JPH04329563A - カラー画像記録方法 - 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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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、一つの感光体に、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
、第２の現像工程により著しく乱されることになる。 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。

【０００３】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、後段の現像工程で（１）非接触現像法
（特開昭５６−１４４４５２号公報参照）、（２）摺擦
力を弱めた磁気ブラシ現像法（特開昭５５−３６８８９
号、同５７−７９９７０号、同６０−１２６６６５号公
報）を用いることが考えられる。

【０００４】

【発明が開発しようとする課題】上記（１）の方法にお
いて、例えば特開昭５６−１４４４５２号公報に開示さ
れる如く、第２の現像工程において非接触ＡＣ飛翔方法
を採用する場合には、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２現像剤の第１トナ
ー像への混入の面で得策とはいえない。又、（２）の方
法においては、第２の現像工程の現像効率或いは現像能
力を低下させた状態で使用するため、十分な画像濃度の
現像を行うことが困難であるという問題がある。

【０００５】ところで、従来、現像工程において、現像
ロールの表面速度は、感光体の表面速度に対して２〜４
倍程度の比率で回転させて現像を行っているが、このよ
うな回転速度においてはトナークラウドが発生し易く、
第１現像手段と第２現像手段との間に帯電器や露光装置
などが存在する場合には、それ等が汚染されるので好ま
しくない。そこで、現像ロールの表面速度を感光体の表
面速度の２倍以下におさえることが望まれるが、上記重
ね現像法によりカラー画像を得るカラー画像システムで
は、既に形成されているトナー像を乱したり、現像効率
が充分でなかったりして、満足のいく結果は得られてい
なかった。本発明は、上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものである。

【０００６】したがって、本発明の目的は、第１現像工
程において形成されたトナー像が２回目以降の現像工程
におてい乱れることがなく、したがって、混色及び像乱
れのない、十分な画像濃度を有するカラー画像を効率良
く得ることができるカラー画像記録方法を提供すること
にある。本発明の他の目的は、トナークラウドによるト
ナー汚れの発生しない、信頼性の高いカラー記録方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、先に、重
ね現像法によりカラー画像を形成する際に、複数回の現
像工程のうちの少なくとも２回目以降の現像工程におい
て、密度が４．０ｇ／ｃｍ３　以下のキャリアーを用い
ることを提案したが（特願昭６１−２７２７９０号）、
更に検討の結果、現像ロールの移動速度を特定の範囲に
設定すれば一層効果的に現像を行うことができることを
見出だし、本発明を完成するに至った。即ち、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り返して実施した後、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、各現像ロールの表
面移動速度（ｖＲ　）、潜像担持体の表面移動速度（ｖ
Ｒ　）に対して１／２〜２倍の範囲にあり、且つ、少な
くとも２回目以降の現像工程において用いる現像剤が、
トナーと、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であることを特徴とす
る。本発明においては、少なくとも２回目以降の現像工
程において、互いに同極性の磁極が隣接してなる現像主
極を有する現像ロールを用いることが好ましい。

【０００８】以下、本発明を図面を参酌して説明する。 図１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。又、図３は、図１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図である。図１において、１ａ
は第１帯電器、２ａは第１露光手段、３ａは第１現像手
段、１ｂは第２帯電器、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、１０ａ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、第１帯電器１ａにより、感光体ドラム１０の
表面の感光層１０ａは一様に帯電される（図２（ａ））
。

【０００９】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１
０ａ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（図２（ｂ））。なお、ト
ナーの色は第１の色と異なるものであってもよい。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。

【００１０】次いで、第２帯電器１ｂにより再び感光層
１０ａは、一様に帯電される（図２（ｃ））。なお、こ
の第２帯電器１ｂは、像形成プロセスによっては省略す
ることもできる。例えば、第１露光部においてネガ書き
込みを行い、第２露光部においてポジ書き込みを行う場
合には省略することができる。続いて、第２露光手段２
ｂ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法は任意である。 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（図２（ｄ））。 この際にも、トナーの色は第２の色と異なるものであっ
てもよい。この際、現像バイアスも任意に選択すること
ができる。

【００１１】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
。

【００１２】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、画像情報に応じて光
変調可能な光書き込み装置、例えばレーザー書き込み装
置、一様光源−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。

【００１３】本発明における現像工程においては、任意
の二成分現像装置が使用可能であるが、中でも最も一般
的な磁気ブラシ現像装置を用いるのが好ましい。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。その際、像乱れ
防止の観点からは、マグネットロールを固定し、スリー
ブを回転させる方法が好ましい。

【００１４】本発明においては、第１現像工程において
用いる現像ロール及び第２回目以降の現像工程において
用いる現像ロールは、全てその表面移動速度（ＶＲ　）
が、潜像担持体の表面移動速度（ｖＰ　）に対して１／
２〜２倍の範囲にあることが必要である。各現像ロール
の表面移動速度が上記の範囲内の場合は、第１現像工程
によって形成されたトナー像が第２回目以降の現像工程
によって乱される現像が許容できる範囲にあるが、上記
範囲外になると、像乱れが著しくなる。

【００１５】又、本発明において現像剤としては、色相
の異なる二種類の現像剤を用いるが、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は、
トナーと、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用いることが必要で
ある。本発明において用いるキャリアーは、密度が４．
０ｇ／ｃｍ３　以下であれば、いか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
量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。

【００１６】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２５〜５０μｍの範囲が好ましく、特に３０μｍ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。

【００１７】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、
いわゆるピクノメータ法（真比重ビン法）を用い、この
ピクノメータ法を自動化した測定機：オートトゥルーデ
ンサーＭＡＴ−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。

【００１８】

【式１】 （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＋粉体（ｇ）、
Ｗｃ：セル風袋＋粉体＋液体（液面決定後）（ｇ）、Ｗ
ｄ：セル風袋＋液体（液面決定後）（ｇ））

