JP2861110B2 - 画像記録方法及びその装置 - Google Patents

画像記録方法及びその装置

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JP2861110B2 JP1246559A JP24655989A JP2861110B2 JP 2861110 B2 JP2861110 B2 JP 2861110B2 JP 1246559 A JP1246559 A JP 1246559A JP 24655989 A JP24655989 A JP 24655989A JP 2861110 B2 JP2861110 B2 JP 2861110B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は画像記録方法及びその装置に関するもの
で、更に詳細には、特に、潜像担持体上に形成された二
系統の潜像を順次現像した後、転写媒体に一括転写する
いわゆる重ね現像方を適用した画像記録方法及びその装
置に関するものである。
[従来の技術] 従来のこの種の重ね現像プロセスでは、先に潜像担持
体上に形成された第1画像が第2現像磁気ブラシによっ
て摺擦されるため、濃度の低下や像乱れを生じ易いとい
う問題がある。
上記問題を解決する手段として、第2現像手段の現像
ロールの表面移動線速度と潜像担持体の移動速度とを等
しくして摺擦力を低下させる方法が提案されている(特
開昭55−36889号公報参照)。
しかし、現像ロールの表面移動線速度を潜像担持体の
移動速度と等しくすることは、同時に第2現像能力も低
下してしまい、現像濃度が低下するという欠点があっ
た。
そこで、発明者等は、第2現像プロセスにおける現像
能力を向上させるために直流重畳交流現像バイアスを印
加する方法を提案した(特願昭63−168698号参照)。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、第2現像プロセスにおいて直流重畳交
流現像バイアスを印加する方法では現像能力は向上する
が、この方法では、既に現像されている前色トナーを現
像器中に引き込む電界が作用するため、第1色のトナー
が第2段以降の現像器内に混入して混色が発生し、維持
性の低下を招き易いという欠点がある。また、交流電界
により前色トナーが飛散すると共に、像乱れが大きくな
るという問題点があった。
したがって、潜像担持体上に先に現像されたトナー像
を乱すことなく現像を行い、かつ、十分な現像後力を維
持しながら混入・混色を防止できるようにした画像記録
方法及び装置の開発が望まれている。
[課題を解決するための手段] 上記問題を解決するために、この発明の画像記録方法
は、第1のトナー像を担持して成る潜像担持体に、画像
部電位Vi2並びに上記第1のトナー像の表面電位Vt1と上
記画像部電位Vi2との中間電位にある背景部電位Vh2から
成る第2の静電潜像を形成し、上記第2の静電潜像を上
記第1のトナー像と異なる極性の第2のトナーで現像す
るに際して、上記画像部電位Vi2と背景部電位Vh2と中間
電位Vb2の直流電圧が重畳された|Vb2−Vt1|(V)より
も小さい振幅を有する交流電圧から成る現像バイアスを
印加することを特徴とするものである。
また、この発明の画像記録装置は、潜像担持体と、こ
の潜像担持体上に第1の静電潜像を形成するための第1
静電潜像形成手段と、一方の極性に帯電した第1のトナ
ーで上記第1の静電潜像を現像して第1のトナー像を形
成する第1現像手段と、上記潜像担持体に画像部位電位
Vi2並びに上記第1のトナー像の表面部電位Vt1と記画像
部電位Vi2との中間電位にある背景部電位Vh2から成る第
2の静電潜像を形成する第2静電潜像形成手段と、上記
第1のトナー像と異なる極性に帯電された第2のトナー
と磁性キャリアとから成る2成分現像剤を担持すると共
に上記画像部電位Vi2と背景部電位Vh2との中間電位Vb2
の直流電圧が重畳された交流電圧から成る現像バイアス
が印加された第2現像手段と、転写媒体に上記両トナー
像を一括転写する転写処理手段とを具備し、上記第2現
像手段の交流電圧の振幅を|Vb2−Vt1|(V)以下に設定
したことを特徴とするものである。
この発明において、上記潜像担持体は潜像形成手段に
よって潜像を形成し得るものであれば感光体、誘電体等
適宜選択して差支えなく、その具体的構成は例えばドラ
ム上、ベルト状を問わない。
また、上記潜像形成手段は上記潜像担持体上に所定レ
ベルの電位からなる潜像を形成し得るものであれば、潜
像担持体表面を予め帯電しておき、画像に対応した箇所
若しくは非画像部を光りで除電するようにしたり、放電
ヘッドからのイオンで潜像電位を形成するなど適宜選択
することができる。
また、上記現像手段は磁気ブラシ方式によって潜像を
