JPH01193874A - 多色画像形成方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は多色画像形成方法に関し、特に各色トナー像を
トナー粒子１層で形成させる方法に関する。

（発明の背景） 上記の多色画像形成方法は、像担持体に潜像形成と現像
とを繰り返し行い、像担持体上に多色トナー像を形成し
、それを紙などの転写材に転写し、トナーを転写材に定
着してコピーを得るものである。潜像形成は、電荷を直
接像担持体に付与する方法もあるが、像担持体として感
光体を用いる電子写真法によるものが一般的である。電
子写真法による多色画像形成装置においては、像露光と
して原稿からの反射あるいは透過光を直接像担持体に照
射することもできるが、プリンターとして構成すること
も可能である。後者の場合は、像露光手段としてレーザ
ー、発光ダイオード、液晶シャッターなどの電気信号で
制御できるもの３使用する。

このような装置では、色再現のために、イエロー、マゼ
ンタ、シアンなどのカラートナーが用いられる。これら
のトナーには従来公知の着色材が含まれている。

第３図はこのようなカラートナーの分光反射率特性であ
る。イエローに関しては、理想特性に近い。すなわち、
反射率はイエローが吸収すべき波長域では一様にほぼ０
で、透過すべき波長域では一様に高い値を持つ。これに
対し、マゼンタ、シアンなどは可視域すべてを多少なり
とも吸収する分光特性になっている。

（発明が解決しようとする課題） 前者のようなトナーの場合、付着量が多くなっても吸収
域と透過域が明確に分離されているのでその分光特性は
ほとんど変化しない、これに対し、後者のようなトナー
の場合、光は各波長で吸収され、吸収率が波長に依存し
ているので、トナー付着量が増えると波長により吸収率
が異なるようになる。すなわち、分光反射率特性の付着
量依存性が大きい。

従来は、このようなトナーの分光特性の違いを考慮せず
に現像条件を設定していたため、十分な色再現能力を発
揮することができなかった。

本発明の目的は、トナーの分光特性に応じた付着量の現
像を行うことにより十分な色再現能力を発揮できる多色
画像形成方法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために次の手段構成を
有する。

即ち、本発明の多色画像形成方法は、像担持体に一様帯
電を施し、特定の色の画像信号に基づく像露光を行って
潜像を形成し、該潜像を前記特定の色に対応する色の色
トナーにより現像するという工程を予め定められた色の
数だけ所定の色順序で繰り返すという多色画像形成方法
において、像担持体の移動に関して現像器より下流に設
けられ所定のバイアス電圧を印加された非接触のトナー
回収ローラにより、各色トナーの現像毎に像担持体上に
該現像により付着したトナーのうち２層目以上のトナー
を静電的に回収することにより各色共１層のトナー像を
形成することを特徴とするものである。

（作　用） 以下、上記手段構成を有する本発明方法の作用を説明す
る。まず各色のトナー像が１層である場合に色再現性が
優れていることを説明する。

第４図〜第６図は、第３図で示したトナーを現像し、転
写紙に転写し、定着して画像サンプルを作って、転写紙
へのトナー付着量とサンプルの色の関係をＬＪ’　ａ”
　ｂ’空間に示したものである。

なお、各カラートナーの平均粒径はいずれも約１０μｍ
、定着は通常の加熱加圧法によった。

ａ＊ｂゞ平面で明らかなように、イエロートナーは付着
量が増えるにつれて彩度が大きくなるが、他のトナーは
約０．８　ｍｇ　／　ｃｍ″′　以上になると彩度が変
わらなくなり、色相が変化してくる。明度に開本　　本 しては、Ｌａ　平面あるいはＬｂ　平面で明らかなよう
に、イエロートナーは付着量が増えてもほとんど変化し
ないのに対し、他のトナーは急激に低下し、イエローと
きわだった違いを示している。第４図〜第６図のような
曲線はトナーの粒径や定着温度、定着圧力を変えても同
様に得られた。

曲線と付着量との関係はトナー粒径に依存しており、付
着量と粒径の比が曲線の形状に対応していることが明ら
かになった。

ちなみに、平面を１層のトナー（半径ｒの球とみなす）
で覆った場合の単位面積あたりの付着量（ｍ／Ａ　’）
は次のように概算できる。

ｍ／Ａ＝　（３／４）（ｒ／β）ρ ここでρはトナーの比重で約１ｇ／ｃ＋ｎ　、βはトナ
ーの平面被覆率で、トナーが正方格子上に密に並んでい
るとすると約０．８になる。

