JP3250851B2

JP3250851B2 - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JP3250851B2
Application number: JP28928492A
Authority: JP
Inventors: 久夫村山; 均石橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1992-10-03
Publication date: 2002-01-28
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JPH05333663A; US5438401A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多色の画像形成装置に
関し、詳しくは、帯電、露光及び現像の工程を実行して
形成したトナー像を担持したままの像担持体に、次の帯
電、露光及び該トナー像を構成するトナーとは異なる色
調のトナーを用いた現像の工程を実行し、これにより、
少なくとも二色のトナー像を同一の像担持体に重ね合わ
せて形成する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の画像形成方法、例えば二色
の画像形成方法は、基本的には次の（ａ）乃至（ｆ）の
各工程から成り立っている（例えば、特開昭５７−２３
９５２号、特開昭５８−１１６５５３号、特開昭５９−
１２１３４９号公報参照）。（ａ）第１次帯電；像担持体表面を例えば負極性に均
一帯電する（図１１（ａ）参照）。（ｂ）第１次露光；１色目のトナー像に相当する画像
情報を露光して第１の潜像を形成する（図１１（ｂ）参
照）。（ｃ）第１次現像；負極性を有するトナーで第１の潜
像を反転現像して１色目のトナー像を形成する（図１１
（ｃ）参照）。（ｄ）再帯電；１色目のトナー像を像担持体上に
担持したまま、像担持体を再帯電し１色目のトナー像を
含めて像担持体を均一の電位にする（図１１（ｄ）参
照）。（ｅ）第２次露光；２色目のトナー像に相当する画像
情報を露光して第２の潜像を形成する（図１１（ｅ）参
照）。（ｆ）第２次現像；像担持体の帯電と同極性を有する
トナーで第２の潜像を反転現像して２色目のトナー像を
形成する（図１１（ｆ）参照）。以上の一連の工程が完了した時点では、像担持体上に二
色のトナー像が形成され、これらのトナー像を転写紙等
の転写材上に転写し、トナー像を定着することによって
２色の画像を形成している。そして、一般に上記（ｆ）
の第２次現像では、像担持体上の１色目のトナー像を乱
さないように、非接触現像方式が用いられる。このこと
により、混色やトナー像のみだれの無い良好な２色画像
が得られる。

【０００３】また、特開昭６０ー１７４６４号公報に
は、現像された第１静電像のトナー層表面電位を初期表
面電位近傍の混色防止電位にまで高くする行程を含む２
色画像形成方法が開示されている。この方法において
は、２次帯電の方法として、少なくとも一定の直流電圧
成分を偏倚させた交流電圧を印加して第１顕像域の電位
を上げて混色を防止するものである。

【０００４】また、特開平３ー１２７０８２号公報に
は、第２帯電電位は、常に第１帯電電位よりも高く設定
することが開示されている。これは、１次現像後の顕像
域を２次現像バイアスよりも高くして、１次トナー部へ
の２次トナーの混色を防止するためである。

【０００５】また、特公平１−４５９１６号公報や特公
平２−２２９４７号公報には、１次現像後の再帯電を、
画像部の電位が非画像部の電位と同程度になるように行
うことが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記（ａ）
乃至（ｆ）の各工程から成る二色画像の形成を長期に亘
って実行していると、次第に２色目のトナー像に色濁り
が生じ、画質が劣化するという不具合があった。この原
因は、像担持体上の１色目のトナー像が非接触の第２次
現像時に２色目の現像装置に逆飛翔し、１色目のトナー
が２色目の現像装置内に混入するためである。このよう
な不具合は、３色以上のトナー像を同一像担持体上に重
ね合わせて形成する場合も生じる。

【０００７】また、２次帯電電位を１次帯電電位よりも
高くすると、図１２（ａ）に示されるような１次帯電の
感光体表面に生じた電位のリップルが２次帯電の際に生
じるリップルと重ね合って、図１２（ｂ）に示されるよ
うに、リップル幅が増大する可能性を生じる。

【０００８】また、帯電電位を高く設定するということ
は、電力消費面、感光体寿命の低下、高電圧印加によっ
て発生するオゾンの増加等、数々のマイナス要因を招来
する。そこで、２次帯電後の帯電電位を１次帯電電位
と同じか、若しくはそれ以下にすることが望ましい。

【０００９】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、色濁りの無い多色画
像を長期に亘って安定して形成することができる多色画
像形成装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の多色画像形成方法は、先行して形成され
た１色以上のトナー像を担持したままの像担持体上に、
所定の帯電を施した後に次の潜像を形成し、該トナー像
とは異なる色調のトナーを用いて該次の潜像を反転現像
し、これにより像担持体上に少なくとも二色のトナー像
を重ね合わせて形成する多色画像形成方法において、先
行して形成されたトナー像のトナーが付着していない像
担持体部分上の電位が該トナー像のトナーが付着してい
る像担持体部分上の電位よりも大きくなるように該所定
の帯電を行うとともに、先行するトナー像形成に係る帯
電器としてもスコロトロン帯電器を用い、該スコロトロ
ン帯電器と上記所定の帯電を行うスコロトロン帯電器と
は、総電流及びグリッド電圧が同一であり、開口幅につ
いては上記所定の帯電を行うスコロトロン帯電器の方が
狭いことを特徴とするものである。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】請求項１１の画像形成装置は、先行して形
成された１色以上のトナー像を担持したままの像担持体
上に、所定の帯電を施した後に次の潜像を形成し、該ト
ナー像とは異なる色調のトナーを用いて該次の潜像を反
転現像し、これにより像担持体上に少なくとも二色のト
ナー像を重ね合わせて形成する多色画像形成方法におい
て、先行して形成されたトナー像のトナーが付着してい
ない像担持体部分上の電位が該トナー像のトナーが付着
している像担持体部分上の電位よりも大きくなるように
該所定の帯電を行うとともに、先行するトナー像形成に
係る帯電器としてもスコロトロン帯電器を用い、該スコ
ロトロン帯電器と上記所定の帯電を行うスコロトロン帯
電器とは、総電流及びグリッド電圧が同一であり、グリ
ッド開口率については上記所定の帯電を行うスコロトロ
ン帯電器の方が小さいことを特徴とするものである。

