JPH032304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １ 産業上の利用分野 本発明は、帯電工程と像露光工程と反転現像工
程とを複数回繰り返して、感光体上に複数のトナ
ー像を形成する画像形成方法に関する。

２ 従来技術 静電潜像を多色画像で表わす典型的なものは電
子写真方式を用いたカラー画像に関するものであ
る。従来のこの方式は、オリジナル原稿に光フイ
ルターを通して色分解し、この分解光を用い帯
電、露光、現像、転写の工程を繰り返す。即ち、
イエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色の各着
色粒子による画像をそれぞれ形成するため、この
工程を４回繰り返すことにより行なわれる。ま
た、同一感光体（像担持体）上に異極性の静電潜
像を形成し、黒色と赤色着色粒子により現像する
いわゆる２色現像方法もある。これらの多色画像
の形成方法は白黒のみの画像により得られる情報
と比べ、色による情報も付加できるために、望ま
しいものではあるが、次のような問題がある。

(1) 各色の現像が終了する毎に転写体に転写する
必要があり、機械が大型化し、像形成に要する
時間が長くなる。

(2) 反復動作による位置ずれ精度の保証が必要と
なる。

これらのことから、同一感光体上に複数のトナ
ー像を重ね合わせ現像し、転写工程を一度で済む
ようにして機械を小型化する試みが行なわれてい
る。

一方、このような機械に使用される現像剤とし
ては、トナーとキヤリアから構成される二成分現
像剤と、トナーのみからなる一成分現像剤とがあ
る。二成分現像剤はキヤリアに対するトナーの量
の管理を必要とするが、トナー粒子の摩擦帯電制
御が容易に行なえるという長所がある。また、特
に磁性キヤリアと非磁性トナーで構成される二成
分現像剤では、黒色の磁性体をトナー粒子に大量
に含有させる必要がないため、磁性体による色濁
りのないカラートナーを使用することができ、鮮
明なカラー画像を形成できる。

ところで前述のような重ね合わせ現像では、既
にトナー像が形成されている感光体に、何回か現
像を繰り返せばよいが、後段の現像時に、前段に
感光体上に形成したトナー像を乱したり、既に感
光体上に付着しているトナーが現像剤搬送体であ
る現像スリーブに逆戻りし、これが前段の現像剤
と異なる色の現像剤を収納している後段の現像装
置に侵入し、混色が発生するといつた問題点があ
る。これを避けるために、感光体に最初にトナー
像を形成する現像装置以外は、感光体と、この静
電潜像を現像する現像剤搬送体である現像スリー
ブ上の現像剤層とは非接触とし、現像バイアスに
交流成分を重畳する手段が、例えば特開昭56−
144452号公報に示されているが、現像条件によつ
ては十分な現像濃度が得られなかつたり、画像の
乱れや混色がなくならないという問題点がある。

３ 発明の目的 本発明は、以上の事を考察してなされたもので
あつて、複数の成分からなる現像剤を用いて、望
ましい濃度を有し、画像の乱れや混色のない記録
を行なう画像形成方法を提供することを目的とし
ている。

４ 発明の構成 すなわち、本発明は、帯電工程と像露光工程と
反転現像工程とを複数回繰り返して、感光体上に
複数のトナー像を形成する画像形成方法におい
て、２回目以降の現像工程に、以下の条件(1)及び
(2)を満足する現像工程であつてトナーと絶縁性磁
性キヤリアとからなる二成分現像剤を用いた非接
触反転現像工程を有することを特徴とする画像形
成方法に係るものである。

0.2≦V_AC／（d.） (1) ｛（V_AC／ｄ）−1500｝／≦1.0 (2) 〔但し、 V_AC：現像バイアスの交流成分の振幅（Ｖ） ：現像バイアスの交流成分の周波数（Hz） ｄ：感光体と現像剤搬送体との間隙（mm）〕 本発明者等は、現像バイアスに交流成分を重畳
して、現像を行い画像を形成する方法について、
研究した結果、交流バイアス、及び周波数等の現
像条件の選び方によつて、現像の乱れや混色を起
すことなく、高画質の画像を得ることができる領
域があることを発見した。