トナー粒径１０μｍを代入すると、１層の付着量は約０
．８　ｍｇ　／　Ｃ１１になり、第４図〜第６図に対応
する。即ち、シアントナーおよびマゼンタトナーにおい
ては、１層のときに最も彩度が大きくなる。

本発明方法においては、現像器の下流側に、像担持体と
は非接触の状態で、トナー回収ローラを設け、このトナ
ー回収ローラにバイアス電圧を印加し、その電圧を適切
な値に調整設定してその電界の作用により、各色のトナ
ー像毎に２層目以上のトナーをトナー回収ローラの方へ
吸引するようにしているので各色のトナー像を１層のト
ナー像にすることができる。

第７図は成る色のトナー像が像担持体上に直接２層で形
成された場合には上の１層のトナーをトナー回収ローラ
によって回収するようにし、成る色の１層のトナー像の
上に重ねて形成された２層目の他の色のトナーはトナー
回収ローラによって回収されないようにすることができ
ることを説明する図である。

第７図の（ａ）列が１回の現像で成る色のトナー２層で
像が形成された場合であり、（ｂ）列は既に１層のトナ
ー像が形成されている上に別のトナー像が形成された場
合である。同図において、（１）帯電はグリッド付電極
（スコロトロン）により行われ、トナーの有無にかかわ
らず、均一な表面電位となる。

（２）露光により光導電層に電子、ホール対ができ、ホ
ールは感光体表面方向へ移動する。（ａ）列では表面の
負電荷とホールとが中和しあって露光部には電荷がなく
なる。（ｂ）列ではホールはトナーの負電荷に引き寄せ
られて表面にとどまる。この正電荷とトナーとの間に静
電気力が働く。

（３）現像により（ａ＞列、（ｂ）列同じトナー付着量
が得られたとすると、両者の違いは怒光体表面の正電荷
の有無である。この正電荷は負帯電トナーに対して束縛
力として働くので、（ｂ）列のトＴ−を外部から電気的
に除去することは困難である。

即ち、トナー回収ローラのバイアス電圧を適切に設定す
ることにより、（ａ）列（３）の上層のトナーは回収し
、（ｂ）列（３）の上層のトナーは回収しないようにす
ることができる。

このようにして、各色トナーについて１層のトナー像が
形成される。

本発明に基づく複数のカラートナーにより様々な色を形
成するシステムにおいては、ベタおよび／またはベタの
重ね合わせが要素となって、それらの加法混色により色
再現がなされる。すなわち、これらの要素により色空間
（Ｌ’　ａ’　ｂ’空間）内に形成される立体（色立体
）の内部が色再現範囲となる０例えば彩度はａ’　ｂ”
平面で外側はど大きい値になるが、上記のことがらベタ
の彩度以上の彩度の色を再現することはできない。

、　ところで、事務などで使われる色は明度や彩度が高
い場合が多い。したがって、このような色を再現するた
めには各トナーのベタの色は彩度の高いものであること
が望ましい。

以上の実験事実および考察に基づき、発明者はカラート
ナーの現像条件を略１層のトナー層を形成するように設
定することにより、次のような効果が得られることを見
いだした。即ち、■　単色カラーとして明度および彩度
が十分に大きく、着色材の分光特性をよく反映した色が
再現される。