【００２１】

【作用】前述のように、色濁りが発生する原因は、像担
持体上に形成された１色目のトナー像が２色目の現像装
置に逆飛翔する為である。すなわち、１色目の例えば負
帯電のトナーは、２色目の帯電電位Ｖ_D2と２色目の現像
バイアスＶ_B2との電位差（Ｖ_D2−Ｖ_B2）により、像担持
体上から２色目の現像装置の現像ローラ等の現像剤担持
体に引き付けられて該現像装置内の２色目のトナーに混
入する為である。この逆飛翔現象について詳細に検討し
たところ以下（１）乃至（５）の事実が判明した。（１）１色目のトナーの粒径分布における比較的大粒径
のトナーの方が逆飛翔しやすい。（２）１色目のトナーの帯電量が低い方が逆飛翔しやす
い。（３）１色目のトナーの像担持体への付着力が小さい方
が逆飛翔しやすい。（４）上記電位差（Ｖ_D2−Ｖ_B2）が大きいほど逆飛翔し
やすい。（５）２色目のトナーによる現像時の像担持体と現像剤
担持体との間隙が狭いほど逆飛翔しやすい。このうち、
（４）の電位差（Ｖ_D2−Ｖ_B2）と（５）の間隙は、２色
目のトナー像単独の画像品質にかかわる条件であるの
で、選択できる範囲が狭い。また、この逆飛翔現象の検
討中に以下の事実も判明した。（６）上記電位差（Ｖ_D2−Ｖ_B2）がある程度小さいと２
色目のトナーが像担持体へ付着して、像担持体上の１色
目のトナーが付着していない部分では地汚れが、１色目
のトナーが付着している部分では混色が、それぞれ生じ
る。前者の地汚れは画像品質を比較的大きく左右する
が、後者の混色は小量であればさほど画質に影響しな
い。特に、１色目のトナーが例えば黒トナーのように明
度が低いものである場合には、ほとんど画質を劣化させ
ない。（７）逆飛翔現象による色濁が、画像形成を繰り返すに
したがって２色目の現像装置中に含まれる１色目のトナ
ーの量が増大することによって悪化するのと異なり、上
記混色は、画像形成を繰り返すにしたがって悪化してい
くことはない。そこで、本発明は上記（４）、（６）及
び（７）の事実に基づいて、１色目のトナーの逆飛翔を
防止し、かつ一定の画像品質を維持することもできるよ
うにするものである。

【００２２】このために、本発明の二色画像形成方法に
おいては、１色目のトナー像を担持したままの像担持体
上に施す帯電を、１色目のトナーが付着していない像担
持体部分上の電位が１色目のトナーが付着している像担
持体部分上の電位よりも大きくなるように行い、これに
より、２色目の潜像を反転現像するときの現像バイアス
電位と該１色目のトナーが付着していない像担持体部分
上の電位との差を比較的大きく保って地汚れを防止する
とともに、この現像バイアス電位と該１色目のトナーが
付着している像担持体上の電位との差を比較的小さくし
て２色目の現像装置への１色目トナーの逆飛翔を防止す
る。ここで、該１色目のトナーが付着している像担持体
上の電位との差を比較的小さくしているので、該１色目
のトナーが付着している像担持体部分上に２色目のトナ
ーが付着して多少の混色を生じるが、画像品質の低下は
許容できる程度に抑えられる。特に、１色目のトナーと
して明度の低い黒トナーを用いる場合には、画像品質は
ほとんど低下しない。