本発明はこのような発見にもとづいた新規な現
像方法を提供するものである。

５ 実施例 以下、本発明を図面に示す実施例につき、詳細
に説明する。

最初に、本発明者らがこの発明をするに到つた
経過について説明する。従来技術の項で記載した
ように、像担持体上に潜像を形成する工程と、こ
れを現像する工程とを繰り返し順次トナー像を重
ね合わせる方法は、現像時に、前段に像担持体上
に形成したトナー像を乱すことなく適当な濃度の
現像を行なう必要がある。ここで重ね合せとは、
像担持体の現像領域の同一の部分に複数回トナー
像を形成するだけではなく、画像領域内の別の部
分に夫々複数回トナー像を形成する場合も意味す
る。検討の結果、この条件を満たすには、現像領
域における像担持体と現像剤搬送体との間隙ｄ
（mm）（以下、単に間隙ｄという場合がある）、現
像バイアスの交流成分の電圧V_AC及び周波数
（Hz）の値を単独で定めても、優れた画像を得る
ことは出来ず、これらパラメータは相互密接に関
連していることが明らかとなつた。そこで、現像
バイアスの交流成分の電圧や周波数等のパラメー
タを変化させつつ、第１図に示すような現像装置
１１で実験を行なつたところ、第２図および第３
図に示すような結果が得られた。なお、像担持体
ドラムである感光体ドラム９には予めトナー像が
形成されている。この現像装置１１は、現像剤搬
送体であるスリーブ４２および磁気ロール４３が
回転することにより、現像剤Ｄをスリーブ４２の
周面上を矢印Ｂ方向に搬送させ、現像剤Ｄを現像
領域Ｅに供給している。なお、現像剤Ｄは磁性キ
ヤリアと非磁性トナーから成る二成分現像剤で、
該キヤリアは、平均粒径30μm｛平均粒径は重量平
均粒径でオムニコニアルフア（ボシユロム社製）
とか、コールタカウンタ（コールタ社製）で測
定｝、磁化50emu／ｇ、抵抗率10¹⁴Ωcm以上の樹
脂コーテイングされた球状キヤリアであり、尚、
抵抗率は、粒子を0.50cm²の断面積を有する容器に
入れてタツピングした後、詰められた粒子上に１
Kg／cm²の荷重を掛け、このときのキヤリア粒子は
１mm位の厚さであるようにして、荷重と底面電極
との間に1000V／cmの電界が生ずる電圧を印加し
たときの電流値を読み取ることで得られる値であ
る。該トナーは熱可塑性樹脂90wt％、顔料（カ
ーボンブラツク）10wt％に荷電制御剤を少量添
加し混練粉砕し、平均粒径10μmとしたものを用
いた。該キヤリア80wt％に対し該トナーを20wt
％の割合で混合し、現像剤Ｄとした。なお、トナ
ーはキヤリアとの摩擦により正に帯電する。現像
剤Ｄは磁気ロール４３が矢印Ａ方向、スリーブ４
２が矢印Ｂ方向に回転することにより、矢印Ｂ方
向に搬送される。現像剤Ｄは、搬送途中で穂立規
制ブレード４０によりその厚さが規制される。現
像剤溜り４７内には、現像剤Ｄの撹拌が十分に行
なわれるよう撹拌スクリユー４１が設けられてお
り、現像剤溜り４７内の現像剤Ｄが消費されたと
きには、トナー供給ローラ３９が回転することに
より、トナーホツパー３８から現像剤Ｄが補給さ
れる。

そして、スリーブ４２と感光体ドラム９の間に
は、反転現像を行なうため、現像バイアスを印加
すべく直流電源４５が設けられていると共に、現
像剤Ｄを現像領域Ｅで振動させ、現像剤Ｄが感光
体ドラム９に十分に供給されるように、交流電源
４６が直流電源４５と直列に設けられている。Ｒ
は保護抵抗である。

第２図は、感光体ドラム９とスリーブ４２との
間隙ｄを1.0mm、現像剤層厚を0.5mm、感光体の帯
電電位を600V、現像バイアスの直流成分を
500V、交流成分の周波数を1KHzに設定したとき
の交流成分の振幅と感光体ドラム９上の露光部
（電位は0V）に反転現像によつて形成されるトナ
ー像の画像濃度との関係を示している。交流電界
強度の振幅E_ACは現像バイアスの交流電圧の振幅
V_ACを間隙ｄで割つた値である。第２図に示す曲
線Ａ，Ｂ，Ｃはトナーの平均帯電量が夫々
30μc／ｇ、20μc／ｇ、15μc／ｇに荷電制御され
たものを用いた場合の結果である。Ａ，Ｂ，Ｃの
三つの曲線は共に、電界の交流成分の振幅が
200V／mm以上で交流成分の効果が現われ、
2500V／mm以上すると感光体ドラム上に予め形成
してあるトナー像が一部破壊されているのが観測
された。

第３図は、現像バイアスの交流成分の周波数を
2.5KHzとし、第２図の実験時と同一の条件によ
り、交流の電界強度E_ACを変化させたときの画像
濃度の変化を示す。

この実験例によると、前記交流電界強度の振幅
E_ACが500V／mmを越えると画像濃度が大きく、図
示していないが4KV／mm以上になると、感光体
ドラム９上に予め形成されたトナー像の一部が破
壊された。

なお、第２図、第３図の結果からわかるように
画像濃度がある振幅を境にして大きく変化する
が、このある振幅の値は曲線Ａ，Ｂ，Ｃからわか
るように、トナーの平均帯電量にあまり依存せず
得られるものである。その理由は次のように考え
られる。すなわち、二成分現像剤では、トナーは
キヤリアとの摩擦やトナーどうしの相互摩擦によ
り帯電し、トナーの帯電量は広い範囲にわたつて
分布していると予想され、大きな帯電量をもつト
ナーが優先的に現像されると考えられる。荷電制
御剤により、平均帯電量を制御しても、これらの
大きな帯電量をもつトナーの占める割合は大きく
変化せず、その結果、現像特性の変化は一応見ら
れるものの大きくは観測されないと考えられる。

