JPH04285989A - 磁気潜像を現像する方法および磁力記録装置 - 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】本願発明は、磁気的に引きつけら
れ得るトナー粉層を潜像を搬送する媒体を介してトナー
コンベアにより現像域に供給し、また、トナーコンベア
と像搬送媒体との間に交流電圧を印加する、磁気潜像を
現像する方法に関する。本願発明はまた、前記方法を実
行するための装置にも関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許４３６８６８７　号には、静電
的に荷電絶縁されて磁気的に引きつけられ得るトナー粉
の均一な極薄層をトナーコンベアに印加し、前記トナー
粉の薄い層を前記搬送媒体から２００　〜４００　μｍ
の距離にある現像域に供給する磁気潜像を現像する為の
方法および装置が記載されている。像現像の実行には、
トナーコンベアと像搬送媒体との間の現像域に交流電圧
を印加する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】磁気的に引きつけられ
得るトナー粉を現像域の像搬送媒体に（摩擦）接着させ
る既知の他の現像方法に比べて、前記米国特許による方
法は、背景（トナー粒子が媒体の無像部分に付着したト
ナー粒子の堆積）を防止するという有利な面がある。　
　しかし、この方法の不利な面は、本方法を実行するた
めの装置が、要求されるスリット幅を作り出すための高
度に正確な条件を満たさなければならないことである。 更に、本方法では薄いトナー層を使用しなければならな
いが、それにより大きな黒色域のような高情報密度の像
の現像の際、現像域に供給するトナーが薄すぎたり、現
像された像が結果的に不適当な密度のものになるという
不利が生じる可能性がある。

【０００４】本願発明の目的は、これら不利な面を取り
除き、高画質が得られ、厳しい許容誤差条件を満たさな
くて良い装置で行なわれ得るように広い許容誤差を持つ
方法を提供することにある。

【０００５】本願発明によれば、この目的は１０９　Ω
・ｍ未満の比電気抵抗を持つ磁気的に引きつけられ得る
トナー粉を使う事を特徴とした前述の方法を提供するこ
とで達成される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明はまた、本方法
を実行するための磁気印刷装置であって、磁化し得る像
記録媒体と、像記録媒体上に潜像を記録する手段と、現
像域に像記録媒体を介して磁気的に引きつけられ得るト
ナー粉を搬送するトナーコンベアと、トナーコンベア上
の磁気的に引きつけられ得るトナー粉層を計測するため
の計測装置と、トナーコンベアと像記録媒体との間の現
像域に交流電圧を発生させる手段とを備える磁気印刷装
置を提供する。前記装置は現像域に於いてトナーコンベ
アと像記録媒体の表面との間の最短距離Ａ（ｍｍ）がＢ
＋０．６　＜Ａ＜Ｂ＋１．６ であることを特徴とする。ここで、Ｂは計測装置とトナ
ーコンベアの表面との間の距離（ｍｍ）である。

【０００７】

【作用】本願発明による方法で、背景の無い高画質の像
が得られる。例えば，４００　ｄｐｉ（インチあたりド
ット数）の高解像度を持つ像記録媒体上に写し出された
磁気像は背景および１−ピクセル線、疎像ピクセルがな
く、しかも鮮明に再生される。この良画質は像記録媒体
を比較的遅いスピードで進ませるだけでなく、Ａ４のペ
ージを毎分１００　ページ以上印刷するスピードに相当
する毎分３０ｍの高速で進めることにより達成される。 本願発明による本方法の重要な利点は高解像度の像を像
記録媒体を高速で進めるときでさえ広範な作動幅がある
ことであり、したがって、現像装置が高精度条件を満た
す必要がない。本願発明の方法により、トナーコンベア
上に上記米国特許４３６８６８７　号で指示された層厚
よりかなり厚いトナー粉層を形成することが可能である
。

【０００８】本願発明による方法の更に有利な点は、ト
ナー粉を現像する前に静電的に荷電させる必要がないこ
とであり、これによりトナー粉を荷電させる際の不規則
性から起こる質のばらつきを防ぐ事ができる。既知のよ
うに、静電、とくに摩擦電気によるトナー粉荷電は温度
や湿度などの変動周囲条件の影響を受ける。

