JPS62283353A - 光導電性トナ−を用いた画像形成方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は光Ｎ’ＡＭ性トナーを用いた画像形成方法に関
し、より詳細には特定の光導電性トナー粒子を導電性基
体上に保持させる前にあらかじめ摩擦帯電により一定極
性の電荷を保持させることとトナー層に摩擦帯電とは同
極性のコロナ帯電を施すことでコントラストに得れた複
写画像を形成子ることができる画像形成方法に関する。

（従来伎術） 近年感光体ドラム等を用いることなく複写画像を形成す
る方法として光導電性トナーの使用が注目されてきてい
る。この光導電性１−ナーというのは、バインダー樹脂
中に光導電性顔料及び又は電荷輸送物質を分散乃至は相
溶させたものを、粉砕法乃至は噴霧法により粒状化させ
たトナーであり、トナー自体が光’？Ｊ＝を性を有する
というものである。′ この光導電性トナーを用いた代表的な作像（画像形成）
方法は次の様なものである。即ち、（ｉ）導電性基体と
光導電性トナー供給装置間にハイ了ス電）王を印力ｕし
て基体上にトナー層を形成させる。

（ｉｉ））ナ一層上に一定り性の均一帯電を行う。

（ｉｉｉ　）均−電電をｉｌつだトナー層に画像露光を
行うことにより静電潜像を形成する。

（ｉｖ）トナー層に複写紙を重ね合わせ複写紙の裏面側
からコロナ放電を行いＩ・ナー像を転写する。

＜　ｖ　）転写したトナー像を定着する。

といった工程を）１１ｎ次行う方法である。

しかじながら、かかる方法においては帯電電荷がコロナ
イオ〉′のトナー表面への吸着によるものである。ｒこ
め、転写時に主としてこのコロナイオンが移動するため
、結果として非露光部（画像部）のトナーの転写性が悪
り、鮮明な画像か得ふれないという欠点がある。

土、・こ、転写１’ｌを上げるために、転写時のコロナ
ｈ’ｌ電を強力に行う場合には露光部（非画像部）の［
・ナーが有している残留電荷のために、露光部のトナー
も転写され、より一層画質を低下させるという問題が新
たに生じる。

（発明の目的） しかして本発明の目的は光導電性トナーを用いて転写性
に借れ、コントラストのある鮮明な複写画像が得られる
画像形成方法を提供する２こある。

（発明の概要） 本発明は基本的には基体表面に光導電トナー層を形成し
、該層に静電潜像を形成した後、転写媒体乙こトナーを
転写、定着する各工程を有する画像形成方法を採用する
。

かかる画像形成方法において以下の三つの特徴を有して
いる。

本発明の第１の特徴は１．５光性トナーとして、光導電
性物質と定着用樹脂とを一定の関係が組み合わせたもの
を使用する点にある。即ち、孕光性トナーとして、定着
用樹脂媒質中に光導電性物質を主要成分として相溶乃至
は分１１りさせ−Ｓ成り、且つ光導電性トチ−画ｐ型半
Ｗ体である場合は正の摩擦帯電特性を存する定着用樹脂
と、また光導電性物質がｎ型半導体である場合には真の
１♀擦帯電特性を有する定着用樹脂との徂合せを有する
ものでを使用する。

かかるトナーは上記構成により、帯電能並びに露光下に
おける光導電性等の電気的物性に優れたトナーとなる。

第２の特肖；ま、導電性基体上Ｓこ光導電性トナー層を
形成するに際して、あるかしめトナーを一定の極性に摩
擦帯電させることζこある。

かかる特徴より、光導電性トナー層が比較的多層状態で
蓼体上に形成させることができる。

第３の特徴は、従来の帯電、露光を（頃次行うプロセス
；こ代えて、帯電に先立って画像露光を行い、次いでト
ナーの摩擦帯電特性と同極性のコロナ帯電に映すという
プロセスを採用する。

かかるプロセスの採用により、転写前において露光部の
トナーには先の露光で可能な限り内部摩擦帯電電荷が消
失し且つ表面にコロナイオンが付着した状態で、非露光
部のトナーにはその内部には、コロナイオンと同′取荷
の摩擦帯電荷が存在した状態の潜像が形成されろうそし
て帯電の直後に行われる転写においては、露光部は表面
に付着したコロナイオンのみが、非露光部は内部電荷を
有するトナーが転写されることとなる。その結果非露光
部のトナーのみが＆ＴＩ実にや云写されることとなる。

