JPS63254471A - カラ−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】 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
仰（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。

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、
種々のものが知られており、その一つに市ね現像法があ
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。　。

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れることになり、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現像剤を用い、非接触現像
によって行うことも考えられるが、−成分非接触現像法
は高速化することが難しく、この点からは主１１リアー
とトナーとからなる二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現
像法が好ましい。

磁気ブラシ現像法を使用する二成分現像剤としては、通
常、粒径８０〜１２０μ７ｎの鉄、フェライト等の高比
重のものが用いられている。ところで、二成分現像剤を
用いて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現像ロールの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、十分な現像濃度を得□るためには潜像担
持体の移動線速度と現像ロール表面のそれとの比を１：
３〜４とする必要があり、そのため、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
ＰＡｍしてしまうことにより、乱れてしまうという欠点
があった。

これらの欠点を克服するものとして、特開昭５５−３６
８８９号公報及び特開昭５７−７９９７０号公報に記載
のものが提案されている。これ等公知の技術においては
、第２番目の磁気ブラシ現像装置の潜像担持体に対する
摺擦力を、第１番目のものよりも小さくするように構成
することによって、トナーの掻き取り作用を減少させて
いる。

即ち、具体的には、前者においては、第２現像装置にお
ける現像ロールの表面移動線速度を潜像担持体表面のそ
れと等しくすることにより、又、後者においては、第２
現像装置における現像ロールの主極磁石の磁束密度を第
１現像装置におけるそれより゛小さくすることにより、
掻き取り作用の減少をはかることが記載されている。

更に、特開昭６０−１２６６６５号公報に、粒子径が５
０μｍ以下の磁性キャリアー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装置が提案されている
。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、特開昭５５−３６８８９号公報に記載の
ものにおいては、現像装置における現像ロールの表面移
動線速度を潜像担持体表面のそれと等しくするものであ
るため、第２現懺装置の現像能力が減少してしまい、現
像濃度が低下するという欠点があった。又、特開昭５“
’７−７９９７　’０号公報に記載のものにおいては、
第２現像装買における現像ロールの主極磁石の磁束密度
が３００〜５００ガウスと小さく、したがって、十分な
像濃度の現像を行うことができないという欠点を有して
いた。又、特開昭６０−１２６６６５号公報に記載の場
合については、キャリアーの小粒子化により像乱れ現象
は改善されるが、粒子径が小ざくなるほど、キャリアー
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
めにはキャリアー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、キャリアーの粒子径を規定
するだけでは充分満足のいく結果は得られない。。

本発明は、従来の技術における上記のような問題点に鑑
みてなされたものである。

即ち、本発明の目的は、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二成分現像剤を
使用するカラー記録方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者等は、先に二成分現像剤を用いるキャリアーの
密度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たが、更に検討の結果、現像ロール
の現像主極が成る特定の磁束密度を有する反発磁極より
なるような現像装置を用いた場合に、更に良好な結果が
得られることを見出だし、本発明を完成するに至った。

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、少なくと
も２回目以降の現像工程において、現像スリーブとマグ
ネットロールとよりなり、現像ニップ域で互いに同極性
のｆａ極が隣接する着磁パターンを有゛し、かつ、現像
主極の磁束密度が５００ガウス以上の現像ロールを使用
し、該現像スリーブ上に、トナー及び密度が４．０ｇ／
ｃｍ３以下の磁性キャリアーを混合してなる二成分現像
剤を担持させて現像を行うことを特徴とする。

本発明において用いるキャリアーは、密度が４．０’Ｊ
／ｃｍ３以下のものであれば、如何なるものでも使用で
きるが、具体的には、表面がポーラスなキャリアー、フ
ェライトキャリアー、結着樹脂中に磁性粉を分散してな
るキャリアー等があげられ、それ等は密度が４．０ｇ／
ｃｍ３以下であることが必要である。中でも、結着樹脂
中に磁性粉を分散してなるキャリアーは、磁性粉含有但
により容易に密度を制御できるので好ましい。実験の結
果から、密度ρ＝　１　、７〜４．０ｇ／ｃｍ３　、好
ましくは１．７〜３．０ｇ／ｃｍ３の範囲のものであれ
ば、像乱れ現象及びキャリーオーバー現象が許容できる
範囲にあることが判明した。それは、キャリアー個々の
密度が小さいので、形成される穂立ちが軟らかくなるこ
とによるものと推測される。

本発明におけるこの様な低密度のキャリアー粒子の粒径
は任意であるが、実験の結果からは・平均粒径３０〜５
０μｍの範囲が好ましく、特に４０μｍ前後の平均粒径
を持つものが最適である。

