JPH02120749A - 現像剤 - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機等の電子写真装置で用いられる現
像剤に関する。

（従来の技術）・ 従来、原稿を複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、複写作業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
稿がら原版を作り、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・つくったのちは高速
度で印刷できるとともに、同一原稿からの複製枚数が多
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
複製枚数が千秋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、
しがち原版を作る工程が必要であるため作業の段取りに
手間と時間がかがる。

一方、電子複写機は１枚の原稿を１枚複写するたびに帯
電や露光、現像、除電等のプロセスを繰返すため、同−
原：稿からの複写枚数が増えても１枚当りの複写コスト
は安くならないし、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、より印刷に肉薄
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着磁して磁気潜像を形成する
マスター像形成工程とこの磁気潜像をさらに第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の第１の現像装置
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電荷を有し
、反対に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電荷をわずかし
か持たない。もし、上述の記録装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
像スリーブに付着する力が弱いため、スリーブの回転に
よりトナーが飛散するという不具合が生じる。逆に保磁
力の大きい磁性体を含んだ磁性トナーを用いると、スリ
ーブに対する付着力は強いが、スリーブから静７１！潜
像へのトナーの搬送供給が不十分となるという不具合が
生じた。

（発明が解決しようとする課ｆ＋） 以上詳述したように、従来の磁性現像剤では、現像スリ
ーブへの付着力が強く、しかも、現像スリーブから静電
潜像へのトナーの搬送、供給が良好な特性を示さないた
め、良好なマスター像を得ることができないという不具
合が生じた。

本発明は、上記課題を解決し、現像スリーブへの付着力
が強く、しかも、現像スリーブから静電潜像への搬送、
Ｏ（給が良好な磁性現像剤を供給することを目的とする
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の現像剤は、保磁力の異なる２種類の磁性体をそ
れぞれ含有する２種類の磁性トナーを混合してなること
を特徴とする。

さらに前記現像剤に用いられる２種類の磁性トナーに各
々含まれる２種類の磁性体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こ
とが判った。すなわち、保磁力が３００工ルステツド以
上の磁性体を含有するトナーと保磁力が３００エルステ
ツド以下の磁性体を含有するトナーとを混合した現像剤
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７−Ｆｅ　２　ｏ、　、　Ｃｒ　０２　＋
バリウムフェライト、鉛、Ｎ１−Ｃｏ合金等があげられ
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、Ｃｏあ
るいはＮ１の金属、酸化物。

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、さらにまた１μ■以下
の微粒子状のものに容易になし得るものが望ましい。

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、定着方式によりて選定されるが、例えばエチ
レン−酢酸ビニル共重合体、カルナパルワックス、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、エポキシ、ポリエステル。

ポリアミド、アクリル酸又はメタクリル酸と長鎖アルキ
ルアクリルレート、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共重合体等があげられる。

さらにまた、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５μａｌ〜２０μ調の粉体にして使用される。

磁性トナーに含有させる２種類の磁性体の量は、２種類
ともできるだ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の磁性トナー
に含まれる磁性材（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の磁性トナーに含まれる磁性体（３００エルステツド
以下）については１０〜６０重量％、望ましくは２０〜
３０重量％含有させる事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） 本発明の現像剤は、保磁力の大きな磁性トナーと保磁力
の小さな磁性トナーの混合によりなるため、現像スリー
ブへの付着力が強く、しかも現像スリーブから静電潜像
へのトナーの搬送、供給が良好である。つまり、保磁力
の大きな磁性トナーが２成分現像剤におけるキャリアの
ような働きをするため、良好な画像形成が行える。

（実施例） 以下、本発明の現像剤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、本発明の現像剤からな
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
。

第１図において、ドラム１の周囲には、帯電チャージャ
２．静電潜像形成のための露光ランプ３゜図示しない第
１の現像剤Ｔ（本発明の現像剤）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像定着装
置、５．第２の現像剤Ｔ″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
を着磁するための磁気ヘッド９が順次配設されている。

