JPH0715599B2

JPH0715599B2 - 電子写真方法

Info

Publication number: JPH0715599B2
Application number: JP59103834A
Authority: JP
Inventors: 秀己江上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-05-23
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPS60247650A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、画像形成方法に係り、詳しくは、異なる潜像
に基づく画像を得る画像形成方法に関する。

従来、各種の電子写真法に基づき、異なる２種の潜像
（例えば、フォーマット枠と、文字情報、或は黒色文字
情報と赤色マーク、印影の組合せ等）を形成し、これら
を同一又は異なる色の現像剤で現像して画像を得る方法
が各種提案されている。

しかし、異なる像間に混色が生じ、更に又、先に形成し
た現像像が続く現像にて乱される不都合があった。

第１図は、従来の画像形成プロセスの一例を説明するも
ので、（Ｉ）〜（Ｖ）は各工程を示し、各工程において
上側に感光体の電荷状態を、下側にその時の感光体表面
電位を各々模式的に示している。

第１図の第（Ｉ）工程において、Se等の光導電層a₁を導
電層a₂に設けた感光体Ａをコロナ帯電器Ｃで例えば＋60
0Vに帯電させ、次に第（II）工程でフォーマット等の光
情報による第１の露光L₁を行い、露光部の表面電位を例
えば、＋50Vに減衰させ感光体面に像状の第１の静電潜
像を形成する。

次いで第（III）工程において、例えばプラス極性の赤
色トナーＴ（Ｒ）と鉄粉キャリアから成る二成分現像剤
を有する第１の現像器のマグネットスリーブにバイアス
電圧（例えば＋400V:破線で示す）を印加して露光部を
反転現像する。

第１の現像後第（IV）工程において、感光体Ａに文字等
の画像情報の第２の露光L₂を行い露光部の電位を例えば
＋50Vに減衰させ第２の静電潜像を形成する。次に第
（Ｖ）工程で、例えばプラス極性の黒色トナーＴ（Ｂ）
と鉄粉キャリアからなる二成分現像剤を有する第２の現
像器のマグネットスリーブにバイアス電圧（例えば＋40
0V:破線で示す）を印加して第２の露光部を反転現像す
る。

上記のプロセスにおいて、第１の露光部の赤トナーＴ
（Ｒ）で現像された部分に黒トナーＴ（Ｂ）の混色が生
じ易かった。

それは例えば、未露光部が＋600V、露光部が＋50Vのと
き、第１現像後、露光部はトナー電荷により電位が上昇
して＋150V前後になる。次に第２潜像の形成後、＋400V
の現像バイアスを印加して第２現像を行うと第２露光部
は充分に現像されるが、それと共に第１露光部にも相当
量の黒トナーが現像されるからである。

この第２の現像時、現像バイアス電圧を第１露光部が現
像されない様に充分低くする（例えば＋150V）と第２露
光部の現像が不充分となると共に、未露光部にキャリア
付着が生ずる。

更に、第１図のプロセスにおける問題点は第２現像にお
いて第１露光部に既に現像されている赤トナーＴ（Ｒ）
がかき落とされる点である。これは、第２現像におい
て、二成分現像剤によって形成される磁気ブラシが赤ト
ナー現像部を機械的に摺擦することが主因であるが、ま
た現像剤中のマイナスに帯電したキャリアにプラス極性
の赤トナーが静電的に吸着されることも影響している。

この問題の対策として、現像バイアス電圧を第１現像時
より第２現像時の方を高くすることが提案されている
が、前記の不都合を生ずるので不適当である。

本発明は、上述の問題点を解決し、異なる潜像に基づく
画像を良好に得る電子写真方法を提供することを目的と
する。

上記目的を達成するため、本発明は電子写真感光体に対
し、帯電する工程、露光する工程、露光部を反転現像す
る工程の各工程を複数回繰り返し行なって感光体上に複
数のトナー像を形成する電子写真方法において、第２回目以降の再帯電が行なわれた後の現像工程時、こ
れ以前に感光体に形成されたトナー像の下部の感光体表
面電位の絶対値を非画像部の感光体表面電位の絶対値よ
り小さく、且つ現像バイアス電圧の絶対値は上記トナー
像の下部の感光体表面電位の絶対値より小さく且つ露光
部の感光体表面電位の絶対値より大きいことを特徴とす
るものである。

以下、本発明の詳細を具体例により図面を参照しつつ説
明する。

第２図は、本発明に基づくプロセス工程の一実施例を説
明するもので、（Ｉ）乃至（IV）は各ステップ工程で、
各工程にて上側は感光体の電荷状態を、下側は感光体野
表面電位を示す模式図である。

