JPH0374391B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異なる二色のトナーを使用して画像を
記録するプロセスにおける現像方法に関する。

近年コンピユーターフアクシミリ等の普及につ
れデータをアウトプツトするプリンターの機能に
対する要望が高くなつて来た。その一つとして、
プリンターによりプリントウトされた文書が単に
黒色のみならずその他に例えば赤色をも加えた二
色であるようにして、利用性の向上及びユーザー
の注意の喚起を計りたいとする要望がある。従
来、このような二色プリンターのための種々な電
子写真式プロセスが提案されているが、それらは
二色のトナーが混色しやすいという欠点を有して
いた。その原因は、それらプロセスに用いる現像
器が鉄粉をキヤリアとしこれにトナーを約10重量
パーセント混ぜた二成分現像剤を使用するいわゆ
る二成分現像器であり、特に二色目を現像する第
２現像器が二成分現像器であるときには、それが
感光体を摺擦する際に第１現像器で形成した一色
目のトナー像をこすり落してしまうこと、又、キ
ヤリアが劣化した場合や現像剤中のトナーの割合
がくずれてきた場合には、第１、第２の現像器の
いずれにおいても感光体にトナーが付着しにくく
なると共に、第２現像器で感光体を摺擦する時に
一色目のトナー像が損なわれやすくなることにあ
る。

本発明は前記欠点を防止し、異なる二色のトナ
ーを用いて第１及び第２現像工程を順次行う時、
各トナーが混色することを防止する新規な二色現
像方法を提供することを目的とし、その特徴は、
第１及び第２現像工程のいずれも現像剤劣化の無
い磁性トナーよりなる一成分磁性現像剤を使用す
るジヤンピング現像とし、第２現像工程で用いる
磁性トナーの磁気双極子モーメントを第１現像工
程で用いる磁性トナーのそれよりも大きくしたこ
とにある。

以下本発明の実施例につき説明する。

第１図は本発明を適用し得る画像記録装置の一
例を示す断面模式図である。第２図ないしは
第１図の該画像記録装置で行われる下記の工程
（）ないし（）における像担持体（感光体）
の表面電位を夫々示しており、横軸は感光体表面
部位、縦軸は感光体表面電位を示している。感光
体１は導電性基層上に光導電層を設けてなる所謂
カールソン型感光体をドラム状にしたものであ
り、矢印方向に回転する。光導電層としてはSe，
ZnO₂，OPC等の任意適当な光導電性物質が使用
可能であるが、本例ではSeを使用する。

工程（）ではコロナ放電器２により感光体１
の表面を一様帯電する。帯電は、Seの帯電許容
レベルまでなされる。一様帯電による感光体表面
電位V_pは図示例では約1000Vである。

工程（）では、この一様帯電した感光体表面
に、第１光情報照射として被記録画像のうち黒色
でプリントするべき部分以外の部分について光を
照射する（第１図中の３）。この光照射の強度は
該光照射を受けた感光体表面の部分の電位が次の
工程（）での中間電位V_S以下の電位（第２図
では略零）まで下るに十分なものとする。上記
光照射は原稿の透過光もしくは反射光、又は画像
情報信号で変調されたレーザー光走査、CRTス
ポツト走差もしくはLEPアレー等の発光素子の
光などを用いて行うことができる。

第１光情報照射を受けた感光体は、工程（）
において、制御用コロナ放電器１１により前記コ
ロナ放電器２と同極性の正のコロナ放電を施さ
れ、これにより、工程（）で光照射を受けた感
光体表面の部分は約500Vの正の中間電位V_Sとな
る。この制御用コロナ放電器は制御グリツドを有
し、この制御グリツドには中間電位V_Sに相当す
る電圧が印加されているものであつて、感光体１
の感度の変動や光情報照射光強度の変動などの不
所望な変動要因を補償し安定した良好な画像形成
を可能とするものである。このとき、第１光情報
照射工程即ち工程（）において光照射を受けな
かつた感光体表面の部分の電位は約1000Vであ
り、これは該感光体表面の部分と制御用コロナ放
電器１１の制御グリツド間に正のコロナ放電を制
御する電界が形成されるのでそのまま維持され
る。

