JPH073607B2 - 電子写真におけるカラー現像法 - Google Patents

電子写真におけるカラー現像法

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JPH073607B2
JPH073607B2 JP59157166A JP15716684A JPH073607B2 JP H073607 B2 JPH073607 B2 JP H073607B2 JP 59157166 A JP59157166 A JP 59157166A JP 15716684 A JP15716684 A JP 15716684A JP H073607 B2 JPH073607 B2 JP H073607B2
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正憲 藤井
晃 鮒子田
陽康 本田
彰 堀内
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三田工業株式会社
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G13/00Electrographic processes using a charge pattern
    • G03G13/01Electrographic processes using a charge pattern for multicoloured copies
    • G03G13/013Electrographic processes using a charge pattern for multicoloured copies characterised by the developing step, e.g. the properties of the colour developers

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、電子写真におけるカラー現像法に関するもの
で、より詳細には、エツジ効果がなく画質に優れたカラ
ー画像を高現像感度で形成させる方法に関する。
従来の技術 従来、電子写真法における現像には、定着性と顕電性と
を有する着色樹脂粒子、即ちトナーを磁性キヤリヤーと
混合した二成分系現像剤が広く使用されている。通常の
黒色トナーにおいては、顔料としてカーボンブラツクが
一般に使用されているが、カラートナーと呼ばれるもの
では、着色顔料を単に樹脂中に分散しただけであり、こ
の粒子の電気抵抗が黒色トナーに比してかなり高くなる
のを避け得ない。
また、前述した二成分系磁性現像剤は内部に磁石を備え
た非磁性のスリーブ上に磁気ブラシを形成し、静電潜像
を有する感光体表面をこの磁気ブラシで摺擦させること
により、静電潜像に対応するトナー像を形成させる。磁
気ブラシの摺擦位置における移動方向には、感光層の移
動方向と逆方向とする方式と、感光層の移動方向と同方
向とする方式とがあるが、前者の方式では、摺擦の効率
がよい反面、トナー引きやブラシマークの発生があり、
また細線の再現性にも乏しいという欠点があり、後者の
方式では摺擦の効率が低いため、現像感度が概して低い
が、トナー引き、ブラシマーク等の発生が少なく、細線
の再現性にも優れている。
発明の解決しようとする問題 前述したカラートナを磁性キヤリヤとの組合せで静電潜
像の現像に用いると、現像感度が極めて低く、エツジ効
果の発生も顕著に生じることが認められた。この傾向
は、感光層の移動方向と磁気ブラシの摺擦方向と同方向
である現像方式を採用するときに特に顕著であり、鮮明
さに優れたカラー画像を得ることが困難である。
発明の目的 従つて、本発明の目的は、カラートナーと磁性キヤリヤ
との組合せを用いて、高現像感度でトナー像を形成させ
る方法を提供にするにあり、またエツジ効果のない、均
一濃度のベタ画像の形成が可能で、更にブラシマーク、
尾引き、地肌カブリのない、階調性に優れたカラーコピ
ー物を得ることが可能な電子写真法を提供するにある。
本発明の他の目的は、現像作業性に優れていると共に、
厳密な現像条件を必要とせずに、上述した画質特性に優
れた複写画像を形成し得るカラー現像法を提供するにあ
る。
発明の構成 本発明によれば、磁性キャリヤと顕電性トナーとの混合
物から成る磁気ブラシで、静電像を有する感光層表面を
摺擦して、静電像に対応するトナー像を形成させること
から成る現像方法において、定着用結着媒質中にカラー
用顔料を含有する電気抵抗が1015Ω−cm以上の顕電性ト
ナー粒子と、体積固有抵抗が4×108乃至5×109Ω−cm
のフェライトキャリヤとから成る二成分系現像剤を用
い、且つ感光層の移動方向と磁気ブラシの移動方向とを
摺擦位置において同方向としてトナー像の形成を行うこ
とを特徴とする電子写真におけるカラー現像法が提供さ
れる。
発明の好適態様 本発明を以下に詳細に説明する。
