JPH0458027B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、磁性キヤリアと、磁性キヤリアとの
接触により一定極性に摩擦帯電される第１トナー
と、第１トナーとの接触により第１トナーの前記
摩擦帯電極性と逆極性に摩擦帯電されるものの、
磁性キヤリアとの接触によつては実質的に摩擦帯
電されることのない第２トナーとの少なくとも３
者の混合物からなる新規な磁性現像剤を用い、２
色画像を容易に形成することのできる２色画像形
成方法に関するものである。

従来技術 ２色画像を形成する方法として既に数多く提案
されているが、その一例として例えば特開昭55−
117155号公報に示されるように、感光体として導
電性基板上に第１色（例えば赤色）に対し光感度
を有する第１光導電層、中間層及び第２色（例え
ば黒色）に対し光感度を有する第２光導電層を順
次積層してなるものを用い、所定の工程を経て第
１色と第２色画像に対応する静電潜像を夫々逆極
性の関係となるように形成し、互いに逆極性に帯
電され異なる色に着色された２種のトナーで現像
することにより可視像化するものがある。

また、上記の他に感光体として導電性基板に両
極性且つ２色に光感度を有する光導電層を積層し
てなるものものを用い、所定の工程を経て第１色
第２色画像部に対応する静電潜像を逆極性の関係
となるように形成し、２種の異なる色のトナーで
現像する２色画像形成方法も提案されている。

ところが、これらの方法を含む２色画像形成方
法においては、２種の異なる色のトナーにより現
像するため、一般に２つの現像装置が必要とされ
その分複写機の大型化が避けられないという欠点
がある。もつとも一つの現像装置で２色現像する
方法も提案されているが、往々にして複写画像中
にカブリを生じたり混色が生じ鮮明な２色画像を
得られないものであつた。

発明の目的 本発明は以上の事実に鑑みて成されたもので、
その目的とするところは、極めて容易な条件設定
と簡素な構成でもつてカブリのない鮮明な２色画
像を形成することのできる２色画像形成方法を提
供することにある。

発明の要旨 本発明の要旨は、所定の工程を経て感光体上に
第１色画像に対応する第１静電潜像と、第２色画
像に対応し前記第１静電潜像とは異なる電位を有
する第２静電潜像とを形成し、この静電潜像を磁
性キヤリアと、この磁性キヤリアとの接触により
所定極性に摩擦帯電される第１色の第１トナー
と、この第１トナーとの接触により第１トナーと
は逆極性に摩擦帯電され、かつ前記磁性キヤリア
との接触によつては実質的に摩擦帯電されない第
２色の第２トナーとの少なくとも三者の混合物か
らなる現像剤を用いて現像して２色画像を得る２
色画像形成方法にある。

第１図は本発明に係る２色画像形成方法を実施
するための複写機の構成を示し、正負両極性に感
度を有し反時計方向に回転する感光体ドラム１は
まず第１コロナチヤージヤ２により第１の極性に
均一帯電され、続いて往復動可能な原稿台３上に
載置された２色原稿を露光ランプ４により露光
し、レンズ５を介して遂次露光することによつて
１次静電潜像が形成される。この１次静電潜像は
次に第２極性の第２コロナチヤージヤ６により帯
電され、その後、同一原稿が露光ランプ７により
露光されカツトフイルター８、レンズ９を介して
投影され２次静電潜像が形成される。また、１０
はこの２次静電潜像を現像するための磁気ブラシ
現像装置、１１は現像により付着した第１トナー
と第２トナーを何れかの極性に揃えるための前荷
電用コロナチヤージヤ、１２は現像された像を転
写紙１３に転写するための転写用コロナチヤージ
ヤ、１４は転写された転写紙をドラム面より分離
するための分離用コロナチヤージヤ、１５は残留
現像剤を除去するためのブレードクリーナ並びに
１６は残留電荷を除電するためのイレーサランプ
である。

