JPH02120748A - 磁性トナー - 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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、磁性トナーを用いた電子写真方式を採用した
記録装置に関する。

（従来の技術） 従来、原稿を？！製するための装置として、電子複写機
あるいは製版・印刷装置が知られている。

一般に電子複写機は、襖写作桑の段取りが簡単で装置の
取扱いも容易である。□これに対し製版・印刷装置は、
□原稿から原版゛を作り、この原版を使って記録紙への
転写を繰返すことができるため、原版を作った後は高速
度で印刷できるとともに、同一原稿からの複１枚数が多
くなればなるほど印刷コストが安くなるといった利点が
ある。

ところで、□従来の製版・印刷装置は、同一原稿からの
複製枚数が壬”枚程度以下では原版が占めるコストの割
合いが大きいため電子複写機に比べて印刷コストが高く
、しかも原版を作る工程が必要であるため作業の段取り
に手間と時間がかか・る。

一方、電子複写機は１′枚の原稿を１枚複写する度に帯
電や露光、現像、除電等のプロ゛セスを繰返すため、同
一原稿からの□複写枚数が増えても１枚当りの複写コス
トは安（ならないし、複写速度は印刷機に比べてかなり
遅い。

こうした問題に対処するものとして、電子複写機におい
ても、従来の技術の延長線上において、より印朝に肉薄
したスピードで複写でき、しかも印刷機のような熟練を
要する作業や段取りを要しないものが実用化されてきて
いる。

しかしながら、複写速度をさらに高速化するには、原稿
の露光や現像剤の定着あるいは帯電等に要する電力が極
めて大きくなり、通常の商用電源を使用できなかったり
、複写速度を上げようとすると現像速度等に無理が生じ
ることにより画質が犠牲になるといった問題がある。

上述の問題を解決するために本発明者らは第１の現像器
に収容される永久磁化可能な磁性トナーにより像担持体
上の静電潜像を現像して第１のトナー像を形成し、この
第１のトナー像を定着してマスター像とし、このマスタ
ー像を磁気ヘッド等により１１磁して磁気ｍ像を形成し
、この磁気潜像を更に第２の現像器に収容される磁性ト
ナーにより現像して第２のトナー像を形成し、この第２
のトナー像を用紙等被転写材に転写して記録する印刷工
程からなる記録工程を有する記録装置を提案した。前記
記録装置においては、前記第１及び第２の現像装置とも
回転可能な円筒状の非磁性スリーブとこのスリーブ内部
に固定されたマグネットローラからなる。このような記
録装置では同一の原稿から複数枚の複製を得る場合は、
第１のトナー像はマスター像として固定し、印刷工程の
みを繰返しているため、高速で高画質の複製が安定して
得られる。しかも１枚複写するごとに帯電、露光、除電
等繰返す必要がないので消費電力も少なくて済む。

このような記録装置に用いられるトナーとしては種々の
特性が要求される。一般に、保磁力の大きな磁性体は、
強い磁場をかけないと磁化されないが１度磁化されると
大きな残留磁荷を有し、保磁力の小さな磁性体は弱い磁
場中でも容易に磁化されるが、磁場を取去った後は残留
磁荷をわずかしか持たない。もし、上述の記録＠置にお
いて保磁力の小さな磁性体を含んだ磁性トナーを用いる
と、トナーは現像器内のマグネットローラ等で容易に磁
化されるが、残留磁荷がわずかしかないため、スリーブ
に付着する力が弱り１．従って静電潜像へのトナーの搬
送、供給が不充分となり不完全なマスター像しか得られ
ない。また、スリーブの回転によりトナーが飛散すると
いう不具合も生じる。逆に保磁力の大きな磁性体を含有
する磁性・トナーを用いた場合には、通常用いられるマ
グネットローラ程度では充分な磁化がなされないという
不具合が生じた。

（発明が解決しようとする課題） 以上詳述したように、従来の磁性トナーでは、残留磁束
密度及び保磁力が充分でないため不完全なマスター像し
か得ること・ができず、従って、複製される画像の品質
も劣悪となるといった不具合が生じた。

本発明では、残留磁束密度及び保磁力が充分大きく、・
かつ通常用いられる現像マグネットで充分磁化され得る
磁性トナーを提供することを目的とした。また、このよ
うなトナーを用いて良好な現像を行なう現像方法を提供
することを目的とした。

