JPS60260065A - トナ−画像形成方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は光導電性トナーを用いたトナー画像形成方法に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、電子写真プロセスによってトナー画像を得る方法
としてはカールソン法に代表されるゼログラフィ一方式
が有り、普通紙複写機として広く実用化されている。こ
の方式では感光体と現像剤であるトナーとは別の機能を
有しており、一様帯電された感光体上に像露光によって
静電潜像を形成し、トナーで可視化する潜像形成工程−
現像工種を経るため、装置が複雑且つ高価なものになっ
ている。またこの方式では、′感光体とトナー即ち現像
剤とのうち、いずれか一方の性能、例・えば感光体の光
疲労により帯電性、光導電性が劣化すると高品質のトナ
ー画像が得難くなるため、常に感光体及び現像剤を所望
の性能に維持する必要があり、保守が大変である等の問
題があった。

そこで、これらの問題を解消し、簡単な工程でトナー画
像を形成するものとして、トナー自体に感光性を付与し
、感光体としての機能も現像剤としての機能も兼ね備え
た光導電性トナーを用いる電子写真法が提案されている
。例えば、米国特許第２９４０８４号に開示されてｂる
方式では、先ず第２図（ａ）の様に、表面に透明導電層
（３）を有する透明トナー保持部材（２）上に光導電性
トナーを均一に散布し、次に第２図（ｂ）の様に光導電
性トナー（１）に対向し、微少ギャップを隔てて転写部
材（４）、転写部材（４）の裏面に対向電極（５）を設
け、透明導電層（３）と対向電極（５）の間に直流電圧
（７）を印加して電界を作って透明トナー保持部材（２
）側から露光する。光照射（６）された光導電性トナー
（ｌａ）は抵抗が下がり透明導電層（３）から電荷が注
入されて対向電極（５）と逆の極性に帯電し、第２図に
示す例では対向電極（５）にプラス電圧が印加されてい
るので光照射された光導電性トナー（１ａ）はマイナス
に帯電して、第２図（Ｃ）の様に電界のために対向電極
（５）に引かれて転写部材（４）上に転写、付着してネ
ガ像を得、透明導電層（３）上にポジ像を得ると言うも
のである。

この方式は先述のゼログラフィ一方式に比べ、光導電性
トナーに露光すると同時に転写、すなわち現像されるの
でトナー画像形成工程が極めて簡単になり、さらにまた
、赤色光、緑色光、青色光に光感度を有するシアン色、
マゼンタ色、イエロー色の光導電性トナーを均一混合し
て用いる事によって一回の露光でカラー・トナー画像が
得られると言う利点を有している。

しかしながら、本発明者等は上記光導電性トナーを用い
る方式によってトナー画像を形成する実験、検討を行な
った結果、以下の様な問題点があることが判明した。光
導電性トナーを用いた画像形成方法において、光照射さ
れた光導電性トナーを転写させる転写効率を上げるため
、（１）光導電性トナー自体の光感度を高くする、ある
いは、（Ｉｆ）光導電性トナーに加える電界を高くする
方法が考えられる。しかしながら（Ｉ）の方法の場合、
光導電性トナーが粉体であるために生じるトナー間及び
トナー・透明導伝層間の接触抵抗の存在や定着性を持た
せるために用いる相当程度の含有樹脂の存在により、従
来のゼログラフィ一方式で用いられている感光体に比べ
て、その光感度は１／１００−Ｍｏｏｏまでしか得られ
ない。よって（ＩＩ）の方法が試みられるがその場合に
、（１）第２図における透明導電層（３）と対向電極（
５）との間に加える電圧を高くする、（１１）透明導電
層（３）と転写部材との間のギャップを小さくする、０
１１）転写部材の厚みを薄くする等が考えられる。しか
しながら本発明者らが確認したところでは、転写部材（
４）として用いられる紙あるいはプラスチックフィルム
等に存在するピンホールのため加える電界を高くすると
前記透明導電層（３）と対向電極（５）との間で部分的
な空気破壊をおこしてスパークが生じ、電界が低下する
。よって光導電性トナー（１）に充分な電界を加えるこ
とができず転写効率が極めて悪く実用に耐えるトナー画
像濃度が得られなかった。

