JPH03126047A - 静電潜像現像方法 - 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〕 本発明は静電潜像現像方法に関し、より詳しくは、階調
再現性に優れた画像が得られる静電潜像現像方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の磁気ブラシ現像機においては、高速現像の要求に
対して、磁気ブラシ回転数を増大させることにより、所
要の画像濃度を確保していた。

複数の磁気ブラシを用いて現像機を構成し、現像部にお
ける磁気ブラシと潜像担持体との接触面積を増大させ、
磁気ブラシ回転数を増大させることなく、濃度低下の少
ない高速現像特性を得るものとして、多重構成磁気ブラ
シ現像法がある。

この多重構成磁気ブラシ現像法の動作原理について第４
図を参照して以下に述べる。まず、固定磁気ローラエの
磁力によりスリーブエの表面に保持された現像剤は、ス
リーブエの回転に伴い１時計方向に移動する。次に、固
定磁気ローラエおよび■のＮ１とＮ４．ＡとＢ、Ｎ２と
Ｓ、がそれぞれ対向するように配置されているため、磁
極Ｎ１の位置まで移動した現像剤は、磁極Ｎよと磁極Ｓ
４との間に構成される磁界中を移動し、スリーブＩとス
リーブ■との間に入り込むことなく、スリーブ■上の磁
極Ｓ４の位置に転移する。スリーブ■上に転移した現像
剤は、スリーブ■の回転に伴ってさらに時計方向に移動
し、固定磁気ローラ■のＣの位置に配置されているスク
レーパによりスリーブ■の表面から剥離される。

このような多重植成磁気ブラシ現像法は、現像剤と潜像
担持体の接触面積の増加が図れるので画像濃度の高い現
像が期待できる。

しかし、近年、高画質化が叫ばれ、特に、カラー原稿に
対する忠実な再現が必要となってきた。

そのようなニーズに対して第４図のユニットでは再現性
の優れた画像が十分には得られない。その理由の一つに
黒色コピー又はカラーコピー共に階調性が良くないと写
真原稿の場合、優れた再現性の良い画像が得られない。

又、第４図のユニットでは潜像面にめがけて一気にトナ
ーが移動するので特に細線原稿であるとシャープ性が原
稿よりも悪くなり文字の太りを生じたりする。

そこで、種々の階調性改良技術が提案されている。その
うちの一つに例えば導！暦−ＣｄＳ光導層−絶縁層の３
層からなる感光体に１次帯電、２次帯電同時色分解露光
、全面露光を与え、色分解潜像を作る方法において、階
調制御を２次帯電同時色分解露光工程で行う方法がある
。

また、潜像を網点に分解し、画像全体に周辺電場が存在
するようにし、現像エツジ効果も有効に利用して中間調
を点状に再現し１階調性を改良する方法（スクリーンに
よるγ改良法）がある。

また、上記の方法以外に、ドラトイレースによるγ−改
良法、重畳法によるγ改良法（潜像７重畳法、画像１重
畳法）等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の階調性改良法はいずれも現像部のトナ
ーやキャリアに着目したものではなく。

この面からの改良が期待される。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的は、
現像部のトナーとキャリアに着目し、その構成を改良す
ることにより、階調再現性を改良し、地汚れがなく薄く
文字の再現が良く、カラー複写の場合に色再現に優れた
画像が得られる静電潜像現像方法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、像担持体上に静電潜像を形成し、これ
にキャリアとトナーからなる第一の現像剤を施し、続い
てキャリアとトナーからなる第二の現像剤を施すことに
より現像する現像方法において、現像剤それぞれの現像
中のトナーは同極性に荷電され、かつ、両キャリアの粒
径は異なっていることを特徴とする静電潜像現像方法が
提供されるものである。

すなわち、本発明は、複数個の独立した現像スリーブを
有する現像部を設けて、それぞれの現像ユニットで潜像
を現像し、原稿に対して忠実な再現画像（カラー色再現
も）を得るようにして高画質化に適した現像を可能にす
るものである。

以下に１本発明の例を添付の図面（第１図）に従いなが
ら、複写プロセスとの関連において、さらに詳細に説明
する。

まず、感光体（無機系感光体、有機系感光体）１の表面
に帯電チャージャ２により正又は負帯電が一様に施こさ
れる。正帯電か負帯電かは感光体１の種類（性質）によ
り選択され、−例をあげれば感光体がＳｓ系のものであ
れば正帯電がなされる。これに光学系３により画像露光
が行われ静電荷像が形成され、この静電荷像は現像部で
可視化される。