現像し得るものであれば適宜成形変更して差支えなく、
例えば、使用現像剤としての磁性キャリアについて、ポ
ーラスなキャリア、フェライトキャリア、樹脂バインダ
中に磁性粉を分散させたもの等適宜選択することがで
き、また、現像手段を構成する現像剤担持体について
も、固定マグネット部材と回転スリーブとで構成しても
よいし、回転マグネットと固定スリーブとで構成しても
差支えない。更に、この現像手段の現像担持体に印加す
る現像バイアスの直流成分については、潜像の画像部に
対して充分な現像コントラストを確保することができ、
かつ、潜像の背景部に対してはトナーのかぶりを防止す
るという観点から適宜設定され、また、上記現像バイア
スの交流成分については、充分な現像性を確保し、か
つ、背景部のトナーのかぶりを防止するという観点か
ら、現像バイアスの交流電圧の周波数を適宜設定でき
る。
更にまた、重ね現像法を適用した画像記録装置にあっ
ては、特に二段目以降の現像手段について上述した現像
方式を採用するものであるが、現像性能を良好に保ちか
つ既に形成されたトナー像の掻き取りを有効に防止する
という観点からすると、使用現像剤として、トナーと密
度が4.0g/cm3以下の磁性キャリアを使用することが好ま
しく、使用する磁性キャリアとしては、樹脂バインダ中
に磁性粉を分散させて成るキャリアが磁性粉含有量によ
り容易に密度を調整できる点で特に好ましい。また、現
像性能を損なわない範囲で潜像担持体に対する現像剤担
持体の相対回転速度を下げたり、現像剤担持体における
マグネット部材の現像ニップ域に対向する部位に反発磁
極を配置するように設計することが好ましい。
加えて、上記転写処理手段については、静電転写方式
や加熱転写方式を利用するもの等適宜設計変更して差支
えない。
[作 用] 上記技術的手段は以下のように作用する。
上述したような技術的手段によれば、一様帯電された
潜像担持体上に第1静電潜像形成手段により第1の静電
潜像が形成された後、第1現像手段により現像されて第
1のトナー像が形成される。
次に、第2静電潜像形成手段により画像部電位Vi2並
びに上記第1のトナー像の表面電位Vt1と上記画像部電
位Vi2との中間電位にある背景部電位Vh2から成る第2の
静電潜像が形成された後、第2現像手段により第2の静
電潜像が第1のトナー像と異なる極性の第2のトナー像
で現像される。この際、画像部電位Vi2と背景部電位Vh2
との中間電位Vb2の直流電圧が重畳された|Vb2−Vt1|
(V)以下の振幅を有する交流電圧から成る現像バイア
スが印加されることにより、潜像担持体の所定電位部と
現像剤担持体との間の電位差が現像バイアスの交流成分
に応じて変動するため、両者間に作用する静電界が時間
と共に増減変動する。
そして、潜像担持体と現像剤担持体との間に形成され
る磁気ブラシの穂立キャリア群は上記静電界の変動に基
き穂立方向において比較的自由に動くことになり、その
分だけキャリアの周囲に吸着されているトナー粒子が潜
像担持体上の潜像の画像部により多く接触することにな
る。
[実施例] 以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明す
る。
第1図はこの発明の画像記録装置である二色カラープ
リンタの概略側面図が示されている。
この発明の二色カラープリンタは、その周囲に光導電
層1aを有する潜像担持体である正帯電型感光ドラム1を
具備し、この感光ドラム1の外周の対向する部位には、
感光ドラム1の回転方向に沿って、順次帯電コロトロン
2と、感光ドラム1の表面に第1の潜像を形成するため
の第1静電潜像形成手段3(第1のLEDアレイ)と、黒
色トナーが用いられる磁気ブラシ現像方式の第1現像手
段4(以下に第1現像器という)と、第2の潜像を形成
するための第2静電潜像形成手段5(第2のLEDアレ
イ)と、負極性の2成分系赤色トナーが用いられる磁気
ブラシ現像方式の第2現像手段6(以下に第2現像器と
いう)と、感光ドラム1上に形成された両トナー像の極
性を揃える転写前帯電コロトロン7と、記録シート9に
感光ドラム1上の両トナー像を転写させる転写コロトロ
ン8と、クリーニング工程前に感光ドラム1上の残留電
荷を除去する除電コロトロン10と、感光ドラム1上の残
留トナーを除去するブレードクリーナ11及び次の画像形
成サイクル前において感光ドラム1上の残留電荷を完全
に除去する除電ランプ12とを配設して成る。
なお、符号13は転写プロセス後に記録シート9を感光
ドラム1から剥離する剥離用除電コロトロン、14は記録
シート9が収容されているシート給送トレイ、15は記録
シート9に対しトナー像を定着させる定着器、16は記録
シート9の搬送経路を形成するガイドプレートである。
この実施例において、上記各現像器4,6は、第3図に
示す第2現像器6について代表して説明すると、いずれ