第（Ｉ）工程にて、Se光導電層a₁を導電層a₂に設けた感
光体Ａをコロナ帯電層をC₁で約＋600Vに帯電させる。

第（II）工程で、フォーマット等の光情報による画像情
報に基づく第１の露光L₁を行い、第１の静電潜像を形成
する。このとき、例えば露光明部において表面電位を約
＋50Vに減衰させる。

次いで第（III）工程において、例えばプラス極性の赤
色トナーＴ（Ｒ）と鉄粉キャリアから成る二成分現像剤
を有する第１の現像器のマグネットスリーブニバイアス
電圧（例えば＋400V:破線で示す）を印加して露光部を
反転現像する。

第（IV）工程で、感光体Ａ表面に帯電器C₂により１次帯
電と同極性のコロナ放電を行う。この帯電器C₂のシール
ドの開口部には約1mm間隔で多数のグリッドワイヤがコ
ロナ放電ワイヤと平行に張架されており、そのグリッド
ワイヤには＋600Vのバイアス電圧が印加されている。ま
たグリッドワイヤと感光体表面との距離は約1mmであ
る。この帯電により、赤色トナーT_Rの付与された部分の
ドウム表面電位は、この赤色トナーT_Rの付与されていな
い非画像部のドラム表面電位の電位よりも低くなる。

これにより本実施例は、例えばトナー像下部の表面電位
が非画像部の表面電位より高い場合に比べ、トナーが剥
ぎ取られトナーが非画像部に飛び散ることを抑えること
ができ、非画像部に飛び散ったトナーが次に形成される
トナー像と混色することを防止することができる。

これは、トナー付与部の静電要領が増大したにもかかわ
らず、十分な電荷量が照射されないためである。トナー
の付与さた部分とトナーのない部分との電位差をほとん
どなくすには、高性能の帯電器が必要となりコスト高に
なる。上記の電位の差はトナー層の厚み、トナーの材
質、トナーのパッキング状態、トリボ値等に依存すると
も、帯電器の性能に関する帯電の時定数にも関係してく
るが、結局は帯電能力の高い、効果かつ機内のスペース
を多くとる帯電器が必要となるからである。

次いで第（Ｖ）工程において、第２の走査露光L₂を行い
第２の潜像を形成し、第（VI）工程において例えば黒色
の磁性のプラス極性を有する絶縁トナーT_Bを現像スリー
ブにコーティングしてジャンピング現像を行い、第２の
潜像を反転現像し、走査露光L₂部に黒色トナーT_Bを付与
する。この第２現像時、現像スリーブには交番電圧に直
流のバイアス電圧を重畳して印加し反転現像を行う。こ
の直流のバイアス電圧V_Bは、第１現像によるドラム上に
トナー層の第（Ｖ）工程後のトナー像の下部の表面電位
（V₁）よりも低く、かつ、第（VI）工程において露光さ
れた、ドラムの表面電位（V₂）よりも高い値である。す
なわちV₂＜V_B＜V₁の関係に設定する。

この値の範囲内にあるように現像スリーブにバイアスを
印加すると、赤トナー現像部の電位は黒トナーT_Bを反発
するバイアスとなり、赤トナー部に対する黒トナーの混
色を防止する。この時、現像バイアスの直流成分のバイ
アス値は、V₂、V₁の範囲内の値に設定される。

また、交番電圧に関しては第２現像時には、できるだけ
高周波を印加して、現像部でのトナーをクラウドにして
現像を行うと、第２現像時のγが増大してコントラスト
の高い画像が得られる。

この場合には、スリーブ電位とドラム表面電位との間に
生じる電位差が小さい場合には、ほとんどそのドラム表
面へのトナー付与は行われず、逆にスリーブ電位とドラ
ム表面電位との差があるスレーショールド値よりも大き
い場合には完全にトナー付与が行われる。

第３図は本発明方法を実施する画像形成装置の具体例の
説明図である。第３図においてSe感光ドラム１の表面は
１次帯電器３により約＋600Vに帯電される（第１工
程）。次いで感光ドラム１はレーザービームにより、フ
ォーマットの情報に基づく第１走査露光L₁が行われる。
この走査露光L₁図示しないレーザ光源・光変調器・回転
ミラー・結像レンズにより電気信号に対応して行われる
（第II工程）。

こうして得られた第１の静電潜像を赤色の非磁性のプラ
ス極性を有する一成分絶縁性トナーT₁を有する第１の現
像器４により反転現像する（第III工程）。第１の現像
器４の現像スリーブ4₁と感光ドラムとの間隔は300μｍ
であり、またスリーブ4₁にはバイアス電圧が電極4₂にて
印加されている。このバイアス電圧は交番電圧であり、
交流分として1,500Hz・1.500Vp-p（530Vr.m.s）、直流
分として＋500Vが重畳されている。

