JPH0551915B2

JPH0551915B2 -

Info

Publication number: JPH0551915B2
Application number: JP60248593A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-11-05
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1993-08-03
Also published as: US4721662A; DE3637237A1; JPS62108266A

Description

【発明の詳細な説明】

イ産業上の利用分野本発明は感光体上に画像を形成させる画像形成
装置に関し、特に電子写真法に用いる多色画像形
成用の感光体上に多色画像を形成するようにした
画像形成装置に関するものである。ロ従来技術電子写真法を用いて多色画像を得るに際して従
来から、多くの方法及びそれに使用する装置が提
案されているが、一般的には次のように大別する
ことができる。その１つは、感光体を用いた分解
色数に応じて潜像形成及びカラートナーによる現
像を繰り返し、感光体上で色を重ねたり、あるい
は現像の都度、転写材に転写して転写材上で色重
ねを行なつていく方法である。また、他の方式と
しては、分解色数に応じた複数個の感光体を有す
る装置を用い、各色の光像を同時に各感光体に露
光し、各感光体上に形成された潜像をカラートナ
ーで現像し、順次転写材上に転写し、色を重ねて
多色画像を得るものである。しかしながら、上記の第１の方式では、複数回
の潜像形成、現像過程を繰り返さねばならないの
で、画像記録に時間を要し、その高速化が極めて
難しいことが大きな欠点となつている。又、上記
の第２の方式では、複数の感光体を併行的に使用
するために高速性の点では有利であるが、複数の
感光体、光学体、光学系、現像手段等を要するた
めに装置が複雑、大型化し、高価格となり、実用
性に乏しい。また上記の両方式とも、複数回にわ
たる画像形成、転写を繰り返す際の画像の位置合
わせが困難であり、画像の色ズレを完全に防止す
ることが出来ないという大きな欠点を有してい
る。これらの問題を根本的に解決するため、本発明
者は先に、単一の感光体上に一回の像露光で多色
像を記録する方法を提案した。これは、その一つ
は以下のようなものである。即ち、可視光全域にわたる感光性をもつた感光
層に、複数の色分解フイルタ（各フイルタ部が特
定波長領域の光のみを実質的に透過するフイル
タ）を微細な線条状あるいはモザイク状に組み合
わせた絶縁層を配置した感光体を用い、まずその
全面に像露光を与え、各フイルタの下部の光導電
層に分解画像濃度に応じた電荷を分布（以下これ
を第一次潜像と呼ぶ）せしめ、次いで第一の色分
解フイルタを透過する光によつて全面露光するこ
とによつて、該フイルタの下部の光導電層にのみ
第一次潜像形成過程の強度に応じた静電像（以下
これを第二次潜像と呼ぶ）を形成したフイルタの
種類に対応する色、好ましくはフイルタを透過す
る色の補色の関係にある色のカラートナーで現像
し、更に均一に帯電し、以下各色分解像について
同様な全面露光・現像・再帯電の操作を繰返すこ
とによつて、感光体上に多色画像を形成し、一回
の転写によつて転写材上に一挙に多色画像を記録
するものである。しかし上記方法は、フイルタについてみると理
想的に特定波長域のみについて透過性を有するフ
イルタは作製することが困難である。また感光体
の感度低下を防止するためにはフイルタの分光透
過率は可能な限り高い方がよいが、フイルタの分
光透過率を高くするとどうしても他の光波長に対
しても透光性を有してしまうこととなる。また上記方法は、感光体に特定光の全面露光を
与え特定のフイルタに対応する感光層の電荷を解
放するものであるが、露光光についてみると、全
面露光光は一般に波長分布をもつており、又各フ
イルタは特定波長以外にも僅かながら透光性を有
している。従つて全面露光光は他のフイルタ部の
電荷をも少なからず解放することとなる。このこ
とは他のフイルタ部にも電位パターンが発生する
ことを意味する。従来の透明絶縁層を有する感光
体を用いたNP，KIP方式等の画像形成において
は十分な露光量を与えれば良かつたが、本方式に
よるときは無制限に特定の全面露光を与えること
はできない。ハ発明の目的本発明の目的は、一回の像露光により、色ズレ
のない多色画像を高速且つ簡単に記録し得る感光