（発明の実施態様） 本発明の画像形成方法の原理について説明する。なお−
、説明を容易なものとするため、光シ８准性トナーが負
に摩擦帯電する一見体例について説明する。本発明の画
像形成方法を工程順に示せば、以下の通りである。

い）摩擦潜電工程：後述する光導電１１畷・ナーをキャ
リヤと一定の比率で混合し、トナーに一定極性のｒｆｔ
ｆｔ前（負）を付与する。

（ｉｉ）光導電性トナー層形成工１ｃ４　、導電性基体
上に例えばバイアス電圧（基体側を→−電位とする）を
印加してトナー層を形成する。

（ｉｉｉ　）露光工程−光導電性トナー層上に画像露光
を行う。

（ｉｖ）コロナ放電工程：光導電性トナーの転写性を向
上させるため摩擦帯電電荷と同極性のコロナ帯電を行う
。

（ｖ）転写工程：複写用舐のような記録媒体上に、画像
に対応させた光導電性トナーを、例えばコロナチャージ
ャを用いて電気的に転写させる。

（■１）定着工程：転写媒体上の光導電性トナーを例え
ばヒートローラ等で定着させる。

かかる本発明の画像形成方法における重要な特徴は、光
導電性トナー層を形成するに先立って摩擦帯電工程を有
すること、並びにコロナ帯電工程を従来行われていた露
光工程前に行うのではなく露光工程後に？〒うことであ
る。本発明では、これらの工程に加えて、光導電性トナ
ーとして後述するような組成のものを使用する点にある
。

以下、この組合せにより転写性に便れた画像形成が達成
される原理について説明する。

摩擦帯電行程において負に帯電された光導電性トナーは
、バイアス電圧を印加することにより基体上に均一に付
着保持され、トナー層を形成する。このとき光導電性ト
ナーの有する摩擦帯電電荷量に応じて、導電性基体には
正の電荷が誘起されてくる。次いで、実行される画像露
光工程において、光導電性トナー層の非画像部に対応す
る部分は、露光により＋、−のフォトキャリヤーが発生
し、摩擦帯電電荷並びに基体の電荷を中和する。この結
果、光導電性トナー層の露光部の電位は減少することと
なる。

ここで、注意すべきことは、露光によりトナー内部の摩
擦電荷を可能な限り消失させることにある。これは次工
程である転写時に転写電界の作用でトナー自体におよぼ
されるクーロン力を小さく抑え、表面のコロナイオンの
みを放出させることを可能とさせるためである。

かかる理由から、本発明では以下のような光導電性トナ
ーを採用する。

本発明の方法に使用する光導電性トナーは、定着用樹脂
媒質と光導電性材料とを主要成分とする点については従
来から知られているものと同じである。ただ本発明はこ
の二つの主要成分に関して電気的特性、即ち定着用樹脂
媒質の摩擦帯電特性（特に帯電極性）と光導電性材料の
半導体特性とを一定の組合せで使用する点において構成
上の特徴を存している。この組合せとは、（ｉ）ｐ型半
導体の性格を存する光通電性物質るこ対しては正の摩擦
帯電特性を有する定着用樹脂を、 （ｉｉ）ｎ型半導体の性格を有する光導電性物質に対し
て負の摩擦帯電を有する定着用に（脂を、使用するとい
うものである。

なお、本発明の光導電性トナーに使用する定着用樹脂が
正帯電性にωれているという場合には、摩擦電荷を付与
する一方の素材に対して目脂が正に帯電し易いものを意
味する。例えば、本発明の一具体例として光導電正トナ
ーに摩擦電荷を付与するために鉄粉或いはフェライト粉
を用いた場合には当該キやリアとの摩擦により樹脂が正
に帯電することを意味する。従って、摩擦帯電を付与す
る条件、例えば相対する一方の素材の選択に応じて同じ
樹脂であっても正、負いずれにも使用できる場合も存在
し得る。それゆえ、正、負いずれであるかは、実験によ
り適宜決定し得る。

