JP2537783B2 - カラ−電子写真方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラーの複写機あるいはプリンタに利用で
きるカラー電子写真装置に関する。

従来の技術 従来、帯電・露光・現像を複数回繰り返し、電子写真
感光体（以下、感光体という）上に予め色の異なる複数
のトナー像を形成した後、トナー像を普通紙に一括転写
してカラー画像を得るカラー電子写真装置が種々提案さ
れている。

このようなカラー電子写真装置の従来例を第３図に示
す。第３図において、１は矢印方向に回転するSe−Te感
光体、２は感光体１の表面を一様に正帯電するコロナ帯
電器、３はレーザビームスキャナ、４〜７は各々イエロ
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（B
l）のトナーが別々に入っている現像器、８は普通紙、
９はトナー像を普通紙８に静電転写し易くする為の除電
ランプ、10はトナー像を普通紙８に静電転写する為のコ
ロナ帯電器、11は加熱定着器、12はトナー像を普通紙８
に静電転写したのち感光体１に残留するトナーを除去す
る為のクリーニングブレード、13は感光体の表面電位を
初期状態にする為の除電ランプである。

次に現像器４〜７の具体的な構成例を第４図に示す。
図において、14は正帯電性のトナーと磁性キャリヤの混
合物から成る２成分現像剤（以下、現像剤という）、15
はアルミニウムなどの非磁性材料から成る現像スリー
ブ、16は複数の磁極を有するマグロール、17は現像スリ
ーブ15上の現像剤14の層厚を規制する層厚規制ブレー
ド、18は現像後、現像スリーブ15上の現像剤14を掻き落
とす掻き落とし板、19は現像剤14を撹拌する回転羽根、
20は補給用のトナー、21はトナー補給ローラ、１は現像
スリーブ15上の現像剤14と接触しない位置に間隙をあけ
て設置した感光体、22は現像スリーブ15上の現像剤14か
らトナーを感光体１に向けて電気的に飛翔させる為の電
源である。

ここで現像器を現像可能な状態にするには、電源に正
の直流電圧に高圧の交流電圧を重畳した電圧を発生させ
るものを用い現像スリーブ15と電源22を接続する。

また、現像器を現像に供さない状態にするには、現像
スリーブ15を電気的に浮かすか、接地するかあるいは現
像スリーブ15に負の直流電圧を印加する。

次に上述したカラー電子写真装置を用いてカラー画像
を形成する方法について説明する。まずコロナ帯電器２
で感光体１を正帯電した後、レーザビームスキャナ３で
イエロの画像信号をスキャニング露光し、ネガの静電潜
像（画線部が露光されて感光体の表面電位が減衰してい
る）を形成する。そして、静電潜像をＹトナーの入って
いる現像器４でネガ・ポジ反転現像し、感光体１上にイ
エロのトナー像を形成する。この時、Ｙトナーの入って
いる現像器４だけが電源22に接続されているが、その他
の現像器５〜７はトナーが飛翔しない状態に調整されて
いる。Ｙトナーで現像した後、感光体１を除電ランプ13
で全面照射し、イエロの静電潜像を光除電する。

次に、イエロのトナー像を形成した方法と同様の方法
により、帯電・露光・現像・光除電の工程を繰り返し、
感光体１上にY,M,C及びBlのトナー像を形成する全ての
トナー現像が終了した後、予め除電ランプ９で静電潜像
を光除電し、コロナ帯電器２でトナー像を普通紙８に静
電転写する。普通紙８に転写したトナー像は、加熱定着
器11で加熱し定着される。一方、静電転写後感光体１上
に残留したトナーは、クリーニングブレードで除去され
カラー画像形成の１サイクルが完了する（例えば、特開
昭60−95456号公報）。

発明が解決しようとする問題点 第３図で説明した従来のカラー電子写真装置を連続運
転した場合、コピー量に比例して現像器が異種トナーで
汚染される問題点があった。この問題点の原因について
検討したところ、トナー像を有する感光体が再帯電及び
像露光された後、現像に供さない現像器を通過した際、
感光体上のトナー像の一部のトナーが現像スリーブに逆
飛翔することが判明した。このトナーの逆飛翔現象につ
いて図面に基づき更に詳しく説明する。

第５〜７図は、トナー像を有する感光体が再帯電及び
像露光された後、現像に供さない現像器を通過した際の
感光体及び現像スリーブ上の各トナーの挙動を模式的に
示した図である。

第５図は現像スリーブ15を接地したときの様子を示す
Ａ及びＣ領域における感光体１は、再帯電によって正に
帯電されている。また感光体１上のトナーは、再帯電の
際コロナ帯電器によってより正に帯電されている。従っ
て、Ｃ領域におけるトナーは、感光体の正電荷による電
荷の反発力と感光体と現像スリーブとの間に生じた電界
の作用によって、現像スリーブに向かって逆飛翔する。