【００２３】

【実施例】図２は本実施例に係る二色画像形成方法を実
施することができる複写機の概略構成図である。まずこ
の複写機全体の概略を説明する。この複写機は負極性に
帯電、光感度を持つ感光体１を用いている。感光体１は
図示しない駆動機構で時計回りに駆動される。感光体１
は、第１帯電器２で一様に例えばマイナス極性に帯電さ
れた後に、黒画像に対応する第１次露光（レーザービー
ム）３が行われて、光が照射された画像部が光減衰して
第１の静電潜像が形成される。この第１の静電潜像を負
極性の黒トナーを用いた第１現像装置４で反転現像して
感光体１上に黒トナー像を形成する。この第１現像装置
４は現像ローラ上にキャリアとトナーとからなる二成分
現像剤の磁気ブラシを形成して感光体１上の静電潜像を
現像する二成分現像装置である。この黒トナー現像後の
感光体１上のトナー付着部上の電位は付着しているトナ
ーの電荷で上昇するが、混色防止の為には不充分である
ので、引き続き第２帯電器５で負極性の帯電を行う。次
に赤画像に対応する第２次露光（レーザービーム）６を
行い、光を照射した画像部電位を光減衰させ、これによ
り、第２の静電潜像を形成する。この第２の静電潜像を
負極性の赤トナーを用いた第２現像装置７で反転現像
し、感光体１上に黒トナー像と赤トナー像の二色のトナ
ー像を得る。この第２現像装置７は、感光体１と現像ロ
ーラの間隙が約１５０μｍに設定され、負極性に帯電さ
れた非磁性の一成分現像剤（トナー）を現像ローラ表面
から感光体１表面に向けて飛翔させる非接触現像を行う
ものである。次に、転写前帯電器８で感光体１上の二色
のトナー像の帯電量を揃えた後、背面が転写帯電器１０
で帯電されている転写ベルト９上の転写紙を密着させ、
これにより、帯電した転写ベルト９による電界で感光体
１上の二色のトナー像を転写する。転写紙上のトナー像
は定着器１１で転写紙上に熱定着されて固定化する。一
方、転写後の感光体１は、クリーニング前帯電器１２で
帯電して再び残留トナーの帯電極性を揃えた後、クリー
ニング器１３で表面をクリーニングする。更に、残留電
荷を除電器１４で光除電して初期化し、次の作像に備え
る。

【００２４】ところで、この複写機においても、第２の
静電潜像を赤トナーを用いた第２現像装置７による反転
現像の際に、黒トナーが付着している感光体部分上の電
位によっては、この電位と現像バイアス電位Ｖ_B2との電
位差により感光体１上の黒トナーが第２現像装置７の現
像ローラ側への吸引力を受け逆飛翔する恐れがある。こ
の逆飛翔を防止するためだけであれば、上述のように電
位差（Ｖ_D2−Ｖ_B2）が小さくなるように、第２帯電器５
による一様帯電量を小さくするか又は第２現像装置７に
おける現像バイアス電圧Ｖ_B2を大きくして、上記電位差
を小さくすれば良い。しかし、これによれば、黒トナー
が付着していない感光体部分上の電位と第２現像装置７
の現像バイアス電位Ｖ_B2との電位差が小さくなることか
ら、第２現像装置７の赤トナーによる地肌汚れが生じて
画像品質を低下させてしまう。そこで、本実施例におい
ては、黒トナーの逆飛翔を左右する感光体の黒トナー付
着部分上の電位は、逆飛翔が生じないように比較的小さ
い大きさの電位にし、かつ、地汚れを左右する感光体の
黒トナー非付着部分上の電位は比較的大きな大きさの電
位にして、逆飛翔と地汚れの両者を防止する。

【００２５】このように、感光体の黒トナー付着部分上
と黒トナー非付着部分上とで互いに異なる電位にするた
めに、本実施例では、上記第２帯電器５としてスコロト
ロン帯電器を用いている。そして、このスコロトロン帯
電器５のグリッド電圧を、これによる帯電前の感光体の
黒トナー非付着部分上の電位よりも小さな電位に設定し
ている。例えば第１帯電器２としてもスコロトロン帯電
器を用いる場合には、図３（ａ）や図３（ｂ）に示すよ
うに、第１帯電器２のグリッド電圧よりも第２帯電器５
のグリッド電圧を小さく設定する。

【００２６】これによれば、図１（ａ）〜（ｃ）の１色
目の黒トナー像形成後の第２帯電器５による帯電で、図
１（ｄ）に示すように、感光体の黒トナー（１色目のト
ナー）付着部分上の電位の大きさを黒トナー非付着部分
上の電位Ｖ_D2よりも小さくすることができる。従って、
第２次露光を行って光照射部の電位を図１（ｅ）に示す
よう光減衰させ（電位Ｖ_L2）て第２の静電潜像を形成し
た後に、第２現像装置７で反転現像する際には、図１
（ｆ）に示すように、黒トナー非付着部上の電位Ｖ_D2と
現像バイアス電位Ｖ_B2との電位差はある程度確保しつ
つ、黒トナー付着部上の電位と現像バイアス電位Ｖ_B2と
の電位差を相対的に小さくすることができる。よって、
地汚れに対する余裕度を確保しつつ黒トナーの第２現像
装置７への逆飛翔を防止することができる。

【００２７】ここで、黒トナーの第２現像装置７への逆
飛翔を防止するための感光体の黒トナー付着部分上の電
位と現像バイアス電位Ｖ_B2との電位差の適正範囲につい
て説明する。図４は横軸に第２現像装置７による反転現
像の際の感光体上の電位と現像バイアス電位との電位差
を取って、上記実施例装置におけるこの電位差と、逆飛
翔トナー量、混色ランク（ランク数が大きいほど混色が
少ない）及び地汚れランク（ランク数が大きいほど地汚
れが少ない）との関係を示したグラフである。ここで、
横軸の電位差は、逆飛翔トナー量及び混色ランクに関し
ては感光体の黒トナー付着部分上の電位と現像バイアス
電位との電位差、地汚れランクに関しては感光体の黒ト
ナー非付着部分上の電位と現像バイアス電位との電位差
を取っている。このグラフから判るように、感光体の黒
トナー付着部分上の電位と現像バイアス電位との電位差
の適正範囲は、混色ランクがランク数３以上であれば画
像品質上問題ないことを考慮すると、０乃至３００Ｖ、
好ましくは、０乃至１５０Ｖの範囲である。