電子写真法 電子写真法を説明するための第1図において、駆動回転
される金属ドラム1の表面には、それ自体公知の光導電
体層、特にセレン系光導電体層2が設けられている。こ
のドラムの周囲には、主帯電用コロナチヤージヤ3;ラン
プ4、原稿支持透明板5及び光学系6から成る画像露光
機構;カラートナー7を有する現像機構;トナー転写用
コロナチヤージヤ9;紙分離用コロナチヤージヤ10;除電
ランプ11;及びクリーニング機構12がこの順序に設けら
れている。
先ず、光導電体層2をコロナチヤージヤ3で一定極性の
電荷で帯電させる。次いで、ランプ4で複写すべき原稿
13を照明し、光学系6を経て原稿の光線像で光導電体層
2を露光し、原稿画像に対応する静電潜像を形成させ
る。この静電潜像を、現像機構8によりカラートナー7
で現像する。転写紙14を、トナー転写用チヤージヤ9の
位置でドラム表面と接触するように供給し、転写紙14の
背面から静電像と同極性のコロナチヤージを行つて、カ
ラートナー像を転写紙14に転写させる。カラートナー像
が転写された転写紙14は、分離用コロナチヤージヤ10の
除電によつてドラムから静電的に剥離され、定着域(図
示せず)等の処理域に送られる。
トナー転写後の光導電体層2は、除電ランプ11による全
面露光で残留電荷が消去さされ、次いでクリーニング機
構12によつて残留トナーの除去が行われる。
現像機構8の詳細な配置を示す第2図において、矢符15
の方向に回転する感光ドラム1に対して全体として8で
示す現像装置が設けてある。この現像装置8は、感光ド
ラム1側に複数の磁極を表面に有するマグネツト16を内
設した矢符17方向に回転する非磁性の円筒形スリーブ1
8、スリーブ18の感光体と反対側には複数の撹拌羽根19
を備えた現像剤撹拌ローラ20、撹拌ローラ20の上方に位
置する現像剤流案内機構21、現像剤流案内機構21から撹
拌ローラ20に落下する現像剤の落下位置の上方にはカラ
ートナー供給ローラ22を備えたトナーホツパー23及びス
リーブ18上に形成される磁気ブラシの穂長を一定の長さ
に規制するための穂切ブレード24とから構成されてい
る。
この構成から成る現像装置内において現像剤は以下の流
れをとることができる。即ち、カラートナーとキヤリヤ
ーとから成る現像剤は内設されたマグネツト16によりス
リーブ18上に磁気ブラシ25を形成し、この磁気ブラシ25
はスリーブ18の回転に伴つて現像領域26に搬送される。
現像領域26では感光体ドラム表面の静電潜像に応じてカ
ラートナー像が形成され現像が行われる。そして現像が
終了し、トナーが消費された磁気ブラシ25はスリーブ18
の回転に伴つて現像剤掻き取り部27へと移動する。掻き
取り部27はマグネツトの同磁極が隣接しており、この構
成により、現像剤は、反発磁界を受け、スリーブより離
脱する。
次いで、掻き取られた現像剤は、この撹拌羽根19の矢符
28回転に伴つて上部に位置するホツパー23から随時供給
されたトナー及び案内機構21から落下してきた現像剤と
共に混合撹拌されながら現像剤汲み上げ位置29まで搬送
される。この汲み上げ位置29で再びスリーブ18上に磁気
的に吸引された現像剤は、案内機構21の下部面をスリー
ブ18の回転に伴つて移動する。次いで穂切ブレード24に
より一定量に規制され、一部は磁気ブラシ25として現像
領域へと搬送され、規制された残部は案内機構21の上部
面上を移動し撹拌ローラ20に再び供給される。
この具体例に示す現像方式では、現像領域26において、
感光層1の移動方向と、磁気ブラシ25の移動方向とが同
方向であり、この現像方式は、ベタ部においてブラシマ
ーク(ブラシ摺擦方向に掻き傷状の白地抜けが生ずる現
象)の発生が抑制され、且つ細線の再現性がよい等の利
点が達成される反面、カラートナーを使用すると、現像
感度が極めて低くなるというトラブルを生ずる。
本発明は、顕電性のカラートナーと電気抵抗が一定の範
囲、即ち1×107乃至5×109Ω‐cmの範囲にあるフエラ
イトキヤリヤとを組合せて、静電潜像の磁気ブラシ現象
に用いると、現像感度増大及び形成される画像の濃度や
画質の顕著な向上がもたらされるという知見に基づくも
のである。
一般に、感光層の帯電電位をE、現像電流をi、現像剤
磁気ブラシの電気抵抗をRとすれば、下記式 E=iR ……(1) の関係が成立つと考えられる。帯電電位(E)が一定
で、現像電流iにトナー濃度が比例するとすれば、磁気
ブラシの電気抵抗Rがあまりに高くなると、現像電流i
が減少し、画像濃度の低下、即ち現像感度の低下を生じ
ることが明らかであろう。
通常の黒色トナーでは、カーボンブラツクが着色顔料と
して使用されるが、このものはそれ自体導電性であるた
め、トナー粒子の電気抵抗は一般に1×1014Ω‐cm以上
の範囲となつている。これに対して、カラートナーに使
用される有機或いは無機の顔料は、それ自体高電気抵抗
であり、この顔料を配合したトナー粒子の電気抵抗は、