また、第２図のような方法で光導電性トナーを用いて連
続的に画像形成を行なう場合、ガラスあるいはプラスチ
ック等をたとえばドラム状に加工し、その表面に透明導
電層を設けた透明トナー保持部材上に光導電性トナーを
層形成し且つドラムの内側から露光しなければならない
ため１画像形成工種が簡単になったのにもかかわらず装
置は依然として複雑且つ高価なものになると言う欠点を
有していた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した問題点に対してなされたもので、光照
射された光導電性トナーの転写効率が高く、得られるト
ナー画像の濃度が高い鮮明な画像を得ることができるト
ナー画像形成方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は少なくとも表面が導電性のトナー保持部材上に
光導電性トナーよりなる光導電性トナ一層を形成後、前
記光導電性トナ一層に電界を付与しつつ露光し、前記露
光によシ光照射された前記光導電性トナーを転写部材に
転写するトナー画像形成方法において、 前記転写部材が少なくとも前記光導電性トナーが転写さ
れる面に正極性または負極性の帯電が施された絶縁シー
トから成り、前記絶縁シートを前記光導電性トナ一層に
近接もしくは接触させて前記光導電性トナーに電界を付
与しつつ露光することを特徴としたトナー画像形成方法
である。

本発明の工程を表わした模式図である第１図を用いて詳
細に説明する。

第１図（ａ）において金属等の導電性を有したトナー保
持部材（１０）上に光導電性トナー（１）よりなる光導
電性トナ一層を形成する。ついで、第１図（ｂ）に示す
ように図示しないコロナ帯電器等により例えば負極性に
帯電された絶縁シー）　（１１）を前記光導電性トナ一
層に近接あるいは接触させて光導電性トナー（１）に電
界を加える。さらに、絶縁シー）（１１）側あるいはト
ナー保持部材（１０）側から光照射（６）によって露光
された光導電性トナー（１ａ）は導電化されて絶縁シー
）　（１１）の帯電極性と逆極性の電荷が注入される。

この場合では、露光された光導電性トナー（１ａ）は正
極性□に帯電し、前記電界によって第１図（Ｃ）のよう
に絶縁シート（１１）に付着してネガ像が得られ、一方
トナー保持部材（１０）にポジ像が得られる。

このように光導電トナー（１）加える電界を絶縁シート
（１１）の帯電を用いて行なうことにより、たとえ前記
絶縁シートのピンホール等によりその部分における絶縁
が破れても、それにより光導電トナ一層全体にかかる電
界が低下することがなく、よって従来の方法に比べて高
電界をかけることが可能であり、その結果より鮮明な画
像を得ることができる。

また第１図（ｄ）に示したように、光導電性トナー（１
）を層形成前または層形成しつつまたは層形成後にたと
えば負極性の帯電を施し、ついで第１図（ｅ’）のよう
に同極性の帯電を施した前記絶縁シー　）　（１１）を
前記光導電性トナーからなる層に近接もしくは接触させ
て前記光導電性トナーに逆電界が働かせることができる
。これから、前記絶縁シー　）　（１１）の帯電電位を
高くするあるいはトナー保持部材（１０）と絶縁シー）
　（１１）との間のギャップを小さくする等によ多光導
電性トナーに高電界を加えても、トナー画像のかぶシの
原因となる光照射されない光導電性トナー（１ｂ）の転
写を防ぐ効果があるので好ましい。

さらに第１図（ｆ）で示したように絶縁シート（１１）
の裏面に導電層（１２）を設け、前記導電層（１２）を
接地した状態で絶縁シー）　（１１）に帯電を施すとと
によシ帯電電位がよシ均一になり、光導電性トナーに一
定の電界を加えることができ、またたとえば絶縁シート
の裏面に金属物等が接触しても帯電電位がそれによって
乱れる事がなく鮮明な画像が得られる。尚、場合に応じ
て前記導電層（１２）に電界を調整する等の目的でバイ
アス電圧を印加しても同様の効果が得られる。

