だけが帯電され、層内のトナーは全く
帯電に与からない為、地かぶりをなくすことはできなか
った。勿論、トナー担持体に付与するトナー層を１層に
すれば前述の問題点は解決できるかもしれないが、粒径
１０μｍ前後のトナーをトナー担持体に１層にかつ密に
付与するには、高精度かつ複雑なトナー１層化装置が必
要になり、現像装置がコスト高になる問題点があつた。

従って本発明の目的は、係る従来の問題点を克服した新
規な現像方法を提供することである。即ち本発明の第１
の目的は、逆極性トナーを含む通常のトナーを用いて
も、地かぶりのないしかも階調及び細線の再現に優れた
鮮明なトナー像が得られる現像方法を提供することであ
る。さらに本発明の他の目的は、電荷保持体上に色の異
なる２種以上のトナーで合成されたカラートナー像を得
るのに適した現像方法を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、電荷保持体上
の静電潜像にトナーを付与した後、前記電荷保持体上の
トナーを画線部に付着したトナーの帯電極性と同じ極性
に帯電してトナーの極性を揃えてから、前記電荷保持体
に対向して電極を設け前工程でトナーを帯電した極性に
対して逆極性の直流電圧もしくは前記直流電圧に交流電
圧を重畳した電圧を前記電極に印加して、前記電荷保持
体と前記電極との間に直流電界もしくは直流に交流を重
畳させた交番電界を作用させることによって、非画線部
に付着した不要なトナーを除去して、地かぶりのない鮮
明なトナー像を得るようにしたものである。

作用 本発明は上記した構成にすることによって、非画線部に
静電付着した逆極性のトナーを正規の極性に再帯電し
て、電荷保持体のトナーを同一極性に揃えた後、トナー
に電界を作用させて現像する為、地かぶりのない鮮明な
トナー像が得られる。

本発明に用い得る電荷保持体としては、セレン、硫化カ
ドミウム、酸化亜鉛及びアモルファスシリコンなど通常
の電子写真感光体、あるいは導電性基体にプラスチック
などの絶縁性物質を担持させた静電記録体など静電荷を
保持し得るものであればいずれでも適用できる。

またトナーとしては、非磁性及び磁性の１成分トナーあ
るいは２成分用のトナーなど通常電子写真あるいは静電
記録に用いられるトナーであればいずれでも適用でき
る。中でも好ましいトナーとしては、非磁性、磁性にか
かわりなく比抵抗が１０^１２Ω・cm以上のものが良い。
また電界で飛翔させるのに適したトナーとしては、電荷
量が20μC/g以下、好ましくは２〜１５μC/gが良い。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明による現像方法の要部を示す模式図で
ある。ここでは電荷保持体にセレン感光体と、またトナ
ーには比抵抗が１０^１４〜１０^１６Ω・cmの負帯電用の
絶縁性トナーを用いてポジーポジ現像する場合について
は説明する。セレン感光体１の構成は、アルミニウムの
導電性基体２にセレン３を蒸着したものである。

まず、セレン感光体（以下、感光体という）を＋６KV印
加したコロナ帯電器で、＋500〜＋1000Ｖに正帯電した
後、像露光してポジの静電潜像を形成する。次に、鉄粉
キャリヤと前記トナーを混合した現像剤を感光体に散布
した後、磁石で現像剤を取り除く。すると第１図(a)に
示すように、静電層を有する画線部には負帯電トナー４
が、また非画線部には正に帯電した逆極性トナー５及び
未帯電のトナー６が付着した状態が得られる。この時、
非画線部に付着するトナーは概ね１層になる。というの
は、通常現像剤中のトナーは、１つ１つが全て同極性に
帯電しているのではなく、５〜２０重量パーセントの逆
極性あるいは未帯電トナーが含まれており、そのような
トナーはかぶりとして非画線部に付着する程度で、何層
にも静電付着する能力がないからである。