【０００９】本願発明の方法は１０９　Ω・ｍ未満の比
電気抵抗を持つ磁気的に引きつけられ得るトナー粉を使
用する。トナー粉は磁気的に引きつけられ得る物質が微
細に分散されている樹脂粒子から成っており、前記磁気
的に引きつけられ得る物質は軟質であり、又は残留磁性
であり得、それ自体トナー粉用として知られる物質から
選択する事ができる。磁気的に引きつけられ得る物質の
内容は、従来トナー粉に用いられる大きさの程度になっ
ており、例えば、軟質磁気物質は６　〜２０容積％であ
り、残留磁性物質は１　〜１０容積％である。

【００１０】磁気的に引きつけられ得る物質に加えて、
樹脂粒子はトナー粉に１０９　Ω・ｍ未満の比電気抵抗
を与える導電物質を包含している。例えば、微細な炭素
粒子、又は銀や銅粒子のような金属粒子から成る導電物
質がトナー粉に１０９　Ω・ｍ未満の要求される比電気
抵抗を与えるに充分な量で樹脂粒子に微細に分散されて
いるか、又は樹脂粒子の表面に堆積されていてもよい。 好ましくは、前記導電物質が樹脂粒子の表面に堆積して
いるのが良い。本願発明の方法に於ける使用に適したト
ナー粉については、とりわけオランダ国特許出願７２０
３５２３　号に記載されている。

【００１１】トナー粉の比抵抗は次のように計測される
：内径が１７．２ｍｍであり、底部が１．５　ｍｍ厚の
真鍮で構成され、壁部は内側の高さが２２．９ｍｍで、
９　ｍｍ厚のテフロンで構成されている円筒形容器を過
剰粉体で満たし、更に充填物をドイツ、ルードウイック
スハーフェンのエンゲルスマン社で製造されたクラッシ
ャで１０回押し潰して圧縮する。この充填手順を２度繰
り返す。次に過剰粉体を定規および直径１７．２ｍｍの
真鍮蓋で払い落とし、質量５５ｇ分を粉体カラム上に置
く。充填された容器をファラデー箱にいれ、底部と蓋の
間に１０ボルトの直流電圧を印加する。約２０秒後に電
流強度を測定する。測定手順（容器の充填と電流測定）
を３度繰り返し、その後、３回の測定の平均電流強度を
計算する。

【００１２】粉体の抵抗は次の公式に従う。

【００１３】 ここで、Ｕは印加電圧（１０ボルト），Ａは蓋と粉体カ
ラムとの接触部分（＝２．３２ｘ１０−４ｍ２　）、ｈ
は粉体カラムの高さ（＝２．２９ｘ１０−２ｍ）、ｌｇ
は平均電流強度（アンペア）である。

【００１４】トナー粉の比抵抗は１０９　Ω・ｍ未満で
なければならない。抵抗について臨界下限は発見されて
いない。このように良質な画像の現像は１０３　〜１０
４　Ω・ｍの比抵抗を持つトナー粉を使っても得られ、
また、広範な作動幅が得られることも判明した。

【００１５】

【実施例】本願発明およびその効果を本発明による方法
が使われている磁気印刷装置を図式的に表している図を
参照してこれからごく詳細に説明する。

【００１６】本装置は、銅、又は銅メッキを施したアル
ミニュウムのドラムで構成され、その表面が厚さ約８　
μｍの導電適用されたコバルト−ニッケル−リン層で覆
われており、約７７ｋＡ／ｍ飽和保磁力を持つ円筒形像
記録媒体１を含む。像記録媒体１は矢印の方向に回転可
能である。下記のものが回転の方向にしたがって像記録
媒体１の回転経路に沿い次々と設置されている。即ち、
４００　ｄｐｉの解像度を持つ磁気潜像を磁化層に記録
可能にするための磁気ヘッド配列２，現像装置３、像転
写装置４、清浄装置５、及び消去装置６である。磁気ヘ
ッド配列２はヨーロッパ特許出願８７２００２３０号に
詳細に記載されているタイプのものである。現像装置３
は、トナー粉用のリザーバ７と、粗表面を持つ粉体供給
ローラ８と、トナー粉を現像域に供給するトナーコンベ
ア９と計測装置１０とを備える。粉体供給ローラ８はト
ナー粉をトナーコンベア９に供給する。トナーコンベア
９は、内部に、例えば銅および固定永久磁石システム１
２を持つ回転可能な導電非磁化スリーブ１１を持つ磁気
ローラから成る。図示されている実施例では、磁気シス
テム１２は図に示されているように磁化された８つの磁
極を備えている。像記録媒体１に対向して位置する磁極
は、その上にあるスリーブ１１の表面に２２５　ガウス
の誘導磁気を発生させ、また他の磁極はスリーブの表面
に８００　ガウスの誘導磁気を発生させる。（現像域１
３に於ける低誘導磁気は良質像の現像を得るのに主要な
重要性を持たない。重要なのは、現像域１３に、像記録
媒体１上の潜像の上に消去効果を持った磁場があっては
ならないということである。本発明の方法はまた、現像
域１３に磁場がないか、又は単に非常に弱い磁場しか存
在しないように構成されたトナーコンベア９を使って実
行する事ができる。 そのようなトナーコンベアの例は本願記載の序論に言及
された米国特許４３６８６８７　号で触れられている。 ）スリーブ１１と像記録媒体１との間の距離は、トナー
コンベア９を動かすことにより変えられる。スリーブ１
１と、例えばアルミニウムから成り定規の形状をした計
測装置１０との間の距離は調整可能である。距離“Ｂ”
とは、スリーブ１１と計測装置１０との間の最短距離を
表す。

