JPH02181181A - 記録装置 - 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ｌ的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複写機あるいはプリンタとして使用される記
録装置に関する。

（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
取扱いも容品である。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
加できるとともに、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
製枚数が下校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
間と時間かかかる。

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
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か極
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」二げようとすると現像速度等に無理か生
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ｌ・すにより像担持体
」二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
ター像を磁気ヘット等こより着磁して磁気潜像を形成し
、この磁気潜像を史に第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
程により記録を行なう記録装置を提案した（特開昭６３
−２９２７３）。この記録装置においては、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クネットローラを備え
ている。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枚複写するこ
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。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、上記、記録装置には次の様な大きな問題
があった。すなわち、マスター像（第１のトナー像）を
形成する第１の磁性トナーとして通常の電子写真法に適
用されているようなもの、つまり磁場中では比較的大き
な磁化をもち、磁場かない場合にはほとんど磁化をもた
ない（すなわち残留磁化か小さい）磁性トナーでは、こ
の磁性トナーによって形成されたマスター像の磁気潜像
の強度は弱い。このため、第２の磁性トナーを弓（＝Ｊ
ける力が弱く、現像の際にマスター像上における第２の
磁性トナーのイー１着か不十分となり、結果として、画
像濃度か低く実用に供せられる印刷画像か得られないと
いう問題点があった。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、電子写真方式の複写機と同等の高い濃度の画像が
得られ、また、簡単なプロセスによって印刷機と同様に
同一原稿からの多数枚複写が高速に行なうことかできる
記録装置を提供する事をヒ１的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明に係る記録装置は、像担持体上に静電潜像を形
成する手段と、この静電潜像を永久磁化が可能な磁性材
を含む第１の磁性トナーで現像する第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
前記像担持体に定青する手段と、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の磁性トナーを４８１着させる第２の現像手段と
、この第２の現像手段により現像された第２のトナー像
を被転写利に転写する手段とを具備する記録装置であっ
て、前記第１の磁性ｌ・ナーは、５０００エルステッド
の直流磁場を印加した後の残留磁化か１０　ｅｍｕ／ｇ
以上の磁気的特性を有することを特徴とする。

（作用） 本願発明者等は第１の磁性トナーの磁気的特性とこの第
１の磁性トナーから形成したマスター像の磁印刷性能と
の関係について検討した結果、第１の磁性トナーの磁気
的特性を適切に調節することによって、実用的な画像濃
度が得られることを見出した。すなわち、第１の磁性ト
ナーにおいて、５０００エルステッドの直流磁場を印加
した後の残留磁化か１０ｅｍｕ／ｇ以」二であれば、マ
スター像を着磁して得られた磁気潜像は強く、第２の磁
性ｌ・ナーて現像した際のマスター像上のトナ−付着量
を実用的な値にすることができる。なお、」二述の残留
磁化の値は１５　ｅｍｕ　／　ｇであることが一層好ま
しい。

（実施例） この発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は、この発明の一実施例に係る記録装置を示す概
略構成図である。この記録装置は、電子写真方式により
、第１の磁性トナーよりなる第１のトナー像（マスター
像）を得、これに磁気潜像を形成後、この磁気潜像を第
２の磁性トナーて現像して第２のトナー像を得、この第
２のトナー像を被転写祠に転写して記録を行なうもので
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光学系３、図示しない第
１の磁性トナーＴ１が収容された第１の現像器４、プラ
ッジャ・ランプを備えたマスター像定着装置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、転句゛チャージャ８、マスター像（第１の
トナー像）に磁気ｎｓ　＋象を形成する、磁気潜像形成
手段とじての磁気ヘッド９が順次配設されている。

トラム１の外周部には、ドラム］の外周を取巻くように
、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、その表面部分に静電感像
を形成するための感光体層１、４　ａを備えている。こ
の感光体層１４ａは、例えば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
亜鉛等の誘電体で形成されている。この感光体で形成］
４は、印刷を行なうべき原稿が変わる毎に、新たに所定
のサイズ分ずつ供給口ロール］５からドラム５上に繰り
出されるとともに、使用済の部分を巻取ロル１６に巻取
るようになっている。

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て図示矢印方向に回転
させることかできるようになっている。例えば、ドラム
５の周面の第１の速度■１としては１０−５０ｍｍ／ｓ
ｅｅ　、第２の速度Ｖ２として５００ｍｍ／ｓｅｅ以上
が選択されて駆動されるようになっている。

