JPS63254474A - 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、その一つに手ね現像法があ
る。重ね現像法は、１つの感光体シこ、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
債、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店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たり、そのトナー像
の上に新たに第２のトナーが現像されて混色を生じたり
、乱されたトナーが現像装置中に混入して第２現像剤の
寿命を縮めるなどのトラブルを発生する。

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■非接触現像法、（特開昭５６−
１４４４５２号公報参照）、■１呂家力を弱めた磁気ブ
ラシ現像法を用いることが考えられる。（特開昭５５−
３６８８９号公報、特開昭５７−７９９７０号公報、特
開昭６０−１２６６６５公報参照） 発明が解決しようとする問題点 例えば特開昭５６−１４４４５２号公報に示される如く
、第２現像工程においてＪＦ接触ＡＣ飛翔方式を採用す
る場合は、既に現像されているトナーのＡＣ電界による
飛翔現象を考えると第１トナー像の乱れ、第２現像剤の
第１トナー像への混入の而で得策とはいえない。

又、特開昭６０−１２６６６５号公報に記載のように、
粒子径が５０μｍ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ことにより第２坦像工
程における摺擦力の低減化をはかる方法が知られている
。この場合についても、感光体と磁気ブラシの接触深さ
を考慮する必要がおり、それに伴なう現像性への影響も
検討する必要がある。即ち、感光体と磁気ブラシの接触
深さく第２図において、磁気ブラシ１５の厚さＴ−感光
体ドラム１０と現像ロール１４との間隔ｄ）を小さくす
ると、現像効率が低下するために電位的に第２現像工程
における現像コントラストを上げるという二次的な問題
を考慮する必要がおる。

加えて、現像効率を低下させた状態で使用しているため
、維持性の面でも問題が残る。

更に、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現像装置の現住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５７−７９９
７０号公報に記載のものにおいては、第２現像装置にお
ける現像ロールの主極１ａ５の磁束密度が３００〜５０
０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。

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ｔｊの結果、第２現像
工程における磁気ブラシが第１現像によるトナー像を１
２ｆ擦する力を小さくすると共に、第１現像によるトナ
ー像が、第２現像による磁気ブラシの摺擦力を受けても
掻きとられにくい状態にすれば更に良好な結果が得られ
るものと考え、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
第１回目の現像工程において複数の現像ロールを使用し
て現像を行ない、且つ、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／ｃｒｎ３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て現像を行うことに
よりを特徴とする特本発明において少なくとも２回目以
降の現像工程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以下である必要がある。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の範囲のものでおれば、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
オーバー環条と、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二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＞（ｇ）、Ｗｂ：セル風袋士粉体（ｇ＞、
ＷＣ：セル風袋十粉体＋液体（液面決定後＞（１、Ｗｄ
：セル風袋十液体（液面決定後＞（１） 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
何４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、複数回の現像工程のうち、少なくとも第１回目
の現像工程において複数の現像ロールを使用して現像を
行うことが必要である。

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、１ｏ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１ｏの表面の感光層１
０ａは一様に帯電される。

次いで、第１鎗光手段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８１０ａ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、複数個の現像
ロールを有するものが使用される。この際、現像バイア
スは、正規現像を行うが、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ｍ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パル１、
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。なお、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。

なお、上記第１図においては、第１現像手段において、
２個の現像ロールを用いる場合を示したが、現像ロール
は３本或いはそれ以上でもよいことは勿論である。

作用 本発明の詳細な説明する前に、重ね現像法における第２
現像工程によって生じる第１トナー像の混色、像乱れの
発生メカニズムを第３図によって説明する。

第１トナー像の混色、像乱れは、電気的要因と機械的要
因に基づく。

第３図（ａ）は、第１現像及び第２現像を同極性の現像
剤を用いて、共にネガ現像によって行った場合の、電気
的要因によって生じる混色の発生メカニズムを示す。こ
の場合、第２現像における現像バイアスが第２トナーが
追加現像される電位になっているため、第１トナー像１
１の上に第２トナー１２が追加現像されて、混色が生じ
る。この混色は、電気的要因のみを考えるならば、一応
、第２現像バイアスを適当に設定することによって回避
することが可能である。

しかしながら、第２現像を接触タイプの磁気ブラシ現像
法によって行う場合は、磁気ブラシの店家による、機械
的要因＋電気的要因による作用を考える必要がある。第
３図（ｂ）は、第１現像によるトナー像が、第２現像に
おける磁気ブラシによって掻き取られた場合の混色、乱
れ、濃度低下の発生メカニズムを示す。混色は、第２現
像ロール１４の回転により、第１現像によって形成され
た第１トナー像１１が、キャリアー１３よりなる磁気ブ
ラシによって掻き取られ、その上に第２トナー１２が追
加現像されることによって生じる。