本発明において、トナー保持部材上に光導電性トナーを
均−且つ薄層に層形成する方法としては、特開昭５３−
６８２３３に開示されている如く、バイアス電圧が印加
されたトナー保持部材上に磁気ブラシ法、カスケード法
、パウダークラウド法によって層形成する方法あるいは
トナー保持部材上に近接して配設されたナイフφエツジ
等の厚み規制部材によって層形成する方法等が適用可能
である。

そしてさらに好ましい方法として先願であるところの光
導電トナ一層形成方法を第３図に示す。表面を粗面化し
た回転可能なトナー保持部材（２０）上に、トナー容器
（２２）に収容されていた光導電性トナー（１）を供給
し、この光導電性トナー（１）に、ゴム板、あるいはリ
ン青銅板、ステンレス板等パネ性を有する金属板からな
る弾性ブレード（２１）を端部が接触しない様に圧接し
て層形成する。すなわち前記方法は光導電性トナー（１
）が弾性ブレード（２１）及びトナー保持部材（２のと
の摩擦によって帯電し、且つ、帯電と同時にトナー保持
部材（２０）上に層形成されるので、層形成工程が極め
て簡単になシ、また、弾性ブレード（２１）の圧接力及
びトナー保持部材（２０）表面の粗面化の度合を変える
事によって層形成された光導電性トナーの層厚及び帯電
量を調節できると言う利点を有する。

又、本発明によるトナー画像形成方法を行なう場合、光
照射はトナー保持部材側、絶縁シート側のどちらからで
も可能であるが、装置全体を小型処した９１画像を連続
に形成する場合は構造上絶縁シート側からの光照射が好
ましく、この場合前記絶縁シートは透光性を有すること
が必要であり、さらにこの絶縁シートに導電層を設ける
場合にもその導電層には透光性が要求される。そしてこ
のような透光性を有する絶縁シートとしては、高絶縁性
を有しかつ光透過するものとして、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリカーボネート、四フッ化エチレンー六フッ化
プロピレン共重体等のフィルムが挙げられるが、特に引
張９強度に優れ、また光透過率が良いポリエステルフィ
ルムを用いる事が望ましい。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を示して、さらに詳細に説明する
。

実施例　１ 第４図は、本発明を実施してネガ像を得るトナー画像形
成装置の一例を表わす概略図である。

平均表面粗さが３μｍに粗面化した直径５０ｍのＡＩロ
ールからなるトナー保持部材（２０）と、　０．２＋ｗ
＋厚のリン青銅板からなり前記トナー保持部材（２０）
上に面接触となるように圧接されている弾性ブレード（
２１）との隙間部分に図示しない光導電性トナーを供給
し、トナー保持部材（２０）を矢印の方向く回転させる
ことによって、前記光導電性トナーは帯電され、トナー
保持部材（２０）上に層形成されている。

一方裏面に酸化インジウムを透明導電層として施した厚
さ７５μｍのポリエステルフィルムをエンドレスベルト
状に形成した透明絶縁シート（３ｏ）は、２００μｍの
ギャップを介してトナー保持部材（２ｏ）と近接、対向
しつつ、トナー保持部材（２ｏ）の回転と同期されて矢
印の方向に搬送される。又、前記透明絶縁シート（３の
には、前記光導電性トナーの帯電と同極性の帯電がコロ
−す帯電器（３１）によって施されている。そして（３
２）は搬送ロール、（３３）は露光のための光照射、（
３４）は転写ロール、（３５）は普通紙等の記録紙、（
３６）は透明絶縁シート（３の上に付着されたネガ像を
記録紙（３５）に転写するためのコロナ帯電器、（３７
）は熱定着ロール、　（３８）はクリーナ、（３９）は
ミラーである。この装置を用いて以下のようにトナー画
像形成を行なった。