【００２８】以下、上記複写機における二色画像形成の
具体例について説明する。まず、感光体１に第１帯電器
２で一様に、約マイナス８５０Ｖ（Ｖ_D1）に帯電した
（図１（ａ））。次に、黒画像に対応する第１次露光
（レーザービーム）３を行い、画像部電位を約マイナス
１００Ｖ（Ｖ_L1）まで光減衰させ、これにより、第１の
静電潜像を形成した（図１（ｂ））。この第１の静電潜
像を第１現像装置４で現像バイアス電位マイナス６００
Ｖ（Ｖ_B1）を用いて反転現像して感光体１上に黒トナー
像を形成した。この黒トナー現像後の感光体１の黒トナ
ー付着部分上の表面電位は約マイナス３００Ｖまで上昇
した（図１（ｃ））。引き続き、グリッド電圧マイナス
８００Ｖを印加したスコロトロン帯電器からなる第２帯
電器５で帯電した。これにより、感光体の黒トナー付着
部分上の電位は約マイナス８００Ｖに、黒トナー非付着
部分上の電位は第１帯電器２による帯電後の電位
（Ｖ_D1）と同等の約マイナス８５０Ｖになった（図１
（ｄ））。次に赤画像に対応する第２次露光（レーザー
ビーム）６を行い、画像部電位を約マイナス１２０Ｖ
（Ｖ_L2）まで光減衰させ、これにより、第２の静電潜像
を形成した（図１（ｅ））。この第２の静電潜像を第２
現像装置７で現像バイアス電位マイナス７００Ｖ
（Ｖ_B2）を用いて反転現像し、感光体１上に黒トナー像
と赤トナー像の二色のトナー像を形成した（図１
（ｆ））。

【００２９】このようにして連続５００００枚の二色コ
ピーを行ったが、終始実質的に混色、色濁りの無い画像
を安定して得ることができた。なお、初期のコピー中に
も５００枚目のコピー中にも、顕微鏡で拡大して観察す
ればわずかに黒画像中に赤トナー粒子が確認されたが、
肉眼ではまったく気付かない程度のものであった。比較
のため、従来のように第２帯電器５で感光体の黒トナー
付着部分上及び黒トナー非付着部分上の表面電位が一様
に約マイナス８５０Ｖになるように帯電して二色コピー
を行ったところ、初期は鮮明な二色画像が得られたもの
の、徐々に２色目の赤画像が濁りはじめ、１５００枚程
度で赤画像の明度が著しく低下した実用に供し得ない画
像になった。

【００３０】また、他の具体例として、第１帯電器２に
よる一様帯電電位（Ｖ_D1）を約マイナス１０００Ｖ、第
２帯電器５による感光体の黒トナー付着部分上の電位を
約マイナス８００Ｖ、第２現像装置７での現像バイアス
電位をマイナス７００Ｖ（Ｖ_B2）に設定して２色コピー
を行ったところ、色濁りもなく、混色及び地汚れも許容
範囲内で実用上問題の無い２色コピーを安定して得るこ
とができた。ここでも比較のため、第１帯電器２による
一様帯電電位（Ｖ_D1）を約マイナス８００Ｖに、第２帯
電器５による感光体の黒トナー付着部分上の電位を約マ
イナス８００Ｖ（黒トナー非付着部分上の電位（Ｖ_D2）
も約マイナス８００Ｖ）、第２現像装置７での現像バイ
アス電位をマイナス７００Ｖ（Ｖ_B2）に設定して２色コ
ピーを行ったところ、逆飛翔トナー及び混色は許容範囲
内であったが、非画像部に地汚れが発生し、満足な画像
品質を得ることができなかった。これは、黒トナー付着
部分上の電位と黒トナー非付着部分上の電位（Ｖ_D2）と
がほぼ同電位であるため、逆飛翔を抑制するためにこれ
と第２現像装置７での現像バイアス電位（Ｖ_B2）との差
を小さくするのに伴い、地汚れ抑制上ある程度の大きさ
が必要な黒トナー非付着部分上の電位と第２現像装置７
での現像バイアス電位（Ｖ_B2）との差も小さくなってし
まったためである。これから、黒トナー非付着部分上の
電位（Ｖ_D2）が黒トナー付着部分上の電位よりも大き
く、かつ、黒トナー付着部分上の電位が第２現像装置７
での現像バイアス電位（Ｖ_B2）以上である関係が成立す
る必要があることが判る。