体を用いて多色画像を高速かつ簡単なプロセスに
よつて混色のない良好な色再現がなし得るように
した画像形成装置を提供することにある。ニ発明の構成本発明は全面露光の光量を特定の色分解部分に
対しては十分な電位コントラストを生じる一方、
他の色分解部分に対しては電位コントラストを生
じない条件に設定するもので、それは光導電層上
に複数の色分解フイルタを有する絶縁層を設けた
感光体に対し、帯電、像露光後、特定光による全
面露光とカラー現像とを繰り返す画像形成装置に
おいて、前記全面露光の光量Ｌが、前記全面露光
によつて生じる電位が略飽和を示す光量L_pに対
し、 0.7L_p≦Ｌ≦5L_p であることを特徴とする画像形成装置を提供する
ものである。そして、本発明による画像形成装置は、互いに
異る波長領域の光を主に透過させる複数の色分解
部分部からなる層を有し、前記感光体を像露光す
る工程と；しかる後に、前記色分解部分の少なく
とも１種に電位パターンを形成すべく光による全
面露光を与え、現像を行なう操作を前記色分解部
分の種類順に繰返す工程とを有することを特徴と
するものである。ホ実施例以下、本発明を多色像形成用感光体（以下、単
に感光体という）及び多色画像形成のプロセスに
適用した実施例を詳細に説明する。以下の説明に
おいては、分解フイルタとして赤色光、緑色光、
青色光のみをそれぞれ透過する赤、緑、青の各フ
イルタを使用したフルカラー再現用感光体につい
てのみ述べるが、分解フイルタの色及びそれに組
み合わせるトナーの色は上記に限定されるもので
はない。第１図は、本発明によるフイルタの形状及び配
列を例示したものである。ここで、Ｂ、Ｇ、Ｒ、
は夫々、青、緑、赤フイルタ部を示す。第１図Ａは線条状のもので、例えば感光体がド
ラム状の場合、線条が回転方向に直交するもの
と、平行のものなどが考えられる。第１図Ｂ，Ｃはモザイク状のもので、各フイル
タ部のサイズは、第１図中ｌで示す長さが10ない
し500μｍとするのが好ましい。フイルタ部のサ
イズが過少の場合、隣接した他の色の部分の影響
を受けやすくなり、また、フイルタ部の１個の巾
がトナー粒子の粒径と同程度あるいはそれ以下に
なると作成も困難となる。又、フイルタ部のサイ
ズが過大となると画像の解像性、混色性が低下し
て画質が劣化する。形状及び配列は第１図に示し
たものに限らず、どのようなものでもよい。第２図は本発明に使用可能な感光体の断面を模
式的に示したものである。導電性部材又は基板１
上に光導電層２を設け、その上に所要の色分解フ
イルタ例えば赤(R)、緑(F)、青(B)のフイルタ部を多
数を含む絶緑層３が積層されている。導電基板１はアルミニウム、鉄、ニツケル、銅
等の金属あるいはそれらの合金等を用いて円筒
状、無端ベルト状等必要に応じて適宜の形状、構
造のものを作成すればよい。光導電層２は硫黄、セレン、無定形シリコンま
たは硫黄、セレン、テルル、ヒ素、アンチモン等
を含有する合金等の光導電体、あるいは亜鉛、ア
ルミニウム、アンチモン、ビスマス、カドミウ
ム、モリブデン等の金属の酸化物、ヨウ化物、硫
化物、セレン化物の無機光導電性物質；ビニルカ
ルバゾール、アントラセンフタロシアニン、トリ
ニトロフルオレノン、ポリビニールカルバゾー
ル、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレ
ン、多環キノン染顔料、ジスアゾ染顔料等の有機
光導電性物質を同様に蒸着あるいは樹脂分散した
後塗布して形成される。かかる結着剤樹脂として
はポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、シリコ
ン樹脂、フツ素樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁性樹
脂があげられる。また電荷発生層と電荷移動層と
に分けた機能分離型の光電体も用いられる。絶縁層３は透明な絶縁性物質、例えば各種のポ
リマー、樹脂等で構成することができ、その表
面、若しくは内部に色分解フイルタとして働く着
色部を有せしめる。前記着色部は第２図Ａのよう
に所要の色を持つ染料や顔料等の着色剤を加えて
着色した絶縁性物質を光導電層２上に印刷等の手
段によつて所定のパターンに付着させる。この場
合、各色の塗料を複数回（例えば３回）ずつ重ね
て塗布する。あるいは第２図Ｂのように、着色剤
を、光導電層２上に予め均一に形成した無色の絶