も回転スリーブ6a内に固定マグネット17が配設される現
像剤担持体18,19(現像ロール)を備えているが、第1
現像器4の現像ロール19には直流現像バイアスVb1が印
加されるのに対し、第2現像器6の現像ロール19には直
流重畳の交流現像バイアスVb2が印加されている。
次に、上記のように構成されるこの発明の二色カラー
プリンタを用いて二色画像を形成する場合について、第
2図を参照して説明する。
先す、帯電コロトロン2により感光ドラム1の光導電
層1aを+1,000Vに一様に帯電する(第2図(a)参
照)。
次いで、第1のLEDアレイ3により第1の画像に対応
した光照射(ネガ露光)を行い、光導電層1a上に第1の
画像に対応したネガ潜像Z1を形成する(第2図(b)参
照)。この第1露光後の第1のネガ潜像Z1の電位VZ1は
+100Vであり、背景部H1の電位Vh1は+900Vであった。
この後、第1現像器4により正極性の黒色トナーを用
いて、現像バイアスVb1(この実施例では+700V)の下
の反転現像を行い、第1のトナー像T1を形成する(第2
図(c)参照)。
続いて、第2のLEDアレイ5により第2の画像に対応
する第2のポジ潜像Z2を形成する(第2図(d)参
照)。露光後の第2のポジ潜像Z2の電位VZ2は+850V、
背景部H2の電位Vh2は+400V、第1のトナー像T1の表面
部電位Vt1は+150Vであった。
この後、第2現像器6により負極性の赤色トナーを用
いて、現像バイアスVb2(この実施例ではDC成分+550
V、AC Vp-p=800V)の下で正規現像を行い、第2のト
ナー像T2を形成する(第2図(e)参照)。
次に、上記転写前露光ランプ(図示せず)にて光導電
層1aを一様露光しながら転写前帯電コロトロン7にて光
導電層1aに対して放電処理を施した。この場合、一様露
光によりトナー像T1,T2のない背景部の光導電層1aは導
電化されるが、トナー像T1,T2部分においてはトナーに
よって光が遮断されるため、、光導電層1aが導電化され
ず、トナー像T1,T2部分の表面部電位は背景部電位に比
べて高い状態に保持される。この状態において、放電処
理として、光導電層1aの帯電極性と同極性である正極性
の直流電圧が重畳された所定レベルの交流電圧を印加す
ることによって行ったところ、画像部である第1、第2
のトナー像T1,T2は負極性に帯電し、背景部のかぶりト
ナーは正極性に帯電するようになった。
次いで、画像部トナーと逆極性の直流電圧が印加され
た転写コロトロン8により転写を行った。この結果、負
極性に揃えられたトナー像T1,T2のみが記録シート9に
転写され、かぶりのない良好な赤黒二色の画像が得られ
た。
このような二色カラープリンタの性能を評価するに当
って、第2現像器6の現像ロール19に対して直流現像バ
イアスするものを比較例(この比較例において直流現像
バイアスは+500V)とし、第2現像器6のAC周波数を1K
HZの場合と3KHZの場合について交流電圧(Vp-p)を適宜
変化させて、画像特性を調べるテストを行った。
テストを行うに当って、 ☆感光ドラム:セレン系、プラス帯電 ・プロセス速度:300mm/sec ☆現像器:LEDアレイ、300spi ・第1現像器のパラメータ トリミングギャップ:0.9mm ドラムロールスペース:1.0mm (感光ドラムと現像ロールとの間のスペース) マグネットセットアングル:5゜ ・現像ロール構成 外径40mmのアルミニウム製スリーブ 8極非対称型、主極の磁力800ガウス 現像ロールの周速度:感光ドラムの3倍 ・第2現像器のパラメータ トリミングギャップ:0.7mm ドラムロールスペース:0.8mm マグネットセットアングル:0゜ ・現像ロール構成 外径40mmのステンレス製スリーブ 7極非対称型、(主極:反発磁極) 主極の磁力:1,200ガウス 反発落ち込み:300ガウス (第3図及び第4図参照) 現像ロールの周速度 感光ドラム周速度×1.2 ☆第1帯電:+1000V ☆第1露光 ・黒画像部:+100V ・背景部 :+900V ☆第1現像:2成分黒現像剤 ・キャリア:100μフェライトキャリア ・トナー :+帯電黒トナー ・現像バイアス:+700V ☆第2露光 ・赤画像部:+850V ・背景部 :+400V ・黒トナー現像部:+150V ☆第2現像:2成分赤現像剤 ・キャリア:密度ρ=2.9g/cm3 平均粒径100μm ・トナー :−帯電赤トナー ・現像バイアス:直流重畳交流電圧 DC+550V、AC Vp-p=800V ☆転写 転写前帯電器にて両トナーの極性を揃えた後に静電転
写を行う。
上記テストを行い、上記条件の下で交流現像バイアス
(Vp-p)を変化させて、 第2ソリッド濃度(目標値(光学濃度):1.0以上)、 第1ライン現像濃度低下(4ドット線の場合の [単色時濃度]−[2色時濃度]、 目標値:0.04以下)、 第1ライン像太り率(4ドット線の場合の 目標値:±10%) について評価テストを行った結果、表−1のような結果