露光ランプは、原稿に照明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
給紙ローラ１１によって給紙され１対のレジスト−ロー
ラによってタイミングが取られてドラム１へ案内される
ようになっている。図中１３はターン・ローラ、１０は
用紙Ｐにトナー像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■１として１０〜５０ｆｆｌｌ
／ｓｅｃの速度が、第２の速度Ｖ２として５００　ｍａ
ｄ／　ｓｅｅ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ヘルド
１４が設けられている。この感光体ベルト１４は、静電
潜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
長増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　ｉｔ、印刷を行なうべき原稿が変る毎に、新たに
所定のサイズ分ずつ供給ロール１５からドラム１上に繰
り出されるとともに、使用済の部分を巻き取りロール１
６に巻き取るようになっている。

第１の現像剤Ｔ（本発明の現像剤）が収容された第１の
現像器４は、磁性現像装置であり、ドラム１と接触点に
おいて同方向で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の磁性現像剤Ｔ′
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・ソト・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
さくするために、Ｎ極とＳ極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の磁性現像剤Ｔ′は、残留磁化（あるいは保磁力）
が小さい磁性材、例えばＦｅ　３０４等を含有させ、か
つ高抵抗の磁性現像剤である。

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置（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
像形成工程は、第２図において感光体ベルト１４は速度
５０　ｔａｍｅｓで図示矢印方向に回転移動していて、
帯電チャージャ２によって感光体ベルト１４の感光層１
４ａ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潜像は第４図に示す
如く、第１の現像剤Ｔで現像されるが、この本発明の磁
性現像剤である第１の現像剤Ｔは導電性現像剤であって
、感光層１４ａの潜像電荷によってこの第１の現像剤Ｔ
には電荷が誘起されて帯電し、クーロン力によって感光
層１４ａ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。このよう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Ｔからなる第１のトナー像５１
には、第６図に示す如く、磁気ヘッド９により一定の記
録ピッチで着磁され、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、前面ギャップは２０μｍになっている。磁
気ヘッドの巻き線２３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。

上述した記録装置の第１の現像器及び第２の現像器に下
記に述べる方法で製造したトナーＴ、。

Ｔ２よりなる現像剤を収容することにより画像形成を行
なった。

まず現像剤Ｔ、の製造方法を述べる。

エポキシ樹脂５４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重量部を加圧式ニーダ−で混練
し冷却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七分級し、粒径５〜２０
μＩの磁性トナーＴ１を得た。

第１２図には上記磁性トナーに磁性体として用いられた
バリウムフェライトのヒステリシス・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１７５０
エルステツド、残留電荷が約４０ｅｍｕ／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。図が
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。

上述した磁性トナーを第１１図に示す電子複写機に用い
て画像形成を行なった。

次にトナーＴ２の製造方法について述べる。スチレンア
クリル共重合樹脂４４重量部とマグネタイト５０重量部
とカーボンブラック６重量部を加圧式ニーダ−で混練し
冷却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、粒径５〜２０μｍの磁性トナーＴ２を得た。

以上述べた方法で製造された磁性トナーＴ、とＴ２を１
：１の比で混合して第１の現像剤Ｔとして第１の現像器
４に収容し、磁性トナーＴ２を第２の現像剤Ｔ゛とじて
第２の現像器に収容することにより、画像形成を行なっ
たところ、高速でも緻密で良好な画像が得られた。

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
てに適用される得る。

［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
の両立した良好な現像剤を提供でき、その結果、高速で
高画質の画像が安定して得られ、しかも消費電力も少な
くて済む現像剤を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例で用いられる電子複写機の構
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 ９・・磁気ヘッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体に静電潜像を形成する手段と、前記静電潜像を
   第１の現像手段により現像する第１の現像手段と、前記
   第１の現像手段により得られた第１のトナー像を定着す
   る定着手段と、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、該磁気潜像を第２の現像手段に
   より現像する第２の現像手段と、前記第２の現像手段に
   より得られた第２のとナー像を被転写材に転写する転写
   手段とからなる記録装置の前記第１の現像手段で用いら
   れる現像剤で保磁力の異なる２種類の磁性体を各々含有
   する２種類の磁性トナーを混合して得られる現像剤を用
   いることを特徴とする現像剤。