また、このような磁性トナーを用いて高速で高画質の画
像が安定して得られ、しかも消費電力が少なくて＾む記
録装置を提供することを目的とした。

［発明□の構成］ （課題を解決するための手段） ：　本発明の磁性トナーは像担持体上に第１の磁性トナ
ーにより第１のトナー像を形成し、この第１のトナー像
をマスター像として固定し、ざらに第２のトナーによっ
て第１のトナー像上に第２のトナーを形成する方式の記
録装置において、第１のトナーとして用いる磁性トナー
であり、保磁力の異なる２種類の磁性体が樹脂中に分散
されていることを特徴とする。

更に前記磁性トナーに用いられる２極類の１１性体の整
合性について比較検討した結果、保磁力が３００エルス
テツドを基準に選定すればよい事が判った。すなわち、
保磁力が３００工ルステツド以上の磁性体と保磁力が３
００エルステツド以下の磁性体とを含有させた磁性トナ
ーが特に望ましい。保磁力が３００工ルステツド以上の
磁性体としてはγ−Ｆｅ　２０３　、　Ｃｒ　０２　、
バリウムフェライト、ｌ、Ｎ１−ｃｏ金合金があげられ
るが、保磁力が３００工ルステツド以上であればよくこ
れに限定されるものではない。他方、保磁力が３００エ
ルステツド以下の磁性体としては、マグネタイト、　ｃ
ｏあるいはＮｉの金属、ｌ化物、フェライト類があげら
れるが、同じくこれに限定する必要はない。加えて上記
第１．第２の磁性体とも樹脂中によく分散して化学的に
安定であり、更にまた１μｍ以下の微粒子状のものに容
易になし１ｑるものが望ましい。

また、本発明の磁性トナーにおけるバインダー用の樹脂
としては、定着方式によって選定されるが、例えば、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、カルナバワックス、パラ
フィンワックス、ポリエチレンワックス、アミドワック
スなどのワックス類。

エチレン−アクリル酸系共重合体、低分子ポリプロピレ
ン、スチレン、エボキン、ポリエステル。

ポリアミド、アクリル酸またはメタクリ酸と長鎖アルキ
ルアクリレート、長鎖アルキルメタクリレートとの共重
合体、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重合体等があげられる。

更にまた、本発明の磁性トナーにおいては上記磁性材と
バインダー用樹脂の他に電気抵抗調整剤（例えばカーボ
ン・ブラック等）、定着性の調整のためのワックス類、
トナーの電荷を制御する電荷制御剤、あるいは他の添加
剤がトナーの要求性能に応じて適量添加される。

本発明の磁性トナーは従来から良く知られた粉砕法ある
いはスプレードライ法を用いて製造でき、体積平均粒径
が５μｍ〜２０μｍの粉体にして使用される。

磁性トナーに含有させる２種類の磁性体の司は、２種類
ともできる、たけ多い方が望ましいが、磁性トナーとし
ての定着性の点で制限がある。本発明者等がこの問題と
製造上の問題を加味して検討した結果、第１の磁性材（
３００工ルステツド以上）については２０〜６０重量％
、望ましくは３０〜４０重量％、第２の磁性体（３００
エルステツド以下）については１０〜６０重１％、望ま
しくは２０〜３０重社％含有させることによって実用を
満足する磁性トナーが得られる。

さらにまた、本発明の磁性トナーはマスター形成用であ
るため、色は何色でも良く、色によるトナー組成゛物の
制限は全くない。

（作　用） 本発明の磁性トナーは保磁力の小さな磁性体を含有する
ことにより磁性トナーは現像器内のマグネットローラの
磁力によって容易に磁化され、スリーブ上でのトナー搬
送、供給を保障して現像を良好にする。また、保磁力の
大きな磁性体を含有することにより、充分大きな残留磁
荷を持ち、マスター像を＠磁することによって１りられ
る磁気潜像の磁力が充分となりマスター像からの複製が
良好となる。つまり、現像、特性及び磁気特性とも良好
な磁性トナーが得られる。

（実施例） 以下、本発明の磁性トナー群が適用される記録装置の例
を図面を用いて示しつつ、本発明をさらに詳細に説明す
る。

第１図は、電子写真方式により本発明の磁性トナーから
なるマスター像を得、これを着磁して磁気潜像を形成後
、この磁気潜像を磁性トナーで現像し、その後転写材に
転写して記録を行なう記録装置の概略構成を示す図であ
る。

図において、ドラム１の周囲には、帯電チャージ１ν２
．静電潜像形成のための露光ランプ３９図示しない第１
の磁性トナーＴｌ　　（本発明の磁性トナー）が収容さ
れた第１の現像器４．プラッシュ・ランプよりなるマス
ター機宜１装置５．第２の磁性トナーＴ２が収容された
第２の現像器６．転写前チャージャ７、転写チャージャ
８．マスター像をＩＩ遇するための磁気ヘッド９が順次
配設されている。露光ランプ３は、原稿に投影しての反
射光を図示しない光学系を介して照射される。

