JPS63254473A - 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侵、
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。

この様な重ね現作法においては、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
感光体が再度現株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
カラー画像ど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り１．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≧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、フェライト等の高比重の
ものが用いられて一〇Ｘ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ｉ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番目の磁気ブラシ用件装置の潜像担持体に対する
摺隙力を、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ざくすることにより、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
成分現像剤を使用覆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現懺
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、十分な像濃度の
現像を行う′ことができない上いう欠点を有していた。

又、特開昭６０−１２“６６６５＋両公報に記載の場合
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。したがうて、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、２回目以降
の現像工程において二成分現像剤の現像ニップ内の充填
率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／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、現像ニップ内の現像剤充填率が、１０〜５０％で
あることを特徴とする。

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４．０９／
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＝１．７〜４．０９／
ｃｍ３、好ましくは１．７〜３．０９／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、キャリアーの小粒径化による現像効率
の上昇及びフリンジ電界による潜像部へのキャリアーの
付着を考慮すると、実験の結果からは、平均粒径３０〜
５０μｍ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。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。

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＠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二オートトウルーデンサーＭ９
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）（ｇ）、Ｗｂ：セル風袋土粉体（９）、
ＷＣ：セル風袋＋粉体＋液体（液面決定後＞（ｇ）、Ｗ
ｄ：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
像ロールを声するものであり、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は、
現像ニップ内で現像剤の充填率が１０〜５０％であるこ
とが必要である。充填率が１０％より低いと、現像能力
が不足し、十分な現像が行われない。又５０％より高い
と、第１現像によるトナー像の受けるダメージが大きく
なり、線画の太り率、及びトナーの混入率が高くなる。

なお、「充填率」とは、現像ニップ内における二成分現
像剤のキャリアーの充填の度合いで、次の式で示される
値である。

式中、Ｄ：充填率（％） ｇ：有効現像ロール長（ｃｍ　） ｄ：現像ニップ巾（ｃｍ） ｈ：感光体と現像ロールとの間隔（ｃｍ）Ｆ：現像ロー
ル上の現像剤搬送１（ｇ／ｃｍ）ρ：キャリアーの真密
度（ｇ／ｃｍ３）ＶＰＲ：感光体の移動速度（ｃｍ／５
ｅｃ）ＶＤｅｖ：現像剤の移動速度（ｃｍ／５ｅｃ）本
発明においては、上記のパラメーターを適宜選定するこ
とにより、所望のトナー充填率を得ることができる。

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
画像を形成する場合を示す。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（Ｊ第２現像手段１，４は転写コロ
トロン、５は除電＝１０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、ｌｏａ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上に第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１
０ａ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
定石部で定着される。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ツ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、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ト（密度４．
８　’ｊ／ｃｍ３　＞を２０／８０（重量比）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４０ｔ１ｍのキャリアーを得た
。

トナー スヂレンープ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重四部と
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重量部とトナー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。

実施例１ 感光体ドラムとして、外径８４＃の有機光導電材料より
なるものを用い、帯電器によって一１０００Ｖに一様に
帯電させたく第２図（ａ））。

次いで、Ｈｅ−４４ｅ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−１００
０Ｖの表面電位を有する静電潜酸を形成させ、第１現像
手段によって現像バイアス−ａｏｏｖ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１４０ｍｍ／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４０ａ
のステンレス鋼スリーブと外径２０ｍの８種対称着１ａ
凸−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２０ｍの
８種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。

現像剤としては、第１現像手段においては、赤色トナー
と密度５．０ｇ／ｃｍ３　、粒径１００μｍもフェライ
トキャリアー粒子とよりなる二成分現像剤を用い、第２
現像手段においては、黒色トナーと粒径４０μｍの次の
４種のキャリヤー粒子とよりなる二成分現像剤を用いた
。（イ）磁性粉を結着樹脂中に分散した密度２．２ｇ／
ｃｍ３のキャリアー粒子、（ロ）磁性粉を結着樹脂中に
分散した密度３、−８９　／ｃｍ３のキャリアー粒子、
（ハ）密度５．０ｇ／ｃｍ３のフェライトキャリアー粒
子、及び（ニ）密度７．２０／ｃｍ３のＦｅキャリアー
粒子。

