JPH0414791B2

JPH0414791B2 -

Info

Publication number: JPH0414791B2
Application number: JP59015919A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Shoji; Satoru Haneda; Seiichiro Hiratsuka
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1984-01-30
Publication date: 1992-03-13
Also published as: JPS60159765A

Description

【発明の詳細な説明】１産業上の利用分野本発明は、画像形成方法に関する。

２従来技術まず、現像を複数回繰り返す画像形成方法につ
いて、第１図のカラー複写機を例に説明する。カ
ラー複写機の場合、原稿からの反射光を分解し、
単一の色の光を取り出すためにフイルターを必要
とし、この複写機には色の異なる三種のフイルタ
ーを内蔵するフイルターバツク６２が設けられて
いる。例えば、最初にグリーンのフイルターで原
稿からの反射光を分解し、この通過光で既に帯電
極６９により帯電している像担持体である感光体
ドラム６１に静電潜像を形成し、現像装置６３内
のマゼンタのトナーが収納されている現像器６３
Ｂで現像すると、感光体ドラム６１上にはマゼン
タのトナー像が形成される。このトナー像は給紙
箱６８から搬送され、転写ドラム６４に巻き付い
ている転写体である複写紙６７に、転写極６０に
より転写される。感光体ドラム６１はこの後、除
電極７０により除電され、残留トナーがクリーニ
ング装置６５により取除かれた後、再び帯電極６
９により帯電する。今度はブルーのフイルターの
透過光により像露光が行なわれ、現像器６３Ａに
よりイエローのトナー像が感光体ドラム６１に形
成され、これが前記工程により既にマゼンタのト
ナー像が転写されている複写紙６７に重ね合わせ
て転写される。同様にシアンのトナー像が複写紙
６７に転写された後、この複写紙６７は転写ドラ
ム６４から分離され、定着装置６６で定着された
後に機外に排紙される。この画像形成方法は白黒
のみの画像により得られた情報と比べ、色による
情報も付加できるため、望ましいものではあるが
次のような問題点がある。

(1) 各色の現像が終了する毎に複写紙に転写する
ため転写ドラム６４を設けなければならず機械
が大型化し、像形成に要する時間が長くなる。

(2) 現像する工程と転写する工程を何回か繰り返
さなければならず、位置ずれ精度の保証が必要
となる。

これらのことから、現像ごとにトナー像を複写
紙６７に転写するのではなく、全部の色の各トナ
ー像を感光体ドラム６１上に形成した後、一度に
複写紙６７に転写することにより、前記した問題
点を解決する画像形成方法が提案されている。こ
の画像形成方法によると、既に感光体ドラム６１
上にトナー像が形成されている画像領域に、別の
色によるトナー像を再び形成するわけであるが、
後段の現像時に前段に感光体ドラム６１上に形成
したトナー像を乱したり、既に感光体ドラム６１
上に像を形成しているトナーが現像装置内の現像
剤搬送体に逆戻りし、これが前段のトナーと異な
る色のトナーを収納している後段の現像装置を侵
入し、混色が発生するといつた問題点がある。こ
のために、感光体ドラム６１に最初にトナー像を
形成する現像装置以外は、感光体ドラム６１とこ
の静電潜像を現像する現像剤搬送体の現像剤層と
は非接触とし、現像バイアスとして交流成分を重
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画像
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、以上の問題を解決すべくなされたも
のであつて、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発明の構成即ち、本発明は、像担持体上に潜像を形成する
工程と、一成分現像剤を用いて前記潜像を現像す
る工程とを複数回繰り返し、前記像担持体上に画
像を形成する画像形成方法において、各現像工程
で、現像バイアスの交流成分の振幅をV_AC（Ｖ）、
前記交流成分の周波数を（Hz）、前記像担持体の
現像剤を搬送する現像剤搬送体との間隙をｄ（mm）
とするとき、 0.2≦V_AC／（ｄ・）≦1.6 なる条件で操作し、かつ前記交流成分の振幅V_AC
（Ｖ）を現像ごとに順次小さくすることを特徴と
する画像形成方法に係るものである。

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、画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、本発明を実施例につき図面を使用し詳細
に説明する。