また、転写材である用紙Ｐは給紙ロー５１１によって給
紙され１対のレジスト・ローうによってタイミングが取
られてドラム１へ案内される様になっている。図中１３
はターン・ローラ、１０は用紙Ｐにトナー酸を定着させ
る定着装置である。

ドラム１は、図示しない駆動機構によって、少なくとも
第１の速度Ｖ１と第２の速度Ｖ２で図示矢印方向に回転
させることができるようになっている。すなわち、ドラ
ム５の周面の第１の速度Ｖ１としテ１０〜５０１ＩＩＩ
Ｉ／ＳｅＣの速度が、第２の速度Ｖ２として５００　ｎ
ｍ／　ｓｅｃ以上の速度が選択されて駆動されるように
なっている。

ドラム１の外周部には、像担持体としての感光体ベルト
１４が設けられている。この感光体ベルト１４は、静電
Ｗｉ像を形成することができる誘電体であって、可視域
に感度を持たせるべくローズベンガル等の色素により長
波長聯感された酸化亜鉛の感光層１４ａを有し、ドラム
１の外周を取巻くように１周している。この感、光体ベ
ルト１４は、印刷を行なうべき原稿りが変る毎に、新た
に所定のサイズ分ずつ供給ロール１５からドラム５上に
繰出されるとともに、使用済みの部分を巻取りロール１
６に巻取るようになっている。

第１の磁性トナーＴＩ　　＜本発明の磁性トナー）が収
容された第１の現像器４は、磁性１成分現象装置であり
、ドラム１と接触点において同方向に回転する非磁性の
スリーブ１７とスリーブ１７の内側に配置され、ドラム
１と接触点において反対方向で回転するマグネットロー
ル１８及びドクターブレード１９とで構成されている。

第２の磁性トナーＴ２が収容された第２の現像器も同じ
く、非磁性のスリーブ２０．マグネット・ロール２１゜
ドクターブレード２２とで構成されるが、このマグネッ
ト・ロール２１の磁界がマスター像に形成された磁気潜
像に及ぼす影響を小さ（するために、Ｎ極とＳ楊の中間
が現像位置に一致するように、マグネットロール２１が
固定配置されている。

第２の磁性トナーＴ２は、残留磁化（あるいは保磁力）
が小さい磁性材、例えばｌ”ｅ３０４等を含有する、＾
抵抗の磁性トナーである。

次に第２図から第１０図までに示す工程図を用いて本発
明の磁性トナーを適用した記録装！（第１図）の記録工
程を説明する。記録工程は大きく分けてマスター像形成
工程と印刷工程の２つの工程からなる。まず、マスター
像作成工程について説明する。第２図において感光体ベ
ルト１４は速ａ５０１１１１１／Ｓで図示矢印方向に回
転１！勤していて、帯電チャージャ２によって感光体ベ
ルト１４の感光層１４ａが均一に一６００Ｖに帯電され
る。次いで、第３図に示す如く、像露光が施され、光が
照射された部分の電荷が消滅して感光層１４ａ上に画像
に応じた静電潜像が形成される。こうして得られた静電
＠像は第４図に示す如く、第１の磁性トナーＴ１で現像
されるが、この本発明の磁性トナーである第１の磁性ト
ナーＴ１は、導電性動性トナーであって、感光層１４ａ
の潜像電荷によってこの第１の磁性トナーＴ１には電荷
が誘起されて帯電し、クーロン力によって感光１１１４
ａに付着現像される。さらに、第５図に示す如く、フラ
ッシュ・ランプ５により、感光層１４ａの上で熱定着さ
れる。この様にして感光体ベルト１４上に形成された第
１の磁性トナーＴ１からなる第１のトナーＩＩ！５１に
は、第６図に示す如く、磁気へラド９により一定の記録
ピッチで看過され、磁気潜像が形成される。この磁気ヘ
ッド９は、画像領域幅をカバーできる単一のトラック幅
を有し、曲面ギャップは、２０μ僧になっている。磁気
ヘッドの巻１２３．＝ヰ４は交番する方形波の駆動電圧
が印加され、磁気ヘッド９の前面ギャップ近傍の漏れ磁
界も駆動電圧に応じて交番磁界になっている。

以上、第２図から第６図までに示したマスター像作成工
程によって、磁気潜像が形成されたマスター像５２が得
られる。尚、このマスター像作成工程では、感光体ベル
ト１５の移動スピードは全て５００ｍｍ／ｓのスピード
で順次連続して行なわれる。

