JPH04326371A - カラー画像記録方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電潜像を利用してカ
ラー画像を記録する方法に係り、特に潜像担持体上に既
に形成されている可視像（トナー像）を乱すことなく現
像してカラートナー像を得るカラー画像記録方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法を利用したカラー記録
方法としては、例えば、潜像形成手段、感光体、現像手
段、転写手段からなる単色ユニットをｎ色分用意して、
各々のユニットを紙が移動することにより、単色が順次
転写されて、最終的にカラー画像が得られる、いわゆる
順次転写法が知られている。この方法は、複写速度が単
色複写と同等にすることが可能であるが、装置が極めて
大形化するという欠点がある。一方、装置の小型化の観
点から、１個の感光体と、その感光体に圧接した転写ド
ラムを用いて、潜像形成、現像、転写をｎ色分繰返す、
いわゆる重ね転写法（転写ドラム法）が知られているが
、ある程度、装置の小型化が可能な反面、複写速度が１
／ｎになって遅くなるという欠点を有している。重ね現
像法は１つの感光体に、２値若しくは３値の静電潜像を
形成し、これ等２値若しくは３値の潜像を有する感光体
の第１潜像を第１の現像機で現像した後、引き続いて感
光体上の第２の潜像を第２の現像機で現像して、最終的
に形成されたトナー像を一度に転写させてカラー画像を
得るものであるが、この方法は、装置の小型化と共に複
写速度も極めて速いので有効である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な重ね現像法においては、第２の現像工程以降では、既
に第１の現像工程により、トナー像が担持された感光体
が再度現像剤により摺擦されることになるため、第１の
現像工程により形成されているトナー像は、２段目以降
の現像工程により著しく乱されることになる。結果とし
て、最終的に得られるカラー画像は、著しく乱れたカラ
ー画像となるという欠点を有している。したがって、重
ね現像法を用いた画像形成法においては、前段のトナー
像を乱すことなく、如何に後段の現像を実施するかが極
めて重要な課題となっている。感光体上のトナー像を乱
すことなく現像する方法としては、後段の現像工程を一
成分非接触現像によって行うことも考えられるが、一成
分非接触現像は高速化することが難しく、この点からは
キャリアーとトナーとからなる二成分現像剤を用いるこ
とが好ましい。

【０００４】しかしながら、磁気ブラシ現像法を使用す
る場合、マグネットロールを内部に有する非磁性スリー
ブ上に二成分現像剤を担持させて、磁気ブラシで潜像を
摺擦して現像を行うが、前記した重ね現像法においては
、前段の現像工程により形成されるトナー像は、後段の
現像工程において、磁気ブラシの穂先がトナー像を摺擦
してしまうことにより、乱れてしまう。この様な問題点
を解決するものとして、特開昭６０−１２６６６５号公
報に、粒子径が５０μｍ以下の磁性キャリアをトナー粒
子と混合した二成分現像剤を使用するカラー現像方法が
提案されている。しかしながら、キャリアの小粒子化に
より像乱れ現象は改善されるが、粒子径が小さくなるほ
ど、キャリアが現像装置から感光体表面に移行する、い
わゆるキャリーオーバー現象が激しくなる。キャリーオ
ーバー現象を回避するためには、磁気力を高める必要が
あり、そのためにはキャリア粒子の粒径をある程度大き
くすることが必要になる。したがって、キャリアの粒子
径を規定するだけでは充分満足のいく結果は得られない
。また、キャリアの比重に着目した試みもあるが（特願
昭６１−２７２７９号）、満足のいく結果が得られない
場合があった。

