JP2002221861A - 所望のカラー印刷ができる電子写真現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦静電気を利用するタイプの現像装置では
トナー表面の静電気分布が不均一になってしまい、トナ
ーの離型性が悪化するため、画像品質が低下する。 【解決手段】 光導電層１２が形成されたベルト１０の
一部が帯電部Ａを通過する際に、コロナ発生器４８によ
り帯電され、露光部Ｂにおいてラスタ出力スキャナ５６
によって、光導電層１２の帯電像がイメージ通りに露光
される。つづいて、現像部Ｃにおいて現像器４４によっ
て光導電層１２に記録された潜像が現像される。現像画
像は、転写部Ｄにおいてロール１００に転写される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の所属する技術分野】本発明はイオンあるいは電
子写真方式による画像形成と印刷を行なう装置および機
械に使用する現像装置に関し、特に、ドナーロールある
いはベルトに帯電させたトナー粒子を担持させ、このト
ナー粒子を潜像に転写する１成分方式の現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】一般的な電子写真式印刷プロセスには、感
光性部品の表面を感光させるため、感光性部品を均一に
帯電させる過程が含まれている。感光性部品の表面で帯
電した部分は、レーザビームの走査あるいは発光ダイオ
ードアレイにより顕像に現像され、元原稿のコピーが作
成される。感光性部品表面の特定領域を選択的に放電さ
せることにより、感光性部品の表面に静電潜像が記録さ
れる。次にこの潜像は、現像補助装置から供給される帯
電トナー粒子によって現像される。

【０００３】トナー粒子を利用した現像装置には、大き
く分けて２種類ある。一方は現像剤に２成分を使用する
タイプであり、トナー粒子と摩擦静電気によりそのトナ
ー粒子が周囲に付着した磁性キャリア粒子から成る現像
剤を使用する。他方は１成分のみを使用するタイプで、
通常、トナー粒子だけを使用する。トナー粒子は感光性
部品の表面に形成される潜像に付着して、トナー粒子像
を形成する。その後、トナー粒子像は中間シートあるい
はコピーシートに転写され、最後にトナー粒子像が加熱
されてコピーシートに溶融定着され、画像が完成する。

【０００４】トナー粒子を使用するゼロックス現像装置
の場合、その性能は主にトナー粒子が静電像に付着する
際の付着しやすさで決まる。電界を利用し、トナー粒子
を運搬して静電気で現像するためには、トナー粒子を帯
電させる必要があるが、ほとんどの場合これには摩擦静
電気が利用される。

【０００５】この摩擦静電気を発生させる方法は、２成
分方式の現像装置であればトナーより径の大きいキャリ
アビーズとトナーを混合するか、１成分方式の現像装置
の場合ならトナーをブレードとドナーロールの間ですり
合わせる方法が採られる。

【０００６】しかしながら、２成分（トナーとキャリ
ア）あるいは１成分（トナーのみ）方式に拘わらず、摩
擦静電気を利用するタイプの現像装置のすべてに共通す
る特徴がある。つまり、トナー表面の静電気分布が不均
一になってしまうことである。この結果、粒子表面に高
電荷密度の領域が生成され、強力な静電気付着力が生ず
る。特に現像工程では、トナーが強固に付着するとトナ
ーの離型性が悪化するため、トナーの付着力は画像品質
を左右する重要因子である。画像品質を上げるためトナ
ーの粒子径を小さくすると、摩擦静電気が生じた粒子の
帯電量Ｑおよび現像電界Ｅにより決まる粒子に対する離
型力（Ｆ＝ＱＥ）は、粒子の表面積にほぼ比例して減少
する。一方、摩擦静電気が生じたトナーに働く静電付着
力は、トナー粒子表面あるいはトナー粒子表面にある接
触点近傍の帯電領域によって支配される。しかしこの静
電力は粒子径を小さくしてもすぐには減少しない。この
いわゆる「チャージパッチ」効果のため、摩擦静電気が
生じた小径のトナー粒子を使用する方法では、現像状態
を制御することが困難となってしまう。

【０００７】このトナー粒子式の現像装置は、電子写真
業界において長年にわたり使用されてきた。しかし摩擦
静電気現象はいまだ十分に解明されておらず、かつ材料
の感度に起因した予期せぬ結果が生じる場合もある。し
たがい、トナーの帯電特性に対する改善ニーズが強い。
たとえば、所望の色を出すためカラートナーを混合する
際、摩擦静電気を考慮してどのような組合わせが良いか
検討する。

【０００８】ところが材料感度に左右される面があるた
め、そのような検討はなかなか難しい。さらに、トナー
粒子方式の電子写真現像装置でオフセットレベルの印刷
品質を出すためには、トナー粒子は細かいほうがよい
（約５ミクロン）。以上、摩擦静電気を帯びた細粒トナ
ーの働きについて説明したが、このようなトナーを使用
する装置では、長期の安定性や信頼性に関する懸念が残
る。