なぜならば、平均粒径が上記範囲を外れると、キャリー
オーバー現象と、像乱れ現象の防止を両立させることが
難しくなってくるからである。

本発明のキャリアーの密度は、以下の測定法により測定
される真比重によって求められた密度で定義される。

粉体の空隙を完全に液体で置換し、その重量と体積との
関係を下記式に当てはめて真比重を求める、いわゆるピ
ラノメータ法（真比重ビン法）を用い、このピラノメー
タ法を自動化した測定機：オートトウルーデンサーＭＡ
Ｔ−５０００（株式会社　セイシン企業製）を使用して
、下記の式より真比重を求める。

（式中、Ｐｄ：真比重、Ｌｄ：液体の比重、Ｗａ：セル
風袋（空セル＞（９）、Ｗｂ：セル風袋＋粉体（Ｉｊ）
、ＷＣ：セル風袋＋粉体十液体（液面決定後＞（９）、
Ｗ（ｊ：セル風袋＋液体（液面決定後）（ｇ）） 本発明における現像工程においては使用される磁気ブラ
シ現像装置は、複数の磁極を有するマグネットロールと
その周面に設けられた非磁性円筒状スリーブからなる現
像ロールを有するが、少なくとも２回目以降の現像工程
における現像ロールは、現像ニップ域で互いに同極性の
磁極が隣接する着磁パターンを有するもので、かつ、現
像主極　□の磁束密度が５００ガウス以上であるものを
用いることが必要である。また、現像主極の磁束分布に
おける山と谷とのレベル差が２００ガウス以上であるの
が好ましく、特に３５０〜５００ガウスの差が有ること
が望ましい。その−例を第３図に示す。第３図において
は、現像ロール１１は非磁性材料よりなる現像スリーブ
１２とマグネットロール１３よりなり、非対称７極着磁
パターンを有するもので、感光体ドラム１０と対向して
設けられている。その現像主極はＮ２及びＮ３よりなり
、それ等は互、いに隣接して現像ニラ・プ域において、
第４図に示すように反発磁界を形成している。なお、１
４は穂立ち規制部材である。

この現像ロールの現像スリーブ上に、二成分現像剤を偵
持させ、任意の穂立ち規制部材などにより穂立長を調整
して、磁気ブラシを形成し、マグネットロールとスリー
ブとの相対的な運動により、磁気ブラシを移動させつつ
、磁気ブラシに対向配置させた感光体面を店家すること
により、潜像にトナーを付着させて、現像するものであ
る。この際、マグネットロールを固定し、スリーブを回
転させるが、その表面移動線速度を感光体、即ち潜像坦
持体表面のそれと等しくするのが好ましい。

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。

第１図は、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
画像を形成づる場合を示す。又、第２図は、第１図のカ
ラー画像記録装置を操作した場合における感光体の表面
電位および現像の状態を説明づる図である。第１図にお
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、ｌＱａは感光層である。

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１
０ａは一様に帯電される（第２図（ａ））。

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（第２図（ｂ））。第１現像手段として
は、任意のものが使用できる。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。

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１０ａ下に第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（第２図（Ｃ））。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。

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、例えばレーザー占ぎ込み装置、一様光源
一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。

また、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。

実施例 以下、本発明の詳細な説明する。まず、本発明において
使用する二成分現像剤の一例を示す。

キャリアニ スチレンーｎ−ブチルメタクリレート共重合体（密度１
．１９／ｃｍ３＞及び立方体型マグネタイト（密度４．
８９／ｃｍ３　＞を２０／８０（重但比）で混合し、溶
融混練した後、微粉砕して、密度２、９　＜９／ｃｍ３
　）　、平均粒径４０μｍのキャリアーを得た。

トナー スチレン−ブチルメタクリレート共重合体に低分子量ポ
リオレフィンをグラフト重合して得た樹脂９２萌ａ部と
赤色系顔料：リソールスカルト（商品名、ＢＡＳＦ社）
８重量部を溶融混練し、微粉砕して、平均粒径９．８μ
ｍのトナーを得た。

二成分現像剤 上記のキャリアー９０重足部とトナー１０重量部とを混
合して、現像剤を得た。

次に、上記第１図に記載のカラー画像記録装置を用いて
テストを行った場合の実施例を示す。

感光体ドラムとして、Ｓｅ系のものを用い、帯電器によ
って１１００Ｖに一様に帯電させた。次いで、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザーを用いて反転露光（画像部露光）を行い、露
光部２００Ｖ、非露光部ａｏｏｖの表面電位を有する静
電偶像を形成させ、第１現象手段によって現像バイアス
６５０Ｘ／の下で、赤色トナーを用いて現像を行った。

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７５０Ｖ、露光部１００Ｖの表面電位を有
する静電潜像を形成させ、第２睨像手段によって現像バ
イアス２５０Ｖの下で、黒色トナーを用いて現像を行っ
た。この場合の伯の操作条件は次の通りであった。

