JPH03202858A - 感光性トナーを用いたカラー画像形成方法 - 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、感光性トナーを用いて１回の露光および現像
によりカラー画像を形成する方法に関し、より詳細には
、混合される複数種類の感光性トナーの濃度制御の必要
のないカラー画像形成方法に関する。

（従来の技術） 従来より、感光性トナーを用いて、１回の露光および現
像によりカラー画像を形成する方法が提案されている。

このようなカラーｉＩ倣の形成方法には、減色混合法に
基づく３原色、すなわちシアン、マゼンタ、およびイエ
ローの各色にそれぞれ着色された３種類の感光性トナー
が用いられる。

各種類の感光性トナーは、それぞれの色とは補色の関係
にある色の光に感度を有するように製造されており、シ
アントナーは赤色光に、マゼンタトナーは緑色光に、イ
エロートナーは青色光にそれぞれ感度を有し、それぞれ
の光が照射されることにより各トナーが導電性となる。

そして、帯電状態の各感光性トナーに感度を有する光が
照射されることにより、各感光性トナーは導電性となっ
て電荷を消失する。

このような感光性トナーの混合物を用いたカラ−画像形
成方法の一例を説明する。まず、上記３種類の感光性ト
ナーの混合物を一様に帯電させた状態で、該混合感光性
トナーにカラー画像の情報を有する光を露光する。例え
ば、形成すべき画像の緑色部分に対応して緑色光が照射
されると、緑色光に感度を有するマゼンタトナーが導電
性となって電荷を消失するが、イエロートナーとシアン
トナーは導電性とならず、帯電状態を維持する。

同様に、青色光ではイエロートナーが電荷を消失するが
シアントナーとマゼンタトナーは帯電状態を維持し、さ
らに、赤色光ではシアントナーが電荷を消失しマゼンタ
トナーとイエロートナーは帯電状態を維持する。このよ
うにして、カラー画像の情報を有する光の露光により電
荷消失状態となった感光性トナーと、帯電状態を維持す
る感光性トナーとを分離して、帯電状態の感光性トナー
を記録紙に転写することにより、所望のカラー画像が形
成される。

（発明が解決しようとする課題） このようなカラー画像形成方法に使用される感光性トナ
ーでは、全ての種類のトナーが均等に消費されるもので
はなく、形成すべき画像の色調により、各感光性トナー
の消費量に差異が生じる。

このため、画像形成が繰り返されることにより、混合感
光性トナーにおける各種類の感光性トナーが均等な割合
で画像形成に供給されず、例えば、一種類のトナーの混
合割合（混合感光性トナーに対する濃度）が低下するお
それがある。このように、一種類の感光性トナーの濃度
が低下すれば、その感光性トナーによる色彩が不鮮明と
なり、形成される画像の品位が損なわれる。

このため混合感光性トナー中の各色のトナー濃度を検出
し、検出結果に応じて、不足する色の感光性トナーを補
給することが提案されているが、複数色のトナーが混合
された混合トナーの中から、各色のトナー濃度を正確に
検出することは非常に困難を要し、装置全体が複雑で高
価なものとなる。

また、いかなる手段を用いたとしても、精確にトナー濃
度を検出するには至らない。

さらに、感度を有する光を照射されることによって電荷
が消失された感光性トナーが光メモリー性を有している
場合は、このような光メモリー性を有するトナーを回収
した後、再度現像装置内で帯電を施したとしても、適正
な帯電量が得られず、その結果、鮮明なカラー画像が形
成し得ない。

（発明の目的） 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであ
り、その目的は、１回の露光および現Ｉ像によりカラー
画像を形成する方法において、混合感光性トナー中の各
トナーの濃度検出を行う必要がなく、装置が安価で簡易
な構成となるカラー画像形成方法を提供することにある
０本発明の他の目的は、感光性トナーを均一に帯電する
ことができ、鮮明なカラー画像が形成される方法を提供
することにある０本発明のさらに他の目的は、トナー補
給の際、定量補給が可能となるカラー画像形成方法を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の感光性トナーを用いたカラー画像形成方法は、
滅色混合法に基づく３原色を有し、それぞれが所定の波
長の光を照射されることにより導電性となる複数種類の
感光性トナーを混合し、それぞれのトナーを帯電させる
工程と、該帯電された混合トナーを基板上に均質散布す
る工程と、該基板上に散布された混合トナーを画像露光
して、帯電電荷を選択的に消失させる工程と、露光によ
り帯電電荷が消失されたトナーを回収する工程と、を有
することを特徴とし、そのことにより上記目的が達成さ
れる。