【００１７】トナーコンベア９の導電スリーブ１１と像
記録媒体１とは各々交流電源１４に接続されている。

【００１８】像記録媒体１上に現像された粉体像は転写
装置４により受像物質に転写される。転写装置４は２段
転写装置として知られているもので、像記録媒体１の粉
体像が、最初圧力により、シリコンラバーで表面を覆わ
れているベルト１５に転送される。ベルト１５は加熱手
段（図示なし）により加熱され、そこに転写された粉体
像を軟化する。更にベルト１５と偏移ローラ１６との間
に設けられた圧力域で軟化された粉体像は供給源（図示
なし）から圧力域に供給された受像物質上に転写、固着
される。

【００１９】現像装置の作動幅は、３．５　ｘ１０５　
Ω・ｍの抵抗を有し、１０〜２０μｍの粒子サイズで、
２０容積％の軟質磁気顔料（ドイツ、バイエル社製造の
ＢａｙｆｅｒｒｏｘＢ３１８Ｍ）、および炭素粒子で表
面が覆われた８０容積％のポリエステル樹脂を含む粒子
から成るトナー粉を使用して計測された。背景のない良
画質の像は次のような設定で得られた。即ち、 スリーブ１１の回転速度：　　毎分２５〜４５ｍスリー
ブ１１と計測装置１０との間の距離Ｂ：　　０．６　〜
２　ｍｍ 交流電圧　　５００　〜２０００Ｖ；　　周波数　　９
００　〜２４００Ｈｚである。

【００２０】最初に印加された交流電圧の値により、距
離Ａ（スリーブ１１と像記録媒体１との間の距離）の最
適値が距離Ｂ＋０．６　〜１．６　ｍｍの間であること
が分かった。交流電圧幅の低域（５００　〜約９００　
Ｖ）に於いて、距離Ａおよび距離Ｂの間の差（以下δｗ
と称する）は０．６　〜１　ｍｍの範囲であり、交流電
圧が増すにつれ次第に高数値に移動した。差δｗは印加
された各交流電圧に対し十分の数ミリメータの作動幅を
持つように見えた。約１２００Ｖ〜約６００　Ｖの交流
電圧が印加されると、この作動幅は０．３　〜０．４　
ｍｍになることさえ分かった。約１．３　ｍｍの距離Ｂ
で、交流電圧約１５００Ｖ、周波数１８００Ｈｚでは、
スリーブ１１の回転速度を毎分２５〜４５ｍにし、像記
録媒体１の進む速度を毎分１５〜４０ｍにすると、差δ
ｗの値は約０．９　〜１．３　ｍｍの間であることが分
かった。

【００２１】一連のテストでは、使用されたトナー粉の
抵抗は上記設定（距離Ｂ：１．３　ｍｍ；交流電圧　　
１５００Ｖ；　　周波数　　１８００Ｈｚ；　　スリー
ブ１１回転速度：　　毎分４５ｍ；像記録媒体１の回転
速度：　　毎分１５ｍ）で、約１０３　〜１０９　Ω・
ｍの間で変化した。良質プリントは差δｗの値０．９　
〜１．３　ｍｍの間のどの場合にも得られた。 １０８　Ω・ｍ以上の比抵抗を持つトナー粉を使って得
られた像の質は、他のトナー粉を使って得られた像の質
より満足度の低いものであった。これらのテストで使用
されたトナー粉は２０容積％の軟質磁気顔料（Ｂａｙｆ
ｅｒｒｏｘＢ３１８Ｍ）および８０容積％のポリエステ
ル樹脂を含み、その表面が微細な炭素粒子で覆われてい
る粒子から成っていた。