先ずβ型銅７タロシアニン１０重量部、ポリスチレン樹
脂１０重量部、塩化エチレン１００重量部をボールミル
にて充分に混合分散後、塩化エチレンにて希釈し、スプ
レードライヤー法にょ多粒径が８μｍ〜１２μｍの光導
電性トナーを試作した。そして周辺速度が１’５０ｍ／
ｓｅｅで回転しているトナー保持部材（２０）　Ｋ帯電
、層形成した。この時、層形成した光導電性トナーの帯
電極性はマイナスで、七の帯電量は２．２μ（／ｌ、ま
た層形成量は１．２ｑ／ｆｆｌであった。次に、トナー
保持部材（２ｏ）と同期して同速度で搬送される透明絶
縁シー）　（３０）に−６，２ｋＶのコロナ電圧でコロ
ナ放電を施して−２２０（ｌに帯電させて、光導ｍ性ト
ナーに電界を加えた。そして、複写原稿に光照射しその
反射光を照射光（３３）として光学系を介して光導電性
トナーに露光した。この時、白色部の露光速度は１２０
　ｌｕｘであった。露光によって光照射された光導電性
トナーは透明絶縁シー）　（３０）に転写、付着し、さ
らに、これをコロナ転写によって普通紙に転写後定着し
た結果、画像濃度が高く、コントラストが良く、かぶシ
のないネガのトナー画像が得られた。また、光照射され
た光導電トナーの転写効率を調べた結果、はぼ１００％
に達していた。

実施例２ 第５図は本発明を実施してポジ像を得るトナー画像形成
装置の一例を表わす概略図で、露光によって光照射され
た光導電性トナーをポリエステルフィルムからなる透明
絶縁シート（３０）に転写後、Ｍロールからなるトナー
保持部材（２の上に残存する光導電性トナーをコロナ転
写によって普通紙に転写麿して、定着する以外は第４図
と同じ装置である。この装置を用いて、実施例１と同じ
光導電性トナーを使い、実権例１と同じ条件でトナー画
像形成を行なった結果、画像濃度が高く、コントラスト
が良く、かぶシのないポジのトナー画像が得られた。

さらに、同装置を用いて、フラバントレン、ペリレン、
銅フタロシアニンを各々光導電材料として含ムイエロー
、マゼンダ、シアンの光導電性トナーを等分に混合して
、カラーのトナー画像形成を行なったところ、比較、的
画質の良好なポジのカラートナー画像が本発明に係る工
程によってワンショットで得られた。

実施例３ 第６図はポリエステルフィルムからなる透明絶縁シー）
　（４０）が奉送シロール（４１）及び巻取りロール（
４２）によって搬送される機構を有した本発明に係る画
像形成装置の一例を表わす概略図である。

実施例１及び実施例２と同様に光照射（３３）によって
トナー画像を形成したところ、画像濃度が高く、コント
ラストが高く、かぶりのないネガのトナー画像が得られ
た。

これらの実施例においては、トナー保持部材（２の及び
透明絶縁シー）　（３０）の裏面に設けられた透明導電
層を接地してトナー画像形成を行なったが、転写効率の
調整等のために、これらにバイアス電圧を印加して画像
形成を行なっても良い。また透明絶縁シート（３のを帯
電させる手段としては実施例において示したコロナ放電
を用いる方法の他に、摩擦帯電を用いる方法、高電圧が
印加されたナイフェツジを接触させて電荷注入して帯電
させる方法等でも良い。