最初に、本発明者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（例えば感光体ドラム）に順次
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
ね合わせとは、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。検討の結味、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振幅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振幅や周波数等の
パラメータを変化させつつ、一成分磁性トナーを
第２図に示すような現像装置１１で実験を行なつ
たところ、第３図及び第４図に示すような結果が
得られた。なお、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、スリ
ーブ４２および／または磁気ロール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は一成分磁性現
像剤であり、熱可塑性樹脂70wt％、顔料（カー
ボンブラツク）10wt％、磁性体20wt％と荷電制
御剤を混練粉砕し、平均粒径を10μｍとしたもの
を用い、帯電量は荷電制御剤で制御している。磁
気ロール４３が矢印Ａ方向、スリーブ４２が矢印
Ｂ方向に回転することにより、現像剤Ｄは矢印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（磁性材）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、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３図は、感光体ドラム９とスリーブ４２との
間隙ｄを0.7mm、現像剤層厚を0.3mm、スリーブ４
２に印加する現像バイアスの直流成分を500V、
現像バイアスの交流成分の周波数を1kHz、感光
体ドラムの帯電電位を600Vに設定したときの、
交流電界の振幅E_ACと感光体ドラム９上の露光部
（電位は0V）に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３図に示す曲線Ａ，Ｂ，Ｃは磁性ト
ナーの平均帯電量がそれぞれ5μC／ｇ、3μC／ｇ、
2μC／ｇの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、交流電界の振幅E_AC
が200V／mm以上、1.5KV／mm以下で画像濃度が
大きく、1.6KV／mm以上にすると感光体ドラム９
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４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、交流電界の振幅等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、前記交流電界の振幅E_AC
が500V／mm以上、3.8KV／mm（図示せず）以下
で画像濃度が大きく、3.2KV／mm（図示せず）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３図、第４図の曲線Ａ，Ｂ，Ｃの形は
画像濃度がトナーの平均帯電量の大きいほど高い
という点を除けば殆んど同じである。その理由は
次のように考えられる。すなわち、一成分現像剤
はトナー粒子同志の相互摩擦のため、帯電量が正
負にまたがつて広く分布していると予想される。
したがつて、平均帯電量は小さい値になるが、実
際には大きな帯電量、例えば20μC／ｇ以上のト
ナーも一定の割合で存在し、このようなトナーが
主に現像されていると考えられる。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、現像特性の変化はほとんど観測さ
れないと考えられる。

さて、第３図、第４図と同様な実験を条件を変
えながら行なつたところ、交流電界の振幅E_ACと、
周波数の関係について整理でき、第５図に示すよ
うな結果を得た。

第５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、即ち混色が起こりやす
い領域、は交流成分の効果が現われ混色が起
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（前段で）
に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、
交流電界の振幅E_AC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の振幅E_ACに対し、増加傾
向にある領域（即ち、例えば第３図の濃度曲線Ａ
については、交流電界の振幅E_ACが0.2〜1KV／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４２からトナーが飛翔する閾値を
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、現像が行なわれ
る。従つて、交流電界の振幅E_AC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の振幅E_ACが大きく
なるに従い低下する（例えば、第３図の濃度曲線
Ａについては、交流電界の振幅E_ACが1KV以上の
領域）理由はいくつか考えられる。交流電界の振
幅E_AC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
トナーは現像されにくくなる。また小さら電荷を
持つトナーは、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、交流電界の振幅E_AC
が大きすぎると、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
なるという現像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を低下させている
と考えられる。

一方、交流電界の振幅E_ACを大きくすると、前
述したように、予め感光体ドラム９上に形成して
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。この原因は、感光体ドラ
ム９上に付着しているトナーが、交流成分により
スリーブ４２に引戻される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３図、第４図の結果を比較してもわか
るような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に吸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・）≦1.6 なる条件で操作し、かつ前記交流成分の振幅V_AC
（Ｖ）を現像ごとに順次小さくし現像を行なえば、
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。

交流成分の振幅V_AC（Ｖ）を、現像ごとに順次
小さくすれば、交流電界の振幅E_ACも小さくなる。
現像が繰り返されるに従つて（即ち、後段の現像
になる程）前段の現像で既に感光体ドラム９に付
着しているトナー粒子に働く静電力を弱くし、ト
ナーの逆戻りを防ぐことになる。

交流電界の振幅E_AC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
順次広くしていく方法があるが、交流成分の電圧
を順次低くする方法が容易に行なうことが出来
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周波数を順次高く
する。