上記磁気ブラシ現像装置１０は上述の磁性キヤ
リアと、磁性キヤリアとの接触により一定極性に
摩擦帯電される第１色の第１トナーと、第１トナ
ーとの接触により第１トナーの前記摩擦帯電極性
と逆極性に摩擦帯電されるものの、磁性キヤリア
との接触によつては実質的に摩擦帯電されること
のない第２色の第２トナーとの少なくとも３者の
混合物からなる磁性現像剤を使用するものである
が、これら摩擦帯電は攪拌ローラ１７による攪拌
により行われる。１８はマグネツトローラ、１９
はスリーブローラで夫々速度差をもつて同方向に
回転可能とし、スリーブローラ上に磁気ブラシを
形成することによつて２次静電潜像を現像する。
尚、スリーブローラ１９には直流電圧源２０より
所定のバイアス電圧Vbが印加されるようになつ
ている。

尚、この現像装置の具体的構成としては例えば
特開昭55−41460号公報に示されるものを利用で
きる。

以上の構成の複写機により本発明に係る２色画
像形成方法は次のように行われる。回転する感光
体ドラム１はまず正極性に第１コロナチヤージヤ
２により第２図ａに示すようにVoの表面電位に
均一帯電される。次に２色原稿を画像露光して第
２図ｂに示すような１次静電潜像を形成する。こ
の場合、原稿として赤色の画像と黒色の画像を含
むものを用いたとき、画像露光により赤色画像部
に対応する電位はVoからVrに、また非画像部
（白地部）は０に近いVgに減衰する一方、黒色画
像部はVoと略等しい。このVo，Vr，Vgの電位
パターンを有する１次静電潜像は次に第２コロナ
チヤージヤ６により負極性帯電され、第２図ｃの
ようになる。即ち、負極性帯電により最も低い非
画像部電位Vgは反転して逆に負極性のVg′とな
り、赤色画像部の電位Vrも負極性のV₁に反転す
る一方、黒色画像部の電位Voは正極性を維持し
たままV₂まで低下する。この状態で再び同一原
稿を露光する。但し、このときは赤色カツトフイ
ルター８を介在させて露光しその結果、第２図ｄ
に示す電位パターンの２次静電潜像が形成され
る。つまりこの露光により非画像部電位Vg′が０
に近いV₃に減衰する一方、赤色、黒色画像部に
対応する。V₁，V₂はそのまま維持される。

こうして形成された２次静電潜像は続いて磁気
ブラシ現像装置１０により２色現像されるが、現
像剤としては、磁性キヤリアと、磁性キヤリアと
の接触により一定極性に摩擦帯電される第１色の
非磁性の第１トナーと、第１トナーとの接触によ
り第１トナーの前記摩擦帯電極性と逆極性に摩擦
帯電されるものの、磁性キヤリアとの接触によつ
ては実質的に摩擦帯電されることのない第２色の
磁性の第２トナーとの少なくとも３者の混合物か
らなる磁性現像剤が用いられる。

前記磁性キヤリアは10¹²Ωcm以上の抵抗値を示
す高抵抗磁性キヤリアであることが望ましく、例
えば、樹脂中に50〜75ωt％の割合の磁性微粉末
を分散させるべく、樹脂と磁性微粉末とを溶融混
合した後に冷却粉砕し、これを平均粒径25〜50μ
ｍとなる様に粒径選別して製造され得る。前記樹
脂としては、ポリエチレン、ポリアクリル酸エス
テル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ステレンアクリル重合体、エポキシ樹脂、ク
マロン樹脂、マレイン酸樹脂、石炭酸樹脂、フツ
素酸樹脂等が使用でき、前記磁性微粉末として
は、Fe₂O₃、Fe₃O₄、フエライト等、平均粒径0.1
〜5μｍのものが使用できる。