さて、第２図、第３図と同様な実験を条件を変
えながら行なつたところ、交流電界強度の振幅
E_ACと、周波数の関係について整理出来、第４
図に示すような結果を得た。

第４図において、で示した領域は現像ムラが
起こりやすい領域、で示した領域は交流成分の
効果が現われない領域、で示した領域はトナー
の逆戻りが起こりやすい領域、、は交流成分
の効果が現われトナーの逆戻りが起こらない領域
では特に好ましい領域である。

この結果は、感光体ドラム９上に前段で形成さ
れたトナー像を破壊することなく、次の（後段
の）トナー像を適切な濃度で現像するには、交流
電界強度の振幅、及びその周波数につき、適正領
域があることを示しており、その原因は以下に記
載する理由によるものと考えられる。

画像濃度が交流電界強度の振幅E_ACに対し、増
加傾向にある領域、例えば第２図の濃度曲線Ａに
ついては、交流電界強度の振幅E_ACが0.2〜
1.2KV／mmとなる領域については、現像バイアス
の交流成分が、スリーブからトナーを飛翔する閾
値を越え易くする働きをし、小さな帯電量のトナ
ーでも感光体ドラム９に付着され、現像に供され
る。従つて、交流電界強度の振幅が大きくなるに
従い、画像濃度が大きくなるのである。

一方、画像濃度が交流電界強度の振幅E_ACに対
し飽和する領域、第２図の曲線Ａでは交流電界強
度の振幅E_ACが、1.2KV／mm以上の領域について
は、以下のようにこの現象を説明することができ
る。すなわち、この領域では交流電界強度の振幅
が大きくなるに従つてトナーは強く振動し、トナ
ーが凝集して形成しているクラスターが壊れ易く
なり、大きな電荷をもつトナーだけが選択的に感
光体ドラム９に付着され、小さな電荷をもつトナ
ー粒子は現像されにくくなる。また、小さな電荷
をもつトナーは、一度感光体ドラム９に付着して
も鏡像力が弱いため、交流バイアスによりスリー
ブ４２に戻りやすい。さらに、交流成分の電界強
度の振幅が大きすぎることにより感光体ドラム９
表面の電荷がリークすることによつて、トナーが
現像されにくくなるという現象も起こりやすくな
る。実際にはこれらの要因が重なつて画像濃度が
交流成分の増加に対し、一定になつていると考え
られる。

さらに交流電界強度を大きくし、例えば第２図
の曲線Ａを得た条件で、振幅を2.5KV／mm以上に
すると、前述したように、予め感光体ドラム９上
にしておいたトナー像が破壊され、交流成分が大
きいほど破壊の程度は大きいことがわかつた。こ
の原因は、感光体ドラム９上に付着しているトナ
ーに対し、交流成分によりスリーブ４２に引戻す
力が働くためであると考えられる。

感光体ドラム９上にトナー像を順次重ね合わせ
て現像する場合、既に形成されてあるトナー像が
後段の現像の際に破壊されることは致命的な問題
である。

また、第２図、第３図の結果を比較してもわか
るように交流成分の周波数を変化させて実験した
ところ周波数が高くなる程、画像濃度が小さくな
るが、これは、トナー粒子が、電界の変化に対し
追随することが出来ないために振動する範囲が狭
められ、感光体ドラム９に付着されにくくなるこ
とが原因となつている。

以上の実験結果に基づき、本発明者は、各現像
工程で、現像バイアスの交流成分の振幅をV_AC
（Ｖ）周波数を（Hz）、感光体ドラム９とスリー
ブの間隙をｄ（mm）とするとき、 0.2≦V_AC／（d.） ｛（V_AC／ｄ）−1500｝／≦1.0 を満たす条件により現像を行なえば、既に感光体
ドラム９上に形成されたトナー像を乱すことな
く、後の現像を適切な濃度で行なうことができる
との結論を得たのである。十分な画像濃度が得ら
れ、かつ前段までに形成したトナー像を乱さない
ためには、上記の条件の中でも、 0.5≦V_AC／（d.） ｛（V_AC／ｄ）−1500｝／≦1.0 を満たすことが好ましい。さらにこの中でも特に 0.5≦V_AC／（d.） ｛（V_AC／ｄ）−1500｝／≦0.8 を満たすと、より鮮明で色にごりのない多色画像
が得られ、多数回動作させても現像装置への異色
のトナーの混入を防ぐことができる。

また、交流成分による現像ムラを防止するた
め、交流成分の周波数は200Hz以上とし、現像剤
を感光体ドラム９に供給する手段として、回転す
る磁気ロールを用いる場合には、交流成分と磁気
ロールの回転により生じるうなりの影響をなくす
ため、交流成分の周波数は500Hz以上にすること
が、更に望ましい。