露光光学系３は、原稿で反射した光源からの反射光を感
光体へルー・１４に照射するものである。

磁気へツー・９は、感光体ペルー・］４の全幅に対応す
る長さを有する例えば単トラツクのヘッドにより構成さ
れるものである。この磁気ヘッド９は、図示矢印ｃｃｌ
方向に移動可能に配設されており、後述するマスター像
作成工程時は、図示矢印Ｃ方向へ移動して感光体ベルト
１４に近接するように設定され、印刷工程時は図示矢印
ｄ方向へ移動して感光体ペルー・１４から離れて待機す
るようになっている。

また、転写刊である用紙Ｐは給紙ローラー１によって給
紙され、一対のレジスト・ローラー２によってタイミン
クが取られてドラム］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。

第１の磁性トナーＴ１．（本発明の磁性トナー）か収容
された第１の現像器４は、磁性１成分現像装置であり、
ドラム１と同期して回転する非磁性のスリーブ１７とス
リーブ］７の内側に配置され、トラム１と同一方向に回
転するマグネット・ロル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２］、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の磁界か、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２２か固定配置されている。

第１のトナーＴ１は、永久磁化か可能な磁気特性を有す
る磁性材と、樹脂バインダーとを主体として構成されて
いる。第１の磁性トナーＴ１の磁性材としては、例えば
γ−Ｆｅ２０３．Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３，バリウムフェラ
イト、鉛フェライト、コバルトフェライト、ニッケルフ
ェライト等の酸化鉄系の磁性体あるいはＣｒＯ２等が好
適で、これらの物は保磁力が３００工ルステツド以上と
高く、また、残留磁化（一般には、飽和磁化、あるいは
それ以」二の外部磁場を印加後、外部磁場を取り去った
後にもつ磁化の値をいう）は３゜ｅｍｕ／ｇ以上と大き
い。

加えて樹脂中によく分散して化学的に安定であり、更に
また１μ川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、第１の磁性トナーＴＩにおけるバインダ用の樹脂
としては、定着方式によって選定されるか、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、アミドワックスなとのワックス類、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。

史にまた、第１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（例えばカーホン
・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。

第１の磁性トナーＴ１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することができ、
体積平均粒径が５μｍ〜５０μｍの粉体にして使用され
る。

第１の磁性トナーに含有させる磁性体の量は、できるた
け多い方か望ましいが、磁性トナーとしての定着性の点
で４１；！Ｉ限がある。本願発明者等がこの問題と製造
上の問題とを加味して検討した結果、３０〜７０重量％
含有させることによって実用を必定する磁性トナーが得
られることか判明した。

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。

ここで、磁性トナーの磁化について説明すると、一般に
磁化は単位体積当りの磁気モーメント（すなわち、ＣＧ
Ｓ・電磁単位では、単位はＣｌ１ｌｕ）で定義されるか
、磁性粉、あるいは磁性トナーの場合は、単位重さ当り
の磁気モーメントとして一般に用いられている（単位は
ｅｍｕ／ｇ　）。一方磁性トナの残留磁化は一般には直
流磁場（静磁場）中で磁気モーメントを測定する振動容
量型磁力計を用いて求められる。

本願発明者等は種々検討重ねた結果、後述するマスター
像を磁気ヘッドによって着磁する場合の磁気ヘットに発
生させる磁場が、５、Ｏｏｏエルステッド程度が、前述
の磁性材にとって好適であり、さらに、このマスター像
を成形する第１の磁性トナーの場合は、５０００エルス
テッドの直流磁場を印加した後の残留磁化の値か、マス
ター像の磁気印刷性能を決めることを見出した。そして
、この残留磁化の値が１０ｅｍｕ／ｇ以上、好ましくは
１５ｃｍｕ／ｇ以上であれば良好な磁気印刷特性を得る
ことかできる。

第２の磁性トナーＴ２は、残留磁化（あるいは保磁力）
か小さい磁性材、例えばＦｅ３Ｏ４等を含有する、高抵
抗の磁性ｌ・カーである。

次に、以上のように構成される記録装置の動作について
、第２図から第１０図を参照しながら詳細に説明する。

この記録装置におけ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。先ず、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は速度Ｖ１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１４ａが均一に一６００Ｖに帯電される。次いで
、第３図に示すように、光学系３によって像露光が施さ
れ、光が照射された部分の電荷か消滅して感光層１４ａ
上に画像に応じた静電潜像か形成される。

こうして得られた静電潜像は第４図に示す如く、第１の
磁性トナーＴ１で現像されるか、第１の磁性ｌ・カーＴ
１は、導電性磁性トナーであって、感光層１４ａの潜像
電荷によってこの第１の磁性トナーＴＩ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１．４　ａの上で熱定着される
。このようにして感光体ヘルド］４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、磁気潜像か形成される。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
の巻線２３は交番する方形波の駆動電圧か印加され、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。なお、このマスター像作成工程では、感光体ベ
ルト］４の移動スピードは全て例えば５０ｍｍ／ｓのス
ピードで順次連続して行なわれる。