かかる構成のトナーを用いることにより露光時に、内部
摩擦電荷を可能な限り消失させることが可ｆ赴となる。

この原理を本発明者等は以下のように考えている。

即ち、導電性基体上に形成されたトナー口のトナー粒子
は、−足掻性の摩擦帯電（今、説明をわかり易くするた
めに正帯電させた場合を考える）電荷を存している。画
像露光工程じ、光を照射されたトナー粒子は、＋、−の
フォトキャリアを発生する。このフォトキャリアはトナ
ー粒子内部においても比較的表面付近で発生するが、摩
擦帯電電荷自体もトナー粒子表面と被摩擦材料との表面
摩擦に伴った電荷の授受によるため、両者は近接した位
置関係で存在することとなる、この結果、摩擦帯電によ
り正電荷はモビリティの・ｊＸさな−のキャリアで相殺
される。゛そして、＋ギヤリアは、光導電ｉ生材料がｐ
型半導体であるためにモビリティが大きく、光導電性ト
ナーの有する正の摩擦帯電電荷に伴って基体表面に１員
する負の電荷を中和するため基体へ移動することができ
る。従って、この樹脂と光導電性材料の咀合仕により露
光部の電荷の消失；よ円滑己こ行われることとなり、光
導′工性トナーの光５度：よ向上する。

これＯこχ、↑して、本発明の徂合せに従わず、同し樹
脂二こｎ型半導体を組合ヒて光導′−性トナーを得た場
合には、問題が生じる。つまり、摩擦’＋ＳＱで、））
ろ正の電荷を中和するのに用いられるフォトキヤ”ノア
とモビリティの大なるキャリアであるため、結果として
モビリティの小さな＋キ、、　ＩＪ　７は基体へ移動す
ることもできず、残留電荷としてトナー中に残存するこ
ととなってしまうという不都合がそれである。

従って、光８度を上昇させ露光時にトナーの内部電荷を
可能な限りに消失させるため乙こは、本願発明にかかる
組合せが理巳であることがわかる。

以上説明した光導電性トナーを使用し、露光工程が終了
しｆこ後トナー層には、内部型イ：ｉを消失した露光部
と内部電荷を有する被露光部とから成る潜像が形成され
次の帯電工程に賦さ１１、ることとなる。

今、仮に本発明方法に従わず、負帯電工程を省略して転
写を行う場合を考える。この場合、画像露光により電位
が低下した露光部と、電位が当初の状（上で保持されて
いる非露光部とで１．？、、トナーと洗体との間に作用
するクーロン力うこ差が生じているために、クーロン力
のより大きな非露光部に対応するトナーを転写するため
Ｑこは、更に大きなり−ロン力が生じろような転写型ｒ
シ■を記録媒体背面に付与する必要がある。しかし。

なから、この必要なり−ロン力が記′ｉ表媒体背面との
間に形成される場合には基体への吸着量がより小さい露
光部（非画像部）のトナーをも転写媒体・＼吸着するこ
ととなり望ましい転写は実行できない。

そこで、本発明方法に従い、摩擦帯電電荷と同し極性の
コロナ放電を行う場合には、放電により生したコロナイ
オンは光導電性トナーと同極性てあろ１こ゛めに、光導
電性１・す一層のうち電位の滅失しな部分（露光部）か
ら優先的にトナー表面に１：１着し、最終的に非露光部
と露光部との表向７ｒ４位が実質上同一レベルとなるよ
うな帯電が行わ机る。

かかる挟止で記録媒体をトナー層に重ね合ね−ｕ反）、
、ｌ　：荷（正帯電）でコＩＴＪすΦム与を行・）と、
記ｚ、Ａ媒体を介して正電荷とトナー層の負電荷とのク
ーロン力が露光部と非露光部とも均一な状態で転写媒体
側へ吸引される。このとき、露光部Ｑこおいては負電荷
はコロナ帯電を行ってからあまり時間が経過していない
ために、未だコロナ・イオン電荷の状態でトナー表面に
付着しており、このコロナ５イオンのみが転写媒体へ吸
引さね２る。また非画像部においては、トナー自体が負
電荷を有しているため、トナー自体が記録媒体に吸引さ
れることとなる。その結果非露光部器ら画像部のトナー
のみが転写可能となって、コントラストに優れたポジ画
像を形成させることができる。