（作用） 本発明においては、シアン、マゼンタ、イエローの各感
光性トナーを均質に混合してカラー画像を形成するに際
して、露光により電荷が消失し、転写ドラムから離脱し
たトナーを再供給することなく現像装置外に回収するた
め、現像装置内のトナーの混合比を常に均質な状態とす
るものである。

スリーブ上に電気的に保持された感光性トナーは、スリ
ーブと転写ドラムとの対向位置においてバイアス電圧に
より転写ドラム側に移行した後、露光により選択的に電
荷が消失される。電荷が消失されなかった感光性トナー
は画像部として、転写ドラムに保持され、電荷が消失さ
れたトナーは、転写ドラムとの電気的吸着力が無くなり
、スリーフ上の磁気ブラシとの摺擦によって、転写ドラ
ム上から剥離される。電荷が消失された感光性トナーは
、磁気ブラシのキャリアとも吸着することがないため自
重により落下する。スリーブから転写ドラムに移行する
感光性トナーは、シアン、マゼンタ、イエローの各色の
トナーが均質な割合で混合されたものである。このため
露光によって電荷が消失されず、転写ドラムに保持され
る感光トナーと、露光によって電荷が消失され、転写ド
ラムから離脱するトナーとを合わせると、各感光性トナ
ーの割合は均質であり、電荷が消失されて離脱するトナ
ーを現像装置外で回収することにより、現像装置内の各
感光性トナーの混合割合は不変となる。

また、転写ドラムに保持されて画像部となる感光性トナ
ーの量と、電荷が消失されて転写ドラムから離脱するト
ナーの量の合計量は、原稿画像の内容に関わらず、常に
一定量となる。すなわち、−回の画像形成におけるトナ
ーの消費量は常に一定量であるため、トナーの補給が画
像形成枚数に応じて定量補給とすることが可能となる。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明の感光性トナーを用いたカラー画像形成方法は、
減色混合法に基づく３色、すなわちシアン、マゼンタ、
イエローのそれぞれ３色を有する３種類のトナーを用い
て実施される。各トナーは、それぞれの色とは補色の関
係にある色の光に感度を有しており、シアントナーは赤
色光に、マゼンタトナーは緑色光に、イエロートナーは
青色光に、それぞれ感度を有して、それぞれの光が照射
されることにより導電性となる。

本発明の方法を実施する装置を示す第１図において、１
０はシアン、マゼンタ、イエローの各トナーが均一な割
合で収容される現像装置、２０は現像装置１０内に配設
され、混合トナーが散布されて回転するスリーブ、３０
はスリーブ２０と対向し、露光によって帯電電荷が消失
されなかったトナーが転写される転写ドラムである。

現像装置１０の上方には、均質な割合で混合されたシア
ン、マゼンタ、イエローの各感光性トナーを収納し、現
像装置ＩＯへ適宜補給するトナーホッパー１７が設けら
れている。現像装置ｌＯ内には、撹拌ローラ１１が配設
されており、これにより予め収容されているキャリアと
混合感光性トナーとを攪拌し、摩擦帯電によって混合感
光性トナーに所定極性（例えばマイナス）の帯電電荷を
付与する。

摩擦帯電された混合感光性トナーは、キャリアとともに
スリーブ２０に供給され、該スリーブ２０の回転により
周面に搬送される。スリーブ２０ば内部に磁石２１を有
し、またキャリアは磁性材料で戒ることにより、スリー
ブ２０上に磁気ブラシ１３が形成される。スリーブ２０
には所定極性（例えばマイナス）のバイアス電圧が印加
されており、また、スリーブ２０の上方には、規制部材
１２が設けられており、この規制部材１２によって磁気
ブラシ１３の穂立ちが所定厚さに規制される。

転写ドラム３０は、透明な導電性部材、例えばＮＥＳＡ
ガラス等からなり、矢印Ａ方向に回転可能に配設される
。また、転写ドラム３０には、スリーブ２０との間に電
位差を有するように電圧が印加されるでいるか、または
接地されており、両者の間には電界が形成されている。

転写ドラム３０の内部には反射ミラー３１が配設され、
これにより露光による原稿画像の光情報りが転写ドラム
３０とスリーブ２０との対向位Ｉに導かれる。転写ドラ
ム３０の下方位置には転写装置４０が配設され、転写ド
ラム３０上に形成されたトナー像が図示しない搬送手段
によって搬送される記録紙５０上に転写される。トナー
像が転写された記録紙５０は、図示しない定着装置に導
かれ、熱あるいは圧力によってトナー像が定着される。