本発明の構成は、前記した通りであるが、感光
体ドラム９に形成されたトナー像を破壊すること
なく、後のトナー像を一定の濃度で順次感光体ド
ラム９上に現像するには、現像を繰り返すに従つ
て 順次帯電量の大きいトナーを使用する。

現像バイアスの交流成分の電界強度の振幅を
順次小さくする。

現像バイアスの交流成分の周波数を順次高く
する。

という方法をそれぞれ単独にか又は任意に組合わ
せて採用することが、更に好ましい。

即ち、帯電量の大きなトナー粒子程、電界の影
響を受け易い。したがつて、初期の現像で帯電量
の大きなトナー粒子が感光体ドラム９に付着する
と、後段の現像の際、このトナー粒子がスリーブ
に戻る場合がある。そのため前記したは、帯電
量の小さいトナー粒子を初期の現像に使用するこ
とにより、後段の現像の際に前記トナー粒子がス
リーブに戻るのを防ぐというものである。は、
現像が繰り返されるに従つて（即ち、後段の現像
になるほど）順次電界強度を小さくすることによ
り、感光体ドラム９に既に付着されているトナー
粒子の戻りを防ぐという方法である。電界強度を
小さくする具体的な方法としては、交流成分の電
圧を順次低くする方法と、感光体ドラム９とスリ
ーブ４２との間隙ｄを後段の現像になるほど広く
していく方法がある。また、前記は、現像が繰
り返されるに従つて順次交流成分の周波数を高く
することにより、感光体ドラム９にすでに付着し
ているトナー粒子の戻りを防ぐという方法であ
る。これら，，は単独で用いても効果があ
るが、例えば、現像を繰り返すにつれてトナー帯
電量を順次大きくするとともに交流バイアスを順
次小さくする、などのように組み合わせて用いる
とさらに効果がある。また、以上の三方式を採用
する場合は、直流バイアスをそれぞれ調整するこ
とにより、適切な画像濃度あるいは色バランスを
保持することができる。

以上記載した構成により行なつた他の具体的な
実施例を第５図および第７図を使用して説明す
る。

実施例 １ 第５図は、カラー画像形成装置の要部概略図で
あり、スコロトロン帯電器により一様に帯電され
た感光体ドラム９は、He−Neレーザ光源（図示
せず）から、回転多面鏡５１、結像レンズ５２を
介して送られてきた光により露光され、静電潜像
が形成される。この静電潜像は、第一の現像装置
１１Ａにより現像され、感光体ドラム９には第一
のトナー像が形成される。そして、このトナー像
は記録紙に転写されることなく再びスコロトロン
帯電器５０により帯電され、露光され、今度は第
二の現像装置１１Ｂにより、第二のトナー像が形
成される。これは第４のトナー像が形成されるま
で行なわれる。即ち、帯電（２回目からは必ずし
も必要ない）→露光→現像の工程が転写工程を含
まない形で４回繰り返されるわけである。そして
トナー像が全部感光体ドラム９上に形成された
後、転写前露光ランプ５３が、前記感光体ドラム
９上のトナー像が形成された領域を照射し、転写
器５４により給紙装置（図示せず）から送られて
きた記録紙（その経路を破線で示す）に、このト
ナー像を転写する。記録紙は、少なくとも１本は
加熱されたローラにより構成される定着器５７に
より加熱定着され機外に排紙される。

一方、転写が終了した感光体ドラム９は、トナ
ー像形成中は、使用していなかつた除電器５５に
より除電された後、表面に残つている余分なトナ
ーをトナー像形成中は解除されていたクリーニン
グ装置５６により除去される。

このカラー画像形成装置は、操作釦が操作され
る度に以上の動作を繰り返す。尚、本実施例にお
いて、感光体はセレンを使用し、この感光体ドラ
ム９の直径は120mm、周速120mm／sec、帯電電位
は600Vとし、使用されている現像装置１１Ａ，
１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄには、直流成分が500V、
交流成分の振幅が1KVでその周波数が1KHzの現
像バイアスが各々現像時に印加され、感光体ドラ
ム９と各現像装置のスリーブとの間隙ｄは0.8mm
に設定されている。また、現像剤は磁性キヤリア
と非磁性トナーから成る二成分現像剤である。こ
のキヤリアは、平均粒径30μm、磁化50emu／ｇ、
抵抗率10¹⁴Ωcm以上の樹脂コーテイングされた球
状キヤリアが用いられている。トナーは熱可塑性
樹脂90wt％、顔料10wt％に少量の荷電制御剤を
加えた構成になつていて、顔料は、現像装置１１
Ａでは黄系、１１Ｂではマゼンタ系、１１Ｃでは
シアン系、１１Ｄでは黒系のものが使用され、平
均帯電量はいずれも20μc／ｇ、平均粒径は10μm
である。上記のキヤリアとトナーをそれぞれ
80wt％、20wt％の比率で混合したものを現像剤
として用いている。さらに各現像装置では、現像
時にスリーブ４２と磁気ロール４３が互いに逆方
向に回転するとともに、磁性ブレードにより穂高
規制が行なわれていて、現像剤層厚は0.4mmにな
つている。