が得られた。
上記テストの結果、ACバイアスを印加することによ
り、現像能力は向上する。一方、Vp-pが大きくなると、
第1のトナー像(第1ライン像)の濃度低下、太り率が
増加し、許容範囲外となるが、Vp-pを800V以下、すなわ
ちACバイアス振幅を|Vb2−Vt1|以下とすれば、第1のト
ナー像の濃度低下、太り率増加を招くことなく、充分な
現像能力が得られた。また、このとき、第1トナー像の
濃度低下は起きていないので、第2現像中への第1トナ
ーの混入は生じず、維持性の低下も発生しなかった。
なお、上記実施例ではネガ−ポジプロセスの場合につ
いて説明したが、必ずしもネガ−ポジプロセスに限定さ
れるものではなく、ポジ−ネガ、ネガ−ネガあるいはポ
ジ−ポジのプロセスの第2段目以降の現像においても同
様に適用できることは勿論である。また、上記実施例で
は第2現像器6の現像ロール19の反発磁極を使用した場
合について説明したが、反発無し(主極:8極非対称型)
の通常の現像ロールを使用しても同様の効果が得られ
た。
[発明の効果] 以上に説明したように、この発明は上記のように構成
されるので、潜像担持体上に先に現像されたトナー像を
乱すことなく現像を行うことができると共に、十分な現
像能力を維持しながら混入・混色を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の画像記録装置の概略側面図、第2図
(a)ないし(e)はこの発明の画像記録装置の作動態
様を示す説明図、第3図はこの発明における第2現像器
の現像ロールを示す断面図、第4図は第2現像器におけ
る現像ロールの磁束密度を示すグラフである。 符号説明 (1)……感光ドラム(潜像担持体) (2)……帯電コロトロン (3)……第1のLEDアレイ(第1静電潜像形成手段) (4)……第1現像器(第1現像手段) (5)……第2のLEDアレイ(第2静電潜像形成手段) (6)……第2現像器(第2現像手段) (7)……転写前コロトロン (8)……転写コロトロン(転写処理手段) (9)……記録シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 済川 健 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 足立 康二 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−41873(JP,A) 特開 昭62−166363(JP,A) 特開 平1−219773(JP,A) 特開 昭60−159765(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 13/06 G03G 15/06 - 15/06 102

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のトナー像を担持して成る潜像担持体
    に、画像部電位Vi2並びに上記第1のトナー像の表面電
    位Vt1と上記画像部電子Vi2との中間電位にある背景部電
    位Vh2から成る第2の静電潜像を形成し、上記第2の静
    電潜像を上記第1のトナー像と異なる極性の第2のトナ
    ーで現像するに際して、上記画像部電位Vi2と背景部電
    位Vh2との中間電位Vb2の直流電圧が重畳された|Vb2−Vt
    1| (V)よりも小さい振幅を有する交流電圧から成る現像
    バイアスを印加することを特徴とする画像記録方法。
  2. 【請求項2】潜像担持体と、この潜像担持体上に第1の
    静電潜像を形成するための第1静電潜像形成手段と、一
    方の極性に帯電した第1のトナーで上記第1の静電潜像
    を現像して第1のトナー像を形成する第1の現像手段
    と、上記潜像担持体に画像部電位Vi2並びに上記第1の
    トナー像の表面部電位Vt1と上記画像分電位Vi2との中間
    電位にある背景部変位Vh2から成る第2の静電潜像を形
    成する第2静電潜像形成手段と、上記第1のトナー像と
    異なる極性に帯電された第2のトナーと磁性キャリアと
    から成る2成分現像剤を担持すると共に上記画像部電位
    Vi2と背景部電位Vh2との中間電位Vb2の直流電圧が重畳
    された交流電圧から成る現像バイアスが印加された第2
    現像手段と、転写媒体に上記両トナー像を一括転写する
    転写処理手段とを具備し、上記第2現像手段の交流電圧
    の振幅を|Vb2−Vt1|(V)以下に設定したことを特徴と
    する画像記録装置。
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