【０００９】乾式現像においては、静電気を帯びた粒子
の付着現象が主な制約条件であったため、トナーの帯電
現象と、トナーの付着を低減できるトナー粒子の供給方
法を明確化することが望まれてきた。

【００１０】現像領域での帯電現象を利用した従来の１
成分現像システム（ＳＣＤ）では、トナーの背景沈着を
低減するため、磁気を帯びたトナーを使用する。このよ
うなＳＣＤシステムにおいて、（摩擦静電気方式のトナ
ー現像システムを用いた電子写真システムでおこなわれ
ているように）画像領域の極性と反対の符号をもつ電界
をかけて背景沈着を低減しようとすると、画像領域にあ
るトナーと反対符号の電荷をもつトナーが生成され、こ
れが背景領域に付着してしまう。これを防止するために
は、背景領域の電界をゼロ近くまで低減する必要があ
る。帯電していないトナーが背景領域に付着するのを防
止するには、トナー中に磁性材料を入れ、現像ロール中
にも磁石を設けて両方の磁力を利用する方法がある。し
かしながら、トナーに磁性材料を入れると、これが可視
光を吸収してしまい、色の鮮やかさが損なわれるという
欠点が生じる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、摩擦
静電気を帯びたトナーを用いる現像システムに関わる制
限事項を取り除くことにある。摩擦静電気方式のトナー
を用いないシステムであれば、トナー材料の選択肢が広
がり、安定した現像システムが得られるうえ、現像領域
での帯電現象を利用する従来方式の１成分（ＳＣＤ）現
像システムを制約していた要因を取り除くことができ
る。

【００１２】さらに具体的には、本発明の目的は現像領
域の前の段階で導電性の非磁性トナーを使用することを
特徴とする１成分現像システムを提案することにある。
非磁性のトナーを用いれば、鮮やかさを損なうことな
く、所望の色合いを得ることができる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る発明の現像装置は、画像形成層に記録された潜像の現
像装置であって、導電性トナーを含む現像剤を貯蔵する
ための貯蔵器を含み、所望の色のトナーで前記潜像の一
部を現像する第一の現像部と、第一の色のトナーと第二
の色のトナーを混合して所望の色を形成するトナー混合
手段を含み、前記貯蔵器に該混合トナーを供給する供給
器と、前記所望の色のトナーを外表面に保持しそれを現
像領域に運搬するドナー部品と、前記所望の色のトナー
層を前記ドナー部品の外表面に担持させる担持手段と、
現像領域に達する前に前記ドナー部品の外表面に保持さ
れたトナー層を所定の水準まで帯電させる帯電手段と、
前記所望の色と実質上異なった色のトナーにより前記潜
像の残りの部分を現像する第二の現像部と、を備えるこ
とを特徴とする。

【００１４】また、本発明の請求項２に係わる発明の現
像装置は、前記貯蔵器から現像剤を取り除く除去手段を
さらに備えることを特徴とする。

【００１５】また、本発明の請求項３に係わる発明のト
ナー画像形成方法は、第一の色のトナーを帯電させる工
程を含み、画像形成部品の表面に第一の色のトナーの画
素を第二の色のトナーの画素に隣接して形成するトナー
画像形成工程と、該トナー画像を中間画像形成部品に転
写する工程と、を備える。

【００１６】また、本発明の請求項４に係わる発明のト
ナー画像形成方法は、第二の色のトナーを帯電させる工
程を含むことを特徴とする。また、本発明の請求項５に
係わるトナー画像形成方法は、前記第一の色のトナーを
形成するために第三の色のトナーと第二の色のトナーを
混合する工程をさらに備えることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下で好ましい実施例を用いて本
発明を説明するが、本発明の趣旨はこの実施例に限定さ
れるものではなく、むしろ本特許請求の範囲に述べた趣
旨から外れることなく代替、変更、類似な内容を広く包
含するものである。

【００１８】電子写真技術は周知の技術であるが、図１
のような印刷装置で用いられている様々な構成要素毎
に、以下で図を参照しながらその概要と動作について説
明する。

【００１９】まず図１は本発明による現像装置を備えた
電子写真印刷装置の断面図である。この印刷装置は、基
板に（表面）光導電層１２を形成したベルト状の受光器
１０を備えている。基板の材料としては、電気的にアー
スされた薄膜導電層をコーティングしたマイラー（デュ
ポン社商標）などのポリエステルフィルムが好ましい。
このベルトがモータ５４により、ローラ４９，５１，５
２で形成された道筋に沿って図に示す方向へ回転する。
この回転方向は図中矢印１６で示されるように、反時計
周りである。まずベルト１０の一部が帯電部Ａを通過す
るが、この際コロナ発生器４８によって感光体ベルトの
表面（光導電層）１２が、高い電圧レベルにまで実質上
均一に帯電される。コロナ発生器４８は高電圧電源５０
に接続されている。