【００３１】なお、感光体の特性等は経時で変化するの
で、第２帯電器５のグリッド電圧をこの感光体の特性等
の経時変化に応じて変化させることが望ましい。図５
は、第１帯電器２による帯電電位（Ｖ_D1）を検出して、
この帯電電位よりも第２帯電器５による帯電後の黒トナ
ー付着部分上の電位の大きさが小さくなるように第２帯
電器５のグリッド電圧を制御する構成例の概略を示す正
面図である。図５において、第１帯電器２と第２帯電器
５との間、具体的には第１現像器４と第２帯電器５との
間で、感光体ドラム１表面に対向するように電位センサ
ー５０を設ける。この電位センサー５０の出力をマイク
ロコンピュータ等で構成される制御部５１に入力するよ
うに構成する。そして、この制御部５１からの制御信号
を第２帯電器５のグリッド用電源５２に出力するように
構成する。以上の構成において、二色コピー動作が開始
して、画像形成領域よりも感光体ドラム１回転方向上流
側に形成しておいた第１帯電器２による帯電領域が電位
センサー５０に対向するタイミングで、電位センサー５
０からの検出出力を読み込み、この検出出力に対応する
帯電電位（Ｖ_D1）より所定量、例えば５０Ｖ小さいグリ
ッド電圧に対応した制御信号を上記グリッド用電源に出
力し、画像形成領域に対する第２次帯電を行わせる。こ
れにより、例えば、検出した第１次帯電電位（Ｖ_D1）が
マイナス９００Ｖの場合、これより５０Ｖ小さなマイナ
ス８５０Ｖのグリッド電圧で第２次帯電が行われ、黒ト
ナー付着部分上の電位は約マイナス８３０Ｖ、黒トナー
非付着部分上の電位は約マイナス９００Ｖになり、鮮明
な二色画像を形成することができる。

【００３２】この例では、黒トナー非付着部分に対応す
る、画像形成領域よりも感光体ドラム１回転方向上流側
に形成しておいた第１帯電器２による帯電領域の電位を
検出したが、これに代え、画像形成領域よりも感光体ド
ラム１回転方向上流側に測定用基準潜像を形成し、この
基準潜像を第１現像装置４で現像するか又は現像しない
状態で電位センサー５０に対向させ、このときの電位セ
ンサー５０の出力に基づいて、黒トナー付着部分の帯電
電位が所望の帯電電位になるように、第２帯電器５のグ
リッド電圧を制御しても良い。これは、この黒トナー非
付着部分の帯電電位の経時変化に対する許容度が比較的
大きなプロセス設定であって、かつ黒トナー付着部分の
帯電電位の経時変化の方が画質劣化に比較的大きな影響
をおよぼす（この帯電電位が所望の帯電電位よりも低下
すると混色が生じ、逆に高くなると色濁りが生じて、画
質が劣化する）プロセス設定の場合に特に有効である。
また、黒トナーの帯電量や感光体上への単位面積当りの
付着量が経時で変化する場合にも有効である。更に、上
述のような黒トナー非付着部分に対応する帯電領域と、
上述のような黒トナー付着部分に対応する基準潜像との
両者を測定して第２帯電器５のグリッド電圧を制御して
も良い。

【００３３】また、上述の例では、第２次帯電前におけ
る感光体電位を検出して、その回のコピーにおける第２
次帯電で用いるグリッド電圧を制御したが、これに代
え、実際に第２次帯電した後の感光体電位を検出して、
次回以降のコピーにおける第２次帯電で用いるグリッド
電圧を制御するようにしても良い。この場合には、図６
に示すように、電位センサー５０の位置を第２帯電器５
よりも感光体ドラム１回転方向下流側、例えば第２帯電
器５と第２現像装置７との間で、感光体ドラム１表面に
対向するように変更することもできる。そして上述のよ
うな黒トナー非付着部分に対応する帯電領域や黒トナー
付着部分に対応する基準潜像の形成位置は、画像形成領
域より感光体ドラム１回転方向下流側に設定しても良
い。

【００３４】更に、上述のような黒トナー非付着部分に
対応する帯電領域や黒トナー付着部分に対応する基準潜
像の電位の検出結果を用いて、上述のような第２帯電器
５の制御に合わせて、又はこれに代えて、前述ように色
濁りや混色、更には地汚れが生じないような、感光体電
位と現像バイアス電位との差が適正範囲内になるよう
に、第２現像装置７で用いる現像バイアスを制御しても
良い。

【００３５】以上、１色目のトナーとして黒トナーを用
い、２色目のトナーとして赤トナーを用いる場合につい
て説明したが、それぞれのトナーの色はこの組合せ及び
順序に限られるものではない。但し、混色の影響を少な
くするには、１色目のトナーとして２色目のトナーより
も明度の低いトナーを用いることが望ましい。

【００３６】更に、感光体ドラム１上に３色以上のトナ
ー像を形成する場合にも、１色目や２色目のトナーが付
着していない感光体部分上の電位が１色目や２色目のト
ナーが付着している感光体部分上の電位よりも大きくな
るように第３次以降の帯電を行うことにより、色濁りや
混色、更には地汚れを防止できる。この場合にも混色の
影響を少なくするには、３色目よりも２色目、２色目よ
りも１色目というように、先行する現像に係るトナーほ
ど明度の低いトナーを用いることが望ましい。なお、上
記実施例においては、画像形成順位の下位行程に属する
２色目の画像形成における第２帯電器５の能力が、第１
帯電器２の能力よりも小さいので、１次帯電の際に感光
体表面に生じるリップルの上に下位帯電の際に生じるリ
ップルの重ね合わさりが小さい状態で感光体が帯電され
ることにより、２次帯電後の感光体表面の帯電ムラを最
小に抑えることができ、画質が向上し、併せて省電力、
感光体劣化の軽減、オゾン発生の抑え込み等の効果を得
ることができる。

