JPS6118970A - 光導電性トナ−を用いる記録方法及びその方法に用いられる対向電極 - 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】 〔技術分野〕 本発明は光導電性トナーを用いる記録方法及びその方法
に用いるのに好適な対向電極に関し、特に電子写真方法
に好ましく適用できる記録方法及びその方法に用いるの
に好適な対向電極に関する。

〔従来技術〕

一般に、電子写真技術を用いた複写方法としては、例え
ば、酸化亜鉛−樹脂分散系の電子写真感光紙に直接コピ
ーをとるエレクトロファックス法、あるいはセレン等の
電子写真感光体上に得られたトナー粉末像を普通紙に転
写してコピーを得るゼログラフィ法が挙げられるが、い
ずれの方法においてもトナー粉末による現像工程を必要
とし、電子写真複写装置が複雑かつ高価なものとなって
いる。またこれらの方法では感光体とトナー粉末という
それぞれ独立した部材によシ複写システムが構成されて
いるため、上記二つの部材のうち、いずれか一方の部材
の性能、例えば、感光体の光疲労による帯電特性が劣化
することで、高品質のコピーを得難くなり常に感光体お
よび現像剤を所望の性能に維持するため、保守が大変に
なるなどの問題があった。

一方、これらの欠点を解消するものとして、近年感光体
としての作用も現像剤としての作用も同時に備えた光導
電性トナーが開発されている。

従来、かかる光導電性トナーを用いて画像を形成する方
法としては、一般に金属板等の導電性支持体上に該トナ
ーを散布し、これに帯電及び露光を施し、更に必要に応
じてトナーを除去したのち定着、あるいは転写した後に
定着を行うという方法が採られている。

かかる光導電性トナーを用いた画像形成方法の特徴はコ
ンベンショナルな電子写真方法と異なって露光、現像前
にトナー散布工程を必要としている点である。

しかるに、この散布工程には未解決の技術が山積されて
おり、特にミクロン単位の粒子をいかに均一に散布する
かという課題があシ、例えば、特開昭５８−１３０３５
７号公報に記載されている磁気ブラシ法等が提案されて
いる。

しかし従来の散布手段を見ると、静電力または磁気力で
あれ物理的手段であるにしても、光導電性トナーのみを
散布している点で共通している（特開昭５３−３９７５
０号、同５２−１４３８３４号公報参照）。このように
従来の散布手段ではミクロン単位の粒子を散布して得ら
れた層は例え特開昭５８−１３０３５７号公報に記載さ
れた方法によっても、均一かつ単層にすること自体も完
全でなく、ま九敗布厚みの規制が困難で、不規則な厚み
が形成される場合がある。また該公報記載の技術では特
殊構成の被散布基体を用いる必要がある。

そこで本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、先に均一単
層散布が可能な散布技術を提案した（特願昭５９−６０
９７６号参照）。

かかる先提案技術によ）従来重要な課題とされたトナー
の均一単層散布が可能となったのであるが、単層になる
と例えばトナー量自体も一層分しかなく少ない丸め、未
露光部のトナー飛翔において、一部でも飛翔されない部
分があれば、それがすぐに画像濃度の低下等に直結する
という問題がある。従って単層散布をした場合には、未
露光部のトナーのみをいかに必要かつ十分量飛翔させる
かということは極めて重要な課題と言える。

そのために、表面電位が充分に高く得られ、電荷保持能
が大きい対向電極を用いることが望まれる０ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、未露光部のトナーのみを必要かつ十分
量飛翔させることができる光導電性トナーを用いる記録
方法を提供するにある。

本発明の他の目的は、高濃度、高画質の画像を得ること
ができる光導電性トナーを用いる記録方法を提供するに
ある。

（に本発明の他の目的は電荷制量性にすぐれた対向電極
を提供するにある。

〔発明の構成〕

本発明に係る光導電性トナーを用いる記録方法は、基体
電極と対向電極を対峙せしめ、該基体電極上の光導電性
トナーを前記対向電極上へ移動せしめた後転写画像を得
る光導電性トナーを用いる記録方法であって、該対向電
極として、導１２性支持体上にキャリア輸送物質を含有
するキャリア輸送層を具えてなるものを用い、前記基体
電極と前記対向電極との間にバイアス電圧をかけて前記
層上に存在する帯電量に差を有する光導電性トナーを該
トナーの帯電量の差を用いて前記対向電極側へ選択的に
移動せしめることを特徴とし、また上記記録方法は基体
電極と対向電極を対峙せしめ、該基体電極上の光導電性
トナーを前記対向電極上へ移動せしめた後転写画像を得
る記録方法に用いる対向電極であって、キャリア輸送物
質を官有するキャリア輸送層を具えてなることを％徴と
する。