このことかろ本発明者等は、摩擦帯電電荷を有する光導
電性トナーを用いた画像形成；二ξ、′いては画像露光
後に摩擦帯電電荷と同極性のコロナイオン−電荷を露光
部のトナー表面に保持させることを目的としたコロナ帯
電工程を行うことにより、コロナイオン電荷を露光部の
トナーの転写を防止するためのダミーとして記録媒体へ
吸引させることができ、その結果非露光部のトナーのみ
が転写された鮮明なボン画像成形を実（テすることがで
きると考えている。

゛以下各工程を実施するだめの手段について説明する。

トナー層形−戊 本発明方法において基体上にトナー層を形成する手段と
しては、いくつかの方法が適用できる。例えば、光導電
性トナーのキャリアと混合し二成分系の剤を調整し、こ
れをそれ自体公知に二成分系磁気ブラシを導電性スリー
ブ上に形成して行う方法や、摩擦電荷を得たトナー単独
をファーブラシに保持して行う方法などである。

この場合、基体としてはＡＩ等の金属材料で作成された
導電性基体と前記スリーブ或いはファーブラシとの間に
バイアス電圧を印加すれば容易にトナー層を形成するこ
とができる。

またスリーブ等と基体との間に電位差を与える目的で両
者間にバイアス電圧を印加する代わりに、基体表面に絶
縁層を設けたものを用い、該絶縁層表面をコロナ放電等
の適当な手段を用いて帯電させる方法を採用することも
適宜なし得る。

１１Ｊαと７玉 それ自体公知のスリード露光や全面同時露光により原稿
像に対応した明暗部を有する画像露光を行う。またレー
ザーを用いてディシイクル信号処理された画像光を露光
してもよい。

帯電はそれ自体公知のコロナチャージャを用いて、トナ
ーの摩擦帯電電極性と同極性の放電を行えばよい。

繋亙反堕足看 転写手段としてはそれ自体公知のコロナ転写、ローラ電
極が使用できる。また定着手段もそれ自体公知のオーブ
ンヒーター、ヒーター内蔵の圧熱ローラー等を使用する
ことができる。

導を性トナーＵ”物 光導電性トナーの基本的組成は上述したような光導電性
材料と樹脂とを組合せて行う。

本発明の光導電性トナーに用いる光導電性材料しいては
以下のものが使用できる。

Ｌ裂土星生（電荷発生物質） Ｓｅ、フタロシアニン、ペリレン、スクアリン酸誘導体
、アゾ顔料、インジゴ顔料等。

−主よ」す」生（電荷発生物′Ｒ） ＣｄＳＳＴｉＯｚ　、ＰｂＯ，、Ｓｎ○ｚ、Ｚｎ○等。

また定着用樹脂としては鉄あるいはフェライト粉等の磁
性材料との間で摩擦帯電させる場合には以下のものを使
用する。

正土工止血 ポリアミド系樹脂、ボリイオド系樹脂、２−ビニルピリ
ジン含有共重合体等。

且十工■挫 スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂
、ポリアミド系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、エポ
キシ系樹脂等。

また、上記磁性体以外の材料との間で使用する場合は上
述した樹脂との間であらかじめ帯電特性を確認した上で
、光導電工材料と組合せればよい。

本発明の光導電性１−ナーは、上述した光導電性材料と
定着用樹脂とを、ｐ型半ふ体の場合には正帯電特性を有
する樹脂を、またｎ型半導体を用いる場合には負帯電特
性を有する定着用樹脂を組み合わせることにより得られ
る。組合せ比率としては、光導電材料１重量部当り０．
２乃至１０重量部、好ましくは０．３乃至５重量部の定
着用樹脂を用いるのが好ましい。しかし、より光怒度を
向上させるという目的に対しては、夫々の光導電性材料
の半導体を特定に応して、以下に示すような電荷輸送物
質を添加することもできる。

ｐ型半導体については正孔輸送物質が望ましく、例えば
ヒドラゾン、ビラプリン、ＰＶＫ　ニオキサジアゾール
などを使用し、またｎ型半導体につい−ては電子輸送物
質としてトリニトロフルオレノン５、テトラニトロフル
オレノン、テトラシアノキノジメタン、クロラニル等を
用いるのがよい。