また、第１トナーは絶縁性を示す非磁性トナー
であると共に、その平均粒径は５〜20μｍである
ことが望ましい。但し、必要に応じて磁性トナー
とすることもできる。そして、この第１トナーと
しては、10¹⁴Ωcm以上の抵抗値の絶縁性を示す、
従来より公知のトナーが適宜使用できる。

更に、第２トナーは10¹²Ωcm以上の抵抗値を示
す高抵抗磁性トナーであると共に、その平均粒径
は５〜20μｍであることが望ましい。この第２ト
ナーは磁性キヤリアとの接触によつて実質的に摩
擦帯電されぬことが重要であり、このことを容易
に達成する目的で、例えば、磁性キヤリアと共通
の組成物で製造されることができる。なお、磁性
キヤリアが高抵抗磁性キヤリアである場合、第２
潜像に対する磁性キヤリアの付着、いわゆる磁性
キヤリアの浪費を防止するためには、第２トナー
の粒径が磁性キヤリアの粒径よりも小さいこと、
また、あるいは第２トナーの磁化率が磁性キヤリ
アの磁化率よりも低いことが必要である。ここ
で、第２トナーの磁化率をこの様に設定する具体
的方法としては、第２トナーにおける磁性微粉末
の分散の割合を磁性キヤリアにおける割合よりも
小さくする方法が最も一般的である。なお、第２
トナーが磁性キヤリアとの接触によつて実質的に
摩擦帯電されぬということは、いわゆるフイルム
現像帯電量測定方法、即ち、トナーの帯電極性
（磁性キヤリアに対する第２トナーの摩擦帯電極
性）とは逆極性に帯電された絶縁性フイルムの表
面を、十分に混合攪拌された後の第２トナーと磁
性キヤリアとの混合物によつて現像し、その際に
生ずる絶縁性フイルムの表面電位の低下量と、絶
縁性フイルム表面へのトナーの付着量とからトナ
ーの帯電量を測定する方法によつて測定されるト
ナーの帯電量の絶対値が2.0μc／ｇ、好ましくは
1.0μc／ｇ以下であることをもつて定義され得る。
但し、トナーの帯電量が極微量である場合には、
前記絶縁性フイルム表面へのトナーの付着は生ぜ
ず、トナーの帯電量自体の測定は不可能となるの
であるが、前記付着が生じぬことはトナーが帯電
されていないことを意味することに他ならない。

以上の現像剤において、第１トナーとして磁性
キヤリアにより正極性に帯電され赤色に着色され
たものを、第２トナーとして第１トナーにより負
極性に摩擦帯電され黒色に着色されたものを用
い、磁気ブラシ現像装置１０によりV₁とV₂によ
つて表わされる赤色及び黒色画像部を現像する。
この際、直流電圧源２０からスリーブローラ１９
に印加されるバイアス電圧Vbは第２図ｅに示す
如く非画像部電位V₃と略等しいかより幾分高く
設定し、スリーブローラ１９上に磁気ブラシ穂を
形成するとともにバイアス電圧Vbを印加するこ
とによつてVb以上のV₁との間には第１トナー
を、Vbより一定の閾値電位を保つてV₂との間に
は第２トナーが夫々正規現像により付着する。

これを具体的に説明すると、非磁性の第１トナ
ーはバイアス電圧Vbより幾分でも高い電位に付
着しV₁との電位差が大きい程、第１色画像部V₁
は高濃度に現像される。一方、第２トナーは磁性
であるが故にバイアス電圧Vbより一定の閾値電
位隔てた電位部分より付着し始め第２色画像部電
位V₂との間に付着する。つまり第２図ｅにおい
てV₁が−300V、V₂が＋300V、V₃が−50V、Vb
を−100Vとし、第２トナーの付着閾値電位差が
150Vであるときには、第１トナーはVbの−
100VとV₁の−300V間に付着する一方、第２トナ
ーはVbから150Vの電位差をとつた50VとV₂の
300V間に付着する。ここで第２色画像部V₂の現
像の場合、磁性キヤリアとやはり磁性の第２トナ
ーは負極性に摩擦帯電されている関係上、正極の
電位の第２色画像部V₂ヘと両者ともに付着しよ
うとする。しかしながら、磁性キヤリアの粒径が
第２トナーと比較して大きいこと、加えて、磁化
率が高くマグネツトローラ１８側へと磁気的に強
く吸着されることから、実際には、磁性キヤリア
は上記画像部へは付着せず、第２トナーのみが付
着することとなる。

