JPH0627950B2

JPH0627950B2 - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH0627950B2
Application number: JP58238295A
Authority: JP
Inventors: 尚史庄司; 哲羽根田; 誠一郎平塚
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-12-17
Filing date: 1983-12-17
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2009-04-13
Also published as: JPS60129760A

Description

【発明の詳細な説明】 1.産業上の利用分野本発明は、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
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ィ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
くりかえす。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
ナーとキャ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。一成分現像剤は、
トナーの帯電制御にいくらかの問題点があるものの、ト
ナーとキャリアの構成比や攪拌に留意する必要がなく、
さらに機械を小型化できるという長所をもつ。

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え
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った問題
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、現像条件によっ
ては十分な画像濃度が得られなかったり、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、以上のことを考察してなされたものであっ
て、一成分現像剤を用いて、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.発明の構成即ち、本発明は、帯電器による帯電、像露光装置による
像露光により潜像を形成し、前記潜像を現像バイアスを
印加した現像スリーブ上の一成分現像剤によって非接触
反転現像で現像してトナー像を形成する画像形成工程
を、複数回繰り返して感光体上に複数のトナー像を重ね
合わせて画像を形成する画像形成方法であって、前記画
像形成工程で既に前記感光体にトナー像が形成されてい
る場合には、前記画像形成工程で、前記現像バイアスの
交流成分の振幅をＶ_AC（Ｖ）、周波数（Hz）、前記感
光体と現像剤を搬送する前記現像スリーブとの間隙をｄ
（mm）としたとき、０．２≦Ｖ_AC／（ｄ・）≦１．６０を満たす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っ
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った経過につ
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
位置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（m
m）（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っ
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、一成分磁性トナーを第１
図に示すような現像装置11で実験を行なったところ、第
２図及び第３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（カーボンブラック）10wt
％、磁性体20wt％と荷電制御剤を混練粉砕し、平均粒径
を10μｍとしたものを用いた。帯電量は荷電制御剤で制
御する。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
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の攪拌が十分に行なわれるよう攪拌スクリュー
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、トナーホッパー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0.
7mm、現像剤層厚を0.3mm、スリーブ42に印加する現像バ
イアスの直流成分を500 Ｖ、現像バイアスの交流成分の
周波数を１kHz、感光体の帯電電位を600 Ｖ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）反転現像によっ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で割っ
た値である。第２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、２μ
ｃ／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。

この実験例によると、前記交流電界強度の振幅Ｅ_ACが50
0Ｖ／mm以上、3.8kV／mm（第２図不図示）以下で画像濃
度が大きく、3.2kV／mm（第２図不図示）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に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、一成分現像剤はトナ
ー粒子どうしの相互摩擦のため、帯電量が正負にまたが
って広く分布していると予想される。したがって、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２図、第３図と同様な実験を条件を変えながら
行なったところ、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（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、即ち、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0.2〜１kV／mmとなる領
域については、現像バイアスの交流成分が、スリーブか
らトナーが飛翔する閾値を超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。従って、交流電界強度の振幅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が大きくなるに従い低
下する（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１kV以上の領域）理由はいくつか
考えられる。交流電界強度の振幅Ｅ_ACが大きくなるに従
ってトナーは強く振動し、トナー像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
荷をもつトナー像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
ると、感光体ドラム９表面の電荷がリークすることによ
って、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って画像濃度
を低下させていると考えられる。

一方、交流電界強度の振幅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に吸着され
にくくなることが原因となっている。

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 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、第２図及び第３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望ましい。さらにその領域の中で
も、画像濃度が極大にな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
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上に現像するに
は、現像を繰り返すに従って、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又は任意に組合せて採用す
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。したがっ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って（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に既に付着し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を順次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って順次
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
方法がある。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、交流バイアスを順次小さくするなど
のように組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った他の具体的実施例を第
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でない）、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った除電器55により除電された後、
表面に残っ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。なお、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1
20mm／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500Ｖ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重量部になっていて、
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、現像時にスリーブと磁気ロー
ル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、そのギャップは0.4mm
で、それにより形成された現像剤層厚は0.4mmになって
いる。

以上の構成により、前述のように重ね合せ現像によりト
ナー像を順次重ね合せて、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。