以下本発明の実施例を添付図面に基き説明する。

なお、本実施例は本発明に係る記録方法を電子写真方法
に適用した場合を示す。

先ず第１図に租す光導電性トナーＡとキャリアＢを基体
電極１上に散布せしめる。この時光導電性トナーＡとキ
ャリアＢはあらかじめ摩擦帯電され、キャリアＢのまわ
シに光導電性トナーＡが静電気的に付着され良状態にあ
る。本実施例では光導電性トナーＡは■、キャリアＢは
ｅに帯電される。散布後の光導電性トナーＡとΦヤリア
８は基体電極側に設けられている磁石２の磁力作用によ
って穂立せしめられ磁気ブラシを形成する。これはキャ
リアＢが磁性体であるため、磁力の作用により穂立現象
を呈し、全体として磁気ブラシを形成するものである。

々お、磁石２を常時設けることなく、散布時に磁力を作
用させるような構成にしてもよい。

穂立した磁気ブラシは穂切器３を用いて穂高位置が調整
されて、第２図のような均一の穂立が形成される。図面
は説明の便宜上２層に穂高位置が調整された場合を示し
たが、この層構成は必ずしも厳密にその層の状態を示し
ているわけではない。

そして、その層は３以上の層や単層に穂高調整されても
よい。図示（第１図）の矢符は穂切器３の相対的移動方
向を示し、例えば、穂切器３を固定した場合、基体電極
１０反対方向への移動によって、′ｆ１１切器３は相対
的に矢符方向へ移動したと同様になる。Ｉ！切器３の構
成は特に限定されないが、基体電極１とのギャップを任
意に調整できるように構成されることが好ましい。なお
、穂切器３として例えば、Ｈカット板等を用いることが
できる。

次９で第２図に示すように、穂高調整された磁気ブラシ
の上方からコロナ帯電器４を用いて■帯電する。この帯
電によって■帯電してキャリアＢに付着した光導１性ト
ナーＡのうち比較的上層のキャリアＢに付着したものが
均一に■帯電される０なお、前記摩擦帯電等による帯電
が充分かつ均一であれば、この帯電は必ずしも行う必要
はない。

次いで第３図に示すように例えば、ポジ原稿の露光を行
う。露光の際には基体電極１は電気的に導通状態である
ことが望ましく、導通状態にあればこの露光によシ光照
射部５（原稿の明部に対応）の光導電性トナー人は光励
起し、例えばトナー自身が電荷移動媒体となシ、電荷が
基体電極に移動してその帯電極性は消去される。なお使
用する光導電性トナーＡによってはその帯電極性が反転
するものもあり、そのようなトナーを使用しても差支え
ない。

一方原稿の暗部に対応する光を通さない部分の光導電性
トナーＡは、■の極ｖ！Ｅを帯びたままである０ 次いで第４図に示すように基体電極１に対向電極６を対
設せしめて、対向電極Ｂと基体電極１の間にバイアス電
圧を印加して対向電極６をｅ帯電する。このバイアス電
圧は直流電圧Ｖ１成分を含む交流電圧ｖ２を印加するも
ので、本発明の一つの特徴をなす部分である。

なお電圧印加手段に関する詳細は特願昭５８−２０８９
９３号明細書を参照しうる。

このように、直流電圧ｖｌと交流電圧ｖ２とを飛翔時に
同時に印加することによって、基体電極１上におる帯電
量に差を有する■帯電され九トナー粒子は、上記交流電
圧によって振動せしめられ、たとえ凝集又はクラスター
状態になっていても凝集がほぐされ、クラスターは崩壊
せしめられる。

このため、トナー粒子は、帯電量の小さいものでも充分
な飛翔確率が与えられ、かつ■帯電されたトナー粒子の
すべてが対向電極側へ飛び出し易い状態となるから、未
露光部のトナーのみを必要かつ十分量飛翔させることが
できると共に、次の転写によって原稿（ポジ）画像に忠
実に対応した良質で高濃度、高画質の例えばポジ画像を
得ることができる。

対向電極６は導電性支持体６Ａ、キャリア輸送性物質を
含有するキャリア輸送層６Ｂが、ｌ＠次次層層れていて
もよいし、又は該輸送層６Ｂ上にキャリア輸送性物質を
含有する保護層６Ｃが積層されていてもよい。