■　重ね合わせ部分は光が透過しやすく、下層になった
トナー層の色が反射光に多く含まれるようになる。この
結果、バランスのとれた色が得られる。

■　■■から加法的に得られる多色カラーは、色再現範
囲が大きく、多くの中間色が再現できる。

（実　施　例） 以下、本発明方法を実施する装置の例および条件例を図
面を参照して説明する。

第１図は本発明方法を実施する装置例を示す図である。

第１図（ａ）の多色画像形成装置において、１はＯＰＣ
，Ｓｅなどの光導電層を有し矢印方向に回転するドラム
状の像担持体、２はトナー回収器、１１は像担持体１の
表面を一様帯電するスコロトロンの帯電器、２１は像露
光装置、３１〜３４はイエロー、マゼンタ、シアン、黒
の各トナーを収納する現像装置、１４は像担持体１上の
多色トナー像を転写材Ｐにコロナ転写する転写極、１３
は転写前にトナーおよび像担持体表面を除電するための
転写前露光ランプ、１６は転写材Ｐを像担持体から分離
する分離極、６１は転写材Ｐに転写されたトナー像を定
着させる定着器、４２゜１５はクリーニング剪除電用の
ランプとコロナ放電器、５１は像担持体を清掃するクリ
ーニング装置である。先に説明したように、プリンター
では、像露光手段としてレーザー、ＬＥＤ、液晶シャッ
ターなどの電気信号で制御できるものを使用する。

このような像露光手段は高密度で像担持体に潜像を形成
することができ、この結果、高画質の画像が得られる。

第１図（ｂ）はトナー回収器２の詳細図で、トナー回収
ローラ３およびスクレーパ４からなり、トナー回収ロー
ラ３にはバイアス電源５からバイアス電圧が印加されて
いる。

次に、第１例としてより具体的な実施条件の例を示す。

感　　光　　体　　　ｏｐｃ 表面電位　−８００■（非露光部） −１００Ｖ（露光部） 像露光手段　　半導体レーザー 現　像　剤　　２次分現像剤 ト　ナー　　色：イエロー、マゼンタ、シアン、黒 粒径：１０μｍ（共通） 帯電量ニー１５μＣ／ｇ（共通） キャリア　　磁性体樹脂コーティング 粒径：４０．ｑｍ 現像条件　　トナー濃度ニア％ （共通）　　ＤＣバイアス：−６００ＶＡＣバイアスニ
ア００Ｖ （実効値、２にＨｚ） 現像ギャップ：　０．６　ｍｍ 現　像　順　　イエロー→マゼンタ→シアン→黒 回収ローラ　　直径：１０＋ｉ鵬 回転速度：　（５Ｑ　ｒ、ｐ、ｍ バイアス：　＋５００Ｖ 像形成体とのギャップＨＱ、３ｍｍ この結果、いずれも単色の付着量として約０．８ｍ　ｇ
　／ａｒｍ″が得られた。この条件で単色のベタと２色
、３色の重ね合わせベタを形成し、色を測定したところ
、色再現範囲が十分大きくとれ、明度や彩度が大きい値
となるような色が良好に再現された９次に、イエローの
みトナー濃度を８％にし、現像層をマゼンタ→シアン→
イエロー→黒にしたところ、イエローの付着量が１．０
　ｍｇ／ｃｍ″となり、この場合も良好な色再現性が得
られた。

そのほか、さまざまな条件を調整して付着量を制御した
ところ、カラートナーの付着量がほぼ１層の場合が最も
良い色再現性を示した。イエローの場合は付着量が多く
ても、最初に現像しない限り色再現は良好であった。

次に第２例として現像剤と現像条件を以下のようにして
同様の実験を行った。

現　像　剤　　２次分現像剤 ト　ナー　　色：イエロー、マゼンタ、シアン、黒 粒径：６μｍ（共通） 帯電量ニー２５μＣ／ｇ（共通） キャリア　　磁性体樹脂コーティング 粒径：４０μｍ 現像条件　トナー濃度＝５％ （共通）　　ＤＣバイアス：−６００ＶＡＣバイアス：
　７００Ｖ （実効値、２ＫＩＩｚ） 現像ギャップ：　０．６　ｍｍ 現　像　順　　イエロー→マゼンタ→シアン→黒 回収ローラ　　直径：１０ｍｍ 回転速度：　６Ｑ　ｒ、ｐ、ｍ バイアス：＋５００Ｖ 像形成体とのギャップ：０．８ｍｍ この結果、いずれも単色の付着量として約０．５ｍｇ／
ｃ♂が得られた。この条件で単色のベタと２色、３色の
重ね合わせベタを形成し、色を測定したところ、色再現
範囲が十分大きくとれ、特に明度や彩度が大きい値とな
るような色が良好に再現された。