可視像（トナー像）は転写チャージャ５により転写紙８
に転写され、その転写紙８は分離チャージャ６及び分離
爪９により感光体１から離されて定着工程へと送られる
。又、感光体１はクリーニング部１０でクリーニングさ
れる。

本発明はこの現像部に特徴を有する。現像部は４４と４
５の二つのユニットから成っている。その構成を４４の
ユニットを基にみてみると、トナー及びキャリアから成
る二成分系現像剤が収納されている。現像剤は磁石４１
１を内蔵した現像スリーブ４１上に保持され感光体１の
静電荷像を現像する。現像が繰り返されるごとにトナー
のみが消費されるのでセンサー４２により現像剤のトナ
ー濃度を検知して常に一定のトナー濃度となるように新
規なトナーが供給されるようになっている。４３は現像
剤を撹拌するためのパドルホイールである。尚、必要に
応じて現像スリーブ４１にはバイアスが印加されてもよ
い。４５のユニットも４４と同様な構成となっている。

このように２つの現像ユニットを設ける理由は■階調再
現性をよくすること ■地汚れがなく、かつ、薄い文字の再現が良いこと ■カラー複写の場合色再現がすぐれていること等を主に
向上させるためである。

電子写真複写機の場合、階調再現カーブは一般に第３図
のように設定されている。

文書の複写を主に考えると、鉛筆原稿等の薄い文字、細
線の再現性のためには原稿濃度０．３程度の濃度も高い
濃度で出力し地汚れを発生させないために０．１程度の
濃度ではトナーが付着しないような特性になっている。

又、濃いベタ部は現像されても淡い濃度の地色は現像さ
れにくくなっている。

よって、階調再現カーブはハーフトーン（淡い濃度）再
現性が良くない。この階調再現カーブの良い特性を得る
ことが本発明の特徴である。本発明においては、現像部
（４４，４５）に収納されている現像剤の構成を変化さ
せることで優れた階調性が達成される。

すなわち、本発明においては、現像剤それぞれの現像中
のトナーは、同極性に荷電され、かつ、キャリア粒子の
径を異ならしめているものである。

このように現像中のトナーが同極性に荷電され、かつ、
キャリア粒子の径を異なるようにするには、例えば、現
像剤をキャリア粒子とトナー粒子の二成分とし、そして
、第一の現像剤と第二の現像剤の各キャリア粒子の径を
別個にすればよい。

キャリア粒子の径は、５〜３００．、好ましくは。

１０〜２００声のものとすることができるが、第一の現
像剤のキャリア粒子の径は、第二の現像剤のキャリア粒
子の径より小さくしておくことが階調再現性の点からみ
て好ましい。

より具体的には、第一の現像剤中のキャリア粒子の径は
１０〜１００．、第二の現像剤中のキャリア粒子の径は
５０〜２００μｍとするのが好適である。

キャリアとしては、従来公知のものが全て使用でき、無
被覆キャリア、被覆キャリアのいずれであってもよい。

本発明のキャリアの主体をなす磁性体としては、フェラ
イト、マグネタイトなどをはじめとする鉄、コバルト、
ニッケルなどの強磁性を示す元素を含む合金あるいは化
合物などの微粉末又は強磁性元素を含まないが適当に熱
処理することによって強磁性を示すような合金、例えば
マンガン−銅−アルミニウムあるいはマンガン−銅−錫
などのマンガンと銅を含むホイスラー合金と呼ばれる種
類の合金の微粉末又は二酸化クロムの微粉末などが挙げ
られる。

またキャリアと共に用いられるトナーは、結着樹脂と着
色剤を主成分とする公知のものが用いられる。この場合
の、結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリＰ−クロロ
スチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその
置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重
合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニ
ルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重
合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン
−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体
、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−
メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタ・グリル
酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸
メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体
、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン
−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメ
チルケトン共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、
スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニ
トリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重
合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチ
レン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチ
ルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウ
レタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラ
ール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テル
ペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素
樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィ
ンワックスなどが挙げられ、これらは単独であるいは混
合して使用される。

また、着色材としては、従来公知の染・顔料が使用でき
１例えばカーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群
青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニン
ブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、
ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、クロムイ
エロー、ウルトラマリンイエロー、メチレンブルー、デ
ュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブル
ークロライド、マラカイトグリーンオフサレート、キナ
クリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリ
アリルメタン系染料、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染
顔料等が挙げられ、これらは単独であるいは混合して使
用される。