【００１９
】

【実施例】実施例１ 本発明において使用する二成分現像剤は、次のようにし
て製造した。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
．１ｇ／ｃｍ３　）及び立方体型マグネタイト（密度４
．８ｇ／ｃｍ３　）を下記の比率で混合し、溶融混練し
た後、微粉砕して、下記表１のキャリアーを得た。

【００２０】

【表１】

【００２１】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９．８μ
ｍのトナーを得た。

【００２２】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。

【００２３】上記図１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。感光体としてはＳｅ系のもの
を用いた。第１帯電を行い、帯電電位は９００Ｖに一様
に帯電させたのであった。第１露光手段としてレーザー
光源を用い露光を行った。第１露光による感光体の露光
部は２００Ｖであった。続いて、現像バイアス３００Ｖ
の下に、二成分磁気ブラシ法により、第１現像を行い、
黒色トナー像を形成させた。次いで第２帯電を行った。 感光体の表面電位は９００Ｖであった。現像バイアス８
００Ｖの下に、二成分磁気ブラシ法により、第２現像を
行い、赤色トナー像を形成させた。この場合、第１現像
手段における現像ロール及び第２現像手段における現像
ロールは、共に、非磁性現像スリーブと８極マグネット
ロールとよりなるものであって、感光層の移動速度と同
じ表面移動速度になるように設定した。

【００２４】上記の方法において、第１現像手段によっ
て形成されたトナー像は、第２現像手段によって像乱れ
現象がほとんど生じなかった。第１現像手段及び第２現
像手段における現像ロールの表面移動速度を変化させた
ところ、図３に示される結果が得られた。図３は、第２
現像工程による第１トナー像の乱れの状態を示すグラフ
であり、縦軸は、第１現像工程によって形成されるトナ
ー像の線巾に対する、第２現像工程後のトナー像の線巾
の比を示し、横幅は、潜像担持体の表面移動速度（ｖＰ
）に対する現像ロールの表面移動速度（ｖＲ）の比を示
す。図３によって、現像ロールの表面移動速度が、潜像
担持体の表面移動速度に対して１／２〜２倍の範囲にあ
る場合には、第１現像工程によって形成されたトナー像
は、第２現像によって乱される度合いが著しく低いこと
が分る。

【００２５】実施例２ 第２現像工程における現像ロールとして、互いに同極性
の磁極が隣接してなる現像主極を有するマグネットロー
ルを有するものを用いた以外は、実施例１におけると同
様にしてコピー操作を行った。第１現像手段及び第２現
像手段における現像ロールの表面移動速度を変化させた
ところ、図４に示される結果が得られた。図４において
、縦軸はコピー像の画像濃度を示し、横軸はｖＰ　に対
するｖＲ　の比（ｖＲ　／ｖＰ　）を示し、カーブＡは
、互いに同極性の磁極が隣接してなる現像主極を有する
マグネットロールを有する現像ロールを用いた場合を意
味し、カーブＢは、現像主極が反発磁界を形成しないも
のを用いた場合を意味する。この図によって明らかなよ
うに、互いに同極性の磁極が隣接してなる現像主極を有
するマグネットロールを有するものを用いた場合には、
現像ロールの表面移動速度が、潜像担持体の表面移動速
度に対して１／２〜２倍の範囲において、画像濃度が著
しく上昇することが分る。

【００２６】実施例３ 図１のカラー画像記録装置において、第１露光手段を露
光ランプ、第２露光手段をＬＥＤアレイとして実施例１
におけると同様に操作した。感光層の移動速度に対する
、第１現像手段の現像ロールと第２現像手段の現像ロー
ルの表面移動速度を共に１又は３に設定してコピー操作
を繰返し行った。ＬＥＤアレイのレンズ上の汚れを接着
テープに転写することによって測定した。結果を図５に
示す。図５中、縦軸は接着テープ上に転写されたトナー
の濃度、横軸はコピーの枚数を示し、カーブＡはｖＲ／
ｖＰ＝１、カーブＢはｖＲ／ｖＰ＝３の場合を示す。 この図から、本発明の場合には、第１現像手段によって
トナーグラウドの発生が少ないことが分る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、最初の現像工程におい
て形成されたトナー像が２回目以降の現像工程において
乱れることがなく、したがって、混色及び像乱れのない
、十分な画像濃度を有するカラー画像を効率よく形成す
ることができる。又、トナークラウドによるトナー汚れ
の発生がなく、高い信頼性の下でカラー画像記録を行う
ことができる。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となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　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。

【図２】　　図１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。

【図３】　　第２現像工程による第１トナー像の乱れの
状態を示すグラフ。

【図４】　　現像ロールが互いに同極性の磁極が隣接し
てなる現像主極を有する場合の画像濃度を説明するグラ
フ。

【図５】　　トナークラウドの発生状態を説明するグラ
フ。

【符号の説明】

１ａ…第１帯電器、１ｂ…第２帯電器、２ａ…第１露光
手段、２ｂ…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、５…除電コロト
ロン、６…クリーナー、７…光除電器、８…記録紙、９
…転写前コロトロン、１０…感光体ドラム、１０ａ…感
光層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、各現
   像ロールの表面移動速度が潜像担持体の表面移動速度に
   対して１／２〜２倍の範囲にあり、且つ、少なくとも２
   回目以降の現像工程において用いる現像剤が、トナーと
   、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であることを特徴とするカラー
   画像記録方法。
2. 【請求項２】　　少なくとも２回目以降の現像工程にお
   いて、互いに同極性の磁極が隣接してなる現像主極を有
   する現像ロールを用いることを特徴とする請求項１に記
   載のカラー画像記録方法。