JPS5958442A - 合成像複写方法 - 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】 技術分野 本発明は摩擦帯電される高抵抗磁性キャリアと非磁性絶
縁トナーを現像ハ１１として用い、２色あるいは単色合
成画像を容易に形成することのできる合成像複写方法に
関する。

従来技術 近年、合成複写を可能とする襟写板が数多く提案されて
いる。これは通常の画像露光に絖いてレーザや発光ダイ
オ′−ドアレイによる露光全行い、合ＩＩ文潜像全形成
しこれ全現像、転写するものであり、情報処理の上で極
めて効果的である。しかしその反面、作像の上では様々
々制約があり、例えば特開昭５７−３２４５４号公報で
に１、感光体として正負の帯電特性が非対称のものを用
いて合成複写しているが、結局、感光体として限られた
ものしが使用できず、Ｉ−かも帯電゛による電位設定が
複雑である等の欠点がある。

史に合ｌ戊襟亙の場合、編集、識別の目的のため（て２
次画像捧光によって追加された像を１次画像露Ｊ（ｌに
よるものとに１．別色で現像する必要が往々にして生し
るが、この場合、現像装置が２つ必要となり複写（プ゛
６の大型化が避けられない。

ざ１１月の目的 本’ｄｉ　’ｊＪＩ　Ｉｔｉ１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良好な２色乃至は単色合！戊複写
が可能な合成像複写方法を提供することにある。

発明の要旨 不発り」に係る複写方法は、そのり２，１のＣ［徴とし
て、非磁性側、縁トナーと、該トナーと摩擦帯電し抵抗
値が１０１２Ω・ｃｍ以上と高抵抗であり粒径が約５乃
至４０ミクロンであるとともに絶縁性樹脂中に磁性微粉
末を分散して々す、且つ、その磁性微粉末の粒子全体に
占める割合か５０乃至７５重彊％である高抵抗磁性キャ
リアとの少なくとも２つの成分から成るものを現像剤と
して用いた点にある。

この現像剤は既に本願出願人によって峙Ｉト１昭５５−
３２０７３号公報に開示されているところであるが、従
来のものに比べて特に解像力と寛容度の点で非常に優れ
ている。より具体的に、上記現像ｒｑ’、ｌに丸・いて
、高抵抗磁性キャリアは例えば絶縁性わ１脂と磁性微粉
末を溶融混合し、冷却後微粉砕し、これを約５乃至４０
ミクロンに粒径選別することによって製造される。ここ
で上記絶縁性樹脂としでに、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−１・、ポリスチ
レン、スチレンアクリル重合イ本、エポキン樹月旨、ク
マロン拘月旨、マイレン酸わ１１后、石炭酸樹脂、弗素
耐樹脂等が使用できる。才た、磁性微粉末としてはＦｅ
７０３、Ｆｅｄ、、フェライト、マグネフィト等を適宜
選択すればよい。一方、非磁性絶縁トナーとしては従来
より公知のものが使用でき、その平均粒径は約５乃至５
０ミクロンで体重ｇ＜抵抗（ｄ約１０１４Ω”　ｃｍ以
上である。

そして上記高抵抗磁性キャリアと非磁性絶縁トナーとを
４η押して互いに逆極性に摩擦帯電させ、（１？シ気ブ
ラシ現像方法により磁気刷子を形成し非磁性ＭＩ・縁ト
ナーヲ潜像パターンに応じて付着させることによって現
像するものである。

本願発明者１ｄ上記現像剤？用い様々な条件の下に磁気
プラン現像したところ、下記する事実ケ見い出した。即
ち、磁気プラン現像は現像電極に］くイアス甫圧の印加
とともに行われる。このノ（イアスητ圧に一静埠潜１
只の非画像部鴇１位より幾分高い目に設定することによ
ってトナーの非画像部への付着を防止するためである。