【００２０】つぎに、この光導電層１２の帯電領域は露
光部Ｂに進む。露光部Ｂでは、ラスター出力スキャナ
（ＲＯＳ）５６が感光性ベルトの表面を幅方向に連続的
に走査する。各走査線のインチ当りの画素数は予め決め
られている。このＲＯＳには、ベルトの幅方向に走査を
行なうレーザとポリゴンミラーが内蔵されている。ＲＯ
Ｓによって光導電層１２の帯電像が、イメージ通りに露
光される。

【００２１】静電気潜像が光導電層１２に記録された
後、図１に示すようにベルト１０によって静電気潜像が
現像部Ｃに移動される。現像部Ｃでは、現像システムあ
るいは現像器４４が感光体表面に記録された潜像を現像
する。現像剤容器のチャンバーに、現像剤が蓄えられて
いる。この現像剤は非磁性・導電性トナーから成る１成
分現像剤であり、このトナーは現像領域に達する前に、
絶縁層がコーティングされたドナーロール上で帯電させ
られる。現像剤はふたつあるいはそれ以上の異なった色
の乾式トナー粉を組み合わせて、所望の色を出すことが
できる。

【００２２】再度図１を参照すると、静電気潜像が現像
された後、ベルト１０が移動して現像画像が転写部Ｄに
運ばれ、そこで現像画像が加熱定着ベルトあるいはロー
ル１００に転写される。このベルトあるいはドラムの表
面は、主に厚手（１．３ｍｍ）で柔軟な（ＩＲＨＤ硬度
で約４０）シリコーンゴム製である。（硬い材料であれ
ば薄いゴムを使用、というように硬さと厚みはトレード
オフの関係にある。より信頼性をあげるため、ゴムの表
面層に薄いＶｉｔｏｎ（デュポン社の商標）コーティン
グを施してもよい。）転写ベルトあるいはロールの温度
が１２０℃近くに保たれる場合、受光器から転写ベルト
あるいはドラムへのトナー転写に要するニップ圧力はお
よそ５０ｐｓｉである。トナー画像が受光器ベルトから
転写ベルト媒体に移動する際、転写ベルトが１２０℃程
度に加熱されているため、この熱でトナーが軟化する。
シート（紙）６４がロール６２およびガイド６６によっ
て給紙される際、ヒーター２００によってカイド６６上
でおよそ８５℃に予熱され、ロール１００上の現像画像
と接触するが、この画像が印刷媒体に転写・定着される
時のニップ圧力はおよそ１００ｐｓｉである。ロール１
００からトナーをスムーズに剥離させるため、少量のシ
リコーンオイルを離型剤としてロール１００に染み込ま
せておくのもよい。このベルトあるいはドラムのシリコ
ーンゴムには、蓄積した静電気を放電させるため、導電
性カーボンブラックが含まれている。図１に示すよう
に、残留トナーや繊維くずを除去するため、転写ベルト
にはクリーナ２１０が備えられている。所望の光沢を与
えるため、必要に応じて艶出し部（図示せず）を追加し
てもよい。

【００２３】ベルト１０の光導電層１２からシートが離
れた後、クリーニング部Ｅにある回転ブラシ７８が光導
電層１２と接触することにより、光導電層１２に付着し
ている残留現像剤が除去される。クリーニングの後、次
の画像形成サイクルの帯電が開始される前に、放電灯
（図示せず）が光導電層１２を照射し、ベルトに残った
静電気を放電させる。

【００２４】以上の説明により、本発明による現像装置
を備えた電子写真印刷装置の概略動作は説明できたと思
われる。

【００２５】次に図２に示すように、ドナー４２が矢印
６９の方向に移動するにつれ、所望の極性をもったトナ
ーをベルト１０に静電転写すると同時に、画像を形成し
たくない領域にはトナーが付着しないよう電圧ＤＣ_Ｄ３
００がドナーロールに印加される。ドナーロール４２の
少なくとも一部は、非磁性の導電性トナーを保持した現
像剤容器４４のチャンバーに取り付けられている。現像
剤容器４４のチャンバーは、ドナーロール４２と接触す
るトナーを保持している。ドナーロール４２は薄い（５
０μｍ）絶縁層でコーティングされた導電性アルミニウ
ムコアから成っている。現像剤容器４４とドナーロール
４２の間に印加される電圧ＤＣ_Ｌ３０２により静電気が
生じ、絶縁層がコーティングされたドナーロールの表面
に非磁性の導電性トナーが担持される。