【００３７】次に、図７〜図１０を用いて本発明の他の
実施例について説明する。図７は本実施例に係る２色画
像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。感光体
ドラム１の周囲には、第１帯電器２、レーザービーム３
を照射する第１露光手段たるレーザー光源（不図示）、
第１現像器４、第２帯電器５、ビーム光６を照射する第
２露光手段たるＬＥＤ光源（不図示）、第２現像器７、
転写前除電ランプ２０、転写帯電器２１、分離帯電器２
２、クリーニング器１３、除電器１４が夫々配置されて
いる。

【００３８】第１帯電器２、第２帯電器５、は夫々、そ
のコロナ放電にて、感光体ドラム１の表面に一定の電荷
（本実施例では負）を均一に付与するものである。

【００３９】次に、画像形成行程を順を追って説明す
る。先ず、例えばスコロトロンチャージャである第１帯
電器２によって感光体ドラム１に一様な帯電を付与し、
感光体ドラム１の表面電位を、図８（ａ）に示されるよ
うに、Ｖ₀とする。この際、第１帯電器２のグリッドと
ケーシングとは同電位になっていて、第１帯電器２のグ
リッドバイアスＶ_G1が１次の目標帯電電位Ｖ₀に一致す
るように、総電流Ｉ_CC1が規定される。一様帯電後、感
光体ドラム１上に、レーザー光源からのレーザービーム
３によって、第１画像部をネガ露光する第１画像露光を
施し、感光体ドラム１上に、図８（ｂ）に示される如
く、電位Ｖ_L1の第１潜像を形成する。

【００４０】次に、この第１潜像を、第１現像器４によ
り、負の電荷を有する第１色目のトナーＴ_aで反転現像
する。この時、第１現像器４の現像ローラに印加する現
像バイアス電圧Ｖ_Bは、下地電位Ｖ₀より低い電圧に設定
されている。第１色目のトナーＴ_aは第１潜像に付着す
るため、現像後の感光体ドラム１の表面電位は、図８
（Ｃ）に示されるように、Ｖ_Bまで上昇する。

【００４１】次に、スコロトロンチャージャである第２
帯電器５によって、再び感光体ドラム１上に一様な帯電
を付与する。この時、第１現像後の第１色目のトナーＴ
_aが付着した第１現像部電位Ｖ_Bが第１帯電電位の目標値
である非画像部の電位Ｖ₀より若干低くなるように、第
２帯電器５のグリッドバイアスＶ_G2を設定する。この再
帯電後の画像部電位をＶ_B’とする（Ｖ_B’＜Ｖ₀）。

【００４２】その後、ＬＥＤ光源６によって、感光体ド
ラム１上に、画像部を露光する第２ネガ露光を施して、
感光体ドラム１上に、図８（ｅ）に示される如く、第２
潜像を形成させる。

【００４３】次に、当該第２潜像を、第２現像器７によ
り、負の電荷を有する第２色目のトナーＴ_bで反転現像
を行なう。この時、第２現像器７の現像ローラに印加す
る現像バイアス電圧は、第１現像器４の現像ローラに印
加された現像バイアスＶ_Bと等しくする。

【００４４】以上の行程により、図８（ｆ）に示される
ように、第１色目と第２色目の各トナー像を感光体ドラ
ム１に形成することができる。その後、転写前除電ラン
プ２０により除電を行ない、転写帯電器２１により、第
１色目と第２色目の各トナー像を転写紙上に転写して、
分離帯電器２２により転写紙を感光体ドラム１表面から
分離する。転写後の感光体ドラム１表面はクリーニング
器１３によりクリーニングされると共に、除電器１４に
より残留電荷が光除電されて、１行程を終了する。

【００４５】このように本実施例では、第２現像に先だ
って、図８（ｄ）に示されるように、第１顕像域の電位
が非画像部の電位より若干低くなるように第２帯電が行
なわれ、第１顕像域の電位を持ち上げる。これによっ
て、従来のような、仮りに第２帯電を行なったとして
も、第２現像バイアス≧第１現像バイアスの場合、第１
画像部も第２トナーで現像され、混色が生じる可能性が
あるため、第２現像バイアスを第１現像バイアス以下に
設定しなければならないという制約を受けることがなく
なり、自由に設定可能となった。また、第２帯電を、第
１トナーが付着していない感光体部分上の電位が第１ト
ナーが付着している感光体部分上の電位よりも大きくな
るように行い、これにより、第２現像バイアスと、第１
トナーが付着していない感光体部分上の電位との差を比
較的大きく保って地汚れを防止するとともに、第２現像
バイアスと第１トナーが付着している感光体部分上の電
位との差を比較的小さくして、第２現像現像装置７への
第１トナーが逆飛翔するのを防止するので、地肌汚れが
なく、トナーの逆飛翔による色濁りもない良好な二色画
像を形成することができる。

【００４６】また、第２帯電を行なえば、第２現像バイ
アスを第１のものと同様に設定できるし、現像コントラ
スト、言い換えれば、現像バイアス電圧と露光部電位Ｖ
_Lの差を、第１現像行程と第２現像行程において、等し
くすることができ、両者の間で画像濃度、線画像の線幅
等に差異を生じることなく、画質向上を図ることができ
る。