【００２２】粒子が１０〜２０μｍのサイズを持ち、９
４容積％のポリエステル樹脂、３　容積％の残留磁気顔
料（ドイツ、バイエル社製造のＢａｙｆｅｒｒｏｘ　８
１４０型）および３　容積％の炭素からなり、比抵抗　
　２　ｘ１０５　Ω・ｍの炭素で覆われたトナー粉を使
用すると、２０容積％の軟質磁気顔料を含むトナー粉を
使った上記記載の場合と同じような作動幅になることが
分かった。

【００２３】本発明による方法および装置においては、
現像域のトナーコンベアと像記録媒体の表面との間の距
離は、トナー粉が交流電圧が現像域を横切って印加され
るときのみ像記録媒体に堆積される程度に広く選択され
得る。もし更に像の現像が何等かの理由により取り消さ
れる場合、例えば像転送装置の機能不良、又は受像物質
の供給の場合など、交流電圧源のスイッチをオフにすれ
ば容易にできる。本発明による方法を使用すると、多色
印刷装置は比較的簡単な次のタイプのような方法で具現
され得る。その方法とは、幾つかの現像装置、例えば２
，３，４　を像記録媒体の回転経路の周りに設け、前記
現像装置の各々が特定のカラートナー粉で満たされ、カ
ラー分離像が像記録媒体の連続的回転サイクルにより印
刷され、カラー分離像が結合媒体、例えば受像物質、又
は中間体上で重ね合わされて結合される方法である。結
合されたカラー中の各々の分離像の現像は、作動される
べき現像装置に交流電圧を印加することにより制御され
る。

【００２４】作動位置と不作動位置との間で現像装置を
移動させたり、又は作動しないようにしてある現像装置
へのトナー供給をとめたりする機械手段はしたがって不
必要であり、より簡単な機械の装置を具現することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　像記録媒体 ２　　磁気潜像記録手段 ３　　現像装置 ４　　像転写装置 ５　　清浄装置 ８　　粉体供給ローラ ９　　トナーコンベア １０　　計測装置 １１　　スリーブ １２　　磁気システム １３　　現像域

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気的に引きつけられ得るトナー粉を
   潜像を搬送する媒体を介してトナーコンベアにより現像
   域に供給し、前記トナーコンベアと前記像搬送媒体との
   間に交流電圧を印加する磁気潜像を現像する方法であっ
   て、１０９　Ω・ｍ未満の比電気抵抗を有し、磁気的に
   引きつけられ得るトナー粉を使用する磁気潜像を現像す
   る方法。
2. 【請求項２】　　前記トナー粉は磁気的に引きつけられ
   得る物質が微細に分布されていると共に、表面が導電物
   質で覆われている樹脂粒子で構成されている請求項１に
   記載の方法。
3. 【請求項３】　　前記トナーコンベアと前記現像域の前
   記像搬送媒体の表面との距離は、前記像搬送媒体へのト
   ナー転写が交流電圧が印加される時のみに起こる程度に
   広く選択される請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】　　磁化し得る像記録媒体と前記像記録媒
   体上に磁気潜像を記録するための手段と、前記磁気的に
   引きつけられ得るトナー粉を前記像記録媒体を介して現
   像域に搬送するトナーコンベアと、前記トナーコンベア
   上の磁気的に引きつけられ得るトナー粉の層を計測する
   ための計測装置と、前記トナーコンベアと前記像記録媒
   体との間の現像域に交流電圧を発生させるための手段と
   を含み、前記トナーコンベアと前記現像域の前記像記録
   媒体との間の最短距離Ａ（ｍｍ）がＢ＋０．６　とＢ＋
   １．６　との間であり、ここでＢは前記計測装置と前記
   トナーコンベアの表面との間の距離（ｍｍ）である磁力
   記録装置。
5. 【請求項５】　　前記トナーコンベアが、回転可能な導
   電非磁化スリーブと該スリーブ内部に設けられた静電磁
   システムを持つ磁気ローラから成る請求項４に記載の装
   置。