以上の構成により前述したようにトナー像を順
次重ね合わせて多色画像を形成したところ、後段
の現像時にすでに感光体ドラム９上に形成されて
いるトナー像を破壊したり、あるいは各現像装置
に他の色のトナーが混入されることなく、十分な
濃度の可視像が得られた。

この重ね合わせられたトナー像を記録紙に転
写、定着を行なつたところ、やはり鮮明な記録画
像が得られた。また、転写紙に多数枚記録後も各
現像装置に他の色が混入することはなかつた。な
お、各現像装置のトナーに少量の磁性体を含有さ
せ、磁気力によつて画像のかぶりをさらに防ぐこ
とができる。

実施例 ２ 同じく第５図に示すカラー画像形成装置で実施
される。実施例１と異なるのは、感光体ドラム９
とスリーブとの間隙ｄおよび現像時に印加される
現像バイアスの直流成分が、現像装置により異な
る点で、現像装置１１Ａでは、それぞれ0.5mm、
450V、１１Ｂでは0.7mm、500V、１１Ｃでは0.8
mm、500V、１１Ｄでは1.0mm、550Vに設定されて
いる。トナーの平均帯電量、交流バイアスの振
幅、周波数は実施例１と同じく各現像装置共通
で、それぞれ20μc／ｇ、1KV、1KHzである。

本実施例では、感光体ドラム９と各現像装置の
スリーブとの間隙ｄが現像順に広がるように構成
されることにより、感光体ドラム９上のトナーの
戻りを防いでいるとともに、直流バイアスを現像
順に大きくすることにより、各色トナー像の濃度
のバランスを保つている。

本実施例によれば、さらに鮮明な画像が得ら
れ、多数枚記録後も、各現像装置に他の色が混入
されることはなかつた。

実施例 ３ 同じく第５図に示すカラー画像形成装置で実施
される。実施例１と異なるのは、現像時に印加さ
れる現像バイアスの交流成分と直流成分が現像装
置により異なる点で、現像装置１１Ａでは、交流
成分の振幅と直流成分がそれぞれ1.5KV、450V、
１１Ｂでは1.2KV、500V、１１Ｃでは1.0KV、
520V、１１Ｄでは0.8KV、550Vに設定されてい
る。トナーの平均帯電量、交流バイアスの周波
数、感光体ドラム９とスリーブの間隙は実施例１
と同じく各現像装置共通で、それぞれ20μc／ｇ、
1KHz、0.8mmである。

本実施例では、交流成分が現像順に小さくなる
ように設定されることにより、感光体ドラム９上
のトナーの戻りを防いでいるとともに、直流バイ
アスを順次大きくすることにより、各色トナー像
の濃度のバランスを保つている。

本実施例によつても鮮明な多色画像が得られ、
多数枚記録後も、各現像装置に他の色が混入され
ることはなかつた。

実施例 ４ 同じく第５図に示すカラー画像形成装置で実施
される。

現像条件は、現像時に印加される現像バイアス
の交流成分の振幅が各現像装置についていずれも
1KVで、その周波数と直流成分は、１１Ａでは
それぞれ800Hz、450V、１１Ｂでは1KHz、500V、
１１Ｃでは1.5KHz、550V、１１Ｄでは2KHz、
600Vに設定されている。

また、各現像装置では現像時にスリーブのみが
回転して現像剤を供給しており、内部の磁石は固
定されている。穂高規制は磁性ブレードにより行
なわれていて、そのギヤツプは0.5mmであり、現
像剤層厚は0.2mmになつている。

トナーの平均帯電量、感光体ドラム９とスリー
ブの間隙は各現像装置共通で、それぞれ20μc／
ｇ、0.8mmであり、その他の現像条件および現像
剤は実施例１と同じである。

本実施例では交流成分の周波数が現像順に大き
くなるように設定されることにより、感光体ドラ
ム９上のトナーの戻りを防いでいるとともに、直
流バイアスを順次大きくすることにより、各色ト
ナー像の濃度のバランスを保つている。

本実施例によつても鮮明な多色画像が得られ、
多数枚記録後も、各現像装置に他の色が混入され
ることはなかつた。

第６図は、第５図のカラー画像形成装置により
現像が行なわれるときの感光体ドラム９上の電位
の変化を示すフローチヤートである。PHは露光
部、OAは非露光部である。

スコロトロン帯電器５０により帯電させられる
と、感光体ドラム９は一定の電位を保持し、像露
光が行なわれると光が照射された部分の電位は低
くなる。次に現像装置に対し、直流成分が未露光
部電位に略等しいバイアスを印加することによ
り、現像装置内の正帯電トナーが相対的に電位の
低露光部に付着し、現像が行なわれ、第一の可視
像が形成される。正帯電トナーＴが付着すること
により、この部分の電位は少し上昇する（図にお
いてはDUPで示した）。次に帯電器５０により再
び帯電されることにより、感光体ドラム９上の電
位は再度所定の電位に上昇するように（図におい
てはCUPで示した）一様に帯電される。次に第
二の像露光が行なわれ、同様にして現像を行なう
と、露光部にトナーが付着し、第二の可視像が形
成される。これが４回繰り返されることにより、
感光体ドラム９には４色の可視像が重ね合わせて
形成される。