次に印刷］−程について説明する。先のマスク像作成工
程かドラム１周分に亘って行われた後、ドラムを速度Ｖ
２で高速回転させながら印刷工程を実施する。先ず、第
７図に示すように、磁気潜像か形成されたマスター像５
２には第２の磁性トナーＴ２が磁気吸引によって付着し
、このマスク像５２上に、このマスター像と同一な第２
のトナー像５３が得られる。ぞに第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
のトナー像５３が形成される工程について第１１図を参
照して詳細に説明する。マスター像は磁気ヘッド９が発
生ずる交番磁界によって一定のピッチで磁化方向か交互
に逆向きに磁化されている。そして、磁化転移部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
は磁化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近傍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。

このような第２のトナー像５３は、第８図に示すように
、マイナス極性に一様に帯電され、次いで第９図に示す
ように、転写チャージャ８により］６ 用紙の背後から帯電かなされて第２のトナー像が用紙に
転写され、更に第１０図に示すように、定着ローラ］０
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例えば５００ｍｍ／ｓで
ある。

上述した記録装置の第１の現像器及び第２の現像器に下
記に述べる方法で製造した磁性トナーＴｌ、Ｔ２を収容
して画像形成を行なった。

まず磁性トナーＴ１の製造方法を述べる。

エボキン樹脂３６重量部、カーボンブラック４重量部、
バリウムフェライト６０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て分級し、粒径５〜２０
μｍの磁性トナーＴ１を得た。

第１２図には上記磁性トナーのヒステリシス・ループを
示した。この図から読取れるように、この磁性トナーの
保磁力は１７５０エルステッド。

］７ 残留磁化が約２５　ｅｉｕ／ｇになっている。

次にトナーＴ２の製造方法について述べる。スチレンア
クリル共重合樹脂５４重量部とマグネタイト４０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。

第１３図には、上記磁性トナーＴ２のヒステリス・ルー
プを示した。この図から読取れるように、この磁性トナ
ーの保磁力は２００エルステッド、残留磁化は約５　ｅ
ｍｕ／ｇとなっている。

以上述べた方法で製造された磁性トナーＴｌ。

Ｔ２を上述の記録装置内の第１．第２の現像装置にそれ
ぞれ収容することにより、画像形成を行なったところ、
高速であっても、ち密であり、且つ高濃度の画像が得ら
れた。

第１４図は、第１の磁性トナーＴ１に含有される磁性材
の種類及び含有量を種々変えることによって、５０００
エルステッドの外部磁場印加後の残留磁化が種々光なる
第１の磁性トナーＴ１を得、画像形成を行なった場合の
、第１の磁性トナーＴ１の残留磁化と印刷画像の濃度の
関係を示すグラフである。この図から、残留磁化が１０
　ｅｍｕ／ｇ以上、好ましくは、１５　ｅｍｕ／ｇ以上
あれば、実用的な濃度の画像が得られることが確認され
る。

なお、この発明は、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、静電記録方式によって静電潜像を形成してもよい。

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サービ
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
得る。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、高い濃度でか
つ均一で鮮明な画像が得られ、従来の電子複写機と同様
の簡単な操作によって印刷機と同様に同一原稿からの多
数枚複写か高速に行え、かつ低消費電力を図ることかで
きるとともに、均１つ −で鮮明な画像を得ることのできる記録装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

図面は全てこの発明の実施例に関するものであり、第１
図は記録装置の構成を示す概略図、第２図乃至第１０図
は記録工程を説明するための図、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
の記録装置に適用される磁性トナーの磁気特性を示す特
性図、第１４図は第１の磁性トナーの残留磁化と印刷画
像の濃度の関係を示すグラフである。 ４・・・第１の現像器、５・・・フラッシュ定着器、６
・・第２の現像器、９・・・磁気ヘッド（敷き潜像形成
手段）、］４・・・感光対ベルト（像担持体）、ＴＩ・
・・第１の磁性トナー　Ｔ２・・・第２の磁性トナー　
５２・・・マスター像（第１のトナー像）、５３・・第
２のトナー像。 出願人代理人　弁理士　鈴江武繍 ｂく α）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上に静電潜像を形成する手段と、この静
   電潜像を永久磁化が可能な磁性材を含む第１の磁性トナ
   ーで現像する第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の磁性トナーを
   付着させる第２の現像手段と、この第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であって、前記第１の磁性トナー
   は、５０００エルステッドの直流磁場を印加した後の残
   留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以上の磁気的特性を有すること
   を特徴とする記録装置。