上記現像Ａ＋１を用いて磁気ブラシ現像する場合でも同
様に行われるが、本願発明者は、第１の点としてバイア
ス市、圧値と略等しいかその近辺の電位、特にバイアス
電圧以下では一定範囲の雷位才で非磁性絶縁トナーは付
着しないこと、第２の点としてバイアス電圧よりはかな
り低い部分ではＯ■であっても高抵抗磁性キャリアかわ
すかなからも付着することケ見い出したＯ これを第１図により説り４すると、同１ンＩにおいて、
縦軸は像濃［凱横軸は電位全示し、（ＶＯ）は感光体上
の表面電位乃至は画像部高電位を、捷た（、Ｖｂ）は現
像電極に印加するバイアス電圧値で非画像部電位より幾
分高い値である。そしてカーブ■）、（Ｂｌは夫々電位
に応じての非磁性絶縁トナーと高抵抗磁性キャリアの付
着ｔ　ｉ示す。この図から明らか々ように、バイアス電
圧（Ｖｂ）の近辺の電位部分に対しては絶縁トナーはほ
とんど付着しない。特に（Ｖｂ　）以下では付着ｉ−＋
ない。そしてカーブＡ）の如くそれよりは高い電位部に
対して付着する。

一方、高抵抗磁性トナーは、（Ｖｂ）よりはかなり低い
Ｏｖ近辺の電位部分にカーブＧ）によって示すようにわ
ずかながらも付着する。この付着は後述するが反転現像
によるものである。

本願発明者は上述しｆ？Ｌ２点の事実から、現像電極に
印加するバイアス電圧（Ｖｂ）′ｆｆより高く設定すれ
ば高抵４ノ“１磁性キヤリアを積極的に１替像低電位部
分にイ」着させることができることを見い出し、本命 印ネｙ写方法ケ喘り」するに至ったのである。これを第
２図に基づいて説明すると、第１図と比べて感光体への
初期表面電位（Ｖ（＋’）　ｉ　（ＶＯ）よりは高く設
定する。これにより第１図と同一露光量の下では非画像
部電位も高くなりそれに伴ってバイアス電圧（ｖｂ′）
の設定値も高くなる。そして第１図の場合と同４Ｗ　Ｋ
　（Ｖｂ’）近辺ではトナーもキャリアも付着しないが
それ以上の電位部分では潜像と逆極性に帯電された非磁
性絶縁トナーがカーブ（Ｃ１に示す如く付着する。つ捷
り（Ｖｂ’）以上の潜像電位部分は正規現像により非磁
性絶縁トナーで現像されるのである。一方、潜像と同極
性の筒抵抗磁性キャリアは（Ｖ　ｂ’　）が高いととに
より、（Ｖｂ’）より低い潜像電位部分に対してカーブ
（Ｄ）によって示す如く積極的に付着する。具体的に（
Ｖｂ’）近辺の電位部分に対して付着しないことは前述
した通りであるが、磁場及び電場の合成を閾値重圧（Ｖ
ｃ）としてそれ以下の潜像電位部分に高抵抗磁性キャリ
アが反転現像により付着する。従って潜像低電位部には
非磁性絶縁トナーが、潜像低電位部には高抵抗磁性キャ
リアが付着する。この現像原理を用いることにより容易
に２色捷たは単色合成複写が得られる複写方法の実現が
可能となる。

以下、この合成複写方法について詳述する。

第３図は本発明に係る合成複写方法を実施するための複
写機の構成を示し、反時計方向に回転する感光体ドラム
（１）は捷ずメインコロナチャージャ（２）により均一
帯電され、絖いて往１に動可能な原稿台（３）上に載置
された原稿を露光ランプ（４）により露光し、ミラー（
５）、（６）及びレンズ（７）全弁して逐次結党するこ
とによって第１の静電潜像が形成、される。