【０００５】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものである。したがって、本発明の目的は、二成
分現像剤を使用しても、既に存在するトナー像を乱して
しまうことなく現像を行うことができるカラー記録方法
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、二成分現
像剤を用いた磁気ブラシ現像機を使用して、検討した結
果、二成分現像剤に用いるキャリアの形状が、上記トナ
ー像の乱れに対して重要な因子となっていることを見出
だし、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、潜
像形成手段により、潜像担持体上に静電潜像を形成する
静電潜像形成工程と、形成された静電潜像を二色以上の
異なるトナーにより顕像化する現像工程と、転写工程と
よりなり、該潜像形成工程と現像工程のうちの少なくと
も現像工程を複数回繰返して実施した後、顕像化したカ
ラートナー像を転写材に転写するカラー画像記録方法に
おいて、複数回の現像工程のうちの少なくとも第２回目
以降の現像工程において用いる現像剤が、トナーと磁性
キャリアとよりなり、該磁性キャリアが、結着樹脂と磁
性粉を主成分とする溶融物を噴霧し、冷却固化すること
によって形成された粒子よりなるか、又は該粒子の表面
に被覆層を設けてなるものであることを特徴とする。

【０００７】以下、本発明のカラー画像記録方法を図面
を参酌して説明する。図１は、本発明を実施するために
用いるカラー画像記録装置の一例であって、２値潜像の
形成によってカラー画像を形成する場合を示す。図１に
おいて、１は帯電器、２ａは第１露光手段、３ａは第１
現像手段、２ｂは第２露光手段、３ｂは第２現像手段、
４は転写コロトロン、５は除電コロトロン、６はクリー
ナー、７は光除電器、８は記録紙、９は転写前コロトロ
ン、１０は感光体ドラム、１０ａは感光層である。

【０００８】感光体ドラム１０は、矢印の方向に回転し
ている。まず、帯電器１により、感光体ドラム１０の表
面の感光層１０ａは一様に帯電される。次いで、第１露
光手段２ａにより第１色に対応した画像情報に応じた光
照射が行われ、感光体上に第１色に対応した静電潜像が
形成される。なお、露光手段は任意のものが選択可能で
ある。次いで、第１露光手段によって形成された第１の
静電潜像を有する感光層１０ａに、第１現像手段３ａに
より、第１の色に応じたトナーを供給して、顕像化する
。この際、現像バイアスは、正規現像を行うか、反転現
像を行うかによって選択される。

【０００９】続いて、第２露光手段２ｂにより第２の色
に対応した画像情報に応じた光照射が行われ、感光層１
０ａ上に第２の色に応じた静電潜像が形成される。露光
手段及び書き込み方式は任意である。次いで、第２露光
手段で形成された第２の静電潜像を有する感光層１０ａ
に第２現像手段３ｂにより、第２の色に応じたトナーを
供給して顕像化する。この際、現像バイアスも任意に選
択することができる。転写前コロトロン９は、転写前に
感光体に担持されている第１トナー及び第２トナーの極
性を揃えるために使用されるが、これも特定プロセスに
おいては省略可能である。第１トナー像及び第２トナー
像は、記録紙８に転写コロトロン４によって転写される
が、静電転写以外の手段を用いて転写してもよい。記録
紙は次いで図示しない定着部で定着される。又、転写部
を通過した感光体は、再使用のために除電コロトロン５
、クリーナー６及び光除電器７によってクリーニングが
行われる。

【００１０】上記第１及び第２露光手段としては、通常
の複写機に用いられているような光照明手段、原稿走査
手段及び結像光学系からなるものの、画像情報に応じて
光変調可能な光書込み装置、例えばレーザー書き込み装
置、一様光源−液晶マイクロシャッターからなる液晶ラ
イトバルブ、ＬＥＤアレイ、光ファイバーなど、任意の
ものが目的に応じて使用できる。なお、場合によっては
、第２露光手段の前に第２帯電手段を設けてもよい。

【００１１】本発明において、複数回の現像工程のうち
の少なくとも第２回目以降の現像工程において用いる現
像剤（以下、第２の現像剤という）は、トナーと磁性キ
ャリアとよりなり、そして、磁性キャリアが、結着樹脂
と磁性粉を主成分とする溶融物を噴霧し、冷却固化する
ことによって形成された粒子よりなるか、又は該粒子の
表面に被覆層を設けてなるものである。