縁層３ｂ上に印刷、フオトレジス、蒸着等の手段
により所定のパターンに付着させて形成すること
ができる。また、予め着色部を形成したフイルム
状の絶縁性物質を光導電層上に取り付けても、第
２図Ａ、Ｂの構造の感光体を構成することができ
る。更に、形成された着色部の表面を更に絶縁性
物質３Ｃで被い、第２図ＣやＤのような構成のも
のとしてもよい。尚、第１図Ａ〜Ｃ、第２図Ａ〜Ｄはいずれも、
赤、緑、青のいわゆる３色分解フイルタを設けた
場合を示す。次に、上記感光体を用いた多色画像形成のプロ
セスを第３図について説明する。同図は光導電層
として硫化カドミウムのようなｎ型（即ち、電子
移動度の大きい）光半導体を用いた感光体の一部
分を取り出し、そこにおける像形成過程を模式的
に表わしたものであり、また各部の断面ハツチン
グは省略している。図中、１、２はそれぞれ導電
性基板、光導電層であり、３は３色分解フイルタ
部Ｒ，Ｇ，Ｂを含む絶縁層である。また、各図の
下方のグラフは感光体各部表面の電位を示してい
る。まず、第３図１のように、帯電器４によつて全
面に正のコロナ放電を与えると絶縁層３表面に正
の電荷を生じ、これに対応して光導電層２と絶縁
層３の境界面に負の電荷が誘発される。次いで、第３図２のように、露光スリツトを備
えた帯電器５により交流若しくは負の放電を与
え、絶縁層３表面の電荷を消去しながら着色像の
露光、例えば赤色像露光L_Rを与える。赤色光は
絶縁層３の赤色フイルタ部Ｒを通過し、その下部
にある光導電層２を導電性とするため、同フイル
タ部において光導電層２中の電荷を消去する。こ
れに対し、緑色３Ｇ、青色フイルタ部３Ｂは赤色
光を透過しないため、光導電層２の負電荷はその
まま残留する。また、帯電器５の作用により、感
光体の表面電位が均一になるように絶縁層３上の
電荷分布が変化する。以上のようにして第一次潜像が形成される。原
稿の緑色成分や青色成分が照射された部分も、
各々のフイルタ部について同様の結果を与える。
第一次潜像は、すべての色成分がそれぞれのフイ
ルタ部の下に像状の電荷分布として存在している
状態である。この段階では、光導電層２上の電荷
が消去された部分はもとより、電荷の残留してい
る部分も、感光体表面では同電位となるため静電
像としては機能しない。なお、第３図２では、帯電後の電位はほぼ零の
場合を示してあるが、負に迄帯電してもよい。次いで、第３図３のように、絶縁層３に含まれ
たフイルタ中の一種を透過する光、例えば光源６
Ｂと青色フイルタF_Bによつて得られた青色光L_B
で全面露光を与えると、青色光を透過するフイル
タＢ部下方の光導電層２が導電性となり、該部分
の光導電層２の負電荷の一部と導電性基板１の電
荷が中和されて、フイルタＢの表面の電荷のみが
残り、それにより電位パターンが発生する。青色
光を透過しないＧ、Ｒの部分には変化は生じな
い。これが第二次潜像である。そして、フイルタ
Ｂ上の電荷像を負に帯電したイエロートナーT_Y
を含む現像剤で現像すると、電位が相対的に高い
フイルタＢ部の表面にのみトナーが付着し、現像
が行なわれる（第３図４）。次いで、生じた電位差を消去すべく第３図５の
ように帯電器８によつて表面電位を均一にした
後、第３図６のように緑色L_Gで全面露光を与え
ると前記青色光の場合と同じく緑色フイルタ部Ｇ
の部分に第二次潜像が形成される。これを第３図
７のようにマゼンタトナーTMで現像すれば、フ
イルタＧの部分にのみマゼンタトナーTMが付着
する。続いて第３図８のように、同様に表面電位
を均一にした後、赤色光の全面露光を与えた赤色
フイルタ部Ｒに現われた第二次潜像をシアントナ
ーＴＣで現像する。なお図示例では、赤色フイル
タＲには光導電層２に電荷が存在しないため全面
露光を行なつても電位差は発生せず、シアントナ
ーで現像を行なつてもシアントナーは付着しな
い。こうして得られたトナー像を複写紙等の転写材
上に転写し、定着すれば、転写材上にはイエロー
トナーとマゼンタトナーとの混色による赤色像が
再現される。なお、像露光は、紫外及び赤外域が
カツトされた光で行なうのが望ましい。他の色に
ついても、下記表−１のごとく、三色分解法と３
原色トナーとの組み合わせによる色再現が行なわ
れる。この表中、記号「〓」は第一次潜像形成段階の
状態、記号「〇」は第二次潜像形成段階、記号
「〓」は現像の行なわれた状態、記号「↓」は上
欄の状態がそのまま維持されてていることを示
す。空欄は光導電層に像が存在しない状態を表わ
している。