次いで第５図に示すように対向電極６に対峙させて転写
材７例えばペーパーを置き、該ペーパー７の裏側からコ
ロナ帯電器８を用いて光導電性トナーＡの帯電電荷■と
逆極性ｅの帯電を行い、対向電極６上のポジ像をペーパ
ーＴに転写して最終像を得、必要に応じて定着等がなさ
れる。ペーパー７にネガ像を得るには、基体電極ＩＫ残
存している光導電性トナーＡをペーパー７に転写すれば
よい。

本発明法に用いられる光導電性トナーＡとしては、公知
の光導電性トナーを特別の制限なく用いることができ、
例えば特開昭４９−９９０３４号、同５３−７９５４２
号、同５３−８２４１７号、同５６−３０１３８号、同
５６−３０１４０号、同５８−３０１４１号、同５６−
３０１４２号、同５８−１３０３５７号等に記載された
ものを用いることができる。

またキャリアとしては導電性キャリアおよび絶縁性キャ
リアのいずれでもよく、例えば鉄粉、又は鉄粉を核粒子
としてその表面に四三酸化鉄被膜が形成されたもの等が
用いられるが、特に限定されない。

次に本発明に用いられる対向電極６について詳細に説明
する。

対向電極６は前述のように導電性支持体６Ａ上にキャリ
ア輸送性物質を含有するキャリア輸送層６Ｂが順次積層
されて構成されていてもよいし、この層上に更にキャリ
ア輸送性物質を含有する保護層６Ｃが積層されていても
よい。

キャリア輸送層６Ｂ及び保護層６Ｃに各々含有されるキ
ャリア輸送性物質は、イオン化ポテンシャルの値を各々
規制でき、本発明においてはキャリア輸送層６Ｂに含有
される物質のイオン化ポテンシャルの値α１（ｅＶ）と
、保護層６Ｃに含有される物質のイオン化ポテンシャル
の値α２（８Ｖ）の関係は次のような関係にあることが
好ましいＯ Ｉα２−αＩＩ≦０．５ 上記のようにα１．α２を規制することによシ、対向電
極８上で光５′を照射する場合に、残留電位が低く、高
い電位コントラストをもったトナー潜像が形成できるた
め転写材Ｔで得られる画像が鮮明となる。

また　１α２−αｔｌ＞０．５　　となると、対向電極
６上で光５′を照射しても残留電位が高く、トナー潜像
の電位コントラストが低いため、転写材７で得られる画
像が不鮮明となる。

１２一 本発明におけるイオン化ポテンシャルの値ハ、次のよう
にして得られる値である。即ち、白金回転電極と塩化カ
リウム飽和カロメル電極とを有するボーラログラフイ装
置（例えばｒ　Ｍｏｄｅｌ　Ｐ−８Ｊ柳本製作所製）に
より、試料を溶剤アセトニトリルに溶解して得られる濃
度５Ｘ１０Ｍの試料溶液について、支持電解質として過
塩素酸テトラエチルアンモニウムの０．１Ｍ溶液を用い
て、第１酸化電位（単位Ｖ）の値を求め、この第１酸化
電位の値を用いて次式によシイオン化ポテンシャルＩｐ
Ｏ値を算出する。

ここで、φ１／２は第１酸化電位、Ｄは溶媒の誘電率、
ｒは試料の分子半径、Ｋは電気化学的定数である。

なお、第１酸化電位の測定方法の詳細は、文献「ジャー
ナル　オプ　アメリカン　ケミカル　ソサイエテイ」第
８２巻第４１２３頁（１９６０年）に１己載されている
。

前記導電性支持体６Ａの材料としては、例えばアルミニ
ウム、ニッケル、銅、唾鉛、パランラム、銀、イン２ウ
ム、鉄、白金、金、ステンレス鋼、真鍮等の金属成いは
金属酸化物等の導電性物質を用いることができる。しか
しこれらに限定されるものではなく、例えば絶縁性基体
上にこれらの物質から成る２Ｍ、を層を設けて導電性支
持体を構成せしめることもでき、この場合におＶｌて絶
縁性基体としては、紙、プラスチック等の可焼性を有し
、しかも引張り等の応力に対して光分な強度を有するも
のが適当である。又導電層は金属又は金属酸化物等の導
を性物質をラミネートシ、或いは真空蒸着せしめる方法
により、又はその他の方法によって設けることができる
。