（８）は発光ダイオードアレイ、液晶アレイ、ＯＦＴあ
るいＵ−レーザスキャナーのようなネガ潜像形成手段で
第２の静電潜便を形成するものである。捷だ、（９１は
第１及び第２の静實潜像ケ現像するための磁気ブラシ現
像装置Ｕ、（］Ｃ０は前荷電用コロナチャージャ、（１
１）は現作された像を転写紙（１２）に転写するための
転写用コロナチャージャ、（１３）は転写さ！″Ｉだ転
写紙をドラム面より分離するための分離用コロナチャー
ジャ、（１４）は残留現像剤を除去するためのプレード
クリーナ並ひに（１５）は残留電荷を除害するためのイ
レーザランプであるＯ上記モヒ・気フラジ現像装置Ｗ　
（９１は上述の高抵抗磁性キャリアと非磁性絶縁トナー
？現像剤として使用するものであるが、これらは攪拌ロ
ーラ（１６）により充分に攪拌されて互いに逆極性に摩
擦帯電される。この場合、非磁性絶縁トナーが潜像とは
逆極性に、高抵抗磁性キャリアが同極性に帯電されるよ
うにする。（：Ｉ７）　ｌｉマグネットローラ、（１，
８）　？まスリーブローラで夫々速厩差ケもって同方向
に回転可能とし、スリーフローラ上に磁気ブラシを形成
するこ−によって静甫潜イ峡介現１壕する。尚、スリー
ブローラ（１８）には直流電圧源（１９）より所定の・
くイアスー゛圧（Ｖｂ’）が印加されるようになってい
る。

以上の構１戊の複写機により本発明に係る合１ｉ７複写
方法は次のように行われる。

回転する感光体ドラム（１）け甘ずメインコロナチャー
ジャ（２）により例えば負極性にその初期表面電位（Ｖ
Ｏ２）となるように帯電される。続いて原稿台（３）上
の原稿が逐次露光されポジの第１静電潜像が形成される
。このときの′＠′缶ノζターンは第４ａ図に示す通り
で非画像部電位は（ＶＯＯ）捷で減衰する。

次に感光体ドラム（１）にはネガ潜像形成手段（８）に
より第２の静電＠像が形成される。これは発光ダイオー
ドプレイやレーザのような手段でもって必要な情報を露
光投影することによって行われるか第４ｂ図に示す如く
、ネガ像画イお剖の電位は（Ｖｉ　）寸で減衰する。つ
まり２回の画仙廠光により感光体ドラム（１）上には電
位の高い順にポジ像画凹部か（ＶＯ’）、ポジ、ネガ傭
非画像剖が（ＶＯＯ）並びにネガ４（ｊ３画像部が（Ｖ
ｉ）によって表わされる合１ｊ１２静′市潜像が形成さ
れる。

こうして形成された合成静電潜像は続いて磁気ブラシ現
像装置？ｌ　（９１Ｖｃより現像されるのであるが、非
磁性絶縁トナーとしては潜像と逆極の正極性に摩擦帯電
されるものを、脣た高抵抗磁性キャリアとしては潜像と
同極の負極性に帯電されるものを用いる。更（トナー、
キャリアとも同色でもよいが夫々異なる色、例えば黒と
赤に着色されたものを用いれば第１と第２静霜潜像が夫
々異なる色で現像されることとなり識別士好都合である
。一方、直流電圧源（１９）からスリ−ブローラ（１８
）に印加されるバイアス電圧（Ｖｂ’）は第４ｃ図に示
す如く非画像部電位（ＶＯＯ）より幾分高く設定される
。そしてスリーブローラ（１８）上に磁気ブラシ穂を形
成するとともにバイアス電圧（Ｖｂ’）’に印加するこ
とによって、（Ｖｂ’）よりは高い電位（ＶＯ’）には
非磁性絶縁トナーが、また（Ｖｃ）以下の電位部には高
抵抗磁性キャリアが付着する。