【表】

【表】＊感光体上のフイルタ
＊＊ Y：イエロー、M：マゼンタ、C：シアンの各ト
ナーの存在を示す。
尚、上記の説明はｎ型光半導体層を用いた例に
よつているが、セレン等のｐ型（即ち、ホール移
動度の大きい）光半導体層を用いることも勿論可
能であり、この場合は電荷の正負の符号がすべて
逆になるだけで、基本的なプロセスはすべて同一
である。尚、一次帯電時に電荷注入が困難である
場合は光による一様照射を併用する。上記の説明で明らかにように、本実施例によれ
ば、多色画像形成用感光体に帯電を行ないつつ像
露光を与えた後、複数種のフイルタの１種を透過
する光で全面露光を与えて現像を行なう工程を前
記フイルタ種類に応じて繰り返す。即ち、微細な
色分解フイルタを感光体上に配置し、像露光（第
３図２の工程）後、三色分解光による全面露光
（第３図３，６の工程）を与え、色分解フイルタ
の各色部分毎に第二次潜像を形成し、対応する色
のトナーを用いて現像（第３図４，７の工程）
し、これを繰り返して多色像を得る。従つて、こ
のプロセスによれば、可視光全域にわたる感光体
をもつた光導電層に複数の色分解フイルタを微細
な線条状あるいはモザイク状等に組み合わせて配
置した感光体を用い、まずその全面に潜像光を与
え、各フイルタの下部の感光層に分解画像濃度に
応じた第一次潜像を形成せしめ、次いで第一の色
分解フイルタを透過する光によつて全面露光する
ことによつて該フイルタ部上に第一次潜像に応じ
た第二次潜像を形成する。そして、フイルタの色
に対応する色、好ましくはフイルタを透過する色
の補色の関係にある色のカラートナーで現像し、
以下各色分解像について同様の操作を繰り返すこ
とによつて感光体上に多色画像を形成し、一回の
転写によつて転写材上に一挙に多色画像を記録で
きる。第４図は上記プロセスを実施するに適した本発
明の一実施例を示すカラー複写機の画像形成装置
の概要図である。図中、４１は第１第２図に示す
構成をもつつ感光体ドラムであつて、複写動作中
は矢印ａ方向に回転する。感光体ドラム４１は回
転しながら必要に応じて光を照射しつつ帯電電極
４で全面に電荷を与えられ、次の露光スリツトを
備えた電極５から交流、又は電極４とは反対符号
のコロナ放電を受けつつ原稿Ｄの像露光Ｌが与え
られ、第一次潜像形成過程が終了する。次いで光
源６Ｂと光源用着色フイルタF_Bとの組み合わせ
によつて得られる青色光に全面露光されイエロー
成分の第二次潜像が形成される。次にこれがイエ
ロートナーを装填した現像器１７Ｙで現像され
る。続いて電極１４により感光体表面が一様電位
にされた後、光源６Ｇ、緑色光源フイルタF_Gか
らの緑色光による全面露光、マゼンタトナーを装
填した現像器１７Ｍによる現像を受ける。さらに
電極１５により感光体の電位が均一にされ、光源
６Ｒ、赤色光源フイルタF_Rからの赤色光による
全面露光、シアントナーを装填した現像器１７Ｃ
による現像を受ける。その結果、感光体ドラム上
に多色像が形成される。得られた多色トナー像は
転写前帯電極１１により帯電された後、用紙給送
手段によつて供給されて来る複写紙８上に、転写
電極９によつて転写される。転写される多色トナ
ー像を担持した複写紙は分離電極１０によつて感
光体ドラムから分離され、定着装置１２によつて
定着され完成された多色複写物となり、機外に排
出される。転写を終わつた感光体ドラム４１は除
電光を照射され、除電電極１１で除電され、クリ
ーニングブレード１３で表面に残留したトナーが
除去されて再び使用される。上記の画像形成プロセスにおいて、使用される
現像剤は非磁性トナーや磁性トナーを用いるいわ
ゆる一成分現像剤、トナーと鉄粉等の磁性キヤリ
アを混合したいわゆる二成分現像剤ののいずれを
も使用することができる。現像に当たつては磁気
ブラシで直接摺擦する方法を用いてもよいが、特
に、少なくとも２回目の現像以後は、形成された
トナー像の損傷を避けるため、現像剤搬送体上の
現像剤層が感光体面を摺擦しない非接触現像方式
を用いることが必須不可欠である。この非接触方
式は、採色を自由に選べる非磁性トナーや磁性ト
ナーを有する一成分あるいは二成分現像剤を用
い、現像域に交番電場を形成し、静電像支持体
（感光体）と現像剤層を摺擦せずに現像を行うも
のである。これを以下に詳述する。前述のような交番電場を用いた繰返し現像で
は、既にトナー像が形成されている感光体に何回
か現像を繰り返すことが可能となるが、適正な現
像条件を設定しないと後段の現像時に、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。これを防止するに
は基本的には、現像剤搬送体上の現像剤層を感光
体に摺擦若しくは接触させないで操作することで
ある。すなわち、感光体と現像剤搬送体との間隙は、
現像剤搬送体上の現像剤層の厚さより大きく保持
しておく（但し、両者間に電位差が存在しない場
合）。上述の問題点をより完全に回避し、さらに各ト
ナー像を十分な画像濃度で形成するためには、望
ましい現像条件が存在することが本発明者の実験
により明らかになつた。この条件は、現像領域における感光体と現像剤
搬送体との間隙ｄ（mm）（以下、単に間隙ｄという
場合がある）、交番電場を発生させる現像バイア
スの交流成分の振幅V_AC及び周波数（Hz）の値
を単独で定めて得ることは難しく、これらパラメ
ータは相互に密接に関連していることが明らかと
なつた。以下、その経過を説明する。実験は、第４図に示すカラー複写機を用いて行
ない、現像装置１７Ｙ及び１７Ｍで２色トナー像
を形成する際、現像装置１７Ｍの現像バイアスの
交流成分の電圧や周波数等のパラメータの影響を
調べた。第５図は第４図に示した各現像器１７Ｙ、１７
Ｍ、１７Ｃの基本的構造を示すものであつて、ス
リーブ７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Deをスリーブ７の周面上
を矢印Ｂ方向に搬送させ、現像剤Deを現像領域
Ｅに供給している。磁気ロール４３が矢印Ａ方
向、スリーブ７が矢印Ｂ方向に回転することによ
り、現像剤Deは矢印Ｂ方向に搬送される。現像
剤Deは、搬送途中で磁性体からなる穂立規制ブ
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Deの撹拌が十分行なわ
れるような撹拌スクリユー４２が設けられてお
り、現像剤溜り４７内のトナーが消費されたとき
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からトナーＴが補給され
る。そして、スリーブ７と感光体ドラム４１の間に
は、現像バイアスを印加すべく直流電源４５と交
流電源４６が直列に設けられている。Ｒは保護抵