1×1015Ω‐cm以上の高い値となつている。このカラー
トナー中に導電剤を配合して、トナー粒子の電気抵抗
を、黒色トナーのそれと同レベルに調節することが考え
られるが、導電剤の配合は、カラートナー本来の色相を
損うか、或いは湿度に対する敏感性が増大する等の欠点
をもたらすので、かかる手段は採用し得ない。
本発明においては、カラートナー粒子として、電気抵抗
が1×1015Ω‐cm以上のような高いものをそのまま使用
しながら、体積抵抗が4×108乃至5×109Ω‐cmの比較
的低い一定範囲内にあるフエライトキヤリヤーを用いる
ことによつて、現像感度を増大させ、高濃度で、しかも
ブラシマーク、尾引き、地肌カブリがなく、またベタ部
でもエツジ効果のない画像を得ることに成功したもので
ある。この目的に対して、体積抵抗が上記範囲内にある
ことが臨界的であり、キヤリヤーの抵抗が上記範囲より
も高いと、現像感度の著しい低下、エツジ効果の発生等
のトラブルを生ずるる。また、抵抗が上記範囲よりも低
いと、地肌カブリやブラシマーク発生等の画質の低下を
生じる。
本発明に用いるフエライトキヤリヤーは、通常のフエラ
イトキヤリヤよりも1〜4桁低い電気抵抗を有する。即
ち、通常のフエライトキヤリヤは、一般に体積固有抵抗
が1×1010Ω‐cm以上であるが、本発明に用いるフエラ
イトキヤリヤは、例えば、焼結フエライト粒子を水素還
元のような手段で体積抵抗を前記範囲に減少させること
により得られる。原料のフエライト焼結粒子はそれ自体
公知のものであり、公知の焼結フエライト粒子、特に球
状の焼結フエライト粒子が有利に使用される。フエライ
トの組成も公知のものであり、一般にソフトフエライト
と呼ばれるもの、例えばこれに限定されるものでない
が、Zn系フエライト、Ni系フエライト、Cu系フエライ
ト、Mn系フエライト、Mn-Zn系フエライト、Mn-Mg系フエ
ライト、Cu-Zn系フエライト、Ni-Zn系フエライト、Mn-C
u-Zn系フエライト等が挙げられる。好適なフエライト
は、原子重量%で、Fe35乃至65%、Cu5乃至15%、Zn5乃
至15%及びMn0乃至0.5%から成るCu-Zn系又はCu-Zn-Mn
系フエライトである。
この焼結フエライト粒子を、例えば水素気流中300乃至5
00℃、特に340乃至420℃の温度で還元する。必要な処理
時間は、温度や水素通気量によつても相違するが、一般
的に言って、10分乃至40分の内から、生成物の体積抵抗
が前述した範囲となる時間を選ぶ。この還元により焼結
フエライト粒子の少なくとも表面部分の金属成分が酸化
状態の低い酸化物、即ち原子価の低い状態に移行し、こ
れにより電気抵抗の低下を生じるものと認められる。還
元処理は、水素雰囲気中で行うことが望ましいが、一酸
化炭素を用いて行うことも可能である。
用いる焼結還元フエライト粒子は、一般に平均粒径が30
乃至100ミクロン、特に35乃至45ミクロンにあるものが
望ましい。
用いるカラートナーは、当然のことながら、顕電性と定
着性とを有するカラートナーでなければならない。結着
剤樹脂中には、カラー顔料、荷電制御剤等を分散させた
粒径5乃至30ミクロンの粒状組成物が使用される。樹脂
としては、熱可塑性樹脂や、未硬化乃至は初期縮合物の
熱硬化性樹脂が使用される。その適当な例は、重要なも
のの順序に、ポリスチレン等のビニール芳香族樹脂、ア
クリル系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、石油樹脂、オ
レフイン樹脂等である。
カラー顔料の適当な例は、これに限定されないが、次の
通りである。
黄色顔料 黄鉛、亜鉛黄、カドミウムエロー、黄色酸化鉄、ミネラ
ルフアストイエロー、ニツケルチタンエロー、ネープル
スエロー、ナフトールエローS、ハンザーイエローG、
ハンザーイエロー10G、ベンジジンエローG、ベンジジ
ンエローGR、キノリンエローレーキ、パーマネントエロ
ーNCG、タートラジンレーキ。
橙色顔料 赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ
GTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダ
ンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジンオレンジ
G、インダンスレンブリリアントオレンジGK。
赤色顔料 ベンガラ、カドミウムレツド、鉛丹、硫化水銀カドミウ
ム、パーマネントレツド4R、リソールレツド、ピラゾロ
ンレツド、ウオツチングレツドカルシユーム塩、レーキ
レツドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、
ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアント
カーミン3B。
紫色顔料 マンガン紫、フアストバイオレツトB、メチルバイオレ