又、像乱れは、磁気ブラシによって削りとられたトナー
が第１トナー像の横にΔ１の幅に堆積することによって
生じる。さらに、その結果、濃度低下が生じることにな
る。

第３図（Ｃ）は、第２現像にあける電位条件を変更した
場合の状態である。この場合、第３図（ａ＞に示した第
２現像における現像バイアスを、混色の生じない電位条
件に変更しているが、第１１〜ナー像１１は、現像ニッ
プ域を通過中に、第３図（ｂ）についで説明したように
掻き取られるため、掻ぎ取られた分トナー像電位が低下
して、第２トナー１２による追加現像が起り、混色が生
じることになる。そこで、第２現像における電位変化を
見込んで、現像バイアスを設定すると、第１トナーにス
キャベンジ力（現像方向とは反対方向・に電界がかかる
ことになる）が一層働くことになり、濃度低下が発生し
、かつ混色も完全に抑制することができず、又、第２現
像トナー像のコントラストも低下するという現象が生じ
ることになる。

本発明は、少なくとも第１回目の現像工程において複数
の現像ロールを使用することによって、第１現像による
トナー像が、第２現縁における磁気ブラシの摺擦力を受
けても掻き取られ難い状態にすることにより、第２現像
における磁気ブラシが第１トナー像を摺擦する力を弱く
することによって、従来の重ね現像法における上記欠点
を解決したものである。

即ち、本発明によれば、第１現像工程において、最初の
現像ロールによって形成されたトナー像中の掻きとられ
易いトナーが、２番目以降の現像ロールによってスキや
ベンジング（清掃）され、かつ、残留したトナー像が感
光体に押圧されることになるので、トナー像が外力に対
してより安定な状態になる。第４図は、その場合の状態
を模式的に説明するもので、最初の現像ロールにより形
成された低充填のトナー像が、複数の現像ロールによっ
て、高充填のトナー像になる状態を示している。又、第
５図は、後記実施例１において第１現像ロールの本数を
１〜３本に変化した場合の結果を示し、第５図（ａ）、
（ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、第１現像工程によって
形成された第１トナー像の重量、層厚、及び帯電量（Ｑ
／Ｍ）を比較したグラフである。

更に、本発明においては、第２回目以降□の現像工程に
おいて、密度が４．０ｇ／ｘｍ３以下の磁性キャリアー
を使用するから、第２現像に絹ｊる磁気ブラシが第１ト
ナー像を摺擦する力を弱めることになり、したがって、
上記トナー像の混色、像乱れが一層抑制されることにな
る。

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。

キレリアー スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（密度１
　、１　’Ｅｌ／ｃｍ３　＞及び立方体型マグネタイト
（密度４．８ｃＪ／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　
＜９／ｃｍ３　＞　、平均粒径４０ｔ１ｍ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１ｑだ樹脂９２重量部
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９．８
μｍ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図に記載の如き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のセレン系ドラム、
を用い、第１帯電器によって１０００Ｖに一様に帯電さ
せた（第６図（ａ））。次いで、ＬＥＤアレイを用いて
反転露光（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ａｏｏｖの下で、
正帯電黒色トナーを用いて現像を行った（第６図（ｂ）
）。

続いて第２帯電器によって１０００Ｖに一様に帯電した
（第６図（Ｃ）。更に、ＬＥＤアレイにより反転露光（
画像部露光）を行い、非露光部１０００Ｖ、露光部２０
０Ｖ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６００Ｖの下で、正帯電赤色
トナーを用いて現像を行った（第６図（ｄ））。この重
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１６０ｍ／ｓｅｃ又は３００
ｍｍ／ｓｅｃに設定した。現像ロールとしては、第１現
像手段においては、外径４０＃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２
本使用した。又、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極対称着磁ロ
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、黒色トナーと粒
径８０μｍ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、赤色トナーと磁性粉を結着樹脂中に分散した密度２
．２、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。

上記の条件で操作を行った場合、２０ｋｃ／Ｖにおいで
も、トナー像の混色や像乱れは発生しなかった。又、第
２現像におけるトナー像の濃度も低下しなかった。

比較例１ 実施例１における第１現像手段において、現像ロールを
１本に変更した以外は実施例１と同様に操作したところ
、約５ｋｃ／Ｖでトナー像の混色が発生した。

実施例２ 感光体ドラムとして、外径２００ｍのセレン系ドラムを
用い、第１帯電器によって１０００Ｖに一様に帯電させ
た（第７図（ａ））。次いで、露光ランプを用いて正規
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４００■の下で、負
帯電黒色トナーを用いて現像を行った（第７図（ｂ））
。