また、トナーには、必要に応じてコロイダルシリカのよ
うな流動化剤、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属
酸化物や炭化珪素などの研磨剤。

あるいは脂肪酸金属塩等の潤滑剤などを含有させてもよ
い。

また、被覆キャリアに用いるコーティング用の離型性樹
脂としては、ポリオレフィン系樹脂１例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、及びクロロ
スルホン化ポリエチレン；ポリビニル及びポリビニリデ
ン系樹脂、例えばポリスチレン、アクリル樹脂（例えば
ポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、
ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾ
ール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン；塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体；スチレン−アクリル酸共
重合体；オルガノシロキサン結合からなるストレートシ
リコーン樹脂のようなシリコーン樹脂またはその変性品
（例えばアルキド樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、
ポリウレタン等による変性品）；弗素樹脂、例えばポリ
テトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビ
ニリデン、ポリクロロトリプルオロエチレン；ポリアミ
ド；ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート
；ポリウレタン；ポリカーボネート；アミノ樹脂、例え
ば尿素−ホルムアルデヒド樹脂；エポキシ樹脂等が挙げ
られる。中でもスペントトナーのキャリアへの付着防止
の点で好ましいのはアクリル樹脂、シリコーン樹脂また
はその変性品、弗素樹脂、特にシリコーン樹脂またはそ
の変性品である。なお、シリコーン樹脂（但しストレー
トシリコーン樹脂）の市販品としては信越化学社製ＫＲ
２７１、ＫＲ２５５、ＫＲ２５１、トーレシリコン社１
１ｓＲ２４００゜５Ｒ２４０６等があり、また変性シリ
コーン樹脂としては信越化学社１１ＫＲ２０６（アルキ
ッド樹脂変性品）、ＫＲ３０９３（アクリル樹脂変性品
）、ＥＳｌｏｏＩＮ（エポキシ樹脂変性品）、トーレシ
リコン社製５Ｒ２１１５（エポキシ樹脂変性品）、５Ｒ
２１１０（アルキッド樹脂変性品）等がある。

以上のような離型性樹脂の使用量はキャリア芯材１００
重量部あたり０．５〜５０重量部程度が適当である。

コート層中には必要に応じて導電性物質としてのカーボ
ン、金属、酸化チタン、酸化亜鉛等を加えてもよい、さ
らに帯電付与物質としてフタロシアニンのような顔料、
第四級アンモニウム塩、シリカ、染料、樹脂等を加える
こともよい。

次に具体的に例を挙げて説明する。

まず１通常法に潜像を作成させる。そして、現像部４４
には第一の現像剤として第二の現像剤のキャリアより小
さい径を有するキャリア粒子からなる現像剤が収納され
ている。

ここでの階調再現カーブは第２図のｂを再現する。

次の現像部４５には第二の現像剤として第一の現像剤の
キャリアより径の大きいキャリア粒子からなる現像剤が
収納されている。この４５にて階調再現カーブは第２図
のａを再現することで結果として第２図のＣの階調再現
のカーブとなる。すなわち、径の小さいキャリア粒子は
トナーで均一に被覆されているため、現像剤が潜像に密
接に接触することから潜像に対してトナーが十分に追従
補給されるので、第２図のｂに示される階調再現カーブ
を描き、また粒径の大きいキャリア粒子は小径キャリア
からなる現像剤を用いた際に現像が十分でない部分を現
像するために第２図のａに示される階調再現カーブを描
くのである。

従って、本発明方法においては、従来の現像法より優れ
た画像再現が可能となる。よって本発明では白黒画像又
特に絵画間のカラー画像の再現にきわめて効果的な手段
となる。

〔実施例〕

次に実施例を挙げて本発明を説明する。なお。

部は重量基準である。

実施例１ 下記処方の混合物を２本ロール上で加熱下で混練し冷却
後、粉砕分級し、粒径５〜２０ｐｓの二成分系現像剤用
トナーをつくった。

ポリスチレン（エッソ社１ＩＤ−１２５）　　　　　１
００部カーボンブラック（三菱化成社製＃４４）　　　
１０部つぎに、径の異なる２種のキャリアＡ及びキャリ
アＢを下記の要領で作製した。