抗である。初めに現像装置１７Ｍに収納した現像剤De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
％、荷電制御剤を混練粉砕し、平均粒径15μmと
し、さらにシリカ剤の流動化剤を加えたものを用
いる。帯電量は帯電制御剤で制御する。実験の結果、第６図および第７図に示すような
結果が得られた。第６図は、現像装置１７Ｍにおいて感光体ドラ
ム４１とスリーブ７との間隙ｄを0.7mm、現像剤
層厚を0.3mm、スリーブ７に印加する現像バイア
スの直流成分を50v、現像バイアスの交流成分の
周波数を1kHzの条件で、帯電後に一様露光後感
光体の表面電位が500Vの領域を現像したときの、
交流成分の振幅と、黒色トナー像の画像濃度との
関係を示している。なお、このとき現像装置１７
Ｙにはイエロートナーとキヤリアからなる二成分
現像剤が収納されている。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６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、電
界の交流成分の振幅が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
ると感光ドラム４１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７図は、現像バイアスの交流成分の周波数を
2.5kHzとし、第６図の実験時と同一の条件によ
り、交流電界強度等を変化させたときの画像濃度
の変化を示す。この実験結果によると、前記交流電界強度の振
幅がE_ACが500V／mm以上、3.8kV／mm以下で画像
濃度が大きく、3.2kV／mm（第６図では不図示）
以上になると、感光体ドラム４１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６図、第７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飽和する、あるい
はやや低下するように変化するが、この振幅の値
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していない。さて、第６図、第７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でき、第８図
に示すような結果を得た。第８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、で示した領域は既に形成
されているトナー像の破壊が起こりやすい領域、
、は交流成分の効果が現われ十分な現像濃度
が得られかつ既に形成されているトナー像の破壊
が起こらない領域ではそのうち特に好ましい領
域である。この結果は、感光体ドラム４１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）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４１とスリーブ７
の間隙をｄ（mm）とするとき 0.2≦V_AC／（ｄ・）≦1.6 を満たす条件により現像を行なえば、既に感光体
ドラム４１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、第６図及び第７図で画像濃度が交流電
界に対して増加傾向を示す領域である、 0.4≦V_AC（ｄ・）≦1.2 の条件を満たすことがより望ましい。さらにその
領域の中でも、画像濃度が飽和するよりやや低電
界にあたる領域、 0.6≦V_AC（ｄ・）≦1.0 を満たすことが更に望ましい。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４１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。次に、二成分現像剤を用いて、上記と同様に第
４図に示すカラー複写機で実験を行なつた。現像
装置１７Ｍに収納されている現像剤De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20μm、磁化30emu／ｇ、
抵抗率10¹⁴Ω^-cmの物性を示すように微細酸化鉄
を樹脂中に分散して作成されたキヤリアであり、
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の電界が生ずる電圧が生ずる電圧を
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Deした。なお、
トナーはキヤリアとの摩擦により負に帯電する。この実験結果を第９図及び第１０図に示す。第９図は、感光体ドラム４１とスリーブ７との
間隙ｄを1.0mm、現像剤層厚を0.7mm、現像バイア
スの直流成分を50V、交流成分の周波数を1kHzの
条件で、一様露出後の感光体の表面電位が500V
の領域を現像したときの交流成分の振幅と黒色ト
ナー像の画像濃度との関係を示している。なお、
現像装置１７Ｙにはイエロートナーとキヤリアか
らある二成分現像剤が収納されている。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をを間隙ｄで割つた値である。第９図に示す曲線Ａ、Ｂ、Ｃはトナーの平均帯
電量が夫々−30μc／ｇ、−20μ／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以上に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１０図は、現像バイアスの交流成分の周波数
を2.5kHzとし、第９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。この実験結果によると、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４１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９図、第１０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飽和する、ある
いはやや低下するように変化するが、この振幅の
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していない。さて、第９図、第１０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１
１図に示すような結果を得た。第１１図にはおいて、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、で示した領域は既