次に第１図(b)に示すように、−２〜−３KV印加したコ
ロナ帯電器７で感光体１を一様に負に帯電する。する
と、感光体は帯電されず（セレンはＰ型半導体であるた
め）トナー５及びトナー６がそれぞれ負に帯電させて
5′及び6′になる。

次に第１図(c)に示すように、アルミニウム板などの電
極８を感光体１に0.1〜0.5mmの間隙をあけて対向させ、
電極８と導電性基体２との間に電圧＋200〜2000Ｖ、周
波数１００Hz〜20kHzの交流を印加する。するとトナー
4′、5′及び6′は、電極間を往復運動しながら画線部
の方向に集束されていき、非画線部にあったトナー5′
及び6′は除去され、感光体上にかぶりのないトナー像
が得られる。

次に、本発明による他の実施例について第２図を参照し
て説明する。第２図は、色の異なる２種類のトナーで合
成されたカラートナー像を電荷保持体上に得る現像方法
を示す。ここでは電荷保持体に通常のフタロシアニン感
光体を用い、トナーには比抵抗がそれぞれ１０^１４〜１
０^１６Ω・cmの負帯電用のイエロー及びマゼンタのトナ
ーを用いた場合について説明する。フタロシアニン感光
体９の構成は、図に示すようにアルミニウムなどの導電
性基体１０にフタロシアニン感光層１１を設けたもので
ある。

まず、フタロシアニン感光体（以下、感光体という）を
−５〜−６KV印加したコロナ帯電器で−３００〜−５０
０Ｖに負帯電した後、第１のネガ像を露光してネガの静
電潜像を形成する。次に、鉄粉キャリヤとイエロートナ
ーを混合した現像剤を用いて、磁気ブラシ現像方法によ
りアルミニウムの電極板１２にトナーを静電付着したも
のを、第２図(a)に示すように感光体９に0.1〜0.15mmの
間隙をあけて対向し、電極板１２と導電性基体１０を接
地する。すると電極板１２上のトナー層を感光体９の画
線部との間に見かけ上トナー層を負、画線部を正とする
電界が生ずる。このとき、電極板１２に対して上層に位
置する負に帯電したトナーは、電極板１２よりも感光体
９に引きつけられる静電引力が強く働く。したがって、
電極板１２上のトナー層のうち、負に帯電したトナー１
３は露光で光減衰された座線部に、また一方正に帯電し
た逆極性のトナー１４は非画線部にそれぞれ静電引力に
よって引きつけられ感光体９に付着する。ここで、電極
板１２と導電性基体１０とを接地して同電位としたが、
必要に応じて直流あるいはまた交流電界を印加しても良
い。また非画線部に付着したトナー１４は、第１図で説
明した理由により、概ね１層状態になっている。

次に、第２図(b)に示すようにコロナ線１５に−６KV、
グリッド１６に−３００〜−５００Ｖ印加したスコロト
ロン帯電器１７で感光体９を一様に負に帯電する。する
と、正に帯電していたトナー１４は、負に再帯電されて
１４′になる。

次に、第２図(c)に示すようにアルミニウム板などの電
極１８を感光体９に0.1〜0.2mmの間隙をあけて対向さ
せ、電極１８に+100〜+500Ｖの直流電界を印加すると、
非画線部のトナー14′は電極１８に引きつけられ、地か
ぶりが除去される。ここで、直流電界の代わりに第１図
(c)で説明したのと同様に、電極１８と導電性基体１０
の間に交流電界を印加しても良いことは勿論である。

次に、第２図(d)に示すように、第２のネガ像を露光す
る。

次に、鉄粉キャリヤとマゼンタトナーを混合した現像剤
を用いて磁気ブラシ現像方法によりアルミニウムの電極
板１９にマゼンタトナーを静電付着させたものを、第２
図(e)に示すように感光体９に０．１〜０．１５mmの間
隙をあけて対向させ、電極１９と導電性基体１０と接地
する。すると、電極１９上のトナーのうち負に帯電して
いるトナー２０は、露光で光減衰された画線部に静電付
着する。と同時に、正に帯電しているトナー２１は、非
画線部に静電付着する。