【００１２】以下、第２の現像剤において使用される磁
性キャリアについて詳記する。本発明におけるキャリア
又はキャリアコアを構成する粒子（以下、キャリア粒子
という）の結着樹脂としては、熱可塑性樹脂ならばどの
様なものでも用いることができるが、具体的には、スチ
レン、クロルスチレン、ビニルスチレン等のスチレン類
；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等の
モノオレフィン；酢酸ビニル、プロビオン酸ビニル、安
息香酸ビニル、酢酸ビニル等のビニルエステル；アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フ
ェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα―メチ
レン脂肪族モノカルボン酸のエステル；ビニルメチルエ
ーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル
等のビニルエーテル；ビニルメチルケトン、ビニルヘキ
シルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケ
トン等の単独重合体あるいは共重合体を例示することが
でき、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、
スチレン―アクリル酸アルキル共重合体、スチレン―メ
タクリル酸アルキル共重合体、スチレン―アクリロニト
リル共重合体、スチレン―ブタジエン共重合体、スチレ
ン―無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィンを挙げることができる。 その他ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポ
リアミド、変性ロジン、パラフィンワックス類を挙げる
ことができる。これらのうち、特に好ましいのは、ポリ
エステル及び分子量が５００〜２０，０００程度のポリ
オレフィンである。

【００１３】本発明におけるキャリア粒子のもう一方の
必須成分である磁性微粒子としては、通常用いられる強
磁性体の微粒子ならば、どの様なものでも用いることが
でき、具体的には四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄、各種フ
ェライト粉、酸化クロム、各種金属粉等が挙げられる。 磁性粒子の含有量は結着樹脂に対し通常３０〜９５重量
部程度であり、望ましくは４５〜９０重量部の配合が良
好な結果を与える。結着樹脂、磁性微粒子の他に帯電制
御・分散向上剤、強度補強剤、帯電制御剤、カップリン
グ剤等をキャリア粒子内部に添加することもできる。

【００１４】本発明において使用されるキャリア粒子は
、いわゆる溶融噴霧冷却法によって製造されたものであ
る。即ち、前記結着樹脂及び磁性微粒子を必須成分とし
、これらと他の任意成分を添加し、ニーダー、ロールミ
ル、バンバリーミキサー、サンドミルその他の混合機を
用いてて加熱溶融混合し、その混練物を固化させない状
態でスプレー又は風力アトマイズし、比較的低温の空気
流によって冷却固化することによって製造する。

【００１５】さらに詳述すれば、製造装置は前処理設備
として加熱溶融混合装置及び混練物粘度調整槽を用い、
さらに、噴霧装置まで混練物を搬送するポンプ及び噴霧
した混練物を冷却固化させる冷却塔で構成されている。 加熱溶融混合装置としては、ニーダー、ロールミル、バ
ンバリーミキサー、サンドミル、アトライター、ヘンシ
ェルミキサー等の使用が可能であり、噴霧装置としては
、ノズル式又は円板式のものが小粒径のキヤリア粒子を
得るのに比較的適しているが、これらに限定されるもの
ではない。

【００１６】キャリア粒子の形状及び表面性に大きな影
響を与える因子として、噴霧時における混練物の液粘度
、磁性粉の粒径、冷却温度等があるが、真球でかつ表面
平滑性の高いキャリア粒子を得るためには、溶融時の液
粘度は１００℃〜２００℃の温度で１０，０００ｃｐ以
下、好ましくは７，０００ｃｐ以下であることが望まし
い。また、磁性粉の粒径に関しては通常５μｍ以下、特
に２μｍ以下のものが用いられる。

【００１７】冷却温度は、室温から１００℃、好ましく
は５０℃〜１００℃程度であり、室温に近いと充分な球
形のものが得られにくい傾向がある。本発明におけるキ
ャリア粒子の粒径は、現像剤寿命と感光体キャリア付着
及び画質とのバランス上から平均粒径５０〜４００μｍ
、より望ましくは７０〜２００μｍとするのが適当であ
り、このような粒径のものは主として噴霧装置のノズル
径あるいは円板の回転速度を調節することによって容易
に得ることができる。

【００１８】上記のようにして得られたキャリア粒子は
、そのまま磁性キャリアとしてトナーと組合わせて用い
ることができるが、必要に応じて主に帯電制御を目的と
て被覆層を設けることも可能である。