に形成されているトナー像の破壊が起こりやすい
領域、、は交流成分の効果が現われ十分な現
像濃度が得られ、かつ既に形成されているトナー
像の破壊が起こらない領域で、はその中で特に
好ましい領域である。この結果は、感光体ドラム
４１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、一成分現像剤の場合と同様に交流
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４１とスリー
ブ７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４１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。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 を満たすことがより好ましい。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、より鮮明な色にごりにない多色画像
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、一成分現像剤を用いた場合と同様に交流成分
の周波数は200Hz以上とし、現像剤を感光体ドラ
ム４１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。画像形成プロセスは前記に例示した通りである
が、感光体ドラム４１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４１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。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４１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４１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４
１とスリーブ７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
像が切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４１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。次に第１図及び第２図に示した感光体の前面に
設けたフイルタと、その前面から全面露光を行う
光源との関係について説明を行う。既に述べたよ
うに全面露光光は一般に波長分布をもつている。
また各フイルタは特定波長域以外にも僅かながら
透光性を有している。このために全面露光光は他
のフイルタ部の電荷をも少なからず解放し他のフ
イルタ部にも電位パターンが発生するということ
を意味する。従つて本方式による画像形成装置に
あつては無制限に全面露光を与えることができな
いという問題を有している。本発明者は全面露光
の光量を特定のフイルタに対しては十分な電位コ
ントラストを生じる一方、他のフイルタに対して
は電位コントラストを生じない条件を設定するよ
うにした。又フイルターの一部が互いに重なる感
光体の場合にもこの条件は重要である。フイルターの大きさを小さくすれば再現される
画像の解像力は向上するが、このためにはフイル
ターの製作時例えば、Ｂ、Ｇ、Ｒの位置合わせが
極めて精度良く行なう必要があるが、実際数ミク
ロン程度のオーバーラツプや位置ずれは避けられ
ない。この重なり合う部分下の光導電層は像露光の際
フイルター部よりも透過率が低いために電荷が解
放されない。いい換えると原稿の黒地部分と同じ
になる。この部分に十分全面露光が成されるとこ
の部分に電位パターンが生じてしまい白地原稿に
対応した部にもトナーが付着されることになる。
この場合にも全面露光光量を制限することは電位
パターンの発生を防止する効果がある。位置ずれによりフイルターが付着しなかつた部
分には透過率が高いために像露光時、感光層の電
荷は十分に解放されるために全面露光により生じ
る電位コントラストは小さい。このためにハイラ
イト部でトナーが付着せず問題を生じない。第１２図は感光体上に位置した赤(R)・緑(F)・青
(B)の各フイルタの透過率を示す１実施例であつ
て、各フイルタの光波長に対する透過率を示して
いる。何れのフイルタについても裾を引いた形と
なつている。また第１３図には全面露光を行う蛍
光灯の光波長に対する相対出力を示す実施例で、
第１３図ａは青色蛍光灯、第１３図ｂは緑色蛍光
灯、第１３図ｃは赤色蛍光灯の特性を示したもの
である。各色蛍光灯について他色部分についても
若干の波長分布を有していることを示している。第１２図に示すフイルタ前面から第１３図に示
す蛍光灯による全面露光を行うことによつて生じ
る電位差をパラメータとして、露光量との関係を
求めたのが第１４図である。赤(R)、緑(F)、青(B)の
３色光について、カーブは折れ曲りを示し、図上
L_RO、L_GO、L_BOで示したような変曲点が得られた。
全面露光量によつて電位が容易に飽和していない
のは、感光層の他のフイルタ部のトラツプ電荷の
減衰、及び他フイルタ部を全面露光が通過するこ
とによる。特に緑色光について全面露光で飽和し
ずらいのは、第１２図に示す裾を引いた形状の青
色(B)と赤色(R)の分光率透過分布と、及び第１３図
ｂに示すような緑色蛍光灯の光波長分布が一部重
なつているために、青色(B)と赤色(R)フイルタ下の
感光体に一部の光が入射し、電荷の解放が行なわ
れてるからである。このことから緑色の全面露光
量を適量にすることが必要であるが或いは緑色(F)
光の全面露光は青色(B)光及び赤色(R)光の全面露光
終了後、最後に行うのが好ましい。以上の傾向が
認められたが、第１４図上での変曲点L_RO、L_GO、
L_BOをもつて夫々の色光について、全面露光によ
つて生じる電位がほぼ飽和を示す光量L_pと定義し
た。赤色(R)光の一様露光量L_RをL_ROとし、同様に
緑色(F)光の全面露光量L_GをL_GOとし、青色(B)光の
全面露光量L_BをL_BOとしたとき、実施例における
感光体上の各特定光による表面電位は略OVの白
地電位に対し黒地電位が各々V_R＝250V、V_G＝
270V、V_B＝250Vであつた。赤(R)、緑(F)、青(B)の３色光について、全面露光
の露光量を、全面露光によつて生じる電位が略飽
和を示す光量L_RO、L_GO、L_BOを基準として変化さ
せたときの画像について色表現の画像評価を行つ
た。フイルター部には各々イエロトナー、マゼンタ
トナー、シアントナーを対応させて付着させた。（表−２〜４）