感光体ドラムの表面移動線速度は５０　ｒｒｗｎ　／　
ｓｅｃに設定した。第１現像手段及び第２現像手段にお
いて用いる二成分現像剤のキャリアーは、磁性扮が結着
樹脂中に分散した密度３．０’；Ｊ／ｃｍ３　、平均粒
径４０μｍのキャリアーであった。

第１現像手段における現像ロールは、６極対称着磁ロー
ルであり、その主極磁石の磁束密度は８００±５０ガウ
スであった。一方、第２現像手段における現像ロールは
、第３図に示す非対称７極着磁ロールであり、その表面
移動線速度は５０Ｍ、／ｓｅｃであった。又、主極磁石
の表面磁束密度はＮ２　、Ｎ３　＝１２００±５０ガウ
スで必り、Ｎ２とＮ３とによって形成される山と谷との
レベル差は５００ガウスでめった。又、他極の磁束密度
は８００±５０ガウスであった。（テスト１）。

比較のために、第２現像手段に用いる二成分現像剤のキ
ャリアーとして密度７．８’Ｊ／ｃｍ３、平均粒径６０
μｍの鉄系キャリアーを用いる以外は、上記と同様にし
てテストを行った。（テスト２）更に゛、二成分現像剤
のキャリアーとして密度７、Ｂｔｊ／ｃｍ３、平均粒径
６０μｍの鉄系キャリアーを用い、現像ロールとして第
５図に示ず６極対称着磁現像ロール（主極ｉａ石の表面
磁束密度はＮ２　＝８００±５０ガウス）を用い、現像
ロール表面移動線速度は１５０Ｉｒｕｎ／ｓｅｃとした
以外は、上記と同様にしてテストを行った。（この場合
、反発磁界と同程度の現像濃度が得られるように現像ロ
ール速度を速めた。×３倍）（テスト３）又、主極磁石
の表面磁束密度はＮ２　、Ｎ３　＝３００±５０ガウス
であり、Ｎ２とＮ３とによって形成される山と谷とのレ
ベル差が１００ガウスで必る以外は、テスト１と同様に
〉でテストを行った。（テスト４） これ等の結果を下記表に示す。表中、○は無し、Ｘは有
り、△は実用可能であるが画像劣化が有ることを示す。

上記表に示す結果から明らかなように、第２現像におい
て現像ニップ域に反発磁極を有する現像ロールを用いる
ことによって、現像能力が低下することがなく、既に形
成されているトナー像を掻き取る作用を減少させること
ができる。この際、現像ニップ域の反発磁極の磁束密度
は５００ガウス以上であることが必要であり、そして、
現像ニップ域の磁束弁イ５の山と谷のレベルの差が２０
０ガウス以上であれば十分な現像能力を発揮させること
ができる。そして、上記現像ロールと密度が４．０’Ｊ
／ｃｍ３以下の磁性キャリアーを含む二成分現像剤とを
組み合わせて使用する場合に、第１現像によるトナー像
の劣化を減少させる効果が著しいことが分かる。

発明の効果 上記現像ロール及び二成分現像剤を用いて磁気ブラシ法
により重ね現像を行う本発明のカラー画像記録方法によ
れば、重ね現像における前段のトナー像が乱れることが
なく、又、キャリーオーバーｍ象を発生することもない
。したがって、本発明によって得られたカラー画像は、
像乱れのない優れた画質のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するために用いるカラー画像記録
装置の一例の概略構成図、第２図は第１図のカラー画像
記録装置を操作した場合における感光体の表面電位及び
現像の状態を説明する説明図、第３図゛は本発明におい
て用いる現像ロールの一実施例の模式図、第４図は第３
図の現像ロールの磁束密度を示すグラフ、第５図は従来
の現像装置に用いる現像ロールの模式図である。 １・・・帯電器、２ａ・・・第１露光手段、１ｂ・・・
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、１１・・・現像ロール、１
２・・・現像スリーブ、１３・・・マグネットロール、
１４・・・穂立ち規制部材。 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　製部　剛 （ａ）　　第１帯ｔ　　　　　　（ｂ）　ｌ／５１ａｆ
ｆｉＡｆｉ２ｉ１１（Ｃ１蔦２領し清２現俄 第２図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、少なくとも２回
   目以降の現像工程において、現像スリーブとマグネット
   ロールとよりなり、現像ニップ域で互いに同極性の磁極
   が隣接する着磁パターンを有し、かつ、現像主極の磁束
   密度が５００ガウス以上である現像ロールを使用し、該
   現像スリーブ上に、トナー及び密度が４．０ｇ／ｃｍ＾
   ３以下の磁性キャリアーを混合してなる二成分現像剤を
   担持させて現像を行うことを特徴とするカラー画像記録
   方法。
2. （２）現像主極の磁束分布における山と谷とのレベル差
   が２００ガウス以上である特許請求の範囲第１項に記載
   のカラー画像記録方法。