これを具体的に説明すると、第２図との関連でも述べた
通り、バイアス電圧（Ｖｂ’）以上の電位部分に対して
は正規現像により非磁性絶縁トナーが付着する。第４ｃ
図においてポジ原稿の画像部に対応する（ＶＯ’）と（
Ｖｂ’）の間の電位部に対して非磁性絶縁トナーが付着
する。一方、バイアス電圧（Ｖｂ’）より低く一定値捷
での電位に対してはトナーはもとより高抵抗磁性キャリ
アＬ付着しないことは前述した通りである。これは第４
ｃ図において、（Ｖｂ’）と（Ｖｃ　）の間の電位に相
当し非画像部に実負対応する。そして（Ｖｃ）以下の電
位、っ１リネガ像の（Ｖｉ）の電位によって形成、され
る画像部に対し高抵抗磁性キャリアが付着する。これは
キャリア自体が潜像と同極性でありスリーブローラ（ｊ
８）にはやはり同極のバイアス電圧（Ｖｂ’）が印加さ
れることになり、キャリアが反撥力を受はマグネットロ
ーラ（１７）の磁力に打ち勝ってドラム（１）上の潜像
低電位部（ｖｌ）に閾値電圧（、Ｖｃ）ｆｆ境として付
着することにより生じる。拗言すればキャリアは反転現
像により付着する。

尚、トナーとキャリアを異々る色としておけは、識別が
容易となり、しかも賑−の現惺装置で行える０ 後：１７１Ｓする実験例でも述べるが、現像条件、トナ
ー及びキャリアの物性値等にもかなり依存するものの非
磁性絶縁トナーはバイアス電圧（Ｖｂ’）よりわずかで
も高い電位に対しては付着する一方、高抵抗磁性キャリ
アはバイアス霜″圧（Ｖｂ’）より約２００ボルト以上
低い電位に対して付着する。つまり第４ｃ１シ１におい
て、（Ｖｃ）以−ドの電位部分に対してキャリアが付着
する。これに関連して、２次画像露光の画像部に相当す
る（Ｖｉ　）の電位は非画像部の電位（ＶＯＯ）以上で
（Ｖｂ’）と比較して２００ポルト以上の差が必要であ
る。更にキャリアは電位が０■であっても付着するので
、この意味で（Ｖｉ　）はＯ■でもよいＯ こうして感光体ドラム（１）上の合成静電潜像は単色あ
るいは２色現像され、次に前荷電用コロナチャージャｒ
ｌＱ　）により正極帝笥される。これは高抵抗磁性キャ
リアの極性全トナーと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市用コロナチャ
ージャは不要である。続いて転写用コロナチャージャ（
１２うにより転写紙背面より狗のコロナイオンケ印加し
て転写紙（１１）Ｊ：に現像された像を転写する。転写
紙用）はその候、分離用コロナチャージャ（１３）によ
り分離され、図示しない定着装置によって定着されて最
終複写物となる。一方、感光体ドラム（１）は残留現像
剤がプレードクリーナ（１４）により除去され、続いて
残留電荷がイレーザランプ（１５）により除電されて、
次の複写ケ行う。

以下実験例について述べる。

実施例 甘ずバイアス電圧（Ｖｂ’）とそれより高い電位（ＶＯ
’）に対して付着する非磁性絶縁トナーと、それよりは
低い電位に対して付着する高抵抗磁性キャリアの反射濃
度とのＷ１係を測定した。実験装置としては第３図の、
−成のもの、但しネガＷ像形成手段（８）を不作動とし
て用いた。感光体ドラム（］）としては直径８０ｒｎｍ
のアルミニウムドラム上Ｋ　ＣｄＳ　”　ｎｃｄｃ０３
光導電性微粉末を熱硬化性アクリル樹脂に浴剤とともに
分散させてなる厚さ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た。′！ｆた現
像剤は非磁性絶縁トナー々してｕ　Ｒｉｔ　（ｋ　カ１
０　！５Ω・ｃｒｔｔ以上で平均粒径が１４ミクａンの
赤色に着１・１．され正極性に摩擦帯電されるものを、
高抵抗磁性キャリアとしては抵抗値が１ｏ１４Ωイ、ｌ
− ・ｃｍでスチレンアクリル重合≠にカーボンブラック及
びマグネタイト’＆含有してなる黒色に着色され平均粒
径が２０ミクロン、磁性微粉末〔マグネタイト）が打＋
ｊｔ１８に対して６Ｃ重量係含有され負極性に摩擦帯電
されるものを用いた。尚、トナー吉キャリアの混合比け
１：９、帯宵耐は月、６μｃ／ｇｒである。