【表】上記テスト（表−２）において、L_B＝0.6L_BOと
したときは、イエロー画像について濃度不足が認
められた。逆にL_B＝6L_BOとしたときは、イエロー
トナーが他のフイルター部にも付着し色の混濁と
画質の低下が認められた。L_B＝0.9〜3.0L_BOにつ
いては各色とも良好な色再現がされていた。

【表】上記テスト（表−３）において、L_G＝0.6L_GOと
したときは、マゼンタ画像について濃度不足が認
められた。逆にL_G＝6L_GOとしたときは、マゼンダ
トナーが他のフイルター部にも付着し色の混濁と
画質の低下が認められた。L_G＝0.9〜3.0L_GOにつ
いては各とも良好な色再現がなされていた。

【表】上記テスト（表−４）においてL_R＝0.6L_ROとし
たときは、シアン画像について濃度不足が認めら
れた。逆にL_R＝6L_ROとしたときはシアントナーが
他のフイルター部にも付着し色の混濁と画質の低
下が認められた。L_R＝0.9〜3.0L_ROについては各
色とも良好な色再現がなされていた。以上のテストは、２色光については全面露光量
飽和光量L_Oとし、他の１色光について全面露光
量を変化させたテスト結果であるが、L_R＝n₃L_RO、
L_G＝n₂L_GO、L_B＝n₁L_BOとし、n₁、n₂、n₃を変化さ
せ夫々全面露光量を変化させたケースについて
も、ほぼ上記の結果と同じ傾向と結果を示すもの
であつた。次に、以上のような結論に基づき、本発明者が
実際に行つた具体的な実験例を説明する。即ち、下記表−５の条件で多色像を記録したと
ころ、各色のトナーが互いに重なり合うことが少
く、加法混色による色表現の良好な記録が可能で
あつた。