という方法をそれぞれ単独に又は任意に組み合わ
せることが好ましい。

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。従つて、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４２
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４２に戻るのを防ぐというものである。

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共に、交
流成分の周波数を順次高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
の二方式を採用する場合は、直流バイアスを調整
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例
を第６図および第７図を使用して説明する。

例１第６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５０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
は第一の可視像が形成される。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、第四のトナー像が形成
されるまで行なわれる。即ち、帯電（２回目から
は必ずしも必要ではない）、露光、現像工程が転
写工程を含まない形で４回繰り返されるわけであ
る。そして全部のトナー像が感光体ドラム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Ｆ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、表面に残つているトナーをトナ
ー像形成中に解除されていたクリーニング装置５
６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。なお、本例において、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120
mm／sec、感光体ドラム９の帯電電位は600Vと
し、使用されている現像装置１１Ａ，１１Ｂ，１
１Ｃ，１１Ｄには直流成分が500V、交流成分の
振幅が500Vで、その周波数が1KHzの現像バイア
スが印加され、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
た現像剤の構成は熱可塑性樹脂80重量部、磁性体
20重量部、顔料５重量部、荷電制御剤１重量部に
なつていて、顔料は、１１Ａは黄系、１１Ｂはマ
ゼンタ系、１１Ｃはシアン系、１１Ｄは黒系のも
のが用いられている。また平均帯電量はいずれも
2μC／ｇ、平均粒径は10μｍである。さらに、各
現像装置では、スリーブと磁気ロールが互いに逆
方向に回転しているとともに、穂立規制ブレード
により穂高規制が行なわれていて、そのギヤツプ
は0.4mmで、それにより形成された現像剤層厚は
0.4mmになつている。

以上の構成により、前述のように重ね合わせ現
像により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、既に感光体
ドラム９上に形成されているトナー像を破壊し、
あるいは各現像装置に他の色のトナーが侵入する
ことなく、充分な濃度の可視像を形成することが
出来た。

例２同じく第６図に示すカラー画像形成装置で実施
される。例１と異なるのは、感光体ドラム９とス
リーブの間隙ｄおよび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0.8mm、500V、１１
Ｄでは1.0mm、550Vにを設定されている。トナー
の平均帯電量、交流成分の振幅、周波数は例１と
同じく各現像装置共通で、それぞれ2μC／ｇ、
500V、1KHzである。

本例では、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。

本例によれば、さらに鮮明な画像が得られ、多
数枚転写紙に記録後も、各現像装置に他の色が混
入されることはなかつた。

例３同じく、第６図に示すカラー画像形成装置で実
施される。例１と異なるのは、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700V、450V、１１Ｂでは
600V、500V、１１Ｃでは500V、520V、１１Ｄ
では400V、550Vに設定されている。トナーの平
均帯電量、交流成分の周波数、感光体ドラム９と
スリーブの間隙は例１と同じく各現像装置共通
で、それぞれ2μC／ｇ、1KHz、0.8mmである。

本例では、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。

例４同じく、第６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、
400V、１１Ｂでは1KHz、450V、１１Ｃでは
1.5KHz、500V、１１Ｄでは2KHz、550Vに設定
されている。

また、各現像装置では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。穂高規制は穂立規制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2μC／ｇ、0.8mmであり、その他の
現像条件及び現像剤は例１と同一である。

本例では、交流成分の周波数が現像順に高くな
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共に、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を混入される
ことはなかつた。

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、感光層厚が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に帯電させられた感光体ドラム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１１Ａ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９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Ｇ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、除電
器５５により除電された後、表面に残つているト
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は、
いずれも、0.8mmに設定されている。各現像装置
はスリーブと磁気ロールが互いに逆方向に回転し
て現像剤を搬送しており、現像剤層厚は、いずれ
も穂立規制ブレードで0.4mmに規制されている。

各現像剤はいずれも−2μC／ｇに荷電制御され
ているほかは例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。