以上の方式においては、２度目以降の帯電は省
略することが可能である。また、帯電を省略しな
い場合、帯電前に除電工程を入れてもよい。

以上説明した三つの実施例はいずれも反転現像
方法を行なつている。

実施例 ５ つぎに、第７図に示すカラー画像形成装置で現
像を行なつたときについて説明する。

感光体ドラム９は、表面が絶縁層で覆われた
Cds感光体を使用し、直径が120mm、周速が120
mm／sec、絶縁層厚が20μm、感光層厚30μmであ
る。

まず、一次帯電器５８により、この帯電器５８
に備えられているランプＬで全面露光しながら感
光体ドラム９の表面を＋1000Vに帯電する。この
露光は、感光体ドラム９中の感光層に電荷注入を
容易にするために行なわれる。そして、つぎに交
流成分をもつ二次帯電器５９により、−100Vに帯
電し、絶縁層表面の正電荷を減らしている。−
100Vに帯電した感光体ドラム９は、回転多面鏡
５１からの反射光により像露光され、露光された
部分はプラスの電位となり、第一の現像装置１１
ＡによりトナーT₁により現像され、第一の可視
像が形成される。次に再び二次帯電器５９により
感光体ドラム９は一様に−100Vに帯電し、像露
光されて第二の現像装置１１Ｂにより、第二の可
視像が形成される。これが４回繰り返され、全部
の可視像が感光体ドラム９上に形成された後、転
写前露光ランプ５３が前記感光体ドラムの可視像
が形成された領域を照射し、転写器５４により給
紙装置（図示せず）から送られてきた記録紙（そ
の経路を破線で示す）に、この可視像を転写す
る。記録紙は、少なくとも１本は加熱されたロー
ラにより構成される定着器５７により加熱定着さ
れ機外に排紙される。

一方、転写が終了した感光体ドラム９は、トナ
ー像形成中は使用されていなかつた除電器５５に
より除電された後、表面に残つている余分なトナ
ーをトナー像形成中は解除されていたクリーニン
グ装置５６により除去する。

このカラー画像形成装置は操作釦が操作される
度に以上の動作を繰り返す。各現像工程の現像条
件は、現像時に印加される現像バイアスの交流成
分は1.5KV、この周波数は2KHz、直流バイアス
は0Vとし、感光体ドラム９と各現像装置のスリ
ーブとの間隙ｄは、いずれも、0.5mmに設定され
ている。各現像装置は現像時にスリーブと磁気ロ
ールが互いに同方向に回転して現像剤を搬送して
おり、現像剤層厚は、いずれも磁性ブレードで
0.3mmに規制されている。

各現像剤はいずれも−20μc／ｇに荷電制御さ
れているほかは実施例１のものと同じ構成であ
る。

以上のような構成により多色画像を形成したと
ころ、後段の現像時に、すでに感光体ドラム９上
に形成されているトナー像を破壊したり、各現像
装置に他の色のトナーが混入することなく、十分
な濃度の可視像が得られた。

実施例 ６ 同じく第７図に示すカラー画像形成装置で実施
される。実施例５と異なるのは、用いられる現像
剤の平均帯電量と現像時に印加される現像バイア
スの直流成分が現像装置により異な点で、現像装
置１１Ａではそれぞれ−10μc／ｇ、0V、１１Ｂ
では−15μc／ｇ、0V、１１Ｃでは−20μc／ｇ、
20V、１１Ｄでは−40μc／ｇ、50Vに設定されて
いる。交流バイアスの振幅と周波数および感光体
ドラム９とスリーブの間隙は実施例５と同じく各
現像装置共通で、それぞれ1.5KV、2KHz、0.5mm
である。

本実施例では、現像剤の平均帯電量の絶対値が
現像順に大きくなるように荷電制御されることに
より、感光体ドラム９上のトナーの戻りを防いで
いるとともに、直流バイアスの値を順次大きくす
ることにより、各色トナー像の濃度のバランスを
保つている。

本実施例によつても鮮明な多色画像が得られ、
多数枚記録後も、各現像装置に他の色が混入され
ることはなかつた。

実施例 ７ 同じく第７図に示すカラー画像形成装置で実施
される。実施例５と異なるのは、用いられる現像
剤の平均帯電量と現像時に印加される現像バイア
スの交流成分の振幅が現像装置により異なる点
で、現像装置１１Ａではそれぞれ−10μc／ｇ、
1.6KV、１１Ｂでは−15μc／ｇ、1.4KV、１１Ｃ
では−20μc／ｇ、1.2KV、１１Ｄでは−40μc／
ｇ、1.0KVに設定されている。交流バイアスの周
波数、直流バイアス、感光体ドラム９とスリーブ
の間隙ｄは実施例５と同じく各現像装置共通で、
それぞれ2KHz、0V、0.5mmである。