【表】

【表】以上説明した現像方法による画像形成装置に限
らず、感光体を摺擦せずに行う現像方法の変形例
として、複合現像剤中から、トナーのみを現像剤
搬送担体上に取り出して、交番電気中でトナーに
よる一成分現像を行なう方法（特開昭59−42565
号、特願昭58−231434号）、線状あるいは網状制
御電極を設けて交番電界中で一成分現像剤による
現像を行なう方法（特開昭56−125753号）、同様
な制御電極を設けて交番電界中で二成分現像剤に
よる現像を行なう方法による装置も（特願昭58−
97973号）も本発明による多色画像形成装置法に
含まれることはいうまでもない。以上の実施例では、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を定着する方式も採用
することができる。又、感光体の層構成を、特願昭59−19954号に
示されている絶縁層、光導電層、透明導電層及び
フイルタを設けて絶縁層側から各帯電、裏面のフ
イルタ側からの像露光、全面露光を与えることに
より絶縁層側から現像する構成もとりうる。本発明はフイルターの一部が透明である特願昭
59−198167号の色フイルター部及び透明フイルタ
ー部に対しても、好ましい全面露光光量は同様で
ある。又本発明は、一次帯電、一次帯電とは実質的に
逆極性の二次帯電、像露光後、電位パターンの平
滑化のための再帯電、特定光による全面露光、特
定の色トナーによる現像をくり返す画像形成方法
に用いることができる。さらに本発明は特願昭59−201085号に示されて
いる絶縁層と色分解機能を有する感光層からなる
感光体に同様に一次帯電、二次帯電と同時像露光
後、特定光による全面露光、特定の色トナーによ
る現像、電位パターンの平滑化のための再帯電を
くり返す画像形成方法や一次帯電、一次帯電と実
質的に逆極性の二次帯電、像光後電位パターンの
平滑化のための再帯電、特定光による全面露光、
特定の色トナーによる現像をくり返す画像形成方
法にも用いることができる。この場合は、感光層
の分光感度分布が色分解フイルターと同様に他の
波長域にも感度を有するために特定光による全面
露光により他の部分にも電位パターンを生じるた
めに同様に色の混合が解像力の低下することによ
るものである。特定光による全面露光を適正化す
ることにより良好な色再現をうることができる。また、以上の説明はすべていわゆる３色分解フ
イルタと３原色トナーを用いたカラー複写機の例
について述べたが、本発明の実施態様はこれに限
定されるものではなく、各種の多色画像記録装
置、カラー写真プリンタ等広く使用することがで
きる。分解フイルタの色、及びそれに対応するト
ナーの色の組み合わせも目的に応じて任意に選択
できることはいうまでもない。前述の多色画像形成工程において、各全面露光
光は必ずしも、Ｂ、Ｇ、Ｒ光である必要はない。
すなわち、感光体のすでに全面露光が透過したフ
イルタ部では、絶縁層と光導電層の境界面の電荷
がすでに消去しているので、再度光が透過しても
表面電位の変化は少ない。したがつて、例えば全
面露光を赤色光、黄色光、白色光の順で行ない、
それに応じてシアントナー、マセンタトナー、イ
エロートナーの順で現像しても、原稿の色再現が
良好になされている多色画像を得ることができ
る。もちろん、これに限らず、他の分光分布の光
で全面露光を行つてもよい。なお、上述のよう
に、感光体上の一部のフイルタを２度以上全面露
光光が透過するときは、絶縁層と光導電層の境界
面の電荷を完全に消去すべく、現像後に光を照射
することが望ましい（特願昭59−198171号）。ま
た、感光体のフイルタ構造も上述したものに限ら
ず、そのパターンや配置等は種々変更できる。ヘ発明の作用効果本発明は光導電層上に複数の色分解フイルタを
有する絶縁層を設けた感光体に対し、帯電、像露
光後、特定光による全面露光とカラー現像と繰り
返す画像形成装置において、全面露光の光量Ｌが
全面露光によつて生じる電位が略飽和を示す光量
L_pに対し、0.7L_p≦5L_pにすることにより、多色画
像形成感光体において異る色情報に対応する電位
パターンの混入を完全に或いは充分に防止でき、
従つて色分解された電位により加法混色が実現可
能であつて色再現の良好な多色画像が得られる。しかも、この感光体を用いて、像露光による第
一次潜像形成後に、色分解機能部の少なくとも１
種に電位パターンを形成させる全面露光及び現像
の工程を繰返しているので、従来複数回を必要と
した全面帯電、像露光を僅か１回とすることがで
き、転写に当たつての各種画像の位置合わせの必
要がなく、装置の小型化、高速化、信頼性の向上
をはかることができる。得られた記録物も色ズレ
の全くない混色がなく良好な色再現がなされた高
画質のものとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図Ａ、Ｂ、Ｃは各感光体表面のフイルタの配列
を示す平面図。第２図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは各感光体
の断面図。第３図１、２、３、４、５、６、７、８は画像形
成工程を示すプロセスフロー図。第４図はカラー
複写機の概略図。第５図は現像装置の断面図。第
６図、第７図は一成分現像剤による現像の実験デ
ータのグラフ。第８図は一成分現像剤による現像
の最適条件を示すグラフ。第９図、第１０図は二
成分現像剤による現像の実験データのグラフ。第
１１図は二成分現像剤による現像の最適条件を示
すグラフ。第１２図は各フイルタの透過率を示す
グラフ。第１３図は蛍光灯の波長特性を示したも
ので、ａ青色、ｂ緑色、ｃ赤色蛍光灯である。第
１４図は各色の全面露光量と感光体の電位差の関
係を示すグラフ。１…導電性基板、２…光導電層、３…色分解フ
イルタを含む絶縁層、４、１４、１５…帯電器、
５…露光スリツトを備えた帯電器、８…複写紙、
１７、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ…現像器、４１…
感光体ドラム、Ｒ…赤色フイルタ部、Ｇ…緑色フ
イルタ部、Ｂ…青色フイルタ部、F_B…青フイル
タ、F_G…緑フイルタ、F_R…赤フイルタ、L_R…赤
色光、L_B…青色光、L_G…緑色光、TY…黄トナ
ー、TM…マゼンタトナー、De…現像剤、Ｔ…
トナー。

Claims

【特許請求の範囲】１光導電層上に複数の色分解フイルタを有する
絶縁層を設けた感光体に対し、帯電、像露光後、
特定光による全面露光とカラー現像とを繰り返す
画像形成装置において、前記全面露光の光量Ｌが、前記全面露光によつ
て生じる電位が略飽和を示す光量Ｌ。に対し、 0.7L_p≦Ｌ≦5L_p であることを特徴とする画像形成装置。