第６図は現像スリーブに負の直流電圧を印加したとき
の様子を示す。この場合、現像スリーブ15上の正帯電の
トナー20は、負の電圧が印加されている現像スリーブ15
に静電的に強く引きつけられている為、現像スリーブ15
から感光体１へのトナー飛翔を防止するには非常に効果
的である。しかし、Ｃ領域における感光体と現像スリー
ブとの間の電界強度は、第５図のＣ領域に比べてより大
きくなっている。従って、Ｃ領域の感光体１上のトナー
20は第５図に比べてより多く逆飛翔することになる。ま
た現像スリーブ15に印加する直流電圧を高くしていくと
Ｄ領域の感光体１上のトナー20′も逆飛翔する。

第７図は現像スリーブを電気的に浮かしたときの様子
を示す。感光体１上の正の電荷によって現像スリーブ15
は図のように分極される。従って、Ｂ領域における現像
スリーブ15上のトナー20の一部は、感光体１に向かって
飛翔する。また、Ｃ領域における感光体１上のトナー2
0′の一部は、現像スリーブ15に向かって逆飛翔する。

以上説明した通り、従来の装置では現像器の異種トナ
ーによる汚染を防止することができず、鮮明なカラーコ
ピーを安定して得ることができないという問題点があっ
た。

従って本発明の目的は、感光体上に直接カラートナー
像を重ね合わせてカラープリントを得る電子写真プロセ
スにおいて、現像部の構成を複雑化することなく、異種
トナーによる現像器の汚染を防止する方法を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、トナー担持体を有しかつ前記トナー担持体
上のトナーを電界で空間飛翔させて現像するＮ個の現像
器を、電子写真感光体周辺上に第１から第Ｎの順に配置
し、帯電，露光，現像を複数回繰り返して感光体上に複
数色のトナー像を形成する電子写真方法に於いて、（Ｎ
−１）番目のトナー担持体で現像したのち、（Ｎ−１）
番目とＮ番目のトナー担持体との間で感光体を除電する
カラー電子写真方法である。

作用 正帯電性感光体と正帯電性のトナー20を用いて反転現
像する場合を例にして本発明の作用を説明する。

第１図は、第１のトナー20aで現像した感光体１を＋8
00Vに再帯電し、第２の静電潜像を形成した状態を示
す。ここで現像に寄与させない第１の現像器のトナー担
持体23aと感光体との距離は700μｍ、第2,第３のトナー
担持体23b,23cと感光体１との距離は150μｍであり、第
1,第２のトナー担持体23a,23bは＋700Vのバイアス電圧
が印加され、第３のトナー担持体23cは接地されてい
る。第１のトナー担持体23aは、感光体との距離が500μ
ｍ以上離れておれば、バイアス電圧が印加されていても
静電潜像を現像することはない。また、帯電した感光体
１上のトナー20aがトナー担持体23aに逆飛翔することも
ない。第２の静電潜像を第２のトナー担持体23bで現像
した後、除電ランプ24により全面除電する。こうするこ
とにより、トナー20aが接地された現像器23cを通過する
際に、トナー担持体23cを感光体１から遠ざけることな
く、トナー20aのトナー担持体23cへの逆飛翔を防ぐこと
ができ、異種トナーの混入が防げる。

実施例 本発明に用いることのできる感光体としては、無定形
セレン、CdS,ZnO,a−Si等を用いることができる。現像
器としては、感光体上の静電潜像に対し対向電極効果を
有し、現像剤層と静電潜像とが非接触状態で現像できる
ものであればいずれでも適用できる。例えば、現像ロー
ラ上に帯電したトナー層を担持した１成分現像器、トナ
ーと磁性キャリヤを混合した２成分現像器などがある。
また本発明の実施例では反転現像法の場合を説明してい
るが、正規現像法にも適用できる。