キャリア輸送層６Ｂは、少なくともキャリア輸送性物質
を含有し、史に必要に応じてバインダー並びにルイス酸
及び／又はグレンステッド酸を含有せしめることができ
る。これら含有液を前記支持体６Ａ上に塗布することに
より、該層６Ｂを形成することができる。

該輸送層６Ｂにおける各成分の割合は、キャリア輸送性
物質１００ｉ量部に対して、バインダー０〜４００重量
部、ルイス酸０〜１０重量部、ブレンステッド１！！θ
〜１０重量部の範囲内であることが望ましく、特にバイ
ンダー１００〜２００重量部、ルイス酸０〜５重量部、
ブレンステッド酸０〜５重量部であることが一層好まし
い。

キャリア輸送層６Ｂの厚さは０．１〜３０μｍ１好まし
くは５〜２０μｍである。

保護層６Ｃも上記キャリア輸送層６Ｂと同様にして形成
することができる。

上記キャリア輸送層６Ｂ及び保護層６Ｃに含有されるキ
ャリア輸送性物質としては、種々のものを用いることが
でき、例えば特開昭５８−１０５２３４号公報に記載の
ものを用いることができる。

以上の説明は、本発明の対面室＋ｆｆｉをトナー現像（
顕像）から転写までの工程で効果的にその機能を発揮す
る場合であるが、これに限定されず、当該対向電極上に
おいて、均一に単層散布された帯電トナー面を形成しそ
の後画像露光５′を施こす筐での工程で用いてもよい。

この場合光導電性トナーを露光し友後のキャリア輸送を
キャリア輸送層８Ｂ、保護層６Ｃがなしうるので、電荷
制量性が極めて完全になしえるため、高濃度で画像再現
性が良好となるという効果がある。

次に第６図に基き本発明法を実施するための装置を説明
する。

同図に示す装置は基体電極１及び対向電極６を円筒状に
形、成して対峙させた場合を示すが、両方ま次はいずれ
か一方を無端ベルト状に形成して対峙させてもよい。

同図において、９は基体電極１の外周に設けられｆＣ散
布器であシ、該散布器９内には攪拌５１０を有し、光導
′電性トナーＡとキャリアＢが摩擦帯電され、光導電性
トナー人がキャリアＢの回りに付着される。この散布器
９は単なるトナーＡ供給器であってもよいし、その他磁
気ブラシ器を用いてもよい。

基体電極１内には磁石２が設けられているので、キャリ
アＢが穂立して、散布器９内でも磁気ブラシを形成する
。磁石２は図示の如（Ｎ、Ｓ極を交互に変える形で配設
することができる。散布時又は基体電極１上において、
トナーＡ及びキャリアＢの回動を促進する等の効果があ
る。しかし、このＮ、８極の向きは特に限定されるもの
ではない。

との磁気ブラシは穂切器３により、穂高調整されて、基
体電極１上を矢符方向に移動する。

最上層の光導電性トナーＡは所定の高さで均−嗅を形成
し、例えばコロナ帯電器４で■帯電され、露光によシ光
照射部５の光導電性トナーＡのみが電荷を失ない、光が
照射されない部分の光導を性トナーＡは■帯電のまま、
ｅに印加された対向電極６に飛翔される。飛翔後の光導
電性トナーＡはベーパー７に転写されて、最終転写像を
得、その後必要に応じて定着される。なお、図中＋１は
クリーニング部を示す。

上記装置においては、キャリアＢが常に磁力の作用によ
勺穂立しているため光導電性トナーＡの基体電極１への
付着を考慮する必要がないという利点がある。

即ち、従来のようにトナーのみを直接基体電極上に散布
せしめる手段では、トナーを基体電極へいかに安定して
付着せしめておくかということが、重要な問題であり、
撞々の解決すべ＠課題が残されている。

例えば、基体電極に導電性の金属ロールを用いた場合、
トナーと基体電極との付着に作用する力は主に電気的な
力（クーロン力）と考えられるので、その力が解除され
た場＠−（例えば、露光などによりトナー電荷は消去さ
れる。）ＶＣは、トナー脱落の問題も生ずる。そこで特
開昭５３−３９７５０号公報には基体電極表面に導を性
ゴム部材を設ける技術が開示されている。これはトナー
と基体電極の間にファンデルワールズカ、粘着力、表面
の凹凸などを作用させて、付７ｆを安定ならしめるもの
である。しかし、製造上（コスト的、技術的）問題があ
シ、長期使用における耐久性がないという致命的欠点が
あった。この点本発明の実施例によれば、基体電極１よ
ではキャリアＢが常に磁力によ多穂立しているため、ト
ナーの脱落の問題が生じ難いという効果があり、その結
果基体電極１の材質等について特に考慮する必要がなく
、金属性ロール等を用いることができる。