本実施例では、現像を繰り返すに従つて、現像
剤の平均帯電量の絶対値が順次大きくなるように
荷電制御するとともに交流バイアスを順次小さく
設定することにより、感光体ドラム９上のトナー
の戻りを防ぎ、同時に各色トナー像の濃度のバラ
ンスを保つている。

本実施例によると、さらに鮮明な多色画像が得
られ、多数枚記録後も、各現像装置に他の色が混
入されることはなかつた。

第８図に、第７図のカラー画像形成装置により
現像が行なわれるときの感光体ドラム９上の電位
の変化を示す。

一次帯電器５８により正に帯電された後、二次
帯電器５９により負に帯電され、感光体ドラム９
の表面電位はほぼ0Vとなる。次に像露光が行な
われることにより、光の照射された部分の電位は
上昇し、この部分に現像装置内で負に帯電された
トナーが付着し、付着した部分の電位は下がる
（図においてDDWで示した）。つぎに、再び二次
帯電器により表面電位が、ほぼ0Vとなるように
均一に帯電され、像露光、現像が繰り返される。
感光体ドラム９上に総ての色の可視像が形成され
た後、このトナー像は記録紙に転写され、感光体
ドラム９は除電された後、クリーニングされ、次
の像形成工程に進む。

以上の方式においては、２度目以降の二次帯電
は省略することが可能である。また、一次及び二
次帯電を毎回行なつてもよく、その場合は帯電前
に除電工程を入れてもよい。

以上、説明してきた各実施例では、トナー像の
転写方式として、コロナ転写を用いているが、他
の方式を用いることも可能である。例えば、特公
昭46−41679号公報、同48−22763号公報等に記載
されている粘着転写を用いると、トナーの極性を
考慮せずに転写を行なうことができる。また、エ
レクトロフアクスのように直接感光体に定着する
方式も採用することができる。

本発明で用いられる二成分現像剤はキヤリアと
して磁性キヤリアと、トナーとして非磁性トナー
とから構成されることが特に好ましい。

トナーの構成は一般に次の通りである。

(1) 熱可塑性樹脂：結着剤 80〜90wt％ 例：ポリスチレン、スチレンアクリル重合体、
ポリエステル、ポリビニルプチラール、エ
ポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレ
ン、エチレン酢ビ共重合体などが混合使用
される場合が多い。

(2) 顔料：着色材 ０〜15wt％ 例：黒：カーボンブラツク 青：銅フタロシアニン、スルホンアミド誘電染
料 黄：ベンジン誘導体 マゼンタ：ポリタングストリン酸、ロータミン
Ｂレーキー、カーミン6Bなど (3) 荷電制御剤 ０〜5wt％ 例：プラス：ニグロシン系（電子供与性） マイナス：有機錯体 （電子受容性） (4) 流動化剤 例：コロイダルシリカ、疎水性シリカが代表的
であり、その他、シリコンワニス、金属石ケ
ン、非イオン界面活性剤などがある。

(5) クリーニング剤 感光体におけるトナーのフイルミングを防止す
る。

例：脂肪酸金属塩、表面に有機基をもつ酸化ケ
イ素酸、フツ素系界面活性剤がある。

(6) 充填剤 画像の表面光沢の改良、原材料費の低減を目的
とする。

例：炭酸カルシウム、クレー、タルク、顔料な
どがある。

これらの材料のほかに、かぶりやトナー飛散を
防ぐため磁性体を含有させてもよい。

磁性粉としては、0.1〜1μmの四三酸化鉄、γ
−酸化第二鉄、二酸化クロム、ニツケルフエライ
ト、鉄合金粉末などが提案されているが、現在の
所、四三酸化鉄が多く使用されトナーに対して５
〜70wt％含有される。磁性粉の種類や量によつ
てトナーの抵抗はかなり変化するが、十分な抵抗
を得るためには、磁性体量を55wt％以下にする
ことが望ましい。また、カラートナーとして、鮮
明な色を保つためには、磁性体量を30wt％以下
にすることが望ましい。

その他圧力定着用トナーに適する樹脂として
は、約20Kg／cm程度の力で塑性変形して紙に接着
するように、ワツクス、ポリオレフイン類、エチ
レン酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ゴムな
どの粘着性樹脂などが選ばれる。カプセルトナー
も用いることができる。

以上の材料を用いて、従来公知の製造方法によ
りトナーを作ることができる。

本発明の構成において、更に好ましい画像を得
るためにこれらのトナー粒径は、解像力との関係
から通常平均粒径が50ミクロン程度以下であるこ
とが望ましい。本手段ではトナー粒径に対して原
理的な制限はないが、解像力、トナー飛散や搬送
の関係から通常１〜30ミクロン程度が好ましく用
いられる。