【００２６】本発明におけるトナーは導電性トナーであ
り、そのバルク状態における代表的な伝導率は約１０シ
ーメンス／ｃｍ以上で好ましくは約１シーメンス／ｃｍ
以上であり、トナー粒子自体の代表的な伝導率は約１０
^−１１シーメンス／ｃｍであり、好ましくは１０^−７シ
ーメンス／ｃｍである。しかし伝導率は必ずしもこの範
囲内にある必要はない。バルク状態における平均伝導率
とは、２つの電極間にトナー粒子のペレットを置いた
時、そこを通る電気の流れ易さを表わす。このような導
電性トナーとしては、例えばトナー粒子中に分散あるい
は表面にコーティングした３，４エチレンジオキシチオ
フェンあるいは３，４エチレンジオキシピロールなどの
高分子材料で、好ましくは酸化物であり、かつスルホン
酸塩、リン酸塩、ホスホン酸、ヨウ素その他の物資をド
ープしたものがある。このような高分子は、酸化剤共存
のもとでモノマーを酸化重合させて作ることができる。
粒子の伝導率は、反応時間、酸化剤のモル比、３，４エ
チレンジオキシチオフェンあるいは３，４エチレンジオ
キシピロールモノマーへの添加物、温度など重合反応時
の様々なパラメータにより調節できる。その他、本発明
で使用できるトナーとして、トナー粒子に導電性を付与
するため、絶縁性の磁性あるいは非磁性トナーの表面に
無機あるいは有機導電性の微細粒子を堆積かつ／あるい
は埋め込んだものがある。無機材料の表面添加物の例と
して、酸化スズ、インジウム添加酸化スズ、アンチモン
添加酸化スズ、フッ素添加酸化スズ、銅ヨウ化物などが
ある。有機質の表面添加物の例として、種々の導電性ポ
リマーなどがある。

【００２７】静電気潜像の現像が進むにつれ、現像剤容
器４４中のトナー粒子が必要レベルよりも減少してく
る。そこでトナー粒子を補充するトナー補給器（図示せ
ず）が備えられている。チャンバー内のトナー粒子レベ
ルが下がると、トナー補給器から新しいトナー粒子が補
充される。

【００２８】静電気を帯びた導電性トナーが絶縁層でコ
ーティングされたドナーロール４２の表面へ付着するト
ナー量は、およそ一層分に限定される。ＤＣ_Ｌ３０２の
電圧がおよそ１００Ｖより大きくなると、バイアスレベ
ルに関係なく、トナーの付着量は実質上、単層となる。
しかしながら、単層トナーの帯電量は電圧ＤＣ_Ｌ３０２
に比例する。したがって、ドナーロール４２上に付着し
たトナーの質量当りの帯電量は、電圧ＤＣ_Ｌ３０２によ
って調節できることになる。たとえば、−２００Ｖの電
圧ＤＣ_Ｌ３０２をかけ導電性トナーを２５μｍ厚さの絶
縁体コーティング層をもつドナーロール４２上に付着さ
せた場合、トナーの質量対帯電量の比はおよそ−１７μ
Ｃ／ｇとなる。

【００２９】図２において、トナーが付着したドナーが
矢印６９の方向に回転し、現像領域３１０に進む前に、
ドナーロール４２上のトナー層を調整しておくのがよ
い。トナー層調整装置の機能は、単一層からはみ出た余
分のトナーを除去することである。このトナー層調整装
置が無い場合、現像領域においてトナー同志が接触し、
所望の符号と反対に帯電したトナーが生成され、画像領
域でない部分にまでトナーが付着してしまう。図２には
トナー調整装置４００が図示されている。この例では、
電圧ＤＣ_Ｃ３０４のバイアスがかかった絶縁被覆ロール
が用いられている。この被覆材料は、溜まった静電気を
放電できる材料で形成されている。電圧ＤＣ_Ｃ３０４
は、電圧ＤＣ_Ｌ３０２より高い値に設定する。

【００３０】この電圧条件でドナーロール４２と調整ロ
ール４００が同期をとりながら接触するが、ドナーロー
ル４２上のトナー単一層の表面にさらトナーがあれば、
これが反対符号に帯電され、ロール４００上に付着す
る。調整ロール４００上のドクターブレードにより、付
着したトナーが連続的に取り除かれる。