本発明に用いられる光導電性トナーの光導電材料として
上記実施例で用いたものの他に、無機系のものではＺｎ
Ｏ、ＴｉＯ２、ＣｄＳ　、　ｐｂｏ等があげられ、有機
系のものではインジゴ、キナクリドン、アントラキノン
、シアニン、ベンズイミダゾール、ポリビニルカルバゾ
ール、アントラセン等があげられる。他方、定着性を発
現させ、帯電性を改善する結着剤としては、ポリエステ
ル樹脂、アクリル系樹脂、スチレン樹脂、塩化ビニル樹
脂、酢酸ビニル樹脂等があげられ、また、必要に応じて
併用される増感剤としてはクリスタルバイオレット、ロ
ーズベンガル、トリニトロフルオレノン等があげられる
。

さらに前記光導電性トナーに対する露光の手段として、
本実施例にあげた以外にも、信号源に接続された発光素
子アレイによる方法、光フアイバー束によって光像を伝
送して露光する方法、光変調されたレーザー光を走査露
光する方法等があげられる。

〔発明の効果〕

本発明のトナー画像形成方法は、転写部材として用いる
絶縁シートを帯電させ、それにより光導電性トナーに電
界を加えるので、たとえ転写部材にピンホールが存在し
ても空気破壊によるスノ（−りを防止でき、よって光導
電性トナーに高電界を加える事ができる。その結果、光
照射された光導電性トナーの転写効率を大幅に向上でき
、転写部材上に得られるネガ像及びトナー保持部材上に
得られるポジ像を転写して得られる画像を、画像濃度が
高く、コントラストが良く、かぶりのないトナー画像に
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は、本発明に係るトナー
画像形成方法の工程を表わした模式図、（ｄ）、（ｅ）
はその応用例を示す模式図、（ｆ）はさらに別の応用例
を示す模式図、 第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は光導電トナーを用いた
従来のトナー画像形成方法の工程の一例を表わした模式
図、 第３図は、光導電トナ一層を形成する方法を表わした概
略図、 第４図、第５図、第６図は、本発明に係るトナー画像形
成方法を用いたトナー画像形成装置の実施例を表わす概
略図である。 １・・・光導電性トナー、　１ａ・・・光照射された光
導電性トナー、　Ｉｂ・・・光照射されない光導電性ト
ナー、２・・・透明トナー保持部材、３・・・透明導電
層、４・・・転写部材、５・・・対向電極、６，３３・
・・光照射、７・・・直流電圧、１０　、２０・・・ト
ナー保持部材、１１・・・絶縁シート、１２・・・導電
層、２１・・・弾性ブレード、２２・・・トナー容器、
３０．４０・・・透明絶縁シート、３１．３６・・・コ
ロナ帯電器、３２・・・搬送ロール、３４・・・転写ロ
ール、３５・・・記録紙、３７・・・熱定着ロール、３
８・・・クリーナ、　３９・・・ミラー、４１・・・巻
込シロール、４２・・・巻取りロール。 代理人弁理士　則近憲　佑　（ほか１名）第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも表面が導電性のトナー保持部材上に光
   導電性トナーよシなる光導電性トナ一層を形成後、前記
   光導電性トナ一層に転写部材を近接もしくは接触させ、
   前記光導電性トナ一層に電界を付与しつつ露光し、前記
   露光によ）光照射された前記光導電性トナーを前記転写
   部材に転写するトナー画像形成方法において、 前記転写部材が、少なくとも前記光導電性トナーが転写
   される面に正極性または負極性の帯電を施された絶縁シ
   ートからなることを特徴とするトナー画像形成方法。
2. （２）前記トナー保持部材上に形成された前記先覚性ト
   ナ一層が、前記絶縁シートと同極性の帯電を有している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のトナー画
   像形成方法。
3. （３）前記絶縁シートが透光性を有しかつ前記絶縁シー
   トを通して露光することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載のトナー画像形成方法。
4. （４）前記絶縁シートの裏面に導電層を設け、前記導電
   層を接地することもしくは前記導電層にバイアス電圧を
   印加することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載のトナー画像形成方法。
5. （５）前記絶縁シートの裏面に透光性を有する導電層を
   設け、前記透光性を有する導電層を接地することもしく
   は前記透光性を有する導電層にバイアス電圧を印加する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のトナー画
   像形成方法。