更に感光体ドラムの回転速度を１１０　ｍｍ／ｓｅｃ、
マグネットローラ（ｊ７）及びスリーブローラ（１８）
の回転数を夫々１．３０Ｏｒｐｍと３０　ｒｐｍに、捷
だ直流電圧源（］９）からスリーブローラ（Ｊ８）に印
加されるバイアス電圧（Ｖｂ’）は−６００Ｖ　Ｋ、メ
インコロナチャージャ（２）による帯電電位を一８００
ＶＫ設定した。

以上の条件の下に原稿として２０段階のグレースケール
’ｋｏｄａｋ社製）を用い画像露光を行い、続いて現像
してバイアス電圧（Ｖ　ｂ’　）より高い電位部（Ｖ　
Ｏ’）における非磁性絶縁トナーの＋ｌによるマクベス
反射濃度を、またバイアス電圧（Ｖｂ勺より低い電位部
（Ｖｉ）における高抵抗磁性キャリアの付着にょるマク
ベス反射濃度を測定した。そ７′）、らの結果ｄ］夫々
第５ａ、ｌ）図に示す通りで、第５ａ図において非磁性
絶縁トナーはバイアス電圧（Ｖｂ’）よりわずかでも高
い電位に対して現像付着し馬鹿も高電位となる程Ｋ　＜
　ナルｏ　具体的Ｋ　ＶＯ’−Ｖｂ’カー６０Ｖ　（ッ
寸シ画イ■Ｂ電位が−６６０Ｖであるとき）では反（４
１濃度ハ０．３、−１２０　Ｖで０．５、−１５０　Ｖ
ｆＯ，７６、−２００Ｖで０．９５となる。このことは
第４ｃ図で述べた通り、第１の静電潜像の（Ｖｂ’）以
上の画像部箱。

位（Ｖ　Ｏ’）にトナ〜が付着することを物語っている
。

一方、高抵抗磁性キャリアｉ’；ｊ第５ｂ図に示す如く
、バ・「アス電圧（ｖｂ′）より約２５０　Ｖ以上低い
電位（Ｖｉ）Ｋ対し　て付Ｍｆ　る。ッ４９　Ｖｊ−Ｖ
ｂ’カＯ，８０゜１７０　Ｖでけ反射濃度は０に等しく
高抵抗磁性キャリアは付着しない。これはバイアス電圧
（Ｖｂ’）より低く閾値電圧（Ｖｃ）までの一定範囲の
電位に対して１ｄイｔ　７ｆｔ　＄−ｆ、第４Ｃ図にお
いて（Ｖｂ’）以下で（Ｖｃ）捷での電位に対しては付
着しないこと全裏付けている。Ｉ７かＬ　Ｖｉ−Ｖｂ’
が２６０ｖ吉なるとキャリアは付着し始め、反射濃度も
３４０　Ｖがら４００　ＶｆＯ，４５、’４４０　Ｖ　
ｆ　Ｏ，６４，４７０Ｖ　ｆ　Ｏ，７となる。っ−４り
低電位置（ｉ部には高抵抗（ｍ性キャリアが刺着するこ
とケ物飴っでいる。尚、第５ａ、ｂ図において各曲線の
立ち上がり、傾きはある程度、現像条件やトナーとキャ
リアの物性値で制御可能で、特に高抵抗磁性キャリアの
付Ｈにバイアス電圧（Ｖｂ’）より２００Ｖ以上であｈ
は充分な濃Ｉｆ　Ｋ可能である。