【００３１】ドナーロール４２がさらに矢印６９方向に
回転すると、静電気を帯びた調整済みトナー層は、ドナ
ーロール４２と受光ベルト１０とが同期をとって接触す
る現像領域３１０に移動する。画像領域では、ドナーロ
ール上のトナー層が潜像によって形成された電界にした
がい、受光器の表面に現像される。画像が形成されない
領域では、電界の働きでトナーが付着しない。帯電した
導電性トナーの場合、一般的にその付着力は摩擦静電気
で帯電したトナーの付着力より弱いため、直流電界の大
きさは現像領域で静電気潜像を現像するのに必要な大き
さであれば足りる。この直流電界は電圧ＤＣ_Ｄ３００と
ＤＣ_Ｌ３０２、および受光器１０の潜像の静電ポテンシ
ャルによって与えられる。

【００３２】ドナーロール４２は絶縁性の高い材料でコ
ーティングされているため、現像システムの運転を続け
るうちに、好ましくない電荷がこのコーティング層に蓄
積される場合がある。蓄積した電荷を取り除くため、電
荷中和装置を利用することができる。このような装置の
例として、図２ではドナーロールと接触するように回転
静電気ブラシ３１５を設けている。ブラシ３１５の電圧
は、ドナーロール４２のコアにかけられる電圧と同等あ
るいはそれに近い電圧となっている。

【００３３】本発明の利点は、現像領域に達する前に導
電性の非磁性トナーを事前に帯電させておくことによ
り、この静電気力の作用で背景にトナーが付着すること
を防止しつつ、画像領域にトナーを付着させるさせるこ
とができる点である。帯電した非磁性トナーを使って背
景部分の制御と画像の現像を行なうためには、静電像と
接触するトナーの単一層をうまく形成することが必要で
ある。

【００３４】層が均一であれば単一層のトナーでも十分
な光学的品質をもった像を形成することができる。また
粒径の細かい単一層のトナーを使えば、薄い画像でも品
質の高い画像となる。

【００３５】本発明において、トナーの帯電状態をどの
ようにコントロールするかを説明するため、図３に絶縁
体コーティングされた基板４２の表面で帯電した単一層
のトナーの様子を示す。単一層のトナーは、電圧Ｖ_Ａを
導電性トナーにかけることにより、基板上に堆積され
る。単一層の帯電トナーの平均電荷密度は次式によって
与えられる。

【００３６】

【数１】 ここでＴ_ｄは絶縁層の厚み、κ_ｄは誘電率、Ｒ_ｐは粒
径、ε_０は自由空間における誘電率である。０．３２Ｒ
_ｐの項（経験則から得られる）は、帯電トナーの単一層
と絶縁層の間にある空気層の平均誘電率である。

【００３７】絶縁層の厚みが２５μｍ（κ_ｄ＝３．
２）、トナーの半径が６．５μｍで印加電圧が−２００
Ｖの時、表面電荷密度は−１８ｎＣ／ｃｍ^２と計算され
る。単一層の非磁性トナーの場合、一辺１３μｍの正方
形の質量密度はおよそ０．７５ｍｇ／ｃｍ^２であるか
ら、トナーの対質量電荷比はおよそ−１７μＣ／ｇとな
る。トナーの帯電量は、印加電圧と絶縁層の厚みでコン
トロールできる。したがい、トナーの顔料、流動性調節
用添加剤、相対湿度など他の要因がトナーの帯電量に及
ぼす影響を考慮しなくて済む。

【００３８】ドナーロールあるいはベルト上に帯電トナ
ー層が形成されると、この帯電層を受け側の絶縁層上の
静電画像と接触させることができる。図４は、予め帯電
した導電性トナーの単一層粒子がドナーロール４２と受
け側の絶縁材料１０の間に挟まれる理想的な状態を示し
たものである。

【００３９】ドナーと受け側の導電性基板の間に電位差
Ｖ_Ｄによる電界が存在する時、帯電トナーの単位面積当
たりに作用する力は次式によって与えられる。

【００４０】

【数２】 ここでσは帯電トナーの単一層におる平均電荷密度（式
１による）、Ｔ_ｒ／κ _ｒとＴ_ｄ／κ_ｄはレシーバとドナ
ーの各誘電層厚さ、Ｔ^ｒ _ａおよびＴ^ｄ _ａはレシーバとド
ナーの各エヤギャップの平均誘電厚さ、Ｖ_０は印加電
圧、Ｔ_ａは０．３２Ｒ_ｐでＲ_ｐは粒子半径、ε_０は自由
空間の誘電率、Ｆ^ｒ _ｓｒとＦ^ｄ _ｓｒは単位面積当りレシ
ーバとドナーの境界における短距離力である。なお、近
接粒子から受ける第１項の静電鏡像力は、レシーバの誘
電厚さおよびそのエヤギャップがドナーの誘電厚さおよ
びそのエヤギャップと等しい場合、ゼロとなる。この
時、レシーバとドナーの短距離力の差が無視できるなら
ば、トナーをレシーバに転写するのに要する印加電圧の
閾値はゼロとなるはずである。しかしながら実際には短
距離力には分布がある。