次に工程（）において、感光体表面に、第２
光情報照射として、被記録画像のうち赤色でプリ
ントさるべき部分につき光を照射する（第４図中
の４）。この光照射の強さは、該光照射を受けた
感光体表面の部分の電位が十分に低い値（本例で
は約＋100V）まで下るに足るものとする。

以上のようにして、上記中間電位V_Sに対して
相対的に正の電位を有し黒色でプリントさるべき
画像部分に対応する第１潜像、及び該中間電位に
対して相対的に負の電位を有し赤色でプリントさ
るべき画像部分に対応する第２潜像が感光体１の
表面に形成される。

この感光体は次に工程（）として第１現像器
５により、次いで工程（）として第２現像器６
により現像即ち顕像化される。これら現像器の現
像スリーブはいずれも前記中間電位V_Sに相当す
る現像バイアス電圧が印加されており、そして第
１現像器５は負に帯電した黒色トナーを、また第
２現像器６は正に帯電した赤色トナーを用いる。
よつて感光体１の表面には、第１現像器５による
工程（）では前記第１潜像に対して黒色トナー
が、また第２現像器６による工程（）では前記
第２潜像に対して赤色トナーが付着し、中間電位
V_S部にはいずれのトナーも付着しない。

このように現像された感光体は次いでコロナ放
電器７でトナーの極性を揃えられた後、そのトナ
ー像が転写用コロナ放電器８により転写紙９に転
写される。これにより転写紙９は白い地色の紙上
に黒と赤の二色でプリントされた記録画像を与え
る。一方、転写後の感光体は、クリーニングブレ
ード１１で表面残留トナーが除去された後、反復
使用される。

なお上記画像記録プロセスは、第１潜像を赤色
画像部分に、また第２潜像を黒色プリント画像部
分に対応させるように形成し、第１現像器に赤色
トナーを、第２現像器に黒色トナーを用いてこれ
ら潜像を夫々現像するようにしても、同様に二色
プリント画像を記録し得る。

次に上述の画像記録プロセスに適用した場合の
本発明による現像方法の実施例を第３図を用いて
説明する。同図において、５及び６は第１図中の
第１現像器５及び第２現像器６に夫々相当する現
像器である。本実施例では現像器５及び６のいず
れも、主成分がマグネタイトの如き磁性体と樹脂
とから構成されている磁性トナーであつてキヤリ
ヤ鉄粉を含まない一成分磁性現像剤を用いてジヤ
ンピング現像を行うものである。但し現像器５の
磁性トナーは現像器６の磁性トナーよりも磁気双
極子モーメントが小であり、且つ本実施例では前
者は黒色、後者は赤色である。１１及び１２は
夫々現像器５，６内の上記トナーに接するスリー
ブを示し、感光体１と約300μの距離を離して相
対しており感光体の移動方向に沿つてその移動速
度と略等しい周速で回転する各スリーブ１１，１
２の内部には少なくとも感光体と相対する位置に
現像磁極N₁を有する磁石１５が設けられている。
１３，１４はトナーコーテイングブレードであり
硬度約60゜のウレタンブレードが使用され、該ブ
レードによりスリーブ１１，１２上には60〜80μ
厚にトナーがコーテイングされる。なおトナーが
安定にコーテイングされるようにスリーブ表面に
はR_Z＝１〜2μの凹凸が形成されている。トナー
コーテイング手段としては、他に例えば回転ロー
ラー、ブラシローラー、磁性体ブレード等を使用
することができる。なお、R_Zは表面あらさを表
わす値で、基準長さ（0.25mm）のあらさを測定し
てその断面曲線を描き最も高い山から３番目の山
と最も深い谷から３番目の谷との間の距離をμm
で表わしたものである。

