JPH03109582A - 画像記録方法及びその装置 - 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］ 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
ゆる重ね現像法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、十分な現像能力を維持
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、画像分
電位Ｖｉ２並びに上記第１のトナー像の表面電位Ｖｔ１
と上記画像分電位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、上記画像分電位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
Ｉ　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分電位Ｖｉ
２並びに上記第１のトナー像の表面部電位Ｖｔｌと上記
画像分電位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分電位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ｌ　Ｖｂ
２−Ｖｔｌ　ｌ　　（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、上気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
状、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設計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、かっ、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選定できる。

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／ａｎ３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、−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分電位Ｖｔ２並
びに上記第１のトナー像の表面電位Ｖ口と上記画像分電
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、画像分電位Ｖｉ２と背景部電位Ｖｂ２との中間
電位Ｖｂ２の直流電圧が重畳された１Ｖｂ２−Ｖｔ１ｌ
　　（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
。

［実施例コ 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
１ｇ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ｌ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ＩＯ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Ｉ２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、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が配置される
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Ｖｂｌが印加されるのに対し、第２現像器６の現像ロ
ールＩ９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。

先ス、帯電コロトロン２により感光ドラム１の光導電層
１ａを＋１，０ＯＯＶ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１｜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Ｚｌの電位
ｖｚｌは＋１００ｖであり、背景部Ｈ１の電位Ｖｈｌ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７を用
いて、現像バイアスＶｂｌ　（この実施例では＋７００
Ｖ）の下の反転現像を行い、第１のトナー像ＴＩ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ＶｚＨ１＋　８
５０　Ｖ、背景部Ｈ２（７）ｉｉ位Ｖｈ２は＋４００■
、第１のトナー像Ｔ１の表面部電位Ｖｔｔ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＋
５５０Ｖ、ＡＣＶ、−、＝８００Ｖ）（７）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
１ｇ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、−様露光によりトナー像ＴＩ、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ＴＩ、
７２部分においてはトナーによって光が遮断されるため
１、光導電層１！が導電化されず、トナー像ＴＩ、７２
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
１１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ＴＩ。

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Ｔｌ。

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ｌＫＨ２の場合と３ＫＩＩｚの場合について交流電
圧（Ｖ、−、）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：３００■／ｓｅｅ ☆現像器：　ＬＥＤアレイ、３００　ｓｐｉ・第１現像
器のパラメータ トリミングギャップ二０．９順 ドラムロールスペース：１．Ｏｍｍ （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二〇。

・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） 主極の磁カニ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：　＋　１０００　Ｖ ☆第１露光 ・黒画像部：＋１００Ｖ ・背景部：＋９００■ ☆第１現像：２成分黒現像剤 ・キャリアコ１００μフエライトキヤリア・トナー二十
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／ａｎ３平均粒径１０
０μｍ ・トナーニー帯電赤トナー ・現像バイアス：直流重畳交流電圧 ＤＣ＋５５０Ｖ、ＡＣＶ、、＝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（
Ｖ、−、）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ドツト線の場合の［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ドツ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。

表−１ ※目視評価二〇・・・良、 ×・・・不良 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、■、−２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、■、−１を８００ｖ以
下、すなわちＡＣバイアス振幅をｌ　Ｖｂ２−Ｖｔ１　
ｌ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、ポジーネガ、ネガ−ネガあるいはポジ
ー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、反発無しく主極：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）ないしく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） （６） （７） （８） （９） ・・・第２のＬＥＤアレイ （第２静電潜像形成手段） ・・・第２現像器（第２現像手段） ・・・転写前コロトロン ・・・転写コロトロン（転写処理手段）・・・記録シー
ト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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Ｖ
   ｔ１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との中間電位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
   とする画像記録方法。
2. （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画像記録装置。