次に第８図に示すように第２の現像器６に収容されてい
るトナーＴ２が付着され、マスター像上に第２のトナー
像が形成される。この第２のトナー−５３が形成される
工程を第１１図に示した。

マスター像は磁気ヘッド９が発生する交番磁界によって
一定のピッチで磁荷方向が交互に逆向きに電荷されてい
る。そして、電荷転移部Ｍから漏れ磁束が発生し、外部
に磁界を発生させる。漏れ磁束は電荷転移部間でループ
を作り、第２の現像器６によってマスター像５２近（今
まで搬送されたトナーＴ２はこの漏れ磁束のループに沿
ってトナーのチェーンを形成してマスター像に付着され
る。

次に第８図に示すように、転写前チャージャ７により第
２のトナー像を形成するトナーが一様に帯電される。次
に第９図に示すように、転写チャージャ８により用紙の
背後から帯電がなされて第２のトナー像が用紙に転写さ
れる。次に第１０図に小すように、定着ローラ１０によ
って転写されたトナー像が用紙に定着され印刷工程が完
了する。

以上第７図から第１０図までの印刷工程によって複製画
像が得られる。この印刷工程では感光体ベルト１４の移
動スピードは全て５００ｍｍ／ｓである。

上述した記録装置の第１の現像器及び第２の現象器に下
記に述べる方法で製造した磁性トナーＴ１、Ｔ２を収容
することにより画像形成を行なった。

まず磁性トナー丁１の製造方法を述べる。

エポキシ樹脂３４重量部、カーボンブラック６重量部、
バリウムフェライト４０重量部、マグネタイト２０重ａ
部を加圧式ニーダ−で混練し冷ｕｌ後ハンマーミルで粗
粉砕する。次にジェットミルで微粉砕し風力分級装置を
用いて分級し、粒ｉ￥５〜２０μ七の磁性トナーＴ１を
１９だ。

第１２図には上記磁性トナーに磁性体として用いられた
バリウムフエライ１〜のヒステリシス・ループを示した
。図から読取れるように、この磁性体の保磁力は１７５
０エルステツド、残留電荷が約４０ｅｎ＋ｕ／ｇになっ
ている。第１３図には、同様に、上記磁性トナー中に含
有されるマグネタイトのヒステリシス・ループを示した
。図から読取ると、マグネタイトの保磁力は２００エル
ステツド、残留電荷は約１０エルステツドとなっている
。

次にトナーＴ２の製造方法について述べる。スチレンア
クリル共重合慴脂４４重出部とマグネタイト５０重量部
とカーボンブラン９６重酒部を加圧式ニーダ−でｆ１１
１ｉシ冷、却模ハンマーミルで粗粉砕する。次にジェッ
トミルで微粉砕し、粒径５〜２０μｌの磁性ｌ−ナーＴ
２を得た。

以上述べた方法で製造された磁性トナーＴ１゜Ｔ２を上
述の記録装置内の第１．第２のＩ！ｆ！ｌＩ装置にそれ
ぞれ収容することにより、画偉形成を行なったところ、
高速でも緻密な高画質の１ｉｊｉ像が得られた。

なお、本発明は、上記一実施例に限定されるものではな
く、像形成体としては、感光体の代わりに誘電体を用い
てもよい。また、感光体ドラム１への像露光手段として
は原稿からの反射光を照射する代わりに画像変調された
レーザービームを照射してもよい。つまり本発明は磁性
トナーで形成された画像を磁化して用いる記録装置全て
に適用され（ｑる。

［発明の効果〕 以上詳述したように、本発明によれば現像特性と磁気特
性の両立した良好な磁性トナーを提供できる。その結果
、高速で高画質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例で用いられろ電子複写機の構
造を示す模式図、第２図乃至第１０図は、電子複写機に
よる各工程を示す模式図、第１１図は、磁気潜像の現像
状態を示す模式図、第１２図及び第１３図は本発明の磁
性トナーに含有される磁性体の磁気特性を示す特性図で
ある。 ４・・・第１の現像器 ５・・・プラッシュランプ ６・・・第２の現像器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体上に静電潜像を形成する手段と、 該静電潜像を第１の磁性トナーにより現像する第１の現
   像手段と、前記第１の現像手段により現像された第１の
   トナー像を前記像担持体上に定着する手段と前記定着さ
   れた第１のトナー像上に磁気潜像を形成する手段と、前
   記磁気潜像に第２のトナーを付着させる第２の現像手段
   と、該第２の現像手段により現像された第２のトナー像
   を被転写材に転写する手段とを具備する記録装置におい
   て用いられる第１の磁性トナーで保磁力の異なる２種類
   の磁性体が樹脂中に分散されていることを特徴とする磁
   性トナー。