次に、第２図(b)と同様の方法で、正に帯電しているト
ナー21′を負に再帯電した後（第２図(f)）、第２図(c)
と同様の方法で非画線部に付着していたトナー２１′を
除去することによって、感光体９上にイエローとマゼン
タとのトナーで合成されたカラー像が得られる（第２図
(g)）。

なお、イエローとマゼンタのトナーを重ね合わせた層を
得るには、感光体上の表面電位と、電極と導電性基体と
の間に印加する電界強度を調整することによって容易に
得ることができる。

発明の効果 以上説明した通り本発明によれば、電荷保持体にトナー
を付与した際、非画線部に付着した逆極性のトナーを正
規の極性に再帯電し、電荷保持体上のトナーの極性を均
一に揃えた後、トナーに電界を作用させて現像する為、
静電潜像に対応した地かぶりのないトナー像が得られる
効果がある。また電荷保持体にトナーを付与した際、静
電潜像が作る電界の作用によって正規の極性のトナーと
逆極性のトナーが分離され、しかも非画線部に付着した
逆極性のトナーはほぼ１層状態になる。このように、地
かぶりの原因になる逆極性のトナーを１層状態にした
後、コロナ帯電する為確実に正規の極性に再帯電できる
効果がある。さらに、本発明は現像剤などでトナー像を
摺擦する工程が全くなく、トナーの電界飛翔で現像する
ため静電潜像に対応した階調及び細線の再現に優れたト
ナー像が得られる効果がある。また、本発明は現像剤な
どでトナー像を摺擦する工程がなく、しかも地かぶりな
く現像できる為、電荷保持体上に２種以上のトナーで合
成されたカラーのトナー像が色かぶりなく得られる効果
がある。さらに、２種以上のトナーで合成されたカラー
トナー像が同一の電荷保持体上に得られる為、１回の転
写工程でカラープリントが得られアクセスタムが短縮で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による静電潜像の現像方法の一実施例の
工程を示す模式図、第２図は本発明による現像方法の他
の実施例の工程を示す模式図である。 １……セレン感光体、４……負帯電トナー、５……逆極
性トナー、７……コロナ帯電器、８……電極、９……フ
タロシアニン感光体、１２……電極、１３……イエロー
の負帯電トナー、１４……イエローの逆極性トナー、１
７……スコロトロン帯電器、１８……電極、１９……電
極、２０……マゼンタの負帯電トナー、２１……マゼン
タの逆極性トナー。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像を担持した電荷保持体にトナーを
   付与するトナー付与工程と、前記電荷保持体上のトナー
   を画線部に付着したトナーの帯電極性と同じ極性に帯電
   するトナー帯電工程と、前記電荷保持体に対向して設け
   た電極に、前記トナー帯電工程でトナーを帯電した極性
   に対して逆極性の直流電圧もしくは前記直流電圧に交流
   電圧を重畳した電圧を前記電極に印加して、前記電荷保
   持体と前記電極との間に直流電界もしくは直流電界に交
   流電界を重畳させた交番電界を作用させて不要なトナー
   を除去するトナー除去工程とを含むことを特徴とする静
   電潜像の現像方法。
2. 【請求項２】トナーの比抵抗が１０^１２Ω・cm以上であ
   る特許請求の範囲第１項記載の静電潜像の現像方法。
3. 【請求項３】トナー付与工程において、トナーを電解で
   飛翔させて電荷保持体に付与する特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の静電潜像の現像方法。
4. 【請求項４】トナー除去工程において、電荷保持体と電
   極との間隙が0.5mm以下である特許請求の範囲第１項、
   第２項又は第３項記載の静電潜像の現像方法。
5. 【請求項５】電荷保持体と電極との間に印加する電界が
   交番電界である特許請求の範囲第４項記載の静電潜像の
   現像方法。