JPS63254472A - 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
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。

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、その一つに重ね現像法があ
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おるが、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ル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、この点からはキャリアーと
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。

磁気ブラシ現像法における二成分現像剤としては、通常
、粒径８０〜１２０μｍの鉄、フ病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摺擦し
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５５−３６８８１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現像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５７−
７９９７０号公報に記載のものにおいては、第２現＠装
置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、十分な像溌麿の現
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、粒子径が小さくなるほど、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レリアーの
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、２回目以降
の現像工程において二成分現像剤の移動速度を特定の範
囲に設定すると、現像濃度が低下すること無く、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■桿と、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、トナーと、磁性粉が結
着樹脂中に分散された密度が４．０ｇ／Ｃｍ３以下の磁
性キャリアーとを混合してなる二成分現像剤を使用し、
かつ、該二成分現像剤の移動速度（ＶＤｅｖ）と潜像担
持体の移動速度（ＶＰＲ＞とか、次式を満足する条件で
現像を行うことを特徴とする。

０．６≦ＶＤｅｖ／ＶＰＲ≦１．８ 本発明において用いるキャリアーは、結着樹脂中に磁性
粉を分散してなるものであって、その密度が４．０ｇ／
ｃｍ３以下であることが必要である。

密度は、磁性粉含有量を調節することにより容易　　　
。

に制御できる。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か小さいので、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３６〜５
０μｍの範囲が好ましく、特に４０μ瓦前後の平均粒径
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、その重母と体積との
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＞（１、Ｗｂ：セル風袋＋粉体（ｇ）、Ｗ
Ｃ：セル風袋十粉体十液体（液面決定後＞（９＞、Ｗｄ
：セル風袋十液体（液面決定後＞（ｇ）） 本発明における現像工程におい１は使用される磁気ブラ
シ現像装置は、複数の磁極を有す丞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
像ロールを有するものであり、この現像ロールの現像ス
リーブ上に、二成分現像剤を担持させ、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
させた感光体面を摺擦することにより、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、少なくとも２回目以降の現像工程において、そ
の表面移動線速度、即ち、現像剤の移動速度（ＶＤｅｖ
）と潜像担持体の移動速度（ＶＦＲ）とが、０．６≦Ｖ
［）ｅｖ／ＶＰＲ≦１．８を満足するように設定するこ
とが必要である。■［）ｅｖ／ＶＰＲが０．６より低い
と像乱れが生じ、又１．８より高いと像乱れ及び混色が
生じる。

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、本発明を実施り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ず。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。

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
のが選択可能でおる。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、現像バイアスは一正規現像を行う
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上に第２
の色に応じた静Ｎ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。

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
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。

又、第１現像手段と第２現像手段のうち、少なくとも第
２現像手段においては、現像剤の移動速度（ＶＤｅｖ）
と潜像担持体の移動速度（ＶＦＲ）とが、０．６≦ＶＤ
ｅｖ／ＶＦＲ≦１．８を満足するように設定することが
必要である。

又、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ず。

キャリアー スチレン−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１〜（密
度４．８’ｊ／ｃｍ３　）を２０／８０（重量化）で混
合し、溶融混練した後、微粉砕して、密度２、９　（’
；Ｊ／ｃｍ３’　）　、平均粒径４０μｍのキャリアー
を１ｑ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重置部と
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−９０ｆｆｉｍ部とトナー１０重伊部と
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。

実施例１゜ 感光体ドラムとして、外径２００ｍの有機先導電材料よ
りなるものを用い、帯電器によって−１０００Ｖに一様
に帯電させた（第２図（ａ））。

次いで、Ｈｅ−Ｎｅレーザーを用いて反転露光（画像部
露光）を行い、露光部−３００Ｖ、非露光部−１０００
Ｖ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−５ｏｏｖの下で、赤色トナー
を用いて現像を行った（第２図（ｂ））。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−２００Ｖ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
−４００Ｖの下で、黒色トナーを用いて現像を行った（
第２図（Ｃ））。この場合の他の操作条件は次の通りで
あった。

感光体ドラムの移動速度は５０ｍ／ｓｅｃ又は３００　
ｒｒｍ／　ｓｅＣに設定した。現像ロールは、第１及び
第２現像手段ともに、外径４０ｍのステンレス鋼スリー
ブと外径２０＃の８極着磁ロールとよりなり、現像ニッ
プ域において反発磁界を形成する現像ロールを使用した
。第１現像手段において用いる現像剤は、赤色トナーと
磁性粉を結着樹脂中に分散した密度３−６９　／　ｃｍ
３　、粒径４０ｕｍのキャリアー粒子とよりなる二成分
現像剤であり、第２現像手段において用いる現像剤は、
黒色トナーと磁性粉を結着樹脂中に分散した密度３．６
、粒径４０μｍのキャリアー粒子とよりなる二成分現像
剤であった。又、第１現像手段における現像剤の移動速
度は、感光体移動速度と同一とし、第２現像手段におけ
る現像剤の移動速度は、第１表に示すように変化させた
。