次に感光ドラム１表面に２次帯電器６によりコロナ放電
を行う（第IV工程）。２次帯電器６のコロナ放電ワイヤ
には＋6.0KV、または２次帯電器のシールド開口部のグ
リッドワイヤに＋600Vのバイアス電圧が印加されてい
る。この２次帯電により赤トナーT₁による現像部と未露
光部は共に約＋600Vに帯電される。

次いで感光ドラム１の表面に図示しないレーザ発振器等
により電気信号に対応した走査露光L₂を行い、黒の印字
情報に基づく第２の潜像を形成する（第Ｖ工程）。

次にこの第２の潜像を黒色の磁性のプラス極性を有する
一成分磁性トナーT₂を有する第２の現像器７によりジャ
ンピング現像を行い反転現像する（第VI工程）。第２現
像器７の現像スリーブ7₁と感光ドラム１との間隔は約30
0μｍであり、スリーブ7₁には第１現像と同条件のバイ
アス電圧が電源7₂により印加されている。

この第２現像時交番電界の作用により、黒トナーはスリ
ーブとドラム間を往復運動し、走査露光L₂に応じて明部
電位は充分現像される。一方赤トナー画像部には不要な
黒トナーが付着することがなく、また赤トナーは黒トナ
ーによってかき落されることがない。走査露光L₂を受け
なかった部分にも勿論黒トナーが付着することがない。

なお２次帯電器６による帯電を行わない場合には第２現
像の位置における未露光部の感光ドラム表面電位は暗減
衰のため約＋500Vに低下し、第２現像の直流バイアス電
圧はかぶり防止のために低くせざるを得ず、結果的に黒
トナー画像のコントラストは若干低下する。一方、本発
明の２次帯電を行った場合、第２現像時のドラム表面電
位は赤トナーT₁が付着されていない部分が約＋580Vで、
赤トナーT₁が付着された部分の下部が530V程度となり走
査露光L₂による潜像コントラスト（露光部と未露光部と
の電位差）は第１現像時の走査露光L₁による潜像コント
ラストと同じになりコントラストの高い黒画像が得られ
る。

この時に、現像スリーブへ印加する直流成分は、赤色ト
ナーが付着した部分よりも低い値約＋480Vに設定されて
いる。このために第２現像では、黒色トナーは赤色トナ
ー部へ現像されることなく、かつ第２の走査露光L₂によ
り露光された部分へ現像される。このとき交流成分とし
て1700Hz〜2000Hz・1500Vp-p（530Vr.m.s）を印加して
コントラストを向上させる。

次に感光ドラム１表面に３次帯電器８により＋6.0KVの
コロナ放電を行う。３次帯電器８のシールド開口部のグ
リッドワイヤには＋600Vのバイアス電圧が印加されてい
る。この３次帯電により感光ドラム１は黒トナーT₂が付
着されていない部分が約＋600Vに、黒トナーT₂が付着さ
れた部分の下部が約＋550Vにそれぞれ帯電される。

次に感光ドラム１表面に図示しないレーザ発振器等によ
り電気信号に対応した第３の走査露光を行い、例えば青
の印字情報に基づく第３の潜像を形成する。

次にこの第３潜像を青色の非磁性のプラス極性に有する
絶縁性一成分トナーT₃を有する第３現像器によりジャン
ピング現像法を用いて反転現像する。

第３現像器９の現像スリーブ9₁と露光ドラム１との間隔
は約300μｍであり、スリーブ9₁には第１現像及び第２
現像と同じ条件のバイアス電圧が電源9₂により印加され
ている。

この第３現像により走査露光L₃に対応した部分にはコン
トラストの高い青トナー画像が得られる。一方、赤トナ
ー画像部及び黒トナー画像部には不要な青トナーが付着
することなく、また赤トナー及び黒トナーは青トナーに
よってかき落とされることがない。勿論、走査露光L₃を
受けなかった部分にも青トナーが付着することがない。

なお２次帯電及び３次帯電を行わない場合、第３現像の
位置における未露光部の感光ドラム表面電位は暗減衰の
ため約＋520Vに低下し、第３現像による青トナー画像の
コントラストが低下する。一方、本発明の２次帯電及び
３次帯電を行った場合は第３現像時のドラム表面電位は
赤トナーまたは黒トナーが付着されていない部分が約＋
580Vになり、第１の走査露光L₁及び第２の走査露光L₂に
よる潜像コントラストと同じになりコントラストの高い
青画像が得られる。

第３現像が終了すると、感光ドラム１上の赤・黒及び青
の３色トナー画像は、転写帯電器10により転写材11上に
同時に転写される。

転写後の感光ドラム表面は、交流の除電器２で除電され
た後転写されなかったトナーはブレードクリーナ12によ
りクリーニングされる。一方、転写材11上のトナーは図
示しない定着器により定着される。