ここで、上記でも述べた通り、第２トナーは第
１トナーと摩擦帯電するものの磁性キヤリアとは
摩擦帯電しない。つまり第２トナーは磁性キヤリ
アに磁力接触するもののその接触によつて磁性キ
ヤリアを摩擦帯電することはない。このことは磁
性キヤリアの帯電極性が破壊されることがないこ
とを意味し常に所定の負の帯電極性を維持する。
しかるに磁性キヤリアと逆極性の正極に摩擦帯電
される第１トナーも常に所定の極性を保ち、また
第２トナーも同様に所定の負極性を維持する。従
つて上記静電潜像の現像時に磁性キヤリア、第１
トナー、第２トナーの摩擦帯電特性が破壊すると
いうことはなく、混色による画質低下やカブリ等
は発生せず良好な２色現像を行うことができる。

こうして感光体ドラム１上に２色現像された像
は、次に前荷電用コロナチヤージヤ１１により負
極または正極帯電される。これは第１トナーと第
２トナーの極性を同極に揃えることを目的とす
る。但し、転写が圧力や熱による場合は前荷電用
コロナチヤージヤは不要である。続いて転写用コ
ロナチヤージヤ１２により転写紙背面より正また
は負のコロナイオンを印加して転写紙１３上に現
像された像を転写する。転写紙１３はその後、分
離用コロナチヤージヤ１４により分離され、定着
装置２１によつて定着されて最終複写物となる。
一方感光体ドラム１は残留現像剤がブレードクリ
ーナ１５により除去され、続いて残留電荷がイレ
ーサランプ１６により除電されて、次の複写を行
う。

第３図は、本発明に係る２色画像形成方法が実
施可能な転写型複写機の別実施例を示し、第１図
のものと同一部材については同一番号を付してそ
の説明に替える。図中、２２は２色原稿が載置さ
れる固定の原稿台で、その下方には駆動ローラを
含む複数のローラ２３，２４，２５により回転可
能に支持された感光体ベルト２６が設けられてい
る。この感光体ベルト２６と原稿台２２間には往
復動可能で一体的に移動可能な光学系ユニツト２
７が設けられており、該ユニツトには感光体ベル
ト面を第１の極性に均一帯電するための第１コロ
ナチヤージヤ２８第１露光ランプ２９により露光
される原稿像を遂次投影するためのセルフオツク
の如き第１集束性光伝送体３０、第２の極性に帯
電するための第２コロナチヤージヤ３１並びに第
２露光ランプ３２によりカツトフイルター３３を
介して露光される原稿像を投影するためのセルフ
オツクの如き第２集束性光伝送体３４から構成さ
れている。

複写に際しては感光体ベルト２６は静止の状態
で上記光学系ユニツト２７を図示する方向に往動
させる。これにより感光体ベルト面はまず第１コ
ロナチヤージヤ２８により例えば正極性に第２図
ａで示したように均一帯電される。この均一帯電
に追随して２色原稿の像が第１露光ランプ２９及
び第１集束性光伝送体３０を介して遂次露光され
第２図ｂで示した通りの１次静電潜像が形成され
ていく。この１次静電潜像は順次形成されるとと
もに負極性の第２コロナチヤージヤ３１により帯
電され第２図ｃに示す電位パターンとなり、更に
同一原稿が第２露光ランプ３２、カツトフイルタ
ー３３及び第２集束性光伝送体３４を介して投影
され、原稿台２２と対面する感光体ベルトの平面
部分には最終的に第２図ｄに示した通りの２次静
電潜像が形成される。