得られた結果を第１表に示す。なお、以下の第１表及び
その他の表中、Ｏは問題がないレベルを意味し、△は問
題はあるが実用上使用可能と思われるレベルを意味し、
×は使用不可能なレベルを意味する。

第１表 実施例２ 感光体ドラムとして、外径２００ｍのｓｅ系ドラム用い
、帯電器によって１０００Ｖに一様に帯電させた（第３
図（ａ））。次いで、正規露光（非画像部露光）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３００Ｖの下で、赤色トナーを用いて現像を行っ
た（第３図（ｂ））。次いで、第２帯電手段にょつて９
００Ｖで一様に帯電させ（第３図（Ｃ））、第２露光手
段により正規露光（非画像部露光）を行い、非露光部９
００Ｖ、露光部２００Ｖ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７００Ｖ
の下で、黒色トナーを用いて現像を行った（第３図（ｄ
））。この場合の他の操作条件は次の通りであった。

感光体ドラムの移動速度は、５０ｍ／ｓｅｃ及び３０　
Ｑ　ｒｒａ／　ｓｅＣに設定した。現像ロールは、第１
現像手段においては外径４０ｍｍのステンレス鋼スリー
ブと外径２０ｍの８極対称着磁ロールとよりなるものを
を用い、第２現像手段においては、外径４０ｍのステン
レス鋼スリーブと外径２０ｍｍの８極着磁ロールとより
なり、現像ニップ域において反発磁界を形成する現像ロ
ールを使用した。第１現像手段において用いる現像剤は
、赤色トナーと密度４．５９／ｃｍ３、粒径’ｌＱＱμ
ｍのフェライト系キャリアー粒子とよりなる二成分現像
剤であり、第２現像手段において用いる現像剤は、黒　
、色トナーと磁性粉を結着樹脂中に分散した密度２　、
２　’ｊ　／ｃｍ３１１粒径４０μｍのキャリアー粒子
とよりなる二成分現像剤であった。又、弟子現像手段に
おける現像剤の移動速度は、感光体移動速度の３倍に設
定し、第２現像手段における現像剤の移動速度は、第２
表に示すように変化させた。

得られた結果を第２表に示す。

第２表 比較例 実施例１と同様なカラー記録装置を用い、同様な条件で
操作を行った。但し、第１現像手段における現像剤とし
て、赤色トナーと密度５．０ｇ／Ｃｍ３、粒径１００μ
ｍのフェライト系キャリアー粒子とよりなる二成分現像
剤を用い、第２現像手段において、黒色トナーと密度５
．ＯｃＪ／ｃｍ３、粒径１００μｍのフェライト系キャ
リアー粒子とよりなる二成分現像剤を使用した。又、第
１現像手段における現像剤の移動速度は、感光体の移動
速度の３倍に設定し、第２現像手段における現像剤の移
動速度は、第３表に示すように変化させた。

結果を第３表に示す。

第３表 以上の結果から、本発明において、第２現像手段におけ
る現像剤の移動速度と感光体の移動速度との比が０．６
〜１．８の範囲内であり、又、現像剤のキャリアーガ磁
性粉末が結着樹脂に分散された密度４．０Ｑ／ｃｍ３以
下のものである場合には、感光体移動速度が５０ｓ／ｓ
ｅｃ及び３００＃１ｌｌｌ／　ＳｅＣのいずれの場合で
もトナーの混入及びトナー像の乱れが制御できることが
分かる。

発明の効果 上記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
リーオーバー現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図は実施例１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
図は実施例２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、 第１図 （ａＩ　　第１１！　　　　　　　（ｂ）３１ｍ光、＝
Ｊ２ｆｆｌ侠（Ｃ）Ｍ２茸光と第２現懐 第２図 （ａ）　　Ｍ　１４ｉ亀　　　　　　　　　　　（ｂ）
　１に１ｍ光と１２１Ｌ＆（０Ｍ２．Ｗ電　　　　　　
　　　（ｄ）第２を光と第２規儂第３図

Claims (1)

【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、トナーと、磁性粉が結着樹
   脂中に分散された密度が４．０ｇ／ｃｍ＾３以下の磁性
   キャリアーとを混合してなる二成分現像剤を使用し、か
   つ、該二成分現像剤の移動速度（ＶＤｅｖ）と潜像担持
   体の移動速度（ＶＰＲ）とが、次式を満足する条件で現
   像を行うことを特徴とするカラー画像記録方法。 ０．６≦ＶＤｅｖ／ＶＰＲ≦１．８