【００４７】第２帯電器の役割は、第１顕像域の電位を
非露光部の電位近傍まで持ち上げるだけなので、能力的
には小さくてよい。そのための具体的方法として、以下
に図９（ａ）〜（ｃ）及び図１２（ａ），（ｂ）に示さ
れるやり方がある。次にそれを具体的な数値を挙げて説
明する。

【００４８】図９（ａ）に、総電流に対する帯電電位の
関係を示す。第２帯電器の総電流Ｉ_CC2が、第１帯電器
の総電流Ｉ_CC1＝６５０［μＡ］に近づくにつれて、第
１書き込み部での電位は、第１非書き込み部での電位、
即ち、第１帯電での目標電位Ｖ₀＝６００［Ｖ］に近づ
く。ここで、Ｉ_minは第２帯電での総電流の下限値であ
り、これは第２現像バイアスＶ_B［Ｖ］によって決まる
値で、任意である。第２帯電器に要求される総電流は、
Ｉ_min≦Ｉ_CC2≦Ｉ_CC1である。

【００４９】図９（ｂ）に、第２帯電器の開口幅に対す
る第２帯電後の帯電電位の関係を示す。第２帯電器の開
口幅が、第１帯電器の開口幅と等しい場合に、書き込み
部の電位が非書き込み部の電位、即ち、第１帯電での目
標電位Ｖ₀＝６００［Ｖ］に等しくなる。開口幅の下限
値Ｗ_minも、図９（ａ）の場合と同様に、第２現像バイ
アスＶ_B［Ｖ］によって決まる値である。

【００５０】図９（ｃ）に、第２帯電器のグリッドバイ
アス電位Ｖ_G2に対する第２帯電後の帯電電位の関係を示
す。第２帯電器のグリッドバイアスＶ_G2を第１帯電器の
グリッドバイアスＶ_G1＝６００［Ｖ］と等しくした場合
に、書き込み部の電位が非書き込み部の電位、即ち、第
１帯電での目標電位Ｖ₀＝６００［Ｖ］にほぼ等しくな
る。Ｖ_minは第２グリッドバイアスの下限値であり、図
９（ａ）の説明で述べたように、第２現像バイアスＶ_B
［Ｖ］によって決まる値で、任意である。

【００５１】図１０（ａ）に、第２帯電電気のワイヤハ
イトＨ₂に対する第２帯電後の帯電電位の関係を示す。
第２帯電器のワイヤハイトが、第１帯電器のワイヤハイ
トＨ₁＝１１［ｍｍ］と等しくなった場合に、書き込み
部の電位が非書き込み部の電位、即ち、第１帯電での目
標電位Ｖ₀＝６００［Ｖ］に等しくなる。Ｈ_MAXは、第２
現像バイアスＶ_B［Ｖ］によって決まる値で、任意であ
る。

【００５２】図１０（ｂ）に、第２帯電器のグリッドの
開口率αに対する第２帯電後の帯電電位の関係を示す。
第２帯電器の開口率が、第１帯電器の開口率α₁＝８２
［％］と等しくなった場合に、書き込み部の電位が非書
き込み部の電位、即ち、第１帯電での目標電位Ｖ₀＝６
００［Ｖ］に等しくなる。α_minは、第２開口率の下限
値であり、第２現像バイアスＶ_B［Ｖ］によって決まる
値で、任意である。

【００５３】

【発明の効果】請求項１乃至２の発明によれば、先行し
て形成されたトナー像を担持したままの像担持体上に施
す帯電を、該トナー像のトナーが付着していない像担持
体部分上の電位がトナーが付着している像担持体部分上
の電位よりも大きくなるように行い、これにより、該帯
電後に形成された潜像を反転現像するときの現像バイア
ス電位と、先行して形成されたトナー像のトナーが付着
していない像担持体部分上の電位との差を比較的大きく
保って地汚れを防止するとともに、該現像バイアス電位
と先行して形成されたトナー像のトナーが付着している
像担持体上の電位との差を比較的小さくして、該帯電後
に形成された潜像を反転現像する現像装置への先行して
形成されたトナー像のトナーが逆飛翔するのを防止する
ので、地肌汚れがなく、トナーの逆飛翔による色濁りも
ない良好な多色画像を形成することができる。ここで、
該帯電後に形成された潜像を反転現像するときの現像バ
イアス電位と先行して形成されたトナー像のトナーが付
着している像担持体上の電位との差を比較的小さくして
いるので、先行して形成されたトナー像のトナーが付着
している像担持体部分上に、該帯電後に形成された潜像
を反転現像する現像装置のトナーが付着して多少の混色
を生じるが、画像品質の低下は許容できる程度に抑えら
れる。特に、先行して形成されるトナー像のトナーとし
て明度の低い、例えば黒トナーを用いる場合には、画像
品質はほとんど低下しない。また、先行するトナー像形
成に係る帯電器としてもスコロトロン帯電器を用い、か
つ、画像形成順位の下位行程に属するスコロトロン帯電
器の能力が、画像形成順位の上位行程に属するスコロト
ロン帯電器の能力よりも小さいので、１次帯電の際に感
光体表面に生じるリップルの上に下位帯電の際に生じる
リップルの重ね合わさりが小さい状態で感光体が帯電さ
れることにより、２次以降の帯電後の感光体表面の帯電
ムラを最小に抑えることができ、画質が向上し、併せて
省電力、感光体劣化の軽減、オゾン発生の抑え込み等の
効果を得ることができる。