続いて第２帯電器によって９００Ｖに一様に帯電した（
第７図（Ｃ）。更に、ＬＥＤアレイにより反転露光（画
像部露光）を行い、非露光部９００■、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６００Ｖの下で、正帯電赤色トナ
ーを用いて現像を行った（第７図（ｄ））。この場合の
他の操作条件は実施例１と同一であった。

上記の条件で操作を行った場合、２０ｋｃ／Ｖにおいて
も、トナー像の混色や像乱れは発生しなかった。又、第
２現像におけるトナー像の濃度も低下しなかった。

比較例２ 実施例２における第１現像手段において、現像ロールを
１本に変更した以外は実施例２と同様に操作したところ
、２０ｋＣ／Ｖでトナー像の混色混色や像乱れは発生し
なかったが、第２現像にお（プるトナー像の濃度が低下
した。

実施例３ 感光体ドラムとして、外径２００ａ＋＋のセレン系ドラ
ムを用い、第１帯電器によって１０００Ｖに一様に帯電
させた（第８図（ａ））。次いで、ＬＥＤアレイを用い
て反転露光（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８００Ｖの下で
、正帯電黒色トナーを用いて現像を行った（第８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１００Ｖ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６００Ｖの下で、負帯電赤色トナーを用いて
現像を行った（第８図（Ｃ））。この場合の他の操作条
件は実施例１と同一であった。

上記の条件で操作を行った場合、２０ｋｃ／Ｖにおいて
も、トナー像の混色や像乱れは発生しなかった。

比較例３ 実施例３における第１現像手段において、現像ロールを
１本に変更した以外は実施例３と同様に操作したところ
、２ｋＣ／■でトナー像の混色混色ヤ像乱れは発生しな
かったが、第２現像におけるトナー像の濃度が低下した
。

比較例４ 実施例１における第２現像手段において、３キヤリアー
を真密度５．０ｇ／ｃｍ３　、粒径８０μｍのフェライ
ト系キャリアー粒子に変更した以外は、実施例１と同様
に操作したところ、操作初期よりトナー像の混色か発生
した。

又、第１現像手段における現像ロールを１本に変更した
ところ、トナー像の混色の程度は更に悪化した。

比較例５ 実施例３における第２現像手段において、キャリアーを
真密度５．０ｇ／ｃｍ３　、粒径ａｏμｍのフェライト
系キャリアー粒子に変更した以外は、実施例３と同様に
操作したところ、操作初期よりトナー像の混色が発生し
た。

又、第１現像手段における現像ロールを１本に変更した
ところ、トナー像の混色の程度は更に悪化した。

発明の効果 磁気ブラシ法により重ね現像を行う場合、本発明は、複
数回の現像工程のうち、少なくとも第１回目の現像工程
において複数の現像ロールを使用して現像を行ない、且
つ、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４．０３／
ｃｍ３以下の磁性キャリアーとを混合してなる二成分現
像剤を使用して現像を行うから、重ね現像における１回
目の現像による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。又、２回目以
降の現像工程において現像されたトナー像の濃度低下が
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“図は感光体と磁気ブラ
シの接触深さを説明する説明図、第３図はトナー像の混
色及び像乱れの発生機構を説明するための説明図、第４
図は本発明の詳細な説明、するための説明図、第５図は
本発明の作用及び効果を説明するためのグラフ、第６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７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、第８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、１］・・・第１トナー像、
１２・・・第２トナー、１３・・・キャリアー、１４・
・・第２現像ロール。 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 篤２図 ↑ニー（超低Ｔ） 篤３図 ％４図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（１））（Ｃ） 第５図 （ａＵＩや４１　　　　　（ｂ）Ｍｌを九＋第１ｆｌ懐
（Ｃ）第２帯電　　　　　（ｄ）篤２１充十第２現像％
６図 （ａ）犀１１電　　　　　　　　（ｂｌ第１１光、＋ｊ
ｌ理偵（ｃ）ｊＦ！２７Ｊｉｌ　　　　　　　　（ｄ）
第２１光十第２現偵篤７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、少なくとも第１
   回目の現像工程において複数の現像ロールを使用して現
   像を行い、且つ、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て現像を行うことを特徴と
   するカラー画像記録方法。