このコーテイングの過程でトナーには、スリー
ブ表面から摩擦電荷が与えられる。前述の第１図
及び第２図で説明した潜像形成プロセスに適用す
る場合には、第１現像器５の磁性トナーには負、
第２現像器６の磁性トナーには正の極性の電荷が
与えられるように夫々の現像剤のトナー材質及び
荷電制御剤が選定される。もちろんスリーブ上の
トナーコーテイングにコロナ帯電器などを用いて
直接に如上の電荷を与えてもよい。各スリーブ１
１，１２にコーテイングされたトナーは、次いで
スリーブの回転に伴い現像部（感光体と近接した
位置）に至り、感光体表面電位に応じてスリーブ
から感光体表面にジヤンプして付着することによ
り、前述の第１及び第２の各潜像を現像する。こ
の場合、各現像器には各スリーブ１１，１２内で
感光体に対向する部位に現像電極が設けられてお
り、この各現像電極には後述の現像バイアス電圧
が印加されている。

第２現像器に使われるトナーの磁気特性、特に
トナーの磁気モーメントは第１現像器に使われる
トナーの磁気双極子モーメントより大きな値とな
るように、トナー中のマグネタイト含有量を決定
することが重要である。本実施例に於いては第１
現像器のトナーのマグネタイト量は樹脂分を100
部としたとき25〜40部とし、また第２現像器のそ
れは50〜100部としている。

又、夫々の現像器のおける磁石１５は、第２現
像器のスリーブ表面磁束強度を第１現像器のそれ
よりも弱く設定することが重要である。本実施例
に於いては、磁石１５は異方化着磁されたストロ
ンチウムバリウムフエライトを使用し、これをス
リーブ内面に近接して設けて、第１現像器５のス
リーブ表面での磁束強度を約1400Gとし、又第２
現像器６のスリーブ表面でのそれを約半分の
700Gとするように設計した。

以上の磁性トナーは各現像器の作動時に、両者
共似た現像特性を示す。スリーブ表面の磁性トナ
ーに働く磁気的な吸着力、言い換えれば、磁性ト
ナーを針状のブラシに形成せしめてかつスリーブ
上に拘束する力ＦはＦ＝Ｍ∂H／∂xで表わされる。こ こに、Ｈは磁界の強さ、ｘはスリーブの半径方向
にとつた距離、Ｍはトナーの磁気双極子モーメン
トであり、Ｍはほぼトナーのマグネタイト含有量
に比例する。∂H／∂xはスリーブ表面から離れる
に従つて磁界が減衰する割合を示し、一般にはス
リーブ表面の磁束強度に比例する。これより各現
像器において磁性トナーに働く磁気的な力Ｆは、
各現像器ともほぼ等しい関係となる。

又、磁性トナーを用いたジヤンピング現像では
各現像器５，６とも、感光体とスリーブ表面との
距離を前記の如く約300μに保ち、夫々現像電極
に周波数が約600〜1200Hz、ピーク値間電圧
V_ppが1000〜1500Vの交流電圧と、直流電圧V_DCと
を重畳した現像バイアス電圧を印加しトナーを感
光体とスリーブ間で激しく往復動させ感光体面に
付着させやすくする（仮にこの効果をトナーの活
性化と呼ぶ）必要がある。上記実施例では現像バ
イアス電圧の交流分を＝1000Hz、V_pp＝1200V
とし、直流分V_DCを＋500Vとする。（なお交流バ
イアスについては本出願人の出願に係る特開昭55
−18657に詳述されている。）このように磁性体ト
ナーに磁界中で交番電界を作用させることの利点
としてトナーを容易に活性化できる効果がある。
すなわち磁気的に針状ブラシを形成したトナーに
はスリーブ表面との間の鏡映力は全んど作用せず
比較的低い交番電界でトナーを活性化することが
できる。