本発明の実施例を第２図を用い詳細に説明する。

直径100mmの無定形Se−Te感光体ドラム１を周速75mm/
sで回転させ、帯電器２（コロナ電圧：＋7kV）を用い表
面電位＋800Vに帯電させた。次に出力７μW,波長670nm
の発光ダイオードを発光させ、セルフォックレンズ26を
通し黄信号を露光し静電潜像を形成した。次に電荷量３
μC/g,平均粒径10μm,トナー層厚30μｍの黄トナーを担
持したトナー担持体23a（直径:16mm,周速:75mm/s,進行
方向：感光体１と同方向）と、感光体１とのギャップを
150μｍ開け、直流電源22aより現像バイアス＋700Vをト
ナー担持体23aに印加したところ、黄トナーはトナー担
持体23aから感光体１に向かって飛翔し付着した。黄現
像された感光体１はマゼンタ及びシアンのトナー担持体
23b,c（両者のトナーは共に電荷量:3μC/g,平均粒径:10
μm,トナー層厚:30μｍ）を通過する。このとき、マゼ
ンタ及びシアンのトナー担持体23b,cと感光体１との距
離は150μｍに設定し、接地した。このため静電潜像
は、マゼンタ及びシアンによって現像されることはな
い。この感光体１上のトナー像は紙に転写せず、一度除
電ランプ13で全面照射した後再びコロナ帯電器２で帯電
した。黄トナーの有無にかかわらず、感光体１は＋800V
に帯電した。ここで黄トナーが付着している感光体１の
表面電位のうち、トナーの電位は50V程度で感光体１自
体は＋750Vに帯電した。

次にこの感光体１に発光ダイオード25によりマゼンタ
に対応する信号光を照射した。黄トナーの付着していな
い部分では露光により感光体１の表面電位は30Vに低下
した。

黄トナーの付着している部分では約80Vに低下した。次
に感光体１は、最初＋700Vのバイアス電圧を印加した黄
トナー担持体23aを通過する。このとき黄トナー担持体2
3aと感光体１との距離は700μｍとした。次に感光体１
は、150μｍの間隔を開け＋700Vの現像バイアスを印加
したマゼンタトナー担持体23bを通過し、マゼンタトナ
ーにより現像される。その後、除電ランプ24で感光体１
を全面照射し除電してからシアントナー担持体23cを通
過する。このときシアントナー担持体23cは感光体１と1
50μｍの距離を開け、接地した。

その後、感光体１を除電ランプ13によって全面照射し
た後、帯電器２により＋800Vに帯電し、発光ダイオード
25によりシアンに対応する信号光を照射し静電潜像を形
成した。今度は黄及びマゼンタのトナー担持体23a,bを
感光体１と700μｍの距離を開け、＋700Vのバイアス電
圧を印加した。その後、感光体は150μｍの間隔を開け
＋700Vのバイアス電圧を印加したシアントナー担持体で
現像した。

こうして感光体１上に得たカラートナー像は転写前除
電ランプ９によって感光体１を全面照射した後、転写帯
電器10によって紙８に転写し、剥離帯電器27により感光
体１から紙８を剥離し、その後熱定着した。感光体１の
表面は除電器28により除電し、クリーニング装置12によ
り残存トナーを除去後再使用した。

得られたカラー画像は最高濃度が1.7と高く、しかも
色濁りのない良質なものであった。またこのプロセスを
3000枚連続したが、現像器内に異種トナーが混入するこ
ともなかった。

発明の効果 本発明によれば、現像部の構成を複雑化することな
く、異種トナーによる現像器の汚染を防止することがで
き、鮮明なカラープリントを安定して得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のカラー電子写真方法の原理を説明する
ために示した装置の要部の断面図、第２図は本発明によ
るカラー電子写真プリンタの断面図、第３図，第４図，
第５図，第６図，第７図は従来例におけるカラー電子写
真方法を説明するための装置およびトナーの挙動を示す
図である。 １……感光体、２……帯電器、20……トナー、22……バ
イアス電源、23……トナー担持体、25……光源。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像方法がトナーをトナー担持体に担持さ
   せ電界でトナー担持体から空間飛翔させて反転現像する
   現像方法を用い、帯電・露光・現像を繰り返し感光体上
   でトナー像を重ね合わせカラートナー像を形成したあと
   受像紙に転写するカラー電子写真方法であって、 それぞれの現像器がイエロ・マゼンタ・シアンのトナー
   を有しこの順番に感光体周辺に配置されたカラー電子写
   真装置に用いるカラー電子写真方法において、 イエロの静電潜像を形成した後、イエロ現像器で現像す
   る工程、 イエロのトナー像の上から感光体をコロナ帯電しマゼン
   タの信号光を露光した後マゼンタの静電潜像を形成する
   工程、 前記マゼンタの静電潜像を形成した感光体を500μｍ以
   上離したイエロの現像器の前を通過させた後マゼンタ現
   像器で飛翔現像する工程、 前記マゼンタ現像器通過後でかつシアン現像器通過前に
   感光体面を除電ランプで除電したのち接地されたシアン
   現像器を通過させる工程、 前記イエロおよびマゼンタのトナー像の上から感光体を
   コロナ帯電した後シアンの信号光を露光しシアンの静電
   潜像を形成する工程、 前記シアンの静電潜像を形成した感光体を500μｍ以上
   の離したイエロおよびマゼンタ現像器の前を通過させた
   後シアン現像器で飛翔現像する工程、 前記感光体上に形成されたカラートナー像を受像紙に一
   括転写する工程、 よりなるカラー電子写真方法。