次に第３図に示す複写機？用いて作像実験を行った。ネ
ガ潜像形成手段（８）としてけＨｅ　−Ｎｅレーザを用
い、現像剤としては上記と同様のもの？、捷たメインコ
ロナチャージャ（２）による帯電電位は−ｓｏｏ　ｖ、
バイアス電圧は〜６００　Ｖに設定した。

実験の結果、カブリのない鮮り」な２色合成画像が得ら
れた。捷だ現像剤としてトナー、キャリアとも黒色に着
色さ・１またものを用いた以外は同一の条件で作像した
ところ、やはり鮮明な合成画像が得られた。

効　　果 以上の説ｌ：１１−１から明らかなように、本発明に係
る合成複写方法は、極めて容易な条件設定のＦ＆テ：　
２色乃至は単色合成像の複写を行うことができ、しかも
２色現信・の場合でも単−現像装ｆ−＋：でイｊえると
いう利点がある。更に複写方法自体、極めて簡素で電位
設定も容易で良好な合成画但艷が得られる舌、多くの効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２り１はバイアス電圧全変化させた場合に
おける非磁性絶縁トナーと高抵抗磁性キャリアの付着量
を示す図、第３図は本発明に係る合成複写方法が実施可
能な複写機の概略ＩＪ（＋成を示す図、第４ａ図乃至第
４Ｃ図は合成静市竹イ象の？ｂ位量関係示す図、第５ａ
図１及び第５ｂｌン１はバイアス電圧と静電潜像画像部
電位を変化させた場合に卦ける非磁性絶縁トナーと高抵
抗磁性キャリアの付着による反射濃度との関係を示す１
ヌ１である。 （１）・・・感光体ドラム、（２）・メインコロナチャ
ージャ、（３）・原稿台、（８）ネガ潜像形成手段、（
９）・・磁気プラン現像装置ｉ、（１０）・・・前衛軍
用コロナチャージャ、（１１）・転写用コロナチャージ
ャ、（１７）　　マグネットローラ、（Ｊ８）　　スリ
ーブローラ、（１９）・直流霜圧諒、（Ｖｂ′）・　バ
イアス市川。 出願人　　ミノルタカメラ株式会社 第１図　　　第２図 ＪＯ′ 第３図 ２７８− 第４ｔｚ図 第４ｂ図 第４Ｃ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　感元体全第１の極性に均−帯電する第１工程と、 該感光体ケボジ像に対し露光し第１の静電潜像を形成す
   る第２工程と、 該感光体をネガ像に対し露光し第２の静電潜像を形成す
   る第３工程と、 第２の極性に摩擦帯箱される非磁性絶縁トナーと、第１
   の極性に摩擦帯電され絶縁性樹脂中に磁性微粉末を分散
   させ抵抗値が１０１２Ω・ｃｍ以上で粒径が約５乃至４
   ０ミクロンであるとともにその磁性微粉末の粒子全体に
   占める割合が５０乃至７５重量係である高抵抗磁性キャ
   リアとからなる現像剤を用い、磁気ブラシ現像方法によ
   り現像電極に前記静電潜像の非画像部■位より幾分高く
   設定されたバイアス電圧を印加しつつ前記第１の静電潜
   像Ｋｕ非磁性絶縁トナーケ、第２の静電潜像には高抵抗
   磁性キャリアケイ」着させることにより現像する第４工
   程と、 続いて現像された像全転写する第５工程とを含むことを
   特徴とする合成像複写方法。 ２　前記高抵抗磁性キャリアはバイアス電圧より約２０
   ０ｖ以上低い第２静電潜像の画像部に刺着することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の合成像複写方法。 ３　前記非磁性絶縁トナーと高抵抗磁性キャリアは別色
   であることを特徴とする特ｓ′Ｆ請求の範囲第１項又は
   第２項記載の合成像複写方法。 ４　前記第４工程に続いて現像された像を第、１の極性
   に帯電する工程全台む特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれかに記載の合成像複写方法。