上記の２次帯電及び３次帯電において帯電器６・８のシ
ールドの開口部に制御グリッドを設け、所定のバイパス
電圧を印加して帯電を行わない場合は、ドラム表面電位
の正確な制御が不可能で、各色画像の安定性が得られな
い。また未露光部に対する帯電を押え、現像部に対する
帯電を選択的に急速に行う作用が得られず、混色あるい
はかぶりが生じ易くなる。

なお上記の第２帯電及び第３帯電において、帯電器開口
部のグリッドに印加するバイアス電圧を段階的に暗部電
位側に高めると、走査露光L₁・L₂・L³による潜像コントラ
ストを段階的に大きくし、本発明の作用効果を一層高め
ることができ、混色及び画像乱れのないコントラストの
高い３色画像が得られる。

例えば第２帯電・第３帯電におけるグリッドバイアス電
圧を、それぞれ＋640V・＋700Vに設定することにより、
各帯電時の現像部及び未露光部の表面電位をほぼバイア
ス電圧付近に制御することが可能である。従って第２現
像部及び第３露光部における潜像コントラストはそれぞ
れ560V・600Vとなり、第１現像部の530Vに対し段階的に
大きくすることができる。

上記現像剤色の組合せは赤・黒・青を例示したがその他
の色と所望に選択組合せることができる。また同一色で
もよい。さらに、本発明においては上記実施例に明らか
なように、光情報は感光体上の電位を除去できればよい
ので、光情報を感光体に付与する手段としては、偏重さ
れたレーザ光の他に、LED素子をアレイ状にし、各LEDを
制御信号に応じて点滅させるものや、均一光源と液晶シ
ャッタの組合せ、あるいは原稿台やマイクロフィルム等
からなる光情報等が利用される。

なお、ここで本明細書中に記載した現像バイアスは直流
電圧のみでも直流電圧に交番電圧を重畳したものでもよ
い。ここで直流電圧成分および交番電圧成分の定義を明
確にする。

1.現像バイアスの直流電圧成分（接地電位に対する電
位）：交番電圧のｐ−ｐ（Peak to Peak）の平均値を示す正
弦波でも矩形波やパルスでもよい。

2.現像バイアスの交流電圧成分：これは、交番電圧の平均的振動を示すが、特に本発明
では、現像工程中に、スリーブ上のトナーおよびドラム
上のトナーが、それぞれ対向する面へ転移および逆転移
しないような交流電圧成分を意味する。すなわち例えば
第１の現像像に第２の現像の際の現像剤がまじらないこ
とを意味する。

また、この交流電圧成分は、特開昭56-27158号公報に記
載されているような一種のパウダークラウド現像方にお
いて、直流成分＋高周波交流電圧成分のバイアスを印加
して非接触現像を可能にするものにもあてはまる。

その他公知のパウダークラウド発生法、例えば長音波に
よりパウダークラウドを発生させ、これに現像ローラに
本発明の直流電圧の値を印加して現像してもよい。

以上、説明した様に本発明はトナーの混色を防止するこ
とができ、色にごりのない良好な画像を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ｉ）乃至第１図（Ｖ）は、従来例画像形成プロ
セスの各工程説明図、第２図（Ｉ）乃至第２図（VI）
は、本発明画像形成プロセスの各工程説明図、第３図
は、本発明を実施する画像形成装置の説明図。１は感光ドラム、３は１次帯電器、L₁は第１走査露光、
４は第１現像器、６は２次帯電器、L₂は第２走査露光、
７は第２現像器、８は３次帯電器、L₃は第３走査露光、
９は第３現像器、10は転写帯電器、4₂・7₂・9₂はバイアス
電源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真感光体に対し、帯電する工程、露
光する工程、露光部を反転現像する工程の各工程を複数
回繰り返し行なって感光体上に複数のトナー像を形成す
る電子写真方法において、第２回目以降の再帯電が行なわれた後の現像工程時、こ
れ以前に感光体に形成されたトナー像の下部の感光体表
面電位の絶対値は非画像部の感光体表面電位の絶対値よ
り小さく、且つ現像バイアス電圧の絶対値は上記トナー
像の下部の感光体表面電位の絶対値より小さく且つ露光
部の感光体表面電位の絶対値より大きいことを特徴とす
る電子写真方法。
【請求項２】上記現像バイアス電圧値は交流成分と直流
成分を有する交番電圧の直流成分のバイアス値であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電子写真
方法。
【請求項３】上記第２回目以降の現像工程は非接触現像
方法であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項に記載の電子写真方法。
【請求項４】上記現像工程は交流成分を有する現像バイ
アス電圧を使用し、第２回目以降の現像バイアス電圧の
周波数は第１回目の現像バイアス電圧の周波数より大き
いことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項又
は第３項に記載の電子写真方法。