２次静電潜像が形成されると、感光体ベルト２
６は回動し始め、磁気ブラシ現像装置１０により
バイアス電圧Vb印加の下に第２図ｅの如く２色
現像される。現像された像は次に前荷電用コロナ
チヤージヤ１１により帯電された後、転写紙１３
に転写されヒートローラ２１により定着される。

以上、第１図及び第３図で示した構成の複写機
では感光体として両極性に光感度を有するものを
用い２回の画像露光により最終的に現像されるべ
き潜像を形成するものであるが、前述した特開昭
55−117155号公報に示される感光体を用いれば１
回の画像電光で２色画像の形成が可能で且つカツ
トフイルターも必要としない。具体的にこの感光
体は第４図に示す通りで導電性基板４０ａ上に第
１光導電層４０ｂ、中間層４０ｃ及び第２光導電
層４０ｄを順次積層して構成され、第１光導電層
４０ｂは第１の極性に帯電可能で例えば赤色光以
外の光に対し感度を有する一方、第２光導電層４
０ｄは第２の極性に帯電可能で赤色光に光感度を
有するものである。

第５図は上記感光体４０を採用し２色画像を得
るための複写機の概略構成を示し、感光体４０は
まずランプ４１と第１コロナチヤージヤ４２が一
体構成されたユニツトにより赤色光が光照射され
るとともに正極性の１次帯電が行われる。これに
より第２光導電層４０ｄは導電化され、第２光導
電層４０ｄと中間層４０ｃとの境界には正電荷
が、基板４０ａと第１光導電層４０ｂ間には負電
荷が誘起分布される。次に感光体４０は第２コロ
ナチヤージヤ４３により１次帯電よりは小さい負
極性の２次帯電が行われ第２光導電層４０ｄ表面
の電位は負極性に反転される。これにより第１及
び第２光導電層４０ｂ，４０ｄに電気２重層が形
成される。続いて感光体４０には往復動可能な原
稿台４４上に載置された２色原稿が露光ランプ４
５により露光されレンズ４６を介して遂次投影さ
れる。この画像露光により白地部に対応する感光
体部分の電位は０となる一方、赤色部は第２光導
電層４０ｄのみが導電化して電気２重層が消失し
表面電位は正極性に反転する。尚、黒色部の電位
は負極性のままである。こうして形成された静電
潜像は次に磁気ブラシ現像装置１０により２色現
像されるが、その詳細は前述した通りである。こ
の際、バイアス電圧Vbは非画像部電位が負極側
にあることよりそれより幾分高く設定し第１トナ
ーを黒色部に、第２トナーを赤色部に付着する。
尚、その余の構成は第１図と同じであるので同一
番号を付して説明に替える。また２色原稿に対応
する静電潜像を形成するまでの工程並びに感光体
は上記に限らず、例えば特開昭54−112634号、特
開昭55−73062号公報等に示される方法を採用す
ることができ、要は第１色と第２色に対応する電
位が逆極の関係になるように潜像が形成されるの
であればその方法は任意である。また磁気ブラシ
現像装置１０としては固定のスリーブに対してマ
グネツトローラ１８を回転させてもよいし、ある
いはその逆でもよく、更にスリーブ、マグネツト
ローラ両者を回転させるようにしてもよい。