さて前述した磁性トナー条件、スリーブ表面磁
束条件および現像バイアス条件のもとで第１現像
器による第１現像及び第２現像器による第２現像
を行うと、二色にプリントされた画像記録を得る
ことが可能となる。これについて説明すると、ま
ず第１現像が行なわれ感光体表面には第１の潜像
部分に比較的マグネタイト量の少ない、従つて磁
気双極子モーメントの比較的小さいトナーが付着
する。次いで第２現像が行なわれ感光体表面には
第２の潜像部分に第１トナーのそれの約２倍量の
マグネタイトを含む、従つて磁気双極子モーメン
トが約２倍である第２のトナーが付着する。この
第２現像の時、現像磁界の作用により第２のトナ
ーは、スリーブ表面への十分な磁気拘束力を受け
つつブラシ状に形成される。一方感光体表面に付
着している第１のトナーに働く磁気力は第２のト
ナーに働くそれの約1/2であり、そのほとんどの
第１トナーは、第２現像器のスリーブに転移する
ことなく感光体表面に付着したままとなる。又第
２現像の時に、スリーブと感光体との間には交流
電界が印加されているが、第２トナーはスリーブ
上でブラシ形成されているので交流電界により容
易に活性化されるのに対して、感光体に付着して
いる第１トナーは、ブラシ状に形成される力も弱
く交流電界で容易に活性化されることもないた
め、感光体上に付着した状態を保つことができ
る。

以上説明したように、本発明によれば、異る二
色で夫々プリントさるべき画像部分に対応する第
１潜像及び第２潜像を夫々顕像化する第１現像工
程及び第２現像工程がいずれも磁性トナーよりな
る一成分現像剤を用いるジヤンピング現像である
ため画像濃度低下のない二色の記録画像を得るこ
とが可能になり、又、第１現像工程に用いるトナ
ーの磁気双極子モーメントを第２現像工程で用い
るトナーのそれよりも小さくしているため、第１
現像で形成されたトナー像が第２現像時に乱され
ることも少なく混色のない安定した記録画像を得
ることが可能となるものである。

なお実施例の説明は、二つの反対極性の潜像の
場合に限つたが、同極性の二つの潜像の場合にも
トナーの磁気双極子モーメントの選定により、本
発明の現像方法は有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像方法を適用し得る画像記
録装置の一例の模式断面図、第２図ないしは
第１図の画像記録装置で行われる工程での感光体
表面電位を示す図、第３図は本発明の現像方法を
実施する現像装置の一例を示す模式断面図であ
る。 １：感光体、２：コロナ放電器、３：第１色画
像部分に対応する光照射、４：第２色画像部分に
対応する光照射、５：第１現像器、６：第２現像
器、７，８：コロナ放電器、９：転写材、１０：
クリーニングブレード、１１：制御用コロナ放電
器、１１，１２：現像スリーブ、１３，１４：ト
ナーコーテイングブレード、１５：磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 像担持体に形成された第１静電潜像を第１現
   像器で、像担持体に形成された第２静電潜像を第
   １現像器とは異なる色のトナーを用いる第２現像
   器で順次現像して像担持体上に二色画像を得る二
   色現像方法に於いて、第１現像器の現像剤支持部
   材は、これと像担持体の間隙よりも薄い第１の一
   成分磁性現像剤層を支持して、この現像剤支持部
   材内に像担持体と相対して配置された第１の磁極
   による磁界中で、像担持体に対面させ、第２現像
   器の現像剤支持部材は、これと像担持体の間隙よ
   りも薄い第２の一成分磁性現像剤層を支持して、
   この現像剤支持部材内に像担持体と相対して配置
   された第２磁極による磁界中で、像担持体に対面
   させ、第２の一成分磁性現像剤のマグネタイト含
   有量割合は第１の一成分磁性現像剤のそれよりも
   大とし、第２磁極の磁束強度は第１磁極のそれよ
   りも小としたことを特徴とする二色現像方法。