又、第２現像手段における現像剤の移動速度（ＦＤｅｖ
　）　　［ｃｍ］　、感光体と現像ロールとの間隔は（
ｈ）［ｃｍ］、現像ロール上の現像剤の搬送量（Ｆ）［
ｇ／ＣｒＩｔ］は第１表に示す通りであった。

この場合のトナー充填率（Ｄ）　［％］は下記第１表に
示す通りであった。

なお、第２現像手段にあける現像剤の搬送量、は、トリ
マーギャップの調整により変化させた許第２現像手段に
おける現像ニップ内の現像剤の充填率を種々変化させて
テストを行った結果を、第３図及び第４図に示す。なお
、これ等の図面において、線画の太り率及びトナーの混
入率は、下記の式によって評価した。

■　線画の太り率（ブラー率）　（％）■　トナーの混
入率（ｍＲ％） 実施例２ 第１現像手段において使用する現像剤として赤色トナー
及び磁性粉を樹脂中に分散した密度２．２’ｊ１ｃｍ３
、粒径４０ｔ１ｍのキャリアー粒子よりなる二成分現像
剤を使用した以外は、実施例１と同様に操作を行った。

得られた結果は、実施例１と同様であった。

実施例３ 感光体ドラムとして、外径８４ｍの３ｅ系ドラム用い、
帯電器によって１０００Ｖに一様に帯電させた（第５図
（ａ）〉。次いで、露光ランプにより正規露光（非画像
部露光）を行い、露光部３００Ｖ、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４００Ｖの下で、赤色トナーを用
いて現像を行った（第５図（ｂ））。次いで、第２帯電
手段によってトナー極性を負に保ったまま、９００Ｖｒ
一様に帯電サセ（第５図（ｃ））、ＬＥＤにより反転露
光（画像部露光）を行い、非露光部９００Ｖ、露光部２
００Ｖ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５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１６０ｒｒｖｎ／　ｓｅｃに
設定した。現像ロフルは、第１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２５Ｍ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２０
Ｍの８極着磁ロールとよりなり、現像二゛ツブ域におい
て反発磁界を形成する現像ロールを使用した。

現像剤としては、第１現像手段においては、黒色トナー
と密度５．０９／ｃｍ３　、粒径１１００ｕ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現像手段においては、赤色トナーと実施例１における
と同様のキャリアー粒子とよりなる二成分現像剤を用い
た。

又、第２現像手段における現像剤の移動速度（Ｆ［）ｅ
ｖ　）　　ＣｃｍＥ　、感光体と現像ロールとの間隔は
（ｈ）［ｃｍ］、現像ロール上の現像剤の搬送量（Ｆ）
［ｇ／ｒｎｌは第１表に示１通りであった。

この場合のトナー充填率（Ｄ）［％］は第１表に示す通
りであった。

なお、第２現像手段における現像剤の搬送量は、トリマ
ーギャップの調整により変化させた。

第２現像手段における現像ニップ内の現像剤の充填率を
種々変化させてテストを行った結果を、第６図及び第７
図に示す。なお、これ等の図面において、線画の太り率
及びトナーの混入率は、前記した通りである。

以上の結果から、本発明において、第２現像手段におけ
る現像ニップ内の現像剤充填率が１０〜５０％の範囲内
であり、又、現像剤のキャリアーが磁性粉末が結着樹脂
に分散された密度４．０９／ｃｍ３以下のものでおる場
合には、トナー像にダメージを与えることがなく、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、第２現像
手段における現像ニップ内の現像剤充填率を１０〜５０
％の範囲内に設定したから、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
を発生することしない。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１における充填率と線画の太り率との関係を
示すグラフ、第４図は実施例１における充填率とトナー
の混入率との関係を示すグラフ、第５図は実施例３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６図は実施例３における充填率と線画の太り率との
関係を示すグラフ、第７図は実施例３における充填率と
トナーの混入率との関係を示すグラフである。 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、 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）Ｊｉ帯電　　　　　　（１））第１露光と蔦２１
見懺（Ｃ）蔦２露先と第２３見俄 第２図 充璃＄　（％） を填卑（′Ａ） 第４図 ＜６）　　蔦１帯電　　　　　　　　　　（ｂ）第１露
光と蔦２１芝俄充填率（駒 第６図 充填率（％）

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、現像ニップ内の現像剤充填率が、１０〜５０％であ
   ることを特徴とするカラー画像記録方法。