また転写ドラム３０の転写装置４０配設位置のさらに下
流側にはクリーニング装置６０が配設されており、転写
ドラム３０上に残留するトナーを除去する。

このように構成された装置によって、本発明によるカラ
ー画像形成方法について、第１図および転写ドラムと磁
気ブラシの接触を詳細に表す第２図を用いて説明する。

シアン、マゼンタ、イエローの３色の感光性トナー１４
が均一な割合で混合されて現像装置１０に供給され、キ
ャリア１５との摩擦帯電によって、例えばマイナスに帯
電されて、スリーブ２０上に磁気ブラシ１３が形成され
る。スリーブ２０上の磁気ブラシ１３は、規制部材１２
によって均一な厚みとされた後、転写ドラム３０との接
触位置に供せられる。このとき、転写ドラム３０にはス
リーブ２０とは電位差を有するように、トナーと逆極性
（例えばプラス）の電圧が印加されているか、あるいは
接地されているため、転写ドラム３０上に混合感光性ト
ナー層１６が移行する。この感光性トナー層１６に対し
て転写ドラム３０を介して原稿画像の露光が行われ、原
稿画像の光情報りが照射される。露光により、原稿画像
の緑色部分では、緑色光が転写ドラム３０を介して、帯
電状態の混合感光性トナー層１６に照射され、該混合感
光性トナー層１６におけるマゼンタトナーは導電性とな
って電荷を消失するが、イエロートナーおよびシアント
ナーは導電性とならずに帯電状態を維持する。同様に、
原稿画像の青色部分では、青色光が帯電状態の混合感光
性トナー層１６に照射され、イエロートナーが導電性と
なって電荷を消失するが、シアントナーおよびマゼンタ
トナーは導電性にならずに帯電状態を維持する。

さらに、原稿画像の赤色部分では、赤色光が帯電状態の
混合感光性トナー層１６に照射され、シアントナーが導
電性となって電荷を消失するが、マゼンタトナーおよび
イエロートナーは帯電状態を維持する。そして、電荷を
消失した感光性トナー１４’は転写ドラム３０との電気
的な吸着が解除される。

このため、スリーブ２０上の磁気ブラシ１３との接触に
よって、転写ドラム３０から容易に剥離される。

この際、この電荷が消失された感光性トナー１４′は磁
気ブラシ１３のキャリア１５とも電気的に吸着すること
がないため、下方に落下する。つまり、転写ドラム３０
における緑色光が照射された領域では、イエロートナー
とシアントナーが転写ドラム３０上に保持され、同様に
、転写ドラム３０における青色光が照射された領域では
シアントナーとマゼンタトナーが転写ドラム３０上に保
持され、さらに転写ドラム３０上における赤色光が照射
された領域ではマゼンタトナーとイエロートナーが転写
ドラム３０上に保持される。

転写ドラム３０上に保持された帯電状態の各感光性トナ
ーは、転写装置４０と対向する部分にまで搬送され、所
定極性の電圧（この場合プラス）が印加されている転写
装置４０により記録紙５０上に転写される。このとき、
転写ドラム３０の緑色光が照射された領域に付着するイ
エロートナーとシアントナーが記録紙５０上に転写され
ると緑色に着色し、同様に、青色光が照射された転写ド
ラム３０上に付着するシアントナーとマゼンタトナーが
記録紙５０上に転写されると青色に着色し、さらに赤色
光が照射された転写ドラム３０上に付着するマゼンタト
ナーとイエロートナーが記録紙５０上に転写されると赤
色に着色する。その結果、記録紙５０には所望のカラー
画像が形成される。転写装置４０が対向する領域を通過
した転写ドラム３０は、クリーニング装置６０により残
留する各感光性トナーが除去される。

スリーブ２０上の磁気ブラシ１３と転写ドラム３０との
接触位置においては、上述したように画像露光およびバ
イアス電圧印加によってトナーによる現像が行われるが
、この結果、画像露光によって導電性となり帯電電荷が
消失された感光性トナー１４’は、転写ドラム３０、磁
気ブラシ１３のいずれにも保持されず、自重により落下
する。帯電電荷が消失された感光性トナーの落下位置に
は、トナー受け２２が配設されており、落下トナーが捕
獲される。