【００４１】本発明の作用を説明するため、図２に示す
現像装置を以下のような条件でテストした。まず、−２
００Ｖのポテンシャルをかけたトナー溜め（体積平均粒
径１３μｍの導電性トナー）を、毎秒４．２インチの速
度で移動する厚さ２５μｍのマイラー（裏面にアルミ
粉）製ドナーベルトと接触させた。トナー層の調整のた
め、また中途半端に付着したトナーを取り除くため、厚
さ２５μｍのマイラーコーティング済みアルミニウムロ
ールに−３００Ｖのポテンシャルをかけ、ドナーベルト
と実質上同じ移動速度に保ちながら、トナーの付着した
ドナーベルトとこのロールを接触させた。この工程を２
回繰り返した。つぎに調節済みのトナー層を、実質上ド
ナーベルトと同じ速度で移動している静電画像と接触さ
せた。この静電画像は、画像を形成しない領域に−６５
０Ｖのポテンシャルが印加され、画像を形成する領域に
−２００Ｖのポテンシャルが印加された。また同期して
行なわれる現像工程においては、静電画像を保持してい
る基板部分には直流ポテンシャル＋４００Ｖが印加され
た。これにより、十分な光学的品質をもち、背景画像の
少ないトナー画像が得られた。

【００４２】以上をまとめると、現像領域に入る前に予
め導電性トナーを帯電させておく本発明は、絶縁性のト
ナーに摩擦静電気を与える従来方式の電子写真現像シス
テムに比較して数々の利点がある。トナーの導電性が十
分高ければ、本発明によるトナーの帯電量は与えられた
バイアス電圧だけに依存する。したがって、トナーの帯
電量が、使用する顔料や樹脂の種類などに影響されなく
なる。しかも、出来上がり品質が相対湿度など周囲の条
件に影響されることもない。

【００４３】また本発明は、１成分の現像システムにお
いて複数の導電性・非磁性のカラートナーを混合して使
用することにより、黒色以外にひとつあるいは複数の違
った色を広い範囲から自由に選択して印刷する電子写真
印刷システムに利用できる。導電性トナーの混合体を帯
電させる場合、その帯電量は顔料に影響されない。各静
電画像はイオンビームや電子ビーム描画（ＥＢＩ）によ
り形成され、別々の受光器で現像される。画像は転写ベ
ルトあるいはドラムに順次転写されてゆき、加熱、加圧
されて多様な媒体に定着される。９種類の基本トナーの
セットと透明および黒色トナーを適宜混合して組み合わ
せることにより、個別のカラー毎に明るさや濃さを調整
することができるので、金属光沢を含む所望の色のカラ
ートナーが得られる。トナーの混合は電子写真印刷シス
テムの外部で行なってもよいし、システム内部で行なう
こともでき、その場合は異なる割合のカラートナーを直
接その場でトナー供給器に追加する。

【００４４】図５は所望のカラー印刷を行なう本発明に
よる装置の部品構成と概念を示したものである。この図
では、ふたつの受光器だけが示されているが、所望の多
色刷りを行なうため、さらに部品を追加してもよい。こ
こでは説明の便宜上、第２のモジュール２が黒色トナー
を印刷するとした。受光器モジュール２は、図２に示し
た非磁性・導電性トナーを用いる１成分現像（ＳＣＤ）
システムを採用している。しかしながら、受像器上の静
電画像に対応して帯電させた磁性・導電性トナーを使用
する従来方式のＳＣＤシステムでも黒色トナーの印刷が
できる。