なお、上記実施例において、光導電性トナーとして各３
原色に対応する色のトナーを選択し、３色をモザイク状
に散布すれば、カラー化の可能性を有することは言うま
でもない。

上記実施例は本発明を二成分系光導電性トナーを用いた
場合についてのものであるが、キャリアを用いない一成
分系光導電性トナー（磁性トナー、例えば、特開昭５６
−３０１５０号及び同５６−６４３５０号公報等参照。

）を用いても本発明が実施可能であることは明らかであ
る。該−成分系光導電性トナーとしては、導電性磁性ト
ナーおよび絶縁性磁性トナーのいずれであってもよい。

導電性磁性トナーの磁気ブラシで基体電極１上に散布す
る場合、トナーに基体電極の電荷と逆極性の電荷が誘導
され、この誘導電荷と基体電極１上の電荷の電気的引力
（クーロン力）が磁気的な引力に打勝って、トナーは基
体電極１上に散布（付着）される。

一方、絶縁性磁性トナーを用いた場合、トナー相互の琴
擦によってトナーを帯電せしめ、基体電極１の電荷と逆
極性に帯電したトナーが、基体電極１の表面に吸引付着
して散布が行われる。

以上本発明法を電子写真に適用した場合の実施例につい
て説明したが、これに限定されず、電子写真以外の他の
記録方法に適用しうる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基体電極と対向電極との間にバイアス
電圧をかけて前記層上に存在する帯電量に差を有する光
導電性トナーを該トナーの帯電量の差を用いて前記対向
電極側へ選択的に移動せしめるようにしているので、未
露光部のトナーのみを必要かつ十分量基体電極から対向
電極へ飛翔させることができる。従って高濃度、高画質
の画像を得ることができる。

また該対向電極を構成するキャリア輸送層にキャリア輸
送性物質が含有されているので、電荷制御が容易であシ
、高濃度の画像が得られ、再現性も良好となる。

さらにキャリア輸送層上に保護層を設ければ、上記効果
に加えて耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示す原理図、第６
図は本発明法を実施するための装置を示す部分拡大概略
断面図である。 図中、１は基体電極、２は磁石、３は穂切器、４はコロ
ナ帯電器、５は光照射部、６は対向電極、７は転写材、
８はコロナ帯電器、９は散布器を各々示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体電極と対向電極を対峙せしめ、該基体電極上
   の光導電性トナーを前記対向電極上へ移動せしめた後転
   写画像を得る光導電性トナーを用いる記録方法であつて
   、該対向電極として、導電性支持体上にキャリア輸送物
   質を含有するキャリア輸送層を具えてなるものを用い、
   前記基体電極と前記対向電極との間にバイアス電圧をか
   けて前記層上に存在する帯電量に差を有する光導電性ト
   ナーを該トナーの帯電量の差を用いて前記対向電極側へ
   選択的に移動せしめる、光導電性トナーを用いる記録方
   法。
2. （２）対向電極がキャリア輸送層上にキャリア輸送性物
   質を含有する保護層を具えてなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の光導電性トナーを用いる記録方
   法。
3. （３）キャリア輸送層中のキャリア輸送性物質のイオン
   化ポテンシャルの値をα（ｅＶ）とするとき、保護層に
   おけるキャリア輸送性物質のイオン化ポテンシャルの値
   がα＋０．５（ｅＶ）以下であることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の光導電性トナーを用いる記録方
   法。
4. （４）基体電極と対向電極を対峙せしめ、該基体電極上
   の光導電性トナーを前記対向電極上へ移動せしめた後転
   写画像を得る記録方法に用いる対向電極であつて、キャ
   リア輸送物質を含有するキャリア輸送層を具えてなるこ
   とを特徴とする対向電極。
5. （５）キャリア輸送層上にキャリア輸送性物質を含有す
   る保護層を具えてなることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の対向電極。
6. （６）キャリア輸送層中のキャリア輸送性物質のイオン
   化ポテンシャルの値をα（ｅＶ）とするとき、保護層に
   おけるキャリア輸送性物質のイオン化ポテンシャルの値
   がα＋０．５（ｅＶ）以下であることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載の対向電極。