トナー受け２２により捕獲された感光性トナーはトナー
回収タンク２３に回収され、所定量溜まった後廃棄され
る。

この結果、スリーブ２０上の磁気ブラシ１３の先端部は
トナーを保持しない状態で現倣装置ｌＯ内に戻ることと
なる。これにより、現像装置１０内に収容されている混
合感光性トナー１４の混合割合は、現像装置！１Ｇへの
供給時に設定された初期の均質な混合比が維持される。

原稿によって、スリーブ２０上の磁気ブラシ１３から転
写ドラム３０に移行する各種の感光性トナー１４の割合
は異なり、このため回収される感光性トナー１４°の割
合も不均一なものとなる。このように不均一な量比で回
収された混合感光性トナーを現像装置１０内に再度供給
すると、現像装置１０に均質に混合されている各種の感
光性トナーの割合が変動する。例えば、画像形成に際し
て、３種類の感光性トナーのうちマゼンタトナーの消費
量が多い場合、回収されるトナーはシアントナー、イエ
ロートナーの割合が多くなり、この結果、現像装置ｌＯ
内はシアントナー、イエロートナーに比べてマゼンタト
ナーは占める割合が少なくなる。このような状態でスリ
ーブ２０に供給されて磁気ブラシ１３が形威されたとし
ても、各感光性トナーの混合比は均質のものとならず、
カラー画像を形威する際、マゼンタ成分が原稿画像に応
じて適切に再現されず、鮮明なカラー画像が得られない
。

また、転写ドラム３０から離脱し回収される感光性トナ
ー１４’　は、露光によって導電性となったものであり
、露光後もしばらくの間、導電状態が維持される、所謂
光メモリー性を有している場合がある。光メモリー性を
有する感光性トナーは、現像装置ｌＯ内に待機するトナ
ーとは帯電特性が異なり、このようなトナーが現像装置
１０内に回収後すぐにキャリアと混合攪拌されても均一
に帯電され得す、この結果、鮮明な画像を形威し得ない
。

本発明では、露光によって転写ドラム３０から回収され
る、混合比が異なり、また光メモリー性を有する感光性
トナーを、専用のトナー回収タンク２３にて回収し、現
像装置ｌＯ内に再供給しないようにするため、上述のご
とく不具合が発生するおそれがない。また、これにより
一回の画像形成で消費されるトナー量は、原稿の内容に
関わらず常に一定量となる。このため、トナーホッパー
１７からトナー補給を行う場合、画像形成枚数に応じて
トナーを現像装置１０に補給すればよく、特別なセンサ
等を用いて制御する必要はない、これに伴い、トナーホ
ッパー１７内のトナーも１ｉｒａ形戒枚形成よって消費
量が認識でき、ホッパー１７へのトナー補給時期も、セ
ンサ等を設けることなく、知ることができる。

本発明に用いられる感光性トナーとしては、電気絶縁性
樹脂定着媒質中に、光導電性顔料を分散させた組成物か
らなる粒子が使用される。該光導電性顔料としては、例
えば、酸化亜鉛、硫化カドミウム等の無機光導電体や、
ペリレン系顔料、キナクリドン系顔料、ジスアゾ系顔料
、トリスアゾ系顔料等の光導電性有ｔｌｌＲ料が使用さ
れる。該光導電性顔料は、定着媒質１００重量部当り、
３〜６００重量部、特に５〜５００重量部の割合で用い
るのが好ましい、光導電性顔料の量が上記範囲よりも低
下すると、画像の濃度やトナー感度が低下する傾向にあ
る。また、上記範囲を超えると、電荷保持特性が低下す
る傾向にある。

定着媒質としては、それ自体公知の電気絶縁性の定着用
樹脂、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重
合体、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ボリアリレー
ト（ビスフェノールＡとイソまたはテレフタレート酸と
のポリエステル）、ポリビニルブチラール、ポリスルホ
ンを用いることができ、また、ポリビニルカルバゾール
等の光導電性樹脂も、単独であるいは電気絶縁性樹脂と
組合せて使用し得る。