【００１９】被覆層の構成成分として用いられる樹脂と
しては、溶剤可溶性樹脂ならばどの様なものでも用いる
ことができるが、具体的には前述の熱可塑性樹脂として
例示した樹脂に加え、テトラフロロエチレン、トリフロ
ロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサクロロプロピレ
ン、モノクロロトリフロロエチレン等の単独重合体もし
くはこれらの共重合体として代表される主鎖含フッ素樹
脂、パーフロロオクチルアクリレート、パーフロロヘプ
チルメタクリレート等に代表されるパーフロロアルキル
アクリレート、パーフロロアルキルメタクリレート類、
４−ビニルピリジン、４―ビニルピペリジン、Ｎ−ビニ
ルピロール、２−ビニルピロール等に代表される含窒素
ビニル系樹脂等を挙げることができる。これらのコート
材料は単独または２種類以上の組合せで用いられる。こ
れらのうち特に代表的なものは、正帯電型のものとして
用いる場合には、ポリアクリル酸アルキル、ポリメタク
リル酸アルキル及び含窒素ビニル系樹脂を挙げることが
でき、また負帯電型のものとして用いる場合には、ポリ
スチレン、スチレン―アクリル酸アルキル共重合体、ス
チレン―アクリル酸共重合体、スチレン―無水マレイン
酸共重合体、主鎖含フッ素樹脂、ポリパーフロロアルキ
ルアクリレート、ポリパーフロロアルキルメタクリレー
トを挙げることができる。さらに必要により、分散向上
、強度補強、流動性向上その他の目的で樹脂、カップリ
ング剤、フィラー、その他の微粉末等をコート樹脂中に
添加することもできる。

【００２０】被覆層形成方法としては、前記の様にして
形成されたキャリア粒子の表面に、被覆層用樹脂及び必
要な添加剤をキャリア粒子の結着樹脂を溶解しないよう
な溶媒中に溶解又は分散させて得られた溶液又は分散液
を塗布し、溶媒を除去することによりコートする一般的
方法が用いられる。コート装置としては、流動床、スプ
レードライヤー、ニーダーコーターその他の通常のコー
ト装置の使用が可能である。

【００２１】本発明におけるキャリア粒子の被覆層の厚
さは０．００５〜５μｍ、より望ましくは０．０５〜０
．５μｍとするのが適当である。本発明において、磁性
キャリアと共に用いられるトナーとしては結着樹脂中に
着色剤を分散させた、通常の電子写真法で使用されてい
る如何なるトナーをも使用することができ、特に制限さ
れない。

【００２２】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれら実施
例により何等限定されるものではない。以下に示す現像
剤を用い、第１図に示されるカラー画像記録装置によっ
てコピー操作を行った。尚、本発明において、現像剤は
トナーの極性に関係なく効果があるが、本実施例では負
帯電赤色トナーの組合せで用いたため、コピー操作にお
けるプロセスのパラメーターを以下のように設定した。

【００２３】感光体ドラムとして、外径２００ｍｍのセ
レン系ドラムを用い、第１帯電器によって１０００Ｖに
一様に帯電させた。次いで、ＬＥＤアレイを用いて反転
露光（画像部露光）を行い、露光部２００Ｖ、非露光部
１０００Ｖの表面電位を有する静電潜像を形成させ、第
１現像手段によって現像バイアス８００Ｖの下で、正帯
電黒色トナーを用いた第１の現像剤によって現像を行っ
た。続いて、露光ランプにより正規露光（非画像部露光
）を行い、非露光部１０００Ｖ、露光部１００Ｖの表面
電位を有する静電潜像を形成させ、第２現像手段によっ
て現像バイアス６００Ｖの下で、負帯電赤色トナー及び
下記例１〜４のキャリアを用いた第２の現像剤によって
現像を行った。尚、上記のコピー操作において使用した
各現像剤は次の通りであった。各例中「部」は「重量部
」を表わす。

【００２４】（１）第１の現像剤 キャリア フェライト粉（平均粒径１００μｍ）１００部にフッ化
ビニリデン・テトラフロロエチレン共重合体（７：３）
２部の１５％ＭＥＫ溶液を加え、ニーダーコーターを用
いて被覆した。 正帯電黒色トナー スチレンアクリル樹脂１００部及びカーボンブラックか
らなる平均粒径１１μｍのトナー 上記キャリア１００部とトナー３部とを混合して第１の
現像剤を得た。