以下実験例について詳述する。

実験例 １ 第１図に示される複写機において、感光体ドラ
ム１として直径80mmのアルミニウムドラム上に
CdS・nCdCO₃光導電性微粉末と熱硬化性アクリ
ル樹脂を溶剤に分散させて塗布してなる厚さ30ミ
クロンの光導電層と、その上に厚さ0.5ミクロン
以下のアクリル樹脂からなる絶縁性保護層を順次
積層してなるものを用い、まず第１コロナチヤー
ジヤ２によりドラム表面を＋800Vに均一帯電し
た後赤と黒の２色原稿を露光し次に第２コロナチ
ヤージヤ６により逆極帯電しカツトフイルター８
を介して再び露光して２次静電潜像を形成した。
この２次潜像の電位は第２図ｄにおいて、V₂が
約＋300V、V₁が−200V、V₃が−50Vであつた。
現像に際しては直流電圧源２０からのバイアス電
圧Vbを−80Vに設定した。現像剤としては、 スチレンアクリル重合体 100重量部 （三洋化成社製：HYMER−SBM73） 磁性微粉末 200重量部 （チタン工業社製：MAGNETITE RB−
BL） カーボンブラツク ４重量部 （三菱化成社製：MA＃100） を溶融混合した後に冷却粉砕、分級して得られた
平均粒径35μｍ、抵抗値10¹³Ωcmの磁性キヤリア
67ωt％と、 スチレンアクリル重合体 100重量部 （グツドイヤー社製：PLORITE AC） 赤色荷電制御用顔料 ６重量部 から同様にして得られた、平均粒径13μｍ、抵抗
値10¹⁵Ωcmの非磁性の第１トナー13ωt％と、更
に、 スチレンアクリル重合体（HYMER−
SBM73） 150重量部 磁性微粉末（MAGNETITE RB−BL）
100重量部 カーボンブラツク（MA＃100） ６重量部 から同様にして得られた、平均粒径11μｍ、抵抗
値10¹⁴Ωcmの磁性の第２トナー（トナーＢと称
す）20ωt％との混合物からなる磁性現像剤を用
いた。因に前記磁性キヤリアに対する第１トナ
ー、第２トナーの帯電量（前述のフイルム現像帯
電量測定方法によつて測定）は、各々（＋）
15μc／ｇ、（−）0.8μc／ｇである。即ち、第１ト
ナーは磁性キヤリアにより正極性に、また第２ト
ナーは第１トナーにより負極性に摩擦帯電され
る。

現像して得られた２色複写画像は十分な画像濃
度を示すとともに、カブリのない良好な画質のも
のであつた。特に混色の発生は一切認められず、
繰り返し複写してもカブリのない良好な２色画像
が得られた。

効 果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る
２色画像形成方法によれば極めて容易な条件設定
の下に単一の現像装置でカブリのない良好な２色
画像を得ることができる。また、本発明に使用さ
れる現像剤そのものも摩擦帯電特性が破壊される
ことがなく混色が発生することもない。更に構成
自体も簡素である等、優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る２色画像形成方法が実施
可能な複写機の概略構成図、第２図ａ乃至ｅは２
色画像の作像工程を示す図、第３図は本発明の方
法が実施可能な複写機の別実施例を示す図、第４
図は本発明に利用可能な感光体を示す図、並びに
第５図は第４図の感光体を採用した複写機の概略
構成を示す図 １……感光体ドラム、２，２８……第１コロナ
チヤージヤ、６，３１……第２コロナチヤージ
ヤ、１０……磁気ブラシ現像装置、２０……直流
電圧源、Vb……バイアス電圧、Vc……閾値電
位、V₁……第１色画像部電位、V₂……第２色画
像部電位。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感光体上に第１色画像に対応する第１静電潜
   像と、第２色画像に対応し前記第１静電潜像とは
   異なる電位を有する第２静電潜像とを形成する第
   １工程と； 磁性キヤリアと、この磁性キヤリアとの接触に
   より所定極性に摩擦帯電される第１色の第１トナ
   ーと、この第１トナーとの接触により第１トナー
   とは逆極性に摩擦帯電され、かつ前記磁性キヤリ
   アとの接触によつては実質的に摩擦帯電されない
   第２色の第２トナーとの少なくとも３者の混合物
   からなる現像剤を用いることによつて、前記第１
   潜像を前記第１トナーで、前記第２静電潜像を前
   記第２トナーでそれぞれ選択的に現像する第２工
   程と； 現像された像を転写材上に転写する第３工程と
   を含むことを特徴とする２色画像形成方法。