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。例５と異なるのは、用いられる現像剤の
平均帯電量と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0μC／ｇ、−20V、１１Ｂでは−μC／
ｇ0V、１１Ｃでは−2μC／ｇ、20V、１１Ｄでは
−4μC／ｇ、50Vに設定されている。交流成分の
振幅と周波数及び感光体ドラム９とスリーブとの
間隙は例５と同じく各現像装置共通で、それぞれ
1.5KV、2KHz、0.8mmである。なお、現像装置１
１Ａに使用されるトナーの帯電量は、平均で示す
とμC／ｇであるが、トナー粒子の相互摩擦によ
り帯電量分布は広範囲にわたつており、必要な電
荷をもつトナーだけが選択され、現像が行なわれ
る。

本例では、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。

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。例５と異なるのは、用いられる現像剤の
平均帯電量と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１
１Ａではそれぞれ0μC／ｇ、2KV、１１Ｂでは−
1μC／ｇ、1.5KV、１１Ｃでは−2μC／ｇ、
1.2KV、１１Ｄでは−4μC／ｇ、0.8KVに設定さ
れている。交流成分の周波数、直流バイアス、感
光体ドラム９とスリーブの間隙は例５と同じく、
各現像装置共通でそれぞれ2KHz、0V、0.8mmであ
る。

本例では、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
制御するとともに現像バイアスの交流成分を順次
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。

以上説明してきた各例では、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。

また、各例では、磁性トナーを使用している
が、非磁性トナーを用いることも可能である。非
磁性トナーを用いる現像方式としては、例えば特
開昭50−30537号公報、あるいは同52−22926号公
報に示されるものが知られている。また、感光体
ドラム９上の可視像を、記録紙に容易に転写させ
るために、トナーの比抵抗は、10¹³Ωcm以上であ
ることが望ましい。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１Kg／cm²の荷重を掛け、荷重
と底面電極との間に1000V／cmの電界が生じる電
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。

さらに、磁性体を除いた現像剤の構成材料は一
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−酢酸ビニル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、疏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。

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
ところ、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
することが好ましい。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。

上述の材料は、混練粉砕するだけでもよいが、
更に下記のようにいくつかの工夫がなされる場合
もある。

１トナー中またはトナー表面に、絶縁性物質を
添加して、電気抵抗を制御する。

２あらかじめ、磁性粉の表面を、界面活性剤、
有機染料、特定の樹脂で被覆したり、表面を活
性化してから重合反応で被膜を作つたりしてお
き、次に樹脂などと混合してトナーにする。こ
の目的は、樹脂中への均一分散を容易にするこ
と、高湿時の画像を向上することなどにある。

３磁性粉の形状、軸比、保持力などの磁気特性
を選択することにより、現像性を向上し、場合
によつては、トナー飛散を防止する。

４粒径、磁性粉量、磁気特性さらには電気抵抗
などの異なる磁性トナーを混合することによ
り、流動性を増し現像性を向上する。

又、磁性粉の多くは黒色であり、黒色顔料の代
用として兼用することもできる。

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。

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。

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。前記具体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、１台の現像装置でも階調性の優れたト
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、像担持体上に潜像を形成す
る工程と、一成分現像剤を用いて潜像を現像する
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、現像バイアスの交流成分の振幅V_AC
（Ｖ）、およびその周波数（Hz）、現像剤搬送体と
像担持体との間隙ｄ（mm）について、相互の関係
が 0.2≦V_AC／（ｄ・）≦1.6 なる条件で操作し、かつ前記交流成分の振幅V_AC
（Ｖ）を現像ごとに順次小さくすることにより、
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図は従来例によるカラー複写機の概略図で
ある。第２図から第７図までは本発明の実施例を
示すものであつて、第２図は現像装置と感光体ド
ラムの断面図、第３図と第４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５図
は交流電界の振幅と周波数とを変化させたときの
濃度特性を示した図、第６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……交流電界の振幅
である。

Claims

【特許請求の範囲】１像担持体上に潜像を形成する工程と、一成分
現像剤を用いて前記潜像を現像する工程とを複数
回繰り返し、前記像担持体上に画像を形成する画
像形成方法において、各現像工程で、現像バイア
スの交流成分の振幅をV_AC（Ｖ）、前記交流成分の
周波数を（Hz）、前記像担持体と現像剤を搬送す
る現像剤搬送体との間隙をｄ（mm）とするとき、 0.2≦V_AC／（ｄ・）≦1.6 なる条件で操作し、かつ前記交流成分の振幅V_AC
（Ｖ）を現像ごとに順次小さくすることを特徴と
する画像形成方法。