【００４５】黒以外の色を印刷する受光器モジュール１
では、ここで引用した米国特許５，０３９，５９８に示
されているように、イオンビームあるいは電子ビーム描
画装置５１０などにより静電画像が受光ドラム５０５上
に形成される。この非磁性、１成分現像システムは、非
磁性・導電性のトナーを用いて所望の色を形成する。絶
縁層がコーティングされたドナー４２に、帯電された混
合トナーが担持される。トナー層調整部４００では、ド
ナー上の帯電トナーが確実に単層になるよう調整され
る。（均一な層であれば単一層のトナーでも十分な光学
的品質をもった像を形成することができる。また粒径の
細かい単一層のトナーを使えば、薄い画像でも品質の高
い画像が得られる。）帯電トナーの単一層は、受光器５
０５と同期して接触させる。（複写／印刷時だけに加熱
された受光器に接触するよう、カムを使って現像システ
ムの接離を調節できる。）また、トナーを予め帯電させ
ておくことにより、現像領域で静電気力を利用し、背景
部分へのトナー付着を防止しつつ画像形成領域だけにト
ナーを付着させることができる。受光器上のトナー画像
は、ベルトあるいはドラム方式の加熱定着装置１００に
転写される。通常、このベルトあるいはドラムのコーテ
ィング層は、厚さ１．３ｍｍの柔らかい（ＩＲＨＤ約４
０）のシリコーンゴム製［３］である。さらに薄くて硬
いゴムも使用できるが、厚みと硬さはトレードオフの関
係にある。信頼性をあげるため、ゴムの表面をＶｉｔｏ
ｎでコーティングしてもよい。画像定着用ベルトあるい
はドラムをおよそ１２０℃に維持すれば、受光器から画
像定着用ベルトあるいはドラムへトナーを転写する際の
ニップ圧力はおよそ５０ｐｓｉとなる。トナー画像が、
受光器と画像定着用ドラムの接触部から、画像定着用ド
ラムと媒体との接触部に移動するにしたがい、トナーは
この約１２０℃に保持された定着ベルトにより加熱され
て軟化する。媒体（紙）をおよそ８５℃に予熱しておく
と、媒体へ画像を転写する際の圧力はおよそ１００ｐｓ
ｉとなる。シリコーンベルトからトナーを転写する際、
少量のシリコーンオイルをベルトに沁み込ませておく
と、トナーが容易にベルトから離れるようになる。この
ベルトのシリコーン材料はまた、蓄積した静電気を放電
させるため、導電性のカーボンブラックを含有してい
る。図５に示すように、残留トナーと繊維くずを除去す
るため、定着用ドラムはクリーナ２１０を備えている。
追加で艶出し部６１０を設ければ、好みの光沢を出すこ
とができる。つぎの画像形成サイクルに備えて、受光器
クリーナ５１４と消去バー５１２が備えられている。

【００４６】本発明による黒およびその他カラー印刷シ
ステムにて、エマルジョン凝集（ＥＡ）タイプの化学ト
ナーで細粒のもの（３〜１０μｍ）を使用すれば、画像
品質を上げることができる。従来の摩擦静電気トナー方
式では、トナーの絶縁性を上げるために何回も（およそ
５回）トナーを水洗しなければならなかった。しかし、
ＥＡトナーを本発明で使用すればこの点で有利である。
つまり本発明によるＳＣＤシステムは導電性トナーを使
用するため、導電性トナーを製造する際のＥＡ製造プロ
セスにおいて、水洗回数を減少させることができるから
である。その結果、コストを低減し、製造プロセスを簡
略化できる。またフッ素を添加した酸化スズのようなト
ナー粒子表面添加剤を使用すれば、トナーの流動性を改
善する（トナーの凝集を避ける）ことができる。そのよ
うな添加物の粒子径は、現在使用されている絶縁性トナ
ー用の流動性改善剤の粒径と同程度であるから、問題な
く導電性の表面添加剤を用いてトナーの流動性を改良で
きる。

【００４７】図５に示すモジュール１にあるＳＣＤシス
テムのトナー溜めは小さいものでよい。この特徴は、Ｓ
ＣＤシステムで色を切り替える際に有利である。混合ト
ナーは、特定の混合比率をもつトナー供給器に回収され
る。容器中に残ったトナーは、吸い込み装置７００によ
って吸い出される。２成分方式の現像システムの場合、
色の混合比率を変更する際に同じキャリアビースを使用
するのであれば、一旦トナーをキャリアビーズから分離
する必要がある。したがい、ＳＣＤシステムはこの方式
に比べて有利である。

【００４８】９原色のトナー（それに透明トナーと黒色
トナー）を適宜組み合わせ、オフラインの装置で特殊な
色を作れば、パントーンRカラーのように多彩な色を出
すことができる。トナー供給器６００から各トナーを供
給し、運転中に原色トナーを適宜選択して各トナーの量
を調節することができる。色合いは各原色トナーの重量
を相対的に調節し、コントロールする。ＳＣＤ容器にト
ナーを供給するには、Ｐ１〜Ｐｎの原色トナーを適宜選
択してトナーボトルに供給するか、あるいは運転時間を
考慮して必要量を定期的に直接ＳＣＤシステムのトナー
溜めに供給する。トナー溜めにより、必要な領域にトナ
ーが広がる。供給された原色トナーは使用前に攪拌、混
合される。広範囲の色合いを出すために、９原色以外に
メタリックトナー（通常導電性であるため、ＳＣＤシス
テムに適している）を使用して、挨拶状、招待状、名刺
などに使用することができる。