また、繊細な点や線をあるいは階調性をあげる
ために磁性キヤリア粒子は磁性体粒子と樹脂とか
ら成る粒子例えば磁性粉と樹脂との樹脂分散系や
樹脂コーテイングされた磁性粒子であつて、さら
に好ましくは球形化されている。平均粒径が好ま
しくは50μm以下、特に好ましくは30μm以下5μm
以上の粒子が好適である。

また、良好な画像形成の妨げになるキヤリア粒
子にバイアス電圧によつて電荷が注入されやすく
なつて像担持体面にキヤリアが付着し易くなると
いう問題やバイアス電圧が充分に印加されなくな
るという問題点を発生させないために、キヤリア
の抵抗率は10⁸Ωcm以上好ましくは10¹³Ωcm以上、
更に好ましくは10¹⁴Ωcm以上の絶縁性のものがよ
く、更にこれらの抵抗率で、粒径が上述したもの
がよい。

このような微粒子化されたキヤリアの製造方法
は、トナーについて述べた磁性体と熱可塑性樹脂
を用いて、磁性体の表面を樹脂で被覆するかある
いは磁性体微粒子を分散含有させた樹脂で粒子を
作るかして、得られた粒子を従来公知の平均粒径
選別手段で粒径選別することによつて得られる。
そして、トナーとキヤリアの撹拌性及び現像剤の
搬送性を向上させ、また、トナーの荷電制御性を
向上させてトナー粒子同志やトナー粒子とキヤリ
ア粒子の凝集を起りにくくするために、キヤリア
を球形化することが望ましいが、球形の磁性キヤ
リア粒子は、樹脂被覆キヤリア粒子では、磁性体
粒子にできるだけ球形のものを選んでそれに樹脂
の被覆処理を施すこと、磁性体微粒子分散系のキ
ヤリアでは、できるだけ磁性体の微粒子を用い
て、分散樹脂粒子形成後に熱風や熱水による球形
化処理を施すこと、あるいはスプレードライ法に
よつて直接球形の分散樹脂粒子を形成すること等
によつて製造される。

なお、本発明はその技術的思想に基づき更に変
形が可能である。実施例では複数の成分からなる
現像剤として、トナーとキヤリアからなる二成分
現像剤につき説明したが、これに第３の成分を含
めた現像剤でもよい。

そして、実施例ではカラー画像の現像について
のみ説明しているが、同一色のトナーを複数回に
分けて現像することにも適用できる。この場合、
階調性の優れたトナー像を感光体ドラム９に形成
できる。

また、本発明は電子写真による記録方式のみな
らず、静電記録方式、磁気記録方式を利用した、
ノンインパクトプリンタに適用することが可能で
ある。

６ 発明の効果 この発明によれば、帯電工程と像露光工程と反
転現像工程とを複数回繰り返しても、前段に形成
された画像を乱すことなく後段の画像を像担持体
に形成することが可能となる。

即ち、２回目以降の現像工程に、トナーと絶縁
性磁性キヤリアとからなる二成分現像剤を用いた
非接触反転現像工程を有し、この反転現像時に、
現像バイアスの交流成分の振幅V_AC、およびその
周波数、現像剤搬送体と像担持体との間隙ｄに
ついて、相互の関係が 0.2≦V_AC／（d.） ｛（V_AC／ｄ）−1500｝／≦1.0 を満たすように設定することにより鮮明な画像を
像担持体に形成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図までは本発明の実施例を示す
ものであつて、 第１図は現像装置と感光体ドラムの断面図、第
２図と第３図は交流電圧を変化させたときの画像
濃度の変化を示した図、第４図は、電界強度と周
波数とを変化させたときの濃度特性を示した図、
第５図と第７図は複数の現像装置を備えたカラー
画像形成装置の要部を示した図、第６図は第５図
のカラー画像形成装置に使用されている感光体ド
ラムの表面電位の変化を示した図、第８図は第７
図のカラー画像形成装置に使用されている感光体
ドラムの表面電位の変化を示した図である。 なお、図面に使用されている符号について、９
……感光体ドラム、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃ，１１Ｄ……現像装置、１４，５６……クリー
ニング装置、４２……スリーブ、４３……磁気ロ
ール、４５……直流バイアス電源、４６……交流
バイアス電源、Ｄ……現像剤、ｄ……感光体ドラ
ムとスリーブとの間隙、E_AC……交流電界強度の
振幅である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 帯電工程と像露光工程と反転現像工程とを複
   数回繰り返して、感光体上に複数のトナー像を形
   成する画像形成方法において、２回目以降の現像
   工程に、以下の条件(1)及び(2)を満足する現像工程
   であつてトナーと絶縁性磁性キヤリアとからなる
   二成分現像剤を用いた非接触反転現像工程を有す
   ることを特徴とする画像形成方法。 0.2≦V_AC／（d.） (1) ｛（V_AC／ｄ）−1500｝／≦1.0 (2) 〔但し、 V_AC：現像バイアスの交流成分の振幅（Ｖ） ：現像バイアスの交流成分の周波数（Hz） ｄ：感光体と現像剤搬送体との間隙（mm）〕