これらの輸送物質は光導電性材料１重量部当り、１．５
重１部乃至１０重置部、特に３乃至５重量部の量比で配
合できる。

更に光導電性トナーの種々の物質を向上させる目的から
、流動性改良剤としてシリカ、アルミナ、酸化チタン、
分散性改良剤としてシリコンオイル等をトナー組成物１
００重層部当り０゜４乃至２重１部の量比で使用するこ
とができる。

トナーの製造に当たっては、それ自体公知の混練、粉砕
法やトナー組成物を揮発性溶媒に）８解乃至は分散させ
て造粒する噴霧法等を用いて行うことができる。造粒し
たトナーは必要に応して９乃至１２μｍの粒径に分級し
て使用することが望ましい。

Ｘ犯± 以下の分散液処方にて光導電性トナーを組成物を調整し
た。

ｎ型光導電性材料 光導電性ＺｎＯ３重量部 頁帯電樹脂 ピコラスチック　Ｄ−１５０１重量部 （バーキュレス社製ポリスチレン系樹脂）着色剤 スピロンブラノク　　　　　　０．０３重１部；８媒 トルエン　　　　　　　　　　　６０重量部く増怒剤ロ
ーズヘンガル） 次にこの分級液から噴霧乾燥法にて平均粒径１０μｍの
赤紫色の光導電性［・ナーを得た。

この先１＝性トナーをキャリヤと１：ｌＯの重量比で混
合し、トナーに負の摩擦電荷が付与されるよう混合攪拌
する。この二成分系剤をそれ自体公知の二成分系現像剤
用現像装置を用いて磁気ブラシ法により基体上に光導電
性トナーを塗布し、トナー層を形成させる。トナー層形
成に当たっては、導電性スリーブと基体としてのアース
されたＡｌ製導電基体との間にスリーフ側が一８００Ｖ
の電位となるようにハ・イアスミ圧を印加した。かかる
条件で杓１０程度度のトナー層が形成される。

次いで、画像露光を行った後、−６ＫＶの電圧を印加し
たコロナチャージャにより（・ナ一層を負帯電に賦した
。この時トナー層は、杓−３゜Ｏ■の概ね均一な表面こ
位を有していた。

このトナー層に周知の方法で記録媒体としての転写用の
紙を重ね合わせ、祇の背面より＋６ＫＶの電圧を印加し
たところ、原稿画像に忠実な赤紫色の複写画像が得られ
た。

また比較例として負のコロナ帯電工程を除（他同様の方
法にて形成したトナー層の静電潜像を正のコロナ放電に
より転写したところ、カブリの大きな複写画像しか得ら
れなかった。

これとは別に、十分摩擦電荷が付与されたていない光導
電性トナー（前述した光導電性トナーと同−組成のもの
）を用いて導電性基体上Ｓこトナー層を形成し、このト
ナー層に一６ＫＶ印加したコロナ放電器により負の帯電
を施した後、画像露光を行い、＋６ＫＶの電圧をコロナ
、放電器５こ印加して転写し、定着してｉν写両画像得
たところ、力°７どりばないもののコントラストの低い
画像しか得られなかった。

これらの実験から、摩擦帯電工程並びに画像露光後うこ
同一極性のコロナ帯電工程を付する本発明の画像形成方
法によりコントラストにＣれた、；４°を明な画（ｊｋ
が形成されることが確認できた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定着用樹脂媒質中に光導電性物質を主要成分として相溶
   乃至は分散させて成り、該光導電物質がｐ型半導体であ
   る場合は正の摩擦帯電特性を有する定着用樹脂と、また
   光導電正物質がｎ型半導体である場合には負の摩擦帯電
   特性を有する定着用樹脂との組合せを有する光導電正ト
   ナー粒子にあらかじめ摩擦帯電により一定極性の電荷を
   付与する工程、該トナー粒子を導電性基体上に均一に保
   持して光導電正トナー層を形成する工程、該トナー層を
   画像露光する工程、該露光済のトナー層を式摩擦帯電極
   性と同極性のコロナ帯電に賦す工程、及び記録媒体への
   転写を上記コロナ帯電とは逆極性の電荷にて行う工程を
   順次行うことを特徴とする画像形成方法。