JPH02207269A - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真複写機等の電子写真装置で用いられ
る磁性トナーに関する。

（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
製枚数が千枚程度以下では原版が占めるコストの割合が
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。

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、除電等繰返す必要かないので消費電力も
少なくて済む。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、上記記録装置には次のような不具合があ
った。即ち、マスター像（第１のトナ像）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おける静電潜
像を現像する磁性トナを用いたのでは、残留磁化および
保磁力が小さく、そのため第２の磁性トナーを引付ける
力が弱く、また、第２の磁性トナーで現像する際の現像
器の磁界によって磁気潜像が破壊されてしまい、結果と
してマスター像上に十分なトナーが付着せず、実用に供
せられる品質の画像が得られないという不具合があった
。

本発明は、上述した不具合に対してなされたもので、磁
気記録方式に基づき、従来の電子写真複写機と同様の簡
単な操作によって印刷機と同様に同一原稿から多数枚複
写が高速に行なえ、かつ低消費電力をはかることができ
る記録装置に適用でき、かつ高品質の画像が得られる新
規な磁性トナを提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するため、第１の磁性トナーに
より第１のトナー像を形成し、更に第２の磁性トナーに
より前記第１のトナー像を現像する方式の記録装置にお
いて、保磁力が３００エルステット以上更に好ましくは
６００エルステット以上の磁性材を含有する磁性トナー
を第１の磁性トナーとして用いた。

保磁力が３００エルステット以上の磁性材としてはγ−
Ｆｅ　２０３　　、　　Ｃｒ　Ｏバリウムフェライト、
鉛、Ｎｊ−Ｃｏ合金等があげられるが、保磁力が３００
エルステット以上であればよくこれに限定する必要はな
い。又前記磁性材は樹脂中によく分散して化学的に安定
であり、さらにまた１μｍ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ー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
剤か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
５μＭ〜２０μｍの粉体にして使用される。

磁性トナーに含有させるの磁性材の量はできるたけ多い
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の磁性トナーに含まれる磁性材（
３００エルステット以上）は２０〜６０重量％、望まし
くは３０〜４０重間％含有させる事によって実用を満足
する磁性トナーか得られることが判明した。尚、磁性材
として先にあげた磁性材を数種類組み合わせ混合して含
有させても良い。

また、本発明の磁性トナーの電気抵抗を１０９Ω・Ｃｍ
以下として、導電性磁性トナーとして用いることにより
、エッヂ効果のない極めて良好な画像が得られる。これ
は本発明の磁性トナーがマター材料用であるためのメリ
ットて転写材料等の静電転写を行う必要かないためであ
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） 本発明は、保磁力が３００エルステット以上の永久磁化
される磁性材を含有する新規な磁性トナーが発明の骨子
であって、第１の磁性トナーの磁気特性即ち、前述の磁
気記録装置におけるマスター像の磁気特性は第１の磁性
トナーに含有される磁性材によって決り、本発明者等が
実験により種々検討した結果、前述の磁気記録に基づく
記録装置を実現するためには、保磁力か３００エルステ
ット以上更に好ましくは６００エルステット以上の磁性
材が含有した磁性トナーを第１の磁性トナーとして用い
ることにより、強い磁気特性を有するマスター像（第１
トナー像）が得られ、第２の磁性トナーで現像する際の
現像器の磁界によって磁気潜像が破壊されることがなく
、また第２の磁性トナーを引付ける力が十分強いため、
第２の現像を良好に行うことができる。結果として高速
でも緻密で高画質の画像が得られる。

（実施例） 以下、本発明の１実施例を図面を参照して本発明をさら
に詳細に説明する。

第１図は、電子写真方式により、本発明の第１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、この磁気潜像を第２の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
造を示す図である。

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
の磁性トナーＴ（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像
定着装置５．第２の磁性トナー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■１と第２の速度■２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として１０〜５０　ｍｍ／
　ｓｅｅの速度が、第２の速度Ｖ２として５００　ｍｍ
／　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ベルト
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は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］６に巻
き取るようになっている。

第１の磁性トナーＴ（本発明の磁性トナー）が収容され
た第１の現像器４は、磁性現像装置であり、ドラム１と
の接触点において同方向で回転する非磁性のスリーブ］
７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
ドクターブレド１９とで構成されている。第２の磁性ト
ナ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の磁性トナーＴ′は、残留磁化（あるいは保磁力）
が小さい磁性材、例えばマグネタイトを含有させ、かつ
高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　ｍｍ／ｓ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１４
ａが均一に一６００Ｖに帯電される。次いて、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１４　ａ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の磁性トナーＴて現像されるが、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Ｔ、Ｔ−なる磁性ｌ・ナーを収容
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
し冷却後ノー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５〜２
０μｍの磁性トナーＴを得た。

次にｌ・ナーＴ′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Ｔ−を得た
。

第１２図には上記磁性トナー中に磁性材として含有され
たバリウムフェライトのヒステリシス・ループを示した
。図から読取るとバリウムフェライトの保磁力は１７５
０エルステツド、残留磁荷は約２５　ｅ　ｍ　ｕ　／　
ｇとなっている。第１３図には同様に上記第２の磁性ト
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エルステツド残留磁荷は約１０　ｅ　ｍ　ｕ　／
　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Ｔを第１の現像
器に、磁性トナーＴ′を第２の現像器に収容し、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。しかも、消費電力も少なくて済んだ。

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］ 以上詳述したように本発明によれば磁気特性に優れた良
好な磁性トナーを提供でき、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磁
性トナーを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１３図はすべて本発明の実施例に関するも
のであって、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
本発明の実施例で用いられた磁性トナーに含有される磁
性材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の磁性トナ
   ーにより現像する第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のト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において用いられる第１の
   磁性トナーで保磁力が３００エルステット以上の磁性材
   を含有することを特徴とする磁性トナー。