前述した光導電性顔料が可視域波長に感度を有しない場
合には、それ自体公知の染料増感剤や化学的増感剤を配
合することができる。

また、定着媒質として電荷輸送媒質を用い、この電荷輸
送媒質中に前述した光導電性顔料を電荷発生顔料として
分散させ、この分散系を感光性トナーとしてもよい、電
荷輸送媒質としては、前述した電気絶縁性樹脂と電荷輸
送物質、例えば、ポリビニルカルバゾール、フェナント
レン、Ｎ−エチルカルバゾール、２．５−ジフェニル−
１，３，４−オキサジアゾール、２．５−ビス−（４−
ジエチルアミノフヱニル）−１，３，４−オキサジアゾ
ール、ビス−ジエチルアミノフェニル−１，３，６−オ
キサジアゾール、４゜４′−ビス（ジエチルアミノ）−
２，２’−ジメチルトリフェニルメタン、２．４．５−
　）リアミノフェニルイミダゾール、２．５−ビス（４
−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−トリアゾー
ル、ｌ−フェニル−３−（４−ジエチルアミノスチリル
）−５−（４−ジエチルアミノフェニル）〜２−ピラゾ
リン、ｐ−ジエチルアミノベンツアルデヒド−（ジフェ
ニルヒドラゾン）等の正孔輸送物質や、２−ニトロ−９
−フルオレノン、２．７−シニトロー９−　フルオレノ
ン、２．４．７−　トリニトロ−９−フルオレノン、２
，４．５．７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２−
ニトロベンゾチオフェン、２，４．８−　トリニドロチ
オキサントン、ジニトロアントラセン、ジニトロアクリ
ジン、ジニトロアントラキノン等の電荷輸送物質の少な
くとも一種以上の組合せが使用される。電荷輸送物質は
、一般に、樹脂１００重量部当り、１００〜２００重量
部、特に３０〜１２０重量部の割合が好適である。

感光性トナーには、上述した成分に、それ自体公知のワ
ックス類等のオフセット防止剤、圧力定着性付与剤等の
助剤を公知の処方に従って配合してもよい。

前記実施例における各種感光性トナーでは、電気絶縁性
樹脂定着媒質としてスチレン−アクリル共重合体（三井
東圧化学社製、商品名、　ＰＡ５２５）を用い、該定着
媒質中に、光導電性顔料として酸化亜鉛を分散させ、さ
らに、色素として、イエロートナーではフルオレノンイ
ンを、シアントナーではシアニン色素を、マゼンタトナ
ーではエリトロシンＢを配合している。

トナー回収タンク２３に回収された感光性トナーは所定
量が溜まった後、廃棄される。また、トナー回収タンク
２３は、転写ドラム３０上の残留トナーを回収するクリ
ーニング装置６０の回収タンクと兼用するようにしても
よい、さらに、現像装置１０、トナー回収タンク２３等
を一体構成のユニット化し、所定枚数の画像形成を行っ
た後、一体的に新規なユニットと交換し、廃棄するよう
にしてもよい。

また、本発明は３色の感光性トナーを用いてカラー画像
を形成する際について説明したが、単色のトナーを用い
た場合の画像て形成においても、光メモリー性を有する
トナーの除去や、トナーの定量補給が可能となる点に関
しては同様の効果を奏する。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明のカラー画像形成方法による
と、画像露光後転写ドラムから離脱する感光性トナーを
回収し、現像装置内に再供給しないため、混合トナーの
混合割合に変動を来すことがなく、混合割合を調整する
ための制御機構が一切不要となり、またトナーの消費量
が画像形成枚数に応じて、常に一定量となるため定量補
給が可能となる。この結果、装置全体が非常に安価で簡
易なものとなる。

また、画像露光によって光メモリー性を有した感光性ト
ナーを現像装置に再供給しないため、トナーに均一な帯
ｔｔ荷が付与されることとなり、常に鮮明なカラー画像
を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の一例を示す
図であり、第２図はその要部拡大図である。 １０・・・現像装置、　　１２・・・規制板、１３・・
・磁気ブラシ、１４・・・感光性トナー１５・・・キャ
リア、　　１７・・・トナーホッパー２０・・・スリー
ブ、　　２２・・・トナー受け、２３・・・トナー回収
タンク、３ｏ・・・転写ドラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）減色混合法に基づく３原色を有し、それぞれが所
   定の波長の光を照射されることにより導電性となる複数
   種類の感光性トナーを混合し、それぞれのトナーを帯電
   させる工程と、 該帯電された混合トナーを基板上に均質散布する工程と
   、 該基板上に散布された混合トナーを画像露光して、帯電
   電荷を選択的に消失させる工程と、露光により帯電電荷
   が消失されたトナーを回収する工程と、 を有する感光性トナーを用いたカラー画像形成方法。