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
0.8mm、550Ｖ、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２μｃ
／ｇ、550Ｖ、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っている。

本実施例によれば、さらに鮮明な画像が得られ、多数枚
転写紙に記録後も、各現像装置に他の色が混入されるこ
とはなかった。

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２μｃ／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ってい
る。

本実施例によっ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っ
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、400Ｖ、11
Ｂ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
ャップは0.5mmであり、現像剤層厚は0.2mmになってい
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、その現像条件及び現像剤は実施例１と同一であ
る。

本実施例では、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っ
ている。

本実施例によっても、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
った。

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
ローチャートである、ＰＨは露光部、ＤＡ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
スを印加するこにより、現像装置内の正帯電トナーＴが
相対的に電位の低い露光部に付着し、現像が行なわれ、
第１の可視像が形成される。

正帯電トナー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
行なっているが正規現像方法、即ち非露光部にトナーを
付着させてトナー像を形成する方法によっても可能なこ
とは言うまでもない。ただし正規現像方法で現像する場
合は毎回帯電工程が必要である。

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
っ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120mm/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、−10
0Ｖに帯電し、絶縁層表面の正電荷を減らしている。−1
00Ｖ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、第一の現像剤装置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55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、表面に残っ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
印加す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は、いずれも、0.8mm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、いずれも磁性ブレードで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
置により異なる点で、現像装置11Ａではそれぞれ０、−
20Ｖ、11Ｂでは−１μｃ／ｇ、０Ｖ、11Ｃでは−２μｃ
／ｇ、２０Ｖ、11Ｄでは−４μｃ／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とスリーブとの間隙は実施例５と同じく各現像装置
共通で、それぞれ1.5kV、２kHz、0.8mmである。なお、
現像装置11Ａに使用されるトナーの帯電量は、平均で示
すと０μｃ／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っており、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っている。

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
０、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とスリーブの間隙は実施例５と同じく、
各現像装置共通でそれぞれ２kHz、０Ｖ、0.8mmである。

本実施例では、現像を繰り返すに従って、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っている。

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
なかった。

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０
Ｖ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Ｔ_１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、又
二次帯電器により、ほぼ０Ｖ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
の可視像が繰り返された後、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
なってもよく、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48-2
2763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、エレクトロファ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、各実施例では、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0.50cm
²の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、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：カーボンブラック青：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ィ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、
フッ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、ニッケルフェライト、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５〜70重量％含有される。
磁性粉の種類や量によっ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
ことが好ましい。

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
合反応で被膜を作ったりしておき、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、場合によっては、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、ワッ
クス、ポリオレフィン類、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、帯電器による帯電、像露光装置によ
る像露光により潜像を形成し、前記潜像を現像バイアス
を印加した現像スリーブ上の一成分現像剤によって非接
触反転現像で現像してトナー像を形成する画像形成工程
を、複数回繰り返して感光体上に複数のトナー像を重ね
合わせて画像を形成する画像形成方法であって、前記画
像形成工程で既に前記感光体にトナー像が形成されてい
る場合には、前記画像形成工程で、前記現像バイアスの
交流成分の振幅をＶ_AC（Ｖ）、周波数（Hz）、前記感
光体と現像剤を搬送する前記現像スリーブとの間隙をｄ
（mm）としたとき、０．２≦Ｖ_AC／（ｄ・）≦１．６０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
って、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、11C、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平塚誠一郎東京都八王子市石川町2970番地小西六写真工業株式会社内 (56)参考文献特開昭58−150973（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−37656（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−37657（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−111563（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電器による帯電、像露光装置による像露
光により潜像を形成し、前記潜像を現像バイアスを印加
した現像スリーブ上の一成分現像剤によって非接触反転
現像で現像してトナー像を形成する画像形成工程を、複
数回繰り返して感光体上に複数のトナー像を重ね合わせ
て画像を形成する画像形成方法であって、前記画像形成工程で既に前記感光体にトナー像が形成さ
れている場合には、前記画像形成工程で、前記現像バイ
アスの交流成分の振幅をＶ_AC（Ｖ）、周波数（Hz）、
前記感光体と現像剤を搬送する前記現像スリーブとの間
隙をｄ（mm）としたとき、０．２≦Ｖ_AC／（ｄ・）≦１．６０を満たすことを特徴とする画像形成方法。