【００４９】各色彩を出すトナーの混合は、オフライン
（塗料店）のバッチ式でも可能だが、プリンタ内部でそ
の運転中に連続的にトナー溜めへ原色トナーを供給する
ようにしてもよい。この方式によれば、その場トナー排
出システムを備えたダイヤル式のカラー選択システムで
色の切り替えができる。

【００５０】本発明では、導電性の非磁性トナーを１成
分現像システムにて適宜混合し、黒およびその他の色ー
から成る広範囲の色を使い画像を印刷できる電子写真式
印刷システムを提案した。導電性トナーの混合体の帯電
量は、使用する顔料に左右されない。各色の画像は別々
の受光器で現像され、定着ベルトあるいはドラム上に重
ねて転写される。こうして重ねて転写された黒およびそ
の他のカラー画像は加熱され、いろいろな媒体上に加圧
されて定着される。メタリックカラーを含む所望の色
は、オフライン（塗料店）あるいは運転中に９原色をブ
レンドすることにより得られる。

【００５１】本発明をもとにした別の実施例や変形例が
考えられるが、それらは本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明に関わる電子写真装置を説明す
る概略立面図である。

【図２】 図２は本発明に関わる現像システムの概要を
説明する図である。

【図３】 図３は絶縁層がコーティングされた基板上に
形成された帯電トナーの単一層を示す図である。

【図４】 図４は感光体と絶縁体がコーティングされた
受光基板の間にある帯電トナーの単一層を示す図であ
る。

【図５】 図５は黒および所望の色を印刷するための本
発明に関わる電子写真装置を説明する概略立面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 感光体ベルト、１２ 光導電層、５４ モータ、
４９，５１、５２ローラ、Ａ 帯電部、４８ コロナ
発生器、Ｂ 露光部、５６ ラスター出力スキャナ（Ｒ
ＯＳ）、Ｃ 現像部、４４ 現像器、Ｄ 転写部、１０
０ 転写ベルト、６４ シート、６６ ガイド、２００
ヒータ、２１０ クリーナ、Ｅ クリーニング部、７
８ 回転ブラシ、４２ ドナー、３１０ 現像領域、４
００トナー調整装置、３１５ 回転静電気ブラシ、２
受光器モジュール、１ 受光器モジュール、５１０ イ
オンビームあるいは電子ビーム描画装置、１００ 定着
器、６１０ 艶出し部、５１４ 受光器クリーナ、５１
２ 消去バー、７００吸い込み装置、６００ トナー供
給器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/01 １１３ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｌ 15/16 １０１ 9/08 ３６１ Ｆターム(参考） 2H005 AA21 2H030 AD01 AD03 AD04 BB02 BB21 BB42 BB63 2H077 AA00 AD06 AD14 AD22 AD35 AE08 CA19 DB12 DB13 DB14 DB15 EA11 EA24 FA13 FA16 GA13 2H200 GA23 GA24 GA34 GA44 GA46 GA47 GA56 GB02 GB12 GB13 GB22 GB26 GB40 HA12 HA28 HB03 JA07 JA08 JC02 JC03 JC07 JC12 JC13 JC15 JC16 LA18 LA31 LB02 LB08 LB12 MA03 MA14 MA20 MB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成層に記録された潜像の現像装置
   であって、 導電性トナーを含む現像剤を貯蔵するための貯蔵器を含
   み、所望の色のトナーで前記潜像の一部を現像する第一
   の現像部と、 第一の色のトナーと第二の色のトナーを混合して所望の
   色を形成するトナー混合手段を含み、前記貯蔵器に該混
   合トナーを供給する供給器と、 前記所望の色のトナーを外表面に保持しそれを現像領域
   に運搬するドナー部品と、 前記所望の色のトナー層を前記ドナー部品の外表面に担
   持させる担持手段と、 現像領域に達する前に前記ドナー部品の外表面に保持さ
   れたトナー層を所定の水準まで帯電させる帯電手段と、 前記所望の色と実質上異なった色のトナーにより前記潜
   像の残りの部分を現像する第二の現像部と、 を備えることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記貯蔵器から現像剤を取り除く除去手
   段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の現像
   装置。
3. 【請求項３】 トナー画像を形成する方法であって、第
   一の色のトナーを帯電させる工程を含み、画像形成部品
   の表面に第一の色のトナーの画素を第二の色のトナーの
   画素に隣接して形成するトナー画像形成工程と、 該トナー画像を中間画像形成部品に転写する工程と、 を備えることを特徴とするトナー画像形成方法。
4. 【請求項４】 前記画像形成工程は第二の色のトナーを
   帯電させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項
   ３記載のトナー画像形成方法。
5. 【請求項５】 前記第一の色のトナーを形成するために
   第三の色のトナーと第二の色のトナーを混合する工程を
   さらに備えることを特徴とする請求項３記載のトナー画
   像形成方法。