【００２５】（２）第２の現像剤 キャリア 例１ 　　　　ポリエチレンワックス（４００ｐ、三井石油化
学社製）　　　　　　３０部　　　　磁性粉（ＥＰＴ１
０００、戸田工業社製）　　　　　　　　　　　　　　
　　　　７０部上記の配合を加圧ニーダで混練後、１５
０℃に保ち熔融状態のままスプレードライヤーを用いて
噴霧冷却して平均粒径１００μｍの球形キャリア粒子を
得た。

【００２６】例２ 例１で得られたキャリア粒子１００部に対し、ポリメチ
ルメタクリレート１．５部の１５％トルエン溶液を加え
、ニーダーコーターを用いて被覆し、被覆型球形キャリ
ア粒子を得た。

【００２７】例３（比較例） 　　　　スチレン−メチルメタクリレート共重合体（６
０：４０）　　　　３０部　　　　ＥＰＴ１０００　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　７０部を加圧ニーダー
により混練し、ジェットミルにより粉砕、風力分級機に
より分級し、平均粒径１００μｍの混練・粉砕型キャリ
ア粒子を得た。

【００２８】例４（比較例） 例３と同様の材料を同様の工程で混練、粉砕分級し、粉
砕、分級条件の調整により平均粒径３０μｍの混練・粉
砕型キャリア粒子を得た。 負帯電赤色トナー スチレンアクリル樹脂１００部と赤色顔料（Ｃ．Ｉ．ピ
グメントレッド４８：１）５部からなる平均粒径１１μ
ｍのカラートナー

【００２９】例１〜４のキャリアに、上記カラートナー
を濃度が　３重量％となる割合で混合し第２の現像剤と
した。上記のプロセスにより画質評価を行った。その結
果を第１表に示す。尚、第１表中、粒径は第２の現像剤
におけるキャリアの粒径を意味し、帯電量は第２の現像
剤における帯電量を意味する。またキャリーオーバーレ
ベルの評価は、○が発生なし、△が一部発生を意味する
。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明において、第２の現像工程におい
て使用されるキャリア粒子は、結着樹脂と磁性粉からな
るいわゆる分散型キャリアであるために低密度であり、
すでに現像されたトナー像を乱すことなく重ね現像を行
うことが可能である。さらにこのキャリア粒子は、溶融
噴霧冷却法により製造されたものであるために、ほぼ完
全な球形の形状を有し、表面平滑性に優れている。その
ため、従来の混練粉砕法により製造された分散型キャリ
アでは、像乱れに問題があるとされた５０μｍ以上の粒
径でも、すでに現像されたトナー像を乱すことなく重ね
現像を行うことが可能になり、いわゆるキャリーオーバ
ー現像を大巾に低減することができる。しかも、球形で
あるために、表面被覆が容易であり、従って帯電性を安
定化でき、寿命を著しく延長することができるなどの効
果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明を実施するために用いるカラー画像
記録装置の一例の概略構成図である。

【符号の説明】

１…帯電器、２ａ…第１露光手段、２ｂ…第２露光手段
、３ａ…第１現像手段、３ｂ…第２現像手段、４…転写
コロトロン、８…記録紙、１０…感光体ドラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　潜像形成手段により、潜像担持体上に
   静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、形成された静
   電潜像を二色以上の異なるトナーにより顕像化する現像
   工程と、転写工程とよりなり、該潜像形成工程と現像工
   程のうちの少なくとも現像工程を複数回繰返して実施し
   た後、顕像化したカラートナー像を転写材に転写するカ
   ラー画像記録方法において、複数回の現像工程のうちの
   少なくとも第２回目以降の現像工程において用いる現像
   剤が、トナーと磁性キャリアとよりなり、該磁性キャリ
   アが、結着樹脂と磁性粉を主成分とする溶融物を噴霧し
   、冷却固化することによって形成された粒子よりなるか
   、又は該粒子の表面に被覆層を設けてなるものであるも
   のであることを特徴とするカラー画像記録方法。