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施例に係る二色画像形成方法の第１
帯電後の感光体表面電位の説明図。（ｂ）は同方法の第
１露光後の感光体表面電位の説明図。（ｃ）は同方法の
第１現像後の感光体表面電位の説明図。（ｄ）は同方法
の第２帯電後の感光体表面電位の説明図。（ｅ）は同方
法の第２露光後の感光体表面電位の説明図。（ｆ）は同
方法の第２現像後の感光体表面電位の説明図。

【図２】同方法を実施する電子写真複写機の概略構成を
示す正面図。

【図３】（ａ）は同複写機の第１帯電器及び第２帯電器
と電圧印加用電源との接続例を示す回路図。（ｂ）は同
複写機の第１帯電器及び第２帯電器と電圧印加用電源と
の他の接続例を示す回路図。

【図４】感光体上の電位と現像バイアス電位との電位差
と、逆飛翔トナー量、混色ランク及び地汚れランクとの
関係を示したグラフ。

【図５】変形例に係る電子写真複写機の要部を示す正面
図。

【図６】他の変形例に係る電子写真複写機の要部を示す
正面図。

【図７】他の実施例に係る２色画像形成装置の概略図。

【図８】（ａ）は他の実施例に係る二色画像形成方法の
第１帯電後の感光体表面電位の説明図。（ｂ）は同方法
の第１露光後の感光体表面電位の説明図。（ｃ）は同方
法の第１現像後の感光体表面電位の説明図。（ｄ）は同
方法の第２帯電後の感光体表面電位の説明図。（ｅ）は
同方法の第２露光後の感光体表面電位の説明図。（ｆ）
は同方法の第２現像後の感光体表面電位の説明図。

【図９】（ａ）は第２帯電器の総電流に対する帯電電位
の関係を示す特性図。（ｂ）は第２帯電器の開口幅に対
する帯電電位の関係を示す特性図。（ｃ）は第２帯電器
のグリッドバイアス電位に対する帯電電位の関係を示す
特性図。

【図１０】（ａ）は第２帯電器のワイヤハイトに対する
帯電電位の関係を示す特性図。（ｂ）は第２帯電器のグ
リッドの開口率に対する帯電電位の関係を示す特性図。

【図１１】（ａ）は従来例に係る二色画像形成方法の第
１帯電後の感光体表面電位の説明図。（ｂ）は同方法の
第１露光後の感光体表面電位の説明図。（ｃ）は同方法
の第１現像後の感光体表面電位の説明図。（ｄ）は同方
法の第２帯電後の感光体表面電位の説明図。（ｅ）は同
方法の第２露光後の感光体表面電位の説明図。（ｆ）は
同方法の第２現像後の感光体表面電位の説明図。

【図１２】（ａ）は第１帯電後のリップルの様子を示す
説明図。（ｂ）は従来の装置における第２帯電後のリッ
プルの様子を示す説明図。

【符号の説明】

１感光体２第１帯電器３第１次露光レーザービーム４第１現像装置５第２帯電器６第２次露光レーザービーム７第２現像装置８転写前帯電器９転写ベルト１０転写帯電器１１定着器１２クリーニング前帯電器１３クリーニング器１４除電器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−118164（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−81667（ＪＰ，Ａ) 特開平３−80286（ＪＰ，Ａ) 特開平１−300269（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/02 - 15/02 103

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】先行して形成されたトナー像を担持したま
まの像担持体上に、所定の帯電を施した後に次の潜像を
形成し、該トナー像を構成するトナーとは異なる色調の
トナーを用いて該次の潜像を反転現像し、これにより像
担持体上に少なくとも二色のトナー像を重ね合わせて形
成する多色画像形成装置において、先行して形成されたトナー像のトナーが付着している像
担持体部分上の電位が、該トナー像のトナーが付着して
いない像担持体部分上の電位以下の大きさになるよう
に、帯電能力を設定されたスコロトロン帯電器で、該所
定の帯電を行うとともに、先行するトナー像形成に係る帯電器としてもスコロトロ
ン帯電器を用い、該スコロトロン帯電器と上記所定の帯電を行うスコロト
ロン帯電器とは、総電流及びグリッド電圧が同一であ
り、開口幅については上記所定の帯電を行うスコロトロ
ン帯電器の方が狭いことを特徴とする多色画像形成装
置。
【請求項２】先行して形成されたトナー像を担持したま
まの像担持体上に、所定の帯電を施した後に次の潜像を
形成し、該トナー像を構成するトナーとは異なる色調の
トナーを用いて該次の潜像を反転現像し、これにより像
担持体上に少なくとも二色のトナー像を重ね合わせて形
成する多色画像形成装置において、先行して形成されたトナー像のトナーが付着している像
担持体部分上の電位が、該トナー像のトナーが付着して
いない像担持体部分上の電位以下の大きさになるよう
に、帯電能力を設定されたスコロトロン帯電器で、該所
定の帯電を行うとともに、先行するトナー像形成に係る帯電器としてもスコロトロ
ン帯電器を用い、該スコロトロン帯電器と上記所定の帯電を行うスコロト
ロン帯電器とは、総電流及びグリッド電圧が同一であ
り、グリッド開口率については上記所定の帯電を行うス
コロトロン帯電器の方が小さいことを特徴とする多色画
像形成装置。