以上の２つの例は、本発明を導電性基板上に光導電層を
有する像担持体に帯電、像露光、現像までの工程を複数
回行って像担持体上に多色トナー像を形成した後転写、
定着、クリーニングを行う方式に適用した場合を説明し
たものであるが、この他、同じ像担持体に帯電、像露光
、現像を行って共通の転写材へ転写することにより転写
材上でトナー像の重ね合わせを行う方式、像担持体とし
て光導電層の外側に透明性の絶縁層を設けたものを用い
て１次帯電、２次帯電同時露光、−様露光、現像を１サ
イクルとする方式、同じ像担持体で１次帯電、２次帯電
、像露光、現像を１サイクルとする方法などの各方式に
おいても適用しうろことは勿論である。

第２図は、導電性基板上に光導電層を有する像担持体に
帯電、像露光、現像を行って共通の転写材へ転写するこ
とにより転写材上でトナー像の重ね合わせを行う方式に
本発明を適用した構成図である。図中、第１図と同一符
号の付されている構成部分は第１図と同一名称同一機能
を有するしのである。転写ドラム６が設けられており、
１枚の転写材は転写ドラム６と共に４回転して４色のト
ナー像が同一場所に転写される。転写後分離電極１６′
によって転写ドラム６から分離され定着器６１で定着さ
れ完成画像として機外へ送出される。

本装置を用い、第３例として現像順を黒−シアン→マゼ
ンタ→イエローの順に行わせる以外の条件を第２例の場
合と同じにして画像形成を行った結果、第２例の場合と
同様に、いずれも単色の付着量として約０．５　ｍｇ／
ｃｍ’が得られた。この条件で単色のベタと２色、３色
の重ね合わせベタを形成し、色を測定したところ、色再
現範囲が十分大きくとれ、特に明度や彩度が大きい値と
なるような色が良好に再現された。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法においては各色のトナ
ー像のトナー層を１層になるようにすることにより、 ■　単色カラーとして明度および彩度が十分に大きく、
着色材の分光特性をよく反映した色が再現される。

■　重ね合わせ部分は光が透過しやすく、下層になすた
トナー層の色が反射光に多く含まれるようになる。この
結果、バランスのとれた色が得られる。

■　■■から加法的に得られる多色カラーは、色再現範
囲が大きく、多くの中間色が再現できる。

等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法を実施するための画像
形成装置の構成例を示す図、第３図は各色トナーの分光
反射率特性を示す図、第４図は各色トナーのａｂ　平面
図、第５図は各色トナーの木　　木 Ｌａ　平面図、第６図は各色トナーのし＞ｂ７７層図、
第７図は１層トナー像形成の説明図である。 １・・・・・・像担持体、　２・・・・・・トナー回収
器、３・・・・・トナー回収ローラ、　４・・・・・・
スクレーパ、５・・・・・・バイアス電源、　　６・・
・・・・転写ドラム、１１・・・・・・帯電器、　１３
・・・・・・転写前露光ランプ、１４・・・・・・転写
極、　１５・・・・・・コロナ放電器、１６．１６′・
・・・・・分離極、　２１・・・・・・像露光装置、３
１・・・・・・イエロー現像装置、　３２・・・・・・
マゼンタ現像装置、　３３・・・・・・シアン現像装置
、　３４・・・・・・黒現像装置、　４２・・・・・・
除電ランプ、　５１・・・・・・クリーニング装置、　
６１・・・・・・定着器、Ｐ・・・・・・転写材。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 弗　／　図 ｔ２） 第　３　区 （ａ）（１）） 流子（ｎｍ　）　　　　　　　　　　適長（ｎｍ　）（
Ｃ） 成長（ｎｍ　） 第４．図 卒　５　図 □ａ“ 第　Ｃ図 第７　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体に一様帯電を施し、特定の色の画像信号
   に基づく像露光を行って潜像を形成し、該潜像を前記特
   定の色に対応する色の色トナーにより現像するという工
   程を予め定められた色の数だけ所定の色順序で繰り返す
   という多色画像形成方法において、像担持体の移動に関
   して現像器より下流に設けられ所定のバイアス電圧を印
   加された非接触のトナー回収ローラにより、各色トナー
   の現像毎に像担持体上に該現像により付着したトナーの
   うち２層目以上のトナーを静電的に回収することにより
   各色共１層のトナー像を形成することを特徴とする多色
   画像形成方法。
2. （２）各色のトナー像の重ね合わせを転写材上で行うこ
   とを特徴とする請求項（１）記載の多色画像形成方法。