〔キャリアＡ〕

キャリア被覆材として下記処方によりコーテイング液を
ｒＡＭした。

シリコーン樹脂（トーレシリコーン ５Ｒ２４０６、固形分２０％）１００部トルエン　　　
　　　　　　　　　　　　１５００部回転内回転流動層
粒子コーティング装置に平均粒径５０μｍのフェライト
キャリア５ｋｇ入れ流動させながら上記処方のコーテイ
ング液を８０’Ｃの加熱下に散布し、塗布を行った塗布
物をコーティング装置よりとり出し恒温槽に入れ、２０
０℃で２時間加熱したシリコーン膜の硬化を行わせた。

〔キャリアＢ〕

キャリア被覆材として下記処方によりコーテイング液を
調製した。

シリコーン樹脂液（トーレシリコーン ５Ｒ２４０６、固形分２０％）１００部トルエン　　　
　　　　　　　　　　　　１５００部回転内回転流動層
粒子コーティング装置に平均粒径１００μｍのフェライ
トキャリアを５ｋｇ入れ流動させなかに上記処方のコー
テイング液を８０℃の加熱下に散布し、塗布を行った塗
布液をコーティング装置よりとり出し恒温槽に入れ、２
００℃で２時間加熱したシリコーン膜の硬化を行わせた
。

キャリアＡ１００部及びトナー２．５部を混合してマイ
ナス帯電二成分系現像剤を調製した。同様にキャリア８
１００部及びトナー２．５部を混合してマイナス帯電二
成分系現像剤を調製した。

以上のうち４４の現像部にキャリアＡからなる現像剤を
４５の現像部にはキャリアＢからなる現像剤を入れて画
像出しテストを実施した。

実施例２ キャリアとして、実施例１のキャリアＡとキャリアＢを
用いた。

一方、下記処方の混合物を２本のロールミル上で加熱下
で混練し冷却後、粉砕分級し、粒径５〜２〇−の二成分
系現像剤用トナーをつくった。

ポリスチレン（エッソ社１ａＤ−１２５）　　　　　１
００部カーボンブラック（三菱化成社１７　＃４４）　
　　１０部これらキャリア１００部及びトナー２．５部
を混合してキャリアＡ及びキャリアＢからなるプラス帯
電二成分系現像剤を各々調製した。

以上のうち４４の現像部にキャリアＡからなる現像剤を
４５の現像部にはキャリアＢからなる現像剤をそれぞれ
入れて画像出しテストを実施した。

画像出しに当っては第１図において、実施例１は感光体
がＳｅで＋７００ｖを帯電させて１分間に２０枚のコピ
ーができるスピードで行った。又、実施例２は感光体と
して有機感光体を用いて一７５０ｖを帯電させて１分間
に２０枚のコピーができるスピードで行った・ 画像出しを実施したところ、実施例１及び２共に第２図
に示した階調再現カーブとしてＣのカーブを得ることが
できた。（２０段のコダック・グレー・スケール（ＫＧ
Ｓ）をオリジナルとして何段再現するか見ると１４段が
出た。） 次にカラートナー例を示す。

実施例１中の含金属染料をサリチル憩亜鉛塩（ボントロ
ンＥ−８４、オリエント化学社製）に代え更にカーボン
ブラックに代えて下記表１に示す着色材を用いてカラー
トナーを作成し、実施例１と同様な現像剤を作成して調
べたところ各色のトナー共にその着色材としての階調再
現カーブを得ることができた。

表１ 〔発明の効果〕 以上の説明で明らかなように、本発明の方法は。

階調再現性に優れ、地汚れがなく、薄い文字の再現がよ
く、カラー複写の場合に色再現に優れた画像を形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置を示す説明
図、第２図は本発明の階調再現カーブを示すグラフ、第
３図は電子写真複写機の一般的な階調再現カーブを示す
グラフ、第４図は従来の多重構成磁気ブラシ法を示す説
明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上に静電潜像を形成し、これにキャリア
   とトナーからなる第一の現像剤を施し、続いてキャリア
   とトナーからなる第二の現像剤を施すことにより現像す
   る現像方法において、現像剤それぞれの現像中のトナー
   は同極性に荷電され、かつ、両キャリアの粒径は異なっ
   ていることを特徴とする静電潜像現像方法。
2. （２）第一の現像剤のキャリア粒子の径は、第二の現像
   剤のキャリア粒子の径より小さいキャリア粒子からなり
   、各トナー粒子は同物質からなる特許請求の範囲第１項
   記載の静電潜像現像方法。
3. （３）第一の現像剤のキャリア粒子の径は、１０〜１０
   ０μｍで第二の現像剤のキャリア粒子の径は５０〜２０
   ０μｍからなる特許請求の範囲第１項記載の静電潜像現
   像方法。