ツトレーキ。
青色顔料 紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクト
リアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタ
ロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化
物、フアーストスカイブルー、インダンスレンブレーB
C。
緑色顔料 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、
マラカイトグリーンレーキ、フアナルイエローグリーン
G。
白色顔料 亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛。
また、荷電制御剤としては、例えばニグロシンベース
(CI 50415)、オイルブラツク(CI 26150)、スピロン
ブラツク等の油溶性染料や、ナフテン酸金属塩、脂肪酸
金属石鹸、樹脂酸石鹸等が必要により使用される。
フエライトキヤリヤと顕電性トナーとは、一般に100:6
乃至100:11の重量比で使用するのがよい。この量比も現
像剤の磁気ブラシの電気抵抗に影響を及ぼす。即ち、フ
エライトキヤリヤの量比が大きくなると、現像剤の磁気
ブラシの電気抵抗が小さくなる傾向を示す。
本発明の二成分系現像剤は、種々の感光板、特にセレン
系感光板を用いて、静電潜像からカラー画像を形成させ
るのに有用である。
本発明を次の例で説明する。
実 施 例 トナーの調製 スチレン‐アクリル樹脂(XPA-525三井東圧社製) 90重
量部 低分子量ポリプロピレン(ビスコール550P,三洋化成社
製) 2 〃 赤色顔料(モノアゾレーキ顔料,山陽色素社製)6 〃
油溶性染料(スピロンレツドGRLHスペシヤル,保土谷化
学社製) 2 〃 上記材料を二軸押出機で溶融混練させたものを冷却した
後カツテイングミルで2mm以下の大きさに粗粉砕する。
その後超音波式ジエツトミル微粉砕機で微粉砕したもの
を、アルピネ分級機で5μm以下を除去させ、平均粒径
11.5μmの分級品を得た。さらには、疎水性シリカ微粒
子R-972(日本アエロシル社製)0.5%を添加して流動性
を改善させて赤色トナーとした。
尚、この赤色トナーの電気抵抗は、2×1015Ω−cmであ
った。
現像剤の調製 上述の方法で得た赤色トナー25gと第1表に示す物性を
有するフエライトキヤリア450gをそれぞれ混合させて現
像剤とした。
第1表における物性値は、試料をセル(d=3mm,S=15c
m2)に入れ、電極として3×5cmを用いて印加電圧DC167
Vで自然充填し測定した値である。
前述の現像剤A〜Eを用いて、市販の電子写真複写機DC
-111(Se感光体、ドラム‐スリーブ回転方向…順方向,
三田工業社製)に充填し、主帯電を変化させながら、そ
のつど、複写を行ない、画像濃度の測定を行なつた。そ
の結果を第3図に示す。また、表面電位700Vにおける画
像品質を観察した。その結果を第2表に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は電子写真法を説明するための図であり、 第2図は現像機構の詳細な配置を示した図であり、 第3図はキヤリアの抵抗に伴なう、表面電位と画像濃度
との関係を示したものである。 2……光導電層,8……現像装置,25……磁気ブラシ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 陽康 大阪府大阪市東区玉造1丁目2番28号 三 田工業株式会社内 (72)発明者 堀内 彰 大阪府大阪市東区玉造1丁目2番28号 三 田工業株式会社内 (72)発明者 久保 雅彦 大阪府大阪市東区玉造1丁目2番28号 三 田工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−48774(JP,A) 特開 昭58−23032(JP,A) 特開 昭58−123555(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁性キャリヤと顕電性トナーとの混合物か
    ら成る磁気ブラシで、静電像を有する感光層表面を摺擦
    して、静電像に対応するトナー像を形成させることから
    成る現像方法において、定着用結着媒質中にカラー用顔
    料を含有する電気抵抗が1015Ω−cm以上の顕電性トナー
    粒子と、体積固有抵抗が4×108乃至5×109Ω−cmのフ
    ェライトキャリヤとから成る二成分系現像剤を用い、且
    つ感光層の移動方向と磁気ブラシの移動方向とを摺擦位
    置において同方向としてトナー像の形成を行うことを特
    徴とする電子写真におけるカラー現像法。
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